JPH11227154A - 基板保持具及びそれを用いたスクリーン印刷機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間及び最小コストにて、専用品として製
作できるようにした基板保持具及びそれを用いたスクリ
ーン印刷機を実現する。 【解決手段】 基板保持具構造として、立壁１１同士の
間に形成された一段低くい窪み面１５を有し、窪み面１
５に左右前後に延びる連続溝１６を形成し、かつ連続溝
１６に連通して吸引源Ｐに接続される貫通孔１７を設け
たベース部材９と、窪み面１５に接合されて連続溝１６
との間に吸引経路１８を形成する被覆部材１２と、吸引
経路１８と対応する被覆部材１２上に立設されて、被覆
部材１２の該当部に穴１２ａをあけ貫通孔１７から吸引
することにより立壁１１上に載せられる基板１を裏面側
から吸着支持するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板等
の基板を支持する基板保持具及びそれを用いたスクリー
ン印刷機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】表面実装工程等で用いられるスクリーン
印刷機は、図７に例示される如く配線板等のプリント基
板５０を着脱可能に支持する基板保持具５１と、スクリ
ーン５２と、スクリーン５２上を移動するスキージ５２
等を備えている。この基板保持具５１は、同図の如く凹
所５１ａの内側に複数のサポート部５１ｂを有し、プリ
ント基板５０を凹所５１ａに嵌合した状態で水平方向の
動きを凹所５１ａの内端面部により位置規制する。同時
に、そのプリント基板５０をサポート部５１ｂにより裏
面側から支持して基板下方向への変位を規制するように
なっている。また、基板保持具５１が駆動テーブル５５
等を介して昇降されることにより、プリント基板５０の
被印刷面５０ａをスクリーン５２の裏面に略直角に接離
する。スクリーン５２は、印刷パターンが描画した所定
のパターン孔５２ａを有し、枠部材５３に張設した状態
に保持されている。

【０００３】スキージ５２は、図７（ａ）の如くスクリ
ーン５１に形成された画像領域をなぞりながら、ホルダ
ー５４等により前後又は左右方向へ移動される。する
と、スクリーン５２上に供給されたペースト５６がスキ
ージ５２により移動されながらパターン孔５２ａ内に充
填され、これが被印刷面５０ａに付着される。その後、
基板保持具５１が図７（ｂ）の如くプリント基板５０と
共に駆動テーブル５４等を介し下降され、スクリーン５
２と直角な方向に離れる。このときパターン孔５２ａに
充填されているペースト５５が被印刷面５０ａに付着し
た状態でパターン孔５２ａより抜き出され、被印刷面５
０ａに転移し印刷が完了する。なお、スキージ５２はホ
ルダー５４と共に上昇し、待機する。印刷後は基板保持
具５１のプリント基板５０が交換されて、次のプリント
基板５０が同様に印刷される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような基板保
持具５１は、プリント基板５０を被印刷面５０ａを上向
きにして凹所５１ａの内端面部により位置規制すると共
に、プリント基板５０の下方変位をサポート部５１ｂ等
により規制する構造である。したがって、例えば、プリ
ント基板５０が２面の印刷つまり、図７の如く基板５０
の片面に部品５７が既に実装されているようなときに
は、凹所５１ａの大きさと共にサポート部５１ｂの位置
等について部品５７を考慮したものでなければならな
い。このような背景から、従来は、基板５０毎に専用の
基板保持具が設計され、それに基づいて全体を作るよう
にしていた。このため、試作品や小ロットの場合等には
その製作時間が作業上のネックとなり、経費的にもコス
ト高になっている。また、従来は、急に印刷が必要にな
ったとき、また基板データが無い等の何らかの理由で基
板保持具を製作できなかったときに、やむなく手刷り印
刷により対処していた。この手刷り印刷の場合は、印刷
が安定しないため、印刷ズレやはんだ量のばらつきが発
生し、はんだ付け不良発生の原因となる。

【０００５】本発明は、上記したような問題について、
組立方式の適用を工夫することにより解消できるように
したものである。その目的は、特に試作品や多品種小ロ
ットに好適であり、短時間及び最小コストにて、専用品
として製作できるようにした基板保持具及びそれを用い
たスクリーン印刷機を提供することにある。更に他の目
的は、以下に説明する内容の中で順次明らかにして行
く。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、基板をその被印刷面を上向きにした状態で着
脱可能に支持する基板保持具において、立壁同士の間に
形成された一段低くい窪み面を有し、該窪み面に左右前
後に延びる連続溝を形成し、かつ該連続溝に連通して吸
引源に接続される貫通孔を設けたベース部材と、前記窪
み面に接合されて前記連続溝との間に吸引経路を形成す
る被覆部材と、前記吸引経路と対応する前記被覆部材上
に立設されて、該被覆部材の該当部に穴をあけ前記貫通
孔から吸引することにより前記立壁上に載せられる前記
基板を裏面側から吸着支持する吸着治具とから構成した
ものである。また、本発明は、基板をその被印刷面を上
向きにした状態で着脱可能に支持する基板保持具と、印
刷パターンを描画したスクリーンと、前記スクリーン上
を移動することによりスクリーンを介して前記基板の被
印刷面上にペースト状材を塗布するスキージとを備えた
スクリーン印刷機において、前記基板保持具として、上
記技術要素からなるものを使用している構成である。

【０００７】以上の本発明において、基板保持具として
は、少なくとも、ベース部材と複数の吸着治具がセット
品として具体的な基板と関係なく製作される。このう
ち、吸着治具は、高さ等の寸法が異なる複数のものが組
として用意されることが好ましい。また、被覆部材は、
連続溝が分かる透明又は半透明のもので、基板配線等の
パターンを転写しているフイルムを用いることが好まし
い。

【０００８】そして、次の手順にて基板保持具として組
み立てられ、スクリーン印刷機に適用されて対象基板を
支持する。先ず、被覆部材は、ベース部材の窪み面に対
応した（即ち、連続溝を完全に覆う）大きさにカットさ
れる。これを窪み面に両面接着テープ等により接合す
る。その後、吸着治具は、連続溝の上にくるよう被覆部
材上に両面接着テープ等により立設される。この場合、
その吸着治具は、基板の吸着ポイントに応じて（例え
ば、２面の印刷では基板面で吸着するか、実装されてい
る部品で吸着するか等が決められ）最適なものが選択さ
れる。また、被覆部材には吸着治具の吸引孔と吸引経路
とを連通する穴があけられる。この状態で、基板は、ベ
ース部材の立壁と共に吸着治具上に載せられ、ベース部
材の貫通孔から吸引経路内を負圧に吸引することによ
り、吸着治具を介し吸着支持される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる形
態例は、本発明の好適な具体例であり、本発明の範囲を
何ら制約するものではない。

【００１０】図１から至図４は本発明の形態例として示
すスクリーン印刷機用の基板保持具構造を示すもので、
図１は基板保持具を構成しているベース部材を主体とし
た斜視図、図２は基板保持具を組立状態で示し、図２
（ａ）は上から見た平面図、図２（ｂ）は同（ａ）のＡ
ーＡ線断面図である。図３は吸着治具の２例を示し、図
４は必要に応じて用いられるサポート治具を示してい
る。図５はその基板保持具の組立例を示し、図５（ａ）
は上から見た平面図、図５（ｂ）は側面図である。図６
（ａ），（ｂ）はそれを用いたスクリーン印刷機の印刷
過程を示している。本発明のスクリーン印刷機は、図６
に示される如く配線板等のプリント基板１を着脱可能に
支持する基板保持具２と、スクリーン３と、スクリーン
３上を移動するスキージ４等で構成されており、基板保
持具２が従来と相違している。

【００１１】すなわち、スクリーン３は、印刷パターン
が描画されたもので、その外周を枠部材５に所定の張力
にて保持されている。スキージ４は、スクリーン３に形
成された画像領域をなぞりながら移動できる幅に形成さ
れており、ホルダー７に保持されて上下及び左右に移動
可能になっている。そして、クリームはんだの印刷時に
は、スキージ４がホルダー７と一体にスクリーン３の一
側より他側、つまり前後方向、又は左右方向に向かって
供給されたクリームはんだ８を伴って移動され、このと
きスクリーン３を介しプリント基板１上にクリームはん
だが転移されて印刷される。

【００１２】基板保持具２は、ベース部材９を主体と
し、このベース部材９に組み付けられる被覆部材１２及
び吸着治具１３と、必要に応じて組み付けられるサポー
ト治具１４とを有し、駆動テーブル２２等を介して昇降
される。ベース部材９は、金属等の剛性材質からなり、
図１に示される如く断面略凹状をなし、立壁１１が両側
に設けられ、立壁１１同士の間が一段低い窪み面１５に
形成されている。窪み面１５には格子状の連続溝１６が
設けられている。この連続溝１６は格子状に形成した
が、窪み面１５の略全体（前後左右）にわたって連続し
た溝であれば任意の形状に形成することができる。立壁
１１同士の間の間隔は、通常取り扱われる基板の大きさ
を考慮して決められる。窪み面１５の落ち込み量は、通
常取り扱われる基板に実装される最も大きな部品等を想
定し、吸着治具１３を間に配置できる寸法に設定され
る。そして、ベース部材９には、連続溝１６の一部に通
じる貫通孔１７が設けられ、貫通孔１７に真空装置等の
吸引源Ｐをホース等を介して接続するようになってい
る。この貫通孔１７は、片側の立壁１１内から側面に貫
通されているが、連続溝１６の一部からベース部材９の
裏面側に貫通してもよい。

【００１３】被覆部材１２は、図２（ｂ）に示す如く窪
み面１５上に配置されて、連続溝１６との間に吸引経路
１８を形成するものである。通常は、連続溝１６が上か
ら分かる透明又は半透明のものが用いられる。また、２
面の印刷の場合等では、プリント基板１の吸着ポイント
を容易に判断可能にするため基板配線等のパターンが転
写されているものが好ましい。そして、被覆部材１２
は、窪み面１５に対応した大きさにカットされ、窪み面
１５に両面接着テープ１９等を介し貼着される。

【００１４】吸着治具１３は、被覆部材１２上に立設さ
れて、プリント基板１を裏側から吸着支持するもので、
上下に貫通した吸入孔１３ａを有している。構造的に
は、ゴム製であり、下部１３ｂ側の外径を連続溝１６の
溝幅よりも大きくし、上部１３ｃを径大にしてプリント
基板１に接面し易くすることである。そして、通常は、
対象プリント基板１と関係なく、図３（ａ）に示す如く
高さＬや径寸法を変えた複数のものが作られて用意され
る。その場合、高さＬの異なる吸着治具を作る方式とし
ては、図３（ｂ）に例示した如く共通の吸着治具１３に
対し下部１３ｂに別体の部材２０を継ぎ足すようにした
り、共通の上部１３ｃに対し異なる部材２０を継ぎ足す
ようにして、部材２０のみを交換することも可能であ
る。この場合は、例えば、上部１３ｃをゴム製にし、部
材２０を金属等の剛性のもので形成することが好まし
い。また、被覆部材１２上への取付手段としては、両面
接着テープや接着剤等を用いることができる。

【００１５】サポート治具１４は、被覆部材１２上の適
位置に立設され、プリント基板１の下方向の変位を基板
裏面側から吸着治具１３と共に規制するものであり、例
えば、プリント基板１が薄く変位し易いような場合等に
必要に応じて使用されるものである。このサポート治具
１４は、形状的に任意であるが、吸着治具１３と同様に
高さＨや径Ｍの寸法を変えた複数のものを予め作ってお
くことが好ましい。

【００１６】次に、以上の各部材をベース部材９に組み
付け、対象プリント基板１に合致した専用の基板保持具
を作るときの一例を説明する。なお、対象プリント基板
１は、図５（ｂ）に示す如く基板片面に部品２１が既に
実装された２面の印刷例であるが、１面でも差し支えな
いことは勿論である。ベース部材９の窪み面１５には、
連続溝１６を完全に覆う大きさにカットされた被覆部材
１２が両面接着テープ１９を介して接合操作される。そ
して、プリント基板１に対する吸着ポイントが決めら
れ、それに合った高さの吸着治具１３が選定される。選
定された各吸着治具１３は、被覆部材１２上に両面接着
テープ等により取り付けられる。また、この例では、プ
リント基板１を吸着治具１３と共に複数のサポート治具
１４を用いて支持するようにしており、各サポート治具
１４も両面接着テープ等により取り付けられる。なお、
被覆部材１２には、図２（（ｂ）に示される如く各吸着
治具１３の吸入孔１３ａと吸引経路１６とを連通する穴
１２ａがあけられる。この穴あけ作業は、吸着治具１３
が被覆部材１２に取り付けられる前、又は取り付けられ
た後に行ってもよい。以上の組立作業によりプリント基
板１に合致した専用の基板保持具２が製作される。この
基板保持具２は、スクリーン印刷機におけるスキージ７
の下方に設けられている駆動テーブル２２等に設置され
ると共に、図６に示される如くベース部材９の貫通孔１
７が真空装置等の吸引源Ｐにホース等を介して接続され
る。この吸引源Ｐは、図示を省略している制御部を介し
て作動し、後述する印刷サイクルに応じて駆動し、吸引
経路１６内の圧力を印刷時に所定の負圧にし、印刷終了
時に常圧に戻すことができるようになっている。

【００１７】次に、以上の基板保持具２を用いたときの
スクリーン印刷機の動作を説明する。基板保持具２に
は、プリント基板１が被印刷面１ａを上向きにした状態
で、立壁１１上に載せられるが、この前後に吸引源Ｐが
作動されて吸引経路１６を負圧状態にする。なお、立壁
１１の上端面には、プリント基板１の概略的な配置位置
が分かるような目印等を付けておき、プリント基板１が
所定の位置に載せられるようにすることが好ましい。プ
リント基板１は、立壁１１上に配置されると、各サポー
ト治具１４により下側から支持されると共に、各吸着治
具１３の先端も吸着ポイントに設定されたプリント基板
１の裏面や部品２１に当接している。そして、吸引経路
１６内が所定の負圧に達すると、各吸着治具１３が吸引
孔１３ａを介してプリント基板１をその圧に応じた吸引
力で吸着して、プリント基板１の移動を規制する。その
後、スキージ４は、図６（ａ）の如くスクリーン５１に
形成された画像領域をなぞりながら、ホルダー７等によ
り決められた方向へ移動される。すると、スクリーン３
上に供給されたクリームはんだ８がスキージ４により移
動されながらパターン孔３ａ内に充填され、これが被印
刷面１ａに付着される。その後、基板保持具２が図６
（ｂ）の如くプリント基板１と共に駆動テーブル２２等
を介し下降され、スクリーン３と直角な方向に離れる。
このときパターン孔３ａに充填されているクリームはん
だ８が被印刷面１ａに付着した状態でパターン孔３ａよ
り抜き出され、被印刷面１ａに転移し印刷が完了する。
なお、スキージ４はホルダー７と共に上昇し、待機す
る。同時に、吸引源Ｐの作動が停止され、吸引経路１６
内の圧が常圧になった段階で、プリント基板１が基板保
持具２から取り出される。これを１サイクルとして、以
後のプリント基板１が同様に印刷される。

【００１８】したがって、以上のような構造は、基板保
持具２について保持方法的に捉えると、印刷パターンを
描画したスクリーン３を介してプリント基板１の被印刷
面１ａにペースト状材等のクリームはんだ８を塗布する
場合、プリント基板１をその被印刷面１ａを上向きにし
た状態で着脱可能に支持するスクリーン印刷機等に用い
られる基板保持方法において、立壁１１同士の間に形成
された一段低くい窪み面１５を有し、該窪み面１５に左
右前後に延びると共に、外部から吸引可能にした連続溝
１６を形成したベース部材９を用い、窪み面１５上に被
覆部材１２を接合して連続溝１６との間に吸引経路１８
を形成した後、吸引経路１８と対応する被覆部材１２上
に吸着治具１３を立設し、被覆部材１２に吸引経路１８
と吸引治具１３の吸引孔１３ａとを連通する穴１２ａを
設けて吸引経路１８内を吸引することにより、プリント
基板１を吸着治具１３を介し吸着支持するものである。
そして、この構造では、ベース部材９と吸着治具１３等
を予め製作しておき、それを用いてプリント基板１に合
致した専用の基板保持具２として組み立てることができ
る。したがって、主要部を予め製作できるため製作時間
を大幅に短縮できる。また、被覆部材１２と吸着治具１
３等を外すことにより、ベース部材９や吸着治具１３等
を繰り返し使用することができる。しかも、ベース部材
９と寸法の異なる多種の吸着治具１３を用意しておくこ
とにより、形態の異なる各種のプリント基板１に対応可
能になる。

【００１９】なお、上記実施例では、プリント配線基板
上にクリームはんだを印刷するスクリーン印刷機につい
て説明したが、プリント配線基板に限ることなく他の基
板でもよく、また印刷する物もクリームはんだに限るこ
となく他のインク等のペースト状材であっても差し支え
ないものである。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の基板保持
具及びそれを用いたスクリーン印刷機は、予め製作され
たベース部材と吸着治具とを用いて、対象基板に適合し
た専用の基板保持具として組立可能であることから、次
のような効果を有している。第１に、基板データに基づ
いて基板保持具全体を製作する従来方式に対し、ベース
部材と吸着治具を予め製作しておくと、後は機械的な加
工を必要とせず、被覆部材の接合作業と吸着治具を組み
付ければよいため、製作時間を大幅に短縮でき、これに
より、例えば、急に必要となったとき等に容易かつ迅速
に対処することができる。第２に、大きめのベース部材
と寸法の異なる多種の吸着治具を用意しておくことによ
り、大小様々なサイズの基板に対応でき、また基板の吸
着ポイントを自由に選べる点からも制約を受けず、汎用
性に優れており、例えば、吸着ポイントを変更する場合
等にも迅速に対処できる。第３に、必要なくなったら被
覆部材と吸着治具を外すだけで、ベース部材と吸着治具
を繰り返し使用することができる。このため、無駄がな
く、コスト低減と共に資材の有効利用が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した基板保持具構造をベース部材
を主として示す斜視図である。

【図２】上記基板保持具を組立て状態で示す平面及び断
面図である。

【図３】本発明の吸着治具例を示す図である。

【図４】本発明に必要に応じて用いられるサポート治具
例を示す図である。

【図５】本発明を適用して製作された基板保持具例を示
す図である。

【図６】図５の基板保持具を用いたスクリーン印刷過程
を示す図である。

【図７】従来技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１はプリント基板（基板） ２は基板保持具 ３はスクリーン ８はクリームはんだ ９はベース部材 １１は立壁 １２は被覆部材 １３は吸着治具 １４はサポート治具 １５は窪み面 １６は連続溝 １７は貫通孔 １８は吸引経路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板をその被印刷面を上向きにした状態
   で着脱可能に支持する基板保持具において、 立壁同士の間に形成された一段低くい窪み面を有し、該
   窪み面に左右前後に延びる連続溝を形成し、かつ該連続
   溝に連通して吸引源に接続される貫通孔を設けたベース
   部材と、 前記窪み面に接合されて前記連続溝との間に吸引経路を
   形成する被覆部材と、 前記吸引経路と対応する前記被覆部材上に立設されて、
   該被覆部材の該当部に穴をあけ前記貫通孔から吸引する
   ことにより前記立壁上に載せられる前記基板を裏面側か
   ら吸着支持する吸着治具とを少なくとも備えていること
   を特徴とする基板保持具。
2. 【請求項２】 前記被覆部材が、前記窪み面に接着テー
   プを介して貼着される請求項１に記載の基板保持具。
3. 【請求項３】 前記被覆部材が、透明又は半透明のフイ
   ルムである請求項１又は２に記載の基板保持具。
4. 【請求項４】 前記フイルムが、基板配線等のパターン
   を転写している請求項３に記載の基板保持具。
5. 【請求項５】 前記被覆部材上の適位置に立設され、前
   記基板の下方向の変位を基板裏面側から規制するサポー
   ト治具を有している請求項１から４の何れかに記載の基
   板保持具。
6. 【請求項６】 基板をその被印刷面を上向きにした状態
   で着脱可能に支持する基板保持具と、印刷パターンを描
   画したスクリーンと、前記スクリーン上を移動すること
   によりスクリーンを介して前記基板の被印刷面上にペー
   スト状材を塗布印刷するスキージとを備えたスクリーン
   印刷機において、 前記基板保持具として、請求項１に記載されたものを使
   用していることを特徴とするスクリーン印刷機。