(57)【要約】【課題】スクリーンマスク上におけるペーストの印刷幅の外側へのはみ出し防止効果を安定させるとともに、メンテナンス作業の作業性を改善することができるスクリーン印刷装置を提供する。【解決手段】スクリーンマスク１２上でスキージヘッド１３を移動させて基板１０にペーストを印刷するスクリーン印刷装置において、スクリーンマスク１２上のペーストが印刷幅の外側へはみ出すのを防止する堰き止め部材３０をスクリーンマスク１２に対して押圧する押圧機構を、スキージ１６に対して平行に配置されて堰き止め部材３０の押圧時の移動方向を案内するガイド軸３１と、堰き止め部材３０をガイド軸３１の軸方向に引磁力によって付勢する第１磁性部材３５、第２磁性部材３３とを備えた構成とする。これにより、スクリーンマスク１２上におけるペーストの印刷幅の外側へのはみ出し防止効果を安定させることができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン孔が設けられたスクリーンマスクに基板を当接させ、スクリーンマスク上にペーストを供給してスキージを摺動させるスキージング動作により、前記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装置であって、
前記基板を保持して前記スクリーンマスクに対して位置決めする基板位置決め部と、
前記スキージが配設されたスキージヘッドを昇降および水平移動させることにより、前記スキージング動作を行わせるスクリーン印刷機構と、
前記スキージヘッドに、スキージング動作におけるスキージの進行方向側に前記基板の印刷幅に応じた間隔で配設され、前記スクリーンマスクの上面およびスキージに当接することにより前記スクリーンマスク上のペーストが前記印刷幅の外側へはみ出すのを防止する堰き止め部材と、この堰き止め部材を前記スクリーンマスクに対して押圧する押圧機構とを備え、
前記押圧機構は、前記スキージに対して平行に配置され前記堰き止め部材の押圧時の移動方向を案内するガイド軸と、前記堰き止め部材を前記ガイド軸の軸方向に付勢する付勢手段とを有し、
さらに前記付勢手段は、前記スキージヘッドに第１極面を前記堰き止め部材に向けた姿勢で保持された第１磁性部材と、前記堰き止め部材に第２極面を前記第１磁性部材に向けた姿勢で保持された第２磁性部材とを有し、前記第１極面と第２極面との間に作用する引磁力によって前記付勢を行うことを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
前記堰き止め部材は、 前記スキージヘッドに保持されたガイド部材に前記ガイド軸を嵌脱させることにより、ワンタッチで着脱自在となっていることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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口されたスクリーンマスクを基板上にセットし、スクリーンマスク上にペーストを供給してスキージを摺動させることにより、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。このスクリーン印刷においては、スクリーンマスク上に供給されたペーストをスキージによって掻き寄せることにより、基板の印刷幅全面にペーストが供給される。このスキージングにおいては、ペーストはスキージの進行方向にかき寄せられるとともに、スキージの表面に沿って徐々に外側に押しやられる。そして基板の幅寸法の外側に移動したペーストは、この範囲においてはスクリーンマスクは下方から支持されておらず撓みやすいことから、スキージによってかき寄せられることなく残留し、正常なスキージング動作を妨げる要因となる。
【０００３】
このような不都合を防止するため、スキージに基板の印刷幅寸法に応じた間隔で堰き止め部材を配設し、スクリーンマスク上のペーストが印刷幅の外側へはみ出すのを防止する機能を備えたスクリーン印刷装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術では、この堰き止め部材をスキージおよびスクリーンマスクに対して付勢することにより、スキージング時のペーストの流出を規制するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１２３８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上述の特許文献に示す先行技術には、堰き止め部材を付勢する方式に起因して、以下に説明するような不都合があった。すなわち先行技術においては、圧縮スプリングによって堰き止め部材をスキージに沿って付勢する構成であることから、堰き止め部材とスキージとの間の隙間からのペーストの漏れが生じ、ペーストのはみ出しを防止する効果は十分なものではなかった。また作業継続過程においては、圧縮スプリングの内部に侵入したペーストが付着することによるバネ力の低下や変動が避け難い。このため堰き止め部材の適正な押圧力を確保してペーストの堰き止め効果を安定させることが難しく、圧縮スプリングの装着状態の調整やペースト除去のためのクリーニングなどのメンテナンス作業を行う必要があり、作業性の改善が求められていた。このように、堰き止め部材をスクリーンマスクに押しつけてペーストの印刷幅の外側へのはみ出し防止する構成を備えた従来のスクリーン印刷装置には、はみ出し防止効果が不安定であるとともに、メンテナンス作業などの作業性が悪いという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、スクリーンマスク上におけるペーストの印刷幅の外側へのはみ出し防止効果を安定させるとともに、メンテナンス作業の作業性を改善することができるスクリーン印刷装置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】
【０００７】
本発明のスクリーン印刷装置は、パターン孔が設けられたスクリーンマスクに基板を当接させ、スクリーンマスク上にペーストを供給してスキージを摺動させるスキージング動作により、前記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装置であって、前記基板を保持して前記スクリーンマスクに対して位置決めする基板位置決め部と、前記スキージが配設されたスキージヘッドを昇降および水平移動させることにより、前記スキージング動作を行わせるスクリーン印刷機構と、前記スキージヘッドに、スキージング動作におけるスキージの進行方向側に前記基板の印刷幅に応じた間隔で配設され、前記スクリーンマスクの上面およびスキージに当接することにより前記スクリーンマスク上のペーストが前記印刷幅の外側へはみ出すのを防止する堰き止め部材と、この堰き止め部材を前記スクリーンマスクに対して押圧する押圧機構とを備え、前記押圧機構は、前記スキージに対して平行に配置され前記堰き止め部材の押圧時の移動方向を案内するガイド軸と、前記堰き止め部材を前記ガイド軸の軸方向に付勢する付勢手段とを有し、さらに前記付勢手段は、前記スキージヘッドに第１極面を前記堰き止め部材に向けた姿勢で保持された第１磁性部材と、前記堰き止め部材に第２極面を前記第１磁性部材に向けた姿勢で保持された第２磁性部材とを有し、前記第１極面と第２極面との間に作用する引磁力によって前記付勢を行う。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スクリーンマスク上におけるペーストの印刷幅の外側へのはみ出し防止効果を安定させるとともに、メンテナンス作業の作業性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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２】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３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の動作説明図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置における堰き止め機構の構成説明図
【図６】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置における堰き止め機構の斜視図
【図７】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置における堰き止め機構の機能説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１、図２、図３を参照して、スクリーン印刷装置の構造を説明する。図１において、スクリーン印刷装置は、基板位置決め部１の上方にスクリーン印刷機構１１を配設して構成されている。基板位置決め部１は、Ｙ軸テーブル２、Ｘ軸テーブル３およびθ軸テーブル４を段積みし、更にその上に第１のＺ軸テーブル５、第２のＺ軸テーブル６を組み合わせて構成されている。
【００１１】
第１のＺ軸テーブル５の構成を説明する。θ軸テーブル４の上面に設けられた水平なベースプレート４ａの上面側には、同様に水平なベースプレート５ａが昇降ガイド機構（図示省略）によって昇降自在に保持されている。ベースプレート５ａは、Ｚ軸昇降機構によって昇降し、ベースプレート５ａに立設された垂直フレームの上端部には基板搬送機構８が保持されている。基板搬送機構８は基板搬送方向（Ｘ方向−−図１において紙面垂直方向）に平行に配設された２条の搬送レールを備えており、これらの搬送レールによって印刷対象の基板１０の両端部を支持して搬送する。
【００１２】
第１のＺ軸テーブル５を駆動することにより、基板搬送機構８によって保持された状態の基板１０を、基板搬送機構８とともにスクリーン印刷機構１１に対して昇降させることができる。図２、図３に示すように、基板搬送機構８は上流側（図２、図３において左側）および下流側に延出し、上流側から搬入された基板１０は基板搬送機構８によって搬送され、さらに基板位置決め部１によって位置決めされる。そしてスクリーン印刷機構１１によって印刷が行われた後の基板１０は、基板搬送機構８によって下流側に搬出される。
【００１３】
第２のＺ軸テーブル６の構成を説明する。基板搬送機構８とベースプレート５ａの中間には、水平なベースプレート６ａが昇降ガイド機構（図示省略）に沿って昇降自在に配設されている。ベースプレート６ａは、Ｚ軸昇降機構によって昇降し、ベースプレート６ａの上面には、上面に基板１０を保持する下受け面が設けられた基板下受部７が配設されている。
【００１４】
第２のＺ軸テーブル６を駆動することにより、基板下受部７は基板搬送機構８に保持された状態の基板１０に対して昇降する。そして基板下受部７の下受け面が基板１０の下面に当接することにより、基板下受部７は基板１０を下面側から支持する。基板搬送機構８の上面にはクランプ機構９が配設されている。クランプ機構９は、左右対向して配置された２つのクランプ部材９ａを備えており、一方側のクランプ部材９ａを駆動機構９ｂによって進退させることにより、基板１０を両側からクランプして固定する。
【００１５】
次に基板位置決め部１の上方に配設されたスクリーン印刷機構１１について説明する。図１，図２において、マスク枠１２ａにはスクリーンマスク１２が展張されており、スクリーンマスク１２には、基板１０において印刷対象となる電極１０ａの形状・位置（図３参照）に対応して、パターン孔１２ｂが設けられている。スクリーンマスク１２上にはスキージヘッド１３が配設されている。スキージヘッド１３は、水平な移動プレート１４にスキージホルダ１７に保持されたスキージ１６を昇降させるスキージ昇降機構１５を配設した構成となっている。スキージ昇降機構１５を駆動することによりスキージホルダ１７とともにスキージ１６は昇降して、スクリーンマスク１２の上面に当接する。スキージヘッド１３において、スキージホルダ１７の両側端部には、クリーム半田の外側へのはみ出しを防止するためのはみ出し防止機構１８が配設されている。
【００１６】
図２に示すように、移動プレート１４は縦フレーム２０上にＹ方向に配設されたガイドレール機構２１に結合部材２２を介して結合されている。これにより、移動プレート１４はＹ方向にスライド自在となっており、Ｙ軸移動機構２３を駆動することにより、スキージヘッド１３はＹ方向に水平移動する。
【００１７】
次に図４を参照して、スクリーン印刷機構１１による印刷動作について説明する。まず基板搬送機構８によって基板１０が印刷位置に搬入されると、第２のＺ軸テーブル６を駆動して基板下受部７を上昇させ（矢印ａ）、図４（ａ）に示すように、基板１０の下面を下受けするとともに、基板１０をクランプ部材９ａによって挟み込んでクランプする。そしてこの状態で基板位置決め部１を駆動して基板１０をスクリーンマスク１２に対して位置合わせする。
【００１８】
この後、図４（ｂ）に示すように、第１のＺ軸テーブル５を駆動して基板１０を基板搬送機構８とともに上昇させて（矢印ｂ）スクリーンマスク１２の下面に当接させる。これにより、スキージヘッド１３によるスキージングにおいて、基板１０がスクリーンマスク１２に対して位置決め固定される。そしてこの状態で、ペーストであるクリーム半田１９が供給されたスクリーンマスク１２上でスキージ１６を摺動させる（矢印ｃ）ことにより、パターン孔１２ｂを介して基板１０にはクリーム半田１９が印刷される。
【００１９】
次に、図５、図６，図７を参照して、スキージヘッド１３の詳細構成およびスキージヘッド１３の両側端面に装着されたはみ出し防止機構１８の構成および機能を説明する。図５（ａ）に示すように、スキージヘッド１３は、スキージ昇降機構１５から下方に延出した昇降駆動軸１５ａに、スキージホルダ１７を介して、板状のスキージ１６をスキージング方向（Ｙ方向）に傾斜した姿勢で保持させた構成となっている。スキージホルダ１７は、結合部材１７ｃを介して昇降駆動軸１５ａに結合されており、ホルダ基部１７ａとホルダ基部１７ａの前面に沿って配設された挟み込み部材１７ｂとの間に、板状のスキージ１６を挟み込んで固定する。スキージ１６は、基板１０の印刷幅に応じたＸ方向の幅寸法で製作されている。
【００２０】
図５（ｂ）は、スキージホルダ１７の両側端部にはみ出し防止機構１８を装着した状態を示している。図５（ａ）に示すように、ホルダ基部１７ａにははみ出し防止機構１８の装着用の締結孔１７ｄが設けられており、スキージホルダ１７の両側端部にガイド部材３２を締結ボルト３７によってボルト締結することにより、はみ出し防止機構１８はスキージホルダ１７に基板１０の印刷幅に応じたＸ方向の幅寸法で配設される。
【００２１】
本実施の形態においてはみ出し防止機構１８は、堰き止め部材３０をガイド部材３２にスライド自在に保持させ、堰き止め部材３０を押圧機構によってスクリーンマスク１２に対して押圧する構成となっている。この構成において、堰き止め部材３０はスクリーンマスク１２の上面およびスキージ１６に当接することにより、スクリーンマスク１２上のクリーム半田１９が印刷幅の外側へはみ出すのを防止する機能を有している。
【００２２】
堰き止め部材３０は、押圧状態においてスクリーンマスク１２に当接する水平な摺接部３０ａおよびスキージ１６と同角度で傾斜してガイド部材３２と当接するスライド部３０ｂを有する断面形状となっており、スライド部３０ｂの上面からはガイド部材３２とのスライドにおける案内のためのガイド軸３１が延出している。またホルダ基部１７ａにガイド部材３２が締結された状態でスキージング方向側に延出した延出部３２ａには、図６に示すように、スキージ１６に平行な方向のガイド孔３２ｂが貫通して設けられている。
【００２３】
堰き止め部材３０をガイド部材３２に保持させるには、図６に示すように、ガイド軸３１を下面側からガイド孔３２ｂに嵌合させる。この状態では、スライド部３０ｂの第２摺設面３０ｄは、ガイド部材３２の第１摺設面３２ｃに摺設する。これにより、堰き止め部材３０はガイド部材３２にスキージ１６に対して平行にスライド自在に保持された状態となり、ガイド軸３１は堰き止め部材３０の押圧時の移動方向をガイドする機能を有する。すなわち、上述の押圧機構は、スキージ１６に対して平行に配置され堰き止め部材３０の押圧時の移動方向を案内するガイド軸３１を有する構成となっている。
【００２４】
また堰き止め部材３０の装着状態において、ガイド軸３１を延出部３２ａから抜き出すことにより、堰き止め部材３０をガイド部材３２から取り外すことができる。すなわち堰き止め部材３０は、スキージヘッド１３にホルダ基部１７ａを介して保持されたガイド部材３２にガイド軸３１を嵌脱させることにより、ワンタッチで着脱自在となっている。
【００２５】
次に、上述の押圧時に堰き止め部材３０をガイド軸３１の軸方向に付勢する付勢手段について説明する。図５（ｂ）に示すように、スキージヘッド１３にホルダ基部１７ａを介して固定されたガイド部材３２には、第１磁性部材３５が第１極面としてのＮ極面を堰き止め部材３０の第２摺設面３０ｄに向けた姿勢で固定部材３６によって保持されている。また堰き止め部材３０には、第２極面としてのＳ極面を第１磁性部材３５に向けた姿勢で第２磁性部材３３が保持されている。なお、第１磁性部材３５、第２磁性部材３３の配置方向において、Ｎ極面を第２極面、Ｓ極面を第１極面としてもよい。
【００２６】
上述の構成において、第２磁性部材３３、第１磁性部材３５は異なる極性面を対向させて配置されていることから、第２磁性部材３３、第１磁性部材３５との間には引磁力が作用する。この結果、堰き止め部材３０に外力が作用していない状態では、第２磁性部材３３、第１磁性部材３５の中心位置が一致した状態が最も安定した状態となり、スキージホルダ１７がスクリーンマスク１２から上昇した通常状態ではこの安定状態が維持される。
【００２７】
図７（ａ）は、クリーム半田１９をスキージ１６によってスキージングして基板１０に印刷するスクリーン印刷時におけるはみ出し防止機構１８の機能を示している。この状態ではスクリーンマスク１２に当接した当接面３０ｃには、スキージホルダ１７に作用する印圧Ｆに応じて下面側から押し上げ力が作用する。これにより、堰き止め部材３０は印圧Ｆに応じた変位分だけガイド部材３２に沿ってスライドし、図７（ｂ）に示すように、第１磁性部材３５と第２磁性部材３３との中心はスライド量に相当する位置ずれｄが生じる。そしてこの位置ずれｄは第１磁性部材３５と第２磁性部材３３との間に引磁力ｆを発生させるように作用し、この引磁力ｆにより堰き止め部材３０はスクリーンマスク１２に対して付勢される。
【００２８】
本実施の形態において、堰き止め部材３０をガイド軸３１の軸方向に付勢する付勢手段は、スキージヘッド１３にホルダ基部１７ａを介してＮ極面（第１極面）を堰き止め部材３０に向けた姿勢で保持された第１磁性部材３５と、堰き止め部材３０にＳ極面（第２極面）を第１磁性部材３５に向けた姿勢で保持された第２磁性部材３３とを有する構成となっている。そしてこの付勢手段は、第１極面と第２極面との間に作用する引磁力ｆによって堰き止め部材３０のガイド軸３１の軸方向への付勢を行うようになっている。
【００２９】
このような構成を備えることにより、スクリーン印刷時において堰き止め部材３０を適正な押圧力でスクリーンマスク１２に押しつけることができるとともに、第２磁性部材３３と第１磁性部材３５の間に作用する引磁力によって、堰き止め部材３０をガイド部材３２に密着させることができる。これにより、スクリーン印刷時において、良好なはみ出し防止効果を得ることが可能となっている。さらに、本実施の形態では、従来装置の付勢手段として用いられていたスプリングなどクリーム半田の付着によって汚損しやすい複雑な形状の機構要素を用いていないことから、堰き止め部材３０がクリーム半田の付着などによって汚損した場合にあっても、堰き止め部材３０を容易に取り外してクリーニングなどのメンテナンス作業を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のスクリーン印刷装置は、スクリーンマスク上におけるペーストの印刷幅の外側へのはみ出し防止効果を安定させるとともに、メンテナンス作業の作業性を改善することができるという効果を有し、基板にクリーム半田などのペーストを印刷する分野において有用である。
【符号の説明】
【００３１】
１  基板位置決め部
１０  基板
１１  スクリーン印刷機構
１２  スクリーンマスク
１２ｂ  パターン孔
１３  スキージヘッド
１５  スキージ昇降機構
１６  スキージ
１７  スキージホルダ
１８  はみ出し防止機構
１９  クリーム半田（ペースト）
３０  堰き止め部材
３１  ガイド軸
３２  ガイド部材
３３  第２磁性部材
３５  第１磁性部材
【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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【図７】
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