JP3436023B2 - スクリーン印刷装置 - Google Patents
スクリーン印刷装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
- H05K3/1216—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing
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- Screen Printers (AREA)
- Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Description
田を印刷するクリーム半田のスクリーン印刷装置に関す
るものである。
れたパターン孔を介して基板の電極にクリーム半田を印
刷するものである。ここで近年、基板に実装される電子
部品の集積度が上昇するにつれ、マスクに形成されるパ
ターン孔も精細なものが増えている。
れる印刷品質が高くなり、マスク上でスキージがスライ
ドするスキージ速度やマスクが基板から離れようとする
際のマスクと基板との相対速度(版離れ速度)をより遅
くしないと、十分な印刷品質が得られない。
刷条件を採用すると、一枚の基板に対する印刷が完了す
るまでのタクトタイムが長くなって生産性が低下する。
ーン印刷装置では、最も精細なマスクでも印刷不良が生
じないように、これらの速度を遅くした印刷条件を定
め、この印刷条件下で全ての印刷を行うようにしてい
る。
あまり精細でないマスクについて、過剰な印刷品質で印
刷していることとなり、必要以上に長いタクトタイムが
かかって、生産性が低下するという問題点があった。
相反する条件をウェルバランスさせることができるスク
リーン印刷装置を提供することを目的とする。
装置は、基板の電極の配置に合うパターン孔が形成され
たマスクと、マスクの真下に基板を位置決めする位置決
め手段と、マスク上をスライドしてパターン孔を介して
基板の電極にクリーム半田を印刷するスキージと、スキ
ージを移動させる移動手段と、位置決め手段と移動手段
の動作を所定の印刷条件に基づいて制御する制御部と、
印刷後のクリーム半田の印刷品質を検出する印刷状態検
出部とを備え、印刷状態検出部によって検出された印刷
品質に基づいて印刷条件を修正しながらスクリーン印刷
を行うスクリーン印刷装置であって、制御部は、品質優
先モードと生産性優先モードの少なくとも2つのモード
を有し、品質優先モード時にはタクトタイムを犠牲にし
ても印刷品質がよくなるように印刷条件の修正を行い、
生産性優先モード時には印刷品質を犠牲にしてもタクト
タイムが短縮するように印刷条件の修正を行う。
置は、基板の電極の配置に合うパターン孔が形成された
マスクと、マスクの真下に基板を位置決めする位置決め
手段と、マスク上をスライドしてパターン孔を介して基
板の電極にクリーム半田を印刷するスキージと、スキー
ジを移動させる移動手段と、位置決め手段と移動手段の
動作を所定の印刷条件に基づいて制御する制御部と、印
刷後のクリーム半田の印刷品質を検出する印刷状態検出
部とを備え、印刷状態検出部によって検出された印刷品
質に基づいて印刷条件を修正しながらスクリーン印刷を
行うスクリーン印刷装置であって、制御部は、品質優先
モードと生産性優先モードの少なくとも2つのモードを
有し、品質優先モード時にはタクトタイムを犠牲にして
も印刷品質がよくなるように印刷条件の修正を行い、生
産性優先モード時には印刷品質を犠牲にしてもタクトタ
イムが短縮するように印刷条件の修正を行う。
孔の精細度に応じて、生産性優先モードと品質優先モー
ドのいずれかのモードを選択することができる。
は、生産性優先モードを選択する。これにより、印刷結
果が不良にならない限り、タクトタイムを最小にする制
御が行われ、マスクの精細度相応の印刷品質で高速な印
刷をすることができ、生産性が向上する。
モードを選択する。これにより、印刷品質が最高レベル
となるように制御され、印刷不良を回避できる。
短なタクトタイムで印刷を行うことができ、印刷品質と
生産性を両立させることができる。
形態を説明する。図1は、本発明の一実施の形態におけ
るスクリーン印刷装置の側面図である。
位置決め手段である。位置決め手段1のうち、3はXテ
ーブル、4はXテーブル3上に設けられるYテーブル、
5はYテーブル4上に設けられるZテーブルであり、基
板2を保持するホルダ6を昇降させる。
位置にあるときに、図1の左側から搬入コンベア7によ
って、ホルダ6上に移送される。また印刷後の基板2
は、位置決め手段1が図1の右側へ移動して、ホルダ6
から搬出コンベア8に移送されて、搬出される。
から離れた位置(鎖線位置)において、基板2を観察す
る基板認識用カメラである。このカメラ9は、基板2が
ホルダ6上にセットされたときに、基板の位置検出を行
う役割と、基板2に印刷がされた後に、後述する面積率
を求めるための撮像を行う役割の2つの役割を有する。
行う位置(実線位置)に位置決めしたとき、マスク10
が基板2の真上にあるようにマスク10を保持するマス
ク枠である。マスク10の上部には、図1の左右方向に
延びるフレーム12が設けられ、フレーム12には、ス
キージ移動用モータ16によって駆動される送りねじ1
3が軸架されている。送りねじ13には、送りナット1
4が螺合し、送りナット14の下部には、2つのスキー
ジ18、19を備えたスキージヘッド15が固定されて
いる。
作動させると、図1の左右方向にスキージヘッド15を
移動させることができ、この移動によって、スキージ1
8、19のいずれかがマスク10をスライドしクリーム
半田17をかき寄せることにより、マスク10のパター
ン孔を介して、基板2にクリーム半田17を印刷するこ
とができる。
備えられ、スキージ18、19のいずれかの下端縁をマ
スク10に接触させるシリンダなどの昇降手段である。
VS、版離れ速度VL、版離れ速度VLをコントロール
する距離(制御区間SC)などの印刷条件と、印刷品質
との関係を説明する。
して、面積率を用いている。この面積率とは、設計値上
の電極の面積と基板認識用カメラ9で撮像した画像にお
いて、電極近傍に実際に印刷されたクリーム半田17の
面積との比をパーセント表示した値である。
ついて、この面積率が90%未満であるか又は110%
を越えるとき印刷不良であるとする。即ち、この種の基
板では、面積率が90%以上110%以下であれば、印
刷良とする。例えば、QFPのピンのピッチが0.5m
m以上であるときが、この例である。
8%以上102%以下であるとき印刷良とし、そうでな
いとき印刷不良とする。例えば、QFPのピンのピッチ
が0.5mm未満であるときが、この例である。
ないのであって、便宜変更しても差支えない。
00%であるとき印刷品質は最高である。しかしなが
ら、上述したように印刷品質と生産性は相反する関係に
あり、印刷品質が最高のとき生産性は最低(スキージ速
度VS、版離れ速度VLが遅く、制御区間SCが長い)
レベルとなっている。
キージ速度VS、版離れ速度VLを速くし、制御区間S
Cを短くする)すると、図2(a)に示すように、面積
率が不足する方向か又は図2(c)に示すように面積率
が過大になる方向に遷移する。
刷品質は低下するが生産性が向上している。ただし、図
2(a)又は図2(c)のどちらの方向に遷移するかと
いう点は、半田の物性値によって異なり、ケースバイケ
ースであって予見することはできない。
いて考察すると、面積率が100%付近でなくとも90
%を少し上回るか、110%を少し下回りすれば印刷良
であって十分な印刷品質が得られていることになる。そ
して、このとき面積率が100%付近であるときと比べ
ると、生産性が相当向上している。
のように、印刷品質が最高(面積率が100%)となる
ように制御するのは、単に生産性を低下させているのに
他ならないのであって、面積率が90%を少し上回るか
又は面積率が110%を少し下回る状態に向けて最適化
を行うべきである。これにより、必要十分な印刷品質と
最高の生産性とを得ることができるのである。
現象について説明する。まず、スキージ18がスライド
した直後には、図3(a)に示すように、基板2の電極
22の真上に位置するパターン孔23には、クリーム半
田17が充満している。
版離れ速度VL1を遅くすると、図3(b)に示すよう
に、クリーム半田17は、パターン孔23からスムーズ
に抜けて、図3(c)に示すように、パターン孔23内
にあったクリーム半田17は、すべて電極22に転写さ
れ、面積率が100%の状態で印刷される。そして、制
御区間SC1に続くストロークD1において、基板2が
高速で下降し、1ストロークの動作が終了する。
SC2を短くし版離れ速度VL2を速くすると、図3
(e)に示すように、パターン孔23内のクリーム半田
17の一部がマスク10に残ってしまい、電極22に転
写されるクリーム半田17の量が不足(面積率が小さ
い)する。
にすると、図3(b)、(c)の場合よりも、タクトタ
イムが短くなり生産性が向上する。
は、図3(b)、(c)のように印刷品質を最高レベル
にするように制御し、精細でない基板については、図3
(d)、(e)のように、多少面積率がばらついても、
そのばらつきが許される範囲内にあれば、生産性を向上
するように制御しようとするものである。
ックを用いて、図5のフローチャートに沿った制御を行
う。
ジ速度VS、版離れ速度VL、制御区間SCを含む印刷
条件を記憶するメモリからなる印刷条件記憶部26と、
生産性優先モードと品質優先モードのどちらを採用する
かというモード情報(入力部24からユーザが指示す
る)を持ち、モードごとに異なる方式で印刷条件記憶部
26の印刷条件を修正する印刷条件修正部27と、印刷
条件記憶部26の現在の印刷条件に従って、スキージ移
動用モータ16、Xテーブル3、Yテーブル4、Zテー
ブル5を制御するモータ制御部28とを備えている。
9に接続されている。画像処理部29のうち、30はホ
ルダ6上の基板の位置を検出する基板位置検出部であ
り、検出された位置は、モータ制御部28で位置補正の
ために用いられる。
面積率を求め、印刷条件修正部27に、求めた面積率を
フィードバックする印刷状態検出部である。
うな構成よりなり、次に図5に沿って、その制御過程を
説明する。
ら基板2をホルダ6上へ搬入する(ステップ1)。
基板2を撮像し、基板位置検出部30が検出した位置を
モータ制御部28へ与え、位置補正を行った上で、基板
3をマスク10の真下へ位置決めする(図1の実線位
置、ステップ2)。
度VS、版離れ速度VL、制御区間SCを初期値にし、
マスク10上でスキージ18をスライドさせ印刷を行う
(ステップ3)。
板認識用カメラ9で撮像を行い、基板2の画像を取得す
る。そして、印刷状態検出部31が、この画像に基づい
て面積率を算出する。算出された面積率は、印刷条件修
正部27へフィードバックされる(ステップ4)。
質優先/生産性優先のいずれであるかをチェックし(ス
テップ5)、品質優先モードならステップ6へ、生産性
優先モードならステップ8へ移行する。
率が98〜102%であるかどうかチェックし、この範
囲内にないときは、印刷品質を向上するため、印刷条件
記憶部26が記憶しているスキージ速度VS、版離れ速
度VLを遅くし、制御区間SCを長くし(ステップ
7)、ステップ10へ移行する。
は、面積率が90〜95パーセント又は105〜110
%であるかどうかチェックする。この範囲にないとき
は、ステップ9にて、印刷条件記憶部26が記憶してい
るスキージ速度VS、版離れ速度VLを速くし、制御区
間SCを短くする(ステップ9)。これにより生産性が
さらに向上する。
0%であったとしても、これを理想とするのではなく、
より生産性を高めるためステップ9の処理が行われる。
即ち、このときには、わざと印刷品質を劣化させている
のである。
了したかどうかをチェックし、終了していれば、ホルダ
6上の基板2を搬出して処理を終了する(ステップ1
4)。そうでなければ、ステップ11へ移る。
搬出した後、次の基板2を搬入し(ステップ11)、基
板の位置合せをしてから(ステップ12)、印刷を行
う。ここで、この印刷は、前回以前のストローク中にお
いて、より最適化された印刷条件下で行われる。
が完了するまで、モードに合わせて印刷条件を最適化し
つつ、印刷を繰り返す。
を印刷する毎に検査や印刷条件の修正を行っているが任
意の基板枚数毎に行うようにしてもよい。
相反する印刷品質と生産性という条件を、うまく両立さ
せ、最適な印刷を行うことができる。
装置の側面図
条件の関係説明図
程の説明図 (b)本発明の一実施の形態における版離れ過程の説明
図 (c)本発明の一実施の形態における版離れ過程の説明
図 (d)本発明の一実施の形態における版離れ過程の説明
図 (e)本発明の一実施の形態における版離れ過程の説明
図
装置のブロック図
装置のフローチャート
Claims (2)
- 【請求項1】基板の電極の配置に合うパターン孔が形成
されたマスクと、前記マスクの真下に基板を位置決めす
る位置決め手段と、前記マスク上をスライドして前記パ
ターン孔を介して基板の電極にクリーム半田を印刷する
スキージと、前記スキージを移動させる移動手段と、前
記位置決め手段と前記移動手段の動作を所定の印刷条件
に基づいて制御する制御部と、印刷後のクリーム半田の
印刷品質を検出する印刷状態検出部とを備え、前記印刷
状態検出部によって検出された印刷品質に基づいて印刷
条件を修正しながらスクリーン印刷を行うスクリーン印
刷装置であって、 前記制御部は、品質優先モードと生産性優先モードの少
なくとも2つのモードを有し、品質優先モード時にはタ
クトタイムを犠牲にしても印刷品質がよくなるように印
刷条件の修正を行い、生産性優先モード時には印刷品質
を犠牲にしてもタクトタイムが短縮するように印刷条件
の修正を行うことを特徴とするスクリーン印刷装置。 - 【請求項2】前記制御部は、スキージ速度と版離れ速度
の情報を含む情報を記憶する印刷条件記憶部と、前記印
刷状態検出部の検出結果に基づいて前記印刷条件記憶部
の情報を修正する印刷条件修正部とを有し、 前記印刷条件修正部は、品質優先モード時には印刷品質
が最高レベルに達していないときスキージ速度と版離れ
速度をより小さくするように修正を行い、生産性優先モ
ード時には印刷品質が不良にならない限りスキージ速度
と版離れ速度をより大きくするように修正を行うことを
特徴とする請求項1記載のスクリーン印刷装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31594996A JP3436023B2 (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | スクリーン印刷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31594996A JP3436023B2 (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | スクリーン印刷装置 |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001043048A Division JP3478272B2 (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | スクリーン印刷方法 |
JP2001043049A Division JP3478273B2 (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | スクリーン印刷方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10157060A JPH10157060A (ja) | 1998-06-16 |
JP3436023B2 true JP3436023B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=18071545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31594996A Expired - Fee Related JP3436023B2 (ja) | 1996-11-27 | 1996-11-27 | スクリーン印刷装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3436023B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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JP4862149B2 (ja) * | 2005-09-02 | 2012-01-25 | 国立大学法人 岡山大学 | クリームはんだ印刷の検査方法および装置 |
JP4733510B2 (ja) * | 2005-11-29 | 2011-07-27 | 株式会社日立ハイテクインスツルメンツ | スクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法 |
JP4907492B2 (ja) * | 2007-10-29 | 2012-03-28 | パナソニック株式会社 | 印刷条件決定方法及びプログラム |
-
1996
- 1996-11-27 JP JP31594996A patent/JP3436023B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH10157060A (ja) | 1998-06-16 |
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