(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と接触されるマスクと、
前記基板と接触された前記マスクにスキージを当接させて水平方向に移動させ、前記スキージを前記マスク上で摺動させて前記マスク上のペーストを掻き寄せることにより、前記マスクに設けられた開口部にペーストを充填させて前記基板へのペーストの転写を行うスキージ移動制御部とを備え、
前記スキージ移動制御部は、
全ての前記開口部に前記ペーストを充填した後、前記マスクに対する前記スキージおよび前記ペーストの水平方向への移動の途中で前記スキージを前記マスクに対して上昇させ、前記マスクから離間させた状態で前記スキージの水平方向移動を停止させることを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
前記スキージ移動制御部は、前記スキージの水平方向移動を停止させた直後にそれまで水平方向移動させていた方向とは反対の方向に前記スキージを移動させることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
【請求項３】
基板にマスクを接触させるマスク接触工程と、
前記基板と接触させた前記マスクにスキージを当接させて水平方向に移動させ、前記スキージを前記マスク上で摺動させて前記マスク上のペーストを掻き寄せることにより、前記マスクに設けられた開口部にペーストを充填させて前記基板へのペーストの転写を行うペースト転写工程とを含み、
前記ペースト転写工程において、全ての前記開口部にペーストを充填した後、前記マスクに対する前記スキージおよび前記ペーストの水平方向への移動の途中で前記スキージを前記マスクに対して上昇させ、前記マスクから離間させた状態で前記スキージの水平方向移動を停止させることを特徴とするスクリーン印刷方法。
【請求項４】
前記ペースト転写工程において、前記スキージの水平方向移動を停止させた直後にそれまで水平方向移動させていた方向とは反対の方向に前記スキージを移動させることを特徴とする請求項３に記載のスクリーン印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と接触させたマスク上でスキージを摺動させてマスク上のペーストを掻き寄せることにより基板にペーストを転写させるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷機方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン印刷機は、基板と接触させたマスクにスキージを当接させて水平方向に移動させ、スキージをマスク上で摺動させてマスク上のペーストを掻き寄せることにより、マスクに設けられた開口部にペーストを充填させて基板へのペーストの転写を行う構成となっている。このようなスクリーン印刷機では通常、ペーストの転写を終えたスキージはマスクに当接した状態で水平方向への移動の停止がなされ、その後上昇されてマスクから離間される。ところが、ペーストはローリング中では粘度が低いが非ローリング中は粘度が高くなる特質があることから、スキージを水平移動の停止後に上昇させると、スキージはローリングが終了して粘度が高くなりつつあるペーストの一部を引き上げることになり、ペーストは上方に先細りの状態となって次回のスキージの摺動時にスキージの移動方向に倒れ込み、空気を巻き込んでしまう。そうするとローリング中のペースト内に気泡が含まれた状態となり、マスクの開口部におけるペーストの充填状態が悪くなるので、印刷不良が生じ易くなることから、従来、水平方向への移動を停止させたスキージをマスクに対して上昇させる際のスキージの移動速度（離間速度）を規制し、ペーストの倒れ込みが起きにくくして空気の巻き込みを防ぐようにしたスクリーン印刷機が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１９８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のスクリーン印刷機であっても、スキージはマスク上で停止した後に上昇されるため、スキージに付着して引き上げられるペーストの量は多く、その後にペーストの倒れ込みによる空気の巻き込みが生じて印刷精度が低下するおそれがあるという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、スキージをマスクから離間させた際に引き上げられたペーストがその後のスキージの摺動時に倒れ込んで空気を巻き込んでしまう事態が起きにくくしたスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のスクリーン印刷機は、基板と接触されるマスクと、前記基板と接触された前記マスクにスキージを当接させて水平方向に移動させ、前記スキージを前記マスク上で摺動させて前記マスク上のペーストを掻き寄せることにより、前記マスクに設けられた開口部にペーストを充填させて前記基板へのペーストの転写を行うスキージ移動制御部とを備え、前記スキージ移動制御部は、前記マスクに対する前記スキージの水平方向への移動の途中で前記スキージを前記マスクに対して上昇させ、前記マスクから離間させた状態で前記スキージの水平方向移動を停止させる。
【０００７】
請求項２に記載のスクリーン印刷機は、請求項１に記載のスクリーン印刷機であって、前記スキージ移動制御部は、前記スキージの水平方向移動を停止させた直後にそれまで水平方向移動させていた方向とは反対の方向に前記スキージを移動させる。
【０００８】
請求項３に記載のスクリーン印刷方法は、基板にマスクを接触させるマスク接触工程と、前記基板と接触させた前記マスクにスキージを当接させて水平方向に移動させ、前記スキージを前記マスク上で摺動させて前記マスク上のペーストを掻き寄せることにより、前記マスクに設けられた開口部にペーストを充填させて前記基板へのペーストの転写を行うペースト転写工程とを含み、前記ペースト転写工程において、前記マスクに対する前記スキージの水平方向への移動の途中で前記スキージを前記マスクに対して上昇させ、前記マスクから離間させた状態で前記スキージの水平方向移動を停止させる。
【０００９】
請求項４に記載のスクリーン印刷方法は、請求項３に記載のスクリーン印刷方法であって、前記ペースト転写工程において、前記スキージの水平方向移動を停止させた直後にそれまで水平方向移動させていた方向とは反対の方向に前記スキージを移動させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、マスクに対するスキージの水平方向への移動の途中でスキージをマスクに対して上昇させ、マスクから離間させた状態でスキージの水平方向移動を停止させるようにしており、ペーストの粘度が低いローリング中にマスクに対するスキージの上昇を行うので、スキージをマスクから離間させる際に引き上げるペーストの量を少なくすることができる。このためスキージをマスクから離間させた際に引き上げたペーストがその後のスキージの摺動時に倒れ込んで空気を巻き込んでしまう事態が起きにくくなり、これにより印刷精度の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の要部斜視図
【図２】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の要部側面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の制御系統を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が行うスクリーン作業の実行手順を示すフローチャート
【図５】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作説明図
【図６】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作説明図
【図７】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作説明図
【図８】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機がスクリーン印刷作業を行っている状態のスキージの拡大図
【図９】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機がスクリーン印刷作業を行っている状態のスキージの拡大図
【図１０】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２に示すスクリーン印刷機１は、基板２への部品実装を行う部品実装システムに組み込まれて基板２の電極部２ａ上に半田等のペーストＰｓをスクリーン印刷する作業（スクリーン印刷作業）を行う装置であり、基台１０に設けられた基板保持ユニット移動機構１１、基板保持ユニット移動機構１１によって移動される基板保持ユニット１２、基板保持ユニット１２の上方に設置されたマスクホルダ１３、マスクホルダ１３によって水平姿勢に保持されたマスク１４、マスク１４の下方を移動自在に設けられたカメラユニット１５及びマスク１４の上方領域を移動自在に設けられたスキージユニット１６を備えている。以下の説明では、基板２の搬送方向をＸ軸方向（オペレータＯＰから見た左右方向）とし、Ｘ軸と直交する水平面内方向をＹ軸方向（オペレータＯＰから見た前後方向）とする。また、上下方向をＺ軸とする。
【００１３】
図１においてマスクホルダ１３は、Ｙ軸方向に延びてＸ軸方向に対向した断面「Ｌ」字状の左右一対のマスク載置部材１３ａを有して成る。マスク１４は、薄肉金属製で矩形の板状部材から成って基板２の電極部２ａに対応する多数の開口部１４ｈを有しており、外縁に設けられた矩形のマスク枠１４ｗがマスクホルダ１３によって支持されている。
【００１４】
図１において、基板２上の一の対角位置には２つの基板側マーク２ｍが設けられており、マスク１４にはこれら２つの基板側マーク２ｍに対応して２つのマスク側マーク１４ｍが設けられている。２つの基板側マーク２ｍと２つのマスク側マーク１４ｍを上下に対向させた状態で基板２を上昇させてマスク１４に基板２を接触させると、基板２の電極部２ａとマスク１４に設けられた開口部１４ｈとが合致した状態となる。
【００１５】
図１及び図２において、基板保持ユニット１２は、基台１０に対して昇降自在に設けられたベース部１２ａ、ベース部１２ａに取り付けられて基板２をＸ軸方向に搬送する基板搬送コンベア１２ｂ、基板搬送コンベア１２ｂによって搬送されて所定の基板保持位置に位置決めされた基板２の下方に位置する下受け部材１２ｃ、下受け部材１２ｃを昇降させて基板２を押し上げる基板昇降シリンダ１２ｄ及び基板昇降シリンダ１２ｄによって押し上げられた基板２をＹ軸方向からクランプして保持する一対のクランプ部材１２ｅを有して成る。
【００１６】
図３において、基板搬送コンベア１２ｂを駆動する図示しないアクチュエータ等から成るコンベア駆動機構１２Ａの作動制御、基板昇降シリンダ１２ｄの作動制御及び一対のクランプ部材１２ｅを駆動する図示しないアクチュエータ等から成るクランプ部材駆動機構１２Ｂによる基板２のクランプ動作の制御はスクリーン印刷機１が備える制御装置２０によってなされる。
【００１７】
基板保持ユニット移動機構１１はＸＹＺロボットから成り、制御装置２０によって作動制御されて基板保持ユニット１２を水平面内で移動（回転も含む）させるとともに、基板保持ユニット１２を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させる。
【００１８】
図１及び図２において、カメラユニット１５は撮像視野を下方に向けた下方撮像カメラ１５ａと、撮像視野を上方に向けた上方撮像カメラ１５ｂを備えて成り、制御装置２０により作動制御される図示しない直交座標ロボットから成るカメラユニット移動機構１５Ｍ（図３）の動作によってマスクホルダ１３に保持されたマスク１４の下方の水平面内を移動する。
【００１９】
下方撮像カメラ１５ａの撮像動作及び上方撮像カメラ１５ｂの撮像動作は制御装置２０によって制御され、下方撮像カメラ１５ａの撮像動作によって得られた画像データ及び上方撮像カメラ１５ｂの撮像動作によって得られた画像データは制御装置２０に送られる（図３）。
【００２０】
図１及び図２において、スキージユニット１６は、図示しない直交座標ロボットから成るスキージユニット移動機構１６Ａ（図３）の作動によってマスク１４の上方をＹ軸方向に移動自在なベース部１６ａ及びベース部１６ａの下方にＹ軸方向に対向して設けられた２つのスキージ１６ｂを備えており、各スキージ１６ｂは、ベース部１６ａに取り付けられた２つの空圧シリンダ１６ｃによってそれぞれ独立してベース部１６ａの下方を昇降されるようになっている。スキージユニット移動機構１６Ａの作動制御及び各空圧シリンダ１６ｃの作動によるスキージ１６ｂの昇降制御は制御装置２０によってなされる（図３）。
【００２１】
図１及び図２において、スキージユニット１６のベース部１６ａの後方側の端部には、下方に向けた吐出口からペーストＰｓを吐出するペースト供給シリンジ１６ｄが設けられている。このペースト供給シリンジ１６ｄによるペーストＰｓの供給制御は制御装置２０が図示しないアクチュエータ等から成るペースト吐出機構１６Ｂの作動制御を行うことによってなされる（図３）。
【００２２】
制御装置２０は、後方側のスキージ１６ｂを後方側のクランプ部材１２ｅの上方に位置させた状態から下降させてマスク１４上に当接させた後、ベース部１６ａを後方から前方に向けて移動させることによって後方側のスキージ１６ｂをマスク１４上で摺動させながら前方側のクランプ部材１２ｅの上方まで移動させる「後方側のスキージ１６ｂによるスキージング」と、前方側のスキージ１６ｂを前方側のクランプ部材１２ｅの上方に位置させた状態から下降させてマスク１４上に当接させた後、ベース部１６ａを前方から後方に向けて移動させることによって前方側のスキージ１６ｂをマスク１４上で摺動させながら後方側のクランプ部材１２ｅの上方まで移動させる「前方側のスキージ１６ｂによるスキージング」を交互に実行する。
【００２３】
次に、図４のフローチャート及び図５〜図１０の説明図を用いてスクリーン印刷機１が行うスクリーン印刷作業（スクリーン印刷方法）の実行手順を説明する。スクリーン印刷作業では、制御装置２０は先ず、スクリーン印刷機１の外部から投入された基板２を基板搬送コンベア１２ｂによって搬入し、前述の所定の作業位置に位置決めする。そして、基板昇降シリンダ１２ｄによる基板２の押し上げ（図５（ａ）中に示す矢印Ａ１）とクランプ部材１２ｅによる基板２のクランプ（図５（ａ）中に示す矢印Ｂ１）を行って基板２を保持する（図４に示すステップＳＴ１。図５（ａ））。
【００２４】
制御装置２０は、上記のようにして基板２を保持したら、カメラユニット移動機構１５Ｍの作動制御を行い、下方撮像カメラ１５ａを基板２に設けられた基板側マーク２ｍの上方に位置させたうえで下方撮像カメラ１５ａに基板側マーク２ｍの撮像を行わせてその画像データから基板２の位置を把握するとともに、上方撮像カメラ１５ｂをマスク１４に設けられたマスク側マーク１４ｍの下方に位置させたうえで上方撮像カメラ１５ｂにマスク側マーク１４ｍの撮像を行わせてその画像データからマスク１４の位置を把握する。そして、基板保持ユニット１２を水平面内方向に移動させ、基板側マーク２ｍとマスク側マーク１４ｍとが上下に対向するようにして、マスク１４に対する基板２の水平面内方向の位置合わせを行う（ステップＳＴ２）。
【００２５】
制御装置２０は、マスク１４に対する基板２の位置合わせが終わったら、基板保持ユニット移動機構１１の作動制御を行って基板保持ユニット１２を基台１０に対して上昇させ（図５（ｂ）中に示す矢印Ｃ１）、一対のクランプ部材１２ｅにより保持した基板２の上面をマスク１４の下面に接触させることによって、マスク１４に基板２を接触させる（ステップＳＴ３。図５（ｂ））。これにより基板２上の電極部２ａとマスク１４の開口部１４ｈとが合致した状態となる。
【００２６】
制御装置２０は基板２をマスク１４に接触させたら、マスク１４上にペーストＰｓを供給する必要があるか否かの判断を行い（ステップＳＴ４）、その結果、マスク１４上にペーストＰｓを供給する必要があると判断したときには、スキージユニット移動機構１６Ａの作動制御を行ってペースト供給シリンジ１６ｄをマスク１４の上方の所定の位置へ移動させ、ペースト吐出機構１６Ｂの作動制御を行って、ペースト供給シリンジ１６ｄよりペーストＰｓをマスク１４上に吐出供給させる（ステップＳＴ５。図５（ｂ））。
【００２７】
制御装置２０は、ステップＳＴ５でマスク１４上にペーストＰｓを供給し、或いはステップＳＴ４でマスク１４上にペーストＰｓを供給する必要がないと判断したときには、スキージ１６ｂによるスキージングを行って、予めマスク１４上に供給されたペーストＰｓを基板２の電極部２ａに転写させる（ステップＳＴ６）。
【００２８】
制御装置２０は、ステップＳＴ６では、基板２の１枚当たり、後方側のスキージ１６ｂによるスキージングと前方側のスキージ１６ｂによるスキージングのうち一方を１回実行する。制御装置２０は、後方側のスキージ１６ｂによるスキージングを行う場合には、後方側のスキージ１６ｂが後方側のクランプ部材１２ｅの上方に位置するようにスキージユニット１６全体を移動させたうえで後方側のスキージ１６ｂを下動させ（図６（ａ）中に示す矢印Ｄ１）、後方側のスキージ１６ｂをマスク１４の上面に当接させた状態を維持したままベース部１６ａを前方に移動（図６（ｂ）中に示す矢印Ｅ）させることによって行う。
【００２９】
制御装置２０は、後方側のスキージ１６ｂが前方側のクランプ部材１２ｅの上方領域に達したら（図７（ａ））、後方側のスキージ１６ｂを上昇させて初期位置（高さ）に復帰させる（図７（ｂ）。図中に示す矢印Ｄ２）。この後方側のスキージ１６ｂによるスキージング（マスク１４上での摺動）によってペーストＰｓはマスク１４の後方側から前方側に掻き寄せられ、その間にペーストＰｓはマスク１４の開口部１４ｈ内に充填されて基板２の電極部２ａ上に転写される。
【００３０】
この後方側のスキージ１６ｂによるスキージングでは、マスク１４に対するスキージ１６ｂの水平方向への移動の途中で（但し、後方側のスキージ１６ｂがマスク１４に設けられた全ての開口部１４ｈの上方を通過した後）、スキージ１６ｂをマスク１４に対して上昇させ（図８中に示す矢印Ｆ）、マスク１４から離間させた状態でスキージ１６ｂの水平方向移動を停止させるようにする（図８）。このようにすると、ペーストＰｓの粘度が低いローリング中にマスク１４に対するスキージ１６ｂの上昇が行われるので、スキージ１６ｂをマスク１４から離間させる際に引き上げるペーストの量が少なくなり、ペーストＰｓが上方に先細りの状態になりにくくなり、したがって次の前方側のスキージ１６ｂによるスキージングのときにペーストＰｓの倒れ込みによる空気の巻き込みが生じにくくなる。
【００３１】
また、制御装置２０は、スキージ１６ｂの水平方向移動を停止させた直後には、それまで水平方向移動させていた方向とは反対の方向（ここでは後方）にスキージ１６ｂを移動させて（図９中に示す矢印Ｇ）、マスク１４上のペーストＰｓからスキージ１６ｂが離れ易くなるようにする（図９）。
【００３２】
制御装置２０は、基板２の電極部２ａにペーストＰｓを転写させたら、基板保持ユニット移動機構１１を作動させ、基板保持ユニット１２を下降させることによって基板２をマスク１４から離間させ（図１０（ａ）中に示す矢印Ｃ２）、版離れを行う（ステップＳＴ７。図１０（ａ））。これにより基板２の電極部２ａ上にペーストＰｓが残留し、基板２にペーストＰｓが印刷された状態となる。
【００３３】
制御装置２０は版離れを行ったら、基板保持ユニット１２による基板２の保持を解除する（ステップＳＴ８）。この基板２の保持の解除は、具体的には、制御装置２０が、クランプ部材駆動機構１２Ｂの作動制御を行ってクランプ部材１２ｅを開かせたうえで（図１０（ｂ）中に示す矢印Ｂ２）、基板昇降シリンダ１２ｄを作動させて基板２を下降させ（図１０（ｂ）中に示す矢印Ａ２）、基板２の両端を一対の基板搬送コンベア１２ｂ上に降ろすことによって行う（図１０（ｂ））。
【００３４】
制御装置２０は基板２の保持を解除したら、基板搬送コンベア１２ｂを作動させて基板２をスクリーン印刷機１の外部に搬出する（ステップＳＴ９）。
【００３５】
このようにして基板２の１枚当たりのスクリーン印刷が終了したら、次に投入された基板２に対して上記ステップＳＴ１〜ステップＳＴ９を同様の手順で実行する。但し、今度はステップＳＴ６のペースト転写工程は、前方側のスキージ１６ｂによるスキージングによって行い、以後、新しい基板２が投入されるごとに、後方側のスキージ１６ｂによるスキージングと前方側のスキージ１６ｂによるスキージングを交互に実行する。
【００３６】
この前方側のスキージ１６ｂによるスキージングにおいても、後方側のスキージ１６ｂによるスキージングの場合と同様に、マスク１４に対するスキージ１６ｂの水平方向への移動の途中で（但し、前方側のスキージ１６ｂがマスク１４に設けられた全ての開口部１４ｈの上方を通過した後）、スキージ１６ｂをマスク１４に対して上昇させ、マスク１４から離間させた状態でスキージ１６ｂの水平方向移動を停止させるようにする。また、スキージ１６ｂの水平方向移動を停止させた直後には、それまで水平方向移動させていた方向とは反対の方向（ここでは前方）にスキージ１６ｂを移動させて、マスク１４上のペーストＰｓからスキージ１６ｂが離れるようにする。
【００３７】
このように、本実施の形態において、スキージユニット移動機構１６Ａ及びその作動制御を行う制御装置２０は、基板２と接触されたマスク１４にスキージ１６ｂを当接させてスキージ１６ｂを水平方向に移動させ、スキージ１６ｂをマスク１４上で摺動させてマスク１４上のペーストＰｓを掻き寄せることにより、マスク１４に設けられた開口部１４ｈにペーストＰｓを充填させて基板２へのペーストＰｓの転写を行うスキージ移動制御部となっており、このスキージ移動制御部が、マスク１４に対するスキージ１６ｂの水平方向への移動の途中でスキージ１６ｂをマスク１４に対して上昇させ、マスク１４から離間させた状態でスキージ１６ｂの水平方向移動を停止させるようになっている。
【００３８】
また、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１によるスクリーン印刷方法は、基板２にマスク１４を接触させるマスク接触工程（ステップＳＴ３）、基板２と接触させたマスク１４にスキージ１６ｂを当接させてスキージ１６ｂを水平方向に移動させ、スキージ１６ｂをマスク１４上で摺動させてマスク１４上のペーストＰｓを掻き寄せることにより、マスク１４に設けられた開口部１４ｈにペーストＰｓを充填させて基板２へのペーストＰｓの転写を行うペースト転写工程（ステップＳＴ６）を含み、ペースト転写工程において、マスクに１４対するスキージ１６ｂの水平方向への移動の途中でスキージ１６ｂをマスクに１４対して上昇させ、マスク１４から離間させた状態でスキージ１６ｂの水平方向移動を停止させるようになっている。
【００３９】
本実施の形態におけるスクリーン印刷機１（スクリーン印刷方法）では、マスク１４に対するスキージ１６ｂの水平方向への移動の途中でスキージ１６ｂをマスク１４に対して上昇させ、マスク１４から離間させた状態でスキージ１６ｂの水平方向移動を停止させるようにしており、ペーストＰｓの粘度が低いローリング中にマスク１４に対するスキージ１６ｂの上昇を行うので、スキージ１６ｂをマスク１４から離間させる際に引き上げるペーストＰｓの量を少なくすることができる。このためスキージ１６ｂをマスク１４から離間させた際に引き上げたペーストＰｓがその後のスキージ１６ｂの摺動時に倒れ込んで空気を巻き込んでしまう事態が起きにくくなり、これにより印刷精度の低下を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
スキージをマスクから離間させた際に引き上げられたペーストがその後のスキージの摺動時に倒れ込んで空気を巻き込んでしまう事態が起きにくくしたスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法を提供する。
【符号の説明】
【００４１】
１  スクリーン印刷機
２  基板
１４  マスク
１４ｈ  開口部
１６ｂ  スキージ
１６Ａ  スキージユニット移動機構（スキージ移動制御部）
２０  制御装置（スキージ移動制御部）
Ｐｓ  ペースト
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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