JPH10296948A - クリーム半田印刷機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の厚みが変化しても容易に基板をマスク
プレートに密着できるようにする。 【解決手段】 上面合わせ装置２８の位置決め板３０
を、その下側面３０Ａが基板クランプユニット１４の上
面１４Ｂとほぼ一致するように設置し、バックアップユ
ニット１６を上昇させ、該下側面３０Ａに基板１３の上
面１３Ａを接触させ、基板１３の上下方向の位置決めを
すると共に、バックアップユニット１６を固定して、前
記位置決め板３０の位置を印刷中はマスクプレート１２
と干渉しない退避位置に切換えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板に電
子部品の半田付けのためのクリーム半田を塗布するクリ
ーム半田印刷機に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品をプリント基板（以下単に「基
板」という。）に表面実装するに先立ち、クリーム半田
印刷機により、基板の回路パターンの電極に電子部品を
半田付けするためのクリーム半田が塗布される。

【０００３】図６に、クリーム半田印刷機の例を示す。
図６において、符号６０はマスクプレートであり、これ
に下から基板６２を密着させて印刷が行われる。基板６
２を挟み込んで、基板６２の横方向（水平方向）の位置
決めをするための基板クランプユニット６４が配置され
ている。又、基板６２は、印刷時に上から押されてもよ
いようにバックアップユニット６６によって下から支持
される。基板クランプユニット６４は、昇降板６８によ
って支持されている。

【０００４】印刷時には、バックアップユニット６６と
共に基板クランプユニット６４及び昇降板６８を、図示
しない駆動手段により上昇させ、基板６２をマスクプレ
ート６０の下面に密着させる。

【０００５】このとき、基板６２とマスクプレート６０
が離れていると、スキージ（図示省略）がマスクプレー
ト６０の上面を摺動して、マスクプレート６０のパター
ン開孔部からクリーム半田を基板６２表面に塗布する際
に、スキージが通過した後、マスクプレート６０が基板
６２から離れる速度が場所によって異なり、クリーム半
田が均一に塗布されない。従って、基板６２はマスクプ
レート６０に隙間なく一致するのがよい。

【０００６】又、基板６２は、マスクプレート６０との
位置合わせが必要なため、横方向（水平方向）に移動し
ないよう基板クランプユニット６４により基板６２の端
部６２Ｂが押さえられている。このとき、基板６２とマ
スクプレート６０の密着性を良くするために、基板クラ
ンプユニット６４上面６４Ａは基板６２の上面６２Ａよ
り上にはみ出さないようにする必要がある。その一方
で、押さえ代を確保するために、基板６２の端部６２Ｂ
を基板６２の上面６２Ａと略同じ高さまで押さえること
が望ましい。

【０００７】そのため、従来は、基板６２を下方から支
持するバックアップユニット６６を、バックアップユニ
ット駆動手段により、基板６２の厚みに合わせて手動又
はモータで上下方向に移動し、基板６２の上面６２Ａの
高さを基板クランプユニット６４の上面６４Ａに合わせ
るようにしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のように、手動でバックアップユニットの上下方向の
位置を調節する方法では、必ず人手を必要とし、作業の
省力化という点で問題があった。

【０００９】又、モータ等を用いて前記上下方向の位置
を調節しようとすると、予め基板の厚みデータを必要と
するが、該厚みデータは実際の厚さとは異なる場合があ
り、正確な調節ができないという問題があった。

【００１０】更に、手動調節の場合も、モータ駆動調節
の場合も、基板が常に水平を保つようにバックアップユ
ニットを精度良く上昇させないと、基板をマスクプレー
トにきちんと密着させることができないという問題があ
った。

【００１１】通常は、バックアップユニットを上下動さ
せるバックアップユニット駆動手段をボールブッシュで
ガイドするとともにボールねじ等を使用して、バックア
ップユニットの全ての部分が均等に上下動するようにし
ているが、ボールねじは高価であり、コスト上も問題が
あった。

【００１２】又、特にモータ駆動の場合は、サーボモー
タやステッピングモータのように位置を正確に制御でき
るものを使用しなければならず、更にコストがかかると
いう問題があった。

【００１３】なお、ボールねじを使用したとしても、例
えば基板上に荷重がかかった場合等には、基板の水平を
保ち得ず、基板とマスクプレートを隙間なく密着できな
いという問題があった。

【００１４】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、人手を必要とすることなく、又コスト増
を招くこともなく、基板の水平保持についても、それ程
の精度を必要とせず簡易に基板の上下方向の位置決めを
行い、基板の厚みに拘らず、基板を容易にマスクプレー
トに密着させることのできるクリーム半田印刷機を提供
することを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板の一部又
は全部を挟み込んで、該基板の横方向の位置決めをする
基板クランプユニットと、上下方向に駆動され前記基板
を下側から支持するバックアップユニットと、該バック
アップユニットを上下方向に駆動するバックアップユニ
ット駆動手段と、該バックアップユニットを固定するバ
ックアップクランプとを有し、基板をマスクプレート下
面に密着させ、マスクプレート上面に沿ってスキージを
摺動させることにより該マスクプレートに形成されたパ
ターン開孔部を通して前記基板にクリーム状の半田を塗
布するクリーム半田印刷機において、前記バックアップ
ユニットにより上下動される前記基板の移動軌跡内にそ
の一部が入る上面合わせ位置と、印刷中前記マスクプレ
ートと干渉しない退避位置とに切換可能で、且つ、前記
上面合わせ位置において前記基板クランプユニット上面
と高さが略一致する下側面を有する上面合わせ手段を備
えたことにより、前記課題を解決したものである。

【００１６】本発明によれば、上面合わせ位置において
基板クランプユニットの上面と略一致する下側面を有す
る上面合わせ手段に対し、バックアップユニットで基板
を下から支持して、略水平を保ちつつ上昇させ、基板の
上面を前記上面合わせ手段の前記下側面に接触させるこ
とで、基板の上下方向の位置決めを行い、印刷時には前
記上面合わせ手段を退避させることで、基板の上下方向
の位置決めを正確に行うことができ、基板の厚みが変化
しても容易に基板をマスクプレートに密着させることが
可能となった。

【００１７】又、請求項２のように、前記バックアップ
ユニット駆動手段は、前記バックアップユニットを上昇
させ、前記基板を前記上面合わせ手段に弾性的に押し付
けるようにしてもよい。

【００１８】これにより、基板を上昇させて上下方向の
位置決めをする際、基板上面がちょうど前記上面合わせ
手段の下側面に接触するときの衝撃を抑制すると共に、
その位置に厳密に位置を合わせて上昇を停止させる必要
がなくなり、上下方向の位置決めが極めて容易となり、
簡単に基板をマスクプレートに密着させることが可能と
なる。

【００１９】又、請求項３のように、前記上面合わせ手
段は、前記バックアップユニットの上昇動作に連動し
て、前記退避位置から前記上面合わせ位置へ切換わるよ
うにしてもよい。

【００２０】これにより、独立した駆動手段を設けて上
面合わせ手段を独立して駆動操作する必要がなく、完全
に自動的に上面合わせ手段の位置を切換えることがで
き、基板の上下方向の位置決めを極めて容易に行うこと
が可能となる。

【００２１】更に、請求項４のように、前記上面合わせ
手段を、前記退避位置から該上面合わせ手段を上昇さ
せ、該上面合わせ手段の上面と前記基板クランプユニッ
ト上面との高さが略一致する位置で、前記上面合わせ手
段の上面が前記マスクプレートの下面に当接するように
構成してもよい。

【００２２】これにより、前記上面合わせ手段によって
マスクプレートを下から支持することができ、印刷中に
おけるマスクプレートのたわみを抑制し、基板をマスク
プレートに密着させることが可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。

【００２４】図１は、本発明の第１実施形態に係るクリ
ーム半田印刷機の概略構成図である。

【００２５】図１において、符号１０はクリーム半田印
刷機、１２はマスクプレートであり、印刷のためマスク
プレート１２の下に基板１３がセットされる。基板１３
は、横方向の位置決めのため基板クランプユニット１４
の内側に置かれ、基板クランプユニット１４によって
（周囲の一部又は全部を）挟み込まれると共に、下方か
らバックアップユニット１６によって水平に支持されて
いる。基板クランプユニット１４は、水平な昇降板１８
によって下方から支持されている。バックアップユニッ
ト１６は複数のバックアップ軸２０によって下方から支
持され、該バックアップ軸２０は、ボールブッシュ２２
を介して前記昇降板１８に鉛直に上下動自在に挿通され
ている。基板クランプユニット１４には、バックアップ
軸２０に係合してバックアップユニット１６を固定・保
持するためのバックアップ軸クランプ２４が設けられて
いる。又、バックアップユニット１６と前記昇降板１８
との間には、バックアップユニット１６を上方に駆動す
るためのエアシリンダ２６が設けられている。バックア
ップユニット１６は、エアシリンダ２６によって上昇さ
れ、エアシリンダ２６のエア圧を抜くと自重によって下
降する。

【００２６】基板クランプユニット１４が基板１３を挟
み込んでいる側とは反対側の基板クランプユニット１４
上部側壁１４Ａには上面合わせ装置２８が設けられてい
る。上面合わせ装置２８は、位置決め板３０と、第１シ
リンダ３２、第２シリンダ３４及びこれら２つのシリン
ダを連結する連結部材３６とから構成されている。

【００２７】第１シリンダ３２は、そのシリンダ底部３
２Ａが基板クランプユニット１４の前記上部側壁１４Ａ
に固定されており、ピストンロッド３２Ｂが該上部側壁
１４Ａとは反対側に、水平方向移動可能に延び、その先
に連結部材３６が固定されている。第２シリンダ３４
は、そのシリンダ底部３４Ａが連結部材３６の上面３６
Ａに固定されており、ピストンロッド３４Ｂが連結部材
３６とは反対側（図の上側）に上下動可能に延び、その
先に位置決め板３０が水平に固定されている。

【００２８】位置決め板３０は、第１シリンダ３２によ
り水平方向（図の左右方向）に移動され、第２シリンダ
３４により上下方向に移動される。その結果、図に示さ
れた実線の位置である退避位置と、図に２点鎖線で示し
た上面合わせ位置とが切換えられる。

【００２９】上面合わせ装置２８は、このように位置決
め板３０が、シリンダ３２、３４により、水平方向及び
上下方向に直線的に駆動されるものに限定されるもので
はない。

【００３０】又、位置決め板３０を駆動する手段も、シ
リンダ３２、３４に限定されるものではなく、モータで
もよい。

【００３１】例えば、図２に示すように、鍵形をした位
置決め板３１がモータ等で回転する軸３１Ａに固定さ
れ、軸３１Ａの回転によって、図２（Ａ）に示す上面合
わせ位置と、図２（Ｂ）に示す退避位置とが切換えられ
るようなものでもよい。

【００３２】バックアップユニット１６を上方に駆動す
る手段としての前記エアシリンダ２６は、図３に示され
るように、バックアップユニット１６を下から押し上げ
る押圧部材２６Ａと、ピストン２６Ｂ、及びエアを送る
管２６Ｃとを含み、ピストン２６Ｂと押圧部材２６Ａの
間にはばね２６Ｄが設けられており、ばね２６Ｄを介し
てバックアップユニット１６を弾性的に押すように構成
されている。

【００３３】あるいは、ばね２６Ｄを用いずに、管２６
Ｃから送るエアの圧力を下げて用いることにより、押し
付ける際の衝撃を抑制するようにしてもよい。

【００３４】図４にバックアップ軸クランプ２４の概略
構成を示す。バックアップ軸クランプ２４は、バックア
ップ軸２０が上下方向に挿通する孔２５を有する挿通部
材２４Ａと、この挿通部材２４Ａの側面から前記孔２５
内に突出可能なクランプ部材２４Ｂと、クランプ部材２
４Ｂをバックアップ軸２０に押し付けるためのエアシリ
ンダ２４Ｃとからなり、エアシリンダ２４Ｃは取付部材
２４Ｄによって挿通部材２４Ａに取り付けられている。

【００３５】以下、本実施形態の作用を図１及び図５を
用いて説明する。

【００３６】図１は、印刷前の基板１３を基板クランプ
ユニット１４内のバックアップユニット１６上にセット
した初期状態を表している。次に、位置決め板３０を、
図１に２点鎖線で示す上面合わせ位置にセットする（図
５（Ａ））。図５（Ａ）に示すように、バックアップ軸
クランプ２４は解放にして、エアシリンダ２６によって
バックアップユニット１６を上昇させ、基板１３の上面
１３Ａを位置決め板３０の下側面３０Ａに接触させ、弾
性的に押し付ける。

【００３７】基板１３の上下方向の位置を決定した後、
バックアップ軸クランプ２４のエアシリンダ２４Ｃを作
動させ、クランプ部材２４Ｂをバックアップ軸に押し付
けてバックアップ軸２０を固定し、印刷中バックアップ
ユニット１６を保持する。

【００３８】バックアップユニット１６を固定した後、
シリンダ３２、３４により位置決め板３０を、図５
（Ｂ）に示すように、印刷中マスクプレート１２と干渉
しない位置である退避位置まで退避させる。

【００３９】その後、図５（Ｃ）に示すように、基板ク
ランプユニット１４の昇降板１８を上昇させることによ
り、基板クランプユニット１４、基板１３及びバックア
ップユニット１６を全て上方へ移動させ、基板１３をマ
スクプレート１２に密着させて基板１３上へクリーム半
田の印刷を行う。このとき、位置決め板３０も、その上
面がマスクプレート１２に密着するように上昇させ、印
刷中、マスクプレート１２を下から支持し、スキージの
押圧力によるマスクプレート１２のたわみを抑制する。

【００４０】このように本実施形態によれば、位置決め
板３０に基板１３を弾性的に押付けるようにしたため、
バックアップユニット１６を上昇させる際、それ程厳密
な水平度は必要なく、容易に基板１３をマスクプレート
１２に密着させることができる。

【００４１】次に、図６を参照して本発明の第２実施形
態に係る上面合わせ装置について説明する。

【００４２】第２実施形態は、上面合わせ装置をバック
アップユニットの上昇動作に連動させて自動的に位置決
め板の位置を切換えるようにしたものである。

【００４３】上面合わせ装置４０は、位置決めレバー４
２と、ばね（引張りコイルばね）４４と、固定部材に取
付けられたカムフォロア５２とを有している。

【００４４】位置決め板の役割を果たす位置決めレバー
４２は、図６において上部右側に前記基板クランプユニ
ット１４の上面１４Ｂに係合する水平部材４２Ａと、左
側面に斜めに形成されたカム部４２Ｂとを備え、下端に
おいてピン５０により基板クランプユニット１４に鉛直
面内回動自在に固定されている。又、カム部４２Ｂは、
ピン５０に近い側より上方に向けて漸次水平部材４２Ａ
から離間するように構成されている。カム部４２Ｂに
は、前記カムフォロア５２が当接している。又、ばね４
４の一端は前記基板クランプユニット１４における水平
部材４２Ａの反対側の上端部に取付けられ、他端は昇降
板１８に取付けられている。

【００４５】以下、図６及び図７を用いて第２実施形態
の作用について説明する。

【００４６】図６は、印刷前の基板１３を基板クランプ
ユニット１４内のバックアップユニット１６上にセット
した初期状態を表している。このとき、昇降板１８は下
降しており、ばね４４は最ものびて張力も大きくなって
いるが、カムフォロア５２が上面合わせレバー４２のカ
ム部４２Ｂを基板クランプユニット１４側へ押すため、
水平部材４２Ａは基板クランプユニット１４の上面１４
Ｂに接触する上面合わせ位置にある。

【００４７】次に図７（Ａ）に示すように、バックアッ
プ軸クランプ２４を解放にして、エアシリンダ２６によ
ってバックアップユニット１６を上昇させ、基板１３の
上面１３Ａを水平部材４２Ａの下側面４２Ｄに接触さ
せ、弾性的に押し付ける。

【００４８】基板１３の上下方向の位置を決定した後、
バックアップ軸クランプ２４によりバックアップ軸２０
を固定し、印刷中バックアップユニット１６を保持す
る。

【００４９】バックアップユニット１６を固定した後、
図７（Ｂ）に示すように、昇降板１８を上昇させること
により、基板クランプユニット１４、基板１３及びバッ
クアップユニット１６等を全て上方へ移動させる。この
とき、基板クランプユニット１４にピン５０で固定され
た位置決めレバー４２も上昇する。

【００５０】位置決めレバー４２は、ばね４４によって
図７において反時計方向へ引張られ、且つ、カム部４２
Ｂをカムフォロア５２に当接させたまま上昇するが、一
方、カムフォロア５２は固定であるので、上昇に伴って
ピン５０の回りに図の反時計方向に回動し、退避位置へ
移動する。

【００５１】その後、図７（Ｃ）に示すように、更に昇
降板１８を上昇させ、基板１３をマスクプレート１２に
密着させて、印刷が行われる。

【００５２】なお、昇降板１８を下降させると、カムフ
ォロア５２が位置決めレバー４２のカム部４２Ｂを基板
クランプユニット１４側へ押すため、位置決めレバー４
２は、図６に示す上面合わせ位置に移動する。

【００５３】このように本実施形態によれば、昇降板１
８の上下動に連動して、自動的に位置決めレバー４２の
位置を切換えることができ、基板１３の上下方向の位置
決めがより一層容易になった。

【００５４】なお、上面合わせ装置の位置決め板は、基
板クランプユニットの上面に一致する位置と、基板クラ
ンプユニットの上面より上にはみ出さない位置、より一
般的には印刷時にマスクプレートと干渉しない位置、と
の２位置に切換えることができる構成であればよく、上
記実施形態に限定されるものではない。

【００５５】又、上面合わせ装置の設置スペースが十分
あり、基板クランプユニット１４のようには上下動しな
い固定部材に上面合わせ装置を取り付けることができれ
ば、上面合わせ装置は、位置決め板を水平方向にのみ移
動させる機構を備えていれば十分である。

【００５６】又、バックアップユニットを上昇させ、基
板を上面合わせ手段に押し付ける手段も、上記実施形態
のようなエアシリンダに限定されるものではなく、ば
ね、モータ、あるいはこれらの組み合わせ等、弾性的に
押し付けることができるものであればよい。

【００５７】バックアップユニットを印刷中に固定・保
持する方法も、上記実施形態のようにバックアップ軸と
該バックアップ軸をエアシリンダを用いて固定するもの
に限定されるものではない。

【００５８】上記実施形態によれば、ボールねじやサー
ボモータ等の高価な部品を使用する必要がなくなり、低
コスト化を達成することができる。又、手動で調節する
必要がなく、基板の厚みデータを入力する必要もなく、
バックアップユニットの水平を保ちつつ上昇させる際の
厳密さが不要であるため、構造が簡易化され組付けが容
易となる。又、基板の厚みがばらついて毎回基板の厚み
が変化するような場合でも、自動的に基板の位置合わせ
を行うことが可能となる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
人手を要せず、コスト増を招くこともなく簡易に基板の
上下方向の位置決めをすることができ、基板の厚みが変
化しても、容易に基板の上下方向の調整を行い、基板を
マスクプレートに正確に密着させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るクリーム半田印刷
機の概略を示す正面図

【図２】上面合わせ装置の他の例を拡大して示す正面図

【図３】バックアップユニット駆動手段の例を示す分解
斜視図

【図４】バックアップ軸クランプの例を示す分解斜視図

【図５】第１実施形態に係る上面合わせ装置の作用を示
す略示正面図

【図６】本発明の第２実施形態に係る上面合わせ装置を
拡大して示す略示正面図

【図７】第２実施形態に係る上面合わせ装置の作用を示
す略示正面図

【図８】従来のクリーム半田印刷機の例を示す略示正面
図

【符号の説明】

１０…クリーム半田印刷機 １２…マスクプレート １３…基板 １４…基板クランプユニット １６…バックアップユニット １８…昇降板 ２０…バックアップ軸 ２２…ボールブッシュ ２４…バックアップ軸クランプ（バックアップクラン
プ） ２６…エアシリンダ（バックアップユニット駆動手段） ２８、４０…上面合わせ装置 ３０…位置決め板 ４２…位置決めレバー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の一部又は全部を挟み込んで、該基板
   の横方向の位置決めをする基板クランプユニットと、上
   下方向に駆動され前記基板を下側から支持するバックア
   ップユニットと、該バックアップユニットを上下方向に
   駆動するバックアップユニット駆動手段と、該バックア
   ップユニットを固定するバックアップクランプとを有
   し、基板をマスクプレート下面に密着させ、マスクプレ
   ート上面に沿ってスキージを摺動させることにより該マ
   スクプレートに形成されたパターン開孔部を通して前記
   基板にクリーム状の半田を塗布するクリーム半田印刷機
   において、 前記バックアップユニットにより上下動される前記基板
   の移動軌跡内にその一部が入る上面合わせ位置と、印刷
   中前記マスクプレートと干渉しない退避位置とに切換可
   能で、且つ、前記上面合わせ位置において前記基板クラ
   ンプユニット上面と高さが略一致する下側面を有する上
   面合わせ手段を備えたことを特徴とするクリーム半田印
   刷機。
2. 【請求項２】請求項１において、前記バックアップユニ
   ット駆動手段は、前記バックアップユニットを上昇さ
   せ、前記基板を前記上面合わせ手段に弾性的に押し付け
   るようにしたことを特徴とするクリーム半田印刷機。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、前記上面合わせ
   手段は、前記バックアップユニットの上昇動作に連動し
   て、前記退避位置から前記上面合わせ位置へ切換わるよ
   うにしたことを特徴とするクリーム半田印刷機。
4. 【請求項４】請求項１において、前記上面合わせ手段
   を、前記退避位置から該上面合わせ手段を上昇させ、該
   上面合わせ手段の上面と前記基板クランプユニット上面
   との高さが略一致する位置で、前記上面合わせ手段の上
   面が前記マスクプレートの下面に当接するように構成し
   たことを特徴とするクリーム半田印刷機。