JPH0516327A - スクリーン印刷装置 - Google Patents

スクリーン印刷装置

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JPH0516327A
JPH0516327A JP17657891A JP17657891A JPH0516327A JP H0516327 A JPH0516327 A JP H0516327A JP 17657891 A JP17657891 A JP 17657891A JP 17657891 A JP17657891 A JP 17657891A JP H0516327 A JPH0516327 A JP H0516327A
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JP
Japan
Prior art keywords
viscosity
squeegee
pattern
mask
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP17657891A
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English (en)
Inventor
Akio Tawada
章夫 多和田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Screen Printers (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、狭ピッチICの基板におけるスクリ
ーン印刷を精度高くするために、パターン誤差及び粘度
誤差を受けてファジィ演算を実行してスキージの移動速
度及びマスクへの圧力を求める。 【構成】撮像装置により撮像された印刷体上の印刷パタ
ーンと基準パターンとを比較し、又測定粘度と基準粘度
とを比較し、これら比較結果を受けて、スキージの移動
速度及びマスクへの圧力の各メンバーシップ関数を有す
る演算手段によりファジィ演算を実行してスキージの移
動速度及びマスクへの圧力を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばクリーム半田を
マスクを通して基板にスクリーン印刷するスクリーン印
刷装置に関する。
【0002】
【従来の技術】軽薄短小化のニーズに伴いマウントする
IC(集積回路)の機能集約化が進むとともにICの多
リード化、狭ピッチ化が進んでいる。現在、ICリード
ピッチは0.65mm又は0.5mm ピッチのものが実用化され、
今後0.4 〜 0.2mmピッチのICが実用化されようとして
いる。
【0003】ところで、かかるICの基板はスクリーン
印刷技術により作成される。このスクリーン印刷技術
は、基板上にマスクを配置し、このマスク上にクリーム
半田をスキージ(はけ)の移動により塗ってマスクに形
成されたパターンを基板上に印刷するものである。
【0004】ところが、ICのリードピッチが0.5mm ピ
ッチ以下の狭ピッチICに対して上記印刷技術を適用す
ると、この技術では印刷精度が低くそのまま適用できな
い。印刷精度には印刷パターンの位置精度と形状精度と
があるが、このうち位置精度は基板のシンボルマークを
視覚測定しかつ補正処理することにより±50μm以内の
精度を確保することは容易である。しかしながら、形状
精度についてはその因果関係を数式化しにくいところか
ら精度を高めることが困難となっている。
【0005】狭リードピッチのICに対するスクリーン
印刷での形状精度は位置精度と同様に直接クリーム半田
の不良に結びつく。形状精度はマスクに形成されている
パターンと基板に印刷されたパターンとの誤差で表さ
れ、この形状精度が低いと、マスクのパターンから基板
に転写されるクリーム半田の量にばらつきが生じる。こ
のクリーム半田の量が多すぎればリフロー時にブリッジ
不良となり、少なすぎれば強度不足となる。
【0006】そこで、適量のクリーム半田を基板に転写
するためにクリーム半田の材質を代えたり、又転写され
たクリーム半田の形状の乱れを目視して経験的にスキー
ジ速度やスキージ圧を調整する作業が繰り返されてい
る。しかしながら、クリーム半田は温度や時間経過とと
もにその粘性が変化するので、このため常時印刷形状の
精度を監視してきめ細かく印刷制御することは困難とな
っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のようにクリーム
半田は温度や時間経過とともにクリーム半田の粘性が変
化するので、狭ピッチのICにおいて常時印刷形状の精
度を監視してきめ細かい印刷制御は困難である。そこで
本発明は、狭ピッチICの基板におけるスクリーン印刷
を精度高くできるスクリーン印刷装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、被印刷体上に
マスクを配置しこのマスク上でスキージを移動させるこ
とによりスラリーをマスク上に塗って被印刷体への印刷
を行うスクリーン印刷装置において、印刷が行われた印
刷体を撮像する撮像装置と、この撮像装置により撮像さ
れた印刷体上の印刷パターンと予め設定された基準パタ
ーンとを比較するパターン比較手段と、スラリーの粘度
を測定する粘度測定手段と、この粘度測定手段の測定粘
度と予め設定された基準粘度とを比較する粘度比較手段
と、スキージの移動速度及びスキージのマスクへの加圧
力の各メンバーシップ関数を有し、パターン比較手段及
び粘度比較手段の各比較結果と関数を基にスキージの移
動速度及び圧力を求める演算手段とを備えて上記目的を
達成しようとするスクリーン印刷装置である。
【0009】
【作用】このような手段を備えたことにより、撮像装置
により撮像された印刷体上の印刷パターンと基準パター
ンとをパターン比較手段により比較し、又粘度測定手段
の測定粘度と基準粘度とを粘度比較手段により比較し、
これらパターン比較手段及び粘度比較手段の各比較結果
を受けて、スキージの移動速度及びマスクへの圧力の各
メンバーシップ関数を有する演算手段により演算を実行
してスキージの移動速度及び圧力を求める。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1はスクリーン印刷装置の構成図であ
り、図2は同装置の外観図である。架台1上には基板2
が配置されるとともに、この基板2上にマスク3が配置
されている。このマスク3にはICチップの各リード線
に対応する各孔、例えば図3に示すICチップであれば
図4に示すICチップの各リード線に対応する各孔3a
が形成されている。基板2は基板台4上に配置されるも
のであり、マスク3はマスクホルダ5により保持されて
いる。又、架台1上における基板台4の上方にはボール
スクリュー機構6が設けられている。このボールスクリ
ュー機構6はスクリュー体7及びサーボモータ8から構
成され、印刷ヘッド部9をスクリュー体7に沿って移動
させるものとなっている。この印刷ヘッド部9はスキー
ジ10をマスク3に対して所定のスキージ圧を加えなが
らx軸方向に移動させるものである。この印刷ヘッド部
9の構成はスクリュー体7と嵌合するナット11にシリ
ンダ12を設け、このシリンダ12にスキージ10を取
り付けたものとなっている。
【0011】一方、テレビジョンカメラ(以下、TVカ
メラと称する)20が設けられ、このTVカメラ20か
ら出力される映像信号が画像処理部21に送られてい
る。この画像処理部21はTVカメラ20からの映像信
号をディジタル変換して画像データとして記憶し、かつ
この画像データをパターン比較部22に送る機能を有し
ている。このパターン比較部22は図5及び図6に示す
ように印刷されるICチップの各リード線形状の基準パ
ターンA、Bが予め設定されており、これら基準パター
ンA、Bと画像データから抽出した印刷パターンとを比
較してx軸及びy軸方向の各形状誤差Δx、Δyを求め
る機能を有している。なお、基準パターンA、Bはマス
ク3に形成されたパターンが用いられており、図5に示
す基準パターンAは長手方向がx軸方向に形成された孔
3aであり、図6に示す基準パターンBは長手方向がy
軸方向に形成された孔3aである。
【0012】又、粘度測定装置23が設けられ、この粘
度測定装置23により測定されたクリーム半田の粘度を
粘度比較部24に送っている。この粘度比較部24はク
リーム半田の基準粘度Sが予め設定されており、この基
準粘度Sと粘度測定装置23の測定粘度とを比較してそ
の粘度誤差を求める機能を有している。
【0013】ファジィ演算部25はスキージ10の移動
速度及びスキージ10のマスク3への圧力の各メンバー
シップ関数を有し、パターン比較部22及び粘度比較部
24の各比較結果を受けてファジィ演算を実行してスキ
ージ10の移動速度及びマスク3へのスキージ圧を求め
る機能を有している。このファジィ演算部25に設定さ
れるスクリーン印刷での経験則により得られる代表的制
御規則は次の通りとなっている。(イ)形状誤差Δxが
+側に大きく(印刷パターンが基準パターンよりも幅が
広い)、かつ形状誤差Δyがほぼゼロの場合、スキージ
速度をやや速くするとともにスキージ圧はそのままとす
る。(ロ)粘度がほぼ中位でかつ形状誤差Δyが+側に
大きい場合、スキージ速度はそのままとするとともにス
キージ圧を大きくする。(ハ)粘度がやや高くかつ形状
誤差Δxが−側にやや小さく、Δyがやや小さい場合、
スキージ速度をやや遅くするとともにスキージ圧をやや
小さくする。(ニ)粘度が低くかつ形状誤差Δxがやや
大きく、Δyがやや大きい場合、スキージ速度をやや速
くするとともにスキージ圧をやや大きくする。又、ファ
ジィ演算部25におけるメンバーシップ関数はスキージ
速度及びスキージ圧に対する各メンバーシップ関数が有
り、各メンバーシップ関数ともに図7に示すように三角
形状関数となっている。従って、各メンバーシップ関数
は(1) 大きい(スキージ速度が速い、スキージ圧が高
い)、(2) やや大きい(スキージ速度がやや速い、スキ
ージ圧がやや高い)、(3) 中位(スキージ速度がほぼゼ
ロ、スキージ圧が適当)、(4) やや小さい(スキージ速
度がやや遅い、スキージ圧がやや低い)、(5) 小さい
(スキージ速度が遅い、スキージ圧が低い)の以上5段
階となっている。しかして、ファジィ演算部25はパタ
ーン比較部22からの各形状誤差Δx、Δy及び粘度比
較部24の粘度誤差を受けて上記制御規則に基づいてフ
ァジィ演算を実行しスキージ速度及びスキージ圧の変更
程度をそれぞれ求める機能を有している。
【0014】このファジィ演算部25により求められた
スキージ速度はスキージ駆動モータ用ドライバ26に送
られ、又スキージ圧はスキージ圧シリンダ用エアーレギ
ュレータ27に送られる。次に上記の如く構成された装
置の作用について説明する。
【0015】基板台4上に基板2が載置されるととも
に、この基板2上にマスク3が配置される。又、マスク
3上の端部にはクリーム半田が置かれる。この状態にサ
ーボモータ8はドライバ26により駆動され、この駆動
によりスクリュー体7は回転して印刷ヘッド部9をx軸
方向に移動させる。これとともにスキージ圧シリンダ1
2はエアーシリンダ27により動作してスキージ10を
所定のスキージ圧によりマスク3に圧接する。従って、
スキージ10は所定のスキージ圧によりマスク3に接し
ながらx軸方向に移動し、この移動によりクリーム半田
はマスク3上に塗られる。このようにクリーム半田がマ
スク3上に塗られると、このクリーム半田によりマスク
3のパターンが基板2に転写される。しかるに、マスク
パターンが基板2に印刷される。
【0016】この印刷作業が終了すると、基板2は図示
しないローダ装置によりTVカメラ20の下方に配置さ
れる。このTVカメラ20は基板2を撮像してその映像
信号を出力する。この映像信号は画像処理装置21に送
られてディジタル変換されて画像データとして記憶され
る。そして、パターン比較部22は、画像処理装置21
から画像データを受けて、この画像データから図8〜図
11に示すような各印刷パターンを抽出する。そして、
パターン比較部22は基準パターンA、Bと画像データ
から抽出した各印刷パターンとを比較してx軸及びy軸
方向の各形状誤差Δx、Δy、つまり Δx=x−x0 Δy=y−y0 を求める。
【0017】又、粘度測定装置23はクリーム半田の粘
度を測定してその測定結果を粘度比較部24に送出す
る。この粘度比較部23は粘度測定装置23により測定
されたクリーム半田の粘度を粘度比較部24に送ってい
る。この粘度比較部24はクリーム半田の基準粘度Sが
予め設定されており、この基準粘度Sと粘度測定装置2
3の測定粘度とを比較してその粘度誤差を求める。以上
の形状誤差Δx、Δy及び粘度誤差は数枚から数十枚の
基板2に対して求め、かつその平均値を求める。
【0018】これら形状誤差Δx、Δy及び粘度誤差の
各平均値はファジィ演算部25に送られる。このファジ
ィ演算部25はパターン比較部22からの形状誤差Δ
x、Δy及び粘度比較部24の粘度誤差を受けて上記制
御規則に基づいてファジィ演算を実行しスキージ速度及
びスキージ圧の変更程度をそれぞれ求める。これらスキ
ージ速度及びスキージ圧のうちスキージ速度はスキージ
駆動モータ用ドライバ26に送られ、又スキージ圧はス
キージ圧シリンダ用エアーレギュレータ27に送られ
る。この結果、スキージ速度及びスキージ圧はクリーム
半田の粘度に応じた最適な値に制御される。
【0019】このように上記一実施例においては、印刷
パターンと基準パターンとの形状誤差Δx、Δy及び測
定粘度と基準粘度との粘度誤差からスキージ速度及びス
キージ圧をファジィ演算して求めるようにしたので、ス
クリーン印刷の経験則を用いたスキージ速度及びスキー
ジ圧の制御ができて決め細かい制御、例えば温度変化に
よりクリーム半田の粘度が変化してもこの粘度に応じた
スキージ速度及びスキージ圧に制御でき、かつ狭ピッチ
ICに対するスクリーン印刷における形状誤差を精度高
くできる。これにより、例えばマニアル調整と比較して
30% 以上の不良率の向上が可能である。
【0020】又、数枚から数十枚の基板からスキージ速
度やスキージ圧の印刷条件を得るのでなく、この印刷条
件と形状誤差との関係を長期的に収集して統計的に最適
な形状を得るための印刷条件を得て、印刷の精度を向上
することができる。すなわち、粘度や形状精度、スキー
ジ速度、スキージ圧に関する各メンバーシップ関数の修
正、さらにはあいまいな表現の制御規則を修正できる。
【0021】尚、本発明は上記一実施例に限定されるも
のでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよい。
例えば、上記一実施例では粘度及び形状誤差をファジィ
演算部25の入力としているが、粘度に代えて温度、形
状誤差に代えて面積比等としてもよい。又、ファジィ演
算はアナログ入出力の専用ファイジ計算機や汎用の小型
計算機によりソフト的にファジィ演算を行ってディジタ
ルの入出力としてもよい。メンバーシップ関数は三角形
状関数に限らずその他の関数に代えてもよい。さらにク
リーム半田に限らずスラリー状のものを使用して印刷す
るものであれば適用できる。
【0022】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、狭
ピッチICの基板におけるスクリーン印刷を精度高くで
きるスクリーン印刷装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるスクリーン印刷装置の一実施例
を示す構成図。
【図2】同装置の外観図。
【図3】同装置に用いるICチップの形状を示す図。
【図4】同装置に用いるICチップに対するマスクパタ
ーンを示す図。
【図5】印刷パターンに対する長手方向がx軸方向の基
準パターンを示す図。
【図6】印刷パターンに対する長手方向がy軸方向の基
準パターンを示す図。
【図7】形状誤差,粘度誤差,スキージ速度及びスキー
ジ圧の各メンバーシップ関数を示す図。
【図8】長手方向がx軸方向の印刷パターンを示す図。
【図9】長手方向がx軸方向の印刷パターンを示す図。
【図10】長手方向がy軸方向の印刷パターンを示す
図。
【図11】長手方向がy軸方向の印刷パターンを示す
図。
【符号の説明】
2…基板、3…マスク、4…基板台、6…ボールスクリ
ュー機構、7…スクリュー体、8…サーボモータ、9…
印刷ヘッド部、10…スキージ、11…ナット、12…
スキージ圧シリンダ、20…TVカメラ、21…画像処
理部、22…パターン比較部、23…粘度測定装置、2
4…粘度比較部、25…ファジィ演算部、26…スキー
ジ駆動モータ用ドライバ、27…スキージ圧シリンダ用
エアーレギュレータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 被印刷体上にマスクを配置しこのマスク
    上でスキージを移動させることによりスラリーを前記マ
    スク上に塗って前記被印刷体への印刷を行うスクリーン
    印刷装置において、印刷が行われた印刷体を撮像する撮
    像装置と、この撮像装置により撮像された前記印刷体上
    の印刷パターンと予め設定された基準パターンとを比較
    するパターン比較手段と、前記スラリーの粘度を測定す
    る粘度測定手段と、この粘度測定手段の測定粘度と予め
    設定された基準粘度とを比較する粘度比較手段と、前記
    スキージの移動速度及び前記スキージの前記マスクへの
    加圧力の各メンバーシップ関数を有し、前記パターン比
    較手段及び前記粘度比較手段の各比較結果と前記関数を
    基に前記スキージの移動速度及び圧力を求める演算手段
    とを具備したことを特徴とするスクリーン印刷装置。
JP17657891A 1991-07-17 1991-07-17 スクリーン印刷装置 Pending JPH0516327A (ja)

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JP17657891A JPH0516327A (ja) 1991-07-17 1991-07-17 スクリーン印刷装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09323400A (ja) * 1996-06-06 1997-12-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd クリーム半田のスクリーン印刷装置
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