JP3139259B2

JP3139259B2 - クリーム半田のスクリーン印刷方法

Info

Publication number: JP3139259B2
Application number: JP06013480A
Authority: JP
Inventors: 公幸山崎
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-02-07
Filing date: 1994-02-07
Publication date: 2001-02-26
Anticipated expiration: 2016-02-26
Also published as: JPH07214748A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板に電子部
品の半田付けのためのクリーム半田を塗布するクリーム
半田のスクリーン印刷方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ、コンデンサチップ、抵抗
チップなどの電子部品をプリント基板に表面実装するの
に先立ち、スクリーン印刷装置によりプリント基板の回
路パターンの電極に電子部品を半田付けするためのクリ
ーム半田が塗布される。

【０００３】この種スクリーン印刷装置は、一般に、例
えば特開平４−６５２４３号公報に示されるように、プ
リント基板をスクリーンマスクの下面に近接させ、スク
リーンマスク上をスキージをスライドさせることによ
り、スクリーンマスクに開孔されたパターン孔を通して
プリント基板の所定の箇所にクリーム半田を塗布するよ
うになっている。

【０００４】図４は従来のスクリーン印刷装置の正面図
であり、従来のスクリーン印刷装置によりプリント基板
にクリーム半田を塗布している様子を示すものである。
スクリーンマスク１は、枠型のホルダ３の下面にマスク
プレート２を装着して構成されている。プリント基板４
はテーブル５上に保持されている。テーブル５の両側部
にはナット６ａ、６ｂが装着されており、ナット６ａ、
６ｂには垂直な送りねじ７ａ、７ｂが螺合している。一
方の送りねじ７ａはモータ８に駆動されて回転する。送
りねじ７ａ、７ｂにはタイミングプーリ９ａ、９ｂが装
着されており、タイミングプーリ９ａ、９ｂにはタイミ
ングベルト１０が調帯されている。１１は送りねじ７ｂ
の軸受である。

【０００５】モータ８を駆動すると一方の送りねじ７ａ
は回転し、この回転はタイミングプーリ９ａ、９ｂ及び
タイミングベルト１０を介して他方の送りねじ７ｂに伝
達され、両送りねじ７ａ、７ｂが同時に回転することに
より、テーブル５とプリント基板４はマスクプレート２
に対して昇降する。１２はマスクプレート２上をスライ
ドするスキージ、１３はプリント基板４に塗布されるク
リーム半田である。

【０００６】次に動作を説明する。モータ８を正回転さ
せてプリント基板４を上昇させ、プリント基板４の上面
をマスクプレート２の下面に当接させる。次に図外の駆
動手段によりスキージ１２をマスクプレート２上を左方
へスライドさせると、マスクプレート２に開孔されたパ
ターン孔（図示せず）を通してプリント基板４の上面に
クリーム半田１３が塗布される。次にモータ８を逆回転
させることにより、プリント基板４を下降させてマスク
プレート２から分離し、クリーム半田１３の塗布工程が
終了する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来、上述のようにク
リーム半田１３を塗布する際には、マスクプレート２と
プリント基板４の上面には若干のすき間（一般に「スナ
ップオフ」と呼ばれる）が確保されていた。ところが、
電子部品のリードが益々狭ピッチ化するのにともない、
スナップオフは次第に小さくなっており、近年はスナッ
プオフは零となってプリント基板４の上面をマスクプレ
ート２の下面に当接させてクリーム半田１３の塗布を行
うようになっている。

【０００８】ところがこのようにプリント基板４の上面
をマスクプレート２の下面に当接させてクリーム半田１
３の塗布を行うと、プリント基板４を下降させてマスク
プレート２から分離させる際に、プリント基板４に塗布
されたクリーム半田１３が形崩れしやすいという問題点
があった。次に図５を参照しながら形崩れの発生理由を
説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は従来のスクリーン印刷
装置の動作説明図である。

【０００９】図５（ａ）は、スキージ１２のスライドが
終了したクリーム半田塗布直後の状態を示している。マ
スクプレート２のパターン孔にはスキージ１２をスライ
ドさせたことによりクリーム半田１３が充填されている
が、その粘着力のためにマスクプレート２の下面はプリ
ント基板４の上面に貼着している。次にモータ８を逆回
転させてプリント基板４を下降させると、マスクプレー
ト２はプリント基板４に貼着しているため自身の弾性に
より徐々に下方へたわむ（図５（ｂ）参照）。プリント
基板４が更に下降すると、図５（ｃ）に示すようにマス
クプレート２はプリント基板４から一気に剥離し、同図
実線で示す水平な状態に自身の弾性力により復帰する。
因みにマスクプレート２はステンレス鋼板のような弾性
を有する可撓性金属薄板にて形成されている。

【００１０】以上のようにプリント基板４を下降させて
プリント基板４とマスクプレート２を分離させる際に
は、プリント基板４がある程度下降した段階でマスクプ
レート２は自身の弾性により一気にプリント基板４から
分離するので、その際の衝撃によりパターン孔内のクリ
ーム半田１３が乱されてしまい、版抜け性が悪くなって
プリント基板４上のクリーム半田１３の形崩れを生じる
訳である。

【００１１】図６はプリント基板４に転写されたクリー
ム半田１３の代表的な形状を示している。左側のクリー
ム半田１３ａは良品、右側のクリーム半田１３ｂは上述
した理由により形崩れした不良品であり、この例ではそ
の縁部が上方へ不要に突出している。このように形崩れ
を生じたクリーム半田１３ｂによっては、電子部品のリ
ードを正しく半田付けしにくい。このような版抜け性の
悪化は、微小ピッチのパターン孔により微小ピッチでク
リーム半田の塗布を行う場合に顕著であり、狭ピッチリ
ードを有する電子部品をプリント基板に表面実装する場
合に特に問題となる。

【００１２】なお上記従来例は、スクリーンマスク１に
対してプリント基板４を昇降させるスクリーン印刷装置
を例にとって説明したが、プリント基板に対してスクリ
ーンマスクを昇降させる方式のスクリーン印刷装置でも
上述した場合と同様の問題点が生じる。

【００１３】そこで本発明は、プリント基板とマスクプ
レートを分離させる際に、クリーム半田が形崩れするの
を解消できるクリーム半田のスクリーン印刷方法を提供
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のクリーム半田の
スクリーン印刷方法は、下面を吸着ブロックに吸着され
たプリント基板をマスクプレートの下面に当接させ、マ
スクプレート上でスキージをスライドさせることにより
プリント基板上面にクリーム半田を印刷するクリーム半
田のスクリーン印刷方法であって、スキージをマスクプ
レート上でスライドさせてプリント基板の上面にスクリ
ーン印刷を行った後に、マスクプレートの下面を下受け
部により下受けするとともに前記スキージをマスクプレ
ートへ付勢した状態で吸着ブロックを下降させることに
より基板をマスクプレートから離版させるようにしてい
る。

【００１５】

【作用】上記構成において、マスクプレートを下受け部
で下受けし、かつスキージをマスクプレートに付勢した
状態で吸着ブロックを下降させることにより、マスクプ
レートが上下に揺れることはなく、プリント基板とマス
クプレートはほぼ平行な状態に拘束されたまま離版が行
われ、クリーム半田は形崩れすることなくプリント基板
に版抜け性よく塗布される。

【００１６】

【００１７】

【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の実施例を
説明する。なお従来のスクリーン印刷装置を示す図４〜
図６における構成要素と同様の構成要素については同一
符号を付すことにより説明を省略する。図１は本発明の
一実施例におけるスクリーン印刷装置の斜視図である。

【００１８】図１中、１４は基台、２０は基台１４上に
設けられ、プリント基板４を位置決めする基板位置決め
部である。基板位置決め部２０については、後に図２を
参照しながら詳述する。６０はそれぞれ品種の異なるス
クリーンマスク１を上下多段に収納するマガジン、６１
はリフトモータ６２が作動することにより、マガジン６
０を昇降させるリフタである。７０はマガジン６０内の
スクリーンマスク１のうち所定の高さにあるものを図１
の矢印Ｍ１方向に引出したりあるいは逆に矢印Ｍ２方向
に移動させてマガジン６０内へ戻すマスク引出部であ
る。マスク引出部７０のうち、７１，７２はＹ方向に沿
い、かつ相対向するように、基台１４に立設された支柱
７３により支持されるマスクガイドであり、マスクガイ
ド７１のマスクガイド７２に対向する側には、図示しな
い移動手段によりＹ方向に移動し、スクリーンマスク１
を着脱自在に係着する引出爪７４が設けられ、その反対
側には、Ｙ方向に延び、モータ７１ａにより回転する送
りねじ７５が回転自在に軸支され、この送りねじ７５に
は２つのスキージ１２を昇降自在に支持する支持板７７
と一体的に連結された送りナット７６が螺合している。
なお支持板７７はマスクガイド７１，７２の上面をＹ方
向へ摺動自在に取付けられている。したがって、シリン
ダ７８のうちの一方を駆動してスキージ１２の一方を下
降させ、モータ７１ａを駆動すると、マスクプレート２
上においてスキージ１２を矢印Ｍ１方向あるいは矢印Ｍ
２方向にスライドさせることができる。

【００１９】次に図２を参照しながら、基板位置決め部
２０について説明する。図２は本発明の一実施例におけ
るスクリーン印刷装置の基板位置決め部の正面図であ
る。図２中、２１は図１に示すように基台１４上に載置
され、Ｘモータ２２により駆動されるＸテーブル、２３
はＸテーブル２１上に載置され、Ｙモータ２４により駆
動されるＹテーブルである。２５はＹテーブル２３上に
取付けられたプレート２３ａに回転自在に軸支される第
１の送りねじ、２６は同様に軸支され、第１の送りねじ
２５と同じねじ部を有する第２の送りねじである。第１
の送りねじ２５、第２の送りねじ２６の下部にはそれぞ
れタイミングプーリ２７、タイミングプーリ２８が軸着
され、タイミングプーリ２７、タイミングプーリ２８に
はタイミングベルト２９が調帯されている。また第１の
送りねじ２５、第２の送りねじ２６の上部には第１の昇
降板３１に回転自在かつ昇降不能に軸支される送りナッ
ト３０が螺合している。さらに、第１の送りねじ２５に
はプレート２３ａの下面に固定される第１のＺモータ３
２の回転力が歯車列３３を介して伝動されるようになっ
ている。したがって、第１のＺモータ３２を駆動する
と、歯車列３３、タイミングプーリ２７、タイミングベ
ルト２９、タイミングプーリ２８を介して、第１の送り
ねじ２５、第２の送りねじ２６を回転させることがで
き、これにより第１の昇降板３１が矢印Ｎ１方向に昇降
するものである。本実施例では、第１のＺモータ３２、
歯車列３３、タイミングプーリ２７、タイミングベルト
２９、タイミングプーリ２８、第１の送りねじ２５、第
２の送りねじ２６が当接手段に対応する。

【００２０】第１の昇降板３１には、昇降ガイド３４、
昇降ガイド３５が立設され、昇降ガイド３４の上部には
第１のブロック３６が固定されると共に、昇降ガイド３
５の上部には第２のブロック３７が固定されている。ま
た第１のブロック３６の上部には矢印Ｎ３方向にスライ
ド自在なクランパ３８が設けられている。そして、クラ
ンパ３８の上面と第２のブロック３７の上面とはマスク
プレート２の下受け部としての機能を有するものであ
り、同一レベルとなるようにしてある。また、第１のブ
ロック３６の図２左部には、そのロッド４０が図２の左
方向を向くようにスライドシリンダ３９が固定され、ロ
ッド４０の先端部は、連杆４１を介してクランパ３８の
図２左部に連結されている。したがって、スライドシリ
ンダ３９を駆動して、ロッド４０を突没させると、クラ
ンパ３８を矢印Ｎ３方向に移動させることができ、これ
により、クランパ３８と第２のブロック３７の間に存在
するプリント基板４の側部を接離自在にクランプするこ
とができる。即ちクランパ３８と第２のブロック３７
は、クランプ手段に対応するものである。また、第１の
ブロック３６、第２のブロック３７の対向する部分に、
プリント基板４を図２の紙面垂直方向に搬送するコンベ
ア４２、コンベア４３が設けられている。

【００２１】昇降ガイド３４、昇降ガイド３５には、ベ
アリング４５を介して第２の昇降板４４が矢印Ｎ２方向
に昇降自在に案内され、第１の昇降板３１には送りナッ
ト４６が回転自在に軸支されている。また第１の昇降板
３１の下部には歯車列４８を介して送りナット４６を回
転させる第２のＺモータ４７が固定されており、送りナ
ット４６には軸受５０によって上部が第２の昇降板４４
に回転自在に軸支される第３の送りねじ４９が螺合して
いる。さらに、第２の昇降板４４の上面であって、プリ
ント基板４の真下にあたる位置にプリント基板４の下面
を吸着するための吸引管５２が設けられた吸着ブロック
５１が固定されている。したがって、第２のＺモータ４
７を駆動すると、歯車列４８を介して送りナット４６及
び第３の送りねじ４９を回転させることができ、これに
より、第２の昇降板４４及び吸着ブロック５１を第１の
昇降板３１に対して矢印Ｎ２方向に昇降させることがで
きる。このように、本実施例では、第２のＺモータ４
７、歯車列４８、第３の送りねじ４９、送りナット４６
が吸着ブロック昇降手段に対応する。

【００２２】さて、スライドシリンダ３９、第１のＺモ
ータ３２、Ｘモータ２２、第２のＺモータ４７、Ｙモー
タ２４は制御部９０により制御される。制御部９０のう
ち、９１は図３（ａ）〜（ｅ）に示した動作パターンに
沿う制御プログラムを記憶しているＲＯＭ（リードオン
リーメモリ）、９２はＲＯＭ９１の制御プログラムを実
行し、スライドシリンダ３９、第１のＺモータ３２、Ｘ
モータ２２、第２のＺモータ４７、Ｙモータ２４を作動
させるドライバ９３に動作指令を与えるＣＰＵ（中央処
理装置）である。なお、ＲＯＭ９１の制御プログラムに
おいては、第２のブロック３７、クランパ３８にマスク
プレート２を下受けさせ、プリント基板４とマスクプレ
ート２を平行な状態に拘束したまま、第２のＺモータ４
７を駆動して加速度制御によりプリント基板４をマスク
プレート２から離版させるようになっている。９４はＲ
ＡＭ（ランダムアクセスメモリ）であり、ＲＡＭ９４は
プリント基板４のサイズに関するデータ、その他必要な
データを記憶している。

【００２３】次に図３を参照しながら、上記した動作パ
ターンの各プロセスを説明する。ここで図３（ａ）に示
すように新たにマスクプレート２をマガジン６０内から
引出してセットし、コンベア４２、コンベア４３による
プリント基板４の搬入が完了した時点から説明する。図
３（ａ）に示す状態では、マスクプレート２を引出爪７
４によりマガジン６０から引き出す際にクランパ３８、
第２のブロック３７とホルダ３が干渉しないようにする
ためクランパ３８、第２のブロック３７のレベルをマス
クプレート２のレベルよりも下げてある。またプリント
基板４の搬入時にプリント基板４と吸着ブロック５１と
が干渉しないようにするため、プリント基板４の下面よ
りも吸着ブロック５１の上面が下に位置するようにして
あり、スライドシリンダ３９のロッド４０を突出させ、
クランパ３８はプリント基板４をクランプしない位置と
なっている。

【００２４】そしてプリント基板４の搬入が完了したな
らば、図３（ｂ）に示すように、マスクプレート２とク
ランパ３８、第２のブロック３７が接しない状態のま
ま、ＣＰＵ９２は第２のＺモータ４７を駆動して、矢印
Ｎ４で示すように吸着ブロック５１を上昇させる。これ
により、プリント基板４はコンベア４２、コンベア４３
に下受けされた状態から吸着ブロック５１の上面により
下面を吸着された状態へ移行し上昇する。そして、クラ
ンパ３８、第２のブロック３７の上面とプリント基板４
の上面が面一（同レベル）になった時点で、吸着ブロッ
ク５１の上昇を停止させる。なおプリント基板４の板厚
は既知であり、ＲＡＭ９４内にデータとして保持されて
いる。そして、プリント基板４がクランパ３８、第２の
ブロック３７と面一となった時点で、ＣＰＵ９２はスラ
イドシリンダ３９を駆動し、ロッド４０を矢印Ｎ５方向
に没入させる。これにより、プリント基板４は、クラン
パ３８と第２のブロック３７の相対向する側部によりク
ランプされる。またこれとほぼ同時に、吸引管５２に接
続された図示しない吸引手段によって吸引を行い、吸着
ブロック５１の上面にプリント基板４の下面を吸着す
る。

【００２５】次に図３（ｂ）のクランプ状態を保ったま
ま、ＣＰＵ９２は第１のＺモータ３２を駆動し、第１の
昇降板３１ごとクランパ３８、プリント基板４、第２の
ブロック３７を上昇させ、マスクプレート２の下面にク
ランパ３８、プリント基板４、第２のブロック３７の上
面が当接した時点で上昇を停止させる。これにより、マ
スクプレート２の下面はクランパ３８、第２のブロック
３７の上面により、プリント基板４のすぐ脇の位置にお
いて下受けされ、マスクプレート２はプリント基板４の
周囲で下降できない状態となる。勿論、このときプリン
ト基板４の上面はマスクプレート２の下面に当接してい
る。そして、図３（ｃ）の矢印Ｎ７，Ｎ８で示すよう
に、シリンダ７８を駆動して、一方のスキージ１２の下
縁をマスクプレート２に接触させた状態でモータ７１ａ
を駆動し、スキージ１２によりクリーム半田１３を塗布
してゆく。

【００２６】次にクリーム半田１３の塗布が完了したな
らば、図３（ｄ）に示すように、ＣＰＵ９２はスライド
シリンダ３９を駆動して、ロッド４０を矢印Ｎ９方向に
突出させ、クランパ３８によるプリント基板４のクラン
プを解除する。そして、ＣＰＵ９２は第２のＺモータ４
７を加速度制御により駆動して、プリント基板４を吸着
する吸着ブロック５１を速度零から徐々に速度を上げて
下降させ、マスクプレート２とプリント基板４の離版を
行う。このとき、プリント基板４は吸着ブロック５１に
吸着されているので水平な姿勢を維持しており、マスク
プレート２はクランパ３８、第２のブロック３７の上面
により下受けされると共に、図３（ｃ）破線で示すよう
にスキージ１２の印圧ｆによりマスクプレート２側へ付
勢されているので、マスクプレート２が上下に振れるこ
とはない。このように、プリント基板４とマスクプレー
ト２とはほぼ平行な状態に拘束されたまま、離版が行わ
れるので、従来の技術を示す図５（ｂ）あるいは（ｃ）
に示されるようにマスクプレート２が上下方向に大きく
振動することはなく、クリーム半田１３は形崩れしな
い。しかも、吸着ブロック５１の下降について加速度制
御によって、徐々に下降速度を上げてゆくようにしてい
るので、マスクプレート２とプリント基板４とが一気に
離版することはなく、一層クリーム半田１３の形崩れを
回避することができる。

【００２７】そして吸着ブロック５１が下降することに
より、プリント基板４がコンベア４２、コンベア４３に
より下受けされるようになったら、図３（ｅ）の矢印Ｎ
１１で示すように、ＣＰＵ９２は第１のＺモータ３２を
駆動して第１の昇降板３１ごとクランパ３８、第２のブ
ロック３７を下降してクランパ３８、第２のブロック３
７の上面をマスクプレート２の下面から高速に離すとと
もに、矢印Ｎ１２で示すように、ＣＰＵ９２は吸引管５
２による吸着を解除し、第２のＺモータ４７を駆動し
て、吸着ブロック５１を下降させる。本実施例では以上
のような構成によったが、マスクプレート２をプリント
基板４やクランパ３８、第２のブロック３７に対して昇
降させるように、当接手段を構成してもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明のスクリーン印刷方法によれば、
クリーム半田を形崩れなく且つ版抜け性よくプリント基
板に塗布することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるスクリーン印刷装置
の斜視図

【図２】本発明の一実施例におけるスクリーン印刷装置
の基板位置決め部の正面図

【図３】（ａ）は本発明の一実施例におけるスクリーン
印刷装置の動作説明図（ｂ）は本発明の一実施例におけるスクリーン印刷装置
の動作説明図（ｃ）は本発明の一実施例におけるスクリーン印刷装置
の動作説明図（ｄ）は本発明の一実施例におけるスクリーン印刷装置
の動作説明図（ｅ）は本発明の一実施例におけるスクリーン印刷装置
の動作説明図

【図４】従来のスクリーン印刷装置の正面図

【図５】（ａ）は従来のスクリーン印刷装置の動作説明
図（ｂ）は従来のスクリーン印刷装置の動作説明図（ｃ）は従来のスクリーン印刷装置の動作説明図

【図６】従来のスクリーン印刷装置によるクリーム半田
塗布後のプリント基板の拡大図

【符号の説明】

１スクリーンマスク２マスクプレート１２スキージ３７第２のブロック３８クランパ４７第２のＺモータ９０制御部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41F 15/26 B41F 15/40 B41F 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下面を吸着ブロックに吸着されたプリント
基板をマスクプレートの下面に当接させ、マスクプレー
ト上でスキージをスライドさせることによりプリント基
板上面にクリーム半田を印刷するクリーム半田のスクリ
ーン印刷方法であって、スキージをマスクプレート上でスライドさせてプリント
基板の上面にスクリーン印刷を行った後に、マスクプレ
ートの下面を下受け部により下受けするとともに前記ス
キージをマスクプレートへ付勢した状態で吸着ブロック
を下降させることにより基板をマスクプレートから離版
させることを特徴とするクリーム半田のスクリーン印刷
方法。