JP5029586B2 - スクリーン印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリーン印刷装置に関するものである。

電子部品実装工程において、基板上にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷する方法としてスクリーン印刷が用いられている。この方法は、印刷対象部位に応じてパターン孔が設けられたマスクプレートを基板に当接させ、マスクプレート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って、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。

ところで同一のスクリーン印刷装置によって印刷対象となる基板のサイズは必ずしも同一ではなく、基板のサイズに応じて異なるサイズのマスクプレートを交換して用いる必要がある。このようなマスクプレートの交換を行うスクリーン印刷装置として、セットされているマスクプレートのサイズを自動的に識別する機能を備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献に示す例においては、大小２種類のマスクプレートのサイズを自動的に検出できるようになっている。
特開２００６−７６２５号公報

近年電子部品実装分野においては、多品種の基板を対象とすることが可能な汎用性に優れた設備が要望されている。このため、スクリーン印刷装置においても同一の装置でサイズの異なる複数種類の基板に対応可能なよう、基板のサイズに応じて複数種類のマスクプレートをマスクホルダに保持させることが求められている。このような構成のスクリーン印刷装置においては、マスクプレートの種類が多数になるに伴って、正しいサイズのものとは異なるマスクプレートを用いる人為的なミスが増加するため、マスクプレートのサイズを自動的に識別する機能を備えていることが望ましい。

しかしながら上述の特許文献に示す先行技術例においては、大小２種類のマスクプレートを自動的に識別することができるのみで、現今のスクリーン印刷装置において求められているような、多種類のマスクプレートを想定してのマスクプレートのサイズを自動識別する機能は備えていない。このため、オペレータが誤って本来選択すべき正しいサイズのマスクプレートに替えて、異なるサイズのマスクプレートをマスクホルダに装着する事態が発生する場合がある。このような場合には、マスクプレートと他の可動機構、例えばマスクプレートを撮像して認識するマスク認識カメラなどとの干渉が生じ、正常な装置動作が阻害される。

そしてこのような不具合は、マスクプレートのサイズについてのみならず、マスクプレートの下面をクリーニングするクリーニングヘッドに装着されるクリーニングツールなど、対象となる基板のサイズに応じて複数種類から選択されて交換される交換部品類についても同様であった。

そこで本発明は、対象となる基板のサイズに応じて複数種類から選択されて交換される交換部品類の正誤を正しく自動識別す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。

本発明のスクリーン印刷装置は、パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、サイズの異なる複数種類の前記マスクプレートを保持しマスクプレートのサイズに応じて取り付け位置が可変に構成されたマスクホルダと、前記マスクホルダの所定部位をマーク撮像部によって撮像し、この撮像結果を認識処理することにより前記所定部位に形成された認識マークを検出するマーク検出手段と、前記マーク撮像部を水平移動させる撮像部移動機構と、前記マスクプレートのサイズを示すマスクサイズデータにしたがって前記マーク撮像部を移動させた状態における前記マーク検出手段による認識マークの検出結果に基づき、前記マスクホルダに保持された当該マスクプレートが正しい種類のものであるか否かを判定するマスク正誤判定部とを備えた。

また本発明のスクリーン印刷装置は、パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、サイズの異なる複数種類のクリーニングツールが装着されたクリーニングヘッドを前記マスクプレートの下方において往復動させ、前記マスクプレートの下面に前記クリーニングツールを摺接させてクリーニングするマスククリーニング機構と、前記クリーニングツールの所定部位をマーク撮像部によって撮像し、この撮像結果を認識処理することにより前記所定部位に形成された認識マークを検出するマーク検出手段と、前記マーク撮像部を水平移動させる撮像部移動機構と、前記クリーニングツールのサイズを示すツールサイズデータにしたがって前記マーク撮像部を移動させた状態における前記マーク検出手段による認識マークの検出結果に基づき、前記クリーニングヘッドに装着された当該クリーニングツールが正しい種類のものであるか否かを判定するツール正誤判定部とを備えた。

本発明によれば、マスクプレートを保持するマスクホルダの所定部位や、クリーニングツールの所定部位をマーク撮像部によって撮像した撮像結果を認識処理して認識マークを検出するマーク検出手段を備え、マスクプレートのサイズを示すマスクサイズデータやクリーニングツールのサイズを示すツールサイズデータにしたがってマーク撮像部を移動させた状態におけるマーク検出手段による認識マークの検出結果に基づき、当該マスクプレートやクリーニングツールが正しい種類のものであるか否かを判定することにより、マスクププレートやクリーニングツールなど対象となる基板のサイズに応じて複数種類から選択されて交換される交換部品類の正誤を正しく自動識別することができる。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図、図２は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図、図３は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図、図４は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のマスクホルダの構造説明図、図５は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるマスククリーニング機構の構成説明図、図６は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図、図７は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のデータ記憶部に記憶されるマスクサイズデータおよびツールサイズデータの説明図、図８は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるマスクプレート交換に伴う作業手順を示すフロー図，図９は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるマスクプレートの装着状態の説明図である。

まず図１、図２、図３を参照してスクリーン印刷装置の構造を説明する。図１において、スクリーン印刷装置は、基板位置決め部１の上方にスクリーン印刷部１０を配設して構
成されている。基板位置決め部１は、Ｙ軸テーブル２、Ｘ軸テーブル３およびθ軸テーブル４を段積みし、更にその上にＺ軸テーブル５を載置して構成されている。Ｚ軸テーブル５上には基板８を下面側から下受けして保持する基板保持部６が設けられている。上流側から搬入コンベア９Ａ（図２）を介して搬入された基板８は印刷コンベア９によって基板保持部６上に搬入され、クランパ７によって両側から挟み込まれて位置が固定される。以下に説明するスクリーン印刷部１０によって印刷された後の基板８は、搬出コンベア９Ｂ（図２参照）を介して下流側へ搬出される。

基板位置決め部１の上方に配設されたスクリーン印刷部１０は、マスク枠１１に展張されたマスクプレート１２を備えている。マスクプレート１２には、印刷対象に応じたパターン孔１２ａ（図３参照）が設けられている。なおここでは、サイズが異なる複数種類のマスクプレートを、対象とする基板に応じて交換自在に使い分けるようにしている。マスクプレート１２上にはスキージヘッド１３が配設されている。スキージヘッド１３は、水平なプレート１３ａにスキージ１５を昇降させるスキージ昇降機構１４を配設した構成となっており、図２に示すように、プレート１３ａの両端は縦フレーム２１上に配列されたガイド機構によって、Ｙ方向にスライド自在に支持されている。プレート１３ａは、ナット１６ａ、送りねじ１６ｂおよび回転駆動モータ（図示省略）より成るスキージ移動手段によりＹ方向に水平移動する。またスキージ昇降機構１４を駆動することによりスキージ１５は昇降してマスクプレート１２の上面に当接する。

Ｚ軸テーブル５を上昇させてマスクプレート１２の下面を基板８に当接させた状態で、ペーストであるクリーム半田が供給されたマスクプレート１２上で、スキージ移動手段を駆動してスキージ１５を摺動させることにより、パターン孔１２ａを介して基板８にはクリーム半田が印刷される。なおスキージ１５は、基板８のサイズに応じてスキージヘッド１３に着脱自在に装着され、基板８の品種切替時にはスキージ１５の交換が行われる。

Ｙ軸テーブル２上の基板位置決め部１の側方には、マスククリーニング機構２０が配設されている。Ｙ軸テーブル２を駆動することにより、マスククリーニング機構２０は基板位置決め部１とともにＹ方向に移動し、上面に装着されたクリーニングヘッド２０ａによってマスクプレート１２の下面をクリーニングする。クリーニングヘッド２０ａには、クリーニングシートをマスクプレート１２の下面に押し付けるためのクリーニングツール３１（図５参照）が、対象とするマスクプレート１２のサイズに応じて交換自在に装着される。

スクリーン印刷部１０の上方には、カメラ１９が設けられている。図３に示すように、カメラ１９はＸ軸テーブル１８およびＹ軸テーブル１７によってＸＹ方向に水平移動する。Ｘ軸テーブル１８およびＹ軸テーブル１７は、カメラ１９を移動させるカメラ移動機構となっている。カメラ１９をカメラ移動機構によってマスクプレート１２に対して移動させることにより、カメラ１９はマスクプレート１２の任意の位置を撮像する。マスクプレート１２の対角位置には１対の認識マーク１２ｂが設けられており、認識マーク１２ｂの位置を検出することにより、マスクプレート１２の位置が認識される。

基板位置決め部１はＹ軸テーブル４によってスクリーン印刷部１０の下方からＹ方向に移動して、保持した基板８を基板認識位置まで移動させることができるようになっており、この状態でカメラ１９を基板位置決め部１上の基板８に移動させることにより、カメラ１９によって基板８の任意の位置を撮像し、基板位置を認識することができる。またクランパ７には認識マーク７ａが設けられており、カメラ１９を予め設定された撮像位置に移動させて撮像した状態における認識マーク７ａの有無を検出することにより、クランパ７の正誤を判定することができる。さらに、前述のカメラ移動機構によるカメラ１９の移動範囲内には、マスククリーニング機構２０のクリーニングヘッド２０ａに装着されるクリ
ーニングツール３１が含まれており、カメラ１９を予め設定された撮像位置に移動させて撮像した状態における認識マーク３１ａの有無を検出することにより、クリーニングツール３１の正誤を判定することができる。

すなわち本実施の形態においては、カメラ１９は基板８やマスクプレート１２を撮像して位置を認識する本来的な機能の他に、カメラ１９を予め設定された撮像位置まで移動させて撮像することにより、クランパ７の認識マーク７ａや、クリーニングヘッド２０ａの認識マーク３１ａ、さらにはマスクホルダ２３の所定部位に形成された認識マーク２３ａ（図４参照）などの各種の認識マークの有無を検出することができるようになっている。したがって、マスクプレート１２を上方から撮像するマスク撮像カメラであるカメラ１９は、上述の認識マークを撮像するマーク撮像部として機能している。そしてカメラ移動機構は、このマーク撮像部を水平移動させる撮像部移動機構となっている。

次に図２、図４を参照して、マスクプレート１２の装着方法および装着されたマスクプレート１２の正誤判定について説明する。図２に示すように、基板位置決め部１の両側に配設された縦フレーム２１の側面には、２本の棒形状のブラケット２２が内側に水平に延出して配設されている。２本のブラケット２２の上面には、水平な底板部および垂直な立板部よりなるＬ字断面形状のマスクホルダ２３がＹ方向に架設されている。

左右２本のマスクホルダ２３を相対向させた状態でマスク枠１１を上方からセットすることにより、マスクホルダ２３の底板部がマスク枠１１を下方から支持するとともに、マスクホルダ２３の立板部はマスク枠１１をＸ方向の左右両側から保持する。またマスクホルダ２３にはマスク枠１１をＹ方向に位置決めするストッパ２６およびマスククランプ部２５が設けられている。

マスクホルダ２３のブラケット２２との当接部分には、底板部をブラケット２２の幅だけ切り欠いた切欠き部２３ｄが設けられており、切欠き部２３ｄにブラケット２２の上面が嵌合することにより、マスクホルダ２３はブラケット２２に保持される。ブラケット２２の上面には、位置合わせマーク２２ｂおよびねじ孔２２ａがマスクサイズに対応して複数箇所に設けられており、マスクホルダ２３の立板部を位置合わせマーク２２ｂに位置合わせした状態では、マスクホルダ２３に設けられた装着孔２３ｂがねじ孔２２ａに一致する。

そしてこの状態でボルト２７を装着孔２３ｅに挿通させてねじ孔２２ａに螺合させることにより、マスクホルダ２３はブラケット２２にねじ締結により固定される。すなわち、マスクホルダ２３はサイズの異なる複数種類のマスクプレート１２を保持し、マスクプレート１２のサイズに応じて取り付け位置が可変に構成されている。なお図４に示す例では、位置合わせマーク２２ｂが３カ所に設けられて３種類のマスクプレートに対応する例を示しているが、これ以上の複数種類のマスクプレートに対応することも可能である。

マスクプレート１２の装着に際しては、まずマスクホルダ２３をマスクサイズに対応した取り付け位置に固定する。そして２つのマスクホルダ２３上にマスク枠１１を上面からセットして、マスク枠１１の両外側面をマスクホルダ２３の内側側面に沿わせる。これにより、マスク枠１１のＸ方向の位置が保持される。次いで、ストッパ２６にマスク枠１１のＹ方向の一方側の側面を当接させた状態で、反対側の側面をマスククランプ部２５によって押しつけることにより、マスク枠１１のＹ方向の位置が固定される。

それぞれのマスクホルダ２３には、ブラケット２２の内側に位置して、２つのマスククランプ機構２４がマスクホルダ２３から上方に突出して設けられている。図２に示すように、マスククランプ機構２４はエアシリンダなどのアクチュエータによってクランプ部材
２４ａを上方からマスク枠１１に対して押し付ける構成となっている。マスククランプ機構２４を作動させることにより、マスク枠１１はマスクホルダ２３に押しつけられて固定され、これによりマスクプレート１２はマスクホルダ２３にクランプされる。

２つのマスクホルダ２３において、カメラ１９が装着されたＸ軸テーブル１８の原位置側（図４において上側）の端部には、タブプレート２３ｂが水平内側方向に延出して設けられており、タブプレート２３ｂの上面には認識マーク２３ａが形成されている。認識マーク２３ａは、マスクホルダ２３にマスクプレート１２を装着して保持させる際におけるＸ方向の位置基準となるマスクホルダ２３の内側面２３ｃから、所定のオフセット寸法Ｄだけ隔て対置に形成されている。認識マーク２３ａをカメラ１９によって撮像して認識マーク２３ａの位置を画像認識によって検出することにより、マスクホルダ２３の位置を検知することができるようになっている。

本実施の形態においては、認識マーク２３ａが本来存在すべき位置、すなわち生産対象の基板８に対応したマスクプレート１２を正しく保持するための位置にマスクホルダ２３が取り付けられた状態におけるマスクホルダ２３の所定部位（マスクホルダ２３において上述の原位置側の端部に設けられたタブプレート２３ｂの上面）の上方にカメラ１９を移動させ、この状態でカメラ１９によってこの位置を撮像して画像認識することにより、認識マーク２３ａの有無を検出する。そして認識マーク２３ａが上述の存在すべき位置に検出されたならば、マスクホルダ２３には生産対象の基板８に対応したマスクプレート１２が正しく保持されていることが確認される。これに対し、認識マーク２３ａが上述の存在すべき位置に正しく検出されない場合には、マスクホルダ２３は本来あるべき位置から外れた位置にあり、したがってマスクホルダ２３には本来装着されるべきではない誤ったマスクプレート１２が装着されて保持された状態にあると判定される。

次に図５を参照して、マスククリーニング機構２０の構成を説明する。図５（ａ）に示すように、マスククリーニング機構２０はＹ軸テーブル２（図１参照）によってＹ方向に移動する基部３０の上面に、クリーニングヘッド２０ａを設けた構成となっている。クリーニングヘッド２０ａは、ヘッド昇降機構３４によって昇降する昇降プレート３２の上面に、クリーニングツール３１を交換自在に装着して構成されている。

クリーニングツール３１の上面には、供給リール３５から供給されたクリーニングシート３３が周回しており、クリーニングヘッド２０ａをマスクプレート１２の下面側に位置させた状態で、ヘッド昇降機構３４を駆動することによりクリーニングシート３３はクリーニングツール３１によってマスクプレート１２の下面に押し付けられる。この状態でマスククリーニング機構２０をＹ方向に往復動させることにより、マスクプレート１２の下面にはクリーニングツール３１がクリーニングシート３３を介して摺接し、マスクプレート１２の下面はクリーニングシート３３によって拭き取られてマスククリーニングが行われる。クリーニングに使用された後のクリーニングシート３３は、回収リール３６によって巻き取られて回収される。

図５（ｂ）に示すように、クリーニングツール３１はＸ方向に細長い形状の棒状部材である。クリーニングツール３１は、対象となるマスクプレート１２のサイズに応じた異なる長さ寸法Ｂのものが複数種類準備され、マスクプレート１２が交換される度にクリーニングツール３１も併せて交換される。すなわちマスククリーニング機構２０は、サイズの異なる複数種類のクリーニングツール３１が装着されたクリーニングヘッド２０ａをマスクプレート１２の下方において往復動させ、マスクプレート１２の下面にクリーニングシート３３を介してクリーニングツール３１を摺接させてマスクプレート１２をクリーニングする機能を有している。

クリーニングツール３１の上面において、クリーニングシート３３によって覆われずに上方に露呈した両端部には、認識マーク３１ａが形成されている。認識マーク３１ａも認識マーク２３ａと同様に、クリーニングツール３１の正誤判定のためにカメラ１９による認識の対象となる。認識マーク３１ａが本来存在すべき位置、すなわち生産対象の基板８に対応したクリーニングツール３１が昇降プレート３２に装着された状態におけるクリーニングツール３１の所定部位（認識マーク３１ａの両端部の近傍）の上方にカメラ１９を移動させ、この状態でカメラ１９によってこの位置を撮像してこの撮像結果を画像認識することにより、認識マーク３１ａの有無を検出する。そして認識マーク３１ａが上述の存在すべき位置に正しく検出されたならば、昇降プレート３２にはマスクプレート１２に対応したクリーニングツール３１が正しく装着されていることが確認される。これに対し、認識マーク３１ａが存在すべき位置に検出されない場合には、昇降プレート３２には本来装着されるべきではない誤ったクリーニングツール３１が装着された状態にあると判定される。

次に、図６を参照してスクリーン印刷装置の制御系の構成について説明する。図６において、演算部４５はＣＰＵであり、プログラム記憶部４６に記憶された各種プログラムを実行することにより、後述する各種演算・処理を行う。これらの演算・処理においては、データ記憶部４７に記憶された各種のデータが用いられる。プログラム記憶部４６には、印刷動作プログラム、画像処理プログラム、マスクサイズ正誤判定プログラム、ツールサイズ正誤判定プログラムが記憶されている。

印刷動作プログラムは、基板位置決め部１およびスキージヘッド１３の動作を制御して基板６へのクリーム半田９の印刷を行う印刷動作のためのプログラムである。画像処理プログラムは、画像処理部４０がカメラ１９の撮像結果に基づき、マスクプレート１２の認識マーク１２ｂの位置認識、基板８の位置認識およびクランパ７に設けられた認識マーク７ａの有無検出、マスクホルダ２３の認識マーク２３ａの有無検出、クリーニングヘッド２０ａの認識マーク３１ａの有無を検出するための画像認識処理を行うプログラムである。マスクサイズ正誤判定プログラムは、認識マーク２３ａの有無を検出した結果に基づき、マスクホルダ２３に保持されたマスクプレート１２の正誤判定を行うための処理プログラムである。またツールサイズ正誤判定プログラムは、認識マーク３１ａ、認識マーク７ａの有無を検出した結果に基づき、クリーニングヘッド２０ａに装着されたクリーニングツール３１および基板位置決め部１に装着されたクランパ７の正誤判定を行うための処理プログラムである。

データ記憶部４７には、スクリーン印刷動作におけるスキージ移動速度や印圧値などの印刷条件データの他、図７（ａ）に示すように、上述の正誤判定を行うために必要な、マスクサイズデータ４７ａ、ツールサイズデータ４７ｂが記憶されている。マスクサイズデータ４７ａには、図７（ｂ）に示すように、矩形状のマスクプレート１２の両辺寸法を示すサイズデータＡ１，Ａ２がマスクプレート１２の種類毎に記憶されている。ツールサイズデータ４７ｂには、図７（ｃ）に示すように、棒状のクリーニングツール３１の長さ寸法および両端の２つの認識マーク３１ａの間隔をそれぞれ示すサイズデータＢ，Ｂ１がクリーニングツール３１の種類毎に記憶され、またクランパ７の長さ寸法および両端の２つの認識マーク７ａの間隔をそれぞれ示すサイズデータＣ，Ｃ１がクランパ７の種類毎に記憶されている。

これらのマスクサイズデータ４７ａ、ツールサイズデータ４７ｂが与えられることにより、マスクプレート１２、クリーニングツール３１、クランパ７がそれぞれマスクホルダ２３、クリーニングヘッド２０ａ、基板位置決め部１に装着された状態における認識マーク２３ａ、認識マーク３１ａ、認識マーク７ａの当該スクリーン印刷装置の機械座標系での座標位置がマスクプレート１２、クリーニングツール３１、クランパ７の各種類毎に、
所定位置として特定される。

操作・入力部４８は、キーボードやマウスなどの入力手段であり、各種の制御コマンドやデータの入力を行う。表示部４９はディスプレイ装置であり、カメラ１９によって取得された画像のほか、後述するマスク正誤判定やツール正誤判定の判定結果の表示を行う。画像処理部４０は、カメラ１９による撮像結果を画像処理する。これにより、マスクプレート１２の認識マーク１２ｂの位置認識や、基板８の位置認識およびクランパ７に設けられた識別マーク７ａの識別が行われ、さらにマスクホルダ２３の認識マーク２３ａの有無の検出、マスククリーニング機構２０の認識マーク３１ａの有無を検出が行われる。

したがって、カメラ１９および画像処理部４０は、マスクホルダ２３の所定部位をマーク撮像部であるカメラ１９によって撮像し、この撮像結果を認識処理することにより所定部位に形成された認識マーク２３ａを検出し、さらにクリーニングツール３１の所定部位をカメラ１９によって撮像し、この撮像結果を認識処理することにより所定部位に形成された認識マーク３１ａを検出するマーク検出手段を構成する。

機構制御部４２は、基板位置決め部１、マスククリーニング機構２０、スクリーン印刷部１０およびカメラ移動機構４１などの機構部を制御する。マスク正誤判定部４３は、上述のマスクサイズデータ４７ａによって特定される所定の撮像位置へカメラ１９を移動させて認識マーク２３ａを検出する処理を行わせる。そして認識マーク２３ａが本来存在すべき位置に検出されたならば、マスクホルダ２３には正しいマスクプレート１２が装着されていると判定し、存在すべき位置に検出されない場合には、マスクホルダ２３には誤ったマスクプレート１２が保持されていると判定して、その旨表示部４９に表示する。すなわちマスク正誤判定部４３は、マスクプレート１２のサイズを示すマスクサイズデータ４７ａにしたがってカメラ１９を移動させた状態におけるマーク検出手段による認識マーク２３ａの検出結果に基づき、マスクホルダ２３に保持された当該マスクプレート１２が正しい種類のものであるか否かを判定する処理を行う。

ツール正誤判定部４４は、上述のツールサイズデータ４７ｂによって特定される所定の撮像位置へカメラ１９を移動させて認識マーク３１ａ、７ａを検出する処理を行わせる。そして認識マーク３１ａ、７ａが本来存在すべき位置に検出されたならば、クリーニングヘッド２０ａ、基板位置決め部１には正しいクリーニングツール３１、クランパ７が装着されていると判定し、存在すべき位置に検出されない場合には、クリーニングツール３１、基板位置決め部１には誤ったクリーニングツール３１、クランパ７が装着されていると判定して、その旨表示部４９に表示する。すなわちツール正誤判定部４４は、クリーニングツール３１のサイズを示すツールサイズデータ４７ｂにしたがってカメラ１９を移動させた状態におけるマーク検出手段による認識マーク３１ａ、７ａの検出結果に基づき、クリーニングヘッド２０ａ、基板位置決め部１に装着された当該クリーニングツール３１、クランパ７が正しい種類のものであるか否かを判定する処理を行う。

次に図８、図９を参照して、上述のようにサイズの異なる複数種類のマスクプレートを基板８の品種に応じて使い分ける構成のスクリーン印刷装置において、マスクプレートの交換に伴って実行される印刷開始前作業について、図８のフローに則して図９を参照しながら説明する。印刷作業において基板品種が変更され、マスクプレート１２の交換が必要とされる場合には、まずマスクホルダ２３の取付け位置を変更する（ＳＴ１）。ここでは、新たに対象となる基板８に対応したマスクプレート１２に合わせて、図４に示すようにマスクホルダ２３のブラケット２２への取り付け位置を変更する。次いで新たなマスクプレート１２をマスクホルダ２３に装着する（ＳＴ２）。すなわち、図９に示すように、取り付け位置が変更されたマスクホルダ２３にマスク枠１１を嵌合させ、マスク枠１１をストッパ２６とマスククランプ部２７で挟み込むとともに、マスク枠１１をマスククランプ
機構２４によってマスクホルダ２３に対して押し付けてクランプする。次いで、可動機構部の各軸を原位置に復帰させる（ＳＴ３）。なお、原位置復帰の（ＳＴ３）を、マスクホルダ２３の取り付け位置変更に先立って行わせるようにしてもよい。すなわち、この場合には可動機構部の各軸が原位置に復帰した状態で（ＳＴ１）、（ＳＴ２）の各作業を実行する。

この後、装着されたマスクプレート１２の正誤判定が行われる（ＳＴ４）。ここでは、カメラ１９を原位置から認識マーク２３ａが本来存在すべき位置に向かって移動させる。ここで認識マーク２３ａが本来存在すべき位置は、新たなマスクプレート１２に対応して取付けられたマスクホルダ２３における所定部位、すなわちマスクホルダ２３の端部に設けられたタブプレート２３ｂであり、この所定部位において、図９に示すようにY方向の装置中心線ＣＬから（Ａ１／２−Ｄ）だけ隔てられた位置が、認識マーク２３ａが存在すべき位置となる。

そして上記位置へ移動したカメラ１９によって撮像を行い、認識マーク２３ａの有無を検出する。このカメラ１９の移動においては、データ記憶部４７に記憶されたマスクサイズデータ４７ａ（図７（ａ））が参照されてサイズデータＡ１が読み出される。Ｄは図４に示す認識マーク２３ａの内側面２３ｃからのオフセット寸法である。このカメラ１９の移動において、認識マーク２３ａが形成された所定部位はマスクホルダ２３においてカメラ１９の原位置に近接した方の端部に設けられていることから、カメラ１９はマスクホルダ２３に付随して設けられた機構部と干渉することなく、目標とする撮像位置まで到達することができる。

そして認識マーク２３ａが本来存在すべき位置に検出されなかった場合は、マスクホルダ２３は本来あるべき位置から外れた位置にあり、マスクホルダ２３には本来装着されるべきではない誤ったマスクプレート１２が装着されて保持された状態にあると判定される。この場合には、（ＳＴ１）に戻ってマスクホルダ２３の取付け位置の変更を再度実行する。また認識マーク２３ｂが存在すべき位置に検出されたならば、マスクホルダ２３には生産対象の基板８に対応したマスクプレート１２が正しく保持されていることが確認され、以下のステップに移行する。

まずマスクプレート１２の位置認識が行われる（ＳＴ５）。すなわち、カメラ１９をマスクプレート１２の上方に移動させて、認識マーク１２ｂをカメラ１９によって撮像することにより、マスクホルダ２３に装着された状態におけるマスクプレート１２の正しい位置を認識する。このとき、マスクプレート１２の正誤が確認されていることから、マスククランプ機構２４など、マスクプレート１２を上方から撮像するカメラ１９の移動と干渉する可能性がある機構部が、マスクプレート１２の上方に突出して存在する場合にあっても、これらの機構部との干渉が防止されるような経路でカメラ１９を移動させることができる。これにより、誤ったマスクプレート１２が保持された状態において、マスクプレート１２をそのまま移動させた場合に生じるカメラ１９とマスククランプ機構２４などの機構部との干渉に起因する装置トラブルを有効に防止することが可能となっている。

次いで、クランパ７、クリーニングツール３１の正誤確認を行う（ＳＴ６）。すなわち、図３に示すクランパ７の認識マーク７ａや、図９に示すクリーニングツール３１の認識マーク３１ａが本来存在すべき位置にカメラ１９を移動させる。このときのカメラ１９の移動の目標位置を特定するために、ツールサイズデータ４７ｂ（図５（ｂ））が参照され、サイズデータＢ１，Ｃ１が読み出される。図９に示すように、認識マーク３１ａが存在すべき位置は、Ｙ方向の装置中心線ＣＬからＢ１／２だけ隔てられた位置となる。次いでこの位置でカメラ１９によって撮像を行い、認識マーク７ａ、認識マーク３１ａの有無を検出し、この検出結果に基づき、既装着状態にあるクランパ７、クリーニングツール３１
が、マスクプレート１２に対応した正しいものであるか否かの確認を、認識マーク７ａ、認識マーク３１ａの有無の検出結果に基づき行う。そしてこのようにして、クランパ７、クリーニングツール３１が正しいことが確認された後、当該マスクプレート１２を用いたスクリーン印刷作業を開始する（ＳＴ７）。

上記説明したように、本発明のスクリーン印刷装置は、マスクプレート１２を保持するマスクホルダ２３の所定部位や、クリーニングツール３１の所定部位をマーク撮像部であるカメラ１９によって撮像した撮像結果を認識処理して、所定部位に形成された認識マークの有無を検出するマーク検出手段を備え、マスクプレート１２のサイズを示すマスクサイズデータ４７ａやクリーニングツール３１のサイズを示すツールサイズデータ４７ｂにしたがってカメラ１９を移動させた状態における認識マークの検出結果に基づき、当該マスクプレート１２やクリーニングツール３１が正しい種類のものであるか否かを判定するようにしている。これにより、マスクププレート１２やクリーニングツール３１など、対象となる基板８のサイズに応じて複数種類から選択されて交換される交換部品類の正誤を正しく自動識別することができる。

本発明のスクリーン印刷装置は、対象となる基板のサイズに応じて複数種類から選択されて交換される交換部品類の正誤を正しく自動識別することができるという効果を有し、基板にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷する分野に有用である。

本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のマスクホルダの構造説明図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるマスククリーニング機構の構成説明図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のデータ記憶部に記憶されるマスクサイズデータおよびツールサイズデータの説明図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるマスクプレート交換に伴う作業手順を示すフロー図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるマスクプレートの装着状態の説明図

符号の説明

１ 基板位置決め部
７ クランパ
７ａ 認識マーク
８ 基板
１０ スクリーン印刷部
１１ マスク枠
１２ マスクプレート
１３ スキージユニット
１５ スキージ
１９ カメラ
２０ マスククリーニング機構
２０ａ クリーニングヘッド
２３ マスクホルダ
２３ａ 認識マーク
２４ マスククランプ機構
３１ クリーニングツール
３１ａ 認識マーク

Claims (3)

1. パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、
   サイズの異なる複数種類の前記マスクプレートを保持しマスクプレートのサイズに応じて取り付け位置が可変に構成されたマスクホルダと、
   前記マスクホルダの所定部位をマーク撮像部によって撮像し、この撮像結果を認識処理することにより前記所定部位に形成された認識マークを検出するマーク検出手段と、前記マーク撮像部を水平移動させる撮像部移動機構と、
   前記マスクプレートのサイズを示すマスクサイズデータにしたがって前記マーク撮像部を移動させた状態における前記マーク検出手段による認識マークの検出結果に基づき、前記マスクホルダに保持された当該マスクプレートが正しい種類のものであるか否かを判定するマスク正誤判定部とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
2. 前記マスクホルダから上方に突出して設けられ前記マスクプレートを上方からマスクホルダに押しつけてクランプするマスククランプ機構を備え、前記マーク撮像部は前記マスクプレートを上方から撮像するマスク撮像カメラであることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷装置。
3. パターン孔が設けられたマスクプレートに基板を当接させ、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、
   サイズの異なる複数種類のクリーニングツールが装着されたクリーニングヘッドを前記マスクプレートの下方において往復動させ、前記マスクプレートの下面に前記クリーニングツールを摺接させてクリーニングするマスククリーニング機構と、
   前記クリーニングツールの所定部位をマーク撮像部によって撮像し、この撮像結果を認識処理することにより前記所定部位に形成された認識マークを検出するマーク検出手段と、前記マーク撮像部を水平移動させる撮像部移動機構と、
   前記クリーニングツールのサイズを示すツールサイズデータにしたがって前記マーク撮像部を移動させた状態における前記マーク検出手段による認識マークの検出結果に基づき、前記クリーニングヘッドに装着された当該クリーニングツールが正しい種類のものであるか否かを判定するツール正誤判定部とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷装置。

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