(57)【要約】【課題】印刷前のスキージの加圧状態を簡易な構成で検知してスキージの摩耗状態を検出し、作業者が適切な時期にスキージの交換をすることでスキージ劣化による印刷膜厚の変化を抑制でき、さらに該スキージが摩耗した場合は自動で印圧を制御することではんだの膜厚を調節することのできるはんだ印刷機を提供する。【解決手段】メタルマスク１３の上側表面に表出して設けられ、該メタルマスク１３がスキージ１２から受ける荷重を検知する荷重センサ４１と、前記荷重センサ４１にて検知した荷重が、予め設定された所定の設定値以下か否かを演算する演算手段１００と、前記演算手段１００の演算の結果、前記荷重センサ４１にて検知した荷重が前記設定値以下であった場合に、報知する報知手段１０４とを備える、はんだ印刷機。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキージをマスク上面に押し当てながら移動させることで、はんだペーストのワークへの印刷を行うはんだ印刷機であって、
前記マスクの上側表面に表出して設けられ、該マスクが前記スキージから受ける荷重を検知する荷重検知手段と、
前記荷重検知手段にて検知した荷重が、予め設定された所定の設定値以下か否かを演算する演算手段と、
前記演算手段の演算の結果、前記荷重検知手段にて検知した荷重が前記設定値以下であった場合に、報知する報知手段と、を備える、
ことを特徴とするはんだ印刷機。
【請求項２】
前記はんだ印刷機は、前記スキージからマスクに印加される荷重を調整するための圧力調整手段を備え、
前記演算手段の演算の結果、前記荷重検知手段にて検知した荷重が前記設定値以下であった場合は、前記圧力調整手段により前記荷重が増加される、
ことを特徴とする請求項１に記載のはんだ印刷機。
【請求項３】
スキージをマスク上面に押し当てながら移動させることではんだペーストのワークへの印刷を行うはんだ印刷方法であって、
前記マスクが前記スキージから受ける荷重を、該マスクの上側表面にて検知する荷重検知工程と、
前記荷重検知工程にて検知した荷重が、予め設定された所定の設定値以下か否かを演算する演算工程と、
前記演算工程での演算の結果、前記荷重検知工程にて検知した荷重が前記設定値以下であった場合に、報知する報知工程と、を備える、
ことを特徴とするはんだ印刷方法。
【請求項４】
前記はんだ印刷方法は、
前記演算工程での演算の結果、前記荷重検知工程にて検知した荷重が前記設定値以下であった場合に、前記スキージからマスクに印加される荷重を増加させる圧力調整工程を、さらに備える、
ことを特徴とする請求項３に記載のはんだ印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明ははんだ印刷機及びはんだ印刷方法に関し、より詳しくは、スキージが摩耗等してマスクが前記スキージから受ける荷重が変化した場合でも、印刷されるはんだの膜厚変化を抑制できる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クリームはんだ等のはんだペーストをスキージでメタルマスク等のマスクの開口部に充填し、充填したはんだペーストを印刷対象となるワークに転写させることではんだ印刷を行う構成のはんだ印刷機が実用されている。
以下、従来のはんだ印刷機の構成について、図４及び図５を用いて説明する。図４は従来のはんだ印刷機１０の概略側面断面図である。図４に示すようにはんだ印刷機１０においては、スキージヘッド１１にウレタンゴム製のスキージ１２（１２ａ・１２ｂ）が配設される。そして、基板２１上に配置されたメタルマスク１３に対し、該スキージ１２ａを所定の印圧（荷重）で矢印Ｆ方向に押し当て、同時に前記スキージヘッド１１及びスキージ１２ａを矢印Ａ方向に移動するように構成されている。このような構成により、クリームはんだ（以下、はんだ）３１をローリングしながらメタルマスク開口部１３ａ・１３ａに押し込み、さらにスキージ１２ａのエッジ部がはんだをかきとることで、はんだ３１が所定の厚さ（膜厚）で前記メタルマスク開口部１３ａ・１３ａに充填されることとなる。前記メタルマスク開口部１３ａ・１３ａに充填されたはんだ３１は、はんだ３１の印刷対象である基板２１に転写され、これにより基板２１へのはんだ３１の印刷が行われる。
【０００３】
図５（Ａ）は従来のはんだ印刷機１０に係る、平常時のはんだ３１充填状態での概略側面断面図、図５（Ｂ）は同じく、スキージ１２ａ摩耗時のはんだ３１充填状態での概略側面断面図である。前記スキージ１２ａは、継続的なはんだ印刷機１０の使用により摩耗するが、前記スキージ１２ａが摩耗すると、スキージ１２ａとメタルマスク１３との接触面積が拡大するため、はんだ３１のかきとり時において、メタルマスク１３に印加されるスキージ１２ａからの単位面積あたりの印圧が減少していく。
これにより、スキージ１２ａ摩耗時（Ｂ）のはんだ３１の充填部分の膜厚ｄ２は、平常時（Ａ）の膜厚ｄ１に比べて大きくなり、はんだ３１の充填部が近接している場合には、リフロー後に隣同士のはんだ３１が密着する可能性がある等の問題があった。
【０００４】
上記課題を解決するため、断面形状測定情報からスキージ先端の状態を把握する技術(例えば、特許文献１)や、基板下部や印刷用マスクの裏側に圧力センサを設けてスキージの印圧を検出する技術(例えば、特許文献２、特許文献３)が開示されている。
【特許文献１】特開平５−１３９２６号公報
【特許文献２】特開平１０−４１６１８号公報
【特許文献３】特開２００１−７１４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記「特許文献１」に記載の技術ではスキージの断面形状を測定するため、複雑な測定装置が必要であった。また、「特許文献２」及び「特許文献３」に記載の技術では、圧力センサが基板下部や印刷用マスクの裏側に配置されるため、装置が複雑となる上、圧力の検出精度も悪くなっていた。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するために、印刷前のスキージの加圧状態を簡易な構成で検知してスキージの摩耗状態を検出し、作業者が適切な時期にスキージの交換をすることでスキージ劣化による印刷膜厚の変化を抑制でき、さらに該スキージが摩耗した場合は自動で印圧を制御することではんだの膜厚を調節することのできるはんだ印刷機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、スキージをマスク上面に押し当てながら移動させることで、はんだペーストのワークへの印刷を行うはんだ印刷機であって、前記マスクの上側表面に表出して設けられ、該マスクが前記スキージから受ける荷重を検知する荷重検知手段と、前記荷重検知手段にて検知した荷重が、予め設定された所定の設定値以下か否かを演算する演算手段と、前記演算手段の演算の結果、前記荷重検知手段にて検知した荷重が前記設定値以下であった場合に、報知する報知手段と、を備えるものである。
【０００９】
請求項２においては、前記はんだ印刷機は、前記スキージからマスクに印加される荷重を調整するための圧力調整手段を備え、前記演算手段の演算の結果、前記荷重検知手段にて検知した荷重が前記設定値以下であった場合は、前記圧力調整手段により前記荷重が増加されるものである。
【００１０】
請求項３においては、スキージをマスク上面に押し当てながら移動させることではんだペーストのワークへの印刷を行うはんだ印刷方法であって、前記マスクが前記スキージから受ける荷重を、該マスクの上側表面にて検知する荷重検知工程と、前記荷重検知工程にて検知した荷重が、予め設定された所定の設定値以下か否かを演算する演算工程と、前記演算工程での演算の結果、前記荷重検知工程にて検知した荷重が前記設定値以下であった場合に、報知する報知工程と、を備えるものである。
【００１１】
請求項４においては、前記はんだ印刷方法は、前記演算工程での演算の結果、前記荷重検知工程にて検知した荷重が前記設定値以下であった場合に、前記スキージからマスクに印加される荷重を増加させる圧力調整工程を、さらに備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
本発明によれば、印刷前のスキージの加圧状態を簡易な構成で検知してスキージの摩耗状態を把握することで、適切な時期にスキージの交換をすることでスキージ劣化による印刷膜厚の変化を抑制でき、さらに該スキージが摩耗した場合は自動で印圧を制御することで印刷膜厚を調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明のはんだ印刷機に係る概略側面断面図及び制御ブロック図である。
図２（Ａ）は本発明のはんだ印刷機に係る、平常時の印圧検知状態での概略側面断面図、（Ｂ）は同じく、スキージ摩耗時の印圧検知状態での概略側面断面図である。
図３（Ａ）は本発明のはんだ印刷機に係る、平常時のはんだ充填状態での概略側面断面図、（Ｂ）は同じく、スキージ摩耗時のはんだ充填状態での概略側面断面図である。
図４は従来のはんだ印刷機の概略側面断面図である。
図５（Ａ）は従来のはんだ印刷機に係る、平常時のはんだ充填状態での概略側面断面図、（Ｂ）は同じく、スキージ摩耗時のはんだ充填状態での概略側面断面図である。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。
【００１５】
以下に、本発明に係るはんだ印刷機について説明する。
【００１６】
［実施例１］
まず、本発明の実施例１に係るはんだ印刷機１０について、図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明のはんだ印刷機に係る概略側面断面図及び制御ブロック図である。図１に示すはんだ印刷機１０は、スキージヘッド１１にウレタンゴム製のスキージ１２（１２ａ・１２ｂ）が配設されることや、該スキージ１２ａを所定の印圧（荷重）で基板２１上のメタルマスク１３に押し当てながら動かすことで、ペースト状のはんだ３１をローリングしながらメタルマスク開口部１３ａ・１３ａに押し込むこと等、基本的な構成は図４及び図５に示した従来のはんだ印刷機１０と略同様に構成されている。従って以下の説明では、従来のはんだ印刷機１０等と重複する部分については詳細な説明を省略する。
【００１７】
図１に示すように、本発明に係るはんだ印刷機１０は、制御手段（演算手段）１００、入力手段１０２、報知手段１０４、水平駆動手段１０６、及び鉛直駆動手段（圧力調整手段）１０８を備え、前記メタルマスク１３には上側表面に荷重検知手段（本実施例においては荷重センサ）４１が表出するように配置される。
【００１８】
制御手段１００は、演算手段を構成するＣＰＵや、記憶手段を構成するＲＡＭ、ＲＯＭ等のマイクロコンピュータを主体として構成され、前記入力手段１０２、報知手段１０４、水平駆動手段１０６、及び鉛直駆動手段（圧力調整手段）１０８、及び荷重センサ４１等が接続され、本発明に係るはんだ印刷機１０の作動を制御する。
【００１９】
入力手段１０２は、例えばテンキーや十字スイッチやダイヤルやその他押しボタンスイッチ等であり、後述するようにはんだ印刷機１０の印圧の設定値等が入力され、該設定値等は前記制御手段１００に伝達される。
【００２０】
報知手段１０４は、例えばランプや液晶画面等で構成され、後述するように前記制御手段１００でスキージ１２の印圧が設定値以下と判断された場合は、所定の出力方法で当該情報を表示することにより報知するように制御される。なお、前記入力手段１０２と該報知手段１０４はタッチパネル等で一つの構成とすることも可能である。
また、該報知手段１０４は音や振動を発するように構成することもでき、この場合は、発した音や振動により前記情報を報知することが可能となる。
【００２１】
水平駆動手段１０６は、例えば電動モータや油圧シリンダ等のアクチュエータであり、制御手段１００によって駆動制御され、スキージヘッド１１を水平に駆動する。該水平駆動手段１０６を駆動させることにより、スキージ１２（１２ａ・１２ｂ）が水平方向に移動して、はんだ３１をローリングしながらメタルマスク開口部１３ａ・１３ａに押し込むのである。
【００２２】
鉛直駆動手段１０８は、例えば流体圧縮機等であり、制御手段１００によって駆動制御され、スキージヘッド１１に印圧を加える。該鉛直駆動手段１０８は圧力調整手段を備え、該圧力調整手段によって前記印圧を変化させながら駆動させることにより、スキージ１２を所望の印圧にて基板２１上のメタルマスク１３に押し当てるのである。
【００２３】
荷重検知手段は、本実施例においては荷重センサ４１であり、前記メタルマスク１３の上側表面に表出して配置される。該荷重センサ４１は後述するように、スキージ１２によるメタルマスク１３に対する印圧を検出し、前記制御手段１００に検出データを伝達する。
【００２４】
なお、前記、スキージヘッド１１は、図１における左右略中央部を中心に回動可能に構成されており、スキージヘッド１１が図１における右方から左方へ移動する際には、前記スキージ１２ａがメタルマスク１３に当接する方向へ該スキージヘッド１１が回動して、スキージ１２ａによりはんだ３１の基板２１への印刷を行い、スキージヘッド１１が図１における左方から右方へ移動する際には、前記スキージ１２ｂがメタルマスク１３に当接する方向へ該スキージヘッド１１が回動して、スキージ１２ｂによりはんだ３１の基板２１への印刷を行うように構成されている。即ち、スキージ１２ａとスキージ１２ｂは略同様の構成・機能であるため、以下の本明細書におけるスキージ１２ａの説明はスキージ１２ｂにおいても同様に該当するものである。
【００２５】
次に、本発明に係るはんだ印刷機１０の作動について、図２を用いて説明する。図２（Ａ）は本発明のはんだ印刷機１０に係る、平常時の印圧検知状態での概略側面断面図、図２（Ｂ）は同じく、スキージ１２ａ摩耗時の印圧検知状態での概略側面断面図である。
【００２６】
作業者ははんだ印刷機１０を作動させる際に、あらかじめ入力手段１０２に、スキージ１２の印圧の設定値（はんだ３１の充填部分を適度な膜厚にするために必要なスキージ１２の印圧）を入力しておく。該設定値は制御手段１００に伝達され、制御手段１００内の記憶手段に記憶される。
【００２７】
図２では、スキージヘッド１１が前記水平駆動手段１０６によって左方向（矢印Ａ方向）に移動している状態を示す。また、スキージヘッド１１は、前記鉛直駆動手段（圧力調整手段）１０８によって下方向（矢印Ｆ方向）に印圧が加えられているものとする。
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、印刷前にスキージ１２ａがメタルマスク１３上を摺動すると、該メタルマスク１３上側表面に荷重センサ４１が配置されている部分を通過する過程で該荷重センサ４１に当接し、該荷重センサ４１はスキージ１２ａによる印圧を検知する。
【００２８】
前記検知された印圧情報は制御手段１００に転送され、該印圧が、前記入力手段１０２で予め設定しておいた設定値以下か否かが、前記演算手段で演算される。そして、該印圧が設定値以下の場合は、前記報知手段１０４により、検知された印圧が前記設定値以下である旨が、ランプの点灯や液晶画面の表示等で作業者が認識できるように報知される。
【００２９】
具体的には、前記スキージヘッド１１に印圧を加えてスキージ１２ａをメタルマスク１３に押圧した場合、図２（Ａ）に示す平常時においては、スキージ１２ａのエッジ部は未だ摩耗していないため、メタルマスク１３と接触する面積が小さく、メタルマスク１３に印加される単位面積あたりの印圧は大きくなる。
一方、図２（Ｂ）に示すようにスキージ１２ａによる印刷動作が繰り返し行われて、該スキージ１２ａのエッジ部の摩耗が進行した状態では、該エッジ部のメタルマスク１３との接触面積が増大して、メタルマスク１３に印加される単位面積あたりの印圧は、前述の平常時に比べて小さくなり、印刷されるはんだ３１の膜厚は前記平常時に対して厚くなる。
【００３０】
従って、前記印圧の設定値を前記平常時における印圧と摩耗時における印圧との間の所定の値に設定しておくことで、検出した印圧が前記設定値以下となったことによりスキージ１２が摩耗状態となっていることを検知することが可能となる。
つまり、図２（Ａ）に示す平常時においては、スキージ１２ａのエッジ部は未だ摩耗しておらず、荷重センサ４１が検知する印圧は前記設定値より大きくなるため、前記制御手段１００ではスキージ１２ａのエッジ部が摩耗していない状態にあると判断する。
しかし、スキージ１２ａの継続的な使用により、図２（Ｂ）に示すようにエッジ部の摩耗が進行していくと、荷重センサ４１が検知する印圧は徐々に減少していき、やがて前記設定値を下回る。このように、検知された印圧が前記設定値を下回ったことが前記制御手段１００により演算されると、該制御手段１００ではスキージ１２ａのエッジ部が摩耗した状態にあると判断し、前記のように報知手段１０４によって、スキージ１２ａが摩耗していることが表示されるのである。
作業者は該報知手段１０４の表示を確認すると、スキージ１２ａが交換時期であることを適切に把握し、はんだ３１の充填部分の膜厚が大きくなるのを防ぐためにスキージ１２ａを交換出来るのである。
【００３１】
上記のように、スキージ１２をメタルマスク１３上面に押し当てながら移動させることで、はんだ３１のワークへの印刷を行うはんだ印刷機１０であって、該はんだ印刷機１０は、メタルマスク１３の上側表面に表出して設けられ、該メタルマスク１３がスキージ１２から受ける荷重を検知する荷重センサ４１と、前記荷重センサ４１にて検知した荷重が、予め設定された所定の設定値以下か否かを演算する演算手段１００と、前記演算手段１００の演算の結果、前記荷重センサ４１にて検知した荷重が前記設定値以下であった場合に、報知する報知手段１０４とを備えるように構成される。
【００３２】
これにより、印刷前にスキージ１２の加圧状態を検知し、スキージ１２の摩耗状態を把握することができる。即ち、適切な時期に作業者がスキージ１２の交換をすることで、スキージ１２劣化による印刷膜厚変化を抑制できるのである。
【００３３】
［実施例２］
次に、本発明に係るはんだ印刷機１０の実施例２について、図１及び図３を用いて説明する。図３（Ａ）は本発明のはんだ印刷機１０に係る、平常時のはんだ充填状態での概略側面断面図、（Ｂ）は同じく、スキージ１２ａ摩耗時のはんだ充填状態での概略側面断面図である。なお、本実施例において説明するはんだ印刷機１０について、実施例１と共通する部分については、同符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
本実施例においては、はんだ印刷機１０は、前記荷重センサ４１で検出した印圧が前記設定値以下の場合は、前記鉛直駆動手段（圧力調整手段）１０８により該印圧が大きくなるように制御される。即ち、例えば流体圧縮機等がスキージヘッド１１に加える印圧が大きくなるように制御されるのである。
【００３５】
具体的には、図３（Ａ）に示す平常時においては、スキージ１２ａのエッジ部は未だ摩耗していないため、平常時における印圧（図３（Ａ）中に示す矢印Ｆ１）が加えられ、はんだ３１の膜厚はｄ１となる。
しかし、スキージ１２ａの継続的な使用により、図３（Ｂ）に示すようにエッジ部の摩耗が進行すると、荷重センサ４１が検知する印圧は徐々に減少していき、やがて前記設定値を下回る。このように、前記エッジ部の摩耗が進行した状態では、メタルマスク開口部１３ａ・１３ａに充填されたはんだ３１の膜厚は前記ｄ１よりも大きくなる。
従ってこの場合には、前記のように前記鉛直駆動手段（圧力調整手段）１０８によるスキージヘッド１１に対する印圧（前記矢印Ｆ１）が、平常時の印圧よりも大きくなる（図３（Ｂ）中に示す矢印Ｆ２）ように、該鉛直駆動手段（圧力調整手段）１０８を制御するのである。これにより、摩耗したスキージ１２ａによっても、はんだ３１の膜厚が平常時と同じｄ１となるように、前記メタルマスク開口部１３ａ・１３ａにはんだ３１を充填することを可能としている。
【００３６】
上記のように、本発明に係るはんだ印刷機１０は、スキージ１２からメタルマスク１３に印加される荷重を調整するための鉛直駆動手段（圧力調整手段）１０８を備え、演算手段１００の演算の結果、荷重センサ４１にて検知した荷重が前記設定値以下であった場合は、前記鉛直駆動手段（圧力調整手段）１０８により前記荷重が増加されるように構成される。
【００３７】
これにより、スキージ１２の摩耗の程度に合わせてスキージ１２の印圧を自動制御することで、はんだ３１の充填部分の膜厚を一定に保つことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のはんだ印刷機に係る概略側面断面図及び制御ブロック図。
【図２】（Ａ）は本発明のはんだ印刷機に係る、平常時の印圧検知状態での概略側面断面図、（Ｂ）は同じく、スキージ摩耗時の印圧検知状態での概略側面断面図。
【図３】（Ａ）は本発明のはんだ印刷機に係る、平常時のはんだ充填状態での概略側面断面図、（Ｂ）は同じく、スキージ摩耗時のはんだ充填状態での概略側面断面図。
【図４】従来のはんだ印刷機の概略側面断面図。
【図５】（Ａ）は従来のはんだ印刷機に係る、平常時のはんだ充填状態での概略側面断面図、（Ｂ）は同じく、スキージ摩耗時のはんだ充填状態での概略側面断面図。
【符号の説明】
【００３９】
１０    はんだ印刷機
１１    スキージヘッド
１２    スキージ
１３    メタルマスク
２１    基板
２２    基板ガイド
３１    はんだ
４１    荷重センサ
１００    制御手段（演算手段）
１０２    入力手段
１０４    報知手段
１０６    水平駆動手段
１０８    鉛直駆動手段（圧力調整手段）
【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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