JP4385807B2 - スクリーン印刷機 - Google Patents

Description

本発明は電子回路基板にクリームはんだ等の電子材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、特に印刷効率の高い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に記載されているように、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クリームはんだを基板上に転写し、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５−２００９７５号公報

電子回路基板の生産効率を高めるためには一般に複数の基板生産ラインを構成することが行われているが、その場合には生産ラインの設置面積が大きくなり、スペース効率が悪くなるという新たな問題が発生する。また、２種類の基板を混載した基板供給マガジンがラインに投入されたときには、それらの基板を整理し、それぞれ別々のマガジンに入れ直してからラインに供給する必要があった。さらに、搬入された基板面上に異物が付着していて印刷精度を低下させると言う問題に関しても何ら考慮されていない。

上記の問題点に鑑み、本発明は電子回路基板生産ラインの設置スペースを大幅に増加することなく、生産効率を向上させることが可能で、かつ、フレキシブルな生産にも対応可能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基板（被印刷体）の流れ方向に対して直列に配置した二組の印刷テーブルと、版枠に貼られ転写パターンを開口部として有する該二組の印刷テーブルに対応した二組のマスクと、基板搬入コンベアと、基板搬出コンベアと、該二組の印刷テーブル間に配置した中間コンベアと、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するためテーブルとマスク間に設けられたカメラと、該カメラを水平方向に移動させるためのカメラ移動機構と、カメラ移動機構に連結して移動可能なマスク清掃手段と、該二組の印刷テーブルに対応した二組のスキージ及びスキージ昇降機構、該二組のスキージ及びスキージ昇降機構を水平方向に移動させるスキージ水平移動機構を備えたことを特徴とする。

本発明を用いることにより、は電子回路基板生産ラインの設置スペースを大幅に増加することなく、生産効率を向上させることが可能で、かつ、フレキシブルな生産にも対応可能なスクリーン印刷機を実現することが可能となる。さらに、マスクの自動清掃手段を設けることで高精度の印刷を長期にわたって行うことが可能となる。

本発明の一実施例を、図１乃至図３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２は本発明のクリームはんだ印刷機の上面図である。

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、複数のガイドレール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水平移動機構３が設けられている。スキージ水平移動機構３は、ボールスクリューを備えたスキージ水平移動機構駆動モータ４により駆動される。

スキージ水平移動機構３には二組のスキージ５Ａ及び５Ｂが搭載されている。スキージ５A及び５Bはスキージ昇降シリンダ６Ａ及び６Ｂによって上下方向に移動できる。本体フレーム１には二組の版枠受け７Ａ及び７Ｂが設けられており、それぞれの版枠受け７A及び７B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）８A及び８Bを張った版枠９Ａ及び９Ｂがセットされるように構成されている。

また、本体フレーム１には、印刷テーブル１０Ａ及び１０Bが設けてある。それぞれの印刷テーブル１０Ａ及び１０Ｂは、ＸＹθテーブル１１Ａ及び１１B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１０Ａ及び１０Bの上面には基板受け取りコンベア１２Ａ及び１２Bが設けられており、印刷テーブル１０Ａと１０Ｂの間には中間コンベア１６が設けられている。基板搬入コンベア１３によって搬入された被印刷体である基板１５Ａ及び１５Ｂは、それぞれ印刷するパターンに適合したマスク８Ａ及び８Bの下に位置する印刷テーブル１０Aまたは１０B上に位置決めされ、印刷が終了すると基板搬出コンベア１４を介して次工程に基板１５Ａ及び１５Ｂを排出する。

全自動スクリーン印刷機においてはマスク８A及び８Bと基板１５Ａ及び１５Ｂの位置合わせをそれぞれ自動的に行なう機能を備えている。それぞれの印刷テーブル１０Ａ、１０Ｂ上に基板１５Ａ、１５Ｂが受け渡されると、ＣＣＤカメラ１７によって、マスク８Ａ及び８Ｂと基板１５Ａ及び１５Ｂのそれぞれに設けられた位置合わせ用マークを撮像し、位置が認識される。また、基板搬入コンベヤ１３上には、基板種類識別手段１８が設けてあり、これにより、基板１５Ａ及び１５Ｂに設けられた基板種類識別マークを認識される。そして、制御装置１９（図示３参照）は基板種類識別手段１７で読み取った基板種類識別マークを認識することによって、基板１５Ａ及び１５Ｂをそれらに印刷すべきパターンを備えたマスク８Ａまたは８Ｂの下部に位置する印刷テーブル１０Ａまたは１０Ｂ上に搬入するように印刷機の各機構を制御する。また、制御装置１９は図示していない表示部に印刷状況等の表示を行うことができる。

本実施例の場合、基板搬入コンベア１３に搭載される基板は基板搬出コンベア１４側を先に基板搬入コンベア上に搭載し、その後基板搬入側コンベア側のものを搭載するようにしてある。すなわち、基板供給マガジン（図示せず）には、交異なる種類の基板が交互に載置されており、印刷開始時は基板搬送コンベア側で印刷する基板が一番先に取り出せるようになっている。しかし、搭載基板の順番が間違ってスタックされていても、基板搬入コンベア上に設けた基板種類識別マーク読み取り用のカメラ等からなる基板種類識別手段１８にて、搬入コンベア上の基板が搬入側印刷機用か搬出側印刷機用かを判別して、印刷機上の状態（印刷中の基板の有無）も適切な印刷機上にセットして印刷を実行する。もし、最初に搬入された基板が搬入側印刷機用の基板であれば、その基板をセットして、印刷を実行後、その基板を当該印刷テーブルより基板搬出コンベアまで搬送後、基板搬出側の印刷機用が先頭になるため、その後は順次２台の印刷機で印刷できるものである。なお、前述の説明では、送られてきた基板を印刷することで説明したが、順番の異なる１枚目の基板は印刷せずにそのまま基板搬出コンベアに排出して、次の基版から印刷するようにするようにしてもよく、制御装置はこれらのモードを選択して印刷、及び報知を行えるようになっている。

図２に示すように、往復印刷を可能とするためにスキージは５Ａ、５Ａ'（図示せず）及び５B、５B'（図示せず）の４本を備えている。そのため、スキージ昇降シリンダも６Ａ、６Ａ及び６B、６B'の４本を備えている。

図３は図1のＡ−Ａ矢視図である。図３においてカメラ１７はカメラＸ軸移動フレーム２０に取り付けてある。カメラ１７は、カメラＸ軸移動フレーム２０に内蔵したカメラＹ軸駆動機構（図示せず）によってＹ軸方向（図上上下方向）に移動可能になっている。カメラＸ軸移動フレーム２０は本体フレーム１に設けてある複数のリニアガイド２１によって案内されてＹ軸と直交するＸ軸方向に移動可能な構成となっている。カメラＸ軸移動フレーム２０はモータ２２により、駆動されてリニアガイド２１上を移動する。このカメラＸ軸移動フレーム２０の移動によってカメラ１７も一緒にＸ軸方向に移動する。モータ２２の回転はボールネジ２３によって直線運動に変換され、カメラＸ軸移動フレーム２０に伝達される。カメラ１７は図１に示すように、マスク８Ａ、８ｂと印刷テーブル１０Ａ、１０Ｂの間を移動できるように配置してある。

マスク清掃装置２４は、必要に応じて連結手段２５Ａ及び２５ＢによってカメラＸ軸移動フレーム２０に連結してＸ軸方向に移動される。マスク清掃装置２４(吸引ノズル）クリームはんだ等の電子材ペーストを吸引するための吸引口２４Ａを備えた吸引手段が設けてある。また拭き取り用のブレード又は拭き取りシートを取り付けた構成としてある。このマスク清掃装置２４の移動によって、マスク８Ａ及び８Ｂの開口部に残存するクリームはんだ等の電子材ペーストを吸引除去したり、マスク８Ａ及び８Ｂの下面に付着したペーストの汚れを拭き取る構成となっている。

図１乃至図3で示した本発明のスクリーン印刷機を用いることによって次のような効果がある。
（１）基板１５Ａ及び１５Ｂに同時に印刷することができるため、生産性が向上する。
（２）基板１５Ａと基板１５Ｂを混合して供給する生産形態への対応に好適であり、生産ラインのフレキシブル化が可能となる。
（３）２台のスクリーン印刷機を並列に配置する場合と比較して装置設置のスペースが少なくて済む。
（４）２台のスクリーン印刷機を並列に配置する場合と比較してスキージ水平移動機構が１台で済む。
（５）２台のスクリーン印刷機を並列に配置する場合と比較してコンベアの本数が３／４になる。
（６）２台のスクリーン印刷機を並列に配置する場合と比較してマーク認識用カメラが１台で済む。
（７）２台のスクリーン印刷機を並列に配置する場合と比較してマスク清掃装置が１台で済む。
（８）２台のスクリーン印刷機を並列に配置する場合と比較して制御装置が１台で済み、２台のスクリーン印刷機間の基板の流れの制御に用いられるインターフェースが不要となる。

図１は本発明のクリームはんだ印刷機の構成を説明するための概略図である。 図２は本発明のクリームはんだ印刷機の上面図である。 図３は本発明の図１のＡ−Ａ矢視図である。

符号の説明

１…印刷機本体、３…スキージ水平移動機構、５Ａ、５Ｂ…スキージ、６Ａ、６Ｂ…スキージ昇降シリンダ、８Ａ、８Ｂ'…マスク、９Ａ、９Ｂ…版枠、１０Ａ、１０Ｂ…印刷テーブル、１２…中間コンベア、１３…搬入コンベア、１４…搬出コンベア、１５Ａ、１５Ｂ…基板、１６…中間コンベア、１７…マーク認識用カメラ、１８…基板種類識別手段、１９…制御装置、２０…カメラＸ方向移動フレーム、２２…カメラＸ軸駆動モータ、２４…マスク清掃装置。

Claims (2)

1. Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の位置決め機構と昇降機構を備え基板の移動方向に対して直列に配置した二組の印刷テーブルと、版枠に貼られ転写パターンを開口部として有する該二組の印刷テーブルに対応した二組のマスクと、基板搬入コンベアと、基板搬出コンベアと、該二組の印刷テーブル間に配置した中間コンベアと、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するためマスクとテーブルとの間に設けられたカメラと、前記カメラを水平方向に移動させるためのカメラ移動機構と、前記基板搬入コンベア上に設置され搬入された基板の種類を判別するための基板種類識別手段と、前記基板種類判別手段で判別した結果に基づいて印刷する印刷テーブルを決定して当該印刷テーブルに該当基板を搬入制御する制御装置と、水平方向に移動するスキージ水平移動機構と、前記スキージ水平移動機構には該二組の印刷テーブルに対応した二組のスキージ及びスキージ昇降機構とが設けてあることを特徴とするスクリーン印刷機。
2. 請求項１記載のスクリーン印刷機において、
   吸引機構と拭き取り機構を備えたマスク清掃装置を、前記カメラ移動機構に連結して移動させながらマスクに残留するペーストを吸引すると共にマスク下面のペーストを拭き取る構成としたことを特徴とするスクリーン印刷機。

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