JPWO2016021043A1 - スクリーン印刷装置 - Google Patents

Abstract

スクリーン印刷装置のスクリーンマスク２６の下方に回路基板１９が搬入されてからスクリーン印刷動作を開始するまでの期間に、移動機構３６によりカメラ３４をスクリーンマスク２６の下方へ移動させてカメラ３４でスクリーンマスク２６の検査対象部位を下方から撮像して画像認識し、その認識結果に基づいてスクリーンマスク２６の汚れ状態を検査する。スクリーンマスク２６の検査対象部位は、回路基板１９に印刷パターンをスクリーン印刷する印刷パターン開口部３１のうちの最も微細な印刷パターン開口部３１と同程度又はそれに近い微細な印刷パターン開口部３１である。印刷パターン開口部３１が微細になるほど、印刷パターン開口部３１が汚れ（印刷材料の残り滓）で目詰りしやすくなるためである。

Description

本発明は、スクリーンマスクの汚れ状態を検査する機能を備えたスクリーン印刷装置に関する発明である。

例えば、特許文献１（特開平１０−２０２８２７号公報）に記載されたスクリーン印刷装置は、スクリーン印刷した回路基板の枚数が所定枚数になる毎に、スクリーンマスクの印刷パターン開口部をカメラで撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて印刷パターン開口部の目詰り状態を検出したときに、その目詰り状態に応じたクリーニング方法を選択してスクリーンマスクをクリーニングするようにしている。

また、特許文献２（特開平１０−２１７４２７号公報）に記載されたスクリーン印刷装置は、印刷動作毎に印刷後のスクリーンマスクの下面（裏面）をカメラで撮像して画像認識し、その認識結果に基づいてスクリーンマスクの下面へのクリーム半田のにじみを監視して、クリーニングが必要と判断したときにスクリーンマスクの下面をクリーナユニットでクリーニングするようにしている。

特開平１０−２０２８２７号公報 特開平１０−２１７４２７号公報

上記特許文献１，２のスクリーン印刷装置では、いずれもスクリーン印刷後にスクリーンマスクの下面をカメラで撮像してスクリーンマスクの汚れ状態を検査するようにしているが、検査後に次のスクリーン印刷動作を開始するまでの間にスクリーンマスクに汚れが付着してしまう可能性がある。

また、スクリーンマスクの検査対象部位をカメラで撮像する際に、スクリーン印刷後にカメラをスクリーン印刷動作の邪魔にならない退避位置からスクリーンマスクの検査対象部位を撮像する位置へ移動させて撮像してから元の退避位置へ戻すという動作を行う必要があり、カメラの移動に時間がかかってスクリーンマスクの検査に時間がかかり、生産性が低下する。

また、スクリーンマスクの印刷パターン開口部の汚れ状態を検査する際に、印刷パターン開口部の内側面に付着した汚れを検出しにくいという欠点もある。

本発明は、上述した課題の少なくとも１つを解決することを目的とする発明である。

第１の発明は、スクリーンマスクの下方に回路基板を搬入して両者を重ね合わせて前記回路基板に印刷パターンをスクリーン印刷するスクリーン印刷装置において、前記スクリーンマスクの検査対象部位を下方から撮像するカメラと、前記カメラを前記スクリーンマスクの下面に沿って移動させる移動機構とを備え、前記スクリーンマスクの下方に回路基板が搬入されてからスクリーン印刷動作を開始するまでの期間に前記移動機構により前記カメラを前記スクリーンマスクの下方へ移動させて前記カメラで前記スクリーンマスクの検査対象部位を下方から撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて前記スクリーンマスクの汚れ状態を検査する検査手段とを備えた構成としている。

この構成では、スクリーンマスクの下方に回路基板が搬入されてからスクリーン印刷動作を開始するまでの期間にカメラをスクリーンマスクの下方へ移動させてカメラでスクリーンマスクの検査対象部位を撮像してクリーンマスクの汚れ状態を検査するようにしているため、搬入した回路基板にスクリーン印刷する直前にスクリーンマスクの汚れ状態を検査することができる。

この場合、前記スクリーンマスクの汚れ状態を検査するカメラは、前記スクリーンマスクの下面の基準位置を示すマスクマークを撮像するマーク撮像用のカメラを使用し、前記検査手段は、前記移動機構により前記カメラをスクリーン印刷動作の邪魔にならない退避位置から前記スクリーンマスクの下面の前記マスクマークを撮像するマーク撮像位置へ移動させる途中又は前記マーク撮像位置から前記退避位置へ戻す途中で前記スクリーンマスクの検査対象部位を下方から撮像するようにすると良い。このようにすれば、スクリーンマスクの下面の前記マスクマークを撮像する際のカメラの移動途中でスクリーンマスクの検査対象部位を撮像することができ、スクリーンマスクの検査対象部位を撮像するのに必要なカメラの移動時間を短くすることができる。

更に、前記スクリーンマスクの検査対象部位は、前記移動機構により前記カメラを前記退避位置と前記マーク撮像位置と前記検査対象部位を撮像する位置との間で移動させる前記カメラの移動距離が短くなるように設定すると良い。このようにすれば、スクリーンマスクの検査対象部位を撮像するのに必要なカメラの移動距離を短くしてカメラの移動時間を短くすることができる。

また、第２の発明は、スクリーンマスクの下方に回路基板を搬入して両者を重ね合わせて前記回路基板に印刷パターンをスクリーン印刷するスクリーン印刷装置において、前記スクリーンマスクを下面側からクリーニングするクリーニングユニットと、前記スクリーンマスクの検査対象部位を下方から撮像するカメラと、前記クリーニングユニットと前記カメラを前記スクリーンマスクの下面に沿って移動させる移動機構と、前記移動機構により前記クリーニングユニットをスクリーン印刷動作の邪魔にならない退避位置から前記スクリーンマスクをクリーニングするクリーニング位置へ移動させる途中又はクリーニング動作中又はクリーニング動作後に前記クリーニングユニットを前記退避位置へ戻す途中に前記カメラで前記スクリーンマスクの検査対象部位を下方から撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて前記スクリーンマスクの汚れ状態を検査する検査手段とを備えた構成としたものである。

この構成では、クリーニング動作のためのクリーニングユニットの移動時間を利用してスクリーンマスクの検査対象部位を撮像することができ、スクリーンマスクの検査対象部位を撮像するのに必要な時間を短くすることができる。

前述した第１の発明と第２の発明においては、前記スクリーンマスクの検査対象部位を、生産プログラムで指定するようにしても良いし、或は、スクリーン印刷後の回路基板の印刷状態を検査する印刷検査装置の検査結果から求められた印刷不良の発生率が大きい部位を検査対象部位に指定するようにしても良い。いずれの場合も、スクリーンマスクのうちの印刷不良の発生しやすい箇所を検査対象部位に指定することができ、印刷不良の原因となる汚れを早期に検知することができる。

更に、前記スクリーンマスクの検査対象部位は、前記回路基板に印刷パターンをスクリーン印刷する印刷パターン開口部の中から指定された印刷パターン開口部（以下「検査対象の印刷パターン開口部」という）であり、前記検査手段は、予め汚れの付着していない前記検査対象の印刷パターン開口部を前記カメラで撮像して得られた前記検査対象の印刷パターン開口部の画像を基準画像として記憶手段に記憶しておき、汚れ状態の検査時に前記カメラで撮像した前記検査対象の印刷パターン開口部の画像を前記基準画像と比較して前記検査対象の印刷パターン開口部内の汚れ状態を検査するようにしても良い。このようにすれば、通常の画像認識では、スクリーンマスクと汚れとを区別しにくい場合でも、スクリーンマスクの印刷パターン開口部に付着した汚れの状態を精度良く検査することができる。

また、第３の発明は、スクリーンマスクの下方に回路基板を搬入して両者を重ね合わせて前記回路基板に印刷パターンをスクリーン印刷するスクリーン印刷装置において、前記スクリーンマスクのうちのスキージが移動するスキージングエリアには、前記回路基板に印刷パターンをスクリーン印刷する印刷パターン開口部の他に、前記スクリーンマスクの汚れ状態を検査するための印刷テストパターン開口部を形成し、前記スクリーンマスクの前記印刷テストパターン開口部を撮像するカメラと、前記カメラで前記印刷テストパターン開口部を撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて前記スクリーンマスクの汚れ状態を検査する検査手段とを備えた構成としている。本発明は、スクリーンマスクに形成した印刷テストパターン開口部の汚れ状態を検査して、スクリーンマスク全体の汚れ状態を推測するものである。

この場合、前記回路基板には、スクリーン印刷時に前記スクリーンマスクの前記印刷パターン開口部と前記印刷テストパターン開口部により印刷パターンと印刷テストパターンをスクリーン印刷し、前記検査手段は、前記回路基板にスクリーン印刷された前記印刷テストパターンを前記カメラで撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて前記回路基板の印刷状態を検査するようにしても良い。本発明は、回路基板にスクリーン印刷された印刷テストパターンの印刷状態を検査して、回路基板全体の印刷状態を推測するものである。

更に、前記スクリーンマスクの前記印刷テストパターン開口部は、前記印刷パターン開口部のうちの最も微細な印刷パターン開口部と同程度又はそれ以下に微細化されていることが望ましい。このようにすれば、スクリーンマスクの印刷パターン開口部のうちの最も印刷不良が発生しやすい微細な印刷パターン開口部と同程度又はそれよりも印刷不良が発生しやすい印刷テストパターン開口部の汚れ状態や回路基板にスクリーン印刷した印刷テストパターンの印刷状態を検査して、スクリーンマスク全体の汚れ状態（クリーニングの要否）や回路基板全体の印刷パターンの印刷状態を精度良く推測することができる。

また、第４の発明は、スクリーンマスクの下方に回路基板を搬入して両者を重ね合わせて前記回路基板に印刷パターンをスクリーン印刷するスクリーン印刷装置において、前記スクリーンマスクの検査対象の印刷パターン開口部を下方から撮像するカメラと、前記カメラを前記スクリーンマスクの下面に沿って移動させる移動機構と、前記移動機構により前記カメラをその視野の周辺に前記検査対象の印刷パターン開口部が収まる位置へ移動させて前記カメラで前記検査対象の印刷パターン開口部を撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて前記検査対象の印刷パターン開口部の汚れ状態を検査する検査手段とを備えた構成としたものである。この構成では、カメラをその視野の周辺に検査対象の印刷パターン開口部が収まる位置へ移動させてカメラで検査対象の印刷パターン開口部を撮像するため、検査対象の印刷パターン開口部の内側面に付着した汚れを斜め下方から撮像して検査することができる。

以上説明した第１〜第４の発明において、前記スクリーンマスクを下面側からクリーニングするクリーニングユニットを備え、前記検査手段の検査結果によりクリーニングの必要な汚れを検出したときに前記スクリーンマスクを前記クリーニングユニットによりクリーニングするようにしても良い。このようにすれば、検査手段の検査結果によりクリーニングの必要な汚れを検出したときのみに、スクリーンマスクをクリーニングユニットによりクリーニングすることができて、クリーニング回数を必要最小限に抑えることができる。

更に、スクリーンマスクのクリーニング実行後にスクリーンマスクの汚れ状態を検査し、クリーニングの必要な汚れを検出したときに前記スクリーンマスクのクリーニングを再度実行するようにしても良い。このようにすれば、クリーニングしたスクリーンマスクに、クリーニングの必要な汚れの拭き残しがあった場合に、スクリーンマスクを再度クリーニングして、残った汚れを拭き取ることができる。

或は、前記検査手段は、前記スクリーンマスクのクリーニング実行後に前記スクリーンマスクの汚れ状態を検査し、クリーニングの必要な汚れを検出したときにスクリーン印刷装置の稼働を停止すると共に、表示及び／又は音声により作業者に告知するようにしても良い。要するに、スクリーンマスクをクリーニングしても、汚れを十分に拭き取ることができなかった場合は、クリーニング動作に何らかのトラブルが発生している可能性があるため、スクリーン印刷装置の稼働を停止して、作業者に点検するように促すものである。

図１は本発明の実施例１を示すスクリーン印刷装置の構成を説明する図である。 図２（ａ）〜（ｃ）はスクリーン印刷装置の印刷動作を説明する図である。 図３はスクリーンマスクの下面のマスクマークを撮像する動作を説明する図である。 図４はスクリーンマスクのクリーニング動作を説明する図である。 図５はスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図である。 図６は本発明の実施例４で使用するスクリーンマスクの下面図である。 図７は本発明の実施例５におけるカメラ視野内の検査対象の印刷パターン開口部の位置を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図５に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてスクリーン印刷装置の構成を説明する。

スクリーン印刷装置の基台となる昇降台１１は、Ｚ１軸モータ１２によってＺ１軸送りねじ機構１３を駆動することで昇降ガイド１４に沿って上下方向（Ｚ方向）にスライド移動されるように構成されている。この昇降台１１上には、ベース部１５がＸ，Ｙ方向とθ方向に位置調整可能に設けられ、このベース部１５にＺ２軸モータ１６とＺ３軸モータ１７が固定されている。Ｚ２軸モータ１６は、Ｚ２軸送りねじ機構１８を駆動することで、回路基板１９を下方から受け支えるためのバックアップピン２０を昇降させる。

一方、Ｚ３軸モータ１７は、Ｚ３軸送りねじ機構（図示せず）を駆動することで、回路基板１９の両側縁を挟み付けるようにクランプするサイドクランパ２１を昇降させる。両側のサイドクランパ２１の間隔は、クランプする回路基板１９の幅に合わせて送りねじ機構２２によって調整されるようになっている。サイドクランパ２１の内側には、回路基板１９を搬入・搬出するためのコンベア２３が設けられ、このコンベア２３上で回路基板１９の両側縁がサイドクランパ２１でクランプされるようになっている。

各サイドクランパ２１に隣接してマスク支持プレート２４がベース部１５に固定され、両側のマスク支持プレート２４の間隔が送りねじ機構２５によって調整されるようになっている。これらマスク支持プレート２４やサイドクランパ２１の上方には、スクリーンマスク２６（メタルマスク）が水平に設置され、このスクリーンマスク２６の上方にスキージ２７が配置されている。このスキージ２７は、スキージ移動機構３０（図５参照）によってスクリーンマスク２６の上面に沿って移動される。スクリーンマスク２６には、回路基板１９に半田パターン等の印刷パターンを印刷する印刷パターン開口部３１が形成され、更に、スクリーンマスク２６の下面の複数箇所（例えば対角方向の２箇所又は４方向の４箇所）に、Ｘ，Ｙ，θ方向の基準位置を位置決めするためのマスクマーク３２（図３参照）が形成されている。

一方、回路基板１９の上面には、半田パターン等の印刷パターンを印刷するランド等が形成され、更に、回路基板１９の上面の複数箇所（例えば対角方向の２箇所又は４方向の４箇所）に、Ｘ，Ｙ，θ方向の基準位置を位置決めするための基板マーク３３（図３参照）が形成されている。

図２（ｂ）及び図３に示すように、スクリーン印刷装置には、回路基板１９の基板マーク３３とスクリーンマスク２６のマスクマーク３２等の撮像対象部位を撮像するマーク撮像用のカメラ３４が設けられている。このカメラ３４は、移動機構３６（図５参照）によってスクリーンマスク２６の下面に沿ってＸ，Ｙ方向に移動されると共に、該カメラ３４のレンズ側には、回路基板１９側と、スクリーンマスク２６側の両方を撮像するためのプリズム３５が装着されている。スクリーン印刷装置の稼働中は、スクリーン印刷前に回路基板１９とスクリーンマスク２６との間隔をあけた状態で、カメラ３４を回路基板１９とスクリーンマスク２６との間に移動させて回路基板１９の基板マーク３３とスクリーンマスク２６のマスクマーク３２等を順番に撮像した後、カメラ３４を回路基板１９の外側へ退避させて、回路基板１９上にスクリーンマスク２６を重ね合わせた状態にしてスクリーン印刷を行う。

また、スクリーン印刷装置には、スクリーンマスク２６に付着した汚れ（印刷材料の残り滓）を拭き取るクリーニングユニット４１が移動機構３６（図５参照）によってスクリーンマスク２６の下面に沿ってＹ方向（又はＸ方向）に移動可能に設けられている。このクリーニングユニット４１には、上向きに開口する吸入溝（図示せず）を有するクリーニングヘッド４２が上下動可能に設けられ、該クリーニングヘッド４２の上面に跨がってクリーニングぺーパ４３が取り替え可能にセットされている。クリーニング動作時には、クリーニングヘッド４２（又はクリーニングユニット４１）を最上位置（クリーニング位置）に上昇させて、スクリーンマスク２６の下面にクリーニングぺーパ４３を接触させて前記吸入溝から空気を該クリーニングヘッド４２内に吸入することで、スクリーンマスク２６の印刷パターン開口部３１内に付着した汚れ（印刷材料の残り滓）をクリーニングぺーパ４３側に吸引しながらクリーニングユニット４１をスクリーンマスク２６の下面に沿ってＹ方向（又はＸ方向）に移動させて、スクリーンマスク２６の印刷パターン開口部３１内やその下面側周辺部分に付着した汚れをクリーニングぺーパ４３で拭き取ると共に、クリーニングヘッド４２上のクリーニングぺーパ４３の使用済み部分（汚れ拭き取り部分）を一方のロール４４ａに巻き取り、他方のロール４４ｂからクリーニングぺーパ４３の未使用部分をクリーニングヘッド４２上に引き出すようになっている。

尚、クリーニングヘッド４２とクリーニングぺーパ４３のＸ方向の幅寸法は、スクリーンマスク２６のＸ方向の幅寸法よりも大きく設定され、クリーニングユニット４１をスクリーンマスク２６の下面に沿ってＹ方向に移動させるクリーニング動作を１回行うことで、スクリーンマスク２６の下面全体をクリーニングできるようになっている。クリーニング動作終了後は、クリーニングヘッド４２（又はクリーニングユニット４１）を昇降機構３７（図５参照）によって下降させて、クリーニングヘッド４２上のクリーニングぺーパ４３をスクリーンマスク２６の下面から離間させた後、移動機構３６によってクリーニングユニット４１をスクリーン印刷動作の邪魔にならない退避位置へ移動させるようになっている。

本実施例１では、クリーニングユニット４１とカメラ３４を移動させる移動機構３６は、Ｘ方向（又はＹ方向）にはクリーニングユニット４１とカメラ３４を一体的に移動させ、Ｙ方向（又はＸ方向）にはクリーニングユニット４１とカメラ３４を別々に移動させるように構成されている。

以上のように構成されたスクリーン印刷装置の動作を制御する制御装置５１（図５参照）は、マイクロコンピュータを主体として構成され、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置５２と、ハードディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置５３（記憶手段）と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置５４等が接続されている。スクリーン印刷装置の制御装置５１は、スクリーンマスク２６の下方に搬入した回路基板１９に半田パターン等の印刷パターンを次のようにしてスクリーン印刷する動作を制御する。

予め、図２（ａ）に示すように、両側のマスク支持プレート２４の間隔を狭めて、各マスク支持プレート２４の先端部分がサイドクランパ２１よりも内側に突出した状態にしておく。この状態で、コンベア２３により回路基板１９が所定の印刷位置まで搬入された時点で、コンベア２３を停止して回路基板１９をバックアップピン２０の真上の位置で停止させる。この後、Ｚ２軸モータ１６によってバックアップピン２０を上昇させて回路基板１９を下方からバックアップピン２０で突き上げて、該回路基板１９の両端部分を各マスク支持プレート２４の下面に当接させた状態にする。この状態で、両側のサイドクランパ２１の間隔を狭めて回路基板１９の両側縁をクランプする。

この後、図２（ｂ）に示すように、両側のマスク支持プレート２４の間隔を広げて両側のサイドクランパ２１をＺ３軸モータ１７によって少しだけ上昇させ、マスク支持プレート２４とサイドクランパ２１と回路基板１９の各々の上面の高さを揃えた状態にする。この状態で、カメラ３４を回路基板１９とスクリーンマスク２６との間のマーク撮像位置へ移動させて、該カメラ３４によって回路基板１９の上面の基板マーク３３とスクリーンマスク２６のマスクマーク３２を順番に撮像して基板マーク３３の位置とマスクマーク３２の位置を画像処理により認識し、その認識結果に基づいて回路基板１９とスクリーンマスク２６との間のＸ，Ｙ，θ方向の位置ずれ量を算出してＸ，Ｙ，θ方向のずれ補正値を求め、このずれ補正値分だけベース部１５（回路基板１９）の位置をＸ，Ｙ，θ方向に調整して、回路基板１９とスクリーンマスク２６との間のＸ，Ｙ，θ方向の位置ずれ（印刷ずれ）を補正する。

この状態で、Ｚ１軸モータ１２によってＺ１軸送りねじ機構１３を駆動することで、マスク支持プレート２４とサイドクランパ２１と回路基板１９とを一体的に上昇させて、これら三者を、図２（ｃ）に示すようにスクリーンマスク２６の下面に軽く接触させた位置で停止させる。この基板上昇動作と並行して又は相前後してスキージ２７を下降させてスキージ２７をスクリーンマスク２６の上面に接触させた状態にする。

この後、スキージ２７をスクリーンマスク２６の上面に沿って移動させることで、回路基板１９の上面に印刷パターンをスクリーン印刷する。

スクリーン印刷終了後は、マスク支持プレート２４とサイドクランパ２１と回路基板１９とを一体的に元の高さ位置まで下降させて、サイドクランパ２１によるクランプを解除してスクリーン印刷済みの回路基板１９をコンベア２３によりスクリーン印刷装置から搬出する。

更に、スクリーン印刷装置の制御装置５１は、スクリーンマスク２６の汚れ状態（印刷材料の残り滓の付着状態）を検査する検査手段としても機能し、スクリーンマスク２６の下方に回路基板１９が搬入されてからスクリーン印刷動作を開始するまでの期間に移動機構３６によりカメラ３４をスクリーンマスク２６の下方へ移動させてカメラ３４でスクリーンマスク２６の検査対象部位を下方から撮像して画像認識し、その認識結果に基づいてスクリーンマスク２６の汚れ状態を検査する。この場合、スクリーンマスク２６の下方に回路基板１９が搬入される毎に、その都度、スクリーンマスク２６の汚れ状態を検査するようにしても良いし、回路基板１９の搬入枚数が所定枚数になる毎に、スクリーンマスク２６の汚れ状態を検査するようにしても良い。

本実施例１では、スクリーンマスク２６の検査対象部位は、回路基板１９に印刷パターンをスクリーン印刷する印刷パターン開口部３１のうちの最も微細な印刷パターン開口部３１と同程度又はそれに近い微細な印刷パターン開口部３１である。印刷パターン開口部３１が微細になるほど、印刷パターン開口部３１が汚れ（印刷材料の残り滓）で目詰りしやすくなるため、スクリーンマスク２６のうちの汚れが付着しやすい部分である微細な印刷パターン開口部３１の汚れ状態を画像認識することでスクリーンマスク２６全体の汚れ状態（クリーニングの要否）を推測するものである。

スクリーンマスク２６の検査対象部位（検査対象の印刷パターン開口部３１）は、生産プログラム（生産ジョブ）で指定するようにしても良いし、或は、スクリーン印刷後の回路基板１９の印刷状態を検査する印刷検査装置（図示せず）の検査結果から求められた印刷不良の発生率が大きい部位を検査対象部位に指定するようにしても良い。いずれの場合も、スクリーンマスク２６のうちの印刷不良の発生しやすい箇所（微細な印刷パターン開口部３１）を検査対象部位に指定することができ、印刷不良の原因となる汚れを早期に検知することができる。

また、本実施例１では、移動機構３６によりカメラ３４をスクリーン印刷動作の邪魔にならない退避位置からスクリーンマスク２６の下面のマスクマーク３２を撮像するマーク撮像位置へ移動させる途中又はマーク撮像位置から退避位置へ戻す途中でスクリーンマスク２６の検査対象の印刷パターン開口部３１を下方から撮像するようにしている。

更に、スクリーンマスク２６の検査対象の印刷パターン開口部３１は、移動機構３６によりカメラ３４を前記退避位置と前記マーク撮像位置と検査対象の印刷パターン開口部３１を撮像する位置との間で移動させるカメラ３４の移動距離が短くなるように設定されている。

また、スクリーン印刷装置の制御装置５１は、スクリーンマスク２６の汚れ状態の検査結果によりクリーニングの必要な汚れを検出したときに、スクリーンマスク２６をクリーニングユニット４１によりクリーニングするようにしている。このようにすれば、スクリーンマスク２６の汚れ状態の検査結果によりクリーニングの必要な汚れを検出したときのみに、スクリーンマスク２６をクリーニングユニット４１によりクリーニングすることができて、クリーニング回数を必要最小限に抑えることができる。

この場合、スクリーンマスク２６のクリーニング実行後に、再度、カメラ３４でスクリーンマスク２６の検査対象の印刷パターン開口部３１を下方から撮像してスクリーンマスク２６の汚れ状態を再検査し、クリーニングの必要な汚れを検出したときに、スクリーンマスク２６のクリーニングを再度実行するようにしても良い。このようにすれば、クリーニングしたスクリーンマスク２６に、クリーニングの必要な汚れの拭き残しがあった場合に、スクリーンマスク２６を再度クリーニングして、残った汚れを拭き取ることができる。

或は、スクリーンマスク２６のクリーニング実行後に、スクリーンマスク２６の汚れ状態を再検査し、クリーニングの必要な汚れを検出したときに、スクリーン印刷装置の稼働を停止すると共に、表示装置５４の表示及び／又は音声により作業者に告知するようにしても良い。要するに、スクリーンマスク２６をクリーニングしても、汚れを十分に拭き取ることができなかった場合は、クリーニング動作に何らかのトラブルが発生している可能性があるため、スクリーン印刷装置の稼働を停止して、作業者に点検するように促すものである。

以上説明した本実施例１では、スクリーンマスク２６の下方に回路基板１９が搬入されてからスクリーン印刷動作を開始するまでの期間にカメラ３４をスクリーンマスク２６の下方へ移動させてカメラ３４でスクリーンマスク２６の検査対象の印刷パターン開口部３１を撮像してクリーンマスク２６の汚れ状態を検査するようにしているため、搬入した回路基板１９にスクリーン印刷する直前にスクリーンマスク２６の汚れ状態を検査することができる。

更に、本実施例１では、移動機構３６によりカメラ３４をスクリーン印刷動作の邪魔にならない退避位置からスクリーンマスク２６の下面のマスクマーク３２を撮像するマーク撮像位置へ移動させる途中又はマーク撮像位置から退避位置へ戻す途中でスクリーンマスク２６の検査対象の印刷パターン開口部３１を下方から撮像するようにしているため、スクリーンマスク２６の下面のマスクマーク３２を撮像する際のカメラ３４の移動途中でスクリーンマスク２６の検査対象の印刷パターン開口部３１を撮像することができ、スクリーンマスク２６の検査対象の印刷パターン開口部３１を撮像するのに必要なカメラ３４の移動時間を短くすることができて、サイクルタイムを短縮することができる。

次に、本発明の実施例２を説明する。但し、上記実施例１と実質的に同じ部分は説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。

上記実施例１では、スクリーンマスク２６の下方に回路基板１９が搬入されてからスクリーン印刷動作を開始するまでの期間にカメラ３４でスクリーンマスク２６の検査対象の印刷パターン開口部３１を撮像してクリーンマスク２６の汚れ状態を検査するようにしたが、本実施例２では、スクリーン印刷装置の制御装置５１は、移動機構３６によりクリーニングユニット４１をスクリーン印刷動作の邪魔にならない退避位置からスクリーンマスク２６をクリーニングするクリーニング位置へ移動させる途中又はクリーニング動作中又はクリーニング動作後にクリーニングユニット４１を前記退避位置へ戻す途中に、上記実施例１と同様に、カメラ３４でスクリーンマスク２６の検査対象部位（検査対象の印刷パターン開口部３１）を下方から撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて前記スクリーンマスク２６の汚れ状態を検査するようにしている。

この場合、クリーニングユニット４１に対してカメラ３４をクリーニング位置側に配置して、クリーニングユニット４１を退避位置からクリーニング位置へ移動させる途中にスクリーンマスク２６の検査対象部位を画像認識してスクリーンマスク２６の汚れ状態を検査するようにすれば、クリーニング動作開始直前にスクリーンマスク２６の汚れ状態を検査することができ、その検査結果に基づいてスクリーンマスク２６にクリーニングの必要な汚れが付着していないと判断した場合には、クリーニング動作を行わずに、クリーニングユニット４１を退避位置へ戻すようにしても良い。

また、クリーニングユニット４１に対してカメラ３４をクリーニング位置側とは反対側に配置して、クリーニング動作後にクリーニングユニット４１を退避位置へ戻す途中にスクリーンマスク２６の検査対象部位を画像認識してスクリーンマスク２６の汚れ状態を検査するようにすれば、クリーニング動作直後のスクリーンマスク２６の汚れ状態を検査することができ、その検査結果に基づいてスクリーンマスク２６にクリーニングの必要な汚れの拭きの残しがあると判断した場合に、再度、クリーニング動作を実行して、クリーニング動作直後のスクリーンマスク２６の汚れ状態を再検査するようにしても良い。更に、再検査により、スクリーンマスク２６にクリーニングの必要な汚れの拭きの残しがあると判断した場合に、スクリーン印刷装置の稼働を停止すると共に、表示装置５４の表示及び／又は音声により作業者に告知するようにしても良い。要するに、クリーニング動作を２回実行しても、汚れを十分に拭き取ることができなかった場合は、クリーニング動作に何らかのトラブルが発生している可能性があるため、スクリーン印刷装置の稼働を停止して、作業者に点検するように促すものである。

以上説明した本実施例２によれば、クリーニング動作のためのクリーニングユニット４１の移動時間を利用してスクリーンマスク２６の検査対象部位を撮像することができ、スクリーンマスク２６の検査対象部位を撮像するのに必要な時間を短くすることができて、サイクルタイムを短縮することができる。

次に、本発明の実施例３を説明する。
本実施例３では、スクリーンマスク２６の汚れ状態を画像認識する方法を変更したものであり、それ以外の事項は、前記実施例１又は実施例２と実質的に同じである。

本実施例３では、スクリーン印刷装置の制御装置５１は、予め汚れの付着していない検査対象の印刷パターン開口部３１をカメラ３４で撮像して得られた検査対象の印刷パターン開口部３１の画像を基準画像として記憶装置５３に記憶しておき、スクリーンマスク２６の汚れ状態を検査するときにカメラ３４で撮像した検査対象の印刷パターン開口部３１の画像を前記基準画像と比較して検査対象の印刷パターン開口部３１内の汚れ状態を検査するようにしている。

このようにすれば、通常の画像認識では、スクリーンマスク２６と汚れとを区別しにくい場合でも、スクリーンマスク２６の印刷パターン開口部３１に付着した汚れの状態を精度良く検査することができる。

次に、本発明の実施例４を図６を用いて説明する。但し、前記実施例１と実質的に同じ部分は同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。

本実施例４では、スクリーンマスク２６のうちのスキージ２７が移動するスキージングエリア６１には、回路基板１９に印刷パターンをスクリーン印刷する印刷パターン開口部３１の他に、スクリーンマスク２６の汚れ状態を検査するための印刷テストパターン開口部６２を形成している。この印刷テストパターン開口部６２を形成する位置は、カメラ３４の退避位置とマーク撮像位置と印刷テストパターン開口部６２を撮像する位置との間で移動させるカメラ３４の移動距離が短くなるように設定すると良い。

この印刷テストパターン開口部６２は、印刷パターン開口部３１のうちの最も微細な印刷パターン開口部３１と同程度又はそれ以下に微細化されている。スクリーン印刷装置の制御装置５１は、スクリーンマスク２６の検査対象部位を印刷テストパターン開口部６２とし、前記実施例１又は実施例２と同様の時期にスクリーンマスク２６の汚れ状態を検査するときに、カメラ３４で印刷テストパターン開口部３１を撮像して画像認識し、その認識結果に基づいてスクリーンマスク２６の汚れ状態を検査する。要するに、スクリーンマスク２６に形成した印刷テストパターン開口部６２の汚れ状態を検査して、スクリーンマスク２６全体の汚れ状態を推測するものである。この際、前記実施例３と同様に、予め汚れの付着していない印刷テストパターン開口部６２をカメラ３４で撮像して得られた印刷テストパターン開口部６２の画像を基準画像として記憶装置５３に記憶しておき、スクリーンマスク２６の汚れ状態を検査するときに、カメラ３４で撮像した印刷テストパターン開口部６２の画像を前記基準画像と比較して印刷テストパターン開口部６２内の汚れ状態を検査するようにしても良い。

更に、本実施例４では、スクリーン印刷時にスクリーンマスク２６の印刷パターン開口部３１と印刷テストパターン開口部６２により回路基板１９に印刷パターンと印刷テストパターンをスクリーン印刷し、スクリーン印刷装置の制御装置５１は、回路基板１９にスクリーン印刷された印刷テストパターンをカメラ３４で撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて回路基板１９の印刷状態を検査するようにしている。要するに、回路基板１９にスクリーン印刷された印刷テストパターンの印刷状態を検査して、回路基板１９全体の印刷パターンの印刷状態を推測するものである。

以上説明した本実施例４では、スクリーンマスク２６の印刷テストパターン開口部６２は、印刷パターン開口部３１のうちの最も微細な印刷パターン開口部３１と同程度又はそれ以下に微細化されているため、スクリーンマスク２６の印刷パターン開口部３１のうちの最も印刷不良が発生しやすい微細な印刷パターン開口部３１と同程度又はそれよりも印刷不良が発生しやすい印刷テストパターン開口部６２の汚れ状態や回路基板１９にスクリーン印刷した印刷テストパターンの印刷状態を検査して、スクリーンマスク２６全体の汚れ状態（クリーニングの要否）や回路基板１９全体の印刷パターンの印刷状態を精度良く推測することができる。

次に、本発明の実施例５を図７を用いて説明する。但し、前記実施例１と実質的に同じ部分は同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。

本実施例５では、スクリーン印刷装置の制御装置５１は、前記実施例１〜３のいずれかの動作で、スクリーンマスク２６の汚れ状態を検査するときに、移動機構３６によりカメラ３４をその視野の周辺に検査対象の印刷パターン開口部３１が収まる位置へ移動させてカメラ３４で検査対象の印刷パターン開口部３１を撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて検査対象の印刷パターン開口部３１の汚れ状態を検査するようにしている。

この構成では、カメラ３４をその視野の周辺に検査対象の印刷パターン開口部３１が収まる位置へ移動させてカメラ３４で検査対象の印刷パターン開口部３１を撮像するため、検査対象の印刷パターン開口部３１の内側面に付着した汚れを斜め下方から撮像して検査することができる。

尚、前記実施例４において、印刷テストパターン開口部６２の汚れ状態を検査するときに、カメラ３４をその視野の周辺に印刷テストパターン開口部６２が収まる位置へ移動させてカメラ３４で印刷テストパターン開口部６２を撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて印刷テストパターン開口部６２の汚れ状態を検査するようにしても良い。

その他、本発明は、図１及び図２に示す構成のスクリーン印刷装置に限定されず、スクリーン印刷機の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

１１…昇降台、１２…Ｚ１軸モータ、１３…Ｚ１軸送りねじ機構、１４…昇降ガイド、１５…ベース部、１６…Ｚ２軸モータ、１７…Ｚ３軸モータ、１８…Ｚ２軸送りねじ機構、１９…回路基板、２０…バックアップピン、２１…サイドクランパ、２２…送りねじ機構、２３…コンベア、２４…マスク支持プレート、２５…送りねじ機構、２６…スクリーンマスク、２７…スキージ、３１…印刷パターン開口部、３２…マスクマーク、３３…基板マーク、３４…カメラ、３５…プリズム、５１…制御装置（検査手段）、５３…記憶装置（記憶手段）、５４…表示装置（表示手段）、６１…スキージングエリア、６２…印刷テストパターン開口部

Claims (14)

1. スクリーンマスクの下方に回路基板を搬入して両者を重ね合わせて前記回路基板に印刷パターンをスクリーン印刷するスクリーン印刷装置において、
   前記スクリーンマスクの検査対象部位を下方から撮像するカメラと、
   前記カメラを前記スクリーンマスクの下面に沿って移動させる移動機構とを備え、
   前記スクリーンマスクの下方に回路基板が搬入されてからスクリーン印刷動作を開始するまでの期間に前記移動機構により前記カメラを前記スクリーンマスクの下方へ移動させて前記カメラで前記スクリーンマスクの検査対象部位を下方から撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて前記スクリーンマスクの汚れ状態を検査する検査手段と
   を備えていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
2. 請求項１に記載のスクリーン印刷装置において、
   前記カメラは、前記スクリーンマスクの下面の基準位置を示すマスクマークを撮像するマーク撮像用のカメラを使用し、
   前記検査手段は、前記移動機構により前記カメラをスクリーン印刷動作の邪魔にならない退避位置から前記スクリーンマスクの下面の前記マスクマークを撮像するマーク撮像位置へ移動させる途中又は前記マーク撮像位置から前記退避位置へ戻す途中で前記スクリーンマスクの検査対象部位を下方から撮像することを特徴とするスクリーン印刷装置。
3. 請求項２に記載のスクリーン印刷装置において、
   前記スクリーンマスクの検査対象部位は、前記移動機構により前記カメラを前記退避位置と前記マーク撮像位置と前記検査対象部位を撮像する位置との間で移動させる前記カメラの移動距離が短くなるように設定されていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
4. スクリーンマスクの下方に回路基板を搬入して両者を重ね合わせて前記回路基板に印刷パターンをスクリーン印刷するスクリーン印刷装置において、
   前記スクリーンマスクを下面側からクリーニングするクリーニングユニットと、
   前記スクリーンマスクの検査対象部位を下方から撮像するカメラと、
   前記クリーニングユニットと前記カメラを前記スクリーンマスクの下面に沿って移動させる移動機構と、
   前記移動機構により前記クリーニングユニットをスクリーン印刷動作の邪魔にならない退避位置から前記スクリーンマスクをクリーニングするクリーニング位置へ移動させる途中又はクリーニング動作中又はクリーニング動作後に前記クリーニングユニットを前記退避位置へ戻す途中に前記カメラで前記スクリーンマスクの検査対象部位を下方から撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて前記スクリーンマスクの汚れ状態を検査する検査手段と
   を備えていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のスクリーン印刷装置において、
   前記スクリーンマスクの検査対象部位は、生産プログラムで指定されることを特徴とするスクリーン印刷装置。
6. 請求項１乃至４のいずれかに記載のスクリーン印刷装置において、
   前記スクリーンマスクの検査対象部位は、スクリーン印刷後の回路基板の印刷状態を検査する印刷検査装置の検査結果から求められた印刷不良の発生率が大きい部位に指定されることを特徴とするスクリーン印刷装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のスクリーン印刷装置において、
   前記スクリーンマスクの検査対象部位は、前記回路基板に印刷パターンをスクリーン印刷する印刷パターン開口部の中から指定された印刷パターン開口部（以下「検査対象の印刷パターン開口部」という）であり、
   前記検査手段は、予め汚れの付着していない前記検査対象の印刷パターン開口部を前記カメラで撮像して得られた前記検査対象の印刷パターン開口部の画像を基準画像として記憶手段に記憶しておき、汚れ状態の検査時に前記カメラで撮像した前記検査対象の印刷パターン開口部の画像を前記基準画像と比較して前記検査対象の印刷パターン開口部内の汚れ状態を検査することを特徴とするスクリーン印刷装置。
8. スクリーンマスクの下方に回路基板を搬入して両者を重ね合わせて前記回路基板に印刷パターンをスクリーン印刷するスクリーン印刷装置において、
   前記スクリーンマスクのうちのスキージが移動するスキージングエリアには、前記回路基板に印刷パターンをスクリーン印刷する印刷パターン開口部の他に、前記スクリーンマスクの汚れ状態を検査するための印刷テストパターン開口部が形成され、
   前記スクリーンマスクの前記印刷テストパターン開口部を撮像するカメラと、
   前記カメラで前記印刷テストパターン開口部を撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて前記スクリーンマスクの汚れ状態を検査する検査手段と
   を備えていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
9. 請求項８に記載のスクリーン印刷装置において、
   前記回路基板には、スクリーン印刷時に前記スクリーンマスクの前記印刷パターン開口部と前記印刷テストパターン開口部により印刷パターンと印刷テストパターンがスクリーン印刷され、
   前記検査手段は、前記回路基板にスクリーン印刷された前記印刷テストパターンを前記カメラで撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて前記回路基板の印刷状態を検査することを特徴とするスクリーン印刷装置。
10. 請求項８又は９に記載のスクリーン印刷装置において、
    前記スクリーンマスクの前記印刷テストパターン開口部は、前記印刷パターン開口部のうちの最も微細な印刷パターン開口部と同程度又はそれ以下に微細化されていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
11. スクリーンマスクの下方に回路基板を搬入して両者を重ね合わせて前記回路基板に印刷パターンをスクリーン印刷するスクリーン印刷装置において、
    前記スクリーンマスクの検査対象の印刷パターン開口部を下方から撮像するカメラと、
    前記カメラを前記スクリーンマスクの下面に沿って移動させる移動機構と、
    前記移動機構により前記カメラをその視野の周辺に前記検査対象の印刷パターン開口部が収まる位置へ移動させて前記カメラで前記検査対象の印刷パターン開口部を撮像して画像認識し、その認識結果に基づいて前記検査対象の印刷パターン開口部の汚れ状態を検査する検査手段と
    を備えていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載のスクリーン印刷装置において、
    前記スクリーンマスクを下面側からクリーニングするクリーニングユニットを備え、
    前記検査手段の検査結果によりクリーニングの必要な汚れを検出したときに前記スクリーンマスクを前記クリーニングユニットによりクリーニングすることを特徴とするスクリーン印刷装置。
13. 請求項１２に記載のスクリーン印刷装置において、
    前記検査手段は、前記スクリーンマスクのクリーニング実行後に前記スクリーンマスクの汚れ状態を検査し、クリーニングの必要な汚れを検出したときに前記スクリーンマスクのクリーニングを再度実行することを特徴とするスクリーン印刷装置。
14. 請求項１２に記載のスクリーン印刷装置において、
    前記検査手段は、前記スクリーンマスクのクリーニング実行後に前記スクリーンマスクの汚れ状態を検査し、クリーニングの必要な汚れを検出したときにスクリーン印刷装置の稼働を停止すると共に、表示及び／又は音声により作業者に告知することを特徴とするスクリーン印刷装置。

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