次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図1、図2を参照して、実施の形態1のスクリーン印刷システムを構成するスクリーン印刷装置1の構成を説明する。このスクリーン印刷システムは、キャリアに配置された基板などのワークにクリームはんだなどのペーストを印刷する機能を有する。本実施の形態では、スクリーン印刷装置1および複数のワークを配置したキャリアによってスクリーン印刷システムが構成されている。
図1において、基台1aのX方向の両側端部にはそれぞれ支持フレーム11が立設されている。これら1対の支持フレーム11の間には、スクリーン印刷装置1を構成する以下の要素が設けられている。なお本実施の形態においては、図1における左右方向、すなわち作業対象のキャリア9を搬送するワーク搬送方向をX方向と定義し、X方向に直交する方向をY方向と定義している。
ここで図4、図5を参照して、このスクリーン印刷システムにおいて作業対象となるワーク10およびワーク10が配置されるキャリア9について説明する。図4に示すように、キャリア9は矩形状のワーク保持具であり、基板などの複数のワーク10を所定の規則配列で保持している。
図5に示すように、ワーク10は矩形平板形状の基板であり、上面には複数の接続用の電極10aが形成されている。スクリーン印刷装置1によるスクリーン印刷においては、マスクプレート22のパターン孔形成領域22a(図2参照)に形成されたパターン孔を通じて電極10aにペーストPが印刷される。ワーク10の上面の対角位置には、一対の位置認識用のワーク認識マーク10mが形成されている。
キャリア9の上面には、ワーク10を配置するためのワーク収納凹部9aが所定配列で複数形成されている。ワーク収納凹部9aの底部にはキャリア9を上下方向に貫通して形成された第1開口9bが設けられている。ワーク10を対象とする印刷動作においては、ワーク収納凹部9aに配置されたワーク10をバックアップ部6(図2参照)によって第1開口9bを通じて持ち上げる。またキャリア9には、キャリア搬送機構20(図3参照)によってキャリア9の位置を係止するための係合孔9cが形成されている。なお、図8~図15の動作説明図にて示すキャリア9では、ワーク収納凹部9aの図示を省略して第1開口9bのみを図示している。
図1において、1対の支持フレーム11の間の基台1aの上面には、印刷ステージ移動機構3によって移動する印刷ステージ2が設けられている。印刷ステージ移動機構3は、印刷ステージXYΘテーブル3xyθの上に印刷ステージ昇降機構3zを積層した構成となっている。印刷ステージXYΘテーブル3xyθを駆動することにより、印刷ステージ2はX方向、Y方向、Θ方向に水平移動する。印刷ステージ昇降機構3zを駆動することにより、印刷ステージ2は昇降する。
印刷ステージ2は、上流側から搬入される印刷対象の複数のワーク10を配置したキャリア9(図4参照)を支持して、以下に説明するスクリーン印刷機構に対して位置合わせする機能を有している。このスクリーン印刷機構は、図2に示すように、パターン孔形成領域22aに印刷用の開口であるパターン孔が形成されたマスクプレート22およびマスクプレート22上でスキージング動作を行う印刷ヘッド13を備えている。
印刷ステージ2の構成および機能を、図2、図3を参照して説明する。なお図3は、上面から見た印刷ステージ2の平面を示している。図2において印刷ステージ2は、印刷ステージ昇降機構3zの上面に結合された昇降テーブル4を備えている。昇降テーブル4の上面の両端には支持部材4aが立設されている。支持部材4aの上端部には、X方向に延びたコンベアガイド部4bが結合されている。
コンベアガイド部4bの内側面には、印刷ステージコンベア8bが設けられている。印刷ステージコンベア8bは、上面にキャリア9が載置された搬送ベルトを走行させることにより、キャリア9をX方向に搬送する。印刷ステージコンベア8bは、上流側、下流側の支持フレーム11にそれぞれ設けられた開口部を貫通した搬入コンベア8a、搬出コンベア8cと連結可能となっている。図1に示すように、搬入コンベア8aによって搬入(矢印a)されたキャリア9は、印刷ステージ2に設けられた印刷ステージコンベア8bに受け渡されて支持される。そして印刷ステージ2においてスクリーン印刷が終了した後のワーク10は、印刷ステージコンベア8bから搬出コンベア8cに受け渡されて搬出される。
図3に示すように、印刷ステージ2において印刷ステージコンベア8bはコンベアガイド部4bの内面側に沿って一対で配設されている。印刷ステージコンベア8bに受け渡されたキャリア9は、その対向する二つの縁部を印刷ステージコンベア8bを構成する一対の搬送ベルトによって下から支持される(図9参照)。したがって印刷ステージコンベア8bは、マスクプレート22の下方でキャリア9を支持するキャリア支持部となっている。上述のスクリーン印刷機構による印刷動作は、このキャリア支持部によって支持されたキャリア9を対象として実行される。
一方側の印刷ステージコンベア8bには、X方向に沿ってキャリア搬送機構20が付設されている。キャリア搬送機構20は印刷ステージ2においてキャリア9の位置決めを行う機能を有しており、キャリア9に形成された係合孔9cに係合する係合ピン20cを突没させる構成の係合部20aと、係合部20aをX方向に移動させる係合部移動軸20bとを備えている。係合ピン20cをキャリア9の係合孔9cに係合させた状態で、係合部20aを係合部移動軸20bによって作業対象のワーク10のそれぞれに対応して設定された位置決め基準位置に移動させることにより、作業対象のワーク10が配置された第1開口9bをバックアップ部6の直上に位置合わせすることができるようになっている(図8参照)。
昇降テーブル4の上面には、バックアップ昇降機構5aによって昇降駆動されるバックアップ支持部材5が水平姿勢で設けられている。図3に示すように、バックアップ支持部材5はX方向に細長の平板形状部材であり、バックアップ支持部材5の中央にはバックアップ部6が立設されている。バックアップ部6の上端面の平面形状は、印刷対象のワーク10を下方から支持可能な形状となっている。バックアップ部6の上端面には、ワーク10を吸着保持するためのワーク吸引孔6aが形成されている。
バックアップ部6は、キャリア支持部である印刷ステージコンベア8bに支持されたキャリア9から、複数のワーク10の中の一つを持ち上げてマスクプレート22の下面に当接させる機能を有している。このとき、複数のワーク10のうち作業対象となる所望のワーク10をバックアップ部6に対して位置合わせするために、前述のキャリア搬送機構20の機能が用いられる。
さらにバックアップ支持部材5のX方向の両端部に立設された支持ポスト7aの上端部には、Y方向に細長い矩形形状のマスクプレート支持部7が水平姿勢で配置されている。マスクプレート支持部7は、印刷ヘッド13がワーク10に印刷を行うときに、マスクプレート22の下面に当接して支持する機能を有している。ここでバックアップ部6の上面6bはマスクプレート支持部7の上面7bよりも、少なくともワーク10の厚さt分だけ下方に位置するように、バックアップ部6およびマスクプレート支持部7の高さ寸法の設定がなされている(図10参照)。
バックアップ部6およびマスクプレート支持部7が上述の機能を実行するために必要とされる昇降動作は、次のようにして行われる。すなわち印刷ステージコンベア8bにキャリア9が搬入された状態で、バックアップ昇降機構5aを駆動してバックアップ支持部材5を上昇させることにより、バックアップ部6およびマスクプレート支持部7がともに上昇する。このように、バックアップ部6とマスクプレート支持部7は、共通のバックアップ昇降機構5aによって昇降する。
このとき、キャリア9に形成された複数の第1開口9bの一つがバックアップ部6の直上に位置した状態で、キャリア9に対してバックアップ部6を上昇させる。これにより、バックアップ部6はキャリア9に上下方向に貫通して形成された第1開口9bを通じて複数のワーク10の1つを持ち上げる。そして持ち上げられたワーク10はマスクプレート22の下面に当接し、この状態で印刷ヘッド13をスキージング方向に移動させるスクリーン印刷動作を行わせる。これにより、印刷ヘッド13はマスクプレート22の上面からパターン孔形成領域22aに形成されたパターン孔を通じて、マスクプレート22の下面に当接するワーク10にペーストPを印刷する。
このスクリーン印刷動作において、少なくとも印刷ヘッド13がワーク10に印刷を行うときには、上昇状態にあってマスクプレート22の下面に当接したマスクプレート支持部7が、マスクプレート22の下面を支持するようになっている。すなわち、前述のようにバックアップ部6の上面6bはマスクプレート支持部7の上面7bよりも、少なくともワーク10の厚さt分だけ下方に位置するように、バックアップ部6およびマスクプレート支持部7の高さ寸法の設定がなされている。
これにより、バックアップ部6によって持ち上げられたワーク10の上面がマスクプレート22に当接した状態において、マスクプレート支持部7の上面7bは確実にマスクプレート22の下面に当接するようになっている。このように、スクリーン印刷動作においてマスクプレート22の下面をマスクプレート支持部7によって支持することにより、印刷ヘッド13の印圧がマスクプレート22に上面から作用することによるマスクプレート22の撓みが軽減される。これにより、ワーク10のエッジがマスクプレート22に片当たりすることなどに起因する印刷不良を抑制することができる。
上記構成において印刷ステージコンベア8bは、マスクプレート22の下方で複数のワーク10を配置したキャリア9を支持するキャリア支持部であり、印刷ステージコンベア8bの一対の搬送ベルトの上面は、キャリア9の対向する一対の縁部を下から支持する一対のキャリア支持面である。そしてマスクプレート22の下面に当接して支持するマスクプレート支持部7は、これらの一対のキャリア支持面に挟まれた空間に配置され、さらに印刷ステージコンベア8bに支持されたキャリア9の外側の空間に配置されている(図9に示すマスクプレート支持部7参照)。
バックアップ部6で持ち上げたワーク10とマスクプレート22とを位置合わせするためには、バックアップ部6とマスクプレート22を相対的に移動させて位置合わせするアライメント動作を行う。すなわちキャリア支持部である印刷ステージコンベア8bが設けられた印刷ステージ2を水平方向に移動させる印刷ステージXYΘテーブル3xyθは、上述のアライメント動作を行うためのアライメント機構である。
1対の支持フレーム11の上端には、印刷ヘッド13を支持する印刷ヘッド支持ビーム12が、直動ガイド機構12aを介してY方向に移動自在に配置されている。印刷ヘッド支持ビーム12の一端部は、印刷ヘッド移動機構14を介して一方の支持フレーム11に結合されている。印刷ヘッド移動機構14は、印刷ヘッドモータ(図示省略)を駆動源とする直動機構によって印刷ヘッド支持ビーム12をY方向に移動させる。印刷ヘッド移動機構14を駆動することにより、印刷ヘッド支持ビーム12によって支持された印刷ヘッド13は、スキージング方向であるY方向に往復移動する。
印刷ヘッド13は印刷ヘッド支持ビーム12から下方に延出して設けられたスキージ13bを備えている。印刷ヘッド支持ビーム12の上面に設けられたスキージ駆動部13aを駆動することにより、スキージ13bが下降してマスクプレート22に摺接する。そしてこの状態で印刷ヘッド移動機構14によって印刷ヘッド13を移動させることにより、前述のスクリーン印刷動作が実行される。
印刷ステージ2の上面とマスクプレート22の下面との間には、カメラ取り付けベース17をX方向およびY方向に移動させる移動機構(図6に示すカメラ移動機構16参照)が設けられている。カメラ取り付けベース17には、第1のカメラ18、第2のカメラ19が取り付けられている。この移動機構は、カメラ取り付けベース17をカメラX軸ビーム15に沿ってX方向へ移動させるカメラX軸移動機構16XおよびカメラX軸ビーム15をY方向へ移動させるカメラY軸移動機構16Yより構成される。カメラX軸ビーム15のY方向へ移動は、支持フレーム11の内側面に配置された直動ガイド機構15cによってガイドされる。
カメラX軸移動機構16Xは、図1に示すカメラX軸モータ15a、送りねじ15bおよびカメラ取り付けベース17に結合されたナット部(図示省略)より構成される。カメラY軸移動機構16Yは、カメラY軸モータ(図示省略)を駆動源とする直動機構によってカメラX軸ビーム15をY方向に移動させる構成となっている。カメラY軸移動機構16Yを駆動することにより、カメラX軸ビーム15はY方向に移動する。
ここで第1のカメラ18、第2のカメラ19の機能を説明する。第1のカメラ18は撮像方向を下方に向けて配置されており、印刷ステージ2においてキャリア9に保持されたワーク10のワーク認識マーク10m(図4参照)を撮像する。この撮像結果をワーク認識部32(図6参照)の処理機能によって認識処理することにより、ワーク10の位置や方向に加えてワーク10における電極10aの位置が検出される。したがって第1のカメラ18およびワーク認識部32は、キャリア9上の複数のワーク10を第1のカメラ18によって撮像して位置を検出するワーク位置検出部である。
第2のカメラ19は撮像方向を上方に向けて配置されており、マスクプレート22に形成されたマスク認識マーク(図示省略)を撮像する。この撮像結果をマスク認識部31(図6参照)の処理機能によって認識処理することにより、マスクプレート22におけるマスク中心やパターン孔形成領域22aの位置が認識される。したがって第2のカメラ19およびマスク認識部31は、マスクプレート22を第2のカメラ19によって撮像して位置を検出するマスク位置検出部である。
次に図6を参照して、スクリーン印刷装置1の制御系の構成を説明する。図6において、制御部30には、印刷ヘッド13、印刷ヘッド移動機構14、第1のカメラ18、第2のカメラ19、カメラ移動機構16、バックアップ昇降機構5a、印刷ステージ昇降機構3z、印刷ステージXYΘテーブル3xyθ、印刷ステージコンベア8b、キャリア搬送機構20、搬入コンベア8aおよび搬出コンベア8cが接続されている。
また制御部30は内部処理機能として、マスク認識部31、ワーク認識部32、印刷処理部33を備えている。さらに制御部30はこれらによる制御処理に必要な情報を記憶するための記憶部34を備えており、記憶部34はマスクプレート22におけるマスク基準マーク、パターン孔の位置情報を記憶するマスクパターン位置記憶部34aを有している。マスク認識部31は、第2のカメラ19による撮像結果を認識処理することにより、マスク基準マーク、パターン孔の位置を検出する。ワーク認識部32は、第1のカメラ18による撮像結果を認識処理することにより、キャリア9に配置されたワーク10の位置を検出する。
印刷処理部33は、スクリーン印刷装置1の各部を制御してキャリア9に配置された複数のワーク10に対してスクリーン印刷を実行させる処理を行う。印刷処理部33が、バックアップ昇降機構5a、印刷ステージ昇降機構3z、印刷ステージXYΘテーブル3xyθ、印刷ステージコンベア8b、キャリア搬送機構20、搬入コンベア8aおよび搬出コンベア8cを制御することにより、以下の各処理が実行される。
すなわち印刷対象のワーク10が配置されたキャリア9の印刷ステージ2への搬入、印刷ステージコンベア8bよりなるキャリア支持部によるキャリア9の支持、キャリア9に配置されたワーク10のマスクプレート22への位置合わせ、印刷ヘッド13、印刷ヘッド移動機構14によるワーク10へのペーストPの印刷、スクリーン印刷後のキャリア9の搬出などの各動作が実行される。
次に図7および各図を参照して、実施の形態1のスクリーン印刷システムにおいて、スクリーン印刷装置1によって実行されるスクリーン印刷方法について説明する。まずスクリーン印刷作業の実行に先立つ準備段階において、マスク認識工程が実行される。ここではマスクプレート22の下方でカメラ移動機構16によって第2のカメラ19を移動させて、マスクプレート22のマスク基準マーク(図示省略)を第2のカメラ19によって撮像する。そしてこの撮像結果をマスク認識部31によって認識処理することにより、マスクプレート22の位置とパターン孔の配列を検出する。検出結果は記憶部34のマスクパターン位置記憶部34aに記憶され、これによりスクリーン印刷作業において必要とされるマスク位置情報が記憶される。
スクリーン印刷作業が開始されると、まずキャリア搬入が実行される(キャリア搬入工程)(ST1)。すなわち図8(a)に示すように、印刷ステージコンベア8bを駆動してそれぞれの第1開口9bに対応して複数のワーク10(ここではワーク10(1)~ワーク10(4))が配置されたキャリア9を上流側から印刷ステージ2に搬入する。そしてキャリア搬送機構20の係合部20aの上方に係合孔9cが位置するようにキャリア9の位置を調整する。このとき、バックアップ部6、マスクプレート支持部7はバックアップ支持部材5とともに下降した状態にある。
これ以降の工程は、複数のワーク10のうちカウンタ値Kによって特定される個別のワーク10を順次対象として実行される。まず最初に初期値としてカウンタ値KをK=0とする(ST2)。次に作業が開始されるとカウンタ値Kを1だけ歩進させ、K=K+1とする(ST3)。すなわちここではまず第1にワーク10(1)が作業対象となる。
次にキャリア搬送機構20によるキャリア位置決めが実行される(キャリア位置決め工程)(ST4)。すなわち図8(b)に示すように、係合部20aにおいて係合ピン20cを突出させて係合孔9cに係合させる。これによりキャリア9は係合部20aによって係合された状態となる。次いで図8(c)に示すように、係合部移動軸20bを駆動して係合部20aを移動させる(矢印b)。これにより、最初の作業対象のワーク10(1)がバックアップ部6の直上に位置するように、キャリア9をバックアップ部6に対して位置決めする。上述のキャリア搬入工程およびキャリア位置決め工程は、複数のワーク10を載せたキャリア9を印刷ステージ2に配置するキャリア配置工程に該当している。
図9は、このキャリア位置決め工程後の印刷ステージ2の平面を示している。すなわち、複数の第1開口9bに対応してワーク10(1)~ワーク10(4)が配置された状態のキャリア9は、キャリア搬送機構20の係合部20aによって位置決めされ、最初に作業対象となるワーク10(1)がバックアップ部6の直上に位置している。この状態では、マスクプレート支持部7はキャリア9の外側に位置して、一対の印刷ステージコンベア8bの間の空間に位置している。
次いでバックアップ部6を上昇させる(バックアップ工程)(ST5)。すなわち印刷ステージ昇降機構3zを駆動して、図10に示すように、バックアップ支持部材5を上昇させる(矢印c)。これにより、バックアップ部6がキャリア9に上下方向に貫通して形成された第1開口9b内で昇降し、このバックアップ部6によって複数のワーク10の一つであるワーク10(1)を持ち上げる。このバックアップ工程では、バックアップ部6とともにマスクプレート支持部7も上昇する。
この上昇動作においては、上昇後のマスクプレート支持部7の上面、ワーク10(1)の上面およびコンベアガイド部4bの上縁部の高さ位置が同一高さとなるように、各部の寸法およびバックアップ支持部材5の上昇量が設定されている。すなわち、バックアップ部6の上面6bの高さはマスクプレート支持部7の上面7bよりもワーク10の厚さt分だけ低く設定されており、バックアップ支持部材5の上昇量はマスクプレート支持部7の上面7bがコンベアガイド部4bの上縁部に一致するように設定されている。
次いで、K番目のワーク10(K)(ここではワーク10(1))を対象として位置認識を行うワーク(K)認識が実行される(ワーク認識工程)(ST6)。すなわち図11に示すように、カメラ移動機構16を駆動してカメラX軸ビーム15およびカメラ取り付けベース17を移動させることにより、バックアップ部6によって持ち上げられたワーク10(1)の上方に第1のカメラ18を位置させてワーク10(1)を撮像する。この撮像結果をワーク認識部32によって認識処理することにより、ワーク10(1)の位置が認識される。そしてこの位置認識結果に基づいて、印刷ステージXYΘテーブル3xyθを駆動することにより、ワーク10(1)をマスクプレート22に位置合わせするアライメント動作が実行される(アライメント工程)(ST7)。これにより、印刷対象のワーク10(1)がマスクプレート22のパターン孔形成領域22aに位置合わせされる。
次に印刷ステージ2を上昇させて(矢印d)マスクプレート22の下面に接触させる(マスクプレート接触工程)(ST8)。これにより図12に示すように、バックアップ支持部材5とともにバックアップ部6およびマスクプレート支持部7が上昇する。これにより、バックアップ部6によって持ち上げられた印刷対象のワーク10(1)が、マスクプレート22のパターン孔形成領域22aに下面から当設し、印刷ヘッド13による印刷工程の開始が可能な状態となる。
これとともにマスクプレート支持部7がマスクプレート22の下面に当接し、少なくとも印刷工程の間、マスクプレート22の下面をマスクプレート支持部7によって支持するマスクプレート支持工程が開始される(マスクプレート支持工程開始)(ST8)。このマスクプレート支持工程においては、マスクプレート支持部7はキャリア9から外側にはみ出したマスクプレート22の下面を支持する。
なお、(ST6)~(ST8)は、バックアップ工程で持ち上げたワーク10と印刷用のパターン孔が形成されたマスクプレート22を位置合わせしてワーク10の上方にマスクプレート22を配置するマスクプレート配置工程に該当する。そしてこの状態で、ワーク10(1)にペーストを印刷するための印刷ヘッド13の移動が実行される(印刷工程)(ST9)。
印刷工程が終了したならば、印刷ステージ2を下降させてワーク10(1)をマスクプレート22から離隔させる(版離れ工程)(ST10)。すなわち、印刷ステージ移動機構3を駆動して、図13に示すように、印刷ステージ2を下降させる(矢印e)。これにより、ワーク10(1)の上面の印刷面をマスクプレート22の下面から離隔させる版離れが行われる。この版離れにより、マスクプレート支持部7によるマスクプレート22の支持が終了する(マスクプレート支持工程終了)。
そしてこの版離れの後、バックアップ昇降機構5aを駆動してバックアップ支持部材5を下降させ(矢印f)、印刷ステージ2においてバックアップ部6およびマスクプレート支持部7を下降させる(ST11)。これにより、印刷工程が終了したワーク10(1)を、キャリア支持部である印刷ステージコンベア8bに支持されたキャリア9に載置する(ワーク載置工程)。これにより、一つのキャリア9に配置された複数のワーク10の中のワーク10(1)を対象としたスクリーン印刷が終了する。
そしてこの後、全てのワーク10についてスクリーン印刷の処理が終了したか否かを判断する(ST12)。ここに示す例では、最初のワーク10(1)についてのみ処理が終了した状態であるので未処理有りと判断され、(ST3)に戻ってこれ以降の処理を反復実行する。すなわち(ST3)にてカウンタ値Kを1つ歩進させて、ワーク10(2)を対象として(ST4)のキャリア位置決め工程を実行する。
ここではまず図14に示すように、キャリア9に係合した係合部20aを係合部移動軸20bによって移動させ、ワーク10(2)がバックアップ部6の直上に位置するようにキャリア9を移動させる(矢印g)。そしてワーク10(2)を対象として、(ST5)~(ST11)の処理が実行される。この後、ワーク10(3)、ワーク10(4)についても(ST3)に戻って、カウンタ値Kを順次歩進させながら同様の処理ステップが反復実行される。これにより、図15(a)に示すように、キャリア9に配置されたワーク10(1)~ワーク10(2)の全てにペーストPが印刷された状態となる。
次にキャリア9の搬出に先立って、図15(b)に示すように、係合部20aによるキャリア9の係合を解除する。すなわち、キャリア9の係合孔9cに嵌合していた係合ピン20c(図8参照)を係合孔9cから離脱させる。これにより、印刷ステージ2においてキャリア9を印刷ステージコンベア8bによって移動させることが可能となる。
そして(ST12)にて、全てのワーク10について処理が終了したと判断されたならば、印刷後のワーク10が配置されたキャリア9の搬出が行われる(キャリア搬出工程)。すなわち図15(c)に示すように、印刷ステージコンベア8bを駆動して、印刷後のワーク10(1)~ワーク10(4)が配置されたキャリア9を下流側へ搬出する(矢印h)。
これにより、1つのキャリア9に配置された複数のワーク10を対象とするスクリーン印刷処理が終了する。そしてこのスクリーン印刷処理は、複数のワーク10に対してバックアップ工程、アライメント工程、印刷工程、マスクプレート支持工程、ワーク載置工程を順次実行することにより、複数のワーク10にペーストPを印刷する形態となっている。
次に図16、図17を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。図16は、実施の形態2のスクリーン印刷システムにおいて使用されるキャリア9Aを示している。キャリア9Aは、実施の形態1において図5に示すキャリア9と同様に、複数のワーク10を配置してキャリア支持部である印刷ステージコンベア8bに、一対の対向する縁部を下から支持されて用いられる。ワーク10は実施の形態1におけるワーク10と同様であり、上面には複数の接続用の電極10aおよび一対の位置認識用のワーク認識マーク10mが形成されている。
キャリア9Aの上面には、ワーク10を配置するためのワーク収納凹部9aが所定配列で複数形成されている。ワーク収納凹部9aの底部にはキャリア9Aを上下方向に貫通して形成された第1開口9bが設けられている。またキャリア9Aには、複数の第2開口9dがそれぞれのワーク収納凹部9aを両側から挟む配置でキャリア9Aを上下方向に貫通して形成されている。
上述構成のキャリア9Aは、図17に示す印刷ステージ2Aと組み合わせて使用される。図17(a)において、印刷ステージ2Aは実施の形態1におけるバックアップ支持部材5と同様にバックアップ昇降機構5aによって昇降するバックアップ支持部材5Aを有している。バックアップ支持部材5Aの中央部には、印刷ステージコンベア8bに支持された状態のキャリア9Aにおける第1開口9bの位置および平面形状に対応して、バックアップ部6Aが設けられている。
さらにバックアップ支持部材5Aの両端部には、印刷ステージコンベア8bに支持された状態のキャリア9Aにおける第2開口9dの位置および平面形状に対応したマスクプレート支持部7Aが設けられている。バックアップ部6Aとマスクプレート支持部7Aとは、共通の昇降機構であるバックアップ昇降機構5aによって昇降する。ここでバックアップ部6の上面6bは、マスクプレート支持部7Aの上面7bよりも少なくともワーク10の厚さt分だけ下方に位置するように、高さ差ΔHがワーク10の厚さtよりも大きくなるように各部の寸法が設定されている。
図17(b)は、印刷ステージ2Aにおいてバックアップ昇降機構5aを駆動してバックアップ支持部材5Aを上昇させて(矢印i)、バックアップ部6Aおよびマスクプレート支持部7Aを上昇させた状態を示している。すなわちバックアップ部6Aは、キャリア9Aに上下方向に貫通して形成された第1開口9bを通じて、キャリア9Aに配置された複数のワーク10の一つに上面6bを当接させて持ち上げる。
図17(c)は、印刷ステージ昇降機構3z(図2参照)を駆動して印刷ステージ2Aを上昇させて(矢印j)、バックアップ部6によって持ち上げたワーク10をマスクプレート22に下面に当接させた状態を示している。このとき、バックアップ部6Aの両側に配置されたマスクプレート支持部7Aもともに上昇し、キャリア9Aに上下方向に貫通して形成された第2開口9dを通じてマスクプレート22の下面を支持する。
すなわち実施の形態2におけるスクリーン印刷方法では、少なくとも印刷工程の間マスクプレート22の下面を支持するマスクプレート支持工程において、キャリア9Aに上下方向に貫通して形成された第2開口9d内で昇降するマスクプレート支持部7Aによってマスクプレート22の下面を支持するようになっている。これにより、マスクプレート22の上面で印刷ヘッド13のスキージ13bをスキージング方向に移動させるスクリーン印刷動作において、マスクプレート22はマスクプレート支持部7Aの上面7bによって確実に下面を支持される。これにより、実施の形態1にて説明した効果と同様の効果を得る。
上記構成において、印刷ステージコンベア8bの一対の搬送ベルトの上面は、キャリア9Aの対向する一対の縁部を下から支持する一対のキャリア支持面である。そしてマスクプレート22の下面に当接して支持するマスクプレート支持部7Aは、これらの一対のキャリア支持面に挟まれた空間に配置された形態となっている。なお、このような構成は、以下に説明する実施の形態3、4、5におけるキャリア9B、9C、9D、およびマスクプレート支持部7B、7C,7Dについても共通である。
次に図18、図19、図20を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。図18は、実施の形態3のスクリーン印刷システムにおいて使用されるキャリア9Bを示している。キャリア9Bは、実施の形態1において図5に示すキャリア9と同様に、複数のワーク10を配置してキャリア支持部である印刷ステージコンベア8bに、一対の対向する縁部を下から支持されて用いられる。ワーク10は実施の形態1におけるワーク10と同様であり、上面には複数の接続用の電極10aおよび一対の位置認識用のワーク認識マーク10mが形成されている。
キャリア9Bの上面には、実施の形態1におけるワーク10と同様のワーク10を配置するための矩形形状のワーク収納凹部9aが所定配列で複数形成されている。キャリア9Bには、ワーク収納凹部9aにおける長手方向と直交する方向(キャリア9Bの長手方向)に細長の矩形枠形状の第1開口9b*が、それぞれのワーク収納凹部9aと交差する状態で形成されている。ワーク収納凹部9aにワーク10を収容してワーク10をキャリア9Bに配置した状態では、ワーク10の両側方には第1開口9b*の両端部が部分的にキャリア9Bの上面に露呈した状態となる。
キャリア9Bは、図19に示すように、一部がマスクプレート22の下面に当接して支持するマスクプレート支持部7Bとして機能する構成のバックアップ部6Bを備えた印刷ステージ2Bと組み合わせて使用される。すなわち図20(a)において、印刷ステージ2Bは実施の形態1におけるバックアップ支持部材5と同様にバックアップ昇降機構5aによって昇降するバックアップ部6Bを有している。バックアップ部6Bは、印刷ステージコンベア8bに支持された状態のキャリア9Bにおける第1開口9b*の位置および平面形状に対応した形状となっている。
バックアップ部6Bの上面6bの両側端部には、マスクプレート支持部7Bが上面6bから上方に突出して形成されている。マスクプレート支持部7Bは、ワーク10を配置した状態においてワーク10の両側方に部分的に露呈する第1開口9b*の位置および平面形状に対応した形状で形成されている。ここでバックアップ部6Bの上面6bは、マスクプレート支持部7Bの上面7bよりも少なくともワーク10の厚さt分だけ下方に位置するように、すなわち上面6bと上面7bとの高さ差ΔHがワーク10の厚さtよりも大きくなるように各部の寸法が設定されている。
図20(b)は、印刷ステージ2Bにおいてバックアップ昇降機構5aを駆動してバックアップ部6Bを上昇させた状態を示している(矢印k)。この上昇動作においてバックアップ部6Bは、キャリア9Bに上下方向に貫通して形成された第1開口9b*を通じてキャリア9Bに配置された複数のワーク10の一つに上面6bを当接させて持ち上げる。
図20(c)は、印刷ステージ昇降機構3z(図2参照)を駆動して印刷ステージ2Bを上昇させて(矢印m)、バックアップ部6Bによって持ち上げたワーク10をマスクプレート22に下面に当接させた状態を示している。このとき、バックアップ部6Bの両側に設けられたマスクプレート支持部7Bもともに上昇し、キャリア9Bに上下方向に貫通して形成された第1開口9b*を通じてマスクプレート22の下面を支持する。
すなわち実施の形態3ではバックアップ部6Bの一部が上方に突出してマスクプレート支持部7Bとして機能している。そして実施の形態3におけるスクリーン印刷方法では、少なくとも印刷工程の間マスクプレート22の下面を支持するマスクプレート支持工程において、バックアップ部6Bの一部を使用してマスクプレート22の下面を支持するようにしている。これにより、マスクプレート22の上面で印刷ヘッド13のスキージ13bをスキージング方向に移動させるスクリーン印刷動作において、マスクプレート22はマスクプレート支持部7Bの上面7bによって確実に下面を支持される。これにより、実施の形態1にて説明した効果と同様の効果を得る。
次に図21、図22を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。図21は、実施の形態4のスクリーン印刷システムにおいて使用されるキャリア9Cを示している。キャリア9Cは、実施の形態1において図5に示すキャリア9と同様に、複数のワーク10を配置してキャリア支持部である印刷ステージコンベア8bに、一対の対向する縁部を下から支持されて用いられる。ワーク10は実施の形態1におけるワーク10と同様である。
キャリア9Cの上面には、実施の形態1,2におけるワーク10と同様のワーク10を配置するための矩形形状のワーク収納凹部9a(図22参照)が所定配列で複数形成されている。ワーク収納凹部9aの底部にはキャリア9を上下方向に貫通して形成された第1開口9bが設けられている(図22参照)。またキャリア9Cには、それぞれのワーク収納凹部9aを両側から挟む配置で、複数のマスクプレート支持部7Cがキャリア9Cの上面から上方に突出して設けられている。すなわち、実施の形態4においては、マスクプレート支持部はキャリア9Cに複数配置された突起の形態で設けられている。
キャリア9Cは、図22(a)に示す構成のバックアップ部6Cを備えた印刷ステージ2Cと組み合わせて使用される。すなわち図22(a)において、印刷ステージ2Cは実施の形態1におけるバックアップ支持部材5と同様に、バックアップ昇降機構5aによって昇降するバックアップ部6Cを有している。バックアップ部6Cは、印刷ステージコンベア8bに支持された状態のキャリア9Cにおける第1開口9bの位置および平面形状に対応した形状となっている。
図22(b)は、印刷ステージ2Cにおいてバックアップ昇降機構5aを駆動してバックアップ部6Cを上昇させた状態を示している(矢印n)。すなわちバックアップ部6Cは、キャリア9Cに上下方向に貫通して形成された第1開口9bを通じてキャリア9Cに配置された複数のワーク10の一つに上面6bを当接させて持ち上げる。このとき、持ち上げられたワーク10の上面の高さがマスクプレート支持部7Cの上面7bの高さと同じになるように、バックアップ部6Cの上昇量を制御する。
図22(c)は、印刷ステージ昇降機構3z(図2参照)を駆動して印刷ステージ2Cを上昇させて(矢印o)、バックアップ部6Cによって持ち上げたワーク10をマスクプレート22に下面に当接させた状態を示している。このとき、バックアップ部6Cの両側に設けられたマスクプレート支持部7Cもともに上昇し、マスクプレート22の下面をマスクプレート支持部7Cの上面7bによって支持する。
すなわち実施の形態4ではマスクプレート支持部7Cはキャリア9Cに配置された形態となっている。そして実施の形態4におけるスクリーン印刷方法では、少なくとも印刷工程の間マスクプレート22の下面を支持するマスクプレート支持工程において、キャリア9Cに配置されているマスクプレート支持部7Cをマスクプレート22の下面に当接させるようにしている。これにより、マスクプレート22の上面で印刷ヘッド13のスキージ13bをスキージング方向に移動させるスクリーン印刷動作において、マスクプレート22はマスクプレート支持部7Cの上面7bによって確実に下面を支持される。これにより、実施の形態1にて説明した効果と同様の効果を得る。
次に図23を参照して、本発明の実施の形態5について説明する。図23(a)は、実施の形態5のスクリーン印刷システムにおいて使用されるキャリア9Dを示している。キャリア9Dは、実施の形態1において図5に示すキャリア9と同様に、複数のワーク10を配置してキャリア支持部である印刷ステージコンベア8bに、一対の対向する縁部を下から支持されて用いられる。ワーク10は実施の形態1におけるワーク10と同様である。
キャリア9Dには、実施の形態1におけるワーク10と同様のワーク10を配置するための矩形形状のワーク収納凹部9a(図22参照)が所定配列で複数形成されている。キャリア9Dは、他の実施の形態におけるキャリア9、9A、9B、9Cと異なり、所定の厚みを有する略矩形ブロック形状の部材である。ワーク収納凹部9aの底部にはキャリア9Dを上下方向に貫通して形成された第1開口9bが設けられている(図22参照)。
キャリア9Dの上面においてワーク収納凹部9aの周囲は、マスクプレート22の下面に当接して支持するマスクプレート支持部7Dとなっている。すなわち実施の形態5においては、キャリア9Dはワーク10を収容する凹部であるワーク収納凹部9aを有し、マスクプレート支持部7Dはワーク収納凹部9aの周囲のキャリア9Dの上面である。
キャリア9Dは、図23(a)に示す構成のバックアップ部6Dを備えた印刷ステージ2Dと組み合わせて使用される。すなわち図23(a)において、印刷ステージ2Dは実施の形態1におけるバックアップ支持部材5と同様にバックアップ昇降機構5aによって昇降するバックアップ部6Dを有している。バックアップ部6Dは、印刷ステージコンベア8bに支持された状態のキャリア9Dにおける第1開口9bの位置および平面形状に対応した形状となっている。
図23(b)は、印刷ステージ2Dにおいてバックアップ昇降機構5aを駆動してバックアップ部6Dを上昇させた状態を示している(矢印p)。すなわちバックアップ部6Dは、キャリア9Dに上下方向に貫通して形成された第1開口9bを通じてキャリア9Dに配置された複数のワーク10の一つに上面6bを当接させて持ち上げる。このとき、持ち上げられたワーク10の上面の高さがマスクプレート支持部7Dの高さと同じになるように、バックアップ部6Dの上昇量を制御する。
図23(c)は、印刷ステージ昇降機構3z(図2参照)を駆動して印刷ステージ2Cを上昇させて(矢印q)、バックアップ部6Dによって持ち上げたワーク10をマスクプレート22の下面に当接させた状態を示している。このとき、キャリア9Dもともに上昇し、マスクプレート22の下面をキャリア9Dの上面のマスクプレート支持部7Dによって支持する。
すなわち実施の形態5では、マスクプレート支持部7Dはキャリア9Dに配置された形態となっている。そして実施の形態5におけるスクリーン印刷方法では、少なくとも印刷工程の間マスクプレート22の下面を支持するマスクプレート支持工程において、キャリア9Dに配置されているマスクプレート支持部7Dを、マスクプレート22の下面に当接させるようにしている。これにより、マスクプレート22の上面で印刷ヘッド13のスキージ13bをスキージング方向に移動させるスクリーン印刷動作において、マスクプレート22はマスクプレート支持部7Dによって確実に下面を支持される。これにより、実施の形態1にて説明した効果と同様の効果を得る。
上記説明したように、本実施の形態に示すスクリーン印刷システムにおいては、複数のワーク10を配置したキャリア9をマスクプレート22の下方で支持する印刷ステージコンベア8bと、キャリア9から複数のワーク10の中の一つを持ち上げてマスクプレートの下面に当接させるバックアップ部6と、バックアップ部6とマスクプレート22を相対的に移動させるアライメント機構と、マスクプレート22の上面からパターン孔を通じてマスクプレート22の下面に当接するワーク10にペーストを印刷する印刷ヘッド13とを備えた構成において、少なくとも印刷ヘッド13がワーク10に印刷を行うときにマスクプレート22の下面をマスクプレート支持部7によって支持するようにしている。
これにより、下受けされていない状態のマスクプレート22に印刷ヘッド13の印圧が作用することによるマスクプレート22の撓みが軽減される。このためワーク10のエッジがマスクプレート22に片当たりすることなどに起因する印刷不良を抑制することができ、多数枚取り方式において印刷不良を防止しつつ生産性を向上させることができる。