JPS6153790A

JPS6153790A - 印刷用マスク位置合わせ方法

Info

Publication number: JPS6153790A
Application number: JP17572684A
Authority: JP
Inventors: 神田　廣造; 白井　貢; 秀昭佐々木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-08-23
Filing date: 1984-08-23
Publication date: 1986-03-17
Also published as: JPH0476239B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は、ペース１〜状はんだを印刷するためのマスク
を、プリント仮に位１声合わせするための印刷用マスク
位置合わせ装置に関する。

〔発明の背景〕

第９図により、フラットパック型部品を搭載接続するた
めのプリント仮へペースト状はんだを印刷する方法を説
明する。１０３は印刷用マスクであり、金属のｙｌ、Ｆ
ｉから成るメタルマスク１０４をメツシュ１０７により
張力を持たせて固定枠１０６に取り付けたものである。

この印刷用マスク１０３をプリント仮１０１の上に配置
し１．ウレタン等の柔軟材から成る平板状のスキージ１
０８により、ペースト状はんだ１０９をメタルマスク１
０４上で矢印１１０方向へ回転移動させることによって
、メタルマスク１０４のペーストイ１（給穴１０５から
ペースト状はんだ１０９をプリント仮ｌ。

１へ供給し１部品接続部１０２を印刷する。

さて従来は、第１Ｏ図に示すように、メタルマスクｔｏ
４の上方より、矢線１１２に示すようにペースト供給穴
１０５を介して部品接続部１０２を目視し、なから、印
刷用マスク１０３をマイクロメータ等の手段で移動させ
ることにより、印刷用マスク１０３とプリント［ｌＯｌ
との位置合わせを行っている。し、かし１．このような
方法では位置すれΔＱがかなり大きく、プリントＨｔｏ
ｔの実装密度が上がり１部品接続部１０２が微３■化す
るにつれ１位置ずれを無ｍできなくなりつＮある。

また、直接的な目視に頼っているため、作業性が悪く１
位置合わせを要する時間も長い。

また、メタルマスクの基準穴にプローブを挿入し１．プ
リント板上の凸準パターンとの電気的接続を検出するこ
とにより、印刷用マスクとプリント［を位置合わせする
方法も特開昭５８−８９８９３号公報に開示されている
。し゛かじ、この方法も位置合わせ情度をそ九はど向上
できない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ペースト状はんだ印刷用マスクを、プ
リント仮に能率良く高精度に位置合わせできる印刷用マ
スク位置合わせ装置を提ＩＪｕする二とにある。

〔発明の概要〕

本発明による印刷用マスク位置合わせ装置は。

ペース１−状はんだの印刷用マスクを保時する＋！＆構
と、該機構を作動させて該機構に保持された印刷用マス
クを移動させる駆！Ｆ１１′！Ａ置とから成るマスク保
持装置と、該駆動装置を制御するための制御装置と、固
定さｈたプリント板の位置決めマークと該マスク保持装
置に保持された印刷用マスクの位置検出マークを撮像す
るための撮像装置と、該Ｉ撮像装置により撮像された像
を画面に表示するモニター装置とを備える。該モニター
装置は画面上のカーソルを任意の位置に移動させる機能
を有する。

か＼る印刷用マスク位置合わせ装置による位置合わせは
１次のような手順で行われる。まずオペレータは、固定
されたプリント板上の位置決めマークを該撮像装置で撮
像させ、その像を該モニター装置の画面に表示させる。

オペレータは、その像の基倣点にカーソルを合わせる。

次に、印刷用マスクを該マスク保持装置にセットし、１
該印刷用マスクの位置検出マークを該撮（ｇ１装巴で撮
像させ、　　　　　１該モニター装置の画面に表示させ
る。そしてオペレータは、該制御装置を介し７て該駆動
装置を制御する二とにより、ｔモニター装置の画面に表
示さ、１ｔた位置検出マークの基７９１点かカーソルの
位１１′亡に合ｊ′りするように、註印刷用マスクと践
プリン１−仮との相対位置を調節し１、該印刷用マスク
を該プリン１〜仮に１１２圃合わせする。

〔発明の実施例〕

以下、第１図ないし、第８図を参照し、本発明の一実施
例を説明する。

初めに第２図により１本発明の印刷用マスク位１ｆｆｆ
合わせ装置が組み込ま戟たペースト印刷機の全体内構１
戊を説明する。この図において、１８はプリント・仮１
がセットされるテーブルである。３は印刷用マスクであ
り、印刷用マスク位置合わせ：裟１五により実線の位１
汽にてプリント阪１と位置合わせされたのち、破線３′
に示すように下１イニさせられ、ペースト状はんだの印
刷が可能となる。２５はスキージ８を取り付けたスキー
ジヘットである。

このスキージヘット２５は、支持架５１にスライド可１
１ピに支持されており、またボールネジ２７と螺合し・
ている。モータ等から成る駆動装置２８によってボール
ネジ２７を回転させることにより。

スキージヘット２５は図中左右ヘスライトさせられる。

２Ｇは油圧シリンダやギヤシリンダ等からなる昇降装置
であり、この昇降装置２６により支持架５１と一体にス
キージヘッド２５は冒降させら、１する。

ペースト状はんだの印刷を行う場合、印刷用マスク３を
位置合わせして下降させた後、印刷用マスク３上にペー
スト状はんだを（１（給する。そし、て。

スキージヘット２５を下降させ３図中４一端より右方向
へ移動させる。二九により、印刷用マスク３を介し、て
ペースト状状はんだがプリン１−阪１の表面にＯ１ｉ給
され、所定の導体パターンが印刷される。

以上の印刷＠溝自体は従来と同様であるので。

、＝れ以上の説明は割愛し・１本発明の目的とする位１
＋’：ｊ合わせ装置の説明に移る。

第１１’Ｊにおいて、１１１はマスク保［！？装置へで
あり。

そこに保持した印刷用マスク３をＸ、Ｙ、０方向（後述
）へ移動させるための手段を備えている。

その移動は、制御′！Ａ置１７を通じて、オペレータが
制御卸でさる。マスク保持：ｙｉ装１４には、マスク挿
入ガイ）−レール２０とマスク受け１９か、それそ−１
℃１対つつ設けら九でいる。１５はテレヒカメラ等の撮
像装置であり、垂直下向きに３箇所に設けら、１シてい
るにの撮像装置１５の設置位置と個数は、位置決め精度
と操作性に影響するため２一般にプリント仮１の外周部
、２個以上４個以下とするのが好ましい。１Ｇはモニタ
ー装置であり、各撮像装置１５に対応した画面５２を備
えている。

各間（象μ装置１５により撮像された像は、対応画面５
２に一定の（Δ率で表示される。またモニター装置１６
は、各画面５２に十字状のカーソル４４を表示し５．そ
のＸ、Ｙ方向の各ラインをオペレータが任意に移動可能
となっている。かＮるモニター装置１６そのものは一般
的なものであるので、その詳Ｘ’ｌｌｌは説明しない。

なお、プリント抜１をセットするテーブル１８は、プリ
ント仮１の反りを矯正するための真空ポンプ等を使用し
て成る手段や、プリント仮■の板７７のばらつきを補正
するための上下に動作可能な機（、■３０１＋１えてい
る。さらに、プリント仮１のセフ１−後、テーブル１８
を矢印２２の方向へ移・ｌす１させ印刷位置に停市せし
、め、印刷を終了した後、プリント括板の取り外しと再
セットのためにテーブル■８を逆方向へ移！肋させる殺
（１カか存在するか２図では省略されている。この機構
も制御装置１７により制御さ士しる。また、プリント仮
１の・１隅には。

位置決めマークとし、て十字状パターン／１２が形成さ
、１１でいる。

上記マスク保持装置１４の詳細を２第３図ないし第５図
により説明する９マスク保持装置１１１は。

印刷用マスク３を移動可能に保持するための画描として
、支点３１を中心にＯ方向に回動可能なＯテーブル３４
，０テーブル３４に対してＸ方向に移動可能なＸテーブ
ル３２．Ｘテーブル３２にン・［してＹ方向に移動可能
なＹテーブル３０．−・対のマスク挿入ガイドレール２
０．および一対のマスク受け１９から成る組み合わせ（
ｌ！！ｌ！構を備えている。　　　　ｊまた。このよう
な各テーブル３０，３２．３１をそ、ｈぞｔし作動させ
るために、制御装置１７により制御５１１さ１しろモー
タな油圧シリンダ等から成るＹ方向駆動装置３７、Ｘ方
向駆動装置３８．０方向駆動’ｌｉ置３９をＣｕえテイ
ル。Ｙ方向Ｎ　１ＩｉｌＪ　ｋ’ｉ　Ｗ　３７　トＸ方
向駆！ＩＪ装置３８はＯテーブル３４に取付けらｈでい
るが、Ｏ方向駆動装置３９は図示しない固定部＋オに取
付けられている。なお、各テーブル３０．３２．３４は
、アルミニウム材等の比較的軽量な１才丁、）て作られ
ている。

１）１１述のように、マスク保持装置１４にはマスク挿
入ガイドレール２０とマスク受け１９がそれぞ、ｈ一対
づつ設けら、れでいる（第３図参照）が、こ］Ｌについ
て第５図１こより説明する。同図のように、Ｙテーブル
３０に油圧シリンダ等の駆動装置６４６が設けられてい
る。この駆動装置４６も制御装置１７により制御される
。なお、駆動装置（１６はＹテーブル３０の４隅に設け
られているが１図には１個だけ示さｊしている。各マス
ク挿入ガイドレール２０は、一対の駆動装置４６により
Ｙテーブル３０に刻して上下方向へ移動させられる部材
５３（一対）に固着されている。また各マスク受け１１
〕は、そ↑（そ１ＬＹチーフル３０に」−下に）、ライ
１−可能に支持された一対のスライド軸５１１　（合計
・１本ある）に取（＝Ｊけらｔしている。各スタイ１〜
軸５１１にはストッパ４７が同市されており、マスク受
け１９に印刷用マスク３の重量がか＼った局舎、ス１−
ツバ１１７が下降位置調節ネジ５５と係合する位置まで
マスク受け１９は下降する。マスク受け１９に印刷用マ
スク３の重量がかきらない揚台、スプリング５６の作用
により、ストッパ４７か上昇位！准調節ネジ５７と係合
する位置（破線１９′）まで上昇する。

また第３Ｉ７１に示されるように、マスク受け１９には
、粗位置合わせ川のピン２１が突設されている。

印刷用マスク３は第６図に示さ九るように、金属′：Ｎ
９．Ｆｉのメタルマスク４を、ステンレス財等のメツシ
ュアにより、アルミニウム材等の固定（や６に張りを持
たせて取り付けたものである。メタルマスク４には、ペ
ースト供給水５の他に、プリント仮Ｉの十字状パターン
４２と対応した位置に位置１力出マークとし、ての十字
状穴３Ｇかエツチングにより形成さＪしている。固定ｔ
４’ｔ　６には、マスタ受け１９のｆｆ１位置合わせ用
ピン２１に対応させた位置に穴／１０，７１１が形成さ
九でいる。一方の穴／Ｉ　Ｏは＞σＹ方向の粗位置合Ａ
）せ用の円形穴であり、他方の穴４１けＯ方向粗位置合
わせ用の楕円形六である。

次に２第７図と第８図を参照し、位置合わせ動作を説明
する。

ます、オペレータはプリントＦｉｌをテーブル１８にセ
ットＬ７．チーフル移動を制御装置１８に）Ｕ示する。

そうすると、制御装［１８はテーブル［８の移動機［１
号を作動させ、テーブル１８を矢印２２の方向へ移動さ
せ、プリント板１をマスク保持゛Ｉ！２置１４の直下の
印刷：ｉ々置（第２図に示す位置）に停止させる。各撮
像位置１５により、プリントｔＨｌの対応した十字状パ
ターン４２が撮像され。

その像７１２′がモニター：装置１６の対応画面５２に
表示さＩＬる。オペレータはモニター装置１６の操作部
を操１ｔすることにより、カーソル４４を移動させ、カ
ーソル１１１のＸＹう、ｒンの交点をｆ争・１２′の交
点（’　Ｊｌ’、、１（１１点）に合わせる（第７図）
。カーソル・１〆１の位置は１位置合わせ器間中、そ二
に固定される。

次１−オペレータは、印刷用マスク３をマスク挿入カイ
トレール２０に１ａわせで挿入し、マスク保持装置ｉ１
４にセットする。この時、マスク挿入カイトレール２０
は上昇させらオシており、印刷用マスク３は第５図の破
線３′の位置に保持される。

その後オペレータは、制御装置１７に対し、マスク挿入
ガイトレール２０の降下を指示する。そうすると、制御
装置１７は駆動装置ＩＩ　６を作動させ。

マスク挿入カイトレール２０を下降位置まで降下させる
。その結果、セットさＪした印刷用マスク３の重量かマ
スク受け１９にかＮす、マスク受け１９は印刷用マスク
３と一緒に第５図に実線で示す位「（まで降下し、静止
する。二の際、粗位置合わせ用ピン２１が穴４０．４１
に挿入されたことによ　　　　　　、１す、印刷用マス
ク３は粗位置合わせされ、その各十字状穴３６が対応し
た撮像装置１５の視野内に入る。１撮４ｇ！装置１５に
より撮像さ九た十字状穴３６の（！Ｉｆ！３６　’　は
、第８図に示されるようにモニター装置１６の画面に表
示される。オペレータは画面に表示さ、れた像３６′と
カーソル４４を観察しなから、制御装置１７を操作する
ことにより、マス／７保持装置１４にセットされた印刷
用マスク３をＸ、Ｙ、０方向へ微小移動させ１ｓｉ６’
の交点（基１′（１８点）をカーソル１１ｔ１の交点（
基べ１（点）に一致させる。こ、１シで位置合わせは終
了である。

位置合わせを完了すると印刷を行う。この印刷は前述し
た通りであるから、こ５ではその説明を省略する。

印刷をＪｉ）了すると、オペレータは制御装置１７？、
　Ｉ、ＡＡ作することにより、マスク挿入ガイドレール
２０をｈ　肩させる。こ九により印刷用マスク３も上ｙ
１・するため、マスク受け１９は第５図の破線１９′の
位１６まで上膵する。その後、オペレータは制御：（々
口１７を操作することにより、テーブル１８を矢印２２
（第２図）と通向きに移動させ、印刷さ九たプリント板
１をチーフル１８から取り外し、次に印刷すべき新しい
プリントｔｌセットする。

なお、上記実施例において１位置検出マークとしての十
字状穴３Ｇと位置決めマークとしての十字状パターン４
２は、形状および位置ならびに個数を変更し得る。上記
実施例ではカーソル４４の交点と像３６’、４２’の交
点（中心）をそれぞれ基僧点として合わせたが、基ｔｔ
ｑ点は変更してもよい。たゾし５位置合わせ精度を高め
るためには。

（ｑξ３６’、４２’　の中心を基／（ｊｉ点に選ぶの
が一般に有利である。またカーソル７１　ｌｌの形状も
変更し得る。また、マスク保持装置１４のｈ’ｒｔ或は
適宜変更し得る。さらに、印刷用マスク３の構成も上記
のものに限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように１本発明の印刷用マスク
位置合わせ装置によれば、モニター装置の画面に表示さ
れたプリント板の位置決めマークと印刷用マスクの位置
検出マークの像を１１１　ｉｌｌ！Ｉ　Ｌながら位置合
わせが行わ九るから、撮（ｇ！装置の倍率を適切に１迂
へば、直接的に目視て位に合わせする場合に比へ、位「
Ｃ合わせ精度を大幅に改近する二とかでき、また能率的
に短時間で位置合わせを行う二とかできる５さらに、位
置合わせ作業の際に作′２コトの千を・ぐ−スト状はん
だか付着する印刷用マスクに触れさせないようにできる
ため１作業の安全性を改善できる。

・１６図而面簡ｉ１１な説明第１図は本発明の一実施例における印刷用マスク位置合
わせｘＪｉ置の分解斜視図、第２図は本発明の−・実施
例におけるペース１へ印刷機の全体構成を示す一部を省
ｍ８シ、た概略正面図、第３図は本発明の・実施例にお
けるマスク保持装置の一部を省略した平面図、第４図は
同マス、り保持装置の一部を破断し、た概略側面図、第
５図は同マスク保持装置の一部を拡大して示す概略断面
図、第６図は本発明の一実施例における印刷用マスクを
示す平面図。

第７図はプリント板の位置決めマークの像にカーソルを
合わせる操作の説明図、第８図は印刷用マスクの位置検
出マークの像をカーソルに合わせる操作の１１５２明図
、第９図は印刷用マスクを用いてプリント１反にペース
ト状はんだを印刷する方法を説明するだめの斜視図、第
１Ｏ１２Ｎは印刷用マスクとプリント板の従来の位置合
わせ方法を説明するための断面図である。

ｌ・・・プリンｈＷ、　　３・・・印刷用マスク、１４
・・・マスク保持装置、　　１５・・・撮像装置。

１Ｇ・・・モニター装置、　　［７・・・制御装置。

１８・・・テーブル、　　　１９・・・マスク受け。

２０・・・マスク挿入ガイドレール、　　２１・・・粗
位置合わせ用ピン、　　３０・・・Ｙテーブル。

３２・・・Ｘテーブル、　３４・・・Ｏテーブル。

３６・・・位置検出マークとし、ての十字状六、３７・
・・Ｙ方向駆ａ装置、　　３８・・・Ｘ方向駆動装置１
！？、、　　　３９・・・０方向駆動装置、　　　４０
．４１　・・ｔｎ位置合わせ用穴、　４３・・・位置決
めマークとし、ての十字状パターン、　　４７１・・・
カーソル。

４Ｇ・・・駆動装置。

第１図第２図第７［２１ ″Ｔ、粘′Ｊ有口１三ｌＬド（方式）％式％昭１１５９年特許願第１７５７２６じ２、発明の名称印刷用マスク位置合わせ装置３、補正をする者事・件どの関係　　出願人住所　　東京都千代１ｕ区神田騒河台四丁口Ｇ計地名弥
　　（５１０）　　株式会社　日立製作所代表者　　　
　　　　三　１）勝　茂４、代理人住所　　東京都渋谷区代々木２丁口３８番１２″ｉＪ５
、ｉｌｉ正命全命令（」昭和５９τＩ’１ｌ）４７日（発送日昭和５９年１１月
２７０）／′ ６、補正の対象　　　　　　　　　　　　　　　　、Ｉ
−１）７、間圧の内容

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ペースト状はんだの印刷用マスクを移動可能に保
持する機構と、該機構を作動させて該機構に保持された
印刷用マスクを移動させる駆動装置とから成るマスク保
持装置と、該駆動装置を制御するための制御装置と、固
定されたプリント板の位置決めマークと該マスク保持装
置に保持された印刷用マスクの位置検出マークを撮像す
るための撮像装置と、該撮像装置により撮像された像を
画面に表示するモニター装置とを備え、該モニター装置
は画面上のカーソルを任意の位置に移動させる機能を有
することを特徴とする印刷用マスク位置合わせ装置。