(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷位置と移載位置との間を水平に往復動するメインテーブルと、印刷位置に昇降可能かつ着脱自在に配置されるスクリーン版と、移載位置に着脱自在に配置され、回路パターンを有するとともに、基板間のヒートシールコネクタに利用される可撓絶縁性のフィルム基板と、メインテーブル上にＸＹθ動作装置を介して搭載支持され、ＸＹθ動作する作業テーブルと、メインテーブルの両側部にそれぞれ設置されて作業テーブルの縦孔に撮像レンズを貫通させて直接上方に指向させる一対の撮像装置とを備え、
スクリーン版の両側部に一対の位置決めマークをそれぞれ形成して黒色あるいは銀色に着色し、フィルム基板の両側部に一対の位置決め印をそれぞれ形成し、一対の撮像装置をコンピュータに接続するとともに、このコンピュータにはモニタを接続することにより、ヒートシールコネクタのフィルム基板にスクリーン印刷を施す方法であって、
作業テーブル上にフィルム基板を吸着固定しない状態で印刷位置にメインテーブルを移動させ、スクリーン版の一対の位置決めマークを一対の撮像装置で下方から検出し、一対の位置決めマークの位置をモニタの画面に座標表示するとともに、コンピュータの記憶装置に記憶する工程と、
印刷位置から移載位置にメインテーブルを移動させ、作業テーブル上にフィルム基板を吸着固定してその一対の位置決め印を一対の撮像装置で下方から検出し、この一対の位置決め印の位置をモニタの画面に座標表示するとともに、コンピュータの記憶装置に記憶する工程と、
一対の位置決め印の検出記憶値と一対の位置決めマークの検出記憶値とを比較してその結果に応じ、モニタの表示を把握しながら作業テーブルにＸＹθ動作させ、モニタにずれて映し出された一対の位置決め印を一対の位置決めマークに重ねて位置合わせする工程と、
移載位置から印刷位置の印刷可能範囲にメインテーブルを移動させ、フィルム基板上にスクリーン版を下降させ、フィルム基板の所定範囲に導電性ペースト、異方導電性接着剤、又はレジストインクを刷り移し、フィルム基板に所定の回路パターンを印刷塗布する工程とを含んでなることを特徴とするスクリーン印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路パターンを有する可撓絶縁性のフィルム基板上に導電性ペースト、異方導電性接着剤、又はレジストインク等をスクリーン版を用いて印刷塗布する際、スクリーン版とフィルム基板との位置合わせを必要とするスクリーン印刷方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回路パターンを有する可撓絶縁性のフィルム基板上に導電性ペースト、異方導電性接着剤、又はレジストインクをスクリーン版を用いて印刷塗布する従来のスクリーン印刷機は、図５に示すように、印刷位置Ｐと移載位置Ｔとの間を往復動可能にスライドするメインテーブル３と、このメインテーブル３上に搭載支持されたＸＹθ動作可能な作業テーブル９と、移載位置Ｔに吊持されて下方を指向する一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂと、印刷位置Ｐに昇降可能に配置された一対の位置決めマーク付きのスクリーン版４と、回路パターンを有する一対の位置決め印付きで可撓絶縁性のフィルム基板７と、可撓絶縁性のダミーフィルム基板とを備えている。
【０００３】
上記構成において、フィルム基板７上に導電性ペースト等をスクリーン版４を用いて印刷塗布する場合には、先ず、作業テーブル９上にダミーフィルム基板を吸着固定する。ダミーフィルム基板を固定したら、印刷位置Ｐのスクリーン版４下にメインテーブル３を移動させ、ダミーフィルム基板上にスクリーン版４を下降させて試し刷りし、ダミーフィルム基板にスクリーン版４の一対の位置決めマークを印刷する。
【０００４】
次いで、移載位置Ｔの一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂ下にメインテーブル３を移動させ、ダミーフィルム基板の一対の位置決めマークを一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂで上方から検出してコンピュータの記憶装置に記憶する。こうしてコンピュータの記憶装置に記憶させたら、作業テーブル９からダミーフィルム基板を取り外すとともに、作業テーブル９上にフィルム基板７を吸着固定し、このフィルム基板７の一対の位置決め印を一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂで上方から検出してコンピュータの記憶装置に記憶する。そして、この一対の位置決め印の検出記憶値と一対の位置決めマークの検出記憶値とを比較してその結果に応じ、作業テーブル９に移動・回転動作させて位置合わせする。
【０００５】
そしてその後、印刷位置Ｐにメインテーブル３を再び移動させ、フィルム基板７上にスクリーン版４を下降させ、フィルム基板７に導電性ペースト等を印刷塗布すれば、基板間のヒートシールコネクタとして利用できる可撓性の配線基板を製造することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスクリーン印刷機は、以上のようにダミーフィルム基板上にスクリーン版４の一対の位置決めマークを印刷し、ダミーフィルム基板の一対の位置決めマークを一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂで検出して記憶装置に記憶する作業を版交換の度に必要とする。したがって、スクリーン印刷機が多品種生産用の場合には、版交換の頻度が多くなって多大の交換時間を必要とし、結果としてスクリーン印刷機の稼働率が低下することとなる。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、試し刷りの省略や版交換時間の短縮を図ることができるスクリーン印刷方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記課題を解決するため、印刷位置と移載位置との間を水平に往復動するメインテーブルと、印刷位置に昇降可能かつ着脱自在に配置されるスクリーン版と、移載位置に着脱自在に配置され、回路パターンを有するとともに、基板間のヒートシールコネクタに利用される可撓絶縁性のフィルム基板と、メインテーブル上にＸＹθ動作装置を介して搭載支持され、ＸＹθ動作する作業テーブルと、メインテーブルの両側部にそれぞれ設置されて作業テーブルの縦孔に撮像レンズを貫通させて直接上方に指向させる一対の撮像装置とを備え、
スクリーン版の両側部に一対の位置決めマークをそれぞれ形成して黒色あるいは銀色に着色し、フィルム基板の両側部に一対の位置決め印をそれぞれ形成し、一対の撮像装置をコンピュータに接続するとともに、このコンピュータにはモニタを接続することにより、ヒートシールコネクタのフィルム基板にスクリーン印刷を施す方法であって、
作業テーブル上にフィルム基板を吸着固定しない状態で印刷位置にメインテーブルを移動させ、スクリーン版の一対の位置決めマークを一対の撮像装置で下方から検出し、一対の位置決めマークの位置をモニタの画面に座標表示するとともに、コンピュータの記憶装置に記憶する工程と、
印刷位置から移載位置にメインテーブルを移動させ、作業テーブル上にフィルム基板を吸着固定してその一対の位置決め印を一対の撮像装置で下方から検出し、この一対の位置決め印の位置をモニタの画面に座標表示するとともに、コンピュータの記憶装置に記憶する工程と、
一対の位置決め印の検出記憶値と一対の位置決めマークの検出記憶値とを比較してその結果に応じ、モニタの表示を把握しながら作業テーブルにＸＹθ動作させ、モニタにずれて映し出された一対の位置決め印を一対の位置決めマークに重ねて位置合わせする工程と、
移載位置から印刷位置の印刷可能範囲にメインテーブルを移動させ、フィルム基板上にスクリーン版を下降させ、フィルム基板の所定範囲に導電性ペースト、異方導電性接着剤、又はレジストインクを刷り移し、フィルム基板に所定の回路パターンを印刷塗布する工程とを含んでなることを特徴としている。
【０００９】
ここで、特許請求の範囲における撮影装置、位置決めマーク、又は位置決め印は、２台・２個が主である。また、位置決めマークと位置決め印とは、同じ大きさや形でも良いし、そうでなくても良い。これらの形は、円形、三角形、四角形、又は多角形でも良いが、印刷性や撮影装置の視野範囲等の観点からφ１mm〜φ３mmの円形が好ましい。また、スクリーン版の乳剤としては、赤色、黄色、又は緑色等の任意の色彩を適宜施すことができる。但し、スクリーン版の複数の位置決めマークを複数の撮影装置で検出記憶する場合、緑色が好適である。
【００１０】
位置決めマークの色としては、乳剤が塗布されていないか、あるいは乳剤と同色でなければ、特に問題ないが、位置決め印の色としては、撮影装置で検出記憶する必要があるので、黒や銀色が好適である。また、各種の回路パターンを有する可撓絶縁性のフィルム基板としては、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、ポリブチレンテレフタレート(ＰＢＴ)、又はポリエチレンナフタレート(ＰＥＮ)等のポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート、又はポリフェニレンサルファイド等があげられる。但し、フィルム基板の複数の位置決め印を撮影装置で下方から検出記憶等するので、透明性、耐折れ曲がり性、耐候性、温度変化、外力に対する寸法安定性、表面平滑性、又はフィルム基板上に導電性ペースト、異方導電性接着剤、若しくはレジストインク等を密着させる観点から、厚さ１０μm〜５０μmのポリエチレンテレフタレートが望ましい。
【００１１】
導電性ペースト、異方導電性接着剤、又はレジストインク等には、これらの他、おおよそこの分野で通常使用されるものが含まれる。導電性ペーストとしては、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、又はアクリル樹脂のバインダーに、カーボン、金、銀、銅、又はニッケル等の導電性付与粉末を４０％〜９５重量％含有させ、体積低効率を１０×１０-3〜１０×１０0Ω・cmとしたペーストが最適である。さらに、レジストインクは、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂からなる絶縁性塗料で、印刷配線基板上の導体回路の保護や絶縁を行うよう機能する。
【００１２】
本発明によれば、試し刷りをすることなく、スクリーン版とフィルム基板とを位置合わせすることができるので、スクリーン印刷機が例え多品種生産用の場合でも、版交換の頻度を減少させることができる。よって、交換時間を短縮し、スクリーン印刷機の稼働率を向上させることが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではない。
本実施形態における画像処理機能付きのスクリーン印刷機は、図１ないし図４に示すように、架台１を備え、この架台１上には左右一対のガイドレール２が前後方向(図３の上下方向)に向けて敷設されており、このガイドレール２上には隣接する印刷位置Ｐと移載位置Ｔとの間を水平にスライドするメインテーブル３が往復動可能に嵌合されている。
【００１４】
印刷位置Ｐには図１ないし図３に示すように、平面方形のスクリーン版４が昇降可能、かつ着脱自在に配置されるとともに、このスクリーン版４上に位置するスキージ(squeegee)５がガイドを介し前後に往復動可能に支持されている。スクリーン版４は、シルク、ナイロン、ポリエステル、又はステンレス等を材料として製造され、左右両側部には円形の位置決めマーク６Ａ・６Ｂがそれぞれ形成されている。なお、スクリーン版４の材質としては、寸法安定性や耐久性等の観点から、ステンレスが好ましく、１００〜５００メッシュ／インチのものが使用される。
【００１５】
移載位置Ｔには同図に示すように、図示しない回路パターンを有する可撓絶縁性のフィルム基板７が着脱自在に配置されるが、この薄いフィルム基板７の左右両側部には円形の位置決め印８Ａ・８Ｂがそれぞれ形成されている。また、メインテーブル３上には作業テーブル９がＸＹθ動作装置１０を介して搭載支持され、位置調整動作、換言すれば、ＸＹθ動作する作業テーブル９上にフィルム基板７が着脱自在に搭載配置される。作業テーブル９は、複数の吸着孔を備えた平面方形に形成され、図示しない真空吸着装置に接続されている。
【００１６】
さらに、メインテーブル３上の左右両側部には位置合わせ用のカメラ１１Ａ・１１Ｂがそれぞれ設置され、各カメラ１１Ａ・１１Ｂが作業テーブル９の縦孔を貫通して撮像レンズを上方に指向露呈させている。各カメラ１１Ａ・１１Ｂは、図２に示すように、コンピュータにケーブルを介しそれぞれ接続され、このコンピュータが架台１上のモニタ１２Ａ・１２Ｂにケーブルを介しそれぞれ接続されている。モニタ１２Ａ・１２Ｂとしては、ＣＲＴ等、各種の表示装置が適宜使用される。
【００１７】
上記構成において、フィルム基板７上に導電性ペースト、異方導電性接着剤、又はレジストインクをスクリーン版４を用いて印刷塗布する場合には、先ず、作業テーブル９上にフィルム基板７をセットしない状態で印刷位置Ｐにメインテーブル３を移動させる。メインテーブル３を移動させたら、スクリーン版４の一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂを一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂで下方から検出し、一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂの位置を架台１上のモニタ１２Ａ・１２Ｂの画面に座標表示するとともに、図示しないコンピュータの記憶装置に記憶する。
【００１８】
次いで、印刷位置Ｐから移載位置Ｔにメインテーブル３を移動させ、作業テーブル９上にフィルム基板７を吸着固定する。フィルム基板７を吸着固定したら、フィルム基板７の一対の位置決め印８Ａ・８Ｂを一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂで下方から検出し、この一対の位置決め印８Ａ・８Ｂの位置をモニタ１２Ａ・１２Ｂの画面に座標表示するとともに、コンピュータの記憶装置に記憶する。そして、この一対の位置決め印８Ａ・８Ｂの検出記憶値と一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂの検出記憶値とを比較してその結果に応じ、モニタ１２Ａ・１２Ｂの表示を把握しながら作業テーブル９にＸＹθ動作させ、モニタ１２Ａ・１２Ｂにずれて映し出された一対の位置決め印８Ａ・８Ｂを一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂに重ねて位置合わせする。
【００１９】
こうして位置合わせが終了したら、移載位置Ｔから印刷位置Ｐの印刷可能範囲にメインテーブル３を移動させる。そしてその後、フィルム基板７上にスクリーン版４を下降させ、フィルム基板７の所定範囲に導電性ペースト、異方導電性接着剤、又はレジストインクをスキージ５で刷り移し、所定のパターンを印刷塗布すれば、基板間のヒートシールコネクタとして利用可能な可撓性の配線基板を製造することができる。
【００２０】
配線基板は、その片面に異方導電性接着剤(熱可塑性成分又は熱硬化性成分からなる絶縁性バインダ中に導電性粒子を分散したもの)が塗布されることにより、基板間のヒートシールコネクタとして使用される。導電性粒子としては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラックやグラファイト等のカーボン粒子、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム等の金属粒子、又は表面を金属でめっきしたプラスチック粒子等が使用される。
【００２１】
上記方法によれば、ダミーフィルム基板や試し刷りの作業を確実に省略することができるので、スクリーン印刷機が多品種生産用の場合でも、版交換の頻度を減少させて交換時間を短縮することができ、スクリーン印刷機の稼働率を著しく向上させることができる。さらに、従来とは異なり、使用する導電性ペースト、異方導電性接着剤、又はレジストインク等が透明、あるいはこれに近い場合でも、一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂを一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂできわめて容易に検出記憶することが可能になる。
【００２２】
なお、上記実施形態では作業テーブル９にＸＹθ動作させ、一対の位置決め印８Ａ・８Ｂと一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂとを位置合わせするものを示したが、以下のようにスクリーン版４にＸＹθ動作させ、一対の位置決め印８Ａ・８Ｂと一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂとを位置合わせすることもできる。
【００２３】
先ず、作業テーブル９上にフィルム基板７をセットしない状態で印刷位置Ｐにメインテーブル３を移動させる。メインテーブル３を移動させたら、スクリーン版４の一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂを一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂで下方から検出し、一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂの位置を架台１上のモニタ１２Ａ・１２Ｂに座標表示するとともに、コンピュータの記憶装置に記憶する。
【００２４】
次いで、印刷位置Ｐから移載位置Ｔにメインテーブル３と一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂとをそれぞれ移動させ、作業テーブル９上にフィルム基板７を吸着固定する。フィルム基板７を固定したら、フィルム基板７の一対の位置決め印８Ａ・８Ｂを一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂで下方から検出し、一対の位置決め印８Ａ・８Ｂの位置をモニタ１２Ａ・１２Ｂに座標表示し、かつコンピュータの記憶装置に記憶する。
【００２５】
コンピュータの記憶装置に記憶したら、移載位置Ｔから印刷位置Ｐの印刷可能範囲に少なくともメインテーブル３を再び移動させ、一対の位置決め印８Ａ・８Ｂの検出記憶値と一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂの検出記憶値とを比較してその結果に応じ、モニタ１２Ａ・１２Ｂの座標表示に留意しつつスクリーン版４にＸＹθ動作させ、モニタ１２Ａ・１２Ｂに映し出された一対の位置決め印８Ａ・８Ｂと一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂとを重ねて位置合わせする。そして、フィルム基板７上にスクリーン版４を下降させ、フィルム基板７の所定範囲に導電性ペースト、異方導電性接着剤、又はレジストインクをスキージ５で刷り移し、所定のパターンを印刷塗布すれば、基板間のヒートシールコネクタとして利用可能な可撓性の配線基板を製造することができる。
【００２６】
上記各実施形態における一対の位置決め印８Ａ・８Ｂと一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂとの位置合わせは、作業員の操作によりＸＹθ動作して行われるものでも良いし、プログラムに基づくＣＰＵの自動制御によりＸＹθ動作して行われるものでも良い。
【００２７】
【実施例】
以下、図３及び図４に示す装置を使用してフィルム基板７の所定範囲にレジストインクをスキージ５で印刷塗布した実施例を説明する。
【００２８】
先ず、スクリーン版４として、版枠が９００mm□、材質がステンレス、３００メッシュ／インチ、乳剤が緑色、乳剤が塗布されていない一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂがφ３mmの円、この一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂ間の距離が４４０mmのスクリーン版４を使用した。
また、フィルム基板７として、大きさが４７０mm□、厚さ・材質が２５μｍのＰＥＴ、一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂが導電性ペーストでφ３mmの円、この一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂ間の距離が４４０mmのフィルム基板７を使用した。
【００２９】
先ず、作業テーブル９上にフィルム基板７をセットせず、印刷位置Ｐにメインテーブル３を移動させた。メインテーブル３を移動させたら、スクリーン版４の一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂを一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂで下方から検出し、一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂの位置を架台１上のモニタ１２Ａ・１２Ｂに座標表示するとともに、コンピュータの記憶装置に記憶した。
【００３０】
次いで、印刷位置Ｐから移載位置Ｔにメインテーブル３を移動させ、作業テーブル９上にフィルム基板７を吸着固定した。フィルム基板７を吸着固定したら、フィルム基板７の一対の位置決め印８Ａ・８Ｂを一対のカメラ１１Ａ・１１Ｂで下方から検出し、この一対の位置決め印８Ａ・８Ｂの位置をモニタ１２Ａ・１２Ｂに座標表示するとともに、コンピュータの記憶装置に記憶した。そして、この一対の位置決め印８Ａ・８Ｂの検出記憶値と一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂの検出記憶値とを比較してその結果に応じ、モニタ１２Ａ・１２Ｂの座標表示を把握しながら作業テーブル９にＸＹθ動作させ、モニタ１２Ａ・１２Ｂに映し出された一対の位置決め印８Ａ・８Ｂを一対の位置決めマーク６Ａ・６Ｂに重ねて位置合わせした。
【００３１】
位置合わせが終了したら、移載位置Ｔから印刷位置Ｐの印刷可能範囲にメインテーブル３を移動させた。そしてその後、フィルム基板７上にスクリーン版４を下降させ、フィルム基板７の所定範囲にレジストインクをスキージ５で印刷塗布した。
【００３２】
上記方法で印刷開始までの時間を測定した結果、従来、１０分を要したのに比べ、７分で作業を終了することができ、版交換の時間を３０％短縮することができた。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ダミーフィルム基板や試し刷りの作業を省略することができるので、スクリーン印刷機が例え多品種生産用の場合でも、版交換の頻度を減少させて交換時間を短縮することができ、スクリーン印刷機の稼働率を向上させることができるという効果がある。また、従来とは異なり、使用する導電性ペースト、異方導電性接着剤、又はレジストインク等が透明、あるいはこれに近い場合でも、一対の位置決めマークを一対の撮像装置で容易に検出記憶することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリーン印刷方法の実施形態におけるスクリーン印刷機を示す要部平面図である。
【図２】本発明に係るスクリーン印刷方法の実施形態におけるスクリーン印刷機を示す要部正面図である。
【図３】本発明に係るスクリーン印刷方法の実施形態におけるスクリーン印刷機を示す正面図である。
【図４】本発明に係るスクリーン印刷方法の実施形態におけるスクリーン印刷機を示す正面図である。
【図５】従来のスクリーン印刷機を示す要部正面図である。
【符号の説明】
１      架台
２      ガイドレール
３      メインテーブル
４      スクリーン版
５      スキージ
６Ａ    位置決めマーク
６Ｂ    位置決めマーク
７      フィルム基板
８Ａ    位置決め印
８Ｂ    位置決め印
９      作業テーブル
１０    ＸＹθ動作装置
１１Ａ  カメラ(撮影装置)
１１Ｂ  カメラ(撮影装置)
１２Ａ  モニタ
１２Ｂ  モニタ
Ｐ      印刷位置
Ｔ      移載位置
【図１】
0004100808.tif 000002
【図２】
0004100808.tif 000003
【図３】
0004100808.tif 000004
【図４】
0004100808.tif 000005
【図５】
0004100808.tif 000006