(57)【要約】【課題】機内の温度調節を低コストで行う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。【解決手段】マスクプレート２２に基板を当接させスキージ２６を摺動させることにより、基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置において、装置本体部と独立して設けられた低価格の汎用型のクーラユニットによって供給される冷気を送風ダクト５を介して冷気取込部６に導き、機内空間３ａを冷却する。温度制御は、温度センサ２７の温度検出結果に基づいて冷気供給制御部９によって冷気取込部６に設けられた冷気開閉用のダンパ８をオンオフ制御して行う。【選択図】図３
2007168090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、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位置決めする基板位置決め部と、前記スキージを前記マスクプレートに対して押圧するとともにマスクプレート上で水平移動させて印刷動作を行わせるスクリーン印刷部と、前記基板位置決め部およびスクリーン印刷部を閉囲するカバー部と、前記カバー部の外部に設けられ周囲の大気を吸引して外部雰囲気温度よりも低温の冷気を供給する冷気供給手段と、前記冷気供給手段から供給される冷気を前記カバー部内に導入する冷気導入手段と、前記冷気導入手段による送気経路を開閉する開閉手段と、前記カバー部内において前記マスクプレートの近傍に設けられた温度検出手段と、前記温度検出手段による温度検出結果に基づいて前記開閉手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする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設けられたスクリーンマスクを基板に当接させ、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、良好な印刷品質を確保するため印刷時のペーストの粘度を適切に保つ必要がある。このため、従来よりスクリーン印刷装置にはマスクプレート上に供給されたペーストの温度を所定温度範囲に保つための温調装置を備えたものが多い（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献例においては、温調機能を備えたエアコンユニットをスクリーン印刷装置に付設し、マスクプレート近傍に設けられた温度センサの温度計測結果をフィードバックしてエアコンユニットから供給される空気の温度を制御することにより、マスクプレート近傍の温度を調節するようにしている。これにより、マスクプレート上に供給されたクリーム半田の温度を適正印刷温度に高い精度で保持し、印刷品質を確保することが可能となっている。
【特許文献１】特開平５−１１６２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなエアコンユニットは、対象とするクリーム半田の粘度調整が難しく高精度の温度制御を必要とする用途を想定して、従来より採用されていたものである。ところが近年の電子部品実装分野において使用されるクリーム半田には、ラフな温度制御によって十分に印刷品質を確保可能で、取り扱いが容易なタイプのものが広く用いられるようになってきている。しかしながら特許文献例を含め、従来装置には機内の温度調節用として前述のような高精度の温調機能を備えたエアコンユニットを採用していたため、価格が高く設備費用を増大させるという難点があった。
【０００５】
そこで本発明は、機内の温度調節を低コストで行う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】
【０００６】
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マスクプレートに基板を当接させ、前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、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位置決めする基板位置決め部と、前記スキージを前記マスクプレートに対して押圧するとともにマスクプレート上で水平移動させて印刷動作を行わせるスクリーン印刷部と、前記基板位置決め部およびスクリーン印刷部を閉囲するカバー部と、前記カバー部の外部に設けられ周囲の大気を吸引して外部雰囲気温度よりも低温の冷気を供給する冷気供給手段と、前記冷気供給手段から供給される冷気を前記カバー部内に導入する冷気導入手段と、前記冷気導入手段による送気経路を開閉する開閉手段と、前記カバー部内において前記マスクプレートの近傍に設けられた温度検出手段と、前記温度検出手段による温度検出結果に基づいて前記開閉手段を制御する制御手段とを備えた。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カバー部の外部に設けられた簡易・低価格の冷気供給手段から供給される冷気を簡易構成の開閉手段を介してカバー部内に導く構成を採用することにより、機内の温度調節を低コストで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の構成説明図、図２は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は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４（ａ）は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置における温度調節用のダンパ開閉機構の構成説明図、図４（ｂ）は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置における温度調節用のダンパ開閉機構の動作タイムチャート、図５は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置における温度調節動作の動作説明図である。
【０００９】
まず図１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１は、カバー体３によって内部機構を閉囲された装置本体部２と、クーラユニット４とで構成されている。装置本体部２は上流側装置から搬入される印刷対象の基板に対してペーストであるクリーム半田を印刷する機能を有しており、クーラユニット４は装置本体部２においてカバー部３の内部を冷却するための冷気を発生する機能を有している。クーラユニット４は機構が簡略化された低価格の汎用型スポットクーラであり、周囲の外気を吸い込んで装置固有の定格冷却能力に応じて冷却し、定格送風容量に応じた風量の冷気を供給する。
【００１０】
すなわち、クーラユニット４はカバー部３の外部に設けられ、周囲の大気を吸引して外部雰囲気温度よりも低温の冷気を供給する冷気供給手段となっている。発生した冷気は送風ダクト５を介して装置本体部２に設けられた冷気取込部６に導かれ、カバー部３の内部に吹き出される。これにより、外気温度の上昇や内部機構の発熱による温度上昇に拘わらず、装置本体部２の内部温度は所定温度範囲内（例えば２０℃〜２５℃）に保たれる。
【００１１】
次に、図２，図３を参照して、装置本体部２の内部構造について説明する。図２において、スクリーン印刷装置の本体機構部は、基板位置決め部１１の上方に、スクリーン印刷部を配設して構成されている。基板位置決め部１１は、印刷対象の基板を保持してスクリーン印刷部のマスクプレートに対して位置決めする機能を有しており、スクリーン印刷部は、下面側に基板が当接した状態のマスクプレートに対してスキージを押圧するとともにマスクプレート上で水平移動させて、印刷動作を行わせる機能を有している。カバー部３は、基板位置決め部１１およびスクリーン印刷部を、開閉自在に閉囲するように構成されている。
【００１２】
基板位置決め部１１は、Ｙ軸テーブル１２、Ｘ軸テーブル１３およびθ軸テーブル１４を段積みし、更にその上に第１のＺ軸テーブル１５、第２のＺ軸テーブル１６を組み合わせて構成されている。第１のＺ軸テーブル１５の構成を説明する。θ軸テーブル１４の上面に設けられた水平なベースプレート１４ａの上面側には、同様に水平なベースプレート１５ａ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１５ａは、複数の送りねじ１５ｃをモータ１５ｂによってベルト１５ｄを介して回転駆動する構成のＺ軸昇降機構によって昇降する。
【００１３】
ベースプレート１５ａには垂直フレーム１５ｅが立設されており、垂直フレーム１５ｅの上端部には基板搬送機構１８が保持されている。基板搬送機構１８は基板搬送方向（Ｘ方向−−図２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２０の両端部を支持して搬送する。第１のＺ軸テーブル１５を駆動することにより、基板搬送機構１８によって保持された状態の基板２０を、基板搬送機構１８とともに後述するスクリーン印刷機構に対して昇降させることができる。図２に示すように、基板搬送機構８は上流側（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２０は基板搬送機構１８によって搬送され、さらに基板位置決め部１１によって位置決めされる。そして後述するスクリーン印刷機構によって印刷が行われた後の基板２０は、基板搬送機構１８によって下流側に搬出される。
【００１４】
第２のＺ軸テーブル１６の構成を説明する。基板搬送機構１８とベースプレート１５ａの中間には、水平なベースプレート１６ａ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１６ａは、複数の送りねじ１６ｃをモータ１６ｂによってベルト１６ｄを介して回転駆動する構成のＺ軸昇降機構によって昇降する。ベースプレート１６ａの上面には、上面に基板２０を保持する下受け面が設けられた基板下受部１７が配設されている。
【００１５】
第２のＺ軸テーブル１６を駆動することにより、基板下受部１７は基板搬送機構１８に保持された状態の基板２０に対して昇降する。そして基板下受部１７の下受け面が基板２０の下面に当接することにより、基板下受部１７は基板２０を下面側から支持する。基板搬送機構１８の上面にはクランプ機構１９が配設されている。クランプ機構１９は、左右対向して配置された２つのクランプ部材を備えており、一方側のクランプ部材を駆動機構によって進退させることにより、基板２０を両側からクランプして固定する。
【００１６】
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部について説明する。図２，図３において、マスクホルダ２８によって保持されたマスク枠２１にはマスクプレート２２が展張されており、マスクプレート２２には、基板２０におおいて印刷対象となる電極の形状・位置に対応して、パターン孔２２ａが設けられている。マスクプレート２２上にはスキージヘッド２３が配設されている。スキージヘッド２３は、スキージ２６を昇降させるスキージ昇降機構２５を、水平なプレート２４に配設した構成となっている。スキージ昇降機構２５を駆動することによりスキージ２６は昇降し、マスクプレート１２の上面に当接する。
【００１７】
図３に示すように、縦フレーム３１上にはガイドレール３２がＹ方向に配設されており、ガイドレール３２にスライド自在に嵌合したスライダ３３は、ブロック３４を介してプレート２４の両端に結合されている。これにより、スキージヘッド２３はＹ方向にスライド自在となっている。プレート２４は、ナット３６、送りねじ３５および送りねじ３５を回転駆動するスキージ移動用モータ（図示省略）より成るスキージ移動手段によりＹ方向に水平移動する。
【００１８】
次にスクリーン印刷機構による印刷動作について説明する。まず基板搬送機構１８によって基板２０が印刷位置に搬入されると、第２のＺ軸テーブル１６を駆動して基板下受部１７を上昇させ、基板２０の下面を下受けする。そしてこの状態で基板２０をクランプ機構１９によって挟み込んで固定し、基板位置決め部１１を駆動して基板２０をマスクプレート２２に対して位置合わせする。
【００１９】
この後、第１のテーブル１５を駆動して基板２０を基板下受部１７とともに上昇させてマスクプレート２２の下面に当接させる。そしてこの状態で、ペーストであるクリーム半田が供給されたマスクプレート２２上でスキージ２６を摺動させるスキージング動作を行うことにより、クリーム半田はスキージ２６によって掻き寄せられる。これによりマスクプレート２２のパターン孔を介して基板２０にクリーム半田が印刷される。
【００２０】
次に、図３を参照して、クーラユニット４から供給される冷気をカバー部３の内部の機内空間３ａ内に導入する冷気導入機構について説明する。図３に示すように、カバー部３の頂板の略中央部には、冷気取込部６が配設されている。冷気取込部６は３方向の接続口６ａ、６ｂ、６ｃが設けられたＴ型管継手の基本形状を有している。側方に延出した冷気接続口６ａにはクーラユニット４からの冷気を供給する送風ダクト５が接続されており、上方に延出した冷気放出口６ｂは外気に開放されている。
【００２１】
下方に延出した冷気吹き出し口６ｃは、カバー部３の頂板を貫通してカバー部３の内部に突出し、カバー部３の機内空間３ａの上部に設けられた冷気拡散部１０の冷気溜め空間１０ａ内に開口している。冷気拡散部１０は、冷気吹き出し口６ｃから冷気溜め空間１０ａ内に吹き出された冷気を、機内空間３ａ内の広い範囲に均一に吹き出させるための冷気拡散板１０ｂを備えている。送風ダクト５、冷気取込部６、冷気拡散部１０は、冷気供給手段であるクーラユニット４から供給される冷気をカバー部３内に導入する冷気導入手段となっている。
【００２２】
冷気取込部６の内部には、冷気接続口６ａから送給された気体を冷気放出口６ｂまたは冷気吹き出し口６ｃへ選択的に流通させるための回転式のダンパ８が設けられている。冷気取込部６の側面に配設されたダンパ駆動シリンダ７のロッド７ａは、ダンパ軸８ａ廻りに９０°の回動が許容されて軸支されたダンパ８に結合されている。ロッド７ａが突出することにより、ダンパ８は図３に示すように、４５°方向に位置し、これにより冷気接続口６ａと冷気吹き出し口６ｃとを連通させる。またロッド７ａが没入することにより、ダンパ８は１３５°方向に位置し、これにより冷気接続口６ａと冷気放出口６ｂとを連通させる。これにより、送風ダクト５を介して冷気取込部６に供給された冷気をカバー部３内に送気する送気経路は、ダンパ８を備えた冷気取込部６によって開閉される。したがってダンパ８を備えた冷気取込部６は、冷気導入手段による送気経路を開閉する開閉手段となっている。
【００２３】
ダンパ駆動シリンダ７の動作は、冷気供給制御部９によって制御され、冷気供給制御部９はスクリーン印刷部においてマスクプレート２２に近接した位置に配置された温度センサ２７の温度検出結果に基づき、ダンパ駆動シリンダ７の動作を制御する。温度センサ２７は、カバー部３内においてマスクプレート２２の近傍に設けられた温度検出手段となっている。図４（ａ）に示すように、冷気供給制御部９は、温調部４０およびソレノイドバルブ４１を備えており、ソレノイドバルブ４１はエア源４２からダンパ駆動シリンダ７に供給される空圧機器作動用のエアのオンオフを行う。ソレノイドバルブ４１によるエアのオンオフは、温調部４０が温度センサ２７の温度検出結果に基づいて、図４（ｂ）に示すようなオンオフ制御指令をソレノイドバルブ４１に出力することにより実行される。
【００２４】
温度センサ２７による検出温度が、予め適正標準温度として定められた設定温度Ｔ０よりも低い場合には、機内空間３ａ内部を冷却する必要がないことから、冷気取込部６をダンパ閉の状態にする。すなわち温調部４０がソレノイドバルブ４１を制御してロッド７ａを没入させて、図５（ａ）に示すように、ダンパ８を１３５°の位置に回転させる。これにより、クーラユニット４から冷気接続口６ａに供給された冷気は冷気放出口６ｂを介して外気に放散され、カバー部３の内部には供給されない。
【００２５】
これに対し、温度センサ２７による検出温度Ｔが上昇する過程において設定温度Ｔ０に到達したならば、温調部４０はソレノイドバルブ４１を制御して、冷気取込部６をダンパ開状態にする。すなわち温調部４０がソレノイドバルブ４１を制御してロッド７ａを突出させ、図５（ｂ）に示すように、ダンパ８を４５°の位置に回転させる。これにより、クーラユニット４から冷気接続口６ａに供給された冷気は冷気吹き出し口６ｃを介して冷気溜め空間１０ａ内に導かれ、さらに冷気拡散板１０ｂを介して機内空間３ａ内に拡散状態
で吹き出される。
【００２６】
そしてこの冷気導入による機内空間３ａ内の温度低下は温度センサ２７によって検出され、同様の温度制御が反復して実行される。これにより、機内空間３ａの温度は、設定温度Ｔ０を中心とした温度範囲ΔＴ（２°〜３°の範囲）内に保たれる。冷気供給制御部９は、温度検出手段である温度センサ２７による温度検出結果に基づいて、前述の開閉手段を制御する制御手段となっている。
【００２７】
このような温度調整精度は、近年の電子部品実装分野において使用される多くの種類のクリーム半田に求められる使用条件を十分に満たすものであり、このような温度調整によって十分に印刷品質を確保することが可能となっている。これにより、従来装置に用いられていたような高精度の温調機能を備えたエアコンユニットを採用することなく機内の温度調節を低コストで行うことができ、設備費用の低減が可能となる。
【００２８】
なお上記実施の形態においては、クーラユニット４から機内空間３ａ内への冷気の供給制御を、最も単純なオンオフ制御を用いて制御することにより、マスクプレート２２近傍の温度制御を行うようにしているが、これ以外の制御方式を用いてもよい。例えば、冷気取込部６に設けられたダンパ８を回転駆動する駆動機構として、ダンパ駆動シリンダ７以外に移動量を任意に制御可能なアクチュエータを用いて冷気取込部６に設けられたダンパ８の開度を調整自在にする。そしてダンパ８の開度の制御方式として、温度センサ２７の検出温度をフィードバック信号とするＰＩＤ制御などより高度の制御方法を用いてもよい。これにより、単なるオンオフ制御と比較して、より高精度の機内温度調整結果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のスクリーン印刷装置は、機内の温度調節を低コストで行うことができるという効果を有し、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分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の構成説明図
【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側面図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置における温度調節用のダンパ開閉機構の構成説明図（ｂ）本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置における温度調節用のダンパ開閉機構の動作タイムチャート
【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温度調節動作の動作説明図
【符号の説明】
【００３１】
１  スクリーン印刷装置
２  装置本体部
３  カバー部
４  クーラユニット
５  送風ダクト
６  冷気開閉部
７  ダンパ駆動シリンダ
８  ダンパ
９  冷気供給制御部
１０  冷気拡散部
１１  基板位置決め部
２２  マスクプレート
２３  スキージヘッド
２６  スキージ
２７  温度センサ
【図１】
2007168090.tif 000003
【図２】
2007168090.tif 000004
【図３】
2007168090.tif 000005
【図４】
2007168090.tif 000006
【図５】
2007168090.tif 000007