JPH03282204A

JPH03282204A - 印刷精度計測方法およびその装置

Info

Publication number: JPH03282204A
Application number: JP2080946A
Authority: JP
Inventors: Takanori Ninomiya; 隆典二宮; Mineo Nomoto; 峰生野本; Yasuo Nakagawa; 中川　泰夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-12-12
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JP2897890B2

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〕本発明は印刷精度計測方法およびその装置にかかわり、
特に、電子回路パターンのスクリーン印刷工程における
印刷されたパターンの印刷精度を計測するのに好適な印
刷精度計測方法およびそれを実施するための装置に関す
る。

〔従来の技術〕

多層セラミック基板の各層を構成するグリーンシートな
どへの回路パターンの形成には、メツシュで裏打ちされ
た印刷スクリーンを用いたスクリーン印刷法が使用され
ている。このスクリーン印刷法に関しては、従来、セン
サ技術、Ｖｏｌ、　８、Ｎα６　（１９８８年５月）第
１３２頁から第１３５頁に掲載された「大型産業基板用
自動位置決め機能付スクリーン印刷機」　（菅原）に記
載されているように、いったん、印刷スクリーンの位置
決めマークを試し印刷を行うことによって試し印刷用被
印刷対象に転写し、転写された位置決めマークを画像検
出器で検出して、印刷スクリーンの位置を認識・記憶し
、次に、被印刷対象を試し印刷用被印刷対象から本印刷
用被印刷対象に代えて同様に転写を行い、本印刷用被印
刷対象の位置決めマークを画像検出器で検出して１本印
刷用被印刷対象の位置を認識し、前に認識・記憶した印
刷スクリーンの位置とのずれを計算し、ずれ量が最小と
なるように、印刷スクリーンまたは被印刷対象の位置を
移動させるという方法が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、印刷されたパターンと、被印刷対象
との最終的な位置合わせ精度を自動的に評価する手段が
ないため、例えば、被印刷対象が局部的に伸び縮みして
幾何学的に歪んでいたり、印刷機側のなんらかの誤差要
因や突発的な誤動作によって生じる位置合わせ不良を検
出できず、そのような不良を見逃がすという問題があっ
た。

本発明の目的は、印刷されたパターンと被印刷対象との
位置合わせ精度を自動的に計測する方法およびその装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、被印刷対象に位置
評価用の穴を設け、その穴を顕在化して検出し、電気信
号に変換し、電気信号に変換された画像を穴部分がｔｒ
　１　ｎ、他が“０″になるように２値化し５２値化さ
れたパターンを内包する大きさ最小の図形（以下、最小
包含図形と呼ぶ）を検出して（第２図参照）、その位置
を記憶し、方、上記位置評価用の穴を中に包むような窓
のあいた位置評価用マークを印刷スクリーンに設け、印
刷された上記マークと上記位置評価用の穴とを同時に検
出し、電気信号に変換し、電気信号に変換された画像を
上記マーク（および上記穴部分）がｒｔ　１　ｔｙ、他
が７１０１＋になるように２値化し、２値化されたパタ
ーンの最小包含図形を検出し、その位置と、上記記憶さ
れた位置評価用の穴の位置とを比較して、位置合わせ精
度を計測するようにしたものである。

〔作　　　用〕

本発明では、被印刷対象の位置評価用に該被印刷対象に
設けた穴を用いているため、被印刷対象が光学的に完全
に透明でない限り、例えば透過照明によって穴部分のみ
を顕在化し、２値化検出することが可能である。また、
印刷されたパターンがずれ、穴に重なった場合（第３図
参照）でも、最小包含図形を検出して位置を計測するの
で、正確な計測が可能になる。

一方、印刷されたパターンの位置評価用マークには、上
記穴を包むように窓のあいたパターンを使用しているの
で、窓の大きさを、想定される最大の位置ずれ量を勘案
して決定しておけば、上記位置評価用穴の位置計測に影
響を及ぼすことがなく、また、穴とパターンとが重なっ
たり、パターンがかすれて形状が変形した場合でも、最
小包含図形を検出して位置計測をしているので、正確な
計測が可能である（第４図参照）。

なお、第２図から第４図までの図面では、最小包含図形
、位置評価用の穴、パターンの窓および外形は、それぞ
れ円形として示したが、窓部が穴を内包するようにすれ
ばよいので、他の形状も適用可能である。第５図にその
一例を示す。特に、位置評価用のパターンは、一つなが
りのパターンである必要もなく、複数に分割してあって
もよい。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を図面を用いて説明する。

実施例１：本実施例における被印刷対象は、第６図に示すように、
多層セラミック基板の積層・焼結前の生のシート、すな
わちグリーンシートであり、位置評価用穴として、円形
の穴があけられているものとする。一方、印刷スクリー
ンは、メツシュで裏打ちされたメツシュ付き印刷スクリ
ーンであり、位置評価用マークは、窓部分の形状および
外周部の形状が同心円となるようなドーナツ状の形状で
ある。そして、円形の位置評価用穴の中心とグリーンシ
ートに印刷された位置評価用マークの中心とが一致した
とき位置ずれかないものとする。本実施例は、それぞれ
の位置の相違を自動計測することによって、印刷のずれ
を計測するものである。

ここで、穴の半径をｒ、位置評価用マークの窓。

外形の半径をそれぞれＲ４、Ｒ２とし、想定される最大
の位置ずれ量をＥ　ｍ　、、ｘとしたとき、Ｒ□、Ｒ２
（Ｒ工〈Ｒ２）は次式を満足するように決定する。

ｆ戸＋Ｅｍａｘ”　＜　Ｒ，・　（１）ｒ　十Ｅｍａｘ
　　＜　Ｒｚ　　　　　　　・・（２）式（１）は、最
悪の場合でも、穴の外周の１７２が見える条件であり、
式（２）は、最悪の場合でも、穴がマークの外周からは
み出さない条件である。例えば、ｒ　＝　１５０　ｕｔ
ｎ、　Ｅｍａｘ＝　１００−の場合、Ｒ，＝　２００＋
ｍ、　Ｒ２＝　３００ｔｓとすればよい。

本実施例による印刷精度計測方法の手順を第１図に示す
。また、そのための具体的な装置の概略構成を第７図に
示す。

第７図において、計測時、まず、グリーンシート１の下
方（パターン印刷面と反対側）に設けられた透過照明器
９を点灯し、グリーンシート１の上方（パターン印刷面
側）からパターン検出器７により１位置評価用穴を含む
２次元画像を検出する。このとき、穴の貫通部は明るく
、他の部分はより暗く検出されるので、明るい部分が１
′″他の部分が“０″となるように２値化すれば、穴の
貫通部分の２値パターンが得られる。次に、穴の中心位
置を、位置評価用マークの重なりや、穴の内壁に残った
シートのくずに影響されずに精度良く検出するため、２
値パターンの最小包含図形（この場合は最小包含円）を
検出する。そして、式（１）の条件により、穴の外周の
少なくとも１／２が見えているので、最小包含円の中心
が穴の中心となる。この最小包含円は、まず、２値パタ
ーンの最外部輪郭線を検出し、次に、最外部輪郭線を構
成する点灯から白色の頂点を求め、次に、白色の頂点を
なす点の最遠点ボロノイ図を求め。

ボロノイ点を中心としボロノイ点に隣接する３つのボロ
ノイ領域の母点を通る円を求め、そのうち。

半径最小となる円を求めることによって、検出される。

ここで１本実施例で用いる最外部輪郭線、白色、最遠点
ボロノイ図について説明する。

最外部輪郭線の検出は、第９図に示すように。

検出された２値画像を、まず左から右、上から下ヘサー
チし、それぞれのＹ座標において値が初めて′０″から
“′１″に変化した点の画像上の座標を列挙し、続いて
右から左、下から上へとサーチして、同様に１（ＯＩ＋
から“１”に初めて変化した点の座標を列挙して一連の
座標系列を生成するものである。最外部輪郭線は、その
検出法から明らかなように、検出２値パターンの最も外
側の輪郭の候補点であり、続いて行う白色の検出結果は
、検出２値パターンのｓｒ　１　ｔｒの部分のすべての
点の座標を用いて直接白色を検出した場合に一致する。

最外部輪郭線の検出は単純な画像処理であるため、これ
によって、より複雑な処理が要求される０包検出の入力
データ量を減らすことができ、結果的に、全体の処理時
間を減らすことができる。

白色は、第１０図に示すように、すべての点を頂点ある
いは辺上、あるいは内部に含む凸の多角形である。０包
検出の目的は、白色の頂点のみを最外部輪郭線から抽出
することによって、最小包含円を決定する輪郭線上の３
点の情報を失うことなく、より複雑な処理を要求される
最遠点ボロノイ図の生成処理の入力データ量を減らし、
結果的に全体の処理時間を減らすことである。白色の検
出法は、例えば、伊理監修「計算幾何学と地理情報処理
Ｊ　ｂｉｔ別冊、井守出版（１９８６）、ρｐ７９に示
されたｒＧｒａｈａｍの算法」を用いることによって実
現できる。なお、この場合、すでに最外部輪郭線を上記
したように左から右、上から下へ。

また右から左、下から上への順に検出しているので、ｒ
Ｇｒａｈａｍの算法」で前処理として使用している偏角
ｊ＠のソーティングは不要である。

最遠点ボロノイ図は、例えば、上記「計算幾何学と地理
情報処理ＪｐｐＨＯに述へられているように５最小包含
円を効率良く、かつ厳密に求める場合に使用される。第
１１図に、第１０図の点ａ〜ｇを母点とする最遠点ボロ
ノイ図を示す。最遠点ボロノイ図は、各母点に対応する
ボロノイ領域（同図では小文字のアルファベットの母点
、例えばａ、に対応する領域を大文字のアルファベット
。

例えばＡ、で示しである）と、それらの境界線であるボ
ロノイ辺と、ボロノイ辺の交点であるボロノイ点からな
る。各ボロノイ領ｔ！！（例えばＡ）内のすべての点は
、対応する母点（すなわち点ａ）までの距離が、他の点
（ｂ　−ｇ　）までの距離よりも大であるという性質を
もつ。従って、第１２図に示すように、３っ（あるいは
４つ以上）のボロノイ領域の境界点であるボロノイ点は
、それぞれのボロノイ領域（第１２図ではＣ，Ｄ、Ｅ）
の母点（同図でｃ、ｄ、ｅ）までの距離が等しく、がっ
、他のどの点までの距離も、点ｃ、ｄ、ｅまでの距離よ
り小となる。この結果、ボロノイ点は、同図の場合１点
ｃ、ｄ、ｅを通る円である包含円（すへての点を円周上
または内部に含む円）の中心となる。このようにして、
最遠点ボロノイ図を作成し、すへてのボロノイ点につい
て包含用の半径を調べ、半径が最小となるボロノイ点を
見いだせば、最小包含円の中心の座標が決定できる。最
遠点ボロノイ図の生成は、上記「計算幾何学と地理情報
処理Ｊｐｐ１３６〜１４１に述べられているように、逐
次添加法、再帰２分法などの手法を用いて効率良く実現
できる。

次に、第７図において、グリーンシート１の上方に設け
られた落射照明器８を点灯し、穴位置の検出を行ったパ
ターン検出器７で、同様に位置評価用マーク５１の２次
元画像を検出する。このとき、位置評価用マーク５１を
暗く検出する。グリーンシート１がアルミナ製など白色
であり、位置評価用マーク５１がタングステンペースト
などによる黒色の場合は、通常の落射照明で容易にマー
ク部分を暗く検出できる。また、マークが銀ペーストや
銅ペーストによるものでコントラスト良く検出できない
場合には、第８図に示すように、落射照明器８からの照
明光に偏光板６０によって直線偏光をかけ、照明光の偏
光方向と直交する方向の偏光成分を透過する向きに設け
た偏光板６１を通してパターン検出をすれば、マークか
らの正反射光は偏光方向が保たれているので、これを除
去でき、一方、散乱し偏光の乱されたシートからの反射
光は検出側の偏光板６１を通過するので、シートを明る
く、マークを暗く検出できる。マーク検出の際、透過照
明器９は、点灯のままでも、消灯してもよい。次いで、
暗い部分がｔ　Ｉ　Ｉ＋、他の部分が１１０　Ｐ＋とな
るように２値化すれば、位置評価用マークが（透過照明
器９が消灯の場合は１位置計価用穴も含めて）２値パタ
ーンとして検出される。さらに、位置評価用穴の中心位
置を求めた方法と全く同様の方法で、最小包含円を求め
れば、式（２）に示したように、位置評価用マークの外
側に穴がはみ出すことはないので１位置計価用穴の位置
に影響されることなく、かつマークの一部が欠けていて
も、正確に位置評価用マークの中心が検出できる。

以上のように１位置計価用穴と位置評価用マークの位置
をそれぞれ検出することによって、そのずれから、スク
リーン印刷工程での印刷精度を自動測定することができ
る。

以上の説明では、一対の位置評価用穴と位置評価用マー
クを設けたものについて述べたが、グリーンシートと印
刷スクリーン上に複数対の穴とマークを設け、それぞれ
を別個に検出を行ってもよい。この場合には、単にグリ
ーンシートのなす平面内の平行移動方向のずれだけでな
く、回転方向のずれや、シートの局所的な伸び縮みによ
る印刷ずれなどの計測が可能になる。

本実施例で用いる印刷精度自動計測装置は、第７図に示
したように、グリーンシート１を保持するステージ２、
透過照明器９、落射照明器８．２つの照明器を切り換え
る照明切換え器１０、パターン検出器７および処理装置
ｆ１２で構成されている。これらのうち、落射照明器８
とパターン検出器７には、偏光検出を行うため、第８図
に示したように、直交する向きに偏光板６０．６１を設
けてもよい。また、パターン検出器７には、ＴＶカメラ
、ラインセンサと走査機構との組合わせなど、いかなる
公知の２次元画像検出器を用いてもよい。

また、処理装置１２には、画像信号を２値化し、一定の
時間間隔でサンプリングし、メモリに蓄え、そのメモリ
の内容に対してプログラムによって自由に処理を行うこ
とのできるものであれば、いかなる形態の公知の処理装
置を用いてもよい。

本実施例によれば、位置評価用の穴およびマークに円形
のものを用いていることから、単純な処理で最小包含円
図形の位置を決定でき、短時間に印刷精度の評価を行う
ことができるという効果がある。なお、処理時間の増大
が許されるならば、最外部輪郭線の検出または最外部輪
郭線と６包の検出を省くことも可能であり、この場合、
さらに単純な処理で印刷精度の評価を行うことができる
。

また、本実施例において、上記のように位置評価用の穴
およびマークに円形のものを用いる代りに、検出画像の
Ｘ方向、Ｙ方向にそれぞれ軸をもち、それぞれの径の比
がｐ：ｑであるような楕円を位置評価用マークとして用
いることができる。

この場合、白色を検出した後、頂点のＸ、ＹＪＩ標をそ
れぞれＬ　／　ｐ、１　／　９倍し、同様に最小包含円
を求め、その中心座標を２倍、９倍すればよし）。

この方法は、パターン検出の際、画像のサンプリング間
隔がＸ方向とＸ方向とで一致せず、結果的に画像上で円
形パターンが楕円になってしまった場合にも適用できる
。上記した座標の変換は、白色検出後の少数の点につい
て行っているので、全検出パターンを円に形状変換して
処理した場合に比べて、大幅な処理時間の短縮ができ、
しかも、上記した実施例と全く同様な効果が得られる。

実施例２：第１４図に、本発明の第２の実施例による印刷精度評価
方法の手順を示す。本実施例は１位置評価用マークの印
刷にじみ、および印刷ペーストの飛散の影響を除去する
ため、その２値化の前後に、それぞれ平均化処理とノイ
ズ除去処理を追加したものである。その他の部分は、前
述の第１の実施例と全く同じであるので、ここでは追加
した処理についてのみ説明する。

平均化処理は、第１５図に示すように、着目画素の近傍
のｎＸｎ画素（ｎは２以上の整数、第１５図ではｎ＝３
）の和をとりｎ２で割って着目画素の値にするものであ
り、公知のパイプライン型の画像処理回路またはソフト
ウェアで実現できる。この平均化処理によって画像はぼ
けた状態になるので、画像全体を一定のしきい値で２値
化することによって１位置評価用マークの印刷にじみや
、印刷ペーストの比較的小さな飛散の影響を除去するこ
とができる。なお、この平均化処理は、結果的に画像を
ぼかす処理であるので、パターン検出器で検出した電気
信号に対して平均化処理を施す代りに、パターン検出器
の検品光学系の焦点をずらして光学的にぼかしても、同
様の効果が得られる。

ノイズ除去は、第１６図に示すように、着目画素が“１
″であって、かつ着目画素の近傍のｒｎＸｍ画素（ｍは
３以上の整数。第１６図ではｍ＝５）の４辺をなす画素
がすべてＩＩ　Ｏｆｆであるとき５着目画素の値をＩＩ
　ＯＩＩとするものであり、公知のパイプライン型の画
像処理回路またはソフトウェアで実現できる。上記の処
理によって、（ｍ−２）Ｘ　（ｍ−２）画素以下の小さ
な孤立した２値パターン（この場合、印刷ペーストの飛
散またはゴミによるもの）が２値化パターンから取り除
かれ、位置評価用マークの位置検出に影響を及ぼすノイ
ズの除去が可能になる。また、ノイズ除去では。

面積の小さな孤立した２値パターンを分離・識別し、こ
れを取り除けばよいので、公知のラベル付は処理を用い
て、連結した一つ一つの２値パターンにラベル（番号）
を付け、画素の数、すなわち面積をラベルごとに計数し
、規定値以下の面積のラベルの付いた画素を除去するこ
とによっても。

同様のノイズ除去を行うことができる。

本実施例においては、平均化処理およびノイズ除去を行
っているので、印刷のにじみ、印刷ペーストの飛散など
の影響を受けずに、高精度に印刷精度計測ができるとい
う効果がある。

また１本実施例も、前記第１の実施例で第７図に示した
と同様の装置を用いて実施できる。

さらに１本実施例においても、前記第１の実施例と同様
に、パターン検出方法、位置評価用穴およびマークの数
、最小包含円の検出方法等の種々の変形が適用できるこ
とは、もちろんである。

実施例３：第１７図に、本発明の第３の実施例による印刷精度評価
方法の手順を示す。本実施例は、第１の実施例における
最小包含円の検出までの処理に加えて、円周候補点の抽
出と最小２乗近似円の算出とを行うものである。その他
の部分は、前述の第１の実施例と全く同しであるので、
ここでは追加した処理についてのみ説明する。

円周候補点の抽出は、第１３図に示すように、白色の頂
点４７の中から、最小包含円４６の円周からの距離が一
定値α（例えば、１画素に相当する量）以内の点を抽出
することにより行う。従って、第１３図に示す点４８（
円周からの距離がαより大）は円周候補点から除去され
る。

上記のように抽出された円周候補点の座標を（ｘｌ、ｙ
ｌ）、（ｉ＝１．２．・・・、Ｎ）とし、円の方程式をｘ”＋ｙ２＋２　ｇ　ｘ＋２　ｆ　ｙ＋ｃ＝０・・・（
３）としたとき、最小２乗近似円については。

ε２＝Σ（ｘｉ２＋ｙ；”＋２ｇｘｉ＋２ｆ　ｙ＋＋ｃ
）’″Ｉ＋１・・・　（４）とおき、ａｇ　　　　　　ａｆ　　　　　　ａｃから得られる３
元１次連立方程式をｇ、ｆ、ｃについて解けば、最小２
乗近似円は、中心（−ｇ。

−ｆ）、半径ルｒｉ７；「５ニア　として求めることが
できる。

本実施例では、上記のようにして求めた最小２乗近似円
の中心を、それぞれ位置評価用穴およびマークの位置と
して、印刷精度の評価を行う。

本実施例によれば、位置評価用穴およびマークの位置を
最小２乗近似円の中心によって評価しているので、画像
のサンプリング誤差を最小とするとともに、画素単位以
下の高精度な位置検出が可能になるという効果がある。

なお、本実施例を実施するための装置は、前記２実施例
のものと全く同様であり、また、前述した種々の変形も
、同様に本実施例に適用可能である。

以上３つの実施例およびその変形の説明では、本発明に
よる印刷ずれ量の計測法についてのみ述べたが、これ以
外に１位置評価用穴の２値パターンの面積が規定値以下
になったことを検知して、穴が位置評価用マークに重な
ったことを認識し、印刷ずれ量が想定される最大のずれ
量Ｅ　＋ｍａｘを越えたことを検出した場合、以降の計
測処理を中断し、計測対象シートを印刷不良シートとし
て出力したり、あるいは、計測された印刷ずれ量を評価
して基準を満たさない場合、印刷不良シートとして出力
するといった、検査方法としての応用が可能である。

次に、本発明による印刷精度計測方法または検査方法を
実施する機能を実装したスクリーン印刷装置の実施例を
、第１８図により説明する。

本実施例においては、前述の位置評価用穴と位置評価用
マークを、印刷工程におけるグリーンシートと印刷スク
リーンとの位置合わせに用いる位置決め用穴と位置決め
用マークとして兼用する。

すなわち、グリーンシートの複数個所に穴を設けるとと
もに、その位置に対応する部分の印刷スクリーン上に、
ドーナツ状のマークを設ける。印刷スクリーンはメツシ
ュで裏打ちされているので、メツシュ越しに観察される
ドーナツ状マークは、第１９図のようになる。この場合
、このパターンを内包する最小の円、すなわち最小包含
円が本来のマーク形状の外周と一致することを考慮する
と、前述した位置評価用マークの位置検出と全く同様に
、透過照明によりパターンを検出し、明るい部分がｔｚ
　１　ｔｒ、その他がＪ（０”となるように２値化し、
最小包含円を検出して、印刷スクリーンの位置を決定す
ることができる。また、グリーンシート上の位置決め用
穴の位置も、全く同様に検出でき、グリーンシートの位
置を決定することができる。このようにして決定された
グリーンシートおよび印刷スクリーンの位置をもとに、
第２０図に示すごとく、それぞれの位置合わせを行い、
しかる後、印刷すればよい。

また、印刷後に、前述した実施例の手順に従って印刷精
度を計測すれば、印刷状態をモニタできるとともに、印
刷品質の良・不良を検査することが可能になる。

第１８図に、本実施例のスクリーン印刷装置の概略構成
を示す。図に示すように、装置は、ＴＶカメラ７ａ、７
ｂからなる画像検出ヘッド６と、グリーンシート照明用
のリング状の照明器８ａ、８ｂと、スクリーンの透過照
明用の照明器９ａ、９ｂと、照明切換え器１０と、処理
装置１２とからなる位置決め用および位置評価用穴なら
びにマーク自動位置検出用の検出系、印刷機構１１と、
メツシュ付きの印刷スクリーン４を画像検出ヘッド６と
印刷機構１１の間で移動させる移動機構５と、グリーン
シート１を固定し、またグリーンシ−ト１を平行および
回転移動できるステージ２と、ステージ２を画像検出ヘ
ッド６と印刷機構１１の間で移動させる移動機構３とか
らなる機構系、および、これらを統括・制御する全体制
御装置１３とで構成されている。

この装置の動作は次の通りである。まず、移動機構３．
５により、印刷スクリーン４を画像検出ヘッド６側に、
ステージ２を印刷機構１１側に、それぞれ移動させ、照
明切換え器１０によって照明器９ａ、９ｂを点灯、照明
器８ａ、８ｂを消灯し、ＴＶカメラ７ａ、７ｂを用いて
画像を検出し、処理装置１２において前に述べた方法を
用いて印刷スクリーン４の位置を検出し、その結果を全
体制御装置１３に出力する０次に、印刷スクリーン４を
印刷機構１１側に、ステージ２を画像検出ヘッド６側に
、それぞれ移動させ、照明器８ａ、８ｂを点灯、照明器
９ａ、９ｂを消灯（または点灯のままステージ２で遮光
）し、ＴＶカメラ７ａ、７ｂを用いて画像を検出し、処
理装置１２においてグリーンシート１の位置を検出し、
その結果を全体制御装置１３に出力する。全体制御装置
１３は、記憶してあった印刷スクリーン４の位置にグリ
ーンシート１の位置が合うよう、ステージ２を移動させ
る。グリーンシート１の位置検出とステージ２の移動は
、一定誤差範囲内に入るまで複数回行ってもよい。次に
、ステージ２全体を移動機構３によって印刷機構１１の
位置に移動させ、最後に印刷機構１１によって印刷を行
う。

印刷後、ステージ２を再び画像検出ヘッド６の位置に戻
し、照明器９ａ、９ｂを点灯して、位置評価用穴をＴＶ
カメラ７ａ、７ｂを用いて検出し。

処理装置１２でその位置を検出し、次いで、照明器８ａ
、８ｂを点灯して、位置評価用マークを同じＴＶカメラ
７ａ、７ｂを用いて検出し、処理装置１２でその位置を
検出し、印刷ずれを計測する。

本実施例においても、本発明による位置評価用穴および
マークの検出法のところで述べたすべての変形に対応し
た装置構成が可能である。また、印刷スクリーン４とグ
リーンシート１をそれぞれ移動機構５および３で移動さ
せる構成のほか１画像検出ヘッド６とステージ２、印刷
機構１１を移動させるなど、画像検出ヘッド６と印刷機
構１１とが機械的に互いに干渉せず、印刷スクリーン４
とグリーンシート１の位置決め用穴およびマークを個別
に検出できる構成であれば、どのように構成してもよい
。

本実施例によれば、スクリーン印刷と、印刷精度の計測
・検査とを同一の装置で実施できるという効果がある。

また、スクリーン印刷工程における自動位置決めに際し
、印刷スクリーンの位置を直接認識できるので、従来の
印刷法では必要であった試し印刷が不要となり、印刷作
業の効率を大幅に向上できるという効果がある。

以上に詳説した本発明の実施例では、印刷対象をグリー
ンシートに限定して述べたが、印刷対象としては、焼結
後のセラミック基板等、位置評価用の穴とマークが設定
できるものであれば、何でもよいことは明らかである。

また、同様に位置評価用マークが設定できれば、単に印
刷ずれたけでなく、例えば、フォトエツチングによって
マークを形成することにより、フォトリングラフィ工程
における位置合わせ精度の計測にも、本発明の方法が適
用できることは明らかである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、印刷されたパターンと被印刷対象の最
終的な位置合わせ精度を高精度かつ自動的に計測できる
ので、印刷の品質を迅速にかつ高精度で評価・検査でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による印刷精度計測方法の第１の実施例
の手順を示す流れ図、第２図は包含図形および最小包含
図形の説明図、第３図は位置評価用穴の説明図、第４図
は位置評価用マークの説明図、第５図は位置評価用穴お
よび位置評価用マークの他の例を示す説明図、第６図は
第１の実施例における位置評価用穴および位置評価用マ
ークを示す説明図、第７図は第１の実施例の方法を実施
する装置の具体例を示す概略構成図、第８図は偏光検出
法の説明図、第９図は最外部輪郭線の検出方法の説明図
、第１０図は０包の説明図、第１１図は最遠点ボロノイ
図の説明図、第１２図は包含円の検出方法の説明図、第
１３図は円周候補点の抽出方法の説明図、第１４図は本
発明による計測方法の第２の実施例の手順を示す流れ図
、第１５図は平均化処理の説明図、第１６図はノイズ除
去方法の説明図、第１７図は本発明による計測方法の第
３の実施例の手順を示す流れ図、第１８図は本発明によ
る計測方法を実施する機能を実装したスクリーン印刷装
置の例を示す概略構成図、第１９図は該装置での印刷ス
クリーンの位置決め用マークの検出例を示す図、第２０
図は該装置での印刷方法の説明図である。符号の説明１・・・グリーンシート３・・・移動機構５・・・移動機構７・・・パターン検出器８・・・落射照明器９・・・透過照明器１０・・・照明切換え器２・・・ステージ４・・・印刷スクリーン６・・・画像検出ヘッド７ａ、７ｂ−ＴＶカメラ８ａ、８ｂ・・・照明器９ａ、９ｂ・・・照明器１１・・・印刷機構１２・・・処理装置１３・・・全体制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

１．被印刷対象物に設けた基準穴を目標位置として印刷
された基準マークの該基準穴との位置ずれを計測するこ
とによって、印刷されたパターンの印刷精度を計測する
方法において、上記基準マークを、上記基準穴を内側に
包むような窓をもつ形状とし、透過照明によって上記基
準穴を明るく検出し、検出された明るい部分を２値化し
て、２値化された部分の第１の最小包含図形を検出する
とともに、明視野照明によって上記基準マークを検出し
、検出された該基準マークまたは該基準マークと上記基
準穴の部分を２値化して、２値化された部分の第２の最
小包含図形を検出し、上記第１の最小包含図形と上記第
２の最小包含図形の位置を比較することにより、印刷精
度を計測することを特徴とする印刷精度計測方法。
２．請求項１に記載の印刷精度計測方法において、基準
穴が円形であることを特徴とする印刷精度計測方法。
３．請求項１または２に記載の印刷精度計測方法におい
て、基準マークが、マークの外周が円形のものであるこ
とを特徴とする印刷精度計測方法。
４．請求項１ないし３のいずれか１項に記載の印刷精度
計測方法において、最小包含図形が円であることを特徴
とする印刷精度計測方法。
５．請求項１ないし４のいずれか１項に記載の印刷精度
計測方法において、基準マークを検出する方法が、直線
偏光をもった光で照明するとともに、該直線偏光方向と
直交する偏光成分のみ検出するものであることを特徴と
する印刷精度計測方法。
６．請求項１ないし５のいずれか１項に記載の印刷精度
計測方法において、基準穴および基準マークを複数対設
け、各対それぞれ別個に計測を行うことを特徴とする印
刷精度計測方法。
７．被印刷対象物に設けられた基準穴を検出する基準穴
検出手段と、該基準穴検出手段により検出された検出形
状の外周の輪郭情報に基づき、基準穴の位置を検出する
第１の位置検出手段と、上記基準穴を目標位置として上
記被印刷対象物に印刷された基準マークを検出する基準
マーク検出手段と、該基準マーク検出手段により検出さ
れた検出形状の外周の輪郭情報に基づき、基準マークの
位置を検出する第２の位置検出手段と、上記第１の位置
検出手段で検出された位置と上記第２の位置検出手段で
検出された位置とを比較することによって印刷精度を計
測する計測手段とを備えたことを特徴とする印刷精度計
測装置。
８．被印刷対象物に設けられた第１の基準穴を検出する
第１の基準穴検出手段と、該第１の基準穴検出手段によ
り検出された検出形状の外周の輪郭情報に基づき、第１
の基準穴の位置を検出する第１の位置検出手段と、上記
第１の基準穴に対応する位置に印刷スクリーンに設けら
れた第１の基準マークを検出する第１の基準マーク検出
手段と、該第１の基準マーク検出手段により検出された
検出形状の外周の輪郭情報に基づき、第１の基準マーク
の位置を検出する第２の位置検出手段と、上記第１の位
置検出手段で検出された位置と上記第２の位置検出手段
で検出された位置に基づき、上記印刷スクリーンと上記
被印刷対象物の位置合わせをする位置合わせ手段と、上
記印刷スクリーンのパターンを上記被印刷対象物に印刷
する手段と、被印刷対象物に設けられた第２の基準穴を
検出する第２の基準穴検出手段と、該第２の基準穴検出
手段により検出された検出形状の外周の輪郭情報に基づ
き、第２の基準穴の位置を検出する第３の位置検出手段
と、上記第２の基準穴を目標位置として上記被印刷対象
物に印刷された第２の基準マークを検出する第２の基準
マーク検出手段と、該第２の基準マーク検出手段により
検出された検出形状の外周の輪郭情報に基づき、第２の
基準マークの位置を検出する第４の位置検出手段と、上
記第３の位置検出手段で検出された位置と上記第４の位
置検出手段で検出された位置とを比較することによって
印刷精度を計測する計測手段とを備えたことを特徴とす
るスクリーン印刷装置。
９．位置決めおよび印刷精度評価用の、内側に窓をもつ
パターンを複数配置してなることを特徴とする印刷スク
リーン。