(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクプレート上でスキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートの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、前記スキージヘッドをマスクプレートに対してそれぞれ水平方向に移動させ、昇降させる水平移動手段、昇降手段と、スキージヘッドをマスクプレートに対して押圧する押圧手段とを備え、前記スキージヘッドは、前記ペーストを収容し下面に形成された開口部を介してマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁面を形成し下端部がマスクプレートの表面に摺接する相対向した２つの摺接部材と、前記２つの摺接部材の間に配設され前記印刷空間内において流動するペーストにマスクプレート上面に向かう方向の流動成分を付与する流動制御板とを備え、前記流動制御板は、前記印刷空間内で水平な回転軸廻りに回転可能に支持され、前記ペーストのスキージング方向の流動によって前記回転軸廻りに回転変位することにより、マスクプレートの上面に対する前記流動制御板の充填角度が変化することを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
マスクプレート上でスキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートの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、前記スキージヘッドをマスクプレートに対してそれぞれ水平方向に移動させ、昇降させる水平移動手段、昇降手段と、スキージヘッドをマスクプレートに対して押圧する押圧手段とを備え、前記スキージヘッドは、前記ペーストを収容し下面に形成された開口部を介してマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁面を形成し下端部がマスクプレートの表面に摺接する相対向した２つの摺接部材と、前記２つの摺接部材の間に配設され前記印刷空間内において流動するペーストにマスクプレート上面に向かう方向の流動成分を付与する流動制御板とを備え、前記流動制御板は、前記印刷空間内で水平な固定支持軸によって上端を支持された可撓な板部材であり、前記ペーストの印刷方向の流動によって前記板部材が撓むことにより、マスクプレートの上面に対する前記流動制御板の充填角度が変化することを特徴とするスクリーン印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装工程において、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を印刷する方法としてスクリーン印刷が用いられている。この方法は、印刷対象部位に応じてパターン孔が開孔されたマスクプレートを基板上にセットし、スキージングによりマスクプレートのパターン孔を介して基板上にペーストを印刷するものである。
【０００３】
このスクリーン印刷のスキージング方法として、密閉型のスキージヘッドを用いる方法が知られている。この方法は、通常のスクリーン印刷と異なりマスクプレート上にペーストを直接供給するのではなく、内部にペーストを貯溜したスキージヘッドを用いるものである。この方法では、スキージヘッドの下面に設けられたペースト接触面をマスクプレートに当接させた状態で、スキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートのパターン孔にペースト接触面を介してペーストを順次充填させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の密閉型のスキージヘッドを用いたスクリーン印刷には、以下に述べるような問題点があった。スキージングにおいては、スキージによってマスクプレート表面でペーストをスキージング方向に押しやりながらパターン孔内にペーストを充填するが、この充填動作においてはスキージの進行によってペーストに対して回転方向の流動性が付与されるローリング作用を利用して、ペーストをパターン孔内に進入させる。
【０００５】
しかしながら、密閉型のスキージヘッドでは、ペーストをマスクプレートに接触させる印刷空間内にペーストが多量に収容されていることから、前述のローリングが発生しにくく、良好な充填性を確保することが困難であるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、密閉型のスキージヘッドにおいて良好な充填性を確保することができるスクリーン印刷装置を提供することをを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のスクリーン印刷装置は、マスクプレート上でスキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートの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、前記スキージヘッドをマスクプレートに対してそれぞれ水平方向に移動させ、昇降させる水平移動手段、昇降手段と、スキージヘッドをマスクプレートに対して押圧する押圧手段とを備え、前記スキージヘッドは、前記ペーストを収容し下面に形成された開口部を介してマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁面を形成し下端部がマスクプレートの表面に摺接する相対向した２つの摺接部材と、前記２つの摺接部材の間に配設され前記印刷空間内において流動するペーストにマスクプレート上面に向かう方向の流動成分を付与する流動制御板とを備え、前記流動制御板は、前記印刷空間内で水平な回転軸廻りに回転可能に支持され、前記ペーストのスキージング方向の流動によって前記回転軸廻りに回転変位することにより、マスクプレートの上面に対する前記流動制御板の充填角度が変化する。
【０００９】
請求項２記載のスクリーン印刷装置は、マスクプレート上でスキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートの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、前記スキージヘッドをマスクプレートに対してそれぞれ水平方向に移動させ、昇降させる水平移動手段、昇降手段と、スキージヘッドをマスクプレートに対して押圧する押圧手段とを備え、前記スキージヘッドは、前記ペーストを収容し下面に形成された開口部を介してマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁面を形成し下端部がマスクプレートの表面に摺接する相対向した２つの摺接部材と、前記２つの摺接部材の間に配設され前記印刷空間内において流動するペーストにマスクプレート上面に向かう方向の流動成分を付与する流動制御板とを備え、前記流動制御板は、前記印刷空間内で水平な固定支持軸によって上端を支持された可撓な板部材であり、前記ペーストの印刷方向の流動によって前記板部材が撓むことにより、マスクプレートの上面に対する前記流動制御板の充填角度が変化する。
【００１０】
本発明によれば、印刷空間内において流動するペーストにマスクプレート上面に向かう方向の流動成分を付与する流動制御板を備えることにより、ローリング効果を重畳させてパターン孔へのペーストの充填性を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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、図４は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図、図５は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷におけるスキージヘッドの動作説明図、図６は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の流動制御板の斜視図、図７は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の流動制御板の断面図である。
【００１２】
まず図１、図２を参照してスクリーン印刷装置の構造を説明する。図１、図２において、基板の位置決め部１は、図示しない移動テーブル上に基板保持部２を配設して構成されている。スクリーン印刷対象の基板３は基板保持部２のクランパ４によって保持されており、移動テーブルを駆動することにより、基板保持部２に保持された基板３は水平方向および上下方向に位置決めされる。
【００１３】
位置決め部１の上方には、スクリーンマスク１０が配設されている。スクリーンマスク１０はホルダ１１にマスクプレート１２を装着して構成されており、マスクプレート１２には印刷対象の基板３の印刷部位に対応したパターン孔１２ａが開孔されている。
【００１４】
スクリーンマスク１０上にはスキージヘッド１３がヘッド昇降部２０によって昇降自在に配設されている。ヘッド昇降部２０はベース部材２１上に立設されたシリンダ２２を備えている。シリンダ２２のロッド２２ａの下端部には、結合部材１５を介してスキージヘッド１３が結合されている。
【００１５】
シリンダ２２を駆動することにより、スキージヘッド１３はマスクプレート１２に対して昇降するとともに、スキージヘッド１３をマスクプレート１２に対して押圧する。ヘッド昇降部２０はスキージヘッド１３をスクリーンマスク１０に対して昇降させる昇降手段となっている。またシリンダ２２は、スキージヘッド１３をマスクプレート１２に対して押圧する押圧手段となっている。
【００１６】
ヘッド昇降部２０のベース部材２１の下面には、両端部にスライダ２３が固着されており、スライダ２３はフレーム２５の上面に配設されたガイドレール２４にスライド自在に嵌着されている。またベース部材２１の下面にはナット部材２６が結合されており、ナット部材２６に螺合した送りねじ２７は、モータ２８によって回転駆動される。
【００１７】
モータ２８を駆動することにより、ベース部材２１は水平移動し、したがってヘッド昇降部２０に結合されたスキージヘッド１３も水平移動する。スキージヘッド１３を下降させた状態で、モータ２８を駆動することにより、スキージヘッド１３はマスクプレート１２上で水平移動する。すなわち、モータ２８、送りねじ２７およびナット部材２６は、スキージヘッド１３をマスクプレート１２上で水平移動させる水平移動手段となっている。
【００１８】
スキージヘッド１３の下部には、マスクプレート１２の表面に当接してペーストであるクリーム半田５をパターン孔１２ａに充填する印刷部１４が設けられている。図３を参照して印刷部１４の構造を説明する。図３において、３０は本体部であり、マスクプレート１２の幅方向に細長形状のブロック状部材である。本体部３０の長さ寸法は図２に示すように印刷対象の基板３の幅寸法をカバーするように設定される。本体部３０には、クリーム半田５が貯溜されたカートリッジ３１が着脱自在に装着される凹部３０ａが形成されている。
【００１９】
カートリッジ３１は予め所定量のクリーム半田が貯溜されたクリーム半田の貯溜部（ペースト貯溜部）となっており、印刷時に本体部３０に装着される。カートリッジ３１の上面の開口には、内部のクリーム半田５を加圧する加圧板３３が嵌入している。加圧板３３は上方に配置されたシリンダ１６のロッド１６ａと結合された押し下げ部材３２と当接しており、シリンダ１６を駆動することにより、押し下げ部材３２によって加圧板３３はカートリッジ３１内で上下動するようになっている。
【００２０】
カートリッジ３１の底面はクリーム半田の押し出し板３１ａとなっており、押し出し板３１ａには多数の開口３１ｂが設けられている。加圧板３３をシリンダ１６で下方に押圧することにより、カートリッジ３１内のクリーム半田５は加圧され、押し出し板３１ａの開口３１ｂを介して下方に押し出される。シリンダ１６および加圧板３３はペーストであるクリーム半田５を加圧するペースト加圧手段となっている。
【００２１】
次にスキージング部３６および印刷空間３５について説明する。スキージング部３６は、本体部３０の下方において周囲を閉囲する４方向の壁面より構成され、これらの壁面の内側に印刷空間３５が形成される。スキージング部３６のスキージング方向（矢印ａ方向）の両端には、印刷空間３５の前後壁面を形成する相対向した２つの摺接部材３７Ａ，３７Ｂが配設されている。印刷動作時には、印刷空間３５は加圧されたクリーム半田５を収容し、印刷空間３５の下面、すなわち２つの摺接部材３７Ａ，３７Ｂの間の開口部を介してクリーム半田５をマスクプレート１２の表面に接触させる。
【００２２】
２つの摺接部材３７Ａ，３７Ｂの間の印刷空間３５内には、本体部３０の全幅にわたって連続した細長形状の流動制御板４０が配設されている。流動制御板４０は後述するようにスキージング時に印刷空間３５内において流動するクリーム半田５にマスクプレート１２の上面に向かう方向の流動成分を付与する。図３（ｂ）は流動制御板４０の長手方向の形状を示しており、流動制御板４０は印刷空間３５内に水平方向に軸支された回転軸４０ａ廻りに回転可能に支持されている。
【００２３】
スキージング動作においては、クリーム半田５のスキージング方向の流動により流動制御板４０は回転軸４０ａ廻りに回転変位する。これにより、以下に説明するようにマスクプレート１２の上面に対する流動制御板４０の充填角度（流動制御板４０のスキージング方向側の下面がマスクプレート１２上面となす角度（図４，図５に示す角度α、β参照））が変化する。
【００２４】
このスキージヘッド１３によるスクリーン印刷動作について説明する。図４（ａ）に示すように印刷空間３５内にクリーム半田５が上方から押し出されて充填された状態で、スキージヘッド１３を矢印ａ方向へ移動させると、印刷空間３５内のクリーム半田５は流動制御板４０に対してスキージング方向と反対の方向の抗力を作用させ、流動制御板４０を回転軸４０ａ廻りに回転変位させる。これにより、流動制御板４０のマスクプレート１２上面に対する角度は鋭角の充填角度αとなり、この状態でスキージヘッド１３が矢印ａ方向に移動することにより、クリーム半田５にはマスクプレート１２の上面に向かう矢印ｂ方向の流動が付与される。
【００２５】
スキージヘッド１３がさらに移動すると、印刷空間３５内のクリーム半田５のうち、スキージング方向の後ろ側の摺接部材３７Ａの充填部材３８によってクリーム半田５には同様に矢印ｃ方向の流動が与えられる。これにより、スキージヘッド１３の移動過程において、マスクプレート１２の１つのパターン孔１２ａに対してローリング効果が重畳して作用することになり、パターン孔１２ａへのクリーム半田５の充填性を向上させることが可能となっている。
【００２６】
図５は、スキージング方向を反転して矢印ｄ方向にスキージヘッド１３を移動させる場合を示している。この場合においても同様に、１つのパターン孔１２ａに対して充填角度βに回転変位した流動制御板４０と、摺接部材３７Ｂの充填部材３８によってローリング効果が重畳して作用する。
【００２７】
また、図６に示すように回転軸４０ａの上側に多数の上方へ向かって突出した櫛歯状の突部４０ｂを設けるようにしてもよい、これにより、印刷空間３５内でクリーム半田５が突部４０ｂの隙間を通過して矢印ｃ、ｄ方向に流動する際に、クリーム半田５には矢印ｃ、ｄ方向と直交する矢印ｅ，ｆ方向の変位が与えられ、クリーム半田５の粘度を低下させる効果を得ることができる。
【００２８】
なお流動制御板として、図７に示すような固定式の板部材を用いるようにしてもよい。すなわち図７（ａ）に示すように、印刷空間３５内に回転軸４０ａの代わりに固定支持軸４０’ａを設け、固定支持軸４０’ａに薄くて撓み易い可撓な板部材４０’の上端を支持させる。そして印刷空間３５内においてクリーム半田５がスキージングによって流動する際には、図７（ｂ）に示すように板部材４０’はスキージング方向と反対方向への抗力をクリーム半田５から受け、これによりスキージング方向に応じて撓み変形を生じる。これによっても、板部材４０’がマスクプレート１２となす充填角度θが変化し、前述と同様にクリーム半田５にマスクプレート１２の表面に向かう方向の流動成分を付与することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、印刷空間内において流動するペーストにマスクプレート上面に向かう方向の流動成分を付与する流動制御板を備えたので、ローリング効果を重畳させてパターン孔へのペーストの充填性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【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スキージヘッドの部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷におけるスキージヘッドの動作説明図
【図６】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の流動制御板の斜視図
【図７】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の流動制御板の断面図
【符号の説明】
３  基板
５  クリーム半田
１２  マスクプレート
１２ａ  パターン孔
１３  スキージヘッド
２０  ヘッド昇降部
３５  印刷空間
３６  スキージング部
３７Ａ、３７Ｂ  摺接部材
４０  流動制御板
４０ａ  回転軸
【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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