JP5907110B2 - スクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置に関し、特に基板における印刷パターンの位置決めを行うスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置に関する。

太陽電池における拡散層や電極のパターン形成には、低コストで基板を処理できることから一般的にスクリーン印刷が多用されている。
図１に、従来のスクリーン印刷装置の構成例を示す。図１に示すように、スクリーン印刷装置９０１は供給コンベア９０４で基板をプレステージ９０２に供給し、プレステージ９０２で基板の印刷位置決め後、位置情報を記憶したまま移載コンベア９０５により基板をプレステージ９０２から印刷部９０３に移載し、印刷部９０３において印刷後、排出コンベア９０６により基板を排出する機構を備えている。

図２に、プレステージ９０２の概略図を示す。一般に、プレステージ９０２は、基台上に設置され、矩形の基板Ｓを固定して支持する基板支持テーブル９２３と、基板支持テーブル９２３上の矩形の基板Ｓの基板辺を基板支持テーブル９２３の上方から撮像する撮像手段９２４Ａ、９２４Ｂ、９２４Ｃとを備えている。

撮像手段９２４Ａ、９２４Ｂ、９２４Ｃは撮像カメラ、照明及びコンピュータから構成されており、図２に示すように、撮像手段９２４Ａ、９２４Ｂ、９２４Ｃのうち、２つの撮像手段９２４Ａ、９２４Ｂが基板Ｓの同一の１辺を撮像し、この一辺に対して直角な辺を残り１つの撮像手段９２４Ｃが撮像し、撮像領域９２５Ａ、９２５Ｂ、９２５Ｃの撮像データを得、この撮像データを基に画像処理を行い、それぞれの撮像領域の中心線に基板辺が合うように、基板支持テーブル９２３を移動及び回動させ基板Ｓの印刷位置を決定する機能を有する。

従来のスクリーン印刷における基板の印刷位置決め処理は、スクリーン版を基準にして次のように行われる。
まず、スクリーン版を印刷部９０３のスクリーン支持部分に固定し、基板をプレステージ９０２から印刷部９０３に移載後、印刷部９０３において試し刷り（テスト印刷）を行う。次に、移載コンベア９０５によりその印刷位置を保存したまま、基板をプレステージ９０２上に戻す。試し刷りのパターンと所望のパターン位置のずれを可能な限り小さくなるように、撮像手段９２４Ａ、９２４Ｂ、９２４Ｃのカメラの位置を調整し、固定する。以上のような撮像手段９２４Ａ、９２４Ｂ、９２４Ｃのカメラの位置調整後、本印刷へと移る。本印刷では、基板に印刷するための前処理として、上述したようにプレステージ９０２において画像処理により撮像手段９２４Ａ、９２４Ｂ、９２４Ｃの撮像領域９２５Ａ、９２５Ｂ、９２５Ｃの中心線に基板辺が合うように基板支持テーブル９２３を移動及び回動させてステージが微調整されて基板Ｓの印刷位置が決定される。そして、基板Ｓを移載コンベア９０５により、決定した印刷位置を記憶して（即ち、撮像手段９２４Ａ、９２４Ｂ、９２４Ｃに対する位置関係を保持したまま）印刷部９０３へ移載する。印刷部９０３において、塗布剤が基板Ｓ上に所定のパターン形状に塗布される。

従来のスクリーン印刷では、基板の印刷位置決めを上記のように基板の２辺を基準に行うため、処理する基板の形状が規格（角度、辺大きさ）から逸脱している場合、印刷パターンが基板内で基準辺に偏る、又は基板の４辺と印刷パターンへの距離が一定でなくなるという問題がある。また、基板認識用のカメラが３台以上必要となるため、機器設備費用が高くなり、点検が頻繁になるという問題がある。

また、太陽電池用基板の形状は矩形、特に正方形であることが多く、基板角に丸みのある擬似正方形も頻繁に用いられるが、このような太陽電池用基板は１本のシリコンインゴットを約１００〜１，０００枚にスライスして得られることから、インゴットごとにサイズが異なっていたり、切削角度にバラツキが生じたりするため厳密には基板の形状は１枚１枚異なっている。このため、上述のように太陽電池セル用のスクリーン印刷を行う際、例えば図３（ａ）に示すように、基板サイズが平均的なものよりも大きく基板辺の長さが大きい基板Ｓａを用いる場合や、図３（ｂ）に示すように、基板の角部Ｋｂの角度が９０°ではない基板Ｓｂを用いる場合に、基板と印刷パターンとのずれが大きくなり、図３（ａ）に示すように印刷パターンが基板Ｓａ内で２つの基準辺に偏ったり、図３（ｂ）に示すように基準辺でない辺から印刷パターンまでの距離が一定でなくなったりするという問題が発生する。

なお、本発明に関連する先行技術として、特開平８−１５０６９６号公報（特許文献１）、特開２００１−１２１６７２号公報（特許文献２）がある。

特開平８−１５０６９６号公報 特開２００１−１２１６７２号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、基板のサイズや形状によらずに精度よくかつ簡単に基板の位置決めを行い、基板面内に偏りがなく適切に印刷パターンを形成することが可能なスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、下記のスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置を提供する。
〔１〕 矩形の基板を移動又は回動可能なテーブルに固定し、該テーブルを移動又は回動して上記基板の位置決めを行い、該位置決めした基板にスクリーン印刷手段によりスクリーン印刷を行うに際し、予め上記スクリーン印刷位置に対して所用の対応関係で位置決めされた２つの撮像手段それぞれにより上記基板の対角となる２つの角部付近それぞれを撮像して画像データを取得し、これらの画像データを画像処理して得られる各角部の位置データに基づいて上記テーブルを移動又は回動して上記基板の位置決めを行い、スクリーン印刷を行うことを特徴とするスクリーン印刷方法。
〔２〕 上記撮像手段により撮像を行う前に上記２つの撮像手段を位置決めする方法であって、上記テーブルに固定されたテスト用の矩形の基板の対角となる２つの角部にそれぞれアライメントマークを印刷し、これらアライメントマークをそれぞれ２つの撮像手段で撮像してその撮像手段に付随した基準マークを付加した画像データを取得し、これらの画像データを画像処理して上記基準マークとアライメントマークの位置ずれを算出し、その位置ずれを解消するように上記２つの撮像手段を移動又は回動して該２つの撮像手段の位置決めを行うことを特徴とする〔１〕記載のスクリーン印刷方法。
〔３〕 上記２つのアライメントマークの印刷をテスト印刷を兼ねて行うことを特徴とする〔２〕記載のスクリーン印刷方法。
〔４〕 上記２つのアライメントマークが本印刷の印刷パターンを兼ねていることを特徴とする〔３〕記載のスクリーン印刷方法。
〔５〕 上記２つのアライメントマークは互いに平行となる直線部分を有するマークであることを特徴とする〔２〕〜〔４〕のいずれかに記載のスクリーン印刷方法。
〔６〕 上記２つの撮像手段のスクリーン印刷位置に対する位置決めは、スクリーン印刷手段のスクリーン版が更新されるまで保持されることを特徴とする〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載のスクリーン印刷方法。
〔７〕 上記基板において対象となる角部が欠けているとき、基板の２辺を延長して交わる部分を角部とみなすことを特徴とする〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載のスクリーン印刷方法。
〔８〕 上記基板は半導体基板であり、該基板に太陽電池用の拡散剤又は電極用ペーストをスクリーン印刷することを特徴とする〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載のスクリーン印刷方法。
〔９〕 矩形の基板を固定して支持する印刷テーブルと、該印刷テーブル上の基板にスクリーン印刷を行う印刷手段とを有するスクリーン印刷部と、上記矩形の基板を固定して支持する位置決めテーブルと、該位置決めテーブルをそのテーブル面の水平方向に移動させ回動させるテーブル移動機構と、予め上記スクリーン印刷位置に対して所用の対応関係で位置決めされた２つの撮像手段と、上記２つの撮像手段の画像データを画像処理して得られる各角部の位置データに基づいて位置決めテーブルの移動量を演算する演算手段とを有し、演算手段の演算結果に基づいて基板の位置決めを行う位置決め部と、上記位置決め部とスクリーン印刷部との間で搬送元における配置位置を記憶したまま基板を搬送先に搬送し載置する基板移載手段とを備え、上記２つの撮像手段それぞれにより位置決めテーブルに固定した基板の対角となる２つの角部付近それぞれを撮像して画像データを取得し、演算手段がこれらの画像データから位置決めテーブルの移動量を求め、テーブル移動機構がこの移動量に基づき上記位置決めテーブルを移動又は回動して上記基板の位置決めを行い、この位置決めを行った基板を印刷テーブルに移載し、スクリーン印刷を行うことを特徴とするスクリーン印刷装置。

本発明によれば、予めスクリーン印刷位置に対して所用の対応関係で位置決めされた２つの撮像手段それぞれにより基板の対角となる２つの角部付近それぞれを撮像して画像データを取得し、これらの画像データを画像処理して得られる各角部の位置データに基づいてテーブルを移動又は回動して基板の位置決めを行うので、基板のサイズや形状によらずに精度よくかつ簡単に基板の位置決めを行い、基板面内に偏りがなく適切にスクリーン印刷パターンを形成することが可能となる。

従来のスクリーン印刷装置の全体構成を示すブロック図である。 図１のスクリーン印刷装置における基板の印刷位置決めを行うプレステージの構成を示す斜視図である。 従来のスクリーン印刷装置における印刷位置決めに関する問題の事例を示す正面図であり、（ａ）は基板内での印刷パターンの偏りが発生した例、（ｂ）は基準辺でない辺から印刷パターンまでの距離が一定でない例である。 本発明に係るスクリーン印刷装置の全体構成を示すブロック図である。 図４のスクリーン印刷装置における基板の印刷位置決めを行うプレステージの構成を示す斜視図である。 図４のスクリーン印刷装置における印刷部の構成を示す断面図である。 アライメントマークを印刷パターンとは別に設けた場合の撮像手段の位置決めを行う様子を示す概略図であり、（ａ）は位置決め前の状態、（ｂ）は位置決め後の状態である。 アライメントマークが印刷パターンを兼ねたものである場合の撮像手段の位置決めを行う様子を示す概略図であり、（ａ）は位置決め前の状態、（ｂ）は位置決め後の状態である。 位置決めした撮像手段を用いた基板の位置決めの仕方を示す概略図である。 角部が欠落した矩形の基板の例を示す正面図である。

以下に、本発明に係るスクリーン印刷方法について説明する。
まず、図４〜図６を用いて、本発明のスクリーン印刷方法で使用するスクリーン印刷装置について説明する。図４は本発明に係るスクリーン印刷装置の全体構成を示すブロック図であり、図５は図４のスクリーン印刷装置における基板の印刷位置決めを行うプレステージの構成を示す斜視図であり、図６は図４のスクリーン印刷装置における印刷部の構成を示す断面図である。

本発明で用いるスクリーン印刷装置は、プレステージ１０２を除いて図１の従来のスクリーン印刷装置の構成と同じであり、図４に示すように、プレステージ１０２に基板を移載する供給コンベア１０４と、撮像手段の位置決め及び基板の印刷位置決めを行うプレステージ（位置決め部）１０２と、基板の印刷位置を記憶したままプレステージ１０２と印刷部１０３との間で相互に基板を移載できる移載コンベア（基板移載手段）１０５と、塗布剤を基板上に印刷塗布する印刷部（スクリーン印刷部）１０３と、印刷した基板を移載する排出コンベア１０６とを備えている。

ここで、プレステージ１０２は、撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂ及び基板Ｓの位置決め部であって、図５に示すように、基板Ｓを固定して支持する基板支持テーブル（位置決めテーブル）２０３と、プレステージ基台（不図示）上において基板支持テーブル２０３をそのテーブル面の水平方向（ｘ軸方向及びｘ軸に直交する方向であるｙ軸方向）に移動させる第１移動機構及び基板支持テーブル２０３をテーブル面に対して垂直なｚ軸を中心に所定角度ｒだけに回動させる回動機構からなるテーブル移動機構（不図示）と、基板支持テーブル２０３の上方に配置され該テーブル上の基板Ｓの対角となる２つの角部及びその周辺（角部付近）をそれぞれ撮像する２つの撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂと、２つの撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂを撮像光軸に直交する水平方向（基板支持テーブル２０３のテーブル面に対して水平な方向）に移動させ撮像光軸中心に回動させる撮像手段移動機構（不図示）と、２つの撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂの撮像結果（画像データ）に基づいて画像処理を行い撮像手段移動機構及びテーブル移動機構の移動量を演算する演算手段（不図示）と、該演算手段の演算結果に基づき上記撮像手段移動機構又はテーブル移動機構により撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂ又は基板支持テーブル２０３を移動及び／又は回動させる制御手段（不図示）とを有する。なお、図５において、撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂは、それぞれ撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂで撮像される矩形の撮像領域（撮像画面）である。また、これら２つの撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂで撮像した撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂを映し出すモニタ（不図示）を備えてもよい。

本発明で用いられる基板Ｓは、略矩形を有しており、例えば正方形、長方形、角部の一部又は全部が欠けた正方形や長方形、丸みのある角部とした正方形や長方形及び角部の角度が９０°からわずかに外れた（９０°から最大±１．５°程度外れた）擬似矩形のものが含まれる。また、基板Ｓは、例えばシリコンインゴットから切り出した半導体基板であって、太陽電池用基板として用いられるものが例示される。

基板支持テーブル２０３は、基板Ｓをテーブル面に固定するための機構（例えば真空吸着機構）を備えている。

撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂは、基板支持テーブル２０３上の基板Ｓに光を照射する照明装置を有し、基板Ｓを認識可能に撮像するカメラである。また、その撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂは、それぞれ基板Ｓの１つの角部及びその周辺（角部付近）が後述する画像処理が可能に含まれる正方形又は長方形の撮像視野である。

演算手段は、撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂで撮像された基板Ｓの対角線上の角部及びその周辺からなる２つの撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂの画像データを画像処理し、この得られた画像処理情報を基に撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂ又は基板Ｓの位置決めのための移動量を算出する。例えば、演算手段は基板Ｓ上に印刷されたアライメントマークを認識し、このアライメントマークと対象の撮像手段に付属した基準マークとの位置のずれをこの撮像手段の移動量として求めるものである。また、演算手段は光照射されている基板Ｓの部分を黒色部分と判定し、基板支持テーブル２０３部分を白色部分と判定し、この黒色部分と白色部分の境界線を基板辺と認識し、この基板辺と対象の撮像手段に付随する基準マークとの位置関係を求め、更に２つの撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂそれぞれにおける基板Ｓの角部の基板辺の長さ（即ち、各角部の位置データ）から基板Ｓの移動量を求めるものである。

印刷部１０３は、上記基板Ｓを固定して支持する印刷テーブルと、該印刷テーブル上の基板Ｓにスクリーン印刷を行う印刷手段とを有する。その一例を図６に示す。
図６に示すように、印刷部１０３は、印刷基台３０２上に設置され、その上に基板Ｓを固定して支持する基板支持テーブル３０３と、この基板支持テーブル３０３の上方に配置されたスクリーン支持手段３０４及びスクリーン版３０５と、スクリーン版３０５の上方に配置された一対の印刷ヘッド３０６Ａ、３０６Ｂとを備えている。Ｃｐはスクリーン印刷の中心（スクリーン版３０５の中心）である。

スクリーン印刷するに当たっては、移載コンベア１０５によりプレステージ１０２から基板Ｓが基板支持テーブル３０３上に移載された後、スクリーン版３０５上に拡散剤ペーストや導電性の電極ペースト等の印刷用のペーストが供給され、印刷ヘッド３０６Ａ、３０６Ｂに付属のスクレッパーによりスクリーン版３０５のパターン孔内にペーストを充填し、印刷ヘッド３０６Ａ、３０６Ｂのスキージをスクリーン版に摺動させることによりパターン孔内からペーストを吐出させ、基板Ｓに所望の印刷パターンを形成する。

拡散剤ペーストは、例えばリン化合物やボロン化合物等の拡散剤、拡散剤を溶かす溶剤及び粘性を上げるバインダーを含有するのが好ましい。また、電極ペーストは、例えば銀、銅、金、白金等の金属粉末、有機ビヒクル及びガラスフリットを含有するのが好ましい。

上記コンベア１０４、１０５、１０６には、例えば特開２０１２−０３８７５５号公報に記述されているような搬送コンベアを使用できる。この搬送コンベアは、左右一対のコンベアベルト、駆動モータなどで構成されており、また昇降脚の中間高さ位置に一対のガイドレールが搬送方向に平行に配設されている。このような構造により、駆動モータを回転させると上記コンベアベルトは輪転駆動され、ベルト上面のコンベア搬送面に基板Ｓを載置して搬送することができる。また移載中、基板Ｓにほとんど振動を伝えないことが望ましい。

なお、移載コンベア１０５は、決定した印刷位置を記憶して移載できる機能、即ち搬送元のテーブルの基台における基板Ｓの位置関係のまま搬送先のテーブル上に該基板Ｓを載置する機能を有するのであって、プレステージ１０２のプレステージ基台における位置と印刷部１０３の印刷基台３０２における位置が１対１に対応するように基板Ｓを基板支持テーブル２０３、３０３相互間で移載することできる。ここで、プレステージ１０２において初期状態ではプレステージ基台の中心と基板支持テーブル２０３の中心が一致するように基板支持テーブル２０３がプレステージ基台上に配置されるが、テーブル移動機構により移動及び／又は回動した基板支持テーブル２０３の中心はプレステージ基台の中心からずれるようになる。一方、印刷部１０３においては印刷基台３０２の中心と基板支持テーブル３０３の中心は常に一致している。従って、初期状態では、プレステージ１０２の基板支持テーブル２０３の中心（つまり、プレステージ基台中心）に配置された基板Ｓは移載コンベア１０５によって印刷部１０３の基板支持テーブル３０３の中心に移載される。即ち、初期状態で、印刷部１０３で試し刷りした基板Ｓをプレステージ１０２の基板支持テーブル２０３に移載した場合、プレステージ１０２のプレステージ基台における基板Ｓの試し刷りされた印刷パターンのスクリーン印刷の中心の位置は印刷部１０３におけるスクリーン印刷の中心Ｃｐの位置（印刷基台３０２におけるスクリーン印刷の中心Ｃｐの位置）に対応したものとなる。また、プレステージ１０２においてテーブル移動機構によって基板支持テーブル２０３及び基板Ｓを移動又は回動させると基板Ｓはプレステージ基台の中心からずれるが、その状態で移載コンベア１０５で基板Ｓを移載すると、基板支持テーブル３０３上においてプレステージ基台の中心からのずれに対応する位置関係で基板支持テーブル３０３の中心（つまり、印刷基台３０２の中心）からずれた位置に配置されるようになる。

スクリーン印刷装置１０１の連続稼動時には、供給コンベア１０４の駆動は移載コンベア１０５及び排出コンベア１０６の駆動と連動しており、こうすることで基板Ｓを供給コンベア１０４からプレステージ１０２へ供給し、プレステージ１０２にある基板Ｓを移載コンベア１０５から印刷部１０３へ移載し、印刷部１０３にある基板Ｓを排出コンベア１０６で排出することを同時にすることができ、次いでプレステージ１０２及び印刷部１０３で同時に処理することにより、連続してスクリーン印刷処理することが可能である。

このスクリーン印刷装置１０１を用いた本発明のスクリーン印刷方法では、次の手順で撮像手段の位置決め及び基板の位置決めが行われる。

（撮像手段の位置決め）
まず、供給コンベア１０４からテスト用の基板Ｓをプレステージ１０２の基板支持テーブル２０３に供給し、更に移載コンベア１０５によりプレステージ１０２から印刷部１０３の基板支持テーブル３０３に移載し、印刷部１０３において基板Ｓに試し刷り（テスト印刷）を行う。このとき、基板Ｓに、図７（ａ）に示すように、試し刷りの印刷パターンＰ１とは別に、基板Ｓの対角関係となる２つの角部付近にアライメントマークＭａ１、Ｍａ２をそれぞれ印刷する。この２つのアライメントマークＭａ１、Ｍａ２はスクリーン印刷の中心から基板Ｓの対角方向にそれぞれ等距離となる位置に形成されるマークであって、互いに平行となる直線部分を有するマークであることが好ましい。また、アライメントマークＭａ１、Ｍａ２は直線部分を含んでいれば三角形、四角形、カギ形等の図形であっても構わない。図７では、所定の長さをもつ線分で互いに平行なアライメントマークＭａ１、Ｍａ２を示している。
次に、試し刷りをした基板Ｓを移載コンベア１０５によりその基台における印刷位置を保持しながらプレステージ１０２の基板支持テーブル２０３上に移載する。このとき、例えば基板Ｓ、基板支持テーブル２０３、プレステージ基台それぞれの中心が一致した状態にある。
このときの基板ＳのアライメントマークＭａ１、Ｍａ２と撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂの基準マークＭｓ１、Ｍｓ２との位置関係は、図７（ａ）に示すように、互いの位置がずれた状態となっている。
ここで、プレステージ１０２の演算手段が、まず撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂの画像データそれぞれを画像処理して、撮像領域２０５Ａにおける基準マークＭｓ１とアライメントマークＭａ１との位置ずれ及び撮像領域２０５Ｂにおける基準マークＭｓ２とアライメントマークＭａ２との位置ずれを求める。ここで、基準マークＭｓ１、Ｍｓ２は、それぞれ撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂにおいて撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂに付属した撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂそれぞれの特定の位置に固定されたマークであり、撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂを撮像手段移動機構によりプレステージ基台上方で移動及び／又は回動させると、撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂと共に移動及び／又は回動するものである。図７（ａ）においては、基準マークＭｓ１、Ｍｓ２をそれぞれ矩形の撮像領域（撮像画面）２０５Ａ、２０５Ｂそれぞれの一辺をなす直線状であって、一端に基準点Ｔｓ１、Ｔｓ２を有するマークとして示している。次に、演算手段がそれぞれの上記位置ずれを可能な限り小さくして解消するための基準マークＭｓ１、Ｍｓ２の移動量を撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂの移動量として求める。具体的には、基準マークＭｓ１の線分とアライメントマークＭａ１の線分とが平行となるように基準マークの回動角度を求め、更に基準マークＭｓ１端部の基準点Ｔｓ１がアライメントマークＭａ１の一方の端部と一致するように水平方向（ｘｙ方向）の移動距離を求める。基準マークＭｓ２についても同様である。
次いで、この演算結果（撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂの移動量）に基づいて、撮像手段移動機構により撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂを移動及び／又は回動させる。これにより、図７（ｂ）に示すように、基準点Ｍｓ１とアライメントマークＭａ１の端点とが一致し、基準マークＭｓ１とアライメントマークＭａ１が重なり合った状態となるように撮像領域２０５Ａ（即ち撮像手段２０４Ａ）が移動し、基準点Ｍｓ２とアライメントマークＭａ２の端点とが一致し、基準マークＭｓ２とアライメントマークＭａ２が重なり合った状態となるように撮像領域２０５Ｂ（即ち撮像手段２０４Ｂ）が移動する。
これにより、プレステージ１０２のプレステージ基台上方において撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂがスクリーン印刷位置に対して所用の対応関係で、即ちスクリーン印刷の中心から基板Ｓの対角方向に等距離の位置に位置決めされ、更に撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂにおける基準マークＭｓ１、Ｍｓ２が所用の対応関係（例えば、互いの直線部分が平行な関係）となる。なお、図７（ａ）の状態を映し出したモニタを見ながら手動で撮像手段移動機構により撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂを移動及び／又は回動させて図７（ｂ）の状態になるように撮像手段の位置決めを行うようにしてもよい。
次に、必要に応じて（基板Ｓのサイズに応じて）、後述する基板Ｓの位置決めを行う前に、位置決めを行った２つの撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂそれぞれで次の本印刷用の基板Ｓの対角となる角部及びその周辺が適切に含まれる撮像領域が得られるように、該２つの撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂをスクリーン印刷の中心を基準として点対象となる位置関係を維持しつつ互いに等距離だけ移動させる。

また、上記撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂの位置決めに用いる２つのアライメントマークが本印刷の印刷パターンを兼ねているようにしてもよい。例えば、図８に示すように、印刷パターンＰ２の上部、下部それぞれが対角となる２つの角部付近まで延びる線分であって互いに平行となっていることから、これらの部分をそれぞれアライメントマークＭａ３、Ｍａ４とするとよい。
この場合にも上記と同様に撮像手段の位置決めを行うことができる。即ち、試し刷りした基板Ｓを移載コンベア１０５によりその基台における印刷位置を保持しながらプレステージ１０２の基板支持テーブル２０３上に移載すると、図８（ａ）に示すように、基板ＳのアライメントマークＭａ３、Ｍａ４と撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂの基準マークＭｓ１、Ｍｓ２との互いの位置がずれた状態となっている。
ここで、プレステージ１０２の演算手段が、まず撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂの画像データそれぞれを画像処理して、撮像領域２０５Ａにおける基準マークＭｓ１とアライメントマークＭａ３との位置ずれ及び撮像領域２０５Ｂにおける基準マークＭｓ２とアライメントマークＭａ４との位置ずれを求める。次に、演算手段がそれぞれの上記位置ずれを可能な限り小さくして解消するための基準マークＭｓ１、Ｍｓ２の移動量を撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂの移動量として求める。具体的には、基準マークＭｓ１の線分とアライメントマークＭａ３の線分とが平行となるように基準マークの回動角度を求め、更に基準マークＭｓ１端部の基準点Ｔｓ１がアライメントマークＭａ３端部の点Ｔａ３と一致するように水平方向（ｘｙ方向）の移動距離を求める。基準マークＭｓ２についても同様である。
次いで、この演算結果（撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂの移動量）に基づいて、撮像手段移動機構により撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂを移動及び／又は回動させる。これにより、図８（ｂ）に示すように、基準点Ｔｓ１とアライメントマーク点Ｔａ３とが一致し、基準マークＭｓ１とアライメントマークＭａ１が一直線となった状態となるように撮像領域２０５Ａ（即ち撮像手段２０４Ａ）が移動し、基準点Ｔｓ２とアライメントマーク点Ｔａ４とが一致し、基準マークＭｓ２とアライメントマークＭａ４が一直線となった状態となるように撮像領域２０５Ｂ（即ち撮像手段２０４Ｂ）が移動する。
これにより、プレステージ１０２のプレステージ基台上方において撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂがスクリーン印刷の中心から基板Ｓの対角方向に等距離の位置に位置決めされる。

なお、上記撮像手段の位置決めでは、アライメントマークの直線部分と基準マークの直線部分が平行となるように撮像手段（撮像領域）を回動させる例を示したが、アライメントマークの直線部分と基準マークの直線部分が垂直となる（直交する）ように撮像手段（撮像領域）を回動させるようにしてもよい。例えば、図７における矩形の撮像領域２０５Ａの基準マークＭｓ１の辺に隣接し、この基準マークＭｓ１の辺に垂直な辺をなす直線部分を基準マークとして、アライメントマークＭａ１と垂直となるように撮像領域２０５Ａを回動させるとよい。

（基板の位置決め）
次に、上記試し刷りした基板Ｓは移載コンベア１０５、排出コンベア１０６により排出され、供給コンベア１０４から別の本印刷用の略矩形の基板Ｓをプレステージ１０２の基板支持テーブル２０３に載置する。
ここで、予め上記スクリーン印刷位置に対して所用の対応関係で位置決めされた２つの撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂそれぞれにより基板Ｓの対角となる２つの角部付近それぞれを撮像して画像データを取得し、これらの画像データを画像処理して得られる各角部の位置データに基づいて基板支持テーブル２０３を移動及び／又は回動して基板Ｓの位置決めを行う。詳しくは、上記位置決めされた２つの撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂの撮像によって上記スクリーン印刷位置に対して互いに所用の対応関係となった基準マークを付随した基板Ｓの対角となる２つの角部付近の画像データを取得し、各画像データにおける基準マークに対する角部の位置データから上記スクリーン印刷位置に対する基板Ｓの位置ずれを算出し、その位置ずれを解消するように基板支持テーブル２０３を移動又は回動して基板Ｓの位置決めを行うものである。更に詳しくは、基板支持テーブル２０３に固定した別の基板Ｓの対角となる２つの角部及びその周辺それぞれを上記位置決めを行った２つの撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂそれぞれで撮像し、それぞれの撮像領域における基板Ｓの角部をなす辺と上記基準マークとが所用の対応関係となるように調整すると共に２つの撮像領域それぞれにおける基板Ｓの角部をなす辺であって互いに対向する辺の撮像領域に含まれる長さが略一致するように基板支持テーブル２０３をテーブル移動機構により移動及び／又は回動させて基板Ｓの位置決めを行うものである。

図９は、基板支持テーブル２０３に固定した本印刷用の基板Ｓの対角となる２つの角部及びその周辺それぞれを上記位置決めを行った２つの撮像手段２０４Ａ、２０４Ｂそれぞれで撮像した様子を示す概略図である。
図９に示すように、撮像領域２０５Ａ内に基板Ｓの角部Ｋ１及びその周辺が撮像されており、撮像領域２０５Ｂ内に基板Ｓの角部Ｋ１の対角となる角部Ｋ２及びその周辺が撮像されている。
ここで、プレステージ１０２の演算手段が、まず撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂの画像データそれぞれを画像処理して、基板Ｓの角部をなす辺と上記基準マークの直線部分との位置関係が所用の対応関係となるような基板支持テーブル２０３の移動量を求める。具体的には、図９において、撮像領域２０５Ａ内の角部Ｋ１をなす２辺のうち、一方の辺（図９では○印を付した辺）と基準マークＭｓ１の直線部分とが平行となるような基板Ｓの回動角度（仮に角度θ１）を求め、撮像領域２０５Ｂ内の角部Ｋ２をなす２辺のうち、一方の辺（図９では○印を付した辺）と基準マークＭｓ２の直線部分とが平行となるような基板Ｓの回動角度（仮に角度θ２）を求める。このとき、角度θ１、θ２の値が異なる場合には、その平均値を基板Ｓの回動角度として採用する。
更に、演算手段が２つの撮像領域２０５Ａ、２０５Ｂそれぞれにおける基板Ｓの角部Ｋ１、Ｋ２をなす辺であって互いに対向する辺の撮像領域に含まれる長さが略一致するように基板Ｓの水平方向（ｘｙ方向）の移動量を求める。具体的には、図９において、撮像領域２０５Ａにおいて角部Ｋ１をなす２辺のうち、一方の辺（図９における○印を付した辺）が撮像領域２０５Ａ内に含まれる長さＬ１と、撮像領域２０５Ｂにおいて角部Ｋ２をなす２辺のうち、一方の辺（図９における○印を付した辺）が撮像領域２０５Ｂ内に含まれる長さＬ２とが同じとなる基板Ｓの水平方向（ｘｙ方向）の移動量を求める。
次に、この演算結果（基板Ｓの移動量）に基づいて、テーブル移動機構により基板支持テーブル２０３を移動及び／又は回動させる。これにより、基板Ｓはその板面の中心がプレステージ基台におけるスクリーン印刷の中心に相当する位置に移動する。

なお、上記基板の位置決めでは、基板の角部をなす辺と基準マークの直線部分とが平行となるように基板（基板支持テーブル２０３）を回動させる例を示したが、基板の角部をなす辺と基準マークの直線部分とが垂直となる（直交する）ように基板（基板支持テーブル２０３）を回動させるようにしてもよい。例えば、図９の撮像領域２０５Ａにおける基板Ｓの角部Ｋ１をなす△印を付した辺と基準マークＭｓ１の直線部分とが垂直となるように基板Ｓを回動させるとよい。

（本印刷）
次に、プレステージ１０２における基板Ｓの印刷位置決め後に、プレステージ１０２からプレステージ基台における位置情報を保存したまま移載コンベア１０５により基板Ｓを印刷部１０３の基板支持テーブル３０３に移載する。印刷部１０３では、スクリーン版３０５上にペーストを供給し、印刷ヘッド３０６Ａ、３０６Ｂのスクレッパーによりスクリーン版３０５のパターン孔内にこのペーストを充填し、次いで印刷ヘッド３０６Ａ、３０６Ｂのスキージによりスクリーン版３０５の孔内のペーストを摺動し、吐出させることで、基板Ｓに所望のパターンで本印刷を行う。
印刷部１０３における本印刷後、排出コンベア１０６により基板Ｓは排出される。

以上の処理において、スクリーン版３０５が変更されない限り、新たな略矩形の基板Ｓを供給するたびに、上記基板の位置決めと本印刷の処理を一連の処理として行う。また、スクリーン版３０５が更新された場合には、上記撮像手段の位置決め処理を行った後に、上記基板の位置決めと本印刷の処理を行う。

これにより、基板Ｓのサイズによらずに精度よくかつ簡単に基板Ｓの位置決めを行い、スクリーン印刷の中心に基板Ｓの中心が一致した状態で印刷を行うことから、基板Ｓの面内に偏りがなく適切にスクリーン印刷パターンを形成することが可能となる。

なお、被印刷物である基板Ｓの形状は、上述したように略矩形であることが望ましいが、図１０に示すように、基板辺で成す四角形が正方形又は長方形であれば角部が欠落していてもよい。この場合、基板Ｓの２辺を延長して交わる部分を仮想の角部Ｋｖとみなすとよい。また、この基板Ｓの角部の欠落の範囲は、基板の位置決めの精度の関係から仮想の角部Ｋｖまでの欠落部分の長さとして１０ｍｍ以下が好ましい。

また、本発明のスクリーン印刷方法では、基板の対角となる２つの角部を利用したスクリーン印刷と基板の中心合わせを採用しており、サイズや形状の異なる基板を印刷処理する場合において、図３に示すような従来の辺合わせ型よりも印刷の位置ずれが生じづらく、基板内でのパターンの偏りも少なくて済む。また、基板認識カメラとしての撮像手段は２つのみであり、従来よりも台数が少なくて済むという利点がある。

なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１０１、９０１ スクリーン印刷装置
１０２、９０２ プレステージ
１０３、９０３ 印刷部
１０４、９０４ 供給コンベア
１０５、９０５ 移載コンベア
１０６、９０６ 排出コンベア
２０３、３０３、９２３ 基板支持テーブル
２０４Ａ、２０４Ｂ、９２４Ａ、９２４Ｂ、９２４Ｃ 撮像手段
２０５Ａ、２０５Ｂ、９２５Ａ、９２５Ｂ、９２５Ｃ 撮像領域
３０２ 印刷基台
３０４ スクリーン支持手段
３０５ スクリーン版
３０６Ａ、３０６Ｂ 印刷ヘッド
Ｃｐ スクリーン印刷の中心
Ｋ１、Ｋ２ 基板の対角関係となる角部
Ｋａ、Ｋｂ ３つの撮像領域が関わる２辺が挟む基板の角部
Ｋｖ 仮想角部
Ｍａ１、Ｍａ２、Ｍａ３、Ｍａ４ アライメントマーク
Ｍｓ１、Ｍｓ２ 基準マーク
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２ 印刷パターン
Ｔａ３、Ｔａ４ アライメントマーク点
Ｔｓ１、Ｔｓ２ 基準点
Ｓ、Ｓａ、Ｓｂ 基板

Claims (9)

1. 矩形の基板を移動又は回動可能なテーブルに固定し、該テーブルを移動又は回動して上記基板の位置決めを行い、該位置決めした基板にスクリーン印刷手段によりスクリーン印刷を行うに際し、予め上記スクリーン印刷位置に対して所用の対応関係で位置決めされた２つの撮像手段それぞれにより上記基板の対角となる２つの角部付近それぞれを撮像して画像データを取得し、これらの画像データを画像処理して得られる各角部の位置データに基づいて上記テーブルを移動又は回動して上記基板の位置決めを行い、スクリーン印刷を行うことを特徴とするスクリーン印刷方法。
2. 上記撮像手段により撮像を行う前に上記２つの撮像手段を位置決めする方法であって、上記テーブルに固定されたテスト用の矩形の基板の対角となる２つの角部にそれぞれアライメントマークを印刷し、これらアライメントマークをそれぞれ２つの撮像手段で撮像してその撮像手段に付随した基準マークを付加した画像データを取得し、これらの画像データを画像処理して上記基準マークとアライメントマークの位置ずれを算出し、その位置ずれを解消するように上記２つの撮像手段を移動又は回動して該２つの撮像手段の位置決め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方法。
3. 上記２つのアライメントマークの印刷をテスト印刷を兼ねて行うことを特徴とする請求項２記載のスクリーン印刷方法。
4. 上記２つのアライメントマークが本印刷の印刷パターンを兼ねていることを特徴とする請求項３記載のスクリーン印刷方法。
5. 上記２つのアライメントマークは互いに平行となる直線部分を有するマークであることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載のスクリーン印刷方法。
6. 上記２つの撮像手段のスクリーン印刷位置に対する位置決めは、スクリーン印刷手段のスクリーン版が更新されるまで保持されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のスクリーン印刷方法。
7. 上記基板において対象となる角部が欠けているとき、基板の２辺を延長して交わる部分を角部とみなすことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のスクリーン印刷方法。
8. 上記基板は半導体基板であり、該基板に太陽電池用の拡散剤又は電極用ペーストをスクリーン印刷することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のスクリーン印刷方法。
9. 矩形の基板を固定して支持する印刷テーブルと、該印刷テーブル上の基板にスクリーン印刷を行う印刷手段とを有するスクリーン印刷部と、上記矩形の基板を固定して支持する位置決めテーブルと、該位置決めテーブルをそのテーブル面の水平方向に移動させ回動させるテーブル移動機構と、予め上記スクリーン印刷位置に対して所用の対応関係で位置決めされた２つの撮像手段と、上記２つの撮像手段の画像データを画像処理して得られる各角部の位置データに基づいて位置決めテーブルの移動量を演算する演算手段とを有し、演算手段の演算結果に基づいて基板の位置決めを行う位置決め部と、上記位置決め部とスクリーン印刷部との間で搬送元における配置位置を記憶したまま基板を搬送先に搬送し載置する基板移載手段とを備え、上記２つの撮像手段それぞれにより位置決めテーブルに固定した基板の対角となる２つの角部付近それぞれを撮像して画像データを取得し、演算手段がこれらの画像データから位置決めテーブルの移動量を求め、テーブル移動機構がこの移動量に基づき上記位置決めテーブルを移動又は回動して上記基板の位置決めを行い、この位置決めを行った基板を印刷テーブルに移載し、スクリーン印刷を行うことを特徴とするスクリーン印刷装置。

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