JP5937932B2

JP5937932B2 - スクリーン印刷機

Info

Publication number: JP5937932B2
Application number: JP2012202663A
Authority: JP
Inventors: 桂資太田
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2032-09-14
Also published as: JP2014058047A

Description

本明細書で開示する技術は、回路基板にクリームはんだをスクリーン印刷するスクリーン印刷機に関する。

特許文献１に、回路基板上に微細なピッチでのスクリーン印刷と通常のピッチでのスクリーン印刷を別個の印刷段階で行う技術が開示されている。

特開２００１−６０７６３号公報

微細なピッチでのスクリーン印刷と、通常のピッチでのスクリーン印刷では、使用するスクリーンマスクは異なるものとなる。また、微細なピッチでのスクリーン印刷と、通常のピッチでのスクリーン印刷では、通常は異なる粒径のクリームはんだを使用するため、使用するスキージについても異なるものとなる。

従来技術では、微細なピッチでのスクリーン印刷と通常のピッチでのスクリーン印刷は、別個のスクリーン印刷機を用いて行っている。一台のスクリーン印刷機で微細なピッチでのスクリーン印刷と通常のピッチでのスクリーン印刷の双方を行おうとすると、まず微細なピッチでのスクリーン印刷に適したスクリーンマスクとスキージを作業者がセットし、その後に微細なピッチでのスクリーン印刷を実行し、その後にスクリーンマスクとスキージを通常のピッチでのスクリーン印刷に適したものに作業者が取替え、その後に通常のピッチでのスクリーン印刷を実行する必要があった。作業者がスクリーンマスクやスキージを取り替えることなく、一台のスクリーン印刷機で、複数種類のスクリーン印刷を行うことが可能な技術が期待されている。

本明細書では、上記の課題を解決する技術を提供する。本明細書では、作業者がスクリーンマスクやスキージを取り替えることなく、一台のスクリーン印刷機で、複数種類のスクリーン印刷を行うことが可能な技術を提供する。

本明細書が開示するスクリーン印刷機は、第１スクリーンマスクと、第１スクリーンマスクを第１マスク保持位置と第１マスク退避位置の間で移動可能な第１マスク保持装置と、第２スクリーンマスクと、第２スクリーンマスクを第２マスク保持位置と第２マスク退避位置の間で移動可能な第２マスク保持装置と、回路基板を第１基板保持位置または第２基板保持位置で保持する基板保持装置と、第１スキージと、第２スキージと、第１スキージおよび第２スキージを保持しており、使用するスキージを第１スキージと第２スキージの間で切換可能なスキージホルダと、スキージホルダを移動可能なスキージ移動装置を備えている。そのスクリーン印刷機は、第１スキージを使用して第１マスク保持位置の第１スクリーンマスクを介して第１基板保持位置の回路基板に対してスクリーン印刷を行い、第２スキージを使用して第２マスク保持位置の第２スクリーンマスクを介して第２基板保持位置の回路基板に対してスクリーン印刷を行う。

上記のスクリーン印刷機では、回路基板に対して、第１スキージと第１スクリーンマスクを用いたスクリーン印刷と、第２スキージと第２スクリーンマスクを用いたスクリーン印刷の双方を行うことができる。作業者がスクリーンマスクやスキージを取り替えることなく、一台のスクリーン印刷機で、複数種類のスクリーン印刷を行うことができる。

上記のスクリーン印刷機は、スキージホルダが、第１スキージと第２スキージを保持する第１ホルダと、第１ホルダを第１回転軸周りに回転可能に保持する第２ホルダと、第１ホルダを第２ホルダに対して第１回転軸周りに旋回させる第１アクチュエータと、第２ホルダを第２回転軸周りに回転可能に保持しており、スキージ移動装置に保持される第３ホルダと、第２ホルダを第３ホルダに対して第２回転軸周りに揺動させる第２アクチュエータを備えており、第１回転軸が、第１スキージおよび第２スキージの長手方向に対して直交するように配置されており、第２回転軸が、スクリーン印刷の際に第１スキージまたは第２スキージがスキージングする方向と第１回転軸の両者に対して直交するように配置されているように構成することができる。

上記のスクリーン印刷機によれば、第２ホルダに対して第１ホルダを旋回させることで、使用するスキージを第１スキージと第２スキージとの間で切換えることができる。さらに、上記のスクリーン印刷機によれば、第２ホルダに対する第１ホルダの旋回と、第３ホルダに対する第２ホルダの揺動を組み合わせることで、第１スキージまたは第２スキージがスキージングする方向を反転させることができる。

上記のスクリーン印刷機は、第１マスク退避位置の第１スクリーンマスクおよび／または第２マスク退避位置の第２スクリーンマスクを洗浄可能なマスククリーナをさらに備えるように構成することができる。

上記のスクリーン印刷機によれば、第１スクリーンマスクまたは第２スクリーンマスクが使用されていない間に、マスククリーナを用いた洗浄を行うことができる。

スクリーン印刷機１０の構成を模式的に示す側面図である。微細なピッチでのスクリーン印刷を行う際の様子を示す側面図である。通常のピッチでのスクリーン印刷を行う際の様子を示す側面図である。第１スキージ３６と第２スキージ３８を切り替える様子を示す図である。

（実施例）
図面を参照しながら実施例のスクリーン印刷機１０について説明する。図１に示すように、スクリーン印刷機１０は、主に、基板搬送装置１２と、基板保持装置１４と、マスク保持装置１６と、スキージ装置１８を備えている。本実施例のスクリーン印刷機１０は、回路基板ｗに対して、クリームはんだをスクリーン印刷する。本実施例のスクリーン印刷機１０では、微細なピッチでのスクリーン印刷と、通常のピッチでのスクリーン印刷の双方を行うことができる。

基板搬送装置１２は、搬入コンベア（図示せず）と、メインコンベア２０と、搬出コンベア（図示せず）を備えている。搬入コンベアは、スクリーン印刷機１０の上流側の生産装置から回路基板ｗを受入れ、メインコンベア２０へ送る。メインコンベア２０は、搬入コンベアから受け取った回路基板ｗを基板保持装置１４に受け渡す。また、メインコンベア２０は、スクリーン印刷がなされた回路基板ｗを基板保持装置１４から受け取り、搬出コンベアへ送る。搬出コンベアは、メインコンベア２０から受け取った回路基板ｗを、スクリーン印刷機１０の下流側の生産装置へ送り出す。

基板保持装置１４は、メインコンベア２０から受け取った回路基板ｗを、スクリーン印刷のための基板保持位置で保持する。基板保持装置１４は、回路基板ｗを側方から挟持するクランプ２２と、回路基板ｗの下面側と当接するバックアップピン２４と、バックアップピン２４を支持する支持板２６と、クランプ２２および支持板２６を昇降させる昇降機構（図示せず）を備える。

マスク保持装置１６は、第１マスク保持装置２８と、第２マスク保持装置３０と、マスククリーナ５６を備えている。第１マスク保持装置２８は、微細なピッチでのスクリーン印刷に使用される第１スクリーンマスク３２を保持する。第１マスク保持装置２８は、第１スクリーンマスク３２を前後方向（図１の左右方向）にスライドさせることで、前方の第１マスク保持位置で第１スクリーンマスク３２を保持することもできるし、後方の第１マスク退避位置で第１スクリーンマスク３２を保持することもできる。第２マスク保持装置３０は、通常のピッチでのスクリーン印刷に使用される第２スクリーンマスク３４を保持する。第２マスク保持装置３０は、第２スクリーンマスク３４を前後方向にスライドさせることで、前方の第２マスク保持位置で第２スクリーンマスク３４を保持することもできるし、後方の第２マスク保持位置で第２スクリーンマスク３４を保持することもできる。本実施例のスクリーン印刷機１０では、第１マスク保持装置２８と第２マスク保持装置３０は、それぞれ異なる高さに配置されているため、第１スクリーンマスク３２と第２スクリーンマスク３４が移動中に干渉してしまうことはない。微細なピッチでのスクリーン印刷を行う際には、第１スクリーンマスク３２を第１マスク保持位置で保持し、第２スクリーンマスク３４を第２マスク退避位置へ退避させる。通常のピッチでのスクリーン印刷を行う際には、第２スクリーンマスク３４を第２マスク保持位置で保持し、第１スクリーンマスク３２を第１マスク退避位置へ退避させる。マスククリーナ５６は、第１マスク退避位置の第１スクリーンマスク３２や、第２マスク退避位置の第２スクリーンマスク３４を洗浄することができる。

本実施例のスクリーン印刷機１０では、第１スクリーンマスク３２が保持される第１マスク保持位置と、第２スクリーンマスク３４が保持される第２マスク保持位置は、その高さが異なっている。このため、基板保持装置１４が回路基板ｗを保持する基板保持位置も、使用するスクリーンマスクに応じて異なったものとなる。微細なピッチでのスクリーン印刷の際に、第１スクリーンマスク３２が第１マスク保持位置に保持される場合には、基板保持装置１４は回路基板ｗを第１基板保持位置で保持する。第１基板保持位置は、第１マスク保持位置で保持された第１スクリーンマスク３２を介したスクリーン印刷に適した基板保持位置である。通常のピッチでのスクリーン印刷の際に、第２スクリーンマスク３４が第２マスク保持位置に保持される場合には、基板保持装置１４は回路基板ｗを第２基板保持位置で保持する。第２基板保持位置は、第２マスク保持位置で保持された第２スクリーンマスク３４を介したスクリーン印刷に適した基板保持位置である。

スキージ装置１８は、第１スキージ３６と、第２スキージ３８と、スキージホルダ４０と、スキージ移動装置５８と、はんだ供給装置（図示せず）を備えている。第１スキージ３６は、第１スクリーンマスク３２との組み合わせで使用される。本実施例では、第１スキージ３６は、微細なピッチでのスクリーン印刷の際に使用される。第２スキージ３８は、第２スクリーンマスク３４との組み合わせで使用される。本実施例では、第２スキージ３８は、通常のピッチでのスクリーン印刷の際に使用される。

スキージホルダ４０は、第１ホルダ４２と、第２ホルダ４４と、第３ホルダ４６を備えている。第１ホルダ４２は、第１スキージ３６と第２スキージ３８を保持する。図１に示す例では、第１スキージ３６は第１ホルダ４２に対して、後方（図１の右方向）へ傾斜するような角度で取り付けられており、第２スキージ３８は第１ホルダ４２に対して、前方（図１の左方向）へ傾斜するような角度で取り付けられている。第２ホルダ４４は第１ホルダ４２を第１回転軸Ｃ１周りに回転可能に保持している。第１回転軸Ｃ１は、第１スキージ３６および第２スキージ３８の長手方向に対して直交するように配置されている。第２ホルダ４４は第１アクチュエータ４８を内蔵しており、第１アクチュエータ４８の駆動によって第１ホルダ４２を第２ホルダ４４に対して第１回転軸Ｃ１周りに旋回させる。第３ホルダ４６は第２ホルダ４４を第２回転軸Ｃ２（図１の紙面垂直方向の軸）周りに回転可能に保持している。第２回転軸Ｃ２は、スクリーン印刷の際に第１スキージ３６または第２スキージ３８がスキージングする方向、すなわちスクリーン印刷機１０の前後方向（図１の左右方向）と第１回転軸Ｃ１の両者に対して直交するように配置されている。第３ホルダ４６は第２アクチュエータ５０を内蔵しており、第２アクチュエータ５０の駆動によって第２ホルダ４４を第３ホルダ４６に対して第２回転軸Ｃ２周りに揺動させる。

スキージ移動装置５８は、上下移動装置５２と前後移動装置５４を備えている。上下移動装置５２は、スキージホルダ４０を上下方向に移動させる。前後移動装置５４は、スキージホルダ４０を前後方向（図１の左右方向）に移動させる。

本実施例のスクリーン印刷機１０の動作について説明する。上流側の生産装置から回路基板ｗが搬入されると、まず微細なピッチでのスクリーン印刷を行う。この場合、図２に示すように、第１マスク保持装置２８によって第１スクリーンマスク３２が第１マスク保持位置まで移動して保持され、第２マスク保持装置３０によって第２スクリーンマスク３４が第２マスク退避位置まで移動して保持される。そして、基板保持装置１４がメインコンベア２０から回路基板ｗを受け取り、回路基板ｗを第１基板保持位置まで移動して保持する。そして、上下移動装置５２がスキージホルダ４０を下降させて、第１スキージ３６を第１スクリーンマスク３２に押し当てる。この状態から、はんだ供給装置によってクリームはんだを第１スクリーンマスク３２の上面に供給して、前後移動装置５４がスキージホルダ４０を前方に（図２の左側に）移動させる。これによって、第１スキージ３６を用いた後方から前方へのスキージングが行われ、クリームはんだが第１スクリーンマスク３２を介して回路基板ｗにスクリーン印刷される。

図４の（ａ）に示すように、第１スキージ３６を用いた後方から前方へのスキージングが完了すると、上下移動装置５２によってスキージホルダ４０を上昇させた後、第１スキージ３６の向きを入れ換える。この際に、スキージホルダ４０は、第２ホルダ４４に対して第１ホルダ４２を第１回転軸Ｃ１周りに１８０°旋回させて、さらに第３ホルダ４６に対して第２ホルダ４４を第２回転軸Ｃ２周りに揺動させる。そして、上下移動装置５２によってスキージホルダ４０を下降させて、第１スキージ３６を第１スクリーンマスク３２に再び押し当てる。そして、図４の（ｂ）に示すように、第１スキージ３６を用いて前方から後方へのスキージングを行う。このように構成することで、回路基板ｗの後方から前方へのスキージングと、前方から後方へのスキージングを、第１スキージ３６の同一の面を使用して行うことができる。第１スキージ３６を用いた前方から後方へのスキージングが完了すると、上下移動装置５２によってスキージホルダ４０を上昇させる。

上記のような第１スキージ３６と第１スクリーンマスク３２を用いた微細なピッチでのスクリーン印刷を行っている間に、マスククリーナ５６は使用していない第２スクリーンマスク３４の洗浄を行う。

上記のように微細なピッチでのスクリーン印刷が完了すると、次に通常のピッチでのスクリーン印刷を行う。この場合、図３に示すように、基板保持装置１４が回路基板ｗを第２基板保持位置まで移動して保持する。また、第１マスク保持装置２８によって第１スクリーンマスク３２が第１マスク退避位置まで移動して保持され、第２マスク保持装置３０によって第２スクリーンマスク３４が第２マスク保持位置に移動して保持される。そして、スキージホルダ４０は、第３ホルダ４６に対して第２ホルダ４４を第２回転軸Ｃ２周りに揺動させる。これによって、使用するスキージが第１スキージ３６から第２スキージ３８に切り替えられる。そして、上下移動装置５２によってスキージホルダ４０を下降させて、第２スキージ３８を第２スクリーンマスク３４に押し当てる。この状態から、はんだ供給装置によってクリームはんだを第２スクリーンマスク３４の上面に供給して、前後移動装置５４がスキージホルダ４０を前方に（図３の左側に）移動させる。これによって、第２スキージ３８を用いた後方から前方へのスキージングが行われ、クリームはんだが第２スクリーンマスク３４を介して回路基板ｗにスクリーン印刷される。

図４の（ｃ）に示すように、第２スキージ３８を用いた後方から前方へのスキージングが完了すると、上下移動装置５２によってスキージホルダ４０を上昇させた後、第２スキージ３８の向きを入れ換える。この際に、スキージホルダ４０は、第２ホルダ４４に対して第１ホルダ４２を第１回転軸Ｃ１周りに１８０°旋回させて、さらに第３ホルダ４６に対して第２ホルダ４４を第２回転軸Ｃ２周りに揺動させる。そして、上下移動装置５２によってスキージホルダ４０を下降させて、第２スキージ３８を第２スクリーンマスク３４に再び押し当てる。そして、図４の（ｄ）に示すように、第２スキージ３８を用いて前方から後方へのスキージングを行う。このように構成することで、回路基板ｗの後方から前方へのスキージングと、前方から後方へのスキージングを、第２スキージ３８の同一の面を使用して行うことができる。第２スキージ３８を用いた前方から後方へのスキージングが完了すると、上下移動装置５２によってスキージホルダ４０を上昇させる。

上記のような第２スキージ３８と第２スクリーンマスク３４を用いた通常のピッチでのスクリーン印刷を行っている間に、マスククリーナ５６は使用していない第１スクリーンマスク３４の洗浄を行う。

上記のように通常のピッチでのスクリーン印刷が完了すると、基板保持装置１４は回路基板ｗをメインコンベア２０へ受け渡す。スクリーン印刷がなされた回路基板ｗは、メインコンベア２０から搬出コンベアを介して下流側の生産装置へ搬出される。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、上記では、第１スクリーンマスクと第２スクリーンマスクが異なる高さで配置されている構成を説明したが、移動時に互いに干渉することを回避可能であれば、同じ高さで配置されていてもよい。このような構成とすると、第１マスク保持位置と第２マスク保持位置を同じ高さとすることができ、基板保持装置が回路基板を保持すべき基板保持位置を同じ高さにすることができる。基板保持装置の機械構成をより簡素化することができる。

また、上記では、２種類のスキージと２種類のスクリーンマスクを用いて、微細なピッチでのスクリーン印刷と通常のピッチでのスクリーン印刷を行う構成について説明したが、３種類以上のスキージと３種類以上のスクリーンマスクを用いて、３段階以上のピッチでのスクリーン印刷を行う構成とすることもできる。また、異なるピッチのスクリーン印刷を行う代わりに、例えばキャビティ基板における高さの異なる面のそれぞれにスクリーン印刷を行う構成としてもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０スクリーン印刷機
１２基板搬送装置
１４基板保持装置
１６マスク保持装置
１８スキージ装置
２０メインコンベア
２２クランプ
２４バックアップピン
２６支持板
２８第１マスク保持装置
３０第２マスク保持装置
３２第１スクリーンマスク
３４第２スクリーンマスク
３６第１スキージ
３８第２スキージ
４０スキージホルダ
４２第１ホルダ
４４第２ホルダ
４６第３ホルダ
４８第１アクチュエータ
５０第２アクチュエータ
５２上下移動装置
５４前後移動装置
５６マスククリーナ
５８スキージ移動装置

Claims

第１スクリーンマスクと、
第１スクリーンマスクを第１マスク保持位置と第１マスク退避位置の間で移動可能な第１マスク保持装置と、
第２スクリーンマスクと、
第２スクリーンマスクを第２マスク保持位置と第２マスク退避位置の間で移動可能な第２マスク保持装置と、
回路基板を第１基板保持位置または第２基板保持位置で保持する基板保持装置と、
第１スキージと、
第２スキージと、
第１スキージおよび第２スキージを保持しており、使用するスキージを第１スキージと第２スキージの間で切換可能なスキージホルダと、
スキージホルダを移動可能なスキージ移動装置を備えており、
第１スキージを使用して第１マスク保持位置の第１スクリーンマスクを介して第１基板保持位置の回路基板に対してスクリーン印刷を行い、第２スキージを使用して第２マスク保持位置の第２スクリーンマスクを介して第２基板保持位置の回路基板に対してスクリーン印刷を行うスクリーン印刷機。
スキージホルダが、
第１スキージと第２スキージを保持する第１ホルダと、
第１ホルダを第１回転軸周りに回転可能に保持する第２ホルダと、
第１ホルダを第２ホルダに対して第１回転軸周りに旋回させる第１アクチュエータと、
第２ホルダを第２回転軸周りに回転可能に保持しており、スキージ移動装置に保持される第３ホルダと、
第２ホルダを第３ホルダに対して第２回転軸周りに揺動させる第２アクチュエータを備えており、
第１回転軸が、第１スキージおよび第２スキージの長手方向に対して直交するように配置されており、
第２回転軸が、スクリーン印刷の際に第１スキージまたは第２スキージがスキージングする方向と第１回転軸の両者に対して直交するように配置されている請求項１のスクリーン印刷機。
第１マスク退避位置の第１スクリーンマスクおよび／または第２マスク退避位置の第２スクリーンマスクを洗浄可能なマスククリーナをさらに備える請求項１のスクリーン印刷機。