CN1185098C - 网印方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

提供几种变换时的作业时间短、且能高精度对准微细图案和狭间距图案的位置后进行网印的网印方法。根据电路基板(1)的认识标记(2、2)的位置和网版(4)的认识标记(5、5)的位置求出电路基板移动量，根据该电路基板移动量使电路基板(1)与网版(4)对准位置，再在电路基板(1)的特定部分检测开口图形(18)与结合区图形(19)的偏移量，从该偏移量求出位置修正量，根据上述电路基板移动量和上述位置修正量使电路基板(1)相对网版(4)的位置对准。

Description

网印方法及其装置
技术领域
本发明涉及在将电子元器件装配于电路基板的电子元器件装配工序中，将导电糊剂及焊糊之类的糊剂网印到电路基板之上的网印方法及其装置。
背景技术
在电子元器件装配工序中，网印方法历来被使用于将焊糊等印刷到电路基板上时的过程之中。到了近几年，随着电子设备的小型化，电路基板在向微细化发展，为了与此相适应，对焊糊等的高精度印刷的要求更趋向强烈。
现根据图5及图6说明使用现在的网印方法的网印装置。
在图5中，网印装置分为电路基板认识部A和印刷部B两部分。1为电路基板，2、2为设于电路基板1上的基板认识标记，3为使电路基板1定位的载物台部，通过X轴电动机9沿X方向移动，在电路基板认识部A和印刷部B之间往复移动。
在印刷部B处，4为网版，5、5为设于网版4的网版认识标记，6为视觉认识基板认识标记2、2和网版认识标记5、5的摄像机部，7为固定在网版4上的网版框，8为保持网版框7的网保持架，10为使载物台部3沿Y方向移动的Y轴电动机，11为使载物台部3沿θ方向移动的θ轴电动机，12为印刷糊剂，13、14为抵靠在网版4上并沿水平方向移动、将印刷糊剂12印刷在电路基板1上的左括板和右括板。
现根据图6的流程图说明现有例子的网印方法的动作。
在图6的步骤21中，作为示范作业，用摄像机部6认识设于网版4的网版认识标记5、5，并存储下从摄像机原点至网版认识标记5、5的距离(SX1、SY1)、(SX2、SY2)，同时用摄像机部6认识设于电路基板1上的基板认识标记2、2，并存储下从摄像机原点至基板认识标记2、2的距离(PX1、PY1)、(PX2、PY2)，然后进入步骤22。
在步骤22，将电路基板1运入电路基板认识部A，定位于载物台部3上，进入步骤23。
在步骤23，用摄像机部6认识上述电路基板1上的基板认识标记2、2，算出与在步骤21作过示范的基板认识标记2、2位置(PX1、PY1)、(PX2、PY2)的偏移量，决定安装于载物台部3的X轴电动机9、Y轴电动机10及θ轴电动机11的X、Y、θ方向的移动量。
在下一步骤24中，根据上述移动量驱动X轴电动机9、Y轴电动机10及θ轴电动机11，使载物台部3从电路基板认识部A移动到印刷部B，进入步骤25。
在步骤25、步骤26中，使载物台部3上升，使电路基板1抵靠在网版4上，进入步骤27。
在步骤27，括板13、14下降，与网版4抵靠着向右方或左方移动，将印刷糊剂12印刷在电路基板1上，进入步骤28。
在步骤28，将印刷后的电路基板1运出，进入步骤29。
在步骤29，判别作业是否结束，若未结束，则返回步骤22，若是结束了就结束作业。
但是，采用上述现有例子的构成，使载物台部3上的电路基板1在电路基板认识部A对准位置，使载物台部3从电路基板认识部A移动到印刷部B再上升，在此期间，未必能正确地沿X、Y方向作水平、垂直移动，故存在会发生偏移的问题。
另外，近年来在高密度装配的电路基板1中，微细图案和狭间距图案混合存在，即使严格设定电路基板1和网版4的最后加工的尺寸精度，也很难使电路基板1上的所有结合区图形与网版4上的所有开口图形相一致，即使用认识标记对准位置，也存在着在微细图案及狭间距图案的部分发生偏移，极小的偏移也可能导致桥接等的不良的问题。为了修正该偏移，使用着如下方法：试验性地将印刷糊剂12印刷在电路基板1上，并对印刷在电路基板1上的微细图案及狭间距图案部分的印刷糊剂12，通过目视或计测器测定结合区图形与印刷糊剂的偏移量，将该偏移量作为修正量记录下来，在上述步骤23中算出的偏移量上每次都加上该记录下的修正量。此场合，因为括板13、14是向右或左移动的，故为了与各移动方向相适应，至少要有左右两片的试验印刷，故存在机种更换时需要时间的问题。
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的课题在于，提供一种不必进行试验印刷、机种更换时作业时间短且能高精度地对微细图案及狭间距图案进行网印的网印方法及其装置。
发明的公开
为了解决上述课题，本申请的第1发明是一种使网版的开口图形位置对准电路基板的结合区图形，将印刷糊剂从所述网版之上印刷到所述电路基板上的网印方法，其位置对准工序为，首先认识电路基板的基板认识标记的位置和网版的网版认识标记的位置，根据所述双方的认识标记的位置求出电路基板的移动量，并根据求出的电路基板移动量使所述电路基板相对所述网版对准位置并抵靠，接着，在所述电路基板的特定部分，认识所述网版的开口图形的位置及通过该开口图形认识所述电路基板的结合区图形的位置，从所述认识结果检测出所述开口图形与所述结合区图形相重叠的偏移量，根据该重叠的偏移量，求出使所述开口图形与结合区图形的重叠一致所需的位置修正量，根据所述电路基板移动量和所述位置修正量，使电路基板相对网版位置对准。
为了解决上述课题，本发明的第2发明是一种网印装置，具有保持电路基板并使其移动和定位的载物台部，使所述载物台部向X、Y、θ方向移动的驱动装置)，使所述定位后的电路基板抵靠的网版，以及抵靠在所述网版上移动、将印刷糊剂印刷在所述定位后的电路基板上的括板，其特征在于，还具有：摄像装置，该摄像装置认识电路基板的基板认识标记的位置和网版的网版认识标记的位置，并在所述电路基板与所述网版抵靠着的状态下，在所述电路基板的特定部分认识所述网版的开口图形的位置和通过该开口图形认识所述电路基板的结合区图形的位置；图像处理部，该图像处理部计算出使所述两认识标记位置对准必需的所述载物台部沿X、Y、θ方向的移动量，并根据所述开口图形的位置和通过该开口图形认识的所述结合区图形的位置，计算出使开口图形与结合区图形对准必需的位置修正量；控制部，该控制部根据所述载物台部的X、Y、θ方向的移动量和所述位置修正量使所述驱动装置动作，在所述特定部分使开口图形与结合区图形一致，如此使电路基板相对网版定位。
若采用本发明，在位置对准工序，首先，认识电路基板的基板认识标记的位置和网版的网版认识标记的位置，根据所述双方的认识标记的位置，求出使所述电路基板的基板认识标记的位置与所述网版的网版认识标记的位置对准用的电路基板移动量，根据该电路基板移动量，使所述电路基板与所述网版对准位置并抵靠，接着，在所述电路基板的特定部分，认识所述网版的开口图形的位置并通过所述开口图形认识所述电路基板的结合区图形的位置，根据所述认识结果测出所述开口图形与所述结合区图形重叠的偏移量，根据该重叠的偏移量求出进行位置修正的位置修正量，以使所述网版的开口图形与所述电路基板的结合区图形的重叠相一致，再根据所述电路基板移动量与所述位置修正量，使电路基板相对网版对准位置，从而全部解决了上述两个问题，不必进行试验印刷，机种更换时的作业时间短，且对于微细图案和狭间距图案也能无偏移高精度地进行网印。
图面的简单说明
图1为示出本发明一实施形态中的网印装置构成主要部分的方框图，图2为示出其对准位置方法的图，图3为其对准位置工序的流程图，图4为其印刷工序的流程图，图5为示出网印装置构成的示意图，图6为示出传统例子的网印方法的流程图。
实施发明的最佳形态
根据图1-图4，说明本发明网印方法及其装置的一实施形态。
首先，根据图1、图2和图5说明使用本实施形态的网印方法的网印装置。
本实施形态的装置是在图5所示的传统例子的构成，即，认识电路基板认识部A处的电路基板1的基板认识标记2、2和印刷部B处的网版4的网版认识标记5、5，并根据该认识结果使上述电路基板1的基板认识标记2、2与网版4的网版认识标记5、5位置一致地定位的构成之上，加上了图1所示的构成而组成的。
对于图5所示的其他的构成，在传统例子部分已进行说明的不再重复说明。
在图1、图2中，摄像机部6具有如下功能：在印刷部B，在电路基板1与网版4抵靠的状态下，在上述电路基板1的微细图案及狭间距图案等的特定部分处、认识上述网版4的开口图形18的位置，并通过该开口图形18认识上述电路基板1的结合区图形19的位置；图像处理部16的功能为：根据上述开口图形18的位置及通过该开口图形18认识的上述电路基板1的结合区图形19的位置，算出修正上述载物台部3的位置以使上述开口图形18与上述结合区图形19位置一致的位置修正量。
另外，NC部15具有根据传统例子中的X、Y、θ方向的移动量加上述位置修正量后的移动量，驱动X轴电动机9、Y轴电动机10及θ轴电动机11，使载物台部3沿X、Y、θ方向移动，将上述电路基板1定位于上述网版4的功能。17为控制装置整体的控制部。
接着，根据图2和图3说明本实施形态的位置对准工序中的动作。
在图3的步骤1中，作为示范作业，用摄像机部6认识成为印刷部B处基准的设于网版4的网版认识标记5、5，并存储下从摄像机原点至网版认识标记5、5的距离(SX1、SY1)、(SX2、SY2)，并用摄像机部6认识成为电路基板认识部A处基准的电路基板1上所设的基板认识标记2、2，并存储下从摄像机原点至基板认识标记2、2的距离(PX1、PY1)、(PX2、PY2)，然后进入步骤2。
在步骤2，将电路基板1送入电路基板认识部A并定位于载物台部3上，进入步骤3。
在步骤3，用摄像机部6认识上述电路基板1上的基板认识标记2、2，算出与在步骤1示范过的、成为基准的基板认识标记2、2的位置(PX1、PY1)、(PX2、PY2)的偏移量，决定安装在载物台部3上的X轴电动机9、Y轴电动机10和θ轴电动机11的、成为基准的电路基板移动量。在该成为基准的电路基板移动量上加上后面将叙述的位置修正量ΔX、ΔY和Δθ，就最终决定了载物台部3的移动量。
在步骤4，根据上述电路基板移动量使载物台部3从电路基板认识部A移动至印刷部B，进入步骤5。
在步骤5，使载物台部3上升，在步骤6，使电路基板1以在第1阶段定位好的状态与网版4抵靠，进入步骤7。
在步骤7，通过摄像机部6认识特定部分即图2所示的微细图案及狭间距图案的部分D，认识网版4的开口图形18的位置，以及通过该开口图形18认识电路基板1的结合区图形19的位置。接着，在步骤8，根据认识结果检测出上述开口图形18与上述结合区图形19的偏移量Δx、Δy，并算出在微细图案及狭间距图案的部分D处、使上述开口图形18与上述结合区图形19一致所必需的位置修正量ΔX、ΔY、Δθ。
此场合如上所述，在高密度装配的电路基板1上，微细图案和狭间距图案混合存在，即使严格设定电路基板1和网版4的精加工尺寸精度，也很难使电路基板1上的所有结合区图形与网版4上的所有开口图形一致。例如有时会如图2所示，在部分C处，电路基板1上的结合区图形与网版4上的开口图形是一致的，但微细图案和狭间距图案的部分D处发生了偏移。因为微细图案和狭间距图案的部分D处，极小的偏移量可能会导致桥接等的不良，所以进行该位置修正时，要优先使上述微细图案和狭间距图案的部分D处的上述开口图形18与上述结合区图形19一致。因此，在图2的部分C处，虽然多少会发生偏移，但因为图案间隔较大，故实际上很少有不利影响。
另外，当整个图形的偏移量很大、通过网版4的开口图形18无法认识电路基板1的结合区图形19的位置时，发出警告并停止，这在图中未示出。
接着在步骤9中，存储上述位置修正量ΔX、ΔY和Δθ。并在后面将叙述的印刷工序中，根据上述基准的电路基板移动量和上述位置修正量ΔX、ΔY和Δθ，决定网版4移动所必需的X轴电动机9、Y轴电动机10、θ轴电动机11沿X、Y、θ方向的的移动量。根据该移动量，就可决定印刷工序中各电路基板1的移动和定位。
最后在步骤10中，送出位置对准用的电路基板1，不必进行试验印刷就结束了位置对准工序。
图4示出了包括上述位置对准工序的印刷工序。在步骤101的示范作业结束后，在步骤102中，判断是否要进行位置对准工序。必需进行位置对准工序时进入步骤100，执行上面所述的特定部分的认识、位置修正量的算出等的位置对准工序(图3步骤2-9)。必需进行位置对准工序的有如下①、②所示的各种情况，将此预先设定在程序中。
①变更电路基板的机种更换时，对右印刷(括板13向图5的右方移动进行的印刷)、左印刷(括板14向图5的左方移动进行的印刷)各进行第一张印刷时进行。
②规定张数(例如30张)的电路基板的印刷结束后进行下一印刷时进行。如果规定张数能够任意设定则更理想。
当不必进行位置对准工序时，在步骤103中，呼出在位置对准工序中存储的位置修正量ΔX、ΔY、Δθ。在步骤104，运入电路基板1，在下一道步骤105中，用摄像机部6认识基板认识标记2、2并求出偏移量，据此决定成为基准的电路基板移动量。在步骤106，根据该成为基准的电路基板移动量和上述位置修正量ΔX、ΔY、Δθ，决定X轴电动机9、Y轴电动机10和θ轴电动机11的X、Y、θ方向的移动量。
接着，在步骤107-109中，根据上述移动量，使载物台部3移动并上升，使电路基板1抵靠在网版4上。然后在步骤110、111中，进行网印并送出电路基板1。在步骤112中，判断一系列的作业是否完成了，若为否就返回步骤102，若结束了则作业结束。
上述步骤100所示的位置对准工序也可以在每次进行印刷时都进行。此时，不进行图3的步骤9所示的位置修正量的存储，而在步骤9中，代之以根据位置修正量ΔX、ΔY、Δθ来决定电路基板1的修正移动所必需的X轴电动机9、Y轴电动机10、θ轴电动机11的X、Y、θ方向的移动量，然后使载物台部3下降，使电路基板1离开网版4之后，根据上述移动量使电路基板1作修正移动并定位，然后再使载物台部3上升，使电路基板1与网版4抵靠之后进行网印。又，当不必进行上述修正移动时，可以原封不动地进行网印。
产业上应用的可能性
本发明的网印方法及其装置完全解决了传统技术中电路基板的结合区图形与网版的开口图形之间位置对准方面的问题，不必进行试验印刷，机种更换时的作业时间短，而且能无偏移高精度地进行微细图案和狭间距图案的网印，将电子元器件装配于电路基板上的电子元器件装配工序中应用本发明很有效。

Claims (2)

1.一种使网版(4)的开口图形(18)位置对准电路基板(1)的结合区图形(19)，将印刷糊剂(12)从所述网版(4)之上印刷到所述电路基板(1)上的网印方法，其特征在于，其位置对准工序为，首先认识电路基板(1)的基板认识标记(2、2)的位置和网版(4)的网版认识标记(5、5)的位置，根据所述双方的认识标记(2、2、5、5)的位置求出电路基板的移动量，并根据求出的电路基板移动量使所述电路基板(1)相对所述网版(4)对准位置并抵靠，接着，在所述电路基板(1)的特定部分，认识所述网版(4)的开口图形(18)的位置及通过该开口图形(18)认识所述电路基板(1)的结合区图形(19)的位置，从所述认识结果检测出所述开口图形(18)与所述结合区图形(19)相重叠的偏移量，根据该重叠的偏移量，求出使所述开口图形(18)与结合区图形(19)的重叠一致所需的位置修正量，根据所述电路基板移动量和所述位置修正量，使电路基板(1)相对网版(4)位置对准。
2.一种网印装置，具有保持电路基板(1)并使其移动和定位的载物台部(3)，使所述载物台部(3)向X、Y、θ方向移动的驱动装置(9、10、11)，使所述定位后的电路基板(1)抵靠的网版(4)，以及抵靠在所述网版(4)上移动、将印刷糊剂(12)印刷在所述定位后的电路基板(1)上的括板(13、14)，其特征在于，还具有：摄像装置(6)，该摄像装置(6)认识电路基板(1)的基板认识标记(2、2)的位置和网版(4)的网版认识标记(5、5)的位置，并在所述电路基板(1)与所述网版(4)抵靠着的状态下，在所述电路基板(1)的特定部分认识所述网版(4)的开口图形(18)的位置和通过该开口图形(18)认识所述电路基板(1)的结合区图形(19)的位置；图像处理部(16)，该图像处理部(16)计算出使所述两认识标记(2、2、5、5)的位置对准所必需的、所述载物台部(3)沿X、Y、θ方向的移动量，并根据所述开口图形(18)的位置和通过该开口图形(18)认识的所述结合区图形(19)的位置，计算出使开口图形(18)与结合区图形(19)对准必需的位置修正量；控制部(17)，该控制部(17)根据所述载物台部(3)的X、Y、θ方向的移动量和所述位置修正量使所述驱动装置(9、10、11)动作，使所述开口图形(18)与结合区图形(19)位置一致，如此使电路基板(1)相对网版(4)定位。
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