JPWO2018047268A1

JPWO2018047268A1 - スクリーン印刷装置および印刷条件設定方法

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Inventors: 敦志鳥居
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Abstract

仮条件に基づいてスクリーン印刷が実行される度に、スクリーンマスクの開口部Ｈを撮像した印刷後画像を仮条件に対応付けて取得し（図（ｂ），（ｃ））、その印刷後画像と、スクリーン印刷が実行される前に撮像した基準画像（図（ａ））とに基づいて、基準画像により近い印刷後画像に対応付けられた仮条件を選定し、選定した仮条件をスクリーン印刷の実行条件に設定する。これにより、仮条件を適宜変更しながらスクリーン印刷を実行して、基準画像により近い適切な仮条件をスクリーン印刷の実行条件に容易に設定することができる。

Description

本発明は、スクリーン印刷装置および印刷条件設定方法に関する。

従来より、印刷パターンに応じた開口部が設けられたスクリーンマスクを基板上に固定し、スキージにより開口部にハンダを充填してスクリーン印刷を行うスクリーン印刷装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このスクリーン印刷装置では、開口部のハンダの充填状態を撮像し、充填不良箇所を検出すると充填動作に関して設定可能な条件として、ハンダの供給量やスキージの圧接度、スキージの移動速度などを調整するものとしている。

特開平１０−３３７８４３号公報

しかしながら、上述したスクリーン印刷装置では、どのような充填不良が検出された場合に、充填動作に関する条件を具体的にどのように調整するかについては記載されていない。例えば、作業者に各条件の調整を行わせる場合、調整によって充填状態がどのように変化するかを作業者が正確に予測するのは困難であり、作業者のスキルや経験によって調整の仕方がばらつくことがある。また、作業者の調整の仕方によっては、充填状態が却って悪化することも考えられる。

本発明は、スクリーン印刷におけるより適切な印刷条件を容易に設定することを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のスクリーン印刷装置は、
スクリーンマスクの開口部に粘性流体を充填して基板上に塗布するスクリーン印刷を実行するスクリーン印刷装置であって、
前記スクリーン印刷の実行条件が設定される前に、仮の実行条件である仮条件を設定する仮条件設定手段と、
前記仮条件に基づいて前記スクリーン印刷が実行される度に、前記開口部の状態および前記基板上に塗布された粘性流体の状態のうちいずれかを、前記仮条件に対応付けて実行結果として取得する実行結果取得手段と、
前記実行結果と所定の基準結果とに基づいて、前記基準結果により近い前記実行結果に対応付けられた前記仮条件を選定し、該選定した前記仮条件を前記実行条件に設定する実行条件設定手段と、
を備えることを要旨とする。

本発明のスクリーン印刷装置は、仮条件に基づいてスクリーン印刷が実行される度に、スクリーンマスクの開口部の状態および基板上に塗布された粘性流体の状態のうちいずれかを、仮条件に対応付けて実行結果として取得する。そして、実行結果と所定の基準結果とに基づいて、基準結果により近い実行結果に対応付けられた仮条件を選定して、スクリーン印刷の実行条件に設定する。これにより、仮条件を適宜変更しながらスクリーン印刷を実行し、所定の基準結果により近い実行結果に対応付けられた仮条件を、スクリーン印刷の実行条件に設定することができる。このため、実際の実行結果が基準結果により近い適切な実行条件を容易に設定することができるから、印刷品質を容易に向上させることができる。

本発明のスクリーン印刷装置において、前記スクリーンマスクと前記基板とが離間している状態で前記スクリーンマスクを下方から撮像可能な撮像装置と、前記スクリーン印刷が実行される前に、前記撮像装置により前記スクリーンマスクが撮像された基準画像を前記基準結果として取得する基準結果取得手段と、を備え、前記実行結果取得手段は、前記スクリーン印刷が実行された後に、前記撮像装置により前記スクリーンマスクが撮像された印刷後画像を、前記実行結果として前記仮条件に対応付けて取得し、前記実行条件設定手段は、前記印刷後画像と前記基準画像とに基づいて、前記基準画像により近い前記印刷後画像に対応付けられた前記仮条件を選定し、該選定した前記仮条件を前記実行条件に設定するものとしてもよい。こうすれば、基準結果としての基準画像と、実行結果としての印刷後画像とに基づいて、スクリーン印刷の実行条件を容易に設定することができる。

本発明のスクリーン印刷装置において、前記実行条件および前記仮条件には、前記開口部に粘性流体を充填する際の充填条件を含み、前記実行条件設定手段は、前記印刷後画像において前記開口部の縁ににじんだ粘性流体のにじみ量が、前記基準画像における前記にじみ量により近い前記印刷後画像に対応付けられた前記仮条件としての充填条件を選定して、前記実行条件としての充填条件に設定するものとしてもよい。こうすれば、適切な充填条件を容易に設定することができる。

本発明のスクリーン印刷装置において、前記実行条件および前記仮条件には、前記開口部に粘性流体を充填した後に前記スクリーンマスクと前記基板とを離間させる際の離間条件を含み、前記実行条件設定手段は、前記印刷後画像における前記開口部内に残留した粘性流体の残留量が、前記基準画像における前記残留量により近い前記印刷後画像に対応付けられた前記仮条件としての離間条件を選定して、前記実行条件としての離間条件に設定するものとしてもよい。こうすれば、適切な離間条件を容易に設定することができる。

本発明のスクリーン印刷装置において、前記実行条件および前記仮条件には、前記開口部に粘性流体を充填した後に前記スクリーンマスクと前記基板とを離間させる際の離間条件を含み、前記実行条件設定手段は、前記印刷後画像における前記開口部の縁から垂れた粘性流体の垂れ量が、前記基準画像における前記垂れ量により近い前記印刷後画像に対応付けられた前記仮条件としての離間条件を選定して、前記実行条件としての離間条件に設定するものとしてもよい。こうすれば、適切な離間条件を容易に設定することができる。なお、この場合の撮像装置は、三次元画像を撮像可能な装置とすることができる。

本発明のスクリーン印刷装置において、前記基準画像は、前記スクリーン印刷が実行される前に、前記撮像装置により前記スクリーンマスクにおける前記開口部が設けられた一部の領域が撮像された画像であり、前記印刷後画像は、前記スクリーン印刷が実行された後に、前記撮像装置により前記一部の領域が撮像された画像であるものとしてもよい。こうすれば、スクリーンマスクの全領域を撮像した画像に基づいて実行条件を設定するものに比して、簡易な処理で適切な実行条件を設定することができる。

本発明の印刷条件設定方法は、
スクリーンマスクの開口部に粘性流体を充填して基板上に塗布するスクリーン印刷における印刷条件設定方法であって、
（ａ）前記スクリーン印刷の実行条件が設定される前に、仮の実行条件である仮条件を設定するステップと、
（ｂ）前記仮条件に基づいて前記スクリーン印刷が実行される度に、前記開口部の状態および前記基板上に塗布された粘性流体の状態のうちいずれかを、前記仮条件に対応付けて実行結果として取得するステップと、
（ｃ）前記実行結果と所定の基準結果とに基づいて、前記基準結果により近い前記実行結果に対応付けられた前記仮条件を選定し、該選定した前記仮条件を前記実行条件に設定するステップと、
を含むことを要旨とする。

本発明の印刷条件設定方法は、上述したスクリーン印刷装置と同様に、仮条件を適宜変更しながらスクリーン印刷を実行し、所定の基準結果により近い実行結果に対応付けられた仮条件を、スクリーン印刷の実行条件に設定することができる。このため、実際の実行結果が基準結果により近い適切な実行条件を容易に設定することができるから、印刷品質を容易に向上させることができる。

本実施形態の印刷装置１０の構成の概略を示す構成図である。印刷装置１０の制御装置７０の電気的な接続関係を示すブロック図である。撮像処理の一例を示すフローチャートである。印刷条件設定処理の一例を示すフローチャートである。基準画像の一例を示す説明図である。印刷後画像の一例を示す説明図である。変形例の印刷条件設定処理を示すフローチャートである。はんだのにじみ量の一例を示す説明図である。変形例の印刷条件設定処理を示すフローチャートである。はんだの垂れ量の一例を示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本実施形態の印刷装置１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、印刷装置１０の制御装置７０の電気的な接続関係を示すブロック図である。

本実施形態の印刷装置１０は、矩形状のスクリーンマスクＭに形成された複数の開口部Ｈ（パターン孔）に、スキージ３１の移動によりはんだなどの粘性流体を充填して基板Ｓに塗布するスクリーン印刷を行うものである。なお、粘性流体としてはんだを例示するが、これに限られず、接着剤や導電性ペーストなどでもよい。ここで、図１の左右方向がスキージ３１を移動させる印刷方向であり、図１の奥から手前（紙面に垂直方向）が基板Ｓの搬送方向である。なお、スクリーンマスクＭは、基板Ｓの種類に応じて異なる種類のものが準備され、スクリーンマスクＭの種類によってマスク厚みが異なる場合がある。また、開口部Ｈは、スクリーンマスクＭの種類によって様々な形状やサイズのものがあったり、スクリーンマスクＭの一部に密集して形成されている領域があったりする。

印刷装置１０は、図１に示すように、基台１２と、基台１２上に設けられた筐体１４とを備える。基台１２には、左右一対のベルトコンベア２１ａ，２１ｂの駆動により基板Ｓを搬送する基板搬送装置２１と、基板Ｓの左右の側面をクランプするサイドクランプ装置２２と、基板Ｓを下面からバックアップするバックアップ装置２４とが設けられている。筐体１４には、図示しない複数のクランプシリンダによりスクリーンマスクＭをクランプして保持するマスクホルダ１６と、スクリーン印刷を行う印刷部３０と、各種マークなどを撮像可能なマークカメラ１８とが設けられている。

サイドクランプ装置２２は、左右一対のサイドクランプ２２ａ，２２ｂを備えており、一対のサイドクランプ２２ａ，２２ｂにより基板Ｓの両サイドをクランプする。なお、サイドクランプ装置２２は、サイドクランプ２２ａ，２２ｂの上面が基板Ｓの上面と同じ高さとなるよう基板Ｓをクランプする。また、サイドクランプ装置２２は、クランプ昇降装置２３（図２参照）により、クランプした基板Ｓの上面がスクリーンマスクＭの裏面に当接する印刷位置まで上昇したり、はんだの塗布が終了した基板ＳがスクリーンマスクＭから離れた所定の離間位置に離間するまで下降したりする。

バックアップ装置２４は、図示しない昇降装置により昇降が可能なバックアップテーブル２５と、バックアップテーブル２５上に複数設置されたバックアップピン２６とを備える。バックアップ装置２４は、基板搬送装置２１により基板Ｓが搬送された状態で、バックアップテーブル２５を上昇させることで、バックアップピン２６により基板Ｓを下面からバックアップする。

印刷部３０は、スキージ昇降装置３１ａ（図２参照）によりスキージ３１が昇降可能に取り付けられた印刷ヘッド３２を備える。印刷ヘッド３２は、スキージ３１をスクリーンマスクＭに押し付けながら、図示しないヘッド用モータの駆動により図１の左右方向に移動してスクリーン印刷を行う。なお、印刷ヘッド３２は、図１の奥から手前方向にも移動可能である。

マークカメラ１８は、上方と下方とを撮像可能に構成され、カメラ移動装置１９の駆動により基板ＳとスクリーンマスクＭとの間の水平面内を移動可能となっており、待機位置（図１中の点線位置）から、水平面内の任意の位置（例えば図１中の実線位置）まで移動する。このマークカメラ１８は、スクリーンマスクＭと基板Ｓとが離間している状態で、基板Ｓの基板マークやスクリーンマスクＭのマスクマークを撮像する。また、マークカメラ１８は、スクリーンマスクＭのいずれかの開口部Ｈを含む領域の画像を撮像する。

印刷装置１０は、この他に、図２に示すように、タッチパネル式の表示操作パネル１７と、装置全体を制御する制御装置７０とを備える。表示操作パネル１７は、各種情報を表示したり、作業者からの入力操作を受け付けたりする。作業者は、表示操作パネル１７を介して、使用されるスクリーンマスクＭの種類の選択や入力をしたり、使用されるはんだの種類の選択や入力をしたりする。

制御装置７０は、図２に示すように、ＣＰＵ７１と中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７１の他に、ＲＯＭ７２，ＲＡＭ７３，ＨＤＤ７４，入出力インタフェース７５等を備える。これらは、バス７６を介して互いに電気的に接続されている。制御装置７０には、表示操作パネル１７からの操作信号やマークカメラ１８により撮像された各種画像などが入力される。一方、制御装置７０からは、表示操作パネル１７への表示信号やマークカメラ１８への撮像指示信号、カメラ移動装置１９への駆動信号、基板搬送装置２１への駆動信号、サイドクランプ装置２２への駆動信号、バックアップ装置２４への駆動信号、印刷部３０への駆動信号などが出力される。

本実施形態の印刷装置１０は、スクリーン印刷における印刷条件として、開口部Ｈ（パターン孔）にはんだを充填する際の充填条件と、はんだの塗布が終了した基板ＳをスクリーンマスクＭから離間させる際の離間条件（版離れ条件）とを設定可能となっている。制御装置７０のＨＤＤ７４には、設定可能な各種条件が記憶されており、ＣＰＵ７１は、記憶されている各種条件から、スクリーン印刷に用いられるスクリーンマスクＭの種類やスクリーン印刷の対象となる基板Ｓに種類に応じて設定した実行条件に基づいてスクリーン印刷を実行する。ＣＰＵ７１は、充填条件として、スキージ昇降装置３１ａがスキージ３１をスクリーンマスクＭに押し付ける圧力である印圧ＰＰと、ヘッド用モータが印刷ヘッド３２（スキージ３１）を移動させる速度である移動速度ＭＳなどを設定可能である。また、ＣＰＵ７１は、離間条件として、クランプ昇降装置２３が基板Ｓを下降させる速度である下降速度ＤＳと、基板Ｓを所定の離間位置まで下降させるまでの下降速度ＤＳの切り替え有無と、下降速度ＤＳを切り替える場合のその切替位置ＳＰなどを設定可能である。なお、スキージ３１が角度を可変に構成されている場合には、ＣＰＵ７１が、充填条件としてスキージ３１の角度を設定してもよい。また、ＣＰＵ７１が、離間条件として、下降速度ＤＳの切替位置ＳＰでの待機時間を設定したり、待機後に基板Ｓを再上昇させてから下降させる再上昇の有無などを設定したりしてもよい。

次に、こうして構成された本実施形態の印刷装置１０の動作、特に印刷装置１０がスクリーン印刷の印刷条件を設定する動作を説明する。図３は、撮像処理の一例を示すフローチャートであり、図４は、印刷条件設定処理の一例を示すフローチャートであり、図５は、基準画像の一例を示す説明図であり、図６は、印刷後画像の一例を示す説明図である。本実施形態では、ＣＰＵ７１が適切な離間条件を設定する動作を説明し、印圧ＰＰや移動速度ＭＳなどの充填条件にはデフォルトの条件を設定するものとする。

図３の撮像処理では、制御装置７０のＣＰＵ７１は、まず、スクリーン印刷の実行前の基準画像の撮像タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１００）。基準画像は、図５に示すように、スクリーン印刷の基準結果として、開口部Ｈ内や開口部Ｈの縁などに、はんだが残存していないかはんだが殆どない基準状態を示す画像であり、スクリーンマスクＭの一部の領域を撮像したものである。また、基準画像の撮像タイミングは、例えば、スクリーンマスクＭが基板Ｓの種類に応じた新たなものに交換されてから最初のスクリーン印刷が実行されるまでのタイミングや、後述する仮条件でスクリーン印刷が実行されてスクリーンマスクＭがクリーニングされてから次のスクリーン印刷が実行されるまでのタイミングなどが該当する。ＣＰＵ７１は、Ｓ１００で基準画像の撮像タイミングであると判定すると、カメラ移動装置１９を制御してスクリーンマスクＭの下方の所定位置にマークカメラ１８を移動させる（Ｓ１１０）。なお、下方の所定位置は、例えば、スクリーンマスクＭのうち開口部Ｈが密集している一部の領域の下方位置や、開口径のより小さな開口部Ｈが形成されている一部の領域の下方位置が該当する。このような領域は、はんだが充填されるときに開口部Ｈの縁にはんだがにじみやすかったり、開口部Ｈ内に充填されたはんだが基板Ｓを離間させる際に残留しやすかったりする領域である。このため、後述の印刷条件設定処理で、これらの領域に適したスクリーン印刷の実行条件を設定することで、開口部Ｈ内のはんだの残留や開口部Ｈの縁のはんだのにじみを適切に防止した実行条件とすることが可能となる。ＣＰＵ７１は、マークカメラ１８によりスクリーンマスクＭの所定領域（一部の領域）を撮像して基準画像を取得し（Ｓ１２０）、ＲＡＭ７３などの記憶部に基準画像を記憶する（Ｓ１３０）。なお、ＣＰＵ７１は、Ｓ１００で基準画像の撮像タイミングでないと判定すると、Ｓ１１０〜Ｓ１３０の処理をスキップする。

次に、ＣＰＵ７１は、スクリーン印刷の実行後の印刷後画像の撮像タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１４０）。印刷後画像は、後述する仮条件に基づいてスクリーン印刷が実行された後に、スクリーン印刷の実行結果として、スクリーンマスクＭの開口部Ｈ内に残留したはんだや開口部Ｈの縁ににじんだはんだの状態を取得するための画像である。このため、印刷後画像の撮像タイミングは、仮条件に基づいてスクリーン印刷が実行されてからスクリーンマスクＭがクリーニングされるまでのタイミングとなる。ＣＰＵ７１は、Ｓ１４０で印刷後画像の撮像タイミングであると判定すると、カメラ移動装置１９を制御してスクリーンマスクＭの下方の所定位置にマークカメラ１８を移動させる（Ｓ１５０）。この所定位置は、基準画像の撮像時と同じ位置である。そして、ＣＰＵ７１は、マークカメラ１８によりスクリーンマスクＭの所定領域を撮像して印刷後画像を取得する（Ｓ１６０）。このため、印刷後画像は、基準画像の撮像時と同じ領域を撮像したものとなる。ＣＰＵ７１は、印刷後画像を取得すると、ＲＡＭ７３などの記憶部に印刷後画像を仮条件と対応付けて記憶して（Ｓ１７０）、本処理を終了する。なお、ＣＰＵ７１は、Ｓ１４０で印刷後画像の撮像タイミングでないと判定すると、Ｓ１５０〜Ｓ１７０の処理をスキップして、本処理を終了する。

図４に示す印刷条件設定処理では、ＣＰＵ７１は、まず、スクリーン印刷の実行用の印刷条件である実行条件を設定済みであるか否かを判定し（Ｓ２００）、実行条件を設定済みでないと判定すると、仮の実行条件である仮条件の設定タイミングであるか否かを判定する（Ｓ２１０）。仮条件は、実行条件が設定されるまでの間に、印刷条件を適宜変更しながら実行されるスクリーン印刷に用いられる条件である。仮条件の設定タイミングは、仮条件に基づいてスクリーン印刷が実行されている間を除き、スクリーン印刷が実行される前のタイミングであり、例えば仮条件に基づいて実行されたスクリーン印刷の印刷後画像が取得されて印刷結果の評価が行われた後のタイミングなどが該当する。ＣＰＵ７１は、Ｓ２００、Ｓ２１０で実行条件を設定済みでなく仮条件の設定タイミングであると判定すると、仮条件としての離間条件（仮の離間条件）を設定する（Ｓ２２０）。上述したように、印刷装置１０は、離間条件として基板Ｓを下降させる下降速度ＤＳや下降速度ＤＳの切り替えの有無、下降速度ＤＳの切替位置ＳＰなどを設定可能である。ＣＰＵ７１は、Ｓ２２０では、それらの設定可能な離間条件のうち、今回のスクリーン印刷対象の基板Ｓやはんだの種類に適した条件として予め定められた条件範囲から仮の離間条件を設定する。また、ＣＰＵ７１は、既にスクリーン印刷が実行された仮条件とは異なる仮条件（仮の離間条件）を設定する。こうして、仮の離間条件が設定されると、印刷装置１０はその仮の離間条件に基づいてスクリーン印刷を実行する。また、仮の離間条件に基づいてスクリーン印刷が実行されると、図３の撮像処理において、印刷後画像が撮像されて仮の離間条件に対応付けて記憶される。なお、作業者は、仮の実行条件（ここでは仮の離間条件）に基づいてスクリーン印刷が実行された後に、スクリーンマスクＭをクリーニングする。ＣＰＵ７１は、Ｓ２００で実行用の印刷条件を設定済みであると判定したり、Ｓ２１０で仮条件の設定タイミングでないと判定したりすると、Ｓ２２０の処理をスキップする。

次に、ＣＰＵ７１は、仮条件のスクリーン印刷の実行結果を確認する実行結果確認タイミングであるか否かを判定する（Ｓ２３０）。ＣＰＵ７１は、例えば、図３の撮像処理のＳ１６０で撮像した印刷後画像をＳ１７０で仮条件と対応付けて記憶した際に、実行結果確認タイミングであると判定する。ＣＰＵ７１は、実行結果確認タイミングであると判定すると、印刷後画像を基準画像と比較して開口部Ｈ内のはんだの残留量を取得してＲＡＭ７３などの記憶部に記憶する（Ｓ２４０）。なお、ＣＰＵ７１は、はんだの残留量も仮条件と対応付けて記憶する。図６に示す印刷後画像は、開口部Ｈ内にはんだが残留している様子を示す。はんだの残留は主に離間条件の違いによって異なり、図６（ａ）の仮条件１（例えば下降速度ＤＳ１、速度切替無し）でははんだの残留量が多く、図６（ｂ）の仮条件２（例えば下降速度ＤＳ２、速度切替無し）では、はんだの残留量が少なくなっている。ＣＰＵ７１が、はんだの残留量として開口部Ｈの開口面積に対するはんだの残留面積の割合を取得するものとすると、図６（ａ）では約４０％などの残留量を取得し、図６（ｂ）では約５％などの残留量を取得することになる。なお、ＣＰＵ７１は、Ｓ２３０で実行結果確認タイミングでないと判定すると、Ｓ２４０の処理をスキップする。

続いて、ＣＰＵ７１は、実行用の印刷条件である実行条件の設定タイミングであるか否かを判定する（Ｓ２５０）。ここで、実行条件の設定タイミングは、実行結果が確認された仮条件（仮の離間条件）の数が所定数（複数個など）に到達したタイミングなどとすることができる。あるいは、実行結果が確認された仮条件の数が所定数に到達する前であっても、ＣＰＵ７１はＳ２４０で取得した実行結果（ここでははんだの残留量）が許容範囲内になったと判定した場合に、実行条件の設定タイミングとなったと判定してもよい。ＣＰＵ７１は、Ｓ２５０で実行条件の設定タイミングでないと判定すると、印刷条件設定処理を終了する。このため、ＣＰＵ７１は、実行条件の設定タイミングとなるまでは、仮条件の設定タイミングとなる度に、スクリーン印刷が実行された仮条件とは異なる仮条件を設定し、実行されたスクリーン印刷の実行結果を確認することになる。

そして、ＣＰＵ７１は、Ｓ２５０で実行条件の設定タイミングであると判定すると、Ｓ２４０で取得したはんだの残留量が最少、即ち基準画像の残留量により近い印刷後画像に対応する仮条件（仮の離間条件）を選定し（Ｓ２６０）、選定した仮条件（仮の離間条件）を実行条件（実行離間条件）に設定して（Ｓ２７０）、本処理を終了する。こうして実行条件が設定されると、以降は、印刷装置１０は、その実行条件でスクリーン印刷を実行することになる。ここで、実行条件（実行離間条件）は、開口部Ｈ内のはんだの残留量が最少となる仮の離間条件をそのまま反映した最適な実行条件といえる。このように、本実施形態では、作業者のスキルや経験などによらずに、最適な実行条件を容易に設定することができるのである。このため、スクリーン印刷において、開口部Ｈ内にはんだが残留するのを防止して、印刷品質を向上させることができる。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。即ち、本実施形態の印刷装置１０が本発明のスクリーン印刷装置に相当し、図４の印刷条件設定処理のＳ２００〜Ｓ２２０の処理を実行する制御装置７０が仮条件設定手段に相当し、図３の撮像処理のＳ１４０〜Ｓ１７０の処理を実行する制御装置７０が実行結果取得手段に相当し、図４の印刷条件設定処理のＳ２３０〜Ｓ２７０の処理を実行する制御装置７０が実行条件設定手段に相当する。また、マークカメラ１８が撮像装置に相当し、図３の撮像処理のＳ１００〜Ｓ１３０の処理を実行する制御装置７０が基準結果取得手段に相当する。なお、本実施形態では、印刷装置１０の動作を説明することにより本発明の印刷条件設定方法の一例も明らかにしている。

以上説明した本実施形態の印刷装置１０は、仮条件に基づいてスクリーン印刷が実行される度に、スクリーンマスクＭの開口部Ｈの状態を印刷後画像（実行結果）として仮条件に対応付けて取得し、基準画像（基準結果）により近い印刷後画像に対応付けられた仮条件を選定し、選定した仮条件をスクリーン印刷の実行条件に設定する。これにより、仮条件を適宜変更しながらスクリーン印刷を実行して、基準画像により近い仮条件をスクリーン印刷の実行条件に設定することができるから、実際の実行結果が基準により近い適切な実行条件を容易に設定して、印刷品質を容易に向上させることができる。

また、印刷装置１０は、マークカメラ１８により、基準結果としての基準画像と実行結果としての印刷後画像とを容易に取得してスクリーン印刷の実行条件を容易に設定することができる。また、スクリーンマスクＭなどのマークを撮像するマークカメラ１８を、基準画像や印刷後画像の撮像に兼用することができる。このため、基準画像や印刷後画像を撮像するための専用のカメラを設けることなく実行条件を設定することができる。

また、印刷装置１０は、印刷後画像における開口部Ｈ内に残留したはんだの残留量が、基準画像における残留量により近い印刷後画像に対応付けられた仮条件としての離間条件を選定して、実行条件としての実行離間条件に設定するから、適切な離間条件を容易に設定することができる。

また、印刷装置１０は、基準画像として開口部Ｈが設けられた一部の領域がスクリーン印刷実行前に撮像された画像を用い、印刷後画像としてその一部の領域がスクリーン印刷実行後に撮像された画像を用いるから、スクリーンマスクＭの全領域を撮像した画像を用いるものに比して、簡易な処理で実行条件を設定することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、スクリーン印刷の実行条件としての実行離間条件を設定したが、これに限られず、実行条件としての実行充填条件を設定してもよい。図７は、変形例の印刷条件設定処理を示すフローチャートである。なお、変形例では、図４の印刷条件設定処理と同じ処理には同じステップ番号が付してある。変形例の印刷条件設定処理では、ＣＰＵ７１は、Ｓ２１０で仮条件の設定タイミングであると判定すると、仮条件としての充填条件（仮の充填条件）を設定する（Ｓ２２０ａ）。上述したように、印刷装置１０は、充填条件として、スキージ３１の印圧ＰＰやスキージ３１の移動速度ＭＳなどを設定可能である。ＣＰＵ７１は、Ｓ２２０ａでは、今回のスクリーン印刷対象の基板Ｓやはんだの種類に適した条件として予め定められた条件範囲から仮の充填条件を設定する。

また、ＣＰＵ７１は、Ｓ２３０で実行結果の確認タイミングであると判定すると、印刷後画像と基準画像を比較し開口部Ｈの縁ににじんだはんだのにじみ量を取得して記憶する（Ｓ２４０ａ）。ここで、図８は、はんだのにじみ量の一例を示す説明図である。図８（ａ）は、図５と同様に撮像される基準画像である。また、図８（ｂ），（ｃ）は、印刷後画像であり、開口部Ｈの縁にはんだのにじみが生じている。このようなはんだのにじみは、主に充填条件の違いによって異なり、図８（ｂ）の仮条件１（例えば印圧ＰＰ１、移動速度ＭＳ１）でははんだのにじみ量が多く、図８（ｃ）の仮条件２（例えば印圧ＰＰ２、移動速度ＭＳ２）では、はんだのにじみ量が少なくなっている。ＣＰＵ７１が、はんだのにじみ量として、開口部Ｈの開口面積に対するはんだのにじみ面積の割合を取得するものとすると、図８（ｂ）では約４０％などのにじみ量を取得し、図８（ｃ）では約５％などのにじみ量を取得することになる。そして、ＣＰＵ７１は、Ｓ２５０で実行条件の設定タイミングであると判定すると、印刷後画像から取得されたにじみ量が最少、即ち基準画像のにじみ量により近い印刷後画像に対応する仮の充填条件を選定し（Ｓ２６０ａ）、選定した仮の充填条件を実行充填条件に設定して（Ｓ２７０ａ）、印刷条件設定処理を終了する。

このように、変形例の印刷装置１０は、印刷後画像における開口部Ｈの縁ににじんだはんだのにじみ量が、基準画像におけるにじみ量により近い印刷後画像に対応付けられた仮条件としての充填条件を選定して、実行条件としての実行充填条件に設定するから、適切な充填条件を容易に設定することができる。

なお、仮条件としての離間条件と充填条件とを設定してスクリーン印刷を実行した結果に基づいて、実行条件としての離間条件と充填条件とを設定するものとしてもよい。そのようにする場合、ＣＰＵ７１は、印刷条件設定処理のＳ２２０で仮の離間条件と仮の充填条件をそれぞれ設定し、Ｓ２４０ではんだの残留量とはんだのにじみ量をそれぞれ取得し、Ｓ２６０ではんだの残留量が最少の仮の離間条件を選定すると共にはんだのにじみ量が最少の仮の充填条件を選定する。そして、ＣＰＵ７１は、選定した仮条件（仮の離間条件、仮の充填条件）をＳ２７０で実行条件にそれぞれ設定するものとすればよい。

上述した実施形態では、基準画像や印刷後画像を取得するためのカメラをマークカメラ１８と兼用としたが、これに限られず、基準画像や印刷後画像を取得するための専用のカメラを設けてもよい。この場合、二次元画像を撮像するカメラに限られず、三次元画像を撮像するカメラを設けてもよく、離間条件の設定を次のように行ってもよい。図９は、変形例の印刷条件設定処理を示すフローチャートである。この変形例の印刷条件設定処理では、ＣＰＵ７１は、Ｓ２３０で実行結果の確認タイミングであると判定すると、印刷後画像と基準画像を比較し開口部Ｈの縁から垂れたはんだの垂れ量を取得して記憶する（Ｓ２４０ｂ）。ここで、図１０ははんだの垂れ量の一例を示す説明図である。図１０（ａ）は、基準画像であり、図１０（ｂ），（ｃ）は、印刷後画像であり、開口部Ｈの縁からつらら状にはんだの垂れが生じている。このようなはんだの垂れは、主に離間条件の違いによって異なり、図１０（ｂ）の仮条件１（例えば下降速度ＤＳ３、速度切替無し）でははんだの垂れ量が多く、図１０（ｃ）の仮条件２（例えば下降速度ＤＳ４、速度切替無し）では、はんだの垂れ量が少なくなっている。ＣＰＵ７１が、はんだの垂れ量として開口部Ｈの縁からのはんだの高さを取得するものとすると、例えば図１０（ｂ）では数十μｍなどの垂れ量を取得し、図１０（ｃ）では数μなどの垂れ量を取得することになる。そして、ＣＰＵ７１は、Ｓ２５０で実行条件の設定タイミングであると判定すると、印刷後画像から取得された垂れ量が最少、即ち基準画像の垂れ量により近い印刷後画像に対応する仮の離間条件を選定し（Ｓ２６０ｂ）、選定した仮の離間条件を実行離間条件に設定して（Ｓ２７０）、印刷条件設定処理を終了する。

このように、変形例の印刷装置１０は、印刷後画像における開口部Ｈの縁からの垂れ量が、基準画像における垂れ量により近い印刷後画像に対応付けられた仮条件としての離間条件を選定して、実行条件としての実行離間条件に設定するから、適切な離間条件を容易に設定することができる。なお、スクリーンマスクＭの側方から二次元画像を撮像するカメラを用いて、はんだの垂れ量を二次元画像で取得するものとしてもよい。

上述した実施形態では、スクリーン印刷の実行結果や基準結果としてカメラで撮像された画像を用いるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、スクリーン印刷の実行前後において、開口部Ｈ内におけるはんだの有無や開口部Ｈからのはんだの垂れの有無などを、反射型のセンサなどを用いて確認した結果を用いるものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、スクリーン印刷の実行結果や基準結果としてスクリーンマスクＭの開口部の状態を取得するものとしたが、これに限られず、基板Ｓに塗布されたはんだの状態を取得するものとしてもよい。このようにする場合、例えば、予め基板Ｓに正常に塗布されたはんだの基準結果を、上方からの二次元画像や側方からの二次元画像、あるいは三次元画像などの基準画像として取得する。また、仮条件に基づいてスクリーン印刷が実行されると、基板Ｓに塗布されたはんだの状態を実行結果として、基準画像と同様の撮像方法で撮像された印刷後画像として取得する。このようにしても、実施形態と同様にスクリーン印刷の実行条件を設定することができる。

また、スクリーン印刷の実行条件が設定されてスクリーン印刷が実行されている間に、所定の頻度で印刷後画像を撮像するものとしてもよい。そして、印刷後画像を基準画像と比較して、例えば開口部Ｈの縁ににじんだはんだのにじみ量が所定量以上になった場合に、スクリーンマスクＭのクリーニングタイミングになったと判定するものなどとしてもよい。即ち、印刷装置１０は、実行条件を設定するだけでなく、印刷後画像と基準画像とを用いて、クリーニングタイミングの判定を自動認識するものなどとしてもよい。

本発明は、スクリーン印刷を実行する印刷装置の製造産業などに利用可能である。

１０印刷装置、１２基台、１４筐体、１６マスクホルダ、１７表示操作パネル、１８マークカメラ、１９カメラ移動装置、２１基板搬送装置、２１ａ，２１ｂベルトコンベア、２２サイドクランプ装置、２２ａ，２２ｂサイドクランプ、２３クランプ昇降装置、２４バックアップ装置、２５バックアップテーブル、２６バックアップピン、３０印刷部、３１スキージ、３１ａスキージ昇降装置、３２印刷ヘッド、７０制御装置、７１ＣＰＵ、７２ＲＯＭ、７３ＲＡＭ、７４ＨＤＤ、７５入出力インタフェース、７６バス、Ｈ開口部、Ｍスクリーンマスク、Ｓ基板。

Claims

スクリーンマスクの開口部に粘性流体を充填して基板上に塗布するスクリーン印刷を実行するスクリーン印刷装置であって、
前記スクリーン印刷の実行条件が設定される前に、仮の実行条件である仮条件を設定する仮条件設定手段と、
前記仮条件に基づいて前記スクリーン印刷が実行される度に、前記開口部の状態および前記基板上に塗布された粘性流体の状態のうちいずれかを、前記仮条件に対応付けて実行結果として取得する実行結果取得手段と、
前記実行結果と所定の基準結果とに基づいて、前記基準結果により近い前記実行結果に対応付けられた前記仮条件を選定し、該選定した前記仮条件を前記実行条件に設定する実行条件設定手段と、
を備えるスクリーン印刷装置。
請求項１に記載のスクリーン印刷装置であって、
前記スクリーンマスクと前記基板とが離間している状態で前記スクリーンマスクを下方から撮像可能な撮像装置と、
前記スクリーン印刷が実行される前に、前記撮像装置により前記スクリーンマスクが撮像された基準画像を前記基準結果として取得する基準結果取得手段と、
を備え、
前記実行結果取得手段は、前記スクリーン印刷が実行された後に、前記撮像装置により前記スクリーンマスクが撮像された印刷後画像を、前記実行結果として前記仮条件に対応付けて取得し、
前記実行条件設定手段は、前記印刷後画像と前記基準画像とに基づいて、前記基準画像により近い前記印刷後画像に対応付けられた前記仮条件を選定し、該選定した前記仮条件を前記実行条件に設定する
スクリーン印刷装置。
請求項２に記載のスクリーン印刷装置であって、
前記実行条件および前記仮条件には、前記開口部に粘性流体を充填する際の充填条件を含み、
前記実行条件設定手段は、前記印刷後画像において前記開口部の縁ににじんだ粘性流体のにじみ量が、前記基準画像における前記にじみ量により近い前記印刷後画像に対応付けられた前記仮条件としての充填条件を選定して、前記実行条件としての充填条件に設定する
スクリーン印刷装置。
請求項２または３に記載のスクリーン印刷装置であって、
前記実行条件および前記仮条件には、前記開口部に粘性流体を充填した後に前記スクリーンマスクと前記基板とを離間させる際の離間条件を含み、
前記実行条件設定手段は、前記印刷後画像における前記開口部内に残留した粘性流体の残留量が、前記基準画像における前記残留量により近い前記印刷後画像に対応付けられた前記仮条件としての離間条件を選定して、前記実行条件としての離間条件に設定する
スクリーン印刷装置。
請求項２または３に記載のスクリーン印刷装置であって、
前記実行条件および前記仮条件には、前記開口部に粘性流体を充填した後に前記スクリーンマスクと前記基板とを離間させる際の離間条件を含み、
前記実行条件設定手段は、前記印刷後画像における前記開口部の縁から垂れた粘性流体の垂れ量が、前記基準画像における前記垂れ量により近い前記印刷後画像に対応付けられた前記仮条件としての離間条件を選定して、前記実行条件としての離間条件に設定する
スクリーン印刷装置。
請求項２ないし５のいずれか１項に記載のスクリーン印刷装置であって、
前記基準画像は、前記スクリーン印刷が実行される前に、前記撮像装置により前記スクリーンマスクにおける前記開口部が設けられた一部の領域が撮像された画像であり、
前記印刷後画像は、前記スクリーン印刷が実行された後に、前記撮像装置により前記一部の領域が撮像された画像である
スクリーン印刷装置。
スクリーンマスクの開口部に粘性流体を充填して基板上に塗布するスクリーン印刷における印刷条件設定方法であって、
（ａ）前記スクリーン印刷の実行条件が設定される前に、仮の実行条件である仮条件を設定するステップと、
（ｂ）前記仮条件に基づいて前記スクリーン印刷が実行される度に、前記開口部の状態および前記基板上に塗布された粘性流体の状態のうちいずれかを、前記仮条件に対応付けて実行結果として取得するステップと、
（ｃ）前記実行結果と所定の基準結果とに基づいて、前記基準結果により近い前記実行結果に対応付けられた前記仮条件を選定し、該選定した前記仮条件を前記実行条件に設定するステップと、
を含む印刷条件設定方法。