JP4192147B2

JP4192147B2 - スクリーン印刷装置

Info

Publication number: JP4192147B2
Application number: JP2004507072A
Authority: JP
Inventors: 朋也片野; 信橋本
Original assignee: Tani Electronics Corp
Current assignee: Tani Electronics Corp
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: US20060065139A1; CN100333905C; TW200400882A; TWI279321B; WO2003099566B1; JPWO2003099566A1; CN1655933A; US7096781B2; WO2003099566A1

Description

【技術分野】
【０００１】
この発明は、半田合金粉末と液状フラックスとを練り合わせてクリーム状に
した半田ペーストや導電性ペースト等のペーストを、電子部品等の表面実装作業に先行して、スクリーン版を介して回路基板等の基板に対して印刷するスクリーン印刷装置に係り、殊にハウジングの形態を備えた装置本体の内部に収容したペーストをその底部に設けた開口から自動的に吐出しながらスクリーン印刷を行えるようにしたスクリーン印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記の如き装置本体の底部に設けた開口部近傍に一対のスクレーパないしブレードを互いに内方へ傾斜させて対向配置し、該本体内部に収容した半田ペーストを空気圧ないし回転体の回転による吐出圧により前記開口部から押し出してその流体圧によりスクリーン印刷を行うと共に、後行するスクレーパないしブレードで余分のペーストを掻き取って回収するようにしたタイプのスクリーン印刷装置が、例えば特開平５−５７８７０号公報（１９９３−５７８７０）、米国特許第５，９４７，０２２号（０７，０９，１９９９）等から知られている。
【０００３】
上記の如き従来公知のスクリーン印刷装置を使用してするスクリーン印刷にあっては、所要回数の印刷を機械的に反復して行うものであること、一般にスクリーン版には変形個所や小さな凹凸が存在すること、半田ペーストは、印刷時に
それに加わる吐出圧力によって発生するせん断力により、その成分である半田粒子とフラックスとが互いに分離し易いこと等の理由により、印刷時にスクレーパないしブレードとスクリーン版との間から半田粒子を含んだフラックスが漏れ出してスクリーン版上に残渣として残留することが不可避であるため、良好な印刷結果を得るためには、スクリーン版に付着したペーストの残渣を手作業又はクリーニング装置により頻繁に掃除除去してやる必要がある。この場合、除去したペースト残渣は棄て半田として廃棄処分に付されるが、半田ペーストは一般に１００ｇにつき５〜３０万円の出費を要し、高価であるため、廃棄することは不経済であるし、クリーニング作業中は印刷作業を中断しなければならないため、印刷作業の効率も低下して了うという難点ないし欠点があった。
【０００４】
本発明は、従来技術の有する上記の如き難点ないし欠点を除去すべくなされたものであつて、毎回の印刷時に前回の印刷時にスクリーン版上面に付着したペーストの残渣を導入してこれを印刷に利用し得るようにしたスクリーン印刷装置を提供することをその主たる目的とするものである。
【０００５】
本発明の他の目的は、装置本体の内部にペースト収容室を設けると共に、該収容室に収容されたペーストを効率よく十分に攪拌・混練し、印刷に好適な粘度に調整して吐出し得るようにしたスクリーン印刷装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、装置本体、ペーストの攪拌ユニット等の主要構成部材の清掃及び保守点検等を容易に行えるようにした分解が簡単なスクリーン印刷装置を提供することにある。
【０００７】
本発明のその他の目的は、その実施形態に関する後述の説明によって明らかにされる。
【発明の開示】
【０００８】
前記した本発明の主たる目的を達成するため、本発明に係るスクリーン印刷装置は、横長のハウジングの形態を備えた装置本体の内部にペーストの収容室を設けると共に、回転ローラを該装置本体の長手方向軸線に沿って軸設する一方、前記収容室に収容されたペーストを基板上に配置されたスクリーン版の上面に吐出供給するための吐出口であって、前方斜め下方に張出し、その先端が印刷時に前記スクリーン版上面に接触して摺動するスクレーパと、該スクレーパに対向して後方斜め下方に張出し、その先端が印刷時に該スクリーン版上面との間に所定の隙間を残す高さ位置に終端するガイド・プレートとの間に開口する横長の吐出口を前記装置本体の底部に設け、前記装置本体を印刷方向である前方に移動させ、かつ前記回転ローラを一方向へ回転させることによって、前記吐出口から吐出される前記ペーストの流体圧により該ペーストを前記スクリーン版のパターン開孔に充填し得るようにすると共に、前記吐出口の印刷方向後方にある前記スクレーパにより余分のペーストを該スクリーン版から掻き取って回収し得るようにし、また、毎回の印刷時に前回の印刷時に該スクリーン版上面に付着して残留するペーストの残渣を導入し、これを前記ガイド・プレートの下側を通して前記吐出口に導くための間隙を形成する空所を前記装置本体の前壁部に設け、導入される前記ペースト残渣を該吐出口から吐出されるペースト中に混入して印刷に使用し得るようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のその他の目的を達成するための本発明に係るスクリーン印刷装置の他の構成上の特徴については、請求項２〜９の各記載事項を参照されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明につき、その実施の態様を示した添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
第１図〜第４図において、Ａは横長のハウジングの形態を備えたスクリーン印刷装置の本体であり、本体Ａの内部には半田ペーストＨを収容する収容室１を
設けると共に、回転ローラ２を該本体の軸線に沿って軸設してある。前記本体Ａの底部には、前方斜め下方に張出し、その先端が印刷時に基板上に配置されたスクリーン版Ｓの上面に接触して摺動するスクレーパ３と、該スクレーパ３に対向して後方斜め下方に張出し、その先端が印刷時にスクリーン版Ｓの上面との間に所定の隙間４を残す高さ位置に終端するガイド・プレート５との間に開口する横長の吐出口６が設けられており、前記本体Ａを印刷方向である前方、すなわち、矢印Ｘの方向に移動させ、かつ前記回転ローラ２を一方向、すなわち、第２図及び第３図において、時計方向へ回転させることによって、前記収容室１内に収容された半田ペーストＨが前記吐出口６から吐出され、その際に生じる流体圧によりスクリーン版Ｓの開孔Ｓ′に充填されるようになっていると共に、前記スクレーパ３により余分の半田ペーストを該スクリーン版から掻き取って回収し得るようになっている。また、毎回の印刷時に前回の印刷時にスクリーン版Ｓの上面に付着して残留する半田ペーストの残渣Ｈ′（第１１図及び第１２図参照）を導入し、これを前記ガイド・プレート５の下側の隙間４を通して前記吐出口６に導くためのトンネル状の間隙を形成する空所７を本体Ａの左右一対の側壁部８間に固定された前壁部９の下側に設け、本体Ａの前進に伴って該空所７から導入される前記ペースト残渣Ｈ′を吐出口６から吐出される半田ペーストＨ中に混入して印刷に使用し得るようにしてある。
【００１２】
図示の例にあっては、回転ローラ２は本体Ａの内部に正逆回転可能かつ増減速可能に軸設されており、これを正回転方向である時計方向へ回転させることによって、前記吐出口６から吐出される半田ペーストＨの流体圧により該ペーストをスクリーン版Ｓのパターン開孔Ｓ′に充填し得るようにされていると共に、印刷終了時に該回転ローラ２を逆転させることによって、吐出口６の近傍に残留する半田ペーストＨを前記ペースト収容室１内に導入して回収し得るようにされている。
【００１３】
前記スクレーパ３は、図示の例にあっては、バネ鋼の如き剛性と弾性とを併有する薄い帯状鋼板で作られていて、本体Ａの後壁部１０の下部に取付部材１１を介して固定され、かつその先端は摩擦係数を小さくしてスクリーン版Ｓの上面に擦り傷を発生させないよう丸く形成されており、非印刷時には本体Ａの底面より若干下方に突出している。そして、前記ガイド・プレート５は本体Ａの前壁部９の下部内側に螺着されている。また、前記回転ローラー２は前記スクレーパ３上に該ローラの軸線と平行に突設された高さの低い突条１２と摺接した態様で前記吐出口６に近接して配置され、かつ前記ガイド・プレート５の案内面５′との間に半田ペーストＨの吐出圧力を増大させるように作用する狭窄されたペースト誘導路１３を形成している。
【００１４】
符号１４は、本体Ａの後壁部１０の上部内側面に該内側面から水平に突出する態様で螺着された、先端部に断面弓状の案内板１５を備えた鋼板製の仕切板であり、前方に湾曲する該案内板１５の下端は、前記した突条２と同様に、回転ローラ２の外周面にその長手方向の全長に亘って弾性的に当接されている。従って、ペースト収容室１に収容された半田ペーストＨは回転ローラ２の後側への廻り込みを阻止される。
【００１５】
符号１６は、各側壁部８の下部内側から若干内方へ突出し、前記スクレーパ３及びガイド・プレート５の各側面下部に当接して該側面下部からの半田ペーストＨのリークを防止する機能を有する突起であって、その下面には耐薬品性に優れ、かつ摩擦係数の低いエンジニアリングプラスチック（例えば、ＰＴＦＥ）で作られた、スクリーン版Ｓの上面に摺接するシート片１７が螺着されている。これにより、本体Ａのスクリーン版Ｓ上での摺動を円滑ならしめると共に、該スクリーン版の早期摩耗を防止し得るようにしてある。符号１８は、一方の側壁部８を貫通して外方へ突出する回転ローラ２の支軸の突出軸部分に固定された軸継手であり、該ローラを回転駆動する動力源を収容した後述のローラ駆動部に連結される。
【００１６】
第５図〜第１０図は、上述したスクリーン印刷装置の本体Ａに上記収容室１内の半田ペーストＨを攪拌するペースト攪拌装置Ｂを組合わせた構成例を示したものである。ペースト攪拌装置（以下、攪拌ユニットという）Ｂは、その長手方向に所定の間隔を置いて一列に配設した多数の攪拌部材１９を有する細長い攪拌板２０と、該攪拌板２０を回転ローラ２に沿って往復動させる往復動機構２１と、該往復動機構２１を保持する機枠２２とで、上記スクリーン印刷装置の本体Ａとは別体の該本体Ａに取り外し自在に装着されるユニットとして構成されている。符号Ｄは上記収容室１にペーストを補給するためのペースト補給装置であり、該補給装置Ｄは、装置本体Ａの前壁９外側に水平に突設したブラケット９Ａにその出口開口部Ｄ−１を接続通路Ｄ−２を介して前記ペースト収容室１の下部に接続したシリンジ状容器Ｄ′を着脱交換自在に装着すると共に、該容器内に充填した補給用ペーストを、必要に応じて、該ペースト収容室１内へ圧送し得るようにした加圧手段（図示してない）を備えている。該加圧手段は、図示の例にあっては、空気圧システムによって構成されている。図５及び７において、Ｄ−３はシリンジ状容器Ｄ′の蓋体に設けた空気圧導入部である。
【００１７】
図示の例にあっては、前記攪拌部材１９は、第６図、第７図、第９図及び第１０図によく示されているように、前記攪拌板２０と一体に形成され、かつ該攪拌板から垂下するドッグレッグ状の攪拌片２３と、該攪拌片２３の中間部位において該攪拌片がドッグレッグ状に屈曲する側にほぼ水平に突設された攪拌突起２４とからなっており、攪拌ユニットＢが装置本体Ａに装着された状態では、第５図〜第７図によく示されているようにドッグレッグ状の各攪拌片２３が前記した誘導路１３内に突入し、その屈曲部から先の部分２３′が回転ローラ２の中心を通る水平面より下方の該回転ローラの外周面部分に近接して位置すると共に、上記攪拌突起２４が該回転ローラ２の真上に張出し、かつその丸く形成した先端部２４′が前記した断面弓状の案内板１５の凹面１５′と対向している。
【００１８】
次に、第９図において、符号Ｃは、前記した装置本体Ａ及び攪拌ユニットＢのいずれとも別体にユニットとして作られている前述したローラ駆動部（以下、駆動ユニットという）であって、内部に本体Ａの回転ローラ２を回転駆動する動力源としてのモータ及びその伝動機構（図示してない）を収容した縦長のハウジング２５と該ハウジングを前記攪拌ユニットＢに取り付けるための該ハウジングから水平に張出する係合板２６とからなっており、駆動ユニットＣは攪拌ユニットＢを装置本体Ａに装着した状態で該ハウジング２５の係合板２６を前記機枠２２の天板部２２Ａ上に設けた係合溝２７に係合させ、かつ止めねじ２８で止着することによって、前記した回転ローラ２の軸継手１８が前記モータに作動連結された状態で攪拌ユニットＢに固定されるようになっている。因みに図示の例にあっては、攪拌ユニットＢの装置本体Ａへの着脱は、本体Ａの側壁部８の外側に突設した係止片２９に攪拌ユニットＢの機枠２２の端部に設けた係合部材３０を掛脱することによって容易に行うことができるようになっている。この構成によれば、装置本体Ａ、攪拌ユニットＢ及び駆動ユニットＣを互いに分離してそれぞれの清掃及び保守点検等を容易に行うことが可能となる。
【００１９】
第１１図は、攪拌ユニットＢを装着した装置本体Ａの作動状態を図解したものである。基板Ｐ上に配置されたスクリーン版Ｓ上には前回の印刷時に付着した半田ペーストの残渣Ｈ′が残留しており、本体Ａを該スクリーン版上の印刷開始位置にセットし、攪拌ユニットＢを作動させると共に、回転ローラ２を時計方向に回転させながら前進させると、収容室１内に収容された半田ペーストＨは回転ローラ２の回転に加えて攪拌ユニットＢの攪拌部材１９の往復運動により効率良く十分に攪拌・混練され、印刷に好適な粘度に調整されるとともに、回転ローラ２の回転により狭窄されたペースト誘導路１３内で流体動力学的に加圧された状態で吐出口６から吐出され、その流体圧によりスクリーン版Ｓの複数のパターン開孔Ｓ′内に順次強制充填されてゆくが、それと同時又はそれと前後して、スクリーン版Ｓ上に残留する半田ペースト残渣Ｈ′が本体Ａの前壁部９の下側の間隙７に導入され、ガイド・プレート５の下側の隙間４を通して吐出口６に導かれ、混練されながら該吐出口６から吐出される半田ペーストＨ中に混入して、該ペーストと共に前記スクリーン版のパターン開孔Ｓ′内に強制充填される。この場合、一般的には、ペースト残渣Ｈ′中には半田粒子よりもフラックスが量的に多く含まれているので、印刷効果に悪影響を及ぼすことは無く、フラックスを補充することになるので、むしろ好影響を与える。
【００２０】
第１２図は、印刷終了後、装置本体ＡをスクリーンＳの印刷終了位置から上昇させ、ローラ２を反時計方向に逆転させることによって、吐出口６近傍に残留する半田ペーストＨを収容室１内に導入して回収している様子を図解したものである。この場合、残留ペーストＨは、ローラ２の逆転によってその外周面に付着した態様で逆送され、該ローラに摺接する案内板１５によって削ぎ取られると同時に該案内板の凹状案内面１５′に案内されて時計方向にローリングするので、案内板１５の裏側に廻り込むことはない。残留ペーストを急速に回収するためには、ローラ２の逆回転は増速させてやることが望ましい。上記のようにして残留ペーストが回収されると、吐出口６近傍にはペーストが全く残っていないか、残っていてもその量は極く僅かであるから、スクリーン版Ｓ上面の清掃作業を省くことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明に係るスクリーン印刷装置は上記の如く構成されているので、先に指摘した先行技術の有する難点ないし欠点を解消することができると共に、反復さ
れる印刷作業時において前回の印刷作業中にスクリーン版上面に付着して残留す
る未乾燥のペースト残渣を取り入れて印刷に利用することができ、これによりスクリーン印刷作業の能率の飛躍的向上、コストの低減並びに長時間に亘る連続運転が可能であること等幾多の効果を奏し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１図は、この発明の一実施形態としてのスクリーン印刷装置の斜視図である。
【図２】第２図は、第１図に示した装置の縦断側面図である。但し、ハッチングは省略してある。
【図３】第３図は、第２図のＡ′部の拡大縦断側面図である。
【図４】第４図は、第１図に示した装置の一部を除去して示す正面図である。
【図５】第５図は、この発明の他の実施形態としてのスクリーン印刷装置の縦断側面図である。
【図６】第６図は、第５図のＡ′部の拡大縦断側面図である。
【図７】第７図は、第５図に示した装置の一部を破断して示す斜視図である。
【図８】第８図は、同上装置を反転させて示した斜視図である。
【図９】第９図は、同上装置の分解斜視図である。
【図１０】第１０図は、攪拌ユニットを反転させて示した斜視図である。
【図１１】第１１図は、同上装置の作動状態を図解した説明図である。
【図１２】第１２図は、同上装置の印刷終了時における作動状態を図解した説明図である。

Claims

横長のハウジングの形態を備えた装置本体の内部にペーストの収容室を設けると共に、回転ローラを該装置本体の長手方向軸線に沿って軸設する一方、前記収容室に収容されたペーストを基板上に配置されたスクリーン版の上面に吐出供給するための吐出口であって、前方斜め下方に張出し、その先端が印刷時に前記スクリーン版上面に接触して摺動するスクレーパと、該スクレーパに対向して後方斜め下方に張出し、その先端が印刷時に該スクリーン版上面との間に所定の隙間を残す高さ位置に終端するガイド・プレートとの間に開口する横長の吐出口を前記装置本体の底部に設け、前記装置本体を印刷方向である前方に移動させ、かつ前記回転ローラを一方向へ回転させることによつて、前記吐出口から吐出される前記ペーストの流体圧により該ペーストを前記スクリーン版のパターン開孔に充填し得るようにすると共に、前記吐出口の印刷方向後方にある前記スクレーパにより余分のペーストを該スクリーン版から掻き取って回収し得るようにし、また、毎回の印刷時に前回の印刷時に該スクリーン版上面に付着して残留するペーストの残渣を導入し、これを前記ガイド・プレートの下側を通して前記吐出口に導くための間隙を形成する空所を前記装置本体の前壁部に設け、導入される前記ペースト残渣を該吐出口から吐出されるペースト中に混入して印刷に使用し得るようにしたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
横長のハウジングの形態を備えた装置本体の内部にペーストの収容室を設けると共に、回転ローラを該装置本体の長手方向軸線に沿って正逆回転可能に軸設する一方、前記収容室に収容されたペーストを基板上に配置されたスクリーン版の上面に吐出供給するための吐出口であって、前方斜め下方に張出し、その先端が印刷時に前記スクリーン版上面に接触して摺動するスクレーパと、該スクレーパに対向して後方斜め下方に張出し、その先端が印刷時に該スクリーン版上面との間に所定の隙間を残す高さ位置に終端するガイド・プレートとの間に開口する横長の吐出口を前記装置本体の底部に設け、前記装置本体を印刷方向である前方に移動させ、かつ前記回転ローラを正回転方向へ回転させることによつて、前記吐出口から吐出される前記ペーストの流体圧により該ペーストを前記スクリーン版のパターン開孔に充填し得るようにすると共に、前記吐出口の印刷方向後方にある前記スクレーパにより余分のペーストを該スクリーン版から掻き取って回収し得るようにし、また、毎回の印刷時に前回の印刷時に該スクリーン版上面に付着して残留するペーストの残渣を導入し、これを前記ガイド・プレートの下側を通して前記吐出口に導くための間隙を形成する空所を前記装置本体の前壁部に設け、導入される前記ペースト残渣を該吐出口から吐出されるペースト中に混入して印刷に使用し得るようにし、さらにまた、印刷終了時に前記回転ローラを逆転させることによって、前記吐出口近傍に残留するぺーストを前記ペースト収容室内に導入して回収し得るようにしたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
請求項１又は２に記載のスクリーン印刷装置において、前記スクレーパが剛性と弾性とを併有する薄い帯状鋼板で作られていて、前記装置本体の後壁部の下部に取付部材を介して固定され、かつその先端が丸く形成されていると共に、非印刷時には、該装置本体の底面より若干下方に突出していること、及び、前記ガイド・プレートが前記装置本体の前壁部の下部内側に螺着されていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
請求項１、２又は３に記載のスクリーン印刷装置において、前記回転ローラが前記スクレーパ上に該ローラの軸線と平行に突設された高さの低い突条と摺接した態様で前記吐出口に近接して配置され、かつ前記ガイド・プレートの案内面との間に前記ペーストの吐出圧力を増大させるように作用する狭窄された誘導路を形成していることを特徴とするスクリーン印刷装置。
請求項４に記載のスクリーン印刷装置において、長手方向に所定の間隔を置いて一列に配設した多数の攪拌部材を有する細長い攪拌板と、該攪拌板を回転ローラの軸線に沿って往復動させる往復動機構と、該往復動機構を保持する機枠とからなる、前記収容室内のペーストを攪拌するための攪拌ユニットを前記装置本体に取り外し自在に装着したことを特徴とするスクリーン印刷装置。
請求項５に記載のスクリーン印刷装置において、前記攪拌部材が前記攪拌板と一体に形成され、かつ該攪拌板から垂下し、前記誘導路内に突入するドッグレッグ状の攪拌片からなっていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
前記装置本体とは別体に作られたハウジングと該ハウジングに収容されたモーター及びその伝動機構とからなる前記回転ローラを回転駆動するための駆動ユニットを具備し、該回転ローラは前記装置本体の一方の側壁部を貫通して外方へ突出する該ローラの支軸の突出軸部分を介して該駆動ユニットに作動連結されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のスクリーン印刷装置。
前記装置本体の前壁外側に突設したブラケットにその出口開口部を接続管路を介して前記ペースト収容室に接続したシリンジ状容器を着脱交換自在に装着すると共に、該容器内に充填した補給用ペーストを、必要に応じて、前記ペースト収容室内へ圧送し得るようにした加圧手段を設けてなるペースト補給装置を備えたことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のスクリーン印刷装置。
請求項１又は２に記載のスクリーン印刷装置において、前記ペーストが半田合金粉末と液状フラックスとを練り合わせてクリーム状にした半田ペーストであること及び前記基板がプリント回路基板であることを特徴とするスクリーン印刷装置。