JP3529235B2 - スクリーン印刷機およびスクリーン印刷方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペースト材料を所
定の開口部を有するスクリーンを介してワーク上に供給
するスクリーン印刷機およびスクリーン印刷方法に関す
るものであり、特に、プリント基板上へ表面実装型の電
子部品を実装して半田付けを行うにあたり、クリーム半
田をプリント基板上へ印刷するクリーム半田印刷機およ
びクリーム半田印刷方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スクリーン印刷はペーストによりワーク
にパターンを形成するための一般的な方法であり、あら
ゆる分野で使用されている。

【０００３】スクリーン印刷は、ペーストを形成したい
パターンの部分に開口部を有するスクリーン上に供給す
る工程と、スキージをスクリーンに接触させながら移動
させてペーストを移動させることにより、スクリーンの
開口部へペーストを充填する工程とからなり、充填後に
スクリーンをワークから離すことにより、充填されたペ
ーストがワークに転写される。

【０００４】以下に、ペーストとしてクリーム半田を使
用し、ワークとしてプリント基板を使用する表面実装分
野でのスクリーン印刷の従来の技術について説明する。
近年、電子部品は高密度実装化の要求からリード線のな
い表面実装型のものが注目されつつあり、このような表
面実装型の電子部品を高密度実装する場合には、クリー
ム半田などによるリフロー半田付けを行うことが適して
いるため、リフロー半田付け技術の進歩がプリント基板
への電子部品の高密度実装化に対応して一段とはずみが
かかっている。

【０００５】リフロー半田付けによる電子部品の実装方
法は、クリーム半田などをプリント基板へ印刷する印刷
工程と、表面実装型の電子部品を基板上へ装着する装着
工程と、プリント基板を加熱して半田付けを行うリフロ
ー工程とからなる。

【０００６】クリーム半田の印刷装置は、図１１の
（ａ）に示すように、電極パターン１１を表面に備えた
プリント基板１２に、開口部１３を有したクリーム半田
印刷用のスクリーン１４が載せられ、これらはプリント
基板１２の電極パターン１１とスクリーン１４の開口部
１３とが相重なるように位置決めされている。また、平
スキージ１５が、スクリーン１４の面上に適正な圧力で
接触部１５ａが接触した状態で左右へ移動可能に配置さ
れている。

【０００７】そして、平スキージ１５が印刷方向Ｘ（図
１１（ａ）参照）に移動することで、平スキージ１５と
スクリーン１４とが作る空間に注入されたクリーム半田
１６が、スキージ１５の斜面部１５ｂで押されてＲ方向
（図１１（ｂ）参照）に回転しながらスクリーン１４の
開口部１３へ流れ込む。この流動はスキージ１５が移動
するときに、スキージ１５の先端付近でクリーム半田１
６の内部圧力が高まるために発生する。流動性を有する
クリーム半田１６は、この内部圧力を解放しようと、抵
抗の少ない方向、つまりスキージ１５に沿って上方向へ
流動する。

【０００８】スキージ１５の移動が終わると、開口部１
３へ塗布されたクリーム半田１６は静止状態となって、
その粘度が高くなるが、この状態でプリント基板１２を
スクリーン１４から離すことで、図１１の（ｂ）に示す
ように、電極パターン１１上にクリーム半田１６が印刷
される。

【０００９】なお、上記印刷工程においてスキージ１５
の移動速度や、その傾斜角度、クリーム半田１６の注入
量は印刷状態に多大な影響を与えることが知られてお
り、クリーム半田１６に発生する内部圧力は、スキージ
１５の移動速度が大きいほど、また、傾斜角度が小さい
ほど大きくなる。さらに、クリーム半田１６の注入量が
多いほど内部圧力は大きくなる。

【００１０】内部圧力が大きくなると、クリーム半田１
６の流動性がよくなることにより、より小さい開口部に
もクリーム半田１６を塗布することができる。しかし、
スキージ１５にかかる抵抗も大きくなるため、スキージ
１５をスクリーン１４に押し付ける力、つまり、印圧を
大きくする必要がある。

【００１１】これが不足すると、スキージ１５がクリー
ム半田１６の抵抗に負けて浮き上がり、スクリーン１４
上にクリーム半田１６を残留させていくだけでなく、十
分な内部圧力を発生させられないため、クリーム半田１
６を印刷することができない。

【００１２】また、スクリーン１４の開口部にクリーム
半田１６を完全に充填するために必要なクリーム半田１
６に発生する内部圧力はスクリーン１４の開口部１３の
大きさにより異なることが知られており、開口部１３が
小さいほど必要とされる内部圧力は大きくなる。これ以
降、クリーム半田１６に発生する内部圧力のことを充填
力と呼ぶ。

【００１３】従って、良好な印刷状態を得るためには開
口部１３の大きさに合わせて、適正なクリーム半田１６
の流動性を確保することが必要であり、これを実現する
ためにスキージ１５の移動速度、傾斜角度、印圧を調整
することが必要である。

【００１４】また、近年、電子機器の小型軽量化の要求
が強まり、プリント基板１２の実装面積を小さくするた
め、ＩＣのリードピッチは０．５mmから０．４mm、０．
３mmと狭ピッチ化が進行しており、これに対向するスク
リーン１４の開口部１３も狭ピッチで配置されているだ
けでなく、開口部１３の大きさも極端に小さくなってい
る。

【００１５】このため、適正な印刷形状を得るためには
充填力の調整はますます困難になってきており、スキー
ジ１５の移動速度、スキージ１５の傾斜角度、印圧の微
妙な調整が必要とされる。

【００１６】以下、充填力を調整する手段であるスキー
ジ１５の移動速度、スキージ１５の傾斜角度、印圧をま
とめて印刷条件と呼ぶ。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では良好な印刷結果を得るためには印刷条件
の調整が必要であるにも関わらず、その調整には熟練を
要し、印刷品質がばらつく要因になっている。

【００１８】一般に、印刷形状はリフロー後の実装品質
に大きな影響を与えることが知られている。印刷量が過
多であると、特に狭ピッチのＩＣ部では隣接するピン同
士で半田が接触し、実装不良を発生する。

【００１９】また、半田の転写量が不足していると、部
品の電極とプリント基板１２上の電極パターン１１が接
合されずに、所定の電気特性が得られないという実装不
良を発生してしまう。

【００２０】印刷条件の設定を必要とするのは、生産す
る機種の切り替え等でスクリーン１４を入れ替える時で
あり、この時にはスクリーン１４の開口部１３のパター
ンに応じて印刷条件の調整をする必要がある。

【００２１】印刷条件の調整のためには、複数回の試し
刷りを必要とする。適当な印刷条件でいったん印刷し、
その印刷結果に基づいて印刷条件を変更し印刷するとい
う工程を良好な印刷結果が得られるまで繰り返すことに
なる。

【００２２】従って、作業者の熟練度合いや印刷機の状
態により、切り替え時間が長くなるという課題もある。
また、印刷条件の変更は、量産時のように同一条件で連
続して印刷を行う時にも必要である。

【００２３】クリーム半田１６はフラックスと半田粒子
から構成されており、フラックスはロジンを溶剤中に溶
融させた構造をとる。従って、スクリーン印刷機の環境
温度により溶剤が蒸発し、クリーム半田１６の粘度が増
加したり、印刷工程によりクリーム半田１６に繰り返し
剪断がかかるためにクリーム半田１６の粘度が減少する
といったように、流動特性の経時変化が発生する。この
ため、クリーム半田１６の状態により印刷条件の変更が
適宜必要とされる。

【００２４】しかしながら、連続印刷時の条件変更を行
うためには常時印刷機に作業者を配し、監視しておく必
要があり、印刷結果との照合を計るためには印刷検査機
などを導入して監視の効率化を計る等の手段が必要であ
る。

【００２５】これにより、人手の確保や設備投資を必要
とするだけでなく、長時間無人稼働での印刷品質の安定
化ができないという課題もある。さらに、これらの機構
を保持しない場合は連続印刷時に印刷品質のばらつきを
発生させてしまう。

【００２６】通常、転写量の過多に対してはクリーム半
田の充填力を小さくすればよく、このためにはスキージ
１５の移動速度を小さくする。もしくはスキージ１５の
傾斜角度を大きくすればよい。また、転写量の不足に対
してはクリーム半田１６の充填力を大きくすればよく、
スキージ１５の移動速度を大きくする、もしくはスキー
ジ１５の傾斜角度を小さくすればよい。

【００２７】このとき、充填力に応じてクリーム半田１
６からの抵抗が異なるために、スクリーン１４上にクリ
ーム半田１６が残留しないように印圧を調整する必要が
ある。具体的には充填力を大きくする場合には印圧も大
きくし、充填力を小さくする場合には印圧も小さくすれ
ばよい。

【００２８】しかしながら、これらの状態変化は急激に
発生するものではなく、徐々に変化するために一回の印
刷毎に印刷条件を変更する必要はないだけでなく、印刷
品質に影響を与える要因が印刷条件だけではないために
毎回の印刷条件の変更により、印刷品質が改善されない
ばかりでなく、スクリーン印刷機自体に悪影響を与えて
しまうことがある。

【００２９】例えば、通常クリーム半田１６が印刷され
るプリント基板１２は、吸着ブロックと呼ばれる台座１
７の上に静置されたり、サポートピン１８とよばれるピ
ンをプリント基板１２に当てて、プリント基板１２が水
平になるように静置される。しかし、図１２（ａ）に示
すように、サポートピン１８の配置位置が不適切であ
り、プリント基板１２の中央部などの支持が不十分な空
間が存在する場合、クリーム半田１６の充填時に、図１
２（ｂ）で示すように、充填されるクリーム半田１６の
圧力によりプリント基板１２が下側にたわみ、過充填が
発生する。

【００３０】この場合、印刷結果に応じて毎回印刷条件
を変化させる場合には、充填力を小さくする方向へ印刷
条件を変化させるため、サポートピン１８の支持が不適
切な箇所以外では転写量が不足するという自体が発生す
る。

【００３１】さらに、狭ピッチのＩＣパターンではスク
リーン１４の開口部１３が狭く、クリーム半田１６が開
口部１３内につまりやすい状態にあるが、クリーム半田
１６が開口部１３内につまってしまった場合は、スクリ
ーン１４をクリーニングするなどの手段によりつまりを
取り除くことが必要であるが、印刷結果に応じて毎回印
刷条件を変更する場合には、充填力を大きくすることに
なり、それにより印圧も大きくなっていくので、転写量
不足が解消されないまま、スクリーン１４にダメージを
与えるほど大きな印圧がかかってしまう可能性がある。

【００３２】さらには、クリーム半田１６の粘度が小さ
い場合や、粘着力が不均等である場合にはクリーム半田
１６中のフラックスや、半田粒子がスクリーン１４の開
口部１３付近の裏面に残留し、次の印刷時にはにじみを
誘発する原因となる。この場合も印刷条件の変更だけで
は良好な結果が得られない。

【００３３】本発明は、スクリーン印刷機において、印
刷条件の調整工程において調整方法を一定化し、作業者
による印刷品質のばらつきを防止することを目的とす
る。また、さらには機種切り替え時の印刷条件の調整時
間を短縮することを目的とする。また、さらには連続稼
働時の印刷品質を安定化することを目的とする。

【００３４】さらに、印刷条件の変更が不適切な結果を
生み出すことを防止し、高品質かつ長時間連続稼働を実
現することを目的とする。

【００３５】上記課題を解決するために、本発明は、ペ
ースト状の材料をワークの所望の位置へ供給するための
スクリーン印刷機において、印刷結果を監視する印刷状
態監視手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更する印
刷条件変更手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更し
てリトライさせる判定リトライ手段と、規定回数以上印
刷条件を変更しても印刷結果が改善されない場合に作業
者へ指示を促す指示手段と、規定回数以上印刷条件を変
更しても印刷結果が改善されない場合に印刷不良発生要
因を推定する印刷不良推定手段とを有し、印刷条件変更
手段は印刷不良推定手段の推定結果に基づいた変更指示
を行うものである。

【００３６】また、本発明は、ペースト状の材料をワー
クの所望の位置へ供給するためのスクリーン印刷方法に
おいて、印刷結果を監視する工程と、監視結果に応じて
印刷条件を変更する工程と、監視結果に応じて行う印刷
条件の変更をリトライする工程と、規定回数以上印刷条
件を変更しても印刷結果が改善されない場合に、印刷不
良推定手段により、印刷不良発生要因を推定し、推定結
果に基づいた変更指示を行う工程とを有するものであ
る。

【００３７】これらの構成または方法により、印刷条件
の調整工程において調整方法を一定化し、作業者による
印刷品質のばらつきを防止することができる。

【００３８】本発明の請求項１に記載の発明は、ペース
ト状の材料をワークの所望の位置へ供給するためのスク
リーン印刷機において、印刷結果を監視する印刷状態監
視手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更する印刷条
件変更手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更してリ
トライさせる判定リトライ手段と、規定回数以上印刷条
件を変更しても印刷結果が改善されない場合に作業者へ
指示を促す指示手段と、規定回数以上印刷条件を変更し
ても印刷結果が改善されない場合に印刷不良発生要因を
推定する印刷不良推定手段とを有し、印刷条件変更手段
は印刷不良推定手段の推定結果に基づいた変更指示を行
うものであり、印刷結果に応じて印刷条件を変更するこ
とで、印刷品質を安定化させるだけでなく、印刷条件の
変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷を
中止し、作業者に対処を要求することにより印刷不良の
発生を最小限にとどめるという作用を有する。また、印
刷品質を安定化させるだけでなく、機種切り替え時間を
短縮し、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が生
じたときには印刷を中止し、作業者へ適切な処置を要求
することにより印刷不良の発生を最小限にとどめるとい
う作用も有する。

【００３９】

【００４０】本発明の請求項２に記載の発明は、ペース
ト状の材料をワークの所望の位置へ供給するためのスク
リーン印刷機において、印刷結果を監視する印刷状態監
視手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更する印刷条
件変更手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更してリ
トライさせる判定リトライ手段と、規定回数以上印刷条
件を変更しても印刷結果が改善されない場合に作業者へ
指示を促す指示手段と、印刷条件の変更履歴を保持する
条件変更履歴保持部とを有することを特徴としている。

【００４１】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１または２の発明において、スクリーンを監視するスク
リーン監視手段を有することを特徴としており、印刷後
のスクリーンの開口部の状態およびスクリーン裏面のペ
ーストの残留量を把握し、印刷条件の変更では対処でき
ないつまりやにじみ不良が生じたときには印刷を中止
し、作業者への適切な処置を要求することにより印刷不
良の発生を最小限にとどめ、かつ機種切り替え時には切
り替え時間を短縮するという作用を有する。また、スク
リーンを監視するスクリーン監視手段と、印刷条件の変
更履歴を保持する条件変更履歴保持部とを有することに
より、印刷条件の変更では対処できないつまりやにじみ
不良、サポートピンによる基板指示の不適切が原因で発
生するペーストの過充填を判別し、作業者へ適切な処置
を要求することにより印刷の不良の発生を最小限にとど
め、かつ機種切り替え時には切り替え時間を短縮すると
いう作用を有する。

【００４２】本発明の請求項３に記載の発明は、ペース
ト状の材料をワークの所望の位置へ供給するためのスク
リーン印刷機において、印刷結果を監視する印刷状態監
視手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更する印刷条
件変更手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更してリ
トライさせる判定リトライ手段と、規定回数以上印刷条
件を変更しても印刷結果が改善されない場合に作業者へ
指示を促す指示手段と、サポートピンの位置を検出する
サポートピン位置検出手段とを有することを特徴として
おり、サポートピンによる基板支持の不適切が原因で発
生するペーストの過充填を判別し、作業者へ適切な処置
を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとど
め、かつ機種切り替え時には切り替え時間を短縮すると
いう作用を有する。

【００４３】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
４の発明において、スクリーン監視手段は、スクリーン
の監視を裏面側から行うことを特徴としており、印刷条
件の変更では対処できないつまりやにじみ不良が生じた
ときには印刷を中止し、作業者へ適切な処置を要求する
ことにより印刷不良の発生を最小限にとどめ、かつ機種
切り替え時には切り替え時間を短縮するという作用を有
する。

【００４４】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
４の発明において、印刷状態監視手段とスクリーン監視
手段とを切り替える手段を有することを特徴としてお
り、認識判定部を複数保持する必要がなくなり、印刷機
の構成が簡素化され、小型化できるという作用を有す
る。

【００４５】

【００４６】本発明の請求項７に記載の発明は、ペース
ト状の材料をワークの所望の位置へ供給するためのスク
リーン印刷方法において、印刷結果を監視する工程と、
監視結果に応じて印刷条件を変更する工程と、監視結果
に応じて行う印刷条件の変更をリトライする工程と、規
定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善されな
い場合に、印刷不良推定手段により、印刷不良発生要因
を推定し、推定結果に基づいた変更指示を行う工程とを
有することを特徴としており、印刷結果に応じて印刷条
件を変更することで、印刷品質を安定化させ、印刷条件
の変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷
不良の発生要因を推定し、その対処方法を作業者に要求
することにより印刷不良の発生を最小限にとどめるだけ
でなく、印刷品質の安定化のために作業の熟練を必要と
しないという作用を有する。

【００４７】本発明のスクリーン印刷機およびスクリー
ン印刷方法は、請求項に記述した部分以外は、基本的に
従来からあるスクリーン印刷機およびスクリーン印刷方
法と同様であり、上述した従来例と重複する部分につい
ては説明を省略する。また、以下の実施の形態における
スクリーン印刷機では、粒子径２５μｍの半田粒と９重
量％のフラックスとを混合したクリーム半田を印刷材料
とし、印刷時の初期設定条件は、スキージの設定角度を
６０°とし、印圧を２．５kgf/cm² とし、スキージの移
動速度を１０〜３０mm/sとして、スクリーン印刷を行っ
た。

【００４８】また、スクリーンとしてはフルアディティ
ブ法により積層メッキされた厚み０．１５ｍｍのスクリ
ーンを使用し、最小の開口部としては幅０．１５ｍｍ、
長さ１．２ｍｍの長方形が０．３ｍｍピッチで配置され
ている。

【００４９】本発明の第１の実施形態について、図１を
参照しつつ以下に説明する。本発明のスクリーン印刷機
では、印刷条件変更部１を設けており、判定リトライ手
段としての印刷状態判定部２からの指示によりスキージ
１５の移動速度、スキージ１５の傾斜角度および、印圧
を変更する。

【００５０】印刷状態判定部２は印刷結果を監視する印
刷状態監視手段としての印刷面積測定部３に接続されて
いる。印刷面積測定部３は対象物の面積、形状が判定で
きるものであればよく、本実施形態においてはカラーの
ＣＣＤカメラを利用した。ＣＣＤカメラからの画像より
監視するクリーム半田１６を抽出し、得られた画素数よ
り印刷面積を求める。この結果はあらかじめ設定されて
いる面積値と比較され、規定値以上に印刷面積が拡大し
ている場合には印刷条件変更部１により印刷充填力を小
さくする条件変更を行う。また、規定値以下に印刷面積
が縮小している場合には印刷条件変更部１により印刷充
填力を大きくする条件変更を行う。

【００５１】このときの条件変更の度合いにはスクリー
ン１４に有する開口パターンを参考にすれば好適であ
る。ここでの条件変更指示に対する印刷結果は印刷状態
判定部２で以前の印刷結果と比較され、変化が少ない場
合には印刷状態判定部２により印刷条件変更のリトライ
を行わせると同時に、変更回数を記憶しておく。

【００５２】印刷条件変更のリトライの回数が規定回数
を超えた場合には、印刷条件の変更による印刷品質の向
上が望めないと判断し、印刷動作を中止すると同時に、
指示手段としての印刷機状態変更指示部４へ指示を伝達
し、印刷機の状態を変更するように作業者へ指示を促
す。

【００５３】本実施の形態では、電極パターンとして
０．３ｍｍピッチＱＦＰ部を対象として連続印刷稼働を
させた。印刷結果の判定基準としては印刷面積の変動が
スクリーン開口部の±１０％としたところ、図２に示す
ように、印刷枚数の増加とともにクリーム半田１６の粘
度がわずかに減少してきたため、印刷面積が増加を始め
た。印刷速度の変更度合いを５ｍｍ/sとしていたところ
印刷面積が正常範囲に入るまでに、３〜４枚の遅れが生
じた。さらに、途中でスクリーン１４上のクリーム半田
１６が不足し、印刷面積が極端に減少するという状態が
発生したが、リトライの回数を５回としていたところ、
５回目の印刷速度の変更後に印刷面積の変化がみられな
いことから印刷を自動的に中止し、誤判定とならずに良
好な条件変更結果を得た。

【００５４】印刷結果に対する条件変更指示で同一のも
のが規定数繰り返された場合は、印刷条件の変更による
印刷品質の向上が望めないと判断し、印刷機状態変更指
示部４へ指示を伝達し、印刷機の状態を変更するように
作業者へ指示を促す。

【００５５】本発明の第２の実施形態について、図３を
参照しつつ以下に説明する。本実施形態では第１の実施
形態におけるスクリーン印刷機の構成と基本的には同一
であり、重複する部分については説明を割愛する。

【００５６】本実施形態では印刷状態判定部２に印刷不
良推定部５が接続されており、印刷結果に対する条件変
更指示で同一のものが規定数繰り返された場合は、印刷
条件の変更による印刷品質の向上が望めないと判断し、
印刷不良推定部５より、推定される印刷不良発生要因を
選択する。

【００５７】印刷不良推定部５にはあらかじめ、発生す
る印刷不良と発生要因がデータベースの形式で登録され
ており、リトライしても解消されない印刷不良の形態で
一致するものを検索する。ここで得られた情報は印刷機
状態変更指示部４へ伝達され、印刷機の状態を変更する
ように作業者へ指示を促す。ここではチェックリストの
形式で指示を与え、印刷機が自分自身で管理できない機
械要素について作業者が確認し、印刷不良の発生を最小
限にとどめることが可能になる。

【００５８】本実施形態においては、印刷面積の過剰に
対し不良発生要因の項目データとして、スクリーン１４
の開口部へのクリーム半田１６の裏回り、サポートピン
の配置不十分、スクリーン１４の開口部の開口寸法異
常、クリーム半田１６の変質による粘度の異常低下、環
境温度の上昇によるクリーム半田１６の粘度低下を記憶
させておいたところ、連続印刷中に、気温上昇に伴って
クリーム半田１６の粘度が低下し、にじみが発生した状
況に対して適切な処置を行うことができた。

【００５９】本発明の第３の実施形態について、図４を
参照しつつ以下に説明する。本実施形態では第１の実施
形態におけるスクリーン印刷機の構成と基本的には同一
であり、重複する部分については説明を割愛する。

【００６０】本実施形態では印刷状態判定部２に条件変
更履歴保持部６が接続されており、印刷状態判定部２で
行う条件変更指示は印刷条件変更部１へ伝達されるだけ
でなく、条件変更履歴保持部６に印刷結果と共に保持さ
れる。これにより同一の印刷条件変更と印刷結果が繰り
返されたかどうかの判定が可能になるばかりでなく、過
去の類似の印刷条件変更とその印刷結果から印刷条件の
変更幅の最適化が可能になる。なお、図５に示すよう
に、さらに印刷不良推定部５を設けてもよい。

【００６１】本発明の第４の実施形態について、図６を
参照しつつ以下に説明する。本発明のスクリーン印刷機
では、基本構成は図５に示す実施形態と同一であるが、
スクリーン監視部７を有することが異なる。

【００６２】スクリーン監視部７はスクリーン開口部を
測定できる機能があればよい。本実施形態ではモノクロ
のＣＣＤカメラを使用した。規定回数の条件変更のリト
ライを行っても印刷不良が解消されない場合、スクリー
ン１４の開口部のつまりが考えられる。特に、狭ピッチ
の開口部ではクリーム半田１６の物性とも相まって、完
全に詰まってしまう事態が発生する。

【００６３】この場合、印刷条件の変更により充填力を
高めても、効果が少なく、スクリーン１４のクリーニン
グが有効である。これを実現するために、リトライによ
り解消されない印刷不良が転写量不足である場合は、ス
クリーン１４の開口部のつまりの有無を印刷状態判定部
２により判定する。あらかじめ、スクリーン１４の開口
パターンと面積を保持しておき、印刷後のスクリーン開
口部の面積を２値化により測定し、面積を比較すること
により、初期値より小さい場合にはクリーム半田１６が
詰まっていると判断できる。

【００６４】また、０．３ｍｍピッチなどの狭ピッチで
はスクリーン１４の開口部の寸法が指定値とは異なって
いる場合があり、多数の開口部を有するスクリーン１４
においては全開口部の寸法を測定することができないの
で、寸法の不具合が検出されない。

【００６５】スクリーン監視部７によるスクリーン１４
の開口部の面積測定により、この不具合についても検出
が可能になり、初期設定時の不具合を短時間に解消でき
る。本発明の第５の実施の形態について、図７を参照し
つつ以下に説明する。

【００６６】本発明のスクリーン印刷機では、基本構成
は図５に示す実施形態と同一であるが、サポートピン位
置検出部８を有することが異なる。サポートピン２１は
一定の間隔で穴の開けられたステージ２２の所定の位置
に差し込んで使用する。ここで、ステージ２２の下部に
電極２３を配置しておき、サポートピン２１が刺さるこ
とによりステージ２２とステージ下部の電極２３とが電
気的に導通するのでサポートピン２１の配置位置が検出
できる。

【００６７】上述したように、サポートピン２１が不足
している領域では印刷過多が生じやすい。このため、リ
トライにより解消されない印刷不良が転写過多である場
合、その発生場所を保持しておき、一定の位置に集中し
ている場合には、サポートピン位置検出部８により検出
したサポートピン２１の配置位置と比較し、サポートが
不足している部分と転写過多の発生位置が一致する場合
にはサポートピン２１の最適化を促すことができる。

【００６８】本発明の第６の実施形態においては、基本
構成は第２の実施形態と同一であるが、図８に示すよう
に、サポートピン位置検出部８とスクリーン監視部７と
を併せて有することが異なる。

【００６９】これらの機能を併用することにより、より
正確な変更指示を作業者に与えることができる。本発明
の第７の実施形態について、図９を参照しつつ以下に説
明する。

【００７０】本発明のスクリーン印刷機では、基本構成
は図５に示す実施形態と同一であるが、スクリーン裏面
監視部９をスクリーン１４の裏面側に有することが異な
る。スクリーン裏面監視部９はスクリーン１４の開口部
およびスクリーン１４の裏面に付着したクリーム半田１
６およびフラックスの残留量を測定できる機能があれば
よい。スクリーン裏面監視部９として本実施形態ではカ
ラーのＣＣＤカメラを使用した。

【００７１】規定回数の条件変更のリトライを行っても
印刷不良が解消されない場合、スクリーン１４の開口部
のつまりとクリーム半田１６のスクリーン１４への裏回
りが考えられる。

【００７２】この場合、印刷条件の変更により充填力を
高めても、効果が少なく、スクリーン１４のクリーニン
グが有効である。これを実現するために、リトライによ
り解消されない印刷不良が転写量不足である場合は、ス
クリーン１４の開口部のつまりの有無を判定し、過剰転
写の場合はスクリーン１４の裏回りの有無をスクリーン
裏面監視部９により検査する。

【００７３】開口部のつまりについては第４の実施形態
で説明したようにスクリーン１４の上面に監視手段を有
しても測定が可能であるが、スクリーン１４の裏面の裏
回りについてはスクリーン１４の上面からは認識できな
い。

【００７４】従って、本実施形態で説明したようにスク
リーン１４の裏面側にスクリーン裏面監視部９を設ける
ことにより、印刷不良のより正確な推定が行える。本発
明の第８の実施形態について、図１０を参照しつつ以下
に説明する。

【００７５】本発明のスクリーン印刷機では、基本構成
は第７の実施形態と同一であるが、印刷状態監視手段と
としての印刷面積測定部３とスクリーン裏面監視部９と
を切り替える監視手段切り替え部１０を有することが異
なる。

【００７６】より正確な不良要因判定を行うためにはス
クリーン裏面監視部９を増設することが有効であるが、
それにより設備の構成要素も増加することになる。印刷
面積測定部３やスクリーン裏面監視部９などの監視手段
として上記した実施形態ではＣＣＤカメラを利用してい
るが、それぞれのＣＣＤカメラに対しては認識機能を保
持するための装置が必要になる。

【００７７】しかし、認識機能についてはいずれも同様
の使用方法であり、印刷結果の監視とスクリーンの監視
は同時には機能する必要がない。そこで、ＣＣＤカメラ
については各機能を果たすために複数設置するが、認識
機能については１つだけ保持しておき、監視手段切り替
え部１０により必要に応じて認識機能の接続を切り替え
ることにより、設備の簡素化を実現した。

【００７８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ペースト
状の材料をワークの所望の位置へ供給するためのスクリ
ーン印刷機において、印刷結果を監視する印刷状態監視
手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更する印刷条件
変更手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更してリト
ライさせる判定リトライ手段と、規定回数以上印刷条件
を変更しても印刷結果が改善されない場合に作業者へ指
示を促す指示手段とを有することにより、印刷結果に応
じて印刷条件を変更することで、印刷品質を安定化さ
せ、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が生じた
ときには印刷を中止し、作業者に対処を要求することに
より印刷不良の発生を最小限にとどめるという効果があ
る。

【００７９】さらに、規定回数以上印刷条件を変更して
も印刷結果が改善されない場合に印刷不良発生要因を推
定する印刷不良推定手段を有し、印刷条件変更手段は印
刷不良推定手段の推定結果に基づいた変更指示を行うこ
とにより、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が
生じたときには印刷不良の発生要因を推定し、その対処
方法を作業者に要求することにより印刷不良の発生を最
小限にとどめるだけでなく、印刷品質の安定化のために
作業の熟練を必要としないという効果がある。

【００８０】さらに、印刷条件の変更履歴を保持する条
件変更履歴保持部を有することにより、同一の条件変更
指示が規定回数繰り返されたかどうかを判定し、印刷条
件の変更では対処できない印刷不良が生じたときには印
刷を中止し、作業者へ適切な処理を要求することにより
印刷不良の発生を最小限にとどめるだけでなく、印刷品
質の安定化のために作業の熟練を必要としないという効
果がある。

【００８１】さらに、スクリーンを監視するスクリーン
監視手段を有することにより、印刷後のスクリーンの開
口部の状態およびスクリーン裏面のペーストの残留量を
把握し、印刷条件の変更では対処できないつまりやにじ
み不良が生じたときには印刷を中止し、作業者へ適切な
処置を要求することにより印刷不良の発生を最小限にと
どめ、かつ機種切り替え時には切り替え時間を短縮する
という効果がある。

【００８２】また、スクリーンを監視する手段とサポー
トピンの位置検出手段を同時に有することにより、印刷
条件の変更では対処できないつまりやにじみ不良、サポ
ートピンによる基板指示の不適切が原因で発生するペー
ストの過充填を判別し、作業者へ適切な処置を要求する
ことにより印刷不良の発生を最小限にとどめ、かつ機種
切り替え時には切り替え時間を短縮するという効果があ
る。

【００８３】さらに、サポートピンの位置を検出するサ
ポートピン位置検出手段を有することにより、サポート
ピンによる基板指示の不適切が原因で発生するペースト
の過充填を判別し、作業者へ適切な処置を要求すること
により印刷不良の発生を最小限にとどめ、かつ機種切り
替え時には切り替え時間を短縮するという効果がある。

【００８４】さらに、スクリーン監視手段は、スクリー
ンの監視を裏面側から行うことにより、印刷条件の変更
では対処できないつまりやにじみ不良が生じたときには
印刷を中止し、作業者へ適切な処置を要求することによ
り印刷不良の発生を最小限にとどめ、かつ機種切り替え
時には切り替え時間を短縮するという効果がある。

【００８５】さらに、印刷状態監視手段とスクリーン監
視手段とを切り替える手段を有することにより、認識判
定部を複数保持する必要がなくなり、印刷機の構成が簡
素化され、小型化できるという効果がある。

【００８６】また、ペースト状の材料をワークの所望の
位置へ供給するためのスクリーン印刷方法において、印
刷結果を監視する工程と、監視結果に応じて印刷条件を
変更する工程と、監視結果に応じて行う印刷条件の変更
をリトライする工程と、規定回数以上印刷条件を変更し
ても印刷結果が改善されない場合に作業者へ指示を促す
工程とを有することにより、印刷結果に応じて印刷条件
を変更することで、印刷品質を安定化させ、印刷条件の
変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷を
中止し、作業者に対処を要求することにより印刷不良の
発生を最小限にとどめるという効果がある。

【００８７】また、ペースト状の材料をワークの所望の
位置へ供給するためのスクリーン印刷方法において、印
刷結果を監視する工程と、監視結果に応じて印刷条件を
変更する工程と、監視結果に応じて行う印刷条件の変更
をリトライする工程と、規定回数以上印刷条件を変更し
ても印刷結果が改善されない場合に印刷不良発生要因を
推定する工程と、推定結果に基づいた変更指示を行う工
程とを有することにより、印刷条件の変更では対処でき
ない印刷不良が生じたときには印刷不良の発生要因を推
定し、その対処方法を作業者に要求することにより印刷
不良の発生を最小限にとどめるだけでなく、印刷品質の
安定化のために作業の熟練を必要としないという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態であるスクリーン印刷
機の構成を示す概念図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における印刷条件変更
の運用結果を示す概念図である。

【図３】本発明の第２の実施形態であるスクリーン印刷
機の構成を示す概念図である。

【図４】本発明の第３の実施形態であるスクリーン印刷
機の構成を示す概念図である。

【図５】本発明の第３のその他の実施形態であるスクリ
ーン印刷機の構成を示す概念図である。

【図６】本発明の第４の実施形態であるスクリーン印刷
機の構成を示す概念図である。

【図７】本発明の第５の実施形態であるスクリーン印刷
機の構成を示す概念図である。

【図８】本発明の第６の実施形態であるスクリーン印刷
機の構成を示す概念図である。

【図９】本発明の第７の実施形態であるスクリーン印刷
機の構成を示す概念図である。

【図１０】本発明の第８の実施形態であるスクリーン印
刷機の構成を示す概念図である。

【図１１】従来例におけるスクリーン印刷状況を示し、
（ａ）は印刷工程時のスキージ、印刷材料、スクリーン
との関係を示す概念図であり、（ｂ）はその後にスクリ
ーンを離脱した様子を示す概念図である。

【図１２】従来例におけるサポートピン配置の不適切に
よる過剰転写の発生状況を示し、（ａ）は印刷工程時の
サポートピンの状態を示す概念図であり、（ｂ）は充填
時の過剰転写の様子を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 印刷条件変更部 ２ 印刷状態判定部（判定リトライ手段） ３ 印刷面積測定部（印刷状態監視手段） ４ 印刷機状態変更指示部（指示手段） ５ 印刷不良推定部 ６ 条件変更履歴保持部 ７ スクリーン監視部 ８ サポートピン位置検出部 ９ スクリーン裏面監視部 １０ 監視手段切り換え手段 １２ プリント基板 １４ スクリーン １５ スキージ １６ クリーム半田 ２１ サポートピン ２２ ステージ ２３ 電極

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−186391（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−71868（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−60748（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−125631（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41F 15/08 303 B41F 33/02 H05K 3/12 610

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペースト状の材料をワークの所望の位置
   へ供給するためのスクリーン印刷機において、印刷結果
   を監視する印刷状態監視手段と、監視結果に応じて印刷
   条件を変更する印刷条件変更手段と、監視結果に応じて
   印刷条件を変更してリトライさせる判定リトライ手段
   と、規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善
   されない場合に作業者へ指示を促す指示手段と、規定回
   数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善されない場
   合に印刷不良発生要因を推定する印刷不良推定手段とを
   有し、印刷条件変更手段は印刷不良推定手段の推定結果
   に基づいた変更指示を行うスクリーン印刷機。
2. 【請求項２】 ペースト状の材料をワークの所望の位置
   へ供給するためのスクリーン印刷機において、印刷結果
   を監視する印刷状態監視手段と、監視結果に応じて印刷
   条件を変更する印刷条件変更手段と、監視結果に応じて
   印刷条件を変更してリトライさせる判定リトライ手段
   と、規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善
   されない場合に作業者へ指示を促す指示手段と、印刷条
   件の変更履歴を保持する条件変更履歴保持部とを有する
   スクリーン印刷機。
3. 【請求項３】 ペースト状の材料をワークの所望の位置
   へ供給するためのスクリーン印刷機において、印刷結果
   を監視する印刷状態監視手段と、監視結果に応じて印刷
   条件を変更する印刷条件変更手段と、監視結果に応じて
   印刷条件を変更してリトライさせる判定リトライ手段
   と、規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善
   されない場合に作業者へ指示を促す指示手段と、サポー
   トピンの位置を検出するサポートピン位置検出手段とを
   有するスクリーン印刷機。
4. 【請求項４】 スクリーンを監視するスクリーン監視手
   段を有する請求項１または２に記載のスクリーン印刷
   機。
5. 【請求項５】 スクリーン監視手段は、スクリーンの監
   視を裏面側から行う請求項４に記載のスクリーン印刷
   機。
6. 【請求項６】 印刷状態監視手段とスクリーン監視手段
   とを切り替える手段を有する請求項４に記載のスクリー
   ン印刷機。
7. 【請求項７】 ペースト状の材料をワークの所望の位置
   へ供給するためのスクリーン印刷方法において、印刷結
   果を監視する工程と、監視結果に応じて印刷条件を変更
   する工程と、監視結果に応じて行う印刷条件の変更をリ
   トライする工程と、規定回数以上印刷条件を変更しても
   印刷結果が改善されない場合に、印刷不良推定手段によ
   り、印刷不良発生要因を推定し、推定結果に基づいた変
   更指示を行う工程とを有するスクリーン印刷方法。