WO2005018935A1

WO2005018935A1 - スクリーン印刷装置

Info

Publication number: WO2005018935A1
Application number: PCT/JP2004/011753
Authority: WO
Inventors: Kazumi Kato; Masamichi Wada
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2004-08-16
Publication date: 2005-03-03
Also published as: TWI261027B; TW200520955A; JP2005067005A; US7373879B2; US20060272521A1

Abstract

　本発明は、クリーム半田をスクリーン印刷するスクリーン印刷装置であり、スキージアセンブリ（３０）に櫛刃部材（３５）と半田漏れ防止ガイド（３６）とを備え、櫛刃部材によって、スクリーン（２１）上のクリーム半田（５２）をスキージ（３３）とスクリーン（２１）との接触摺動面に略垂直に仕切り、スキージの摺動動作とともにスクリーンとスキージとの間でクリーム半田が捻転されてスクリーン上を摺動方向と略垂直方向へ流動する現象を抑制し、半田漏れ防止ガイド（３６）によって、流動したクリーム半田がスキージ幅によって決まる印刷領域外へ漏れ出ることを防止する。

Description

明細書

スクリーン印刷装置

技術分野

[0001] 本発明は、スクリーン印刷装置に関し、特に、クリーム半田をスクリーン印刷する際にクリーム半田の一部がスキージの移動方向に対して略垂直方向に流れてスキージ両端から外部に漏れ出ることを防止するスクリーン印刷装置に関する。

本出願は、日本国において 2003年 8月 22日に出願された日本特許出願番号 200 3—299267を基礎として優先権を主張するものであり、この出願は参照することにより、本出願に援用される。

背景技術

[0002] 電子回路の組み立てに際して回路基板上に電子部品を実装する場合、回路基板として絶縁材料からなる基板表面に銅箔を接合し、エッチングによって所定の配線パターンを形成し、この上に電子部品を実装し、電子部品の電極や端子を回路基板の配線パターンの接続用ランドに半田付けする手法が用いられている。このような電子部品の電極と回路基板の接続用ランドとの接続には、クリーム半田が用いられる。すなわち、配線を施した回路基板表面の所定位置にスクリーン印刷の手法を用いてクリーム半田を印刷して付着させる。そしてこの上に電子部品を搭載し、電子部品が搭載された回路基板をリフロー炉内に導入する。クリーム半田は、リフロー炉内の熱によって溶融し、これにより電子部品の電極が回路基板の接続用ランドに半田付けされる。したがって、電子回路製造の際には、回路基板上にスクリーン印刷手法によってクリーム半田を塗布するためのスクリーン印刷装置が必要になる。

このようなスクリーン印刷装置の一例を図 1及び図 2を用いて説明する。従来のスクリーン印刷装置 100は、スキージ押さえ 106によってスキージホルダ 101にスキージ 104力 S取り付けられ、スキージ両端には半田漏れガイド 102がスキージホルダ 101に取り付けられたスキージアセンブリ 110を有する。クリーム半田 105の印刷では、印刷基板 107がスクリーン 103の裏面に接触した後、スクリーン 103上のクリーム半田 105 をスキージアセンブリを下降させてスキージ 104をスクリーン 103上に押し当て、スキージアセンブリ 110を印刷方向に駆動し、スキージ 104をスクリーン 103上に摺動させて印刷する。クリーム半田 105は、スクリーン 103の印刷開口部に充填されて印刷基板 107に印刷される。ここで、印刷開口部は、印刷基板 107に対してクリーム半田 105をプリントするために設けたスクリーン上の開口部である。

クリーム半田 105は、粘性が高いため、印刷処理時にスキージ 104の摺動とともにスクリーン 103とスキージ 104との間で捻転され、印刷基板 107上を印刷方向にローリングしながら移動方向と垂直な方向の図 1中矢印 G方向に流動し、図 1中矢印 H方向のスキージ幅より外側方向、すなわち印刷範囲外へ漏れ出る現象が発生する。そこで、このクリーム半田 105が印刷範囲外へ漏れ出ることを防止するため半田漏れガイド 102を設けられている。この他にもスキージ駆動時にスキージ両端からクリーム半田 105が押し出されて排出される量を極力少なくするために、スキージの両端にタリーム半田を内側方向へ寄せ集めるための機構を設けたり、スキージから幅方向の側方へ張り出した拡大部分を設けたりして、漏れを防止する対策が講じられている。このようなクリーム半田の漏れ防止するため、特開平 8— 39766号公報（特許文献 1)、特開 2003-136678号公報（特許文献 2)に開示されたものがある。

スキージ両端に取り付けられる半田漏れ防止手段としてのガイドには、スクリーン 10 3に対して半田漏れガイド 102を接触するようにしたもの、半田漏れガイド 102とスクリーン 103との間にある程度の隙間を設けるようにしたもの等が知られている力印刷枚数が重なるとともに、クリーム半田 105がスキージ 104とスクリーン 103との間で捻転されてスキージ外側へと押し出され、半田漏れガイド 102からはみ出すことは避けられなレヽ。

また、特許文献 1に記載された技術では、スキージ自体が複雑な構成になってコスト増を招いてしまう。この技術ではさらに、図 3に示すように、印刷終了時にスキージ 1 04を持ち上げる際に半田漏れガイド内側側面に半田が付着し、次の印刷のためにスキージ 104が下降した際、この半田が半田漏れガイド 102とスクリーン 103とに挟まれて印刷範囲外へ漏れ出てしまう虞がある。このように半田漏れガイド 102に付着したガイド付着半田 108、ガイドからはみ出たはみ出し半田 109は、時間経過とともに酸化されて使用不可能な状態となり廃棄処理される。これは、製造上のコスト浪費となり、さらには資源の無駄になるばかりか、廃棄処理を考慮すると環境に及ぼす悪影響も大きかった。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

本発明の目的は、上述したような従来のスクリーン印刷装置が有する問題点を解消することができる新規なスクリーン印刷装置を提供することにある。

本発明に他の目的は、ペースト状の塗布剤をスクリーン印刷する際に、塗布剤の一部がスキージの移動方向に対して垂直方向に流動してスキージ両端から印刷範囲外に漏れ出ることを防止することができるスクリーン印刷装置を提供することにある。本発明は、摺動方向に傾斜して設けられたスキージによってスクリーン上に供給されたペースト状の塗布剤をスクリーン上で摺動させてスクリーンに設けた開口部を通してスクリーンの下側に接して配される被着体に対して塗布するスクリーン印刷装置において、スキージとスクリーンとの接触摺動面に対して略垂直に設けられた少なくとも 1つの仕切手段と、スキージ両端に設けられスクリーン平面の垂線に対してスキージ幅によって決められる印刷範囲の中央に向かって傾斜された塗布剤規制ガイドを有しスクリーンとの接触部位が弾性材料によって保護された塗布剤漏れ防止手段とを備え、仕切手段によって、摺動動作とともにスクリーンとスキージとの間で塗布剤が捻転されてスクリーン上を摺動方向と略垂直方向に流動する現象を抑制し、流動した塗布剤がスキージ幅より外側の印刷範囲外へ漏れ出る現象を塗布剤漏れ防止手段によって防止する。

ここで、スキージ及び/又は塗布剤規制ガイドが印刷領域と凹面で対峙する湾曲面になるように形成し、仕切手段を摺動方向に対して所定の角度だけ角度付けして設けることが好ましい。また、弾性部材として樹脂材料を用いることができる。

本発明に係るスクリーン印刷装置において、塗布剤としてクリーム半田を用レ、、被着体には回路基板を用いて、プリント配線基板のクリーム半田印刷に適用する。本発明に係るスクリーン印刷装置は、仕切手段と塗布剤漏れ防止手段をスキージに設けることによって、摺動動作とともにスクリーンとスキージとの間で塗布剤が捻転されてスクリーン上を摺動方向と略垂直方向に流動し、さらに流動した塗布剤がスキージ幅より外側の印刷範囲外へ漏れ出る現象が防止できる。また、塗布剤漏れ防止手段に塗布剤規制ガイドを設けることによって、印刷終了時にスキージを持ち上げる際に該塗布剤漏れ防止手段の内側側面に付着した塗布剤が印刷領域側へ戻されるため、次の印刷のためにスキージが下降しても塗布剤漏れ防止手段とスクリーンとの間に塗布剤が挟まれて印刷範囲外へ漏れ出るおそれもない。また、これにより、従来印刷に供されず使用不可能な状態となって廃棄処理されていた塗布剤によるコスト浪費を低減できる。

また、本発明に係るスクリーン印刷装置は、スキージ及び Z又は塗布剤規制ガイドが印刷領域と凹面で対峙する湾曲面を形成している場合には、印刷領域側への塗布剤の戻りがよくなる。

さらに、本発明に係るスクリーン印刷装置は、仕切手段を摺動方向に対して所定の角度だけ角度付けして設ければ、スクリーン上にてこのスキージを互いに対向させ往復動作によって被着体に塗布材を塗布する場合には、往復動作によって両スキージ間で捻転される塗布剤が印刷領域において均一化され、塗布剤斑をなくすことができる。

本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態の説明から一層明らかにされるであろう。図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、従来のスクリーン印刷装置のスキージ部分を示す正面図である。

[図 2]図 2は、図 1の II一 II線断面図である。

[図 3]図 3は、従来のスクリーン印刷装置の印刷終了時にスキージを持ち上げる際に半田漏れガイド内側側面に半田が付着する様子を示す側面図である。

[図 4]図 4は、本発明に係るクリーム半田印刷装置を示す側面図である。

[図 5]図 5は、クリーム半田印刷装置におけるスキージアセンブリを示す斜視図である

[図 6]図 6は、スキージアセンブリを摺動方向からみた正面図である。

[図 7]図 7は、図 6の VII— VII線断面図である。

[図 8]図 8は、図 6の VIII— VIII線断面図である。 [図 9]図 9は、スキージを上昇させたとき半田規制ガイドに付着するクリーム半田の様子を側面図である。

[図 10]図 10は、本発明にスキージアセンブリの他の例を摺動方向からみた正面図である。

[図 11]図 11は、図 10の XI—XI線断面図である。

[図 12]図 12は、櫛刃部材を図 7及び図 8中矢印 A方向の摺動方向に対して所定の角度だけ傾斜させた場合のクリーム半田の流動の様子を説明する側断面図である。発明を実施するための最良の形態

本発明が適用されたスクリーン印刷装置は、回路基板上の配線パターンの接続用ランドにクリーム半田を塗布するプリント配線基板のクリーム半田印刷装置であり、タリーム半田印刷装置のスキージ両端から印刷範囲外への半田のはみ出し量を低減する機構を提案したものである。本具体例では、スキージの摺動動作によってスキージとスクリーンとの間で半田が捻転されて印刷範囲外へと流動していく運動を櫛刃部材を設けて規制している。また、スキージ両端に半田漏れ防止ガイドを設け、さらにこの半田漏れ防止ガイドに半田規制ガイドを設けてスキージ上昇時の半田の切れを印刷領域側に寄せることにより、半田漏れ防止ガイドに付着した半田を印刷範囲外に漏れ出さないようにした。

以下、本発明に係るクリーム半田印刷装置 1を図面を参照して説明する。本発明に係るスクリーン印刷装置は、図 4に示すの、最小しての要部を図 1に示す。クリーム半田印刷装置 1は、回路基板 51を装置内に搬入搬出する構成として、搬入コンベア 11 と、コンベアベルト 12と、排出コンベア 13とを有する。また、クリーム半田を回路基板に印刷する機構として、スクリーン 21と、スクリーン 21を固定する枠体 22と、枠体 22 を支持するフレーム 23と、可動部を有する基体 31と、基体の両端に互いに対峙して設けられたスキージ 33a、 33b等からなるスキージアセンブリ 30を備えている。

このような構成を有するクリーム半田印刷装置 1の動作を説明する。まず、図 4に示す搬入コンベア 11及びコンベアベルト 12を作動させて回路基板 51をコンベアベルト上に導入し、所定の位置で停止させるとともにコンベアベルト 12を停止させる。その後、回路基板 51の位置決め及び修正等を行った後、スクリーン 21と回路基板 51とが接触する位置まで回路基板 51を図 4中矢印 F方向に上昇させる。この状態でスキージ 33a、 33bがスクリーン上を図 4中矢印 A方向に摺動してクリーム半田 52を印刷する。一連の印刷作業が終了すると、回路基板 51をスクリーン 21から離しコンベアべルト 12まで降下させ、コンベアベルト 12と排出コンベア 13とを共に移動させて半田印刷が完了した回路基板 51を排出する。

以下、本発明を構成するスキージアセンブリ 30について図 5乃至図 9を用いて説明する。スキージアセンブリ 30は、回路基板上にクリーム半田を塗布する主要な構成要素であって、スキージホルダ 32と、スキージ 33と、スキージ押さえ 34とを備えている。スキージホルダ 32は、図 5に示す矢印 A方向の摺動方向に傾斜面 SOを有しており、この傾斜面 SOにスキージ 33がスキージ押さえ 34によって取り付けられている。スキージアセンブリ 30は、図示しないが、駆動部分を介してクリーム半田印刷装置本体に連結されており、摺動動作の際には、スキージ 33がスクリーン 21に対して一定圧力で押圧される。したがって、スキージ 33は、所定の傾斜角をもって所定圧にて押圧されてスクリーン 21上を図 2中矢印 A方向に摺動する。

このスキージアセンブリ 30が駆動されると、スキージ 33がスクリーン 21上を摺動し、スクリーン 21上に供給されたクリーム半田 52がスキージ 33によってスクリーン 21上で引き延ばされ、スクリーン 21上の開口部を通して、このスクリーン 21の下側に接して配される回路基板 51に対して塗布される。

特に、本発明に係るクリーム半田印刷装置 1は、スキージアセンブリ 30に櫛刃部材 35と半田漏れ防止ガイド 36とを備えている。櫛刃部材 35は、スクリーン 21上のタリーム半田 52をスキージ 33とスクリーン 21との接触摺動面に略垂直に仕切っており、スキージ 33の摺動動作とともにスクリーン 21とスキージ 33との間でクリーム半田 52が捻転されてスクリーン 21上を摺動方向と略垂直方向の図 6中矢印 B方向へ流動する現象を抑制している。

この櫛刃部材 35は、図 8に示すように、スクリーン 21との間に若干の隙間が空くように設ける。櫛刃部材 35がスクリーン 21に接触すると、この櫛刃部材 35の真下にスクリーン開口部があった場合に印刷できなくなるためである。また、仮に櫛刃部材 35の下面にはスクリーン開口部が来ないように設計したとしても、クリーム半田 52は、スクリーン開口部の量によって使用される量、すんわち、減少量が異なるため、完全に仕切る構成にすると、すなわち櫛刃部材 35をスクリーン 21に接触摺動させる構成にすると、各仕切間でクリーム半田の供給量を制御する必要が生じる。そこで櫛刃部材 35 とスクリーン 21との間には、印刷領域の外側への流動を抑制しつつも各仕切間ではクリーム半田 52が流動的に行き来できるような間隔が必要になる。なお、この櫛刃部材 35の数は、 3つに限定されない。

半田漏れ防止ガイド 36は、スキージ 33の両端に設けられており半田規制ガイド 37 を有している。この半田規制ガイド 37は、図 6及び図 9に示すように、スクリーン 21平面の垂線に対してスキージ幅によって決められる印刷範囲の中央に向かって内傾されているため、図 6中矢印 B方向に流動したクリーム半田 52がこの半田規制ガイド 37 によって印刷領域側に戻され、流動したクリーム半田 52がスキージ幅より外側の印刷領域外へ漏れ出るのを防止している。また、この半田規制ガイド 37によれば、印刷終了時にスキージを矢印 C方向に持ち上げる際に半田漏れガイド内側側面に付着した半田が、印刷領域内側に低く盛られるように戻されるため、次の印刷のためにスキージが下降した際、クリーム半田が半田漏れ半田漏れ防止ガイド 36とスクリーン 21とに挟まれて印刷範囲外へ漏れ出る虞もない。

ここで、半田漏れ防止ガイド 36は、スクリーン 21との接触部位が弾性材料によって保護されている。ここでは、弾性部材として樹脂材料を使用する。これにより、スクリーン 21に接触してもスクリーン表面を傷つけないだけでなぐスキージアセンブリ 30が所定の圧力で押圧されていることによって、この弾性材料力 Sスクリーン 21と密着し摺動されるため、クリーム半田 52が漏れ出る余地をなくしている。

本発明では、図 10及び図 11に示すように、半田規制ガイド 37及びスキージ 33を印刷領域と凹面で対峙する湾曲面になるように形成してもよい。また、スキージ 33とスキージ押さえ 34によってできる角度、すなわち図 7の側面図にて示される面 S1と S 2によってできる角度をなくすような湾曲面を形成してもよい。これにより、クリーム半田の捻転をよくし、スキージ 33とスキージ押さえ 34によって作られる空間、すなわち、図 7に示す S1面と S2面とで作られる空間にクリーム半田 52が溜まって使用不可能な状態になることを防止することができる。また、櫛刃部材 35は、図 7及び図 8中矢印 A方向の摺動方向に対して所定の角度だけ角度付け、すなわち傾斜して設けてもよい。特に、図 4に示すように、スキージ 33 aとスキージ 33bとを対向させて往復動作によって印刷処理を行う場合、櫛刃部材 35 を摺動方向に対して所定の角度だけ角度付けして設ければ、図 12に模式的に示すように、スキージアセンブリ 30が図 12中矢印 A方向及び矢印方向に往復動作するとき、両スキージ間で捻転されるクリーム半田力図 12中矢印 D方向又は矢印 E方向に流動するため印刷領域にてクリーム半田が均一化され、クリーム半田供給量の斑をなくすことができる。

このように、本発明に係るクリーム半田印刷装置 1によれば、印刷領域外への半田漏れを防止できるため、従来印刷に供されず酸化されて使用不可能な状態となって廃棄処理されてレ、たクリーム半田の無駄なコスト浪費を低減できる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものではなく

、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなぐ様々な変更、置換又はその同等のものを行うことができることは当業者にとって明らかである。産業上の利用可能性

本発明は、スキージの摺動動作によってスクリーンの印刷開口部に塗布剤を充填してスクリーン下面に接して設けられた被着体に印刷するスクリーン印刷のための装置であれば、塗布剤や被着体の態様に限定されることなく本発明を適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 1.摺動方向に傾斜して設けられたスキージをスクリーン上で摺動させて上記スクリーンに設けた開口部を通して上記スクリーンの下側に接して配される被着体に対してスクリーン上に供給されたペースト状の塗布剤を塗布するスクリーン印刷装置において上記スキージと上記スクリーンとの接触摺動面に対して略垂直に設けられた少なくとも 1つの仕切手段と、

上記スキージ両端に設けられ上記スクリーン平面の垂線に対してスキージ幅によつて決められる印刷範囲の中央に向かって傾斜された塗布剤規制ガイドを有し上記スクリーンとの接触部位が弾性材料によって保護された塗布剤漏れ防止手段とを備えることを特徴とするスクリーン印刷装置。

[2] 2.上記塗布剤はクリーム半田であり、上記被着体は回路基板であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のスクリーン印刷装置。

[3] 3.上記スキージ及び/又は上記塗布剤規制ガイドは、印刷領域と凹面で対畤する湾曲面を形成していることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のスクリーン印刷装置

[4] 4.上記仕切手段は、摺動方向に対して所定の角度だけ角度付けされていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のスクリーン印刷装置。