JP2001145994A - 粘性材料の印刷方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高粘着性を有する粘性材料を印刷する際に、
往復移動するスキージへの粘性材料の付着を防ぐことに
よって印刷作業性の向上や印刷物の高品質化を図る。 【解決手段】 スキージ１、１１を往路、復路両方向へ
水平移動させることによって、粘性材料２を被印刷物に
印刷する粘性材料の印刷方法において、スキージ１が折
返し移動する際に、スキージ１に付着した粘性材料２を
掻取り手段５によって掻取り、この掻取った粘性材料２
を、次のスキージ１１の印刷方向の前方に供給しながら
印刷を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、はんだペーストや
導電性ペーストなどの、粘着性を有する粘性材料の印刷
方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板上に電子部品を実装する表面
実装技術の分野においては、粘性材料であるはんだペー
ストや導電性ペーストの基板への印刷を行うには、図３
の概略図に示すようなスキージ方式が用いられてきた。

【０００３】この印刷方法はまず、開口部３ａが設けら
れたマスク３の下面に被印刷物である基板４を当接させ
る一方、マスク３の上面に接するようにウレタンゴムや
金属板等を取付けたものをスキージ１とし、その移動方
向に粘性材料２を供給し、スキージ１によってマスク３
の上面に粘性材料２を押し付け、水平方向に掻き取りな
がら移動させる。するとマスク３の開口部３ａに粘性材
料２が充填される。その後、スキージ１がマスク３の開
口部３ａを通過する際に余分な粘性材料２を掻き取る作
業を行い、スキージ１が全部の開口部３ａを通過した後
に、マスク３の下面にある基板４をマスク３から分離す
ると、マスク３の開口部３ａに充填された粘性材料２が
基板４上に転写され、印刷が行われる。

【０００４】この印刷方法は、マスク３の開口部３ａに
粘性材料２を充填する作業に必要な充填圧力がスキージ
１の移動速度、スキージ１の取付け角度等の因子を変更
することによって変化する。特にスキージ１のマスク３
に対する取付け角度θを小さくすると充填圧力が大きく
なるとされている。しかし、実際はスキージ１の取付け
角度を小さくすると、前述の余分な粘性材料２の掻き取
り作業が不十分となり、実用的でなくなる。よって、取
付け角度θの変更幅は限られ、この実用的な取付け角度
の範囲内における充填圧力の変化はほとんどなく、限ら
れた値しか得られない。図４はスキージ角度による充填
圧力の測定結果を示すグラフである。このグラフを見る
と、スキージ１の取付け角度θを変更しても、測定値の
充填圧力のピーク値には、大きな変化がないことがわか
る。

【０００５】一般的に上記印刷方法において、マスク３
の開口部３ａの面積が小さくなると粘性材料２に対する
流動抵抗が大きくなり、それによって開口部３ａへの充
填が困難になり、より大きい充填圧力が必要となる。そ
の場合にこのスキージ方式による充填圧力では、マスク
３の開口部３ａ全体に粘性材料２を充分に充填すること
ができなくなるおそれがあり、充填可能な開口面積の限
界値が決まってしまう。

【０００６】そこでその点を補うために、図５に示す別
な従来例のように、スキージ１の印刷方向前方に、加圧
手段としてのシャフト５をスキージ軸に固定して配置
し、そのシャフト５とスキージ１を連動して動作させる
印刷方法がある。この印刷方法によれば、スキージ１だ
けでなくシャフト５によっても粘性材料２がマスク３の
上面に押し付けられ、それが充填圧力となって得られ
る。このとき、圧力ピークは変わらなくても、圧力の付
与される時間が延長されることにより、充填圧力の向上
を図ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記印
刷方法の場合はいずれも、粘性材料２の粘着力によって
は、スキージ１への粘性材料２の付着が問題となる。こ
こで、スキージ動作と粘性材料２の挙動を調べると、往
路の充填動作が終了し往路のスキージ１がマスク３から
離れる際に、マスク３の上面に粘性材料２を残し、その
後、復路の充填動作への折り返しで、復路のスキージ１
１が下降してマスク３に接し、マスク３の上面に残され
た粘性材料２を掻き取りながら復路の印刷動作に移行す
る。この往路のスキージ１が上昇する際に、粘性材料２
がそのスキージ１に付着してしまった場合、粘性材料２
が自重によって落下するまで復路の充填動作には移行で
きない。

【０００８】その上、図５に示した従来例では、スキー
ジ１の前方に充填圧力を向上させるためのシャフト５を
配置しているので、スキージ１の粘性材料２の粘着力の
みではなく、スキージ１とシャフト５の間に粘性材料２
が挟みこまれる形で、粘性材料２が持ち上がってしまう
おそれがある。粘性材料２がスキージ１から落下しない
限り、もう一方のスキージ１１による復路の印刷動作に
移行できないので、生産タクト等の生産性に支障をきた
す問題が生じる。

【０００９】このような問題を解消するため、粘性材料
２のスキージ１からの掻き取りについて、各スキージ
１、１１ごとに、個々に掻き取り手段を設ける印刷方法
が考えられる。これについては、スキージ１が上昇する
際にスキージ１の前面に掻き取りプレートや掻き取りス
キージを配し、それらによって付着した粘性材料２を掻
き取る方法が一般的である。しかしこの方法では、粘性
材料２の粘着力にもよるが、掻き取りプレートや掻き取
りスキージ自身に粘性材料２が付着してしまうおそれが
あり、結局は生産性に影響が出ることになって実用的で
ない。

【００１０】そこで本発明は上記問題点に鑑み、高粘着
性を有する粘性材料を印刷する際に、往復移動するスキ
ージへの粘性材料の付着を防ぐことによって、印刷作業
性の向上や印刷物の高品質化を図ることを目的とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の印刷方法は上記
目的を達成するため、スキージを往路、復路両方向へ水
平移動させることによって、粘性材料を被印刷物に印刷
する粘性材料の印刷方法において、スキージが折返し移
動する際に、そのスキージに付着した粘性材料を掻取り
手段によって掻取り、この掻取った粘性材料を、次のス
キージの印刷方向の前方に供給しながら印刷を行うこと
を特徴とする。

【００１２】この発明によれば、高粘着性を有する粘性
材料はスキージの印刷方向前面に付着しやすいものの、
例えば往路のスキージの前面に付着した粘性材料を、掻
取り手段によって掻取れば、その掻取った粘性材料を、
次に水平移動させる復路のスキージの印刷方向の前方に
供給することによって、掻取り手段自体へ粘性材料が付
着しても粘性材料が持ち上がったりすることなく、次の
印刷動作に移行することができる。

【００１３】上記発明において、往路のスキージと復路
のスキージを交互に上下動させることによって往路、復
路の両方向への印刷を行い、スキージが上昇する際に、
そのスキージの粘性材料付着面の幅全体にわたって、掻
取り手段を接しながら相対移動させることによって粘性
材料の掻取りを行うと好適であり、より確実な掻取り作
業を行うことができる。

【００１４】上記発明において、掻取り手段の相対移動
を、スキージの上昇動作を利用して行うと好適であり、
スキージ前面に、掻取り手段を所定の圧力で接し続ける
だけで自動的に粘性材料の掻取り作業を行うことができ
る。

【００１５】上記発明において、掻取り手段によって、
スキージの粘性材料を掻取った後、それを付着させたま
ま、次のスキージの印刷方向の前方に粘性材料を供給す
ると好適であり、よりスムースな印刷を行うことができ
る。

【００１６】上記発明において、掻取り手段を、往路、
復路のいずれかのスキージの印刷方向の前方に配置し、
各スキージと同期して水平移動させることにより、粘性
材料を印刷面に押し付けるように構成したものにすると
好適であり、粘性材料が充填されるマスク開口が小さい
場合等に、充填圧力の向上を図ることができる。

【００１７】本発明の印刷装置は上記目的を達成するた
め、往路、復路両方向へ水平移動させることによって、
粘性材料を被印刷物に印刷するスキージと、このスキー
ジを上下に駆動可能な印刷ヘッドと、スキージが折返し
移動する際に、そのスキージに付着した粘性材料を掻取
ると共に、掻取った粘性材料を、次のスキージの印刷方
向の前方に供給する掻取り手段を設けたことを特徴とす
る。

【００１８】この発明によれば、前述した粘性材料の印
刷方法を具体的に実現することができる。

【００１９】上記発明において、掻取り手段を、スキー
ジが上昇する際に、そのスキージの粘性材料付着面に幅
全体にわたって接しながら相対移動するものにしたり、
スキージの上昇動作を利用して相対移動するものとする
と好適である。

【００２０】また前記掻取り手段を、スキージの粘性材
料を掻取った後、それを付着させたま、次のスキージの
印刷方向の前方に粘性材料を供給するものとすると好適
であるし、同掻取り手段を、往路、復路のいずれかのス
キージの印刷方向の前方に配置し、各スキージと同期し
て水平移動することにより、粘性材料を印刷面に押し付
ける押圧手段を兼ねたものにすると、粘性材料が充填さ
れるマスク開口が小さい場合等に、充填圧力の向上を図
ることができる。また同掻取り手段を、往路、復路のス
キージ間を移動可能でかつ、印刷時に両方向のスキージ
前面に付着した粘性材料を、交互に掻取る同一機構から
なるようにすると、部品点数が少なくなり、構造が簡単
になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
と図２を用いて説明する。

【００２２】図１は本実施形態の粘性材料の印刷装置を
概略して示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はその側面図で
ある。尚、本実施形態における基本的な印刷方法は、図
３で示した従来方法と同様であるので、その説明は省略
する。また従来例と同部分には同符号を付す。

【００２３】図１に示す印刷装置おいて、印刷ヘッド６
には、相対する位置に平行に往路印刷用のスキージ１
と、復路印刷用のスキージ１１がそれぞれ配置され、そ
れらは個別にシリンダー７によって上下方向への駆動が
可能となっている。印刷ヘッド６は直動ユニット８に接
続されており、直動ユニット８は駆動部９および駆動制
御部１０によって移動速度、移動範囲等の動作制御がな
される。

【００２４】また、後述するように粘性材料２の掻取り
手段と押圧手段を兼ねたシャフト５は、往路用、復路用
のスキージ１、１１間に、印刷面であるマスク３と水平
でかつスキージ１、１１と平行に配置されており、スキ
ージ１、１１及び印刷ヘッド６とは異なる駆動部１２に
よってスキージ１、１１間をマスク３の上面に水平に、
かつスキージ１、１１に平行のまま往復移動できる構造
となっている。このスキージ１、１１を往路、復路両方
向へ水平移動させることによって、粘性材料２をマスク
３の開口部３ａに充填して印刷が行われる。

【００２５】次に図２に示す動作チャートによって印刷
動作の説明をする。 まず、通常の印刷作業については、図１（ａ）に示
した駆動部９によって動作制御される直動ユニット８に
よって、これに接続される印刷ヘッド６が印刷面（マス
ク３の上面）を水平移動する。往路用スキージ１は下降
して、マスク３の上面に接した状態で印刷ヘッド６の移
動速度で粘性材料２を、マスク３への加圧及び掻取り動
作を行いながら移動する。このとき、復路用スキージ１
１はシリンダー７によって上昇しているのでマスク３に
は接触していない。またシャフト５は往路用スキージ１
と一定距離を保ちつつ、同速度で連動して移動する。 印刷ヘッド６が所定の距離を水平移動して、往路印
刷が終了した後、往路用スキージ１がシリンダー７によ
って上昇する際、シャフト５は、水平方向動作で往路用
スキージ１の粘性材料２の付着面に所定の圧力で接し続
けるように制御される。これによって、往路用スキージ
１の上昇動作に伴い、相対的にシャフト５が往路用スキ
ージ１の粘性材料付着面（前面）に接したまま斜め下方
に相対移動するので、その前面に付着した粘性材料２を
掻取り、マスク３の上面に粘性材料２を供給することが
できる。 次に、前述のように粘性材料２を掻取ったシャフト
５は、粘性材料２を付着させたまま往路用スキージ１の
動作とは離れ、その位置において待機する。そして印刷
ヘッド６が復路印刷動作に移る際、復路用スキージ１１
がシリンダー７によって印刷面であるマスク３の上面に
接する位置まで下降し、復路印刷方向に移動を開始す
る。このとき、往路用スキージ１はシリンダー７によっ
て上昇したままである。 そこで前記待機中のシャフト５は、復路用スキージ
１１との距離が適当な距離まで迫った時点で、復路用ス
キージ１１と同期して、マスク３の上面に対して水平移
動を開始する。 印刷ヘッド６が所定の距離を移動して、復路印刷動
作が終了した後、前述の往路用スキージ１の動作と同様
にして復路用スキージ１１の前面に付着した粘性材料２
をシャフト５が掻取り、その位置で待機したまま次に往
路印刷を行う印刷ヘッド６と往路用スキージ１の動作を
待つことになる。

【００２６】以上、〜の繰り返しによって、往復印
刷動作中に、１本のシャフト５によって、往路用スキー
ジ１と復路用スキージ１１のそれぞれへの粘性材料２の
付着を防ぐことができる。これにより、一方のスキージ
からの粘性材料２の自然落下を待つことなく、粘性材料
２の印刷作業において、生産性の向上を図ることができ
た。

【００２７】また、スキージ１、１１の印刷方向前方に
シャフト５を配置したことによって、粘性材料２のマス
ク３の開口部３ａへの充填圧力の向上を図ることもでき
た。

【００２８】また、上記実施形態では、シャフト５とし
て丸シャフトを用いたが、角シャフトあるいはプレート
状のものでも同様の効果が得られる。さらに、上記実施
形態ではスキージ１、１１の上昇動作を利用して、その
スキージ１、１１の前面をシャフト５を相対移動させる
ことによって、粘性材料２の掻取りを行っているが、各
前面を自在に移動可能なシャフト５を用いた場合も同様
の効果を発揮できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、粘着性を有する粘性材
料を印刷するのに、スキージの印刷方向前面への粘性材
料の付着を防ぐことによって生産性を向上できると共
に、印刷面に確実に粘性材料を供給することによって常
に安定した品質で印刷動作を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の印刷装置の概略構成を示
し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。

【図２】同実施形態における印刷動作を順に示す説明
図。

【図３】従来例の印刷方法を概略して示す側面図。

【図４】同印刷方法における粘性材料の充填圧力測定結
果を示すグラフ。

【図５】別な従来例の印刷方法を概略して示す側面図。

【符号の説明】

１ 往路のスキージ ２ 粘性材料 ５ シャフト（掻取り手段、押圧手段） １１ 復路のスキージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三村 敏則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2C035 AA06 FD01 FD22 FD25 FD37 FD39 FD42 FD48 5E319 AC01 BB05 CD29 5E343 BB52 BB72 DD03 FF04

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スキージを往路、復路両方向へ水平移動
   させることによって、粘性材料を被印刷物に印刷する粘
   性材料の印刷方法において、スキージが折返し移動する
   際に、そのスキージに付着した粘性材料を掻取り手段に
   よって掻取り、この掻取った粘性材料を、次のスキージ
   の印刷方向の前方に供給しながら印刷を行うことを特徴
   とする粘性材料の印刷方法。
2. 【請求項２】 往路のスキージと復路のスキージを交互
   に上下動させることによって往路、復路の両方向への印
   刷を行い、スキージが上昇する際に、そのスキージの粘
   性材料付着面の幅全体にわたって、掻取り手段を接しな
   がら相対移動させることによって粘性材料の掻取りを行
   う請求項１記載の粘性材料の印刷方法。
3. 【請求項３】 掻取り手段の相対移動は、スキージの上
   昇動作を利用して行う請求項２記載の粘性材料の印刷方
   法。
4. 【請求項４】 掻取り手段によって、スキージの粘性材
   料を掻取った後、それを付着させたまま、次のスキージ
   の印刷方向の前方に粘性材料を供給する請求項１、２ま
   たは３記載の粘性材料の印刷方法。
5. 【請求項５】 掻取り手段を、往路、復路のいずれかの
   スキージの印刷方向の前方に配置し、各スキージと同期
   して水平移動させることにより、粘性材料を印刷面に押
   し付けるように構成した請求項１、２、３または４記載
   の粘性材料の印刷方法。
6. 【請求項６】 往路、復路両方向へ水平移動させること
   によって、粘性材料を被印刷物に印刷するスキージと、
   このスキージを上下に駆動可能な印刷ヘッドと、スキー
   ジが折返し移動する際に、そのスキージに付着した粘性
   材料を掻取ると共に、掻取った粘性材料を、次のスキー
   ジの印刷方向の前方に供給する掻取り手段を設けたこと
   を特徴とする粘性材料の印刷装置。
7. 【請求項７】 掻取り手段は、スキージが上昇する際
   に、そのスキージの粘性材料付着面に幅全体にわたって
   接しながら相対移動するものである請求項６記載の粘性
   材料の印刷装置。
8. 【請求項８】 掻取り手段は、スキージの上昇動作を利
   用して相対移動するものである請求項７記載の粘性材料
   の印刷装置。
9. 【請求項９】 掻取り手段は、スキージの粘性材料を掻
   取った後、それを付着させたまま、次のスキージの印刷
   方向の前方に粘性材料を供給するものである請求項６、
   ７または８記載の粘性材料の印刷装置。
10. 【請求項１０】 掻取り手段は、往路、復路のいずれか
    のスキージの印刷方向の前方に配置され、各スキージと
    同期して水平移動することにより、粘性材料を印刷面に
    押し付ける押圧手段を兼ねたものである請求項６、７、
    ８または９記載の粘性材料の印刷装置。
11. 【請求項１１】 掻取り手段は、往路、復路のスキージ
    間を移動可能でかつ、印刷時に両方向のスキージ前面に
    付着した粘性材料を、交互に掻取る同一機構からなる請
    求項６、７、８、９または１０記載の粘性材料の印刷装
    置。