JP6630919B2 - Screen printing apparatus and screen printing method - Google Patents
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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。 The present invention relates to a screen printing device and a screen printing method.
一又は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。 2. Description of the Related Art A screen printing apparatus has been widely used as an apparatus for printing a paste such as solder on a pattern to be printed (a combination of electrode patterns of individual substrates) of a printing object, which is one or a plurality of aligned substrates. ing. When printing a paste on a print target pattern of a printing target by a screen printing apparatus, a mask having an opening pattern corresponding to the print target pattern is prepared in advance. Then, the printed object conveyed is brought into contact with the lower surface of the mask, the paste is pressed into the opening pattern, and then the printed object is separated from the mask (plate separation). Thereby, the paste is deposited on the pattern to be printed corresponding to the opening pattern.
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。
In such a screen printing apparatus, the printing target and the mask need to be brought into contact with each other with high accuracy so that the pattern to be printed and the opening pattern are vertically overlapped. For this reason, a mark (mask-side mark) is provided on the mask, and a mark (substrate-side mark) is also provided on the substrate constituting the printing object, and the mask-side mark and the substrate-side mark are aligned, and The printing object and the mask are brought into contact. Here, when the substrate to be printed has an in-plane expansion / contraction deformation, for example, because the substrate is a film-shaped substrate, the pattern to be printed and the opening pattern do not completely overlap with each other, but the displacement between the two does not occur. The printing target pattern and the opening pattern are overlapped as a whole (in an average sense) with an accuracy within an allowable range.
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。 However, in the above-described conventional screen printing apparatus, when the degree of expansion and contraction deformation of the printing target is large, even if the deviation between the printing pattern and the opening pattern is accurately recognized, the printing pattern and the opening pattern are Cannot be superimposed with an accuracy within an allowable range, and there is a problem that the printing failure of the paste on the printing target may occur.
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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a screen printing apparatus and a screen printing method in which printing failure is unlikely to occur even when the degree of expansion and contraction of a printing object is large.
本発明のスクリーン印刷装置は、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のうちの一の基板が有する一対の基板側マークを撮像する撮像部と、前記撮像部の前記撮像により得られた前記一対の基板側マークの距離の実測値と前記一対の基板側マークの距離の設計値との比率に基づいて、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。 The screen printing apparatus of the present invention is a screen printing apparatus that prints a paste on a pattern to be printed on a printing object, which is a plurality of substrates, and a mask provided with a plurality of opening patterns having different sizes, and a mask below the mask. A transport unit that transports the printing target, an imaging unit that captures a pair of substrate-side marks of one of the plurality of substrates that constitute the printing target, and an imaging unit that captures the mark. A deformation degree calculating unit that calculates a degree of expansion and contraction deformation of the printing target based on a ratio of the obtained measured value of the distance between the pair of substrate side marks and a design value of the distance between the pair of substrate side marks. A selecting unit that selects one opening pattern from the plurality of opening patterns based on a degree of expansion and contraction deformation of the printing target object calculated by the deformation degree calculating unit; A contact mechanism for contacting the printing object and the mask conveyed below the mask, the contact mechanism so that the opening pattern selected by the selection unit and the pattern to be printed overlap. The mask and the substrate are relatively moved.
本発明のスクリーン印刷方法は、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のうちの一の基板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一対の基板側マークの距離の実測値と前記一対の基板側マークの距離の設計値との比率に基づいて、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。 The screen printing method of the present invention is a screen printing method for printing a paste on a pattern to be printed on a printing target, which is a plurality of substrates, wherein the printing target is provided below a mask provided with a plurality of opening patterns having different sizes. A transporting step of transporting an object, an imaging step of imaging a pair of substrate-side marks of one of the plurality of substrates constituting the printing target, and the imaging step obtained by the imaging in the imaging step. A deformation degree calculating step of calculating a degree of expansion and contraction deformation of the printing object based on a ratio between an actually measured value of the distance between the pair of substrate side marks and a design value of the distance between the pair of substrate side marks; A selection step of selecting one opening pattern from the plurality of opening patterns based on the degree of expansion / contraction of the printing object calculated in the calculation step; A contact step of contacting the mask with the object to be printed conveyed below a mask, wherein the mask and the mask are contacted in the contacting step so that the opening pattern selected in the selecting step and the pattern to be printed overlap. The substrate is relatively moved.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the degree of expansion-contraction deformation of a printing target is large, printing failure does not easily occur.
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、一又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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a
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。
1, 3A, 3B, and 4, the
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。
The
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)。
In FIG. 4, the target holding /
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)。
The
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。
In FIG. 5, the
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。
In FIG. 5, the three
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。
The
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))。
The
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)。
In FIG. 2, each of the two
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。
The moving
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。
FIG. 6A illustrates a state in which the moving
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。
FIG. 6B illustrates a state in which the moving
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。
FIG. 6C illustrates a state in which the moving
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))。
In the present embodiment, when the pattern to be printed 3P and the
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。
In FIGS. 5 and 6A, a certain area in front of the central opening pattern 41 (a certain area behind the front opening pattern 42) in the area on the upper surface of the
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。
3A, 3B, and 4, the
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。
Each of the two
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)。
3A, 3B and 4, both ends of an
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。
The
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。
In FIG. 7, the
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。
In FIG. 7, the
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)。
Next, an execution procedure of the screen printing operation by the
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のうち、予め定められた一の基板2に対応する基板側マーク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。
When the pair of
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から送られてきた一の基板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。
When the image information of the
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から送られてきた一の基板2が有する基板側マーク2mの画像認識結果に基づいて、その基板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との比率を印刷対象物3の変形度P(=M/L)とする。
In the calculation of the degree of deformation of the
このように、本実施の形態では、撮像部18は一の基板2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。
As described above, in the present embodiment, the
撮像部18が一の基板2の基板側マーク2mを撮像する時点でその基板2についての実測値Mが設計値Lと等しい場合には変形度PはP=1となるが、基板2が伸長しており、実測値Mが設計値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、実測値Mが設計値Lを下回っている場合には変形度PはP<1となる。
When the
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。
After the deformation
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。
A selection criterion for selecting the
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。
In the above example, when the calculated deformation degree P of the
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。
After selecting the
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。
When the
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。
When the
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。
When the
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。
When the plurality of mask-side marks 16m and the plurality of substrate-
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。
The
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。
When the
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。
In filling the paste Pst into the
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。
In filling the paste Pst into the
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。
In filling the paste Pst into the
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。
When the paste Pst is filled in the
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。
When the printing process is completed, the moving
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。
As described above, the screen printing apparatus 1 (screen printing method) according to the present embodiment includes the
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、1つを含めて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。
Although the embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in the above-described embodiment, the number of the
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。
In the above-described embodiment, the plurality of opening
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。
Further, in the above-described embodiment, in the contact mechanism (or contact step) for bringing the
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。 Provided are a screen printing apparatus and a screen printing method in which printing failure is unlikely to occur even when the degree of expansion and contraction of a printing target is large.
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
DESCRIPTION OF
31
Claims (4)
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のうちの一の基板が有する一対の基板側マークを撮像する撮像部と、
前記撮像部の前記撮像により得られた前記一対の基板側マークの距離の実測値と前記一対の基板側マークの距離の設計値との比率に基づいて、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。 A screen printing apparatus that prints a paste on a pattern to be printed on a printing object that is a plurality of substrates,
A mask provided with a plurality of opening patterns having different sizes,
A transport unit that transports the print target below the mask,
An imaging unit configured to image a pair of substrate-side marks included in one of the plurality of substrates constituting the printing target,
Based on the ratio between the measured value of the distance between the pair of substrate-side marks obtained by the imaging of the imaging unit and the design value of the distance between the pair of substrate-side marks, the degree of expansion and contraction of the print target is determined. A deformation degree calculating unit for calculating,
A selection unit that selects one opening pattern from the plurality of opening patterns based on a degree of expansion and contraction deformation of the printing target object calculated by the deformation degree calculation unit;
A contact mechanism for bringing the printing object and the mask conveyed below the mask by the conveyance unit into contact with each other,
A screen printing apparatus, wherein the mask and the substrate are relatively moved by the contact mechanism so that the opening pattern selected by the selection unit and the pattern to be printed overlap.
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のうちの一の基板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一対の基板側マークの距離の実測値と前記一対の基板側マークの距離の設計値との比率に基づいて、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。 A screen printing method for printing a paste on a pattern to be printed on a printing object, which is a plurality of substrates,
A conveyance step of conveying the printing target below a mask provided with a plurality of opening patterns having different sizes,
An imaging step of imaging a pair of substrate-side marks included in one of the plurality of substrates constituting the printing target,
Based on the ratio between the measured value of the distance between the pair of substrate-side marks obtained by the imaging in the imaging step and the design value of the distance between the pair of substrate-side marks, the degree of expansion and contraction of the print target is determined. Calculating the degree of deformation,
A selecting step of selecting one opening pattern from the plurality of opening patterns based on a degree of expansion and contraction deformation of the printing target object calculated in the deformation degree calculating step;
A contact step of contacting the mask with the print target transferred below the mask in the transfer step,
A screen printing method, wherein the mask and the substrate are relatively moved in the contacting step so that the opening pattern selected in the selecting step and the pattern to be printed overlap.
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