(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクプレート上でスキージヘッドを摺動させることにより、マスクプレートの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、前記スキージヘッドをマスクプレートに対して押圧する押圧手段とこのスキージヘッド内でペーストを貯溜するペースト貯溜部と、このペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧されたペーストを収容しマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し下端部が前記マスクプレートの表面に当接するように互いにスキージヘッドに対して内側斜め方向に配設された２つの掻き取り部とを備え、この掻き取り部は、マスクプレートの表面との摺接面の摩耗の進行を軽減する耐摩耗手段を備えた摺接部とこの摺接部を保持してマスクプレートの表面に対して弾性的に押しつける保持部とを有し、前記摺接部は前記保持部の下端部に整形されており、その断面形状はマスクプレート上面との当接部分にスキージング方向の長さをＦとする平坦部を有する扁平形状であって、前記保持部と前記摺接部から成る前記掻き取り部は可撓性を有する単一材質の素材より成り、前記保持部はこの素材を薄板形状に成形し、前記摺接部は前記平坦部のスキージング方向の長さＦを前記保持部の板厚ｔよりも大きくして肉厚の棒形状に前記印刷空間に対して外方へ膨出させて整形して成る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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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孔されたマスクプレートを基板上にセットし、スキージングによりマスクプレートの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】
このスクリーン印刷のスキージング方法として、密閉型のスキージヘッドを用いる方法が知られている。この方法は、通常のスクリーン印刷と異なりマスクプレート上にペーストを直接供給するのではなく、内部にペーストを貯溜したスキージヘッドを用いるものである。この方法では、スキージヘッドの下面に設けられたペースト接触面をマスクプレートに当接させた状態で、スキージヘッド内のペーストを加圧することにより、マスクプレートのパターン孔にペースト接触面を介してペーストが押し込まれる。そしてスキージヘッドをマスクプレート上で摺動させることにより、各パターン孔に順次ペーストを充填する。
【０００４】
この方法では、スキージヘッド内で加圧されたペーストを下面に設けられたペースト接触面を介してスクリーンマスク内のパターン孔に充填することから、ペースト接触面の周囲には加圧されたペーストを収容する空間を形成するとともに、スキージング時にマスクプレートの上面で摺動して余分なペーストを掻き取る掻き取り部が設けられている。そしてこの掻き取り部はペーストの漏出を防ぐため所定の押圧荷重でマスクプレートに対して押圧されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のスクリーン印刷装置に用いられていた掻き取り部には、以下のような問題点があった。掻き取り部には、マスクプレートの表面にならって当接する良好な追従性が求められるとともに、マスクプレートと常に摺接する当接部には摩耗による損耗をできるだけ軽減する耐摩耗性が求められる。しかしながら従来の掻き取り部は、追従性を確保するために可撓性に富む樹脂などの材質のものを用いると摺動による摩耗量が大きくなって部品寿命が短くなり、また摩耗を防止するために耐摩耗性の硬質材を用いると剛性が増加して追従性が確保されず、掻き取り不良による印刷品質低下を招く結果となっていた。このように従来の密閉型のスキージを用いたスクリーン印刷には、印刷品質の確保と部品寿命を両立させることが困難であるという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、掻き取り不良による印刷品質低下を防止するとともに、部品寿命を延長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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のスクリーン印刷装置は、マスクプレート上でスキージヘッドを摺動させることにより、マスクプレートの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、前記スキージヘッドをマスクプレートに対して押圧する押圧手段とこのスキージヘッド内でペーストを貯溜するペースト貯溜部と、このペースト貯溜部内のペーストを加圧するペースト加圧手段と、加圧されたペーストを収容しマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し下端部が前記マスクプレートの表面に当接するように互いにスキージヘッドに対して内側斜め方向に配設された２つの掻き取り部とを備え、この掻き取り部は、マスクプレートの表面との摺接面の摩耗の進行を軽減する耐摩耗手段を備えた摺接部とこの摺接部を保持してマスクプレートの表面に対して弾性的に押しつける保持部とを有し、前記摺接部は前記保持部の下端部に整形されており、その断面形状はマスクプレート上面との当接部分にスキージング方向の長さをＦとする平坦部を有する扁平形状であって、前記保持部と前記摺接部から成る前記掻き取り部は可撓性を有する単一材質の素材より成り、前記保持部はこの素材を薄板形状に成形し、前記摺接部は前記平坦部のスキージング方向の長さＦを前記保持部の板厚ｔよりも大きくして肉厚の棒形状に前記印刷空間に対して外方へ膨出させて整形して成る。
【０００９】
本発明によれば、マスクプレートの表面に当接する掻き取り部を、マスクプレートの表面との摺接面の摩耗の進行を軽減する耐摩耗手段を備えた摺接部とこの摺接部を保持してマスクプレートの表面に対して弾性的に押しつける保持部とで構成し、且つ摺接部は前記保持部の下端部に整形されており、その断面形状はマスクプレート上面との当接部分にスキージング方向の長さをＦとする平坦部を有する扁平形状であって、前記保持部と前記摺接部から成る前記掻き取り部は可撓性を有する単一材質の素材より成り、前記保持部はこの素材を薄板形状に成形し、前記摺接部は前記平坦部のスキージング方向の長さＦを前記保持部の板厚ｔよりも大きくして肉厚の棒形状に前記印刷空間に対して外方へ膨出させて整形して成るので、マスクプレートへの良好な追従性と耐摩耗性とを両立させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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正面図、図２は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図、図４（ａ）は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の掻き取り部の断面図、図４（ｂ）は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の掻き取り部の斜視図、図５は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷におけるクリーム半田の掻き取り動作の説明図である。
【００１１】
まず図１、図２を参照してスクリーン印刷装置の構造を説明する。図１、図２において、基板の位置決め部１は、図示しない移動テーブル上に基板保持部２を配設して構成されている。スクリーン印刷対象の基板３は基板保持部２のクランパ４によって保持されており、図示しない移動テーブルを駆動することにより、基板保持部２に保持された基板３は水平方向および上下方向に位置決めされる。
【００１２】
位置決め部１の上方には、スクリーンマスク１０が配設されている。スクリーンマスク１０はホルダ１１にマスクプレート１２を装着して構成されており、マスクプレート１２には印刷対象の基板３の印刷部位に対応したパターン孔１２ａが開孔されている。
【００１３】
スクリーンマスク１０上には、スキージヘッド１３がヘッド昇降部２０によって昇降自在に配設されている。ヘッド昇降部２０はプレート部材２１上に立設されたシリンダ２２を備えており、シリンダ２２のロッド２２ａの下端部には、結合部材１５を介してスキージヘッド１３が結合されている。シリンダ２２を駆動することにより、スキージヘッド１３はマスクプレート１２に対して昇降する。ヘッド昇降部２０はスキージヘッド１３をスクリーンマスク１０に対して昇降させる昇降手段となっている。またシリンダ２２は、スキージヘッド１３をマスクプレート１２に対して押圧する押圧手段となっている。
【００１４】
ヘッド昇降部２０のプレート部材２１の下面には、両端部にスライダ２３が固着されており、スライダ２３はフレーム２５の上面に配設されたガイドレール２４にスライド自在に嵌着されている。またプレート部材２１の下面にはナット２６が結合されており、ナット２６に螺合した送りねじ２７は、モータ２８によって回転駆動される。
【００１５】
モータ２８を駆動することにより、プレート部材２１は水平移動し、したがってヘッド昇降部２０に結合されたスキージヘッド１３も水平移動する。スキージヘッド１３を下降させた状態で、モータ２８を駆動することにより、スキージヘッド１３はマスクプレート１２上で水平移動する。すなわち、モータ２８、送りねじ２７およびナット２６は、スキージヘッド１３をマスクプレート１２上で水平移動させる移動手段となっている。
【００１６】
スキージヘッド１３の下部には、マスクプレート１２の表面に当接してペーストであるクリーム半田５をパターン孔１２ａに充填する印刷部１４が設けられている。図３を参照して印刷部１４の構造を説明する。図３において、３０は本体部であり、マスクプレート１２の幅方向に細長形状のブロック状部材である。本体部３０の長さ寸法は図２に示すように印刷対象の基板３の幅寸法をカバーするように設定される。本体部３０には、クリーム半田５が貯溜されたカートリッジ３１が着脱自在に装着される凹部３０ａが形成されている。
【００１７】
カートリッジ３１は予め所定量のクリーム半田５が貯溜されたクリーム半田５の貯溜部（ペースト貯溜部）となっており、印刷時に本体部３０に装着される。カートリッジ３１の上面の開口には、内部のクリーム半田５を加圧する加圧板３２が嵌入している。加圧板３２は上方に配置されたシリンダ１６のロッド１６ａと結合されており、シリンダ１６を駆動することにより、加圧板３２はカートリッジ３１内で上下動するようになっている。
【００１８】
また、カートリッジ３１の底面はクリーム半田５の押し出し板３１ａとなっており、押し出し板３１ａには多数の開口部３１ｂが設けられている。加圧板３２をシリンダ１６で下方に押圧することにより、カートリッジ３１内のクリーム半田５は加圧され、押し出し板３１ａの開口部３１ｂを介して下方に押し出される。シリンダ１６および加圧板３２はクリーム半田５を加圧する加圧手段となっている。
【００１９】
本体部３０の底部には、カートリッジ３１の押し出し板３１ａと同様に多数の開口部３４ａが設けられた板状の絞り部３４が装着されている。シリンダ１６によってクリーム半田５が押し出される際には、押し出し板３１ａの開口部３１ｂと絞り部３４の開口部３４ａを２段階に通過して下方に移動する。そして押し出されたクリーム半田５は、本体部３０の下方に形成された空間、すなわち本体部３０の下部に内側斜め方向に配設された２枚の掻き取り部３６Ａ，３６Ｂと本体部３０の下面とによって囲まれた印刷空間３５に到達する。
【００２０】
掻き取り部３６Ａ，３６Ｂは、印刷空間３５のスキージング方向の前後壁を形成し、スキージヘッド１３を下降させた状態では掻き取り部３６Ａ，３６Ｂ下端部がマスクプレート１２の表面に当接する。印刷動作時には、この印刷空間３５は加圧されたクリーム半田５を収容し、掻き取り部３６Ａ，３６Ｂの間の印刷面を介してクリーム半田５をマスクプレート１２の表面に接触させる。
【００２１】
加圧板３２を押し下げてカートリッジ３１内のクリーム半田５を加圧することにより、クリーム半田５は押し出し板３１ａと絞り部３４を通過して印刷空間３５内まで移動する。このクリーム半田５の移動経路の途中で、断面積が絞られた開口部３１ｂ，３４ａを通過することにより、クリーム半田５の粘度が低下しスクリーン印刷に適した性状に改質される。
【００２２】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、掻き取り部３６Ａ，３６Ｂは樹脂などの可撓性を有する単一材質より成る板状の部材であり、一体の素材から製作される。掻き取り部３６Ａ，３６Ｂは、マスクプレート１２の表面に当接する下端部の摺接部３７ａと、この摺接部３７ａを保持する保持部３７ｂより構成される。図４（ｂ）に示すように、保持部３７ｂは樹脂を薄く整形した薄板形状であり、摺接部３７ａは保持部３７ｂの板厚ｔよりも肉厚の断面を有する棒形状に整形される。
【００２３】
摺接部３７ａの断面形状は、マスクプレート１２上面との接触面積を大きくするため、当接部分にスキージング方向の長さをＦとする平坦部を有する扁平形状に設定されている。摺接部は平坦部のスキージング方向の長さＦを保持部の板厚ｔよりも大きくして肉厚の棒形状に印刷空間に対して外方へ膨出させて整形して成ることにより、スキージヘッド１３がマスクプレート１２に押圧されたときの摺接部３７ａに作用する面圧を低く抑えることができ、摩耗の進行が軽減される。したがって、肉厚の棒形状断面は、マスクプレート１２の表面との摺接面の摩耗の進行を軽減する耐摩耗手段となっている。
【００２４】
摺接部３７ａをマスクプレート１２に押し付ける際には、押圧力は保持部３７ｂを介して作用する。前述のように保持部３７ｂは可撓性の材質を薄板形状に加工したものであるため弾性に富み、摺接部３７ａはマスクプレート１２に追従性よく弾性的に押し付けられる。すなわち、マスクプレート１２が完全な平面でなく部分的にうねりやたわみがある場合でも、摺接部３７ａはマスクプレート１２との間に隙間を生じることなく当接する。
【００２７】
スクリーン印刷においては、加圧板３２により内部のクリーム半田５が加圧され、上述のように適正粘度に改質されたクリーム半田５が印刷空間３５内に満たされた状態のスキージヘッド１３を、マスクプレート１２上で摺動させる。これにより、印刷空間３５内のクリーム半田５は掻き取り部３６Ａ，３６Ｂの間の開口部を介してマスクプレート１２のパターン孔１２ａ内に充填される。
【００２８】
そしてこのスキージング動作において、マスクプレート１２の上面に当接した掻き取り部３６Ａ，３６Ｂは、その下端部でマスクプレート１２の上面に付着したクリーム半田５を掻き取りながら進行する。このスキージング動作を行う場合に、印刷対象の基板の種類によっては、図５（ａ）に示すように基板３の幅ｂがスキージヘッド１３の印刷幅Ｂよりも小さい場合がある。
【００２９】
この場合には、掻き取り部３６Ａ，３６Ｂが摺接するマスクプレート１２の摺接範囲において、マスクプレート１２が基板３の幅よりも張り出して下面が下方から基板３によって支持されていない不支持部Ｅが発生する。摺接範囲では印圧により掻き取り部３６Ａ，３６Ｂはマスクプレート１２に対して押し付けられているため、不支持部Ｅにおいてはマスクプレート１２には図５（ｃ）に示すように下方への撓みｄが生じる。
【００３０】
このような場合にあっても、掻き取り部３６Ａ，３６Ｂの摺接部３７ａは可撓性に富む保持部３７ｂを介してマスクプレート１２上面に弾性的に押し付けられているため、マスクプレート１２の撓みに良好に追従する。このため摺接部３７ａとマスクプレート１２の間に隙間が発生することがなく、スキージング時においてクリーム半田５の掻き取り残りが発生しない。したがって、マスクプレート１２上に掻き取り残りのクリーム半田５が存在することによる印刷不具合が発生しない。
【００３１】
このようにしてスキージヘッド１３を移動させることにより、各パターン孔１２ａ内に順次クリーム半田５が充填される。全てのパターン孔１２ａ内にクリーム半田５が充填されたならば、基板保持部２を下降させて、版離れを行わせる。すなわち、パターン孔１２ａ内のクリーム半田５は基板３とともに下降してパターン孔１２ａから分離し、これにより、基板３へのクリーム半田５のスクリーン印刷が完了する。
【００３２】
このスクリーン印刷を反復して行う過程において、マスクプレートと常に摺接状態にある掻き取り部３６Ａ，３６Ｂは次第に摩耗により損耗するが、下端部に設けられた摺接部３７ａは摩耗の進行を軽減するような構成となっているため、長期間の使用においても摺接部３７ａの損耗が抑えられ、部品寿命を延長することができる。
【００３３】
上記説明したように、本発明はマスクプレート１２上でスキージング動作を行う際にマスクプレートの表面に当接する掻き取り部を、マスクプレートとの摺接面の摩耗の進行を軽減する耐摩耗手段を備えた摺接部と、この摺接部を保持してマスクプレートの表面に弾性的に押しつける可撓性の保持部とで構成するようにしたものである。これにより、スキージング時に掻き取り部をマスクプレートへ追従性よく押し付けることができ、印刷不具合の発生を防止すると共に、摺接部の耐摩耗性を向上させて部品寿命を延長することができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、マスクプレートの表面に当接する掻き取り部を、マスクプレートの表面との摺接面の摩耗の進行を軽減する耐摩耗手段を備えた摺接部とこの摺接部を保持してマスクプレートの表面に対して弾性的に押しつける保持部とで構成し、且つ摺接部は前記保持部の下端部に整形されており、その断面形状はマスクプレート上面との当接部分にスキージング方向の長さをＦとする平坦部を有する扁平形状であって、前記保持部と前記摺接部から成る前記掻き取り部は可撓性を有する単一材質の素材より成り、前記保持部はこの素材を薄板形状に成形し、前記摺接部は前記平坦部のスキージング方向の長さＦを前記保持部の板厚ｔよりも大きくして肉厚の棒形状に前記印刷空間に対して外方へ膨出させて整形して成るので、マスクプレートへの良好な追従性と耐摩耗性とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  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２】  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３】  本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図
【図４】  （ａ）本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の掻き取り部の断面図
（ｂ）本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の掻き取り部の斜視図
【図５】  本発明の一実施の形態のスクリーン印刷におけるクリーム半田の掻き取り動作の説明図
【符号の説明】
３  基板
５  クリーム半田
１２  マスクプレート
１２ａ  パターン孔
１３  スキージヘッド
１４  印刷部
３１  カートリッジ
３２  加圧板
３５  印刷空間
３６Ａ，３６Ｂ  掻き取り部
【図１】
0004197832.tif 000002
【図２】
0004197832.tif 000003
【図３】
0004197832.tif 000004
【図４】
0004197832.tif 000005
【図５】
0004197832.tif 000006