JP4831904B2 - スクリーンプリントに関する改善 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、スクリーンプリント、特に、プリントされるペースト状製品が、スクリーンプリントヘッド内に含まれかつ加圧によりこのプリントヘッドを通して送達されるスクリーンプリントに関する。
【０００２】
プリント回路基板のアセンブリおいて、素子と接続されるハンダペーストを溶着させ、ペースト溶着物上にこの素子を置き、次いで、このアセンブリを加熱してこのペーストをリフローイングそして接続を完成させる技術が確立されている。スクリーンプリント機械は、ステンシルまたはスクリーンの開口を通してプリント回路基板上にハンダペーストを沈着させるように使用されている。
【０００３】
ハンダペーストは、有機材料またはフラックスによって連結されるハンダの金属微粒子からなる。このようなハンダペーストの金属含量は、代表的に、容積の５０％まででありかつペーストの重量の９０％までである。粘性フラックスは、流動剤、接着剤および洗浄剤からなり、これらの中には、揺変性のものもあり、そして揮発性溶媒のものもある。ハンダペーストの揺変性特性は、このペースト内の領域の相対的移動により、ずり減粘のプロセスがペーストの粘性を局所的に減少するという効果を有する。
【０００４】
代表的プリントは、ハンダペーストの複数の小さいブロックを含み、そして一貫した品質のために、各ブロックが、同じ割合の各構成材料を含むことは、必須である。これは、ハンダペースト内の材料が一貫した均質分布であることを必要とする。
【０００５】
１つの伝統的スクリーンプリント技術において、図１中に図示されるように、傾斜したスクイジー１を使用して、開口４を含みかつ回路基板５の上に配置されるステンシル３にわたって、ある容積のペースト状製品２を押し、それによって、ステンシル３中の開口４を充填し、そして回路基板５上に溶着物を提供する。スクイジー１の前方移動（水平力Ｆ１による）により、下方力Ｆ２は、ペースト状製品２に加えられる。この下方力Ｆ２は、ペースト状製品２をステンシル３中の開口４に押しこみ、そしてステンシル３へのペースト状製品２の接着の組み合わせにより、ペースト状製品２は、矢印６に示されるようにステンシル３をわたって回転し、それによってペースト状製品２をずり減粘させる。
【０００６】
このスクリーンプリント技術に関する多くの問題がある。１つの問題は、大気へのペースト状製品２の曝露が、ペースト状製品２の溶媒のエバポレーションを生じ、故に、ペースト状製品２が乾燥することである。別の問題は、スクイジー１のスピードを増加してステンシル３の開口４にペースト状製品２を押しこむ下方力Ｆ２を増加することが、開口４を充填するために利用可能な時間を減少するだけでなく、この増加により、ペースト状製品２がステンシル３にわたってスライドさせられ、それにより回転効果が減少されかつそれ故にずり減粘が減少され得るということである。
【０００７】
エバポレーションの問題を克服するペースト状製品を含むスクリーンプリントヘッドは、例えば、ＵＳ−Ａ−４６２２２３９に開示されるように提案されているが、これらのプリントヘッドは、適切なプリントスピードの設定の問題に対処していない。
【０００８】
ＷＯ−Ａ−９６／２００８８は、エバポレーションおよびプリントスピードの設定の両方の問題をペースト状製品に直接圧力を加えることによって克服するように試みたスクリーンプリントヘッドを開示する。しかし、このプリントヘッドは、ペースト状製品の回転作用を提供せず、それ故に、ペースト状製品のずり減粘を提供していない。さらに、このプリントヘッドは、ペースト状製品に加えられる非常に高い圧力を必要とする。この高圧は、ハンダペーストの金属成分およびフラックス成分の分離を生じ、非一貫性のプリントを生じる。
【０００９】
ＷＯ−Ａ−９８／１６３８７は、エバポレーションおよびプリントスピードの設定の公知の問題に部分的に対応して開発されたスクリーンプリントヘッドを開示する。図２中図示されるように、このプリントヘッドは、主本体１０、第１および第２ワイパーブレード１１、１２（これは、ステンシル１３に接触しかつ主本体１０と一緒にペースト状製品１６を含むチャンバ１５を規定する）、主本体１０の低部末端に位置するグリル１７、および下方力Ｆ２をペースト状製品１６上に加えるためのピストン１８を備える。ステンシル１３（複数の開口１９を備える）は、回路基板２０の上に位置し、この上にペースト状製品１６の沈着物がプリントされる。使用の際に、プリントヘッドは、２つの反対のプリント方向の１方に水平力Ｆ１を用いて移動され、これにより、ピストン１８によりペースト状製品１６に与えられた力によってステンシル１３に対して押しつけられるワイパーブレード１１、１２は、ステンシル１３の上の領域からペースト状製品１６を引き上げるように作用し、かつペースト状製品１６を、グリル１７を通って上方に通過させ、このペースト状製品１６は、続いて、ピストン１８により発生した圧力の作用によってグリル１７を通って下方に押し戻される。矢印２１によって示されるように、ペースト状製品１６のこの回転作用は、ペースト状製品１６をずり減粘させ、それによってピストン１８により加えられた圧力Ｆ２が低レベルで維持されることを可能にし、かつ回転作用の混合効果によってペースト状製品１６の成分の分離を妨げることも可能にする。さらに、ペースト状製品１６に加えられた圧力Ｆ２は、プリントヘッドの移動のスピードに依存しない。
【００１０】
このプリントヘッドは、多くの改善されたスクリーンプリントを提供するが、いくつかの場合において、このプリントへットは、完全なプリントに必要とされるようなペースト状製品１６の十分なずり減粘を提供しないことが、認められている。
【００１１】
スクリーンプリントプロセスにおいて、図３ａに図示されるように、ステンシル開口１９の不完全な充填は、ペースト状製品１６が、十分に薄くされていない場合に生じる。ステンシル開口１９が、不完全に充填される場合、後進ワイパーブレード１１の作用は、ステンシル開口１９上のペースト状製品１６を剪断し得、結果として開口１９中のペースト状製品１６は、開口１９の前方の一端に押し出され、図３ｂに図示されるように、わずかな部分的プリントしか生じない。極端な場合において、ステンシル開口１９中に残ったペースト状製品１６は、回路基板２０と十分に接触していないかもしれなく、その結果、回路基板２０およびステンシル１３が分離される場合、ペースト状製品１６は、回路基板２０に不十分に接着され、そして図３ｃ中に示されるように、ステンシル１３中に残ったままであり、実質的にプリントを全く生じない。さらに、ステンシル１３の開口１９中のペースト状製品１６の維持は、それ自体、その後のプリントに関する問題をもたらす。なぜならば、本明細書中の上記で言及されたように、ペースト状製品１６は、乾燥する傾向があり、開口１９中のペースト状製品１６の乾燥は、プリントの問題を引き起こすからである。これらの問題は、より小さいステンシル開口１９の使用をもたらす縮小化における近年の傾向によっていっそう悪化している。この縮小化は、開口壁接触へのペースト状製品の面積に対して回路基板接触へのペースト状製品の面積を減少している。
【００１２】
従って、本発明は、ペースト状製品をプリントスクリーンに塗布するためのスクリーンプリントヘッドを提供し、このプリントヘッドは、主本体；プリントスクリーンを接触するために主本体に配置されたワイパーブレード；ペースト状製品の供給を含むリザーバを提供する第１チャンバであって、この第１チャンバは、主本体によって少なくとも一部規定され、かつ少なくとも１つの出口開口部を備え、これを通ってペースト状製品は、使用の際に圧力下で押し込まれる、第１チャンバ；少なくとも１つの出口開口部と流体連絡する第２チャンバであって、この第２チャンバは、主本体およびこのワイパーブレードによって部分的に規定され、そして使用の際にプリントスクリーンと連絡する、第２チャンバ；ならびに該第２チャンバ中に配置され、かつ使用の際に、該プリントスクリーンの表面上を通過する、該第２チャンバ中に含まれるペースト状製品の循環流、および該プリントスクリーンに向かいかつその中の開口中に該ペースト状製品の循環流を押し進めるように作用する、該プリントスクリーンに向う該ペースト状製品の流れを引き起こすように構成される、フローディレクター、を備える。
【００１３】
このようなプリントヘッドは、プリントスクリーンの開口に充填されたペースト状製品のずり減粘の増強を提供し、それ故に、低品質のプリントの発生率を減少するための改善されたステンシル開口充填を提供する。
【００１４】
好ましくは、少なくとも１つの出口開口部は、細長スロットを備える。
【００１５】
好ましくは、フローディレクターは、さらに、第１および第２循環帯域を規定するように配置され、ここで、ペースト状製品は、局所的に循環されかつこれを通して循環流が、指向される。
【００１６】
好ましくは、フローディレクターは、ベーンを備え、使用の際に循環流は、このベーンの低部縁の下を通過する。
【００１７】
より好ましくは、フローディレクターは、少なくとも１つの出口開口部の対向側面上に配置された第１および第２ベーンを備え、このベーンの低部縁は、プリントスクリーンに向けて指向されたノズルを規定する。
【００１８】
好ましくは、このノズルは、細長ノズルである。
【００１９】
好ましくは、主本体は、第１および第２ローブ部材を備え、この部材は、第２チャンバを一部規定し、このローブ部材は、ワイパーブレードのそれぞれの上に配置され、かつ循環流を促進するように弓形低部表面を有する。
【００２０】
１つの実施形態において、主本体は、１以上のポートを備え、これを通して、第１チャンバに、ペースト状製品を装填し得る。
【００２１】
別の実施形態において、主本体は、第１チャンバを少なくとも一部規定する交換可能なカセットを備え、第１チャンバを、このカセットの交換によって装填する。
【００２２】
好ましくは、ワイパーブレードは、可撓性ワイパーブレードを含む。
【００２３】
本発明はまた、上記のプリントヘッドを備えるスクリーンプリント装置に及ぶ。
【００２４】
本発明はまた、プリントスクリーンと連絡するチャンバを備えるスクリーンプリントヘッドを使用するスクリーンプリント方法を提供し、この方法は、以下の工程：プリントスクリーンの表面上を通過する、チャンバ中のペースト状製品の循環流を提供する工程；およびペースト状製品の循環流をプリントスクリーン上およびその中の開口に押し進めるように作用する、プリントスクリーンに向うペースト状製品の流れを提供する工程、を包含する。
【００２５】
好ましくは、この方法は、さらに、第１および第２循環帯域においてペースト状製品を局所的に循環させる工程を包含し、この帯域を通って循環流は、指向される。
【００２６】
本発明は、スクリーンプリントのためのプリントヘッドをさらに提供し、このプリントヘッドを通して、印刷されるペースト状製品は、印加圧力によって押しつけられ得、このプリントヘッドは、ペースト状製品が装填され得るチャンバ（ここで、このペースト状製品は、圧力下に置かれ得る）；プリントされるペースト状製品のためのチャンバからの退出スロット；およびこの退出口スロットと連絡する下流チャンバ、を備え、ここで、この下流チャンバは、使用の際に、その退出口で可撓性ワイパーブレードおよびスクリーンの一部によって閉鎖され、これを通して、ペースト状製品は、プリントされ、そして下流チャンバは、ベーンによって細区分されてペースト状製品流経路を規定し、これに沿って、ペースト状製品は、使用の際の、ステンシルにわたるプリントヘッドの移動の結果として流れ、この流経路は、ワイパーブレードの上の循環流、ならびに循環流の結果としてのベーンと印加圧力に起因する退出口スロットを通ったペースト状製品の移動との間のステンシルに向った流れを含む。
【００２７】
本発明は、さらに、プリントヘッド（これを通して、プリントされるプリントヘッドペースト状製品は、印加圧力によって押しつけられる）を用いるスクリーンプリントの方法を提供し、この方法は、チャンバにペースト状製品を装填しかつこのチャンバから退出口スロットと連絡する下流チャンバに退出口スロットに向って移動するためにこのペースト状製品を圧力下に置く工程であって、この下流チャンバは、可撓性ワイパープレードおよびスクリーンの一部（これを通してペースト状製品は、プリントされる）によってその退出口末端にて閉鎖される、工程；ベーンによって下流チャンバを細区分して、ステンシルにわたるプリントヘッドの移動の結果として、製品流を通過させるペースト状製品流経路を規定する工程であって、この流経路は、循環流および印加圧力に起因して退出口スロットを通ったペースト状産物の移動の結果としての、ワイパーブレードの上の循環流ならびにベーンの間のステンシルに向った流れを含む、工程、を包含する。
【００２８】
スクリーンプリントヘッドは、主本体３０を備え、この実施形態において、細長本体、および第１および第２の内向および下向指向ワイパーブレード３１、３２（それぞれのクランププレートおよびねじによって主本体３０に留められる）を備える。図５および６に図示されるように、ワイパーブレード３１、３２は、使用の際に、ステンシル３４と接触して維持され、このステンシルは、複数の開口３６を含み、そしてワークピース３８の上に位置付し、この実施形態において、回路基板上で、ペースト状製品の溶着物がプリントされる。この実施形態において、プリントヘッドは、二方向に移動可能であるように、その長軸のまわりに対称に配置される。
【００２９】
主本体３０は、第１および第２ローブ部材４２、４４を備え、この実施形態において、突出体（これらの突出体の間に出口開口部４６（この実施形態では細長スロット）が、規定される）ならびに外部開口部４６を通して流体連絡する第１および第２チャンバ４８、５０を備える。本明細書中の以下にさらに記載されるように、第１および第２ローブ部材４２、４４の各々は、弓形で低部の、ルーフ表面５２、５４を有する。チャンバ４８の１つ（第１）は、ペースト状製品５６を含有するためのリザーバを提供し、そして可撓性ダイヤフラム５８によって一部規定され、これは、使用の際に、他方（第２チャンバ５０）への圧力下でペースト状製品５６を駆動するように作用する。他方（第２チャンバ５０）は、第１および第２循環帯域６０、６２を提供し、この中およびこれを通して、ペースト状製品５６は、本明細書中の以下にさらに記載されるように循環される。この実施形態において、主本体３０は、第１チャンバ４８にペースト状製品５６を装填するための複数のポート６３を備える。この実施形態において、第２チャンバ５０は、使用の際に、ペースト状製品５６の乾燥を防止するための大気と仕切られて全体的に取り囲まれ、ステンシル３４は、第２チャンバ５０を一部取り囲んでいる。
【００３０】
プリントヘッドは、さらに、出口開口部４６に隣接する第２チャンバ５０中に配置されたフローディレクター６３を備える。フローディレクター６３は、第１および第２ベーン６４、６６を備え、これらの各々は、出口開口部４６に隣接する第１および第２ローブ部材４２、４４のそれぞれ１つの低部表面５２、５４と平行にある距離だけ伸長し、それらの間に通路６７、６８を規定しかつ下方にノズル６９（この実施形態では、細長ノズル）を規定する。それらの間に、それは、ワイパーブレード３１、３２の低部縁によって規定される平面から間隔があけられ、ノズル６９の下にペースト状製品５６が流れることを可能にする。この構成をともなって、プリントヘッドは、第１チャンバ４８、第１および第２循環帯域６０、６２ならびにフローディレクター６３の内部間隔によって規定される通りの４つのセクションに効果的に分割される。
【００３１】
プリントヘッドは、さらに、その末端の各々にてシール部材７０を備え、このシール部材７０は、可撓性材料で形成されてプリントの間に偏向するワイパーブレード３１、３２に適合する。
【００３２】
使用の際に、プリントヘッドは、下にあるワークピース３８の上に位置するステンシル３４と接触される。力Ｆ２は、可撓性ダイヤフラム５８に適用されて第１チャンバ４８中にペースト状製品５６を加圧しかつ出口開口部４６を通して第２チャンバ５０にペースト状製品を押し進め、このペースト状製品５６は、通路６７、６８およびノズル６９を通って押し進められ、ステンシル３４と接触する。次いで、プリントヘッドは、水平力Ｆ１の下で、ステンシル３４にわたって移動され、ステンシル３４へのペースト状製品５６の接着と組み合わされたこの移動は、矢印７２に示されるように、循環帯域６０、６２中のペースト状製品５６の循環流を引き起こす。先進循環帯域（この実施形態において、第２循環帯域６２）からのペースト状製品５６は、ノズル６９とステンシル３４との間でステンシル３４への接着によって引かれ、この領域においてペースト状製品５６のずり減粘を引き起こす。ペースト状製品５６のこの流れは、後進循環帯域（この実施形態において、第１循環帯域６０）内の圧力を増加し、そしてペースト状製品５６は、通路６７、６８を通って先進循環帯域６２に押し戻され、それによってペースト状製品５６をさらにずり減粘にする。同時に、出口開口部４６を通って第２チャンバ５０に導入されたペースト状製品５６の作用は、ノズル６９の下の領域においてノズル６９を通して新たにずり減粘されたペースト状製品５６に圧力を直接加え、ずり減粘されたペースト状製品５６をステンシル３４中の開口３６に押し込む。
【００３３】
本発明のプリントヘッドは、特に、ノズル６９とステンシル３４との間の臨界領域において、公知のプリントヘッドのいずれかよりもより良好なずり減粘を提供し、そしてステンシル開口３６へのペースト状製品５６のより改善されたパッキングを提供する。従って、ワイパーブレード３１、３２は、ステンシル開口３６において空隙を残さずに、ステンシル開口３６の頂部を横切ってペースト状製品５６をきれいに切断し得る。このように、良好な接触は、ステンシル開口３８の全面積にわたってペースト状製品５６とワークピース３８との間で確立され、それによってワークピース３８からステンシル３４を分離する際に、ステンシル３４からのペースト状製品５６の良好な分離を確実にし、結果として高品質のプリントを確実にする。
【００３４】
最後に、本発明は、その好ましい実施形態において記載され、そして添付の特許請求の範囲によって規定される通りの本発明の範囲から逸脱することなく多くの異なる様式で改変され得ることが、理解される。例えば、第１チャンバ４８についての代替の設計は、明らかに可能であり、例えば、ＷＯ−Ａ−９８／１６３８７に開示されるような、例えば交換可能なカセットシステムである。また、フローディレクター６３（特に、ノズル６９）ならびに第１および第２チャンバ４８、５０の形状およびサイズは、例示の実施形態の形状およびサイズから変更され得る。特に、出口開口部４６およびノズル６９の幅、通路６７、６８の幅および長さ、ならびにノズル６９の低部縁とステンシル３４との間のクリアランスはすべて、プリントヘッドの操作に対する効果を有し、かつずり減粘とペースト状製品５６の最大供給速度との間の所望されるバランスを提供するように変更され得る。
【００３５】
本発明の好ましい実施形態を、ここで、付随の図面を参照して例示のみのために本明細書中の以下に記載する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、伝統的なスクリーンプリント技術において使用される場合のスクイジーの断面図である。
【図２】 図２は、公知のスクリーンプリントヘッドの断面図である。
【図３】 図３ａ、３ｂおよび３ｃは、図２のプリントヘッドを用いるスクリーンプリントの間に生じ得る欠陥の発達を示す。
【図４】 図４は、本発明の好ましい実施形態に従うスクリーンプリントヘッドの斜視図である。
【図５】 図５は、図４のプリントヘッドの断面図である。
【図６】 図６は、操作の際の、図４のプリントヘッドの断面図である。
本発明は、スクリーンプリント、特に、プリントされるペースト状製品が、スクリーンプリントヘッド内に含まれかつ加圧によりこのプリントヘッドを通して送達されるスクリーンプリントに関する。
【０００２】
プリント回路基板のアセンブリおいて、素子と接続されるハンダペーストを溶着させ、ペースト溶着物上にこの素子を置き、次いで、このアセンブリを加熱してこのペーストをリフローイングそして接続を完成させる技術が確立されている。スクリーンプリント機械は、ステンシルまたはスクリーンの開口を通してプリント回路基板上にハンダペーストを沈着させるように使用されている。
【０００３】
ハンダペーストは、有機材料またはフラックスによって連結されるハンダの金属微粒子からなる。このようなハンダペーストの金属含量は、代表的に、容積の５０％まででありかつペーストの重量の９０％までである。粘性フラックスは、流動剤、接着剤および洗浄剤からなり、これらの中には、揺変性のものもあり、そして揮発性溶媒のものもある。ハンダペーストの揺変性特性は、このペースト内の領域の相対的移動により、ずり減粘のプロセスがペーストの粘性を局所的に減少するという効果を有する。
【０００４】
代表的プリントは、ハンダペーストの複数の小さいブロックを含み、そして一貫した品質のために、各ブロックが、同じ割合の各構成材料を含むことは、必須である。これは、ハンダペースト内の材料が一貫した均質分布であることを必要とする。
【０００５】
１つの伝統的スクリーンプリント技術において、図１中に図示されるように、傾斜したスクイジー１を使用して、開口４を含みかつ回路基板５の上に配置されるステンシル３にわたって、ある容積のペースト状製品２を押し、それによって、ステンシル３中の開口４を充填し、そして回路基板５上に溶着物を提供する。スクイジー１の前方移動（水平力Ｆ１による）により、下方力Ｆ２は、ペースト状製品２に加えられる。この下方力Ｆ２は、ペースト状製品２をステンシル３中の開口４に押しこみ、そしてステンシル３へのペースト状製品２の接着の組み合わせにより、ペースト状製品２は、矢印６に示されるようにステンシル３をわたって回転し、それによってペースト状製品２をずり減粘させる。
【０００６】
このスクリーンプリント技術に関する多くの問題がある。１つの問題は、大気へのペースト状製品２の曝露が、ペースト状製品２の溶媒のエバポレーションを生じ、故に、ペースト状製品２が乾燥することである。別の問題は、スクイジー１のスピードを増加してステンシル３の開口４にペースト状製品２を押しこむ下方力Ｆ２を増加することが、開口４を充填するために利用可能な時間を減少するだけでなく、この増加により、ペースト状製品２がステンシル３にわたってスライドさせられ、それにより回転効果が減少されかつそれ故にずり減粘が減少され得るということである。
【０００７】
エバポレーションの問題を克服するペースト状製品を含むスクリーンプリントヘッドは、例えば、ＵＳ−Ａ−４６２２２３９に開示されるように提案されているが、これらのプリントヘッドは、適切なプリントスピードの設定の問題に対処していない。
【０００８】
ＷＯ−Ａ−９６／２００８８は、エバポレーションおよびプリントスピードの設定の両方の問題をペースト状製品に直接圧力を加えることによって克服するように試みたスクリーンプリントヘッドを開示する。しかし、このプリントヘッドは、ペースト状製品の回転作用を提供せず、それ故に、ペースト状製品のずり減粘を提供していない。さらに、このプリントヘッドは、ペースト状製品に加えられる非常に高い圧力を必要とする。この高圧は、ハンダペーストの金属成分およびフラックス成分の分離を生じ、非一貫性のプリントを生じる。
【０００９】
ＷＯ−Ａ−９８／１６３８７は、エバポレーションおよびプリントスピードの設定の公知の問題に部分的に対応して開発されたスクリーンプリントヘッドを開示する。図２中図示されるように、このプリントヘッドは、主本体１０、第１および第２ワイパーブレード１１、１２（これは、ステンシル１３に接触しかつ主本体１０と一緒にペースト状製品１６を含むチャンバ１５を規定する）、主本体１０の低部末端に位置するグリル１７、および下方力Ｆ２をペースト状製品１６上に加えるためのピストン１８を備える。ステンシル１３（複数の開口１９を備える）は、回路基板２０の上に位置し、この上にペースト状製品１６の沈着物がプリントされる。使用の際に、プリントヘッドは、２つの反対のプリント方向の１方に水平力Ｆ１を用いて移動され、これにより、ピストン１８によりペースト状製品１６に与えられた力によってステンシル１３に対して押しつけられるワイパーブレード１１、１２は、ステンシル１３の上の領域からペースト状製品１６を引き上げるように作用し、かつペースト状製品１６を、グリル１７を通って上方に通過させ、このペースト状製品１６は、続いて、ピストン１８により発生した圧力の作用によってグリル１７を通って下方に押し戻される。矢印２１によって示されるように、ペースト状製品１６のこの回転作用は、ペースト状製品１６をずり減粘させ、それによってピストン１８により加えられた圧力Ｆ２が低レベルで維持されることを可能にし、かつ回転作用の混合効果によってペースト状製品１６の成分の分離を妨げることも可能にする。さらに、ペースト状製品１６に加えられた圧力Ｆ２は、プリントヘッドの移動のスピードに依存しない。
【００１０】
このプリントヘッドは、多くの改善されたスクリーンプリントを提供するが、いくつかの場合において、このプリントへットは、完全なプリントに必要とされるようなペースト状製品１６の十分なずり減粘を提供しないことが、認められている。
【００１１】
スクリーンプリントプロセスにおいて、図３ａに図示されるように、ステンシル開口１９の不完全な充填は、ペースト状製品１６が、十分に薄くされていない場合に生じる。ステンシル開口１９が、不完全に充填される場合、後進ワイパーブレード１１の作用は、ステンシル開口１９上のペースト状製品１６を剪断し得、結果として開口１９中のペースト状製品１６は、開口１９の前方の一端に押し出され、図３ｂに図示されるように、わずかな部分的プリントしか生じない。極端な場合において、ステンシル開口１９中に残ったペースト状製品１６は、回路基板２０と十分に接触していないかもしれなく、その結果、回路基板２０およびステンシル１３が分離される場合、ペースト状製品１６は、回路基板２０に不十分に接着され、そして図３ｃ中に示されるように、ステンシル１３中に残ったままであり、実質的にプリントを全く生じない。さらに、ステンシル１３の開口１９中のペースト状製品１６の維持は、それ自体、その後のプリントに関する問題をもたらす。なぜならば、本明細書中の上記で言及されたように、ペースト状製品１６は、乾燥する傾向があり、開口１９中のペースト状製品１６の乾燥は、プリントの問題を引き起こすからである。これらの問題は、より小さいステンシル開口１９の使用をもたらす縮小化における近年の傾向によっていっそう悪化している。この縮小化は、開口壁接触へのペースト状製品の面積に対して回路基板接触へのペースト状製品の面積を減少している。
【００１２】
従って、本発明は、ペースト状製品をプリントスクリーンに塗布するためのスクリーンプリントヘッドを提供し、このプリントヘッドは、主本体；プリントスクリーンを接触するために主本体に配置されたワイパーブレード；ペースト状製品の供給を含むリザーバを提供する第１チャンバであって、この第１チャンバは、主本体によって少なくとも一部規定され、かつ少なくとも１つの出口開口部を備え、これを通ってペースト状製品は、使用の際に圧力下で押し込まれる、第１チャンバ；少なくとも１つの出口開口部と流体連絡する第２チャンバであって、この第２チャンバは、主本体およびこのワイパーブレードによって部分的に規定され、そして使用の際にプリントスクリーンと連絡する、第２チャンバ；ならびに該第２チャンバ中に配置され、かつ使用の際に、該プリントスクリーンの表面上を通過する、該第２チャンバ中に含まれるペースト状製品の循環流、および該プリントスクリーンに向かいかつその中の開口中に該ペースト状製品の循環流を押し進めるように作用する、該プリントスクリーンに向う該ペースト状製品の流れを引き起こすように構成される、フローディレクター、を備える。
【００１３】
このようなプリントヘッドは、プリントスクリーンの開口に充填されたペースト状製品のずり減粘の増強を提供し、それ故に、低品質のプリントの発生率を減少するための改善されたステンシル開口充填を提供する。
【００１４】
好ましくは、少なくとも１つの出口開口部は、細長スロットを備える。
【００１５】
好ましくは、フローディレクターは、さらに、第１および第２循環帯域を規定するように配置され、ここで、ペースト状製品は、局所的に循環されかつこれを通して循環流が、指向される。
【００１６】
好ましくは、フローディレクターは、ベーンを備え、使用の際に循環流は、このベーンの低部縁の下を通過する。
【００１７】
より好ましくは、フローディレクターは、少なくとも１つの出口開口部の対向側面上に配置された第１および第２ベーンを備え、このベーンの低部縁は、プリントスクリーンに向けて指向されたノズルを規定する。
【００１８】
好ましくは、このノズルは、細長ノズルである。
【００１９】
好ましくは、主本体は、第１および第２ローブ部材を備え、この部材は、第２チャンバを一部規定し、このローブ部材は、ワイパーブレードのそれぞれの上に配置され、かつ循環流を促進するように弓形低部表面を有する。
【００２０】
１つの実施形態において、主本体は、１以上のポートを備え、これを通して、第１チャンバに、ペースト状製品を装填し得る。
【００２１】
別の実施形態において、主本体は、第１チャンバを少なくとも一部規定する交換可能なカセットを備え、第１チャンバを、このカセットの交換によって装填する。
【００２２】
好ましくは、ワイパーブレードは、可撓性ワイパーブレードを含む。
【００２３】
本発明はまた、上記のプリントヘッドを備えるスクリーンプリント装置に及ぶ。
【００２４】
本発明はまた、プリントスクリーンと連絡するチャンバを備えるスクリーンプリントヘッドを使用するスクリーンプリント方法を提供し、この方法は、以下の工程：プリントスクリーンの表面上を通過する、チャンバ中のペースト状製品の循環流を提供する工程；およびペースト状製品の循環流をプリントスクリーン上およびその中の開口に押し進めるように作用する、プリントスクリーンに向うペースト状製品の流れを提供する工程、を包含する。
【００２５】
好ましくは、この方法は、さらに、第１および第２循環帯域においてペースト状製品を局所的に循環させる工程を包含し、この帯域を通って循環流は、指向される。
【００２６】
本発明は、スクリーンプリントのためのプリントヘッドをさらに提供し、このプリントヘッドを通して、印刷されるペースト状製品は、印加圧力によって押しつけられ得、このプリントヘッドは、ペースト状製品が装填され得るチャンバ（ここで、このペースト状製品は、圧力下に置かれ得る）；プリントされるペースト状製品のためのチャンバからの退出スロット；およびこの退出口スロットと連絡する下流チャンバ、を備え、ここで、この下流チャンバは、使用の際に、その退出口で可撓性ワイパーブレードおよびスクリーンの一部によって閉鎖され、これを通して、ペースト状製品は、プリントされ、そして下流チャンバは、ベーンによって細区分されてペースト状製品流経路を規定し、これに沿って、ペースト状製品は、使用の際の、ステンシルにわたるプリントヘッドの移動の結果として流れ、この流経路は、ワイパーブレードの上の循環流、ならびに循環流の結果としてのベーンと印加圧力に起因する退出口スロットを通ったペースト状製品の移動との間のステンシルに向った流れを含む。
【００２７】
本発明は、さらに、プリントヘッド（これを通して、プリントされるプリントヘッドペースト状製品は、印加圧力によって押しつけられる）を用いるスクリーンプリントの方法を提供し、この方法は、チャンバにペースト状製品を装填しかつこのチャンバから退出口スロットと連絡する下流チャンバに退出口スロットに向って移動するためにこのペースト状製品を圧力下に置く工程であって、この下流チャンバは、可撓性ワイパープレードおよびスクリーンの一部（これを通してペースト状製品は、プリントされる）によってその退出口末端にて閉鎖される、工程；ベーンによって下流チャンバを細区分して、ステンシルにわたるプリントヘッドの移動の結果として、製品流を通過させるペースト状製品流経路を規定する工程であって、この流経路は、循環流および印加圧力に起因して退出口スロットを通ったペースト状産物の移動の結果としての、ワイパーブレードの上の循環流ならびにベーンの間のステンシルに向った流れを含む、工程、を包含する。
【００２８】
スクリーンプリントヘッドは、主本体３０を備え、この実施形態において、細長本体、および第１および第２の内向および下向指向ワイパーブレード３１、３２（それぞれのクランププレートおよびねじによって主本体３０に留められる）を備える。図５および６に図示されるように、ワイパーブレード３１、３２は、使用の際に、ステンシル３４と接触して維持され、このステンシルは、複数の開口３６を含み、そしてワークピース３８の上に位置付し、この実施形態において、回路基板上で、ペースト状製品の溶着物がプリントされる。この実施形態において、プリントヘッドは、二方向に移動可能であるように、その長軸のまわりに対称に配置される。
【００２９】
主本体３０は、第１および第２ローブ部材４２、４４を備え、この実施形態において、突出体（これらの突出体の間に出口開口部４６（この実施形態では細長スロット）が、規定される）ならびに外部開口部４６を通して流体連絡する第１および第２チャンバ４８、５０を備える。本明細書中の以下にさらに記載されるように、第１および第２ローブ部材４２、４４の各々は、弓形で低部の、ルーフ表面５２、５４を有する。チャンバ４８の１つ（第１）は、ペースト状製品５６を含有するためのリザーバを提供し、そして可撓性ダイヤフラム５８によって一部規定され、これは、使用の際に、他方（第２チャンバ５０）への圧力下でペースト状製品５６を駆動するように作用する。他方（第２チャンバ５０）は、第１および第２循環帯域６０、６２を提供し、この中およびこれを通して、ペースト状製品５６は、本明細書中の以下にさらに記載されるように循環される。この実施形態において、主本体３０は、第１チャンバ４８にペースト状製品５６を装填するための複数のポート６３を備える。この実施形態において、第２チャンバ５０は、使用の際に、ペースト状製品５６の乾燥を防止するための大気と仕切られて全体的に取り囲まれ、ステンシル３４は、第２チャンバ５０を一部取り囲んでいる。
【００３０】
プリントヘッドは、さらに、出口開口部４６に隣接する第２チャンバ５０中に配置されたフローディレクター６３を備える。フローディレクター６３は、第１および第２ベーン６４、６６を備え、これらの各々は、出口開口部４６に隣接する第１および第２ローブ部材４２、４４のそれぞれ１つの低部表面５２、５４と平行にある距離だけ伸長し、それらの間に通路６７、６８を規定しかつ下方にノズル６９（この実施形態では、細長ノズル）を規定する。それらの間に、それは、ワイパーブレード３１、３２の低部縁によって規定される平面から間隔があけられ、ノズル６９の下にペースト状製品５６が流れることを可能にする。この構成をともなって、プリントヘッドは、第１チャンバ４８、第１および第２循環帯域６０、６２ならびにフローディレクター６３の内部間隔によって規定される通りの４つのセクションに効果的に分割される。
【００３１】
プリントヘッドは、さらに、その末端の各々にてシール部材７０を備え、このシール部材７０は、可撓性材料で形成されてプリントの間に偏向するワイパーブレード３１、３２に適合する。
【００３２】
使用の際に、プリントヘッドは、下にあるワークピース３８の上に位置するステンシル３４と接触される。力Ｆ２は、可撓性ダイヤフラム５８に適用されて第１チャンバ４８中にペースト状製品５６を加圧しかつ出口開口部４６を通して第２チャンバ５０にペースト状製品を押し進め、このペースト状製品５６は、通路６７、６８およびノズル６９を通って押し進められ、ステンシル３４と接触する。次いで、プリントヘッドは、水平力Ｆ１の下で、ステンシル３４にわたって移動され、ステンシル３４へのペースト状製品５６の接着と組み合わされたこの移動は、矢印７２に示されるように、循環帯域６０、６２中のペースト状製品５６の循環流を引き起こす。先進循環帯域（この実施形態において、第２循環帯域６２）からのペースト状製品５６は、ノズル６９とステンシル３４との間でステンシル３４への接着によって引かれ、この領域においてペースト状製品５６のずり減粘を引き起こす。ペースト状製品５６のこの流れは、後進循環帯域（この実施形態において、第１循環帯域６０）内の圧力を増加し、そしてペースト状製品５６は、通路６７、６８を通って先進循環帯域６２に押し戻され、それによってペースト状製品５６をさらにずり減粘にする。同時に、出口開口部４６を通って第２チャンバ５０に導入されたペースト状製品５６の作用は、ノズル６９の下の領域においてノズル６９を通して新たにずり減粘されたペースト状製品５６に圧力を直接加え、ずり減粘されたペースト状製品５６をステンシル３４中の開口３６に押し込む。
【００３３】
本発明のプリントヘッドは、特に、ノズル６９とステンシル３４との間の臨界領域において、公知のプリントヘッドのいずれかよりもより良好なずり減粘を提供し、そしてステンシル開口３６へのペースト状製品５６のより改善されたパッキングを提供する。従って、ワイパーブレード３１、３２は、ステンシル開口３６において空隙を残さずに、ステンシル開口３６の頂部を横切ってペースト状製品５６をきれいに切断し得る。このように、良好な接触は、ステンシル開口３８の全面積にわたってペースト状製品５６とワークピース３８との間で確立され、それによってワークピース３８からステンシル３４を分離する際に、ステンシル３４からのペースト状製品５６の良好な分離を確実にし、結果として高品質のプリントを確実にする。
【００３４】
最後に、本発明は、その好ましい実施形態において記載され、そして添付の特許請求の範囲によって規定される通りの本発明の範囲から逸脱することなく多くの異なる様式で改変され得ることが、理解される。例えば、第１チャンバ４８についての代替の設計は、明らかに可能であり、例えば、ＷＯ−Ａ−９８／１６３８７に開示されるような、例えば交換可能なカセットシステムである。また、フローディレクター６３（特に、ノズル６９）ならびに第１および第２チャンバ４８、５０の形状およびサイズは、例示の実施形態の形状およびサイズから変更され得る。特に、出口開口部４６およびノズル６９の幅、通路６７、６８の幅および長さ、ならびにノズル６９の低部縁とステンシル３４との間のクリアランスはすべて、プリントヘッドの操作に対する効果を有し、かつずり減粘とペースト状製品５６の最大供給速度との間の所望されるバランスを提供するように変更され得る。
【００３５】
本発明の好ましい実施形態を、ここで、付随の図面を参照して例示のみのために本明細書中の以下に記載する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、伝統的なスクリーンプリント技術において使用される場合のスクイジーの断面図である。
【図２】 図２は、公知のスクリーンプリントヘッドの断面図である。
【図３】 図３ａ、３ｂおよび３ｃは、図２のプリントヘッドを用いるスクリーンプリントの間に生じ得る欠陥の発達を示す。
【図４】 図４は、本発明の好ましい実施形態に従うスクリーンプリントヘッドの斜視図である。
【図５】 図５は、図４のプリントヘッドの断面図である。
【図６】 図６は、操作の際の、図４のプリントヘッドの断面図である。
Claims (13)
- ペースト状製品をプリントスクリーンに塗布するためのスクリーンプリントヘッドであって、以下：
主本体；
該プリントスクリーンに接触するための、該主本体に配置されたワイパーブレード；
該ペースト状製品の供給を含むためのリザーバを提供する第１チャンバであって、該第１チャンバは、該主本体によって少なくとも一部規定されかつ少なくとも１つの出口開口部を含み、該ペースト状製品は、該出口開口部を通って、使用の際に圧力下で押し進められる、第１チャンバ；
該少なくとも１つの出口開口部と流体連絡する第２チャンバであって、該第２チャンバは、該主本体および該ワイパーブレードによって少なくとも一部規定され、かつ使用の際に該プリントスクリーンと連絡する、第２チャンバ；ならびに
該第２チャンバ中に配置され、かつ使用の際に、該プリントスクリーンの表面上を通過する、該第２チャンバ中に含まれるペースト状製品の第１の循環流、および該ペースト状製品の第１の循環流を該プリントスクリーンに向けかつその中の開口中に押し進めるように作用する、該プリントスクリーンに向かう該ペースト状製品の第２の流れを引き起こすように構成される、フローディレクター、
を備える、スクリーンプリントヘッド。 - ペースト状製品をプリントスクリーンに塗布するためのスクリーンプリントヘッドであって、以下：
主本体；
該プリントスクリーンに接触するための、該主本体に配置されたワイパーブレード；
該ペースト状製品の供給を含むためのリザーバを提供する第１チャンバであって、該第１チャンバは、該主本体によって少なくとも一部規定されかつ少なくとも１つの出口開口部を含み、該ペースト状製品は、該出口開口部を通って、使用の際に圧力下で押し進められる、第１チャンバ；
該少なくとも１つの出口開口部と流体連絡する第２チャンバであって、該第２チャンバは、該主本体および該ワイパーブレードによって少なくとも一部規定され、かつ使用の際に該プリントスクリーンと連絡する、第２チャンバ；ならびに
該第２チャンバ中に配置され、かつ使用の際に、該プリントスクリーンの表面上を通過する、該第２チャンバ中に含まれるペースト状製品の第１の循環流、および該ペースト状製品の第１の循環流を該プリントスクリーンに向けかつその中の開口中に押し進めるように作用する、該プリントスクリーンに向かう該ペースト状製品の第２の流れを引き起こすように構成される、フローディレクター、
を備える、スクリーンプリントヘッドであって、
ここで、該フローディレクターが、第１循環帯域および第２循環帯域を規定するようにさらに構成され、該第１循環帯域および第２循環帯域において、該ペースト状製品は、局所的に循環され、そして該第１循環帯域および第２循環帯域を通って該第１の循環流が指向される、スクリーンプリントヘッド。 - ペースト状製品をプリントスクリーンに塗布するためのスクリーンプリントヘッドであって、以下：
主本体；
該プリントスクリーンに接触するための、該主本体に配置されたワイパーブレード；
該ペースト状製品の供給を含むためのリザーバを提供する第１チャンバであって、該第１チャンバは、該主本体によって少なくとも一部規定されかつ少なくとも１つの出口開口部を含み、該ペースト状製品は、該出口開口部を通って、使用の際に圧力下で押し進められる、第１チャンバ；
該少なくとも１つの出口開口部と流体連絡する第２チャンバであって、該第２チャンバは、該主本体および該ワイパーブレードによって少なくとも一部規定され、かつ使用の際に該プリントスクリーンと連絡する、第２チャンバ；ならびに
該第２チャンバ中に配置され、かつ使用の際に、該プリントスクリーンの表面上を通過する、該第２チャンバ中に含まれるペースト状製品の第１の循環流、および該ペースト状製品の第１の循環流を該プリントスクリーンに向けかつその中の開口中に押し進めるように作用する、該プリントスクリーンに向かう該ペースト状製品の第２の流れを引き起こすように構成される、フローディレクター、
を備える、スクリーンプリントヘッドであって、
ここで、該フローディレクターが、該プリントスクリーンの表面から間隔を空けられた低部縁を有する誘導ベーンを備え、使用の際に、該第１の循環流が、該誘導ベーンの低部縁の下を通過する、スクリーンプリントヘッド。 - ペースト状製品をプリントスクリーンに塗布するためのスクリーンプリントヘッドであって、以下：
主本体；
該プリントスクリーンに接触するための、該主本体に配置されたワイパーブレード；
該ペースト状製品の供給を含むためのリザーバを提供する第１チャンバであって、該第１チャンバは、該主本体によって少なくとも一部規定されかつ少なくとも１つの出口開口部を含み、該ペースト状製品は、該出口開口部を通って、使用の際に圧力下で押し進められる、第１チャンバ；
該少なくとも１つの出口開口部と流体連絡する第２チャンバであって、該第２チャンバは、該主本体および該ワイパーブレードによって少なくとも一部規定され、かつ使用の際に該プリントスクリーンと連絡する、第２チャンバ；ならびに
該第２チャンバ中に配置され、かつ使用の際に、該プリントスクリーンの表面上を通過する、該第２チャンバ中に含まれるペースト状製品の第１の循環流、および該ペースト状製品の第１の循環流を該プリントスクリーンに向けかつその中の開口中に押し進めるように作用する、該プリントスクリーンに向かう該ペースト状製品の第２の流れを引き起こすように構成される、フローディレクター、
を備える、スクリーンプリントヘッドであって、
ここで、該フローディレクターが、該少なくとも１つの出口開口部の対向側面上に配置され、かつ、該プリントスクリーンの表面から間隔を空けられた低部縁を有する第１誘導ベーンおよび第２誘導ベーンを備え、使用の際に、該第１の循環流が、該誘導ベーンの低部縁の下を通過し、そして該第１および第２の誘導ベーンが、一緒になって該プリントスクリーンに向って指向されるノズルを規定する、
スクリーンプリントヘッド。 - 前記ノズルが、細長ノズルである、請求項４に記載のプリントヘッド。
- 前記少なくとも１つの出口開口部が、細長スロットを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプリントヘッド。
- 請求項１〜６のいずれかに記載のプリントヘッドであって、ここで、前記主本体は、第１ローブ部材および第２ローブ部材を含み、該ローブ部材は、前記第２チャンバを一部規定し、該ローブ部材は、前記ワイパーブレードのそれぞれ１つの上に配置されかつ前記第１の循環流を推進するように弓形低部表面を有する、プリントヘッド。
- 前記主本体は、１以上のポートを含み、該ポートを通して前記第１チャンバは、前記ペースト状製品を装填され得る、請求項１〜７のいずれかに記載のプリントヘッド。
- 前記主本体は、前記第１チャンバを少なくとも一部規定する交換可能カセットを含み、該第１チャンバは、該カセットの交換によって装填される、請求項１〜７のいずれかに記載のプリントヘッド。
- 前記ワイパーブレードは、可撓性ワイパーブレードを備える、請求項１〜９のいずれかに記載のプリントヘッド。
- 請求項１〜１０のいずれかのプリントヘッドを備える、スクリーンプリント装置。
- スクリーンプリントヘッドを用いるスクリーンプリント方法であって、該スクリーンプリントヘッドは、プリントスクリーンと連絡するチャンバおよびフローディレクターを含み、該フローディレクターは、該チャンバ中に配置され、かつ該プリントスクリーンの表面上を通過する、該チャンバ中に含まれるペースト状製品の第１の循環流、および該ペースト状製品の第１の循環流を該プリントスクリーンに向けかつその中の開口中に押し進めるように作用する、該プリントスクリーンに向かう該ペースト状製品の第２の流れを引き起こすように構成され、該方法は、以下の工程：
該プリントスクリーンの表面上を通過する、該チャンバ中のペースト状製品の第１の循環流を提供する工程；および
ペースト状製品の該第１の循環流を該プリントスクリーン上かつ該プリントスクリーン中の開口中に押し進めるように作用する、該プリントスクリーンに向かうペースト状製品の第２の流れを提供する工程、
を包含する、方法。 - スクリーンプリントヘッドを用いるスクリーンプリント方法であって、該スクリーンプリントヘッドは、プリントスクリーンと連絡するチャンバおよびフローディレクターを含み、該フローディレクターは、該チャンバ中に配置され、かつ該プリントスクリーンの表面上を通過する、該チャンバ中に含まれるペースト状製品の第１の循環流、および該ペースト状製品の第１の循環流を該プリントスクリーンに向けかつその中の開口中に押し進めるように作用する、該プリントスクリーンに向かう該ペースト状製品の第２の流れを引き起こすように構成され、該方法は、以下の工程：
該プリントスクリーンの表面上を通過する、該チャンバ中のペースト状製品の第１の循環流を提供する工程；
ペースト状製品の該第１の循環流を該プリントスクリーン上かつ該プリントスクリーン中の開口中に押し進めるように作用する、該プリントスクリーンに向かうペースト状製品の第２の流れを提供する工程；および
第１循環帯域および第２循環帯域中にペースト状製品を局所的に循環させる工程
を包含し、該第１の循環流は、該帯域を通って指向される、方法。
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