JP7450171B2

JP7450171B2 - スクリーン印刷方法

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Publication number: JP7450171B2
Application number: JP2016139914A
Authority: JP
Inventors: 哲矢田中; 隆矢澤
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2024-03-15
Anticipated expiration: 2036-07-15
Also published as: JP2018008466A

Description

本発明は、電極を有する基板にマスクを接触させ、マスクに形成された開口を通じて電極にペーストを印刷するスクリーン印刷方法に関するものである。

スクリーン印刷装置は、電極を有する基板にマスクを接触させ、マスクに形成された開口を通じて電極にペーストを印刷するようになっている。マスクと基板とは、マスクの開口と基板の電極が全体として互いに一致するように接触させるが、温度環境の変化等によって基板に伸縮が生じたような場合には、開口と電極との不一致部分においてペーストの位置ずれが生じることになる。このため従来、電極にペーストを印刷した後に、スクリーン印刷装置の下流工程側に設けられた検査装置によって印刷状態の検査を行い、電極に対するペーストの位置ずれを検出することによって、基板とマスクとを接触させる際の位置合わせの補正値を算出し、その算出した補正値に基づいた位置合わせをしてマスクと基板とを接触させるようにしている。また、近年における基板自体の微小化に対応し、微細パターンや狭ピッチパターンの部分を優先させて位置合わせするようにした技術が知られている（例えば下記の特許文献１）。

特開平９－３０９１９８号公報

しかしながら、上記のように、微細パターンや狭ピッチパターンの部分を構成する電極を特定電極としてこれを優先させて位置合わせすると、その特定電極については印刷精度が向上するものの、特定電極から離れた位置にある電極については印刷精度が著しく低下するおそれがあるという問題点があった。

そこで本発明は、特定電極として指定された電極はもとより、特定電極から離れた位置にある電極を含めた基板が備える電極の全体について精度良い印刷ができる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方法は、電極を有する基板にマスクを接触させ、前記マスクに形成された開口を通じて前記電極にペーストを印刷する印刷工程と、前記印刷工程でペーストが印刷された前記電極に対するペーストの位置ずれを検出する位置ずれ検出工程と、前記位置ずれ検出工程で検出した前記電極に対するペーストの位置ずれに基づいて、次回に行う前記印刷工程で前記基板と前記マスクとを接触させる際の位置合わせの補正値を設定する補正値設定工程とを含むスクリーン印刷方法であって、前記補正値のうち、前記基板の面内の水平方向の位置ずれを補正するＸＹ補正値を、特定電極として指定された前記電極に対するペーストの位置ずれが小さくなるように設定した後、前記補正値のうち、前記基板と直交する軸回りの回転方向の位置ずれを補正するθ補正値を、前記基板が備える全ての前記電極を包含する矩形領域を設定する工程と、前記矩形領域を前記矩形領域の中心を通る複数の直線によって複数の小領域に分割する工程と、前記矩形領域の中心を挟んで対向する２つの前記小領域から前記電極を１つずつ選んで組み合わせていくことで複数の電極ペアを設定する工程と、設定した前記電極ペアの基板と直交する軸回りの回転方向の位置ずれを、前記電極ペアを構成する前記電極同士を結ぶ線分の傾きと前記電極に印刷されたペースト同士を結ぶ線分の傾きとの差に基づいて算出する工程と、前記電極ペアそれぞれについて算出した回転方向の位置ずれに基づいて全ての前記電極ペアについての平均値を算出する工程とを経て得られる前記平均値に基づいて設定する。

本発明によれば、特定電極として指定された電極はもとより、特定電極から離れた位置にある電極を含めた基板が備える電極の全体について精度良い印刷ができる。

本発明の一実施の形態における印刷システムの構成図本発明の一実施の形態における印刷システムが備えるスクリーン印刷装置の斜視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の一部の斜視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タッチパネルに表示された基板の画像の一例を示す図本発明の一実施の形態における印刷システムが備える検査装置の斜視図本発明の一実施の形態における検査装置の制御系統を示すブロック図本発明の一実施の形態における印刷システムが行うスクリーン印刷作業の手順を示すメインルーチンのフローチャート本発明の一実施の形態における印刷システムが行うスクリーン印刷作業の手順を示すサブルーチンのフローチャート（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が行うスクリーン印刷作業の動作説明図本発明の一実施の形態における印刷システムが印刷したペーストとの電極に対する位置ずれを説明する図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における印刷システムが備える検査装置が検査カメラによって撮像した基板の画像の一例を示す図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における印刷システムが備える検査装置が検査カメラによって撮像した基板の画像の一例を示す図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における印刷システムが備える印刷装置制御部が補正値を算出する手順を説明する図

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印刷システム１を示している。この印刷システム１は搬入した基板２の電極２ｄに半田等のペーストＰｓｔを印刷するスクリーン印刷装置１Ａと、スクリーン印刷装置１Ａから基板２を受け取ってその基板２におけるペーストＰｓｔの印刷状態の検査を行う検査装置１Ｂから構成されている。ここでは説明の便宜上、作業者ＯＰから見た印刷システム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から見た印刷システム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、印刷システム１の上下方向をＺ軸方向とする。

図２、図３及び図４において、スクリーン印刷装置１Ａは基台１１上に搬入コンベア１２、基板昇降機構１３及び搬出コンベア１４を備えており、基板昇降機構１３の上方にはマスク１５、カメラユニット１６及び印刷ヘッド１７を有している。基板昇降機構１３は基台１１の中央部に設けられており、搬入コンベア１２は基板昇降機構１３の左方に設けられている。搬出コンベア１４は基板昇降機構１３の右方に設けられている。

図３及び図４において、基板昇降機構１３は基板保持部２１と昇降機構部２２を有している。基板保持部２１は中間コンベア３１、下受け部３２及び前後一対のクランパ３３を備えている。中間コンベア３１は搬入コンベア１２から受け取った基板２を所定のクランプ位置に位置させる。下受け部３２は、中間コンベア３１がクランプ位置に位置させた基板２を下方から支持する。クランパ３３は下受け部３２が支持した基板２を側方（Ｙ軸方向）からクランプして保持する。昇降機構部２２は複数のテーブル部材が多段積みされて成るＸＹθテーブルから構成されており、基板保持部２１をＸＹ面内（水平面内）方向及びＺ軸方向に移動させる。

図１、図２及び図３において、マスク１５はＸＹ平面に広がって延びた矩形平板形状の金属部材から成る。マスク１５の外周は、枠部材１５Ｗによって支持されている。マスク１５の中央部には多数の開口１５Ｈが形成されている（図１及び図２）。これら開口１５Ｈは基板２の電極２ｄに対応して設けられている。

図３において、カメラユニット１６は、撮像視野を上方に向けた上方撮像部１６ａと、撮像視野を下方に向けた下方撮像部１６ｂを備えている。カメラユニット１６は直交座標テーブルであるカメラユニット移動機構１６Ｋ（図２）に駆動されて基板昇降機構１３とマスク１５の間をＸＹ面内方向に移動する。

図２及び図３において、印刷ヘッド１７は、移動ベース４１と、２つのスキージ昇降シリンダ４２と、２つのスキージ４３を備えている。移動ベース４１はＸ軸方向に延びており、ボール螺子を含む印刷ヘッド移動機構１７Ｋ（図２）に駆動されて、マスク１５の上方をＹ軸方向に移動する。２つのスキージ昇降シリンダ４２は移動ベース４１の上面にＹ軸方向に並んで設けられている。各スキージ昇降シリンダ４２はピストンロッド４２Ｒ（図３）を移動ベース４１の下方に突出させており、そのピストンロッド４２Ｒの下端にスキージ４３が取り付けられている。

スキージ４３はＸ軸方向に延びた「へら」状の部材から成る。２つのスキージ４３をＸ軸方向から見ると、２つのスキージ４３は下方に広がるように斜めに延びている（図２及び図３）。２つのスキージ４３は、互いに向き合う面がペーストＰｓｔを掻き寄せる面となっている。スキージ昇降シリンダ４２がピストンロッド４２Ｒを上下方向に作動させると、スキージ４３が移動ベース４１の下方を移動ベース４１に対して昇降する。

図５において、スクリーン印刷装置１Ａが備える印刷装置制御部５０は、搬入コンベア１２による基板２の搬送（搬入）動作、基板昇降機構１３による基板２の保持及び移動動作、搬出コンベア１４による基板２の搬送（搬出）動作の各制御を行う。また印刷装置制御部５０は、カメラユニット移動機構１６Ｋによるカメラユニット１６の移動動作、カメラユニット１６の撮像動作、印刷ヘッド移動機構１７Ｋによる印刷ヘッド１７の移動動作及びスキージ昇降シリンダ４２によるスキージ４３の昇降動作等の各制御を行う。カメラユニット１６は撮像によって得られた画像データを印刷装置制御部５０に送信し、印刷装置制御部５０は受け取った画像データに基づいて画像認識を行う。

図５において、印刷装置制御部５０には、入出力装置としてのタッチパネル５１が接続されている。タッチパネル５１は、作業者ＯＰが印刷装置制御部５０に所要の入力を行う入力装置として機能するほか、印刷装置制御部５０がスクリーン印刷装置１Ａ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出力装置として機能する。

本実施の形態におけるスクリーン印刷装置１Ａでは、基板２が備える複数の電極２ｄのうち、作業者ＯＰが特にペーストＰｓｔを精度よく印刷したいと所望する電極２ｄがあるときは、作業者ＯＰはタッチパネル５１からその電極２ｄを「特定電極ＧＲ」として指定することができる。作業者ＯＰがタッチパネル５１から所要の操作を行うと、印刷装置制御部５０は、タッチパネル５１の表示部５１Ｄに基板２の画像ＧＺを表示させる（図６）。そして、作業者ＯＰがタッチパネル５１の表示部５１Ｄに表示された基板２の画像に対して指により或いは別途設けられた入力手段によって一又は複数の電極２ｄを指定すると、印刷装置制御部５０は、その指定された一又は複数の電極２ｄを特定電極ＧＲとして記憶する。

図７において、検査装置１Ｂは検査台６１上に搬送コンベア６２を備えており、搬送コンベア６２の上方には検査カメラ６３を備えている。検査カメラ６３は検査台６１上に設けられた検査カメラ移動機構６４に取り付けられている。検査カメラ移動機構６４はここでは直交座標テーブルから構成されており、検査カメラ６３を検査台６１の上方領域で水平面内方向に移動させる。

図８において、検査装置１Ｂが備える検査装置制御部７０は、搬送コンベア６２による基板２の搬送動作、検査カメラ移動機構６４による検査カメラ６３の移動動作及び検査カメラ６３の撮像動作等の各制御を行う。検査装置制御部７０は、印刷装置制御部５０との間で信号及びデータのやり取りが可能になっている（図５も参照）。

検査装置制御部７０は、印刷装置制御部５０からの指示を受けて検査カメラ移動機構６４を作動させ、検査カメラ６３に基板２に印刷されたペーストＰｓｔを撮像させる。検査装置制御部７０は、得られた画像データを印刷装置制御部５０に送信する。画像データを受け取った印刷装置制御部５０は画像認識を行い、各電極２ｄについてのペーストＰｓｔの印刷状態を検出する。

次に、上記構成の印刷システム１により基板２にスクリーン印刷を施すスクリーン印刷作業（スクリーン印刷方法）の実行手順を図９及び図１０のフローチャートに基づいて説明する。印刷システム１によりスクリーン印刷作業を行うときは、作業者ＯＰはスクリーン印刷装置１Ａが備えるタッチパネル５１から作業開始操作を行う。作業者ＯＰがタッチパネル５１から作業開始操作を行うと、印刷装置制御部５０に制御されたスクリーン印刷装置１Ａの各部は、基板２にマスク１５を接触させ、マスク１５に形成された開口１５Ｈを通じて基板２の電極２ｄにペーストＰｓｔを印刷する印刷工程を以下の手順（図９に示すメインルーチンのフローチャートにおけるステップＳＴ１～ステップＳＴ６）により実行する。

印刷工程では先ず、搬入コンベア１２が作動し、上流工程側から供給された基板２を受け取って基板保持部２１に受け渡す。基板保持部２１は中間コンベア３１によって基板２を受け取り、クランプ位置に位置させる。基板２がクランプ位置に位置したら下受け部３２が基板２の下面を支持し、クランパ３３が基板２を側方からクランプする（図９に示すステップＳＴ１の基板搬入工程）。

基板保持部２１が基板２を保持したらカメラユニット移動機構１６Ｋが作動し、カメラユニット１６を基板２とマスク１５の間で移動させる。カメラユニット１６は上方撮像部１６ａによりマスク１５に設けられたマスク側マーク１５ｍ（図２）を下方から撮像し、下方撮像部１６ｂにより基板２の基板側マーク２ｍ（図４）を上方から撮像する。カメラユニット１６はマスク側マーク１５ｍと基板側マーク２ｍを撮像したら、それらの画像データを印刷装置制御部５０に送信する。

画像データを受け取った印刷装置制御部５０は画像認識を行い、マスク側マーク１５ｍと基板側マーク２ｍそれぞれの位置を算出する。印刷装置制御部５０がマスク側マーク１５ｍと基板側マーク２ｍそれぞれの位置を算出したら、基板昇降機構１３が基板保持部２１を（すなわち基板２を）移動させ、マスク側マーク１５ｍと基板側マーク２ｍを平面視において一致させる（ステップＳＴ２の位置合わせ工程）。

マスク側マーク１５ｍと基板側マーク２ｍが平面視において一致したら、基板昇降機構１３は基板保持部２１を上昇させ、基板２の上面をマスク１５の下面に接触させる（図１１（ａ）。図中に示す矢印Ａ）。これにより基板２の電極２ｄは、対応する開口１５Ｈを通じてマスク１５の上面に露出した状態となる（ステップＳＴ３の接触工程）。

基板２がマスク１５に接触したら、一方のスキージ昇降シリンダ４２がスキージ４３を下降させて、マスク１５に当接させる。スキージ４３がマスク１５に当接したら、印刷ヘッド移動機構１７Ｋが移動ベース４１を水平方向（Ｙ軸方向）に移動させる。スキージ４３の移動方向は、前方のスキージ４３については前方から後方に向かう方向であり（図１１（ｂ）中に示す矢印Ｂ）、後方のスキージ４３については、後方から前方に向かう方向である。移動ベース４１が移動するとスキージ４３はマスク１５上を摺動し、ペーストＰｓｔを掻き寄せて、各開口１５ＨにペーストＰｓｔを充填させる（ステップＳＴ４のペースト充填工程）。

マスク１５の開口１５ＨにペーストＰｓｔが充填されたら、昇降機構部２２は基板保持部２１を下降させ、基板２をマスク１５から分離させて版離れを行う。これによりマスク１５の開口１５Ｈに充填されたペーストＰｓｔが基板２の各電極２ｄ上に乗り移った状態となる（ステップＳＴ５の版離れ工程）。

基板昇降機構１３は版離れを行ったらクランパ３３を開いて基板２の保持を解除し、中間コンベア３１を作動させて基板２を搬出コンベア１４に受け渡す。搬出コンベア１４は受け取った基板２を下流工程側の検査装置１Ｂに搬出する（ステップＳＴ６の基板搬出工程）。

スクリーン印刷装置１Ａが基板２を検査装置１Ｂに搬出したら、検査装置１Ｂは搬送コンベア６２によって基板２を搬入し、所定の作業位置に位置させる。基板２が作業位置に位置したら、検査カメラ移動機構６４は検査カメラ６３を基板２の上方で移動させ、検査カメラ６３は基板２の各電極２ｄに印刷されたペーストＰｓｔを撮像する。検査装置制御部７０は検査カメラ６３の撮像によって得られた画像データ（各電極２ｄに印刷されたペーストＰｓｔの画像データ）を印刷装置制御部５０に送信する。

スクリーン印刷装置１Ａは印刷工程が終了したら、検査装置１Ｂから送られてきた画像データを受け取る（ステップＳＴ７のデータ受取り工程）。そして、その受け取った画像データに基づいて、印刷工程でペーストＰｓｔが印刷された各電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれを検出する（ステップＳＴ８の位置ずれ検出工程）。

ステップＳＴ８において、印刷装置制御部５０は、基板２が備える全ての電極２ｄについて、その電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれを検出する。本実施の形態では、図１２に示すように、対象とする電極２ｄの図心（電極図心Ｚ１）を通ってＸ軸に平行なα軸と、電極図心Ｚ１を通ってＹ軸に平行なβ軸を設定し、電極図心Ｚ１に対するペーストＰｓｔの図心（ペースト図心Ｚ２）の位置を、電極図心Ｚ１を原点とするαβ座標系の座標（Δα，Δβ）として求めることによって、その電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれを検出する。なお、ここで示した電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれの検出の手順は一例であり、他の手順によってペーストＰｓｔの位置ずれを検出してもよい。

印刷装置制御部５０は、ステップＳＴ８で、基板２が備える全ての電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれを検出したら、次回に行う印刷工程で基板２とマスク１５とを接触させる際の位置合わせの補正値を設定する（ステップＳＴ９の補正値設定工程）。ここで設定する補正値には、ＸＹ補正値とθ補正値とがあり、ＸＹ補正値とは、基板２の面内の水平方向の位置ずれを補正する補正値をいう。また、θ補正値とは、基板２と直交する軸（Ｚ軸）回りの回転方向の位置ずれを補正する補正値をいう。

補正値設定工程では、印刷装置制御部５０は先ず、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄがあるかどうか（すなわち、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄを記憶しているかどうか）を判断する（図１０に示すサブルーチンのステップＳＴ１１）。印刷装置制御部５０は、ステップＳＴ１１で、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄがあると判断した場合には、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄに対する位置ずれに基づいて、ＸＹ補正値を設定する（ステップＳＴ１２）。

ステップＳＴ１２では、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれが小さくなるようにＸＹ補正値を設定する。具体的には、ステップＳＴ８で検出した全ての電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれの情報の中から特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄに関するものを取り出し、その取り出した電極２ｄそれぞれに対するペーストＰｓｔの位置ずれの平均値（例えば算術平均による平均値）として得られる値に基づいて、基板２のＸＹ補正値を設定する。

このようにして設定されるＸＹ補正値は、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれのみに基づいて算出されることから、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄについて、ペーストＰｓｔの位置ずれ（基板２の面内の水平方向の位置ずれ）を小さくするものとなる。

一方、印刷装置制御部５０は、ステップＳＴ１１で、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄがないと判断した場合には、基板２が備える全ての電極２ｄに対する位置すれに基づいて、ＸＹ補正値を設定する（ステップＳＴ１３）。ステップＳＴ１３では、基板２が備える電極２ｄの全体についてペーストＰｓｔの位置ずれが小さくなるようにＸＹ補正値を設定する。具体的には、ステップＳＴ８で検出した全ての電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれの平均値として得られる値に基づいて、基板２のＸＹ補正値を設定する。

このようにして設定されるＸＹ補正値は、基板２が備える電極２ｄの全体（特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄ及びその他の電極２ｄ）に対するペーストＰｓｔの位置ずれに基づいて算出されることから、基板２が備える電極２ｄの全体について平均的にペーストＰｓｔの位置ずれ（基板２の面内の水平方向の位置ずれ）を小さくするものとなる。

このように、本実施の形態におけるスクリーン印刷方法では、次回に行う印刷工程で基板２とマスク１５とを接触させる際の位置合わせの補正値を設定する補正値設定工程において、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄがある否かを判断し、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄがある場合には、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれが小さくなるようにＸＹ補正値を設定し（ステップＳＴ１２）、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄがない場合には、基板２が備える電極２ｄの全体についてペーストＰｓｔの位置ずれが小さくなるようにＸＹ補正値を設定するようになっている（ステップＳＴ１３）。なお、ここでいう「ペーストＰｓｔの位置ずれが小さくなるように」というのは、「マスク１５の開口１５Ｈに対する電極２ｄの位置ずれが小さくなるように」というのと同義である。

図６では、特定電極ＧＲとして指定される電極２ｄが基板２上の１箇所にまとまって存在している例を示したが、特定電極ＧＲとして指定される電極２ｄは基板２上の複数箇所に存在し得る。このように特定電極ＧＲとして指定される電極２ｄが基板２上の複数箇所に存在する場合であっても、全ての特定電極ＧＲについてのペーストＰｓｔの位置ずれの平均値を算出して設定することにより、複数箇所の全ての特定電極ＧＲについて、平均的にペーストＰｓｔの位置ずれを小さくすることができる。

印刷装置制御部５０は、ステップＳＴ１２又はステップＳＴ１３で基板２のＸＹ補正値を設定したら、次いで、θ補正値を設定する。θ補正値の設定では、先ず、図１３（ａ）に示すように、基板２が備える全ての電極２ｄを包含する矩形領域Ｋを設定する（ステップＳＴ１４の矩形領域設定工程）。そして、この設定した矩形領域Ｋを、図１３（ｂ）に示すように、矩形領域Ｋの中心Ｏ（又はその近傍）を通る２つの直線によって複数の小領域に分割する（ステップＳＴ１５の小領域分割工程）。

本実施の形態では、図１３（ｂ）に示すように、矩形領域Ｋを、矩形領域Ｋの中心Ｏを通って直交する２つの直線（第１直線Ｘ０及び第２直線Ｙ０）によって４つの小領域に分割する。ここでは、第１直線Ｘ０はＸ軸に平行な直線とし、第２直線Ｙ０はＹ軸に平行な直線としている。

上記のようにして矩形領域Ｋを４つの小領域に分割した場合、その４つ小領域は、図１３（ｂ）に示すように、左上に位置する小領域（第１小領域ＡＰと称する）、右上に位置する小領域（第２小領域ＡＱと称する）、左下に位置する小領域（第３小領域ＡＲと称する）及び右下に位置する小領域（第４小領域ＡＳと称する）となる。ここでは矩形領域Ｋを、矩形領域Ｋの中心Ｏを通る２つの直線によって４つの小領域に分割しているが、矩形領域Ｋは矩形領域Ｋの中心Ｏを通る複数の直線によって複数の（偶数個の）小領域に分割すればよい。従って、例えば、矩形領域Ｋの中心Ｏ（又はその近傍）を通って交わる３つや４つの直線によって、矩形領域Ｋを６つや８つの小領域に分割するのであってもよい。

印刷装置制御部５０は、矩形領域Ｋを複数の小領域に分割したら、矩形領域Ｋの中心Ｏを挟んで対向する２つの小領域から電極２ｄを１つずつ選んで組み合わせていくことで複数の電極ペアを設定する（ステップＳＴ１６の電極ペア設定工程）。より詳細には、先ず、矩形領域Ｋを分割して得られた複数の（偶数個の）小領域のうち、矩形領域Ｋの中心Ｏを挟んで対向する２つの小領域を１つのペア領域としてこれを複数組設定する。そして、各ペア領域を構成する２つの小領域から電極２ｄを１つずつ選んで組み合わせることで電極ペアを設定し、そのような電極ペアの設定を１つのペア領域につき複数行うことで、各ペア領域に複数の電極ペアを設定する。

上記電極ペアの設定の工程を本実施の形態に即して説明すると、先ず、矩形領域Ｋの中心Ｏを挟んで対向する位置にある第１小領域ＡＰと第４小領域ＡＳを組み合わせて第１のペア領域とし、矩形領域Ｋの中心Ｏを挟んで対向する位置にある第２小領域ＡＱと第３小領域ＡＲを組み合わせて第２のペア領域とする。そして、第１のペア領域を構成する第１小領域ＡＰと第４小領域ＡＳのそれぞれから電極２ｄを１つずつ選んで組み合わせていくことで第１のペア領域に複数の電極ペアを設定する（図１４（ａ））。同様に、第２のペア領域を構成する第２小領域ＡＱと第３小領域ＡＲのそれぞれから電極２ｄを１つずつ選んで組み合わせていくことで、第２のペア領域に複数の電極ペアを設定する（図１４（ｂ））。

図１４（ａ），（ｂ）には、第１のペア領域と第２のペア領域のそれぞれに電極ペアを３つずつ設定した状態を示している。図１４（ａ），（ｂ）では、破線で結んだ２つの電極２ｄが１つの電極ペアを表している。ここでは各ペア領域に電極ペアを３つずつ設定した例を示しているが、これは単なる一例である。１つのペア領域に設定する電極ペアの数は或る程度多い方がよく、１０以上であることが好ましい。

印刷装置制御部５０は、矩形領域Ｋ内（各ペア領域内）に複数の電極ペアを設定したら、各電極ペアを構成する２つの電極２ｄそれぞれの図心（電極図心Ｚ１）の位置を求める。そして、それら電極図心Ｚ１同士を線分Ｌで結んだうえで（図１５（ａ））、その線分Ｌの傾きθ１を求める。線分Ｌの傾きθ１は、任意の基準軸（ここではＸ軸とする）からの偏角として求める（図１５（ａ））。

印刷装置制御部５０は、各線分Ｌの傾きθ１を求めたら、各電極ペアを構成する２つの電極２ｄそれぞれに印刷されたペーストＰｓｔの図心（ペースト図心Ｚ２）の位置を求める。そして、それらペースト図心Ｚ２同士を線分Ｒで結んだうえで（図１５（ｂ））、その線分Ｒの傾きθ２を求める。線分Ｒの傾きθ２は、線分Ｌの傾きを求めた時と同じ基準軸（ここではＸ軸）からの偏角として求める（図１５（ｂ））。

次いで印刷装置制御部５０は、設定した各電極ペアの基板２と直交する軸（Ｚ軸）回りの回転方向の位置ずれを算出する（ステップＳＴ１７の回転方向位置ずれ算出工程）。電極ペアの回転方向の位置ずれは、ここでは、電極ペアを構成する電極２ｄ同士を結ぶ（電極図心Ｚ１同士を結ぶ）線分Ｌの傾きθ１と、電極２ｄに印刷されたペーストＰｓｔ同士を結ぶ（ペースト図心Ｚ２同士を結ぶ）線分Ｒの傾きθ２との差Δθ（＝θ２－θ１）に等しく、各電極ペアについて傾きの差Δθを求めることで（差Δθに基づいて）、各電極ペアの回転方向の位置ずれを算出する。

印刷装置制御部５０は、回転方向の位置ずれを複数の電極ペアの全てについて求めたら、全ての電極ペアについての平均値を算出する（ステップＳＴ１８の平均値算出工程）。そして、その算出した平均値に基づいて、基板２と直交する軸（Ｚ軸）回りの回転方向の位置ずれを補正する補正値、すなわち、基板２のθ補正値を設定する（ステップＳＴ１９）。

このように本実施の形態では、基板２が備える全ての電極２ｄを包含する矩形領域Ｋを設定したうえで、矩形領域Ｋを矩形領域Ｋの中心Ｏ（又はその近傍）を通る複数の直線によって複数の小領域に分割し、矩形領域Ｋの中心Ｏを挟んで対向する２つの小領域から成るペア領域の中から電極２ｄを１つずつ選んで組み合わせることで複数の電極ペアを設定するようになっている。そして、その設定した複数の電極ペアそれぞれの電極２ｄ同士を結ぶ線分Ｌの傾きθ１と電極ペアそれぞれの電極２ｄに印刷されているペーストＰｓｔ同士を結ぶ線分Ｒの傾きθ２との差Δθ（＝θ２－θ１）の複数の電極ペアの全体に基づいてθ補正値を設定するようになっている。なお、ここに示したθ補正値の設定手順は一例に過ぎず、その他の手順によってθ補正値を設定してもよい。

このようにして設定される基板２のθ補正値は、基板２が備える全ての電極２ｄの中から選定した複数の電極ペアの回転方向のずれに基づいて算出されることから、基板２が備える電極２ｄの全体について平均的にペーストＰｓｔの位置ずれ（基板２と直交する軸回りの回転方向の位置ずれ）を小さくするものとなる。

印刷装置制御部５０は、ステップＳＴ１９で基板２のθ補正値を設定したらステップＳＴ９が終了し、メインルーチンに戻る。そして、印刷装置制御部５０は、ペーストＰｓｔを印刷する予定の全ての基板２についてスクリーン印刷作業を施したか等に基づいて、一連の作業を終了すべきか否かを判断する（図９のステップＳＴ１０）。

印刷装置制御部５０は、ステップＳＴ１０で、作業を終了すべきと判断した場合には作業を終了する。一方、ステップＳＴ１０で、作業を終了すべきでないと判断した場合にはステップＳＴ１に戻る。そして、その後に行うステップＳＴ１～ステップＳＴ６の印刷工程の中の位置合わせ工程（ステップＳＴ２）において、マスク１５に対する基板２の面内の水平方向の位置ずれをステップＳＴ９で設定したＸＹ補正値で補正し、基板２と直交する軸（Ｚ軸）回りの回転方向の位置ずれを、ステップＳＴ９で設定したθ補正値によって補正する。

ここで、基板２のＸＹ補正値は、特定電極ＧＲとして指定されている電極２ｄがある場合には、その特定電極ＧＲとして指定されている電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれが小さくなるように設定され、次回に行う基板２とマスク１５の位置合わせでは、指定された特定電極ＧＲについての位置合わせが優先的に行われる。このため、作業者ＯＰは、微細パターンや狭ピッチパターンの部分の電極２ｄを特定電極ＧＲとして指定しておくことで、特定電極ＧＲに対するペーストＰｓｔの位置ずれを著しく小さなものとすることができる。

一方、特定電極ＧＲとして指定した電極２ｄがない場合には、全ての電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれの情報に基づいて基板２のＸＹ補正値が設定されるので、ペーストＰｓｔの位置ずれは、基板２の全体について平均的に小さくなる。このため、基板２のタイプに応じた最適の印刷精度で基板２に対するスクリーン印刷をすることができる。

また、基板２のθ補正値は、基板２が備える電極２ｄの全体について平均的にペーストＰｓｔの位置ずれが小さくなるように設定される。このため、特定電極ＧＲから離れた位置にある他の電極２ｄについても精度良い印刷をすることができる。

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方法では、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄに対するペーストＰｓｔの位置ずれが小さくなるようにＸＹ補正値が設定されるので、ペーストＰｓｔの位置ずれに対する許容値の小さい微細パターンや狭ピッチパターンの部分の電極２ｄを特定電極ＧＲとして指定しておくことにより、そのようなペーストＰｓｔの位置ずれに対する許容値の小さい電極２ｄであっても精度よくペーストＰｓｔを印刷することができる。また、θ補正値については、基板２が備える電極２ｄの全体について平均的にペーストＰｓｔの位置ずれが小さくなるように設定される。このため、本実施の形態におけるスクリーン印刷方法によれば、特定電極ＧＲとして指定された電極２ｄはもとより、特定電極ＧＲから離れた位置にある電極２ｄを含めた基板２が備える電極２ｄの全体について精度良い印刷ができる。

特定電極として指定された電極はもとより、特定電極から離れた位置にある電極を含めた基板が備える電極の全体について精度良い印刷ができるスクリーン印刷方法を提供する。

２基板
２ｄ電極
１５マスク
１５Ｈ開口
４３スキージ
Ｋ矩形領域
Ｏ中心
Ｘ０第１直線（直線）
Ｙ０第２直線（直線）
ＡＰ第１小領域（小領域）
ＡＱ第２小領域（小領域）
ＡＲ第３小領域（小領域）
ＡＳ第４小領域（小領域）
Ｐｓｔペースト

Claims

電極を有する基板にマスクを接触させ、前記マスクに形成された開口を通じて前記電極にペーストを印刷する印刷工程と、
前記印刷工程でペーストが印刷された前記電極に対するペーストの位置ずれを検出する位置ずれ検出工程と、
前記位置ずれ検出工程で検出した前記電極に対するペーストの位置ずれに基づいて、次回に行う前記印刷工程で次回の基板と前記マスクとを接触させる際の位置合わせの補正値を設定する補正値設定工程とを含むスクリーン印刷方法であって、
前記補正値のうち、前記次回の基板の面内の水平方向の位置ずれを補正するＸＹ補正値を、特定電極として指定された前記電極に対するペーストの位置ずれが小さくなるように設定した後、前記補正値のうち、前記次回の基板と直交する軸回りの回転方向の位置ずれを補正するθ補正値を、前記次回の基板が備える全ての前記電極を包含する矩形領域を設定する工程と、
前記矩形領域を前記矩形領域の中心を通る複数の直線によって複数の小領域に分割する工程と、
前記矩形領域の中心を挟んで対向する２つの前記小領域から前記電極を１つずつ選んで組み合わせていくことで複数の電極ペアを設定する工程と、設定した前記電極ペアの基板と直交する軸回りの回転方向の位置ずれを、前記電極ペアを構成する前記電極同士を結ぶ線分の傾きと前記電極に印刷されたペースト同士を結ぶ線分の傾きとの差に基づいて算出する工程と、
前記電極ペアそれぞれについて算出した回転方向の位置ずれに基づいて全ての前記電極ペアについての平均値を算出する工程とを経て得られる前記平均値に基づいて設定することを特徴とするスクリーン印刷方法。
前記ＸＹ補正値を、前記特定電極として指定された前記電極に対するペーストの位置ずれの平均値として得られる値に基づいて設定することを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷方法。
前記補正値設定工程において、前記特定電極があるか否かを判断し、前記特定電極がある場合には、前記特定電極として指定された前記電極に対するペーストの位置ずれが小さくなるように前記ＸＹ補正値を設定し、前記特定電極がない場合には、全ての前記電極についてペーストの位置ずれが小さくなるように前記ＸＹ補正値を設定することを特徴とする請求項１または２に記載のスクリーン印刷方法。