(57)【要約】【課題】スクイージが通過するごとに、印刷中の基板上の未使用のソルダーペーストを除去するスクイージホルダおよびブレードアセンブリを提供する。【解決手段】スクイージ２２およびブレードアセンブリ１２を含む印刷システム１０。システム１０はさらに、可動ペースト保持装置１４、１６と少なくとも１つのクロス要素１８，２０とを含む。クロス要素１８，２０は、スクイージ２２の印刷サイクル中にブレードの拭取り動作を行う１本以上のワイヤを含む。ペースト保持装置１４、１６、およびクロス要素１８，２０の移動はペースト保持装置１４，１６の旋回によって行われる。ワイヤの移動は旋回点２６から固定半径の弧上に設定され、弧はソルダーペーストまたは粘性材料の塊の内部でスクイージ２２の前面の大部分にわたる。クロス要素１８，２０は複数のクロスワイヤまたは薄いブレードを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソルダーペーストまたは他の粘性材料を印刷する印刷システムであって、
スクイージおよびブレードアセンブリを含み、
前記システムは、可動ペースト保持装置と少なくとも１つのクロス要素とをさらに含み、
前記クロス要素は、前記スクイージの印刷サイクル中に前記ブレードの拭取り動作を行う１本以上のワイヤを含むシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記ペースト保持装置の旋回によって形成される前記ペースト保持装置および前記クロス要素の動作は、ワイヤの動きを旋回点から固定された半径の弧上に設定され、前記弧は、ソルダーペーストまたは粘性材料の塊の内部で前記スクイージ前方の大部分にわたるシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記クロス要素は、少ない動きでより大きな切取り動作を行う複数のクロスワイヤまたは薄いブレードを含むシステム。
【請求項４】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記ペースト保持装置および前記少なくとも１つのクロス要素の動作は、前記ペースト保持装置の線形移動によって形成されるシステム。
【請求項５】
前記ペースト保持装置および前記少なくとも１つのクロス要素の動作は、リンク機構設計によって形成されるシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記ペースト保持装置の動作は、前記スクイージの通常の動作および機械の不動要素との接触によって開始されるシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のシステムにおいて、前記機械の不動要素はステンシル面であるシステム。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記ペースト保持装置の動作は、独立したアクチュエータによって開始されるシステム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記ペースト保持装置および前記ワイヤの動作は、粘性材料の切取りおよび前記スクイージブレードからの粘性材料の除去を最大にする速度の加速プロファイルを用いて設計されるシステム。
【請求項１０】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記ペースト保持装置の動作は、速度および加速が最適化されるシステム。
【請求項１１】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記ペースト保持装置の動作は、速度および加速がリンク機構設計によって最適化されるシステム。
【請求項１２】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記可動ペースト保持装置は、前記各スクイージの上動作または下動作の少なくともいずれかの動作時に、対向するスクイージホルダおよびペースト保持装置アセンブリ同士の接触によって駆動されるシステム。
【請求項１３】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記１本以上のワイヤまたは薄いブレードアセンブリの切取り動作は、前記１本以上のワイヤを加熱することによって向上するシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムにおいて、加熱は、印刷サイクルのスクイージストローク終了時の最適点または最適期間に計時された電子スイッチまたは機械制御コンピュータによって開始されるシステム。
【請求項１５】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記１本以上のワイヤまたは薄いブレード要素は、印刷サイクルのスクイージストローク終了時の最適点または最適期間に起動されるシステム。
【請求項１６】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記スクイージホルダは大小２つ以上設けられ、前記各可動ペースト保持装置の組が、前記対向するスクイージホルダの内側または外側に嵌合されるシステム。
【請求項１７】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記スクイージホルダは２つ以上設けられ、各スクイージホルダの長さは同一であるが、一方は左方へ他方は右方へずらされるため、前記各可動ペースト保持装置が他方の可動ペースト保持装置の隣に嵌合されるシステム。
【請求項１８】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記スクイージホルダと前記可動ペースト保持装置とは同一の長さをもち、このため前記可動ペースト保持装置同士が一方のスクイージホルダから他方のスクイージホルダへと接触し、この接触により前記ワイヤの動作が開始されるシステム。
【請求項１９】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記可動ペースト保持装置は前記スクイージホルダの外端にセットされ、前記ブレードがさし込まれ、固定ペースト保持装置の第２の対は、前記スクイージブレードの両端に配置され、前記ペースト保持装置は、移動する拭取り用のワイヤが通過できるようにスロットを備え、前記固定ペースト保持装置はラテックススキンを備え、前記スキンには、ソルダーペーストが前記スロットから漏れるのを防止し、かつ前記ワイヤが通過・往復できるようにスライスされるシステム。
【請求項２０】
請求項２に記載のシステムにおいて、動作は駆動要素によって開始されるか、またはステンシルに対する前記スクイージの通常の動作によって開始され、戻り動作はバネまたは重力によって開始されるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年４月１日出願の米国仮特許出願番号第６０／６６７，３５９号の出願日の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
産業界全体、特に電子製造業において使用される印刷物の分類は増大している。現在、ソルダーペーストの塊自体または金属スクイージやステンシル面等の周辺印刷部品に対して高レベルの接着力を発揮する多数の新規ソルダーペースト調合物がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１６２２８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
印刷機械内部の公知の好適な位置にソルダーペーストを維持することが重要な課題である。通常、ソルダーペーストを直径１．０〜１．５インチ（２．５４〜３．８１ｃｍ）の円筒形に維持することが強く望まれる。２つのスクイージを交互に動かすことにより、このペーストの塊がステンシル面上を前後に動かされる。一般的には、ソルダーペーストは理想的な円筒形状にはとどまらず、変形し、各スクイージが印刷ストロークを完了してクリアランス位置に上がるときに引き伸ばされる。これは品質および信頼性の低下につながる。すなわち、主たるソルダーペーストの塊が一方のスクイージに付着して、再度印刷を行うのに不足する場合がある。スクイージに付着したペーストは不要な乾燥を生じる。従って、ソルダーペーストの表面露出および機械の各要素との接触面積を最小限に維持することが強く望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
印刷システムは、関節式の側部保持装置と、各印刷ストロークの間にソルダーペーストをスクイージブレードから除去する少なくとも２本のクロスワイヤとを備えたスクイージホルダおよびブレードアセンブリを含む。関節式の側部保持装置はスクイージホルダの両端に配置され、クロスバーで接続される。両端のペースト保持装置はある点を中心に旋回し、２つの旋回点間に引かれる線は、スクイージブレード先端の線と平行になる。旋回する２つのペースト保持装置の動作は同期する。旋回ペースト保持装置間には２本のワイヤがピンと張られる。このような各要素の構成により拭取り動作を行い、各スクイージの印刷ストローク後に材料をスクイージブレードから除去して、粘性材料およびソルダーペーストの印刷を改善できる。
【０００６】
ワイヤおよび側部保持装置は、いくつかの変形例のうちの１つの方法で駆動される。切取りおよびクリーニング動作を改善するためにワイヤを加熱してもよい。可動ペースト保持装置の動作は、旋回、線形、またはリンク機構によるものでもよく、ワイヤを加速して拭取り動作を改善するように駆動を制御できる。ワイヤをスナップ動作で迅速に移動させて、よりきれいな切取り動作を行うようにしてもよい。
【０００７】
本発明の目的は、スクイージが通過するごとに、印刷中の基板上の未使用のソルダーペーストを除去するスクイージホルダおよびブレードアセンブリを提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、印刷に使用されているペーストに応じて、クロス要素の速度および角度を制御することである。
【０００９】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の上記以外の特徴および利点をより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
まず図１の参照番号１０で示すように、印刷システムのスクイージホルダおよびブレードアセンブリ１２は、関節式の側部保持装置１４，１６と、２本のクロスワイヤ１８，２０（上ワイヤと下ワイヤ）とを備え、各印刷ストローク中にスクイージブレード２２からソルダーペーストの除去を行う。ここでは２本のワイヤ１８，２０を記載するが、ワイヤは１本だけでもよいし、または３本以上でもよい。関節式の側部保持装置１４，１６はスクイージブレードホルダ１２の両端部に配置され、クロスバー２４で接続される。両端のペースト保持装置はポイント２６を中心に旋回し、２つの旋回ポイント間に引かれる線２８は、スクイージブレード先端の線と平行になる。２つの旋回ペースト保持装置はクロスバー２４で接続されるため、同期して移動する。直径約０．０３インチ（約０．７６２ｍｍ）の２本のワイヤ（印刷される材料に応じて他サイズのワイヤを利用してもよい）は、旋回ペースト保持装置間にきつく張られ、各ワイヤの一方端でバネ９によって固定される。このような各要素の構成により、各スクイージの印刷ストローク後にスクイージブレード２２から材料を除去して粘性材料およびソルダーペーストの印刷を改善する切取り動作が可能となる。ピボット設置要素３０によって旋回が可能になり、正方形のクランプバー３２はスクイージブレードを保持する。
【００１１】
図４Ａ〜図４Ｄは二重スクイージプリンタの４つの位置を示す。旋回ペースト保持装置が傾斜してワイヤを下に移動させ、これによりソルダーペーストを切取り除去する。
【００１２】
ワイヤおよび側部保持装置の駆動はいくつかの変形例、すなわちａ）スクイージホルダの上下運動と、それに対応する旋回ペースト保持装置とステンシル面との接触による方法、ｂ）スクイージホルダに取り付けられた内蔵スイッチによって電子的にオン／オフされる別個のアクチュエータ、もしくは印刷機の制御ソフトウェアによる方法、またはｃ）スクイージの上方向の移動中に、対向するスクイージホルダおよびペースト保持装置アセンブリとの相互作用による方法、のうちの１つで行われる。他の態様では、切取りおよびクリーニング動作の改善のためにワイヤを加熱してもよい。加熱のオン／オフもまた、スイッチまたは機械の制御ソフトウェアによって行うことができる。可動ペースト保持装置の動作は、旋回、線形、またはリンク機構によるものでもよく、ワイヤを加速させて拭取り動作を改善するように駆動を制御できる。例えば、ワイヤを（加速プロファイルを変更して）スナップ動作で迅速に移動させて、よりきれいな切取り動作を行うようにしてもよい。上述の駆動は、スクイージの動作サイクル中の粘性材料の除去を改善するのに最適なポイントで開始される。サイクル中の駆動ポイントは、スクイージストローク直後のスクイージの上方向の動作開始時点である。この時点ではソルダーペーストはまだステンシル面に接触しており、この時点で拭取り動作を開始するのは、ステンシル面への接着によって粘性材料がすでにスクイージに接触しており、かつスクイージから引っ張られているため、材料をより良好に除去するには有利である。
【００１３】
スクイージホルダとブレードアセンブリとを組み合わせたものは、弧状に旋回する２本のワイヤを用いてソルダーペーストの塊を切取る。ワイヤと弧状動作とによって、スクイージブレードの前方にくるように設計される「切断面」を形成する。旋回動作の最後に、１本のワイヤがスクイージブレードの先端に接触するように移動し、ソルダーペーストを切り落として、ソルダーペーストの塊をステンシル面に落とす。このタイミングは重要である。なぜなら印刷中にはスクイージとソルダーペーストは安定した回転運動を行っており、なんらかの妨害が生じると印刷されるパターンの品質が低下するおそれがあるからである。印刷ストロークの最後に、通常スクイージはステンシル面から垂直方向に離れた位置に戻される。印刷サイクルのこの時点において、ペーストが不規則に分離して、スクイージ面との間、スクイージとステンシル間の空間、およびステンシルの周囲に広い領域を形成してしまう。その後すぐに第２のスクイージが起動するので、このときもし第１のスクイージからステンシル面にペーストがたれていると印刷領域に早期の汚染を生じ、エレクトロニクスアセンブリの故障または不良を引き起こしてしまう。
【００１４】
図２を参照すると、ＰＣボード４０がステンシル箔４２を用いて印刷される。本図では、上位置のスクイージホルダ４４と下位置のスクイージホルダ４６の２つのスクイージホルダを示す。スクイージブレードおよびホルダは、ステンシル箔４２を横切って動作を開始する。スクイージブレード未使用時のスクイージブレード先端近傍のワイヤの下切断位置と、スクイージが印刷動作時のワイヤの上印刷位置との２つのワイヤ位置を示す。スクイージホルダ４６の旋回ペースト保持装置に取り付けられたローラ４８および５０は、スクイージホルダ４４のローラ５２および５４と接触して作動してもよい。スクイージホルダ４４は、スクイージホルダ４４の鏡像に近い角度の位置に戻すためにより積極的な力を付与する。各スクイージホルダ４４および４６は、２本のワイヤ５６，５８および６０，６２をそれぞれ備える。
【００１５】
本発明の手順は、スクイージホルダに４つの単純な要素、すなわち（１）２つの可動ペースト保持装置、（２）２本の細いワイヤ、（３）ワイヤに張力を付与する２つのバネ、および（４）２つの旋回ペースト保持装置を固定して、保持装置を同期して回転させるクロスバーを適合することにより、最低限の追加要素で最大の有用性をもたらすという点が独創的である。可動ペースト保持装置およびワイヤアセンブリの駆動は、受動的に、すなわち移動ペースト保持要素と印刷機の内部空間の固定部分とを干渉させることによって行われる。可動ペースト保持装置は、スクイージホルダの上移動または下移動の間にステンシル面との接触によって駆動される。または、別個のアクチュエータを用いてもよい。他のリンク機構の変形例を用いて、スクイージ同士の相互作用によって駆動を行ってもよく、これら変形例は本発明の一部と考慮されたい。移動ワイヤの最適な速度／加速の制御も本発明の一部である。この移動プロファイルは、材料の粘度およびその塑性作用に応じて調整できる。図５は、アクチュエータ６０がエアソース６２を介して駆動される変形例の一つを示す。
【００１６】
図３Ａおよび図３Ｂは、上下のスクイージ位置のそれぞれについて旋回ペースト保持装置の異なる位置、およびステンシル面とのローラの接触を示す。
【００１７】
細いワイヤの使用により、ソルダーペーストが接着する表面をほぼ、または完全になくす。ワイヤの最小性は、例えば直径０．０３インチ（約０．７６２ｍｍ）の１２インチ（約３０．４８ｃｍ）の長いワイヤでは、粘性材料に挿入される追加表面積は、幅１．２５インチ（約３．１７５ｃｍ）ｘ長さ１２インチ（約３０．４８ｃｍ）、すなわち１５平方インチ（約９６．７７平方ｃｍ）の一般的なスクイージブレードの表面積に対して、１．１３０４平方インチ（約７．２９３平方ｃｍ）である。このように、ソルダーペーストを横切るワイヤの追加表面積が小さいため、印刷材料で飽和または目詰まりすることのないクリーニングシステムを提供する。さらに、内部バネがワイヤに張力を維持するため、ワイヤに所定の「弾力性」を与え、これによりワイヤがソルダーペーストの性質の変化による粘度または摩擦の一時的な変化を吸収でき、かつベアリング要素にバネ負荷を与えて、位置の変化に左右されにくいバックラッシュ防止の回転が行われる。
【００１８】
従来のペースト保持装置を旋回するように変形し、２本のワイヤを保持するように使用してもよいが、好適には２つの新規の旋回ペースト保持装置を追加して、スクイージの端部で印刷材料から離して維持するのがよい。この構成では、従来の固定ペースト保持装置が印刷領域に含まれるソルダーペーストの塊を維持し、旋回ペースト保持装置がワイヤを移動させるように機能できる。固定ペースト保持装置は、２本のクロスワイヤが干渉なく弧状に回転できるスロットを設けるように変形しなければならない。固定ペースト保持装置の内側に小さな穴を設けたゴムシートを設置して、ソルダーペーストが穴から漏れるのを防止する。
【００１９】
図６は、スロットを設けた従来の固定ペースト保持装置をスクイージブレードの端部に配置したスクイージホルダの部分図である。この設計ではペーストを旋回要素から離して維持し、動作を改善しペーストによる汚染を回避する。また図７は、ペーストを内表面に封止する一方でワイヤがスロットを通過できるようにするスロット付きのラテックスシールを示す。スクイージブレード７０を上ワイヤ７２および下ワイヤ７４とともに示す。固定ペースト保持装置７６にはスロット７８を設ける。ラテックススキン８０は、ワイヤを通過させると同時にペーストをペースト保持装置７６の内側へ封じ込めるスライスを有する。
【００２０】
スクイージブレード前方を横切る細ワイヤの懸架により追加表面積が最小ですみ、一方でこのワイヤはきつく張られて剛性のある低表面積の移動要素となり、ソルダーペーストが接着する余分な領域を与えることなくソルダーペーストを切取る。受動構成またはリンク機構設計の駆動によるワイヤの速度および動作制御は当産業界初のものであり、本発明のこの実施形態では、装置構成要素の最小限の変更で高い価値のある結果が得られる。スクイージホルダの適応という本発明の性質のため、スクイージホルダを適応するだけでこの新規の設計を広範な装置にわたって実現できる。加熱したワイヤを追加すれば、電源とワイヤをオン／オフさせるスイッチとを加えるだけで、切取り動作の向上がはかれる。加熱には単純な抵抗性ワイヤと再充電可能電池とを使用できる。この加熱オプションは、スクイージブレード自体等の他要素の加熱よりも有益である。ワイヤを加熱し、加熱したワイヤを移動させることにより、粘性材料のソルダーペーストが最小量（細ワイヤ近傍の材料）だけ加熱される。ソルダーペーストまたは粘性材料は過度の熱を受けると特性が変化し、印刷工程で良好に動作しないため、このことは重要である。
【００２１】
本システムは複数のクロスワイヤまたは薄いブレードを含み、少ない動きでより大きな切取り動作を行う。例えば２本のワイヤを使用した場合、回転によりそれぞれ同量の弧だけ移動するので、１本のワイヤが全角度の弧上を移動するのと同じ切取り領域が与えられる。
【００２２】
本システムでは、可動ペースト保持装置はスクイージホルダ端部の外側にセットされ、ブレードがさし込まれる。固定ペースト保持装置の第２の対は、スクイージブレードの両端に配置されうる。ペースト保持装置は、移動する拭取りワイヤが通過できるようにスロットを有する。固定ペースト保持装置は、厚さ約０．０５インチ（約１．２７ｍｍ）のラテックススキンを備え、スキンはスライスされる。スキンのサイズは用いる印刷工程によって変更できる。このスキンによってワイヤが通過し往復するスロットからソルダーペーストが漏れるのを防止する。
【００２３】
本発明を、本発明の精神および範囲から逸脱することなく他の形式で実施できることは、当業者には明白と考える。従って、本実施形態は例示であり、本発明は本実施形態に記載した詳細に限定されず、前掲の特許請求の範囲において変形可能であると考えられたい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に従って構成されるスクイージホルダの斜視図である。
【図２】旋回保持装置およびクロスワイヤの動作範囲を示す二重スクイージ印刷ヘッドの側面図である。
【図３Ａ】スクイージホルダの上位置を示す図である。
【図３Ｂ】スクイージホルダの下位置を示す図である。
【図４Ａ】二重スクイージプリンタの一方のスクイージの４つの位置をそれぞれ示す図である。
【図４Ｂ】二重スクイージプリンタの一方のスクイージの４つの位置をそれぞれ示す図である。
【図４Ｃ】二重スクイージプリンタの一方のスクイージの４つの位置をそれぞれ示す図である。
【図４Ｄ】二重スクイージプリンタの一方のスクイージの４つの位置をそれぞれ示す図である。
【図５】アクチュエータがエアソースで駆動されるホルダの部分側面図である。
【図６】スクイージブレードの両端にスロットが配置された従来の固定ペースト保持装置を有するスクイージホルダの部分図である。
【図７】ワイヤの通過を可能にするスロットを有するラテックスシールの部分図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  印刷システム、１２  スクイージホルダおよびブレードアセンブリ、１４，１６  可動側部保持装置、１８，２０  クロスワイヤ、２２  スクイージブレード、２６  クロスバー。
【図１】
2006281786.tif 000003
【図２】
2006281786.tif 000004
【図３Ａ】
2006281786.tif 000005
【図３Ｂ】
2006281786.tif 000006
【図４Ａ】
2006281786.tif 000007
【図４Ｂ】
2006281786.tif 000008
【図４Ｃ】
2006281786.tif 000009
【図４Ｄ】
2006281786.tif 000010
【図５】
2006281786.tif 000011
【図６】
2006281786.tif 000012
【図７】
2006281786.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月2日(2006.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記ペースト保持装置および前記少なくとも１つのクロス要素の動作は、リンク機構設計によって形成されるシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006281786.tif 000014
【図２】
2006281786.tif 000015
【図３Ａ】
2006281786.tif 000016
【図３Ｂ】
2006281786.tif 000017
【図４Ａ】
2006281786.tif 000018
【図４Ｂ】
2006281786.tif 000019
【図４Ｃ】
2006281786.tif 000020
【図４Ｄ】
2006281786.tif 000021
【図５】
2006281786.tif 000022
【図６】
2006281786.tif 000023
【図７】
2006281786.tif 000024
【外国語明細書】
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