(57)【要約】スクリーン印刷機においてカメラによる撮像に基づいて行われる監視の実用性を向上させる。マスク保持装置１６のマスク枠受け４０にカメラ１５０を取り付け、マスク４６やスキージ１２２を側方から撮像する。スキージスライド７０の一対のスキージ１２２の間の部分にカメラ１６０を、また、一対のスキージ１２２の両側にカメラ１６２，１６４を取り付ける。カメラ１５０の撮像によりスキージ１２２の取付けの有無，種類等を確認し、カメラ１６０の撮像によりはんだロールの径を取得してはんだ残量を取得し、カメラ１６２，１６４の撮像によりマスク４６上におけるはんだの掻取り残しや貫通孔へのはんだの充填不足を検出し、作業者に対する警告，はんだの自動補給等の実行により印刷不良の発生を防止する。
2014103032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンマスク上に載せられたペースト状はんだを、スキージにより前記スクリーンマスクに沿って押送し、そのスクリーンマスクに形成された複数の貫通孔を通して回路基材に印刷するスクリーン印刷機であって、
当該スクリーン印刷機がカバーにより覆われており、そのカバーに覆われた内部空間に設置され、前記スキージが前記スクリーンマスク上を移動する領域である印刷領域を撮像可能なカメラと、
前記カバーの外部にいる人が画面を視認可能な状態に設置され、その画面に前記カメラにより撮像された画像を表示するモニタと、
それらカメラとモニタとに接続され、それらカメラとモニタとを制御する監視部制御装置と
を含むスクリーン印刷機であって、
前記カメラとして、(a)前記スキージによって押送中のペースト状はんだであるはんだロールを撮像可能な状態に設置されたカメラと、(b)前記スキージの通過後の前記スクリーンマスクの上面を撮像可能な状態に設置されたカメラとの少なくとも一方を含むことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
さらに、
前記カメラにより撮像された画像を解析する画像解析装置と、
その画像解析装置の解析結果に基づいて、(a)前記スクリーンマスク上へペースト状はんだを補給するはんだ補給装置、(b)前記スキージの前記スクリーンマスクに対する押付力を制御する押付力制御装置、(c)前記スクリーンマスクの複数の貫通孔のうちではんだの充填量不足のものが存在する場合に前記スクリーンマスクを回路基材から離間させることなく前記スキージを再度作動させる再印刷指令部、および(d)作業者に対して警告を発する警告装置の少なくとも１つを含み、当該スクリーン印刷機を制御する主制御装置と
を含む請求項１に記載のスクリーン印刷機。
【請求項３】
さらに、前記カメラを少なくとも前記スクリーンマスクに平行な方向に移動させるカメラ移動装置を含む請求項１または２に記載のスクリーン印刷機。
【請求項４】
さらに、
前記カメラの撮像方向を変更可能な首振り装置、および当該スクリーン印刷機の外部に設けられ、前記首振り装置の首振り角度と、首振り範囲の中心線の方向との少なくとも一方を設定するために操作可能な首振り操作装置と、
前記カメラが撮像範囲の拡縮が可能なものであり、当該スクリーン印刷機の外部に設けられて前記撮像範囲の拡縮を指令可能な拡縮指令装置と
の少なくとも一方を含む請求項１ないし３のいずれかに記載のスクリーン印刷機。
【請求項５】
さらに、
前記カメラにより撮像された画像のデータを記憶する画像データ記憶装置と、
その画像データ記憶装置に記憶された画像データに基づく画像を必要に応じて前記モニタに表示させる画像再生装置と
を含む請求項１ないし４のいずれかに記載のスクリーン印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン印刷機に関するものであり、特に、カメラによるスクリーン印刷機の監視に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、カメラおよびマイクによる印刷設備の動作状況の監視が記載されている。動作状況は予め定められた検査日時毎に取得され、印刷設備から出力される印刷工程の品質・稼働情報と共にデータベース化され、不良傾向とメンテナンス方法との関係分析等に使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１０２７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は以上の事情の下に為されたものであり、スクリーン印刷機においてカメラによる撮像に基づいて行われる監視の実用性の向上を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、スクリーンマスク上に載せられたペースト状はんだを、スキージにより前記スクリーンマスクに沿って押送し、そのスクリーンマスクに形成された複数の貫通孔を通して回路基材に印刷するスクリーン印刷機のカバーにより覆われた内部空間にカメラを設け、スクリーン印刷機内部において設定された撮像対象を撮像させ、撮像された画像をモニタに表示することにより解決される。
回路基材には、例えば、(a)未だ電子回路部品が装着されていないプリント配線板、(b)一方の面に電子回路部品が搭載されるとともに電気的に接合され、他方の面には電子回路部品が未装着であるプリント回路板、(c)ベアチップが搭載され、チップ付基板を構成する基材、(d)ボールグリッドアレイを備えた電子回路部品が搭載される基材、(e)平板状ではなく三次元形状を有する基材等が含まれる。
【発明の効果】
【０００６】
スクリーン印刷機内部にカメラを設け、予め設定された撮像対象を撮像させることにより、監視対象の状態を、その近傍において把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態であるスクリーン印刷機を示す斜視図である。
【図２】上記スクリーン印刷機のスキージ装置等を示す側面図である。
【図３】上記スクリーン印刷機のマスク保持装置を示す平面図である。
【図４】上記スキージ装置のスキージヘッドおよびスキージ昇降装置を概略的に示す正面図である。
【図５】上記スクリーン印刷機のはんだ供給装置を示す側面図である。
【図６】上記スクリーン印刷機のスキージスライドに設けられたカメラをスキージヘッドと共に示す側面図（一部断面）である。
【図７】上記スクリーン印刷機の制御装置を示すブロック図である。
【図８】上記マスク保持装置に取り付けられたカメラの撮像により得られる画像がカメラ用モニタに表示された状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を、図を参照しつつ説明する。なお、本発明は、下記実施形態の他、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。
【０００９】
図１に、本発明の一実施形態であるスクリーン印刷機（以後、印刷機と略称する）を示す。本印刷機は、本発明に関する部分を除いて、特開２０１１−２３０３５３号公報に記載の印刷機と同様に構成されており、簡単に説明する。本印刷機は、図２に示すように、印刷機本体１０，基材搬送装置たる基板搬送装置１２，基材保持装置たる基板保持装置１４，マスク保持装置１６，スキージ装置１８，はんだ供給装置２０および制御装置２２（図７参照）を含む。
【００１０】
基板搬送装置１２は、本実施形態においてはベルトコンベヤにより構成され、回路基材の一種である回路基板３０（以後、基板３０と略称する）を水平な姿勢で搬送する。本実施形態においては、「回路基板」はプリント配線板およびプリント回路板の総称とする。また、本明細書においては基板３０の搬送方向である基板搬送方向を左右方向ないし幅方向とし、基板搬送方向と直交する方向を前後方向とする。本実施形態においては左右方向および前後方向はいずれも水平である。基板保持装置１４は、基板搬送装置１２の基板搬送方向の途中に設けられ、基板支持装置および基板クランプ装置を含み、昇降装置３２により昇降させられる。
【００１１】
マスク保持装置１６は、図２に示すように基板搬送装置１２の上方に設けられている。本マスク保持装置１６は、図３に示すように一対のマスク枠受け４０，マスク固定装置４２および位置調節装置４４を含み、スクリーンマスク４６（以後、マスク４６と略称する）を水平な姿勢で保持する。マスク４６は、金属製、例えば、ステンレス製のシートにより作られ、マスク枠４８に張られている。マスク４６の印刷範囲５０には、マスク４６の上面５２と下面５４（図６参照）とに開口して複数の貫通孔５６が形成されている。
【００１２】
一対のマスク枠受け４０はそれぞれ、図３に示すように水平な受け部５８によりマスク枠４８を下方から受け、マスク４６を支持する。マスク枠４８はマスク固定装置４２により受け部５８に固定される。位置調節装置４４は、マスク枠受け４０を動かして、マスク４６と基板３０との相対位置を調節し、それらの相対的な位置ずれを解消する。
【００１３】
図２に示すように、スキージ装置１８はスキージ装置本体６０，一対のスキージヘッド６２，スキージ移動装置６４および一対のスキージ昇降装置６６（図４に一方のスキージ昇降装置６６を示す）を含む。スキージ装置本体６０は、マスク枠受け４０の上面に固定されている。位置調節時にはスキージ装置１８はマスク４６と共に基板３０に対して移動させられる。スキージ移動装置６４は、可動部材たるスキージスライド７０およびスキージスライド駆動装置７２を含む。本実施形態におけるスキージスライド駆動装置７２は、複数のプーリ７４と、それらに巻き掛けられたベルト７６と、複数のプーリ７４の１つを回転駆動する電動モータ７８とを含み、スキージスライド７０を案内部材たるガイドロッド８２に案内させつつ前後方向に移動させる。プーリ７４およびベルト７６としては、タイミングプーリおよびタイミングベルトが好適であり、電動モータ７８としてはサーボモータ等回転角度の制御が可能な電動モータが好適である。以下のプーリ，ベルトおよび電動モータについても同様である。
【００１４】
スキージ昇降装置６６は、図４に概略的に示すようにスキージスライド７０に設けられ、昇降部材９０および昇降部材駆動装置９２を含む。スキージスライド７０には、別の昇降部材９４が昇降可能に設けられ、引張コイルスプリング９６によりスキージスライド７０に接近する向きに付勢されている。スキージスライド７０と昇降部材９４との間には荷重検出器たるロードセル９８および圧縮コイルスプリング１００が設けられ、スキージのマスク４６への押付力が検出される。コイルスプリング９６，１００は、付勢手段の一種である弾性部材たるスプリングの一種である。昇降部材９０は、昇降部材９４に昇降可能に保持されている。昇降部材駆動装置９２は、駆動源たる電動モータ１０２（図７参照）と、送りねじ１０４およびナット１０６を含む送りねじ機構１０８とを備えている。送りねじ１０４としてはボールねじが好適である。送りねじ１０４は昇降部材９０に固定して取り付けられ、ナット１０６は昇降部材９４に回転可能かつ軸方向に移動不能に取り付けられて送りねじ１０４と螺合されている。電動モータ１０２の回転は、ナット１０６に固定のプーリ１１０を含む複数のプーリおよびそれらプーリに巻き掛けられたベルトによりナット１０６に伝達される。電動モータ１０２によってナット１０６が回転させられることにより、昇降部材９０が案内部材たるガイドロッド１１２に案内されつつ、昇降部材９４に対して昇降させられる。昇降部材９４は、一対のスキージ昇降装置６６の各昇降部材９０に対して１つ設けられ、それら２つの昇降部材９０に共用である。
【００１５】
一対のスキージヘッド６２はそれぞれ、図２に示すようにスキージ保持部材１２０およびスキージ１２２を含み、一方を図４に示すように昇降部材９０に着脱可能に取り付けられている。スキージ１２２は長手形状の板状を成し、その長手方向が印刷機の幅方向に平行となり、図６に示すように、マスク４６に対して下方ほど他方のスキージ１２２から離間する向きに傾斜した姿勢でスキージ保持部材１２０により保持されている。スキージ１２２は、スキージ移動装置６４により前後方向に移動させられる。前後方向が印刷方向であり、本印刷機においては基板搬送方向と印刷方向とが直角である。スキージ１２２には、その幅と材料との少なくとも一方を異にする複数種類のものがある。スキージ１２２は、基板３０の幅に応じた幅のものが使用される。スキージ１２２の幅および基板３０の幅はいずれも、印刷機の幅方向に平行な方向の寸法である。また、スキージ１２２は、例えば、金属あるいはゴムにより作られる。
【００１６】
前記はんだ供給装置２０は、図２に示すようにスキージスライド７０に搭載されている。はんだ供給装置２０は、図５に示すようにはんだ収容器１３０を備えている。はんだ収容器１３０は、スキージスライド７０に印刷方向に平行な軸線まわりに回動可能かつ印刷機の幅方向に移動可能に設けられている。はんだ収容器１３０は収容器回動装置１３２により回動させられてマスク４６に対して直角な姿勢とされ、収容器移動装置１３４によって印刷機の幅方向に移動させられつつ、マスク４６に向かってペースト状はんだ（以後、はんだと略称する）を吐出する。
【００１７】
本印刷機は、図１に示すように、カバー１４０により覆われている。カバー１４０は、一対の側壁，天壁，前壁，後壁を含み、印刷機本体１０の外側に取り付けられて印刷機全体を覆っている。このカバー１４０により覆われた内部空間に基板搬送装置１２等が設けられるとともに、図２に示すようにカメラ１５０が設置されている。カメラ１５０は、本実施形態においては、前記一対のマスク枠受け４０のうちの一方の鉛直な側壁１４８の印刷方向に平行な方向の中間部に、マスク４６を側方から、すなわち、印刷方向に直角で水平な方向から撮像する向きに取り付けられている。カメラ１５０は、本実施形態においてはズームレンズを備え、スキージ１２２がマスク４６上を移動する領域である印刷領域全体の撮像および一部を拡大した撮像が可能なものとされている。カメラ１５０はまた、動画を撮像することができるものとされている。
【００１８】
カメラ１５０は、図２に示す首振り装置１５２により撮像方向が変更される。首振り装置１５２は、詳細な図示は省略するが、本実施形態においては電動モータを駆動源とし、カメラ１５０を、マスク４６に直角で鉛直な軸線まわりに回動させるものとされている。首振り装置は、カメラを、印刷方向に平行でマスク４６に平行な軸線まわりに回動させるものとしてもよい。カメラ１５０の首振りは、作業者が手動で行うようにしてもよい。
【００１９】
カメラ１５０の近傍には、照明装置１５４が設けられている。照明装置１５４は、作業者が照明スイッチ１５６を操作することによりオン状態とオフ状態とに切り換えられる。照明スイッチ１５６は、図１に示すようにカバー１４０の外面の前面に設けられ、本実施形態においては、作業者がオン操作している間は照明装置１５４をオン状態に保ち、作業者が操作しなくなれば照明装置１５４をオフ状態に戻すものとされている。
【００２０】
カメラ１５０，首振り装置１５２および照明装置１５４は、図２に示すように取付部材１５８に取り付けられ、取付部材１５８を介して側壁１４８に取り付けられている。取付部材１５８は、側壁１４８に対して、印刷方向に平行な方向の取付位置を複数に変更可能とされている。これら位置は、本実施形態においては適宜の間隔を隔てた不連続な位置であって、例えば、等間隔を隔てた位置とされている。取付部材１５８の位置変更は作業者により行われ、カメラ１５０の位置が変更され、撮像対象が変えられる。カメラ１５０の位置は連続的に変更されるようにしてもよく、マスク４６に直角な方向において変更されるようにしてもよく、動力源を備えた移動装置により移動させられるようにしてもよい。カメラの印刷方向に平行な方向の位置を変更可能とすることは、例えば、１つのマスクに印刷領域が複数設けられる場合に有効である。複数の印刷領域が印刷方向に平行な方向の位置を異にして設けられ、選択的に印刷に使用される場合、使用印刷領域に対応する位置にカメラを取り付け、印刷状態を真横から撮像させることができる。
【００２１】
スキージスライド７０には、図２に示すようにカメラ１６０，１６２，１６４が搭載されており、スキージ１２２と共にマスク４６に平行な方向に移動させられる。本実施形態においては、スキージ移動装置６４がカメラ移動装置を兼ねており、印刷機が簡易にかつ安価に構成される。カメラ１６０は、スキージスライド７０の一対のスキージヘッド６２の間の部分に設けられている。カメラ１６２，１６４はそれぞれ、スキージスライド７０の印刷方向において一対のスキージ１２２の両側の部分に設けられている。カメラ１６０，１６２，１６４は、本実施形態においては、スキージスライド７０の幅方向（印刷機の幅方向に平行な方向）の中央に下向きに設けられている。カメラ１６０，１６２，１６４は、本実施形態においては、広角かつ被写界深度が深く、動画が撮像可能なものとされており、マスク４６を幅方向の全体において撮像することができる。カメラ１６０，１６２，１６４は、カメラ１５０と同様に首振り装置によって撮像方向が変えられるようにしてもよく、撮像範囲が拡縮可能なものとされてもよい。
【００２２】
図１に示すようにカバー１４０の前面上部には操作用モニタ１７０が設けられ、前面下部にはカメラ用モニタ１７２が設けられている。操作用モニタ１７０は、画面にデータ，各種入力案内や設問等を表示し、画面への接触により、作業者にデータや指示等の入力を行わせるものとされ、操作装置，入力装置，表示装置を構成する。カメラ用モニタ１７２は、カメラ１５０による撮像により得られた画像を表示するものである。カメラ用モニタ１７２はカバー１４０の外に設けられ、カバー１４０の外部にいる人が視認可能である。
【００２３】
制御装置２２は、図７に示すようにＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭおよびＩ／Ｏポートを含むコンピュータ１８０を主体として構成されており、このコンピュータ１８０に種々の検出装置や作動装置が接続されている。それらのうち、本発明と関係の深いものを示すが、コンピュータ１８０は駆動回路１８２を介して基板搬送装置１２等の作動装置の駆動源等や警告装置１８４を制御し、制御回路１８５,１８６を介して操作用モニタ１７０，カメラ用モニタ１７２を制御する。警告装置１８４は、例えば、ブザーの鳴動あるいはランプの点灯，点滅により警告を発するものとされる。コンピュータ１８０にはまた、ロードセル９８，照明スイッチ１５６，画像データ記憶装置１８８が接続されるとともに、カメラ１５０，１６０，１６２，１６４が制御・画像処理装置１９０を介して接続されている。制御・画像処理装置１９０はコンピュータを主体として構成されている。コンピュータ１８０のＲＡＭに画像データメモリを設けて画像データ記憶装置としてもよい。
【００２４】
以上のように構成された印刷機において印刷時には、基板３０が基板搬送装置１２により搬入され、所定の位置において停止後、基板保持装置１４により保持される。そして、基板３０およびマスク４６にそれぞれ設けられた基準マークの基準マーク撮像装置（図示省略）による撮像、位置調節装置４４によるマスク４６と基板３０との位置合わせが行われる。この際、いずれもマスク枠受け４０に取り付けられたカメラ１５０と、マスク４６およびスキージ装置１８との相対位置は変わらない。カメラ１６０，１６２，１６４とマスク４６との相対位置も変わらない。
【００２５】
位置調節後、基板保持装置１４が昇降装置３２により上昇させられ、基板３０がマスク４６の下面５４に接触させられる。そして、一対のスキージ１２２の一方が下降させられ、マスク４６に接触させられた状態で移動させられ、マスク４６上に載せられたはんだをマスク４６に沿って押送し、貫通孔５６に押し込み、基板３０に印刷する。はんだはスキージ１２２によりマスク４６上を転がされ、図８に示すようにロール状を成す。以後、このロール状のはんだをはんだロール２００とする。印刷後、基板３０は下降させられてマスク４６から離間させられ、基板保持装置１４による保持を解除されて搬出される。一対のスキージ１２２は交互にマスク４６に接触させられ、はんだロール２００を押送して印刷を行う。
【００２６】
このように印刷機において基板３０へのはんだ印刷が行われるとき、カメラ１５０，１６０，１６２，１６４は常時撮像を行っており、撮像データは制御・画像処理装置１９０により処理，解析される。カメラ１５０，１６０，１６２，１６４の各画像データは、カメラの設置位置および撮像方向によって異なっており、本実施形態においては、それぞれに適した目的に使用される。
【００２７】
カメラ１５０により印刷領域全体が撮像され、マスク４６の上面５２，一対のスキージ１２２，はんだロール２００等が撮像される。そのため、カメラ１５０の撮像により得られる画像データは制御・画像処理装置１９０からコンピュータ１８０へ送られ、図８に例示するように、撮像と並行してカメラ用モニタ１７２に表示される。作業者は表示された画像を見て印刷状態等を確認することができる。作業者は、例えば、スキージ保持部材１２０によるスキージ１２２の保持状態，上面５２上におけるはんだの掻取り状態，はんだロール２００のローリング状態，はんだ残量，貫通孔５６へのはんだの充填状態を確認する。カバー１４０の内部空間は、カバー１４０に透明な窓を設けることにより、作業者がカバー１４０の外から観察することができるが、距離があって見難い。それに対し、内部空間に設けられたカメラ１５０によれば、マスク４６やはんだロール２００等を近くで撮像することができ、作業者は、それらの状態を明瞭に確認することができる。特に、カメラ１５０はスキージ１２２等を側方から撮像するため、正面や背面から（印刷方向に平行な方向から）撮像する場合に比較して、スキージ１２２によるはんだロール２００の押送状態やはんだロール２００のローリング状態の確認が容易である。はんだロール２００のローリング状態については、外周面にへこみがなく、はんだがきれいにロール形状を成しているかが確認される。また、スキージ１２２の印刷方向における位置によっては、そのはんだロール２００に接触させられる接触面ないし押送面とは反対側の面である背面全体が撮像され、作業者が観察することができる。操作用モニタ１７０とは別にカメラ用モニタ１７２を設けることにより、常時、撮像画像を表示させ、作業者が観察することができる。ただし、操作用モニタ１７０の一部あるいは全部に撮像画像データを表示させ、操作用モニタ１７０にカメラ用モニタを兼ねさせてもよい。
【００２８】
作業者は、観察対象がスキージ１２２やスキージスライド７０の影になって画像が暗く、見難い場合には、照明スイッチ１５６をオン操作して照明装置１５４にカメラ１５０の撮像領域を照明させ、画像を明るくし、対象を鮮明に観察することができる。照明装置１５４は照明スイッチ１５６がオン操作されている間のみ照明を行うため、余分に照明が行われることがなく、また、消灯忘れ等により長時間の照明による問題の発生、例えば、照明装置１５４の発熱による印刷機内の雰囲気温度の上昇やはんだに含まれる液体、例えば、フラックスの蒸発による粘度の変化を防止することができる。照明装置１５４のオン，オフ操作は、作業者が操作用モニタ１７０を使用して指示を入力することにより行われるようにしてもよい。
【００２９】
また、作業者は、操作用モニタ１７０を使用してカメラ１５０のズームレンズの焦点距離を入力し、制御・画像処理装置１９０にカメラ１５０を制御させ、撮像範囲を拡大あるいは縮小させて撮像させることができる。それにより、観察対象について所望の大きさの画像をカメラ用モニタ１７２に表示させ、観察することができる。本実施形態においては、操作用モニタ１７０が拡縮指令装置を構成している。
【００３０】
さらに、カメラ１５０の撮像方向は首振り装置１５２によって変更することができ、本実施形態においては撮像方向が変更された方向に固定された状態で撮像が行われる。本実施形態においては、首振り角度が０度であり、かつ、首振り範囲の中心線の方向が変更されるのである。カメラ１５０の撮像方向は、作業者が操作用モニタ１７０を用いて入力し、それに基づいて首振り装置１５２が作動させられ、カメラ１５０を回動させる。本実施形態においては、操作用モニタ１７０が首振り操作装置を構成している。首振り角度は０度より大きくされてもよく、その場合、カメラの撮像方向は、撮像中に首振り範囲内において変更される。さらに首振り範囲の中心線の方向も変更可能な場合、撮像中の首振りは、変更された中心線を中心とする首振り範囲内において行われる。
【００３１】
制御・画像処理装置１９０から送られる画像データは、画像関連データ、例えば、日時，基板３０の基板識別子と共に画像データ記憶装置１８８に常時記憶させられる。それにより、作業者が印刷後に印刷状態を見るトレーサビリティが得られる。例えば、後工程において不良が発生した場合、印刷機が停止させられ、不良発生までの設定時間分の録画データが再生され、カメラ用モニタ１７２に表示される。再生，表示は、自動的に行われてもよく、作業者の指示に基づいて行われてもよい。作業者は表示を見て、不良が発生した基板３０に対してはんだ印刷が行われた際のはんだロール２００の状態やスキージ１２２によるはんだの掻取り状態等を確認し、不良原因を探すことができる。
【００３２】
また、カメラ１５０の撮像により得られた画像データの解析により、例えば、スキージ１２２の有無，スキージ１２２の寸法の適否，マスク４６の上面５２の疵の有無が検出される。スキージ１２２が印刷開始位置あるいは印刷終了位置に位置する状態においては、カメラ１５０はスキージ１２２全体を撮像することができ、スキージ１２２の幅が取得可能である。解析結果はコンピュータ１８０へ送られ、不具合があれば、それに応じた処理が行われる。また、印刷実行が禁止される。例えば、スキージ１２２がなければ、警告装置１８４により作業者に報知される。それと共に不具合の内容が操作用モニタ１７０に表示される。操作用モニタ１７０が警告装置としても機能させられるのである。また、スキージ１２２の幅が使用が予定されたスキージ１２２の幅と比較され、予定のスキージ１２２が使用されているか否かが判定される。間違った種類のスキージ１２２が使用されていれば、警告が行われる。さらに、マスク４６の上面５２に疵が付いていれば、使用すべきではないマスク４６が取り付けられ、マスクセットミスが発生したとされ、警告が行われる。作業者は警告に基づいて不具合を解決する。カメラ１５０による撮像は、印刷開始前から、例えば、段取り替え時から行われ、印刷開始前にスキージ１２２の取り付けミス等が検出され、警告されるようにしてもよい。
【００３３】
印刷機が警告装置を含む場合には、警告装置による警告に応じて作業者により何らかの対応が行われたことを確認し、その確認に基づいて警告装置による警告状態を解除する警告解除部を含むものとすることが望ましい。そのため、本実施形態においては、作業者が操作用モニタ１７０を用いて警告を了解したことを入力するようにされており、その入力操作が行われたことの確認に基づいて警告状態が解除されるようにされている。また、作業者が操作用モニタ１７０を用いて不具合の解消を入力し、印刷機が印刷を開始するようにされている。警告に応じて作業者が必要な作業を行ったことの確認に基づいて警告状態が解除されるようにしてもよい。
【００３４】
カメラ１６０，１６２，１６４の撮像により得られる画像データおよび解析結果は制御・画像処理装置１９０からコンピュータ１８０へ送られ、画像データは画像データ記憶装置１８８に記憶させられ、解析結果は不具合発生の判定に使用される。カメラ１６０は、図６に示すように、一対のスキージ１２２の間に設けられてはんだロール２００を上方から撮像する。はんだロール２００の印刷方向において下流側の縁部が撮像され、その撮像面上における位置に基づいてはんだロール２００の径が取得され、はんだ残量が取得される。はんだ残量はコンピュータ１８０において設定量と比較され、設定量より少なければ、はんだ供給装置２０が作動させられ、上面５２上にはんだが自動的に補給される。それにより、常に最適なはんだ量で印刷を行うことができる。はんだ供給装置２０がはんだ補給装置を構成している。はんだ残量の取得は、はんだ供給予告機能として利用することもできる。例えば、残量が設定量以下になった場合、設定枚数の基板３０へのはんだ印刷後にはんだ補給が行われることが予定され、印刷後、スキージ装置１８，はんだ供給装置２０によりはんだ補給動作が行われるようにするのである。あるいははんだ補給が行われることが作業者に報知される。
【００３５】
一対のスキージ１２２のうち、印刷に使用されるスキージ１２２の交替時にはんだ残量が取得されるようにしてもよい。印刷の済んだスキージ１２２が上昇後、印刷方向に移動させられ、次に使用されるスキージ１２２が印刷方向においてはんだロール２００に接触可能な位置へ移動させられる間にカメラ１６０ははんだロール２００を、その長手方向（印刷機の幅方向に平行な方向）と直角な方向において横切り、全体を撮像することができるからである。
【００３６】
また、カメラ１６０の撮像によりはんだロール２００の表面の画像が得られ、表面におけるボイドや異物混入の有無が検出される。ボイド等が検出されれば、コンピュータ１８０によって警告装置１８４が作動させられて警告が発せられ、作業者がボイド等の除去作業を行う。
【００３７】
カメラ１６２，１６４は、マスク４６を、上面５２に直角な方向であって、真上から撮像する。カメラ１６２，１６４の一方のうち、印刷に使用されるスキージ１２２の印刷方向において上流側に位置するカメラは、印刷後のマスク４６を撮像し、下流側に位置するカメラは印刷前のマスク４６を撮像する。印刷後のマスク４６の撮像により、貫通孔５６に充填されたはんだが撮像され、はんだ充填量が検出される。はんだ充填量は、例えば、上面視において、充填されたはんだが貫通孔５６内において占める割合を算出することにより取得される。あるいは、２つのカメラ１６２，１６４がそれぞれ撮像する画像を比較することにより、はんだ充填量が取得されてもよい。はんだが貫通孔５６に充填されることにより、画像が変わるからである。例えば、印刷前後の２つの画像の差分画像を評価することによって、すなわち、印刷前後の両画像の対応する画素毎に輝度値の異同を調べ、印刷前後で輝度値の異なる画素を抽出することによって、マスク４６の貫通孔５６に充填されたはんだの量を取得することができる。
【００３８】
また、マスク４６の撮像により、上面５２におけるはんだの筋の有無が検出される。この検出は、貫通孔５６におけるはんだ充填量の検出と同様に、印刷後のマスク４６の撮像のみによって行われてもよく、あるいは印刷前後のマスク４６の撮像により得られる２つの画像の差分画像の評価により行われてもよい。
【００３９】
コンピュータ１８０では、少なくとも一部にはんだが充填されていない貫通孔５６があれば印刷不良とされ、例えば、基板３０に対して再度、印刷が行われ、充填量不足が解消されるようにされる。そのため基板３０はマスク４６から離間させられず、スキージ１２２が交替させられ、マスク４６に沿って移動させられて印刷を行う。はんだ充填不足の検査を、基板３０をマスク４６から離間させた状態で行う場合には、検査後、再印刷のために基板３０をマスク４６に接触させる際に、基板３０とマスク４６とを位置合わせし、基板３０に印刷されたはんだを貫通孔５６に進入させる。そのため、マスク４６の下面５４にはんだが付着し、汚れる場合があり、また、再度の位置合わせおよび基板３０の昇降動作の実行により時間がかかる。それに対し、基板３０がマスク４６に接触させられたままの状態ではんだ充填不足が検出され、２回目の印刷が行われることにより、下面５４が汚れることがない。また、２回目印刷に要する時間が短縮され、作業能率の低下が抑制される。さらに、２回目に印刷されるはんだの１回目に印刷されたはんだに対する位置精度が向上する。２回、印刷を行ってもなお、印刷量が不足する場合は警告装置１８４により警告が発せられる。
【００４０】
上面５２上にはんだの筋があれば、はんだの掻取り残しがあるとされ、スキージ１２２のマスク４６への押付力が大きくされる。スキージ１２２がマスク４６を介して基板３０に押し付けられる際の押付力、すなわち基板３０およびマスク４６によりスキージ１２２に加えられる反力が、スキージ保持部材１２０，昇降部材９０，昇降部材駆動装置９２，昇降部材９４および圧縮コイルスプリング１００を介してロードセル９８に伝達され、その大きさが測定される。押付力を大きくする場合には、ロードセル９８により検出される押付力の設定値が大きくされ、スキージ１２２のマスク４６に対する下降距離が大きくされるのであり、掻取り不良が防止される。カメラ１５０，１６０，１６２，１６４の撮像に基づく不良対応により、印刷品質の向上，印刷後に基板３０に対して行われる作業、例えば、電子回路部品の装着の品質向上効果が得られる。
【００４１】
カメラ１６０，１６２，１６４の撮像により得られた画像もモニタに表示されるようにしてもよい。モニタは、カメラ１６０，１６２，１６４の各々について設けられてもよく、兼用とされてもよく、カメラ用モニタ１７２に表示されるようにしてもよい。１つのモニタが複数のカメラの画像表示に兼用される場合、例えば、画面の切換えあるいは分割により各カメラの画像が表示されるようにされる。
【００４２】
カメラ１６０の撮像により得られる画像データは、ＩＰＱＣ(In Process Quality Control：プロセス品質管理)機能に利用したり、ＳＰＣ(Statistical Process Control：統計的品質管理)に利用することができる。例えば、検査機による基板３０の検査に基づいて、基板３０に対する電子回路形成工程における作業品質が管理される場合、不良発生時の原因の究明に画像データを利用する。そして、取得された原因を解決し、検査機より上流側の作業機にフィードバックして不良が生じないようにさせることができる。あるいは、カメラ１６０の撮像に基づいてはんだ残量の減少が検出された場合にカメラ１６２，１６４を作動させ、はんだ充填状態が取得されるようにすることも可能である。
【００４３】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、制御装置２２および制御・画像処理装置１９０が監視制御装置を構成している。また、制御装置２２が押付力制御装置および再印刷指令部を構成し、はんだ供給装置２０および警告装置１８４と共に主制御装置を構成している。さらに、制御・画像処理装置１９０は画像解析装置を構成し、制御装置２２が画像再生装置を構成している。
【００４４】
なお、カメラ１５０は、マスク４６の上面５２を撮像することができ、はんだロール２００の側面を撮像することができるため、その撮像により得られる画像データに基づいて貫通孔５６内のはんだ充填量，はんだ掻取り残し，はんだ残量を検出することができる。したがって、常にはカメラ１５０のみに撮像を行わせ、カメラ１５０が故障した場合にカメラ１６０，１６２，１６４に撮像を行わせてもよい。あるいは、カメラ１５０の撮像結果に基づいてカメラ１６０，１６２，１６４の少なくとも１つによる撮像が必要となった場合、例えば、はんだロール２００やマスク４６の上面５２の上方からの画像が必要となった場合に、必要な画像が得られるカメラに撮像を行わせるようにしてもよい。はんだロール２００表面のボイドや異物混入の発生検出のために、カメラ１５０と共にカメラ１６０に撮像を行わせてもよい。
【００４５】
印刷機にカメラ１５０，１６０，１６２，１６４の全部を設けることは不可欠ではなく、少なくとも１つを設けるのみでもよい。
【００４６】
作業者はモニタに表示された画像を見て印刷状態を確認するとともに、不具合があれば、それを解消すべく指示を行うようにしてもよい。例えば、作業者は、スキージ１２２のマスク４６への押付力の増大や、はんだの２回印刷を指示する。
【００４７】
また、カメラは、マスクの側方に設けるとともに、あるいはそれに代えて、側方以外の場所、例えば、マスクの正面に設けてもよく、背面に設けてもよい。さらに、カメラは、マスク周辺に限らず、印刷機内部であって、撮像対象を撮像可能な適宜の位置に設けることができる。例えば、マスクと基板との接近・離間状態，マスクの下面の状態，マスクの貫通孔の状態（クリーニング状態），マスクと基板との相対位置の調節状態，はんだ供給装置の作動状態の少なくとも１つを撮像対象とし、撮像可能な位置にカメラを設ける。それにより、印刷機内部がくまなく、死角なく監視され、動作不良等の不具合を早期発見することができる。カメラは、例えば、広角で被写界深度が深いものや、撮像範囲の拡縮が可能なものや、動画の撮像が可能なもの等、種々のカメラが採用可能である。
【００４８】
スキージ等を側方から撮像するカメラは、スキージの移動と同期して移動させるようにしてもよい。その場合、カメラは、スキージスライドに設けてもよく、スキージ移動装置とは別の移動装置により移動させてもよい。
【００４９】
請求項２に記載の特徴は、請求項１に記載の特徴のうち、「はんだロールを撮像可能な状態に設置されたカメラと、スクリーンマスクの上面を撮像可能な状態に設置されたカメラとの少なくとも一方を含む」との特徴とは独立して採用可能である。請求項３，４，５についても同様である。
【符号の説明】
【００５０】
４６：スクリーンマスク    １２２：スキージ    １５０，１６０，１６２，１６４：カメラ    １７２：カメラ用モニタ
【図１】
2014103032.tif 000003
【図２】
2014103032.tif 000004
【図３】
2014103032.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014103032.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月3日(2016.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
スクリーンマスク上に載せられたペースト状はんだを、スキージを移動させることにより前記スクリーンマスクに沿って押送し、そのスクリーンマスクに形成された複数の貫通孔を通して回路基材に印刷するスクリーン印刷機であって、
当該スクリーン印刷機がカバーにより覆われており、そのカバーに覆われた内部空間に設置され、前記スキージが前記スクリーンマスク上を移動する領域である印刷領域を撮像可能なカメラと、
前記カバーの外部にいる人が画面を視認可能な状態に設置され、その画面に前記カメラにより撮像された画像を表示するモニタと、
それらカメラとモニタとに接続され、それらカメラとモニタとを制御する監視部制御装置と
を含むスクリーン印刷機であって、
前記カメラが、前記スキージの移動方向である印刷方向と直角な方向における前記印刷領域の外側に、前記スキージによって押送中のペースト状はんだであるはんだロールを前記印刷方向に直角で水平な方向から撮像可能に設置されたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明のスクリーン印刷機は、
スクリーンマスク上に載せられたペースト状はんだを、スキージを移動させることにより前記スクリーンマスクに沿って押送し、そのスクリーンマスクに形成された複数の貫通孔を通して回路基材に印刷するスクリーン印刷機であって、
当該スクリーン印刷機がカバーにより覆われており、そのカバーに覆われた内部空間に設置され、前記スキージが前記スクリーンマスク上を移動する領域である印刷領域を撮像可能なカメラと、
前記カバーの外部にいる人が画面を視認可能な状態に設置され、その画面に前記カメラにより撮像された画像を表示するモニタと、
それらカメラとモニタとに接続され、それらカメラとモニタとを制御する監視部制御装置と
を含むスクリーン印刷機であって、
前記カメラが、前記スキージの移動方向である印刷方向と直角な方向における前記印刷領域の外側に、前記スキージによって押送中のペースト状はんだであるはんだロールを前記印刷方向に直角で水平な方向から撮像可能に設置されたことを特徴とする。
回路基材には、例えば、(a)未だ電子回路部品が装着されていないプリント配線板、(b)一方の面に電子回路部品が搭載されるとともに電気的に接合され、他方の面には電子回路部品が未装着であるプリント回路板、(c)ベアチップが搭載され、チップ付基板を構成する基材、(d)ボールグリッドアレイを備えた電子回路部品が搭載される基材、(e)平板状ではなく三次元形状を有する基材等が含まれる。
【国際調査報告】
2014103032.tif 000011
2014103032.tif 000012