(57)【要約】【課題】  本発明は、マスク上に残存した電子材ペーストを回収することなくマスクの交換を可能とすることによって、段取り性に優れ、かつ、電子材ペーストの使用効率向上に優れたスクリーン印刷機を提供することを目的とする。【解決手段】  上記目的を達成するために、本発明のスクリーン印刷機は、スキージの前後のストローク端においてクリームはんだ等の電子材ペーストを受取るためのペースト回収スコップをそれぞれマスクの上部に設けたことを特徴とする。【選択図】  図３
2006062209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板搬入コンベア、基板搬出コンベア、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の位置決め機構と昇降機構を備えた印刷テーブル、転写パターンを開口部として有するマスク、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、スキージ、スキージ昇降機構および水平方向移動機構を備えたスキージヘッド、これらの機構を制御する制御装置を備えたスクリーン印刷機において、
前記スキージの前後のストローク端であって前記マスクの上部に電子材ペーストを受取るためのペースト回収スコップユニットをそれぞれ設けたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
前記ペースト回収スコップユニットは、スコップを上下に移動するための駆動機構を備えてい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】
前記ペースト回収スコップユニットのうち少なくとも一方端側は前後に移動可能であ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４】
前記前後に移動可能なペースト回収スコップユニットは前記スキージと連結する連結機構を備え、前記スキージに連結してスキージの移動機構によって前後に移動することを特徴とする請求項３に記載のスクリーン印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子回路基板にクリームはんだ等の電子材料ペーストを供給するために用いるスクリーン印刷機に係り、特にマスク交換時の段取り性に優れ、かつ、クリームはんだ等の電子材ペーストの使用効率向上に優れたスクリーン印刷機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクリーン印刷機として、特許文献1に示すものがある。このスクリーン印刷機は、基板搬入コンベア、基板搬出コンベア、昇降機構を備えたステージ部、転写パターンを開口部として有するマスク、スキージ、スキージ昇降機構および水平方向移動機構を備えたスキージヘッド、これらの機構を制御する制御装置を備え、装置に搬入され、ステージに載置上に基板を載置した後、ステージを上昇して基板をマスクに近接させ、スキージによってマスクを基板に接触させながらマスクの開口部にクリームはんだ等のペーストを充填し、さらにステージを下降して、基板とマスクを離すことによってペーストを基板上に転写し、その後、基板を装置から搬出することによって印刷がなされている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２００９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スクリーン印刷機において、印刷すべき製品の段取替えを行うためにマスクを交換するに当たっては、まず、マスク上に残ったクリームはんだ等の電子材ペーストをへら等の工具で掻きとって回収し、その後に新しいマスクと交換して改めてマスク上に電子材ペーストを供給するという作業を行う必要がある。そのため、段取替え時には電子材ペーストの回収及び供給という作業が付随するばかりでなく、少なからず電子材ペーストの損失を伴なうという問題点がある。
【０００５】
上記の問題点に鑑み、本発明は、マスク上に残存した電子材ペーストを回収することなくマスクの交換を可能とすることによって、段取り性に優れ、かつ、電子材ペーストの使用効率向上に優れたスクリーン印刷機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】
上記目的を達成するために、本発明のスクリーン印刷機は、スキージの前後のストローク端においてクリームはんだ等の電子材ペーストを受取るためのペースト回収スコップをマスクの上部に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のスクリーン印刷機を用いることにより、マスク上に残存した電子材ペーストを回収することなくマスクの交換を可能とすることによって、段取り性に優れ、かつ、電子材ペーストの使用効率向上に優れたスクリーン印刷機を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【０００９】
図1は本発明のスクリーン印刷機の構成を示す概略図である。
【００１０】
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(基板の搬入搬出方向）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、図示していないモータを駆動し、モータ軸に結合されたボールスクリュー４によって図の前後方向に移動される。
【００１１】
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の下方にはマスクに対向するように印刷対象物である基板１５を載置し保持する印刷テーブル１０が設けて有る。この印刷テーブル１０は、基板を水平方向に移動してマスクとの位置合わせを行なうＸＹθテーブル１１と、基板を受け取りコンベア１２から受け取り、かつ基板をマスク面に近付けるか又は接触させるためのテーブル昇降機構（特に図示せず）とを備えている。印刷テーブル１０の上面には基板受け取りコンベア１２が設けられており、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。
【００１２】
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なう機能を備えている。すなわち、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ている位置合わせ用マークを撮像し、画像処理して位置ずれ量を求めて、そのずれ量を補正するようにＸＹθテーブル１１を駆動して位置合わせを行なうものである。
【００１３】
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。
【００１４】
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、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。
【００１５】
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。
【００１６】
図２は図1の上面図である。本発明のスクリーン印刷機にはマスク上の余剰ペーストを回収するペースト回収機構が設けて有る。このペースト回収機構は、前側ペースト回収スコップユニット（前側スコップと略称する）２０ｆと奥側ペースト回収スコップユニット（奥側スコップと略称する）２０ｂとからなる(図３参照)。前側スコップ部２１はシリンダ２３によって上下に移動し、奥側スコップ部２２はシリンダ２４によって上下に移動することがきる構成として有る。なお、各スコップ部の幅方向（図１の左右方向）は基板幅より広めに(スキージ幅より広く）形成されており、ほぼ平板状態で、先端部はペーストを回収し易いようにマスクに接触する部分から斜めに傾斜が設けてある。また本実施例では、前側スコップ部は上下動するのみので、前後方向には固定状態で設置してある。これは、基板１５が前側スコップの先端位置に略一致するように印刷テーブル１０上に載置されるためである。
【００１７】
シリンダ２４は奥側スコップ支持体２５に取り付けられており、奥側スコップ支持体２５はロッドレスシリンダ２６によって、前後に移動可能となっている。ロッドレスシリンダ２６はスキージヘッド３のガイドレール２に乗っており、通常はブレーキ（図示せず）によって固定されているが、ブレーキを解除すると前後方向に移動可能となっている。奥側スコップ２０ｂは、奥側スコップ２０ｂのロッドレスシリンダ２６に設けてある連結ブロックと、スキージヘッド３に設けられた奥側スコップ連結シリンダ２７により連結して、スキージヘッド３によってスキージの移動方向に一緒に移動させる構成として有る。
【００１８】
なお、本実施例では基板搬送基準を手前基準（基板搬送レールは手前側が固定で、奥側が基板幅に応じて調整される）としているため、前側スコップ部２１を上下動のみとし、奥側スコップ部２２を上下動に加えて前後の移動も可能とした。もし、奥側基準の場合にはその構成を逆にして、奥側スコップ部は上下動のみとし、前側スコップ部がスキージヘッドと一緒に移動できるようにすればよい。また、中央基準の場合には両方のスコップ部共に前後移動可能とする必要がある。
【００１９】
図３は図２のＡ−Ａ矢視図である。図３における各符号は図１及び図２と同一の要素は同一の符号を付して有る。図３では前側スコップ部２１及び奥側スコップ部２２共に上昇端位置にある状態（スコップ待機位置）を示している。なお、図３においてスキージ５は密閉型スキージを実施例として示しているが、一般的な開放型スキージでも本発明を適用することが可能であることは言うまでもない。密閉型スキージ５は前方移動印刷に用いるスキージ５ａと後方移動印刷に用いるスキージ５ｂを備えている。密閉型スキージ５の内側にはペースト残量検出センサ３０が設けてある。
【００２０】
このように、基板を挟んでスコップを配置することで、スキージ５はマスクに接触しながらペーストを塗った状態を保ったままスコップ上まで移動し、残留ペーストをスコップ上まで移動させる。
【００２１】
次に図４のフローチャートと、スキージの代表的な状態を示す図５を用いて本発明のスクリーン印刷機の運転開始時の動作を説明する。
【００２２】
印刷動作を開始するに当たっては、まず基板の条件（基板サイズ、色、マークの位置、サイズ、形状、色、マーク認識条件等）を設定しておく。印刷動作開始ボタンを押すと、各部が初期設定動作を実行する。初期設定動作は、図３に示したように、スキージ５は上昇端位置まで上昇し、スキージヘッド３が奥側に後退する（４０１）。スキージヘッド３が奥側スコップユニット２０ｂの待機位置に到着すると（４０２）、連結シリンダ２７が伸長し、連結ブロック２８の孔と嵌合して連結する（４０３）（図５参照）。次に、奥側スコップユニット２０ｂが予め設定してある基板サイズに合った位置に到着するまでスキージヘッド３を前進させる（４０４）。そして、その位置で奥側スコップユニット２０ｂのブレーキ（図示せず）をＯＮする（４０５）。その後、スキージヘッド３と奥側スコップユニット２０ｂの連結を解除し（４０６）、スキージヘッド３は定位置に移動する（４０７）。次に、奥側スコップユニット２０ｂのロッドレスシリンダ２６を動作させて、奥側スコップ部２２を前進させる（４０８）。その後、前側スコップ部２１及び奥側スコップ部２２はそれぞれの上下シリンダ２３及び２４を動作させて、それぞれのスコップ下面がマスク８の上面と接触するまで下降させる（４０９）。
【００２３】
この状態で、前側スコップ部２１の上に印刷すべき電子材ペースト３１が人手によって供給される（４１０）。
【００２４】
そして、次に、印刷開始ボタンを押すとスキージヘッド３は、印刷開始位置（前側スコップの電子材ペーストを挟む位置の上）に移動して待機する（４１１）。以上までが初期設定動作である。
【００２５】
なお、前述のように、本実施例では人手により電子材ペースト３１を供給することとしたが、スキージヘッド部にペースト供給機構を備え、スキージヘッドを前側スコップ上に移動させて、スキージヘッドから自動的に所望量の電子材ペーストを供給するようにしても良い。この場合、ペーストの供給と待機位置への移動は逆の工程となる。
【００２６】
次に、図６乃至図９を用いて本発明のスクリーン印刷機の印刷動作を説明する。
【００２７】
図６に示すように印刷テーブル１０に印刷すべき基板１５が到着すると、先に説明した通り、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。これらの動作が完了すると、スキージ５が（前側スコップ部２１上の電子材ペースト３１をスキージ５ａとスキージ５ｂの間になる位置に）下降し（図６）する。その状態でスキージヘッド３が奥側に移動ながら印刷を行う。そして、図７に示したようにスキージ５が奥側スコップ部２２上の位置に達した所で一枚の基板の印刷が完了する。この状態で、印刷テーブル１０が降下して受け取りコンベア１２に基板１５が移載され、排出コンベア１４に基板が受け渡され、基板１５は排出される。次に新たな基板１５が搬入され、基板１５とマスク８の位置合わせが行われて印刷テーブル１０が上昇すると、密閉型スキージ５が図８に示したように時計方向に回転し、今度はスキージ５ａがマスク８に接触した状態となって、スキージヘッド３の前側移動によって印刷を実行する。そして、図９に示したようにスキージ５が前側スコップ部２１の位置に達した所で一枚の基板の印刷が完了する。そして、先に説明した動作と同じ動作で、基板１５が排出される。その後、更に新しい基板１５が搬入され、基板１５とマスク８の位置合わせが行われて印刷テーブル１０が上昇すると、密閉型スキージ５が反時計方向に回転し、今度はスキージ５ｂがマスク８に接触した状態となって、スキージヘッド３の奥側移動によって印刷を実行する。以上の動作を自動的に繰り返すことによって基板１５への印刷が継続される。
【００２８】
次に、一定枚数のロットの印刷が終了し、新たなマスクを用いて印刷を実行する場合の段取替え動作について図１０乃至図１２を用いて説明する。
【００２９】
スキージ５が前側スコップ２１に到着した状態で一定枚数のロットの印刷が完了した場合には、前側スコップ部２１、スキージ５及び奥側スコップ部２２が上昇し（図１０）、その状態で版枠９及びマスク８を新たな版枠９’及びマスク８’と交換する（図１１）。次に奥側スコップユニット２０ｂのブレーキを解除するとともに奥側スコップユニット２０ｂとスキージヘッド３を連結して奥側スコップユニット２０ｂを新しく印刷する基板のサイズに合う位置まで移動し、前側スコップ部２１を下降させる（図１２）。そして、奥側スコップユニット２０ｂのブレーキをＯＮした後に奥側スコップユニット２０ｂとスキージヘッド３の連結を解除する。そして、図５と同じくスキージヘッド３は印刷開始位置へ移動し、奥側スコップ部２２を下降させて新しい基板の印刷開始指令を待つ。
【００３０】
スキージ５が奥側ユニット２２に到着した状態で一定枚数のロットの印刷が完了した場合には、前側スコップ部２１、スキージ５及び奥側スコップ部２２が上昇し、その状態で版枠９及びマスク８を新たな版枠９’及びマスク８’と交換する。次に奥側スコップユニットのブレーキを解除するとともに奥側スコップユニットとスキージヘッド３を連結して奥側スコップユニットを新しく印刷する基板のサイズに合う位置まで移動する。そして、奥側スコップユニットのブレーキをＯＮした後に、前側スコップ２１と奥側スコップ２２を下降させて新しい基板の印刷開始指令を待つ。
【００３１】
以上説明したように、本発明のスクリーン印刷機を用いることによって、マスクの段取替えを行う場合にマスク上の余ったペーストを除去することなく新しい基板の印刷に移行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のスクリーン印刷機の構成と動作を説明するための概略図である。
【図２】本発明のスクリーン印刷機の上面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】印刷時の初期設定動作のフローチャートである。
【図５】奥側スコップユニットとスキージヘッド合体した状態の図面である。
【図６】基板への印刷開始状況を示す図である。
【図７】基板への印刷完了時の状況を示す図である。
【図８】次の基板の印刷開始状況を示す図である。
【図９】次の基板の印刷終了時の状況を示す図である。
【図１０】１ロットの基板印刷終了時の状態を示す図である。
【図１１】マスク交換の状況を示す図である。
【図１２】新規初期設定の情況を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…本体フレーム、３…スキージヘッド、５…スキージ、６…スキージ昇降シリンダ、８…マスク、９…版枠、１０…印刷テーブル、１５…基板、２１…前側スコップ、２２…奥側スコップ、２３…前側スコップ上下シリンダ、２４…奥側スコップ上下シリンダ、２５…奥側スコップ支持体、２６…ロッドレスシリンダ、２７…奥側スコップ連結シリンダ、２８…連結ブロック。
【図１】
2006062209.tif 000003
【図２】
2006062209.tif 000004
【図３】
2006062209.tif 000005
【図４】
2006062209.tif 000006
【図５】
2006062209.tif 000007
【図６】
2006062209.tif 000008
【図７】
2006062209.tif 000009
【図８】
2006062209.tif 000010
【図９】
2006062209.tif 000011
【図１０】
2006062209.tif 000012
【図１１】
2006062209.tif 000013
【図１２】
2006062209.tif 000014