JP2007184497A - 印刷検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷検査を合理的に進めることにより当該検査の効率化を図る。
【解決手段】互いに独立する回路が形成された複数のエリアを有し、かつこれらエリアのうち部品の実装が不要な欠陥エリアに対してバットマークが形成される多面取り基板Ｐの印刷状態を基板認識カメラにより撮像して検査する方法であって、バットマークの座標位置を基板認識カメラにより事前に撮像することによって基板Ｐの各エリアにおけるバットマークの有無情報を取得し、この情報に基づき、各エリアのうちバットマークが形成されていないエリアを特定し、この特定エリアの印刷位置のみを撮像して印刷状態を検査する。
【選択図】図４

Description

本発明は、基板にマスクシートを重装し、このシートに形成される開口を介してクリームはんだ等のペーストを基板に印刷した後、その印刷状態の検査を効率的に行う方法および装置に関するものである。

従来から、回路パターンが形成された基板（ＰＷＢ）を搬送しながら、まず印刷装置において基板のクリームはんだ、導電ペースト等のペーストを被実装箇所に印刷（印刷）し、次いで表面実装機（以下、単に実装機という）によりその印刷箇所に順次部品を搭載して基板（ＰＣＢ）を生産することが行われている。

印刷装置は、例えばステージ上にセットした基板にマスクシートを重装し、マスクシート上に供給したペーストをスキージで押圧することにより、マスクシートに形成された開口を介して基板上の所定位置にペーストを印刷するように構成されている。そして、印刷後は、その印刷位置を画像認識することにより印刷状態を検査することが行われている（特許文献１）。また、このように印刷位置を画像認識することにより直接的に印刷状態を検査する代わりに、例えば印刷後のマスクシートの各印刷用開口を画像認識し、その汚れや詰まり状態を検査することにより間接的に印刷状態を検査することも行われている。
特開平１１−１７３２８号公報

ところで、印刷装置では、一枚のマスクシートを基板に重装してその全体に一体に印刷処理を施すため、印刷状態の検査は、基板の種類に拘わらず常に全点検査、つまり全印刷位置について検査が行われているのが現状である。この点は間接検査の際にマスクシートの各印刷用開口を撮像する場合も同様である。

他方、同一回路が形成された複数のエリアを含むいわゆる多面取り基板では、重度の欠陥をもつエリアについては当該エリアにマークを形成しておき、このマークを実装機で認識することにより当該エリアの実装処理を省略することが行われているが、印刷装置では、基板の一部の印刷処理だけを省略することが不可能であることから、そのようなエリアを含む場合でも、印刷状態の検査については例外なく全点検査が行われているのが一般的である。従って、この点に改善の余地がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、基板にペーストを印刷した後の印刷検査を合理的に進めることにより当該検査の効率化を図ることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、互いに独立する回路が形成された複数のエリアを有し、かつこれらエリアのうち部品の実装が不要な欠陥エリアにバットマークが形成される多面取り基板を被検査基板としてこの基板上に印刷されたペーストの印刷状態を、当該基板に対して相対的に移動可能なカメラにより撮像して検査する方法であって、前記各エリアにおけるバットマークの有無情報を事前に取得し、この情報に基づき、前記エリアのうちバットマークが形成されていないエリアの印刷位置のみを撮像して印刷状態を検査するようにしたものである（請求項１）。

このようにバットマークの情報を利用して当該マークが形成されたエリア（部品が搭載されないエリア）の検査を省略するようにすれば、印刷検査に要する時間を既存の情報（バットマーク）を活用して合理的に短縮することが可能となる。

この方法においては、例えば、カメラにより印刷位置を撮像して印刷状態を検査する本検査に先立ち、前記カメラを用いて多面取り基板の各エリアにおけるバットマークの座標位置を撮像することによりバットマークの前記有無情報を取得し、この情報に基づいて前記本検査を実施するようにしてもよい（請求項２）。

このように印刷状態を認識するためのカメラを用いてバットマークを認識するようにすれば、既存の設備をそのまま用いてバットマークの有無情報を取得することが可能となる。

一方、本発明に係る印刷検査装置は、互いに独立する回路が形成された複数のエリアを有し、かつこれらエリアのうち部品の実装が不要な欠陥エリアにバットマークが形成される多面取り基板を被検査基板としてこの基板上に印刷されたペーストの印刷状態を、当該基板に対して相対的に移動可能なカメラにより撮像して検査する装置であって、印刷状態の検査の際に前記印刷位置を撮像するとともにこの撮像に先立ち前記各エリアにおけるバットマークの座標位置を撮像すべく前記カメラを駆動制御する制御手段と、前記カメラにより撮像した画像に基づいて前記バットマークの有無を判別することにより当該バットマークが存在しないエリアを検査対象として特定する特定手段とを有し、前記制御手段が、印刷状態の検査の際には、前記特定手段により特定されたエリアの印刷位置のみを撮像すべく前記カメラを駆動制御するものである（請求項３）。

この構成によると、被検査基板が多面取り基板である場合には、制御手段による制御に基づき、事前にバットマークの座標位置がカメラにより撮像され、特定手段によりバットマークの有無が画像認識されるとともにバットマークが存在しないエリアが検査対象として特定される。そして、印刷状態の検査の際には、特定手段により特定されたエリアに含まれる印刷位置のみがカメラにより撮像されることとなる。そのため、検査装置において、請求項２に係る検査方法の自動化を進めることができる。

また、本発明に係る別の印刷検査方法は、互いに独立する回路が形成された複数のエリアを有し、かつこれらエリアのうち部品の実装が不要な欠陥エリアにバットマークが形成される多面取り基板を被処理基板としてこの基板にマスクシートを重装し、このシートに形成される開口を介して基板上にペーストを印刷するとともに、その印刷後に、前記マスクシートの開口をカメラにより撮像することにより、その画像に基づき基板上の印刷状態を間接的に検査する方法であって、前記各エリアにおけるバットマークの有無情報を事前に取得し、この情報に基づき、前記マスクシートの開口のうち前記バットマークが存在しないエリアに属する開口を特定し、この特定した開口のみを撮像することにより当該画像に基づき前記印刷状態を検査するようにしたものである（請求項４）。

つまりマスクシートの開口を撮像し、その状態に基づき基板上の印刷状態を検査する場合も、バットマークの情報を利用して当該マークが形成されたエリア（部品が搭載されないエリア）に対応する開口の検査を省略することで、検査に要する時間を既存の情報（バットマークの有無）を活用して合理的に短縮することが可能となる。

この方法においては、前記カメラによりマスクシートの開口を撮像して基板の印刷状態を検査する本検査に先立ち、前記カメラとは別の、前記基板に対して相対的に移動可能に設けられたカメラにより基板上の前記各エリアのバットマークの座標位置を撮像することとによりバットマークの前記有無情報を取得し、この情報に基づいて前記本検査を実施するようにしてもよい（請求項５）。

なお、請求項５中の「前記カメラとは別の、前記基板に対して相対的に移動可能に設けられたカメラ」とは、カメラが２種類存在し、各カメラが基板に対して相対的に移動可能に設けられている趣旨であり、基板に対して各カメラが個別に移動可能に設けられているものに限定する趣旨ではない（請求項６について同じ）。

一方、本発明に係る別の印刷検査装置は、マスクシートと、このマスクシートに対して相対的に移動可能に設けられる印刷ステージと、前記マスクシートを撮像する移動可能なカメラとを備え、互いに独立する回路が形成された複数のエリアを有し、かつこれらエリアのうち部品の実装が不要な欠陥エリアにバットマークが形成される多面取り基板を被処理基板として、この基板を前記印刷ステージ上に保持して前記マスクシートを介してペーストを印刷するとともに、その印刷後に、前記マスクシートの開口を前記カメラにより撮像することにより当該画像に基づき基板上の印刷状態を間接的に検査する印刷装置において、前記カメラを第１カメラとしたときに、これとは別に前記印刷ステージに対して相対的に移動可能な第２カメラを備え、さらに、前記マスクシートの開口を撮像すべく前記第１カメラを駆動制御するとともに、この第１カメラによるマスクシートの撮像に先立ち、前記多面取り基板の各エリアにおけるバットマークの座標位置を撮像すべく前記第２カメラを駆動制御する制御手段と、前記第２カメラにより撮像した画像に基づいて前記バットマークの有無を判別するとともに、その判別結果に基づき前記マスクシートの開口のうち前記バットマークが存在しないエリアに属する開口を特定する特定手段とを有し、前記制御手段が、印刷状態の検査の際には、前記特定手段により特定された開口のみを撮像すべく前記第１カメラを駆動制御するものである（請求項６）。

この構成によると、被検査基板が多面取り基板である場合には、制御手段による制御に基づき、事前に基板上のバットマークの座標位置が第２カメラにより撮像され、マスクシートの開口のうちバットマークが存在しないエリアに属する開口が特定手段により特定される。そして、印刷状態の検査の際には、特定手段により特定された開口のみが第１カメラにより撮像されることとなる。そのため、印刷装置において、請求項５に係る検査方法の自動化を進めることができる。

本発明に係る印刷検査方法および印刷検査装置によると、多面取り基板に形成されるバットマークを利用し、このマークが形成されたエリア（部品が搭載されないエリア）についての印刷状態の検査を省略するようにしたので、印刷検査に要する時間を既存の情報（バットマークの有無）を活用して合理的に短縮することが可能となる。従って、印刷状態の検査を含む一連の印刷処理を、より効率的に進めることができ、その結果、タクトタイムを短縮することが可能となる。

本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、部品の実装ラインを概略的に示している。このラインは、その上流側からローダ１、スクリーン印刷装置２、第１表面実装機３、第２表面実装機４、第３表面実装機５、リフロー炉６およびアンローダ７が直列に並んだ構成となっている。そして、ローダ１からプリント基板（以下、単に基板という）を順次繰り出しながらはんだペーストの印刷、部品の実装（搭載）およびペースト硬化の各処理を順次基板に施してアンローダ７に取り出すように構成されている。そして、この実装ラインの前記スクリーン印刷装置２に本発明が適用されている。

各装置１〜７は、それぞれ制御装置を備えた自律型の装置であって、各装置１〜７が各自の制御装置により個別に駆動制御されるようになっている。また、スクリーン印刷装置２および各表面実装機３〜５はそれぞれＬＡＮ８に接続されており、このＬＡＮ８を介して基板の生産に関する各種情報が互いに通信可能となっている。なお、同図中、符号９はサーバを示している。

図２、図３は、スクリーン印刷装置２を概略的に示しており、図２はカバーを取外した状態の要部側面図で、図３は正面図でそれぞれスクリーン印刷装置２を示している。

これらの図に示すように、スクリーン印刷装置２（以下、印刷装置２と略す）の基台１１上には、印刷ステージ１３が設けられ、この印刷ステージ１３を挟んで両側にプリント基板Ｐ（以下、基板Ｐと略す）を印刷ステージ１３上に搬入および搬出するための上流側コンベア１２Ａおよび下流側コンベア１２Ｃが搬送ラインに沿って配置されている。なお、以下の説明では、これらコンベア１２Ａ、１２Ｃによる基板Ｐの搬送方向（部品実装システムにおける基板Ｐの搬送方向、すなわち各装置１〜７の並び方向に同じ）をＸ軸方向、これと水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることにする。

印刷ステージ１３は、基板Ｐを保持してこれを後記マスクシート３５に対してその下側から位置決めするもので、主に後述するメインコンベア１２Ｂ、昇降テーブル２８およびクランプ機構１４等により構成されている。

この印刷ステージ１３は、４軸ユニット２０に支持されており、同ユニット２０の作動によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およびＲ軸（Ｚ軸回りの回転）に移動するようになっている。

詳しく説明すると、基台１１上には、水平面内においてＹ軸方向に沿ってレール２１が配設されるとともに、このレール２１にＹ軸テーブル２２がスライド自在に取り付けられている。そして、基台１１上に設けられたボールねじ機構（図示省略）がＹ軸テーブル２２に連結され、このボールねじ機構が駆動されることによりＹ軸テーブル２２が基台１１に対しＹ軸方向に移動するように構成されている。

Ｙ軸テーブル２２上にはＸ軸方向に沿ってレール２３が配設されるとともに、このレール２３にＸ軸テーブル２４がスライド自在に取り付けられる。そして、Ｙ軸テーブル２２上に設けられたボールねじ機構（図示省略）がＸ軸テーブル２４に連結され、このボールねじ機構が駆動されることによりＸ軸テーブル２４がＹ軸テーブル２２に対しＸ軸方向に移動するように構成されている。

Ｘ軸テーブル２４にはＲ軸テーブル２６が鉛直線（Ｚ軸方向）の軸線回りに回転自在に設けられており、このＲ軸テーブル２６が図外の駆動手段によりＸ軸テーブル２４に対してＺ軸回りに回転駆動されるようになっている。

Ｒ軸テーブル２６にはスライド支柱２７が上下方向（Ｚ軸方向）に沿ってスライド自在に取り付けられるとともに、このスライド支柱２７の上部に昇降テーブル２８が取り付けられている。そして、昇降テーブル２８とＲ軸テーブル２６との間にボールねじ機構２９が設けられ、このボールねじ機構２９が駆動されることにより昇降テーブル２８がスライド支柱２７によりガイドされながらＲ軸テーブル２６に対しＺ軸方向（上下方向）に移動するよう構成されている。

このように４軸ユニット２０は、上記各テーブル２２，２４，２６，２８を個別に駆動することにより印刷ステージ１３をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸およびＲ軸（Ｚ軸回りの回転）に移動させるように構成されている。

昇降テーブル２８上には、Ｘ軸方向に沿って一対のメインコンベア１２Ｂが設けられるとともに、クランプ機構１４、位置決め機構１５および載置テーブル３０等が設けられている。そして、上記の通り昇降テーブル２８、メインコンベア１２Ｂ等により、基板Ｐを保持するための上記印刷ステージ１３が構成されている。

メインコンベア１２Ｂは、昇降テーブル２８の昇降に伴いこれと一体に移動し、昇降テーブル２８が所定のホームポジション（下降端位置であって、かつＸ軸、Ｙ軸およびＲ軸方向の予め定められた原点位置）にセットされた状態で、上流側コンベア１２Ａおよび下流側コンベア１２Ｃに対してＸ軸方向に並ぶように構成されている。そして、このように昇降テーブル２８がホームポジションにセットされることにより上流側コンベア１２Ａから印刷ステージ１３（メインコンベア１２Ｂ）への基板Ｐの搬入、および印刷ステージ１３から下流側コンベア１２Ｃへの基板Ｐの搬出が行われるようになっている。

クランプ機構１４は、作業中、基板Ｐを固定的に保持するもので、Ｙ軸方向に接離可能な一対のクランプ片１４ａを有し、これらクランプ片１４ａにより基板ＰをＹ軸方向両側から挟み込むことにより固定するように構成されている。このクランプ機構１４はエアシリンダを駆動源とし、このエアシリンダの作動によりクランプ片１４ａが互いに接近したクランプ状態と、両クランプ片１４ａが互いに離間したクランプ解除状態とに切換えられるように構成されている。

位置決め機構１５は、詳しく図示していないが、上記クランプ機構１４により基板Ｐをクランプするのに先立ち、基板Ｐの撓み等を規制して基板Ｐを位置決めするものである。

載置テーブル３０は、メインコンベア１２Ｂ上の基板Ｐをその下側から持上げることにより基板Ｐを支持するものである。この載置テーブル３０は、スライド支柱３１により昇降テーブル２８上に昇降可能に支持されるとともに、同テーブル３０と昇降テーブル２８との間に設けられるボールねじ機構（図示省略）に連結されており、このボールねじ機構の駆動により昇降テーブル２８に対してＺ軸方向（上下方向）に移動するよう構成されている。

一方、印刷ステージ１３等の上方には、マスク保持ユニット１６、スキージユニット１７、撮像ユニット１８およびクリーナー１９等が配置されている。

マスク保持ユニット１６は、マスクシート３５を保持するものである。このマスク保持ユニット１６は、図４および図５に示すように、基台１１上に支持される高架状の一対のフレーム４０にそれぞれ固定されるマスク支持台３６を有し、これらマスク支持台３６に設けられたマスククランプ３７によってマスクシート３５を前記印刷ステージ１３の上方において水平に張り渡した状態でクランプするように構成されている。

スキージユニット１７は、図外のノズルから前記マスクシート３５上に供給されるクリームはんだ、導電ペースト等のペーストをマスクシート３５上でローリング（混練）させながら拡張するものである。

このスキージユニット１７は、前記各フレーム４０上にそれぞれ固定され、Ｙ軸方向に延びるレール４１と、これらレール４１に跨った状態で装着され、図外の駆動機構によりＹ軸方向に移動するビーム４２と、マスクシート３５上でペーストを拡張させるための一対のスキージ４３，４３と、ビーム４２に設けられてこれらスキージ４３，４３を個別に昇降させる昇降機構とを備えており、印刷時には、ビーム４２がＹ軸方向に往復移動しながらこれらスキージ４３，４３を交互にマスクシート３５の表面に沿って摺動させることにより、マスクシート３５上でペーストを拡張するように構成されている。

撮像ユニット１８は、基板Ｐおよびマスクシート３５を撮像するためのもので、マスク保持ユニット１６の下側に設けられている。

撮像ユニット１８は、マスク認識カメラ５１および基板認識カメラ５２を一体的に備えたカメラヘッド５０と、このカメラヘッド５０を移動させる駆動機構とを有しており、前記カメラヘッド５０をＸ軸方向およびＹ軸方向に平面的に移動させることによりマスクシート３５および基板Ｐを撮像するように構成されている。

具体的には、前記各フレーム４０の下面には、それぞれＹ軸方向に延びる一対のレール４５が設けられ、これらレール４５にＸ軸方向に延びるビーム４６が移動可能に装着されるとともに、フレーム４０に支持され、かつモータ４７により回転駆動されるボールねじ軸４８がこのビーム４６の図外のナット部分に螺合挿入されている。また、ビーム４６にＸ軸方向に延びる一対のレール４９が設けられ、これらレール４９にカメラヘッド５０が移動可能に装着されるとともに、ビーム４６に搭載されるモータ駆動の図外のボールねじ軸がカメラヘッド５０の図外のナット部分に螺合挿入されている。すなわち、前記各ボールねじ軸の回転に伴い、ビーム４６が前記フレーム４０に対してＹ軸方向に、カメラヘッド５０がビーム４６に対してＸ軸方向にそれぞれ移動することにより、カメラヘッド５０が印刷作業エリアとその外側の退避エリアとに亘って平面的に移動するように構成されている。

マスク認識カメラ５１および基板認識カメラ５２は、共に照明装置を備えたＣＣＤカメラ等から構成されている。これらのカメラのうち、マスク認識カメラ５１は、マスクシート３５の下面に設けられる位置認識用のフィデューシャルマークを撮像するもので、上向きに設けられている。一方、基板認識カメラ５２は、基板Ｐに設けられる位置認識用のフィデューシャルマークやバットマーク等の各種マークを撮像するとともに、基板の印刷状態の検査（印刷検査）の際に基板Ｐの各印刷位置を撮像するもので、下向きに設けられている。なお、これらカメラ５１，５２は、光軸が同軸上に並ぶように上下対称な位置関係でカメラヘッド５０に組み付けられており、これによってＸ−Ｙ座標平面上の同じ座標位置の対象を上下同時に撮像できるようになっている。

クリーナー１９は、必要に応じてマスクシート３５をその下面側から清掃するもので、撮像ユニット１８の前記ビーム４６に一体に取付けられている。

クリーナー１９は、図外の駆動機構により昇降駆動されるクリーニングヘッド５４を有しており、清掃時には、このクリーニングヘッド５４を上昇位置にセットすることにより、前記ビーム４６の移動に伴いこのヘッド４６をマスクシート３５に摺接させて清掃を行うように構成されている。なお、詳しく図示していないが、クリーニングヘッド５４は、拭き取りペーパーを巻回したロールを保持しており、このロールから引出される拭き取りペーパーによりマスクシート下面および開口部の残留ペースト等を吸い出しながら拭き取るように構成されている。

図６は、上記印刷装置の制御系をブロック図で概略的に示している。

この印刷装置２には、上述した各種ユニットを統括的に制御するコントローラ６０が設けられている。このコントローラ６０は、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭ、印刷動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ、各種データやソフトを記憶するＨＤＤ等から構成されており、その機能構成として、主制御手段６１、印刷プログラム記憶手段６２、アクチュエータ制御手段６３、外部入出力手段６４、通信手段６５、画像処理手段６６、マスク情報記憶手段６７およびエリアデータ作成手段６８等を含んでいる。

主制御手段６１は、印刷プログラム記憶手段６２に記憶されている印刷プログラムに従って一連の印刷作業、つまり印刷装置２への基板Ｐの搬入から搬出までの一連の作業を進めるべくスキージユニット１７、４軸ユニット２０等の駆動を統括的に制御するとともに、その作業に伴う各種演算処理を行うものである。特に、後述する印刷検査の際には、基板Ｐの印刷位置に基板認識カメラ５２を順次移動させるべく前記カメラヘッド５０を駆動制御するとともに、必要な場合にはこの印刷検査に先立ち、基板認識カメラ５２により基板Ｐ上の後記バットマークを撮像すべくカメラヘッド５０を駆動制御する。

印刷プログラム記憶手段６２は、印刷処理に関する各種プログラムを記憶するものである。

アクチュエータ制御手段６３は、コンベア１２Ａ〜１２Ｃ、４軸ユニット２０、スキージユニット１７およびカメラヘッド５０等を駆動するサーボモータ、およびスキージ４３、４３の昇降装置を駆動する空気圧シリンダ等の各種アクチュエータを駆動制御するものである（図示の例ではカメラヘッド５０駆動用のサーボモータ４７のみ図示している）。なお、この実施形態では、前記主制御手段６１およびアクチュエータ制御手段６３等が本発明に係る制御手段に相当する。

外部入出力手段６４は、印刷装置２に組み込まれる各種センサ類６９等の信号入力を制御するものである。

通信手段６５は、前記サーバ９および各表面実装機３〜５との通信制御を行うもので、必要な場合には、この通信手段６５の制御により各表面実装機３〜５との間で情報通信が行われるようになっている。例えば、被処理基板Ｐが後述する多面取り基板である場合には、通信手段６５およびＬＡＮ８を介して表面実装機３〜５に情報要求信号が送信されることにより、基板Ｐの実装処理に関連するデータ、具体的には部品関連データ（部品の種類、形状、寸法等のデータ）および基板関連データ（基板の種類、部品の搭載位置データ、搭載エリアデータ、基板に形成される各種マークの座標位置データ、同形状データ等）が表面実装機３〜５等から印刷装置２に送信される。

画像処理手段６６は、マスク認識カメラ５１および基板認識カメラ５２から出力される画像データに所定の画像処理を施すもので、主制御手段６１は、画像データに基づいてマスクシート３５および基板Ｐに形成される各種マークを認識するとともに、印刷検査の際には、この画像データに基づいて印刷状態の良否判定を行う。

マスク情報記憶手段６７は、マスクシート３５に関連する情報（マスク関連データという）を記憶するもので、具体的には、マスクシート３５の各印刷用開口３５ａの座標位置データ、同形状データ、マスクシート３５に形成される各種マークの座標位置データ、同形状データ等を記憶するもので、主制御手段６１は、印刷検査の際には、この記憶手段６５に記憶されているマスク関連データに基づいてカメラヘッド５０を駆動制御する。

エリアデータ作成手段６８は、被処理基板Ｐが多面取り基板である場合に、マスク情報記憶手段６７に記憶されているマスク関連データと、ＬＡＮ８を介して表面実装機３〜５から送信される部品および基板関連データとに基づいて、マスクシート３５の各印刷用開口３５ａと基板Ｐの各エリアとを関連づけるデータ（エリアデータという）を作成するものである。

ここで、エリアデータ作成手段６８によるエリアデータの作成方法の概要について多面取り基板とこれに対応するマスクシート３５の構成と共に説明することにする。

図７（ａ）は、いわゆる多面取り基板Ｐの一例を、同図（ｂ）はその基板Ｐに対応するマスクシート３５をそれぞれ概略的に示している。

多面取り基板Ｐは、例えば同一回路が形成された複数のエリア（図示の例では６つのエリアＥ１〜Ｅ６）を含むもので、一枚の基板としてペーストの印刷をおよび部品の実装処理を施した後、各エリアＥ１〜Ｅ６をそれぞれ切り離して個別に使用される構造となっている。この基板Ｐには、その位置を認識するための一対のフィデューシャルマークＭ１（ＦＩＤマークＭ１という）が形成され、また、各エリアＥ１〜Ｅ６には、表面実装機３〜５による実装精度を高めるためのフィデューシャルマークＭ２（ＦＩＤマークＭ２という）が個別に形成されている。さらに、回路に損傷がある等、実装処理を行えない重度の欠陥があるエリアＥ１〜Ｅ６については、表面実装機３〜５において当該エリアを判別して実装処理を省略するためのバットマークＭ３が各エリアＥ１〜Ｅ６の特定の位置に形成される。なお、このバットマークＭ３は、欠陥があるエリアＥ１〜Ｅ６についてのみ形成されるが、同図では、説明の便宜上、全てのエリアＥ１〜Ｅ６にバットマークＭ３が形成されたものを示している。

一方、マスクシート３５には、同図に示すように多面取り基板Ｐのパターン、すなわち印刷位置（図７（ａ）に示す各エリアＥ１〜Ｅ６の白抜き部分）に対応する印刷用開口３５ａが形成されている。そして、印刷装置２５の下面（印刷ステージ１３に固定される基板Ｐへの対向面）には、その角部に位置認識用のフィデューシャルマークＭａ（ＦＩＤマークＭａ）が形成されている。

エリアデータ作成手段６８は、上記のようなマスクシート３５に関してマスク情報記憶手段６７に記憶されているマスク関連データと、各表面実装機３〜５から送信される部品および基板関連データとに基づき上記エリアデータを作成する。具体的には、マスクシート３５の印刷用開口３５ａの座標位置データおよび形状（寸法）データと、部品の搭載位置データおよび部品（形状、寸法）データとに基づき、図８に示すように各印刷用開口３５ａと部品Ｃとの重なり状態を仮想的に求めて互いに重合するもの同士を調べ、その結果に基づき印刷用開口３５ａの座標位置と部品の搭載位置とを関連づける（リンク付けする）。つまり、印刷用開口３５ａの座標位置と基板Ｐ上の実装位置とは互いに対応するため、上記のような重なり状態を調べることにより、印刷用開口３５ａと部品の実装位置との関連を特定することができる。そして、この関連付けの後、基板関連データに含まれる上記搭載エリアデータ、すなわち部品の搭載位置がどのエリアＥ１〜Ｅ６に属するかを定めたデータに基づき、各印刷用開口３５ａの座標位置とエリアＥ１〜Ｅ６とを関連付け、このデータ（エリアデータ）を記憶するようになっている。

すなわち、この印刷装置２では、後に詳述するように、エリア単位で印刷検査を行うが、印刷装置２はマスクシート３５の各印刷用開口の座標位置データしか持たないため、マスクシート３５の各印刷用開口３５ａの当該座標位置データから基板Ｐ上の印刷位置を求めることはできるものの、基板Ｐ上の各印刷位置がどのエリアＥ１〜Ｅ６に含まれるかは、エリアＥ１〜Ｅ６に関する情報を持たないため求めることができない。そこで、上記のように表面実装機３〜５から部品および基板関連データを転送させることにより、これらのデータと印刷装置２のもつマスク関連データとに基づいて、マスクシート３５の各印刷用開口３５ａとエリアＥ１〜Ｅ６との対応関係を調べて上記エリアデータを作成するようになっている。

なお、主制御手段６１は、後述するように、印刷検査の際には、バットマークＭ３の認識結果と、エリアデータ作成手段６８により作成された前記エリアデータとに基づいて検査を行うべき印刷位置を特定するようになっており、つまり、この実施形態では、主制御手段６１およびエリアデータ作成手段６８等が本発明に係る特定手段に相当する。

次に、上記コントローラ６０による基板Ｐの印刷動作制御について図９のフローチャートを用いて説明する。

この印刷装置２において生産が開始されると、まず、上流側コンベア１２Ａを駆動して基板Ｐをローダ１から印刷ステージ１３上に搬入して固定する（ステップＳ１）。この際、印刷ステージ１３は予めホームポジション（４軸ユニット２０において昇降テーブル２８が下降端位置であって、かつＸ軸、Ｙ軸およびＲ軸方向の予め定められた原点位置にセットされた状態）にセットされているものとする。なお、印刷ステージ１３における基板Ｐの固定は、まず、載置テーブル３０を上昇させることによりメインコンベア１２Ｂに搬入された基板Ｐを持上げ、位置決め機構１５により基板Ｐを位置決めしながらクランプ機構１４により基板Ｐを挟み付けることにより行う。

次いで、カメラヘッド５０を印刷作業領域外の所定のホームポジションから印刷ステージ１３上方に移動させ、基板ＰのＦＩＤマークＭ１の座標位置を基板認識カメラ５２により順次撮像するとともに、マスク認識カメラ５１によりマスクシート３５のＦＩＤマークＭａを撮像、認識する（ステップＳ２）。なお、マスクシート３５のＦＩＤマークＭａについては、例えば基板Ｐの品種変更等に伴うマスクシート３５の交換直後のみ撮像するようにしてもよい。

マークＭ１，Ｍａの認識が終了すると、カメラヘッド５０をホームポジションにリセットし、４軸ユニット２０を作動させて印刷ステージ１３と一体に基板Ｐを上昇させることにより、マスクシート３５に対してその下側から基板Ｐを重装する（ステップＳ３）。この際、ステップＳ２でのマークＭａ，Ｍ１の認識結果に基づき主制御手段６１においてマスクシート３５と基板Ｐとの相対的な位置関係を求め、この位置関係に基づき４軸ユニット２０等を駆動制御することによって、マスクシート３５に対して基板Ｐを位置決めする。

また、この重装動作とほぼ並行してスキージユニット１７のスキージ４３，４３を所定の刷開始位置に移動させるとともに、一方のスキージ４３を下降させてマスクシート３５表面に接触させ、この動作が完了すると、図外の供給装置によりマスクシート３５上にはんだペーストを供給した後、スキージ４３をＹ軸方向に移動させてペーストを拡張する（ステップＳ４）。これによりマスクシート３５の印刷用開口３５ａを介して基板Ｐの所定位置にペーストを印刷（塗布）する。

そして、基板Ｐへの印刷作業が終了すると、印刷ステージ１３を少量下降させることによりマスクシート３５から基板Ｐを離脱（版離れ）させ、速やかにホームポジションにリセットする（ステップＳ５）。

次いで、被処理基板が多面取り基板Ｐか否かを判断し、ここでＮＯと判断した場合には、基板Ｐ上の全印刷位置を対象として画像認識による印刷検査を実施する（ステップＳ２０）。具体的には、カメラヘッド５０を駆動し、基板Ｐ上の各印刷位置に基板認識カメラ５２を順次移動させながら当該印刷位置を撮像する。この際、基板認識カメラ５２の移動制御は、マスク情報記憶手段６７に記憶されているマスクシート３５の印刷用開口３５ａの座標位置データに基づいて行う。このようにマスクシート３５のデータを用いてカメラヘッド５０の駆動を制御するのは、上述した通り、基板Ｐ上の印刷位置は、マスクシート３５の各印刷用開口３５ａの位置に対応しているため、印刷用開口３５ａの座標位置データをそのまま用いることが可能であり、また、データを共有化できる分、合理的なためである。

これに対してステップＳ６でＹＥＳと判断した場合には、バットマークＭ３の認識結果データがあるか否かを判断する。例えば、印刷装置２の上工程装置でバットマークＭ３の画像認識が行われ、その認識結果データを既にＬＡＮ８を介して取得しているような場合には、ステップＳ６ではＹＥＳと判断する。但し、当実施形態では、印刷装置２の上工程にはローダ１が配置されておりバットマークＭ３の画像認識は不可能なため（図１参照）、ここでは常にＮＯと判断してステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、カメラヘッド５０を駆動し、多面取り基板Ｐの各バットマークＭ３の座標位置に順次基板認識カメラ５２を移動させて当該位置を撮像し、その画像データに基づきエリアＥ１〜Ｅ６におけるバットマークＭ３の有無を判別する。この際、基板認識カメラ５２の移動制御は、ＬＡＮ８を介して表面実装機３〜５から転送された基板関連データ（バットマークＭ３の座標位置データ）に基づいて行う。

次いで、バットマークＭ３の認識結果に基づき、主制御手段６１においてバットマークＭ３が形成されているエリアＥ１〜Ｅ６を特定し、さらにエリアＥ１〜Ｅ６を特定するエリアカウンタに初期値「１」をセットする（ステップＳ９）。なお、ステップＳ７でＹＥＳと判断した場合には、バットマークＭ３の認識結果データを読み出し（ステップＳ１５）、そのデータに基づきバットマークＭ３が形成されているエリアＥ１〜Ｅ６を特定する。

そして、エリアカウンタのカウンタ値ｎに対応するエリア（例えばエリアＥ１）の印刷検査を実施するか否か、すなわちエリアＥ１にバットマークＭ３が形成されていないか否かを判断し（ステップＳ１０）、ここでＹＥＳと判断した場合には、カメラヘッド５０を駆動し、当該エリアＥ１に含まれる各印刷位置に基板認識カメラ５２を順次移動させながら当該印刷位置を撮像する（ステップＳ１１）。この際、主制御手段６１は、マスクシート３５の各印刷用開口３５ａの座標位置データとエリアデータ作成手段６８で作成された前記エリアデータに基づいてエリアＥ１に含まれる印刷位置を特定し、その特定結果に基づいてカメラヘッド５０を駆動制御する。これによりエリアＥ１の各印刷位置を画像認識する。なお、このように多面取り基板Ｐの印刷検査に際してマスクシート３５のデータを用いてカメラヘッド５０の駆動を制御するのは、ステップＳ２０の処理で説明した理由と同じである。

エリアＥ１の各印刷位置の撮像が終了すると、次いでエリアカウンタの値が当該多面取り基板Ｐの全エリア数Ｎ（当実施形態では「６」）か否かを判断し（ステップＳ１２）、ここでＮＯと判断した場合には、エリアカウンタのカウンタ値を「１」だけインクリメントした後（ステップＳ１６）、ステップＳ１０にリターンし、これにより次のエリア（例えば、エリアＥ２）について印刷検査を実行するか否かの判断を行う。なお、ステップＳ１０においてＮＯと判断した場合には、そのままステップＳ１６に移行してエリアカウンタのカウンタ値を「１」だけインクリメントする。

こうして最終的にステップＳ１２でＹＥＳと判断すると、つまりバットマークＭ３が形成されていない全てのエリアＥ１〜Ｅ６について基板認識カメラ５２による各印刷位置の撮像が終了すると、その画像データに基づき、主制御手段６１において印刷状態の合否判定を行い（ステップＳ１３）、ここでＹＥＳ、つまり合格と判断した場合には、印刷ステージ１３の基板Ｐの固定状態を解除するとともにコンベア１２Ｂ，１２Ｃを駆動し、これにより基板Ｐを印刷装置２から搬出することによって（ステップＳ１４）一連の基板Ｐに対する印刷処理を終了する。

一方、ステップＳ１３でＮＯと判断した場合、すなわち撮像した印刷位置の何れかに印刷不良が見つかった場合には、図外の報知手段を作動させてオペレータに印刷不良の位置とその状態（レベル）を報知し、オペレータによる目視確認（良否判定）を実施する（ステップＳ１７）。そして、オペレータの判定結果が合格であると判断した場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）、具体的には、オペレータが目視確認で合格と判断して図外の入力手段の操作により処理続行の入力があった場合には、ステップＳ１４に移行して基板Ｐを搬出する。一方、オペレータの判定結果が不合格と判断した場合（ステップＳ１８でＮＯ）、具体的には、オペレータが目視確認で不合格と判断して前記入力手段の操作により処理中止の入力があった場合には、図外の表示装置に基板Ｐの撤去指令を表示し、この表示に従ってオペレータがマニュアル操作で基板Ｐを撤去することにより（ステップＳ１９）、一連の印刷処理を終了する。

以上のように、本発明に係る上記の印刷装置２では、印刷処理の後に、各印刷位置を基板認識カメラ５２により撮像して印刷状態を検査するが、いわゆる多面取り基板Ｐの検査に関しては、上述したように基板認識カメラ５２により各エリアＥ１〜Ｅ６のバットマークＭ３の座標位置を撮像することにより事前にバットマークＭ３の有無情報を取得し、この有無情報に基づきバットマークＭ３が形成されていないエリアＥ１〜Ｅ６を特定し、この特定エリアＥ１〜Ｅ６についてのみ本検査、つまり基板認識カメラ５２により印刷位置を撮像してその印刷状態を検査するようにしているので、不要な検査、つまり表面実装機３〜５において部品の実装が行われないエリアＥ１〜Ｅ６の印刷位置の検査を省略することができる。従って、全ての印刷位置を一律に画像認識していた従来のこの種の装置（検査方法）と比較すると、効率的に印刷検査を進めることができる。特に、上記実施形態の印刷装置２では、印刷処理から印刷検査までを一貫して行うが（換言すれば印刷状態を検査する検査装置が一体に組み込まれた構成となっているが）、上記のように印刷検査の効率化を図れる分、印刷装置２のスループットが向上することとなる。

なお、以上説明した部品実装システムは、本発明に係る印刷検査装置を組み込んだスクリーン印刷装置（本発明に係る印刷検査方法が適用されるスクリーン印刷装置）の適用例であって、その具体的な構成、例えばスクリーン印刷装置の具体的な構成や具体的な印刷検査方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような態様を採ることも可能である。

（１）実施形態の印刷装置２では、上記のように印刷処理後、基板認識カメラ５２により基板Ｐ上の印刷位置を撮像し、その画像データに基づいて印刷状態の良否判定を行ういわゆる直接検査を実施するようにしているが、例えばマスク認識カメラ５１によりマスクシート３５の印刷用開口３５ａを撮像し、その状態を認識することにより基板Ｐ上の印刷状態を間接的に検査するいわゆる間接検査を実施するようにしてもよい。つまり、基板Ｐ上の実際の印刷状態と印刷直後の印刷用開口３５ａの汚れ等の状態とは密接に関連しており、印刷用開口３５ａを画像認識することにより印刷状態を検知することができるため、上記の印刷装置２においてこのような間接検査を実施するようにしてもよい。

この場合、コントローラ６０による印刷動作制御は、基本的には図９のフローチャートに準ずるが、間接検査制御の場合のステップＳ９〜１２，Ｓ１５では、マスクシート３５の各印刷用開口３５ａに対応する位置にマスク認識カメラ５１を順次移動させながら当該印刷用開口３５ａを撮像するようにすればよい。特に、ステップＳ１０，１１では、主制御手段６１により、ステップＳ８（Ｓ１５）で取得したバットマークＭ３の認識結果と、エリアデータ作成手段６８により作成された前記エリアデータとに基づいて撮像すべきべき印刷用開口３５ａを特定し（バットマークＭ３が存在しないエリアＥ１〜Ｅ６に対応する印刷用開口３５ａを特定し）、その特定結果に基づいてカメラヘッド５０を駆動制御するようにすればよい。そして、ステップＳ１３では、マスク認識カメラ５１による撮像された印刷用開口３５ａの画像データに基づいて主制御手段６１により基板Ｐ上の印刷状態の合否判定を行うようにすればよい。なお、このような間接検査を実施する場合も、主制御手段６１およびエリアデータ作成手段６８等が本発明に係る特定手段に相当することとなる。また、マスク認識カメラ５１が本発明に係る第１カメラに相当し、マスク認識カメラ５２が本発明に係る第２カメラに相当することとなる。

（２）実施形態の印刷装置２では、ＬＡＮ８を通じて表面実装機３〜５から印刷装置２に基板関連データ（バットマークＭ３の座標位置データ、部品の搭載エリアデータ等）を転送することにより、このデータに基づいてバットマークＭ３の認識や、エリアＥ１〜Ｅ６と関連づけた印刷検査を行うようにしているが、勿論、上記基板関連データを印刷装置２に予め記憶させておくようにしてもよい。

（３）実施形態の印刷装置２では、印刷装置２が基板Ｐの印刷状態を検査する印刷検査機能を一体に有しているが、つまり、印刷検査装置が印刷装置２に一体に組み込まれているが、例えば基板に対して相対的に移動可能なカメラを備えた専用の印刷検査装置を印刷装置２と第１表面実装機３との間に介設するようにしてもよい。この場合には、この印刷検査装置において上述したような制御（図９のステップＳ１、Ｓ６〜Ｓ２０）に準じてバットマークＭ３の有無に応じたエリア単位での印刷検査を実施するようにすればよい。

本発明が適用される部品実装システムの一例を示す正面略図である。 本発明に係る印刷検査装置が組み込まれたスクリーン印刷装置（本発明に係る印刷検査方法が実施されるスクリーン印刷装置）の一例を示す側面図である。 スクリーン印刷装置を示す正面図である。 スクリーン印刷装置を示す斜視図である。 スクリーン印刷装置の撮像ユニットおよびクリーナーの部分を示す斜視図である。 スクリーン印刷装置の制御系を示すブロック図である。 （ａ）は多面取り基板の構成の一例を示す平面図で、（ｂ）は（ａ）に示す多面取り基板に対応するマスクシートを示す平面図である。 エリアデータ作成手段によるエリアデータの作成方法を説明するための概念図である。 スクリーン印刷装置における印刷動作制御の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ ローダ
２ スクリーン印刷装置
３ 第１表面実装機
４ 第２表面実装機
５ 第３表面実装機
６ リフロー炉
７ アンローダ
５０ カメラヘッド
５１ マスク認識カメラ
５２ 基板認識カメラ
６０ コントローラ
６１ 主制御手段
６２ 印刷プログラム記憶手段
６３ アクチュエータ制御手段
６４ 外部入出力手段
６５ 通信手段
６６ 画像処理手段
６７ マスク情報記憶手段
６８ エリアデータ作成手段
Ｐ プリント基板・多面取り基板

Claims (6)

1. 互いに独立する回路が形成された複数のエリアを有し、かつこれらエリアのうち部品の実装が不要な欠陥エリアにバットマークが形成される多面取り基板を被検査基板としてこの基板上に印刷されたペーストの印刷状態を、当該基板に対して相対的に移動可能なカメラにより撮像して検査する方法であって、
   前記各エリアにおけるバットマークの有無情報を事前に取得し、この情報に基づき、前記エリアのうちバットマークが形成されていないエリアの印刷位置のみを撮像して印刷状態を検査することを特徴とする印刷検査方法。
2. 請求項１に記載の印刷検査方法において、
   前記カメラにより印刷位置を撮像して印刷状態を検査する本検査に先立ち、前記カメラを用いて多面取り基板の各エリアにおけるバットマークの座標位置を撮像することによりバットマークの前記有無情報を取得し、この情報に基づいて前記本検査を実施することを特徴とする印刷検査方法。
3. 互いに独立する回路が形成された複数のエリアを有し、かつこれらエリアのうち部品の実装が不要な欠陥エリアにバットマークが形成される多面取り基板を被検査基板としてこの基板上に印刷されたペーストの印刷状態を、当該基板に対して相対的に移動可能なカメラにより撮像して検査する装置であって、
   印刷状態の検査の際に前記印刷位置を撮像するとともにこの撮像に先立ち前記各エリアにおけるバットマークの座標位置を撮像すべく前記カメラを駆動制御する制御手段と、
   前記カメラにより撮像した画像に基づいて前記バットマークの有無を判別することにより当該バットマークが存在しないエリアを検査対象として特定する特定手段とを有し、
   前記制御手段は、印刷状態の検査の際には、前記特定手段により特定されたエリアの印刷位置のみを撮像すべく前記カメラを駆動制御することを特徴とする印刷検査装置。
4. 互いに独立する回路が形成された複数のエリアを有し、かつこれらエリアのうち部品の実装が不要な欠陥エリアにバットマークが形成される多面取り基板を被処理基板としてこの基板にマスクシートを重装し、このシートに形成される開口を介して基板上にペーストを印刷するとともに、その印刷後に、前記マスクシートの開口をカメラにより撮像することにより、その画像に基づき基板上の印刷状態を間接的に検査する方法であって、
   前記各エリアにおけるバットマークの有無情報を事前に取得し、この情報に基づき、前記マスクシートの開口のうち前記バットマークが存在しないエリアに属する開口を特定し、この特定した開口のみを撮像することにより当該画像に基づき前記印刷状態を検査することを特徴とする印刷検査方法。
5. 請求項４に記載の印刷検査方法において、
   前記カメラによりマスクシートの開口を撮像して基板の印刷状態を検査する本検査に先立ち、前記カメラとは別の、前記基板に対して相対的に移動可能に設けられたカメラにより基板上の前記各エリアのバットマークの座標位置を撮像することによりバットマークの前記有無情報を取得し、この情報に基づいて前記本検査を実施することを特徴とする印刷検査方法。
6. マスクシートと、このマスクシートに対して相対的に移動可能に設けられる印刷ステージと、前記マスクシートを撮像する移動可能なカメラとを備え、互いに独立する回路が形成された複数のエリアを有し、かつこれらエリアのうち部品の実装が不要な欠陥エリアにバットマークが形成される多面取り基板を被処理基板として、この基板を前記印刷ステージ上に保持して前記マスクシートを介してペーストを印刷するとともに、その印刷後に、前記マスクシートの開口を前記カメラにより撮像することにより当該画像に基づき基板上の印刷状態を間接的に検査する印刷装置において、
   前記カメラを第１カメラとしたときに、これとは別の前記印刷ステージに対して相対的に移動可能な第２カメラを備え、さらに、
   前記マスクシートの開口を撮像すべく前記第１カメラを駆動制御するとともに、この第１カメラによるマスクシートの撮像に先立ち、前記多面取り基板の各エリアにおけるバットマークの座標位置を撮像すべく前記第２カメラを駆動制御する制御手段と、
   前記第２カメラにより撮像した画像に基づいて前記バットマークの有無を判別するとともに、その判別結果に基づき前記マスクシートの開口のうち前記バットマークが存在しないエリアに属する開口を特定する特定手段とを有し、
   前記制御手段は、印刷状態の検査の際には、前記特定手段により特定された開口のみを撮像すべく前記第１カメラを駆動制御することを特徴とする印刷装置。

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