WO2020079781A1 - スクリーン印刷機 - Google Patents

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WO2020079781A1
WO2020079781A1 PCT/JP2018/038688 JP2018038688W WO2020079781A1 WO 2020079781 A1 WO2020079781 A1 WO 2020079781A1 JP 2018038688 W JP2018038688 W JP 2018038688W WO 2020079781 A1 WO2020079781 A1 WO 2020079781A1
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WO
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squeegee
viscous fluid
mask
solder
contact member
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/038688
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English (en)
French (fr)
Inventor
郁雄 高津
Original Assignee
株式会社Ｆｕｊｉ
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Publication date
Application filed by 株式会社Ｆｕｊｉ filed Critical 株式会社Ｆｕｊｉ
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Priority to PCT/JP2018/038688 priority patent/WO2020079781A1/ja
Priority to CN201880098701.XA priority patent/CN112839816B/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F15/00—Screen printers
    • B41F15/08—Machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F15/00—Screen printers
    • B41F15/08—Machines
    • B41F15/12—Machines with auxiliary equipment, e.g. for drying printed articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F15/00—Screen printers
    • B41F15/14—Details
    • B41F15/40—Inking units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/12—Stencil printing; Silk-screen printing

Definitions

  • the technology disclosed in the present specification relates to a screen printing machine that prints a viscous fluid on a substrate using a mask in which a print pattern including through holes is formed.
  • Patent Document 1 discloses a solder printing machine.
  • This solder printing machine includes a mask arranged on a circuit board and a squeegee for imprinting cream solder (an example of viscous fluid) on the mask.
  • the cream solder is printed on the substrate by moving the squeegee along the surface of the mask supplied with the cream solder.
  • Such a printing method using a mask and a squeegee is generally called screen printing.
  • the viscosity of the viscous fluid is determined based on the torque of the motor that moves the squeegee.
  • the torque of the motor when moving the squeegee is not determined only by the viscosity of the viscous fluid, but is also affected by other changing factors such as the coefficient of friction between the squeegee and the mask.
  • the influence on the motor torque is larger in other elements than the viscosity of the viscous fluid. Therefore, the present specification provides a screen printing machine that can measure the viscosity of a viscous fluid without using the torque of a motor that moves a squeegee.
  • the screen printing machine disclosed in this specification prints a viscous fluid on a substrate using a mask having a print pattern formed of through holes.
  • the screen printing machine includes a contact member. Further, in this screen printing machine, the contact member can be moved by the drive device to a contact position where the tip of the contact member comes into contact with the viscous fluid and a separated position where the tip of the contact member is separated from the viscous fluid.
  • the screen printing machine further includes a measuring device that measures the length of the viscous fluid that hangs down from the tip of the contact member when the contact member is moved from the contact position to the separated position by the drive device. Further, in this screen printing machine, the control device sets the printing conditions for printing the viscous fluid on the substrate based on the measurement result of the measuring device.
  • the drooping length The length of the viscous fluid that hangs down from the tip of the contact member (hereinafter referred to as the drooping length) changes depending on the viscosity of the viscous fluid. Specifically, when the viscosity is high, the sagging length becomes short. When the viscosity is low, the sagging length becomes long.
  • the viscosity of the viscous fluid can be measured without using the torque of the motor that moves the squeegee. Further, by setting the printing condition using the measurement result, the printing condition suitable for the changing viscosity of the viscous fluid can be set.
  • the mask of the screen printing machine disclosed in the present specification has a surface to which the viscous fluid is supplied, and the contact member may be a squeegee that fills the through hole of the mask with the viscous fluid.
  • this screen printing machine utilizes a drive device to press the squeegee against the surface of the mask at a predetermined angle and with a predetermined pressure, while moving the squeegee in a horizontal direction on the surface of the mask. It may be moved at a predetermined speed, and may be moved at a predetermined speed in a direction orthogonal to the surface of the mask.
  • the contact position is a position where the tip of the squeegee comes into contact with the viscous fluid supplied to the surface of the mask
  • the separated position is where the viscous fluid supplied to the surface of the mask and the viscous fluid hanging from the tip of the squeegee.
  • the positions may be separated from each other.
  • the screen printing machine prints the viscous fluid on the printing medium by moving the squeegee along the surface of the mask supplied with the viscous fluid.
  • the viscous fluid hangs down.
  • the viscosity of the viscous fluid is measured by measuring the length of the viscous fluid hanging from the squeegee. Since the squeegee used for printing is used, it is not necessary to separately provide a contact member only for measuring the viscosity of the viscous fluid.
  • the screen printing machine disclosed in this specification when the squeegee moves in the direction orthogonal to the surface of the mask after the squeegee has filled the through holes of the mask with the viscous fluid by the measuring device, moves from the squeegee to the mask.
  • the length of the viscous fluid that extends may be measured.
  • a screen printer moves the squeegee in a certain direction to move the viscous fluid, and then moves the squeegee in a direction orthogonal to the surface of the mask to move the viscous fluid in the opposite direction.
  • the viscous fluid adheres to the squeegee and moves with it, causing it to hang down due to gravity. By measuring this hanging length, the viscosity of the viscous fluid can be measured.
  • the measuring device in the screen printing machine disclosed in the present specification is configured such that when the contact member is moved from the contact position to the separated position by the drive device at the first speed, the first viscous fluid that hangs down from the tip of the contact member. Of the viscous fluid that hangs from the tip of the contact member when the contact member is moved from the contact position to the separated position by the drive device at the second speed different from the first speed, May be measured.
  • the control device may set printing conditions for printing the viscous fluid on the substrate based on the first length and the second length measured by the measuring device.
  • this screen printing machine by varying the moving speed of the contact member and measuring the sagging length, it is possible to suppress variations in the viscosity of the viscous fluid.
  • the screen printing machine disclosed in this specification may output a signal indicating the occurrence of an abnormality by the output device based on the measurement result of the measuring device.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view taken along line VV of FIG. 4. It is a side view which shows the movement of the squeegee of 2nd Example.
  • a screen printing machine 1 of the first embodiment (hereinafter referred to as a printing machine 1) will be described with reference to the drawings.
  • the printing machine 1 is a device that prints a cream solder, which is a viscous fluid, on a circuit board, which is an object to be printed, and conveys it to an electronic component mounting device, which is a post process.
  • the direction on the Y axis negative side in the drawing is expressed as the front side. Further, the direction on the Y axis positive side is expressed as the rear side, the direction on the Z axis positive side is expressed as the upper side, and the direction on the Z axis negative side is expressed as the lower side.
  • FIG. 1 is a side view of a case 2 of the printing machine 1.
  • the printing machine 1 includes a squeegee unit 20, a squeegee driving device 4, a board transfer device 16, a board holding device 14, a solder supply device 40, a measuring device 50, a controller 90, etc. in a case 2 which is a box-shaped housing. is doing.
  • a monitor 92 is provided on the front side of the case 2.
  • the case 2 is depicted as being transparent in FIG. 1, in practice, the case 2 is formed of a plate material having six surfaces, and partitions the inside of the printing machine 1.
  • a support base 12 is provided on the front side of the case 2 of the printing machine 1 at a substantially intermediate height. Similarly, the support base 12 is also provided on the rear side. The front support 12 and the rear support 12 are provided at the same height.
  • the mask 80 is arranged so as to span the two support bases 12.
  • the mask 80 has a front end and a rear end fixed from above by a mask support frame 18.
  • the mask 80 is a plate-shaped member and has one or a plurality of pattern holes 80h corresponding to the print pattern.
  • the pattern hole 80h penetrates the mask 80 in the Z-axis direction.
  • the substrate 70 is arranged on the upper surface of the substrate holding device 14 so as to contact the lower surface of the mask 80.
  • the printer 1 prints solder on the substrate 70 through the pattern holes 80h.
  • a substrate transfer device 16 is provided below the substrate holding device 14.
  • the substrate holding device 14 releases the printed substrate 70.
  • the substrate transport device 16 transports the printed substrate 70 in the X-axis positive side (front side of the paper surface of FIG. 1).
  • the squeegee unit 20 includes a front squeegee 24 provided on the front side of a unit body 22 which is a housing, and a squeegee 26 provided on the rear side of the unit body 22.
  • the front squeegee 24 and the rear squeegee 26 penetrate from the upper surface of the unit body 22 to the lower surface thereof.
  • the front squeegee 24 includes a front angle adjusting device 28 that adjusts the angle of the tip of the front squeegee 24, and a front lifting device 32 that moves the front squeegee 24 in a direction orthogonal to the surface of the mask 80.
  • the rear squeegee 26 includes a rear angle adjusting device 30 that adjusts the angle of the tip of the rear squeegee 26 and a rear lifting device 34 that moves the rear squeegee 26 in a direction orthogonal to the surface of the mask 80. I have it.
  • the squeegee unit 20 is moved by the squeegee drive device 4 in the front-back direction (Y-axis direction) of the printing machine 1.
  • the squeegee driving device 4 includes a guide rail 10 extending in the front-rear direction of the printing machine 1, a feed screw 8 extending parallel to the guide rail 10, and a servo motor 6.
  • the guide rail 10 extends in a horizontal direction with respect to the surface of the mask 80, and slidably supports the squeegee unit 20.
  • the servo motor 6 is a motor that moves the squeegee unit 20, and is connected to the squeegee unit 20 via a feed screw 8. That is, the servomotor 6 moves the squeegee unit 20 along the guide rail 10 by rotating the feed screw 8.
  • the servo motor 6 may be a motor of another type such as a stepping motor that can perform feedback control.
  • the squeegee unit 20 moves each squeegee in the direction orthogonal to the surface of the mask 80 by the front lifting device 32 and the rear lifting device 34.
  • the squeegee unit 20 first masks the front end of the front-side squeegee 24 with the mask 80. Press on the surface of. Then, the unused rear squeegee 26 is separated from the mask 80. At this time, the solder is supplied on the surface of the mask 80 behind the front squeegee 24 and front of the pattern holes 80h.
  • the squeegee drive unit 4 moves the squeegee unit 20 backward while pressing the tip of the front squeegee 24 against the surface of the mask 80. Since the tip of the front side squeegee 24 is pressed against the surface of the mask 80, the solder supplied onto the surface of the mask 80 is pushed by the front side squeegee 24 and moves to the rear side, and the pattern holes 80h are filled with the solder. It The filled solder passes through the pattern hole 80h penetrating therethrough and contacts the surface of the substrate 70. As a result, solder is printed on the substrate 70.
  • the squeegee unit 20 can adjust the pressure (hereinafter, referred to as printing pressure) that the front squeegee 24 presses against the mask 80 by the front lifting device 32. Further, the squeegee unit 20 can adjust the angle of the front squeegee 24 with respect to the surface of the mask 80 by the front angle adjusting device 28. Further, the printing press 1 can adjust the moving speed of the squeegee unit 20 by the squeegee driving device 4, and as a result, adjust the moving speed of the squeegee 24 or 26 in the printing direction during printing. By appropriately setting the printing conditions including these depending on the type and viscosity of the solder used for printing, it is possible to suppress the occurrence of printing defects such as insufficient solder and solder leakage.
  • the printing press 1 includes a controller 90 and a monitor 92.
  • the controller 90 and the monitor 92 are shown above the side view of the printing press 1 to facilitate understanding.
  • the controller 90 and the monitor 92 are provided on the front surface of the printing machine 1 (the surface on the left side of the paper surface in FIG. 1).
  • the controller 90 controls each device of the printing press 1.
  • the monitor 92 presents the setting state and working state of the solder printing machine 1 to the worker, and receives various inputs from the worker via switches and the like. Details of the control configuration of the controller 90 will be described later.
  • a solder supply device 40 and a measuring device 50 are provided on the front side of the printing machine 1. Further, a tray 46 is arranged below the measuring device 50, and the tray 46 is arranged on the upper surface of the support base 12 on the front side.
  • the solder supply device 40 and the measurement device 50 are connected via a measurement drive device 48. Further, the solder supply device 40 and the measuring device 50 are slidably supported in the front-rear direction of the printing machine 1 by the guide rail 10 via the measuring drive device 48.
  • the solder supply device 40 includes a solder container 42 and a solder discharger 44. The solder supply device 40 is attached so as to be slidable also in the X-axis direction.
  • the solder supply device 40 supplies the solder 36 in the solder container 42 from the solder discharge part 44 to the surface of the tray 46 or the surface of the mask 80 while moving in the X-axis direction. Therefore, the solder 36 is supplied in the form of extending in the X-axis direction.
  • the measuring device 50 includes a measuring device main body 52 connected to the measuring drive device 48, a measuring elevating device 54 extending downward from the measuring device main body 52, and a measuring device tip portion 56. Further, as will be described later in detail, the measuring device 50 has a laser measuring device 60 below the measuring device 50 and on the back side of the drawing. The measuring device 50 measures the viscosity of the solder 36 supplied to the tray 46 by the solder supplying device 40 using the laser measuring device 60. Details of the viscosity measuring method will be described later.
  • FIG. 2 shows a configuration of control performed by the controller 90 of the printing press 1.
  • the controller 90 has a central processing unit (CPU), and is configured by using a microprocessor that operates by software.
  • the controller 90 also has a volatile random access memory (RAM), a non-volatile read only memory (ROM), a hard disk drive (HDD), and an input / output interface.
  • RAM random access memory
  • ROM non-volatile read only memory
  • HDD hard disk drive
  • the controller 90 controls each unit of the printing press 1 using the input / output interface.
  • the controller 90 issues a command to the substrate transfer device 16 and the substrate holding device 14 to control loading / unloading of the substrate 70 and holding it on the mask 80.
  • the controller 90 controls the speed at which the squeegee is lifted and the printing pressure by the front lifting device 32 and the rear lifting device 34 of the squeegee unit 20.
  • the controller 90 controls the angles at which the front-side angle adjusting device 28 and the rear-side angle adjusting device 30 of the squeegee unit 20 press the respective squeegee tips against the surface of the mask 80.
  • the controller 90 controls the moving speed and the moving direction of the squeegee unit 20 by the squeegee drive device 4.
  • the controller 90 sends a command to the solder supply device 40 to supply the solder to the surface of the tray 46 or the mask 80. That is, the controller 90 sets the printing conditions of the printing press 1.
  • the controller 90 receives the viscosity measurement result of the solder 36 from the measuring device 50.
  • the controller 90 transmits the printing pressure suitable for the received viscosity measurement result, the angle of the tip of the squeegee, the speed at which each squeegee is raised and lowered, the speed at which the squeegee during printing moves in the printing direction, and the like. That is, the printing condition is set using the viscosity measurement result. As a result, it is possible to set printing conditions suitable for the changing viscosity of the viscous fluid.
  • the solder supply device 40 supplies the solder 36a to the surface of the tray 46 while moving in the X-axis direction. Therefore, the solder 36a extends in the X-axis direction.
  • the measuring device 50 is moved above the solder 36a by the measuring drive device 48.
  • the measurement tip portion 56 arranged at the tip of the measuring device 50 is also a plate-shaped member extending in the X-axis direction.
  • the measurement tip 56 has the same shape as the tip of the front squeegee 24.
  • the measurement tip 56 is made of the same polyurethane as the tip of the front squeegee 24 and the tip of the rear squeegee 26.
  • the measurement lifting device 54 moves the measurement tip 56 toward the tray 46. Thereby, as shown in FIG. 3, the measurement tip portion 56 and the solder 36a come into contact with each other. When the measurement tip portion 56 comes into contact with the solder 36a, the solder 36b which is a part of the solder 36a adheres to the measurement tip portion 56.
  • the measurement lifting device 54 moves the measurement tip portion 56 upward.
  • the solder 36b is attached to the measurement tip portion 56. Therefore, when the measurement tip portion 56 moves upward, the solder 36b attached to the measurement tip portion 56 also moves upward, as shown in FIG.
  • the solder 36b moves upward, the solder 36a remaining on the tray 46 and the solder 36b attached to the measurement tip 56 are separated from each other. That is, the measurement tip portion 56 is separated from the solder 36a that is in contact therewith. At that time, the solder 36b attached to the measurement tip 56 hangs down from the measurement tip 56 due to gravity.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the measuring device 50 and the solders 36a and 36b at VV in FIG.
  • the solder 36a extends in the X-axis direction.
  • the amount of solder 36a and the viscosity in the X-axis direction are not constant. Therefore, the amount and viscosity of the solder 36b attached to the measurement tip portion 56 are not constant in the X-axis direction. That is, the hanging length of the solder 36b is not constant in the X-axis direction.
  • the laser measuring instrument 60 measures the distance between the lower end of the measurement tip portion 56 and the lowermost point of the solder 36b as the hanging length. If the position (height) of the lower end of the measurement tip portion 56 is known in advance from the position where the measurement elevating device 54 is stopped, the sagging length is measured by measuring the position of the lowermost end of the solder 36b. be able to.
  • the hanging length of the solder 36b has a correlation with the viscosity of the solder 36b. Specifically, if the hanging length is long, the viscosity of the solder 36b is low. On the contrary, if the hanging length is short, the viscosity of the solder 36b is high. Therefore, the measuring device 50 can measure the viscosity of the solder 36b by measuring the hanging length. That is, the printing press 1 can measure the viscosity of the solder 36b without using the torque of the motor that moves the squeegee.
  • the laser measuring device 60 transmits the measured hanging length to the controller 90.
  • the controller 90 sets printing conditions suitable for the viscosity of the solder 36b from the received hanging length.
  • the controller 90 sends the set printing conditions to each device. That is, the printing press 1 can set printing conditions suitable for the viscosity of the solder 36b using the measurement results.
  • FIG. 6 is an enlarged side view showing the movement of the squeegee unit 20 during printing.
  • the case 2 the support stand 12, the substrate transfer device 16, and the like of FIG. 1 are omitted for clarity.
  • the solder supply device supplies the solder 36d to the surface of the mask 80.
  • the front lifting device 32 moves the front squeegee 24 toward the surface of the mask 80.
  • the tip of the front squeegee 24 comes into contact with the solder 36d.
  • the front lifting device 32 moves the front squeegee 24 in the direction of arrow US1 at a speed of, for example, 50 mm / s.
  • the direction of the arrow US1 is orthogonal to the surface of the mask 80.
  • a part of the solder 36d is attached to the tip of the front squeegee 24. Therefore, when the front squeegee 24 moves in the direction of the arrow US1, the solder 36d attached to the tip of the front squeegee 24 also moves, as shown in FIG.
  • the attached solder 36d hangs down from the tip of the front squeegee 24 due to gravity.
  • a laser measuring device is also provided on the back side of the front squeegee 24 of the squeegee unit 20 of the printing machine 1a.
  • the viscosity of the solder 36d is measured by measuring the hanging length from the tip of the front side squeegee 24 of the solder 36d adhered using a laser measuring instrument. It can be measured. That is, the printing machine 1a can measure the viscosity of the solder 36d without using the torque of the motor that moves the squeegee.
  • the laser measuring instrument transmits the measured hanging length to the controller 90.
  • the controller 90 sets printing conditions suitable for the viscosity of the solder 36d from the received hanging length.
  • the controller 90 sends the set printing conditions to each device. That is, the printing machine 1a can set printing conditions suitable for the viscosity of the solder 36d by using the measurement result.
  • the squeegee driving device 4 that moves the squeegee unit 20 in the printing direction and the elevating devices 32 and 34 that elevate the squeegees 24 and 26 are used to drive the squeegee device.
  • An example is constructed.
  • the front squeegee 24 of the printing machine 1a of the second embodiment is masked by the squeegee driving device 4 while being pressed against the surface of the mask 80 at a predetermined angle and a predetermined pressure. It moves at a predetermined speed in a direction RS1 horizontal to the surface of 80. In other words, the front squeegee 24 moves in the direction of the arrow RS1 in FIG. 6 while filling the pattern holes 80h of the mask 80 with the solder 36. That is, the printing machine 1 a prints the solder 36 on the substrate 70 using the front squeegee 24.
  • the viscosity of the solder can be measured using the squeegee necessary for printing. That is, since a squeegee used for printing is used, it is not necessary to separately provide a contact member only for measuring the viscosity of solder.
  • the printing machine 1a can measure the viscosity of the solder 36e at the position of the squeegee unit 20a shown in FIG.
  • the squeegee unit 20a shows the state of the squeegee unit 20 after the front squeegee 24 has filled the pattern holes 80h of the mask 80 with the solder 36.
  • the amount of the solder 36d before printing is reduced by filling the pattern holes 80h of the mask 80, but the remaining solder 36e is in contact with the front squeegee 24. Therefore, part of the solder 36e adheres to the tip of the front squeegee 24.
  • the front lifting device 32 moves the front squeegee 24 in the direction of arrow US2.
  • the direction of arrow US2 is orthogonal to the surface of the mask 80.
  • a part of the solder 36e is attached to the tip of the front squeegee 24. Therefore, when the front squeegee 24 moves in the direction of the arrow US2, the solder 36e attached to the tip of the front squeegee 24 moves together with the solder 36b shown in FIG. At this time, the attached solder 36e hangs down from the tip of the front squeegee 24 due to gravity.
  • a laser measuring device is also provided on the back side of the front squeegee 24 of the squeegee unit 20a of the printing machine 1a. Similar to the solder 36b shown in FIG.
  • the solder 36e Viscosity can be measured. That is, the printing machine 1a can measure the viscosity of the solder 36e without using the torque of the motor that moves the squeegee.
  • the substrate transfer device 16 transfers the substrate 70 to a post process, and arranges a new substrate on the upper surface of the substrate holding device 14.
  • the squeegee unit 20a moves the rear squeegee 26 in the direction of arrow US3 using the rear lifting device 34 while the front squeegee 24 moves in the direction of arrow US2.
  • the squeegee unit 20a presses the front end of the rear squeegee 26 against the surface of the mask 80 at a predetermined angle and with a predetermined pressure, and in a predetermined direction RS2 horizontal to the surface of the mask 80. Move at the speed of. That is, the squeegee unit 20 a prints the solder 36 on the new substrate 70. Then, this time, the rear squeegee 26 moves in a direction away from the mask 80.
  • the viscosity of the solder 36 remaining on the surface of the mask 80 is measured.
  • the front squeegee 24 moves toward the surface of the mask 80.
  • the substrate transfer device 16 transfers the substrate 70 to the subsequent process, and places a new substrate on the upper surface of the substrate holding device 14. After that, the solder viscosity measurement and the solder printing on the substrate are alternately repeated.
  • the front and rear squeegees are moved up and down for each printing to be replaced. That is, by measuring the hanging length from the tip of the squeegee during the lifting and lowering, it is possible to measure the viscosity of the solder during printing of the printing machine 1a without using the torque of the motor for moving the squeegee.
  • the viscosity of solder usually tends to increase with time. In other words, the viscosity of the solder changes during printing.
  • the controller 90 controls each device using this measurement result. Therefore, the controller 90 can set printing conditions suitable for the viscosity of the solder that changes during printing.
  • the viscosity can be measured every time the front and rear squeegees are replaced, but the measurement frequency can be changed. For example, the squeegee may be replaced every two times in accordance with the transportation of the substrate 70 and the viscosity may be measured.
  • the speed at which the measurement tip 56 and the squeegee are moved.
  • the solder 36 is attached to the measuring tip portion 56 of the printing machine 1 of the first embodiment shown in FIGS. 3 to 4 and the moving speed of the measuring tip portion 56 is set to 100 mm / s.
  • the hanging length is measured, and then the speed at which the measurement tip portion 56 is moved upward is changed to 50 mm / s to measure the hanging length. If the speed of moving the measurement tip 56 upwards changes, the hanging length also changes.
  • the deformation of the viscous fluid depends on the velocity, and even if the same load is applied, the amount of deformation is small when the velocity is high, and the amount of deformation is large when the velocity is low.
  • the measuring device 50 transmits the hanging length measured at different speeds to the controller 90.
  • the controller 90 estimates the viscosity from the received different sagging lengths and sets printing conditions suitable for the estimated viscosity. For example, a first sag length when the squeegee is moved at a first speed (for example, 100 mm / s) and a second sag length when moved at a second speed (for example, 50 mm / s).
  • the viscosity of the solder may be estimated by using the difference between and.
  • a control map for determining the printing condition may be created in advance using the first hanging length and the second hanging length as parameters, and the printing condition may be set using the measured value and the control map.
  • the measurement of the drooping length at different speeds is not limited to two speeds, and the printing conditions may be set using the drooping lengths measured at three or more different speeds.
  • the controller 90 can send a command to the warning device 62 and output a signal indicating an abnormality occurrence to the monitor 92.
  • the threshold differs depending on the type of solder used for printing, surrounding environmental conditions, and the like.
  • the mask 80 of the printing machine 1 of this embodiment is a metal mask formed of a metal material.
  • the specific material and structure of the mask 80 are not particularly limited.
  • the measurement tip portion 56 and the tip of each squeegee are formed of polyurethane, but the technique disclosed in the present specification can be applied to other materials such as a metal squeegee using stainless steel. , Can be applied.
  • the squeegee unit 20 of the printing press 1 of the present embodiment includes two squeegees 24 and 26 depending on the moving direction, but as another embodiment, the squeegee unit 20 includes a single squeegee or three or more squeegees. May be provided.
  • the solder supply device 40 supplies the solder to the surfaces of the tray 46 and the mask 80. The solder supply device 40 is not an essential component, and an operator may manually supply the solder to the surface of the tray 46 or the mask 80.
  • the solder dripping length is measured by the laser measuring device, but the method of measuring the solder dripping length is not limited to the laser measuring device, and other measuring devices are used. May be used.

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Abstract

本明細書に開示するスクリーン印刷機は、貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスクを用いて基板に対して粘性流体の印刷を行う。このスクリーン印刷機は、接触部材を備える。また、このスクリーン印刷機は、接触部材を、駆動装置により、粘性流体に接触部材の先端が接触する接触位置と、粘性流体から接触部材の先端が離間する離間位置とに移動させる。また、このスクリーン印刷機は、駆動装置によって接触位置から離間位置に接触部材を移動させたときに、接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の長さを計測する計測装置を、備えている。さらに、このスクリーン印刷機は、制御装置により、計測装置の計測結果に基づいて、基板に対して粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定する。

Description

スクリーン印刷機
　本明細書が開示する技術は、貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスクを用いて基板に対して粘性流体の印刷を行うスクリーン印刷機に関する。
　特許文献１に、はんだ印刷機が開示されている。このはんだ印刷機は、回路基板上に配置されるマスクと、クリームはんだ（粘性流体の一例）をマスクに刷り込むスキージとを備えている。クリームはんだが供給されたマスクの表面に沿ってスキージを移動させることによって、被印刷物にクリームはんだを印刷する。このような、マスクとスキージを用いた印刷手法は、一般にスクリーン印刷と呼ばれている。
　スクリーン印刷では、粘性流体の粘度が適正でないと、印刷不良が生じやすくなる。また、印刷する粘性流体の粘度により、適正な印刷条件は異なる。しかしながら、粘性流体の粘度は、経時的に変化し、また、温度によっても変化する。そのため、特許文献１のはんだ印刷機では、マスク上のクリームはんだをスキージが移動させるのに要したモータのトルクに基づいて、マスク上のクリームはんだの粘度が正常か否かを判断している。
特開２０１５－０３９８７７号公報
　特許文献１の技術では、スキージを移動させるモータのトルクに基づいて粘性流体の粘度を判定している。スキージを移動させるときのモータのトルクは、粘性流体の粘度のみにより定まらず、スキージとマスクの摩擦係数等、他の変化する要素の影響も受ける。また、このモータトルクに与える影響は、粘性流体の粘度よりも、それ以外の他の要素の方が大きい。このため、本明細書では、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、粘性流体の粘度を計測することができるスクリーン印刷機を提供する。
　本明細書に開示するスクリーン印刷機は、貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスクを用いて基板に対して粘性流体の印刷を行う。
　このスクリーン印刷機は、接触部材を備える。また、このスクリーン印刷機は、接触部材を、駆動装置により、粘性流体に接触部材の先端が接触する接触位置と、粘性流体から接触部材の先端が離間する離間位置とに移動させることができる。
　また、このスクリーン印刷機は、駆動装置によって接触位置から離間位置に接触部材を移動させたときに、接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の長さを計測する計測装置を、備えている。
　さらに、このスクリーン印刷機は、制御装置により、計測装置の計測結果に基づいて、基板に対して粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定する。
　粘性流体の粘性によって、接触部材を接触位置に移動させると粘性流体は接触部材の先端に付着する。そして、接触部材を接触位置から離間位置に移動させると、接触部材の先端から、重力により粘性流体は垂れ下がる。粘性流体の粘度により接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の長さ（以下、垂れ下がり長さという）は変化する。具体的には、粘度が高い場合には垂れ下がり長さは短くなる。粘度が低い場合には垂れ下がり長さは長くなる。そのため、粘性流体の垂れ下がり長さを計測することで、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、粘性流体の粘度を計測することができる。
　また、その計測結果を用いて、印刷条件を設定することで、変化する粘性流体の粘度に適した印刷条件を設定することができる。
　また、本明細書に開示するスクリーン印刷機のマスクは、粘性流体が供給される表面を有しており、接触部材は、粘性流体をマスクの貫通孔に充填させるスキージであってもよい。
　さらに、このスクリーン印刷機は、駆動装置を利用して、スキージを、マスクの表面に対して所定の角度で、かつ、所定の圧力でマスクの表面に押し当てながら、マスクの表面に水平な方向に所定の速度で移動させることができるとともに、マスクの表面に直交する方向に所定の速度で移動させてもよい。
　その場合、接触位置は、マスクの表面に供給された粘性流体にスキージの先端が接触する位置であり、離間位置は、マスクの表面に供給された粘性流体とスキージの先端から垂れ下がる粘性流体とが離間する位置であってもよい。
　スクリーン印刷機は、粘性流体が供給されたマスクの表面に沿ってスキージを移動させることによって、被印刷物に粘性流体を印刷する。そのスキージを接触位置において粘性流体に接触させ、離間位置まで移動させれば、粘性流体は垂れ下がる。
　このスクリーン印刷機によれば、スキージから垂れ下がる粘性流体の長さを計測することで、粘性流体の粘度を計測する。印刷に用いるスキージを利用するため、粘性流体の粘度計測のためだけに接触部材を別途設ける必要がなくなる。
　本明細書に開示するスクリーン印刷機は、計測装置により、スキージが粘性流体をマスクの貫通孔に充填させた後、スキージがマスクの表面と直交する方向に移動する際、スキージからマスクの方向に伸びる粘性流体の長さを計測してもよい。
　スクリーン印刷機は、スキージをある方向に移動させて粘性流体を移動させた後、粘性流体を逆方向に移動させるためにスキージをマスクの表面と直交する方向に移動させる。スキージがマスクの表面と直交する方向に移動する際、粘性流体はスキージに付着してともに移動し、重力により垂れ下がる。この垂れ下がり長さを計測することで粘性流体の粘度を計測することができる。
　また、本明細書に開示するスクリーン印刷機における計測装置は、駆動装置によって接触位置から離間位置に接触部材を第１の速度で移動させたときに、接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の第１の長さを計測するとともに、駆動装置によって接触位置から離間位置に接触部材を前記第１の速度とは異なる第２の速度で移動させたときに、接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の第２の長さを計測してもよい。
　さらに、制御装置は、計測装置で計測された第１の長さと第２の長さとに基づいて、基板に対して粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定してもよい。
　このスクリーン印刷機によれば、接触部材を移動させる速度を変更して垂れ下がり長さを計測することで、粘性流体の粘度の計測ばらつきを抑えることができる。
　本明細書に開示するスクリーン印刷機は、出力装置により、計測装置の計測結果に基づいて、異常発生を示す信号を出力してもよい。
　このスクリーン印刷機によれば、計測した粘性流体の粘度が異常な値を示した場合に、作業者等に異常発生を知らせることができる。
　本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
第１実施例の印刷機の構成を示すケース内の側面図である。 第１実施例の印刷機の制御の構成を示すブロック図である。 図１のＩＩＩの部分を示す拡大図である。 はんだが垂れ下がっている状態を示す拡大図である。 図４のＶ－Ｖ線における部分断面図である。 第２実施例のスキージの動きを示す側面図である。
　図面を参照して、第１実施例のスクリーン印刷機１（以下、印刷機１という）について説明する。印刷機１は、被印刷物である回路基板に、粘性流体であるクリームはんだを印刷して、後工程である電子部品装着装置に搬送する装置である。なお、図面におけるＹ軸負側の方向を前側と表現する。また、Ｙ軸正側の方向を後側と表現し、Ｚ軸正側の方向を上側、Ｚ軸負側の方向を下側と表現する。
　図１を用いて、印刷機１の構成について説明する。図１は、印刷機１のケース２内の側面図である。印刷機１は、箱状の筐体であるケース２の中にスキージユニット２０、スキージ駆動装置４、基板搬送装置１６、基板保持装置１４、はんだ供給装置４０、計測装置５０、コントローラ９０などを有している。また、ケース２の前側にはモニタ９２が設けられている。ケース２は、図１では透視されて描かれているが、実施には６面の板材からなり、印刷機１の内部を区画している。
　図１に示すように、印刷機１のケース２の略中間の高さの前側に支持台１２が設けられている。同様に、後側にも支持台１２が設けられている。前側の支持台１２と後側の支持台１２は、同じ高さに設けられている。マスク８０は、２つの支持台１２に架け渡されるように配置される。マスク８０は、マスク支持枠１８により前側の端部と後側の端部を夫々上側から固定されている。マスク８０は、板状の部材であり、印刷パターンに対応する一または複数のパターン孔８０ｈを有している。パターン孔８０ｈはマスク８０をＺ軸方向に貫通している。マスク８０の下側の面に当接するように、基板７０が基板保持装置１４の上面に配置される。印刷機１は、パターン孔８０ｈを通してはんだを基板７０に印刷する。
　また、基板保持装置１４の下側には、基板搬送装置１６が設けられている。基板保持装置１４は、印刷が終了した基板７０を開放する。基板搬送装置１６は、印刷が終了した基板７０をＸ軸正側（図１の紙面手前側）の方向に搬送する。
　次に、印刷機１が有するスキージユニット２０について説明する。スキージユニット２０は、筐体であるユニット本体２２の前側に設けられた前側スキージ２４と、ユニット本体２２の後側に設けられたスキージ２６を備えている。前側スキージ２４と、後側スキージ２６は、ユニット本体２２の上側の面から下側の面に貫通している。前側スキージ２４は、前側スキージ２４の先端の角度を調整する前側角度調整装置２８と、前側スキージ２４をマスク８０の表面と直交する方向に移動させる前側昇降装置３２を備えている。同様に、後側スキージ２６は、後側スキージ２６の先端の角度を調整する後側角度調整装置３０と、後側スキージ２６をマスク８０の表面と直交する方向に移動させる後側昇降装置３４を備えている。
　スキージユニット２０は、スキージ駆動装置４により印刷機１の前後方向（Ｙ軸方向）に移動する。スキージ駆動装置４は、印刷機１の前後方向に伸びるガイドレール１０と、ガイドレール１０に平行に伸びる送りねじ８と、サーボモータ６を備えている。ガイドレール１０は、マスク８０の表面に対して水平な方向に伸びており、スキージユニット２０を摺動可能に支持している。サーボモータ６は、スキージユニット２０を移動させるモータであり、送りねじ８を介してスキージユニット２０に接続されている。即ち、サーボモータ６は、送りねじ８を回転させることにより、スキージユニット２０をガイドレール１０に沿って移動させる。なお、サーボモータ６は、例えばステッピングモータといった、フィードバック制御可能な他の様式のモータであってもよい。
　先に述べたように、スキージユニット２０は、前側昇降装置３２と、後側昇降装置３４により、夫々のスキージをマスク８０の表面と直交する方向に移動させる。例えば、スキージユニット２０を前側（Ｙ軸負側）から後側（Ｙ軸正側）に移動させて基板７０にはんだの印刷を行う場合、スキージユニット２０は、まず前側スキージ２４の先端をマスク８０の表面に押し当てる。そして、使用しない後側スキージ２６をマスク８０から離間させる。その際、はんだはマスク８０の表面上の前側スキージ２４より後側かつ、パターン孔８０ｈより前側に供給されている。そして、スキージユニット２０は、スキージ駆動装置４により、前側スキージ２４の先端をマスク８０の表面に押し当てながら後方向に移動する。前側スキージ２４の先端がマスク８０の表面に押し当てられていることで、マスク８０の表面上に供給されているはんだが前側スキージ２４により押され後側に移動するとともに、パターン孔８０ｈに充填される。充填されたはんだは貫通しているパターン孔８０ｈを通り基板７０の表面に当接する。これにより、基板７０にはんだが印刷される。
　また、基板７０にはんだの印刷を行う際、スキージユニット２０は、前側昇降装置３２により、前側スキージ２４のマスク８０に対する押し当てる圧力（以下、印圧という）を調整することができる。また、スキージユニット２０は、前側角度調整装置２８により、前側スキージ２４のマスク８０の表面に対する角度を調整することができる。さらに、印刷機１は、スキージ駆動装置４により、スキージユニット２０が移動する速度を調整し、その結果、印刷中のスキージ２４または２６の印刷方向の移動速度を調整することができる。印刷に用いるはんだの種類や粘度等によって、これらを含む印刷条件を適切に設定することで、はんだ不足や、はんだ漏れ等の印刷不良の発生を抑制することができる。
　印刷機１は、コントローラ９０及びモニタ９２を備えている。図１では、理解を助けるために、印刷機１の側面視の上方にコントローラ９０及びモニタ９２を示している。実際には、コントローラ９０及びモニタ９２は、印刷機１の正面（図１では、紙面左側の面）に設けられている。コントローラ９０は、印刷機１の各装置を制御する。また、モニタ９２は、作業者に対してはんだ印刷機１の設定状態や作業状態を提示するとともに、スイッチ等を介して作業者からの各種の入力を受け付ける。コントローラ９０の制御の構成の詳細については、後述する。
　また、印刷機１の前側には、はんだ供給装置４０と計測装置５０が設けられている。さらに、計測装置５０の下側にはトレイ４６が配置され、トレイ４６は前側の支持台１２の上面に配置されている。はんだ供給装置４０と計測装置５０は、計測駆動装置４８を介して連結されている。また、はんだ供給装置４０と計測装置５０は、計測駆動装置４８を介してガイドレール１０により印刷機１の前後方向に摺動可能に支持されている。はんだ供給装置４０は、はんだ収容器４２とはんだ吐出部４４を備える。はんだ供給装置４０は、Ｘ軸方向にも摺動可能に取り付けられている。はんだ供給装置４０は、Ｘ軸方向に移動しながらはんだ収容器４２内のはんだ３６をはんだ吐出部４４からトレイ４６の表面や、マスク８０の表面に供給する。そのため、はんだ３６は、Ｘ軸方向に伸びる形で供給される。
　計測装置５０は、計測駆動装置４８と連結されている計測装置本体５２と、計測装置本体５２から下側に伸びる計測昇降装置５４と、計測装置先端部５６を備えている。また、詳細は後述するが、計測装置５０は、計測装置５０の下側かつ紙面奥側に、レーザ計測器６０を有している。計測装置５０は、はんだ供給装置４０がトレイ４６に供給したはんだ３６の粘度を、レーザ計測器６０を用いて計測する。粘度の計測方法の詳細については、後述する。
　先に述べたように、コントローラ９０は、印刷機１の各装置を制御する。図２は、印刷機１のコントローラ９０が行う制御の構成を示す。コントローラ９０は、中央処理部（ＣＰＵ）を有し、ソフトウェアで動作するマイクロプロセッサを用いて構成されている。コントローラ９０は、他にも揮発性のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性のリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）及び入出力インターフェースを有している。コントローラ９０は、入出力インターフェースを用いて印刷機１の各部を制御する。
　コントローラ９０は、基板搬送装置１６及び基板保持装置１４に指令を発して、基板７０の搬入出及びマスク８０への保持を制御する。コントローラ９０は、スキージユニット２０の前側昇降装置３２と後側昇降装置３４により、夫々のスキージを昇降させる速度や、印圧を制御する。コントローラ９０は、スキージユニット２０の前側角度調整装置２８と後側角度調整装置３０により夫々のスキージ先端をマスク８０の表面に押し当てる角度を制御する。コントローラ９０は、スキージ駆動装置４によりスキージユニット２０が移動する速度や、移動する向きを制御する。コントローラ９０は、はんだ供給装置４０に指令を送り、トレイ４６や、マスク８０の表面にはんだを供給する。すなわち、コントローラ９０は、印刷機１の印刷条件を設定する。
　また、コントローラ９０は、計測装置５０からはんだ３６の粘度計測結果を受け取る。コントローラ９０は、受け取った粘度計測結果に適した印圧や、スキージ先端の角度、夫々のスキージを昇降させる速度、印刷中のスキージが印刷方向に移動する速度等を各装置に送信する。すなわち、粘度計測結果を用いて、印刷条件を設定する。これにより、変化する粘性流体の粘度に適した印刷条件を設定することができる。
　ここで、計測装置５０が行う動きについて図３～４を用いて説明する。図３～４は、図１における二点鎖線で囲まれたＩＩＩの範囲の拡大図である。まず、はんだ供給装置４０が、Ｘ軸方向に移動しながらトレイ４６の表面にはんだ３６ａを供給する。このため、はんだ３６ａはＸ軸方向に伸びている。その後、計測装置５０は、計測駆動装置４８によりはんだ３６ａの上方に移動する。ここで、計測装置５０の先端に配置されている計測先端部５６も、Ｘ軸方向に伸びる板状の部材である。なお、計測先端部５６は、前側スキージ２４の先端と同じ形状である。また、計測先端部５６は、前側スキージ２４の先端や、後側スキージ２６の先端と同じポリウレタンで形成されている。
　その後、計測昇降装置５４が計測先端部５６をトレイ４６の方向に移動させる。これにより、図３に示すように、計測先端部５６とはんだ３６ａが接触する。計測先端部５６がはんだ３６ａと接触すると、はんだ３６ａの一部であるはんだ３６ｂは計測先端部５６に付着する。
　次に、図４に示すように、計測昇降装置５４は、計測先端部５６を上方向に移動させる。先に述べたように、計測先端部５６には、はんだ３６ｂが付着している。そのため、計測先端部５６が上方向に移動すると、図４に示すように、計測先端部５６に付着したはんだ３６ｂも一緒に上方向に移動する。はんだ３６ｂが上方向に移動すると、トレイ４６上に残ったはんだ３６ａと計測先端部５６に付着したはんだ３６ｂが離間する。すなわち、接触したはんだ３６ａから、計測先端部５６が離間する。その際、計測先端部５６に付着しているはんだ３６ｂは重力により計測先端部５６から垂れ下がる。
　図５を用いてはんだ３６の粘度を計測する方法について説明する。図５は、図４のＶ－Ｖにおける計測装置５０及びはんだ３６ａ、ｂの部分断面図である。先に述べたように、はんだ３６ａはＸ軸方向に伸びている。Ｘ軸方向におけるはんだ３６ａの量や、粘度は一定ではない。このため、計測先端部５６に付着するはんだ３６ｂの量や粘度もＸ軸方向で一定ではない。すなわち、はんだ３６ｂの垂れ下がり長さはＸ軸方向で一定とはならない。レーザ計測器６０は、計測先端部５６の下端とはんだ３６ｂの最下端の点の距離を垂れ下がり長さとして測定する。なお、計測先端部５６の下端の位置（高さ）が、計測昇降装置５４を停止させる位置から予め既知であれば、はんだ３６ｂの最下端の位置を計測することによって、垂れ下がり長さを測定することができる。
　はんだ３６ｂの垂れ下がり長さは、はんだ３６ｂの粘度と相関性を持つ。具体的には、垂れ下がり長さが長ければ、はんだ３６ｂの粘度は低い。逆に垂れ下がり長さが短ければ、はんだ３６ｂの粘度は高い。従って、計測装置５０は、この垂下り長さを計測することで、はんだ３６ｂの粘度を計測することができる。すなわち、印刷機１は、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、はんだ３６ｂの粘度を計測することができる。
　レーザ計測器６０は、計測した垂れ下がり長さをコントローラ９０に送信する。コントローラ９０は、先に述べたように、受信した垂れ下がり長さから、はんだ３６ｂの粘度に適した印刷条件を設定する。コントローラ９０は、設定した印刷条件を各装置に送信する。すなわち、印刷機１は、計測結果を用いて、はんだ３６ｂの粘度に適した印刷条件を設定することができる。
　続いて図６を用いて、第２実施例の印刷機１ａにおける粘度計測方法について説明する。図６は、スキージユニット２０の印刷時の動きを示す側面視の拡大図である。図６では、図を分かりやすくするため、図１のケース２や、支持台１２、基板搬送装置１６などの図示を省略している。第２実施例の印刷機１ａでは、はんだ供給装置がマスク８０の表面にはんだ３６ｄを供給する。先に述べたように、前側昇降装置３２により前側スキージ２４がマスク８０の表面の方向に移動する。これにより、前側スキージ２４の先端がはんだ３６ｄと接触する。前側スキージ２４の先端がはんだ３６ｄと接触すると、はんだ３６ｄの一部は、前側スキージ２４の先端に付着する。その後、前側昇降装置３２は、前側スキージ２４を例えば５０ｍｍ／ｓの速度で矢印ＵＳ１の方向に移動させる。ここで、図６に示すように、矢印ＵＳ１の方向はマスク８０の表面に直交している。先に述べたように、前側スキージ２４の先端には、はんだ３６ｄの一部が付着している。そのため、前側スキージ２４が矢印ＵＳ１の方向に移動すると、図４に示すように、前側スキージ２４の先端に付着したはんだ３６ｄも一緒に移動する。その際、付着したはんだ３６ｄは重力により前側スキージ２４の先端から垂れ下がる。図６には図示されていないが、印刷機１ａのスキージユニット２０の前側スキージ２４の紙面奥側にも、レーザ計測器が設けられている。図５に示すように、第２実施例の印刷機１ａにおいても、レーザ計測器を用いて付着したはんだ３６ｄの前側スキージ２４の先端からの垂れ下がり長さを計測することにより、はんだ３６ｄの粘度を計測することができる。すなわち、印刷機１ａは、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、はんだ３６ｄの粘度を計測することができる。
　第１実施例同様、レーザ計測器は、計測した垂れ下がり長さをコントローラ９０に送信する。コントローラ９０は、先に述べたように、受信した垂れ下がり長さから、はんだ３６ｄの粘度に適した印刷条件を設定する。コントローラ９０は、設定した印刷条件を各装置に送信する。すなわち、印刷機１ａは、計測結果を用いて、はんだ３６ｄの粘度に適した印刷条件を設定することができる。なお、第２実施例の印刷機１ａでは、スキージユニット２０を印刷方向に移動させるスキージ駆動装置４と、スキージ２４、２６を昇降させる昇降装置３２、３４によって、請求の範囲に記載した駆動装置の一例が構成されている。
　また、第２実施例の印刷機１ａの前側スキージ２４は、スキージ駆動装置４により、マスク８０の表面に対して所定の角度で、かつ所定の圧力でマスク８０の表面に押し当てられながら、マスク８０の表面に水平な方向ＲＳ１に所定の速度で移動する。別言すれば、前側スキージ２４は、はんだ３６をマスク８０のパターン孔８０ｈに充填させながら図６の矢印ＲＳ１の方向に移動する。すなわち、印刷機１ａは、前側スキージ２４を用いて基板７０にはんだ３６を印刷する。
　従って、第２実施例の印刷機１ａを用いることにより、印刷に必要なスキージを用いて、はんだの粘度を計測することができる。すなわち、印刷に用いるスキージを利用するため、はんだの粘度計測のためだけに接触部材を別途設ける必要がなくなる。
　また、印刷機１ａは、さらに図６に示すスキージユニット２０ａの位置で、はんだ３６ｅの粘度を計測することができる。スキージユニット２０ａは、前側スキージ２４がはんだ３６をマスク８０のパターン孔８０ｈに充填させた後のスキージユニット２０の状態を示している。印刷前のはんだ３６ｄは、マスク８０のパターン孔８０ｈに充填されることで量は減少しているものの、残ったはんだ３６ｅは、前側スキージ２４に接触している。このため、はんだ３６ｅの一部は前側スキージ２４の先端に付着する。その後、前側昇降装置３２は、前側スキージ２４を矢印ＵＳ２の方向に移動させる。矢印ＵＳ２の方向は、マスク８０の表面に直交している。前側スキージ２４の先端には、はんだ３６ｅの一部が付着している。そのため、前側スキージ２４が矢印ＵＳ２の方向に移動すると、図４に示したはんだ３６ｂと同様に、前側スキージ２４の先端に付着したはんだ３６ｅも一緒に移動する。その際、付着したはんだ３６ｅは重力により前側スキージ２４の先端から垂れ下がる。図６には図示されていないが、印刷機１ａのスキージユニット２０ａの前側スキージ２４の紙面奥側にも、レーザ計測器が設けられている。図５に示したはんだ３６ｂと同様に、第２実施例の印刷機１ａにおいても、レーザ計測器により付着したはんだ３６ｅの前側スキージ２４の先端からの垂れ下がり長さを計測することにより、はんだ３６ｅの粘度を計測することができる。すなわち、印刷機１ａは、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、はんだ３６ｅの粘度を計測することができる。その間に基板搬送装置１６は基板７０を後工程に搬送し、新たな基板を基板保持装置１４の上面に配置する。
　その後、スキージユニット２０ａは、前側スキージ２４が矢印ＵＳ２の方向に移動している間に、後側スキージ２６を矢印ＵＳ３の方向に後側昇降装置３４を用いて移動させる。スキージユニット２０ａは、後側スキージ２６の先端をマスク８０の表面に対して所定の角度で、かつ、所定の圧力でマスク８０の表面に押し当てながら、マスク８０の表面に水平な方向ＲＳ２に所定の速度で移動する。すなわち、スキージユニット２０ａは、はんだ３６を新たな基板７０に印刷する。その後、今度は後側スキージ２６がマスク８０から離れる方向に移動する。この際、マスク８０の表面に残っているはんだ３６の粘度が計測される。はんだ３６の粘度が計測される際に、前側スキージ２４は、マスク８０の表面に近づく方向に移動する。またその間に、基板搬送装置１６は基板７０を後工程に搬送し、新たな基板を基板保持装置１４の上面に配置する。以下、はんだの粘度計測と、はんだの基板への印刷が交互に繰り返される。
　上述したように、印刷機１ａでは、スキージユニット２０の移動する方向を変換するため、印刷ごとに前後のスキージを夫々に昇降させることで入れ替える。すなわち、この昇降時のスキージ先端からの垂れ下がり長さを計測することで、印刷機１ａの印刷中のはんだの粘度を、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく計測することができる。はんだの粘度は、通常、経時的に上昇していく傾向にある。別言すれば、はんだの粘度は印刷中に変化する。すなわち、前後のスキージの入れ替えの動作を利用してはんだの粘度を計測することで、印刷中に変化するはんだの粘度を計測することができる。コントローラ９０は、この計測結果を用いて各装置を制御する。従って、コントローラ９０は、印刷中に変化するはんだの粘度に適した印刷条件を設定することができる。なお、粘度の計測は、前後スキージの入れ替え時に毎回行うこともできるが、計測頻度は変更することができる。例えば、基板７０の搬送に合わせて、スキージの入れ替えを２回ごとに粘度の計測をしてもよい。
　また、上述した実施例では、はんだ３６の垂れ下がり長さを計測する際、計測先端部５６やスキージを移動させる速度を変化させることができる。具体的には、例えば、図３～４に示す第１実施例の印刷機１の計測先端部５６にはんだ３６を付着させ、計測先端部５６を上方に移動させる速度を１００ｍｍ／ｓとした場合の垂れ下がり長さを計測し、次に計測先端部５６を上方に移動させる速度を５０ｍｍ／ｓに変化させて、垂れ下がり長さを計測する。計測先端部５６を上方に移動させる速度が変化すれば、垂れ下がり長さも変化する。また、粘性流体の変形は速度に依存し、同じ荷重を加えても速度が速ければ変形量は小さく、速度が遅ければ変形量は大きくなる。異なる速度により垂れ下がり長さを計測することで、はんだの粘度の計測ばらつきを抑えることができる。
　計測装置５０は、異なる速度により計測した垂れ下がり長さをコントローラ９０に送信する。コントローラ９０は、受信した異なる垂れ下がり長から粘度を推定し、推定した粘度に適した印刷条件を設定する。例えば、スキージを第１の速度（例えば、１００ｍｍ／ｓ）で移動させたときの第１の垂れ下がり長さと、第２の速度（例えば、５０ｍｍ／ｓ）で移動させたときの第２の垂れ下がり長さとの差を用いて、はんだの粘度を推定してもよい。あるいは、第１の垂れ下がり長さと第２の垂れ下がり長さをパラメータとして印刷条件を決定する制御マップを予め作成し、測定値と制御マップを使用して印刷条件を設定してもよい。なお、異なる速度での垂れ下がり長さの測定は２つの速度に限られず、３以上の異なる速度により計測した垂れ下がり長さを用いて印刷条件を設定してもよい。
　さらに、コントローラ９０は、計測装置５０から送信されたはんだ３６の粘度が所定の閾値を超えた場合に、警告装置６２に指令を送り異常発生を示す信号を、モニタ９２に出力することができる。これにより、計測装置５０が計測した粘性流体の粘度が異常な値を示した場合に、作業者等に異常発生を知らせることができる。なお、閾値は、印刷に用いられるはんだの種類や、周辺の環境条件等により異なる。
　本実施例の印刷機１のマスク８０は、金属材料で形成されたメタルマスクである。しかし、本明細書に開示する技術においてマスク８０の具体的な材質や構造は、特に限定されない。また、先に述べたように、計測先端部５６及び各スキージの先端は、ポリウレタンで形成されているが、本明細書に開示する技術は、他の材質、例えばステンレスを用いたメタルスキージにおいても、適用することができる。
　さらに、本実施例の印刷機１のスキージユニット２０は、移動方向に応じた二つのスキージ２４、２６を備えているが、他の実施形態として、スキージユニット２０は、単一または三以上のスキージを備えてもよい。また、本実施例の印刷機１は、はんだ供給装置４０によりはんだをトレイ４６やマスク８０の表面に供給している。はんだ供給装置４０は、必須の構成要素ではなく、作業者が手作業によりはんだをトレイ４６やマスク８０の表面に供給してもよい。
　本実施例の印刷機１、１ａでは、はんだの垂れ下がり長さをレーザ計測器により計測しているが、はんだの垂れ下がり長さを計測する方法は、レーザ計測器に限定されず、他の計測器を用いてもよい。
　以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
１、１ａ：印刷機
２：ケース
４：スキージ駆動装置
６：サーボモータ
８：送りねじ
１０：ガイドレール
１２：支持台
１４：基板保持装置
１６：基板搬送装置
１８：マスク支持枠
２０、２０ａ：スキージユニット
２２：ユニット本体
２４：前側スキージ
２６：後側スキージ
２８：前側角度調整装置
３０：後側角度調整装置
３２：前側昇降装置
３４：後側昇降装置
３６、３６ａ～ｅ：はんだ
４０：はんだ供給装置
４２：はんだ収容器
４４：はんだ吐出部
４６：トレイ
４８：計測駆動装置
５０：計測装置
５２：計測装置本体
５４：計測昇降装置
５６：計測先端部
６０：レーザ計測器
６２：警告装置
７０：基板
８０:マスク
８０ｈ：パターン孔
９０：コントローラ
９２：モニタ

Claims (5)

  1. 　貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスクを用いて基板に対して粘性流体の印刷を行うスクリーン印刷機において、
    　接触部材と、
    　前記粘性流体に前記接触部材の先端が接触する接触位置と、前記粘性流体から前記接触部材の先端が離間する離間位置とに、前記接触部材を移動可能な駆動装置と、
    　前記駆動装置によって前記接触位置から前記離間位置に前記接触部材を移動させたときに、前記接触部材の先端から垂れ下がる前記粘性流体の長さを計測する計測装置と、
    　前記計測装置の計測結果に基づいて、前記基板に対して前記粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定する制御装置と、を備えるスクリーン印刷機。
  2. 　前記マスクは、前記粘性流体が供給される表面を有しており、
    　前記接触部材は、前記粘性流体を前記マスクの前記貫通孔に充填させるスキージであり、
    　前記駆動装置は、前記スキージを、前記マスクの表面に対して所定の角度で、かつ、所定の圧力で前記マスクの表面に押し当てながら、前記マスクの表面に水平な方向に所定の速度で移動させることができるとともに、前記マスクの表面に直交する方向に所定の速度で移動させることができ、
    　前記接触位置は、前記マスクの表面に供給された前記粘性流体に前記スキージの先端が接触する位置であり、
    　前記離間位置は、前記マスクの表面に供給された前記粘性流体と前記スキージの先端から垂れ下がる前記粘性流体とが離間する位置である、請求項１に記載のスクリーン印刷機。
  3. 　前記計測装置は、前記スキージが前記粘性流体を前記マスクの前記貫通孔に充填させた後、前記スキージが前記マスクの表面と直交する方向に移動する際、前記スキージから前記マスクの方向に伸びる前記粘性流体の長さを計測する、請求項２に記載のスクリーン印刷機。
  4. 　前記計測装置は、
    　　前記駆動装置によって前記接触位置から前記離間位置に前記接触部材を第１の速度で移動させたときに、前記接触部材の先端から垂れ下がる前記粘性流体の第１の長さを計測するとともに、
    　　前記駆動装置によって前記接触位置から前記離間位置に前記接触部材を前記第１の速度とは異なる第２の速度で移動させたときに、前記接触部材の先端から垂れ下がる前記粘性流体の第２の長さを計測し、
    　前記制御装置は、前記計測装置で計測された前記第１の長さと前記第２の長さとに基づいて、前記基板に対して前記粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定する、請求項１～３のいずれか一項に記載のスクリーン印刷機。
  5. 　前記計測装置の計測結果に基づいて、異常発生を示す信号を出力する出力装置をさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のスクリーン印刷機。
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