JP2006332376A - データ処理装置、画像表示装置、画像処理装置、材料印刷装置、データ処理方法、プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

データ処理装置、画像表示装置、画像処理装置、材料印刷装置、データ処理方法、プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】 メタルマスクの表面に対するスキージの接触のさせ方を示したパラメータを、適切に設定可能とする。
【解決手段】 メタルマスクの表面を含んだ平面におけるメタルマスクの開口部の領域を開口部領域とし、メタルマスクの表面に供給された、回路用の基板を構成する半田が、スキージ13をメタルマスクの表面に接触させながら移動させることによって、開口部に埋め込まれた状態での、平面における半田の領域を半田領域とすると、開口部領域を示した開口部データと、半田領域を示した半田領域データとを取得するデータ取得部61bと、この取得した開口部データと半田領域データとから、半田領域のうち、開口部領域と重複していない非重複領域を特定する特定部61cとを備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、少なくとも画像に基づくデータを処理するデータ処理装置、画像表示装置、画像処理装置、材料印刷装置、データ処理方法、プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
従来より、メタルマスクを用いて、回路基板に形成されたランド上に、半田(クリーム半田)を印刷する半田印刷装置が知られている。
図24は、このような半田印刷装置81を用いて、半田を、回路基板91のランド92上に印刷する前の状態を示した図である。
ここで、半田の印刷の仕方について説明する。まず、ランド92の形状に合わせた開口部93aを有するメタルマスク93上の所定位置に、半田を供給(載置)する。そして、半田印刷装置81に備えられたスキージ82と呼ばれる板状の部材を、メタルマスク93の表面に接触させながら移動させる。そして、このスキージ82の移動により、開口部93aに半田を埋め込む。以上により、半田の印刷が終了する。
半田印刷装置81の制御部83は、スキージ82の動作を制御する。また、制御部83は、半田印刷装置81の操作部84を介して、メタルマスク93の表面に対するスキージ82の接触圧、および/または、メタルマスク94の表面に向かう方向へのスキージ82の移動量の上限値といったデータの入力を受け付ける。そして、この場合、制御部83は、上記受け付けたデータに従って、スキージ82の動作を制御する。なお、以下では、接触圧、および/または、移動量の上限値(つまり、パラメータの値)を調整することを、スキージ82の調整と称する。
ところで、スキージ82の調整が不十分(不適当)である場合には、印刷後において、メタルマスク93上に、過剰な半田が残ってしまう。このようにスキージ82の調整が不十分なままで印刷を行うと、適正な状態で、半田がランド92上に印刷できない。
そこで、従来では、メタルマスク93を回路基板91上に設置した状態で、作業者が、メタルマスク93の表面に残った半田の形状と、印刷された半田の表面(露出面)の形状とが合わさった全体形状等を確認し、作業者が、経験と勘とにより、操作部84を介して各パラメータを調整している。
また、特許文献1には、スクリーン(メタルマスク)の表面に対する、印刷された半田の凹み寸法と、印刷後におけるスクリーン表面に対する残留半田の高さとから、押し込みストローク(接触圧)を制御するスクリーン印刷機(半田印刷装置)が開示されている。
また、特許文献2には、半田が印刷されたプリント基板について、該半田の面積を計算する構成が開示されている。
また、特許文献3には、クリーム半田印刷装置による印刷工程の異常を検出した場合、該クリーム半田印刷装置に異常情報を通知し、印刷異常となる回路基板の印刷を停止する印刷検査方法および印刷検査装置が開示されている。
特許第3444625号公報(平成7年2月3日公開) 特開平6−27033号公報(平成6年2月4日公開) 特開2002−118360号公報(平成14年4月19日公開)
しかしながら、上記のように、作業者が、経験と勘とにより、各パラメータの値を調整する場合には、以下のような問題が生じる。
つまり、半田がメタルマスク93上に残っている場合、作業者は、印刷された半田の表面(露出面)の形状と、メタルマスク93の表面に残った半田の形状とを合わせた全体形状は確認できるが、メタルマスク93の表面に残った半田の形状については正確に把握することができない。
このため、メタルマスク93を回路基板91上に設置した状態では、より適切なパラメータの値を設定することは難しいため、熟練者の経験と勘に依存しているという問題点を有している。
一方、半田がメタルマスク93上に残っている場合、回路基板91を取り除くことにより、メタルマスク93の表面に残った半田の形状を判断できるが、取り除いた回路基板91は、正常に半田が印刷されていない場合には、歩留まり品となってしまう可能性が高い。
また、上記特許文献1から3に開示された構成でも、メタルマスクを回路基板上に設置した状態で、メタルマスクの表面に残った半田の形状については正確に把握することができない。このため、上記と同様に、メタルマスクを回路基板上に設置した状態で、より適切なパラメータの値を設定することは難しいという問題点を有している。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、より適切なパラメータの値を設定可能とするデータ処理装置、画像表示装置、画像処理装置、材料印刷装置、データ処理方法、プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
本発明に係るデータ処理装置は、上記の課題を解決するため、マスクの表面を含んだ平面における前記マスクの開口部の領域を第1領域とし、前記マスクの表面に供給された、回路用の基板を構成する材料が、第1部材を前記マスクの表面に接触させながら移動させることによって、前記開口部に埋め込まれた状態での、前記平面における前記材料の領域を第2領域とすると、前記第1領域を示した第1データと、前記第2領域を示した第2データとを取得する取得手段と、前記取得した第1データと第2データとから、前記第2領域のうち、前記第1領域と重複していない非重複領域を特定する特定手段とを備えることを特徴としている。
上記の構成によれば、取得手段により、第1領域を示す第1データと、第2領域を示す第2データとを取得することができる。また、特定手段により、前記取得した第1データと第2データとから、前記第2領域のうち、前記第1領域と重複していない非重複領域を特定することができる。
ところで、マスクの表面に供給された、回路用の基板を構成する材料を、第1部材をマスクの表面に接触させながら移動させることによって、開口部に埋め込む場合には、マスクの表面に対する第1部材の接触のさせ方(例えば、接触圧)が適切でないと、材料を適切に開口部に埋め込むことができない。また、上記接触のさせ方を示したパラメータの値の設定が適切でない場合、材料を開口部に埋め込んだ後であっても、過剰な材料がマスクの表面に残ってしまったり、過剰に材料をかき取って開口部内の材料が不足してしまったりしてしまう。
このような場合、前記開口部に材料を適切に埋め込むために、ユーザは、上記パラメータの値を調整する必要がある。
ここで、パラメータの値を、より適切な値とするためには、ユーザは、第2領域ではなく、非重複領域(つまり、マスクの表面に残った材料の形状)を正確に把握する必要がある。ところが、マスクを回路基板上に設置した状態では、ユーザは、上記第2領域については把握できるが、上記非重複領域については把握できない。
しかしながら、本願の構成では、マスクを回路基板上に設置した状態であっても、非重複領域を算出できる。それゆえ、この非重複領域を表示装置にさせることにより、ユーザは、マスクの表面に残った材料の形状を正確に把握できる。
したがって、マスクを回路基板上に設置した状態であっても、適切なパラメータの値を設定可能とするデータ処理装置を提供することが可能となるという効果を奏する。
また、本発明に係るデータ処理装置は、上記のデータ処理装置において、前記非重複領域の面積を算出する面積算出手段と、前記算出した面積に基づいて、前記マスクの表面に対する前記第1部材の接触圧、および、前記マスクの表面に向かう方向への第1部材の移動量の上限値の2つのパラメータのうち、少なくとも1つのパラメータの値を変更する変更手段とを備えることを特徴としている。
上記の構成によれば、面積算出手段により、非重複領域の面積を算出することができる。また、変更手段により、算出した面積に基づいて、前記マスクの表面に対する前記第1部材の接触圧、および、前記マスクの表面に向かう方向への第1部材の移動量の上限値の2つのパラメータのうち、少なくとも1つのパラメータの値を変更することができる。
したがって、ユーザ自身がパラメータの値を変更する必要がなくなるという効果を奏する。
また、本発明に係るデータ処理装置は、上記のデータ処理装置において、前記第1部材の移動方向に沿って、一定幅を有する非重複領域が、少なくとも所定長にわたり存在するか否かを判定する判定手段を備えることを特徴としている。
上記の構成によれば、判定手段により、前記第1部材の移動方向に沿った方向に、一定幅を有する非重複領域が、所定長にわたり存在するか否かを判定することができる。
ここで、所定長にわたり非重複領域が存在する場合には、第1部材におけるマスクの表面と接触する箇所が、欠損や摩耗等により不良な状態となっていると考えられる。
したがって、第1部材におけるマスクの表面と接触する箇所が、不良な状態となっているか否かを判断できるという効果を奏する。
また、本発明に係るデータ処理装置は、上記のデータ処理装置において、前記材料が前記開口部に埋め込まれる前の前記平面の画像を含んだ画像データから、前記第1データを生成すると共に、前記材料が前記開口部に埋め込まれた後の前記平面の画像データから、前記第2データを生成する生成手段を備え、前記取得手段が、前記生成手段が生成した第1データおよび第2データを取得することを特徴としている。
上記の構成によれば、生成手段により、第1データおよび第2データを生成することができる。また、取得手段により、生成手段が生成した第1データおよび第2データを取得できる。
したがって、非重複領域を算出する際に用いる第1データと第2データとを、それぞれ、前記平面の画像を含んだ画像データと、前記平面の画像データとから生成できるという効果を奏する。
また、本発明に係るデータ処理装置は、上記のデータ処理装置において、前記マスクの設計は、コンピュータを利用して行われたものであり、前記材料が前記開口部に埋め込まれた後の前記平面の画像データから、前記第2データを生成する生成手段を備え、前記取得手段が、前記マスクの設計データにおける前記第1領域を示すデータを取得すると共に、前記生成手段が生成した第2データを取得することを特徴としている。
上記構成によれば、生成手段により、第2データを生成することができる。また、取得手段により、まず、前記マスクの設計データにおける前記第1領域を示すデータ、つまり上記第1データを取得することができる。また、取得手段により、生成手段が生成した第2データを取得できる。
したがって、非重複領域を算出する際に用いる第1データを、前記平面の画像を含んだ画像データを用いることなく取得できると共に、非重複領域を算出する際に用いる第2データを、前記平面の画像データから生成できるという効果を奏する。
また、本発明に係る画像表示装置は、上記の課題を解決するために、上記のデータ処理装置と、前記非重複領域を表示する表示装置とを備えることを特徴としている。
上記の構成によれば、表示装置により、データ処理装置が算出した非重複領域を表示することができる。
したがって、上述したデータ処理装置で得られる効果に加え、自装置において、ユーザが非重複領域を視認可能となる画像表示装置を提供できるという効果を奏する。
また、本発明に係る画像処理装置は、上記の課題を解決するために、上記のデータ処理装置と、少なくとも、前記平面を読み取る画像読取装置とを備えた画像処理装置であって、前記生成手段は、前記画像読取装置が読み取った前記平面の画像データを受け付けることを特徴としている。
上記の構成によれば、画像読取装置により、前記材料が前記開口部に埋め込まれる前の前記平面、および、前記材料が前記開口部に埋め込まれた後の前記平面を読み取ることができる。また、生成手段は、読み取られた平面の画像データを取得できる。
したがって、上述したデータ処理装置で得られる効果に加え、上記第1データおよび第2データを生成するための、前記平面の画像データを取得できるという効果を奏する。
また、本発明に係る画像処理装置は、上記の画像処理装置において、前記第1部材は、少なくとも、第1方向と、該第1方向と反対方向の第2方向とに移動可能であって、前記開口部に材料を埋め込む前には、前記材料は、前記第1部材の第1方向側に供給されるものであり、前記画像読取装置は、前記第1部材の第2方向側に走査部を備えており、前記第1部材と、前記走査部とが連動して移動することを特徴としている。
上記の構成によれば、前記材料は、前記第1部材の第1方向側に供給されているため、第1部材が第1方向に移動するのに伴い、前記材料を前記開口部に埋め込むことができる。
また、画像読取装置は、前記第1部材の第2方向側に走査部を備えており、かつ、第1部材と前記走査部とが連動して移動するため、前記材料が前記開口部に埋め込まれた後の前記平面を走査することができる。
したがって、前記材料の前記開口部への埋め込み処理と共に、第2データを生成するための、前記平面の画像データを取得できるという効果を奏する。
また、本発明に係る画像処理装置は、上記の画像処理装置において、前記第1部材は、少なくとも、第1方向と、該第1方向と反対方向の第2方向とに移動可能であって、前記開口部に材料を埋め込む前には、前記材料は、前記第1部材の第1方向側に供給されるものであり、前記画像読取装置は、前記第1部材の第1方向側に第1走査部を備え、かつ、前記第1部材の前記第2方向側に第2走査部を備えており、前記第1走査部および第2走査部は、前記第1部材と連動して移動することを特徴としている。
上記の構成によれば、前記材料は、前記第1部材の第1方向側に供給されているため、第1部材が第1方向に移動するのに伴い、前記材料を前記開口部に埋め込むことができる。
また、画像読取装置は、前記第1部材の第2方向側に第2走査部を備えており、かつ、第1部材と前記第2走査部とが連動して移動するため、前記材料が前記開口部に埋め込まれた後の前記平面を第2走査部により走査することができる。
さらに、画像読取装置は、前記第1部材の第1方向側に第1走査部を備えており、かつ、第1部材と第1走査部とが連動して移動するため、前記材料が前記開口部に埋め込まれる前の前記平面を第1走査部により走査することができる。
したがって、前記材料の前記開口部への埋め込み処理と共に、上記第1データおよび第2データを生成するための、前記平面の画像データを取得できるという効果を奏する。
また、本発明に係る材料印刷装置は、上記の課題を解決するため、上記の画像処理装置と、前記第1部材と、少なくとも、前記第1部材の前記移動を制御する第1部材制御手段とを備えることを特徴としている。
上記の構成によれば、第1部材制御手段により、前記第1部材の移動を制御することができる。それゆえ、第1部材制御手段によって第1部材を移動させることで、前記材料を前記開口部に埋め込むことができる。また、自装置は、第1部材を備えている。
したがって、上述した画像処理装置で得られる効果に加え、自装置の動作のみで、前記材料を前記開口部に埋め込むことができる材料印刷装置を提供することができるという効果を奏する。
また、本発明に係るデータ処理方法は、上記の課題を解決するために、マスクの表面を含んだ平面における前記マスクの開口部の領域を第1領域とし、前記マスクの表面に供給された、回路用の基板を構成する材料が、第1部材を前記マスクの表面に接触させながら移動させることによって、前記開口部に埋め込まれた状態での、前記平面における前記材料の領域を第2領域とすると、前記第1領域を示した第1データと、前記第2領域を示した第2データとを取得する取得ステップと、前記取得した第1データと第2データとから、前記第2領域のうち、前記第1領域と重複していない非重複領域を特定する特定ステップとを備えることを特徴としている。
上記の方法によれば、取得ステップにより、第1領域を示す第1データと、第2領域を示す第2データとを取得することができる。また、算出ステップにより、前記取得した第1データと第2データとから、前記第2領域のうち、前記第1領域と重複していない非重複領域を算出することができる。
ところで、マスクの表面に供給された、回路用の基板を構成する材料を、第1部材をマスクの表面に接触させながら移動させることによって、開口部に埋め込む場合には、マスクの表面に対する第1部材の接触のさせ方(例えば、接触圧)が適切でないと、材料を適切に開口部に埋め込むことができない。また、上記接触のさせ方を示したパラメータの値の設定が適切でない場合、材料を開口部に埋め込んだ後であっても、過剰な材料がマスクの表面に残ってしまったり、過剰に材料をかき取って開口部内の材料が不足してしまったりしてしまう。
このような場合、前記開口部に材料を適切に埋め込むために、ユーザは、上記パラメータの値を調整する必要がある。
ここで、パラメータの値を、より適切な値とするためには、ユーザは、第2領域ではなく、非重複領域(つまり、マスクの表面に残った材料の形状)を正確に把握する必要がある。ところが、マスクを回路基板上に設置した状態では、ユーザは、上記第2領域については把握できるが、上記非重複領域については把握できない。
しかしながら、本願の方法では、マスクを回路基板上に設置した状態であっても、非重複領域を算出できる。それゆえ、この非重複領域を表示装置にさせることにより、ユーザは、マスクの表面に残った材料の形状を正確に把握できる。
したがって、マスクを回路基板上に設置した状態であっても、適切なパラメータの値を設定可能とするデータ処理方法を提供することが可能となるという効果を奏する。
また、本発明に係るプログラムは、上記の課題を解決するために、上記データ処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムであることを特徴としている。
したがって、上記プログラムをコンピュータシステムにロードすることによって、上記データ処理装置をユーザに提供することが可能となるという効果を奏する。
また、本発明に係る記録媒体は、上記の課題を解決するために、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴としている。
したがって、上記記録媒体に記録されているプログラムをコンピュータシステムにロードすることによって、上記データ処理装置をユーザに提供することが可能となるという効果を奏する。
本発明に係るデータ処理装置は、以上のように、マスクの表面を含んだ平面における前記マスクの開口部の領域を第1領域とし、前記マスクの表面に供給された、回路用の基板を構成する材料が、第1部材を前記マスクの表面に接触させながら移動させることによって、前記開口部に埋め込まれた状態での、前記平面における前記材料の領域を第2領域とすると、前記第1領域を示した第1データと、前記第2領域を示した第2データとを取得する取得手段と、前記取得した第1データと第2データとから、前記第2領域のうち、前記第1領域と重複していない非重複領域を特定する特定手段とを備える構成である。
したがって、マスクを回路基板上に設置した状態であっても、適切なパラメータの値を設定可能とするデータ処理装置を提供することが可能となるという効果を奏する。
また、本発明に係る画像表示装置は、以上のように、上記のデータ処理装置と、前記非重複領域を表示する表示装置とを備える構成である。
したがって、上述したデータ処理装置で得られる効果に加え、自装置において、ユーザが非重複領域を視認可能となる画像表示装置を提供できるという効果を奏する。
また、本発明に係る画像処理装置は、以上のように、上記のデータ処理装置と、少なくとも、前記平面を読み取る画像読取装置とを備えた画像処理装置であって、前記生成手段は、前記画像読取装置が読み取った前記平面の画像データを受け付ける構成である。
したがって、上述したデータ処理装置で得られる効果に加え、上記第1データおよび第2データを生成するための、前記平面の画像データを取得できるという効果を奏する。
また、本発明に係る材料印刷装置は、以上のように、上記の画像処理装置と、前記第1部材と、少なくとも、前記第1部材の前記移動を制御する第1部材制御手段とを備える構成である。
したがって、上述した画像処理装置で得られる効果に加え、自装置の動作のみで、前記材料を前記開口部に埋め込むことができる材料印刷装置を提供することができるという効果を奏する。
また、本発明に係るデータ処理方法は、以上のように、マスクの表面を含んだ平面における前記マスクの開口部の領域を第1領域とし、前記マスクの表面に供給された、回路用の基板を構成する材料が、第1部材を前記マスクの表面に接触させながら移動させることによって、前記開口部に埋め込まれた状態での、前記平面における前記材料の領域を第2領域とすると、前記第1領域を示した第1データと、前記第2領域を示した第2データとを取得する取得ステップと、前記取得した第1データと第2データとから、前記第2領域のうち、前記第1領域と重複していない非重複領域を特定する特定ステップとを備えることを特徴としている。
したがって、マスクを回路基板上に設置した状態であっても、適切なパラメータの値を設定可能とするデータ処理方法を提供することが可能となるという効果を奏する。
また、本発明に係るプログラムは、以上のように、上記データ処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
したがって、上記プログラムをコンピュータシステムにロードすることによって、上記データ処理装置をユーザに提供することが可能となるという効果を奏する。
また、本発明に係る記録媒体は、以上のように、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
したがって、上記記録媒体に記録されているプログラムをコンピュータシステムにロードすることによって、上記データ処理装置をユーザに提供することが可能となるという効果を奏する。
〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について図1ないし図16に基づいて説明すると以下の通りである。
図1は、本実施の形態に係る半田印刷装置(材料印刷装置)1の概略構成を示した機能ブロック図である。半田印刷装置1は、同図に示すとおり、操作部11、スキージ制御部12、スキージ(第1部材)13、移動量検出部14、画像読取部15、データ処理部(データ処理装置)16、記憶部17、および、表示部18を備えている。
画像読取部15は、走査部51および投光量制御部52を備えている。また、データ処理部16は、画像処理部61、および判定部(判定手段)62を備えている。さらに、画像処理部61は、データ生成部(生成手段)61a、データ取得部(取得手段)61b、および特定部(特定手段)61cを備えている。
なお、データ処理部16と表示部18とを合わせたものが、特許請求の範囲に記載の画像表示装置に対応する。また、データ処理部16と画像読取部15とを合わせたものが、特許請求の範囲に記載の画像処理装置に対応する。
操作部11は、ユーザからの指示を受け付ける装置である。例えば、スイッチ、キーボード、またはタッチパネル等により構成される。操作部11は、上記指示を受け付けた場合、スキージ制御部12に対して、上記指示を送る。例えば、スキージ13を移動させる指示を受け付けた場合、この指示をスキージ制御部12に送る。
スキージ制御部12は、上記操作部11からの指示を受け付けた場合、この指示に応じて、スキージ13の移動(動作)を制御する。
スキージ13は、板状の部材であって、スキージ制御部12の制御により移動する。具体的には、スキージ13は、図2に示すとおり、少なくとも、印刷時に半田印刷装置1に載置されるメタルマスク(マスク)31の表面と平行な第1方向および第2方向と、該第1および第2方向と垂直となる方向(第3方向および第4方向)とに移動可能となっている。また、スキージ13は、少なくとも、メタルマスク31の表面に接触しながら移動可能になっている。なお、スキージ13を第3方向に移動することにより、スキージ13とメタルマスク31との距離が縮まり、スキージ13を第4方向に移動することにより、スキージ13とメタルマスク31との距離が離れる。
さらに、以下では、スキージ13をメタルマスク31の表面と接触させた状態で、スキージ13を上記第1方向に移動することにより、半田を回路基板に印刷するものとして説明する。なお、印刷とは、半田をメタルマスク31の開口部31aに埋め込むことをいう。
移動量検出部14は、上記メタルマスク31の表面と平行な方向における、スキージの移動量を検出する。そして、図1に示すとおり、検出したスキージ13の移動量を示すデータを、逐次、データ処理部16の画像処理部61に送る。
次に、画像読取部15および画像読取部15の各部51・52について説明する。
画像読取部15は、所定の領域の画像を読み取る。より詳しくは、画像読取部15の走査部51が、上記第1方向に移動することにより、半田(ペースト状のクリーム半田)の印刷対象となる回路基板上に載置されたメタルマスク31の表面を含む平面(以下、第1面と称する)を読み取る。
また、回路基板に半田が未だ印刷されていない場合には、メタルマスク31の開口部31aにあたる箇所では、上記第1面の代わりに、メタルマスク31の下方に載置された回路基板(ランドの部分)の表面(つまり、半田が印刷される面)(以下、第2面と称する)を読み取ることとなる。つまり、この場合、画像読取部15は、第1面におけるメタルマスク31の表面(以下では、マスク面と称する)と、第2面とを読み取ることとなる。
また、回路基板が載置されていない場合には、半田印刷装置1の基板載置面(図示せず)を読み取ることになる。以下では、回路基板に半田が未だ印刷されていない場合には、第2面を読み取るものとして説明する。
また、この走査部51は、スキージ13と連動して、スキージ13と同速度で同方向に移動する(図2参照)。さらに、走査部51は、スキージ13に関して、印刷開始前に半田が供給される位置と反対側に、スキージ13に隣接して設けられている。
また、この走査部51は、図2に示すとおり、投光部51aと受光部51bとを備える。投光部51aは、少なくとも上記第1面に対して、投光量制御部52により予め定めた量の光を投光(出射)する。受光部51bは、上記投光部51aが投光した光であって、かつ、上記第1面(第2面が開口部31aから露出されている場合には、マスク面および第2面)からの反射光を受光する。また、受光部51bは、受光した光を電気信号に変換し、逐次、該電気信号をデータ処理部16に送る。なお、上記投光部51aは、LEDで構成され、上記受光部51bはライン型のセンサで構成されている。また、これに限定されず、投光部51aをレーザ装置で構成してもよい。
以上のように、画像読取部15は、ラスタ画像(線画像)のデータを取得し、この画像データをデータ処理部16に送る構成であると言える。
また、画像読取部15は、半田が印刷される前、および、半田が印刷された後に、上記読み取りを実施する。
ここで、半田が印刷される前の読み取りは、図3(a)(b)に示すとおり、走査部51をスキージ13と共に移動することにより行う。また、この場合、スキージ13を、メタルマスク31の表面と接触しないように、該表面の上方に位置させた状態で移動させる。なお、図3(a)は、走査部51による走査開始前状態を、図3(b)は、走査終了後の状態を示した図である。
また、半田が印刷された後の読み取りは、図4(a)(b)に示すとおり、メタルマスク31の表面の所定位置に半田を供給した後、スキージ13によって半田を開口部31aに埋め込んだ直後の第1面の状態を、走査部51が走査することにより行う。なお、図4(a)は、走査部51による走査開始前状態を、図4(b)は、走査終了後の状態を示した図である。また、図4(b)は、メタルマスク31の開口部31aに半田が埋め込まれると共に、メタルマスク31の表面に半田が過剰に残ってしまっている状態を示している。
また、図5は、走査部51が走査を行っている途中の状態を示した図である。同図に示すとおり、スキージ13の移動により開口部31aに半田を埋め込んだ後に、第1面により反射された、投光部51aからの出射光を、入射光として受光部51bが受光する。
ところで、半田が印刷される前の読み取りは、メタルマスク31を交換しない限り、1回だけ行えばよい。また、半田が印刷された後の読み取りは、印刷対象となる回路基板32が差し替えられる度に行ってもよいし、あるいは所定の間隔で行ってもよく、特に限定されるものではない。
なお、上記読み取りは、操作部11がユーザからの指示を受け付けることにより、画像読取部15の図示しない制御部が走査部51の動作を制御する。
投光量制御部52は、後述する画像処理部61での画像処理の結果に基づき、上記投光部が投光する光の量を制御する。より詳しくは、投光量制御部52は、読み取った画像データの輝度分布が、低輝度側および高輝度側でバランスが良くなるように光量を調整する。なお、投光量の制御は、半田が印刷された後のみならず、半田が印刷される前に行ってもよい。つまり、半田が印刷される前の読み取りにおいて得られた画像が鮮明でない場合には、投光量を調整した後、再度、印刷前に読み取りを行う構成としてもよい。
ここで、データ処理部16内の画像処理部61について説明する。
まず、半田が印刷される前に読み取ったデータの処理について説明する。
画像処理部61は、上記受光部からの電気信号を逐次受信すると共に、移動量検出部14から上記移動量を示すデータを逐次受信する。そして、半田が印刷されていない状態における画像データ(以下、印刷前画像データ)を作成する。つまり、ラスタ画像から面画像を作成する。そして、画像処理部61は、作成した印刷前画像データを記憶部17に記憶させる。
画像処理部61のデータ生成部61aは、記憶部17に印刷前画像データが記憶されている場合には、記憶部17から印刷前画像データを読み出す。そして、データ生成部61aは、該読み出した印刷前画像データから、メタルマスク31の表面を含んだ平面における領域であって、かつ、メタルマスク31の開口部31aの領域(以下、開口部領域(第1領域))を示したデータ(以下、開口部データ(第1データ))を生成する。つまり、データ生成部61aは、半田が開口部31aに埋め込まれる前の画像データから、上記開口部データを生成する。
そして、データ生成部61aは、生成した開口部データを、記憶部17に記憶させる。具体的には、記憶部17には、上記開口部データとして、図6の実線で囲まれた領域を示すデータが記憶される。
なお、上記開口部データは、開口部31aに投光された光に基づく反射光(より詳しくは、メタルマスク31に関してスキージ13と反対側に載置された回路基板32のランド32aからの反射光)と、メタルマスクの表面に投光された光に基づく反射光と(つまり、開口部31aを除いた、メタルマスク31の表面)の光量の違いに着目して生成される。すなわち、図7(a)(b)に示すとおり、開口部31aに投光された光に基づく反射光は、メタルマスクの表面に投光された光に基づく反射光よりも光量が少なくなるため、光量に関して閾値を設け、所定の閾値(同図では閾値D)以下となる光を反射する領域を、上記開口部領域と特定する。
次に、半田が印刷された後に読み取ったデータの処理について説明する。
画像処理部61は、上記受光部からの電気信号を逐次受信すると共に、移動量検出部14から上記移動量を示すデータを逐次受信する。そして、半田が印刷された状態における画像データ(以下、印刷後画像データ)を作成する。そして、画像処理部61は、作成した印刷後画像データを記憶部17に記憶させる。
画像処理部61のデータ生成部61aは、記憶部17に印刷後画像データが記憶されている場合には、記憶部17から印刷後画像データを読み出す。そして、データ生成部61aは、該読み出した印刷後画像データから、半田が開口部31aに埋め込まれた状態での、上記第1面における半田の領域(以下、半田領域(第2領域))を示したデータ(半田領域データ(第2データ))を生成する。つまり、データ生成部61aは、半田が開口部31aに埋め込まれた後の画像データから、上記半田領域データを生成する。なお、上記半田領域(第2領域)は、スキージ13を用いた半田印刷後の、メタルマスク31の表面を含んだ平面における半田が存在する領域であるとも言える。
そして、データ生成部61aは、生成した半田領域データを、記憶部17に記憶させる。具体的には、記憶部17には、上記半田領域データとして、図8に示した領域を示すデータが記憶される。
なお、上記半田領域データは、半田領域に投光された光に基づく反射光と、メタルマスクの表面(つまり、半田がかき取られて無くなった領域)に投光された光に基づく反射光との光量の違いに着目して生成される。すなわち、半田領域に投光された光に基づく反射光は、メタルマスクの表面に投光された光に基づく反射光よりも、光量が少なくなるため、光量に関して閾値を設け、所定の閾値以下となる光を反射する領域を、上記半田領域と特定する。
以上のように、記憶部17には、少なくとも、開口部データと半田領域データとが記憶されることとなる。
データ取得部61bは、記憶部17に上記開口部データと半田領域データとが記憶されている場合、記憶部17から、開口部データと半田領域データとを読み出す。そして、データ取得部61bは、上記読み出した両データを、特定部61cに送る。
特定部61cは、上記開口部データと半田領域データとから、上記半田領域のうち、上記開口部領域と重複していない非重複領域を特定する。つまり、図9に示した領域を算出する。
また、特定部61cは、この算出した非重複領域を示したデータを、表示部18に送る。この場合、表示部18は、上記非重複領域を、図示しない表示画面に表示させる。なお、非重複領域の表示に際しては、特定部61cが開口部データも同時に表示部18に送る構成とすることにより、開口部領域と共に表示を行ってもよい。さらに、開口部領域のみならず、マスクメタルの表面の全体形状を示す表示を行う構成としてもよい。
さらに、特定部61cは、上記非重複領域を示すデータを、判定部62に送る。
判定部62は、例えば図10に示すとおり、スキージ13の移動方向(第1または第2方向)に沿って、一定幅を有する非重複領域が、少なくとも所定長にわたり存在するか否かを判定する。そして、判定部62は、少なくとも所定長にわたり非重複領域が存在する場合には、この旨を示すデータを表示部18に送る。この場合、表示部18は、上記データに従った表示を行う。なお、図11は、図10に示す非重複領域を算出時に用いられた半田領域を示した図である。
以上のように、半田印刷装置1のデータ処理部16は、上記開口部領域(第1領域)を示した開口部データ(第1データ)と、上記半田領域(第2領域)を示した半田領域データ(第2データ)とを取得するデータ取得部(取得手段)61bと、この取得した開口部データと半田領域データとから、半田領域のうち、開口部領域と重複していない非重複領域を特定する特定部(特定手段)61cを備える構成である。
この構成によれば、データ取得部61bにより、開口部領域を示す開口部データと、半田領域を示す半田領域データとを取得することができる。また、特定部61cにより、取得した開口部データと半田領域データとから、半田領域のうち、開口部領域と重複していない非重複領域を特定することができる。
ところで、メタルマスク31の表面に供給された、半田(回路用の基板を構成する材料)を、スキージ13をメタルマスク31の表面に接触させながら移動させることによって、開口部31aに埋め込む場合には、メタルマスク31の表面に対するスキージ13の接触のさせ方(例えば、メタルマスク31の表面に対するスキージ13の接触圧、メタルマスク31の表面に向かう方向へのスキージ13の移動量の上限値(押込量)等)が適切でないと、半田を適切に開口部31aに埋め込むことができない。また、上記接触のさせ方といったパラメータの値の設定が適切でない場合、半田を開口部31aに埋め込んだ後であっても、過剰な半田がメタルマスク31の表面に残ってしまったり、過剰に半田をかき取ってランド上の半田が不足してしまったりしてしまう。
このような場合、開口部31aに材料を適切に埋め込むために、ユーザは、上記パラメータの値を調整する必要がある。
ここで、パラメータの値を、より適切な値とするためには、ユーザは、半田領域ではなく、非重複領域(つまり、マスクの表面に残った材料の形状)を正確に把握する必要がある。ところが、メタルマスク31を回路基板上に設置した状態では、ユーザは、上記半田領域については把握できるが、上記非重複領域については把握できない。
しかしながら、本実施の形態の構成では、メタルマスク31を回路基板上に設置した状態であっても、非重複領域を算出できる。それゆえ、この非重複領域を表示部18にさせることにより、ユーザは、メタルマスク31の表面に残った半田の形状を正確に把握できる。
したがって、メタルマスク31を回路基板上に設置した状態であっても、適切なパラメータの値が設定可能となる。
また、半田の印刷後に、メタルマスク31の表面に半田が或る量以上残っていたり、ほとんど残っていないような場合には、印刷不良が生じている可能性が高い。しかし、半田印刷装置1では、上記のように、適切なパラメータの値が設定可能であるため、印刷不良が生じることを防ぐこともできる。
また、データ処理部16は、以上のように、スキージ13の移動方向に沿って、一定幅を有する非重複領域が、少なくとも所定長にわたり存在するか否かを判定する判定部(判定手段)62を備える構成である。
ここで、所定長にわたり非重複領域が存在する場合には、スキージ13におけるマスクの表面と接触する箇所が、欠損や摩耗等により不良な状態となっていると考えられる。したがって、スキージ13におけるメタルマスク31の表面と接触する箇所が、不良な状態となっているか否かを判断できる。
特に、図10に示したように、比較的狭い幅(一定幅)を有する非重複領域が、少なくとも所定長にわたり存在する場合には、スキージ13におけるマスクの表面と接触する箇所が欠損していると判断できる。また、同図に示したように、比較的太い幅(一定幅)を有する非重複領域が、少なくとも所定長にわたり存在する場合には、スキージ13におけるマスクの表面と接触する箇所が摩耗していると判断できる。
とりわけ、半田の劣化が少なく適正にパラメータを調整した後でも、過剰な半田がメタルマスクの表面に残る場合には、このようにスキージ13が不良である場合が多い。このため、上記構成とすることにより、このようなスキージ13の不良を容易に判断できるため、不必要な、パラメータの調整を行う必要がない。その結果、印刷作業を効率よく行うことができる。
次に、非重複領域の特定処理のフローを、図12に基づいて説明する。
まず、スキージ制御部12がスキージ13を、スキージ13とメタルマスク31の表面とが接触しない位置であって、かつ、予め定められた位置まで移動させる(S1)。S1の後は、画像読取部15が、半田が印刷される前のマスク面および第2面を読み取る(S2)。S2の後は、マスク面および第2面を読み取ることによって得られたラスタ画像に基づいて、画像処理部61が、上記印刷前画像データを作成する(S3)。S3の後は、画像処理部61が、作成した印刷前画像データを記憶部17に記憶させる(S4)。
S4の後は、データ生成部61aが、記憶部17から印刷前画像データを読み出すと共に、該読み出した印刷前画像データから、上記開口部領域を示した開口部データを生成する(S5)。S5の後は、データ生成部61aが、上記開口部データを、記憶部17に記憶させる(S6)。
S6の後は、スキージ制御部12が、スキージ13とメタルマスク31の表面とが接触する位置であって、かつ、予め定められた位置(印刷開始位置)まで移動させる(S7)。
S7の後は、画像読取部15が、半田が印刷された後の第1面を読み取る(S8)。S8の後は、第1面を読み取ることによって得られたラスタ画像に基づいて、画像処理部61が、上記印刷後画像データを作成する(S9)。S9の後は、画像処理部61が、作成した印刷後画像データを記憶部17に記憶させる(S10)。
S10の後は、データ生成部61aが、記憶部17から印刷前画像データを読み出すと共に、該読み出した印刷後画像データから、上記半田領域を示した半田領域データを生成する(S11)。S11の後は、データ生成部61aが、上記半田領域データを、記憶部17に記憶させる(S12)。
S12の後は、データ取得部61bが、記憶部17から、上記開口部データと半田領域データとを読み出す(S13)。S13の後は、データ取得部61bが読み出した開口部データと半田領域データとを用いて、特定部61cが上記非重複領域を特定する(S14)。以上により、非重複領域の特定処理が終了する。
また、半田印刷装置1においては、半田が、スキージ13の第1方向側に供給されているため、スキージ13が第1の方向に移動するのに伴い、半田を開口部31aに埋め込むことができる。さらに、半田印刷装置1の画像読取部15は、スキージ13の第2の方向側に走査部51を備えており、かつ、スキージ13と走査部51とが連動して移動するため、半田が開口部31aに埋め込まれた後の第1面を走査することができる。したがって、半田の開口部31aへの埋め込み処理と共に、上記半田領域データを生成するための、第1面の画像データを取得できる。
また、半田印刷装置1の画像読取部15は、以上のように、半田の印刷後に読み取った第1面(あるいは、半田の印刷前に読み取ったマスク面および第2面)の画像データに基づいて、走査時の投光量を調整する投光量制御部(調整手段)52を備える構成と言える。
この構成によれば、投光量制御部52により、前記半田の印刷後に読み取った第1面(あるいは、半田の印刷前に読み取ったマスク面および第2面)の画像データに基づいて、走査時の投光量を調整することができる。
それゆえ、例えば、第1面(あるいは、マスク面および第2面)の画像データの輝度分布が、低輝度側および高輝度側でバランスが良くなるように投光量を調整することにより、鮮明な、第1面(あるいは、マスク面および第2面)の画像データを取得することができる。
したがって、半田の印刷後では、第2領域を正確に示した第2データ(あるいは、半田の印刷前では、第1領域を正確に示した第1データ)を生成することができるという効果を奏する。
また、半田印刷装置1では、上述したように、半田が印刷される前の読み取り時においては、スキージ13を、メタルマスク31の表面と接触しないように、該表面の上方に位置させた状態で移動させる構成である。このため、半田が既にメタルマスク31に供給されている状態であっても、上記印刷前画像データを生成することができる。
ところで、印刷に用いる半田が劣化して、半田の粘度が高くなっている場合もある。このような場合、スキージ13におけるマスクの表面と接触する箇所が、欠損や歪み等により不良な状態となっていても、図13に示すとおり、スキージ13の移動方向に沿って、一定幅を有する非重複領域が、少なくとも所定長にわたり存在しない場合が多い。そこで、このような場合に備え、特定部61c、記憶部17、および判定部62を、さらに、以下の機能を備える構成としておくことが好ましい。
まず、特定部61cが算出した非重複領域を示すデータを、印刷が行われる度に個別に、特定部61cが記憶部17に記憶させる。つまり、複数の非重複領域を示すデータを記憶部17に記憶させる。
そして、或る程度の個数(n個)の非重複領域を示すデータが記憶部17に記憶された場合、判定部62が、記憶部17から、全ての非重複領域を示すデータを読み出す。そして、判定部62が、読み出した非重複領域を示すデータを用いて、メタルマスク31の各位置に対応させて、図14に示すとおり非重複領域を累積させる。さらに、判定部62は、図15に示すとおり、非重複領域となった回数が所定の回数(k回(n>k))以上である領域(同図の抽出領域)を算出する。
その後、判定部62は、非重複領域となった回数が上記所定回数以上の領域に関して、上述したように、スキージ13の移動方向に沿って、一定幅を有する非重複領域が、少なくとも所定長にわたり存在するか否かを判定する。
このような構成とすることにより、半田の劣化が生じている場合であっても、スキージ13におけるメタルマスク31の表面と接触する箇所が、不良な状態となっているか否かを判断できる。
なお、上記においては、非重複領域となった回数を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、非重複領域の輝度値の情報を用いる構成としてもよい。具体的には、まず、判定部62が、メタルマスク31の各位置に対応させて、輝度値を累積させると共に、輝度値の累積値が所定の値以上となる領域を算出する構成とする。そして、判定部62が、非重複領域となった回数が所定回数以上の領域に関して、上述したように、スキージ13の移動方向に沿って、一定幅を有する非重複領域が、少なくとも所定長にわたり存在するか否かを判定する構成とする。このような構成でも、同様の効果を得ることができる。
また、上記実施の形態においては、走査部51をスキージ13と共に移動することにより得られた印刷前画像データに基づいて生成された開口部データを、データ取得部61bが取得した。しかしながら、以下の方法によっても、開口部データは取得可能である。
メタルマスク31は、通常、図16に示すとおり、CAD(Computer aided design system)を用いて設計される。したがって、メタルマスク31の設計データ(CADデータ)における、上記開口部領域を示すデータを、データ取得部61bが他の装置から取得する構成とすればよい。
また、回路基板32に関しても、CADを用いて設計される。したがって、回路基板32の設計データ(CADデータ)における上記ランド32aの位置を示すデータを、データ取得部61bが他の装置から取得する構成とすればよい。
なお、上記CADデータとしては、例えば、ガーバ規格に従ったデータ(ガーバデータ)を用いることができる。
このように、CADデータを利用することより、非重複領域を算出する際に用いる開口部データを、マスク面および第2面の画像データ(前記平面の画像を含んだ画像データ)を用いることなく取得できる。
なお、CADデータに存在していない加工がメタルマスク31に施されている場合には、CADデータを利用せずに、上述したマスク面および第2面の読み取りを行い、開口部データを生成すればよい。
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施形態について、図17から図20に基づいて説明すると以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態に係る半田印刷装置1′は、図17に示すとおり、操作部11、スキージ制御部12′、スキージ13、移動量検出部14、画像読取部15、データ処理部16′、記憶部17、および、表示部18を備えている。また、データ処理部16′は、画像処理部61、判定部62、およびパラメータ設定部63を備えている。
つまり、半田印刷装置1′は、パラメータ設定部63を備える点、および、スキージ制御部12の代わりにスキージ制御部12′を備える点において、実施の形態1の半田印刷装置1と異なる。したがって、以下では、主としてパラメータ設定部63およびスキージ制御部12′について説明する。
スキージ制御部12′は、上記操作部11からの指示を受け付けた場合、この指示に応じて、スキージ13の移動(動作)を制御する。また、スキージ制御部12′は、データ処理部16′から、スキージの移動に関する指示を受け付ける。スキージ制御部12′が、この指示を受け付けた場合、該指示に応じて、スキージ13の移動を制御する。
パラメータ設定部63は、面積算出部(面積算出手段)63aおよび変更部(変更手段)63bを備えている。
また、パラメータ設定部63は、画像処理部61の特定部61cから、上述した非重複領域を示すデータを取得する。そして、面積算出部63aは、上記受け付けたデータに基づいて、非重複領域の面積を算出する。さらに、面積算出部63aは、算出した面積のデータを、変更部63bに送る。
変更部63bは、上記算出された面積に基づいて、メタルマスク31の表面に対するスキージ13の接触圧、メタルマスク31の表面に向かう方向へのスキージ13の移動量の上限値(押込量)といった、予め設定されているパラメータの値を変更(調整)する。
ここで、上記パラメータの変更方法の具体例について説明する。
まず、半田印刷装置1の設置時やメタルマスクおよび基板変更をともなう段取り変え時等において、メタルマスク31の表面に残った半田の面積と、この場合における押込量の最適値との関係を示した関数f、および、メタルマスク31の表面に残った半田の面積と、この場合における接触圧の最適値との関係を示した関数fとを、予め算出しておく。以下、これらの関数f・fの算出方法について説明する。
まず、操作部11を介して、適当に押込量と接触圧とを設定し、この設定値で実際に印刷を行って、面積算出部63aに面積を算出させる。そして、熟練した作業者が、算出された面積に基づいて、経験と勘とから、押込量の最適値と、接触圧の最適値とを検討する。その後、操作部11を介して、変更部63bにより、各最適値のデータを上記面積のデータに関連付ける。
なお、この場合、印刷時の押込量と接触圧とは適宜変更して、複数回の印刷を試行する中で、最適な設定値を見つける。そして、変更部63bは、図18に示すとおり、押込量の最適値のデータと接触圧の最適値のデータと面積データとを、面積のデータ毎に関連付けて、記憶部17に記憶させる。
また、変更部63bは、上記関連付けて記憶させたデータのうち、面積のデータと押込量の最適値のデータとを用いて、回帰計算により、図19に示すとおり、メタルマスク31の表面に残った半田の面積と、この場合における押込量の最適値との関係を示した関数fを算出する。そして、変更部63bは、この算出した関数fを、記憶部17に記憶させる。
さらに、変更部63bは、上記関連付けて記憶させたデータのうち、面積データと接触圧のデータとを用いて、回帰計算により、図20に示すとおり、メタルマスク31の表面に残った半田の面積と、この場合における接触圧の最適値との関係を示した関数fを算出する。そして、変更部63bは、この算出した関数fを、記憶部17に記憶させる。
以上により、関数f・fを得ることができる。なお、関数を記憶させる処理は、半田印刷装置1による量産直前に、予め行っておく処理である。
変更部63bは、この算出した関数f・fを、面積算出部63aから上記面積のデータを受け付けるたびに、記憶部17から読み出す。そして、受け付けたデータに基づいて、関数f・fから、最適な押込量と最適な接触圧とを算出する。例えば、算出した面積がrinである場合、図20および図21に示すとおり、関数f・fを用いて、Soutといった最適な押込量、および、POutといった最適な接触圧が、変更部63bにより算出される。
また、変更部63bは、この算出した最適な押込量と、最適な接触圧とを、補正値として、スキージ制御部12に送る。
そして、スキージ制御部12が上記補正値を受け付けた場合、スキージ制御部12は、上記補正値に基づいて、スキージ13の移動を制御する。つまり、スキージ制御部12は、押込量と接触圧とが、上記補正値となるように、スキージ13の移動を制御する。
以上のように、半田印刷装置1′のデータ処理部16′は、上記非重複領域の面積を算出する面積算出部(面積算出手段)63aと、この算出した面積に基づいて、前記メタルマスク31の表面に対するスキージ13の接触圧、および、メタルマスク31の表面に向かう方向へのスキージ13の移動量の上限値の2つのパラメータのうち、少なくとも1つのパラメータの値を変更する変更部(変更手段)63bとを備える構成である。
この構成によれば、面積算出部63aにより、非重複領域の面積を算出することができる。また、変更部63bにより、算出した面積に基づいて、メタルマスク31の表面に対するスキージ13の接触圧、および、メタルマスク31の表面に向かう方向へのスキージ13の移動量の上限値の2つのパラメータのうち、少なくとも1つのパラメータの値を変更することができる。したがって、ユーザ自身がパラメータの値を微調整や再調整する必要がなくなる。
ところで、印刷時においては、適切にパラメータを設定するには、完全にかき取ってしまうのではなく或る程度の量の半田がメタルマスク31の表面に残るようにする。そこで、2つの閾値C1・C2(但し、0<C1<C2)を設け、非重複領域の面積(S)が、所定の範囲内(つまり、C1<S<C2)にある場合には、上述したパラメータの変更を行わない構成としてもよい。
なお、本実施の形態では、メタルマスク31の表面に残った半田の面積に基づいて、上記パラメータを補正するものであって、上記表面に残った半田の形状に基づいて、上記パラメータを補正するものではない。しかしながら、上記パラメータの調整の経験が乏しいものであっても、適正な印刷を行うことができる。
また、上記実施の形態2では、メタルマスク31の表面に対するスキージ13の接触圧、メタルマスク31の表面に向かう方向へのスキージ13の移動量の上限値を例に挙げたが、例えば、スキージ13の移動速度や、メタルマスク31の表面に対するスキージ13の接触角度も調整する構成としてもよい。
また、上記の実施の形態1および2においては、走査部51の投光部51aを、LEDやレーザ装置で構成し、走査部51の受光部51bを、ライン型のセンサで構成しているため、印刷後にメタルマスク31の表面に残った半田の厚み(メタルマスク31の法線方向の半田の幅)が微小であっても、上記半田領域を検出可能となる。
また、上記実施の形態1および2においては、画像読取部15が走査部51を一つ備えた構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。以下に、画像読取部15が、走査部(第2走査部)51の他に、新たに走査部(第1走査部)53を備える構成について説明する。
この場合には、画像読取部15が、図21に示すとおり、スキージ13の第1方向側(つまり、スキージ13に関し走査部51と反対側)に走査部53を備えておき、走査部53が、スキージ13と連動して移動する構成としておく。
そして、スキージ13により半田を開口部31aに埋め込むと共に、走査部53により半田が埋め込まれる前の、上記マスク面と第2面とを読み取らせる。
このような構成とすることにより、上述したような半田が印刷される前のマスク面および第2面の読み取りが不要となる。
また、印刷の度に、少なくとも第1面の画像データを取得することが可能であるため、互いの画像データ同士の差分を求めることにより、メタルマスク31の表面や、回路基板32のランド32aに、ゴミ等の異物が存在していないか否かを判断することも可能となる。さらに、異物が存在していると判断した場合には、印刷処理を停止する構成とすることが好ましい。
ここで、走査部51と走査部53とを備える場合における、非重複領域の特定処理のフローを、図22に基づいて説明する。
まず、データ取得部61bが、上記開口部データが、記憶部17に記憶されているか否かを判断する(S21)。ここで、S21において、開口部データが記憶されていると判定されれば(Yesの場合)、後述するS32に進む。一方、S21において開口部データが記憶されていないと判定されたならば、画像読取部15が、半田が印刷される前のマスク面および第2面を読み取る(S22)。S22の後は、マスク面および第2面を読み取ることによって得られたラスタ画像に基づいて、画像処理部61が、上記印刷前画像データを作成する(S23)。S23の後は、画像処理部61が、作成した印刷前画像データを記憶部17に記憶させる(S24)。
S24の後は、データ生成部61aが、記憶部17から印刷前画像データを読み出すと共に、該読み出した印刷前画像データから、上記開口部領域を示した開口部データを生成する(S25)。S25の後は、データ生成部61aが、上記開口部データを、記憶部17に記憶させる(S26)。
また、上記S21からS26と並行して、以下のS27からS31の処理が行われる。
まず、画像読取部15が、半田が印刷された後の第1面を読み取る(S27)。S27の後は、第1面を読み取ることによって得られたラスタ画像に基づいて、画像処理部61が、上記印刷後画像データを作成する(S28)。S28の後は、画像処理部61が、作成した印刷後画像データを記憶部17に記憶させる(S29)。
S29の後は、データ生成部61aが、記憶部17から印刷前画像データを読み出すと共に、該読み出した印刷後画像データから、上記半田領域を示した半田領域データを生成する(S30)。S30の後は、データ生成部61aが、上記半田領域データを、記憶部17に記憶させる(S31)。
次に、S21においてYesの場合またはS26の後であって、かつ、S31の処理が終了した場合には、データ取得部61bが、記憶部17から、上記開口部データと半田領域データとを読み出す(S32)。S32の後は、データ取得部61bが読み出した開口部データと半田領域データとを用いて、特定部61cが上記非重複領域を特定する(S33)。以上により、非重複領域の特定処理が終了する。
このように、走査部51と走査部53とを用いる場合には、図12に示した、S1の処理とS7の処理とが必要でなくなる。つまり、スキージ13の第3方向および第4方向への移動が不要となる。
ところで、上記においては、走査部51の投光部51aを、LEDやレーザ装置で構成し、走査部51の受光部51bを、ライン型のセンサで構成する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、走査部51を、図23に示すとおり、レーザを用いた変位センサ(測定対象物までの距離を計測するセンサ)で構成してもよい。
この場合には、メタルマスク31の表面に残った半田の厚みを検出することが可能となる。また、メタルマスク31の表面や、回路基板32のランド32aに、異物が存在している場合、存在だけではなく、異物の形状までも特定可能となる。
ところで、上記においては、走査部51(あるいは、走査部51・53と)が、スキージ13と連動して、スキージ13と同速度で同方向に移動する構成を例に挙げて説明したが、必ずしも該構成に限定されるものではない。あくまでも、上述した、開口部データと半田領域データとが取得できれば、走査部51の移動と、スキージ13の移動とは、連動していなくてもよい。
また、上記では、投光量制御部52が、輝度に基づいて投光量を制御する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、コントラストに基づいて投光量を制御する構成としてもよい。
また、上記では、メタルマスクを用いる例を挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、スキージを用いて半田を開口部に埋め込むことがメタルで形成されていなくてもよい。つまり、マスクは、或る程度の剛性を有している材料で形成されているものであればよい。
また、上記では、スキージと呼ばれる部材を用いて半田を開口部に埋め込んだが、移動することにより、半田を開口部31aに埋め込むことができる装置であれば、スキージ以外のものでもよい。
また、上記では、半田を印刷する構成を示したが、マスクを用いた印刷材として用いられる材料であればよく、半田に限定されるものではない。
ところで、上記実施の形態では、スキージ13をメタルマスク31の表面と接触させた状態で、スキージ13を上記第1方向に移動することにより、半田を回路基板に印刷するものとして説明した。しかし、上記第1方向に移動して、半田を回路基板に印刷した後において、さらに、スキージ13をメタルマスクの表面31に接触させた状態で、スキージ13を第1および第2方向に往復運動させてもよい。この場合には、印刷時間が、上記実施の形態の印刷方法より長くなるが、より確実に印刷を行うことができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
なお、上記実施形態のデータ処理部16の各部や各処理ステップは、CPUなどの演算手段が、ROM(Read Only Memory)やRAMなどの記憶手段に記憶されたプログラムを実行し、キーボードなどの入力手段、ディスプレイなどの出力手段、あるいは、インターフェース回路などの通信手段を制御することにより実現することができる。したがって、これらの手段を有するコンピュータが、上記プログラムを記録した記録媒体を読み取り、当該プログラムを実行するだけで、本実施形態のデータ処理部16の各種機能および各種処理を実現することができる。また、上記プログラムをリムーバブルな記録媒体に記録することにより、任意のコンピュータ上で上記の各種機能および各種処理を実現することができる。
この記録媒体としては、マイクロコンピュータで処理を行うために図示しないメモリ、例えばROMのようなものがプログラムメディアであっても良いし、また、図示していないが外部記憶装置としてプログラム読取装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することにより読取り可能なプログラムメディアであっても良い。
また、何れの場合でも、格納されているプログラムは、マイクロプロセッサがアクセスして実行される構成であることが好ましい。さらに、プログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であることが好ましい。なお、このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。
また、上記プログラムメディアとしては、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクやCD/MO/MD/DVD等のディスクのディスク系、ICカード(メモリカードを含む)等のカード系、あるいはマスクROM、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、フラッシュROM等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する記録媒体等がある。
また、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であれば、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する記録媒体であることが好ましい。
さらに、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別な記録媒体からインストールされるものであることが好ましい。
回路基板にマスクを用いて材料を印刷する各種印刷装置に適用できる。
本実施の形態に係る半田印刷装置の概略構成を示した機能ブロック図である。 半田印刷装置のスキージの移動方向を説明するための図であって、半田を印刷する前の状態を示した図である。 (a)は、印刷前画像データを得るための走査を開始する前の状態を、(b)は、この走査を終了した後の状態を示した図である。 (a)は、印刷後画像データを得るための走査を開始する前の状態を、(b)は、この走査を終了した後の状態を示した図である。 印刷後画像データを得るための走査の途中の状態を示した図である。 メタルマスクの開口部領域を示した図である。 (a)は、印刷前画像データを得るための走査を開始する前のメタルマスクの位置を示した図であって、(b)は、上記走査により得られた輝度値を示したグラフである。 半田領域を示した図である。 非重複領域を示した図である。 スキージの移動方向に沿って、一定幅を有する非重複領域が、少なくとも所定長にわたり存在している状態を示した図である。 図10に示す非重複領域を算出時に用いられた半田領域を示した図である。 上記半田印刷装置を用いて非重複領域を算出する処理のフローチャートである。 スキージが不良であっても、スキージの移動方向に沿って、一定幅を有する非重複領域が、少なくとも所定長にわたり存在しない状態を示した図である。 図13に示された非重複領域を累積させた画像を示した図である。 図14から、累積回数の高い領域を抽出した抽出領域を示した図である。 CADを用いて設計したメタルマスクを示した図である。 他の実施の形態に係る半田印刷装置の概略構成を示した機能ブロック図である。 スキージの押込量の最適値のデータと、スキージの接触圧の最適値のデータと、面積データとを、面積のデータ毎に関連付けて示した図である。 メタルマスクの表面に残った半田の面積と、この場合における上記押込量の最適値との関係を示したグラフである。 メタルマスク31の表面に残った半田の面積と、この場合における上記接触圧の最適値との関係を示したグラフである。 走査部を2つ備えた、他の半田印刷装置を説明するための図である。 図21の半田印刷装置を用いて非重複領域を算出する処理のフローチャートである。 変位センサを備えた、さらに他の半田印刷装置を説明するための図である。 従来の半田印刷装置を説明するための図である。
符号の説明
1 半田印刷装置(材料印刷装置)
13 スキージ(第1部材)
15 画像読取部
16 データ処理部(データ処理装置)
17 記憶部
18 表示部
31 メタルマスク(マスク)
31a 開口部
32 回路基板
32a ランド
51 走査部(第2走査部)
51a 投光部
51b 受光部
52 投光量制御部
53 走査部(第1走査部)
61 画像処理部
61a データ生成部(生成手段)
61b データ取得部(取得手段)
61c 特定部(特定手段)
62 判定部(判定手段)
63 パラメータ設定部
63a 面積算出部(面積算出手段)
63b 変更部(変更手段)

Claims (13)

  1. マスクの表面を含んだ平面における前記マスクの開口部の領域を第1領域とし、
    前記マスクの表面に供給された、回路用の基板を構成する材料が、第1部材を前記マスクの表面に接触させながら移動させることによって、前記開口部に埋め込まれた状態での、前記平面における前記材料の領域を第2領域とすると、
    前記第1領域を示した第1データと、前記第2領域を示した第2データとを取得する取得手段と、
    前記取得した第1データと第2データとから、前記第2領域のうち、前記第1領域と重複していない非重複領域を特定する特定手段とを備えることを特徴とするデータ処理装置。
  2. 前記非重複領域の面積を算出する面積算出手段と、
    前記算出した面積に基づいて、前記マスクの表面に対する前記第1部材の接触圧、および、前記マスクの表面に向かう方向への第1部材の移動量の上限値の2つのパラメータのうち、少なくとも1つのパラメータの値を変更する変更手段とを備えることを特徴とする請求項1記載のデータ処理装置。
  3. 前記第1部材の移動方向に沿って、一定幅を有する非重複領域が、少なくとも所定長にわたり存在するか否かを判定する判定手段を備えることを特徴とする請求項1または2記載のデータ処理装置。
  4. 前記材料が前記開口部に埋め込まれる前の前記平面の画像を含んだ画像データから、前記第1データを生成すると共に、前記材料が前記開口部に埋め込まれた後の前記平面の画像データから、前記第2データを生成する生成手段を備え、
    前記取得手段が、前記生成手段が生成した第1データおよび第2データを取得することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のデータ処理装置。
  5. 前記マスクの設計は、コンピュータを利用して行われたものであり、
    前記材料が前記開口部に埋め込まれた後の前記平面の画像データから、前記第2データを生成する生成手段を備え、
    前記取得手段が、前記マスクの設計データにおける前記第1領域を示すデータを取得すると共に、前記生成手段が生成した第2データを取得することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のデータ処理装置。
  6. 請求項1から5の何れか1項に記載のデータ処理装置と、
    前記非重複領域を表示する表示装置とを備えることを特徴とする画像表示装置。
  7. 請求項4記載のデータ処理装置と、
    少なくとも、前記平面を読み取る画像読取装置とを備えた画像処理装置であって、
    前記生成手段は、前記画像読取装置が読み取った前記平面の画像データを受け付けることを特徴とする画像処理装置。
  8. 前記第1部材は、少なくとも、第1方向と、該第1方向と反対方向の第2方向とに移動可能であって、
    前記開口部に材料を埋め込む前には、前記材料は、前記第1部材の第1方向側に供給されるものであり、
    前記画像読取装置は、前記第1部材の第2方向側に走査部を備えており、
    前記第1部材と、前記走査部とが連動して移動することを特徴とする請求項7記載の画像処理装置。
  9. 前記第1部材は、少なくとも、第1方向と、該第1方向と反対方向の第2方向とに移動可能であって、
    前記開口部に材料を埋め込む前には、前記材料は、前記第1部材の第1方向側に供給されるものであり、
    前記画像読取装置は、前記第1部材の第1方向側に第1走査部を備え、かつ、前記第1部材の前記第2方向側に第2走査部を備えており、
    前記第1走査部および第2走査部は、前記第1部材と連動して移動することを特徴とする請求項7記載の画像処理装置。
  10. 請求項7から9の何れか1項に記載の画像処理装置と、
    前記第1部材と、
    少なくとも、前記第1部材の前記移動を制御する第1部材制御手段とを備えることを特徴とする材料印刷装置。
  11. マスクの表面を含んだ平面における前記マスクの開口部の領域を第1領域とし、
    前記マスクの表面に供給された、回路用の基板を構成する材料が、第1部材を前記マスクの表面に接触させながら移動させることによって、前記開口部に埋め込まれた状態での、前記平面における前記材料の領域を第2領域とすると、
    前記第1領域を示した第1データと、前記第2領域を示した第2データとを取得する取得ステップと、
    前記取得した第1データと第2データとから、前記第2領域のうち、前記第1領域と重複していない非重複領域を特定する特定ステップとを備えることを特徴とするデータ処理方法。
  12. 請求項1から5の何れか1項に記載のデータ処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  13. 請求項12記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009178882A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Nec Corp スクリーン印刷装置、動作制御方法及びプログラム
JP2013121693A (ja) * 2011-12-12 2013-06-20 Yamaha Motor Co Ltd 印刷方法および印刷装置

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