JP2006103073A

JP2006103073A - スクリーン印刷機

Info

Publication number: JP2006103073A
Application number: JP2004290875A
Authority: JP
Inventors: Hirokuni Kurihara; 弘邦栗原; Makoto Honma; 真本間
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2004-10-04
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】
印刷対象となる基板が薄くかつその形状が正しい矩形でない時には、高品質の印刷を実現することが困難であった。
【解決手段】
そこで、本発明のスクリーン印刷機では、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の位置決め機構と昇降機構を備えた印刷テーブル、版枠に貼られ転写パターンを開口部として有するマスク、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するカメラ、スキージ、スキージ昇降機構および水平方向移動機構を備えたスキージヘッド、基板搬入コンベア、基板受け取りコンベア、印刷テーブル上の基板受け取りコンベアに基板を搬入した後に基板の側面を押し付けて固定するサイドクランプ板、基板搬出コンベア及びこれらの機構を制御する制御装置を備え、該サイドクランプ板の一方を基板上面と同一の面内で回動可能に構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は電子回路基板にクリームはんだ等の電子材料ペーストを供給するために用いるスクリーン印刷機に係り、印刷対象となる基板が薄くかつその形状が正しい矩形でない時でも基板の変形を抑え、高品質の印刷を実現するに好適なスクリーン印刷機に関する。

従来のスクリーン印刷機は、特許文献１で開示されているように、基板搬入コンベア、基板搬出コンベア、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の位置決め機構と昇降機構を備えた印刷テーブル、転写パターンを開口部として有するマスク、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するカメラ、スキージ、スキージ昇降機構および水平方向移動機構を備えたスキージヘッド、これらの機構を制御する制御装置を備え、装置に搬入され、印刷テーブルに載置された基板の位置とマスクの位置を、カメラで撮像された画像に基づいて位置決めし、その後テーブルを上昇して基板をマスクに近接させ、スキージによってマスクを基板に接触させながらマスク開口部にクリームはんだ等の電子材料ペーストを充填し、さらにテーブルを下降して、基板とマスクを離すことによってペーストを基板上に転写し、その後、基板を装置から搬出することによって印刷がなされている。

特開平０５−２００９７５号公報

ところで、一般にスクリーン印刷機においては基板搬入コンベアによって基板を印刷テーブル上の基板受け取りコンベアに搬入した後にサイドクランプ板によって基板の側面を両側から押し付けて固定する。このときに、基板の側面が正しく平行に加工されていないと、すなわち、基板の形状が正しい矩形でないと、基板の側面にサイドクランプ板が均等に当接しないため、基板に無理な力が作用する。その結果、特に基板の厚みが薄いときには、基板に面外の変形が生じ、印刷品質が低下するという問題があった。

上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は印刷対象となる基板が薄くかつその形状が正しい矩形でない時でも基板の変形を抑え、高品質の印刷を実現するに好適なスクリーン印刷機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の位置決め機構と昇降機構を備えた印刷テーブル、版枠に貼られ転写パターンを開口部として有するマスク、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するカメラ、スキージ、スキージ昇降機構および水平方向移動機構を備えたスキージヘッド、基板搬入コンベア、基板受け取りコンベア、印刷テーブル上の基板受け取りコンベアに基板を搬入した後に基板の側面を押し付けて固定するサイドクランプ板、基板搬出コンベア及びこれらの機構を制御する制御装置を備え、該サイドクランプ板の一方を基板上面と同一の面内で回動可能としたことを特徴とする。

本発明によって、印刷対象となる基板が薄くかつその形状が正しい矩形でない時でも基板の変形を抑え、高品質の印刷を実現するに好適なスクリーン印刷機を提供することが可能となる。

本発明の実施例について図１乃至図１２を用いて詳しく説明する。

図1は本発明のスクリーン印刷機の構成を示す概略図である。
図１において、スクリーン印刷機の本体フレーム１の上部には、1対のガイドレール２によって案内され、図上前後方向に移動可能にスキージヘッド３が設けられている。スキージヘッド３は、図示していないサーボモータにより回動するボールスクリュー４により、図上前後方向に駆動される。

スキージヘッド３にはスキージ５が搭載されている。スキージ５はスキージ昇降シリンダ６によって上下方向に移動できる。本体フレーム１には版枠受け７が設けられており、版枠受け７には印刷パターンを開口部として持つスクリーン（マスク）８を張った版枠９がセットされるように構成されている。印刷テーブル１０は、ＸＹθ方向に移動可能な移動機構を備えたＸＹθテーブル１１とテーブル昇降機構（特に図示せず）を備えている。印刷テーブル１０の上面には、基板受け取りコンベア１２が設けられており、基板搬入コンベア１３によって搬入された基板１５を基板受け取りコンベア１２が受け取り、受け取りコンベア１２から印刷テーブル１０上に受け渡す。印刷テーブル１０上の基板１５の印刷が終了すると、基板受け取りコンベア１２が、印刷テーブル１０上の基板を受け取り、基板搬出コンベア１４に受け渡し、基板搬出コンベヤ１４により基板１５を排出する。全自動スクリーン印刷機においてはマスク８と基板１５の位置合わせを自動的に行なう機能を備えている。そのため、ＣＣＤカメラ１６によって、マスク８と基板１５のそれぞれに設けられた位置合わせ用マークを撮像し、図示していない制御部おいて撮像結果を画像処理して、それらの位置を認識し、位置のズレをＸＹθテーブルを駆動して補正する。

図２は図1のＡ−Ａ矢視図である。図２において基板搬入コンベア１３、基板受取りコンベア１２、基板搬出コンベア１４のれぞれには、コンベアの幅を基板の幅に合わせるために、一方が図上上下方向（基板幅方向）に可動できるように位置調整機構が設けてある。図２においては１２’、１３’及び１４’を可動側としている。

印刷テーブル１０の基板搬入方向に対して直角方向の両側にはサイドクランプ板１８、１９が設けてある。本実施例ではサイドクランプ板１８は固定サイドクランプ板とし、サイドクランプ板１９は可動できる可動サイドクランプ板として構成としてある。可動サイドクランプ板１９はエアシリンダ２０を稼動させて幅方向に移動させる。また、可動サイドクランプ板１９は軸２１を中心に水平方向に回転可能に構成されている。両サイドクランプ板の外側には、一対の基板押さえアーム２２、２２’が回動して基板上部を押さえるように設けてある。治具２３は印刷テーブル１０上に設けられ、基板を下方から支える構成となっている。

図３は、図２のＢ−Ｂ矢視方向から見た図である。図３に示すように、可動サイドクランプ板１９とサイドクランプ台２４は軸２１によって枢軸結合されている。そして、サイドクランプ台２４は、エアシリンダ２０によって図上左右方向（基板幅方向）に移動可能に構成されている。そのため、サイドクランプ台２４はリニアガイド２５添って移動される。なお、図のように可動サイドクランプ板１９及び固定サイドクランプ板１８は基板受け取りコンベア１２、１２’の基板搬送面より上部に位置し、可動サイドクランプ板１９により基板受け取りコンベア１２、１２’上から印刷テーブル１０上の治具２３に受け渡された状態で基板の側面を押し、固定サイドクランプ板１８に押し付けて搬送方向の位置決めを行う構成としてある。

図４は、図２のＣ−Ｃ断面図である。サイドクランプ台２４には、基板搬送方向に軸２１を挟んで所定の距離を離して一対のプランジャ２６が搭載されている。プランジャ２６は内部にばねが内蔵されており、ばね力はプランジャを伸長させる方向に付勢されている。可動サイドクランプ板１９にはプランジャ受け１９’が設けられており、プランジャ２６からの力を受けて、常時は可動サイドクランプ板１９の前面（基板当接面）を基板搬送方向とほぼ平行に維持するように調整されている。

次に、図５乃至図９を用いて本発明のスクリーン印刷機における基板クランプ動作について説明する。

図５は印刷テーブル１０上に基板１５が搬入された状態を示す図である。基板１５は搬入コンベア１３から基板受け取りコンベア１２に受け渡される。基板受け取りコンベア１２の下流側の印刷テーブル端部側に設けられ、通常搬入コンベアの下方に位置し、基板が搬入コンベア１３に搭載されると上昇してに基板１５を停止させるための基板ストッパ２７が設けてある。図５では基板１５は、この基板ストッパ２７に当接して停止している。

次に図６に示したように基板押さえアーム２２及び２２’が回動して、基板１５を上方から押さえ込む。次に図７に示すように印刷テーブル１０が上昇し、基板１５は基板押さえアーム２２、２２’と治具２３に挟まれて上下方向の位置が決められる。

次に、図８に示すように基板押さえアーム２２及び２２’が回動して元の位置に復帰すると、図９に示すように、エアシリンダ２０が伸長してサイドクランプ台２４を介して可動サイドクランプ板１９を基板幅方向に移動させて、基板１５を固定サイドクランプ板１８と可動サイドクランプ板１９で挟み込んで位置決め、固定する。この状態で基板をマスク８に近接させて印刷を行う。

以上が本発明のスクリーン印刷機の基板クランプ動作であるが、次に図１０乃至図１２を用いて、形状精度が悪い基板１５（図のように基板の一方側の側方端が斜めになっている場合）が搬入されたときの基板クランプ動作を説明する。図１０に基板幅が搬入方向に向かって狭まっている基板が搬入された状況を示している。このときに図１１に示すようにエアシリンダ２０を伸長させて可動サイドクランプ板１９を基板幅方向に移動させる。基板の幅方向一方側は固定サイドクランプ板１８に当接して停止すると、基板幅方向他方側は、先に基板１５の後方（図上左方向）が先に可動サイドクランプ板１９と当接するため、可動サイドクランプ板１９には半時計方向の回転力が作用して、可動サイドクランプ板１９は軸２１の回りで図上矢印方向に回動する。そして、基板１５の側面と可動サイドクランプ板１９の前面が平行になり、均等に当接した状態で可動サイドクランプ板１９は停止して位置決めされる。そして、印刷が終了して基板１５のクランプを解除するため、エアシリンダを縮めると、可動サイドクランプ板１９はプランジャ２６から復元方向の力を受けているため、可動サイドクランプ板１９の前面は基板搬送方向をほぼ平行な状態に復帰し、次ぎの基板を受け入れることができる態勢となる。

このように、本実施例では、可動サイドクランプ板１９の中心部を軸２１により支持する構成とすと共に、軸２１を中心として左右の均等な位置に１対のプランジャ２６をそれぞれ設けることで、可動サイドクランプ板１９が斜めになって基板を支持していても、基板押し付け力を開放すると、水平位置に復元する構成としたために、基板幅方向の端面の形状所精度が悪くても確実に、略正確に位置決めできるために、印刷制度を向上することが可能となる。

本発明のスクリーン印刷機の構成と動作を説明するための概略図である。図１のＡ−Ａ矢視図である。図２のＢ−Ｂ矢視図である。図３のＣ−Ｃ断面図である。印刷テーブル上に基板が搬入された状態を示す図である。基板のクランプ過程を説明するための図である。基板のクランプ過程を説明するための図である。基板のクランプ過程を説明するための図である。基板のクランプ過程を説明するための図である。基板の形状精度が悪い場合のクランプ過程を説明するための図である。基板の形状精度が悪い場合のクランプ過程を説明するための図である。基板の形状精度が悪い場合のクランプ過程を説明するための図である。

符号の説明

１…本体フレーム、３…スキージヘッド、５…スキージ、６…昇降用シリンダ、８…マスク、９…版枠、１０…印刷テーブル、１２…基板受け取りコンベア、１３…搬入コンベア、１４…搬出コンベア、１５…基板、１６…マーク認識コンベア、１８…固定サイドクランプ板、１９…可動サイドクランプ板、２０…エアシリンダ、２１…軸、２４…サイドクランプ台、２６…プランジャ。

Claims

Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の移動機構と昇降機構を備えた印刷テーブルと、版枠に貼られ転写パターンを開口部として有するマスクと、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するカメラと、前記マスクの上方側に配置され、マスク上に当接してペーストを基板面に供給するためのスキージと、前記スキージを上下方向に移動するスキージ昇降機構及び水平方向移動機構とを備えたスキージヘッドと、印刷する基板を印刷テーブル側に搬入する基板搬入コンベアと、前記基板を受け取り、印刷テーブルに受け渡す基板受け取りコンベアと、印刷テーブル上の基板の側面を固定サイドクランプ板側に押し付けて固定する可動サイドクランプ板と、これらの機構を制御する制御装置を備えたスクリーン印刷機において、
前記可動サイドクランプ板を基板上面と同一の面内で回動可能としたことを特徴とするスクリーン印刷機。
請求項１に記載のスクリーン印刷機において、
前記基板受け取りコンベアから印刷テーブル上に基板を受け取る際に、基板の上下方向の位置決めするための基板上部を押さえるために、基板上面側に回動する１対の基板押さえアームを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。