JP2614974B2 - スクリーン印刷機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半田ペーストなどをス
クリーンマスクを介して基板に印刷するスクリーン印刷
機に係り、とくに、小型でかつ高い印刷精度を得るのに
好適なスクリーン印刷機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクリーン印刷機においては、た
とえば、特開昭５９−９９７号公報に記載されているよ
うに、テーブルで基板を載置して搬送し、カメラが設置
された位置で前記カメラで撮像された画像に基いて基板
の位置決めを行い、その後、基板をマスクが設置された
位置まで搬送して基板にマスクのパターン印刷を行う。
印刷後は、基板を搬出し、新たな基板をテーブルに載置
して、以下上記動作を繰返すものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、カ
メラが設置された位置決めステーションとマスクが設置
された印刷ステーションが並べて配置され、基板を載置
したテーブルが両ステーションの間で往復移動されてい
る。その理由は、マスクは版枠に固定されており、版枠
は印刷精度上から印刷位置すなわち印刷ステーションに
固定するという固定観念となっていたためであり、その
ため、基板の位置決めは、カメラの視野の妨げになるマ
スクのない位置で行い、位置決め後、テーブルで基板を
マスクとスキージのある印刷ステーションまで搬送し印
刷を行なっていた。

【０００４】基板は位置決めステーションで位置決めさ
れても印刷ステーションに水平移動されるために、テー
ブルの起動、停止の衝撃により基板のずれが発生し、そ
の結果、基板とマスクの間に位置ずれを生じて印刷精度
が低下する問題があった。

【０００５】そこで、特開平１−９９２８６号公報や実
願昭６０−１０７６８号（実開昭６ １−１２８０２９号
公報）のマイクロフィルムに記載のスクリーン印刷機が
出願された。 前者は、基板（１）の搬送手段（２）、
（５）の搬送経路に上記基板（１）を載置するテーブル
（６）を設けて、該テーブル（６）上の基板（１）とス
クリーンマスク（９）の位置合せを、搬送経路上方に設
けたカメラ（７）、（７）を用いて行い、基板（１）に
ペーストを塗布する印刷手段及びスクリーンマスク
（９）を、テーブル（６）の上方に固定して設けたもの
であって、位置合せ後基板（１）を印刷手段まで上昇さ
せる。 後者は、テーブル（２）上の被印刷部（７）の位
置決めを行っている間は、印刷手段及びスクリーン
（６）をテーブル（２）の上側方位置に退避させ、印刷
時に印刷手段及びスクリーン（６）をテーブル（２）の
上方に移動するものである。

【０００６】ところが、前者は、スキージ（１０）が直
動アクチュエータ（１１）の駆動軸の端部に中央一点支
持されている。また、後者は、スキージ（４）の一端が
スクリーン保持枠（１）に片持支持されている。 このた
めに、両者においては、スキージ（１０）、（４）とス
クリーンマスク（９）、（６）との平行度に問題があ
る。

【０００７】本発明の目的は、高精度の印刷を可能とす
る小型のスクリーン印刷機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、基板を搬送する搬送手段と、前記搬送
手段の搬送経路の下方に設けられ、昇降手段を備えたＸ
Ｙθテーブルであって、前記昇降手段により前記基板
を、前記搬送手段の前記搬送経路とこの搬送経路よりも
上方に位置する位置決めステーションを兼ねた印刷ステ
ーションとの間において昇降させるＸＹθテーブルと、
前記位置決めステーションを兼ねた印刷ステーションの
上方に設けられ、前記位置決めステーションを兼ねた印
刷ステーションまで上昇した前記ＸＹθテーブル上の前
記基板の画像を撮像するカメラと、前記カメラにより撮
像された前記ＸＹθテーブル上の前記基板の画像に基づ
いて前記ＸＹθテーブルを微小移動させて前記ＸＹθテ
ーブル上の前記基板を位置決めする画像処理手段と、前
記位置決めステーションを兼ねた印刷ステーションに対
して前記搬送手段の搬送経路と交差するＹ方向に位置す
る退避ステーションと前記位置決めステーションを兼ね
た印刷ステーションとの間を往復移動可能に設けられ、
前記位置決めステーションを兼ねた印刷ステーションま
で上昇した前記ＸＹθテーブル上の前記基板にスクリー
ンマスクを介してペーストをスキージで塗付する印刷手
段と、を備え、前記印刷手段は、前記カメラの下方位置
に設置され、前記スクリーンマスクを有する版枠と、前
記スキージを垂下支持したスキージヘッドと、前記版枠
及び前記スキージヘッドを前記位置決めステーションを
兼ねた印刷ステーションと前記退避ステーションとの間
を移動させると共に、前記スキージヘッドを前記搬送手
段の搬送経路と交差する前記Ｙ方向に移動させる移動手
段と、前記スキージヘッドの両端を前記カメラの視野外
において下側から支持して該スキージヘッドを昇降させ
て印刷時に前記スキージを前記スクリーンマスクに当接
させる昇降手段と、を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によれば、印刷手段やスクリーンマスク
がテーブルに載置された基板のところに移動され、基板
は水平に移動されることはない。そのために、位置決め
ステーションで位置決めされてから、テーブル上で基板
を横方向にずらす力が作用しないので、基板とマスクの
間の位置ずれは解消され、高精度で基板上にペーストを
塗布できる。

【００１０】また、スキージヘッドは両端が下側から昇
降手段により昇降可能に支持されているので、このスキ
ージヘッドを介してスキージとスクリーンマスクとの平
行度が高精度に維持できるので、基板に均一で高精度な
印刷が得られる。

【００１１】さらに、スキージはスキージヘッドに垂下
支持され、スキージヘッドはその両端を下側から支持さ
れているので、スキージヘッドの上側は平坦になり、ス
キージヘッドの上方のカメラ側には突出するものが無
い。このために、スキージヘッドが位置決めステーショ
ンを兼ねた印刷ステーションと退避ステーションとの間
を移動する時に、カメラがスキージヘッドの移動の邪魔
にならない。その結果、カメラの下端とスキージヘッド
の上端との間の間隔を狭くすることが可能であり、その
分高さ方向において装置の小型化が得られる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を示す図１乃至図６
について説明する。図１は、本発明によるスクリーン印
刷機を示す部分断面斜視図、図２は、図１に示す位置決
めステーションを兼ねた印刷ステーションおよび退避ス
テーションの概略平面図、図３は、図２のＢ−Ｂ矢視概
略縦断面図である。

【００１３】図１乃至図３に示すように、スクリーン印
刷機１００は、凾体１と該凾体１内に設置され、基板２
をＸ方向に搬送する搬送手段３と、該搬送手段３の搬送
経路の下方位置にＸＹθテーブル７とを設けており、該
ＸＹθテーブル７の上方位置には、位置決めステーショ
ンを兼ねた印刷ステーション２００を設けるとともに、
該印刷ステーション２００に対し、前記搬送手段３の搬
送方向と直角な方向に退避ステーション３００を設置し
ている。また、上記印刷ステーション２００の上方位置
には、基板２を位置決めする位置決めの手段４を設け、
該位置決め手段４の下方位置には、基板２に印刷する印
刷手段５を設けている。

【００１４】上記搬送手段３は、凾体１内を水平Ｘ方向
に貫通し、図示しない駆動手段により基板２をＸ方向に
搬送するコンベア６を設けている。上記ＸＹθテーブル
７は、コンベア６から基板２を受取る基板受台７１と、
該基板受台７１を介して基板２をＸ方向、Ｙ方向、θ方
向に微小移動させるＸＹθテーブル７２と、上記基板受
台７１の軸部７１１に接続し、上記基板受台７１を介し
て基板２を昇降させる昇降手段７３とを設けている。な
お、上記基板受台７１の軸部７１１下面は、昇降手段７
３の対接面と水平方向に移動自在に対接している。上記
位置決め手段４は、上記基板受台７１上に載置されて印
刷ステーション２００に達した基板２の位置を撮像する
ＣＣＤカメラ８と、該ＣＣＤカメラ８をＸＹ方向に移動
するカメラ駆動手段９と、上記ＣＣＤカメラによる撮像
結果に基いてＸＹθテーブル７を微小移動させる画像処
理手段１０を備えている。上記カメラ駆動手段９は、凾
体１に設置され、ＣＣＤカメラ８をＸ方向に移動させる
カメラＸ方向移動手段９１と、該カメラＸ方向移動手段
９１上に設置され、ＣＣＤカメラ８をＹ方向に移動させ
るカメラＹ方向移動手段９２とを備えている。

【００１５】上記印刷手段５は、図１に示すように、Ｃ
ＣＤカメラ８の下方位置に設置され、印刷ステーション
２００と，退避ステーション３００との間に亘って凾体
１に設置されたガイド３１を備えている。またガイド３
１には、Ｙ方向に摺動自在に支持され、スクリーンマス
ク３２を有する版枠３３と、該版枠３３に対してクラッ
チ（図示せず）を介して一体に固定したり、離間したり
するスキージヘッド３４と、該スキージヘッド３４を版
枠３３と同時にもしくは別個に該ガイド３１に沿って移
動させるための移動手段３５と、を備えている。この移
動手段３５は、凾体１に設置されたサーボモータ（図示
せず）と、そのサーボモータで回転されるボールねじ３
５０と、そのボールねじ３５０に螺合するナット部３５
１とからなる。また、スキージヘッド３４は、スキージ
３６を垂下支持するとともに、両持梁支持を構成するた
め、両端部はＣＣＤカメラ８の視野範囲外で２個の昇降
手段３７にて下側から支持されている。すなわち、図３
に示されるように、移動手段３５のナット部３５１に２
個の昇降手段３７が取り付けられ、各昇降手段３７でス
キージヘッド３４の両端が両持梁支持構成になってい
る。従って、移動手段３５のボールねじ３５０が回転す
ると、ナット部３５１によってスキージヘッド３４は版
枠３３と同時にもしくは別個にガイド３１に沿って移動
する。

【００１６】つぎに、図４乃至図６により動作について
説明する。図４乃至図６は、図２のＣ−Ｃ矢視横断面図
にして、図４は、搬送工程、図５は、位置合せ工程、図
６は、印刷工程を示す。

【００１７】図４に示すように、基板２は、コンベア６
によって搬送され、ＸＹθテーブル７の上方位置に達し
たとき、停止する。このとき、印刷手段５のスクリーン
マスク３２と、版枠３３と、スキージヘッド３４は、図
１に示す位置すなわち退避ステーション３００に退避し
ている。また、スクリーンマスク３２は、版枠３３に正
確に支持されている。

【００１８】この状態でＸＹθテーブル７の昇降手段７
３が駆動し、基板受台７１が上昇すると、図５に示すよ
うに、コンベア６上の基板２を基板受台７１が受取る。
さらに、昇降手段７３により基板受台７１が上昇して基
板２の上面が位置決めステーションを兼ねた印刷ステー
ションの位置まで達すると、基板受台７１の上昇移動が
停止する。

【００１９】ついで、ＣＣＤカメラ８で基板２上の位置
合せマークを撮像して画像処理手段１０に入力する。画
像処理手段１０では、読取った画像と、基準位置とのず
れを演算処理をするとともに、演算結果に基いてＸＹθ
テーブル７に駆動信号を送って基板２を微小移動して位
置合せ（位置決め）する。

【００２０】基板２の位置合せ（位置決め）が終了する
と、スクリーンマスク３２を備えた版枠３３と、スキー
ジ３６を備えたスキージヘッド３４をクラッチにて一体
に固定した状態で移動手段３５により、退避ステーショ
ン３００からガイド３１にそうて印刷ステーション２０
０に搬送される。このとき、軽量な版枠３３およびスキ
ージヘッド３４などが移動されるので、高速度で搬送す
ることができ、しかも、軽量であるから、搬送にともな
って発生する慣性力も小さいので、版枠３３およびスキ
ージヘッド３４などが、印刷ステーション２００の所定
位置に停止することができる。また、軽量であり、とく
にスキージヘッド３４は両持梁支持構成であるから、支
持構成の軽量化を図ることができる。ついで昇降手段３
７によりスキージヘッド３４のスキージ３６が、スクリ
ーンマスク３２に当接する位置まで降下させる。しかる
のち、図６に示すように、移動手段３５によりスクリー
ンマスク３２が基板２に当接するようにスキージ３６を
スクリーンマスク３２上を移動させ、このスキージ３６
の移動に当ってはスクリーンマスク３２との摩擦でスク
リーンマスク３２が移動しないように版枠３３を適宜な
手段で凾体１に固定しておいて、スクリーンマスク３２
上の半田ペースト３８をスキージ３６で押してスクリー
ンマスク３２に設けた開孔（図示せず）を通して基板２
に半田ペースト３８を塗布する。

【００２１】このようにして印刷が終了すると、昇降手
段３７によりスキージヘッド３４を上昇させてスクリー
ンマスク３２から離間するとともに、版枠３３と、スキ
ージヘッド３４をクラッチを介して一体に固定する。し
かるのち、移動手段３５により、版枠３３とスキージヘ
ッド３４を同時に印刷ステーション２００からガイド３
１に沿って退避ステーション３００に移動させる。一
方、昇降手段７３を上記と逆方向に駆動して基板受台７
１を下降させ、該基板受台７１上の基板２のコンベア６
に受渡したのち、コンベア６により基板２を搬出する。

【００２２】以上説明したように、本実施例において
は、基板は、搬送手段の搬送経路上にあってＸＹθテー
ブル７により上下方向に移動するのみで、重いＸＹθテ
ーブル７と共に水平方向に移動することがなく、昇降手
段７３による基板２の垂直方向の移動には、基板受部７
１と軸部７１などは軽量であるから時間がかからず、ま
た、スクリーンマスク３２を移動させているが、これら
は軽量であるから慣性力が小さいので、速く移動させて
も所定位置に正確に停止させることができ、基板２とス
クリーンマスク３２との位置ずれは発生せず、基板を移
動するのに必要な時間が短縮することができ、これによ
って単位時間当りの基板の生産台数を増加することがで
きる。また、版枠３３、スキージ３４などの退避と並行
させて印刷済みの基板２の搬出を行うことによっても各
基板２毎の処理時間を短縮し、単位時間当りの生産台数
を増加させることができる。

【００２３】また、スキージヘッド３４は両端が下側か
ら昇降手段３７により昇降可能に支持されているので、
このスキージヘッド３４を介してスキージ３６とスクリ
ーンマスク３２との平行度が高精度に維持できるので、
印刷時ににじみやかすれを生じること無く、基板２に均
一で高精度な印刷が得られる。

【００２４】さらに、スキージ３６はスキージヘッド３
４に垂下支持されており、またスキージ３６のスクリー
ンマスク３２への当接はスキージヘッド３４をカメラ８
の視野外で下側から支持する昇降手段３７により行って
おり、カメラ８の視野内のスキージヘッド３４の上側に
スキージ３６を支持する部材が無いので、カメラ８の視
野内ではスキージヘッド３４の上側は平坦になり、スキ
ージヘッド３４の上方のカメラ８側には突出するものが
無い。このために、スキージヘッド３４が印刷ステーシ
ョン２００と退避ステーション３００との間を移動する
時に、カメラ８がスキージヘッド３４の移動の邪魔にな
らない。従って、カメラ８とスキージヘッド３４とを極
力近づけることが可能であり、その分高さ方向で装置の
小型化が得られる。

【００２５】また各移動手段および昇降手段による移動
は、たとえば光学センサ、リミットスイッチなどによっ
て検出するとともに、つぎの動作手段に移動状況を伝達
することができるので、すべての移動手段および昇降手
段ならびに各手段の動作をシーケンス化して、これをマ
イクロプロセッサなどにより全動作を自動化することが
できる。また、凾体１にカメラ８のモニタテレビを設け
たり、操作パネルを設けて手動で各動作を行わさせるこ
ともできる。

【００２６】さらに、スクリーンマスクに位置合せ用マ
ークを設け、該マークをカメラで撮像するとともに画像
処理手段で撮像した画像を演算し、演算結果得られたマ
ークを基準マークとして基板の位置合せマークと照合す
るようにしても良い。この場合には、一旦スクリーンマ
スクの位置合せマークを画像処理手段が読込んでしまえ
ば、その後は、搬送されている基板の位置合せマークを
順次読取るのみで良く、単位時間当りの生産枚数を増加
することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、装置は高さ方向で小型化され、テーブル上
で横方向に基板をずらす力が作用しないので、基板とマ
スクの間の位置ずれは解消され、高精度で基板上にペー
ストを塗布印刷することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスクリーン印刷機を示す部分断面
斜視図である。

【図２】図１に示す印刷ステーションおよび退避ステー
ションの概略平面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ矢視概略縦断面図である。

【図４】搬送工程を示す図である。

【図５】位置決め工程を示す図である。

【図６】印刷工程を示す図である。

【符号の説明】 １…凾体、２…基板、３…搬送手段、４…位置決め手
段、５…印刷手段、６…コンベア、７…ＸＹθテーブ
ル、８…ＣＣＤカメラ、９…カメラ駆動手段、１０…画
像処理手段、３１…ガイド、３２…スクリーンマスク、
３３…版枠、３４…スキージヘッド、３５…移動手段、
３６…スキージ、３７…昇降手段、３８…ペースト、１
００…スクリーン印刷機、２００…印刷ステーション、
３００…退避ステーション。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を搬送する搬送手段と、 前記搬送手段の搬送経路の下方に設けられ、昇降手段を
   備えたＸＹθテーブルであって、前記昇降手段により前
   記基板を、前記搬送手段の前記搬送経路とこの搬送経路
   よりも上方に位置する位置決めステーションを兼ねた印
   刷ステーションとの間において昇降させるＸＹθテーブ
   ルと、 前記位置決めステーションを兼ねた印刷ステーションの
   上方に設けられ、前記位置決めステーションを兼ねた印
   刷ステーションまで上昇した前記ＸＹθテーブル上の前
   記基板の画像を撮像するカメラと、 前記カメラにより撮像された前記ＸＹθテーブル上の前
   記基板の画像に基づいて前記ＸＹθテーブルを微小移動
   させて前記ＸＹθテーブル上の前記基板を位置決めする
   画像処理手段と、 前記位置決めステーションを兼ねた印刷ステーションに
   対して前記搬送手段の搬送経路と交差するＹ方向に位置
   する退避ステーションと前記位置決めステーションを兼
   ねた印刷ステーションとの間を往復移動可能に設けら
   れ、前記位置決めステーションを兼ねた印刷ステーショ
   ンまで上昇した前記ＸＹθテーブル上の前記基板にスク
   リーンマスクを介してペーストをスキージで塗付する印
   刷手段と、を備え、 前記印刷手段は、前記カメラの下方位置に設置され、前
   記スクリーンマスクを有する版枠と、前記スキージを垂
   下支持したスキージヘッドと、前記版枠及び前記スキー
   ジヘッドを前記位置決めステーションを兼ねた印刷ステ
   ーションと前記退避ステーションとの間を移動させると
   共に、前記スキージヘッドを前記搬送手段の搬送経路と
   交差する前記Ｙ方向に移動させる移動手段と、前記スキ
   ージヘッドの両端を前記カメラの視野外において下側か
   ら支持して該スキージヘッドを昇降させて印刷時に前記
   スキージを前記スクリーンマスクに当接させる昇降手段
   と、を設けたことを特徴とするスクリーン印刷機。