JP4195757B2

JP4195757B2 - Screen printing method and printing machine

Info

Publication number: JP4195757B2
Application number: JP20546699A
Authority: JP
Inventors: 興衛谷
Original assignee: Tani Electronics Corp
Current assignee: Tani Electronics Corp
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2019-07-19
Also published as: JP2001030464A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半田合金粉末と粘性フラックスとを練り合わせてクリーム状にした半田ペースト、接着剤等のペーストをメタルスクリーンを介してプリント回路基板等の基板に印刷するスクリーン印刷方法及び印刷機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
印刷テーブルにセットされた基板に対し、パターン開口部を有するメタルスクリーンを使用してペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、該スクリーンの開口部にペーストを充填する充填工程と、該開口部に充填されたペーストを前記基板にそれぞれ転写すべく前記基板と前記スクリーンとを引き離す版離れ工程とからなるスクリーン印刷方法において、前記充填工程完了後、印刷テーブルを前記充填工程における高さ位置より低い位置まで下降変位させて版離れさせることは従来公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
メタルスクリーン（以下、単にスクリーンという）のパターン開口部（以下、単に開口部という）に、例えば、半田ペーストがきれいに充填された状態では、半田ペーストは開口部内側面の全面にわたって接着されていると共に、開口部下面において基板上に接着されている。この状態において基板を垂直に下降させることによって版離れが開始されると、粘性体としての半田ペーストは開口部内側面と基板との間で基板側下方へ引張られた状態となり、伸び、すなわち、せん断変形が始まる。この場合、開口部内側面の付近では大きなせん断変形が発生するけれども、開口部に対応する基板上の接着部ではせん断変形はほとんど発生することがない。そして、版離れ速度が速すぎると、開口部に充填された半田ペーストが基板によって急速かつ強く引張られるため、粘性せん断力によりせん断破壊が発生し、開口部内側面に比較的大量の半田ペーストを残留させた状態で版離れが終了し、基板上には量が減少しかつパターン形状が変形した半田ペーストが印刷される（図１２のＤ及びＥ参照）。他方、版離れ速度が遅いと、せん断変形時間が長くなり、せん断破壊をおこすことはないが、粘性せん断力は開口部内側面付近のペースト部分から中央部のペースト部分へ伝達され、ペーストの連続的挙動としての流動にブレーキが働くため、その転写速度が遅くなるばかりでなく、その転写性ないし抜け性も悪くなる。すなわち、版離れ速度を遅くすれば遅くするほど開口部に充填された半田ペーストの抜け性は悪くなるといってよい。
【０００４】
半田ペーストのスクリーン印刷には、通常、高粘度の半田ペーストが使用されることに加えて、極小チップ部品をファインピッチで表面実装するための半田ペーストのスクリーン印刷においては、開口部の面積及びそのピッチが極めて小さなスクリーンを使用する必要があり、しかも、その面積ないしピッチが狭小化すればするほど開口部につめられた半田ペーストをきれいに抜くことが困難となり、それに比例して半田ペーストの基板への転写率が低下し、良好な印刷精度が得られないのが実状である。
【０００５】
また、ペーストの充填工程完了後、印刷テーブルを該充填工程における高さ位置より低い位置まで直線的に下降変位させて版離れさせる従来の方法によれば、版離れ工程の開始後、開口部に充填されたペーストは下方に引っ張られ、中央部が凹んだ状態で伸びてゆく（図１２参照）が、ペーストを介して基板に接着されているスクリーンもこれに伴って下方へ徐々に弾性変形せしめられ、復元エネルギーが蓄積されてゆく。そして、ペーストが開口部から引き抜かれて版離れすると、その瞬間、スクリーンを下方へ引張って弾性変形させていた力が一気に解放されるので、スクリーンは蓄積された復元エネルギーの弾発作用で急激に上方へ弾性変形せしめられると同時にその反動で下方へ弾性変形せしめられる。この上下方向への交互の弾性変形、すなわち、上下振動は復元エネルギーが消失するまで継続するが、初期の上下への振動は、急激でかつその振幅が大きいので、その振動によって、基板に転写されたペーストにスクリーンが反覆的に接触し、基板に転写されたペーストのパターン形状を損傷させて了い易い（図１２のＥ参照）。これでは、印刷精度の高い高品質のスクリーン印刷を得ることは期待できない。
【０００６】
本発明は、スクリーンの各開口部へのペーストの充填工程完了後、印刷テーブルを該充填工程における高さ位置より低い位置まで下降変位させて版離れさせる従来公知のスクリーン印刷方法ないしその装置の有する上述の如き欠点ないし不都合を除去改善すべくなされたものであって、ペーストのスクリーン印刷作業の高能率化、印刷精度ないし品質の格段の向上及び印刷の高密度化等を実現することのできる、特にプリント回路基板に対する高粘度半田ペーストのスクリーン印刷に適用して好適なスクリーン印刷方法及び印刷機を提供することをその主たる目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るペーストのスクリーン印刷方法は、平面平行四辺形の印刷テーブルにセットされた基板に対し、パターン開口部を有するメタルスクリーンを介してペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、該スクリーンのパターン開口部にペーストを充填するペースト充填工程と、前記開口部に充填されたペーストを前記基板に転写すべく前記基板を前記印刷テーブルと共に前記スクリーンから下方へ引き離す版離れ工程とからなるスクリーン印刷方法において、前記印刷テーブル（３）の第１〜第４のコーナー部分（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）又は第４、第３、第２の各コーナー部分（３Ｄ、３Ｃ、３Ｂ）を、第１コーナー部分（３Ａ）から順次引き下げることによって版離れさせるようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明は、印刷テーブルにセットされた基板に対し、パターン開口部を有するメタルスクリーンを介してペーストを印刷するスクリーン印刷機において、印刷テーブルにセットされた基板に対し、パターン開口部を有するメタルスクリーンを介してペーストを印刷するスクリーン印刷機において、平面平行四辺形に形成された印刷テーブル（３）と、該印刷テーブルをその下面中央部において上下動自在かつ任意の方向に傾動自在に支持する支持機構（２１）と、前記スクリーンのパターン開口部（７）へのペーストの充填工程終了後、前記印刷テーブル（３）の第１〜第４のコーナー部分（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）又は第４、第３、第２の各コーナー部分（３Ｄ、３Ｃ、３Ｂ）を、第１コーナー部分（３Ａ）から順次引き下げることによって版離れさせるように構成した引き下げ機構とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
さらにまた、本発明に係るスクリーン印刷方法及び印刷機は、基板がチップ状電子部品等を表面実装すべきプリント回路基板であることと、ペーストが半田合金粉末と高粘度の液状フラックスとを練り合わせてなる半田ペーストであることとを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１１は従来例としての半田ペーストのスクリーン印刷機の要部の側面略図であって、印刷位置においてペーストの充填工程を終了した状態を示すものである。図中、１はスキージ２を有する昇降可能かつ前後方向に移動可能に装置されたスキージユニット、３はプリント回路基板４をセットした印刷テーブル、５はメタルスクリーン、６はスクリーン保持枠、７はパターン開口部、８はスキージ２の摺動によってパターン開口部７に充填された半田ペーストであり、従来のスクリーン印刷方法では、図示の状態から印刷テーブル３を垂直に下降させ、基板４をスクリーン５から下方へ引き離すことによって版離れさせるようになっている。
【００１１】
図１は、本発明に係るスクリーン印刷機の実施形態の一例を示した側面概要図であるが、スキージユニット、該スキージユニットを下降させ、かつそのスキージをメタルスクリーン上を摺動させてペーストを基板に印刷する他の作動機構等については図示を省略してある。図１において、３は平面長方形の印刷テーブル、４は印刷テーブル３にセットされたプリント回路基板、５はメタルスクリーン、６は機枠の一部を構成するところの互いに対向設置された一対のフレーム９、９の上端部内側に設けた横溝に一対の対向枠部分が装着されているスクリーン保持枠である。
【００１２】
また、図１及びスクリーン保持枠６を取外し、かつ一部を省略して示した図１の平面図である図２において、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは平面長方形の印刷テーブル３の四つのコーナー部位３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄにそれぞれ配設した、互いに直交する二つの軸線上の回転軸により２方向への角運動を与える装置としてのジンバルであり、以下、説明の便宜上、ジンバル１０Ａを第１ジンバル、ジンバル１０Ｂを第２ジンバル、ジンバル１０Ｃを第３ジンバル、ジンバル１０Ｄを第４ジンバルとそれぞれ呼ぶことがある。これら四つのジンバル１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、図３〜５に示すように、いずれも、外輪１１、内輪１２、該外輪１１の外周面の直径方向に対向する部位にそれぞれ外方に向けて突設した一対の支軸１３、該支軸の周りに多数の鋼球４を介在させてそれぞれ嵌着した第１の軸受筒１５、１５、該支軸１３の軸線Ｘと直交する軸線Ｙ周りに前記外輪１１を回転可能に支持するところの内輪１２の外周面の直径方向に対向する部位にそれぞれ外方へ向けて突設し、かつその外端を前記外輪１１の内周に枢着した一対の支軸１６、１６、及び、該支軸１６の周りに多数の鋼球（図示してない）を介在させてそれぞれ嵌着する一方、内端を前記内輪１２の外周に設けた円形凹所（図示してない）に回転自在に遊嵌した第２の軸受筒１７、１７からなっている。図４に示すように、内輪１２の内周面には後述する目的のためにめねじ１２Ａが刻設されている。
【００１３】
上記の如く構成された四つのジンバル１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは、図３に示すように、印刷テーブル３の四つのコーナー部位３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄにそれぞれ形成したその下面側に開口するジンバル収容室１８にそれぞれ収容され、該収容室１８の内壁に水平かつ同軸的に穿設した一対の取付孔１９に挿入した前記第１の軸受筒１５、１５をその上下より押ねじ２０Ａ、２０Ｂで固定することによって固定されている。図示の例にあっては、各ジンバルは支軸１３の軸線Ｘが前記印刷テーブル３の長辺と平行になるように、従って又、支軸１６の軸線Ｙがその短辺と平行になるように配設されている。
【００１４】
図１、７、８、９において、符号２１は印刷テーブル３をその下面中央部において上下動自在かつ任意の方向に傾動自在に支持する支持機構であって、この支持機構２１は、図示の例にあっては、印刷テーブル３の下面中央部に固定された支持盤２２の中央部にその下面側に開口させて設けたソケット２２Ａと、該ソケット２２Ａに抱かせた球面部２３を上端に固着した複数条の突条２４Ａを有するスプライン軸状の摺動軸２４と、後述する平面長方形の高さ調整台２５の上面中央部に固定したボス２６と、該ボス２６に縦設され、かつ前記摺動軸２４の突条２４Ａを摺動自在に嵌合させた複数条の溝２６Ａとで構成されている。
【００１５】
スクリーン印刷時における印刷テーブル３の高さ位置を適正に調整するための高さ調整台２５は、基台２７に設置された昇降台昇降装置２８によって昇降せしめられる平面平行四辺形の昇降台２９の上面中央部に立設した高さ調整用駆動機構３０によりその高さが調整されるようになっている。前記昇降台昇降装置２８は、昇降台２９の四つのコーナーを下方から支えると共に、その正逆回転によって昇降台２９を昇降させる四つのボールネジ２８Ａと、サーボモータ２８Ｂと、このサーボモータの回転を前記ボールネジ８Ａに伝達するベルト伝動機構２８Ｃとからなっている。また、前記高さ調整用駆動機構３０は、昇降台２９の上面中央部に固定されたサーボモータ３０Ａと、下端部が該サーボモータの出力軸（図示してない）に固定され、上端部が高さ調整台２５の中央部に下方から植設されためねじと螺合する送りねじ３０Ｂとからなっており、サーボモータ３０Ａによって回転駆動される送りねじ３０Ｂの正逆回転により高さ調整台２５の高さを調整できるように構成されている。
【００１６】
図１において、符号３１は、印刷テーブル３とほぼ同一の形状・寸法を有する前記高さ調整台２５の四つのコーナー部位に、図６に示すように、その上面側に開口させてそれぞれ形成したジンバル収容室３２にそれぞれ収容配置したジンバルである。このジンバル３１は、前記した印刷テーブル３側のジンバル１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄとその構造、構成部材、取り付け態様、機能等の点でほぼ同一であるので、後者と同一の構成部材については同一の符号を付し、詳細な説明は重複をさけるため省略する。符号３３は、上記高さ調整台２５側の各ジンバル３１の内輪１２にねじ込んで螺着した取付軸３４に下端部を取り付けて固定したサーボモータであり、各サーボモータ３３の出力軸（図示してない）にはねじ棒３５の下端部が同軸的に固着され、その上端部は印刷テーブル３側の各ジンバル１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの内輪１２のめねじ１２Ａに螺合されており、サーボモータ３３の正逆回転に連動して正逆回転するねじ棒３５により当該ねじ棒と螺合しているめねじ１２Ａを介して当該内輪が上下方向に送られるようになっている。かようにして、印刷テーブル３側の各ジンバルは高さ調整台２５側の各ジンバルと、取付軸３４、サーボモータ３３及びねじ棒３５を介して作動連結されている。また、図１において、符号３６は、前記高さ調整台２５の底面側の四つのコーナー部位に上端部が固定され、下部が前記昇降台２９上に立設した四つのスライド・ベアリング３７にそれぞれ摺動自在に支承されている摺動シャフトであって、前記高さ調整用駆動機構３０によって昇降駆動される昇降台２９の昇降動作に伴って上下方向に摺動するようになっている。
【００１７】
なお、図１において、符号３８は、スクリーン保持枠６に保持されたメタルスクリーン５の水平度を調節するための調節装置であって、該調節装置３８は、図２に示すように、印刷テーブル３に設けた前記四つのジンバル１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄに隣接した位置にそれぞれ配設されている。該調節装置３８は、サーボモータ３８Ａと、その出力軸に固定された平坦な頂面を有する頭付ねじ３８Ｂとからなっており、該サーボモータ３８Ａの正逆回転による該頭付ねじ３８Ｂの上下方向の螺進退動作によりスクリーン印刷時におけるメタルスクリーン５の水平度を調節することができるようになっている。図１において、９Ａはフレーム９の上端部寄りの部位から内方へ張出するサーボモータ３８Ａの取付用の段状突起部であり、また、図１及び２において、９Ｂは該段状突起部９Ａの頂面に水平に固定された支持板であり、該支持板９Ｂに形成されたねじ孔に前記頭付ねじ３８Ｂが螺進退自在に螺合されている。符号３９は真空ポンプ等の真空発生装置（図示してない）に接続された吸気ホースで、印刷テーブル３内部に設けた基板吸着孔（図示してない）に連通している。印刷テーブル３上面の凹所３′にセットされた基板４は前記真空発生装置の真空吸引により吸着固定されるようになっている。
【００１８】
次に、以上の如く構成されたスクリーン印刷機による版離れ工程について図８〜１０を参照して説明する。図１０はペースト充填工程終了の状態から版離れ工程終了に至るまでの版離れの順序ないし態様の一例を図解したものである。図８はペースト充填工程終了時点において印刷テーブル３が印刷位置において水平に保持されている状態を示し、図１０Ａに対応する。また、図９は版離れ工程が開始し、印刷テーブル３が一方向へ傾いた状態を示し、図１０Ｂに対応するものである。
【００１９】
ペーストの充填工程中及び終了時点においては、印刷テーブル３に配設した四つのジンバル、即ち、第１〜４ジンバル１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの外輪１１は、図７及び図１０Ａに示されているように、印刷テーブル３と同様に水平に保持されている。この状態において、各ジンバルと連携するサーボモータ３３を制御装置（図示してない）を介して順次所定の角度範囲にわたって正転させると、これに伴って各ジンバルの内輪１２のめねじ１２Ａと螺合するねじ棒３５のおねじ３５Ａが順次所定の角度範囲にわたって正転し、各内輪１２を所定の距離にわたって順次引き下げるように作用するので、その引き下げ作用力は外輪１１の外側の軸受筒１５、１５を介して当該ジンバルが配設されている印刷テーブル３の各コーナー部分３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄに順次伝達され、これらのコーナー部分を所定の距離にわたって順次引き下げることになる。
【００２０】
図９及び１０Ｂは、上記の如きやり方で第１ジンバル１０Ａ及び第２ジンバル１０Ｂを順次操作して第１のコーナー部分３Ａ及び第２のコーナー部分３Ｂを順次引き下げ、印刷テーブル３を向かって右斜め下方へ傾斜させた状態を示している。この場合、第１ジンバル１０Ａ及び第２ジンバル１０Ｂの各外輪１１は、図１０Ｂに示すように、前記した軸線Ｙの周りを時計方向に回動して印刷テーブル３と同様に向かって右斜め下方に傾斜している。ところで、印刷テーブル３は、前述したように、その下面中央部において前記支持機構２１によって上下動自在かつ任意の方向に傾動自在に支持されているので、上記のようにして印刷テーブル３を右斜め下方へ傾斜させる場合、前記第１及び第２のコーナー部分３Ａ、３Ｂに加えられる引き下げ作用力は印刷テーブル３の下面中央部を経て前記支持機構２１にも伝達され、支持機構２１の摺動軸２４を下方へ摺動させるため、印刷テーブル３は該摺動軸２４の下方への摺動に伴って下動するが、その際、印刷テーブル３は該摺動軸の球面部２３によりソケット２２Ａを介して傾動可能に支持されているので、下動しながら右傾する（図８及び９参照）。このようにして印刷テーブル３が右傾すると、プリント基板４もこれに伴って右傾し、その右端からスクリーン５からの分離、すなわち版離れが始まるため、スクリーン５の各パターン開口部７に充填されているペースト８は、図１０Ｂに示すように、最も右寄りのものが最も多く抜き出され、左に寄るにつれて抜き出される量が次第に減少する。
【００２１】
図１０Ｃは、図１０Ｂに図示の状態から、上記と同様のやり方で第３ジンバル１０Ｃ及び第４ジンバル１０Ｄを順次操作して第３のコーナー部分３Ｃ及び第４のコーナー部分３Ｄを順次引き下げ、印刷テーブル３を水平にした状態を示している。この場合、各パターン開口部７から抜き出されたペースト８の量はほぼ均一となるが、この段階では各ペーストは各開口部７内にほぼ半分程度残留している。
【００２２】
図１０Ｄは、図１０Ｂについて説明した操作により第１のコーナー部分３Ａ及び第２のコーナー部分３Ｂを順次引き下げ、印刷テーブル３を再度右傾させた状態を示し、図１０Ｅは、図１０Ｃについて説明した操作により第３のコーナー部分３Ｃ及び第４のコーナー部分３Ｄを順次引き下げ、印刷テーブル３を再度水平にした状態を示している。この段階では、図１０Ｅに示されているように、版離れはまだ完全に行われていない。
【００２３】
図１０Ｆは、図１０Ｂについて説明した操作により第１のコーナー部分３Ａ及び第２のコーナー部分３Ｂを順次引き下げると共に、図１０Ｃについて説明した操作により第３のコーナー部分３Ｃ及び第４のコーナー部分３Ｄを順次引き下げてやることにより、スクリーン５の各開口部７からペースト８を全部抜き出してプリント基板４上に転写させた状態、すなわち版離れ完了の状態を示している。
【００２４】
次に、前記高さ調整台２５の四つのコーナー部位にそれぞれ配設した前記ジンバル３１の機能ないし動作について、プリント基板４がセットされている印刷テーブル３の第１のコーナー部分３Ａ及び第２のコーナー部分３Ｂを図１０Ａに図示の状態から図１０Ｂに図示の状態まで順次引き下げる場合を例にとって説明する。先ず、上記したやり方で第１のコーナー部分３Ａを引き下げるべく第１ジンバル１０Ａと連携するサーボモータ３３を起動すると、前記ねじ棒３５が所定の角度範囲にわたって回動し、該ねじ棒と螺合しているめねじ１２Ａを有する該第１ジンバル１０Ａの内輪１２、したがってまたその外輪１１並びに第１のコーナー部分３Ａに引き下げ作用力を及ぼすが、その際、その力は該第１ジンバル１０Ａの外輪１１を軸線Ｙの周りを図１０Ａにおいて時計方向に回転させようとするトルクとして働くと共に、該第１ジンバル１０Ａに連結された前記高さ調整台２５側のジンバル３１に対しては、取付軸３４を介してその内輪１２を外輪１１と共に軸線Ｘの周りを図６において時計方向に回転させようとするトルクとして働き、第１ジンバル１０Ａが軸線Ｘの周りを図３において時計方向へ回転するのを許容するので、第１のコーナー部分３Ａは、第３のコーナー部分３Ｃ及び第４のコーナー部分３Ｄに関しては右傾し、第２のコーナー部分３Ｂに関しては前傾することになる。次いで、第１のコーナー部分３Ａがそのような態様で傾斜した状態において、第２ジンバル１０Ｂと連携するサーボモータ３３を起動し、ねじ棒３５を所定の角度範囲にわたって回動させると、第２ジンバル１０Ｂの外輪１１には、前記の場合と同様に、これを軸線Ｙの周りに時計方向へ回転させようとするトルクが作用するので、第２のコーナー部分３Ｂは第３のコーナー部分３Ｃ及び第４のコーナー部分３Ｄに関して右傾せしめられ、第１のコーナー部分３Ａの右斜め下方への傾斜角と同一の傾斜角位置まで引き下げられる。このようにして第２のコーナー部分３Ｂが引き下げられると、第１のコーナー部分３Ａの第２のコーナー部分３Ｂに対する前傾状態は、第１ジンバル１０Ａに作用する軸線Ｘ周りの反時計方向への回転力によつて解消し、印刷テーブル３は、全体として、図１０Ｂに示すように、右斜め下方へ傾斜した姿勢となる。
【００２５】
以上、版離れ工程を印刷テーブル３の第１〜４のコーナー部分３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄを第１のコーナー部分３Ａから順次引き下げることによって実施する場合を例にとって説明したが、印刷テーブル３のコーナー部分の引き下げ順序はこの例に限定されるものではなく、本発明においては、制御装置に入力して予め設定したプログラムの順序に従って版離れ工程を実施することができる。例えば、前記の例とは逆の順序で各コーナー部分を引き下げるようにしてもよく、第１のコーナー部分３Ａから第４、第３、第２の各コーナー部分を順次引き下げるようにしてもよい。
【００２６】
印刷テーブル３の各コーナー部分を上記のようにして順次引き下げる場合、印刷テーブル３、従って又プリント基板４は前後左右への傾動によって揺さぶられながら段階的に下降し、その揺さぶられながらの段階的な下降の過程において複数のスクリーン開口部７に充填されたペースト８がプリント基板４の下方への移動量に応じて当該開口部７から順次円滑に引き抜かれてゆくので、各コーナー部分の引き下げ速度を早くしても当該ペーストにせん断破壊が発生し、開口部７の内側面に比較的大量のペーストを残留させるようなことは無く、ペーストを効率的かつきれいに抜いて転写することが可能となる。
【００２７】
半田ペーストは温度の高低によってその粘度が変化する。粘度の比較的低い半田ペーストを使用してするスクリーン印刷は、いわゆるにじみやドリフトを発生させて印刷形状を損ない、印刷精度のバラツキを生じさせ易い。他方、粘度が８００ないし１，２００ｃｐｓといった高粘度の半田ペーストは、それ自体としてはダレにくく、ドリフトの発生が少ないので、高精度印刷に適する反面、スクリーン版の開口部の壁面からブレーキがかかって抜けにくくなる傾向があるため、例えば、０．１５ｍｍ程度の厚さの薄いメタルスクリーンを使用して０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度のファインピッチ印刷を行う場合、前記した従来公知の版離れ方式をもってしては高い転写率及び印刷精度を得ることは容易でなかったが、本発明方法によれば、粘度が８００ないし１，２００ｃｐｓ程度の極めて粘性の高い半田ペーストを用いた場合でも、しかもこのような高粘度のペーストを用いて前記の如きファインピッチ印刷を遂行する場合においても、転写率及び印刷精度が極めて高く、しかも型くずれの少ないきれいなスクリーン印刷を行うことが可能となる。
【００２８】
以上、本発明について図面を参照して詳述したが、本発明に係るスクリーン印刷機は、図示の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で、これに各種の改変を施して実施することができるものである。
【００２９】
本発明に係るスクリーン印刷方法及印刷機は、上記の如く構成されているので、先に述べた従来公知のスクリーン印刷方法及び印刷機の有する欠点ないし不都合が除去改善され、ペーストのスクリーン印刷作業の高能率化、印刷精度ないし品質の格段の向上及び印刷の高密度化等の要請にこたえることができる、特にプリント回路基板に対する高粘度半田ペーストのスクリーン印刷に適用して好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】。図１は、本発明に係るスクリーン印刷方法を実施するためのスクリーン印刷機の一例をスキージユニット等を省略して示した概要側面図である。
【図２】図２は、上記スクリーン印刷機一部を省略し、かつスクリーン保持枠を取外して示した平面図である。
【図３】図３は、印刷テーブルのコーナー部分に取り付けたジンバルの拡大斜視図である。
【図４】図４は、ジンバルを取外してその斜め上方から見た拡大斜視図である。
【図５】図５は、ジンバルの外輪の外周に突設した支軸にボールを介在させて軸受筒を嵌装した状態を示す拡大斜視図である。
【図６】図６は、高さ調整台のコーナー部分に取付けたジンバルの拡大斜視図である。
【図７】図７は、図１に示したスクリーン印刷機の要部を一部破断して示した拡大概要側面図である。
【図８】図８は、印刷テーブルが水平に保持されている状態を一部破断して示した拡大概要側面図である。
【図９】図９は、印刷テーブルが右方向斜め下方へ傾斜した状態を一部破断して示した拡大概要側面図である。
【図１０】図１０は、ペースト充填工程終了の状態から版離れ終了に至るまでの版離れの順次ないし態様の一例を図解した説明図である。
【図１１】図１１は、従来例としての半田ペーストのスクリーン印刷機の要部の側面略図である。
【図１２】図１２は、従来公知の半田ペーストのスクリーン印刷方法の版離れ工程における版離れの順序ないし態様並びに印刷結果を（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）の順で順次概略的に図解した説明図である。
【符号の説明】
１スキージユニツト
２スキージ
３印刷テーブル
３Ａ〜３Ｄコーナー部分
４プリント基板
５メタルスクリーン
６スクリーン保持枠
７パターン開口部
８半田ペースト
１０〜１０Ｄジンバル
２１印刷テーブルを上下動自在かつ傾動自在に支持する支持機構
３１ジンバル
２０サーボモータ
３５ねじ棒[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a screen printing method and a printing machine for printing a paste such as a solder paste, an adhesive, or the like, which is made by kneading a solder alloy powder and a viscous flux onto a substrate such as a printed circuit board via a metal screen.
[0002]
[Prior art]
A screen printing method for printing a paste on a substrate set on a printing table using a metal screen having a pattern opening, a filling step for filling the opening in the screen with a paste, In a screen printing method comprising a plate separating step of separating the substrate and the screen to transfer the filled paste to the substrate, a position lower than the height position in the filling step after the filling step is completed. It is conventionally known that the plate is released by being displaced downward.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a state where a pattern opening (hereinafter simply referred to as an opening) of a metal screen (hereinafter simply referred to as an opening) is filled with a solder paste, for example, the solder paste is adhered over the entire inner surface of the opening, Bonded on the substrate at the lower surface of the opening. In this state, when release of the plate is started by vertically lowering the substrate, the solder paste as a viscous material is pulled downward between the inner side surface of the opening and the substrate and stretched, that is, sheared. Deformation begins. In this case, although a large shear deformation occurs in the vicinity of the inner surface of the opening, the shear deformation hardly occurs at the bonding portion on the substrate corresponding to the opening. If the plate separation speed is too high, the solder paste filled in the opening is pulled quickly and strongly by the substrate, so that shear fracture occurs due to viscous shear force, and a relatively large amount of solder paste remains on the inner surface of the opening. In this state, the plate separation is completed, and a solder paste having a reduced amount and a deformed pattern is printed on the substrate (see D and E in FIG. 12). On the other hand, if the plate separation speed is slow, the shear deformation time becomes long and shear failure does not occur, but the viscous shear force is transmitted from the paste part near the inner surface of the opening to the paste part in the central part, and the continuous paste Since the brake acts on the flow as the behavior, not only the transfer speed is slowed, but also the transferability or detachability is deteriorated. That is, it can be said that the slower the plate separation speed, the worse the detachability of the solder paste filled in the opening.
[0004]
Solder paste screen printing usually uses a high-viscosity solder paste, and in addition, solder paste screen printing for surface mounting of microchip components at a fine pitch, the area of the opening and its area It is necessary to use a screen with an extremely small pitch, and the smaller the area or pitch is, the more difficult it is to remove the solder paste pinched in the opening, and proportionally to the solder paste substrate. In reality, the transfer rate of the toner is reduced, and good printing accuracy cannot be obtained.
[0005]
In addition, after the paste filling process is completed, according to the conventional method in which the printing table is linearly moved downward to a position lower than the height position in the filling process to separate the plate, the opening portion is opened after the start of the plate separating process. The filled paste is pulled downward and extends in a state where the central portion is recessed (see FIG. 12), but the screen adhered to the substrate via the paste gradually elastically deforms downward along with this. Recovery energy is accumulated. When the paste is pulled out from the opening and separated from the plate, the force that has been elastically deformed by pulling the screen downward is released at a moment. It is elastically deformed upward and at the same time it is elastically deformed downward by its reaction. This alternating elastic deformation in the vertical direction, that is, the vertical vibration continues until the restoration energy disappears, but the initial vertical vibration is abrupt and has a large amplitude, so that the vibration is transferred to the substrate. The screen is repetitively contacted with the paste and the pattern shape of the paste transferred to the substrate is easily damaged (see E in FIG. 12). With this, it is not expected to obtain high-quality screen printing with high printing accuracy.
[0006]
The present invention has a conventionally known screen printing method or apparatus for releasing a plate by lowering the printing table to a position lower than the height position in the filling step after completion of the paste filling step for each opening of the screen. The present invention has been made to eliminate and improve the above-mentioned drawbacks and disadvantages, and can achieve high efficiency of paste screen printing work, remarkable improvement of printing accuracy or quality, high density of printing, and the like. In particular, the main object of the present invention is to provide a screen printing method and a printing machine suitable for screen printing of a high-viscosity solder paste on a printed circuit board.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a screen printing method of a paste according to the present invention is a screen printing for printing a paste on a substrate set on a plane parallelogram printing table via a metal screen having a pattern opening. A paste filling step of filling a pattern opening of the screen with a paste, and a plate for pulling the substrate downward from the screen together with the printing table to transfer the paste filled in the opening to the substrate. In the screen printing method comprising the separation step, the printing table (3) of 1st to 4th Corner part (3A, 3B, 3C, 3D) or the fourth, third, and second corner portions (3D, 3C, 3B) from the first corner portion (3A) It is characterized by separating the plates by sequentially lowering.
[0008]
Further, the present invention provides a screen printing machine that prints a paste on a substrate set on a printing table via a metal screen having a pattern opening, and has a pattern opening on the substrate set on the printing table. Printing screen formed in a plane parallelogram in a screen printing machine that prints paste via a metal screen (3) And a support mechanism for supporting the printing table so that it can move up and down and tilt in any direction at the center of the lower surface thereof. (21) And the first to fourth corner portions of the printing table (3) after the paste filling process to the pattern opening (7) of the screen is completed. (3A, 3B, 3C, 3D) or the fourth, third, and second corner portions (3D, 3C, 3B) are sequentially pulled down from the first corner portion (3A). And a pull-down mechanism configured to separate the plates.
[0009]
Furthermore, in the screen printing method and the printing machine according to the present invention, the substrate is a printed circuit board on which a chip-like electronic component or the like is to be surface-mounted, and the paste is obtained by kneading a solder alloy powder and a high-viscosity liquid flux. It is the solder paste which becomes.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 11 is a schematic side view of a main part of a screen printing machine for solder paste as a conventional example, and shows a state where the paste filling process is completed at the printing position. In the figure, 1 is a squeegee unit having a squeegee 2 and capable of moving up and down and moving in the front-rear direction. The openings 8 are solder paste filled in the pattern openings 7 by sliding the squeegee 2. In the conventional screen printing method, the printing table 3 is lowered vertically from the state shown in the figure, and the substrate 4 is moved from the screen 5. The plate is released by pulling it downward.
[0011]
FIG. 1 is a schematic side view showing an example of an embodiment of a screen printing machine according to the present invention. The squeegee unit, the squeegee unit is lowered, and the squeegee is slid on the metal screen to paste the paste. The other operating mechanisms for printing on the substrate are not shown. In FIG. 1, 3 is a flat rectangular printing table, 4 is a printed circuit board set on the printing table 3, 5 is a metal screen, and 6 is a pair of frames that are opposed to each other and constitute a part of the machine frame. 9 and 9 is a screen holding frame in which a pair of opposing frame portions are mounted in a lateral groove provided on the inner side of the upper end portion of 9 and 9.
[0012]
1 and FIG. 2, which is a plan view of FIG. 1 with the screen holding frame 6 removed and a part omitted, 10A, 10B, 10C, and 10D are four corners of the printing table 3 having a flat rectangular shape. This is a gimbal as an apparatus for giving angular motion in two directions by two rotation axes on two axes orthogonal to each other, which are respectively disposed in the parts 3A, 3B, 3C, and 3D. One gimbal, gimbal 10B may be referred to as a second gimbal, gimbal 10C may be referred to as a third gimbal, and gimbal 10D may be referred to as a fourth gimbal. As shown in FIGS. 3 to 5, these four gimbals 10A, 10B, 10C, and 10D are all directed outwardly to the outer ring 11, the inner ring 12, and the diametrically opposed portions of the outer peripheral surface of the outer ring 11, respectively. A pair of support shafts 13 projecting from each other, first bearing cylinders 15 and 15 fitted with a plurality of steel balls 4 around the support shafts, respectively, and an axis Y perpendicular to the axis X of the support shaft 13 The outer ring 11 is rotatably supported on the outer circumferential surface of the inner ring 12 that faces the outer ring 11 in the diametrical direction, and the outer ends of the outer ring 11 are pivotally attached to the inner circumference of the outer ring 11. A pair of support shafts 16, 16 and a plurality of steel balls (not shown) are fitted around the support shafts 16, respectively, and the inner end is provided on the outer periphery of the inner ring 12. Second bearing cylinders 17 and 1 loosely fitted in recesses (not shown) It is made from. As shown in FIG. 4, an internal thread 12A is engraved on the inner peripheral surface of the inner ring 12 for the purpose described later.
[0013]
The four gimbals 10A, 10B, 10C, and 10D configured as described above open to the lower surface side formed in the four corner portions 3A, 3B, 3C, and 3D of the printing table 3, respectively, as shown in FIG. The first bearing cylinders 15 and 15 inserted into a pair of mounting holes 19 respectively accommodated in the gimbal accommodating chamber 18 and drilled horizontally and coaxially in the inner wall of the accommodating chamber 18 are pressed screws 20A and 20B from above and below. It is fixed by fixing with. In the illustrated example, each gimbal is such that the axis X of the support shaft 13 is parallel to the long side of the printing table 3, and therefore the axis Y of the support shaft 16 is parallel to its short side. It is arranged.
[0014]
1, 7, 8, and 9, reference numeral 21 denotes a support mechanism that supports the printing table 3 so that it can move up and down and tilt in an arbitrary direction at the center of the lower surface thereof. In this case, a socket 22A provided at the center of the support plate 22 fixed to the center of the lower surface of the printing table 3 is provided on the lower surface thereof, and a spherical portion 23 held by the socket 22A is fixed to the upper end. The spline shaft-shaped sliding shaft 24 having the plurality of protruding ridges 24A, the boss 26 fixed to the center of the upper surface of the flat rectangular height adjusting table 25, which will be described later, A plurality of grooves 26A are slidably fitted to the protrusions 24A of the sliding shaft 24.
[0015]
A height adjusting table 25 for appropriately adjusting the height position of the printing table 3 during screen printing is a flat parallelogram lifting table 29 that is lifted and lowered by a lifting table lifting device 28 installed on the base 27. The height is adjusted by a height adjusting drive mechanism 30 erected at the center of the upper surface. The lifting / lowering device 28 supports the four corners of the lifting / lowering platform 29 from below, and four ball screws 28A for moving the lifting / lowering platform 29 up and down by forward / reverse rotation, a servo motor 28B, and the rotation of the servo motor. It comprises a belt transmission mechanism 28C that transmits to the ball screw 8A. The height adjusting drive mechanism 30 includes a servo motor 30A fixed at the center of the upper surface of the elevator 29, a lower end portion fixed to an output shaft (not shown) of the servo motor, and an upper end portion. A feed screw 30B that is implanted in the center of the height adjustment table 25 from below and is screwed with the screw is provided. The height adjustment table 25 is rotated by forward and reverse rotation of the feed screw 30B that is rotationally driven by the servo motor 30A. It is configured so that the height of the can be adjusted.
[0016]
In FIG. 1, reference numerals 31 are formed at the four corners of the height adjusting table 25 having substantially the same shape and dimensions as the printing table 3 so as to open on the upper surface side as shown in FIG. The gimbals are accommodated in the gimbal accommodation chamber 32. This gimbal 31 is substantially the same as the gimbal 10A, 10B, 10C, 10D on the printing table 3 side in terms of its structure, constituent members, mounting mode, function, etc., and the same constituent members as the latter are the same. The detailed description is omitted to avoid duplication. Reference numeral 33 denotes a servomotor in which a lower end portion is attached and fixed to an attachment shaft 34 screwed into and screwed into the inner ring 12 of each gimbal 31 on the height adjustment base 25 side, and an output shaft (not shown) of each servomotor 33 is shown. The lower end portion of the screw rod 35 is coaxially fixed, and the upper end portion thereof is screwed to the female screw 12A of the inner ring 12 of each gimbal 10A, 10B, 10C, 10D on the printing table 3 side, The inner ring is fed in the vertical direction through a female screw 12A screwed with the screw rod 35 by a screw rod 35 that rotates forward and backward in conjunction with forward and reverse rotation of the servo motor 33. In this way, each gimbal on the printing table 3 side is operatively connected to each gimbal on the height adjustment stand 25 side via the mounting shaft 34, the servo motor 33, and the screw rod 35. In FIG. 1, reference numeral 36 denotes four slide bearings 37 each having an upper end fixed to four corners on the bottom surface side of the height adjusting table 25 and a lower portion standing on the lifting table 29. The sliding shaft is slidably supported, and slides in the vertical direction in accordance with the lifting / lowering operation of the lifting / lowering base 29 that is lifted / lowered by the height adjusting drive mechanism 30.
[0017]
In FIG. 1, reference numeral 38 denotes an adjusting device for adjusting the level of the metal screen 5 held by the screen holding frame 6. The adjusting device 38 is a printing table as shown in FIG. 3 are disposed at positions adjacent to the four gimbals 10A, 10B, 10C, and 10D. The adjusting device 38 includes a servo motor 38A and a head screw 38B having a flat top surface fixed to the output shaft thereof, and the head screw 38B is moved up and down by forward and reverse rotation of the servo motor 38A. The horizontal degree of the metal screen 5 during screen printing can be adjusted by the screwing back and forth operation in the direction. In FIG. 1, 9A is a stepped protrusion for mounting a servo motor 38A that protrudes inward from a portion near the upper end of the frame 9, and in FIGS. 1 and 2, 9B is the stepped protrusion. It is a support plate that is horizontally fixed to the top surface of 9A, and the head screw 38B is screwed into a screw hole formed in the support plate 9B so as to be able to advance and retract. Reference numeral 39 denotes an intake hose connected to a vacuum generator (not shown) such as a vacuum pump, and communicates with a substrate suction hole (not shown) provided in the printing table 3. The substrate 4 set in the recess 3 'on the upper surface of the printing table 3 is fixed by suction by vacuum suction of the vacuum generator.
[0018]
Next, the plate separation process by the screen printer configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 10 illustrates an example of the order or mode of plate separation from the state of the paste filling step to the end of the plate separation step. FIG. 8 shows a state in which the print table 3 is held horizontally at the printing position at the end of the paste filling process, and corresponds to FIG. 10A. FIG. 9 shows a state in which the plate separation process is started and the printing table 3 is tilted in one direction, and corresponds to FIG. 10B.
[0019]
During and after the paste filling process, the four gimbals arranged on the printing table 3, that is, the outer rings 11 of the first to fourth gimbals 10A, 10B, 10C, and 10D are shown in FIGS. 7 and 10A. As in the case of the printing table 3, it is held horizontally. In this state, when the servo motor 33 associated with each gimbal is forwardly rotated sequentially over a predetermined angle range via a control device (not shown), the internal thread 12A of the inner ring 12 of each gimbal and the screw are screwed accordingly. Since the male screw 35A of the screw rod 35 to be joined rotates forward sequentially over a predetermined angular range and acts so as to sequentially pull down each inner ring 12 over a predetermined distance, the pulling action force is a bearing cylinder 15 on the outer side of the outer ring 11, 15 is sequentially transmitted to each corner portion 3A, 3B, 3C, 3D of the printing table 3 on which the gimbal is disposed, and these corner portions are sequentially pulled down over a predetermined distance.
[0020]
9 and 10B, the first gimbal 10A and the second gimbal 10B are sequentially operated in the manner as described above, and the first corner portion 3A and the second corner portion 3B are sequentially pulled down, and the print table 3 is inclined to the right. The state inclined downward is shown. In this case, as shown in FIG. 10B, the outer rings 11 of the first gimbal 10A and the second gimbal 10B are rotated clockwise around the axis Y and obliquely downward to the right in the same manner as the printing table 3. It is inclined to. By the way, as described above, the printing table 3 is supported by the support mechanism 21 so that it can be moved up and down and tilted in an arbitrary direction at the center of the lower surface. When tilted downward, the pulling action force applied to the first and second corner portions 3A, 3B is transmitted to the support mechanism 21 via the center of the lower surface of the printing table 3, and the sliding shaft of the support mechanism 21 In order to slide 24 downward, the printing table 3 moves downward as the sliding shaft 24 slides downward. At this time, the printing table 3 is moved to the socket 22A by the spherical surface portion 23 of the sliding shaft. Since it is supported so as to be able to tilt through, it tilts to the right while moving downward (see FIGS. 8 and 9). When the printing table 3 is tilted to the right in this way, the printed circuit board 4 is also tilted to the right, and separation from the screen 5, that is, separation of the plate starts from the right end, so that each pattern opening 7 of the screen 5 is filled. As shown in FIG. 10B, the paste 8 that is closest to the right is extracted most, and the amount that is extracted gradually decreases toward the left.
[0021]
FIG. 10C shows that the third corner portion 3C and the fourth corner portion 3D are sequentially pulled down from the state shown in FIG. 10B by sequentially operating the third gimbal 10C and the fourth gimbal 10D in the same manner as described above. The table 3 is shown in a horizontal state. In this case, the amount of the paste 8 extracted from each pattern opening 7 is substantially uniform, but at this stage, each paste remains approximately half in each opening 7.
[0022]
FIG. 10D shows a state in which the first corner portion 3A and the second corner portion 3B are sequentially pulled down by the operation described with reference to FIG. 10B and the print table 3 is tilted again to the right. FIG. 10E illustrates the operation described with reference to FIG. Thus, the third corner portion 3C and the fourth corner portion 3D are sequentially pulled down, and the printing table 3 is horizontal again. At this stage, as shown in FIG. 10E, the plate separation is not yet complete.
[0023]
10F sequentially lowers the first corner portion 3A and the second corner portion 3B by the operation described with reference to FIG. 10B, and the third corner portion 3C and the fourth corner portion 3D by the operation described with reference to FIG. 10C. By sequentially lowering, the paste 8 is completely extracted from each opening 7 of the screen 5 and transferred onto the printed circuit board 4, that is, the state where the plate separation is completed is shown.
[0024]
Next, regarding the function or operation of the gimbal 31 respectively disposed at the four corners of the height adjusting table 25, the first corner portion 3A and the second corner of the printing table 3 on which the printed board 4 is set. An example will be described in which the corner portion 3B is sequentially pulled down from the state illustrated in FIG. 10A to the state illustrated in FIG. 10B. First, when the servo motor 33 associated with the first gimbal 10A is activated to lower the first corner portion 3A in the manner described above, the screw rod 35 rotates over a predetermined angular range and is screwed into the screw rod. The inner ring 12 of the first gimbal 10A with internal thread 12A, and therefore also its outer ring 11 and the first corner portion 3 A In this case, the force acts as a torque for rotating the outer ring 11 of the first gimbal 10A around the axis Y in the clockwise direction in FIG. 10A, and acts on the first gimbal 10A. For the gimbal 31 on the side of the height adjusting table 25 connected, it acts as a torque for rotating the inner ring 12 together with the outer ring 11 around the axis X in the clockwise direction in FIG. Since the first gimbal 10A is allowed to rotate clockwise around the axis X in FIG. 3, the first corner portion 3A is tilted to the right with respect to the third corner portion 3C and the fourth corner portion 3D. The second corner portion 3B is inclined forward. Next, in a state where the first corner portion 3A is tilted in such a manner, when the servo motor 33 associated with the second gimbal 10B is activated and the screw rod 35 is rotated over a predetermined angular range, the second gimbal Similarly to the case described above, torque is applied to the outer ring 11 of 10B around the axis Y in the clockwise direction. Therefore, the second corner portion 3B has the third corner portion 3C and the second corner portion 3B. The fourth corner portion 3D is tilted to the right and pulled down to the same tilt angle position as the tilt angle of the first corner portion 3A obliquely downward to the right. When the second corner portion 3B is pulled down in this way, the forward tilt state of the first corner portion 3A with respect to the second corner portion 3B is counterclockwise around the axis X acting on the first gimbal 10A. As a whole, the print table 3 is inclined obliquely downward to the right as shown in FIG. 10B.
[0025]
The case where the plate separation process is performed by sequentially lowering the first to fourth corner portions 3A, 3B, 3C, and 3D of the printing table 3 from the first corner portion 3A has been described as an example. The order of lowering the corner portion is not limited to this example, and in the present invention, the plate separation process can be performed in accordance with the order of programs preset by inputting to the control device. For example, each corner portion may be pulled down in the reverse order to the above example, and the fourth, third, and second corner portions may be sequentially pulled down from the first corner portion 3A.
[0026]
Pull down each corner of the printing table 3 as described above. Ru In this case, the printing table 3 and thus the printed circuit board 4 are lowered stepwise while being shaken by tilting back and forth and right and left, and the paste filled in the plurality of screen openings 7 in the process of stepwise lowering while being shaken. 8 is pulled out smoothly from the opening 7 in accordance with the amount of downward movement of the printed circuit board 4, so that even if the pulling speed of each corner portion is increased, the paste is sheared and the opening A relatively large amount of paste does not remain on the inner surface of 7, and the paste can be efficiently and neatly transferred.
[0027]
The viscosity of the solder paste changes depending on the temperature. Screen printing using a solder paste having a relatively low viscosity tends to cause so-called bleeding and drift, thereby damaging the printed shape and causing variations in printing accuracy. On the other hand, a high-viscosity solder paste with a viscosity of 800 to 1,200 cps is difficult to sag itself and less likely to drift, so it is suitable for high-precision printing, but is braked from the wall surface of the screen plate opening. For example, when performing fine pitch printing of about 0.3 mm to about 0.4 mm using a thin metal screen having a thickness of about 0.15 mm, the above-described conventionally known plate separation method is used. Therefore, it is not easy to obtain a high transfer rate and printing accuracy. However, according to the method of the present invention, even when using a very viscous solder paste having a viscosity of about 800 to 1,200 cps, this is the case. Even when fine pitch printing as described above is performed using a high-viscosity paste, the transfer rate and printing accuracy are extremely high. High Te, yet it is possible to perform a little clean screen printing of the original shape.
[0028]
Although the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the screen printing machine according to the present invention is not limited to the illustrated example, and various modifications can be made within the scope of the claims. It can be implemented with modification.
[0029]
Since the screen printing method and the printing press according to the present invention are configured as described above, the disadvantages and inconveniences of the previously known screen printing methods and printing presses described above are eliminated and improved, and the paste screen printing operation is improved. The present invention can meet demands for higher efficiency, higher printing accuracy and quality, and higher printing density, and is particularly suitable for screen printing of high-viscosity solder paste on printed circuit boards.
[Brief description of the drawings]
FIG. FIG. 1 is a schematic side view showing an example of a screen printing machine for carrying out the screen printing method according to the present invention, omitting a squeegee unit and the like.
FIG. 2 is a plan view in which a part of the screen printing machine is omitted and the screen holding frame is removed.
FIG. 3 is an enlarged perspective view of a gimbal attached to a corner portion of a printing table.
FIG. 4 is an enlarged perspective view of the gimbal removed and viewed obliquely from above.
FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a state where a bearing cylinder is fitted with a ball interposed on a support shaft protruding from the outer periphery of the outer ring of the gimbal.
FIG. 6 is an enlarged perspective view of a gimbal attached to a corner portion of a height adjusting table.
FIG. 7 is an enlarged schematic side view of the main part of the screen printing machine shown in FIG.
FIG. 8 is an enlarged schematic side view illustrating a state in which the print table is held horizontally, with a part broken away.
FIG. 9 is an enlarged schematic side view showing a partially broken state in which the print table is inclined obliquely downward in the right direction.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of sequential or modes of plate separation from the state at the end of the paste filling process to the end of plate separation.
FIG. 11 is a schematic side view of a main part of a screen printing machine for solder paste as a conventional example.
FIG. 12 shows the order or mode of plate separation and the printing result in the plate separation step of the conventionally known solder paste screen printing method, and (A), (B), (C), (D), (E It is explanatory drawing illustrated schematically one by one in order.
[Explanation of symbols]
1 Squeegee unit
2 Squeegee
3 Print table
3A-3D Corner part
4 Printed circuit board
5 Metal screen
6 Screen holding frame
7 Pattern opening
8 Solder paste
10-10D gimbal
21 Support mechanism for supporting the printing table so that it can move up and down and tilt.
31 Gimbal
20 Servo motor
35 Screw rod

Claims

平面平行四辺形の印刷テーブルにセットされた基板に対し、パターン開口部を有するメタルスクリーンを介してペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、該スクリーンのパターン開口部にペーストを充填するペースト充填工程と、前記開口部に充填されたペーストを前記基板に転写すべく前記基板を前記印刷テーブルと共に前記スクリーンから下方へ引き離す版離れ工程とからなるスクリーン印刷方法において、前記印刷テーブル（３）の第１〜第４のコーナー部分（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）又は第４、第３、第２の各コーナー部分（３Ｄ、３Ｃ、３Ｂ）を、第１コーナー部分（３Ａ）から順次引き下げることによって版離れさせるようにしたことを特徴とするスクリーン印刷方法。A screen printing method for printing a paste on a substrate set on a plane parallelogram printing table via a metal screen having a pattern opening, the paste filling step filling the pattern opening of the screen with the paste And a plate separating method for separating the substrate from the screen together with the printing table in order to transfer the paste filled in the opening to the substrate, and a first printing method of the printing table (3) . ~ Plate by pulling down the fourth corner part (3A, 3B, 3C, 3D) or fourth, third, second corner part (3D, 3C, 3B) from the first corner part (3A) sequentially A screen printing method characterized by being separated.

基板がチップ状電子部品等を表面実装すべきプリント回路基板であることと、ペーストが半田合金粉末と高粘度の液状フラックスとを練り合わせてなる半田ペーストであることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷方法。 2. The substrate according to claim 1, wherein the substrate is a printed circuit board on which a chip-shaped electronic component or the like is to be surface-mounted, and the paste is a solder paste obtained by kneading a solder alloy powder and a high-viscosity liquid flux. Screen printing method.

印刷テーブルにセットされた基板に対し、パターン開口部を有するメタルスクリーンを介してペーストを印刷するスクリーン印刷機において、平面平行四辺形に形成された印刷テーブル（３）と、該印刷テーブルをその下面中央部において上下動自在かつ任意の方向に傾動自在に支持する支持機構（２１）と、前記スクリーンのパターン開口部（７）へのペーストの充填工程終了後、前記印刷テーブル（３）の第１〜第４のコーナー部分（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ）又は第４、第３、第２の各コーナー部分（３Ｄ、３Ｃ、３Ｂ）を、第１コーナー部分（３Ａ）から順次引き下げることによって版離れさせるように構成した引き下げ機構とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。In a screen printing machine for printing a paste on a substrate set on a printing table via a metal screen having a pattern opening, a printing table (3) formed in a plane parallelogram, and the printing table on its lower surface A support mechanism (21) that supports a vertically movable and tiltable in an arbitrary direction at the center, and after the filling process of the paste into the pattern opening (7) of the screen, the first of the printing table (3) ~ Plate by pulling down the fourth corner part (3A, 3B, 3C, 3D) or fourth, third, second corner part (3D, 3C, 3B) from the first corner part (3A) sequentially A screen printing machine comprising a pull-down mechanism configured to be separated.

基板がチップ状電子部品等を表面実装すべきプリント回路基板であることと、ペーストが半田合金粉末と高粘度の液状フラックスとを練り合わせてなる半田ペーストであることを特徴とする請求項３に記載のスクリーン印刷機。 4. The substrate according to claim 3, wherein the substrate is a printed circuit board on which a chip-shaped electronic component or the like is to be surface-mounted, and the paste is a solder paste obtained by kneading a solder alloy powder and a high-viscosity liquid flux. Screen printing machine.