スクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法
【課題】マスク本体と基板との間の密着固定度が不十分なままスクリーン印刷が行われることを防止して印刷不良の発生を抑えることができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【解決手段】マスク１３の下方に基板２を設置した状態でマスク本体１３ｃを上方から押圧して基板２の上面にマスク本体１３ｃの下面を接触させる。そして、この状態で、マスク本体１３ｃ上でスキージ３３ｂを摺動させることによりマスク本体１３ｃ上に供給されたペーストＰｔを基板２に転写させる。
【解決手段】マスク１３の下方に基板２を設置した状態でマスク本体１３ｃを上方から押圧して基板２の上面にマスク本体１３ｃの下面を接触させる。そして、この状態で、マスク本体１３ｃ上でスキージ３３ｂを摺動させることによりマスク本体１３ｃ上に供給されたペーストＰｔを基板２に転写させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクを介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板の電極に半田等のペーストを印刷する装置としてスクリーン印刷機が知られている。このスクリーン印刷機は、基台に対して固定した状態で保持される枠体及び枠体に樹脂（例えばポリエステル）製のシート状部材を介して取り付けられた板状のマスク本体を有して成るマスクと、基板の上面に接触されたマスク本体上で摺動し、マスク本体上に供給されたペーストをマスク本体に設けられた開口部を介して基板上の電極に転写させるスキージを備えている。
【０００３】
スクリーン印刷機では、上記のように、基板と接触したマスク本体上をスキージが摺動するが、このスキージの摺動時に基板とマスク本体との間の位置ずれ（すなわち基板の電極とマスク本体の開口部との間の位置ずれ）を起きるのを防止する目的等から、基板を保持する基板保持部の側方に設けられた吸着手段によってマスク本体を下方から吸着することにより、基板とマスク本体とを密着させて相互に固定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−９２５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のスクリーン印刷機において、マスクは基台の上方に設置された一対のレール状部材によって枠体が載置状態で保持されるようになっているが、マスクのシート状部材の外周部は枠体の下面に接着剤によって固定されているため、この接着剤の一部が枠体の下面側に回り込んで接着剤の層（接着剤層）を形成している場合には、この接着剤層の厚さの分だけ枠体がレール状部材から浮き上がった状態となってしまう。このため、マスクの製造過程における品質のばらつき等により、接着剤層の厚さが比較的大きくなっている場合には、吸着手段によってマスク本体を吸着しようとしてもうまく吸着することができず、マスク本体と基板との間の密着固定度が不十分なままスクリーン印刷が行われて基板に品質不良が発生するケースがあり得るという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、マスク本体と基板との間の密着固定度が不十分なままスクリーン印刷が行われることを防止して印刷不良の発生を抑えることができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のスクリーン印刷機は、基台に対して固定した状態で保持される枠体及び枠体にシート状部材を介して取り付けられた板状のマスク本体を有して成るマスクと、マスクの下方に基板が設置された状態でマスク本体を上方から押圧して基板の上面にマスク本体の下面を接触させるマスク押圧手段と、マスク押圧手段により基板の上面に接触されたマスク本体上を摺動してマスク本体上に供給されたペーストを基板に転写させるスキージとを備えた。
【０００８】
請求項２に記載のスクリーン印刷方法は、基台に対して固定した状態で保持される枠体及び枠体にシート状部材を介して取り付けられた板状のマスク本体を有して成るマスクの下方に基板を設置する工程と、マスクの下方に基板を設置した状態でマスク本体を上方から押圧して基板の上面にマスク本体の下面を接触させる工程と、基板の上面に接触させたマスク本体上でスキージを摺動させることによりマスク本体上に供給されたペーストを基板に転写させる工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、マスク本体を上方から押圧して基板の上面にマスク本体を接触させるようになっており、シート状部材を枠体に接着する接着剤が枠体の下面に回り込んで形成された接着剤層の厚さがマスクの製造過程における品質のばらつき等により比較的大きくなっている場合であってもマスク本体を基板に確実に接触させることができるので、マスク本体と基板との間の密着固定度が不十分なままスクリーン印刷が行われることを防止でき、これにより印刷不良の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の要部の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の要部の側面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるマスクホルダ及びマスクホルダに保持されたマスクの（ａ）平面図（ｂ）一部断面図
【図４】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の実行手順を示すフローチャート
【図５】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の実行手順の説明図
【図６】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の実行手順の説明図
【図７】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の実行手順の説明図
【図８】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機におけるマスクのクリーニング作業の実行手順を示すフローチャート
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機におけるマスクのクリーニング作業の実行手順を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２において、スクリーン印刷機１は、基板２上に設けられた多数の電極３のそれぞれに半田等のペーストＰｔをスクリーン印刷する作業（スクリーン印刷作業）を実行するものであり、基台１１、基台１１の上方に固定して設けられたマスクホルダ１２、マスクホルダ１２によって水平姿勢に保持されるスクリーン印刷用のマスク１３、基台１１上に設けられた基板保持ユニット移動機構１４、マスク１３の下方において基板保持ユニット移動機構１４によって移動される基板保持ユニット１５、マスクホルダ１２に設けられた４つのマスク押圧部１６、マスク１３の上方に設けられたスキージヘッド１７、基板保持ユニット１５とマスク１３の間の領域に設けられたカメラユニット１８、マスククリーナ１９及びこれら各部の作動制御を行う制御装置２０を備えている。
【００１２】
図１及び図３（ａ）において、マスクホルダ１２は基台１１の上方を水平面内の一の方向（Ｘ軸方向とする）に延び、基台１１に対して固定して設けられた一対のビーム部材１２ａと、これらビーム部材１２ａと直交する水平面内方向（Ｙ軸方向とする）に延びて一対のビーム部材１２ａによって支持された断面「Ｌ」字状の一対のレール状部材１２ｂから成る。
【００１３】
図３（ａ），（ｂ）において、マスク１３は、矩形枠状の枠体１３ａ及び枠体１３ａに樹脂（例えばポリエステル）製のシート状部材１３ｂを介して取り付けられた板状のマスク本体１３ｃを有して成る。マスク本体１３ｃは薄肉の金属板から成り、多数の開口部１３ｈが基板２上の電極３の配置に応じた配置で設けられている。
【００１４】
シート状部材１３ｂはその外周（四辺）が枠体１３ａによって支持されており、マスク本体１３ｃはその外周（四辺）がシート状部材１３ｂによって支持されている。図３（ａ）の矢視Ｖ−Ｖから見た一部断面図である図３（ｂ）に示すように、マスク１３のシート状部材１３ｂは枠体１３ａの下面に接着剤ＢＤによって接着されている。
【００１５】
マスク１３をマスクホルダ１２に取り付けるときには、マスク１３を一対のレール状部材１２ｂに対してレール状部材１２ｂの延びる方向（Ｙ軸方向）のうちの一方側（これをスクリーン印刷機１の前方とする）から挿入し、枠体１３ａの四辺のうちＸ軸方向に対向する二辺がマスクホルダ１２の一対のレール状部材１２ｂによって支持されるようにする。
【００１６】
ここで、マスクホルダ１２は基台１１に対して固定して設けられているので、マスクホルダ１２にマスク１３が取り付けられた状態では、枠体１３ａは基台１１に対して固定した状態で保持されたものとなる。
【００１７】
図１において、基板２上の一の対角位置には２つの基板側マーク２ｍが設けられており、マスク本体１３ｃにはこれら２つの基板側マーク２ｍに対応して２つのマスク側マーク１３ｍが設けられている（図３（ａ）も参照）。２つの基板側マーク２ｍと２つのマスク側マーク１３ｍを上下に一致させた状態でマスク１３に基板２を接触させると、基板２の電極３とマスク本体１３ｃに設けられた開口部１３ｈとが合致した状態となる。
【００１８】
基板保持ユニット移動機構１４はＸＹＺロボットから成り、基板保持ユニット１５は、図１及び図２に示すように、基板保持ユニット移動機構１４によって水平面内（ＸＹ面内）の方向への移動（水平面内での回転も含む）及び上下方向（Ｚ軸方向とする）の移動がなされるユニットベース２１、ユニットベース２１に取り付けられてＸ軸方向に基板２を搬送する一対のコンベア２２、ユニットベース２１に設けられた下受け部昇降シリンダ２３、下受け部昇降シリンダ２３によって昇降される下受け部２４及びＹ軸方向に開閉自在に設けられた一対のクランプ部材２５から成る。
【００１９】
一対のコンベア２２は水平面内の一の方向（Ｘ軸方向）への基板２の搬送と所定の作業位置（図１に示す位置）への位置決めを行う。下受け部２４は下受け部昇降シリンダ２３によって昇降されて作業位置に位置決めされた基板２の両端がコンベア２２から上方に離間するように基板２を下方から持ち上げ支持し、一対のクランプ部材２５は下受け部２４により持ち上げ支持された基板２の両側部をＹ軸方向から挟んで（クランプして）保持する。
【００２０】
図１及び図２において、マスク押圧部１６はマスクホルダ１２を構成する２つのビーム部材１２ａそれぞれの両端部にひとつずつ設けられており、各マスク押圧部１６は、ビーム部材１２ａの端部に立設された支柱１６ａ、支柱１６ａに対して水平面内で旋回自在に設けられた伸縮アーム１６ｂ、伸縮アーム１６ｂの端部から下方に延びて設けられて下方に突没するシリンダ１６ｃから成る。
【００２１】
各マスク押圧部１６は、支柱１６ａに対する伸縮アーム１６ｂの水平面内での旋回動作と、伸縮アーム１６ｂの伸縮動作との組み合わせによってシリンダ１６ｃを一定範囲で移動させることができ、これによりシリンダ１６ｃをマスク本体１３ｃの四隅に設定された押圧部位１３Ｒ（図１及び図３）のひとつの直上に位置させることができる。そして、基板２がマスク１３の下方に設置された状態において、４つのマスク押圧部１６の各シリンダ１６ｃをマスク本体１３ｃの４つの押圧部位１３Ｒの直上に位置させて各シリンダ１６ｃを下方に突出（伸長）させることによって、マスク本体１３ｃの４つの押圧部位１３Ｒを４つのシリンダ１６ｃによって下方に押圧し、マスク本体１３ｃの下面を基板２の上面に接触（密着）させることができる。
【００２２】
図１及び図２において、スキージヘッド１７はプレート状の移動ベース３１、移動ベース３１に取り付けられた２つのスキージ昇降シリンダ３２及び２つのスキージ昇降シリンダ３２の作動によって移動ベース３１の下方を上下移動する２つのスキージユニット３３を備えて成る。スキージヘッド１７の移動ベース３１は図示しないアクチュエータ等から成るスキージヘッド移動機構３４（図２）によってマスク１３に対してＹ軸方向に往復移動される。
【００２３】
図１及び図２において、各スキージユニット３３はスキージ昇降シリンダ３２のピストンロッド３２ａに取り付けられてＸ軸方向に延びるスキージホルダ３３ａとスキージホルダ３３ａに取り付けられた薄板部材から成るスキージ３３ｂから成る。各スキージユニット３３はスキージ昇降シリンダ３２のピストンロッド３２ａの下方への突没動作によって移動ベース３１の下方を昇降するが、マスク１３と移動ベース３１の上下方向の相対位置は変化しないので、各スキージユニット３３を移動ベース３１に対して下降させることで、スキージ３３ｂをマスク１３に上方から当接させることができる。
【００２４】
図１及び図２において、カメラユニット１８は撮像視野を下方に向けた下方撮像カメラ１８ａと撮像視野を上方に向けた上方撮像カメラ１８ｂを備えて成る。カメラユニット１８は、図示しないアクチュエータ等から成るカメラ移動機構１８Ｍ（図２）によって基板保持ユニット１５とマスク１３との間の領域を水平面内方向に移動される。
【００２５】
図１及び図２において、マスククリーナ１９は、マスク１３と平行な方向（Ｙ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在に設けられた平面視断面が矩形状の筒状部材から成るノズル部４１の上端部にペーパー部材４２が掛け渡されて成る。ペーパー部材４２のノズル部４１の上端部に掛け渡された部分はマスク本体１３ｃの下面と接触してマスク本体１３ｃの下面に付着したペーストＰｔの残り滓を拭き取るクリーニング面１９ａとなっている。すなわちマスククリーナ１９は、クリーニング面１９ａを上方に向けた状態で設けられている。
【００２６】
マスククリーナ１９は平面内方向への移動と上下方向への移動が可能であり、ノズル部４１の上端部によってペーパー部材４２をマスク本体１３ｃの下面に押し付けた状態でＹ軸方向に移動することにより、マスク本体１３ｃの下面に付着したペーストＰｔを拭き取る。ペーパー部材４２のクリーニング面１９ａは、一対のローラ部材４３によってペーパー部材４２を巻き取ることで更新することができる。
【００２７】
図２において、ノズル部４１内には図示しない空気吸引管路が設けられており、ペーパー部材４２のクリーニング面１９ａを介して空気吸引管路内に空気を吸引することによりペーパー部材４２によるペーストＰｔの拭き取りを効率よく行うことができる。
【００２８】
基板保持ユニット１５のコンベア２２による基板２の搬送及び作業位置への位置決め動作、作業位置に位置した基板２に対する下受け部２４による下受け動作及び一対のクランプ部材２５によるクランプ動作は、制御装置２０が前述の下受け部昇降シリンダ２３を含むアクチュエータ等から成る基板保持機構１５Ｍ（図２）の作動制御を行うことによってなされ、基板２を保持した基板保持ユニット１５の水平面内方向及び上下方向の移動動作は制御装置２０が前述の基板保持ユニット移動機構１４の作動制御を行うことによってなされる。
【００２９】
各マスク押圧部１６の支柱１６ａに対する伸縮アーム１６ｂの旋回動作、伸縮アーム１６ｂの伸縮動作及びシリンダ１６ｃの下方への突没動作は制御装置２０が図示しないアクチュエータ等から成るマスク押圧部駆動機構１６Ｍ（図２）の作動制御を行うことによってなされる。なお、４つのシリンダ１６ｃの下方への突没動作は同時に（同期して）行われる。
【００３０】
スキージヘッド１７（移動ベース３１）のＹ軸方向への往復移動動作は制御装置２０が前述のスキージヘッド移動機構３４の作動制御を行うことによってなされ、各スキージユニット３３の（したがってスキージ３３ｂの）移動ベース３１に対する昇降動作は、制御装置２０が２つのスキージ昇降シリンダ３２の作動制御を行うことによってなされる。
【００３１】
カメラユニット１８の水平面内での移動動作は、制御装置２０が前述のカメラ移動機構１８Ｍの作動制御を行うことによってなされる。下方撮像カメラ１８ａによる撮像動作の制御と上方撮像カメラ１８ｂによる撮像動作の制御はそれぞれ制御装置２０によってなされ、下方撮像カメラ１８ａの撮像動作によって得られた画像データと上方撮像カメラ１８ｂの撮像動作によって得られた画像データはそれぞれ制御装置２０に送信されて制御装置２０の画像認識部２０ａ（図２）において画像認識処理される。
【００３２】
マスククリーナ１９の水平面内の移動機構はカメラユニット１８の移動機構（カメラ移動機構１８Ｍ）と兼用されており、マスククリーナ１９の水平面内方向への移動動作は制御装置２０がカメラ移動機構１８Ｍの作動制御を行うことによってなされる。マスククリーナ１９の上下方向への移動動作とペーパー部材４２の巻き取り動作及びペーパー部材４２を介したペーストＰｔの吸引動作は、制御装置２０が図示しないアクチュエータ等から成るクリーナ移動機構１９Ｍ（図２）の作動制御を行うことによってなされる。
【００３３】
次に、図４のフローチャート及び図５〜図７の説明図を加えてスクリーン印刷機１によるスクリーン印刷作業（スクリーン印刷方法）の実行手順について説明する。スクリーン印刷機１の制御装置２０は、スクリーン印刷機１の上流側に設置された他の装置等（図示せず）から基板２が送られてきたことを検知したら、基板保持ユニット１５のコンベア２２を作動させてスクリーン印刷機１内に基板２を搬入し（図４に示すステップＳＴ１）、次いで基板保持機構１５Ｍの作動制御を行って基板２を保持する（図５（ａ）。図４に示すステップＳＴ２）。
【００３４】
ここで、基板２の保持は、具体的には、下受け部昇降シリンダ２３で下受け部２４を押し上げて基板２をコンベア２２から浮いた状態に持ち上げるとともに（図５（ａ）中に示す矢印Ａ）、一対のクランプ部材２５を閉じる方向に駆動して基板２の両端を挟み込む（図５（ａ）中に示す矢印Ｂ）ことによって行う。
【００３５】
制御装置２０は、基板２を保持したら、カメラ移動機構１８Ｍの作動制御を行い、下方撮像カメラ１８ａを基板２に設けられた基板側マーク２ｍの直上に位置させたうえで下方撮像カメラ１８ａに基板側マーク２ｍの撮像を行わせてその画像データから基板２の位置を把握するとともに、上方撮像カメラ１８ｂをマスク本体１３ｃに設けられたマスク側マーク１３ｍの直下に位置させたうえで上方撮像カメラ１８ｂにマスク側マーク１３ｍの撮像を行わせてその画像データからマスク１３の位置を把握する。そして、基板保持ユニット１５を水平面内方向に移動させ、基板側マーク２ｍとマスク側マーク１３ｍとが上下に対向するようにして、マスク１３に対する基板２の水平面内方向の位置合わせを行う（図４に示すステップＳＴ３）。
【００３６】
このように本実施の形態において、上記ステップＳＴ３はマスク１３の下方に基板２を設置する工程となっている。
【００３７】
制御装置２０は、マスク１３に対する基板２の位置合わせが終わったら、基板保持ユニット移動機構１４の作動制御を行って基板保持ユニット１５を基台１１に対して上昇させ（図５（ｂ）中に示す矢印Ｃ１）、基板２の上面（及び一対のクランプ部材２５の上面）をマスク本体１３ｃの下面に下方から近づける。これにより基板２の上面とマスク本体１３ｃの下面とが近接した状態となる（図５（ｂ）。図４に示すステップＳＴ４）。
【００３８】
制御装置２０は、ステップＳＴ４で基板２の上面をマスク本体１３ｃの下面に下方から近づけたら、４つのマスク押圧部１６の各シリンダ１６ｃをマスク本体１３ｃ上に設定された前述の４つの押圧部位１３Ｒの上方に位置させたうえで、４つのマスク押圧部１６のシリンダ１６ｃを伸長させて、マスク本体１３ｃを下方に押圧し（図６（ａ）中に示す矢印Ｄ１）、マスク本体１３ｃを基板保持ユニット１５に保持された基板２の上面に押し付けて接触させる（図６（ａ）。図４に示すステップＳＴ５）。これにより基板２上の電極３とマスク１３の開口部１３ｈとが合致し、基板２とマスク１３は十分な密着固定度で相互に固定された状態となる。なお、このときマスク１３を基板２に押し付けるために４つのマスク押圧部１６のシリンダ１６ｃを下方に突出させる距離のデータは、制御装置２０が備える記憶部２０ｂ（図２）に予め記憶されている。
【００３９】
また、前述のように、４つのマスク押圧部１６のシリンダ１６ｃはそれぞれ一定範囲で移動させることができるので、スクリーン印刷作業の対象となる基板２の大きさに応じてマスク１３の大きさが変動し、マスク本体１３ｃに設定された押圧部位１３Ｒの位置が変化したとしても、４つのマスク押圧部１６によってマスク本体１３ｃを確実に基板２に接触（密着）させることができる。
【００４０】
このように本実施の形態において、４つのマスク押圧部１６は、マスク１３の下方に基板２が設置された状態でマスク本体１３ｃを上方から押圧して基板２の上面にマスク本体１３ｃの下面を接触させるマスク押圧手段となっている。また、上記ステップＳＴ５は、マスク１３の下方に基板２を設置した状態でマスク本体１３ｃを上方から押圧して基板２の上面にマスク本体１３ｃの下面を接触させる工程となっている。
【００４１】
制御装置２０は、基板２をマスク１３に接触させたら、制御装置２０に接続して設けられたディスプレイ装置５０（図２）にペーストＰｔの供給を促すメッセージを表示する（図４に示すステップＳＴ６）。これに対してオペレータは、現在、マスク１３上に残っているペーストＰｔを目視し、そのペーストＰｔの量に基づいてペーストＰｔの供給（補充）を行うべきかどうかの判断を行う。そして、ペーストＰｔの供給を行うべきと判断したときには、別途用意したペースト供給シリンジ（図示せず）により、マスク１３上にペーストＰｔの供給を行う。そして、ペーストＰｔの供給が終わったら、制御装置２０に繋がる動作再開ボタン５１（図２）の操作を行う。オペレータは、ペーストＰｔの供給が不要と判断した場合においても、動作再開ボタン５１の操作を行う。
【００４２】
制御装置２０は、ステップＳＴ６において、ディスプレイ装置５０にペーストＰｔの供給を促すメッセージを表示した後、動作再開ボタン５１の操作がなされたか否かの判断を一定時間おきに行い（図４に示すステップＳＴ７）、動作再開ボタン５１からの信号出力に基づいて、オペレータによって動作再開ボタン５１の操作がなされたことを検知したときには、スキージヘッド１７を一対のクランプ部材２５の一方の上方に位置させたうえで、２つのスキージ３３ｂのうちの一方を下降させて（図６（ｂ）中に示す矢印Ｅ１）、そのスキージ３３ｂの下端をクランプ部材２５と接触しているマスク１３の上面に当接させる（図６（ｂ）。図４に示すステップＳＴ８）。
【００４３】
なお、このとき下降させる（マスク１３に当接させる）スキージ３３ｂは、スキージヘッド１７を前側のクランプ部材２５の上方に位置させたときには前側のスキージ３３ｂであり、スキージヘッド１７を後側のクランプ部材２５の上方に位置させたときには後側のスキージ３３ｂである。
【００４４】
制御装置２０は、スキージ昇降シリンダ３２の作動によってクランプ部材２５と接触しているマスク１３の上面にスキージ３３ｂを当接させたら、スキージ３３ｂをマスク１３の上面に当接させた状態を維持したままスキージヘッド１７を（すなわちスキージ３３ｂを）マスク１３に対してＹ軸方向に移動させ（図６（ｂ）中に示す矢印Ｆ）、マスク１３上でスキージ３３ｂを摺動させることによって、マスク１３上に供給したペーストＰｔをマスク１３の開口部１３ｈ内に押し込み、電極３にペーストＰｔを転写させる（図４に示すステップＳＴ９）。
【００４５】
このように本実施の形態において、スキージ３３ｂは、マスク押圧手段としての４つのマスク押圧部１６により基板２の上面に接触されたマスク本体１３ｃ上を摺動してマスク本体１３ｃ上に供給されたペーストＰｔを基板２に転写させるものとなっている。また、上記ステップＳＴ９は、基板２の上面に接触させたマスク本体１３ｃ上でスキージ３３ｂを摺動させることによりマスク本体１３ｃ上に供給されたペーストＰｔを基板２に転写させる工程となっている。
【００４６】
このステップＳＴ９では、制御装置２０は、一方のクランプ部材２５と接触しているマスク１３上に当接させたスキージ３３ｂを、基板２と接触しているマスク１３上の領域を通って他方のクランプ部材２５と接触しているマスク１３上の領域まで移動させる。なお、図６（ｂ）は、前側のスキージ３３ｂを、前側のクランプ部材２５と接触したマスク１３上の領域から後側のクランプ部材２５と接触したマスク１３上の領域まで移動させる例を示しているが、後側のスキージ３３ｂを、後側のクランプ部材２５と接触したマスク１３上の領域から前側のクランプ部材２５と接触したマスク１３上の領域まで移動させる場合には、スキージヘッド１７は図６（ｂ）中に示す矢印Ｆとは反対の方向に移動させる。
【００４７】
制御装置２０は、スキージ３３ｂが一方のクランプ部材２５と接触したマスク１３上の領域から他方のクランプ部材２５と接触したマスク１３上の領域に達してペーストＰｔの転写が終了したことを検知したら、スキージヘッド１７の移動を停止させたうえで、マスク１３に当接させていたスキージ３３ｂを移動ベース３１に対して上昇させて（図７（ａ）中に示す矢印Ｅ２）、スキージ３３ｂをマスク１３から離間させる（図７（ａ）。図４に示すステップＳＴ１０）。
【００４８】
制御装置２０は、スキージ３３ｂをマスク１３から離間させたら４つのマスク押圧部１６のシリンダ１６ｃを上昇させ（図７（ａ）中に示す矢印Ｄ２）、マスク１３を基板２から離間させることによって、マスク１３から基板２を版離れさせる（図７（ａ）。図４に示すステップＳＴ１１）。
【００４９】
制御装置２０は、版離れが終了したら、基板保持ユニット移動機構１４を作動させ、基板保持ユニット１５を下降させることによって基板２をマスク１３から更に離間させる（図７（ｂ）中に示す矢印Ｃ２。図４に示すステップＳＴ１２）。そして、基板保持機構１５Ｍを作動させて一対のクランプ部材２５を開かせたうえで下受け部２４を下降させ、基板２の両端を一対のコンベア２２上に降ろす。これにより基板保持ユニット１５による基板２の保持が解除された状態となる（図２参照。図４に示すステップＳＴ１３）。
【００５０】
制御装置２０は、基板２の保持を解除したら、基板保持ユニット移動機構１４を作動させて基板保持ユニット１５を水平面内で移動させ、コンベア２２の向きを整えたうえで、コンベア２２を作動させて基板２をスクリーン印刷機１の外部に搬出する（図４に示すステップＳＴ１４）。
【００５１】
制御装置２０は、基板２を搬出したら、他にスクリーン印刷を施す基板２があるかどうかの判断を行う（図４に示すステップＳＴ１５）。その結果、他にスクリーン印刷を施す基板２があった場合にはステップＳＴ１に戻って新たな基板２の搬入を行い、他にスクリーン印刷を施す基板２がなかった場合には一連のスクリーン印刷作業を終了する。
【００５２】
スクリーン印刷機１は上記手順によって基板２の１枚当たりのスクリーン印刷作業を行うが、このようなスクリーン印刷作業を数枚〜十数枚（或いは数十枚）の基板２に対して行うと、マスク本体１３ｃの下面に付着したペーストＰｔ（ペーストＰｔの残り滓）によって印刷状態が不良になってくるおそれがある。このため本実施の形態におけるスクリーン印刷機１では、定期的にマスククリーナ１９を用いたマスク１３のクリーニング作業を実行するようになっており、図８のフローチャート及び図９の説明図を用いて以下にその説明を行う。
【００５３】
制御装置２０は、マスククリーナ１９を用いたマスク１３のクリーニングを行うときには、先ず、カメラ移動機構１８Ｍとクリーナ移動機構１９Ｍの作動制御を行って、マスククリーナ１９をマスク１３の下方のマスク１３に近接した位置に位置させる（図８に示すステップＳＴ２１。図９（ａ））。そして、制御装置２０は、４つのマスク押圧部１６の各シリンダ１６ｃをマスク本体１３ｃ上に設定された４つの押圧部位１３Ｒの上方に位置させたうえで、４つのマスク押圧部１６のシリンダ１６ｃを伸長させて、マスク本体１３ｃを下方に押圧し（図９（ｂ）中に示す矢印Ｄ３）、マスク本体１３ｃの下面をマスククリーナ１９のクリーニング面１９ａに押し付けて接触させる（図８に示すステップＳＴ２２。図９（ｂ））。これによりマスク１３のテンションが低下している場合であっても（マスク１３のテンションの状態の如何によらず）、マスク本体１３ｃの下面とマスククリーナ１９のクリーニング面１９ａとは密着した状態となる。
【００５４】
制御装置２０は、マスク本体１３ｃの下面をマスククリーナ１９のクリーニング面１９ａに押し付けたら、クリーナ移動機構１９Ｍの作動制御を行って、ノズル部４１をＹ軸方向に移動（相対移動）させることにより（図９（ｃ）中に示す矢印Ｇ）、クリーニング面１９ａ（ペーパー部材４２）によりマスク本体１３ｃの下面に付着しているペーストＰｔの残り滓を拭き取る（図８に示すステップＳＴ２３。図９（ｃ））。ここで、制御装置２０は、マスク１３のクリーニングを行う際には、ノズル部４１内の空気吸引管路を介した空気の吸引動作を行うようにする。
【００５５】
このマスク１３のクリーニングでは、マスククリーナ１９のクリーニング面１９ａがマスク本体１３ｃの下面に確実に密着しているので、マスク１３のテンションが仮に低下状態にあったとしても、マスククリーナ１９は本来のペーストＰｔの除去性能を発揮することができる。
【００５６】
制御装置２０は、マスククリーナ１９を移動させ終わったら、４つのマスク押圧部１６のシリンダ１６ｃを上昇させ（図９（ｄ）中に示す矢印Ｄ４）、マスク本体１３ｃの押圧を解除してマスク本体１３ｃをマスククリーナ１９のクリーニング面１９ａから離間させる（図９（ｄ）。図８に示すステップＳＴ２４）。なお、制御装置２０は、クリーニング面１９ａにくっついたペーストＰｔが多くなってきた頃に、ペーパー部材４２の巻き取りを行ってクリーニング面１９ａの更新を行う。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１（スクリーン印刷機１によるスクリーン印刷方法）では、マスク本体１３ｃを上方から押圧して基板２の上面にマスク本体１３ｃを接触させるようになっており、シート状部材１３ｂを枠体１３ａに接着する接着剤ＢＤが枠体の下面に回り込んで形成された接着剤層の厚さＴ（図３（ｂ））がマスク１３の製造過程における品質のばらつき等により比較的大きくなっている場合であってもマスク本体１３ｃを基板２に確実に接触させることができるので、マスク本体１３ｃと基板２との間の密着固定度が不十分なままスクリーン印刷が行われることを防止でき、これにより印刷不良の発生を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
マスク本体と基板との間の密着固定度が不十分なままスクリーン印刷が行われることを防止して印刷不良の発生を抑えることができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法を提供する。
【符号の説明】
【００５９】
１ スクリーン印刷機
２ 基板
１１ 基台
１３ マスク
１３ａ 枠体
１３ｂ シート状部材
１３ｃ マスク本体
１６ マスク押圧部（マスク押圧手段）
３３ｂ スキージ
Ｐｔ ペースト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクを介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板の電極に半田等のペーストを印刷する装置としてスクリーン印刷機が知られている。このスクリーン印刷機は、基台に対して固定した状態で保持される枠体及び枠体に樹脂（例えばポリエステル）製のシート状部材を介して取り付けられた板状のマスク本体を有して成るマスクと、基板の上面に接触されたマスク本体上で摺動し、マスク本体上に供給されたペーストをマスク本体に設けられた開口部を介して基板上の電極に転写させるスキージを備えている。
【０００３】
スクリーン印刷機では、上記のように、基板と接触したマスク本体上をスキージが摺動するが、このスキージの摺動時に基板とマスク本体との間の位置ずれ（すなわち基板の電極とマスク本体の開口部との間の位置ずれ）を起きるのを防止する目的等から、基板を保持する基板保持部の側方に設けられた吸着手段によってマスク本体を下方から吸着することにより、基板とマスク本体とを密着させて相互に固定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−９２５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のスクリーン印刷機において、マスクは基台の上方に設置された一対のレール状部材によって枠体が載置状態で保持されるようになっているが、マスクのシート状部材の外周部は枠体の下面に接着剤によって固定されているため、この接着剤の一部が枠体の下面側に回り込んで接着剤の層（接着剤層）を形成している場合には、この接着剤層の厚さの分だけ枠体がレール状部材から浮き上がった状態となってしまう。このため、マスクの製造過程における品質のばらつき等により、接着剤層の厚さが比較的大きくなっている場合には、吸着手段によってマスク本体を吸着しようとしてもうまく吸着することができず、マスク本体と基板との間の密着固定度が不十分なままスクリーン印刷が行われて基板に品質不良が発生するケースがあり得るという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、マスク本体と基板との間の密着固定度が不十分なままスクリーン印刷が行われることを防止して印刷不良の発生を抑えることができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のスクリーン印刷機は、基台に対して固定した状態で保持される枠体及び枠体にシート状部材を介して取り付けられた板状のマスク本体を有して成るマスクと、マスクの下方に基板が設置された状態でマスク本体を上方から押圧して基板の上面にマスク本体の下面を接触させるマスク押圧手段と、マスク押圧手段により基板の上面に接触されたマスク本体上を摺動してマスク本体上に供給されたペーストを基板に転写させるスキージとを備えた。
【０００８】
請求項２に記載のスクリーン印刷方法は、基台に対して固定した状態で保持される枠体及び枠体にシート状部材を介して取り付けられた板状のマスク本体を有して成るマスクの下方に基板を設置する工程と、マスクの下方に基板を設置した状態でマスク本体を上方から押圧して基板の上面にマスク本体の下面を接触させる工程と、基板の上面に接触させたマスク本体上でスキージを摺動させることによりマスク本体上に供給されたペーストを基板に転写させる工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、マスク本体を上方から押圧して基板の上面にマスク本体を接触させるようになっており、シート状部材を枠体に接着する接着剤が枠体の下面に回り込んで形成された接着剤層の厚さがマスクの製造過程における品質のばらつき等により比較的大きくなっている場合であってもマスク本体を基板に確実に接触させることができるので、マスク本体と基板との間の密着固定度が不十分なままスクリーン印刷が行われることを防止でき、これにより印刷不良の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の要部の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の要部の側面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるマスクホルダ及びマスクホルダに保持されたマスクの（ａ）平面図（ｂ）一部断面図
【図４】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の実行手順を示すフローチャート
【図５】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の実行手順の説明図
【図６】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の実行手順の説明図
【図７】（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機によるスクリーン印刷作業の実行手順の説明図
【図８】本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機におけるマスクのクリーニング作業の実行手順を示すフローチャート
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機におけるマスクのクリーニング作業の実行手順を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２において、スクリーン印刷機１は、基板２上に設けられた多数の電極３のそれぞれに半田等のペーストＰｔをスクリーン印刷する作業（スクリーン印刷作業）を実行するものであり、基台１１、基台１１の上方に固定して設けられたマスクホルダ１２、マスクホルダ１２によって水平姿勢に保持されるスクリーン印刷用のマスク１３、基台１１上に設けられた基板保持ユニット移動機構１４、マスク１３の下方において基板保持ユニット移動機構１４によって移動される基板保持ユニット１５、マスクホルダ１２に設けられた４つのマスク押圧部１６、マスク１３の上方に設けられたスキージヘッド１７、基板保持ユニット１５とマスク１３の間の領域に設けられたカメラユニット１８、マスククリーナ１９及びこれら各部の作動制御を行う制御装置２０を備えている。
【００１２】
図１及び図３（ａ）において、マスクホルダ１２は基台１１の上方を水平面内の一の方向（Ｘ軸方向とする）に延び、基台１１に対して固定して設けられた一対のビーム部材１２ａと、これらビーム部材１２ａと直交する水平面内方向（Ｙ軸方向とする）に延びて一対のビーム部材１２ａによって支持された断面「Ｌ」字状の一対のレール状部材１２ｂから成る。
【００１３】
図３（ａ），（ｂ）において、マスク１３は、矩形枠状の枠体１３ａ及び枠体１３ａに樹脂（例えばポリエステル）製のシート状部材１３ｂを介して取り付けられた板状のマスク本体１３ｃを有して成る。マスク本体１３ｃは薄肉の金属板から成り、多数の開口部１３ｈが基板２上の電極３の配置に応じた配置で設けられている。
【００１４】
シート状部材１３ｂはその外周（四辺）が枠体１３ａによって支持されており、マスク本体１３ｃはその外周（四辺）がシート状部材１３ｂによって支持されている。図３（ａ）の矢視Ｖ−Ｖから見た一部断面図である図３（ｂ）に示すように、マスク１３のシート状部材１３ｂは枠体１３ａの下面に接着剤ＢＤによって接着されている。
【００１５】
マスク１３をマスクホルダ１２に取り付けるときには、マスク１３を一対のレール状部材１２ｂに対してレール状部材１２ｂの延びる方向（Ｙ軸方向）のうちの一方側（これをスクリーン印刷機１の前方とする）から挿入し、枠体１３ａの四辺のうちＸ軸方向に対向する二辺がマスクホルダ１２の一対のレール状部材１２ｂによって支持されるようにする。
【００１６】
ここで、マスクホルダ１２は基台１１に対して固定して設けられているので、マスクホルダ１２にマスク１３が取り付けられた状態では、枠体１３ａは基台１１に対して固定した状態で保持されたものとなる。
【００１７】
図１において、基板２上の一の対角位置には２つの基板側マーク２ｍが設けられており、マスク本体１３ｃにはこれら２つの基板側マーク２ｍに対応して２つのマスク側マーク１３ｍが設けられている（図３（ａ）も参照）。２つの基板側マーク２ｍと２つのマスク側マーク１３ｍを上下に一致させた状態でマスク１３に基板２を接触させると、基板２の電極３とマスク本体１３ｃに設けられた開口部１３ｈとが合致した状態となる。
【００１８】
基板保持ユニット移動機構１４はＸＹＺロボットから成り、基板保持ユニット１５は、図１及び図２に示すように、基板保持ユニット移動機構１４によって水平面内（ＸＹ面内）の方向への移動（水平面内での回転も含む）及び上下方向（Ｚ軸方向とする）の移動がなされるユニットベース２１、ユニットベース２１に取り付けられてＸ軸方向に基板２を搬送する一対のコンベア２２、ユニットベース２１に設けられた下受け部昇降シリンダ２３、下受け部昇降シリンダ２３によって昇降される下受け部２４及びＹ軸方向に開閉自在に設けられた一対のクランプ部材２５から成る。
【００１９】
一対のコンベア２２は水平面内の一の方向（Ｘ軸方向）への基板２の搬送と所定の作業位置（図１に示す位置）への位置決めを行う。下受け部２４は下受け部昇降シリンダ２３によって昇降されて作業位置に位置決めされた基板２の両端がコンベア２２から上方に離間するように基板２を下方から持ち上げ支持し、一対のクランプ部材２５は下受け部２４により持ち上げ支持された基板２の両側部をＹ軸方向から挟んで（クランプして）保持する。
【００２０】
図１及び図２において、マスク押圧部１６はマスクホルダ１２を構成する２つのビーム部材１２ａそれぞれの両端部にひとつずつ設けられており、各マスク押圧部１６は、ビーム部材１２ａの端部に立設された支柱１６ａ、支柱１６ａに対して水平面内で旋回自在に設けられた伸縮アーム１６ｂ、伸縮アーム１６ｂの端部から下方に延びて設けられて下方に突没するシリンダ１６ｃから成る。
【００２１】
各マスク押圧部１６は、支柱１６ａに対する伸縮アーム１６ｂの水平面内での旋回動作と、伸縮アーム１６ｂの伸縮動作との組み合わせによってシリンダ１６ｃを一定範囲で移動させることができ、これによりシリンダ１６ｃをマスク本体１３ｃの四隅に設定された押圧部位１３Ｒ（図１及び図３）のひとつの直上に位置させることができる。そして、基板２がマスク１３の下方に設置された状態において、４つのマスク押圧部１６の各シリンダ１６ｃをマスク本体１３ｃの４つの押圧部位１３Ｒの直上に位置させて各シリンダ１６ｃを下方に突出（伸長）させることによって、マスク本体１３ｃの４つの押圧部位１３Ｒを４つのシリンダ１６ｃによって下方に押圧し、マスク本体１３ｃの下面を基板２の上面に接触（密着）させることができる。
【００２２】
図１及び図２において、スキージヘッド１７はプレート状の移動ベース３１、移動ベース３１に取り付けられた２つのスキージ昇降シリンダ３２及び２つのスキージ昇降シリンダ３２の作動によって移動ベース３１の下方を上下移動する２つのスキージユニット３３を備えて成る。スキージヘッド１７の移動ベース３１は図示しないアクチュエータ等から成るスキージヘッド移動機構３４（図２）によってマスク１３に対してＹ軸方向に往復移動される。
【００２３】
図１及び図２において、各スキージユニット３３はスキージ昇降シリンダ３２のピストンロッド３２ａに取り付けられてＸ軸方向に延びるスキージホルダ３３ａとスキージホルダ３３ａに取り付けられた薄板部材から成るスキージ３３ｂから成る。各スキージユニット３３はスキージ昇降シリンダ３２のピストンロッド３２ａの下方への突没動作によって移動ベース３１の下方を昇降するが、マスク１３と移動ベース３１の上下方向の相対位置は変化しないので、各スキージユニット３３を移動ベース３１に対して下降させることで、スキージ３３ｂをマスク１３に上方から当接させることができる。
【００２４】
図１及び図２において、カメラユニット１８は撮像視野を下方に向けた下方撮像カメラ１８ａと撮像視野を上方に向けた上方撮像カメラ１８ｂを備えて成る。カメラユニット１８は、図示しないアクチュエータ等から成るカメラ移動機構１８Ｍ（図２）によって基板保持ユニット１５とマスク１３との間の領域を水平面内方向に移動される。
【００２５】
図１及び図２において、マスククリーナ１９は、マスク１３と平行な方向（Ｙ軸方向）及び上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在に設けられた平面視断面が矩形状の筒状部材から成るノズル部４１の上端部にペーパー部材４２が掛け渡されて成る。ペーパー部材４２のノズル部４１の上端部に掛け渡された部分はマスク本体１３ｃの下面と接触してマスク本体１３ｃの下面に付着したペーストＰｔの残り滓を拭き取るクリーニング面１９ａとなっている。すなわちマスククリーナ１９は、クリーニング面１９ａを上方に向けた状態で設けられている。
【００２６】
マスククリーナ１９は平面内方向への移動と上下方向への移動が可能であり、ノズル部４１の上端部によってペーパー部材４２をマスク本体１３ｃの下面に押し付けた状態でＹ軸方向に移動することにより、マスク本体１３ｃの下面に付着したペーストＰｔを拭き取る。ペーパー部材４２のクリーニング面１９ａは、一対のローラ部材４３によってペーパー部材４２を巻き取ることで更新することができる。
【００２７】
図２において、ノズル部４１内には図示しない空気吸引管路が設けられており、ペーパー部材４２のクリーニング面１９ａを介して空気吸引管路内に空気を吸引することによりペーパー部材４２によるペーストＰｔの拭き取りを効率よく行うことができる。
【００２８】
基板保持ユニット１５のコンベア２２による基板２の搬送及び作業位置への位置決め動作、作業位置に位置した基板２に対する下受け部２４による下受け動作及び一対のクランプ部材２５によるクランプ動作は、制御装置２０が前述の下受け部昇降シリンダ２３を含むアクチュエータ等から成る基板保持機構１５Ｍ（図２）の作動制御を行うことによってなされ、基板２を保持した基板保持ユニット１５の水平面内方向及び上下方向の移動動作は制御装置２０が前述の基板保持ユニット移動機構１４の作動制御を行うことによってなされる。
【００２９】
各マスク押圧部１６の支柱１６ａに対する伸縮アーム１６ｂの旋回動作、伸縮アーム１６ｂの伸縮動作及びシリンダ１６ｃの下方への突没動作は制御装置２０が図示しないアクチュエータ等から成るマスク押圧部駆動機構１６Ｍ（図２）の作動制御を行うことによってなされる。なお、４つのシリンダ１６ｃの下方への突没動作は同時に（同期して）行われる。
【００３０】
スキージヘッド１７（移動ベース３１）のＹ軸方向への往復移動動作は制御装置２０が前述のスキージヘッド移動機構３４の作動制御を行うことによってなされ、各スキージユニット３３の（したがってスキージ３３ｂの）移動ベース３１に対する昇降動作は、制御装置２０が２つのスキージ昇降シリンダ３２の作動制御を行うことによってなされる。
【００３１】
カメラユニット１８の水平面内での移動動作は、制御装置２０が前述のカメラ移動機構１８Ｍの作動制御を行うことによってなされる。下方撮像カメラ１８ａによる撮像動作の制御と上方撮像カメラ１８ｂによる撮像動作の制御はそれぞれ制御装置２０によってなされ、下方撮像カメラ１８ａの撮像動作によって得られた画像データと上方撮像カメラ１８ｂの撮像動作によって得られた画像データはそれぞれ制御装置２０に送信されて制御装置２０の画像認識部２０ａ（図２）において画像認識処理される。
【００３２】
マスククリーナ１９の水平面内の移動機構はカメラユニット１８の移動機構（カメラ移動機構１８Ｍ）と兼用されており、マスククリーナ１９の水平面内方向への移動動作は制御装置２０がカメラ移動機構１８Ｍの作動制御を行うことによってなされる。マスククリーナ１９の上下方向への移動動作とペーパー部材４２の巻き取り動作及びペーパー部材４２を介したペーストＰｔの吸引動作は、制御装置２０が図示しないアクチュエータ等から成るクリーナ移動機構１９Ｍ（図２）の作動制御を行うことによってなされる。
【００３３】
次に、図４のフローチャート及び図５〜図７の説明図を加えてスクリーン印刷機１によるスクリーン印刷作業（スクリーン印刷方法）の実行手順について説明する。スクリーン印刷機１の制御装置２０は、スクリーン印刷機１の上流側に設置された他の装置等（図示せず）から基板２が送られてきたことを検知したら、基板保持ユニット１５のコンベア２２を作動させてスクリーン印刷機１内に基板２を搬入し（図４に示すステップＳＴ１）、次いで基板保持機構１５Ｍの作動制御を行って基板２を保持する（図５（ａ）。図４に示すステップＳＴ２）。
【００３４】
ここで、基板２の保持は、具体的には、下受け部昇降シリンダ２３で下受け部２４を押し上げて基板２をコンベア２２から浮いた状態に持ち上げるとともに（図５（ａ）中に示す矢印Ａ）、一対のクランプ部材２５を閉じる方向に駆動して基板２の両端を挟み込む（図５（ａ）中に示す矢印Ｂ）ことによって行う。
【００３５】
制御装置２０は、基板２を保持したら、カメラ移動機構１８Ｍの作動制御を行い、下方撮像カメラ１８ａを基板２に設けられた基板側マーク２ｍの直上に位置させたうえで下方撮像カメラ１８ａに基板側マーク２ｍの撮像を行わせてその画像データから基板２の位置を把握するとともに、上方撮像カメラ１８ｂをマスク本体１３ｃに設けられたマスク側マーク１３ｍの直下に位置させたうえで上方撮像カメラ１８ｂにマスク側マーク１３ｍの撮像を行わせてその画像データからマスク１３の位置を把握する。そして、基板保持ユニット１５を水平面内方向に移動させ、基板側マーク２ｍとマスク側マーク１３ｍとが上下に対向するようにして、マスク１３に対する基板２の水平面内方向の位置合わせを行う（図４に示すステップＳＴ３）。
【００３６】
このように本実施の形態において、上記ステップＳＴ３はマスク１３の下方に基板２を設置する工程となっている。
【００３７】
制御装置２０は、マスク１３に対する基板２の位置合わせが終わったら、基板保持ユニット移動機構１４の作動制御を行って基板保持ユニット１５を基台１１に対して上昇させ（図５（ｂ）中に示す矢印Ｃ１）、基板２の上面（及び一対のクランプ部材２５の上面）をマスク本体１３ｃの下面に下方から近づける。これにより基板２の上面とマスク本体１３ｃの下面とが近接した状態となる（図５（ｂ）。図４に示すステップＳＴ４）。
【００３８】
制御装置２０は、ステップＳＴ４で基板２の上面をマスク本体１３ｃの下面に下方から近づけたら、４つのマスク押圧部１６の各シリンダ１６ｃをマスク本体１３ｃ上に設定された前述の４つの押圧部位１３Ｒの上方に位置させたうえで、４つのマスク押圧部１６のシリンダ１６ｃを伸長させて、マスク本体１３ｃを下方に押圧し（図６（ａ）中に示す矢印Ｄ１）、マスク本体１３ｃを基板保持ユニット１５に保持された基板２の上面に押し付けて接触させる（図６（ａ）。図４に示すステップＳＴ５）。これにより基板２上の電極３とマスク１３の開口部１３ｈとが合致し、基板２とマスク１３は十分な密着固定度で相互に固定された状態となる。なお、このときマスク１３を基板２に押し付けるために４つのマスク押圧部１６のシリンダ１６ｃを下方に突出させる距離のデータは、制御装置２０が備える記憶部２０ｂ（図２）に予め記憶されている。
【００３９】
また、前述のように、４つのマスク押圧部１６のシリンダ１６ｃはそれぞれ一定範囲で移動させることができるので、スクリーン印刷作業の対象となる基板２の大きさに応じてマスク１３の大きさが変動し、マスク本体１３ｃに設定された押圧部位１３Ｒの位置が変化したとしても、４つのマスク押圧部１６によってマスク本体１３ｃを確実に基板２に接触（密着）させることができる。
【００４０】
このように本実施の形態において、４つのマスク押圧部１６は、マスク１３の下方に基板２が設置された状態でマスク本体１３ｃを上方から押圧して基板２の上面にマスク本体１３ｃの下面を接触させるマスク押圧手段となっている。また、上記ステップＳＴ５は、マスク１３の下方に基板２を設置した状態でマスク本体１３ｃを上方から押圧して基板２の上面にマスク本体１３ｃの下面を接触させる工程となっている。
【００４１】
制御装置２０は、基板２をマスク１３に接触させたら、制御装置２０に接続して設けられたディスプレイ装置５０（図２）にペーストＰｔの供給を促すメッセージを表示する（図４に示すステップＳＴ６）。これに対してオペレータは、現在、マスク１３上に残っているペーストＰｔを目視し、そのペーストＰｔの量に基づいてペーストＰｔの供給（補充）を行うべきかどうかの判断を行う。そして、ペーストＰｔの供給を行うべきと判断したときには、別途用意したペースト供給シリンジ（図示せず）により、マスク１３上にペーストＰｔの供給を行う。そして、ペーストＰｔの供給が終わったら、制御装置２０に繋がる動作再開ボタン５１（図２）の操作を行う。オペレータは、ペーストＰｔの供給が不要と判断した場合においても、動作再開ボタン５１の操作を行う。
【００４２】
制御装置２０は、ステップＳＴ６において、ディスプレイ装置５０にペーストＰｔの供給を促すメッセージを表示した後、動作再開ボタン５１の操作がなされたか否かの判断を一定時間おきに行い（図４に示すステップＳＴ７）、動作再開ボタン５１からの信号出力に基づいて、オペレータによって動作再開ボタン５１の操作がなされたことを検知したときには、スキージヘッド１７を一対のクランプ部材２５の一方の上方に位置させたうえで、２つのスキージ３３ｂのうちの一方を下降させて（図６（ｂ）中に示す矢印Ｅ１）、そのスキージ３３ｂの下端をクランプ部材２５と接触しているマスク１３の上面に当接させる（図６（ｂ）。図４に示すステップＳＴ８）。
【００４３】
なお、このとき下降させる（マスク１３に当接させる）スキージ３３ｂは、スキージヘッド１７を前側のクランプ部材２５の上方に位置させたときには前側のスキージ３３ｂであり、スキージヘッド１７を後側のクランプ部材２５の上方に位置させたときには後側のスキージ３３ｂである。
【００４４】
制御装置２０は、スキージ昇降シリンダ３２の作動によってクランプ部材２５と接触しているマスク１３の上面にスキージ３３ｂを当接させたら、スキージ３３ｂをマスク１３の上面に当接させた状態を維持したままスキージヘッド１７を（すなわちスキージ３３ｂを）マスク１３に対してＹ軸方向に移動させ（図６（ｂ）中に示す矢印Ｆ）、マスク１３上でスキージ３３ｂを摺動させることによって、マスク１３上に供給したペーストＰｔをマスク１３の開口部１３ｈ内に押し込み、電極３にペーストＰｔを転写させる（図４に示すステップＳＴ９）。
【００４５】
このように本実施の形態において、スキージ３３ｂは、マスク押圧手段としての４つのマスク押圧部１６により基板２の上面に接触されたマスク本体１３ｃ上を摺動してマスク本体１３ｃ上に供給されたペーストＰｔを基板２に転写させるものとなっている。また、上記ステップＳＴ９は、基板２の上面に接触させたマスク本体１３ｃ上でスキージ３３ｂを摺動させることによりマスク本体１３ｃ上に供給されたペーストＰｔを基板２に転写させる工程となっている。
【００４６】
このステップＳＴ９では、制御装置２０は、一方のクランプ部材２５と接触しているマスク１３上に当接させたスキージ３３ｂを、基板２と接触しているマスク１３上の領域を通って他方のクランプ部材２５と接触しているマスク１３上の領域まで移動させる。なお、図６（ｂ）は、前側のスキージ３３ｂを、前側のクランプ部材２５と接触したマスク１３上の領域から後側のクランプ部材２５と接触したマスク１３上の領域まで移動させる例を示しているが、後側のスキージ３３ｂを、後側のクランプ部材２５と接触したマスク１３上の領域から前側のクランプ部材２５と接触したマスク１３上の領域まで移動させる場合には、スキージヘッド１７は図６（ｂ）中に示す矢印Ｆとは反対の方向に移動させる。
【００４７】
制御装置２０は、スキージ３３ｂが一方のクランプ部材２５と接触したマスク１３上の領域から他方のクランプ部材２５と接触したマスク１３上の領域に達してペーストＰｔの転写が終了したことを検知したら、スキージヘッド１７の移動を停止させたうえで、マスク１３に当接させていたスキージ３３ｂを移動ベース３１に対して上昇させて（図７（ａ）中に示す矢印Ｅ２）、スキージ３３ｂをマスク１３から離間させる（図７（ａ）。図４に示すステップＳＴ１０）。
【００４８】
制御装置２０は、スキージ３３ｂをマスク１３から離間させたら４つのマスク押圧部１６のシリンダ１６ｃを上昇させ（図７（ａ）中に示す矢印Ｄ２）、マスク１３を基板２から離間させることによって、マスク１３から基板２を版離れさせる（図７（ａ）。図４に示すステップＳＴ１１）。
【００４９】
制御装置２０は、版離れが終了したら、基板保持ユニット移動機構１４を作動させ、基板保持ユニット１５を下降させることによって基板２をマスク１３から更に離間させる（図７（ｂ）中に示す矢印Ｃ２。図４に示すステップＳＴ１２）。そして、基板保持機構１５Ｍを作動させて一対のクランプ部材２５を開かせたうえで下受け部２４を下降させ、基板２の両端を一対のコンベア２２上に降ろす。これにより基板保持ユニット１５による基板２の保持が解除された状態となる（図２参照。図４に示すステップＳＴ１３）。
【００５０】
制御装置２０は、基板２の保持を解除したら、基板保持ユニット移動機構１４を作動させて基板保持ユニット１５を水平面内で移動させ、コンベア２２の向きを整えたうえで、コンベア２２を作動させて基板２をスクリーン印刷機１の外部に搬出する（図４に示すステップＳＴ１４）。
【００５１】
制御装置２０は、基板２を搬出したら、他にスクリーン印刷を施す基板２があるかどうかの判断を行う（図４に示すステップＳＴ１５）。その結果、他にスクリーン印刷を施す基板２があった場合にはステップＳＴ１に戻って新たな基板２の搬入を行い、他にスクリーン印刷を施す基板２がなかった場合には一連のスクリーン印刷作業を終了する。
【００５２】
スクリーン印刷機１は上記手順によって基板２の１枚当たりのスクリーン印刷作業を行うが、このようなスクリーン印刷作業を数枚〜十数枚（或いは数十枚）の基板２に対して行うと、マスク本体１３ｃの下面に付着したペーストＰｔ（ペーストＰｔの残り滓）によって印刷状態が不良になってくるおそれがある。このため本実施の形態におけるスクリーン印刷機１では、定期的にマスククリーナ１９を用いたマスク１３のクリーニング作業を実行するようになっており、図８のフローチャート及び図９の説明図を用いて以下にその説明を行う。
【００５３】
制御装置２０は、マスククリーナ１９を用いたマスク１３のクリーニングを行うときには、先ず、カメラ移動機構１８Ｍとクリーナ移動機構１９Ｍの作動制御を行って、マスククリーナ１９をマスク１３の下方のマスク１３に近接した位置に位置させる（図８に示すステップＳＴ２１。図９（ａ））。そして、制御装置２０は、４つのマスク押圧部１６の各シリンダ１６ｃをマスク本体１３ｃ上に設定された４つの押圧部位１３Ｒの上方に位置させたうえで、４つのマスク押圧部１６のシリンダ１６ｃを伸長させて、マスク本体１３ｃを下方に押圧し（図９（ｂ）中に示す矢印Ｄ３）、マスク本体１３ｃの下面をマスククリーナ１９のクリーニング面１９ａに押し付けて接触させる（図８に示すステップＳＴ２２。図９（ｂ））。これによりマスク１３のテンションが低下している場合であっても（マスク１３のテンションの状態の如何によらず）、マスク本体１３ｃの下面とマスククリーナ１９のクリーニング面１９ａとは密着した状態となる。
【００５４】
制御装置２０は、マスク本体１３ｃの下面をマスククリーナ１９のクリーニング面１９ａに押し付けたら、クリーナ移動機構１９Ｍの作動制御を行って、ノズル部４１をＹ軸方向に移動（相対移動）させることにより（図９（ｃ）中に示す矢印Ｇ）、クリーニング面１９ａ（ペーパー部材４２）によりマスク本体１３ｃの下面に付着しているペーストＰｔの残り滓を拭き取る（図８に示すステップＳＴ２３。図９（ｃ））。ここで、制御装置２０は、マスク１３のクリーニングを行う際には、ノズル部４１内の空気吸引管路を介した空気の吸引動作を行うようにする。
【００５５】
このマスク１３のクリーニングでは、マスククリーナ１９のクリーニング面１９ａがマスク本体１３ｃの下面に確実に密着しているので、マスク１３のテンションが仮に低下状態にあったとしても、マスククリーナ１９は本来のペーストＰｔの除去性能を発揮することができる。
【００５６】
制御装置２０は、マスククリーナ１９を移動させ終わったら、４つのマスク押圧部１６のシリンダ１６ｃを上昇させ（図９（ｄ）中に示す矢印Ｄ４）、マスク本体１３ｃの押圧を解除してマスク本体１３ｃをマスククリーナ１９のクリーニング面１９ａから離間させる（図９（ｄ）。図８に示すステップＳＴ２４）。なお、制御装置２０は、クリーニング面１９ａにくっついたペーストＰｔが多くなってきた頃に、ペーパー部材４２の巻き取りを行ってクリーニング面１９ａの更新を行う。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１（スクリーン印刷機１によるスクリーン印刷方法）では、マスク本体１３ｃを上方から押圧して基板２の上面にマスク本体１３ｃを接触させるようになっており、シート状部材１３ｂを枠体１３ａに接着する接着剤ＢＤが枠体の下面に回り込んで形成された接着剤層の厚さＴ（図３（ｂ））がマスク１３の製造過程における品質のばらつき等により比較的大きくなっている場合であってもマスク本体１３ｃを基板２に確実に接触させることができるので、マスク本体１３ｃと基板２との間の密着固定度が不十分なままスクリーン印刷が行われることを防止でき、これにより印刷不良の発生を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
マスク本体と基板との間の密着固定度が不十分なままスクリーン印刷が行われることを防止して印刷不良の発生を抑えることができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法を提供する。
【符号の説明】
【００５９】
１ スクリーン印刷機
２ 基板
１１ 基台
１３ マスク
１３ａ 枠体
１３ｂ シート状部材
１３ｃ マスク本体
１６ マスク押圧部（マスク押圧手段）
３３ｂ スキージ
Ｐｔ ペースト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に対して固定した状態で保持される枠体及び枠体にシート状部材を介して取り付けられた板状のマスク本体を有して成るマスクと、
マスクの下方に基板が設置された状態でマスク本体を上方から押圧して基板の上面にマスク本体の下面を接触させるマスク押圧手段と、
マスク押圧手段により基板の上面に接触されたマスク本体上を摺動してマスク本体上に供給されたペーストを基板に転写させるスキージとを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
基台に対して固定した状態で保持される枠体及び枠体にシート状部材を介して取り付けられた板状のマスク本体を有して成るマスクの下方に基板を設置する工程と、
マスクの下方に基板を設置した状態でマスク本体を上方から押圧して基板の上面にマスク本体の下面を接触させる工程と、
基板の上面に接触させたマスク本体上でスキージを摺動させることによりマスク本体上に供給されたペーストを基板に転写させる工程とを含むことを特徴とするスクリーン印刷方法。
【請求項１】
基台に対して固定した状態で保持される枠体及び枠体にシート状部材を介して取り付けられた板状のマスク本体を有して成るマスクと、
マスクの下方に基板が設置された状態でマスク本体を上方から押圧して基板の上面にマスク本体の下面を接触させるマスク押圧手段と、
マスク押圧手段により基板の上面に接触されたマスク本体上を摺動してマスク本体上に供給されたペーストを基板に転写させるスキージとを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
基台に対して固定した状態で保持される枠体及び枠体にシート状部材を介して取り付けられた板状のマスク本体を有して成るマスクの下方に基板を設置する工程と、
マスクの下方に基板を設置した状態でマスク本体を上方から押圧して基板の上面にマスク本体の下面を接触させる工程と、
基板の上面に接触させたマスク本体上でスキージを摺動させることによりマスク本体上に供給されたペーストを基板に転写させる工程とを含むことを特徴とするスクリーン印刷方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８２１００（Ｐ２０１３−８２１００Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２４８８（Ｐ２０１１−２２２４８８）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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