JPH08255706A

JPH08255706A - 基板への厚膜印刷方法

Info

Publication number: JPH08255706A
Application number: JP8068299A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Imai; 寛今井; Masashi Shiba; 真砂志芝
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の外形等に関係なく、正確な印刷を行うこ
とができる方法を提供する。【解決手段】印刷位置パターンが施された基板をその印
刷パターンを認識する認識位置から印刷位置に順次移送
して、この基板に所定の印刷マスクにより厚膜印刷する
方法において、ＸＹθテーブルからなる支持テーブル上
に第一番目の基板を載置してこれを印刷位置に移送し、
上記印刷マスクによる試し刷りを行い、これをそのまま
認識位置に移送して基板に印刷された認識標を認識する
ことにより、マスクの印刷パターンの姿勢を認識し、第
二番目以降の基板は、認識位置において印刷位置パター
ンの姿勢を認識した上で、上記のように認識されたマス
クの印刷パターンの姿勢との関係において、これと上記
印刷位置パターンとが対応するようにＸＹθテーブルを
調整した上、印刷位置において上記印刷マスクによる印
刷を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子装置用基板に対
して多数個の単位電子装置用の厚膜素子を一括印刷形成
する場合などに、基板上の単位電子素子用の各領域内の
きわめて正確な位置に厚膜素子を印刷できるように改良
されたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばハイブリッド型電子装置の構成
部品として採用されるチップ抵抗器などの電子装置は、
セラミック基板上に多数個の電子装置を厚膜印刷法によ
って形成し、これを各単位電子装置に分割するという製
造手法がとられる。

【０００３】すなわち、まず、焼結前の半乾きの状態の
セラミック基板材の表面にブレードによりＸ，Ｙ方向に
等間隔でＶ溝状の割り溝を入れる。そしてこれを炉で焼
結させると、図８に示すように、格子状の割り溝の入っ
たセラミック基板３が得られる。この基板にスクリーン
印刷による厚膜形成方法を施すことにより、基板の表面
上の上記格子状の割り溝で囲まれた各単位領域Ａ…内
に、抵抗被膜１１や電極被膜１２を形成する（図７参
照）。そうすると、上記セラミック基板３の表面に、複
数行複数列の単位チップ抵抗器の集合体が形成されたも
のが得られる。そして最終的に上記セラミック基板を割
り溝で分割するとともに電極部にハンダメッキして、図
９に示すような各分離されたチップ抵抗器Ｃを得るので
ある。

【０００４】ところで、セラミック基板に抵抗被膜１１
や電極被膜１２を印刷する場合、印刷用マスク上の印刷
パターンとセラミック基板上の格子状割り溝との相対位
置を、格子で囲まれた各矩形の領域Ａ…の所定部位に厚
膜素子が正確に印刷されるように、位置決めする必要が
ある。

【０００５】従来この位置決めは、図８に示すように、
印刷台１上に突設された複数の位置決めピン２…にセラ
ミック基板３の端縁を当接させることにより、セラミッ
ク基板３をその外形基準で位置決めするにとどまってい
た。

【０００６】しかしながら、セラミック基板３は、それ
自体の形成時にその端縁にバリが生じていることが多
く、このバリによってセラミック基板３を正確に位置決
めすることができず、その結果、厚膜素子の印刷ずれを
起こすという問題があった。

【０００７】また、仮に上述のようなバリの発生がなく
ても、上記の割り溝自体の形成ずれが生じている場合が
あり、この場合には、セラミック基板の位置は決められ
ていても、格子状の割り溝に対する厚膜素子の印刷ずれ
が生じることになる。

【０００８】いずれにしても、上述のような印刷ずれが
生じると、そのセラミック基板から多数個得られるべき
電子装置のすべてが不良品となる。また、このような製
造過程を踏む電子装置はきわめて小型であることが多
く、上述のような印刷ずれの検査を誤りなく行なうこと
は非常に困難であり、また、検査要員を要するという、
コスト的に非常に不利な点が多々あった。

【０００９】この発明は、以上のような事情のもとで考
え出されたもので、基板の外形や、格子状の割り溝の形
成ずれには関係なく、常に正確な厚膜素子印刷を行なう
ことができる方法を提供することをその課題とする。

【００１０】

【問題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、この発明では、次の技術的手段を講じている。すな
わち、本発明方法は、印刷位置パターンが施された基板
をその印刷パターンを認識する認識位置から印刷位置に
順次移送して、この基板に所定の印刷マスクにより厚膜
印刷する方法において、上記印刷マスクに、厚膜を印刷
すべき印刷パターンに対して所定の位置関係が決定され
た認識標用パターンを設けておき、認識位置と、印刷位
置間の一定距離を往復動可能であり、かつＸ・Ｙ方向お
よびθ方向の姿勢を制御しうる支持テーブルを設け、
(a) 認識位置にある上記支持テーブルに第一番目の基板
を載置して、支持テーブルを印刷位置に移動させてこの
基板に印刷を行ない、かつそのまま支持テーブルを認識
位置に復帰させるステップ、(b) 基板上に印刷された上
記認識標を認識して、上記印刷パターンの姿勢を検出す
るステップ、からなる前準備を行なった後、第二番目以
降の基板は、(c) 認識位置にある支持テーブルに載置し
た基板の印刷位置パターンを認識することにより基板の
姿勢を検出するステップ、(d) 上記ステップ(c) で検出
された基板の姿勢と上記ステップ(b) で得られた印刷パ
ターンの姿勢との比較において、上記印刷位置パターン
が印刷パターンと対応するように上記支持テーブルをＸ
・Ｙ方向およびθ方向に位置制御するステップ、(e)
位置制御されて印刷位置に移動した基板に対して所定の
厚膜素子を上記印刷マスクにより印刷するステップ、
(f) 厚膜印刷後の基板を排出するステップ、を繰り返
すようにしたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】ステップ(a) および(b) では、第一番目の基板
に厚膜の試し刷りを行なっている。支持テーブルの認識
位置から印刷位置までの行程は決められており、かつ、
認識位置に戻った支持テーブル上に厚膜とともに印刷さ
れた認識標は、少くとも２箇所形成されており、しかも
印刷された厚膜との位置関係は所定のように決っている
から、この認識標を認識することにより、厚膜を印刷す
べきマスクの印刷パターンが印刷装置においてどのよう
な姿勢にあるか、すなわち、Ｘ・Ｙ方向および回転方向
（θ方向）にどのような位置にあるかを検出できる。θ
方向の位置も検出できるのは、２つの認識標を結ぶ線分
の傾きが測定できるからである。この印刷パターンの位
置検出データは、所定の記憶装置に格納される。

【００１２】第二番目以降の基板は、それに設けられた
図８のような格子状の割り溝からなる印刷位置パターン
の姿勢が、たとえばこれを形成する際に同時に設けられ
た認識標を認識することにより検出される。すなわち、
格子状割り溝のＸ・Ｙ方向および回転方向（θ方向）の
位置を検出される。

【００１３】以上から、印刷パターンのＸ・Ｙ方向およ
びθ方向の姿勢と、支持テーブルに載置されてそのまま
印刷位置に移動した場合の基板上の印刷位置パターンの
Ｘ・Ｙ方向およびθ方向の姿勢が分かるので、印刷パタ
ーンに対して印刷位置パターンを対応させるためには、
この印刷位置パターンをＸ・Ｙ方向およびθ方向にどれ
だけ移動させれば良いかも自ずと規定できる。こうし
て、支持テーブルは、印刷位置に移動する間に、基板の
印刷位置パターンが印刷パターンと対応するように、Ｘ
・Ｙ方向およびθ方向に制御される。

【００１４】したがって、印刷位置に移動した支持テー
ブル上の基板には、その印刷位置パターン、すなわち、
割り溝で囲まれた各領域内の正確な位置に、厚膜が印刷
される。

【００１５】

【効果】このように本発明の基板への厚膜印刷方法で
は、印刷用マスクの印刷パターンと、基板上の印刷位置
パターンとの相互の位置関係を調節して基板上に厚膜を
印刷形成するようにしているので、基板の外形を基準と
して基板を位置決めするにとどまっていた従来の方法に
くらべ、その印刷の精度は著しく向上し、不良品の発生
率を極力抑制することができる。その結果、印刷ずれを
検査するための検査要員なども不要となり、電子装置の
製造コストの低減に大きく寄与する。

【００１６】しかも、本発明では、マスクの印刷パター
ンの姿勢を試し刷りによってその都度検出するようにし
ているので、印刷パターンの印刷機に対する位置を決め
る必要が全くなくなる。その結果、マスクの作製、およ
び印刷機へのマスクの装着が容易となる。また、基板の
縁部に多少のバリが発生していても厚膜印刷の精度には
なんら悪影響を与えることがなくなるので、その作製が
容易となる。さらに、この基板についても、その表面に
形成された印刷位置パターンの姿勢を各々について検出
し、こうして検出された印刷位置パターンを、上記マス
クの印刷パターンの姿勢に合わすようにしているので、
この基板を支持テーブルに搬送する場合もそれほど精度
を要求されなくなり、その結果、基板のハンドリングが
非常に楽になる。このようなことが総合されて、この種
の電子装置の製造の効率化、および、高品質化が達成さ
れる。

【００１７】

【実施例の説明】以下、本発明の実施例を図面を参照し
て具体的に説明する。なお、実施例は、チップ抵抗器の
製造過程における厚膜素子の印刷方法についてのもので
ある。

【００１８】まず、本発明方法に供される基板３は、次
のようにして作製される。図１および図２に示すよう
に、半乾き状態に置かれているセラミック基板材４の表
面に、外部の図示しない駆動機構に連結されたブレード
５によりＸ方向に所定間隔をあけて、かつＹ方向に延び
るように断面Ｖ字状の第一割り溝６…を形成する。その
際、セラミック基板材４の周部余白部分に、ピン等の突
起を食い込ませるなどすることにより、第一割り溝６…
に対して一定の位置関係にある２箇所の透孔状の第一認
識標７，７が形成される。そして次に、Ｙ方向に所定間
隔をあけて、かつＸ方向に延びるように断面Ｖ字状の第
二割り溝８…を、第一割り溝と同様にして形成する。そ
の際、セラミック基板材４の周部余白部分に、第二割り
溝８…に対して一定の関係にある２箇所の透孔状の第二
認識標９，９が上記第一認識標と同様にして形成され
る。こうして、基板材４の上面に、第一割り溝６…およ
び第二割り溝８…からなる格子状割り溝、ならびに、第
一割り溝６…に関係づけられた第一認識標７，７および
第二割り溝８…に関係づけられた第二認識標９，９から
なる印刷位置パターンが形成される。そしてこの基板材
４を加熱炉で焼成固化することにより、後記する厚膜素
子印刷に供されるセラミック基板３が得られる。

【００１９】一方、印刷装置に装着されるマスク１０に
は、図３に示すように、上記格子状割り溝で囲まれた各
領域Ａ内の所定位置に電極被膜１２あるいは抵抗被膜１
１（図５および図７参照）をスクリーン印刷によって形
成するための印刷パターン１３が形成されている。図３
は、抵抗被膜１１を印刷するための印刷パターン１３を
示す。そうして、このマスク１０には、上記印刷パター
ン１３以外に、２箇所の第三認識標１４を印刷によって
形成するための認識標用パターン１５が、上記印刷パタ
ーン１３に対して所定の位置関係に形成される。これに
より、このマスク１０を用いてセラミック基板３に抵抗
被膜１１を印刷したとき、図６および図７に示すよう
に、第三認識標１４も同時に印刷形成されることとな
る。

【００２０】上記のセラミック基板３を順次受け取る支
持テーブル１６は、図４に二点鎖線で示す認識位置と、
実線で示す印刷位置間を往復移動させられ、かつ、Ｘ・
Ｙ方向および回転方向（θ方向）に位置制御されるよう
になっている。本例では、図４に示すように、Ｘ・Ｙテ
ーブル１７と回転テーブル１８とが組合された形態とな
っている。そしてＸ・Ｙテーブルのうち、Ｘ方向の駆動
機構が上記支持テーブル１６を認識位置と印刷位置間の
一定距離を往復移動させる機能をもあわせもち、Ｙ方向
の駆動機構が、支持テーブル１６を、基板マガジン１９
から基板を受け取って仮位置決めを行なう図４に一点鎖
線で示す基板受け取り位置と、上記の認識位置間を往復
移動させる機能をもあわせもつようにしている。

【００２１】なお、図４においては図示が省略されてい
るが、印刷位置にある支持テーブル１６の上方には、印
刷装置の支持機構に支持された上述のマスク１０が待機
しており、支持テーブル１６が印刷位置に来ると、支持
テーブル１６が上昇するか、またはマスク１０が下降し
てセラミック基板３上にマスク１０が載置され、マスク
１０上のスキージが動くことにより、マスク上の抵抗被
膜用インクが印刷パターン１３，１５にしたがってセラ
ミック基板上に転写されて印刷が行なわれるようになっ
ている。

【００２２】上述のように格子状の割り溝と、第一認識
標７，７および第二認識標９，９とをもつセラミック基
板３、印刷装置において印刷パターン１３とともに第三
認識標の印刷パターン１５が形成された印刷マスク１
０、および、図４に示す支持テーブル１６を用いた本発
明方法による厚膜素子の印刷方法は、次のようにして行
なわれる。なお、ここでは、すでに図５に示すように電
極被膜１２が印刷された基板３に対し、図３の印刷マス
クを用いて抵抗被膜１１を印刷する場合について説明す
る。

【００２３】図４において、まず、第一番目のセラミッ
ク基板３（図１に示す状態のもの）を基板マガジン１９
から受け取った支持テーブル１６は、基板受け取り位
置、認識位置から印刷位置に順次移送され、マスク１０
による試し刷りが行なわれる。このとき、セラミック基
板３上には、図６および図７に示すように、抵抗被膜１
１と、第三認識標１４とが印刷され、そしてそのまま認
識位置に戻される。この場合、Ｘ・Ｙテーブル１７は、
Ｘ方向駆動装置のみが往復駆動されるだけであり、した
がって、マスク１０の印刷パターン１３が、マスク１０
からＸ方向に一定距離離れた認識位置にあるセラミック
基板３上に再現されていることになる。ここにおいて光
学的認識装置２０が第三認識標１４，１４を認識するこ
とにより、印刷パターン１３のＸ・Ｙ方向およびθ方向
の姿勢を検出し、所定の記憶装置に記憶する。２点を認
識しているから、印刷パターン１３のＸ・Ｙ方向の位置
だけでなく、θ方向の位置も検出できるのである。これ
には、たとえば、２つの第三認識標１４，１４を結ぶ線
分の中心（たとえばこれを、印刷パターン１３の図心と
対応させておく）の座標と、２つの第三認識標１４，１
４を結ぶ線分のＹ軸に対する傾き（θ）を二値化画像か
ら演算すればよい。

【００２４】上記の第一番目のセラミック基板３は、印
刷パターン１３の姿勢検出のためだけに用いるものであ
り、上記の認識が行なわれた後は、排出、破棄する。

【００２５】そして第二番目以降のセラミック基板３に
対する抵抗被膜１１の印刷は、次のようにして行なわれ
る。

【００２６】基板マガジン１９から第２番目のセラミッ
ク基板３（図１に示す状態のもの）を受け取った支持テ
ーブル１６は、認識位置に移送される。ここで、上記光
学的認識装置２０は、セラミック基板３上の第一認識標
７，７および第二認識標９，９を認識することにより、
セラミック基板上に形成された格子状割り溝のＸ・Ｙ方
向およびθ方向の位置を検出する。

【００２７】これには、たとえば、次の手法が用いられ
る。すなわち、Ｙ方向に延びる第一割り溝６…はＸ方向
の位置が特に問題となり、Ｘ方向に延びる第二割り溝８
…は、Ｙ方向の位置が特に問題となるから、第一認識標
７，７によって第一割り溝６…のＸ方向の位置を、第二
認識標９，９によって第二割り溝８…のＹ方向の位置を
検出することにより、格子状割り溝、すなわち、両端の
第一割り溝６ａ，６ｂと、両端の第二割り溝８ａ，８ｂ
で囲まれる矩形の領域Ｂの図心の座標を求めることがで
きる。そうして、たとえば第一認識標７，７の２点を結
ぶ線分の傾きを検出することにより、上記格子状割り溝
のθ方向のずれを検出することができる。その結果、格
子状割り溝のＸ・Ｙ方向およびθ方向の位置を検出する
ことができるのである。

【００２８】上述のように印刷位置での印刷パターン１
３のＸ・Ｙ方向およびθ方向の姿勢、換言すると、印刷
パターン１３の図心の座標および印刷パターンの回転ず
れ（θ方向位置）が分かっているのであるから、認識位
置から印刷位置に移動させた基板３上の格子状割り溝を
印刷パターン１３に対応させるには、支持テーブル１６
をＸ・Ｙ方向およびθ方向にどのように動かせればよい
かが分かる。それには、支持テーブル１６が認識位置か
ら印刷位置に移行する間に、格子状割り溝を構成する上
記矩形の領域Ｂの図心を、上記印刷パターン１３の図心
に一致させるようにＸ・Ｙテーブルを駆動させた後、上
記領域Ｂの傾き（θ）が、印刷パターン１３の傾き
（θ）と一致するように回転テーブル１８を駆動させれ
ばよい。

【００２９】このようにして支持テーブル１６を制御し
た後印刷を行なえば、割り溝が形成する格子パターンと
印刷パターンとが正確に一致させられ、したがって、各
割り溝で囲まれる単位領域Ａ内には、その正確な位置に
抵抗被膜１１が印刷形成されることとなる。印刷後は、
所定の排出手段によって印刷後の基板３（図６および図
７に示す状態のもの）が排出され、第３番目以降のセラ
ミック基板３が上述の手順と同様にして順次印刷され
る。

【００３０】なお、電極被膜１２は、抵抗被膜１１を印
刷する前の段階においてすでに印刷されている。この電
極被膜１２の印刷にも上述と同様の手法が適用されてお
り、図５ないし図７において符号１４′で示す認識標
が、電極被膜１２の印刷時にそのマスクの印刷パターン
の姿勢を検出するための認識標である。なお、上記電極
被膜１２が正常に印刷されたセラミック基板３における
上記認識標１４′は、格子状の割り溝のパターンに対し
ても一定の関係をもっているはずであるから、抵抗被膜
１１の印刷時にセラミック基板の格子状割り溝の姿勢を
検出する際、上記第一および第二認識標７，７，９，９
に代え、この認識標１４′を使用することも可能であ
る。

【００３１】もちろん、この発明の範囲は上述した実施
例に限定さることはない。電子装置としては、チップ型
抵抗器とは限らず、チップ型の基板上に印刷手段によっ
て厚膜素子が形成されて製造されるすべての電子装置の
製造過程に適用できる。

【００３２】また、実施例では、Ｘ・ＹテーブルのＸ方
向駆動機構に支持テーブル１６を認識位置から印刷位置
まで一定距離往復移動させる機能を兼用させているが、
別途、上記Ｘ・Ｙテーブルないし回転テーブルを直線往
復移動させる送り装置上で一定距離往復搬送するように
してもよい。

【００３３】また、実施例では、各認識標は、２箇所形
成されているが、その数を増やせば、たとえば、セラミ
ック基板３それ自体の焼結時での収縮のバラツキまでも
検出して、さらにこの基板に対する印刷パターンの位置
決め精度を高めるようにすることもなども可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明方法に使用するセラミック基板の
平面図。

【図２】図２は図１のII−II線に沿う拡大断面図。

【図３】図３は抵抗被膜印刷用印刷マスクの平面図。

【図４】図４は本発明方法に使用するセラミック基板支
持テーブルの一例の概略構成斜視図。

【図５】図５は電極被膜が印刷された状態でのセラミッ
ク基板の拡大図。

【図６】図６は電極被膜と抵抗被膜が印刷された状態で
のセラミック基板の平面図。

【図７】図７は図６の拡大図。

【図８】図８は従来方法の説明図。

【図９】図９は本発明方法が適用されて製造される電子
部品の一例であるチップ抵抗器の全体拡大斜視図。

【符号の説明】

３基板６印刷位置パターン（第一割り溝）７印刷位置パターン（第一認識標）８印刷位置パターン（第二割り溝）９印刷位置パターン（第二認識標）１０印刷マスク１３印刷パターン１４（第三）認識標１６支持テーブル２０光学的認識装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印刷位置パターンが施された基板をその
印刷パターンを認識する認識位置から印刷位置に順次移
送して、この基板に所定の印刷マスクにより厚膜印刷す
る方法において、上記印刷マスクに、厚膜を印刷すべき印刷パターンに対
して所定の位置関係が決定された認識標用パターンを設
けておき、認識位置と、印刷位置間の一定距離を往復動可能であ
り、かつＸ・Ｙ方向およびθ方向の姿勢を制御しうる支
持テーブルを設け、(a) 認識位置にある上記支持テー
ブルに第一番目の基板を載置して、支持テーブルを印刷
位置に移動させてこの基板に印刷を行ない、かつそのま
ま支持テーブルを認識位置に復帰させるステップ、(b)
基板上に印刷された上記認識標を認識して、上記印刷
パターンの姿勢を検出するステップ、からなる前準備を行なった後、第二番目以降の基板は、(c) 認識位置にある支持テー
ブルに載置した基板の印刷位置パターンを認識すること
により基板の姿勢を検出するステップ、(d) 上記ステ
ップ(c) で検出された基板の姿勢と上記ステップ(b) で
得られた印刷パターンの姿勢との比較において、上記印
刷位置パターンが印刷パターンと対応するように上記支
持テーブルをＸ・Ｙ方向およびθ方向に位置制御するス
テップ、(e) 位置制御されて印刷位置に移動した基板
に対して所定の厚膜素子を上記印刷マスクにより印刷す
るステップ、(f) 厚膜印刷後の基板を排出するステッ
プ、を繰り返すようにしたことを特徴とする、基板への厚膜
印刷方法。