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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Siebdrucker, der ein Substrat mit einer Paste, wie beispielsweise Lötpaste und einer leitenden Paste, bedruckt, sowie ein Verfahren zum Erfassen einer Pasten-Restmenge, mit dem eine Restmenge an Paste in dem Siebdrucker erfasst wird.
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Technischer Hintergrund
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Siebdrucken ist in einem Schritt zum Bestücken mit elektronischen Bauteilen als ein Verfahren zum Bedrucken eines Substrats mit Paste, wie beispielsweise Lötpaste und einer leitenden Paste, eingesetzt worden. Das Verfahren schließt ein, dass ein Substrat auf eine Siebmaske mit Musterlöchern aufgelegt wird, die sich an Positionen von Druck-Objekten öffnen und auf diese ausgerichtet sind, und eine Rakel gleitend über die Siebmaske bewegt wird, der Paste zugeführt wird, so dass das Substrat durch die Musterlöcher hindurch mit der Paste bedruckt wird. Beim Siebdrucken wird die über die Siebmaske zugeführte Paste aufgrund der wiederholten Durchführung eines Rakelvorgangs, bei dem die Rakel gleitend bewegt wird, verbraucht, so dass eine auf der Siebmaske verbleibende Menge an Paste abnimmt. Die Paste wird zu einem Zeitpunkt aufgefüllt, zu dem die Restmenge an Paste unter einer vorgegebenen Menge an Paste liegt.
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Um einen geeigneten Zeitpunkt zum Nachfüllen der Paste festzulegen, verfügt ein derzeit bekannter Siebdrucker über eine Pasten-Erfassungsfunktion, mit der erfasst wird, ob noch eine vorgegebene Menge an Paste auf einer Siebmaske vorhanden ist oder nicht (sieh beispielsweise Patentdokument 1). Bei der in Verbindung mit dem Patentdokument beschriebenen verwandten Technik wird eine auf der Siebmaske verbliebene Menge an Paste basierend darauf erfasst, ob ein Sensor, der sich an einer zuvor als Erfassungspunkt eingestellten festen Position befindet, Paste erfasst oder nicht.
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Dokument der verwandten Technik
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Patentdokument
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- Patentdokument 1: JP-U-5-035272
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Zusammenfassung der Erfindung
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Mit der Erfindung zu lösendes Problem
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Die verwandte Technik, einschließlich der in Verbindung mit dem Patentdokument beschriebenen Methode, mit der eine Restmenge an Paste basierend darauf erfasst wird, ob noch Paste an dem vorgegebenen Erfassungspunkt vorhanden ist, weist die im Folgenden aufgeführten Nachteile auf. Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Paste an der festen Position, die als der Erfassungspunkt eingestellt ist, wird bei der verwandten Technik erfasst. Wenn jedoch eine vorgegebene Menge, die als ein Kriterium zum Nachfüllen von Paste dient, entsprechend einem Substrat-Typ oder einem Pasten-Typ variiert, muss eine Sensor-Position jedes Mal entsprechend einer angegebenen Menge angepasst werden. Ein Problem der Methode besteht darin, dass sie keine Produktion mit mehreren Aufgaben sowie Flexibilität ermöglicht. Des Weiteren wird bei der Konstruktion Paste nur an der Stelle des Sensors erfasst, der sich an der festen Position befindet. Dementsprechend kann eine Restmenge an Paste nicht stets zum geeigneten Zeitpunkt erfasst werden, und es treten Probleme bei der Gewährleistung der Genauigkeit der Erfassung einer Restmenge auf. Wie oben erwähnt, besteht ein Problem darin, dass Schwierigkeiten bei der Gewährleistung von Flexibilität und Erfassungsgenauigkeit auftreten, die auf die Konstruktion zum Erfassen von Paste in Verbindung mit der Erfassung von Restpaste bei dem Siebdrucker nach der verwandten Technik zurückzuführen sind.
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Dementsprechend zielt die Erfindung darauf ab, einen Siebdrucker, der dadurch überlegen ist, dass er sich durch Flexibilität und Genauigkeit beim Erfassen einer Restmenge an Paste auszeichnet, sowie ein Verfahren zum Erfassen von Restpaste zu schaffen.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Ein Siebdrucker der Erfindung betrifft einen Siebdrucker, der ein Substrat in Kontakt mit einer Siebmaske mit Musterlöchern bringt und das Substrat mit Paste durch die Musterlöcher hindurch mittels eines Rakelvorgangs bedruckt, bei dem eine Rakel über die Siebmaske geschoben wird, der die Paste zugeführt wird, wobei der Drucker einen Substrat-Positionierabschnitt, der das Substrat in Bezug auf die Siebmaske hält und positioniert, einen Siebdruckmechanismus, der einen Rakelkopf mit der Rakel vertikal und horizontal bewegt und so den Rakelvorgang durchführt, sowie einen Abschnitt zum Erfassen einer Pasten-Restmenge umfasst, mit dem eine auf der Siebmaske verbliebene Menge an Paste erfasst wird, wobei der Abschnitt zum Erfassen der Pasten-Restmenge einen Sensor, der integral mit dem Rakelkopf bewegt wird, der aus einem Licht-Projektionsabschnitt sowie einem Licht-Empfangsabschnitt besteht, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, und der eine eindimensionale Ausdehnung eines Messobjektes messen kann, sowie einen Abschnitt zum Berechnen der Pasten-Restmenge aufweist, der eine Restmenge an Paste anhand eines Messungsergebnisses des Sensors schätzt und berechnet, wobei der Licht-Empfangsabschnitt einen Messstrahl empfängt, der von dem Licht-Projektionsabschnitt ausgestrahlt wird und durch die von der Rakel abgeschabte Paste teilweise blockiert wird, der Sensor eine eindimensionale Ausdehnung eines vorgegebenen Bereiches eines Querschnittprofils der Paste als eine Querschnitts-Pastenlänge misst und der Abschnitt zum Berechnen der Pasten-Restmenge die Querschnitts-Pastenlänge als einen Index für die Restmenge an Paste verwendet.
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Ein Verfahren zum Erfassen einer Pasten-Restmenge der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen einer Pasten-Restmenge, mit dem eine Restmenge an Paste bei einem Siebdrucker erfasst wird, der ein Substrat in Kontakt mit einer Siebmaske mit Musterlöchern bringt und das Substrat mit Paste durch die Musterlöcher hindurch mittels eines Rakelvorgangs bedruckt, bei dem eine Rakel über die Siebmaske geschoben wird, der die Paste zugeführt wird, wobei der Drucker einen Substrat-Positionierabschnitt, der das Substrat in Bezug auf die Siebmaske hält und positioniert, einen Siebdruckmechanismus, der einen Rakelkopf mit der Rakel vertikal und horizontal bewegt und so den Rakelvorgang durchführt, einen Sensor, der integral mit dem Rakelkopf bewegt wird, der aus einem Licht-Projektionsabschnitt sowie einem Licht-Empfangsabschnitt besteht, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, und der eine eindimensionale Ausdehnung eines Messobjektes messen kann, sowie einen Abschnitt zum Berechnen einer Pasten-Restmenge umfasst, der eine Restmenge an Paste anhand eines Messungsergebnisses des Sensors schätzt und berechnet, und wobei in einem Schritt zum Erfassen einer Pasten-Restmenge, in dem eine auf der Siebmaske verbliebene Menge an Paste erfasst wird, der Licht-Empfangsabschnitt einen Messstrahl empfängt, der von dem Licht-Projektionsabschnitt ausgestrahlt wird und durch die mit der Rakel abgeschabte Paste teilweise blockiert wird, und der Sensor eine eindimensionale Ausdehnung eines vorgegebenen Bereiches eines Querschnittprofils der Paste als eine Querschnitts-Pastenlänge misst und der Abschnitt zum Berechnen der Pasten-Restmenge die Querschnitts-Pastenlänge als einen Index für die Restmenge an Paste verwendet.
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Vorteil der Erfindung
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Gemäß der Erfindung empfängt in dem Schritt zum Erfassen einer Pasten-Restmenge, in dem eine auf der Siebmaske verbliebene Menge an Paste auf Basis eines Messergebnisses des Sensors geschätzt und erfasst wird, der integral zusammen mit dem Rakelkopf bewegt wird, der aus dem Licht-Projektionsabschnitt sowie dem Licht-Empfangsabschnitt besteht, die beide einander gegenüberliegend angeordnet sind, und der eine eindimensionale Ausdehnung eines Messobjektes messen kann, der Licht-Empfangsabschnitt einen Messstrahl, der von dem Licht-Projektionsabschnitt ausgestrahlt und durch die mit der Rakel abgeschabte Paste teilweise blockiert wird, wobei der Sensor eine eindimensionale Ausdehnung eines vorgegebenen Bereiches eines Querschnittprofils der Paste als eine Querschnitts-Pastenlänge misst und die Querschnitts-Pastenlänge als einen Index für die Menge der Restpaste verwendet wird. So kann die Restmenge an Paste stets numerisch erfasst werden, so dass Flexibilität und Genauigkeit beim Erfassen der Restmenge an Paste stets gewährleistet sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Seitenansicht eines Siebdrucks einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 ist eine Vorderansicht des Siebdruckers der Ausführungsform der Erfindung.
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3 ist eine Ansicht, bei der a) und b) Draufsichten auf den Siebdrucker der Ausführungsform der Erfindung zeigen.
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4 ist eine Ansicht, bei der a) und b) veranschaulichende Ansichten der Funktion des Siebdruckers der Ausführungsform der Erfindung zeigen.
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5 ist eine Ansicht, bei der a) und b) veranschaulichende Ansichten einer Konstruktion eines Rakelhalters sowie eines Sensors zum Erfassen einer Restmenge an Paste bei dem Siebdrucker der Ausführungsform der Erfindung zeigen.
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6 ist eine Ansicht, bei der a) und b) veranschaulichende Ansichten einer Funktion des Sensors zum Erfassen einer Restmenge an Paste bei dem Siebdrucker der Ausführungsform der Erfindung zeigen.
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7 ist ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines Steuerungssystems des Siebdruckers der Ausführungsform der Erfindung.
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8 ist eine Ansicht, bei der a) und b) veranschaulichende Ansichten von Pasten-Nachfülldaten bei dem Siebdrucker der Ausführungsform der Erfindung zeigen.
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Ausführungsform zum Umsetzen der Erfindung
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird ein Aufbau eines Siebdruckers unter Bezugnahme auf 1, 2 und a) sowie b) in 3 beschrieben. In 1 besteht der Siebdrucker aus einem Substratpositionier-Abschnitt 1 und einem Siebdruckmechanismus 11, der sich oberhalb des Substratpositionier-Abschnitts 1 befindet. Der Substratpositionier-Abschnitt 1 wird zusammengesetzt, indem ein Y-Achsen-Tisch 2, ein X-Achsen-Tisch 3 sowie ein θ-Achsen-Tisch 4 in Kombination mit einem ersten Z-Achsen-Tisch 5 sowie einem zweiten Z-Achsen-Tisch 6, die zusätzlich in dieser Reihenfolge auf dem θ-Achsen-Tisch 4 angeordnet werden, von unten her übereinander angeordnet werden.
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Beschrieben wird ein Aufbau des ersten Z-Achsen-Tischs 5. Eine horizontale Grundplatte 5a wird vertikal beweglich von einem Hebe-Führungsmechanismus (nicht dargestellt) an der Seite einer oberen Fläche einer ähnlichen horizontalen Grundplatte 4a gehalten, die auf eine obere Fläche des θ-Achsen-Tischs 4 aufgesetzt ist. Die Grundplatte 5a wird mittels eines Z-Achsen-Hebemechanismus nach oben und unten bewegt, der so eingerichtet ist, dass er drehend mehrere Vorschubspindeln 5c über einen Riemen 5d mit einem Motor 5b antreibt.
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Vertikale Rahmen 5e befinden sich aufrechtstehend auf der Grundplatte 5a, und ein Substrat-Transportmechanismus 8 wird an oberen Enden der vertikalen Rahmen 5e gehalten. Der Substrat-Transportmechanismus 8 weist zwei Reihen Transportschienen auf, die parallel zueinander in einer Richtung verlegt sind, in der ein Substrat transportiert wird (eine Richtung X, d. h. eine Richtung senkrecht zu einem Zeichnungsblatt in 1). Ein Substrat 10, das ein Druckobjekt ist, wird transportiert, wobei beide Seiten des Substrats von den Transportschienen getragen werden. Indem der erste Z-Achsen-Tisch 5 bewegt wird, kann das von dem Substrat-Transportmechanismus 8 gehaltene Substrat 10 in Bezug auf den Siebdruckmechanismus 11 zusammen mit dem Substrat-Transportmechanismus 8 nach oben und nach unten bewegt werden. Der Substrat-Transportmechanismus 8 weist, wie in 2 und a) sowie b) in 3 gezeigt, eine Ausdehnung sowohl an einer stromauf liegenden Seite (linke Seite in 2 und a) sowie b) in 3), als auch an einer stromab liegenden Seite auf. Das von der stromauf liegenden Seite transportierte Substrat wird durch den Substrat-Transportmechanismus 8 transportiert und weiter mittels des Substrat-Positionierabschnitts 1 positioniert. Das mit dem Siebdruckmechanismus 11 bedruckte Substrat 10 wird mittels des Substrat-Transportmechanismus 8 stromab transportiert.
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Eine Konstruktion des zweiten Z-Achsen-Tischs 6 wird im Folgenden beschrieben. Zwischen dem Substrat-Transportmechanismus 8 und der Grundplatte 5a ist eine horizontale Grundplatte 6a so angeordnet, dass sie mittels des Hebe-Führungsmechanismus (in den Zeichnungen weggelassen) vertikal angehoben werden kann. Die Grundplatte 6a bewegt sich mittels eines Z-Achsen-Hebemechanismus nach oben und unten, der so eingerichtet ist, dass er drehend mehrere Vorschubspindeln 6c über einen Riemen 6d mit einem Motor 6b antreibt. Ein unterer Substrat-Trageabschnitt 7, dessen obere Fläche als eine untere Tragefläche dient, die das Substrat 10 aufnimmt, ist auf eine obere Fläche der Grundplatte 6a aufgesetzt.
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Mittels Bewegung des zweiten Z-Achsen-Tischs 6 bewegt sich der untere Substrat-Trageabschnitt 7 in Bezug auf das von dem Substrat-Transportmechanismus 8 aufgenommene Substrat 10 nach oben und nach unten. Da die untere Tragefläche des unteren Substrat-Trageabschnitts 7 mit einer unteren Fläche des Substrats 10 in Kontakt kommt, trägt der untere Substrat-Trageabschnitt 7 das Substrat 10 von der Seite seiner unteren Fläche her. Ein Klemmmechanismus 9 ist auf eine obere Fläche des Substrat-Transportmechanismus 8 aufgesetzt. Der Klemmmechanismus 9 weist zwei Klemmmechanismen 9a auf, die an der rechten und der linken Seite so angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen. Das Substrat 10 wird von beiden Seiten festgeklemmt, indem ein Klemmelement 9a mittels eines Antriebsmechanismus 9b vorwärts oder rückwärts bewegt wird.
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Im Folgenden wird der Siebdruckmechanismus 11 beschrieben, der sich an einer Position oberhalb des Substrat-Positionierabschnitts 1 befindet. In 1 und 2 erstreckt eine Siebdruckmaske über einen Maskenrahmen 12a. Musterlöcher 12b sind in der Siebmaske 12 entsprechend Formen und Positionen (siehe a) und b) in 3) von Elektroden 10a ausgebildet, die Druckobjekte des Substrats 10 sind. Eine Rakeleinheit 13 befindet sich über der Siebmaske 12. Die Rakeleinheit 13 hat einen Aufbau, bei dem eine sich horizontal bewegende Platte 14 mit Rakel-Hebemechanismen 15 versehen ist, die entsprechende Rakeln 16 vertikal bewegen, die von Rakel-Haltern 17 gehalten werden. Die Rakeln 16 bewegen sich zusammen mit den Rakel-Haltern 17 nach oben und nach unten, wenn die Rakel-Hebemechanismen 15 aktiviert werden, so dass sie mit einer oberen Fläche der Siebmaske 12 in Kontakt kommen. In der Rakeleinheit 13 sind Sensoreinheiten 18a und 18b an einem seitlichen Ende des Rakel-Halters 17 und dem anderen der seitlichen Enden desselben angeordnet, um eine Restmenge an Lötpaste 19 (siehe b) in 4) zu erfassen, die Paste auf der Siebmaske 12 ist.
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Jede der Führungsschienen 21 ist, wie in 2 gezeigt, in Richtung Y auf jeden von vertikalen Rahmen 20 aufgelegt. Läufer 22, die auf die jeweiligen Führungsschienen 21 aufgesetzt sind, sind über ein Verbindungselement 23 sämtlich mit jedem der Enden der beweglichen Platte 14 verbunden. Die Rakeleinheit 13 kann so in der Richtung Y verschoben werden. Die bewegliche Platte 14 wird mit einer Rakel-Bewegungseinrichtung 26, die aus einer Mutter 25, einer Förderspindel 24 und einem Rakel-Bewegungsmotor (in den Zeichnungen weggelassen) besteht, der die Förderspindel 24 drehend betätigt, in der Richtung Y bewegt.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf a) und b) in 4 der von dem Siebdruckmechanismus 11 durchgeführte Druckvorgang beschrieben. Zunächst wird, wenn das Substrat 10 mit dem Substrat-Transportmechanismus 8 an eine Druckposition transportiert wird, der zweite Z-Achsen-Tisch 6 bewegt und bewegt so den unteren Substrat-Trageabschnitt 7 nach oben (wie mit Pfeil ”a” angedeutet), so dass die untere Fläche des Substrats 10 von unten getragen wird, wie dies in a) in 4 dargestellt ist. Das Substrat 10 wird mit den Klemmelementen 9a festgeklemmt und zwischen ihnen eingeschlossen. Der Substrat-Positionierabschnitt 1 wird in diesem Zustand bewegt, so dass das Substrat 10 in Bezug auf die Siebmaske 12 positioniert wird.
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Anschließend wird, wie in b) in 4 gezeigt, der erste Z-Achsen-Tisch 5 bewegt und bewegt so das Substrat 10 zusammen mit dem Substrat-Transportmechanismus 8 nach oben (wie mit Pfeil ”b” angedeutet) und bringt das Substrat 10 in Kontakt mit der unteren Fläche der Siebmaske 12. Während des von der Rakeleinheit 13 durchgeführten Rakelvorgangs wird das Substrat 10 so fest in Bezug auf die Siebmaske 12 positioniert. In diesem Zustand wird der Rakelvorgang durchgeführt, bei dem die Rakeln 16 über die Siebmaske 12 geschoben werden (wie mit Pfeil ”c” angedeutet), der die Lötpaste 19 als Paste hinzugeführt wird, so dass das Substrat 10 durch die Musterlöcher 12 hindurch mit der Lötpaste 19 bedruckt wird. Das heißt, der Siebdruckmechanismus 11 bewirkt, dass die Rakeln 16 einen Rakelvorgang durchführen, indem die mit den Rakeln 16 versehene Rakeleinheit 13 nach oben oder unten sowie in einer horizontalen Richtung bewegt wird.
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Unter Bezugnahme auf a) und b) in 5, a) und b) in 6 sowie 7 werden im Folgenden ein Aufbau der Rakeleinheit 13 im Detail sowie Aufbau und Funktion der Sensoreinheiten 18a und 18b zum Erfassen einer Restmenge an Paste, die an den jeweiligen seitlichen Endflächen eines der Rakelhalter 17 der Rakeleinheit 13 vorhanden sind, ausführlich beschrieben. Die Rakeleinheit 13 ist, wie in a) in 5 gezeigt, so aufgebaut, dass jede der plattenartigen Rakeln 16 über den entsprechenden Rakelhalter 17, in einer Rakelrichtung (der Richtung Y) geneigt, mit einer Hebe-Antriebswelle 15a gehalten wird, die sich von dem Rakel-Hebemechanismus 15 aus nach unten erstreckt. Jeder der Rakel-Halter 17 ist über ein Verbindungselement 17c mit der Hebe-Antriebswelle 15a verbunden. Die plattenartige Rakel 16 ist zwischen einem Halterträger 17a und einem Klemmelement 17b eingeschlossen, das an einer vorderen Fläche des Halterträgers 17a angeordnet ist, und damit fixiert.
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Die Sensoreinheiten 18a und 18b sind an beiden seitlichen Enden des Rakelhalters 17 sowie an der vorderen Fläche des Rakelhalters 17 in der Rakelrichtung angeordnet. Die Grundvoraussetzung besteht dabei darin, dass die Sensoreinheiten 18a und 18b nur an einem der zwei Rakelhalter 17 vorhanden sind. Die Sensoreinheit 18a ist so konfiguriert, dass ein Licht-Projektionsabschnitt 27a, der den Sensor 27 bildet, an dem Rakelhalter 17 mittels eines Winkels 29 befestigt ist, der die Form einer gebogenen Platte hat. Die Sensoreinheit 18b kann auch so aufgebaut sein, dass ein Licht-Empfangsabschnitt 27b, der den Sensor 27 bildet, an dem Rakelhalter 17 mittels des Winkels 29 befestigt ist, der die Form der gebogenen Platte hat.
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Was den Aufbau den Sensors 27 angeht, so befinden sich der Licht-Projektionsabschnitt 27a und der Licht-Empfangsabschnitt 27b an einer vorderen Fläche der Rakel 16 in einer Rakelrichtung. Eine Sensor-Mittellinie 27c des Sensors 27 ist so positioniert, dass sie in einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf die obere Fläche der Siebmaske 12 geneigt ist. Ein verschiebbarer Kontaktpunkt 16a, an dem die Rakel 16 verschiebbar mit der Siebmaske 12 in Kontakt ist, ist auf eine nach unten gerichtete Verlängerung der Sensor-Mittellinie 27c ausgerichtet.
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In einem Zustand, in dem die Sensoreinheiten 18a und 18b an beiden seitlichen Enden des Rakelhalters 17 angebracht sind, sind der Licht-Projektionsabschnitt 27a und der Licht-Empfangsabschnitt 27b so angeordnet, dass sie einander, wie in b) in 5 gezeigt, gegenüberliegen. Im Verlauf eines schwadenförmigen Untersuchungsstrahls 28, der von dem Licht-Projektionsabschnitt 27a ausgestrahlt wird und durch einen Untersuchungs-Querschnittsbereich 28* hindurchtritt, der mit einem Rahmen in unterbrochenen Linien gekennzeichnet ist, und der an dem Licht-Empfangsabschnitt 27b ankommt, wird eine Größe eines Messobjektes gemessen, das sich in dem Untersuchungs-Querschnittsbereich 28* befindet. In der Ausführungsform wird ein Längenmesssensor als der Sensor 27 eingesetzt. Der Sensor 27 ist so aufgebaut, dass ein laserstrahlemittierendes Element, das fluchtend in dem Licht-Projektionsbereich 27a angeordnet ist und das als eine Messstrahl-Lichtquelle dient, den Untersuchungsstrahl 28 emittiert, und dass ein Licht-Empfangselement, wie beispielsweise ein CCD, das ebenfalls fluchtend an dem Licht-Empfangsabschnitt 27b angeordnet ist, den emittierten Untersuchungsstrahl empfängt und so eine eindimensionale Ausdehnung des Messobjektes erfasst.
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Der Sensor 27 besteht, wie anhand des in a) in 6 gezeigten Sensors zu sehen ist, aus dem Licht-Projektionsabschnitt 27a, dem Licht-Empfangsabschnitt 27b und einer Steuereinrichtung 27d. Wenn die Lötpaste 19, die ein Messobjekt ist, auf einem Weg vorhanden ist, auf dem der in einer Projektionsbreite B von dem Licht-Projektionsabschnitt 27a ausgestrahlte schwadenförmige Untersuchungsstrahl 28 den Licht-Empfangsabschnitt 27b erreicht, empfängt der Licht-Empfangsabschnitt 27b keine Abschirmbreite B2 des Untersuchungsstrahls 28, die einem Maß der Lötpaste 19 äquivalent ist. Der Licht-Empfangsabschnitt 27b empfängt nur eine Licht-Empfangsbreite B1 des Untersuchungsstrahls 28. Beim Empfang eines Ergebnisses bezüglich des empfangenen Lichtes misst die Steuereinrichtung 27d die Abschirmbreite B2, d. h. eine eindimensionale Ausdehnung bzw. Ausdehnung der Lötpaste 19 in dem Messobjekt-Bereich, in Form eines digitalen Sensorwertes.
- b) in 2 zeigt einen Index, der verwendet wird, wenn der Sensor 27 mit dieser Funktion eine Menge an Lötpaste 19 erfasst, die noch auf der oberen Fläche der Siebmaske 12 verblieben ist. Der Sensor 27 kann eine Länge innerhalb eines Messbereiches L1 messen. Bei Auswahl des Sensors 27 wird ein Sensor mit dem Messbereich L1, der erforderlich ist, ausgewählt, der ausreicht, um die Restmenge an Lötpaste 19 zu messen. Der Sensor 27 wird, wie in a) in 5 gezeigt, an einer Position, an der die Sensor-Mittellinie 27c in einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Siebmaske 12 geneigt ist, sowie an einer Position angeordnet, an der eine Mess-Anfangskante von dem Punkt des Gleitkontaktes 16a um eine vorgegebene Entfernung L0 beabstandet ist.
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Durch den Aufbau des Sensors 27 fällt ein äußerer Rand eines Querschnittsprofils der Lötpaste 19, die von den Rakeln 16 während des Rakelvorgangs abgeschabt wird, in den Messbereich L1 des Sensors 27. Aufgrund der Aktivierung des Sensors 27 mit einem derartigen Aufbau wird ein digitaler Sensorwert N, der äquivalent zu einer Länge (einer gemessenen L) von dem Messungs-Anfangsrand bis zu dem äußeren Rand der Lötpaste 19 ist, als ein Messergebnis ausgegeben. Ein Abschnitt 34 (siehe 7) zum Berechnen einer Pasten-Restmenge schätzt und berechnet eine Restmenge an Lötpaste 19 anhand des Messergebnisses.
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Das heißt, der Licht-Empfangsabschnitt 27b empfängt den Untersuchungsstrahl 28, der von dem Licht-Projektionsabschnitt 27b ausgestrahlt und durch die Lötpaste 19, die mit der Rakel 16 zusammengeschabt wird, teilweise blockiert worden ist, so dass der Sensor 27 als eine Querschnitts-Pastenlänge eine eindimensionale Ausdehnung eines vorgegebenen Bereiches des Querschnittsprofils der Lötpaste 19 misst. Während der Schätzung und Berechnung der Restmenge an Lötpaste 19 verwendet der Abschnitt 34 zum Berechnen der Lötpasten-Restmenge die Querschnitts-Pastenlänge als einen Index für die Restmenge an Lötpaste 19.
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Das heißt, die Querschnitts-Pastenlänge entspricht einer Gesamtsumme des vorgegebenen Abstandes 10 zu dem Gleitkontaktpunkt 16a und der gemessenen Länge L. Da jedoch der vorgegebene Abstand L0 ein fester Wert ist, besteht kein Problem bezüglich der Verwendung der gemessenen Länge L als ein Index zum Verarbeiten der Restmenge an Paste. Die in diesem Fall verwendete Querschnitts-Pastenlänge entspricht einer Länge einer geraden Linie, die in einem vorgegebenen Winkel θ in Bezug auf die obere Fläche der Siebmaske 12 angeordnet ist, d. h. einer Länge der geraden Linie entlang der Sensor-Mittellinie 27e in dem Querschnittsprofil der mit der Rakel 16 abgeschabten Lötpaste 19.
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Was den Aufbau und die Position des Sensors 27 angeht, so muss die Sensor-Mittellinie 27c nicht immer auf den Gleitkontaktpunkt 16a ausgerichtet sein. Der Sensor 27 kann jede beliebige Position einnehmen, sofern ein Index ermittelt werden kann, der eine Querschnittslänge der abgeschabten Lötpaste 19 angibt. Des Weiteren kann jeder beliebige Sensor mit einer anderen Konstruktion als der Konstruktion zum Empfangen eines Laserstrahls mit einem CCD als der Sensor 27 angewendet werden, sofern der Sensor funktional in der Lage ist, eine Querschnitts-Pastenlänge mittels eines Messobjektes zu ermitteln, das den von dem Licht-Projektionsabschnitt 27a emittierten Strahl blockiert.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 7 eine Konfiguration eines Steuerungssystems beschrieben. In 7 ist ein Steuerabschnitt 30 eine CPU, die über eine Arithmetik-Verarbeitungsfunktion verfügt und Funktion/Verarbeitung der im Folgenden aufgeführten einzelnen Abschnitte entsprechend einem Programm und Daten steuert, die in einem Speicherabschnitt 31 gespeichert sind. Zusätzlich zu einem Druckfunktionsprogramm und Druckbedingungs-Daten, die zum Durchführen von Siebdruckfunktion verwendet werden, speichert der Speicherabschnitt 31 Daten 31a zum Berechnen einer Pasten-Restmenge sowie Daten 31b zum Nachfüllen von Paste. Die Daten 31a zum Berechnen der Pasten-Restmenge entsprechen Daten, die erforderlich sind, um eine Restmenge an Lötpaste 19 anhand eines Messergebnisses des Sensors 27 zu berechnen. Die Daten 31b zum Nachfüllen von Paste entsprechen Daten, die verwendet werden, um Paste auf Basis eines Messergebnisses der Restmenge an Lötpaste 19 entsprechend nachzufüllen. In der Ausführungsform werden die Daten im Voraus für jeden Typ Paste festgelegt, so dass der Zeitpunkt zum Nachfüllen von Paste sowie eine entsprechende nachzufüllende Menge an Paste automatisch gemeldet werden.
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Ein Mechanismus-Steuerabschnitt 32 aktiviert, von dem Steuerabschnitt 30 gesteuert, den Substrat-Transportmechanismus 8, den Substrat-Positionierabschnitt 1 und den Siebdruckmechanismus 11. Damit werden Substrat-Transportfunktion, Positionierfunktion und Siebdruckfunktion, die sich sämtlich auf das Substrat 10 beziehen, durchgeführt. Ein Abschnitt 33 zum Erfassen einer Pasten-Restmenge führt Verarbeitung zum Erfassen einer Menge an Lötpaste 19 durch, die noch auf der Siebmaske 12 verblieben ist. Der Abschnitt 33 zum Erfassen der Pasten-Restmenge weist den Sensor 27 und den Abschnitt 34 zum Berechnen der Pasten-Restmenge auf. Der Sensor 27 ist, wie in a) in 6 gezeigt, so aufgebaut, dass der Licht-Projektionsabschnitt 27a und der Licht-Empfangsabschnitt 27b, die sich integral zusammen mit den Rakel-Haltern 17 der Rakeleinheit 13 bewegen, so positioniert sind, dass sie einander gegenüberliegen. Die Steuereinrichtung 27d gibt ein Signal empfangenen Lichtes von dem Licht-Empfangsabschnitt 27b an den Abschnitt 34 zum Berechnen der Pasten-Restmenge in Form eines vorgegebenen Sensorwertes aus. Der Abschnitt 34 zum Berechnen der Pasten-Restmenge führt Verarbeiten zum Schätzen und Berechnen einer Restmenge an Lötpaste 19 anhand des Messergebnisses des Sensors 27 durch.
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Ein Abschnitt 35 für Verarbeitung zum Nachfüllen von Paste führt anhand der durch den Abschnitt 33 zum Erfassen der Pasten-Restmenge berechneten Restmenge an Lötpaste 19 und der in dem Speicherabschnitt 31 gespeicherten Daten 31b zum Nachfüllen von Paste Verarbeitung durch, um auf einem Anzeigebildschirm eines Anzeigeabschnitts 37 einen Zeitpunkt, zu dem Nachfüllen der Lötpaste 19 erforderlich ist, oder eine nachzufüllende Menge an Lötpaste 19 anzuzeigen. Ein Bedien-und-Eingabe-Abschnitt 36 ist eine Eingabevorrichtung, wie beispielsweise eine Tastatur und ein berührungsempfindlicher Bildschirm (touch panel), und dient der Eingabe eines Betätigungsbefehls zum Aktivieren des Siebdruckers oder in dem Speicherabschnitt 31 zu speichernder Daten. Der Anzeigeabschnitt 37 ist eine Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise ein Flüssigkristallbildschirm, und er zeigt einen Führungsbildschirm für den Eingabevorgang, der mittels des Bedien-und-Eingabe-Abschnitts 36 durchzuführen ist, sowie verschiedene Meldungs-Bildschirme an.
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Unter Bezugnahme auf a) und b) in 8 wird ein Verfahren zum Erfassen einer Pasten-Restmenge erläutert, mit dem die Menge an Lötpaste 19 erfasst wird, die bei dem Siebdrucker der Ausführungsform noch auf der Siebmaske 12 verblieben ist. a) in 8 zeigt einen Schritt zum Erfassen einer Pasten-Restmenge, mit dem eine Restmenge an Paste erfasst wird, indem die Lötpaste 19 mit dem Sensor 27 im Verlauf eines in b) in 4 gezeigten Rakelvorgangs erfasst wird. In dem Schritt wird die Lötpaste 19, die von der Rakel 16 zusammengeschabt worden ist und in einem rollenden Zustand verbleibt, in dem das Lot fließt und sich dreht (wie mit Pfeil ”d” angegeben), mit dem Sensor 27 gemessen, um so die gemessene Länge L zu ermitteln, die eine eindimensionale Ausdehnung des Querschnittsprofils der Lötpaste 19 entlang der Sensor-Mittellinie 27c ist.
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Das heißt, in der Ausführungsform ist der Abschnitt 33 zum Erfassen der Pasten-Restmenge so gestaltet, dass er eine Querschnitts-Pastenlänge misst, deren Objekt die Lötpaste 19 ist, die von der Rakel 16 abgeschabt wird und die in einem rollenden Zustand verbleibt. Dadurch ist es möglich geworden, eine genaue Messung zu dem Zeitpunkt zu erfassen, zu dem die auf der Siebmaske 12 verbliebene Lötpaste 19 eine Form annimmt, die am besten zum Messen der Restmenge an Paste geeignet ist.
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In dem Schritt zum Erfassen der Pasten-Restmenge empfängt, wie in a) in 6 gezeigt, der Licht-Empfangsabschnitt 27b den Untersuchungsstrahl 28, der von dem Licht-Projektionsabschnitt 27a ausgestrahlt worden ist und durch die Lötpaste 19 teilweise blockiert wird. So misst der Sensor 27 eine eindimensionale Ausdehnung eines vorgegebenen Bereiches in dem Querschnittsprofil der Lötpaste 19 als eine Länge eines Pasten-Querschnitts. Der Abschnitt 33 zum Erfassen der Pasten-Restmenge ist so eingerichtet, dass er eine gemessene Querschnitts-Pastenlänge als einen Index für die Restmenge an Lötpaste 19 verwendet. Das heißt, die gemessene Länge L, die als Querschnitts-Pastenlänge dient, wird mittels Erfassung der Pasten-Restmenge bestimmt. Es wird, wie oben erwähnt, ein Beispiel dargestellt, bei dem eine einzige gemessene Länge L als Querschnitts-Pastenlänge, die ein Index zum Verarbeiten einer Restmenge an Paste ist, anstelle einer Gesamtsumme des vorgegebenen Abstandes L0 und der gemessenen Länge L verwendet wird.
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Wenn sich die Restmenge an Lötpaste 19 im Verlauf von Erfassung einer Pasten-Restmenge auf einen voreingestellten Vorgabewert verringert, zeigt der Anzeigeabschnitt 37 den Zeitpunkt zum Auffüllen von Paste mittels der Funktion des Abschnitts 35 für Verarbeitung zum Auffüllen von Paste an. Des Weiteren zeigt der Abschnitt 34 zum Berechnen der Pasten-Restmenge eine über die Funktion des Abschnitts 35 für Verarbeitung zum Nachfüllen von Paste nachzufüllende Menge an Paste an. Eine Bedienungsperson kann eine entsprechende Menge an Lötpaste mit Sicherheit zum entsprechenden Zeitpunkt nachfüllen, so dass das Auftreten eines Druckfehlers, der ansonsten durch einen Überschuss oder einen Mangel an Lötpaste verursacht würde, verhindert werden kann.
- b) in 8 zeigt ein Beispiel der Daten 31b zum Nachfüllen von Paste, auf die im Verlauf von Verarbeitung zum Nachfüllen von Paste Bezug genommen wird. Ein Nachfüllzeit-Sensorwert 31d (Na, Nb, Nc, ...), der einer geeigneten Nachfüllzeit entspricht, wird individuell für jeden ”Pastentyp” 31c (AAA, BBB, CCC, ...) eingestellt. Die Nachfüllzeit-Sensorwerte Na, Nb, Nc, ... entsprechen Ist-Querschnitts-Pastenlängen (La, Lb, Lc, ...). Der im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschriebene Abschnitt 33 zum Erfassen der Pasten-Restmenge ist, wie oben erwähnt, so eingerichtet, dass er die Restmenge an Lötpaste 19 numerisch stets mittels der durch den Sensor 27 gemessenen Querschnitts-Pastenlänge erfasst. Daher kann, selbst wenn eine entsprechende Pasten-Restmenge beim Nachfüllen von Paste entsprechend einem eingesetzten Pastentyp variiert, eine entsprechende Restmenge an Paste verarbeitet werden, indem einfach die Nachfüllzeit-Sensorwerte 31d im Voraus festgelegt werden.
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Bei dem Siebdrucker und der Erfassung einer Restmenge an Paste, die in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben werden, ist der Sensor 27, der eine eindimensionale Ausdehnung eines Messobjektes messen kann, so eingerichtet, dass er sich integral zusammen mit der Rakeleinheit 13 bewegt, wobei der Licht-Projektionsabschnitt 27a und der Licht-Empfangsabschnitt 27b einander gegenüberliegend angeordnet sind. Bei dem Schritt zum Erfassen einer Pasten-Restmenge, in dem die noch auf der Siebmaske 12 verbliebene Menge an Lötpaste 19 auf Basis eines Messergebnisses des Sensors 27 geschätzt und berechnet wird, empfängt der Licht-Empfangsabschnitt 27b den Messstrahl, der von dem Licht-Projektionsabschnitt 27a ausgestrahlt und durch die Lötpaste 19, die von der Rakel 16 abgeschabt worden ist, teilweise blockiert wird. Der Sensor 27 misst so eine eindimensionale Ausdehnung eines vorgegebenen Bereiches des Querschnittsprofils der Lötpaste 19 als eine Querschnitts-Pastenlänge. Die so gemessene Querschnitts-Pastenlänge wird als ein Index für die Restmenge an Lötpaste 19 verwendet. Die Restmenge an Lötpaste 19 kann stets numerisch erfasst werden, und damit sind Flexibilität und Genauigkeit beim Erfassen der Restmenge an Lötpaste 19 gewährleistet.
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Die Patentanmeldung basiert auf der am 2. Februar 2012 eingereichten japanischen Patentanmeldung (
JP-2012-020572 ), deren Gegenstand in seiner Gesamtheit hiermit durch Verweis einbezogen wird.
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Industrielle Einsatzmöglichkeiten
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Der Siebdrucker der Erfindung und das Verfahren zum Erfassen einer Pasten-Restmenge ergeben einen Vorteil hinsichtlich der Möglichkeit, Flexibilität und Genauigkeit beim Erfassen einer Pasten-Restmenge zu gewährleisten und sind dort nützlich, wo ein Substrat mit Paste, wie beispielsweise Lötpaste, bedruckt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Substrat-Positionierabschnitt
- 10
- Substrat
- 11
- Siebdruckmechanismus
- 12
- Siebmaske
- 12b
- Musterloch
- 13
- Rakeleinheit
- 15
- Rakel-Hebemechanismus
- 16
- Rakel
- 17
- Rakelhalter
- 18a, 18b
- Sensoreinheit
- 19
- Lötpaste (Paste)
- 27
- Sensor
- 27a
- Licht-Projektionsabschnitt
