JP2949860B2 - スクリーン自動交換印刷機 - Google Patents

スクリーン自動交換印刷機

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JP2949860B2
JP2949860B2 JP3002412A JP241291A JP2949860B2 JP 2949860 B2 JP2949860 B2 JP 2949860B2 JP 3002412 A JP3002412 A JP 3002412A JP 241291 A JP241291 A JP 241291A JP 2949860 B2 JP2949860 B2 JP 2949860B2
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照嘉 野田
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing

Landscapes

  • Screen Printers (AREA)
  • Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品の表面実装
(サーフェス・マウント・テクノロジー、以降、SMT
と略称する。)システムにおけるプリント基板へのクリ
ームはんだの印刷を行うスクリーン印刷機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、SMTシステムにおけるプリ
ント基板へのクリームはんだの印刷にはスクリーン印刷
機が使用されており、生産効率の向上を目指してプリン
ト基板の機種切り換えにともなうスクリーン印刷機の機
種切り換えを短時間で行うためにはさまざまな工夫がな
され、短時間で機種切り換えを行うための各種の提案が
なされている。
【0003】例えば、プリント基板の変更にともない、
【0004】スクリーン印刷機のプリント基板搬送用の
コンベアおよびプリント基板の保持板の幅調整を自動的
に行うことにより機種切り換え時間を短縮するもの。
(特開平1−316269号公報参照)
【0005】あらかじめ複数枚の印刷スクリーンを用意
しておき、自動的に印刷スクリーンを交換することによ
り機種切り換え時間を短縮するもの。(実開昭63−1
13644号公報参照)
【0006】などがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら先に述べ
たような従来技術のスクリーン印刷機では、
【0008】特開平1−316269号公報に示す技術
では、プリント基板搬送用のコンベアおよびプリント基
板の保持板の幅調整を自動的に行うことはできるが、印
刷スクリーンを自動交換することはできないので、機種
切り換え時における印刷スクリーンの交換に時間がかか
る。
【0009】実開昭63−113644号公報に示す技
術では、印刷スクリーンを自動交換することはできる
が、プリント基板搬送用のコンベアおよびプリント基板
の保持機構の幅調整をすることができないので、ハイブ
リッドICのような形状・大きさがほぼ一定で幅調整の
不要な基板の印刷には適しているが、プリント基板のよ
うに、機種切り換えにより形状・大きさが変化する基板
の印刷には適していない。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで先に述べた課題を
解決するために本発明は、複数のプリント基板に対応す
る複数の印刷スクリーンと基板受治具を同期して上下さ
せる上下機構と、それぞれ対応する基板受治具と印刷ス
クリーンを所定位置へ移動させる移動機構と、プリント
基板に合わせた印刷機の基板供給部および基板搬出部の
コンベアの自動幅調整機構と、画像認識によるプリント
基板と印刷スクリーンの位置決め機構および各機構にプ
リント基板のデータにもとづいたデータを出力する中央
演算装置を備えるようにスクリーン自動交換印刷機を構
成する。
【0011】
【作用】本発明によれば、スクリーン自動交換印刷機を
複数のプリント基板に対応する複数の印刷スクリーンと
基板受治具を同期して上下させる上下機構と、それぞれ
対応する基板受治具と印刷スクリーンを所定位置へ移動
させる移動機構と、プリント基板に合わせた印刷機の基
板供給部および基板搬出部の自動幅調整機構と、画像認
識によるプリント基板と印刷スクリーンの位置決め機構
および各機構にプリント基板のデータにもとづいたデー
タを出力する中央演算装置を備えるように構成すること
により、プリント基板の変更による機種切り換えにとも
ないスクリーン自動交換印刷機の基板供給部および基板
搬出部の幅調整、印刷スクリーンの交換、基板受治具の
交換を一度に自動的に行うと同時に印刷スクリーンとプ
リント基板の位置決めも自動的に行うことができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例のスクリーン自動交
換印刷機について図面を参照して説明する。
【0013】図1は本発明の一実施例のスクリーン自動
交換印刷機の各機構の配置状況を説明するためのスクリ
ーン自動交換印刷機の平面図、図2は各機構のうちの第
二のスクリーン移動機構の位置関係および作動状態を説
明するための第二のスクリーン移動機構の一部断面図、
図3は同じく基板受治具上下機構および基板受治具移動
機構の位置関係および作動状態を説明するための基板受
治具上下機構および基板受治具移動機構の側面図であ
る。
【0014】図1、図2および図3において1はスクリ
ーン自動交換印刷機、2は印刷スクリーンで、例えば、
3枚の印刷スクリーン2が図示されていないスクリーン
保持機構に保持され、同様に図示されていないが、後述
する基板上下機構と類似のスクリーン上下機構により上
下され、所望の印刷スクリーン2を後述する印刷位置へ
の搬出準備をする。3は第一のスクリーン移動機構で、
印刷スクリーン2の枠21を挟んでスクリーン保持機構よ
り搬出するためのアーム31、アーム開閉機構32、エアシ
リンダあるいはボールねじなどによる移動手段33より構
成されている。
【0015】4は印刷スクリーン2の第一の移動位置
で、下面には図示されていないが印刷スクリーン2の洗
浄機構が設けられており、必要に応じて印刷クリーン2
の下面を洗浄する。5は第二の印刷スクリーン移動機構
で、図示されていない上下機構により上下されて枠21を
挟み込む爪51(図2参照)およびエアシリンダあるいは
ボールねじなどによる移動手段52より構成されている。
【0016】6は基板受治具で、図では3枚の基板受治
具6が基板受治具保持機構7(図3参照)に保持され、
基板受治具上下機構8により印刷スクリーン上下機構
(図示せず)と同期して上下され、印刷スクリーン2と
同期した所望の基板受治具6が搬出準備される。基板受
治具上下機構8はエアシリンダ81と振れ止め82により上
下される。9は基板受治具移動機構で、アーム91、アー
ム開閉機構92、アーム上下機構93およびエアシリンダあ
るいはボールねじなどによる移動手段94より構成されて
いる。そしてアーム上下機構93はエアシリンダ931 と振
れ止め932 により上下される。
【0017】10は基板供給ブロックで、基板受治具移動
機構9により基板受治具保持機構7から供給された所望
の基板受治具6を保持するテーブル(図示せず)、プリ
ント基板(図示せず)をテーブル上の基板受治具6に供
給するための幅調整の可能な基板供給コンベア11、基板
供給位置にてプリント基板を基板受治具6に押しつけて
基板受治具6により吸着保持の補助をするための吸着補
助機構(図示せず)により構成されている。
【0018】12は印刷スクリーン2とプリント基板の位
置決めを行うための位置決め信号を出力する画像認識用
のビデオカメラユニットで、ビデオカメラユニット12内
に図のY軸方向にビデオカメラ(図示せず)を移動さ
せ、画像認識したパターンのY軸方向の位置データを出
力するためにステッピングモータにより駆動されるY軸
移動機構(図示せず)とビデオカメラユニット12のX軸
方向の移動およびX軸方向の位置データを出力するため
にやはりステッピングモータにより駆動されるX軸移動
機構121 により構成される。
【0019】13はプリント基板をテーブルごと後述する
印刷位置と基板搬出ブロックへ移動させるテーブル移動
機構で、エアシリンダ131 とフック132 により構成され
ている。
【0020】14は印刷位置で、ここには従来よりクリー
ムはんだ印刷に使用されているクリームはんだディスペ
ンサとスキージの組合せにより構成される印刷ヘッド
(図示せず)および印刷スクリーン2のX、Y、θ方向
の位置を修正するための位置修正機構15(151 、152 、
153 )が備えつけられている。
【0021】16は基板搬出ブロックに設けられた幅調整
の可能な基板搬出コンベアで、印刷位置14でプリント基
板へのクリームはんだの印刷が終了したプリント基板を
次工程へ搬出する。
【0022】なお、図示されてはいないが、本発明の一
実施例のスクリーン自動交換印刷機1の制御盤内には中
央演算装置が設けられ、各種の操作の制御および必要な
データの出力を行う。また、中央演算装置内の記憶手段
には印刷される3種類のプリント基板の印刷に関する各
種のデータ、例えば、印刷スクリーン1および基板受治
具6の選択、基板供給コンベア11および基板搬出コンベ
ア16の調整幅のデータなどが入力されている。
【0023】本発明の一実施例のスクリーン自動交換印
刷機1の作動について以下に説明する。
【0024】まず、当日印刷する3種類のプリント基板
に合わせた3枚の印刷スクリーン1と3枚の基板受治具
6をスクリーン保持機構と基板受治具保持機構7に順序
を合わせてセットする。つぎに、当日印刷するプリント
基板の印刷順と印刷枚数などの必要なデータを、制御盤
を操作して中央演算装置に入力する。そして、中央演算
装置によるプリント基板に必要な制御およびデータの出
力ができるように準備する。
【0025】スクリーン自動交換印刷機1を起動する
と、まず、中央演算装置に制御されたスクリーン上下機
構が上下して、印刷するプリント基板に合った印刷スク
リーン2の搬出準備がなされる。同時に、基板受治具上
下機構8もスクリーン上下機構と同期して上下し、印刷
するプリント基板に合った基板受治具6の搬出準備がな
される。つぎに、第一のスクリーン移動機構3および第
二のクリーン移動機構により印刷スクリーン2が、スク
リーン保持機構から第一の移動位置4を経由して印刷位
置14へ移動させられる。そして、基板受治具移動機構9
により基板受治具6が基板受治具保持機構7から基板供
給ブロック10のテーブル上へ移動させられる。また、中
央演算装置は入力されているプリント基板の幅のデータ
をもとに基板供給コンベア11と基板搬出コンベア16の幅
を制御して印刷準備が完了する。
【0026】図1には図示されていないがスクリーン自
動交換印刷機1の前後には、クリームはんだを印刷する
プリント基板を多数保持したローダと、クリームはんだ
が印刷されたプリント基板を多数保持するアンローダが
セットされている。そして、ローダからプリント基板が
1枚基板供給コンベア11へ供給され、基板供給コンベア
11により搬送されて図示されていないストッパにより規
定の位置で止められて、図示されていない吸着補助機構
により基板受治具6に押しつけられて吸着される。
【0027】このとき、ビデオカメラユニット12はX軸
移動機構121により印刷位置14へ移動させられており、
印刷位置14でY軸移動機構とX軸移動機構121 のステッ
ピングモータの回転により移動させられて、印刷スクリ
ーン2上に設けられた2個の位置マークを画像認識し、
それぞれの位置マークの位置データをステッピングモー
タのステッピング数のデータとして出力し中央演算装置
に入力する。そして、ビデオカメラユニット12のX軸移
動機構によりプリント基板上に移動し、印刷位置14のと
きと同様にプリント基板上に設けられた位置マークの位
置データを中央演算装置に入力する。
【0028】中央演算装置はプリント基板の位置データ
をもとに、プリント基板が印刷位置14に搬送されたとき
の位置データを算出し、印刷位置14における印刷スクリ
ーン2の位置データとの差を求め、各データの差が0に
なるように印刷位置14にある印刷スクリーン2を位置修
正機構15(151 、152 、153 )を制御して、印刷スクリ
ーン2の位置を印刷位置14におけるプリント基板の位置
と一致するように修正する。すなわち、位置修正機構15
1 と152 を同量移動することによりX値を、位置修正機
構151 と152 に差をもたせて移動することによりθ値
を、位置修正機構153 を移動することによりY値を修正
することができる。なお、位置修正機構15(151 、152
、153 )は必要に応じてそれぞれ単独でも同時にでも
移動して位置修正をすることができる。
【0029】印刷位置14における印刷スクリーン2の位
置修正が完了すると、プリント基板がテーブル移動機構
13により印刷位置14へ移動させられ、印刷ヘッドにより
印刷が行われる。印刷が完了したプリント基板は、基板
受治具6による吸着が解除され基板搬出コンベア16によ
り搬出され、先に述べたアンローダにより保持される。
【0030】印刷スクリーン2はプリント基板のクリー
ムはんだ印刷によりクリームはんだが印刷スクリーン2
の下面までにじみこんで付着し、プリント基板の印刷品
質の低下の原因となる。そこで、印刷スクリーン2の下
面の洗浄が必要になってくる。洗浄回数は印刷精度の要
求により異なるが、必要に応じて中央演算装置に入力さ
れているプリント基板のデータにより第二のスクリーン
移動機構5により印刷スクリーン2が第一のスクリーン
移動位置4へ移動して図示されていない洗浄機構により
印刷スクリーン2の下面の洗浄が行われる。
【0031】本発明のスクリーン自動交換印刷機1に使
用されるビデオカメラユニット12による印刷位置14での
印刷スクリーン2の画像認識による位置データの収集
は、印刷スクリーン2の交換ごとに1度だけでよく、後
はプリント基板の供給ごとにプリント基板の位置データ
を収集し、前回の位置修正機構15の移動データをもとに
今回の位置修正機構15の移動量を決定すればよい。
【0032】本発明では、スクリーン自動交換印刷機1
に収容される印刷スクリーン2および基板受治具6をそ
れぞれ3枚で説明してきたが、スクリーン保持機構、ス
クリーン上下機構、基板受治具保持機構7および基板受
治具上下機構8を変更することにより3枚に限定される
ことなくもっと多くの印刷スクリーン2および基板受治
具6を収容することも可能であり、多種類のプリント基
板の混合生産にも対応することが可能となる。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、スクリーン自動交換印
刷機を複数のプリント基板に対応する複数の印刷スクリ
ーンと基板受治具を同期して上下させる上下機構と、そ
れぞれ対応する基板受治具と印刷スクリーンを所定位置
へ移動させる移動機構と、プリント基板に合わせた印刷
機の自動幅調整機構と、画像認識によるプリント基板と
印刷スクリーンの位置決め機構および各機構にプリント
基板のデータにもとづいたデータを出力する中央演算装
置を備えるように構成することにより、プリント基板の
変更による機種切り換えにともないスクリーン自動交換
印刷機の幅調整、印刷スクリーンの交換、基板受治具の
交換を一度に自動的に行うと同時に印刷スクリーンとプ
リント基板の位置決めも自動的に行うことができ、以下
に説明するような各種の効果を得ることが出来る。
【0034】混合生産が自動化されるので、オペレータ
が段取り替えを行う必要がなく、省人化が可能となる。
【0035】混合生産が自動化されるので、段取り替え
時のマシンストップがなく、生産効率を向上することが
できる。
【0036】印刷スクリーンとプリント基板の位置決め
も自動的に行うことができ、位置決め精度が上がるので
マウント済み基板の品質を向上することができる。
【0037】
【図面の簡単な説明】
【図1】スクリーン自動交換印刷機のの平面図。
【図2】第二のスクリーン移動機構の一部断面図。
【図3】基板受治具上下機構および基板受治具移動機構
の側面図である。
【符号の説明】
1 スクリーン自動交換印刷機 2 印刷スクリーン 3 第一のスクリーン移動機構 4 第一の移動位置 5 第二のスクリーン移動機構 6 基板受治具 7 基板受治具保持機構 8 基板受治具上下機構 9 基板受治具移動機構 10 基板供給ブロック 11 基板供給コンベア 12 ビデオカメラユニット 13 テーブル移動機構 14 印刷位置 15 位置修正機構 16 基板搬出コンベア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41F 15/08 B41F 15/26 B41F 15/36 B41F 15/14

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数種類のプリント基板に対応して設け
    られた複数種類の印刷スクリーンを保持するスクリーン
    保持機構と、該スクリーン保持機構を上下させ、使用す
    べき印刷スクリーンを所定の位置に保つスクリーン上下
    機構と、前記スクリーン保持機構の所定の位置の前記印
    刷スクリーンを保持して第一の移動位置まで移動するた
    めの第一のスクリーン移動機構と、前記第一の移動位置
    にて前記印刷スクリーンの下面を洗浄するための洗浄機
    構と、前記第一の移動位置にある前記印刷スクリーンを
    印刷位置へ移動するための第二のスクリーン移動機構
    と、前記複数種類のプリント基板に対応して設けられた
    複数種類の基板受治具を保持する基板受治具保持機構
    と、該基板受治具保持機構を前記印刷スクリーン上下機
    構と同期して上下させ、使用すべき基板受治具を所定の
    位置に保つ基板受治具上下機構と、前記基板受治具保持
    機構の所定の位置の前記基板受治具を保持して基板供給
    位置まで移動するための基板受治具移動機構と、前記基
    板供給位置にて基板受治具を保持するテーブルと、前記
    基板供給位置のテーブルに保持された基板受治具にプリ
    ント基板を供給する自動幅調整機構を備えた基板供給部
    と、前記印刷位置の後部に設けられ、前記基板受治具か
    らプリント基板を搬出する自動幅調整機構を備えた基板
    搬出部と、前記基板供給位置にてプリント基板を前記基
    板受治具に押しつけて吸着保持の補助をするための吸着
    補助機構と、前記印刷位置にてプリント基板にクリーム
    はんだを印刷する印刷ヘッドと、印刷位置と基板供給位
    置間を移動して印刷スクリーンに設けられた位置決めパ
    ターンとプリント基板に設けられた位置決めパターンを
    画像認識するためのカメラと、前記印刷位置にて印刷ス
    クリーンの位置を修正する位置修正機構と、前記プリン
    ト基板のデータにもとづき前記スクリーン上下機構およ
    び前記基板受治具上下機構に上下位置データを出力し、
    基板供給部および基板搬出部の自動幅調整機構に幅調整
    データを出力し、前記カメラにより画像認識された印刷
    スクリーンおよびプリント基板のパターンデータにもと
    づき位置修正機構に位置修正データを出力する中央演算
    装置と、前記テーブルを基板供給部から印刷位置および
    基板搬出部まで搬送するテーブル移動機構より構成され
    たことを特徴とするスクリーン自動交換印刷機。
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