JP6123076B2

JP6123076B2 - スクリーン印刷装置及び電子部品実装システム

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Publication number: JP6123076B2
Application number: JP2013233736A
Authority: JP
Inventors: 聖弥黒田; 八郎中逵
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2033-11-12
Also published as: JP2015093417A; US9352409B2; CN104626731B; CN104626731A; US20150129640A1

Description

本発明は、クリーム半田等のペーストを印刷するスクリーン印刷装置及びこのスクリーン印刷装置を含む電子部品実装システムに関するものである。

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等のペーストを印刷する方法としてスクリーン印刷が知られている。この方法は、印刷対象部位に応じて設けられた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り、へら状のスキージ部材の下端部をマスクプレートに押圧した状態で当該スキージ部材を水平方向に移動させるスキージング動作によって、パターン孔内にペーストを充填させ、マスクプレートの下面にセットされた基板に印刷する。

近年では、生産性向上の要請に加え、基板の印刷部位のファインピッチ化による印刷難易度の高度化が進行していることに伴って、スキージング動作を高速化した場合であっても印刷部位に十分な量のペーストを印刷することが重要な課題となっている。これを実現するための手段として、充填用スキージと掻き取り用スキージから成る２種類のスキージ部材を用いる方法が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１に示す例では、上下駆動装置の駆動軸を介して昇降する掻き取り用スキージを２つ設けるとともに、同じく上下駆動装置の駆動軸を介して昇降する充填用スキージを２つの掻き取り用スキージの間に設ける。

スクリーン印刷動作は、充填用スキージの下端部とマスクプレートとの間に所定のクリアランスを設けた状態で当該充填用スキージをマスクプレートの上方において移動させる。これにより、充填用スキージによるパターン孔へのペーストの充填の際に発生する充填圧力を高くして基板の印刷部位に十分な量のペーストを印刷することができる。なお、充填用スキージが通過した後にマスクプレート上に残留するペーストは、掻き取り用スキージによって掻き取られる。

特開平１１−４２７６３号公報

前述した充填用スキージを用いたスクリーン印刷においては、印刷品質を一定に保つため、充填用スキージの下端部とマスクプレートのクリアランスを適切に設定することが重要となる。しかしながら、上記従来技術では、上下駆動装置の駆動軸に反力検出器を設け、この反力検出器からの出力情報に基づいて制御装置が駆動軸を昇降させることによって充填用スキージの高さを調整しているため、装置構成が複雑化するとともに装置コストが高くなるという問題が生じていた。

そこで本発明は、基板に対するペーストの印刷品質を維持しつつ、装置構成を簡略化して装置コストを低減させることができるスクリーン印刷装置及び電子部品実装システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明は、パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させた状態で、前記マスクプレート上に供給されたペーストを前記基板に印刷するスクリーン印刷装置であって、前記マスクプレートとの間に所定のクリアランスを有した状態で保持され、前記マスクプレートに対して印刷方向に相対移動させることによってペーストを前記パターン孔内に充填する充填用スキージと、前記所定のクリアランスを維持した状態で前記充填用スキージを前記マスクプレートに向けて付勢する付勢手段と、前記充填用スキージと前記印刷方向において所定の距離を隔てた状態で保持され、前記充填用スキージと一体となって前記印刷方向に移動させることにより、前記充填用スキージが通過した後の前記マスクプレート上に残留するペーストを掻き取る掻き取り用スキージと、前記充填用スキージを前記掻き取り用スキージに取り付けるアタッチメントを備え、前記アタッチメントは前記付勢手段を含み、前記充填用スキージは前記アタッチメントにより前記掻き取り用スキージに取り付けられることで、前記充填用スキージは前記付勢手段を介して前記掻き取り用スキージに取り付けられる。

本発明によれば、基板に対するペーストの印刷品質を維持しつつ、装置構成を簡略化して装置コストを低減させることができる。

本発明の一実施の形態における電子部品実装システムの全体構成図本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の正面図本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の側面図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の部分平面図本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置が備えるスキージユニットの斜視図本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置が備えるスキージヘッドの正面図（ａ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置が備える第１スキージユニットの分解図（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置が備える第２のスキージユニットの分解図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置が備える第２のスキージユニットの斜視図本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置が備える第２のスキージユニットの斜視図本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置が備える第２のスキージユニットの斜視図（ａ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置が備える充填用スキージの側面図（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の部分側面図（ａ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置がスキージユニットの部分斜視図（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置が備えるスキージユニットの正面図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における印刷動作を示す図本発明の一実施の形態における印刷動作を示す図（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明のその他の実施の形態における充填用スキージの側面図

まず図１を参照して、本発明の実施の形態における電子部品実装システムの全体構成を説明する。電子部品実装システム１は、基板にクリーム半田などのペーストを介して電子部品を実装する機能を有しており、スクリーン印刷装置Ｍ１、印刷検査装置Ｍ２、電子部品実装装置Ｍ３，Ｍ４、リフロー装置Ｍ５を含む複数の部品実装用装置を連結するとともに、これらを通信ネットワーク２によって接続してその全体をホストコンピュータ３によって制御する構成となっている。

スクリーン印刷装置Ｍ１は、基板に形成された電子部品接合用の電極に対してペーストをスクリーン印刷する。印刷検査装置Ｍ２は、基板に印刷されたペーストの印刷状態の良否判断や、電極に対するペーストの印刷ズレの検出を含む印刷検査を行う。電子部品実装装置Ｍ３，Ｍ４は、スクリーン印刷装置Ｍ１においてペーストが印刷された基板に電子部品を実装する。リフロー装置Ｍ５は、電子部品搭載後の基板を所定の温度プロファイルに従って加熱することにより、半田粒子を溶融させて電子部品と基板を半田接合させる。

次に図２、図３及び図４を参照して、スクリーン印刷装置Ｍ１の全体構造を説明する。図２において、スクリーン印刷装置Ｍ１は基板位置決め部４の上方にスクリーン印刷機構５を配設して構成されている。基板位置決め部４は、Ｙ軸テーブル６、Ｘ軸テーブル７およびθ軸テーブル８を段積みし、更にその上に第１のＺ軸テーブル９、第２のＺ軸テーブル１０を組み合わせて構成されている。

第１のＺ軸テーブル９の構成を説明する。θ軸テーブル８の上面に設けられた水平なベースプレート８ａの上面側には、同様に水平なベースプレート９ａが昇降ガイド機構（図示省略）によって昇降自在に保持されている。ベースプレート９ａは、複数の送りねじ９ｃをモータ９ｂによってベルト９ｄを介して回転駆動する構成のＺ軸昇降機構によって昇降する。

ベースプレート９ａには垂直フレーム９ｅが立設されており、垂直フレーム９ｅの上端部には基板搬送機構１１が保持されている。基板搬送機構１１は基板搬送方向（図１において紙面垂直方向であるＸ方向）に平行に配設された２条の搬送レールを備えており、これらの搬送レールによって基板１２の両端部を支持して搬送する。第１のＺ軸テーブル９を駆動することにより、基板搬送機構１１によって保持された状態の基板１２を、基板搬送機構１１とともにスクリーン印刷機構５に対して昇降させることができる。図３及び図４に示すように、基板搬送機構１１は上流側（図３及び図４に示す左側）及び下流側に延出し、上流側から搬入された基板１２は基板搬送機構１１によって搬送され、さらに基板位置決め部４によって位置決めされる。そしてスクリーン印刷機構５によって印刷が行われた後の基板１２は、基板搬送機構１１によって下流側に搬出される。

第２のＺ軸テーブル１０の構成を説明する。基板搬送機構１１とベースプレート９ａの中間には、水平なベースプレート１０ａが昇降ガイド機構（図示省略）に沿って昇降自在に配設されている。ベースプレート１０ａは、複数の送りねじ１０ｃをモータ１０ｂによってベルト１０ｄを介して回転駆動する構成のＺ軸昇降機構によって昇降する。ベースプレート１０ａの上面には、上面に基板１２を保持する下受け面が設けられた基板下受部１３が配設されている。

第２のＺ軸テーブル１０を駆動することにより、基板下受部１３は基板搬送機構１１に保持された状態の基板１２に対して昇降する。そして基板下受部１３の下受け面が基板１２の下面に当接することにより、基板下受部１３は基板１２を下面側から支持する。基板搬送機構１１の上面にはクランプ機構１４が配設されている。クランプ機構１４は、左右対向して配置された２つのクランプ部材１４ａを備えており、一方側のクランプ部材１４ａを駆動機構１４ｂによって進退させることにより、基板１２を両側からクランプして固定する。

次に基板位置決め部４の上方に配設されたスクリーン印刷機構５について説明する。図２及び図３において、スクリーン印刷機構５はマスク枠１６に展張されたマスクプレート１５を備えている。マスクプレート１５には、基板１２において印刷対象となる電極１２ａの形状・位置（図４参照）に対応して、パターン孔１５ａが設けられている。マスクプレート１５上にはスキージヘッド１７が配設されており、スキージヘッド１７は、スキージユニット１８を昇降させるスキージ昇降機構１９を、水平なプレート２０に配設した構成となっている。

図６において、プレート２０の上面に配設された２つのスキージ昇降機構１９は下方に延出する昇降軸１９ａをそれぞれ有しており、昇降軸１９ａの下端部にはブロック状の装着部３０が結合されている。装着部３０にはブラケット３１を介してスキージユニット１８が装着される。スキージユニット１８の詳細は後述する。

図３に示すように、縦フレーム２１上にはガイドレール２２がＹ方向に配設されており、ガイドレール２２にスライド自在に嵌合したスライダ２３は、ブロック２４を介してプレート２０の両端に結合されている。これにより、スキージヘッド１７はＹ方向にスライド自在となっている。プレート２０は、ナット２６、送りねじ２５および送りねじ２５を回転駆動するスキージ移動用モータ（図示省略）より成るスキージヘッド移動手段によりＹ方向に水平移動する。

図４において、マスクプレート１５の下面側にはヘッドＸ軸移動機構２７及びヘッドＹ軸移動機構２８が設けられており、ヘッドＸ軸移動機構２７にはカメラユニット及びクリーニングユニット（図示省略）が装着されている。カメラユニットはマスクプレート１５の下面を撮像するマスク認識用カメラと基板１２を撮像する基板認識用カメラとを備えており、ヘッドＸ軸移動機構２７及びヘッドＹ軸移動機構２８によって水平移動する。クリーニングユニットは同様にヘッドＸ軸移動機構２７及びヘッドＹ軸移動機構２８によって水平移動し、マスクプレート１５の下面をクリーニングペーパによってクリーニングする。

次に図５〜図１２を参照して、スキージヘッド１７に装着されるスキージユニット１８の構造を説明する。図５及び図６において、スキージユニット１８は、掻き取り用スキージ３３を備える第１スキージユニット３２と、充填用スキージ４１を備える第２スキージユニット４０を含んで構成される。スキージヘッド移動手段を介して充填用スキージ４１と掻き取り用スキージ３３は一体となって印刷方向へ移動する。また、スキージ昇降機構１９を駆動させることによって、掻き取り用スキージ３３及び充填用スキージ４１はマスクプレート１５に対して昇降する。スキージ昇降機構１９は、掻き取り用スキージ３３と充填用スキージ４１を昇降させる昇降手段となっている。

第１スキージユニット３２は、マスクプレート１５上で掻き取り用スキージ３３を移動させてスキージング動作を行う際の掻き取り用スキージ３３の進行方向（印刷方向と同義。図５に示す矢印ａ）にオーバーハング状態で傾斜した第１部材３４と第２部材３５を備えている。第１部材３４及び第２部材３５は、スキージング動作方向と直交するＸ方向に延びた矩形板状の部材である。第１部材３４は、第２部材３５よりも掻き取り用スキージ３３の進行方向側に配設されており、第１部材３４の上部にはブラケット３１が結合している。第２部材３５は、第１部材３４よりも所定量だけ下がった位置でボルト３６（図６、図７（ａ））によって第１部材３４に締結されている。

図６及び図７（ａ）において、掻き取り用スキージ３３は、第１部材３４と第２部材３５に挟み込まれた状態で保持される。したがって、掻き取り用スキージ３３もスキージング動作方向にオーバーハング状態で傾斜する。第１部材３４及び第２部材３５は、掻き取り用スキージ３３を保持してスキージ昇降機構１９に装着部３０及びブラケット３１を介して結合する掻き取り用スキージホルダとして機能する。また第２部材３５は、掻き取り用スキージ３３のスキージング動作方向についての背面３３ｂ側から掻き取り用スキージ３３に当接し、スキージング動作時に掻き取り用スキージ３３を背面３３ｂから支持するバックアップ部として機能する。本実施の形態では、スキージング動作を行う際の掻き取り用スキージ３３の進行方向側を前面３３ａとし、その反対方向側を背面３３ｂと定義している。

図６において、掻き取り用スキージ３３はその一部が第２部材３５よりも下方に延出している。この掻き取り用スキージ３３はＸ方向に延びた矩形状の部材であり、メタルやプラスチック等の素材から成る。掻き取り用スキージ３３は、その下端部３３ｃをマスクプレート１５の上面に接触させた状態で摺動させることによって、マスクプレート１５上のペーストを掻き取る。

図６、図７（ｂ）、図８及び図９において、第２スキージユニット４０は第１スキージユニット３２への取り付け用のアタッチメント（取付部材）４３を備えている。アタッチメント４３の下面４３ａと前述した第１部材３４の上面３４ａは、第１スキージユニット３２と第２スキージユニット４０を締結するための締結面となっている。アタッチメント４３の下面４３ａと第１部材３４の上面３４ａを接触させた状態で、アタッチメント４３の内部を貫通するボルト４４（図９）によってアタッチメント４３と第１部材３４を締結させることにより、第２スキージユニット４０は第１スキージユニット３２に締結される。

アタッチメント４３の一の側面には、下面４３ａを貫通して上下方向に切り欠かれた切り欠き部４３ｂ（図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９）が形成されている。この切り欠き部４３ｂが形成された領域には、付勢手段としてのバネ部材４５が吊り下げ姿勢で設けられている。またアタッチメント４３の一の側面において、切り欠き部４３ｂと隣接する位置には突起４６が形成されている。

次に、アタッチメント４３に取り付けられる充填用スキージホルダ４７について詳細に説明する。図７（ｂ）において、充填用スキージホルダ４７は充填用スキージ４１を保持するための保持部材であり、連結部４７ｃを介してアタッチメント接続部４７ａとスキージ保持部４７ｂを含んで構成される。充填用スキージホルダ４７の素材としてはＳＵＳ等の金属が用いられる。

充填用スキージホルダ４７をアタッチメント４３に取り付けた状態において、アタッチメント接続部４７ａの下端部であってアタッチメント４３の切り欠き部４３ｂと対応する位置には、アタッチメント４３に向けて突出した平板状の突出部４８が形成されている。突出部４８の上方にはバネ部材４５が位置し、このバネ部材４５によって突出部４８を押し下げることによって、充填用スキージホルダ４７は下方へ付勢される。

アタッチメント接続部４７ａにおいて、アタッチメント４３に形成された突起４６と対応する位置には上下方向に開口した開口部４９が形成されている。開口部４９の幅方向の長さは、突起４６の径と略等しい長さに設定されている。開口部４９、切り欠き部４３ｂにそれぞれ突起４６、突出部４８をはめ合わせることによって、充填用スキージホルダ４７はアタッチメント４３に対して上下方向に摺動自在に接続される。

充填用スキージホルダ４７をアタッチメント４３に固定するためには、図１０に示すように、アタッチメント４３の側面の一部を覆う板状部材５０を用意する。そして、開口部４９、切り欠き部４３ｂにそれぞれ突起４６、突出部４８をはめ合わせた状態で、アタッチメント接続部４７ａをアタッチメント４３と板状部材５０によって挟み込む。かかる状態で、充填用スキージホルダ４７の摺動を阻害しない位置（アタッチメント４３の端部）で、ボルト５１によってアタッチメント４３と板状部材５０を締結させる。便宜上、図５〜図９では板状部材５０及び５１の図示を省略している。

図７（ｂ）及び図８において、スキージ保持部４７ｂには上下方向に延びて開口した複数の取り付け穴５２ａ，５２ｂが形成されている。また、充填用スキージ４１の幅方向の側面には螺子穴４１ａ，４１ｂが形成されている。取り付け穴５２ａ，５２ｂａと螺子穴４１ａ，４１ｂａがそれぞれ一致するようにスキージ保持部４７ｂと充填用スキージ４１を位置合わせし、複数のネジ５７（図８）を取り付け穴５２ａ，５２ｂと螺子穴４１ａ，４１ｂに螺合させることにより、充填用スキージ４１は充填用スキージホルダ４７によって保持される。充填用スキージ４１はＸ方向に延びた矩形状の部材であり、メタルやプラスチック等の材質から成る。この充填用スキージ４１は、マスクプレート１５のパターン孔１５ａにペーストを充填させる機能を有している。図６に示すように、充填用スキージ４１と掻き取り用スキージ３３は、スキージング動作方向において所定の距離を隔てた状態で保持され、充填用スキージ４１が掻き取り用スキージ３３よりも前方側に位置する。

図８（ａ）に示すように、充填用スキージホルダ４７で充填用スキージ４１を保持した状態おいて、充填用スキージホルダ４７をバネ部材４５によって押し下げたとき（矢印ｂ）、充填用スキージ４１は充填用スキージホルダ４７を介して開口部４９に沿って下方にガイドされ、トロークエンドである開口部４９の上端に突起４６が当接することによって下方への移動が制限される。また図８（ｂ）に示すように、充填用スキージホルダ４７を押し上げたとき（矢印ｃ）、充填用スキージ４１はバネ部材を圧縮させながら充填用スキージホルダ４７を介して開口部４９に沿って上方にガイドされる。そして、ストロークエンドである開口部４９の下端に突起４６が当接することによって上方への移動が制限される。

このように突起４６及び開口部４９は、充填用スキージ４１を上下方向に所定のストロークに亘ってガイドする充填用スキージガイド手段となっている。充填用スキージ４１が外部からの押し上げを受けていない「通常姿勢」では、充填用スキージホルダ４７は開口部４９の上端に突起４６が当接した姿勢を維持する（図６、図８（ａ））。

スキージ保持部４７ｂの下方の位置には、スキージング動作方向側に延出した延出部５３が形成されている。充填用スキージ４１を「通常姿勢」とした状態において、延出部５３を含むスキージ保持部４７ｂの下端部と掻き取り用スキージ３３の下端部３３ｃは同一高さに設定されている。この延出部５３は、印刷動作時にペーストが充填用スキージ４１の側方に流入してマスクプレート１５の外へと流出する事態を防止する堰き止め手段として機能する。

次に図１１を参照して、充填用スキージ４１の断面形状について説明する。図１１（ａ）において、充填用スキージ４１の垂直断面は４つのコーナ部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を有する矩形状を基本形状としており、これらの４つのコーナ部のうち、対角に位置するコーナ部Ｃ１，Ｃ４がそれぞれ部分的にコーナカットされた形態となっている。このようなコーナカットが施されることによって、コーナ部Ｃ３からエッジ部Ｅ１の範囲にわたっては、コーナカット面６０Ａが新たに形成される。なお、コーナ部Ｃ１はカットせずに残してもよい。

図１１（ｂ）は、充填用スキージ４１と掻き取り用スキージ３３をスキージユニット１８に装着した状態を示しており、便宜上、その他の構成要素の図示は省略している。図１１（ｂ）において、充填用スキージ４１を充填用スキージホルダ４７に保持させたとき、コーナカット面６０Ａはマスクプレート１５に対して角度α１だけスキージング動作方向側（矢印ａ）に向かって上り勾配で傾斜している。また、エッジ部Ｅ１からコーナ部Ｃ２に亘って形成される非コーナカット面６０Ｂは、マスクプレート１５に対して角度α２だけスキージング動作方向側に向かって上り勾配で傾斜している。これらの角度α１，α２は何れも鋭角となっている。

充填用スキージ４１をマスクプレート１５の上方で摺動させたとき、ペーストは非コーナカット面６０Ｂからコーナカット面６０Ａに向かって徐々に流路を狭められながらパターン孔１５ａに充填される。コーナカット面６０Ａ、非コーナカット面６０Ｂは、それぞれペーストＰをマスクプレート１５のパターン孔１５ａに充填させるための第１の充填面、第２の充填面となっている。また、充填用スキージ４１にはマスクプレート１５の上面に対して異なる角度をなす複数の充填面が形成されている。

スキージング動作において、マスクプレート１５に最も近接する面であるコーナカット面６０Ａのスキージング動作方向における長さＬ１を大きくすることで、パターン孔１５ａにペーストを充填させる際の充填時間を長く設定することができる。以後、コーナカット面６０Ａがマスクプレート１５の上面となす角度α１を「充填角度」と称し、非コーナカット面６０Ｂがマスクプレート１５の上面となす角度α２を「アタック角度」と称する。

充填用スキージ４１を「通常姿勢」とした状態において、充填用スキージ４１は、最下端部であるコーナ部Ｃ３が掻き取り用スキージ３３の下端部３３ｃよりもΔｈ１だけ高く位置するように充填用スキージホルダ４７に対する保持位置が設定されている。具体的には、充填用スキージ４１のコーナ部Ｃ３が掻き取り用スキージ３３の下端部３３ｃよりもΔｈ１だけ高く成る位置で、螺子穴４１ａ，４１ｂと取り付け穴５２ａ，５２ｂをネジ止めする。したがって、スキージ昇降機構１９によってスキージユニット１８を下降させて掻き取り用スキージ３３の下端部３３ｃをマスクプレート１５に接触させたとき、充填用スキージ４１とマスクプレート１５との間にはΔｈ１のクリアランスが生じる。すなわちバネ部材４５は、所定のクリアランスΔｈ１を維持した状態で充填用スキージ４１をマスクプレート１５に向けて付勢する。この状態で、充填用スキージ４１と掻き取り用スキージ３３を用いたペーストの印刷動作が実行される。印刷動作については後述する。

次に図７（ａ）及び図１２を参照して、充填用スキージ４１が押し上げられたときの当該充填用スキージ４１の上限高さを調整する高さ調整機構について説明する。充填用スキージ４１と対向する第１部材３４の側面の上方位置には、ネジホルダ５４が設けられている。ネジホルダ５４には上下方向に貫通した螺子穴５４ａが形成されており、この螺子穴５４ａにはネジ５５が螺合される。ネジ５５の種類としては、例えば筋状の滑り止めが形成されたローレットネジが用いられる。図７（ａ）に示すように、ネジ５５のネジ軸５５ａの長さＴ１は、螺子穴５４ａの上下方向の貫通長さＴ２よりも長く設定されている。高さ調整機構は、このネジホルダ５４及びネジ５５を含んで構成される。

第１スキージユニット３２と第２スキージユニット４０を締結させた状態において、充填用スキージ４１の上面４１ｃの上方には、螺子穴５４ａが設けられた領域を含むネジホルダ５４の下面５４ｂが位置する。したがって、充填用スキージ４１を押し上げたとき、充填用スキージ４１の上面４１ｃにネジホルダ５４の下面５４ｂが当接して充填用スキージ４１の上方への移動が制限される。

このとき、ネジホルダ５４の下面５４ｂからネジ軸５５ａを所定長さだけ突出させることにより、図１２（ｂ）に示すように、充填用スキージ４１の上方への変位量（押し上げ高さ）をさらに制限することができる。そして、生産対象となる基板品種や使用するペーストの特性等に応じて、ネジホルダ５４の下面５４ｂから突出するネジ軸５５ａの突出長さｔ１を変化させることにより、充填用スキージ４１の上方への変位量の上限値を簡単に調整することができる。

このようにネジ５５は、マスクプレート１５から離れる方向への充填用スキージ４１の変位を規制するストッパ部材となっている。またネジホルダ５４は、充填用スキージ４１の上方においてストッパ部材を固定するための固定部材となっている。さらにストッパ部材は、固定部材によって充填用スキージ４１の上方において固定される位置を調整可能となっている。

アタッチメント４３のネジホルダ５４と対向する位置には、ピン状の当接部５６が設けられている（図９も参照）。当接部５６は、第１スキージユニット３２と第２スキージユニットとを締結させたときにネジホルダ５４の側面に当接して、第２スキージユニット４０のぐらつきを防止する。

本実施の形態におけるスクリーン印刷装置Ｍ１は以上のような構成から成り、次に図１３を参照して印刷動作について説明する。当該動作は、スクリーン印刷装置Ｍ１が備える制御部（図示省略）が各駆動機構を制御することによってなされる。まず、基板搬送機構１１によって基板１２が所定の印刷位置に搬入されると、図１３（ａ）に示すように、制御部は第２のＺ軸テーブル１０を駆動して基板下受部１３を上昇させ、基板１２の下面を下受けする。そしてこの状態で、制御部は基板１２をクランプ部材１４ａによって挟み込んで固定し、基板位置決め部４を駆動して基板１２をマスクプレート１５に対して位置合わせする。

次いで図１３（ｂ）に示すように、制御部は第１のＺ軸テーブル９を駆動して基板１２を基板下受部１３とともに上昇させてマスクプレート１５の下面に当接させる。そしてこの状態で、制御部は一のスキージユニット１８を下降させ、ペーストＰが供給されたマスクプレート１５上で充填用スキージ４１及び掻き取り用スキージ３３を印刷方向（スキージング動作方向）に摺動させるスキージング動作を行うことによって、パターン孔１５ａを介して基板１２にペーストＰを印刷する。このようにスクリーン印刷装置Ｍ１は、パターン孔１５ａが設けられたマスクプレート１５に基板１２を当接させた状態で、マスクプレート１５上に供給されたペーストＰを基板１２に印刷する。

印刷動作時においては、図１４に示すように、充填用スキージ４１はマスクプレート１５の上面に対してΔｈ１のクリアランス有した状態で充填用スキージホルダ４７によって保持される。そして、充填用スキージ４１は充填角度α１、アタック角度α２を維持してマスクプレート１５の上方を摺動する。充填用スキージ４１によって捕捉されたペーストＰは、充填用スキージ４１の進行によって回転方向の流動性が付与されるローリング作用を受けるとともに、非コーナカット面６０Ｂからコーナカット面６０Ａに向かって徐々に流路を狭められながらパターン孔１５ａへと押し込められる。すなわち充填用スキージ４１は、印刷動作時にマスクプレート１５との間に所定のクリアランスΔｈ１を有した状態で保持され、マスクプレート１５に対して印刷方向に相対移動させることによってペーストＰをパターン孔１５ａ内に充填する。

このように、ペーストＰの流路断面積を徐々に狭めることによって、ペーストＰをパターン孔１５ａへ充填させる際に発生する充填圧力を増大させて基板１２の印刷部位である電極１２ａに十分な量のペーストＰを印刷することができる。また、充填用スキージ４１にコーナカット面６０Ａを設けることで、パターン孔１５ａにペーストを押し込んで充填させる際の充填時間を長く設け、高速印刷を行う場合であっても電極１２ａに十分な量のペーストＰを印刷することができる。

また印刷動作時においては、充填用スキージ４１によってパターン孔１５ａに充填されなかった一部のペーストＰａがクリアランスΔｈ１から流出する。このクリアランスΔｈ１を設けた状態で印刷動作を行うことにより、パターン孔１５ａ内にペーストＰを充填させる力をさらに高めることができる。クリアランスΔｈ１から流出したペーストＰは、掻き取り用スキージ３３によって掻き取られる。すなわち掻き取り用スキージ３３は、充填用スキージ４１が通過した後のマスクプレート１５上に残留するペーストＰａを掻き取る。

さらに印刷動作時においては、充填用スキージ４１はペーストＰを介して浮き上がろうとする力（反力）Ｆを受ける。ここで、充填用スキージ４１はバネ部材４５によって下方に付勢されているため、充填用スキージ４１はペーストＰの捕捉量（充填用スキージ４１が受ける反力の値）や、マスクプレート１５の反りや傾斜など上面の状態に応じて、バネ部材４５を介してマスクプレート１５との相対位置を変位させながら印刷方向に移動する。

このように、充填用スキージ４１を下方に付勢した状態で印刷動作を実行することによって、ペーストＰの充填圧力の低下を抑制して良好な印刷品質を確保することができる。また従来のように、充填用スキージ４１に対して作用する反力を、中央演算装置（制御部）を用いて電気的に検出する検査装置を設ける必要がないので、基板１２に対するペーストＰの印刷品質を維持しつつ、スクリーン印刷装置Ｍ１の構成を簡略化して装置コストを低減させることができる。

また、充填用スキージホルダ４７のスキージ保持部４７ｂに形成される取り付け穴５２ａ，５２ｂと、充填用スキージ４１に形成される螺子穴４１ａ，４１ｂをネジ止めする位置を調整することで、初期状態におけるΔｈ１を変更することができる。

次に図１５を参照して、充填用スキージの断面形状の変形例について説明する。図１５に示す充填用スキージ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、垂直断面が図１１（ａ）で示したコーナ部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を有する矩形状を基本形状として、所定のコーナ部をコーナカットし、若しくはコーナカットによって新たに形成されたエッジをさらにエッジカットすることによって成形されたものである。

図１５（ａ）に示す充填用スキージ４１Ａは、コーナ部Ｃ４がコーナカットされ、このコーナカットによって形成されたエッジ部Ｅ２，Ｅ３のうち、スキージング動作方向側に位置するエッジ部Ｅ２がコーナ部Ｃ３を起点としてさらにエッジカットされている。そしてこれらのカッティング処理により、充填用スキージ４１Ａにはマスクプレート１５に対して角度（充填角度）α３だけ傾斜した第３の充填面４１Ａａと、角度（アタック角度）α４だけ傾斜した第４の充填面４１Ａｂがそれぞれ形成される。

次に、図１５（ｂ）に示す充填用スキージ４１Ｂは、コーナ部Ｃ４がコーナカットされるとともに、このカッティング処理によって新たに形成されたエッジ部Ｅ４、Ｅ５のうち、スキージング動作方向側に位置するエッジ部Ｅ５を起点にコーナ部Ｃ２がさらにコーナカットされている。そしてこれらのカッティング処理により、充填用スキージ４１Ｂにはマスクプレート１５に対して角度（充填角度）α５だけ傾斜した第５の充填面４１Ｂａと、角度（アタック角度）α６だけ傾斜した第６の充填面４１Ｂｂがそれぞれ形成される。

次に、図１５（ｃ）に示す充填用スキージ４１Ｃは、コーナ部Ｃ４がコーナカットされるとともに、このカッティング処理によって新たに形成されたエッジ部Ｅ６，Ｅ７のうち、スキージング動作方向と遠い側のエッジ部Ｅ６がさらにエッジカットされている。そしてこれらのカッティング処理により、充填用スキージ４１Ｃにはマスクプレート１５と平行な第７の充填面４１Ｃａと（充填角度はゼロ）、角度（アタック角度）α６だけ傾斜した第８の充填面４１Ｃｂがそれぞれ形成されている。

このように、充填用スキージ４１の任意のコーナ部をコーナカットし、またコーナ部をコーナカットすることによって新たに形成されたエッジ部をさらにエッジカットすることによって、様々な大きさの充填面、充填角度、アタック角度を設定することができる。なお、マスクプレート１５の上面とともに充填角度を形成する充填面（コーナカット面６０Ａ、第３の充填面４１Ａａ、第５の充填面４１Ｂａ、第７の充填面４１Ｃａ）のスキージング動作方向における長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を大きくすることにより、パターン孔１５ａに対するペーストＰの充填時間を長くして基板１２の電極１２ａに十分な量のペーストＰを印刷することができる。

本発明によれば、基板に対するペーストの印刷品質を維持しつつ、装置構成を簡略化して装置コストを低減させることができ、電子部品実装分野において特に有用である。

１電子部品実装システム
１２基板
１５マスクプレート
１５ａパターン孔
３３掻き取り用スキージ
４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ充填用スキージ
４５バネ部材
５４ネジホルダ
５５ネジ
Ｍ１スクリーン印刷装置
Ｍ３，Ｍ４電子部品実装装置
Ｐ，Ｐａペースト
Δｈ１クリアランス

Claims

パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させた状態で、前記マスクプレート上に供給されたペーストを前記基板に印刷するスクリーン印刷装置であって、
前記マスクプレートとの間に所定のクリアランスを有した状態で保持され、前記マスクプレートに対して印刷方向に相対移動させることによってペーストを前記パターン孔内に充填する充填用スキージと、
前記所定のクリアランスを維持した状態で前記充填用スキージを前記マスクプレートに向けて付勢する付勢手段と、
前記充填用スキージと前記印刷方向において所定の距離を隔てた状態で保持され、前記充填用スキージと一体となって前記印刷方向に移動させることにより、前記充填用スキージが通過した後の前記マスクプレート上に残留するペーストを掻き取る掻き取り用スキージと、
前記充填用スキージを前記掻き取り用スキージに取り付けるアタッチメントを備え、
前記アタッチメントは前記付勢手段を含み、前記充填用スキージは前記アタッチメントにより前記掻き取り用スキージに取り付けられることで、前記充填用スキージは前記付勢手段を介して前記掻き取り用スキージに取り付けられることを特徴とするスクリーン印刷装置。
前記充填用スキージは、ペーストの捕捉量に応じて前記付勢手段を介して前記マスクプレートとの相対位置を変位させながら前記印刷方向に移動することを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷装置。
前記マスクプレートから離れる方向への前記充填用スキージの変位を規制するストッパ部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン印刷装置。
前記ストッパ部材は、前記充填用スキージの上方において固定される位置を前記充填用スキージの変位方向に調整可能であることを特徴とする請求項３に記載のスクリーン印刷装置。
請求項１乃至４の何れかに記載されたスクリーン印刷装置と、前記スクリーン印刷装置においてペーストが印刷された基板に電子部品を実装する電子部品実装装置を備えたこと特徴とする電子部品実装システム。