(57)【要約】  本発明のはんだ印刷装置は、開口部を有するスクリーンの上でペースト状はんだを掻いて移動させるスキージと、スキージを搭載するスキージヘッドと、スキージおよびスキージヘッドをスクリーンに平行な方向に移動させるヘッド移動部と、スキージヘッドまたは装置ケースに設けられ、スキージの移動に連動してペースト状はんだを撮影し、静止画または動画のはんだ画像データを取得するはんだ撮影用カメラと、を備え、スクリーンの下に配置された基板にペースト状はんだを印刷する。これによれば、はんだ撮影用カメラは、ペースト状はんだがスクリーン上の撮影に適した位置に移動して撮影に適した状態となるタイミングに撮影を行える。したがって、取得されたはんだ画像データに基づいて、スクリーン上に広がるペースト状はんだを高精度にかつ容易に確認できる。
2016027336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するスクリーンの上でペースト状はんだを掻いて移動させるスキージと、
前記スキージを搭載するスキージヘッドと、
前記スキージおよび前記スキージヘッドを前記スクリーンに平行な方向に移動させるヘッド移動部と、
前記スキージヘッドまたは装置ケースに設けられ、前記スキージの移動に連動して前記ペースト状はんだを撮影し、静止画または動画のはんだ画像データを取得するはんだ撮影用カメラと、を備え、前記スクリーンの下に配置された基板に前記ペースト状はんだを印刷するはんだ印刷装置。
【請求項２】
前記ヘッド移動部は、前記スキージおよび前記スキージヘッドを前記スクリーンの上で往復移動させるものであり、
前記スキージおよび前記スキージヘッドが前記往復移動の始点または終点に位置するタイミングに、前記はんだ撮影用カメラは、前記ペースト状はんだを撮影して静止画のはんだ画像データを取得する請求項１に記載のはんだ印刷装置。
【請求項３】
前記スキージヘッドに昇降移動可能に搭載され、かつ、前記スキージヘッドが往復移動する方向に依存して一方が上昇移動し、他方が下降移動して前記ペースト状はんだを掻いて移動させる２個のスキージを備え、
前記スキージヘッドが前記往復移動の始点または終点に位置して、かつ、前記はんだ撮影用カメラに対向する側のスキージが上昇移動したタイミングに、前記はんだ撮影用カメラは、上昇移動したスキージの下側に広がるペースト状はんだを撮影する請求項２に記載のはんだ印刷装置。
【請求項４】
前記はんだ画像データを表示するモニタ装置をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載のはんだ印刷装置。
【請求項５】
前記はんだ画像データに基づいて前記ペースト状はんだの管理に関する指令情報を発するはんだ制御部をさらに備える請求項１〜４のいずれか一項に記載のはんだ印刷装置。
【請求項６】
前記はんだ制御部は、前記はんだ画像データに画像処理を施し、前記ペースト状はんだが前記スクリーン上に移動可能に広がって形成されるはんだロールの前記スキージに平行する方向の長さ、前記スキージに直交する方向の幅、表面積、および体積のうち少なくとも一量を求め、前記少なくとも一量が所定値未満のときに前記指令情報を発する請求項５に記載のはんだ印刷装置。
【請求項７】
線または記号が一定間隔で描かれたキャリブレーション用プレートを前記スクリーン上に載置し、あるいは前記スクリーンと交換して配置し、前記はんだ撮影用カメラで前記キャリブレーション用プレートを撮影してキャリブレーション用画像データを予め取得しておき、
前記はんだ制御部は、前記キャリブレーション用画像データを参照して、前記はんだ画像データに画像処理を施す請求項６に記載のはんだ印刷装置。
【請求項８】
前記はんだ制御部は、前記開口部の配置に対応して前記スキージの長さ方向にはんだ必要領域を設定し、前記はんだ必要領域に応じて前記所定値を可変に設定する請求項６または７に記載のはんだ印刷装置。
【請求項９】
前記はんだロールの長さ、幅、表面積、および体積のうち少なくとも一量が前記所定値未満であるときに、
前記はんだ制御部は、前記はんだ必要領域の全体に前記ペースト状はんだを供給する必要領域供給指令情報を発する請求項８に記載のはんだ印刷装置。
【請求項１０】
前記はんだロールの長さ、幅、表面積、および体積のうち少なくとも一量が前記所定値未満であるときに、
前記はんだ制御部は、前記基板が前記スキージの長さ方向に存在する領域の全体に前記ペースト状はんだを供給する全体供給指令情報を発する請求項６または７に記載のはんだ印刷装置。
【請求項１１】
前記はんだロールの幅が前記スキージの長さ方向の一部で前記所定値未満であるときに、
前記はんだ制御部は、前記スキージの長さ方向の一部に前記ペースト状はんだを供給する一部供給指令情報を発する請求項６〜８のいずれか一項に記載のはんだ印刷装置。
【請求項１２】
前記はんだロールの幅が前記スキージの長さ方向の一部で前記所定値未満であるとき、および、前記はんだロールの長さが前記所定値未満であるときの少なくとも一方のときに、
前記はんだ制御部は、前記スキージを複数回移動させて前記ペースト状はんだを練り合わせる練り合わせ指令情報を発する請求項６〜８のいずれか一項に記載のはんだ印刷装置。
【請求項１３】
請求項９〜請求項１１のいずれか一項において、前記指令情報にしたがってペースト状はんだを供給し、続いて前記スキージを複数回移動させて前記ペースト状はんだを練り合わせる練り合わせ動作を行い、
あるいは、請求項１２において、前記練り合わせ指令情報にしたがって前記練り合わせ動作を行い、
前記はんだロールの長さ、幅、表面積、および体積のうち前記所定値未満であった少なくとも一量が前記所定値以上まで回復したときに、前記練り合わせ動作を終了するはんだ印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーンの上に供給されたペースト状はんだをスキージにより掻いて移動させることにより、スクリーンの下に配置された基板にペースト状はんだを印刷するはんだ印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の電子部品が実装された基板を生産する装置として、はんだ印刷装置、部品実装装置、リフロー装置、基板検査装置などがある。これらの装置を連結して基板生産ラインを構築する場合が多い。はんだ印刷装置は、スクリーンの上に供給されたペースト状はんだをスキージで掻いて往復移動させることにより練り合わせを行い、印刷の準備を整える。次に、はんだ印刷装置は、開口部を有するスクリーンの下側に基板を密着保持し、ペースト状はんだをスキージで掻いて移動させる。この印刷動作により、基板の表面には、開口部の形状に見合ったペースト状はんだが印刷される。【０００３】
はんだ印刷装置には、スキージを１個だけ備えるシングルスキージタイプもあるが、現在では、スキージを２個備えるダブルスキージタイプが一般的になっている。ダブルスキージタイプのはんだ印刷装置は、スキージヘッドに２個のスキージを昇降可能に装備しており、スキージヘッドの往動方向および復動方向でスキージを使い分ける。ダブルスキージタイプの場合、スキージヘッドの移動ストロークを小さくできる点や、スキージのスクリーンに対する接触角度を往復方向で別々に設定できる点などが、シングルスキージタイプよりも有利になっている。【０００４】
ペースト状はんだは、一般にプラスチック容器に収納されており、作業者がへらで掬い出してスクリーン上に載置することにより供給される。また、ペースト状はんだを自動的に供給する自動はんだ供給部を備えたはんだ印刷装置も実用化されている。手動供給および自動供給のいずれの場合でも、スキージの長さ方向に線状にペースト状はんだを供給すると、練り合わせ動作が効率化される。ペースト状はんだの供給は、「一定数の基板に印刷を実施した後」など、定期的に行われるのが一般的である。さらに、オペレータがスクリーン上のペースト状はんだの状態を目視確認して、随時対応することも行われている。【０００５】
はんだ印刷装置では、スクリーン上に広がるペースト状はんだを適正に管理することが印刷品質上の重要事項であり、これに関する技術例が特許文献１および特許文献２に開示されている。特許文献１の半田材劣化度判断装置は、半田材の表面に検査光を照射する照明部と、半田材の表面を撮像する撮像部と、撮像画像に基づいて半田材の劣化度を判断する劣化度判断手段とを備える。これによれば、半田材の劣化に伴って形成される半田材の表面の凹凸の増加を検知し、半田印刷工程と並行してリアルタイムに当該半田材の劣化度を判断できる、とされている。【０００６】
また、特許文献２の請求項１１には、基板上に印刷する半田をマスクシート（スクリーン）上に供給する半田供給装置が開示されている。この半田供給装置は、印刷処理後にマスクシート上に残る半田の幅をスキージの長さ方向の複数点について計測する計測部と、半田の幅に基づいて長さ方向の複数点の半田供給量を算出する算出手段と、算出結果に基づいて長さ方向の複数点の半田供給量を変更する手段と、を備える。さらに、実施形態には、計測部の一例として、反射型の光学式センサが開示されている。これによれば、半田量の調整精度を高めることが可能となり、また、ローリング回数（練り合わせ動作の回数）を減らすことが可能となる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２４２７１９号公報
【特許文献２】特開２０１４−９１２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ペースト状はんだの状態や装置の動作状況などを目視確認するために、はんだ印刷装置の装置ケースには覗き窓が設けられている。しかしながら、オペレータが覗き窓から装置内部を目視しても、スキージおよびペースト状はんだが覗き窓から遠く離れていると十分な確認を行えない。また、ペースト状はんだがスキージによって隠されてしまうこともあり、目視確認できるタイミングは限定され、オペレータに待ち時間が発生する。さらに、覗き窓からの目視は単一方向に限定され、逆方向からの確認は行えない。上記したペースト状はんだの位置の制約や確認タイミングの制約、および確認方向の制約を解消して精度の高い確認を行う方法や手段について、特許文献１および特許文献２には記載がない。【０００９】
また、ペースト状はんだの供給は定期に行われると前述したが、ペースト状はんだの実際の消費量は、スクリーンの種類によって異なる開口部の面積に依存する。したがって、従来技術で「はんだ不足」や「はんだ過多」が生じがちであり、供給時期を適正に設定することが難しい。また、オペレータがペースト状はんだを目視確認する方法は、煩雑で手間がかかる。さらに、ペースト状はんだの供給動作は非生産時間となるので、供給時期の間隔は長いことが好ましい。しかしながら、供給時期の間隔が延び過ぎると、「はんだ不足」が生じて、基板上の印刷がかすれるなどの不具合が発生する。逆に、供給時期の間隔が過密であると、ペースト状はんだがスクリーン上に過剰に供給されて「はんだ過多」が生じる。これにより、ペースト状はんだがスキージの側面から漏出して廃棄分が増加し、その上、生産終了時に多量のペースト状はんだが剰余して歩留まりが低下する。【００１０】
この点に関して、特許文献２の技術では半田の幅をスキージの長さ方向の複数点について計測するので、供給時期の判定に一定の効果が期待される。しかしながら、ペースト状はんだの消費量は、スキージの長さ方向に分けて考えることができ、長さ方向の位置に依存して消費量が変化し得る。例えば、スキージがスクリーン上を移動するときに、長さ方向の位置に依存して通り過ぎる開口部の数や大きさが異なる場合がある。この場合、ペースト状はんだは、スキージの長さ方向のうちで多数または大きな開口部を通過する特定領域において顕著に消費される。このとき、特定領域だけにペースト状はんだを供給するか、あるいは、十分な練り合わせ動作を行って両側から特定領域にペースト状はんだを移動させて均等化することが好ましい。【００１１】
また、例えば、スキージがスクリーン上を移動するときに、長さ方向の位置に依存せず開口部の数や大きさが概ね揃っている場合がある。この場合、ペースト状はんだは、スキージの長さ方向の各領域において概ね均等に消費される。このとき、特定領域は存在せず、スキージの長さ方向の全体にペースト状はんだを供給することになる。このようにペースト状はんだの消費量はスキージの長さ方向に依存し、かつスクリーンの種類にも依存する。このため、長さ方向の複数点で計測を行う特許文献２の技術は、計測点以外で半田の幅が不明であり、半田量の調整精度を向上するには限界がある。【００１２】
また、ペースト状はんだの供給が必要であるか、練り合わせ動作だけを行うかの判断が難しい。加えて、ペースト状はんだを供給するか否かに関わらず、練り合わせ動作の実施回数を適正化することが難しい。ペースト状はんだの練り合わせ動作の実施回数は、非生産時間となることを考慮すれば必要最小限とすべきである。この種の練り合わせ動作の実施に関する判断方法は、特許文献１および特許文献２に開示されていない。【００１３】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、スクリーン上に広がるペースト状はんだを高精度にかつ容易に確認でき、さらに、ペースト状はんだの供給時期および供給領域範囲を適正化し練り合わせ動作を適正に行ってペースト状はんだを良好な状態に管理するとともに、省力化にも資するはんだ印刷装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決する請求項１に係るはんだ印刷装置の発明は、開口部を有するスクリーンの上でペースト状はんだを掻いて移動させるスキージと、前記スキージを搭載するスキージヘッドと、前記スキージおよび前記スキージヘッドを前記スクリーンに平行な方向に移動させるヘッド移動部と、前記スキージヘッドまたは装置ケースに設けられ、前記スキージの移動に連動して前記ペースト状はんだを撮影し、静止画または動画のはんだ画像データを取得するはんだ撮影用カメラと、を備え、前記スクリーンの下に配置された基板に前記ペースト状はんだを印刷する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係るはんだ印刷装置の発明によれば、はんだ撮影用カメラは、スキージの移動に連動してペースト状はんだを撮影し、はんだ画像データを取得する。このため、はんだ撮影用カメラは、ペースト状はんだがスクリーン上の撮影に適した位置に移動して撮影に適した状態となるタイミングに撮影を行い、ペースト状はんだの確認に適したはんだ画像データを取得できる。したがって、このはんだ画像データに基づいて、スクリーン上に広がるペースト状はんだを高精度にかつ容易に確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態のはんだ印刷装置の構成を概念的に説明する斜視図である。
【図２】第１実施形態のはんだ印刷装置の詳細構成を示す装置ケース内の側面図である。
【図３】第１実施形態のはんだ印刷装置の制御の構成を示すブロック図である。
【図４】はんだ印刷装置の印刷動作を模式的に説明する図であり、スクリーン上にペースト状はんだが供給された状態を示す。
【図５】図４に引き続いて、往動方向の始点で往動時に使用する前スキージを下降移動させる動作を示す図である。
【図６】図５に引き続いて、往動方向の印刷動作を開始する状態を示す図である。
【図７】図６に引き続いて、往動方向の印刷動作の最中の状態を示す図である。
【図８】図７に引き続いて、往動方向の終点（復動方向の始点）で前スキージを後スキージに切り替える動作を示す図である。
【図９】図８に引き続いて、復動方向の印刷動作を開始した状態を示す図である。
【図１０】図９に引き続いて、復動方向の終点で後スキージを前スキージに切り替える動作を示す図である。
【図１１】図１０に引き続いて、次の基板を搬入して、往動方向の印刷動作を開始する状態を示す図である。
【図１２】はんだ撮影用カメラがペースト状はんだを撮影して静止画のはんだ画像データを取得する撮影方法を説明する図である。
【図１３】第１実施形態の応用例のはんだ印刷装置の構成を概念的に説明する斜視図である。
【図１４】キャリブレーション用画像データを取得する際に、被写体として用いるキャリブレーション用プレートを説明する図である。
【図１５】はんだ撮影用カメラでキャリブレーション用プレートを撮影してキャリブレーション用画像データを取得する状況を説明する図である。
【図１６】はんだ画像データ含まれるはんだロールの形状データの一例を図化したものである。
【図１７】図１６のはんだロールの形状データに変換処理を実施した結果であり、はんだロールの実際の形状を示した図である。
【図１８】印刷範囲およびはんだ必要領域を例示説明する平面図である。
【図１９】印刷範囲およびはんだ必要領域を例示説明する別の平面図である。
【図２０】はんだロールの良好最大形状を示した図である。
【図２１】はんだロールの良好最小形状を示した図である。
【図２２】はんだロールのはんだ不足形状を示した図である。
【図２３】はんだロールの広がり不足形状を示した図である。
【図２４】図２３の広がり不足形状に対して、練り合わせ指令情報を発することにより改善したはんだロールの広がり不足解消形状を示した図である。
【図２５】はんだロールの一部はんだ不足形状を示した図である。
【図２６】図２５の一部はんだ不足形状に対して、一部供給指令情報を発した後の状況を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の第１実施形態のはんだ印刷装置１について、図１〜図１３を参考にして説明する。図１は、第１実施形態のはんだ印刷装置１の構成を概念的に説明する斜視図である。第１実施形態のはんだ印刷装置１は、基板生産ラインに組み込まれており、基板を搬入しペースト状はんだを印刷して後工程に搬出する。第１実施形態のはんだ印刷装置１は、２個のスキージ２１、２２、スキージヘッド３、ヘッド移動部４（図２示）、はんだ撮影用カメラ５、モニタ装置６（図３示）、制御部７（図３示）、および装置ケース８などで構成されている。
【００１８】
装置ケース８は、箱状の筺体である。装置ケース８は、図１では透視されて描かれているが、実際には６面の板材からなり、装置１の内部を区画している。左奥側が装置ケース８の正面、右手前側が装置ケース８の裏面であり、右奥側が基板の搬入側、左手前側が基板の搬出側になる。基板を搬入出する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向に直交する装置ケース８の前後方向をＹ軸方向とし、上下方向をＺ軸方向とする。装置ケース８の正面に、略矩形の覗き窓８１が設けられている。覗き窓８１は、透明樹脂や透明ガラスなどで形成されており、開閉可能な扉を兼ねている。オペレータは、覗き窓８１から装置ケース８の内部の状況を目視確認でき、さらには、覗き窓８１を開いて装置ケース８の内部ではんだ供給などの諸作業を行える。
【００１９】
装置ケース８内の下部寄りに、長方形薄板状のスクリーンＳｃが交換可能に水平に支持される。スクリーンＳｃの後側の一辺の内寄りには、Ｘ軸方向に細長い長方形状のはんだ排出口Ｓｄが穿設されている。スクリーンＳｃ上で過剰になったペースト状はんだは、はんだ排出口Ｓｄから排出される。前スキージ２１および後スキージ２２は、スクリーンＳｃの上でペースト状はんだを掻いて移動させる。前スキージ２１および後スキージ２２は、スキージヘッド３に昇降移動可能に搭載されている。図１に省略されたヘッド移動部４は、前スキージ２１および後スキージ２２が搭載されたスキージヘッド３を、スクリーンＳｃと平行な水平方向のうちのＹ軸方向に往復移動させる。
【００２０】
はんだ撮影用カメラ５は、装置ケース８内の裏面側の上部コーナー付近に配設されている。はんだ撮影用カメラ５は、斜め下方を向いており、スクリーンＳｃ上のペースト状はんだを撮像する。はんだ撮影用カメラ５は、ディジタル方式で静止画または動画のはんだ画像データを取得する。静止画または動画は、カラー画像および白黒画像のどちらでも良いが、はんだ画像データのペースト状はんだを他と識別できることが必要である。はんだ撮影用カメラ５は、自動照明機能や自動撮影機能などを備えることが好ましい。
【００２１】
図２は、第１実施形態のはんだ印刷装置１の詳細構成を示す装置ケース８内の側面図である。図示されるように、装置ケース８内の中間高さよりも下部寄りの前側および後側にそれぞれ、スクリーン支持台８２、８２が配設されている。スクリーンＳｃは、２つのスクリーン支持台８２、８２に架け渡されて支持される。スクリーンＳｃは、断面形状が示されており、基板Ｋｂの回路パターンに形成された多数のパッド（電子部品をはんだ付けする部位）の位置に対応する開口部Ｓｐを有している。装置ケース８内の底部に、基板搬送部８３および基板保持部８４が設けられている。基板搬送部８３は、図２の紙面奥側から基板Ｋｂを搬入する。基板保持部８４は、基板ＫｂをスクリーンＳｃの下面の所定位置に密着保持し、印刷が終了すると基板Ｋｂを解放する。基板搬送部８３は、印刷が終了した基板Ｋｂを図２の紙面手前側に搬出する。
【００２２】
前スキージ２１および後スキージ２２は、Ｘ軸方向（図２の紙面表裏方向）に長く延在する細板状の部材である。前スキージ２１および後スキージ２２は、スキージヘッド３の下側の前後に離隔しつつ平行配置されて搭載される。前スキージ２１および後スキージ２２は、図２に示されるように、側面視で「八」字状に配置される。前スキージ２１および後スキージ２２は、ペースト状はんだと識別が容易な表面色であることが好ましい。後で詳述するように、前スキージ２１および後スキージ２２は、スキージヘッド３が往復移動する方向に依存して一方が上昇移動し、他方が下降移動する。下降したスキージは、スクリーンＳｃに対して調整された傾斜角度で接し、スクリーンＳｃの上面を摺動することによりペースト状はんだを掻いて移動させる。
【００２３】
スキージヘッド３は、ヘッド本体３１、前側昇降駆動部３２、前側角度調整部３３、後側昇降駆動部３４、および後側角度調整部３５からなる。前側角度調整部３３は、前スキージ２１を傾斜角度調整可能に搭載する。ヘッド本体３１の下側の前寄りに設けられた前側昇降駆動部３２は、前スキージ２１を前側角度調整部３３とともに昇降移動させる。後側角度調整部３５は、後スキージ２２を傾斜角度調整可能に搭載する。ヘッド本体３１の下側の後寄りに設けられた後側昇降駆動部３４は、後スキージ２２を後側角度調整部３５とともに昇降移動させる。前側昇降駆動部３２および後側昇降駆動部３４の駆動源として、空気圧を例示でき、これに限定されない。
【００２４】
ヘッド移動部４は、ねじ軸４１、ボールねじナット４２、ヘッド駆動モータ４３（図３示）、および位置センサ４４（図３示）などにより構成されている。ねじ軸４１は、装置ケース８内の上部にＹ軸方向に延在して設けられている。また、ねじ軸４１に平行して図２の紙面奥側の同じ高さ位置に、図略のガイド軸が設けられている。ボールねじナット４２は、スキージヘッド３のヘッド本体３１に固設されており、ねじ軸４１に螺合している。ヘッド本体３１は、ねじ軸４１およびガイド軸に移動可能に装架されており、水平姿勢が維持される。ヘッド駆動モータ４３は、ねじ軸４１を回転駆動する。ヘッド駆動モータ４３は、サーボモータとされており、正転と逆転との切替ならびに回転量の制御が可能となっている。位置センサ４４として、ガイド軸に設けられたリニアスケールと、ヘッド本体３１に設けられてリニアスケールを読み取るエンコーダとの組合せを例示でき、これに限定されない。
【００２５】
ヘッド駆動モータ４３が正転または逆転してねじ軸４１を回転駆動すると、ねじ軸４１に対してボールねじナット４２が螺進または螺退する。これにより、スキージヘッド３の全体は、前スキージ２１および後スキージ２２と一緒にＹ軸方向に往復移動する。スキージヘッド３のＹ軸方向の位置は、位置センサ４４によって検出されるので、前スキージ２１および後スキージ２２のＹ軸方向の位置も判明する。
【００２６】
装置ケース８内の前寄りのスクリーン支持台８２の上方に自動はんだ供給部８５が設けられている。自動はんだ供給部８５は、チューブ状容器、供給ノズル、押圧供給機構、および移動機構などで構成されている。チューブ状容器は、ペースト状はんだを収納している。供給ノズルは、チューブ状容器の下端に下向きに設けられている。押圧供給機構は、チューブ状容器を押圧して、供給ノズルからペースト状はんだを吐出させる。移動機構は、供給ノズルがペースト状はんだを吐出しているときに、チューブ状容器、供給ノズル、および押圧供給機構をＸ軸方向に移動させる。これにより、自動はんだ供給部８５は、スクリーンＳｃ上面の所定Ｙ軸座標位置においてＸ軸方向に沿い線状にペースト状はんだを供給する。自動はんだ供給部８５は、制御部７からの指令にしたがって動作し、あるいは、予め設定された基板Ｋｂの枚数ごとに動作する。なお、自動はんだ供給部８５を備えない装置構成では、代わりにオペレータがはんだ供給作業を担当する。
【００２７】
モニタ装置６（図３示）は、通信ケーブルを用いて、制御部７に通信接続されている。モニタ装置６の配設場所は、特に限定されず、装置ケース８の近傍やオペレータが常駐する監視場所などを例示できる。モニタ装置６は、はんだ画像データを表示する専用の装置であってもよい。または、モニタ装置６として、オペレータがはんだ印刷装置１の操作を入力するための操作画面を利用してもよい。モニタ装置６には一般的な表示装置、例えば液晶ディスプレイ装置などが用いられる。
【００２８】
制御部７は、はんだ印刷装置１の各部を制御する。図３は、第１実施形態のはんだ印刷装置１の制御の構成を示すブロック図である。図示されるように、制御部７は、中央処理部（ＣＰＵ）７１を有してソフトウェアで動作するマイクロプロセッサを用いて構成されている。制御部７は、他に揮発性のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７２、不揮発性のリードオンリメモリ（ＲＯＭ）７３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）７４、および入出力インターフェース７５を有している。制御部７は、入出力インターフェース７５を介して、次に述べるように各部を制御する。
【００２９】
制御部７は、基板搬送部８３および基板保持部８４に指令を発して、基板Ｋｂの搬入出およびスクリーンＳｃの下面への密着保持を制御する。制御部７は、前側昇降駆動部３２および後側昇降駆動部３４ならびにヘッド駆動モータ４３に指令を発し、かつ位置センサ４４から検出信号を受け取り、印刷動作および練り合わせ動作を制御する。制御部７は、自動はんだ供給部８５に指令を発して、スクリーンＳｃ上へのペースト状はんだの供給を制御する。
【００３０】
さらに、制御部７は、前スキージ２１および後スキージ２２の移動に連動してはんだ撮影用カメラ５に撮影指令を発する。はんだ撮影用カメラ５は、撮影指令を受け取ると、スクリーンＳｃ上のペースト状はんだを撮影してはんだ画像データを取得する。次に、はんだ撮影用カメラ５は、はんだ画像データを制御部７に転送する。制御部７は、受け取ったはんだ画像データを一時的にランダムアクセスメモリ７２に記憶し、長期的にハードディスクドライブ７４に記憶する。
【００３１】
そして、制御部７は、はんだ画像データをモニタ装置６に転送して表示させる。はんだ画像データが静止画である場合、モニタ装置６は、直前に取得されたはんだ画像データを常に表示していてもよい（自動更新表示）。または、オペレータが表示要求を選択して入力することにより、直前のはんだ画像データ、記憶済みの過去のはんだ画像データ、その他の画面（例えば操作入力画面）を切り替えて表示してもよい。一方、はんだ画像データが動画である場合、リアルタイムでモニタ装置６に表示される。また、はんだ画像データの表示に併せて、使用しているペースト状はんだＰｓの型番号やバーコード、はんだ容器の外形画像などをモニタ装置６に表示してもよい。これにより、オペレータのはんだ補給作業の便宜が図られる。
【００３２】
次に、第１実施形態のはんだ印刷装置１の印刷動作について、模式図を用いて説明する。図４〜図１１は、はんだ印刷装置１の印刷動作を模式的に説明する図であり、時系列的な流れを示している。図４は、スクリーンＳｃ上にペースト状はんだＰｓが供給された状態を示し、図５は、往動方向の始点で往動時に使用する前スキージ２１を下降移動させる動作を示す。図６は、往動方向の印刷動作を開始する状態を示し、図７は、往動方向の印刷動作の最中の状態を示し、図８は、往動方向の終点（復動方向の始点）で前スキージ２１を後スキージ２２に切り替える動作を示す。図９は、復動方向の印刷動作を開始した状態を示し、図１０は、復動方向の終点で後スキージ２２を前スキージ２１に切り替える動作を示す。図１１は、次の基板Ｋｂ２を搬入して、往動方向の印刷動作を開始する状態を示す。
【００３３】
図４において、スクリーンＳｃの開口部Ｓｐが位置する前後方向（Ｙ軸方向）の範囲が印刷範囲Ｒ１となる。また、基板保持部８４により、既に基板ＫｂがスクリーンＳｃの下面の所定位置に密着保持されている。前スキージ２１および後スキージ２２は、ともに上昇移動している。そして、自動はんだ供給部８５により、スクリーンＳｃの印刷範囲Ｒ１よりも前側の所定Ｙ軸座標位置にペースト状はんだＰｓが供給される。すると、図中に矢印Ａ１で示されるように、スキージヘッド３が所定Ｙ軸座標位置よりもさらに前側まで駆動される。
【００３４】
図５に示されるように、前スキージ２１がペースト状はんだＰｓよりもさらに前側に位置すると、スキージヘッド３は停止する。図５に示される位置が往動方向の始点となる。スクリーンＳｃの前側から後側への移動方向は往動方向であり、逆方向は復動方向である。スキージヘッド３の停止後に、往動方向の後ろ側になる前スキージ２１が下降移動されて（矢印Ａ２示）、印刷動作の準備が整う。
【００３５】
図６に示されるように、スキージヘッド３が後側に向かって駆動されると（矢印Ａ３示）、前スキージ２１は、ペースト状はんだＰｓを掻き集めながら移動する。そして、印刷範囲Ｒ１にさしかかったペースト状はんだＰｓは、スクリーンＳｃの開口部Ｓｐに入り込む。これにより、往動方向の印刷動作が行われる。図７に示されるように、スキージヘッド３が移動する印刷動作の最中において（矢印Ａ４示）、ペースト状はんだＰｓは、スキージ２１、２２の長さ方向（Ｘ軸方向）に延び、かつスキージ２１、２２と直交する方向の幅が概ね一定のはんだロールＰｒになる。はんだロールＰｒは、この後スキージ２１、２２に掻かれてスクリーンＳｃ上を移動し、開口部Ｓｐを通り過ぎるたびに少しずつ消費され、徐々にやせ細る。
【００３６】
前スキージ２１が印刷範囲Ｒ１を通り過ぎると、スキージヘッド３が図８に示される往動方向の終点に停止される。次に、前スキージ２１が上昇移動され（矢印Ａ５示）、代わって後スキージ２２がはんだロールＰｒの後側に下降移動される（矢印Ａ６示）。往動方向の終点は、復動方向の始点となる。次に、図９に示されるように、スキージヘッド３が前側に向かって駆動される（矢印Ａ７示）。これにより、後スキージ２２を用いた復動方向の印刷が行われる。
【００３７】
後スキージ２２が印刷範囲Ｒ１を通り過ぎると、スキージヘッド３が図１０に示される復動方向の終点に停止される。これで、基板Ｋｂへの印刷動作が終了し、基板Ｋｂが搬出されて、次の基板Ｋｂ２が搬入される。復動方向の終点で後スキージ２２が上昇移動され（矢印Ａ８示）、代わって前スキージ２１がはんだロールＰｒの前側に下降移動される（矢印Ａ９示）。復動方向の終点は２回目の往動方向の始点となり、図１１に示されるように、スキージヘッド３が後側に向かって駆動され（矢印Ａ１０示）、次の基板Ｋｂ２への印刷動作が行われる。
【００３８】
なお、図１１に示された２回目の往動方向の始点は、図５に示された初回の往動方向の始点よりも印刷範囲Ｒ１に近い。つまり、供給されたペースト状はんだＰｓを掻きにゆくときスキージヘッド３の移動範囲が拡がり、印刷動作のときスキージヘッド３の往復移動の範囲は印刷範囲Ｒ１に合わせて制御される。また、上記の説明では、スキージヘッド３の１往復移動で基板Ｋｂへの印刷動作が終了するが、これに限定されない。つまり、スキージヘッド３の片道移動で印刷動作を終了してもよく、スキージヘッド３の２往復移動をかけて印刷動作を終了するようにしてもよい。
【００３９】
ところで、実際には、ペースト状はんだＰｓが供給されてから直ちには印刷動作に進まない。なぜなら、供給された直後のペースト状はんだＰｓは、必ずしも印刷動作に適した状態や広がりになっていないからである。そこで、制御部７は、ペースト状はんだＰｓが供給されたときに、練り合わせ動作を行う。練り合わせ動作では、図４〜図１１で説明した印刷動作と同様の動作を複数回繰り返す。ただし、印刷範囲Ｒ１にとらわれることなく、スキージヘッド３をスクリーンＳｃの広い範囲で往復移動させる。このとき、スクリーンＳｃの下面に基板Ｋｂを密着保持していてもよく、重ね印刷の弊害が懸念される場合には基板Ｋｂに代えてダミー板を密着保持していてもよい。練り合わせ動作により、ペースト状はんだＰｓの軟性が確保されるとともに、ペースト状はんだＰｓがスキージ２１、２２の長さ方向（Ｘ軸方向）に引き延ばされて良好なはんだロールＰｒが形成される。この後、制御部７は、正規の印刷動作を開始する。
【００４０】
次に、はんだ撮影用カメラ５によるペースト状はんだＰｓ（はんだロールＰｒ）の撮影方法について説明する。図１２は、はんだ撮影用カメラ５がペースト状はんだＰｓを撮影して静止画のはんだ画像データを取得する撮影方法を説明する図である。図１２は、図８の状態を実態化するとともに、はんだ撮影用カメラ５との位置関係を明らかにしている。制御部７は、図１２の状態にあるときに、はんだ撮影用カメラ５に撮影指令を発する。このとき、撮影のためにわざわざスキージ２１、２２を昇降移動させるイレギュラーな制御は行っていない。
【００４１】
図１２において、前スキージ２１および後スキージ２２ならびにスキージヘッド３は往動方向の終点に位置し、かつ、はんだ撮影用カメラ５に対向する側の後スキージ２２が上昇移動している。このタイミングに、はんだ撮影用カメラ５は、上昇移動した後スキージ２２の下側に広がるペースト状はんだＰｓ（はんだロールＰｒ）を撮影する。これにより、はんだ撮影用カメラ５は、ペースト状はんだＰｓが最も接近してかつ一時停止しており、加えて、後スキージ２２が撮影視野を妨げないベストのタイミングに撮影を行うことができる。したがって、ペースト状はんだＰｓの全体像が大きくかつ鮮明に写ったはんだ画像データが得られる。なお、はんだ画像データは、ペースト状はんだＰｓの全体像だけでなく、スクリーンＳｃ、スキージ２１、２２、およびスキージヘッド３の一部も撮影視野に含んでいる。
【００４２】
撮影用カメラ５が取得したはんだ画像データは、前述したように、モニタ装置６に逐次自動更新表示される。したがって、オペレータは、モニタ装置６に表示されるペースト状はんだＰｓの静止画像を見て高精度な確認を容易に行える。また、オペレータは、スキージヘッド３の現在位置に関係なくいつでも、ペースト状はんだＰｓの最新の状態を確認できる。さらに、オペレータは、覗き窓８１からの目視では得られない裏面側から見たペースト状はんだＰｓを確認できる。これらの確認結果により、オペレータは、適切な時期に適切な対応をしてペースト状はんだＰｓを良好な状態に管理することができる。例えば、自動はんだ供給部８５を備えない装置構成において、オペレータは、ペースト状はんだＰｓを確認して「そろそろはんだを供給しよう」とか、「まだ基板数枚は印刷できそう」とか判断できる。
【００４３】
加えて、オペレータは、モニタ装置６の表示を見て、スキージ２１、２２やスキージヘッド３の覗き窓８１から見えない裏面側の状況を確認できる。例えば、オペレータは、上昇移動した後スキージ２２からペースト状はんだＰｓが垂れ落ちる状況や、ペースト状はんだＰｓの一部がスキージヘッド３に飛散して固化した状況などを確認できる。これらの状況は、覗き窓８１および撮影用カメラ５の両方向からの確認により、正確な把握が可能となる。これにより、ペースト状はんだＰｓの一部がスクリーンＳｃの裏面や基板搬送部８３、基板保持部８４などに付着するおそれを低減でき、さらには、ペースト状はんだＰｓの品質低下を抑制できる。
【００４４】
なお、はんだ撮影用カメラ５が動画のはんだ画像データを取得する場合、後スキージ２２が上昇移動している図５〜図８の時間帯に撮影を行うことが好ましい。あるいは、全時間帯にわたって動画で撮影しても、図５〜図８の時間帯を優先的にモニタ装置６に表示することが好ましい。これにより、ペースト状はんだＰｓを確認するオペレータの便宜を図ることができる。動画のはんだ画像データでも、静止画の場合と同様にペースト状はんだＰｓや裏面側の状況を確認でき、同様の効果が生じる。
【００４５】
第１実施形態のはんだ印刷装置１は、開口部Ｓｐを有するスクリーンＳｃの上でペースト状はんだＰｓを掻いて移動させるスキージ２１、２２と、スキージ２１、２２を搭載するスキージヘッド３と、スキージ２１、２２およびスキージヘッド３をスクリーンＳｃに平行な方向に移動させるヘッド移動部４と、スキージヘッド３または装置ケース８に設けられ、スキージ２１、２２の移動に連動してペースト状はんだＰｓを撮影し、静止画または動画のはんだ画像データを取得するはんだ撮影用カメラ５と、を備え、スクリーンＳｃの下に配置された基板Ｋｂにペースト状はんだＰｓを印刷する。
【００４６】
これによれば、はんだ撮影用カメラ５は、スキージ２１、２２の移動に連動してペースト状はんだＰｓを撮影し、はんだ画像データを取得する。このため、はんだ撮影用カメラ５は、ペースト状はんだＰｓがスクリーンＳｃ上の撮影に適した位置に移動して撮影に適した状態となるタイミングに撮影を行い、ペースト状はんだＰｓの確認に適したはんだ画像データを取得できる。したがって、このはんだ画像データに基づいて、スクリーンＳｃ上に広がるペースト状はんだＰｓを高精度にかつ容易に確認できる。
【００４７】
さらに、第１実施形態のはんだ印刷装置１において、ヘッド移動部４は、スキージ２１、２２およびスキージヘッド３をスクリーンＳｃの上で往復移動させるものであり、スキージ２１、２２およびスキージヘッド３が往復移動の始点または終点に位置するタイミングに、はんだ撮影用カメラ５は、ペースト状はんだＰｓを撮影して静止画のはんだ画像データを取得する。
【００４８】
これによれば、はんだ撮影用カメラ５は、ペースト状はんだＰｓが最も接近してかつ一時的に停止したタイミングに撮影を行うことができる。したがって、ペースト状はんだＰｓが大きくかつ鮮明に写ったはんだ画像データが得られ、ペースト状はんだＰｓをさらに一層高精度にかつ容易に確認できる。
【００４９】
さらに、第１実施形態のはんだ印刷装置１は、スキージヘッド３に昇降移動可能に搭載され、かつ、スキージヘッド３が往復移動する方向に依存して一方が上昇移動し、他方が下降移動してペースト状はんだＰｓを掻いて移動させる前スキージ２１および後スキージ２２を備え、スキージヘッド３が往復移動の始点または終点に位置して、かつ、はんだ撮影用カメラ５に対向する側の後スキージ２２が上昇移動したタイミングに、はんだ撮影用カメラ５は、上昇移動した後スキージ２２の下側に広がるペースト状はんだＰｓを撮影する。
【００５０】
これによれば、はんだ撮影用カメラ５は、後スキージ２２が撮影視野を妨げないタイミングに撮影を行うことができる。したがって、ペースト状はんだＰｓの全体像が写ったはんだ画像データが得られ、ペースト状はんだＰｓの全体像を高精度にかつ容易に確認できる。また、撮影のためにわざわざスキージ２１、２２を昇降移動させるイレギュラーな制御は行わないので、時間的なロスが発生しない。
【００５１】
また、第１実施形態のはんだ印刷装置１は、はんだ画像データを表示するモニタ装置６をさらに備える。
【００５２】
これによれば、オペレータは、モニタ装置６に表示される大きくかつ鮮明なペースト状はんだＰｓの全体像を見て高精度な確認を容易に行える。また、オペレータは、スキージヘッド３の現在位置に関係なくいつでもペースト状はんだＰｓの最新の状態を確認でき、待ち時間が発生しない。さらに、オペレータは、覗き窓８１からの目視では得られない裏面側から見たペースト状はんだＰｓの状態を確認できる。これらの確認結果により、オペレータは適切な時期に適切な対応をしてペースト状はんだＰｓを良好な状態に管理することができる。
【００５３】
加えて、オペレータは、モニタ装置６の表示を見て、スキージ２１、２２やスキージヘッド３の覗き窓８１から見えない裏面側の状況を確認できる。これらの状況は、覗き窓８１および撮影用カメラ５の両方向から正確に把握され、印刷動作の信頼性向上および印刷品質の向上に有用である。
【００５４】
なお、第１実施形態において、はんだ撮影用カメラ５は、装置ケース８内の別の位置や、図１３に示される位置に配設されてもよい。図１３は、第１実施形態の応用例のはんだ印刷装置１Ａの構成を概念的に説明する斜視図である。応用例において、はんだ撮影用カメラ５Ａはスキージヘッド３Ａに設けられている。このはんだ撮影用カメラ５Ａは、ペースト状はんだＰｓの全体像を撮影することは難しいが、ペースト状はんだＰｓの一部を大きく撮影できる。
【００５５】
また、モニタ装置６は、複数台のはんだ印刷装置１に対して共用化されていてもよい。この場合、モニタ装置６は、複数のはんだ画像データをマルチウィンドウ機能により同時に表示し、または、自動切り替え機能により順番に切り替えて表示する。あるいは、モニタ装置６は、オペレータの選択操作にしたがい、特定のはんだ印刷装置１のはんだ画像データを表示する。逆に、１台のはんだ印刷装置１のはんだ画像データを、複数台のモニタ装置６に表示してもよい。この場合、例えばネットワークを介して、制御部７と複数のモニタ装置６とを通信接続する。
【００５６】
さらに、１台または複数台のはんだ印刷装置１の制御部７を上位の管理装置に接続することもできる。この構成によれば、管理装置から１台または複数台のはんだ印刷装置１を制御できる。例えば、管理装置からのリモート制御により、はんだ撮影用カメラ５の撮影条件を変更したり、自動はんだ供給部８５を起動したり、モニタ装置６にペースト状はんだを手動供給する案内を表示させたり、スクリーンＳｃをクリーニングする指令を発したり、はんだ印刷装置１を停止させたりできる。
【００５７】
次に、第２実施形態のはんだ印刷装置について、図１４〜図２６を参考にして説明する。第２実施形態のはんだ印刷装置は、装置構成が第１実施形態と同じであり、制御部７の制御内容が第１実施形態と異なる。第２実施形態において、制御部７は、ペースト状はんだＰｓの全体像を撮影したはんだ画像データに基づいて、ペースト状はんだＰｓの管理に関する指令情報を発する。さらに、制御部７は、はんだ画像データに画像処理を施し、ペースト状はんだＰｓがスクリーン上Ｓｃに移動可能に広がって形成されるはんだロールＰｒのスキージ２１、２２に平行する方向の長さＬ、スキージ２１、２２に直交する方向の幅Ｗ、表面積、および体積のうち少なくとも一量を求め、少なくとも一量が所定値未満のときに指令情報を発する。つまり、第２実施形態において、制御部７は、本発明のはんだ制御部の役割を果たす。
【００５８】
第２実施形態において、制御部７は、印刷動作に先立ち、画像処理で実施する形状データの変換処理方法を決定し、さらに、印刷範囲Ｒ１およびはんだ必要領域Ｒ２を設定する。
【００５９】
形状データの変換処理方法の決定に関し、制御部７は、キャリブレーション用画像データを予め取得する。図１４は、キャリブレーション用画像データを取得する際に、被写体として用いるキャリブレーション用プレート９を説明する図である。キャリブレーション用プレート９は、概ねスクリーンＳｃと同じ大きさの長方形薄板状の部材である。キャリブレーション用プレート９の上面には、線または記号の少なくとも一方が一定間隔で描かれている。図１４の例では、多数の黒丸９１が二次元格子状に描かれている。また、多数の黒丸９１に代えて、図１４に一部のみが示された格子線９２が描かれていてもよい。格子線９２は、等間隔で平行する平行線群の２群が直交して描かれたものである。
【００６０】
キャリブレーション用プレート９は、スクリーンＳｃ上に載置して用いられる。なお、別法として、キャリブレーション用プレート９は、スクリーンＳｃと交換して配置されてもよい。図１５は、はんだ撮影用カメラ５でキャリブレーション用プレート９（黒丸９１は図示せず）を撮影してキャリブレーション用画像データを取得する状況を説明する図である。図示されるように、キャリブレーション用プレート９の大部分は、はんだ撮影用カメラ５の撮影視野５１に入る。したがって、はんだ撮影用カメラ５でキャリブレーション用プレート９を撮影すると、取得したキャリブレーション用画像データにはキャリブレーション用プレート９の大部分が写っている。
【００６１】
制御部７は、キャリブレーション用画像データに基づいて、はんだ撮影用カメラ５の各画素の分解能や、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の分解能比率を算出する。分解能とは、各画素がキャリブレーション用プレート９のどれだけの面積に相当するかを表す尺度である。また、分解能比率とは、各画素の縦横がＸ軸方向およびＹ軸方向に対してどれだけ傾き、かつどれだけの長さに相当するかを表す尺度である。
【００６２】
例えば、図１５に示された撮影視野５１では、はんだ撮影用カメラ５に対してキャリブレーション用プレート９が傾斜配置されている。したがって、撮影視野５１の下寄りでは、キャリブレーション用プレート９が相対的に大きく写され、撮影視野５１の上寄りではキャリブレーション用プレート９が相対的に小さく写される。このような撮影視野５１の位置の違いに依存するキャリブレーション用プレート９の各部の大きさの変化は、黒丸９１の大小変化や格子線９２の間隔の変化として撮影され、分解能および分解能比率によって表される。算出した分解能および分解能比率は、同じ撮影視野５１で撮影されたはんだ画像データに施す画像処理に適用できる。
【００６３】
制御部７は、分解能および分解能比率に基づいて、はんだ画像データに施す画像処理の変換処理方法を決定する。定性的には、相対的に大きく写された部分を小さめに変換し、相対的に小さく写された部分を大きめに変換する変換処理方法を採用する。これにより、制御部７は、はんだ画像データに含まれるはんだロールＰｒの形状データに変換処理を施して、はんだロールＰｒの実際の形状を演算する。
【００６４】
図１６は、はんだ画像データ含まれるはんだロールＰｒの形状データの一例を図化したものである。形状データに示されるはんだロールＰｒの見かけの幅ＷＶは、長さ方向の手前側で幅ＷＶ１、中間付近で幅ＷＶ２、奥側で幅ＷＶ３である。そして、見かけ上は、幅ＷＶ１＞幅ＷＶ２＞幅ＷＶ３となっている。また、はんだロールＰｒの見かけの長さＬＶである。制御部７は、この形状データに変換処理を実施することで、図１７に示される変換処理結果を得る。
【００６５】
図１７は、図１６のはんだロールＰｒの形状データに変換処理を実施した結果であり、はんだロールＰｒの実際の形状を示した図である。制御部７は、図１６の手前側の幅ＷＶ１に変換処理を実施して、図１７の幅Ｗ１を得る。同様に、制御部７は、図１６の幅ＷＶ２、幅ＷＶ３、および長さＬＶに変換処理を実施して、幅Ｗ２、幅Ｗ３、および長さＬを得る。はんだロールＰｒの実際の幅Ｗは、幅Ｗ１≒幅Ｗ２≒幅Ｗ３と概ね一定になっている。この例のように、分解能および分解能比率に基づく変換処理方法により、はんだロールＰｒの実際の形状を高精度に演算できる。上記した変換処理方法は、キャリブレーション用画像データを参照してはんだ画像データに画像処理を施す方法の具体的な一例である。
【００６６】
一方、印刷範囲Ｒ１およびはんだ必要領域Ｒ２の設定に関し、制御部７は、スクリーン画像データを予め取得する。制御部７は、はんだ撮影用カメラ５にスクリーンＳｃを撮影させて、スクリーン画像データを取得する。制御部７は、スクリーン画像データにも前述した変換処理を実施して、スクリーンＳｃの開口部Ｓｐの配置を把握する。そして、スキージ２１、２２と直交するＹ軸方向に開口部Ｓｐが存在する範囲を印刷範囲Ｒ１に設定する。また、スキージ２１、２２の長さ方向（Ｘ軸方向）に開口部Ｓｐが存在する範囲をはんだ必要領域Ｒ２に設定する。
【００６７】
図１８は、印刷範囲Ｒ１およびはんだ必要領域Ｒ２を例示説明する平面図である。図１８において、スクリーンＳｃ３の下面に基板Ｋｂ３が密着保持されている。また、復動方向の始点に位置する後スキージ２２およびそのときのはんだロールＰｒ３が実線で示され、往動方向の始点に位置する前スキージ２１およびそのときのはんだロールＰｒ４が破線で示されている。図示されるように、スクリーンＳｃ３は、大小合わせて１６個の開口部Ｓｐを有している。このうち、Ｙ軸方向に最も離れている開口部Ｓｐ３１および開口部Ｓｐ３２により、印刷範囲Ｒ１３が設定される。さらに、スキージ２１、２２の長さ方向（Ｘ軸方向）に最も離れている開口部Ｓｐ３３および開口部Ｓｐ３４により、はんだ必要領域Ｒ２３が設定される。
【００６８】
また、図１９は、印刷範囲Ｒ１およびはんだ必要領域Ｒ２を例示説明する別の平面図である。図１９において、スクリーンＳｃ５の下面に基板Ｋｂ５が密着保持されている。また、復動方向の始点に位置する後スキージ２２およびそのときのはんだロールＰｒ５が実線で示され、往動方向の始点に位置する前スキージ２１およびそのときのはんだロールＰｒ６が破線で示されている。図示されるように、スクリーンＳｃ５は、大小合わせて７個の開口部Ｓｐを有している。このうち、Ｙ軸方向に最も離れている開口部Ｓｐ５１および開口部Ｓｐ５２により、印刷範囲Ｒ１５が設定される。さらに、スキージ２１、２２の長さ方向（Ｘ軸方向）に最も離れている開口部Ｓｐ５２および開口部Ｓｐ５３により、はんだ必要領域Ｒ２５が設定される。図示されるように、はんだ必要領域Ｒ２５は、スクリーンＳｃ５や基板Ｋｂ５の中央に位置するとは限らない。
【００６９】
なお、印刷範囲Ｒ１およびはんだ必要領域Ｒ２を設定する別法として、制御部７は、スクリーンＳｃを設計したＣＡＤデータなどから開口部Ｓｐの存在範囲に関する情報を取得してもよい。また、印刷範囲Ｒ１およびはんだ必要領域Ｒ２に代えて、基板Ｋｂ３、Ｋｂ５が存在する領域の全体、つまり、基板Ｋｂ３、Ｋｂ５のＹ軸方向寸法Ｒ１３Ｔ、Ｒ１５Ｔの範囲、およびＸ軸方向寸法Ｒ２３Ｔ、Ｒ２５Ｔの範囲を設定してもよい（図１８示、図１９示）。
【００７０】
形状データの変換処理方法を決定し、かつ印刷範囲Ｒ１およびはんだ必要領域Ｒ２を設定した後、制御部７は、印刷動作を開始する。印刷動作の途中で、制御部７は、逐次はんだ画像データを取得して、はんだロールＰｒの形状を演算する。制御部７は、はんだロールの長さＬ、幅Ｗ、表面積、および体積のうち少なくとも一量が所定値未満であるときに、指令情報を発する。第２実施形態において、制御部７は、はんだロールの長さＬ、および幅Ｗの二量をそれぞれ所定値と比較する。
【００７１】
これに限定されず、制御部７は、はんだロールＰｒの幅Ｗをスキージ２１、２２の長さ方向にわたって加算（積分）することにより表面積を求め、所定値と比較することができる。また、はんだロールＰｒの幅Ｗが増加すれば、はんだロールＰｒの盛り上り高さも増加するので、幅Ｗと体積との間には相関関係がある。これを利用し、制御部７は、はんだロールＰｒの幅Ｗから体積を推定して、所定値と比較することができる。さらに、複数台のはんだ撮影用カメラ５を設けて複数のはんだ画像データを取得し、推定演算処理によりはんだロールＰｒの体積を推定し、所定値と比較するようにしてもよい。
【００７２】
長さＬに関する所定値Ｌ０は、スクリーンＳｃおよび基板Ｋｂの種類に応じて変化するはんだ必要領域Ｒ２（Ｒ２３、Ｒ２５）や基板Ｋｂ３、Ｋｂ５のＸ軸方向寸法Ｒ２３Ｔ、Ｒ２５にマージンを付加して、可変に設定される。また、表面積や体積に関する所定値も、可変に設定される。一方、幅Ｗに関する所定値Ｗ０は、通常は一定値に設定され、スキージ２１、２２の傾斜角度などの変更に対応して設定変更される場合がある。
【００７３】
次に、はんだロールＰｒの形状に基づいて、制御部７が指令情報を発するか否かを判定する方法について説明する。指令情報には、次の３種類がある。
１）必要領域供給指令情報：はんだ必要領域Ｒ２（Ｒ２３、Ｒ２５）の全体に前記ペースト状はんだＰｓを供給する指令情報。
２）一部供給指令情報：スキージ２１、２２の長さ方向（Ｘ軸方向）の一部にペースト状はんだＰｓを供給する指令情報。
３）練り合わせ指令情報：スキージ２１、２２を複数回移動させてペースト状はんだＰｓを練り合わせる指令情報。
【００７４】
なお、はんだ必要領域Ｒ２（Ｒ２３、Ｒ２５）を設定しない場合、制御部７は、必要領域供給指令情報に代えて、次の全体供給指令情報を使用する。
４）全体供給指令情報：基板Ｋｂ３、Ｋｂ５がスキージ２１、２２の長さ方向（Ｘ軸方向）に存在する領域の全体（Ｒ２３Ｔ、Ｒ２５Ｔ）にペースト状はんだＰｓを供給する指令情報。
【００７５】
制御部７は、必要領域供給指令情報、一部供給指令情報、および全体供給指令情報を自動はんだ供給部８５に発する。指令情報にしたがい、自動はんだ供給部８５は、スクリーンＳｃ上にペースト状はんだＰｓを供給する。自動はんだ供給部８５を備えない装置構成の場合、制御部７は、必要領域供給指令情報、一部供給指令情報、および全体供給指令情報をモニタ装置６に表示して、オペレータにはんだ供給作業を促す。自動供給または手動供給によりペースト状はんだＰｓが供給された後、制御部７は、練り合わせ指令情報を発する。練り合わせ指令情報にしたがい、前側昇降駆動部３２および後側昇降駆動部３４ならびにヘッド駆動モータ４３は、練り合わせ動作を実行する。制御部７は、ペースト状はんだＰｓを供給することなく練り合わせ指令情報を発する場合もある。
【００７６】
図２０〜図２６は、はんだロールＰｒの様々な形状を例示した図である。図２０は、はんだロールＰｒ１１の良好最大形状を示し、図２１は、はんだロールＰｒ１２の良好最小形状を示している。また、図２２は、はんだロールＰｒ１３のはんだ不足形状を示し、図２３は、はんだロールＰｒ１４の広がり不足形状を示している。図２４は、図２３の広がり不足形状に対して、練り合わせ指令情報を発することにより改善したはんだロールＰｒ１５の広がり不足解消形状を示している。図２５は、はんだロールＰｒ１６の一部はんだ不足形状を示し、図２６は、図２５の一部はんだ不足形状に対して、一部供給指令情報を発した後の状況を示している。なお、図２０に示された良好最大形状は、参考として図２１〜図２６に破線で示されている。
【００７７】
図２０において、はんだロールＰｒ１１の長さＬ１１は所定値Ｌ０以上で、かつ幅Ｗ１１は所定値Ｗ０よりもかなり大きな良好最大幅となっている。はんだロールＰｒ１１の形状は印刷動作に適しており、制御部７は指令情報を発しない。なお、良好最大幅は、スクリーンＳｃ上における前スキージ２１と後スキージ２２との離隔距離に概ね相当する。したがって、良好最大幅を超えてペースト状はんだＰｓが供給されても、余剰分は排出される。
【００７８】
図２１において、はんだロールＰｒ１２の長さＬ１２は所定値Ｌ０以上で、かつ幅Ｗ１２は所定値Ｗ０に一致している。はんだロールＰｒ１２の形状は印刷動作に適しており、制御部７は指令情報を発しない。実際には、はんだロールＰｒの幅Ｗは、Ｘ軸方向に沿って少しずつ変動する場合が多い。それでも、はんだロールＰｒの長さＬが所定値Ｌ０以上で、かつＸ軸方向に沿って変動する各所の幅Ｗが幅Ｗ１１と幅Ｗ１２の間に入っていれば、はんだロールＰｒの形状は印刷動作に適しており、制御部７は指令情報を発しない。
【００７９】
図２２において、はんだロールＰｒ１３の長さＬ１３は所定値Ｌ０以上であるが、幅Ｗ１３は所定値Ｗ０未満である。はんだロールＰｒ１３の形状は印刷動作に適さず、はんだロールＰｒ１３を形成するペースト状はんだＰｓの総量が不足している。したがって、制御部７は、必要領域供給指令情報または全体供給指令情報を発する。その後にペースト状はんだＰｓが供給されると、制御部７は練り合わせ指令情報を発する。ペースト状はんだＰｓの供給および練り合わせ動作により、はんだロールＰｒ１３は、幅Ｗ１３が所定値Ｗ０よりも大きくなり、印刷動作に適した良好な形状に改善される。
【００８０】
図２３において、はんだロールＰｒ１４の長さＬ１４は所定値Ｌ０未満であり、かつ幅Ｗ１４は概ね良好最大幅となっている。はんだロールＰｒ１４の形状は、印刷動作に適さない。ここで、幅Ｗ１４が所定値Ｗ０よりもかなり大きく、はんだロールＰｒ１４を形成するペースト状はんだＰｓの総量は不足していないと推定できる。したがって、制御部７は、練り合わせ指令情報を発する。練り合わせ指令情報にしたがって練り合わせ動作が行われると、図２３のはんだロールＰｒ１４の形状は、図２４のはんだロールＰｒ１５の形状に改善される。改善されたはんだロールＰｒ１５の長さＬ１５は所定値Ｌ０以上になって広がり不足が解消され、かつ、幅Ｗ１５も所定値Ｗ０以上が確保されている。
【００８１】
仮に、はんだロールＰｒの長さＬが所定値Ｌ０未満で、かつ幅Ｗが所定値Ｗ０よりもわずかに大きい程度の場合、はんだロールＰｒを形成するペースト状はんだＰｓの総量が不足していると推定できる。この場合、制御部７は、必要領域供給指令情報（または全体供給指令情報）、あるいは、ペースト状はんだＰｓが無い両側の領域にペースト状はんだＰｓを供給する一部供給指令情報を発する。その後にペースト状はんだＰｓが供給されると、制御部７は練り合わせ指令情報を発する。
【００８２】
図２５において、はんだロールＰｒ１６の長さＬ１６は所定値Ｌ０以上であり、幅Ｗ１６も大部分の領域で所定値Ｗ０以上であるが、一部の領域で幅Ｗ１６Ｓが所定値Ｗ０未満となっている。したがって、はんだロールＰｒ１６の形状は、印刷動作に適さない。このような状況は、例えば図１８に示されるように、Ｘ軸方向の位置に依存してスキージ２１、２２が通り過ぎる開口部Ｓｐの数や大きさが異なる場合に発生する。ここで、練り合わせ動作を行うと、全領域で幅Ｗ１６を所定値Ｗ０よりも大きく改善できるか否か不明である。したがって、制御部７は、一部供給指令情報を発する。
【００８３】
一部供給指令情報にしたがい、自動はんだ供給部８５は、幅Ｗ１６Ｓが所定値Ｗ０未満となっている一部の領域にペースト状はんだＰｓ１６を供給する。すると、図２６に示される状況となり、制御部７は、練り合わせ指令情報を発する。練り合わせ動作が行われると、はんだロールＰｒ１６は、幅Ｗ１６が全領域で所定値Ｗ０以上となりかつ均一化されて、印刷動作に適した良好な形状に改善される。
【００８４】
仮に、幅Ｗ１６が大部分の領域で所定値Ｗ０よりもかなり大きく、練り合わせ動作を行うと、全領域で幅Ｗ１６を所定値Ｗ０よりも大きくできると推定される場合がある。この場合、制御部７は、ペースト状はんだＰｓ１６を供給せずに、練り合わせ指令情報を発する。
【００８５】
なお、図２５において、制御部７が必要領域供給指令情報を発し、その後に練り合わせ指令情報を発しても、はんだロールＰｒ１６の形状を改善することはできる。しかしながら、この方法は、一部供給指令情報を発する方法と比較すると、ペースト状はんだＰｓの供給に手間取り、さらには練り合わせのスキージ２１、２２の往復動作回数も増加するため、得策でない。
【００８６】
さらに、制御部７は、練り合わせ動作の途中においても、逐次はんだ画像データを取得して、はんだロールＰｒの形状を演算する。制御部７は、はんだロールＰｒの長さＬおよび幅Ｗのうち、どちらか一量でも所定値Ｌ０、Ｗ０未満であると、練り合わせ動作を継続する。そして、制御部７は、はんだロールＰｒの長さＬおよび幅Ｗの二量がともに所定値Ｌ０、Ｗ０以上まで回復したときに、練り合わせ動作を終了する。なお、練り合わせ動作の継続および終了の判定は、印刷動作の途中に限定されず、スクリーンＳｃの使用を開始する際の初回の練り合わせ動作でも実施される。
【００８７】
第２実施形態のはんだ印刷装置は、はんだ画像データに基づいてペースト状はんだＰｓの管理に関する指令情報を発する制御部７（はんだ制御部）をさらに備える。
【００８８】
これによれば、制御部７が発する指令情報に基づいてペースト状はんだＰｓを管理するので、はんだロールＰｒを良好な状態に維持することが容易になる。加えて、オペレータに依存する判断が不要であるので、管理の精度が向上するとともに、省力化にも資する。
【００８９】
さらに、第２実施形態のはんだ印刷装置において、制御部７は、はんだ画像データに画像処理を施し、ペースト状はんだＰｓがスクリーンＳｃ上に移動可能に広がって形成されるはんだロールＰｒのスキージ２１、２２に平行する方向の長さＬ、スキージ２１、２２に直交する方向の幅Ｌ、表面積、および体積のうち長さＬと幅Ｗの二量を求め、二量のうちどちらか一方でも所定値Ｌ０、Ｗ０未満のときに指令情報を発する。
【００９０】
これによれば、はんだロールＰｒの形状に基づいて指令情報が発せられるので、はんだロールＰｒを印刷動作に適した良好な形状に維持することが容易になる。
【００９１】
さらに、第２実施形態のはんだ印刷装置において、線または記号が一定間隔で描かれたキャリブレーション用プレート９をスクリーンＳｃ上に載置し、あるいはスクリーンＳｃと交換して配置し、はんだ撮影用カメラ５でキャリブレーション用プレート９を撮影してキャリブレーション用画像データを予め取得しておき、制御部７は、キャリブレーション用画像データを参照して、はんだ画像データに画像処理を施す。
【００９２】
これによれば、キャリブレーション用画像データから算出した分解能や分解能比率に基づいて、はんだロールＰｒの実際の形状を高精度に演算できるので、はんだロールＰｒの形状管理の精度が著しく向上する。
【００９３】
さらに、第２実施形態のはんだ印刷装置において、制御部７は、開口部Ｓｐの配置に対応してスキージ２１、２２の長さ方向にはんだ必要領域Ｒ２を設定し、はんだ必要領域Ｒ２に応じて長さに関する所定値Ｌ０を可変に設定する。
【００９４】
これによれば、ペースト状はんだＰｓが消費される開口部Ｓｐの配置に対応してはんだ必要領域Ｒ２および所定値Ｌ０が可変に設定される。このため、スクリーンＳｃ上の無駄な位置にペースト状はんだＰｓが供給されない。したがって、ペースト状はんだＰｓがスクリーンＳｃ上に長時間滞留して品質低下するおそれが生じない。加えて、ペースト状はんだＰｓの歩留まりも良好になる。
【００９５】
また、第２実施形態のはんだ印刷装置において、はんだロールＰｒ１３の長さＬ１３、幅Ｗ１３、表面積、および体積のうち少なくとも幅Ｗ１３が所定値Ｗ０未満であるときに、制御部７は、はんだ必要領域Ｒ２の全体にペースト状はんだを供給する必要領域供給指令情報を発する。
【００９６】
加えて、第２実施形態のはんだ印刷装置において、はんだロールＰｒの長さＬ、幅Ｗ、表面積、および体積のうち少なくとも一量が所定値未満であるときに、制御部７は、基板Ｋｂ３、Ｋｂ５がスキージ２１、２２の長さ方向に存在する領域の全体（Ｒ２３Ｔ、Ｒ２５Ｔ）にペースト状はんだＰｓを供給する全体供給指令情報を発する、ようにしてもよい。
【００９７】
加えて、第２実施形態のはんだ印刷装置において、はんだロールＰｒ１６の幅Ｗ１６Ｓがスキージ２１、２２の長さ方向の一部で所定値Ｗ０未満であるときに、制御部７は、スキージ２１、２２の長さ方向の一部にペースト状はんだＰｓ１６を供給する一部供給指令情報を発する。
【００９８】
これらによれば、ペースト状はんだＰｓの供給時期および供給領域範囲を適正化でき、オペレータに依存する判断は不要である。したがって、オペレータの目視確認による誤差や主観の影響を排除でき、はんだロールＰｒ１３、Ｐｒ１６の形状管理精度が向上する。これにより、ペースト状はんだを定期的に供給する従来技術で生じる「はんだ不足」や「はんだ過多」は、第２実施形態で発生しなくなる。加えて、オペレータの手間を削減でき、省力化にも資する。
【００９９】
さらに、第２実施形態のはんだ印刷装置において、はんだロールＰｒの幅Ｗがスキージ２１、２２の長さ方向の一部で所定値Ｗ０未満であるとき、および、はんだロールＰｒ１４の長さＬ１４が所定値Ｌ０未満であるときの少なくとも一方のときに、制御部７は、スキージ２１、２２を複数回移動させてペースト状はんだＰｓを練り合わせる練り合わせ指令情報を発する。
【０１００】
これによれば、ペースト状はんだＰｓの不急な供給を行わずに練り合わせ動作のみを適正に行うことができ、オペレータに依存する判断は不要である。したがって、オペレータの目視確認による誤差や主観の影響を排除でき、はんだロールＰｒ１４の形状管理精度が向上する。加えて、オペレータの手間を削減でき、省力化にも資する。
【０１０１】
さらに、第２実施形態のはんだ印刷装置において、必要領域供給指令情報、全体供給指令情報、および一部供給指令情報のいずれかにしたがってペースト状はんだＰｓを供給し、続いてスキージ２１、２２を複数回移動させてペースト状はんだＰｓを練り合わせる練り合わせ動作を行い、あるいは、練り合わせ指令情報にしたがって練り合わせ動作を行い、はんだロールＰｒの長さＬ、幅Ｗ、表面積、および体積のうち所定値Ｌ０、Ｗ０未満であった少なくとも一量が所定値Ｌ０、Ｗ０以上まで回復したときに、練り合わせ動作を終了する。
【０１０２】
これによれば、はんだロールＰｒの形状を改善するための練り合わせ動作の実施回数を必要最小限にでき、印刷効率を高めることができる。従来、練り合わせ動作は一定の実施回数が設定されており、必要回数以上の練り合わせが冗長に実施されがちであった。第２実施形態によれば、練り合わせ動作の冗長性を解消できる。
【０１０３】
なお、第２実施形態において、はんだロールＰｒの表面積は、ペースト状はんだＰｓの総量と高い相関関係にある。したがって、はんだロールＰｒの表面積を所定値と比較すれば、ペースト状はんだＰｓの総量が不足しているか否かを正確に判定できる。また、図１３に示されるスキージヘッド３Ａに設けられたはんだ撮影用カメラ５Ａでは、はんだロールＰｒの全体像を撮影することは難しい。この場合、はんだロールＰｒの写った範囲に対して、第２実施形態と同様の処理を行うことができる。例えば、スキージ２１、２２の長さ方向の中央におけるはんだロールＰｒの幅Ｗを算出して所定値と比較し、ペースト状はんだの供給の要否を判定できる。
【０１０４】
さらになお、はんだ印刷装置１の動作開始時や動作中断後の動作再開時に、はんだ撮影用カメラ５を利用して、動作信頼性を高めることもできる。例えば、はんだ撮影用カメラ５によりスクリーンＳｃを撮影してスクリーン画像データを取得し、はんだロールＰｒの位置を確認することにより、印刷動作の方向を正しく判定できる。また、はんだロールＰｒの位置に対応して、スキージヘッド３の位置を正しく制御できる。通常、はんだ印刷装置１は、停止直前の状態を記憶しており、動作開始時や動作再開時の印刷動作の方向およびスキージヘッド３の位置を正しく判定する。しかしながら、電源オフからの再起動時や、生産する基板Ｋｂの種類の切り替え時、ペースト状はんだＰｓの手動供給時などには、判定を誤るおそれが皆無でない。このおそれは、スクリーン画像データによりはんだロールＰｒの位置を確認することで、確実に解消される。
【０１０５】
また、例えば、動作開始時や動作再開時に、スクリーン画像データからはんだロールＰｒの長さＬおよび幅Ｗを確認して、所定値Ｗ０、Ｌ０未満のときに「はんだ不足」の警告を発するようにできる。これによれば、動作中断時におけるはんだロールＰｒの形状変化などに対応でき、印刷不良が発生しない。本発明は、その他にも様々な変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１、１Ａ：はんだ印刷装置
２１：前スキージ    ２２：後スキージ
３、３Ａ：スキージヘッド    ３１：ヘッド本体
３２：前側昇降駆動部    ３３：前側角度調整部
３４：後側昇降駆動部    ３５：後側角度調整部
４：ヘッド移動部    ４１：ねじ軸    ４２：ボールねじナット
４３：ヘッド駆動モータ    ４４：位置センサ
５、５Ａ：はんだ撮影用カメラ    ５１：撮影視野
６：モニタ装置    ７：制御部
８：装置ケース    ８１：覗き窓    ８３：基板搬送部
８４：基板保持部    ８５：自動はんだ供給部
９：キャリブレーション用プレート
９１：黒丸    ９２：格子線
Ｓｃ：スクリーン    Ｓｄ：はんだ排出口
Ｓｐ、Ｓｐ３１〜Ｓｐ３４、Ｓｐ５１〜Ｓｐ５３：開口部
Ｐｓ、Ｐｓ１６：ペースト状はんだ
Ｐｒ、Ｐｒ３〜Ｐｒ６、Ｐｒ１１〜Ｐｒ１６：はんだロール
Ｋｂ、Ｋｂ２、Ｋｂ３、Ｋｂ５：基板
Ｒ１、Ｒ１３、Ｒ１５：印刷範囲
Ｒ２３、Ｒ２５：はんだ必要領域
Ｗ１〜Ｗ３、Ｗ１１〜Ｗ１６、Ｗ１６Ｓ：はんだロールの幅
Ｌ、Ｌ１１〜Ｌ１６：はんだロールの長さ
Ｗ０：はんだロールの幅に関する所定値
Ｌ０：はんだロールの長さに関する所定値
【図１】
2016027336.tif 000003
【図２】
2016027336.tif 000004
【図３】
2016027336.tif 000005
【図４】
2016027336.tif 000006
【図５】
2016027336.tif 000007
【図６】
2016027336.tif 000008
【図７】
2016027336.tif 000009
【図８】
2016027336.tif 000010
【図９】
2016027336.tif 000011
【図１０】
2016027336.tif 000012
【図１１】
2016027336.tif 000013
【図１２】
2016027336.tif 000014
【図１３】
2016027336.tif 000015
【図１４】
2016027336.tif 000016
【図１５】
2016027336.tif 000017
【図１６】
2016027336.tif 000018
【図１７】
2016027336.tif 000019
【図１８】
2016027336.tif 000020
【図１９】
2016027336.tif 000021
【図２０】
2016027336.tif 000022
【図２１】
2016027336.tif 000023
【図２２】
2016027336.tif 000024
【図２３】
2016027336.tif 000025
【図２４】
2016027336.tif 000026
【図２５】
2016027336.tif 000027
【図２６】
2016027336.tif 000028
【国際調査報告】
2016027336.tif 000029
2016027336.tif 000030
2016027336.tif 000031
2016027336.tif 000032