JPH0797700B2 - プリント基板へのクリ−ム半田印刷方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プリント基板上の配線パターンに合せてそ
の部品接続位置にクリーム半田のパターンを印刷するプ
リント基板へのクリーム半田印刷方法に関する。

〔従来の技術〕

近時、プリント基板のパターン精度が向上するにつれ
て、クリーム半田印刷にもますます高精度が要求される
ようになつた。

そのため、プリント基板へのクリーム半田印刷を精度を
上げる方法としては、予めクリーム半田印刷用マスクと
プリント基板とに相対応する位置決め用の特定のパター
ンを設けておき、試し刷りによる特定のパターン位置の
基準位置からのずれを目視により判断して印刷用マスク
の位置を補正する方法と、基板搬送装置上の印刷位置以
外の位置に搭載したプリント基板の上記特定のパターン
位置を画像認識用カメラにより撮影し、それを画像処理
して基準位置とのずれを計算し、そのずれ分だけ印刷用
マスクとプリント基板との相対位置を補正した後、上記
基板搬送装置により上記プリント基板を印刷位置まで所
定距離搬送して、そのプリント基板上に印刷用マスクの
パターンをクリーム半田で印刷する方法とがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来のプリント基板へのクリ
ーム半田印刷方法にあつては、前者はきわめて高度な熟
練と数次の試し刷りを必要とし、後者は基板搬送後の停
止位置を搬送装置の機械精度のみに頼つているので印刷
位置に搬送されたプリント基板の位置にずれが生ずるこ
とがあるという問題点があつた。

この発明は、このような従来の問題点を解決し得るプリ
ント基板へのクリーム半田印刷方法を提供するものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、この発明によるプリント基板へのクリーム半
田印刷方法は、予め基準基板上に印刷用マスクのパター
ンを印刷し、この印刷した基準基板上の特定のパターン
位置の画像を検出して座標値として記憶させた後、基準
基板をプリント基板に置き換え、その配線パターンの上
記特定位置に対応する画像を検出してその座標値を求
め、該プリント基板と上記基準基板の相対応するパター
ンの座標値をずれを計算して、そのずれ分だけ印刷用マ
スクとプリント基板との相対位置を補正した後、該プリ
ント基板上に印刷用マスクのパターンをクリーム半田で
印刷することにより上記の問題点を解決するものであ
る。

〔作 用〕

上記のようにすることにより、予め印刷用マスクのパタ
ーンを印刷した基準基板をプリント基板に置き換え、共
に実際の印刷位置において相対応するパターン位置の画
像を検出してその座標位置を比較することができるの
で、印刷用マスクのパターンをクリーム状半田印刷しよ
うとするプリント基板の配線パターン位置に完全に一致
させることができる。

〔実 施 例〕

以下、添付図面を参照してこの発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。

第２図はこの発明を適用したクリーム半田印刷機の全体
を示すものである。

このクリーム半田印刷機１は、印刷する基準基板及びプ
リント基板を所定の位置で投入して印刷位置の下方へ搬
送すると共にクリーム半田印刷の終つた各基板を排出す
る基板搬送装置10、印刷位置の下方へ搬送された基板を
昇降させる基板昇降位置20、この基板昇降位置20で印刷
位置に上昇された基板にクリーム半田を印刷する印刷装
置30,基準基板上に印刷された特定のパターン及びこの
特定のパターンに対応するプリント基板上の特定のパタ
ーンの位置をそれぞれ撮像して検出するカメラ装置40、
このカメラ装置40で検出した各パターンを画像処理し
て、その各位置をX,Y,θ方向の各座標値として求め、そ
のずれを計算する公知の画像処理装置（図示しない）、
及び計算されたずれ分だけクリーム半田印刷用マクスと
プリント基板の相対位置を補正するＸ軸微調装置50,Y軸
微調装置60,θ軸微調装置70等からなつている。

ここで、上記各装置10〜70の詳細を第３図及び第４図を
も参照して説明する。

基板搬送装置10は、基板を矢示のＸ軸方向に搬送する一
対のベルト11、このベルト11の第１図で左端側に搬入す
る基板の有無を検出する基板搬入センサ12、この基板搬
入センサ12が基板の搬入を検出した時点で始動してベル
ト11を矢示Ｘ方向に駆動する搬送モータ13,矢示Ｘ方向
に移動する基板が台座駆動装置２によつてＹ軸方向に摺
動し得る台座３上の凹部3aに配設した印刷用マスク（図
示しない）の下方に来たことを検出する固定台基板セン
サ14、この固定台基板センサ14の基板検出により基板昇
降装置20の基板受台21（第３図参照）が基板を搭載して
上昇した状態で、シリンダ15a（第３図（ｂ）参照）と
方向変換カム機構とにより位置決めピン15bを突出させ
て基板を搬送装置基準面10aに押圧して位置決めする基
板位置決め部材15、クリーム半田印刷を終えて搬送ベル
ト11により排出位置に移動した基板を検出して搬送モー
タ13を停止させる基板搬出センサ16によつて構成されて
いる。

また、基板昇降装置20は、第３図（ａ）に示すように台
形ねじ22の回転により昇降する基板受台21と台形ねじ22
を回転駆動するＺ軸モータ23とを有し、この台形ねじ22
の頚部22aに相対回転可能に緩嵌し、キーとキー溝によ
り基板受台21と回転方向に同動して回転するθ軸微調部
材71は、このθ軸微調部材71をタイミングベルトを介し
て駆動するθ軸のステツピングモータ72と共にθ軸微調
装置70を構成している。

そして、基板受台21には、シリンダ24aによつて上下す
るストツパ24を出没自在に設け、基板搬入時、基板の端
面が突出したストツパ24に当接することにより、ベルト
11が移動していても基板の移動が印刷用マスク下方の所
定位置に停止し得るようにすると共に、θ軸微調部材71
に位置基準プレート73を設けて、この位置基準プレート
73の位置を固定部に設けたθ軸センサ74によつて検出す
ることにより、θ軸ステツピングモータ72を正逆方向に
回転させて基板受台21上の基板の傾きを補正するように
している。

印刷装置30は、ステツピングモータ31,タイミングベル
ト32を介してＹ軸方向に移動することにより印刷用マス
ク上のクリーム半田をスクイーズして基板受台21に固定
した基板上に伸展して印刷用マスクのパターンを印刷す
るスクイーズ部材33及びスクイーズ部材33を上下させる
スクイーズシリンダ33aを有している。

カメラ装置40は、第４図に示すように結像レンズ41とCC
Dラインセンサ42及び基板上のパターンを照明する投光
系43を設けたカメラ台44と、このカメラ台44をＸ軸方向
に移動させるボールねじ機構45とからなつており、CCD
ラインセンサ42で検出した特定のパターンのデータを図
示しない画像処理装置に送り、X,Y,θの座標値を求めて
記憶させる。

なお、Ｘ軸微調装置50及びＹ軸微調装置60はそれぞれス
テツピングモータ51,61を有し、タイミングベルトを介
してねじ部52,62を回転させることにより、台座３の平
面内をＸ軸及びＹ軸方向に移動可能に設けたＸ軸調整台
53及びＹ軸調整台63をそれぞれ微動させて印刷用マスク
の位置をプリント基板のずれ量に対応して補正する。

次に、このように構成したクリーム半田印刷機１による
プリント基板への印刷方法を第１図の工程図に従つて順
を追つて第２図乃至第４図を参照して説明する。

まず、第２図に示す状態から台座３を図で左行端まで移
動した状態にして、第１図（ａ）に示すように印刷用マ
スク４を装着したパターン枠治具５を台座３の凹部3aに
固定し、このパターン枠治具５にクリーム半田６をセツ
トする。

次いで、配線パターンを有しない基準基板７を第２図の
静止状態にあるベルト11上に投入すると、基板搬入セン
サ12がこれを検出して搬送モータ13が始動し、ベルト11
により基準基板７を矢示方向に搬送すると共に、基板受
台21に設けたシリンダ24aが作動してストツパ24が突出
する。

基準基板７がクリーム半田印刷位置の下方に来ると、そ
の端面が突出したストツパ24に当接して止められ、ベル
ト11だけが基準基板７の下面を摺動して移動する。

この位置で固定台基板センサ14がこれを検出すると、Ｚ
軸モータ23が回転して基板受台21を上昇させる。基板受
台21の上昇により、ベルト11上の基準基板７が基板受台
21上に搭載され、第１の位置まで上昇して停止した時点
で基板位置決め部材15のシリンダ15aが作動して位置決
めピン15bを突出させ基準基板７を基準面10a（第３図
（ｂ）参照）へ押圧して位置決めする。

この状態で、基準基板７を基板受台21に吸着させて固定
した後、ストツパ24及び位置決めピン15bを引込め、搬
送モータ13を停止させる。

ここで、さらにＺ軸モータ23を回転させて基板受台21を
第２の位置まで上昇させ、基板受台21上の基準基板７を
台座３に固定した印刷用マスク４にほぼ接する位置に保
持した後、印刷装置30を第２図で右方に移動させて、第
１図（ｂ）の工程で印刷用マスク４のパターンを基準基
板７上にクリーム半田６で印刷する。

基準基板７の印刷が終ると、Ｚ軸モータ23が逆転して基
板受台21を第３の位置まで下降させ、台座駆動装置２が
始動して台座３がＹ軸方向に所定距離後退して停止す
る。

ここで、第１図（ｃ）に示すようにカメラ台44がＸ軸方
向に移動して、カメラ装置40によつて基準基板７上の特
定のクリーム半田パターン7aをスキヤニングし、その画
像検出信号を画像処理及び演算処理してその特定パター
ンの座標値X₀,Y₀,θ_０を求めて記憶させる。

その後、カメラ台44が原点に復帰し、基準基板７の吸着
を解除し、Ｚ軸モータ23をさらに逆転させて基板受台21
を下降させ、基準基板７をベルト11に搭載する。これを
固定台基板センサ14が検出すると搬送モータ13が回転し
て基準基板７を排出方向に搬送し、基板受台21はさらに
原点まで下降する。

基準基板７が搬出位置に到着すると、基板搬出センサ16
がこれを検出して搬送モータ13を停止させ、この段階で
基準基板７の印刷及び画像処理工程が終了する。

次に、基板搬送装置10に製品になるプリント基板８を投
入し、基準基板７の場合と同様にして基板受台21上のプ
リント基板８を第３の位置まで上昇して停止させ、第１
図（ｄ）に示すようにカメラ台44が原点からＸ軸方向に
移動して、基準基板７の所定パターン位置に対応するプ
リント基板８上のパターン8aの位置をカメラ装置40でス
キヤニングして、その画像検出信号を画像処理及び演算
処理してそのパターンの座標値X₁,Y₁,θ_１を求めた後、
カメラ台44を原点に復帰させる。

この座標値X₁,Y₁,θ_１と基準基板上の特定のパターン位
置の座標値X₀,Y₀,θ_０とを比較し、それぞれずれ量ΔX,
ΔY,Δθを算出する。

このうち、ずれ量Δθに関しては第１図（ｅ）に示すよ
うにθ軸微調装置70のθ軸ステツピングモータ72を所要
方向に回転させて基板受台21を角度Δθだけ回転させて
プリント基板の傾きを補正し、ずれ量ΔX,ΔＹに関して
は、Ｘ軸微調装置50,Y軸微調装置60のステツピングモー
タ51,61をそれぞれ回転させ、台座３のＸ軸調整台53及
びＹ軸調整台63を微動させてこの台座３に固定した印刷
用マスク板の位置を補正する。

これに並行して台座３を第２図に示す位置から左行させ
て原点に復帰させ、基板受台21を第２の位置に上昇させ
た後、第１図（ｆ）に示す工程で印刷装置30をＹ軸方向
に移動させて、プリント基板８上に印刷用マスク４のパ
ターンをクリーム半田６で印刷する。

印刷が終わると、基板受台21が第１の位置に下降し、Ｘ
軸微調装置50,Y軸微調装置60及びθ軸微調装置70はそれ
ぞれ原点に復帰し、プリント基板８の吸着が解除され基
板受台21がさらに原点に下降する。

これにより、印刷済みのプリント基板８はベルト11上に
搭載され、固定台基板センサ14がこれを検出すると搬送
モータ13が回転してプリント基板８を排出位置に搬送
し、基板搬出センサ16がこれを検出して搬送モータ13を
停止させて１枚目のプリント基板８のクリーム半田印刷
工程が終了する。

２枚目以降のプリント基板についても、その都度基準基
板７の特定のパターン7aに対応するプリント基板８のパ
ターン位置の画像を検出し、そのパターンの座標値を基
準基板７のパターン7aの座標値と比較して位置補正を行
つた後にクリーム半田印刷を行う。

なお、この実施例では基準基板７に対応する印刷用マス
ク４とプリント基板８との位置ずれのうちΔθに関して
はプリント基板８側を、ΔX,ΔＹに関しては印刷用マス
ク４側をそれぞれ微動させるようにしたが、その逆でも
よく、またΔθ，ΔX,ΔＹをすべてプリント基板８側あ
るいは印刷用マスク４側で補正しても差支えない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によるプリント基板へのク
リーム半田印刷方法は、予め印刷用マスクのパターンを
基準基板上に印刷し、印刷位置にある基準基板の特定の
パターン位置の画像と、これと同位置にあるプリント基
板の相対応するパターン位置の画像とを検出してそれぞ
れの座標値のずれを計算し、そのずれ分だけ印刷用マス
クとプリント基板との相対位置を補正するので、従来の
印刷位置以外の位置でプリント基板と印刷用マスクとの
相対位置を補正した後、プリント基板を印刷位置に搬送
する方法のように搬送誤差を生ずる恐れがなく、クリー
ム半田印刷の精度を大幅に向上させることができる。

また、基準基板とプリント基板の相対応する特定のパタ
ーンとしては、実際に使用するパターンのうち例えば電
子部品のリード線に接続するランドのように両者に共通
して設けられるものを利用することができるので、画像
処理専用のパターンを追加印刷する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｆ）はこの発明の主要工程を示す説明
図、 第２図はこの発明を適用したクリーム半田印刷機の全体
を示す斜視図、 第３図（ａ），（ｂ）はその基板昇降装置及びθ軸補正
装置を示す側面図及び要部平面図、 第４図（ａ），（ｂ）はそのカメラ装置の概略を示す正
面図及び側面図である。 １……クリーム半田印刷機、３……台座 ４……印刷用マスク、５……パターン枠治具 ６……クリーム半田、７……基準基板 ８……プリント基板、10……基板搬送装置 20……基板昇降装置、30……印刷装置 40……カメラ装置、50……Ｘ軸微調装置 60……Ｙ軸微調装置、70……θ軸微調装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】予め基準基板上に印刷用マスクのパターン
   を印刷し、この印刷した基準基板上の特定のパターン位
   置の画像を検出して座標値として記憶させた後、上記基
   準基板をプリント基板に置き換え、その配線パターン上
   の上記特定位置に対応する画像を検出してその座標値を
   求め、該プリント基板と上記基準基板の相対応するパタ
   ーンの座標値をずれを計算して、そのずれ分だけ印刷用
   マスクとプリント基板との相対位置を補正した後、該プ
   リント基板上に印刷用マスクのパターンをクリーム半田
   で印刷することを特徴とするプリント基板へのクリーム
   半田印刷方法。