JP7113183B2 - 印刷結果の表示方法及びスクリーン印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板に近接させたマスク上でスキージを移動させて基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置における印刷結果の表示方法及びスクリーン印刷装方法に関する。

スクリーン印刷装置は、パターン孔を有して基板に近接されるマスクと、基板に近接されたマスク上を移動するスキージとを備えており、スキージをマスク上で移動させることで、マスクのパターン孔にペーストが充填されて基板にペーストが印刷されるようになっている。このようなスクリーン印刷装置では、印刷の品質に影響を与える種々の印刷条件を適切に設定することが重要である。下記の特許文献１には、マスクに形成した圧力検出用の開口部を介して、印刷されるクリーム半田の圧力を検出する圧力センサを設けたスクリーン印刷装置が記載されている。このスクリーン印刷装置では、圧力センサで検出した圧力の波形検出結果をデータベースに登録されている最適波形と比較し、両者が一致するまで印刷条件の変更と充填圧力の計測を繰り返す。

特開２００１－７１４５５号公報

しかしながら、圧力センサで検出した圧力の波形検出結果と最適波形とを比較しただけでは、印刷条件が適切であるか否かの判断を的確に行うことは困難であった。また、上記のように、圧力の実測値が得られる場合でも、良好な印刷結果が得られるようにするためには複数の印刷条件のどれをどのように変化させたらよいかという判断は作業者の経験に頼る面が大きく、経験の未熟な作業者は印刷条件の設定を或る程度試行錯誤で行わざるを得ないという問題点があった。

そこで本発明は、印刷条件の適否の判断を容易に行うことができる、或いは印刷条件を自動的に設定することができるスクリーン印刷装置における印刷結果の表示方法及びスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。

本発明の印刷結果の表示方法は、パターン孔を有するマスクと、マスク上を移動するスキージとを備え、予め設定された印刷条件に基づいてスキージを移動させることによりマスク上のペーストをパターン孔に充填し、パターン孔に充填されたペーストを基板に転写するスクリーン印刷装置における印刷結果の表示方法であって、予め設定された印刷条件に基づいてスキージをマスクに対して移動させることにより、パターン孔とは別にマスクに設けられた検査孔にペーストを充填し、検査孔に充填されるペーストの圧力の変化を圧力波形として取得し、圧力波形より充填圧力と充填時間を検出し、検出された充填圧力及び充填時間を予め設定した判定基準とともに表示モニタに表示する。

本発明のスクリーン印刷方法は、パターン孔を有するマスクと、マスク上を移動するスキージとを備え、予め設定された印刷条件に基づいてスキージを移動させることによりマスク上のペーストをパターン孔に充填し、パターン孔に充填されたペーストを基板に転写するスクリーン印刷装置におけるスクリーン印刷方法であって、予め設定された仮の印刷条件に基づいてスキージをマスクに対して移動させることにより、パターン孔とは別にマスクに設けられた検査孔にペーストを充填し、検査孔に充填されるペーストの圧力の変化を圧力波形として取得し、圧力波形より充填圧力と充填時間を検出し、充填圧力と充填時間が予め設定した判定基準を満たすか否かを判定し、判定基準を満たす場合は仮の印刷条件を生産用の印刷条件に設定し、判定基準を満たさない場合は仮の印刷条件を変更し、変更した仮の印刷条件に基づいて検査孔へのペーストの充填から判定基準を満たすか否かの判定までを再度行い、生産用の印刷条件に基づいてスキージを移動させることによりマスク上のペーストをパターン孔に充填し、パターン孔に充填されたペーストを基板に転写する。

本発明によれば、印刷条件の適否についての判断を容易に行うことができる。また、本発明によれば、印刷条件を自動的に設定することができる。

図１は、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置の平面図である。 図２は、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置の正面図である。 図３は、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置の側面図である。 図４は、本発明の第１実施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である。 図５は、本発明の第１実施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である。 図６は、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置が備えるマスクを基板とともに示す側面図である。 図７は、本発明の第１実施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である。 図８は、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置がマスクを介して基板にペーストを充填している様子を示す図である。 図９は、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置がマスクの検査孔にペーストを充填している様子を示す図である。 図１０Ａは、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置が備えるクリーニングユニットによりクリーニングを行っている様子を示す図である。 図１０Ｂは、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置が備えるクリーニングユニットによりクリーニングを行っている様子を示す図である。 図１０Ｃは、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置が備えるクリーニングユニットによりクリーニングを行っている様子を示す図である。 図１１は、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置が計測した充填圧力の時間的変化を示すグラフである。 図１２は、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置が設定する判定基準の一例を示すグラフである。 図１３Ａは、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置が充填圧力の時間的変化を計測して得られた印圧と充填時間を、設定した判定基準のグラフとともに示す図である。 図１３Ｂは、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置が充填圧力の時間的変化を計測して得られた印圧と充填時間を、設定した判定基準のグラフとともに示す図である。 図１４は、本発明の第２実施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である。 図１５は、本発明の第２実施形態におけるスクリーン印刷装置が実行する印刷条件の設定手順を示すフロー図である。 図１６は、本発明の第１及び第２実施形態の変形例におけるスクリーン印刷装置がマスクの検査孔にペーストを充填している様子を示す図である。

（第１実施形態）
図１、図２及び図３は、本発明の第１実施形態におけるスクリーン印刷装置１を示している。なお、図１は、スクリーン印刷装置１の平面図である。図２は、スクリーン印刷装置１の正面図である。図３は、スクリーン印刷装置１の側面図である。スクリーン印刷装置１は上流工程側から供給された基板２を搬入し、基板２の表面に半田等のペーストを印刷して下流工程側に搬出する装置である。ここでは説明の便宜上、作業者ＯＰから見たスクリーン印刷装置１の左右方向をＸ軸方向とし、左方を上流工程側、右方を下流工程側とする。また、作業者ＯＰから見たスクリーン印刷装置１の前後方向をＹ軸方向とし、作業者ＯＰから見た手前側を前方、作業者ＯＰから見た奥側を後方とする。更に、スクリーン印刷装置１の上下方向をＺ軸方向とする。

図１、図２及び図３において、スクリーン印刷装置１は基台１１上に基板保持部２１と基板保持部移動機構２２を備えている。基板保持部２１の上方にはマスク１３が設置されている。基板保持部２１の上流工程側には搬入コンベア１４が設けられており、基板保持部２１の下流工程側には搬出コンベア１５が設けられている（図１）。マスク１３の上方には印刷ヘッド１６が設けられており、マスク１３と基板保持部２１との間の領域には撮像ユニット１７とクリーニングユニット１８が設けられている（図２及び図３）。

図１において、基板保持部２１はＹ軸方向に開閉自在な一対のクランプ部材２１Ａを備えている。一対のクランプ部材２１Ａは、上流工程側から搬入した基板２のＹ軸方向に対向する両側部をクランプして保持する。図２において、基板保持部２１は昇降テーブル２１ａと基板２を下方から支持する基板支持部２１ｂを備えている。基板保持部移動機構２２は、基台１１に対して水平面内に移動するＸＹテーブル２２Ａ、ＸＹテーブル２２Ａに設けられたＺ軸回りに回動するθテーブル２２Ｂ、θテーブル２２Ｂに設けられて基板保持部２１を昇降させる基板昇降機構２２Ｃを備えている。これらは下から順に積層されており、最上段の基板昇降機構２２Ｃが昇降テーブル２１ａに結合されている。従って、ＸＹテーブル２２Ａとθテーブル２２Ｂにより基板保持部２１に保持された基板２を水平面内でＸＹ方向へ移動、Ｚ軸回りに回動させ、基板昇降機構２２Ｃによって基板２をマスク１３に対して近接・離反させることができる。

図１、図２及び図３において、マスク１３は金属製の板状部材から成り、水平姿勢に配置されている。マスク１３の中央部にはパターン形成領域１３Ｒが設定されている。パターン形成領域１３Ｒには基板２の上面に設けられた電極に対応した多数のパターン孔１３Ｈが設けられている（図４）。

図１、図２及び図３において、印刷ヘッド１６は、印刷ヘッド移動テーブル３１、２つのスキージ昇降部３２及び２つのスキージ３３を備えている。印刷ヘッド移動テーブル３１はマスク１３の上方領域をＸ軸方向に延びており、印刷ヘッド移動部１６Ｋ（図５）は印刷ヘッド移動テーブル３１を（すなわち印刷ヘッド１６を）Ｙ軸方向に移動させる。

２つのスキージ昇降部３２は印刷ヘッド移動テーブル３１にＹ軸方向に並んで設けられており、それぞれ下方に向けたロッド３２Ｒを印刷ヘッド移動テーブル３１の下方に突出させている。２つのスキージ３３は２つのスキージ昇降部３２それぞれのロッド３２Ｒの下端に取り付けられており、印刷ヘッド移動テーブル３１の下方にＹ軸方向に並んで配置されている。

図２及び図３において、各スキージ３３は、スキージベース４１とブレード４２とアタック角調整部４１Ｍとを備えている。スキージベース４１はスキージ昇降部３２のロッド３２Ｒに取り付けられており、ブレード４２はスキージベース４１にＸ軸回りに揺動自在に取り付けられている。２つのブレード４２は互いに対向する面（ペースト掻寄せ面４２Ｍと称する）がＸ軸方向から見て下側に向かって広がる方向に延びている（図３）。アタック角調整部４１Ｍは、ブレード４２のペースト掻寄せ面４２Ｍとマスク１３の上面とがなす角度、すなわちアタック角Φを調整する機能を有する。

撮像ユニット１７は、上方に撮像光軸を向けたカメラと下方に撮像光軸を向けたカメラとを内蔵しており、上方及び下方のそれぞれに位置する撮像対象物を同時又は非同時に撮像する。撮像ユニット移動部１７Ｋ（図５）は撮像ユニット１７をマスク１３の下方領域でＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。

図２及び図３において、クリーニングユニット１８はベース体５１、マスククリーニング部５２及びセンサクリーニング部５３を備えている。ベース体５１はマスク１３の下方領域をＸ軸方向に延びており、クリーニングユニット移動部１８Ｋ（図５）はベース体５１を（すなわちクリーニングユニット１８を）Ｙ軸方向に移動させる。マスククリーニング部５２はベース体５１の上方に突出して配置されたペーパー部材から成る。センサクリーニング部５３はベース体５１の下方に突出して設けられた吸引機構から成る。

基板保持部移動機構２２は、基板保持部２１を水平方向に変位させて基板保持部２１に保持した基板２の電極２Ｄとマスク１３のパターン孔１３Ｈの位置を一致させるとともに、基板保持部２１を上昇させてマスク１３の下面に基板２を当接させて位置決めする（図６）。基板２が位置決めされた状態では、マスク１３のパターン形成領域１３Ｒが基板２の上面と対向し、マスク１３のパターン孔１３Ｈは基板２の電極２Ｄと上下に対向する（図６）。なお、基板２の上面にはシルク印刷２Ｅによって図形や文字が印刷されており、基板２をマスク１３の下面に接触させても電極２Ｄとマスク１３の間にはギャップＧＰが存在する場合がある。

図１及び図４において、マスク１３のパターン形成領域１３ＲからＸ軸方向に外れた位置には検査孔１３Ｋが設けられている。検査孔１３Ｋはマスク１３の厚さ方向に貫通している。図２に示すように、基板保持部２１の上面のうち、基板２を位置決めした状態で検査孔１３Ｋと上下に対向する位置にはセンサマウント部２１Ｍが設けられている。このセンサマウント部２１Ｍの上部には上面に作用した圧力を検出する圧力検出センサ６０が設けられている（図１、図２及び図３）。

センサマウント部２１Ｍは、昇降テーブル２１ａに配置されたセンサマウント昇降機構２１ｃによって昇降する。搬入コンベア１４から基板保持部２１に基板２を搬入する場合、センサマウント昇降機構２１ｃはセンサマウント部２１Ｍを下降させて、センサマウント部２１Ｍや圧力検出センサ６０を基板２の搬送の妨げにならない位置へ移動させる。また、センサマウント昇降機構２１ｃは、少なくとも基板２がマスク１３に位置決めされたときに、圧力検出センサ６０の受圧が検査孔１３Ｋの直下に位置するようにセンサマウント部２１Ｍを上昇させる。

スキージ昇降部３２は、基板２が位置決めされた状態でスキージ３３を下降させ、ブレード４２をマスク１３の上面に当接させる。また、スキージ昇降部３２は、スキージ３３をマスク１３の上面に押し付ける力（印圧）を調整する機能を備えている。このとき各ブレード４２のペースト掻寄せ面４２Ｍはマスク１３の上面に対して設定された所定の角度（前述のアタック角Φ。図３）で当接する。

図５において、スクリーン印刷装置１が備える制御装置７０は、搬入コンベア１４による基板２の搬入動作、基板保持部２１による基板２の保持動作、基板保持部移動機構２２によるマスク１３に対する基板２の位置決め動作、搬出コンベア１５による基板２の搬出動作の各制御を行う。また、制御装置７０は、印刷ヘッド移動部１６Ｋによる印刷ヘッド１６の移動動作、スキージ昇降部３２によるスキージ３３の昇降動作、アタック角調整部４１Ｍによるブレード４２のアタック角Φの調整動作の各制御を行う。また、制御装置７０は、撮像ユニット移動部１７Ｋによる撮像ユニット１７の移動動作、撮像ユニット１７による撮像動作、クリーニングユニット移動部１８Ｋによるクリーニングユニット１８の移動動作及びクリーニングユニット１８によるクリーニング動作の各制御を行う。

図５において、圧力検出センサ６０は制御装置７０に接続されており、圧力検出センサ６０が検出する圧力は制御装置７０に入力される。制御装置７０には、入出力装置としてのタッチパネル７１が接続されている。タッチパネル７１は、作業者ＯＰが制御装置７０に所要の入力を行う入力装置として機能するほか、制御装置７０がスクリーン印刷装置１の状態を作業者ＯＰに表示したり作業者ＯＰに作業指示を与えたりする表示モニタとして機能する。

図５において、制御装置７０は、緒元データ記憶部７０ａ、印刷条件記憶部７０ｂ及び印刷制御部７０ｃを備えている。緒元データ記憶部７０ａは、スクリーン印刷の対象となる基板２やそれに使用するマスク１３に関する情報（以下、マスク・基板データと呼ぶ）を記憶する。緒元データ記憶部７０ａは、マスク・基板データとして、少なくとも、パターン孔最大寸法、パターン孔最小面積、マスク厚及びギャップＧＰのデータを記憶している。これらのデータはスクリーン印刷の作業前に緒元データ記憶部７０ａに記憶されている。

緒元データ記憶部７０ａが記憶するパターン孔最大寸法とは、マスク１３が備える全てのパターン孔１３Ｈのスキージ３３の移動方向における寸法（図７中に示す寸法ＤＨ）のうちの最大値のことである。パターン孔最小面積とは、マスク１３が備える全てのパターン孔１３Ｈそれぞれの開口面積ＳＨ（図７中に斜線で示す領域の面積）のうちの最小値のことである。マスク厚とは、図６に示す、マスク１３の厚さ方向の寸法ＴＨのことである。ギャップＧＰとは、前述したように、基板２をマスク１３に対して位置決めしたときの電極２Ｄとマスク１３の上下方向間隔のことである（図６）。

印刷条件記憶部７０ｂは、スクリーン印刷装置１が印刷動作を行うために必要な印刷条件を記憶している。印刷条件記憶部７０ｂに記憶されている印刷条件には、スキージ３３に関する印刷条件と基板保持部移動機構２２に関する印刷条件と、クリーニングユニット１８の動作に関する印刷条件が含まれる。スキージ３３に関する印刷条件としては、印圧、アタック角Φ、移動速度（スキージ速度）が含まれている。

基板保持部移動機構２２に関する印刷条件としては、マスク１３から基板２を引き離す動作（版離れ動作）に関する情報、例えば基板２の下降速度を含んでいる。クリーニングユニット１８の動作に関する印刷条件としては、マスク１３のクリーニングの頻度に関する情報が含まれる。これらの印刷条件の中でもスキージ３３に関する印刷条件は、使用するペーストの影響を受け易い。このためスクリーン印刷装置１の印刷動作によってペーストの状態が変化して印刷不良が発生する場合はスキージ３３に関する印刷条件の調整が必要になる。

作業者は、スキージ３３に関する印刷条件の設定入力、すなわちアタック角Φを設定する入力とスキージ速度を設定する入力を、タッチパネル７１から行うことができる。作業者がアタック角Φとスキージ速度を設定する入力を行うと、その入力した値が印刷条件記憶部７０ｂに記憶される。

印刷制御部７０ｃは、印刷条件記憶部７０ｂに記憶された印刷条件に基づいて、基板２にペーストを印刷する一連の印刷動作を制御する。このとき印刷制御部７０ｃは、スキージ３３のアタック角Φが印刷条件記憶部７０ｂに記憶された角度となるようにアタック角調整部４１Ｍを作動させ、スキージ３３の移動速度が印刷条件記憶部７０ｂに記憶された速度となるように印刷ヘッド移動部１６Ｋを作動させる。また、印刷制御部７０ｃは、版離れ動作における基板２の下降速度が印刷条件記憶部７０ｂに記憶された速度となるように基板保持部移動機構２２を動作させる。

スクリーン印刷装置１が行う印刷動作では、先ず、外部から投入された基板２を搬入コンベア１４が受け取って基板保持部２１に受け渡し、基板保持部２１は一対のクランプ部材２１Ａによって基板２をクランプして保持する。基板保持部２１が基板２を保持したら、撮像ユニット１７が基板２若しくは基板２とマスク１３の双方を撮像する。制御装置７０は撮像ユニット１７が撮像した画像を認識してマスク１３と基板２の位置ずれ（相対的な位置関係）を求めたら、その結果に基づいて基板保持部移動機構２２が作動し、基板２をマスク１３に下方から近接させて位置決めする。この位置決めの動作は、具体的には、基板保持部移動機構２２が、基板２を保持した基板保持部２１をＸＹテーブル２２Ａによって水平面内方向に移動させ、θテーブル２２Ｂによって水平面内で回転させ、基板昇降機構２２Ｃによって昇降させることによって行う。

基板保持部移動機構２２が基板２を位置決めしたら、スキージ昇降部３２はスキージ３３を下降させてブレード４２をマスク１３の上面に当接させ、印刷条件に設定されている印圧でブレード４２をマスク１３に押し付ける。そして、印刷ヘッド移動部１６Ｋが印刷ヘッド１６を水平方向（Ｙ軸方向）に印刷条件に設定されている移動速度で移動させて、ブレード４２のペースト掻寄せ面４２ＭでペーストＰｓｔを掻寄せる。このときスキージ３３はマスク１３のパターン形成領域１３Ｒを通過（移動）し、パターン孔１３ＨにペーストＰｓｔを充填する（図８）。また、パターン孔１３Ｈ内へのペーストＰｓｔの充填時に、スキージ３３は、その通路上に位置する検査孔１３ＫにもペーストＰｓｔを充填する（図９）。

スキージ３３がマスク１３上を移動してパターン孔１３ＨにペーストＰｓｔが充填されたら、基板保持部移動機構２２が作動して基板２を印刷条件に設定されている下降速度で下降させ、マスク１３から基板２を離間（版離れ）させる。これにより基板２へのペーストＰｓｔの印刷が終了する。基板２へのペーストＰｓｔの印刷が終了したら、基板保持部２１は、ペーストＰｓｔの印刷が終了した基板２を搬出コンベア１５に受け渡し、搬出コンベア１５は基板保持部２１から受け取った基板２を外部に搬出する。

搬出コンベア１５が基板２を外部に搬出したら、クリーニングユニット移動部１８Ｋは、クリーニングユニット１８をＹ軸方向に移動させる。この際、マスククリーニング部５２をマスク１３の下面に当接させてマスク１３に対して摺擦させることにより、マスク１３の下面に付着したペーストＰｓｔを拭き取ってクリーニングする（図１０Ａ→図１０Ｂ→図１０Ｃ）。なお、クリーニングユニット１８によるマスク１３のクリーニングは、印刷条件に設定されている頻度（印刷動作が完了したら毎回行う、或いは所定回数の印刷動作が完了したら行う）に基づいて実行する。

クリーニングユニット１８は、上記のマスク１３のクリーニングの終了後、センサクリーニング部５３で圧力検出センサ６０のクリーニングを実行する。センサクリーニング部５３は吸引動作と拭取り動作により検査孔１３Ｋを通じて圧力検出センサ６０に付着したペーストＰｓｔを除去する（図１０Ｂ）。このようにしてマスク１３及び圧力検出センサ６０のクリーニングが終了したら、次の基板２にペーストＰｓｔを印刷できる状態となる。

図５において、制御装置７０は、計測部７０ｄ、判定基準設定部７０ｅ及び計測結果表示部７０ｆを備えている。計測部７０ｄは圧力検出センサ６０から出力される電圧を圧力波形として取得するとともに、圧力波形から充填時間と充填圧力を求める。

図１１は、計測部７０ｄが取得した圧力波形の一例を示している。図中、Ｐｔは検査孔１３ＫへのペーストＰｓｔの充填開始と終了を判定するための閾値である。計測部７０ｄは、検査孔１３ＫにペーストＰｓｔが充填されて圧力が閾値Ｐｔを超えると充填開始と判断し、スキージ３３が検査孔１３Ｋを通過して圧力が閾値Ｐｔを下回ると充填完了と判断する。そして、計測部７０ｄは充填開始から充填完了までの時間を充填時間として検出する。更に、計測部７０ｄは、圧力のピーク値を充填圧力として検出する。充填圧力は印圧やアタック角Φの影響を受け易く、印圧が高いほど、又はアタック角Φが小さいときほど高くなる。一方、充填時間はスキージ速度で変化し、スキージ速度が遅いほど長くなる傾向にある。

判定基準設定部７０ｅは、計測部７０ｄで計測された充填圧力及び充填時間がそれぞれ適正範内にあるか否かを判定するための判定基準を設定する。この判定基準を満たしていれば、印刷条件記憶部７０ｂに設定されている印刷条件は適切なものとして取り扱われる。言い換えれば、判定基準設定部７０ｅは、印刷条件の適否を判断するための判定基準を充填圧力と充填時間で設定する。図１２にその判定基準を示す。

図１２は縦軸に充填圧力、横軸に充填時間をとった二次元のグラフを示している。充填圧力の下限値Ｐ１（下限圧力）、上限値Ｐ２（上限圧力）及び充填時間の下限値Ｔ１（下限時間）、上限値Ｔ２（上限時間）で囲まれた斜線で示す矩形の領域が合格範囲（判定基準を満たす範囲）ＧＲである。

スクリーン印刷において印刷不良の大半を占めるのが「かすれ」と「にじみ」である。かすれは、十分な量のペーストＰｓｔが基板２に印刷されない不良であり、その主要因はパターン孔１３ＨへのペーストＰｓｔの充填不足である。充填不足は充填圧力が不足している場合や充填時間が短い場合に発生し易いことが知られている。一方、にじみはペーストＰｓｔが基板２に過剰に印刷される現象であり、パターン孔１３Ｈからマスク１３の裏面へはみ出したペーストＰｓｔが基板２に転写されることで発生する。マスク１３の裏面へのペーストＰｓｔのはみ出しは、充填圧力が大き過ぎる場合や充填時間が長過ぎる場合に発生することが知られている。このような知見に基づき、合格範囲ＧＲを定める充填圧力の下限値Ｐ１と上限値Ｐ２及び充填時間の下限値Ｔ１と上限値Ｔ２は設定されている。

なお、合格範囲ＧＲは、パターン孔１３Ｈの寸法、面積、マスク１３の厚さやギャップＧＰによって変化する。例えば、小さなパターン孔１３Ｈに対しては大きなパターン孔１３Ｈに必要とされる充填圧力よりも高い充填圧力が必要である。また、ギャップＧＰが大きな基板２では、充填圧力を低くしてにじみの発生を抑える必要がある。マスク・基板データに含まれるパターン孔１３Ｈの寸法、面積、マスク１３の厚さやギャップＧＰの組み合わせは無数に存在する。本実施の形態の判定基準設定部７０ｅは、過去の実験やスクリーン印刷で得た様々なマスク・基板データで印刷結果を取得し、これを機械学習させた学習モデルによって合格範囲ＧＲを示す充填圧力の下限値Ｐ１及び上限値Ｐ２と、充填時間の下限値Ｔ１及び上限値Ｔ２を設定する。

計測結果表示部７０ｆは、計測部７０ｄが計測した充填圧力と充填時間を、タッチパネル７１が表示する判定基準とともに可視的に表示する。表示の一例としては図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、縦軸に充填圧力、横軸に充填時間をとった二次元のグラフ上に合格範囲ＧＲを示す矩形枠と計測によって得られた充填圧力と充填時間の交点（図１３Ａに示す点Ｑ１及び図１３Ｂに示す点Ｑ２）を表示する。

次に上記構成のスクリーン印刷装置１のスキージ３３に関する印刷条件の適否確認手順について説明する。事前準備として、作業者ＯＰは、スクリーン印刷装置１にスクリーン印刷で使用するマスク１３と基板２をセットする。基板２はダミーを使用してもよい。次に、作業者ＯＰは、タッチパネル７１を操作して緒元データ記憶部７０ａと印刷条件記憶部７０ｂにマスク・基板データ及び適否確認の対象となる印刷条件（仮の印刷条件）を登録する。緒元データ記憶部７０ａにマスク・基板データが登録されると、判定基準設定部７０ｅは、合格範囲ＧＲを示す充填圧力の下限値Ｐ１及び上限値Ｐ２と充填時間の下限値Ｔ１及び上限値Ｔ２を設定する。

次に、作業者ＯＰは、タッチパネル７１を操作してスクリーン印刷装置１にスクリーン印刷を実行させ、計測部７０ｄによる充填圧力の計測と計測結果表示部７０ｆによる計測結果の表示を実行させる。

作業者ＯＰは、タッチパネル７１に表示された計測結果を確認することで、充填圧力と充填時間が合格範囲ＧＲ内にあるか、すなわち判定基準を満たすか否かを判定する。そして、作業者ＯＰは、判定基準を満たしていると判定したら仮の印刷条件は適切であると判断し、その印刷条件を生産用の印刷条件としてスクリーン印刷装置１にスクリーン印刷を実行させる。一方、作業者ＯＰは、判定基準を満たしていないと判定したら、仮の印刷条件は不適切であると判断し、タッチパネル７１を操作して印刷条件を修正する。図１３Ｂでは、充填時間が下限値Ｔ１よりも短い。従って、印刷条件のひとつであるスキージ３３の移動速度を仮の設定よりも遅くする。作業者ＯＰは、印刷条件の修正を行ったら、修正後の印刷条件の適否の確認を上述した手順で実行し、印刷条件が適切と判断されるまで繰り返す。これにより印刷条件記憶部７０ｂには生産用の印刷条件が設定される。

（第２実施形態）
第２実施形態におけるスクリーン印刷装置１が第１実施形態におけるスクリーン印刷装置１と異なるところは、印刷条件を自動的に修正して設定する機能を有する点である。具体的には、図１４に示すように、制御装置７０の印刷条件設定部７０ｇを備えるところのみである。次に、図１５に示すフローチャートに従って印刷条件の設定方法について説明する。第１実施形態の場合と同様、事前に緒元データ記憶部７０ａにはマスク・基板データが、印刷条件記憶部７０ｂには印刷条件が登録されている。なお、現時点の印刷条件は仮の値、すなわち仮の印刷条件である。

作業者ＯＰは、タッチパネル７１を操作して制御装置７０に図１５に示すフローチャートの処理を開始させる。印刷制御部７０ｃは印刷条件記憶部７０ｂに記憶されている印刷条件を読み取る（ステップＳＴ１）。ここで、アタック角Φを変更する必要があれば、アタック角調整部４１Ｍによるアタック角Φの調整が行われる。

次に、印刷制御部７０ｃはステップＳＴ１で読み取った印刷条件で基板２にペーストＰｓｔを印刷する印刷動作を開始する（ステップＳＴ２）。この間、計測部７０ｄによる圧力波形を検出する計測工程が実行される（ステップＳＴ３）。

印刷動作が完了すると（ステップＳＴ４）、次に、計測部７０ｄは圧力波形から充填圧力と充填時間を求める（ステップＳＴ５）。そして、計測結果表示部７０ｆは、計測結果を判定基準（合格範囲ＧＲ）とともにタッチパネル７１に表示する（ステップＳＴ６）。

次いで、印刷条件設定部７０ｇは、計測工程で計測した充填圧力と充填時間が判定基準を満たしているか判断する（ステップＳＴ７）。具体的には、充填圧力が下限値Ｐ１と上限値Ｐ２の間の範囲内であり、かつ、充填時間が下限値Ｔ１と上限値Ｔ２の間の範囲内あれば合格と判断する。そして、印刷条件設定部７０ｇは、仮の印刷条件として印刷条件記憶部７０ｂに記憶されていた印刷条件を生産用の印刷条件として設定する。一方、不合格と判断した場合、印刷条件設定部７０ｇは印刷条件を修正する修正工程を実行する（ステップＳＴ８）。そして、再びステップＳＴ１の処理へ戻って、修正後の印刷条件についての適否判断と修正が行われる。

ここで、修正工程について説明する。充填時間はスキージ速度に依存する。このため、計測された充填時間は下限値Ｔ１を下回る場合はスキージ速度を遅くする修正を行う。逆に、充填時間の上限値Ｔ２を上回る場合はスキージ速度を早くする修正を行う。充填圧力は印圧やアタック角Φの影響を受け易く、印圧が高いほど、又はアタック角Φが小さいほど高くなる。計測された充填圧力が下限値Ｐ１を下回る場合は印圧を大きくする修正又はアタック角Φを小さくする修正を行う。逆に、充填圧力が上限値Ｐ２を上回る場合は印圧を下げる修正又はアタック角Φを大きくする修正を行う。印圧とアタック角Φの修正は併用してもよい。このように印刷条件の修正は印刷条件設定部７０ｇによって自動的に行われ、印刷条件記憶部７０ｂに上書きされる。

第２実施形態では、印刷条件の設定が自動で行われる。通常、印刷条件の設定は基板生産を開始する前の準備段階に行うが、基板生産中に適宜実行してもよい。ペーストＰｓｔの中でもクリーム半田は基板生産中に粘度やチキソの変化が大きく、基板生産前に設定した最適な印刷条件であってもクリーム半田の変化に伴い印刷不良が発生する場合がある。このため、基板生産中も定期的に印刷条件が判定基準を満たした状態が維持されているかどうかを確認し、維持されていないときには印刷条件が判定基準を満たすように、自己補正するように実行される。

この場合、基板生産時にスキージ３３がマスク１３上を移動する際（パターン孔１３ＨにペーストＰｓｔを充填する際）、検査孔１３Ｋに充填されるペーストＰｓｔを介して圧力検出センサ６０により充填圧力を検出することによって、ステップＳＴ３の計測工程を実行する。このように、基板生産中に印刷条件を設定することで、スクリーン印刷装置１の印刷条件は常に適正な値となり、生産される基板２（スクリーン印刷がなされた基板２）の良品率を向上させることができる。

以上説明したように、上述したスクリーン印刷装置１における印刷結果の表示方法及びスクリーン印刷方法では、記憶部（印刷条件記憶部７０ｂ）から読み取った仮の印刷条件でスキージ３３をマスク１３に対して移動させてマスク１３に設けられた検査孔１３ＫにペーストＰｓｔを充填し、その充填の際に計測した圧力波形より充填圧力と充填時間を検出する。そして、検出した充填圧力と充填時間が判定基準を満たすか否かを判定し、満たしている場合は仮の印刷条件を生産用の印刷条件として設定し、満たしていない場合は印刷条件を自動的に修正するようにしている。そして、修正した印刷条件の下で検出された充填圧力と充填時間が判定基準を満たすまで印刷条件の修正を繰り返す。これにより、作業者ＯＰ個人の経験によらず自動的に印刷条件の設定を行うことができる。

これまで本発明の実施の形態１，２について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、検査孔１３Ｋはマスク１３のパターン形成領域１３ＲからＸ軸方向に外れた位置、すなわちスキージ３３がパターン孔１３ＨにペーストＰｓｔを充填するときのスキージ３３の通路上に設けられていたが、これは一例であり、マスク１３上の検査孔１３Ｋの位置は限定されない。よって、例えば、印刷可能位置に位置した基板２の両側をクランプしている２つのクランプ部材２１Ａの一方と対向するマスク１３上の位置に設けられていてもよい。また、パターン孔１３Ｈの形状は矩形（正方形）であったが、円等であってもよい。

上述の実施の形態１，２では、検査孔１３Ｋに充填されたペーストＰｓｔは圧力検出センサ６０に直接接触する構成となっていたが、図１６の変形例に示すように、マスク１３の下面に、検査孔１３Ｋの下端側を閉止しつつも検査孔１３Ｋに充填されたペーストＰｓｔに与えられる圧力を圧力検出センサ６０によって検出できるような材質の（例えばフィルム状の）閉止部材１３Ｆを取り付けておくこともできる。このようにすれば、圧力検出センサ６０にペーストＰｓｔが付着しないので、クリーニングユニット１８がセンサクリーニング部５３を備える必要がなくなる。

印刷条件の設定を経験によらず簡易に行うことができるスクリーン印刷装置における印刷結果の表示方法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
１３ マスク
１３Ｈ パターン孔
１３Ｋ 検査孔
３３ スキージ
７０ｂ 印刷条件記憶部（記憶手段）
Ｐｓｔ ペースト

Claims (10)

1. パターン孔を有するマスクと、前記マスク上を移動するスキージとを備え、予め設定された印刷条件に基づいて前記スキージを移動させることにより前記マスク上のペーストを前記パターン孔に充填し、前記パターン孔に充填された前記ペーストを基板に転写するスクリーン印刷装置における印刷結果の表示方法であって、
   前記予め設定された印刷条件に基づいて前記スキージを前記マスクに対して移動させることにより、前記パターン孔とは別に前記マスクに設けられた検査孔に前記ペーストを充填し、
   前記検査孔に充填される前記ペーストの圧力の変化を圧力波形として取得し、
   前記圧力波形より前記ペーストの前記検査孔への充填圧力と充填時間を検出し、
   検出された前記充填圧力及び前記充填時間を予め設定された判定基準とともに表示モニタに表示する印刷結果の表示方法。
2. 前記充填圧力及び前記充填時間ならびに前記予め設定された判定基準は、前記充填時間と前記充填圧力を２軸とするグラフ上に表示される請求項１に記載の印刷結果の表示方法。
3. 前記充填圧力は、前記圧力波形における前記圧力の最大値である請求項１に記載の印刷結果の表示方法。
4. 前記充填時間は、前記圧力波形において所定の閾値を超える前記圧力を検出した時間である請求項１に記載の印刷結果の表示方法。
5. 前記予め設定された印刷条件は、前記スキージを前記マスクの上面に押し付ける力を示す印圧、前記スキージのペースト掻寄せ面と前記マスクの前記上面とがなす角度であるアタック角、前記マスク上を移動する前記スキージの速度を含む請求項１に記載の印刷結果の表示方法。
6. パターン孔を有するマスクと、前記マスク上を移動するスキージとを備え、予め設定された印刷条件に基づいて前記スキージを移動させることにより前記マスク上のペーストを前記パターン孔に充填し、前記パターン孔に充填された前記ペーストを基板に転写するスクリーン印刷装置におけるスクリーン印刷方法であって、
   予め設定された仮の印刷条件に基づいて前記スキージを前記マスクに対して移動させることにより、前記パターン孔とは別に前記マスクに設けられた検査孔に前記ペーストを充填し、
   前記検査孔に充填される前記ペーストの圧力の変化を圧力波形として取得し、
   前記圧力波形より前記ペーストの前記検査孔への充填圧力と充填時間を検出し、
   前記充填圧力と前記充填時間が予め設定された判定基準を満たすか否かを判定し、
   前記充填圧力と前記充填時間が前記予め設定された判定基準を満たす場合は前記仮の印刷条件を生産用の印刷条件に設定し、
   前記充填圧力と前記充填時間が前記予め設定された判定基準を満たさない場合は前記仮の印刷条件を、変更後の仮の印刷条件に変更し、前記変更後の仮の印刷条件に基づいて前記検査孔への前記ペーストの充填から前記予め設定された判定基準を満たすか否かの判定までの一連の処理を前記充填圧力と前記充填時間が前記予め設定された判定基準を満すまで繰り返し、
   前記生産用の印刷条件に基づいて前記スキージを移動させることにより前記マスク上の前記ペーストを前記パターン孔に充填し、前記パターン孔に充填された前記ペーストを前記基板に転写するスクリーン印刷方法。
7. 前記充填圧力と前記充填時間が前記予め設定された判定基準を満たすか否かの判定において、前記充填時間が所定の下限時間から上限時間の間であり前記充填圧力が所定の下限圧力から上限圧力の間であれば、前記予め設定された判定基準を満たすと判断する請求項６に記載のスクリーン印刷方法。
8. 前記充填圧力は、前記圧力波形における前記圧力の最大値である請求項６に記載のスクリーン印刷方法。
9. 前記充填時間は、前記圧力波形において所定の閾値を超える前記圧力を検出した時間である請求項６に記載のスクリーン印刷方法。
10. 前記予め設定された印刷条件、前記予め設定された仮の印刷条件、前記変更後の仮の印刷条件、前記生産用印刷条件はそれぞれ、前記スキージを前記マスクの上面に押し付ける力を示す印圧、前記スキージのペースト掻寄せ面と前記マスクの前記上面とがなすアタック角、前記マスク上を移動する前記スキージの速度を含む請求項６に記載のスクリーン印刷方法。

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