JP4449376B2 - 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、特にフレキシブルな生産に対応するに好適なスクリーン印刷機に関する。

従来のスクリーン印刷機は、特許文献１に開示されているように、基板搬入コンベア、基板搬出コンベア、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、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、これらの機構を制御する制御装置を備え、装置に搬入され、印刷テーブルに載置された基板の位置とマスクの位置を、カメラで撮像された画像に基づいて位置決めし、その後テーブルを上昇して基板をマスクに近接させ、スキージによってマスクを基板に接触させながらマスク開口部にクリームはんだを充填し、さらにテーブルを下降して、基板とマスクを離すことによってクリームはんだを基板上に転写し、その後、基板を装置から搬出することによって印刷がなされている。

特開平７−２０５３９９号公報

電子回路基板の生産効率を高めるためには、一般に複数の基板生産ラインを構成することが行われている。その場合には生産ラインの設置面積が大きくなり、スペース効率が悪くなるという新たな問題が発生する。また、２種類の基板を混載した基板供給マガジンがラインに投入された時には、それらの基板を整理し、それぞれ別々のマガジンに入れ直してからラインに供給する必要があった。

上記の問題点に鑑み、本発明は電子回路基板生産ラインの設置スペースを大幅に増加することなく、生産効率を向上させることが可能で、かつ、フレキシブルな生産にも対応可能なスクリーン印刷機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のスクリーン印刷機では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有するスキージヘッドとを備えた印刷ユニットを二組と、これら二組の印刷ユニット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、マガジンから基板を取り出して搬入コンベアに受け渡すローダと、ローダ上に基板の種類を判別するセンサと、二組の印刷ユニットの印刷テーブルに基板を搬入するための１つの搬入コンベアと、印刷テーブルから基板を搬出する１つの搬出コンベアと、二組の印刷テーブルに対応して設けられ、印刷された基板を収納するマガジンを備えた２つのアンローダとからなり、前記搬入及び搬出コンベアが、それぞれの印刷ユニットとローダ又はアンローダとの間を移動可能に構成した

本発明を用いることにより、電子回路基板生産ラインの設置スペースを大幅に増加することなく、生産効率を向上させることが可能で、かつ、フレキシブルな生産にも対応可能なスクリーン印刷機を実現することが可能となる。

本発明は、１台の印刷装置に２つのスクリーン印刷部を設けて、基板を自動的に振り分ける振り分け機構を設けて、複数枚の基板をそれぞれの印刷部で印刷する構成とすることで、装置の設置面積を最小限にし、かつ異なる種類の基板にも自動的に対応できるようにしたものである。以下、実施例を図１乃至図７を用いて詳しく説明する。

図１は本発明のスクリーン印刷機の構成を示す概略図である。

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。スキージヘッド３はスキージヘッド駆動モータ４でボールスクリューを駆動することでガイドレール２上を移動する。

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。さらに、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。

また、本体フレーム１には印刷テーブル１０が設けてある。この印刷テーブル１０の下部には、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が設けられており、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なう機能を備えている。この位置合せは、ＣＣＤカメラ１６によりマスク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、その結果に基づいて位置ずれを認識する。

図２は本発明のクリームはんだ印刷機の上面図である。本発明のスクリーン印刷機は上記で説明した機構のうち、搬入コンベア１３と搬出コンベア１４を除く印刷ユニットを二組備えている。すなわち、図２に図示されているスキージヘッド３、３’、スキージ駆動モータ４、４’、スキージ昇降シリンダ６、６’、マスク８、８’の他に、スキージ５、５’、印刷テーブル１０、１０’、ＣＣＤカメラ１６、１６’をそれぞれ２組を備えている。ここでは、図２の図上上側の印刷ユニットを印刷ユニット１と呼び、図上下側の印刷ユニットを印刷ユニット２と呼ぶことにする。

図３に図１のＡ−Ａ矢視図を示す。図３において、搬入コンベア１３及び搬出コンベア１４は、それぞれボールねじ２１と２２に連結されたコンベア移動モータ１９及び２０によって、印刷ユニット１と印刷ユニット２の間を移動可能に構成されている。図１において搬入コンベア１３はリニアガイド１７によって移動を案内される。また、搬出コンベア１４はリニアガイド１８によって移動を案内される。すなわち、搬入コンベア１３及び搬出コンベア１４はそれぞれ、図３に実線で示した位置と破線で示した位置の間を移動することが可能である。すなわち、装置内に搬入された基板は搬入コンベア１３に移載され、印刷ユニット１又は印刷ユニット２の印刷テーブル１０又は印刷テーブル１０’に搬送される。また、印刷テーブル１０、又は印刷テーブル１０’にて印刷の終了した基板は搬出コンベア１４に移載され次の工程に運ばれる。

次に図４及び図５を用いて本発明のスクリーン印刷機の動作について説明する。図４において、マガジン３１からローダユニット３０を経由して、基板１５を本発明のスクリーン印刷機の搬入コンベア１３へ供給する。また、搬出コンベア１４によって搬出された基板１５は、マウンタ４０に運ばれ、そこでクリームはんだを印刷された基板に電子部品を搭載する。以下、本実施例の動作の一例を説明する。

図４に示すようにマガジン３１より、基板１５がローダ３０の基板受け渡し位置に供給される。このとき、搬入コンベア１３はローダ３０から基板１５を受け取る位置に位置決めされている。

搬入コンベア１３が基板１５を受け取る。次に搬入コンベア１３は、印刷ユニット１への基板受け渡し位置に移動する。そこで、基板１５は印刷ユニット１の印刷テーブル１０上に搬入される。この状態で基板１５とマスク８の位置合せが行われ、印刷ユニット１によって印刷が実行される。この時、図５に示すように次の基板１５’がローダ３０の基板受け渡し位置に供給される。なお、搬入コンベア１３はローダ３０から基板１５’を受け取る位置に位置決めされている。その後、搬入コンベア１３は基板１５’をローダ３０より受け取る。次に搬入コンベア１３は、印刷ユニット２への基板受け渡し位置に移動する。移動後、基板１５’は印刷ユニット２の印刷テーブル１０’上に搬入される。この状態で、基板１５’とマスク８’の位置合わせを行い、印刷ユニット２によって印刷が実行される。一方、搬出コンベア１４は印刷ユニット１の基板受け取り位置において、印刷された基板１５を受け取り、次に図６に示すマウンタ４０への基板受け渡し位置に移動して、基板１５をマウンタ４０に受け渡す。

以上詳しく説明したように、搬入コンベア１３と搬出コンベア１４が印刷ユニット１と印刷ユニット２の間を移動して基板１５の搬入・搬出を交互に実行することによって、従来のスクリーン印刷機２台を用いる場合に比較して、少ない設置スペースで同様の生産効率をあげることが可能となる。

次に図７を用いて本発明のスクリーン印刷機の他の実施例を説明する。

図７において、図６と異なる点は、まず、搬入側のマガジン３１には２種類の基板１５Ａと１５Ｂとが混載されている。そのため、ローダ３０には、基板の種類を判別するためのセンサ３２が設けてある。このセンサ３２としては、基板に予め設けたバーコードを読み取るバーコードセンサ、マークや記号を読み取るＯＣＲやＣＣＤカメラ等を用いることができる。搬出側にはマウンタ４０に代え２つのアンローダユニット５１、５３と２つのマガジン５２、５４が設けてあり、基板の種類毎にそれぞれのマガジンに収納する構成としたものである。このように構成することで、装置としては先の場合より大型になるが、２台の印刷システムを設置するより小型になり、異種の基板の印刷も可能になるメリットがある。

次に、本装置における動作を簡単に説明する。

本実施例では、基板１５Ａに印刷ユニット１で印刷して、図７のアンローダ５１に搭載されたマガジン５２に収納し、基板１５Ｂには印刷ユニット２で印刷して、図７のアンローダ５３に搭載されたマガジン５４に収納する場合について、動作を説明する。

まず、マガジン３１より、基板１５Ａがローダ３０の基板受け渡し位置に供給されると、センサ３２が基板１５の種類を読み取り、その結果を制御装置（図示せず）に伝達する。このとき、搬入コンベア１３はローダ３０から基板１５を受け取る位置に位置決めされている。

次に、搬入コンベア１３が基板１５Ａを受け取り、制御装置（図示せず）からの指令をうけて、印刷ユニット１への基板受け渡し位置に移動する。その後、基板１５Ａは印刷ユニット１の印刷テーブル１０上に搬入され、この状態で印刷ユニット１によって印刷が実行される。印刷テーブル１０へ基板１５Ａを受け渡しが完了すると、搬入コンベア１３は、ローダ３０の基板受け取り位置に戻る。このとき、次の基板１５Ｂがローダ３０の基板受け渡し位置に供給され、センサ３２が基板１５の種類を読み取り、その結果を制御装置（図示せず）に伝達する。

その後、搬入コンベア１３が基板１５Ｂを受け取り、制御装置（図示せず）からの指令を受けて、印刷ユニット２の基板受け渡し位置に移動する。次に、基板１５Ｂは印刷ユニット２の印刷テーブル１０’上に搬入され、この状態で印刷ユニット２によって印刷が実行される。基板１５Ｂを印刷テーブル１０’に受け渡した搬入コンベアはローダ３０の位置に復帰する。一方、搬出コンベア１４は印刷ユニット１の基板受け取り位置において、印刷の終了した基板１５Ａを受け取り、アンローダ５１への基板受け渡し位置に移動して基板１５Ａをアンローダ５１に受け渡す。次に、搬出コンベア１４は、印刷ユニット２からの基板受け取り位置に移動して、印刷が完了した基板１５Ｂを受け取る。

また、同時にマガジン３１から次の基板１５Ａをローダ３０に受け渡し、同様の操作を繰り返す。上記では、基板１５Ａ、１５Ｂがマガジン３１に交互に収納されているとしたが、収納順序が異なっていても、センサ３２の検出結果に基づいて、印刷する印刷テーブルを選択することで、同１の印刷テーブルを複数回使う動作を行う。このように本実施例では、基板の種類が混在するようにマガジン３１に収納されていても、装置側で、自動的に印刷テーブルを選択して、印刷を行うことができ、失敗の無い印刷を実行することができる。

本発明のクリームはんだ印刷機の構成と動作を説明するための概略図である。 本発明のクリームはんだ印刷機の版枠及びマスクの上面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図を示す。 クリームはんだ印刷機の実施例１の動作を説明するための図である。 クリームはんだ印刷機の実施例１の動作を説明するための図である。 クリームはんだ印刷機の実施例１の動作を説明するための図である。 クリームはんだ印刷機の実施例２の構成と動作を説明するための図である。

符号の説明

１…印刷機の本体フレーム、３、３…スキージヘッド、５、５'…スキージ、６、６…スキージ昇降シリンダ、８、８'…マスク、９、９…版枠、１０、１０'…印刷テーブル、１３…搬入コンベア、１４…搬出コンベア、１５…基板。

Claims (1)

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と、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と、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と、スキージと、スキージ昇降機構および水平方向移動機構を有するスキージヘッドとを備えた印刷ユニットを二組設け、前記二組の印刷ユニット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、
   マガジンから基板を取り出して搬入コンベアに受け渡すローダと、ローダ上に基板の種類を判別するセンサと、前記二組の印刷ユニットの印刷テーブルに基板を搬入するための１つの搬入コンベアと、印刷テーブルから基板を搬出する１つの搬出コンベアと、二組の印刷テーブルに対応して設けられ、印刷された基板を収納するマガジンを備えた２つのアンローダとからなり、前記搬入及び搬出コンベアが、それぞれの印刷ユニットとローダ又はアンローダとの間を移動可能に構成したことを特徴とするスクリーン印刷機。

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