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Diese
Erfindung betrifft ein Siebdruckverfahren zum Drucken einer Lotpaste
etc. auf ein Werkstück
durch eine Siebdruckmaske, sowie eine Druckvorrichtung. Insbesondere
betrifft die Erfindung ein Siebdruckverfahren und eine Vorrichtung
für das
Verfahren, beide geeignet für
einen Siebdruck auf einem Mehrschichtsubstrat mit hoher Dichte.
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Um
ein gedrucktes Substrat und einen Halbleiterchip zu verbinden, wird üblicherweise
ein Verbindungssystem verwendet, das "Flip-Chip-System (FC-System)" genannt wird, und
welches Lotkissen (sehr kleine Lotvorsprünge) verwendet. Dieses System
kann gleichzeitig tausende oder -zig Tausende von Verbindungspunkten
durch Anordnung von Halbleiterkissen in einer Ebene verbinden. Mit
fortschreitender IT-Technologie haben Halbleiterchips höhere Funktionen
und die Verbindung solcher Halbleiterchips erfordert noch geringere
Größenabmessungen,
eine höhere
Dichte und eine größere Anzahl
von Verbindungspunkten.
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Zur
Ausbildung der Lotkissen verwendet ein Verfahren nach dem Stand
der Technik eine Vorrichtung, welche zwei Stufen in einer Werkstückausrichtungsposition
und einer Lotdruckposition durchführt, ein Werkstück (Substrat)
in die Werkstückausrichtungsposition
versetzt, das Werkstück
in die Lotdruckposition bewegt, dann eine metallische Siebmaske
(nachfolgend "Sieb" bezeichnet) unter
Verwendung eines Siebhebemechanismus auf das Werkstück legt
und die Lotpaste auf das Werkstück für einen
Druckvorgang unter Verwendung einer Rakel oder dergleichen druckt
(siehe beispielsweise ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 6-155706).
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Die 4 und 5 der beigefügten Zeichnung zeigen diese
Siebdruckvorrichtung nach dem Stand der Technik. Eine Siebdruckmaschine 1 enthält einen Werkstückausrichtungsmechanismus 2 zur
Positionierung eines Werkstücks
(Substrat) W, einen Werkstückbewegungsmechanismus 3,
der veranlasst, dass das Werkstück
W linear zwischen einer Werkstückausrichtungsposition
und einer Lotdruckposition hin- und herbewegt wird, einen Siebbewegungsmechanismus 4 zur
Veranlassung, dass ein Sieb S linear zwischen der Werkstückausrichtungsposition
und der Lotdruckmaschine hin- und herbewegt wird, einen Siebhebemechanismus 5 zur
Bewegung des Siebs S nach oben und unten, einen Lotkissendruckmechanismus 6,
eine Bildverarbeitungskamera 7, einen Kamerahebemechanismus 8 etc.
Bei dieser Druckvorrichtung 1 wird das Werkstück W auf
einen Tisch 21 des Werkstückausrichtungsmechanismus 2 gelegt
und durch den Werkstückausrichtungsmechanismus 2 an
der Werkstückausrichtungsposition
auf der Grundlage eines Bildes ausgerichtet, das von der Bildverarbeitungskamera 7 aufgenommen
wird. Nachfolgend wird das Werkstück W durch den Werkstückbewegungsmechanismus 3 in
die Lotdruckposition bewegt und das Sieb S wird an dieser Lotdruckposition
durch den Siebbewegungsmechanismus 4 und den Siebhebemechanismus 5 über das
Werkstück
gesetzt. Ein Rakel 61 des Lotkissendruckmechanismus 6 wird
bewegt und Lotpaste P wird auf das Werkstück W durch das Sieb S aufgebracht,
so dass die Lotkissen B auf das Werkstück W gedruckt werden.
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Allgemein
gesagt, ein entscheidender Faktor für die Druckqualität der Lotkissen
ist die Präzision der Überlagerung
des Druckmusters auf dem Sieb S auf das Siebmuster auf dem Werkstück W. Da
ein opaques Metallsieb S verwendet wird, ist es nicht möglich, das
Werkstück
W und das Sieb S übereinander
zu überlagern
und dann zu positionieren. Daher wird ein System verwendet, welches
individuell eine Positionierungsmarkierung M auf dem Metallsieb
S und eine Positionierungsmarkierung am Werkstück W unter Verwendung eines
Bildprozessors ausrichtet und das Sieb S und das Werkstück W übereinander
mechanisch auf der Grundlage der Bildverarbeitungsdaten überlagert.
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Wenn
die Bildverarbeitungskamera 7 stationär ist, wie in den 44 gezeigt, wird somit das System ein
Drucksystem, welches das Sieb S in die Werkstückausrichtungsposition unter
Verwendung des Siebbewegungsmechanismus bewegt, das Sieb S unter
Verwendung der Bildverarbeitungskamera 7 ausrichtet und
dann das Sieb in die Lotdruckposition zurückführt, um den Druckvorgang durchzuführen. Daher
ist die Anzahl von Bewegungsmechanismen, beispielsweise derjenigen
zur Bewegung und Auf/Abbewegung des Siebs S und für die Auf/Abbewegung
der Bildverarbeitungskamera 7 groß und die festgesetzte Position
des Siebs S nach der Positionierung enthält mechanische Fehler, welche
von den einzelnen Bewegungsmechanismen während der Ausrichtung erzeugt
werden.
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Zusätzlich wird,
da die Positionierungsmarkierung (nicht durchgehend aufgrund einer
Halbätzung),
welche im Sieb S angeordnet ist und ein Druckdurchlass (durchgehend)
zum Aufbringen des Lots unterschiedliche Verarbeitungsbedingungen
haben, die Verarbeitung nicht gleichzeitig und Verarbeitungsfehler
treten auf. Dieser Fehler wird durch das Kamerabewegungssystem weiter
erhöht.
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Daher
wurde es in den letzten Jahren schwierig für derartige Lotdruckmechanismen
nach dem Stand der Technik mit den komplizierten Mechanismen, die
Anforderungen nach höherer
Miniaturisierung, höherer
Dichte und einer größeren Anzahl von
Verbindungspunkten zu erfüllen,
da strukturelle Fehler vorhanden sind.
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Bei
einem hochdichten Mehrschichtsubstrat der neuen Generation beträgt insbesondere
die Anzahl von Kissen pro Werkstück
tausende und beträgt damit
mehr als das Zehnfache der Anzahl von momentan vorhandenen Kissen,
welche in der Größenordung
von einigen hundert liegt. Daher erreicht die Kissendichte auch
eine hohe Dichte von Kissendurchmesser ϕ100 × Unterteilung
150 μm.
Das Lotpastendruckverfahren mit dem Ausrichtsystem nach dem Stand
der Technik kann solche Anforderungen nicht ohne weiteres erfüllen.
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Weiterhin
hat bei einem PALAP-Substrat (Patterned prepreg Lay-up Process),
wie es von der vorliegenden Anmelderin auch angemeldet wurde, das
Substratmaterial eine hohe Benetzbarkeit mit Lot im Gegensatz zu
herkömmlichen
Substraten aus Glas/Epoxy. Solange nicht das Lot korrekt auf die Kissenausbildungsposition übertragen
wird, fliesst das Lot während
des re-flows (da das Lot in einer nicht oxidierenden Atmosphäre aufgeschmolzen wird,
um aufgrund der Oberflächenspannung
Kugeln zu bilden) und verbindet sich mit benachbarten Kissen, was
einen Brückenfehler
bewirkt. Daher ist eine Drucktechnologie notwendig, welche das Lot
aufgrund eines Fließens
auf dem Sieb nicht zum Verlaufen anregt.
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Die
Erfindung wurde angesichts der obigen Probleme gemacht und es ist
Aufgabe der Erfindung, ein Siebdruckverfahren, sowie eine Vorrichtung
für das
Verfahren zu schaffen, welche beide in der Lage sind, das Drucken
von Lotkissen auf einem hochdichten Mehrschichtsubstrat der nächsten Generation korrekt
durchzuführen,
indem Fehler nur auf einen Werkstückpositionierfehler reduziert
werden, wo bislang zwei mechanische Fehler aufgrund der Kamerabewegung
in einem System nach dem Stand der Technik aufgetreten sind, bei
dem Daten für
das Sieb und für
das Werkstück
individuell bildverarbeitet wurden.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird ein Siebdruckverfahren geschaffen, welches
die Schritte aufweist von: Bewegen eines Dummy-Werkstücks DM (ein
Werkstück,
auf welches eine Referenz, die für
den nachfolgenden Druckvorgang notwendig ist, gedruckt wird, wird
nachfolgend "Dummy-Werkstück SW" genannt) in eine
Druckposition, wobei das Dummy-Werkstück DW an einem Werkstückausrichtungsmechanismus 2 festgelegt
ist; Durchführen
des Lotdruckvorgangs auf das Dummy-Werkstück; Zurückführen des Dummy-Werkstücks DW nach
dem Lotdruckvorgang in die Werkstückausrichtungsposition; Aufnehmen
eines Bildes des Dummy-Werkstücks DW
durch eine Bildverarbeitungskamera 7; Speichern des Bilds
von Positionskoordinaten eines Lotkissens, das für die Ausrichtung spezifiziert
wurde, aus dem Bild des mit Lot bedruckten Dummy-Werkstücks; und
Durchführung
der Position der nachfolgenden Werkstücke auf der Grundlage des Bildes vom
Dummy-Werkstück
DM, welches derart gespeichert wurde. Folglich wird es möglich, mechanische Fehler
aufgrund der Bewegung der einzelnen Mechanismen zu verringern, um
eine hochpräzise
Positionierung durchzuführen
und um ein Lotkissendrucken auf einem hochdichten Mehrschichtsubstrat durchzuführen.
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Bei
dem Siebdruckverfahren gemäß der Erfindung
wird eine Positionierung des Werkstücks wiederholt auf der Grundlage
der gespeicherten Positionskoordinaten des Dummy-Werkstücks DW durchgeführt und
die Mittelpunktskoordinaten der Bilddaten des Werkstücks W, welche
einzeln aufgenommen wurden, werden statistisch verarbeitet, um Wiederholfehler
zu minimieren. Auf diese Weise kann die Präzision der Positionierung weiter
verbessert werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird eine Siebdruckvorrichtung geschaffen,
mit einem Werkstückausrichtungsmechanismus 2 zur
Aufnahme eines Werkstücks
und zur Durchführung
der Positionierung des Werkstücks
auf der Grundlage von Informationen von einer Steuereinheit 9;
einem Werkstückbewegungsmechanismus 3 zur
Bewegung des Werkstückausrichtungsmechanismus 2 zwischen
einer Werkstückausrichtungsposition
und einer Druckposition; einem Siebhebemechanismus 5 zur
Auf- und Abbewegung einer Siebdruckmaske S, die in der Druckposition
festgelegt ist; einem Druckmechanismus 6 zum Drucken von
Lotpaste P auf das Werkstück
W durch die Siebdruckmaske S; und einer Bildverarbeitungskamera 7,
die in der Ausrichtungsposition festgelegt ist, wobei die Steuereinheit 9 ein Bild
eines Lotkissens, welches für
eine Ausrichtung spezifiziert wurde, aus dem Bild von der Bildverarbeitungskamera 7 speichert
und den Werkstückausrichtungsmechanismus 2 auf
der Grundlage des gespeicherten Bildes steuert, wobei weiterhin
eine Positionierung nachfolgender Werkstücke auf der Grundlage eines
Bildes eines Dummy-Werkstücks
DW erfolgt, welches zuerst bedruckt wurde oder des Werkstücks, welches
unmittelbar vorher bedruckt wurde oder auf der Grundlage eines statistischen
Mittelwerts bedruckter Werkstücke,
welcher wiederholt bedruckt wurden und der das höchste Positionierergebnis liefert.
Folglich können
die gleiche Funktion und der gleiche Effekt wie gemäß Anspruch
1 erreicht werden. Der Aufbau kann vereinfacht werden, da ein Siebbewegungsmechanismus,
ein Kamerahubmechanismus etc. weggelassen werden können.
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Bei
der Siebdruckvorrichtung gemäß der Erfindung
sind das Werkstück
und die Siebmaske ein Werkstück
und ein Sieb, welche jeweils keine Positionierungsmarkierung haben.
Folglich kann das Auftreten von Verarbeitungsfehlern aufgrund unterschiedlicher
Verarbeitungsbedingungen für
eine durchgehende Öffnung
und eine nicht durchgehende Öffnung
vermieden werden.
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Weitere
Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
anhand deren Zeichnung.
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Es
zeigt:
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1 die
Ansicht eines Gesamtaufbaus einer Siebdruckvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2A und 2B Ansichten
zur Erläuterung
des Betriebs (des Druckverfahrens) mit der Siebdruckvorrichtung
gemäß der Erfindung,
wobei 2A das Drucken von Lotpaste
auf ein Dummy-Werkstück
und 2B eine Bildverarbeitung an dem Dummy-Werkstück nach
dem Druckvorgang erläutert;
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3A und 3B Ansichten
zur Erläuterung
des Betriebs (des Druckverfahrens) der Siebdruckvorrichtung gemäß der Erfindung
auf gleiche Weise wie 2, wobei 3A die
Positionierung eines Werkstücks
erläutert
und 3B das Drucken der Lotpaste auf das Werkstück erläutert;
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4 eine
Ansicht des Gesamtaufbaus einer Siebdruckvorrichtung nach dem Stand
der Technik; und
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5 eine
Ansicht zur Erläuterung
der Ausrichtung eines Metallsiebs bei der Siebdruckvorrichtung nach
dem Stand der Technik.
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Ein
Siebdruckverfahren und die zugehörige Druckvorrichtung
gemäß den Ausführungsformen der
Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
eine Ansicht, welche den Gesamtaufbau einer Siebdruckvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Die Siebdruckvorrichtung 1 enthält im wesentlichen
einen Werkstückausrichtungsmechanismus 2 zur
Positionierung eines Werkstücks
W in Form eines Substrats, welches auf einem Tisch 21 liegt,
in X-, Y-, θ-Richtungen, einen
Werkstückbewegungsmechanismus 3 zum
linearen Bewegen des Werkstücks
W zwischen einer Werkstückausrichtungsposition
und einer Druckposition, einen Siebhubmechanismus 5 zum
Auf- und Abbewegen eines Siebs (Siebmaske) S, einen Druckmechanismus 6 zum
Drucken einer Lotpaste P auf das Werkstück W an der Druckposition durch
das Sieb S, eine Bildverarbeitungskamera 7 zur Abbildung
sowohl des Werkstücks
W als auch des Siebs S und einer Steuereinheit 9 zur Speicherung
der von der Kamera 7 aufgenommenen Bilder und zur Steuerung
des Werkstückausrichtungsmechanismus 2 auf der
Grundlage der Bilder.
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Der
Werkstückausrichtungsmechanismus 2 enthält den Tisch 21 zum
Lagern und Halten des Werkstücks
W, einen Bewegungstisch 22 für die X-Richtung, der sich
in X-Richtung bewegt, einen Bewegungstisch 23 für die Y-Richtung,
der sich in Y-Richtung bewegt und einen Drehtisch 24 für eine Drehung
in θ-Richtung.
All diese Bauteile sind miteinander kombiniert und sind auf einem
Fördertisch 31 des
Werkstückbewegungsmechanismus 3 angeordnet.
Die obere Oberfläche
des Tisches 21 ist eine Absorptionsoberfläche mit
einer großen
Anzahl von Ansaugöffnungen
(nicht gezeigt) und kann das Werkstück W ansaugen und positionieren,
wenn das Werkstück
W sich auf dem Fördertisch 31 befindet. Diese
Ansaugöffnungen
sind mit einer in der Zeichnung nicht gezeigten Unterdruckpumpe
verbunden. Der Tisch 21 ist auf dem Bewegungstisch 22 für die X-Richtung
gelagert und dieser Bewegungstisch 22 für die X-Richtung ist auf dem
Bewegungstisch 23 für die
Y-Richtung gelagert. Weiterhin ist der Bewegungstisch 23 für die Y-Rich tung
auf dem Drehtisch 24 gelagert. Daher kann die Position
des Werkstücks W
auf dem Tisch 21 in X-, Y- und θ-Richtungen korrigiert werden. Die Bewegungen
in X- und Y-Richtungen
und die Drehung in θ-Richtung
erfolgt durch Servomotoren 25.
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Der
Werkstückbewegungsmechanismus 3 enthält eine
Förderführung 32,
die auf einer Basis 11 an der Druckvorrichtung 1 angeordnet
ist und den Fördertisch 31,
der sich entlang der Förderführung 32 bewegt,
während
er den Werkstückausrichtungsmechanismus 2 trägt. Der
Fördertisch 21 kann
sich zwischen der Werkstückausrichtungsposition
und der Druckposition entlang der Förderführung 32 durch eine
in der Zeichnung nicht gezeigte Antriebseinheit linear hin- und
herbewegen.
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Der
Ausdruck "Sieb S
(Siebmaske)" sei
so verstanden, dass ein bestimmtes Muster in oder auf der Oberfläche einer
Maske, beispielsweise einer Metallmaske ausgebildet ist und umfasst
eine Siebmaske oder Siebdruckmaske im engeren Sinn. Ein Muster,
welches durch Drucköffnungen
S1 gebildet wird, ist auf dem Sieb S ausgebildet,
jedoch ist keine Positionierungsmarkierung ausgebildet. Dieses Sieb S
wird von dem Siebhubmechanismus 5 getragen und kann sich
in der Druckposition Auf- und Abbewegen. Die Erfindung enthält keinen
Siebbewegungsmechanismus zur Bewegung des Siebs zwischen der Druckposition
und der Werkstückausrichtungsposition
und folglich kann sich das Sieb S zwischen diesen Positionen nicht
bewegen.
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Der
Siebhubmechanismus 5 enthält ein Paar von Hubzylindern 51,
welche an einem Querträger 13 angeordnet
sind, der sich zwischen rechten und linken Säulenbauteilen 12 erstreckt,
die mit der Basis 11 der Druckvorrichtung 1 in
Verbindung stehen, sowie einen Halter 52 zum Halten des
Siebs jeweils an einem Ende eines Kolbens 51a, der innerhalb
des jeweiligen Hubzylinders 51 gleitet. Der Halter 52 wird durch
ein Fluid bewegt, welches in den Hubzylinder 51 eingebracht
bzw. hieraus abgesaugt wird.
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Der
Druckmechanismus 6 und die Bildverarbeitungskamera 7 sind
an dem Querträger 13 der Druckvorrichtung 1 außerhalb
des beschriebenen Siebhubmechanismus 5 angeordnet. Mit
anderen Worten, ein Paar von Bildverarbeitungskameras 7 ist an
dem Querträger 13 in
der Werkstückausrichtungsposition
angebracht. Die Bildverarbeitungskameras 7 sind so befestigt,
dass ihr Fokus auf der Oberfläche des
Werkstücks
W liegt. Die Steuereinheit 9 speichert Bilder von den Kameras 7 und
korrigiert die Lage des Tisches 21 des Werkstücks W in
X-, Y- und θ-Richtungen
auf der Grundlage der Bilderkennungsinformationen, die so gespeichert
wurden; die Steuereinheit 9 ist mit den Bildverarbeitungskameras 7 verbunden.
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Der
Druckmechanismus 6 weist einen Rakelkopf 62 auf,
der an dem Querträger 13 der
Druckvorrichtung angeordnet ist, und an welchem eine Rakel 61 befestigt
ist, sowie einen Rakelhubmechanismus 63 zum Auf- und Abbewegen
des Rakelkopfs 62 und einen Rakelbewegungsmechanismus 64 für eine Querbewegung
des Rakelkopfs 62. Der Rakelhubmechanismus 62 wird
beispielsweise durch einen Kolben/Zylindermechanismus gebildet und
der Rakelbewegungsmechanismus 64 wird beispielsweise durch
einen Kugelspindelmechanismus gebildet. Daher bewegt der Rakelbewegungsmechanismus 63 die
Rakel 61 des Rakelkopfs 62 nach unten bis in eine
Position, in der die Rakel 61 in Kontakt mit dem Sieb S
gelangt und dann bewegt der Rakelbewegungsmechanismus 64 die
Rakel 61 auf dem Sieb S derart, dass das Sieb S durch den
Rakelbewegungsmechanismus 64 in Kontakt mit dem Werkstück W gebracht
wird. Die Lotpaste P auf dem Sieb S wird durch die Rakel 61 verdrängt und
durch die Drucköffnungen
S1 im Sieb S auf das Werkstück W aufgebracht,
d.h., ein Siebdruck wird durchgeführt.
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Die
Arbeitsweise (das Siebdruckverfahren) der Siebdruckvorrichtung 1 dieser
Ausführungsform mit
obigem Aufbau wird nachfolgend unter Bezug auf die 2A bis 3B beschrieben.
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Zunächst wird
ein Dummy-Werkstück
DW mit der gleichen äußeren Form
wie das Werkstück
W auf dem Tisch 21 des Werkstückausrichtmechanismus 2 gebracht
und hiervon gelagert. Der Werkstückbewegungsmechanismus 3 wird
in Betrieb versetzt und der Werkstückausrichtmechanismus 2,
der das Dummy-Werkstück
DW hält,
wird von der Werkstückausrichtposition
in die Druckposition bewegt, wobei der Werkstückausrichtmechanismus 2 nicht
betätigt wird
(stationär
gehalten wird). Mit diesen Bedingungen werden die Lotkissen durch
einen gewöhnlichen Druckvorgang
auf das Dummy-Werkstück DW gedruckt,
wie in 2A gezeigt. Mit anderen Worten, das
Sieb S wird von dem Siebhubmechanismus 5 nach unten bewegt
und in Kontakt mit dem Dummy-Werkstück DW gebracht. Nachfolgend
wird der Rakelkopf 62 von dem Rakelhubmechanismus 63 des
Druckmechanismus 6 nach unten bewegt und die Rakel 61 wird
in Kontakt mit dem Sieb S gebracht. Die Rakel 61 wird auf
den Sieb S durch den Rakelbewegungsmechanismus 64 bewegt
und die Lotpaste P auf dem Sieb S wird von der Rakel 61 verdrängt und
durch die Drucköffnung
S1 im Sieb S auf das Dummy-Werkstück DW aufgebracht.
Auf diese Weise werden die Lotkissen auf das Dummy-Werkstück DW gedruckt.
Nach dem Druckvorgang können
sich das Sieb S und der Rakelkopf 62 nach oben bewegen
und kehren in ihre Ausgangslagen zurück.
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Danach
wird der Werkstückausrichtungsmechanismus 2,
der das bedruckte Dummy-Werkstück DW
lagert und hält,
aus der Druckposition in die Werkstückausrichtungsposition zurückgebracht.
Die Bildverarbeitungskamera 7, welche gemäß 2B angeordnet
sind, nehmen das Bild des Dummy-Werkstücks DW,
auf welches die Lotkissen aufgedruckt wurden, an der Werkstückausrichtungsposition
auf und die Steuereinheit 9 speichert die Bilder von Koordinaten
der beiden Positionen (x1, y1, θ1) der Lotkissen (beispielsweise charakteristische
Lotkissen am äußersten
Umfang), die für
eine Ausrichtung spezifiziert sind. Die Referenzpositionen der Lotkissen
werden durch den oben beschriebenen Siebausrichtungsvorgang in der
Steuereinheit 9 abgespeichert.
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Das
Drucken der Lotkissen auf das Werkstück W nach der Abspeicherung
der Bilder wird im Wesentlichen auf gleiche Weise wie in den 3A und 3B gemacht.
Mit anderen Worten, das bedruckte Dummy-Werkstück DW in der Werkstückausrichtungsposition
wird vom Tisch 21 entfernt und das als nächstes zu
bedruckende Werkstück
W wird auf den Tisch 21 gelegt und von diesem gehalten.
Nachfolgend nehmen gemäß 3A die
Bildverarbeitungskamera 7 das Bild des Werkstücks W und
der Lotkissenanordnungspositionen entsprechend den Lotkissen des
Dummy-Werkstücks
DW, welche aus den Bildern für
eine Ausrichtung spezifiziert wurden, auf, und Informationen der
Positionskoordinaten (x2, y2, θ2) werden der Steuereinheit 9 eingegeben.
Die Steuereinheit 9 vergleicht die Positionskoordinaten (x1, y1, θ1) der für
die Ausrichtung spezifizierten Lotkissen des bedruckten Dummy-Werkstücks W mit den
Positionskoordinaten (x2, y2, θ2) der Lotkissenanordnungspositionen, welche
für eine
Ausrichtung des entsprechenden Werkstücks W spezifiziert wurden und
gibt eine Anweisung an den Werkstückausrichtungsmechanismus 2,
um die Position um die Differenz (|x1 – x2|, |y1 – y2|, |θ1 – θ2|) zu korrigieren. Der Werkstückausrichtungsmechanismus 2 betreibt
den Bewegungsmechanismus 22 für die X-Richtung, den Bewegungstisch 23 für die Y-Richtung
und den Bewegungstisch 24 für die θ-Richtung abhängig von dieser
Anweisung und führt
die Positionskorrektur in X-, Y- und θ-Richtungen durch. Die Positionierung oder
Ausrichtung des Werkstücks
W erfolgt auf diese Weise auf der Grundlage der Positionsinformationen von
Lotkissen des bedruckten Dummy-Werkstücks DW.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform ist
die Lotkissenform des Dummy-Werkstücks DW unterschiedlich von
dem zu druckenden Muster an der Lotkissenanordnungsposition und
die Lotkissenform des Dummy-Werkstücks DW ist rund, während das
zu druckende Muster rechteckförmig
ist. Das Muster des gedruckten Abschnitts überlagert die Lotkissenanordnungsposition
nach dem Druckvorgang. Daher werden drei Arten von Speicherbildern
entsprechend angeordnet und die Positionskoordinaten werden erhalten,
indem zwischen ihnen abhängig von
jedem Objekt umgeschaltet wird. Aufgrund dieser Schaltfunktion kann
eine Positionskorrektur von der Kissenposition nach dem Drucken
zur nächsten Position
gemacht werden. Verschiedene Vorrichtungen und Mittel, beispielsweise
die Entnahme der äußeren Form
und der äußeren Umfangskante
stehen abhängig
von dem Verarbeitungsalgorithmus der Bildverarbeitung zur Verfügung und
hohe Präzision kann
erreicht werden, indem diese abhängig
von der Druckform am Werkstück
und der zu erhaltenden Genauigkeit gewählt werden.
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Das
Werkstück
W, welches positioniert wurde, wird von dem Werkstückbewegungsmechanismus 3 von
der Werkstückausrichtungsposition
zur Druckposition bewegt. Nachfolgend wird gemäß 3B der
Druckvorgang an dem Werkstück
W auf gleiche Weise wie der Druckvorgang für das Dummy-Werkstück DW gemäß obiger Beschreibung durchgeführt. Mit
anderen Worten, der Siebhubmechanismus 5 bewegt das Sieb
S nach unten in eine Position, in welcher es in Kontakt mit dem
Werkstück W
gelangt. Nachfolgend bewegt der Ra kelhubmechanismus 63 den
Rakelkopf 62 nach unten und die Rakel 61 gelangt
in Kontakt mit dem Sieb S. In diesem Zustand wird die Rakel 61 von
dem Rakelbewegungsmechanismus 64 auf dem Sieb S bewegt
und die Lotpaste auf dem Sieb S wird von der Rakel 61 verteilt
und niedergedrückt
und durch die Drucköffnungen
S1 auf das Werkstück W aufgebracht. Nach dem
Drucken der Lotkissen auf der gesamten Oberfläche des Werkstücks W wird
das Sieb S und wird der Rakelkopf 62 nach oben bewegt und
sie kehren in ihre Ausgangsposition zurück. Das Werkstück W wird
aus der Druckposition in die Werkstückausrichtungsposition zurückgebracht
und entnommen.
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Das
Bedrucken der Werkstücke
W mit den Schritten gemäß den 3A und 3B wird
dann wiederholt.
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Wie
oben beschrieben kann das Siebdruckverfahren gemäß der Erfindung eine hochpräzise Positionierung
erreichen, welche durch Technologie nach dem Stand der Technik niemals
erreichbar ist, indem die Lotkissen am Werkstück W als Positionierungsmarkierung
verwendet werden. Um die Genauigkeit noch weiter zu verbessern,
lässt sich
ein Wiederholfehler minimieren, indem der Siebmaskenausrichtungsvorgang
durch das Dummy-Werkstück
DW ausreichend oft wiederholt wird und eine statistische Verarbeitung
der Mittelkoordinaten der Bilddaten am Werkstück W, welche individuell aufgenommen
wurden, durchgeführt
wird. Das Verfahren der Erfindung kann somit die zukünftigen
Anforderungen nach hoher Genauigkeit erfüllen.
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Die
Erfindung kann weiterhin die folgenden Ausführungsformen und Abwandlungen
umfassen:
In der obigen Beschreibung wurde das für die Ausrichtung
spezifizierte Kissen unter Verwendung zweier Kissen des Werkstücks als
Positionierungsmarkierungen erläutert, es
können
jedoch auch Kissen verwendet werden, welche separat für diese
Ausrichtung angeordnet sind.
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Die
Erläuterung
erfolgte unter der Annahme, dass die Form der Lotanbringposition
am Werkstück W
gleich wie die Kissenform ist, welche zu drucken ist, es können jedoch
unterschiedliche Formen und unterschiedliche Größen vorliegen.
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Die
Erläuterung
erfolge weiterhin unter der Annahme, dass die Bildverarbeitungskamera 7 auf Höhe des Werkstücks W festgelegt
ist; der gleiche Effekt kann jedoch auch unter Verwendung eines
Mechanismus erreicht werden, der sich abhängig von der Dicke des Werkstücks W nach
oben und unten bewegt, vorausgesetzt, dass die Kamera 7 zum
Zeitpunkt des Bedruckens des Dummy-Werkstücks DW unter der gleichen Bedingung
festgelegt werden kann.
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Wie
oben erwähnt,
verwendet die Erfindung das folgende System:
- (1)
Die Erfindung verwendet ein System, welches direkt die Drucköffnungen
des Metallsiebs ausrichtet, ohne dass Positionierungsmarkierungen des
Metallsiebs verwendet werden, welche ansonsten einen Herstellungsfehler
herbeileiten können,
so dass ein hochpräzises
Pastendrucken sehr kleiner Lotkissen möglich ist.
- (2) Um die Drucköffnungen
durch Beseitigung von Bewegungsfehlern direkt ausrichten zu können, verwendet
die Erfindung ein System, welches Bilder der Positionskoordinaten
von Lotkissen nach dem Drucken in der Werkstückdruckposition eingibt und
sie als Positionierungskoordinaten verwendet.
- (3) Die Erfindung verwendet ein System, welches die gespeicherten
Bilder umschaltet, selbst wenn das Muster der Lotkissenanordnungspositionen als
Positionierungsobjekte unterschiedlich zu den Bildern der gedruckten
Lotkissen (Lotkissen, welche durch die Drucköffnungen des Siebs gedruckt wurden)
als Referenz sind.
- (4) Die Erfindung verwendet ein System, welches das charakteristische
Kissen an der äußersten Position
des zu bedruckenden Bereichs (Muster) als das Kissen des Positionierungsobjekts
für jedes
Ziel wählt.
- (5) Die Erfindung verwendet ein System, bei welchem die äußere Form
der Dummy-Platte gleich derjenigen des Werkstücks ist und der Ausrichtungsmechanismus
wird auch als Werkstückpositioniermechanismus
verwendet, um mechanische Fehler zu minimieren.
- (6) Um eine Verschlechterung der Genauigkeit aufgrund von Änderungen
der Arbeitsumgebung zu verhindern (Längungen aufgrund von Temperaturänderungen
und aufgrund einer Verschlechterung des Siebs etc.), verwendet die
Erfindung das System, welches verschiedene Bildmuster verwendet
(das Lot selbst, Form der zu bedruckenden Position, Lot selbst +
Form der bedruckenden Position) und verwendet sie zur Positionierung,
um so statistisch das Ergebnis des unmittelbar vorhergehenden Bedruckens
an der Referenzposition auf das nächste Drucken zu reflektieren.
- (7) Die Erfindung verwendet eine mechanische Konstruktion, welche
die Distanz von der Werkstückausrichtposition
zu der Lotdruckposition auf die kleinste Distanz minimiert, indem
der Kamerabewegungsmechanismus und der Siebbewegungsmechanismus
beseitigt sind und verhindert einen Abfall in der Genauigkeit in
dem wiederholten Betriebsstopp aufgrund einer Längung des Aufbaus.
- (8) Die Erfindung verwendet ein System, das frei von Höhenfehlern
des Siebs ist, indem eine Konstruktion verwendet wird, welche das
Sieb lagert und von dem Lotdruckmechanismus gebildet wird.
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Unter
Verwendung der obigen Systeme kann die Erfindung einen Siebdruck
von Lotkissen durchführen,
der die Anforderungen nach weiterer Miniaturisierung, höherer Dichte
und größerer Anzahl
von Verbindungspunkten erfüllt.
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Insoweit
zusammenfassend wird demnach ein Dummy-Werkstück (ein Werkstück zum Aufdrucken
einer Referenz, welche für
ein nachfolgendes Drucken notwendig ist) in eine Druckposition bewegt, während das
Dummy-Werkstück
an einem Werkstückausrichtmechanismus
festgelegt ist und ein Aufdruckvorgang von Lot wird durchgeführt. Das
bedruckte Dummy-Werkstück
wird dann in die Werkstückausrichtposition
zurückgebracht
und sein Bild wird von Bildverarbeitungskameras aufgenommen und
ein Bild von Positionskoordinaten eines für eine Ausrichtung spezifizierten
Lotkissens wird gespeichert. Eine Positionierung nachfolgender Werkstücke wird
auf der Grundlage des gespeicherten Bild des Dummy-Werkstücks durchgeführt und
eine Lotaufdruckung auf die Werkstücke wird nachfolgend an der
Druckposition gemacht.
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Die
Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen
beschrieben, welche rein illustrativ und darstellend sind; es versteht
sich, dass eine Vielzahl von Modifikationen und Abwandlungen gemacht
werden kann, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, wie es durch
die beigefügten
Ansprüche
und deren Äquivalente
definiert ist.