JP2012201024A

JP2012201024A - スクリーン及びスクリーン印刷機

Info

Publication number: JP2012201024A
Application number: JP2011068665A
Authority: JP
Inventors: Noboru Nishi; 登西
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】基板上面に凹凸があっても、その凹部及び凸部上への塗布剤の塗布作業の生産効率の向上を図ること。
【解決手段】印刷ヘッド４はスクリーン支持手段に支持されたスクリーン３上に下降してスクリーン３を上方から押圧して、支持ベース２を上昇させてスクリーン３の平板３Ａの下面にその下面に凹凸を有するプリント基板Ｐの凸面Ｐ１上面を当接させる。このとき、間隔Ｌ１より間隔Ｌ２を僅か長くしているので、スクリーン３の凸板３Ｂの下面とプリント基板Ｐの凹面Ｐ２上面との間には、僅かな間隔Ｌ３が生じることとなる。そして、スキージ１の移動により印刷する際には、初めに前記半田ペーストＨＰはペースト初期接触面１Ｂに接触してスクリーン３の各印刷パターン孔内に挿入され、更に前記凹部１Ａの内部に半田ペーストＨＰを溜め込みながら、且つローリングさせながらプリント基板Ｐ上に印刷する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上にスキージを移動させることにより塗布剤を塗布するためのスクリーン及びこのスクリーンを備えたスクリーン印刷機に関する。

この種のスクリーン印刷機は、例えば特許文献１などに開示されている。また、図６に示すように、支持ベース２により支持される基板としてのプリント基板Ｐの表面（印刷面側）に凹凸がある場合に、このプリント基板Ｐの凸面Ｐ１上にはスクリーンを介して半田ペーストＨＰをスキージを移動させることにより塗布すると共に、前記プリント基板Ｐの凹面Ｐ２上には先端部の吐出穴を介して塗布ノズル５０により前記半田ペーストＨＰを塗布する技術が考えられる。

特開２０００−２１１１０８号公報

しかし、スクリーンを利用する刷り込み方式と塗布ノズルを利用するディスペンサ方式の併用方式で、高価なものとなるばかりか、特に後者のディスペンサ方式の場合には塗布位置毎に塗布ノズルにより塗布するため、生産時間が長くなり、塗布位置が多数の場合には一層生産時間が長くなるという問題が起こる。

そこで本発明は、基板上面に凹凸があっても、その凹部及び凸部上への塗布剤の塗布作業の生産効率の向上を図ることを目的とする。

このためスクリーンに係る第１の発明は、基板上にスキージを移動させることにより塗布剤を塗布するためのスクリーンにおいて、前記基板上面の凹凸形状に合わせて、その下面を凹凸形状に形成したことを特徴とする。

スクリーンに係る第２の発明は、基板上にスキージを移動させることにより塗布剤を塗布するためのスクリーンにおいて、前記基板上面の凹部に合わせて、その下面を凸部に形成したことを特徴とする。

第３のスクリーン印刷機に係る発明は、第１又は第２の発明に係るスクリーンを備えたことを特徴とする。

第４のスクリーン印刷機に係る発明は、第１又は第２の発明に係るスクリーンに前記スキージを押し当てたときに、このスキージと接触する位置よりも印刷時の移動方向に対して前方に前記塗布剤が入り込む凹部を前記スキージに形成したことを特徴とする。

本発明は、基板上面に凹凸があっても、その凹部及び凸部上への塗布剤の塗布作業の生産効率の向上を図ることができる。

スクリーンにスキージを押し当てた状態のスクリーン印刷機の要部の簡略縦側面図である。スクリーンにスキージを押し当てた状態でプリント基板を支持している支持ベースを上昇させた状態のスクリーン印刷機の要部の簡略縦側面図である。スキージを移動させてプリント基板上の印刷し終えた状態のスクリーン印刷機の要部の簡略縦側面図である。印刷をし終えて支持ベースを下降させた状態のスクリーン印刷機の要部の簡略縦側面図である。第２の実施形態のスクリーンにスキージを押し当てた状態のスクリーン印刷機の要部の簡略縦側面図である。従来のスクリーン印刷機の要部の簡略縦側面図である。

以下、基板としてのプリント基板Ｐ上（詳細にはプリント基板Ｐの電極パッド上）に塗布剤である半田ペーストＨＰをスキージ１を移動させることにより塗布するスクリーン印刷機について、図１乃至図４を参照しながら説明する。

先ず、前記プリント基板Ｐは、基板支持装置を構成する支持ベース２により支持される裏面（被支持面）は平面であるが、表面（印刷面側）に凹凸があり、周囲に位置する凸面Ｐ１と中間位置に位置する凹面Ｐ２が形成されている。そして、前記プリント基板Ｐの前記凸面Ｐ１及び凹面Ｐ２上に、半田ペーストＨＰが印刷される。

前記スクリーン印刷機は、基台上に設置され支持ベース２を備えた基板支持装置と、この基板支持装置の上方に配置されたスクリーン支持手段と、前記基板支持装置とスクリーン支持手段の間に配置され前記基板支持装置によって支持されたプリント基板Ｐに付された基板認識マークを撮像する第１撮像手段と、前記スクリーン支持手段に支持されたスクリーン３に付されたスクリーン認識マークを撮像する第２撮像手段と、スクリーン３の上方に配置された印刷ヘッド４等を備えている。

前記基板支持装置は、前記支持ベース２をＸ方向移動駆動機構、Ｙ方向移動駆動機構によりＸＹ方向（平面方向）に、また回転駆動機構により回転方向に、更に上下方向移動機構によりＺ方向（上下方向）に移動できる構成である。

前記印刷ヘッド４は、下端部にスキージ１が取り付けられており、Ｙ方向移動機構によってＹ軸方向（スクリーン印刷機の前後方向）に移動すると共に垂直移動機構によってＺ軸方向（上下方向）に移動する。そして、印刷ヘッド４が図１の右方向へ移動する際には、印刷ヘッド４が下降してスキージ１が前記スクリーン支持手段により支持されたスクリーン３上を摺動し、印刷動作が行われる。

前記スクリーン３は、その上面は水平面であるが、下面は前記プリント基板Ｐの上面に倣って形成されている。即ち、平面形状の平板３Ａとこの平板３Ａの下面に貼り合わされた凸板３Ｂとから構成された前記スクリーン３の下面形状は、前記プリント基板Ｐの上面形状に合わせて凹凸が形成される。即ち、前記凸板３Ｂの下面はスクリーン３下面の凸面を形成し、前記凸板３Ｂが貼り合わされていない平板３Ａの下面は同じくスクリーン３下面の凹面を形成して、このスクリーン３下面は前記プリント基板Ｐの上面の凹凸に倣って凸凹に形成される。

そして、前記平板３Ａに前記凸板３Ｂを貼り合わした状態において、穴加工して、前記平板３Ａに印刷パターン孔３Ｃ１を、また前記凸板３Ｂに印刷パターン孔３Ｄとを形成する。従って、前記凸板３Ｂが貼り合わされていない平板３Ａの印刷パターン孔３Ｃ２の深さより、前記凸板３Ｂが貼り合わされた部分の印刷パターン孔の深さ（印刷パターン孔３Ｃ１の深さと３Ｄの深さとの合計の深さ）がより深く構成される。

この場合、前記スクリーン支持手段にスクリーン３が支持され、且つプリント基板Ｐを支持している支持ベース２が下降している状態において、支持されたスクリーン３の凸板３Ｂが貼り合わされていない平板３Ａの下面とプリント基板Ｐの凸面Ｐ１上面との間隔Ｌ１と、同じく支持されたスクリーン３の平板３Ａに貼り合わされた凸板３Ｂの下面とプリント基板Ｐの凹面Ｐ２上面との間隔Ｌ２とが同寸法とするか又は間隔Ｌ１より間隔Ｌ２を僅か長くなるように形成する。

即ち、印刷を行うべくプリント基板Ｐを支持している支持ベース２を上昇させた際に、前者のような前記間隔Ｌ１とＬ２とを同じ寸法に形成すると、スクリーン３の平板３Ａの下面とプリント基板Ｐの凸面Ｐ１上面とが当接すると共に前記スクリーン３の凸板３Ｂの下面とプリント基板Ｐの凹面Ｐ２上面とが当接する。また、後者のような間隔Ｌ１より間隔Ｌ２を僅か長くすると、スクリーン３の平板３Ａの下面とプリント基板Ｐの凸面Ｐ１上面とが当接するが前記スクリーン３の凸板３Ｂの下面とプリント基板Ｐの凹面Ｐ２上面との間には、僅かな間隔Ｌ３が生じることとなる（図２参照）。

前者のように、前記間隔Ｌ１とＬ２とを同じ寸法に形成することは、製作を現実的に行うことは困難であり、前記間隔Ｌ１とＬ２とを同じ寸法にしようとして誤って間隔Ｌ１が間隔Ｌ２より僅か長くなるように製作されると、スキージ１による塗布圧（印刷パターン孔の下面出口より吐出される半田ペーストＨＰの圧力）は印刷パターン孔の深さが浅い方が深い方より大きいので、塗布圧はスクリーン３の平板３Ａの方が凸板３Ｂより大きく、特に印刷パターン孔３Ｃ１の深さと３Ｄの深さとの合計の深さが相当長ある場合には、印刷パターン孔３Ｄよりも印刷パターン孔３Ｃ２からより多くの半田ペーストＨＰが、しかも印刷パターン孔３Ｄの開口出口より横方向に漏れ広がってプリント基板Ｐ上に塗布されることとなって、好ましくないからである。

後者のようにすると、間隔Ｌ１より間隔Ｌ２を僅かに長くしても、スキージ１による塗布圧はスクリーン３の凸板３Ｂの方が平板３Ａより小さいので、特に印刷パターン孔３Ｃ１の深さと３Ｄの深さとの合計の深さが相当長ある場合には、印刷パターン孔３Ｄを介する半田ペーストＨＰの塗布量と、印刷パターン孔３Ｃ１及び３Ｃ２を介する半田ペーストＨＰの塗布量とが、塗布された単位面積当たりで印刷パターン孔３Ｃ１、３Ｃ２を介する方が少ないものの、前者の場合よりは同等量に近づき、しかも印刷パターン孔３Ｄの開口出口より漏れ広がることはなくなる。

図１に示すように、前記スキージ１をスクリーン３に押し当てたときに、このスキージ１と接触する位置よりも印刷時の移動方向に対して前方に前記半田ペーストＨＰが入り込む円弧状の凹部１Ａ及びスキージ１の取り付け面と垂直なペースト初期接触面１Ｂ（前記凹部１Ａの上部に連通して形成される。）とが前記スキージ１の下端部に形成されている。

従って、前記スキージ１の移動により印刷する際には、初めに前記半田ペーストＨＰはペースト初期接触面１Ｂに接触してスクリーン３の各印刷パターン孔内に挿入され、更に前記凹部１Ａの内部に半田ペーストＨＰを溜め込みながら、且つローリングさせながらプリント基板Ｐ上に印刷するように構成される。即ち、スキージ１に形成された凹部１Ａ及びペースト初期接触面１Ｂとにより、半田ペーストＨＰのローリングを促進し、スクリーン３の各印刷パターン孔内への半田ペーストＨＰの充填が促進され、プリント基板Ｐへの半田ペーストＨＰの転写印刷が良好となる。

次に、スクリーン印刷動作について、図１乃至図４に基づいて説明する。先ず、前記印刷ヘッド４は垂直移動機構によって前記スクリーン支持手段により支持されたスクリーン３上に下降してスクリーン３を上方から押し当てる（図１参照）。

そして、前記基板支持装置の上下方向移動機構により前記支持ベース２を上昇させ、スクリーン３の平板３Ａの下面にプリント基板Ｐの凸面Ｐ１上面を当接させる（図２参照）。このとき、間隔Ｌ１より間隔Ｌ２を僅か長くしているので、前記スクリーン３の凸板３Ｂの下面とプリント基板Ｐの凹面Ｐ２上面との間には、僅かな間隔Ｌ３が生じることとなる。

そして、図３に示すように、印刷ヘッド４を右方向へ移動させ、スキージ１がスクリーン３上を摺動し、印刷動作が行われる。このスキージ１の移動により印刷する際には、初めに前記半田ペーストＨＰはペースト初期接触面１Ｂに接触してスクリーン３の各印刷パターン孔内に挿入され、更に前記凹部１Ａの内部に半田ペーストＨＰを溜め込みながら、且つローリングさせながらプリント基板Ｐ上に印刷する。従って、スキージ１に形成された凹部１Ａ及びペースト初期接触面１Ｂとにより、半田ペーストＨＰのローリングを促進し、スクリーン３の各印刷パターン孔内への半田ペーストＨＰの充填が促進され、プリント基板Ｐへの半田ペーストＨＰの転写印刷が良好となる。

また、前記スクリーン３の下面形状は、前記プリント基板Ｐの上面形状に合わせて凹凸が形成されているので、スクリーン３の凸板３Ｂを貼り合わしていない領域の平板３Ａに形成された印刷パターン孔３Ｃ２を介してプリント基板Ｐの凸面Ｐ１上に半田ペーストＨＰが塗布されると共に、スクリーン３の前記平板３Ａに前記凸板３Ｂを貼り合わした領域では印刷パターン孔３Ｃ１及び３Ｄを介してプリント基板Ｐの凹面Ｐ２上に半田ペーストＨＰが塗布される
従って、前記プリント基板Ｐの印刷面である上面に凹凸が形成されていても、確実にこのプリント基板Ｐの凸面Ｐ１及び凹面Ｐ２上に、半田ペーストＨＰを塗布することができる。

この塗布印刷後は、前記基板支持装置の上下方向移動機構により前記支持ベース２を下降させ（図４参照）、プリント基板Ｐを下降させる。そして、スキージを上昇させ、前記支持ベース２上のプリント基板Ｐを搬送機構（図示せず）により下流装置に搬送し、次のプリント基板Ｐの印刷に備える。

なお、前記プリント基板Ｐの凹凸のある上面形状に合わせて前記スクリーン３の下面形状を凹凸に形成する構造は、先の実施形態のように、平面形状の平板３Ａとこの平板３Ａの下面に貼り合わされた凸板３Ｂとから構成する場合に限らず、図５に示すような他の実施形態でもよい。

即ち、貼り合わせる構造に限らず、例えばフォトエッチングにおいて、素材板の両面から同一パターン形状を化学腐食させてエッチングするのではなく、意図的にそれぞれの面のエッチングバランスを制御することによって任意の形状に加工したり、素材板の片面だけを厚みの途中までエッチングするようなハーフエッチング工法などにより当初より一体化した構造としてもよく、この場合、スクリーン３の厚さを薄い部分３Ｅと厚い部分３Ｆとで凹凸を形成する。また、これらのスクリーン３の製造方法は種々考えられ、その方法は問わない。

この場合、薄い部分３Ｅには深さの浅い印刷パターン孔３Ｈ１を、厚い部分３Ｆには深い印刷パターン孔３Ｈ２を形成する。

なお、本発明のスクリーン３下面の凹凸形状は、プリント基板Ｐの上面の凹凸形状に合わせて形成するもので、上記いずれの実施形態も、プリント基板Ｐの凸面Ｐ１が１つ、凹面Ｐ２が1つに対応してスクリーン３の厚さが異なる領域は薄い領域と厚い領域とが各１領域であったが、プリント基板Ｐの凸面Ｐ１、凹面Ｐ２とスクリーン３の厚さが薄い領域、厚い領域はそれぞれ、1つに限らず、複数でも、本発明は適用できる。即ち、プリント基板Ｐの凹面Ｐ２又は凸面Ｐ１が離れた位置に複数ある場合には、これに対応してスクリーン３の厚さが厚い領域又は薄い領域を複数の凹面Ｐ２又は凸面Ｐ１に対応した位置に複数形成することにより対応できる。

更には、プリント基板Ｐ上面の凹面及び凸面の領域及びこれに対応するスクリーン３下面の凸面及び凹面の領域の位置についても、それぞれの周縁部、中間部でもよく、その形成される位置は問わない。

従来のように、スクリーンを利用する刷り込み方式と塗布ノズルを利用するディスペンサ方式の併用方式では、高価なものとなるばかりか、特に後者のディスペンサ方式の場合には生産時間が長くなるという問題があったが、本発明によれば、基板上面に凹凸があっても、その凹部及び凸部上への塗布剤の塗布作業の生産効率の向上を図ることができる。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

１スキージ
１Ａ凹部
２支持ベース
３スクリーン
３Ａスクリーンの平板
３Ｂスクリーンの凸板
Ｐプリント基板
Ｐ１プリント基板の凸面
Ｐ２プリント基板の凹面
ＨＰ半田ペースト

Claims

基板上にスキージを移動させることにより塗布剤を塗布するためのスクリーンにおいて、前記基板上面の凹凸形状に合わせて、その下面を凹凸形状に形成したことを特徴とするスクリーン。
基板上にスキージを移動させることにより塗布剤を塗布するためのスクリーンにおいて、前記基板上面の凹部に合わせて、その下面を凸部に形成したことを特徴とするスクリーン。
請求項１又は請求項２に記載のスクリーンを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
請求項１又は請求項２に記載のスクリーンに前記スキージを押し当てたときに、このスキージと接触する位置よりも印刷時の移動方向に対して前方に前記塗布剤が入り込む凹部を前記スキージに形成したことを特徴とするスクリーン印刷機。