(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキージの往復動作によりメタルマスクに形成された開口部に半田ペーストを充填して半田パターンをプリント基板に印刷する半田印刷装置であって、
前記プリント基板を保持して、当該プリント基板を前記メタルマスクに対して進退させる印刷ステージと、
試し印刷を行う際に、前記メタルマスクの下部に移動して、当該クリーニングペーパを挟んで前記メタルマスクに接した状態で該クリーニングペーパを繰出し、巻取りを行いながら、前記スキージと連動して動くクリーニングユニットと、を備え、
前記クリーニングユニットは、
前記クリーニングペーパの繰出し・巻取りを行う第１ローラと、
前記第１ローラが前記クリーニングペーパを繰り出した際には、当該繰り出されたクリーニングペーパと同量のクリーニングペーパを巻取り、前記第１ローラが前記クリーニングペーパを巻取る際には、当該巻取るクリーニングペーパと同量のクリーニングペーパを繰り出す第２ローラと、
前記第１ローラと第２ローラとの間に設けられたノズルと、を含んで、
試し印刷を行う際には、
前記クリーニングユニットが前記メタルマスク側に移動して、前記ノズルを前記クリーニングペーパ及び前記メタルマスクを介して前記スキージに当接させ、その後に前記ノズルと前記スキージとの当接状態を保持するように前記クリーニングユニットが前記メタルマスク上を動く前記スキージに連動し、かつ、その際に前記クリーニングペーパが前記メタルマスクに対して静止するように前記第１ローラ及び前記第２ローラが回転駆動されて前記クリーニングペーパの繰出し・巻取を行うことを特徴とする半田印刷機。
【請求項２】
請求項１に記載の半田印刷機であって、
前記クリーニングユニットが、前記第１ローラ又は前記第２ローラから繰り出される前記クリーニングペーパの繰出量と、前記第２ローラ又は前記第１ローラで巻取られる前記クリーニングペーパの巻取量とを同じ量になるように、当該繰出量及び巻取量を計測して前記第１ローラ及び前記第２ローラのお回転制御を行うクリーニングペーパ量規定機構を備えることを特徴とする半田印刷機。
【請求項３】
請求項２に記載の半田印刷機であって、
前記クリーニングペーパ量規定機構は、前記第１ローラ及び前記第２ローラ側に設けられた２つのホイール部と、
前記ホイール部の回転量を計測する計測器と、
前記計測器からの計測結果に基づき前記第１ローラ及び前記第２ローラの回転を駆動制御する制御部と、
を備えることを特徴とする半田印刷機。
【請求項４】
請求項３に記載の半田印刷機であって、
前記ホイール部は、対をなして前記クリーニングペーパの幅端を挟持するホイールを有し、
該ホイールが前記クリーニングペーパに接する外周縁部に滑止め部が形成されていることを特徴とする半田印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半田印刷機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品等をプリント基板に半田付けする場合に、当該プリント基板に予め半田パターンを形成し、その上に電子部品を載置して半田を溶融させることにより半田付けする技術が知られている。このとき半田パターンは、プリント基板にメタルマスクを載置し、このメタルマスクの開口部に半田ペーストを充填して形成される。
【０００３】
かかる半田パターン印刷技術に関して、幾つかの提案がなされている。例えば、特開平４−２４７６８７号公報においては、十分に混練された半田ペーストをメタルマスクの開口部に充填するために、メタルマスクとプリント基板との間にクリーニングペーパを配置して、半田ペーストの混練を行う技術が提案されている。このときのクリーニングペーパは、混練時に半田ペーストがプリント基板に付着するのを防止するために用いられている。
【０００４】
また、特開２００７−１９６５６２号公報においては、所定枚数のプリント基板に半田パターンが形成される毎にメタルマスクのクリーニングを行い、その際にプリント基板を保護するための清掃用フィルムをメタルマスクの裏面に配置する技術が提案されている。
即ち、清掃時には、清掃用フィルムの巻かれた巻取ローラがプリント基板を覆うように移動しながら清掃用フィルムを繰出して、当該プリント基板を保護する。そして、清掃が完了すると、巻取ローラは繰り出された清掃用フィルムを巻取りながら位置まで戻る。
【０００５】
また、特開２０１２−０７６４３２号公報には、クリーニングペーパの送り出し量を安定させるために、ペーパロールの回転に対して制動をかけるブレーキ機構を設ける構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２４７６８７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９６５６２号公報
【特許文献３】特開２０１２−０７６４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開平４−２４７６８７号公報にかかる構成では、クリーニングペーパをプリント基板とメタルマスクとの間に配置する機構等については提案されていない。
【０００８】
また、特開２００７−１９６５６２号公報にかかる構成では、クリーニングペーパによりプリント基板が覆われるように、自転する巻取ローラがクリーニングペーパを繰出し、巻取りを行いながら移動する構成である。このとき、クリーニングペーパの弛み等を抑制刷る必要があり、そのためには当該クリーニングペーパの繰出量、巻取り量、そして移動量を連動して制御しなければならない。しかし、上記特許文献では、かかる構成について開示されていない。
【０００９】
さらに、特開２０１２−０７６４３２号公報にかかる構成では、クリーニングペーパの送り出し量を安定させるために、ペーパロールの回転に制動を与えるブレーキ機構を設けているが、ペーパロールの巻取径は、クリーニングペーパの繰出量や巻取量に依存して変化するため、当該ペーパロールの回転量からクリーニングペーパの繰出量、巻取量を正確に判断することが困難である。また、制動動作にも時間的マージンが必要になり、正確な制御が困難であった。
【００１０】
このような問題により各特許文献にかかる構成では半田パターンの形成作業効率を向上させることが困難であった。
【００１１】
通常、プリント基板に半田パターンを形成する際には、事前に適正な半田パターンが形成できる条件を確認する必要がある。かかる条件は、試し印刷を行うことにより取得される。
【００１２】
無論、試し印刷をプリント基板に対して行うことも可能であるが、歩留まりの観点から好ましくない。
このためプリント基板をマスキングして半田パターンが付着しないようにしたり、プリント基板に対して試し印刷を行い、その後に当該プリント基板に形成された半田パターンを除去して製品工程に戻すような作業が必要となる。
半田パターンを除去する作業は人手が必要になるため、試し印刷の自動化が行えない。従って、半田パターンの形成作業効率の向上が困難である。
また、プリント基板の基板面をマスキングする処理では、例えば特開２００７−１９６５６２号公報や特開２０１２−０７６４３２号公報にかかる技術の利用が考えられる。この場合にはクリーニングペーパが弛んだりしないことが必要となるが、上述したようにかかる弛みを抑制することが困難であった。
【００１３】
そこで、本発明の主目的は、簡単な構成で、試し印刷工程を含めて半田パターンの形成が全自動化できるようにした半田印刷機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、スキージの往復動作によりメタルマスクに形成された開口部に半田ペーストを充填して半田パターンをプリント基板に印刷する半田印刷装置にかかる発明は、プリント基板を保持して、当該プリント基板をメタルマスクに対して進退させる印刷ステージと、試し印刷を行う際に、メタルマスクの下部に移動して、当該クリーニングペーパを挟んでメタルマスクに接した状態で該クリーニングペーパを繰出し、巻取りを行いながら、スキージと連動して動くクリーニングユニットと、を備え、クリーニングユニットは、クリーニングペーパの繰出し・巻取りを行う第１ローラと、第１ローラがクリーニングペーパを繰り出した際には、当該繰り出されたクリーニングペーパと同量のクリーニングペーパを巻取り、第１ローラがクリーニングペーパを巻取る際には、当該巻取るクリーニングペーパと同量のクリーニングペーパを繰り出す第２ローラと、第１ローラと第２ローラとの間に設けられたノズルと、を含んで、試し印刷を行う際には、クリーニングユニットがメタルマスク側に移動して、ノズルをクリーニングペーパ及びメタルマスクを介してスキージに当接させ、その後にノズルとスキージとの当接状態を保持するようにクリーニングユニットがメタルマスク上を動くスキージに連動し、かつ、その際にクリーニングペーパがメタルマスクに対して静止するように第１ローラ及び第２ローラが回転駆動されてクリーニングペーパの繰出し・巻取を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡単な構成で、試し印刷工程を含めて半田パターンの形成が全自動化できるようになり、半田パターンの形成作業効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】試し印刷を行っている半田印刷機の側面図である。
【図２】試し印刷を行っている半田印刷機の斜視図である。
【図３】試し印刷工程を示した図で、（ａ）はスキージが図面右方向に移動して試し印刷を行っている状態、（ｂ）はスキージが図面左方向に移動して試し印刷を行っている状態、（ｃ）は試し印刷が完了した状態を示す図である。
【図４】クリーニングペーパ量規定機構を設けた半田印刷機の側面図である。
【図５】ホイール部の正面図である。
【図６】クリーニングペーパ量規定機構を備えた半田印刷機の動作を示す図で、（ａ）はスキージが図面右方向に移動して試し印刷を行っている状態、（ｂ）はスキージが図面左方向に移動して試し印刷を行っている状態、（ｃ）は試し印刷が完了した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態にかかる半田印刷機２により試し印刷を行っている際の当該半田印刷機２の側面図であり、図２は斜視図である。
【００１８】
半田印刷機２は、印刷ステージ１０、クリーニングユニット２０を主要構成とする。なお、符号４はクリーニングペーパ、符号５はメタルマスク、符号６はスキージ、符号７は半田ペースト、符号８はプリント基板を示している。印刷ステージ１０は、図１においてのみ図示し、図２及び後述する他の図では図示省略している。
【００１９】
この半田印刷機２は、試し印刷処理、清掃処理、印刷処理を全自動で行うことができる。試し印刷処理はクリーニングペーパ４に半田パターンを印刷する処理であり、印刷処理はプリント基板８に半田パターンを印刷する処理である。
【００２０】
また、清掃処理は、メタルマスク清掃処理と基板清掃処理との総称である。メタルマスク清掃処理は、メタルマスク５におけるプリント基板８側の面（被清掃面）及び、メタルマスク５に形成された開口部５ａの内側面（被清掃面）を清掃する処理である。基板清掃処理は、半田パターンが印刷されるプリント基板８の面（被清掃面）を清掃する処理である。
【００２１】
メタルマスク５には、転写（印刷）する半田パターンに対応した上記の開口部５ａが形成されている。スキージ６は、メタルマスク５の面上を摺動して、当該メタルマスク５上の半田ペースト７を混練しながら開口部５ａに充填する。
【００２２】
印刷ステージ１０は、半田パターンが印刷されるプリント基板８を保持するテーブルであり、メタルマスク５に対して進退可能に設けられている。即ち、図１において、印刷ステージ１０は上下動する。
【００２３】
クリーニングユニット２０は、第１ローラ２１、第２ローラ２２、引出バー２３、ノズル２４を含んで、図１において上下左右方向に移動可能に設けられている。なお、クリーニングユニット２０が左右方向に移動する際には、スキージ６と連動して移動する。この動作理由については、後述する。
【００２４】
第２ローラ２２にはクリーニングペーパ４が巻回されて、ステッピングモータ等のモータ３８により回転駆動される。そして、クリーニングペーパ４を繰り出し、または繰り出したクリーニングペーパ４で未使用なクリーニングペーパ４を巻取る。
【００２５】
引出バー２３は棒体で、クリーニングペーパ４の幅方向に掛け渡されて、当該クリーニングペーパ４が折り返す折り返し端をなしている。なお、引出バー２３とクリーニングペーパ４との摩擦を少なくするために、当該引出バー２３を回転自在な棒体にしてもよい。
【００２６】
第１ローラ２１は、ステッピングモータ等のモータ３７により回転駆動される。このとき、第１ローラ２１は、第２ローラ２２がクリーニングペーパ４を繰り出しているときは巻取りを行い、第２ローラ２２がクリーニングペーパ４を巻取っているときは繰り出しを行う。
【００２７】
ノズル２４は、一端面が摺動部をなして、クリーニングペーパ４の幅方向に延設されている。そして、ノズル２４は、メタルマスク５側及びプリント基板８側に１８０度回転できるようになっている。また、摺動部は、例えばバキューム機能を持つ。
【００２８】
次に、上記構成の半田印刷機における試し印刷動作を説明する。図３は、試し印刷工程を示した図で、（ａ）はスキージ６が図面右方向に移動して試し印刷を行っている状態、（ｂ）はスキージ６が図面左方向に移動して試し印刷を行っている状態、（ｃ）は試し印刷が完了した状態を示している。なお、図３（ａ）と図３（ｂ）とは、いずれも試し印刷の状態を示し、実際にはいずれか一方で行われる。
【００２９】
試し印刷を開始する際には、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、クリーニングユニット２０が上昇して、ノズル２４がクリーニングペーパ４を挟んでメタルマスク５に接すると停止する。
【００３０】
この状態で、メタルマスク５の面上をスキージ６が動く。スキージ６が図３（ａ）に示すように図面右方向に動くと、第１ローラ２１及び第２ローラ２２は回転すると共に、クリーニングユニット２０はスキージ６と連動して図面右方向に動く。このとき、第１ローラ２１及び第２ローラ２２は、ノズル２４と一緒に動き、かつ、クリーニングペーパ４がメタルマスク５に対して摺動しないように、クリーニングペーパ４の繰出し、巻取りを行う。スキージ６が図３（ｂ）に示すように図面左方向に動く場合も同様で、第１ローラ２１及び第２ローラ２２が回転すると共に、クリーニングユニット２０はスキージ６に連動して図面左方向に動く。そして、第１ローラ２１及び第２ローラ２２は、ノズル２４と一緒に動き、かつ、クリーニングペーパ４がメタルマスク５に対して摺動しないように、クリーニングペーパ４の繰出し、巻取りを行う。
【００３１】
これにより、半田パターンがクリーニングペーパ４に印刷されて、試し印刷が終了する。その後、クリーニングユニット２０は下降して、初期位置に戻り、図３（ｃ）の状態となる。
【００３２】
このとき、印刷された半田パターンが、例えば、図３（ｂ）のように、引出バー２３を跨ぐ場合がある。このような場合には、試し印刷した半田パターンの状態を確認することが困難になるので、第１ローラ２１及び第２ローラ２２を適宜回転させて、図３（ｃ）に示すように半田パターンが、引出バー２３を跨がないようにすることが好ましい。図３（ｂ）の場合には、第１ローラ２１及び第２ローラ２２を反時計回りに回転されて、図３（ｃ）の状態とする。
【００３３】
なお、上記説明では、クリーニングペーパ４がメタルマスク５に対して摺動しないように、第１ローラ２１及び第２ローラ２２がクリーニングペーパ４の繰出し、巻取りを行うことを述べた。これはメタルマスク５に形成された開口部５ａの大きさや間隔の半田パターンがクリーニングペーパ４に正確に形成できるようにするためである。
【００３４】
従って、クリーニングペーパ４の繰出速度や巻取速度を正確に計測して、第１ローラ２１や第２ローラ２２の回転速度を制御する必要がある。しかし、第１ローラ２１や第２ローラ２２は、回転に伴い巻取径が変化するため、ローラの回転量を計測しても、クリーニングペーパ４の繰出量や巻取量を正確に制御できない。
【００３５】
そこで、本実施形態では、繰出し、巻取量が制御できるクリーニングペーパ量規定機構３０を設けている。図４は、クリーニングペーパ量規定機構３０を設けた半田印刷機２の側面図を示している。
【００３６】
クリーニングペーパ量規定機構３０は、第１ローラ２１側に設けられたホイール部３１と、第２ローラ２２側に設けられたホイール部３２とを備える。このホイール部３１とホイール部３２とは、同じ構成であるので、ホイール部３１を例に説明する。図５は、ホイール部３１の正面図である。但し、図５においては、クリーニングペーパ４も合わせて図示している。
【００３７】
ホイール部３１は、ホイール軸３１ａ、このホイール軸３１ａの両端に取り付けられた外周面に突起を有する概ね平歯車状のホイール３１ｂを備える。ホイール３１ｂを概ね平歯車状に形成したのは、クリーニングペーパ４に対する滑りを抑制するためである。
【００３８】
ホイール部３１又はホイール部３２には、回転計（計測器）３５が設けられている。従って、クリーニングペーパ４の繰出量、及び、巻取量は、ホイール部３１又はホイール部３２の回転量として計測される。そこで、この回転量から制御部３６により第１ローラ２１や第２ローラ２２の回転駆動量が算出されて、第１ローラ２１や第２ローラ２２のモータの回転が制御される。
【００３９】
図６は、図３に対応した、クリーニングペーパ量規定機構３０を備えた半田印刷機２の動作を示す図で、（ａ）はスキージ６が図面右方向に移動して試し印刷を行っている状態、（ｂ）はスキージ６が図面左方向に移動して試し印刷を行っている状態、（ｃ）は試し印刷が完了した状態を示している。基本的動作は、図３に示す場合と同様であるので説明を省略する。
【００４０】
なお、印刷処理は、上述した試し印刷の結果に基づき取得された印刷条件で行われる。この場合、クリーニングユニット２０は、メタルマスク５及びプリント基板８が載置された印刷ステージ１０と干渉しないように、これらから待避する。そして、印刷ステージ１０が上昇してプリント基板８をメタルマスク５と密着させる。その後、スキージ６が摺動することにより半田パターンがプリント基板８に印刷できる。
【００４１】
また、清掃処理は、上述した試し印刷におけるスキージ６が動作していない状態でクリーニングユニット２０がマスク面に沿って動くことにより行われる。
【００４２】
以上説明した構成により、試し印刷も含めた半田印刷機の全行程が自動化できるようになり、作業効率が向上する。
【符号の説明】
【００４３】
２    半田印刷機
４    クリーニングペーパ
５    メタルマスク
５ａ    開口部
６    スキージ
７    半田ペースト
８    プリント基板
１０    印刷ステージ
２０    クリーニングユニット
２１    第１ローラ
２２    第２ローラ
２３    引出バー
２４    ノズル
３０    クリーニングペーパ量規定機構
３１    ホイール部
３１ａ    ホイール軸
３１ｂ    ホイール
３２    ホイール部
３５    計測器（回転計）
３６    制御部
３７、３８    モータ
【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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