JP7326052B2

JP7326052B2 - マスク印刷機、ずれ取得方法

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Publication number: JP7326052B2
Application number: JP2019129284A
Authority: JP
Inventors: 嵩弘森川; 弘健江嵜; 博史大池; アヌスヤナラサンビ
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Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2023-08-15
Anticipated expiration: 2039-07-11
Also published as: JP2021014056A

Description

本発明は、マスクを介して回路基板に粘性流体の印刷を行うマスク印刷機、マスクに形成された貫通孔と基板に形成されたパターンとのずれを取得するずれ取得方法に関するものである。

特許文献１に記載のマスク印刷機においては、回路基板（以下、単に基板と略称する）がマスクの下方の、マスクから離間した離間位置にある状態で、マスクと基板との間に進入可能な第１の撮像部により、マスクに設けられた認識マークであるマスクマークと、基板を両側からクランプするクランプ部材に設けられた認識マークであるクランプマークとが撮像され、その撮像画像に基づいて基板の移動量である離間時位置補正値が取得される。また、基板がマスクに当接した当接位置にある状態で、マスクの上方に進入可能な第２の撮像部により、マスクマークとクランプマークとが撮像され、その撮像画像に基づいて、それらの重なりの状態が取得されて基板の移動量である当接時位置補正値が取得され、記憶される。その後、基板の離間位置において、第１の撮像部による撮像画像に基づいて取得された離間時位置補正値と、記憶されている当接時位置補正値とに基づいて基板が移動させられ、基板とマスクとの位置合わせが行われる。その結果、基板を昇降させる基板昇降装置の機械的誤差等に起因する基板とマスクとの位置ずれを排除して、基板とマスクとの位置合わせを高い精度で行うことが可能となる。

特開２０１３－１８１２２号公報

解決しようとする課題

本発明の課題は、マスクに形成された貫通孔と回路基板に形成されたパターンとの水平方向のずれを取得することである。

課題を解決するための手段、作用および効果

本発明に係るマスク印刷機においては、複数の貫通孔が形成されたマスクと複数のパターンが形成された回路基板とが重なっている状態で、撮像装置により上方からマスクが撮像される。互いに対応する貫通孔とパターンとの水平方向のずれが小さい場合には、マスクの上方から基板に形成されたパターンを見ることはできない。しかし、これら貫通孔とパターンとの水平方向のずれが大きい場合には、マスクの貫通孔を通してパターンの一部が見える場合がある。そこで、この撮像画像と、パターンの全体の形状を表す情報とに基づけば、パターンの貫通孔に対する相対位置を推定することが可能となり、パターンと貫通孔との水平方向のずれを取得することができる。

本発明に係るマスク印刷機の正面図である。上記マスク印刷機の側面図である。上記マスク印刷機の基板保持装置を示す側面図である。上記基板保持装置の基板移動装置を表す平面図である。上記マスク印刷機のマスク保持装置のマスク移動装置を表す平面図である。上記マスク印刷機の第２撮像装置を表す平面図である。上記マスク印刷機の制御装置の周辺を概念的に示すブロック図である。上記マスク印刷機において基板がマスクから離間した状態を示す図である。上記マスク印刷機において基板がマスクに当接した状態を示す図である。上記マスク印刷機において基板がマスクに当接した状態の撮像画像を概念的に示す図である。上記マスク印刷機において別の状態の撮像画像を概念的に示す図である。 (a), (b)上記マスク印刷機においてパターンの基準位置の推定方法を概念的に示す図である。 (a)上記マスクにおいて貫通孔とテンプレートとの相対位置を概念的に示す図である。 (b)上記貫通孔とパターンとのずれ等の状態を概念的に示す図である。上記マスク印刷機の制御装置の記憶部に記憶されたずれ依拠補正ベクトル取得プログラムを表すフローチャートである。上記ずれ依拠補正ベクトル取得プログラムの一部（Ｓ６）を表すフローチャートである。上記ずれ依拠補正ベクトル取得プログラムの別の一部（Ｓ９）を表すフローチャートである。 (a),(b)上記マスク印刷機の制御装置の記憶部に記憶された貫通孔情報、パターン情報をそれぞれ概念的に示す図である。

本発明を実施するための形態

以下、本発明の一実施形態に係るマスク印刷機について図面に基づいて詳細に説明する。

図１～３に示すように、本マスク印刷機は、回路基板（以下、基板と略称する）ＰにマスクＳを介して粘性流体としてクリーム状はんだを印刷するものであり、フレーム２，基板搬送装置４，基板昇降装置６，基板移動装置８，マスク装置１０，スキージ装置１２，撮像装置としての第１撮像装置１４、第２撮像装置１６等を含む。

基板搬送装置４は、基板Ｐを搬送するものであり、例えば、１対のコンベア２０ａ，２０ｂ、それら１対のコンベア２０ａ，２０ｂを駆動する図示しない搬送モータ等を含むものである。以下、本明細書において、基板Ｐの搬送方向をｘ方向とし、基板Ｐの搬送方向と直交する方向である幅方向をｙ方向とし、基板Ｐの厚さ方向、すなわち、マスク印刷機の上下方向をz方向とする。ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに直交する。また、基板Ｐには、図８～１０等に示すように、クリーム状はんだの印刷部分を表すパターンＣが複数形成される。

基板昇降装置６は、回路基板保持装置としての基板保持装置２２によって保持された基板Ｐをｚ方向に移動（昇降）させるものであり、基板移動装置８は、基板保持装置２２によって保持された基板Ｐをｘｙ平面内で移動させるものである。

基板保持装置２２は、支持プレート２４に取り付けられた複数の支持ピン２６、クランプ装置２８、基板押さえ装置３０等を含む。複数の支持ピン２６は、基板Ｐを下方から支持するものである。クランプ装置２８は、基板Ｐを幅方向（ｙ方向）の両側から保持するものであり、一対のクランプ部材３４ａ，３４ｂ、一対のクランプ部材３４ａ、３４ｂを互いに接近、離間させる接近離間装置３６等を含む。基板押さえ装置３０は、一対の押さえ部材４０ａ，４０ｂ、一対の押さえ部材４０ａ、４０ｂを互いに接近・離間させる接近離間装置４１等を含む。一対の押さえ部材４０ａ、４０ｂの下面に、一対のクランプ部材３４ａ，３４ｂの上面と基板Ｐの上面とが当接させられることにより、基板Ｐの上面の高さが規定される。

基板昇降装置６は、第１昇降装置４６、第２昇降装置４７、第３昇降装置４８等を含む。第１昇降装置４６は、電動モータ５４、電動モータ５４の回転をｚ方向の直線移動に変換してベース台５５に伝達する運動変換機構としてのねじ機構５６等を含み、支持プレート２４、クランプ装置２８、基板押さえ装置３０等を支持する第１昇降台５７を、ベース台５５とともに昇降させるものである。第２昇降装置４７は、エアシリンダ６２、エアシリンダ６２のピストンロッドのｙ方向の移動をｚ方向の移動に変換して、第２昇降台６０に伝達する運動変換機構としての一対のカム機構６３ａ，６３ｂ等を含み、支持プレート２４、クランプ装置２８を支持する第２昇降台６０を第１昇降台５７に対して昇降させるものである。第３昇降装置４８は、第２昇降台６０に固定された電動モータ６４、電動モータ６４の回転をｚ方向の直線移動に変換して、支持プレート２４に伝達する運動変換機構としてのねじ機構６５等を含み、支持プレート２４を第２昇降台６０に対して昇降させるものである。

基板移動装置８は、ベース台５５に対して第１昇降台５７をｘｙ平面内において移動させるものであり、図４に示すように、ｘ移動装置７０、２つのｙ移動装置７１，７２を含む。ｙ移動装置７１，７２は、第１昇降台５７のｘ方向に互いに対向する部分に設けられる。ｘ移動装置７０、ｙ移動装置７１，７２は同じ構造を成すものであるため、代表してｘ移動装置７０について説明する。ｘ移動装置７０は、ベース台５５に取り付けられた電動モータ７４、移動部材７５、電動モータ７４の回転を移動部材７５の直線移動に変換する運動変換装置としてのねじ機構７６等を含み、移動部材７５に、第１昇降台５７と一体的に移動可能に設けられた突出部７９がローラ７７、ボールプランジャ７８を介して係合させられる。電動モータ７４の駆動により、移動部材７５がｘ方向に移動させられ、それに伴って突出部７９および第１昇降台５７がベース台５５に対してｘ方向に相対的に移動させられる。なお、ｙ移動装置７１，７２が異なる状態で作動させられるとともにｘ移動装置７０が作動させられることにより、第１昇降台５７はベース台５５に対してｚ軸回りに回転させられる。これら第１昇降台５７のベース台５５に対する相対移動は、第１昇降台５７とベース台５５との間に介在された複数の鋼球５８(図３参照)によってスムーズに許容される。

マスク装置１０は、フレーム２の基板昇降装置６等の上方に設けられ、マスク保持装置８２、マスク移動装置８３、クランプ機構８４等を含む。マスク保持装置８２は、マスクＳを引っ張った状態で、平面状に保持するものであり、メッシュ８６と、矩形を成すマスク枠８７とを含む。マスクＳは金属製の薄膜であり、図８，１０等に示すように、基板Ｐの複数のパターンＣに対応する複数の部分に形成された複数の貫通孔Ｈを有する。なお、図８，１０等には、パターンＣ１，Ｃ２，Ｃ３、貫通孔Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が記載されているが、以下、これらを区別する必要がない場合、総称する場合等には、パターンＣ，貫通孔Ｈと称する場合がある。また、図８，１０等に記載の貫通孔Ｈ，パターンＣは、マスクＳ、基板Ｐに実際に形成される形状とは異なる。さらに、マスクＳの対角線上に隔たった部分には一対の基準マークＭｓが形成される。一対の基準マークＭｓは、マスクＳの、基板Ｐに対角線上に隔てて形成された一対の基準マークＭｐに対応する部分に位置する。

マスク移動装置８３は、マスク枠８７をｘｙ平面内において移動させることにより、マスクＳを移動させるものであり、図５に示すように、マスク枠８７を保持する枠受け台９０に設けられたｘ移動装置９２、２つのｙ移動装置９４，９５等を含む。ｘ移動装置９２、ｙ移動装置９４，９５は、同じ構造を成すものであるため、ｘ移動装置９２について代表して説明する。ｘ移動装置９２は、マスク枠８７の互いにｘ方向に対向する部分に設けられた駆動装置１０２と押圧装置１０３とを含む。駆動装置１０２は、電動モータ１００と、電動モータ１００の回転を直線移動に変換してマスク枠８７に伝達する運動変換機構１０１とを含む。押圧装置１０３は、エアシリンダ等により構成されたものであり、駆動装置１０２によるマスク枠８７の移動を許容しつつ反力を付与する。駆動装置１０２、押圧装置１０３は、それぞれ、ローラ１０４を介してマスク枠８７に係合させられ、マスク枠８７は、回転体１０５を介して枠受け部９０に保持される。それにより、マスク枠８７のｘｙ平面内の移動がスムーズに行われ得る。なお、ｙ移動装置９４，９５が異なる状態で作動させられるとともにｘ移動装置９２が作動させられることにより、マスク枠８７がｚ軸回りに回転させられる。

クランプ機構８４は、互いに離間して設けられた４つのクランプ装置１０８を含む。クランプ装置１０８は、それぞれ、シリンダと、シリンダのピストンロッドに一体的に移動可能に係合させられたクランプ部材１０６とを含み、シリンダの作動により、クランプ部材１０６がマスク枠８７を押し付けるクランプ位置とマスク枠８７から離間する非クランプ位置とに移動させられる。クランプ部材１０６の非クランプ位置において、ｘ移動装置９２、ｙ移動装置９４，９５の作動により、マスク枠８７が枠受け台９０に対してｘｙ平面内において移動させられ、クランプ部材１０６のクランプ位置においてマスク枠８７が保持される。

スキージ装置１２は、図１，２に示すように、一対のスキージ１１０ａ、１１０ｂを有するスキージヘッド１１２と、スキージヘッド１１２をｙ方向に移動させるスキージ移動装置１１４とを含む。スキージ移動装置１１４は、電動モータ１１５、図示しないスライダ、電動モータ１１５の回転を直線移動に変換してスライダに伝達する運動変換機構としてのねじ機構１１６、ｙ方向に伸びたガイドレール１１７等を含み、スライダにスキージヘッド１１２が固定的に保持される。スキージヘッド１１２のヘッド本体１１９には、スキージ１１０ａ、１１０ｂをそれぞれ昇降させる昇降装置１１８ａ、１１８ｂ等が設けられる。

第１撮像装置１４は、マスクＳを上方から撮像するものであり、マスクＳの上方において、マスクＳに沿って移動可能とされる。第１撮像装置１４を移動させる第１撮像装置移動装置は、ヘッド本体１１９に設けられたｘ移動装置１２０を含む。ｘ移動装置１２０は、ｘ方向に伸びたガイドレール１２４、電動モータ１２５、電動モータ１２５により回転させらるボールねじ１２６、ボールねじ１２６に係合させられたナット部材を有するスライダ１２７等を含み、スライダ１２７に第１撮像装置１４が一体的に移動可能に保持される。第１撮像装置１４は、ｘ移動装置１２０によりｘ方向に移動させられるとともに、スキージ移動装置１１４によりｙ方向に移動させられる。このことから、第１撮像装置移動装置は、ｘ移動装置１２０およびスキージ移動装置１１４等から構成されると考えることができる。

第２撮像装置１６は、基板Ｐ，マスクＳに設けられた基準マークＭｐ，Ｍｓを撮像するものであり、第２撮像装置移動装置１３０により、基板保持装置２２とマスク保持装置１０との間に進入可能とされる。第２撮像装置移動装置１３０は、図６に示すように、ｘ移動装置１４２とｙ移動装置１４４とを含む。ｘ移動装置１４２は、電動モータ１５０、電動モータ１５０の回転をｘスライダ１５２の直線運動に変換する運動変換機構１５４、ｘ方向に伸びたガイドレール１５６ａ，１５６ｂ等を含む。ｙ方向移動装置１４４は、ｘスライダ１５２に設けられ、電動モータ１５８、ｙスライダ１６１、電動モータ１５８の回転をスライダ１６１の直線移動に変換する運動変換機構１６０、ｙ方向に伸びたガイドレール１６２等を含む。第２撮像装置１６は、ｙスライダ１６１に一体的に移動可能に保持され、ｘ移動装置１４２、ｙ移動装置１４４によりｘｙ平面内において移動可能とされる。

本マスク印刷機は、図７に示す制御装置２００により制御される。制御装置２００は、コンピュータを主体とするものであり、実行部２０４，記憶部２０６，入・出力部２０８等を含む。入・出力部２０８には、第１撮像装置１４、第２撮像装置１６、ディスプレイ２１０等が接続されるとともに、基板搬送装置４、基板昇降装置６、基板移動装置８、マスク装置１０、スキージ装置１２、第１撮像装置移動装置のｘ移動装置１２０、第２撮像装置移動装置１３０等が駆動回路２１２を介して接続される。ディスプレイ２１０には、マスク印刷機の状態が表示される。

記憶部２０６は、マスクＳに形成された複数の貫通孔Ｈの各々の形状に関する情報である形状情報と複数の貫通孔Ｈの各々の基準点の位置である基準位置に関する情報である基準位置情報とを含む貫通孔情報を記憶する貫通孔情報記憶部２２０、回路基板Ｐに形成された複数のパターンＣの各々についての形状情報と基準位置情報とを含むパターン情報を記憶するパターン情報記憶部２２２等を含む。図１７に示すように、形状情報には、貫通孔Ｈ，パターンＣの各々の外形の形（例えば、円形、矩形、多角形等が該当する）を表す情報、寸法（例えば、直径、辺の長さ等が該当する）を表す情報、テンプレートを表す情報（例えば、外形または外形線を規定する情報をいう）等が含まれる。基準位置情報には、貫通孔Ｈ，パターンＣの各々の基準点（例えば、中心点等の予め定められた点とすることができる）の位置を表す情報等が含まれる。位置は、例えば、マスクＳ，回路基板Ｐの各々の互いに対応する予め定められた点（例えば、角、原点マークの中心点等とすることができる）を原点とした場合のｘｙ座標上の位置で表すことができる。また、互いに対応する貫通孔ＨとパターンＣとにおいて、基準位置は同じである場合が多い。

なお、パターン情報記憶部２２２に、基板Ｐに形成された複数のパターンＣすべてについての情報が記憶されるようにすることは不可欠ではなく、例えば、複数のパターンＣのうちの重要である少なくとも１つのパターンＣについての情報が記憶されるようにしてもよい。重要であるパターンには、例えば、高い印刷精度が要求されるもの、小さいもの等が該当する。貫通孔情報記憶部２２０についても同様である。

以上のように構成されたマスク印刷機において、基板ＰとマスクＳとの水平方向の相対位置の調整である位置合わせが行われ、その後、基板Ｐが、上面がマスクＳの下面に当接する当接位置まで上昇させられ、スキージ１１０ａ，１１０ｂが移動させられることにより、基板ＰのパターンＣにマスクＳの貫通孔Ｈを介してクリーム状はんだが塗布されるのであり、マスク印刷が行われる。
この場合の位置合わせは、基準マークに基づいて行われるのが普通である。具体的には、基板Ｐが基板搬送装置４によりマスクＳの下方の予め定められた位置に搬送された場合に、第２撮像装置１６により、基板Ｐ，マスクＳの各々に形成された基準マークＭｐ，Ｍｓが撮像される。そして、一対の基準マークＭｐの中心点と一対の基準マークＭｓの中心点とが一致するように、基板移動装置８とマスク移動装置８３との少なくとも一方により、基板ＰとマスクＳとの水平方向の相対位置が補正されるのであり、位置合わせが行われる。この位置合わせを基準マーク依拠位置合わせと称し、この場合の基板ＰとマスクＳとの水平方向の相対位置の補正値を基準マーク依拠補正値と称する。

しかし、基板ＰやマスクＳには基準マークが設けられていない場合があり、その場合にはマーク依拠位置合わせを行うことができない。また、基板Ｐが歪んでいたり、変形していたりする場合等には、基板マークＭｐ，Ｍｓの中心点同士の水平方向の位置が一致しても、貫通孔ＨとパターンＣとがずれる場合がある。

そこで、本実施例においては、マスクＳと基板Ｐとが重なった状態で、上方から第１撮像装置１４によりマスクＳが撮像され、その撮像画像に基づいて、互いに対応する少なくとも１つの貫通孔Ｈの各々と少なくとも１つのパターンＣの各々との水平方向のずれ（以下、単に、ずれと称する場合がある）がそれぞれ個別に取得される。そして、個別に取得された貫通孔Ｈの各々とパターンＣとの各々との水平方向ずれである個別ずれを統計的に処理することにより、ずれの平均的な値である平均的ずれ値が取得される。また、取得された平均的ずれ値に基づいて、マスクＳと基板Ｐとの水平方向の相対位置の補正値であるずれ依拠補正値が取得される。ずれ依拠補正値は、例えば、平均的ずれ値が０となるように取得されるようにしたり、平均的ずれ値が最小となるように取得されるようにしたりすること等ができる。
その後、ずれ依拠補正値に基づいてマスクＳと基板Ｐとの水平方向の相対位置の補正が行われるのであり、ずれ依拠位置合わせが行われる。

この場合において、撮像画像において、互いに対応する複数の貫通孔Ｈの各々と複数のパターンＣの各々とのすべてについて個別ずれを取得することは不可欠ではなく、複数のパターンＣのうち重要である少なくとも１つのパターンＣの各々と、それに対応する少なくとも１つの貫通孔Ｈの各々とのずれが取得されて平均的ずれ値が取得されるようにすることができる。

また、ずれには、貫通孔Ｈの基準点とパターンＣの基準点との水平方向（ｘ方向、ｙ方向）の隔たりΔｘ、Δｙと、貫通孔ＨとパターンＣとの成す角度Δθとの少なくとも一方が含まれる。
貫通孔Ｈの基準点とパターンＣの基準点との水平方向の隔たりは、貫通孔Ｈの基準点の位置である基準位置とパターンＣの基準位置との差として取得したり、貫通孔ＨとパターンＣとの各々のテンプレートの移動量の差として取得したりすること等ができる。
また、貫通孔ＨとパターンＣとの成す角度は、貫通孔Ｈ，パターンＣの各々において設定された基準線の成す角度として取得したり、貫通孔ＨとパターンＣとの各々のテンプレートの回転角度の差として取得したりすること等ができる。以下、個別ずれ、ずれ依拠補正値の取得について具体的に説明する。

貫通孔情報、パターン情報が予め入力されて貫通孔情報記憶部２２０，パターン情報記憶部２２２に記憶される。そして、基準マーク依拠位置合わせが行われた後、または、基準マーク依拠位置合わせが行われることなく、基板Ｐを上昇させることにより、基板ＰをマスクＳの下面に当接させる。このマスクＳの下面に基板Ｐが当接した状態は、マスクＳと基板Ｐとが重なった状態の一態様である。この状態で、第１撮像装置１４が上方からマスクＳを撮像する。

貫通孔ＨとパターンＣとの水平方向のずれが小さい場合、例えば、基準マーク依拠位置合わせが行われ、かつ、基板Ｐの歪が小さい場合には、図８，９に示すように、マスクＳの貫通孔Ｈと基板ＰのパターンＣとは上下方向においてほぼ同じ位置にある。互いに対応する貫通孔Ｈ１およびパターンＣ１、貫通孔Ｈ２とパターンＣ２とで、それぞれ、基準点同士（Ｈａ１，Ｃａ１）、（Ｈａ２，Ｃａ２）がほぼ一致する。そのため、貫通孔Ｈを通してパターンＣの外形線は見えないのが普通であり、図１０に示す撮像画像Ｇにおいて、パターンＣの外形線を表す画像は認識できないのが普通である。そのため、撮像画像Ｇに基づいてパターンＣについての基準位置や向きを取得することは困難である。

それに対して、貫通孔ＨとパターンＣとのずれが大きい場合、例えば、基準マーク依拠位置合わせが行われない場合、基板Ｐが歪んでいたり、変形していたりする場合等には、貫通孔Ｈ１，Ｈ２を通してパターンＣ１，Ｃ２の外形線の一部Ｌｇ１，Ｌｇ２が見える場合がある。図１１に示すように撮像画像Ｇにおいて、貫通孔Ｈ１、Ｈ２の内部にパターンＣ１、Ｃ２の外形線の一部Ｌｇ１、Ｌｇ２を示す画像が認識される場合がある。

そこで、本実施例においては、撮像画像Ｇに基づいて、例えば、テンプレートマッチング等の画像認識技術を利用して画像認識が行われる。図１２(a)に示すように、撮像画像Ｇにおける貫通孔Ｈ１，Ｈ２の内部のパターンＣ１，Ｃ２の外形線Ｌｇ１，Ｌｇ２に、パターン情報に含まれる形状情報に基づいて規定されるパターンＣ１，Ｃ２全体の外形線（例えば、テンプレートＴＣ１，ＴＣ２を利用することができる）Ｌ１，Ｌ２の一部が一致するように、テンプレートＴＣ１，ＴＣ２を移動させる。そして、図１２(b)に示すように、そのテンプレートＴＣ１，ＴＣ２のｘ方向，ｙ方向の移動量、回転角度に基づいて、パターンＣ１，Ｃ２の基準点Ｃａ１，Ｃａ２の位置である基準位置（座標）や向きが推定される。

パターンＣ１，Ｃ２の基準点Ｃａ１，Ｃａ２の位置は、テンプレートＴＣ１，ＴＣ２の基準点Ｃ０１，Ｃ０２の位置とテンプレートＴＣ１，ＴＣ２の移動量とに基づいて推定することができる。パターンＣ１の向きは、Ｘ軸またはＹ軸である基準軸に対するパターンＣ１の基準線ｋＣ１の傾斜角度θＣ１で表すことができるが、パターンＣ１の向きを表す傾斜角度θＣ１は、テンプレートＴＣ１の回転角度として推定することができる。
傾斜角度θは、符号(＋、－)を有する値であり、符号により、回転の向きが分かる。また、傾斜角度θは、パターンＣの形状が円形等である場合には、取得されない。

なお、パターンＣ１，Ｃ２の基準点の位置は、形状情報に基づいて規定されるパターンＣ１，Ｃ２の外形線を用いて、撮像画像ＧにおけるパターンＣ全体の外形を規定し、その規定されたパターンＣの全体の外形に基づいて取得することができる。このように、パターンＣ１，Ｃ２の基準位置や向きは、撮像画像Ｇとパターンの形状情報とに基づいて、または、撮像画像Ｇとパターンの形状情報および基準位置情報とに基づいて取得することができる。

それに対して、貫通孔Ｈを表す画像は撮像画像Ｇに含まれる。そのため、貫通孔Ｈの基準位置、向きは、少なくとも撮像画像Ｇに基づいて取得することができる。例えば、図１３(a)に示すように、貫通孔情報に含まれる基準位置情報、テンプレートＴＨ１を用いて、撮像画像Ｇ上の貫通孔Ｈの外形線と、テンプレートＴＨ１とが一致するようにテンプレートＴＨ１を移動させ、そのｘ方向，ｙ方向の移動量、回転角度に基づいて、貫通孔Ｈの基準点Ｈａ１の位置である基準位置や向きθＨ１を取得することができる。
また、撮像画像Ｇにおいて規定された貫通孔Ｈの外形に基づいて、その貫通孔Ｈの基準点Ｈａ１を取得して基準位置を取得するとともに、その貫通孔Ｈの基準線ｋＨ１を取得して、基準線ｋＨ１の基準軸に対する傾斜角度θＨ１を取得することもできる。また、マスクＳの歪が小さい場合には、貫通孔情報に含まれる基準位置情報が表す基準位置を、貫通孔Ｈの基準位置とすること等もできる。

そして、図１３(b)に示すように、貫通孔Ｈ，パターンＣの形が円形である場合には、貫通孔Ｈ２の基準点Ｈａ２の位置とパターンＣ２の基準点Ｃａ２の位置とのｘ方向、ｙ方向の隔たりΔｘ２、Δｙ２が取得され、貫通孔Ｈ，パターンＣの形状が矩形である場合には、貫通孔Ｈ１の基準点の位置Ｈａ１とパターンＣ１の基準点Ｃａ１の位置とのｘ方向、ｙ方向の隔たりΔｘ１、Δｙ１が取得されるとともに貫通孔ＨとパターンＣとの成す角度（テンプレートの回転角度の差）Δθ１が取得されるのである。

ずれ依拠補正値（ｘ方向，ｙ方向の隔たり、角度）を成分とするベクトルであるずれ依拠補正ベクトルの取得の一例を、図１４のフローチャートで表されるずれ依拠補正ベクトル取得プログラムに基づいて説明する。本実施例においては、互いに対応する複数の貫通孔Ｈの各々と複数のパターンＣの各々とのうち、重要であるものを含む少なくとも１つの貫通孔Ｈの各々とそれに対応する少なくとも１つのパターンＣとのずれがそれぞれ取得される。以下、これらずれが取得される対象の貫通孔Ｈ，パターンＣを対象貫通孔Ｈ，対象パターンＣと称する。

ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする）において、第２撮像装置１６により基板Ｐの基準マークＭｐとマスクＳの基準マークＭｓとが撮像され、例えば、基準マークＭｐの中心点と基準マークＭｓの中心点とが一致するように、マスクＳと基板Ｐとの水平方向の相対位置が制御されるのであり、基準マーク依拠位置合わせが行われる。そして、基板ＰがマスクＳの下面に当接するまで上昇させられる。Ｓ２において、この状態で、第１撮像装置１４により上方から撮像が行われ、撮像画像Ｇが得られ、Ｓ３において、ｎが１に設定される。ｎは、対象貫通孔Ｈ，対象パターンＣの各々に予め設定された番号である。

Ｓ４において、撮像画像Ｇと貫通孔情報記憶部２２０に記憶された貫通孔情報とに基づいて、１番目のマスクＳの対象貫通孔Ｈの基準点Ｈａ１の位置（ｘＨａ１、ｙＨａ１）、テンプレートＴＨ１の回転角度θＨ１が取得される。
Ｓ５において、撮像画像Ｇとパターン情報記憶部２２２に記憶されたパターン情報とに基づいて、対象パターンＣ１の基準点Ｃａ１の位置（ｘＣａ１、ｙＣａ１）、回転角度θＣ１が推定される。
Ｓ６において、対象貫通孔Ｈ１の基準位置ｘＨａ１、ｙＨａ１と、対象パターンＣの基準位置ｘＣａ１、ｙＣａ１との隔たりΔｘ１、Δｙ１、対象貫通孔Ｈ１と対象パターンＣ１との成す角度Δθ１が取得され、個別ずれベクトルが記憶される。

図１５のフローチャートに示すように、Ｓ６１において、第ｉ番目の対象貫通孔Ｈｉと対象パターンＣｉとにおいて、基準位置（座標が表す値）の差が求められ（Δｘｉ＝ｘＣａｉ－ｘＨａｉ、Δｙｉ＝ｙＣａｉ－ｙＨａｉ）、回転角度θＨｉ、θＣｉの差が対象貫通孔Ｈと対象パターンＣとの成す角（Δθｉ＝θＣｉ－θＨｉ）として求められる。そして、Ｓ６２において、これら個別ずれΔｘｉ、Δｙｉ、Δθｉを成分とする個別ずれベクトルαｉが取得され、記憶されるのである。

そして、Ｓ７において、ｎが１増加させられ、Ｓ８において、ｎが対象貫通孔等の個数Ｎより小さいか否かが判定される。最初にＳ８が実行される場合には判定はＹＥＳであるため、Ｓ４に戻され、同様に、２番目の対象貫通孔と対象パターンとについて、個別ずれベクトルが取得される。

以下、対象貫通孔の各々と対象パターンの各々との個別ずれ、個別ずれベクトル等が、Ｓ４～６の実行により、それぞれ、取得されるが、そのうちに、ｎがＮに達すると、Ｓ８の判定がＮＯになり、Ｓ９において、個別ずれに基づいて平均的ずれ値が取得され、平均的ずれ値ベクトルが取得される。Ｓ１０において、平均的ずれ値ベクトルの成分である平均的ずれ値に基づいてずれ依拠補正値が取得され、ずれ依拠補正値を成分とするずれ依拠補正ベクトルが取得される。
図１６のフローチャートで示すように、Ｓ９１において、対象貫通孔Ｈの各々と対象パターンＣの各々とのそれぞれの個別ずれの成分（Δｘｉ、Δｙｉ、Δθｉ）に荷重Ｗｉを掛けた値の合計を荷重Ｗｉの和で割った値が平均的ずれ値として取得され、Ｓ９２において、平均的ずれ値を成分とする平均的ずれベクトルβが取得される。また、本実施例においては、平均的ずれ値がずれ依拠補正値とされる。マスクＳまたは基板Ｐがずれ依拠補正値移動させられることにより、貫通孔ＨとパターンＣとのずれを小さくすることができる。荷重Ｗｉは、０より大きく、１より小さい値であり、荷重Ｗｉが大きい場合は、その「個別ずれ」の「ずれ依拠補正値」への影響が大きくなる。

本実施例において、ずれ依拠補正ベクトルが取得された後に、マスク印刷が行われる。
基板Ｐが下降させられ、マスクＳから離間させられる。そして、ずれ依拠補正値に基づいて、マスクＳまたは基板Ｐが水平方向へ移動させられることにより、基板ＰとマスクＳとの水平方向の相対位置が補正される。基板Ｐが上昇させられ、マスクＳの下面に当接する。その状態で、スキージ１１０ａ、１１０ｂによりクリーム状はんだの印刷が行われる。
このように、本実施例においては、マスクＳの少なくとも１つの対象貫通孔Ｈの各々と基板Ｐの少なくとも１つのパターンＣの各々とのずれ等に基づいてずれ依拠補正値が取得され、ずれ依拠補正値に基づいて、マスクＳと基板Ｐとの水平方向の相対位置が補正されるため、仮に、基準マーク依拠位置合わせが行われなくても、クリーム状はんだを精度よくパターンに印刷することができる。

また、基板Ｐに形成された少なくとも１つの対象パターンＣの基準位置、向きが取得され、それに基づいてマスクＳに形成された対象貫通孔Ｈとのずれが取得されて、ずれ依拠補正値が取得されるため、基板Ｐが歪んでいたり変形していたりしても、クリーム状はんだを精度よくパターン上に印刷することができる。
さらに、対象貫通孔Ｈの基準位置、向きが撮像画像Ｇに基づいて取得されて、対象パターンＣとのずれが取得されるため、マスクＳが歪んでいたり、変形していたりしても、クリーム状はんだを精度よくパターン上に印刷することができる。
また、貫通孔の基準位置情報に基づけば、撮像画像Ｇにおいて対象貫通孔Ｈの位置を特定するのに便利である。

なお、ずれ依拠補正値は、基板Ｐ毎に、取得されるようにすることができるが、マスク印刷が連続して行われる場合に、第１回目のマスク印刷の際に取得され、２回目からは、１回目に取得されたずれ依拠補正値を用いて位置合わせが行われるようにすることができる。
また、上記実施例においては、マスクＳの下面に基板Ｐが当接した状態で、第１撮像装置１４によりマスクＳの撮像が行われたが、基板ＰがマスクＳの下面から離間した状態で、撮像が行われるようにすることもできる。基板ＰがマスクＳの下面から離間していても、基板ＰとマスクＳとの水平方向の相対位置は同じであるからである。この状態も、基板ＰとマスクＳとが重なった状態であるとする。

さらに、平均的ずれ値を取得する場合に、個別ずれに荷重を掛けることは不可欠ではなく、個別ずれの合計を個数で割った値であるずれの平均値を平均的ずれ値として取得することができる。
また、対象貫通孔Ｈと対象パターンＣとの水平方向のずれを取得する際に、対象貫通孔Ｈ、対象パターンＣの各々の基準位置を、それぞれ取得することは不可欠ではない。例えば、それぞれのテンプレートＴＨｉ、ＴＣｉの移動量の差を、対象貫通孔Ｈと対象パターンＣとの水平方向のずれとして取得することができる。この場合において、テンプレートＴＣｉ，ＴＣｉの移動量の取得がそれぞれ貫通孔の基準位置の取得、パターンの基準位置の取得に対応すると考えることができる。

以上のように、制御装置２００の図１４のフローチャートで表されるずれ依拠補正値取得プログラムのＳ１～９を記憶する部分、実行する部分等によりずれ取得装置が構成され、制御装置２００のＳ１０を記憶する部分、実行する部分等によりずれ依拠補正値取得部が構成される。ずれ取得装置のうち、基準位置のｘ方向，ｙ方向の隔たりを取得する部分が第１ずれ取得部に対応し、傾斜角度を取得する部分が第２ずれ取得部に対応し、また、Ｓ５を記憶する部分、実行する部分等のうち基準位置を推定する部分等により基準位置推定部が構成され、傾斜角度を推定する部分等により傾斜角度推定部が構成され、Ｓ４を記憶する部分、実行する部分のうち基準位置を取得する部分等により貫通孔基準位置取得部が構成される。さらに、また、Ｓ９（Ｓ９１）を記憶する部分、実行する部分等により平均的ずれ値取得部が構成される。さらに、個別ずれを統計的に処理した値が平均的ずれ値に対応する。
また、Ｓ２が撮像工程に対応し、Ｓ２～６がずれ取得工程に対応する。なお、制御装置２００の図１４のフローチャートで表されるずれ依拠補正値取得プログラムのＳ１～１０を記憶する部分、実行する部分等によりずれ依拠補正値取得装置が構成されると考えることができる。

８：基板移動装置１２：スキージ装置１４：第１撮像装置２２：基板保持装置８２：マスク保持装置８３：マスク移動装置１１０ａ，１１０ｂ：スキージ１１４：スキージ移動装置１２０：ｘ移動装置

Claims

粘性流体を、マスクに形成された複数の貫通孔を介して回路基板に形成された複数のパターンが表す部分に印刷するマスク印刷機であって、
前記マスクを保持するマスク保持装置と、
そのマスク保持装置の下方に設けられ、前記回路基板を保持する回路基板保持装置と、
前記マスク保持装置によって保持された前記マスクを上方から撮像可能な撮像装置と、
前記複数のパターンの各々に関する情報を記憶するパターン情報記憶部と、
前記回路基板保持装置によって保持された前記回路基板と前記マスク保持装置によって保持された前記マスクとが重なっている状態において、前記撮像装置によって撮像された撮像画像と、少なくとも前記パターン情報記憶部に記憶された前記情報のうち前記複数のパターンのうちの少なくとも１つのパターンである対象パターンの各々の形状に関する情報とに基づいて、前記少なくとも１つの対象パターンの各々の、それに対応する前記マスクに形成された前記複数の貫通孔のうちの少なくとも１つの貫通孔である対象貫通孔の各々に対する相対位置を推定し、前記少なくとも１つの対象貫通孔の各々と前記少なくとも１つの対象パターンの各々との水平方向のずれをそれぞれ取得するずれ取得装置と
を含み、
前記ずれ取得装置が、
前記撮像画像と、少なくとも前記パターン情報記憶部に記憶された前記少なくとも１つの対象パターンの各々の前記形状に関する情報とに基づいて、前記少なくとも１つの対象パターンの各々の基準点の位置である基準位置を推定する基準位置推定部と、
その基準位置推定部によって推定された前記少なくとも１つの対象パターンの各々の前記基準位置と、前記少なくとも１つの対象貫通孔の各々の基準点の位置である基準位置とに基づいて、前記少なくとも１つの対象貫通孔の前記基準点の各々と前記少なくとも１つの対象パターンの前記基準点の各々との隔たりを前記ずれとしてそれぞれ取得する第１ずれ取得部と
を含むマスク印刷機。
当該マスク印刷機が、前記複数の貫通孔の各々に関する情報を記憶する貫通孔情報記憶部を含み、
前記第１ずれ取得部が、前記撮像画像と、少なくとも前記貫通孔情報記憶部に記憶された前記情報のうちの前記複数の貫通孔のうちの前記少なくとも１つの対象貫通孔の各々の形状に関する情報とに基づいて、前記少なくとも１つの対象貫通孔の各々の前記基準位置をそれぞれ取得する貫通孔基準位置取得部を含む請求項１に記載のマスク印刷機。
前記ずれ取得装置が、
前記撮像画像と、少なくとも前記パターン情報記憶部に記憶された前記少なくとも１つの対象パターンの形状に関する情報とに基づいて、基準軸に対する前記少なくとも１つの対象パターンの各々の傾斜角度を推定する傾斜角度推定部と、
その傾斜角度推定部によって推定された前記少なくとも１つの対象パターンの各々の前記傾斜角度と、前記少なくとも１つの対象貫通孔の各々の前記基準軸に対する傾斜角度とに基づいて、前記対象貫通孔の各々と前記対象パターンの各々との成す角度を前記ずれとしてそれぞれ取得する第２ずれ取得部と
を含む請求項１または２に記載のマスク印刷機。
粘性流体を、マスクに形成された複数の貫通孔を介して回路基板に形成された複数のパターンが表す部分に印刷するマスク印刷機であって、
前記マスクを保持するマスク保持装置と、
そのマスク保持装置の下方に設けられ、前記回路基板を保持する回路基板保持装置と、
前記マスク保持装置によって保持された前記マスクを上方から撮像可能な撮像装置と、
前記複数のパターンの各々に関する情報を記憶するパターン情報記憶部と、
前記回路基板保持装置によって保持された前記回路基板と前記マスク保持装置によって保持された前記マスクとが重なっている状態において、前記撮像装置によって撮像された撮像画像と、少なくとも前記パターン情報記憶部に記憶された前記情報のうち前記複数のパターンのうちの少なくとも１つのパターンである対象パターンの各々の形状に関する情報とに基づいて、前記少なくとも１つの対象パターンの各々の、それに対応する前記マスクに形成された前記複数の貫通孔のうちの少なくとも１つの貫通孔である対象貫通孔の各々に対する相対位置を推定し、前記少なくとも１つの対象貫通孔の各々と前記少なくとも１つの対象パターンの各々との水平方向のずれをそれぞれ取得するずれ取得装置と
を含み、
前記ずれ取得装置が、
前記撮像画像と、少なくとも前記パターン情報記憶部に記憶された前記少なくとも１つの対象パターンの形状に関する情報とに基づいて、基準軸に対する前記少なくとも１つの対象パターンの各々の傾斜角度を推定する傾斜角度推定部と、
その傾斜角度推定部によって推定された前記少なくとも１つの対象パターンの各々の前記傾斜角度と、前記少なくとも１つの対象貫通孔の各々の前記基準軸に対する傾斜角度とに基づいて、前記対象貫通孔の各々と前記対象パターンの各々との成す角度を前記ずれとしてそれぞれ取得する第２ずれ取得部と
を含むマスク印刷機。
当該マスク印刷機が、前記少なくとも１つの対象貫通孔の各々と前記少なくとも１つの対象パターンの各々とのずれである少なくとも１つの個別ずれを統計的に処理した値に基づいて、前記マスクと前記回路基板との水平方向の相対位置の補正値であるずれ依拠補正値を取得するずれ依拠補正値取得部を含む請求項１ないし４のいずれか１つに記載のマスク印刷機。
前記ずれ依拠補正値取得部が、前記少なくとも１つの個別ずれの各々に、それぞれ、荷重を掛けた値の合計を前記荷重の合計で割った値を前記統計的に処理した値として、前記ずれ依拠補正値を取得するものである請求項５に記載のマスク印刷機。
マスクに形成された複数の貫通孔のうちの少なくとも１つの貫通孔である対象貫通孔の各々と、回路基板に形成された複数のパターンのうちの少なくとも１つのパターンである対象パターンの各々との水平方向のずれを取得するずれ取得方法であって、
前記マスクと前記回路基板とを重ねた状態において、上方から前記マスクを撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において得られた撮像画像と、前記対象パターンに関する情報とに基づいて、前記対象パターンの、それに対応する前記貫通孔である対象貫通孔に対する相対位置を推定する相対位置推定工程と、
その相対位置推定工程において推定された前記相対位置に基づいて、前記少なくとも１つの対象貫通孔の各々と前記少なくとも１つの対象パターンの各々とのずれをそれぞれ個別に取得する個別ずれ取得工程と
を含み、
前記個別ずれ取得工程が、
前記撮像画像と、少なくとも前記パターン情報記憶部に記憶された前記少なくとも１つの対象パターンの各々の前記形状に関する情報とに基づいて、前記少なくとも１つの対象パターンの各々の基準点の位置である基準位置を推定する基準位置推定工程と、
その基準位置推定工程において推定された前記少なくとも１つの対象パターンの各々の前記基準位置と、前記少なくとも１つの対象貫通孔の各々の基準点の位置である基準位置とに基づいて、前記少なくとも１つの対象貫通孔の前記基準点の各々と前記少なくとも１つの対象パターンの前記基準点の各々との隔たりを前記ずれとしてそれぞれ取得する第１ずれ取得工程と
を含むずれ取得方法。
マスクに形成された複数の貫通孔のうちの少なくとも１つの貫通孔である対象貫通孔の各々と、回路基板に形成された複数のパターンのうちの少なくとも１つのパターンである対象パターンの各々との水平方向のずれを取得するずれ取得方法であって、
前記マスクと前記回路基板とを重ねた状態において、上方から前記マスクを撮像する撮像工程と、
前記撮像工程において得られた撮像画像と、前記対象パターンに関する情報とに基づいて、前記対象パターンの、それに対応する前記貫通孔である対象貫通孔に対する相対位置を推定する相対位置推定工程と、
その相対位置推定工程において推定された前記相対位置に基づいて、前記少なくとも１つの対象貫通孔の各々と前記少なくとも１つの対象パターンの各々とのずれをそれぞれ個別に取得する個別ずれ取得工程と
を含み、
前記個別ずれ取得工程が、
前記撮像画像と、少なくとも前記パターン情報記憶部に記憶された前記少なくとも１つの対象パターンの形状に関する情報とに基づいて、基準軸に対する前記少なくとも１つの対象パターンの各々の傾斜角度を推定する傾斜角度推定工程と、
その傾斜角度推定工程において推定された前記少なくとも１つの対象パターンの各々の前記傾斜角度と、前記少なくとも１つの対象貫通孔の各々の前記基準軸に対する傾斜角度とに基づいて、前記対象貫通孔の各々と前記対象パターンの各々との成す角度を前記ずれとしてそれぞれ取得する第２ずれ取得工程と
を含むずれ取得方法。