JP7012169B2 - Screen printing machine - Google Patents
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Description
本明細書が開示する技術は、貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスクを用いて基板に対して粘性流体の印刷を行うスクリーン印刷機に関する。 The technique disclosed herein relates to a screen printing machine that prints a viscous fluid onto a substrate using a mask on which a printing pattern consisting of through holes is formed.
特許文献1に、はんだ印刷機が開示されている。このはんだ印刷機は、回路基板上に配置されるマスクと、クリームはんだ(粘性流体の一例)をマスクに刷り込むスキージとを備えている。クリームはんだが供給されたマスクの表面に沿ってスキージを移動させることによって、被印刷物にクリームはんだを印刷する。このような、マスクとスキージを用いた印刷手法は、一般にスクリーン印刷と呼ばれている。
スクリーン印刷では、粘性流体の粘度が適正でないと、印刷不良が生じやすくなる。また、印刷する粘性流体の粘度により、適正な印刷条件は異なる。しかしながら、粘性流体の粘度は、経時的に変化し、また、温度によっても変化する。そのため、特許文献1のはんだ印刷機では、マスク上のクリームはんだをスキージが移動させるのに要したモータのトルクに基づいて、マスク上のクリームはんだの粘度が正常か否かを判断している。
In screen printing, if the viscosity of the viscous fluid is not appropriate, printing defects are likely to occur. Further, the appropriate printing conditions differ depending on the viscosity of the viscous fluid to be printed. However, the viscosity of a viscous fluid changes over time and also with temperature. Therefore, in the solder printing machine of
特許文献1の技術では、スキージを移動させるモータのトルクに基づいて粘性流体の粘度を判定している。スキージを移動させるときのモータのトルクは、粘性流体の粘度のみにより定まらず、スキージとマスクの摩擦係数等、他の変化する要素の影響も受ける。また、このモータトルクに与える影響は、粘性流体の粘度よりも、それ以外の他の要素の方が大きい。このため、本明細書では、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、粘性流体の粘度を計測することができるスクリーン印刷機を提供する。
In the technique of
本明細書に開示するスクリーン印刷機は、貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスクを用いて基板に対して粘性流体の印刷を行う。
このスクリーン印刷機は、接触部材を備える。また、このスクリーン印刷機は、接触部材を、駆動装置により、粘性流体に接触部材の先端が接触する接触位置と、粘性流体から接触部材の先端が離間する離間位置とに移動させることができる。
また、このスクリーン印刷機は、駆動装置によって接触位置から離間位置に接触部材を移動させたときに、接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の長さを計測する計測装置を、備えている。
さらに、このスクリーン印刷機は、制御装置により、計測装置の計測結果に基づいて、基板に対して粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定する。The screen printing machine disclosed in the present specification prints a viscous fluid on a substrate by using a mask on which a printing pattern consisting of through holes is formed.
This screen printing machine includes a contact member. Further, in this screen printing machine, the contact member can be moved by a drive device to a contact position where the tip of the contact member comes into contact with the viscous fluid and a separation position where the tip of the contact member separates from the viscous fluid.
Further, this screen printing machine is provided with a measuring device for measuring the length of the viscous fluid hanging from the tip of the contact member when the contact member is moved from the contact position to the separated position by the drive device.
Further, this screen printing machine sets the printing conditions for printing the viscous fluid on the substrate based on the measurement result of the measuring device by the control device.
粘性流体の粘性によって、接触部材を接触位置に移動させると粘性流体は接触部材の先端に付着する。そして、接触部材を接触位置から離間位置に移動させると、接触部材の先端から、重力により粘性流体は垂れ下がる。粘性流体の粘度により接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の長さ(以下、垂れ下がり長さという)は変化する。具体的には、粘度が高い場合には垂れ下がり長さは短くなる。粘度が低い場合には垂れ下がり長さは長くなる。そのため、粘性流体の垂れ下がり長さを計測することで、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、粘性流体の粘度を計測することができる。
また、その計測結果を用いて、印刷条件を設定することで、変化する粘性流体の粘度に適した印刷条件を設定することができる。Due to the viscosity of the viscous fluid, when the contact member is moved to the contact position, the viscous fluid adheres to the tip of the contact member. Then, when the contact member is moved from the contact position to the separated position, the viscous fluid hangs down from the tip of the contact member due to gravity. The length of the viscous fluid hanging from the tip of the contact member (hereinafter referred to as the hanging length) changes depending on the viscosity of the viscous fluid. Specifically, when the viscosity is high, the hanging length becomes short. When the viscosity is low, the sagging length becomes long. Therefore, by measuring the sagging length of the viscous fluid, the viscosity of the viscous fluid can be measured without using the torque of the motor for moving the squeegee.
Further, by setting the printing conditions using the measurement result, it is possible to set the printing conditions suitable for the changing viscosity of the viscous fluid.
また、本明細書に開示するスクリーン印刷機のマスクは、粘性流体が供給される表面を有しており、接触部材は、粘性流体をマスクの貫通孔に充填させるスキージであってもよい。
さらに、このスクリーン印刷機は、駆動装置を利用して、スキージを、マスクの表面に対して所定の角度で、かつ、所定の圧力でマスクの表面に押し当てながら、マスクの表面に水平な方向に所定の速度で移動させることができるとともに、マスクの表面に直交する方向に所定の速度で移動させてもよい。
その場合、接触位置は、マスクの表面に供給された粘性流体にスキージの先端が接触する位置であり、離間位置は、マスクの表面に供給された粘性流体とスキージの先端から垂れ下がる粘性流体とが離間する位置であってもよい。Further, the mask of the screen printing machine disclosed in the present specification has a surface to which a viscous fluid is supplied, and the contact member may be a squeegee that fills the through holes of the mask with the viscous fluid.
Further, this screen printing machine utilizes a drive device to press the squeegee against the surface of the mask at a predetermined angle and at a predetermined pressure while pressing the squeegee against the surface of the mask in a horizontal direction to the surface of the mask. It can be moved at a predetermined speed, and may be moved at a predetermined speed in a direction orthogonal to the surface of the mask.
In that case, the contact position is the position where the tip of the squeegee contacts the viscous fluid supplied to the surface of the mask, and the separation position is the viscous fluid supplied to the surface of the mask and the viscous fluid hanging from the tip of the squeegee. It may be a separated position.
スクリーン印刷機は、粘性流体が供給されたマスクの表面に沿ってスキージを移動させることによって、被印刷物に粘性流体を印刷する。そのスキージを接触位置において粘性流体に接触させ、離間位置まで移動させれば、粘性流体は垂れ下がる。
このスクリーン印刷機によれば、スキージから垂れ下がる粘性流体の長さを計測することで、粘性流体の粘度を計測する。印刷に用いるスキージを利用するため、粘性流体の粘度計測のためだけに接触部材を別途設ける必要がなくなる。The screen printer prints the viscous fluid on the printed matter by moving the squeegee along the surface of the mask supplied with the viscous fluid. When the squeegee is brought into contact with the viscous fluid at the contact position and moved to the separated position, the viscous fluid hangs down.
According to this screen printing machine, the viscosity of a viscous fluid is measured by measuring the length of the viscous fluid hanging from the squeegee. Since the squeegee used for printing is used, it is not necessary to separately provide a contact member only for measuring the viscosity of the viscous fluid.
本明細書に開示するスクリーン印刷機は、計測装置により、スキージが粘性流体をマスクの貫通孔に充填させた後、スキージがマスクの表面と直交する方向に移動する際、スキージからマスクの方向に伸びる粘性流体の長さを計測してもよい。 The screen printers disclosed herein use a measuring device to move from the squeegee to the mask as the squeegee moves in a direction orthogonal to the surface of the mask after the squeegee fills the through holes of the mask with viscous fluid. The length of the elongating viscous fluid may be measured.
スクリーン印刷機は、スキージをある方向に移動させて粘性流体を移動させた後、粘性流体を逆方向に移動させるためにスキージをマスクの表面と直交する方向に移動させる。スキージがマスクの表面と直交する方向に移動する際、粘性流体はスキージに付着してともに移動し、重力により垂れ下がる。この垂れ下がり長さを計測することで粘性流体の粘度を計測することができる。 The screen printer moves the squeegee in one direction to move the viscous fluid, and then moves the squeegee in a direction orthogonal to the surface of the mask in order to move the viscous fluid in the opposite direction. When the squeegee moves in a direction orthogonal to the surface of the mask, the viscous fluid adheres to the squeegee and moves together, and hangs down due to gravity. The viscosity of the viscous fluid can be measured by measuring the hanging length.
また、本明細書に開示するスクリーン印刷機における計測装置は、駆動装置によって接触位置から離間位置に接触部材を第1の速度で移動させたときに、接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の第1の長さを計測するとともに、駆動装置によって接触位置から離間位置に接触部材を前記第1の速度とは異なる第2の速度で移動させたときに、接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の第2の長さを計測してもよい。
さらに、制御装置は、計測装置で計測された第1の長さと第2の長さとに基づいて、基板に対して粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定してもよい。Further, the measuring device in the screen printing machine disclosed in the present specification is a first viscous fluid that hangs down from the tip of the contact member when the contact member is moved from the contact position to the distance position at the first speed by the drive device. The second viscous fluid that hangs down from the tip of the contact member when the contact member is moved from the contact position to the distance position by a driving device at a second speed different from the first speed. You may measure the length of.
Further, the control device may set printing conditions for printing the viscous fluid on the substrate based on the first length and the second length measured by the measuring device.
このスクリーン印刷機によれば、接触部材を移動させる速度を変更して垂れ下がり長さを計測することで、粘性流体の粘度の計測ばらつきを抑えることができる。 According to this screen printing machine, it is possible to suppress the measurement variation of the viscosity of the viscous fluid by measuring the hanging length by changing the speed at which the contact member is moved.
本明細書に開示するスクリーン印刷機は、出力装置により、計測装置の計測結果に基づいて、異常発生を示す信号を出力してもよい。 The screen printing machine disclosed in the present specification may output a signal indicating the occurrence of an abnormality by the output device based on the measurement result of the measuring device.
このスクリーン印刷機によれば、計測した粘性流体の粘度が異常な値を示した場合に、作業者等に異常発生を知らせることができる。 According to this screen printing machine, when the measured viscosity of the viscous fluid shows an abnormal value, it is possible to notify the operator or the like of the occurrence of the abnormality.
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details and further improvements to the techniques disclosed herein will be described in the "Modes for Carrying Out the Invention" section below.
図面を参照して、第1実施例のスクリーン印刷機1(以下、印刷機1という)について説明する。印刷機1は、被印刷物である回路基板に、粘性流体であるクリームはんだを印刷して、後工程である電子部品装着装置に搬送する装置である。なお、図面におけるY軸負側の方向を前側と表現する。また、Y軸正側の方向を後側と表現し、Z軸正側の方向を上側、Z軸負側の方向を下側と表現する。
The screen printing machine 1 (hereinafter referred to as a printing machine 1) of the first embodiment will be described with reference to the drawings. The
図1を用いて、印刷機1の構成について説明する。図1は、印刷機1のケース2内の側面図である。印刷機1は、箱状の筐体であるケース2の中にスキージユニット20、スキージ駆動装置4、基板搬送装置16、基板保持装置14、はんだ供給装置40、計測装置50、コントローラ90などを有している。また、ケース2の前側にはモニタ92が設けられている。ケース2は、図1では透視されて描かれているが、実施には6面の板材からなり、印刷機1の内部を区画している。
The configuration of the
図1に示すように、印刷機1のケース2の略中間の高さの前側に支持台12が設けられている。同様に、後側にも支持台12が設けられている。前側の支持台12と後側の支持台12は、同じ高さに設けられている。マスク80は、2つの支持台12に架け渡されるように配置される。マスク80は、マスク支持枠18により前側の端部と後側の端部を夫々上側から固定されている。マスク80は、板状の部材であり、印刷パターンに対応する一または複数のパターン孔80hを有している。パターン孔80hはマスク80をZ軸方向に貫通している。マスク80の下側の面に当接するように、基板70が基板保持装置14の上面に配置される。印刷機1は、パターン孔80hを通してはんだを基板70に印刷する。
As shown in FIG. 1, a
また、基板保持装置14の下側には、基板搬送装置16が設けられている。基板保持装置14は、印刷が終了した基板70を開放する。基板搬送装置16は、印刷が終了した基板70をX軸正側(図1の紙面手前側)の方向に搬送する。
Further, a
次に、印刷機1が有するスキージユニット20について説明する。スキージユニット20は、筐体であるユニット本体22の前側に設けられた前側スキージ24と、ユニット本体22の後側に設けられたスキージ26を備えている。前側スキージ24と、後側スキージ26は、ユニット本体22の上側の面から下側の面に貫通している。前側スキージ24は、前側スキージ24の先端の角度を調整する前側角度調整装置28と、前側スキージ24をマスク80の表面と直交する方向に移動させる前側昇降装置32を備えている。同様に、後側スキージ26は、後側スキージ26の先端の角度を調整する後側角度調整装置30と、後側スキージ26をマスク80の表面と直交する方向に移動させる後側昇降装置34を備えている。
Next, the
スキージユニット20は、スキージ駆動装置4により印刷機1の前後方向(Y軸方向)に移動する。スキージ駆動装置4は、印刷機1の前後方向に伸びるガイドレール10と、ガイドレール10に平行に伸びる送りねじ8と、サーボモータ6を備えている。ガイドレール10は、マスク80の表面に対して水平な方向に伸びており、スキージユニット20を摺動可能に支持している。サーボモータ6は、スキージユニット20を移動させるモータであり、送りねじ8を介してスキージユニット20に接続されている。即ち、サーボモータ6は、送りねじ8を回転させることにより、スキージユニット20をガイドレール10に沿って移動させる。なお、サーボモータ6は、例えばステッピングモータといった、フィードバック制御可能な他の様式のモータであってもよい。
The
先に述べたように、スキージユニット20は、前側昇降装置32と、後側昇降装置34により、夫々のスキージをマスク80の表面と直交する方向に移動させる。例えば、スキージユニット20を前側(Y軸負側)から後側(Y軸正側)に移動させて基板70にはんだの印刷を行う場合、スキージユニット20は、まず前側スキージ24の先端をマスク80の表面に押し当てる。そして、使用しない後側スキージ26をマスク80から離間させる。その際、はんだはマスク80の表面上の前側スキージ24より後側かつ、パターン孔80hより前側に供給されている。そして、スキージユニット20は、スキージ駆動装置4により、前側スキージ24の先端をマスク80の表面に押し当てながら後方向に移動する。前側スキージ24の先端がマスク80の表面に押し当てられていることで、マスク80の表面上に供給されているはんだが前側スキージ24により押され後側に移動するとともに、パターン孔80hに充填される。充填されたはんだは貫通しているパターン孔80hを通り基板70の表面に当接する。これにより、基板70にはんだが印刷される。
As described above, the
また、基板70にはんだの印刷を行う際、スキージユニット20は、前側昇降装置32により、前側スキージ24のマスク80に対する押し当てる圧力(以下、印圧という)を調整することができる。また、スキージユニット20は、前側角度調整装置28により、前側スキージ24のマスク80の表面に対する角度を調整することができる。さらに、印刷機1は、スキージ駆動装置4により、スキージユニット20が移動する速度を調整し、その結果、印刷中のスキージ24または26の印刷方向の移動速度を調整することができる。印刷に用いるはんだの種類や粘度等によって、これらを含む印刷条件を適切に設定することで、はんだ不足や、はんだ漏れ等の印刷不良の発生を抑制することができる。
Further, when printing solder on the
印刷機1は、コントローラ90及びモニタ92を備えている。図1では、理解を助けるために、印刷機1の側面視の上方にコントローラ90及びモニタ92を示している。実際には、コントローラ90及びモニタ92は、印刷機1の正面(図1では、紙面左側の面)に設けられている。コントローラ90は、印刷機1の各装置を制御する。また、モニタ92は、作業者に対してはんだ印刷機1の設定状態や作業状態を提示するとともに、スイッチ等を介して作業者からの各種の入力を受け付ける。コントローラ90の制御の構成の詳細については、後述する。
The
また、印刷機1の前側には、はんだ供給装置40と計測装置50が設けられている。さらに、計測装置50の下側にはトレイ46が配置され、トレイ46は前側の支持台12の上面に配置されている。はんだ供給装置40と計測装置50は、計測駆動装置48を介して連結されている。また、はんだ供給装置40と計測装置50は、計測駆動装置48を介してガイドレール10により印刷機1の前後方向に摺動可能に支持されている。はんだ供給装置40は、はんだ収容器42とはんだ吐出部44を備える。はんだ供給装置40は、X軸方向にも摺動可能に取り付けられている。はんだ供給装置40は、X軸方向に移動しながらはんだ収容器42内のはんだ36をはんだ吐出部44からトレイ46の表面や、マスク80の表面に供給する。そのため、はんだ36は、X軸方向に伸びる形で供給される。
Further, a
計測装置50は、計測駆動装置48と連結されている計測装置本体52と、計測装置本体52から下側に伸びる計測昇降装置54と、計測装置先端部56を備えている。また、詳細は後述するが、計測装置50は、計測装置50の下側かつ紙面奥側に、レーザ計測器60を有している。計測装置50は、はんだ供給装置40がトレイ46に供給したはんだ36の粘度を、レーザ計測器60を用いて計測する。粘度の計測方法の詳細については、後述する。
The measuring
先に述べたように、コントローラ90は、印刷機1の各装置を制御する。図2は、印刷機1のコントローラ90が行う制御の構成を示す。コントローラ90は、中央処理部(CPU)を有し、ソフトウェアで動作するマイクロプロセッサを用いて構成されている。コントローラ90は、他にも揮発性のランダムアクセスメモリ(RAM)、不揮発性のリードオンリメモリ(ROM)、ハードディスクドライブ(HDD)及び入出力インターフェースを有している。コントローラ90は、入出力インターフェースを用いて印刷機1の各部を制御する。
As described above, the
コントローラ90は、基板搬送装置16及び基板保持装置14に指令を発して、基板70の搬入出及びマスク80への保持を制御する。コントローラ90は、スキージユニット20の前側昇降装置32と後側昇降装置34により、夫々のスキージを昇降させる速度や、印圧を制御する。コントローラ90は、スキージユニット20の前側角度調整装置28と後側角度調整装置30により夫々のスキージ先端をマスク80の表面に押し当てる角度を制御する。コントローラ90は、スキージ駆動装置4によりスキージユニット20が移動する速度や、移動する向きを制御する。コントローラ90は、はんだ供給装置40に指令を送り、トレイ46や、マスク80の表面にはんだを供給する。すなわち、コントローラ90は、印刷機1の印刷条件を設定する。
The
また、コントローラ90は、計測装置50からはんだ36の粘度計測結果を受け取る。コントローラ90は、受け取った粘度計測結果に適した印圧や、スキージ先端の角度、夫々のスキージを昇降させる速度、印刷中のスキージが印刷方向に移動する速度等を各装置に送信する。すなわち、粘度計測結果を用いて、印刷条件を設定する。これにより、変化する粘性流体の粘度に適した印刷条件を設定することができる。
Further, the
ここで、計測装置50が行う動きについて図3~4を用いて説明する。図3~4は、図1における二点鎖線で囲まれたIIIの範囲の拡大図である。まず、はんだ供給装置40が、X軸方向に移動しながらトレイ46の表面にはんだ36aを供給する。このため、はんだ36aはX軸方向に伸びている。その後、計測装置50は、計測駆動装置48によりはんだ36aの上方に移動する。ここで、計測装置50の先端に配置されている計測先端部56も、X軸方向に伸びる板状の部材である。なお、計測先端部56は、前側スキージ24の先端と同じ形状である。また、計測先端部56は、前側スキージ24の先端や、後側スキージ26の先端と同じポリウレタンで形成されている。
Here, the movements performed by the measuring
その後、計測昇降装置54が計測先端部56をトレイ46の方向に移動させる。これにより、図3に示すように、計測先端部56とはんだ36aが接触する。計測先端部56がはんだ36aと接触すると、はんだ36aの一部であるはんだ36bは計測先端部56に付着する。
After that, the
次に、図4に示すように、計測昇降装置54は、計測先端部56を上方向に移動させる。先に述べたように、計測先端部56には、はんだ36bが付着している。そのため、計測先端部56が上方向に移動すると、図4に示すように、計測先端部56に付着したはんだ36bも一緒に上方向に移動する。はんだ36bが上方向に移動すると、トレイ46上に残ったはんだ36aと計測先端部56に付着したはんだ36bが離間する。すなわち、接触したはんだ36aから、計測先端部56が離間する。その際、計測先端部56に付着しているはんだ36bは重力により計測先端部56から垂れ下がる。
Next, as shown in FIG. 4, the
図5を用いてはんだ36の粘度を計測する方法について説明する。図5は、図4のV-Vにおける計測装置50及びはんだ36a、bの部分断面図である。先に述べたように、はんだ36aはX軸方向に伸びている。X軸方向におけるはんだ36aの量や、粘度は一定ではない。このため、計測先端部56に付着するはんだ36bの量や粘度もX軸方向で一定ではない。すなわち、はんだ36bの垂れ下がり長さはX軸方向で一定とはならない。レーザ計測器60は、計測先端部56の下端とはんだ36bの最下端の点の距離を垂れ下がり長さとして測定する。なお、計測先端部56の下端の位置(高さ)が、計測昇降装置54を停止させる位置から予め既知であれば、はんだ36bの最下端の位置を計測することによって、垂れ下がり長さを測定することができる。
A method of measuring the viscosity of the
はんだ36bの垂れ下がり長さは、はんだ36bの粘度と相関性を持つ。具体的には、垂れ下がり長さが長ければ、はんだ36bの粘度は低い。逆に垂れ下がり長さが短ければ、はんだ36bの粘度は高い。従って、計測装置50は、この垂下り長さを計測することで、はんだ36bの粘度を計測することができる。すなわち、印刷機1は、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、はんだ36bの粘度を計測することができる。
The hanging length of the
レーザ計測器60は、計測した垂れ下がり長さをコントローラ90に送信する。コントローラ90は、先に述べたように、受信した垂れ下がり長さから、はんだ36bの粘度に適した印刷条件を設定する。コントローラ90は、設定した印刷条件を各装置に送信する。すなわち、印刷機1は、計測結果を用いて、はんだ36bの粘度に適した印刷条件を設定することができる。
The
続いて図6を用いて、第2実施例の印刷機1aにおける粘度計測方法について説明する。図6は、スキージユニット20の印刷時の動きを示す側面視の拡大図である。図6では、図を分かりやすくするため、図1のケース2や、支持台12、基板搬送装置16などの図示を省略している。第2実施例の印刷機1aでは、はんだ供給装置がマスク80の表面にはんだ36dを供給する。先に述べたように、前側昇降装置32により前側スキージ24がマスク80の表面の方向に移動する。これにより、前側スキージ24の先端がはんだ36dと接触する。前側スキージ24の先端がはんだ36dと接触すると、はんだ36dの一部は、前側スキージ24の先端に付着する。その後、前側昇降装置32は、前側スキージ24を例えば50mm/sの速度で矢印US1の方向に移動させる。ここで、図6に示すように、矢印US1の方向はマスク80の表面に直交している。先に述べたように、前側スキージ24の先端には、はんだ36dの一部が付着している。そのため、前側スキージ24が矢印US1の方向に移動すると、図4に示すように、前側スキージ24の先端に付着したはんだ36dも一緒に移動する。その際、付着したはんだ36dは重力により前側スキージ24の先端から垂れ下がる。図6には図示されていないが、印刷機1aのスキージユニット20の前側スキージ24の紙面奥側にも、レーザ計測器が設けられている。図5に示すように、第2実施例の印刷機1aにおいても、レーザ計測器を用いて付着したはんだ36dの前側スキージ24の先端からの垂れ下がり長さを計測することにより、はんだ36dの粘度を計測することができる。すなわち、印刷機1aは、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、はんだ36dの粘度を計測することができる。
Subsequently, the viscosity measuring method in the
第1実施例同様、レーザ計測器は、計測した垂れ下がり長さをコントローラ90に送信する。コントローラ90は、先に述べたように、受信した垂れ下がり長さから、はんだ36dの粘度に適した印刷条件を設定する。コントローラ90は、設定した印刷条件を各装置に送信する。すなわち、印刷機1aは、計測結果を用いて、はんだ36dの粘度に適した印刷条件を設定することができる。なお、第2実施例の印刷機1aでは、スキージユニット20を印刷方向に移動させるスキージ駆動装置4と、スキージ24、26を昇降させる昇降装置32、34によって、請求の範囲に記載した駆動装置の一例が構成されている。
Similar to the first embodiment, the laser measuring instrument transmits the measured sagging length to the
また、第2実施例の印刷機1aの前側スキージ24は、スキージ駆動装置4により、マスク80の表面に対して所定の角度で、かつ所定の圧力でマスク80の表面に押し当てられながら、マスク80の表面に水平な方向RS1に所定の速度で移動する。別言すれば、前側スキージ24は、はんだ36をマスク80のパターン孔80hに充填させながら図6の矢印RS1の方向に移動する。すなわち、印刷機1aは、前側スキージ24を用いて基板70にはんだ36を印刷する。
Further, the
従って、第2実施例の印刷機1aを用いることにより、印刷に必要なスキージを用いて、はんだの粘度を計測することができる。すなわち、印刷に用いるスキージを利用するため、はんだの粘度計測のためだけに接触部材を別途設ける必要がなくなる。
Therefore, by using the
また、印刷機1aは、さらに図6に示すスキージユニット20aの位置で、はんだ36eの粘度を計測することができる。スキージユニット20aは、前側スキージ24がはんだ36をマスク80のパターン孔80hに充填させた後のスキージユニット20の状態を示している。印刷前のはんだ36dは、マスク80のパターン孔80hに充填されることで量は減少しているものの、残ったはんだ36eは、前側スキージ24に接触している。このため、はんだ36eの一部は前側スキージ24の先端に付着する。その後、前側昇降装置32は、前側スキージ24を矢印US2の方向に移動させる。矢印US2の方向は、マスク80の表面に直交している。前側スキージ24の先端には、はんだ36eの一部が付着している。そのため、前側スキージ24が矢印US2の方向に移動すると、図4に示したはんだ36bと同様に、前側スキージ24の先端に付着したはんだ36eも一緒に移動する。その際、付着したはんだ36eは重力により前側スキージ24の先端から垂れ下がる。図6には図示されていないが、印刷機1aのスキージユニット20aの前側スキージ24の紙面奥側にも、レーザ計測器が設けられている。図5に示したはんだ36bと同様に、第2実施例の印刷機1aにおいても、レーザ計測器により付着したはんだ36eの前側スキージ24の先端からの垂れ下がり長さを計測することにより、はんだ36eの粘度を計測することができる。すなわち、印刷機1aは、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、はんだ36eの粘度を計測することができる。その間に基板搬送装置16は基板70を後工程に搬送し、新たな基板を基板保持装置14の上面に配置する。
Further, the
その後、スキージユニット20aは、前側スキージ24が矢印US2の方向に移動している間に、後側スキージ26を矢印US3の方向に後側昇降装置34を用いて移動させる。スキージユニット20aは、後側スキージ26の先端をマスク80の表面に対して所定の角度で、かつ、所定の圧力でマスク80の表面に押し当てながら、マスク80の表面に水平な方向RS2に所定の速度で移動する。すなわち、スキージユニット20aは、はんだ36を新たな基板70に印刷する。その後、今度は後側スキージ26がマスク80から離れる方向に移動する。この際、マスク80の表面に残っているはんだ36の粘度が計測される。はんだ36の粘度が計測される際に、前側スキージ24は、マスク80の表面に近づく方向に移動する。またその間に、基板搬送装置16は基板70を後工程に搬送し、新たな基板を基板保持装置14の上面に配置する。以下、はんだの粘度計測と、はんだの基板への印刷が交互に繰り返される。
After that, the
上述したように、印刷機1aでは、スキージユニット20の移動する方向を変換するため、印刷ごとに前後のスキージを夫々に昇降させることで入れ替える。すなわち、この昇降時のスキージ先端からの垂れ下がり長さを計測することで、印刷機1aの印刷中のはんだの粘度を、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく計測することができる。はんだの粘度は、通常、経時的に上昇していく傾向にある。別言すれば、はんだの粘度は印刷中に変化する。すなわち、前後のスキージの入れ替えの動作を利用してはんだの粘度を計測することで、印刷中に変化するはんだの粘度を計測することができる。コントローラ90は、この計測結果を用いて各装置を制御する。従って、コントローラ90は、印刷中に変化するはんだの粘度に適した印刷条件を設定することができる。なお、粘度の計測は、前後スキージの入れ替え時に毎回行うこともできるが、計測頻度は変更することができる。例えば、基板70の搬送に合わせて、スキージの入れ替えを2回ごとに粘度の計測をしてもよい。
As described above, in the
また、上述した実施例では、はんだ36の垂れ下がり長さを計測する際、計測先端部56やスキージを移動させる速度を変化させることができる。具体的には、例えば、図3~4に示す第1実施例の印刷機1の計測先端部56にはんだ36を付着させ、計測先端部56を上方に移動させる速度を100mm/sとした場合の垂れ下がり長さを計測し、次に計測先端部56を上方に移動させる速度を50mm/sに変化させて、垂れ下がり長さを計測する。計測先端部56を上方に移動させる速度が変化すれば、垂れ下がり長さも変化する。また、粘性流体の変形は速度に依存し、同じ荷重を加えても速度が速ければ変形量は小さく、速度が遅ければ変形量は大きくなる。異なる速度により垂れ下がり長さを計測することで、はんだの粘度の計測ばらつきを抑えることができる。
Further, in the above-described embodiment, when measuring the hanging length of the
計測装置50は、異なる速度により計測した垂れ下がり長さをコントローラ90に送信する。コントローラ90は、受信した異なる垂れ下がり長から粘度を推定し、推定した粘度に適した印刷条件を設定する。例えば、スキージを第1の速度(例えば、100mm/s)で移動させたときの第1の垂れ下がり長さと、第2の速度(例えば、50mm/s)で移動させたときの第2の垂れ下がり長さとの差を用いて、はんだの粘度を推定してもよい。あるいは、第1の垂れ下がり長さと第2の垂れ下がり長さをパラメータとして印刷条件を決定する制御マップを予め作成し、測定値と制御マップを使用して印刷条件を設定してもよい。なお、異なる速度での垂れ下がり長さの測定は2つの速度に限られず、3以上の異なる速度により計測した垂れ下がり長さを用いて印刷条件を設定してもよい。
The measuring
さらに、コントローラ90は、計測装置50から送信されたはんだ36の粘度が所定の閾値を超えた場合に、警告装置62に指令を送り異常発生を示す信号を、モニタ92に出力することができる。これにより、計測装置50が計測した粘性流体の粘度が異常な値を示した場合に、作業者等に異常発生を知らせることができる。なお、閾値は、印刷に用いられるはんだの種類や、周辺の環境条件等により異なる。
Further, the
本実施例の印刷機1のマスク80は、金属材料で形成されたメタルマスクである。しかし、本明細書に開示する技術においてマスク80の具体的な材質や構造は、特に限定されない。また、先に述べたように、計測先端部56及び各スキージの先端は、ポリウレタンで形成されているが、本明細書に開示する技術は、他の材質、例えばステンレスを用いたメタルスキージにおいても、適用することができる。
The
さらに、本実施例の印刷機1のスキージユニット20は、移動方向に応じた二つのスキージ24、26を備えているが、他の実施形態として、スキージユニット20は、単一または三以上のスキージを備えてもよい。また、本実施例の印刷機1は、はんだ供給装置40によりはんだをトレイ46やマスク80の表面に供給している。はんだ供給装置40は、必須の構成要素ではなく、作業者が手作業によりはんだをトレイ46やマスク80の表面に供給してもよい。
Further, the
本実施例の印刷機1、1aでは、はんだの垂れ下がり長さをレーザ計測器により計測しているが、はんだの垂れ下がり長さを計測する方法は、レーザ計測器に限定されず、他の計測器を用いてもよい。
In the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。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。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合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合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し得るものであり、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。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples exemplified above. The technical elements described herein or in the drawings exhibit their technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques exemplified in the present specification or the drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.
1、1a:印刷機
2:ケース
4:スキージ駆動装置
6:サーボモータ
8:送りねじ
10:ガイドレール
12:支持台
14:基板保持装置
16:基板搬送装置
18:マスク支持枠
20、20a:スキージユニット
22:ユニット本体
24:前側スキージ
26:後側スキージ
28:前側角度調整装置
30:後側角度調整装置
32:前側昇降装置
34:後側昇降装置
36、36a~e:はんだ
40:はんだ供給装置
42:はんだ収容器
44:はんだ吐出部
46:トレイ
48:計測駆動装置
50:計測装置
52:計測装置本体
54:計測昇降装置
56:計測先端部
60:レーザ計測器
62:警告装置
70:基板
80:マスク
80h:パターン孔
90:コントローラ
92:モニタ1, 1a: Printing machine 2: Case 4: Squeegee drive device 6: Servo motor 8: Feed screw 10: Guide rail 12: Support base 14: Board holding device 16: Board transfer device 18:
Claims (4)
接触部材と、
前記粘性流体に前記接触部材の先端が接触する接触位置と、前記粘性流体から前記接触部材の先端が離間する離間位置とに、前記接触部材を移動可能な駆動装置と、
前記駆動装置によって前記接触位置から前記離間位置に前記接触部材を移動させたときに、前記接触部材の先端から垂れ下がる前記粘性流体の長さを計測する計測装置と、
前記計測装置の計測結果に基づいて、前記基板に対して前記粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定する制御装置と、を備え、
前記計測装置は、
前記駆動装置によって前記接触位置から前記離間位置に前記接触部材を第1の速度で移動させたときに、前記接触部材の先端から垂れ下がる前記粘性流体の第1の長さを計測するとともに、
前記駆動装置によって前記接触位置から前記離間位置に前記接触部材を前記第1の速度とは異なる第2の速度で移動させたときに、前記接触部材の先端から垂れ下がる前記粘性流体の第2の長さを計測し、
前記制御装置は、前記計測装置で計測された前記第1の長さと前記第2の長さとに基づいて、前記基板に対して前記粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定する、スクリーン印刷機。 In a screen printing machine that prints a viscous fluid on a substrate using a mask on which a printing pattern consisting of through holes is formed.
With the contact member,
A drive device capable of moving the contact member to a contact position where the tip of the contact member contacts the viscous fluid and a separation position where the tip of the contact member separates from the viscous fluid.
A measuring device that measures the length of the viscous fluid that hangs down from the tip of the contact member when the contact member is moved from the contact position to the separated position by the drive device.
A control device for setting printing conditions when printing the viscous fluid on the substrate based on the measurement result of the measuring device is provided .
The measuring device is
When the contact member is moved from the contact position to the separation position at the first speed by the drive device, the first length of the viscous fluid hanging from the tip of the contact member is measured, and the first length is measured .
The second length of the viscous fluid that hangs down from the tip of the contact member when the contact member is moved from the contact position to the distance position by the drive device at a second speed different from the first speed. Measure and
The control device sets printing conditions for printing the viscous fluid on the substrate based on the first length and the second length measured by the measuring device, screen printing. Machine.
前記接触部材は、前記粘性流体を前記マスクの前記貫通孔に充填させるスキージであり、
前記駆動装置は、前記スキージを、前記マスクの表面に対して所定の角度で、かつ、所定の圧力で前記マスクの表面に押し当てながら、前記マスクの表面に水平な方向に所定の速度で移動させることができるとともに、前記マスクの表面に直交する方向に所定の速度で移動させることができ、
前記接触位置は、前記マスクの表面に供給された前記粘性流体に前記スキージの先端が接触する位置であり、
前記離間位置は、前記マスクの表面に供給された前記粘性流体と前記スキージの先端から垂れ下がる前記粘性流体とが離間する位置である、請求項1に記載のスクリーン印刷機。 The mask has a surface to which the viscous fluid is supplied.
The contact member is a squeegee that fills the through hole of the mask with the viscous fluid.
The drive device moves the squeegee in a direction horizontal to the surface of the mask at a predetermined speed while pressing the squeegee against the surface of the mask at a predetermined angle and at a predetermined pressure. It can be moved at a predetermined speed in a direction orthogonal to the surface of the mask.
The contact position is a position where the tip of the squeegee comes into contact with the viscous fluid supplied to the surface of the mask.
The screen printing machine according to claim 1, wherein the separation position is a position where the viscous fluid supplied to the surface of the mask and the viscous fluid hanging from the tip of the squeegee are separated from each other.
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