JP2011224841A - Screen printer and screen printing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マスクに形成されたパターン孔を介して基板の電極にペーストを転写するスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法に関するものである。 The present invention relates to a screen printing machine and a screen printing method for transferring a paste to an electrode of a substrate through a pattern hole formed in a mask.
基板に半田ペースト等のペーストのスクリーン印刷を行うスクリーン印刷機は、基板搬入部により搬入した基板の両側部を一対のクランプ部材によってクランプした後、その基板を基板の電極の配置に応じたパターン孔が形成されたマスクの下面に接触させ、スキージをマスク上で摺動させてペーストをマスク上で掻き寄せることにより、マスクのパターン孔を介して基板の電極にペーストを転写させるようになっている（例えば、特許文献１）。このようなスクリーン印刷機では、マスク上へのペーストの供給（補給）は、一対のクランプ部材によってクランプした基板をマスクに接触させた後に行うようになっている。 A screen printing machine that performs screen printing of a paste such as solder paste on a board clamps both sides of the board carried by the board carry-in section with a pair of clamp members, and then the pattern hole corresponding to the arrangement of the electrodes on the board. The paste is transferred to the electrode of the substrate through the pattern hole of the mask by bringing the paste into contact with the lower surface of the mask formed and sliding the squeegee on the mask and scraping the paste on the mask. (For example, patent document 1). In such a screen printing machine, the supply (replenishment) of the paste onto the mask is performed after the substrate clamped by the pair of clamp members is brought into contact with the mask.
しかしながら、上記従来のように、基板をマスクに接触させた後にマスク上へのペーストの供給（補給）を行うようにすると、基板をマスクに接触させた後にペースト供給作業を行うための時間が必要となり、その分、スキージによるペーストの転写動作（マスク上での摺動動作）の開始が遅れて作業効率が低下するという問題点があった。 However, when the substrate is brought into contact with the mask and the paste is supplied (supplemented) after the substrate is brought into contact with the mask as described above, it takes time for the paste to be supplied after the substrate is brought into contact with the mask. Accordingly, there is a problem in that work efficiency is reduced due to delay in the start of the paste transfer operation (sliding operation on the mask) by the squeegee.
そこで本発明は、マスク上にペーストを供給する場合であってもスキージによるペーストの転写動作の開始が遅れることのないスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a screen printing machine and a screen printing method that do not delay the start of the paste transfer operation by the squeegee even when the paste is supplied onto the mask.
請求項１に記載のスクリーン印刷機は、基板を搬入する基板搬入部と、基板搬入部により搬入した基板の両側部をクランプする一対のクランプ部材と、基板の電極の配置に応じて形成されたパターン孔を有するマスクと、一対のクランプ部材によりクランプされた基板がマスクに接触された場合にクランプ部材と接触することとなるマスク上の領域にペーストを供給するペースト供給シリンジと、ペースト供給シリンジによりペーストが供給されたマスクの下面に一対のクランプ部材によりクランプした基板を接触させる基板接触手段と、基板接触手段により基板が接触されたマスク上を水平面内方向に摺動し、マスクのパターン孔を介して基板の電極にペーストを転写するスキージとを備えた。
The screen printing machine according to
請求項２に記載のスクリーン印刷方法は、基板を搬入する工程と、搬入した基板の両側部を一対のクランプ部材によりクランプする工程と、基板の電極の配置に応じて形成されたパターン孔を有するマスクに、一対のクランプ部材によりクランプした基板を接触させた場合にクランプ部材と接触することとなるマスク上の領域にペーストを供給する工程と、ペーストを供給したマスクの下面に一対のクランプ部材によりクランプした基板を接触させる工程と、基板を接触させたマスク上でスキージを水平面内方向に摺動させ、マスクのパターン孔を介して基板の電極にペーストを転写させる工程とを含む。
The screen printing method according to
本発明では、一対のクランプ部材によりクランプした基板をマスクに接触させる前にマスク上にペーストを供給するようになっているので、基板をマスクに接触させた後、直ぐにスキージによるペーストの転写動作（マスク上での摺動動作）を開始することができる。このため、マスク上にペーストを供給する場合であってもスキージによるペーストの転写動作（マスク上での摺動動作）の開始が遅れることがなく、作業効率の低下を防止することができる。なお、マスク上へのペーストの供給は、一対のクランプ部材によりクランプした基板をマスクに接触させた場合にクランプ部材と接触することとなるマスク上の領域に行うようになっているので、マスク上に供給されたペーストがマスクのパターン孔から下方に垂れて基板を汚損してしまうなどの不都合は生じない。 In the present invention, since the paste is supplied onto the mask before the substrate clamped by the pair of clamp members is brought into contact with the mask, the paste is transferred by the squeegee immediately after the substrate is brought into contact with the mask ( (Sliding motion on the mask) can be started. For this reason, even when the paste is supplied onto the mask, the start of the paste transfer operation (sliding operation on the mask) by the squeegee is not delayed, and a reduction in work efficiency can be prevented. The paste is supplied onto the mask in a region on the mask that will come into contact with the clamp member when the substrate clamped by the pair of clamp members is brought into contact with the mask. There is no inconvenience that the paste supplied to the substrate hangs down from the pattern hole of the mask and contaminates the substrate.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１、図２及び図３に示すスクリーン印刷機１は、実装基板生産用の電子部品実装ラインを構成する電子部品実装用装置の一種であり、基板２を搬入してその基板２の表面に設けられた電極３上に半田ペーストや導電性ペースト等のペーストＰｓｔ（図３参照）を転写するスクリーン印刷を行った後、その基板２を下流側の電子部品実装機（図示せず）等に搬出する動作を連続実行するものである。以下、説明の便宜上、このスクリーン印刷機１における基板２の搬送方向をＸ軸方向（図１の紙面左右方向）、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向をＹ軸方向（図１の紙面上下方向）とし、上下方向をＺ軸方向とする。また、Ｙ軸方向をスクリーン印刷機１の前後方向、Ｘ軸方向をスクリーン印刷機１の横（左右）方向とする。更に、前後方向のうち、スクリーン印刷機１のオペレータＯＰ（図１）がスクリーン印刷機１に対して作業を行う側（図１の紙面下方）をスクリーン印刷機１の前方、その反対側（図１の紙面上方）をスクリーン印刷機１の後方とする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A
図１、図２及び図３において、スクリーン印刷機１は、基台１１上に設けられた基板保持移動ユニット１２、基板保持移動ユニット１２の基板２の搬送方向（Ｘ軸方向）の上流側（図１の紙面左側）に設けられた基板搬入コンベア１３、基板保持移動ユニット１２の基板２の搬送方向の下流側（図１の紙面右側）に設けられた基板搬出コンベア１４、基板保持移動ユニット１２の上方に設けられた金属製の薄板材料から成るプレート状のマスク１５、前後一対のスキージ１６、カメラユニット１７及びペースト供給シリンジ１８を備えている。
1, 2, and 3, the
図２及び図３において、基板保持移動ユニット１２は、水平移動部２１、昇降部２２、コンベア部２３、下受け部２４及び基板保持部２５から成る。
2 and 3, the substrate holding and moving
図２及び図３において、水平移動部２１は、Ｙテーブル駆動モータＭｙの作動によって基台１１に対してＹ軸方向に移動するＹテーブル２１ａ、Ｘテーブル駆動モータＭｘの作動によってＹテーブル２１ａに対してＸ軸方向に移動するＸテーブル２１ｂ、Ｘテーブル２１ｂに対してＺ軸回りに回転するθテーブル２１ｃ、θテーブル２１ｃの上面に固定されたベーステーブル２１ｄ及びベーステーブル２１ｄの上面から上方に延びて設けられた複数の昇降テーブルガイド２１ｅから成る。
2 and 3, the horizontal moving
図２及び図３において、昇降部２２は、水平移動部２１の複数の昇降テーブルガイド２１ｅにガイドされてベーステーブル２１ｄに対して昇降する昇降テーブル２２ａ、昇降テーブル２２ａの上面から上方に延びて設けられた複数の下受け部昇降ガイド２２ｂ及び昇降テーブル２２ａの上面に設けられた前後の昇降フレーム２２ｃから成る。
2 and 3, the elevating
図３において、コンベア部２３は昇降フレーム２２ｃに支持されて昇降テーブル２２ａとともにベーステーブル２１ｄに対して昇降する前後一対のベルトコンベア支持部材２３ａと、各ベルトコンベア支持部材２３ａに支持されてＸ軸方向に送り動作をする前後一対のベルトコンベア２３ｂから成り、これら前後のベルトコンベア２３ｂが同期して作動することにより、基板２のＸ軸方向への搬送がなされる。
In FIG. 3, the
図２及び図３において、下受け部２４は、コンベア部２３の下方において、下受け部昇降ガイド２２ｂにガイドされて昇降する下受けユニット支持テーブル２４ａ及び下受けユニット支持テーブル２４ａの上面に設けられた下受けユニット２４ｂから成る。下受けユニット２４ｂは上方に延びて設けられた複数のピン部材２４ｃ（図２）を有しており、下受けユニット支持テーブル２４ａと一体となって昇降テーブル２２ａに対して昇降し、複数のピン部材２４ｃの上端を、前後のベルトコンベア２３ｂによって両端部が支持された基板２の下面に下方から接触させてその基板２を支持する。
2 and 3, the
図３において、基板保持部２５は、前後のベルトコンベア支持部材２３ａそれぞれの上部にＹ軸方向に移動自在に設けられた前後一対のクランプ部材２５ａから成る（図１も参照）。これら前後のクランプ部材２５ａは、昇降フレーム２２ｃに取り付けられたクランプ部材作動モータ２６（図３）を作動させることにより、図示しないリンク機構を介して互いに反対の方向に（すなわちＹ軸方向に開閉する方向に）移動させることができ、前後のベルトコンベア２３ｂによって両端部が支持された基板２をその搬送方向を基準とした場合の幅方向（Ｙ軸方向）からクランプして保持し、またその保持の解除をすることができる。
In FIG. 3, the
図１及び図２において、基板搬入コンベア１３及び基板搬出コンベア１４はそれぞれ、基板保持移動ユニット１２のコンベア部２３と同様に前後一対のベルトコンベア１３ａ，１４ａを有して成る。基板搬入コンベア１３は、スクリーン印刷機１の外部から投入された基板２を搬入して基板保持移動ユニット１２のコンベア部２３に受け渡し、基板搬出コンベア１４は、基板保持移動ユニット１２のコンベア部２３から受け渡された基板２をスクリーン印刷機１の外部に搬出する。
1 and 2, each of the substrate carry-in
このように、基板搬入コンベア１３、基板保持移動ユニット１２のコンベア部２３及び基板搬出コンベア１４は基板２の搬送を行う基板搬送路２７（図１）として機能する。また、基板保持移動ユニット１２のコンベア部２３は基板搬送路２７の一部を構成し、一対のベルトコンベア２３ｂにより基板２の両端部を下方から支持してその基板２の搬入を行うものとなっている。
As described above, the substrate carry-in
図１及び図２において、基台１１上には基板搬入コンベア１３及び基板搬出コンベア１４をそれぞれＹ軸方向に跨ぐ一対の門型フレーム３１が設けられており、これら一対の門型フレーム３１によってマスクホルダ３２が支持されている。マスクホルダ３２は、門型フレーム３１に両端が取り付けられて基板保持移動ユニット１２が備える基板保持部２５の上方をＸ軸方向に延びて配置された前後一対のガイド部材３３と、一対のガイド部材３３上をＹ軸方向に延びて設けられた左右一対のマスク支持レール３４とから成る。マスク１５はマスクホルダ３２が備える左右一対のマスク支持レール３４によって左右両端が支持されて基板保持移動ユニット１２の上方に水平姿勢に保持される（図４も参照）。
In FIG. 1 and FIG. 2, a pair of
図１及び図４において、マスク１５は平面視において矩形の枠状部材から成るマスク枠１５ｗによって四辺が支持されており、マスク枠１５ｗによって囲まれた矩形の領域には、基板２上の複数の電極３に対応した多数のパターン孔１５ａが設けられている。すなわちマスク１５は、基板２の電極３の配置に応じて形成された多数のパターン孔１５ａを有したものとなっている。
In FIG. 1 and FIG. 4, the
図１において、基板２の対角位置には２つ一組の基板側位置決め用マークｍｋが設けられている。一方、図４において、マスク１５には、基板側位置決め用マークｍｋに対応して配置された２つ一組のマスク側位置決め用マークＭＫが設けられている。これら基板側位置決め用マークｍｋとマスク側位置決め用マークＭＫが上下に合致する状態で基板２をマスク１５に接触させると、基板２の電極３とマスク１５のパターン孔１５ａが上下に合致した状態となる。なお、図４中、破線で示す矩形領域Ｓｇは、マスク１５に基板２を接触させたときに基板２と接触することとなる領域である。
In FIG. 1, two sets of substrate-side positioning marks mk are provided at diagonal positions of the
図１及び図２において、一対の門型フレーム３１には、Ｘ軸方向に延びたＸ軸ステージ３５の両端部がＹ軸方向にスライド自在に支持されている。Ｘ軸ステージ３５上にはカメラ支持ステージ３６がＸ軸方向に移動自在に設けられており、カメラ支持ステージ３６には前述のカメラユニット１７が取り付けられている。カメラユニット１７は、撮像視野を下方に向けた第１カメラ１７ａと撮像視野を上方に向けた第２カメラ１７ｂを備えている（図３）。
1 and 2, both ends of an
図１及び図２において、一対の門型フレーム３１にはＸ軸方向に延びたスキージベース３７の両端が支持されており、スキージベース３７は門型フレーム３１に沿ってＹ軸方向に往復移動自在となっている。
1 and 2, a pair of
図２及び図３において、スキージベース３７の上面の中央部のＹ軸方向に対向する位置には２つのスキージ昇降シリンダ３８がピストンロッド３８ａを下方に向けて設けられており、これら２つのスキージ昇降シリンダ３８のピストンロッド３８ａはそれぞれ、スキージベース３７を上下方向に貫通して延びている。各スキージ昇降シリンダ３８のピストンロッド３８ａの下端部には前述のスキージ１６が取り付けられている。各スキージ１６はＸ軸方向に延びた「へら」状の部材から成る。
2 and 3, two squeegee raising / lowering
スキージ昇降シリンダ３８のピストンロッド３８ａを上下方向に作動させると、ピストンロッド３８ａの下端に取り付けられたスキージ１６が、スキージベース３７に対して（したがってマスク１５に対して）昇降する。そして、スキージベース部３７に対して前方のスキージ１６（図６における紙面左側のスキージ１６）及び後方のスキージ１６（図６における紙面左側のスキージ１６）のうちの一方を下降させ、そのスキージ１６をマスク１５の上面に当接させた状態でスキージベース３７を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させることにより、スキージ１６をマスク１５上で水平面内方向に摺動させることができる。
When the
ペースト供給シリンジ１８は、図５及び図６に示すように、スキージベース３７の前部（図６の紙面左側）にシリンジ取り付けブラケット４１を介して取り付けられており、シリンジ取り付けブラケット４１はスキージベース３７と対向する後面に設けられたスライダ４２が、スキージベース３７の前面をＸ軸に延びて設けられたスライドガイド４３に噛み合ってスキージベース３７の往復移動方向（Ｙ軸方向）と直交する水平面内方向（Ｘ軸方向）に移動自在になっている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
図５及び図７において、スキージベース３７の上面前端部のＸ軸方向両端部には一対のブラケット（モータ取り付けブラケット４４及び従動プーリ取り付けブラケット４５）が取り付けられており、モータ取り付けブラケット４４にはシリンジ移動モータ４６が取り付けられている。シリンジ移動モータ４６の駆動軸４６ａ（図６）はモータ取り付けブラケット４４を水平に貫通して前方に延びており、その先端部には駆動プーリ４７が取り付けられている。一方、従動プーリ取り付けブラケット４５から水平前方に延びたプーリ軸（図示せず）には従動プーリ４８が取り付けられている。
5 and 7, a pair of brackets (a
図５及び図７において、駆動プーリ４７と従動プーリ４８には歯付ベルト４９が掛け渡されており、歯付ベルト４９の下面にはシリンジ取り付けブラケット４１の上部の上面が固定されている。このためシリンジ移動モータ４６の駆動軸４６ａが駆動されて駆動プーリ４７が回転すると、駆動プーリ４７及び従動プーリ４８と噛合した歯付ベルト４９がＸ軸方向に走行し、これに伴ってシリンジ取り付けブラケット４１が（したがってペースト供給シリンジ１８が）、スキージベース３７の前方の領域を、スキージベース３７に対して、スキージベース３７の往復移動する方向（Ｙ軸方向）と直交する水平面内方向（Ｘ軸方向）に移動する。
5 and 7, a
図６において、ペースト供給シリンジ１８は、スキージベース３７の前方に設けられたシリンジ取り付けブラケット４１の前面に、鉛直線ＶＬに対して角度φだけ下方が後方に傾いて延びる軸線Ｊに沿って延びて設けられている。このペースト供給シリンジ１８は、下端にペースト供給口１８ｐを有したノズル部１８ａが軸線Ｊに沿って移動自在になっており、ノズル部１８ａを（すなわちペースト供給口１８ｐを）下動させて前方のスキージ１６の直下に位置させる張り出し位置（図６中、一点鎖線で示すノズル部１８ａ参照）と、ノズル部１８ａの下端のペースト供給口１８ｐを上動させた格納位置（図６中、実線で示すノズル部１８ａ参照）との間で移動させることができる。ここで、上記角度φは、ペースト供給シリンジ１８のノズル部１８ａが張り出し位置に位置している状態で、前方のスキージ１６の直下にペーストＰｓｔを供給できるような角度として任意に設定される。
In FIG. 6, the
ペースト供給シリンジ１８はノズル部１８ａを張り出し位置に位置させた状態において、内部に貯蔵したペーストＰｓｔをマスク１５上に吐出供給する動作を行う。なお、ペースト供給シリンジ１８のＸ軸方向への移動範囲（移動ストローク）は、少なくとも、スクリーン印刷機１によって取り扱う基板２の搬送方向の寸法（Ｘ軸方向の寸法であり、Ｘ軸方向に延びたスキージ１６の幅方向の寸法でもある）をカバーできる範囲を有するものとする。
The
基板２の搬送を行う基板搬送路２７としての基板搬入コンベア１３、基板保持移動ユニット１２におけるコンベア部２３及び基板搬出コンベア１４の各動作は、制御装置５０（図８）が図示しないアクチュエータ等から成る基板搬送路作動機構５１（図８）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、この基板搬送路作動機構５１を作動させることにより、スクリーン印刷機１の外部から投入された基板２の基板保持移動ユニット１２内への搬入と、スクリーン印刷を終えた基板２のスクリーン印刷機１の外部への搬出とを行う。
Each operation of the substrate carry-in
基板保持移動ユニット１２の基板保持部２５を構成する前後のクランプ部材２５ａの開閉動作は、制御装置５０が前述のクランプ部材作動モータ２６（図８も参照）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、このクランプ部材作動モータ２６を作動させることにより、基板保持移動ユニット１２に搬入された基板２のクランプ（保持）を行う。
The opening / closing operation of the front and
基板保持移動ユニット１２が備える下受け部２４の昇降動作は、制御装置５０が図示しないアクチュエータ等から成る下受け部昇降機構５２（図８）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、この下受け部昇降機構５２を作動させることにより、基板保持移動ユニット１２に搬入された基板２の下方からの支持を行う。
The raising / lowering operation of the
カメラユニット１７を構成する第１カメラ１７ａ及び第２カメラ１７ｂはそれぞれ、制御装置５０に制御されて撮像動作を行い、取得した画像データはともに制御装置５０に入力される（図８）。また、カメラユニット１７の水平面内での移動動作、すなわち一対の門型フレーム３１に対するＸ軸ステージ３５のＹ軸方向への移動動作及びＸ軸ステージ３５に対するカメラ支持ステージ３６のＸ軸方向への移動動作の各制御は、制御装置５０が図示しないアクチュエータから成るカメラユニット移動機構５３（図８）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、第１カメラ１７ａ、第２カメラ１７ｂ及びカメラユニット移動機構５３を作動させることにより、第１カメラ１７ａによる基板側位置決め用マークｍｋの撮像と第２カメラ１７ｂによるマスク側位置決め用マークＭＫの撮像を行って、基板２及びマスク１５それぞれの位置を検出する。
Each of the
基板保持移動ユニット１２による基板保持部２５の水平面内方向への移動動作は、制御装置５０が、基台１１に対するＹテーブル２１ａのＹ軸方向への移動、Ｙテーブル２１ａに対するＸテーブル２１ｂのＸ軸方向への移動及びＸテーブル２１ｂに対するθテーブル２１ｃの（すなわちベーステーブル２１ｄの）Ｚ軸回りの回転動作を行わせる、前述のＹテーブル駆動モータＭｙやＸテーブル駆動モータＭｘを含むアクチュエータ等から成る水平面内方向移動機構５４（図８）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、カメラユニット１７により検出した基板２及びマスク１５ぞれぞれの位置に基づいて水平面内方向移動機構５４を作動させることにより、基板保持部２５により保持した基板２のマスク１５に対する水平面内方向の位置決めを行う。
The movement operation of the
基板保持移動ユニット１２による基板保持部２５の上下方向への移動動作は、制御装置５０が、ベーステーブル２１ｄに対する昇降テーブル２２ａの昇降動作を行わせる図示しないアクチュエータ等から成る上下方向移動機構５５（図８）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、この上下方向移動機構５５を作動させることにより、基板保持部２５により保持し、マスク１５に対して水平面内方向の位置決めを行った基板２をマスク１５の下面に下方から接触させる。
The movement operation of the
ペースト供給シリンジ１８によるペーストＰｓｔの供給動作は、制御装置５０が図示しないアクチュエータ等から成るペースト供給機構５６（図８）の作動制御を行うことによってなされる。また、ペースト供給シリンジ１８をＸ軸方向へ移動させるペースト供給シリンジ１８の移動動作制御は、制御装置５０が前述のシリンジ移動モータ４６の作動制御を行うことによってなされ、ペースト供給シリンジ１８のノズル部１８ａの突没動作（下動及び上動動作）は、制御装置５０が図示しないアクチュエータ等から成るノズル部突没作動機構５７（図８）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、これらペースト供給機構５６、シリンジ移動モータ４６及びノズル部突没作動機構５７を作動させることにより、基板２と接触されたマスク１５上にペーストＰｓｔを供給する。
The supply operation of the paste Pst by the
各スキージ１６のスキージベース３７に対する昇降動作は、制御装置５０がスキージベース３７の上部に取り付けられた前述の２つのスキージ昇降シリンダ３８（図８も参照）の作動制御を行うことによってなされる。また、前後のスキージ１６をＹ軸方向に往復移動させるスキージベース３７の作動制御は、制御装置５０が図示しないアクチュエータ等から成るスキージベース移動機構５８（図８）の制御を行うことによってなされる。
The raising / lowering operation of each
制御装置５０は、スキージ昇降シリンダ３８及びスキージベース移動機構５８を作動させ、前後のスキージ１６のうちの一方をマスク１５に接触させた状態でスキージベース３７を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させることにより、ペースト供給シリンジ１８によってマスク１５上に供給されたペーストＰｓｔ（図９参照）をスキージ１６で掻き寄せて、マスク１５のパターン孔１５ａを介して基板２の電極３にペーストＰｓｔを転写させる。ここで、制御装置５０は、前方のスキージ１６をマスク１５の前方領域から後方領域に摺動させることによって行う基板２の１枚当たりのペーストＰｓｔの転写動作と、後方のスキージ１６をマスク１５の後方領域から前方領域に摺動させることによって行う基板２の１枚当たりのペーストＰｓｔの転写動作とを交互に行う。なお、実装基板生産の開始時には、はじめに前方のスキージ１６によるペーストＰｓｔの転写動作を行う。
The
図１０（ａ）において、後方のスキージ１６（図６における紙面右側のスキージ１６）のスキージ面（ペーストＰｓｔを掻く面であり、後方のスキージ１６では前方に向く面）には、ペースト高さ検出センサ５９が設けられている。このペースト高さ検出センサ５９は、後方のスキージ１６の幅方向（Ｘ軸方向であり、マスク１５に対するスキージ１６の摺動方向と直交する水平面内方向）の一端側に設けられてＸ軸方向に検査光Ｌの投光を行う投光器５９ａと、後方のスキージ１６の幅方向の他端側に設けられて投光器５９ａが投光する検査光Ｌの受光を行う受光器５９ｂから成る。
10A, paste height detection is performed on the squeegee surface of the rear squeegee 16 (the
制御装置５０がスキージベース移動機構５８を作動させて後方のスキージ１６によってマスク１５上のペーストＰｓｔをマスク１５の前方に掻き寄せている間、ペースト高さ検出センサ５９の投光器５９ａが投光する検査光Ｌを受光器５９ｂが受光しなかった場合には、そのペーストＰｓｔの高さｈ（図１０（ｂ））が、マスク１５の上面から測った検査光Ｌの高さに相当する所定高さＨ（図１０（ｂ））を下回っていることになる。
While the
制御装置５０に繋がるペースト高さ記憶部６１（図８）には、上記ペースト高さ検出センサ５９によって検出された現在のマスク１５上のペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨを下回っているかどうかの情報が記憶される。制御装置５０のペースト高さ判定部５０ａ（図８）は、後方のスキージ１６によるペーストＰｓｔの転写動作（後方のスキージ１６のマスク１５上での摺動動作）が行われ、ペースト高さ検出センサ５９によるペーストＰｓｔの高さｈの検出が行われるごとにマスク１５上のペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨを下回っているかどうかの判定を行い、その判定結果をペースト高さ記憶部６１に書き込んで更新する。このためペースト高さ記憶部６１には、マスク１５上のペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨを下回っているかどうかの最新の情報が記憶される。なお、実装基板生産開始時には、ペースト高さ記憶部６１には、ペースト高さｈが所定高さＨを下回っている旨の情報が記憶されている。
In the paste height storage unit 61 (FIG. 8) connected to the
次に、図１１のフローチャート及び図１２〜図１６の説明図を加えてスクリーン印刷機１の動作手順を説明する。スクリーン印刷機１の制御装置５０は、図示しない検知手段によって、スクリーン印刷機１の上流側から基板搬入コンベア１３に基板２が投入されたことを検知したら、基板搬入コンベア１３とコンベア部２３を連動作動させてスクリーン印刷機１内に基板２を搬入し（図１２（ａ）中に示す矢印Ａ）、更に、図示しない検知手段により、コンベア部２３が搬入する基板２が所定の搬送停止位置に到達したことを検知したところでコンベア部２３の作動を停止させて、基板２を静止させる（図１２（ｂ）。図１１のステップＳＴ１に示す基板搬入工程）。なお、ここで基板搬入コンベア１３と基板保持移動ユニット１２のコンベア部２３は、スクリーン印刷機１内に基板２を搬入する基板搬入部として機能している。
Next, the operation procedure of the
制御装置５０は、上記の基板搬入工程が終了したら、前後のクランプ部材２５ａを閉作動させて、コンベア部２３上の基板２の両側部をＹ軸方向からクランプ（保持）する（図１３（ａ）。図中に示す矢印Ｂ１）。そして、昇降テーブル２２ａをベーステーブル２１ｄに対する下降位置に位置させたまま、下受け部２４を昇降テーブル２２ａに対する下降位置から上昇させる（図１３（ｂ）中に示す矢印Ｃ１）。そうすると下受け部２４の上端（複数のピン部材２４ｃの上端）は前後のベルトコンベア２３ｂによって両端部が支持された基板２の下面に下方から当接する（図１３（ｂ））。そして、下受け部２４の上端が基板２の下面に当接した後も下受け部２４を上昇させて（図１３（ｃ）中に示す矢印Ｃ２）、基板２の上面が前後のクランプ部材２５ａの上面と同じ高さになるまで基板２を押し上げる。これにより基板２はその両端部を前後のクランプ部材２５ａに対して摺動させながら上昇し、両端部が前後のベルトコンベア２３ｂから上方に離間して、基板２は下受け部２４によって持ち上げ支持された状態となる（図１３（ｃ）。図１１のステップＳＴ２に示す基板支持工程）。
When the substrate carrying-in process is completed, the
制御装置５０は、上記の基板支持工程が終了したら、カメラユニット移動機構５３の作動制御を行い（Ｘ軸ステージ３５をＹ軸方向に移動させるとともに、カメラ支持ステージ３６をＸ軸方向に移動させ）、第１カメラ１７ａを基板２に設けられた基板側位置決め用マークｍｋの直上に位置させて、第１カメラ１７ａに基板側位置決め用マークｍｋの撮像を行わせて基板２の位置を検出し（図１４（ａ）。図１１のステップＳＴ３に示す基板位置検出工程）、次いで、第２カメラ１７ｂをマスク１５に設けられたマスク側位置決め用マークＭＫの直下に位置させ、第２カメラ１７ｂにマスク側位置決め用マークＭＫの撮像を行わせてマスク１５の位置の検出を行う（図１４（ｂ）。図１１のステップＳＴ４に示すマスク位置検出工程）。
When the above substrate support process is completed, the
また、制御装置５０は、上記ステップＳＴ３の基板位置検出工程とステップＳＴ４のマスク位置検出工程と並行して、以下のステップＳＴ５〜ステップＳＴ７におけるマスク１５上へのペーストＰｓｔの供給に関する工程を行う。
Further, the
制御装置５０は、前述のステップＳＴ２の基板支持工程が終了したら、これから前方のスキージ１６により摺動を行うのか否かの判断を行う（図１１のステップＳＴ５に示す摺動スキージ判断工程）。制御装置５０はこの摺動スキージ判断工程で、これから前方のスキージ１６による摺動を行うと判断した場合には、現在ペースト高さ記憶部６１に記憶されている、マスク１５上のペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨを下回っているか否かの情報に基づいて、現在のマスク１５上のペーストＰｓｔの量（以下、ペースト量と称する）が十分であるか否かの判断を行う（図１１のステップＳＴ６に示すペースト量判断工程）。
When the above-described substrate support process in step ST2 is completed, the
このペースト量判断工程では、現在ペースト高さ記憶部６１にペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨを下回っている旨の情報が記憶されているときにはペースト量が不足している（不十分である）と判断し、現在ペースト高さ記憶部６１に記憶されているペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨ以上である旨の情報が記憶されているときにはペースト量が十分であると判断する。
In this paste amount determination step, when the paste
制御装置５０は、上記ペースト量判断工程においてペースト量が不足していると判断したときには、ペースト供給シリンジ１８により、マスク１５上へのペーストＰｓｔの供給を行う（図１１のステップＳＴ７に示すペースト供給工程）。
When the
このペースト供給工程では、制御装置５０は、先ず、スキージベース移動機構５８の作動制御を行ってスキージベース３７をＹ軸方向に移動させ、前方のスキージ１６を、一対のクランプ部材２５ａによりクランプされた基板２がマスク１５に接触された場合にクランプ部材２５ａと接触することとなるマスク１５上の領域（図９におけるクランプ部材２５ａが占める領域であり、色を付けて示した領域Ｒｇ）の直上にマスク１５から離間して位置させる（図１４（ａ））。そして、ノズル部突没作動機構５７の作動制御を行ってペースト供給シリンダ１８のノズル部１８ａを張り出し位置に位置させ、ペースト供給口１８ｐを前方のスキージ１６の直下に位置させる。制御装置５０は、ペースト供給シリンダ１８のペースト供給口１８ｐを前方のスキージ１６の直下に位置させたら、シリンジ移動モータ４６及びペースト供給機構５６の作動制御を行って、ペースト供給シリンジ１８をＸ軸方向に移動させながらペースト供給シリンジ１８からペーストＰｓｔを吐出させることにより、スキージ１６の幅方向（Ｘ軸方向）に継続的にペーストＰｓｔを供給し（図１４（ｂ））、スキージ１６の幅方向に一定の長さを有するペーストＰｓｔが、前方のスキージ１６の直下の領域（すなわち、一対のクランプ部材２５ａによりクランプされた基板２がマスク１５に接触された場合にクランプ部材２５ａと接触することとなるマスク１５上の領域Ｒｇ）に形成されるようにする（図９）。制御装置５０は、ペースト供給シリンジ１８によりマスク１５上にペーストＰｓｔを供給したら、ノズル部突没作動機構５７の作動制御を行って、ノズル部１８ａを格納位置に位置させる。
In this paste supply step, the
このペースト供給工程により、前方のクランプ部材２５ａの直上のマスク１５上に追加分のペーストＰｓｔが加えられ、不足状態となっていたペースト量の回復がなされる。
By this paste supplying step, an additional amount of paste Pst is added on the
また、前述のように、実装基板生産開始時には、ペースト高さ記憶部６１には、ペースト高さｈが所定高さＨを下回っている旨の情報が記憶されているので、ペーストＰｓｔの補充時だけでなく、マスク１５上に全くペーストＰｓｔが供給されていない基板２の生産開始時においても、自動でマスク１５上へのペーストＰｓｔの供給がなされる。
Further, as described above, when the production of the mounting board is started, the paste
なお、制御装置５０は、前述のステップＳＴ５の摺動スキージ判断工程で、後方のスキージ１６による摺動を行うと判断した場合、或いは、ステップＳＴ５で前方のスキージ１６による摺動を行うと判断した場合であっても、次のステップＳＴ６のペースト量判断工程において、現在のペースト量が十分であると判断した場合には、ステップＳＴ７をスキップする。
Note that the
制御装置５０は、上記ステップＳＴ４のマスク位置検出工程及びステップＳＴ５〜ステップＳＴ７のマスク１５上へのペーストＰｓｔの供給に関する工程が終了したら、基板保持移動ユニット１２が備える水平移動部２１の作動制御を行って基板保持部２５を（したがって基板２を）水平面内方向に移動させ、マスク１５に対する基板２の水平面内方向の位置決めを行う（図１１のステップＳＴ８に示す位置決め工程）。
When the mask position detection process in step ST4 and the process related to the supply of the paste Pst onto the
この位置決め工程では、制御装置５０は、ステップＳＴ３の基板位置検出工程で検出した基板側位置決め用マークｍｋと、ステップＳＴ４のマスク位置検出工程で検出したマスク側位置決め用マークＭＫが上下に合致した状態となるように、基板２をマスク１５に対して位置決めする。
In this positioning process, the
制御装置５０は、上記の位置決め工程が終了したら、昇降テーブル２２ａをベーステーブル２１ｄに対して上昇させ（図１５（ａ）中に示す矢印Ｄ１）、コンベア部２３及び基板２を下方から支持した状態の下受け部２４を一体に上昇させることにより、基板２の被印刷面である上面をマスク１５の下面に接触させる（図１５（ａ）。図１１のステップＳＴ９に示す接触工程）。これにより基板２の電極３とマスク１５のパターン孔１５ａは上下に合致した状態となる。また、ステップＳＴ７で供給されたペーストＰｓｔは、前方のクランプ部材２５ａの上面にマスク１５を介して位置した状態となる。なお、ここで基板保持移動ユニット１２は、一対のクランプ部材２５ａによりクランプした基板２をマスク１５の下面に接触させる基板接触手段として機能している。
When the positioning step is completed, the
制御装置５０は、上記の接触工程が終了したら、２つのスキージ１６のうちの一方を下降させてマスク１５の上面に当接させた後、スキージベース３７を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させることによってスキージ１６をマスク１５上で摺動させ（図１５（ｂ）中に示す矢印Ｅ）、マスク１５のパターン孔１５ａを介して基板２の電極３にペーストＰｓｔを転写させる（図１１のステップＳＴ１０に示すペースト転写工程）。そして、制御装置５０は、スキージ１６の摺動が終了したら、マスク１５に当接させた側のスキージ１６を上昇させ、そのスキージ１６をマスク１５の上面から離間させる。
When the above contact process is completed, the
ここで、前方のスキージ１６については、前方のクランプ部材２５ａの上面領域から後方のクランプ部材２５ａの上面領域までマスク１５上を後方（図１５における紙面右側。矢印Ｅの方向）に移動させるようにし、後方のスキージ１６については、後方のクランプ部材２５ａの上面領域から前方のクランプ部材２５ａの上面領域までマスク１５上を前方（図１５における紙面左側。矢印Ｅとは反対の方向）に移動させるようにする。
Here, the
制御装置５０のペースト高さ判定部５０ａは、上記ペースト転写工程において、後方のスキージ１６によってペーストＰｓｔをマスク１５の前方に掻き寄せる際には、ペースト高さ検出センサ５９からの検出情報に基づいて、後方のスキージ１６の前方のペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨを下回っているか否かの判断を行い、その結果をペースト高さ記憶部６１に書き込んで（ペースト高さ記憶部６１に記憶させて）、次にスクリーン印刷を行う基板２について行うステップＳＴ６のときに用いるようにする。
When the paste
制御装置５０は、上記のペースト転写工程が終了したら、昇降テーブル２２ａをベーステーブル２１ｄに対して下降させ（図１６（ａ）中に示す矢印Ｄ２）、マスク１５から基板２を離間させて版離れを行う（図１６（ａ）。図１１のステップＳＴ１１に示す版離れ工程）。これによりペーストＰｓｔが基板２の電極３上に印刷された状態となる。
When the paste transfer process is completed, the
制御装置５０は、上記の版離れ工程が終了したらクランプ部材２５ａを開作動させ（図１６（ｂ）中に示す矢印Ｂ２）、基板２のクランプを解除し、基板２が下受け部２４によって支持されるようにしたうえで、下受け部２４を昇降テーブル２２ａに対して下降させる（図１６（ｃ）中に示す矢印Ｃ３）。これにより、先ず基板２の両端部が前後のベルトコンベア２３ｂ上に載置され、次いで下受け部２４の上端が基板２の下面から下方に離間した状態となる（図１６（ｃ））。これにより基板保持部２５による基板２の支持が解除される（図１１のステップＳＴ１２に示す基板支持解除工程）。
The
制御装置５０は、基板支持解除工程が終了したら、基板保持移動ユニット１２が備える水平移動部２１を作動させ、基板搬出コンベア１４に対するコンベア部２３の位置調整を行ったうえで、コンベア部２３と基板搬出コンベア１４を連動作動させ、コンベア部２３上の基板２を基板搬出コンベア１４に受け渡してそのまま基板２をスクリーン印刷機１の外部に搬出する（図１１のステップＳＴ１３に示す基板搬出工程）。
When the substrate support releasing step is completed, the
制御装置５０は、基板搬出工程が終了したら、他にスクリーン印刷を施す基板２があるかどうかの判断を行う（図１１のステップＳＴ１４に示す基板有無判断工程）。その結果、他にスクリーン印刷を施す基板２があった場合にはステップＳＴ１に戻って新たな基板２の搬入を行い、他にスクリーン印刷を施す基板２がなかった場合には一連のスクリーン印刷作業を終了する。
When the substrate carry-out step is completed, the
以上説明したように、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１は、基板２を搬入する基板搬入部（基板搬入コンベア１３及び基板保持移動ユニット１２のコンベア部２３）、基板搬入部により搬入した基板２の両側部をクランプする一対のクランプ部材２５ａ、基板２の電極３の配置に応じて形成されたパターン孔１５ａを有するマスク１５、一対のクランプ部材２５ａによりクランプされた基板２がマスク１５に接触された場合にクランプ部材２５ａと接触することとなるマスク１５上の領域ＲｇにペーストＰｓｔを供給するペースト供給シリンジ１８、ペースト供給シリンジ１８によりペーストＰｓｔが供給されたマスク１５の下面に一対のクランプ部材２５ａによりクランプした基板２を接触させる基板接触手段としての基板保持移動ユニット１２及び基板保持移動ユニット１２により基板２が接触されたマスク１５上を水平面内方向に摺動し、マスク１５のパターン孔１５ａを介して基板２の電極３にペーストＰｓｔを転写するスキージ１６を備えたものとなっている。
As described above, the
また、本実施の形態におけるスクリーン印刷方法は、基板２を搬入する工程（ステップＳＴ１の基板搬入工程）、搬入した基板２の両側部を一対のクランプ部材２５ａによりクランプする工程（ステップＳＴ２の基板支持工程）、基板２の電極３の配置に応じて形成されたパターン孔１５ａを有するマスク１５に、一対のクランプ部材２５ａによりクランプした基板２を接触させた場合にクランプ部材２５ａと接触することとなるマスク１５上の領域ＲｇにペーストＰｓｔを供給する工程（ステップＳＴ７のペースト供給工程）、ペーストＰｓｔを供給したマスク１５の下面に一対のクランプ部材２５ａによりクランプした基板２を接触させる工程（ステップＳＴ９の基板接触工程）及び基板２を接触させたマスク１５上でスキージ１６を水平面内方向に摺動させ、マスク１５のパターン孔１５ａを介して基板２の電極３にペーストＰｓｔを転写させる工程（ステップＳＴ１０のペースト転写工程）を含むものとなっている。
The screen printing method according to the present embodiment includes a step of carrying in the substrate 2 (substrate carrying-in step in step ST1), a step of clamping both sides of the carried-in
このように、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１（又はスクリーン印刷方法）では、一対のクランプ部材２５ａによりクランプした基板２をマスク１５に接触させる前にマスク１５上にペーストＰｓｔを供給するようになっているので、基板２をマスク１５に接触させた後、直ぐにスキージ１６によるペーストＰｓｔの転写動作（マスク１５上での摺動動作）を開始することができる。このため、マスク１５上にペーストＰｓｔを供給する場合であってもスキージ１６によるペーストＰｓｔの転写動作（マスク１５上での摺動動作）の開始が遅れることがなく、作業効率の低下を防止することができる。なお、マスク１５上へのペーストＰｓｔの供給は、一対のクランプ部材２５ａによりクランプした基板２をマスク１５に接触させた場合にクランプ部材２５ａと接触することとなるマスク１５上の領域Ｒｇに行うようになっているので、マスク１５上に供給されたペーストＰｓｔがマスク１５のパターン孔１５ａから下方に垂れて基板２を汚損してしまうなどの不都合は生じない。
Thus, in the screen printer 1 (or screen printing method) in the present embodiment, the paste Pst is supplied onto the
これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、ペースト供給シリンジ１８はスキージベース３７に取り付けられてスキージ１６と一緒に移動する構成であったが、ペースト供給シリンジ１８はスキージ１６と別個に移動するものであってもよい。また、ペースト供給シリンジ１８は、一対のクランプ部材２５ａによりクランプされた基板２がマスク１５に接触された場合にクランプ部材２５ａと接触することとなるマスク１５上の領域ＲｇにペーストＰｓｔを供給することができるようになっていればよく、その構成は特に問わない。
Although the embodiment of the present invention has been described so far, the present invention is not limited to the above. For example, in the above-described embodiment, the
また、上述の実施の形態では、マスク１５上へのペーストＰｓｔの供給（ステップ７のペースト供給工程）が、基板２の位置の検出（ステップＳＴ３の基板位置検出工程）及びマスク１５の位置の検出（ステップＳＴ４のマスク位置検出工程）が行われている間に実行されるようになっていたが、マスク１５上へのペーストＰｓｔの供給は、一対のクランプ部材２５ａによりクランプした基板２をマスク１５の下面に接触させる工程（ステップＳＴ９の接触工程）を行う前であればよく、例えば基板２の搬入前や基板２の搬入中であってもよいし、基板２の搬入後、基板２をクランプ部材２５ａによりクランプしているときであってもよい。或いは、マスク１５の下面に付着したペーストＰｓｔの残り滓を除去するクリーニング装置を備えている場合には、そのクリーニング装置によってマスク１５の下面をクリーニングしているときであってもよい。
In the above-described embodiment, the supply of the paste Pst onto the mask 15 (the paste supply process in step 7) is performed by detecting the position of the substrate 2 (substrate position detection process in step ST3) and detecting the position of the
マスク上にペーストを供給する場合であってもスキージによるペーストの転写動作の開始が遅れることのないスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法を提供する。 Provided are a screen printing machine and a screen printing method in which the start of a paste transfer operation by a squeegee is not delayed even when a paste is supplied onto a mask.
１ スクリーン印刷機
２ 基板
３ 電極
１２ 基板保持移動ユニット（基板接触手段）
１３ 基板搬入コンベア（基板搬入部）
１５ マスク
１５ａ パターン孔
１６ スキージ
１８ ペースト供給シリンジ
２３ コンベア部（基板搬入部）
２５ａ クランプ部材
Ｒｇ 領域
Ｐｓｔ ペースト
1
13 Substrate loading conveyor (substrate loading section)
DESCRIPTION OF
25a Clamp member Rg region Pst paste
Claims (2)
基板搬入部により搬入した基板の両側部をクランプする一対のクランプ部材と、
基板の電極の配置に応じて形成されたパターン孔を有するマスクと、
一対のクランプ部材によりクランプされた基板がマスクに接触された場合にクランプ部材と接触することとなるマスク上の領域にペーストを供給するペースト供給シリンジと、
ペースト供給シリンジによりペーストが供給されたマスクの下面に一対のクランプ部材によりクランプした基板を接触させる基板接触手段と、
基板接触手段により基板が接触されたマスク上を水平面内方向に摺動し、マスクのパターン孔を介して基板の電極にペーストを転写するスキージとを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。 A board loading section for loading a board;
A pair of clamp members for clamping both sides of the substrate carried in by the substrate carry-in unit;
A mask having a pattern hole formed according to the arrangement of electrodes on the substrate;
A paste supply syringe for supplying paste to a region on the mask that will come into contact with the clamp member when the substrate clamped by the pair of clamp members is in contact with the mask;
A substrate contact means for contacting the substrate clamped by a pair of clamp members to the lower surface of the mask to which the paste is supplied by the paste supply syringe;
A screen printing machine comprising: a squeegee that slides in a horizontal plane direction on a mask to which a substrate is contacted by a substrate contact means, and transfers paste to an electrode of the substrate through a pattern hole of the mask.
搬入した基板の両側部を一対のクランプ部材によりクランプする工程と、
基板の電極の配置に応じて形成されたパターン孔を有するマスクに、一対のクランプ部材によりクランプした基板を接触させた場合にクランプ部材と接触することとなるマスク上の領域にペーストを供給する工程と、
ペーストを供給したマスクの下面に一対のクランプ部材によりクランプした基板を接触させる工程と、
基板を接触させたマスク上でスキージを水平面内方向に摺動させ、マスクのパターン孔を介して基板の電極にペーストを転写させる工程とを含むことを特徴とするスクリーン印刷方法。 A step of carrying in the substrate;
Clamping both sides of the loaded substrate with a pair of clamp members;
A step of supplying a paste to a region on the mask that comes into contact with the clamp member when the substrate clamped by the pair of clamp members is brought into contact with a mask having a pattern hole formed according to the arrangement of the electrodes on the substrate. When,
A step of contacting a substrate clamped by a pair of clamp members on the lower surface of the mask supplied with the paste;
And a step of sliding the squeegee on the mask in contact with the substrate in a horizontal plane direction and transferring the paste to the electrode of the substrate through the pattern hole of the mask.
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