(57)【要約】【課題】印刷対象の微細化大型化に伴ってスクリーン印刷ではんだペースト又はフラックスを基板に印刷する場合に、マスクと基板の印刷位置のズレが無いようにする必要がある。【解決手段】印刷対象物である基板の周囲のマスクを保持するためのマスク面支持部材を設け、このマスク面支持部材の一方が印刷テーブル上に載置される基板の一方の側面に当接するように固定配置され、他方が基板の他方側の端部に移動可能に配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷テーブル上に吸着保持された基板面にマスクを接触させマスク面に設けてある開口部よりスキージにより、はんだペーストあるいはフラックスを押し込み、基板面に転写するスクリーン印刷機において、
前記印刷テーブルに保持された基板の周辺部のマスク面を基板側から保持するマスク面保持部材を設け、マスクを基板面とマスク面保持部材とで保持した状態でスキージをマスク面上を移動させてマスク開口部にはんだペースト又はフラックスを供給する構成としたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
請求項１に記載のスクリーン印刷機において、
前記マスク面保持部材は基板の一端側は固定されたマスク面保持部材であり、他端側は、基板側に移動可能なマスク面保持部材から構成されていることを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項３】
請求項２記載のスクリーン印刷機において、
前記マスク面保持部材のマスクと接触する面に複数の吸着孔を備え、前記吸着孔に負圧を供給することでマスクを吸着保持する構成としたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項４】
請求項２記載のスクリーン印刷機において、
前記マスクを磁性体の金属で構成し、前記マスク面保持部材のマスクと接触する部分に電磁石を配置してマスクを保持するときに電磁石を動作させて吸着保持することを特徴とするスクリーン印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクリーン印刷装置に係り、特にファインピッチの開口部のパターン形成に最適なスクリーン印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクリーン印刷装置では特許文献１に記載のように印刷時に、スキージで半田ペーストを印刷時に版離れの良い方式の印刷機が開発されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、スクリーンと基板間にある程度の隙間を設ける必要があり、スキージでマスクを基板に押し付けることで半田ペーストを基板に印刷する構造となっている。しかし最近、印刷する印刷パターンが微細化し、かつ大型の基板を印刷する要求が大きくなっている。微細パターンの印刷を行う場合、従来技術の問題点として、スキージでマスクを基板に押し付けマスク面上を移動する場合のスキージとマスク間の摩擦抵抗によるマスクの伸びにより、位置ずれが発生することが有る。このためには印刷対象物である基板とマスクの密着性を向上して、位置ずれのない状態で印刷する必要がある。このため、従来と異なり、基板とマスクの密着性をよくすると共に、版離れも基板に余分なペーストが付着しないようにする必要がある。また、装置の小型化等のために基板を保持する印刷テーブルが基板を保持できる大きさに制限される。さらに通常、印刷に使用するマスクの大きさは、基板面積に対して大きなマスクを使用するようにしているため、基板に対して、マスクがはみ出しその部分が支持のない状態で保持されるために、マスク自体が変形し、それが印刷に悪影響を及ぼす場合もある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、印刷時の基板とマスクの密着性を増し、かつ簡単に版離れの行える印刷装置として、ファインピッチでかつ大型基板に印刷の行えるスクリーン印刷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
はんだペーストあるいはフラックスを押し込み、基板面に転写するスクリーン印刷機において、印刷テーブルに保持された基板の周辺部のマスク面を基板側から保持するマスク面保持部材を設け、マスクを基板面とマスク面保持部材とで保持した状態でマスク面上において、スキージを移動させてマスク開口部にはんだペースト又はフラックスを供給する構成としたことを特徴とする。
【０００７】
また、マスク面保持部材に吸着機構を設ける構成とすることで、基板面周囲のマスクを吸着保持することで確実にマスクを保持できる。
【発明の効果】
【０００８】
マスクの変形を防止できるために微細ピッチのパターンでも位置ずれを起こすことなく、確実に印刷することが可能となる。また、印刷時マスク面は常に基板及びマスク面支持部材に接触しているために、マスク裏面へのはんだペースト又はフラックスが回り込むことがなく、安定した印刷形状を実現できる。このため、通常は複数回印刷するたびにマスク裏面の清掃が必要であったが、その清掃回数を低減でき、印刷の生産性を向上できる。
【０００９】
さらに、確実にマスク面を保持できるために、先の実施例でも述べたようにはんだペーストやフラックスのマスク裏面への回り込みを防止できる。又基板周囲のマスクを確実に固定することで、基板周囲の境界部におけるマスクと基板との密着性が向上する。この結果、印刷開始部位、及び終了部位と基板中央部のはんだペーストの転写形状及び転写量の均一化が測れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１にスクリーン印刷装置の全体構成の概略を示す。
【００１１】
本体フレームには図示していない版枠受けが設けられており、版枠受けには印刷パターンを開口部として持つスクリーン２１を張ったマスク２０がセットされるように構成されている。マスク２０の上方には、スキージヘッド２が配置され、スキージヘッド２にはスキージ３が装着されている。スキージヘッド２はスキージ移動機構６により水平方向に移動が可能であり、スキージ３はスキージ昇降機構４によって上下方向に移動できる。マスク２０の下方にはマスクに対向するように印刷対象物である基板２１を載置して保持する印刷テーブル１０が設けて有る。この印刷テーブル１０は、基板２１を水平方向に移動してマスク２０との位置合わせを行うＸＹθテーブル１１と、基板２１を受け取りコンベア２６から受け取り、かつ基板２１をマスク２０面に近付けるか又は接触させるためのテーブル昇降機構１２とを備えている。印刷テーブル１０の上面には基板受け取りコンベア２６が設けられており、基板搬入コンベア２５によって搬入された基板２１を印刷テーブル１０上に受け取り、印刷が終了すると基板搬出コンベア２７に基板２１を排出する。
【００１２】
全自動スクリーン印刷装置においてはマスク２０と基板２１の位置合わせを自動的に行う機能を備えている。すなわち、ＣＣＤカメラ１５によって、マスク２０と基板２１のそれぞれに設けられている位置合わせ用マークを撮像し、画像処理して位置ずれ量を求めて、そのずれ量を補正するようにＸＹθテーブル制御部３５からの指令に基づきＸＹθテーブル１１を駆動して位置合わせを行うものである。
【００１３】
なお、各部駆動用の印刷制御部３６やＣＣＤカメラ１５からの画像信号を処理する画像入力部３７等を備えた印刷機制御部３０は、印刷機本体フレームの内部に設けてあり、制御用データの書き換えや、印刷条件の変更等を行うためのデータ入力部５０や、印刷状況等や取込んだ認識マークをモニタするための表示部４０が印刷機の外側に、配置してある。
【００１４】
はんだペースト又はフラックスを印刷される基板２１は、基板搬入コンベア２５によって基板受け取りコンベア２６に供給され、印刷テーブル１０上の所定の位置に固定される。基板２１を印刷テーブル１０に固定後、予め登録設定された基板マーク位置にＣＣＤカメラ１５を移動する。続いてＣＣＤカメラ１５が基板２１及びマスク２０に設けられた位置認識用マーク（図示せず）を撮像し、印刷機制御部３０に転送する。制御部内の画像入力部３７では、画像データからマスク２０と基板２１の位置ずれ量を求める。その結果に基づいて、印刷機制御部３０はＸＹθテーブル制御部３５から駆動信号をＸＹθテーブル１１に送り、その信号に基づいてＸＹθテーブル１１を動作させてマスク２０に対する基板２１の位置を修正・位置合わせする。位置合わせ動作完了後、ＣＣＤカメラ１５が印刷テーブル１０と干渉しない位置まで所定量退避動作する。カメラ退避完了後、印刷テーブル１０が上昇し、基板２１とマスク２０を接触させる。その後、スキージ昇降シリンダ４によってスキージ３がマスク２０面上に接触するまで下降し、スキージヘッド２の移動によってマスク上に供給されていた、はんだペースト又はフラックスがマスク２０の開口部に充填され、基板に転写される。スキージ３は水平方向に一定距離ストロークした後に上昇する。そして、印刷テーブル１０が下降し、マスク２０と基板２１が離れ、マスク２０の開口部に充填された、はんだペースト又はフラックスが基板２１に転写される。
【００１５】
そして、はんだペースト又はフラックスが印刷された基板２１は基板搬出コンベア２７を経て次工程に送られる。
【００１６】
なお、基板２１とマスク２０には相対的に同一な箇所に認識位置合わせ用マークが２ケ以上設けられており、この双方のマーク各々を、上下方向２視野を有する特殊なＣＣＤカメラ１５により、マスク２０のマークは下から認識し、基板２１のマークは上から認識して、所定の箇所のマーク全ての位置座標を読み取り、マスク２０に対する基板２１のずれ量を位置演算・補正し、基板２１をマスク２０に対して位置合わせする。
【００１７】
図１（ｂ）に示す印刷機制御部３０において、ＣＣＤカメラ１５によって撮像した任意パターンを画像入力部３７より取り込み、任意パターンの周囲に類似パターンが存在していても、辞書３８に予め用意されたモデルと、ＣＣＤカメラ１５によって撮像した任意パターンとの相関値を相関値計算部３１にて演算する。相関値計算部３１によって求められた相関値に基づいて、形状推定部３２にてモデルの形状推定を行う。推定された形状を複数個の仮基準パターンとして記憶設定する。そして、パターン位置座標演算部３３にて、目標基準パターン間距離と比較し、かつ寸法計算部３４で形状寸法を求め、差の最も少ない組み合わせのマークを基準パターンとして辞書３８に登録する手段を備えている。
【００１８】
さらに印刷機制御部３０にはスキージヘッド２等の動作を制御する印刷制御部３６を備えている。
【００１９】
次に図２を用いてマスク支持の一実施例を説明する。図２に印刷テーブル部の構造の一例を示す。図の示すように印刷テーブル１０に搭載した印刷対象物である基板２１の周辺部に印刷テーブル１０とは別にマスク２０面を支持するためのマスク面支持部材が設けてある。このマスク面支持部材は、印刷テーブル１０を支持する台座１９に一方側のマスク面支持部材６１が固定され、他方側のマスク面支持部材６０は、基板方向(矢印４１方向)に移動できる構成としてある。即ち固定側のマスク面支持部材６１脚部に設けた駆動用モータ１６により同じく可動側マスク面支持部材６０の脚部を移動するようにボールネジ１７が設けてある。また、可動側マスク面支持部材６０の脚部は台座部４６に設けたリニアレール４５上を摺動できるように図示していないボールベアリングが取り付けてある。固定側マスク面支持部材６１にモータ１６を駆動してボールネジ１７を回転させることで、可動側マスク面支持部材６０を基板２１の他方側の側面に押し付ける構成としてある。なお、固定側マスク面支持部材６１の端部は基板２１の一方側の側面に接触して、位置決めできる構成としてある。このマスク面支持部材のマスク面に接触する部分は所定の面積を有している。また、印刷テーブル１０は負圧（矢印４２）を供給することで基板２１をテーブル面に固定する構成としてある。
【００２０】
このように、マスク面が基板面に接触するだけでなく、基板をはずれた周囲をマスク面支持部材６０，６１の上面に接触して支持されるようにすることで、スキージ３が移動時にはマスク２０は基板２１面だけでなくマスク面支持部材６０，６１でも支持され、マスク２０の変形を防止できる。このために微細ピッチのパターンでも位置ずれを起こすことなく、確実に印刷することが可能となる。また、印刷時マスク面は常に基板及びマスク面支持部材に接触しているために、マスク裏面へのはんだペースト又はフラックスが回り込むことがなく、安定した版離れを実現できる。このため、通常は複数回印刷するたびにマスク裏面の清掃が必要であったが、その清掃回数を低減でき、印刷の生産性を向上できる。
【００２１】
次に図３を用いて他の実施例を説明する。図３において図２と異なる点はマスク面支持部材のマスクと接触する部分に複数の吸着孔からなる吸引吸着機構を設けた点である。図２においても印刷テーブル１０には基板２１を固定するために複数の負圧供給孔（吸着孔）を印刷テーブル１０面に設けた構造としてある。本実施例でも、印刷テーブル１０面に負圧供給孔を設けると共に、マスク面支持部材６０，６１のマスク２１面に接触する面に複数の負圧供給孔を設け、そこに負圧を供給することで確実にマスク２１を保持するようにしたものである。これにより、先の実施例より確実にマスク２１を保持できるために、先の実施例でも述べたようにはんだペーストやフラックスのマスク裏面への回り込みを防止できる。又基板周囲のマスクを確実に固定することで、基板周囲の境界部におけるマスクと基板との密着性が向上する。この結果、印刷開始部位、及び終了部位と基板中央部のはんだペーストの転写形状及び転写量の均一化が測れる。
【００２２】
なお、図３ではマスク面保持部材は吸引吸着する構成としたが、使用するマスクが磁性金属で構成されている場合は、マスク面保持部材のマスクと接触する部分に電磁石を配置して、マスク面を保持するときに電磁石を動作させて吸着保持するように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】スクリーン印刷装置の全体構成を示す図である。
【図２】マスク支持の一実施例を示す図である。
【図３】マスク支持の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…スクリーン印刷機、２…スキージヘッド、３…スキージ、４…スキージ昇降機構、６…スキージ移動機構、６０…可動側マスク面支持部材、６１…固定側マスク面保持部材。
【図１】
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【図２】
2009143110.tif 000004
【図３】
2009143110.tif 000005