(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形の基板の互いに対向する一対の側辺をクランプして固定する一対のクランプ片と、
前記一対のクランプ片を支持し、所定の軸方向に移動可能なテーブルと、
前記一対のクランプ片の少なくとも一方を、前記基板をクランプする方向及び該クランプを解除する方向に駆動するクランプ駆動部と、
前記テーブルを前記軸方向に移動させる軸駆動部と、
前記一対のクランプ片による前記基板のクランプ力に関するパラメータを、クランプ対象とする基板に関連付けて記憶する記憶部と、
前記パラメータを参照して前記クランプ駆動部を制御すると共に、前記軸駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させる制御を行うものであって、
前記パラメータは、基板のクランプ時に該基板に加わる圧縮応力をＳ、前記圧縮応力によって前記基板に反りが発生し始める第１応力をＡ、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態において前記テーブルを前記軸方向に移動させたときに、前記移動による移動力によって前記一対のクランプ片による前記基板の固定状態にズレが発生し始める第２応力をＢとするとき、
Ｂ＜Ｓ＜Ａ    ・・・（１）
の関係を満たすように設定される、基板クランプ装置において、
前記軸方向の移動力が所定の第１移動力に設定されると、クランプ対象の前記基板についてＢ＜Ａの関係が成立しない場合において、
前記制御部は、前記軸方向の移動力を、前記第１移動力よりも小さく、且つ、Ｂ＜Ａの関係が成立する第２移動力で、前記テーブルを移動させるよう前記軸駆動部を制御する、基板クランプ装置。
【請求項２】
矩形の基板の互いに対向する一対の側辺をクランプして固定する一対のクランプ片と、
前記一対のクランプ片を支持し、所定の軸方向に移動可能なテーブルと、
前記一対のクランプ片の少なくとも一方を、前記基板をクランプする方向及び該クランプを解除する方向に駆動するクランプ駆動部と、
前記テーブルを前記軸方向に移動させる軸駆動部と、
前記一対のクランプ片による前記基板のクランプ力に関するパラメータを、クランプ対象とする基板に関連付けて記憶する記憶部と、
前記パラメータを参照して前記クランプ駆動部を制御すると共に、前記軸駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させる制御を行うものであって、
前記パラメータは、基板のクランプ時に該基板に加わる圧縮応力をＳ、前記圧縮応力によって前記基板に反りが発生し始める第１応力をＡ、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態において前記テーブルを前記軸方向に移動させたときに、前記移動による移動力によって前記一対のクランプ片による前記基板の固定状態にズレが発生し始める第２応力をＢとするとき、
Ｂ＜Ｓ＜Ａ    ・・・（１）
の関係を満たすように設定される、基板クランプ装置において、
クランプ対象の前記基板について、前記反りの発生状況を変動させる形状的特徴が付加されている場合、
前記制御部は、Ａの値を前記形状的特徴に応じて修正した上で前記（１）式を適用し、前記パラメータを再設定する処理を行う、基板クランプ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板クランプ装置において、
前記形状的特徴は、前記一対のクランプ片によりクランプされる前の基板の反り量及び反り方向、基板に対する切り欠き若しくはスリットの量を含む、基板クランプ装置。
【請求項４】
矩形の基板の互いに対向する一対の側辺をクランプして固定する一対のクランプ片と、
前記一対のクランプ片を支持し、所定の軸方向に移動可能なテーブルと、
前記一対のクランプ片の少なくとも一方を、前記基板をクランプする方向及び該クランプを解除する方向に駆動するクランプ駆動部と、
前記テーブルを前記軸方向に移動させる軸駆動部と、
前記一対のクランプ片による前記基板のクランプ力に関するパラメータを、クランプ対象とする基板に関連付けて記憶する記憶部と、
前記パラメータを参照して前記クランプ駆動部を制御すると共に、前記軸駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させる制御を行うものであって、
前記パラメータは、基板のクランプ時に該基板に加わる圧縮応力をＳ、前記圧縮応力によって前記基板に反りが発生し始める第１応力をＡ、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態において前記テーブルを前記軸方向に移動させたときに、前記移動による移動力によって前記一対のクランプ片による前記基板の固定状態にズレが発生し始める第２応力をＢとするとき、
Ｂ＜Ｓ＜Ａ    ・・・（１）
の関係を満たすように設定される、基板クランプ装置において、
前記基板の反り量を検出する測定手段をさらに備え、
前記制御部は、
前記記憶部にパラメータが記憶されていない未知の基板について、前記一対のクランプ片にて実際にクランプを行わせると共に、前記測定手段に前記クランプによって前記未知の基板に生じる反り量をモニターさせ、
前記モニターの結果から、前記未知の基板についてのＡの値を探知し、
得られたＡの値で前記（１）式を適用して設定したパラメータを、前記記憶部に格納する、基板クランプ装置。
【請求項５】
矩形の基板の互いに対向する一対の側辺をクランプして固定する一対のクランプ片と、
前記一対のクランプ片を支持し、所定の軸方向に移動可能なテーブルと、
前記一対のクランプ片の少なくとも一方を、前記基板をクランプする方向及び該クランプを解除する方向に駆動するクランプ駆動部と、
前記テーブルを前記軸方向に移動させる軸駆動部と、
前記一対のクランプ片による前記基板のクランプ力に関するパラメータを、クランプ対象とする基板に関連付けて記憶する記憶部と、
前記パラメータを参照して前記クランプ駆動部を制御すると共に、前記軸駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させる制御を行うものであって、
前記パラメータは、基板のクランプ時に該基板に加わる圧縮応力をＳ、前記圧縮応力によって前記基板に反りが発生し始める第１応力をＡ、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態において前記テーブルを前記軸方向に移動させたときに、前記移動による移動力によって前記一対のクランプ片による前記基板の固定状態にズレが発生し始める第２応力をＢとするとき、
Ｂ＜Ｓ＜Ａ    ・・・（１）
の関係を満たすように設定される、基板クランプ装置において、
前記基板が位置決め用のマークを備え、前記マークを撮像することによって前記基板の基準位置からのズレを求めることが可能な位置計測手段をさらに備え、
前記制御部は、
前記記憶部にパラメータが記憶されていない未知の基板について、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させると共に、前記位置計測手段に前記未知の基板の前記軸方向への移動時における固定状態のズレ量をモニターさせ、
前記モニターの結果から、前記未知の基板についてのＢの値を探知し、
得られたＢの値で前記（１）式を適用して設定したパラメータを、前記記憶部に格納する、基板クランプ装置。
【請求項６】
基板に所定の処理を施す処理部と、
前記基板をクランプする請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板クランプ装置と、
を備える基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形の基板の互いに対向する一対の側辺を挟み込んで固定するエッジクランプ方式の基板クランプ装置及びこれが適用された基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばプリント基板上に半田ペーストを塗布するスクリーン印刷装置のような基板処理装置においては、印刷の実行位置においてマスクシートに対して位置合わせされた状態で基板が固定される。基板の上にマスクシートが配置されることから、当該基板の固定には一対のクランプ片を用いたエッジクランプ方式が採用される。一般にエッジクランプ方式では、矩形の基板の互いに対向する一対の側辺のうち、一方の側辺に固定クランプが、他方の側辺に移動クランプが各々配置される。前記移動クランプを固定クランプに接近させる方向に移動させることによって、前記一対の側辺を挟み込んで（クランプして）当該基板を固定する。
【０００３】
一対のクランプ片による基板のクランプ力は適正に設定する必要がある。前記クランプ力が強すぎると、クランプされた基板に反りが生じたり、甚だしい場合は基板に割れ等の損傷が生じたりする場合がある。一方、クランプ力が弱すぎると、クランプした基板の位置ずれが生じ、基板の位置がマスクシートからずれたり、基板が落下したりする不具合が生じる。これらの点に鑑み、特許文献１には、基板の材質、厚み及びサイズに応じて適正なクランプ力を設定するようにした基板クランプ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０４９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スクリーン印刷装置においては、マスクシートと基板との位置合わせが必要となる。このため、一対のクランプ片はＸＹＺＲ方向に移動可能なテーブルによって支持され、前記位置合わせのため、一対のクランプ片で基板をクランプした状態で、前記テーブルが所要のＸＹＺＲ軸方向に移動される。ここで、静止状態では基板を良好にクランプできていた場合でも、前記テーブルと共に一対のクランプ片が移動することによって、クランプした基板の位置ずれが生じ、基板の位置がマスクシートからずれたり、基板が落下したりする不具合が生じることがある。上掲の特許文献１では、この点の対策までは考慮されていない。
【０００６】
本発明の目的は、エッジクランプ方式の基板クランプ装置において、一対のクランプ片が移動する場合においても、基板を適正に固定することができる基板クランプ装置、及びこれが適用された基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に係る基板クランプ装置は、矩形の基板の互いに対向する一対の側辺をクランプして固定する一対のクランプ片と、前記一対のクランプ片を支持し、所定の軸方向に移動可能なテーブルと、前記一対のクランプ片の少なくとも一方を、前記基板をクランプする方向及び該クランプを解除する方向に駆動するクランプ駆動部と、前記テーブルを前記軸方向に移動させる軸駆動部と、前記一対のクランプ片による前記基板のクランプ力に関するパラメータを、クランプ対象とする基板に関連付けて記憶する記憶部と、前記パラメータを参照して前記クランプ駆動部を制御すると共に、前記軸駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させる制御を行うものであって、前記パラメータは、基板のクランプ時に該基板に加わる圧縮応力をＳ、前記圧縮応力によって前記基板に反りが発生し始める第１応力をＡ、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態において前記テーブルを前記軸方向に移動させたときに、該移動力によって前記一対のクランプ片による前記基板の固定状態にズレが発生し始める第２応力をＢとするとき、
Ｂ＜Ｓ＜Ａ    ・・・（１）
の関係を満たすように設定される。
【０００８】
この基板クランプ装置によれば、基板に反りが生じ始める第１応力Ａだけでなく、基板をクランプさせた状態においてテーブルを移動させたときに当該基板の固定状態にズレが発生し始める第２応力Ｂも考慮して、一対のクランプ片による基板のクランプ力が設定される。従って、クランプによって基板に反りや割れを発生させないばかりか、軸駆動部によりテーブルと共に一対のクランプ片を移動させる場合に、基板の固定ズレや落下を防止することができる。
【０００９】
さらに、前記軸方向の移動力が所定の第１移動力に設定されると、クランプ対象の前記基板についてＢ＜Ａの関係が成立しない場合において、前記制御部は、前記軸方向の移動力を、前記第１移動力よりも小さく、且つ、Ｂ＜Ａの関係が成立する第２移動力で、前記テーブルを移動させるよう前記軸駆動部を制御する。
【００１０】
基板の材質や厚さ等によっては、Ｂ＜Ａの関係が成立しない場合が起こり得る。例えば、基板が相当の薄肉で、クランプ状態の基板の通常速度での移動に必要な第２応力Ｂを満たすクランプ力を設定すると、基板に反り乃至は割れが発生してしまうような場合である。上記の基板クランプ装置によれば、このような場合に、前記制御部は、例えば軸加速度や移動速度を通常よりも小さくして前記軸方向の移動力を小さく設定することで、Ｂ＜Ａの関係を創り出す。従って、上記の場合でも、クランプ状態の基板を移動させることができる。
【００１１】
本発明の他の局面に係る基板クランプ装置は、上記と同様な基板クランプ装置において、クランプ対象の前記基板について、前記反りの発生状況を変動させる形状的特徴が付加されている場合、前記制御部は、Ａの値を前記形状的特徴に応じて修正した上で前記（１）式を適用し、前記パラメータを再設定する処理を行う。この場合、前記形状的特徴は、前記一対のクランプ片によりクランプされる前の基板の反り量及び反り方向、基板に対する切り欠き若しくはスリットの量を含むことが望ましい。
【００１２】
例えば、基板に比較的大きな切り欠き部やスリットが存在する場合、或いは、基板に元々反りが発生しているような場合等の形状的特徴を予め基板が有している場合、クランプ力の付与時における基板の反りの発生状況は変動する。上記の基板クランプ装置によれば、前記制御部は、上記のような場合にＡの値を修正する。従って、基板が前記形状的特徴を具備している場合でも、基板を適正にクランプさせることが可能となる。
【００１３】
本発明のさらに他の局面に係る基板クランプ装置は、上記と同様な基板クランプ装置において、前記基板の反り量を検出する測定手段をさらに備え、前記制御部は、前記記憶部にパラメータが記憶されていない未知の基板について、前記一対のクランプ片にて実際にクランプを行わせると共に、前記測定手段に前記クランプによって前記未知の基板に生じる反り量をモニターさせ、前記モニターの結果から、前記未知の基板についてのＡの値を探知し、得られたＡの値で前記（１）式を適用して設定したパラメータを、前記記憶部に格納する。
【００１４】
この基板クランプ装置によれば、一対のクランプ片にて実際に基板のクランプを行わせた結果に基づいてＡの値が設定される。従って、基板の実際の状態に応じたＡの値を設定し、クランプ時に基板に反りが発生しないようにすることができる。
【００１５】
本発明のさらに他の局面に係る基板クランプ装置は、上記と同様な基板クランプ装置において、前記基板が位置決め用のマークを備え、前記マークを撮像することによって前記基板の基準位置からのズレを求めることが可能な位置計測手段をさらに備え、前記制御部は、前記記憶部にパラメータが記憶されていない未知の基板について、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させると共に、前記位置計測手段に前記未知の基板の前記軸方向への移動時における固定状態のズレ量をモニターさせ、前記モニターの結果から、前記未知の基板についてのＢの値を探知し、得られたＢの値で前記（１）式を適用して設定したパラメータを、前記記憶部に格納する。
【００１６】
この基板クランプ装置によれば、実際に一対のクランプ片で基板をクランプさせた状態でテーブルを移動させ、そのときの固定状態のズレ量をモニターした結果に基づいてＢの値が設定される。従って、基板の実際の状態に応じたＢの値を設定し、クランプ状態での基板移動時に、当該基板のズレや落下が発生しないようにすることができる。また、例えばスクリーン印刷装置等は基板の撮像カメラを備え、該装置に搬入される基板は、一般にフィデューシャルマークのような位置決め用のマークを備えている。前記撮像カメラを位置計測手段とし、前記フィデューシャルマークを撮像すれば、特段に追加の装置を要することなく、前記ズレ量をモニターすることが可能となる。
【００１７】
本発明の他の局面に係る基板処理装置は、基板に所定の処理を施す処理部と、前記基板をクランプする上記の基板クランプ装置と、を備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、エッジクランプ方式の基板クランプ装置において、一対のクランプ片が移動する場合においても、基板を適正に固定することができる基板クランプ装置、及びこれが適用された基板処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明に係る基板クランプ装置が適用されるスクリーン印刷装置の概略的な側面図である。
【図２】図２は、前記スクリーン印刷装置の正面図である。
【図３】図３は、スキージユニットを省いた前記スクリーン印刷装置の斜視図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る基板保持機構（バックアップユニット及びクランプユニット）の概略図である。
【図５】図５は、前記基板クランプ装置の概略図である。
【図６】図６は、前記基板クランプ装置の概略図である。
【図７】図７は、前記基板クランプ装置の概略図である。
【図８】図８は、前記スクリーン印刷装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、基板に対するエッジクランプ力を説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、クランプされた基板に作用する移動力を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、エッジクランプ力と基板厚みによる反りの限界値の一例を示すグラフである。
【図１２】図１２は、テーブル軸加速度により基板に加わる力の一例を示すグラフである。
【図１３】図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、基板に反りが存在している場合のクランプ状況を示す模式図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、切り欠きを備えた基板、図１４（Ｂ）は、スリットを備えた基板の一例である。
【図１５】図１５は、第２実施形態に係る基板保持機構の概略図である。
【図１６】図１６は、基板の固定状態にズレが生じた場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［スクリーン印刷装置の全体構造］
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、図１〜図３を参照して、本発明に係る基板クランプ装置が適用されるスクリーン印刷装置１（基板処理装置）について説明する。図１は、スクリーン印刷装置１の概略的な側面図、図２は、その正面図、図３は、スキージユニット７０を省いたスクリーン印刷装置１の斜視図である。スクリーン印刷装置１は、プリント基板のような矩形の基板Ｐを受け入れ、該基板Ｐの表面に半田ペースト等を塗布（所定の処理）した後に搬出する装置である。なお、図１〜図３及び後述の図４には、ＸＹＺ軸の方向表示を付している。この方向表示は、基板Ｐの搬送方向（図２に記載された矢印の方向）をＸ軸方向、Ｘ軸と水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向としている。
【００２１】
スクリーン印刷装置１は、基台１０と、半田ペーストのスクリーン印刷が行われる印刷ステージＳＴ（処理部）と、基台１０上に載置された４軸ユニット２０（軸駆動部）と、４軸ユニット２０により支持され前記印刷ステージＳＴの一部を構成するバックアップユニット４０及びクランプユニット５０（基板クランプ装置）と、印刷ステージＳＴの上に配置されるマスク保持ユニット６０及びスキージユニット７０とを備えている。
【００２２】
基台１０は、スクリーン印刷装置１の土台を形成する矩形の部分である。印刷ステージＳＴは、基台１０のＸＹ軸の中央付近の上方に配置されている。基台１０のＸ軸方向の一対の側部には、入口フレーム１１及び出口フレーム１２が立設されている。入口フレーム１１には印刷処理される基板Ｐをスクリーン印刷装置１内へ搬入するための開口が、出口フレーム１２には印刷処理後の基板Ｐを搬出するための開口が、各々備えられている。入口フレーム１１の開口部分には、印刷ステージＳＴに基板Ｐを搬入する上流側コンベア１５が配置されている。出口フレーム１２の開口部分には、印刷ステージＳＴから基板Ｐを搬出する下流側コンベア１６が配置されている。
【００２３】
印刷ステージＳＴは、印刷処理が行われる部分であって、４軸ユニット２０によって、基板Ｐを保持した状態でマスクシート６１に対してその下側から位置決めされる部分である。印刷ステージＳＴは、メインコンベア３１、バックアップユニット４０及びクランプユニット５０を含む。これらの各部については、後記で詳述する。
【００２４】
４軸ユニット２０は、Ｙレール２１、Ｙ軸テーブル２２、Ｘレール２３、Ｘ軸テーブル２４、回動部２５、Ｒ軸テーブル２６、スライド支柱２７、支持テーブル２８（テーブル）及びボールねじ機構２９を含む。印刷ステージＳＴは、４軸ユニット２０によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及び回転軸であるＲ軸の４つの軸方向に移動可能とされている。
【００２５】
Ｙレール２１は、基台１０上においてＹ軸方向に沿って延びている。Ｙ軸テーブル２２は、Ｙレール２１に対してスライド自在に取り付けられている。また、Ｙ軸テーブル２２には、基台１０上に配置された図略のＹ軸ボールねじ機構が連結されている。前記Ｙ軸ボールねじ機構はＹ軸サーボモータ８３２（図８）を含み、Ｙ軸サーボモータ８３２の駆動によってＹ軸テーブル２２が基台１０に対しＹ軸方向に移動する。
【００２６】
Ｘレール２３は、Ｙ軸テーブル２２上においてＸ軸方向に沿って延びている。Ｘ軸テーブル２４は、Ｘレール２３に対してスライド自在に取り付けられている。また、Ｘ軸テーブル２４には、Ｙ軸テーブル２２上に配置された図略のＸ軸ボールねじ機構が連結されている。前記Ｘ軸ボールねじ機構はＸ軸サーボモータ８３１（図８）を含み、Ｘ軸サーボモータ８３１の駆動によってＸ軸テーブル２４がＹ軸テーブル２２に対しＸ軸方向に移動する。
【００２７】
Ｒ軸テーブル２６は、回動部２５を介してＸ軸テーブル２４に取り付けられている。回動部２５は、Ｒ軸テーブル２６をＸ軸テーブル２４に対し、Ｚ軸の軸線回りに回転自在に組み付けるための部材である。Ｒ軸テーブル２６には、Ｘ軸テーブル２４上に配置された図略のＲ軸回転機構が連結されている。前記Ｒ軸回転機構は、Ｒ軸サーボモータ８３４（図８）を含み、Ｒ軸サーボモータ８３４の駆動によってＲ軸テーブル２６がＸ軸テーブル２４に対してＺ軸回りに回転される。
【００２８】
スライド支柱２７は、Ｚ軸方向に延びる一対の支柱であり、Ｒ軸テーブル２６のＹ方向の両端を各々上下方向に貫通している。スライド支柱２７の上端部には、支持テーブル２８が取り付けられている。ボールねじ機構２９は、支持テーブル２８とＲ軸テーブル２６との間に組み付けられている。具体的には、ボールねじ機構２９のボールねじがＺ方向に延在すると共に、前記ボールねじの上端が支持テーブル２８で軸支されている。Ｒ軸テーブル２６には、前記ボールねじに螺合されるナット部が搭載されている。ボールねじ機構２９は、駆動源としてＺ軸サーボモータ８３３（図８）を含む。Ｚ軸サーボモータ８３３の駆動によって、支持テーブル２８は、スライド支柱２７によりガイドされながら、Ｒ軸テーブル２６に対しＺ軸方向に移動する。
【００２９】
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びＲ軸サーボモータ８３１、８３２、８３３、８３４（テーブルを軸方向に移動させる軸駆動部）が、上記各テーブル２２、２４、２６、２８を個別に駆動することによって、４軸ユニット２０において最も上方に位置する支持テーブル２８が、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びＲ軸（Ｚ軸回りの回転）の軸方向（所定の軸方向）に移動可能である。印刷ステージＳＴを構成するメインコンベア３１、バックアップユニット４０及びクランプユニット５０は、この支持テーブル２８によって支持されている。
【００３０】
メインコンベア３１は、上流側コンベア１５と下流側コンベア１６との間に配置され、これらコンベア１５、１６と共に基板ＰをＸ軸方向に搬送する搬送ラインを形成する一方で、支持テーブル２８と一体に印刷処理位置へ移動する。すなわち、支持テーブル２８が所定のホームポジションにあるとき、メインコンベア３１は、上流側コンベア１５及び下流側コンベア１６とＸ軸方向に並ぶ。前記ホームポジションは、支持テーブル２８が下降端まで下降した位置であって、Ｘ軸、Ｙ軸及びＲ軸方向の予め定められた原点位置である。上流側コンベア１５により基板Ｐが印刷ステージＳＴへ搬入される際、及び、下流側コンベア１６により基板Ｐが印刷ステージＳＴからの搬出される際には、支持テーブル２８が前記ホームポジションに位置決めされる。一方、基板Ｐに印刷処理が施される際には、上流側コンベア１５及び下流側コンベア１６の並びから外れて、支持テーブル２８と共に上方へ移動する。
【００３１】
メインコンベア３１は、基板Ｐの両側端部分の下面をそれぞれ支持する一対のベルトコンベア３２を備えている。上流側コンベア１５及び下流側コンベア１６も同様に、一対のベルトコンベア３２を備える。ベルトコンベア３２は、基板搬送モータ８４（図８）を含む駆動機構によって駆動され、基板ＰをＸ軸方向に搬送する。また、一対のベルトコンベア３２は、図略の可変機構によりその間隔が変更可能とされている。例えば前記可変機構は、図１の右側に位置するベルトコンベア３２を基準として、左側のベルトコンベア３２を接離移動させる。これにより、前記搬送ラインにおいてサイズの異なる基板Ｐを搬送することが可能とされている。
【００３２】
バックアップユニット４０は、支持テーブル２８の上に組み付けられ、基板Ｐを裏面側から持ち上げて支持する。印刷処理が施される際、基板Ｐの裏面側がバックアップユニット４０で支持されることで、基板Ｐの上下方向の静止状態が安定する。クランプユニット５０は、基板Ｐの互いに対向する一対の側辺を挟み込んで固定する。印刷処理時には、マスクシート６１が基板Ｐの上に重ね合わされることから、基板Ｐの上面側には固定部材を配置することができない。従って、基板Ｐの一対の側辺（本実施形態ではＸ軸方向に延びる一対の側辺）をクランプユニット５０で挟み込み固定することで、基板Ｐの水平方向の静止状態を安定させる。バックアップユニット４０及びクランプユニット５０からなる基板保持機構については、図４〜図７に基づいて後記で詳述する。
【００３３】
支持テーブル２８の上には、さらに矯正機構３３が搭載されている。矯正機構３３は、クランプユニット５０により基板Ｐをクランプするのに先立ち、基板Ｐの反りを矯正すると共に基板Ｐを位置決めするための機構である。ここでの基板Ｐの反りは、下側に向けて凸に湾曲した反りである。矯正機構３３は、基板Ｐにその上側から反力を作用させる一対の押圧片３４を含む。各押圧片３４は、基板Ｐの側端部上面に圧接可能な作動位置と、クランプユニット５０の動作域外に退避する退避位置との間で移動可能である。押圧片３４が前記作動位置に移動され、支持テーブル２８を上昇させて基板Ｐを押圧片３４に押圧することにより、基板Ｐの反りが矯正される。なお、上記矯正機構３３に加えて、基板Ｐの上側に凸に湾曲した反りを矯正する機構も付加しても良い。
【００３４】
マスク保持ユニット６０は、マスクシート６１を着脱可能に保持するもので、マスク支持台６２、レール６３及びマスククランプ機構６４を含む。マスクシート６１は、例えば、印刷用開口が形成されたＳＵＳ等の矩形金属板からなるマスクシート本体と、このマスクシート本体の縁部を保持する矩形の枠体からなるマスクホルダとからなる。
【００３５】
マスク支持台６２は、Ｙ軸方向に延びる板状部材であり、マスクシート６１のＸ軸方向両端部を下方から支持する。マスク支持台６２は、入口フレーム１１の内側面に水平方向に突設されたブラケット１３上と、出口フレーム１２の同様なブラケット１４上とに各々載置されている。レール６３は、ブラケット１３、１４上に各々設けられ、各々Ｘ軸方向に延びている。マスク支持台６２は、レール６３によって支持されている。図略の駆動機構によって、マスク支持台６２は、レール６３上をＸ軸方向にスライド可能とされている。マスククランプ機構６４は、各マスク支持台６２に組み付けられ、マスクシート６１のＸ軸方向両端部を上面側からクランプして固定する。
【００３６】
スキージユニット７０は、半田ペーストの印刷（塗布）処理を行うユニットであり、一対のレール７１、ビーム７２及び一対のスキージ７３を含む。レール７１は、入口フレーム１１及び出口フレーム１２の頂面にそれぞれ配置され、Ｙ軸方向に延びている。ビーム７２は、一対のレール７１に跨った状態で装着され、図略の駆動機構によりレール７１上をＹ軸方向に移動する。一対のスキージ７３は、マスクシート６１上で半田ペーストを拡張させる部材である。印刷処理時には、ビーム７２をＹ軸方向に往復移動させつつ、一対のスキージ７３を往時と復時とで交互にマスクシート６１の表面に沿って摺動させることにより、マスクシート６１上で半田ペーストが拡張される。
【００３７】
［第１実施形態の基板保持機構の詳細］
続いて、第１実施形態に係る基板保持機構を構成するバックアップユニット４０及びクランプユニット５０（基板クランプ装置）について、図４〜図７に基づいて説明する。バックアップユニット４０は、支持板４１、多数本のバックアップピン４２及びバックアップ昇降部４３を含む。
【００３８】
支持板４１は、基板Ｐのサイズに応じたサイズを有する平板であり、基板Ｐの下方において鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降可能である。バックアップピン４２は、支持板４１の上面に鉛直方向に植設されたピンである。各バックアップピン４２の上端の高さは同じであり、これら上端が基板Ｐの下面に接して該基板Ｐを持ち上げる。バックアップ昇降部４３は、例えばボールねじ機構からなり、支持テーブル２８に据え付けられている。バックアップ昇降部４３の駆動により、支持板４１及びバックアップピン４２は支持テーブル２８に対して昇降する。
【００３９】
クランプユニット５０は、一対のクランプ片、すなわち固定クランプ片５１及び移動クランプ片５２と、移動クランプ片５２をＹ軸方向へ移動させるクランプ駆動部５３とを備えている。一対のクランプ片５１、５２は、基板Ｐの互いに対向する一対の側辺をクランプして固定する。本実施形態では、一対のクランプ片のうち、一方が不動の固定クランプ片５１、他方が移動可能な移動クランプ片５２とされている。他の実施形態では、一対のクランプ片の双方が移動クランプ片とされても良い。固定クランプ片５１及び移動クランプ片５２は、メインコンベア３１の上方において同じ高さ位置に配置されている。なお、図４〜図７では簡略化しているが、固定クランプ片５１及び移動クランプ片５２と、メインコンベア３１とは、ＸＹＺ軸方向に移動可能で、Ｒ軸回転が可能な支持テーブル２８に支持されている。
【００４０】
矩形の基板Ｐは、Ｘ軸方向に直線状に延びる一対の側辺である第１側辺ＰＡ及び第２側辺ＰＢを備えている。固定クランプ片５１は、第１側辺ＰＡに対向する挟持面５１１を備える。挟持面５１１は、Ｘ軸方向に延びる直線的な面であり、基板Ｐのクランプ時に第１側辺ＰＡに面接触する。移動クランプ片５２は、第２側辺ＰＢに対向する挟持面５２１を備える。挟持面５２１もまた、Ｘ軸方向に延びる直線的な面であり、基板Ｐのクランプ時に第２側辺ＰＢに面接触する。
【００４１】
クランプ駆動部５３は、移動クランプ片５２を、基板Ｐをクランプする方向及び該クランプを解除する方向に移動させるように駆動する。クランプ駆動部５３は、エアシリンダ５４、連結片５５及び移動片５６を含む。エアシリンダ５４は、移動クランプ片５２を移動させる駆動源である。連結片５５は、移動クランプ片５２の下面に一体的に取り付けられ、Ｙ軸方向に延びるガイド部材上を移動可能な部材である。移動片５６は、エアシリンダ５４の駆動軸に取り付けられ、前記駆動軸の進退によってＹ軸方向に移動する部材である。移動片５６の上部は、連結片５５に固定されている。移動片５６のＹ軸方向への進退移動によって、連結片５５と共に、移動クランプ片５２はＹ軸方向に進退移動する。
【００４２】
クランプ駆動部５３は、移動クランプ片５２をクランプ位置と解除位置との間で移動させる。前記クランプ位置は、移動クランプ片５２をＹ軸方向に進行させることによって、所定のクランプ力をもって一対のクランプ片５１、５２で基板Ｐをクランプする位置である。前記解除位置は、移動クランプ片５２を前記クランプ位置から所定距離だけＹ軸方向に退行させて、基板Ｐのクランプを解除する位置である。
【００４３】
バックアップユニット４０及びクランプユニット５０の動作について説明する。図４は、基板Ｐがメインコンベア３１によって搬送されている状態乃至は前記搬送が完了した状態を示している。基板Ｐの第１側辺ＰＡ及び第２側辺ＰＢ付近の下面が、それぞれベルトコンベア３２で支持されている。バックアップユニット４０の支持板４１は下降された状態にあり、バックアップピン４２の上端は基板Ｐの下面から離れている。移動クランプ片５２は、上述の解除位置にあり、基板Ｐを拘束していない。この状態では、ベルトコンベア３２が駆動されると、基板ＰはＸ軸方向に送られることになる。バックアップユニット４０及びクランプユニット５０は、基板Ｐの印刷ステージＳＴへの搬入時、搬入完了時、及び印刷ステージＳＴへの搬出時に、この図４の状態となる。
【００４４】
図５は、バックアップユニット４０によって基板Ｐが持ち上げられている状態を示している。印刷処理が施される基板Ｐがメインコンベア３１によって印刷ステージＳＴへ搬入されると、バックアップ昇降部４３は支持板４１の持ち上げ動作を実行し、バックアップピン４２の上端を基板Ｐの下面に当接させる。さらに前記持ち上げ動作を継続することで、ベルトコンベア３２に代わりバックアップピン４２が基板Ｐを支持する状態となる。バックアップ昇降部４３は、基板Ｐが固定クランプ片５１及び移動クランプ片５２の上端付近と概ね面一になるまで、前記持ち上げ動作を実行する。なお、基板Ｐが下向きに凸の反りを有している場合は、この図５の状態において矯正機構３３により上述の反りの矯正動作が行われる。
【００４５】
図６は、バックアップユニット４０が基板Ｐを支持しつつ、クランプユニット５０が基板Ｐをクランプして固定している状態である。すなわち、クランプ駆動部５３によって移動クランプ片５２が前記クランプ位置まで移動され、移動クランプ片５２の挟持面５２１が第２側辺ＰＢと、固定クランプ片５１の挟持面５１１が第１側辺ＰＡと接触し、これら一対のクランプ片５１、５２で基板Ｐを所定のクランプ力で挟持している。エアシリンダ５４が移動片５６を牽引すると、先ず移動クランプ片５２の挟持面５２１が基板Ｐの第２側辺ＰＢを押圧する。さらに前記牽引が続けられると、基板Ｐが図６の左方に水平移動され、やがて第１側辺ＰＡが固定クランプ片５１の挟持面５１１に当接する。これにより、基板Ｐがクランプされた状態となる。
【００４６】
図６の状態は、基板Ｐに対して印刷処理が行われる際の、バックアップユニット４０及びクランプユニット５０の状態である。すなわち、図６の通りに基板Ｐの下面及び側面がバックアップユニット４０及びクランプユニット５０によって拘束された状態で、４軸ユニット２０が駆動され、マスク保持ユニット６０のマスクシート６１の下側に基板Ｐが重ね合わされるように支持テーブル２８が移動される。ここで、一対のクランプ片５１、５２による基板Ｐのクランプ力は、単に基板Ｐをクランプするだけではなく、前記重ね合わせのための４軸ユニット２０による支持テーブル２のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びＲ軸方向の移動力によって、基板Ｐの固定状態にズレが発生しないクランプ力に設定する必要がある。マスクシート６１に対する基板Ｐの位置合わせが完了すると、スキージユニット７０により半田ペーストの印刷処理が実行される。印刷処理の際、基板Ｐの下面はバックアップピン４２で支持され、第１、第２側辺ＰＡ、ＰＢは一対のクランプ片５１、５２で固定されているので、基板Ｐに位置ズレは生じない。
【００４７】
図７は、クランプユニット５０による基板Ｐのクランプが解除され、且つ、基板Ｐの支持がバックアップユニット４０からメインコンベア３１に移行する状態を示している。クランプ駆動部５３は、移動クランプ片５２を前記解除位置まで移動させ、挟持面５２１が第２側辺ＰＢから離間している。また、バックアップ昇降部４３は、支持板４１を下降させる動作を実行する。これにより、基板Ｐは下降し、ベルトコンベア３２の高さ位置まで下降されると、該基板Ｐはベルトコンベア３２で支持されるようになる。
【００４８】
図７の状態は、基板Ｐに対する印刷処理を終え、処理後の基板Ｐが印刷ステージＳＴから搬出される際の状態である。なお、搬出に当たり、バックアップピン４２は図７の状態から図４の状態まで下降される。しかる後、ベルトコンベア３２及び下流側コンベア１６が駆動され、基板Ｐが搬出される。
【００４９】
［スクリーン印刷装置の電気的構成］
図８は、スクリーン印刷装置１の電気的構成を示すブロック図である。スクリーン印刷装置１は、上述のバックアップ昇降部４３及びクランプ駆動部５３に加えて、撮像ユニット８１、センサー８２、軸駆動部８３、基板搬送モータ８４、スキージ駆動部８５及び制御部９０を備えている。
【００５０】
撮像ユニット８１は、スクリーン印刷装置１において、例えば位置認識や形状認識のために所要の画像を取得するユニットである。例えば、基板Ｐに備えられているフィデューシャルマークを撮像し、印刷ステージＳＴ上における基板Ｐの位置認識を可能とする。センサー８２は、温度センサー等の環境センサー、位置センサー、圧力センサー等、スクリーン印刷装置１の制御のために必要な情報を取得する。本実施形態では、センサー８２の一つとして、基板Ｐの反りを検知するための測定手段（例えばレーザー変位計）を具備することが望ましい。
【００５１】
軸駆動部８３は、Ｘ軸サーボモータ８３１、Ｙ軸サーボモータ８３２、Ｚ軸サーボモータ８３３及びＲ軸サーボモータ８３４を含む。先に説明した通り、Ｘ軸サーボモータ８３１はＸ軸テーブル２４をＸ軸方向に移動させる駆動源、Ｙ軸サーボモータ８３２はＹ軸テーブル２２をＸ軸方向に移動させる駆動源、Ｚ軸サーボモータ８３３は支持テーブル２８をＺ軸方向に移動に移動させる駆動源、Ｒ軸サーボモータ８３４はＲ軸テーブル２６をＺ軸回りに回転させる駆動源である。
【００５２】
基板搬送モータ８４は、上流側コンベア１５、下流側コンベア１６及びメインコンベア３１が備えるベルトコンベア３２を駆動するための駆動源である。スキージ駆動部８５は、スキージユニット７０のビーム７２をＹ軸方向に移動させる駆動させ、また、一対のスキージ７３を上下動させるための駆動機構である。
【００５３】
制御部９０は、マイクロコンピューター等からなり、スクリーン印刷装置１の動作を統括的に制御する。制御部９０は、所定のプログラムが実行されることで、機能的に撮像制御部９１、画像処理部９２、演算処理部９３、クランプ制御部９４、軸制御部９５、記憶部９６、搬送制御部９７、昇降制御部９８及びスキージ制御部９９を有するように動作する。
【００５４】
撮像制御部９１は、撮像ユニット８１の移動及び撮像動作を制御する。例えば、基板Ｐのフィデューシャルマークを撮像する場合、撮像制御部９１は、撮像ユニット８１を前記マークの撮影用の位置へ移動させると共に、前記マークを撮像させる制御を行う。画像処理部９２は、撮像ユニット８１によって取得された画像データに、形状認識のためのエッジ検出処理等の画像処理を行う。演算処理部９３は、スクリーン印刷装置１の制御のために必要な各種の演算処理を行う。演算処理部９３は、さらに、センサー８２が取得した各所の情報に基づき、状況認識、制御条件変更のための演算処理を行う。
【００５５】
クランプ制御部９４は、クランプ駆動部５３を制御することによって、移動クランプ片５２の移動動作を制御する。この際、クランプ制御部９４は、一対のクランプ片５１、５２によって、クランプ対象の基板Ｐを如何なるクランプ力でクランプさせるかを示すパラメータ（基板のクランプ力に関するパラメータ）を参照する。具体的にはクランプ制御部９４は、エアシリンダ５４に付設されているレギュレータを制御し、前記パラメータに応じてエアシリンダ５４の推力を制御する。この推力が、基板Ｐを一対のクランプ片５１、５２がクランプするクランプ力を決定する。記憶部９６は、クランプ対象とされる複数種の基板Ｐの各々に設定される前記パラメータを、前記基板の識別番号等に関連付けて記憶する。
【００５６】
軸制御部９５は、軸駆動部８３を制御することによって、支持テーブル２８をＸＹＺＲ軸方向に移動させる４軸ユニット２０の動作を制御し、基板Ｐのマスクシート６１への位置決め動作等を制御する。なお、軸制御部９５は、支持テーブル２８の前記軸方向への移動を、専ら一対のクランプ片５１、５２で基板Ｐをクランプさせた状態で実行させる。
【００５７】
搬送制御部９７は、ベルトコンベア３２による基板Ｐの基板搬送動作を制御するために基板搬送モータ８４を制御する。昇降制御部９８は、バックアップユニット４０による基板Ｐの昇降動作を制御するためにバックアップ昇降部４３を制御する。スキージ制御部９９は、スキージ７３による印刷処理動作を制御するためにスキージ駆動部８５を制御する。
【００５８】
［クランプ力の設定について］
既述の通り、一対のクランプ片５１、５２による基板Ｐのクランプ力を適正に設定しないと、種々の不具合が生じる。前記クランプ力が強すぎると、クランプされた基板Ｐに反りが生じたり、基板Ｐに割れ等の損傷が生じたりする場合がある。一方、クランプ力が弱すぎると、クランプした基板Ｐの位置ズレが生じたり、基板Ｐが落下したりする場合がある。これら位置ズレ及び落下は、基板Ｐをクランプした状態で４軸ユニット２０にて支持テーブル２８を移動させた場合に顕著となる。本実施形態では、上述のような不具合が生じないように、クランプ力を適正に設定し、これを記憶部９６に予め格納する。
【００５９】
図９は、基板Ｐに対するエッジクランプ力を説明するための模式図、図１０は、クランプされた基板Ｐに作用する移動力を模式的に示す図である。矩形の基板Ｐは、Ｘ軸方向に沿った長さＬの側辺（第１側辺ＰＡ及び第２側辺ＰＢ）と、Ｙ軸方向に沿った幅Ｗの側辺と、Ｚ軸方向に厚さＴとを有する。一対のクランプ片５１、５２は、長さＬ及び厚さＴの側面ＰＥをクランプする。側面ＰＥの断面積Ｃは、
Ｃ＝Ｌ×Ｔ
である。エアシリンダ５４で推力を与えられた移動クランプ片５２が、この側面ＰＥに圧力を加え、固定クランプ片５１と共に基板Ｐをクランプする。このようなクランプの際に側面ＰＥに与えられる圧力がクランプ力Ｆである。
【００６０】
側面ＰＥの全面でクランプ力Ｆを受けるとすると、基板Ｐに加わる圧縮応力Ｓは、
Ｓ＝Ｆ／Ｃ
で表される。クランプ対象の基板Ｐのクランプ時に該基板Ｐに加わる圧縮応力Ｓが適切となるよう、クランプ力Ｆが選択される。圧縮応力Ｓによって基板Ｐに座屈変形が生じる応力、つまり基板Ｐに反りが発生し始める第１応力をＡとする。この第１応力Ａと圧縮応力Ｓとの関係は、基板Ｐの幅Ｗ、厚さＴ、基板Ｐのヤング率に依存する関係式となり、Ａ＞Ｓの場合には基板Ｐに反りは発生せず、Ａ＜Ｓの場合には基板Ｐに反りが発生する。
【００６１】
図１０に模式的に示すように、基板Ｐは、一対のクランプ片５１、５２でクランプされた状態において、一対のクランプ片５１、５２を支持する支持テーブル２８がＸＹＺ軸方向に移動し、Ｚ軸回りに回転（Ｒ軸）する移動力を受ける。該移動力によって一対のクランプ片５１、５２による基板Ｐの固定状態にズレが発生し始める第２応力をＢとする。この第２応力Ｂと圧縮応力Ｓとの関係は、側面ＰＥの断面積Ｃ、基板Ｐの重量、及びＸＹＺＲ軸方向の軸加速度に依存する関係式となり、Ｂ＞Ｓの場合には、基板Ｐの固定状態にズレが発生し、Ｂ＜Ｓの場合には前記ズレが発生しない。
【００６２】
以上のことから、圧縮応力Ｓ（クランプ力Ｆ）を、
Ｂ＜Ｓ＜Ａ    ・・・（１）
の関係が成立するように選択すれば、一対のクランプ片５１、５２による基板Ｐのクランプ時に、当該基板Ｐに反りや割れが発生せず、また、基板Ｐの固定ズレや落下を未然に防止することができる。クランプ力Ｆは、例えば、所定の関係式にクランプ対象となる基板の長さＬ、幅Ｗ、厚さＴ及びヤング率等のデータを当て嵌めるようにして、演算処理部９３に第１応力Ａ及び第２応力Ｂの値を算出させ、Ｂ〜Ａの範囲において適宜な圧縮応力Ｓ（クランプ力Ｆ）を決定する方法で設定することができる。これらの値は、基板のクランプ力に関するパラメータとして、記憶部９６に格納される。或いは、基板Ｐの各々と圧縮応力Ｓ（クランプ力Ｆ）との関係を示したテーブルを予め作成し、該テーブルを記憶部９６に格納するようにしても良い。クランプ制御部９４は、このパラメータを利用して、クランプ駆動部５３を制御する。
【００６３】
第１応力Ａ及び第２応力Ｂの値の具体例を示す。図１１は、基板Ｐの側面ＰＥに対するクランプ力Ｆ（エッジクランプ力）と、基板Ｐの厚みによる反りの限界値との関係の一例を示すグラフである。図中のＬ１は、スクリーン印刷装置１においてクランプ力Ｆの設定最小値、Ｆ２は同設定最大値を各々示す。図１１は、例えば、厚さＴ＝１．０ｍｍの基板であると、クランプによって基板Ｐに反りが発生するクランプ力は３４Ｎであることを示している。なお、基板Ｐの長さＬ＝１８０ｍｍ、幅Ｗ＝１８０ｍｍであり、ヤング率は概ね２０ＧＰａ程度である。
【００６４】
図１２は、テーブル軸加速度により基板Ｐに加わる力の一例を示すグラフである。直線Ｑ１は、設定値の１００％の軸加速度でクランプされた基板Ｐ（支持テーブル２８）を移動させたときに、基板Ｐに加わる力を示している。図１２は、例えば、重量が６００ｇの基板Ｐを１００％の軸加速度でＸＹＺＲ軸方向に移動させると、５．９Ｎの移動力が基板Ｐに作用することを示している。この場合、基板Ｐのクランプ力が５．９Ｎ以下であると、固定ズレが発生する可能性が高くなる。直線Ｑ２は、設定値の８０％の軸加速度に設定した場合に基板Ｐに加わる力を示している。直線Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５は、各々設定値の６０％、４０％、２０％の軸加速度の場合を示している。
【００６５】
図１１及び図１２の例によれば、厚さＴ＝１．０ｍｍ、重量が６００ｇの基板Ｐの場合、図１１より、当該基板Ｐの反りが発生する限界値、つまり第１応力Ａは３４Ｎである。また、図１２より、１００％の軸加速度で基板Ｐに作用する移動力、つまり第２応力Ｂは５．９Ｎである。よって、５．９Ｎ〜３４Ｎの間に圧縮応力Ｓが収まるようにクランプ力Ｆを設定すれば、当該基板Ｐのクランプ時に、該基板Ｐに反りや固定ズレが発生しなくなる。
【００６６】
［Ｂ＜Ａの関係が満たせない場合］
基板Ｐの材質や厚さ等によっては、軸加速度（軸方向の移動力）が設定値通りの１００％の軸加速度（第１移動力）であると、Ｂ＜Ａの関係が成立しない場合が起こり得る。例えば、基板Ｐがセラミック基板等の比較的脆い基板の場合、反りが生じる前に割れてしまう場合がある。また、基板Ｐが相当の薄肉である場合、当該基板Ｐに座屈が発生する第１応力Ａよりも、固定ズレが発生する第２応力Ｂの方が大きくなってしまう場合がある。つまり、クランプ状態の基板Ｐの通常速度（１００％の軸加速度）での移動に必要な第２応力Ｂを満たすクランプ力Ｆを設定すると、基板Ｐに反り乃至は割れが発生してしまうことがある。
【００６７】
このように、軸加速度が１００％の軸加速度に設定されると、クランプ対象の基板ＰについてＢ＜Ａの関係が成立しない場合、軸制御部９５は４軸ユニット２０の軸加速度を変更する制御を行う。具体的には軸制御部９５は、軸加速度を１００％の軸加速度よりも小さく、且つ、Ｂ＜Ａの関係が成立する軸加速度（第２移動力）で支持テーブル２８を移動させるよう、軸駆動部８３を制御する。
【００６８】
図１１及び図１２を参照して、例えば厚さＴ＝０．６ｍｍ、重量が６００ｇの基板Ｐの場合、図１１より、当該基板Ｐの反りが発生する第１応力Ａは３．４Ｎである。また、図１２より、１００％の軸加速度で基板Ｐに作用する移動力（第２応力Ｂ）は５．９Ｎである。この場合、Ｂ＞Ａとなり、上記（１）式を満たすことができない。しかしながら、軸加速度を６０％程度以下に低下させると、Ｂ＜Ａの関係を成立させることが可能となる。このように、軸制御部９５は、Ｂ＜Ａの関係が成立しない場合、軸加速度或いは移動速度を通常よりも小さくして軸方向の移動力を小さく設定することで、Ｂ＜Ａの関係を創り出す。これにより、材質や厚さが特殊な基板Ｐであっても、反りが発生せず且つ固定ズレが生じない当該基板Ｐのクランプが可能となる。
【００６９】
［基板が形状的特徴を有している場合］
例えば、基板Ｐに元々反りが発生しているような場合、若しくは、基板Ｐが比較的大きな切り欠き部やスリットを有している場合等、基板Ｐが単純な矩形基板ではなく、反りが生じ易い形状的特徴を有している場合、クランプ力Ｆの付与時における当該基板Ｐの反りの発生状況は変動する。このような形状的特徴が既知である場合、クランプ駆動部５３は第１応力Ａの値を前記形状的特徴に応じて修正した上で前記（１）式を適用し、前記パラメータを再設定する処理を行う。
【００７０】
図１３（Ａ）は、上側に向けて凸に湾曲した反りを有する基板（上反り基板Ｐｕ）のクランプ状況を示す模式図、図１３（Ｂ）は、下側に向けて凸に湾曲した反りを有する基板（下反り基板Ｐｄ）のクランプ状況を示す模式図である。このように、一対のクランプ片５１、５２でクランプされる前に既に反りが発生している基板Ｐｕ、Ｐｄでは、クランプ時に前記反りが大きくなる第１応力Ａは、反りが発生していない同じ基板に比べて小さくなる。従って、（１）式においてＡの値を、所定値ｘだけ小さくした値Ａｘ（Ａｘ＝Ａ−ｘ）に修正する必要がある。値ｘは、反りの発生量が大きいほど、大きくなる値である。
【００７１】
但し、図１３（Ｂ）の下反り基板Ｐｄの場合、基板下方にはバックアップピン４２が存在しているので、第１応力ＡをＡｘに修正する必要がない。先述の通り、基板Ｐはバックアップピン４２で持ち上げられた後に一対のクランプ片５１、５２でクランプされる。矯正機構３３により、反りの矯正動作も実行される。従って、下反り基板Ｐｄの場合は、クランプ時にバックアップピン４２によるサポートが期待できるので、第１応力Ａの減値は考慮しなくて済む。
【００７２】
以上より、クランプ駆動部５３は、上反り基板Ｐｕの場合は、次の（１）′式を適用して、クランプ力Ｆを再設定する。
Ｂ＜Ｓ＜（Ａ−ｘ）    ・・・（１）′
なお、結果的にクランプ力Ｆを変更する必要の無い場合は、再設定は行われない。一方、クランプ駆動部５３は、下反り基板Ｐｄの場合は、上記（１）式をそのまま適用して、クランプ力Ｆを設定する。
【００７３】
図１４（Ａ）は、基板の種々の形状的特徴のうちの一つとしての切り欠きＰＣを備えた基板Ｐ１、図１４（Ｂ）は、基板の種々の形状的特徴のうちの一つとしてのスリットＰＤを備えた基板Ｐ２の一例である。基板Ｐ１では、その矩形周縁から内側に入り込んだ切り欠きＰＣが、機械的強度の弱点部となる。また、基板Ｐ２では、その矩形周縁の内部に穿孔されたスリットＰＤが、機械的強度の弱点部となる。従って、基板Ｐ１、Ｐ２においては、クランプ時に反りが発生する第１応力Ａは、切り欠きＰＣやスリットＰＤが存在しない基板に比べて小さくなる。このような場合においても、クランプ駆動部５３は、（１）式においてＡの値を、切り欠きＰＣ又はスリットＰＤの大きさ、形状等に応じて所定値ｘだけ小さくした値Ａｘ（Ａｘ＝Ａ−ｘ）に修正する。これにより、基板Ｐが種々の形状的特徴を具備している場合でも、当該基板Ｐを適正にクランプさせることが可能となる。
【００７４】
［第２実施形態］
第２実施形態では、記憶部９６にパラメータが記憶されていない未知の基板Ｐについて、一対のクランプ片５１、５２にて実際に任意のクランプ力Ｆでクランプを行わせると共に、４軸ユニット２０で支持テーブル２８を移動させ、未知の基板Ｐについての第１応力Ａ及び第２応力Ｂを探知する例を示す。
【００７５】
図１５は、第２実施形態に係るクランプユニット５０Ａの概略図である。クランプユニット５０Ａは、固定クランプ片５１及び移動クランプ片５２に加え、基板撮影カメラ８１１（位置計測手段）と、レーザー変位計８２１（測定手段）とを有している。基板撮影カメラ８１１は、図１６に示すように、基板Ｐに付設されているフィデューシャルマークＦＭ（位置決め用のマーク）を撮像することが可能なカメラである。レーザー変位計８２１は、レーザー光Ｌを発する光源と、レーザー光線Ｌの反射光を受光する受光素子とを備え、基板に沿ってレーザー光線Ｌを照射したときの反射光量に基づいて、基板の反り量を検出するセンサーである。図８のブロック図において、基板撮影カメラ８１１は撮像ユニット８１の一部であり、レーザー変位計８２１はセンサー８２の一部である。なお、基板撮影カメラ８１１は、クランプユニット５０との相対位置が不変となるよう、支持テーブル２８に搭載されている。
【００７６】
制御部９０は、スクリーン印刷装置１が、例えば記憶部９６にパラメータが記憶されていない未知の基板Ｐの群を印刷処理対象とするとき、最初に印刷処理される基板をテスト基板Ｐｔとして、或いは前記未知の基板Ｐと同じテスト基板Ｐｔを別途準備して、第１応力Ａ及び第２応力Ｂを探知する処理を実行する。制御部９０は、テスト基板Ｐｔを印刷ステージＳＴに搬入し、先に図４〜図６で説明した手順で、テスト基板Ｐｔをバックアップユニット４０で支持すると共にクランプユニット５０で実際にクランプさせる。
【００７７】
このとき、一対のクランプ片５１、５２によるテスト基板Ｐｔのクランプ力Ｆを変化させつつ、このクランプによって当該テスト基板Ｐｔに生じる反り量をモニターさせる。すなわち、レーザー変位計８２１を動作させてテスト基板Ｐｔに向けてレーザー光Ｌを照射させつつ、クランプ制御部９４がクランプ駆動部５３を制御して、移動クランプ片５２の推力（クランプ力Ｆ）を所定のレンジで変化させる。テスト基板Ｐｔに反りが生じ、その反り部分がレーザー光線Ｌの光路を遮ると、レーザー変位計８２１に反射光が入射されるようになる。反射光がレーザー変位計８２１に戻り易くするよう、テスト基板Ｐｔの中央部付近にダミーのミラーをマウントしても良い。演算処理部９３は、レーザー変位計８２１から得られる計測データを解析して、クランプ力Ｆと反り量との関係を導出する。これにより、テスト基板Ｐｔについての第１応力Ａを探知することができる。なお、レーザー変位計８２１に代わる測定手段として、テスト基板Ｐｔを撮像するカメラを配置し、画像処理技術によりテスト基板Ｐｔの反り変位をモニターするようにしても良い。
【００７８】
続いて、軸制御部９５が、テスト基板Ｐｔをクランプした一対のクランプ片５１、５２を支持する支持テーブル２８を、ＸＹＺＲ軸方向のいずれか又は複数の軸方向に移動させるよう軸駆動部８３を制御する。この際、軸制御部９５は、軸加速度を１００％の軸加速度から、これより遅い軸加速度に変化させるようにしても良い。また、クランプ力Ｆは、先に探知した第１応力Ａとしても良いし、これとは異なるクランプ力Ｆとしても良い。
【００７９】
さらに、撮像制御部９１は、基板撮影カメラ８１１にテスト基板ＰｔのフィデューシャルマークＦＭを撮像させ、前記軸方向への移動時におけるテスト基板Ｐｔの固定状態のズレ量をモニターする。具体的には、画像処理部９２が、取得された画像に基づき、フィデューシャルマークＦＭの位置の認識を行い、該マークＦＭの揺動を検知する。図１６では、テスト基板Ｐｔが一対のクランプ片５１、５２によって正規の固定位置でクランプされている状態を実線Ｐ３で、テスト基板Ｐｔの固定状態にズレが生じた状態を点線Ｐ４で各々示している。
【００８０】
支持テーブル２８の移動中にテスト基板ＰｔがＰ３の位置で安定してクランプされていれば、基板撮影カメラ８１１が取得する画像においてフィデューシャルマークＦＭの位置は不動である。これに対し、テスト基板Ｐｔの固定状態にズレが生じた場合、つまりテスト基板Ｐｔの位置がＰ３からＰ４に変化した場合、この位置変化に応じてフィデューシャルマークＦＭの位置も変化する。これにより、テスト基板Ｐｔについての第２応力Ｂを探知することができる。
【００８１】
クランプ制御部９４は、以上のようにして得られたテスト基板Ｐｔについての、第１応力Ａ及び第２応力Ｂの値を前記（１）式に適用して、適切なクランプ力Ｆを導出する。得られたクランプ力Ｆは、記憶部９６に格納される。以降の前記未知の基板Ｐのクランプにおいては、クランプ制御部９４は記憶部９６からクランプ力Ｆを読み出し、クランプ動作を実行させる。これにより、基板Ｐの実際の状態に応じた第１応力Ａ及び第２応力Ｂを設定することができるので、クランプ時に基板Ｐに反りや割れ、基板Ｐのズレや落下が発生しないようにすることができる。
【００８２】
以上説明した、本発明に係る基板クランプ装置が適用されたスクリーン印刷装置１によれば、基板Ｐに反りが生じ始める第１応力Ａだけでなく、基板Ｐをクランプさせた状態において支持テーブル２８を移動させたときに当該基板Ｐの固定状態にズレが発生し始める第２応力Ｂも考慮して、一対のクランプ片５１、５２による基板Ｐのクランプ力Ｆが設定される。従って、クランプによって基板Ｐに反りや割れを発生させないばかりか、４軸ユニット２０により支持テーブル２８と共に一対のクランプ片５１、５２を移動させる場合に、基板Ｐの固定ズレや落下を防止することができる。
【００８３】
［変形実施形態の説明］
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では本発明の基板クランプ装置をスクリーン印刷装置１に適用する例を示した。基板クランプ装置は、他の基板処理装置にも適用可能である。例えば、基板上に電子部品を実装する実装ヘッド（処理部）を備えた基板実装装置、基板に対して接着剤やクリーム半田などの塗布動作を行うディスペンサ用ヘッド（処理部）を備えた塗布装置等の基板処理装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
ＦＭ  フィデューシャルマーク（位置決め用のマーク）
Ｐ  基板
ＰＡ、ＰＢ  第１側辺、第２側辺（一対の側辺）
ＰＣ  切り欠き
ＰＤ  スリット
１  スクリーン印刷装置（基板処理装置）
２０  ４軸ユニット（軸駆動部）
２８  支持テーブル（テーブル）
３１  メインコンベア
３２  ベルトコンベア
４０  バックアップユニット
５０  クランプユニット（基板クランプ装置）
５１  固定クランプ片
５２  移動クランプ片
５３  クランプ駆動部
６０  マスク保持ユニット
７０  スキージユニット
８１１  基板撮影カメラ（位置計測手段）
８２１  レーザー変位計（測定手段）
８３  軸駆動部
９０  制御部
９４  クランプ制御部（制御部）
９５  軸制御部（制御部）
９６  記憶部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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