JP3622709B2 - スクリーン印刷装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリーン印刷装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品実装工程において、基板上にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷する方法としてスクリーン印刷が用いられている。この方法は、印刷対象部位に応じてパターン孔が開孔されたマスクプレートを基板上にセットし、スキージングによりマスクプレートのパターン孔を介して基板上にペーストを印刷するものである。
【0003】
このスクリーン印刷のスキージング方法として、密閉型のスキージヘッドを用いる方法が知られている。この方法は、通常のスクリーン印刷と異なりマスクプレート上にペーストを直接供給するのではなく、内部にペーストを貯溜したスキージヘッドを用いるものである。この方法では、スキージヘッドの下面に設けられたペースト接触面をマスクプレートに当接させた状態で、スキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートのパターン孔にペースト接触面を介してペーストを順次充填させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の密閉型のスキージヘッドを用いたスクリーン印刷には、以下に述べるような問題点があった。スキージングにおいては、スキージによってマスクプレート表面でペーストをスキージング方向に押しやりながらパターン孔内にペーストを充填するが、この充填動作においてはスキージの進行によってペーストに対して回転方向の流動性が付与されるローリング作用を利用して、ペーストをパターン孔内に進入させる。
【0005】
しかしながら、密閉型のスキージヘッドでは、ペーストをマスクプレートに接触させる印刷空間内にペーストが多量に収容されていることから、前述のローリングが発生しにくく、良好な充填性を確保することが困難であるという問題点があった。
【0006】
そこで本発明は、密閉型のスキージヘッドにおいて良好な充填性を確保することができるスクリーン印刷装置を提供することをを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のスクリーン印刷装置は、マスクプレート上でスキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、前記スキージヘッドをマスクプレートに対してそれぞれ水平方向に移動させ、昇降させる水平移動手段、昇降手段と、スキージヘッドをマスクプレートに対して押圧する押圧手段とを備え、前記スキージヘッドは、前記ペーストを収容し下面に形成された開口部を介してマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁面を形成し下端部がマスクプレートの表面に摺接する相対向した2つの摺接部材と、前記2つの摺接部材の間に配設され前記印刷空間内において流動するペーストにマスクプレート上面に向かう方向の流動成分を付与する流動制御板とを備え、前記流動制御板は、前記印刷空間内で水平な回転軸廻りに回転可能に支持され、前記ペーストのスキージング方向の流動によって前記回転軸廻りに回転変位することにより、マスクプレートの上面に対する前記流動制御板の充填角度が変化する。
【0009】
請求項2記載のスクリーン印刷装置は、マスクプレート上でスキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、前記スキージヘッドをマスクプレートに対してそれぞれ水平方向に移動させ、昇降させる水平移動手段、昇降手段と、スキージヘッドをマスクプレートに対して押圧する押圧手段とを備え、前記スキージヘッドは、前記ペーストを収容し下面に形成された開口部を介してマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁面を形成し下端部がマスクプレートの表面に摺接する相対向した2つの摺接部材と、前記2つの摺接部材の間に配設され前記印刷空間内において流動するペーストにマスクプレート上面に向かう方向の流動成分を付与する流動制御板とを備え、前記流動制御板は、前記印刷空間内で水平な固定支持軸によって上端を支持された可撓な板部材であり、前記ペーストの印刷方向の流動によって前記板部材が撓むことにより、マスクプレートの上面に対する前記流動制御板の充填角度が変化する。
【0010】
本発明によれば、印刷空間内において流動するペーストにマスクプレート上面に向かう方向の流動成分を付与する流動制御板を備えることにより、ローリング効果を重畳させてパターン孔へのペーストの充填性を向上させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図、図2は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図、図3、図4は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図、図5は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷におけるスキージヘッドの動作説明図、図6は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の流動制御板の斜視図、図7は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の流動制御板の断面図である。
【0012】
まず図1、図2を参照してスクリーン印刷装置の構造を説明する。図1、図2において、基板の位置決め部1は、図示しない移動テーブル上に基板保持部2を配設して構成されている。スクリーン印刷対象の基板3は基板保持部2のクランパ4によって保持されており、移動テーブルを駆動することにより、基板保持部2に保持された基板3は水平方向および上下方向に位置決めされる。
【0013】
位置決め部1の上方には、スクリーンマスク10が配設されている。スクリーンマスク10はホルダ11にマスクプレート12を装着して構成されており、マスクプレート12には印刷対象の基板3の印刷部位に対応したパターン孔12aが開孔されている。
【0014】
スクリーンマスク10上にはスキージヘッド13がヘッド昇降部20によって昇降自在に配設されている。ヘッド昇降部20はベース部材21上に立設されたシリンダ22を備えている。シリンダ22のロッド22aの下端部には、結合部材15を介してスキージヘッド13が結合されている。
【0015】
シリンダ22を駆動することにより、スキージヘッド13はマスクプレート12に対して昇降するとともに、スキージヘッド13をマスクプレート12に対して押圧する。ヘッド昇降部20はスキージヘッド13をスクリーンマスク10に対して昇降させる昇降手段となっている。またシリンダ22は、スキージヘッド13をマスクプレート12に対して押圧する押圧手段となっている。
【0016】
ヘッド昇降部20のベース部材21の下面には、両端部にスライダ23が固着されており、スライダ23はフレーム25の上面に配設されたガイドレール24にスライド自在に嵌着されている。またベース部材21の下面にはナット部材26が結合されており、ナット部材26に螺合した送りねじ27は、モータ28によって回転駆動される。
【0017】
モータ28を駆動することにより、ベース部材21は水平移動し、したがってヘッド昇降部20に結合されたスキージヘッド13も水平移動する。スキージヘッド13を下降させた状態で、モータ28を駆動することにより、スキージヘッド13はマスクプレート12上で水平移動する。すなわち、モータ28、送りねじ27およびナット部材26は、スキージヘッド13をマスクプレート12上で水平移動させる水平移動手段となっている。
【0018】
スキージヘッド13の下部には、マスクプレート12の表面に当接してペーストであるクリーム半田5をパターン孔12aに充填する印刷部14が設けられている。図3を参照して印刷部14の構造を説明する。図3において、30は本体部であり、マスクプレート12の幅方向に細長形状のブロック状部材である。本体部30の長さ寸法は図2に示すように印刷対象の基板3の幅寸法をカバーするように設定される。本体部30には、クリーム半田5が貯溜されたカートリッジ31が着脱自在に装着される凹部30aが形成されている。
【0019】
カートリッジ31は予め所定量のクリーム半田が貯溜されたクリーム半田の貯溜部(ペースト貯溜部)となっており、印刷時に本体部30に装着される。カートリッジ31の上面の開口には、内部のクリーム半田5を加圧する加圧板33が嵌入している。加圧板33は上方に配置されたシリンダ16のロッド16aと結合された押し下げ部材32と当接しており、シリンダ16を駆動することにより、押し下げ部材32によって加圧板33はカートリッジ31内で上下動するようになっている。
【0020】
カートリッジ31の底面はクリーム半田の押し出し板31aとなっており、押し出し板31aには多数の開口31bが設けられている。加圧板33をシリンダ16で下方に押圧することにより、カートリッジ31内のクリーム半田5は加圧され、押し出し板31aの開口31bを介して下方に押し出される。シリンダ16および加圧板33はペーストであるクリーム半田5を加圧するペースト加圧手段となっている。
【0021】
次にスキージング部36および印刷空間35について説明する。スキージング部36は、本体部30の下方において周囲を閉囲する4方向の壁面より構成され、これらの壁面の内側に印刷空間35が形成される。スキージング部36のスキージング方向(矢印a方向)の両端には、印刷空間35の前後壁面を形成する相対向した2つの摺接部材37A,37Bが配設されている。印刷動作時には、印刷空間35は加圧されたクリーム半田5を収容し、印刷空間35の下面、すなわち2つの摺接部材37A,37Bの間の開口部を介してクリーム半田5をマスクプレート12の表面に接触させる。
【0022】
2つの摺接部材37A,37Bの間の印刷空間35内には、本体部30の全幅にわたって連続した細長形状の流動制御板40が配設されている。流動制御板40は後述するようにスキージング時に印刷空間35内において流動するクリーム半田5にマスクプレート12の上面に向かう方向の流動成分を付与する。図3(b)は流動制御板40の長手方向の形状を示しており、流動制御板40は印刷空間35内に水平方向に軸支された回転軸40a廻りに回転可能に支持されている。
【0023】
スキージング動作においては、クリーム半田5のスキージング方向の流動により流動制御板40は回転軸40a廻りに回転変位する。これにより、以下に説明するようにマスクプレート12の上面に対する流動制御板40の充填角度(流動制御板40のスキージング方向側の下面がマスクプレート12上面となす角度(図4,図5に示す角度α、β参照))が変化する。
【0024】
このスキージヘッド13によるスクリーン印刷動作について説明する。図4(a)に示すように印刷空間35内にクリーム半田5が上方から押し出されて充填された状態で、スキージヘッド13を矢印a方向へ移動させると、印刷空間35内のクリーム半田5は流動制御板40に対してスキージング方向と反対の方向の抗力を作用させ、流動制御板40を回転軸40a廻りに回転変位させる。これにより、流動制御板40のマスクプレート12上面に対する角度は鋭角の充填角度αとなり、この状態でスキージヘッド13が矢印a方向に移動することにより、クリーム半田5にはマスクプレート12の上面に向かう矢印b方向の流動が付与される。
【0025】
スキージヘッド13がさらに移動すると、印刷空間35内のクリーム半田5のうち、スキージング方向の後ろ側の摺接部材37Aの充填部材38によってクリーム半田5には同様に矢印c方向の流動が与えられる。これにより、スキージヘッド13の移動過程において、マスクプレート12の1つのパターン孔12aに対してローリング効果が重畳して作用することになり、パターン孔12aへのクリーム半田5の充填性を向上させることが可能となっている。
【0026】
図5は、スキージング方向を反転して矢印d方向にスキージヘッド13を移動させる場合を示している。この場合においても同様に、1つのパターン孔12aに対して充填角度βに回転変位した流動制御板40と、摺接部材37Bの充填部材38によってローリング効果が重畳して作用する。
【0027】
また、図6に示すように回転軸40aの上側に多数の上方へ向かって突出した櫛歯状の突部40bを設けるようにしてもよい、これにより、印刷空間35内でクリーム半田5が突部40bの隙間を通過して矢印c、d方向に流動する際に、クリーム半田5には矢印c、d方向と直交する矢印e,f方向の変位が与えられ、クリーム半田5の粘度を低下させる効果を得ることができる。
【0028】
なお流動制御板として、図7に示すような固定式の板部材を用いるようにしてもよい。すなわち図7(a)に示すように、印刷空間35内に回転軸40aの代わりに固定支持軸40’aを設け、固定支持軸40’aに薄くて撓み易い可撓な板部材40’の上端を支持させる。そして印刷空間35内においてクリーム半田5がスキージングによって流動する際には、図7(b)に示すように板部材40’はスキージング方向と反対方向への抗力をクリーム半田5から受け、これによりスキージング方向に応じて撓み変形を生じる。これによっても、板部材40’がマスクプレート12となす充填角度θが変化し、前述と同様にクリーム半田5にマスクプレート12の表面に向かう方向の流動成分を付与することができる。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、印刷空間内において流動するペーストにマスクプレート上面に向かう方向の流動成分を付与する流動制御板を備えたので、ローリング効果を重畳させてパターン孔へのペーストの充填性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図
【図2】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図
【図3】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図
【図4】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図
【図5】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷におけるスキージヘッドの動作説明図
【図6】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の流動制御板の斜視図
【図7】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の流動制御板の断面図
【符号の説明】
3 基板
5 クリーム半田
12 マスクプレート
12a パターン孔
13 スキージヘッド
20 ヘッド昇降部
35 印刷空間
36 スキージング部
37A、37B 摺接部材
40 流動制御板
40a 回転軸
Claims (2)
- マスクプレート上でスキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、前記スキージヘッドをマスクプレートに対してそれぞれ水平方向に移動させ、昇降させる水平移動手段、昇降手段と、スキージヘッドをマスクプレートに対して押圧する押圧手段とを備え、前記スキージヘッドは、前記ペーストを収容し下面に形成された開口部を介してマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁面を形成し下端部がマスクプレートの表面に摺接する相対向した2つの摺接部材と、前記2つの摺接部材の間に配設され前記印刷空間内において流動するペーストにマスクプレート上面に向かう方向の流動成分を付与する流動制御板とを備え、前記流動制御板は、前記印刷空間内で水平な回転軸廻りに回転可能に支持され、前記ペーストのスキージング方向の流動によって前記回転軸廻りに回転変位することにより、マスクプレートの上面に対する前記流動制御板の充填角度が変化することを特徴とするスクリーン印刷装置。
- マスクプレート上でスキージヘッドを移動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、前記スキージヘッドをマスクプレートに対してそれぞれ水平方向に移動させ、昇降させる水平移動手段、昇降手段と、スキージヘッドをマスクプレートに対して押圧する押圧手段とを備え、前記スキージヘッドは、前記ペーストを収容し下面に形成された開口部を介してマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前後壁面を形成し下端部がマスクプレートの表面に摺接する相対向した2つの摺接部材と、前記2つの摺接部材の間に配設され前記印刷空間内において流動するペーストにマスクプレート上面に向かう方向の流動成分を付与する流動制御板とを備え、前記流動制御板は、前記印刷空間内で水平な固定支持軸によって上端を支持された可撓な板部材であり、前記ペーストの印刷方向の流動によって前記板部材が撓むことにより、マスクプレートの上面に対する前記流動制御板の充填角度が変化することを特徴とするスクリーン印刷装置。
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