(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摺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は、本体部と、ペーストが貯留されこの本体部に着脱自在に装着されるカートリッジと、このカートリッジ内部のペーストを加圧する加圧板を有し加圧されたペーストを下方に供給するペースト供給手段と、前記ペースト供給手段によって下方に供給された加圧状態のペーストを収容しこのペーストを下面に所定の印刷幅で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を備え、前記ペースト供給手段から供給されるペーストを前記印刷幅方向の両外側から印刷中心に向かって前記印刷空間内に導くペースト導入手段としての半田吐出孔を前記カートリッジの底板の印刷幅方向の両端部に備えた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摺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方法であって、前記スキージヘッドは、本体部と、ペーストが貯留されこの本体部に着脱自在に装着されるカートリッジと、このカートリッジ内部のペーストを加圧する加圧板を有し加圧されたペーストを下方に供給するペースト供給手段と、前記ペースト供給手段によって下方に供給された加圧状態のペーストを収容しこのペーストを下面に所定の印刷幅で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を備え、前記ペースト供給手段から供給されるペーストを前記印刷幅方向の両外側の半田吐出孔から印刷中心に向かって前記印刷空間内に導くことにより、供給されたペーストを常に時系列的な供給順序に従って基板に印刷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】
【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およびスクリーン印刷方法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としての開口部をマスクプレートに当接させた状態で、スキージヘッド内のペーストを加圧することにより、マスクプレートのパターン孔にこの開口部を介してペーストが押し込まれる。そしてスキージヘッドをマスクプレート上で摺動させることにより、各パターン孔に順次ペーストが充填される。
【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、次に述べるような問題点があった。以下図面を参照して説明する。図６は従来のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図である。図６（ａ）、（ｂ）において、密閉型のスキージヘッドＡは、ペーストであるクリーム半田Ｓを貯溜する貯溜部Ｂを備えており、貯溜部Ｂ内のクリーム半田Ｓは図示しない加圧手段によって加圧され下方の印刷空間Ｃに移動する。印刷空間Ｃは、このクリーム半田Ｓを下面に設けられた開口部Ｄを介してマスクプレートＥの表面に接触させ、パターン孔内にクリーム半田Ｓを充填する。
【０００５】
ここで開口部Ｄの幅は印刷対象となる基板Ｆの最大印刷幅に対応して設定されており、図６（ｂ）に示すように印刷対象の基板Ｆの幅が小さい場合には、印刷空間Ｃ内のクリーム半田Ｓのうち当該印刷幅範囲内に位置しているクリーム半田ＳのみがマスクプレートＥのパターン孔に充填される。したがって幅が小さい基板Ｆのみを対象として印刷作業を継続する場合には、印刷空間Ｃ内に供給されたクリーム半田Ｓのうち、印刷幅以外に位置しているクリーム半田Ｓ（図６（ｂ）において２重ハッチング部分）は印刷によって消費されることのないまま長期間印刷空間Ｃ内に滞留することとなっていた。
【０００６】
そしてこのような滞留状態に置かれたクリーム半田Ｓは時間の経過とともに硬化が進行して劣化し、使用不能となって廃棄処分されていた。このように従来の密閉型スキージヘッドを用いたスクリーン印刷装置では、スキージヘッドの構造に起因して劣化が進行し廃棄処分されるクリーム半田が発生するという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、劣化して廃棄処分されるクリーム半田の発生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。
【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摺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は、本体部と、ペーストが貯留されこの本体部に着脱自在に装着されるカートリッジと、このカートリッジの内部のペーストを加圧する加圧板を有し加圧されたペーストを下方に供給するペースト供給手段と、前記ペースト供給手段によって下方に供給された加圧状態のペーストを収容しこのペーストを下面に所定の印刷幅で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を備え、前記ペースト供給手段から供給されるペーストを前記印刷幅方向の両外側から印刷中心に向かって前記印刷空間内に導くペースト導入手段としての半田吐出孔を前記カートリッジの底板の印刷幅方向の両端部に備えた。
【０００９】
請求項２記載のスクリーン印刷方法は、マスクプレート上でスキージヘッドを摺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方法であって、前記スキージヘッドは、本体部と、ペーストが貯留されこの本体部に着脱自在に装着されるカートリッジと、このカートリッジの内部のペーストを加圧する加圧板を有し加圧されたペーストを供給するペースト供給手段と、前記ペースト供給手段によって下方に供給された加圧状態のペーストを収容しこのペーストを下面に所定の印刷幅で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を備え、前記ペースト供給手段から供給されるペーストを前記印刷幅方向の両外側の半田吐出孔から印刷中心に向かって前記印刷空間内に導くことにより、供給されたペーストを常に時系列的な供給順序に従って基板に印刷する。
【００１０】
本発明によれば、ペースト供給手段から供給される加圧されたペーストを印刷幅方向の両外側の半田吐出孔から印刷中心に向かって印刷空間内に導くことにより、印刷対象基板の印刷幅に拘わらず常にペーストを時系列的な供給順序に従って基板に印刷することができ、長期間スキージヘッド内に滞留して劣化し廃棄処分となるペーストの発生を防止することができる。
【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、図５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、図示しない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はプレート部材２１上に立設されたシリンダ２２を備えており、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。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。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。
【００１５】
ヘッド昇降部２０のプレート部材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。またプレート部材２１の下面にはナット２６が結合されており、ナット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。
【００１６】
モータ２８を駆動することにより、プレート部材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移動手段となっている。
【００１７】
スキージヘッド１３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。印刷部１４はマスクプレート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を備えている。本体部３０の幅寸法は、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ている。
【００１８】
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が形成されている。カートリッジ３１は予め所定量のクリーム半田５が貯溜されたクリーム半田５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３２が嵌入している。加圧板３２は上方に配置されたシリンダ１６のロッドと結合されており、シリンダ１６を駆動することにより、加圧板３２はカートリッジ３１内で上下動するようになっている。加圧板３２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は加圧される。
【００１９】
図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図２のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面を示しており、図２に示すように、カートリッジ３１の底面を構成する底板３１ａには、印刷幅方向の両端部（断面Ａ−Ａ位置参照）に半田吐出孔３１ｂが上下方向に設けられている。加圧板３２によって加圧されたカートリッジ３１内のクリーム半田５は、半田吐出孔３１ｂから下方に供給される。したがって、シリンダ１６、加圧板３２およびカートリッジ３１は、加圧されたクリーム半田５を供給するクリーム半田（ペースト）供給手段となっている。
【００２０】
そして供給されたクリーム半田５は、半田吐出孔３１ｂを通過して本体部３０の下方に形成された空間、すなわち本体部３０の下面に内側斜め方向に配設された２枚の掻き取り部３６Ａ，３６Ｂと本体部３０の下面とによって囲まれた印刷空間３５に到達する。印刷空間３５の下面はクリーム半田５をマスクプレート１２に接触させる開口部３７（図３（ａ）、図４（ａ）参照）となっており、開口部３７の開口幅ｂは、印刷対象の基板の最大印刷幅に対応して設定される。
【００２１】
掻き取り部３６Ａ，３６Ｂは、印刷空間３５のスキージング方向の前後壁を形成し、スキージヘッド１３を下降させた状態では掻き取り部３６Ａ，３６Ｂの下端部がマスクプレート１２の表面に当接する。印刷動作時には、この印刷空間３５は加圧されたクリーム半田５を収容し、掻き取り部３６Ａ，３６Ｂの間の開口部３７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】
カートリッジ３１から加圧状態のクリーム半田５が印刷空間３５に供給される際には、クリーム半田５は印刷幅方向の両端部に設けられた半田吐出孔３１ｂを介して供給されることから、常に印刷幅方向の両外側から印刷中心に向かって供給される。すなわち、半田吐出孔３１ｂは、供給されるペースト（クリーム半田５）を印刷幅方向の両外側から印刷中心に向かって印刷空間３５内に導くペースト導入手段となっている。
【００２３】
次に、スキージヘッド１３による印刷動作を説明する。印刷動作においては、スキージヘッド１３を下降させて下端部をマスクプレート１２の上面に当接させる。そして加圧板３２によってカートリッジ３１内のクリーム半田５を加圧した状態で、スキージヘッド１３をマスクプレート１２上で摺動させる。これにより、印刷空間３５内のクリーム半田５は下面の開口部３７を介してマスクプレート１２のパターン孔１２ａ内に充填され、基板３への半田印刷が行われる。
【００２４】
この印刷時におけるクリーム半田５の流動状態について図４を参照して説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ印刷幅ｂ１が開口部３７の開口幅ｂにほぼ等しい基板３Ａ、印刷幅ｂ２がｂ１よりも小さい基板３Ｂを印刷対象とした場合を示している。図４（ａ）に示す例においては、加圧板３２によって加圧されて半田吐出孔３１ｂを通過して印刷空間３５内に流動したクリーム半田５は、開口幅ｂのほぼ全幅にわたってマスクプレート１２のパターン孔１２ａ内に充填される。したがって、このような基板３Ａを対象とする場合には、クリーム半田５は印刷空間３５から開口部３７の全幅にわたって偏りなく消費され、印刷空間３５内に未消費のクリーム半田５が長期間滞留することがない。
【００２５】
図４（ｂ）に示す例においては、クリーム半田５がパターン孔１２ａに充填される範囲は開口幅ｂに対して小さい印刷幅ｂ１内に限られ、印刷幅ｂ１以外の範囲からクリーム半田５が直接パターン孔１２ａ内に充填されて消費されることはない。しかしながら、本実施の形態のスキージヘッド１３においては、加圧された状態のクリーム半田５の印刷空間３５内への供給は両端部に設けられた半田吐出孔３１ｂを介して行われることから、常に印刷幅方向の両外側から印刷中心Ｃに向かって印刷空間３５内に導かれる。そして印刷中心Ｃの近傍においては、基板の幅に拘わらず必ずクリーム半田５が消費される。
【００２６】
したがって印刷空間３５に供給されたクリーム半田５は、印刷対象基板の印刷幅に拘わらず常に時系列的な供給順序に従って印刷される。すなわち印刷空間３５内において未消費状態のクリーム半田５が長期間滞留することがなく、未消費のまま長期間印刷空間３５内にクリーム半田５が滞留することによる劣化が発生しない。これにより、従来やむを得ず廃棄処分されていた劣化クリーム半田の量を低減して、資源のロスを防止することができる。
【００２７】
なお上記実施の形態では、印刷空間３５に加圧されたクリーム半田５を供給するペースト供給手段として、カートリッジ３１内のクリーム半田５を加圧板３２によって加圧する構成を用いているが、図５に示すように印刷部１４’に本実施の形態と同様に設けられた印刷空間３５の印刷幅方向の両端部に、クリーム半田５を加圧して吐出するシリンジ３８を備えるようにしてもよい。
【００２８】
この構成によれば、シリンジ３８内を空気圧で加圧することにより加圧された状態のクリーム半田５を、半田吐出孔３８ａを介して印刷幅方向の両外側から印刷中心に向かって印刷空間３５内に導くことができる。この構成例では、シリンジ３８がペースト供給手段と、半田吐出孔３８ａがペースト導入手段となっている。もちろんペースト供給手段としてのシリンジ３８を印刷部１４’と分離して設け、チューブなどの管路を介して加圧されたクリーム半田５を供給してもよい。要は加圧されたクリーム半田５を印刷幅方向の両外側から印刷中心に向かって印刷空間３５内に導く構成であれば本発明の対象とすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、ペースト供給手段から供給される加圧されたペーストを印刷幅方向の両外側の半田吐出孔から印刷中心に向かって印刷空間内に導くようにしたので、印刷対象基板の印刷幅に拘わらず常にペーストを時系列的な供給順序に従って基板に印刷することができ、長期間スキージヘッド内に滞留して劣化し廃棄処分となるペーストの発生を防止することができる。
【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装置のスキージヘッドの部分断面図
【図６】従来のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図
【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
１４  印刷部
３１  カートリッジ
３１ａ  底板
３１ｂ  半田吐出孔
３２  加圧板
３５  印刷空間
【図１】
0003700584.tif 000002
【図２】
0003700584.tif 000003
【図３】
0003700584.tif 000004
【図４】
0003700584.tif 000005
【図５】
0003700584.tif 000006
【図６】
0003700584.tif 000007