DE10041622B4

DE10041622B4 - Siebdruckvorrichtung

Info

Publication number: DE10041622B4
Application number: DE10041622A
Authority: DE
Inventors: Takehiko Inagi Murakami
Original assignee: Minami Co Ltd
Current assignee: Minami Co Ltd
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2020-08-25
Also published as: TW533131B; GB2353759B; US6363846B1; GB0019559D0; DE10041622A1; GB2353759A; JP2001062995A

Abstract

Siebdruckvorrichtung mit integrierter optischer Inspektionsvorrichtung zur Kontrolle eines Druckbildes bestehend aus Vorrichtungen zum Be- und Entladen, einer Druckstation aus Arbeitstisch, Maskenrahmen (4) mit Sieb und verfahrbarenabhebbarenMaterialauftragsvorrichtungen (25,28) und einer Kameravorrichtung (7) im Arbeitstischbereich, die in der Bewegungsrichtung des zu bedruckenden Substrats (31, 32) sowie parallel zu dem Maskenrahmen (4) und in der Ebene senkrecht dazu bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
unter dem Maskenrahmen ein Substrattragetisch (29, 30) vorgesehen ist, der in der Transportrichtung des Substrats (31, 32) und in Richtung senkrecht dazu bewegbar und in horizontaler Richtung drehbar ist, und
die Kameravorrichtung (7) eine integrierte Beleuchtung (11) in Form mehrerer Leuchtdioden (LED) aufweist, die in einem halbkugelförmigen Reflektor (10) mit einer im Zentrum angeordneten photographischen Öffnung (9) angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Siebdruckvorrichtung, insbesondere eine Siebdruckvorrichtung mit integrierter optischer Inspektionsvorrichtung zur Überprüfung und Inspektion der Druckbilder bei Durcherfleitigungen.
Nachdem ein Druckmittel, wie z.B. Weich- bzw. Creme-Lot (creamed solder) oder dergleichen, mittels einer Siebdruckvorrichtung in einem vorbestimmten Muster auf ein Substrat aufgebracht worden ist, wird das Substrat, wie z.B. eine gedruckte Schaltung, zu einem nächsten Bestückungsschritt weitergeführt, bei dem elektronische Bauteile an demselben ortgebracht werden.
Falls jedoch bei dem Druckschritt kein absolut genauer Druckvorgang entsprechend einem vorbestimmten Muster ausgeführt wird, wird das Substrat, an dem die elektronischen Bauteile angebracht werden, eine minderwertige Qualität aufweisen. Daher wird nach dem Druckvorgang eine, Überprüfung und Inspektion des Drucks durchgeführt.
Nach Abschlug des Druckvorgangs wird dann die Überprüfung und die Inspektion herkömmlicherweise durchgeführt, nachdem das Substrat zu einem weiteren Testgerät bewegt wurde. Folglich wird eine Ausfallzeit hervorgerufen, wodurch der gesamte Fertigungs- bzw. Arbeitsablauf beeinträchtigt wird.

Die US-A-5,807,606 beschreibt eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Haftmittels in einer erwünschten Struktur auf einem Substrat, wobei mittels einer Kamera die gewünschte Struktur des Haftmittels in einem vorbestimmten Bereich des Substrats untersucht wird, und anhand der erzeugten Bildsignale die aufgebrachte Struktur überprüft wird.

Die US-A-5,825,495 beschreibt ein Beleuchtungssystem zur Untersuchung von großen Oberflächen mit unterschiedlichen Beschädigungen, wobei das Beleuchtungssystem ein optisches System umfasst, welches eine ringförmige Lampe sowie einen elliptischen Reflektor aufweist, die um eine Kamera herum angeordnet sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Siebdruckvorrichtung zu schaffen, mittels der die Überprüfung und die Inspektion de Drucks eines Substrats, wie z.B. einer gedruckten Schaltung, ohne Beeinträchtigung des gesamte Fertigungs- bzw. Arbeitsablauf durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Siebdruckvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Siebdruckvorrichtung mit integrierter optischer Inspektionsvorrichtung zur Kontrolle eines Druckbildes bestehend aus Vorrichtungen zum Be- und Entladen, einer Druckstation aus Arbeitstisch, Maskenrahmen mit Sieb und verfahrbaren abhebbaren Materialauftragsvorrichtungen und einer Kameravorrichtung im Arbeitsbereich, die in der Bewegungsrichtung des zu bedruckenden Substrats sowie parallel zu dem Maskenrahmen und in der Ebene senkrecht dazu bewegbar ist, wobei unter dem Maskenrahmen ein Substrattragetisch vorgesehen ist, der in der Transportrichtung des Substrats und in Richtung senkrecht dazu bewegbar und in horizontaler Richtung drehbar ist, und wobei die Kameravorrichtung eine integrierte Beleuchtung in Form mehrerer Leuchtdioden aufweist, die in einem halbkugelförmigen Reflektor mit einer im Zentrum angeordneten photographischen Öffnung angeordnet sind.

Die Kameravorrichtung isz vorzugsweise eine CCD-Kamera, die über der photographischen Öffnung angeordnet ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht der gesamten Sieldruckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht eines Hauptabschnittes;
3 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Druckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung für ein Substrat;
4 eine Ansicht zum Erläutern der Funktionsweise der vorliegenden Erfindung, die einen Zustand zeigt, bei der mittels einer Abstreifervorrichtung gedruckt wird; und
5 eine Ansicht zum Erläutern der Funktionsweise der vorliegenden Erfindung, die einen Zustand zeigt, bei dem ein Druckzustand durch die Druckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung für das Substrat überprüft und inspiziert wird.
In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Gehäuse einer Druckvorrichtung. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Einlaßtor für ein Substrat, wie z.B. eine gedruckte Schaltung oder dergleichen, das in dem Gehäuse 1 vorgesehen ist. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 3 ein Steuerungsbedienfeld.
Das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Maskenrahmen zum Fixieren einer Maske 5. Ferner wird der Maskenrahmen 4 durch herkömmliche bekannte Einrichtungen (nicht gezeigt) getragen. In diesem Fall bezeichnet das Bezugszeichen 6 eine Druckstruktur, die auf der Maske 5 gebildet ist.
Das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Druckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung für ein Substrat. Die Substratdruckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung 7 ist durch eine Beleuchtungsvorrichtung 11 und durch eine CCD-Kamera (CCD = Charge coupled device) 12, die über der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, gebildet, wobei die Beleuchtungsvorrichtung 11 derart aufgebaut ist, daß ein lichtemittierender Körper 8, der eine lichtemittierende Diode (LED) aufweist, angeordnet ist, um in eine abgewandte Seite bezüglich des Substrats ausgerichtet zu sein, und mit einer halbkugelförmigen Abdeckung 10 bedeckt ist. An dem oberen Abschnitt der halbkugelförmigen Abdeckung 10 ist eine photographische Öffnung 9 mit einem vorbestimmten Durchmesser vorgesehen, und auf einer inneren Oberfläche derselben ist eine Lichtreflexion geeignet eingeschränkt, wodurch Licht des lichtemittierenden Körpers 8 nach einer Reflexion auf der inneren Oberfläche der halbkugelförmigen Abdeckung 10 das Substrat beleuchtet. Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 13 einen zylindrischen Abdeckungskörper. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet einen 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 derselben übereinstimmt.
Ferner ist die Druckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung 7 für das Substrat entlang einer Transportrichtung (Weiterführungsrichtung) des Substrats parallel zu dem Maskenrahmen 4 und in einer Richtung senkrecht zu der Transportrichtung bewegbar angeordnet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner eine Bewegungsanordnung durch eine feststehende Trageplatte 17, die entlang der Transportrichtung des Substrats angeordnet ist, durch eine Drehschraubenwelle 19, die an der feststehenden 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 Basisabschnitt 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 Substratdruckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung 7 angebracht und an der Drehschraubenfeder 23 befestigt ist.
Das Bezugszeichen 25 bezeichnet eine Abstreifervorrichtung. Die Abstreifervorrichtung 25 ist auf die gleiche Weise wie eine herkömmliche bekannte Abstreifervorrichtung aufgebaut und durch eine feststehende Trageplatte 26, die über dem Maskenrahmen 4 angeordnet ist, durch eine Abstreifertrageplatte 27, die an der feststehenden Trageplatte 26 angebracht ist und sich zu einem geeigneten Zeitpunkt entlang der Transportrichtung des Substrats bewegt, und durch einen Abstreifer 28 (Rakel) gebildet, der an der Abstreifertrageplatte 27 angebracht ist und sich zu einem geeigneten Zeitpunkt vertikal bewegt.
Die Bezugszeichen 29 und 30 bezeichnen Substrattragetische, die unter dem Maskenrahmen 4 und der Substratdruckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung 7 angeordnet sind. Die Substrattragetische 29 und 30 sind derart aufgebaut, daß sich dieselben in der Transportrichtung des Substrats und in der Richtung senkrecht zu der Transportrichtung 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 Ausführungsbeispiels beschrieben.
Wenn mittels der Maske 5 und der Abstreifervorrichtung 25 eine vorbestimmte Struktur auf das Substrat 32 gedruckt wird, wie es in 4 gezeigt ist, wird das Substrat 32 in eine Position unmittelbar unterhalb der Substratdruckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung 7 bewegt, wie es in 5 gezeigt ist, um dadurch unter Verwendung 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 einer Struktur, die in einem Computer vorher gespeichert ist, verglichen wird. Folglich kann ein Fehldruck, eine Druckpositionsverschiebung und dergleichen überprüft und inspiziert werden.
Ferner wird nun eine Bewegung des Substrats während des Druckens 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 unmittelbar 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 Druckzustand 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 Druckzustandsüberprüfungs- und -inspektionsvorgang bei einer durchlaufertigung durchzuführen. Folglich wird ein Zeitausfall vermieden, der dann auftritt, wenn die Überprüfung und Inspektion durchgeführt wird, indem das Substrat, nachdem der Druckvorgang abgeschlossen ist, zu einem unabhängigen Gerät bewegt wird, wie es im Stand der Technik üblich ist. Durch die vorliegende Erfindung wird es ermöglicht, den Ablauf und Durchsatz der gesamten Operation zu verbessern.
Wenn außerdem die Substratdruckzustandsüberprüfungs- und -inspektionskameravorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann das Licht des lichtemittierenden Körpers durch indirekte Beleuchtung weich abgestrahlt werden, wobei keine Lichthofbildung erzeugt wird, so daß es möglich ist, den Druckzustand durch die CCD-Kamera photographisch genau zu erfassen. Daher ist es möglich, den Druckzustand genau zu überprüfen und zu inspizieren.

Claims

Siebdruckvorrichtung mit integrierter optischer Inspektionsvorrichtung zur Kontrolle eines Druckbildes bestehend aus Vorrichtungen zum Be- und Entladen, einer Druckstation aus Arbeitstisch, Maskenrahmen (4) mit Sieb und verfahrbaren abhebbaren Materialauftragsvorrichtungen (25, 28) und einer Kameravorrichtung (7) im Arbeitstischbereich, die in der Bewegungsrichtung des zu bedruckenden Substrats (31, 32) sowie parallel zu dem Maskenrahmen (4) und in der Ebene senkrecht dazu bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Maskenrahmen ein Substrattragetisch (29, 30) vorgesehen ist, der in der Transportrichtung des Substrats (31, 32) und in Richtung senkrecht dazu bewegbar und in horizontaler Richtung drehbar ist, und die Kameravorrichtung (7) eine integrierte Beleuchtung (11) in Form mehrerer Leuchtdioden (LED) aufweist, die in einem halbkugelförmigen Reflektor (10) mit einer im Zentrum angeordneten photographischen Öffnung (9) angeordnet sind.
Siebdruckvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Kameravorrichtung (7) eine CCD-Kamera (12) aufweist, die über der photographischen Öffnung (9) angeordnet ist.