(57)【要約】  【課題】  従来反りのある基板が印刷機上に配置されると、基板をテーブル面上に保持することが難しく、位置ずれが発生して正確な印刷を行うことができないという問題が発生している。  【解決手段】  本発明のスクリーン印刷機は、基板マーク認識カメラを移動位置決めするためのカメラＸ軸移動フレーム上に、Ｙ軸方向にスライド機構を備え、かつ上下方向に動可能な基板押さえ板を備えた基板反り矯正手段を配設したことを特徴とする。  【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板搬入コンベアと、基板搬出コンベアと、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の移動機構と昇降機構とを備えた印刷テーブルと、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、スキージと、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と、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、
前記カメラを移動し撮像位置の位置決めするカメラＸ軸移動フレームに、上下動可能な基板反り矯正手段を設けたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
前記基板反り矯正手段は、前記カメラＸ軸フレーム上で、Ｙ軸方向に移動可能に設けてあることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷機。
【請求項３】
前記基板反り矯正手段は、上下シリンダと上下シリンダの先端に取り付けられた中継板と基板押さえ板及び基板押さえ板取り付け金具を備え、基板押さえ板取り付け金具を介して基板押さえ板と中継板を固定する構成としたことを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷機。
【請求項４】
前記基板押さえ板の材質が導電性プラスチックであることを特徴とする請求項３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、反りのある薄い基板に印刷する場合において、基板の反りを矯正して確実に基板吸着治具に基板を密着させて、良好な印刷性能を得るために好適な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に記載のように、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、装置に搬入され、印刷テーブルに載置された基板の位置とマスクの位置を、カメラで撮像された画像に基づいて位置決めし、その後、テーブル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開口部にクリームはんだ等のペーストを充填し、さらにテーブルを下降して、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ものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１１４４０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よってクリームはんだ等の電子材料ペーストを供給される電子回路基板は、一般に複合材料によって構成されるため、均一な平板ではなく、反っていることがある。一方、フレキシブル基板のような厚さが薄い基板の場合には、基板の側面を押さえる一般的なクランプ方法を用いることができない。このため、基板吸着治具を印刷テーブル上に配設し、吸着治具に基板を吸着することによって基板を印刷テーブル上に拘束する方法が用いられる。しかしこの場合、基板が反っていると吸着治具上面と基板下面との間に隙間ができ、吸着治具が基板を確実に吸着固定できないことがある。このときには印刷中に基板がずれてしまうため、印刷不良となることが多い。
【０００５】
本発明は簡便且つ効果的に基板の反りを矯正し、不規則な反りのある薄い基板に対しても確実に基板吸着治具に基板を密着させることによって、良好な印刷性能を得るための手段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、基板マーク認識カメラを移動位置決めするためのカメラＸ軸移動フレーム上に上下動可能な基板反り矯正手段を配設することを特徴とする。さらに、基板反り矯正手段の取り付け位置をカメラＸ軸移動フレーム上でＹ方向に移動可能とすることによって、印刷する基板のサイズに応じて、基板反り矯正手段が常に基板の中央付近を押さえることができるようにし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って、効果的に基板の反りを矯正し、反りのある薄い基板に対しても確実に基板吸着治具に基板を密着させて、良好な印刷性能を得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１乃至図９を用いて詳しく説明する。
【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を図示していないモータにより回転させることで駆動される。
【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。印刷テーブル１０は、ＸＹθの各方向に移動させるための駆動機構を備えた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。印刷テーブル１０の上面側には基板受け取りコンベア１２が別設されており、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。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。ＣＣＤカメラ１６はマスク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、位置を認識するものである。また、後述するが印刷テーブル１０の上面には基板１５をテーブル上に固定するための基板吸着治具が設けてある。
【００１２】
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。
【００１３】
電子材料ペーストを印刷される基板１５は、基板搬送コンベア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部（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る。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の駆動部を動作させて、ずれがなくなるようにＸＹθテーブル１１を動かして、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を上昇させ、基板１５とマスク８を接触させる。そして、スキージ昇降シリンダ６によってスキージ５が下降し、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に設けてある開口部に充填される。スキージ５は一定距離ストロークした後に上昇すると印刷テーブル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。
【００１４】
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。
【００１５】
本発明では、上記の印刷工程において反りのある基板１５が供給された場合でも適正な印刷が行われるように工夫を施してある。そのために用いられるのが基板反り矯正手段１７である。
【００１６】
以下、その工夫について説明する。図２は図１のＡ−Ａ矢示図である。
【００１７】
図２において図１と同一の記号を付した要素は図１と同一の要素を示す。
【００１８】
図２において、１８は印刷テーブル１０上に配設された基板吸着治具である。基板吸着治具１８の上面には真空吸着孔（図示せず）が開口しており、基板吸着治具１８の上面に搬入された基板１５（図示せず）を真空によって吸着固定する機能を備えている。
【００１９】
カメラＸ軸移動フレーム１９は、基板マーク認識用のＣＣＤカメラ１６を移動させ、撮像位置に位置決めするためのものである。カメラＸ軸移動フレーム１９は、カメラＸ軸駆動モータ２０とボールねじ２１及びリニアガイド２２からなるカメラＸ軸位置決め機構によってＸ軸方向に位置決めされる。カメラＸ軸移動フレーム１９上にはカメラＹ軸駆動モータ２３が配設されており、カメラ１６はカメラＹ軸駆動モータ２３とボールねじ２４からなるカメラＹ軸位置決め機構によってＹ軸方向に位置決めされる。
【００２０】
基板反り矯正手段１７はカメラＸ軸移動フレーム１９に取り付けられている。ここにおいて、基板反り矯正手段１７は、カメラＸ軸移動フレーム１９のＹ軸方向に対してその位置を容易に調整することができるように、スライド機構（図示せず）を介してカメラＸ軸移動フレーム１９に結合されている。なお、図２において、２５はマスク清掃装置、２６は制御装置であるが、その説明は本発明にとって重要ではないため割愛する。
【００２１】
図３は図２のＢ−Ｂ矢示図であり、基板反り矯正手段１７の構造の一例を説明するための図である。
【００２２】
図３において、図1及び図２と同一の記号を付した部品は、図１及び図２と同一の部品である。基板押さえ板１７１は、中継板１７３を介して基板押さえ板取り付け金具１７４により上下シリンダ１７２に取り付けられている。上下シリンダ１７２はカメラX軸移動フレーム１９にブラケット１７５を介して取り付けてある。基板押さえ板１７１は、基板に傷をつけず、かつ静電気の除去も可能とするために、例えば導電性プラスチック板で形成するのが好適である。また、取り付け金具１７４を介して基板押さえ板１７１と中継板１７３を固定する構成とすることによって、基板１５のサイズが変わった場合でも、基板サイズに応じて適した基板押さえ板と容易に交換できる。
【００２３】
以下、図４乃至図９を用いて本発明の基板反り矯正装置を備えたスクリーン印刷機の動作を説明する。
【００２４】
図４は印刷テーブル１０上に配設された、基板吸着治具１８上に基板１５が搬入された状態を示す図である。ここで、搬入された基板１５には不規則な反りがあり、このままの状態で吸着動作を行っても基板１５を基板吸着治具１８上に吸着固定することができない。そこで、カメラＸ軸移動フレーム及びＹ軸方向へのスライド機構を動作させて、基板反り矯正手段１７の基板押さえ板１７１を図５に示したように基板１５の真上に移動させる。
【００２５】
その後、基板反り矯正装置１７を印刷テーブル１０上に移動する。そして、図６に示すように、基板反り矯正装置１７の上下シリンダ１７２を伸長させることで、基板押さえ板１７１で基板１５の全面を押さえてその反りを矯正する。これによって、基板１５の下面が基板吸着治具１８の上面に確実に密着する。基板吸着治具１８の上面に密着された状態で吸着動作を行うことで、基板１５は基板吸着治具１８に吸着固定される。基板１５が基板吸着治具１８に吸着固定されると、図７に示すように上下シリンダ１７２を縮めて、基板１５面から基板押さえ板１７１を離間させる。その状態でカメラＸ軸移動フレーム１９を移動させてＣＣＤカメラ１６が基板１５上に配設されたフィデューシャルマークを撮像する。図８は基板マーク認識カメラ１６が基板１５上に配設されたフィデューシャルマークの上に移動してマークを撮像している状態を示す図である。
【００２６】
これらの一連の動作を終了すると、カメラ１６及び基板反り矯正装置１７は図９に示すようにその待機位置に戻り、それ以後は一連の印刷動作が繰り返し実行される。
【００２７】
以上の説明では基板が基板吸着治具１８に吸着保持できない場合を例にして説明したが、基板の反りが小さく不完全ではあるが基板を吸着保持できる場合に、この基板矯正機構を動作させない場合は、基板とマスクの位置合わせが確実に行えなくなる場合が発生する。すなわち、基板のそり又はたわみにより、基板側の位置合わせマークが設計値よりずれた状態になるためである。
【００２８】
従って前述のように、基板反り矯正機構を動作させることで、基板に反りやたわみがあってもテーブル上に基板を密着保持できるために、基板とマスクの位置ずれ補正が確実に行うことができ、精度の良い印刷が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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】図2は本図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図3は図２のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】本発明のスクリーン印刷機の動作を説明するためのＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】本発明のスクリーン印刷機の動作を説明するためのＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】本発明のスクリーン印刷機の動作を説明するためのＢ−Ｂ矢視図である。
【図７】本発明のスクリーン印刷機の動作を説明するためのＢ−Ｂ矢視図である。
【図８】本発明のスクリーン印刷機の動作を説明するためのＢ−Ｂ矢視図である。
【図９】本発明のスクリーン印刷機の動作を説明するためのＢ−Ｂ矢視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…印刷機の本体フレーム、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、１６…ＣＣＤカメラ、１７…基板反り矯正手段、１８…基板吸着治具、１９…カメラＸ軸移動フレーム。
【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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【図８】
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【図９】
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