KR20140127732A - 스크린 인쇄 장치 및 페이스트 잔량 검출 방법 - Google Patents

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도시유키 무라카미
히데아키 모리
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Abstract

수광부(27b)가 투광부(27a)로부터 투광되어 스퀴지(16)에 의해서 긁어 모인 크림 땜납(19)에 의해서 부분적으로 차광된 측정빔을 수광부(27b)가 수광함으로써, 센서(27)가 이 크림 땜납(19)의 단면 형상의 미리 결정된 영역의 1차원 사이즈를 페이스트 단면 길이로서 측정하여, 이 페이스트 단면 길이를 크림 땜납(19)의 잔량의 지표로서 취한다. 크림 땜납(19)의 잔량을 항상 수치적으로 파악할 수 있어, 크림 땜납(19)의 잔량 검출의 범용성과 검출 정밀도를 확보할 수 있다.

Description

스크린 인쇄 장치 및 페이스트 잔량 검출 방법{SCREEN PRINTER AND METHOD FOR DETECTING AMOUNT OF RESIDUAL PASTE}
본 발명은, 기판에 크림 땜납과 도전성 페이스트와 같은 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄 장치, 및 스크린 인쇄 장치에서 페이스트의 잔량을 검출하는 페이스트 잔량 검출 방법에 관한 것이다.
전자 부품 실장 단계에서, 기판 상에 크림 땜납과 도전성 페이스트와 같은 페이스트를 인쇄하는 방법으로서 스크린 인쇄가 이용되고 있다. 이 방법은, 인쇄 대상 부위에 따라서 패턴 구멍이 개구되어 정렬된 스크린 마스크에 기판을 세트하고, 페이스트가 공급된 스크린 마스크 상에서 스퀴지를 미끄럼 이동시킴으로써, 패턴 구멍을 통해 기판에 페이스트를 인쇄하는 것이다. 이 스크린 인쇄 동안, 스크린 마스크 상에 공급된 페이스트는 스퀴지를 미끄럼 이동시키는 스퀴징 동작을 반복 실행함으로써 소모되어, 스크린 마스크 상의 페이스트의 잔량이 감소한다. 페이스트의 잔량이 페이스트의 규정량을 하회하는 타이밍에서 페이스트의 보급이 행해진다.
페이스트 보급 타이밍을 적절히 설정하기 위해서, 스크린 마스크 상에 규정량의 페이스트가 여전히 존재하고 있는지의 여부를 검출하기 위한 페이스트 검출 기능을 갖춘 공지된 스크린 인쇄 장치가 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 이 특허 문헌에 개시된 선행 기술에 따르면, 미리 검출점으로서 설정된 고정 위치에 설치된 센서가 페이스트를 검출하는지의 여부에 기초하여, 스크린 마스크 상의 페이스트의 잔량을 검출한다.
특허 문헌 1: JP-U-5-035272
그러나, 전술의 특허 문헌과 연관하여 개시된 기술을 포함하여, 미리 설정된 검출점에서 페이스트가 여전히 존재하는 지에 기초하여 페이스트 잔량을 검출하는 종래 기술에는, 이하와 같은 난점이 있었다. 즉, 종래 기술에 있어서는 검출점으로서 설정된 고정 위치에서의 페이스트의 유무를 검출한다. 그러나, 페이스트 보급의 기준이 되는 규정량이 기판 품종 또는 페이스트의 종류에 따라 다른 경우에는, 매번 규정량에 맞춰 센서 위치를 조정해야 한다. 본 기술은 다품종 대응성과 범용성이 부족하다는 문제가 있었다. 또한, 본 구성은 고정 위치에 배치된 센서의 위치에서만 페이스트를 검출하는 단계를 포함한다. 따라서, 적정한 타이밍에 페이스트 잔량의 검출을 항상 할 수 있지 않고, 잔량 검출의 정밀도를 확보하는 것이 곤란하다. 이와 같이, 종래 기술의 스크린 인쇄 장치에서의 페이스트 잔량 검출에 관하여, 페이스트 검출 구성에 기인하여, 범용성과 검출 정밀도가 확보되기 어렵다는 과제가 있었다.
따라서, 본 발명은, 페이스트의 잔량 검출의 범용성과 검출 정밀도가 우수한 스크린 인쇄 장치, 및 페이스트 잔량 검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 스크린 인쇄 장치는, 패턴 구멍을 갖는 스크린 마스크에 기판을 접촉시켜, 페이스트가 공급된 상기 스크린 마스크 상에서 스퀴지를 미끄럼 이동시키는 스퀴징 동작에 의해, 상기 패턴 구멍을 통해 상기 기판에 상기 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄 장치에 관한 것이며, 상기 인쇄 장치는, 상기 기판을 유지하여 상기 스크린 마스크에 대하여 위치 결정하는 기판 위치 결정부; 상기 스퀴지를 갖는 스퀴지 헤드를 승강 및 수평 이동시키는 것에 의해 상기 스퀴징 동작을 행하는 스크린 인쇄 기구; 및 상기 스크린 마스크 상의 페이스트의 잔량을 검출하는 페이스트 잔량 검출부를 구비하고, 상기 페이스트 잔량 검출부는, 상기 스퀴지 헤드와 일체적으로 이동되고, 투광부와 수광부를 서로 대향시켜 구성되고, 측정 대상의 1차원 사이즈를 측정할 수 있는 센서; 및 상기 센서의 측정 결과로부터 페이스트의 잔량을 추정 산출하는 페이스트 잔량 산출부를 갖고, 상기 수광부는, 상기 투광부로부터 투광되어 스퀴지에 의해서 긁어 모인 페이스트에 의해 부분적으로 차광된 측정빔을 수광함으로써, 센서가 페이스트의 단면 형상의 미리 결정된 영역의 1차원 사이즈를 페이스트 단면 길이로서 측정하고, 상기 페이스트 잔량 산출부는, 페이스트 단면 길이를 페이스트의 잔량의 지표로서 취한다.
본 발명의 페이스트 잔량 검출 방법은, 패턴 구멍을 갖는 스크린 마스크에 기판을 접촉시켜, 페이스트가 공급된 상기 스크린 마스크 상에서 스퀴지를 미끄럼 이동시키는 스퀴징 동작에 의해, 상기 패턴 구멍을 통해 상기 기판에 상기 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄 장치에서, 페이스트의 잔량을 검출하기 위한 페이스트 잔량 검출 방법에 관한 것으로, 상기 스크린 인쇄 장치는, 상기 기판을 유지하여 상기 스크린 마스크에 대하여 위치 결정하는 기판 위치 결정부; 상기 스퀴지를 갖는 스퀴지 헤드를 승강 및 수평 이동시키는 것에 의해 상기 스퀴징 동작을 행하는 스크린 인쇄 기구; 상기 스퀴지 헤드와 일체적으로 이동되고, 투광부와 수광부를 서로 대향시켜 구성되고, 측정 대상의 1차원 사이즈를 측정할 수 있는 센서; 및 상기 센서의 측정 결과로부터 페이스트의 잔량을 추정 산출하는 페이스트 잔량 산출부를 포함하고, 상기 스크린 마스크 상의 페이스트의 잔량을 검출하는 페이스트 잔량 검출 단계에서, 상기 수광부가 상기 투광부로부터 투광되어 스퀴지에 의해서 긁어 모인 페이스트에 의해서 부분적으로 차광된 측정빔을 수광함으로써, 상기 센서가 페이스트의 단면 형상의 미리 결정된 영역의 1차원 사이즈를 페이스트 단면 길이로서 측정하고, 상기 페이스트 잔량 산출부가 페이스트 단면 길이를 페이스트의 잔량의 지표로서 취한다.
본 발명에 따르면, 스퀴지 헤드와 일체적으로 이동되고, 투광부와 수광부를 서로 대향시켜 구성되고, 측정 대상의 1차원 사이즈를 측정할 수 있는 센서의 측정 결과에 기초로 하여 스크린 마스크 상의 페이스트의 잔량을 추정 산출하는 페이스트 잔량 검출 단계에서, 상기 수광부는, 투광부로부터 투광되어 스퀴지에 의해서 긁어 모인 페이스트에 의해서 부분적으로 차광된 측정빔을 수광함으로써, 센서가 페이스트의 단면 형상의 미리 결정된 영역의 1차원 사이즈를 페이스트 단면 길이로서 측정하고, 페이스트 단면 길이를 페이스트의 잔량의 지표로서 취한다. 따라서, 페이스트의 잔량을 항상 수치적으로 파악할 수 있어, 페이스트의 잔량 검출의 범용성과 검출 정밀도를 항상 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예의 스크린 인쇄 장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 스크린 인쇄 장치의 정면도이다.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예의 스크린 인쇄 장치의 평면도이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예의 스크린 인쇄 장치의 동작 설명도이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예의 스크린 인쇄 장치에서의 스퀴지 홀더 및 페이스트 잔량 검출용 센서의 구성 설명도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예의 스크린 인쇄 장치에서의 페이스트 잔량 검출용 센서의 기능 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시예의 스크린 인쇄 장치의 제어계의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예의 스크린 인쇄 장치에서의 페이스트 보급 데이터의 설명도이다.
본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 우선, 도 1, 도 2, 도 3의 (a) 및 (b)를 참조하여, 스크린 인쇄 장치의 구조를 설명한다. 도 1에서, 스크린 인쇄 장치는, 기판 위치 결정부(1), 및 기판 위치 결정부(1)의 상측에 배치된 스크린 인쇄 기구(11)로 구성되어 있다. 기판 위치 결정부(1)는, 바닥부로부터 순서대로 Y축 테이블(2), X축 테이블(3) 및 θ축 테이블(4)로 쌓이고, 추가로 θ축 테이블(4) 상에 제1 Z축 테이블(5) 및 제2 Z축 테이블(6)의 순서로 조합되어 조립되어 있다.
제1 Z축 테이블(5)의 구성을 설명한다. θ축 테이블(4)의 상면에 설치된 수평 베이스 플레이트(4a)의 상면 측에는, 유사한 수평 베이스 플레이트(5a)가 승강 가이드 기구(도시 생략)에 의해서 승강 가능하게 유지되어 있다. 베이스 플레이트(5a)는 복수의 이송 나사(5c)를 모터(5b)에 의해서 벨트(5d)를 통해 회전 구동시키도록 구성된 Z축 승강 기구에 의해서 승강된다.
베이스 플레이트(5a)에는 수직 프레임(5e)이 세워져 설치되어 있고, 수직 프레임(5e)의 상단부에는 기판 반송 기구(8)가 유지되어 있다. 기판 반송 기구(8)는 기판 반송 방향(X 방향 : 도 1에서 지면 수직 방향)을 따라 서로 평행하게 배치된 2조의 반송 레일을 갖는다. 반송 레일에 의해서 기판의 양단이 지지되면서, 인쇄 대상인 기판(10)이 반송된다. 제1 Z축 테이블(5)을 구동함으로써, 기판 반송 기구(8)에 의해서 유지된 기판(10)은, 기판 반송 기구(8)와 함께 스크린 인쇄 기구(11)에 대하여 승강될 수 있다. 도 2 및 도 3의 (a),(b)에 도시한 바와 같이, 기판 반송 기구(8)는 상류측(도 2 및 도 3의 (a),(b)에서 좌측) 및 하류측 모두로 연장한다. 상류측으로부터 반송된 기판(10)은 기판 반송 기구(8)에 의해서 반송되고, 또한 기판 위치 결정부(1)에 의해서 위치 결정된다. 스크린 인쇄 기구(11)에 의해서 인쇄된 기판(10)은, 기판 반송 기구(8)에 의해서 하류측으로 반송된다.
제2 Z축 테이블(6)의 구성을 설명한다. 기판 반송 기구(8)와 베이스 플레이트(5a) 사이에는, 수평 베이스 플레이트(6a)가 승강 가이드 기구(도시 생략)에 의해 승강 가능하게 개재되어 있다. 베이스 플레이트(6a)는, 복수의 이송 나사(6c)를 모터(6b)에 의해서 벨트(6d)를 통해 회전 구동하는 구성의 Z축 승강 기구에 의해서 승강한다. 베이스 플레이트(6a)의 상면에는, 상면이 기판(10)을 유지하는 하부 지지면으로서 기능하는 기판 하부 지지부(7)가 배치되어 있다.
제2 Z축 테이블(6)을 구동함으로써, 기판 하부 지지부(7)는 기판 반송 기구(8)에 의하여 유지된 기판(10)에 대하여 승강한다. 기판 하부 지지부(7)의 하부 지지면이 기판(10)의 하면에 접촉함으로써, 기판 하부 지지부(7)는 기판(10)을 그 하면측으로부터 지지한다. 기판 반송 기구(8)의 상면에는 클램프 기구(9)가 배치되어 있다. 클램프 기구(9)는, 좌우 대향하여 배치된 2개의 클램프 부재(9a)를 갖는다. 기판(10)은 하나의 클램프 부재(9a)를 구동 기구(9b)에 의해서 진퇴시킴으로써, 양측에서 클램프하여 고정한다.
기판 위치 결정부(1)의 상측에 배치된 스크린 인쇄 기구(11)에 관해서 설명한다. 도 1 및 도 2에 있어서, 마스크 프레임(12a) 위로 스크린 마스크(12)가 연장되어 있다. 스크린 마스크(12)에는, 기판(10)의 인쇄 대상이 되는 전극(10a)의 형상 및 위치(도 3의 (a) 및 (b) 참조)에 대응하여, 패턴 구멍(12b)이 형성된다. 스크린 마스크(12) 상에는 스퀴지 유닛(13)이 배치되어 있다. 스퀴지 유닛(13)은, 수평 이동 플레이트(14)에 스퀴지 홀더(17)에 의하여 유지된 스퀴지(16)를 각각 승강시키는 스퀴지 승강 기구(15)를 배치한 구성을 갖는다. 스퀴지 승강 기구(15)를 구동하는 것에 의해 스퀴지 홀더(17)와 함께 스퀴지(16)가 승강하여, 스크린 마스크(12)의 상면에 접촉한다. 스퀴지 유닛(13)에서, 스퀴지 홀더(17)의 양측 단부의 한측과 다른 측에는, 스크린 마스크(12) 상의 페이스트인 크림 땜납(19)(도 4의 (b) 참조)의 잔량을 검출하기 위하여, 센서 유닛(18a, 18b)이 배치되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 세로 프레임(20) 각각의 상부에는, 가이드 레일(21) 각각이 Y 방향으로 배치된다. 각 가이드 레일(21)에 슬라이드 가능하게 맞는 슬라이더(22) 각각은, 결합 부재(23)를 통해 이동 플레이트(14)의 단부 각각에 결합된다. 이에 따라, 스퀴지 유닛(13)은 Y 방향으로 슬라이드 가능하게 된다. 이동 플레이트(14)는, 너트(25), 이송 나사(24), 및 이송 나사(24)를 회전 구동시키는 스퀴지 이동 모터(도시 생략)으로 각각이 이루어지는 스퀴지 이동 수단(26)에 의해 Y 방향으로 수평 이동된다.
도 4의 (a) 및 (b)를 참조하여, 스크린 인쇄 기구(11)에 의한 인쇄 동작에 관해서 설명한다. 우선, 기판 반송 기구(8)에 의해서 기판(10)이 인쇄 위치에 반송되면, 제2 Z축 테이블(6)을 구동하여, 기판 하부 지지부(7)를 상승시켜(화살표 "a"로 나타낸), 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 기판(10)의 하면을 하부로부터 지지한다. 기판(10)은 클램프 부재(9a) 사이에 끼워 클램프된다. 이 상태로 기판 위치 결정부(1)가 이동되어, 기판(10)을 스크린 마스크(12)에 대하여 위치 결정한다.
이 후, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 Z축 테이블(5)이 이동되어, 기판(10)을 기판 반송 기구(8)와 함께 상승시켜(화살표 "b"로 표시된), 스크린 마스크(12)의 하면에 기판(10)을 접촉시킨다. 이에 따라, 스퀴지 유닛(13)에 의한 스퀴징 동작 동안, 기판(10)이 스크린 마스크(12)에 대하여 위치 결정 고정된다. 이 상태로, 페이스트인 크림 땜납(19)이 공급된 스크린 마스크(12) 상에서 스퀴지(16)를 미끄럼 이동시키는(화살표 "c"로 표시된) 스퀴징 동작을 실행시킴으로써, 패턴 구멍(12b)을 통해 기판(10)에는 크림 땜납(19)이 인쇄된다. 구체적으로는, 스크린 인쇄 기구(11)는, 스퀴지(16)가 갖춰진 스퀴지 유닛(13)을 승강 및 수평 이동시키는 것에 의해, 스퀴지(16)가 스퀴징 동작을 하게 한다.
도 5의 (a) 및 (b), 도 6의 (a) 및 (b) 및 도 7를 참조하여, 스퀴지 유닛(13)의 상세 구성, 및 스퀴지 유닛(13)의 스퀴지 홀더(17) 중 하나의 각 측단부면에 제공된 페이스트 잔량 검출용의 센서 유닛(18a, 18b)의 구성 및 기능을 설명한다. 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 스퀴지 유닛(13)은, 스퀴지 승강 기구(15)로부터 아래쪽으로 연장한 승강 구동축(15a)에, 스퀴징 동작(Y 방향)으로 경사지면서, 대응하는 스퀴지 홀더(17)를 통해, 판형 스퀴지(16) 각각이 유지되도록 구성되어 있다. 스퀴지 홀더(17) 각각은, 결합 부재(17c)를 통해 승강 구동축(l5a)에 결합되어 있다. 홀더 베이스(17a)와, 홀더 베이스(17a)의 전면(前面)에 배치된 니핑(nipping) 부재(17b) 사이에, 판형 스퀴지(16)가 끼워 고정된다.
스퀴지 홀더(17)의 양측 단부에는, 스퀴징 방향으로 스퀴지 홀더(17)의 전면(前面) 상에 센서 유닛(18a, 18b)이 배치되어 있다. 한편, 필수 요건은, 센서 유닛(18a, 18b)이 2개의 스퀴지 홀더(17) 중 하나에만 제공되는 것이다. 센서 유닛(18a)은, 센서(27)를 구성하는 투광부(27a)가 굴곡판형을 갖는 블래킷(29)에 의해 스퀴지 홀더(17)에 고정되도록 구성된다. 센서 유닛(18a) 또한, 센서(27)를 구성하는 수광부(27b)가 굴곡판형을 갖는 블래킷(29)에 의해 스퀴지 홀더(17)에 고정되도록 구성된다.
이 센서(27)의 배치에 관련하여, 투광부(27a) 및 수광부(27a)는 스퀴징 방향으로 스퀴지(16)의 전면(前面)에 위치되어 있다. 센서(27)의 센서 중심선(27c)은, 스크린 마스크(12)의 상면에 대하여 미리 결정된 각도로 경사지면서 위치되어 있다. 센서 중심선(27c)을 아래쪽으로 연장한 선에는, 스퀴지(16)가 스크린 마스크(12)와 미끄럼 접촉하는 미끄럼 접촉점(16a)이 위치된다.
센서 유닛(18a, 18b)을 스퀴지 홀더(17)의 양측 단부에 부착한 상태에서, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 투광부(27a)와 수광부(27b)가 서로 대향하도록 위치되어 있다. 투광부(27a)로부터 투사된 띠형 검사빔(28)이 파선 프레임으로 도시하는 검사 단면 영역(28*)을 투과하여 수광부(27b)에 수광되는 과정에서, 검사 단면 영역(28*)에 존재하는 측정 대상물의 사이즈를 측정한다. 실시예에서, 길이 측정 센서가 센서(27)로서 사용된다. 센서(27)는, 투광부(27a)에 열로 배열되며, 측정빔 광원으로서 동작하는 레이저 발광 소자가 검사빔(28)을 조사하고, 수광부(27b)에서 마찬가지로 열로 배열된, CCD와 같은 수광 소자가 이 조사된 검사빔을 수광함으로써, 측정 대상물의 1차원 사이즈를 검출하는 구성으로 되어 있다.
도 6의 (a)에 도시된 센서(27)로부터 알 수 있는 바와 같이, 센서(27)는 투광부(27a), 수광부(27b) 및 컨트롤러(27d)로 구성된다. 조사폭(B)에서 투광부(27a)로부터 조사된 띠형 검사빔(28)이 수광부(27b)에 도달하는 경로에 측정 대상물인 크림 땜납(19)이 존재하는 경우에는, 검사빔(28)에 있어서의 크림 땜납(19)의 사이즈와 동등한 차광폭(B2)을 수광부(27b)가 수광하지 않는다. 수광부(27b)는 검사빔(28)의 수광폭(B1)만을 수광한다. 이 수광된 광에 관한 결과를 컨트롤러(27d)가 수신함으로써, 컨트롤러(27d)는 차광폭(B2), 즉 측정 대상 영역에서의 크림 땜납(19)의 1차원 사이즈를 디지털 센서값의 형태로 측정한다.
도 6의 (b)는, 이러한 기능을 갖는 센서(27)에 의해서, 스크린 마스크(12)의 상면에서의 크림 땜납(19)의 잔량을 검출하는 것에 있어서 이용되는 지표를 도시하고 있다. 센서(27)는 측정 레인지(L1) 내에서 길이를 측정할 수 있다. 센서(27)의 선정에 있어서는, 크림 땜납(19)의 잔량 측정에 필요 충분한 측정 레인지(L1)를 갖는 센서가 선택된다. 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 센서(27)는 센서 중심선(27c)이 스크린 마스크(12)에 대하여 미리 결정된 각도로 경사진 위치, 및 측정 개시 에지가 미끄럼 접촉점(16a)으로부터 미리 결정된 거리(LO)만큼 이격된 위치에 배치된다.
센서(27)의 배치에 의해, 스퀴징 동작 동안 스퀴지(16)에 의해서 긁어 모인 크림 땜납(19)의 단면 형상의 외부 에지는, 센서(27)의 측정 레인지(L1) 내에 위치한다. 이러한 배치를 갖는 센서(27)를 작동시킴으로써, 측정 개시 에지로부터 크림 땜납(19)의 외부 에지까리의 길이(측정 길이(L))와 동등한 디지털 센서값(N)이 측정 결과로서 출력된다. 이 측정 결과로부터, 페이스트 잔량 산출부(34)(도 7 참조)는 크림 땜납(19)의 잔량을 추정 산출한다.
구체적으로는, 수광부(27b)는 투광부(27a)로부터 투광되어, 스퀴지(16)에 의해서 긁어 모인 크림 땜납(19)에 의해서 부분적으로 차광된 검사빔(28)을 수광함으로써, 센서(27)는 크림 땜납(19)의 단면 형상의 미리 결정된 영역의 1차원 사이즈를 단면 길이로서 측정한다. 페이스트 잔량 산출부(34)는, 크림 땜납(19)의 잔량의 추정 산출 동안, 페이스트 단면 길이를 크림 땜납(19)의 잔량의 지표로서 취한다.
페이스트 단면 길이는, 엄밀하게는 미끄럼 접촉점(16a)으로부터 미리 결정된 거리(LO)와 측정 길이(L)의 총 합에 대응한다. 그러나, 미리 결정된 거리(LO)는 고정값이기 때문에, 측정 길이(L)를 페이스트 잔량 관리를 위한 지표로서 이용하는 데 문제없다. 이 경우에 채용된 페이스트 단면 길이는, 스퀴지(16)에 의해 긁어 모인 크림 땜납(19)의 단면 형상에서, 스크린 마스크(12)의 상면에 대하여 미리 결정된 각도(θ)로 설정된 직선의 길이, 즉 센서 중심선(27c)에 따른 직선의 길이에 대응한다.
센서(27)의 배치 및 자세에 관하여는, 센서 중심선(27c)이 미끄럼 접촉점(16a)에 항상 정렬될 필요는 없다. 센서(27)는, 긁어 모인 크림 땜납(19)의 단면 길이를 나타내는 지표를 취득할 수 있으면, 임의의 자세를 가정할 수 있다. 또한, 센서(27)가, 투광부(27a)로부터 조사된 빔을 차광하는 측정 대상물에 의해 페이스트 단면 길이를 취득하는 것이 가능한 기능을 갖는 것이면, 레이저 빔을 CCD로 수광하는 구성 이외의 구성을 갖는 임의의 센서를 센서(27)로서 채용할 수 있다.
도 7을 참조하여, 이제 제어계의 구성을 설명한다. 도 7에서, 제어부(30)는 연산 처리 기능을 갖는 CPU이며, 기억부(31)에 기억된 프로그램과 데이터에 따라, 다음의 각부의 동작/처리를 제어한다. 기억부(31)는, 스크린 인쇄 작업을 실행하기 위한 인쇄 동작 프로그램과 인쇄 조건 데이터 외에, 페이스트 잔량 산출 데이터(31a) 및 페이스트 보급 데이터(31b)를 기억한다. 페이스트 잔량 산출 데이터(31a)는, 센서(27)의 측정 결과로부터, 크림 땜납(19)의 잔량을 산출하기 위해서 필요한 데이터에 대응한다. 페이스트 보급 데이터(31b)는, 크림 땜납(19)의 잔량의 측정 결과에 기초하여 페이스트 보급을 적정히 실행하기 위한 데이터에 대응한다. 본 실시예에서, 데이터는 페이스트 품종마다 미리 설정됨으로써, 페이스트 보급 타이밍과 적정한 페이스트 보급량이 자동으로 통지된다.
기구 제어부(32)는, 제어부(30)에 제어 하에, 기판 반송 기구(8), 기판 위치 결정부(1), 및 스크린 인쇄 기구(11)를 구동시킨다. 따라서, 모두 기판(10)을 대상으로 삼은 기판 반송 작업, 위치 결정 작업, 및 스크린 인쇄 작업이 실행된다. 페이스트 잔량 검출부(33)는, 스크린 마스크(12) 상의 크림 땜납(19)의 잔량을 검출하는 처리를 한다. 페이스트 잔량 검출부(33)는, 센서(27) 및 페이스트 잔량 산출부(34)를 갖는다. 센서(27)는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 스퀴지 유닛(13)의 스퀴지 홀더(17)와 함께 일체로 이동하는 투광부(27a)와 수광부(27b)를 서로 대향시켜 구성된다. 컨트롤러(27d)는, 수광부(27b)로부터의 수광 신호를 규정된 센서값의 형태로 페이스트 잔량 산출부(34)에 출력한다. 페이스트 잔량 산출부(34)는, 센서(27)의 측정 결과로부터 크림 땜납(19)의 잔량을 추정 산출하는 처리를 한다.
페이스트 보급 처리부(35)는, 페이스트 잔량 검출부(33)에 의해서 연산된 크림 땜납(19)의 잔량 및 기억부(31)에 기억된 페이스트 보급 데이터(31b)로부터, 크림 땜납(19)의 보급이 요구되는 타이밍 또는 필요로 되는 크림 땜납(19)의 보급량을, 표시부(37)의 표시 화면 상에서 통지하는 처리를 한다. 조작 및 입력부(36)는, 키보드나 터치 패널과 같은 입력 장치이며, 스크린 인쇄 장치를 구동시키기 위한 조작 지령 또는 기억부(31)에 기억되는 데이터를 입력한다. 표시부(37)는 액정 패널과 같은 표시 장치이며, 조작 및 입력부(36)에 의한 입력 조작의 안내 화면과 각종 통지 화면을 표시한다.
다음에 도 8의 (a) 및 (b)를 참조하여, 본 실시예의 스크린 인쇄 장치에서 스크린 마스크(12) 상의 크림 땜납(19)의 잔량을 검출하기 위한 페이스트 잔량 검출 방법에 관해서 설명한다. 도 8의 (a)는, 도 4의 (b)에 도시된 스퀴징 동작의 과정에서, 크림 땜납(19)을 센서(27)로 측정하여 페이스트 잔량을 검출하기 위한 페이스트 잔량 검출 단계를 도시한다. 본 단계에서, 스퀴지(16)에 의해서 긁어 모이고, 땝납이 회전 유동(화살표 "d"로 표시)하는 롤링 상태에 있는 크림 땜납(19)이 센서(27)에 의하여 측정되어, 크림 땜납(19)의 단면 형상의 센서 중심선(27c)에 따른 1차원 사이즈인 측정 길이(L)을 획득한다.
구체적으로, 본 실시예에서, 페이스트 잔량 검출부(33)는, 스퀴지(16)에 의해서 긁어 모이고 롤링 상태에 있는 크림 땜납(19)을 대상으로 삼아, 페이스트 단면 길이를 측정하도록 설계되어 있다. 그 결과, 스크린 마스크(12) 상에 잔류하는 크림 땜납(19)이 페이스트 잔량 측정에 가장 알맞은 형상으로 되어 있는 타이밍에서 정확한 측정값을 검출할 수 있게 된다.
페이스트 잔류 검출 단계에서는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 투광부(27a)로부터 투광되어 크림 땜납(19)에 의해서 부분적으로 차광된 검사빔(28)을 수광부(27b)가 수광한다. 따라서, 센서(27)가 크림 땜납(19)의 단면 형상에 있어서의 미리 결정된 영역의 1차원 사이즈를 페이스트 단면 길이로서 측정한다. 페이스트 잔량 검출부(33)는, 측정된 페이스트 단면 길이를 크림 땜납(19)의 잔량의 지표로서 취하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 페이스트 잔량 검출에 의해서, 페이스트 단면 길이로서의 측정 길이(L)을 구한다. 상술한 바와 같이, 미리 결정된 거리(LO)와 측정 길이(L)의 총합 대신에, 단독의 측정 길이(L)가, 페이스트 잔량 관리를 위한 지표인 페이스트 단면 길이로서 취해지는 예가 도시되어 있다.
페이스트 잔량 검출 과정에서, 크림 땜납(19)의 잔류량이 미리 설정된 규정된 값까지 감소하면, 페이스트 보급 처리부(35)의 기능에 의해 표시부(37)는 페이스트 보급 타이밍을 표시한다. 또한, 페이스트 잔량 산출부(34)는 페이스트 보급 처리부(35)의 기능에 의해 필요한 페이스트 보급량을 표시한다. 작업자는 확실하게 적정량의 크림 땜납(19)을 적정한 타이밍으로 보급할 수 있어, 그렇지 않다면 크림 땜납(19)의 과부족에 기인될 것인 인쇄 불량이 방지될 수 있다.
도 8의 (b)는, 페이스트 보급 처리 동안 참조된 페이스트 보급 데이터(31b)의 예를 도시한다. 각 "페이스트 품종"(31c)(AAA, BBB, CCC, ...)에 대하여, 적절한 보급 타이밍에 대응하는 보급 타이밍 센서값(31d)(Na, Nb, Nc, ...)이 개별로 설정되어 있다. 보급 타이밍 센서값(Na, Nb, Nc, ...)은, 실제 페이스트 단면 길이(La, Lb, Lc,...)에 대응한다. 이와 같이, 본 실시예에 관련되어 설명된 페이스트 잔량 검출부(33)는, 센서(27)에 의해서 측정된 페이스트 단면 길이에 의해서 크림 땜납(19)의 잔량을 항상 수치적으로 검출하는 구성으로 되어 있다. 따라서, 사용된 페이스트 품종에 따라 페이스트 보급 동안 페이스트의 적정 잔량이 변해도, 단순히 보급 타이밍 센서값(31d)을 미리 설정하는 것만으로, 적정한 페이스트 잔량이 관리될 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 본 실시예에 관련하여 설명된 스크린 인쇄 장치 및 페이스트 잔량 검출에서, 측정 대상의 1차원 사이즈를 측정할 수 있는 센서(27)는, 스퀴지 유닛(13)과 일체적으로 이동하도록 구성되고, 투광부(27a)와 수광부(27b)는 서로 대향하여 위치되어 있다. 센서(27)의 측정 결과에 기초하여, 스크린 마스크(12) 상의 크림 땜납(19)의 잔량을 추정 및 산출하는 페이스트 잔량 검출 단계에서, 투광부(27a)로부터 투광되어 스퀴지(16)에 의해서 긁어 모인 크림 땜납(19)에 의해서 부분적으로 차광된 측정빔을 수광부(27b)가 수광한다. 따라서, 센서(27)는 크림 땜납(19)의 단면 형상의 미리 결정된 영역의 1차원 사이즈를 페이스트 단면 길이로서 측정한다. 이와 같이 측정된 페이스트 단면 길이는 크림 땜납(19)의 잔량의 지표로서 취해진다. 크림 땜납(19)의 잔량을 항상 수치적으로 파악할 수 있고, 크림 땜납(19)의 잔량 검출의 범용성과 검출 정밀도를 확보할 수 있다.
본 출원은, 2012년 2월 12일 출원된 일본 특허 출원(JP-2012-020572)에 기초하고, 그 내용은 여기서 참조용으로 사용되었다.
[산업상 이용 가능성]
본 발명의 스크린 인쇄 장치 및 페이스트 잔량 검출 방법은, 페이스트의 잔량 검출의 범용성과 검출 정밀도를 확보할 수 있다는 장점을 갖고, 기판에 크림 땜납과 같은 페이스트를 인쇄하는 분야에서 유용하다.
1 기판 위치 결정부 10 기판
11 스크린 인쇄기구 12 스크린 마스크
12b 패턴 구멍 13 스퀴지 유닛
15 스퀴지 승강 기구 16 스퀴지
17 스퀴지 홀더 18a, 18b 센서 유닛
19 크림 땜납(페이스트) 27 센서
27a 투광부

Claims (7)

  1. 패턴 구멍을 갖는 스크린 마스크에 기판을 접촉시켜, 페이스트가 공급된 상기 스크린 마스크 상에서 스퀴지를 미끄럼 이동시키는 스퀴징 동작에 의해, 상기 패턴 구멍을 통해 상기 기판에 상기 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄 장치로서,
    상기 기판을 유지하여 상기 스크린 마스크에 대하여 위치 결정하는 기판 위치 결정부;
    상기 스퀴지를 갖는 스퀴지 헤드를 승강 및 수평 이동시켜, 상기 스퀴징 동작을 행하는 스크린 인쇄 기구; 및
    상기 스크린 마스크 상의 페이스트의 잔량을 검출하는 페이스트 잔량 검출부
    를 구비하고,
    상기 페이스트 잔량 검출부는, 상기 스퀴지 헤드와 일체로 이동되고, 투광부와 수광부를 서로 대향시켜 구성되고, 측정 대상의 1차원 사이즈를 측정할 수 있는 센서; 및 상기 센서의 측정 결과로부터 페이스트의 잔량을 추정 산출하는 페이스트 잔량 산출부를 갖고,
    상기 수광부는, 상기 투광부로부터 투광되어 스퀴지에 의해서 긁어 모인 페이스트에 의해 부분적으로 차광된 측정빔을 수광함으로써, 상기 센서가 페이스트의 단면 형상의 미리 결정된 영역의 1차원 사이즈를 페이스트 단면 길이로서 측정하고,
    상기 페이스트 잔량 산출부는, 페이스트 단면 길이를 페이스트의 잔량의 지표로서 취하는 것인 스크린 인쇄 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 페이스트 단면 길이는, 상기 스크린 마스크의 상면에 대하여 미리 결정된 각도로 설정된 상기 단면 형상의 직선의 길이인 것인 스크린 인쇄 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 페이스트 잔량 검출부는, 상기 스퀴지에 의해서 긁어 모이고 롤링 상태에 있는 상기 페이스트의 상기 페이스트 단면 길이를 측정하는 것인 스크린 인쇄 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 추정 산출된 페이스트의 잔량에 기초하여, 페이스트의 보급이 필요해지는 타이밍, 또는 필요로 하는 페이스트 보급량을 통지하는 페이스트 보급 처리부를 더 구비하는 스크린 인쇄 장치.
  5. 패턴 구멍을 갖는 스크린 마스크에 기판을 접촉시켜, 페이스트가 공급된 상기 스크린 마스크 상에서 스퀴지를 미끄럼 이동시키는 스퀴징 동작에 의해, 상기 패턴 구멍을 통해 상기 기판에 상기 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄 장치에서, 페이스트의 잔량을 검출하기 위한 페이스트 잔량 검출 방법으로서,
    상기 스크린 인쇄 장치는, 상기 기판을 유지하여 상기 스크린 마스크에 대하여 위치 결정하는 기판 위치 결정부; 상기 스퀴지를 갖는 스퀴지 헤드를 승강 및 수평 이동시켜 상기 스퀴징 동작을 행하는 스크린 인쇄 기구; 상기 스퀴지 헤드와 일체로 이동되고, 투광부와 수광부를 서로 대향시켜 구성되고, 측정 대상의 1차원 사이즈를 측정할 수 있는 센서; 및 상기 센서의 측정 결과로부터 페이스트의 잔량을 추정 산출하는 페이스트 잔량 산출부를 구비하고,
    상기 스크린 마스크 상의 페이스트의 잔량을 검출하는 페이스트 잔량 검출 단계에서, 상기 수광부가 상기 투광부로부터 투광되어 스퀴지에 의해서 긁어 모인 페이스트에 의해서 부분적으로 차광된 측정빔을 수광함으로써, 상기 센서가 페이스트의 단면 형상의 미리 결정된 영역의 1차원 사이즈를 페이스트 단면 길이로서 측정하고,
    상기 페이스트 잔량 산출부는 페이스트 단면 길이를 페이스트의 잔량의 지표로서 취하는 것인 페이스트 잔량 검출 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 페이스트 단면 길이는, 상기 스크린 마스크의 상면에 대하여 미리 결정된 각도로 설정된 상기 단면 형상의 직선의 길이인 것인 페이스트 잔량 검출 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 페이스트 잔량 검출부는, 상기 스퀴지에 의해서 긁어 모이고 롤링 상태에 있는 상기 페이스트의 상기 페이스트 단면 길이를 측정하는 것인 페이스트 잔량 검출 방법.
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