JP4469558B2 - 印刷ペースト用印刷装置及び方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品が実装される回路基板のランド上に例えばクリーム半田等のペースト剤を印刷する印刷ペースト用印刷装置、及び当該印刷装置にて実行される印刷方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯電話や、デジタルカメラ、ポータブルMD等の小型デジタル商品の躍進が著しい。商品の小型化に伴い、該商品に備わる部品実装基板では、ますます電子部品の高密度実装が要求され実装される部品もいわゆる0603サイズから0402サイズへ微小化し、又、部品の半田付けにおいてもフィレット有からフィレット無へ、又、狭ピッチCSPの採用等、微小かつファイン化が要求されている。よって、部品実装工程のそれぞれにおいても困難さが増し、特に、先頭工程に位置する、回路基板にクリーム半田を印刷する印刷工程は、部品実装品質上非常に重要でありかつ技術的にも難しい。
【0003】
上述したような高密度実装でなければ、通常の印刷装置で十分対応可能であるが、高密度実装では、印刷用スクリーンのテンションが印刷品質に影響することから、従来、例えば図15に示すような高密度実装用のクリーム半田印刷装置90が存在する(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
上記クリーム半田印刷装置90は、スクリーン2のマスク5にスキージ13が接触しながら印刷方向へ移動することで、印刷パターンに対応して形成されているマスク5の貫通開口部を介してクリーム半田12を回路基板に印刷する装置であり、大別して、回路基板搬入搬出装置20と、回路基板上のランドとマスク5の開口部とを一致させるため搬入された回路基板のX,Y方向、及びθ方向への位置補正を行うXYθ位置補正装置40と、スキージ13を印刷方向へ移動させるスキージ駆動装置22と、マスク支持装置30と、回路基板支持装置50と、制御装置80とを備える。該クリーム半田印刷装置90において、上記高密度実装用の印刷装置としての特徴的な構成部分としては、上記マスク支持装置30及び上記回路基板支持装置50が挙げられる。
【0005】
上記マスク支持装置30は、図16に示すように、マスク押圧装置31、台座部材32、及び台座部材昇降装置33を備え、上記マスク押圧装置31は、昇降シリンダとマスククランプ部材34とを備える。上記台座部材32は、マスククランプ部材34と共働してマスク5の縁部分5dをクランプ可能なようにマスククランプ部材34に対応して配置される部材であり、台座部材昇降装置33にて保持位置35と保持解除位置36との間を昇降する。台座部材昇降装置33は、モータと該モータにて駆動されるネジとを備え、制御装置80にて動作制御される上記モータの動作により台座部材32を昇降する。このような台座部材昇降装置33は、上記XYθ位置補正装置40に設置されている。
【0006】
このようなマスク支持装置30は、印刷動作時には、台座部材32とマスククランプ部材34とでマスク5の縁部分5dを挟持することで支持し、回路基板14の印刷面とマスク5とを密着させて隙間の発生を防止し、又、版離れ時には、マスク5の縁部分5dを支持するとともにスキージ13による押圧力を支え上記印刷面とマスク5との平行度を維持する装置である。尚、マスク5の上記縁部分5dとは、回路基板14よりマスク5が張り出した部分をいう。
【0007】
上記回路基板支持装置50は、図16に示すように、回路基板支持部材51と基板昇降装置52とを備え、上記XYθ位置補正装置40に設置されている。上記回路基板支持部材51は、上記基板搬入搬出装置20より供給された回路基板14を載置するとともに、制御装置80にて動作制御される基板昇降装置52にて印刷位置53と印刷解除位置54との間を昇降する。本実施形態では、基板昇降装置52は、モータと該モータにて駆動されるネジとを備え、制御装置80にて動作制御される。回路基板14が上記印刷位置53に位置したとき、回路基板14の印刷面は、フレーム部材34に固定されたスクリーン2のマスク5を押し上げることなくマスク5に接触する。このような回路基板支持装置50は、マスク5と回路基板14との接触を解除するとき、マスク5と回路基板14との平行を維持しながら、上記印刷解除位置54へ移動する。
【0008】
上述のように構成されるクリーム半田印刷装置90によれば、特に、マスク支持装置30及び回路基板支持装置50を備えたことで、クリーム半田印刷時には、マスク5の縁部分5dは、マスククランプ部材34と保持位置35に配置された台座部材32とによって挟持され、かつ印刷位置53に配置された回路基板支持部材51により回路基板14とマスク5とは隙間なく接触する。よって、印刷時のスキージングによりマスク5が撓むことはなく、にじみや、マスク5の開口部へのクリーム半田12の充填不良が発生することはない。又、上記スキージング後の版離れ動作の際には、台座部材32を保持位置35に配置しマスククランプ部材34にてマスク5の縁部分5dを挟持した状態で、回路基板14を載置した回路基板支持部材51を印刷解除位置54に下降させる。よって、版離れの際にもマスク5に撓みは発生せず、クリーム半田12は回路基板14へ正確に転写される。このようにクリーム半田印刷装置90によれば、クリーム半田12の印刷品質を向上させることができる。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−320821号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クリーム半田印刷装置90の構造では、XYθ位置補正装置40に、台座部材32、台座部材昇降装置33、回路基板支持部材51、及び基板昇降装置52を備えているため、XYθ位置補正装置40の重量が増加する。XYθ位置補正装置40は、スクリーン2から外れた位置である基板搬入位置41と、スクリーン2に対応した位置であるスクリーン位置42との間を印刷方向に沿って移動するが、上記重量増加のため、XYθ位置補正装置40を駆動するモータ等の容量が大きくなり、その結果、クリーム半田印刷装置90が大型化してしまう。
又、XYθ位置補正装置40の上記移動に伴い、台座部材昇降装置33及び基板昇降装置52に備わる配管、配線等もXYθ位置補正装置40と一緒に移動するため、装置構成が複雑化してしまう。
【0011】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、省スペースかつ簡易な構造で印刷品質の向上を図ることができる、印刷ペースト用印刷装置、及び当該印刷装置にて実行される印刷方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成される。
即ち、本発明の第1態様の印刷ペースト用印刷装置は、被印刷体である回路基板の印刷面を覆って配置され、上記印刷面の印刷パターンに対応して形成された貫通開口部を有する薄板状のマスクを備え、スキージが上記マスクのスキージ接触面に接触しながら印刷方向へ移動する印刷動作により上記貫通開口部を介して印刷ペーストを上記印刷面に印刷する印刷ペースト用印刷装置であって、
マスク押えに張設された上記マスクを有するスクリーンを保持するスクリーン保持部材と、
上記スクリーン保持部材に保持された上記スクリーンの上記マスクに対して上記スキージ接触面に対向し上記印刷面に接する上記マスクの回路基板対向面に接触した状態にて上記スクリーン保持部材に設置され、かつ上記印刷動作後に行われる上記マスクと上記回路基板とを離す版離れ動作の際に上記マスクの厚み方向への上記マスクの移動を防止するマスク支持部材と、
上記スクリーン保持部材の下方に設けられ、上記マスクの上記回路基板対向面と上記回路基板の上記印刷面とが平行な状態で上記回路基板を支持し、かつ上記回路基板を上記厚み方向へ昇降させる回路基板支持装置で、上記厚み方向に直交する基板幅方向へ上記回路基板を移動させる回路基板移動装置を有する回路基板支持装置と、を備え、
上記マスク支持部材は、固定された固定側マスク支持部材と、該固定側マスク支持部材に対して上記回路基板を間に挟んで配置され上記基板幅方向へ移動される可動側マスク支持部材とを有し、
上記可動側マスク支持部材及び上記回路基板支持装置を連結し、上記回路基板移動装置による上記回路基板の上記基板幅方向への移動に伴い上記可動側マスク支持部材を同方向へ移動させる連結装置をさらに備えた、ことを特徴とする。
【0018】
さらに本発明の第2態様の印刷ペースト印刷方法は、マスク押えに張設されたマスクを有するスクリーンを保持するスクリーン保持部材と、回路基板に接触する上記マスクの回路基板対向面に接触して上記スクリーン保持部材に設けられ、かつ上記マスクを介して上記回路基板へ行われる印刷動作後の上記マスクと上記回路基板との版離れ動作の際に上記マスクの厚み方向への上記マスクの移動を禁止する一対のマスク支持部材と、上記回路基板を保持し、上記印刷動作及び上記版離れ動作のため上記回路基板の昇降、並びに上記回路基板及び上記マスクの位置合わせを行う回路基板支持装置と、を備えた印刷ペースト用印刷装置にて実行される印刷ペースト印刷方法において、
上記回路基板を上記マスクの印刷位置へ位置決めするとき、上記回路基板支持装置及び上記マスク支持部材を連結した状態で移動し、
上記回路基板及び上記マスク支持部材の位置決め後、上記印刷動作を行う、
ことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態である印刷ペースト用印刷装置、及び該印刷ペースト用印刷装置にて実行される印刷ペースト印刷方法について、図を参照しながら以下に詳しく説明する。尚、各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。又、本実施形態では、印刷ペーストの機能を果たす一例としてクリーム半田を例に採る。よって、本実施形態では、印刷ペースト用印刷装置としてクリーム半田印刷装置を、印刷ペースト印刷方法としてクリーム半田印刷方法を例に採る。尚、印刷ペーストとしては、上記クリーム半田に限定されるものではなく、粘性を有する物質、例えば接着剤等を含む概念である。
【0020】
第1実施形態;
図4及び図5に示す本実施形態のクリーム半田印刷装置100は、図14に示すようにクリーム半田12をプリント回路基板14のランド上にスクリーン印刷する装置であり、回路基板14におけるランドの配置パターン、つまり印刷パターンに対応したパターンにて形成した貫通開口部5aを有するマスク5をスキージ13にてスキージングすることで貫通開口部5aを通してクリーム半田12を上記ランド上に印刷する。
このようなクリーム半田印刷装置100は、図4及び図5に示すように、大別して、回路基板14を当該クリーム半田印刷装置100へ搬入する回路基板搬入装置110と、クリーム半田12が印刷された回路基板14を当該クリーム半田印刷装置100から次工程の装置へ搬出する回路基板搬出装置115と、スキージ13を有するスキージ駆動装置120と、マスク5を張設したスクリーン2を保持するスクリーン保持部材130と、該スクリーン保持部材130に設置される、図6に示す、マスク支持部材141、142及びマスク支持部材移動装置143と、搬入された回路基板14を支持する回路基板支持装置150と、当該クリーム半田印刷装置100の動作制御を行う制御装置180と、を備える。尚、当該クリーム半田印刷装置100では、さらに、マスク5を清浄に保持するための清浄装置160、回路基板14に記されている基板マーク及びスクリーン2に記されている版マークをそれぞれ認識するための認識装置165、及び搬入された回路基板14の反りを押える反り押え装置170を備えている。
【0021】
尚、図4及び図5は、同一のクリーム半田印刷装置100を示し、二つの図を組み合わせてクリーム半田印刷装置100をなすもので、図示の便宜状、2つの図に分割したものである。よって、図4及び図5において、図示を省いた方が良い構成部分については図示を省略している。又、図4及び図6に示すように、スキージ駆動装置120の下方にスクリーン保持部材130が配置され、該スクリーン保持部材130の下方に、図5に詳しく図示した回路基板支持装置150が配置されている。又、図5に示すように、回路基板支持装置150は、上記回路基板搬入装置110と上記回路基板搬出装置115との間に配置され、支持している回路基板14をZ軸方向、つまりマスク5及び回路基板14の厚み方向192に昇降するとともに、マスク5の開口部5aのパターンと回路基板14のランドのパターンとを一致させるために、支持している回路基板14をX軸方向に平行である搬送方向191及びY軸方向に移動させる。
又、図6に示すように、スクリーン2は、従来と同様に、マスク押え3、メッシュ4、及びマスク5で構成されている。尚、スキージ13が接触するマスク5の面をスキージ接触面5b、回路基板14の印刷面に接触するマスク5の面を回路基板対向面5cとする。
【0022】
本実施形態のクリーム半田印刷装置100において特徴的な構成の一つとして、スクリーン保持部材130に、マスク支持部材141、142及びマスク支持部材移動装置143を設けている。よって以下には、スクリーン保持部材130、並びに、マスク支持部材141、142及びマスク支持部材移動装置143について、並びにスクリーン保持部材130に関連する回路基板支持装置150について詳しく説明する。
【0023】
スクリーン保持部材130は、図1、図2及び図6に示すように、当該クリーム半田印刷装置100におけるフレーム材195に固定されY軸方向に延在する一対の支持部材131を有し、該支持部材131には、マスク押え3に張設されたマスク5を有するスクリーン2を保持固定するスクリーン固定装置132及びスクリーン位置規正用部材133が設けられている。よって、スクリーン2は、スクリーン位置規正用部材133にて位置規正されてスクリーン固定装置132にて支持部材131上に保持固定される。尚、スクリーン固定装置132として本実施形態では、クランプシリンダを有し、制御装置180にて動作制御される。又、スクリーン保持部材130には、当該スクリーン保持部材130を、Z軸の軸周り方向であるθ方向に回転させるための駆動装置を有している。又、上述のようにスクリーン保持部材130は、マスク支持部材141、142、及びマスク支持部材移動装置143を有する。
【0024】
上記マスク支持部材移動装置143は、支持部材131に対してX軸方向に掛け渡され支持部材131に取り付けられ固定されたガイド用部材144と、該ガイド用部材144に取り付けた一対のスライドシャフト用ガイド145にそれぞれ摺動可能に支持されY軸方向に延在する2本のスライドシャフト146と、ガイド用部材144に取り付けられたボールネジナット147に係合しY軸方向に延在するボールネジ148と、上記ボールネジ148をY軸方向に移動させるためボールネジ148の軸周り方向へボールネジ148を回転させるボールネジ駆動機構149とを備える。該ボールネジ駆動機構149には、上記ボールネジナット147に取り付けられたナット側プーリー1491と、上記支持部材131に取り付けられたモータ1492と、該モータ1492の出力軸に取り付けられたモータ側プーリー1493と、ナット側プーリー1491及びモータ側プーリー1493に掛け回されモータ1492の駆動力をボールネジ148に伝達するタイミングベルト1494とを有する。又、ボールネジ駆動機構149の動作、つまりモータ1492の動作は、制御装置180に備わる記憶装置181に格納された回路基板サイズデータや、操作者によって入力された作業用データ等に基づいて、制御装置180にて制御される。
【0025】
上記マスク支持部材141、142は、図示するような角棒形状であり、スクリーン保持部材130に保持されたスクリーン2のマスク5に対してマスク5の回路基板対向面5cに上記角棒形状の一側面を接触させた状態にてスクリーン保持部材130に設置され、かつ印刷動作後に行われるマスク5と回路基板14とを離す版離れ動作の際にマスク5の厚み方向192へのマスク5の移動を禁止する一対の部材である。このようなマスク支持部材141、142は、X軸方向に平行な上記搬送方向191に沿って延在し、支持部材131に固定される固定側マスク支持部材141と、固定側マスク支持部材141に平行に配置され上記スライドシャフト146及びボールネジ148の先端に取り付けられる可動側マスク支持部材142とからなる。
したがって、上記ボールネジ駆動機構149のモータ1492を動作させることで、ボールネジ148がY軸方向に移動し、それによって可動側マスク支持部材142は、スライドシャフト用ガイド145にて案内されるスライドシャフト146とともにY軸方向に移動する。
尚、上述のように本実施形態では、一対の、固定側マスク支持部材141及び可動側マスク支持部材142を設けているが、固定側マスク支持部材141は、スクリーン保持部材130の構成部材として構成することもできる。又、本実施形態では、固定側マスク支持部材141及び可動側マスク支持部材142は、平行に配置されているが、完全に平行でなくても、ほぼ平行であればよい。
【0026】
次に、上記回路基板支持装置150について説明する。
図3に示すように、回路基板支持装置150は、下部テーブル151と、該下部テーブル151の上方に配置される上部テーブル152と、該上部テーブル152上に設置された基板支持部材153とを備える。上記下部テーブル151には、上部テーブル152及び基板支持部材153を上記厚み方向192へ印刷位置1514と印刷解除位置1515との間で昇降させるための駆動源の一例として昇降用モータ1511と、該昇降用モータ1511に接続され、昇降用モータ1511の回転動作により下部テーブル151を昇降する昇降用ネジ1512と、当該下部テーブル151に立設され上部テーブル152の昇降の案内を行う2本の昇降ガイド部材1513と、X軸方向、及びY軸方向に下部テーブル151を移動させる移動機構1516とが備わる。尚、上部テーブル152の昇降動作制御つまり昇降用モータ1511の動作制御、及び回路基板支持装置150の位置制御つまり移動機構1516の動作制御は、制御装置180にて実行される。
【0027】
上記基板支持部材153には、回路基板14を保持するための基板保持機構154と、上記厚み方向192に沿って当該基板支持部材153に立設され基板保持機構154にて保持される回路基板14をその裏面から支持する支持ピン155とが設けられている。上記基板保持機構154は、X軸方向つまり上記搬送方向191に沿ってそれぞれが延在する一対の基板挟持部材1541と、少なくとも一方の基板挟持部材1541をY軸方向つまり基板幅方向193に移動させる挟持部材駆動部1542とを有する。このような基板保持機構154は、各基板挟持部材1541の間に配置される回路基板14に対して、挟持部材駆動部1542にて基板挟持部材1541を基板幅方向193に移動させて回路基板14を保持する。尚、挟持部材駆動部1542は、上記記憶装置181に格納されている基板サイズデータに基づいて制御装置180にて動作制御される。
【0028】
尚、基板支持部材153に回路基板14を保持する構成は、上述の基板保持機構154及び支持ピン155に限定するものではなく、例えば吸着動作により保持するように構成することもできる。
【0029】
以上説明したように構成されるクリーム半田印刷装置100における動作について、主に、スクリーン保持部材130及び回路基板支持装置150の動作を中心に以下に説明する。尚、各動作は、制御装置180にて動作制御される。
被印刷体である回路基板14の種類が変更され、それに対応してスクリーン2を変更する必要が生じたとき、スクリーン保持部材130に対して、作業者によりスクリーン2をスクリーン位置規正用部材133に当接するまで挿入する。その後、スクリーン固定装置132を動作させて、マスク押え3の4隅付近を支持部材131に押圧し、スクリーン2を支持部材131に固定する。
【0030】
当該クリーム半田印刷装置100に搬入される回路基板14のサイズデータが制御装置180の記憶装置181から又は作業者から入力されることで、制御装置180の制御により、スクリーン保持部材130に備わるボールネジ駆動機構149のモータ1492が作動し、可動側マスク支持部材142がY軸方向つまり基板幅方向193に移動して回路基板14の幅寸法に対応した位置に自動的に配置される。尚、可動側マスク支持部材142の上記配置位置は、図1に示すように、回路基板14を挟持している一方の基板挟持部材1541に近接する位置である。このように配置された可動側マスク支持部材142、及び固定側マスク支持部材141は、上述したように、スクリーン保持部材130に保持されているスクリーン2のマスク5の回路基板対向面5cに接触している。
【0031】
一方、回路基板14は、回路基板搬入装置110にて当該クリーム半田印刷装置100に搬入され、回路基板支持装置150の基板支持部材153上に配置される。尚、このとき基板支持部材153は、上記印刷解除位置1515に配置されている。そして、制御装置180の制御により基板保持機構154の挟持部材駆動部1542が動作し、一対の基板挟持部材1541にて回路基板14は挟持される。このとき、回路基板14は、支持ピン155によっても支持されている。
【0032】
このようにして回路基板14が回路基板支持装置150に保持された後、上述のように規定位置に配置された可動側マスク支持部材142、及び固定側マスク支持部材141にて挟まれる領域に、図1に示すように一対の基板挟持部材1541が配置されるよう、回路基板支持装置150が位置決めされる。尚、該位置決めは、回路基板14のランドと、マスク5の貫通開口部5aとを一致させるように、回路基板支持装置150の移動機構1516の制御装置180による動作制御により実行される。又、このとき、制御装置180は、認識装置165にて撮像された、回路基板14の上記基板マークと、スクリーン2の上記版マークとの認識画像に基づいて位置決め制御するのが好ましい。
【0033】
上記位置決め後、回路基板支持装置150の昇降用モータ1511が動作し、基板支持部材153つまり回路基板14を印刷解除位置1515から印刷位置1514へ上昇する。回路基板14が印刷位置1514に位置したとき、図7に示すように、回路基板14のランド表面に相当する印刷面14aと、マスク5の回路基板対向面5cとは接触する。
回路基板14が印刷位置1514に配置された後、スキージ駆動装置120が動作し、スキージ13が印刷方向に移動し、印刷動作が実行される。該印刷動作では、マスク5のスキージ接触面5bに存在するクリーム半田12がスキージ13にて貫通開口部5aに充填される。
【0034】
上記印刷動作の終了後、回路基板14を厚み方向192へ移動させてマスク5と回路基板14とを離す、版離れ動作が実行される。即ち、回路基板支持装置150の昇降用モータ1511を動作させ、図8に示すように、基板支持部材153つまり回路基板14を印刷位置1514から印刷解除位置1515へ下降させる。該下降動作により、回路基板14の印刷面14aとマスク5の回路基板対向面5cとは、引き離されていくが、回路基板14とクリーム半田12との接着力、クリーム半田12とマスク5の貫通開口部5aとの接着力、及び回路基板14の印刷面14aとマスク5の回路基板対向面5cとの接着力により、マスク5には、回路基板14側へ引張られる力が生じる。しかしながら、固定側マスク支持部材141及び可動側マスク支持部材142がマスク5の回路基板対向面5cに接触して配置されていることから、回路基板対向面5cが回路基板14側へ変位することはほぼ防止することができる。
したがって、貫通開口部5aから、クリーム半田12が抜け切る位置が常に安定し、図8に示すように、貫通開口部5aの穴体積にほぼ等しく型崩れのない印刷形状を得ることができる。よって、チップサイズが例えば0603から0402等の微小チップや、0.5から0.4ピッチのCSP等や、バンプ印刷等のように、実装密度が高い場合において、本実施形態のクリーム半田印刷装置100及び印刷方法は有効となる。
【0035】
又、当該クリーム半田印刷装置100では、印刷動作、及び版離れ動作の際に、マスク5が厚み方向192に変位するのを防止する固定側マスク支持部材141及び可動側マスク支持部材142、並びに可動側マスク支持部材142を駆動させるマスク支持部材移動装置143を、スクリーン保持部材130に設けている。したがって図16に示す従来の印刷装置90のようにXYθ位置補正装置40に台座部材昇降装置33及び基板昇降装置52を設けていないので、即ち、クリーム半田印刷装置100における回路基板支持装置150には、マスク5の厚み方向192への変位を防止する手段を設けていないので、回路基板支持装置150の装置構成が複雑化することもない。よって、印刷装置の全体構成が大型化することもない。又、印刷装置ユーザの高アスペクト印刷の難易度に簡単に対応することも可能となる。尚、上記アスペクトとは、マスク5の貫通開口部5aにおける側面積と、上記開口部5aの底面積との比であり、厚みが同じマスク5同士の場合、開口部5aの穴径が小さい程、版離れは困難となる。つまり高アスペクトの印刷程、難易度が高くなる。
したがって、当該クリーム半田印刷装置100によれば、省スペースかつ簡易な構造で印刷品質の向上を図ることができる。
【0036】
第2実施形態;
以下には、上述したスクリーン保持部材130及び回路基板支持装置150の変形例を備えたクリーム半田印刷装置200について説明する。尚、クリーム半田印刷装置200において、スクリーン保持部材及び回路基板支持装置以外の構成部分は、上述の第1実施形態のクリーム半田印刷装置100における構成と変わるところはない。したがって、以下には、スクリーン保持部材130及び回路基板支持装置150の変形例についてのみ説明を行う。
【0037】
図9に、スクリーン保持部材130の変形例であるスクリーン保持部材230を示す。尚、スクリーン保持部材230において、スクリーン保持部材130と同じ構成部分については同じ符号を付し、その説明を省略する。
スクリーン保持部材130では、可動側マスク支持部材142を基板幅方向193に移動させるため、マスク支持部材移動装置143を設けているが、スクリーン保持部材230では、後述するように、基板幅方向193への回路基板支持装置の移動にて可動側マスク支持部材142の移動を行うため、マスク支持部材移動装置143は設けていない。その代わりとして、ガイド用部材144に取り付けられているスライドシャフト用ガイド145には、スライドシャフト146の基板幅方向193への移動を禁止するためのロックシリンダ247が設けられ、又、可動側マスク支持部材142には、連結装置260の構成部分の一つである係合用部材248が設けられている。該係合用部材248には係合穴248aを設けている。その他の構成部分については、スクリーン保持部材130と同じである。
【0038】
図10に、回路基板支持装置150の変形例である回路基板支持装置250を示す。尚、回路基板支持装置250において、回路基板支持装置150と同じ構成部分については同じ符号を付し、その説明を省略する。
回路基板支持装置250では、上述の回路基板支持装置150の構成に加えて連結装置260を備えている。回路基板支持装置250におけるその他の構成部分は、回路基板支持装置150の構成部分と変わるところはない。よって、以下には、連結装置260について説明する。
連結装置260は、連結部材262と、該連結部材262を非連結位置263及び連結位置264に昇降させる連結部材駆動部261とを備える。本実施形態では、連結部材駆動部261としてはシリンダを用い、制御装置180にてその動作制御が行われる。このような連結装置260は、連結部材262を連結位置264に配置して上記可動側マスク支持部材142の係合用部材248における係合穴248aに係合させることで、上記可動側マスク支持部材142及び回路基板支持装置250を連結し、回路基板支持装置250の基板幅方向193への移動に伴い可動側マスク支持部材142を同方向へ移動させる。
【0039】
尚、連結装置260は、上述した構成に限定されるものではなく、要するに、可動側マスク支持部材142及び回路基板支持装置250を連結し、両者の相対的位置関係を変化させることなく両者を移動可能な、公知の手段を採ることができる。又、このような趣旨から、連結装置260は、回路基板支持装置250に設置されるという構成に限定されるものではない。
【0040】
以上説明したようなスクリーン保持部材230及び回路基板支持装置250を備えたクリーム半田印刷装置200における動作について、当該第2実施形態にて特徴的なスクリーン保持部材230及び回路基板支持装置250における動作を中心に以下に説明する。その他の動作は、上述した第1実施形態に同様である。尚、各動作は、制御装置180にて動作制御される。
【0041】
回路基板14の種類が変更されたとき、上述の第1実施形態の場合と同様に、新たなスクリーン2がスクリーン保持部材230の支持部材131に固定される。さらに、当該クリーム半田印刷装置200に搬入される回路基板14のサイズデータが制御装置180の記憶装置181から又は作業者から入力されることで、制御装置180の制御により、回路基板支持装置250の移動機構1516が作動し、回路基板支持装置250の下部テーブル151及び上部テーブル152が基板幅方向193に移動し、回路基板14の種類変更前における前回印刷位置に位置決めされる。尚、このとき、第1実施形態と同様に回路基板14は、上部テーブル152の一対の基板挟持部材1541、及び支持ピン155にて上部テーブル152に保持されており、又、上部テーブル152は印刷解除位置1515に配置されている。
上記位置決め後、連結部材260の連結部材駆動部261が動作して連結部材262を連結位置264まで上昇させる。可動側マスク支持部材142については、回路基板14の種類変更前における印刷に対応した位置に配置されたままとなっているので、上記前回印刷位置に回路基板支持装置250の下部テーブル151及び上部テーブル152が移動しかつ連結部材262を連結位置264まで上昇させることで、連結部材260は、図11に示すように、スクリーン保持部材230の可動側マスク支持部材142に設けられた係合用部材248の係合穴248aに係合する。
【0042】
該係合後、再び、移動機構1516が作動し下部テーブル151及び上部テーブル152が基板幅方向193へ、新たな回路基板14用の印刷位置まで移動する。このとき、図11に示すように、連結部材260にて、回路基板支持装置250と可動側マスク支持部材142とは連結されているので、下部テーブル151及び上部テーブル152の上記移動とともに、可動側マスク支持部材142も下部テーブル151及び上部テーブル152と同方向へ移動する。尚、勿論、このとき、ロックシリンダ247によるスライドシャフト146の挟持は、解除されている。
新印刷位置に下部テーブル151及び上部テーブル152が位置決めされた後、連結部材駆動部261が動作し連結部材262を連結位置264から非連結位置263へ下降させる。これにて、回路基板支持装置250と可動側マスク支持部材142との連結状態は解除される。さらに、連結部材262が非連結位置263に配置されたことを検知して、スクリーン保持部材230に備わるロックシリンダ247が動作し、スライドシャフト146を挟持し、可動側マスク支持部材142が基板幅方向193へ移動することを禁止する。
【0043】
次に、回路基板支持装置250の昇降用モータ1511が動作し、上部テーブル152を印刷解除位置1515から印刷位置1514へ上昇される。該上昇動作により、図12に示すように、上部テーブル152に保持されている回路基板14の印刷面14aは、スクリーン保持部材230に保持されているスクリーン2のマスク5の回路基板対向面5cに接触する。そして、該状態にて、スキージ13による印刷動作が実行される。
【0044】
上記印刷動作の終了後、版離れ動作が実行される。即ち、回路基板支持装置250の昇降用モータ1511を動作させ、図13に示すように、基板支持部材153つまり回路基板14を印刷位置1514から印刷解除位置1515へ下降させる。このとき、上述の第1実施形態と同様に当該第2実施形態においても、固定側マスク支持部材141及び可動側マスク支持部材142がマスク5の回路基板対向面5cに接触して配置されていることから、回路基板対向面5cが回路基板14側へ変位することはほとんどない。したがって、貫通開口部5aから、クリーム半田12が抜け切る位置が常に安定し、貫通開口部5aの穴体積にほぼ等しく型崩れのない印刷形状を得ることができる。よって、チップサイズが例えば0603から0402等の微小チップや、0.5から0.4ピッチのCSP等や、バンプ印刷等のように、実装密度が高い場合においても、本実施形態のクリーム半田印刷装置200及び印刷方法は有効となる。
【0045】
又、上述の第1実施形態と同様に当該第2実施形態においても、印刷動作、及び版離れ動作の際に、マスク5が厚み方向192に変位するのを防止する固定側マスク支持部材141及び可動側マスク支持部材142を、スクリーン保持部材230に設けている。したがって、クリーム半田印刷装置200における回路基板支持装置250には、マスク5の厚み方向192への変位を防止する手段を設けていないので、上述したように、装置構成が複雑化することもない。
【0046】
さらに当該第2実施形態では、第1実施形態に比べ、スクリーン保持部材230は、可動側マスク支持部材142を基板幅方向193へ移動するためのマスク支持部材移動装置143を備えていないことから、スクリーン保持部材230の装置構成を簡略化することができる。又、第2実施形態では、第1実施形態に比べ、マスク支持部材移動装置143を有しない代わりに連結装置260を備えたことで、マスク支持部材移動装置143の移動、及び回路基板支持装置250の下部テーブル151及び上部テーブル152の移動を同時に行うことができる。よって、当該第2実施形態では、印刷作業全体におけるサイクルタイムの短縮を図ることができる。
このように、当該クリーム半田印刷装置200によれば、印刷装置の全体構成が大型化することもない。又、印刷装置ユーザの高アスペクト印刷の難易度に簡単に対応することも可能となる。
以上説明したように、当該クリーム半田印刷装置200によれば、省スペースかつ簡易な構造で印刷品質の向上を図ることができる。
【0047】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の第1態様の印刷ペースト用印刷装置によれば、スクリーン保持部材に取り付けられるスクリーンのマスクを支持するマスク支持部材を上記スクリーン保持部材に備えたことにより、版離れ動作の際、上記マスク支持部材にて上記マスクが厚み方向に変位するのを防止することができる。よって、回路基板には、型崩れすることなく印刷ペーストを印刷することができる。又、回路基板を支持する装置に、上記マスク支持部材及び該マスク支持部材の移動装置を設ける必要がなくなることから、装置構成を簡略化することができる。したがって、第1態様の印刷ペースト用印刷装置によれば、省スペースかつ簡易な構造で印刷品質の向上を図ることが可能となる。
【0048】
さらに、回路基板支持装置及び連結装置を備えることで、上記スクリーン保持部材からマスク支持部材の移動装置を削除することができ、さらに装置構成を簡略化することができる。
【0049】
又、本発明の第2態様の印刷ペースト用印刷方法によれば、回路基板をマスクの印刷位置へ位置決めするとき、版離れの際にマスクが厚み方向に変位するのを防止するマスク支持部材と、上記回路基板とを連結した状態で移動させることから、より短時間にてマスク支持部材及び回路基板の位置決めが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態のクリーム半田印刷装置に備わるスクリーン保持部材の平面図である。
【図2】 図1に示すA−A部におけるスクリーン保持部材の断面図である。
【図3】 本発明の第1実施形態のクリーム半田印刷装置に備わる回路基板支持装置の側面図である。
【図4】 本発明の実施形態におけるクリーム半田印刷装置の斜視図である。
【図5】 本発明の実施形態におけるクリーム半田印刷装置の斜視図である。
【図6】 本発明の第1実施形態のクリーム半田印刷装置に備わるスクリーン保持部材、スクリーン、及び回路基板支持装置の斜視図である。
【図7】 本発明の第1実施形態のクリーム半田印刷装置に備わるスクリーン保持部材及び回路基板支持装置の印刷動作時における配置関係を説明するための図である。
【図8】 本発明の第1実施形態のクリーム半田印刷装置に備わるスクリーン保持部材及び回路基板支持装置の版離れ動作時における配置関係を説明するための図である。
【図9】 本発明の第2実施形態のクリーム半田印刷装置に備わるスクリーン保持部材の平面図である。
【図10】 本発明の第2実施形態のクリーム半田印刷装置に備わる回路基板支持装置の側面図である。
【図11】 本発明の第2実施形態のクリーム半田印刷装置に備わるスクリーン保持部材及び回路基板支持装置において、マスクへの回路基板の位置決め動作を説明するための図であり、図9に示すA−A部における断面図である。
【図12】 本発明の第2実施形態のクリーム半田印刷装置に備わるスクリーン保持部材及び回路基板支持装置の印刷動作時における配置関係を説明するための図である。
【図13】 本発明の第2実施形態のクリーム半田印刷装置に備わるスクリーン保持部材及び回路基板支持装置の版離れ動作時における配置関係を説明するための図である。
【図14】 クリーム半田印刷装置による印刷動作を説明するための概略図である。
【図15】 従来のクリーム半田印刷装置の斜視図である。
【図16】 図15に示すクリーム半田印刷装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
2…スクリーン、3…マスク押え、5…マスク、5a…貫通開口部、
5b…スキージ接触面、5c…回路基板対向面、12…クリーム半田、
13…スキージ、14…回路基板、14a…印刷面、
100…クリーム半田印刷装置、130…スクリーン保持部材、
141…固定側マスク支持部材、142…可動側マスク支持部材、
143…マスク支持部材移動装置、150…回路基板支持装置、
192…厚み方向、193…基板幅方向、
200…クリーム半田印刷装置、230…スクリーン保持部材、
250…回路基板支持装置、260…連結装置、
1516…回路基板移動装置。
Claims (2)
- 被印刷体である回路基板(14)の印刷面(14a)を覆って配置され、上記印刷面の印刷パターンに対応して形成された貫通開口部(5a)を有する薄板状のマスク(5)を備え、スキージ(13)が上記マスクのスキージ接触面(5b)に接触しながら印刷方向へ移動する印刷動作により上記貫通開口部を介して印刷ペースト(12)を上記印刷面に印刷する印刷ペースト用印刷装置であって、
マスク押え(3)に張設された上記マスクを有するスクリーン(2)を保持するスクリーン保持部材(130、230)と、
上記スクリーン保持部材に保持された上記スクリーンの上記マスクに対して上記スキージ接触面に対向し上記印刷面に接する上記マスクの回路基板対向面(5c)に接触した状態にて上記スクリーン保持部材に設置され、かつ上記印刷動作後に行われる上記マスクと上記回路基板とを離す版離れ動作の際に上記マスクの厚み方向(192)への上記マスクの移動を防止するマスク支持部材(141、142)と、
上記スクリーン保持部材の下方に設けられ、上記マスクの上記回路基板対向面と上記回路基板の上記印刷面とが平行な状態で上記回路基板を支持し、かつ上記回路基板を上記厚み方向へ昇降させる回路基板支持装置で、上記厚み方向に直交する基板幅方向(193)へ上記回路基板を移動させる回路基板移動装置(1516)を有する回路基板支持装置(150、250)と、を備え、
上記マスク支持部材は、固定された固定側マスク支持部材(141)と、該固定側マスク支持部材に対して上記回路基板を間に挟んで配置され上記基板幅方向へ移動される可動側マスク支持部材(142)とを有し、
上記可動側マスク支持部材及び上記回路基板支持装置を連結し、上記回路基板移動装置による上記回路基板の上記基板幅方向への移動に伴い上記可動側マスク支持部材を同方向へ移動させる連結装置(260)をさらに備えた、
ことを特徴とする印刷ペースト用印刷装置。 - マスク押え(3)に張設されたマスク(5)を有するスクリーン(2)を保持するスクリーン保持部材(130)と、回路基板(14)に接触する上記マスクの回路基板対向面(5c)に接触して上記スクリーン保持部材に設けられ、かつ上記マスクを介して上記回路基板へ行われる印刷動作後の上記マスクと上記回路基板との版離れ動作の際に上記マスクの厚み方向(192)への上記マスクの移動を禁止する一対のマスク支持部材(141、142)と、上記回路基板を保持し、上記印刷動作及び上記版離れ動作のため上記回路基板の昇降、並びに上記回路基板及び上記マスクの位置合わせを行う回路基板支持装置(250)と、を備えた印刷ペースト用印刷装置にて実行される印刷ペースト印刷方法において、
上記回路基板を上記マスクの印刷位置へ位置決めするとき、上記回路基板支持装置及び上記マスク支持部材を連結した状態で移動し、
上記回路基板及び上記マスク支持部材の位置決め後、上記印刷動作を行う、
ことを特徴とする印刷ペースト印刷方法。
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