(57)【要約】【課題】基板とマスクシートとの平行度が損なわれた状態で印刷されるのを回避して印刷不良の発生を防止し、良好な印刷結果を得ることができるスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置を提供する。【解決手段】前記基板を保持した状態における基板保持部材の高さ位置を複数個所計測し、この基板保持部材の高さ位置情報を得る基板保持部材計測工程と、前記マスクシートの高さ位置を複数個所計測し、このマスクシートの高さ位置情報を得るマスクシート計測工程とを含み、前記基板保持部材の高さ位置情報と前記マスクシートの高さ位置情報とから前記基板保持部材に対するマスクシートの平行度を算出し、このマスクシートの平行度が所定範囲内であるか否かを判定し、前記平行度が所定範囲内である場合に印刷が行われるように構成する。【選択図】図３
2007320207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送された基板を基板保持部材により保持し、その基板をマスクシートに重ね合わせた状態で前記マスクシート表面に沿ってスキージを移動させることにより印刷を行うスクリーン印刷方法において、
前記基板保持部材の高さ位置を複数個所計測することにより、前記基板の高さ位置情報を得る基板計測工程と、
前記マスクシートの高さ位置を複数個所計測することにより、このマスクシートの高さ位置情報を得るマスクシート計測工程と、
前記基板の高さ位置情報と前記マスクシートの高さ位置情報とから前記基板に対するマスクシートの平行度を算出するマスクシート平行度算出工程と、
算出された平行度が所定範囲内であるか否かを判定する平行度判定工程と、
を含み、前記平行度が所定範囲内である場合に印刷が行われることを特徴とするスクリーン印刷方法。
【請求項２】
前記スキージの高さ位置を複数個所計測することにより、このスキージの高さ位置情報を得るスキージ計測工程と、
前記基板の高さ位置情報と前記スキージの高さ位置情報とから前記基板保持部材に対するスキージの平行度を算出するスキージ平行度算出工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷方法。
【請求項３】
前記基板表面にマスクシートを重ね合わせた状態で、前記マスクシートの高さ位置を複数個所計測することにより、この基板重装後のマスクシートの高さ位置情報を得る基板重装後マスクシート計測工程と、
前記基板の高さ位置情報と前記基板重装後のマスクシートの高さ位置情報とから前記基板に対する基板重装後のマスクシートの平行度を算出する基板重装後マスクシート平行度算出工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のスクリーン印刷方法。
【請求項４】
算出された前記平行度の少なくとも一つが所定範囲から外れる場合には、警告を与えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスクリーン印刷方法。
【請求項５】
搬送された基板を基板保持部材により保持し、その基板をマスクシートに重ね合わせた状態で前記マスクシート表面に沿ってスキージを移動させることにより印刷を行うスクリーン印刷装置であって、
前記基板保持部材の高さ位置及び前記マスクシートの高さ位置を計測する高さ位置計測手段と、
前記高さ位置計測手段の計測結果から前記基板保持部材に対する平行度を算出する平行度演算手段と、
前記平行度演算手段により得られる平行度が所定範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、
前記高さ位置計測手段、平行度演算手段及び判定手段を統括的に制御する制御手段と、
を備えており、
前記制御手段は、前記基板保持部材の高さ位置と前記マスクシートの高さ位置との計測結果から基板保持部材に対するマスクシートの平行度を算出するとともに、前記算出された平行度が所定範囲内であるか否かを判定し、前記平行度が所定範囲内にある場合に印刷が行われるように構成されていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項６】
前記高さ位置計測手段は、前記スキージの高さ位置を計測するように構成されており、前記制御手段は、前記基板保持部材の高さ位置と前記スキージの高さ位置との計測結果から基板保持部材に対するスキージの平行度を算出するとともに、この算出された平行度が所定範囲内であるか否かを判定し、算出されたすべての平行度が所定範囲内にある場合に印刷が行われるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のスクリーン印刷装置。
【請求項７】
前記高さ位置計測手段は、前記基板表面にマスクシートを重ね合わせた状態におけるマスクシートの高さ位置を計測するように構成されており、前記制御手段は、前記基板保持部材の高さ位置と前記基板重装後のマスクシートの高さ位置との計測結果から基板保持部材に対する基板重装後のマスクシートの平行度を算出するとともに、この算出された平行度が所定範囲内であるか否かを判定し、算出されたすべての平行度が所定範囲内にある場合に印刷が行われるように構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のスクリーン印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板等の回路基板にクリーム半田等のペーストを塗布するスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、印刷ステージ上にセットした回路基板とマスクシートとを重ね合わせた状態で、マスクシート上に供給されるクリーム半田、導電ペースト等のペーストをスキージによりマスク上で移動（ローリング）させることにより、マスクシートに形成された開口（マスク開口）を介して基板上の所定位置にペーストを印刷（塗布）するようにしたスクリーン印刷装置が一般に知られている。
【０００３】
具体的には、一方向に延びるヘラ状のスキージをマスクシート表面に突き当てた状態でスキージをその長手方向と直交する方向に移動させることによって印刷が行われる。この種のスクリーン印刷装置では、スキージの長手方向全体がマスクシート表面に精度よく当接させた状態で印刷を行うため、良好に印刷結果を得るためには、マスクシート、基板、スキージの位置関係は、互いに平行な状態、すなわち、平行度のよい状態で印刷されることが必要とされる。
【０００４】
一般的に、スキージはマスクシート表面側に圧接される（印圧を与える）ことにより、スキージとマスクシートとの平行度はある程度修正されるが、マスクシートに対してスキージが一定以上の傾きを有する場合には、印圧を与えるのみでは平行度の確保が困難となる。
【０００５】
したがって、例えば下記特許文献１では、スキージの両端部それぞれに取り付けられた距離測定装置によりスキージとマスクシートとの距離を測定することによりスキージとマスクシートとの平行度を検知して、その結果に基づいてスキージの両端部それぞれに設けられた高さ調節装置によってそれぞれスキージの両端部の高さを調節することにより、スキージとマスクシートとの平行度を調節して印刷を行うことが記載されている。
【特許文献１】特開平７−３０４１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、スキージとマスクシートとの平行度を検知して調節されても、基板との平行度が確保されない場合には、良好な印刷結果を得ることが困難となる。すなわち、例えば、マスクシートが元々変形している場合、あるいはマスクシートとこのマスクシートをクランプするクランプ部材との間に異物が入り込む場合等、基板とマスクシートとの平行度が損なわれた状態では、基板をマスクシートに重ね合わせた際にマスクシートと基板表面全体とが確実に密着することができないため、そのまま印刷を行うと、マスクシートの開口から押し出されたクリーム半田（ペースト）が開口部分周辺の前記隙間に広がることにより、マスクシートの開口形状通りに正確に印刷されず、印刷精度が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、基板とマスクシートとの平行度が損なわれた状態で印刷されるのを回避して印刷不良の発生を防止し、良好な印刷結果を得ることができるスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明のスクリーン印刷方法は、搬送された基板を基板保持部材により保持し、その基板をマスクシートに重ね合わせた状態で前記マスクシート表面に沿ってスキージを移動させることにより印刷を行うスクリーン印刷方法において、前記基板保持部材の高さ位置を複数個所計測することにより、前記基板の高さ位置情報を得る基板計測工程と、前記マスクシートの高さ位置を複数個所計測することにより、このマスクシートの高さ位置情報を得るマスクシート計測工程と、前記基板の高さ位置情報と前記マスクシートの高さ位置情報とから前記基板に対するマスクシートの平行度を算出するマスクシート平行度算出工程と、算出された平行度が所定範囲内であるか否かを判定する平行度判定工程と、を含み、前記平行度が所定範囲内である場合に印刷が行われることを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、基板とマスクシートとの平行度が所定範囲内であることが確認された後に印刷が行われるため、印刷不良の発生を防止することができる。すなわち、前記基板計測工程により基板保持部材の高さ位置が計測されることにより基板全体の高さ位置が計測され、この基板の高さ位置情報を得る。そして、この基板の高さ位置情報とマスクシート計測工程から得られたマスクシートの高さ位置情報とによって、基板（基板保持部材）に対するマスクシートの平行度を算出し、この平行度が所定範囲内である場合に印刷を行うため、基板とマスクシートとがほぼ平行な状態で印刷することができる。したがって、スキージとマスクシートとの平行度を調節して印刷を行う従来の方法に比べて、基板とマスクシートとの平行度が損なわれた状態で印刷されるのを回避することにより印刷不良の発生を防止し、良好な印刷結果を得ることができる。
【００１０】
また、前記スキージの高さ位置を複数個所計測することにより、このスキージの高さ位置情報を得るスキージ計測工程と、前記基板の高さ位置情報と前記スキージの高さ位置情報とから前記基板保持部材に対するスキージの平行度を算出するスキージ平行度算出工程と、をさらに含む構成としてもよい。
【００１１】
この構成によれば、基板に対してスキージ及びマスクシートがほぼ平行である状態で印刷することができるため、これらの平行度が損なわれることから生じる印刷不良の発生を確実に防止することができる。
【００１２】
また、前記基板表面にマスクシートを重ね合わせた状態で、前記マスクシートの高さ位置を複数個所計測することにより、この基板重装後のマスクシートの高さ位置情報を得る基板重装後マスクシート計測工程と、前記基板の高さ位置情報と前記基板重装後のマスクシートの高さ位置情報とから前記基板に対する基板重装後のマスクシートの平行度を算出する基板重装後マスクシート平行度算出工程と、をさらに含む構成としてもよい。
【００１３】
この構成によれば、基板表面にマスクシートを重ね合わせた際に基板表面とマスクシートとの間に異物等が入り込むことにより、基板とマスクシートとの平行度が損なわれることから生じる印刷不良の発生を防止することができる。
【００１４】
そして、上記算出された平行度の少なくとも一つが所定範囲から外れる場合には、警告を与える構成としてもよい。
【００１５】
また、上記課題を解決するために本発明のスクリーン印刷装置は、搬送された基板を基板保持部材により保持し、その基板をマスクシートに重ね合わせた状態で前記マスクシート表面に沿ってスキージを移動させることにより印刷を行うスクリーン印刷装置であって、前記基板保持部材の高さ位置及び前記マスクシートの高さ位置を計測する高さ位置計測手段と、前記高さ位置計測手段の計測結果から前記基板保持部材に対する平行度を算出する平行度演算手段と、前記平行度演算手段により得られる平行度が所定範囲内にあるか否かを判定する判定手段と、前記高さ位置計測手段、平行度演算手段及び判定手段を統括的に制御する制御手段と、を備えており、前記制御手段は、前記基板保持部材の高さ位置と前記マスクシートの高さ位置との計測結果から基板保持部材に対するマスクシートの平行度を算出するとともに、前記算出された平行度が所定範囲内であるか否かを判定し、前記平行度が所定範囲内にある場合に印刷が行われるように構成されていることを特徴としている。
【００１６】
この構成によれば、基板とマスクシートとの平行度が所定範囲内であることが確認された後に印刷が行われるため、印刷不良の発生を防止することができる。すなわち、高さ位置計測手段により計測された基板保持部材の高さ位置（基板の高さ位置）とマスクシートの高さ位置とから基板保持部材（基板）に対するマスクシートの平行度を算出し、この平行度が所定範囲内である場合に印刷を行うため、基板とマスクシートとがほぼ平行な状態で印刷することができる。したがって、スキージとマスクシートとの平行度を調節して印刷を行う従来の方法に比べて、基板とマスクシートとの平行度が損なわれた状態で印刷されるのを回避することにより印刷不良の発生を防止し、良好な印刷結果を得ることができる。
【００１７】
また、前記高さ位置計測手段は、前記スキージの高さ位置を計測するように構成されており、前記制御手段は、前記基板保持部材の高さ位置と前記スキージの高さ位置との計測結果から基板保持部材に対するスキージの平行度を算出するとともに、この算出された平行度が所定範囲内であるか否かを判定し、算出されたすべての平行度が所定範囲内にある場合に印刷が行われるように構成されていてもよい。
【００１８】
この構成によれば、基板に対してスキージ及びマスクシートがほぼ平行である状態で印刷することができるため、これらの平行度が損なわれることから生じる印刷不良の発生を確実に防止することができる。
【００１９】
また、前記高さ位置計測手段は、前記基板表面にマスクシートを重ね合わせた状態におけるマスクシートの高さ位置を計測するように構成されており、前記制御手段は、前記基板保持部材の高さ位置と前記基板重装後のマスクシートの高さ位置との計測結果から基板保持部材に対する基板重装後のマスクシートの平行度を算出するとともに、この算出された平行度が所定範囲内であるか否かを判定し、算出されたすべての平行度が所定範囲内にある場合に印刷が行われるように構成されていてもよい。
【００２０】
この構成によれば、基板表面にマスクシートを重ね合わせた際に基板表面とマスクシートとの間に異物等が入り込むことにより、基板とマスクシートとの平行度が損なわれることから生じる印刷不良の発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置によれば、基板とマスクシートとの平行度が損なわれた状態で印刷されるのを回避して印刷不良の発生を防止し、良好な印刷結果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の最良の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は本発明の一実施形態にかかるスクリーン印刷装置の正面図、図２はその装置の平面図、図３はその装置の斜視図、図４はその装置の印刷ステージ１０周辺の平面図、図５はその装置の印刷ステージ１０周辺の斜視図である。これらの図に示すように、このスクリーン印刷装置の基台２上には、印刷ステージ１０が設けられ、この印刷ステージ１０を挟んで両側にプリント基板Ｗを印刷ステージ１０上に搬入および搬出するための上流側コンベア１１および下流側コンベア１２がＸ軸方向（搬送ライン）に沿って配置されている。
【００２４】
さらにこの印刷装置は、プリント基板Ｗをクランプするためのクランプユニット３と、基板Ｗをクランプする際に基板上面側と係合して位置決めするための位置決めユニット４と、印刷ステージ１０の上方に設けられるマスクシート保持ユニット５およびスキージユニット６と、基板Ｗを撮影するための第１カメラ８１および第２カメラ８２を有するカメラユニット８と、マスクシート５１を撮影するためのカメラユニット８３とを備えている。
【００２５】
前記基台２上には、この基台２の上面四隅に立設される柱１５と、これら柱のうちＹ軸方向に並ぶ柱同士をその上部で連結する２本の上部フレーム１３と、これら上部フレーム１３同士をその長手方向中央部分よりも若干右側寄りの部分でＸ軸方向に連結するクロスバー１４とを有しており、この印刷装置では、この基台２のうち主にその左半分が印刷位置ＰＡとなり、前記クロスバー１４を含む右半分が認識位置ＣＡとなっている。そして、この印刷位置ＰＡにおいて、後述するようにクランプユニット３によりクランプされた基板Ｗがマスクシート保持ユニット５のマスクシート５１に重装され、その状態で、スキージユニット６のスキージ６１によってスクリーン印刷が施されるように構成されている。
【００２６】
図１および図２に示すように、基台２上には、水平面内においてＸ軸方向と直交するＹ軸方向に沿ってレール２１１が配設されるとともに、このレール２１１にＹ軸テーブル２１がＹ軸方向にスライド自在に取り付けられる。前記Ｙ軸テーブル２１は、ボールねじ２１ｂおよびこれを駆動するＹ軸サーボモータ２１ａからなるボールねじ機構に連結されており、前記モータ２１ａの駆動により基台２に固定されたレール２１１に沿ってＹ軸方向に移動し、この移動により印刷ステージ１０を一体的に同図に実線で示す印刷位置ＰＡ内の作業位置と同二点鎖線で示す認識位置ＣＡ内の作業位置とに亘って移動させるようになっている。
【００２７】
Ｙ軸テーブル２１の上にはＸ軸方向に沿ってレール２２１が配設されるとともに、このレール２２１にＸ軸テーブル２２がＸ軸方向にスライド自在に取り付けられる。このＸ軸テーブル２２は、ボールねじ２２ｂおよびこれを駆動するＸ軸サーボモータ２２ａ（図８参照）からなるボールねじ機構に連結されており、このＸ軸サーボモータ２２ａの駆動によりＹ軸テーブル２１に対してＸ軸方向に移動可能になっている。
【００２８】
Ｘ軸テーブル２２には回転ユニット２３１を介して鉛直線（Ｚ軸方向）の軸線回りに回転自在にＲ軸テーブル２３が設けられている。このＲ軸テーブル２３は、Ｒ軸サーボモータ２３ａ（図８参照）を駆動源とする回転機構に連結され、このＲ軸サーボモータ２３ａの作動によりＹ軸テーブル２１に対してＺ軸回りに回転するようになっている。また、昇降テーブル２４は、Ｚ軸サーボモータ２４ａ（図８参照）を駆動源とする昇降機構に連結され、このＺ軸サーボモータ２４ａの作動によりＲ軸テーブル２３に対してＺ軸方向に移動（昇降）するようになっている。なお、この実施形態では、昇降テーブル２４および昇降テーブル２４上に設けられたクランプユニット３等が印刷ステージ１０を構成している。
【００２９】
昇降テーブル２４上にはＸ軸方向に沿って一対のメインコンベア２０が設けられている。このメインコンベア２０は、昇降テーブル２４が降下した状態においては、上流側端部および下流側端部が上記上流側コンベア１１の端部および下流側コンベア１２の端部にそれぞれ対向して配置される。なおこの対向状態において、メインコンベア２０と両側コンベア１１，１２との隙間は、コンベア間を基板Ｗが乗り継ぎ可能な間隔に設定されており、具体的には５ｍｍ程度と小さく設定されている。
【００３０】
また、昇降テーブル２４上には、レーザ計測器９１が取り付けられている。このレーザ計測器９１は、このレーザ計測器９１よりも上方にある対象物までの距離（対象物の高さ位置）を計測するためのものであり、発光部（不図示）と受光部（不図示）とを有している。すなわち、この発光部からレーザ光を発射して対象物に照射し、その対象物によって反射された反射光が受光部に到達するまでの時間を計測することにより対象物の高さ位置を計測する。具体的には、Ｙ軸テーブル２１及びＸ軸テーブル２２を移動させることによりレーザ計測器９１を対象物直下まで移動させ、このレーザ計測器９１の上方における対象物の高さ位置を計測するようになっている。本実施形態では、このレーザ計測器９１によりマスクシート５１及びスキージ６１の高さ位置を計測できるようになっている。
【００３１】
また、図１〜図６に示すように、昇降テーブル２４に設けられるクランプユニット３は、一対のメインコンベア２０の上方にＹ軸方向に沿って配置される一対の帯板状のクランプ片３１ａ，３１ｂ（基板保持部材）を具備している。一方側クランプ片３１ａは、昇降テーブル２４の構造材２５（図６参照）上に固定されるとともに、他方側クランプ片３１ｂは、昇降テーブル２４の構造材２５に対し、Ｙ軸方向にスライド自在に取り付けられ、一方側クランプ片３１ａに対し接離自在に構成されている。
【００３２】
さらに他方側クランプ片３１ｂには、ブラケット２６が設けられ、このブラケット２６と構造材２５との間にはエアシリンダ３３が設けられている。そしてこのエアシリンダ３３が進出駆動（伸張駆動）することにより、他方側クランプ片３１ｂがＹ軸方向に沿って一方側クランプ片３１ａに対し遠ざかる方向に移動して、クランプ片３１ａ，３１ｂが開くとともに、エアシリンダ３３が後退駆動（短縮駆動）することにより、他方側クランプ片３１ｂがＹ軸方向に沿って一方側クランプ片３１ａに対し近づく方向に移動して、クランプ片３１ａ，３１ｂが閉じるよう構成されている。こうして一対のクランプ片３１ａ，３１ｂが開閉することにより、基板Ｗが保持／解除されるようになっている。
【００３３】
図４，図５に示すように両クランプ片３１ａ，３１ｂの上面には、複数の吸引孔３５が設けられている。各吸引孔３５は、図示しない負圧供給手段によって負圧に設定されるよう構成されている。クランプ片３１ａ，３１ｂ上にマスクシート５１が重装された状態において、各吸引孔３５が負圧に設定されることにより、マスクシート５１がクランプ片３１ａ，３１ｂの上面に吸着保持されるよう構成されている。
【００３４】
図６に示すように昇降テーブル２４に設けられる押圧手段としての位置決めユニット４は、両クランプ片３１ａ，３１ｂにそれぞれ対応して配置される一対の帯板状の位置決め板４１ａ，４１ｂを具備している。一方側位置決め板４１ａは、構造材２５に平行リンク機構４２を介して設けられるとともに、他方側位置決め板４１ｂは、上記ブラケット２６に平行リンク機構４２を介して設けられている。そして、平行リンク機構４２，４２の動作を伴って、両位置決め板４１ａ，４１ｂは、水平姿勢を保ったまま、図７（ａ）に示すように一対のクランプ片３１ａ，３１ｂの両側に配置される退避位置と、図７（ｂ）に示すように一対のクランプ片３１ａ，３１ｂの上側に当接される位置決め位置との間で変位自在に構成される。さらに両位置決め板４１ａ，４１ｂは、退避位置においてはその上面が一対のクランプ片３１ａ，３１ｂの上面に対し同一水平面内に配置されるとともに、位置決め位置においては下端面の一部が一対のクランプ片３１ａ，３１ｂよりもＹ軸方向内側に突出するように配置される。
【００３５】
また昇降テーブル２４およびブラケット２６には、両平行リンク機構４２を駆動するためのエアシリンダ４３が設けられており、エアシリンダ４３が進出駆動（伸張駆動）することにより、一対の位置決め板４１ａ，４１ｂが内側に進出して位置決め位置に移動されるとともに、後退駆動（短縮駆動）することにより、一対の位置決め板４１ａ，４１ｂが開放されて退避位置に移動されるよう構成されている。
【００３６】
図４に示すように、位置決め板４１ａ，４１ｂには、複数の吸引孔４５が設けられている。各吸引孔４５は、吸引パイプ４６を介して図示しない負圧供給手段によって負圧に設定されるよう構成されている。そして後述するように位置決め板４１ａ，４１ｂ上にマスクシート５１が重装された状態において、吸引孔４５が負圧に設定されることにより、マスクシート５１が位置決め板４１ａ，４１ｂの上面に吸着保持されるよう構成されている。
【００３７】
また、図１〜６に示すように昇降テーブル２４には、一対のメインコンベア２０間に対応し、スライド支柱２９１を介して上下方向に昇降自在に載置テーブル２９が設けられている。さらにこの載置テーブル２９および昇降テーブル２４間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによって載置テーブル２９が昇降テーブル２４に対し上下方向に移動するよう構成されている。この載置テーブル２９は、基板Ｗを載置可能な載置手段として構成されており、上昇することによってメインコンベア２０上の基板Ｗが載置テーブル２９上に移載されて上方へ移動されるとともに、下降することによって載置テーブル２９上の基板Ｗがメインコンベア２０側に移載されるよう構成されている。
【００３８】
マスクシート保持ユニット５は、図６に示すように、印刷ステージ１０の左右両側に固定的に設けられたマスクシート支持台５２を有し、このマスクシート支持台５２上に、半田塗布部分に開口部（パターン孔）を有するマスクシート５１を水平配置で張り渡した状態で載置されるようになっている。左右のマスクシート支持台５２上にはそれぞれ前後に２つずつのマスクシートクランプ５３が設けられており、このマスクシートクランプ５３がエアシリンダ等の駆動手段（図示省略）によって駆動され、マスクシート５１の枠部５４をマスクシート支持台５２側に押さえ付けることで、マスクシート５１をマスクシート支持台５２上に固定できるようになっている。
【００３９】
マスクシート保持ユニット５の上側に設けられるスキージユニット６は、図２、図３に示すように、印刷ステージ１０の左右両側に立設された上部フレーム１３，１３に支持されている。左右の上部フレーム１３，１３の上面にはそれぞれＹ軸方向に延びるスキージガイドレール６４，６４が設けられており、このスキージガイドレール６４，６４にＸ軸方向に延びる可動ビーム６５が印刷ステージ１０の上方を跨ぐように設けられている。そして、この可動ビーム６５には、ボールねじ５６ａおよびこれを駆動するサーボモータ５６からなるボールねじ機構に連結されており、印刷ステージ１０は、前記サーボモータ５６の駆動によりスキージガイドレール６４，６４に沿ってＹ軸方向に移動するようになっている。
【００４０】
また、前記可動ビーム６５には、Ｘ軸方向に延びる形状の一対のスキージ６１，６１がそれぞれ昇降自在に設けられている。具体的には、可動ビーム６５には支持ブラケット６２が昇降自在に取り付けられており、この支持ブラケット６２にスキージ６１、６１を昇降駆動させるエアシリンダ６６が取り付けられている。そして、一対のスキージ６１，６１は、図６に示すように、スキージ本体６１ａ、６１ａとこのスキージ本体６１ａ、６１ａを保持するスキージホルダ６１ｂ、６１ｂとを有しており、このスキージホルダ６１ｂ、６１ｂとエアシリンダ６６とが連結されている。
【００４１】
このような前記一対のスキージ６１，６１は、一方のスキージ６１を降下させると、このスキージ６１が長手方向に亘ってマスクシート５１に当接し、この状態でＹ軸方向一方側に移動させることにより、マスクシート５１上でクリーム半田ＳをＹ軸方向一方側に向けてローリング（混練）させつつ拡張できるとともに、他方のスキージ６１を降下させた状態でＹ軸方向他方側に移動させることにより、マスクシート５１上でクリーム半田ＳをＹ軸方向他方側に向けてローリングさせつつ拡張できるよう構成されている。
【００４２】
また、一方（図６において右側）のスキージホルダ６１ｂの両端部には、レーザ計測器９２が下向きに取り付けられている。このレーザ計測器９２は、上述のレーザ計測器９１と同様に、レーザ計測器９２よりも下方にある対象物までの距離（対象物の高さ位置）を計測するためのものであり、発光部（不図示）と受光部（不図示）とを有している。具体的には、可動ビーム６５をＹ軸方向に移動させることによりレーザ計測器９２を対象物の上方まで移動させ、このレーザ計測器９２の下方位置における対象物の高さ位置を計測できるようになっている。本実施形態では、このレーザ計測器９２からマスクシート５１上面にレーザ光を照射することにより、マスクシート５１の高さ位置を計測できるようになっている。
【００４３】
また、認識位置ＣＡの上方におけるクロスバー１４には、図１〜図３に示すようにカメラユニット８が設けられている。このカメラユニット８は、基板を認識するためのものであり、第１カメラ８１、第２カメラ８２および照明装置（不図示）を有している。
【００４４】
カメラ８１，８２は、ＣＣＤエリアセンサを備えたカメラでクロスバー１４に下向きに固定されている。そして、第１カメラ８１により基板Ｗに記されたフィデューシャルマークを撮像し、その画像信号を後記制御装置７０に出力するようになっている。第２カメラ８２は、基板Ｗ上に印刷された半田を撮像し、同様に画像信号を制御装置７０に出力するようになっている。
【００４５】
また、クロスバー１４には、前記カメラユニット８が取り付けられた付近に、レーザ計測器９３が下向きに取り付けられている。このレーザ計測器９３は、上述のレーザ計測器９１、９２と同様に、レーザ計測器９３よりも下方にある対象物までの距離（対象物の高さ位置）を計測するためのものであり、発光部（不図示）と受光部（不図示）とを有している。本実施形態では、Ｙ軸テーブル２１及びＸ軸テーブル２２がレーザ計測器９３の下方位置まで移動することにより、クランプユニット３のクランプ片３１ａ、３１ｂの高さ位置を計測できるようになっている。
【００４６】
次に、上記印刷装置の制御系の構成について図８のブロック図を用いて説明する。
【００４７】
上記の印刷装置には、図８に示すような制御装置７０が設けられている。制御装置７０は、論理演算を実行するＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを記憶するＲＯＭ、作業中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭおよびＨＤＤ等から構成されており、主な機能構成として、主制御部７１、モータ制御部７２、撮像制御部７３、および入出力装置制御部７４等を有している。
【００４８】
主制御部７１は、実装プログラムに従って一連の印刷作業、つまり基板Ｐの印刷装置内への搬入から搬出までの全ての作業を進めるべく印刷装置全体の駆動を統括的に制御するとともに、その作業に伴う各種演算処理を行うものである。
【００４９】
演算部７１ａは、論理演算を実行する周知のＣＰＵからなり、必要に応じて記憶部７１ｃからプログラムやデータを読み込み、各制御部７２〜７４から入力される情報をこのプログラムに従って演算処理するとともに、この演算結果を判定部７１ｂ、記憶部７１ｃに出力するとともに、各制御部７２〜７４を通じて前記モータ等の機械要素に送信することにより、印刷装置の動作、あるいは各種処理を統括的に制御するものである。そして、本実施形態では、レーザ計測器９１，９２，９３より得られた機械要素の高さ位置データから平行度を算出する。具体的には、クランプユニット３（クランプ片３１ａ、３１ｂ）の高さ位置データと、他の機械要素（例えばマスクシート５１）の高さ位置データとから、クランプユニット３の高さ位置に対するマスクシート５１の平行度を算出する。
【００５０】
ここで平行度とは、対象となる両部材の平行度合いを示すものである。例えばクランプユニット３に対するマスクシート５１の平行度とは、クランプユニット３の高さ位置（高さ平面）を基準としたマスクシート５１の傾きの度合いを示している。具体的に平行度がよい状態とは、両部材が互いに平行に近い状態を示しており、平行度が悪い状態とは、一方の部材に対して他方の部材の傾きの度合いが大きい状態を示している。
【００５１】
前記判定部７１ｂは、演算部７１ａにより得られた演算結果に基づいて判定処理を行うものである。具体的には、演算部７１ａにより演算された平行度が、後述の記憶部７１ｃに記憶された平行度の許容範囲内であるか否かを判定する。そして、この判定結果を演算部７１ａに出力する。
【００５２】
前記記憶部７１ｃは、各種データを記憶するものである。具体的には、クランプユニット３に対する各機械要素の平行度の許容範囲データが記憶されており、本実施形態では、クランプユニット３に対するマスクシート５１及びスキージ６１の平行度の許容範囲データが記憶されている。この平行度の許容範囲は、マスクシート５１、スキージ６１の平行度がこの許容範囲内にある状態で印刷した場合に良好な印刷結果が得られる許容範囲を示すものであり、各種実験データ等により予め求められるものである。
【００５３】
モータ制御部７２は、前記主制御部７１からの制御信号に基づいて前記Ｙ軸サーボモータ２１ａ〜２４ａ等を駆動制御するものである。本実施形態では、判定部７１ｂにより、マスクシート５１、スキージ６１の平行度が記憶部７１ｃにおける許容範囲から外れると判定された場合には、印刷装置全体が停止するように駆動制御されるようになっている。
【００５４】
撮像制御部７３は、前記主制御部７１からの制御信号に基づいて前記カメラ８１，８２，８３等を駆動制御するとともに、カメラ８１，８２，８３から出力される画像信号（画像データ）を主制御部７１に送信する。なお、主制御部７１に送信された画像データは主制御部７１の図外の画像メモリに一旦記憶される。演算部７１ａは、この画像メモリ内のテータを読出して各種画像処理を施し、これにより基板Ｗの認識、印刷処理の良否判定などの処理を行うようになっている。
【００５５】
入出力装置制御部７４は、レーザ計測器９１，９２，９３、モニタ（ＣＲＴ）、キーボード等の各種入出力装置を動作制御するものである。また、上述のように判定部７１ｂによりマスクシート５１、スキージ６１の平行度が記憶部７１ｃにおける許容範囲から外れると判定された場合には、オペレータに警告を促す警告表示がモニタを介して行われるようになっている。
【００５６】
次に、この印刷装置における動作について、図９に示すフローチャートおよび図１０、図１１に示すこの印刷装置の動作を説明するための概略図を参照しながら説明する。
【００５７】
まず、基板Ｗの高さ位置を計測する（ステップＳ１）。具体的には、印刷ステージ１０を認識位置ＣＡまで移動させ、レーザ計測器９３によりクランプ片３１ａ、３１ｂの高さ位置を複数個所計測することにより基板Ｗの高さ位置を計測する（基板計測工程）。すなわち、後述するように、基板Ｗがクランプ片３１ａ、３１ｂに保持された状態では、基板Ｗの上面とクランプ片３１ａ、３１ｂの上面とが同一平面内に位置しているため、レーザ計測器９３でクランプ片３１ａ、３１ｂの高さ位置を計測することにより、基板Ｗの高さ位置が計測される。したがって、主制御部７１は、このクランプ片３１ａ、３１ｂの複数個所における複数の高さ位置データを基板Ｗの高さ位置情報として取得する。
【００５８】
次に、スキージ６１、６１が取り付けられるとともに（ステップＳ２）、このスキージ６１，６１の高さ位置の計測が行われる（ステップＳ３）。具体的には、スキージ本体６１ａ、６１ａの長手方向が基板Ｗ（クランプ片３１ａ、３１ｂ）に対して水平となるように取り付けられる。そして、この取り付けが行われた後、印刷ステージ１０を印刷位置ＰＡまで移動させてスキージ本体６１ａ、６１ａの高さ位置が計測される（スキージ計測工程）。すなわち、昇降テーブル２４上のレーザ計測器９１が計測対象となるスキージ本体６１ａの下方に位置するように印刷ステージ１０を移動させ、さらにスキージ本体６１ａの長手方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させることにより、スキージ本体６１ａの高さ位置を複数個所計測する。このようにして、両スキージ６１，６１の高さ位置を計測し、主制御部７１は、これらの高さ位置データをスキージ６１，６１の高さ位置情報として取得する。
【００５９】
次に、基板Ｗ（クランプ片３１ａ、３１ｂ）に対するスキージ６１，６１の平行度を算出する（ステップＳ４）。具体的には、主制御部７１の演算部７１ａにおいて、基板Ｗの高さ位置情報とスキージ６１，６１の高さ位置情報とから、基板Ｗに対するスキージ６１，６１の傾きの度合いを算出する（スキージ平行度算出工程）。
【００６０】
次に、算出された平行度が許容範囲内であるか否かを判定する（平行度判定工程）。この場合、スキージ６１，６１の平行度が記憶部７１ｃに予め記憶されたスキージ６１，６１の平行度の許容範囲内であるか否かが判定部７１ｂによって判断される（ステップＳ５）。その結果、スキージ６１，６１の平行度が許容範囲内にない場合には、ステップＳ５においてＮＯの方向に進み、モニタに警告表示を行うとともに（ステップＳ６）、印刷装置を停止させる。そして、スキージ６１，６１を取り外すとともに、再度取り付けが行われる。これにより、スキージ６１、６１が基板Ｗ（クランプ片３１ａ、３１ｂ）に対して所定以上傾いた状態でセットされ、そのまま印刷が行われるのを防止することができる。
【００６１】
また、スキージ６１，６１の平行度が許容範囲内である場合にはＹＥＳの方向に進み、マスクシート５１の取り付けが行われる（ステップＳ７）。
【００６２】
マスクシート５１の取り付けが完了すると、このマスクシート５１の高さ位置の計測が行われる（ステップＳ８）。具体的には、印刷ステージ１０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて、レーザ計測器９１によりマスクシート５１の下面側からマスクシート５１の高さ位置を複数個所計測する（マスクシート計測工程）。そして、主制御部７１は、これらの高さ位置データをマスクシート５１の高さ位置情報として取得する。
【００６３】
次に、基板Ｗ（クランプ片３１ａ、３１ｂ）に対するマスクシート５１の平行度を算出する（ステップＳ９）。具体的には、主制御部７１の演算部７１ａにおいて、基板Ｗの高さ位置情報とマスクシート５１の高さ位置情報とから、基板Ｗ（クランプ片３１ａ、３１ｂ）に対するマスクシート５１の傾きの度合いを算出する（マスクシート平行度算出工程）。そして、ステップＳ１０により、マスクシート５１の平行度が記憶部７１ｃに予め記憶されたマスクシート５１の平行度の許容範囲内であるか否かが判定部７１ｂによって判断される（平行度判定工程）。その結果、マスクシート５１の平行度が許容範囲内にない場合には、ステップＳ１０においてＮＯの方向に進み、モニタに警告表示を行うとともに（ステップＳ１１）、印刷装置を停止させる。そして、マスクシート５１の取り付けが再度行われる。これにより、マスクシート５１が元々変形している場合、あるいはマスクシート５１とマスクシート支持台５２との間に異物などが挟まれた状態でマスクシート５１が取り付けられて印刷されるのを防止することができる。
【００６４】
また、マスクシート５１の平行度が許容範囲内である場合にはＹＥＳの方向に進み、基板Ｗの搬入が行われる（ステップＳ１２）。すなわち、印刷ステージ１０が印刷位置ＰＡ（図１参照）に位置する状態で、図１０（ａ）に示すように、印刷の対象となる基板Ｗが上流側コンベア１１によってメインコンベア２０に搬入される。そして、メインコンベア２０に搬入された基板Ｗは、印刷ステージ１０上で所定位置に保持される。
【００６５】
具体的には、図１０（ｂ）に示すように、基板Ｗが所定位置まで搬入されると、位置決めユニット４の位置決め板４１ａ，４１ｂは、内側（位置決め位置）に移動するとともに、クランプ片３１ａ，３１ｂの上方に当接する位置に配置される。すなわち、この状態では、クランプ片３１ａ，３１ｂの上面と位置決め板４１ａ，４１ｂの下面とが同一平面内に配置されている。
【００６６】
そして、図１０（ｃ）に示すように載置テーブル２９を上昇させ、基板Ｗの下面に当接させる。さらにそのまま上昇させて、基板Ｗの上面を位置決め板４１ａ，４１ｂの下面に当接させた状態で、図１０（ｄ）に示すようにクランプ片３１ａ，３１ｂが閉じることにより、クランプ片３１ａ，３１ｂにより基板Ｗが挟み込まれて保持される。すなわち、基板Ｗがクランプ片３１ａ、３１ｂに保持された状態では、基板Ｗ上面とクランプ片３１ａ、３１ｂの上面とが同一平面内に配置されて固定されている。そして、位置決め板４１ａ，４１ｂが外側に移動して退避位置に配置されて、基板Ｗの印刷ステージ１０での固定は完了する（図１１（ａ）参照）。
【００６７】
次に、保持されたマスクシート５１に基板Ｗが重装される（ステップＳ１３）。具体的には、基板Ｗがクランプ片３１ａ、３１ｂによって把持された状態で昇降テーブル２４が上昇し、位置決め板４１ａ，４１ｂ、クランプ片３１ａ，３１ｂおよび基板Ｗの上面がマスクシート保持ユニット５のマスクシート５１の下面に重ね合わせるように重装される（図１１（ｂ）参照）。そして、クランプ片３１ａ，３１ｂの吸引孔３５および位置決め板４１ａ，４１ｂの吸引孔４５が負圧に設定されて、クランプ片３１ａ，３１ｂおよび位置決め板４１ａ，４１ｂにマスクシート５１が吸着固定される。
【００６８】
次に、マスクシート５１と基板Ｗとが重装された状態で、再度、マスクシート５１の高さ位置の計測が行われる（ステップＳ１４）。具体的には、ステップＳ８，Ｓ９と同様にして、スキージユニット６をＹ軸方向に移動させて、レーザ計測器９２によりマスクシート５１の上面側からマスクシート５１の高さ位置を複数個所計測する。そして、主制御部７１は、これらの高さ位置データを基板重装後のマスクシート５１の高さ位置情報として取得する。
【００６９】
そして、基板Ｗ（クランプ片３１ａ、３１ｂ）に対するマスクシート５１の平行度を算出する（ステップＳ１５）。具体的には、主制御部７１の演算部７１ａにおいて、基板Ｗの高さ位置情報と基板重装後のマスクシート５１の高さ位置情報とから、基板Ｗ（クランプ片３１ａ，３１ｂ）に対するマスクシート５１の傾きの度合いを算出する（基板重装後マスクシート計測工程）。そして、ステップＳ１６により、基板重装後のマスクシート５１の平行度が記憶部７１ｃに予め記憶されたマスクシート５１の平行度の許容範囲内であるか否かが判定部７１ｂによって判断される（平行度判定工程）。
【００７０】
その結果、マスクシート５１の平行度が許容範囲内にない場合には、ステップＳ１６においてＮＯの方向に進み、モニタに警告表示を行うとともに（ステップＳ１７）、印刷装置を停止させる。そして、基板Ｗを一旦下降させて確認作業を行った後、再度基板Ｗをマスクシート５１に重装させる。これにより、マスクシート５１単体においては、上述のステップＳ８〜Ｓ１０による処理で基板Ｗとマスクシート５１との平行度が所定の許容範囲内に調整されているが、マスクシート５１に基板Ｗを重装した際に、マスクシート５１と基板Ｗとの間に異物などが挟まれる等、マスクシート５１と基板Ｗとを重装した状態で平行度が損なわれているにもかかわらず、そのまま印刷されるのを防止することができる。
【００７１】
その後、上述のステップＳ１６において、基板重装後のマスクシート５１の平行度が所定範囲内であると判断されると、スキージユニット６の一方側スキージ６１が降下して、マスクシート５１上に沿ってＹ軸方向に移動することにより、マスクシート５１上に供給されたペーストとしてのクリーム半田Ｓが拡張されて、クリーム半田Ｓが、マスクシート５１のパターン孔を介して基板Ｗの所定位置に印刷（塗布）される。
【００７２】
このように上記実施形態にかかる本発明のスクリーン印刷装置によれば、レーザ計測器９１，９２，９３により計測された基板（クランプ片３１ａ，３１ｂ）、スキージ６１，６１、マスクシート５１それぞれの高さ位置情報から、スキージ６１，６１及びマスクシート５１の基板Ｗに対する平行度を算出し、この基板Ｗに対する平行度が許容範囲内であるか否かを判定し、許容範囲内である場合に印刷を行う構成であるため、印刷時には基板Ｗとマスクシート５１との平行度がよい状態でスキージ６１，６１をマスクシート５１に当接させて印刷することができる。したがって、スキージ６１，６１及びマスクシート５１について基板Ｗに対する平行度が調節されずに印刷を行う従来の方法に比べて、基板Ｗとマスクシート５１とが重なりあった状態でスキージ６１，６１を長手方向に亘ってマスクシート５１に確実に当接させることができ良好な印刷結果を得ることができる。
【００７３】
なお、上記実施形態では、スキージユニット６がＹ軸方向にのみ移動する構成であるため、レーザ計測器９２によりマスクシート５１の上面側から一方向（Ｙ軸方向）に沿ってマスクシート５１の高さ位置を複数個所計測する例について説明したが、スキージユニット６がＸ軸方向に移動可能な構成とし、マスクシート５１のＸ軸方向及びＹ軸方向に亘って高さ位置を計測するものであってもよい。
【００７４】
具体的には、支持ブラケット６２が可動ビーム６５とＸ軸方向に延びるレールを介して連結させ、さらに、この支持ブラケット６２が、例えばボールねじ及びこれを駆動するサーボモータからなるボールねじ機構に連結させる。そして、このボールねじ機構を動作させることにより、支持ブラケット６２が可動ビーム６５に対してＸ軸方向に移動するよう構成することにより、レーザ計測器９２がＸ軸方向に沿って移動可能となるため、このレーザ計測器９２によりマスクシート５１の上面をＸ軸方向及びＹ軸方向に亘って測定可能となる。これにより、レーザ計測器９２によりＹ軸方向に沿ってのみマスクシート５１の高さ位置を計測する場合に比べて、マスクシート５１の上面全体に亘ってその高さ位置を計測できるようになるため、マスクシート５１の高さ位置をより精度よく計測し、平行度の算出に反映させることができる。
【００７５】
また、上記実施形態では、基板Ｗに対するスキージ６１，６１の平行度が許容範囲内であるか否かについて判定する工程を含む例について説明したが、スキージ６１，６１が基板Ｗに対してほぼ水平に取り付けられ、基板Ｗに対するスキージ６１，６１の平行度が印圧により良好に維持される場合には、上述のスキージ計測工程等（ステップＳ３〜Ｓ５）を省略してもよい。これにより、スキージ計測工程を省略できるため、印刷装置のタクトタイムの短縮を図ることができる。
【００７６】
また、上記実施形態では、レーザ計測器９１〜９３を各所定の位置に設置する例について説明したが、スキージ６１，６１、マスクシート５１、基板Ｗについての高さ位置を複数個所計測できる位置であればいずれの場所に設置してもよい。また、レーザ計測器９１等を設ける数についても適宜変更してもよい。
【００７７】
なお、上記実施形態では、高さ位置の計測にレーザ計測器９１等を用いる例について説明したが、超音波計測器など、他の非接触型の計測器を使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係るスクリーン印刷装置を示す正面図である。
【図２】上記印刷装置を示す平面図である。
【図３】上記印刷装置を示す斜視図である。
【図４】上記印刷装置の印刷ステージ周辺を示す平面図である。
【図５】上記印刷装置の印刷ステージ周辺を示す斜視図である。
【図６】上記印刷装置のクランプユニット周辺を示す側面図である。
【図７】上記印刷装置の位置決め板のクランプに対する位置関係を示す斜視図であって、同図（ａ）は位置決め板退避位置の斜視図、同図（ｂ）は位置決め板位置決め位置の斜視図である。
【図８】上記印刷装置の制御系を示すブロック図である。
【図９】上記印刷装置の一連の動作を示すフローチャートである。
【図１０】上記印刷装置の動作を説明するための側面図であって、（ａ）は基板を載置した状態を示す側面図、（ｂ）は基板固定のため位置決め板が進出した時の側面図、（ｃ）は基板固定のため基板が上昇した時の側面図、（ｄ）は基板固定のため基板がクランプされた時の側面図である。
【図１１】上記印刷装置の動作を説明するための側面図であって、（ａ）は基板固定のため位置決め板が退避した時の側面図、（ｂ）は半田拡張時の側面図である。
【符号の説明】
【００７９】
Ｗ  基板
３  クランプユニット
６  スキージユニット
１０  印刷ステージ
３１ａ、３１ｂ  クランプ片
５１  マスクシート
６１  スキージ
７０  制御装置
９１、９２、９３  レーザ計測器
【図１】
2007320207.tif 000003
【図２】
2007320207.tif 000004
【図３】
2007320207.tif 000005
【図４】
2007320207.tif 000006
【図５】
2007320207.tif 000007
【図６】
2007320207.tif 000008
【図７】
2007320207.tif 000009
【図８】
2007320207.tif 000010
【図９】
2007320207.tif 000011
【図１０】
2007320207.tif 000012
【図１１】
2007320207.tif 000013