特許 7232338 マスククリーニング装置

(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】

(24)【登録日】2023-02-21

(45)【発行日】2023-03-02

(54)【発明の名称】マスククリーニング装置

(51)【国際特許分類】

   B41F 35/00 20060101AFI20230222BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20230222BHJP

【ＦＩ】

B41F35/00 C

H05K3/34 505D

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021540607

(86)(22)【出願日】2019-08-22

(86)【国際出願番号】 JP2019032818

(87)【国際公開番号】W WO2021033313

(87)【国際公開日】2021-02-25

【審査請求日】2022-01-18

(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】110000969

【氏名又は名称】弁理士法人中部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】絹田 実

【審査官】加藤 昌伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０１６６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０８７３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０１４３８１２７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０５２０３１８６（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｆ ３１／００ － ３５／０６

Ｈ０５Ｋ ３／３２ － ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

はんだペーストをマスクを通して基板に付着させることによってその基板にはんだパターンを印刷するはんだ印刷機に用いられ、そのマスクの基板への接触面を清浄するマスククリーニング装置であって、
前記マスクの前記接触面を拭うクリーニングシートと、
前記クリーニングシートの上方に位置してそのクリーニングシートに溶剤を吐出するノズルと、
前記溶剤を貯留する第１タンクと、
前記ノズルよりも上方に配設され、周壁が透明な筒状をなして前記溶剤を貯留する第２タンクと、
前記第１タンクから前記第２タンクに前記溶剤を汲み上げるポンプと、
水頭圧によって前記第２タンクから前記ノズルに前記溶剤を送給するためにそれら第２タンクとノズルとを繋ぐ送給管と、
前記送給管の開閉を切り換えるバルブと、
前記周壁を通して光学的に前記第２タンク内の前記溶剤の量を測定するためにその第２タンクに固定的に併設され、前記第２タンク内においてある高さの位置として設定された検出位置に前記溶剤が存在するときを第１状態として検知し、存在しないときを第２状態として検知するセンサと、
前記センサによって検知される状態に基づいて、前記バルブおよび前記ポンプを制御するコントローラと
を備え、
前記第２タンク内において前記溶剤に浮かべられ、前記検出位置に位置するときに前記センサが前記第１状態として検知する第１部分と、前記検出位置に位置するときに前記センサが前記第２状態として検知する第２部分とが交互に積層されてなるフロートを有し、
前記コントローラが、
１回の吐出により、設定吐出量だけ前記溶剤が前記ノズルから吐出されるように、前記バルブを制御し、
前記フロートの下降に伴う前記第１状態と前記第２状態との切換りに基づいて、前記溶剤の１回の吐出の量が適正であることを確認し、
前記溶剤の１回の吐出の量が適正であることを確認できなかった場合に、異常である旨を報知するように構成されたことを特徴とするマスククリーニング装置。

【請求項2】

前記フロートが、
前記ノズルからの前記溶剤の１回の吐出ごとに前記第１状態と前記第２状態との切換りが少なくとも１回生じるように、前記第１部分と前記第２部分とが積層されたものである請求項１に記載のマスククリーニング装置。

【請求項3】

前記コントローラが、
１回の作動により、前記溶剤を前記第１タンクから前記第２タンクに設定汲上量だけ汲み上げるように、前記ポンプを制御し、
前記設定汲上量の前記溶剤を複数回に分けて前記ノズルから吐出させるべく、その設定汲上量および前記設定吐出量が設定されている請求項１または請求項２に記載のマスククリーニング装置。

【請求項4】

前記コントローラが、
前記ポンプの１回の作動の後、前記フロートの下降に伴う前記第１状態と前記第２状態との切換りに基づいて、前記ポンプの次の１回の作動を許容するように構成された請求項３に記載のマスククリーニング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、はんだペーストをマスクを通して基板に付着させることによってその基板にはんだパターンを印刷するはんだ印刷機に用いられ、そのマスクの基板への接触面を清浄するマスククリーニング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

上記マスククリーニング装置は、例えば、下記特許文献に記載されているようなものが存在し、そのマスククリーニング装置は、(a) マスクの接触面を拭うクリーニングシートと、(b) そのクリーニングシートの上方に位置してそのクリーニングシートに溶剤を吐出するノズルと、(c) 溶剤を貯留する第１タンクと、(d) ノズルよりも上方に配設され、溶剤を貯留する第２タンクと、(e) 第１タンクから第２タンクに溶剤を汲み上げるポンプと、(f) 水頭圧によって第２タンクからノズルに溶剤を送給するためにそれら第２タンクとノズルとを繋ぐ送給管と、(g) 送給管の開閉を切り換えるバルブと、(h) 第２タンク内の溶剤の有無を検出するためのセンサと、(i) そのセンサによって検知される状態に基づいて、バルブおよびポンプを制御するコントローラとを備えて構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１６６１３号公報

【発明の概要】

【発明の解決しようとする課題】

【0004】

上記マスククリーニング装置において、例えば、第２タンクを、周壁が透明な筒状をなすように構成し、センサを、第２タンクに固定的に併設し、周壁を通して光学的に前記第２タンク内の溶剤の量を測定するように構成することが可能である。詳しく言えば、第２タンク内においてある高さの位置として設定された検出位置に溶剤が存在するときを第１状態として検知し、存在しないときを第２状態として検知するようなセンサを採用することが可能である。しかしながら、そのように構成したとしても、吐出による第２タンク内の溶剤の減少をある程度に把握することは困難である。第２タンク内の溶剤の減少をある程度に把握できれば、上記マスククリーニング装置の実用性を向上させることが可能である。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高いマスククリーニング装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するため、本発明のマスククリーニング装置は、上記マスククリーニング装置において、第２タンク内において溶剤に浮かべられ、上記検出位置に位置するときにセンサが上記第１状態として検知する第１部分と、上記検出位置に位置するときにセンサが上記第２状態として検知する第２部分とが交互に積層されてなるフロートを有し、コントローラが、１回の吐出により、設定吐出量だけ溶剤がノズルから吐出されるように、バルブを制御し、フロートの下降に伴う上記第１状態と上記第２状態との切換りに基づいて、溶剤の１回の吐出の量が適正であることを確認し、溶剤の１回の吐出の量が適正であることを確認できなかった場合に、異常である旨を報知するように構成されたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明のマスククリーニング装置によれば、ノズルからの吐出に伴って、第２タンク内の溶剤が減少し、フロートが下降する。そのフロートの下降に伴って、第１状態と第２状態とが切り換わり、その切換りに基づいて、第２タンク内の溶剤の減少をある程度で把握することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施例のマスククリーニング装置が装備されているはんだ印刷機の全体構成を示す斜視図である。

【図2】実施例のマスククリーニング装置のハード構成を示す模式図である。

【図3】実施例のマスククリーニング装置が備える第２タンク内のフロートの動作を説明する模式図である。

【図4】実施例のマスククリーニング装置において実行される溶剤関連処理プログラムを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の代表的な実施形態を、実施例として、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。

【実施例】

【0009】

実施例のマスククリーニング装置が装備されているはんだ印刷機１０は、図１に示すようなハード構成を有している。水平面に平行でかつ互いに直交する２つの方向をＸ方向，Ｙ方向と定義して説明すれば、はんだ印刷機１０は、フレーム１２と、フレーム１２に支持されて基板ＳをＸ方向に搬送するとともに所定位置に停止させるコンベア装置１４と、多数の開口Ｈが穿設されたステンレス製のマスクＭを保持するマスク保持装置１６と、所定位置に停止させられた基板Ｓを保持してマスクＭの下面（接触面）に接触させるべくその基板Ｓを昇降させる基板昇降装置１８と、スキージ２０をマスクＭの上面に接触させつつＹ方向に移動させるスキージ装置２２とを含んで構成された一般的なものである。マスクＭの上面にはんだペーストが投入され、基板ＳをマスクＭの下面に接触させた状態でスキージ２０を移動させることで、はんだペーストは、マスクＭを通して、詳しくはマスクの開口Ｈを通して、基板Ｓに付着させられ、その結果、その基板Ｓにはんだパターンが印刷される。

【0010】

実施例のマスククリーニング装置（以下、単に、「クリーニング装置」という場合がある）３０は、はんだ印刷機１０において、マスクＭの開口Ｈに付き残った余剰のはんだペーストや、マスクＭの下面に食み出たはんだペースト等を除去しつつ、マスクＭの下面を清浄する装置である。図１，図２を参照して説明すれば、クリーニング装置３０は、不織布であるクリーニングシート３２を保持するシート保持装置３４と、シート保持装置３４をマスクＭの下面に沿ってＹ方向に移動させるシート移動装置（図示省略）と、溶剤Ｌをクリーニングシート３２に浸み込ませるべく供給する溶剤供給装置３６とを含んで構成されている。

【0011】

シート保持装置３４は、基台４０と、基台に保持されて一方に巻回されたクリーニングシート３２を他方に巻き取る１対のローラ４２と、それら１対のローラ４２の間においてクリーニングシート３２を下方からバックアップするバックアップ体４４とを有している。クリーニングシート３２が他方のローラ４２に間欠的に巻き取られることで、汚れていない部分が随時バックアップ体４４の上面に位置させられる。クリーニングシート３２は、バックアップ体４４にバックアップされた部分においてマスクＭの下面と接触するようにされており、その部分がマスクＭの下面に接触した状態でシート保持装置３４がシート移動装置によって移動させられることで、クリーニングシート３２は、マスクＭの下面を拭く。一方で、バックアップ体４４には、スリット４６が設けられており、このスリット４６は、吸引管４８を介して負圧源（図示を省略）に接続されており、吸引管４８に設けられたバルブ５０を開状態とすることで、マスクＭの下面に付着しているはんだペースト等が溶剤Ｌとともに吸引される。

【0012】

溶剤Ｌは、マスクＭの下面の清浄を充分に行うべくはんだペーストを溶解若しくは希釈する目的で、クリーングシート３２のバックアップ体４４にバックアップされた部分に浸み込ませる。そのため、溶剤供給装置３６は、クリーニングシート３２の上方に位置させられたノズル５２を有している。ノズル５２の先端部の下側の部分には吐出穴が設けられており、溶剤Ｌは、その吐出穴からクリーニングシート３２に滴下されるようにして吐出される。ノズル５２は、シート保持装置３４の基台４０に設けられたレール５４に支持されており、溶剤Ｌの吐出に際し、ノズル移動装置（図示省略）によってＸ方向に移動させられる。ちなみに、溶剤Ｌの吐出は、マスクＭからＹ方向において外れた位置にシート保持装置３４が位置させられた状態（図１に示す状態）において行われる。ちなみに、クリーニングシート３２がマスクＭの下面を拭うときに、ノズル５２は、退避させられるようになっている。

【0013】

溶剤供給装置３６は、ノズル５２以外は、図１における図示が省略されているが、溶剤Ｌを貯留する２つのタンクである第１タンク５６，第２タンク５８を備えている。第１タンク５６は、比較的大容量の主たるタンクである。その一方で、第２タンク５８は、第１送給管６０を介して水頭圧によってノズル５２に溶剤Ｌを供給するために、一時的に溶剤Ｌを貯留するタンクであり、比較的小さな容量しか有しておらず、また、ノズル５２よりも上方に配置されている。

【0014】

第２タンク５８とノズル５２とを繋ぐ第１送給管６０には、その第１送給管６０の開閉を切り換えるためのバルブ６２が設けられており、そのバルブ６２を開状態とすることで、第２タンク５８に貯留された溶剤Ｌが、自重によって、ノズル５２から吐出される。第１タンク５６から第２タンク５８への溶剤Ｌの送給は、第２送給管６４を介して、その第２送給管６４の途中に配設されたポンプ６６によって行われる。

【0015】

第２タンク５８は、周壁が透明な筒状をなしており、周壁を通して光学的に第２タンク５８内の溶剤Ｌの量を測定するためのセンサ６８が、第２タンク５８に対して、固定的に、併設されている。センサ６８は、反射光を利用した検出を行うセンサであり、第２タンク５８において特定の高さの位置として設定された検出位置ｈに溶剤Ｌが存在するときに、ＯＮ信号を出力し、その検出位置に溶剤Ｌが存在しないときに、ＯＮ信号を出力しない、すなわち、ＯＦＦ信号を出力する。別の言い方をすれば、検出位置ｈに溶剤Ｌが存在するときを、第１状態として検知し、存在しないときを、第２状態として検知する。

【0016】

当該はんだ印刷機１０は、自身の作動の制御を司るために、コンピュータを主体として構成されたコントローラ７０を備えており、ノズル５２からの溶剤Ｌの吐出、および、第１タンク５６から第２タンク５８への溶剤の汲み上げ、すなわち、バルブ６２およびポンプ６６の制御は、そのコントローラ７０によって行われる。つまり、コントローラ７０は、クリーニング装置３０のコントローラとしても機能する。

【0017】

従来のはんだ印刷機、詳しく言えば、従来のクリーニング装置では、コントローラ７０は、マスクＭの下面のクリーニングを行うときに、バルブ６２を設定時間だけ開状態とすることで、設定吐出量だけ、溶剤Ｌをノズル５２から吐出させるとともに、センサ６８によって第２状態が検知されたときに、設定時間ポンプ６６を作動させて、設定汲上量だけ、第１タンク５６から第２タンク５８へ溶剤Ｌを汲み上げていた。例えば、第１送給管６０に障害等が発生しているような場合、バルブ６２を設定時間開状態としても、適正な量、すなわち、設定吐出量の溶剤Ｌが吐出されない。上記制御を実行するだけのコントローラ７０では、適正量の溶剤Ｌが吐出されたことを認識することが困難であった。

【0018】

そこで、本実施例のクリーニング装置３０では、第２タンク５８内に、溶剤Ｌに浮かべられるフロート８０を有している。このフロート８０は、検出位置ｈに位置するときにセンサ６８が第１状態として検知する第１部分８２と、第２状態として検知する第２部分８４とが交互に積層されて形成されている。詳しく言えば、第１部分８２ａの上に第２部分８４が、その上に別の第１部分８２ｂが積み重ねられたようになっている。言い換えれば、２つの第１部分８２ａ，８２ｂ（以下、区別する必要がないときには、「第１部分８２」と総称する場合がある）によって第２部分８４が上下に挟まれたようなフロート８０とされている。ちなみに、第１部分８２ａ，８２ｂ，第２部分８４のそれぞれの厚さは、等しくされている。また、フロート８０の外径は、第２タンク５８の周壁の内径よりもある程度小さくされており、第２タンク５８内に第２送給管６４から送入される溶剤Ｌは、フロート８０の外周面と第２タンク５８の内周面との間を通って、フロート８０の下に貯留される。

【0019】

フロート８０を利用した実施例のクリーニング装置３０の制御について、以下に、図３を参照しつつ説明する。ちなみに、ポンプ６６の１回の作動によって、設定汲上量Ｖｉの溶剤Ｌが第２タンク５８に汲み上げられ、１回のバルブ６２の開状態による１回の吐出で、設定吐出量Ｖｏの溶剤Ｌがノズル５２から吐出されるようにされており、設定汲上量Ｖｉは、設定吐出量Ｖｏの２倍（Ｖｉ＝２×Ｖｏ）とされている。つまり、コントローラ７０は、１回の作動により、溶剤Ｌを第１タンク５６から第２タンク５８に設定汲上量Ｖｉだけ汲み上げるように、ポンプ６６を制御し、バルブ６２を制御して設定汲上量Ｖｉの溶剤Ｌを複数回（具体的には２回）に分けてノズル５２から吐出させるべく、それら設定汲上量Ｖｉおよび設定吐出量Ｖｏが設定されているのである。

【0020】

なお、図３（ａ）は、ポンプ６６の１回の作動による溶剤Ｌの第２タンク５８への汲み上げが完了した状態、図３（ｂ）は、１回目のノズル５２からの溶剤Ｌの吐出が完了した状態、図３（ｃ）は、２回目のノズル５２からの溶剤Ｌの吐出が完了した状態を、それぞれ示している。

【0021】

クリーニング装置３０の制御は、図４にフローチャートを示す溶剤関連処理プログラムを、マスクＭの下面のクリーニングを行う旨の指令をトリガとして、コントローラ７０が実行することによって行われる。以下に、このプログラムに従って、クリーニング装置３０の制御における各処理を説明する。

【0022】

溶剤関連処理プログラムに従う処理では、当該プログラムの実行が開始される時点では、第２タンク５８は、図３（ａ）若しくは図３（ｂ）に示す状態となっており、まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す。他のステップも同様である。）において、設定吐出量Ｖｏの溶剤Ｌをノズル５２から吐出させるべく、バルブ６２が設定時間だけ開状態とされる。本クリーニング装置３０では、ポンプ６６の作動からの溶剤Ｌの吐出回数を数えるためのカウンタＣが採用されており、Ｓ２において、そのカウンタＣがカウントアップされる。ちなみに、カウンタＣは、後に説明するように、ポンプ６６が作動させられた都度“０”にリセットされる。

【0023】

溶剤Ｌのノズル５２からの吐出の後、Ｓ３において、センサ６８の信号の変化に基づいて、適正量すなわち設定吐出量Ｖｏの溶剤Ｌの吐出が行われたか否かが判定される。具体的に説明すれば、適正量の１回目の吐出が行われれば、第２タンク５８は、図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示す状態に変化する。この吐出において、センサ６８の信号は、ＯＮ信号からＯＦＦ信号に変化する。言い換えれば、センサ６８によって検知されている状態が、第１状態から第２状態に変化する。その後、適正量の２回目の吐出が行われれば、第２タンク５８は、図３（ｂ）に示す状態から図３（ｃ）に示す状態に変化する。この吐出において、センサ６８の信号は、ＯＦＦ信号からＯＮ信号に変わった後にさらにＯＦＦ信号に変化する。言い換えれば、センサ６８によって検知されている状態が、第２状態から第１状態に変わった後に第２状態に変化する。Ｓ３では、この第１状態から第２状態への変化、すなわち、１回の吐出の間に、センサ６８から出力される信号がＯＮ信号からＯＦＦ信号に変化したか否かが判定される。ＯＮ信号からＯＦＦ信号への切換りがあった場合には、適正量の溶剤Ｌの吐出が行われたと判断され、ＯＮ信号からＯＦＦ信号への切換りがなかった場合には、適正量の溶剤Ｌの吐出が行われなかったと判断されて、Ｓ４において、図示を省略する当該はんだ印刷機１０の操作パネルを介して、当該はんだ印刷機１０のオペレータに、クリーニング装置３０が異常である旨が報知される。

【0024】

適正量の溶剤Ｌの吐出が行われたと判断された場合には、Ｓ５において、カウンタＣの値が“２”以上であるか否かが判定される。“２”未満の場合、すなわち、“１”である場合には、そのまま、当該プログラムの実行が終了する。“２”以上である場合には、適正量の溶剤Ｌの２回の吐出が行われたと認識され、Ｓ６において、設定汲上量Ｖｉの第１タンク５６から第２タンク５８への溶剤Ｌの汲み上げを行うべく、ポンプ６６が設定時間だけ作動させられ、Ｓ７において、カウンタＣがリセットされる。

【0025】

以上説明した処理から解るように、本クリーニング装置３０では、フロート８０は、ノズル５２からの溶剤Ｌの１回の吐出ごとに、センサ６８によって検知される第１状態と第２状態との切換りが少なくとも１回生じるように、第１部分８２と第２部分８４とが積層されたものであるため、吐出による第２タンク５８内の溶剤Ｌの減少、すなわち、フロート８０の下降に伴う第１状態と第２状態との切換りに基づいて、溶剤Ｌの１回の吐出の吐出量が適正であることを確認することができるのである。

【0026】

また、上記処理に従うことで、本クリーニング装置３０では、コントローラ７０が、ポンプ６６の１回の作動の後、フロート８０の下降に伴う第１状態と第２状態との切換りに基づいて、ポンプ６６の次の１回の作動を許容するようにされているのである。

【0027】

上記実施例のクリーニング装置３０では、設定汲上量Ｖｉの溶剤Ｌを２回に分けてノズル５２から吐出させるようにされていたが、例えば、３回以上の吐出回数に分けて吐出するようにしてもよい。また、上記フロート８０は、２つの第１部分８２と１つの第２部分８４とが交互に積層されていたが、第１部分と第２部分との積層の数，順序や、第１部分，第２部分の各々の厚み等は、設定汲上量，設定吐出量，１回の溶剤の汲み上げに対する吐出の回数等に応じて、任意に変更することが可能である。

【符号の説明】

【0028】

１０：はんだ印刷機 ３０：マスククリーニング装置 ３２：クリーニングシート ３４：シート保持装置 ３６：溶剤供給装置 ５２：ノズル ５６：第１タンク ５８：第２タンク ６０：第１送給管 ６２：バルブ ６６：ポンプ ６８：センサ ７０：コントローラ ８０：フロート ８２ａ，８２ｂ：第１部分 ８４：第２部分 Ｍ：マスク Ｌ：溶剤 ｈ：検出位置 Ｖｉ：設定汲上量 Ｖｏ：設定吐出量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】