特許 7397171 はんだ印刷機

(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】2023-12-04

(45)【発行日】2023-12-12

(54)【発明の名称】はんだ印刷機

(51)【国際特許分類】

   B41F 15/08 20060101AFI20231205BHJP

   B41F 15/26 20060101ALI20231205BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

B41F15/08 303E

B41F15/26 A

H05K3/34 505D

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022510286

(86)(22)【出願日】2020-03-26

(86)【国際出願番号】 JP2020013784

(87)【国際公開番号】W WO2021192175

(87)【国際公開日】2021-09-30

【審査請求日】2022-07-20

(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】110000604

【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】深草 祥史

【審査官】加藤 昌伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２８９８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２６０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０２７０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５７２４８８９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｆ １５／００ － １５／４６

Ｈ０５Ｋ ３／３２ － ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マスク、および前記マスクの上面を移動するスキージを用いてペースト状はんだを基板に印刷するはんだ印刷機であって、
サイズおよび形状、材質、ならびに前記マスクを吸着するために形成された吸着穴の少なくとも一つが互いに異なる複数種類のクランププレートと、
複数種類の前記クランププレートのうち選択された一種類が交換可能にそれぞれ上面に取り付けられるとともに、互いに離隔されかつ平行に配置される一対のベースレールと、
複数の前記クランププレートの間に水平方向に前記基板をクランプして位置決めし、または、前記クランププレートとバックアップ部材の間に垂直方向に前記基板をクランプして位置決めするクランプ機構と、
前記ベースレールに対する複数種類の前記クランププレートの取り付け位置を共通に定める位置決め部と、を備え、
前記位置決め部は、前記ベースレールおよび複数種類の前記クランププレートの一方に設けられた位置決めピン、ならびに、前記ベースレールおよび複数種類の前記クランププレートの他方に形成されて前記位置決めピンが上下方向に嵌入する位置決め穴を含み、
前記ベースレールの上面にねじ孔が設けられ、
複数種類の前記クランププレートの各々は、前記ベースレールの前記ねじ孔の配置に一致して配置され、上下に貫通する取り付け孔を有し、
複数種類の前記クランププレートの各々は、前記ベースレールの上方から、前記位置決めピンが前記位置決め穴に嵌入するように下降させられ、取り付けビスが前記取り付け孔から前記ベースレールの前記ねじ孔へ下方に進められ、前記取り付けビスが前記ねじ孔に螺合させられることにより、前記ベースレールに取り付けられる、
はんだ印刷機。

【請求項2】

マスク、および前記マスクの上面を移動するスキージを用いてペースト状はんだを基板に印刷するはんだ印刷機であって、
サイズおよび形状、材質、ならびに前記マスクを吸着するために形成された吸着穴の少なくとも一つが互いに異なる複数種類のクランププレートと、
複数種類の前記クランププレートのうち選択された一種類が交換可能にそれぞれ上面に取り付けられるとともに、互いに離隔されかつ平行に配置される一対のベースレールと、
複数の前記クランププレートの間に水平方向に前記基板をクランプして位置決めし、または、前記クランププレートとバックアップ部材の間に垂直方向に前記基板をクランプして位置決めするクランプ機構と、
前記ベースレールおよび複数種類の前記クランププレートの一方に設けられた位置決めピン、ならびに、前記ベースレールおよび複数種類の前記クランププレートの他方に形成されて前記位置決めピンが嵌入する位置決め穴を含む位置決め部と、
前記ベースレールの上面に設けられたねじ孔、複数種類の前記クランププレートの各々に設けられて上下に貫通する取り付け孔、および前記取り付け孔を通って前記ねじ孔に螺合する取り付けビスを含む取り付け部と、
を備えるはんだ印刷機。

【請求項3】

マスク、および前記マスクの上面を移動するスキージを用いてペースト状はんだを基板に印刷するはんだ印刷機であって、
サイズおよび形状、材質、ならびに前記マスクを吸着するために形成された吸着穴の少なくとも一つが互いに異なる複数種類のクランププレートと、
複数種類の前記クランププレートのうち選択された一種類が交換可能にそれぞれ取り付けられるとともに、互いに離隔されかつ平行に配置される一対のベースレールと、
複数の前記クランププレートの間に水平方向に前記基板をクランプして位置決めし、または、前記クランププレートとバックアップ部材の間に垂直方向に前記基板をクランプして位置決めするクランプ機構と、
前記ベースレールに対する複数種類の前記クランププレートの取り付け位置を共通に定める位置決め部と、
前記位置決め部と別体の取り付け部であって、前記位置決め部によって位置決めされた前記クランププレートを前記ベースレールに取り付ける前記取り付け部と、
を備えるはんだ印刷機。

【請求項4】

マスク、および前記マスクの上面を移動するスキージを用いてペースト状はんだを基板に印刷するはんだ印刷機であって、
前記マスクを吸着するために表面に形成された吸着穴の個数および配置の少なくとも一方が互いに異なる複数種類のクランププレートと、
複数種類の前記クランププレートのうち選択された一種類が交換可能にそれぞれ上面に取り付けられるとともに負圧源に連通される吸引穴が設けられ、互いに離隔されかつ平行に配置される一対のベースレールと、
複数の前記クランププレートの間に水平方向に前記基板をクランプして位置決めし、または、前記クランププレートとバックアップ部材の間に垂直方向に前記基板をクランプして位置決めするクランプ機構と、を備え、
複数種類の前記クランププレートの各々は、前記ベースプレートへの取り付け状態において全ての前記吸着穴と前記吸引穴とを連通する吸引溝が裏面に設けられる、
はんだ印刷機。

【請求項5】

前記ベースレールに対する複数種類の前記クランププレートの取り付け位置を共通に定める位置決め部をさらに備える、請求項４に記載のはんだ印刷機。

【請求項6】

前記位置決め部は、前記ベースレールおよび複数種類の前記クランププレートの一方に設けられた位置決めピン、ならびに、前記ベースレールおよび複数種類の前記クランププレートの他方に形成されて前記位置決めピンが嵌入する位置決め穴を含む、請求項５に記載のはんだ印刷機。

【請求項7】

複数種類の前記クランププレートは、前記マスクの大きさおよび前記スキージの移動方向に直交する幅寸法の少なくとも一方に対応して、前記ベースレールに沿う長さ方向のサイズが互いに異なる、請求項１～６のいずれか一項に記載のはんだ印刷機。

【請求項8】

複数種類の前記クランププレートは、前記マスクの大きさおよび前記スキージの移動ストローク範囲の少なくとも一方に対応して、前記ベースレールの長さ方向に直交する幅方向のサイズが互いに異なり、
前記ベースレールと比較して大きな幅方向の前記サイズをもつ前記クランププレートは、一対の前記ベースレールの外方に張り出して取り付けられる、
請求項１～７のいずれか一項に記載のはんだ印刷機。

【請求項9】

複数種類の前記クランププレートは、前記スキージの移動方向に延びる前記マスクの有効幅寸法に対応して、前記ベースレールの長さ方向に直交する幅方向のサイズが互いに異なり、
前記ベースレールと比較して小さな幅方向の前記サイズをもつ前記クランププレートは、一対の前記ベースレールの向かい合う内側に揃えて取り付けられる、
請求項１～８のいずれか一項に記載のはんだ印刷機。

【請求項10】

複数種類の前記クランププレートは、クランプする前記基板の複数種類の材質に対応して、金属製および樹脂製の前記材質を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載のはんだ印刷機。

【請求項11】

複数種類の前記クランププレートは、前記スキージが移動する際に前記マスクに要求される前記クランププレートへの密着状態に対応して、前記吸着穴の大きさ、個数、および配置位置の少なくとも一つが互いに異なる、請求項１～１０のいずれか一項に記載のはんだ印刷機。

【請求項12】

前記クランププレートは、撮像および画像処理による自動判別方法、ならびに目視による有人判別方法で前記クランププレートの種類を判別可能なマークを有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載のはんだ印刷機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、マスクおよびスキージを用いてペースト状はんだを基板に印刷するはんだ印刷機に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント配線が施された基板に対基板作業を実施して、基板製品を量産する技術が普及している。さらに、対基板作業を実施するはんだ印刷機、部品装着機、リフロー機、および基板検査機などを並べて配置し、対基板作業ラインを構成することが一般的になっている。はんだ印刷機は、マスクおよびスキージを用いてペースト状はんだを基板に印刷する。多くのはんだ印刷機は、印刷対象となる基板を位置決めするためのクランプ機構を備える。はんだ印刷機のクランプ機構に関する技術例が特許文献１、２に開示されている。

【0003】

特許文献１のスクリーン印刷機は、ベースブロック上にクランプバーを交換可能に備えたクランプレールを用いて、基板をクランプする。クランプバーは、つば部を有するトップクランプ面と、平坦なサイドクランプ面とを有して、ベースブロックの着脱凹部に配置される。これによれば、クランプバーの向きを変更して用いることでクランプ面の切り換えが可能となり、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る、とされている。

【0004】

また、特許文献２のスクリーン印刷装置において、基板をクランプするクランプユニットは、一対の帯状のクランプ片を具備している。そして、クランプ片の上面に複数の吸引孔が設けられ、各吸引孔は、負圧供給手段によって負圧に設定される。これにより、マスクは、クランプ片の上面に吸着保持される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１７／１４５２８０号

【文献】特開２００７－３２０２０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献１のスクリーン印刷機では、はんだの印刷内容などに応じて、サイドクランプ方式およびトップクランプ方式を選択できる点は好ましい。しかしながら、基板の種類を変更するときに、クランプバーの向きの変更だけでは対応できない場合がある。例えば、大きなサイズの基板に変更するときに、クランプレールの全体を交換する改造作業の必要が生じる。また、基板の種類の変更に伴い、特許文献２に開示された複数の吸引孔の大きさや個数を変更したほうが良い場合もある。これらの場合、改造作業およびその後の調整作業に大きな手間が掛かっていた。

【0007】

それゆえ、本明細書は、多種多様な基板の種類に応じて、わずかな手間で基板のクランプを可能とするはんだ印刷機を提供することを解決すべき課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書は、マスク、および前記マスクの上面を移動するスキージを用いてペースト状はんだを基板に印刷するはんだ印刷機であって、サイズおよび形状、材質、ならびに前記マスクを吸着するために形成された吸着穴の少なくとも一つが互いに異なる複数種類のクランププレートと、複数種類の前記クランププレートのうち選択された一種類が交換可能にそれぞれ取り付けられるとともに、互いに離隔されかつ平行に配置される一対のベースレールと、複数の前記クランププレートの間に水平方向に前記基板をクランプして位置決めし、または、前記クランププレートとバックアップ部材の間に垂直方向に前記基板をクランプして位置決めするクランプ機構と、を備えるはんだ印刷機を開示する。

【発明の効果】

【0009】

本明細書で開示するはんだ印刷機では、サイズおよび形状、材質、ならびに吸着穴の少なくとも一つが互いに異なる複数種類のクランププレートを予め準備しておき、そのうちの一種類を選択して一対のベースレールに取り付けることができる。これにより、多種多様な基板の種類に応じて、クランププレートのみを交換して基板をクランプすることができ、ベースレールの全体を交換する必要がない。したがって、交換や調整の手間がわずかで済む。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態のはんだ印刷機の上部を省略した斜視図である。

【図2】実施形態のはんだ印刷機の内部構成を簡易的に示した右側面図である。

【図3】ベースレールの斜視図である。

【図4】標準的なクランププレートの斜視図である。

【図5】標準的なクランププレートの裏面の斜視図である。

【図6】標準的なクランププレートを一対のベースレールに取り付けた状態を示す平面図である。

【図7】長尺サイズのクランププレートの取り付け状態を示す平面図である。

【図8】幅広サイズのクランププレートの取り付け状態を示す平面図である。

【図9】幅狭サイズのクランププレートを用いて基板を印刷実施位置に位置決めした状態の一部分を示す右側面図である。

【図10】吸着穴の個数が標準よりも多いクランププレートの取り付け状態を示す平面図である。

【図11】はんだ印刷機の使用方法を説明する使用フローの図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

１．はんだ印刷機１の全体構成
実施形態のはんだ印刷機１の全体構成について、図１および図２を参考にして説明する。はんだ印刷機１は、マスク６およびスキージ７を用いてペースト状はんだを基板Ｋに印刷する。はんだ印刷機１は、マスク６およびスキージ７以外に、ベッド２、基板搬送装置３、一対のベースレール４１、複数種類のクランププレート（４２～４６）、クランプ機構５１、および昇降機構５６などで構成される。図１および図２の左上の矢印に示されるように、はんだ印刷機１の上下前後左右を定める。前後方向は、スキージ７の移動方向となり、左から右に向かう方向は、基板Ｋの搬送方向となる。

【0012】

ベッド２は、基台やベースとも呼ばれ、概ね直方体の箱形状または枠形状に形成されて、各種の装置や機構などが組み付けられる。基板搬送装置３は、基板Ｋを印刷実施位置の真下まで搬入するとともに、印刷済みの基板Ｋを搬出する。図２に示されるように、基板搬送装置３は、支持台３１、固定ガイドレール３２、可動ガイドレール３３、一対のコンベアベルト３４、および図略のベルト駆動部などで構成される。支持台３１は、左右方向に長い概ね矩形板状の部材であり、水平に配置される。支持台３１は、より大きな別の支持台３５の上側に固定される。

【0013】

固定ガイドレール３２は、左右方向に長い概ね矩形板状の部材であり、支持台３１の前側の長辺の上側に立てて配置される。可動ガイドレール３３は、固定ガイドレール３２と概ね同じ大きさの矩形板状の部材であり、支持台３１の後側の長辺に近い上側に立てて配置される。可動ガイドレール３３は、固定ガイドレール３２と平行した状態を保ちつつ、支持台３１上を移動できるように構成されている。これにより、固定ガイドレール３２と可動ガイドレール３３の離間距離は、変更可能となっている。固定ガイドレール３２および可動ガイドレール３３の左右方向の中央辺りに印刷実施位置が設定されている。

【0014】

一対のコンベアベルト３４は、固定ガイドレール３２および可動ガイドレール３３の向かい合う内側の上部にそれぞれ配置される。一対のコンベアベルト３４は、コンベア搬送面に基板Ｋを載置した状態で輪転して、基板Ｋを搬送する。ベルト駆動部は、コンベアベルト３４の輪転を駆動する。ベルルト駆動部は、例えばステッピングモータが用いられ、正転および逆転が可能となっている。これにより、基板Ｋの搬送に加えて、停止位置の微調整、および、逆方向への返送が可能となっている。

【0015】

ベースレール４１は、細長い矩形板状の部材である。一対のベースレール４１は、固定ガイドレール３２および可動ガイドレール３３の上面にそれぞれ固定される。図１に示されるように、一対のベースレール４１は、互いに離隔されかつ平行に配置される。ベースレール４１は、印刷実施位置の領域を超えて左右方向に延在する。それでも、ベースレール４１の長さ方向のサイズは、固定ガイドレール３２や可動ガイドレール３３よりも小さい。

【0016】

ベースレール４１の幅方向のサイズは、固定ガイドレール３２や可動ガイドレール３３の上面の幅寸法よりも大きい。一対のベースレール４１の向かい合う内側の側面は、固定ガイドレール３２と可動ガイドレール３３とが向かい合う内側の側面に揃えられている。これにより、基板Ｋの上昇（詳細後述）が妨げられない。一方、一対のベースレール４１の外側の側面は、固定ガイドレール３２や可動ガイドレール３３よりも外方（図１の前後方向）に張り出している。

【0017】

クランププレート（４２～４６）は、複数種類あり（図６～図１０参照）、各種類の少なくとも一対が予め準備される。クランププレート（４２～４６）は、細長い矩形板状の部材であり、長さ方向のサイズがベースレール４１よりも短い。一対のクランププレート（４２～４６）のうち選択された一種類が、一対のベースレール４１の上面に交換可能に取り付けられる。図１および図２において、標準的なクランププレート４２が例示されている。クランププレート（４２～４６）は、基板Ｋをクランプする部材、およびマスク６の下面を支持する部材を兼ねる。ベースレール４１およびクランププレート（４２～４６）については、後で詳述する。

【0018】

クランプ機構５１は、基板Ｋをクランプして位置決めする。クランプ機構５１は、バックアップテーブル５２、複数のバックアップピン５３、昇降用モータ５４、およびクランプ用モータ５５などで構成される。バックアップテーブル５２は、基板Ｋに近い大きさをもつ矩形板状の部材である。バックアップテーブル５２は、固定ガイドレール３２と可動ガイドレール３３の間に、水平姿勢で昇降可能に配置される。

【0019】

複数のバックアップピン５３は、基板Ｋの下面を押し上げる棒状の部材である。バックアップピン５３は、バックアップテーブル５２の上面に立てて配置される。バックアップピン５３は、基板Ｋの裏面に形成されたランド（電極）や装着された部品を避けるために、バックアップテーブル５２上で位置変更および個数変更が可能となっている。バックアップテーブル５２およびバックアップピン５３は、基板Ｋを押し上げるバックアップ部材を構成する。

【0020】

昇降用モータ５４は、支持台３１の下側に設けられる。昇降用モータ５４は、支持台３１を上下に貫通するボールねじ送り機構５４１を介して、バックアップテーブル５２を昇降駆動する。クランプ用モータ５５は、支持台３１の下部に、昇降用モータ５４と並んで設けられる。クランプ用モータ５５は、ボールねじ送り機構５５１を介して、可動ガイドレール３３を前後方向に駆動する。

【0021】

ここで、クランプ機構５１のサイドクランプ方式およびトップクランプ方式のクランプ動作について説明する。サイドクランプ方式では、基板Ｋが印刷実施位置の真下まで搬入されると、まず、昇降用モータ５４が動作する。これにより、バックアップピン５３は、基板Ｋをクランププレート４２と同じ高さまで押し上げる。次に、クランプ用モータ５５が動作して、可動ガイドレール３３を固定ガイドレール３２に接近させ、一対のクランププレート４２の離間距離を狭めてゆく。これにより、クランプ機構５１は、一対のクランププレート４２の間に水平方向に基板Ｋをクランプして位置決めする。

【0022】

また、トップクランプ方式では、一対のクランププレート４２は、向かい合う内側に張り出す鍔部を有する。そして、基板Ｋが搬入されると、まず、クランプ用モータ５５が動作する。これにより、クランププレート４２の鍔部の位置は、基板Ｋの縁の上方に調整される。次に、昇降用モータ５４が動作し、バックアップピン５３により基板Ｋを押し上げてクランププレート４２に近付けてゆく。これにより、クランプ機構５１は、クランププレート４２の鍔部とバックアップピン５３の間に垂直方向に基板Ｋをクランプして位置決めする。

【0023】

昇降機構５６は、基板搬送装置３およびクランプ機構５１と一緒に基板Ｋを上昇させて、印刷実施位置の高さに位置決めする。昇降機構５６は、昇降台５７、案内部５８、ボールねじ送り機構５９、および昇降用モータ５Ａなどで構成される。昇降台５７は、基板搬送装置３およびクランプ機構５１の最下部となる支持台３５の下面を支持する。昇降台５７は、支持台３５に接する水平部５７１、および水平部５７１の後部から下方に延びる垂直部５７２をもつ。垂直部５７２の後面の下寄りに２個の案内部５８が設けられる。２個の案内部５８は、ベッド２に垂直方向に設けられたガイドレール２１に対して、昇降可能に係合する。

【0024】

垂直部５７２の前面には、ボールナット５９１が固定されている。ボールナット５９１は、上下方向に延在するねじ軸５９２に螺合している。ボールナット５９１およびねじ軸５９２は、ボールねじ送り機構５９を構成する。ベッド２に固定された昇降用モータ５Ａは、ねじ軸５９２を軸周りに回転駆動する。これにより、ボールナット５９１がねじ軸５９２に対して進退し、昇降台５７が昇降する。昇降台５７の上昇により、支持台３５上の全部材が上昇し、基板Ｋは、印刷実施位置の高さに到達して、マスク６の下面に接する。同時に、クランププレート４２は、マスク６の下面を支持する。

【0025】

マスク６は、基板Ｋの上面に形成されたランドにクリーム状はんだを印刷するときの版型である。したがって、マスク６は、基板Ｋの種類ごとに相違する。マスク６は、基板Ｋよりも一回り大きな矩形シートの形状をもち、ランドの配置に対応する印刷孔をもつ。マスク６は、矩形枠状のマスク枠６１に保持され、水平方向に延在する。

【0026】

マスク枠６１は、基板搬送装置３およびクランプ機構５１の上側に配置される。基板Ｋを基準としてマスク６の位置を合わせるために（版合せのために）、マスク枠６１の水平二方向の位置および水平面内での回転角が調整可能に構成されている。これに限定されず、マスク６を基準として基板Ｋの位置を合わせるために、昇降台５７に対する支持台３５の水平二方向の位置および水平面内での回転角が調整可能に構成されてもよい。

【0027】

スキージ７は、概ね前後対称形状の一対で構成され、マスク６の上側に配置される。一対のスキージ７は、スキージヘッド７１の下側に昇降可能に支持される。スキージヘッド７１の移動方向に応じて、一方のスキージ７が下降する。スキージヘッド７１は、前後方向に平行して延在するねじ軸７２２およびガイドロッド７３に装架される。スキージヘッド７１は、ねじ軸７２２に螺合するボールナット７２１を有する。ボールナット７２１およびねじ軸７２２は、ボールねじ送り機構７２を構成する。

【0028】

図略の駆動モータがねじ軸７２２を軸周りに回転駆動すると、ボールナット７２１は、ねじ軸７２２に対して進退する。これにより、スキージヘッド７１は、前後方向に移動する。このとき、下降している一方のスキージ７は、マスク６の上面を移動しつつペースト状はんだを移動させて、印刷動作を行う。なお、スキージ７の近傍には、ペースト状はんだを適宜補給するはんだ補給機構（図略）が付属されている。スキージ７の移動ストローク範囲は、マスク６の種類に応じて調整可能となっている。さらに、基板Ｋおよびマスク６の複数種類の大きさに対応するために、複数種類のスキージ７が交換して用いられる。複数種類のスキージ７は、幅寸法（図２の紙面表裏方向の寸法）が互いに異なる。

【0029】

また、図２に示されるように、基板搬送装置３とマスク６の間の高さ位置に、カメラ８が設けられる。カメラ８は、下向き姿勢で基板Ｋの上面を撮像して画像データを取得する。この画像データの画像処理により、基板Ｋに付設された位置マークが認識され、基板Ｋの正確な位置が取得される。さらに、基板Ｋに付設された識別コードが認識され、基板Ｋの種類や個体番号が取得される。

【0030】

さらに、カメラ８は、上向き姿勢でマスク６の下面を撮像して画像データを取得する。この画像データの画像処理により、マスク６の正確な位置や回転角度が取得され、さらに、マスク６の種類に関する情報が取得される。取得された各種情報は、基板Ｋとマスク６の組み合わせの正誤判定や、基板Ｋとマスク６の版合わせなどに用いられる。なお、基板Ｋが上昇駆動されて印刷が行われている間、カメラ８は、ガイドレール８１を伝って邪魔にならない退避位置に移動している。また、カメラ８は、ガイドレール８１を伝って移動することにより、撮像領域を変更することができる。

【0031】

２．ベースレール４１およびクランププレート４２の詳細構成
次に、ベースレール４１の詳細構成について、図３を参考にして説明する。ベースレール４１は、前述したように細長い矩形板状の部材である。ベースレール４１は、長さ方向の両端に位置する係止部４１１によって、固定ガイドレール３２や可動ガイドレール３３に固定される。ベースレール４１の二つの長辺の縁寄りに、複数のねじ孔４１２が設けられる。ねじ孔４１２には、図略の取り付けビスが螺合する。ねじ孔４１２の個数は、図３では２０個とされており、これに限定されない。なお、複数のねじ孔４１２の配置ピッチは、一定である必要はない。

【0032】

一対のベースレール４１の向かい合う内側の長辺の縁寄りに、２個の位置決めピン４１３が起立して設けられる。２個の位置決めピン４１３の離間距離は、最も短いクランププレートの長さ方向のサイズよりも小さく設定される。これにより、全種類のクランププレート（４２～４６）に対して、２個の位置決めピン４１３を共通に用いることができる。さらに、ベースレール４１の幅方向の中央寄りに、吸引穴４１４が設けられる。吸引穴４１４の個数は、図３では３個とされており、これに限定されない。ベースレール４１が取り付けられた状態で、吸引穴４１４は、図略の負圧源に連通される。

【0033】

次に、標準的なクランププレート４２の詳細構成について、図４～図６を参考にして説明する。クランププレート４２は、前述したように細長い矩形板状の部材である。図４に示されるように、クランププレート４２の長さ方向のサイズＬ１は、ベースレール４１のサイズの半分よりも少し大きい。クランププレート４２の幅方向のサイズＷ１は、ベースレール４１のサイズに概ね一致する。長さ方向のサイズＬ１は、基板Ｋやマスク６の大きさに対応して適正に設定される。仮にサイズＬ１が過小であると、クランププレート４２は、基板Ｋを十分にクランプできず、さらには上昇時にマスク６の十分な面積を支持できない。仮にサイズＬ１が過大であると、クランププレート４２は、上昇時にマスク枠６１に抵触して不具合が生じる。

【0034】

クランププレート４２は、両方の長辺の縁寄りに、複数の取り付け孔４２２を有する。取り付け孔４２２は、その内径が前述した取り付けビスの外径より大きめに設定され、取り付けビスの挿通が自在となっている。取り付けビスの挿入を容易とするため、あるいは、取り付けビスの頭部の位置を安定化させるために、取り付け孔４２２の入り口に座繰りが設けられてもよい。取り付け孔４２２の個数は、図４では８個とされており、これに限定されない。ただし、複数の取り付け孔４２２の配置は、ベースレール４１の複数のねじ孔４１２の配置に一致している。

【0035】

また、一対のクランププレート４２の向かい合う内側の長辺の縁寄りに、２個の位置決め穴４２３が設けられる。位置決め穴４２３の形状および大きさは、位置決めピン４１３が殆ど隙間なく嵌入するように精密に形成されている。２個の位置決め穴４２３の離間距離は、２個の位置決めピン４１３の離間距離に一致している。ベースレール４１にクランププレート４２を取り付ける際、位置決めピン４１３が位置決め穴４２３に嵌入して、クランププレート４２の取り付け位置が定まる。なお、取り付け孔４２２は、上下に開口する貫通孔であることが必要である。一方、位置決め穴４２３は、貫通孔に限定されず、下方のみに開口する有底穴でもよい。

【0036】

さらに、クランププレート４２の表面に、多数（図４の例では４５個）の概ね円形の吸着穴４２４が設けられる。また、図５に示されるように、クランププレート４２の裏面に、吸引溝４２５が設けられる。吸引溝４２５は、多くの分岐部を有して、全ての吸着穴４２４に連通している。さらに、クランププレート４２の表面に、マーク４２７が表示される。標準的なクランププレート４２のマーク４２７は、黒丸の形状をもつ。

【0037】

クランププレート４２の取り付け作業では、まず、クランププレート４２をベースレール４１の上方に移動し、位置決めピン４１３が位置決め穴４２３に嵌入するようにクランププレート４２を下降させる。次に、取り付けビスをクランププレート４２の取り付け孔４２２からベースレール４１のねじ孔４１２に進め、ドライバーを用いて取り付けビスをねじ孔４１２に螺合させる。これにより、図６に示された取り付け状態となる。

【0038】

取り付け状態において、ベースレール４１とクランププレート４２は密着する。このとき、クランププレート４２の吸引溝４２５は、吸着穴４２４と吸引穴４１４とを連通し、他に対して気密を維持する。そして、負圧源が動作すると、負圧が吸引穴４１４および吸引溝４２５を経由して吸着穴４２４に伝わる。吸着穴４２４は、外部のエアを吸引する。これにより、マスク６は、吸着穴４２４に吸着され、クランププレート４２や基板Ｋとの密着性が確保される。

【0039】

３．複数種類のクランププレート（４２～４６）の相違点
複数種類のクランププレート（４２～４６）は、多種多様な基板Ｋの種類に応じて予め準備される。複数種類のクランププレート（４２～４６）の相違点として、前述したトップクランプ方式に対応するための鍔部の有無がある。さらに、別の相違点について、図６～図１０を参考にして説明する。

【0040】

図７に示される長尺サイズのクランププレート４３は、大型の基板Ｋ２に対応するために用いられる。詳述すると、大型の基板Ｋ２に対して、標準よりも大きなマスク６が用いられ、さらに、幅寸法が標準よりも大きなスキージ７が用いられる。大きなマスク６および大きなスキージ７に対応するため、クランププレート４３の長さ方向のサイズＬ２は、標準的なクランププレート４２のサイズＬ１よりも大きく設定されている。

【0041】

また、クランププレート４３は、１２個の取り付け孔４３２を有し、標準的なクランププレート４２と比較して多数となっている。１２個の取り付け孔４３２のうち中央寄りの８個は、標準的なクランププレート４２の取り付け孔４２２と同じ配置であり、端寄りの４個が追加されている。一方、２個の位置決め穴４３３の形状、大きさ、および離間距離は、標準的なクランププレート４２の位置決め穴４２３と同じである。また、クランププレート４３は、６３個の吸着穴４３４を有し、標準的なクランププレート４２と比較して多数となっている。さらに、クランププレート４３の表面に、白丸の形状をもつマーク４３７が表示されている。

【0042】

次に、図８に示される幅広サイズのクランププレート４４は、スキージ７の移動ストローク範囲Ｓｔが大きい場合に用いられる。詳述すると、基板Ｋ３では、部品の装着領域が基板Ｋ３の端縁の付近にまで及んでいる。このため、マスク６の印刷孔の存在領域が標準より拡がっている。そして、スキージ７の移動ストローク範囲Ｓｔは、マスク６の印刷孔の位置に加えて、ペースト状はんだを練り合わせる領域を考慮して設定される。設定された移動ストローク範囲Ｓｔでマスク６の下面を支持できるように、クランププレート４４の幅方向のサイズＷ２は、標準的なクランププレート４２のサイズＷ１よりも大きく設定されている。

【0043】

ここで、サイズＷ２がサイズＷ１よりも大きい分だけ、クランププレート４４は、ベースレール４１の外方に張り出して取り付けられる。また、クランププレート４４の取り付け孔４４２、位置決め穴４４３、および吸着穴４４４の個数や配置は、標準的なクランププレート４２と同じである。さらに、クランププレート４４の表面に、黒い正方形の形状をもつマーク４４７が表示されている。なお、クランププレート４４の吸着穴４４４の個数や配置は、標準的なクランププレート４２と異なっていてもよい。

【0044】

仮に、基板Ｋ３に対して標準的なクランププレート４２を用いると、移動ストローク範囲Ｓｔの端寄りでマスク６が支持されない。これにより、スキージ７の印刷動作が不安定化する。例えば、マスク６が下方に窪んでスキージ７との間に隙間が生じ、ペースト状はんだの一部が取り残された状態でスキージ７が移動する。すると、マスク６の一部の印刷孔にペースト状はんだが十分に行き渡らず、印刷ムラとなるおそれが生じる。

【0045】

次に、図９に示される幅狭サイズのクランププレート４５は、マスク６の有効幅寸法ＷＡが基板Ｋのサイズに対して小さな余裕（サイズＷ１の２倍未満の余裕）しかない場合に用いられる。詳述すると、マスク６は、実際にはメッシュ６２およびテープ６３を用いてマスク枠６１に保持される。メッシュ６２は、内側の矩形開口部がマスク６よりも一回り小さな矩形枠状に形成され、マスク枠６１の下側に固定される。マスク６は、メッシュ６２の下側に配置される。テープ６３は、粘着性能ないしは接着性能をもち、マスク６の下面からメッシュ６２の下面まで延在して、マスク６をメッシュ６２に貼り付けている。換言すると、マスク６は、その周縁がメッシュ６２とテープ６３の間に挟み込まれて保持される。

【0046】

さらに、テープ６３は、メッシュ６２よりも中央寄りまで延在している。マスク６の幅方向のサイズのうち保持する部材（メッシュ６２、テープ６３）に重ならない範囲、すなわちマスク６のみの存在範囲が有効幅寸法ＷＡとなる。クランププレート４５は、テープ６３に当接せずに、有効幅寸法ＷＡの端寄りの位置で直接的にマスク６を支持する必要がある。このため、クランププレート４５の幅方向のサイズＷ３は、ベースレール４１の幅方向のサイズ（クランププレート４２のサイズＷ１に相当）よりも小さく設定されている。かつ、クランププレート４５は、一対のベースレール４１の向かい合う内側に揃えて取り付けられる。

【0047】

図９において、仮に、クランププレート４５に代えて標準的なクランププレート４２を用いると、クランププレート４２はテープ６３に当接する。すると、マスク６と基板Ｋとの間に、テープ６３の厚さに相当する隙間が生じるため、印刷品質が低下する。これを避けるためには、クランププレート４２が有効幅寸法ＷＡの範囲内に収まるように固定ガイドレール３２と可動ガイドレール３３の離間距離を小さくする必要が生じる。結果として、適用できる基板Ｋの幅方向のサイズが小さくなってしまう。別の見方をすれば、標準的なクランププレート４２に代えてクランププレート４５を用いることにより、適用できる基板Ｋの幅方向のサイズを大きくすることができる。

【0048】

クランププレート４５には、２個の位置決め穴、複数の取り付け孔、および複数の吸着穴が設けられる。ただし、クランププレート４５の取り付け孔および吸着穴の個数は、標準的なクランププレート４２よりも少数となる。さらに、クランププレート４５の表面に、白い正方形の形状をもつマークが表示されている。

【0049】

次に、図１０に示されるクランププレート４６は、スキージ７が移動する際にマスク６に要求されるクランププレート４６への密着状態の条件が厳しい場合に用いられる。例えば、基板Ｋ４のランドが標準よりも小さく、したがって、マスク６の印刷孔が極小である場合に、高い印刷品質が必要とされる。この場合、マスク６の密着状態を特に良好に保ち、印刷時のにじみ等の品質低下を防止することが好ましい。また、トップクランプ方式においては、基板Ｋ４とマスク６の間に鍔部が介在して密着性が低下しがちになるので、マスク６の密着状態を特に良好に保つことが好ましい。

【0050】

クランププレート４６は、標準的なクランププレート４２と同じ大きさである。ただし、クランププレート４６は、標準的なクランププレート４２と比較して３倍の個数の吸着穴４６４を有する。したがって、クランププレート４６は、マスク６に対する密着性が特に高い。また、クランププレート４６の取り付け孔４６２および位置決め穴４６３の個数や配置は、標準的なクランププレート４２と同じである。さらに、クランププレート４６の表面に、黒い三角形の形状をもつマーク４６７が表示されている。なお、吸着穴４６４の個数を増加させる代わりに大径化しても、マスク６に対する密着性が高められる。

【0051】

上述した５種類のクランププレート（４２～４６）は金属製である。さらに、標準的なクランププレート４２と同一形状をもつ樹脂製のクランププレートを用いることができる。樹脂製のクランププレートは、基板Ｋの材質が破損しやすい場合、例えば、セラミック製の基板Ｋに用いられる。

【0052】

ここで、５種類のクランププレート（４２～４６）の各々が有する位置決め穴（４２３、４３３、４４３、４６３）の個数、配置、大きさ、および形状は、共通とされている。したがって、位置決めピン４１３は、どの位置決め穴（４２３、４３３、４４３、４６３）にも嵌入可能である。つまり、位置決めピン４１３および位置決め穴（４２３、４３３、４４３、４６３）は、ベースレール４１に対するクランププレート（４２～４６）の取り付け位置を共通に定める位置決め部の一実施形態となっている。

【0053】

また、クランププレート（４２～４６）の各々が有するマーク（４２７、４３７、４４７、４６７）は、クランププレート（４２～４６）の種類の判別を可能とする。つまり、マーク（４２７、４３７、４４７、４６７）は、カメラ８による撮像およびその後の画像処理によって自動判別される。また、マーク（４２７、４３７、４４７、４６７）は、作業者の目視により有人判別される。したがって、クランププレート（４２～４６）の種類を取り違えるおそれが低減される。

【0054】

４．はんだ印刷機１の使用方法および効果
次に、実施形態のはんだ印刷機１の使用方法および効果について、図１１の使用フローを参考にして説明する。この使用フローは、印刷対象となる基板Ｋの種類を変更するときに実施される。図１１の工程Ｐ１で、基板製品の生産計画などに基づいて、印刷実施条件が決定される。印刷実施条件は、基板Ｋの種類および印刷予定枚数、ならびに、使用するマスク６、スキージ７、およびクランププレート（４２～４６）などを指定するものである。

【0055】

次の工程Ｐ２で、作業者は、印刷実施条件に基づいて、段取り替え作業を実施する。段取り替え作業では、これまで使用していたマスク６が取り外され、印刷実施条件に指定された別のマスク６が取り付けられる。スキージ７およびクランププレート（４２～４６）については、継続して使用される場合もあれば、交換して取り付けられる場合もある。クランププレート（４２～４６）を交換する場合、作業者は、マーク（４２７、４３７、４４７、４６７）を目視して判別するので、クランププレート（４２～４６）を取り違えることがない。

【0056】

次の工程Ｐ３で、カメラ８は、撮像および画像処理を行って、段取り替え作業の作業内容を確認する。詳述すると、カメラ８は、下向き姿勢でクランププレート（４２～４６）の上面を撮像して画像データを取得する。この画像データの画像処理により、マーク（４２７、４３７、４４７、４６７）が判別される。これにより、取り付け済みのクランププレート（４２～４６）が印刷実施条件に合致しているか、否かが確認される。また、カメラ８は、上向き姿勢でマスク６の下面を撮像して画像データを取得する。この画像データの画像処理により、マスク６の種類に関する情報が取得される。これにより、取り付け済みのマスク６が印刷実施条件に合致しているか、否かが確認される。

【0057】

次の工程Ｐ４で、カメラ８を用いた確認の結果が良好であったか否かが判定される。結果が良好でない場合、段取り替え作業の再実施の要求が表示部（図略）に表示され、使用フローは工程Ｐ２に戻される。結果が良好である場合の工程Ｐ５で、はんだ印刷機１は、印刷作業を開始する。

【0058】

実施形態のはんだ印刷機１では、サイズ（Ｌ１、Ｌ２、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）および形状、材質、ならびに吸着穴（４２４、４３４、４４４、４６４）の少なくとも一つが互いに異なる複数種類のクランププレート（４２～４６）を予め準備しておき、そのうちの一種類を選択して一対のベースレール４１に取り付けることができる。これにより、多種多様な基板（Ｋ、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４）の種類に応じて、クランププレート（４２～４６）のみを交換して基板（Ｋ、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４）をクランプすることができ、ベースレール４１の全体を交換する必要がない。したがって、交換や調整の手間がわずかで済む。

【0059】

５．実施形態の応用および変形
なお、位置決め部を構成する位置決めピン４１３および位置決め穴（４２３、４３３、４４３、４６３）は入れ替わってもよい。すなわち、ベースレール４１が位置決め穴を有し、クランププレート（４２～４６）が位置決めピンを有してもよい。また、はんだ印刷機は、クランププレート（４２～４６）が吸着穴（４２４、４３４、４４４、４６４）を有さず、マスク６を安定的に保持する専用の機構を別に備える構成でもよい。実施形態は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

【符号の説明】

【0060】

１：はんだ印刷機 ２：ベッド ３：基板搬送装置 ４１：ベースレール ４１３：位置決めピン ４２、４３、４４、４５、４６：クランププレート ４２３、４３３、４４３、４６３：位置決め穴 ４２４、４３４、４４４、４６４：吸着穴 ４２７、４３７、４４７、４６７：マーク ５１：クランプ機構 ５２：バックアップテーブル ５３：バックアップピン ５４：昇降用モータ ５５：クランプ用モータ ５６：昇降機構 ６：マスク ６１：マスク枠 ７：スキージ ７１：スキージヘッド ８：カメラ Ｋ、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４：基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】