(57)【要約】【課題】　スクリーン印刷手段に接続された印刷状態監視装置において、印刷品質のばらつきを防止する。また、連続稼動時の印刷品質を安定化させる。【解決手段】　印刷結果を監視する手段３と、監視結果に応じて印刷条件を変更する手段１と、印刷結果に応じて行う印刷条件の変更をリトライする手段２と、規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善されない場合に作業者へ指示を促す手段４とを有することを特徴とする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペースト状の材料をワークの所望の位置へ供給するスクリーン印刷手段に接続され、スクリーン印刷手段による印刷状態を監視する印刷状態監視装置であって、スクリーン印刷した印刷結果を監視する印刷状態監視手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更し、この変更された印刷条件内容を前記スクリーン印刷手段に出力する印刷条件変更手段とを有する印刷状態監視装置。
【請求項２】
条件変更指示に対する印刷結果を、以前の印刷結果と比較し、変化が少ない場合には印刷条件変更のリトライを行わせる印刷状態判定部を設けた請求項１記載の印刷状態監視装置。
【請求項３】
規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善されない場合に印刷不良発生要因を推定する印刷不良推定手段を有し、印刷条件変更手段は印刷不良推定手段の推定結果に基づいた変更指示を行う請求項１または２に記載の印刷状態監視装置。
【請求項４】
印刷条件の変更履歴を保持する条件変更履歴保持部を有する請求項１〜３の何れか１項に記載の印刷状態監視装置。
【請求項５】
スクリーンを監視するスクリーン監視手段を有する請求項１〜４の何れか１項に記載の印刷状態監視装置。
【請求項６】
スクリーン印刷手段におけるサポートピンの位置を検出するサポートピン位置検出手段を有する請求項１〜５の何れか１項に記載の印刷状態監視装置。
【請求項７】
スクリーン監視手段は、スクリーンの監視を裏面側から行う請求項５に記載の印刷状態監視装置。
【請求項８】
印刷状態監視手段とスクリーン監視手段とを切り替える手段を有する請求項５に記載の印刷状態監視装置。
【請求項９】
ペースト状の材料をワークの所望の位置へ供給するためのスクリーン印刷方法において、印刷結果を監視する工程と、監視結果に応じて印刷条件を変更する工程と、監視結果に応じて行う印刷条件の変更をリトライする工程と、規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善されない場合に作業者へ指示を促す工程とを有するスクリーン印刷方法。
【請求項１０】
ペースト状の材料をワークの所望の位置へ供給するためのスクリーン印刷方法において、印刷結果を監視する工程と、監視結果に応じて印刷条件を変更する工程と、監視結果に応じて行う印刷条件の変更をリトライする工程と、規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善されない場合に印刷不良発生要因を推定する工程と、推定結果に基づいた変更指示を行う工程とを有するスクリーン印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、ペースト材料を所定の開口部を有するスクリーンを介してワーク上に供給するスクリーン印刷手段に接続される印刷状態監視装置およびスクリーン印刷方法に関するものであり、特に、プリント基板上へ表面実装型の電子部品を実装して半田付けを行うにあたり、クリーム半田をプリント基板上へ印刷するクリーム半田印刷手段に接続される印刷状態監視装置およびクリーム半田印刷方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　スクリーン印刷はペーストによりワークにパターンを形成するための一般的な方法であり、あらゆる分野で使用されている。
　スクリーン印刷は、ペーストを形成したいパターンの部分に開口部を有するスクリーン上に供給する工程と、スキージをスクリーンに接触させながら移動させてペーストを移動させることにより、スクリーンの開口部へペーストを充填する工程とからなり、充填後にスクリーンをワークから離すことにより、充填されたペーストがワークに転写される。
【０００３】
　以下に、ペーストとしてクリーム半田を使用し、ワークとしてプリント基板を使用する表面実装分野でのスクリーン印刷の従来の技術について説明する。
　近年、電子部品は高密度実装化の要求からリード線のない表面実装型のものが注目されつつあり、このような表面実装型の電子部品を高密度実装する場合には、クリーム半田などによるリフロー半田付けを行うことが適しているため、リフロー半田付け技術の進歩がプリント基板への電子部品の高密度実装化に対応して一段とはずみがかかっている。
【０００４】
　リフロー半田付けによる電子部品の実装方法は、クリーム半田などをプリント基板へ印刷する印刷工程と、表面実装型の電子部品を基板上へ装着する装着工程と、プリント基板を加熱して半田付けを行うリフロー工程とからなる。
【０００５】
　クリーム半田の印刷装置は、図１１の（ａ）に示すように、電極パターン１１を表面に備えたプリント基板１２に、開口部１３を有したクリーム半田印刷用のスクリーン１４が載せられ、これらはプリント基板１２の電極パターン１１とスクリーン１４の開口部１３とが相重なるように位置決めされている。また、平スキージ１５が、スクリーン１４の面上に適正な圧力で接触部１５ａが接触した状態で左右へ移動可能に配置されている。
【０００６】
　そして、平スキージ１５が印刷方向Ｘ（図１１（ａ）参照）に移動することで、平スキージ１５とスクリーン１４とが作る空間に注入されたクリーム半田１６が、スキージ１５の斜面部１５ｂで押されてＲ方向（図１１（ｂ）参照）に回転しながらスクリーン１４の開口部１３へ流れ込む。この流動はスキージ１５が移動するときに、スキージ１５の先端付近でクリーム半田１６の内部圧力が高まるために発生する。流動性を有するクリーム半田１６は、この内部圧力を解放しようと、抵抗の少ない方向、つまりスキージ１５に沿って上方向へ流動する。
【０００７】
　スキージ１５の移動が終わると、開口部１３へ塗布されたクリーム半田１６は静止状態となって、その粘度が高くなるが、この状態でプリント基板１２をスクリーン１４から離すことで、図１１の（ｂ）に示すように、電極パターン１１上にクリーム半田１６が印刷される。
【０００８】
　なお、上記印刷工程においてスキージ１５の移動速度や、その傾斜角度、クリーム半田１６の注入量は印刷状態に多大な影響を与えることが知られており、クリーム半田１６に発生する内部圧力は、スキージ１５の移動速度が大きいほど、また、傾斜角度が小さいほど大きくなる。さらに、クリーム半田１６の注入量が多いほど内部圧力は大きくなる。
【０００９】
　内部圧力が大きくなると、クリーム半田１６の流動性がよくなることにより、より小さい開口部にもクリーム半田１６を塗布することができる。しかし、スキージ１５にかかる抵抗も大きくなるため、スキージ１５をスクリーン１４に押し付ける力、つまり、印圧を大きくする必要がある。
【００１０】
　これが不足すると、スキージ１５がクリーム半田１６の抵抗に負けて浮き上がり、スクリーン１４上にクリーム半田１６を残留させていくだけでなく、十分な内部圧力を発生させられないため、クリーム半田１６を印刷することができない。
【００１１】
　また、スクリーン１４の開口部にクリーム半田１６を完全に充填するために必要なクリーム半田１６に発生する内部圧力はスクリーン１４の開口部１３の大きさにより異なることが知られており、開口部１３が小さいほど必要とされる内部圧力は大きくなる。これ以降、クリーム半田１６に発生する内部圧力のことを充填力と呼ぶ。
【００１２】
　従って、良好な印刷状態を得るためには開口部１３の大きさに合わせて、適正なクリーム半田１６の流動性を確保することが必要であり、これを実現するためにスキージ１５の移動速度、傾斜角度、印圧を調整することが必要である。
【００１３】
　また、近年、電子機器の小型軽量化の要求が強まり、プリント基板１２の実装面積を小さくするため、ＩＣのリードピッチは０．５mmから０．４mm、０．３mmと狭ピッチ化が進行しており、これに対向するスクリーン１４の開口部１３も狭ピッチで配置されているだけでなく、開口部１３の大きさも極端に小さくなっている。
【００１４】
　このため、適正な印刷形状を得るためには充填力の調整はますます困難になってきており、スキージ１５の移動速度、スキージ１５の傾斜角度、印圧の微妙な調整が必要とされる。
【００１５】
　以下、充填力を調整する手段であるスキージ１５の移動速度、スキージ１５の傾斜角度、印圧をまとめて印刷条件と呼ぶ。
　なお、この種のクリーム半田印刷の技術が、特許文献１、２などに開示されている。
【特許文献１】実願昭６３−１７１４１号（実開平１−１２５６３１）のマイクロフィルム
【特許文献２】特開昭５９−１８６３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
　しかしながら、上記のような構成では良好な印刷結果を得るためには印刷条件の調整が必要であるにも関わらず、その調整には熟練を要し、印刷品質がばらつく要因になっている。
【００１７】
　一般に、印刷形状はリフロー後の実装品質に大きな影響を与えることが知られている。印刷量が過多であると、特に狭ピッチのＩＣ部では隣接するピン同士で半田が接触し、実装不良を発生する。
【００１８】
　また、半田の転写量が不足していると、部品の電極とプリント基板１２上の電極パターン１１が接合されずに、所定の電気特性が得られないという実装不良を発生してしまう。
　印刷条件の設定を必要とするのは、生産する機種の切り替え等でスクリーン１４を入れ替える時であり、この時にはスクリーン１４の開口部１３のパターンに応じて印刷条件の調整をする必要がある。
【００１９】
　印刷条件の調整のためには、複数回の試し刷りを必要とする。適当な印刷条件でいったん印刷し、その印刷結果に基づいて印刷条件を変更し印刷するという工程を良好な印刷結果が得られるまで繰り返すことになる。
【００２０】
　従って、作業者の熟練度合いや印刷機の状態により、切り替え時間が長くなるという課題もある。
　また、印刷条件の変更は、量産時のように同一条件で連続して印刷を行う時にも必要である。
【００２１】
　クリーム半田１６はフラックスと半田粒子から構成されており、フラックスはロジンを溶剤中に溶融させた構造をとる。
　従って、スクリーン印刷機の環境温度により溶剤が蒸発し、クリーム半田１６の粘度が増加したり、印刷工程によりクリーム半田１６に繰り返し剪断がかかるためにクリーム半田１６の粘度が減少したりするといったように、流動特性の経時変化が発生する。このため、クリーム半田１６の状態により印刷条件の変更が適宜必要とされる。
【００２２】
　しかしながら、連続印刷時の条件変更を行うためには常時印刷機に作業者を配し、監視しておく必要があり、印刷結果との照合を計るためには印刷検査機などを導入して監視の効率化を計る等の手段が必要である。
【００２３】
　これにより、人手の確保や設備投資を必要とするだけでなく、長時間無人稼働での印刷品質の安定化ができないという課題もある。
　さらに、これらの機構を保持しない場合は連続印刷時に印刷品質のばらつきを発生させてしまう。
【００２４】
　通常、転写量の過多に対してはクリーム半田の充填力を小さくすればよく、このためにはスキージ１５の移動速度を小さくする。もしくはスキージ１５の傾斜角度を大きくすればよい。また、転写量の不足に対してはクリーム半田１６の充填力を大きくすればよく、スキージ１５の移動速度を大きくする、もしくはスキージ１５の傾斜角度を小さくすればよい。
【００２５】
　このとき、充填力に応じてクリーム半田１６からの抵抗が異なるために、スクリーン１４上にクリーム半田１６が残留しないように印圧を調整する必要がある。具体的には充填力を大きくする場合には印圧も大きくし、充填力を小さくする場合には印圧も小さくすればよい。
【００２６】
　しかしながら、これらの状態変化は急激に発生するものではなく、徐々に変化するために一回の印刷毎に印刷条件を変更する必要はないだけでなく、印刷品質に影響を与える要因が印刷条件だけではないために毎回の印刷条件の変更により、印刷品質が改善されないばかりでなく、スクリーン印刷機自体に悪影響を与えてしまうことがある。
【００２７】
　例えば、通常クリーム半田１６が印刷されるプリント基板１２は、吸着ブロックと呼ばれる台座１７の上に静置されたり、サポートピン１８とよばれるピンをプリント基板１２に当てて、プリント基板１２が水平になるように静置されたりする。しかし、図１２（ａ）に示すように、サポートピン１８の配置位置が不適切であり、プリント基板１２の中央部などの支持が不十分な空間が存在する場合、クリーム半田１６の充填時に、図１２（ｂ）で示すように、充填されるクリーム半田１６の圧力によりプリント基板１２が下側にたわみ、過充填が発生する。
【００２８】
　この場合、印刷結果に応じて毎回印刷条件を変化させる場合には、充填力を小さくする方向へ印刷条件を変化させるため、サポートピン１８の支持が不適切な箇所以外では転写量が不足するという自体が発生する。
【００２９】
　さらに、狭ピッチのＩＣパターンではスクリーン１４の開口部１３が狭く、クリーム半田１６が開口部１３内につまりやすい状態にあるが、クリーム半田１６が開口部１３内につまってしまった場合は、スクリーン１４をクリーニングするなどの手段によりつまりを取り除くことが必要であるが、印刷結果に応じて毎回印刷条件を変更する場合には、充填力を大きくすることになり、それにより印圧も大きくなっていくので、転写量不足が解消されないまま、スクリーン１４にダメージを与えるほど大きな印圧がかかってしまう可能性がある。
【００３０】
　さらには、クリーム半田１６の粘度が小さい場合や、粘着力が不均等である場合にはクリーム半田１６中のフラックスや、半田粒子がスクリーン１４の開口部１３付近の裏面に残留し、次の印刷時にはにじみを誘発する原因となる。この場合も印刷条件の変更だけでは良好な結果が得られない。
【００３１】
　本発明は、スクリーン印刷手段に接続された印刷状態監視装置により、印刷条件の調整工程において調整方法を一定化し、作業者による印刷品質のばらつきを防止することを目的とする。また、さらには機種切り替え時の印刷条件の調整時間を短縮することを目的とする。また、さらには連続稼働時の印刷品質を安定化することを目的とする。
【００３２】
　さらに、印刷条件の変更が不適切な結果を生み出すことを防止し、高品質かつ長時間連続稼働を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
　上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の発明は、ペースト状の材料をワークの所望の位置へ供給するスクリーン印刷手段に接続され、スクリーン印刷手段による印刷状態を監視する印刷状態監視装置であって、スクリーン印刷した印刷結果を監視する印刷状態監視手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更し、この変更された印刷条件内容を前記スクリーン印刷手段に出力する印刷条件変更手段とを有するものであり、印刷結果に応じて印刷条件を変更することで、印刷品質を安定化させるだけでなく、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷を中止し、作業者に対処を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめるという作用を有する。
【００３４】
　本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、条件変更指示に対する印刷結果を、以前の印刷結果と比較し、変化が少ない場合には印刷条件変更のリトライを行わせる印刷状態判定部を設けたものである。
【００３５】
　本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善されない場合に印刷不良発生要因を推定する印刷不良推定手段を有し、印刷条件変更手段は印刷不良推定手段の推定結果に基づいた変更指示を行うものであり、印刷品質を安定化させるだけでなく、機種切り替え時間を短縮し、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷を中止し、作業者へ適切な処置を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめるという作用を有する。
【００３６】
　本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の発明において、印刷条件の変更履歴を保持する条件変更履歴保持部を有することを特徴としており、同一の条件変更指示が規定回数繰り返されたかどうかを判定し、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷を中止し、作業者へ適切な処置を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめるという作用を有する。
【００３７】
　本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の発明において、スクリーンを監視するスクリーン監視手段を有することを特徴としており、印刷後のスクリーンの開口部の状態およびスクリーン裏面のペーストの残留量を把握し、印刷条件の変更では対処できないつまりやにじみ不良が生じたときには印刷を中止し、作業者への適切な処置を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめ、かつ機種切り替え時には切り替え時間を短縮するという作用を有する。また、スクリーンを監視するスクリーン監視手段と、印刷条件の変更履歴を保持する条件変更履歴保持部とを有することにより、印刷条件の変更では対処できないつまりやにじみ不良、サポートピンによる基板指示の不適切が原因で発生するペーストの過充填を判別し、作業者へ適切な処置を要求することにより印刷の不良の発生を最小限にとどめ、かつ機種切り替え時には切り替え時間を短縮するという作用を有する。
【００３８】
　本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の発明において、サポートピンの位置を検出するサポートピン位置検出手段を有することを特徴としており、サポートピンによる基板支持の不適切が原因で発生するペーストの過充填を判別し、作業者へ適切な処置を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめ、かつ機種切り替え時には切り替え時間を短縮するという作用を有する。
【００３９】
　本発明の請求項７に記載の発明は、請求項５の発明において、スクリーン監視手段は、スクリーンの監視を裏面側から行うことを特徴としており、印刷条件の変更では対処できないつまりやにじみ不良が生じたときには印刷を中止し、作業者へ適切な処置を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめ、かつ機種切り替え時には切り替え時間を短縮するという作用を有する。
【００４０】
　本発明の請求項８に記載の発明は、印刷状態監視手段とスクリーン監視手段とを切り替える手段を有することを特徴としており、認識判定部を複数保持する必要がなくなり、印刷状態監視装置の構成が簡素化され、小型化できるという作用を有する。
【００４１】
　本発明の請求項９に記載の発明は、ペースト状の材料をワークの所望の位置へ供給するためのスクリーン印刷方法において、印刷結果を監視する工程と、監視結果に応じて印刷条件を変更する工程と、監視結果に応じて行う印刷条件の変更をリトライする工程と、規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善されない場合に作業者へ指示を促す工程とを有することを特徴としており、印刷結果に応じて印刷条件を変更することで、印刷品質を安定化させ、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷を中止し、作業者に対処を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめるという作用を有する。
【００４２】
　本発明の請求項１０に記載の発明は、ペースト状の材料をワークの所望の位置へ供給するためのスクリーン印刷方法において、印刷結果を監視する工程と、監視結果に応じて印刷条件を変更する工程と、監視結果に応じて行う印刷条件の変更をリトライする工程と、規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善されない場合に印刷不良発生要因を推定する工程と、推定結果に基づいた変更指示を行う工程とを有することを特徴としており、印刷結果に応じて印刷条件を変更することで、印刷品質を安定化させ、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷不良の発生要因を推定し、その対処方法を作業者に要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめるだけでなく、印刷品質の安定化のために作業の熟練を必要としないという作用を有する。
【発明の効果】
【００４３】
　以上のように本発明によれば、ペースト状の材料をワークの所望の位置へ供給するスクリーン印刷手段に接続され、スクリーン印刷手段による印刷状態を監視する印刷状態監視装置において、スクリーン印刷した印刷結果を監視する印刷状態監視手段と、監視結果に応じて印刷条件を変更し、この変更された印刷条件内容を前記スクリーン印刷手段に出力する印刷条件変更手段とを有することにより、印刷結果に応じて印刷条件を変更することで、印刷品質を安定化させ、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷を中止し、作業者に対処を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめるという効果がある。
【００４４】
　さらに、規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善されない場合に印刷不良発生要因を推定する印刷不良推定手段を有し、印刷条件変更手段は印刷不良推定手段の推定結果に基づいた変更指示を行うことにより、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷不良の発生要因を推定し、その対処方法を作業者に要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめるだけでなく、印刷品質の安定化のために作業の熟練を必要としないという効果がある。
【００４５】
　さらに、印刷条件の変更履歴を保持する条件変更履歴保持部を有することにより、同一の条件変更指示が規定回数繰り返されたかどうかを判定し、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷を中止し、作業者へ適切な処理を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめるだけでなく、印刷品質の安定化のために作業の熟練を必要としないという効果がある。
【００４６】
　さらに、スクリーンを監視するスクリーン監視手段を有することにより、印刷後のスクリーンの開口部の状態およびスクリーン裏面のペーストの残留量を把握し、印刷条件の変更では対処できないつまりやにじみ不良が生じたときには印刷を中止し、作業者へ適切な処置を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめ、かつ機種切り替え時には切り替え時間を短縮するという効果がある。
【００４７】
　また、スクリーンを監視する手段とサポートピンの位置検出手段を同時に有することにより、印刷条件の変更では対処できないつまりやにじみ不良、サポートピンによる基板指示の不適切が原因で発生するペーストの過充填を判別し、作業者へ適切な処置を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめ、かつ機種切り替え時には切り替え時間を短縮するという効果がある。
【００４８】
　さらに、サポートピンの位置を検出するサポートピン位置検出手段を有することにより、サポートピンによる基板指示の不適切が原因で発生するペーストの過充填を判別し、作業者へ適切な処置を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめ、かつ機種切り替え時には切り替え時間を短縮するという効果がある。
【００４９】
　さらに、スクリーン監視手段は、スクリーンの監視を裏面側から行うことにより、印刷条件の変更では対処できないつまりやにじみ不良が生じたときには印刷を中止し、作業者へ適切な処置を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめ、かつ機種切り替え時には切り替え時間を短縮するという効果がある。
【００５０】
　さらに、印刷状態監視手段とスクリーン監視手段とを切り替える手段を有することにより、認識判定部を複数保持する必要がなくなり、印刷状態監視装置の構成が簡素化され、小型化できるという効果がある。
【００５１】
　また、ペースト状の材料をワークの所望の位置へ供給するためのスクリーン印刷方法において、印刷結果を監視する工程と、監視結果に応じて印刷条件を変更する工程と、監視結果に応じて行う印刷条件の変更をリトライする工程と、規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善されない場合に作業者へ指示を促す工程とを有することにより、印刷結果に応じて印刷条件を変更することで、印刷品質を安定化させ、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷を中止し、作業者に対処を要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめるという効果がある。
【００５２】
　また、ペースト状の材料をワークの所望の位置へ供給するためのスクリーン印刷方法において、印刷結果を監視する工程と、監視結果に応じて印刷条件を変更する工程と、監視結果に応じて行う印刷条件の変更をリトライする工程と、規定回数以上印刷条件を変更しても印刷結果が改善されない場合に印刷不良発生要因を推定する工程と、推定結果に基づいた変更指示を行う工程とを有することにより、印刷条件の変更では対処できない印刷不良が生じたときには印刷不良の発生要因を推定し、その対処方法を作業者に要求することにより印刷不良の発生を最小限にとどめるだけでなく、印刷品質の安定化のために作業の熟練を必要としないという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
　本発明のスクリーン印刷機およびスクリーン印刷方法は、請求項に記述した部分以外は、基本的に従来からあるスクリーン印刷機およびスクリーン印刷方法と同様であり、上述した従来例と重複する部分については説明を省略する。また、以下の実施の形態におけるスクリーン印刷機では、粒子径２５μｍの半田粒と９重量％のフラックスとを混合したクリーム半田を印刷材料とし、印刷時の初期設定条件は、スキージの設定角度を６０°とし、印圧を２．５kgf/cm２とし、スキージの移動速度を１０〜３０mm/sとして、スクリーン印刷を行った。
【００５４】
　また、スクリーンとしてはフルアディティブ法により積層メッキされた厚み０．１５ｍｍのスクリーンを使用し、最小の開口部としては幅０．１５ｍｍ、長さ１．２ｍｍの長方形が０．３ｍｍピッチで配置されている。
【００５５】
　本発明の第１の実施形態について、図１を参照しつつ以下に説明する。
　本発明のスクリーン印刷機では、印刷条件変更部１を設けており、判定リトライ手段としての印刷状態判定部２からの指示によりスキージ１５の移動速度、スキージ１５の傾斜角度および、印圧を変更する。
【００５６】
　印刷状態判定部２は印刷結果を監視する印刷状態監視手段としての印刷面積測定部３に接続されている。印刷面積測定部３は対象物の面積、形状が判定できるものであればよく、本実施形態においてはカラーのＣＣＤカメラを利用した。ＣＣＤカメラからの画像より監視するクリーム半田１６を抽出し、得られた画素数より印刷面積を求める。この結果はあらかじめ設定されている面積値と比較され、規定値以上に印刷面積が拡大している場合には印刷条件変更部１により印刷充填力を小さくする条件変更を行う。また、規定値以下に印刷面積が縮小している場合には印刷条件変更部１により印刷充填力を大きくする条件変更を行う。
【００５７】
　このときの条件変更の度合いにはスクリーン１４に有する開口パターンを参考にすれば好適である。
　ここでの条件変更指示に対する印刷結果は印刷状態判定部２で以前の印刷結果と比較され、変化が少ない場合には印刷状態判定部２により印刷条件変更のリトライを行わせると同時に、変更回数を記憶しておく。
【００５８】
　印刷条件変更のリトライの回数が規定回数を超えた場合には、印刷条件の変更による印刷品質の向上が望めないと判断し、印刷動作を中止すると同時に、指示手段としての印刷機状態変更指示部４へ指示を伝達し、印刷機の状態を変更するように作業者へ指示を促す。
【００５９】
　本実施の形態では、電極パターンとして０．３ｍｍピッチＱＦＰ部を対象として連続印刷稼働をさせた。印刷結果の判定基準としては印刷面積の変動がスクリーン開口部の±１０％としたところ、図２に示すように、印刷枚数の増加とともにクリーム半田１６の粘度がわずかに減少してきたため、印刷面積が増加を始めた。印刷速度の変更度合いを５ｍｍ/sとしていたところ印刷面積が正常範囲に入るまでに、３〜４枚の遅れが生じた。さらに、途中でスクリーン１４上のクリーム半田１６が不足し、印刷面積が極端に減少するという状態が発生したが、リトライの回数を５回としていたところ、５回目の印刷速度の変更後に印刷面積の変化がみられないことから印刷を自動的に中止し、誤判定とならずに良好な条件変更結果を得た。
【００６０】
　印刷結果に対する条件変更指示で同一のものが規定数繰り返された場合は、印刷条件の変更による印刷品質の向上が望めないと判断し、印刷機状態変更指示部４へ指示を伝達し、印刷機の状態を変更するように作業者へ指示を促す。
【００６１】
　本発明の第２の実施形態について、図３を参照しつつ以下に説明する。
　本実施形態では第１の実施形態におけるスクリーン印刷機の構成と基本的には同一であり、重複する部分については説明を割愛する。
【００６２】
　本実施形態では印刷状態判定部２に印刷不良推定部５が接続されており、印刷結果に対する条件変更指示で同一のものが規定数繰り返された場合は、印刷条件の変更による印刷品質の向上が望めないと判断し、印刷不良推定部５より、推定される印刷不良発生要因を選択する。
【００６３】
　印刷不良推定部５にはあらかじめ、発生する印刷不良と発生要因がデータベースの形式で登録されており、リトライしても解消されない印刷不良の形態で一致するものを検索する。ここで得られた情報は印刷機状態変更指示部４へ伝達され、印刷機の状態を変更するように作業者へ指示を促す。ここではチェックリストの形式で指示を与え、印刷機が自分自身で管理できない機械要素について作業者が確認し、印刷不良の発生を最小限にとどめることが可能になる。
【００６４】
　本実施形態においては、印刷面積の過剰に対し不良発生要因の項目データとして、スクリーン１４の開口部へのクリーム半田１６の裏回り、サポートピンの配置不十分、スクリーン１４の開口部の開口寸法異常、クリーム半田１６の変質による粘度の異常低下、環境温度の上昇によるクリーム半田１６の粘度低下を記憶させておいたところ、連続印刷中に、気温上昇に伴ってクリーム半田１６の粘度が低下し、にじみが発生した状況に対して適切な処置を行うことができた。
【００６５】
　本発明の第３の実施形態について、図４を参照しつつ以下に説明する。
　本実施形態では第１の実施形態におけるスクリーン印刷機の構成と基本的には同一であり、重複する部分については説明を割愛する。
【００６６】
　本実施形態では印刷状態判定部２に条件変更履歴保持部６が接続されており、印刷状態判定部２で行う条件変更指示は印刷条件変更部１へ伝達されるだけでなく、条件変更履歴保持部６に印刷結果と共に保持される。これにより同一の印刷条件変更と印刷結果が繰り返されたかどうかの判定が可能になるばかりでなく、過去の類似の印刷条件変更とその印刷結果から印刷条件の変更幅の最適化が可能になる。なお、図５に示すように、さらに印刷不良推定部５を設けてもよい。
【００６７】
　本発明の第４の実施形態について、図６を参照しつつ以下に説明する。
　本発明のスクリーン印刷機では、基本構成は図５に示す実施形態と同一であるが、スクリーン監視部７を有することが異なる。
【００６８】
　スクリーン監視部７はスクリーン開口部を測定できる機能があればよい。本実施形態ではモノクロのＣＣＤカメラを使用した。
　規定回数の条件変更のリトライを行っても印刷不良が解消されない場合、スクリーン１４の開口部のつまりが考えられる。特に、狭ピッチの開口部ではクリーム半田１６の物性とも相まって、完全に詰まってしまう事態が発生する。
【００６９】
　この場合、印刷条件の変更により充填力を高めても、効果が少なく、スクリーン１４のクリーニングが有効である。
　これを実現するために、リトライにより解消されない印刷不良が転写量不足である場合は、スクリーン１４の開口部のつまりの有無を印刷状態判定部２により判定する。あらかじめ、スクリーン１４の開口パターンと面積を保持しておき、印刷後のスクリーン開口部の面積を２値化により測定し、面積を比較することにより、初期値より小さい場合にはクリーム半田１６が詰まっていると判断できる。
【００７０】
　また、０．３ｍｍピッチなどの狭ピッチではスクリーン１４の開口部の寸法が指定値とは異なっている場合があり、多数の開口部を有するスクリーン１４においては全開口部の寸法を測定することができないので、寸法の不具合が検出されない。
【００７１】
　スクリーン監視部７によるスクリーン１４の開口部の面積測定により、この不具合についても検出が可能になり、初期設定時の不具合を短時間に解消できる。
　本発明の第５の実施の形態について、図７を参照しつつ以下に説明する。
【００７２】
　本発明のスクリーン印刷機では、基本構成は図５に示す実施形態と同一であるが、サポートピン位置検出部８を有することが異なる。
　サポートピン２１は一定の間隔で穴の開けられたステージ２２の所定の位置に差し込んで使用する。ここで、ステージ２２の下部に電極２３を配置しておき、サポートピン２１が刺さることによりステージ２２とステージ下部の電極２３とが電気的に導通するのでサポートピン２１の配置位置が検出できる。
【００７３】
　上述したように、サポートピン２１が不足している領域では印刷過多が生じやすい。
　このため、リトライにより解消されない印刷不良が転写過多である場合、その発生場所を保持しておき、一定の位置に集中している場合には、サポートピン位置検出部８により検出したサポートピン２１の配置位置と比較し、サポートが不足している部分と転写過多の発生位置が一致する場合にはサポートピン２１の最適化を促すことができる。
【００７４】
　本発明の第６の実施形態においては、基本構成は第２の実施形態と同一であるが、図８に示すように、サポートピン位置検出部８とスクリーン監視部７とを併せて有することが異なる。
【００７５】
　これらの機能を併用することにより、より正確な変更指示を作業者に与えることができる。
　本発明の第７の実施形態について、図９を参照しつつ以下に説明する。
【００７６】
　本発明のスクリーン印刷機では、基本構成は図５に示す実施形態と同一であるが、スクリーン裏面監視部９をスクリーン１４の裏面側に有することが異なる。スクリーン裏面監視部９はスクリーン１４の開口部およびスクリーン１４の裏面に付着したクリーム半田１６およびフラックスの残留量を測定できる機能があればよい。スクリーン裏面監視部９として本実施形態ではカラーのＣＣＤカメラを使用した。
【００７７】
　規定回数の条件変更のリトライを行っても印刷不良が解消されない場合、スクリーン１４の開口部のつまりとクリーム半田１６のスクリーン１４への裏回りが考えられる。
　この場合、印刷条件の変更により充填力を高めても、効果が少なく、スクリーン１４のクリーニングが有効である。
【００７８】
　これを実現するために、リトライにより解消されない印刷不良が転写量不足である場合は、スクリーン１４の開口部のつまりの有無を判定し、過剰転写の場合はスクリーン１４の裏回りの有無をスクリーン裏面監視部９により検査する。
【００７９】
　開口部のつまりについては第４の実施形態で説明したようにスクリーン１４の上面に監視手段を有しても測定が可能であるが、スクリーン１４の裏面の裏回りについてはスクリーン１４の上面からは認識できない。
【００８０】
　従って、本実施形態で説明したようにスクリーン１４の裏面側にスクリーン裏面監視部９を設けることにより、印刷不良のより正確な推定が行える。
　本発明の第８の実施形態について、図１０を参照しつつ以下に説明する。
【００８１】
　本発明のスクリーン印刷機では、基本構成は第７の実施形態と同一であるが、印刷状態監視手段ととしての印刷面積測定部３とスクリーン裏面監視部９とを切り替える監視手段切り替え部１０を有することが異なる。
【００８２】
　より正確な不良要因判定を行うためにはスクリーン裏面監視部９を増設することが有効であるが、それにより設備の構成要素も増加することになる。印刷面積測定部３やスクリーン裏面監視部９などの監視手段として上記した実施形態ではＣＣＤカメラを利用しているが、それぞれのＣＣＤカメラに対しては認識機能を保持するための装置が必要になる。
【００８３】
　しかし、認識機能についてはいずれも同様の使用方法であり、印刷結果の監視とスクリーンの監視は同時には機能する必要がない。そこで、ＣＣＤカメラについては各機能を果たすために複数設置するが、認識機能については１つだけ保持しておき、監視手段切り替え部１０により必要に応じて認識機能の接続を切り替えることにより、設備の簡素化を実現した。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第１の実施形態であるスクリーン印刷機の構成を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における印刷条件変更の運用結果を示す概念図である。
【図３】本発明の第２の実施形態であるスクリーン印刷機の構成を示す概念図である。
【図４】本発明の第３の実施形態であるスクリーン印刷機の構成を示す概念図である。
【図５】本発明の第３のその他の実施形態であるスクリーン印刷機の構成を示す概念図である。
【図６】本発明の第４の実施形態であるスクリーン印刷機の構成を示す概念図である。
【図７】本発明の第５の実施形態であるスクリーン印刷機の構成を示す概念図である。
【図８】本発明の第６の実施形態であるスクリーン印刷機の構成を示す概念図である。
【図９】本発明の第７の実施形態であるスクリーン印刷機の構成を示す概念図である。
【図１０】本発明の第８の実施形態であるスクリーン印刷機の構成を示す概念図である。
【図１１】従来例におけるスクリーン印刷状況を示し、（ａ）は印刷工程時のスキージ、印刷材料、スクリーンとの関係を示す概念図であり、（ｂ）はその後にスクリーンを離脱した様子を示す概念図である。
【図１２】従来例におけるサポートピン配置の不適切による過剰転写の発生状況を示し、（ａ）は印刷工程時のサポートピンの状態を示す概念図であり、（ｂ）は充填時の過剰転写の様子を示す概念図である。
【符号の説明】
【００８５】
１　　　　印刷条件変更部
２　　　　印刷状態判定部（判定リトライ手段）
３　　　　印刷面積測定部（印刷状態監視手段）
４　　　　印刷機状態変更指示部（指示手段）
５　　　　印刷不良推定部
６　　　　条件変更履歴保持部
７　　　　スクリーン監視部
８　　　　サポートピン位置検出部
９　　　　スクリーン裏面監視部
１０　　　監視手段切り換え手段
１２　　　プリント基板
１４　　　スクリーン
１５　　　スキージ（スクリーン印刷手段）
１６　　　クリーム半田
２１　　　サポートピン
２２　　　ステージ
２３　　　電極
【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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