(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にペーストを貯溜し前記ペーストを加圧した状態でマスクプレート上で摺動することにより、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用のスキージヘッドであって、ペーストを貯溜するペースト貯溜部と、このペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧されたペーストを収容し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を形成し下端部が前記マスクプレートの表面に当接して設けられた２つの掻き取り部材と、これら２つの掻き取り部材で形成されペーストをマスクプレートの表面に接触させる開口部と、スキージヘッドに対して着脱自在に装着されスキージヘッドがスクリーンマスクから離隔した状態において前記開口部を塞ぐカバー部材とを備え、このカバー部材が上板と左右２つの側板と側縁部の底板とを有し、またスキージヘッドの側端部に装着体を設けてカバー部材の前記底板の上面をこの装着体の下面に沿わせて押し込むことにより装着するようにし、且つカバー部材の高さ寸法を装着体の下面と開口部の両側の掻き取り部材の端部との間の距離よりも小さく設定したことを特徴とするスクリーン印刷用のスキージヘッド。
【請求項２】
前記カバー部材は前記掻き取り部材の端部を押圧しながら水平方向から前記スキージヘッドに対して取り付け・取り外しされることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用のスキージヘッド。
【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用のスキージヘッド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、ペースト貯溜容器を備えたスキージヘッドを用いるものである。この方法では、ペースト貯溜容器の下面に設けられた開口をマスクプレートに当接させた状態で、ペースト貯溜容器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開口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を充填する。
【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。密閉型のスキージヘッドでは、スクリーンマスク上に直接ペーストを供給する従来の印刷方法と異なり、ペーストはスキージヘッド内に供給される。従って、スキージヘッドを取り外して保管する際や、印刷を一時中断してスキージヘッドをスクリーンマスクから上昇させた状態において、スキージヘッド内に貯溜されたペーストは開口を介して大気に露呈された状態にあった。
【０００５】
このため、開口表面のペーストは大気に長時間接触状態にあることにより酸化反応が進行し、濡れ性が低下して後工程での品質不良を招いていた。そしてこの品質劣化を防ぐためには、中断後の生産開始前に開口表面のペーストを除去して廃棄する必要があるなど、従来のスキージヘッドには、ペーストの品質劣化を防止するために部分的に装着済みペーストの除去・廃棄を行う必要があり、作業準備の手間とペーストの無駄を発生させるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、作業準備の手間とペーストの無駄を排除することができるスクリーン印刷用のスキージヘッドを提供することを目的とする。
【０００７】
【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用のスキージヘッドは、内部にペーストを貯溜し前記ペーストを加圧した状態でマスクプレート上で摺動することにより、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用のスキージヘッドであって、ペーストを貯溜するペースト貯溜部と、このペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧されたペーストを収容し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を形成し下端部が前記マスクプレートの表面に当接して設けられた２つの掻き取り部材と、これら２つの掻き取り部材で形成されペーストをマスクプレートの表面に接触させる開口部と、スキージヘッドに対して着脱自在に装着されスキージヘッドがスクリーンマスクから離隔した状態において前記開口部を塞ぐカバー部材とを備え、このカバー部材が上板と左右２つの側板と側縁部の底板とを有し、またスキージヘッドの側端部に装着体を設けてカバー部材の前記底板の上面をこの装着体の下面に沿わせて押し込むことにより装着するようにし、且つカバー部材の高さ寸法を装着体の下面と開口部の両側の掻き取り部材の端部との間の距離よりも小さく設定した。
【０００８】
請求項２記載のスクリーン印刷用のスキージヘッドは、請求項１記載のスクリーン印刷用のスキージヘッドであって、前記カバー部材は前記掻き取り部材の端部を押圧しながら水平方向から前記スキージヘッドに対して取り付け・取り外しされる。
【０００９】
本発明によれば、スキージヘッドがスクリーンマスクから離隔した状態において、ペーストをマスクプレートの表面に接触させる開口部をスキージヘッドに対して着脱自在に装着されるカバー部材によってふさぐことにより、スキージヘッド内のペーストが大気露呈して酸化することによる品質劣化を防止することができる。
【００１０】
【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反転斜視図、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のスキージヘッドの部分断面図、図７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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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１６ａ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。
【００１８】
また、カートリッジ３１の底面はクリーム半田５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、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３２はクリーム半田５を加圧する加圧手段となっている。
【００１９】
本体部３０の底部には、カートリッジ３１の押し出し板３１ａと同様に多数の開口３４ａが設けられた絞り板３４が装着されている。シリンダ１６によってクリーム半田５が押し出される際には、押し出し板３１ａの開口３１ｂと絞り板３４の開口３４ａを２段階に通過して下方に移動する。そして押し出されたクリーム半田５は、本体部３０の下方に形成された空間、すなわち本体部３０の下部に内側斜め方向に配設された２枚の掻き取り部材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。
【００２０】
掻き取り部材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材３６Ａ，３６Ｂ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、掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの間の開口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。
【００２１】
加圧板３２を押し下げてカートリッジ３１内のクリーム半田５を加圧することにより、クリーム半田５は押し出し板３１ａと絞り板３４を通過して印刷空間３５内まで移動する。このクリーム半田５の移動経路の途中は、多数の小さい開口３１ｂ，３４ａによって断面積が絞られた絞り部となっており、この絞り部を加圧されたクリーム半田５が通過することにより、クリーム半田５の粘度が低下しスクリーン印刷に適した性状に改質される。
【００２２】
スクリーン印刷においては、加圧板３２により内部のクリーム半田５が加圧され、上述のように適正粘度に改質されたクリーム半田５が印刷空間３５内に満たされた状態のスキージヘッド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は掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの間の開口を介してマスクプレート１２のパターン孔１２ａ内に充填される。
【００２３】
そしてスキージヘッド１３を移動させることにより各パターン孔１２ａ内に順次クリーム半田５が充填される。全てのパターン孔１２ａ内にクリーム半田５が充填されたならば、基板保持部２を下降させて、版離れを行わせる。すなわち、パターン孔１２ａ内のクリーム半田５は基板３とともに下降してパターン孔１２ａから分離し、これにより、基板３へのクリーム半田５のスクリーン印刷が完了する。
【００２４】
所定の印刷作業が終了したならば、スキージヘッド１３の内部のクリーム半田５の品質劣化を防ぐ目的で、カバー装着が行われる。本実施の形態に示すように、密閉型スキージを用いる方法では、スキージヘッド１３をマスクプレート１２から上昇させた状態やスキージヘッド１３を取り外した状態では、印刷空間３５内のクリーム半田５は印刷空間３５の開口部を介して大気に露呈状態となる。クリーム半田５が長時間大気に露呈されると、表面のクリーム半田５は大気中の酸素によって酸化され、品質が劣化する。
【００２５】
このため、スキージヘッド１３を取り外した状態やマスクプレート１２から上昇させた状態においては、印刷空間３５の開口部は適切な方法でカバーすることが望ましい。そこで、本実施の形態においては開口部を塞ぐカバー部材を着脱自在に設けるようにしている。
【００２６】
次に図４、図５を参照して、スキージヘッド１３の印刷空間３５の開口部を塞ぐカバー部材について説明する。図４はスキージヘッド１３を反転した状態、すなわち２つの掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂで形成されクリーム半田５をマスクプレート１２の表面に接触させる印刷空間３５の開口部が上向きになった状態を示している。
【００２７】
図４、図５において、カバー部材４１は扁平な略箱形の部材で、ステンレス板などの薄板で製作されており、上板４１ａ、左右２つの側板４１ｂ、後板４１ｆ、を備えている。カバー部材４１の下底に相当する面は側縁部の底板４１ｇのみを残して除去されている。
【００２８】
上板４１ａ、２つの側板４１ｂおよび側縁部の底板４１ｇの前端部には、それぞれテーパ面体４１ｃ，４１ｄ，４１ｅが形成されており、カバー部材４１のスキージヘッド１３への装着時にガイド面として機能し、装着作業を容易にするようになっている。装着時には、図５に示すように側縁部の底板４１ｇの上面をスキージヘッド１３の側端部に設けられた装着体４２の下面に沿わせて押し込むことにより、カバー部材４１をスキージヘッド１３に装着することができるようになっている。ここでカバー部材４１の高さ寸法ｈは、スキージユニット１３の装着体４２の下面と開口部３５ａの両側の掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの端部との間の距離ｈ’よりも、所定の押し込み代ｄだけ小さく設定されている。
【００２９】
そしてカバー部材４１の装着状態では、上板４１ａの下面によって印刷空間３５の開口部３５ａが塞がれ、開口部３５ａ内に露呈状態のクリーム半田５は上板４１ａの下面に付着した状態となる。従って開口部３５ａ内のクリーム半田５が大気中の酸素と接触することによる品質劣化が進行しない。
【００３０】
次に図６を参照して、カバー部材４１のスキージヘッド１３への装着・取り外し動作について説明する。図６に示すように、カバー部材４１をスキージユニット１３に対して矢印ａ方向にスライドさせて装着する際には、カバー部材４１のテーパ面体４１ｃのテーパ面によって掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂを前述の押し込み代ｄだけ下方に撓ませながらスライドする。
【００３１】
これにより、テーパ面体４１ｃのテーパ面は開口部３５ａにおいてクリーム半田５の表面に接触し、このクリーム半田５をスライド方向に押しやりながら移動する。従って、カバー部材４１が開口部３５を覆った状態においてクリーム半田５内に気泡が残留することがなく、残留気泡によるクリーム半田５の劣化を防止できる。なお、図７（ａ）は同様のスキージヘッドの印刷空間の開口部を、単に平板状のカバー部材４３によって上方からカバーする場合の状態を参照用としてに示している。このようなカバー方法を用いると、カバー装着後には開口部内に空気が残留することによるボイド４４が生じやすいことが判る。
【００３２】
また、カバー部材を取り外す際には、図６に示す装着方向と逆の水平方向（矢印ｂ方向）にカバー部材４１をスライドさせる。このスライド動作において、カバー部材４１の内面と密着状態にあった開口部３５ａのクリーム半田５はカバー部材４１の上板４１ａの表面（下面）でせん断されて密着状態が解除され、上板４１ａの下面にクリーム半田５が付着することなくカバー部材４１の取り外しが行える。すなわち、図７（ｂ）に示すようなカバー部材４３をカバー状態から上方に取り外した場合に発生しやすいクリーム半田５の付着が発生しない。
【００３３】
上記説明したように、カバー部材４１は掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの端部を押圧しながら水平方向から開口部３５ａに対して取り付け・取り外しされる。このようなカバー部材４１を用いることにより、前述のようにクリーム半田５内への気泡の残留を防止できるとともに、カバー部材４１の取り外し時にクリーム半田５がカバー部材４１の内面に付着することがなく、カバー部材４１の保守が簡便に行えるとともに、不要に廃棄されるクリーム半田５を減少させて資源の無駄を排除することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、スキージヘッドがスクリーンマスクから離隔した状態において、ペーストをマスクプレートの表面に接触させる開口部をスキージヘッドに対して着脱自在に装着されるカバー部材によってふさぐようにしたので、スキージヘッド内のペーストが大気露呈して酸化することによる品質劣化を防止することができ、生産開始前に装着済みのペーストを部分的に除去して廃棄する手間や、廃棄されるペーストを減少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反転斜視図
【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】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７】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
１６  シリンダ
２０  ヘッド昇降部
２２  シリンダ
３１  カートリッジ
３２  加圧板
３５  印刷空間
３５ａ  開口部
４１  カバー部材
【図１】
0003620395.tif 000002
【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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