DE112010003188T5

DE112010003188T5 - Siebdrucker und Siebdruckverfahren

Info

Publication number: DE112010003188T5
Application number: DE112010003188T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Tanaka
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-05-31
Also published as: US20110297020A1; WO2011016185A1; JP2011031588A; KR20120049172A; CN102355996A

Abstract

Bereitgestellt werden ein Siebdrucker und ein Siebdruckverfahren, die einen erforderlichen Genauigkeitsgrad bei der Druckposition sicherstellen, wenn eine Art von Werkstück, das einen hohen Grad an Positionsgenauigkeit benötigt, als Ziel verwendet wird. Beim Siebdrucken einer Mehrzahl von einstückigen Substraten 11, die auf einem Träger 10 gehalten werden, ist ein Hohlraumabschnitt 15 mit Druckmustern, die den jeweiligen einstückigen Substraten 11 zugeordnet sind, auf einer Schablonenplatte 14 vorgesehen, wobei eine Kamerakopfeinheit 23 ein Bild der Schablonenplatte 14 und der einstückigen Substrate 11 erfasst, um so die Position der Schablonenplatte und die Positionen der jeweiligen einstückigen Substrate zu erkennen. Die einstückigen Substrate 11, die von dem Träger 10 gehalten werden, werden einzeln in dem Hohlraumabschnitt 15 positioniert und nacheinander entsprechend einem Erkennungsergebnis bedruckt. Es wird hierdurch möglich, die Möglichkeit eines Auftretens eines Positionsfehlers zu beseitigen, der ansonsten durch Schwankungen bei den Positionen der jeweiligen einstückigen Substrate 11 verursacht würde, wenn die Mehrzahl vonte 14 durch einen Vorgang positioniert wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Siebdrucker und ein Siebdruckverfahren zum Bedrucken eines Werkstückes, so beispielsweise eines einstückigen Substrates, das auf einem Träger platziert ist, mit Lötpaste oder einer pastenartigen leitfähigen Paste.
Hintergrund der Erfindung
Auf dem Gebiet der Herstellung von elektronischen Bauteilen ist bislang allgemein das Siebdrucken als Verfahren zum Bedrucken einer oberen Oberfläche eines Substrates mit Lötpaste und pastenartiger leitfähiger Paste eingesetzt worden. Entspricht ein zu bedruckendes Substrat kleinformatigen, getrennten, einstückigen Substraten, so wird die Mehrzahl von einstückigen Substraten bedruckt, während sie auf einem Handhabungsträger platziert ist. Ein Träger, der häufig für ein derartiges Siebdrucken verwendet wird, weist einen Aufbau auf, bei dem ein rechteckiges plattenartiges Element mit einem Werkstückplatzierungsabschnitt zum Halten eines Substrates und eines Werkstückes (siehe Patentdruckschrift 1) ausgestattet ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel, das in Verbindung mit Patentdruckschrift 1 beschrieben wird, sind einstückige Substrate in entsprechende Werkstückmontierabschnitte eingepasst, die auf einen Träger gesetzt sind, wobei zwei wechselseitig gegenüberliegende Ecken der jeweiligen einstückigen Substrate mittels Positionierstiften eingeklemmt werden, wodurch die jeweiligen einstückigen Substrate innerhalb eines jeden der Werkstückmontierabschnitte positioniert werden. Die Mehrzahl von einstückigen Substraten, die auf dem Träger gehalten und einzeln auf eine Art, die vorstehend beschrieben worden ist, positioniert werden, wird in einem Vorgang mit Paste bedruckt.
Druckschrift aus dem Stand der Technik
Patentdruckschrift

Patentdruckschrift 1: JP-A-2008-142949

Offenbarung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösendes Problem
Angesichts des in jüngster Zeit auftretenden Fortschrittes bei der Miniaturisierung und Weiterentwicklung von mobilen elektronischen Vorrichtungen wie tragbaren Telefonen strebte man danach, dass zu montierende Bauteile der Form nach kleiner und mit höheren Dichten gepackt werden. Zu diesem Zweck wird auch eine Packrasterweite auf einem Werkstück, so beispielsweise einem einstückigen Substrat, das in eine elektronische Vorrichtung implementiert werden soll, kleiner, wodurch ein höherer Grad an Positioniergenauigkeit beim Siebdrucken erforderlich geworden ist. Im Stand der Technik, der in dem vorgenannten Ausführungsbeispiel aus der Patentdruckschrift enthalten ist, sind Techniken zum Durchführen eines Positioniervorganges mittels einer mechanischen Sektion, so beispielsweise einer Klemmtechnik, zum Einklemmen eines einstückigen Substrates mittels Stiften, vorherrschend, weshalb die Positioniergenauigkeit, die erreicht werden kann, einer Beschränkung unterliegt. Aus diesen Gründen ist es, wenn eine Art von Werkstück, das einen hohen Grad an Positioniergenauigkeit erfordert, einem Siebdrucken gemäß dem Stand der Technik unterzogen wird, schwierig, den erforderlichen Grad an Positioniergenauigkeit beim Drucken sicherzustellen.
Wenn entsprechend eine Art von Werkstück, das einen hohen Grad an Positioniergenauigkeit benötigt, als Ziel genommen wird, soll die vorliegende Erfindung einen Siebdrucker und ein Siebdruckverfahren bereitstellen, durch die es möglich wird, den erforderlichen Grad an Druckpositioniergenauigkeit sicherzustellen.
Mittel zur Lösung des Problems
Ein Siebdrucker der vorliegenden Erfindung entspricht einem Siebdrucker, der eine Mehrzahl von Werkstücken, die auf einem Träger platziert sind, nacheinander einzeln in Kontakt mit einer Schablonenplatte von einer unteren Oberflächenseite hiervon her bringt und der bewirkt, dass eine Rakel einen Gleitvorgang auf der mit einer Paste versehenen Schablonenplatte durchführt, um so die Werkstücke mit der Paste zu bedrucken, wobei der Drucker umfasst: einen Hohlraumabschnitt, der derart vorgesehen ist, dass er nach unten von der unteren Oberfläche der Schablonenplatte aus vorsteht, und der ein Druckmuster, das einem einzelnen Werkstück zugeordnet ist, aufweist; einen Trägertransportmechanismus, der die Werkstücke zusammen mit dem Träger in eine Druckposition für den Siebdruckmechanismus trägt und der die bedruckten Werkstücke zusammen mit dem Träger aus der Druckposition heraus trägt; und eine Positioniersektion, die die Werkstücke, die auf dem in einer Position unter der Schablonenplatte gesetzten Träger gehalten werden, in dem Hohlraumabschnitt einzeln positioniert.
Ein Siebdruckverfahren der vorliegenden Erfindung entspricht einem Siebdruckverfahren zum Bedrucken einer Mehrzahl von Werkstücken mit Paste durch nacheinander einzeln erfolgendes Inkontaktbringen der Mehrzahl von Werkstücken, die auf einem Träger gehalten werden, mit einer unteren Oberfläche einer Schablonenplatte mit einem Hohlraumabschnitt, der von der unteren Oberfläche der Schablonenplatte aus nach unten vorsteht und der Druckmuster, die jeweiligen einzelnen Werkstücken zugeordnet sind, aufweist, wobei das Verfahren umfasst: einen Trägereintragsprozess des zusammen mit dem Träger erfolgenden Tragens der Werkstücke in eine Druckposition für einen Siebdruckmechanismus; einen Positionierprozess des einzeln erfolgenden Positionierens der Werkstücke, die auf den Träger gelegt sind, in dem Hohlraumabschnitt; einen Werkstückkontaktprozess des Inkontaktbringens der Werkstücke mit einer unteren Oberfläche des Hohlraumabschnittes; einen Druckprozess des Bewirkens, dass eine Rakel über der mit Paste versehenen Schablonenplatte gleitet, um so das Werkstück mit der Paste in dem Druckmuster zu bedrucken; und einen Trägeraustragsprozess des zusammen mit dem Träger erfolgenden Tragens der bedruckten Werkstücke aus der Druckposition.
Vorteil der Erfindung
Beim Siebdrucken einer Mehrzahl von Werkstücken, die auf einem Träger gehalten werden, ist ein Hohlraumabschnitt mit Druckmustern, die jeweiligen einzelnen Werkstücken zugeordnet sind, auf einer Schablonenplatte vorgesehen. Die einzelnen Werkstücke, die von dem Träger gehalten werden, werden einzeln in dem Hohlraumabschnitt positioniert und nacheinander bedruckt. Es wird hierdurch möglich, die Möglichkeit eines Auftretens eines Positionsfehlers zu beseitigen, der ansonsten durch Schwankungen bei Positionen der jeweiligen Werkstücke verursacht würde, wenn die Mehrzahl von Werkstücken in der Schablonenplatte in einem Vorgang positioniert würde. Wird eine Art von Werkstück, das einen hohen Grad an Positionsgenauigkeit benötigt, als Ziel des Druckens genommen, so kann der erforderliche Grad an Positionsgenauigkeit beim Drucken sichergestellt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist eine Seitenansicht eines Siebdruckers eines Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Vorderansicht des Siebdruckers des Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
3(a) und (b) sind Teilplanansichten des Siebdruckers des Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
4(a) und (b) sind beschreibende Ansichten einer Struktur eines Trägers, der in dem Siebdrucker des Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
5 ist eine Teilquerschnittsansicht des Siebdruckers des Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Abschnittsdiagramm zur Darstellung eines Aufbaus eines Steuersystems des Siebdruckers des Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
7(a), (b), (c) und (d) sind beschreibende Ansichten von Prozessen eines Siebdruckverfahrens des Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
8(a), (b) und (c) sind beschreibende Ansichten der Prozesse des Siebdruckverfahrens des Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsbeispiel zur Implementierung der Erfindung
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Zunächst wird anhand 1, 2, 3(a) und 3(b) eine Struktur eines Siebdruckers beschrieben. Der Siebdrucker nimmt eine Funktion des Bedruckens von oberen Oberflächen einer Mehrzahl von einstückigen Substraten, die auf dem Träger gehalten werden und die als Werkstücke dienen, mit Lötpaste und einer Bauteilverbindungspaste, so beispielsweise einer leitfähigen Paste, wahr.
Gemäß 1 ist der Siebdrucker derart aufgebaut, dass ein Siebdruckmechanismus 12 in einer angehobenen Position über einem Trägerpositionierabschnitt 1 platziert ist. Der Trägerpositionierabschnitt 1 ist dadurch gebildet, dass ein Y-Achsen-Tisch 2, ein X-Achsen-Tisch 3 und ein B-Achsen-Tisch 4 in Lagen geschichtet sind und zudem ein erster Z-Achsen-Tisch 5 und ein zweiter Z-Achsen-Tisch 6 an der oberen Oberflächenseite einer horizontalen Basisplatte 4a, die an einer oberen Oberfläche des θ-Achsen-Tisches 4 platziert ist, kombiniert sind.
Der erste Z-Achsen-Tisch 5 verfügt über eine horizontale Basisplatte 5a, wobei die Basisplatte 5a zum Hinauffahren oder Hinunterfahren durch einen Z-Achsen-Anhebemechanismus, der einen Anhebemotor 5b als Antriebsquelle einsetzt, veranlasst wird. Ein Paar von vertikalen Rahmen 5e steht aufrecht auf der Basisplatte 5a, wobei zwei Transportschienen 8a, die einen Trägertransportmechanismus 8 bilden, von oberen Enden der jeweiligen vertikalen Rahmen 5e gehalten werden. Die Transportschienen 8a sind parallel entlang einer Richtung des Transportes eines Trägers (das heißt eine Richtung X: eine Richtung senkrecht zur Zeichenebene von 1) gelegt. Beide Enden eines Trägers 10, auf dem eine Mehrzahl von einstückigen Substraten 11 zur Bedruckung gelegt sind, werden gefördert, während sie von einem Transportförderer, der auf den Transportschienen 8a platziert ist, gestützt werden.
Der Träger 10, der von dem Trägertransportmechanismus 8 gehalten wird, kann in Bezug auf den Siebdruckmechanismus 12, wie später noch beschrieben wird, zusammen mit den Transportschienen 8a durch Betätigung des ersten Z-Achsen-Tisches 5 angehoben und abgesenkt werden. Wie in 2, 3(a) und 3(b) gezeigt ist, erstreckt sich der Trägerförderungsmechanismus 8 sowohl zu einer stromaufwärtigen Seite (2, 3(a) und linke Seite von 3(b)) wie auch zu einer stromabwärtigen Seite. Der Träger 10, der in den Siebdrucker von der stromaufwärtigen Seite her (siehe Pfeil „a” gemäß Darstellung in 3(b)) getragen wird, wird von dem Trägertransportmechanismus 8 transportiert und in einer Druckposition auf dem Siebdruckmechanismus 12 durch den Trägerpositionierabschnitt 1 positioniert. Der Träger 10, der von dem Siebdruckmechanismus 12 bedruckt wird, wird zu der stromabwärtigen Seite von dem Trägertransportmechanismus 8 transportiert. Insbesondere trägt der Trägertransportmechanismus 8 die einstückigen Substrate 11 zu jeweiligen Druckpositionen auf dem Siebdruckmechanismus 12 in Verbindung mit dem Träger 10 und trägt die bedruckten einstückigen Substrate 11 aus ihren Druckpositionen zusammen mit dem Träger 10 heraus.
Der zweite Z-Achsen-Tisch 6 verfügt über eine horizontale Basisplatte 6a, die zwischen dem Trägertransportmechanismus 8 und der Basisplatte 5a angeordnet ist. Die Basisplatte 6a wird durch einen Z-Achsen-Anhebemechanismus, der einen Anhebemotor 6b als Antriebsquelle einsetzt, angehoben und abgesenkt. Ein unterer Aufnahmeabschnitt 7 ist auf eine obere Oberfläche der Basisplatte 6a gesetzt. Eine Mehrzahl von Kontaktelementen 7a ist auf einer oberen Oberfläche des unteren Aufnahmeabschnittes 7 derart angeordnet, dass sie zu einem Layout der einstückigen Substrate 11 auf dem Träger 10 passen. Das Kontaktelement 7a wird zusammen mit dem unteren Aufnahmeabschnitt 7 durch Betätigung des zweiten Z-Achsen Tisches 6 angehoben. Das Kontaktelement 7a tritt daraufhin mit unteren Oberflächen der jeweiligen einstückigen Substrate 11, die auf dem Träger 10 gehalten werden, in Kontakt, wodurch die einstückigen Substrate von dem Träger 10 abgehoben werden. Vakuumsauglöcher (in der Zeichnung weggelassen) sind in einer oberen Oberfläche des Kontaktelementes 7a vorgesehen. Die einstückigen Substrate 11 sind mittels Sog durch die Kontaktelemente 7a gehalten, wodurch eine horizontale Position der einstückigen Substrate 11 gehalten wird.
Ein Klemmmechanismus 9 ist an einer oberen Oberfläche des Trägertransportmechanismus 8 platziert. Der Klemmmechanismus 9 verfügt über zwei Klemmelemente 9a, die symmetrisch entlang einer horizontalen Richtung angeordnet sind. Eines der Klemmelemente 9a wird veranlasst, in einer Richtung Y vorzurücken und zurückzurücken, und zwar von einem Antriebsmechanismus 9b, wodurch beide Seiten des Trägers 10 geklemmt und befestigt werden (siehe auch 3(a) und (b)).
Die einstückigen Substrate 11, die die Objekte des Druckens sein werden, und der Träger 10, der zur Handhabung der einstückigen Substrate 11 verwendet wird, werden nachstehend anhand 4(a) und (b) beschrieben. Wie in 4(a) beschrieben ist, wird der Träger 10 in einer Form hergestellt, durch die es möglich wird, dass der Trägertransportmechanismus 8 einen Transport durch Biegen beider Enden einer länglichen Metallplatte in einer Abwärtsrichtung durchfährt. Eine Mehrzahl von Werkstückmontierabschnitten 10a, auf denen die einstückigen Substrate 11 einzeln montiert sind, werden in einem vorbestimmten Layout (2 × 5-Matrix) auf dem Träger montiert. Die einstückigen Substrate 11 sind kleinformatige, rechteckige (quadratische), einstückige Substrate, die zum Herstellen von Halbleiterpackungen, so beispielsweise von BGAs, verwendet werden. Um die Mehrzahl von einstückigen Substraten 11 als Objekte des Druckens in einem einzelnen Arbeitsprozess zu nehmen, werden die einstückigen Substrate 11 gehandhabt, während sie jeweils auf der Mehrzahl von Werkstückmontierabschnitten 10a, die in dem Träger 10 ausgebildet sind. platziert bleiben. Werkstückbezugsmarken 11m, die zur Sicherstellung einer Position eines einzelnen einstückigen Substrats 11 verwendet werden, sind in Diagonalpositionen eines jeden der einstückigen Substrate 11 vorgesehen.
Wie in 4(b) gezeigt ist, ist jeder der Werkstückmontierabschnitte 10a in Form eines Quadrates ausgebildet, das zur Planform eines jeden der einstückigen Substrate 11 passt. Da eine untere Oberfläche eines jeden der einstückigen Substrate 11 von dem entsprechenden Kontaktelement 7a aufgenommen wird, ist der Werkstückmontierabschnitt 10a in einer derartigen Form ausgebildet, dass eine Unterseite eines jeden der Werkstückmontierabschnitte eine Öffnung 10b annimmt. Eine Werkstückstützoberfläche 10c zum Stützen einer unteren Oberfläche eines jeden der einstückigen Substrate 11 ist entlang eines Randes einer jeden der Öffnungen 10b vorgesehen. Die einstückigen Substrate 11 werden von den jeweiligen Werkstückmontierabschnitten 10a derart gestützt, dass eine Kante einer unteren Oberfläche eines jeden der einstückigen Substrate 11 von unten her durch die entsprechende Werkstückstützoberfläche 10c gestützt wird.
Der Siebdruckmechanismus 12, der in einer angehobenen Position über dem Trägerpositionierabschnitt 1 platziert ist, wird nunmehr beschrieben. In 1, 2, 3(a) und 3(b) erstreckt sich eine Schablonenplatte 14 in einem Schablonenrahmen 13, der von einem Schablonenhalter (in der Zeichnung weggelassen) gehalten wird. Ein Hohlraumabschnitt 15 ist in der Schablonenplatte 14 in einer derartigen Form ausgebildet, dass eine Ausnehmung in einer oberen Oberfläche der Schablonenplatte ausgebildet ist und ein Abwärtsvorsprung an einer entsprechenden Position an einer unteren Oberfläche ausgebildet ist. Wie in 3(a) und 3(b) gezeigt ist, sind Musterlöcher 15a, die zum Bedrucken einer Druckerhebung (print land) 11a eines jeden der einstückigen Substrate 11 mit Paste verwendet werden, in dem Hohlraumabschnitt 15 ausgebildet. Des Weiteren ist ein Paar von Schablonenbezugsmarken 14m, die zum Sicherstellen von Positionen der jeweiligen Musterlöcher 15a verwendet werden, an Diagonalpositionen an einer unteren Oberfläche der Schablonenplatte 14 in einer Umgebung des Hohlraumabschnittes 15 ausgebildet.
Wie in 5 gezeigt ist, entsprechen Positionen der jeweiligen Musterlöcher 15a, die in dem Hohlraumabschnitt 15 der Schablonenplatte 14 vorgesehen sind, Pastendruckpositionen auf jeder der Druckerhebungen 11a, die für die jeweiligen einstückigen Substrate 11 vorgesehen sind. Die Mehrzahl von Lochmustern 15a bilden ein Druckmuster, das zum Bedrucken der jeweiligen einstückigen Substrate 11 mit Paste verwendet wird. insbesondere ist ein Druckmuster, das einem einstückigen Substrat 11 zugeordnet ist, in dem Hohlraumabschnitt 15 ausgebildet. Die Mehrzahl von einstückigen Substraten 11, die auf dem Träger 10 angeordnet sind, wird durch einzeln erfolgendes Positionieren der einstückigen Substrate 11 auf den jeweiligen unteren Oberflächen des Hohlraumabschnittes 15 und nacheinander erfolgendes Inkontaktbringen der einstückigen Substrate 11 mit den jeweiligen unteren Oberflächen des Hohlraumabschnittes siebbedruckt.
Zunächst werden die einstückigen Substrate 11, die auf den Werkstückmontierabschnitten 10a des Trägers 10 platziert werden, von einer unteren Oberflächenseite durch die jeweiligen Kontaktelemente 7a (bezeichnet durch Pfeile „b”) angehoben. Die Kontaktelemente 7a halten mittels Sog die jeweiligen einstückigen Substrate 11, während die einstückigen Substrate von den jeweiligen Werkstückstützoberflächen 10c getrennt werden und horizontale Positionen der einstückigen Substrate 11 fixieren. Als Nächstes wird der Trägerpositionierabschnitt 1 betätigt, wodurch die einstückigen Substrate 11 zur Bedruckung in dem Hohlraumabschnitt 15 horizontal positioniert werden. Des Weiteren werden die einstückigen Substrate 11 durch Betätigung des ersten Z-Achsen-Tisches 5 angehoben, um so in Kontakt mit den unteren Oberflächen des Hohlraumabschnittes 15 zu gelangen.
Der Träger 10, auf dem die Mehrzahl von einstückigen Substraten 11 angeordnet werden soll, ist derart aufgebaut, dass er einen Werkstückmontierabschnitt 10a aufweist, der einfach die Öffnungen 10b und die Werkstückstützoberflächen 10c, so beispielsweise diejenigen, wie sie in Verbindung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind, beinhaltet. Darüber hinaus nehmen die Träger verschiedene Funktionen wahr. So können beispielsweise ein Träger 10 mit einer Funktion des Stützens der einstückigen Substrate 11 von unten her und ein Träger 10 mit einer Funktion des Fixierens einer horizontalen Position eines jeden der einstückigen Substrate verwendet werden. Nimmt der Träger 10 selbst die Aufnahmefunktion und die Horizontalpositionsfixierfunktion wahr, so wird das Kontaktelement 7a überflüssig.
Eine Rakeleinheit 16 ist in der erhobenen Position über der Schablonenplatte 14 angeordnet. Die Rakeleinheit 16 ist derart aufgebaut, dass zwei Rakelanhebemechanismenn 18 zum Anheben und Absenken eines Paares von wechselseitig angeordneten Rakeln 19 auf einer horizontalen Platte 17 angeordnet sind. Die Rakeln 19 werden zum Hinauffahren oder Hinunterfahren durch Betätigung der Rakelanhebemechanismen 18 veranlasst, wodurch sie in Kontakt mit einer oberen Oberfläche der Schablonenplatte 14 gelangen. Eine Zuführschraube 21, die drehtechnisch von einem Rakelverfahrmotor 20 betätigt wird, ist mit einer Mutter 22, die in einer unteren Oberfläche der Platte 17 fixiert ist, in Schraubeingriff. Die Rakeln 19 werden horizontal entlang der Richtung Y in Verbindung mit der Platte 17 durch Betätigung des Rakelverfahrmotors 20 bewegt. Wie in 2 gezeigt ist, sind Führungsschienen 26 entlang der Richtung Y (siehe 3) auf jeweiligen Bügeln 25, die an jeweiligen vertikalen Rahmen 24 vorgesehen sind, verlegt. Gleiter 27, die in die jeweiligen Führungsschienen 26 gleitverschieblich eingepasst sind, sind mit beiden Enden der Platte 17 gekoppelt. Die Rakeleinheit 16 ist daher entlang der Richtung Y gleitverschieblich.
Wie in 2 gezeigt ist, sind Führungsschienen 30 auf die jeweiligen vertikalen Rahmen 24 entlang der Richtung Y gelegt. Die Gleiter 31, die gleitverschieblich in die jeweiligen Führungsschienen 30 eingepasst sind, sind mit einem Kopf-X-Achsen-Tisch 29 mittels jeweiliger Bügel 29a gekoppelt. Der Kopf-X-Achsen-Tisch 29 ist dadurch gleitverschieblich in der Richtung Y (siehe 3). Der Kopf-X-Achsen-Tisch 29 wird horizontal in der Richtung Y (siehe 3) durch einen Kopf-Y-Achsen-Verfahrmechanismus 28 bewegt, der aus einer Mutter 33, einer Zuführchraube 32 und einem Kopfverfahrmotor (in der Zeichnung weggelassen), der die Zuführschraube 32 drehtechnisch betätigt, gebildet ist.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist der Kopf-X-Achsen-Tisch 29 mit einer Kamerakopfeinheit 23 ausgestattet. Die Kamerakopfeinheit 23 beinhaltet eine Werkstückerkennungskamera 23a zum Erfassen eines Bildes der einstückigen Substrate 11, die von dem Träger 10 gehalten werden, von oben her und eine Schablonenerkennungskamera 23b zum Erfassen eines Bildes der Schablonenplatte 14 von ihrer unteren Oberfläche her. Die Kamerakopfeinheit 23 wird durch Betätigung des Kopf-Y-Achsen-Verfahrmechanismus 28 und des Kopf-X-Achsen-Tisches 29 bewegt, wodurch die Werkstückerkennungskamera 23a und die Schablonenerkennungskamera 23b derart bewegt werden, dass sie hin zu einem Zwischenraum zwischen der Schablonenplatte 14 und dem Träger 10 bewegt werden.
Die Werkstückerkennungskamera 23a erfasst jedes der Bilder der Werkstückbezugsmarken 11m (siehe 4), die auf den jeweiligen einstückigen Substraten 11 ausgebildet sind, wobei ein Erkennungsbearbeitungsabschnitt 43 (6) ein Abbildungsergebnis einer Erkennungsverarbeitung unterzieht und hierdurch Positionen der Druckerhebungen 11a erfasst. Die Schablonenerkennungskamera 23b erfasst ein Bild der Schablonenbezugsmarken 14m (siehe 3(a)), die auf der Schablonenplatte 14 ausgebildet sind. Der Erkennungsbearbeitungsabschnitt 43 (6) führt eine Erkennungsverarbeitung eines Abbildungsergebnisses durch, wodurch Positionen der Musterlöcher 15a in dem Hohlraumabschnitt 15 erfasst werden. Erkennt der Kamerakopfabschnitt 23 die einstückigen Substrate 11 und die Schablonenplatte 14 nicht, so ist die Kamerakopfeinheit 23 in einer Position gelegen, die seitwärts von der angehobenen Position über dem Trägerpositionierabschnitt 1, wie in 1 gezeigt ist, weggerückt ist.
Der Aufbau des Steuersystems wird nachstehend anhand 6 beschrieben. Gemäß 6 steuert ein Steuerabschnitt 40 jeweilige Abschnitte, die nachstehend beschrieben werden, entsprechend einem Betriebsprogramm, einem Verarbeitungsprogramm und verschiedenen Arten von Daten, die in einem Speicherabschnitt 41 gespeichert sind. Die einstückigen Substrate 11, die von dem Träger 10 gehalten werden, werden als Ziele einer Siebdruckverarbeitung unterzogen. Ein Mechanismusantriebsabschnitt 42 wird durch den Steuerabschnitt 40 gesteuert, um so den Trägertransportmechanismus 8, den Trägerpositionierabschnitt 1 und den Siebdruckmechanismus 12 zu betätigen.
Der Erkennungsverarbeitungsabschnitt 43 unterzieht Daten, die zu einem Bild gehören, das von der Werkstückerkennungskamera 23a erfasst worden ist, einer Erkennungsverarbeitung, wodurch Positionen der Werkstückbezugsmarken 11m erkannt und Positionen der einstückigen Substrate 11 erfasst werden. Daher bilden die Werkstückerkennungskamera 23a und der Erkennungsverarbeitungsabschnitt 43 einen Werkstückerkennungsabschnitt, der optisch die Werkstückbezugsmarken 11m erkennt, die auf den Werkstücke darstellenden einstückigen Substraten 11 vorgesehen sind. Der Erkennungsverarbeitungsabschnitt 43 unterzieht Daten, die zu einem Bild gehören, das von der Schablonenerkennungskamera 23b erfasst worden ist, einer Erkennungsverarbeitung, wodurch Positionen der Schablonenbezugsmarken 14m erkannt und Positionen der Hohlraumabschnitte 15 erfasst werden. Daher bilden die Schablonenerkennungskamera 23b und der Erkennungsverarbeitungsabschnitt 43 einen Schablonenerkennungsabschnitt, der die Schablonenbezugsmarken 14m, die auf der Schablonenplatte 14 vorgesehen sind, optisch erkennt.
Entsprechend dem Erkennungsergebnis des Schablonenerkennungsabschnittes und dem Erkennungsergebnis des Werkstückerkennungsabschnittes steuert der Steuerabschnitt 40 den Trägerpositionierabschnitt 1. Die einstückigen Substrate 11, die mittels Sog mit den Kontaktelementen 7a, die auf dem Träger 10 platziert sind, gehalten werden, können einzeln in dem Hohlraumabschnitt 15 positioniert werden, der von einer unteren Oberfläche der Schablonenplatte 14 aus vorsteht. Insbesondere bilden der Schablonenerkennungsabschnitt, der Werkstückerkennungsabschnitt, der Trägerpositionierabschnitt 1 und der Steuerabschnitt 40, die vorstehend beschrieben worden sind, eine Positioniersektion, die einzeln die einstückigen Substrate 11, die auf dem Träger 10 platziert sind, der unter der Schablonenplatte 14 befindlich ist, in dem Hohlraumabschnitt 15 positioniert.
Anhand 7 und 8 werden nunmehr Erklärungen eines Siebdruckverfahrens gegeben, mit dem der Siebdrucker die Mehrzahl von einstückigen Substraten 11, die von dem Träger 10 gehalten werden, mit Bauteilverbindungspaste bedruckt. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Siebdrucken durch nacheinander und einzeln erfolgendes Inkontaktbringen des einstückigen Substrates 11 mit der Schablonenplatte 11 mit dem Hohlraumabschnitt 15, der einem einstückigen Substrat 11 zugeordnet ist, durchgeführt.
Zunächst wird, wie in 7(a) gezeigt ist, die Mehrzahl von einstückigen Substraten 11, die von dem Träger 10 gehalten wird, in eine Druckposition für den Siebdruckmechanismus 12 getragen, und zwar in eine Position, die unter der Schablonenplatte 14 befindlich ist, entlang der Transportschienen 8a des Trägertransportmechanismus 8 zusammen mit dem Träger 10 (Trägereintragsprozess). Als Nächstes wird, wie in 7(b) gezeigt ist, der untere Aufnahmeabschnitt 7 angehoben, um so die jeweiligen einstückigen Substrate 11, die von dem Träger 10 gehalten werden, durch die Kontaktelemente 7a anzuheben. Die Kontaktelemente 7a, halten mittels Sog die jeweiligen einstückigen Substrate 11.
Im Anschluss hieran werden die einstückigen Substrate 11, die auf dem Träger 10 platziert werden, einzeln in dem Hohlraumabschnitt 15 der Schablonenplatte 14 positioniert (Positionierprozess). Es wird eine Verarbeitung, die zu einem Positionierprozess gehört, folgendermaßen durchgeführt. Es wird, wie in 7(c) gezeigt ist, veranlasst, dass die Kamerakopfeinheit 23 in eine Position zwischen der Schablonenplatte 14 und dem Träger 10 vorrückt. Die Kamerakopfeinheit erfasst ein Bild der Schablonenbezugsmarken 14m, die auf der Schablonenplatte 14 vorgesehen sind, unter Verwendung der Schablonenerkennungskamera 23b, um so die Schablonenbezugsmarken optisch zu erkennen. Des Weiteren erfasst die Werkstückerfassungskamera 23a ein Bild der Werkstückbezugsmarken 11m, die auf den jeweiligen einstückigen Substraten 11 vorgesehen sind, wodurch die Werkstückbezugsmarken 11m, die auf den einstückigen Werkstücksubstraten 11 vorgesehen sind, optisch erkannt werden.
Das Steuersystem 40 steuert den Trägerpositionierabschnitt 1 entsprechend einem Erkennungsergebnis der Schablonenbezugsmarken 14m und einem Erkennungsergebnis der Werkstückbezugsmarken 11m, wodurch die einstückigen Substrate 11 horizontal bewegt werden und wodurch die jeweiligen einstückigen Substrate 11 horizontal in dem Hohlraumabschnitt 15 positioniert werden. Im Anschluss hieran wird der erste Z-Achsen-Tisch 5 betätigt, wodurch der Träger 10 und der untere Aufnahmeabschnitt 7 (durch einen Pfeil „c” bezeichnet), wie in 7(d) gezeigt ist, angehoben wird. Die einstückigen Substrate 11 werden hierdurch in Kontakt mit dem jeweiligen Hohlraumabschnitt 15 von ihren unteren Oberflächenseiten her (Werkstückkontaktprozess) gebracht.
Wie in 8(a) gezeigt ist, sind die Musterlöcher 15a hierdurch in einer Position auf der Druckerhebung 11a auf der oberen Oberfläche eines jeden der einstückigen Substrate 11. Es wird veranlasst, dass die Rakel 19 in einer Rakelrichtung (mit Pfeil „d” bezeichnet) über dem Hohlraumabschnitt 15, der mit der Paste 34 versehen ist, gleitet. Wie in 8(b) gezeigt ist, sind die Musterlöcher 15a in dem Hohlraumabschnitt 15 mit der Paste 34 gefüllt. Ein Plattenfreigabevorgang (mit dem Pfeil „e” bezeichnet), der das Betätigen des ersten Z-Achsen-Tisches 5 dafür beinhaltet, die einstückigen Substrate 11 abzusenken, wird durchgeführt, wodurch die einstückigen Substrate 11 mit der Paste 34 in dem Druckmuster bedruckt werden, wie in 8(c) gezeigt ist (Druckprozess).
Im Anschluss hieran werden noch zu bedruckende einstückige Substrate 11 einer wiederholten Durchführung der Vorgänge, die in 7(c) bis 8(c) gezeigt werden, unterzogen. Bei Ablauf der nacheinander erfolgenden wiederholten Durchführung des Siebdruckens der Mehrzahl von einstückigen Substraten 11 wird die Paste 34 durch den Hohlraumabschnitt 15 bedruckt, der von der unteren Oberfläche der Schablonenplatte 14 aus vorsteht. Daher kann der Druckvorgang wiederholt und kontinuierlich durchgeführt werden, ohne dass ein Defekt auftreten würde, der andernfalls bewirkt werden würde, wenn die Paste 34 auf den oberen Oberflächen der bedruckten einstückigen Substrate 11 mit der unteren Oberfläche der Schablonenplatte 14 in Kontakt kommt und dort anhaftet.
Die Werkstückerkennungskamera 23a kann ein Bild der einstückigen Substrate 11 für jeden Druckvorgang eines einstückigen Substrates 11 erfassen. Alternativ kann ein Bild aller einstückigen Substrate 11 ebenfalls durch einen Abbildungsvorgang erfasst werden, der ein Vorrücken der Kamerakopfeinheit 23 beinhaltet. Sobald der Vorgang des Bedruckens aller einstückigen Substrate 11 mit der Paste 34, wie vorstehend ausgeführt worden ist, beendet ist, werden die bedruckten einstückigen Substrate 11 aus der Druckposition heraus zusammen mit dem Träger 10 getragen (Trägeraustragsprozess).
Wie vorstehend erläutert worden ist, betrifft die Erfindung ein Siebdrucken, das für die Mehrzahl von Trägern 10, die auf dem Träger 10, platziert sind, vorgesehen ist. Während des Druckvorganges ist der Hohlraumabschnitt 15 mit Druckmustern, die derart ausgebildet sind, dass sie jeweiligen Trägern 10 zugeordnet sind, an den Schablonenmustern 14 vorgesehen. Die einstückigen Substrate 11, die auf den jeweiligen Trägern 10 platziert sind, werden einzeln in dem Hohlraumabschnitt 15 positioniert und nacheinander bedruckt. Im Ergebnis wird es möglich, die Möglichkeit eines Auftretens von Positionsfehlern zu beseitigen, die andernfalls durch Schwankungen bei Positionen der jeweiligen einstückigen Substrate 11 aufgetreten wären, wenn die Mehrzahl von einstückigen Substraten 11 auf der Schablonenplatte 14 durch ein Vorgang positioniert wird. Wenn daher eine Art von Werkstück, das einen hohen Grad an Positionsgenauigkeit erfordert, als Ziel des Druckens genommen wird, kann ein erforderlicher Grad an Positionsgenauigkeit beim Drucken erreicht werden.
Die vorliegende Patentanmeldung basiert auf einer am 6. August 2009 eingereichten japanischen Patentanmeldung ( JP-2009-182995 ), wobei deren gesamte Offenbarung hiermit durch Verweisung mitaufgenommen ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Der Siebdrucker und das Siebdruckverfahren der vorliegenden Erfindung bieten den Vorteil einer Fähigkeit zur Sicherstellung eines erforderlichen Grades an Positioniergenauigkeit beim Drucken, wenn eine Art von Werkstück, das einen hohen Grad an Positioniergenauigkeit benötigt, als Ziel genommen wird. Der Siebdrucker und das Siebdruckverfahren sind auf dem Gebiet des Siebdruckens oder dergleichen von Nutzen, bei dem ein einstückiges Werkstück, das von einem Träger gehalten wird, mit Lötpaste oder einer pastenartigen leitfähigen Paste bedruckt wird.
Bezugszeichenliste

1: Trägerpositionierabschnitt
8: Trägertransportmechanismus
10: Träger
10a: Werkstückmontierabschnitt
11: einstückiges Substrat
11m: Werkstückbezugsmarken
12: Siebdruckmechanismus
14: Schablonenplatte
14m: Schablonenbezugsmarken
15: Hohlraumabschnitt
15a: Musterloch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2008-142949 A [0004]
JP 2009-182995 [0045]

Claims

Siebdrucker, der eine Mehrzahl von Werkstücken, die auf einem Träger platziert sind, nacheinander einzeln in Kontakt mit einer Schablonenplatte von einer unteren Oberflächenseite hiervon her bringt und der bewirkt, dass eine Rakel einen Gleitvorgang auf der mit einer Paste versehenen Schablonenplatte durchführt, um so die Werkstücke mit der Paste zu bedrucken, wobei der Drucker umfasst: einen Hohlraumabschnitt, der derart vorgesehen ist, dass er nach unten von der unteren Oberfläche der Schablonenplatte aus vorsteht, und der ein Druckmuster, das einem einzelnen Werkstück zugeordnet ist, aufweist; einen Trägertransportmechanismus, der die Werkstücke zusammen mit dem Träger in eine Druckposition für den Siebdruckmechanismus trägt und die bedruckten Werkstücke zusammen mit dem Träger aus der Druckposition heraus trägt; und eine Positioniersektion, die die Werkstücke, die auf dem in einer Position unter der Schablonenplatte gesetzten Träger platziert sind, in dem Hohlraumabschnitt einzeln positioniert.
Siebdrucker nach Anspruch 1, wobei die Positioniersektion beinhaltet: einen Schablonenerkennungsabschnitt, der Schablonenbezugsmarken, die auf der Schablonenplatte vorgesehen sind, optisch erkennt; einen Werkstückerkennungsabschnitt, der Werkstückbezugsmarken, die auf den jeweiligen Werkstücken vorgesehen sind, optisch erkennt; einen Trägerpositionierabschnitt, der den Träger an einer vorbestimmten Stelle hält und positioniert; und einen Steuerabschnitt, der den Trägerpositionierabschnitt entsprechend einem Erkennungsergebnis des Schablonenerkennungsabschnittes und einem Erkennungsergebnis des Werkstückerkennungsabschnittes steuert.
Siebdruckverfahren zum Bedrucken einer Mehrzahl von Werkstücken mit Paste durch nacheinander einzeln erfolgendes Inkontaktbringen der Mehrzahl von Werkstücken, die auf einem Träger platziert sind, mit einer unteren Oberfläche einer Schablonenplatte mit einem Hohlraumabschnitt, der von der unteren Oberfläche der Schablonenplatte aus nach unten vorsteht und Druckmuster, die jeweiligen einzelnen Werkstücken zugeordnet sind, aufweist, wobei das Verfahren umfasst: einen Trägereintragsprozess des zusammen mit dem Träger erfolgenden Tragens der Werkstücke in eine Druckposition für einen Siebdruckmechanismus; einen Positionierprozess des einzeln erfolgenden Positionierens der Werkstücke, die auf den Träger gelegt sind, in dem Hohlraumabschnitt; einen Werkstückkontaktprozess des Inkontaktbringens der Werkstücke mit einer unteren Oberfläche des Hohlraumabschnittes; einen Druckprozess des Bewirkens, dass eine Rakel über der mit Paste versehenen Schablonenplatte gleitet, um so das Werkstück mit der Paste in dem Druckmuster zu bedrucken; und einen Trägeraustragsprozess des zusammen mit dem Träger erfolgenden Tragens der bedruckten Werkstücke aus der Druckposition.
Siebdruckverfahren nach Anspruch 3, wobei der Positionierprozess beinhaltet: ein optisches Erkennen von Schablonenbezugsmarken, die auf der Schablonenplatte vorgesehen sind, und von Werkstückbezugsmarken, die für die jeweiligen Werkstücke vorgesehen sind, und ein Steuern eines Trägerpositionierabschnittes, der den Träger in einer vorbestimmten Position entsprechend einem Erkennungsergebnis der Schablonenbezugsmarke und einem Erkennungsergebnis der Werkstückbezugsmarke hält und positioniert.