JPH03187746A - Screen printing machine - Google Patents

Screen printing machine

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Publication number
JPH03187746A
JPH03187746A JP32755589A JP32755589A JPH03187746A JP H03187746 A JPH03187746 A JP H03187746A JP 32755589 A JP32755589 A JP 32755589A JP 32755589 A JP32755589 A JP 32755589A JP H03187746 A JPH03187746 A JP H03187746A
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JP
Japan
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printing
shift
squeegee
screen
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP32755589A
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Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Miikeda
三池田 薫
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform precise printing by amending shift in printing by a method wherein a correction part which amends a relative position of a screen to a printing surface by introducing shift data to a printing mechanism according to a transfer direction of a squeegee in printing is provided. CONSTITUTION:A pattern shift detection part 51 detects shift to a copper pattern on the first substrate 10 of the substrate 10 on and after the second one based on image output of a target mark 10 with video cameras 36, 37. A printing shift detection keeping part 53 detects shift in printing of cream solder to be generated principally in a transfer direction of a squeegee 45 in printing based on outputs of the video cameras 36, 37. A correction part 52 receives data of the pattern shift detection part 51 and the printing shift detection keeping part 53 each completion of setting of a substrate 10, and deduces a correction data to be added to an initial value (X,Y,Z) to an adder 54, at that time, a directional signal L/R of the squeegee 45 is bonded to an output data of the pattern shift detection part 51 by selecting the printing shift data in the direction R and the direction L.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スクリーン印刷装置に関し、回路基板へのク
リーム半田の印刷に用いて好適なもので〔発明の概要〕 スクリーン印刷のスキージ移動に関して生じる動的な印
刷ずれをスキージ移動方向に対応させて修正し、精密な
印刷を行えるようにしたスクリーン印刷装置である。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a screen printing device, and is suitable for use in printing cream solder onto a circuit board. This is a screen printing device that corrects dynamic printing misalignment in accordance with the direction of squeegee movement and enables precise printing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

プリント基板へ電子部品を実装する技術においては、高
品質な半田付けを実現する為にクリーム状の半田を印刷
機により基板上に塗布し、これを炉内で融解させて部品
を半田付けするりフロー技術が主流になりつつある。さ
らに高密度な部品を実現する為、微細な銅パターン上に
精度よくクリーム半田を印刷する技術の開発が顕著であ
る。その−例として視覚認識装置を導入したものがある
In the technology of mounting electronic components on printed circuit boards, in order to achieve high-quality soldering, cream-like solder is applied onto the board using a printing machine, and then melted in a furnace to solder the components. Flow technology is becoming mainstream. In order to realize even higher-density parts, the development of technology to precisely print cream solder on fine copper patterns is remarkable. An example of this is the introduction of a visual recognition device.

この装置の基本的考え方は次のとおりである。The basic idea of this device is as follows.

一般の印刷機では、プリント基板の外形またはメカ的に
あけられた穴にピンを挿入するなどして基板を固定し印
刷する為、実際に基板上にある銅パターンと印刷される
半田の位置関係は、基板上の銅パターンの微妙なずれや
、メカ的なガタにより再現性に限界がある。そこで視覚
認識装置では、第5図に示すように、銅パターン12と
同時加工で基板10上にターゲットマーク11を設け、
基板10とスクリーン13の位置合わせが完全な1枚目
の基板10と以後印刷される2枚目以降の基板とのパタ
ーンのずれを、ターゲットマーク11のずれとして′r
Vカメラ等で認識することで補正し、クリーム半田14
の精度よい印刷を可能にしている。
In general printing machines, the printed circuit board is fixed by inserting pins into the external shape of the printed circuit board or mechanically drilled holes to print, so the actual positional relationship between the copper pattern on the board and the printed solder is There is a limit to reproducibility due to slight deviations in the copper pattern on the board and mechanical play. Therefore, in the visual recognition device, as shown in FIG. 5, target marks 11 are provided on the substrate 10 by simultaneous processing with the copper pattern 12,
The pattern deviation between the first substrate 10 in which the substrate 10 and the screen 13 are perfectly aligned and the second and subsequent substrates to be printed is defined as the deviation of the target mark 11.
Corrected by recognizing with V camera etc., cream solder 14
This makes it possible to print with high precision.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、この方式だけでは、印刷の方向に対する
考慮がなされておらず、印刷スクリーンのたるみによっ
て生じる印刷ずれは依然残ったままとなり、印刷面積が
300+uX300+uといった大きなスクリーンでは
、O91〜0.2mmの印刷ずれが生じる場合がある。
However, with this method alone, no consideration is given to the direction of printing, and printing misalignment caused by sagging of the printing screen still remains.For a large screen with a printing area of 300+uX300+u, printing misalignment of O91 to 0.2 mm will occur. may occur.

特に往復印刷の場合、第6図に示すように、基板交互に
ずれが往及び復の二方向に生じる。
Particularly in the case of reciprocating printing, as shown in FIG. 6, the substrates are alternately shifted in two directions, forward and backward.

本発明はこの問題にかんがみ、スキージの移動によって
生じるダイナミックな印刷ずれを補正できるようにする
ことを目的とする。
In view of this problem, it is an object of the present invention to make it possible to correct dynamic printing misalignment caused by movement of a squeegee.

〔課題を解決するための手段〕 本発明のスクリーン印刷装置は、スクリーンと印刷面と
の相対位置を少なくともスキージの移動方向に移動可動
にした印刷機構と、予め検出した印刷面への印刷位置の
ずれ量を、上記スキージの移動方向に対応して保持した
ずれデータ保持部と、印刷時のスキージの移動方向に対
応して上記ずれデータを上記印刷機構に導出して、スク
リーンと印刷面との相対位置を修正する補正部とを備え
たものである。
[Means for Solving the Problems] The screen printing device of the present invention includes a printing mechanism that is movable to move the relative position between the screen and the printing surface at least in the direction of movement of the squeegee, and a printing position on the printing surface that is detected in advance. A deviation data storage unit holds the deviation amount corresponding to the moving direction of the squeegee, and the deviation data is derived to the printing mechanism corresponding to the moving direction of the squeegee during printing, and the deviation data is stored between the screen and the printing surface. and a correction section that corrects the relative position.

〔作用〕[Effect]

スクリーンのたるみによって生じる印刷ずれは、スクリ
ーンと印刷面との間に確保しなければならないクリアラ
ンスのため不可避であったが、印刷方向に対応させた位
置修正により、はぼ完全なずれ補正が得られる。
Print misalignment caused by sagging of the screen was unavoidable due to the clearance that must be maintained between the screen and the printing surface, but by correcting the position according to the printing direction, it is possible to completely correct misalignment. .

〔実施例〕〔Example〕

第1図に本発明を適用した半田印刷装置の概略を示す。 FIG. 1 schematically shows a solder printing apparatus to which the present invention is applied.

基板10はXテーブル20上に1枚ずつ載置される。X
テーブル20は、Yテーブル21上にスライド軸22a
、22bによりX軸方向にスライド可能に支持され、Y
テーブル2.1に取付けられたX軸パルスモータ23及
びフィードスクリュー24により駆動される。
The substrates 10 are placed one by one on the X table 20. X
The table 20 has a slide shaft 22a on the Y table 21.
, 22b so as to be slidable in the X-axis direction;
It is driven by an X-axis pulse motor 23 and feed screw 24 mounted on the table 2.1.

Yテーブル21は、固定の基台25上にスライド軸26
a、26bによりY軸方向にスライド可能に支持され、
基台25に取付けられたY軸パルスモータ27及びフィ
ードスクリュー26により駆動される。Y軸要素は後述
の印刷部の下部まで延びていて、基板IOの交換及び印
刷の工程ごとにYテーブル25が往復動される。
The Y table 21 has a sliding shaft 26 on a fixed base 25.
a and 26b so as to be slidable in the Y-axis direction,
It is driven by a Y-axis pulse motor 27 and a feed screw 26 attached to the base 25. The Y-axis element extends to the bottom of the printing section, which will be described later, and the Y-table 25 is reciprocated for each substrate IO exchange and printing process.

Xテーブル20の内部には、フィードスクリュー30に
螺合されたスライダ31が設けられ、このスライダ3I
が基板lOの側端部10aと係合している。基板lOは
支点ピン32によって枢支され、フィードスクリュー3
0に結合されたθ軸パルスモータ33が駆動されること
により、基板10はθ方向に回転される。
A slider 31 screwed to the feed screw 30 is provided inside the X table 20, and this slider 3I
is engaged with the side end portion 10a of the substrate IO. The substrate lO is pivoted by a fulcrum pin 32, and the feed screw 3
By driving the θ-axis pulse motor 33 coupled to the θ axis, the substrate 10 is rotated in the θ direction.

基板10の上部には、2台のビデオカメラ36.37が
配置され、夫々基板上のターゲットマーク11を撮像し
ている。撮像画像は2台のモニタTV38.39に表示
される。
Two video cameras 36 and 37 are arranged above the board 10, and each takes an image of the target mark 11 on the board. The captured images are displayed on two monitors TV 38 and 39.

印刷部は、垂直方向の4本のスライド軸41a〜41d
によって支持された枠体42と、枠体42に貼り付けら
れた印刷スクリーン43を備える。
The printing section has four vertical slide shafts 41a to 41d.
The printer includes a frame 42 supported by a frame 42 and a printing screen 43 attached to the frame 42.

スクリーン43にはクリーム半田を基板10上に印刷す
るための開口43aを設けである。枠体42は一対のリ
ニアアクチュエータ44a、44bによって上昇、下降
され、印刷時には、スクリーン43が所定のクリアラン
スをとって基板lO上に配置されるように、アクチュエ
ーク44a、44bが作動する。
The screen 43 is provided with an opening 43a for printing cream solder onto the substrate 10. The frame body 42 is raised and lowered by a pair of linear actuators 44a, 44b, and during printing, the actuators 44a, 44b are operated so that the screen 43 is placed on the substrate IO with a predetermined clearance.

印刷は、クリーム半田をスクリーン43上に供給してス
キージ45をY軸方向(又はX軸方向)に移動すること
により行われる。作業能率を上げるために、基板IOを
交換するごとにスキージ45を交互に往方向(+Y)及
び復方向(−Y)に移動させる。つまり1回の往復で2
枚の基板10に対する印刷を行う。
Printing is performed by supplying cream solder onto the screen 43 and moving the squeegee 45 in the Y-axis direction (or X-axis direction). In order to increase work efficiency, the squeegee 45 is alternately moved in the forward direction (+Y) and backward direction (-Y) every time the substrate IO is replaced. In other words, 2 in one round trip.
Printing is performed on two substrates 10.

第2図は第1図のスクリーン印刷装置を制御する制御部
のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a control section that controls the screen printing apparatus of FIG. 1.

第2図において、初期値設定部50は基準となる一枚目
の基板10をスクリーン43の下に移動させ、所望の位
置に精度良くスクリーン印刷するための各軸の初期移動
l (X、Y、θ)を夫々設定して保持する。
In FIG. 2, the initial value setting unit 50 moves the first substrate 10 as a reference below the screen 43, and initializes each axis l (X, Y , θ) are set and held, respectively.

パターンずれ検出部51は、2枚目以降の基板10の銅
パターンの1枚目に対するずれを、ビデオカメラ36.
37によるターゲットマーク11の映像出力に基いて検
出する。パターンのずれは基+ff1lOのXテーブル
20上へのセツティングのずれ及び基板IO上の銅パタ
ーンの製造時のずれ等を含み、基板10ごとに検出され
、印刷前に補正データ発生部52に出力される。
The pattern deviation detection unit 51 detects deviations of the copper patterns of the second and subsequent substrates 10 from the first substrate using the video camera 36.
Detection is performed based on the image output of the target mark 11 by the target mark 37. Pattern deviations include deviations in the setting of base+ff1lO on the X table 20 and deviations during manufacturing of the copper pattern on the board IO, and are detected for each board 10 and output to the correction data generator 52 before printing. be done.

印刷ずれ検出保持部53は、印刷時に主としてスキージ
45の移動方向に生じるクリーム半田の印刷ずれをビデ
オカメラ36.37の出力に基いて検出する。このずれ
は、第3図に示すように、基板lOとスクリーン43と
の間に確保すべきクリアランスがあるために、印刷時に
スクリーン43がたるんで生じる。従って印刷時のスキ
ージ45の移動方向(往復)に対応した二通りの印刷ず
れが発生する。
The printing deviation detection holding unit 53 detects the printing deviation of the cream solder that occurs mainly in the moving direction of the squeegee 45 during printing based on the outputs of the video cameras 36 and 37. This shift occurs because, as shown in FIG. 3, there is a clearance between the substrate IO and the screen 43, which causes the screen 43 to sag during printing. Therefore, two types of printing deviation occur corresponding to the moving direction (reciprocating) of the squeegee 45 during printing.

これらの印刷ずれは、第4図に示す基板lO上に設けた
ターゲットマーク11と同じ位置に対応する開口をスク
リーン43に形成し、2枚の試験基板IOに対し実際に
半田印刷を行うことにより検出できる。即ち、第4図の
ように印刷したマーク11′がずれていれば、これをビ
デオカメラ36.37の出力に基いて基板10上のター
ゲットマーク11と比較することにより、印刷ずれ(Δ
X、Δy、Δθ)として検出する。印刷ずれはスキージ
45の往動R及び復動りの夫々において検出し、検出部
53のメモリに印刷方向ごとに(ΔXR%Δy3、Δθ
R)(ΔXt、ΔyL%ΔθL)として記憶する。なお
印刷ずれは概ねスキージ45の摺動方向(例えば+Y及
び−Y)にのみ生じるが、必要があればX方向及びθ方
向のずれも取込む。
These printing deviations can be solved by forming an opening in the screen 43 corresponding to the same position as the target mark 11 provided on the board IO shown in FIG. 4, and actually performing solder printing on the two test boards IO. Can be detected. That is, if the printed mark 11' is misaligned as shown in FIG. 4, the printing misalignment (Δ
X, Δy, Δθ). The printing deviation is detected in each of the forward movement R and backward movement of the squeegee 45, and is stored in the memory of the detection unit 53 as (ΔXR%Δy3, Δθ
R) (ΔXt, ΔyL%ΔθL). Although the printing deviation generally occurs only in the sliding direction of the squeegee 45 (for example, +Y and -Y), deviations in the X direction and the θ direction are also included if necessary.

検出した印刷ずれは同一スクリーン43について固有の
一定値であるから、予めダミー基板について検出して保
持しておけばよい。
Since the detected printing misalignment is a fixed value unique to the same screen 43, it is sufficient to detect and hold it for the dummy substrate in advance.

補正部52は、パターンずれ検出部51及び印刷ずれ検
出保持部53のデータを基板10のセント完了ごとに受
け、初期設定値(X、Y、Z)に加える補正データを加
算器54に導出する。このときス;トージ45の方向信
号L/Rを第1図の装置から受けて、R方向及びL方向
の印刷ずれデータを選択してパターンずれ検出部51の
出力データと結合させる。 このようにして各印刷の直
前に各軸のパルスモータ23.27.33に送られる移
動データは、スキージ45の移動がR方向の場合、 X+Δχ+ΔxR Y+ΔY+ΔyR θ+Δθ+Δθ8 であり、スキージ45の移動がL方向の場合には、X+
Δχ+ΔXt Y+ΔY+ΔyL θ+Δθ+Δθ。
The correction unit 52 receives the data from the pattern deviation detection unit 51 and the print deviation detection holding unit 53 every time the board 10 is stamped, and outputs correction data to be added to the initial setting values (X, Y, Z) to the adder 54. . At this time, the direction signal L/R of the storage 45 is received from the device shown in FIG. In this way, the movement data sent to the pulse motors 23, 27, and 33 of each axis immediately before each printing is X+Δχ+ΔxR Y+ΔY+ΔyR θ+Δθ+Δθ8 when the squeegee 45 moves in the R direction, and when the squeegee 45 moves in the L direction, In case, X+
Δχ+ΔXt Y+ΔY+ΔyL θ+Δθ+Δθ.

となる。becomes.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は上述のように、スキージの移動方向に対応して
生じる動的な印刷ずれを補正するようにしたので、スク
リーンのたるみ等による影響を受けない高精度の印刷が
可能になる。従って極小端子ピッチの電子部品等を基板
上に半田付けするためのクリーム半田を精度良く印刷す
ることができる。
As described above, the present invention corrects dynamic printing misalignment that occurs in response to the direction of movement of the squeegee, thus making it possible to perform high-precision printing without being affected by screen sag or the like. Therefore, it is possible to accurately print cream solder for soldering electronic components with extremely small terminal pitches onto a board.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明を適用したスクリーン印刷装置の概略図
、第2図は制御系のブロック図、第3図は基板とスクリ
ー ンのクリアランスを示す図、第4図は基板上のター
ゲットマークと印刷ずれを示す図、第5図は従来の印刷
ずれ補正の原理を示す図、第6図は印刷方向の違いに対
応した印刷ずれを示す図である。 なお、図面に用いられた符号において、10−・−−一
−−−−−・−・一基板11−・−一一−−−−−−−
−−−−−−ターゲットマ1−り12−・−−一−−・
−一−−−・−・−銅パターン13−・−−−−−・−
・−スクリーン14−−−−−−−−−一一−−−クリ
ーム半田50−・−一−−−−−−−−−−−・−初期
値設定部51・−−−−一−−−−・−・−パターンず
れ検出部52−−−一−−−−−−−−−−−補正部5
3−−−−−−−一−−−−−−−−印刷ずれ検出保持
部である。
Fig. 1 is a schematic diagram of a screen printing apparatus to which the present invention is applied, Fig. 2 is a block diagram of the control system, Fig. 3 is a diagram showing the clearance between the substrate and the screen, and Fig. 4 is a diagram showing the target mark on the substrate and FIG. 5 is a diagram showing the principle of conventional printing misalignment correction, and FIG. 6 is a diagram showing printing misalignment corresponding to a difference in printing direction. In addition, in the symbols used in the drawings, 10-・--1----------1 substrate 11--・-11------
--------Target ma 1-ri 12-・--1--・
−1−−−・−・−Copper pattern 13−・−−−−−・−
-Screen 14----------11--Cream solder 50--1--Initial value setting section 51--1- ------Pattern shift detection section 52----------Correction section 5
3----------1---------Printing shift detection and holding section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】  スクリーンと印刷面との相対位置を少なくともスキー
ジの移動方向に移動可動にした印刷機構と、予め検出し
た印刷面上の印刷位置のずれ量を、上記スキージの移動
方向に対応して保持したずれデータ保持部と、 印刷時のスキージの移動方向に対応して上記ずれデータ
を上記印刷機構に導出して、スクリーンと印刷面との相
対位置を修正する補正部とを備えたスクリーン印刷装置
[Claims] A printing mechanism that is movable to move the relative position between the screen and the printing surface at least in the direction of movement of the squeegee, and a previously detected amount of deviation of the printing position on the printing surface corresponding to the direction of movement of the squeegee. and a correction unit that derives the deviation data to the printing mechanism in accordance with the direction of movement of the squeegee during printing and corrects the relative position between the screen and the printing surface. Screen printing equipment.
JP32755589A 1989-12-18 1989-12-18 Screen printing machine Pending JPH03187746A (en)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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