(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキージヘッドをマスクプレートに対して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、前記スキージヘッドに設けられ内部にペーストを収容するペースト貯溜部を有する本体部と、このペースト貯溜部内のペーストを加圧することによりペーストを下方に押し出す加圧手段と、押し出された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を形成し前記マスクプレートの上面に摺接する相対向した２つの摺接部とを備えたスクリーン印刷装置におけるペースト補給方法であって、マスクプレート上で前記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し、ペースト貯溜部のペースト切れがセンサによって検知されてペースト切れが報知されたならば、前記本体部を前記スキージヘッドから取り外して上下反転させ、前記開口部を上面に露呈させて前記開口部から前記ペースト貯溜部内にペーストを補給することを特徴とするスクリーン印刷装置におけるペースト補給方法。
【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におけるペースト補給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。この密閉型のスキージヘッドにおいては、一般にペーストの供給は予めペーストが充填された専用容器によって行われ、ペーストを補給する際には新たな専用容器と交換するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の密閉型スキージヘッドにおいては、ペーストの供給形態として専用容器を用いることに起因して、ランニングコストの上昇を招くとともに、使用済みの専用容器内に残留して使用されないまま廃棄される廃棄半田が発生して資源の無駄を生じるなどの不都合があった。このため、低コストで無駄のないペースト供給が可能なスキージヘッドを備えたスクリーン印刷装置が求められていた。
【０００５】
そこで本発明は、ペーストの供給形態の制約を排し、低コストでペーストを供給できるスクリーン印刷装置におけるペースト補給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におけるペースト補給方法は、スキージヘッドをマスクプレートに対して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、前記スキージヘッドに設けられ内部にペーストを収容するペースト貯溜部を有する本体部と、このペースト貯溜部内のペーストを加圧することによりペーストを下方に押し出す加圧手段と、押し出された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を形成し前記マスクプレートの上面に摺接する相対向した２つの摺接部とを備えたスクリーン印刷装置におけるペースト補給方法であって、マスクプレート上で前記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し、ペースト貯溜部のペースト切れがセンサによって検知されてペースト切れが報知されたならば、前記本体部を前記スキージヘッドから取り外して上下反転させ、前記開口部を上面に露呈させて前記開口部から前記ペースト貯溜部内にペーストを補給するようにした。
【０００９】
本発明は、ペースト貯溜部内のペーストを加圧することによりペーストを下方に押し出して印刷空間の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て印刷を行う。そしてペースト切れが生じてペーストの補給を行う時には、本体部を前記スキージヘッドから取り外して上下反転して印刷用の開口部からペースト貯溜部内にペーストを押し込んで補給する。したがってこれにより、ペースト補給のための専用容器を用いることなくペーストを補給することができる。
【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、図４、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、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。
【００１４】
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。
【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水平移動手段となっている。
【００１７】
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。
【００１８】
本体部３０には、内部にクリーム半田５を貯溜する貯溜部３１（ペースト貯溜部）が着脱自在に装着される凹部３０ａが形成されている。貯溜部３１は上下が開口した方形の枠形状となっており、内部にクリーム半田５を収容する貯溜膜部材３３を備えている。貯溜膜部材３３は、エラストマなどの可撓性・伸縮性に富む膜状材を下面側が開口した袋状容器に成形したものであり、貯溜部３１の下端の内周に沿って設けられた固定部３１ａ（図４（ａ）参照）によって貯溜部３１と結合されている。貯溜膜部材３３は、内部に収容するクリーム半田５の体積に応じて貯溜部３１内で伸縮する。
【００１９】
貯溜部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は貯溜部３１内で上下動する。加圧板３２を下降させることにより、内部にクリーム半田５を収容した貯溜膜部材３３は上方から押圧され、クリーム半田５は加圧される。
【００２０】
シリンダ１６は、バルブＶ、レギュレータＲを介してエア源１８と接続されている。レギュレータＲは、制御部１９からの圧力設定信号に従ってシリンダ１６に供給されるエアの圧力を設定できるようになっており、貯溜部３１内のクリーム半田５を所定の圧力で押し下げるようになっている。シリンダ１６および加圧板３２はペーストであるクリーム半田５を加圧する加圧手段となっている。シリンダ１６によって加圧されたクリーム半田５は、貯溜部３１内で下方に移動し下面の開口から下方に押し出される。そして押し出されたクリーム半田は、本体部３０の下面に配設されたスキージング部３６によって囲まれた印刷空間３５に到達する。
【００２１】
次に図４を参照してスキージング部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の下部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。図４（ａ）に示すように、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２つの摺接部３７が設けられている。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３７の間に形成された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。摺接部３７は、板状の掻き取り部材３９と、ブロック形状の充填部材３８とを組み合わせて一体的に結合した構成となっている。掻き取り部材３９は、印刷空間３５内に位置するマスクプレート１２の上面に対して、鈍角αの接触角で摺接している。
【００２２】
図４（ｂ）に示すように、掻き取り部材３９は下端部３９ａがマスクプレート１２の上面に摺接する可撓性の板部材であり、スキージングにおいてマスクプレート１２上面のクリーム半田５を掻き取る。充填部材３８は、掻き取り部材３９が装着される装着面３８ａと、この装着面３８ａに対して所定の角度βをなし印刷空間３５内に位置するマスクプレート１２の上面に対して鋭角γをなす充填面３８ｂを有し、エラストマなどの可撓性の材質によって略方形断面のブロック形状に形成されている。充填部材３８は、スキージングにおいて充填面３８ｂによってクリーム半田５をローリング（矢印ｂ参照）させパターン孔１２ａ内に充填する。
【００２３】
次にスキージヘッド１３によるスクリーン印刷におけるクリーム半田５の補給作業について図５を参照して説明する。図５（ａ）において、スキージヘッド１３は下降状態にあり、スキージング部３６はマスクプレート１２の上面に当接している。貯溜部３１の貯溜膜部材３３内にはクリーム半田５が収容されており、スキージング開始に際しては、クリーム半田５の押し込む動作を行う。すなわちシリンダ１６を駆動して、加圧板３２によって貯溜膜部材３３を介して内部のクリーム半田５を加圧する。これにより、貯溜部３１、印刷空間３５内のクリーム半田５は下方に移動し、印刷空間３５内はクリーム半田５で隙間なく充填される。
【００２４】
次いでスキージングが開始される。図５（ｂ）に示すように、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ことにより、印刷空間３５内のクリーム半田５のうち、摺接部３７の前面付近に位置するクリーム半田５には充填面３８ｂ（図４（ｂ）参照）によってローリング流動が与えられる。これにより、スキージヘッド１３の移動過程において、クリーム半田５はマスクプレート１２のパターン孔１２ａ内に進入し内部を良好に充填する。
【００２５】
このスキージングを反復して行う過程において、貯溜部３１内のクリーム半田５は徐々に消費され、やがて図５（ｂ）に示すようにクリーム半田５の押し込み時に加圧板３２が貯溜部３１の下端部まで下降するようになる。この状態を図示しないセンサによって検知することにより半田切れ報知が行われ、この半田切れ報知を承けて半田補給作業が行われる。
【００２６】
すなわち本体部３０を結合部材１５から取り外し、図５（ｃ）に示すように上下を反転した姿勢で、作業台（図示せず）上に載置する。これにより２つの摺接部３７の間の開口部が上面に露呈される。そしてこの開口部から、ペースト状のクリーム半田５を直接補給する。すなわち、本実施の形態においては、印刷用の開口部が、貯溜部３１内にクリーム半田５を補給するための補給用開口となっている。この補給作業には、クリーム半田５を吐出する供給ガンを用いて貯溜部３１の内部に押し込む方法や、ヘラなどの手工具によってクリーム半田５を少量づつ順次押し込む方法など、各種の方法を用いることができる。
【００２７】
そして、貯溜膜部材３３が予め所定高さ位置にセットされた受け部材４０に当接するまでクリーム半田５の押し込みを継続する。これにより、図５（ｄ）に示すように、貯溜部３１の貯溜膜部材３３内には所定量のクリーム半田５が充填される。この補給作業の際に、貯溜膜部材３３内を工具によって上下方向に撹拌しながらクリーム半田５の補給を行うことにより、特定部分のクリーム半田５が貯溜部３１内に長期間残留することによる品質劣化を防止できる。
【００２８】
上記説明したように、本実施の形態に示すスキージヘッド１３は、従来の専用容器に予め充填されたクリーム半田を用いることなくクリーム半田の補給が行えることから、ポットによって供給されるクリーム半田をそのまま使用することができ、クリーム半田の供給形態の制約を排し、ランニングコストを大幅に低減することができる。しかも使用されないまま廃棄される残留半田の発生がなく、資源の無駄のないスクリーン印刷を実現することができる。
【００２９】
なお上記実施の形態では、貯溜部３１内に袋状の貯溜膜部材３３を備えた例を示したが、図６に示すように、貯溜部３１の内側面に直接摺接する平板形状の閉塞部材３３’を設け、加圧板３２によってこの閉塞部材３３’を押し下げるようにしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、ペースト貯溜部内のペーストを加圧することによりペーストを下方に押し出して印刷を行う。そしてペースト切れが生じてペーストの補給を行う時には、本体部を前記スキージヘッドから取り外して上下反転して印刷用の開口部からペースト貯溜部内にペーストを補給するようにしているので、ペースト補給のための専用容器を用いることなくペーストを補給することができる。
【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
１６  シリンダ
２０  ヘッド昇降部
３１  貯溜部
３２  加圧板
３３  貯溜膜部材
３５  印刷空間
３６  スキージング部
【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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