KR101138905B1 - 스크린 인쇄장치 - Google Patents

Abstract

마스클 플레이트를 기판상에 접합하여 패턴홀을 통해 기판에 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄장치에 있어서, 상기 기판(6)의 측단부의 단면이 클램퍼(7)에 의해 그 양측으로부터 끼워져 유지된다. 휨 교정 부재(20)를 장착한 휨 교정부(17)는 클램퍼(7)에 설치된 판상의 탄성 금속으로 구성된다. Z축 테이블(4)의 기판 유지부에 유지되는 상기 기판(6)이 고정될 때, 기판(6)의 측단부(6a)의 상면측에 휨 교정 부재(20)의 자유단부(20b)가 접합되고, 자유단부(20b)가 하방으로 가압되어 상기 기판(6)의 휨 변형이 교정된다. 따라서, 간편하고 저렴한 기구에 의해 상기 기판의 휨 변형이 교정되고, 고정상태를 확실하게 유지할 수 있다.

스크린, 인쇄, 클램퍼

Description

스크린 인쇄장치{Screen printer}

본 발명은 기판에 크림 솔더(cream solder), 전도성 페이스트(conductive paste) 등의 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄장치에 관한 것이다.

전자부품 탑재 공정에 있어서, 스크린 인쇄는 기판상에 크림 솔더, 전도성 페이스트 등의 페이스트를 인쇄하기 위한 방법으로 사용된다. 이러한 방법은 인쇄 대상 부위에 따라 패턴홀(pattern hole)이 구비된 마스크 플레이트(mask plate)를 기판에 접합시키고, 마스크 플레이트 상에 상기 페이스트를 공급하여 스퀴지(squeegee)를 슬라이딩 시킴으로써, 패턴홀을 통해 기판상에 페이스트가 인쇄되도록 하는 것이다.

스크린 인쇄에 있어서, 기판을 마스크 플레이트에 밀착시키고, 기판의 위치를 정확히 유지하여 수평방향으로의 위치 이탈이 발생하지 않도록 할 필요가 있다. 이로 인해, 기판을 유지하는 기판 유지부에는 기판의 하면에 위치하고 기판을 지지하는 하수용부와, 기판의 측단부를 양측으로부터 끼워서 기판의 위치를 유지하는 클램프(clamp) 기구가 마련된다.

일반적으로 반입되는 기판은 두께방향으로 휘거나 뒤틀려서 변형되는 경우가 많다. 이 때문에, 기판 유지부의 고정에 있어서, 기판의 휘어짐을 교정하는 것을 목적으로 하며, 기판 유지부에 유지되는 기판을 상측으로부터 가압하여 휨을 교정하는 기구를 인쇄 위치 이외의 장소에 설치한 스크린 인쇄장치가 알려져 있다(예를 들면, 일본특허공보 제2001-38876호).

그러나, 상기와 같은 종래의 스크린 인쇄장치에 있어서, 휨 교정을 위한 기구를 별도로 설치함으로써 설비 전용면적이나 설비 비용이 증대되고, 이하에 설명되는 클램프가 이탈되는 문제점이 발생하기 쉬웠다. 즉, 상술한 스크린 인쇄장치에 있어서, 기판을 고정한 후에 기판 유지부를 인쇄 위치까지 이동시켜야 할 필요가 있었다. 그러나, 휘어지는 경향이 강한 종류의 기판의 경우에는, 이 이동중에 기판이 고정상태(clamp state)로부터 이탈되는 문제가 발생하였다. 이처럼, 종래의 스크린 인쇄장치는, 간편하고 저렴한 기구로 기판의 휘어짐 변형을 교정하여 확실하게 고정 상태를 유지하는 것이 어렵다는 문제가 있었다.

이에, 본 발명은 간편하고 저렴한 기구로 기판의 휘어짐 변형을 교정하여 확실하게 고정 상태를 유지할 수 있는 스크린 인쇄장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 패턴홀이 형성된 마스크 플레이트를 기판 위치 결정부에 위치되는 기판에 접합시키고, 상기 마스크 플레이트 상에 페이스트를 공급하고 스퀴즈를 슬라이딩시켜서 상기 패턴홀을 통해 기판에 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄장치로서, 상기 기판 위치 결정부에 상기 기판을 유지하는 기판 유지부와; 상기 기판 유지부로 유지되는 기판의 측단부의 단면을 클램프 부재의 클램프 면에 양측으로부터 끼워 넣고 유지하는 클램프 수단과; 상기 클램프 부재에 설치되고 상기 기판이 상기 클램프 부재에 끼워 넣어진 상태에서 기판의 측단부의 상면측에 휨 교정 부재를 접합시키고 가압하여 기판의 휘어짐 변형을 교정하는 휨 교정부; 및 상기 기판 유지부를 승강시켜 상기 유지되는 기판의 상면의 높이 위치를 상기 휨 교정 부재의 하면에 대하여 정렬시키는 위치 정렬 승강 수단을 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 휨 교정 부재는 클램프 부재에 설치되고, 상기 기판이 클램프 부재에 끼워 넣어진 상태에서 상기 기판의 측단부의 상면측에 휨 교정 부재를 접합시켜 기판의 휨 변형을 교정한다. 유지되는 기판의 상면의 높이 위치는 기판 유지부를 승강시킴으로써 휨 교정 부재의 하면에 대하여 정렬된다. 이러한 구조를 채용함으로써, 간편하고 저렴한 기구에 의해 기판의 휘어짐 변형이 교정되고, 확실하게 고정 상태를 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스크린 인쇄장치의 측면도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스크린 인쇄장치의 평면도.

도 3A, 도 3B 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스크린 인쇄장치의 휨 교정 부재의 장착 설명도.

도 5A, 도 5B, 도 6A 및 도 6B는 본 발명의 일실시예에 따른 스크린 인쇄장치의 휨 교정 부재의 기능 설명도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 먼저, 도 1 및 도 2 를 참조하여 스크린 인쇄장치의 구조를 설명한다. 도 1에 있어서, 기판 위치 결정부(1)는 Y축 테이블(2) 및 X축 테이블(3)로 구성된 이동 테이블 상에 Z축 테이블(4)을 계단식으로 적층하여 구성된다. 기판(6)을 흡착하고 유지하는 기판 유지면은 Z축 테이블(4)의 상면에 형성된다. 따라서, Z축 테이블(4)은 기판 위치 결정부(1)에 있어서 하측으로부터 기판(6)을 수취하여 유지하는 기판 유지부를 구성한다. Y축 테이블(2) 및 X축 테이블(3)의 작동을 제어하여 기판 유지부에 유지되는 기판을 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 스크린 인쇄시에 기판(6)의 위치를 조정할 수 있다. 또한, Z축 테이블(4)의 작동을 제어하여 유지된 기판(6)의 위치를 임의의 높이로 설정할 수 있다.

기판 위치 결정부(1)의 상방에는 한 쌍의 반송 레일(5)이 수평으로 설치되어 있다. 반송 레일(5)은 상측의 반입 레일(9, 도 2)로부터 수취한 기판(6)을 기판 위치 결정부(1)까지 X방향으로 반송한다. 후술되는 스크린 인쇄부(11)에 의해 기판 위치 결정부(1)에 인쇄가 행해진 후에, 기판(6)은 반출 레일(11)에 의해 하측으로 반출된다. 반송 레일(5)은 기판 위치 결정부(1)까지 기판을 반송하는 기판 반송 수단을 구성한다.

쌍을 이루는 반송 레일(5)은 각각 클램퍼(클램프 부재)(7)를 구비한다. 일측의 클램퍼(7)는 클램프 구동 기구(8)의 이동 로드(moving rod, 8a)와 결합되고, 수평방향으로 이동이 가능하다. 이동 로드(8a)가 돌출한 상태에 있어서, 클램퍼(7)는 기판(6)의 측단부로부터 떨어진 위치에 위치되고, 고정이 되지 않은 상태에 놓이게 된다. 가동측의 클램퍼(7)는 이동 로드(8a)의 복귀 가동에 의해 화살표 방향으로 이동하고, 기판 유지부로 유지되는 기판(6)의 측단부의 단면을 두 개의 클램프면(7a)에 끼워넣고 고정한다. 즉, 클램퍼(7) 및 클램프 구동 기구(8)는 기판 유지부에 유지되는 기판(6)의 측단부의 단면을 클램프 부재의 클램프면에 양측으로부터 끼워 넣고 유지하는 클램프 수단을 구성한다.

스크린 인쇄부(11)는 기판 위치 결정부(1)의 상방에 설치된다. 스크린 인쇄부(11)는 패턴홀(12a)을 다수 구비하는 마스크 플레이트(12) 상에 스퀴즈 유닛(13)을 배치한 구성으로 되어 있다. 기판(6)은 기판 위치 결정부(1)에 의해 마스크 플레이트(12)에 대하여 적당한 위치에 정렬되고, 마스크 플레이트(12)의 하방으로부터 마스크 플레이트(12)에 접합된다. 스퀴즈 유닛(13)은 수평 베이스(14)에 수직으로 설치되는 두 개의 스퀴즈 승강 기구(15)에 의해 스퀴즈(16)가 자유롭게 승강되도록 설치한 구성이고, 도시하지 않은 스퀴즈 이동 기구에 의해 Y방향으로 왕복운동한다.

기판(6)이 마스크 플레이트(12)의 하면에 접합된 상태에 있어서, 마스크 플레이트(12) 상에 페이스트와 같은 크림 솔더를 공급하고, 마스크 플레이트(12)의 표면에 스퀴즈(16)를 접합시키고, 이러한 스퀴즈(16)를 슬라이딩 시킴으로써, 기판(6)의 표면에 패턴홀(12a)을 통해 크림 솔더가 인쇄된다. 이러한 스크린 인쇄 동작에 있어서, 기판(6)은 클램퍼(7)에 의해 그 양측으로부터 고정되고, 그 수평방향의 위치가 유지된다.

도 2에 도시된 것처럼, 다수의 휨 교정부(17)는 클램퍼(7)의 클램프면(7a) 측에 형성된다. 도 3A, 도 3B 및 도 4를 참조하여 휨 교정부(17)의 구조를 설명한 다. 도 3B는 도 3A의 A-A단면을 나타낸다. 클램퍼(7)에는 클램프면(7a)측의 상단부를 커팅하여 사각형상으로 각각 형성한 홈부(7b)들이 다수의 위치에 마련되고, 휨 교정 부재(20)가 장착 블럭(21)에 의해 홈부(7b)에 장착된다.

도 3B에 도시된 것처럼, 휨 교정 부재(20)는 두께가 0.1mm 정도의 탄성 금속(예를 들면, 스프링강 및 스테인레스강)의 판상부재를 밴딩 가공으로 제작하여 단면이 고정단부(20a) 및 자유단부(20b)의 두 개의 수평부를 갖는다. 휨 교정 부재(20)의 두께는 대상이 되는 기판(6)의 강성 및 휨 변형 정도에 따라 적절하게 설정된다. 도 4에 도시된 것처럼, 고정단부(20a)에는 설치구멍(20c, 20d)이 형성되고, 장착 블럭(21)에는 윗면측에 카운터 보링(counter boring)부를 갖는 설치구멍(21a)과 나사구멍(21b)이 형성된다.

휨 교정 부재(20)가 홈부(7b)에 장착될 때에는, 먼저 볼트(22)를 고정단부(20a)의 하면측으로부터 설치구멍(20d)에 삽입하고, 나사구멍(21b)에 볼트(22)를 나합 체결하여 휨 교정 부재(20)와 장착 블럭(21)을 고정한다. 그리고 고정단부(20a)가 홈부(7b)의 바닥면을 따라 위치된 상태에서, 설치구멍(21a, 20c)을 통해 홈부 내에 형성되는 구멍부(7c)에 볼트(23)를 나합 체결한다. 따라서, 휨 교정 부재(20)는 고정단부(20a)가 장착블럭(21)과 홈부(7b)의 바닥면 사이에 끼워진 상태로 장착된다. 볼트(23)는 홈부의 구멍부(7c)에 대해 조이거나 풀어서 자유롭게 해체할 수 있다.

이러한 장착 상태에서, 도 3에 도시된 것처럼, 자유단부(20b)의 하면이 클램퍼(7) 상면의 높이에 일치되고, 자유단부(20b)의 선단부가 클램프면(7a)으로부터 후술되는 휨 교정시에 가압 길이로서 요구되는 돌출 길이 d 만큼 돌출되도록 휨 교정 부재(20)와 홈부(7b)의 형상 및 치수가 결정된다. 즉, 휨 교정 부재(20)에 있어서, 일측단부인 고정단부(20a)가 클램퍼(7)의 상면에 형성된 홈부(7b)내에 고정되고, 타측단부인 자유단부(20b)가 클램퍼(7)의 상면 높이와 동일한 높이로 클램프면(7a)으로부터 기판(6)측으로 연장된다.

볼트(22, 23)에 의해 휨 교정 부재(20)가 홈부(7b)내에 장착된 상태에서, 볼트(22)의 헤드부는 홈부(7b)에 형성된 구멍부(7d)내에 수용되고, 볼트(23)의 헤드부는 설치구멍(21a)의 카운터 보링 구멍내에 수용된다. 휨 교정 부재(20)의 장착 상태에 있어서, 극히 얇은 휨 교정 부재(20)는 인쇄 동작시에 인쇄 동작을 방해하지 않도록 클램퍼(7)의 상면에서 두께량 만큼만 돌출된다.

도 5A 및 도 5B는 기판(6)이 클램퍼(7)에 의해 고정된 상태에서 휨 교정 부(17)의 기능을 나타낸다. 기판 위치 결정부(1)로 반입되는 기판(6)은 일반적으로 도 5A에 도시된 것처럼, 상방으로 휘어져 변형되는 경우가 많이 있다. 따라서, 클램퍼(7)에 의해 기판(6)을 양측으로부터 끼워 넣고 고정할 때, 기판(6)의 단면을 정상적으로 끼워 넣을 수 없는 고정 실패와 같은 결함이나, 기판이 일단 고정된 후에 기판 위치 결정부(1)를 이동시킬 때에 충격 등으로 인해 고정 상태로부터 기판(6)이 이탈되는 등의 이상이 생기기 쉽다.

이와 같은 경우에 있어서, 도 5에 도시된 것처럼, Z축 테이블(4) 상에 기판 유지부로 유지된 기판(6)이 고정된 상태에서, 상기한 형상의 휨 교정 부재(20)를 구비한 휨 교정부(17)를 클램퍼(7)에 설치하여, 휨 교정 부재(20)의 자유단부(20b) 선단이 기판(6)의 측단부(6a)에 접합된다. 따라서, 휨 교정 부재(20)의 탄성력에 의해 측단부(6a)가 하방으로 가압되어, 상방으로 휘어진 휨 변형이 교정된다.

즉, 클램퍼(7)에 설치된 휨 교정부(17)는 기판(6)이 클램퍼(7)에 의해 끼워진 상태에서, 기판(6)의 측단부(6a)의 상면측상에 휨 교정 부재(20)의 자유단부(20b)를 접합시키고, 가압하여 기판(6)의 휨 변형을 교정한다. 클램퍼(7)에 의해 기판(6)이 고정된 상태에서, 측단부(6a)는 클램프면(7a)으로부터 돌출길이 d 만큼 돌출된 자유단부(20b)의 선단부에 의해 확실하게 결합되고, 기판(6)이 고정 상태에서 이탈되는 현상이 발생하지 않는다.

도 6A는 고정상태에서 기판(6)의 높이 방향의 위치를 나타낸다. 인쇄 대상인 기판(6)은 두께가 여러가지로 다르기 때문에, 스크린 인쇄 작업이 시작되기 전에 기판(6)의 두께 t1을 미리 입력한다. 스크린 인쇄 동작에 있어서, 기판(6)이 고정 될 때, 기판(6)의 상면이 클램퍼(7) 상면의 높이 즉, 자유단부(20b)의 하면의 높이에 일치되도록 제어부(24)에 의해 Z축 테이블의 동작이 제어된다. 다시 말하면, Z축 테이블(4)은 상면의 기판 유지부를 승강시켜 유지된 기판(6) 상면의 높이 위치를 휨 교정 부재(20)의 하면에 대하여 정렬시키기 위한 위치 정렬 승강 수단으로서의 기능을 한다.

도 6B는 위에서 설명한 바와 같이, 두께 t1으로 입력된 상태에 있어서, 두께 t2( 〉t1)의 기판이 잘못 반입되는 경우, 휨 교정 부재(20)의 거동을 나타낸다. 전술한 것처럼, 휨 교정 부재(20)는 1mm 정도의 두께를 갖는 얇은 판으로 이루어진 판상 부재이기 때문에, 충분한 가용성을 갖는다. 자유단부(20b)의 선단부에 상방으 로의 힘이 적용될 때, 도 6B에 도시된 것처럼, 휨 교정 부재(20)는 장착 블럭(21)에 끼워진 고정단부(20a)측에 대하여 상방으로 휘어진다. 따라서, 기판의 데이터가 잘못 입력이 되는 경우에 있어서도, 기판의 변형 및 휨 교정 부재(20) 자체의 손상이 발생하지 않는다.

이와 같이, 종래의 스크린 인쇄장치에 요구되는 휨 교정을 위한 전용기구를 별도로 구비할 필요없이 클램퍼(7)에 상기한 휨 교정부(17)를 구비함으로써, 기판(6)을 정상적으로 고정할 수 있다. 또한, 고정 상태에서, 기판(6)의 측단부(6a)는 항상 휨 교정 부재(20)에 의해 계지된다. 그러므로, 휘어지기 쉬운 종류의 기판을 대상으로 하는 경우에 있어서도, 기판 위치 결정부의 이동중에 고정 상태로부터 기판이 이탈되는 경우가 발생하지 않는다. 따라서, 간편하고 저렴한 기구로 기판의 휨 변형을 교정하고, 확실하게 고정상태를 유지할 수 있다.

본 발명의 스크린 인쇄장치는 간편하고 저렴한 기구로 기판의 휨 변형을 교정하고, 확실하게 고정상태를 유지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 스크린 인쇄장치는 기판에 크림솔더, 전도성 페이스트 등의 페이스트를 인쇄하는 분야에서 유용하다.

본 출원은 2004년 01월 21일에 출원된 일본 특허출원 제 2004-12652호를 기초로 하여 그 우선권을 주장하며, 상기 출원의 내용 전체가 본 출원에 포함된다.

Claims (7)

1. 패턴홀이 형성된 마스크 플레이트를 기판 위치 결정부에 위치되는 기판에 접합시키고, 상기 마스크 플레이트 상에 페이스트를 공급하고 스퀴즈를 슬라이딩시켜서 상기 패턴홀을 통해 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄장치로서,

   상기 기판 위치 결정부에 상기 기판을 유지하는 기판 유지부;

   상기 기판 유지부로 유지되는 기판의 측단부의 단면을 클램프 부재의 클램프면에 양측으로부터 끼워 넣고 유지하는 클램프 수단;

   상기 클램프 부재에 설치되고, 상기 기판이 상기 클램프 부재에 끼워 넣어진 상태에서 상기 기판의 측단부의 상면측에 휨 교정 부재를 접합시켜서 상기 기판의 휨 변형을 교정하는 휨 교정부; 및

   상기 기판 유지부를 승강시켜서 상기 유지되는 기판의 상면의 높이 위치를 상기 휨 교정 부재의 하면에 대하여 정렬시키는 위치 정렬 승강 수단을 포함하고,

   상기 휨 교정 부재는 일측단부가 상기 클램프 부재의 상면에 형성되는 홈부내에 고정되고, 타측단부가 상기 클램프 부재의 상면 높이와 동일한 높이로 상기 클램프면으로부터 기판측으로 연장된 가요성의 판상 부재인 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 판상 부재는 상기 타측단부에 상방으로 힘이 작용하면, 상기 일측단부를 지점으로 하여 상방으로 휘어지는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 판상 부재는 고정단부 및 자유단부의 두 개의 수평부를 구비한 단면을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 휨 교정 부재는 상기 고정단부가 장착블럭과 홈부 사이에 끼워 넣어진 상태에서 장착되는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 클램프면의 상면에 형성된 다수의 홈부에 다수의 휨 교정 부재가 형성되어 장착되는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 휨 교정 부재는 상기 홈부로부터 자유롭게 해체되는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄장치.

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