特許 6352072 スクリーン印刷機のマスクホルダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6352072

(24)【登録日】2018年6月15日

(45)【発行日】2018年7月4日

(54)【発明の名称】スクリーン印刷機のマスクホルダ

(51)【国際特許分類】

   B41F 15/36 20060101AFI20180625BHJP

   B41F 15/08 20060101ALI20180625BHJP

【ＦＩ】

   B41F15/36 A

   B41F15/08 303E

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-131818(P2014-131818)

(22)【出願日】2014年6月26日

(65)【公開番号】特開2016-7850(P2016-7850A)

(43)【公開日】2016年1月18日

【審査請求日】2017年6月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100125737

【弁理士】

【氏名又は名称】廣田 昭博

(74)【代理人】

【識別番号】100191433

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 友希

(72)【発明者】

【氏名】蛭川 立雄

(72)【発明者】

【氏名】千賀 章弘

【審査官】 村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−００７６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０６９１３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１１−１２９４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３０１１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１４２０９９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｆ １５／００−１５／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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を用いて回路基板にクリームはんだの印刷を行うスクリーン印刷機に設けられ、前記マスクを所定位置に位置決めして保持するスクリーン印刷機のマスクホルダにおいて、
前記マスクの幅方向側部を下から支持して高さ方向の位置決めを行う載置部材と、
前記マスクの幅方向の位置決めを幅方向両側から行う一対の幅決め部材とを有し、
前記幅決め部材は、第１の姿勢において前記マスクの幅方向側面に対向する第１支持部と、第２の姿勢において前記マスクの幅方向側面に対向する第２支持部とが形成され、前記第１の姿勢における前記幅方向にある所定の基準面から前記第１支持部までの距離と、前記第２の姿勢における前記所定の基準面から前記第２支持部までの距離とが異なるものであることを特徴とするスクリーン印刷機のマスクホルダ。

【請求項2】

前記幅決め部材は、長方形断面のブロックであり、前記第１支持部及び第２支持部が当該ブロックの直交する一方の面と他方の面であることを特徴とする請求項１に記載するスクリーン印刷機のマスクホルダ。

【請求項3】

前記幅決め部材は、前記第１支持部に直交する第１取付孔及び第２支持部に直交する第２取付孔のいずれかに挿入したボルトによって前記基準面側に固定するものであり、前記第１取付孔と第２取付孔とはずれた位置にあり、前記基準面側に形成された前記ボルトのネジ孔は前記第１取付孔と第２取付孔に対応して２箇所に形成されたものであることを特徴とする請求項２に記載するスリーン印刷機のマスクホルダ。

【請求項4】

前記幅決め部材は、Ｌ字形断面のブロックであり、前記第１支持部及び第２支持部が２方向に延びる長手側及び短手側の一方の先端面と他方の先端面であることを特徴とする請求項１に記載するスクリーン印刷機のマスクホルダ。

【請求項5】

前記幅決め部材は、前記マスクの幅方向側面の長さに対応させた棒状のブロックであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載するスクリーン印刷機のマスクホルダ。

【請求項6】

前記幅決め部材及び載置部材は、Ｌ字形のブロックによって一体に形成されたものであり、２方向に延びる薄肉側と肉厚側について、その薄肉側が起立した状態の側面が前記第１支持部で、水平状態の肉厚側の上面が第１載置面となり、肉厚側が起立した状態の側面が前記第２支持部で、水平状態の薄肉側の上面が第２載置面となることを特徴とする請求項１に記載するスクリーン印刷機のマスクホルダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サイズの異なるマスクの設置が可能なスクリーン印刷機のマスクホルダに関する。

【背景技術】

【0002】

スクリーン印刷機では、マスクに形成された印刷パターンを通して回路基板にクリームはんだが印刷される。そうしたスクリーン印刷機は、回路基板に対応したマスクが機内のマスク保持装置（マスクホルダ）に設置される。スクリーン印刷機のマスクホルダについては、下記特許文献１にその一例が開示されている。当該公報のマスクホルダは、マスクを支持する一対のガイドレールが左右両側に配置されており、各々のガイドレールは、シリンダが連結されて左右方向（マスクの幅方向）に移動可能な構成になっている。そのため、シリンダの伸縮作動により、一対のガイドレールの間隔が使用するマスクの大きさに合わせて調整される。幅調整をした一対のガイドレールにはマスクが載せられて機内へと挿入され、所定の位置で位置決め保持される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１５９０２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

スクリーン印刷機に使用されるマスクは、サイズの異なるものがあるため、それに対応するようにマスクホルダはマスクサイズに応じた幅寸法の調整が可能な構成になっている。しかしながら、前述したマスクホルダは、幅寸法の調整のためにシリンダ機構が使用され、その構造が複雑である。そもそもマスクサイズの種類がそれほど多いわけではないため、シリンダ機構を使用したマスクホルダを採用したとしても、シリンダを伸縮させるだけの２種類のサイズ変更を行うだけの可能性がある。しかも、使用するマスクのサイズ変更は頻繁に起きるようなことでもない。しかるに、従来のマスクホルダの構造は、サイズ変更を実行するための構造が複雑であり、構成する部品点数も多くシリンダなど部品高価も高い。このことは、マスクホルダのみならずスクリーン印刷機自体の価格を押し上げてしまう原因になっている。

【0005】

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、簡易な構成によってマスクのサイズ変更が可能なスクリーン印刷機のマスクホルダ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】

【0006】

本発明に係るスクリーン印刷機のマスクホルダは、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を用いて回路基板にクリームはんだの印刷を行うスクリーン印刷機に設けられ、前記マスクを所定位置に位置決めして保持するものであり、前記マスクの幅方向側部を下から支持して高さ方向の位置決めを行う載置部材と、前記マスクの幅方向の位置決めを幅方向両側から行う一対の幅決め部材とを有し、前記幅決め部材は、第１の姿勢において前記マスクの幅方向側面に対向する第１支持部と、第２の姿勢において前記マスクの幅方向側面に対向する第２支持部とが形成され、前記第１の姿勢における前記幅方向にある所定の基準面から前記第１支持部までの距離と、前記第２の姿勢における前記所定の基準面から前記第２支持部までの距離とが異なるものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係るスクリーン印刷機のマスクホルダによれば、幅決め部材について状態を変えて取り付けるだけで、一対の幅決め部材において、マスクを幅方向に挟み込む第１支持部同士の距離と第２支持部同士の距離を２種類あるマスクサイズに合わせた幅寸法とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】スクリーン印刷機を構成するマスクホルダの主要部分を示した斜視図である。

【図2】マスクホルダの片側を拡大して示した斜視図である。

【図3】マスクホルダを構成するマスク保持部を示した斜視図である。

【図4】マスクホルダを構成するマスク保持部を示した斜視図である。

【図5】サイドブロックの固定部分を示した側面図である。

【図6】第２実施形態のマスクホルダを構成するマスク保持部を示した斜視図である。

【図7】第２実施形態のマスクホルダを構成するマスク保持部を示した斜視図である。

【図8】第３実施形態のマスクホルダを構成する幅決め部材を概念的に示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

次に、本発明に係るスクリーン印刷機のマスクホルダについて、その一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。スクリーン印刷機は、回路基板に対してクリームはんだのスクリーン印刷を行うものであり、例えば、印刷状態を検査する検査機や回路基板に電子部品の装着を行う部品装着機などを組み合わせた基板生産ラインの一部を構成する。その基板生産ラインには、スクリーン印刷機、検査機および部品装着機の各機内部を通って回路基板を搬送する搬送装置が設けられている。

【0010】

スクリーン印刷機は、機内にマスクが設置され、その下側に回路基板が搬送装置によって搬送される。そして、そのスクリーン印刷機は、搬送された回路基板を保持し、マスクに対応した印刷箇所に位置決めするための基板保持装置があり、基板搬送機の上方には、マスクを位置決めして保持するためのマスクホルダが設けられている。更に、スクリーン印刷機には、位置決め保持されたマスクに対して上面からクリームはんだを塗り延ばすようにして塗布するスキージ装置が設けられている。図１は、そうしたスクリーン印刷機を構成するマスクホルダの主要部分を示した斜視図であり、マスクを設置した状態を示している。

【0011】

マスク１００は、極めて薄い金属板であるマスク本体１０１に複数の貫通孔からなる印刷パターンが形成され、外縁部分がマスク枠１０２に固定されて平面状態が保たれている。そうしたマスク１００は、四角いマスク枠１０２のうち、対向する幅方向の平行な２辺がマスクホルダ１に支持された状態で位置決め保持される。マスクホルダ１は、水平な状態のマスク１００がスライドするようにして出し入れ可能な構成を有している。ここでは、マスク１００を出し入れする方向をＹ軸方向とし、それに直交するマスク１００の幅方向をＸ軸方向とする。更に、このＸ軸及びＹ軸に直交する高さ方向をＺ軸方向とする。以下、この方向を基準として説明する。

【0012】

マスクホルダ１は、Ｙ軸方向に延びた梁部材５が脚部材６によって水平に支持され、その梁部材５にマスク保持部１０が設けられている。梁部材５や脚部材６、それにマスク保持部１０は対称的に構成され、マスク１００を直接保持するマスク保持部１０は幅方向（Ｘ軸方向）の内側に向かい合って配置されている。ここで、図２は、マスクホルダ１の片側を拡大して示した斜視図である。また、図３及び図４は、マスクホルダを構成するマスク保持部１０を示した斜視図である。

【0013】

マスク保持部１０は、Ｙ軸方向に延びたベースプレート１１に対してＬ字形のガイドプレート１２ａ，１２ｂが複数のボルト２１によってネジ止め固定されている。ガイドプレート１２ａ，１２ｂは、その水平部分がマスク１００を下から受けるように幅方向内側に向けて突き出している。また、ガイドプレート１２ｂのＹ軸方向両側には、同じように内側に向けて水平に突き出した支持ブラケット１３が設けられており、マスク１００は合計４箇所の支持ブラケット１３によって支持されることとなる。マスク１００を水平な状態で精度良く保持するには、支持部材の平面度が要求されるため、マスク１００との接触面積を少なくすることが好ましいからである。従って、支持ブラケット１３は、マスク枠１０２との接地面の平面度を高くして形成され、マスク保持部１０への取り付け構造が上下方向の位置調整が可能になっている。

【0014】

また、マスクホルダ１には、マスク１００の幅方向の位置決めを行うためのサイドブロック１５が設けられている。サイドブロック１５は、四角いマスク１００の幅方向（Ｘ軸方向）の辺の長さに対応させた棒状のブロックである。そのサイドブロック１５をＹ軸方向に見た断面形状は長方形であり、マスク１００を挿入する図面手前側にテーパ部１５１が形成されている。そして、このサイドブロック１５は、スクリーン印刷機に設置されるマスクサイズを決定する幅決め部材であり、図３及び図４に示すような２通りの取り付け方が可能になっている。つまり、図３に示すように、長方形断面の長辺側の側面を縦にして取り付ける場合と、図４に示すように、長方形断面の短辺側の側面を縦にして取り付ける場合である。

【0015】

本実施形態のマスクホルダ１は、こうして一対のサイドブロック１５の取り付け状態を変更することで、図１に示すマスク幅Ｂが異なる２種類のマスク１００に対応できるように構成されている。具体的には、サイドブロック１５の取り付け状態を変更した場合に、基準面１８から第１支持面１５２までの距離ｂ11と、基準面１８から第２支持面１５３までの距離ｂ12が異なる。従って、一対の第１支持面１５２同士でマスク１００を挟み込む場合は大きいサイズが対象となり、一対の第２支持面１５３同士でマスク１００を挟み込む場合は小さいサイズが対象となる。ところで、ここでは基準面１８をガイドプレート１２ａの起立面として示したが、基準面１８は、第１支持面１５２と第２支持面１５３の位置の違い（距離ｂ11，ｂ12の差）を示すための便宜的なものであるため、これに限定されない（以下同じ）。

【0016】

次に、図５は、サイドブロック１５の固定部分を示した側面図である。固定部分は、ベースプレート１１に対して固定ブロック１６がボルト２２によってネジ止め固定され、その固定ブロック１６に対してサイドブロック１５がボルト２３によってネジ止め固定される。なお、この固定ブロック１６は、支持ブラケット１３の支持部材も兼ねているため、ガイドプレート１２ａ，１２ｂの間に配置されている。

【0017】

固定ブロック１６には、２個のネジ孔１６２，１６３が形成されている。そして、サイドブロック１５には、ネジ孔１６２に対応した第１取付孔１５４が第１支持面１５２に直交して形成され、ネジ孔１６３に対応した第２取付孔１５５が第２支持面１５３に直交して形成されている。従って、図３に示すように、第１支持面１５２を内側垂直面にしてサイドブロック１５を取り付けるには、第１取付孔１５４を通したボルト２３がネジ孔１６２に締め付けられる。一方、図４に示すように、第２支持面１５３を内側垂直面にしてサイドブロック１５を取り付けるには、第２取付孔１５５を通したボルト２３がネジ孔１６３に締め付けられる。

【0018】

ところで、支持ブラケット１３は、Ｌ字形をした部材であり、不図示の起立部分に縦方向に長い長孔が形成されている。従って、ボルト２４によって固定する際、その長孔に対するボルト２４の相対位置を調整することにより、マスク１００を支える４箇所の支持ブラケット１３の高さをそれぞれ微調整できるようになっている。また、マスクホルダ１には、こうした支持ブラケット１３によるマスクの支持位置に合わせて合計４個のエアシリンダ１７が取り付けられている。そのエアシリンダ１７は、下方に伸張作動するピストンロッドによりマスク枠１０２を支持ブラケット１３に押さえ付けるものである。

【0019】

そこで、以上説明した本実施形態のスクリーン印刷機では、マスク１００を設置するに当たり、そのマスクサイズに合わせてサイドブロック１５の取り付けが行われる。２種類あるサイズのうちマスク幅Ｂの大きいマスク１００を使用する場合には、一対のサイドブロック１５について、図３に示すように第１支持面１５２が内側垂直面になるようにしてネジ止め固定が行われる。一方、マスク幅Ｂの小さいマスク１００を使用する場合には、図４に示すように、サイドブロック１５を９０度倒し、第２支持面１５３が内側垂直面になるようにしてネジ止め固定が行われる。こうして一対のサイドブロック１５による幅寸法の変更が行われる。

【0020】

その後マスクホルダ１には、図１に示すようにマスク１００が搭載されるが、Ｙ軸方向に挿入されるマスク１００は、幅方向には一対のサイドブロック１５に挟まれて案内され、下方は支持ブラケット１３やガイドプレート１２ａ，１２ｂによって案内される。ガイドプレート１２ａ，１２ｂは、マスク１００が前傾姿勢になっているような場合でも、その先端部分が支持ブラケット１３に衝突しないように進入高さを維持する役割を果たす。こうして挿入されたマスク１００のＹ軸方向の位置決めは不図示のストッパによって行われる。そして、Ｘ軸方向は一対のサイドブロック１５によって位置決めされ、Ｚ軸方向は支持ブラケット１３によって位置決めされる。更に、支持ブラケット１３にはマスク枠１０２がエアシリンダ１７によって押さえ付けられ、マスク１００がマスクホルダ１に保持される。

【0021】

マスク１００を搭載したスクリーン印刷機では、搬送された回路基板がマスク１００に接触させられる。その際、回路基板の電極とマスクの印刷パターンとが揃うようにマスクに対する基板の位置合わせをしたうえで回路基板が上げられる。そして、マスクの上面側からクリームはんだが塗布される。つまり、スキージをマスク１００の上面を滑らせるようにスライドさせ、マスク１００の上面に供給されたクリームはんだが塗り延ばされる。このときマスク１００の印刷パターンを通してクリームはんだが回路基板の上面に塗布される。

【0022】

よって、以上説明した本実施形態のマスクホルダ１０によれば、２種類あるマスクサイズ（マスク幅Ｂ）に合わせて幅寸法を変更することができ、しかも幅寸法の変更を、一対のサイドブロック１５からなる極めて簡易且つ低コストの構成で実行することできる。そして、幅寸法を変更するには、一対のサイドブロック１５の取り付け状態を変更するだけの極めて簡単な作業でよい。

【0023】

そのサイドブロック１５は先端部分にテーパ１５１が形成されているため、マスク１００の進入をスムーズにしている。また、サイドブロック１５を棒状にしたため、マスク１００の挿入に際して幅方向のガイドになり、マスク１００の挿入作業がし易くなる。更に、固定ブロック１６に２個のネジ孔１６２，１６３を形成して、サイドブロック１５を固定するようにしたため、取り付け状態を変更した場合でも、サイドブロック１５のＹ軸方向の位置が同じになる。

【0024】

ところで、２種類あるマスクサイズに対応して幅寸法を変更するには、そのための幅決め部材がマスク枠１０２と接する２つの支持面を有し、その２つの支持面が取り付け状態の変更によりＸ軸方向の位置（基準面からの距離）が異なるようになるものであればよい。そこで、前記第１実施形態のサイドブロック１５では、断面が長方形のブロックによって第１支持面１５２と第２支持面１５３とが形成されている。しかし、幅決め部材は、サイドブロック１５のように長方形断面に限らず、例えば図６及び図７に示すように、Ｙ軸方向に見た断面形状がＬ字形のブロックであってもよい。

【0025】

図６及び図７は、第２実施形態のマスクホルダを示した斜視図である。図面上、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付している。このマスクホルダ３０に使用されるサイドブロック３１は、２方向に直交して延びた短手側３１２の先端面が第１支持面３１３であり、長手側３１１の先端面が第２支持面３１４である。そして、長手側３１１と短手側３１２には、第１取付孔３１５と第２取付孔３１６とがそれぞれ形成されている。第１実施形態では、図５に示すように第１取付孔１５４と第２取付孔１５５とが重ならないように各々Ｙ軸方向にずらした位置に形成されている。そのため、１カ所の固定部には２つのネジ孔１６２，１６３が形成されている。しかし、サイドブロック３１では、第１取付孔３１５と第２取付孔３１６とは交差しないためＹ軸方向に見た場合に同じ位置に形成されている。そのため、サイドブロック３１を取り付けるボルトのネジ孔は、第１取付孔３１５及び第２取付孔３１６のいずれを通して固定する場合も共通のものでよい。

【0026】

そこで、こうしたマスクホルダ３０についてマスクサイズに合わせた取り付けを行うには、例えば図６に示すように、一対のサイドブロック３１について第１支持面３１３が内側垂直面になるようにしてネジ止め固定が行われる。この場合は幅寸法の大きいマスク１００が対象である。一方、幅寸法の小さいマスク１００の場合には、サイドブロック３１のＹ軸方向の前後を逆転させ、図７に示すように、第２支持面３１４が内側垂直面になるようにしてネジ止め固定が行われる。このとき、第１支持面３１３と第２支持面３１４は、基準面１８からの距離ｂ21，ｂ22が異なることで、２種類のマスク幅Ｂに対応した幅寸法の変更を可能にしている。

【0027】

よって、このマスクホルダ３０によれば、２種類あるマスクサイズに合わせた幅寸法の変更を、極めて簡易且つ低コストによる構成で実行でき、その変更作業も極めて簡単である。また、サイドブロック３１もマスク１００の挿入に際して幅方向のガイドになるため、マスク１００の挿入作業がし易くなる。そして、サイドブロック３１では、サイドブロック３１を取り付ける固定ブロック３８のネジ孔が一つであるため、幅寸法を変更する場合に取り付け位置を間違えることがない。

【0028】

次に、図８は、第３実施形態のマスクホルダを構成する幅決め部材を概念的に示した図である。本実施形態では、マスク１００の４カ所を支えるガイドブロック３３が設けられている。このガイドブロック３３は、例えば第１実施形態のサイドブロック１５と支持ブラケット１３の機能を一体にしたものである。すなわち、マスク１００の設置に際して幅方向と高さ方向の位置決めを行うものである。そのため、サイドブロック１５のように棒状のものではなく、Ｙ軸方向に短い４個のガイドブロック３３が、図２に示す支持ブラケット１３の位置に設けられている。

【0029】

ガイドブロック３３は、図８の（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に見た断面形状がＬ字形であり、薄肉側の第１部３３１と厚肉側の第２部３３２とが直交するものである。その第１部３３１が起立した状態の内側面が第１支持面３３３で、水平状態の第２部３３２の上面が第１載置面３３５である。そして、第２部３３２が起立した状態の内側面が第２支持面３３４で、水平状態の第１部３３１の上面が第２載置面３３６である。ガイドブロック３３は、固定部材３５に対して第１部３３１又は第２部３３２がボルト３６によってネジ止め固定される。第１支持面３３３と第２支持面３３４は、固定部材３５の表面を基準面とした場合、その基準面からの距離ｂ31，ｂ32が異なることで、２種類のマスク幅Ｂに対応させた幅寸法の変更を可能にしている。

【0030】

一方、第1載置面３３５と第２載置面３３６は、マスク１００を支持高さＨに揃えることが必要である。そこで、ガイドブロック３３の取り付けに際して微調整が必要であるため、ボルト３６を通す取付孔３３７，３３８は縦方向に長い長孔になっている。そこで、このガイドブロック３３についてマスクサイズに合わせて図示するような２形態の取り付けが行われる。なお、第１支持面３３３と第２支持面３３４の幅方向の位置は、ガイドブロック３３の取り付けにより一義的に決定されるが、第１載置面３３５や第２載置面３３６の高さはボルト締めする際の微調整が必要である。

【0031】

よって、このガイドブロック３３を使用した場合も、２種類あるマスク１００サイズに合わせた幅寸法の変更を、極めて簡易且つ低コストによる構成で実行でき、その変更作業も極めて簡単である。また、ガイドブロック３３は、マスクサイズに合わせ幅寸法の変更と、マスク１００を所定高さに載置する高さ調整とを一つの部材で行うため、部品点数を減らすことができる。

【0032】

以上、本発明のスクリーン印刷機のマスクホルダについて一実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、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、第１実施形態や第２実施形態ではサイドブロック１５，３１を棒状にしてガイド機能を持たせたが、第３実施形態のようにＹ軸方向に分割したものとしてもよい。
また、前記各実施形態では、幅方向の両側に配置された幅決め部材、すなわちサイドブロック１５，３１やガイドブロック３３について取り付け状態を変更することにより、幅寸法の変更を行うようにしていたが、幅方向の片側の幅決め部材について取り付け状態を変えるだけで幅寸法の変更が行えるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0033】

１…マスクホルダ １０…マスク保持部 １５…サイドブロック １８…基準面 １００…マスク １５２…第１支持面 １５３…第２支持面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】