JP5100194B2

JP5100194B2 - スクリーン印刷機

Info

Publication number: JP5100194B2
Application number: JP2007116589A
Authority: JP
Inventors: 光昭加藤
Original assignee: Fuji Machine Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Fuji Corp
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2027-04-26
Also published as: JP2008272964A

Description

本発明は、電子部品をプリント基板に実装するために、プリント基板に半田を印刷するスクリーン印刷方法、スクリーン印刷機及びプリント基板生産ラインに関する。

従来、電子部品を実装する電子回路基板の生産効率を向上させるため、一つの実装機内に並列させた二つの基板搬送レーンを設ける場合があった。印刷機についてもこのような実装機に合わせて、特許文献１に示すスクリーン印刷機が知られている。この印刷機は、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と、版枠に貼られた転写パターンを開口部として有するマスクと、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するカメラと、スキージと、スキージ昇降機構及び水平方向移動機構を有するスキージヘッドとを備えた印刷ユニットを二組設け、前記二組の印刷ユニットを制御する制御装置を備えたもので、前記二組の印刷ユニットの印刷テーブルに基板を搬入するための１つの搬入コンベアと、印刷テーブルから基板を搬出する１つの搬出コンベアとを設け、前記搬入及び搬出コンベアが、それぞれの印刷ユニットの間を移動可能に構成したものである。
特開２００５−８１７４５号公報

しかし、上記従来のものでは、夫々にマスクを備える二つの印刷ユニットを基板の搬送方向に対して直交する方向に並べて構成するもので、夫々の印刷ユニットに含まれる機構及び付帯する機構を構築するのに必要なスペースのため、印刷機全体が構成として大掛かりとなり、高価な装置となるとともに、プリント基板生産ラインとして搬送方向に対して直角な方向の奥行き寸法が、プリント基板生産ライン上の他の装置と比較して大きくなってしまうというおそれがあった。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、並列させた基板搬送レーンを設けた実装機に、半田を印刷して基板を効率よく供給でき、コンパクトでプリント基板生産ラインの配置スペースに極めて適切に収まることができる印刷方法、印刷機及びプリント基板生産ラインを提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、プリント基板の搬入及び搬出を行う基板搬送装置と、該基板搬送装置により搬入されたプリント基板を印刷位置で支持する基板支持装置と、複数の貫通孔からなるパターンが形成されたスクリーンマスクと、該スクリーンマスクを保持するマスク保持装置と、該マスク保持装置に保持された前記スクリーンマスク上を摺動することにより、該スクリーンマスク上に置かれた印刷剤を該スクリーンマスクに形成されたパターンに押し込むスキージと、該スキージを摺動させるため、前記スキージと前記スクリーンマスクとを相対的に移動させる相対移動装置と、前記基板支持装置、前記マスク保持装置、前記スキージ、前記相対移動装置及び前記基板搬送装置の作動を制御する作動制御装置と、を備えたスクリーン印刷機において、前記スクリーンマスクは、一枚のスクリーンマスクに、プリント基板の異なった印刷面を夫々印刷するための第１のパターンと第２のパターンの前記複数の貫通孔が形成されたものであり、前記基板支持装置は、前記第１のパターンを使用して印刷する第１の印刷位置にてプリント基板を支持する第１の基板支持装置と、前記第２のパターンを使用して印刷する第２の印刷位置にてプリント基板を支持する第２の基板支持装置と、を有し、前記第１の印刷位置と前記第２の印刷位置とは、プリント基板の搬送方向に並べて定められたものであり、前記スキージは、前記第１の印刷位置で摺動可能な第１のスキージと、前記第２の印刷位置で摺動可能な第２のスキージと、を有し、前記相対移動装置は、前記第１のスキージが係脱可能に設けられ、該第１のスキージを前記プリント基板の搬送方向に対して直角な方向に摺動させる第１の相対移動装置と、前記第２のスキージが係脱可能に設けられ、該第２のスキージを前記搬送方向に対して直角な方向に摺動させる第２の相対移動装置と、を有し、前記作動制御装置は、第１のプリント基板を、前記基板搬送装置により搬入させて、前記第１の基板支持装置により前記第１の印刷位置に位置決めさせ、前記第１の相対移動装置により前記第１のスキージを摺動させて、前記第１の印刷位置で前記第１のプリント基板の印刷面に前記第１のパターンの印刷を行わせ、前記第１のパターンの印刷が行われたプリント基板を、前記基板搬送装置により搬出させ、第２のプリント基板を、前記基板搬送装置により搬入させて、前記第２の基板支持装置により前記第２の印刷位置に位置決めさせ、前記第２の相対移動装置により前記第２のスキージを摺動させて、前記第２の印刷位置で前記第２のプリント基板の印刷面に前記第２のパターンの印刷を行わせ、前記第２のパターンの印刷が行われたプリント基板を、前記基板搬送装置により搬出させ、前記第１及び第２の印刷位置に跨る長さの大きなプリント基板を印刷する際に、前記第１及び第２の相対移動装置は、前記第１及び第２のスキージを、前記第１及び第２の印刷位置に跨る長尺のスキージに取り替え、前記作動制御装置は、前記第１及び第２の相対移動装置により、前記長尺のスキージを摺動させることである。

第１の印刷位置と第２の印刷位置において、１枚のスクリーンマスクに設けられた第１のパターンと第２のパターンという二種類の印刷ができるので、例えば、当該スクリーン印刷機の後工程に、二種類の基板搬送レーンを並列させて設けた実装機が設置されても、夫々異なったパターンを印刷した基板を効率よく当該実装機に供給する印刷ラインを構築することができる。そして、一枚のスクリーンマスクに収まる寸法内で二種類のパターンの印刷ができるので、全体としてコンパクトに印刷することができる。
そして、第１の印刷位置と第２の印刷位置とがプリント基板の搬送方向（Ｘ軸方向）に並べられているので、後工程の実装機の並列させた基板搬送レーンに、異なったパターンの印刷がされたプリント基板を夫々効率よく供給することが可能でありながら、印刷機の奥行き寸法（Ｙ軸方向）を大きく取ることなく極めて省スペースとすることができ、さらに、第１のスキージと第２のスキージとを必要に応じて長尺のスキージに取り替えることにより、第１の印刷位置及び第２の印刷位置に跨るような大きいプリント基板の印刷を、簡単にかつ迅速に変更して行うことができるので、印刷されるプリント基板の様々な寸法に柔軟に対応させて印刷することができる。

本発明に係るスクリーン印刷機の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１はスクリーン印刷機の概要を示す斜視図であり、図２はスキージの構成を示す図である。

スクリーン印刷機２は、ベース４上にプリント基板６を搬送方向であるＸ軸方向に搬送する基板搬送装置８、プリント基板６を印刷位置で支持する基板支持装置１０、スクリーンマスク１２を保持するマスク保持装置１４と、スキージ装置１６とを備えている。

基板搬送装置８は、図１に示すように、プリント基板６を搬入するインコンベヤ１８とプリント基板６を印刷位置付近まで搬送するメインコンベヤ２０とプリント基板６を搬出するアウトコンベヤ２２とで構成される。これらのインコンベヤ１８、メインコンベヤ２０、アウトコンベヤ２２は、ベース上に夫々一対のガイド図略が設けられ、これらのガイドには夫々図略のコンベヤベルトが環状に配設されている。また、これらのコンベヤベルトは夫々図略のプーリに張架され、これらのプーリは図略の駆動モータに連結されている。上記コンベヤベルトが循環させられることにより、プリント基板６が搬送される。また、前記駆動モータは作動制御装置３０により作動が制御されている。また、前記各ガイドの間は搬送されるプリント基板６の大きさに合わせて調節可能になっている。

また、基板搬送装置（メインコンベヤ２０）８の少し上方には、Ｘ軸方向に並ぶ第１の印刷位置Ａと第２の印刷位置Ｂとが定められている。

基板支持装置１０は、メインコンベヤ２０の位置に組み合わされて構成され、前記第１の印刷位置Ａに対応する第１の基板支持装置１０ａと前記第２の印刷位置Ｂに対応する第２の基板支持装置１０ｂを備え、前記ガイド２６の間にプリント基板６が載置される図略の基板支持台を夫々備えている。これらの基板支持台は図略の昇降装置によって夫々昇降させられるようになっている。メインコンベヤ２０の図略のガイドの先端部には図略のクランプ装置が設けられ、該クランプ装置は図略の一対のクランプ部材を備えている。該クランプ部材の一方は固定されて固定クランプ部材とされ、他方は可動クランプ部材としてＸ軸方向に直角なＹ軸方向に移動可能になっている。プリント基板６はインコンベヤ１８を経てメインコンベヤ２０により搬送され、メインコンベヤ２０にて図略のストッパ(第１の印刷位置Ａ或いは第２の印刷位置Ｂに対応する)により停止されたプリント基板６は、前記基板支持台によりメインコンベヤ２０から印刷位置に持ち上げられ、前記クランプ装置にクランプされた状態でスクリーンマスク１２に接触するようになっている。

マスク保持装置１４は、図２及び図３に示すように、マスク支持台３４を備え、スクリーンマスク１２とその周縁に固定された保持枠３６とを支持するようになっている。マスク支持台３４は矩形の枠体であり、その上に保持枠３６を載置して位置決め固定するようになっている。

スクリーンマスク１２は、銅、ステンレス鋼、ニッケル等の金属からなるメタル部分とその外周に弾性変形し易いメッシュ部分からなるいわゆるコンビネーションマスクである。スクリーンマスク１２には、図５に示すように、前記第１の印刷位置Ａに対応する位置にプリント基板６の表面を印刷するための貫通孔の第１のパターン４０が形成され、前記第２の印刷位置Ｂに対応する位置にプリント基板６の裏面を印刷するための貫通孔の第２のパターン４２が形成されている。また、スクリーンマスク１２の上には、図略の半田供給装置よりペースト状の半田が供給されるようになっている。

スキージ装置１６は、図２及び図３に示すように、Ｘ軸方向に並んだ一対の第１のスライド４６及び第２のスライド４８と、第１のスライド４６に保持される第１の昇降装置４９及び第３の昇降装置５０と、第１の昇降装置４９に保持される請求項に言うスキージとしての第１のスキージユニット５４と、第３の昇降装置５０に保持される同スキージとしての第３のスキージユニット５５と、第２のスライド４８に保持される第２の昇降装置５１及び第４の昇降装置５２と、第２の昇降装置５１に保持される同スキージとしての第２のスキージユニット５６と、第４の昇降装置５２に保持される同スキージとしての第４のスキージユニット５７と、第１のスライド４６及び第２のスライド４８をＹ軸方向に送る第１のスライド送り装置５８及び第２のスライド送り装置６０と、を備えている。スライド送り装置５８,６０は、駆動源としてのサーボモータ４３とボールねじ機構４５とを含み、サーボモータ４３の回転がボールねじ機構４５により直線運動に変換されて、前記第１のスライド４６及び前記第２のスライド４８が夫々独立してＹ軸方向に移動させられる。また、このサーボモータ４３は作動制御装置３０によって制御される。スライド４６,４８の移動は、第１及び第２のスライド４６,４８の間にＹ軸方向に延在する中間部ガイドレール６２と、各スライド４６,４８の外側面に夫々設けられ中間部ガイドレール６２に平行な外側ガイドレール６４と、第１のスライド４６及び第２のスライド４８の両側面に夫々固定されて中間部ガイドレール６２及び外側ガイドレール６４に相対移動可能に夫々嵌合するガイドブロック６６とにより案内される。これらの昇降装置４９,５０,５１,５２、スライド４６,４８及びスライド送り装置５８,６０により相対移動装置を構成する。

前記スライド４６,４８には一対の側壁及び天壁を備えて門形をなすフレーム７０が固定されている。第１のスライド４６に固定されるフレーム７０には、第１の昇降装置４９及び第１のスキージユニット５４と、第３の昇降装置５０及び第３のスキージユニット５５とが、スキージ本体４７の移動方向（摺動方向）に直交する面に対して左右対称に設けられている。第２のスライド４８に固定されるフレーム７０にも、同様に第２の昇降装置５１及び第２のスキージユニット５６と、第４の昇降装置５２及び第４のスキージユニット５７と、が設けられている。これらの昇降装置４９,５０,５１,５２及びスキージユニット５４,５５,５６,５７は構成が同じであり、第１の昇降装置４９及び第１のスキージユニット５４を代表例として説明する。

第１の昇降装置４９は、図２及び図３に示すように、エアが封入されるシリンダ部７２と封入されるエアの圧力によりシリンダ部７２内を摺動するピストン部７４とを有している。このピストン部７４の下端部にはガイドロッド７８が固定され、ガイドロッド７８は第１のスライド４６に立設された案内筒７６に摺動可能に嵌合されてスキージ本体４７の昇降を案内するようになっている。シリンダ部７２は、図略のエアホースを介して図略のエアポンプに連通され、前記エアホースの途中に設けられた図略の電磁弁によりエアの供給が制御されるようになっている。また、この電磁弁は作動制御装置３０により制御される。

第１のスキージユニット５４は、スキージ本体４７と、第１の昇降装置４９の下部にスキージ本体４７を組み付けるスキージ保持部材８０とを備えている。スキージ保持部材８０は前記ガイドロッド７８の下端部に蝶螺子等により係脱可能に連結されている。スキージ保持部材８０は、スキージ本体４７の摺動方向と直角な方向（Ｘ軸方向）に延在する長尺材で形成され、スキージ保持部材８０にはスキージ本体４７がボルト等により着脱可能に固定されている。スキージ本体４７は、例えば薄いステンレス板から成り、スキージ保持部材８０により、スキージ移動方向と直角な方向に延在する姿勢で保持されている。また、スキージ本体４７はスクリーンマスク１２に直角な平面に対して前傾した状態で保持されている。

また、上記スクリーン印刷機２は、図４に示すように、プリント基板生産ライン１００に組み込まれている。このプリント基板生産ライン１００は、スクリーン印刷機２の上流側には基板供給装置１０２と、第１のシャトルコンベヤ１０４とを備え、スクリーン印刷機２の下流側には、第２のシャトルコンベヤ１０６と、実装機１０８と、リフロー炉１１０と、基板格納装置１１２と、基板搬出コンベヤ１１４と、を備えている。また、基板搬出コンベヤ１１４の終端をプリント基板生産ライン１００の始点側に連絡する基板回送コンベヤ１１６とを備えている。

基板供給装置１０２は、供給するプリント基板６を複数枚ストックしており、必要に応じてプリント基板６を第１のシャトルコンベヤ１０４を介してスクリーン印刷機２へと払い出す。この基板供給装置１０２の隣には、基板再供給コンベヤ１１８が並設され、基板再供給コンベヤ１１８には、前記基板回送コンベヤ１１６の終端が連結されている。

第１のシャトルコンベヤ１０４は、プリント基板６を載置してＹ軸方向に移動可能なスライド搬送盤１０５を有し、スライド搬送盤１０５は、Ｙ軸方向の各移動端において基板供給装置１０２と基板再供給コンベヤ１１８とに整列し、基板供給装置１０２又は基板再供給コンベヤ１１８から受け渡されたプリント基板６をスクリーン印刷機２のインコンベヤ１８に搬出するように構成される。

第２のシャトルコンベヤ１０６は、プリント基板６を載置してＹ軸方向に移動可能なスライド搬送盤１０７を有し、スライド搬送盤１０７は、実装機１０８の第１の搬送レーン１２０及び第２の搬送レーン１２２の夫々にある後述の基板搬送装置１２７,１２９に移動端において整列し、スクリーン印刷機２のアウトコンベヤ２２から搬出されたプリント基板６を第１の搬送レーン１２０又は第２の搬送レーン１２２に搬送するよう構成される。

実装機１０８は、Ｘ軸方向に延在し、Ｙ軸方向に並ぶ前記第１及び前記第２の搬送レーン１２０,１２２を有し、各搬送レーン１２０,１２２には、プリント基板６を搬送して位置決めする第１の基板搬送装置１２７及び第２の基板搬送装置１２９、電子部品を供給する部品供給装置（図略）、部品供給装置により供給された電子部品をプリント基板に装着する部品移載装置（図略）を備えている。

リフロー炉１１０は、Ｘ軸方向に延在してＹ軸方向に並ぶ第１のリフローレーン１２６及び第２のリフローレーン１２８を有し、各リフローレーンは夫々第１の基板搬送装置１３１及び第２の基板搬送装置１３３を備えている。また、各リフローレーン１２６,１２８は、温度プロファイルに基づき温度制御される加熱ゾーン（図略）と冷却ゾーン（図略）とをそれぞれ備え、プリント基板６の半田を溶融・硬化させて電子部品をプリント基板６に固定する。

基板搬出コンベヤ１１４は、基板回送コンベヤ１１６の始点に連結し、第１のリフローレーン１２６から第１の基板搬送装置１３１によって搬送されたプリント基板６を基板回送コンベヤ１１６に搬出する。基板回送コンベヤ１１６は、プリント基板６を基板再供給コンベヤ１１８へ搬送し、プリント基板６を再度、印刷・実装・リフローするラインへ送り込む。基板格納装置１１２は、第２のリフローレーン１２８から第２の基板搬送装置１３３により搬送されたプリント基板６を縦積みして格納するよう構成される。

上記のように構成されたスクリーン印刷機の作動について、図面に基づき以下に説明する。本実施形態におけるスクリーン印刷機２を使用して、プリント基板６に印刷剤としてペースト状の半田４４を印刷する場合には、スクリーンマスク１２が固定されているマスク支持台３４上に位置決めされ、そのスクリーンマスク１２の上に前記半田供給装置より半田４４が載せられる。

スキージ装置１６において、図５に示すように、第１のスライド４６及び第２のスライド４８はスクリーンマスク１２の印刷領域中、Ｙ軸方向において一方の端（図５において下方）に位置し、第１のスキージユニット乃至第４のスキージユニット５４,５５,５６,５７は、いずれも上昇端に位置される。そして、プリント基板（第１のプリント基板）６が、図６に示すように、インコンベヤ１８及びメインコンベヤ２０により搬入され、基板支持装置１０により上昇させられてスクリーンマスク１２の下面に接触する第１の印刷位置Ａに位置決め保持される。

続いて、前記電磁弁が開かれて、第１の昇降装置４９により第１のスキージユニット５４が下降されて、第１のスキージユニット５４のスキージ本体４７の下端がスクリーンマスク１２の上面に接触する状態となる。このとき、他のスキージユニット５５,５６,５７は上昇端に保持されたままの状態にある。続いて、前記サーボモータ４３を駆動させて、図７に示すように、第１のスライド４６をＹ軸方向（図７において上方向）に移動させ、第１のスキージユニット５４及び第３のスキージユニット５５をＹ軸方向に移動させる。このとき第１のスキージユニット５４のスキージ本体４７が、スクリーンマスク１２の表面に接触しながら摺動し、スクリーンマスク１２上に置かれた半田４４を貫通孔の第１のパターン４０に押し込んで、プリント基板６の表面に第１のパターンの印刷を行う。

次に、基板支持装置１０を下降させて第１のパターンに表面が印刷されたプリント基板６をメインコンベヤ２０に移し替える。そして、図８に示すように、メインコンベヤ２０及びアウトコンベヤ２２を作動させ、第１のパターンに表面が印刷されたプリント基板６を、第２のシャトルコンベヤ１０６を経て次工程である実装機１０８の第１の搬送レーン１２０へと搬出する（図４参照）。

第１の搬送レーン１２０に搬入されたプリント基板６は、第１のパターンに印刷された半田の上に前記部品移載装置により電子部品が装着される。そして、電子部品が表面に装着されたプリント基板６は、基板搬送装置１２７により、図４に示すように、リフロー炉１１０の第１のリフローレーン１２６に搬出される。リフロー炉１１０の第１のリフローレーン１２６に搬入されたプリント基板６は、第１の基板搬送装置１３１で搬送されながらリフロー炉内の前記加熱ゾーンで加熱されることにより印刷された半田が溶融し、続いて前記冷却ゾーンで冷却されることにより、溶融された半田が固化されて電子部品がプリント基板６の表面に固定される。

表面に電子部品が実装（固定）されたプリント基板６は、第１の基板搬送装置１３１より基板搬出コンベヤ１１４を経て基板回送コンベヤ１１６に移される。移されたプリント基板６は基板回送コンベヤ１１６によりプリント基板生産ライン１００の始点の基板供給位置１０２に並設された基板再供給コンベヤ１１８へと回送される。基板再供給コンベヤ１１８ではプリント基板６は裏面が上に返され、該裏面が上に返されたプリント基板６は、基板再供給コンベヤ１１８に第１のシャトルコンベヤ１０４が整列されて、搬送ラインをＹ軸方向（図４において下方）にスライドさせられてスクリーン印刷機２のインコンベヤ１８に搬送される。

次に、プリント基板（第２のプリント基板）６は、図９に示すように、インコンベヤ１８よりメインコンベヤ２０に搬入され、基板支持装置１０により上昇させられてスクリーンマスク１２の下面に接触する第２の印刷位置Ｂに位置決め保持される。続いて同様に、第２の昇降装置５１により第２のスキージユニット５６が下降されて、第２のスキージユニット５６のスキージ本体４７の下端がスクリーンマスク１２の上面に接触する状態となる。このとき、他のスキージユニット５４,５５,５７は上昇端に保持されたままの状態にある。続いて、前記サーボモータ４３を作動させて、図１０に示すように、第２のスライド４８をＹ軸方向に移動させ、第２のスキージユニット５６及び第４のスキージユニット５７をＹ軸方向に移動させる。このとき第２のスキージユニット５６のスキージ本体４７が、スクリーンマスク１２の表面に接触しながら摺動し、スクリーンマスク１２上に置かれた半田４４を貫通孔の第２のパターン４２に押し込んで、プリント基板６の裏面に第２のパターンの印刷を行う。次に、基板支持装置１０を下降させて第２のパターンに裏面が印刷されたプリント基板６をメインコンベヤ２０に移し替える。そして、メインコンベヤ２０及びアウトコンベヤ２２を作動させて第２のパターンに裏面が印刷されたプリント基板６を、図１１に示すように、第２のシャトルコンベヤ１０６（図４参照）に移して、第２のシャトルコンベヤ１０６をＹ軸方向にスライドさせて、実装機１０８の第２の搬送レーン１２２に整列させて、前記プリント基板６を第２の搬送レーン１２２へと搬出する。

第２の搬送レーン１２２では、プリント基板６の裏面に第２のパターンに印刷された半田の上に、部品移載装置（図略）により電子部品が装着され、基板搬送装置１２４により、基板搬送装置１２４により、図４に示すように、リフロー炉１１０の第２のリフローレーン１２８に搬出される。リフロー炉１１０の第２のリフローレーン１２８に搬入されたプリント基板６は、リフロー炉内で加熱及び冷却されることにより、半田が溶融・固化されて電子部品がプリント基板６の裏面に固定される。

裏面に電子部品が実装されたプリント基板６は、基板搬出コンベヤ１１４より基板格納装置１１２に搬送され、基板格納装置１１２には表裏の両面に電子部品が実装されたプリント基板６が格納される。

一方、第１の印刷位置Ａには、図１２に示すように、新たなプリント基板６が搬入されて位置決めされる。以下、第３のスキージユニット５５が降下されて同様に印刷がおこなわれる。

なお、本実施形態においては、プリント基板の流れにより第１の印刷位置で表面に印刷されたプリント基板（第１のプリント基板）が、実装機及びリフロー炉を経て、第２の印刷位置で、同じプリント基板が第２のプリント基板として裏面に印刷するものとしたが、スクリーン印刷機での工程作業としては、表面と裏面とに異なった印刷をする同じ種類のプリント基板が複数枚あって、表面に電子部品が既に実装・リフローされた別のプリント基板が、第２の印刷位置に、連続的に搬入位置決めされて印刷される。

また、第１の印刷位置Ａと第２の印刷位置Ｂで夫々使用されるスライダ４６,４８やスキージユニット５４,５５,５６,５７は、相互に独立して作動可能であり、実施形態のように、第１の印刷位置Ａで印刷が行われた後に、第２の印刷位置Ｂで印刷が行われることに限定されず、例えば、第２の印刷位置Ｂでの印刷工程と第１の印刷位置Ａでの印刷工程とが同時に並行しておこなわれたり、第２の印刷位置Ｂでの印刷工程ばかりが連続しておこなわれたりするものでもよい。

また、第１の印刷位置Ａにおいて或るプリント基板の表面を、第２の印刷位置Ｂにおいて同じプリント基板の裏面を印刷するものとしたが、これに限定されず、例えば、各印刷位置において二種類の異なったプリント基板を夫々印刷するものでもよい。

なお、図１３に示すように、第１のスキージユニット５４及び第２のスキージユニット５６に替えて、長尺のスキージユニット１３０を使用してもよい。これにより寸法の大きいプリント基板のスクリーン印刷に柔軟に対応することができる。この場合、例えば図１４に示すように、スキージユニット１３０を相対移動装置（第１のスライド４６,第１の昇降装置４９、及び第２のスライド４８,第２の昇降装置５１）に係脱可能に保持することができる。スキージユニット１３０のスキージ保持部材１３２は、側方が開放した係止溝１３４が水平方向に形成された係合突起１３６を上部に備え、前記相対移動装置のガイドロッド１３８の下端部には、保持板部１４０と、保持板部１４０に螺入され水平方向に延在する蝶螺子固定部材１４２とを有している。また、蝶螺子固定部材１４２は押付け座金部１４４を有している。スキージユニット１３０の係止溝１３４を蝶螺子固定部材１４２に係止させるとともに、蝶螺子固定部材１４２を螺入して押付け座金部１４４で係合突起１３６を保持板部１４０に押し付けることで、容易にスキージユニット１３０を固定することができる。また、蝶螺子固定部材１４２を螺退させることで、容易にスキージユニット１３０を取り外すことができる。

また、図１５に示すように、Ｘ軸方向に延在してＹ軸方向に並行する第１及び第２の基板搬送装置１２４,１２５が設けられ、これらの基板搬送装置１２４,１２５の上方には１枚のスクリーンマスク１２が両基板搬送装置１２４,１２５に跨って固定保持されている。このスクリーンマスク１２には、貫通孔の第１のパターン４０と第２のパターン４２とがＹ軸方向に並べられて形成されている。

これらの第１のパターン４０と前記第２のパターン４２との間のピッチＰ１が、第１の印刷位置Ａと第２の印刷位置Ｂとの間のピッチＰ２（第１及び第２の基板搬送装置１２４,１２５のピッチと同じ）より狭い場合に、第１の印刷位置Ａで印刷した後に、図１６に示すように、次に、印刷する際に使用する第２のパターン４２の位置を、プリント基板６の搬送方向に直角な方向（Ｙ軸方向）にスクリーンマスク１２をピッチの差分だけスライドさせて、第２の印刷位置Ｂに合わせる。

これによると、構造上Ｙ軸方向に構築すべき設備の幅（奥行き寸法）が大きくて、既製のスクリーンマスクの幅寸法に対応できないため、Ｙ軸方向に並べて二つの印刷レーンを作ることができない場合に、容易にかつ安価に二つの印刷レーンを作ることができる。このように、印刷すべきパターン４０又は４２のいずれかを第１或いは第２の印刷位置Ａ,Ｂに合わせることにより、柔軟かつ迅速に印刷することができる。

なお、逆に第１のパターンと第２のパターンとの間のピッチが、第１の印刷位置と第２の印刷位置との間のピッチよりも広い場合にも、ピッチの差分だけＹ軸方向にスクリーンマスクをスライドさせて、印刷が開始される印刷位置にいずれかのパターンを合わせることにより、容易に印刷することができる。

また、図１７及び図１８に示すように、Ｘ軸方向に延在してＹ軸方向に並行する第１及び第２の基板搬送装置１２４,１２５が設けられ、これらの基板搬送装置１２４,１２５の上方にある第１の印刷位置Ａ及び第２の印刷位置Ｂには、夫々スクリーンマスク１２ａ,１２ｂが固定されている。各スクリーンマスク１２ａ,１２ｂには夫々異なった印刷パターン４０,４２が、各スクリーンマスク１２ａ,１２ｂ上の位置Ｍ,Ｎにおいて形成されている。

プリント基板６が搬送されて停止される搬送位置（印刷位置Ａ又はＢに対応する）と、プリント基板が印刷されるスクリーンマスク１２ａ,１２ｂの印刷パターンの位置Ｍ又はＮとに、平面上でずれが生じる場合に、夫々のスクリーンマスク１２ａ,１２ｂをＹ軸方向にずらすことにより、例えば、印刷パターンの位置Ｍを印刷位置Ａに合わせて印刷することができる。これによると、例えばスクリーンマスクが大きくて、印刷位置に二つのスクリーンマスク１２ａ,１２ｂを並べるとスクリーンマスク同士が重なってしまうときでも、重ならないようにして二つの印刷位置Ａ,Ｂで印刷することができる。

また、図１９に示すように、Ｘ軸方向に延在してＹ軸方向に並行する第１及び第２の基板搬送装置１２４,１２５が設けられ、これらの基板搬送装置１２４,１２５の上方に夫々第１の印刷位置Ａと第２の印刷位置ＢとがＸ軸方向にずらして配置されている。そして、各印刷位置Ａ,Ｂに異なったパターン４０,４２が設けられたスクリーンマスク１２ａ,１２ｂがＸ軸方向に並べられたマスク支持台３４ａ,３４ｂに夫々配置されている。これによると、例えばスクリーンマスクが大きくて、印刷位置に二つのスクリーンマスク１２ａ,１２ｂを並べるとスクリーンマスク同士が重なってしまうときでも、スクリーンマスクをＹ軸方向にずらす必要が無く、重ならないようにして二つの印刷位置で印刷することができる。また、生産ラインに位置合わせするため（例えば、実装機に、Ｘ軸方向に延在し、Ｙ軸方向に並べられた搬送レーンが設けられている場合など）、シャトルコンベヤなどの特別な設備を必要としないので、生産工数を減ずると共にコストの安いプリント基板生産ラインを構築することができる。

また、図２０に示すように、例えば図１９における印刷機において、Ｘ軸方向ガイド１５４及びＹ軸方向ガイド１５２により縦横に移動可能な検査用カメラ１５０を、第１の印刷位置Ａと第２の印刷位置Ｂとで共有して使用する。これにより印刷位置毎に設けられる設備を省力化して設備コストの低減を図ることができる。この検査用カメラ１５０は、例えば基板マークと印刷状態とを確認するものであり、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳセンサカメラ等が使用できる。

また、図２１、図２２及び図２３に示すように、相対移動装置のスライダ１６０に対して、第１及び第３の昇降装置１６４,１６６と第１及び第３のスキージユニット１６８,１７０とを有する第１のスキージセット１７２が、係脱可能に設けられている。また、第２及び第４の昇降装置１６５,１６７と第２及び第４のスキージユニット１６９,１７１とを有する第２のスキージセット１７４も、スライダ１６０に係脱可能に設けられている。また、スライダ１６０は、図略のサーボモータ及び図略のボールねじ機構を有しＸ軸方向に延在する図略のガイド装置によりシャトルガイド１６２に沿ってＸ軸方向に移動可能に構成されている。

第１のスキージセット１７２と第２のスキージセット１７４とは同じ構成なので、第１のスキージセット１７２についてスライダ１６０との係止構造を以下に代表例として説明する。図２４に示すように、スライダ１６０の下方には、図略のエアポンプにエアホース１７６を介して連通するバキューム穴１７８を備えた吸着部材１８０が配され、吸着部材１８０によって第１のスキージセット１７２が係脱可能に保持される。また、吸着部材１８０は、スライダ１６０下部に設けられた上下方向ガイド部材１８２及び図略のアクチュエータ装置によって上下動可能に設けられ、第１のスキージセット１７２を係脱する際に下降端に位置するようになっている。吸着部材１８０には第１エアシリンダ１８４と第２エアシリンダ１８６とが設けられている。また、第１のスキージセット１７２には吸着部材１８０に吸着される被吸着部材１８８が設けられている。被吸着部材１８８にはガイドピン１９０が設けられ、ガイドピン１９０と吸着部材１８０に設けられたガイド孔１９２とにより吸着の際の係止位置が定められる。被吸着部材１８８には、図２５に示すように、第１エアシリンダ１８４と第２エアシリンダ１８６のピストン部１９４が貫通する貫通孔１９６が設けられ、貫通孔１９６はガイド筒１９８に連通されている。ガイド筒１９８には、図２４及び図２６に示すように、ばね部材２００により上方へ付勢されるガイド棒２０２が設けられ、ガイド棒２０２の下部にはスキージ保持部２０４に保持されたスキージ本体２０６が設けられている。第１エアシリンダ１８４又は第２エアシリンダ１８６のピストン部１９４が下降すると、ガイド棒２０２の上部が押圧されてスキージ本体２０６が下降してスクリーンマスク１２ａに接触するように構成されている。なお、ガイド筒１９８、ガイド棒２０２及びばね部材２００により前記第１及び第３の昇降装置１６４,１６６を構成するが、その作動はスライダ１６０側に設けられた第１及び第２エアシリンダ１８４,１８６に基づくものである。

上記構成のスライダ及びスキージセットによると、第１の印刷位置Ａにおける第１のスキージセット１７２と、第２の印刷位置Ｂにおける第２のスキージセット１７４と、にスライダ１６０を共通して使用することにより各印刷位置Ａ,Ｂに設ける設備を省力化して設備コストの低減を図ることができる。

本発明に係るスクリーン印刷機の概要を示す斜視図。スキージ装置の構成を示す正面図。スキージ装置の構成を示す側面図。本実施形態のスクリーン印刷機をプリント基板生産ラインに使用した例を示す図。印刷工程を示す図。印刷工程を示す図。印刷工程を示す図。印刷工程を示す図。印刷工程を示す図。印刷工程を示す図。印刷工程を示す図。印刷工程を示す図。スキージ装置の別の実施形態を示す図。相対移動装置にスキージを組み付ける構造を示す図。別の実施形態による印刷工程を示す図。別の実施形態による印刷工程を示す図。他の実施形態を示す図。他の実施形態を示す図。他の実施形態を示す図。他の実施形態を示す図。他の実施形態の作動を示す図。他の実施形態の作動を示す図。他の実施形態の作動を示す図。他の実施形態のスキージのスライダへの係止構造を示す図。同係止構造を示す図。同作動を示す図。

符号の説明

２…スクリーン印刷機、６…プリント基板、８…基板搬送装置、１０…基板支持装置、１２…スクリーンマスク、１４…マスク保持装置、１６…スキージ装置、１８…基板搬送装置（インコンベヤ）、２０…基板搬送装置（メインコンベヤ）、２２…基板搬送装置（アウトコンベヤ）、３０…作動制御装置、４０…第１のパターン、４２…第２のパターン、４４…半田、４６…相対異動装置（第１のスライド）、４７…スキージ本体、４８…相対移動装置（第２のスライド）、４９…相対移動装置（第１の昇降装置）、５０…相対移動装置（第３の昇降装置）、５１…相対移動装置（第２の昇降装置）、５２…相対移動装置（第４の昇降装置）、５４…スキージ（第１のスキージユニット）、５５…スキージ（第３のスキージユニット）、５６…スキージ（第２のスキージユニット）、５７…スキージ（第４のスキージユニット）、５８…相対移動装置（第１のスライド送り装置）、６０…相対移動装置（第２のスライド送り装置）、１００…プリント基板生産ライン、Ａ…第１の印刷位置、Ｂ…第２の印刷位置。

Claims

プリント基板の搬入及び搬出を行う基板搬送装置と、該基板搬送装置により搬入されたプリント基板を印刷位置で支持する基板支持装置と、複数の貫通孔からなるパターンが形成されたスクリーンマスクと、該スクリーンマスクを保持するマスク保持装置と、該マスク保持装置に保持された前記スクリーンマスク上を摺動することにより、該スクリーンマスク上に置かれた印刷剤を該スクリーンマスクに形成されたパターンに押し込むスキージと、該スキージを摺動させるため、前記スキージと前記スクリーンマスクとを相対的に移動させる相対移動装置と、前記基板支持装置、前記マスク保持装置、前記スキージ、前記相対移動装置及び前記基板搬送装置の作動を制御する作動制御装置と、を備えたスクリーン印刷機において、
前記スクリーンマスクは、一枚のスクリーンマスクに、プリント基板の異なった印刷面を夫々印刷するための第１のパターンと第２のパターンの前記複数の貫通孔が形成されたものであり、
前記基板支持装置は、前記第１のパターンを使用して印刷する第１の印刷位置にてプリント基板を支持する第１の基板支持装置と、前記第２のパターンを使用して印刷する第２の印刷位置にてプリント基板を支持する第２の基板支持装置と、を有し、
前記第１の印刷位置と前記第２の印刷位置とは、プリント基板の搬送方向に並べて定められたものであり、
前記スキージは、前記第１の印刷位置で摺動可能な第１のスキージと、前記第２の印刷位置で摺動可能な第２のスキージと、を有し、
前記相対移動装置は、前記第１のスキージが係脱可能に設けられ、該第１のスキージを前記プリント基板の搬送方向に対して直角な方向に摺動させる第１の相対移動装置と、前記第２のスキージが係脱可能に設けられ、該第２のスキージを前記搬送方向に対して直角な方向に摺動させる第２の相対移動装置と、を有し、
前記作動制御装置は、
第１のプリント基板を、前記基板搬送装置により搬入させて、前記第１の基板支持装置により前記第１の印刷位置に位置決めさせ、
前記第１の相対移動装置により前記第１のスキージを摺動させて、前記第１の印刷位置で前記第１のプリント基板の印刷面に前記第１のパターンの印刷を行わせ、
前記第１のパターンの印刷が行われたプリント基板を、前記基板搬送装置により搬出させ、
第２のプリント基板を、前記基板搬送装置により搬入させて、前記第２の基板支持装置により前記第２の印刷位置に位置決めさせ、
前記第２の相対移動装置により前記第２のスキージを摺動させて、前記第２の印刷位置で前記第２のプリント基板の印刷面に前記第２のパターンの印刷を行わせ、
前記第２のパターンの印刷が行われたプリント基板を、前記基板搬送装置により搬出させ、
前記第１及び第２の印刷位置に跨る長さの大きなプリント基板を印刷する際に、
前記第１及び第２の相対移動装置は、前記第１及び第２のスキージを、前記第１及び第２の印刷位置に跨る長尺のスキージに取り替え、
前記作動制御装置は、前記第１及び第２の相対移動装置により、前記長尺のスキージを摺動させることを特徴とするスクリーン印刷機。