(57)【要約】【課題】汎用性に優れ印圧条件を品種に応じて適正且つ容易に設定することができるとともに生産性の低下を防止することができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を提供する。【解決手段】スキージ部材１７を任意の大きさの押圧力で押圧する押圧機構およびこの押圧機構を任意の昇降量でスキージ部材１７とともに昇降させる昇降機構を備えたスクリーン印刷装置において、マスクプレート１２上において同一大きさの印圧が付与される範囲を区分する印圧区画（Ａ１，Ａ２，Ｂ，Ｃ１，Ｃ２）毎に、押圧機構による押圧力の大きさを示す押圧パラメータおよび昇降機構によるスキージの下降停止位置を示す停止位置パラメータを含む印圧データを予め規定して記憶させておき、スキージング動作において押圧パラメータに基づいて押圧機構を制御し、停止位置パラメータに基づいて昇降機構を制御してスキージによって印刷区画毎に異なる大きさの印圧を付与する。【選択図】図８
2010143176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、
前記スキージに対して任意の大きさの下向きの押圧力を付与する押圧機構および前記押圧機構を任意の停止位置へ前記スキージとともに昇降させる昇降機構が設けられたスキージヘッドと、前記スキージヘッドを水平移動させるヘッド移動機構と、
前記押圧機構、昇降機構およびヘッド移動機構を制御することにより、印刷動作において前記スキージが前記マスクプレートを押圧する印圧を制御する印圧制御部と、
前記マスクプレート上において同一大きさの印圧が付与される範囲を区分する印圧区画毎に規定され、前記押圧機構による押圧力の大きさを示す押圧パラメータおよび前記昇降機構によるスキージの下降停止位置を示す停止位置パラメータを含む印圧データを記憶する印圧記憶部とを備え、
前記マスクプレート上でスキージを摺動させるスキージング動作において、前記印圧制御部が前記押圧パラメータに基づいて前記押圧機構を制御し前記停止位置パラメータに基づいて前記昇降機構を制御することにより、前記スキージによって前記印刷区画毎に異なる大きさの印圧を付与することを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
スキージに対して任意の大きさの下方への押圧力を付与する押圧機構および前記押圧機構を任意の昇降量で前記スキージとともに昇降させる昇降機構が設けられたスキージヘッドと、前記スキージヘッドを水平移動させるヘッド移動機構とを備えたスクリーン印刷装置を用い、パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、
前記マスクプレート上において同一大きさの印圧が付与される範囲を区分する印圧区画毎に規定され、前記押圧機構による押圧力の大きさを示す押圧パラメータおよび前記昇降機構によるスキージの下降停止位置を示す停止位置パラメータを含む印圧データを予め記憶させておき、
前記マスクプレート上でスキージを摺動させるスキージング動作において、前記押圧パラメータに基づいて前記押圧機構を制御し前記停止位置パラメータに基づいて前記昇降機構を制御することにより、前記スキージによって前記印刷区画毎に異なる大きさの印圧を付与することを特徴とするスクリーン印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインにおいては、スクリーン印刷によって基板上にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストが印刷される。このスクリーン印刷は、パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給されたマスクプレート上でスキージを摺動させることにより行われる。スクリーン印刷において良好な印刷結果を得るためには、スキージを摺動させる際のスキージ速度やスキージによってマスクプレートを押しつける荷重を示す印圧をはじめ、各種の印刷条件を基板品種に応じて適正に設定する必要がある（特許文献１参照）。
【０００３】
これらの印刷条件のうち、印圧を調整する機構を備えたスクリーン印刷装置としては、モータによってボールねじを回転駆動する構成のスキージヘッド昇降駆動手段によってスキージヘッドを昇降させ、スキージヘッドに設けられたエアシリンダによってスキージを押し付ける構成のものが知られている（特許文献２参照）。特許文献２に示す例では、エアシリンダに供給されるエア圧力を電空レギュレータによって調整することにより、印圧の設定を行うようにしている。
【特許文献１】特開２００８−１７３８３９号公報
【特許文献２】特許第３３４４８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで電子機器製造分野における生産形態は多品種少量生産に移行し、スクリーン印刷の対象となる基板のサイズや形態も多様化している。このため生産現場においては、このような多様な品種の基板を同一の設備によって印刷対象とすることができるように、汎用性に優れ印刷条件を品種に応じて適正且つ容易に設定することが可能な設備が求められている。例えば印圧の調整についても、従来技術おいてはその都度煩雑な調整作業が必要で、非熟練のオペレータにとっては印圧の設定を適切に行うことは必ずしも容易ではなかった。また基板の品種によっては、同一基板内において印圧の大きさを変えることが望ましい場合があるが、従来技術においてはこのような印圧の精細な設定は行うことができなかった。また生産性の観点からは、十分な印圧を確保するためにスキージの押し込み量を常に大きく設定すると、スキージング動作毎に行われるスキージ昇降動作時の昇降ストロークが大きくなり、余分な動作時間を要して生産性の低下を招くという問題が生じる。
【０００５】
そこで本発明は、汎用性に優れ印圧条件を品種に応じて適正且つ容易に設定することができるとともに生産性の低下を防止することができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のスクリーン印刷装置は、パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、前記スキージに対して任意の大きさの下向きの押圧力を付与する押圧機構および前記押圧機構を任意の停止位置へ前記スキージとともに昇降させる昇降機構が設けられたスキージヘッドと、前記スキージヘッドを水平移動させるヘッド移動機構と、前記押圧機構、昇降機構お
よびヘッド移動機構を制御することにより、印刷動作において前記スキージが前記マスクプレートを押圧する印圧を制御する印圧制御部と、前記マスクプレート上において同一大きさの印圧が付与される範囲を区分する印圧区画毎に規定され、前記押圧機構による押圧力の大きさを示す押圧パラメータおよび前記昇降機構によるスキージの下降停止位置を示す停止位置パラメータを含む印圧データを記憶する印圧記憶部とを備え、前記マスクプレート上でスキージを摺動させるスキージング動作において、前記印圧制御部が前記押圧パラメータに基づいて前記押圧機構を制御し前記停止位置パラメータに基づいて前記昇降機構を制御することにより、前記スキージによって前記印刷区画毎に異なる大きさの印圧を付与する。
【０００７】
本発明のスクリーン印刷方法は、スキージに対して任意の大きさの下方への押圧力を付与する押圧機構および前記押圧機構を任意の昇降量で前記スキージとともに昇降させる昇降機構が設けられたスキージヘッドと、前記スキージヘッドを水平移動させるヘッド移動機構とを備えたスクリーン印刷装置を用い、パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、前記マスクプレート上において同一大きさの印圧が付与される範囲を区分する印圧区画毎に規定され、前記押圧機構による押圧力の大きさを示す押圧パラメータおよび前記昇降機構によるスキージの下降停止位置を示す停止位置パラメータを含む印圧データを予め記憶させておき、前記マスクプレート上でスキージを摺動させるスキージング動作において、前記押圧パラメータに基づいて前記押圧機構を制御し前記停止位置パラメータに基づいて前記昇降機構を制御することにより、前記スキージによって前記印刷区画毎に異なる大きさの印圧を付与する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、マスクプレート上において同一大きさの印圧が付与される範囲を区分する印圧区画毎に、押圧機構による押圧力の大きさを示す押圧パラメータおよび昇降機構によるスキージの下降停止位置を示す停止位置パラメータを含む印圧データを予め規定して記憶させておき、スキージング動作において押圧パラメータに基づいて押圧機構を制御し、停止位置パラメータに基づいて昇降機構を制御してスキージによって印刷区画毎に異なる大きさの印圧を付与することにより、印圧条件を品種に応じて適正且つ容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図、図４は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の動作説明図、図５、図６は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるスキージ昇降押圧機構の構成説明図、図７は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法における印圧データの説明図、図８、図９、図１０は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法の説明図である。
【００１０】
まず図１、図２、図３を参照して、スクリーン印刷装置の構造を説明する。図１において、スクリーン印刷装置は、基板位置決め部１の上方にスクリーン印刷機構を配設して構成されている。基板位置決め部１は、Ｙ軸テーブル２、Ｘ軸テーブル３およびθ軸テーブル４を段積みし、更にその上に第１のＺ軸テーブル５、第２のＺ軸テーブル６を組み合わせて構成されている。
【００１１】
第１のＺ軸テーブル５の構成を説明する。θ軸テーブル４の上面に設けられた水平なベースプレート４ａの上面側には、同様に水平なベースプレート５ａが昇降ガイド機構（図
示省略）によって昇降自在に保持されている。ベースプレート５ａは、複数の送りねじ５ｃをモータ５ｂによってベルト５ｄを介して回転駆動する構成のＺ軸昇降機構によって昇降する。
【００１２】
ベースプレート５ａには垂直フレーム５ｅが立設されており、垂直フレーム５ｅの上端部には基板搬送機構８が保持されている。基板搬送機構８は基板搬送方向（Ｘ方向−−図１において紙面垂直方向）に平行に配設された２条の搬送レールを備えており、これらの搬送レールによって印刷対象の基板１０の両端部を支持して搬送する。第１のＺ軸テーブル５を駆動することにより、基板搬送機構８によって保持された状態の基板１０を、基板搬送機構８とともに後述するスクリーン印刷機構に対して昇降させることができる。図２、図３に示すように、基板搬送機構８は上流側（図２、図３において左側）および下流側に延出し、上流側から搬入された基板１０は基板搬送機構８によって搬送され、さらに基板位置決め部１によって位置決めされる。そして後述するスクリーン印刷機構によって印刷が行われた後の基板１０は、基板搬送機構８によって下流側に搬出される。
【００１３】
第２のＺ軸テーブル６の構成を説明する。基板搬送機構８とベースプレート５ａの中間には、水平なベースプレート６ａが昇降ガイド機構（図示省略）に沿って昇降自在に配設されている。ベースプレート６ａは、複数の送りねじ６ｃをモータ６ｂによってベルト６ｄを介して回転駆動する構成のＺ軸昇降機構によって昇降する。ベースプレート６ａの上面には、上面に基板１０を保持する下受け面が設けられた基板下受部７が配設されている。
【００１４】
第２のＺ軸テーブル６を駆動することにより、基板下受部７は基板搬送機構８に保持された状態の基板１０に対して昇降する。そして基板下受部７の下受け面が基板１０の下面に当接することにより、基板下受部７は基板１０を下面側から支持する。基板搬送機構８の上面にはクランプ機構９が配設されている。クランプ機構９は、左右対向して配置された２つのクランプ部材９ａを備えており、一方側のクランプ部材９ａを駆動機構９ｂによって進退させることにより、基板１０を両側からクランプして固定する。
【００１５】
次に基板位置決め部１の上方に配設されたスクリーン印刷機構について説明する。図１、図２において、マスク枠１１にはマスクプレート１２が展張されており、マスクプレート１２には、基板１０において印刷対象となる電極１０ａの形状・位置（図３参照）に対応して、パターン孔１２ａが設けられている。マスクプレート１２上にはスキージヘッド１３が配設されており、スキージヘッド１３は、正逆２方向のスキージング動作に対応して配設された１対のスキージユニット１６Ａ，１６Ｂを備えている。スキージユニット１６Ａ，１６Ｂは、いずれも板状のスキージ部材１７をスキージホルダ１８に保持させた構成となっている。スキージホルダ１８は、水平なプレート１４に配設されたスキージ昇降押圧機構１５から下方に延出したロッド１９に結合されている。スキージ昇降押圧機構１５は、スキージユニット１６Ａ，１６Ｂを個別に昇降させるとともに下方に押圧する機能を有している。
【００１６】
図２に示すように、縦フレーム２１上にはガイドレール２２がＹ方向に配設されており、ガイドレール２２にスライド自在に嵌合したスライダ２３は、ブロック２４を介してプレート１４の両端に結合されている。これにより、スキージヘッドユニット１３はＹ方向にスライド自在となっている。スキージヘッドユニット１３が配設されたプレート１４にはナット２６が固着されており、ナット２６に螺合した送りねじ２５をスキージ移動モータ２７によって回転駆動することにより、スキージヘッドユニット１３はマスクプレート１２の上方においてＹ方向の任意の位置へ水平移動する。したがってナット２６、送りねじ２５およびスキージ移動モータ２７は、スキージヘッドユニット１３をＹ方向に水平移動させるヘッド移動機構２８を構成する。制御部２９によってスキージ移動モータ２７の
回転動作を制御することにより、スキージヘッドユニット１３をマスクプレート１２のＹ方向の任意の位置に移動させることができるとともに、スキージ移動モータ２７に内蔵されたエンコーダからのパルスを制御部２９が受信することにより、マスクプレート１２におけるスキージ部材１７の位置を検出することができる。
【００１７】
図３に示すように、マスクプレート１２の下面側には、ヘッドＸ軸移動機構１９ＸおよびヘッドＹ軸移動機構１９Ｙが設けられており、ヘッドＸ軸移動機構１９Ｘには、カメラユニットおよびクリーニングユニット（図示省略）が装着されている。カメラユニットはマスクプレート１２の下面を撮像するマスク認識用カメラと基板１０を撮像する基板認識用カメラとを備えており、ヘッドＸ軸移動機構１９ＸおよびヘッドＹ軸移動機構１９Ｙによって水平移動する。クリーニングユニットは同様にヘッドＸ軸移動機構１９ＸおよびヘッドＹ軸移動機構１９Ｙによって水平移動し、マスクプレート１２の下面をクリーニングペーパによってクリーニングする。
【００１８】
次にスクリーン印刷機構による印刷動作について。図４を参照して説明する。まず基板搬送機構８によって基板１０が印刷位置に搬入されると、図４（ａ）に示すように、第２のＺ軸テーブル６を駆動してベースプレート６ａを基板下受部７とともに上昇させ、基板下受部７によって基板１０の下面を下受けする。そしてこの状態で基板１０をクランプ部材９ａによって挟み込んで固定し、基板位置決め部１を駆動して基板１０をマスクプレート１２に対して位置合わせする。
【００１９】
この後、図４（ｂ）に示すように、第１のＺ軸テーブル５を駆動してベースプレート５ａを上昇させ、基板１０を基板下受部７とともに上昇させてマスクプレート１２の下面に当接させる。そしてこの状態で、ペーストであるクリーム半田２０が供給されたマスクプレート１２上でスキージユニット１６Ａ（またはスキージユニット１６Ｂ）をＹ方向に移動させてスキージ部材１７を摺動させるスキージング動作を行うことにより、クリーム半田２０はスキージ部材１７によって掻き寄せられる。これによりパターン孔１２ａを介して基板１０にクリーム半田２０が印刷される。
【００２０】
次に図５、図６を参照して、スキージヘッドユニット１３に配設されたスキージ昇降押圧機構１５の構成および機能を説明する。図５、図６において、プレート１４の上面には、スキージユニット１６Ａ，１６Ｂの位置に対応して軸受け部１４ａが設けられており、軸受け部１４ａはベアリング３１を介して垂直姿勢の送りねじ３２Ａ、送りねじ３２Ｂを軸支している。送りねじ３２Ａ、送りねじ３２Ｂにはナットブロック３３が螺合しており、それぞれのナットブロック３３の下部にはシリンダ３４Ａ，３４Ｂが結合されている。シリンダ３４Ａ，３４Ｂはいずれも同一構造の複動型シリンダであり、それぞれの気室３４ａにはピストン３５が上下方向にスライド自在に嵌合している。ピストン３５には、下方に延出するロッド１９が結合されており、さらにロッド１９の下端部はスキージホルダ１８に結合されている。
【００２１】
図５に示すように、プレート１４の上面において、スキージユニット１６Ａ，１６Ｂに対応する２つの軸受け部１４ａの配列方向とクロスする位置には、２つのスキージ昇降モータ３８Ａ，３８Ｂが出力軸を上向きにした立て姿勢で配設されている。スキージ昇降モータ３８Ａ，３８Ｂの出力軸にはプーリ３９が結合されており、それぞれのプーリ３９および送りねじ３２Ａ，３２Ｂの上端部に結合されたプーリ３７には、いずれもベルト４０が調帯されている。スキージ昇降モータ３８Ａを回転駆動することにより送りねじ３２Ａが回転し、これによりスキージユニット１６Ａ側においてナットブロック３３がシリンダ３４Ａとともに昇降し、さらにロッド１９を介して結合されたスキージユニット１６Ａが昇降する。
【００２２】
またスキージ昇降モータ３８Ｂを回転駆動することにより送りねじ３２Ｂが回転し、これによりスキージユニット１６Ｂ側においてナットブロック３３がシリンダ３４Ｂとともに昇降し、さらにロッド１９を介して結合されたスキージユニット１６Ｂが昇降する。スキージ昇降モータ３８Ａ，３８Ｂの回転動作は、制御部２９によって制御される。これにより、シリンダ３４Ａおよびスキージユニット１６Ａを昇降させて任意の位置で停止させることができるとともに、シリンダ３４Ｂおよびスキージユニット１６Ｂを昇降させて任意の位置で停止させることができる。
【００２３】
シリンダ３４Ａには、ピストン３５の上方、下方においてそれぞれ気室３４ａと連通する出側ポート３６ａ、戻り側ポート３６ｂが設けられており、シリンダ３４Ｂには、同様にピストン３５の上方、下方においてそれぞれ気室３４ａと連通する出側ポート３６ｃ、戻り側ポート３６ｄが設けられている。出側ポート３６ａは第１レギュレータＲ１、第１バルブＶ１を介してエア供給源４１と接続されており、戻り側ポート３６ｂは第２レギュレータＲ２、第２バルブＶ２を介してエア供給源４１と接続されている。同様に出側ポート３６ｃは第３レギュレータＲ３、第３バルブＶ３を介してエア供給源４１と接続されており、戻り側ポート３６ｄは第４レギュレータＲ４、第４バルブＶ４を介してエア供給源４１と接続されている。
【００２４】
出側ポート３６ａ，３６ｃから圧空を供給することにより、シリンダ３４Ａ，３４Ｂによってスキージユニット１６Ａ，１６Ｂは下方に押圧され、戻り側ポート３６ｂ，３６ｄから圧空を供給することにより、シリンダ３４Ａ，３４Ｂによってスキージユニット１６Ａ，１６Ｂに対して上向きの力を作用させることができる。第１レギュレータＲ１、第３レギュレータＲ３を調整することにより、シリンダ３４Ａ，３４Ｂがスキージユニット１６Ａ，１６Ｂを下方に押圧する際の押圧力の大きさを調整することができ、さらに第２レギュレータＲ２、第４レギュレータＲ４を調整することにより、スキージユニット１６Ａ，１６Ｂに対して作用する上向きの力の大きさを調整することができる。
【００２５】
さらに第１バルブＶ１、第２バルブＶ２、第３バルブＶ３、第４バルブＶ４を切り換えることにより、スキージユニット１６Ａ，１６Ｂを下方に押圧する押圧力、スキージユニット１６Ａ，１６Ｂに対して作用する上向きの力のオンオフを切り換えることができる。なおスキージユニット１６Ａ，１６Ｂに対して作用する上向きの力は、スキージユニット１６Ａ，１６Ｂの自重を相殺するために付与するものであり、これにより印圧の制御をより精細に行うことが可能となる。
【００２６】
第１レギュレータＲ１、第２レギュレータＲ２、第３レギュレータＲ３、第４レギュレータＲ４および第１バルブＶ１、第２バルブＶ２、第３バルブＶ３、第４バルブＶ４は、制御部２９によって制御される。したがって、制御部２９によってこれらの制御機器を制御することにより、スキージユニット１６Ａ，１６Ｂを下方に押圧する押圧力の大きさおよびオンオフの制御、スキージユニット１６Ａ，１６Ｂに対して作用する上向きの力の大きさおよびオンオフの制御を任意に行うことが可能となっている。これにより、図４（ｂ）に示すスキージング動作において、スキージ部材１７がマスクプレート１２を押圧する印圧を印刷対象に応じて任意に制御することができる。
【００２７】
上記構成において、シリンダ３４Ａ，３４Ｂ、第１レギュレータＲ１、第３レギュレータＲ３、エア供給源４１および制御部２９は、スキージユニット１６Ａ，１６Ｂに装着されたスキージ部材１７に対して任意の大きさの下向きの押圧力を付与する押圧機構を構成する。そしてスキージ昇降モータ３８Ａ、スキージ昇降モータ３８Ｂ、ナットブロック３３と組み合わされた送りねじ３２Ａ、送りねじ３２Ｂ、制御部２９は、上述の押圧機構を構成するシリンダ３４Ａ，３４Ｂを、任意の停止位置へスキージ部材１７が装着されたスキージユニット１６Ａ，１６Ｂとともに昇降させる昇降機構を構成する。ここでは、スキ
ージヘッドユニット１３に配設されたスキージ昇降押圧機構１５に、上述の押圧機構と昇降機構が一体的に組み込まれた構成となっている。そして制御部２９は、上述の押圧機構、昇降機構およびヘッド移動機構２８を制御することにより、印刷動作においてスキージ部材１７がマスクプレート１２を押圧する印圧を制御する印圧制御部として機能する。
【００２８】
ここで印刷動作における印圧制御の意義を説明する。スクリーン印刷において適正な印刷品質を得るには、マスクプレート１２のパターン孔１２ａ内にクリーム半田２０を良好に充填することがまず重要であることから、スキージ部材１７を十分な圧力（印圧）でマスクプレート１２の表面に対して押しつけることが望ましい。これにより、マスクプレート１２の表面上に存在するクリーム半田２０を、スキージ部材１７に先端によってパターン孔１２ａ内に十分な押し込み力で良好に充填することができる。
【００２９】
この反面、印圧を大きくするとスキージ部材１７をマスクプレート１２上で摺動させるスキージング速度を低く設定する必要があることから、印刷効率の低下が避けられない。したがって、適正な印刷品質を確保しながら作業効率を極力向上させるためには、印刷対象のマスクプレート１２におけるパターン孔１２ａの孔サイズや配列密度、使用するクリーム半田２０の特性などによって規定される印刷難度や、印刷対象の基板に要求される印刷品質のレベル、さらには求められる所望の作業効率などを総合的に勘案して、最適な印刷条件を決定する必要がある。
【００３０】
しかしながら、このような印刷条件の設定作業は多くの要素を勘案して決定する必要があることから、未熟練のオペレータにとって種々の印刷対象について、最適な印刷条件を見いだしてスクリーン印刷装置の各部をその印刷条件に合わせて調整することは容易ではない。このため本実施の形態のスクリーン印刷方法においては、印刷対象に応じて最適な印刷条件を容易に設定することができるよう、印圧を設定するための要素となる印圧データを予め設定して、記憶部３０に記憶させておき、印圧制御部としての制御部２９が印圧を制御する際には、記憶部３０に記憶された印圧データを参照するようにしている。
【００３１】
図７を参照して、記憶部３０に記憶される印圧データ４２について説明する。図７に示すように、印圧データ４２は、印圧区画４２ａ、押圧パラメータ４２ｂ、停止位置パラメータ４２ｃを組み合わせて構成される。印圧区画４２ａはマスクプレート１２上において同一大きさの印圧が付与される範囲を区分するものである（図８、図９にて例示するマスクプレート１２上の範囲Ａ１，Ａ２，Ｂ・・参照）。そしてスキージ移動モータ２７によるスキージ部材１７のＹ方向の移動における位置座標上で、これらの範囲Ａ１，Ａ２，Ｂ・・を境界点に対応する座標値を特定することにより、印圧区画４２ａはデータ上で規定される。
【００３２】
押圧パラメータ４２ｂは、前述の押圧機構による押圧力の大きさを示すものであり、印圧区画４２ａ毎に規定される。押圧パラメータ４２ｂとしては、出側ポート３６ａ，３６ｃを介してシリンダ３４Ａ，３４Ｂに供給されるエア圧Ｐが用いられる。また停止位置パラメータ４２ｃは、前述の昇降機構によるスキージ部材１７の下降停止位置を示すものであり、同様に印圧区画４２ａ毎に規定される。停止位置パラメータ４２ｃとしては、板状のスキージ部材１７を撓ませることなくスキージ部材１７の下端部をマスクプレート１２の上面に当接させる高さ位置を基準高さ位置（０位置）とした場合における、スキージ部材１７の押し込み量として規定される。
【００３３】
本実施の形態においては、スキージング動作におけるスキージ部材１７の撓み量を考慮して、停止位置パラメータ４２ｃを押圧パラメータ４２ｂに基づいて設定するようにしている。すなわち、スキージ部材１７は上方からの押圧力によって撓み変形を生じ、この撓みによってパターン孔１２ａ内へのクリーム半田２０の充填が不十分となる場合がある。
このため、クリーム半田２０の良好な充填を確保するために高い印圧が設定される場合には、印刷動作におけるスキージ部材１７の下降停止位置を０位置よりも下方に設定して、すなわちスキージの下端部を０位置からさらに下降させて押し込むようにする。これによりスキージ部材１７はより大きな撓み変形を生じ、スキージ部材１７の下端部をマスクプレート１２の表面に対してより安定した状態で押し付けることができる。
【００３４】
印圧値と下降停止位置との関係としては、スキージ部材１７の下端部を０位置からさらに下降させる押し込み量Ｚ（図８、図９、図１０に示すＺ１、Ｚ２・・参照）を、印圧値と略比例して設定するようにしてもよく、または特定の境界値を境として、押し込み量を複数段階に変化させるようにしてもよい。例えば境界値を４０Ｎ／ｍｍ２とし、印圧値がこの境界値以上であれば押し込み量を７ｍｍ程度とし、印圧値がこの境界値未満であれば押し込み量を３ｍｍ程度とする。
【００３５】
そしてこのスクリーン印刷装置を用いて、マスクプレート１２上でスキージ部材１７を摺動させるスキージング動作においては、印圧制御部である制御部２９が押圧パラメータに基づいて押圧機構を制御し、停止位置パラメータに基づいて昇降機構を制御する。すなわちスキージング動作において、制御部２９はマスクプレート１２上におけるスキージ部材１７のＹ方向の位置を検出し、検出された位置が印圧区画４２ａに規定される境界点になったならば、次の印圧区画４２ａに対応する押圧パラメータ４２ｂ、停止位置パラメータに基づいてスキージ昇降押圧機構１５を制御して、スキージ１７の押圧力および下降停止位置を制御する。これにより、スキージ部材１７によって印刷区画４２ａ毎に異なる大きさの印圧が付与される。
【００３６】
次に、図８、図９、図１０を参照して、印圧データの実際例およびこの印圧データに基づいて実行されるスクリーン印刷方法の印刷動作例について説明する。まず図８は、基板１０を対象としたスクリーン印刷におけるスキージユニット１６Ａ，１６Ｂの助走区間について本発明を適用した例を示している。すなわちスキージ部材１７をマスクプレート１２上で摺動させるスキージング動作においては、スキージ部材１７の摺動動作の起点を印刷対象の基板１０の端部から手前側に設定して所定の助走区間を確保する必要がある。この助走区間は、スキージ部材１７の移動によってクリーム半田２０に予めローリング動作を与えて流動性を高め、パターン孔内への充填性を良好にする目的で設定されるものである。
【００３７】
通常はこの助走区間は基板１０を両側から挟み込んでクランプするクランプ部材９ａの上面の範囲において設定されるが、マスクプレート１２と基板１０とのサイズの関係によっては、クランプ部材９ａ上に十分な移動距離を確保することが困難な場合がある。このような場合には、図８に示すように、クランプ部材９ａによる支持範囲Ａ２を外れて、マスクプレート１２が下方から全く支持されていない不支持範囲Ａ１を含んだ助走範囲Ａが助走区間として設定される。また印刷範囲Ｂを挟んだ助走範囲Ａの反対側には、スキージユニット１６Ｂによるスキージング動作における助走範囲Ｃが設定され、助走範囲Ｃは同様に不支持範囲Ｃ１、支持範囲Ｃ２より構成される。
【００３８】
このとき、不支持範囲Ａ１，Ｃ１においてはマスクプレート１２は全く下方から支持されていないため、助走状態のスキージ部材１７がマスクプレート１２を下方に押し付けるとマスクプレート１２の損傷などの不具合を誘発する。このため、本実施の形態においては、不支持範囲Ａ１，Ｃ１に対応した印圧区画４２ａにおいては、押圧パラメータ４２ｂとして、スキージ部材１７の下端部をマスクプレート１２に当接させる程度の殆ど０圧力に等しいエア圧Ｐ１を設定する。そしてこの押圧パラメータ４２ｂに対応する停止位置パラメータ４２ｃとして、スキージ部材１７の下端部がマスクプレート１２の上面に当接する停止位置である０位置に対応した押し込み量Ｚ１（押し込み量０）が設定される。
【００３９】
また、支持範囲Ａ２，Ｃ２および基板１０に対して印刷が実行される印刷範囲Ｂに対応した印圧区画４２ａにおいては、基板１０、マスクプレート１２およびクリーム半田２０の組み合わせに応じて設定されたエア圧Ｐ１が押圧パラメータ４２ｂとして用いられる。そしてこのエア圧Ｐ１に対応した押し込み量Ｚ２が設定される。なお支持範囲Ａ２，Ｃ２と印刷範囲Ｂについては、それぞれ異なる押圧パラメータ４２ｂおよび停止位置パラメータ４２ｃを設定するようにしても差し支えない。
【００４０】
次に、図９を参照して、使用するマスクプレート１２においてマスク厚が部分的に異なる場合のスクリーン印刷に対して本発明を適用した例を示している。図９に示すように、マスクプレート１２は厚みｔ１のマスク材で製作されており、マスクプレート１２には複数のパターン孔１２ａが形成されている。さらにマスクプレート１２には、部分的にマスク厚がｔ１よりも小さいｔ２となるように凹部１２ｂが形成されており、凹部１２ｂの内部には微小な電極に少ない量のペーストを印刷することを目的としたファインサイズのパターン孔１２ｃが形成されている。
【００４１】
この場合には、より大きい厚みｔ１に対応する範囲Ｄ，Ｆについての印圧区画４２ａでは、押圧パラメータ４２ｂとして、通常サイズの電極を対象としたパターン孔１２ａに良好にクリーム半田２０を充填することを考慮したエア圧Ｐ３が設定され、停止位置パラメータ４２ｃとしては、この押圧パラメータ４２ｂに対応した押し込み量Ｚ３が設定される。そしてより小さい厚みｔ２に対応した範囲Ｅについての印圧区画４２ａでは、押圧パラメータ４２ｂとして、ファインサイズの電極を対象としたパターン孔１２ｃに良好にクリーム半田２０を充填することを考慮したエア圧Ｐ４が設定され、停止位置パラメータ４２ｃとしては、エア圧Ｐ４に対応した押し込み量に厚み差（ｔ１−ｔ２）をさらに加算した押し込み量Ｚ４が設定される。
【００４２】
次に、図１０を参照して、印刷対象となる基板１０の印刷面に部分的に上方へ凸出した凸部１０ｂが設けられている場合のスクリーン印刷に対して本発明を適用した例を示している。図１０に示すように、この場合に使用されるマスクプレート１２は、凸部１０ｂの形状に倣うエンボス部１２ｄが設けられている。ここで、エンボス部１２ｄの表面の高さはマスクプレート１２の他の部分の上面よりも高さ差Δｈだけ高くなっており、エンボス部１２ｄの範囲にもパターン孔１２ａが形成されている。
【００４３】
この場合には、エンボス部１２ｄの範囲Ｈおよびエンボス部１２ｄ以外の範囲Ｇ，Ｉについての印圧区画４２ａでは、押圧パラメータ４２ｂとして、パターン孔１２ａに良好にクリーム半田２０を充填することを考慮したエア圧Ｐ５が設定される。なお、範囲Ｈについての印圧区画４２ａでは、押圧パラメータ４２ｂを範囲Ｇ，Ｉよりも幾分低く設定するようにしてもよい。また停止位置パラメータ４２ｃとしては、範囲Ｇ，Ｉについては押圧パラメータ４２ｂに対応した押し込み量Ｚ５が設定される。そしてエンボス部１２ｄに対応した範囲Ｈについての印圧区画４２ａでは、押し込み量０の基準位置が他の範囲よりも高さ差Δｈだけ高い位置となり、この基準位置から押し込み量Ｚ５だけ押し込んだ位置が停止位置として設定される。
【００４４】
そして本実施の形態に示すスクリーン印刷装置を用いて、図８、図９、図１０に示すスクリーン印刷を実行するスクリーン印刷方法においては、まず図７に示す印圧データを予め印圧記憶部としての記憶部３０に予め記憶させる。次いで、マスクプレート１２上でスキージ部材１７を摺動させるスキージング動作において、印圧制御部である制御部２９が押圧パラメータ４２ｂに基づいて押圧機構を制御し、停止位置パラメータ４２ｃに基づいて昇降機構を制御する。これにより、スキージ部材１７によって印刷区画４２ａ毎に異なる大きさの印圧が付与される。
【００４５】
スクリーン印刷における印圧の制御にこのような方式を採用することにより、印刷対象における印圧区画４２ａ毎に予め熟練した技術者によって適正な押圧パラメータ４２ｂおよび停止位置パラメータ４２ｃを設定して記憶させることができる。したがって非熟練のオペレータが生産現場において印圧の調整のための繁雑な作業をその都度行う必要がなく、印刷条件を適正かつ容易に設定することができるとともに、スキージング動作毎に行われるスキージ昇降動作時の昇降ストロークを適正に設定することができ、余分な動作時間を排して生産性の低下を防止することができる。また同一の基板内においても、予め記憶された印圧データに基づいて印圧の切換を自動的に行うことができ、従来技術と比較してより精細な印圧の設定が可能となっている。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法は、汎用性に優れ印圧条件を品種に応じて適正且つ容易に設定することができるとともに生産性の低下を防止することができるという利点を有し、基板にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷する用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の動作説明図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるスキージ昇降押圧機構の構成説明図
【図６】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるスキージ昇降押圧機構の構成説明図
【図７】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法における印圧データの説明図
【図８】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法の説明図
【図９】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法の説明図
【図１０】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法の説明図
【符号の説明】
【００４８】
１  基板位置決め部
１０  基板
１２  マスクプレート
１２ａ，１２ｃ  パターン孔
１３  スキージヘッド
１５  スキージ昇降押圧機構
１６Ａ，１６Ｂ  スキージユニット
１７  スキージ部材   
１８  スキージホルダ
２０  クリーム半田
３２Ａ，３２Ｂ  送りねじ
３３  ナットブロック
３４Ａ，３４Ｂ  シリンダ
３８Ａ，３８Ｂ  スキージ昇降モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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