JP2004136569A - スクリーン印刷装置のアライメント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各層の導体パターンの基準となる位置が一定せず、層ごとに僅かな位置ズレが発生したいた。このため、本来は垂直に積み重なるべき導体パターンが少しずつ傾斜して積層されてしまうことがあった。
【解決手段】シートに印刷した各アライメントマークＡ、Ｂ、Ｃの位置とそれぞれの基準位置ａ、ｂ、ｃとを演算制御部で比較演算して修正データを算出し、この修正データに基づいてマスク位置の修正を行うスクリーン印刷装置のアライメント方法において、二つのアライメントマークＢ、Ｃの基準位置ｂ、ｃをＸ軸に平行な第１の直線１１上に配置する。そして、二つのアライメントマークＢ、Ｃを結ぶ第２の直線２１が第１の直線１１に平行で且つ一つのアライメントマークＡの座標とその基準位置ａの座標が一致するように、マスクの位置を修正する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層インダクタ等の積層部品の製造に使用されるスクリーン印刷装置に係り、特に各層の印刷パターンの整合をとるアライメント方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、積層インダクタの製造工程で用いられているスクリーン印刷装置の構成の概要を示すブロック図である。セラミックからなるシート１の印刷及び導体パターンの印刷は印刷部２で行われる。印刷部２には多数のプレート３が図で右方向から間欠的に順次供給されてくる。各プレート３の上には、先ずペースト状のセラミックを印刷してシート１が形成される。
【０００３】
１ロット全てのプレート３に対して連続的にシート１の形成を行う。シート１を乾燥させた後、各プレート３を再び印刷部２に供給し、マスク４を用いてシート１の上に導体パターン（図示せず）をスクリーン印刷する。マスク４は枠５に保持されている。図５は、この段階における印刷装置の状態を示している。この後、同様にしてシート１の印刷と導体パターンの印刷が交互に繰り返される。
【０００４】
通常は新しいシート１を積層するごとに異なる導体パターンのマスク４に交換して導体パターンが印刷される。ただし、インダクタのリードを印刷する際などは、複数のシート１に対して同じマスク４が連続して使われる。また、インダクタの巻線部の印刷には数枚一組のマスク４が繰り返し用いられる。なお、シート１を隔てた導体パターン同士はバイアホールを通じて導通がとられる。
【０００５】
各層の導体パターンの整合をとるために、マスク４は導体パターンの印刷と同時にアライメントマークを印刷できるようにしてある。そして、所定枚数を印刷する毎あるいはマスク４を交換した時に試し刷りを行い、アライメントマークを利用してシート１に対するマスク４の位置や角度を修正している。使用を繰り返すうちにマスク４には徐々に歪みや変形が発生するので、同じマスク４でも定期的な位置修正が必要である。
【０００６】
図６に示す例では、印刷部２から移された左端のプレート３上のシート１に対してマスク位置修正用の検査が行われる。シート１に印刷されたアライメントマークの位置は、各アライメントマークに対応して設けたカメラ６を通じて認識され、その座標データが演算制御部７に取り込まれる。８はカメラ６で撮影した画像を表示するモニターである。
【０００７】
演算制御部７には、アライメントマークの基準位置の座標をあらかじめ記憶させてある。シート１に印刷した各アライメントマークの位置とそれぞれのアライメントマークの基準位置とを、演算制御部７で比較演算して修正データを算出する。この修正データは演算制御部７から印刷部２に送られる。印刷部２では、送られてきた修正データに基づいてマスク４を移動して、その取付け位置や角度の修正を行う。
【０００８】
積層印刷の際にアライメントマークを使用して位置合わせをすることは、特開平１０−１５１７２４号公報に開示されているように従来から行われている。その段落番号０００４の９行から１０行にかけて「ずれ量が許容範囲内に収まるようにステージの位置を調整し」との記載がある。マスク位置決めの具体的な方法については示されていない。
【０００９】
一般的な従来のマスク位置決め方法では、図７に示すようにＸ軸に沿って並んだＡ、Ｂの２点、あるいはさらにＹ軸に沿って並んだＣ、Ｄの２点を加えた４点のアライメントマークを設け、これをシートの周辺に印刷していた。そしてＡとＢを結ぶ直線ＬがＸ軸に平行で、Ａ、Ｂ間の中点あるいはＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ間の中心が基準点Ｍに重なるように、マスク４の位置や傾きを修正していた。この基準点Ｍとしては、多数の導体パターンをマトリクス状に印刷する導体パターン領域３０の中心の基準位置などが選ばれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、印刷した各アライメントマークＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置は、実際にはそれぞれの基準位置から僅かにズレるので、２点間の中点や４点間の中心は、あくまでも仮想的な中心位置であり、印刷された導体パターン領域３０の真の中心とは一致していなかった。したがって、各層の導体パターンは基準となる位置が一定しないことになり、層ごとに僅かな位置ズレが発生することになる。このため、本来は垂直に積み重なるべき導体パターンが少しずつ傾斜して積層されてしまうなどの問題があった。この位置ズレを防ぐために、モニター画面を見ながら手作業でマスク４位置の修正を行うこともあった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のアライメントマークのうちの一つがそのアライメントマークの基準位置に一致するように、マスクの位置を修正することによって従来の問題を解消したものである。
すなわち本発明は、複数のアライメントマークを導体パターンの印刷と同時に印刷可能なマスクと、それぞれのアライメントマークの基準位置を記憶させた演算制御部とを備え、シートに印刷した各アライメントマークの位置とそれぞれの基準位置とを演算制御部で比較演算して修正データを算出し、この修正データに基づいてマスクとシートの相対的な位置の修正を行うスクリーン印刷装置のアライメント方法において、二つのアライメントマークの基準位置をＸ軸またはＹ軸に平行な第１の直線上に配置するとともに、これら二つのアライメントマークを結ぶ第２の直線が第１の直線に平行で且つ一つのアライメントマークの座標とその基準位置の座標が一致するように、シートに対するマスクの相対的な位置を修正することを特徴とする。
また本発明は、複数のアライメントマークを導体パターンの印刷と同時に印刷可能なマスクと、それぞれのアライメントマークの基準位置を記憶させた演算制御部とを備え、シートに印刷した各アライメントマークの位置とそれぞれの基準位置とを演算制御部で比較演算して修正データを算出し、この修正データに基づいてマスクとシートの相対的な位置の修正を行うスクリーン印刷装置のアライメント方法において、基準位置がＸ軸に平行な直線上にある第１組の二つのアライメントマークと、基準位置がＹ軸に平行な直線上にある第２組の二つのアライメントマークとを有し、第１組の二つのアライメントマークを結ぶ直線がＸ軸となす角度と第２組の二つのアライメントマークを結ぶ直線がＹ軸となす角度が同一で且つ一つのアライメントマークの位置とその基準位置が一致するように、シートに対するマスクの相対的な位置を修正することを特徴とする。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明によるアライメント方法について、図面を参照して説明する。なお、図において、マスク４上のアライメントマークは周りを十字型の線で囲まれた点で示し、演算制御部７に記憶させたアライメントマークの基準位置は×印中央の交点で示すものとする。アライメントマークと同時に印刷される導体パターンは図示を省略してある。以下に述べるアライメント操作は、演算制御部７で算出された修正データに基づいて印刷部２で行われる。
【００１３】
図１は三つのアライメントマークを使用する例である。図１の（イ）に示すように、マスク４には、三つのアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃが設けてある。ａ、ｂ、ｃはアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれに対応する基準位置を示している。本実施例の基準位置ａ、ｂ、ｃは底辺がＸ軸に平行な三角形の頂点にそれぞれ配置してあり、二つの基準位置ｂ、ｃはＸ軸に平行な第１の直線１１上に位置している。
【００１４】
誤差がゼロであれば、アライメントマークＡ、Ｂ、Ｃと基準位置ａ、ｂ、ｃは互いに重なることになる。しかし通常は図のように、三つのアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃとその基準位置ａ、ｂ、ｃの間には少しずつ誤差があり、二つのアライメントマークＢ、Ｃを結ぶ第２の直線２１はＸ軸に対して傾いている。そこで次のようにしてアライメントを行う。
【００１５】
まず、移動自在になされた（イ）の状態のマスク４をＸＹ平面上で回転して、（ロ）のように第２の直線２１が第１の直線１１と平行になるようにする。次にマスク４をＸＹ平面に沿って平行移動して、（ハ）のように一つのアライメントマークＡの座標とその基準位置ａの座標を一致させる。このようにして位置の調整を終えたマスク４は、枠５と共にクランプして固定されて使用される。
【００１６】
図２は前記実施例におけるアライメントマークＡの基準位置ａをアライメントマークＢ、Ｃのそれぞれの基準位置ｂ、ｃのほぼ中間の位置に配置したものである。二つのアライメントマークＢ、Ｃの基準位置ｂ、ｃはＸ軸に平行な第１の直線１１上にあり、しかもＹ軸方向の中央付近に位置している。マスク４のアライメント手順は図１の場合と同様にして行う。この実施例ではマスク４のほぼ中央の基準位置ａにアライメントマークＡを合わせることになるため、誤差のきわめて少ないアライメントを行うことができる。
【００１７】
図３は図１に示した実施例におけるアライメントマークＡの機能をアライメントマークＢで兼ねさせた二つのアライメントマークＢ、Ｃを使用する例である。なお図３以下ではマスクの図示を省略してある。図３の場合も図１の場合と同様にして修正データを算出できる。すなわち、（イ）のようにアライメントマークＢ、Ｃが設けられたマスクを、（ロ）のように回転して第２の直線２１が第１の直線１１と平行になるようにする。次いで、マスクをＸ軸、Ｙ軸平面に沿って平行移動して、（ハ）のように一つのアライメントマークＢの座標と、対応する基準位置ｂの座標を一致させればよい。
【００１８】
三つのアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃを使用した他の実施例を図４に示す。印刷したアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれの基準位置ａ、ｂ、ｃは、基準位置ａ、ｂがＸ軸に平行な直線１１上にあり、基準位置ａ、ｃはＹ軸に平行な直線１３上に設けられている。
【００１９】
図４（イ）のようにアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃが設けられたマスクをＸＹ平面上で回転して、（ロ）に示すようにアライメントマークＡ、Ｂを結ぶ直線２１がＸ軸となす角度と、アライメントマークＡ、Ｃを結ぶ直線２３がＹ軸となす角度が同一となるようにする。次にマスクをＸＹ平面上で平行移動して、（ハ）のようにアライメントマークＡの位置とその基準位置ａを一致させる。このとき基準位置に一致させるアライメントマークはＡに限らずＢ、あるいはＣでもよい。
【００２０】
図５は、図４の実施例にさらに４番目のアライメントマークＤを加えたものである。この場合も図４の例と同様にしてアライメントが行える。まず、（イ）のようにアライメントマークＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが設けられたマスクを回転して、（ロ）のようにアライメントマークＡ、Ｂを結ぶ直線２１がＸ軸となす角度と、アライメントマークＡ、Ｃを結ぶ直線２３がＹ軸となす角度が同一となるようにする。次にマスクを平行移動して、（ハ）のようにアライメントマークＤの位置とその基準位置ｄを一致させるものである。
【００２１】
通常、アライメントマークはマスクの周辺の位置に配置される。しかし基準位置に一致させるアライメントマーク（図１、図２の例ではＡ）は中央部に設けた方がマスクの歪みの影響等を受けにくくなり、印刷時の誤差を小さくできる。実施例では、マスクの角度を決めてから平行移動してアライメントマークの位置合わせを行っているが、先に平行移動して一つのアライメントマークを基準位置に合わせた後、そのアライメントマークを中心にマスクを回転させて角度を合わせてもよい。また、シートとマスクの相対的な位置を合わせればよく、マスク側でなくシート側を移動させてアライメントしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、アライメントマークのうちの一つが常にその基準位置に一致することになるので、各層の導体パターンは少なくとも一つの基準点が一定の位置に積層されることになる。このため、層間の導体パターンの位置変動がきわめて少なくなり、精度のよい積層電子部品を製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】アライメント方法の第１実施例を示す説明図
【図２】アライメント方法の第２実施例を示す説明図
【図３】アライメント方法の第３実施例を示す説明図
【図４】アライメント方法の第４実施例を示す説明図
【図５】アライメント方法の第５実施例を示す説明図
【図６】スクリーン印刷装置の概略の構成を示すブロック図
【図７】従来のアライメント方法の説明図
【符号の説明】
４　　　マスク
Ａ〜Ｄ　アライメントマーク
ａ〜ｄ　基準位置

Claims (7)

1. 複数のアライメントマークを導体パターンの印刷と同時に印刷可能なマスクと、それぞれのアライメントマークの基準位置を記憶させた演算制御部とを備え、シートに印刷した各アライメントマークの位置とそれぞれの基準位置とを演算制御部で比較演算して修正データを算出し、該修正データに基づいてマスクとシートの相対的な位置の修正を行うスクリーン印刷装置のアライメント方法において、
   二つのアライメントマークの基準位置をＸ軸またはＹ軸に平行な第１の直線上に配置するとともに、該二つのアライメントマークを結ぶ第２の直線が第１の直線に平行で且つ一つのアライメントマークの座標とその基準位置の座標が一致するように、シートに対するマスクの相対的な位置を修正することを特徴とするスクリーン印刷装置のアライメント方法。
2. 三つのアライメントマーク（Ａ、Ｂ、Ｃ）を使用し、二つのアライメントマーク（Ｂ、Ｃ）を結ぶ第２の直線が第１の直線に平行となるようにマスクを回転し且つ一つのアライメントマーク（Ａ）の座標とその基準位置（ａ）の座標が一致するようにマスクを平行移動する請求項１のスクリーン印刷装置のアライメント方法。
3. 二つのアライメントマーク（Ｂ、Ｃ）のそれぞれの基準位置（ｂ、ｃ）のほぼ中間の位置に、一つのアライメントマーク（Ａ）の基準位置（ａ）を配置した請求項２のスクリーン印刷装置のアライメント方法。
4. 二つのアライメントマーク（Ｂ、Ｃ）を使用し、二つのアライメントマーク（Ｂ、Ｃ）を結ぶ第２の直線が第１の直線に平行となるようにマスクを回転し且つ一方のアライメントマーク（Ｂ）の座標とその基準位置（ｂ）の座標が一致するようにマスクを平行移動する請求項１のスクリーン印刷装置のアライメント方法。
5. 複数のアライメントマークを導体パターンの印刷と同時に印刷可能なマスクと、それぞれのアライメントマークの基準位置を記憶させた演算制御部とを備え、シートに印刷した各アライメントマークの位置とそれぞれの基準位置とを演算制御部で比較演算して修正データを算出し、該修正データに基づいてマスクとシートの相対的な位置の修正を行うスクリーン印刷装置のアライメント方法において、
   基準位置がＸ軸に平行な直線上にある第１組の二つのアライメントマークと、基準位置がＹ軸に平行な直線上にある第２組の二つのアライメントマークとを有し、第１組の二つのアライメントマークを結ぶ直線がＸ軸となす角度と第２組の二つのアライメントマークを結ぶ直線がＹ軸となす角度が同一で且つ一つのアライメントマークの位置とその基準位置が一致するように、シートに対するマスクの相対的な位置を修正することを特徴とするスクリーン印刷装置のアライメント方法。
6. 第１組の二つのアライメントマーク（Ａ、Ｂ）と第２組の二つのアライメントマーク（Ａ、Ｃ）の三つのアライメントマーク（Ａ、Ｂ、Ｃ）を使用し、第１組の二つのアライメントマーク（Ａ、Ｂ）を結ぶ直線がＸ軸となす角度と第２組の二つのアライメントマーク（Ａ、Ｃ）を結ぶ直線がＹ軸となす角度が同一となるようにマスクを回転し、且つ三つのアライメントマーク（Ａ、Ｂ、Ｃ）のうちの一つのアライメントマークの位置とその基準位置が一致するようにマスクを平行移動する請求項５のスクリーン印刷装置のアライメント方法。
7. 第１組の二つのアライメントマーク（Ａ、Ｂ）と、第２組の二つのアライメントマーク（Ａ、Ｃ）と、別の一つのアライメントマーク（Ｄ）の四つのアライメントマーク（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を使用し、第１組の二つのアライメントマーク（Ａ、Ｂ）を結ぶ直線がＸ軸となす角度と第２組の二つのアライメントマーク（Ａ、Ｃ）を結ぶ直線がＹ軸となす角度が同一となるようにマスクを回転し、且つ一つのアライメントマーク（Ｄ）の位置とその基準位置が一致するようにマスクを平行移動する請求項５のスクリーン印刷装置のアライメント方法。

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