JP3622708B2 - スクリーン印刷装置におけるペースト補給方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリーン印刷装置におけるペースト補給方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品実装工程において、基板上にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷する方法としてスクリーン印刷が用いられている。この方法は、印刷対象部位に応じてパターン孔が開孔されたマスクプレートを基板上にセットし、スキージングによりマスクプレートのパターン孔を介して基板上にペーストを印刷するものである。
【0003】
このスクリーン印刷のスキージング方法として、密閉型のスキージヘッドを用いる方法が知られている。この方法は、通常のスクリーン印刷と異なりマスクプレート上にペーストを直接供給するのではなく、内部にペーストを貯溜したスキージヘッドを用いるものである。この方法では、スキージヘッドの下面に設けられたペースト接触面をマスクプレートに当接させた状態で、スキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートのパターン孔にペースト接触面を介してペーストを順次充填させる。この密閉型のスキージヘッドにおいては、一般にペーストの供給は予めペーストが充填された専用容器によって行われ、ペーストを補給する際には新たな専用容器と交換するようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の密閉型スキージヘッドにおいては、ペーストの供給形態として専用容器を用いることに起因して、ランニングコストの上昇を招くとともに、使用済みの専用容器内に残留して使用されないまま廃棄される廃棄半田が発生して資源の無駄を生じるなどの不都合があった。このため、低コストで無駄のないペースト供給が可能なスキージヘッドを備えたスクリーン印刷装置が求められていた。
【0005】
そこで本発明は、ペーストの供給形態の制約を排し、低コストでペーストを供給できるスクリーン印刷装置におけるペースト補給方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のスクリーン印刷装置におけるペースト補給方法は、スキージヘッドをマスクプレートに対して水平方向に移動させ、昇降させる水平移動手段、昇降手段と、スキージヘッドをマスクプレートに対して押圧する押圧手段と、前記スキージヘッドに設けられ内部にペーストを収容するペースト貯溜部を有する本体部と、このペースト貯溜部内のペーストを加圧することによりペーストを下方に押し出す加圧手段と、押し出されたペーストを収容し下面に形成された開口部を介してマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し前記マスクプレートの上面に摺接する相対向した2つの摺接部とを備えたスクリーン印刷装置におけるペースト補給方法であって、マスクプレート上で前記スキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷し、ペースト貯溜部のペースト切れがセンサによって検知されてペースト切れが報知されたならば、前記本体部を前記スキージヘッドから取り外して上下反転させ、前記開口部を上面に露呈させて前記開口部から前記ペースト貯溜部内にペーストを補給するようにした。
【0009】
本発明は、ペースト貯溜部内のペーストを加圧することによりペーストを下方に押し出して印刷空間の下面に形成された開口部を介してマスクプレートの表面に接触させて印刷を行う。そしてペースト切れが生じてペーストの補給を行う時には、本体部を前記スキージヘッドから取り外して上下反転して印刷用の開口部からペースト貯溜部内にペーストを押し込んで補給する。したがってこれにより、ペースト補給のための専用容器を用いることなくペーストを補給することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図、図2は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図、図3、図4、図6は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図、図5は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷におけるスキージヘッドの動作説明図である。
【0011】
まず図1、図2を参照してスクリーン印刷装置の構造を説明する。図1、図2において、基板の位置決め部1は、図示しない移動テーブル上に基板保持部2を配設して構成されている。スクリーン印刷対象の基板3は基板保持部2のクランパ4によって保持されており、移動テーブルを駆動することにより、基板保持部2に保持された基板3は水平方向および上下方向に位置決めされる。
【0012】
位置決め部1の上方には、スクリーンマスク10が配設されている。スクリーンマスク10はホルダ11にマスクプレート12を装着して構成されており、マスクプレート12には印刷対象の基板3の印刷部位に対応したパターン孔12aが開孔されている。
【0013】
スクリーンマスク10上にはスキージヘッド13がヘッド昇降部20によって昇降自在に配設されている。ヘッド昇降部20はプレート部材21上に立設されたシリンダ22を備えている。シリンダ22のロッド22aの下端部には、結合部材15を介してスキージヘッド13が結合されている。
【0014】
シリンダ22を駆動することにより、スキージヘッド13はマスクプレート12に対して昇降するとともに、スキージヘッド13をマスクプレート12に対して押圧する。ヘッド昇降部20はスキージヘッド13をスクリーンマスク10に対して昇降させる昇降手段となっている。またシリンダ22は、スキージヘッド13をマスクプレート12に対して押圧する押圧手段となっている。
【0015】
ヘッド昇降部20のプレート部材21の下面には、両端部にスライダ23が固着されており、スライダ23はフレーム25の上面に配設されたガイドレール24にスライド自在に嵌着されている。またプレート部材21の下面にはナット26が結合されており、ナット26に螺合した送りねじ27は、モータ28によって回転駆動される。
【0016】
モータ28を駆動することにより、プレート部材21は水平移動し、したがってヘッド昇降部20に結合されたスキージヘッド13も水平移動する。スキージヘッド13を下降させた状態で、モータ28を駆動することにより、スキージヘッド13はマスクプレート12上で水平移動する。すなわち、モータ28、送りねじ27およびナット26は、スキージヘッド13をマスクプレート12上で水平移動させる水平移動手段となっている。
【0017】
スキージヘッド13の下部には、マスクプレート12の表面に当接してペーストであるクリーム半田5をパターン孔12aに充填する印刷部14が設けられている。図3を参照して印刷部14の構造を説明する。図3において、30は本体部であり、マスクプレート12の幅方向に細長形状のブロック状部材である。本体部30の長さ寸法は図2に示すように印刷対象の基板3の幅寸法をカバーするように設定される。
【0018】
本体部30には、内部にクリーム半田5を貯溜する貯溜部31(ペースト貯溜部)が着脱自在に装着される凹部30aが形成されている。貯溜部31は上下が開口した方形の枠形状となっており、内部にクリーム半田5を収容する貯溜膜部材33を備えている。貯溜膜部材33は、エラストマなどの可撓性・伸縮性に富む膜状材を下面側が開口した袋状容器に成形したものであり、貯溜部31の下端の内周に沿って設けられた固定部31a(図4(a)参照)によって貯溜部31と結合されている。貯溜膜部材33は、内部に収容するクリーム半田5の体積に応じて貯溜部31内で伸縮する。
【0019】
貯溜部31の上面の開口には内部のクリーム半田5を加圧する加圧板32が嵌入している。加圧板32は上方に配置されたシリンダ16のロッド16aと結合されており、シリンダ16を駆動することにより、加圧板32は貯溜部31内で上下動する。加圧板32を下降させることにより、内部にクリーム半田5を収容した貯溜膜部材33は上方から押圧され、クリーム半田5は加圧される。
【0020】
シリンダ16は、バルブV、レギュレータRを介してエア源18と接続されている。レギュレータRは、制御部19からの圧力設定信号に従ってシリンダ16に供給されるエアの圧力を設定できるようになっており、貯溜部31内のクリーム半田5を所定の圧力で押し下げるようになっている。シリンダ16および加圧板32はペーストであるクリーム半田5を加圧する加圧手段となっている。シリンダ16によって加圧されたクリーム半田5は、貯溜部31内で下方に移動し下面の開口から下方に押し出される。そして押し出されたクリーム半田は、本体部30の下面に配設されたスキージング部36によって囲まれた印刷空間35に到達する。
【0021】
次に図4を参照してスキージング部36および印刷空間35について説明する。スキージング部36は、本体部30の下部において周囲を閉囲する4方向の壁面より構成され、これらの壁面の内側に印刷空間35が形成される。図4(a)に示すように、スキージング部36のスキージング方向(矢印a方向)の両端には、印刷空間35の前後壁面を形成する2つの摺接部37が設けられている。印刷動作時には、印刷空間35は加圧されたクリーム半田5を収容し、印刷空間35の下面、すなわち2つの摺接部37の間に形成された開口部を介してクリーム半田5をマスクプレート12の表面に接触させる。摺接部37は、板状の掻き取り部材39と、ブロック形状の充填部材38とを組み合わせて一体的に結合した構成となっている。掻き取り部材39は、印刷空間35内に位置するマスクプレート12の上面に対して、鈍角αの接触角で摺接している。
【0022】
図4(b)に示すように、掻き取り部材39は下端部39aがマスクプレート12の上面に摺接する可撓性の板部材であり、スキージングにおいてマスクプレート12上面のクリーム半田5を掻き取る。充填部材38は、掻き取り部材39が装着される装着面38aと、この装着面38aに対して所定の角度βをなし印刷空間35内に位置するマスクプレート12の上面に対して鋭角γをなす充填面38bを有し、エラストマなどの可撓性の材質によって略方形断面のブロック形状に形成されている。充填部材38は、スキージングにおいて充填面38bによってクリーム半田5をローリング(矢印b参照)させパターン孔12a内に充填する。
【0023】
次にスキージヘッド13によるスクリーン印刷におけるクリーム半田5の補給作業について図5を参照して説明する。図5(a)において、スキージヘッド13は下降状態にあり、スキージング部36はマスクプレート12の上面に当接している。貯溜部31の貯溜膜部材33内にはクリーム半田5が収容されており、スキージング開始に際しては、クリーム半田5の押し込む動作を行う。すなわちシリンダ16を駆動して、加圧板32によって貯溜膜部材33を介して内部のクリーム半田5を加圧する。これにより、貯溜部31、印刷空間35内のクリーム半田5は下方に移動し、印刷空間35内はクリーム半田5で隙間なく充填される。
【0024】
次いでスキージングが開始される。図5(b)に示すように、スキージヘッド13をマスクプレート12上で水平移動させることにより、印刷空間35内のクリーム半田5のうち、摺接部37の前面付近に位置するクリーム半田5には充填面38b(図4(b)参照)によってローリング流動が与えられる。これにより、スキージヘッド13の移動過程において、クリーム半田5はマスクプレート12のパターン孔12a内に進入し内部を良好に充填する。
【0025】
このスキージングを反復して行う過程において、貯溜部31内のクリーム半田5は徐々に消費され、やがて図5(b)に示すようにクリーム半田5の押し込み時に加圧板32が貯溜部31の下端部まで下降するようになる。この状態を図示しないセンサによって検知することにより半田切れ報知が行われ、この半田切れ報知を承けて半田補給作業が行われる。
【0026】
すなわち本体部30を結合部材15から取り外し、図5(c)に示すように上下を反転した姿勢で、作業台(図示せず)上に載置する。これにより2つの摺接部37の間の開口部が上面に露呈される。そしてこの開口部から、ペースト状のクリーム半田5を直接補給する。すなわち、本実施の形態においては、印刷用の開口部が、貯溜部31内にクリーム半田5を補給するための補給用開口となっている。この補給作業には、クリーム半田5を吐出する供給ガンを用いて貯溜部31の内部に押し込む方法や、ヘラなどの手工具によってクリーム半田5を少量づつ順次押し込む方法など、各種の方法を用いることができる。
【0027】
そして、貯溜膜部材33が予め所定高さ位置にセットされた受け部材40に当接するまでクリーム半田5の押し込みを継続する。これにより、図5(d)に示すように、貯溜部31の貯溜膜部材33内には所定量のクリーム半田5が充填される。この補給作業の際に、貯溜膜部材33内を工具によって上下方向に撹拌しながらクリーム半田5の補給を行うことにより、特定部分のクリーム半田5が貯溜部31内に長期間残留することによる品質劣化を防止できる。
【0028】
上記説明したように、本実施の形態に示すスキージヘッド13は、従来の専用容器に予め充填されたクリーム半田を用いることなくクリーム半田の補給が行えることから、ポットによって供給されるクリーム半田をそのまま使用することができ、クリーム半田の供給形態の制約を排し、ランニングコストを大幅に低減することができる。しかも使用されないまま廃棄される残留半田の発生がなく、資源の無駄のないスクリーン印刷を実現することができる。
【0029】
なお上記実施の形態では、貯溜部31内に袋状の貯溜膜部材33を備えた例を示したが、図6に示すように、貯溜部31の内側面に直接摺接する平板形状の閉塞部材33’を設け、加圧板32によってこの閉塞部材33’を押し下げるようにしてもよい。
【0030】
【発明の効果】
本発明は、ペースト貯溜部内のペーストを加圧することによりペーストを下方に押し出して印刷を行う。そしてペースト切れが生じてペーストの補給を行う時には、本体部を前記スキージヘッドから取り外して上下反転して印刷用の開口部からペースト貯溜部内にペーストを補給するようにしているので、ペースト補給のための専用容器を用いることなくペーストを補給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図
【図2】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図
【図3】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図
【図4】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図
【図5】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷におけるスキージヘッドの動作説明図
【図6】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図
【符号の説明】
3 基板
5 クリーム半田
12 マスクプレート
12a パターン孔
13 スキージヘッド
16 シリンダ
20 ヘッド昇降部
31 貯溜部
32 加圧板
33 貯溜膜部材
35 印刷空間
36 スキージング部
Claims (1)
- スキージヘッドをマスクプレートに対して水平方向に移動させ、昇降させる水平移動手段、昇降手段と、スキージヘッドをマスクプレートに対して押圧する押圧手段と、前記スキージヘッドに設けられ内部にペーストを収容するペースト貯溜部を有する本体部と、このペースト貯溜部内のペーストを加圧することによりペーストを下方に押し出す加圧手段と、押し出されたペーストを収容し下面に形成された開口部を介してマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し前記マスクプレートの上面に摺接する相対向した2つの摺接部とを備えたスクリーン印刷装置におけるペースト補給方法であって、マスクプレート上で前記スキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷し、ペースト貯溜部のペースト切れがセンサによって検知されてペースト切れが報知されたならば、前記本体部を前記スキージヘッドから取り外して上下反転させ、前記開口部を上面に露呈させて前記開口部から前記ペースト貯溜部内にペーストを補給することを特徴とするスクリーン印刷装置におけるペースト補給方法。
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