WO2017145280A1 - スクリーン印刷機 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a screen printing machine for printing cream solder on a substrate, and more particularly to a screen printing machine characterized by a clamp structure for fixing the substrate.
- a screen mask having a printing pattern (through hole for printing) is held inside the machine body, and a substrate conveyed by a substrate conveying device is placed under the screen mask. Screen printing is performed.
- the screen printing machine includes a substrate holding device for holding the transferred substrate and positioning it at a printing location, a screen mask holding device for positioning and holding the screen mask, and Is provided with a squeegee device for spreading cream solder on the screen mask from the upper surface.
- the paste-like cream solder is supplied linearly in the width direction on the screen mask, and a plate-like squeegee moves in the front-rear direction perpendicular to the width direction with respect to the cream solder.
- the squeegee pushes the cream solder onto the printing pattern while rolling the cream solder on the screen mask, whereby the cream solder is applied (printed) to the underlying substrate.
- screen printing using cream solder positioning is performed to fix the substrate at a printing position directly below the screen mask, and there are a top clamp method and a side clamp method as the fixing method.
- the top clamp system the edge of the substrate is pressed from above, and the bottom of the substrate is sandwiched up and down so as to be supported as a whole.
- the side clamp method the substrate is gripped so as to be sandwiched from the lateral direction.
- the substrate 100 is disposed between the pair of clamp members 101 so as to be lifted by the backup mechanism 102.
- the end portion of the rising substrate 100 is slid with respect to the clamp member 101. This is because the advance of the end portion is slower than the center side due to the sliding resistance, and the downward warping is eliminated.
- the life of the clamp member 101 is shortened due to wear of the clamp surface due to repeated sliding contact with the substrate 100. Note that the wear of the clamp surface causes a positional shift in the substrate 100 at the time of clamping and causes a decrease in printing accuracy.
- an object of the present invention is to provide a screen printing machine provided with a clamp member capable of switching a clamp surface in order to solve such a problem.
- a screen printing machine grips a squeegee device that pushes cream solder into the print pattern against a mask on which a print pattern including a plurality of through holes is formed, and a substrate conveyed under the mask. And a lifting device for positioning the substrate in the vertical direction with respect to the mask, and the clamping device includes a pair of clamping portions for sandwiching the substrate from the width direction.
- a detachable clamp member that is applied to the end face in the width direction of the substrate is provided, and the clamp member is formed with two or more clamp surfaces that are applied to the substrate.
- the clamping device clamps the substrate by sandwiching the substrate from the width direction by the pair of clamping portions, and the clamping member applied to the substrate among the clamping portions is removable. Since the clamp surface is formed, the clamp surface can be switched. Therefore, if two or more clamping surfaces are different types of clamping surfaces, both the side clamping method and the top clamping method can be used. If the clamping surfaces are the same type, the life of the clamping member is extended. be able to.
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3 showing one end of the clamp bar in the longitudinal direction. It is the top view which showed the edge part of the clamp bar attached to the base block. It is the perspective view which showed the clamp part of the top clamp surface use by the clamp bar of another example. It is a schematic diagram at the time of clamping a board
- FIG. 1 is a diagram simply showing the internal configuration of the screen printing machine according to the present embodiment.
- the screen printing machine 1 is configured as a pre-process of a component execution machine that mounts electronic components on a substrate.
- the screen printing machine 1 includes a substrate transport device 3, a squeegee device 4, a clamp device 5 that holds the substrate, and a lifting device 6 that positions the substrate in the vertical direction.
- the control apparatus which controls the whole screen printing machine is mounted, and the predetermined control with respect to the drive part of each apparatus is performed.
- the substrate 10 is carried in and out by the substrate conveying device 3, and the substrate conveying device 3 is constituted by a pair of conveyor belts 11 that support both sides of the substrate 10.
- the substrate 10 is fed in a direction penetrating through (machine body width direction).
- a clamping device 5 that holds the substrate transport device 3 and the substrate 10 is assembled to the lifting device 6. Therefore, the substrate 10 carried into the screen printing machine 1 is held by the clamp device 5 and moved up to be positioned at a printing position immediately below the mask 8.
- the mask 8 is fitted in a rectangular frame member and fixed in a horizontal state.
- Linear cream solder is supplied on the set mask 8 in the machine width direction.
- the cream solder is pushed into the printing pattern while rolling on the mask 8 by the squeegee device 4, and is applied to the substrate 10 located under the mask 8.
- Such a squeegee device 4 is mounted on the traveling platform 12 in a state in which a pair of squeegee heads 401 and 402 having a squeegee can be moved up and down by a cylinder.
- the traveling table 12 is slidably assembled with respect to a guide rod 13 installed in the horizontal direction (the longitudinal direction of the machine body), and can move linearly in the horizontal direction.
- a screw shaft 15 parallel to the guide rod 13 is installed in the screen printing machine 1 in a rotatable state, and is rotated by a drive motor.
- a ball screw mechanism is constituted by the fixing nut and the screw shaft 15 inside the carriage 12.
- a substrate transfer device 3, a clamp device 5, an elevating device 6 and the like for holding and positioning the substrate 10 are configured.
- the lifting device 6 is assembled with a lifting platform 22 so as to slide along a vertical guide rail 21, and the lifting platform 22 is connected to a lifting motor 23 via a ball screw mechanism 24.
- a substrate transfer device 3, a clamp device 5, and the like are mounted on the lift table 22 via a support table 25.
- the support base 25 is configured such that the position of the support base 25 can be adjusted in the X direction, the Y direction, and the ⁇ direction on the XY plane.
- a pair of mask supports 26 are disposed on the support base 25 in the longitudinal direction of the machine body, and the clamp device 5 is disposed between them.
- a pair of mask supports 26 located at the front and rear are respectively provided with gate-shaped legs 261 in the body width direction, and a mask support plate 262 that contacts the mask 8 is fixed to the upper surface thereof.
- One mask support 26 is configured with a ball screw mechanism in which a fixing nut inside the leg body 261 and one screw shaft 27 are screwed together. Accordingly, the distance from the other mask support 26 can be adjusted by controlling the drive motor that rotates the screw shaft 27.
- the clamp device 5 is provided with a pair of side frames 33 and 34 in front of and behind the support base 31, and a ball screw mechanism is configured on one side frame 34 by screwing a screw shaft 36 to an internal fixing nut.
- the distance from the side frame 33 can be adjusted by the rotation of the clamping motor with respect to the screw shaft 36.
- the clamp part 35 is formed in the upper end part of the side frames 33 and 34, and the board
- the conveyor belt 11 is assembled to the side frames 33, 34 below the clamp portion 35, and the substrate transfer device 3 is configured to transfer the substrate 10 between the side frames 33, 34.
- a backup mechanism is provided between the side frames 33 and 34.
- the backup mechanism is provided with a plurality of backup pins 38 arranged so as to avoid electronic components mounted on the substrate 10 with respect to the backup table 37.
- the support stand 31 of the clamp apparatus 5 is supported via the ball screw mechanism which converts the rotational output of the raising / lowering motor 41 into a raising / lowering motion.
- the drive motor 42 is fixed to the support base 31, and the backup table 37 is supported via a ball screw mechanism that converts the rotation output of the elevating motor 42 into elevating motion.
- the substrate 10 is carried between the side frames 33 and 34 by the conveyor belt 11. Then, the backup table 37 is raised by driving the lifting motor 42 and the substrate 10 is lifted from the conveyor belt 11 so as to be pushed up by the backup pin 38. Further, the rotation of the screw shaft 36 causes the side frame 34 to move, and the substrate 10 is sandwiched between the clamp portions 35 of the side frames 33 and 34.
- the entire clamp device 5 holding the substrate 10 is raised, the clamp portion 35 and the substrate 10 are aligned with the height of the mask support plate 262, and the height of the upper surface is aligned. It becomes a state.
- the lifting platform 22 is raised by driving the lifting motor 23, and stops at the printing position where the upper surface of the mask support plate 262, the clamp part 35, and the substrate 10 is in light contact with the lower surface of the mask 8.
- the supplied cream solder is pushed into the print pattern while rolling on the mask 8 by the squeegee device 4. Thereby, the cream solder is printed on the substrate 10 located under the mask 8 through the through hole of the print pattern.
- the distance between the side frames 33 and 34 includes the case where the warp of the substrate 100 shown in FIG. Is adjusted in advance. Therefore, as described in the above problem, the life of the clamp part 35 is reduced due to wear. Therefore, in the present embodiment, the entire clamp portion 35 is not replaced as a consumable item, but a portion that directly contacts and grips the substrate 10 is separated as a clamp member. Furthermore, in this embodiment, not only the clamp member can be separated from the clamp part 35, but also the clamp member is configured as a long-life type or a multifunctional type. First, a multifunctional type clamping member will be described.
- FIG. 2 is a perspective view showing the clamp portion 35 of the present embodiment.
- the clamp portions 35 of the side frames 33 and 34 have the same configuration and are arranged symmetrically.
- the clamp part 35 has a base block 51 fixed on the side frames 33 and 34, and a clamp bar 52 can be attached to and detached from the base block 51.
- the base block 51 is formed with a detachable recess 53 at an inner upper position where the side frames 33 and 34 face each other, and a clamp bar 52 is fitted there as indicated by an arrow so that it can be screwed.
- the clamp bar 52 of the present embodiment has a plurality of such clamp surfaces, and in particular, two types of clamp surfaces configured to perform different functions. Specifically, the top clamp surface 521 and the side clamp surface 522 are provided. 3 and 4 are perspective views showing the clamp portion 35, and the scale in the width direction is shown larger than the longitudinal direction for easy understanding. 3 shows a case where the top clamp surface is used, and FIG. 4 shows a case where the side clamp surface is used.
- the clamp bar 52 is a bar-shaped member having a rectangular cross section, and a side clamp surface 522 is formed on the opposite side of the top clamp surface 521. Further, a collar portion 525 is formed on the upper surface of the clamp bar 52 so as to protrude toward the top clamp surface 521 side.
- the clamp bar 52 is fitted in the direction indicated by the arrow F with respect to the attachment / detachment recess 53 of the base block 51, and the attachment / detachment recess 53 is adapted to the shape of the clamp bar 52 as shown in FIG. The upper corner portion of the is cut out.
- the side clamp surface 522 is abutted against the back side wall surface 531 of the detachable recess 53.
- the side clamp surface 522 is used, the top clamp surface 521 is abutted against the back side wall surface 531 of the detachable recess 53.
- a stepped portion 532 is formed on the back side wall surface 531 so that the flange portion 525 is inserted.
- a bolt that penetrates the clamp bar 52 from above is fastened to the base block 51. At this time, the top clamp surface 521 or the side clamp surface 522 is substantially flush with the inner surface 511 of the base block 51. Further, the clamp bar 52 and the upper surfaces 523 and 512 of the base block 51 are configured to have the same height.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3, showing one end of the clamp bar 52 in the longitudinal direction.
- the clamp bar 52 is fitted in the direction indicated by the arrow F with respect to the attachment / detachment recess 53 with the member width direction as front and rear (see FIGS. 3 and 4), and ball plungers 55 are provided at both ends in the member longitudinal direction.
- the ball plunger 55 is mounted in a lateral hole formed at the end of the clamp bar 52, and a part of the ball 552 urged by the spring 551 protrudes.
- the ball 552 when the operator fits the clamp bar 52 into the attachment / detachment recess 53, the ball 552 is positioned on the near side of the deepest portion of the spherical recess 535, so that the ball 552 receives a reaction force from the inclined surface. And the component of the direction shown by the arrow F among the reaction force becomes a force which presses the clamp bar 52 in the fitting direction. When such a force acts on both end portions of the clamp bar 52, the top clamp surface 521 or the side clamp surface 522 on the unused side is abutted against the back side wall surface 531 and correct fitting is performed.
- the recess 535 is provided to provide a clamping bar with a reaction force in the fitting direction indicated by the arrow F via the ball 552, and may be formed as a flat surface instead of a spherical surface.
- the clamp unit 35 can be used in two patterns as the operator selects the top clamp surface 521 or the side clamp surface 522 and fits the clamp bar 52 into the detachable recess 53. Can be switched. However, in this case, a mounting error contrary to the selection may occur. For this reason, in this embodiment, recognition marks 57 and 58 as shown in FIG.
- FIG. 6 is a plan view showing an end portion of the clamp bar 52 attached to the base block 51. The attachment state when the side clamp surface 522 is used is shown by a solid line, and the attachment state when the top clamp surface 521 is used. Is indicated by a broken line. That is, in the present embodiment, as shown in the drawing, even if the clamp bar 52 is attached to the base block 51 in a different usage pattern, the recognition marks 57 and 58 are positioned at the same location.
- the screen printer 1 is provided with a camera 45 as shown in FIG.
- the camera 45 is for imaging the marks attached to the substrate 10 and the mask 8 in addition to the recognition marks 57 and 58.
- the camera 45 is movably attached along a guide rail 47 in the longitudinal direction of the machine body via a slider 46, and the guide rail 47 is installed on two guide rails 48 in the machine body width direction via a slider 49. .
- the recognition marks 57 and 58 attached to the clamp bar 52 are different in size. Therefore, the recognition mark 57 or 58 is picked up by the camera 45, and it is determined whether the clamp unit 35 is in the use state of the top clamp surface 521 or the side clamp surface 522 by processing the image before the printing operation. It has become.
- the warped substrate 10 as shown in FIG. 8 may be warped by sandwiching, and it may be difficult to keep it horizontal.
- the top clamp method and the side clamp method each have advantages and disadvantages, it is necessary to use them according to the type of substrate to be produced and the state of the substrate.
- the usage form of the clamp portion 35 can be switched very easily only by changing the attachment method of the clamp bar 52.
- the operation is easy, the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced.
- the clamp bar 52 is effectively provided with a 2D barcode. This is because it is possible to prompt the operator to replace the clamp surface by reading the 2D barcode with the camera 45 and managing the number of times the clamp bar 52 is used.
- the clamp bar 52 has a top clamp surface 521 and a side clamp surface 522 formed so that a single clamp bar 52 can cope with different clamp methods.
- the same clamp surface may be formed on one clamp bar. That is, two top clamp surfaces 521 are formed on one clamp bar, or two side clamp surfaces 522 are formed. According to such a clamp bar, even if one clamp surface is worn and becomes unusable, the other clamp surface can be used. Accordingly, since the life of one clamp member (clamp bar) is prolonged, spare parts can be reduced, and the cost and storage space are reduced.
- the clamp bar 52 has a flange portion 525 that forms the top clamp surface 521 formed over the entire length of the clamp bar 52. This is because it corresponds to the size of the substrate 10 to be handled. Therefore, when the size of the substrate 10 is reduced, the clamp bar 62 shown in FIG. 7 is used.
- FIG. 7 is a perspective view showing a clamp portion when the top clamp surface is used.
- the clamp bar 62 can be attached to and detached from the attachment / detachment recess 53 of the base block 51, and is a bar-shaped member having a rectangular cross section formed in the same size as the clamp bar 52. There are a top clamp surface 621 and a side clamp surface 522 (see FIG.
- a collar portion 625 is formed on the upper surface so as to protrude toward the top clamp surface 621 side.
- the collar portion 625 is formed so as not to protrude over the entire longitudinal direction of the clamp bar 62 but to protrude partially according to the size of the target substrate.
- the clamp bar 62 has the same effect as that of the clamp bar 52 described above, for example, by simply changing the mounting method with respect to the base block 51, the usage form of the top clamp surface and the side clamp surface can be easily switched.
- the operator may have to take out the substrate 10, but the clamp bar 62 makes the work easier than the clamp bar 52. That is, in the case of the clamp bar 52, it is necessary to handle the substrate 10 while avoiding the catch with the long collar portion 525, but in the case of the clamp bar 62, the collar portion 625 can be easily removed by the shorter length.
- the screen printing machine 1 can cope with production targeting various substrates without cost by preparing a plurality of types of clamp bars.
- FIG. 9 is a plan view of a clamp portion showing a pattern for performing individual piece printing.
- the plurality of individual substrates 67 and 68 are conveyed at a time and pushed up by the backup mechanism to be fitted into the positioning plate 65 arranged in the clamp portion.
- the positioning plate 65 is formed with positioning holes 651 and 652 into which the individual substrates 67 and 68 are fitted.
- the positioning plate 65 can be fixed to the attachment / detachment recess 53 so as to hang over the pair of base blocks 51.
- the positioning plate 65 is not limited to the one corresponding to the case where a plurality of individual substrates are pushed up at a time. A positioning hole corresponding to a case where only one substrate is transported and pushed up may be formed.
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Abstract
複数の貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスク(８)に対してクリームはんだを印刷パターンに押し込むスキージ装置(４)と、マスク(８)の下に搬送された基板(１０)を把持するクランプ装置(５)と、マスク(８)に対して基板(１０)を上下方向に位置決めする昇降装置(６)とを有するスクリーン印刷機(１)であり、クランプ装置(５)は、基板(１０)を幅方向から挟み込む一対のクランプ部(３５)を備え、そのクランプ部(３５)は、基板(１０)の幅方向端面に当てられる着脱可能なクランプ部材(５２)が設けられ、そのクランプ部材(５２)は、基板(１０)に当てられる２以上のクランプ面(５２１，５２２)が形成され、クランプ面(５２１，５２２)の切り換えが可能なものである。
Description
本発明は、基板にクリームはんだを印刷するスクリーン印刷機に関し、特に基板を固定するためのクランプ構造に特徴を有するスクリーン印刷機に関する。
スクリーン印刷機では、機体内部に印刷パターン（印刷用の貫通孔）を有するスクリーンマスクが保持されており、その下に基板搬送装置によって搬送された基板が設置され、その基板に対してクリームはんだによるスクリーン印刷が行われる。スクリーン印刷機には、基板搬送装置の他にも、搬送された基板を保持して印刷箇所に位置決めするための基板保持装置や、スクリーンマスクを位置決めして保持するためのスクリーンマスク保持装置、更にはスクリーンマスクに対して上面からクリームはんだを塗り延ばすスキージ装置などが設けられている。
ペースト状のクリームはんだは、スクリーンマスクの上に幅方向に線状に供給され、そのクリームはんだに対して幅方向に直交する前後方向に板状のスキージが移動する。そして、スキージがクリームはんだをスクリーンマスク上でローリングさせながら印刷パターンに押し込むことにより、下に位置する基板に対してクリームはんだが塗布（印刷）される。クリームはんだを使用したスクリーン印刷では、スクリーンマスク直下の印刷位置に基板を固定する位置決めが行われるが、その固定方法としてトップクランプ方式とサイドクランプ方式とがある。トップクランプ方式では、基板の縁部が上方から押えられ、基板の下は全体的に支えられるようにして上下に挟み込まれる。一方、サイドクランプ方式では、横方向から挟み込むようにして基板が把持される。
特許文献１のスクリーン印刷機では、トップクランプ方式およびサイドクランプ方式のいずれにも対応できるように、異なるタイプのクランプ部材が用意され、基板への印刷内容などに応じてクランプ部材の取り換えが可能な構成になっている。しかしながら、トップクランプ方式およびサイドクランプ方式に対応できる複数のクランプ部材を用意することは、部品点数が増えてしまうことになりコストアップや保管の手間などが欠点となる。また、このほかにも従来のスクリーン印刷機には、クランプ部材の寿命に関する問題もあった。図８は、基板をクランプする際の模式図である。
基板１００は、バックアップ機構１０２によって持ち上げられるようにして一対のクランプ部材１０１の間に配置される。このとき、図示するような下反り状態の基板１００を水平状態に修正するため、例えば上昇する基板１００の端部をクランプ部材１０１に対して摺動させることが行われる。摺動抵抗によって端部の進みが中央側よりも遅くなって下反り解消につながるからである。しかし、クランプ部材１０１は、基板１００との摺接が繰り返されることにより、クランプ面の摩耗によって寿命が短くなってしまう。なお、クランプ面の摩耗は、クランプ時の基板１００に位置ズレを生じさせ印刷精度を低下させる原因になる。
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、クランプ面の切り換え可能なクランプ部材を備えたスクリーン印刷機を提供することを目的とする。
本発明の一態様におけるスクリーン印刷機は、複数の貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスクに対してクリームはんだを前記印刷パターンに押し込むスキージ装置と、前記マスクの下に搬送された基板を把持するクランプ装置と、前記マスクに対して前記基板を上下方向に位置決めする昇降装置とを有するものであり、前記クランプ装置は、前記基板を幅方向から挟み込む一対のクランプ部を備え、前記クランプ部は、前記基板の幅方向端面に当てられる着脱可能なクランプ部材が設けられ、前記クランプ部材は、前記基板に当てられる２以上のクランプ面が形成されたものである。
本発明のスクリーン印刷機によれば、クランプ装置にて基板を一対のクランプ部によって幅方向から挟み込んでクランプするが、そのクランプ部のうち基板に当てられるクランプ部材が着脱可能であり、２以上のクランプ面が形成されたものであるため、クランプ面の切り換えが可能である。従って、２以上のクランプ面が異なるタイプのクランプ面であれば、サイドクランプ方式およびトップクランプ方式のいずれにも対応することができ、同じタイプのクランプ面であれば、クランプ部材の寿命を長くすることができる。
次に、本発明に係るスクリーン印刷機の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本実施形態のスクリーン印刷機の内部構成を簡易的に示した図である。スクリーン印刷機１は、基板に対して電子部品を実装する部品実行機の前工程をなすものとして構成されている。そのスクリーン印刷機１には、基板搬送装置３やスキージ装置４、基板を把持するクランプ装置５および、基板を上下方向に位置決めする昇降装置６などが備えられている。そして、スクリーン印刷機全体を制御する制御装置が搭載され、各装置の駆動部に対する所定の制御が行われるようになっている。
スクリーン印刷機１は、基板搬送装置３によって基板１０の搬入および搬出が行われるが、その基板搬送装置３は、基板１０の両サイドを支持する一対のコンベアベルト１１によって構成され、図１の図面を貫く方向（機体幅方向）に基板１０が送られるようになっている。そして、基板搬送装置３や基板１０を保持するクランプ装置５が昇降装置６に対して組み付けられている。よって、スクリーン印刷機１に搬入された基板１０はクランプ装置５によって保持され、上昇することによりマスク８の直下の印刷位置に位置決めされることとなる。なお、マスク８は、矩形の枠部材に嵌め込まれ、水平な状態で固定されている。
セットされたマスク８の上には、機体幅方向に線状のクリームはんだが供給される。クリームはんだは、スキージ装置４によってマスク８上でローリングしながら印刷パターンに押し込まれ、マスク８の下に位置する基板１０に塗布される。そうしたスキージ装置４は、スキージを備えた一対のスキージヘッド４０１，４０２がシリンダによって昇降可能な状態で走行台１２に搭載されている。走行台１２は、図面横方向（機体前後方向）に架設されたガイドロッド１３に対して摺動可能に組み付けられ、水平方向に直線移動が可能なものである。また、スクリーン印刷機１には、ガイドロッド１３と平行なネジ軸１５が回転自在な状態で架設され、駆動モータによって回転が与えられるようになっている。そして、走行台１２内部の固定ナットとネジ軸１５とによってボールネジ機構が構成されている。
次に、セットされたマスク８の下方側には、基板１０を把持して位置決めするための基板搬送装置３、クランプ装置５および昇降装置６などが構成されている。先ず、昇降装置６は、垂直なガイドレール２１に沿って摺動するように昇降台２２が組み付けられ、その昇降台２２は、ボールネジ機構２４を介して昇降用モータ２３に連結されている。そして、昇降台２２の上には支持台２５を介して基板搬送装置３やクランプ装置５などが搭載されている。なお、詳しい説明は省略するが、支持台２５は、昇降台２２に対してＸ－Ｙ平面上のＸ方向及びＹ方向とθ方向に位置調整が可能な構成となっている。
支持台２５の上には、機体前後方向に一対のマスクサポート２６が配置され、その間にクランプ装置５が配置されている。前後に位置する一対のマスクサポート２６は、それぞれ機体幅方向に門型の脚体２６１が配置され、その上面にはマスク８が接触するマスク支持プレート２６２が固定されている。一方のマスクサポート２６には、脚体２６１内部の固定ナットと１本のネジ軸２７とが螺合したボールネジ機構が構成されている。従って、ネジ軸２７を回転させる駆動モータの制御によって他方のマスクサポート２６との距離の調整が可能になる。
クランプ装置５は、支持台３１の前後にサイドフレーム３３，３４が対になって配置され、一方のサイドフレーム３４には、内部の固定ナットにネジ軸３６が螺合してボールネジ機構が構成され、ネジ軸３６に対するクランプ用モータの回転によってサイドフレーム３３との距離が調整可能になっている。そして、サイドフレーム３３，３４の上端部にクランプ部３５が形成され、互いの距離によって基板１０が把持できるようになる。そうしたサイドフレーム３３，３４には、クランプ部３５の下側にコンベアベルト１１組み付けられ、サイドフレーム３３，３４の間に基板１０を搬送する基板搬送装置３が構成されている。
また、サイドフレーム３３，３４の間にはバックアップ機構が設けられている。そのバックアップ機構は、バックアップテーブル３７に対して基板１０に実装される電子部品を避けるように配置された複数のバックアップピン３８が取り付けられている。そして、クランプ装置５の支持台３１は、昇降用モータ４１の回転出力を昇降運動に変換するボールネジ機構を介して支持されている。更に、支持台３１に対して駆動モータ４２が固定され、バックアップテーブル３７が、昇降用モータ４２の回転出力を昇降運動に変換するボールネジ機構を介して支持されている。
以上のような構成のスクリーン印刷機１では、サイドフレーム３３，３４の間にコンベアベルト１１によって基板１０が搬入される。そして、昇降用モータ４２の駆動によりバックアップテーブル３７が上昇し、バックアップピン３８に突き上げられるようにして基板１０がコンベアベルト１１から持ち上げられる。また、ネジ軸３６に回転が与えられることによりサイドフレーム３４が移動し、サイドフレーム３３，３４のクランプ部３５によって基板１０が挟み込まれる。
そして、昇降用モータ４１の駆動により、基板１０を保持した状態のクランプ装置５全体が上昇し、マスク支持プレート２６２の高さにクランプ部３５と基板１０が合わせられ、上面の高さが揃えられた状態になる。その後、昇降用モータ２３の駆動により昇降台２２が上昇し、マスク支持プレート２６２、クランプ部３５及び基板１０の上面がマスク８の下面に軽く接触した印刷位置に停止する。一方、マスク８の上面側では、供給されたクリームはんだがスキージ装置４によってマスク８上でローリングしながら印刷パターンへの押し込みが行われる。これにより、印刷パターンの貫通孔を通ってマスク８の下に位置する基板１０にクリームはんだが印刷される。
ところで、バックアップピン３８で基板１０を上昇させる際、図８に示す基板１００の反りを解消する場合を含め、サイドフレーム３３，３４の間隔が基板１０の端面をクランプ部３５に対して摺接させるように予め調整されている。そのため、前記課題でも述べたように、摩耗によるクランプ部３５の寿命低下を招いてしまう。そこで、本実施形態では、クランプ部３５全体を消耗品として交換するのではなく、基板１０に直接接して把持する部分をクランプ部材として分離した構成となっている。さらに本実施形態では、クランプ部材をクランプ部３５から分離可能なものとするだけではなく、クランプ部材が、長寿命化タイプや多機能化タイプとして構成されたものとなっている。そこで、先ず多機能化タイプのクランプ部材について説明する。
図２は、本実施形態のクランプ部３５を示した斜視図である。サイドフレーム３３，３４のクランプ部３５は同じ構成であって対称的に配置されている。そのクランプ部３５は、サイドフレーム３３，３４の上にベースブロック５１が固定され、そのベースブロック５１に対してクランプバー５２が着脱可能になっている。ベースブロック５１は、サイドフレーム３３，３４が向き合う内側上部の位置に着脱凹部５３が形成され、そこにクランプバー５２が矢印で示すように嵌め込まれてネジ止めできるようになっている。
基板１０のクランプ時には、クランプバー５２のクランプ面が基板１０に対して直接当てられることとなる。本実施形態のクランプバー５２は、そうしたクランプ面が複数形成され、特に、異なる機能を果たすようにした２種類のクランプ面が形成されている。具体的には、トップクランプ面５２１とサイドクランプ面５２２である。図３及び図４は、クランプ部３５を示した斜視図であり、分かりやすいように幅方向の縮尺を長手方向に比べて大きく示している。そして、図３は、トップクランプ面を使用する場合を示し、図４は、サイドクランプ面を使用する場合を示している。
このクランプバー５２は、断面が矩形の棒状部材であり、トップクランプ面５２１の反対側にサイドクランプ面５２２が形成されている。更に、クランプバー５２の上面にはトップクランプ面５２１側に突き出すようにしてつば部５２５が形成されている。このクランプバー５２は、ベースブロック５１の着脱凹部５３に対して矢印Ｆで示す方向に嵌め込まれるが、その着脱凹部５３は、図２に示すように、クランプバー５２の形状に合わせてベースブロック５１の上方角部が切り欠かれた形状をなしている。
トップクランプ面５２１使用時の場合には、サイドクランプ面５２２が着脱凹部５３の奥側壁面５３１に突き当てられる。一方、サイドクランプ面５２２使用時の場合には、トップクランプ面５２１が着脱凹部５３の奥側壁面５３１に突き当てられる。その奥側壁面５３１には、つば部５２５が入るように上部に段差部分５３２が形成されている。そして、上側からクランプバー５２を貫通したボルトがベースブロック５１に締結される。このとき、トップクランプ面５２１又はサイドクランプ面５２２は、ベースブロック５１の内側面５１１とほぼ面一になる。また、クランプバー５２とベースブロック５１の上面５２３，５１２は同じ高さになるよう構成されている。
ところで、クランプバー５２のボルト孔には多少の遊びがあるため、その遊びの分だけクランプバー５２が突き出してしまうことがある。トップクランプ面５２１やサイドクランプ面５２２がベースブロック５１の内側面５１１よりも突出してしまうと、バックアップピン３８で基板１０を上昇させる際、基板１０の端部がクランプバー５２に引っ掛かってしまう。それが僅かな段差であっても引っ掛かりを生じさせてしまう可能性があるため、作業者は取り付けに注意を払う必要がある。しかし、それでも取り付けミスは生じ得るため、本実施形態ではこうした取り付けミスを回避する構成がとられている。
図５は、クランプバー５２の長手方向一端部を示した図３のＡ－Ａ矢視の断面図である。クランプバー５２は、部材幅方向を前後にして着脱凹部５３に対し矢印Ｆで示す方向に嵌め込まれるが（図３、図４参照）、部材長手方向の両端部にボールプランジャ５５が設けられている。ボールプランジャ５５は、クランプバー５２の端部に形成された横穴内に取り付けられ、バネ５５１によって付勢されたボール５５２の一部が飛び出している。一方、ベースブロック５１には、着脱凹部５３の横側壁面５３３に、ボール５５２が入り込む窪み５３５が形成されている。窪み５３５は、ボール５５２よりも大きい径の球面であり、図示するようにクランプバー５２が正しく取り付けられた状態で、ボール５５２が窪み５３５の一部にだけ入り込むようになっている。
すなわち、作業者がクランプバー５２を着脱凹部５３へはめ込む場合、球面の窪み５３５の最深部分の手前側にボール５５２が位置することにより、傾斜した面からボール５５２が反力を受けることとなる。そして、その反力のうち矢印Ｆで示す方向の成分がクランプバー５２を嵌めこみ方向に押える力となる。こうした力がクランプバー５２の両端部に作用することにより、未使用側のトップクランプ面５２１またはサイドクランプ面５２２が奥側壁面５３１に突き当てられ、正しい嵌め込みが行われることとなる。なお、窪み５３５は、ボール５５２を介して矢印Ｆで示す嵌め込み方向の反力をクランプバー与えるためのものであるので、球面ではなく平面で形成されたものであってもよい。
クランプ部３５は、作業者がトップクランプ面５２１またはサイドクランプ面５２２を選択して着脱凹部５３へクランプバー５２を嵌め込むことで、図３または図４に示すように、２パターンの使用形態を切り換えることができる。ただし、この場合、選択に反した取り付けミスが生じ得る。そのため、本実施形態ではクランプバー５２に対して図２に示すような認識マーク５７，５８が付されている。ここで、図６は、ベースブロック５１に取り付けたクランプバー５２の端部を示した平面図であり、サイドクランプ面５２２使用時の取り付け状態を実線で示し、トップクランプ面５２１使用時の取り付け状態を破線で示している。つまり、本実施形態では、図示するように、クランプバー５２が異なる使用形態でベースブロック５１に取り付けられたとしても、同じ個所に認識マーク５７，５８が位置するようになっている。
スクリーン印刷機１には、図１に示すように、カメラ４５が設けられている。このカメラ４５は、認識マーク５７，５８のほか基板１０やマスク８に付されたマークを撮像するためのものである。カメラ４５は、スライダ４６を介して機体前後方向のガイドレール４７に沿って移動可能に取り付けられ、ガイドレール４７は、機体幅方向の２本のガイドレール４８にスライダ４９を介して架設されている。クランプバー５２に付された認識マーク５７，５８は、大きさが異なるものである。そのため、カメラ４５で認識マーク５７又は５８が撮像され、印刷作業前の画像の処理によって、クランプ部３５がトップクランプ面５２１かサイドクランプ面５２２のどちらの使用状態であるか判別が行われるようになっている。
続いて、基板１０を保持するに当たり、トップクランプ面５２１が使用される場合には、基板１０は、下方からはバックアップピン３８によって押し上げられ、上面端部がつば部５２５に当てられる。そして、一対のトップクランプ面５２１に挟み込まれてクランプ部３５に把持される。従って、トップクランプ面５２１は、図８に示すような反りのある基板１０であっても、その基板１０を水平な状態にして把持するのに有効である。しかし、トップクランプ面５２１の使用では、つば部５２５の厚さ分だけ基板１０とマスク８との間に隙間が生じてしまう。一方、サイドクランプ面５２２が使用される場合は、基板１０の上面がクランプ部３５の上面に揃えられるため、基板１０とマスク８との間には隙間が生じることはない。しかし、上方からの押え込みがないため、図８に示すような反りのある基板１０は、挟み込みによって反りが大きくなってしまい、水平な状態に保つことが困難な場合がある。
このように、トップクランプ方式とサイドクランプ方式は、それぞれに長所及び短所があるため、生産対象となる基板の種類や基板の状況などに応じて使い分けが必要になる。この点、本実施形態では、クランプバー５２の取り付け方を変更するだけで、クランプ部３５の使用形態を極めて容易に切り換えることができる。しかも、クランプバー５２の取り付け方を変更するだけでよいため、作業が容易であり、部品点数を減らすことができてコストダウンにもなる。
更に、クランプバー５２の取り付けでは、ボールプランジャ５５のボール５５２が窪み５３５に入り込み、その傾斜によって生じる嵌め込み方向の反力によってクランプバー５２が自ずと正しい位置まで嵌め込まれる。そのため、作業者による取り付けミスを防止することができる。また、クランプバー５２には認識マーク５７，５８が付されているため、それをカメラ４５で撮像することにより、トップクランプ面５２１とサイドクランプ面５２２の各々の使用形態が自動判定できる。そのため、作業者がクランプバー５２の取り付け方を間違えたとしても、スクリーン印刷機１の作動を停止させ、エラー表示をすることで作業者に修正などを促し、作動不良の回避や不良品の発生を抑えることができる。また、クランプバー５２には、認識マーク５７，５８の他にも２Ｄバーコードを付ける構成が有効である。カメラ４５によって２Ｄバーコードを読み取り、クランプバー５２における使用回数を管理することで、作業者に対してクランプ面の交換を促すようにすることが可能となるからである。
ところで、クランプバー５２は、トップクランプ面５２１とサイドクランプ面５２２とが形成され、１本で異なるクランプ方式に対応できるようにした構成である。しかし、これとは別に、１本のクランプバーに対して同一のクランプ面を形成したものであってもよい。すなわち、１本のクランプバーにトップクランプ面５２１が２面形成されたもの、或はサイドクランプ面５２２が２面形成されたものである。こうしたクランプバーによれば、一方のクランプ面が摩耗して使用不能になった場合であっても、他方のクランプ面を使用することができる。従って、一つのクランプ部材（クランプバー）の寿命が長くなるため、予備部品を少なくすることができ、コストの低減や保管スペースの減少になる。
また、クランプバー５２は、トップクランプ面５２１を構成するつば部５２５が、クランプバー５２の全長にわたって形成されている。これは、取り扱う基板１０のサイズに対応させているためである。そこで、基板１０のサイズが小さくなった場合には、図７に示すクランプバー６２が使用される。図７は、トップクランプ面使用時のクランプ部を示した斜視図である。このクランプバー６２は、ベースブロック５１の着脱凹部５３に対して着脱可能なものであり、クランプバー５２と同じサイズで形成された断面矩形の棒状部材である。そして、トップクランプ面６２１とサイドクランプ面５２２（図４参照）とがあり、上面にはトップクランプ面６２１側に突き出すようにしてつば部６２５が形成されている。ただし、そのつば部６２５は、クランプバー６２の長手方向全体にわたって突き出すのではなく、対象とする基板のサイズに合わせて一部分が突き出すように形成されている。
クランプバー６２は、ベースブロック５１に対する取り付け方を変更するだけで、トップクランプ面とサイドクランプ面の使用形態を容易に切り換えることができるなど、前述したクランプバー５２の場合と同様の効果を奏する。そして、スクリーン印刷機１では、作業者が基板１０を取り出さなければならないような場合があるが、クランプバー６２であれば、クランプバー５２に比べて作業がし易くなる。つまり、クランプバー５２であれば、長いつば部５２５との引っ掛かりを回避した基板１０の取り回しが必要になるが、クランプバー６２であればよりつば部６２５が短い分だけ簡単に取り出すことができる。
次に、本実施形態では、クランプバー５２，６２などのクランプ部材は長寿命化や多機能化を可能とする様々なタイプのものがあるが、いずれもベースブロック５１の着脱凹部５３に対して取り付けることができる。そのため、本実施形態のスクリーン印刷機１は、複数種類のクランプバーを用意することでコストをかけずに様々な基板を対象とした生産に対応することができる。
また、スクリーン印刷機１の異なる使用方法として、クランプバーではなく図９に示すように位置決めプレートを取り付けることが可能である。図９は、個片印刷を行うパターンを示したクランプ部の平面図である。個片印刷では、複数の個片基板６７，６８が一度に搬送され、バックアップ機構によって押し上げられることにより、クランプ部に配置されている位置決めプレート６５に対して嵌め込まれる。位置決めプレート６５は、個片基板６７，６８が嵌め込まれる位置決め孔６５１，６５２が形成されたものである。スクリーン印刷機１では、位置決めプレート６５を一対のベースブロック５１に架けわたすようにして着脱凹部５３に対して固定することができる。なお、位置決めプレート６５は、複数の個片基板が一度に押し上げられる場合に対応したものに限られない。ひとつの基板だけが搬送され押し上げられる場合に対応した位置決め孔が形成されたものであってもよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、２面のクランプ面を有するクランプバー５２，６２などについて説明したが、サイドクランプ面のみからなるクランプバーであれば、４面のクランプ面を備えたものとすることも可能である。
例えば、前記実施形態では、２面のクランプ面を有するクランプバー５２，６２などについて説明したが、サイドクランプ面のみからなるクランプバーであれば、４面のクランプ面を備えたものとすることも可能である。
１…スクリーン印刷機 ３…基板搬送装置 ４…スキージ装置 ５…クランプ装置 ６…昇降装置 ８…マスク １０…基板 ３３，３４…サイドフレーム ３５…クランプ部 ５１…ベースブロック ５２…クランプバー ５３…着脱凹部 ５５…ボールプランジャ ５７，５８…認識マーク ５２１…トップクランプ面 ５２２…サイドクランプ面 ５３５…窪み ５５２…ボール
Claims (6)
- 複数の貫通孔からなる印刷パターンが形成されたマスクに対してクリームはんだを前記印刷パターンに押し込むスキージ装置と、前記マスクの下に搬送された基板を把持するクランプ装置と、前記マスクに対して前記基板を上下方向に位置決めする昇降装置とを有するスクリーン印刷機において、
前記クランプ装置は、前記基板を幅方向から挟み込む一対のクランプ部を備え、
前記クランプ部は、前記基板の幅方向端面に当てられる着脱可能なクランプ部材が設けられ、
前記クランプ部材は、前記基板に当てられる２以上のクランプ面が形成されたものであることを特徴とするスクリーン印刷機。 - 前記クランプ部材は、前記基板の突き当て方向に直交する平面であって上側につば部が突き出したトップクランプ面と、前記基板の突き当て方向に直交する平面のサイドクランプ面が形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
- 前記クランプ部材は、前記基板の突き当て方向に直交する平面であって上側につば部が突き出した一対のトップクランプ面または、前記基板の突き当て方向に直交する平面である一対のサイドクランプ面が形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
- 前記クランプ部材は、前記トップクランプ面を使用する取り付け状態と、前記サイドクランプ面を使用する取り付け状態とを認識するための認識マークが付されたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクリーン印刷機。
- 前記クランプ部材は、前記トップクランプ面のつば部が長手方向の一部又は全部に形成されたものであることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載のスクリーン印刷機。
- 前記クランプ部は、ベースブロックに形成された着脱凹部に対して前記基板の突き当て方向に前記クランプ部材が嵌め込まれるものであり、
前記クランプ部材は、前記突き当て方向と直交する方向の部材両側端部内に、球面が端面から突き出すようにして付勢部材に付勢された球面部材が設けられ、
前記ベースブロックには、前記球面部材が当てられる前記着脱凹部を構成する壁面に対して、前記クランプ部材の嵌め込み方向にかけて深くなる傾斜した窪みが形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のスクリーン印刷機。
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