JP4899427B2 - スクリーン印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、パターン孔が形成されたマスクに位置合わせされた基板の表面にペーストをパターン印刷するスクリーン印刷装置に関するものである。

電子部品の実装工程においては、電子部品を基板に機械的及び電気的に接合するため、ペースト状にした導電性材料（導電性ペースト、以下、単にペーストという。）を基板の表面に供給するスクリーン印刷が多用されている。スクリーン印刷は、所定のパターンで形成されたパターン孔を備えたマスクを基板の表面に面接させた状態でマスクの表面にペーストを供給し、マスクの表面を摺動するスキージで塗り拡げることにより、パターン孔に滞留したペーストが基板の表面にパターン印刷されるものである。

このペーストとして、例えば粉末状の半田とフラックスを混合した半田クリームが広く用いられている。この半田やフラックスは、スクリーン印刷を繰り返すうちにマスクに形成されたパターン孔の周辺に付着して堆積していくので、定期的にクリーニングを行ってマスクを清浄な状態にする作業が行われる（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−１７０５７０号公報

特許文献１に開示されたスクリーン印刷装置には、マスクのクリーニングを行うクリーニング装置が備えられている。このクリーニング装置は、クリーニングペーパーに溶剤を供給する溶剤供給部と、このクリーニングペーパーをマスクの裏面で摺動させてクリーニングを行うクリーニング部が一体的に構成されており、クリーニング装置をマスクに対して移動させることによりマスクに付着した半田やフラックスを除去するようになっている。

溶剤供給部には、溶剤をクリーニングペーパーに塗布するノズルが備えられており、このノズルに接続された可撓性の管により溶剤収納容器から溶剤が移送されている。溶剤収納容器は、衝撃や振動等による溶剤の漏出を防止するためスクリーン印刷装置に固定されている。クリーニング装置の移動により、ノズルと溶剤収納容器を結ぶ管は変形し、特にノズルや溶剤収納容器との連結部付近には曲げ応力等が作用するので、経年劣化により管に亀裂が生じることがある。この亀裂から溶剤が漏出すると、スクリーン印刷装置に備えられた各種の電気系や駆動系等に悪影響を与えるといった問題が発生するおそれがある。

そこで本発明は、クリーニング用の溶剤の漏出を防止するスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、所定のパターン孔が形成されたマスクに位置合わせされた基板の表面にペーストをパターン印刷する際に前記マスクに付着した前記ペーストを除去するマスクのクリーニング装置を備えたスクリーン印刷装置であって、クリーニングペーパーと、このクリーニングペーパーをマスクの裏面に押接させるクリーニングヘッドからなるクリーニング部と、このクリーニング部を前記マスクの下方で移動させて前記クリーニングペーパーを前記マスクの裏面に摺動させる移動手段と、ノズルにより前記クリーニングペーパーにクリーニング用の溶剤を供給する溶剤供給部と、管を介して前記ノズルと接続されこの溶剤供給部に移送する溶剤を収納する溶剤収納容器を備え、前記溶剤供給部及び前記溶剤収納容器を前記スクリーン印刷装置に固定して前記溶剤供給部と前記クリーニング部を接離可能にし、前記溶剤供給部と前記溶剤収納容器との位置関係が変わらなくすることにより、前記ノズルと前記溶剤収納部とを接続する管が変形することがない。

本発明によれば、マスクに付着したペーストを除去するクリーニング部を、このクリーニング部に溶剤を供給する溶剤供給部及び溶剤収納部と分離しているので、溶剤を扱う部分を固定して溶剤の漏出を防止することができる。また、クリーニング部のみが移動するので、軽量化による作業性の向上を図ることができる。

本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の側面図、図２は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の平面図、図３（ａ）は本発明の一実施の形態におけるクリーニング部と溶剤供給部の側面図、図３（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるクリーニング部と溶剤供給部の側面図、図４は本発明の一実施の形態におけるクリーニング部と溶剤供給部の平面図、図５（ａ）は本発明の一実施の形態におけるクリーニング装置の動作説明図、図５（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるクリーニング装置の動作説明図、図６（ａ）は本発明の一実施の形態における溶剤収納部の斜視図、図６（ｂ）は本発明の一実施の形態における溶剤受け具の斜視図である。

まず、スクリーン印刷装置の全体構成について、図１乃至図３を参照して説明する。図１及び図２において、スクリーン印刷装置１は、所定のパターン孔２ａが形成されたマスク２に位置合わせされた基板３の表面にペーストをパターン印刷する装置である。スクリーン印刷装置１は、函体１ａにより外部と遮蔽されており、函体１ａの内側に、基板３を保持する基板保持手段４と、この基板保持手段４に保持された基板３をマスク２に対して相対的に移動させる基板移動手段５と、マスク２と基板３の間で水平移動してマスク２を下方から認識するとともに基板３を上方から認識する認識手段６と、マスク２の表面に供給されたペーストを塗り拡げてパターン孔２ａに滞留させて基板３の表面にパターン印刷するスキージユニット７と、マスク２に付着したペーストを除去するクリーニング装置８を備えている。

図１において、基板保持手段４は、基板３をＸ方向に搬送する搬送レール９と、この搬送レール９により搬送される基板３を対向する辺で挟持して保持するクランパ１０により構成される。クランパ１０は、一対の搬送レール９にそれぞれ備えられて対をなしており、クランパ移動手段１１の駆動により互いに接離するようになっている。クランパ１０を互いに隔離させた状態では、基板搬送時に基板３の移動を妨げることがなく、クランパ１０を互いに近接させた状態では、基板３の対向する辺を挟持して基板３を所定の位置に保持するようになっている。

図１において、基板移動手段５は、基板保持手段４により保持された基板３を水平方向（Ｘ、Ｙ、θ方向）に移動させるＹテーブル２０、Ｘテーブル２１、θテーブル２２と、
鉛直方向（Ｚ方向）に移動させるＺテーブル２３を積層して構成されており、Ｚテーブル２３はθテーブル２２の上部に取り付けられたプレート２４の上方に配設されている。Ｚテーブル２３は平面視して矩形状であり、送り方向が鉛直方向である４本のボールねじ２５と４隅で螺合した状態で水平に支持されている（図１では側面の２本のボールねじを示している）。プレート２４には、ボールねじ２５を回転させる駆動手段としてのモータ２６が設けられている。ボールねじ２５とモータ２６にはそれぞれプーリ２７、２８が設けられており、プーリ２７、２８に調帯されたタイミングベルト２９によりモータ２６の回転駆動が４つのボールねじ２５に伝達されるようになっている。これにより、４つのボールねじ２５が同期して回転し、Ｚテーブル２３は水平を保った状態で昇降する。このように構成されるＹテーブル２０及びＸテーブル２１、θテーブル２２、Ｚテーブル２３の駆動を制御して基板保持手段４をマスク２に対して相対的に移動させることにより基板３とマスク２の位置合わせがなされる。

図１において、基板保持手段４の下方には、基板３を昇降させて基板３の表面とクランパ１０の上面を相対的にレベル合わせする基板昇降手段３０が配設されている。基板昇降手段３０は、平面視して矩形状の可動テーブル３１を主体として構成されており、送り方向が鉛直方向である４本のボールねじ３２と４隅で螺合した状態で水平に支持されている（図１では側面の２本のボールねじを示している）。Ｚテーブル２３には、ボールねじ３２を回転させる駆動手段としてのモータ３３が設けられている。ボールねじ３２とモータ３３にはそれぞれプーリ３４、３５が設けられており、プーリ３４、３５に調帯されたタイミングベルト３６によりモータ３３の回転駆動が４つのボールねじ３２に伝達されるようになっている。これにより、４つのボールねじ３２が同期して回転し、可動プレート３１は水平を保った状態で昇降する。可動プレート３１の上部には、基板３の鉛直下方となる位置にスペーサ３７が設けられている。スペーサ３７を基板３の裏面に当接させた状態で可動プレート３１を昇降させることにより、基板３がクランパ１０に対して昇降して基板３の表面とクランパ１０の上面とを相対的にレベル合わせすることができる。

図１及び図２において、認識手段６は、Ｘビーム４０に取り付けられており、Ｘビーム４０はＹビーム４１に取り付けられている。図２において、Ｘビーム４０及びＹビーム４１の駆動を制御することにより、認識手段６を基板３とマスク２の間に進退させるとともに基板３とマスク２の間で水平移動させて基板３とマスク２のそれぞれの位置を認識させる。認識された基板３及びマスク２の相対位置から両者の位置ずれ量が検出され、この位置ずれ量に基づいて基板移動手段５の駆動を制御して基板３とマスク２の位置合わせが行われる。

次に、クリーニング装置８について、図１乃至図６を参照して説明する。図１において、クリーニング装置８は、マスク２に付着したペーストを除去するクリーニング部５０と、クリーニング部５０にクリーニング用の溶剤を供給する溶剤供給部６０と、溶剤供給部６０に移送する溶剤を収納する溶剤収納部７０から構成される。

図１及び図２において、クリーニング部５０は、認識手段６と対向してＸビーム４０に取り付けられている。Ｘビーム４０はＹビーム４１にＹ方向に移動自在に取り付けられている。クリーニング部５０は、移動手段であるＹビーム４１の駆動により認識手段６と一体的にマスク２の下方及びマスク２のＹ方向における側方に配置された溶剤供給部６０の下方を含む範囲で移動できるようになっている。

図１において、クリーニング部５０は、マスク２の下方をＹ方向に水平移動してマスク２に付着したペーストを除去するものであり、図３に示すように、クリーニングペーパー５１を巻回した供給ロール５２から供給されるクリーニングペーパー５１をクリーニングヘッド５３によりマスク２の裏面に摺動させてクリーニングを行い、クリーニング後のク
リーニングペーパー５１を回収ロール５４に巻回して回収する機能を備えている。クリーニングヘッド５３は、昇降手段５５により昇降可能となっており、供給ロール５２から回収ロール５４に向け送りピン５６に案内されて移動するクリーニングペーパー５１を下方から上方に向けてリフトして上方のマスク２に押接させる。このとき、マスク２に付着したペーストを吸引してクリーニングペーパー５１に捕捉させる吸引手段をクリーニングヘッド５３側に設けることにより効果的なマスク２のクリーニングが可能となる。なお、回収ロール５４には図示しない駆動手段が備えられており、回収ロール５４を回転させてクリーニングペーパー５１の送り動作を行う。

図１において、溶剤供給部６０は、マスク２のＹ方向における側方に配置され、クリーニング用の溶剤をクリーニング部５０に供給するものであり、図３及び図４に示すように、函体６１に内装されたノズル６２から吐出される溶剤をクリーニング部５０に備えられたクリーニングペーパー５１に供給して含浸させる機能を備えている。図４において、ノズル６２は、一端が閉じた管状体６２ａに略等間隔で孔６２ｂを形成したものであり、管状体６２ａの他端は管６３により溶剤収納部７０と接続されている。管６３にはポンプ６４が介在されており、ポンプ６４の駆動により溶剤収納部７０に収納された溶剤が管状体６２ａ内に移送される。ポンプ６４に設けられたバルブ６５で圧力を調整することによりノズル６２からクリーニングペーパー５１に供給される溶剤の量を調整することができる。

図３（ａ）及び図５（ａ）は、溶剤供給時におけるクリーニング部５０と溶剤供給部６０の位置関係を示している。溶剤供給時には、Ｙビーム４１の駆動によりクリーニング部５０は溶剤供給部６０の近傍に位置しており、図３（ｂ）に示すように、クリーニングヘッド５３を上昇させて溶剤供給部６０の供給口６１ａにクリーニングペーパー５１を当接させている。ノズル６２から吐出された溶剤は、函体６１の内壁面に衝突して下方に流れ落ち、函体６１の下部に設けられた供給口６１ａから外部に流出し、クリーニングペーパー５１に供給される。

図５（ｂ）は、クリーニング時におけるクリーニング部５０と溶剤供給部６０の位置関係を示している。クリーニング時には、Ｙビーム４１の駆動によりクリーニング部５０をマスク２の下方で移動させてクリーニングペーパー５１をマスク２の裏面に摺動させる。このとき、溶剤供給時に溶剤が供給されて含浸された部分がマスク２に当接するように、クリーニングペーパー５１の送りが調整されている。

図１において、溶剤収納部７０は、溶剤供給部６０に移送する溶剤を収納するものであり、図６（ａ）に示すように、溶剤を収納する溶剤収納容器７１と、この溶剤収納容器７１から漏出した溶剤を捕集する溶剤受け具７２と、この溶剤受け具７２に装着された溶剤収納容器７１を覆う保護具７３から構成される。溶剤収納容器７１には溶剤供給部６０に移送するクリーニング用の溶剤が収納されている。

図６（ｂ）において、溶剤受け具７２は、矩形状の底板７４と、この底板７４の外周の４つの辺のうちの１つの辺７４ａから外側に延出して形成された溶剤流出部７５と、残りの３つの辺から上方に延出して形成された壁部７６ａ、７６ｂから構成されている。溶剤流出部７５は辺７４ａから縁部７５ａに向けて下方に傾斜しており、溶剤収納容器７１から漏出した溶剤を溶剤受け具７２の外側に排出するようにしている。

図６（ａ）、（ｂ）において、溶剤受け具７２には、溶剤収納容器７１を所定の装着位置に拘束して位置決めするための拘束手段７７が設けられている。この拘束手段７７は、一対の対向するブラケット７８と７９からなり、ブラケット７８は壁部７６ａに固定されて設けられており、ブラケット７９は対向する壁部７６ｂに両端部を固定されて設けられ
ている。ブラケット７８、７９の端面７８ａ、７９ａは溶剤収納容器７１の外周と係合するようになっており、本実施の形態においては、円筒状の溶剤収納容器７１の外周と係合する円弧状に形成されている。このような拘束手段７７を設けて溶剤収納容器７１を所定の装着位置に拘束することで、図示しない透過型センサによる溶剤の残量検出の際に光線が透過する位置を一定にして検出精度を高めることができる。なお、拘束手段７７は、後述する保護具７３に設けてもよく、また、溶剤受け具７２と保護具７３にそれぞれ設けることもできる。

図６（ａ）において、保護部７３は、矩形上の天板７３ａと、この天板７３ａの外周の４つの辺のうち３つの辺から下方に延出して形成された壁部７３ｂから構成され、壁部７３ｂで溶剤受け具７２の壁部７６ａ、７６ｂの外側を覆うようにして溶剤受け具７２に対して脱着できるようになっている。溶剤流出部７５が形成されている側面は壁部のない開口部８０となっており、この開口部８０から溶剤収納容器７１を出し入れして溶剤受け具７２に装着することができる。

このように構成される溶剤収納部７０は、図１に示すようにスクリーン印刷装置１の函体１ａ内に配置される。溶剤流出部７５を函体１ａの外側に突出させることにより、溶剤収納容器７１から漏出した溶剤を函体１ａの内側に漏出させないようにしている。溶剤収納部７０を函体１ａ内に配置することにより、溶剤収納容器７１が函体１ａの外側に張り出すことがなくなり、オペレータや運搬用のワゴン等の衝突による溶剤収納容器７１の破損を防止することができる。また、函体１ａからの張り出し部がなくなるので、設置場所の制約を受けることなくスクリーン印刷装置１のレイアウトの自由度を確保することができる。

このように、クリーニング装置８は、溶剤供給部６０とクリーニング部５０を接離可能に構成することにより、溶剤供給部６０と溶剤収納部７０をスクリーン印刷装置１に固定し、クリーニング部５０のみをマスク２の下方で移動させるようにしている。これにより、溶剤供給部６０と溶剤収納部７０の位置関係は変わらないので、ノズル６２と溶剤収納部７０とを接続する管６３は変形することがなく、劣化による溶剤の漏出が防止される。仮に溶剤が漏出した場合でも、溶剤供給部６０と溶剤収納部７０は、基板保持手段４や基板移動手段５から離隔された位置に配置されているので、電気系や駆動系に悪影響を与えることはない。また、マスク２の下方を移動するクリーニング部５０は、溶剤供給部６０から分離されて軽量化しているので、クリーニングの作業性が向上する。

なお、以上記載した構成、動作等は、本発明の一実施の形態であって、本発明を上記の構成、動作等に限定するものではない。

本発明のスクリーン印刷装置によれば、クリーニング用の溶剤の漏出を防止することができ、またクリーニング部の軽量化による作業性の向上を図ることができるという利点を有し、パターン孔が形成されたマスクに位置合わせされた基板の表面にペーストをパターン印刷するスクリーン印刷の分野において有用である。

本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の側面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の平面図 （ａ）本発明の一実施の形態におけるクリーニング部と溶剤供給部の側面図（ｂ）本発明の一実施の形態におけるクリーニング部と溶剤供給部の側面図 本発明の一実施の形態におけるクリーニング部と溶剤供給部の平面図 （ａ）本発明の一実施の形態におけるクリーニング装置の動作説明図（ｂ）本発明の一実施の形態におけるクリーニング装置の動作説明図 （ａ）本発明の一実施の形態における溶剤収納部の斜視図（ｂ）本発明の一実施の形態における溶剤受け具の斜視図

符号の説明

１ スクリーン印刷装置
２ マスク
２ａ パターン孔
３ 基板
８ クリーニング装置
４１ Ｙビーム（移動手段）
５０ クリーニング部
５１ クリーニングペーパー
５３ クリーニングヘッド
６０ 溶剤供給部
７０ 溶剤収納部

Claims (1)

1. 所定のパターン孔が形成されたマスクに位置合わせされた基板の表面にペーストをパターン印刷する際に前記マスクに付着した前記ペーストを除去するマスクのクリーニング装置を備えたスクリーン印刷装置であって、
   クリーニングペーパーと、このクリーニングペーパーをマスクの裏面に押接させるクリーニングヘッドからなるクリーニング部と、このクリーニング部を前記マスクの下方で移動させて前記クリーニングペーパーを前記マスクの裏面に摺動させる移動手段と、ノズルにより前記クリーニングペーパーにクリーニング用の溶剤を供給する溶剤供給部と、管を介して前記ノズルと接続されこの溶剤供給部に移送する溶剤を収納する溶剤収納容器を備え、
   前記溶剤供給部及び前記溶剤収納容器を前記スクリーン印刷装置に固定して前記溶剤供給部と前記クリーニング部を接離可能にし、前記溶剤供給部と前記溶剤収納容器との位置関係が変わらなくすることにより、前記ノズルと前記溶剤収納部とを接続する管が変形することがないことを特徴とするスクリーン印刷装置。

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