JP3685098B2 - スクリーン印刷装置 - 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。
【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。スキージングにおいては、スキージによってマスクプレート表面でペーストをスキージング方向に押しやりながらパターン孔内にペーストを充填するが、この充填動作においてはスキージの進行によってペーストに対して回転方向の流動性が付与されるローリングを利用して、ペーストをパターン孔内に進入させる。
【0005】
しかしながら、密閉型のスキージヘッドでは、ペーストをマスクプレートに接触させる印刷空間内にペーストが多量に収容されていることから、前述のローリングが発生しにくく、良好な充填性を確保することが困難であるという問題点があった。
【0006】
そこで本発明は、密閉型のスキージヘッドにおいて充填性を確保することができるスクリーン印刷装置を提供することをを目的とする。
【0007】
【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するスクリーン印刷装置であって、前記スキージヘッドをマスクプレートに対してそれぞれ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を備え、前記スキージヘッドは、ペースト貯留部であるカートリッジを着脱自在に装着する本体部と、カートリッジ内のペーストを押し下げる加圧手段と、本体部の下部に装着されて多数の開口が設けられた絞り板と、この絞り板の下方の空間であって前記開口を通過して押し出されたペーストが充填され、そ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面を形成し下端部が前記印刷空間内に位置するマスクプレートの表面に対して鋭角の接触角で摺接する相対向した2つの摺接部材と、前記2つの摺接部材の間における前記本体部の下面に下方に突出して形成され前記印刷空間を複数区画に仕切るとともに前記マスクプレートの表面に対して鋭角をなす斜面を有する逆3角形断面の柱状部材から成る仕切部材とを備え、前記開口から前記印刷空間内へ押し出されたペーストに、前記仕切部材の前記斜辺によりローリング流動を与える。
【0008】
本発明によれば、マスクプレート上で移動するスキージヘッドに、印刷空間のスキージング方向の前後壁面を形成し下端部が印刷空間内に位置するマスクプレートの表面に対して鋭角の接触角で摺接する相対向した2つの摺接部材と、前記2つの摺接部材の間に形成され印刷空間を複数区画に仕切るとともにマスクプレートの表面に対して鋭角をなす充填面を有する仕切部材とを備えることにより、ローリング効果を重畳させてパターン孔へのペーストの充填性を向上させることができる。
【0009】
【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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。本体部30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。
【0017】
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、印刷時に本体部30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。
【0018】
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、カートリッジ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。
【0019】
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はペーストであるクリーム半田5を加圧するペースト加圧手段となっている。このときの加圧の制御は、制御部19によってバルブV、レギュレータRを制御することにより行われる。
【0020】
本体部30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の開口31bと絞り板34の開口34aを2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、本体部30の下方に形成された空間、すなわち本体部30の下面に配設されたスキージング部36と本体部30の下面とによって囲まれた印刷空間35に到達する。このクリーム半田5の移動経路において、多数の小さい開口31b,34a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】
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の下方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の前後壁面を形成し下端部が印刷空間35内に位置するマスクプレート12の表面に対して鋭角の接触角αで摺接する相対向した2つの摺接部材37が配設されている。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つの摺接部材37の間の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。
【0022】
2つの摺接部材37の中間の本体部30の下面には、印刷空間35を2つの区画に仕切る仕切部材38が下方に突出して形成されている。仕切部材38は、逆3角形断面の柱状部材であり、下端部38aがマスクプレート12の表面に対して所定の隙間dを保つように断面形状・寸法が設定されている。
【0023】
仕切部材38の2つの斜辺38b,38cはそれぞれマスクプレート12の表面に対して鋭角βをなす配置となっており、後述するように2つの斜辺38b,38cは、スキージヘッド13の移動過程において印刷空間35内のクリーム半田5に対してローリング流動を与え、このクリーム半田5をパターン孔12a内に充填する作用を有する充填面38b,38cとなっている。
【0024】
このスキージヘッド13によるスクリーン印刷動作について説明する。図5(a)に示すように印刷空間35内にクリーム半田5が上方から押し出されて充填された状態で、スキージヘッド13を矢印b方向へ移動させると、印刷空間35内のクリーム半田5のうち、仕切部材38の前面付近に位置するクリーム半田5には充填面38bによって矢印cのような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】
スキージヘッド13がさらに移動し、図5(b)に示すように一方側の摺接部材37がパターン孔12aに接近すると、摺接部材37の前面付近に位置するクリーム半田5には同様に矢印dのようなローリング流動が与えられる。これにより、仕切部材38のローリング効果によってクリーム半田5が進入したパターン孔12a内に向かって再度クリーム半田5が移動する。したがって、1つのパターン孔12aに対してローリング効果が重畳して作用することになり、パターン孔12aへのクリーム半田5の充填性を向上させることが可能となっている。
【0026】
図5(c)は、摺接部材37によってマスクプレート12の上面に付着したクリーム半田5を掻き取る状態を示している。すなわち、摺接部材37の下端部をマスクプレート12の表面に対して押圧した状態でスキージヘッド13が移動することにより、クリーム半田5は矢印方向に押しやられ、マスクプレート12の表面から掻き取られる。
【0027】
このとき、摺接部材37の移動方向の前方に位置する仕切部材38は、マスクプレート12の表面に当接せずに隙間が存在することから、摺接部材37の移動によって押しやられたクリーム半田5の移動は仕切部材38によって阻害されることなく、マスクプレート12の表面に沿って移動する。すなわち、このような形状・配置を採用することにより、掻き取り性を低下させることなく仕切部材38を付加して充填性を向上させることを可能としている。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、マスクプレート上で移動するスキージヘッドに、印刷空間のスキージング方向の前後壁面を形成し下端部が印刷空間内に位置するマスクプレートの表面に対して鋭角の接触角で摺接する相対向した2つの摺接部材と、前記2つの摺接部材の間に形成され印刷空間を複数区画に仕切るとともにマスクプレートの表面に対して鋭角をなす充填面を有する仕切部材とを備えたので、ローリング効果を重畳させてパターン孔へのペーストの充填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
【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
20 ヘッド昇降部
35 印刷空間
36 スキージング部
37 摺接部材
38 仕切部材
38b,38c 充填面
Claims (1)
- マスクプレート上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をマスクプレートに対してそれぞれ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を備え、前記スキージヘッドは、ペースト貯留部であるカートリッジを着脱自在に装着する本体部と、カートリッジ内のペーストを押し下げる加圧手段と、本体部の下部に装着されて多数の開口が設けられた絞り板と、この絞り板の下方の空間であって前記開口を通過して押し出されたペーストが充填され、そ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面を形成し下端部が前記印刷空間内に位置するマスクプレートの表面に対して鋭角の接触角で摺接する相対向した2つの摺接部材と、前記2つの摺接部材の間における前記本体部の下面に下方に突出して形成され前記印刷空間を複数区画に仕切るとともに前記マスクプレートの表面に対して鋭角をなす斜面を有する逆3角形断面の柱状部材から成る仕切部材とを備え、前記開口から前記印刷空間内へ押し出されたペーストに、前記仕切部材の前記斜辺によりローリング流動を与えることを特徴とするスクリーン印刷装置。
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