WO2018070016A1 - スクリーン印刷機 - Google Patents

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screen printing
printing machine
mask
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加藤光昭
横井良宗
Original Assignee
富士機械製造株式会社
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    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485Applying solder paste, slurry or powder

Definitions

  • the present invention relates to a screen printing machine that makes it unnecessary to replace a substrate transport member with respect to a substrate that is held by the substrate transport member and is transported between other work machines.
  • a mask having a printing pattern (through hole for printing) is attached, and screen printing with cream solder is performed on a substrate disposed under the mask.
  • the screen printing machine includes a substrate transfer device for transferring a substrate, a clamp device for holding the transferred substrate, a substrate support device for supporting the substrate from below, and a mask holding device for positioning and holding the mask. Furthermore, a squeegee device for spreading cream solder on the screen mask from the upper surface is provided.
  • the paste-like cream solder is pushed onto the printing pattern while being rolled on the mask by the squeegee, and the cream solder is applied (printed) to the substrate located therebelow.
  • the printing process by such a screen printing machine is executed as one process on a production line arranged with other working machines such as a mounting machine. Therefore, the board
  • a pallet that is a substrate transport member is used to maintain the planar state of the substrate.
  • the pallet used here is a plate-like frame member for placing and transporting a substrate.
  • a pallet for transporting a substrate includes one that is easy to handle and inexpensive and positions the periphery of the substrate with a protrusion.
  • the positioning projection does not affect the mounting operation in the mounting machine because the operation is component mounting from above with the suction head.
  • cream solder cannot be printed on the substrate integrated with the pallet provided with the positioning protrusions. For this reason, it is necessary to use a pallet with a fixing means different from the positioning protrusion in the printing process. Until now, the pallet for transporting the substrate had to be exchanged between the screen printing machine and the mounting machine in the production line. .
  • an object of the present invention is to provide a screen printing machine that eliminates the need to replace a substrate transport member in order to solve such a problem.
  • a screen printing machine includes a squeegee device that spreads cream solder from above on a mask on which a printing pattern is formed, and a plate-like substrate transport member that includes a substrate holding portion in a central opening portion.
  • a clamping device for gripping the substrate conveyed under the mask via the substrate conveying member, a substrate supporting device for supporting the substrate from below in the clamping device and moving the substrate in the vertical direction, and the inside of the clamping device
  • a lifting device that moves the substrate held in the vertical direction to position it at a printing position, and the clamp device is a substrate that can be attached to and detached from the upper ends of a pair of clamp members that sandwich the substrate transport member from the width direction.
  • the detachable board printing guide member is attached to the upper ends of the pair of clamp members, and the board lifted from the board conveying member by the lifting device is disposed in the opening portion of the board printing guide member. Since the guide member and the upper surface of the substrate are aligned, for example, even if a substrate transport member having positioning protrusions is used for transporting the substrate, the substrate is removed from the substrate transport member and placed in the printing position under the mask. By arranging it together with the substrate printing guide member, it is possible to perform printing on the substrate in a screen printer.
  • FIG. 1 is a diagram simply showing the internal configuration of the screen printing machine according to the present embodiment.
  • the screen printing machine 1 is configured to perform a pre-process of a component mounter that mounts electronic components on a substrate.
  • the screen printing machine 1 includes a substrate transport device 3 and a squeegee device 4, a clamp device 5 that holds the substrate, a substrate support device 7 that supports the substrate from below, and a lifting device 8 that moves and positions the substrate in the vertical direction. Etc. are provided. And the control apparatus which controls the whole screen printing machine is mounted, and the predetermined control with respect to the drive part of each apparatus is performed.
  • the substrate 10 is carried in and out by the substrate conveying device 3, and the substrate conveying device 3 is constituted by a pair of conveyor belts 11 that support both sides of the substrate 10.
  • the substrate 10 is fed in a direction penetrating through (machine body width direction).
  • the substrate transfer device 3, the clamp device 5, and the substrate support device 7 are assembled to the lifting device 8. Therefore, the substrate 10 carried into and held by the screen printer 1 is moved up to just below the mask 9 by driving the lifting device 8 and positioned at the printing position.
  • linear cream solder is supplied in the width direction of the machine.
  • the cream solder is pushed into the printing pattern while rolling on the mask 9 by the squeegee device 4, and printing is performed on the substrate 10 positioned under the mask 9.
  • a pair of squeegee heads 401 and 402 having a squeegee are mounted on the traveling platform 12 in a state where the squeegee heads can be moved up and down by a cylinder.
  • the traveling table 12 is slidably assembled with respect to a guide rod 13 installed in the horizontal direction (the longitudinal direction of the machine body), and can move linearly in the horizontal direction.
  • a screw shaft 15 parallel to the guide rod 13 is installed in the screen printing machine 1 in a rotatable state, and is rotated by a drive motor.
  • a ball screw mechanism is constituted by the fixing nut and the screw shaft 15 inside the carriage 12.
  • the clamping device 5 mounted on the elevating device 8 is configured.
  • the lifting device 8 is assembled with a lifting platform 22 so as to slide along the vertical guide rail 21, and the lifting platform 22 is connected to a lifting motor 23 via a ball screw mechanism 24.
  • the substrate transport device 3, the clamp device 5, the substrate support device 7, and the like are mounted on the lift table 22 via the support table 25.
  • the support base 25 is configured such that the position of the support base 25 can be adjusted in the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction on the XY plane.
  • a pair of mask supports 26 are erected on the support base 25 in the longitudinal direction of the machine body, and the clamp device 5 is disposed therebetween.
  • the pair of mask supports 26 positioned in the front and rear are provided with gate-shaped legs 261 in the width direction of the machine body, and a mask support plate 262 that contacts the mask 9 is fixed on the upper surface thereof.
  • One mask support 26 is configured with a ball screw mechanism in which a fixing nut inside the leg body 261 and one screw shaft 27 are screwed together. Therefore, the distance between the pair of mask supports 26 can be adjusted by controlling the drive motor that rotates the screw shaft 27.
  • the clamp device 5 is provided with a pair of side frames 33 standing before and after the support base 31, and a screw shaft 36 is screwed into an internal fixing nut in one side frame 33 to form a ball screw mechanism.
  • the distance between the pair of side frames 33 can be adjusted by the rotation of the clamping motor with respect to the screw shaft 36.
  • the clamp part 35 is formed in the upper end part of the side frame 33, and the board
  • the template 37 which is a board
  • FIG. 2 is an enlarged view of the periphery of the clamp device 5
  • FIG. 5 is a plan view showing the template 37 attached to the clamp device 5.
  • the template 37 is a frame member made of a plate material in which a rectangular opening 371 is formed at the center.
  • the opening 371 has a shape that matches the shape of the substrate 10, and is formed with a size such that a slight gap is generated with respect to the substrate 10.
  • the template 37 has mounting protrusions 372 formed on both side surfaces in the width direction.
  • An attachment hole 351 is formed in the clamp portion 35 corresponding to the attachment projection 372. In the screen printing machine 1, by adjusting the distance between the pair of side frames 33, the mounting protrusion 372 is inserted into the mounting hole 351 from the horizontal direction, and the template 37 is installed between the pair of clamp portions 35. It can be attached.
  • FIG. 4 is a plan view showing the substrate 10 mounted on the pallet 38.
  • the pallet 38 is a frame member made of a plate material in which a rectangular opening 381 is formed at the center.
  • the opening 381 has a shape that matches the shape of the substrate 10 and is smaller in size than the substrate 10.
  • a plurality of positioning protrusions 382 are erected around the opening 381 in accordance with the external dimensions of the substrate 10. Therefore, the substrate 10 is mounted on the pallet 38 so as to be surrounded by the plurality of positioning protrusions 382 and the outer peripheral end thereof being hung on the outer edge portion of the opening 381.
  • the substrate transport device 3 of the screen printing machine 1 is configured such that the conveyor belt 11 is assembled to a pair of side frames 33 and the substrate 10 moves below the clamp portion 35, that is, below the template 37. Yes.
  • the substrate 10 is not directly conveyed by the conveyor belt 11 but is conveyed while being held on the pallet 38.
  • a substrate support device 7 is provided under the substrate transfer device 3.
  • the substrate support device 7 is configured such that two backup blocks 42 for supporting the substrate 10 from below are fixed to a backup table 41 and can be moved up and down in the clamping device 5 by lifting means.
  • the support base 31 of the clamp device 5 is supported via a ball screw mechanism that converts the rotational output of the lifting motor 43 into a lifting motion.
  • a drive motor 44 is fixed to the support base 31, and a backup table 41 is supported via a ball screw mechanism that converts the rotational output of the lifting / lowering motor 44 into a lifting / lowering motion.
  • the substrate support device 7 of the present embodiment is for moving the substrate 10 from the pallet 38 to the template 37 and arranging it at a predetermined position. That is, the raised backup block 42 penetrates the opening 381 of the pallet 38, so that the substrate 10 placed on the upper surface of the backup block 42 is disposed in the opening 371 of the template 37.
  • the backup block 42 is formed with a plurality of suction holes 421 opened on the upper surface with which the substrate 10 contacts, and a vacuum device is connected to the suction holes 421. Therefore, the substrate 10 is sucked and held on the upper surface of the backup block 42, and in this state, the substrate 10 is supported during lifting and printing.
  • FIG. 3 and FIG. 4 are enlarged views of the periphery of the clamp device 5 as in FIG. 2, and stepwise changes are shown from FIG. 2 to FIG.
  • the substrate 10 mounted on the pallet 38 is carried in by the conveyor belt 11, and is arranged under the template 37 as shown in FIG.
  • rotation is given to the screw shaft 36, and as shown in FIG. 3, one side frame 33 moves in a direction to reduce the distance, and the pallet 38 is sandwiched between both side frames 33.
  • the template 37 is positioned by being sandwiched by a pair of clamp portions 35 with a reduced distance from a hooked state in which the mounting protrusion 372 is inserted into the mounting hole 351.
  • the raising / lowering motor 44 is driven, and as shown in FIG. 4, the raised backup block 42 penetrates through the opening 381 of the pallet 38 and moves into the opening 371 of the template 37 so that the substrate 10 is lifted. Arranged. At that time, vacuuming is performed by a vacuum device through the suction hole 421 at a height where the upper surface of the backup block 42 is in contact with the lower surface of the substrate 10, and the substrate 10 is sucked and held on the upper surface of the backup block 42. Therefore, the substrate 10 is raised and lowered in a stable state. The raised substrate 10 is placed in the opening 371 of the template 37 and positioned in such an arrangement that the height is aligned with the upper surface of the template 37.
  • the raising / lowering motor 43 is driven, and the clamping device 5 is lifted with the template 37 and the substrate 10 aligned in height, and the upper surfaces of the template 37 and the substrate 10 are substantially aligned with the height of the mask support plate 262.
  • the elevating motor 23 is driven and the elevating table 22 is raised, the substrate 10, the template 37, and the mask support plate 262 move together, and are stopped and positioned at the printing position directly below the mask 9. .
  • cream solder is supplied to the upper surface of the mask 9, and the cream solder is pushed into the print pattern by the squeegee device 4. Thereby, the cream solder is printed on the substrate 10 located under the mask 9 through the through hole of the print pattern.
  • the elevating motor 44 is driven, and the backup block 42 is separated from the mask 9 by the reverse rotation output.
  • the elevating motors 23 and 44 are also driven, and the clamp device 5 and the substrate support device 7 are lowered by the reverse rotation output and returned to the reference position.
  • the backup block 42 descends and the upper end passes through the opening 381 of the pallet 38.
  • the vacuuming is stopped halfway, the printed substrate 10 is transferred to the pallet 38 again.
  • the pair of side frames 33 are separated from each other, and the pallet 38 on the conveyor belt 11 carries the substrate 10 and is conveyed to the next working machine.
  • the pallet 38 having a plurality of positioning protrusions 382 is used for transporting the substrate 10. This makes it possible to eliminate the need to exchange pallets with other work machines. Further, since the substrate 10 at the time of printing is surrounded by the template 37 having the same height, the template 37 can receive the printing pressure from the squeegee that moves at a position deviated from the substrate 10, and stable printing can be performed. Processing becomes possible.
  • the template 37 can be attached and detached with a simple configuration in which the attachment protrusion 372 is inserted into the attachment hole 351 of the clamp portion 35. Therefore, attachment work by an operator can be easily performed without using a tool. Then, by removing the template 37, a substrate that does not require a pallet can be directly clamped by the pair of clamp portions 35. Further, since the suction hole 421 is formed in the backup block 42 and the substrate 10 is sucked and held by evacuation, the substrate 10 is not clamped at the printing position arranged in the opening 371 of the template 37. It can be stabilized so that it does not shift during printing.
  • the clamp device 5 has a structure in which the clamp portion 35 is detachable from the clamp rail that directly grips the substrate. Therefore, regarding the clamp device 5, in addition to the template 37, a clamp rail having a mounting hole 351 and a normal one may be prepared. For the substrate support device 7, a replaceable normal backup pin and backup block 42 may be prepared. Therefore, the screen printing machine 1 according to the present embodiment can achieve the above-described effect without making a significant design change from the conventional one.
  • the backup block 42 may be a plurality of backup pins having suction holes.
  • the vacuum device for sucking the substrate 10 can be used because a conventional screen printing machine is provided with a mechanism for sucking and holding the mask.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the clamping device and the substrate support device, which are changed places, and the same reference numerals are given to the same components as those in the embodiment. Further, the operation state of each device shown in FIG. 7 corresponds to FIG.
  • the clamp device 50 a pair of side frames 33 is erected, and a template 51 is detachably attached to a clamp portion 53 at an upper end portion.
  • a template 51 of the present embodiment one end portion in the width direction is fixed to the clamp portion 53 by a bolt 52, and the other end portion is disposed on the clamp portion 53 in a free state.
  • the template 51 is a frame member made of a plate material in which a rectangular opening 511 is formed in the center as in the above-described embodiment, and a flange portion 512 is formed in the opening 511.
  • the flange portion 512 is formed so as to protrude inward along the upper surface from the inner peripheral side surface of the template 51 constituting the opening portion 511.
  • the edge portion of the raised substrate 10 is pressed against the flange portion 512 from below, and the substrate support device 55 supports the substrate 10 from below so that the substrate 10 is pressed and positioned from above and below. It has become. This is because the substrate support device 55 of this embodiment omits the structure for sucking and holding the substrate 10.
  • the ascending backup block 56 penetrates the opening 381 of the pallet 38 and moves into the opening 511 of the template 51 so that the substrate 10 is lifted. At that time, the substrate 10 is positioned in the opening portion 511 of the template 51 so that the peripheral edge portion hits the flange portion 512 and is pressed from above and below. Thereafter, the raised template 51 and the substrate 10 are arranged at a printing position directly below the mask 9 by driving the lifting device 8, and printing on the substrate 10 is performed through the mask 9 superimposed above. It should be noted that the template 51 and the upper surface of the substrate 10 are required to be aligned at the time of printing. However, since the thickness of the flange portion 512 is extremely thin, there is no effect on printing, and the upper surface of the template 37 and the substrate 10 is not affected. The heights of these are aligned to meet the demands during printing.
  • the backup block is shown and described in the second embodiment, but a plurality of backup pins may be used.
  • the backup block has been described on the assumption that the primary surface is printed.
  • the electronic component is mounted on the lower surface side, so that the upper surface of the backup block is mounted.
  • a rubber plate in which a concave portion or a through hole for adsorbing the substrate is formed according to the position of the electronic component can be bonded together to cope with it.

Abstract

マスク(9)に対してクリームはんだを上から塗り延ばすスキージ装置(4)と、中央の開口部分に基板保持部を備えた板状の基板搬送部材(38)によって前記マスクの下に搬送された基板(10)を、基板搬送部材(38)を介して把持するクランプ装置(5)と、そのクランプ装置内で基板を下方から支持して上下方向に移動させる基板支持装置(7)と、クランプ装置(5)内に保持された基板を上下方向に移動させて印刷位置に位置決めする昇降装置(8)とを有し、クランプ装置(5)は、基板搬送部材(38)を幅方向から挟み込む一対のクランプ部材(33)の上端部(35)に着脱可能な基板印刷ガイド部材(37)を備え、その基板印刷ガイド部材は、中央に開口部分が形成され、基板支持装置(7)によって基板搬送部材(38)から持ち上げられ前記開口部内に配置された基板(10)と上面を揃えるようにしたものである。

Description

スクリーン印刷機
 本発明は、基板搬送部材に保持されて他の作業機との間で搬送が行われる基板について、その基板搬送部材の交換を不要とするためのスクリーン印刷機に関する。
 スクリーン印刷機では、印刷パターン(印刷用の貫通孔)を有するマスクが取り付けられ、その下に配置された基板に対してクリームはんだによるスクリーン印刷が行われる。そのスクリーン印刷機には、基板の搬送を行う基板搬送装置、搬送された基板を把持するためのクランプ装置、基板を下方から支持する基板支持装置、マスクを位置決めして保持するためのマスク保持装置、更にはスクリーンマスクに対して上面からクリームはんだを塗り延ばすスキージ装置などが設けられている。
 そして、基板への印刷時には、ペースト状のクリームはんだがスキージによってマスク上でローリングされながら印刷パターンに押し込まれ、その下に位置する基板に対してクリームはんだが塗布(印刷)される。こうしたスクリーン印刷機による印刷工程は、実装機などの他の作業機とともに並べられた製造ライン上の一工程として実行されるものである。そのため、作業対象となる基板は、各作業機の中を搬送装置によって順番に搬送されることとなる。その際、基板が幅方向のクランプによって撓んでしまうような極薄のものである場合には、基板の平面状態を保つため、基板搬送部材であるパレットが使用される。ここで使用されるパレットは、基板を載せて搬送するための板状の枠部材である。
特開2011―031588号公報 特開2005-158831号公報
 しかしながら、製造ラインを構成する実装機やスクリーン印刷機など、様々な作業機に対して順番に送られる基板は、一つのパレットによって全ての工程に対応することができないという問題があった。例えば、基板搬送用のパレットには、取り扱いが容易であり、且つ安価なものとして、基板の周りを突起で位置決めするものがある。そうしたパレットを使用した場合、実装機では、作業が吸着ヘッドによる上からの部品装着であるため、位置決め突起が実装作業に影響することはない。しかし、スクリーン印刷機では、印刷の際にマスクの下に基板を重ねて配置する必要があるため、位置決め突起を備えたパレットと一体の基板に対してクリームはんだの印刷は行なえない。そのため、印刷工程では位置決め突起とは異なる固定手段のパレットを使用する必要があり、これまで製造ラインでは、スクリーン印刷機と実装機とで基板を搬送するためのパレットを交換しなければならなかった。
 そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、基板搬送部材の交換を不要とするためのスクリーン印刷機を提供することを目的とする。
 本発明の一態様におけるスクリーン印刷機は、印刷パターンが形成されたマスクに対してクリームはんだを上から塗り延ばすスキージ装置と、中央の開口部分に基板保持部を備えた板状の基板搬送部材によって前記マスクの下に搬送された基板を、当該基板搬送部材を介して把持するクランプ装置と、前記クランプ装置内で基板を下方から支持して上下方向に移動させる基板支持装置と、前記クランプ装置内に保持された基板を上下方向に移動させて印刷位置に位置決めする昇降装置とを有し、前記クランプ装置は、前記基板搬送部材を幅方向から挟み込む一対のクランプ部材の上端部に着脱可能な基板印刷ガイド部材を備え、その基板印刷ガイド部材は、中央に開口部分が形成され、前記基板支持装置によって前記基板搬送部材から持ち上げられ前記開口部内に配置された基板と上面を揃えるようにしたものである。
 なお、「中央」とは、開口部分の中心点が基板搬送部材や基板印刷ガイド部材の中心点と一致するような厳密さを求めるものではない。
 本発明によれば、一対のクランプ部材の上端部に着脱可能な基板印刷ガイド部材が取り付けられ、基板印刷ガイド部材の開口部分に昇降装置によって基板搬送部材から持ち上げた基板が配置されて、基板印刷ガイド部材と基板の上面が揃えられるようにしたので、例えば基板の搬送に位置決め突起を備えるような基板搬送部材が使用されたとしても、その基板搬送部材から基板を外してマスク下の印刷位置に基板印刷ガイド部材とともに配置させることにより、スクリーン印刷機において基板に対する印刷を行うことができる。
スクリーン印刷機の実施形態について内部構成を簡易的に示した図である。 クランプ装置周辺の拡大図である。 クランプ装置周辺の拡大図であり、クランプ状態を示した図である。 クランプ装置周辺の拡大図であり、基板を印刷位置へ移動させた状態を示した図である。 クランプ装置に取り付けられたテンプレートを示した平面図である。 パレットに搭載された基板を示した平面図である。 クランプ装置の変更例を示した図である。
 次に、本発明に係るスクリーン印刷機の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図1は、本実施形態のスクリーン印刷機の内部構成を簡易的に示した図である。スクリーン印刷機1は、基板に対して電子部品を実装する部品実装機の前工程を行うものとして構成されている。そのスクリーン印刷機1には、基板搬送装置3やスキージ装置4、基板を把持するクランプ装置5、基板を下方から支持する基板支持装置7および、基板を上下方向に移動させて位置決めする昇降装置8などが設けられている。そして、スクリーン印刷機全体を制御する制御装置が搭載され、各装置の駆動部に対する所定の制御が行われるようになっている。
 スクリーン印刷機1は、基板搬送装置3によって基板10の搬入および搬出が行われるが、その基板搬送装置3は、基板10の両サイドを支持する一対のコンベアベルト11によって構成され、図1の図面を貫く方向(機体幅方向)に基板10が送られるようになっている。そして、基板搬送装置3やクランプ装置5および基板支持装置7が昇降装置8に対して組み付けられている。よって、スクリーン印刷機1に搬入されて把持された基板10は、昇降装置8の駆動によってマスク9の直下にまで上昇し、その印刷位置に位置決めされることとなる。
 マスク9の上には機体幅方向に線状のクリームはんだが供給される。クリームはんだは、スキージ装置4によってマスク9上をローリングしながら印刷パターンに押し込まれて、マスク9の下に位置する基板10に対して印刷が行われる。スキージ装置4は、スキージを備えた一対のスキージヘッド401,402が、シリンダにより昇降可能な状態で走行台12に搭載されている。走行台12は、図面横方向(機体前後方向)に架設されたガイドロッド13に対して摺動可能に組み付けられ、水平方向に直線移動が可能なものである。また、スクリーン印刷機1には、ガイドロッド13と平行なネジ軸15が回転自在な状態で架設され、駆動モータによって回転が与えられるようになっている。そして、走行台12内部の固定ナットとネジ軸15とによってボールネジ機構が構成されている。
 一方、マスク9の下側には、前述したように昇降装置8に搭載されたクランプ装置5などが構成されている。そこで先ず、昇降装置8は、垂直なガイドレール21に沿って摺動するように昇降台22が組み付けられ、その昇降台22は、ボールネジ機構24を介して昇降用モータ23に連結されている。そして、昇降台22の上には、支持台25を介して基板搬送装置3やクランプ装置5、基板支持装置7などが搭載されている。なお、詳しい説明は省略するが、支持台25は、昇降台22に対してX-Y平面上のX方向及びY方向とθ方向に位置調整が可能な構成となっている。
 支持台25の上には、機体前後方向に一対のマスクサポート26が立設され、その間にクランプ装置5が配置されている。前後に位置する一対のマスクサポート26は、それぞれ機体幅方向に門型の脚体261が設けられ、その上面にはマスク9と接触するマスク支持プレート262が固定されている。一方のマスクサポート26には、脚体261内部の固定ナットと1本のネジ軸27とが螺合したボールネジ機構が構成されている。従って、ネジ軸27を回転させる駆動モータの制御によって、一対のマスクサポート26の距離の調整が可能になっている。
 次に、クランプ装置5は、支持台31の前後に一対のサイドフレーム33が立設され、一方のサイドフレーム33には、内部の固定ナットにネジ軸36が螺合してボールネジ機構が構成され、ネジ軸36に対するクランプ用モータの回転によって、一対のサイドフレーム33の距離の調整が可能になっている。そして、サイドフレーム33の上端部にはクランプ部35が形成され、互いの距離の調整によって基板10を幅方向から把持できるようになっている。ただ本実施形態では、そのクランプ部35に対して、基板印刷ガイド部材であるテンプレート37が着脱可能に取り付けられている。ここで、図2は、クランプ装置5周辺の拡大図であり、図5は、そのクランプ装置5に取り付けられたテンプレート37を示した平面図である。
 テンプレート37は、中央に矩形形状の開口部371が形成された板材からなる枠部材である。その開口部371は、基板10の形に合わせた形状であり、基板10とは僅かな隙間が生じる程度の大きさで形成されている。また、テンプレート37は、幅方向の両側面に取付用突起372が形成されている。そして、この取付用突起372に対応して、クランプ部35には取付孔351が形成されている。スクリーン印刷機1では、一対のサイドフレーム33の距離の調整により、取付孔351の中に水平方向から取付用突起372が挿入され、テンプレート37が一対のクランプ部35の間に架設された状態で取り付けられるようになっている。
 印刷時の基板10は、取り付けられたテンプレート37の開口部371内に入れられ、テンプレート37の上面と高さが揃うようにして配置される(図4参照)。本実施形態では、クランプ部35によって幅方向から把持されると撓んでしまうような極薄の基板10が対象となっているからである。そのため、基板10は、スクリーン印刷機1を含む製造ライン上を、基板搬送部材であるパレット38に保持された状態で搬送される。ここで、図6は、パレット38に搭載された基板10を示した平面図である。
 パレット38は、中央に矩形形状の開口部381が形成された板材からなる枠部材である。その開口部381は、基板10の形に合わせた形状であり、基板10よりも小さい寸法で形成されている。そして、開口部381の周りには、基板10の外形寸法に合わせて複数の位置決め突起382が立設されている。よって、基板10は、こうしたパレット38に対して、複数の位置決め突起382に囲まれるようにしてその内部に配置され、外周端部が開口部381の外縁部分に掛けられるようにして搭載される。
 次に、スクリーン印刷機1の基板搬送装置3は、一対のサイドフレーム33にコンベアベルト11が組み付けられ、クランプ部35の下側、つまりテンプレート37の下を基板10が移動するように構成されている。そして、本実施形態では、基板10が直接コンベアベルト11によって搬送されることはなく、パレット38に保持された状態で搬送されるようになっている。
 一対のサイドフレーム33の間には、基板搬送装置3の下に基板支持装置7が設けられている。基板支持装置7は、基板10を下から支持するための2つのバックアップブロック42がバックアップテーブル41に固定され、昇降手段によってクランプ装置5の内部を上下方向に移動できるよう構成されている。クランプ装置5の支持台31は、昇降用モータ43の回転出力を昇降運動に変換するボールネジ機構を介して支持されている。そして、支持台31には駆動モータ44が固定され、バックアップテーブル41が昇降用モータ44の回転出力を昇降運動に変換するボールネジ機構を介して支持されている。
 ところで、本実施形態の基板支持装置7は、基板10をパレット38からテンプレート37へと移動させて、所定位置に配置させるためのものである。すなわち、上昇したバックアップブロック42がパレット38の開口部381を突き抜けることにより、バックアップブロック42の上面に載った基板10がテンプレート37の開口部371内に配置される。そのバックアップブロック42には、基板10が接触する上面に開口した複数の吸引孔421が形成され、その吸引孔421には真空装置が接続されている。よって、基板10は、バックアップブロック42の上面に吸着保持され、その状態で昇降および印刷時の支持が行われるようになっている。
 続いて、スクリーン印刷機1の作用について説明する。ここで、図3及び図4は、図2と同じくクランプ装置5周辺の拡大図であり、図2から図4にかけて段階的な変化が示されている。スクリーン印刷機1は、パレット38に搭載された基板10がコンベアベルト11によって搬入され、図2に示すようにテンプレート37の下に配置される。そしてネジ軸36に回転が与えられ、図3に示すように、一方のサイドフレーム33が距離を縮める方向に移動して、両方のサイドフレーム33によってパレット38が挟み込まれる。また、テンプレート37は、取付孔351に取付用突起372が挿入されただけの引掛け状態から、距離を縮めた一対のクランプ部35によって挟み込まれて位置決めされる。
 その後、昇降用モータ44が駆動し、図4に示すように、上昇したバックアップブロック42がパレット38の開口部381を突き抜け、基板10が持ち上げられるようにしてテンプレート37の開口部371内まで移動して配置される。その際、バックアップブロック42の上面が基板10の下面に接する高さで、吸引孔421を通した真空装置による真空引きが行われ、バックアップブロック42の上面に基板10が吸着保持される。よって、安定した状態で基板10の昇降が行われる。上昇した基板10は、テンプレート37の開口部371内に入れられて、テンプレート37の上面と高さが揃うようにした配置で位置決めされる。
 そして、昇降用モータ43が駆動し、テンプレート37と基板10が高さを揃えた状態でクランプ装置5が上昇し、マスク支持プレート262の高さにテンプレート37と基板10の上面がほぼ揃えられた状態で位置決めされる。更に、昇降用モータ23が駆動して昇降台22が上昇することにより、基板10、テンプレート37およびマスク支持プレート262が一体となって移動し、マスク9直下の印刷位置で停止して位置決めされる。そして、マスク9の上面にはクリームはんだが供給され、そのクリームはんだがスキージ装置4によって印刷パターンへ押し込まれる。これにより、印刷パターンの貫通孔を通してマスク9の下に位置する基板10にクリームはんだが印刷される。
 印刷後は、昇降用モータ44が駆動し、逆回転の出力によりバックアップブロック42がマスク9から離される。同じように昇降用モータ23,44も駆動し、逆回転の出力によりクランプ装置5や基板支持装置7などが下降して基準位置へと戻されることとなる。その際、バックアップブロック42が下降してパレット38の開口部381を上端部が通過するが、途中で真空引きが止められるため、印刷済みの基板10は再びパレット38に移し替えられる。そして、一対のサイドフレーム33の距離が離され、コンベアベルト11上のパレット38が基板10を載せて次の作業機へと搬送が行われる。
 よって、本実施形態のスクリーン印刷機1によれば、基板10を外してマスク9下の印刷位置に配置させるようにしたため、基板10の搬送に、複数の位置決め突起382を備えたパレット38を使用することが可能になり、他の作業機との間でパレットの交換を不要にすることができる。また、印刷時の基板10は、周りが同じ高さのテンプレート37によって囲まれているため、基板10から外れた位置を移動するスキージからの印圧をテンプレート37によって受けることができ、安定した印刷処理が可能になる。
 また、テンプレート37は、クランプ部35の取付孔351に対して取付用突起372を挿入するだけの簡単な構成で着脱が可能になっている。そのため、作業者による取り付け作業も、工具を使用することなく簡単に行うことができる。そして、テンプレート37を取り外すことにより、パレットを必要としない基板について一対のクランプ部35により直接クランプすることができる。更に、バックアップブロック42には吸引孔421が形成され、真空引きによって基板10を吸着保持するようにしたため、テンプレート37の開口部371内に配置された印刷位置で、その基板10をクランプしなくとも印刷時にずれないように安定させることができる。
 ところでクランプ装置5は、そのクランプ部35の構造が、基板を直接把持するクランプレールが着脱可能な構造となっている。従って、クランプ装置5に関しては、テンプレート37のほかに、クランプレールについて取付孔351を備えたものと通常のものを用意すればよい。また、基板支持装置7に関しては、交換可能な通常のバックアップピンとバックアップブロック42とを用意すればよい。そのため、本実施形態のスクリーン印刷機1は、従来のものから大幅な設計変更をすることなく上記効果を達成することができる。なお、バックアップブロック42は、吸引孔を備えた複数のバックアップピンであってもよい。そして、基板10を吸引するための真空装置は、従来のスクリーン印刷機にはマスクを吸引保持するための機構が設けられているため、その真空装置を使用することが可能である。
 続いて、スクリーン印刷機1の一部について変更した他の実施形態を説明する。図7は、変更箇所であるクランプ装置と基板支持装置を拡大して示した図であり、前記実施形態と同じ構成については同じ符号が付されている。また、図7で示す各装置の動作状態は図4に対応している。先ず、クランプ装置50は、一対のサイドフレーム33が立設され、上端部のクランプ部53にテンプレート51が着脱可能に取り付けられている。特に、本実施形態のテンプレート51は、幅方向の一端部がクランプ部53に対しボルト52によって固定され、他端部は自由な状態でクランプ部53の上に配置されている。
 また、テンプレート51は、前記実施形態と同じく中央に矩形形状の開口部511が形成された板材からなる枠部材であるが、その開口部511にはツバ部512が形成されている。ツバ部512は、開口部511を構成するテンプレート51の内周側面から上面に沿って内側に突き出して形成されている。このツバ部512には上昇した基板10の周縁端部が下から押し当てられ、その基板10を基板支持装置55が下から支えることにより、基板10が上下方向から押えられて位置決めされるようになっている。これは、本実施形態の基板支持装置55が、基板10を吸引保持するための構造を省略したからである。
 よって、本実施形態では、上昇するバックアップブロック56がパレット38の開口部381を突き抜け、基板10が持ち上げられるようにしてテンプレート51の開口部511内まで移動して配置される。そのとき、基板10は、周縁端部がツバ部512に当たり、上下から押え込まれるようにしてテンプレート51の開口部511内に位置決めされる。その後、昇降装置8の駆動により、上昇したテンプレート51と基板10とがマスク9直下の印刷位置に配置され、上方に重ねられたマスク9を通して基板10に対する印刷が行われる。なお、印刷時にはテンプレート51と基板10の上面と高さが揃っていることが求められるが、この点、ツバ部512の厚さが極めて薄いため印刷には影響なく、テンプレート37と基板10の上面の高さは、印刷時の要求に応える程度に揃っている。
 以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
 例えば、前記第2実施形態でもバックアップブロックを示して説明したが、複数のバックアップピンであってもよい。
 また、前記実施形態では、一次面の印刷を想定してバックアップブロックを説明したが、基板の二次面を印刷する場合には下面側に電子部品が装着されているため、バックアップブロックの上面に、電子部品の位置に合わせた凹部や基板吸着用の貫通孔を形成したゴム板を貼り合わせて対応することができる。
1…スクリーン印刷機 3…基板搬送装置 4…スキージ装置 5…クランプ装置 7…基板支持装置 8…昇降装置 9…マスク 10…基板 11…コンベアベルト 35…クランプ部 37…テンプレート 38…パレット 42…バックアップブロック 
 
 

 

Claims (4)

  1.  印刷パターンが形成されたマスクに対してクリームはんだを上から塗り延ばすスキージ装置と、
     中央の開口部分に基板保持部を備えた板状の基板搬送部材によって前記マスクの下に搬送された基板を、当該基板搬送部材を介して把持するクランプ装置と、
     前記クランプ装置内で基板を下方から支持して上下方向に移動させる基板支持装置と、
     前記クランプ装置内に保持された基板を上下方向に移動させて印刷位置に位置決めする昇降装置とを有するスクリーン印刷機において、
     前記クランプ装置は、前記基板搬送部材を幅方向から挟み込む一対のクランプ部材の上端部に着脱可能な基板印刷ガイド部材を備え、その基板印刷ガイド部材は、中央に開口部分が形成され、前記基板支持装置によって前記基板搬送部材から持ち上げられ前記開口部内に配置された基板と上面を揃えるようにしたものであることを特徴とするスクリーン印刷機。
  2.  前記基板印刷ガイド部材は、中央に基板の大きさに合わせた開口部分が形成された板部材であり、その幅方向の両側面に取付用突起が複数形成され、
     前記クランプ部材の上端部に形成された取付孔に前記取付用突起が挿入されて取り付けられるようにしたものであることを特徴とする請求項1に記載のスクリーン印刷機。
  3.  前記基板印刷ガイド部材は、その開口部分を構成する内周側面から上面に沿って内側に突き出したツバ部が形成され、前記基板支持装置によって持ち上げられた基板の端部が前記ツバ部に当てられるようにしたものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスクリーン印刷機。
  4.  前記基板支持装置は、基板を下方から支持するバックアップ部材を有し、そのバックアップ部材には上面に開口した吸引孔が形成され、その吸引孔を通して行う吸引によって基板を保持するようにしたものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のスクリーン印刷機。
     
     

     
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