JP6550591B2 - スクリーン印刷装置及びスクリーン印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーン印刷装置及びスクリーン印刷方法に関するものである。

整列された複数の基板である印刷対象物が有する被印刷パターン（個々の基板が有する電極パターンを合わせたもの）に半田等のペーストを印刷する装置として、従来、スクリーン印刷装置が多用されている。スクリーン印刷装置により印刷対象物の被印刷パターンにペーストを印刷する場合には、被印刷パターンに対応した開口パターンを有するマスクを予め作製しておく。そして、マスクの下面に搬送した印刷対象物を接触させ、開口パターンにペーストを押し込んだうえで、マスクから印刷対象物を離間（版離れ）させる。これにより開口パターンに対応して被印刷パターンにペーストが堆積される。

このようなスクリーン印刷装置では、印刷対象物とマスクとは、被印刷パターンと開口パターンとが上下に重なるように精度よく接触させる必要がある。このため、マスクにマーク（マスク側マーク）を設けるとともに、印刷対象物を構成する基板にもマーク（基板側マーク）を設けておき、マスク側マークと基板側マークとを位置合わせしたうえで、印刷対象物とマスクとを接触させる。ここで、基板がフィルム状基板であるなどして、印刷対象物に面内の伸縮変形が生じている場合には、被印刷パターンと開口パターンが完全に重なることはないが、両者のずれが許容される許容範囲内の精度で、被印刷パターンと開口パターンとが全体として（平均的な意味で）重なるようにする。下記の特許文献１には、基板に設けた３つ以上のマークをそれぞれ撮像することで、被印刷パターンと開口パターンとの間のずれを精度よく認識できるようにした技術が開示されている。

特許第４６１９８９６号公報

しかしながら、上記従来のスクリーン印刷装置において、印刷対象物の伸縮変形の程度が大きい場合には、被印刷パターンと開口パターンとの間のずれを精度よく認識したとしても、被印刷パターンと開口パターンとを許容範囲内の精度で重ね合わせることができず、印刷対象物に対するペーストの印刷不良が発生する場合があるという問題点があった。

そこで本発明は、印刷対象物の伸縮変形の程度が大きい場合であっても印刷不良が発生しにくいスクリーン印刷装置及びスクリーン印刷方法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、整列された複数の基板である印刷対象物の被印刷パターン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の開口パターンが設けられたマスクと、前記マスクの下方に前記印刷対象物を搬送する搬送部と、前記印刷対象物を構成する前記複数の基板それぞれが有する一対の基板側マークを撮像する撮像部と、前記撮像部による前記撮像により得られた前記複数の基板それぞれが有する前記一対の基板側マークの距離に基づいて前記印刷対象物の伸縮変形の程度を算出する変形度算出部と、前記変形度算出部により算出された前記印刷対象物の伸縮変形の程度に基づいて前記複数の開口パターンの中からひとつの開口パターンを選択する選択部と、前記搬送部により前記マスクの下方に搬送された前記印刷対象物と前記マスクとを接触させる接触機構とを備え、前記選択部により選択された前記開口パターンと前記被印刷パターンとが重なるように前記接触機構により前記マスクと前記基板を相対的に移動させる。

本発明のスクリーン印刷方法は、整列された複数の基板である印刷対象物の被印刷パターンにペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、サイズの異なる複数の開口パターンが設けられたマスクの下方に前記印刷対象物を搬送する搬送工程と、前記印刷対象物を構成する前記複数の基板それぞれが有する一対の基板側マークを撮像する撮像工程と、前記撮像工程における前記撮像により得られた前記複数の基板それぞれが有する前記一対の基板側マークの距離に基づいて、前記印刷対象物の伸縮変形の程度を算出する変形度算出工程と、前記変形度算出工程で算出した前記印刷対象物の伸縮変形の程度に基づいて前記複数の開口パターンの中からひとつの開口パターンを選択する選択工程と、前記搬送工程で前記マスクの下方に搬送した前記印刷対象物と前記マスクとを接触させる接触工程とを含み、前記選択工程で選択した前記開口パターンと前記被印刷パターンとが重なるように前記接触工程で前記マスクと前記基板を相対的に移動させる。

本発明によれば、印刷対象物の伸縮変形の程度が大きい場合であっても印刷不良が発生しにくい。

本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の平面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置において投入される作業対象の平面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の（ａ）平面図（ｂ）正面図 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 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置が備えるマスクの平面図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の一部の側面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の制御系統を示すブロック図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の動作説明図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の動作説明図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。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１を示している。スクリーン印刷装置１は、整列された複数の基板２である印刷対象物３の被印刷パターン３Ｐ（図２）に半田等のペーストをスクリーン印刷する装置である。ここで、「整列された複数の基板２」とは、複数の基板２が１枚のベース基板から作製されてスクリーン印刷の段階で互いに繋がっている基板や、独立して作製された複数の基板２がキャリア上の予め定められた位置に整列して取り付けられた基板等をいう。本実施の形態では図２に示すように、キャリア４に整列して取り付けられた２つの基板２を印刷対象物３としており、２つの基板２とキャリア４を含む全体を作業対象５と称して説明する。また、「印刷対象物３の被印刷パターン３Ｐ」とは、印刷対象物３を構成する個々の基板２が有する電極パターン２Ｐを合わせたものをいう（図２）。また、基板２はフィルム状基板であるとする。

図１、図３（ａ），（ｂ）及び図４において、スクリーン印刷装置１は、基台１１に搬入部１２、対象保持移動機構１３及び搬出部１４を備えている。作業者ＯＰから見た基台１１の左右方向（Ｘ軸方向とする）の両端部には、作業者ＯＰから見た前後方向（Ｙ軸方向とする）に延びた一対のビーム部材１５が設けられている。これら一対のビーム部材１５の間にはマスク１６が水平姿勢で設置されている。一対のビーム部材１５には、マスク１６の上方を移動するスキージユニット１７と、マスク１６の下方を移動する撮像部１８が設けられている。

搬入部１２、対象保持移動機構１３及び搬出部１４は、作業者ＯＰから見た左方からこの順に並んで設けられている。搬入部１２は一対のコンベアから成り、外部から供給された作業対象５を（すなわち印刷対象物３を）搬入する。対象保持移動機構１３は搬入部１２から作業対象５を受け取って保持し、印刷対象物３に対するスクリーン印刷が終了したら、作業対象５を搬出部１４に受け渡す。搬出部１４は一対のコンベアから成り、対象保持移動機構１３から受け取った作業対象５を外部に搬出する。

図４において、対象保持移動機構１３は、対象保持部２１と、対象保持部２１を水平面内方向及び上下方向に移動させる移動機構部２２から成る。対象保持部２１は、搬送部３１と、下受け部材３２と、一対のクランパ３３を備える（図３（ａ），（ｂ）も参照）。

搬送部３１は一対のコンベアから成り、搬入部１２から受け取った作業対象５をＸ軸方向に搬送してマスク１６の下方の所定のクランプ位置に位置決めする。下受け部材３２は、搬送部３１によってクランプ位置に位置決めされた作業対象５の下面を支持する。一対のクランパ３３は、下受け部材３２に支持された作業対象５をＹ軸方向からクランプして保持する。本実施の形態では、一対のクランパ３３のうち、作業者ＯＰの側（前方）に位置するものを前方クランパ３３Ｆと称し、作業者ＯＰとは反対の側（後方）に位置するものを後方クランパ３３Ｒと称する（図３（ａ）及び図４）。

図５において、マスク１６はＸＹ平面に広がって延びた矩形平板形状を有している。マスク１６の外周は枠部材１６ｗによって支持されている。マスク１６には、被印刷パターン３Ｐに対応した３つ（３種）の開口パターン４０が設けられている。３つの開口パターン４０は互いに相似でサイズが異なっており、Ｙ軸方向に並んで設けられている。

図５において、３つの開口パターン４０は中央開口パターン４１、前方開口パターン４２及び後方開口パターン４３を含む。中央開口パターン４１はマスク１６のＹ軸方向の中央部に形成されている。前方開口パターン４２はマスク１６の前方に形成されており、後方開口パターン４３はマスク１６の後方に形成されている。

中央開口パターン４１は印刷対象物３に面内の伸縮変形が生じていない場合の被印刷パターン３Ｐに対応するサイズに設けられている。前方開口パターン４２は印刷対象物３に面内の伸長変形が生じている場合の被印刷パターン３Ｐに対応するサイズに設けられている。後方開口パターン４３は印刷対象物３に面内の縮小変形が生じている場合の被印刷パターン３Ｐに対応するサイズに設けられている。中央開口パターン４１サイズの拡大比率（符号をＨとする）をＨ＝１とすると、前方開口パターン４２の拡大比率ＨはＨ＞１であり、後方開口パターン４３の拡大比率ＨはＨ＜１である。本実施の形態では、前方開口パターン４２の拡大比率はＨ＝１．１であり、後方開口パターン４３の拡大比率ＨはＨ＝０．９であるとする。なお、拡大比率は上記数値に限定されるものではなく、基板２の材質や作業者による数値選択等によって決定される。

移動機構部２２は、対象保持部２１を、中央開口パターン４１の下方の位置（第１の位置と称する）と、前方開口パターン４２の下方の位置（第２の位置と称する）と、後方開口パターン４３の下方の位置（第３の位置と称する）のうちのいずれかに選択的に位置させる。搬入部１２及び搬出部１４は、第１の位置に位置した対象保持部２１の搬送部３１との間でＸ方向に連続した作業対象５の搬送路を形成する（図３（ａ））。

図２において、２つの基板２のそれぞれには一対（２つ）の基板側マーク２ｍが設けられている。一方、マスク１６の各開口パターン４０の近傍位置には、２つの基板２（すなわち印刷対象物５）が備える４つの基板側マーク２ｍに対応する４つのマスク側マーク１６ｍが設けられている（図５）。

移動機構部２２は、対象保持部２１を第１の位置、第２の位置及び第３の位置のいずれかに移動させた後、対象保持部２１を（すなわち作業対象５を）上昇させることで、印刷対象物３の上面をマスク１６の下面に当接させることができる。印刷対象物３の上面をマスク１６の下面に当接させた状態では、印刷対象物３をクランプしている一対のクランパ３３それぞれの上面もマスク１６の下面に当接する。

図６（ａ）は移動機構部２２が第１の位置から対象保持部２１を上昇させて印刷対象物３の上面をマスク１６の下面に当接させた状態を示している。この状態では被印刷パターン３Ｐと中央開口パターン４１が重なり、前方クランパ３３Ｆはマスク１６の下面の中央開口パターン４１の前方領域（前方開口パターン４２の後方領域）に当接し、後方クランパ３３Ｒはマスク１６の下面の中央開口パターン４１の後方領域に当接する。

図６（ｂ）は移動機構部２２が第２の位置から対象保持部２１を上昇させて印刷対象物３の上面をマスク１６の下面に当接させた状態を示している。この状態では被印刷パターン３Ｐと前方開口パターン４２が重なり、前方クランパ３３Ｆはマスク１６の下面の前方開口パターン４２の前方領域に当接し、後方クランパ３３Ｒはマスク１６の下面の前方開口パターン４２の後方領域（中央開口パターン４１の前方領域）に当接する。

図６（ｃ）は移動機構部２２が第３の位置から対象保持部２１を上昇させて印刷対象物３の上面をマスク１６の下面に当接させた状態を示している。この状態では被印刷パターン３Ｐと後方開口パターン４３が重なり、前方クランパ３３Ｆはマスク１６の下面の後方開口パターン４３の前方領域（中央開口パターン４１の後方領域）に当接し、後方クランパ３３Ｒはマスク１６の下面の後方開口パターン４３の後方領域に当接する。

本実施の形態において、被印刷パターン３Ｐと中央開口パターン４１を重ねた場合に前方クランパ３３Ｆの上面がマスク１６の下面に接触する領域と、被印刷パターン３Ｐと前方開口パターン４２を重ねた場合に後方クランパ３３Ｒの上面がマスク１６の下面に接触する領域は同じである（図６（ａ），（ｂ））。また、被印刷パターン３Ｐと中央開口パターン４１を重ねた場合に後方クランパ３３Ｒの上面がマスク１６の下面に接触する領域と、被印刷パターン３Ｐと後方開口パターン４３を重ねた場合に前方クランパ３３Ｆの上面がマスク１６の下面に接触する領域は同じである（図６（ａ），（ｃ））。

図５及び図６（ａ）において、マスク１６の上面の領域のうち中央開口パターン４１の前方の一定領域（前方開口パターン４２の後方の一定領域）は前方ペースト供給領域Ｅ１となっており、後方開口パターン４３の後方の一定領域は後方ペースト供給領域Ｅ２となっている。ペーストＰｓｔは、前方ペースト供給領域Ｅ１と後方ペースト供給領域Ｅ２の双方に予め供給される。

図３（ａ），（ｂ）及び図４において、スキージユニット１７は、Ｘ軸方向に延びて一対のビーム部材１５の上面側に両端が支持されたスキージベース５１を備えている。スキージベース５１の上面側のＸ軸方向の中央部には２つのスキージ昇降シリンダ５２がＹ軸方向に並んで配置されており、２つのスキージ昇降シリンダ５２の下方には２つのスキージ５３が配置されている。２つのスキージ５３はそれぞれスキージ昇降シリンダ５２に連結されており、２つのスキージ昇降シリンダ５２が個別に作動すると、これに応じて２つのスキージ５３が独立してスキージベース５１の下方で昇降する。

２つのスキージ５３はそれぞれＸ軸方向に延びており、Ｙ軸方向に対向する２つの面がそれぞれペーストＰｓｔの掻寄せ面となっている。本実施の形態では、Ｙ軸方向に並んで設けられた２つのスキージ５３のうち、前方（図４の紙面右側）に位置するものを前方スキージ５３Ｆと称し、後方（図４の紙面左側）に位置するものを後方スキージ５３Ｒと称する。スキージベース５１は一対のビーム部材１５に設けられたスキージベース駆動機構１５Ａ（図３（ａ））により駆動されてＹ軸方向に移動し、これにより２つのスキージ５３がマスク１６の上方をＹ軸方向に移動する。

図３（ａ），（ｂ）及び図４において、一対のビーム部材１５の下面側にはＸ軸方向に延びたＸ軸ビーム６１の両端が取り付けられている。Ｘ軸ビーム６１には移動プレート６２が設けられており、撮像部１８は移動プレート６２に取り付けられている。撮像部１８は、撮像視野を下方に向けた下方撮像カメラ７１と、撮像視野を上方に向けた上方撮像カメラ７２を備えている（図４）。

Ｘ軸ビーム６１は一対のビーム部材１５に設けられたＸ軸ビーム駆動機構１５Ｂ（図３（ａ））に駆動されてＹ軸方向に移動する。移動プレート６２はＸ軸ビーム６１に設けられた移動プレート駆動機構６１Ｍ（図３（ａ））に駆動されてＸ軸方向に移動する。このため撮像部１８は、Ｘ軸ビーム駆動機構１５Ｂによる一対のビーム部材１５に対するＸ軸ビーム６１のＹ軸方向への移動と、移動プレート駆動機構６１ＭによるＸ軸ビーム６１に対する移動プレート６２のＸ軸方向への移動とによって、マスク１６の下方を水平方向に移動される。

図７において、スクリーン印刷装置１が備える制御装置８０は、搬入部１２による作業対象５の搬入、対象保持部２１の搬送部３１による作業対象５の搬送及びクランパ３３による作業対象５の保持、移動機構部２２による対象保持部２１の移動、搬出部１４による作業対象５の搬出の各動作の制御を行う。また制御装置８０は、スキージベース駆動機構１５Ａによるスキージベース５１の移動、スキージ昇降シリンダ５２によるスキージ５３の昇降、Ｘ軸ビーム駆動機構１５Ｂと移動プレート駆動機構６１Ｍによる撮像部１８の移動の各制御も行う。

また、図７において、制御装置８０は、下方撮像カメラ７１による撮像と、上方撮像カメラ７２による撮像の各制御を行う。下方撮像カメラ７１の撮像によって得られた画像情報と上方撮像カメラ７２の撮像によって得られた画像情報はそれぞれ制御装置８０に入力される。また、制御装置８０にはタッチパネル等の入出力装置８１が接続されている。作業者ＯＰは入出力装置８１を通してスクリーン印刷装置１に所要の入力を行うとともに、入出力装置８１を通じてスクリーン印刷装置１に関する各種情報を得る。

次に、スクリーン印刷装置１によるスクリーン印刷作業の実行手順を説明する。スクリーン印刷装置１の搬入部１２に作業対象５が供給されると、搬入部１２は作業対象５を搬入し、予め第１の位置に位置された対象保持部２１の搬送部３１に作業対象５を受け渡す。搬送部３１は作業対象５をマスク１６の下方のクランプ位置に搬送する（搬送工程）。搬送部３１が作業対象５をマスク１６の下方に搬送したら、下受け部材３２が上昇してクランプ位置に位置した作業対象５の下面を支持するとともに、一対のクランパ３３が作業対象５をクランプして保持する（図８（ａ）。図中に示す矢印Ａ）。

一対のクランパ３３が作業対象５を保持したら、Ｘ軸ビーム駆動機構１５Ｂと移動プレート駆動機構６１Ｍが連動作動して撮像部１８を移動させ、下方撮像カメラ７１に基板側マーク２ｍを撮像させる（撮像工程）。このとき下方撮像カメラ７１は、印刷対象物３を構成する２つの基板２それぞれの基板側マーク２ｍを撮像する。下方撮像カメラ７１が撮像した基板側マーク２ｍの画像情報は制御装置８０に送られる。

制御装置８０は、下方撮像カメラ７１から基板側マーク２ｍの画像情報が送られてきたら、変形度算出部８０ａ（図７）において、下方撮像カメラ７１から送られてきた２つの基板２の基板側マーク２ｍの撮像結果（すなわち撮像部１８による撮像結果）に基づいて、印刷対象物３の変形度を算出する（変形度算出工程）。ここで、「印刷対象物３の変形度」とは、印刷対象物３の実装面に対する設計値と実測値とのずれ具合のことであり、印刷対象物３の表面積が設計値よりも伸長又は縮小した変形の程度をいう。なお、印刷対象物３の実装面に対する設計値と実測値とのずれ具合は、特定の辺、対角線、表面積等から判断されるものである。また、変形の程度には、印刷対象物３が反っており、撮像画像上、表面積が縮小している場合も含む。

印刷対象物３の変形度の算出では、制御装置８０は先ず、下方撮像カメラ７１から送られてきた各基板２が有する基板側マーク２ｍの画像に基づいて、各基板２における一対の基板側マーク２ｍの間の距離（実測値Ｍと称する）を算出する。そして、その算出した実測値Ｍと一対の基板側マーク２ｍの間の距離の設計値Ｌとの比率をその基板２の基板変形度Ｐ０（＝Ｍ／Ｌ）とする。このようにして２つの基板２それぞれの基板変形度Ｐ０が得られたら、これら複数の基板変形度Ｐ０の平均値（例えば算術平均値）を求め、得られた値を印刷対象物３の変形度Ｐとする。

このように、本実施の形態では、撮像部１８は複数の基板２それぞれが有する一対の基板側マーク２ｍを撮像し、変形度算出部８０ａは、撮像部１８の撮像により得られた複数の基板２それぞれが有する一対の基板側マーク２ｍの距離に基づいて印刷対象物３の伸縮変形の程度を算出するようになっている。なお、ここに示す変形度Ｐの算出方法は一例に過ぎず、他の算出方法を用いてもよい。

撮像部１８が複数の基板２それぞれの基板側マーク２ｍを撮像する時点でそれら複数の基板２ついての実測値Ｍがそれぞれ設計値Ｌと等しい場合には変形度ＰはＰ＝１となるが、各基板２が伸長しており、各基板２についての実測値Ｍがそれぞれ設計値Ｌを上回っている場合には変形度ＰはＰ＞１となる。また、各基板２が縮小しており、各基板２についての実測値Ｍがそれぞれ設計値Ｌを下回っている場合には変形度ＰはＰ＜１となる。

変形度算出部８０ａが印刷対象物３の変形度Ｐを算出したら、制御装置８０の選択部８０ｂ（図７）は、変形度算出部８０ａが算出した変形度Ｐに基づいて、マスク１６に設けられた３つの開口パターン４０（中央開口パターン４１、前方開口パターン４２及び後方開口パターン４３）の中からひとつの開口パターン４０を選択する（選択工程）。選択部８０ｂは、印刷対象物３の被印刷パターン３Ｐをマスク１６が備える３つの開口パターン４０のうちのいずれと接触させた場合に印刷ずれが最も小さくなるかを基準として選択する。

選択部８０ｂが開口パターン４０を選択する選択基準は予め定めておくことができる。本実施の形態では、中央開口パターン４１の拡大比率（Ｈ＝１．０）を基準とする変形度の領域（第１の変形度領域。例えば０．９５≦Ｐ≦１．０５とする）、前方開口パターン４２の拡大比率（Ｈ＝１．１）を基準とする変形度の領域（第２の変形度領域。例えば１．０５＜Ｐ＜１．１５とする）及び後方開口パターン４３の拡大比率（Ｈ＝０．９）を基準とする変形度の領域（第３の変形度領域。例えば０．８５＜Ｐ＜０．９５とする）を定めている。そして選択部８０ｂは、変形度算出部８０ａが算出した変形度Ｐの値がこれら３つの変形度領域のいずれに属するかに応じて開口パターン４０を選択するようになっている。

上記の例では、選択部８０ｂは、算出された印刷対象物３の変形度Ｐが例えばＰ＝１．０２であった場合には、その変形度Ｐの値が第１の変形度領域に属することから、拡大比率ＨがＨ＝１．０の開口パターン４０、すなわち中央開口パターン４１を選択する。また、選択部８０ｂは、算出された印刷対象物３の変形度Ｐが例えばＰ＝１．１２であった場合には、その変形度Ｐが第２の変形度領域に属することから、拡大比率ＨがＨ＝１．１の開口パターン４０、すなわち前方開口パターン４２を選択する。また選択部８０ｂは、算出された印刷対象物３の変形度Ｐが例えばＰ＝０．９２であった場合には、その変形度Ｐが第３の変形度領域に属することから、拡大比率ＨがＨ＝０．９の開口パターン４０、すなわち後方開口パターン４３を選択する。なお、算出された印刷対象物３の変形度Ｐが第１〜第３の変形度領域のいずれにも属しない場合には、選択部８０ｂは、印刷対象物３が異常な変形を起こしていると判断して、エラー判定をする。

制御装置８０は、上記のようにして開口パターン４０を選択したら、その選択した開口パターン４０の下方に作業対象５が位置するように、移動機構部２２に対象保持部２１を移動させる。具体的には、中央開口パターン４１を選択した場合には対象保持部２１を第１の位置に位置させ、前方開口パターン４２を選択した場合には対象保持部２１を第２の位置に位置させ、後方開口パターン４３を選択した場合には対象保持部２１を第３の位置に位置させる。

選択された開口パターン４０の下方に対象保持部２１が位置したら、Ｘ軸ビーム駆動機構１５Ｂと移動プレート駆動機構６１Ｍが連動作動して撮像部１８を移動させ、上方撮像カメラ７２にマスク側マーク１６ｍを撮像させる。ここで上方撮像カメラ７２が撮像するマスク側マーク１６ｍは、選択された開口パターン４０に対応する複数のマスク側マーク１６ｍ（図５）である。具体的には、中央開口パターン４１が選択された場合には中央開口パターン４１に対応する４つのマスク側マーク１６ｍを撮像し、前方開口パターン４２が選択された場合には前方開口パターン４２に対応する４つのマスク側マーク１６ｍを撮像し、後方開口パターン４３が選択された場合には後方開口パターン４３に対応する４つのマスク側マーク１６ｍを撮像する。上方撮像カメラ７２が撮像したマスク側マーク１６ｍの画像情報は制御装置８０に送られる。

上方撮像カメラ７２がマスク側マーク１６ｍを撮像したら、Ｘ軸ビーム駆動機構１５Ｂと移動プレート駆動機構６１Ｍが連動作動して撮像部１８を移動させ、下方撮像カメラ７１に基板側マーク２ｍを撮像させる。このとき下方撮像カメラ７１が撮像する基板側マーク２ｍは、印刷対象物３を構成する各基板２の基板側マーク２ｍである。

下方撮像カメラ７１が印刷対象物３を構成する各基板２の基板側マーク２ｍを撮像したら、制御装置８０は、その撮像結果に基づいて各マスク側マーク１６ｍの位置と各基板側マーク２ｍの位置を認識したうえで、複数のマスク側マーク１６ｍと複数の基板側マーク２ｍとが平面視において一致するように、移動機構部２２によって対象保持部２１を水平面内方向に移動させる。このとき、被印刷パターン３Ｐのサイズが３つの開口パターン４０のいずれかのサイズに対応するとき以外は複数のマスク側マーク１６ｍと複数の基板側マーク２ｍとが平面視において完全に一致することはないが、複数のマスク側マーク１６ｍと複数の基板側マーク２ｍとが全体として（平均的な意味で）一致するのであればよい。

制御装置８０は、上記のようにして複数のマスク側マーク１６ｍと複数の基板側マーク２ｍとが平面視において一致するようにしたら、移動機構部２２を作動させて対象保持部２１を上昇させ（図８（ｂ）中に示す矢印Ｂ）、印刷対象物３をマスク１６の下面に接触させる（図８（ｂ）。接触工程）。これにより選択された開口パターン４０と被印刷パターン３Ｐが重ねられた状態となる。この接触工程において、移動機構部２２は、印刷対象物３とマスク１６とを接触させる接触機構として機能する。

本実施の形態におけるスクリーン印刷装置１では、互いに相似でサイズの異なる複数の開口パターン４０が設けられたマスク１６を有しており、算出した印刷対象物３の変形の程度（変形度Ｐ）に基づいて複数の開口パターン４０の中から選択したひとつの開口パターン４０と被印刷パターン３Ｐとを重ねるようにしている。このため印刷対象物３の伸縮変形の程度が大きい場合であっても、上記接触工程において、被印刷パターン３Ｐを複数の開口パターン４０の中のひとつと許容範囲内の精度で重ねることができる確率が高くなる。

制御装置８０は、印刷対象物３をマスク１６に接触させたら、印刷対象物３と接触させたマスク１６を介して被印刷パターン３ＰにペーストＰｓｔを堆積させる（印刷工程）。この印刷工程では先ず、スキージ昇降シリンダ５２が作動してスキージユニット１７が備える２つのスキージ５３のうちの一方をスキージベース５１に対して下降させ、そのスキージ５３の下端をマスク１６に当接させる。そして、スキージベース駆動機構１５Ａがスキージベース５１をＹ軸方向に移動させ、印刷対象物３と接触しているマスク１６の開口パターン４０（選択された開口パターン４０）上でスキージ５３を摺動させる。これによりスキージ５３は、前方ペースト供給領域Ｅ１又は後方ペースト供給領域Ｅ２に供給されたペーストＰｓｔをマスク１６上で掻き寄せ、ペーストＰｓｔを開口パターン４０に充填させる。

中央開口パターン４１へのペーストＰｓｔの充填では、先ず、前方スキージ５３Ｆが前方ペースト供給領域Ｅ１から後方に移動して中央開口パターン４１上を摺動し（図９（ａ）中に示す矢印Ｃ１）、前方ペースト供給領域Ｅ１上のペーストＰｓｔを中央開口パターン４１の後方領域まで掻き寄せる。そして、今度は後方スキージ５３Ｒが中央開口パターン４１の後方領域から前方に移動して中央開口パターン４１上を摺動し（図９（ｂ）中に示す矢印Ｃ２）、ペーストＰｓｔを前方ペースト供給領域Ｅ１まで掻き寄せる。

前方開口パターン４２へのペーストＰｓｔの充填では、先ず、後方スキージ５３Ｒが前方ペースト供給領域Ｅ１から前方に移動して前方開口パターン４２上を摺動し（図９（ｂ）中に示す矢印Ｃ２）、前方ペースト供給領域Ｅ１上のペーストＰｓｔを前方開口パターン４２の前方領域まで掻き寄せる。そして、今度は前方スキージ５３Ｆが前方開口パターン４２の前方領域から後方に移動して前方開口パターン４２上を摺動し（図９（ａ）中に示す矢印Ｃ１）、ペーストＰｓｔを前方ペースト供給領域Ｅ１まで掻き寄せる。

後方開口パターン４３へのペーストＰｓｔの充填では、先ず、前方スキージ５３Ｆが後方ペースト供給領域Ｅ２から後方に移動して後方開口パターン４３上を摺動し（図９（ａ）中に示す矢印Ｃ１）、後方ペースト供給領域Ｅ２上のペーストＰｓｔを後方開口パターン４３の後方領域まで掻き寄せる。そして、今度は後方スキージ５３Ｒが後方開口パターン４３の後方領域から前方に移動して後方開口パターン４３上を摺動し（図９（ｂ）中に示す矢印Ｃ２）、ペーストＰｓｔを後方ペースト供給領域Ｅ２まで掻き寄せる。

上記のようにして開口パターン４０にペーストＰｓｔが充填されたら被印刷パターン３ＰにペーストＰｓｔが堆積された状態となり、印刷工程が終了する。この印刷工程において、スキージユニット１７は、印刷対象物３と接触したマスク１６を介して被印刷パターン３ＰにペーストＰｓｔを堆積させる印刷部として機能する。

印刷工程が終了したら、移動機構部２２が作動して対象保持部２１を下降させ、作業対象５を（すなわち印刷対象物３を）マスク１６から離間（版離れ）させる。そして、一対のクランパ３３が開いて作業対象５の保持を解除した後、搬送部３１と搬出部１４が連動して作動し、作業対象５を下流工程側に搬出する。

以上説明したように、本実施の形態におけるスクリーン印刷装置１（スクリーン印刷方法）では、互いに相似でサイズの異なる複数の開口パターン４０が設けられたマスク１６を有し、算出した印刷対象物３の変形の程度（変形度Ｐ）に基づいて複数の開口パターン４０の中から選択したひとつの開口パターン４０と被印刷パターン３Ｐとを重ねるようにしているので、印刷対象物３の伸縮変形の程度が大きい場合であっても被印刷パターン３Ｐを複数の開口パターン４０の中のひとつと許容範囲内の精度で重ねることができる確率が高く、印刷不良が発生しにくい。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に示したものに限定されない。例えば、前述の実施の形態では、キャリア４に取り付けられる基板２の数は２つであったが、これは一例であり、２つ以上であれば何枚であってもよい。また、前述の実施の形態では、互いに相似でサイズの異なる複数の開口パターン４０は３つ（中央開口パターン４１、前方開口パターン４２及び後方開口パターン４３）であったが、これは一例であり、マスク１６に設けられる開口パターン４０の数は、複数であれば幾つであってもよい。

また、前述の実施の形態では、複数の開口パターン４０は印刷対象物３に面内の伸縮変形が生じていない場合の被印刷パターン３Ｐに対応するサイズに設けられたもの（拡大比率Ｈ＝１のもの）が１つと、印刷対象物３に面内の伸長変形が生じている場合の被印刷パターン３Ｐに対応するサイズに設けられたもの（拡大比率Ｈ＞０のもの）が１つと、印刷対象物３に面内の縮小変形が生じている場合の被印刷パターン３Ｐに対応するサイズに設けられたもの（拡大比率Ｈ＜０）が１つの組み合わせであったが、これは一例に過ぎず、複数の開口パターン４０は様々なサイズの組合せが可能である。

また、前述の実施の形態では、印刷対象物３とマスク１６とを接触させる接触機構（或いは接触工程）において、マスク１６に対して印刷対象物３を移動させて印刷対象物３とマスク１６とを接触させるようにしていたが、印刷対象物３に対してマスク１６を移動させて印刷対象物３とマスク１６とを接触させるようにしてもよい。すなわち、前述の実施の形態では、選択した開口パターン４０の下方に印刷対象物３が位置するように、移動機構部２２に対象保持部２１を移動させたが、マスク１６を水平方向に移動させるマスク移動機構部を更に備えて、選択した開口パターン４０の下方に印刷対象物３が位置するように、マスク１６を移動させてもよい。また、作業者ＯＰによって予め変形度に応じて印刷対象物３を選別する場合には、入出力装置８１に変形度又は選択する開口パターン４０を入力して上述した撮像工程を省略させてもよい。

印刷対象物の伸縮変形の程度が大きい場合であっても印刷不良が発生しにくいスクリーン印刷装置及びスクリーン印刷方法を提供する。

１ スクリーン印刷装置
２ 基板
３ 印刷対象物
３Ｐ 被印刷パターン
１６ マスク
１８ 撮像部
２２ 移動機構部（接触機構）
３１ 搬送部
４０ 開口パターン
８０ａ 変形度算出部
８０ｂ 選択部
Ｐｓｔ ペースト

Claims (4)

1. 整列された複数の基板である印刷対象物の被印刷パターン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の開口パターンが設けられたマスクと、
   前記マスクの下方に前記印刷対象物を搬送する搬送部と、
   前記印刷対象物を構成する前記複数の基板それぞれが有する一対の基板側マークを撮像する撮像部と、
   前記撮像部による前記撮像により得られた前記複数の基板それぞれが有する前記一対の基板側マークの距離に基づいて前記印刷対象物の伸縮変形の程度を算出する変形度算出部と、
   前記変形度算出部により算出された前記印刷対象物の伸縮変形の程度に基づいて前記複数の開口パターンの中からひとつの開口パターンを選択する選択部と、
   前記搬送部により前記マスクの下方に搬送された前記印刷対象物と前記マスクとを接触させる接触機構とを備え、
   前記選択部により選択された前記開口パターンと前記被印刷パターンとが重なるように前記接触機構により前記マスクと前記基板を相対的に移動させることを特徴とするスクリーン印刷装置。
2. 前記基板はフィルム状基板であることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷装置。
3. 前記サイズの異なる複数の開口パターンは互いに相似であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン印刷装置。
4. 整列された複数の基板である印刷対象物の被印刷パターンにペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、
   サイズの異なる複数の開口パターンが設けられたマスクの下方に前記印刷対象物を搬送する搬送工程と、
   前記印刷対象物を構成する前記複数の基板それぞれが有する一対の基板側マークを撮像する撮像工程と、
   前記撮像工程における前記撮像により得られた前記複数の基板それぞれが有する前記一対の基板側マークの距離に基づいて、前記印刷対象物の伸縮変形の程度を算出する変形度算出工程と、
   前記変形度算出工程で算出した前記印刷対象物の伸縮変形の程度に基づいて前記複数の開口パターンの中からひとつの開口パターンを選択する選択工程と、
   前記搬送工程で前記マスクの下方に搬送した前記印刷対象物と前記マスクとを接触させる接触工程とを含み、
   前記選択工程で選択した前記開口パターンと前記被印刷パターンとが重なるように前記接触工程で前記マスクと前記基板を相対的に移動させることを特徴とするスクリーン印刷方法。

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