TWI510853B - 基板印刷裝置 - Google Patents

Description

基板印刷裝置

本發明是有關於用以印刷圖案於基板上的一種基板印刷裝置，且特別是有關於使用一遮罩以印刷圖案於基板上之基板印刷裝置，此遮罩具有一電路圖案形成於其上。

一般來說，透過許多熱處理製程以製造一印刷電路板，會因為形成此印刷電路板的一有機體(organic body)之損耗而產生收縮。上述印刷電路板內的收縮係成為影響印刷製程之精確度的最大問題。

於精確印刷的例子中，間距(pitch)係低於120μm，係提供具有一襯墊的基板，此襯墊之尺寸約60μm，以印刷一錫膏(solder paste)，且當需要印刷具有比襯墊大約20μm的尺寸，也就是約80μm的尺寸時，係打開一印刷遮罩。

此外，在進行一印刷作業之前，使用形成於此基板與此遮罩上的多個辨識標記(identification marks)以進行基板以及遮罩的配對(matching)，而於此例中，基板的尺寸相較於印刷遮 罩的尺寸略微地較大或較小，造成印刷品質劇烈地下降。

尤其，基板的收縮對於一製造過程、產品設計以及使用的原物料等等非常敏感，即使是在相同條件且同一天製造的產品，也就是同一批生產欲配置的產品之間仍有些微的差異。因此，也不可能預期基板的收縮從而決定遮罩的尺寸。

本發明的一目的係提供一基板印刷裝置，此基板印刷裝置不論基板的收縮或膨脹，皆能夠精確地配對一基板以及一遮罩。

依照本發明一實施例，係提供一基板印刷裝置，包括：一遮罩，具有一圖案孔形成於此遮罩內；一遮罩支撐部，於遮罩的一表面上支撐遮罩；一遮罩壓合部，於遮罩之一另一表面上壓合遮罩，其中遮罩壓合部係藉由一提升部控制以垂直地移動。

此遮罩支撐部可形成為兩列，而遮罩壓合部於遮罩支撐部的兩列之間壓合。

此遮罩壓合部可耦合至一圓柱，此圓柱為提升部之一下面部分。

此圓柱可成對形成且可安裝於提升部之兩端。

此基板印刷裝置更可包括一攝影機，此攝影機辨識形成於一基板上的基板辨識標記(substrate identification mark)以 及形成於此遮罩上的遮罩辨識標記(mask identification mark)。

此基板印刷裝置更可包括一控制部，此控制部控制遮罩壓合部的操作，使得形成於一基板上的基板辨識標記的位置以及形成於此遮罩上的遮罩辨識標記的位置彼此重合。

此遮罩壓合部可藉由一歩進馬達(stepping motor)操作。

此遮罩可具有一網孔(mesh)所形成的一外部。

此網孔可由一聚酯(polyester)材料所形成。

此遮罩可由一鎳(Ni)材料所形成。

100‧‧‧基板印刷裝置

110‧‧‧遮罩支撐部

120‧‧‧遮罩壓合部

121‧‧‧提升部

122‧‧‧圓柱

123‧‧‧右方圓柱

124‧‧‧遮罩壓合連接部

130‧‧‧步進馬達

140‧‧‧遮罩

145‧‧‧遮罩辨識標記

147‧‧‧網孔

150‧‧‧遮罩固定部分

160‧‧‧基板

165‧‧‧基板辨識標記

170‧‧‧攝影機

180‧‧‧檯子

第1圖繪示依照本發明一實施例之一基板印刷裝置的側視圖。

第2圖繪示壓合一遮罩前之狀態的示意圖。

第3圖繪示壓合遮罩後之狀態的示意圖。

第4圖繪示依照本發明一實施例之遮罩壓合部的示意圖。

第5圖繪示遮罩壓合部與一提升部相互耦合之狀態的剖面圖。

第6A-6C圖繪示依照本發明一實施例之遮罩與網孔的多種收縮程度的示意圖。

第7圖繪示依照本發明另一實施例之遮罩與網孔的多種收縮程度的示意圖。

為了對本發明有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。雖然本發明已以實施例揭露，然其並非用以限定本發明。

本發明的敘述中，當關於本發明之已知技術的詳細敘述不會造成本發明的精神不清楚時，將省略本發明之已知技術的詳細描述。再者，下列術語係考慮到本發明之功能以定義，並且可依使用者以及操作者的目的而以不同的方式詮釋。因此，術語的定義應基於整篇說明書的內容以詮釋。

因此，本發明的精神係依申請專利範圍所決定，而下列實施例係提供以有效率地描述本發明的精神至本發明所屬技術領域中具有通常知識者。

第1圖係依照本發明一實施例之一基板印刷裝置的側視圖。請參照第1圖，依照本發明之實施例的一基板印刷裝置100可包括一遮罩140、一遮罩支撐部110以及一遮罩壓合部120，其中此遮罩壓合部可耦合至一提升部121。

遮罩140具有一圖案孔，而油墨通過遮罩140的圖案孔，這樣油墨便被印刷於基板160上，因而形成一電路。基板160可位於一檯子180上，且可藉由真空吸附以固定於此檯子180上。

此外，遮罩140具有由一網孔147所形成的一外部， 而遮罩140處於藉由一遮罩固定部分150圍繞固定的狀態。此處，遮罩140可由一鎳材料所製成而具有彈性。此外，網孔147所形成的外部係用以維持遮罩140自身的拉力，網孔147使用一聚酯材料，聚酯材料輕便且具有良好的機械性質(mechanical property)。

同時，遮罩支撐部110支撐遮罩140的一表面，而遮罩壓合部120壓合遮罩140的另一表面。儘管本發明繪示一實施例係遮罩支撐部110支撐遮罩140的一下表面，而遮罩壓合部120支撐遮罩140的一上表面，然而遮罩支撐部110可支撐遮罩140的一上表面，而遮罩壓合部120可支撐遮罩140的一下表面。

第2圖係壓合一遮罩前之狀態的示意圖，而第3圖係壓合遮罩後之狀態的示意圖。

如第2圖所示，遮罩支撐部110支撐遮罩140而遮罩壓合部120位於遮罩140的一相對表面。此外，如第3圖所示，遮罩壓合部120開始壓合與遮罩支撐部110的相對表面，並施加張力於其中，使遮罩140被拉伸。

可藉由遮罩壓合部120的移動量以調整遮罩140之尺寸(拉伸)的改變量。

本發明藉由遮罩支撐部110以及遮罩壓合部120改變遮罩140的尺寸，因此有可能改變形成於遮罩140上之圖案的大小(scale)。因此，無論基板160收縮或是膨脹，基板160以及遮罩140可精確地彼此配對，可大幅地改進基板160的印刷品 質。

在本實施例中，遮罩支撐部110可形成為兩列。此外，遮罩壓合部120可於遮罩支撐部110的兩列之間壓合。遮罩壓合部120可於形成為兩列之遮罩支撐部110之間壓合，使張力係均勻地分布不會偏向遮罩壓合部120的任何一側。因此，可預防遮罩壓合部120偏向一側的現象。

第4圖係依照本發明一實施例之遮罩壓合部的示意圖，其中遮罩壓合部120被劃分為四部分，如此一來可獨立地壓合遮罩140的前、後、左、右各部分，如第4圖中所示。

儘管發生於基板160的膨脹或收縮係偏向任何一方向，如上所述設置於遮罩140的前、後、左、右之各部分的遮罩壓合部120係獨立操作，因此可精確地配對基板160與遮罩140。

同時，第5圖係遮罩壓合部與一提升部相互耦合之狀態的剖面圖，而第6A~6C圖係依照本發明一實施例之遮罩與網孔的多種收縮程度的示意圖。

提升部121更可包括成對圓柱122，此成對圓柱122係形成於提升部121之一下面末端部分。圓柱122可設置於提升部121之一下面部分的兩端，且圓柱122可連接至一遮罩壓合連接部124，以耦合至遮罩壓合部120。

提升部121可控制圓柱122的一垂直移動，這樣可藉由提升部121以控制遮罩壓合部120。

於此例中，儘管膨脹或是收縮係發生於基板160的 一部分，位於右方及左方的圓柱122可獨立地操作，因此可精確地配對基板160與遮罩140。

膨脹或收縮可能不會均勻地發生於基板160。因此，在膨脹或收縮發生於基板160之一部分的例子中，儘管整體或是部分的遮罩壓合部120係壓合以展開遮罩140，基板160與遮罩140之配對中仍有可能產生誤差(error)。

因此，圓柱122可垂直移動以對應至基板160的部分變形(deformation)。於此例中圓柱122係以向下的方向移動，遮罩壓合部120可被壓合以展開遮罩140。

於此例中左方圓柱122與右方圓柱123係分開控制，如此一來遮罩壓合部120係以向下的方向移動，使遮罩140係正比於基板160之膨脹部分展開，不同的壓力形成於遮罩140上，因此可精確地配對基板160與遮罩140。

此處，遮罩壓合部120可為左邊與右邊傾斜的形狀。因為基板160的膨脹以及收縮程度係依以微米(μm)為單位的微小尺寸，所以應可預期第5圖中遮罩壓合部120的傾斜形狀係誇張化的。

請參照第6A-6C圖，因為多個遮罩壓合部120各安裝於遮罩140的前方、後方、左方以及右方部分，遮罩壓合部120可獨立操作，並且基板160的膨脹或收縮程度可根據耦合至遮罩壓合部120之圓柱122的控制而精確地對應，不論各種變形例如一梯形、一菱形、一矩形等等，遮罩壓合部120皆可配對遮罩140 與基板160。

此外，此遮罩壓合部120可與遮罩140一體成型。於遮罩壓合部120與遮罩140一體成型的實施例中，壓合此遮罩140的一點可持續地維持，因此可更精確地壓合遮罩140。

同時，依照本發明一實施例的基板印刷裝置100更可包括一攝影機170，攝影機170辨識形成於基板160上的基板辨識標記165(substrate identification mark)以及形成於遮罩140上的遮罩辨識標記145(mask identification mark)。此外，依照本發明一實施例的基板印刷裝置100更可包括一控制部，控制部控制遮罩壓合部120的操作，以使基板辨識標記165的位置以及遮罩辨識標記145的位置彼此重合(coincide)。

依照本發明實施例的基板印刷裝置100可藉由攝影機170與控制部自動地配對基板160以及遮罩140，可更進一步改進配對準確性。

在一實施例中，遮罩壓合部可藉由一步進馬達130(stepping motor)操作。因為步進馬達130係為一能夠精確地控制一旋轉角度的馬達，可使用步進馬達130精確地控制罩壓合部120的操作。

步進馬達130可連接提升部121並且可調整圓柱122的位置，圓柱122係位於提升部121的下面部分之末端。於此例中，圓柱122係依照步進馬達130之旋轉角度的調整以升高或降低，從而彈性地調整遮罩壓合部120的高度，對應於已變形 之基板160的遮罩140可精確地被配對。

同時，因為基板160的膨脹或收縮並非發生於偏向任何一個方向，而是均勻地發生於整個表面，遮罩140的前方、後方、右方以及左方部分皆同時被一體成型的遮罩壓合部120壓合為一方形環(square-loop)形狀，因此可配對基板160與遮罩140(參照第7圖)。

於此例中，即使壓合僅產生於遮罩壓合部120的一部分，此壓力係產生於整個遮罩壓合部120，這樣遮罩140的膨脹相較於預期中的膨脹可變得更寬。因此，需要控制遮罩壓合部120使遮罩壓合部120可同時整個被壓合。

此外，圓柱122係藉由步進馬達130控制以具有相同的旋轉角度，使得圓柱122的兩末端可形成於同一高度，並且兩個圓柱122在同時下降時壓合遮罩140，因此可增加配對基板160與遮罩140的準確性。

此外，可藉由額外安裝遮罩支撐部110與遮罩壓合部120於現存的印刷設備，以執行依照本發明實施例的基板印刷裝置100。也就是說，因為可藉由部分改裝一現存的設備而實施依照本發明實施例之基板印刷裝置，不需要製造一新的設備，因此可能節省設備費用。

依照本發明之基板印刷裝置，因為可對應一基板的收縮或膨脹而改變遮罩內之圖案的大小，基板與遮罩可準確地彼此配對，因此可顯著地改善基板的印刷品質。

此外，由於形成於遮罩上的圖案大小可差異地(differentially)改變以對應基板的部分收縮或膨脹，不需要額外的遮罩以補償尺寸的偏差。

此外，因為可藉由部分改裝一現存的設備而實施依照本發明實施例之基板印刷裝置，不需要製造一新的設備，因此可能節省設備費用。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧基板印刷裝置

110‧‧‧遮罩支撐部

120‧‧‧遮罩壓合部

121‧‧‧提升部

130‧‧‧步進馬達

140‧‧‧遮罩

145‧‧‧遮罩辨識標記

147‧‧‧網孔

150‧‧‧遮罩固定部分

160‧‧‧基板

165‧‧‧基板辨識標記

170‧‧‧攝影機

180‧‧‧檯子

Claims (10)

1. 一種基板印刷裝置，包括：一遮罩，具有一圖案孔形成於該遮罩內；一遮罩支撐部，於該遮罩的一表面上支撐該遮罩的一周邊區；以及一遮罩壓合部，在一垂直方向上於該遮罩之一另一表面上壓合該遮罩的該周邊區，以藉此在一水平方向上對該遮罩施加一張力，其中該遮罩壓合部係藉由一提升部控制以垂直地移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之基板印刷裝置，其中該遮罩支撐部係形成為兩列，而該遮罩壓合部係於該遮罩支撐部的兩列之間壓合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之基板印刷裝置，其中該遮罩壓合部係耦合至一圓柱，該圓柱為該提升部之一下面部分。
4. 如申請專利範圍第3項所述之基板印刷裝置，其中該圓柱係成對形成且安裝於該提升部之兩端。
5. 如申請專利範圍第1項所述之基板印刷裝置，更包括一攝影機，該攝影機辨識形成於一基板上的基板辨識標記以及形成於該遮罩上的一遮罩辨識標記。
6. 如申請專利範圍第1項所述之基板印刷裝置，更包括一控制部，該控制部控制該遮罩壓合部的操作，使得形成於一基板上的一基板辨識標記的位置以及形成於該遮罩上的一遮罩辨識標 記的位置彼此重合。
7. 如申請專利範圍第1項所述之基板印刷裝置，其中該遮罩壓合部係藉由一步進馬達操作。
8. 如申請專利範圍第1項所述之基板印刷裝置，其中該遮罩具有一網孔所形成的一外部。
9. 如申請專利範圍第8項所述之基板印刷裝置，其中該網孔係由一聚酯材料所形成。
10. 如申請專利範圍第8項所述之基板印刷裝置，其中該遮罩係由一鎳材料所形成。