(57)【要約】  本明細書に開示するスクリーン印刷機は、貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスクを用いて基板に対して粘性流体の印刷を行う。このスクリーン印刷機は、接触部材を備える。また、このスクリーン印刷機は、接触部材を、駆動装置により、粘性流体に接触部材の先端が接触する接触位置と、粘性流体から接触部材の先端が離間する離間位置とに移動させる。また、このスクリーン印刷機は、駆動装置によって接触位置から離間位置に接触部材を移動させたときに、接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の長さを計測する計測装置を、備えている。さらに、このスクリーン印刷機は、制御装置により、計測装置の計測結果に基づいて、基板に対して粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定する。
2020079781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスクを用いて基板に対して粘性流体の印刷を行うスクリーン印刷機において、
接触部材と、
前記粘性流体に前記接触部材の先端が接触する接触位置と、前記粘性流体から前記接触部材の先端が離間する離間位置とに、前記接触部材を移動可能な駆動装置と、
前記駆動装置によって前記接触位置から前記離間位置に前記接触部材を移動させたときに、前記接触部材の先端から垂れ下がる前記粘性流体の長さを計測する計測装置と、
前記計測装置の計測結果に基づいて、前記基板に対して前記粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定する制御装置と、を備えるスクリーン印刷機。
【請求項２】
前記マスクは、前記粘性流体が供給される表面を有しており、
前記接触部材は、前記粘性流体を前記マスクの前記貫通孔に充填させるスキージであり、
前記駆動装置は、前記スキージを、前記マスクの表面に対して所定の角度で、かつ、所定の圧力で前記マスクの表面に押し当てながら、前記マスクの表面に水平な方向に所定の速度で移動させることができるとともに、前記マスクの表面に直交する方向に所定の速度で移動させることができ、
前記接触位置は、前記マスクの表面に供給された前記粘性流体に前記スキージの先端が接触する位置であり、
前記離間位置は、前記マスクの表面に供給された前記粘性流体と前記スキージの先端から垂れ下がる前記粘性流体とが離間する位置である、請求項１に記載のスクリーン印刷機。
【請求項３】
前記計測装置は、前記スキージが前記粘性流体を前記マスクの前記貫通孔に充填させた後、前記スキージが前記マスクの表面と直交する方向に移動する際、前記スキージから前記マスクの方向に伸びる前記粘性流体の長さを計測する、請求項２に記載のスクリーン印刷機。
【請求項４】
前記計測装置は、
前記駆動装置によって前記接触位置から前記離間位置に前記接触部材を第１の速度で移動させたときに、前記接触部材の先端から垂れ下がる前記粘性流体の第１の長さを計測するとともに、
前記駆動装置によって前記接触位置から前記離間位置に前記接触部材を前記第１の速度とは異なる第２の速度で移動させたときに、前記接触部材の先端から垂れ下がる前記粘性流体の第２の長さを計測し、
前記制御装置は、前記計測装置で計測された前記第１の長さと前記第２の長さとに基づいて、前記基板に対して前記粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクリーン印刷機。
【請求項５】
前記計測装置の計測結果に基づいて、異常発生を示す信号を出力する出力装置をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスクリーン印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスクを用いて基板に対して粘性流体の印刷を行うスクリーン印刷機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、はんだ印刷機が開示されている。このはんだ印刷機は、回路基板上に配置されるマスクと、クリームはんだ（粘性流体の一例）をマスクに刷り込むスキージとを備えている。クリームはんだが供給されたマスクの表面に沿ってスキージを移動させることによって、被印刷物にクリームはんだを印刷する。このような、マスクとスキージを用いた印刷手法は、一般にスクリーン印刷と呼ばれている。【０００３】
スクリーン印刷では、粘性流体の粘度が適正でないと、印刷不良が生じやすくなる。また、印刷する粘性流体の粘度により、適正な印刷条件は異なる。しかしながら、粘性流体の粘度は、経時的に変化し、また、温度によっても変化する。そのため、特許文献１のはんだ印刷機では、マスク上のクリームはんだをスキージが移動させるのに要したモータのトルクに基づいて、マスク上のクリームはんだの粘度が正常か否かを判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０３９８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、スキージを移動させるモータのトルクに基づいて粘性流体の粘度を判定している。スキージを移動させるときのモータのトルクは、粘性流体の粘度のみにより定まらず、スキージとマスクの摩擦係数等、他の変化する要素の影響も受ける。また、このモータトルクに与える影響は、粘性流体の粘度よりも、それ以外の他の要素の方が大きい。このため、本明細書では、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、粘性流体の粘度を計測することができるスクリーン印刷機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示するスクリーン印刷機は、貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスクを用いて基板に対して粘性流体の印刷を行う。
このスクリーン印刷機は、接触部材を備える。また、このスクリーン印刷機は、接触部材を、駆動装置により、粘性流体に接触部材の先端が接触する接触位置と、粘性流体から接触部材の先端が離間する離間位置とに移動させることができる。
また、このスクリーン印刷機は、駆動装置によって接触位置から離間位置に接触部材を移動させたときに、接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の長さを計測する計測装置を、備えている。
さらに、このスクリーン印刷機は、制御装置により、計測装置の計測結果に基づいて、基板に対して粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定する。【０００７】
粘性流体の粘性によって、接触部材を接触位置に移動させると粘性流体は接触部材の先端に付着する。そして、接触部材を接触位置から離間位置に移動させると、接触部材の先端から、重力により粘性流体は垂れ下がる。粘性流体の粘度により接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の長さ（以下、垂れ下がり長さという）は変化する。具体的には、粘度が高い場合には垂れ下がり長さは短くなる。粘度が低い場合には垂れ下がり長さは長くなる。そのため、粘性流体の垂れ下がり長さを計測することで、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、粘性流体の粘度を計測することができる。
また、その計測結果を用いて、印刷条件を設定することで、変化する粘性流体の粘度に適した印刷条件を設定することができる。【０００８】
また、本明細書に開示するスクリーン印刷機のマスクは、粘性流体が供給される表面を有しており、接触部材は、粘性流体をマスクの貫通孔に充填させるスキージであってもよい。
さらに、このスクリーン印刷機は、駆動装置を利用して、スキージを、マスクの表面に対して所定の角度で、かつ、所定の圧力でマスクの表面に押し当てながら、マスクの表面に水平な方向に所定の速度で移動させることができるとともに、マスクの表面に直交する方向に所定の速度で移動させてもよい。
その場合、接触位置は、マスクの表面に供給された粘性流体にスキージの先端が接触する位置であり、離間位置は、マスクの表面に供給された粘性流体とスキージの先端から垂れ下がる粘性流体とが離間する位置であってもよい。【０００９】
スクリーン印刷機は、粘性流体が供給されたマスクの表面に沿ってスキージを移動させることによって、被印刷物に粘性流体を印刷する。そのスキージを接触位置において粘性流体に接触させ、離間位置まで移動させれば、粘性流体は垂れ下がる。
このスクリーン印刷機によれば、スキージから垂れ下がる粘性流体の長さを計測することで、粘性流体の粘度を計測する。印刷に用いるスキージを利用するため、粘性流体の粘度計測のためだけに接触部材を別途設ける必要がなくなる。【００１０】
本明細書に開示するスクリーン印刷機は、計測装置により、スキージが粘性流体をマスクの貫通孔に充填させた後、スキージがマスクの表面と直交する方向に移動する際、スキージからマスクの方向に伸びる粘性流体の長さを計測してもよい。【００１１】
スクリーン印刷機は、スキージをある方向に移動させて粘性流体を移動させた後、粘性流体を逆方向に移動させるためにスキージをマスクの表面と直交する方向に移動させる。スキージがマスクの表面と直交する方向に移動する際、粘性流体はスキージに付着してともに移動し、重力により垂れ下がる。この垂れ下がり長さを計測することで粘性流体の粘度を計測することができる。【００１２】
また、本明細書に開示するスクリーン印刷機における計測装置は、駆動装置によって接触位置から離間位置に接触部材を第１の速度で移動させたときに、接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の第１の長さを計測するとともに、駆動装置によって接触位置から離間位置に接触部材を前記第１の速度とは異なる第２の速度で移動させたときに、接触部材の先端から垂れ下がる粘性流体の第２の長さを計測してもよい。
さらに、制御装置は、計測装置で計測された第１の長さと第２の長さとに基づいて、基板に対して粘性流体の印刷を行うときの印刷条件を設定してもよい。【００１３】
このスクリーン印刷機によれば、接触部材を移動させる速度を変更して垂れ下がり長さを計測することで、粘性流体の粘度の計測ばらつきを抑えることができる。【００１４】
本明細書に開示するスクリーン印刷機は、出力装置により、計測装置の計測結果に基づいて、異常発生を示す信号を出力してもよい。【００１５】
このスクリーン印刷機によれば、計測した粘性流体の粘度が異常な値を示した場合に、作業者等に異常発生を知らせることができる。【００１６】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施例の印刷機の構成を示すケース内の側面図である。
【図２】第１実施例の印刷機の制御の構成を示すブロック図である。
【図３】図１のＩＩＩの部分を示す拡大図である。
【図４】はんだが垂れ下がっている状態を示す拡大図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線における部分断面図である。
【図６】第２実施例のスキージの動きを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面を参照して、第１実施例のスクリーン印刷機１（以下、印刷機１という）について説明する。印刷機１は、被印刷物である回路基板に、粘性流体であるクリームはんだを印刷して、後工程である電子部品装着装置に搬送する装置である。なお、図面におけるＹ軸負側の方向を前側と表現する。また、Ｙ軸正側の方向を後側と表現し、Ｚ軸正側の方向を上側、Ｚ軸負側の方向を下側と表現する。
【００１９】
図１を用いて、印刷機１の構成について説明する。図１は、印刷機１のケース２内の側面図である。印刷機１は、箱状の筐体であるケース２の中にスキージユニット２０、スキージ駆動装置４、基板搬送装置１６、基板保持装置１４、はんだ供給装置４０、計測装置５０、コントローラ９０などを有している。また、ケース２の前側にはモニタ９２が設けられている。ケース２は、図１では透視されて描かれているが、実施には６面の板材からなり、印刷機１の内部を区画している。
【００２０】
図１に示すように、印刷機１のケース２の略中間の高さの前側に支持台１２が設けられている。同様に、後側にも支持台１２が設けられている。前側の支持台１２と後側の支持台１２は、同じ高さに設けられている。マスク８０は、２つの支持台１２に架け渡されるように配置される。マスク８０は、マスク支持枠１８により前側の端部と後側の端部を夫々上側から固定されている。マスク８０は、板状の部材であり、印刷パターンに対応する一または複数のパターン孔８０ｈを有している。パターン孔８０ｈはマスク８０をＺ軸方向に貫通している。マスク８０の下側の面に当接するように、基板７０が基板保持装置１４の上面に配置される。印刷機１は、パターン孔８０ｈを通してはんだを基板７０に印刷する。
【００２１】
また、基板保持装置１４の下側には、基板搬送装置１６が設けられている。基板保持装置１４は、印刷が終了した基板７０を開放する。基板搬送装置１６は、印刷が終了した基板７０をＸ軸正側（図１の紙面手前側）の方向に搬送する。
【００２２】
次に、印刷機１が有するスキージユニット２０について説明する。スキージユニット２０は、筐体であるユニット本体２２の前側に設けられた前側スキージ２４と、ユニット本体２２の後側に設けられたスキージ２６を備えている。前側スキージ２４と、後側スキージ２６は、ユニット本体２２の上側の面から下側の面に貫通している。前側スキージ２４は、前側スキージ２４の先端の角度を調整する前側角度調整装置２８と、前側スキージ２４をマスク８０の表面と直交する方向に移動させる前側昇降装置３２を備えている。同様に、後側スキージ２６は、後側スキージ２６の先端の角度を調整する後側角度調整装置３０と、後側スキージ２６をマスク８０の表面と直交する方向に移動させる後側昇降装置３４を備えている。
【００２３】
スキージユニット２０は、スキージ駆動装置４により印刷機１の前後方向（Ｙ軸方向）に移動する。スキージ駆動装置４は、印刷機１の前後方向に伸びるガイドレール１０と、ガイドレール１０に平行に伸びる送りねじ８と、サーボモータ６を備えている。ガイドレール１０は、マスク８０の表面に対して水平な方向に伸びており、スキージユニット２０を摺動可能に支持している。サーボモータ６は、スキージユニット２０を移動させるモータであり、送りねじ８を介してスキージユニット２０に接続されている。即ち、サーボモータ６は、送りねじ８を回転させることにより、スキージユニット２０をガイドレール１０に沿って移動させる。なお、サーボモータ６は、例えばステッピングモータといった、フィードバック制御可能な他の様式のモータであってもよい。
【００２４】
先に述べたように、スキージユニット２０は、前側昇降装置３２と、後側昇降装置３４により、夫々のスキージをマスク８０の表面と直交する方向に移動させる。例えば、スキージユニット２０を前側（Ｙ軸負側）から後側（Ｙ軸正側）に移動させて基板７０にはんだの印刷を行う場合、スキージユニット２０は、まず前側スキージ２４の先端をマスク８０の表面に押し当てる。そして、使用しない後側スキージ２６をマスク８０から離間させる。その際、はんだはマスク８０の表面上の前側スキージ２４より後側かつ、パターン孔８０ｈより前側に供給されている。そして、スキージユニット２０は、スキージ駆動装置４により、前側スキージ２４の先端をマスク８０の表面に押し当てながら後方向に移動する。前側スキージ２４の先端がマスク８０の表面に押し当てられていることで、マスク８０の表面上に供給されているはんだが前側スキージ２４により押され後側に移動するとともに、パターン孔８０ｈに充填される。充填されたはんだは貫通しているパターン孔８０ｈを通り基板７０の表面に当接する。これにより、基板７０にはんだが印刷される。
【００２５】
また、基板７０にはんだの印刷を行う際、スキージユニット２０は、前側昇降装置３２により、前側スキージ２４のマスク８０に対する押し当てる圧力（以下、印圧という）を調整することができる。また、スキージユニット２０は、前側角度調整装置２８により、前側スキージ２４のマスク８０の表面に対する角度を調整することができる。さらに、印刷機１は、スキージ駆動装置４により、スキージユニット２０が移動する速度を調整し、その結果、印刷中のスキージ２４または２６の印刷方向の移動速度を調整することができる。印刷に用いるはんだの種類や粘度等によって、これらを含む印刷条件を適切に設定することで、はんだ不足や、はんだ漏れ等の印刷不良の発生を抑制することができる。
【００２６】
印刷機１は、コントローラ９０及びモニタ９２を備えている。図１では、理解を助けるために、印刷機１の側面視の上方にコントローラ９０及びモニタ９２を示している。実際には、コントローラ９０及びモニタ９２は、印刷機１の正面（図１では、紙面左側の面）に設けられている。コントローラ９０は、印刷機１の各装置を制御する。また、モニタ９２は、作業者に対してはんだ印刷機１の設定状態や作業状態を提示するとともに、スイッチ等を介して作業者からの各種の入力を受け付ける。コントローラ９０の制御の構成の詳細については、後述する。
【００２７】
また、印刷機１の前側には、はんだ供給装置４０と計測装置５０が設けられている。さらに、計測装置５０の下側にはトレイ４６が配置され、トレイ４６は前側の支持台１２の上面に配置されている。はんだ供給装置４０と計測装置５０は、計測駆動装置４８を介して連結されている。また、はんだ供給装置４０と計測装置５０は、計測駆動装置４８を介してガイドレール１０により印刷機１の前後方向に摺動可能に支持されている。はんだ供給装置４０は、はんだ収容器４２とはんだ吐出部４４を備える。はんだ供給装置４０は、Ｘ軸方向にも摺動可能に取り付けられている。はんだ供給装置４０は、Ｘ軸方向に移動しながらはんだ収容器４２内のはんだ３６をはんだ吐出部４４からトレイ４６の表面や、マスク８０の表面に供給する。そのため、はんだ３６は、Ｘ軸方向に伸びる形で供給される。
【００２８】
計測装置５０は、計測駆動装置４８と連結されている計測装置本体５２と、計測装置本体５２から下側に伸びる計測昇降装置５４と、計測装置先端部５６を備えている。また、詳細は後述するが、計測装置５０は、計測装置５０の下側かつ紙面奥側に、レーザ計測器６０を有している。計測装置５０は、はんだ供給装置４０がトレイ４６に供給したはんだ３６の粘度を、レーザ計測器６０を用いて計測する。粘度の計測方法の詳細については、後述する。
【００２９】
先に述べたように、コントローラ９０は、印刷機１の各装置を制御する。図２は、印刷機１のコントローラ９０が行う制御の構成を示す。コントローラ９０は、中央処理部（ＣＰＵ）を有し、ソフトウェアで動作するマイクロプロセッサを用いて構成されている。コントローラ９０は、他にも揮発性のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性のリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）及び入出力インターフェースを有している。コントローラ９０は、入出力インターフェースを用いて印刷機１の各部を制御する。
【００３０】
コントローラ９０は、基板搬送装置１６及び基板保持装置１４に指令を発して、基板７０の搬入出及びマスク８０への保持を制御する。コントローラ９０は、スキージユニット２０の前側昇降装置３２と後側昇降装置３４により、夫々のスキージを昇降させる速度や、印圧を制御する。コントローラ９０は、スキージユニット２０の前側角度調整装置２８と後側角度調整装置３０により夫々のスキージ先端をマスク８０の表面に押し当てる角度を制御する。コントローラ９０は、スキージ駆動装置４によりスキージユニット２０が移動する速度や、移動する向きを制御する。コントローラ９０は、はんだ供給装置４０に指令を送り、トレイ４６や、マスク８０の表面にはんだを供給する。すなわち、コントローラ９０は、印刷機１の印刷条件を設定する。
【００３１】
また、コントローラ９０は、計測装置５０からはんだ３６の粘度計測結果を受け取る。コントローラ９０は、受け取った粘度計測結果に適した印圧や、スキージ先端の角度、夫々のスキージを昇降させる速度、印刷中のスキージが印刷方向に移動する速度等を各装置に送信する。すなわち、粘度計測結果を用いて、印刷条件を設定する。これにより、変化する粘性流体の粘度に適した印刷条件を設定することができる。
【００３２】
ここで、計測装置５０が行う動きについて図３〜４を用いて説明する。図３〜４は、図１における二点鎖線で囲まれたＩＩＩの範囲の拡大図である。まず、はんだ供給装置４０が、Ｘ軸方向に移動しながらトレイ４６の表面にはんだ３６ａを供給する。このため、はんだ３６ａはＸ軸方向に伸びている。その後、計測装置５０は、計測駆動装置４８によりはんだ３６ａの上方に移動する。ここで、計測装置５０の先端に配置されている計測先端部５６も、Ｘ軸方向に伸びる板状の部材である。なお、計測先端部５６は、前側スキージ２４の先端と同じ形状である。また、計測先端部５６は、前側スキージ２４の先端や、後側スキージ２６の先端と同じポリウレタンで形成されている。
【００３３】
その後、計測昇降装置５４が計測先端部５６をトレイ４６の方向に移動させる。これにより、図３に示すように、計測先端部５６とはんだ３６ａが接触する。計測先端部５６がはんだ３６ａと接触すると、はんだ３６ａの一部であるはんだ３６ｂは計測先端部５６に付着する。
【００３４】
次に、図４に示すように、計測昇降装置５４は、計測先端部５６を上方向に移動させる。先に述べたように、計測先端部５６には、はんだ３６ｂが付着している。そのため、計測先端部５６が上方向に移動すると、図４に示すように、計測先端部５６に付着したはんだ３６ｂも一緒に上方向に移動する。はんだ３６ｂが上方向に移動すると、トレイ４６上に残ったはんだ３６ａと計測先端部５６に付着したはんだ３６ｂが離間する。すなわち、接触したはんだ３６ａから、計測先端部５６が離間する。その際、計測先端部５６に付着しているはんだ３６ｂは重力により計測先端部５６から垂れ下がる。
【００３５】
図５を用いてはんだ３６の粘度を計測する方法について説明する。図５は、図４のＶ−Ｖにおける計測装置５０及びはんだ３６ａ、ｂの部分断面図である。先に述べたように、はんだ３６ａはＸ軸方向に伸びている。Ｘ軸方向におけるはんだ３６ａの量や、粘度は一定ではない。このため、計測先端部５６に付着するはんだ３６ｂの量や粘度もＸ軸方向で一定ではない。すなわち、はんだ３６ｂの垂れ下がり長さはＸ軸方向で一定とはならない。レーザ計測器６０は、計測先端部５６の下端とはんだ３６ｂの最下端の点の距離を垂れ下がり長さとして測定する。なお、計測先端部５６の下端の位置（高さ）が、計測昇降装置５４を停止させる位置から予め既知であれば、はんだ３６ｂの最下端の位置を計測することによって、垂れ下がり長さを測定することができる。
【００３６】
はんだ３６ｂの垂れ下がり長さは、はんだ３６ｂの粘度と相関性を持つ。具体的には、垂れ下がり長さが長ければ、はんだ３６ｂの粘度は低い。逆に垂れ下がり長さが短ければ、はんだ３６ｂの粘度は高い。従って、計測装置５０は、この垂下り長さを計測することで、はんだ３６ｂの粘度を計測することができる。すなわち、印刷機１は、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、はんだ３６ｂの粘度を計測することができる。
【００３７】
レーザ計測器６０は、計測した垂れ下がり長さをコントローラ９０に送信する。コントローラ９０は、先に述べたように、受信した垂れ下がり長さから、はんだ３６ｂの粘度に適した印刷条件を設定する。コントローラ９０は、設定した印刷条件を各装置に送信する。すなわち、印刷機１は、計測結果を用いて、はんだ３６ｂの粘度に適した印刷条件を設定することができる。
【００３８】
続いて図６を用いて、第２実施例の印刷機１ａにおける粘度計測方法について説明する。図６は、スキージユニット２０の印刷時の動きを示す側面視の拡大図である。図６では、図を分かりやすくするため、図１のケース２や、支持台１２、基板搬送装置１６などの図示を省略している。第２実施例の印刷機１ａでは、はんだ供給装置がマスク８０の表面にはんだ３６ｄを供給する。先に述べたように、前側昇降装置３２により前側スキージ２４がマスク８０の表面の方向に移動する。これにより、前側スキージ２４の先端がはんだ３６ｄと接触する。前側スキージ２４の先端がはんだ３６ｄと接触すると、はんだ３６ｄの一部は、前側スキージ２４の先端に付着する。その後、前側昇降装置３２は、前側スキージ２４を例えば５０ｍｍ／ｓの速度で矢印ＵＳ１の方向に移動させる。ここで、図６に示すように、矢印ＵＳ１の方向はマスク８０の表面に直交している。先に述べたように、前側スキージ２４の先端には、はんだ３６ｄの一部が付着している。そのため、前側スキージ２４が矢印ＵＳ１の方向に移動すると、図４に示すように、前側スキージ２４の先端に付着したはんだ３６ｄも一緒に移動する。その際、付着したはんだ３６ｄは重力により前側スキージ２４の先端から垂れ下がる。図６には図示されていないが、印刷機１ａのスキージユニット２０の前側スキージ２４の紙面奥側にも、レーザ計測器が設けられている。図５に示すように、第２実施例の印刷機１ａにおいても、レーザ計測器を用いて付着したはんだ３６ｄの前側スキージ２４の先端からの垂れ下がり長さを計測することにより、はんだ３６ｄの粘度を計測することができる。すなわち、印刷機１ａは、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、はんだ３６ｄの粘度を計測することができる。
【００３９】
第１実施例同様、レーザ計測器は、計測した垂れ下がり長さをコントローラ９０に送信する。コントローラ９０は、先に述べたように、受信した垂れ下がり長さから、はんだ３６ｄの粘度に適した印刷条件を設定する。コントローラ９０は、設定した印刷条件を各装置に送信する。すなわち、印刷機１ａは、計測結果を用いて、はんだ３６ｄの粘度に適した印刷条件を設定することができる。なお、第２実施例の印刷機１ａでは、スキージユニット２０を印刷方向に移動させるスキージ駆動装置４と、スキージ２４、２６を昇降させる昇降装置３２、３４によって、請求の範囲に記載した駆動装置の一例が構成されている。
【００４０】
また、第２実施例の印刷機１ａの前側スキージ２４は、スキージ駆動装置４により、マスク８０の表面に対して所定の角度で、かつ所定の圧力でマスク８０の表面に押し当てられながら、マスク８０の表面に水平な方向ＲＳ１に所定の速度で移動する。別言すれば、前側スキージ２４は、はんだ３６をマスク８０のパターン孔８０ｈに充填させながら図６の矢印ＲＳ１の方向に移動する。すなわち、印刷機１ａは、前側スキージ２４を用いて基板７０にはんだ３６を印刷する。
【００４１】
従って、第２実施例の印刷機１ａを用いることにより、印刷に必要なスキージを用いて、はんだの粘度を計測することができる。すなわち、印刷に用いるスキージを利用するため、はんだの粘度計測のためだけに接触部材を別途設ける必要がなくなる。
【００４２】
また、印刷機１ａは、さらに図６に示すスキージユニット２０ａの位置で、はんだ３６ｅの粘度を計測することができる。スキージユニット２０ａは、前側スキージ２４がはんだ３６をマスク８０のパターン孔８０ｈに充填させた後のスキージユニット２０の状態を示している。印刷前のはんだ３６ｄは、マスク８０のパターン孔８０ｈに充填されることで量は減少しているものの、残ったはんだ３６ｅは、前側スキージ２４に接触している。このため、はんだ３６ｅの一部は前側スキージ２４の先端に付着する。その後、前側昇降装置３２は、前側スキージ２４を矢印ＵＳ２の方向に移動させる。矢印ＵＳ２の方向は、マスク８０の表面に直交している。前側スキージ２４の先端には、はんだ３６ｅの一部が付着している。そのため、前側スキージ２４が矢印ＵＳ２の方向に移動すると、図４に示したはんだ３６ｂと同様に、前側スキージ２４の先端に付着したはんだ３６ｅも一緒に移動する。その際、付着したはんだ３６ｅは重力により前側スキージ２４の先端から垂れ下がる。図６には図示されていないが、印刷機１ａのスキージユニット２０ａの前側スキージ２４の紙面奥側にも、レーザ計測器が設けられている。図５に示したはんだ３６ｂと同様に、第２実施例の印刷機１ａにおいても、レーザ計測器により付着したはんだ３６ｅの前側スキージ２４の先端からの垂れ下がり長さを計測することにより、はんだ３６ｅの粘度を計測することができる。すなわち、印刷機１ａは、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく、はんだ３６ｅの粘度を計測することができる。その間に基板搬送装置１６は基板７０を後工程に搬送し、新たな基板を基板保持装置１４の上面に配置する。
【００４３】
その後、スキージユニット２０ａは、前側スキージ２４が矢印ＵＳ２の方向に移動している間に、後側スキージ２６を矢印ＵＳ３の方向に後側昇降装置３４を用いて移動させる。スキージユニット２０ａは、後側スキージ２６の先端をマスク８０の表面に対して所定の角度で、かつ、所定の圧力でマスク８０の表面に押し当てながら、マスク８０の表面に水平な方向ＲＳ２に所定の速度で移動する。すなわち、スキージユニット２０ａは、はんだ３６を新たな基板７０に印刷する。その後、今度は後側スキージ２６がマスク８０から離れる方向に移動する。この際、マスク８０の表面に残っているはんだ３６の粘度が計測される。はんだ３６の粘度が計測される際に、前側スキージ２４は、マスク８０の表面に近づく方向に移動する。またその間に、基板搬送装置１６は基板７０を後工程に搬送し、新たな基板を基板保持装置１４の上面に配置する。以下、はんだの粘度計測と、はんだの基板への印刷が交互に繰り返される。
【００４４】
上述したように、印刷機１ａでは、スキージユニット２０の移動する方向を変換するため、印刷ごとに前後のスキージを夫々に昇降させることで入れ替える。すなわち、この昇降時のスキージ先端からの垂れ下がり長さを計測することで、印刷機１ａの印刷中のはんだの粘度を、スキージを移動させるモータのトルクを用いることなく計測することができる。はんだの粘度は、通常、経時的に上昇していく傾向にある。別言すれば、はんだの粘度は印刷中に変化する。すなわち、前後のスキージの入れ替えの動作を利用してはんだの粘度を計測することで、印刷中に変化するはんだの粘度を計測することができる。コントローラ９０は、この計測結果を用いて各装置を制御する。従って、コントローラ９０は、印刷中に変化するはんだの粘度に適した印刷条件を設定することができる。なお、粘度の計測は、前後スキージの入れ替え時に毎回行うこともできるが、計測頻度は変更することができる。例えば、基板７０の搬送に合わせて、スキージの入れ替えを２回ごとに粘度の計測をしてもよい。
【００４５】
また、上述した実施例では、はんだ３６の垂れ下がり長さを計測する際、計測先端部５６やスキージを移動させる速度を変化させることができる。具体的には、例えば、図３〜４に示す第１実施例の印刷機１の計測先端部５６にはんだ３６を付着させ、計測先端部５６を上方に移動させる速度を１００ｍｍ／ｓとした場合の垂れ下がり長さを計測し、次に計測先端部５６を上方に移動させる速度を５０ｍｍ／ｓに変化させて、垂れ下がり長さを計測する。計測先端部５６を上方に移動させる速度が変化すれば、垂れ下がり長さも変化する。また、粘性流体の変形は速度に依存し、同じ荷重を加えても速度が速ければ変形量は小さく、速度が遅ければ変形量は大きくなる。異なる速度により垂れ下がり長さを計測することで、はんだの粘度の計測ばらつきを抑えることができる。
【００４６】
計測装置５０は、異なる速度により計測した垂れ下がり長さをコントローラ９０に送信する。コントローラ９０は、受信した異なる垂れ下がり長から粘度を推定し、推定した粘度に適した印刷条件を設定する。例えば、スキージを第１の速度（例えば、１００ｍｍ／ｓ）で移動させたときの第１の垂れ下がり長さと、第２の速度（例えば、５０ｍｍ／ｓ）で移動させたときの第２の垂れ下がり長さとの差を用いて、はんだの粘度を推定してもよい。あるいは、第１の垂れ下がり長さと第２の垂れ下がり長さをパラメータとして印刷条件を決定する制御マップを予め作成し、測定値と制御マップを使用して印刷条件を設定してもよい。なお、異なる速度での垂れ下がり長さの測定は２つの速度に限られず、３以上の異なる速度により計測した垂れ下がり長さを用いて印刷条件を設定してもよい。
【００４７】
さらに、コントローラ９０は、計測装置５０から送信されたはんだ３６の粘度が所定の閾値を超えた場合に、警告装置６２に指令を送り異常発生を示す信号を、モニタ９２に出力することができる。これにより、計測装置５０が計測した粘性流体の粘度が異常な値を示した場合に、作業者等に異常発生を知らせることができる。なお、閾値は、印刷に用いられるはんだの種類や、周辺の環境条件等により異なる。
【００４８】
本実施例の印刷機１のマスク８０は、金属材料で形成されたメタルマスクである。しかし、本明細書に開示する技術においてマスク８０の具体的な材質や構造は、特に限定されない。また、先に述べたように、計測先端部５６及び各スキージの先端は、ポリウレタンで形成されているが、本明細書に開示する技術は、他の材質、例えばステンレスを用いたメタルスキージにおいても、適用することができる。
【００４９】
さらに、本実施例の印刷機１のスキージユニット２０は、移動方向に応じた二つのスキージ２４、２６を備えているが、他の実施形態として、スキージユニット２０は、単一または三以上のスキージを備えてもよい。また、本実施例の印刷機１は、はんだ供給装置４０によりはんだをトレイ４６やマスク８０の表面に供給している。はんだ供給装置４０は、必須の構成要素ではなく、作業者が手作業によりはんだをトレイ４６やマスク８０の表面に供給してもよい。
【００５０】
本実施例の印刷機１、１ａでは、はんだの垂れ下がり長さをレーザ計測器により計測しているが、はんだの垂れ下がり長さを計測する方法は、レーザ計測器に限定されず、他の計測器を用いてもよい。
【００５１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５２】
１、１ａ：印刷機
２：ケース
４：スキージ駆動装置
６：サーボモータ
８：送りねじ
１０：ガイドレール
１２：支持台
１４：基板保持装置
１６：基板搬送装置
１８：マスク支持枠
２０、２０ａ：スキージユニット
２２：ユニット本体
２４：前側スキージ
２６：後側スキージ
２８：前側角度調整装置
３０：後側角度調整装置
３２：前側昇降装置
３４：後側昇降装置
３６、３６ａ〜ｅ：はんだ
４０：はんだ供給装置
４２：はんだ収容器
４４：はんだ吐出部
４６：トレイ
４８：計測駆動装置
５０：計測装置
５２：計測装置本体
５４：計測昇降装置
５６：計測先端部
６０：レーザ計測器
６２：警告装置
７０：基板
８０:マスク
８０ｈ：パターン孔
９０：コントローラ
９２：モニタ
【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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【国際調査報告】
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