JP4241477B2 - スクリーン印刷機 - Google Patents

Description

本発明は電子回路基板にクリームはんだ等の電子材ペーストを供給するために用いるスクリーン印刷機に係り、特に高品質の印刷を行えるスクリーン印刷機に関する。

特許文献１に示すように、印刷するパターンに応じて開口した開口部を有するマスクを介して、スキージ等を用いて基板面にインクを塗布する従来のスクリーン印刷機においては、マスク面に残留インキが次の基板への塗布に悪影響を及ぼす恐れがあるため、マスク面を清掃する構成が多く提案されている。

また、特許文献２には、溶剤を用いて液晶ガラス基板面を清掃する清掃装置が提案されている。

特開平５−２２９１０８号公報

特開２００３−５３２８１号公報

ところで、スクリーン印刷機において半田バンプ印刷や液晶基板のシール剤の印刷等を行う場合、印刷パターンが高精細化する傾向にある。このようにパターンの高精細化に伴って、基板面に静電力等で異物が付着し印刷に悪影響を及ぼす恐れがある。基板面を清掃するためにスクリーン印刷機とは別に特許文献２に示すような装置を設ければよいが、それでは装置が大型になり、かつ基板を受け渡すための装置も必要となる。

そこで本発明の目的は、基板上に付着した異物を除去する清掃機構を、印刷機入り口に設けることで、装置の大型化を防止し、高精細で高品質の印刷が可能な印刷機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の位置決め機構と昇降機構を備えた印刷テーブル、版枠に貼られ転写パターンを開口部として有するマスク、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するカメラ、スキージ、スキージ昇降機構および水平方向移動機構を備えたスキージヘッド、基板搬入コンベア、基板搬出コンベア、これらの機構を制御する制御装置を備え、基板搬入部に基板上面に付着した異物を取り除くためのイオナイザーと真空吸引ノズルを設けた構成としたものである。

上記構成とすることで、基板上に付着した異物を印刷前に除去できるため、印刷時に異物の影響を受けないため、高精細で高品質の印刷を行うことができる。

次に搬入基板の清掃装置について図１から図６を用いて説明する。

図１において、スクリーン印刷機の本体フレーム１の上部には、1対のガイドレール２によって案内され、図上前後方向に移動可能にスキージヘッド３が設けられている。このスキージヘッド３は、ボールスクリュー４とこれを回転させるモータ（図示せず）からなる駆動機構でスクリーンマスク８上を水平（前後方向）に移動される。

スキージヘッド３にはスキージ５が搭載されている。スキージ５はスキージ昇降シリンダ６によって上下方向に移動できる。本体フレーム１には版枠受け７が設けられており、版枠受け７には印刷パターンを開口部として持つスクリーン（マスク）８を張った版枠９がセットされるように構成されている。スクリーンマスクの下部には印刷テーブル１０が設けてある。印刷テーブル１０は、ＸＹθテーブル１１とテーブル昇降機構（特に図示せず）を備えている。印刷テーブル１０の上面には基板受け取りコンベア１２が設けられている。基板受け取りコンベア１２は、基板搬入コンベア１３によって搬入された基板１５を印刷テーブル１０上に受け取り、印刷が終了すると基板搬出コンベア１４に基板１５を排出する。

全自動スクリーン印刷機においてはマスク８と基板１５の位置合わせを自動的に行う機能を備えている。位置合わせを行うため、ＣＣＤカメラ１６によってマスク８と基板１５のそれぞれに設けられた位置合わせ用マークを撮像し、それらの位置を認識する。基板搬入部である搬入コンベア１３の上部には、スクリーン印刷機に搬入される基板１５の上面に帯電した電荷を中和するため、イオンを基板面に吹き付けるイオナイザー３０が設けてある。またイオナイザー３０の基板搬送方向下流側に、基板１５上に付着した異物を吸引・除去するための真空吸引ノズル３１が設けてある。イオナイザー３０と真空吸引ノズル３１は本体１に設けられたブラケット３２の下に取り付けられている。

印刷機の基板搬入コンベア１３の上流側は複数枚の基板を収納して、印刷機の基板搬入コンベアに１枚ずつ基板を供給するローダ（基板供給装置）４０が設けてあり、このローダ４０には、基板を基板搬入コンベア１３に受け渡すための搬出コンベア４１が設けてある。

図２は図１のＡ−Ａ矢視図である。特に、基板が基板搬入コンベア１３上に搭載されて基板１５の清掃を行っている状態を示したものである。図２に示したように、イオナイザー３０及び真空吸引ノズル３１は基板１５の流れ方向（図上の矢印方向）に対し、イオナイザー３０が真空吸引ノズル３１の上流に位置するように基板１５の流れ方向とほぼ直角に配置されている。すなわち、基板１５が基板搬入コンベア１３上に設けたイオナイザー３０の下を通過すると、イオナイザー３０から基板１５を帯電している電荷を中和するイオンが吹き付けられて、基板１５に付着している異物の静電吸着力が弱められる。次に、真空吸引ノズル３１部の下に基板１５が到達すると、異物は真空吸引力でノズル内に回収される。この異物回収機構については後述する。

図３は図２のＢ−Ｂ段面図である。図３において、イオナイザー３０には清浄な空気を供給するブロワ（図示せず）のデリバリポートと連結された空気供給管３４が設けられている。また真空吸引ノズル３１には真空ポンプ（図示せず）のサクションポートに連結された真空吸引管３３が設けてある。

図４は図３のＣ−Ｃ断面図（真空吸引ノズルの長手方向断面図）である。図４に示すように、真空吸引ノズル３１の開口部３６は本発明のスクリーン印刷機で印刷可能な基板１５の最大幅をカバーするに十分な長さを持っている必要がある。しかし、図４に示したように印刷可能な最大基板幅よりも狭い幅の基板１５に印刷する場合は、真空吸引ノズル３１の開口部３６が最大基板幅に一致するように開口していると、開口部３６が基板１５から外れる部分が発生する。その場合、基板１５から外れた開口部の空気抵抗が基板１５上部の開口部の空気抵抗よりも著しく小さい。このため、真空吸引ノズル３１の吸引風量はほとんどが基板幅から外れた開口部を流れ、基板１５の上面の真空吸引力が著しく低下することになる。そのため、本発明では上記の不具合を防ぐためにシャッター３５を設けた構成としてある。このシャッター３５の位置を、真空吸引ノズル３１の開口部３６の長さが印刷機に供給される基板１５の幅とほぼ一致するように調整できるようにしてある。図５は図４のD−D断面図であり、シャッター３５は真空吸引ノズル３１に設けた溝３７内をスライドさせることにより、開口部３６の長さを調整可能にしている。

図６は本発明によるスクリーン印刷機における基板上面清掃部の空気回路の一例を示す回路図である。本発明のスクリーン印刷機は吸引ノズル２４Ａを備えた、マスク清掃装置２４を備えている。空圧源であるブロア４５は、基板上面清掃部の空気源とマスク清掃用の空気源とを共用するために空気切換え弁５３を設けてある。空気切換え弁５３が中立位置Cにあるときには、ブロア４５のサクションポート４６とデリベリポート４７は空気切換え弁５３のバイパスポートで連通しており、ブロア４５は基板上面清掃部ともマスク清掃部とも連結されていない。空気切換え弁５３を基板上面清掃位置Aに切換えると、ブロア４５のサクションポート４６が真空吸引ノズル３１の吸引管３３に、デリベリポート４７はイオナイザー３０の空気供給管３４とそれぞれ連結する。一方、空気切換え弁５３をマスク清掃位置Bに切換えると、ブロア４５のサクションポート４６がマスク清掃吸引ノズル２４の吸引管５１に、デリベリポート４７は空気切換え弁５３の排気ポートとそれぞれ連結する。

なお、図６において、マスク清掃用の吸引ノズル２４のブロア側にはペーストをトラップするためのフィルタ５２が、基板面清掃用の真空吸引ノズル３１のブロア側には異物をトラップするためのフィルタ３８が設けてある。図６のように空気回路を構成することによって、1台のブロアでイオン用の送風と、真空吸引用の真空力とマスク清掃用の吸引用の真空力を発生することができる。

なお、実施例では、スクリーン印刷機の基板上面清掃部は基板搬入コンベア１３上に配置した構成として説明した。他の構成として、図示していないが、マスク清掃用吸引ノズル２４等からなるマスク清掃部をマスク８とテーブル１０との間を移動可能に設けておく。この吸引ノズル２４から負圧よりマスクに残留するペーストを吸引除去するマスク清掃部の下部に、イオナイザー３０と真空吸着ノズル３１を設置することもできる。マスク清掃部にイオナイザー３０及び真空吸着ノズル３１を設けることで、基板１５を印刷テーブル１０上に搬入した後にマスク清掃部を基板１５上で移動させながら基板上面の清掃を行うことも可能である。また、スクリーン印刷機の上流にイオナイザーと真空吸引ノズルを組み合わせた基板上面清掃装置を別装置として配置することも本発明の趣旨に反するものではない。また、マスク清掃部を基板搬入コンベア１３の上部に位置するように停止させて、基板の清掃を行うこともできる。このように、マスク清掃部に基板清掃部を設けることで、印刷機本体１にブラケット３２を設ける必要がなく、装置の小型化を図れる。

基板清掃機構を備えたクリーム半田印刷機の1実施例の図である。 図１のＡ−Ａ断面図で、基板清掃状態を説明するための平面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＣ−Ｃ段面図である 図４のＤ−Ｄ段面図である。 空圧制御系の一例を示した図である。

符号の説明

１…本体、３…スキージヘッド、５…スキージ、６…シリンダ、８…マスク、９…版枠、１０…印刷テーブル、１２…基板受け渡しコンベア１３…基板搬入コンベア、１４…基板搬出コンベア、１５…基板、１７…ＣＣＤカメラ、２４…マスク清掃用吸引ノズル、３０…イオナイザー、３１…真空吸引ノズル、３５…シャッター、３６…開口部。

Claims (2)

1. Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の位置決め機構と昇降機構を備えた印刷テーブル、版枠に貼られ転写パターンを開口部として有するマスク、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するカメラ、スキージ、スキージ昇降機構および水平方向移動機構を備えたスキージヘッド、基板搬入コンベア、基板搬出コンベア、これらの機構を制御する制御装置を備えたスクリーン印刷機において、
   基板搬入時または基板搬入後に基板上面に付着した異物を取り除くためのイオナイザーと真空吸引ノズルを設け、前記真空吸引ノズルにはその開口部を基板幅に合わせて調整するためのシャッターを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
2. 請求項１に記載のスクリーン印刷機において、
   マスクを清掃するために基板とマスクとの間を移動しながら吸引ノズルかを備えたマスク清掃部を設け、
   前記イオナイザーからの空気吹き出しと前記真空吸引ノズルによる空気吸引のために用いるブロアを前記マスク清掃部の空気吸引用のブロアと共用し、両者の機能を切換えるための切換え弁を備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。

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