JP2897890B2

JP2897890B2 - 印刷精度計測方法およびその装置

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Publication number: JP2897890B2
Application number: JP2080946A
Authority: JP
Inventors: 隆典二宮; 峰生野本; 泰夫中川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH03282204A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は印刷精度計測方法およびその装置にかかわ
り、特に、電子回路パターンのスクリーン印刷工程にお
ける印刷されたパターンの印刷精度を計測するのに好適
な印刷精度計測方法およびそれを実施するための装置に
関する。

〔従来の技術〕

多層セラミック基板の各層を構成するグリーンシート
などへの回路パターンの形成には、メッシュで裏打ちさ
れた印刷スクリーンを用いたスクリーン印刷法が使用さ
れている。このスクリーン印刷法に関しては、従来、セ
ンサ技術、Vol.8、No.6（1988年５月）第132頁から第13
5頁に揚載された「大型産業基板用自動位置決め機能付
スクリーン印刷機」（菅原）に記載されているように、
いったん、印刷スクリーンの位置決めマークを試し印刷
を行うことによって試し印刷用被印刷対象に転写し、転
写された位置決めマークを画像検出器で検出して、印刷
スクリーンの位置を認識・記憶し、次に、被印刷対象を
試し印刷用被印刷対象から本印刷用被印刷対象に代えて
同様に転写を行い、本印刷用被印刷対象の位置決めマー
クを画像検出器で検出して、本印刷用被印刷対象の位置
を認識し、前に認識・記憶した印刷スクリーンの位置と
のずれを計算し、ずれ量が最小となるうに、印刷スクリ
ーンまたは被印刷対象の位置を移動させるという方法が
知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、印刷されたパターンと、被印刷対
象との最終的な位置合わせ精度を自動的に評価する手段
がないため、例えば、被印刷対象が局部的に伸び縮みし
て幾何学的に歪んでいたり、印刷機側のなんらかの誤差
要因や突発的な誤動作によって生じる位置合わせ不良を
検出できず、そのような不良を見逃すという問題があっ
た。

本発明の目的は、印刷されたパターンと被印刷対象と
の位置合わせ精度を自動的に計測する方法およびその装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、被印刷対象に位
置評価用の穴を設け、その穴を顕在化して検出し、電気
信号に変換し、電気信号に変換された画像を穴部分が
“1"、他が“0"になるように２値化し、２値化されたパ
ターンを内包する大きさ最小の図形（以下、最小包含図
形と呼ぶ）を検出して（第２図参照）、その位置を記憶
し、一方、上記位置評価用の穴を中に包むような窓のあ
いた位置評価用マークを印刷スクリーンに設け、印刷さ
れた上記マークと上記位置評価用の穴とを同時に検出
し、電気信号に変換し、電気信号に変換された画像を上
記マーク（および上記穴部分）が“1"、他が“0"になる
ように２値化し、２値化されたパターンの最小包含図形
を検出し、その位置と、上記記憶された位置評価用の穴
の位置とを比較して、位置合わせ精度を計測するように
したものである。

〔作用〕

本発明では、被印刷対象の位置評価用に該被印刷対象
に設けた穴を用いているため、被印刷対象が光学的に完
全に透明でない限り、例えば透過照明によって穴部分の
みを顕在化し、２値化検出することが可能である。ま
た、印刷されたパターンがずれ、穴に重なった場合（第
３図参照）でも、最小包含図形を検出して位置を計測す
るので、正確な計測が可能になる。

一方、印刷されたパターンの位置評価用マークには、
上記穴を包むように窓のあいたパターンを使用している
ので、窓の大きさを、想定される最大の位置ずれ量を勘
案して決定しておけば、上記位置評価用穴の位置計測に
影響を及ぼすことがなく、また、穴とパターンとが重な
ったり、パターンがかすれて形状が変形した場合でも、
最小包含図形を検出して位置計測をしているので、正確
な計測が可能である（第４図参照）。

なお、第２図から第４図までの図面では、最小包含図
形、位置評価用の穴、パターンの窓および外形は、それ
ぞれ円形として示したが、窓部が穴を内包するようにす
ればよいので、他の形状も適用可能である。第５図にそ
の一例を示す。特に、位置評価用のパターンは、一つな
がりのパターンである必要もなく、複数に分割してあっ
てもよい。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

実施例1: 本実施例における被印刷対象は、第６図に示すよう
に、多層セラミック基板の積層・焼結前の生のシート、
すなわちグリーンシートであり、位置評価用穴として、
円形の穴があけられているものとする。一方、印刷スク
リーンは、メッシュで裏打ちされたメッシュ付き印刷ス
クリーンであり、位置評価用マークは、窓部分の形状お
よび外周部の形状が同心円となるようなドーナツ状の形
状である。そして、円形の位置評価用穴の中心とグリー
ンシートに印刷された位置評価用マークの中心とが一致
したとき位置ずれがないものとする。本実施例は、それ
ぞれの位置の相違を自動計測することによって、印刷の
ずれを計測するものである。

ここで、穴の半径をｒ、位置評価用マークの窓、外形
の半径をそれぞれR₁、R₂とし、想定される最大の位置ず
れ量をE_maxとしたとき、R₁、R₂（R₁＜R₂）は次式を満足
するように決定する。

式（１）は、最悪の場合でも、穴の外周の1/2が見える
条件であり、式（２）は、最悪の場合でも、穴がマーク
の外周からはみ出さない条件である。例えば、ｒ＝150
μｍ、E_max＝100μｍの場合、R₁＝200μｍ、R₂＝300μ
ｍとすればよい。

本実施例による印刷精度計測方法の手順を第１図に示
す。また、そのための具体的な装置の概略構成を第７図
に示す。

第７図において、計測時、まず、グリーンシート１の
下方（パターン印刷面と反対側）に設けられた透過照明
器９を点灯し、グリーンシート１の上方（パターン印刷
面側）からパターン検出器７により、位置評価用穴を含
む２次元画像を検出する。このとき、穴の貫通部は明る
く、他の部分はより暗く検出されるので、明るい部分が
“1"、他の部分が“0"となるように２値化すれば、穴の
貫通部分の２値パターンが得られる。次に、穴の中心位
置を、位置評価用マークの重なりや、穴の内壁に残った
シートのくずに影響されずに精度良く検出するため、２
値パターンの最小包含図形（この場合は最小包含円）を
検出する。そして、式（１）の条件により、穴の外周の
少なくとも1/2が見えているので、最小包含円の中心が
穴の中心となる。この最小包含円は、まず、２値パター
ンの最外郭輪郭線を検出し、次に、最外郭輪郭線を構成
する点群から凸包の頂点を求め、次に、凸包の頂点をな
す点の最遠点ボロノイ図を求め、ボロノイ点を中心とし
ボロノイ点に隣接する３つのボロノイ領域の母点を通る
円を求め、そのうち、半径最小となる円を求めることに
よて、検出される。

ここで、本実施例で用いる最外郭輪郭線、凸包、最遠
点ボロノイ図について説明する。

最外郭輪郭線の検出は、第９図に示すように、検出さ
れた２値画像を、まず左から右、上から下へサーチし、
それぞれのＹ座標において値が初めて“0"から“1"に変
化した点の画像上の座標を列挙し、続いて右から左、下
から上へとサーチして、同様に“0"から“1"に初めて変
化した点の座標を列挙して一連の座標系列を生成するも
のである。最外郭輪郭線は、その検出法から明らかなよ
うに、検出２値パターンの最も外側の輪郭の候補点であ
り、続いて行う凸包の検出結果は、検出２値パターンの
“1"の部分のすべての点の座標を用いて直接凸包を検出
した場合に一致する。最外郭輪郭線の検出は単純な画像
処理であるため、これによって、より複雑な処理が要求
される凸包検出の入力データ量を減らすことができ、結
果的に、全体の処理時間を減らすことができる。

凸包は、第10図に示すように、すべての点を頂点ある
いは辺上、あるいは内部に含む凸の多角形である。凸包
検出の目的は、凸包の頂点のみを最外郭輪郭線から抽出
することによって、最小包含円を決定する輪郭線上の３
点の情報を失うことなく、より複雑な処理を要求される
最遠点ボロノイ図の生成処理の入力データ量を減らし、
結果的に全体の処理時間を減らすことである。凸包の検
出法は、例えば、伊理監修「計算幾何学と地理情報処
理」bit別冊、共立出版（1986）、pp79に示された「Gra
hamの算法」を用いることによって実現できる。なお、
この場合、すでに最外郭輪郭線を上記したように左から
右、上から下へ、また右から左、下から上への順に検出
しているので、「Grahamの算法」で前処理として使用し
ている偏角順のソーティングは不要である。

最遠点ボロノイ図は、例えば、上記「計算幾何学と地
理情報処理」pp110に述べられているように、最小包含
円を効率良く、かつ厳密に求める場合に使用される。第
11図に、第10図の点ａ〜ｇを母点とする最遠点ボロノイ
図を示す。最遠点ボロノイ図は、各母点に対応するボロ
ノイ領域（同図では小文字のアルファベットの母点、例
えばａ、に対応する領域を大文字のアルファベット、例
えばＡ、で示してある）と、それらの境界線であるボロ
ノイ辺と、ボロノイ辺の交点であるボロノイ点からな
る。各ボロノイ領域（例えばＡ）内のすべでの点は、対
応する母点（すなわち点ａ）までの距離が、他の点（ｂ
〜ｇ）までの距離よりも大であるという性質をもつ。従
って、第12図に示すように、３つ（あるいは４つ以上）
のボロノイ領域の境界点であるボロノイ点は、それぞれ
のボロノイ領域（第12図ではＣ、Ｄ、Ｅ）の母点（同図
でｃ、ｄ、ｅ）までの距離が等しく、かつ、他のどの点
までの距離も、点ｃ、ｄ、ｅまでの距離より小となる。
この結果、ボロノイ点は、同図の場合、点ｃ、ｄ、ｅを
通る円である包含円（すべての点を円周上または内部に
含む円）の中心となる。このようにして、最遠点ボロノ
イ図を作成し、すべてのボロノイ点について包含円の半
径を調べ、半径が最小となるボロノイ点を見いだせば、
最小包含円の中心の座標が決定できる。最遠点ボロノイ
図の生成は、上記「計算幾何学と地理情報処理」pp136
〜141に述べられているように、逐次添加法、再帰２分
法などの手法を用いて効率良く実現できる。

次に、第７図において、グリーンシート１の上方に設
けられた落射照明器８を点灯し、穴位置の検出を行った
パターン検出器７で、同様に位置評価用マーク51の２次
元画像を検出する。このとき、位置評価用マーク51を暗
く検出する。グリーンシート１がアルミナ製など白色で
あり、位置評価用マーク51がタングステンペーストなど
による黒色の場合は、通常の落射照明で容易にマーク部
分を暗く検出できる。また、マークが銀ペーストや銅ペ
ーストによるものでコントラスト良く検出できない場合
には、第８図に示すように、落射照明器８からの照明光
に偏光板60によって直線偏光をかけ、照明光の偏光方向
と直交する方向の偏光成分を透過する向きに設けた偏光
板61を通してパターン検出をすれば、マークからの正反
射光は偏光方向が保たれているので、これを除去でき、
一方、散乱し偏光の乱されたシートからの反射光は検出
側の偏光板61を通過するので、シートを明るく、マーク
を暗く検出できる。マーク検出の際、透過照明器９は、
点灯のままでも、消灯してもよい。次いで、暗い部分が
“1"、他の部分が“0"となるように２値化すれば、位置
評価用マークが（透過照明器９が消灯の場合は、位置評
価用穴も含めて）２値パターンとして検出される。さら
に、位置評価用穴の中心位置を求めた方法と全く同様の
方法で、最小包含円を求めれば、式（２）に示したよう
に、位置評価用マークの外側に穴がはみ出すことはない
ので、位置評価用穴の位置に影響されることなく、かつ
マークの一部が欠けていても、正確に位置評価用マーク
の中心が検出できる。

以上のように、位置評価用穴と位置評価用マークの位
置をそれぞれ検出することによって、そのずれから、ス
クリーン印刷工程での印刷精度を自動測定することがで
きる。

以上の説明では、一対の位置評価用穴と位置評価用マ
ークを設けたものについて述べたが、グリーンシートと
印刷スクリーン上に複数対の穴とマークを設け、それぞ
れを別個に検出を行ってもよい。この場合には、単にグ
リーンシートのなす平面内の平行移動方向のずれだけで
なく、回転方向のずれや、シートの局所的な伸び縮みに
よる印刷ずれなどの計測が可能になる。

本実施例で用いる印刷精度自動計測装置は、第７図に
示したように、グリーンシート１を保持するステージ
２、透過照明器９、落射照明器８、２つの照明器を切り
換える照明切換え器10、パターン検出器７および処理装
置12で構成されている。これらのうち、落射照明器８と
パターン検出器７には、偏光検出を行うため、第８図に
示したように、直交する向きに偏光板60、61を設けても
よい。また、パターン検出器７には、TVカメラ、ライン
センサと走査機構との組合わせなど、いかなる公知の２
次元画像検出器を用いてもよい。また、処理装置12に
は、画像信号を２値化し、一定の時間間隔でサンプリン
グし、メモリに蓄え、そのメモリの内容に対してプログ
ラムによって自由に処理を行うことのできるものであれ
ば、いかなる形態の公知の処理装置を用いてもよい。

本実施例によれば、位置評価用の穴およびマークに円
形のものを用いていることから、単純な処理で最小包含
円図形の位置を決定でき、短時間に印刷精度の評価を行
うことができるという効果がある。なお、処理時間の増
大が許されるならば、最外郭輪郭線の検出または最外郭
輪郭線と凸包の検出を省くことも可能であり、この場
合、さらに単純な処理で印刷精度の評価を行うことがで
きる。

また、本実施例において、上記のように位置評価用の
穴およびマークに円形のものを用いる代りに、検出画像
のＸ方向、Ｙ方向にそれぞれ軸をもち、それぞれの径の
比がp:qであるような楕円を位置評価用マークとして用
いることができる。この場合、凸包を検出した後、頂点
のＸ、Ｙ座標をそれぞれ1/p、1/q倍し、同様に最小包含
円を求め、その中心座標をｐ倍、ｑ倍すればよい。この
方法は、パターン検出の際、画像のサンプリング間隔が
Ｘ方向とＹ方向とで一致せず、結果的に画像上で円形パ
ターンが楕円になってしまった場合にも適用できる。上
記した座標の変換は、凸包検出後の少数の点について行
っているので、全検出パターンを円に形状変換して処理
した場合に比べて、大幅な処理時間の短縮ができ、しか
も、上記した実施例と全く同様な効果が得られる。

実施例2: 第14図に、本発明の第２の実施例による印刷精度評価
方法の手順を示す。本実施例は、位置評価用マークの印
刷にじみ、および印刷ペーストの飛散の影響を除去する
ため、その２値化の前後に、それぞれ平均化処理とノイ
ズ除去処理を追加したものである。その他の部分は、前
述の第１の実施例と全く同じであるので、ここでは追加
した処理についてのみ説明する。

平均化処理は、第15図に示すように、着目画素の近傍
のｎ×ｎ画素（ｎは２以上の整数、第15図ではｎ＝３）
の和をとりn²で割って着目画素の値にするものであり、
公知のパイプライン型の画像処理回路またはソフトウェ
アで実現できる。この平均化処理によって画像はぼけた
状態になるので、画像全体を一定のしきい値で２値化す
ることによって、位置評価用マークの印刷にじみや、印
刷ペーストの比較的小さな飛散の影響を除去することが
できる。なお、この平均化処理は、結果的に画像をぼか
す処理であるので、パターン検出器で検出した電気信号
に対して平均化処理を施す代りに、パターン検出器の検
出光学系の焦点をずらして光学的にぼかしても、同様の
効果が得られる。

ノイズ除去は、第16図に示すように、着目画素が“1"
であって、かつ着目画素の近傍のｍ×ｍ画素（ｍは３以
上の整数。第16図ではｍ＝５）の４辺をなす画素がすべ
て“0"であるとき、着目画素の値を“0"とするものであ
り、公知のパイプライン型の画像処理回路またはソフト
ウェアで実現できる。上記の処理によって、（ｍ−２）
×（ｍ−２）画素以下の小さな孤立した２値パターン
（この場合、印刷ペーストの飛散またはゴミによるも
の）が２値化パターンから取り除かれ、位置評価用マー
クの位置検出に影響を及ぼすノイズの除去が可能にな
る。また、ノイズ除去では、面積の小さな孤立した２値
パターンを分離・識別し、これを取り除けばよいので、
公知のラベル付け処理を用いて、連結した一つ一つの２
値パターンにラベル（番号）を付け、画素の数、すなわ
ち面積をラベルごとに計数し、規定値以下の面積のラベ
ルの付いた画素を除去することによっても、同様のノイ
ズ除去を行うことができる。

本実施例においては、平均化処理およびノイズ除去を
行っているので、印刷のにじみ、印刷ペーストの飛散な
どの影響を受けずに、高精度に印刷精度計測ができると
いう効果がある。

また、本実施例も、前記第１の実施例で第７図に示し
たと同様の装置を用いて実施できる。

さらに、本実施例においても、前記第１の実施例と同
様に、パターン検出方法、位置評価用穴およびマークの
数、最小包含円の検出方法等の種々の変形が適用できる
ことは、もちろんである。

実施例3: 第17図に、本発明の第３の実施例による印刷精度評価
方法の手順を示す。本実施例は、第１の実施例における
最小包含円の検出までの処理に加えて、円周候補点の抽
出と最小２乗近似円の算出とを行うものである。その他
の部分は、前述の第１の実施例と全く同じであるので、
ここでは追加した処理についてのみ説明する。

円周候補点の抽出は、第13図に示すように、凸包の頂
点47の中から、最小包含円46の円周からの距離が一定値
α（例えば、１画素に相当する量）以内の点を抽出する
ことにより行う。従って、第13図に示す点48（円周から
の距離がαより大）は円周候補点から除去される。

上記のように抽出された円周候補点の座標を（x_i、y_i）、（ｉ＝１、２、…、Ｎ）とし、円の方程式
を x²＋y²＋2gx＋2fy＋ｃ＝０ …（３）としたとき、最小２乗近似円については、とおき、から得られる３元１次連立方程式をｇ、ｆ、ｃについて
解けば、最小２乗近似円は、中心（−ｇ、−ｆ）、半径として求めることができる。

本実施例では、上記のようにして求めた最小２乗近似
得の中心を、それぞれ位置評価用穴およびマークの位置
として、印刷精度の評価を行う。

本実施例によれば、位置評価用穴およびマークの位置
を最小２乗近似円の中心によって評価しているので、画
像のサンプリング誤差を最小とするとともに、画素単位
以下の高精度な位置検出が可能になるという効果があ
る。

なお、本実施例を実施するための装置は、前記２実施
例のものと全く同様であり、また、前述した種々の変形
も、同様に本実施例に適用可能である。

以上３つの実施例およびその変形の説明では、本発明
による印刷ずれ量の計測法についてのみ述べたが、これ
以外に、位置評価用穴の２値パターンの面積が規定値以
下になったことを検知して、穴が位置評価用マークに重
なったことを認識し、印刷ずれ量が想定される最大のず
れ量E_maxを越えたことを検出した場合、以降の計測処理
を中断し、計測対象シートを印刷不良シートとして出力
したり、あるいは、計測された印刷ずれ量を評価して基
準を満たさない場合、印刷不良シートとして出力すると
いった、検査方法としての応用が可能である。

次に、本発明による印刷精度計測方法または検査方法
を実施する機能を実装したスクリーン印刷装置の実施例
を、第18図により説明する。

本実施例においては、前述の位置評価用穴と位置評価
用マークを、印刷工程におけるグリーンシートと印刷ス
クリーンとの位置合わせに用いる位置決め用穴と位置決
め用マークとして兼用する。すなわち、グリーンシート
の複数個所に穴を設けるとともに、その位置に対応する
部分の印刷スクリーン上に、ドーナツ状のマークを設け
る。印刷スクリーンはメッシュで裏打ちされているの
で、メッシュ越しに観察されるドーナツ状マークは、第
19図のようになる。この場合、このパターンを内包する
最小の円、すなわち最小包含円が本来のマーク形状の外
周と一致することを考慮すると、前述した位置評価用マ
ークの位置検出と全く同様に、透過照明によりパターン
を検出し、明るい部分が“1"、その他が“0"となるよう
に２値化し、最小包含円を検出して、印刷スクリーの位
置を決定することができる。また、グリーンシート上の
位置決め用穴の位置も、全く同様に検出でき、グリーン
シートの位置を決定することができる。このようにして
決定されたグリーンシートおよび印刷スクリーンの位置
をもとに、第20図に示すごとく、それぞれの位置合わせ
を行い、しかる後、印刷すればよい。

また、印刷後に、前述した実施例の手順に従って印刷
精度を計測すれば、印刷状態をモニタできるとともに、
印刷品質の良・不良を検査することが可能になる。

第18図に、本実施例のスクリーン印刷装置の概略構成
を示す。図に示すように、装置は、TVカメラ7a、7bから
なる画像検出ヘッド６と、グリーンシート照明用のリン
グ状き照明器8a、8bと、スクリーンの透過照明用の照明
器9a、9bと、照明切換え器10と、処理装置12とからなる
位置決め用および位置評価用穴ならびにマーク自動位置
検出用の検出系、印刷機構11と、メッシュ付きの印刷ス
クリーン４を画像検出ヘッド６と印刷機構11の間で移動
させる移動機構５と、グリーンシート１を固定し、また
グリーンシート１を平行および回転移動できるステージ
２と、ステージ２を画像検出ヘッド６と印刷機構11の間
で移動させる移動機構３とからなる機構系、および、こ
れらを統括・制御する全体制御装置13とで構成されてい
る。

この装置の動作は次の通りである。まず、移動機構
３、５により、印刷スクリーン４を画像検出ヘッド６側
に、ステージ２を印刷機構11側に、それぞれ移動させ、
照明切換え器10によって照明器9a、9bを点灯、照明器8
a、8bを消灯し、TVカメラ7a、7bを用いて画像を検出
し、処理装置12において前に述べた方法を用いて印刷ス
クリーン４の位置を検出し、その結果を全体制御装置13
に出力する。次に、印刷スクリーン４を印刷機構11側
に、ステージ２を画像検出ヘッド６側に、それぞれ移動
させ、照明器8a、8bを点灯、照明器9a、9bを消灯（また
は点灯のままステージ２で遮光）し、TVカメラ7a、7bを
用いて画像を検出し、処理装置12においてグリーンシー
ト１の位置を検出し、その結果を全体制御装置13に出力
する。全体制御装置13は、記憶してあった印刷スクリー
ン４の位置にグリーンシート１の位置が合うよう、ステ
ージ２を移動させる。グリーンシート１の位置検出とス
テージ２の移動は、一定誤差範囲内に入るまで複数回行
ってもよい。次に、ステージ２全体を移動機構３によっ
て印刷機構11の位置に移動させ、最後に印刷機構11によ
って印刷を行う。

印刷後、ステージ２を再び画像検出ヘッド６の位置に
戻し、照明器9a、9bを点灯して、位置評価用穴をTVカメ
ラ7a、7bを用いて検出し、処理装置12でその位置を検出
し、次いで、照明器8a、8bを点灯して、位置評価用マー
クを同じTVカメラ7a、7bを用いて検出し、処理装置12で
その位置を検出し、印刷ずれを計測する。

本実施例においても、本発明による位置評価用穴およ
びマークの検出法のところで述べたすべての変形に対応
した装置構成が可能である。また、印刷スクリーン４と
グリーンシート１をそれぞれ移動機構５および３で移動
させる構成のほか、画像検出ヘッド６とステージ２、印
刷機構11を移動させるなど、画像検出ヘッド６と印刷機
構11とが機械的に互いに干渉せず、印刷スクリーン４と
グリーンシート１の位置決め用穴おびマークを個別に検
出できる構成であれば、どのように構成してもよい。

本実施例によれば、スクリーン印刷と、印刷精度の計
測・検査とを同一の装置で実施できるという効果があ
る。また、スクリーン印刷工程における自動位置決めに
際し、印刷スクリーンの位置を直接認識できるので、従
来の印刷法では必要であった試し印刷が不要となり、印
刷作業の効率を大幅に向上できるという効果がある。

以上の詳説した本発明の実施例では、印刷対象をグリ
ーンシートに限定して述べたが、印刷対象としては、焼
結後のセラミック基板等、位置評価用の穴とマークが設
定できるものであれば、何でもよいことは明らかであ
る。また、同様に位置評価用マークが設定できれば、単
に印刷ずれたけでなく、例えば、フォトエッチングによ
ってマークを形成することにより、フォトリソグラフィ
ー工程における位置合わせ精度の計測にも、本発明の方
法が適用できることは明らかである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、印刷されたパターンと被印刷対象の
最終的な位置合わせ精度を高精度かつ自動的に計測でき
るので、印刷の品質を迅速にかつ高精度で評価・検査で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による印刷精度計測方法の第１の実施例
の手順を示す流れ図、第２図は包含図形および最小包含
図形の説明図、第３図は位置評価用穴の説明図、第４図
は位置評価用マークの説明図、第５図は位置評価用穴お
よび位置評価用マークの他の例を示す説明図、第６図は
第１の実施例における位置評価用穴および位置評価用マ
ークを示す説明図、第７図は第１の実施例の方法を実施
する装置の具体例を示す概略構成図、第８図は偏光検出
法の説明図、第９図は最外郭輪郭線の検出方法の説明
図、第10図は凸包の説明図、第11図は最遠点ボロノイ図
の説明図、第12図は包含円の検出方法の説明図、第13図
は円周候補点の押出方法の説明図、第14図は本発明によ
る計測方法の第２の実施例の手順を示す流れ図、第15図
は平均化処理の説明図、第16図はノイズ除去方法の説明
図、第17図は本発明による計測方法の第３の実施例の手
順を示す流れ図、第18図は本発明による計測方法を実施
する機能を実装したスクリーン印刷装置の例を示す概略
構成図、第19図は該装置での印刷スクリーンの位置決め
用マークの検出例を示す図、第20図は該装置での印刷方
法の説明図である。符号の説明１…グリーンシート、２…ステーシ３…移動機構、４…印刷スクリーン５…移動機構、６…画像検出ヘッド７…パターン検出器、7a、7b…TVカメラ８…落射照明器、8a、8b…照明器９…透過照明器、9a、9b…照明器 10…照明切換え器、11…印刷機構 12…処理装置、13…全体制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−310406（ＪＰ，Ａ) 特開平２−297047（ＪＰ，Ａ) 特開平３−282304（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01B 11/00 H05K 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被印刷対象物に設けた基準穴を目標位置と
して印刷された基準マークの該基準穴との位置ずれを計
測することによって、印刷されたパターンの印刷精度を
計測する方法において、上記基準マーを、上記基準穴を
内側に包むような窓をもつ形状とし、透過照明によって
上記基準穴を明るく検出し、検出された明るい部分を２
値化して、２値化された部分の第１の最小包含図形を検
出するとともに、明視野照明によって上記基準マークを
検出し、検出された該基準マークまたは該基準マークと
上記基準穴の部分を２値化して、２値化された部分の第
２の最小包含図形を検出し、上記第１の最小包含図形と
上記第２の最小包含図形の位置を比較することにより、
印刷精度を計測することを特徴とする印刷精度計測方
法。
【請求項２】請求項１に記載の印刷精度計測方法におい
て、基準穴が円形であることを特徴とする印刷精度計測
方法。
【請求項３】請求項１または２に記載の印刷精度計測方
法において、基準マークが、マークの外周が円形のもの
であることを特徴とする印刷精度計測方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項に記載の
印刷精度計測方法において、最小包含図形が円であるこ
とを特徴とする印刷精度計測方法。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１項に記載の
印刷精度計測方法において、基準マークを検出する方法
が、直線偏光をもった光で照射するとともに、該直線偏
光方法と直交する偏光成分のみ検出するものであること
を特徴とする印刷精度計測方法。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれか１項に記載の
印刷精度計測方法において、基準穴および基準マークを
複数対設け、各対それぞれ別個に計測を行うことを特徴
とする印刷精度計測方法。
【請求項７】被印刷対象物に設けられた基準穴を検出す
る基準穴検出手段と、該基準穴検出手段により検出され
た検出形状の外周の輪郭情報に基づき、基準穴の位置を
検出する第１の位置検出手段と、上記基準穴を目標位置
として上記被印刷対象物に印刷された基準マークを検出
する基準マーク検出手段と、該基準マーク検出手段によ
り検出された検出形状の外周の輪郭情報に基づき、基準
マークの位置を検出する第２の位置検出手段と、上記第
１の位置検出手段で検出された位置と上記第２の位置検
出手段で検出された位置とを比較することによって印刷
精度を計測する計測手段とを備えたことを特徴とする印
刷精度計測装置。
【請求項８】被印刷対象物に設けられた第１の基準穴を
検出する第１の基準穴検出手段と、該第１の基準穴検出
手段により検出された検出形状の外周の輪郭情報に基づ
き、第１の基準穴の位置を検出する第１の位置検出手段
と、上記第１の基準穴に対応する位置に印刷スクリーン
に設けられた第１の基準マークを検出する第１の基準マ
ーク検出手段と、該第１の基準マーク検出手段により検
出された検出形状の外周の輪郭情報に基づき、第１の基
準マークの位置を検出する第２の位置検出手段と、上記
第１の位置検出手段で検出された位置と上記第２の位置
検出手段で検出された位置に基づき、上記印刷スクリー
ンと上記被印刷対象物の位置合わせをする位置合わせ手
段と、上記印刷スクリーンのパターンを上記被印刷対象
物に印刷する手段と、被印刷対象物に設けられた第２の
基準穴を検出する第２の基準穴検出手段と、該第２の基
準穴検出手段により検出された検出形状の外周の輪郭情
報に基づき、第２の基準穴の位置を検出する第３の位置
検出手段と、上記第２の基準穴を目標位置として上記被
印刷対象物に印刷された第２の基準マークを検出する第
２の基準マーク検出手段と、該第２の基準マーク検出手
段により検出された検出形状の外周の輪郭情報に基づ
き、第２の基準マークの位置を検出する第４の位置検出
手段と、上記第３の位置検出手段で検出された位置と上
記第４の位置検出手段で検出された位置とを比較するこ
とによって印刷精度を計測する計測手段とを備えたこと
を特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項９】位置決めおよび印刷精度評価用の、内側に
窓をもつパターンを複数配置してなることを特徴とする
印刷スクリーン。