JP7169403B2 - solder printing machine - Google Patents
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Description
本発明は、はんだ印刷機に関するものである。 The present invention relates to a solder printer.
はんだ印刷機は、クリームはんだをスキージによりスクリーンに沿って移動させて基板に印刷処理を実行する。印刷処理においてスキージの背面にクリームはんだが付着していると、そのクリームはんだが印刷済みの領域に落ちて、当該領域におけるクリームはんだが過剰となるおそれがある。例えば特許文献1には、スキージを下降させる際に、スキージを背面側に後退させる構成が開示されている。これにより、スキージから垂れ下がったクリームはんだがスキージの背面に付着することを抑制できる。
A solder printer prints a board by moving cream solder along a screen with a squeegee. If solder paste adheres to the back of the squeegee during the printing process, the solder paste can drip onto the printed areas, resulting in excess solder paste in those areas. For example,
しかしながら、印刷処理の条件や環境によってクリームはんだの物性が相違すると、スキージから垂れ下がるクリームはんだの量や長さが変動する。そのため、印刷処理の条件等によっては、スキージの下端部が垂れ下がったクリームはんだを踏んで、スキージの背面側に回り込んだクリームはんだがスキージの背面に付着することがある。 However, if the physical properties of the solder paste differ depending on the printing process conditions and environment, the amount and length of the solder paste that hangs down from the squeegee will vary. Therefore, depending on the conditions of the printing process, etc., the lower end of the squeegee may step on the hanging cream solder, and the cream solder that has flowed to the back side of the squeegee may adhere to the back side of the squeegee.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スキージの背面にクリームはんだが付着することを防止して、印刷品質の向上を図ることができるはんだ印刷機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a solder printer capable of improving printing quality by preventing cream solder from adhering to the back surface of a squeegee. and
請求項1に係るはんだ印刷機は、スクリーンの上面に載せられたクリームはんだが練り合わせられて形成されたはんだロールをスキージによりスクリーンに沿って移動させて、スクリーンの下面側に配置された基板に印刷処理を実行する。はんだ印刷機は、スキージをスクリーンに垂直な方向に昇降させるとともに、スキージをスクリーンの上面に平行な方向に移動させる移動装置と、移動装置の動作を制御する制御装置と、を備える。
制御装置は、スキージをスクリーンの上方に退避させた上昇高さからスキージに付着したクリームはんだの下端がスクリーンの上面に付着する準備高さまでスキージを一次下降させる一次下降工程と、スクリーンの上面のうちクリームはんだの下端が付着した位置からスキージの下端部までの距離が増加するように、印刷処理におけるスキージの進行方向とは反対の後退方向にスキージを後退させる後退工程と、スキージの下端部がスクリーンに接触する所定の印刷高さまでスキージを二次下降させる二次下降工程と、スクリーンに沿ってスキージを摺動させる印刷工程と、印刷工程の後、はんだロールの外周に沿ってスキージを円弧状に移動させた後に前記スキージを上昇させる上昇工程と、を実行する。
In the solder printing machine according to
The control device includes a primary lowering step in which the squeegee is primarily lowered from a raised height at which the squeegee is retracted above the screen to a preparation height at which the lower end of the cream solder adhered to the squeegee adheres to the upper surface of the screen; a retracting step of retracting the squeegee in a retracting direction opposite to the advancing direction of the squeegee in the printing process so that the distance from the position where the lower end of the cream solder adheres to the lower end of the squeegee increases; a secondary lowering step in which the squeegee is lowered to a predetermined printing height in contact with the solder roll; a printing step in which the squeegee slides along the screen; and a lifting step of lifting the squeegee after the movement.
請求項1に係る発明の構成によると、後退工程の実行によってスキージに付着したクリームはんだは、全体的にスキージの前面側に移動され、スキージの下端部の下方にクリームはんだがない状態となる。そして、スキージが印刷高さまで二次下降されると、スキージは、下端部においてクリームはんだを踏むことなくスクリーンに接触した状態とされる。これにより、スキージの背面側にクリームはんだが回り込んで付着することを確実に防止することができ、印刷品質の向上を図ることができる。また、上昇工程において、スキージは、はんだロールの外周に沿って円弧状に移動された後に上昇される。これにより、スキージに付着するクリームはんだの量を減少させることができる。 According to the configuration of the first aspect of the invention, the cream solder adhering to the squeegee is entirely moved to the front side of the squeegee by the execution of the retreating process, leaving no cream solder below the lower end of the squeegee. Then, when the squeegee is lowered to the printing height, the lower end of the squeegee contacts the screen without stepping on the cream solder. As a result, it is possible to reliably prevent the cream solder from circling around and adhering to the back side of the squeegee, and it is possible to improve the printing quality. Also, in the lifting step, the squeegee is moved in an arc shape along the outer periphery of the solder roll and then lifted. This can reduce the amount of cream solder adhering to the squeegee.
以下、本発明のはんだ印刷機を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。実施形態において、はんだ印刷機は、クリームはんだをスキージによりスクリーンに沿って移動させて基板に印刷処理を実行する。はんだ印刷機は、例えば集積回路などの回路基板製品を製造する生産ラインを構成する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment which actualized the solder printing machine of this invention is described with reference to drawings. In an embodiment, a solder printer prints a substrate by moving cream solder along a screen with a squeegee. Solder printers constitute production lines for manufacturing circuit board products, such as integrated circuits.
<第一実施形態>
(はんだ印刷機1の全体構成)
はんだ印刷機1は、図1に示すように、基板搬送装置10と、スクリーン支持装置20と、スキージ移動装置30と、カメラ40と、制御装置50とを備えて構成される。以下の説明において、基板81の搬送方向(図1の前後方向)をX軸方向とし、X軸に直交するはんだ印刷機の前後方向(図1の左右方向)をY軸方向とし、X軸およびY軸に直交する鉛直方向(図1の上下方向)をZ軸方向とする。
<First Embodiment>
(Overall Configuration of Solder Printer 1)
The
基板搬送装置10は、印刷の対象となる基板81を搬送する。基板搬送装置10は、はんだ印刷機1の基台2に設けられる。基板搬送装置10は、例えばX軸方向に延びるベルトコンベアによりパレット上に載置された基板81を搬送する。基板搬送装置10は、はんだ印刷機1に搬入された基板81を保持する基板保持部11を備える。基板保持部11は、スクリーン60の下面側の所定の位置において、スクリーン60の下面に基板81の上面を密着させた状態で保持する。
The
スクリーン支持装置20は、基板搬送装置10の上方に配置される。スクリーン支持装置20は、はんだ印刷機1の前側および後側に配置された一対の支持台21によりスクリーン60を支持する。ここで、図1には、スクリーン60の断面が示されている。スクリーン60には、基板81の配線パターンに対応した位置において貫通する開口部61が形成されている。スクリーン60は、例えば外周縁に設けられた枠部材を介してスクリーン支持装置20に支持される。
The
スキージ移動装置30は、スキージ34をスクリーン60に垂直な方向(Z軸方向)に昇降させるとともに、スキージ34をスクリーン60の上面に平行な方向(Y軸方向)に移動させる。スキージ移動装置30は、ヘッド駆動装置31と、スキージヘッド32と、一対の昇降装置33と、一対のスキージ34とを備える。ヘッド駆動装置31は、はんだ印刷機1の上部に配置されている。ヘッド駆動装置31は、例えば送りねじ機構などの直動機構によりスキージヘッド32をY軸方向に移動可能に構成されている。
The
スキージヘッド32は、ヘッド駆動装置31の直動機構を構成する移動体にクランプして固定される。スキージヘッド32は、一対の昇降装置33を保持する。一対の昇降装置33は、スキージ34をそれぞれ保持し、互いに独立して動作可能に構成される。一対の昇降装置33の各々は、例えばエアーシリンダなどのアクチュエータを駆動させて、保持するスキージ34を昇降させる。
The
一対のスキージ34は、スクリーン60の上面を摺動して、スクリーン60の上面に載せられたクリームはんだをスクリーン60に沿って移動させる部材である。これにより、クリームはんだがスクリーン60の開口部61に刷り込まれて、スクリーン60の下面側に配置された基板81にクリームはんだが塗布される。一対のスキージ34は、本実施形態において、印刷方向(Y軸方向)に直交するX軸方向に延びる板状に形成される。
A pair of
ここで、一対のスキージ34のうち前側(図1の左側)の1つは、前側から後側に向かってクリームはんだを移動させる印刷処理に用いられ、はんだ印刷機1の前側から後側に向かう方向を進行方向とする。一方で、一対のスキージ34のうち後側(図1の右側)の1つは、後側から前側に向かってクリームはんだを移動させる印刷処理に用いられ、はんだ印刷機1の後側から前側に向かう方向を進行方向とする。また、一対のスキージ34のそれぞれは、進行方向とは反対の方向を後退方向とする。
Here, one of the pair of
一対のスキージ34の各々は、進行側に位置する前面34aが下方を向くように、傾斜して昇降装置33に保持される。つまり、一対のスキージ34の各々は、後退側に位置する背面34bが上方を向くように傾斜している。一対のスキージ34の傾斜角度は、昇降装置33の下部に設けられた調整機構によって調整される。
Each of the pair of
カメラ40は、撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。カメラ40は、はんだ印刷機1の上部に配置され、スクリーン60の上面に載せられたクリームはんだを撮像する。カメラ40は、通信可能に接続された制御装置50による制御信号に基づいてカメラ視野に収まる範囲の撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置50に送出する。
The
制御装置50は、主として、CPUや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置50は、図示しないネットワークを介してホストコンピュータと通信可能に接続され、各種データを入出力する。制御装置50は、制御プログラム、各種センサによる情報、画像処理の結果などに基づいて、基板搬送装置10、スクリーン支持装置20、スキージ移動装置30、およびカメラ40の動作を制御する。
The
(制御装置50の詳細構成)
制御装置50は、図2に示すように、印刷制御部51と、記憶装置52とを備える。印刷制御部51は、スキージ移動装置30の動作を制御する。より詳細には、印刷制御部51は、記憶装置52に記憶されている各種情報、およびはんだ印刷機1に複数設けられた各種センサの検出結果を入力する。そして、印刷制御部51は、上記の各種情報および検出結果などに基づいて、スキージ移動装置30へと制御信号を送出する。これにより、スキージヘッド32に保持された一対のスキージ34のYZ軸方向の位置、移動速度、および傾斜角度が制御される。
(Detailed configuration of control device 50)
The
記憶装置52は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。この記憶装置52には、本実施形態において、印刷処理の実行に用いられる制御プログラム、カメラ40の撮像により取得された画像データ、画像処理の一時データなどが記憶される。
The
(はんだ印刷機1による印刷処理)
上記のはんだ印刷機1による印刷処理について説明する。印刷処理は、基板搬送装置10により機内に搬入された基板81がスクリーン60の下面側に配置された後に実行される。なお、印刷処理の開始時において、スクリーン60の上面にはクリームはんだが供給され、練り合わせ処理によってはんだロール71(図1を参照)が形成されているものとする。
(Print processing by solder printing machine 1)
A printing process by the
上記のはんだロール71は、練り合わせ処理において、ペースト状のクリームはんだが一対のスキージ34によって練り合わせられて形成される。はんだロール71は、スキージ34の長さ方向(X軸方向)に延び、且つ印刷方向(Y軸方向)の幅が概ね均一となった状態となったクリームはんだである。はんだロール71は、印刷処理の実行によって消費される。はんだロール71の幅は、クリームはんだの残量に相当する。
The
制御装置50の印刷制御部51は、図3に示すように、先ず、準備処理を実行する(ステップ10(以下、「ステップ」を「S」と表記する))。準備処理(S10)において、一対のスキージ34のうち今回の印刷処理に用いられる一方(以下、「スキージ34R」と称する)は、図4Aに示すように、スクリーン60の上方に退避された上昇高さHdに位置決めされる。さらに、スキージ34Rは、はんだロール71のY方向位置よりも後退側(図4Aの右側)となる所定の第一位置P1に位置決めされる。
As shown in FIG. 3, the
次に、印刷制御部51は、スキージ下降処理を実行して(S20)、スキージ34Rを現在の上昇高さHdからスキージ34Rの下端部34cがスクリーン60に接触する所定の印刷高さHrまで下降させる。これにより、スキージ34Rがスクリーン60に所定の圧力をもって接触する状態となる(図4Dを参照)。スキージ下降処理の詳細については後述する。
Next, the
続いて、印刷制御部51は、ヘッド駆動装置31の動作を制御して、印刷工程を実行する(S30)。印刷工程(S30)において、スキージ34Rは、印刷高さHrを維持した状態で進行方向へと移動される。そして、スクリーン60の上面に載せられたはんだロール71がスキージ34Rの移動に伴ってスクリーン60に沿って移動される。このとき、スクリーン60の開口部61にクリームはんだの一部が入り込むことによって、基板81の上面にクリームはんだが印刷される。これにより、はんだロール71が消費され、残量が減少する。
Subsequently, the
印刷制御部51は、スキージ34Rが所定の印刷範囲を通過した後に、昇降装置33の動作を制御して、スキージ上昇処理を実行する(S40)。スキージ上昇処理(S40)において、スキージ34Rは、はんだロール71(クリームはんだ)から離間される。このとき、印刷制御部51は、規定の移動軌跡に沿って規定の移動速度でスキージ34Rを上昇させる。上記の移動軌跡および移動速度は、例えば使用中のクリームはんだの物性や、残量に基づいて設定される。
After the
その後に、印刷制御部51は、一対のスキージ34の一方から他方に切り換えて、スキージヘッド32がY軸方向に往復されるように、上記のような印刷処理(S10~S40)を繰り返す。また、制御装置50は、複数回に亘る印刷処理において、はんだロール71がはんだ印刷機1の後側(図1の右側)に位置する際に、カメラ40によりはんだロール71が撮像される。制御装置50は、カメラ40の撮像により得られた画像データを画像処理して、撮像時におけるはんだロール71の状態を認識する。
After that, the
(スキージ下降処理の詳細)
ここで、前回以前の印刷処理や練り合わせ処理に用いられたスキージ34Rの前面34aには、図4Aに示すように、クリームはんだ75が付着している。ここで、スキージ34Rに付着したクリームはんだ75は、自重によりスキージ34Rの下端部34cから下垂長さLdだけ垂れ下がっているものとする。このような状態のスキージ34Rを垂直に下降させると、スキージ34Rが垂れ下がったクリームはんだ75を踏むおそれがある。
(Details of squeegee lowering process)
Here, as shown in FIG. 4A,
スキージ34Rがクリームはんだ75を踏むと、その一部がスキージ34Rの後退側(図4Aの右側)に回り込んでスキージ34Rの背面34bに付着する。そうすると、背面34bに付着したクリームはんだ75の一部が印刷処理の実行中に印刷領域に落ちて、基板81に塗布すべき量が過剰となるおそれがある。そこで、本実施形態のはんだ印刷機1は、スキージ34Rの背面34bにクリームはんだ75が付着することを防止すべく、スキージ下降処理(S20)を実行する。
When the
印刷制御部51は、スキージ下降処理(S20)において、先ず一次下降工程を実行する(S21)。一次下降工程(S21)は、図4Bに示すように、スキージ34Rをスクリーン60の上方に退避させた上昇高さHdから準備高さHpまで一次下降させる。上記の「準備高さHp」とは、スキージ34Rに付着したクリームはんだ75の下端75aがスクリーン60の上面に付着する際のスキージ34Rの高さに設定される。即ち、準備高さHpは、スキージ34Rの下端部34cを制御上の基準とした場合には、スキージ34Rから垂れ下がったクリームはんだ75の下垂長さLd未満に設定される(Hp<Ld)。
In the squeegee lowering process (S20), the
本実施形態において、印刷制御部51は、準備処理(S10)において準備高さ設定工程を実行し、予め設定されている準備高さHpの設定値を記憶装置52から取得する。詳細には、準備高さHpは、今回の印刷処理に用いられるクリームはんだの粘度またはチクソトロピー指数に基づいて、はんだ印刷機1のオペレータにより設定される。制御装置50は、オペレータによる準備高さHpの設定を受け付け可能に構成されている。また、制御装置50は、ホストコンピュータに管理されている準備高さHpの設定値を通信により取得してもよい。
In the present embodiment, the
なお、上記のチクソトロピー指数は、異なる2種類の回転速度(ずり速度)に対する各粘度の比に基づいて算出される。JIS Z3284-3:2014(IEC 61189-5:2006に対応)によると、ペースト状のはんだを回転速度3rpmで攪拌した場合の粘度と回転速度30rpmで攪拌した場合の粘度との比に相当する下記の式(1)によって、チクソトロピー指数が算出される。ここで、TIはチクソトロピー指数、D1はずり速度1、D2はずり速度2、η1はD1時の粘度、η2はD2時の粘度である。 The thixotropic index is calculated based on the ratio of each viscosity to two different rotational speeds (shear speeds). According to JIS Z3284-3: 2014 (corresponding to IEC 61189-5: 2006), the following, which corresponds to the ratio of the viscosity when a solder paste is stirred at a rotation speed of 3 rpm to the viscosity when it is stirred at a rotation speed of 30 rpm The thixotropy index is calculated by the formula (1). Here, TI is the thixotropic index, D1 is the shear rate of 1, D2 is the shear rate of 2, η1 is the viscosity at D1, and η2 is the viscosity at D2.
よって、チクソトロピー指数は、はんだロール71に接触した状態のスキージ34Rを移動させた場合の移動速度に対する粘度を示す。換言すると、チクソトロピー指数は、スキージ上昇処理(S40)においてはんだロール71に対してスキージ34Rを接触状態から離間状態に移行させた場合に、スキージ34Rに付着するクリームはんだ75の量に影響する。よって、オペレータは、クリームはんだ75の粘度やチクソトロピー指数、スキージ上昇処理における指令などに基づいて、下垂長さLdを予測することが可能である。
Therefore, the thixotropic index indicates the viscosity with respect to the moving speed when the
また、クリームはんだ75の下垂長さLdは、同様の条件下においてもある程度の変動幅を有する。そこで、準備高さHpは、上記の変動幅のうち最小となる値から、誤差などを考慮した一定数を差し引いて設定される。これにより、一次下降工程(S21)において、クリームはんだ75が付着したスキージ34Rが一次下降されると、クリームはんだ75の下端75aが確実にスクリーン60の上面に付着した状態となる。
Also, the drooping length Ld of the
続いて、印刷制御部51は、後退工程(S22)を実行する。後退工程(S22)は、図4Cに示すように、スクリーン60の上面のうちクリームはんだの下端が付着した位置Pd(以下、「付着位置Pd」という)からスキージ34Rの下端部34cまでの距離Nが増加するように、印刷処理におけるスキージ34Rの進行方向とは反対の後退方向にスキージ34Rを後退させる。
Subsequently, the
後退工程(S22)は、スキージ34Rの準備高さHpを維持した状態で当該スキージ34Rを後退させる。つまり、本実施形態において、スキージ34Rは、水平にY軸方向に移動されて、所定の第二位置P2に位置決めされる。また、後退工程(S22)におけるスキージ34Rの後退方向の移動距離Drは、一次下降工程(S21)の実行後におけるスクリーン60の上面からスキージ34Rの下端部34cまでの距離以上に設定される。つまり、スキージ34Rの下端部34cを制御上の基準とする場合には、後退方向の移動距離Drは、準備高さHp以上に設定される。
In the retreating step (S22), the
本実施形態において、印刷制御部51は、準備処理(S10)において、予め設定されている準備高さHpの設定値を取得して、当該準備高さHpに基づいて後退方向の移動距離Drを設定する。その他に、制御装置50およびホストコンピュータは、オペレータによる後退方向の移動距離Drの設定を受け付けて管理する構成としてもよい。
In the present embodiment, in the preparation process (S10), the
上記のように後退工程(S22)が実行されてスキージ34Rが後退されると、スキージ34Rに付着して垂れ下がったクリームはんだ75が伸長する。これにより、クリームはんだ75には張力が発生する。そうすると、条件によってはクリームはんだ75の一部がスキージ34Rの下端部34cから剥離し、クリームはんだ75が全体的にスキージ34Rの前面34a側に移動される。結果として、スキージ34Rの下端部34cの真下には、クリームはんだ75がない状態となる。
When the retraction step (S22) is performed as described above and the
続いて、印刷制御部51は、二次下降工程(S23)を実行する。二次下降工程(S23)は、図4Dに示すように、スキージ34Rの下端部34cがスクリーン60に接触する所定の印刷高さHrまでスキージ34Rを二次下降させる。このとき、先行する後退工程(S22)によってスキージ34Rの下端部34cの真下からクリームはんだ75が除かれた状態にあるので、クリームはんだ75が二次下降されるスキージ34Rに踏まれない。このように、制御装置50は、上記のようなスキージ下降処理(S20)により、スキージ34Rの背面34bにクリームはんだ75が付着すること防止している。
Subsequently, the
(第一実施形態の構成による効果)
はんだ印刷機1は、スクリーン60の上面に載せられたクリームはんだをスキージ34Rによりスクリーン60に沿って移動させて、スクリーン60の下面側に配置された基板81に印刷処理を実行する。はんだ印刷機1は、スキージ34Rをスクリーン60に垂直な方向に昇降させるとともに、スキージ34Rをスクリーン60の上面に平行な方向に移動させる移動装置(スキージ移動装置30)と、移動装置(スキージ移動装置30)の動作を制御する制御装置50と、を備える。
制御装置50は、スキージ34Rをスクリーン60の上方に退避させた上昇高さからスキージ34Rに付着したクリームはんだ75の下端75aがスクリーン60の上面に付着する準備高さHpまでスキージ34Rを一次下降させる一次下降工程(S21)と、スクリーン60の上面のうちクリームはんだ75の下端75aが付着した位置(付着位置Pd)からスキージ34Rの下端部34cまでの距離Nが増加するように、印刷処理におけるスキージ34Rの進行方向とは反対の後退方向にスキージ34Rを後退させる後退工程(S22)と、スキージ34Rの下端部34cがスクリーン60に接触する所定の印刷高さHrまでスキージ34Rを二次下降させる二次下降工程(S23)と、スクリーン60に沿ってスキージ34Rを摺動させる印刷工程(S30)と、を実行する。
(Effects of Configuration of First Embodiment)
The
The
また、はんだ印刷機1の制御方法は、スキージ34Rをスクリーン60の上方に退避させた上昇高さからスキージ34Rに付着したクリームはんだ75の下端75aがスクリーン60の上面に付着する準備高さHpまでスキージ34Rを一次下降させる一次下降工程(S21)と、スクリーン60の上面のうちクリームはんだ75の下端75aが付着した位置(付着位置Pd)からスキージ34Rの下端部34cまでの距離Nが増加するように、印刷処理におけるスキージ34Rの進行方向とは反対の後退方向にスキージ34Rを後退させる後退工程(S22)と、スキージ34Rの下端部34cがスクリーン60に接触する所定の印刷高さHrまでスキージ34Rを二次下降させる二次下降工程(S23)と、スクリーン60に沿ってスキージ34Rを摺動させる印刷工程(S30)と、を備える。
Further, the control method of the
このような構成によると、後退工程(S22)においてスキージ34Rが後退されると、スキージ34Rに付着して垂れ下がったクリームはんだ75は、付着したスクリーン60とスキージ34Rとの間で伸長する。これにより、スキージ34Rに付着したクリームはんだ75は、全体的にスキージ34Rの前面34a側に移動され、スキージ34Rの下端部34cの下方にクリームはんだ75がない状態となる。そして、スキージ34Rが印刷高さHrまで二次下降されると、スキージ34Rは、下端部34cにおいてクリームはんだ75を踏むことなくスクリーン60に接触した状態とされる。これにより、スキージ34Rの背面34b側にクリームはんだ75が回り込んで付着することを確実に防止することができ、印刷品質の向上を図ることができる。
According to such a configuration, when the
また、後退工程(S22)は、スキージ34Rの準備高さHpを維持した状態で当該スキージ34Rを後退させる。
このような構成によると、後退工程(S22)においてスキージ34Rが後退されると、スキージ34Rに付着して垂れ下がったクリームはんだ75が好適に伸長する。また、スキージ34Rに付着したクリームはんだ75には、スキージ34Rの下端部34cから剥離されるように作用する張力が発生する。これにより、付着したクリームはんだ75は、全体的にスキージ34Rに前面34a側に移動される。よって、スキージ34Rの背面34bへのクリームはんだ75の付着を確実に防止できる。
In the retreating step (S22), the
According to such a configuration, when the
また、後退工程(S22)におけるスキージ34Rの後退方向の移動距離Drは、一次下降工程(S21)の実行後におけるスクリーン60の上面からスキージ34Rの下端部34cまでの距離以上に設定される。
このような構成によると、後退工程(S22)においてスキージ34Rが後退されると、スキージ34Rに付着して垂れ下がったクリームはんだ75が十分に伸長され、またはクリームはんだ75に発生する張力によりスキージ34Rの下端部34cからクリームはんだ75の一部が剥離する。これにより、付着したクリームはんだ75は、スキージ34Rの前面34a側に確実に移動される。よって、スキージ34Rの背面34bへのクリームはんだ75の付着を確実に防止できる。
Further, the moving distance Dr of the
According to such a configuration, when the
また、準備高さHpは、クリームはんだの粘度またはチクソトロピー指数に基づいて設定される。
クリームはんだの粘度は、スキージ34Rに付着して垂れ下がるクリームはんだ75の下垂長さLdに影響する。具体的には、粘度が低いほど下垂長さLdは短くなる。また、またはチクソトロピー指数が高いほど、移動速度の低下に伴って粘度がより低くなるので下垂長さLdは短くなる。よって、粘度またはチクソトロピー指数に基づくことによって、適正な準備高さHpを設定することができる。
Also, the preparation height Hp is set based on the viscosity or thixotropic index of the cream solder.
The viscosity of the cream solder affects the drooping length Ld of the
<第二実施形態>
第二実施形態のはんだ印刷機およびはんだ印刷機の制御方法は、主として、第一実施形態の準備工程(S10)における準備高さHpおよび後退方向の移動距離Drの設定の方法が相違する。その他の共通する構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。
<Second embodiment>
The solder printer and the method of controlling the solder printer of the second embodiment mainly differ in the method of setting the preparation height Hp and the movement distance Dr in the backward direction in the preparation step (S10) of the first embodiment. Since other common configurations are substantially the same as those of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
(準備高さ設定工程の詳細)
印刷制御部51は、図5に示すように、先ず、準備工程(S10)において準備高さ設定工程(S110)を実行する。準備高さ設定工程(S110)において、印刷制御部51は、印刷処理に用いられるクリームはんだのはんだ情報を取得する(S111)。上記のはんだ情報は、例えば記憶装置52に予め記憶されている。はんだ情報は、図6に示すように、各種の印刷処理に用いられるクリームはんだの種別(A,B,C・・・)に対する粘度(T1,T1,T2・・・)およびチクソトロピー指数(X1,X2,X3・・・)の関係を示す。
(Details of preparation height setting process)
As shown in FIG. 5, the
次に、印刷制御部51は、はんだ情報に基づいて、準備高さHpの設定を行う(S112)。具体的には、印刷制御部51は、今回の印刷処理に用いられるクリームはんだの種別を生産情報等から取得し、はんだ情報に基づいて当該クリームはんだの種別に対応する粘度を取得する。そして、印刷制御部51は、移動制御テーブルに基づいて、クリームはんだの粘度に対応する準備高さHpを設定する。
Next, the
上記の移動制御テーブルは、例えば記憶装置52に予め記憶されている。移動制御テーブルは、図7に示すように、クリームはんだの粘度(T1,T2,T3・・・)に対応する下垂長さLdや準備高さHp等の関係を示す。なお、移動制御テーブルは、クリームはんだの粘度に代えて、クリームはんだのチクソトロピー指数等の他の物性ごとに設定される構成としてもよい。
The movement control table described above is stored in advance in the
続いて、印刷制御部51は、スクリーン60の上面に載せられたクリームはんだ(はんだロール71)の残量を算出する(S113)。具体的には、印刷制御部51は、カメラ40の撮像により得られた画像データを画像処理して、撮像時におけるはんだロール71の長さLrおよび幅Wrを算出する(図8を参照)。そして、印刷制御部51は、はんだロール71の長さLrおよび幅Wrに基づいて、はんだロール71の残量を算出する。
Subsequently, the
さらに、印刷制御部51は、スキージ34Rを用いた前回の印刷処理のスキージ上昇処理(S40)の上昇工程における移動軌跡および移動速度を取得する(S114)。ここで、印刷制御部51は、前回までの印刷処理のスキージ上昇処理(S40)において、スキージ34Rに付着するクリームはんだ75の量を減少させることを目的とした制御を行っている。このような制御の実行の有無や制御の内容によって、スキージ34Rに付着するクリームはんだ75の量が変動する。スキージ上昇処理(S40)の詳細については後述する。
Further, the
印刷制御部51は、S112にて設定された準備高さHpの補正を行う(S115)。具体的には、印刷制御部51は、S113にて算出されたはんだロール71の残量が減少するに従って準備高さHpが低くなるように、S112にて設定された準備高さHpを補正する。さらに、印刷制御部51は、S114にて取得されたスキージ34Rの移動軌跡および移動速度の少なくとも一方に基づいて、S112にて設定された準備高さHpを補正する。本実施形態において、印刷制御部51は、スキージ34Rの移動軌跡が長いほど、且つ移動速度が低いほど準備高さHpが低くなるように補正する。
The
続いて、印刷制御部51は、準備高さ設定工程(S110)にて設定された準備高さHpに基づいて、後退方向の移動距離Drを設定する(S120)。具体的には、印刷制御部51は、図7に示すように、クリームはんだの粘度に対応する定数(K1,K1,K2・・・)を、準備高さHpに加算して、後退方向の移動距離を算出する。上記の定数(K1,K1,K2・・・)は、0または正数に設定される。これにより、後退方向の移動距離Drは、一次下降工程(S21)の実行後におけるスクリーン60の上面からスキージ34Rの下端部34cまでの距離以上に設定される。
Subsequently, the
印刷制御部51は、上記の準備高さ設定工程(S110)にて設定された準備高さHp、および後退方向の移動距離設定工程(S120)にて設定された移動距離Drを用いて、スキージ下降処理(S20)を実行する。つまり、本実施形態において、はんだ印刷機1の制御装置50は、クリームはんだの物性、および前回の印刷処理の制御の内容に基づいて、準備高さHpおよび後退方向の移動距離Drを自動的に設定し、今回のスキージ下降処理(S20)に反映させる構成としている。
The
(スキージ上昇処理の詳細)
ここで、印刷制御部51により実行されるスキージ上昇処理(S40)の詳細について説明する。スキージ上昇処理(S40)において、印刷制御部51は、図9に示すように、先ず、印刷処理に用いられたクリームはんだのはんだ情報を取得する(S41)。このはんだ情報は、S111にて取得されたものと同一である。
(Details of squeegee raising process)
Here, details of the squeegee raising process (S40) executed by the
次に、印刷制御部51は、はんだ情報に基づいて、スキージ34Rを上昇させる際の移動軌跡および移動速度の設定を行う(S42)。具体的には、印刷制御部51は、今回の印刷処理に用いられたクリームはんだの種別を生産情報等から取得し、はんだ情報に基づいて当該クリームはんだの種別に対応する粘度を取得する。そして、印刷制御部51は、移動制御テーブルに基づいて、クリームはんだの粘度に対応する移動軌跡および移動速度を設定する。
Next, based on the solder information, the
なお、移動制御テーブルは、図7に示すように、クリームはんだの粘度(T1,T2,T3・・・)に対する移動軌跡(Cm2,Cm2,Cm3・・・)および移動速度(V1,V2,V3・・・)の関係を示す。ここで、はんだロール71に対してスキージ34Rを接触状態から離間状態に移行させた場合に、スキージ34Rに付着してはんだロール71の一部が引き延ばされる。このように引き延ばされた伸長部がはんだロール71側に戻るか、スキージ34Rに付着した状態となるのかによって、スキージ34Rに付着したクリームはんだ75の量が変動し、結果としてクリームはんだ75の下垂長さLdが変動する。
As shown in FIG. 7, the movement control table has movement trajectories (Cm2, Cm2, Cm3, . . . ) and movement speeds (V1, V2, V3, . . . …). Here, when the
そこで、移動制御テーブルには、はんだロール71の伸長部をなるべくはんだロール71側に戻すべく、クリームはんだの物性(粘度やチクソトロピー指数)に対応して、移動軌跡(Cm1,Cm2,Cm3・・・)が設定されている。例えば、スキージ34Rの移動軌跡Cm1は、図10に示すように、印刷工程(S30)が終了したY軸方向位置でスキージ34Rを真上に上昇させる移動軌跡である。
Therefore, in the movement control table, movement trajectories (Cm1, Cm2, Cm3, . ) is set. For example, the movement trajectory Cm1 of the
また、スキージ34Rの移動軌跡Cm2は、はんだロール71の外周に沿って円弧状にスキージ34Rを移動させた後に、はんだロール71の上端付近でスキージ34Rを真上に上昇させる移動軌跡である。スキージ34Rの移動軌跡Cm3は、移動軌跡Cm2と同様にはんだロール71の上端付近までスキージ34Rを移動させた後に、さらにスキージ34Rを進行方向に水平移動させ、その後にスキージ34Rを真上に上昇させる移動軌跡である。
Further, the movement locus Cm2 of the
そして、印刷制御部51は、昇降装置33の動作を制御して、設定された移動軌跡に沿って規定の移動速度でスキージ34Rを上昇させる上昇工程を実行する(S43)。これにより、スキージ34Rは、図10に示すように、例えば移動軌跡Cm1~Cm3の何れかに沿って、且つ設定された規定の移動速度ではんだロール71から離間される。
Then, the
なお、スキージ34Rの移動軌跡および移動速度は、移動制御テーブルの他に、オペレータにより選択されている印刷モードによっても切り換えられて、適宜設定され得る。また、印刷制御部51は、クリームはんだのチクソトロピー指数等の他の物性ごとに設定された移動制御テーブルに基づいて、移動軌跡および移動速度を取得してもよい。
It should be noted that the movement locus and movement speed of the
(第二実施形態の構成による効果)
第二実施形態の構成によると、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、制御装置50は、印刷処理に用いられるクリームはんだの粘度またはチクソトロピー指数を含むはんだ情報を取得し、はんだ情報に基づいて準備高さHpを設定する準備高さ設定工程(S110)を実行する。
このような構成によると、スキージ34Rが一次下降される場合に、準備高さHpが制御装置50によって自動設定される。これにより、印刷処理の条件や環境などに応じて、適正な準備高さHpが設定される。これにより、一次下降によって、確実にはんだ先端をスクリーン60に付着させるとともに、付着後にスキージ34Rを下げ過ぎることを防止できる。結果として、スキージ34Rの背面34bにクリームはんだ75が付着することを確実に防止できる。
(Effects of Configuration of Second Embodiment)
According to the configuration of the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
In addition, the
According to such a configuration, the preparation height Hp is automatically set by the
また、準備高さ設定工程(S110)は、スクリーン60の上面に載せられたクリームはんだの残量が減少するに従って準備高さHpが低くなるように当該準備高さHpを補正する(S115)。
スクリーン60の上面に載せられたクリームはんだの残量は、スキージ34Rに付着して垂れ下がるクリームはんだ75の下垂長さLdに影響する。具体的には、残量が減少するほど下垂長さLdは短くなる。そこで、準備高さ設定工程(S110)は、残量の減少に伴って準備高さHpを低くするように準備高さHpを補正する。これにより、より適正な準備高さHpを設定できる。
Further, in the preparation height setting step (S110), the preparation height Hp is corrected so that the preparation height Hp becomes lower as the remaining amount of cream solder placed on the upper surface of the
The remaining amount of cream solder placed on the upper surface of the
また、制御装置50は、スクリーン60に沿ってスキージ34Rを移動させた後にクリームはんだからスキージ34Rを離間させる場合に、クリームはんだの粘度またはチクソトロピー指数に基づいて設定される移動軌跡に沿って規定の移動速度でスキージ34Rを上昇させる上昇工程を実行する(S43)。準備高さ設定工程(S110)は、前回の上昇工程(S43)におけるスキージ34Rの移動軌跡および移動速度の少なくとも一方に基づいて準備高さHpを補正する。
Further, when the
上昇工程(S43)におけるスキージ34Rの移動軌跡および移動速度は、スキージ34Rに付着して垂れ下がるクリームはんだ75の下垂長さLdに影響する。具体的には、はんだロールに外周に沿った軌跡の長さが長いほど、また移動速度が高いほど下垂長さLdは短くなる。そこで、準備高さ設定工程(S110)は、移動軌跡および移動速度の少なくとも一方に基づいて準備高さHpを補正する。これにより、より適正な準備高さHpを設定できる。
The moving locus and moving speed of the
<第一、第二実施形態の変形態様>
(後退工程について)
第一、第二実施形態において、後退工程(S22)は、スキージ34Rの準備高さHpを維持した状態でスキージ34Rを水平移動させる構成とした。これに対して、後退工程(S22)は、クリームはんだ75の付着位置Pdからスキージ34Rの下端部34cまでの距離が増加する方向であれば、Z軸方向成分を含む下方または上方に移動させながらスキージ34Rを後退させてもよい。
<Modified aspects of the first and second embodiments>
(Regarding backward process)
In the first and second embodiments, the retreating step (S22) is configured such that the
例えば、短い下垂長さLdに対応して設定された準備高さHpまでスキージ34Rを一次下降させると、スキージ34Rの下端部34cがスクリーン60に非常に接近することがある。そこで、制御装置50は、例えば準備高さHpが予め設定された閾値未満である場合に、後退工程(S22)においてスキージ34Rをある程度上昇させながら後退させる。
For example, the
これにより、クリームはんだ75が好適に伸長される。また、スキージ34Rの下端部34cからの剥離が促進される。そうすると、スキージ34Rの下端部34cの真下からクリームはんだ75が除かれた状態となり、スキージ34Rの背面34bにクリームはんだ75が付着することが防止される。結果として、印刷品質の向上を図ることができる。
Thereby, the
また、後退工程(S22)は、スキージ34Rを直線的に移動させる他に、曲線的に移動させる構成としてもよい。例えば、印刷制御部51は、一次下降工程(S21)の実行後において、クリームはんだ75の付着位置Pdからスキージ34Rの下端部34cまでの距離が一定となるように円弧状に移動させる。このような構成においても第一、第二実施形態と同様の効果を奏する。
Further, the retreating step (S22) may be configured to move the
(二次下降工程について)
第一、第二実施形態において、二次下降工程(S23)は、後退方向に移動されたスキージ34Rを真下に下降させる構成とした。これに対して、二次下降工程(S23)は、スキージ34Rを後退方向にさらに後退させながら印刷高さHrまで当該スキージ34Rを二次下降させる構成としてもよい。
(Regarding the secondary descent process)
In the first and second embodiments, the secondary lowering step (S23) is configured to lower the
例えば、印刷制御部51は、後退工程(S22)の実行後において、クリームはんだ75の付着位置Pdからスキージ34Rの下端部34cまでの距離が漸増するように、スキージ34Rを斜め下方に下降させる。または、印刷制御部51は、付着位置Pdからスキージ34Rの下端部34cまでの距離が一定となるように、スキージ34Rを円弧状に下降させる。
For example, after executing the retracting step (S22), the
このような構成によると、後退工程(S22)によって全体的にスキージ34Rの前面34a側に移動されたクリームはんだ75の状態を維持することができる。よって、スキージ34Rの下端部34cからクリームはんだ75の一部が剥離した場合には、当該剥離の状態を維持して、スキージ34Rをスクリーン60に接触させることができる。これにより、クリームはんだ75が再びスキージ34Rの下端部34cの下方に回り込むことを防止し、スキージ34Rをスクリーン60に接触させた際にスキージ34Rの背面34bにクリームはんだ75が付着することを確実に防止できる。
According to such a configuration, it is possible to maintain the state of the
(その他)
第一実施形態において、制御装置50は、オペレータによる準備高さHpの設定を受け付け可能に構成され、設定された準備高さHpを用いてスキージ下降処理(S20)を実行する。また、第二実施形態において、制御装置50は、準備高さ設定工程(S110)にて設定された準備高さHpを用いてスキージ下降処理(S20)を実行する。
(others)
In the first embodiment, the
これに対して、制御装置50は、他の方法によって準備高さHpを設定してもよい。例えば、制御装置50は、スキージ34Rから垂れ下がったクリームはんだ75の下垂長さLdを直接的に検出して、当該下垂長さLdに応じて準備高さHpを設定する。下垂長さLdを検出する方法としては、画像処理や位置センサなどによる検出が想定される。
Alternatively, the
具体的には、制御装置50は、先ずスキージ上昇処理(S40)を実行されて上昇高さHdに位置決めされたスキージ34Rをカメラにより撮像する。そして、制御装置50は、当該撮像により得られた画像データを画像処理して、スキージ34Rの下端部34cからクリームはんだ75の下端75aまでの距離を算出する。
Specifically, the
また、第二実施形態において、印刷制御部51は、カメラ40の撮像により得られた画像データを対象とした画像処理の結果に基づいて、スクリーン60の上面に載せられたクリームはんだ(はんだロール71)の残量を算出する構成とした。これに対して、印刷制御部51は、光電センサの検出結果に基づいて、はんだロール71の残量を算出することができる。上記の光電センサは、はんだロール71に光を照射する投光器と、はんだロール71またはスクリーン60において反射した反射光を受光する受光器とを備える。
In addition, in the second embodiment, the
印刷制御部51は、光電センサの検出結果に基づいて、はんだロール71のY軸方向の一端位置を取得する。また、印刷制御部51は、はんだロール71に接触したスキージ34Rの制御位置に基づいて、はんだロール71のY軸方向の他端位置を取得する。そして、印刷制御部51は、はんだロール71の一端位置および他端位置の差分に基づいて、はんだロール71の残量を算出する。また、上記のような構成において、印刷制御部51は、スキージ34RのX軸方向の長さを、印刷処理に有効なはんだロール71の長さLrとみなしてもよい。これにより、はんだロール71の長さLrの直接的な検出を省略して、クリームはんだ(はんだロール71)の残量を算出することが可能となる。
The
その他に、制御装置50は、一次下降工程(S21)の実行によってクリームはんだ75の下端75aがスクリーン60の上面に付着したことを検出する付着検出部を備える構成としてもよい。これにより、一次下降工程(S21)によってクリームはんだ75をスクリーン60に確実に付着させることができる。
In addition, the
1:はんだ印刷機、 2:基台
10:基板搬送装置、 11:基板保持部
20:スクリーン支持装置、 21:支持台
30:スキージ移動装置(移動装置)
31:ヘッド駆動装置、 32:スキージヘッド、
33:昇降装置
34,34R:スキージ
34a:前面、 34b:背面、 34c:下端部
40:カメラ
50:制御装置、 51:印刷制御部、 52:記憶装置
60:スクリーン、 61:開口部
71:はんだロール(クリームはんだ)
Wr:(はんだロールの)幅、 Lr:(はんだロールの)長さ
75:(スキージに付着して垂れ下がった)クリームはんだ
75a:下端、 Ld:下垂長さ
81:基板
Hd:上昇高さ、 Hp:準備高さ、 Hr:印刷高さ
Dr:(後退方向の)移動距離
P1:(スキージの)第一位置、 P2:(スキージの)第二位置
Pd:(クリームはんだの下端が付着した)付着位置
N:(付着位置とスキージとの)距離
Cm1~Cm3:移動軌跡
1: Solder printer 2: Base 10: Substrate transfer device 11: Substrate holder 20: Screen support device 21: Support base 30: Squeegee moving device (moving device)
31: head driving device, 32: squeegee head,
33: lifting
Wr: Width (of solder roll), Lr: Length (of solder roll) 75: Solder cream (attached to squeegee and hanging down) 75a: Lower end, Ld: Hanging length 81: Substrate Hd: Rise height, Hp : Preparatory height Hr: Printing height Dr: Movement distance (in backward direction) P1: First position (of squeegee) P2: Second position (of squeegee) Pd: Attachment (bottom end of cream solder attached) Position N: Distance (between attachment position and squeegee) Cm1 to Cm3: Movement trajectory
Claims (3)
前記スキージを前記スクリーンに垂直な方向に昇降させるとともに、前記スキージを前記スクリーンの上面に平行な方向に移動させる移動装置と、
前記移動装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記スキージを前記スクリーンの上方に退避させた上昇高さから前記スキージに付着した前記クリームはんだの下端が前記スクリーンの上面に付着する準備高さまで前記スキージを一次下降させる一次下降工程と、
前記スクリーンの上面のうち前記クリームはんだの下端が付着した位置から前記スキージの下端部までの距離が増加するように、前記印刷処理における前記スキージの進行方向とは反対の後退方向に前記スキージを後退させる後退工程と、
前記スキージの前記下端部が前記スクリーンに接触する所定の印刷高さまで前記スキージを二次下降させる二次下降工程と、
前記スクリーンに沿って前記スキージを摺動させる印刷工程と、
前記印刷工程の後、前記はんだロールの外周に沿って前記スキージを円弧状に移動させた後に前記スキージを上昇させる上昇工程と、を実行し、
前記制御装置は、前回の印刷処理における前記上昇工程の前記スキージの移動軌跡および移動速度の少なくとも一方に基づいて、前記準備高さを補正するはんだ印刷機。 A solder printing machine in which a solder roll formed by kneading cream solder placed on the upper surface of a screen is moved along the screen by a squeegee, and printing is performed on a substrate arranged on the lower surface side of the screen. There is
a moving device that raises and lowers the squeegee in a direction perpendicular to the screen and moves the squeegee in a direction parallel to the upper surface of the screen;
a control device that controls the operation of the moving device;
The control device is
a primary lowering step of primarily lowering the squeegee from a raised height at which the squeegee is retracted above the screen to a preparation height at which the lower end of the cream solder adhered to the squeegee adheres to the upper surface of the screen;
The squeegee is retracted in a retracting direction opposite to the advancing direction of the squeegee in the printing process so that the distance from the lower end of the cream solder on the upper surface of the screen to the lower end of the squeegee increases. a retreating step of causing
a secondary lowering step of secondary lowering the squeegee to a predetermined printing height where the lower end of the squeegee contacts the screen;
a printing step of sliding the squeegee along the screen;
after the printing step, performing a lifting step of moving the squeegee in an arc shape along the outer periphery of the solder roll and then lifting the squeegee ;
The solder printer , wherein the control device corrects the preparation height based on at least one of a moving locus and a moving speed of the squeegee in the rising process in the previous printing process .
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