JPH05185580A - クリームはんだ印刷機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印刷マスク３と回路基板２との密着印刷の性
能を高めるとともに、版離れ時におけるクリームはんだ
の引きちぎり現象を抑制してクリームはんだの印刷精度
を高める。 【構成】 バックアッププレート27に基板吸着孔32を設
け、真空吸着により回路基板２をバックアッププレート
27に固定する。バックアッププレート27の両側にはクラ
ンププレート25ａ，25ｂを設け、このプレート表面26に
真空吸引孔30を設け、回路基板２にクリームはんだを印
刷する際には印刷マスク３の裏面をプレート表面26に吸
着固定して印刷マスク３の裏面を回路基板２に強制的に
密着させる。バックアッププレート27はサーボモータ18
により上下移動自在に構成し、回路基板２にクリームは
んだを印刷した後、版離れを行うときには、サーボモー
タ18によりバックアッププレート27をゆっくりと下降さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板にクリームは
んだを印刷するクリームはんだ印刷機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５には一般的なクリームはんだ印刷機
の概略が示されている。同図において、印刷テーブル１
はＸ，Ｙ，Ｚの直交３軸方向の移動とθ回転移動（Ｘ，
Ｙ平面上での回転移動）とが自在となっており、この印
刷テーブル１の上側に回路基板２がクランプ等を利用し
て固定されている。印刷テーブル１の上側には印刷マス
ク３が配置されており、回路基板２にクリームはんだを
印刷するときには、印刷テーブル１を上方移動して回路
基板２の表面を印刷マスク３の裏面に密着させ、この状
態で、スキージ５を図示されていない駆動機構を動作さ
せてクリームはんだ４が塗布されている印刷マスク３の
表面に圧接しながら移動させて、印刷マスク３の開口６
のパターン形状に対応したクリームはんだ４の層を回路
基板２上に転写するものである。

【０００３】このクリームはんだ４の印刷の終了時に
は、図６に示す如く、印刷テーブル１を同図（ａ）の位
置から下降させて回路基板２を印刷マスク３の裏面から
離して印刷マスク３と回路基板２との版離れを行い、印
刷テーブル１が所定位置まで下降した状態で、印刷済み
の回路基板２の取り外しと、次の回路基板の取り付けが
行われ、クリームはんだ４の印刷作業が引き続き行われ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】回路基板１の表面を印
刷マスク３の裏面に密着させてクリームはんだ４の印刷
を行うとき、実際には、回路基板１の表面にはシルク印
刷の部分や、はんだレジストの形成部があって平滑でな
かったり、基板表面にごみ等が付着していたり、あるい
は、印刷マスク３の裏面と回路基板２の表面との平行度
に狂いが生じていたり、回路基板２に反りがあったりし
て、回路基板２の表面を印刷マスク３の裏面に確実に密
着させることができない各種の要因があり、クリームは
んだの印刷精度を高めることができないという問題があ
った。

【０００５】また、クリームはんだの印刷終了後に、印
刷テーブル１を下降させて版離れを行うとき、図６の
（ａ）および図４の（ａ）の印刷終了時の状態からこれ
らの図の（ｂ）に示すように回路基板２側が下降し始め
ると、クリームはんだ４の粘着力によって、回路基板２
と一体的になって印刷マスク３も下方に撓み変形する。
そして、これらの図の（ｃ）に示すように、印刷マスク
３の撓みによる復元力がクリームはんだ４の粘着力に打
ち勝つ位置まで下降したときに、印刷マスク３は回路基
板２から離れるが、このとき、印刷マスク３は弾性復元
力でもって、回路基板２から上方に跳ね上がるように離
れるため、その跳ね上がり時に、図４の（ｂ）に示す如
く伸びたクリームはんだ４が引きちぎられるので、印刷
マスク３の開口６から型抜きされるクリームはんだの形
状がシャープにならず、印刷精度が悪くなるという問題
が生じる。

【０００６】図３はクリームはんだ４の印刷後、回路基
板２を下降させたときの回路基板２と印刷マスク３とク
リームはんだ４との下降変位をレーザー変位計を用いて
測定した結果のグラフであり、縦軸は変位を示してお
り、横軸は時間を示している。Ａ点を起点とした回路基
板２の下降開始とともに、前記クリームはんだ４の粘着
力によって印刷マスク３は撓みながら下降追従し、Ｂの
点で、版離れが生じる。このとき、印刷マスク３は弾性
復元力でもって跳ね上がり、撓みのないフリーの位置に
復帰する。なお、図中、Ｈは回路基板２の表面を印刷マ
スク３に密着させるために、印刷マスク３側に圧接して
押し込んだ押し込み量を示している。前記クリームはん
だ４の粘着力による印刷マスク３の撓み量は回路基板２
の下降速度が大きくなるほど大きくなり、版離れ時の跳
ね上がり力も大きくなり、クリームはんだの引きちぎれ
が発生し易くなる。この引きちぎれはクリームはんだの
印刷精度を悪化させる要因となっていた。

【０００７】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、クリームはんだの印
刷時に、回路基板の表面を印刷マスクの裏面に確実に密
着させることができ、版離れ時には、回路基板の下降速
度を制御して、版離れ時のクリームはんだの引きちぎれ
現象を抑制して、印刷精度を高めることができるクリー
ムはんだ印刷機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、本
発明は、印刷マスクの裏面に回路基板を密着させ、クリ
ームはんだが塗布された印刷マスクの表面にスキージを
圧接移動させて印刷マスクの開口パターンに対応した形
状のクリームはんだ層を回路基板に印刷するクリームは
んだ印刷機において、回路基板の両サイドにはクランプ
プレートがプレート表面を印刷位置における回路基板の
表面と同一平面か又は僅かに低い面にして配置され、こ
のクランププレート間には回路基板を載置保持するバッ
クアッププレートがクランププレートに対して相対上下
移動自在に配置されており、また、前記印刷マスクの裏
面をクランププレートのプレート表面に当接固定させて
回路基板に対向する印刷マスクの裏面を回路基板に強制
的に密着させるマスク強制密着手段と、回路基板をバッ
クアッププレートに保持固定する基板固定手段と、バッ
クアッププレートの移動速度を制御可能なバックアップ
プレート上下駆動手段とを備えていることを特徴として
構成されている。

【０００９】

【作用】上記構成の本発明において、バックアッププレ
ートの上面に回路基板を載置し、基板固定手段により回
路基板をバックアッププレートに保持固定し、回路基板
の表面を印刷マスクの裏面に押し込むか、あるいは近接
させた状態でマスク強制密着手段を動作させることによ
り、印刷マスクの裏面は強制的にクランププレートの表
面に当接固定され、回路基板に対向する印刷マスクの裏
面は回路基板に圧接されて確実に密着する。

【００１０】この状態で、回路基板上にクリームはんだ
の印刷が行われ、この印刷終了時に、印刷マスクの裏面
をクランププレートで固定保持した状態で、バックアッ
ププレートを速度制御によりゆっくりと下降することに
より、クリームはんだの引きちぎれがない状態で版離れ
が行われる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例で説明し
た部材と同一の部材には同一符号を付し、その重複説明
は省略する。図１および図２には本発明に係るクリーム
はんだ印刷機の一実施例が示されている。これらの図に
おいて、回転テーブル７はＸ，Ｙ，Ｚの３軸直交座標の
Ｘ，Ｙ方向の移動とθ方向（Ｘ，Ｙ平面上での回転方
向）の移動とが可能な移動台８に固定されており、この
移動台８の動作により、回転テーブル７はＸ，Ｙ方向の
移動と、水平平面上での回転移動とが自在となってお
り、この回転テーブル７の四隅位置にエアシリンダ10が
固定されている。この各エアシリンダ10のロッド11の先
端には基台テーブル12が固定されており、この基台テー
ブル12は前記エアシリンダ10によって上下移動（Ｚ方向
の移動）が自在となっている。

【００１２】基台テーブル12にはボールネジ13の基端側
が回転自在に取り付けられており、ボールネジ13の上部
側には高さ調整台14が配設されている。この高さ調整台
14にはボールネジ用のナット15が固定されており、この
ナット15は前記ボールネジ13に嵌め合わされており、ボ
ールネジ13の正逆所望方向の回転により高さ調整台14が
上下移動するようになっている。前記回転テーブル７と
高さ調整台14には滑り軸受16ａ，16ｂが設けられてお
り、この滑り軸受16ａ，16ｂには摺動シャフト17が上下
摺動自在に挿通されており、この摺動シャフト17は基台
テーブル12に固定されており、前記エアシリンダ10の駆
動により、基台テーブル12が上下移動するとき、その移
動は摺動シャフト17に規制されて行われている。また、
基台テーブル12にはサーボモータ18が取り付けられてお
り、このサーボモータ18の出力軸20は基台テーブル12の
上側に突出されており、この出力軸20には駆動プーリ21
が嵌合固定されている。駆動プーリ21はタイミングベル
ト22に噛み合っており、このタイミングベルト22は前記
ボールネジ13のシャフトに取り付けられているタイミン
グベルト用プーリ23に掛け渡されており、サーボモータ
18の正逆所望方向の回転により、タイミングベルト22を
介してボールネジ13が回転され、前記高さ調整台14の上
下移動が行われるようになっている。

【００１３】高さ調整台14には一対の脚アーム24の基端
側がそれぞれ固定されており、この脚アーム24の上端面
には一対のクランププレート25ａ，25ｂがプレート表面
26を水平にして固定されている。このクランププレート
25ａ，25ｂ間にはバックアッププレート27が配置されて
おり、このバックアッププレート27の下端は前記高さ調
整台14に固定されている。バックアッププレート27の上
端面は水平面となっており、このバックアッププレート
27の上端面に回路基板２を載置固定したとき、クリーム
はんだの印刷作業位置で、基板２の表面に対してクラン
ププレート25ａ，25ｂのプレート表面26の高さ位置は、
回路基板２の表面と等しいか、あるいは僅かに低い面と
なるように設定されている。

【００１４】このクランププレート25ａ，25ｂのプレー
ト表面26にはクランププレートの長さ方向に沿って複数
の吸着溝28が形成されており、この各吸着溝28の底面に
は真空吸引孔30が開けられており、この真空吸引孔30は
真空ポンプ等の真空発生装置31に接続されている。この
吸着溝28と真空吸引孔30は印刷マスク３の裏面を吸着固
定するマスク強制密着手段として機能している。

【００１５】前記バックアッププレート27には回路基板
２を吸着固定する基板固定手段としての基板吸着孔32が
設けられており、この基板吸着孔32も前記真空発生装置
31に接続されており、真空発生装置31の真空吸引によ
り、バックアッププレート27に載置された回路基板２の
固定保持が行われる。なお、前記サーボモータ18はバッ
クアッププレート27の上下駆動手段として機能する。

【００１６】本実施例は上記のように構成されており、
次に、クリームはんだの印刷動作について説明する。ま
ず、基台テーブル12が下降している位置で、図示されて
いない搬送手段によって回路基板２がバックアッププレ
ート27上に搬送され、バックアッププレート27の上面に
位置合わせ状態で載置される。この状態で、真空発生装
置31の駆動により、回路基板２は基板吸着孔32を利用し
てバックアッププレート27に吸着されて保持固定され
る。次に、サーボモータ18が回転され、これに伴いタイ
ミングベルト22が駆動プーリ21に駆動されて、プーリ23
間を周回移動することにより、ボールネジ13が回転さ
れ、これに螺合するナット15側の高さ調整台14が上昇移
動し、この高さ調整台14に固定されているバックアップ
プレート27も連動して上昇移動し、バックアッププレー
ト27に載置固定されている回路基板２は印刷作業の所定
高さ位置にセットされる。このセット状態で、回路基板
２の表面はクランププレート25ａ，25ｂのプレート表面
26と同一高さか、あるいはプレート表面26よりも僅かに
高い位置となる。

【００１７】次に、エアシリンダ10が駆動されて、基台
テーブル12が上昇移動され、これに伴い、バックアップ
プレート27も基台テーブル12と一体的に上昇移動して回
路基板２の表面は印刷マスク３の裏面に圧接又は近接さ
れる。

【００１８】次に、前記真空発生装置31により、真空吸
引孔30の真空吸引が行われて、印刷マスク３の裏面はク
ランププレート25ａ，25ｂのプレート表面26に吸着固定
される。この印刷マスク３の吸着固定により、たとえ、
印刷マスク３の水平度が多少狂っていても、また、回路
基板２にうねりや反り等が生じていても、印刷マスク３
は回路基板２の左右両側でプレート表面26に吸着される
ので、回路基板２に対向する印刷マスク３の裏面は回路
基板２の表面に確実に密着する。

【００１９】この状態で、従来例と同様に、クリームは
んだ４が塗布された印刷マスク３の上面をスキージ５を
押し付けながら移動することにより、印刷マスク３の開
口６のパターン形状に対応するクリームはんだの層が回
路基板２の表面に転写される。このクリームはんだ４の
転写後、印刷マスク３の裏面をプレート表面26に吸着し
たままの状態で、サーボモータ18を逆方向に回転してバ
ックアッププレート27を下降させて版離れを行う。この
版離れの動作時には、サーボモータ18を最初は低速で回
転し、バックアッププレート27をゆっくりと下降して版
離れを行い、この版離れ完了時以降はサーボモータ18の
回転速度を上げてバックアッププレート27を速やかに下
降定位置に下げる。また、版離れが完了した以降に真空
吸引孔30からの真空吸引を停止して印刷マスク３のプレ
ート表面26への吸着固定状態を解除する。次に、エアシ
リンダ10を動作させて基台テーブル12を下降し、真空発
生装置31による基板吸着孔32を利用した基板の吸着を停
止してクリームはんだが印刷された回路基板２の取り出
しが行われ、続いて、次の印刷を行う回路基板２が搬送
されてバックアッププレート27にセットされる。この回
路基板２のセットからクリームはんだの印刷、版離れ、
印刷された回路基板２の取り出しの作業を繰り返し行う
ことにより、次々と回路基板２にクリームはんだの印刷
が行われる。

【００２０】この実施例によれば、回路基板２にクリー
ムはんだを印刷する際に、印刷マスク３の裏面は回路基
板２の両側で、同基板２の表面と同一か、あるいは僅か
に低いプレート表面26に強制的に押し付ける方向に吸着
固定されるので、回路基板２と印刷マスク３との密着が
確実となり、クリームはんだ４の印刷精度を十分に高め
ることができる。

【００２１】また、クリームはんだの印刷終了後に、印
刷マスク３の版離れを行う際には、バックアッププレー
ト27はサーボモータ18の回転速度の制御により、ゆっく
りと下降されるので、印刷マスク３が版離れする際の跳
ね上がりが緩やかとなり、クリームはんだが引きちぎら
れることなく印刷マスク３の開口６からシャープに型抜
きされるので、印刷されるクリームはんだのパターンが
崩れることがなくなり、クリームはんだの印刷精度を飛
躍的に高めることが可能となる。

【００２２】さらに、前記版離れを行うときには、印刷
マスク３の裏面をクランププレート25ａ，25ｂのプレー
ト表面26に吸着固定した状態で行うので、印刷マスク３
の固定保持部間のスパンＬ₂ は印刷マスク３のフレーム
９間のスパンＬ₁ よりも十分に短くなるので（図１）、
見かけ上、印刷マスク３の剛性が大きくなり、したがっ
て、版離れを行うとき、クリームはんだ４の粘着力によ
って印刷マスク３が回路基板２の下降に追従して撓む撓
み量が小さくなり、僅かの撓み位置で版離れを行うこと
ができるので、バックアッププレート27をゆっくりと版
離れ完了時まで下降させる時間が短くなり、これによ
り、印刷作業の作業効率を高めることができる。

【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では印刷マスク３をクランププレート25ａ，25ｂ
のプレート表面26に固定するマスク強制密着手段を、真
空吸引孔30を利用した吸着手段により構成したが、これ
を、例えば、印刷マスク３をプレート表面26に上側から
ゴムロール等の弾性部材により押し付けて固定するよう
にしてもよく、吸着以外の様々な手段を採り得るもので
ある。

【００２４】また、上記実施例では、回路基板２をバッ
クアッププレート27に吸着により固定したが、爪等のメ
カ的手段を用いて固定してもよい。

【００２５】さらに、バックアッププレート27を上下移
動する駆動手段として、サーボモータ18を用いたが、こ
の駆動手段は、版離れを行うときに、回路基板２をゆっ
くりと下降させ、版離れ以降は速度を速めて下降させる
速度制御を行うことができるものであればよく、パルス
モータ、ＤＣモータ、ＡＣモータ等、他のモータを用い
て構成することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、回路基板を載置固定するバッ
クアッププレートの両側にクランププレートを配置し、
そのプレート表面に印刷マスクの裏面を当接固定するよ
うに構成したものであるから、印刷マスクの平行度に多
少の狂いが生じていたり、回路基板の表面が平滑でなか
ったり、うねりや反り等が生じていても、印刷マスクの
裏面を回路基板の表面に確実に密着させることができ、
これにより、クリームはんだの印刷精度を高めることが
できる。

【００２７】また、バックアッププレートの上下移動速
度を制御可能としたものであるから、回路基板にクリー
ムはんだを印刷した後、回路基板と印刷マスクとの版離
れを行うとき、回路基板側をゆっくりと下降させて版離
れを行わせることができるので、版離れ時に発生する印
刷マスクの弾性復元力による跳ね上がりを緩やかにして
クリームはんだの引きちぎれ現象を抑制することがで
き、これにより、印刷マスクの開口からクリームはんだ
をシャープに型抜きすることができる結果、型崩れする
ことなくクリームはんだを回路基板に印刷することがで
き、前記印刷マスクの密着性能と相まって、クリームは
んだの印刷精度を飛躍的に高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクリームはんだ印刷機の一実施例
をスキージ部分を省略した状態で示す要部側面図であ
る。

【図２】同実施例におけるクリームはんだ印刷機の印刷
マスクとスキージ部分を省略した状態で示す斜視図であ
る。

【図３】版離れ時における回路基板と印刷マスクとクリ
ームはんだとの変位挙動を示すグラフである。

【図４】クリームはんだの印刷から版離れに至る動作の
詳細説明図である。

【図５】一般的なクリームはんだ印刷機の動作状態の模
式説明図である。

【図６】従来のクリームはんだ印刷機における印刷時か
ら版離れに至る動作の説明図である。

【符号の説明】

２ 回路基板 ３ 印刷マスク ４ クリームはんだ 10 エアシリンダ 12 基台テーブル 14 高さ調整台 18 サーボモータ 26 プレート表面 27 バックアッププレート 30 真空吸引孔 31 真空発生装置 32 基板吸着孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷マスクの裏面に回路基板を密着さ
   せ、クリームはんだが塗布された印刷マスクの表面にス
   キージを圧接移動させて印刷マスクの開口パターンに対
   応した形状のクリームはんだ層を回路基板に印刷するク
   リームはんだ印刷機において、回路基板の両サイドには
   クランププレートがプレート表面を印刷位置における回
   路基板の表面と同一平面か又は僅かに低い面にして配置
   され、このクランププレート間には回路基板を載置保持
   するバックアッププレートがクランププレートに対して
   相対上下移動自在に配置されており、また、前記印刷マ
   スクの裏面をクランププレートのプレート表面に当接固
   定させて回路基板に対向する印刷マスクの裏面を回路基
   板に強制的に密着させるマスク強制密着手段と、回路基
   板をバックアッププレートに保持固定する基板固定手段
   と、バックアッププレートの移動速度を制御可能なバッ
   クアッププレート上下駆動手段とを備えていることを特
   徴とするクリームはんだ印刷機。