JP5552012B2 - スクリーン印刷機 - Google Patents

Description

本発明は、はんだや接着剤などの塗布物を、回路基板に印刷する際に用いられるスクリーン印刷機に関する。

スクリーン印刷機は、スキージとスクリーンマスクとを備えている。スキージは、スクリーンマスクの上方に配置されている。スクリーンマスクには、パターン孔が形成されている。スクリーンマスクの上面には、はんだが配置されている。スクリーンマスクの下方には、回路基板が配置されている。

回路基板にはんだを印刷する際は、まず、回路基板の上面をスクリーンマスクの下面まで上昇させる。次に、スキージをスクリーンマスクの上面まで下降させる。続いて、スクリーンマスクの上面に対して、スキージを水平方向に摺動させる。スキージにより、はんだはパターン孔に押し込まれる。押し込まれたはんだは、回路基板に転写される。このようにして、はんだは回路基板に印刷される。

特開２００６−３２９７２９号公報

印刷の際、回路基板の上面と、スクリーンマスクの下面と、の間の隙間幅が大きいと、印刷されたはんだが、にじんでしまう場合がある。また、はんだの印刷位置が、所定の印刷位置に対して、ずれてしまう場合がある。また、はんだが回路基板に転写されない場合がある。このように、隙間幅が大きいと、印刷品質が低下してしまう。このため、印刷の際、回路基板の上面と、スクリーンマスクの下面と、の密着度は高い方が好ましい。当該密着度を高くするためには、印刷時の回路基板の高度、つまり基板印刷高度が、スクリーンマスクの下面に回路基板が隙間なく密着する高度に、設定されていればよい。

そこで、特許文献１には、真空度の変化を利用して、基板印刷高度を測定する印刷装置が開示されている。同文献記載の印刷装置は、昇降可能な基板支持台を備えている。基板支持台は、スクリーンマスクの下方に配置されている。基板支持台の上面には、吸着孔が穿設されている。吸着孔から供給される負圧により、回路基板は、基板支持台の上面に固定される。

基板印刷高度を測定する際は、まず、基板支持台から回路基板を取り外す。次いで、吸着孔から負圧を供給しながら（空気を吸引しながら）基板支持台を上昇させる。基板支持台がスクリーンマスクの下面に当接すると、吸着孔がスクリーンマスクの下面に吸い付く。このため、吸着孔の真空度が高くなる。特許文献１の印刷装置は、当該真空度の変化から、基板印刷高度を測定している。

しかしながら、同文献記載の印刷装置の場合、基板印刷高度を測定する際、回路基板は、基板支持台から取り外されている。このため、実際には、回路基板自体の上下方向厚さは、測定されていない。したがって、回路基板自体の上下方向厚さ分だけ、測定により得られた基板印刷高度と、理想的な基板印刷高度と、の間に誤差が発生してしまう。

ここで、誤差を小さくするためには、回路基板自体の上下方向厚さ分だけ、測定により得られた基板印刷高度を、補正すればよい。しかしながら、回路基板の上下方向厚さの公称値と実測値とが異なる場合がある。この場合、公称値を用いて、測定により得られた基板印刷高度を補正しても、やはり公称値と実測値との誤差の分だけ、測定により得られた基板印刷高度と、理想的な基板印刷高度と、の間に誤差が発生してしまう。

本発明のスクリーン印刷機は、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、基板印刷高度の測定精度が高いスクリーン印刷機を提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明のスクリーン印刷機は、スクリーンマスクと、該スクリーンマスクの上面に摺接するスキージと、該スクリーンマスクから該スキージに加わる荷重を検出する荷重センサと、該スクリーンマスクの下面に当接するまで、回路基板を上昇させる基板昇降装置と、該回路基板の高度を検出する高度センサと、該荷重センサから入力される該荷重の変化を基に、該回路基板が該スクリーンマスクの該下面に当接したことを判別し、該高度センサから入力される当接時の該回路基板の高度を基に得られる基板印刷高度を記憶する制御装置と、を備えることを特徴とする。

本発明のスクリーン印刷機によると、基板印刷高度を測定する際、実際に回路基板が用いられる。このため、測定の際に回路基板が用いられない場合と比較して、基板印刷高度の測定精度が高くなる。したがって、印刷時における、回路基板の上面と、スクリーンマスクの下面と、の密着度を高くすることができる。

また、印刷時においては、搬送高度から基板印刷高度まで、回路基板を上昇させる必要がある。基板昇降装置、高度センサは、本来、回路基板を上昇させるために用いられるものである。また、荷重センサは、本来、印刷時にスクリーンマスクや塗布物（はんだ、接着剤など）などからスキージに加わる荷重（印圧）を検出するために用いられるものである。本発明のスクリーン印刷機によると、既設のこれらの装置を流用して、基板印刷高度を測定することができる。このため、本発明のスクリーン印刷機は汎用性が高い。

また、仮に、オペレーターが回路基板の上面と、スクリーンマスクの下面と、の密着度を測定する場合、オペレーターの経験や勘に、測定精度が依存することになる。このため、密着度が低下するおそれがある。これに対して、本発明のスクリーン印刷機によると、機械的に基板印刷高度を測定することができる。つまり、密着度に関して、属人性を排除することができる。このため、密着度を高くすることができる。また、オペレーターの作業負荷を軽減することができる。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、さらに、前記スクリーンマスクの前記上面に当接するまで、前記スキージを下降させるスキージ昇降装置を備え、該スキージ昇降装置は、該スキージを下降させ、前記制御装置は、前記荷重センサから入力される前記荷重の変化を基に、下降中の該スキージが該スクリーンマスクの該上面に当接したことを判別し、該スキージ昇降装置は、該スキージを停止し、前記基板昇降装置は、該スキージが該スクリーンマスクの該上面に当接した状態で、前記回路基板を上昇させ、該制御装置は、該荷重センサから入力される該荷重の変化を基に、該回路基板が該スクリーンマスクの該下面に当接したことを判別し、前記高度センサから入力される当接時の該回路基板の高度を基に得られる基板印刷高度を記憶する構成とする方がよい。

本構成によると、スキージがスクリーンマスクの上面に当接した時点で、スキージの下降が停止される。このため、スキージの圧接力により、スクリーンマスクが下方に撓むおそれが小さい。したがって、回路基板をスクリーンマスクの下面に当接させる際、つまり基板印刷高度を測定する際、基板印刷高度が低く見積もられるおそれが小さい。よって、基板印刷高度の測定精度がさらに高くなる。

（３）上記課題を解決するため、本発明のスクリーン印刷機は、スクリーンマスクと、該スクリーンマスクの上面に摺接するスキージと、該スキージから独立して、該スクリーンマスクの該上面に当接する高度測定具と、該スクリーンマスクから該高度測定具に加わる荷重を検出する荷重センサと、該スクリーンマスクの下面に当接するまで、回路基板を上昇させる基板昇降装置と、該荷重センサから入力される該荷重の変化を基に、該回路基板が該スクリーンマスクの該下面に当接したことを判別する制御装置と、を備えることを特徴とする。

本発明のスクリーン印刷機によると、基板印刷高度を測定する際、実際に回路基板が用いられる。このため、測定の際に回路基板が用いられない場合と比較して、基板印刷高度の測定精度が高くなる。したがって、印刷時における、回路基板の上面と、スクリーンマスクの下面と、の密着度を高くすることができる。

また、印刷時においては、搬送高度から基板印刷高度まで、回路基板を上昇させる必要がある。基板昇降装置は、本来、回路基板を上昇させるために用いられるものである。また、荷重センサは、本来、印刷時にスクリーンマスクや塗布物（はんだ、接着剤など）などからスキージに加わる荷重（印圧）を検出するために用いられるものである。本発明のスクリーン印刷機によると、既設のこれらの装置を流用して、基板印刷高度を測定することができる。このため、本発明のスクリーン印刷機は汎用性が高い。

また、仮に、オペレーターが回路基板の上面と、スクリーンマスクの下面と、の密着度を測定する場合、オペレーターの経験や勘に、測定精度が依存することになる。このため、密着度が低下するおそれがある。これに対して、本発明のスクリーン印刷機によると、機械的に基板印刷高度を測定することができる。つまり、密着度に関して、属人性を排除することができる。このため、密着度を高くすることができる。また、オペレーターの作業負荷を軽減することができる。また、本発明のスクリーン印刷機によると、スキージを用いずに、基板印刷高度を測定することができる。このため、塗布物によりスクリーンマスクが汚れにくい。

本発明によると、基板印刷高度の測定精度が高いスクリーン印刷機を提供することができる。

第一実施形態のスクリーン印刷機の右側面図である。 同スクリーン印刷機の前面図である。 同スクリーン印刷機のスキージ昇降装置付近の斜視図である。 同スクリーン印刷機のブロック図である。 同スクリーン印刷機のマスク装置付近の基板印刷高度測定時の前面図である。 同スクリーン印刷機の基板印刷高度測定時の右側面図である。 第二実施形態のスクリーン印刷機のマスク装置付近の基板印刷高度測定時の前面図である。

以下、本発明のスクリーン印刷機の実施の形態について説明する。

＜第一実施形態＞
［スクリーン印刷機の構成］
まず、本実施形態のスクリーン印刷機の構成について説明する。図１に、本実施形態のスクリーン印刷機の右側面図を示す。図２に、同スクリーン印刷機の前面図を示す。図１、図２に示すように、本実施形態のスクリーン印刷機１は、スキージ装置２ｆ、２ｒと、マスク装置３と、クランプ装置４と、基板昇降装置５と、バックアップテーブル用エンコーダと、メインテーブル用エンコーダと、搬送装置６と、スキージ昇降装置７と、ロードセル７５ｆ、７５ｒと、Ｙ軸方向ガイドレール８と、制御装置と、を備えている。ロードセル７５ｆ、７５ｒは、本発明の「荷重センサ」の概念に含まれる。バックアップテーブル用エンコーダ、メインテーブル用エンコーダは、本発明の「高度センサ」の概念に含まれる。

（基板昇降装置５、バックアップテーブル用エンコーダ、メインテーブル用エンコーダ）
基板昇降装置５は、バックアップ装置５０と、メインテーブル５１と、メインテーブル用サーボモータ５２と、ボールねじ部５３と、ナット側テーブル５４と、を備えている。メインテーブル用サーボモータ５２には、メインテーブル用エンコーダが配置されている。ボールねじ部５３は、シャフト５３０とナット５３１とを備えている。シャフト５３０の下端は、メインテーブル用サーボモータ５２の駆動軸に連結されている。シャフト５３０は、自身の軸回りに回転可能である。ナット５３１は、多数のボール（図略）を介して、シャフト５３０に環装されている。シャフト５３０が回転することにより、ナット５３１は上下方向に移動可能である。

ナット側テーブル５４は、長方形板状を呈している。ナット側テーブル５４は、ナット５３１に固定されている。メインテーブル５１は、長方形板状を呈している。メインテーブル５１は、ナット側テーブル５４の上面に配置されている。

バックアップ装置５０は、バックアップテーブル５００と、複数のバックアップピン５０１と、バックアップテーブル用サーボモータ５０２と、ボールねじ部５０３と、ナット側テーブル５０４と、を備えている。

バックアップテーブル用サーボモータ５０２は、ナット側テーブル５４の上面後縁に配置されている。バックアップテーブル用サーボモータ５０２には、バックアップテーブル用エンコーダが配置されている。ボールねじ部５０３は、シャフト５０３ａとナット５０３ｂとを備えている。シャフト５０３ａの下端は、バックアップテーブル用サーボモータ５０２の駆動軸に連結されている。シャフト５０３ａは、自身の軸回りに回転可能である。ナット５０３ｂは、多数のボール（図略）を介して、シャフト５０３ａに環装されている。シャフト５０３ａが回転することにより、ナット５０３ｂは上下方向に移動可能である。

ナット側テーブル５０４は、長方形板状を呈している。ナット側テーブル５０４は、ナット５０３ｂに固定されている。バックアップテーブル５００は、長方形板状を呈している。バックアップテーブル５００は、ナット側テーブル５０４の上面に配置されている。バックアップテーブル５００は、メインテーブル５１に対して、上下方向に移動可能である。複数のバックアップピン５０１は、バックアップテーブル５００の上面に配置されている。

（クランプ装置４）
クランプ装置４は、固定クランプ４０ｆと、可動クランプ４０ｒとを備えている。固定クランプ４０ｆ、可動クランプ４０ｒは、各々、下方に開口するＣ字状を呈している。固定クランプ４０ｆはメインテーブル５１の前縁から、可動クランプ４０ｒはメインテーブル５１の後縁から、各々、上方に立設されている。固定クランプ４０ｆと可動クランプ４０ｒとは、バックアップテーブル５００を挟んで、前後方向に対向している。可動クランプ４０ｒは、前後方向に移動可能である。

（搬送装置６）
搬送装置６は、一対のコンベアベルト６０ｆ、６０ｒを備えている。コンベアベルト６０ｆ、６０ｒは、各々、左右方向に延在している。コンベアベルト６０ｆは固定クランプ４０ｆの後面上縁に、コンベアベルト６０ｒは可動クランプ４０ｒの前面上縁に、各々、配置されている。一対のコンベアベルト６０ｆ、６０ｒは、前後方向に対向している。回路基板Ｂは、一対のコンベアベルト６０ｆ、６０ｒ間に架設されている。回路基板Ｂは、一対のコンベアベルト６０ｆ、６０ｒにより、左側（上流側）から右側（下流側）に搬送される。

（マスク装置３）
マスク装置３は、フレーム３０と、メッシュ３１と、スクリーンマスク３２とを備えている。マスク装置３は、クランプ装置４の上方に配置されている。フレーム３０は、長方形枠状を呈している。メッシュ３１は、長方形枠状を呈している。メッシュ３１は、フレーム３０の枠内に配置されている。スクリーンマスク３２は、長方形薄板状を呈している。スクリーンマスク３２は、メッシュ３１に張設されている。スクリーンマスク３２には、多数のパターン孔（図略）が形成されている。パターン孔は、回路基板Ｂの印刷位置に応じて、所定のパターンで配置されている。

（スキージ昇降装置７、Ｙ軸方向ガイドレール８）
図３に、本実施形態のスクリーン印刷機のスキージ昇降装置付近の斜視図を示す。図１〜図３に示すように、Ｙ軸方向ガイドレール８は、マスク装置３の上方に配置されている。Ｙ軸方向ガイドレール８は、前後方向に延在している。

スキージ昇降装置７は、Ｙ軸方向被ガイド部７０と、スキージ用サーボモータ７２ｆ、７２ｒと、ボールねじ部７３ｆ、７３ｒと、ナット側テーブル７４ｆ、７４ｒと、を備えている。

Ｙ軸方向被ガイド部７０は、長方形板状を呈している。Ｙ軸方向被ガイド部７０は、Ｙ軸方向ガイドレール８に摺動可能に取り付けられている。スキージ用サーボモータ７２ｆは、Ｙ軸方向被ガイド部７０の右面前側に配置されている。ボールねじ部７３ｆは、シャフト７３０ｆとナット７３１ｆとを備えている。シャフト７３０ｆの上端は、スキージ用サーボモータ７２ｆの駆動軸に連結されている。シャフト７３０ｆは、自身の軸回りに回転可能である。ナット７３１ｆは、多数のボール（図略）を介して、シャフト７３０ｆに環装されている。シャフト７３０ｆが回転することにより、ナット７３１ｆは上下方向に移動可能である。ナット側テーブル７４ｆは、長方形板状を呈している。ナット側テーブル７４ｆは、ナット７３１ｆに固定されている。

スキージ用サーボモータ７２ｒ、ボールねじ部７３ｒ、ナット側テーブル７４ｒの構成は、スキージ用サーボモータ７２ｆ、ボールねじ部７３ｆ、ナット側テーブル７４ｆの構成と、同様である。スキージ用サーボモータ７２ｒ、ボールねじ部７３ｒ、ナット側テーブル７４ｒは、スキージ用サーボモータ７２ｆ、ボールねじ部７３ｆ、ナット側テーブル７４ｆの、後方に配置されている。

（スキージ装置２ｆ、２ｒ）
スキージ装置２ｆは、スプリング座２０ｆと、ロッド２１ｆと、保持部２２ｆと、スキージ２３ｆと、コイルスプリング２４ｆと、を備えている。スプリング座２０ｆは、円板状を呈している。ロッド２１ｆは、下端にフランジ部２１０ｆを有する円柱状を呈している。ロッド２１ｆは、スプリング座２０ｆの下面中央から、下方に突設されている。保持部２２ｆは、左右方向に長い角柱状を呈している。保持部２２ｆの後下角には、平面状の面取部２２１ｆが形成されている。保持部２２ｆの上面の左右方向中央には、ロッド係止孔２２０ｆが開設されている。ロッド２１ｆの下端は、ロッド係止孔２２０ｆに挿入されている。ロッド２１ｆの下端のフランジ部２１０ｆは、ロッド係止孔２２０ｆ内を、上下方向に移動可能である。コイルスプリング２４ｆは、ロッド２１ｆに環装されている。コイルスプリング２４ｆは、スプリング座２０ｆの下面と保持部２２ｆの上面との間に、介装されている。コイルスプリング２４ｆは、保持部２２ｆを下方に付勢している。スキージ２３ｆは、左右方向に長い長方形薄板状を呈している。スキージ２３ｆは、保持部２２ｆの面取部２２１ｆに配置されている。回路基板Ｂにはんだを印刷する際、スキージ２３ｆは、前方から後方に向かって、スクリーンマスク３２の上面を摺動する。

スキージ装置２ｒの構成は、スキージ装置２ｆの構成と、同様である。スキージ装置２ｒの配置は、スキージ装置２ｆの配置と、前後対称である。スキージ装置２ｒのスキージは、後方から前方に向かって、スクリーンマスク３２の上面を摺動する。

（ロードセル７５ｆ、７５ｒ）
図１に示すように、ロードセル７５ｆは、円板状を呈している。ロードセル７５ｆは、ナット側テーブル７４ｆの下面と、スプリング座２０ｆの上面と、の間に介装されている。ロードセル７５ｒの構成は、ロードセル７５ｆの構成と、同様である。ロードセル７５ｒの配置は、ロードセル７５ｆの配置と、前後対称である。ロードセル７５ｒは、ナット側テーブル７４ｒと、スキージ装置２ｒと、の間に介装されている。

（制御装置９）
図４に、本実施形態のスクリーン印刷機のブロック図を示す。図４に示すように、制御装置９は、演算部９０と、記憶部９１と、入出力ポート９２と、駆動回路９３〜９６と、を備えている。

駆動回路９３はメインテーブル用サーボモータ５２に、駆動回路９４はバックアップテーブル用サーボモータ５０２に、駆動回路９５はスキージ用サーボモータ７２ｆに、駆動回路９６はスキージ用サーボモータ７２ｒに、各々、電気的に接続されている。また、制御装置９は、メインテーブル用サーボモータ５２のメインテーブル用エンコーダ５２０、バックアップテーブル用サーボモータ５０２のバックアップテーブル用エンコーダ５０２ａ、ロードセル７５ｆ、７５ｒに、各々、電気的に接続されている。

［スクリーン印刷機の動き］
次に、本実施形態のスクリーン印刷機の基板印刷高度測定時の動きについて説明する。基板印刷高度の測定は、印刷対象となる回路基板の種類を変更する際、つまり段取り替えの際に、行われる。図５に、本実施形態のスクリーン印刷機のマスク装置付近の基板印刷高度測定時の前面図を示す。図６に、同スクリーン印刷機の基板印刷高度測定時の右側面図を示す。

まず、図４に示すように、制御装置９の駆動回路９５により、スキージ用サーボモータ７２ｆを駆動する。スキージ用サーボモータ７２ｆを駆動すると、図５に示すように、シャフト７３０ｆが軸回りに回転する。このため、ナット７３１ｆ、ナット側テーブル７４ｆ、ロードセル７５ｆ、スキージ装置２ｆが下降する。そして、スキージ装置２ｆのスキージ２３ｆが、スクリーンマスク３２の上面に当接する。

スキージ２３ｆがスクリーンマスク３２の上面に当接すると、その衝撃が、コイルスプリング２４ｆ、スプリング座２０ｆを介して、ロードセル７５ｆに伝達される。このため、ロードセル７５ｆの荷重が変化する。

一方、制御装置９の記憶部９１には、ロードセル７５ｆの荷重の変化に対するスキージ用しきい値（スキージ２３ｆがスクリーンマスク３２の上面に当接したことによる荷重変化と、ノイズによる荷重変化と、を判別するためのしきい値）が格納されている。ロードセルの荷重の変化が、スキージ用しきい値を超える場合、制御装置９の演算部９０は、当該荷重変化が、スキージ２３ｆがスクリーンマスク３２の上面に当接したことによるものであると判別する。スキージ２３ｆがスクリーンマスク３２の上面に当接したと判別した場合は、図４に示すように、制御装置９の駆動回路９５により、スキージ用サーボモータ７２ｆを停止する。

それから、図６に示すように、回路基板Ｂをスクリーンマスク３２の下面に当接させる。具体的には、まず、図１、図６に示すように、一対のコンベアベルト６０ｆ、６０ｒにより、回路基板Ｂを、バックアップピン５０１上方の所定の位置に配置する。

次いで、制御装置９の駆動回路９４により、バックアップテーブル用サーボモータ５０２を駆動する。バックアップテーブル用サーボモータ５０２を駆動すると、図６に示すように、シャフト５０３ａが軸回りに回転する。このため、ナット５０３ｂ、ナット側テーブル５０４、バックアップテーブル５００、複数のバックアップピン５０１が上昇する。回路基板Ｂは、複数のバックアップピン５０１により、一対のコンベアベルト６０ｆ、６０ｒから、持ち上げられる。回路基板Ｂは、回路基板Ｂの上面の高さと、固定クランプ４０ｆおよび可動クランプ４０ｒの上面の高さと、が面一に揃うまで持ち上げられる。

回路基板Ｂの上面の高さと、固定クランプ４０ｆおよび可動クランプ４０ｒの上面の高さと、が面一に揃ったら、図４に示すように、制御装置９の駆動回路９４により、バックアップテーブル用サーボモータ５０２を停止する。この際、バックアップテーブル用エンコーダ５０２ａから制御装置９に、回路基板Ｂの高度データが伝送される。回路基板Ｂの高度データは、記憶部９１に格納される。

続いて、図６に示すように、可動クランプ４０ｒを前方に動かすことにより、固定クランプ４０ｆと可動クランプ４０ｒとで、回路基板Ｂを前後方向から挟持する。その後、制御装置９の駆動回路９３により、メインテーブル用サーボモータ５２を駆動する。メインテーブル用サーボモータ５２を駆動すると、図６に示すように、シャフト５３０が軸回りに回転する。このため、ナット５３１、ナット側テーブル５４、メインテーブル５１、バックアップ装置５０、クランプ装置４、搬送装置６、回路基板Ｂが上昇する。回路基板Ｂの上面がスクリーンマスク３２の下面に当接すると、その衝撃が、スクリーンマスク３２の上面に当接しているスキージ装置２ｆを介して、ロードセル７５ｆに伝達される。このため、ロードセル７５ｆの荷重が変化する。

一方、制御装置９の記憶部９１には、ロードセル７５ｆの荷重の変化に対する基板用しきい値（回路基板Ｂがスクリーンマスク３２の下面に当接したことによる荷重変化と、ノイズによる荷重変化と、を判別するためのしきい値）が格納されている。ロードセルの荷重の変化が、基板用しきい値を超える場合、制御装置９の演算部９０は、当該荷重変化が、回路基板Ｂがスクリーンマスク３２の下面に当接したことによるものであると判別する。

回路基板Ｂがスクリーンマスク３２の下面に当接したと判別した場合は、図４に示すように、制御装置９の駆動回路９５により、メインテーブル用サーボモータ５２を停止する。この際、メインテーブル用エンコーダ５２０から制御装置９に、回路基板Ｂの高度データが伝送される。回路基板Ｂの高度データは、記憶部９１に格納される。

その後、記憶部９１に格納された、バックアップテーブル用エンコーダ５０２ａによる高度データと、メインテーブル用エンコーダ５２０による高度データと、から基板印刷高度が算出される。算出された基板印刷高度は、記憶部９１に格納される。当該基板印刷高度を用いて、段取り替え後に、回路基板Ｂに対するはんだの印刷が行われる。

［作用効果］
次に、本実施形態のスクリーン印刷機の作用効果について説明する。本実施形態のスクリーン印刷機１によると、基板印刷高度を測定する際、実際に回路基板Ｂが用いられる。このため、測定の際に回路基板Ｂが用いられない場合と比較して、基板印刷高度の測定精度が高くなる。したがって、印刷時における、回路基板Ｂの上面と、スクリーンマスク３２の下面と、の密着度を高くすることができる。

また、印刷時においては、搬送高度（図１参照）から基板印刷高度（図６参照）まで、回路基板Ｂを上昇させる必要がある。基板昇降装置５、バックアップテーブル用エンコーダ５０２ａ、メインテーブル用エンコーダ５２０は、本来、回路基板Ｂを上昇させるために用いられるものである。また、ロードセル７５ｆ、７５ｒは、本来、印刷時にスクリーンマスク３２やはんだからスキージ２３ｆに加わる荷重（印圧）を検出するために用いられるものである。本実施形態のスクリーン印刷機１によると、既設のこれらの装置を流用して、基板印刷高度を測定することができる。このため、本実施形態のスクリーン印刷機１は汎用性が高い。

また、本実施形態のスクリーン印刷機１によると、機械的に基板印刷高度を測定することができる。つまり、回路基板Ｂの上面と、スクリーンマスク３２の下面と、の密着度に関して、属人性を排除することができる。このため、密着度を高くすることができる。また、オペレーターの作業負荷を軽減することができる。

また、本実施形態のスクリーン印刷機１によると、スキージ２３ｆがスクリーンマスク３２の上面に当接した時点で、スキージ２３ｆの下降が停止される。このため、スキージ２３ｆの圧接力により、スクリーンマスク３２が下方に撓むおそれが小さい。したがって、回路基板Ｂをスクリーンマスク３２の下面に当接させる際、つまり基板印刷高度を測定する際、基板印刷高度が低く見積もられるおそれが小さい。よって、基板印刷高度の測定精度がさらに高くなる。

また、本実施形態のスクリーン印刷機１によると、回路基板Ｂの生産時において、測定→印刷→印刷→印刷という工程が、実行される。すなわち、基板印刷高度の測定は、段取り替えのタイミングで行われる。このため、印刷ごとに、逐一、基板印刷高度の測定を行う場合と比較して、生産のダウンタイムが小さくなる。

また、回路基板Ｂの種類による上下方向厚さの違いを、基板印刷高度に反映させることができる。このため、基板印刷高度の測定精度がさらに高くなる。また、スクリーンマスク３２の種類による上下方向厚さの違いを、基板印刷高度に反映させることができる。このため、基板印刷高度の測定精度がさらに高くなる。

＜第二実施形態＞
本実施形態と第一実施形態との相違点は、スクリーン印刷機に、スキージとは別体の高度測定具が配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図７に、本実施形態のスクリーン印刷機のマスク装置付近の基板印刷高度測定時の前面図を示す。なお、図５と対応する部位については、同じ符号で示す。

図７に示すように、ロードセル７５ｆの下面には、エアシリンダ８０が取り付けられている。エアシリンダ８０は、シリンダ本体８００と、ピストン８０１と、を備えている。シリンダ本体８００は、円筒状を呈している。シリンダ本体８００には、配管（図略）を介して、空気が給排される。空気の給排により、ピストン８０１は、シリンダ本体８００に対して、下方に伸縮可能である。ピストン８０１の下端には、高度測定具８１が配置されている。高度測定具８１は、スキージ２３ｆ同様の形状を呈している。高度測定具８１は、スキージ２３ｆから独立して、スクリーンマスク３２の上面に当接することができる。基板印刷高度の測定は、回路基板にはんだを印刷する直前に行われる。このため、回路基板の生産時においては、測定→印刷→測定→印刷という工程が、繰り返し実行される。

本実施形態のスクリーン印刷機によると、構成が共通する部分に関しては、第一実施形態のスクリーン印刷機と同様の作用効果を有する。また、本実施形態のスクリーン印刷機によると、スキージ２３ｆを用いずに、基板印刷高度を測定することができる。このため、はんだによりスクリーンマスク３２が汚れにくい。

また、第一実施形態のスクリーン印刷機の場合、回路基板の生産時において、測定→印刷→印刷→印刷という工程が、実行される。すなわち、基板印刷高度の測定は、段取り替えのタイミングで行われる。

しかしながら、同じ種類の回路基板であっても、上下方向厚さがばらついている場合がある。この場合、段取り替え時だけ基板印刷高度の測定を行っても、当該ばらつきに起因する誤差が、基板印刷高度に発生してしまう。

この点、本実施形態のスクリーン印刷機によると、回路基板の生産時において、測定→印刷→測定→印刷という工程が、繰り返し実行される。すなわち、たとえ同じ種類の回路基板であっても、印刷対象となる回路基板が変わるたびに、逐一、基板印刷高度の測定が行われる。このため、同じ種類の回路基板における上下方向厚さのばらつきを、基板印刷高度に反映させることができる。したがって、基板印刷高度の測定精度がさらに高くなる。

＜その他＞
以上、本発明のスクリーン印刷機の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

上記実施形態においては、図６に示すように、基板印刷高度測定時に、固定クランプ４０ｆと可動クランプ４０ｒとで挟持することにより、回路基板Ｂを固定した。しかしながら、例えば、上面に吸着孔を有するバックアップテーブル５００を用いてもよい。そして、当該吸着孔から供給される負圧により、回路基板Ｂを固定してもよい。また、回路基板Ｂを固定せずに、つまり水平方向に回路基板Ｂが動く状態で、基板印刷高度を測定してもよい。こうすると、基板印刷高度の測定に要する時間が短くなる。

また、上記実施形態においては、ロードセル７５ｆの荷重変化を基に、演算部９０が、「スキージ２３ｆまたは高度測定具８１がスクリーンマスク３２の上面に当接したこと」、および「回路基板Ｂがスクリーンマスク３２の下面に当接したこと」を判別した。

しかしながら、図７に示すようなエアシリンダ８０を用いて、スキージ２３ｆまたは高度測定具８１を昇降させる場合、シリンダ本体８００の内圧測定用の圧力計の圧力変化を基に、演算部９０が、「スキージ２３ｆまたは高度測定具８１がスクリーンマスク３２の上面に当接したこと」、および「回路基板Ｂがスクリーンマスク３２の下面に当接したこと」を判別してもよい。この場合、圧力計は、本発明の「荷重センサ」の概念に含まれる。

また、上記実施形態においては、ロードセル７５ｆの荷重変化を基に、演算部９０が、「スキージ２３ｆまたは高度測定具８１がスクリーンマスク３２の上面に当接したこと」を判別した。すなわち、当接判別を行った。しかしながら、当接判別時のスキージ用サーボモータ７２ｆのスキージ用エンコーダからの高度情報を記憶部９１に格納し、その後は当該高度情報を基に当接判別を行ってもよい。

また、上記実施形態においては、スクリーン印刷機１に二つのスキージ２３ｆを配置したが、単一のスキージ２３ｆを配置してもよい。また、スキージ２３ｆの移動方向は、左右方向でもよい。また、回路基板Ｂに対する塗布物は特に限定しない。電子部品仮止め用の接着剤などを用いてもよい。

また、基板印刷高度の測定タイミングは特に限定しない。例えば、スクリーンマスク３２の交換時に、基板印刷高度の測定を行ってもよい。または、スクリーンマスク３２の張設力が経時的に小さくなりスクリーンマスク３２に弛みが発生した際に、基板測定高度の測定を行ってもよい。こうすると、スクリーンマスク３２の経時的変形による上下方向厚さの変化を、基板印刷高度に反映させることができる。このため、基板印刷高度の測定精度がさらに高くなる。

１：スクリーン印刷機、２ｆ：スキージ装置、２ｒ：スキージ装置、３：マスク装置、４：クランプ装置、５：基板昇降装置、６：搬送装置、７：スキージ昇降装置、８：Ｙ軸方向ガイドレール、９：制御装置。
２０ｆ：スプリング座、２１ｆ：ロッド、２２ｆ：保持部、２３ｆ：スキージ、２４ｆ：コイルスプリング、３０：フレーム、３１：メッシュ、３２：スクリーンマスク、４０ｆ：固定クランプ、４０ｒ：可動クランプ、５０：バックアップ装置、５１：メインテーブル、５２：メインテーブル用サーボモータ、５３：ボールねじ部、５４：ナット側テーブル、６０ｆ：コンベアベルト、６０ｒ：コンベアベルト、７０：Ｙ軸方向被ガイド部、７２ｆ：スキージ用サーボモータ、７２ｒ：スキージ用サーボモータ、７３ｆ：ボールねじ部、７３ｒ：ボールねじ部、７４ｆ：ナット側テーブル、７４ｒ：ナット側テーブル、７５ｆ：ロードセル（荷重センサ）、７５ｒ：ロードセル（荷重センサ）、８０：エアシリンダ、８１：高度測定具、９０：演算部、９１：記憶部、９２：入出力ポート、９３〜９６：駆動回路。
２１０ｆ：フランジ部、２２０ｆ：ロッド係止孔、２２１ｆ：面取部、５００：バックアップテーブル、５０１：バックアップピン、５０２：バックアップテーブル用サーボモータ、５０２ａ：バックアップテーブル用エンコーダ（高度センサ）、５０３：ボールねじ部、５０３ａ：シャフト、５０３ｂ：ナット、５０４：ナット側テーブル、５２０：メインテーブル用エンコーダ（高度センサ）、５３０：シャフト、５３１：ナット、７３０ｆ：シャフト、７３１ｆ：ナット、８００：シリンダ本体、８０１：ピストン。
Ｂ：回路基板。

Claims (3)

1. スクリーンマスクと、
   該スクリーンマスクの上面に摺接するスキージと、
   該スクリーンマスクから該スキージに加わる荷重を検出する荷重センサと、
   該スクリーンマスクの下面に当接するまで、回路基板を上昇させる基板昇降装置と、
   該回路基板の高度を検出する高度センサと、
   該荷重センサから入力される該荷重の変化を基に、該回路基板が該スクリーンマスクの該下面に当接したことを判別し、該高度センサから入力される当接時の該回路基板の高度を基に得られる基板印刷高度を記憶する制御装置と、
   を備えるスクリーン印刷機。
2. さらに、前記スクリーンマスクの前記上面に当接するまで、前記スキージを下降させるスキージ昇降装置を備え、
   該スキージ昇降装置は、該スキージを下降させ、
   前記制御装置は、前記荷重センサから入力される前記荷重の変化を基に、下降中の該スキージが該スクリーンマスクの該上面に当接したことを判別し、
   該スキージ昇降装置は、該スキージを停止し、
   前記基板昇降装置は、該スキージが該スクリーンマスクの該上面に当接した状態で、前記回路基板を上昇させ、
   該制御装置は、該荷重センサから入力される該荷重の変化を基に、該回路基板が該スクリーンマスクの該下面に当接したことを判別し、前記高度センサから入力される当接時の該回路基板の高度を基に得られる基板印刷高度を記憶する請求項１に記載のスクリーン印刷機。
3. スクリーンマスクと、
   該スクリーンマスクの上面に摺接するスキージと、
   該スキージから独立して、該スクリーンマスクの該上面に当接する高度測定具と、
   該スクリーンマスクから該高度測定具に加わる荷重を検出する荷重センサと、
   該スクリーンマスクの下面に当接するまで、回路基板を上昇させる基板昇降装置と、
   該荷重センサから入力される該荷重の変化を基に、該回路基板が該スクリーンマスクの該下面に当接したことを判別する制御装置と、
   を備えるスクリーン印刷機。

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