(57)【要約】【課題】基板とマスクとの間のギャップを自動的になくし得る基板とマスクとのギャップ計測手段を提供する。【解決手段】基板Ｋ上に電気回路を印刷するためのマスク２の周辺部を支持するステージ３と、このステージに支持されたマスクの印刷部の下方位置で基板を載置して昇降させる基板支持台５とが具備された印刷装置１における基板とマスクとのギャップを計測する手段であって、基板支持台の表面に開口する基板の吸着孔１２に連通された圧力センサ１４を具備するとともに、基板支持台をステージに支持されたマスクに接近させた際に、圧力センサによる真空度が所定値以上になったときの当該基板支持台の高さを検出する位置検出器２１と、この位置検出器により検出された高さと基板支持台の基準高さとの差を求める演算部２２とを具備したものである。【選択図】      図１
2006329729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージと、このステージに支持されたマスクの印刷部の下方位置で基板を載置して昇降させる基板支持台とが具備された印刷装置における基板とマスクとのギャップを計測する方法であって、
上記ステージに支持されたマスクに対して基板支持台を上昇させるとともに基板支持台の表面に開口された吸着孔内の真空度を計測し、当該真空度が所定値以上になったときの当該基板支持台の基準高さに対する高さをギャップとして検出することを特徴とする基板に対するマスクのギャップ計測方法。
【請求項２】
基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージと、このステージに支持されたマスクの印刷部の下方位置で基板を載置して昇降させる基板支持台とが具備された印刷装置における基板とマスクとのギャップを計測する手段であって、
上記基板支持台の表面に開口する基板の吸着孔に連通された圧力センサを具備するとともに、上記基板支持台をステージに支持されたマスクに接近させた際に、圧力センサによる真空度が所定値以上になったときの当該基板支持台の高さを検出する位置検出部と、この位置検出部により検出された高さと基板支持台の基準高さとの差を求める演算部とを具備したことを特徴とする基板に対するマスクのギャップ計測手段。
【請求項３】
電子部品を構成する基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージと、このステージに支持されたマスクの印刷部の下方位置で基板を載置して昇降させる基板支持台とが具備された印刷装置であって、
上記基板支持台の表面に開口する基板の吸着孔に連通された圧力センサを具備するとともに、上記基板支持台をステージに支持されたマスクに接近させた際に、圧力センサによる真空度が所定値以上になったときの当該基板支持台の高さを検出する位置検出部と、この位置検出部により検出された高さと基板支持台の基準高さとの差を求める演算部とを具備したことを特徴とする電子部品における印刷装置。
【請求項４】
基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージに支持されたマスクに対して、印刷部の下方位置で基板を載置した基板支持台を上昇させるとともにこの基板支持台の表面に開口された吸着孔内の真空度を計測し、その真空度が所定値以上になったときの上記基板支持台の基準高さに対する高さをギャップとして検出するマスクのギャップ計測方法を用いて、
定期的にギャップを計測することにより当該ギャップを調整して基板上に電気回路を印刷することを特徴とする電子部品における印刷方法。
【請求項５】
基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージに支持されたマスクに対して、印刷部の下方位置で基板を載置した基板支持台を上昇させるとともにこの基板支持台の表面に開口された吸着孔内の真空度を計測し、その真空度が所定値以上になったときの上記基板支持台の基準高さに対する高さをギャップとして検出するマスクのギャップ計測方法を用いて、
ギャップを計測するとともに、この計測されたギャップの大きさに基づきマスクを交換することを特徴とするマスクの交換方法。
【請求項６】
基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージに支持されたマスクに対して、印刷部の下方位置で基板を載置した基板支持台を上昇させるとともにこの基板支持台の表面に開口された吸着孔内の真空度を計測し、その真空度が所定値以上になったときの上記基板支持台の基準高さに対する高さをギャップとして検出するマスクのギャップ計測方法を用いて、
ギャップを計測するとともに、この計測されたギャップの大きさに基づきマスクの異常を検知することを特徴とするマスクの異常検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品などの製造工程に設けられるスクリーン印刷装置におけるスクリーンマスクと基板とのギャップ計測方法およびギャップ計測手段、このギャップ計測手段を具備した印刷装置、並びに上記ギャップ計測方法を用いた電子部品における印刷方法、マスクの交換方法、およびマスクの異常検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の製造工程には、基板上に半田などの導電性ペースト（以下、ペーストという）をスクリーンマスクを用いて印刷する印刷工程があり、スクリーン印刷装置により自動的に行われている。
【０００３】
このスクリーン印刷装置においては、図４に示すように、スクリーンマスク（以下、マスクという）５１がステージ５２上に載置し支持されるとともに、このステージ５２に支持されたマスク５１の下方位置に昇降自在に配置された基板支持台５３上に基板Ｋが載置されると、基板支持台５３の昇降装置５４により当該基板Ｋがマスク５１の下面位置まで上昇された後、マスク５１上に充填されたペーストＰがスキージ５５を介して塗布されて、基板Ｋ上に電気回路などの印刷が行われていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、図５に示すように、通常、この種のマスク５１は、電気回路が形成された印刷部であるマスク本体部５１ａと、このマスク本体部５１ａの周辺を保持する保持枠部５１ｂとから構成されているが、マスク本体部５１ａを保持枠部５１ｂに取り付ける際には、当該マスク本体部５１ａが四方に引っ張られた状態で取り付けられているため、マスク本体部５１ａを取り付けた後は、内方に縮むことになり、したがって図５の仮想線にて示すように、マスク本体部５１ａ全体としては、保持枠部５１ｂの中央開口側に凹んだ状態になる。
【０００５】
そして、このマスク５１は製品の種類に応じて交換されるが、マスク５１ごとに（詳しく言えば、マスクの製造メーカごとに）、上記凹み量が異なり、マスク５１を交換した際には、当該マスク本体部５１ａ下面と基板Ｋの上面との間に、どうしても、ギャップ（隙間）ができてしまう。
【０００６】
このように、ギャップがある状態で印刷を行うと、印刷された電気回路がにじみ、品質が低下してしまう。
そこで、従来、マスクを交換する度に、基板支持台を印刷すべき基板の厚み分だけ余分に上昇させておき、作業員が、自分の手でマスク本体部を上から押さえてみて、隙間があるか否かを調べていた。
【特許文献１】特開２０００−１４１６００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、基板とマスク本体部との間にギャップが存在しているか否かを、その都度、手で押して確かめるのは、非常に面倒な作業であるとともに、ギャップが存在している場合には、そのギャップが無くなるように基板支持台の昇降量を調整する必要があるため、どうしてもマスクの交換作業に時間を要するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、基板とマスクとの間のギャップを簡単に且つ迅速に無くし得る基板とマスクとのギャップ計測方法およびギャップ計測手段、このギャップ計測手段を具備した印刷装置、並びに上記ギャップ計測方法を用いた電子部品における印刷方法、マスクの交換方法、およびマスクの異常検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の基板とマスクとのギャップ計測方法は、基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージと、このステージに支持されたマスクの印刷部の下方位置で基板を載置して昇降させる基板支持台とが具備された印刷装置における基板とマスクとのギャップを計測する方法であって、
上記ステージに支持されたマスクに対して基板支持台を上昇させるとともに基板支持台の表面に開口された吸着孔内の真空度を計測し、当該真空度が所定値以上になったときの当該基板支持台の基準高さに対する高さをギャップとして検出する方法である。
【００１０】
また、本発明の基板とマスクとのギャップ計測手段は、基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージと、このステージに支持されたマスクの印刷部の下方位置で基板を載置して昇降させる基板支持台とが具備された印刷装置における基板とマスクとのギャップを計測する手段であって、
上記基板支持台の表面に開口する基板の吸着孔に連通された圧力センサを具備するとともに、上記基板支持台をステージに支持されたマスクに接近させた際に、圧力センサによる真空度が所定値以上になったときの当該基板支持台の高さを検出する位置検出部と、この位置検出部により検出された高さと基板支持台の基準高さとの差を求める演算部とを具備したものである。
【００１１】
また、本発明の電子部品における印刷装置は、電子部品を構成する基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージと、このステージに支持されたマスクの印刷部の下方位置で基板を載置して昇降させる基板支持台とが具備された印刷装置であって、
上記基板支持台の表面に開口する基板の吸着孔に連通された圧力センサを具備するとともに、上記基板支持台をステージに支持されたマスクに接近させた際に、圧力センサによる真空度が所定値以上になったときの当該基板支持台の高さを検出する位置検出部と、この位置検出部により検出された高さと基板支持台の基準高さとの差を求める演算部とを具備したものである。
【００１２】
また、本発明の電子部品における印刷方法は、基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージに支持されたマスクに対して、印刷部の下方位置で基板を載置した基板支持台を上昇させるとともにこの基板支持台の表面に開口された吸着孔内の真空度を計測し、その真空度が所定値以上になったときの上記基板支持台の基準高さに対する高さをギャップとして検出するマスクのギャップ計測方法を用いて、
定期的にギャップを計測することにより当該ギャップを調整して基板上に電気回路を印刷する方法である。
【００１３】
また、本発明のマスクの交換方法は、基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージに支持されたマスクに対して、印刷部の下方位置で基板を載置した基板支持台を上昇させるとともにこの基板支持台の表面に開口された吸着孔内の真空度を計測し、その真空度が所定値以上になったときの上記基板支持台の基準高さに対する高さをギャップとして検出するマスクのギャップ計測方法を用いて、
ギャップを計測するとともに、この計測されたギャップの大きさに基づきマスクを交換する方法である。
【００１４】
さらに、本発明のマスクの異常検知方法は、基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージに支持されたマスクに対して、印刷部の下方位置で基板を載置した基板支持台を上昇させるとともにこの基板支持台の表面に開口された吸着孔内の真空度を計測し、その真空度が所定値以上になったときの上記基板支持台の基準高さに対する高さをギャップとして検出するマスクのギャップ計測方法を用いて、
ギャップを計測するとともに、この計測されたギャップの大きさに基づきマスクの異常を検知する方法である。
【発明の効果】
【００１５】
上記ギャップ計測方法およびギャップ計測手段並びに印刷装置によると、マスクの交換時に、基板支持台をステージに載置されたマスクに対して上昇させるとともに、当該基板支持台に形成された吸着孔内の真空度を検出して、真空度が所定値以上になった場合の、つまりギャップが無くなった場合の、当該基板支持台の基準高さに対する高さを求めるようにしたので、基板とマスクとのギャップを自動的に計測することができ、したがってこのギャップを基板支持台の昇降量に反映させることにより、マスクを交換した場合でもギャップを簡単に且つ迅速に無くし、精度の良い印刷を行うことができる。
【００１６】
上記電子部品における印刷方法によると、基板とマスクとのギャップを、安定して短時間で且つ正確に計測して調整することができるので、電子部品を長期に亘って安定して生産することができる。例えば、製品の種類が度々変更になった場合でも、支障なく、安定して生産を行うことができる。
【００１７】
また、上記マスクの交換方法によると、基板とマスクとのギャップを安定して正確に計測するとともに、このギャップの大きさに基づき、すなわちギャップ値を統計的に扱いそして或る基準値でマスクを交換するようにしているので、電子部品を長期に亘って安定して生産することができる。例えば、製品の種類が度々変更になった場合でも、支障なく、安定して生産を行うことができる。
【００１８】
さらに、上記マスクの異常検知方法によると、基板とマスクとのギャップの大きさに基づきマスクの異常を検知するようにしているので、製品の種類を変更した場合のマスクの選択ミスまたはマスクの欠陥などの異常を発見することができ、したがって不良品を出すことなく生産を再開することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る基板とマスクとのギャップ計測方法およびギャップ計測手段、並びにこのギャップ計測手段を具備した電子部品の印刷装置について説明する。なお、この後に、上記ギャップ計測方法を用いた電子部品における印刷方法、マスクの交換方法、およびマスクの異常検知方法について説明する。
【００２０】
この印刷装置（スクリーン印刷装置ともいう）は、電子部品の製造工程の途中に配置されており、基板（例えば、プリント基板）に半田などの導電性ペースト（以下、ペーストという）をスクリーンマスク（以下、マスクという）を用いて電気回路を印刷するものである。
【００２１】
まず、印刷装置の概略構成を図１に基づき説明する。
この印刷装置１には、中央に基板Ｋを案内し得る開口部３ａが形成されるとともに周辺部にて昇降自在にされたマスク２を載置し支持するステージ３と、このステージ３の開口部３ａ内の下方位置で昇降装置４により昇降自在に設けられた基板支持台（サポートブロックともいう）５と、この基板支持台５側に設けられるとともに当該基板支持台５に接続されてステージ３上に載置された基板Ｋを吸着し固定するための吸着手段６とが具備されており、さらに上記基板支持台５上に載置された基板Ｋを上昇させた際に、その上面が、ステージ３上に載置されたマスク２の下面に一致（接触）するように、上記昇降装置４を制御するための制御手段７が具備されている。
【００２２】
次に、上記吸着手段６について説明する。
この吸着手段６は、基板支持台５の内部に形成された真空室１１と、上面が基板支持台５の表面に開口されるとともに下端が上記真空室１１に連通された複数の吸着孔１２と、上記真空室１１内の空気を排出する真空ポンプなどの排気装置１３と、上記真空室１１内に連通されて当該真空室１１内の真空度を測定するための圧力センサ（真空圧センサともいう）１４とから構成されている。
【００２３】
さらに、上記制御手段７は、少なくとも、製品に用いられる基板Ｋの上面が、ステージ３上に載置されたマスク２の下面に一致するように、基板支持台５の昇降装置４の昇降量を制御するためのもので、例えば基板支持台５の昇降位置を検出するための位置検出器（位置検出部）２１およびこの位置検出器２１からの検出信号を入力して基準高さ（後述する）との差を演算する演算部２２、およびこの演算部２２からの演算結果に基づき上記昇降装置４を制御する制御部２３とから構成されている。
【００２４】
上記基板支持台５の昇降量については、基準高さが決められており、この基準高さに対する昇降量が決定される。例えば、基準高さとしては、基板支持台５の上面が、マスク２を載置するテーブル３の上面に一致する高さにされている。したがって、基板支持台５に基板Ｋが載置された場合には、通常は、当該基板Ｋの上面が基板支持台５の上面に一致するように、基板支持台５の上面が基板Ｋの厚さ分だけ低くなるようにされる。このような基準高さを選択した場合には、基準高さに対する高さそのものがギャップすなわち凹み量となる。このギャップに相当する凹み量の計測方法については、後で説明する。なお、基準高さとして、基板支持台５の上面がマスク２を載置するテーブル３の上面に一致するような位置を、必ずしも選択する必要はない。
【００２５】
そして、上記制御部２３には、少なくとも、製品の種類に応じて使われる基板Ｋの厚さのデータ、およびその製品に使用されるマスク２ごとにその製造メーカ固有のマスクの修正量としての凹み量を記憶したデータテーブルが具備されている。
【００２６】
すなわち、製造すべき製品番号（製品の種類でもある）が入力されると、これに用いられる基板Ｋおよびマスク２が特定され、この特定された基板Ｋの厚みとそのマスク２の凹み量が、データテーブルから取り出されて、これらの量に基づき、基板支持台５の昇降量が決定される。
【００２７】
次に、或る電子部品を製造した後に、他の電子部品を製造する際のマスクの交換作業、すなわち基板とマスクとのギャップの計測作業およびギャップの調整作業について説明する。
【００２８】
なお、電子部品を最初に製造する場合でも、同様に、ギャップの計測作業および調整作業が行われるが、マスクの交換作業と同一であるため、当該最初の製造時における作業についての説明を省略する。
【００２９】
製造すべき製品を変更する旨の指令があると、印刷装置１においては、マスク２の交換作業が行われる。
すなわち、図１に示すように、保持枠部２ａにマスク本体部２ｂが保持されてなるマスク２が下降されて、ステージ３上に載置される。このとき、通常、保持枠部２ａの下面よりも、マスク本体部２ｂの下面の方が少し上方に膨らんだ状態になっている（保持枠部側から見れば、ペーストが充填される側に凹んだ状態になっている）。
【００３０】
次に、排気装置１３にて真空室１１内の空気を排出しながら、基板支持台５をゆっくりと、且つ圧力センサ１４が所定の真空度以上（圧力の値そのものについては、低くなる）になるまで上昇させる。そして、図２に示すように、所定の真空度以上になると（つまり、基板支持台５の上面とマスク本体部２ｂの下面との間のギャップが無くなったことを意味している）、制御手段７により、基板支持台５が自動的に停止して、基準高さに対する高さ、所謂、ギャップＧが演算部２２により計算され、このギャップＧがデータテーブルに新たに記憶される。
【００３１】
そして、実際の印刷時において、基板支持台５に基板Ｋが載置されると、その基準高さに対して基板Ｋの厚み分が引かれるとともに計測されたギャップＧの分が加算された高さ（距離）だけ基板Ｋが上昇される。すなわち、ギャップが発生していない状態で印刷が行われる。
【００３２】
このように、印刷装置１において、マスク２の交換時に、基板支持台５をステージ３に載置されたマスク２に対して上昇させるとともに、当該基板支持台５に形成された吸着孔１２内の真空度を検出して、真空度が所定値以上になった場合の、つまりギャップＧが無くなった場合の、当該基板支持台５の基準高さに対する高さを求めるようにしたので、基板Ｋとマスク２とのギャップＧを、自動的に、すなわち簡単に且つ迅速に計測することができ、しかも、このギャップＧを制御手段７を介して、基板支持台４の昇降量に反映させることにより、マスク２を交換した場合でも、精度の良い印刷を行うことができる。
【００３３】
次に、上記ギャップ計測方法を用いた電子部品における印刷方法、上記ギャップ計測方法を用いたマスクの交換方法、および上記ギャップ計測方法を用いたマスクの異常検知方法について説明する。
【００３４】
この電子部品における印刷方法は、基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージに支持されたマスクに対して、印刷部の下方位置で基板を載置した基板支持台を上昇させるとともにこの基板支持台の表面に開口された吸着孔内の真空度を計測し、その真空度が所定値以上になったときの上記基板支持台の基準高さに対する高さをギャップとして検出するマスクのギャップ計測方法を用いて、定期的にギャップを計測することにより当該ギャップを調整して基板上に電気回路を印刷する方法である。
【００３５】
この電子部品における印刷方法によると、基板とマスクとのギャップを、安定して短時間で且つ正確に計測して調整することができるので、電子部品を長期に亘って安定して生産することができる。特に、製品の種類が度々変更になった場合には、ギャップの大きさを、その都度、計測する必要があり、このため、計測作業に時間と手間を要するが、上記ギャップの計測方法を用いることにより、迅速に対処することができるので、安定した生産を行うことができる。
【００３６】
また、マスクの交換方法は、基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージに支持されたマスクに対して、印刷部の下方位置で基板を載置した基板支持台を上昇させるとともにこの基板支持台の表面に開口された吸着孔内の真空度を計測し、その真空度が所定値以上になったときの上記基板支持台の基準高さに対する高さをギャップとして検出するマスクのギャップ計測方法を用いて、ギャップを計測するとともに、この計測されたギャップの大きさ（例えば、絶対値が用いられる）に基づき、すなわち図３に示すギャップ値（基準値）Ｃを超えた場合にマスクを交換する方法である。
【００３７】
このマスクの交換方法によると、基板とマスクとのギャップを安定して正確に計測するとともに、このギャップの大きさに基づき、すなわちギャップ値を統計的に扱いそして所定の基準値でマスクを交換するようにしているので、電子部品を長期に亘って安定して生産することができる。具体的に説明すれば、マスクは使用する毎に徐々に伸びるが、その交換時期を見つけるのが非常に難しい。しかし、上記ギャップ計測方法を用いることにより、交換時期を容易に検知することができる。また、製品の種類が度々変更になった場合でも、容易にギャップをなくすことができるので、安定した生産を行うことができる。
【００３８】
さらに、マスクの異常検知方法は、基板上に電気回路を印刷するためのマスクの周辺部を支持するステージに支持されたマスクに対して、印刷部の下方位置で基板を載置した基板支持台を上昇させるとともにこの基板支持台の表面に開口された吸着孔内の真空度を計測し、その真空度が所定値以上になったときの上記基板支持台の基準高さに対する高さをギャップとして検出するマスクのギャップ計測方法を用いて、ギャップを計測するとともに、この計測されたギャップの大きさ（例えば、絶対値が用いられる）に基づきマスクの異常を検知する方法である。
【００３９】
このマスクの異常検知方法によると、基板とマスクとのギャップの大きさに基づきマスクの異常を検知するようにしているので、製品の種類を変更した場合のマスクの選択ミスまたはマスクの欠陥などの異常を発見することができ、したがって不良品を出すことなく生産を再開することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る印刷装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】同印刷装置におけるギャップが解消された状態を示す断面図である。
【図３】同印刷装置におけるマスク交換時のギャップ値を示すグラフである。
【図４】従来の印刷装置における基板への印刷動作を説明する断面図である。
【図５】同従来の印刷装置による印刷時のスクリーンマスクの状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１      印刷装置
２      スクリーンマスク
２ａ    保持枠部
２ｂ    マスク本体部
３      ステージ
４      昇降装置
５      基板支持台
６      吸着手段
７      制御手段
１１      真空室
１２      吸着孔
１３      排気装置
１４      圧力センサ
２１      位置検出器
２２      演算部
２３      制御部
【図１】
2006329729.tif 000003
【図２】
2006329729.tif 000004
【図３】
2006329729.tif 000005
【図４】
2006329729.tif 000006
【図５】
2006329729.tif 000007