JP2013188921A - スクリーン印刷装置、スクリーン印刷方法およびスクリーン印刷法での基板位置補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の所定位置に電極や配線等の導電パターンを高精度に形成することができるスクリーン印刷装置を得ること。
【解決手段】基板保持部と、印刷部と、撮像処理部と、基板保持部を印刷部と撮像部との間で移動させる印刷テーブル移動部と、を備えるスクリーン印刷装置で、撮像処理部は、撮像部３１Ａ〜３１Ｃで撮像された画像データ上に設定される撮像座標系での基板５１の特徴点の実際の位置が、撮像座標系での基板５１の特徴点の規定位置に位置するように基板位置決めをする機能と、基板位置決め後に印刷部で印刷された印刷パターンの特徴点の撮像部で撮像された画像データ上の撮像座標系における実際の位置を算出し、撮像座標系での印刷パターンの特徴点の規定位置と実際の位置との差分を求め、差分を基板位置決め時の補正量として設定する機能と、を有する位置決め制御部３３を有する。
【選択図】図２

Description

この発明は、スクリーン印刷装置、スクリーン印刷方法およびスクリーン印刷法での基板位置補正方法に関するものである。

従来、太陽電池用基板や電子回路基板の所定位置に電極や配線等の導電パターンの形成に、スクリーン印刷装置が用いられている（たとえば、特許文献１参照）。このスクリーン印刷装置では、基板を位置決めする基板位置決め手段と、スクリーンマスクの特徴点および基板の特徴点を上方より撮像する撮像手段と、この撮像手段を水平面内で移動させる移動手段と、を備える。また、基板を位置決めする基板位置決め手段の座標系と、スクリーンマスクおよび基板を撮像する撮像手段を水平面内で移動させるカメラ移動手段の座標系の２つの座標系を設定する。そして、単一の撮像手段で、基板位置決め手段に設けられた２つの特徴点を認識し、これらの２つの特徴点それぞれのＸ方向とＹ方向の位置ずれ量と、２つの特徴点を結ぶ直線のずれ角度と、を求めることによって、２つの座標系の相対的な位置関係を特定する位置補正量として求め、この位置補正量に基づいて基板位置決め手段の位置補正を行う。

特開２０００−２１１１０３号公報

しかしながら、近年、太陽電池用基板や電子回路基板の製造においては、高性能化のため、基板の所定の位置に高精度に位置合せして電極パターンを形成したり、電極パターン同士を重ね合わせて形成したりする要求がある。この要求に対し、上記従来技術に記載のスクリーン印刷機においては、次のような問題点があった。

第一に、撮像手段の座標系が考慮されていないという問題点があった。つまり、基板位置決め手段の座標系と撮像手段の座標系には、相対的な位置ずれだけでなく、単位長さの微小な違いが存在する。

第二に、スクリーン印刷は、印刷対象部位に応じてパターン孔が設けられたスクリーンマスクを基板に当接させ、スクリーンマスク上にペーストを供給してスキージを摺動させることにより、パターン孔を介して基板上にペーストを印刷するものであるが、この印刷時におけるスクリーンマスクの変形が考慮されていないという問題点があった。

そして、これらの２つの問題点の存在によって、スクリーンマスクの基板に対する位置にずれが生じ、基板の所定位置に電極や配線等の導電パターンを高精度に形成することができないという事態が生じていた。

この発明は、上記に鑑みてなされたもので、基板の所定位置に電極や配線等の導電パターンを高精度に形成することができるスクリーン印刷装置、スクリーン印刷方法およびスクリーン印刷法での基板位置補正方法を得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかるスクリーン印刷装置は、基板を保持する基板保持手段と、パターン孔が設けられたスクリーンマスクを前記基板に当接させ、前記スクリーンマスク上にペーストを供給し、圧力をかけながらスキージを移動させることで前記パターン孔を介して前記基板に前記ペーストを印刷する印刷手段と、前記基板の特徴点および前記基板上の印刷パターンの特徴点の双方を撮像する撮像手段と、前記基板保持手段を、前記印刷手段と前記撮像手段との間で移動させる基板移動手段と、前記撮像手段によって撮像された前記基板と前記印刷手段で印刷された印刷パターンの特徴点の画像データを用いて、前記印刷手段での印刷にあたっての前記基板の配置位置の補正量を算出し、前記補正量に基づいて前記基板保持手段を移動させて前記基板の位置決めを行う位置決め制御手段と、を備え、前記位置決め制御手段は、前記撮像手段で撮像された画像データ上に設定される撮像座標系における前記基板の特徴点の実際の位置が、前記撮像座標系で予め規定された前記基板の特徴点の規定位置に位置するように基板位置決めをする基板位置決め機能と、前記基板位置決め後に前記印刷手段で印刷された前記印刷パターンの特徴点の前記撮像手段で撮像された画像データ上の前記撮像座標系における実際の位置を算出する第１処理、前記撮像座標系に予め規定された前記印刷パターンの特徴点の規定位置と、前記印刷パターンの実際の位置との差分を求める第２処理、および前記差分を前記基板位置決め時の補正量として設定する第３処理を行う補正量算出機能と、を有し、前記撮像手段は、前記基板位置決め機能による前記基板位置決めの際と、前記補正量算出機能による前記第１処理の際に前記基板を撮像することを特徴とする。

この発明によれば、画像データ上に設定される撮像座標系での基板の特徴点の実際の位置が撮像座標系での規定位置に位置するように基板位置決めをする機能と、画像データ上の撮像座標系での印刷パターンの特徴点の実際の位置を算出し、撮像座標系での印刷パターンの特徴点の規定位置と実際の位置との差分を求め、差分を基板位置決め時の補正量として設定する機能と、を位置決め制御手段が有するようにしたので、印刷時におけるスクリーンマスクの変形が補正量に反映され、基板の所定位置に電極や配線等の印刷パターンを高精度に形成することができるという効果を有する。

図１は、この発明の実施形態によるスクリーン印刷装置の概略構成を模式的に示す図である。 図２は、スクリーン印刷装置の構成の一部を模式的に示す図である。 図３は、画像に設定される撮像座標系の一例を示す図である。 図４は、この実施の形態によるスクリーン印刷方法の手順の一例を示すフローチャートである。 図５は、撮像手段の視野の近傍を模式的に示す図である。

以下に添付図面を参照して、この発明の実施の形態にかかるスクリーン印刷装置、スクリーン印刷方法およびスクリーン印刷法での基板位置補正方法を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各構成図においては、構成の理解を容易にするため、実寸比ではなく部分的に拡大または縮小を施している。

図１は、この発明の実施形態によるスクリーン印刷装置の概略構成を模式的に示す図であり、図２は、スクリーン印刷装置の構成の一部を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図を示し、（ｂ）は側面図を示している。

スクリーン印刷装置は、印刷対象となる基板を保持する基板保持部１０と、基板に対して印刷処理を行う印刷部２０と、印刷部２０と基板との間の位置合わせを行う撮像処理部３０と、を有する。基板保持部１０は、基板を真空吸着機構などの方法によって保持する印刷テーブル１１と、印刷テーブル１１をＸ，Ｙ方向（たとえば基板の載置面内の互いに直交する方向）およびθ方向（基板面内での回転方向）に駆動する駆動部１２と、印刷テーブル１１と駆動部１２を印刷部２０と撮像処理部３０との間で移動させる印刷テーブル移動部１３と、を有する。基板保持部１０は、印刷部２０と撮像処理部３０の下方に設けられる。また、印刷テーブル１１の停止位置は、印刷テーブル移動部１３によって高精度に制御される。

印刷部２０は、基板に印刷するパターンが形成された図示しないスクリーンマスクや、スクリーンマスクを基板に当接させ、スクリーンマスク上に供給された導電性ペーストを、圧力をかけながら移動させてのばす図示しないスキージなどを有し、基板上に所定形状の導電パターンを形成する。

撮像処理部３０は、図２に示されるように、撮像処理部３０の下方に基板保持部１０が存在する場合に、撮像対象の基板５１の所定の位置に設けられる特徴点を撮像するＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラなどの撮像部３１Ａ〜３１Ｃと、基板５１の特徴点を識別できるように特徴点付近に光を照射する光照射部３２Ａ〜３２Ｃと、撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって撮像された画像データを用いて所定の演算を行い、基板の位置決めで用いる補正量を算出する位置決め制御部３３と、を有する。なお、位置決め制御部３３と撮像部３１Ａ〜３１Ｃとは、ケーブル４１を介して接続され、撮像部３１Ａ〜３１Ｃで撮像された画像データはケーブル４１を介して位置決め制御部３３へと送られる。また、位置決め制御部３３と駆動部１２とは、ケーブル４２を介して接続され、駆動部１２を制御する信号が位置決め制御部３３からケーブル４２を介して駆動部１２へと送信される。

図２の例では、基板５１が印刷テーブル１１上に保持された際に、基板５１のＸ方向の一方の端部のＹ方向に延在する辺（エッジ）上の異なる２点を撮像することができるように、２つの撮像部３１Ａ，３１Ｂと光照射部３２Ａ，３２Ｂが配置され、基板５１のＹ方向の一方の端部のＸ方向に延在する辺（エッジ）上の１点を撮像することができるように、１つの撮像部３１Ｃと光照射部３２Ｃが配置されている。撮像部３１Ａ，３１Ｂによって基板５１の特徴点のＸ方向の位置とθ方向の回転を求めることができ、撮像部３１Ｃによって基板５１の特徴点のＹ方向の位置を求めることができる。

また、撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって撮像された画像データには、撮像座標系が設定される。図３は、画像に設定される撮像座標系の一例を示す図である。この図に示されるように、撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって撮像された画像データである視野範囲６０内の所定の位置６１には、撮像座標系に予め規定された所望の基板５１の特徴点が、基板５１のエッジ（Ｘ方向またはＹ方向に延在する辺）に対応して設けられる。また、視野範囲６０内の所定の位置６２には、所望の印刷パターンの特徴点が基板５１のエッジに対して所定の位置で視野範囲６０内に設けられる。

位置決め制御部３３は、基板を設定された位置に配置する基板位置決め処理と、基板位置決め処理を行った後に行う印刷パターンを用いた基板位置の補正量を算出する補正量算出処理と、を行う。

基板位置決め処理は、撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって撮像された各画像データについて、撮像座標系に予め規定された基板５１の特徴点の位置（以下、基板５１の特徴点の規定位置という）と、撮像座標系での実際の基板５１の特徴点の位置（以下、基板５１の特徴点の実位置という）と、を求め、両者の差分から基板５１の特徴点の実位置を、基板５１の特徴点の規定位置と一致させるように、Ｘ方向の移動量、Ｙ方向の移動量、およびθ方向の回転量を算出し、その結果に基づいて駆動部１２を制御して基板位置決めを行う。このとき、最初の基板５１の特徴点の規定位置に、基板５１の特徴点の実位置が重なる状態を初期状態として、補正量算出処理で得られた補正量を用いて基板５１の特徴点の規定位置がオフセットされる。つまり、補正量算出処理によって、基板５１の特徴点の規定位置は移動していくことになる。

補正量算出処理は、基板位置決め処理の後に、撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって撮像された各画像データについて、撮像座標系に予め規定された印刷パターンの特徴点の位置（以下、印刷パターンの特徴点の規定位置という）と、撮像座標系での実際の印刷パターンの特徴点の位置（以下、印刷パターンの特徴点の実位置という）と、を求める。そして、印刷パターンの特徴点の実位置を印刷パターンの特徴点の規定位置と一致させるように、両者の差分として、Ｘ方向の移動量、Ｙ方向の移動量およびθ方向の回転量を算出し、これらの差分が印刷ずれを起こさない程度の値とされる規定値未満であるかを判定する。差分が規定値未満の場合には、補正量の更新を行わず、差分が規定値以上の場合には、現在の補正量を、これに算出した差分を加算した新たな補正量に更新する。なお、規定値として、後の印刷工程で印刷パターンにずれが生じても許容できる値の差分が設定される。

図２では、基板５１の特徴点であるエッジを撮像する際に、光照射部３２Ａ〜３２Ｃを基板５１に対して上方に配置しているが、これに限られることはなく、光照射部３２Ａ〜３２Ｃを基板５１に対して下方に配置してもよい。たとえば印刷テーブル１１に小型の照明を埋め込み、バックライト照明で基板５１の特徴点であるエッジを撮像してもよい。

つぎに、このような構成のスクリーン印刷装置における基板５１および印刷パターンの位置決めにおける補正量の算出方法について説明する。図４は、この実施の形態によるスクリーン印刷方法の手順の一例を示すフローチャートである。また、図５は、撮像手段の視野の近傍を模式的に示す図である。

まず、図示しない基板搬送手段によって基板５１を印刷テーブル１１上に載置し、真空吸着などの基板保持機構によって印刷テーブル１１上に固定する（ステップＳ１）。このとき、印刷テーブル１１は撮像処理部３０の下の停止位置にある。

ついで、光照射部３２Ａ〜３２Ｃで基板５１を照射し、撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって、基板５１の特徴点を撮像する（ステップＳ２）。ここで、この実施の形態においては、上記したように基板５１の特徴点を所定の箇所のエッジとし、３つの撮像部３１Ａ〜３１Ｃを用いて所定の箇所のエッジを拡大して撮像するものとする。図５（ａ）は、ある撮像部で撮像された基板５１の特徴点を含む領域の画像である。この図で、視野範囲６０の内側は、撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって得られた画像データと同一である。撮像座標系に予め規定された所望の基板５１の特徴点としてエッジに対応する直線が用いられている。この例では、基板５１の特徴点（エッジ）の実位置５２は、基板５１の特徴点の規定位置６１から右側にずれた状態が示されている。

その後、各撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって得られた３つの画像データにおいて、基板５１の特徴点の実位置５２を基板５１の特徴点の規定位置６１と一致させるために必要なＸ，Ｙ方向の移動量とθ方向の回転量を、位置決め制御部３３で算出する。そして、算出した値を駆動部１２に指令として与えることによって、基板５１の位置決めを行う（ステップＳ３）。なお、ここでは、この基板５１の位置決めを行った後の状態を基準とし、補正量は０であるものとする。

ついで、印刷テーブル１１を印刷テーブル移動部１３によって印刷部２０の下の停止位置にまで移動させ、基板５１上に印刷部２０による印刷処理が行われる（ステップＳ４）。印刷部２０では、所定のパターン孔が設けられたスクリーンマスクを基板５１に当接させ、このスクリーンマスク上にペーストを供給し、圧力をかけながらスキージを移動させることで、パターン孔を介して基板５１にペーストを印刷する。これによって、基板５１上には電極パターンなどが形成されるが、電極パターンには印刷パターンの特徴点も形成される。印刷終了後、印刷テーブル移動部１３によって、基板５１を保持した印刷テーブル１１は、再び撮像処理部３０の下の停止位置まで移動される。

その後、形成された印刷パターンの特徴点を撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって撮像する（ステップＳ５）。図５（ｂ）は、印刷パターン形成後のある撮像部の視野範囲近傍を模式的に表している。この図に示されるように、基板５１には印刷部２０で印刷された電極パターン５５が形成されており、この電極パターン５５には、電極パターン５５の延在方向に対して垂直な方向に突出したＴ字状のパターンからなる印刷パターンの特徴点５６が含まれている。この印刷パターンの特徴点５６の形状は一例であり、これに限定されるものではない。また、この図では、印刷パターンの特徴点５６の実位置６３に十字形状の印が付加されており、視野範囲６０内には印刷パターンの特徴点の規定位置６２にも十字形上の印が付加されている。なお、基板５１はステップＳ３で位置決めされた状態であるので、基板５１の特徴点（すなわちエッジ）の実位置５２は、基板５１の特徴点の規定位置６１と一致した状態にある。ただし、ステップＳ３の場合と同様に基板５１の位置決めを再度実施してもよい。

この時点では、スクリーンマスクの位置決めばらつき、スクリーンマスクの製造ばらつき、スクリーンマスクの延び、印刷時のスクリーンマスクの変形等の原因によって、印刷パターンの特徴点の規定位置６２と実位置６３とは一致していない場合が多い。

ついで、撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって得られた３つの画像データにおいて、印刷パターンの特徴点の実位置６３を求め、所望の印刷パターンの特徴点の規定位置６２との差分を算出する（ステップＳ６）。その後、３つの画像データにおいて算出された差分を、この差分が０に最も近づくように必要とされる印刷テーブル１１のＸ，Ｙ方向の移動量とθ方向の回転量に変換し、基板位置決めに用いるＸＹθ方向の補正量の差分として算出する（ステップＳ７）。

ついで、ＸＹθ方向の補正量の差分が予め定められた規定値よりも小さいかを比較する（ステップＳ８）。比較の結果、ＸＹθ方向の差分が規定値以上の場合（ステップＳ８でＮｏの場合）には、基板位置決めの補正量にこの差分を加算して新たな補正量に設定する補正量の更新処理を行う（ステップＳ９）。ここで、基板位置決めの補正量とは、撮像座標系に予め規定された所望の印刷パターンの特徴点の位置に対し、補正量の分だけオフセットさせた位置に、基板５１の特徴点を位置決めするための値である。たとえば、ステップＳ３で実施した基板位置決めでの補正量はゼロであり、この補正量にステップＳ７で算出した差分を加算して新たな補正量とされる。

その後、ステップＳ９で設定された新たな補正量を用いて、基板５１の位置決めを実施する（ステップＳ１０）。この基板５１の位置決めは、まず撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって基板５１の特徴点を撮像し、得られた３つの画像データにおいて、所望の基板５１の特徴点の規定位置６１から新たな補正量分だけオフセットさせた位置に、基板５１の特徴点の実位置５２を一致させるために必要なＸ，Ｙ方向の移動量およびθ方向の回転量を、位置決め制御部３３で算出し、駆動部１２に指令を与えることによって、基板５１の位置決めを行う。これは、ステップＳ９で設定された新たな補正量で基板５１の位置決めを行った後に、実際に新たな補正量で補正された位置に基板５１の特徴点が存在するかを確認し、存在していない場合にその位置に存在するように制御するものである。

その後、ステップＳ５に戻り、形成された印刷パターンの特徴点５６を撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって撮像する。図５（ｃ）はこの時点でのある撮像部の視野範囲６０の近傍を模式的に表したものである。基板５１の特徴点の実位置５２は、所望の基板５１の特徴点の規定位置６１から補正量分だけオフセットした位置に存在する。

ついで、ステップＳ６で撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって得られた３つの画像データにおいて、撮像座標系における印刷パターンの特徴点の実位置６３を求め、印刷パターンの特徴点の規定位置６２との差分を算出する。ここで、撮像座標系において前回のステップＳ７で算出されたＸＹθ方向の補正量の差分と、ステップＳ１０で実際に駆動部１２がオフセットした量には微小な違いが存在する場合がある。そのため、ここでの印刷パターンの特徴点の実位置６３と印刷パターンの特徴点の規定位置６２との差分は完全にゼロとはならない場合がある。

その後、ステップＳ７で、３つの画像データにおいて算出された差分を、これらの差分が０に最も近づくように必要とされる、印刷テーブル１１のＸ，Ｙ方向の移動量およびθ方向の回転量に変換し、ＸＹθ方向の補正量の差分として算出する。

そして、ステップＳ８で、ＸＹθ方向の補正量の差分が予め定められた規定値よりも小さいかを比較する。ＸＹθ方向の差分が規定値以上の場合（ステップＳ８でＮｏの場合）には、ステップＳ９へと進み、ＸＹθ方向の補正量の差分が規定値よりも小さくなるまで上記したステップＳ９〜Ｓ１０，Ｓ５〜Ｓ７の処理を繰り返し実施する。また、ＸＹθ方向の補正量の差分が規定値よりも小さい場合（ステップＳ８でＹｅｓの場合）には、補正量の算出を完了する（ステップＳ１１）。以上によって、スクリーン印刷装置における基板５１および印刷パターンの位置決めにおける補正量の算出方法が終了する。

基本的に、この補正量の算出方法は、スクリーンマスクの交換時や、印刷パターンが形成される位置が製品規格から外れた場合に実施される。通常時は、基板５１が図示しない基板搬送手段によって印刷テーブル１１上に置かれ、真空吸着などにより固定され、ステップＳ１１で算出された補正量に対して、−１倍した補正量を用いて基板５１を位置決めし、印刷部２０の下の停止位置に印刷テーブル１１を移動させ、印刷部２０にて導電パターンを形成し、基板５１が図示しない基板搬送手段によって印刷テーブル１１から搬出される、という動作を繰り返すものである。ステップＳ１１で算出された補正量に対して、−１倍した補正量を使って基板を位置決めすることについて説明する。図５（ｃ）では、印刷パターンの特徴点の規定位置６２と印刷パターンの特徴点の実位置６３とはほぼ一致しており、印刷パターンの特徴点５６は、位置決めゼロ位置６１に対する目標である印刷パターンの特徴点の規定位置６２の位置に来ている。実際は、複数の画像から最終的な補正量を出すので、各画像の基板５１の特徴点の規定位置６１と基板５１の特徴点の実位置５２の間隔の平均値を取ったり、Ｙ方向、θ方向の補正量を算出したりすることになるが、ここでは簡単のため一つの画像を使うものとする。制御したいのは基板５１の特徴点の実位置５２（基板５１のエッジ）に対する印刷パターンの特徴点５６の位置であり、図５（ｂ）から基板５１の特徴点の実位置５２（エッジ）に対して印刷パターンの特徴点５６は、近い方向（左側）にずれている。そのため、通常印刷時の基板位置決めは、位置決めのゼロ位置である基板５１の特徴点の規定位置６１に対し、図５（ｃ）の基板５１の特徴点の規定位置６１と基板５１の特徴点の実位置５２（エッジ）の間隔分左側にずらして行うことになる。すなわち、「−１倍した補正量」を使用して基板位置決めを行うことになる。

ここで、スクリーンマスクの交換時や印刷パターンが形成される位置が製品規格から外れた場合に限らず、上記の補正量の算出方法を定期的に実施してもよい。これにより、生産効率が低下することになるが、経時変化するスクリーンマスクの変形に対しても、補正量が更新されるため、基板５１の所定位置に電極や配線等の導電パターンを高精度に形成することができる。

また、上記の補正量の算出方法で使用する基板５１には、所望の位置と外れた位置に導電パターンが形成されてしまうので、安価な材料で作成したダミー基板を用いて補正量の算出方法を実施するようにしてもよい。

さらに、この実施の形態では、撮像部３１Ａ〜３１Ｃで撮像された同一画面内に、基板５１の特徴点と印刷パターンの特徴点が存在したが、これに限られることなく、上記ステップＳ２やステップＳ１０で基板５１の特徴点を撮像した後、ステップＳ５で印刷パターンの特徴点を撮像する前に、印刷パターンの特徴点を撮像部３１Ａ〜３１Ｃの視野に入れるため、予め規定された量だけ、位置決め制御部３３によって基板５１および印刷テーブル１１を移動させてもよい。これによって、拡大して基板５１の特徴点と印刷パターンの特徴点を撮像できるため、より高精度に基板５１の所定位置に電極や配線等の導電パターンを形成することができる。

また、この実施の形態では、ステップＳ５で、形成された印刷パターンの特徴点５６の実位置６３を撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって撮像して、つぎのステップＳ６で、撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって得られた３つの画像データにおいて、撮像座標系における印刷パターンの特徴点５６の実位置６３と印刷パターンの特徴点の規定位置６２との差分を算出し、さらにつぎのステップＳ７で、上記３つの画像データにおいて算出された差分を、これらの差分が０に最も近づくように必要とされる、印刷テーブル１１のＸ，Ｙ方向の移動量およびθ方向の回転量に変換し、ＸＹθ方向の補正量の差分として算出する、という例を示した。この方法は、印刷パターンの特徴点を３つ使って、差分が０に最も近づくＸＹθ方向の補正量の差分を算出しているため、スクリーンマスクの延びや変形に対して望ましい手法である。しかし、理論上は、撮像部３１Ａ，３１Ｂで得られた２つの画像の特徴点の位置からＸＹθ方向の差分は算出可能であるので、簡易的に２つの画像を使用してＸＹθ方向の補正量の差分を算出してもよい。

さらに、この実施の形態では、３つの撮像部３１Ａ〜３１Ｃを備える場合を例に挙げて説明したが、これに限られることはなく、たとえば、基板５１の対角２箇所を基板５１の特徴点とし、これらの基板５１の対角２箇所近傍に印刷パターンの特徴点を設け、これらの基板５１の対角２箇所に対応して２つの撮像部を設けてもよい。

この実施の形態１では、基板５１を位置決めして印刷を行った後、印刷パターンの特徴点５６を撮像部３１Ａ〜３１Ｃによって撮像し、得られた画像データ上に設定される撮像座標系における印刷パターンの特徴点の実位置６３を算出し、撮像座標系の印刷パターンの特徴点の規定位置６２との差分を基板位置決め時の補正量として用いるようにした。これによって、印刷時におけるスクリーンマスクの変形が補正量に反映されるため、基板５１の所定位置に電極や配線等の導電パターンを高精度に形成することができるという効果を有する。

また、撮像した画像データ上に設定される撮像座標系における印刷パターンの特徴点５６の実位置６３と規定位置６２との差分が規定値以下に収束するまで、補正量の算出を繰り返し行うことで、印刷時におけるスクリーンマスクの変形が補正量に反映されるだけでなく、基板位置決め部の座標系と撮像座標系との間に存在する相対的な位置ずれおよび単位長さの微小な違いの影響を規定値以下にすることができるという効果も有する。

さらに、経時変化するスクリーンマスクの変形に対しても、補正量が更新されるため、基板５１の所定位置に電極や配線等の導電パターンを高精度に形成することができるという効果も有する。また、撮像部３１Ａ〜３１Ｃにおいて基板５１の特徴点と基板５１上に印刷されたパターンの特徴点５６とを同一視野に入れる必要はなく、拡大して上記２つの特徴点を撮像できるため、より高精度に基板５１の所定位置に電極や配線等の導電パターンを形成することができるという効果も有する。

１０ 基板保持部
１１ 印刷テーブル
１２ 駆動部
１３ 印刷テーブル移動部
２０ 印刷部
３０ 撮像処理部
３１Ａ〜３１Ｃ 撮像部
３２Ａ〜３２Ｃ 光照射部
３３ 位置決め制御部
４１，４２ ケーブル
５１ 基板
５６ 特徴点
６０ 視野範囲

Claims (10)

1. 基板を保持する基板保持手段と、
   パターン孔が設けられたスクリーンマスクを前記基板に当接させ、前記スクリーンマスク上にペーストを供給し、圧力をかけながらスキージを移動させることで前記パターン孔を介して前記基板に前記ペーストを印刷する印刷手段と、
   前記基板の特徴点および前記基板上の印刷パターンの特徴点の双方を撮像する撮像手段と、
   前記基板保持手段を、前記印刷手段と前記撮像手段との間で移動させる基板移動手段と、
   前記撮像手段によって撮像された前記基板と前記印刷手段で印刷された印刷パターンの特徴点の画像データを用いて、前記印刷手段での印刷にあたっての前記基板の配置位置の補正量を算出し、前記補正量に基づいて前記基板保持手段を移動させて前記基板の位置決めを行う位置決め制御手段と、
   を備え、
   前記位置決め制御手段は、
   前記撮像手段で撮像された画像データ上に設定される撮像座標系における前記基板の特徴点の実際の位置が、前記撮像座標系で予め規定された前記基板の特徴点の規定位置に位置するように基板位置決めをする基板位置決め機能と、
   前記基板位置決め後に前記印刷手段で印刷された前記印刷パターンの特徴点の前記撮像手段で撮像された画像データ上の前記撮像座標系における実際の位置を算出する第１処理、前記撮像座標系に予め規定された前記印刷パターンの特徴点の規定位置と、前記印刷パターンの実際の位置との差分を求める第２処理、および前記差分を前記基板位置決め時の補正量として設定する第３処理を行う補正量算出機能と、
   を有し、
   前記撮像手段は、前記基板位置決め機能による前記基板位置決めの際と、前記補正量算出機能による前記第１処理の際に前記基板を撮像することを特徴とするスクリーン印刷装置。
2. 前記位置決め制御手段の前記基板位置決め機能で所定のタイミングで行われた前記基板位置決めにおける前記補正量を０に設定し、
   前記位置決め制御手段の前記補正量算出機能は、前記第２処理で、求められた前記差分が所定値よりも小さいかを判定し、前記第３処理では、前記差分が前記所定値以上の場合に前記差分をその時点で設定されている前記補正量に加算して新たな補正量に設定し、
   前記差分が前記所定値以上の場合に、前記第２処理で前記差分が前記所定値未満となるまで、前記基板位置決め機能は、前記基板の特徴点の前記規定位置を前記補正量で補正した位置に、前記基板の特徴点の実際の位置が位置するように前記基板位置決めを行い、前記補正量算出機能は、前記第１処理から前記第３処理までを繰り返し実行することを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷装置。
3. 前記位置決め制御手段は、所定のタイミングで前記基板位置決め機能による前記基板位置決めと、前記補正量算出機能による前記第１処理から前記第３処理までを実行することを特徴とする請求項１または２に記載のスクリーン印刷装置。
4. 前記位置決め制御手段は、前記撮像手段による撮像の際に、前記基板の特徴点と前記基板上の前記印刷パターンの特徴点とが視野に入る距離だけ前記基板を移動させるように、前記基板保持手段を制御する機能をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のスクリーン印刷装置。
5. パターン孔が設けられたスクリーンマスクを基板保持手段に保持された基板に当接させ、前記スクリーンマスク上にペーストを供給し、圧力をかけながらスキージを移動させることで前記パターン孔を介して前記基板に前記ペーストを印刷するスクリーン印刷法での基板位置補正方法において、
   前記基板の特徴点を含む領域を撮像する第１撮像工程と、
   前記第１撮像工程で撮像された画像データ上に設定される撮像座標系での前記基板の特徴点の実際の位置が、前記撮像座標系で予め規定された前記基板の特徴点の規定位置に位置するように前記基板保持手段を制御して基板位置決めを行う第１基板位置決め工程と、
   前記基板位置決めされた前記基板上に印刷パターンを印刷する印刷工程と、
   前記印刷パターンの特徴点を含む領域を撮像する第２撮像工程と、
   前記第２撮像工程で撮像された画像データ上の前記撮像座標系での前記印刷パターンの特徴点の実際の位置を算出する位置算出工程と、
   前記撮像座標系に予め規定された前記印刷パターンの特徴点の規定位置と、前記印刷パターンの実際の位置との差分を求める差分算出工程と、
   前記差分を前記基板位置決め工程での補正量として設定する補正量設定工程と、
   を含むことを特徴とするスクリーン印刷法での基板位置補正方法。
6. パターン孔が設けられたスクリーンマスクを基板保持手段に保持された基板に当接させ、前記スクリーンマスク上にペーストを供給し、圧力をかけながらスキージを移動させることで前記パターン孔を介して前記基板に前記ペーストを印刷するスクリーン印刷法での基板位置補正方法において、
   前記基板の特徴点を含む領域を撮像する第１撮像工程と、
   前記第１撮像工程で撮像された画像データ上に設定される撮像座標系での前記基板の特徴点の実際の位置が、前記撮像座標系で予め規定された前記基板の特徴点の規定位置に位置するように前記基板保持手段を制御して基板位置決めを行い、前記基板位置決め後の前記基板位置の補正量を０に設定する第１基板位置決め工程と、
   前記基板位置決めされた前記基板上に印刷パターンを印刷する印刷工程と、
   前記印刷パターンの特徴点を含む領域を撮像する第２撮像工程と、
   前記第２撮像工程で撮像された画像データ上の前記撮像座標系での前記印刷パターンの特徴点の実際の位置を算出する位置算出工程と、
   前記撮像座標系に予め規定された前記印刷パターンの特徴点の規定位置と、前記印刷パターンの実際の位置との差分を求める差分算出工程と、
   求められた前記差分が所定値よりも小さいかを判定する判定工程と、
   を含み、
   前記判定工程で前記差分が前記所定値よりも小さい場合に、先に設定された前記補正量を用いて前記基板の位置決めを行うことを特徴とするスクリーン印刷法での基板位置補正方法。
7. 前記判定工程で前記差分が前記所定値以上の場合に、
   前記差分を先に設定された前記補正量に加算して新たな補正量に更新する補正量更新工程と、
   前記新たな補正量で前記基板保持手段を制御して基板位置決めを行う第２基板位置決め工程と、
   をさらに含むとともに、前記第２撮像工程に戻り、
   前記差分が前記所定値よりも小さくなるまで、前記補正量更新工程から前記判定工程までの処理を繰り返し実行することを特徴とする請求項６に記載のスクリーン印刷法での基板位置補正方法。
8. 前記第２基板位置決め工程は、
   前記新たな補正量分だけ前記基板保持手段を制御して前記基板の位置を移動させる工程と、
   前記基板の特徴点を含む領域を撮像する工程と、
   撮像された画像データ上に設定される撮像座標系における前記基板の特徴点の実際の位置が、前記基板の特徴点の規定位置を前記新たな補正量で補正した位置に一致するように前記基板保持手段を制御して前記基板位置決めをする工程と、
   を含むことを特徴とする請求項７に記載のスクリーン印刷法での基板位置補正方法。
9. 前記各撮像工程では、前記基板の特徴点と前記基板上の前記印刷パターンの特徴点とを視野に入れるように、所定量だけ前記基板を移動させることを特徴とする請求項５から８のいずれか１つに記載のスクリーン印刷法での基板位置補正方法。
10. 前記基板保持手段に前記基板を保持させる基板保持工程と、
    前記補正量で前記基板位置決めされた前記基板上に前記ペーストを印刷するスクリーン印刷工程と、
    前記基板保持手段から前記基板を取り出す基板取出工程と、
    を含み、前記基板取出工程の後、新たな基板に対して前記基板保持工程から前記基板取出工程を繰り返し実行するスクリーン印刷方法において、
    請求項５から９のいずれか１つに記載のスクリーン印刷法での基板位置補正方法を、所定のタイミングで実行することを特徴とするスクリーン印刷方法。
    
    

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