JP3685008B2 - スクリーン印刷装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【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、スキージヘッド内のペーストを加圧することにより、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が押し込まれる。そしてスキージヘッドをマスクプレート上で摺動させることにより、各パターン孔に順次ペーストを充填する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の密閉型のスキージヘッドを用いたスクリーン印刷には、以下に述べるような問題点があった。密閉型のスキージヘッドでは、スクリーンマスク上に直接ペーストを供給する従来の印刷方法と異なり、ペーストはスキージヘッド内に供給される。このため、印刷作業を長時間停止した場合やペーストの品種を変更する必要がある場合などには、スキージヘッド内からペーストを除去する清掃作業を行う必要がある。しかしながら、従来の密閉型スキージヘッドではこの清掃作業やその他の保守作業に際して、ペースト補給用の開口を開放した状態でこれら作業を行う必要があり、作業性が悪く適切な作業を効率よく行うことが困難であるという問題点がった。
【0005】
そこで本発明は、内部清掃などの保守作業の作業性に優れたスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。
【0006】
【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は、マスクプレート上でスキージヘッドを摺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するスクリーン印刷装置であって、前記スキージヘッドは、ペーストを貯溜するペースト貯溜部と、このペースト貯溜部の底面に設けられ開口部を有する押し出し板と、この押し出し板に当接して押し出し板の前記開口部に対応する位置に開口部を有する付着防止板と、このペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧されたペーストを収容し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下端部が前記マスクプレートの表面に当接する2つの掻き取り部とを備え、前記ペースト貯溜部を含むスキージヘッドの上部の側面にピンが設けられたヒンジプレートを固着し、前記印刷空間を含む下部の側面に上部が開放されたピン溝が設けられたヒンジプレートを固着することにより、スキージヘッドの上部は下部から分離可能な構造となっている。
【0007】
本発明によれば、内部にペーストを貯溜する密閉型のスキージヘッドにおいて、ペースト貯溜部を含む上部を印刷空間を含む下部から分離可能な構造とすることにより、内部清掃などの保守作業において上部のみを分離して取り出すことができ、保守作業の作業性を向上させることができる。
【0008】
【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4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側面図、図5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斜視図、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側面図である。
【0009】
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、図示しない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。
【0010】
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。
【0011】
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を備えており、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。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。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。
【0012】
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。
【0013】
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移動手段となっている。
【0014】
スキージヘッド13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。印刷部14は図1に示すように、上部14Aと下部14Bとに分割されており、上部14Aと下部14Bは図3に示すように、それぞれマスクプレート12の幅方向に細長形状のブロック状部材である本体上部30A、本体下部30Bを備えている。本体上部30A、本体下部30B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ており、本体上部30A、本体下部30Bは、ヒンジ部17によって開閉自在に結合されている。
【0015】
本体上部30Aには、クリーム半田5が貯溜されたカートリッジ31が着脱自在に装着される凹部30aが形成されている。カートリッジ31は予め所定量のクリーム半田5が貯溜されたクリーム半田5の貯溜部(ペースト貯溜部)となっており、印刷時に本体上部30Aに装着される。カートリッジ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はカートリッジ31内で上下動するようになっている。
【0016】
また、カートリッジ31の底面はクリーム半田5の押し出し板31aとなっており、押し出し板31aには多数の開口部31bが設けられている。加圧板32をシリンダ16で下方に押圧することにより、カートリッジ31内のクリーム半田5は加圧され、押し出し板31aの開口部31bを介して下方に押し出される。シリンダ16および加圧板32はクリーム半田5を加圧する加圧手段となっている。
【0017】
本体下部30Bには、カートリッジ31の内部と連通する全体開口部30bが設けられており、全体開口部30bの上部にはカートリッジ31の底面の押し出し板31aに当接して付着防止板33が設けられている。付着防止板33には、押し出し板31aの開口部31bに対応する位置に円形の開口部33aが設けられている(図5も参照)。付着防止板33は、カートリッジ31から下方に押し出されたクリーム半田5が、カートリッジ31の底面、すなわち押し出し板31a下面の開口部31b以外の部位に付着するのを防止する。
【0018】
本体下部30Bの全体開口部30bの底部には、カートリッジ31の押し出し板31aと同様に多数の開口部34aが設けられた絞り板34が装着されている。シリンダ16によってクリーム半田5が押し出される際には、押し出し板31aおよび付着防止板33の開口部31b,33aと絞り板34の開口部34aを3段階に通過して下方に移動する。そして押し出されたクリーム半田5は、本体下部30Bの下方に形成された空間、すなわち本体下部30Bの下面に内側斜め方向に配設された2枚の掻き取り部36A,36Bと本体下部30Bの下面とによって囲まれた印刷空間35に到達する。
【0019】
掻き取り部36A,36Bは、印刷空間35のスキージング方向の前後壁を形成し、スキージヘッド13を下降させた状態では掻き取り部36A,36Bの下端部がマスクプレート12の表面に当接する。印刷動作時には、この印刷空間35は加圧されたクリーム半田5を収容し、掻き取り部36A,36Bの間の印刷面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。
【0020】
加圧板32を押し下げてカートリッジ31内のクリーム半田5を加圧することにより、クリーム半田5は押し出し板31a、付着防止板33、絞り板34を通過して印刷空間35内まで移動する。このクリーム半田5の移動経路の途中は、多数の小さい開口部31b,33a,34aによって断面積が絞られており、これらの開口部を加圧されたクリーム半田5が通過することにより、クリーム半田5の粘度が低下しスクリーン印刷に適した性状に改質される。
【0021】
ここで図4、図5を参照して印刷部14の上部14A、下部14Bの結合・分離および開閉操作について説明する。前述のように、スキージヘッド13はカートリッジ31を含む上部14Aと、印刷空間35を含む下部14Bに分割された構成となっており、上部14A、下部14Bはヒンジ部17によって分離自在かつ開閉自在にヒンジ結合されている。
【0022】
図4(a)に示すように、上部14Aの側面にはピン17bが設けられたヒンジプレート17aが、また下部14Bの側面にはピン溝17dが設けられたヒンジプレート17cが固着されている。ヒンジプレート17cは部分的に切り欠かれており、ピン溝17dの上部は一部が開放されている。下部14B上に上部14Aを装着する場合には、図4(b)に示すように、ヒンジプレート17cの切り欠きからピン17bをピン溝17dに嵌合させる。これにより、上部14Aは下部14Bの上面に正しい位置で装着される。
【0023】
この状態で、ピン17bを支点として上部14Aを反転させることにより、図4(c)に示すように、上部14Aは下部14Bから反転分離した状態となる。すなわち、上部14Aを下部14Bによって軸支した状態で上部14Aの開閉が可能となっている。これにより、図5に示すように上部14Aは、底面の押し出し板31aを上向きにした姿勢に保持され、凹部30a内のカートリッジ31の脱着が可能な姿勢となる。
【0024】
スクリーン印刷においては、加圧板32により内部のクリーム半田5が加圧され上述のように適正粘度に改質されたクリーム半田5が印刷空間35内に満たされた状態のスキージヘッド13を、マスクプレート12上で摺動させる。これにより、印刷空間35内のペーストは掻き取り部36A,36Bの間の印刷面を介してマスクプレート12のパターン孔12a内に充填される。
【0025】
そしてスキージヘッド13を更に移動させることにより、各パターン孔12a内に順次クリーム半田5が充填される。全てのパターン孔12a内にクリーム半田5が充填されたならば、基板保持部2を下降させて、版離れを行わせる。すなわち、パターン孔12a内のクリーム半田5は基板3とともに下降してパターン孔12aから分離し、これにより、基板3へのクリーム半田5のスクリーン印刷が完了する。
【0026】
スクリーン印刷を継続して行う過程において、カートリッジ31内のクリーム半田5が消費され規定残量になると、カートリッジ31の交換が行われる。この交換作業は、スキージヘッド13をマスクプレート12から離隔させることなく、掻き取り部36A,36Bがマスクプレート12に当接した状態で行われる。すなわち、スキージヘッド13をマスクプレート12上で作業者側に移動させ、シリンダ16によって加圧板32を上昇させた状態で、上部14Aを作業者側に反転させて開放する(図4(c)参照)。
【0027】
このとき、図5に示すように下部14B内部のクリーム半田5は開口部33aを除いて付着防止板33によって覆われているので、カートリッジ31の底面へのクリーム半田5の付着が少ない。これにより、カートリッジ交換後のクリーム半田5のふき取り作業の手間を省くことができると共に、印刷されずに無駄に消費されるクリーム半田5の量を削減することができる。
【0028】
また、スキージヘッド13は、内部に付着・固化したクリーム半田5をそのまま放置すると使用不能となるため、頻繁に内部の清掃を行わなければならない。この清掃作業時には、スキージヘッド13の印刷部14は、図4(a)に示すように上部14Aと下部14Bとに容易に分離できることから、内部の清掃を作業性よく行える。また印刷部14を超音波洗浄などの方法により機械洗浄する場合においても、上部14Aと下部14Bとに分離することができるため、洗浄装置内へ容易に収容できる。
【0029】
このように、密閉型のスキージヘッドにおいて、クリーム半田5のカートリッジ31を含む上部14Aと印刷空間35を含む下部14Bとを分離可能な構造とすることにより、保守作業の作業性を改善することができる。なお、上記実施の形態では、上部と下部とをヒンジ結合した例を示しているが、図6(a)に示すように、上部14Aと下部14Bとをクランプ結合してもよい。
【0030】
すなわち、上部14Aと下部14Bとを一体化する装着時には、クランパ17’によって上部14Aと下部14Bとを固定する。そして上部14Aと下部14Bとを分離させる場合には、図6(b)に示すように、クランパ17’による固定を解除して、上部14Aを下部14B上でスライドさせる。これにより、上部14Aを下部14Bから容易に分離させることができると共に、下部14B内のクリーム半田5は分離動作によって横方向にせん断されることから、クリーム半田5が上部14Aの底面に付着した状態のまま分離されることがない。したがって、上部14Aに余分に付着したクリーム半田5のふき取り作業を行う必要がない。
【0031】
【発明の効果】
本発明によれば、内部にペーストを貯溜する密閉型のスキージヘッドにおいて、ペースト貯溜部を含む上部を印刷空間を含む下部から分離可能な構造としたので、内部清掃などの保守作業において上部のみを分離して取り出すことができ、保守作業の作業性を向上させることができる。
【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側面図
【図5】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斜視図
【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側面図
【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
14 印刷部
14A 上部
14B 下部
16 シリンダ
20 ヘッド昇降部
22 シリンダ
31 カートリッジ
32 加圧板
33 付着防止板
35 印刷空間
36A,36B 掻き取り部

Claims (1)

  1. マスクプレート上でスキージヘッドを摺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するスクリーン印刷装置であって、前記スキージヘッドは、ペーストを貯溜するペースト貯溜部と、このペースト貯溜部の底面に設けられ開口部を有する押し出し板と、この押し出し板に当接して押し出し板の前記開口部に対応する位置に開口部を有する付着防止板と、このペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧されたペーストを収容し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下端部が前記マスクプレートの表面に当接する2つの掻き取り部とを備え、前記ペースト貯溜部を含むスキージヘッドの上部の側面にピンが設けられたヒンジプレートを固着し、前記印刷空間を含む下部の側面に上部が開放されたピン溝が設けられたヒンジプレートを固着することにより、スキージヘッドの上部は下部から分離可能な構造となっていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
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