WO2014122926A1 - ペースト供給装置、スクリーン印刷機、ペースト供給方法及びスクリーン印刷方法 - Google Patents

ペースト供給装置、スクリーン印刷機、ペースト供給方法及びスクリーン印刷方法 Download PDF

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萬谷　正幸
広紀 小林
森　英明
友松　道範
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パナソニック株式会社
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    • B41F15/0881—Machines for printing on polyhedral articles
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    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
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    • H05K3/1216—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing
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    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485—Applying solder paste, slurry or powder

Definitions

  • the present invention relates to a paste supply apparatus, a screen printer, a paste supply method, and a screen printing method for supplying a paste to a mask that is in contact with a substrate in a screen printer.
  • a paste supply device for supplying a paste to a mask that is in contact with a substrate in a screen printing machine, one that extrudes and supplies a paste from a syringe storing the paste onto the mask is known (for example, Patent Document 1) ).
  • the paste stored in the syringe is supplied in a sealed state in a closed container consisting of a bottomed cylindrical member called a paste pot and a middle lid inserted into the cylindrical member.
  • a paste supply apparatus in which a paste pot itself is used as a syringe instead of being transferred to a syringe (for example, Patent Document 2).
  • the inner lid is removed from the cylindrical member of the paste pot, and then the circular packing with a nozzle is inserted into the cylindrical member, and then the paste pot is attached to the pot holding portion Hold the end of the nozzle facing downward and press the tubular member downward with the packing fixed to the pot holding part (ie, move the tubular member relative to the packing)
  • the paste is pushed out of the nozzle. In this way, the work of transferring the paste from the paste pot to the syringe becomes unnecessary, so the work efficiency of screen printing is significantly improved.
  • this invention aims at providing the paste supply apparatus which can aim at cost reduction and simplification of operation
  • the paste supply device of the present invention comprises a bottomed cylindrical member containing the paste, and a paste pot having an inner lid movably inserted in the cylindrical member and having a through hole formed at the center.
  • a paste extruding unit for extruding the paste from the holes is a paste extruding the paste from the holes.
  • the screen printing machine comprises the mask supplied in contact with a substrate, and the paste supply apparatus according to claim 1, wherein the paste is extruded and supplied onto the mask brought in contact with the substrate; And a squeegee sliding on the mask supplied.
  • the paste supply method of the present invention comprises a bottomed cylindrical member containing a paste, and a paste pot having an inner lid movably inserted into the cylindrical member and having a through hole formed at its central portion.
  • the screen printing method of the present invention comprises: a contacting step of bringing a substrate and a mask into contact; a paste feeding step of extruding and feeding a paste from the paste feeding device according to claim 1 onto the mask brought into contact with the substrate; And a squeegee sliding step of sliding a squeegee on the mask supplied with the paste.
  • the paste pot is held in a posture in which the through hole of the inner lid is directed downward, the tubular member is moved relative to the inner lid, and the paste is extruded by pushing the paste from the through hole. Therefore, it is possible to reduce the cost by eliminating the need for additional parts such as conventional packing with a nozzle. In addition, since there is no need to use additional parts, the work can be simplified.
  • FIG. 1 Top view of screen printer in one embodiment of the present invention
  • FIG. 1 The perspective view of the paste supply apparatus with which the screen printing machine in one embodiment of this invention is equipped.
  • Partially exploded perspective view of a paste supply apparatus according to an embodiment of the present invention (A), (b), (c) and (d) are perspective views of a paste pot used for a paste supply apparatus according to an embodiment of the present invention (A), (b) is a perspective view of the paste supply apparatus in one embodiment of this invention (A), (b) is a perspective view of the paste supply apparatus in one embodiment of this invention (A), (b) is a perspective view of the paste supply apparatus in one embodiment of this invention (A), (b) is the elements on larger scale of the screen printing machine in one embodiment of this invention Block diagram showing a control system of the screen printing machine in one embodiment of the present invention Side view of screen printing machine in one embodiment of the present invention
  • a screen printing machine 1 shown in FIG. 1 is an apparatus for repeatedly performing screen printing of a paste Pst such as solder paste on a substrate 2 and is provided on a base 3 and is a substrate holding and moving unit 4 for holding and moving the substrate 2.
  • a mask 5 installed horizontally above the substrate holding and moving unit 4, a squeegee unit 6 provided above the mask 5, a camera unit 7 provided below the mask 5, and the squeegee unit 6 above the mask 5; And a paste supply device 8 integrally provided.
  • the substrate holding and moving unit 4 has a first lifting table 13 and a second moving table 13 above the base table 12 which can be moved in the horizontal plane and rotated about the vertical axis by the XY ⁇ moving mechanism 11 provided on the base 3.
  • the lifting table 14 has a configuration provided in this order from the bottom.
  • the XY ⁇ movement mechanism 11 is on the Y-axis table 11a and the Y-axis table 11a which extend on the base 3 in the Y-axis direction (longitudinal direction viewed from the operator OP shown in FIG. 2 and in the left and right direction of FIG. 1).
  • the X-axis direction (the left-right direction viewed from the worker OP and in the direction perpendicular to the sheet of FIG. 1)
  • the X-axis table 11b provided on the X-axis table 11b and the .theta.
  • the X-axis table 11b moves on the Y-axis table 11a in the Y-axis direction by driving the Y-axis table 11a
  • the ⁇ table 11c moves on the X-axis table 11b by driving the X-axis table 11b.
  • the base table 12 is rotated about an axis in the vertical direction of the sheet of FIG. 1 (referred to as the Z-axis direction) by the drive of the ⁇ table 11 c. That is, the base table 12 is moved in the horizontal plane by the XY ⁇ moving mechanism 11.
  • the first lift table 13 is lifted and lowered relative to the base table 12 by the first lift table lift motor 13m
  • the second lift table 14 is raised and lowered relative to the first lift table 13 by the second lift table lift motor 14m.
  • a pair of conveyor support members 15 are provided to extend upward from the first elevation table 13 through the second elevation table 14 and extend in the X-axis direction by the pair of conveyor support members 15 in the Y-axis direction.
  • a pair of transport conveyors 16 disposed opposite to each other are supported. The pair of transport conveyors 16 support the both ends of the substrate 2 from below and transport in the X-axis direction.
  • a lower support member 17 is provided on the upper surface of the second lift table 14.
  • a pair of clamp members (clampers 18) extending in the Y-axis direction and disposed opposite to each other in the X-axis direction are provided above the pair of transport conveyors 16.
  • the pair of clampers 18 are opened and closed in the Y-axis direction by the operation of the clamper opening / closing cylinder 18s, and hold (clamp) the both ends of the substrate 2 on the transport conveyor 16.
  • the mask 5 is formed of a flat plate portion 5a extending in the XY plane and a frame portion 5b for holding the outer periphery of the plate portion 5a, and the rectangular shape of the plate portion 5a surrounded by the frame portion 5b A pattern hole 5 h corresponding to the electrode 2 a on the substrate 2 is provided in the region.
  • a pair of substrate side marks 2m are provided at diagonal positions of the substrate 2, and a pair of two arranged on the plate portion 5a of the mask 5 corresponding to the substrate side marks 2m.
  • the mask side mark 5m is provided.
  • the squeegee unit 6 is provided with two squeegees 22 disposed opposite to each other in the Y-axis direction below the squeegee base 21 extending in the X-axis direction. Is moved in the Y-axis direction by the squeegee unit moving mechanism 23.
  • the squeegee unit moving mechanism 23 is a pair of squeegee unit moving ball screws 23a disposed opposite to each other in the X-axis direction and extending in the Y-axis direction above the mask 5 and two squeegee units rotatably driving each squeegee unit moving ball screw 23a.
  • the squeegee unit moving ball screw 23 a is screwed into the left and right end portions of the squeegee base 21. Therefore, when the pair of squeegee unit moving ball screws 23a are synchronously rotated by the two squeegee unit moving motors 23b in synchronization, the squeegee base 21 moves in the Y-axis direction accordingly.
  • the two squeegees 22 are raised and lowered individually with respect to the squeegee base 21 by a squeegee lifting cylinder 24 provided on the squeegee base 21.
  • the camera unit 7 comprises an upper imaging camera 31 with the imaging field of view upward and a lower imaging camera 32 with the imaging field of view downward, and is moved in the horizontal plane by the camera unit moving mechanism 33 Be done.
  • the paste supply device 8 extrudes and supplies the paste Pst onto the mask 5 in contact with the substrate 2, and is provided on the front side of the squeegee base 21.
  • a pair of guide members 41 extending in the X-axis direction are vertically disposed, and the block members 42 guided by the pair of guide members 41 extend in the X-axis direction
  • a ball screw 43 is threaded through.
  • the ball screw 43 is rotatable by a paste supply device moving motor 44 provided at the end of the squeegee base 21, and the block member 42 moves in the X axis direction by forward and reverse rotation of the ball screw 43 by the paste supply device moving motor 44. Be done.
  • the paste supply device 8 is attached to the block member 42 via a posture conversion motor 45.
  • the paste supply device 8 has a paste pot 51 containing the paste Pst, a pot holding portion 52 for holding the paste pot 51, and a pot pressing cylinder 53 for pressing the paste pot 51 held by the pot holding portion 52.
  • the paste pot 51 has a configuration in which the inner lid 62 is movably inserted into a bottomed cylindrical member 61 accommodating the paste Pst, and a through hole 63 is formed in the central portion of the inner lid 62.
  • the cap CP attached to the end on the open side is removed (Fig. 5 (a) ⁇ Fig. 5 (b)), and the adhesive sheet SH for sealing the through hole 63 has an inner lid.
  • the paste pot 51 After being peeled off from 62 (FIG. 5 (c)), the paste pot 51 is turned upside down, and the through hole 63 is turned downward (FIG. 5 (d)).
  • the pot holding portion 52 is a plate-like base portion 71 attached to the posture conversion motor 45 and extending in the vertical direction, and left and right intermediate supports provided projecting forward from the vertical middle portion of the base portion 71.
  • the left and right intermediate support portions 72 and the left and right lower support portions 74 both have a distance slightly larger than the outer diameter of the cylindrical member 61 of the paste pot 51, and these left and right intermediate support portions 72 and left and right lower support portions
  • the paste pot 51 with the through hole 63 directed downward is supported by the member 74 so as to be movable (slidable) in the vertical direction (FIGS. 6A and 6B).
  • the inner lid 62 abuts on the inner lid support 76 from above.
  • the through hole 63 of the inner lid 62 and the hole 76 a of the inner lid support 76 are concentrically located.
  • the pot pressing cylinder 53 is attached to the upper region of the base portion 71 with the piston rod 53a directed downward, and the pad member 53b is attached to the lower end of the piston rod 53a.
  • the procedure for supplying the paste Pst by the paste supply device 8 (paste supply method) will be described.
  • the operator OP sets the paste pot 51 in a posture in which the through holes 63 of the inner lid 62 face downward as described above.
  • the paste pot 51 is attached to the pot holding portion 52 so that the paste pot 51 can move up and down by the left and right intermediate support portions 72 and the left and right lower support portions 74 of the pot holding portion 52.
  • the pot 51 is pressed down with a finger, and the middle lid 62 is brought into contact with the middle lid support 76 from above.
  • the piston rod 53a of the pot pressing cylinder 53 is protruded downward to press the pad member 53b against the bottom portion 61a of the cylindrical member 61 of the paste pot 51 to hold the paste pot 51 in the pot holding portion 52 (pot holding step ).
  • the pot holding portion 52 holds the paste pot 51 in a posture in which the through hole 63 is directed downward.
  • the paste Pst can be extruded from the paste supply device 8.
  • the piston rod 53a is protruded downward (arrow A shown in FIG. 7B).
  • the cylindrical member 61 is pressed downward by the piston rod 53a, and moves downward relative to the middle lid 62 whose downward movement is restricted by the middle lid support portion 76 (FIGS. 6A and 6B) 7A and 7B ⁇ FIGS. 8A and 8B, the paste Pst in the cylindrical member 61 is extruded downward from the through hole 63 of the inner lid 62 (paste extrusion process).
  • the paste Pst extruded downward from the through hole 63 of the inner lid 62 is supplied to the lower side of the paste supply device 8 through the hole 76 a of the inner lid support 76 and the pair of inner lid support columns 75 (see FIG. 7 (a) and 7 (b).
  • the pot pressing cylinder 53 relatively moves the cylindrical member 61 with respect to the middle lid 62 of the paste pot 51 held by the pot holding portion 52, and extrudes the paste Pst from the through hole 63. It becomes a paste extrusion part.
  • the paste supply device 8 rotates about the Y axis with respect to the block member 42 by the operation of the attitude conversion motor 45. Therefore, the paste supply device 8 has a paste supply posture (FIG. 9A) in which the through hole 63 of the inner lid 62 of the paste pot 51 is directed downward, and a storage posture rotated 90 degrees from the paste supply posture. Posture conversion can be made between (FIG. 9 (b)).
  • a paste supply posture (FIG. 9A) in which the through hole 63 of the inner lid 62 of the paste pot 51 is directed downward
  • a storage posture rotated 90 degrees from the paste supply posture. Posture conversion can be made between (FIG. 9 (b)).
  • Each control of (the lifting and lowering operation of the clamped substrate 2 described later) is performed by the control device 80 provided in the screen printing machine 1 (FIG. 10).
  • control device 80 also performs control operations of moving the squeegee unit 6 and the paste supply device 8 in the Y axis direction by the squeegee unit moving motor 23b and raising and lowering operations of each squeegee 22 by the squeegee lifting cylinder 24 (FIG. 10). Further, the operation of pushing out the paste Pst from the paste pot 51 by the pot pressing cylinder 53, the movement operation of the paste supply device 8 in the X axis direction by the operation of the paste supply device movement motor 44, and the paste supply device 8 by the posture conversion motor 45 The control device 80 also performs each control of the attitude conversion operation (FIG. 10).
  • the control unit 80 controls the moving operation of the camera unit 7 in the horizontal plane by the camera unit moving mechanism 33, the imaging operation of the upper imaging camera 31 provided in the camera unit 7, and the imaging operation of the lower imaging camera 32 (FIG. 10) ).
  • the image data obtained by the image pickup operation of the upper image pickup camera 31 and the image data obtained by the image pickup operation of the lower image pickup camera 32 are respectively input to the control device 80 and subjected to image recognition processing in the image recognition unit 80a (FIG. 10) .
  • the operator OP performs a predetermined screen printing operation start operation from the input unit 81 (FIG. 10) connected to the control device 80.
  • the control device 80 having received the screen printing operation start operation receives the substrate 2 input from the outside of the screen printing machine 1 by the transfer conveyor 16 and transfers the substrate 2 at the lower work position between the pair of clampers 18.
  • the second lifting table 14 is raised with respect to the first lifting table 13 and the lower surface of the substrate 2 is supported by the lower receiving member 17, the second lifting table 14 is raised to lift the substrate 2 from the transport conveyor 16.
  • the pair of clampers 18 clamp and hold both ends of the substrate 2 in the Y-axis direction.
  • the controller 80 moves the camera unit 7 into the lower area of the mask 5, picks up the substrate side marks 2 m provided on the substrate 2 from above the substrate 2 by the lower imaging camera 32 and The image data of the mark 2m is acquired, and then the mask side mark 5m provided on the mask 5 is imaged by the upper imaging camera 31 from below the mask 5 to acquire the image data of the mask side mark 5m. And while performing image recognition based on the image data of the obtained board
  • the control device 80 moves the camera unit 7 to a position out of the lower region of the mask 5. Then, the operation control of the XY ⁇ moving mechanism 11 is performed to move the substrate 2 so that the substrate side mark 2 m is located immediately below the mask side mark 5 m. Thereby, the substrate 2 is aligned with the mask 5.
  • the control device 80 raises the first lifting and lowering table 13 of the substrate holding and moving unit 4 with respect to the base table 12 (arrow B shown in FIG. 11).
  • the electrode 2a of the substrate 2 matches the pattern hole 5h of the mask 5, and the upper surface of the substrate 2 and the upper surface of the clamper 18 come in contact with the lower surface of the mask 5 (contacting step).
  • the control device 80 moves the squeegee base 21 in the Y-axis direction when the substrate 2 is brought into contact with the mask 5 to move the paste supply device 8 in the paste supply posture to a predetermined position (usually, a clamper in front of the mask 5). Move to the upper position of the part in contact with 18). Then, the paste supply device moving motor 44 is operated to move the paste supply device 8 in the X-axis direction, and the pot pressing cylinder 53 is operated to extrude the paste Pst from the paste pot 51. Supply (paste supply process).
  • the control device 80 lowers one squeegee 22 relative to the squeegee base 21 so that the lower end portion thereof abuts on the mask 5 and moves the squeegee base 21 in the Y axis direction.
  • the squeegee 22 is slid on the mask 5 (squeegee sliding step) by causing the squeegee 22 to move (arrow C shown in FIG. 11).
  • the paste Pst supplied in advance on the mask 5 is scraped by the squeegee 22, and the paste Pst on the mask 5 is transferred to the electrode 2 a of the substrate 2.
  • the controller 80 moves the squeegee base 21 from the front to the rear of the screen printing machine 1 (from the left to the right in FIG. 11).
  • the squeegee 22 located on the left side of the squeegee 22 is brought into contact with the mask 5 and the squeegee base 21 is moved from the rear to the front of the screen printing machine 1 (from The squeegee 22 located on the right side of the drawing) is brought into contact with the mask 5.
  • the control device 80 lowers the first lifting table 13 and separates the substrate 2 from the mask 5 to release the plate, and further, the substrate 2 is moved by the pair of clampers 18. After releasing the holding (clamping), the second lifting table 14 is lowered to lower the substrate 2 onto the transfer conveyor 16. Then, the conveyer 16 is operated to carry the substrate 2 out of the screen printing machine 1. Thus, the screen printing operation per sheet of the substrate 2 is completed.
  • the paste pot 51 is penetrated by the inner lid 62. Since the tubular member 61 is moved relative to the inner lid 62 while holding the hole 63 facing downward, the paste Pst is extruded from the through hole 63 to supply the paste Pst.
  • the need for additional parts such as packing with a nozzle can be eliminated to reduce the cost.
  • the work can be simplified, and it is also possible to construct an automatic paste pot replacement mechanism to improve the work efficiency.
  • the inner lid 62 may be formed with a tubular portion which is connected to the through hole 63 provided in the inner lid 62 and protrudes in the extrusion direction of the paste Pst. This is preferable because the paste Pst is more smoothly extruded from the through holes 63.
  • a paste supply device capable of reducing the cost and simplifying the operation are provided.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Screen Printers (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

　経済性と作業しやすさをより改良するペースト供給装置並びに当該ペースト供給装置を用いるスクリーン印刷機、ペースト供給方法及びスクリーン印刷方法を提供する。当該ペースト供給装置は、ペーストポット(51)、ポット保持部(52)及びポット押圧シリンダ(53)を備える。ペーストポット(51)は、例えば半田ペーストであるペーストを収容させる有底の筒状部材(61)と、筒状部材(61)内に移動自在に挿入されて中央部に貫通孔(63)が形成された中蓋(62)を備える。ポット保持部(52)は、貫通孔(63)が下方を向く姿勢でペーストポット(51)を保持するものである。ポット押圧シリンダ(53)は、ポット保持部(52)に保持されたペーストポット(51)において中蓋(62)に対して筒状部材(61)を相対移動させて貫通孔(63)からペーストを押出す作用をなすものである。

Description

ペースト供給装置、スクリーン印刷機、ペースト供給方法及びスクリーン印刷方法
　本発明は、スクリーン印刷機において基板と接触されるマスクにペーストを供給するペースト供給装置、スクリーン印刷機、ペースト供給方法及びスクリーン印刷方法に関するものである。
　従来、スクリーン印刷機において基板と接触されるマスクにペーストを供給するペースト供給装置として、ペーストが貯留されたシリンジからマスク上にペーストを押出して供給するものが知られている（例えば、特許文献１）。シリンジに貯留されるペーストはペーストポットと呼ばれる有底の筒状部材とこの筒状部材内に挿入される中蓋から成る密閉容器に封入された状態で供給されるが、このペーストポットからペーストをシリンジに移し替えるのではなく、ペーストポットそのものをシリンジとして利用するようにしたペースト供給装置も知られている（例えば、特許文献２）。
　上記後者のペースト供給装置では、事前準備として、ペーストポットの筒状部材から中蓋を取外したうえで筒状部材内にノズル付きの円形パッキンを挿入したうえで、ペーストポットをポット保持部に取付けてノズルの端部が下方を向く姿勢に保持し、ポット保持部に対してパッキンを固定した状態で筒状部材を下方に押圧して（すなわちパッキンに対して筒状部材を相対移動させて）ノズルからペーストを押出すようにしている。このようにすればペーストポットからシリンジにペーストを移し替える作業が不要となるので、スクリーン印刷の作業効率が格段に向上する。
日本国特開２０１１－１４０１７６号公報 日本国特開２０１０－１７２９２８号公報
　しかしながら、上記従来のものでは、供給されるペーストポットに付加する付加部品としてのノズル付きのパッキンの製造コストがかかるうえ、使用済みのペーストポットからのノズル付きパッキンの取外し、洗浄及び新たなペーストポットへの再取付けといった付加部品の使い回しのための作業を行う必要があり、作業効率が良くないという問題点があった。
　そこで本発明は、コストの低廉化と作業の簡素化を図ることができるペースト供給装置、スクリーン印刷機、ペースト供給方法及びスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
　本発明のペースト供給装置は、ペーストを収容した有底の筒状部材及びこの筒状部材内に移動自在に挿入されて中央部に貫通孔が形成された中蓋を有して成るペーストポットと、前記ペーストポットを前記貫通孔が下方を向く姿勢に保持するポット保持部と、前記ポット保持部に保持された前記ペーストポットの前記中蓋に対して前記筒状部材を相対移動させて前記貫通孔から前記ペーストを押出すペースト押出し部とを備えた。
　本発明のスクリーン印刷機は、基板と接触されるマスクと、前記基板と接触された前記マスク上にペーストを押出して供給する請求項１に記載のペースト供給装置と、前記ペースト供給装置により前記ペーストが供給された前記マスク上で摺動するスキージとを備えた。
　本発明のペースト供給方法は、ペーストを収容した有底の筒状部材及びこの筒状部材内に移動自在に挿入されて中央部に貫通孔が形成された中蓋を有して成るペーストポットを前記貫通孔が下方を向く姿勢に保持するポット保持工程と、前記貫通孔が下方を向く姿勢に保持した前記ペーストポットの前記中蓋に対して前記筒状部材を相対移動させて前記貫通孔から前記ペーストを押出すペースト押出し工程とを含む。
　本発明のスクリーン印刷方法は、基板とマスクを接触させる接触工程と、前記基板と接触させた前記マスク上に請求項１に記載のペースト供給装置からペーストを押出して供給するペースト供給工程と、前記ペーストが供給された前記マスク上でスキージを摺動させるスキージ摺動工程とを含む。
　本発明では、ペーストポットを中蓋の貫通孔が下方を向く姿勢に保持したうえで中蓋に対して筒状部材を相対移動させ、貫通孔からペーストを押出してペーストを供給するようになっているので、従来のノズル付きパッキンのような付加部品が不要となってコストの低廉化を図ることができる。また、付加部品の使い回しがなくなるので作業の簡素化を図ることもできる。
本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の側面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の平面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるペースト供給装置の斜視図 本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置の一部分解斜視図 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置に用いられるペーストポットの斜視図 （ａ）、（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置の斜視図 （ａ）、（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置の斜視図 （ａ）、（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置の斜視図 （ａ）、（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の部分拡大図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の制御系統を示すブロック図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の側面図
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１に示すスクリーン印刷機１は基板２に対する半田ペースト等のペーストＰｓｔのスクリーン印刷を繰り返し実行する装置であり、基台３上に設けられて基板２の保持及び移動を行う基板保持移動ユニット４、基板保持移動ユニット４の上方に水平姿勢に設置されたマスク５、マスク５の上方に設けられたスキージユニット６、マスク５の下方に設けられたカメラユニット７及びマスク５の上方にスキージユニット６と一体に設けられたペースト供給装置８を備えている。
　図１において、基板保持移動ユニット４は、基台３上に設けられたＸＹθ移動機構１１によって水平面内方向移動と上下軸回り回転が可能なベーステーブル１２の上方に第１昇降テーブル１３と第２昇降テーブル１４が下方からこの順で設けられた構成を有する。
　ＸＹθ移動機構１１は基台３上をＹ軸方向（図２に示す作業者ＯＰから見た前後方向であり、図１の紙面の左右方向）に延びたＹ軸テーブル１１ａ、Ｙ軸テーブル１１ａ上をＸ軸方向（作業者ＯＰから見た左右方向であり、図１の紙面に直交する方向）に延びて設けられたＸ軸テーブル１１ｂ及びＸ軸テーブル１１ｂ上に設けられたθテーブル１１ｃが段積みされて成り、Ｙ軸テーブル１１ａの駆動によりＸ軸テーブル１１ｂがＹ軸テーブル１１ａ上をＹ軸方向に移動し、Ｘ軸テーブル１１ｂの駆動によりθテーブル１１ｃがＸ軸テーブル１１ｂ上をＸ軸方向に移動し、θテーブル１１ｃの駆動によりベーステーブル１２が図１の紙面の上下方向の軸（Ｚ軸方向とする）回りに回転する。すなわちベーステーブル１２はＸＹθ移動機構１１によって水平面内で移動する。第１昇降テーブル１３は第１昇降テーブル昇降モータ１３ｍによってベーステーブル１２に対して昇降し、第２昇降テーブル１４は第２昇降テーブル昇降モータ１４ｍによって第１昇降テーブル１３に対して昇降する。
　第１昇降テーブル１３からは一対のコンベア支持部材１５が第２昇降テーブル１４を貫通して上方に延びて設けられており、これら一対のコンベア支持部材１５によって、Ｘ軸方向に延びてＹ軸方向に対向配置された一対の搬送コンベア１６が支持されている。一対の搬送コンベア１６は基板２の両端部を下方から支持してＸ軸方向に搬送する。第２昇降テーブル１４の上面には下受け部材１７が設けられている。
　一対の搬送コンベア１６の上方にはＹ軸方向に延びてＸ軸方向に対向配置された一対のクランプ部材（クランパ１８）が設けられている。一対のクランパ１８はクランパ開閉シリンダ１８ｓの作動によってＹ軸方向に開閉し、搬送コンベア１６上の基板２の両端部を挟んで保持（クランプ）する。
　図２において、マスク５はＸＹ平面に広がって延びた平板形状のプレート部５ａとプレート部５ａの外周を保持する枠状部５ｂから成り、枠状部５ｂによって囲まれたプレート部５ａの矩形の領域内には基板２上の電極２ａに対応するパターン孔５ｈが設けられている。
　図２において、基板２の対角位置には２つ一組の基板側マーク２ｍが設けられており、マスク５のプレート部５ａには基板側マーク２ｍに対応して配置された２つ一組のマスク側マーク５ｍが設けられている。これら基板側マーク２ｍとマスク側マーク５ｍとが平面視において一致する状態で基板２をマスク５に接触させると、基板２の電極２ａとマスク５のパターン孔５ｈとが合致した状態となる。
　図１、図２及び図３において、スキージユニット６は、Ｘ軸方向に延びて設けられたスキージベース２１の下方にＹ軸方向に対向配置された２つのスキージ２２を備えて成り、スキージベース２１はスキージユニット移動機構２３によってＹ軸方向に移動される。スキージユニット移動機構２３は、Ｘ軸方向に対向配置されてマスク５の上方をＹ軸方向に延びた一対のスキージユニット移動ボール螺子２３ａ及び各スキージユニット移動ボール螺子２３ａを回転駆動する２つのスキージユニット移動モータ２３ｂを有して成り、各スキージユニット移動ボール螺子２３ａはスキージベース２１それぞれの左右端部に貫通螺入している。このため２つのスキージユニット移動モータ２３ｂにより一対のスキージユニット移動ボール螺子２３ａを同期して正逆回転させるとこれに応じてスキージベース２１がＹ軸方向に移動する。２つのスキージ２２はスキージベース２１に設けられたスキージ昇降シリンダ２４によってスキージベース２１に対して個別に昇降される。
　図１及び図２において、カメラユニット７は撮像視野を上方に向けた上方撮像カメラ３１と撮像視野を下方に向けた下方撮像カメラ３２を有して成り、カメラユニット移動機構３３によって水平面内で移動される。
　図１及び図２において、ペースト供給装置８は基板２と接触されたマスク５上にペーストＰｓｔを押出して供給するものであり、スキージベース２１の前面側に設けられている。図３において、スキージベース２１の前面にはＸ軸方向に延びた一対のガイド部材４１が上下に配置されており、これら一対のガイド部材４１にガイドされたブロック部材４２にＸ軸方向に延びたボール螺子４３が貫通螺入している。ボール螺子４３はスキージベース２１の端部に設けられたペースト供給装置移動モータ４４によって回転自在であり、ブロック部材４２はペースト供給装置移動モータ４４によるボール螺子４３の正逆回転によってＸ軸方向に移動される。ペースト供給装置８は姿勢変換モータ４５を介してブロック部材４２に取り付けられている。
　図３及び図４において、ペースト供給装置８は、ペーストＰｓｔを収容したペーストポット５１とこれを保持するポット保持部５２、ポット保持部５２により保持したペーストポット５１を押圧するポット押圧シリンダ５３を有して成る。
　ペーストポット５１は、ペーストＰｓｔを収容した有底の筒状部材６１内に中蓋６２が移動自在に挿入された構成を有し、中蓋６２の中央部に貫通孔６３が形成されている。ペーストポット５１はその使用前に、開放側の端部に取付けられたキャップＣＰが取外され（図５（ａ）→図５（ｂ））、貫通孔６３をシールする粘着シートＳＨが中蓋６２から剥がされた後（図５（ｃ））、ペーストポット５１が上下にひっくり返されて、貫通孔６３が下方に向いた姿勢にされる（図５（ｄ））。
　図４において、ポット保持部５２は、姿勢変換モータ４５に取付けられて上下方向に延びたプレート状のベース部７１、ベース部７１の上下方向中間部から前方に突出して設けられた左右の中間支持部７２、ベース部７１の下部から前方に延出して設けられた左右の下方延出部７３、各下方延出部７３の左右方向外側端部から上方に延びて設けられた左右の下方支持部７４、各下方延出部７３の左右方向内側端部から上方に延びて設けられた左右の中蓋支持部支柱７５及び左右の中蓋支持部支柱７５の上端に取付けられて中央にペーストポット５１の貫通孔６３よりも大きい内径の孔７６ａを有したリング状の中蓋支持部７６を有して成る。
　左右の中間支持部７２と左右の下方支持部７４はともにペーストポット５１の筒状部材６１の外径よりもやや大きい間隔を有しており、これら左右の中間支持部７２と左右の下方支持部７４によって、貫通孔６３を下方に向けたペーストポット５１が上下方向移動（スライド）自在に支持される（図６（ａ）、（ｂ））。左右の中間支持部７２と左右の下方支持部７４によって支持されたペーストポット５１を下方へ移動させると中蓋６２が中蓋支持部７６に上方から当接する。この状態では、中蓋６２の貫通孔６３と中蓋支持部７６の孔７６ａは同心に位置する。ポット押圧シリンダ５３はベース部７１の上部領域にピストンロッド５３ａを下方に向けて取り付けられており、ピストンロッド５３ａの下端にはパッド部材５３ｂが取付けられている。
　ペースト供給装置８によるペーストＰｓｔの供給手順（ペースト供給方法）を説明すると、作業者ＯＰは先ず、前述のようにしてペーストポット５１を中蓋６２の貫通孔６３が下方に向く姿勢とする。そして、そのペーストポット５１がポット保持部５２の左右の中間支持部７２及び左右の下方支持部７４によって上下移動自在な状態となるようにペーストポット５１をポット保持部５２に取付けたうえで、ペーストポット５１を指で押下げ、中蓋６２を中蓋支持部７６に上方から当接させる。次いで、ポット押圧シリンダ５３のピストンロッド５３ａを下方に突出させてパッド部材５３ｂをペーストポット５１の筒状部材６１の底部６１ａに押当て、ペーストポット５１をポット保持部５２に保持させる（ポット保持工程）。このように本実施の形態において、ポット保持部５２はペーストポット５１を貫通孔６３が下方を向く姿勢に保持するものとなっている。
　上記のようにしてペーストポット５１をポット保持部５２に保持させたら、ペースト供給装置８からペーストＰｓｔを押出すことができる状態となる。ペースト供給装置８からペーストＰｓｔを押出させるには、ピストンロッド５３ａを下方に突出させる（図７（ｂ）中に示す矢印Ａ）。これにより筒状部材６１はピストンロッド５３ａによって下方へ押圧され、中蓋支持部７６によって下方移動が規制される中蓋６２に対して下方へ相対移動するので（図６（ａ）、（ｂ）→図７（ａ）、（ｂ）→図８（ａ）、（ｂ））、筒状部材６１内のペーストＰｓｔが中蓋６２の貫通孔６３から下方に押出される（ペースト押出し工程）。中蓋６２の貫通孔６３から下方に押出されたペーストＰｓｔは、中蓋支持部７６の孔７６ａ及び一対の中蓋支持部支柱７５の間を通ってペースト供給装置８の下方に供給される（図７（ａ）、（ｂ））。このように本実施の形態においてポット押圧シリンダ５３は、ポット保持部５２に保持されたペーストポット５１の中蓋６２に対して筒状部材６１を相対移動させて貫通孔６３からペーストＰｓｔを押出すペースト押出し部となっている。
　ペースト供給装置８は姿勢変換モータ４５の作動によってブロック部材４２に対してＹ軸回りに回転する。このためペースト供給装置８は、ペーストポット５１の中蓋６２の貫通孔６３が下方を向くペースト供給姿勢（図９（ａ））と、このペースト供給姿勢から９０度Ｙ軸回りに回転した格納姿勢（図９（ｂ））との間で姿勢変換をさせることができる。ペーストＰｓｔを供給した後のペースト供給装置８をペースト供給姿勢から格納姿勢にすることで、ペーストＰｓｔを供給した後のペーストＰｓｔの垂れを防止することができる。なお、ペーストポット５１はその全体が使い切りの消耗部品となっており、収容したペーストＰｓｔを筒状部材６１内から出し切った後はポット保持部５２から取外されてそのまま廃棄される。
　上記スクリーン印刷機１において、基板保持移動ユニット４が備える搬送コンベア１６による基板２のＸ軸方向への搬送動作、第２昇降テーブル昇降モータ１４ｍによる第２昇降テーブル１４の昇降動作（後述する基板２の下面の支持動作）、クランパ開閉シリンダ１８ｓによるクランパ１８の基板クランプ動作、ＸＹθ移動機構１１による基板２の水平面内での移動動作及び第１昇降テーブル昇降モータ１３ｍによる第１昇降テーブル１３の昇降動作（後述するクランプされた基板２の昇降動作）の各制御は、スクリーン印刷機１が備える制御装置８０が行う（図１０）。また、スキージユニット移動モータ２３ｂによるスキージユニット６及びペースト供給装置８のＹ軸方向への移動動作及びスキージ昇降シリンダ２４による各スキージ２２の昇降動作の各制御も制御装置８０が行う（図１０）。また、ポット押圧シリンダ５３によるペーストポット５１からのペーストＰｓｔの押出し動作、ペースト供給装置移動モータ４４の作動によるペースト供給装置８のＸ軸方向への移動動作及び姿勢変換モータ４５によるペースト供給装置８の姿勢変換動作の各制御も制御装置８０が行う（図１０）。
　カメラユニット移動機構３３によるカメラユニット７の水平面内での移動動作、カメラユニット７が備える上方撮像カメラ３１の撮像動作及び下方撮像カメラ３２の撮像動作の各制御は制御装置８０によってなされる（図１０）。上方撮像カメラ３１の撮像動作によって得られた画像データ及び下方撮像カメラ３２の撮像動作によって得られた画像データはそれぞれ制御装置８０に入力され、画像認識部８０ａにおいて画像認識処理される（図１０）。
　次に、スクリーン印刷機１によるスクリーン印刷作業の実行手順（スクリーン印刷方法）について説明する。これには先ず、作業者ＯＰが、制御装置８０に繋がる入力部８１（図１０）から、所定のスクリーン印刷作業開始操作を行う。スクリーン印刷作業開始操作を受けた制御装置８０は、スクリーン印刷機１の外部から投入された基板２を搬送コンベア１６により受け取って搬送し、一対のクランパ１８の間の下方の作業位置に基板２を位置決めする。そして、第２昇降テーブル１４を第１昇降テーブル１３に対して上昇させ、下受け部材１７により基板２の下面を支持した後、第２昇降テーブル１４を上昇させて基板２を搬送コンベア１６から持ち上げ、一対のクランパ１８により基板２の両端部をＹ軸方向からクランプして保持する。
　制御装置８０は基板２をクランプしたら、カメラユニット７をマスク５の下方領域内に移動させ、基板２に設けられた基板側マーク２ｍを基板２の上方から下方撮像カメラ３２により撮像して基板側マーク２ｍの画像データを取得し、次いでマスク５に設けられたマスク側マーク５ｍをマスク５の下方から上方撮像カメラ３１により撮像してマスク側マーク５ｍの画像データを取得する。そして、得られた基板側マーク２ｍの画像データに基づく画像認識を行って基板２の位置を算出するとともに、マスク側マーク５ｍの画像データに基づく画像認識を行ってマスク５の位置を算出する。
　制御装置８０は、基板２の位置とマスク５の位置を算出したら、カメラユニット７をマスク５の下方領域から外れた位置に移動させる。そして、ＸＹθ移動機構１１の作動制御を行って、基板側マーク２ｍがマスク側マーク５ｍの直下に位置するように基板２を移動させる。これによりマスク５に対する基板２の位置合わせがなされる。
　制御装置８０は、マスク５に対する基板２の位置合わせを行ったら、基板保持移動ユニット４の第１昇降テーブル１３をベーステーブル１２に対して上昇させる（図１１中に示す矢印Ｂ）。これにより基板２の電極２ａとマスク５のパターン孔５ｈとが合致し、基板２の上面及びクランパ１８の上面とマスク５の下面とが接触した状態となる（接触工程）。
　制御装置８０は、マスク５に基板２を接触させたらスキージベース２１をＹ軸方向に移動させて、ペースト供給姿勢となっているペースト供給装置８を所定の位置（通常、マスク５の前方のクランパ１８と接触している部分の上方位置）に移動させる。そして、ペースト供給装置移動モータ４４を作動させてペースト供給装置８をＸ軸方向に移動させつつ、ポット押圧シリンダ５３を作動させてペーストポット５１からペーストＰｓｔを押出させて、マスク５上にペーストＰｓｔを供給する（ペースト供給工程）。
　制御装置８０は、マスク５上にペーストＰｓｔを供給したら、一方のスキージ２２をスキージベース２１に対して下降させてその下端部をマスク５上に当接させ、スキージベース２１をＹ軸方向に移動させることによって（図１１中に示す矢印Ｃ）、スキージ２２をマスク５上で摺動させる（スキージ摺動工程）。これにより予めマスク５上に供給しておいたペーストＰｓｔがスキージ２２によって掻き寄せられ、マスク５上のペーストＰｓｔが基板２の電極２ａに転写される。
　上記ペーストＰｓｔの転写の際には、制御装置８０は、スキージベース２１をスクリーン印刷機１の前方から後方に（図１１では紙面の左方から右方に）移動させるときには前方（図１１の紙面の左側）に位置するスキージ２２をマスク５に当接させ、スキージベース２１をスクリーン印刷機１の後方から前方に（図１１では紙面の右方から左方に）移動させるときには後方（図１１の紙面に右側））に位置するスキージ２２をマスク５に当接させる。
　制御装置８０は、上記ペーストＰｓｔの転写作業が終了したら、第１昇降テーブルの１３を下降させ、マスク５から基板２を離間させることによって版離れを行い、更に、一対のクランパ１８による基板２の保持（クランプ）を解除した後、第２昇降テーブル１４を下降させて、基板２を搬送コンベア１６に下ろす。そして、搬送コンベア１６を作動させてスクリーン印刷機１の外部に基板２を搬出する。これにより基板２の１枚当たりのスクリーン印刷作業が終了する。
　以上説明したように、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１及びスクリーン印刷機１によるスクリーン印刷方法（ペースト供給装置８及びペースト供給装置８によるペースト供給方法）では、ペーストポット５１を中蓋６２の貫通孔６３が下方を向く姿勢に保持したうえで中蓋６２に対して筒状部材６１を相対移動させ、貫通孔６３からペーストＰｓｔを押出してペーストＰｓｔを供給するようになっているので、従来のノズル付きパッキンのような付加部品が不要となってコストの低廉化を図ることができる。また、付加部品の使い回しがなくなるので作業の簡素化を図ることもでき、ペーストポットの自動交換機構を構築して作業効率を高めることも可能である。なお、変形例として、中蓋６２に設けた貫通孔６３に繋がりペーストＰｓｔの押出し方向に突出した管状部を中蓋６２に形成するようにしてもよい。このようにすれば、貫通孔６３からペーストＰｓｔがよりスムーズに押出されることになるので好ましい。
　本出願は、2013年2月7日出願の日本国特許出願（特願2013-021892）に基づくものであり、それらの内容はここに参照として取り込まれる。
　コストの低廉化と作業の簡素化を図ることができるペースト供給装置、スクリーン印刷機、ペースト供給方法及びスクリーン印刷方法を提供する。
　１　スクリーン印刷機
　２　基板
　５　マスク
　８　ペースト供給装置
　２２　スキージ
　５１　ペーストポット
　５２　ポット保持部
　５３　ポット押圧シリンダ（ペースト押出し部）
　６１　筒状部材
　６２　中蓋
　６３　貫通孔
　Ｐｓｔ　ペースト

Claims (4)

  1. 　ペーストを収容した有底の筒状部材及びこの筒状部材内に移動自在に挿入されて中央部に貫通孔が形成された中蓋を有して成るペーストポットと、
    　前記ペーストポットを前記貫通孔が下方を向く姿勢に保持するポット保持部と、
    　前記ポット保持部に保持された前記ペーストポットの前記中蓋に対して前記筒状部材を相対移動させて前記貫通孔から前記ペーストを押出すペースト押出し部とを備えたことを特徴とするペースト供給装置。
  2. 　基板と接触されるマスクと、前記基板と接触された前記マスク上にペーストを押出して供給する請求項１に記載のペースト供給装置と、前記ペースト供給装置により前記ペーストが供給された前記マスク上で摺動するスキージとを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
  3. 　ペーストを収容した有底の筒状部材及びこの筒状部材内に移動自在に挿入されて中央部に貫通孔が形成された中蓋を有して成るペーストポットを前記貫通孔が下方を向く姿勢に保持するポット保持工程と、
    　前記貫通孔が下方を向く姿勢に保持した前記ペーストポットの前記中蓋に対して前記筒状部材を相対移動させて前記貫通孔から前記ペーストを押出すペースト押出し工程とを含むことを特徴とするペースト供給方法。
  4. 　基板とマスクを接触させる接触工程と、
    　前記基板と接触させた前記マスク上に請求項１に記載のペースト供給装置からペーストを押出して供給するペースト供給工程と、
    　前記ペーストが供給された前記マスク上でスキージを摺動させるスキージ摺動工程とを含むことを特徴とするスクリーン印刷方法。
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