CN101304879B - 丝网印刷设备和丝网印刷方法 - Google Patents
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Abstract
通过水平地偏移用于识别基板(3)和掩模(2)的两个识别装置(53、54)，在位置识别时基板(3)和掩模(2)之间的间隙(d)可以减小。从而，因为在位置对准以使基板(3)的表面接触掩模(2)的背面时，基板(3)的上升冲程可变短，因而抑制了由上升导致的基板沿水平方向的位置未对准。从而，可以抑制与掩模(2)的位置对准精度的降低。
Description
技术领域
本发明涉及丝网印刷设备和丝网印刷方法，其使用膏料在与掩模对准的基板(substrate)的表面上印刷图案，该掩模内形成有预定的图案开口。
背景技术
在电子元件的安装过程中，将膏状导电材料(导电膏料：此后简称为“膏料”)供应到基板的表面上的丝网印刷被频繁使用，以将电子元件机械连接和电连接到基板。丝网印刷包括：在掩模与基板表面进行表面接触的情况下，供应膏料到设置有图案开口的掩模的表面上，该图案开口形成预定图案；以及通过在掩模的表面上滑动的刮板(squeegee)施加和涂敷膏料到掩模的表面上，使用滞留在图案开口中的膏料而在基板的表面上印刷图案。电子元件放置在印刷有膏料的图案的部分上，并且在电子元件与通过回流处理固化的膏料一起机械连接和电连接的情况下，电子元件安装到基板上。
在丝网印刷中，重要的是精确地将膏料印刷在基板表面的预定位置，并且需要将基板与掩模高精确度地对准。在该位置对准中，位置未对准设置为基板的位移，以通过用包括摄录机等的识别装置，对分别形成在基板和掩模上的识别部的位置进行拍照，而执行位置对准补偿。(例如，参考JP-A-2001-38876和JP-A-11-245369)。
在JP-A-2001-38876中公开的丝网印刷设备中，用设置在基板和掩模两者上的一个摄录机给各自的识别部拍照。通过此构造，当设置在掩模的下侧上的基板的识别部被拍照时，需要从掩模的下侧将基板拉出。因而，需要确保用于拉出掩模的空间，从而导致设备变大。
同时，在JP-A-11-245369中公开的丝网印刷设备中，包括两个摄录机的识别装置设置在基板和掩模之间，例如一摄录机对形成在基板的表面上的识别部拍照，并且一摄录机对形成在掩模的背面上的识别部拍照。通过此构造，可以不用将基部拉出而对识别部拍照，但是因为两个摄录机垂直地堆叠以将各自摄录机的光学轴设置在同一铅锤线上，因而在位置对准时需要增加基板和掩模之间的间隙。因此，在位置对准补偿之后使基板接触掩模的上升冲程变得更长，从而降低了基板和掩模的位置对准精度。
发明内容
因而，本发明的目的在于提供丝网印刷设备和丝网印刷方法，用于抑制基板和掩模的位置对准精度的劣化。
根据本发明的一个方面，一种丝网印刷设备使用膏料在基板的表面上印刷图案，该基板与掩模对准，该掩模内形成有预定的图案开口，该丝网印刷设备包括：基板保持装置，保持所述基板；基板移动装置，使保持在该基板保持装置上的基板移动，并使基板与掩模对准；识别装置，识别在基板的表面上形成的第一识别部和在掩模的背面上形成的第二识别部；和移动装置，使识别装置在基板和掩模之间前进和退回，并在包括第一识别部和第二识别部的范围内水平地移动识别装置，其中识别装置包括第一识别装置和第二识别装置，该第一识别装置识别第一识别部且第二识别装置识别第二识别部，该识别装置沿水平方向偏移第一识别装置和第二识别装置，并且并行地设置第一识别装置和第二识别装置，第一和第二识别装置由驱动装置一体地驱动。
根据本发明的另一方面，一种丝网印刷方法使用膏料在基板的表面上印刷图案，该基板与掩模对准，该掩模内形成有预定的图案开口，该丝网印刷方法包括步骤：在基板和掩模之间通过水平偏移使识别装置前进和退回，该识别装置包括并行设置且被一体地驱动的第一识别装置和第二识别装置；和在包括第一识别部和第二识别部的范围内水平地移动识别装置，该第一识别部在基板的表面上形成并且第二识别部在掩模的背面上形成，其中第一识别装置识别下侧上的第一识别部，并且第二识别装置识别上侧上的第二识别部。
根据本发明，通过水平偏移识别基板和掩模的两个识别装置，并且并行设置识别装置，在位置识别时基板和掩模之间的间隙减少，并且在位置对准时基板的上升冲程变短。因而，可能抑制基板和掩模的位置对准精度的劣化。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的侧视图。
图2是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的正视图。
图3A是根据本发明一个实施例的基板支撑件的俯视图，并且图3B是根据本发明一个实施例的基板支撑件的俯视图。
图4A是根据本发明一个实施例的基板支撑件的部分侧截面图，图4B是根据本发明一个实施例的基板支撑件的部分侧截面图，并且图4C是根据本发明一个实施例的基板支撑件的部分侧截面图。
图5是根据本发明一个实施例的基板支撑件的俯视图和部分放大俯视图。
图6A是根据本发明一个实施例的基板支撑件的操作的说明性视图，并且图6B是根据本发明一个实施例的基板支撑件的操作的说明性视图。
图7A是示出根据本发明一个实施例的掩模、基板和识别装置之间的位置关系的俯视图，并且图7B是示出根据本发明一个实施例的掩模、基板和识别装置之间的位置关系的俯视图。
图8A是根据本发明一个实施例的识别装置的俯视图，并且图8B是示出根据本发明一个实施例的掩模、基板和识别装置之间的位置关系的侧视图。
图9是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的壳体的侧视图。
图10A是根据本发明一个实施例的快门机构的正视图，图10B是根据本发明一个实施例的快门机构的俯视图，并且图10C是根据本发明一个实施例的快门机构的后视图。
图11A是根据本发明一个实施例的快门机构的操作的说明性视图，并且图11B是根据本发明一个实施例的快门机构的操作的说明性视图。
图12是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的控制系统的框图。
图13A是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的操作的说明性视图，并且图13B是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的操作的说明性视图。
图14A是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的操作的说明性视图，并且图14B是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的操作的说明性视图。
图15A是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的操作的说明性视图，并且图15B是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的操作的说明性视图。
图16示出了根据本发明一个实施例的可移动棘爪的操作的流程图。
具体实施方式
本发明的一个实施例将参考附图进行描述。图1是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的侧视图，图2是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的正视图，图3A是根据本发明一个实施例的基板支撑件的俯视图，图3B是根据本发明一个实施例的基板支撑件的俯视图，图4A是根据本发明一个实施例的基板支撑件的部分侧截面图，图4B是根据本发明一个实施例的基板支撑件的部分侧截面图，图4C是根据本发明一个实施例的基板支撑件的部分侧截面图，图5是根据本发明一个实施例的基板支撑件的俯视图和部分放大俯视图，图6A是根据本发明一个实施例的基板支撑件的操作的说明性视图，图6B是根据本发明一个实施例的基板支撑件的操作的说明性视图，图7A是示出根据本发明一个实施例的掩模、基板和识别装置之间的位置关系的俯视图，图7B是示出根据本发明一个实施例的掩模、基板和识别装置之间的位置关系的俯视图，图8A是根据本发明一个实施例的识别装置的俯视图，图8B是示出根据本发明一个实施例的掩模、基板和识别装置之间的位置关系的侧视图，图9是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的壳体的侧视图，图10A是根据本发明一个实施例的快门机构的正视图，图10B是根据本发明一个实施例的快门机构的俯视图，图10C是根据本发明一个实施例的快门机构的后视图，图11A是根据本发明一个实施例的快门机构的操作的说明性视图，图11B是根据本发明一个实施例的快门机构的操作的说明性视图，图12是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的控制系统的框图，图13A是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的操作的说明性视图，图13B是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的操作的说明性视图，图14A是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的操作的说明性视图，图14B是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的操作的说明性视图，图15A是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的操作的说明性视图，图15B是根据本发明一个实施例的丝网印刷设备的操作的说明性视图，并且图16示出了根据本发明一个实施例的可移动棘爪的操作的流程图。
首先，将参考图1和2描述丝网印刷设备的整体构造。在图1和2中，丝网印刷设备1是在基板3的表面上用膏料印刷图案的装置，基板3与掩模2对准，掩模2内形成有预定的图案开口2a。丝网印刷设备1包括：基板保持装置4，保持基板3；基板移动装置5，相对于掩模2移动基板保持装置4，并且执行基板3和掩模2的对准；识别装置6，水平地在掩模2和基板3之间移动，以从下面识别掩模2并从上面识别基板3；刮板单元7，施加和涂敷供应到掩模2的表面的膏料，使用滞留在图案开口2a内的膏料，导致在基板3的表面上印刷图案。
基板保持装置4由传送轨道8和夹持器10组成，传送轨道8沿X方向传送基板3，夹持器10夹紧并保持基板3，该基板通过传送轨道8用它们的面对侧传送。夹持器10分别设置在成对的传送轨道8中以成对，并且通过驱动夹持器移动装置11调适为彼此接近和彼此分离。在夹持器10彼此分离的情况下，它们调适为在基板的传送期间不干扰基板3的运动，并且在夹持器10彼此接近的情况下，它们调适为夹紧基板3的面对侧，以保持基板3在预定位置中。
基板移动装置5通过堆叠Y工作台20、X工作台21和θ工作台22以及Z工作台23而构成，θ工作台22沿水平方向(X、Y和θ方向)移动由基板保持装置4保持的基板3，Z工作台23沿垂直方向(Z方向)移动基板，且Z工作台23设置在板24的上方，该板24连接到θ工作台22的上部。Z工作台23具有俯视图中的矩形形状，并且在用四个滚珠丝杠25拧到四个角的情况下，Z工作台被水平地支撑，其中滚珠丝杠25的进给方向是垂直方向(图1示出了两个侧向的滚珠丝杠，并且图2示出了两个正面的滚珠丝杠)。板24设置有作为驱动装置的马达26，马达26旋转滚珠丝杠25。滚珠丝杠25和马达26分别设置有滑轮27和28，并且马达26的旋转驱动通过同步带29传送到四个滚珠丝杠25，同步带29悬挂在滑轮27和28上方。这导致四个滚珠丝杠25彼此同步旋转，并且导致Z工作台保持水平的同时上升和下降。通过控制Y工作台20、X工作台21、θ工作台22和Z工作台23的驱动，可获得基板3和掩模2之间的对准，这些工作台配置成相对于掩模2移动基板保持装置4。
基板升降装置30设置在基板保持装置4的下面，基板升降装置30导致基板3上升和下降，以相关地执行基板3的表面和夹持器10的顶面相对水平(leveling)。基板升降装置30主要由可移动的在俯视图中具有矩形形状的工作台31构成；在用四个滚珠丝杠32拧到四个角的情况下，基板升降装置30被水平地支撑，其中滚珠丝杠32的进给方向是垂直方向(图1示出了两个侧向的滚珠丝杠，并且图2示出了两个正面的滚珠丝杠)。Z工作台23设置有马达33作为驱动装置，马达33旋转滚珠丝杠32。滚珠丝杠32和马达33分别设置有滑轮34和35，并且马达33的旋转驱动通过同步带36传送到四个滚珠丝杠32，同步带36悬挂在滑轮34和35上方。这导致四个滚珠丝杠32彼此同步旋转，并且导致可移动工作板31保持水平的同时上升和下降。间隔物37沿基板3的垂直下部位置设置在可移动板31的上部内。通过在间隔物37被导致紧靠基板3的背面的情况下，导致可移动板31上升和下降，基板3可相对于夹持器10上升和下降，以执行基板3的表面和夹持器10的顶面相对水平。
在图2中，丝网印刷设备1由箱体1a覆盖和防护，并且开口40分别形成在箱体1a的侧壁1b，基板3穿过开口40而被运载进出丝网印刷设备。通过这些开口40，在载入路径41或载出路径42和传送轨道8之间执行基板3的传送，载入路径41或载出路径42设置在侧壁1b的外部。传送轨道8延伸到侧壁1b的附近，并且传送轨道8的端部设置有调整部9，调整部9调整与侧壁1b的间隙。
接下来参考图3至6，将对基板保持装置4进行详细描述。在图3A中，夹持器10分别设置在成对的传送轨道8中以成对，并且适合于夹紧基板3的面对侧以保持基板3。凹入部(depressed part)12分别形成在夹持器10的顶面内，并且可移动棘爪13设置在凹入部12内。在图4A中，每个可移动棘爪13由柔性板状件组成，该板状件具有大约0.1mm的厚度；并且每个可移动棘爪13形成具有平坦的板部13a和13b的形状，板部弯曲成钩状并具有不同的平台(stage)。下平台的平坦板部13a连接到设置在每个夹持器10内部的致动器14的可移动部14a。上平台的平坦板部13b的顶面变得与夹持器10的顶面平齐，以不突出到夹持器10的上方。致动器14由使用磁力或压力的驱动部14b和上述可移动部14a组成。通过沿Y方向控制驱动部14b的驱动，可移动部14a水平地移动。随着可移动部14a水平移动，可移动棘爪13水平移动，并且可移动棘爪13的上平台的平坦板部13b选择性地移动到其已经突出到基板3的上方的位置(图4A中的箭头a)和其已经从基板3上方退回的位置(图4B中的箭头b)。
当可移动棘爪13处于其已经突出到基板3的上方的位置(图4A中的箭头a)中时，基板3的向上运动受到抑制。因为在基板由夹持器10保持的情况下，印刷后引起基板3下降并与掩模2分离，因而可移动棘爪13可防止已经粘附到掩模2的背面的膏料粘附到基板3的表面上，并且防止基板3浮动及离开夹持器10。
此外，通过在导致间隔物37紧接基板3的背面以调整基板3的高度位置的情况下，致使可移动板31上升和下降，由此执行使基板3的表面和夹持器10的顶面水平。因而，当可移动棘爪13的上平台的平坦板部13b处于其已经突出到基板3的上方的位置(图4A中的箭头a)中时，调整基板3的高度，使得基板3的表面接触可移动棘爪13的上平台的平坦板部13b的背面。尽管该高度调整量随基板3的厚度而改变，甚至如图4C所示，在基板3由于基板的厚度数据的错误输入等而导致过多地上升的情况下，具有柔性的可移动棘爪13向上弯曲以防止损坏可移动棘爪13自身或基板3。此外，在基板3是一种不需要高度印刷精度的基板的情况下，即使调整基板3的高度使得基板3的表面可变得几乎与夹持器10的顶面平齐时，因为可移动棘爪13的厚度小，因而印刷质量不会由于绕可移动棘爪13在掩模2和基板3之间产生的间隙而劣化。
另一方面，当可移动棘爪13处于其已经从基板5上方退回的位置(图4B的箭头b)中时，基板3的向上运动没有受到抑制，但可导致基板3上升，直到基板3的表面和夹持器10的顶面变得彼此平齐。因而，当基板3在印刷期间产生与掩模表面接触时，没有产生掩模2和基板3之间的等于可移动棘爪13的厚度的任何间隙。因而，掩模2的背面和基板3的表面可彼此表面接触而没有任何间隙。如果在此情况下进行印刷，那么滞留在图案开口2a中的膏料将不会溢流到其它部分中。当基板3是细节距基板(fine pitchsubstrate)时，通过将可移动棘爪13放置在其已经从基板3的上方退回的位置(图4B中的箭头b)以执行印刷，则可改善印刷精度。此外，甚至在维护丝网印刷设备1时，通过将可移动棘爪13放置在其已经从基板3的上方退回的位置(图4B中的箭头b)，操作者接触从夹持器10突出的可移动棘爪13并损坏可移动棘爪的意外可被预先防止，从而增加维护期间的安全性。
在可移动棘爪13处于其已经从基板3的上方退回的位置(图4B中的箭头b)的状态下执行印刷的情况中，基板3的向上运动的限制消失。因而，基板3被吸引朝向间隔物37，从而防止由基板从夹持器10的浮动导致的基板脱落。
此外，如图3B所示，多个可移动棘爪13可设置在夹持器10中。通过在多个可移动棘爪13中选择与基板3沿X方向宽度相对应的可移动棘爪13(除了在图3B中的两端部处的可移到棘爪之外的三个可移动棘爪)，以导致它们突出到基板3的上方，从而能肯定地防止基板3的脱落。
同样地，因为可移动棘爪13设置在保持基板3的夹持器10中，使得可移动棘爪13可选择性地移动到它们已经突出到基板3的上方的位置，以及移动到它们已经从基板3的上方退回的位置，因而在维护期间通过使可移动棘爪13退回而可确保操作的安全性。此外，因为基板3的表面和掩模2的表面可通过使可移动棘爪13退回而产生没有任何间隙的彼此表面接触，由此使基板3的表面和夹持器10的顶面水平，可期望高级的印刷质量。
在图5中，槽传送路径8a分别形成在成对的传送路径8的顶面内，并且基板3的侧部由传送路径8a保持，从而稳定基板的传送姿态。间隙c1形成在调整部9和侧壁1b之间，侧壁1b设置在传送轨道8的两端(参见放大视图)。此间隙c1成为基板保持装置4沿X方向和θ方向的移动余量；在基板3和掩模2对准时，基板保持装置4通过基板移动装置5的驱动，相对于掩模2运动。由于此间隙c1，可确保沿X方向和θ方向用于传送轨道8的移动间隙，并且由夹持器10保持的基板3可沿X方向和θ方向移动。
每个调整部9都连接到杆状体8c的一端，杆状体8c穿过支撑部8b被插入，支撑部8b连接到每个传送轨道8的端部。杆状体8c穿过支撑部8b被插入，并沿基板3的传送方向可移动，使得调整部9可被导致接近和离开传送轨道8的端部。为偏压装置的弹簧8d在支撑部8b和调整部9之间的杆状体8c的周边形成，并且调整部9沿远离传送轨道8的端部的方向(箭头a)受到偏置。挡止件8e设置在杆状体8c的另外一端，以调节由弹簧8d偏置的调整部9和传送轨道8的端部的最大分开距离为c2。调整部9的顶面形成有传送路径9e，该传送路径9e具有与在传送轨道8的顶面上形成的传送路径8a相同的截面形状，并且传送路径9e与传送路径8a整合以形成用于基板3的传送路径。
通过使以此方式配置的调整部9接近和离开传送轨道8的端部，用于基板3的传送路径沿X方向的延伸可被调整。此外，传送路径和侧壁1b之间的间隙可被调整。当调整部9朝向传送轨道8(箭头b)移动抵抗弹簧8d的偏置力时，间隙c1将增加，与间隙c2减小的同样多，并且间隙c1将增加到最大间隙c3(c3＝c1+c2)。因此，如果基板保持装置4沿X方向和θ方向的用于基板3和掩模2对准的移动余量需要超过间隙c1时，该间隙可通过使调整部9朝向传送轨道8移动而增加到最大间隙c3。从而，传送轨道8沿X方向和θ方向的运动间隔可被增加，以沿X方向和θ方向充分地移动由夹持器10保持的基板3。
此外，当传送轨道8在对准期间沿X方向和θ方向移动超过间隙c1时，通过使调整部9紧靠侧壁1b，来执行调整部9朝向传送轨道8的移动(箭头b)。例如如图6A所示，如果用于对准所需要的沿X方向的移动余量大于由间隙c1确保的间隔时，调整部9a和9b紧靠侧壁1b并且朝向传送轨道8移动，使得可确保等于最大间隙c3的间隔作为沿X方向的移动余量。此外，如图6B所示，如果用于对准所需要的沿θ方向的移动余量大于由间隙c 1确保的间隔时，调整部9b和9c紧靠侧壁1b并且朝向传送轨道8移动，使得可确保等于最大间隙c3的间隔作为沿θ方向的移动余量。
同样地，因为设置了被导致接近和离开传送轨道8的端部的调整部9，使得传送路径沿基板传送方向的长度可被调整，因而可适合地实现基板传送期间基板3的传送姿态的稳定性，和基板对准期间基板保持装置4的移动余量的确保。即，在基板传送期间，传送轨道8的传送路径8a和调整部9的传送路径9e在它们彼此分开的情况下彼此结合，因而基板3的传送路径变长，使得传送路径和载出路径41(载入路径42)的间隙可变小，并且基板3的传送姿态能被稳定。此外，在基板3和掩模2之间对准期间，传送轨道8的传送路径8a和调整部9的传送路径9e彼此接近，因而基板3的传送路径变短，使得可充分地确保间隙c3作为基板保持装置4的移动余量。
此外，在图2中，即使在传送轨道8的高度位置处于任何位置的情况下，传送轨道8通过Z工作台23的驱动而上升和下降，调整部9沿垂直方向(Z方向)形成使得调整部9不从开口40突出的长度。支撑部8b也形成为具有与调整部9的长度相对应的长度，并且多个杆状体8c、弹簧8d和挡止件8e按适当的间距来形成。
接下来，参考图2、7和8，将详细描述识别装置6。在图2和7B中，识别装置6设置于X梁50，并调适为沿X方向可移动，X梁50沿X方向延伸。X梁50沿X方向延伸超过掩模2的长度，并且识别装置6调适为在掩模2和基板3之间能够前进和退回。识别装置6在识别期间在掩模2和基板3之间前进，以识别掩模2和基板3的位置，并且该识别装置在印刷期间从掩模2和基板3之间退回，以不干扰与掩模2对准的基板3的上升。X梁50设置于沿Y方向延伸的Y梁51，并调适为沿Y方向可移动。通过控制X梁50和Y梁51的驱动，识别装置6可被导致在基板3和掩模2之间前进和退回，并且可移动到掩模2和基板3之间的任意位置。
在图7A和7B中，用作对准参考的第一识别部3m和第二识别部2m分别设置在基板3的表面上和掩模2的背面上。通过重叠第一识别部3m和第二识别部2m，掩模2和基板3彼此对准。
在图8A和8B中，识别装置6通过托架52连接到X梁50。识别装置6由第一识别装置53和第二识别装置54组成，包括诸如CCD摄录机的图像获取装置。第一识别装置53和第二识别装置54在它们沿Y方向偏移(偏移量c)的情况下并行地设置，Y方向垂直于为基板的传送方向的X方向。在图8B中，第一识别装置53设置有转向垂直下侧的光接收部53a，并且调适为识别设置在基板3上的第一识别部3m。另一方面，第二识别装置54设置有转向垂直上侧的光接收部54a，并且调适为识别设置在掩模2上的第二识别部2m。在识别基板3和掩模2期间，基板3相对于掩模2沿Y方向偏移(偏移量c)，并且第一识别部3m和第二识别部2m沿Y方向偏移(偏移量c)。从而，第一识别装置53可处于第一识别部3m上方的位置，并且第二识别装置54可处于第二识别部2m下方，使得同时识别变得可能，这是有效的。
通过控制为移动装置的X梁50和Y梁51的驱动，以此方式配置的识别装置6在基板3和掩模2之间前进和退回，并且在包括第一识别部3m和第二识别部2m的范围内水平地移动，以使用第一识别装置53和第二识别装置54获取第一识别部3m和第二识别部2m的图像。获得的图像数据由控制单元60(参考图12)分析，从而检测基板3和掩模2之间的位置偏差量。基于检测到的位置偏差量，通过控制Y工作台20、X工作台21和θ工作台22的驱动，完成基板3的位置校正，并且完成基板3和掩模2之间沿X、Y和θ方向(水平方向)的对准。此外，在此对准中，Y工作台20的驱动可根据第一识别装置53和第二识别装置54之间的偏移量c受到控制，或在偏移状态下完成基板3的位置校正之后，基板3移动偏移量c。
当已经完成基板3和掩模2之间沿水平方向的对准时，随后执行基板和掩模之间沿Z方向(垂直方向)的对准。沿垂直方向的对准是通过升高Z工作台23以使得基板3的顶面表面接触掩模2的背面来执行。
同时，因为Z工作台23配置成使得其沿垂直方向通过滚珠丝杠25进给从而上升和下降，因而由于滚珠丝杠25的加工精度导致的误差、安装滚珠丝杠25期间导致的安装误差等，在上升和下降的过程中可出现沿X、Y和θ方向的任何位置偏差。Z工作台23沿X、Y和θ方向的位置精度与通过滚珠丝杠25的进给量成比例地劣化。因而，在确保与掩模2的间隙以移动识别装置6的状态下，沿X、Y和θ方向已经对准的基板3被升高并表面接触掩模的背面的情况下，由于Z工作台23的升高而沿基板3的X、Y和θ方向出现任何位置偏差，并且因此基板3和掩模2之间的对准精度劣化。
因而，在此实施例中，因为识别装置6的高度通过偏移第一识别装置53和第二识别装置54，并将它们沿水平方向(Y方向)并行设置，如图8B所示，因此在识别期间需要的间隙d可被控制得小。从而，因为在对准期间沿Z方向的Z工作台23的上升冲程可变短，因而基板3的由上升导致的沿水平方向的位置未对准受到抑制，基板3和掩模2之间的对准精度的劣化可受到抑制，并且印刷质量的可靠性可得到改善。
接下来，参考图9至11，将描述设置在开口40内的快门机构。在图9中，开口40形成在箱体1a的侧壁1b内，该开口在基板传送期间作为用于基板3的通道。在开口40附近，快门机构45形成在箱体1a内。
在图10A中，快门机构45包括上快门43、下快门44和快门保持部46，该上快门和下快门使开口40的上部和下部变窄到基板3可通过的程度，该快门保持部46分别保持上快门43和下快门44，以上下可移动。快门保持部46竖立在开口40的两侧。
沿上下方向延伸的细长孔46a和46b垂直地形成在每个快门保持部46内。上快门43用螺钉46c连接到上细长孔46a，并适合于沿细长孔46沿上下方向可移动。下快门44用螺钉46c连接到下细长孔46b，并适合于沿细长孔46沿上下方向可移动。在上快门43锁定到细长孔46a的下部的情况下，上快门43使开口40的上部变窄到基板3可通过的程度，并且在下快门44锁定到细长孔46a的上部的情况下，下快门44使开口40的下部变窄到基板3可通过的程度。
在图10B中，上快门43和下快门44的两端中的每一个都形成俯视图中的钩的形状，并且如图10C所示，其具有钩部43a和钩部44a彼此重叠的部分，钩部43a从上快门43向下延伸，钩部44a从下快门44向上延伸。传感器孔43b和44b形成在钩部43a和钩部44a彼此重叠的部分。在上快门43和下快门44分别锁定到细长孔46a的下部和细长孔46b的上部的情况下，这些传感器孔43b和44b彼此重叠。钩部44a的上部设置有金属部，该金属部通过设置在快门保持部46内的磁体47被磁化。当金属部通过磁体47被磁化时，下快门44临时锁定到细长孔46b的上部。当操作者的手或手指、外来物体等接触下快门44时，下快门通过磁化从临时锁定状态释放，并向下落下和移动。
在图10B和10C中，透射式传感器(transmissive sensor)48设置在每个快门保持部46内，并且在上快门43和下快门44分别锁定到细长孔46a的下部和细长孔46b的上部，从而传感孔43b和44b彼此重叠的情况下，调适为投射和接收传感器光48a。传感器48检测传感器孔43b和44b的相对位置的偏离，因而传感器光48a被遮挡，从而检测到上快门43和下快门44中的至少任何一个快门已经沿上下方向移动。例如，如图11A所示，当上快门43向上移动时，传感器孔43b也将向上移动，并且相对于传感器孔44b的相对位置将偏离。因而，传感器光48a被钩部43a遮挡。此外，如图11B所示，当上快门43向下移动时，传感器孔44b也将向下移动，并且相对于传感器孔43b的相对位置将偏离。因而，传感器光48a被钩部44a遮挡。通过以此方式检测传感器光48被遮挡，传感器检测到上快门43和下快门44中的至少任何一个快门已经沿上下方向移动。
如果传感器48将检测信号传送到控制单元60(参考图12)，并且控制单元60接收检测信号时，丝网印刷设备1的各种驱动系统将停止。因而，当操作者的手或手指或外来物体靠近开口40，并且横断传感器光48a而遮挡传感器光时，或操作者的手或手指或外来物体没有横断传感器光48a，但接触上快门43和下快门44以沿上下方向移动它们时，丝网印刷设备1的各种驱动系统将停止，使得可确保操作者的安全。如图10C所示，因为上快门43和下快门44彼此接近到距离s，使得开口40的上部和下部变窄到基板3可通过的程度，并且传感器光48a几乎扫描上快门43和下快门44之间分离距离s的中间部分，因而操作者的进入开口40的手或手指被传感器光48a、上快门43和下快门44确定地检测到。此外，因为整个开口40用作可通过一个传感器48利用上快门43和下快门44的运动来检测的区域，因而可以获得经济简单的结构，而不需要提供多个传感器。
同样地，由于设置了一组上快门43和下快门44，该组快门使开口40变窄到基板3可通过的程度，且如果操作者的已经靠近开口40的手或手指接触快门43或44以移动快门时，丝网印刷设备1的驱动系统停止，因此不需要特殊操作用于安全测量，并且可在不降低生产效率情况下确保操作者的安全。
接下来，将参考图12描述丝网印刷设备1的控制系统的配置。控制单元60连接到上述的刮板单元7、传送轨道8、夹持器驱动装置11、致动器14、Y工作台20、X工作台21、θ工作台22、马达26和33、传感器48、X梁50、Y梁51、第一识别装置53和第二识别装置54，并且基于序列数据60a控制上述操作中的每一个。控制单元60包括存储区域，并储存序列数据60a、基板数据60b、各种控制参数60c等。操作/输入单元61由诸如干梁(drybeam)和键盘的操作/输入装置组成，用于执行序列数据60a、基板数据60b、控制参数60c的输入，及上述操作的每个手动操作等。显示单元62由诸如CRT或液晶面板的显示装置组成，其通常显示控制单元50的控制状态、输入项目的引导等。
根据此实施例的丝网印刷设备1如上所述配置。下文中，将参考图13至15描述丝网印刷设备1中的丝网印刷操作。
在图13A中，通过传送轨道8已经运载到预定位置的基板3通过可移动工作台31升高，并且由夹持器10保持。
在图13B中，基板3通过基板移动装置5的驱动相对于掩模2偏移(箭头e)。
在图14A中，识别装置6被移动以识别第一识别部3m和第二识别部2m。因为基板3和掩模2偏移，第一识别部3m和第二识别部2m可同时由第一识别装置53和第二识别装置54识别。在控制单元60内分析识别结果，从而检测基板3和掩模2之间的位置偏差量。
在图14B中，控制单元60基于检测的位置偏差量控制基板移动装置5的驱动，以执行基板3的位置校正，并且执行基板3和掩模2之间的对准。因而，基板3的表面邻接掩模2的背面(箭头f)。如上所述，考虑基板3的偏移来执行此对准，并且此对准包括沿与偏移方向(箭头e)相反的方向(箭头g)移动基板3的操作。识别装置6从基板3和掩模2之间退回，以不干扰基板3的上升运动。
在图15A中，在刮板被导致邻接掩模的表面的情况下，通过使刮板单元7的刮板7c在掩模2的表面上滑动，供应到掩模2的表面的膏料被施加和涂敷，并滞留在图案开口2a中，从而在基板3的表面上印刷图案。此外，如图1和2所示，刮板单元7调适为由架(frame)7a支撑，并且在掩模2上方沿Y方向可水平地移动，并且刮板7c通过升降装置7b而降低并被导致邻接掩模2的表面。
在图15B中，其上使用膏料印刷有图案的基板3被降低，并与掩模2分开。
在上述丝网印刷操作中，设置在夹持器10内的可移动棘爪13调适为选择性地移动到它们已经突出到基板3的上方的位置(图4A的箭头a)，和它们已经从基板3上方退回的位置(图4B的箭头b)。在下文中，将参考图16中所示的流程图描述可移动棘爪13的运动。
首先，当丝网印刷开始时，确定将成为用于丝网印刷的目标的基板3是否为一基板，该基板需要使可移动棘爪13处于它们已经从基板的上方退回的位置处(ST1)。在操作者视觉上识别基板3的时候可进行此确定，并且在识别装置6识别基板3的类型以将其与基板数据60b比较时可进行此确定。特别地，当基板3为需要印刷精度的基板时，例如细节距基板，确定该基板是需要使可移动棘爪13处于它们已经从基板3的上方退回的位置的基板，并且可移动棘爪13被导致从基板3的上方退回(ST2)。在下文中，基板3的表面与夹持器10的顶面大致水平。从而，掩模2的背面和基板3的表面可彼此表面接触而没有任何间隙，并且可避免滞留在图案开口2a中的膏料溢流到其它部分而不是基板3的表面的印刷部分。
在作为印刷目标的基板3不是细节距基板的普通基板的情况下，可移动棘爪13突出到基板3上方(ST3)。因为这抑制基板3的向上运动，因而可以防止基板3在印刷操作中由于粘附到附着于掩模2的背面的膏料而脱离夹持器10(ST4)。
在其中执行印刷操作(ST4)的过程中，确定是否需要从基板3的上方退回可移动棘爪13(ST5)。例如，当操作者在维护期间打开设置在丝网印刷设备1内的安全防护装置时，确定需要从基板3的上方退回可移动棘爪13，并且可移动棘爪13被导致从基板3的上方退回(ST6)。如果可移动棘爪13被导致从基板3的上方退回，基板3的去除变得顺利，并且在维护期间操作者的安全能得到增强。
在基板3上完成丝网印刷之后，确定对于下一个基板3是否需要重新装备(retool)(ST7)。如果需要重新装备，可移动棘爪13被导致从基板3的上方退回(ST8)，准备用于下一个基板3的载入。
此外，到此已经描述的结构、操作等示出了本发明的一个实施例，并且本发明不限于上述结构、操作等。
工业实用性
根据本发明的丝网印刷设备和丝网印刷方法，因为通过在位置识别时减少基板和掩模之间的间隙，在位置对准时上升冲程变短，因而本发明具有能够抑制基板和掩模的位置对准精度减少的优点，并且本发明在丝网印刷领域中有用，该丝网印刷使用膏料在基板的表面上印刷图案，该基板与掩模对准，该掩模内形成有预定图案开口。
Claims (6)
1.一种丝网印刷设备，所述丝网印刷设备使用膏料在基板的表面上印刷图案，所述基板与掩模对准，所述掩模内形成有预定的图案开口，所述丝网印刷设备包括：
基板保持装置，保持所述基板；
基板移动装置，使保持在所述基板保持装置上的基板移动，并使所述基板与掩模对准；
识别装置，识别在所述基板的表面上形成的第一识别部和在所述掩模的背面上形成的第二识别部；和
移动装置，使所述识别装置在所述基板和掩模之间前进和退回，并使所述识别装置在包括所述第一识别部和第二识别部的范围内水平地移动，
其中所述识别装置包括识别所述第一识别部的第一识别装置和识别所述第二识别部的第二识别装置，所述识别装置沿水平方向偏移所述第一识别装置和第二识别装置，并且并行地设置所述第一识别装置和第二识别装置，所述第一识别装置和第二识别装置由所述移动装置一体地驱动。
2.如权利要求1所述的丝网印刷设备，其中所述第一识别装置和第二识别装置沿垂直于X方向的Y方向偏移并且被并行地设置，所述X方向是所述基板的传送方向。
3.如权利要求1所述的丝网印刷设备，其中所述第一识别装置配置光接收部朝向垂直下侧，并且所述第二识别装置配置所述光接收部朝向垂直上侧。
4.如权利要求1所述的丝网印刷设备，其中通过在所述识别装置识别所述第一识别部和第二识别部时，使保持在所述基板保持装置上的基板和所述掩模偏移，所述第一识别部和第二识别部偏移在与所述第一识别装置和第二识别装置相对应的位置。
5.一种丝网印刷方法，所述丝网印刷方法使用膏料在基板的表面上印刷图案，所述基板与掩模对准，所述掩模内形成有预定的图案开口，所述丝网印刷方法包括步骤：
在所述基板和掩模之间通过水平偏移使识别装置前进和退回，所述识别装置包括并行设置的第一识别装置和第二识别装置，所述第一识别装置和第二识别装置被一体地驱动；和
在包括第一识别部和第二识别部的范围内水平地移动所述识别装置，所述第一识别部形成在所述基板的表面上，并且所述第二识别部形成在所述掩模的背面上，
其中所述第一识别装置识别下侧上的所述第一识别部，并且所述第二识别装置识别上侧上的所述第二识别部。
6.如权利要求5所述的丝网印刷方法，其中通过在所述识别装置识别所述第一识别部和第二识别部时，使保持在所述基板保持装置上的基板和所述掩模偏移，所述第一识别部和第二识别部偏移在与所述第一识别装置和第二识别装置相对应的位置。
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