JPH03216376A - スクリーン印刷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、主としてクリーム半田、厚膜回路用ペースト
等を回路用基板に高精度に印ｊｉｉｌＪ！布するスクリ
ーン印刷方法に関するものである。

従来の技術 近年、スクリーン印刷方法は、例えば電子回路形成用の
導体印刷やクリーム半田等の印刷に利用されているが、
電子機器の軽薄短小化が進むにっれ、電子回路基板もよ
り一層高密度化されてきている。このため、スクリーン
印刷も高精度な印刷が要求され、これを実現するために
スクリーン板と基板とを高精度に位置合わせする方法等
各種の技術が開発されている。

以下図面を参照しながら、上述した従来のスクノーン印
刷方法の一例について説明する。例えば、本願出願人が
先に特願昭６３−１１７１号明細書において提案したス
クリーン印刷方法では、第５図に示すように、スクリー
ン版１上に設けた二点の位置決め用マーク２，１，　２
ｂの位置座標と、スクリーン版１に対して相対的に水平
（矢印Ｘ方向）及び上下（垂直方向）駆動するステージ
３に位置決めされたプリント基板４上の二点の位置決め
用マーク５ａ，５ｂの位置座標とを、上下駆動（垂直方
向）するＺ軸６と、ステージ３と同方向（矢印Ｘ方向）
に駆動するＸ軸７と、Ｘ軸７に対し直角方向（矢印ｙ方
向）に駆動するＹ軸８とで構成した駆動部９と、この駆
動部９に搭載された認識用カメラ１０とで位置検出し、
プリント基板４をスクリーン版１の下部に移動させた時
の位置決め用マーク２ａ，２ｂと位置決め用マーク５ａ
，５ｂの位置ずれ量を、スクリーン版上側で位置制御を
行なう位置制御部１１ａ，ｌｌｂ，またはプリント基板
４側で位置制御を行なうステージ３に設けた位置制御部
１２（詳しくは図示していない）のどちらかで位置補正
を行なうことにより、プリント基板４とスクリーン版１
とを高精度に位置決めし、高精度な印刷を行なうように
なっている。また、このスクリーン印刷方法は、特開昭
６１−１２３５４３号公報記載の印刷方法のような段取
り替え時の試し刷りが不要なため、スクリーン版交換時
間を著しく短縮できる利点がある。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このようなスクリーン印刷方法において
は、スクリーン版の伸びによる位置ずれを補正すること
が出来ないのが問題点となる。このスクリーン版の伸び
というものは、スクリーン印刷工法上、どうしても防ぐ
ことのできないもので、スクリーン印刷製版の制約条件
により決定されるものである。

このため、印刷を繰り返し行なっていると徐々にスクリ
ーン版が伸びてしまい、段取り替え時に位置合わせた時
のスクリーン版とプリント基板の位置とを比較すると、
スクリーン版の印刷パターン位置がスクリーン版が伸び
た分だけずれてしまう。また、スクリーン印刷機は、普
通第６図に示すように、印刷ヘッド１３（第５図では一
部分のみ図示している。）の左右両側に印刷用スキージ
１４ａ，１４ｂを装備しており、例えばクリーム半田１
５等の印刷時には、行き（矢印八方向）は印刷用スキー
ジ１４ａで一枚、帰り（矢印Ｂ方向）は印刷用スキージ
１４ｂで１枚という具合に、左右両方向の印刷を行なっ
ている。このため、右印刷と左印刷とでは印刷方向が異
なることから、位置がずれる方向も異なり、位置合わせ
が難しいという問題点を有していた。

本発明は前記問題点に鑑み、一方向印刷と逆方向印刷の
両方とも、スクリーン版の伸びによる位置ずれ量を補正
することにより、高精度に被印刷物とスクリーン版との
位置決めを行ない、もって高精度な印刷を可能にしたス
クリーン印刷方法を提供することを目的としたものであ
る。

課題を解決するための手段 前記問題点を解決するために、本発明のスクリーン印刷
方法は、往復動可能な位置決めテーブル上に位置決め固
定された被印刷物に対し、位置を固定されたスクリーン
版と往復運動を行なう複数個の印刷用スキージとで前記
被印刷物に印刷用ペーストを印刷する工程を含み、前記
工程が一方向からの印刷において被印刷物に印刷される
べき印刷パターン位置と被印刷物に印刷された印刷パタ
ーン位置との位置ずれ量を検出する第１工程と、前記一
方向とは逆方向からの印刷において被印刷物に印刷され
るべき印刷パターン位置と被印刷物に印刷された印刷パ
ターン位置との位置ずれ量を検出する第２工程と、前記
第１工程及び第２工程での位置ずれ量を補正値として記
憶する第３工程と、前記第３工程での補正値に基づいて
一方向印刷と逆方向印刷における被印刷物とスクリーン
版との位置決めをそれぞれ別個に行なう第４工程とを備
えている。

作用 本発明は、前記構成によって、一方向印刷と逆方向印刷
における被印刷物に印刷されるべき印刷パターン位置と
被印刷物に印刷された印刷パターン位置との位置ずれ量
をそれぞれ別個に検出し、かつ別個に被印刷物とスクリ
ーンの位置決めを行なうことにより、スクリーン版の伸
びによる位置ずれ量を補正できるため、一方向印刷と逆
方向印刷との両方とも高精度に被印刷物とスクリーン版
との位置決めができ、スクリーン印刷を高精度に行なう
ことができる効果がある。

実施例 以下本発明の一実施例のスクリーン印刷方法について、
図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例のスクリーン印刷方法におけ
るスクリーン印刷機の要部正面図を示すもので、第２図
は第１図の要部平面図である。第１図および第２図にお
いて、２１は被印刷物であるプリント基板であり、２２
はプリント基板２１を上面に固定することができ、かつ
スクリーン版２３に対して水平移動及び昇降可能なステ
ージである。２４はステージ２２の水平移動を支持案内
するレールであり、モータやエアシリンダー（図示せず
）等によりステージ２２を水平及び昇降動作させる。２
５はスクリーン版２３に取付けたプレートであり、右端
には丸穴２６が左端には長穴２７が設けてある。２８．
２９は丸ピンであり、一端をそれぞれ丸穴２６、長穴２
７に挿入してあり、他端は位置制御部３０に挿入されて
いる。この位置制御部３０は、左Ｙ軸制御部３ｌと右Ｙ
軸制御部３２とＸ軸制御部３３とからなっている。

左Ｙ軸制御部３１と右Ｙ軸制御部３２は、それぞれ丸ピ
ン２８．２９を挿入したブロック３４，３５に送りネジ
３６．３７を嵌合させてあり、この送りネジ３６．３７
をパルスモータ３８．３９で回転させることにより、丸
ピン２８．２９およびプレート２５を介してスクリーン
版２３をそれぞれ第２図中の矢印Ｙし及びＹＲ方向に移
動し位置決めする。Ｘ軸制御部２３は、同様にブロック
４０に送りネジ４１を嵌合させてあり、この送リネシ４
１をバルスモータ４２で回転させることにより、ブロッ
ク４０を第２図中の矢印Ｘ方向に移動させて位置決めす
る。ブロック４０上には右Ｙ軸制御部３２を固着してあ
り、丸ピン２８およびプレート２５を介してスクリーン
版２３を前記矢印Ｘ方向に移動させて位置決めをする。

プリント基板２．１の表面には予め定めた場所に複数の
第１の位置決め用マーク４３ａ，４３ｂを設けてある。

スクリーン版２３の所定の場所にも複数の第２の位置決
め用マーク４４ａ，４４ｂを設けてある。この位置決め
用マーク４４ａ，４４ｂは印刷ができるように抜いてあ
る。また第１の位置決め用マーク４４ａ．４３ｂと第２
の位置決め用マーク４４ａ，４４ｂの位置は同一位置関
係になくてもよいが、ここでは便宜上同一位置関係にし
てある。４５は認識用カメラで、第１図および第２図に
示すように、この認識用カメラ４５を矢印Ｘ，ｙ．ｚ方
向に移動可能な駆動部４６に搭載してある。駆動部４６
は認識用カメラ４５を上下移動するＺ軸４７と、ステー
ジ２２と同方向に移動するＸ軸４８と、Ｘ軸４８に対し
て垂直方向に移動するｙ軸４９で構成してある。各軸の
駆動はボールネジとサーボモータ等によって行われる（
不図示）。５０は右方向印刷、５１は左方向印刷を示し
、５２は印刷ヘッドの一部分を示している。

以上のように構成されたスクリーン印刷機について、以
下第１図，第２図，第３図および第４図を用いてその動
作を説明する。

段取り替え時に、まず最初にスクリーン版２３をセット
し、認識用カメラ４５をスクリーン版２３に設けた第２
の位置決め用マーク４４ａ，４４ｂの上に移動させ、そ
の位置を検出する。この時に２点のマーク座標値として
、スクリーン版２３の位置を記憶し、さらに２点間の勾
配を計算し記憶している。次にプリント基板２１をステ
ージ２２にセットし、認識用カメラ４５を、ステージ２
２上に固定されたプリント基板２１に設けた第１の位置
決め用マーク４３ａ，４３ｂの上に移動して、その位置
を検出する。この時２点のマーク座標値として基板２１
の位置を記録し、さらに２点間の勾配を計算し記憶して
いる。その時の第１および第２の位置決め用マーク４３
ａ．４３ｂ，４４ａ，４４ｂの位置検出は、認識用カメ
ラ４５を移動させる駆動部４６のＸ軸４８，ｙ軸４９の
原点からの移動量を検出して求められる。

このようにして求めた第１および第２の位置決め用マー
ク４３ａ．４３ｂ．４４ａ，４４ｂの位置座標値と、各
々の位置決めマーク間の勾配値等をもとに、プリント基
板２１とスクリーン版２３の位置合わせ補正量を幾何学
的演算式により求める。

位置合わせの動作は、まず最初に、左Ｙ軸制御部３ｌを
必要量移動させることによって、プリント基板２１スク
リーン版２３の勾配を一致させ、次に、勾配を一致させ
た後の位置合わせマーク４３ａ，４３ｂおよび４４ａ．
４４ｂの位置ずれを算出し、左Ｙ軸制御部３１と右Ｙ軸
制御部３２を移動することによってＹ軸方向のずれを、
またＸ軸制御部３３を移動することによってＸ軸方向の
ずれを、という具合に各々スクリーン版２３を必要量移
動させることによってプリント基板２１に一致させる。

また、第１図において、ステージ２２の停止位置Ｃと停
止位置Ｄは、予め位置データとして記憶させてあるので
、ステージ２２が移動してＤ位置に来た時に、プリント
基板２１すなわち第２の位置決め用マーク４４ａ，４４
ｂがとこに位置するかわかるので、第１と第２の位置検
出用マークのずれ分を位置制御部３０に設けたパルスモ
ータ３８，３９．４２に駆動指令を出し、スクリーン版
２３を移動位置決めすることによって、第１および第２
の位置決め用マーク４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂの
位置合わせができ、すなわち、スクリーン版２３とプリ
ント基板２１の位置合わせができる。

したがって、段取り替え時は、スクリーン版２３の位置
決め用マーク４４ａ，４４ｂ，プリント基板２１の位置
決め用マーク４３ａ，４３ｂの座標位置を検出するだけ
でよく、印刷開始後は、ステージ２２のＣの位置で、認
識用カメラ４５が、毎回、プリント基板２１の位置決め
用マーク４３ａ，４３ｂを自動的に位置検出しに行き、
ステージ２２が、スクリーン版２３の下部の印刷可能な
位置Ｄまでプリント基板２１を移動している間に、位置
制御部３０でスクリーン版２３を補正し、印刷動作を行
なう。

この印刷動作は、ある設定枚数分だけ印刷が完了すると
一時中断し、次に右方向印刷５０および左方向印刷５１
のスクリーン版２３の伸びにおけるスクリーン版２３と
プリント基板２１の印刷位置ずれ量を検出する工程に入
る。以下、この工程について説明する。なお、印刷ヘッ
ド５２の図示されていない機構部分は、従来例における
第６図に示すものと同様なため、説明は省くものとする
。

まず最初は、第１工程として、右方向印刷５０を行なう
時のスクリーン版２３の伸びにおける印刷位置ずれ量か
ら検出する。通常の印刷動作と同様に、プリント基板２
ｌの位置決め用マーク４３ａ，４３ｂの位置検出を行な
い、右方向印刷５０を行なう。

印刷終了後は、通常の場合には、印刷したプリント基板
２１を次工程に搬出させた後に、ステージ２２がＣの位
置まで戻り、次のプリント基板２１の印刷動作を行なう
が、この場合は、印刷したプリント基板２１を次工程に
搬出させずに、ステージ２２に固定させたままＣの位置
まで戻し、スクリーン版２３の位置決めマーク４４ａ，
４４ｂを印刷したプリント基板２１上の右方向印刷マー
ク５３ａ，５３ｂ（第３図参照）の位置検出を行なう。

この時、右方向印刷マーク５３ａ，５３ｂの位置座標値
を、右印刷によって伸びを生じたスクリーン版２３の位
置として記憶し、さらに右方向印刷マーク５３ａ，５３
ｂの２点間の勾配を計算し記憶する。

検出後は、ステーシ２２を左側に移動させて、右印刷し
たプリント基板２１を次工程に搬出する。その後、ステ
ージ２２をＣの位置に戻す。

次に、第２工程として先程の右方向印刷５ｏの動作と同
様に、次のプリント基板２１の位置決め用マーク４３ａ
．４３ｂの位置検出を行ない、左方向印刷５１を行なう
。

左印刷終了後は、スクリーン版２３の位置決めマーク４
４ａ，４４ｂを印刷した、プリント基板２１上の左方向
印刷マーク５４ａ．５４ｂ（第４図参照）の位置検出を
行なう。

この時、左方向印刷マーク５４ａ．５４ｂの位置座標値
を、左方向印刷５１によって伸びを生じたスクリーン版
２３の位置として記憶し、さらに、左方向印刷マーク５
４ａ，５４ｂの二点間の勾配を計算し記憶する。

検出後は、ステージ２２を左側に移動させ、左印刷した
プリント基板２１を次工程に搬出する。

このようにして求めた右方向印刷マーク５３ａ，５３ｂ
および左方向印刷マーク５４ａ．５４ｂの位置座標値お
よび勾配値から、プリント基板２１の位置決め用マーク
４３ａ．４３ｂの位置座標値および勾配値を差し引いた
ものが、スクリーン版２３の伸び、すなわち位置合わせ
補正量となり、第３工程としてこの位置合わせ補正量を
記憶する。その後、再び印刷動作を繰り返す。

次に、位置合わせを先に述べた同様の方法で行なう。す
なわち、最初にプリント基板２１の位置決め用マーク４
３ａ，４３ｂの位置と、スクリーン版２３の位置決め用
マーク４４ａ．４４ｂのＸ，Ｙ軸方向のずれ、マーク間
の勾配の位置合わせを行ない、その後、先程記憶した各
印刷方向におけるスクリーン版２３の伸びによる位置合
わせ補正量の位置合わせを各印刷方向合わせて行なう。

この位置合わせ動作を第４工程とする。

このようにして、第１から第４工程を行なってずれ量を
補正し、またある設定枚数分の印刷が終了した後、再び
スクリーン版２３の伸びにおけるスクリーン版２３とプ
リント基板２１との印刷位置ずれ量を検出する工程（上
述した第１工程から第３工程）に入り、印刷動作（第４
工程）を繰り返す。

この時、スクリーン版２３の伸びにおけるスクリーン版
２３とプリント基板２１との印刷位置ずれ量が、ある設
定した印刷位置ずれ量の許容限度を越えた時は、スクリ
ーン版２３の寿命として警報を出し、スクリーン版２３
の交換を要求する。

以上のように、本実施例によれば、右方向５０において
、プリント基板２１に印刷されるべきスクリーン版２３
の位置決め用マーク４４ａ，４４ｂの印刷マーク位置、
すなわちプリント基板２１の位置決め用マーク４３ａ．
４３ｂと、プリント基板２１に印刷されたスクリーン版
２３における位置決め用マーク４４ａ，４４ｂの右方向
印刷マーク５３ａ．５３ｂとの位置ずれ量を検出する第
１工程と、左方向印刷５ｌにおいて、プリント基板２１
に印刷されるべきスクリーン版２３の位置決め用マーク
４４ａ．４４ｂの印刷マーク位置、すなわちプリント基
板２１の位置決め用マーク４３ａ，４３ｂと、プリント
基板２１に印刷されたスクリーン版２３における位置決
め用マーク４４ａ，４４ｂの左方向印刷？−ク５４ａ，
５４ｂとの位置ずれ量を検出する第２工程と、第１工程
および第２工程で検出したスクリーン版２３の位置ずれ
量を補正値として記憶する第３工程と、第３工程での補
正値により、右方向印刷５０と左方向印刷５１とにおけ
るプリント基板２１とスクリーン版２３との位置決めを
それそれ別個に行なう第４工程とを設けることにより、
スクリーン版２３の伸びによる位置ずれ量を補正できる
ため、右方向印刷５０と左方向印刷５１の両方とも、高
精度にプリント基板２１とスクリーン版２３との位置決
めができ、スクリーン印刷を高精度に行なうことができ
る。

発明の効果 以上のように、本発明のスクリーン印刷方法は、一方向
からの印刷において被印刷物に印刷されるべき印刷パタ
ーン位置と被印刷物に印刷された印刷パターン位置との
位置ずれ量を検出する第１工程と、前記一方向とは逆方
向からの印刷において被印刷物に印刷されるべき印刷パ
ターン位置と被印刷物に印刷された印刷パターン位置と
の位置ずれ量を検出する第２工程と、前記第１工程と第
２工程での位置ずれ量を補正値として記憶する第３工程
と、前記第３工程での補正値によって一方向印刷と逆方
向印刷における被印刷物とスクリーン版の位置決めをそ
れぞれ固有に行なう第４工程とを設けたので、一方向印
刷と逆方向印刷における被印刷物に印刷されるべき印刷
パターン位置と被印刷物に印刷された印刷パターンの位
置の位置ずれ量をそれぞれ別個に検出し、かつ別個に被
印刷物とスクリーン版の位置決めを行なうことによりス
クリーン版の伸びによる位置ずれ量を補正できるため、
一方向印刷と逆方向印刷の両方とも高精度に被印刷物と
スクリーン版の位置決めができ、スクリーン印刷を高精
度に行なうことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のスクリーン印刷方法におけ
るスクリーン印刷機の要部正面図、第２図は第１図の要
部平面図、第３図は右方向印刷後のプリント基板の平面
図、第４図は左方向印刷後のプリント基板の平面図、第
５図は従来のスクリーン印刷方法におけるスクリーン印
刷機の要部正面図、第６図は第５図における印刷ヘッド
の機構概略正面図である。 ２１・・・プリント基板、２２・・・ステーシ、２３・
・・スクリーン版、３０・・・位置制御部、４３ａ．４
４ｂ・・・プリント基板２１に設けた位置決め用マーク
、４４ａ，４４ｂ・・・スクリーン版２３に設けた位置
決め用マーク、４５・・・認識用カメラ、４６・・・駆
動部、５２・・・印刷ヘッド、５３ａ，５３ｂ・・・右
方向印刷マーク、５４ａ，５４ｂ・・・左方向印刷マー
ク。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）往復動可能な位置決めテーブル上に位置決め固定
   された被印刷物に対し、位置を固定されたスクリーン版
   と往復運動を行なう複数個の印刷用スキージとで前記被
   印刷物に印刷用ペーストを印刷する工程を含み、前記工
   程が一方向からの印刷において被印刷物に印刷されるべ
   き印刷パターン位置と被印刷物に印刷された印刷パター
   ン位置との位置ずれ量を検出する第１工程と、前記一方
   向とは逆方向からの印刷において被印刷物に印刷される
   べき印刷パターン位置と被印刷物に印刷された印刷パタ
   ーン位置との位置ずれ量を検出する第２工程と、前記第
   １工程および第２工程での位置ずれ量を補正値として記
   憶する第３工程と、前記第３工程での補正値に基づいて
   一方向印刷と逆方向印刷における被印刷物とスクリーン
   版との位置決めをそれぞれ別個に行なう第４工程とを備
   えたスクリーン印刷方法。
2. （２）ある設定枚数だけ一方向印刷と逆方向印刷を行な
   った後、第１工程、第２工程、第３工程及び第４工程を
   順次行ない、再びある設定枚数だけ印刷を行なうことを
   含む請求項（１）記載のスクリーン印刷方法。
3. （３）第１工程と第２工程とにおける位置ずれ量が、そ
   れぞれの印刷方向について設定されたある設定位置ずれ
   許容量以上ずれている場合に警報を出すことを含む請求
   項（１）または（２）記載のスクリーン印刷方法。