JP2614973B2

JP2614973B2 - スクリーン印刷機

Info

Publication number: JP2614973B2
Application number: JP5159129A
Authority: JP
Inventors: 真本間; 紀夫別府
Original assignee: 日立テクノエンジニアリング株式会社
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPH06155706A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半田ペーストなどをス
クリーンマスク（以下、マスクと称することもある）を
介して基板に印刷するスクリーン印刷機に係り、とく
に、高い印刷精度及び高い生産性能を得るのに好適なス
クリーン印刷機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスクリーン印刷機においては、た
とえば、特開昭５９−９９７号公報に記載されているよ
うに、テーブルは、基板を載置して搬送し、カメラが設
置された位置で前記カメラで撮像された画像に基いて基
板の位置決めを行い、その後、基板をマスクが設置され
た位置まで搬送して基板にマスクのパターン印刷を行
う。印刷後は、基板を搬出し、新たな基板を載置して以
下上記動作を繰返すものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、カ
メラが設置された位置決めステーションとマスクが設置
された印刷ステーションが並べて配置され、テーブルが
両ステーションの間で往復移動されている。その理由
は、マスクは版枠に固定されており、版枠は印刷精度上
から印刷位置すなわち印刷ステーションに固定するとい
う固定観念となっていたためであり、そのため、基板の
位置決めは、カメラの視野の妨げになるマスクのない位
置で行い、位置決め後、テーブルで基板をマスクとスキ
ージのある印刷ステーションまで搬送し印刷を行なって
いた。これを詳細に説明すると、先ず、ダミーシート
（ダミー基板）にマスクの位置決め基準マークに対応す
る印刷パターンをマスクが置かれた印刷ステーションで
印刷し、次に、ダミーシートを位置決めステーションに
移して印刷パターンをカメラで読取ってマスクの位置決
め基準マークの位置を確認し、この基準マークに対して
基板の位置決めを行って、この基板を印刷ステーション
に搬送し、印刷を行っていた。

【０００４】基板とマスクの位置決めを確実なものとす
るためには、マスクもカメラで撮像する必要があり、カ
メラを固定されているマスクの位置まで移動させる。す
なわち、カメラを水平に並べて配置された位置決めステ
ーションと印刷ステーションとの間を移動させる。そし
てカメラの移動量から基板の移動量を決めて基板とマス
クの位置合わせを行なうことが有効である。この場合、
機械的なカメラの移動誤差は避けられず、部材の摩耗な
どにより誤差は経時的に増大し、基板とマスクの間に次
第に位置ずれを生じて印刷精度が低下する虞がある。ま
た、基板の位置決め毎にカメラを移動させる必要があ
る。カメラは位置決め精度維持の元であるから、その搬
送路などを精密加工し、嵌め合せ精度をきつくさせる
と、移動はゆっくりとさせなければならず、そのため
に、各基板毎の処理時間が長くなり、単位時間当りの生
産枚数が少なく、生産性能等に問題がある。処理時間短
縮のために、加工精度を下げ、嵌め合せをゆるめると、
カメラは高速で移動できるが、位置決め精度は出なくな
る。

【０００５】また、上述のスクリーン印刷機以外に、特
開平１−９９２８６号公報や実願昭６０−１０７６８号
（実開昭６１−１２８０２９号公報）のマイクロフィル
ムに記載のものがある。前者は、基板（１）の搬送手段
（２）、（５）の搬送経路に上記基板（１）を載置する
テーブル（６）を設けて、該テーブル（６）上の基板
（１）とスクリーンマスク（９）の位置合せを、搬送経
路上方に設けたカメラ（７）、（７）を用いて行い、基
板（１）にペーストを塗布する印刷手段及びスクリーン
マスク（９）を、テーブル（６）の上方に固定して設け
たものである。後者は、テーブル（２）上の被印刷部
（７）の位置決めを行っている間は、印刷手段及びスク
リーン（６）をテーブル（２）の上側方位置に退避さ
せ、印刷時に印刷手段及びスクリーン（６）をテーブル
（２）の上方に移動するものである。

【０００６】ところが、前者は、基板（１）をテーブル
（６）上にセットした後に、Ｘ−Ｙアーム（８）により
カメラ（７）、（７）（反射鏡（１６）を有する）を基
板（１）とマスク（９）との間にセットする。また、基
板（１）とマスク（９）との位置合せが完了した後に、
Ｘ−Ｙアーム（８）によりカメラ（７）、（７）を基板
（１）とマスク（９）との間から退避させるものであ
る。後者は、１個の顕微鏡（１２）を、スクリーン
（６）の２個の位置合せマーク（１４）、（１５）の間
を移動させてその２個の位置合せマーク（１４）、（１
５）の位置決めを行い、かつ、被印刷物（７）の２個の
位置合せマーク（１６）、（１７）の間を移動させてそ
の２個の位置合せマーク（１６）、（１７）の位置決め
を行うものである。このように、両者は、基板の位置決
め毎にカメラ若しくは顕微鏡を移動させる必要があるの
で、上述のように、印刷精度の低下や生産性能等に問題
がある。

【０００７】本発明の目的は、高精度の印刷及び高生産
性能を可能とするスクリーン印刷機を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、基板を搬送する搬送手段と、前記搬送
手段の搬送経路の下方に設けられ、昇降手段を備えたＸ
Ｙθテーブルであって、前記昇降手段により前記基板
を、前記搬送手段の前記搬送経路とこの搬送経路よりも
上方に位置する位置決めステーションを兼ねた印刷ステ
ーションとの間において昇降させるＸＹθテーブルと、
前記位置決めステーションを兼ねた印刷ステーションの
上方に設けられ、前記位置決めステーションを兼ねた印
刷ステーションまで上昇した前記ＸＹθテーブル上の前
記基板の画像を撮像する少なくとも２個のカメラと、前
記少なくとも２個のカメラにより撮像された前記ＸＹθ
テーブル上の前記基板の画像に基づいて前記ＸＹθテー
ブルを微小移動させて前記ＸＹθテーブル上の前記基板
を位置決めする画像処理手段と、前記位置決めステーシ
ョンを兼ねた印刷ステーションに対して前記搬送手段の
搬送経路と交差する方向に位置する退避ステーションと
前記位置決めステーションを兼ねた印刷ステーションと
の間において往復移動可能に設けられ、前記位置決めス
テーションを兼ねた印刷ステーションまで上昇した前記
ＸＹθテーブル上の前記基板にスクリーンマスクを介し
てペーストをスキージで塗付する印刷手段と、を備えた
ことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によれば、搬送経路の上方に位置決めス
テーションを兼ねた印刷ステーションが位置し、さらに
この位置決めステーションを兼ねた印刷ステーションの
上方に少なくとも２個のカメラが設けられているので、
基板とマスクを撮像する間にカメラは移動されない。す
なわち、カメラを、従来の特開昭５９−９９７号公報の
配置に倣って水平に並べて配置された位置決めステーシ
ョンと印刷ステーションとの間、また前者のように上下
に配置された基板（１）とマスク（９）との上下間にお
いてセット位置と退避位置との間、さらに後者のように
被印刷物（７）の２個の位置合せマーク（１４）と（１
５）と、また（１６）と（１７）との間、移動させる必
要がない。

【００１０】この結果、カメラ移動によって発生してい
た機械的な誤差が位置決めのための移動量に含まれるこ
とはなくなり、基板とマスクの間の位置ずれは解消さ
れ、高精度で基板上にペーストを塗布できる。また、各
基板の画像を撮像する毎にカメラを移動させる必要が無
く、スクリーンマスクやスキージからなる印刷手段は軽
いので、位置決めステーションを兼ねた印刷ステーショ
ンと退避ステーションの間を高速で移動させることがで
きるだけでなく、この移動と基板の搬出を同時に行うこ
とも可能であるから、各基板毎の処理時間が短くなり、
単位時間当りの生産枚数が増加し、高い生産性能が得ら
れる。また、軽量なスクリーンマスクを高速に移動させ
ても慣性は小さく、所定位置に停止させることができ、
位置決め精度は低下しない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を示す図１乃至図６
について説明する。図１は、本発明によるスクリーン印
刷機を示す部分断面斜視図、図２は、図１に示す位置決
めステーションを兼ねた印刷ステーションおよび退避ス
テーションの概略平面図、図３は、図２のＢ−Ｂ矢視概
略縦断面図である。

【００１２】図１乃至図３に示すように、スクリーン印
刷機１００は、凾体１と該凾体１内に設置され、基板２
をＸ方向に搬送する搬送手段３と、該搬送手段３の搬送
経路の下方位置にＸＹθテーブル７とを設けており、該
ＸＹθテーブル７の上方位置には、位置決めステーショ
ンを兼ねた印刷ステーション２００を設けるとともに、
該印刷ステーション２００に対し、前記搬送手段３の搬
送方向と直角な方向に退避ステーション３００を設置し
ている。また、上記印刷ステーション２００の上方位置
には、基板２を位置決めする位置決めの手段４を設け、
該位置決め手段４の下方位置には、基板２に印刷する印
刷手段５を設けている。

【００１３】上記搬送手段３は、凾体１内を水平Ｘ方向
に貫通し、図示しない駆動手段により基板２をＸ方向に
搬送するコンベア６を設けている。

【００１４】上記ＸＹθテーブル７は、コンベア６から
基板２を受取る基板受台７１と、該基板受台７１を介し
て基板２をＸ方向、Ｙ方向、θ方向に微小移動させるＸ
Ｙθテーブル７２と、上記基板受台７１の軸部７１１に
接続し、上記基板受台７１を介して基板２を昇降させる
昇降手段７３とを設けている。なお、上記基板受台７１
の軸部７１１下面は、昇降手段７３の対接面と水平方向
に移動自在に対接している。

【００１５】上記位置決め手段４は、上記基板受台７１
上に載置されて印刷ステーション２００に達した基板２
を撮像する２個のＣＣＤカメラ８と、該ＣＣＤカメラ８
をＸＹ方向に移動するカメラ駆動手段９と、上記ＣＣＤ
カメラによる撮像結果に基いてＸＹθテーブル７を微小
移動させる画像処理手段１０を備えている。上記カメラ
駆動手段９は、凾体１に設置され、ＣＣＤカメラ８をＸ
方向に移動させるカメラＸ方向移動手段９１と、該カメ
ラＸ方向移動手段９１上に設置され、ＣＣＤカメラ８を
Ｙ方向に移動させるカメラＹ方向移動手段９２とを備え
ている。上記カメラ駆動手段９は、印刷が行なわれる基
板２には種々の大きさのものがあり、各基板２に設けら
れている位置合わせマークの位置も常に同じ場所に存在
しているとは限らないので、取り扱われる基板２に応じ
て、ＣＣＤカメラ８の位置を僅かに移動できるようにし
たものである。

【００１６】上記印刷手段５は、図１に示すように、Ｃ
ＣＤカメラ８の下方位置に設置され、印刷ステーション
２００と，退避ステーション３００との間に亘って凾体
１に設置されたガイド３１を備えている。またガイド３
１には、Ｙ方向に摺動自在に支持され、スクリーンマス
ク３２を有する版枠３３と、該版枠３３に対してクラッ
チ（図示せず）を介して一体に固定したり、離間したり
するスキージヘッド３４と、該スキージヘッド３４を版
枠３３と同時にもしくは別個に該ガイド３１に沿って移
動させるための移動手段３５と、を備えている。この移
動手段３５は、凾体１に設置されたサーボモータ（図示
せず）と、そのサーボモータで回転されるボールねじ３
５０と、そのボールねじ３５０に螺合するナット部３５
１とからなる。また、スキージヘッド３４は、スキージ
３６を垂下支持するとともに、両持梁支持を構成するた
め、両端部はＣＣＤカメラ８の視野範囲外で２個の昇降
手段３７にて支持されている。すなわち、図３に示され
るように、移動手段３５のナット部３５１に２個の昇降
手段３７が取り付けられ、各昇降手段３７でスキージヘ
ッド３４の両端が両持梁支持構成になっている。従っ
て、移動手段３５のボールねじ３５０が回転すると、ナ
ット部３５１によってスキージヘッド３４は版枠３３と
同時にもしくは別個にガイド３１に沿って移動する。

【００１７】つぎに、図４乃至図６により動作について
説明する。図４乃至図６は、図２のＣ−Ｃ矢視横断面図
にして、図４は、搬送工程、図５は、位置合せ工程、図
６は、印刷工程を示す。

【００１８】図４に示すように、基板２は、コンベア６
によって搬送され、ＸＹθテーブル７の上方位置に達し
たとき、停止する。このとき、印刷手段５のスクリーン
マスク３２と、版枠３３と、スキージヘッド３４は、図
１に示す位置すなわち退避ステーション３００に退避し
ている。また、スクリーンマスク３２は、版枠３３に正
確に支持されている。

【００１９】この状態でＸＹθテーブル７の昇降手段７
３が駆動し、基板受台７１が上昇すると、図５に示すよ
うに、コンベア６上の基板２を基板受台７１が受取る。
さらに、昇降手段７３により基板受台７１が上昇して基
板２の上面が位置決めステーションを兼ねた印刷ステー
ションの位置まで達すると、基板受台７１の上昇移動が
停止する。

【００２０】ついで、各ＣＣＤカメラ８で基板２上の位
置合せマークを撮像して画像処理手段１０に入力する。
画像処理手段１０では、読取った画像と、基準位置との
ずれを演算処理をするとともに、演算結果に基いてＸＹ
θテーブル７に駆動信号を送って基板２を微小移動して
位置合せする。

【００２１】基板２の位置合せが終了すると、スクリー
ンマスク３２を備えた版枠３３と、スキージ３６を備え
たスキージヘッド３４をクラッチにて一体に固定した状
態で移動手段３５により、退避ステーション３００から
ガイド３１にそうて印刷ステーション２００に搬送され
る。このとき、軽量な版枠３３およびスキージヘッド３
４などが移動されるので、高速度で搬送することがで
き、しかも、軽量であるから、搬送にともなって発生す
る慣性力も小さいので、版枠３３およびスキージヘッド
３４などが、印刷ステーション２００の所定位置に停止
することができる。また、軽量であり、とくにスキージ
ヘッド３４は両持梁支持構成であるから、支持構成の軽
量化を図ることができる。

【００２２】次に、スクリーンマスク３２の位置合わせ
マークをＣＣＤカメラ８で撮像するとともに画像処理手
段１０で撮像した画像を演算し、その結果を用いて基板
２の位置合わせマークと照合して、ずれがあればＸＹθ
テーブル７に駆動信号を送って基板２を微小移動して位
置合わせする。この場合、一旦スクリーンマスク３２の
位置合わせマークを画像処理手段１０によみこんでしま
えば、その後は搬送されてくる基板２の位置合わせマー
クを順次読み取るのみで良く、単位時間当りの生産枚数
を増加することができる。

【００２３】ついで昇降手段３７によりスキージヘッド
３４のスキージ３６が、スクリーンマスク３２に当接す
る位置まで降下させる。しかるのち、図６に示すよう
に、クラッチを作動させて版枠３３とスキージヘッド３
４とを離間させ、移動手段３５によりスクリーンマスク
３２が基板２に当接するようにスキージ３６をスクリー
ンマスク３２上を移動させ、このスキージ３６の移動に
当ってはスクリーンマスク３２との摩擦でスクリーンマ
スク３２が移動しないように版枠３３を適宜な手段で凾
体１に固定しておいて、スクリーンマスク３２上の半田
ペースト３８をスキージ３６で押してスクリーンマスク
３２に設けた開孔（図示せず）を通して基板２に半田ペ
ースト３８を塗布する。

【００２４】このようにして印刷が終了すると、昇降手
段３７によりスキージヘッド３４を上昇させてスクリー
ンマスク３２から離間するとともに、版枠３３と、スキ
ージヘッド３４をクラッチを介して一体に固定する。し
かるのち、移動手段３５により、版枠３３とスキージヘ
ッド３４を同時に印刷ステーション２００からガイド３
１にそうて退避ステーション３００に移動させる。一
方、昇降手段７３を上記と逆方向に駆動して基板受台７
１を下降させ、該基板受台７１上の基板２のコンベア６
に受渡したのち、コンベア６により基板２を搬出する。

【００２５】上記したように、複数枚の基板２に同一の
スクリーンマスク３２を用いて印刷を行う場合、スクリ
ーンマスク３２の位置合せマークに対応させて各基板２
に位置合せマークが設けられているから、各基板２が位
置決めステーションを兼ねた印刷ステーション２００に
送られてくる毎にＣＣＤカメラ８を移動させる必要が無
く、カメラ移動に伴う機械誤差は解消され、同じ形式の
基板２については同じ位置合せ精度を得ることができ
る。また、ＣＣＤカメラ８の移動は不要であり、前述し
たように、版枠３３やスキージ３４などは軽量であるの
で、高速にしかも高精度で移動させることができること
により、各基板２毎の処理時間は短くなり、単位時間当
りの生産枚数が増加する。また、前述のように、版枠３
３、スキージ３４などの退避と基板２の搬出を並行して
行うことによっても各基板２毎の処理時間は短くなる。

【００２６】前記各移動手段および昇降手段による移動
は、たとえば光学センサ、リミットスイッチなどによっ
て検出するとともに、つぎの動作手段に移動状況を伝達
することができるので、すべての移動手段および昇降手
段ならびに各手段の動作をシーケンス化して、これをマ
イクロプロセッサなどにより全動作を自動化することが
できる。また、凾体１にＣＣＤカメラ８のモニタテレビ
を設けたり、操作パネルを設けて手動で各動作を行わさ
せることもできる。

【００２７】上述の実施例においては、位置決めステー
ションと印刷ステーションとが兼ねて同レベルの位置に
有り、またこの位置決めステーションを兼ねた印刷ステ
ーション２００の上にＣＣＤカメラ８が配置されている
ので、基板２の位置決めから印刷までの間、上述の位置
決めステーションを兼ねた印刷ステーション２００にお
いて、基板２を移動させる必要が無いので、位置決めさ
れた基板２の位置がずれることが無い。また、ＣＣＤカ
メラ８も移動させる必要が無い。これに対して、上述の
従来の前者の技術は、カメラ（７）、（７）が基板
（１）とマスク（９）との間に退避可能にセットされて
いるので、位置決めステーションにおける基板（１）の
位置決め後、この位置決めされた基板（１）に印刷する
場合、この位置決めされた基板（１）を位置決めステー
ションから印刷ステーションまで上昇させる必要がある
ので、位置決めされた基板（１）の位置がずれる虞があ
る。また、カメラ（７）、（７）をも基板（１）とマス
ク（９）との間から退避させる必要がある。このよう
に、上述の実施例においては、上述の従来の前者の技術
に比較して高い印刷精度や印刷性能が得られる。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、カメラ移動によって発生していた機械的な
誤差が位置決めのための移動量に含まれることはなくな
り、基板とマスクの間の位置ずれは解消され、高精度で
基板上にペーストを塗布できる。また、各基板の画像を
撮像する毎にカメラを移動させる必要が無いので、各基
板毎の処理時間が短くなり、単位時間当りの生産枚数が
増加し、高い生産性能が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスクリーン印刷機を示す部分断面
斜視図である。

【図２】図１に示す印刷ステーションおよび退避ステー
ションの概略平面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ矢視概略縦断面図である。

【図４】搬送工程を示す図である。

【図５】位置決め工程を示す図である。

【図６】印刷工程を示す図である。

【符号の説明】

１…凾体、２…基板、３…搬送手段、４…位置決め手
段、５…印刷手段、６…コンベア、７…ＸＹθテーブ
ル、８…ＣＣＤカメラ、９…カメラ駆動手段、１０…画
像処理手段、３１…ガイド、３２…スクリーンマスク、
３３…版枠、３４…スキージヘッド、３５…移動手段、
３６…スキージ、３７…昇降手段、３８…ペースト、１
００…スクリーン印刷機、２００…印刷ステーション、
３００…退避ステーション。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を搬送する搬送手段と、前記搬送手段の搬送経路の下方に設けられ、昇降手段を
備えたＸＹθテーブルであって、前記昇降手段により前
記基板を、前記搬送手段の前記搬送経路とこの搬送経路
よりも上方に位置する位置決めステーションを兼ねた印
刷ステーションとの間において昇降させるＸＹθテーブ
ルと、前記位置決めステーションを兼ねた印刷ステーションの
上方に設けられ、前記位置決めステーションを兼ねた印
刷ステーションまで上昇した前記ＸＹθテーブル上の前
記基板の画像を撮像する少なくとも２個のカメラと、前記少なくとも２個のカメラにより撮像された前記ＸＹ
θテーブル上の前記基板の画像に基づいて前記ＸＹθテ
ーブルを微小移動させて前記ＸＹθテーブル上の前記基
板を位置決めする画像処理手段と、前記位置決めステーションを兼ねた印刷ステーションに
対して前記搬送手段の搬送経路と交差する方向に位置す
る退避ステーションと前記位置決めステーションを兼ね
た印刷ステーションとの間において往復移動可能に設け
られ、前記位置決めステーションを兼ねた印刷ステーシ
ョンまで上昇した前記ＸＹθテーブル上の前記基板にス
クリーンマスクを介してペーストをスキージで塗付する
印刷手段と、を備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。