(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン孔が設けられたマスクプレートを基板に当接させ、前記マスクプレート上にペーストを供給してスキージを摺動させることにより基板にペーストを印刷するスクリーン印刷における基板の位置合わせ方法であって、前記基板上の相互に遠隔する２点に形成された特徴点を結ぶ直線の傾きを検出することにより基板の回転方向の位置ずれ角度を求め、また基板上で位置精度が要求される電子部品が実装される実装部位である所定部位における複数のランド部の中の対角位置にある２つのランド部を特定特徴点として認識し、この２つのランド部の中点の位置を求めることにより当該所定部位の直交座標軸方向の位置ずれ量を求め、この位置ずれ量と前記位置ずれ角度に基づいて基板の位置補正を行うことを特徴とするスクリーン印刷における基板の位置合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーン印刷において、基板をマスクプレートに対して位置合わせするスクリーン印刷における基板の位置合わせ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装工程において、基板上にクリーム半田や導電性ペーストなどを印刷する方法としてスクリーン印刷が用いられる。この方法は、印刷対象部位に応じてパターン孔が開口されたマスクプレートを基板に当接させ、マスクプレート上にペーストを供給してスキージを摺動させることにより、パターン孔を介して基板上にペーストを印刷するものである。このスクリーン印刷においては、基板をマスクプレートに対して正確に位置合わせする必要がある。このため基板には位置検出用の認識マークが設けられており、基板がスクリーン印刷装置に搬入された後にこれらの認識マークを光学的に認識することにより基板の位置ずれ量を検出し、この位置ずれ量を補正した上で基板の位置決めが行われる。従来より認識マークとして基板の対角位置近傍に設けられた２点の認識マークが広く用いられており、この２点を認識することにより、基板の直交座標軸方向の位置ずれ量および回転方向の位置ずれ角度を算出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで基板は樹脂など熱や外力によって伸縮変形する材質で作られているため、製造工程において変形が生じる。しかもその変形は基板全体にわたって均一とは限らず、部分的な変形を生じる場合がある。このため基板の対角位置に設けられた２点の認識マークと基板内の各部位との相対的位置関係は必ずしも一定とはならない。
【０００４】
ところが、本来の位置合わせの対象である部位、すなわち最も位置合わせ精度を確保したい部位は、通常は基板の内側で対角位置とは離れた別の部位である場合が多い。しかしながら従来は対角位置に設けられた２点の認識マークの位置検出結果に基づいて基板全体の位置補正を行っていたため、最も位置精度を要する部位が必ずしも正しく位置合わせされず、必要な位置精度が確保されないという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、基板を正しく位置合わせして位置精度を向上させることができるスクリーン印刷における基板の位置合わせ方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のスクリーン印刷における基板の位置合わせ方法は、パターン孔が設けられたマスクプレートを基板に当接させ、前記マスクプレート上にペーストを供給してスキージを摺動させることにより基板にペーストを印刷するスクリーン印刷における基板の位置合わせ方法であって、前記基板上の相互に遠隔する２点に形成された特徴点を結ぶ直線の傾きを検出することにより基板の回転方向の位置ずれ角度を求め、また基板上で位置精度が要求される電子部品が実装される実装部位である所定部位における複数のランド部の中の対角位置にある２つのランド部を特定特徴点として認識し、この２つのランド部の中点の位置を求めることにより当該所定部位の直交座標軸方向の位置ずれ量を求め、この位置ずれ量と前記位置ずれ角度に基づいて基板の位置補正を行うようにした。
【０００８】
本発明によれば、基板上の相互に遠隔する２点に設けられた特徴点を結ぶ直線の傾きを検出して基板の回転方向の位置ずれ角度を求め、また基板上で位置精度が要求される電子部品が実装される実装部位である所定部位における複数のランド部の中の対角位置にある２つのランド部を特定特徴点として認識し、この２つのランド部の中点の位置を求めることにより所定部位の直交座標軸方向の位置ずれ量を求めるようにしているので、位置補正精度を必要とする所定部位の位置精度を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図、図２は同スクリーン印刷装置の平面図、図３（ａ）は同基板の平面図、図３（ｂ）は同基板の部分拡大図、図４は同スクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図、図５は同スクリーン印刷における基板の位置合わせのフロー図、図６（ａ），（ｂ）は同基板の位置合わせの説明図である。
【００１０】
まず図１、図２を参照してスクリーン印刷装置の構造を説明する。図１において、基板位置決め手段である基板位置決め部１は、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３よりなる移動テーブル上にθ軸テーブル４を段積みし、さらにその上にＺ軸テーブル５を配設して構成されており、Ｚ軸テーブル５上には基板６をクランパ８によって保持する基板保持部７が設けられている。印刷対象の基板６は図２に示す搬入コンベア１４によって基板位置決め部１に搬入される。基板位置決め部１を駆動することにより、基板６の位置を調整することができる。印刷後の基板６は、搬出コンベア１５によって搬出される。
【００１１】
基板位置決め部１の上方には、スクリーンマスク１０が配設されており、スクリーンマスク１０はホルダ１１にマスクプレート１２を装着して構成されている。基板６は基板位置決め部１によってマスクプレート１２に対して位置合わせされ下方から当接する。スクリーンマスク１０上には、スキージユニット１３が水平方向に往復動自在に配設されている。基板６がマスクプレート１２の下面に当接した状態で、マスクプレート１２上にペーストであるクリーム半田を供給し、スキージユニット１３のスキージをマスクプレート１２の表面に当接させて摺動させることにより、基板６の表面にはマスクプレート１２に設けられたパターン孔１２ａ（図２参照）を介してクリーム半田が印刷される。
【００１２】
スクリーンマスク１０の上方には、撮像手段であるカメラ２０が設けられている。図２に示すように、カメラ２０はＸ軸テーブル２１およびＹ軸テーブル２２によってＸＹ方向に水平移動する。すなわちＸ軸テーブル２１およびＹ軸テーブル２２は移動手段となっている。カメラ２０は基板６に設けられた特徴点としての各認識マークや特定位置補正部位を撮像する。そして撮像により得られた画像データに基づいて各認識マークや特定位置補正部位の位置が求められる。
【００１３】
図３（ａ）に示すように、基板６には対角位置に特徴点である認識マーク６ａ，６ｂが設けられている。また基板６上の内側に位置する所定部位としての電極部位６ｃは、基板６上で最も位置精度が必要とされるＱＦＰなどの電子部品が実装される実装部位であり、位置補正時の優先順位が高い特定位置補正部位となっている。図３（ｂ）に示すように、電極部位６ｃは複数の電極より成り、電極部位６ｃ全体を平均的に精度よく位置補正するために、対角位置にある２つのランド部ｐａ，ｐｂを位置検出対象の特定特徴点として撮像し、検出された２つのランド部ｐａ，ｐｂの中点６ｐを電極部位６ｃの代表点とする。
【００１４】
次に、図４を参照してスクリーン印刷装置の制御系の構成について説明する。図４において、ＣＰＵ３０は全体制御部であり以下に説明する各部の全体制御を行う。認識マーク位置記憶部３１は基板６の認識マーク６ａ，６ｂや電極部位６ｃの位置を記憶する。印刷位置データ記憶部３２は、認識マーク６ａ，６ｂ、電極部位６ｃを認識することにより得られた基板６とマスクプレート１２との位置ずれ量の計算結果、すなわち印刷時に基板６をマスクプレート１２に位置合わせする際に補正すべき位置補正量を記憶する。認識パラメータ記憶部３３は、特徴部として基板６に設けられた認識マーク６ａ，６ｂ、電極部位６ｃを画像認識によって特定するのに必要なパラメータ、すなわち認識マークやランド部の形状・寸法などの認識パラメータおよびカメラ２０によって認識マーク６ａ，６ｂ、電極部位６ｃを撮像する際の照明データを記憶する。
【００１５】
画像処理部３４は、カメラ２０によって基板６を撮像することによって得られた画像データを画像処理することにより、認識マーク６ａ，６ｂ、電極部位６ｃの位置を検出する。ここでは、認識パラメータ記憶部３３から認識マーク６ａ，６ｂ、電極部位６ｃの形状やサイズを表す認識パラメータを読み出して認識マーク６ａ，６ｂ、電極６ｃのリファレンスパターンを自動生成し、このリファレンスパターンと得られた画像データをパターンマッチさせながら位置検索処理を行うことにより、認識マーク６ａ，６ｂ、電極部位６ｃの位置を検出する。テーブル駆動部３５は基板位置決め用のＸ軸テーブル２、Ｙ軸テーブル３、θ軸テーブル４、Ｚ軸テーブル５およびカメラ移動用のＸ軸テーブル２１、Ｙ軸テーブル２２を駆動する。
【００１６】
次に各図を参照して基板の位置合わせ方法について図５のフローに沿って説明する。この位置合わせは、スクリーン印刷時に、搬入された基板とスクリーンマスクとの相対的な位置ずれ量を検出することを目的として行われるものである。まず図１において基板６を搬入コンベア１４によって搬入し、基板位置決め部１によって位置決めする。
【００１７】
次いでカメラ２０によって基板６上の認識マーク６ａ，６ｂ、電極部位６ｃを撮像する（ＳＴ１）。次いで、認識マーク６ａ，６ｂ、および電極部位６ｃの対角位置の２つのランド部ｐａ，ｐｂの光学座標上での位置を検出し、検出結果を認識マーク位置記憶部３１に記憶させる（ＳＴ２）。
【００１８】
次に、認識マーク６ａ，６ｂの位置検出結果から、図６（ａ）に示すように認識マーク６ａ，６ｂを結ぶ直線の傾きを検出し、正規角度（点Ａ、Ｂを結ぶ直線のなす角度）に対する位置ずれ角度Δθを求める（ＳＴ３）。次に、ランド部ｐａ，ｐｂの位置検出結果からランド部ｐａ，ｐｂの中点６ｐの位置を求め、電極部位６ｃの代表点とする（ＳＴ４）。そしてこの代表点６ｐの、正規位置（点Ｐ）に対する直交座標軸方向の位置ずれ量Δｘ，Δｙを求め（ＳＴ５）、求められたΔｘ，ΔおよびΔθを位置補正量として記憶させる（ＳＴ６）。
【００１９】
そしてテーブル駆動部３５を駆動して基板６を位置合わせする際には、これらの位置補正量に基づき各軸を駆動する（ＳＴ７）。これにより、図６（ｂ）に示すように、特定位置補正部位である電極部位６ｃの代表点６ｐは正規位置点Ｐに重ね合わされる。したがって、最も位置精度が求められる電極部位６ｃの近傍では高精度の位置合わせが実現される。このようにして基板６をスクリーンマスク１０に対して位置合わせした後、スクリーン印刷が行われる（ＳＴ８）。
【００２０】
上記位置合わせ方法を用いることにより、ＱＦＰなど実装位置精度が必要とされる電子部品の実装位置を精度よく補正するとともに、基板全体の回転方向のずれ角度を精度良く合わせることが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、基板上の相互に遠隔する２点に設けられた特徴点を認識して基板の回転方向の位置ずれ角度を求め、また基板上で位置精度が要求される電子部品が実装される実装部位である所定部位における複数のランド部の中の対角位置にある２つのランド部を特定特徴点として認識し、この２つのランド部の中点の位置を求めることにより所定部位の直交座標軸方向の位置ずれ量を求めるようにしたので、位置補正精度を必要とする所定部位の位置精度を向上させるとともに、基板の回転方向の位置ずれを精度良く補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態の基板の平面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の基板の部分拡大図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷における基板の位置合わせのフロー図
【図６】（ａ）本発明の一実施の形態の基板の位置合わせの説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態の基板の位置合わせの説明図
【符号の説明】
１  基板位置決め部
６  基板
６ａ、６ｂ  認識マーク
６ｃ  電極部位
６ｐ  代表点
１２  マスクプレート
１２ａ  パターン孔
１３  スキージユニット
２０  カメラ
３１  認識マーク位置記憶部
３４  画像認識部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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