JP4387026B2 - スクリーン印刷方法 - 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、ペースト貯溜容器を備えたスキージヘッドを用いるものである。この方法では、ペースト貯溜容器の下面に設けられた開口をマスクプレートに当接させた状態で、ペースト貯溜容器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開口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。スクリーン印刷作業においてはスキージヘッドは常に下面の開口をマスクプレートの上面に摺接させた状態にあるが、機種切り替えのための段取り替え作業や装置保守時には、スキージヘッドをスクリーンマスクから離す必要がある。
【0005】
この場合、密閉型のスキージヘッドではペーストは常に下面の開口を介してマスクプレートと接触しているため、スキージヘッドを上昇させる際に内部のペーストの一部がマスクプレートの上面に付着したまま残留しやすい。そしてこのようなペースト残留が生じると、マスクプレート上のペーストを拭き取りによって除去しなければならない。このため、従来はこの残留ペーストのために無駄に廃棄されるペーストが発生するとともに、その都度拭き取り作業を必要とすることにより段取り替え・保守作業時の時間のロスを生じていた。
【0006】
そこで本発明は、印刷されずに廃棄されるペーストを減少させるとともに、段取り替え・保守時の無駄作業を排除することができるスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のスクリーン印刷方法は、スキージヘッドが、本体部とこの本体部に着脱自在に装着して成るカートリッジを有し、このカートリッジの内部にペーストを貯溜した前記スキージヘッドをマスクプレート上で摺動させながら加圧板により前記ペーストを加圧することにより、前記カートリッジの内部の底面に設けられた開口を有する押し出し板及び前記本体部の底部に装着されてこの押し出し板の下方に設けられた開口を有する絞り板を通過させて左右のクランパによって保持された基板に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方法であって、前記スキージヘッドを前記マスクプレートから離隔させる際に、前記加圧板を上昇させて前記内部に貯溜されたペーストへの加圧を停止する工程と、印刷動作の1サイクルを終了した状態でマスクプレートの下面から離隔した位置にある前記クランパを上昇させてこのクランパをスキージヘッド直下のマスクプレートの下面に当接させる工程と、加圧が停止された状態で下端部が前記クランパの上面によって下受けされたマスクプレートに当接したスキージヘッドを所定距離だけ水平移動させながら上昇させる工程とを含むスキージヘッド離隔動作を行わせるようにした。
【0008】
本発明によれば、スキージヘッドをマスクプレートから離隔させる際に、内部に貯溜されたペーストへの加圧を停止し、加圧が停止された状態で下端部がマスクプレートに当接したスキージヘッドを所定距離だけ水平移動させることにより、ペーストとマスクプレート上面との密着度を低下させた状態でスキージヘッドをマスクプレートから離隔することができ、ペーストがマスクプレート上面に付着して残留するのを防止することができる。
【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方法の工程説明図である。
【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の左右のクランパ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。
【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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
カートリッジ31は予め所定量のクリーム半田が貯溜されたクリーム半田の貯溜部(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。
【0017】
また、カートリッジ31の底面はクリーム半田の押し出し板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はクリーム半田5を加圧する加圧手段となっている。
【0018】
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とこの押し出し板31aの下方に設けられた絞り板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の下部に内側斜め方向に配設された2枚の掻き取り部材36A,36B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。
【0019】
掻き取り部材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材36A,36B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、掻き取り部材36A,36Bの間の開口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と絞り板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31b,34aによって断面積が絞られた絞り部となっており、この絞り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】
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内のクリーム半田5は掻き取り部材36A,36Bの間の開口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。
【0022】
そしてスキージヘッド13を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。
【0023】
次に、図4を参照して上記構造の印刷部14を備えたスキージヘッド13によるクリーム半田印刷におけるスキージヘッドの離隔動作について説明する。この離隔動作は、基板3の品種切り替えのための段取り替え作業時や、スキージヘッド13へのクリーム半田5の補給、装置保守時などにおいて、スキージヘッド13をマスクプレート12から離隔させて上昇させる際の動作を示すものである。
【0024】
図4(a)は、カートリッジ31内のクリーム半田5を加圧板32によって加圧しながらスキージヘッド13をマスクプレート12上で水平移動させ、印刷動作の1サイクルを終了した状態を示しており、このとき、基板保持部2は下降してクランパ4はマスクプレート12の下面から離隔した位置にある。
【0025】
次に、図4(b)に示すように、加圧板32を上昇させてクリーム半田5の加圧を停止する。これにより、印刷空間35内のクリーム半田5のマスクプレート12上面への加圧状態が解除される。そしてこの後、図4(c)に示すように基板保持部2を上昇させて片方のクランパ4をスキージヘッド13の直下のマスクプレート12の下面に当接させる。
【0026】
そしてこの状態で、モータ28を駆動して図4(d)に示すようにスキージヘッド13をクランパ4の上面によって下受けされた状態のマスクプレート12上で水平移動させる。この水平移動は、マスクプレート12上の任意位置で行わせることができるが、クランパ4などによってマスクプレート12が安定して下受け支持された状態で行うのが望ましい。
【0027】
この水平移動により、印刷空間35の開口を介してマスクプレート12の上面に接触して密着状態にあったクリーム半田5は、マスクプレート12に対して摺動する。これにより、クリーム半田5とマスクプレート12との密着面はせん断され、密着状態から解放されて付着力が大幅に低下する。
【0028】
そしてこの状態で、図4(e)に示すようにシリンダ22を駆動してスキージヘッド13を上昇させる。この上昇動作において、クリーム半田5のマスクプレート12に対する付着力が低下した状態で掻き寄せ板36A,36Bの下端部がマスクプレート12から離隔するため、印刷空間35内に存在していたクリーム半田5がマスクプレート12上に付着状態のまま残留することがない。なお、この上昇動作は、スキージヘッド13の水平移動が終了した後に開始してもよく、またスキージヘッド13を水平移動させながら上昇動作を開始するようにしてもよい。
【0029】
従って、従来の密閉型のスキージヘッド13を上昇させる際に発生していた、マスクプレート12上に残留したクリーム半田5の除去作業を行う必要がなく、無駄作業を排除して、段取り替え・保守作業の時間のロスを省くとともに、印刷されないまま廃棄されるクリーム半田を減少させて資源の有効活用を促進することができる。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、スキージヘッドをマスクプレートから離隔させる際に、内部に貯溜されたペーストへの加圧を停止する工程と、加圧が停止された状態でスキージヘッドをマスクプレートに当接させた状態で所定距離だけ水平移動させることにより、ペーストとマスクプレート上面との密着度を低下させた状態でスキージヘッドをマスクプレートから離隔させてペーストのマスクプレート上面への残留を防止することができる。従って、マスクプレート上に残留したペーストの除去作業を行う必要がなく、余分な作業に要する時間のロスを省くとともに、印刷されないまま廃棄されるペーストを減少させて資源の有効活用を促進することができる。
【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方法の工程説明図
【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
14 印刷部
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
35 印刷空間
Claims (1)
- スキージヘッドが、本体部とこの本体部に着脱自在に装着して成るカートリッジを有し、このカートリッジの内部にペーストを貯溜した前記スキージヘッドをマスクプレート上で摺動させながら加圧板により前記ペーストを加圧することにより、前記カートリッジの内部の底面に設けられた開口を有する押し出し板及び前記本体部の底部に装着されてこの押し出し板の下方に設けられた開口を有する絞り板を通過させて左右のクランパによって保持された基板に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方法であって、前記スキージヘッドを前記マスクプレートから離隔させる際に、前記加圧板を上昇させて前記内部に貯溜されたペーストへの加圧を停止する工程と、印刷動作の1サイクルを終了した状態でマスクプレートの下面から離隔した位置にある前記クランパを上昇させてこのクランパをスキージヘッド直下のマスクプレートの下面に当接させる工程と、加圧が停止された状態で下端部が前記クランパの上面によって下受けされたマスクプレートに当接したスキージヘッドを所定距離だけ水平移動させながら上昇させる工程とを含むスキージヘッド離隔動作を行わせることを特徴とするスクリーン印刷方法。
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