(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を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つの掻き取り部材の両側端部において前記印刷空間を閉塞する弾性材質よりなる閉塞部材と、前記閉塞部材の前記マスクプレート側に前記掻き取り部材の下端部から下方向に所定寸法だけ突出するように設けられた滑り部材とを備え、前記滑り部材をスクリーンマスクに押圧させて前記閉塞部材に圧縮荷重を作用させることにより前記閉塞部材を前記掻き取り部材に対して押しつけて前記掻き取り部材と閉塞部材との当接面を密封することを特徴とする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】
この密閉型のスキージヘッドでは、加圧されたペーストを前記開口のみを介してスクリーンマスクに接触させることが求められるため、加圧されたペーストが開口以外から外部へはみ出すことを極力防止しなければならないが、従来の密閉型のスキージヘッドには次の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（ａ），（ｂ）は従来のスクリーン印刷用スキージヘッドの部分断面図である。
【０００５】
図６（ａ）において、スキージヘッドＡは下面に２つの板状の掻き取り部材Ｂ，Ｃを備えており、掻き取り部材Ｂ，Ｃに挟まれた空間は印刷されるペーストを収容する印刷空間となっている。印刷空間の両側端部には閉塞部材Ｄが掻き取り部材Ｂ，Ｃの内面に接する形態で配設されている。図６（ｂ）に示すようにスキージヘッドＡ内に貯溜されたペーストは２つの掻き取り部材Ｂ，Ｃの間の開口を介してスクリーンマスクＥに接触し、加圧によりスクリーンマスクＥのパターン孔に充填される。閉塞部材Ｄは掻き取り部材Ｂ，Ｃの内面に当接することによりこの印刷時に加圧されたペーストが印刷空間から外部に漏れるのを防止する。
【０００６】
ところが、掻き取り部材Ｂ，Ｃは印刷時にスクリーンマスクＥに対して押圧されて撓むようになっているため、掻き取り部材Ｂ，Ｃと閉塞部材Ｄとの当接面は完全に密着した状態にはならず、図６（ｂ）に示すようにスキージヘッドＡを下降させて掻き取り部材Ｂ，ＣをスクリーンマスクＥに押圧した状態では隙間Ｓが生じる。このため、印刷時のスキージヘッドＡからのペーストの漏れを完全に防止することができず、印刷不良を生じやすいという問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、ペーストの漏れを防止して安定した印刷品質を確保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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明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を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つの掻き取り部材の両側端部において前記印刷空間を閉塞する弾性材質よりなる閉塞部材と、前記閉塞部材の前記マスクプレート側に前記掻き取り部材の下端部から下方向に所定寸法だけ突出するように設けられた滑り部材とを備え、前記滑り部材をスクリーンマスクに押圧させて前記閉塞部材に圧縮荷重を作用させることにより前記閉塞部材を前記掻き取り部材に対して押しつけて前記掻き取り部材と閉塞部材との当接面を密封する。
【０００９】
本発明によれば、閉塞部材の前記マスクプレート側に前記掻き取り部材の下端部から下方向に所定寸法だけ突出するように設けられた滑り部材とを備え、前記滑り部材をスクリーンマスクに押圧させて閉塞部材に圧縮荷重を作用させることにより閉塞部材を掻き取り部材に対して押しつけて掻き取り部材と閉塞部材との当接面を密封する構成とすることにより、掻き取り部材の可撓性を妨げることなくしかも簡単な構造でペーストの漏れ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（ａ）は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用スキージヘッドの部分反転斜視図、図４（ｂ）は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用スキージヘッドの閉塞部材の斜視図、図５は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用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】
次に図４を参照して、印刷空間の側端部の構造について説明する。図４（ａ）において、スキージヘッド１３の本体部３０の下面（反転状態を示す図４（ａ）においては上面側）に形成された印刷空間３５は、２つの掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂによってスキージング方向の前後面を囲まれた構成となっている。印刷空間３５のスキージング方向についての両側端には、閉塞部材３７が設けられている。閉塞部材３７は２つの掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの間に挟まれ、側面側に設けられた止め部材３８によって印刷空間３５内に保持される。閉塞部材３７は印刷空間３５内のクリーム半田５が外部に漏れ出すのを防止する。
【００２５】
図４（ｂ）に示すように、閉塞部材３７はウレタンゴムなどの弾性材質より成る略台形柱状の成型部材であり、台形の短底面３７ａ、２つの側斜面３７ｂおよび一方側の台形面３７ｃの４面を有する中空部材である。すなわち、台形の長底面（装着状態における上面）３７ｄおよび他方側の台形面（装着状態における中央側面）３７ｅが開放された形状となっている。装着状態における下面（台形の短底面３７ａに相当する面）には、テフロン板などの自己潤滑性に優れた滑り部材３９が貼着されている。滑り部材３９は、印刷時にマスクプレート１２の上面に当接する。この当接面に自己潤滑性の材質を用いることにより、印刷時のスキージヘッド１３の移動を円滑に行わせることができる。
【００２６】
閉塞部材３７の装着状態について、図４（ａ）のＡＡ断面を示す図５を参照して説明する。図５（ａ）に示すように、閉塞部材３７は２つの掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの内面に沿う形で装着され、装着状態では閉塞部材３７の上面（台形の長底面）は本体部３０に固定された受け部材４０に押し付けられた状態となっている。そして、スキージヘッド１３がマスクプレート１２から上昇して掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの下端部がマスクプレート１２から離隔した状態では、下面に貼着された滑り部材３９は掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの下端部から下方に所定寸法ｈだけ突出するように形状・寸法が設定されている。
【００２７】
次に閉塞部材３７の機能について説明する。スキージヘッド１３をマスクプレート１２上に下降させ、掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂをマスクプレート１２に押圧した状態では、図５（ｂ）に示すように当初突出状態にあった滑り部材３９は受け部材４０とマスクプレート１２の間で押圧されて掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの下端部と同一線上に位置する。すなわち、閉塞部材３７にはスキージヘッド１３の押圧力によって上下方向の圧縮荷重が作用する。
【００２８】
そしてこの圧縮荷重が作用すると、可撓性に富む弾性材質より成りしかも中空形状の部材である閉塞部材３７は、この上下方向の圧縮荷重により変形し両側の側斜面３７ｂは横方向に変位する。この横方向の変位は閉塞部材３７を掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの内側に対して押し付けるように、すなわち掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂと閉塞部材３７との当接面を密封するように作用する。
【００２９】
すなわち本実施の形態では、マスクプレート１２に対して閉塞部材３７を押し付けることにより閉塞部材３７に圧縮荷重を発生させる構成が、掻き取り部材３６Ａ、３６Ｂと閉塞部材３７との当接面を密封する密封手段に該当する。なお、閉塞部材３７の形状・材質は上記例に限定されず、マスクプレート１２に対して押圧された状態で掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂとの当接面に対して押しつけ力が生じるような形状・材質であればよい。
【００３０】
これにより、図５（ｂ）に示すようにスクリーン印刷時に掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの下端部がマスクプレート１２に押し付けられて撓み変形を生じた状態にあっても、閉塞部材３７はこれらの撓み変形に追従して密着し掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂとの当接部を密封状態を保つことができる。従って、スクリーン印刷時に印刷空間から加圧されたクリーム半田５が漏れ出すことがなく、余分なクリーム半田５の付着を防止することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、閉塞部材の前記マスクプレート側に前記掻き取り部材の下端部から下方向に所定寸法だけ突出するように設けられた滑り部材とを備え、前記滑り部材をスクリーンマスクに押圧させて閉塞部材に圧縮荷重を作用させることにより閉塞部材を掻き取り部材に対して押しつけて掻き取り部材と閉塞部材との当接面を密封する構成としたので、掻き取り部材の可撓性を妨げることなくしかも簡単な構造でペーストの漏れを防止して安定した印刷品質を確保することができる。
【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】（ａ）本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用スキージヘッドの部分反転斜視図
（ｂ）本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用スキージヘッドの閉塞部材の斜視図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用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用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
３６Ａ、３６Ｂ  掻き取り部材
３７  閉塞部材
【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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