(57)【要約】【課題】除電気体を吹き付けるイオナイザを容易に後付けにより組み込むことができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を提供する。【解決手段】スクリーン印刷装置において、下受けピン２１によって基板１０を下受けする基板下受部７に基板１０の下面に対して圧縮エアに除電イオンを混合した除電気体２６を吹き付けるイオナイザ２２配置する。イオナイザ２２はエア供給管２５を介して供給される圧縮エアを駆動源とする発電手段を内蔵しており、この発電手段が発生する電力によって生成された除電イオンを圧縮エアに混合した除電気体２６を上方に噴出する。これにより、イオナイザ２２へ電力を供給するための機内配線を不要にすることができ、除電気体２６を吹き付けるイオナイザ２２を容易に後付けにより組み込むことができる。【選択図】図５
2012245622.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に当接させ、ペーストが供給された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、
前記マスクプレートを保持するマスクホルダと、このマスクホルダに保持されたマスクプレートに対して下方から基板を位置決めする基板位置決め部と、マスクプレート上で前記スキージを水平移動させるスキージ移動機構と、
前記基板に対して圧縮エアに除電イオンを混合した除電気体を吹き付けるイオナイザとを備え、
前記イオナイザは、前記圧縮エアを駆動源とする発電手段が発生する電力によって前記除電イオンを生成することを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
前記イオナイザは、前記基板位置決め部に保持された前記基板の下面に対して前記除電気体を吹き付け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。
【請求項３】
半導体製造設備または電子部品実装用設備において対象物に帯電した静電気を除去する除電用途に用いられ、前記対象物に対して圧縮エアに除電イオンを混合した除電気体を吹き付けるイオナイザであって、
前記圧縮エアを駆動源とする発電手段が発生する電力によって前記除電イオンを生成することを特徴とするイオナイザ。
【請求項４】
パターン孔が設けられたマスクプレートを保持するマスクホルダと、このマスクホルダに保持されたマスクプレートに対して下方から基板を位置決めする基板位置決め部と、マスクプレート上で前記スキージを水平移動させるスキージ移動機構とを備えたスクリーン印刷装置を用い、
前記マスクプレートに基板に当接させ、ペーストが供給された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方法であって、
前記基板に対して圧縮エアに除電イオンを混合した除電気体を吹き付ける除電工程において、前記圧縮エアを駆動源とする発電手段が発生する電力によって前記除電イオンを生成することを特徴とするスクリーン印刷方法。
【請求項５】
前記除電工程において、前記基板位置決め部に保持された前記基板の下面に対して前記除電気体を吹き付けることを特徴とする請求項４記載のスクリーン印刷方法。
【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およびスクリーン印刷方法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マスクプレートを基板に当接させ、マスクプレート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って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。
【０００３】
スキージをマスクプレートで摺動させるスキージングにおいては、金属の薄板で製作されたマスクプレートにエラストマなどの絶縁体より成るスキージを摩擦させることにより、静電気が発生する。このような静電気が基板が帯電すると電荷の放電によって実装済みの電子部品に対してダメージを生じるおそれがあることから、スクリーン印刷工程においては静電気を極力除去することが求められる。このためスクリーン印刷装置として、静電気を除去する除電機能を付設した構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術においては、マスクプレートの両側にイオナイザを内蔵した除電ブロアを配置し、除電イオンを含む除電気体をマスクプレートの上面に対して吹き付けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７５１１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先行技術を含め、従来技術においては除電気体を生成するイオナイザの構成やスクリーン印刷装置への配設方式に起因して、次のような難点があった。すなわち、一般にスクリーン印刷装置では、静電気による不具合は実際に装置稼働状態になってから顕在化する場合が多く、装置設計当初から除電機能を組み込むのではなく、稼働開始後に必要に迫られて静電気対策としてイオナイザを適宜追加設置するいわゆる後付けによる場合が多い。
【０００６】
このような後付けに際しては、既に機器・部品類の配置が完了した既存機構中にイオナイザを追加して組み込む必要があることから、サイズがコンパクトで組み込みスペースが小さいことに加えて、電源配線などの付帯作業が極力容易であることが求められる。ところが従来技術では、イオナイザを作動させるための電源が必須で、後付け作業に際して電源配線が必要とされ、後付けが困難な場合があった。そしてこのような課題は、スクリーン印刷装置にかぎらず、半導体製造設備や電子部品実装用設備に用いられるイオナイザについても共通するものであった。
【０００７】
そこで本発明は、除電気体を吹き付けるイオナイザを容易に後付けにより組み込むことができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法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】
【０００８】
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に当接させ、ペーストが供給された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、前記マスクプレートを保持するマスクホルダと、このマスクホルダに保持されたマスクプレートに対して下方から基板を位置決めする基板位置決め部と、マスクプレート上で前記スキージを水平移動させるスキージ移動機構と、前記基板に対して圧縮エアに除電イオンを混合した除電気体を吹き付けるイオナイザとを備え、前記イオナイザは、前記圧縮エアを駆動源とする発電手段が発生する電力によって前記除電イオンを生成する。
【０００９】
本発明のスクリーン印刷方法は、パターン孔が設けられたマスクプレートを保持するマスクホルダと、このマスクホルダに保持されたマスクプレートに対して下方から基板を位置決めする基板位置決め部と、マスクプレート上で前記スキージを水平移動させるスキージ移動機構とを備えたスクリーン印刷装置を用い、前記マスクプレートに基板に当接させ、ペーストが供給された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方法であって、前記基板に対して圧縮エアに除電イオンを混合した除電気体を吹き付ける除電工程において、前記圧縮エアを駆動源とする発電手段が発生する電力によって前記除電イオンを生成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スクリーン印刷装置において印刷対象の基板に対して圧縮エアに除電イオンを混合した除電気体を吹き付けるイオナイザを、圧縮エアを駆動源とする発電手段が発生する電力によって除電イオンを生成する構成とすることにより、イオナイザへ電力を供給するための機内配線を不要にすることができ、除電気体を吹き付けるイオナイザを容易に後付けにより組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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基板下受け部の構成説明図
【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置に用いられるイオナイザの構成および機能説明図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法の動作説明図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法における基板の除電処理の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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を参照してスクリーン印刷装置１の構造および機能を説明する。図２において、スクリーン印刷装置１は、基板位置決め部２の上方にスクリーン印刷機構３を配設して構成されている。基板位置決め部２は、印刷対象の基板１０を保持してスクリーン印刷機構３のマスクホルダ１１に保持されたマスクプレート１２に対して下方から位置合わせする機能を有している。基板１０は両面に電子部品が実装される両面実装基板であり、ここでは前工程で既に片面に部品実装が行われ、既実装面を下面側にした状態の基板１０を印刷対象とする例を示している。
【００１３】
基板位置決め部２は、Ｙ軸テーブル２Ｙ、Ｘ軸テーブル２Ｘおよびθ軸テーブル２θを段積みし、更にθ軸テーブル２θの上面に設けられた水平なベースプレート４の上面に、水平なベースプレート５ａ、６ａをそれぞれ独立して昇降させる第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。ベースプレート５ａには２つの垂直フレーム５ｂが立設されており、垂直フレーム５ｂ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）に配設されており、コンベア機構よって印刷対象の基板１０の両端部を支持して搬送する。
【００１４】
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をスクリーン印刷機構３に対して昇降させることができる。ベースプレート６ａの上面には、基板下受部７が着脱自在に装着されている。基板下受部７は、スクリーン印刷機構３による印刷位置に搬送された基板１０を下方から下受けして保持する。図２に示すように、基板下受部７は下受けプレート２０に複数の下受けピン２１を立設した構成となっており、下受けピン２１によって基板１０の下面において既実装部品が存在しない下受け可能部位を支持する。下受けプレート２０には下受けピン２１が嵌脱自在に装着される複数のピン支持孔２０ａが格子配列で設けられている。
【００１５】
新たな基板１０を対象として機種切り替え作業を行う際には、下受けプレート２０において基板１０の下受け可能部位に対応したピン支持孔２０ａを選択して下受けピン２１を装着する。本実施の形態においては、下受けプレート２０の上面にはスクリーン印刷動作において基板１０に帯電する静電気を除去する除電機能を有する複数のイオナイザ２２が配設されており、除電イオンを含んだ気体を基板１０の下面側に対して直接吹き付けるようにしている。
【００１６】
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の下受面、すなわち下受けピン２１の上端部が基板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の上面には左右対向して配置された２つのクランプ部材９を備えており、一方側のクランプ部材９を駆動機構９ａ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。
【００１７】
次に基板位置決め部２の上方に配設され、印刷位置に搬送された基板１０に対して半田ペースト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機構３について説明する。図１において、スクリーン印刷機構３は、マスクホルダ１１にマスクプレート１２を展張保持した構成のマスクユニットの上方に、スキージユニット１３をスキージ移動機構１４によって水平移動自在に配置した構成となっている。マスクプレート１２には、基板１０に形成された電極（図示省略）の配置に対応してパターン孔１２ａが形成されている。
【００１８】
マスクプレート１２上には、スキージユニット１３が配設されている。スキージユニット１３は、対向配置された１対のスキージ部材１６をそれぞれ昇降させる２つのスキージ昇降機構１７を、水平なプレート１５に配設した構成となっている。スキージ昇降機構１７を駆動することによりスキージ部材１６は昇降し、下降状態においてスキージ部材１６はマスクプレート１２の上面に当接する。スキージユニット１３は、送りねじ１４ｂをスキージ移動モータ１４ａによって回転駆動する構成のスキージ移動機構１４によって、水平方向に往復移動自在となっている。
【００１９】
マスクプレート１２の下面と基板位置決め部２に保持された基板１０の上面との間には、カメラユニット１９がカメラ移動機構（図示省略）によってＸ方向、Ｙ方向に水平移動自在に配設されている。カメラユニット１９は、基板１０を上方から撮像するための基板認識カメラと、マスクプレート１２を下面側から撮像するためのマスク認識カメラとを備えており、カメラ移動機構を駆動してカメラユニット１９を移動させることにより、マスクプレート１２および基板１０を撮像する。
【００２０】
次に図３を参照して、基板下受部７に装着されるイオナイザ２２の構成および機能について説明する。イオナイザ２２は、半導体製造設備または電子部品実装用設備において対象物に帯電した静電気を除去する除電用途に用いられ、対象物に対して圧縮エアに除電イオンを混合した除電気体を吹き付ける機能を有するものである。図３（ａ）に示すように、イオナイザ２２は矩形ボックス状の筐体部２３の上面に設けられた除電気体噴出口２４から除電イオンを含む除電気体２６を噴出する機能を有しており、エア供給管２５から駆動源としての圧縮エアを供給（矢印ａ）することのみにより、別途電源を必要とせずに除電気体２６を発生する機構を備えてしている。
【００２１】
図３（ｂ）に示すように、筐体部２３の内部には、小型のエアタービン３０、小型発電機３１、電極ユニット３２が内蔵されている。エアタービン３０はタービンロータ３０ａを内蔵しており、タービンロータ３０ａの回転軸は小型発電機３１と連結されている。エア供給管２５から圧縮エアを供給（矢印ａ）することにより、圧縮エアはエアタービン３０内を流れ（矢印ｂ）、タービンロータ３０ａを回転させる。これにより、回転軸が結合された小型発電機３１が回転駆動される。小型発電機３１によって生じた電力は、電極ピン３３を備えた電極ユニット３２に供給され、これにより、電極ピン３３の先端近傍の空気がイオン化されて、正電荷を帯びた正イオンや負電荷を帯びた負イオンなどの除電イオン３５が生成される。そしてこれらの除電イオン３５は、エアタービン３０の排気口３０ｂから吹き出す圧縮エアの排気３４と混合されて除電気体２６となり、除電気体噴出口２４を介して上方に噴出する。
【００２２】
上記構成において、エアタービン３０および小型発電機３１は、圧縮エアを駆動源とする発電手段を構成し、イオナイザ２２はこの発電手段が発生する電力によって除電イオン３５を発生するようになっている。そして本実施の形態においては、イオナイザ２２は、基板位置決め部２に保持された基板１０の下面に対して、除電気体２６を吹き付けるようにしている。
【００２３】
次にスクリーン印刷機構３による印刷動作について、図４を参照して説明する。まず基板搬送機構８によって、印刷対象の基板１０が印刷位置に搬入され、基板下受部７に対して位置合わせされる。次いで第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、基板１０の下面を下受けする。この後基板位置決め部２を駆動して、基板１０をマスクプレート１２に対して位置合わせした後、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マスクプレート１２の下面に当接させる。この後、基板１０をクランプ部材９によってクランプすることにより、基板１０の水平位置が固定される。
【００２４】
そしてこの状態で、２つのスキージ部材１６のうちいずれか１つを下降させ、半田ペーストなどのペースト１８が供給されたマスクプレート１２に当接させる。次いでマスクプレート１２上でスキージ部材１６をスキージング方向（Ｙ方向）に摺動させることにより、基板位置決め部２に保持された基板１０にはパターン孔１２ａを介してペースト１８が印刷される。
【００２５】
このスクリーン印刷動作においては、図５（ａ）に示すように、マスクプレート１２にスキージ部材１６を当接させて水平移動（矢印ｃ）させることによりペースト１８を掻き寄せるスキージング動作が反復実行される。このスキージング動作においては、スキージ部材１６とマスクプレート１２との摩擦により発生した静電気が、マスクプレート１２および基板１０に帯電し、この帯電状態を放置すると、電荷の放電によるダメージが既実装部品２８に及ぶおそれがある。
【００２６】
このような静電気による不具合を防止するため、本実施の形態においては、圧縮エアを駆動源とする発電手段を内臓した構成のイオナイザ２２を作動させて、基板１０に対して圧縮エアに除電イオン３５を混合した除電気体２６を吹き付ける除電工程を実行するようにしている。ここでは、基板位置決め部２に保持された基板１０の下面に対して、除電気体２６を吹き付けるようにしている。
【００２７】
これにより、図５（ｂ）に示すように、除電気体噴出口２４から噴出される除電気体２６に含まれる正イオンや負イオンなどの除電イオン３５が、基板位置決め部２に保持された除電対象の基板１０の下面や既実装部品２８に接触する。したがってこれら帯電状態の除電対象物の静電気が除電イオン３５によって電気的に中和されて帯電状態が解消され、静電気の帯電に起因するダメージを有効に防止することができる。なおイオナイザ２２を常に作動させるようにすれば、除電気体２６を常時上方に噴出させて基板下受部７の上面近傍に常に除電雰囲気を形成することができ、除電効果を向上させることができる。
【００２８】
上述構成のイオナイザ２２の作動においては、エア供給管２５を介して圧縮エアを供給することのみによって、除電気体２６を生成することができることから、従来方式のイオナイザを用いる場合に必要とされた電力供給や制御用の電気配線を必要としない。したがって、静電気による不具合が実際に装置稼働状態になった後に顕在化して、静電気対策としてイオナイザを適宜追加設置するいわゆる後付けが求められる場合にあっても、電気配線が不要であることから装置内の小さな空きスペースを有効に利用して、イオナイザを容易に追加配置することができる。
【００２９】
上記説明したように、本実施の形態に示すスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法においては、印刷対象の基板１０に対して圧縮エアに除電イオンを混合した除電気体２６を吹き付けるイオナイザ２２を、圧縮エアを駆動源とする発電手段が発生する電力によって除電イオンを生成する構成としたものである。これにより、イオナイザ２２へ電力を供給するための機内配線を不要にすることができ、除電気体２６を吹き付けるイオナイザ２２を容易に後付けにより組み込むことができる。
【００３０】
なお本実施の形態においては、イオナイザ２２をスクリーン印刷装置における基板１０の除電に用いた例を示しているが、本実施の形態に示すように電気配線が不要という特徴を備えたイオナイザ２２は、スクリーン印刷装置に限らず半導体製造設備や電子部品実装用設備において、後付けによって配置することが求められる場合に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法は、除電気体を吹き付けるイオナイザを容易に後付けにより組み込むことができるという効果を有し、基板に半田接合用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】
【００３２】
１  スクリーン印刷装置
２  基板位置決め部
３  スクリーン印刷機構
７  基板下受け部
１０  基板
１１  マスクホルダ
１２  マスクプレート
１２ａ  パターン孔
１３  スキージユニット
１４  スキージ移動機構
１６  スキージ部材
１８  ペースト
２２  イオナイザ
２６  除電気体
３０  エアタービン
３１  小型発電機
３２  電極ユニット
３３  電極ピン
３５  除電イオン
【図１】
2012245622.tif 000003
【図２】
2012245622.tif 000004
【図３】
2012245622.tif 000005
【図４】
2012245622.tif 000006
【図５】
2012245622.tif 000007