JP2016179669A - 基板支持台、基板支持装置及びクリームはんだ印刷装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板支持台1は、プリント基板と該プリント基板の表面を覆うメタルマスクとを重ねた状態で保持する、断面形状が凹状の保持部30を有する。保持部30は、プリント基板の裏面を支持する面30aと、メタルマスクのプリント基板側の面を支持する面30bと、面30aに形成された吸着穴3と、面30bに形成された吸着穴2と、を有する。吸着穴3を介してプリント基板が真空吸引され、吸着穴2を介してメタルマスクが真空吸引される。
【選択図】図2
Description
しかし、上記のはんだ印刷方法では、クランプの緩みや外れのために、さらには、スキージの摺動摩擦によるステンシルマスクの微動のために、プリント配線板とステンシルマスクの相対位置がずれ、その結果、印刷ズレが生じる場合がある。加えて、ステンシルマスクとプリント配線板の間に隙間が生じるために、オンコンタクト印刷を確実に行うことが困難になり、その結果、印刷品質が低下する場合がある。
特許文献1に記載のスクリーン印刷装置は、プリント配線板の対辺をクランプする一対のサイドクランプと、プリント配線板を真空吸引するための複数の穴を備えたバキュームプレートを有する。一対のサイドクランプはそれぞれ、メタルマスクを真空吸引するための複数の穴を有する。
一対のサイドクランプがプリント配線板の対辺をクランプし、メタルマスクとプリント配線板との位置を合わせる。バキュームプレートの各穴を介してプリント配線板を真空吸引し、さらに、一対のサイドクランプの各穴を介してメタルマスクを真空吸引する。その結果、メタルマスクとプリント配線板が重なった状態で吸着固定される。このようにメタルマスクとプリント配線板を吸着固定することで、上記の印刷ズレや印刷品質の低下を抑制することができる。
特許文献2にも、クランプ及びプレートを用いてメタルマスクとプリント配線板を吸着固定するクリームはんだ印刷機が記載されている。
本発明の目的は、上記問題を解決し、印刷ズレや印刷品質の低下を抑制でき、かつ、吸着機構の大型化及びコスト増大を抑制することができる、基板支持台、基板支持装置及びクリームはんだ印刷装置を提供することにある。
プリント基板と該プリント基板の表面を覆うメタルマスクとを重ねた状態で保持する、断面形状が凹状の保持部を有し、
前記保持部は、
前記プリント基板の裏面を支持する第1の面と、
前記メタルマスクの前記プリント基板側の面を支持する第2の面と、
前記第1の面に形成された第1の吸着穴と、
前記第2の面に形成された第2の吸着穴と、を有し、
前記第1の吸着穴を介して前記プリント基板が真空吸引され、前記第2の吸着穴を介して前記メタルマスクが真空吸引される、基板支持台が提供される。
プリント基板と該プリント基板の表面を覆うメタルマスクとを重ねた状態で保持する、断面形状が凹状の保持部を有し、前記保持部は、前記プリント基板の裏面を支持する第1の面と、前記メタルマスクの前記プリント基板側の面を支持する第2の面と、前記第1の面に形成された第1の吸着穴と、前記第2の面に形成された第2の吸着穴と、を有する、基板支持台と、
前記第1の吸着穴を介して前記プリント基板を真空吸引し、前記第2の吸着穴を介して前記メタルマスクを真空吸引する吸引部と、を有する、基板支持装置が提供される。
プリント基板と該プリント基板の表面を覆うメタルマスクとを重ねた状態で支持する上記基板支持装置と、
スキージを備え、前記メタルマスク上にクリームはんだを塗布して前記スキージを摺動させるスキージ部と、を有する、クリームはんだ印刷装置が提供される。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態である基板支持台を備えた基板支持装置の構成を示すブロック図である。
図1を参照すると、基板支持装置は、基板支持台1、真空ポンプ20及び切替弁21、22を有する。基板支持台1は、真空吸引を利用してプリント配線板とステンシルマスクを吸着固定する。ステンシルマスクは、一般的にメタルマスクと呼ぶことができる。ここで、真空吸引は、大気圧よりも低い圧力(負圧)、より具体的には真空ポンプを用いて実現される負圧を利用した吸引を意味する。
真空ポンプ20の吸気口は、配管20aの一端に連結されている。配管20aの他端は、分岐配管20b、20cに連結されており、分岐配管20bの途中に切替弁21が設けられ、分岐配管20cの途中に切替弁22が設けられている。切替弁21、22は、同じ構造であって、真空ポンプ20側の配管と基板支持台1側の配管との間を開通状態にする第1の状態と、真空ポンプ20側の配管を閉塞し、基板支持台1側の配管を大気圧になるように開放する第2の状態との切り替えが可能である。
以下、図2から図5を参照して基板支持台1の構成を具体的に説明する。
基板支持台1は、プリント配線板5とプリント配線板5の表面を覆うステンシルマスク4とを重ねた状態で保持する、断面形状が凹状である保持部30を有する。保持部30は、プリント配線板5の裏面を支持する面30aと、ステンシルマスク4のプリント配線板5側の面を支持する面30bを有する。
各吸着穴3は気体室31と連通し、各吸着穴2は気体室32と連通する。気体室31は吸排気口31aと連通し、気体室32は吸排気口32aと連通する。吸排気口31aは、図1に示した分岐配管20bに連結され、吸排気口32aは、図1に示した分岐配管20cに連結される。
気体室31内の気体が吸排気口31aから排気されることで、各吸着穴3を介してプリント配線板5が真空吸引され、その結果、プリント配線板5が面30aに吸着固定される。気体室32内の気体が吸排気口32aから排気されることで、各吸着穴2を介してステンシルマスク4が真空吸引され、その結果、ステンシルマスク4が面30bに吸着固定される。
面30aの両側には、面30bを形成する一対の凸部1a、1bが設けられおり、これら凸部1a、1bがプリント配線板5の長手方向の位置決めを行う。凸部1a、1bの間隔L1は、プリント配線板5の長さよりも所定値だけ大きい。ここで、所定値は、プリント配線板5の位置決めを行うことができる範囲内で設定可能である。
クランプ6は、面30a上のプリント配線板5の対辺を保持する。図6に、クランプ6が面30a上のプリント配線板5を保持した状態を模式的に示す。
ここで、図1をさらに参照する。基板支持装置では、切替弁21が第1の状態で、切替弁22が第2の状態のときに、真空ポンプ20は、気体室31内の気体を吸排気口31aから排出させる。この動作によれば、プリント配線板5の裏面が面30aに接した状態において、気体室31内が負圧の状態となり、その結果、各吸着穴3を介してプリント配線板5が真空吸引されて、プリント配線板5が面30aに吸着固定される。
また、切替弁21、22が共に第1の状態のときに、真空ポンプ20は、気体室31内の気体を吸排気口31aから排出させ、かつ、気体室32内の気体を吸排気口32aから排出させる。この動作によれば、プリント配線板5及びステンシルマスク4は、同時に面30a及び面30bに吸着固定される。
ステンシルマスク4が面30bに吸着固定された状態で、切替弁22を第1の状態から第2の状態に切り替えると、気体室32内が大気圧となって、各吸着穴2を介したステンシルマスク4の真空吸引状態が解除される。その結果、ステンシルマスク4を面30bから脱離させることができる。
図7は、クリームはんだ印刷装置の構成を示すブロック図である。
図7を参照すると、クリームはんだ印刷装置は、制御部40、搬送部41、基板支持台ステージ42、スキージ部43、クランプ6、切替弁21、22及び真空ポンプ20を有する。
搬送部41は、プリント配線板5の搬送を行う。スキージ部43は、ステンシルマスク4上にクリームはんだを供給し、スキージを摺動させる部分である。搬送部41及びスキージ部43は、既存のクリームはんだ印刷装置に用いられているものであるので、ここでは、その詳細な説明は省略する。
基板支持台ステージ42は、基板支持台1を上下、前後、左右に移動するものであって、例えばXYZステージよりなる。制御部40は、マイクロプロセッサ等よりなり、搬送部41、基板支持台ステージ42、スキージ部43、クランプ6、切替弁21、22及び真空ポンプ20それぞれの動作を制御してはんだ印刷に必要な工程を実行する。
まず、図8に示すように、搬送部41がプリント配線板5を印刷位置まで搬送し、基板支持台ステージ42が基板支持台1を所定の高さまで上昇させる。そして、図9に示すように、クランプ6がプリント配線板5の対向する2辺を挟持する。こうして、クランプ6及び基板支持台1の凸部1a、1bを用いたプリント配線板5の位置決めが行われる。なお、ステンシルマスク4は、印刷位置に固定されている。
次に、図10に示すように、吸引部(切替弁21、22及び真空ポンプ20)が、吸着穴3に負圧を与えることによりプリント配線板5を吸着固定する。そして、基板支持台ステージ42が、基板支持台1をさらに上昇させて、プリント配線板5をステンシルマスク4と接触させる。
はんだ印刷が終了すると、図12に示すように、吸引部が、吸着穴2の負圧を開放し、その状態で、基板支持台ステージ42が、基板支持台1を下降させて、ステンシルマスク4からプリント配線板5を離す。
次に、図13に示すように、吸引部が、吸着穴3の負圧を開放し、その状態で、基板支持台ステージ42が、基板支持台1を下降させて、プリント配線板5と基板支持台1を分離する。その後、図14に示すように、クランプ6がプリント配線板5を解放し、搬送部41が、プリント配線板5を次の工程を行う処理部に搬送する。
また、ステンシルマスク4を吸引する吸着穴2及びプリント配線板5を吸引する吸着穴3はいずれも基板支持台1に設けられているので、ステンシルマスクを吸引する吸着穴をクランプに設けた構成と比較して、吸着機構の小型化を図ることできる。
加えて、ステンシルマスク4及びプリント配線板5それぞれの吸引機構を基板支持台1に設けたことで、印刷装置本体の大幅な改造が不要となるため、装置コストを削減することが可能である。
図15は、本発明の第2の実施形態である基板支持台の構成を説明するための模式図である。
図15に示す基板支持台1は、ザグリ部10及び吸着穴12が設けられた以外は、第1の実施形態で説明した基板支持台1と同じである。基板支持装置及びクリームはんだ印刷装置は、第1の実施形態で説明したとおりであるので、ここでは、その構成や動作の説明は省略する。
貫通穴11がプリント配線板5の所定の位置に形成されている。吸着穴12は、面30aの貫通穴11と対向する位置に形成されている。吸着穴12は、気体室32と連通する。気体室32は、吸着穴12を介して貫通穴11と連通する。吸着穴12及び貫通穴11の数及び形成位置は適宜に変更可能である。
気体室31内の気体が吸排気口31aから排気されることで、吸着穴3を介してプリント配線板5が真空吸引され、その結果、プリント配線板5が面30aに吸着固定される。気体室32内の気体が吸排気口32aから排気されることで、吸着穴2を介してステンシルマスク4が真空吸引され、かつ、吸着穴12及び貫通穴11を介して、ステンシルマスク4が真空吸引される。その結果、ステンシルマスク4が面30b及びプリント配線板5の表面に吸着固定される。
プリント配線板5とステンシルマスク4が重ねた状態で面30a、30bに吸着固定されている。吸排気口32aを介して気体室32内に気体が流入すると、気体室32が大気圧になって、吸着穴2、12及び貫通穴11を介したステンシルマスク4の真空吸引状態が解除される。その結果、ステンシルマスク4をプリント配線板5から脱離させることができる。
また、吸排気口31aを介して気体室31内に気体が流入すると、気体室31が大気圧になって、吸着穴3を介したプリント配線板5の真空吸引状態が解除される。その結果、プリント配線板5を基板支持台1の面30aから脱離させることができる。
ザグリ部10が設けられているので、片面実装済みのプリント配線板を支持することができる。
また、ステンシルマスク4の両端部が、吸着穴2を介して真空吸引されることに加えて、ステンシルマスク4の中央部が、吸着穴3及びプリント配線板5の貫通穴11を介して真空吸引される。よって、ステンシルマスク4の端部のみが真空吸引される第1の実施形態と比較して、ステンシルマスク4とプリント配線板5との密着性をさらに高めることができる。
また、吸着穴3、12を介して真空吸引状態が解除された状態において、ステンシルマスク4をプリント配線板5から離脱させる際に、気体が吸着穴12及び貫通穴11を流れる。よって、ステンシルマスク4をプリント配線板5から容易に離脱させることがきる。
例えば、第1または第2の実施形態において、吸排気口31aを介して気体室31内に気体を供給し、吸排気口32aを介して気体室32内に気体を供給する気体供給部を設けてもよい。この場合、気体供給部からの配管は2つの分岐配管に分岐され、一方の分岐配管は切替弁21を介して吸排気口31aに連結され、他方の分岐配管は切替弁22を介して吸排気口32aに連結される。切替弁21は、真空ポンプ20と吸排気口31aを連結する第1の状態と、気体供給部と吸排気口31aを連結する第2の状態との間で状態切替が可能である。切替弁22は、真空ポンプ20と吸排気口32aを連結する第1の状態と、気体供給部と吸排気口32aを連結する第2の状態との間で状態切替が可能である。制御部40は、切替弁21、22、真空ポンプ20及び気体供給部それぞれの動作を制御する。
制御部40は、切替弁22を第1の状態に設定して真空ポンプ20を稼働させることで気体室32内を負圧にする。気体室32内を負圧にすることで、ステンシルマスク4が吸着固定される。また、制御部40は、切替弁22を第2の状態に設定して気体供給部を稼働させることで気体室32内を正圧にする。気体室32内を正圧にすることで、ステンシルマスク4をプリント配線板5及び面30bから容易に脱離させることができる。特に、第2の実施形態においては、気体室32内を正圧にすることで、ステンシルマスク4をプリント配線板5から離脱させる際の版離れ性を向上させることができる。
[付記1]
プリント基板と該プリント基板の表面を覆うメタルマスクとを重ねた状態で保持する、断面形状が凹状の保持部を有し、
前記保持部は、
前記プリント基板の裏面を支持する第1の面と、
前記メタルマスクの前記プリント基板側の面を支持する第2の面と、
前記第1の面に形成された第1の吸着穴と、
前記第2の面に形成された第2の吸着穴と、を有し、
前記第1の吸着穴を介して前記プリント基板が真空吸引され、前記第2の吸着穴を介して前記メタルマスクが真空吸引される、基板支持台。
[付記2]
付記1に記載の基板支持台において、
前記第1及び第2の面の段差が前記プリント基板の厚さと同じである、基板支持台。
[付記3]
付記1または2に記載の基板支持台において、
前記保持部は、前記第1の面の両側に設けられた、前記第2の面を形成する一対の凸部を、さらに有し、前記一対の凸部は、前記第1の面上の前記プリント基板の長手方向の位置決めを行う、基板支持台。
[付記4]
付記1から3のいずれか一つに記載の基板支持台において、
前記第1の吸着穴と連通する第1の気体室と、
前記第2の吸着穴と連通する第2の気体室と、
前記第1の気体室と連通する第1の吸排気口と、
前記第2の気体室と連通する第2の吸排気口と、をさらに有し、
前記第1の吸排気口を介して前記第1の気体室内の気体が排気されることで前記プリント基板が真空吸引され、前記第2の吸排気口を介して前記第2の気体室内の気体が排気されることで前記メタルマスクが真空吸引される、基板支持台。
[付記5]
付記4に記載の基板支持台において、
前記保持部は、前記第1の面に形成された、前記第2の気体室と連通する第3の穴を、さらに有する、基板支持台。
[付記6]
プリント基板と該プリント基板の表面を覆うメタルマスクとを重ねた状態で保持する、断面形状が凹状の保持部を有し、前記保持部は、前記プリント基板の裏面を支持する第1の面と、前記メタルマスクの前記プリント基板側の面を支持する第2の面と、前記第1の面に形成された第1の吸着穴と、前記第2の面に形成された第2の吸着穴と、を有する、基板支持台と、
前記第1の吸着穴を介して前記プリント基板を真空吸引し、前記第2の吸着穴を介して前記メタルマスクを真空吸引する吸引部と、を有する、基板支持装置。
[付記7]
付記6に記載の基板支持装置において、
前記第1及び第2の面の段差が前記プリント基板の厚さと同じである、基板支持装置。
[付記8]
付記6または7に記載の基板支持装置において、
前記保持部は、前記第1の面の両側に設けられた、前記第2の面を形成する一対の凸部を、さらに有し、前記一対の凸部は、前記第1の面上の前記プリント基板の長手方向の位置決めを行う、基板支持装置。
[付記9]
付記6から8のいずれか一項に記載の基板支持装置において、
前記支持部は、
前記第1の吸着穴と連通する第1の気体室と、
前記第2の吸着穴と連通する第2の気体室と、
前記第1の気体室と連通する第1の吸排気口と、
前記第2の気体室と連通する第2の吸排気口と、をさらに有し、
前記吸引部は、前記第1の吸排気口を介して前記第1の気体室内の気体を排気させ、前記第2の吸排気口を介して前記第2の気体室内の気体を排気させる、基板支持装置。
[付記10]
付記9に記載の基板支持装置において、
前記第1の吸排気口を介して前記第1の気体室内に気体を供給し、前記第2の吸排気口を介して前記第2の気体室内に気体を供給する気体供給部を、さらに有する、基板支持装置。
[付記11]
付記9または10に記載の基板支持装置において、
前記保持部は、前記第1の面に形成された、前記第2の気体室と連通する第3の穴を、さらに有する、基板支持装置。
[付記12]
プリント基板と該プリント基板の表面を覆うメタルマスクとを重ねた状態で支持する、付記6から11のいずれか一つに記載の基板支持装置と、
スキージを備え、前記メタルマスク上にクリームはんだを塗布して前記スキージを摺動させるスキージ部と、を有する、クリームはんだ印刷装置。
1a、1b 凸部
2、3 吸着穴
30 保持部
30a、30b 面
Claims (10)
- プリント基板と該プリント基板の表面を覆うメタルマスクとを重ねた状態で保持する、断面形状が凹状の保持部を有し、
前記保持部は、
前記プリント基板の裏面を支持する第1の面と、
前記メタルマスクの前記プリント基板側の面を支持する第2の面と、
前記第1の面に形成された第1の吸着穴と、
前記第2の面に形成された第2の吸着穴と、を有し、
前記第1の吸着穴を介して前記プリント基板が真空吸引され、前記第2の吸着穴を介して前記メタルマスクが真空吸引される、基板支持台。 - 請求項1に記載の基板支持台において、
前記第1及び第2の面の段差が前記プリント基板の厚さと同じである、基板支持台。 - 請求項1または2に記載の基板支持台において、
前記保持部は、前記第1の面の両側に設けられた、前記第2の面を形成する一対の凸部を、さらに有し、前記一対の凸部は、前記第1の面上の前記プリント基板の長手方向の位置決めを行う、基板支持台。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の基板支持台において、
前記第1の吸着穴と連通する第1の気体室と、
前記第2の吸着穴と連通する第2の気体室と、
前記第1の気体室と連通する第1の吸排気口と、
前記第2の気体室と連通する第2の吸排気口と、をさらに有し、
前記第1の吸排気口を介して前記第1の気体室内の気体が排気されることで前記プリント基板が真空吸引され、前記第2の吸排気口を介して前記第2の気体室内の気体が排気されることで前記メタルマスクが真空吸引される、基板支持台。 - 請求項4に記載の基板支持台において、
前記保持部は、前記第1の面に形成された、前記第2の気体室と連通する第3の穴を、さらに有する、基板支持台。 - プリント基板と該プリント基板の表面を覆うメタルマスクとを重ねた状態で保持する、断面形状が凹状の保持部を有し、前記保持部は、前記プリント基板の裏面を支持する第1の面と、前記メタルマスクの前記プリント基板側の面を支持する第2の面と、前記第1の面に形成された第1の吸着穴と、前記第2の面に形成された第2の吸着穴と、を有する、基板支持台と、
前記第1の吸着穴を介して前記プリント基板を真空吸引し、前記第2の吸着穴を介して前記メタルマスクを真空吸引する吸引部と、を有する、基板支持装置。 - 請求項6に記載の基板支持装置において、
前記支持部は、
前記第1の吸着穴と連通する第1の気体室と、
前記第2の吸着穴と連通する第2の気体室と、
前記第1の気体室と連通する第1の吸排気口と、
前記第2の気体室と連通する第2の吸排気口と、をさらに有し、
前記吸引部は、前記第1の吸排気口を介して前記第1の気体室内の気体を排気させ、前記第2の吸排気口を介して前記第2の気体室内の気体を排気させる、基板支持装置。 - 請求項7に記載の基板支持装置において、
前記第1の吸排気口を介して前記第1の気体室内に気体を供給し、前記第2の吸排気口を介して前記第2の気体室内に気体を供給する気体供給部を、さらに有する、基板支持装置。 - 請求項7または8に記載の基板支持装置において、
前記保持部は、前記第1の面に形成された、前記第2の気体室と連通する第3の穴を、さらに有する、基板支持装置。 - プリント基板と該プリント基板の表面を覆うメタルマスクとを重ねた状態で支持する、請求項6から9のいずれか一項に記載の基板支持装置と、
スキージを備え、前記メタルマスク上にクリームはんだを塗布して前記スキージを摺動させるスキージ部と、を有する、クリームはんだ印刷装置。
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