DE10041622A1

DE10041622A1 - Siebdruckvorrichtung

Info

Publication number: DE10041622A1
Application number: DE10041622A
Authority: DE
Inventors: Takehiko Murakami
Original assignee: Minami Co Ltd
Current assignee: Minami Co Ltd
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2020-08-25
Also published as: TW533131B; US6363846B1; JP2001062995A; GB2353759A; DE10041622B4; GB2353759B; GB0019559D0

Abstract

Die Erfindung schafft eine Siebdruckvorrichtung, die bei einer Fließfertigung eine Druckoperation und einen Überprüfungs- und Inspektionsvorgang eines Druckzustands durchführen kann. Bei der Siebdruckvorrichtung sind ein Maskenrahmen und eine Kameravorrichtung zum Überprüfen und Inspizieren eines Druckzustands in einem Substrat entlang einer Transfer-Richtung des Substrats und parallel zueinander angeordnet. Nach dem Bedrucken des Substrats durch eine Abstreifervorrichtung wird das Substrat durch Substrattragetische, die unter dem Maskenrahmen und der Kameravorrichtung angeordnet sind, in eine Position der Substratdruckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung bewegt, wodurch der Druckzustand überprüft und inspiziert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Siebdruck vorrichtung, und insbesondere auf eine Siebdruckvorrichtung, die derart aufgebaut ist, daß eine Druckoperation und eine Überprüfungs- und Inspektionsoperation eines Druckzustands bei einer Fließfertigung durchgeführt werden kann.

Nachdem ein Druckmittel, wie z. B. Weich- bzw. Creme-Lot (creamed solder) oder dergleichen, mittels einer Siebdruck vorrichtung in einem vorbestimmten Muster auf ein Substrat aufgebracht worden ist, wird das Substrat, wie z. B. eine ge druckte Schaltungsplatine, zu einem nächsten Bestückungs schritt weitergeführt, bei dem elektronische Bauteile an demselben angebracht werden.

Falls jedoch bei dem Druckschritt kein absolut genauer Druckvorgang entsprechend einem vorbestimmten Muster ausge führt wird, wird das Substrat, an dem die elektronischen Bauteile angebracht werden, eine minderwertige Qualität auf weisen. Folglich wird zu einem Zeitpunkt, wenn der Druckvor gang abgeschlossen ist, eine Überprüfungs- und Inspektions operation des Druckzustands durchgeführt.

Nach Abschluß des Druckvorgangs wird dann die Überprüfungs- und Inspektionsoperation herkömmlicherweise durchgeführt, nachdem das Substrat zu einem weiteren Testgerät bewegt wurde. Folglich wird eine Ausfallzeit hervorgerufen, wobei der gesamte Fertigungs- bzw. Arbeitsablauf beeinträchtigt wird.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Sieb druckvorrichtung zu schaffen, mittels der die Überprüfungs- und Inspektionsoperation des Druckzustands eines Substrats, wie z. B. einer gedruckten Schaltungsplatine, bei einer Fließfertigung durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Siebdruckvorrichtung gemäß An spruch 1 gelöst.

Entsprechend dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung ist eine Siebdruckvorrichtung geschaffen, die folgende Merk male aufweist:
einen Maskenrahmen;
eine Kameravorrichtung für eine Überprüfungs- und Inspekti onsoperation eines Druckzustands in einem Substrat, wobei die Kameravorrichtung entlang einer Transfer-Richtung des Substrats parallel zu dem Maskenrahmen angeordnet ist und sich in einer Transfer-Richtung des Substrats und einer Richtung senkrecht zu der Transfer-Richtung bewegen kann;
eine Abstreifervorrichtung mit einer feststehenden Trage platte, die über dem Maskenrahmen angeordnet ist, mit einer Abstreifertrageplatte, die an der feststehenden Trageplatte angebracht ist und sich zu einem geeigneten Zeitpunkt ent lang der Transfer-Richtung des Substrat bewegt, und mit ei nem Abstreifer, der an der Abstreifertrageplatte angebracht ist und sich zu einem geeigneten Zeitpunkt vertikal bewegt; und
einem Substrattragetisch, der unter dem Maskenrahmen und der Kameravorrichtung zur Überprüfung und Inspektion des Druck zustandes in dem Substrat angeordnet ist, der sich in der Transfer-Richtung des Substrats und der Richtung senkrecht zu der Transfer-Richtung bewegen kann, und der sich vertikal bewegen und in einer horizontalen Richtung drehen kann.

Ferner ist der Aufbau derart beschaffen, daß die Kameravor richtung zur Überprüfung und Inspektion des Druckzustandes in dem Substrat durch eine Beleuchtungsvorrichtung, die der art aufgebaut ist, daß ein lichtemittierender Körper, der eine lichtemittierende Diode (LED) aufweist, angeordnet ist, um in eine abgewandte Seite bezüglich des Substrats gerich tet zu sein, und die mit einer halbkugelförmigen Abdeckung bedeckt ist, wobei auf dem oberen Abschnitt derselben eine photographische Öffnung mit einem vorbestimmten Durchmesser vorgesehen ist und auf einer inneren Oberfläche derselben eine Lichtreflexion geeignet eingeschränkt ist, wodurch Licht des lichtemittierenden Körpers nach einer Reflexion auf der inneren Oberfläche der halbkugelförmigen Abdeckung das Substrat beleuchtet, und durch eine CCD-Kamera (CCD - charge coupled device = ladungsgekoppeltes Bauelement) ge bildet ist, die über der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist. Da das Licht des lichtemittierenden Körpers durch eine indirekte Beleuchtung weich abgestrahlt werden kann, und keine Lichthofbildung erzeugt wird, ist es möglich, den Druckzustand durch die CCD-Kamera photographisch genau zu erfassen. Daher ist es möglich, den Druckzustand genau zu überprüfen und zu inspizieren.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der gesamten Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht eines Hauptabschnittes;

Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Druckzu standsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrich tung für ein Substrat;

Fig. 4 eine Ansicht zum Erläutern der Funktionsweise der vorliegenden Erfindung, die einen Zustand zeigt, bei der mittels einer Abstreifervorrichtung ge druckt wird; und

Fig. 5 eine Ansicht zum Erläutern der Funktionsweise der vorliegenden Erfindung, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Druckzustand durch die Druckzustands überprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung für das Substrat überprüft und inspiziert wird.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des gesamten Auf baus, Fig. 2 ist eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht, Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht ei ner Druckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravor richtung für ein Substrat, Fig. 4 ist eine Ansicht zum Er läutern der Funktionsweise derselben, die einen Zustand zeigt, bei dem mittels einer Abstreifervorrichtung gedruckt wird, und Fig. 5 ist eine Ansicht zum Erklären der Funk tionsweise derselben, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Druckzustand durch die Druckzustandsüberprüfungs- und -in spektionskameravorrichtung für das Substrat überprüft und inspiziert wird.

In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Gehäu se einer Druckvorrichtung. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Einlaßtor für ein Substrat, wie z. B. eine gedruckte Schaltungsplatine oder dergleichen, das in dem Gehäuse 1 vorgesehen ist. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 3 ein Steuerungsbedienfeld.

Das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Maskenrahmen zum Fixie ren einer Maske 5. Ferner wird der Maskenrahmen 4 durch her kömmliche bekannte Einrichtungen (nicht gezeigt) getragen. In diesem Fall bezeichnet das Bezugszeichen 6 eine Druck struktur, die auf der Maske 5 gebildet ist.

Das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Druckzustandsüberprü fungs- und -inspektionskameravorrichtung für ein Substrat. Die Substratdruckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskame ravorrichtung 7 ist durch eine Beleuchtungsvorrichtung 11 gebildet, die derart aufgebaut ist, daß ein lichtemittieren der Körper 8, der eine lichtemittierende Diode (LED) auf weist, angeordnet ist, um in eine abgewandte Seite bezüglich des Substrats ausgerichtet zu sein, und die mit einer halb kugelförmigen Abdeckung 10 bedeckt ist, wobei an dem oberen Abschnitt derselben eine photographische Öffnung 9 mit einem vorbestimmten Durchmesser vorgesehen ist, und auf einer in neren Oberfläche derselben eine Lichtreflexion geeignet ein geschränkt ist, wodurch Licht des lichtemittierenden Körpers 8 nach einer Reflexion auf der inneren Oberfläche der halb kugelförmigen Abdeckung 10 das Substrat beleuchtet, und durch eine CCD-Kamera (CCD = charge coupled device) 12 ge bildet ist, die über der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 13 einen zylindri schen Abdeckungskörper. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet ei nen Tragekörper für die halbkugelförmige Abdeckung 10. Der Tragekörper weist eine Aufnahmeöffnung 14a für die Abdeckung auf. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Trageplatte für den lichtemittierenden Körper 8. Die Trageplatte weist an einem Mittelabschnitt derselben eine Lichtdurchgangsöffnung 15a auf. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine obere Platte für den Abdeckungskörper 13. Die obere Platte weist eine Lichtdurchgangsöffnung 16a auf, deren Durchmesser mit dem der Lichtdurchgangsöffnung 15a an einem Mittelabschnitt der selben übereinstimmt.

Ferner ist die Druckzustandsüberprüfungs- und -inspektions kameravorrichtung 7 für das Substrat entlang einer Trans fer-Richtung (Weiterführungsrichtung) des Substrats parallel zu dem Maskenrahmen 4 angeordnet, und dieselbe kann sich in der Transfer-Richtung des Substrats und einer Richtung senkrecht zu der Transfer-Richtung bewegen.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner eine Bewegungsanordnung durch eine feststehende Trageplatte 17, die entlang der Transfer-Richtung des Substrats angeordnet ist, durch eine Drehschraubenwelle 19, die an der festste henden Trageplatte 17 angebracht ist und von einem Motor 18 gedreht wird, durch eine sich bewegende Trageplatte 21, die in einer Richtung senkrecht zu der feststehenden Trageplatte 17 vorsteht und ein Gleitstück 20 aufweist, das in einem Ba sisabschnitt an der Drehschraubenwelle 19 befestigt ist, durch eine Drehschraubenwelle 23, die an der sich bewegenden Trageplatte 21 angebracht ist und von einem Motor 22 gedreht wird, und durch ein Gleitstück 24 gebildet, das an der Sub stratsdruckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravor richtung 7 angebracht und an der Drehschraubenfeder 23 befe stigt ist.

Das Bezugszeichen 25 bezeichnet eine Abstreifervorrichtung. In diesem Fall ist die Abstreifervorrichtung 25 auf die gleiche Weise wie eine herkömmliche bekannte Abstreifervor richtung aufgebaut und durch eine feststehende Trageplatte 26, die über dem Maskenrahmen 4 angeordnet ist, durch eine Abstreifertrageplatte 27, die an der feststehenden Trage platte 26 angebracht ist und sich zu einem geeigneten Zeit punkt entlang der Transfer-Richtung des Substrats bewegt, und durch einen Abstreifer 28 gebildet, der an der Abstrei fertrageplatte 27 angebracht ist und sich zu einem geeigne ten Zeitpunkt vertikal bewegt.

Die Bezugszeichen 29 und 30 bezeichnen Substrattragetische, die unter dem Maskenrahmen 4 und der Substratdruckzustands überprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung 7 angeordnet sind. Die Substrattragetische 29 und 30 sind derart aufge baut, daß sich dieselben in der Transfer-Richtung des Sub strats und in der Richtung senkrecht zu der Transfer-Rich tung bewegen können, und daß sich dieselben ferner vertikal bewegen und in einer horizontalen Richtung drehen können. In den Zeichnungen bezeichnet ferner das Bezugszeichen 31 ein Substrat in einem Zustand, bevor dasselbe bedruckt wurde, wobei das Bezugszeichen 32 ein Substrat bezeichnet, nachdem dasselbe bedruckt ist, und das Bezugszeichen 33 bezeichnet eine gedruckte Struktur.

Als nächstes wird die Funktionsweise des vorliegenden Aus führungsbeispiels beschrieben.

Wenn mittels der Maske 5 und der Abstreifervorrichtung 25 eine vorbestimmte Struktur auf das Substrat 32 gedruckt wird, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wird das Substrat 32 in eine Position unmittelbar unterhalb der Substratdruckzu standsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung 7 be wegt, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, um dadurch unter Verwen dung der Kameravorrichtung den Druckzustand zu überprüfen und zu inspizieren.

Der Druckzustand wird überprüft und inspiziert, indem ein Bild der gedruckten Struktur 33 auf dem Substrat 32, das durch die CCD-Kamera 12 photographisch erfaßt wird, mit ei ner Struktur, die in einem Computer vorher gespeichert ist, verglichen wird. Folglich kann ein Fehldruck, eine Druckpo sitionsverschiebung und dergleichen überprüft und inspiziert werden.

Ferner wird nun eine Bewegung des Substrats während des Dru ckens und die Überprüfung und Inspektion des Druckzustands beschrieben. Während des Druckvorgangs bewegt sich der Tisch 30 nach oben und das Substrat 32 bewegt sich in die Nähe der Maske 5. Wenn der Druckvorgang abgeschlossen ist, bewegt sich der Tisch 30 nach unten und ferner in eine Position un mittelbar unterhalb der Substratdruckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung 7. Daraufhin bewegt sich der Tisch 30 wieder nach oben, und das Substrat 32 bewegt sich in die Nähe der Substratdruckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung 7. Daraufhin wird der Druckzu stand überprüft und inspiziert. Nachdem der Überprüfungs- und Inspektionsvorgang abgeschlossen ist, bewegt sich der Tisch 30 wieder nach unten, und das Substrat 32 wird entnom men.

Da die vorliegende Erfindung den oben beschriebenen Aufbau und die oben beschriebene Funktionsweise aufweist, ist es möglich, die Druckoperation und den Druckzustandsüberprü fungs- und -inspektionsvorgang bei einer Flußfertigung durchzuführen. Folglich wird ein Zeitausfall vermieden, der dann auftritt, wenn die Überprüfung und Inspektion durchge führt wird, indem das Substrat, nachdem der Druckvorgang ab geschlossen ist, zu einem unabhängigen Gerät bewegt wird, wie es im Stand der Technik üblich ist. Durch die vorliegen de Erfindung wird es ermöglicht, den Ablauf und Durchsatz der gesamten Operation zu verbessern.

Wenn außerdem die Substratdruckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin dung verwendet wird, kann das Licht des lichtemittierenden Körpers durch indirekte Beleuchtung weich abgestrahlt wer den, wobei keine Lichthofbildung erzeugt wird, so daß es möglich ist, den Druckzustand durch die CCD-Kamera photogra phisch genau zu erfassen. Daher ist es möglich, den Druckzu stand genau zu überprüfen und zu inspizieren.

Claims

1. Siebdruckvorrichtung mit folgenden Merkmalen:
einem Maskenrahmen (4);
einer Kameravorrichtung (7) für eine Überprüfungs- und Inspektionsoperation eines Druckzustands in einem Sub strat (31, 32), wobei die Kameravorrichtung (7) entlang einer Transfer-Richtung des Substrats (31, 32) parallel zu dem Maskenrahmen (4) angeordnet ist und sich in ei ner Transfer-Richtung des Substrats (31, 32) und einer Richtung senkrecht zu der Transfer-Richtung bewegen kann;
einer Abstreifervorrichtung (25) mit einer feststehen den Trageplatte (26), die über dem Maskenrahmen (4) an geordnet ist, mit einer Abstreifertrageplatte (27), die an der feststehenden Trageplatte (26) angebracht ist und sich zu einem geeigneten Zeitpunkt entlang der Transfer-Richtung des Substrats (31, 32) bewegt, und mit einem Abstreifer (28), der an der Abstreifertrage platte (27) angebracht ist und sich zu einem geeigneten Zeitpunkt vertikal bewegt; und
einem Substrattragetisch (29, 30), der unter dem Mas kenrahmen (4) und der Kameravorrichtung (7) zur Über prüfung und Inspektion des Druckzustandes in dem Sub strat (31, 32) angeordnet ist, der sich in der Trans fer-Richtung des Substrats (31, 32) und in der Richtung senkrecht zu der Transfer-Richtung bewegen kann, und der sich vertikal bewegen und in einer horizontalen Richtung drehen kann.

2. Siebdruckvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Ka meravorrichtung (7) zur Überprüfung und Inspektion des Druckzustands in dem Substrat (31, 32) durch eine Be leuchtungsvorrichtung (11), die derart aufgebaut ist, daß ein lichtemittierender Körper (8), der eine licht emittierende Diode (LED) aufweist, angeordnet ist, um in eine abgewandte Seite bezüglich des Substrats (31, 32) gerichtet zu sein, und die mit einer halbkugelför migen Abdeckung (10) abgedeckt ist, wobei an dem oberen Abschnitt derselben eine photographische Öffnung (9) mit einem vorbestimmten Durchmesser vorgesehen ist und auf einer inneren Oberfläche derselben eine Lichtrefle xion geeignet eingeschränkt ist, wodurch Licht des lichtemittierenden Körpers (8) nach einer Reflexion auf der inneren Oberfläche der halbkugelförmigen Abdeckung (10) das Substrat (31, 32) beleuchtet, und durch eine CCD-Kamera (12) gebildet ist, die über der Beleuch tungsvorrichtung (11) angeordnet ist.