(57)【要約】【課題】  スクリーン印刷機において、印刷対象の印刷領域の微細化に伴って、従来のスキージで対応することは難しく、装置も大形になるという問題がある。【解決手段】  本発明では、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の移動機構と昇降機構を備えた印刷テーブルと、版枠に貼られ転写パターンを開口部として有するマスクと、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するカメラと、マスクの上方側に配置され、マスク上に当接してペーストを基板面に供給するためのスキージと、スキージを上下方向に移動するスキージ昇降機構及び水平方向移動機構とを備えたスキージヘッドとを備え、スキージが２枚の鋼製のブレードを樹脂製スペーサを挟んで配置し、印刷時のスキージの移動方向前側のブレードの厚さに対して後方側のブレードの厚さを厚くし、前側のブレードの長さより、後方側のブレードの長さを長く設定したものである。【選択図】  図２
2006224475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の移動機構と昇降機構を備えた印刷テーブルと、版枠に貼られ転写パターンを開口部として有するマスクと、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するカメラと、前記マスクの上方側に配置され、マスク上に当接してペーストを基板面に供給するためのスキージと、前記スキージを上下方向に移動するスキージ昇降機構及び水平方向移動機構とを備えたスキージヘッドと、を備えたスクリーン印刷機において、
前記スキージが２枚の鋼製のブレードを樹脂製スペーサを挟んで配置し、印刷時の前記スキージの移動方向前側のブレードの厚さに対して後側のブレードの厚さを厚くし、前記前側のブレードの長さより、後側の長さを長く設定したこと特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
請求項１に記載のスクリーン印刷機において、
前記ブレードが前記マスクに押し付け力を作用させる前の傾きがマスク面に対して５０〜７０度に設定され、前記前側ブレードの厚みが５０〜８０μｍとしたとき、後側ブレードの厚みを略１００μｍとしたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン印刷装置に係り、特に印刷ヘッドに設けられたメタルブレードと、それを用いたスクリーン印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクリーン印刷装置において、高度・ファインピッチパターンの印刷を行うために、特許文献１に開示のように、複数枚のブレードを重設して壱スキージブレードとし、各ブレード間に上下に可動する狭間ブレードを設けて、該狭間ブレードで狭間部の残渣を排出して、ブレードの固化を防止すること、および、該印刷面先端刃を平坦・鋭利にした構成のスキージが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、所定の間隔をあけて同一方向に作用させる２つのスキージを設けた構成のスクリーン印刷機が開示されている。このように２つのスキージを設けることで第１と第２のスキージとの間スクリーンマスクと被印刷物を所定時間密着させて印刷することで線幅５０μｍ未満の微細なラインを有するスクリーンマスクを用いても泡状欠陥や断線などのないライン印刷が達成できると記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９９５３９号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の技術においては、広・狭・大小混在のファインピッチパターンのクリーンを用いて印刷するのに適したスキージブレードを提供すると、称しているが、単にブレードを重設して、その先端を平坦・鋭利にすることが開示されているのみで、どのように構成することでどのような原理でファインピッチのマスクに対応できるのか不明である。また、スキージブレードを単に重設するとマスクにブレードを押し付ける押し付け圧（加圧力）も大きくなり、マスクを傷つけ易くなる。
【０００６】
また、特許文献２の方法では、２つのスキージ間の間隔を所定距離離さなければ規定の時間スクリーンマスクを被印刷物に密着することができないことと、そのれぞれのスキージを上下の加圧力を可変して制御するための機構を設ける必要があるため装置が大型化する等の課題が発生する。
【０００７】
本願発明の目的は、ファインピッチのマスクに対応して、スキージの加圧力を大きな加圧を作用させずに印刷を行えると共に、印刷材が印刷物表面に残渣として残ることを防止できる小型のスキージ構造と、それを用いたスクリーン印刷機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の移動機構と昇降機構を備えた印刷テーブルと、版枠に貼られ転写パターンを開口部として有するマスクと、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するカメラと、マスクの上方側に配置され、マスク上に当接してペーストを基板面に供給するためのスキージと、スキージを上下方向に移動するスキージ昇降機構及び水平方向移動機構とを備えたスキージヘッドとを備え、スキージが２枚の鋼製のブレードを樹脂製スペーサを挟んで配置し、印刷時のスキージの移動方向前側のブレードの厚さに対して、後方側のブレードの厚さを厚くし、前側のブレードの長さより、後方側のブレードの長さを長く設定したものである。
【発明の効果】
【０００９】
ブレードの剛性を低く設定することで、ブレード先端部がパターン個々に対して追従性を増し、押し付け力を小さくしても凹凸のある基板の狭い開口部においても開口部個々に充填性を保持する。さらに、フロントブレードに比べて剛性の大きなリアブレードを設けることで、印刷材料の基板への密着性を増し、かつ開口部近傍のマスク上の残留印刷材料を除去して、版離れを容易にする。これにより、印刷の歩留まり向上が図れ、かつマスクに大きな押し付け力が作用しないためにマスクの長寿命化も図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を用いて本発明を説明する。
【００１１】
図１に本発明のメタルブレードを適用したスクリーン印刷装置の概略図を示す。
【００１２】
図１において、スクリーン印刷機の本体フレーム１の上部には、1対のガイドレール２によって案内され、図上前後方向に移動可能にスキージヘッド３が設けられている。このスキージヘッド３は、ボールスクリュー４とこれを回転させるモータ（図示せず）からなる駆動機構でスクリーンマスク８上を水平（図の前後方向）に移動される。
【００１３】
スキージヘッド３にはスキージ５が搭載されている。スキージ５はスキージ昇降シリンダ６によって上下方向に移動できる。本図ではスキージ５が１つ設けた構成としてある。但し、スキージ５および昇降シリンダを２つ設けて、スキージヘッド３を往復する間にそれぞれ印刷する場合には、使用するスキージ５を往路と復路で変えて印刷する構成とすることも可能である。本体フレーム１には版枠受け７が設けられており、版枠受け７には印刷パターンを開口部として持つスクリーン（マスク）８を張った版枠９がセットされるように構成されている。スクリーンマスク８の下部には所定の間隔を開けて、印刷テーブル１０が設けてある。印刷テーブル１０は、ＸＹθテーブル１１とテーブル昇降機構（特に図示せず）を備えている。
【００１４】
印刷テーブル１０の上面には基板受け取りコンベア１２が設けられている。基板受け取りコンベア１２は、基板搬入コンベア１３によって搬入された基板１５を印刷テーブル１０上に受け取り、印刷が終了すると基板搬出コンベア１４に基板１５を排出する。なお、本実施例では基板搬入コンベア１３、基板受け取りコンベア１２、基板搬出コンベア１４で基板の出し入れを行っているが、人手で印刷テーブル上に基板をセットしても良いことは云うまでもない。
【００１５】
全自動スクリーン印刷機においてはマスク８と基板１５の位置合わせを自動的に行う機能を備えている。位置合わせを行うため、ＣＣＤカメラ１６によってマスク８と基板１５のそれぞれに設けられた位置合わせ用マークを撮像し、それらの位置を認識する。位置ずれがある場合は、ＸＹθテーブル１１を駆動して位置合わせを行う。
【００１６】
次に図１を用いて本発明のスクリーン印刷機の動作を説明する。
【００１７】
電子材料ペーストを印刷される基板１５は、基板搬入コンベア１３によって基板受け取りコンベア１２に供給され、印刷テーブル１０上の所定の位置に固定される。続いてＣＣＤカメラ１６が基板１５及びマスク８に設けられた位置認識用マーク（図示せず）を撮像し、制御装置（図示せず）に転送する。制御装置内の画像処理装置（図示せず）では、画像データからマスク８と基板１５の位置ずれ量を求め、その結果に基づいて制御装置は印刷テーブル１０のＸＹθテーブル１１を動作させてマスク８に対する基板１５の位置を修正する。その後、印刷テーブル１０が上昇し、基板１５とマスク８を接触させる。その後、スキージ昇降シリンダ６によってスキージ５がマスク面上に下降し、所定の押し付け力でスキージ5に設けてあるフロントブレード２４、リアブレード２５をマスクに押し付ける。その後、スキージヘッド３の移動によってマスク８上に供給されていた電子材料ペーストがマスク８の開口部に充填され、基板に転写される。スキージ５は水平方向に一定距離ストロークした後に上昇する。そして、印刷テーブル１０が下降し、マスク８と基板１５が離れ、マスク８の開口部に充填された電子材料ペーストは基板１５に転写される。
【００１８】
そして、電子材料ペースト印刷された基板１５は基板搬出コンベア１４を経て次工程に送られる。
【００１９】
本発明は特にスキージヘッド３に設けてあるスキージ５の構成に関する発明で、以下図２を用いてその構成を説明する。
【００２０】
図２にスキージのブレード部の断面図を示す。図２（ａ）に示すように、本発明のスキージは所定の間隔を開けて、２枚の鋼板で形成したブレード２４、２５を設けた構成である。なおブレード２４、２５はヘッド３の移動方向に対して直角方向が長い形状としてある。そして、ヘッド３の移動方向（矢印方向）に対して、前側のブレード２４（以後フロントブレードと称する）は後側のブレード２５（以後リアブレードと称する）に対して短く構成してある。また、フロントブレード２４の厚さを５０〜８０μｍとしたときにリアブレード２５の厚さを略１００μｍの厚さに設定している。また、フロントブレード２４とリアブレード２５の間には厚さ５〜１０ｍｍの樹脂製のスペーサ２３を設けてある。スペーサ２３を樹脂製とすることで、スキージ５の軽量化を図っている。各ブレード２４、２５は、マスク８面（水平の状態のとき）に対して各先端角部が接触するように、図のθの角度（θ＝５０度〜７０度）に設定してある。この設定角度ではブレードからマスクに対して加圧力（押し付け力）は作用していない状態である。また、この角度となるようにフロントブレード２４がマスク面に接触させたときにリアブレード２５の先端角部も略同じくマスク８に接触するように、フロントブレード２４の長さをリアブレード２５の長さより短く設定してある。また、各ブレードの外側にはスペーサ２３と同じ長さのブレード押さえの金属板２１、２２が設けてあり、スペーサ２３とブレード押さえの金属板２１、２２の間に各ブレードが挟まれて固定（ネジ止め）されている。また、フロントブレード２４側のブレード押さえ金属板２１はその端部が図２（ｂ）に示す拡大図に示したように、ψの角度（ψ＝２０〜４０度）の切り欠きを設けてある。スキージ５はこのブレード押さえ金属板２１、２２によって各ブレード２４、２５を固定したものをスキージカバー２０に取り付けて構成している。スキージ昇降シリンダ６とこのスキージカバー２０が接続されており、スキージ昇降シリンダ６によってスキージ５が上下に移動し、所定圧で各ブレード２４、２５がマスク８に当接又は離間することが可能になっている。なお、この構成におけるブレードをマスクに押し付ける押し付け力は約９Ｎ〜５０Ｎの大きさである。
【００２１】
上記のように１つの各ブレードが同時にマスクに所定の接触角で接触した状態で基板１５を移動（ＸＹθテーブルを駆動）することで所望のパターン印刷を行うことが可能となる。
【００２２】
なお、上記のようにスキージの傾き（マスク８とブレード２４、２５のなす角：アタック角）をθに設定した理由は、傾きを設定した傾き以下にすると加圧時のアタック角はブレードの剛性が小さいために、さらに小さくなる。ため、ブレード２４、２５とマスク８の間に印刷材料が溜まってしまって、流動性が小さくなり、マスク８の開口部に印刷材料を押し込むために大きな力が必要となり、角度が大きくなるとブレード２４、２５とマスク８の接触部の面積が大きくなり、この間に印刷材料が詰まるために、印刷するためには大きな押し付け力が必要となるためである。さらに、ブレード押さえ金属板２１の先端部を傾斜角ψの切り欠き部を設けることで、フロントブレード２４とマスク８間の印刷材料の詰まりを防止している。
【００２３】
また、フロントブレード２４を薄くしリアブレード２５を厚くした理由は、小さな開口のマスク８や凹凸のある基板に印刷する場合、フロントブレード２４の剛性を小さくすることで追従性を増して確実にマスク開口部に印刷材料を供給できるようにしたものである。しかし、剛性が小さいと、印刷材料の基板への密着性が低下すると共に、マスク表面の掻き取り力も小さくなる。そこで、リアブレード２５の剛性をフロントブレード２４の剛性より大きくすることで、リアブレード２５により開口部における印刷材料を基板に確実に密着させると共に、マスク上面特に開口部上面付近に残留する印刷材料を確実に除去して、版離れを向上させ、欠けの防止が図れるためである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を適用した印刷機の全体構成の概略図である。
【図２】本発明のスキージ部の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…本体フレーム、３…スキージヘッド、５…スキージ、６…昇降用シリンダ、８…マスク、９…版枠、１０…印刷テーブル、１２…基板受け取りコンベア、１３…搬入コンベア、１４…搬出コンベア、１５…基板、１６…マーク認識用カメラ、２０…スキージカバー、２１、２２…ブレード押さえ金属板、２３…スペーサ、２４…フロントブレード、２５…リアブレード。
【図１】
2006224475.tif 000003
【図２】
2006224475.tif 000004