丝网印刷装置及丝网印刷方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种丝网印刷装置及丝网印刷方法，以在除了设定于电极的开口部之外的范围形成有保护膜的形态的基板为对象，能够确保良好的印刷位置精度。在以在除了设定于电极（7）的开口部（8）之外的范围形成有作为保护膜的抗蚀剂膜（6）的形态的单个基板（5）为对象的丝网印刷中，光学地识别开口部（8）的位置，作为开口部位置数据，求出电极（7）的标准位置和开口部（8）的实际位置的位置偏移量，在丝网印刷之前执行的将单个基板（5）和丝网掩模（23）对位的对位工序中，基于开口部位置数据执行对位。由此，能够排除开口部（8）的位置偏移引起的印刷不良，从而确保良好的印刷位置精度。
【专利说明】丝网印刷装置及丝网印刷方法【技术领域】
[0001]本发明涉及丝网印刷装置及丝网印刷方法，其用于电子零件安装系统，在基板的电子零件接合用电极上印刷焊料。
【背景技术】
[0002]随着电子设备的小型化，电路基板的安装密度也高密度化，在基板的电子零件接合用电极上安装电子零件时的位置精度也正在精细化。为了应对这种安装位置精度的高度化，引入如下的前馈方式，即，对每个基板计测在基板中且在电极形成时产生的电极位置误差、及在电极上印刷的焊料的印刷位置误差，然后将这些误差信息向后工序装置传递并作为后工序作业的位置修正信息来使用(例如,专利文献I)。在该专利文献例所示的现有技术中，通过将以焊料印刷前的基板为对象而取得的印刷前基板检查信息前馈到焊料印刷过程、零件安装过程来防止由电极的位置误差引起的安装精度的下降。
[0003]专利文献1:(日本)特开2008-198730号公报
[0004]近年来，电子设备的移动化和小型化进一步进展，形成于基板的电子零件接合用电极的精细间距化的趋势正在加速。因此，为了保护基板面，目前，进行如下的处理，即，对除了电极部分之外而形成的抗蚀剂膜(保护膜)的形成范围进行变更，在各电极内直至除了设定为零件接合用的范围之外的部分为止都覆盖形成抗蚀剂膜。在该方式中，在抗蚀剂膜形成后的基板表面，在各自的电极上未形成抗蚀剂膜，而是形成电极面露出的开口部，在供给零件接合用的焊料的丝网印刷工序中，以这些开口部为印刷目标范围来执行焊料印刷。
[0005]但是，当以在这种电极上形成`有抗蚀剂膜的开口部的形态的基板为对象并应用上述的现有技术所示的前馈方式时，因抗蚀剂膜的形成位置精度，会产生如下所述的不良情况。即，在现有技术中，作为向后工序发送的基板信息，使用形成在基板上的电极的位置信息。但实际上，成为焊料印刷对象的目标位置是抗蚀剂膜的开口部，所以在电极面的开口部的位置偏离了电极中心的情况下，在如上所述地直接将电极的位置信息前馈的方式中，难以得到所期望的位置修正效果。而且，如果要提高抗蚀剂膜的形成位置精度，则成膜工序复杂化而制造成本的大幅度地增加是不可避免的。这样，在现有技术中，在以保护膜形成在除了设定于电极的开口部之外的范围内的形态的基板为对象的情况下，存在难以确保良好的印刷位置精度的课题。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的目的在于提供一种丝网印刷装置及丝网印刷方法，以在除了设定于电极的开口部之外的范围形成有保护膜的形态的基板为对象，能够确保良好的印刷位置精度。
[0007]本发明的丝网印刷装置用于在基板上通过焊接安装电子零件而制造安装基板的电子零件安装系统，在所述基板的电子零件接合用电极上印刷焊料，其中，在所述基板表面的除了设定于所述电极的开口部之外的范围内形成有保护膜，所述电极仅经由所述开口部而露出，所述丝网印刷装置具备:开口部位置偏移计测部，其通过光学地识别所述开口部的位置，求出所述电极的标准位置和开口部的实际位置的位置偏移量；开口部位置数据存储部，其将所求出的所述位置偏移量作为开口部位置数据而存储；丝网印刷机构，其通过使所述基板与对应于所述开口部而设有图案孔的丝网掩模抵接，且在所述丝网掩模上供给有焊料的状态下进行刮涂动作，由此，在所述基板的开口部印刷焊料；对位机构，其将所述基板和丝网掩模相对地对位；印刷控制部，其通过控制所述丝网印刷机构和对位机构，执行丝网印刷作业，所述印刷控制部基于所述开口部位置数据及预先设定的所述图案孔和开口部的对位指针来控制所述对位机构，执行所述对位。
[0008]本发明的丝网印刷方法在基板上通过焊接安装电子零件而制造安装基板的电子零件安装系统中，在所述基板的电子零件接合用电极上印刷焊料，其中，在所述基板表面的除了设定于所述电极的开口部之外的范围内形成有保护膜，所述电极仅经由所述开口部而露出，所述丝网印刷方法具备:开口部位置偏移计测工序，通过光学地识别所述开口部的位置，求出所述电极的标准位置和开口部的实际位置的位置偏移量；开口部位置数据存储工序，将求出的所述位置偏移量作为开口部位置数据而存储；丝网印刷工序，通过使所述基板与对应于所述开口部设有图案孔的丝网掩模抵接，且在所述丝网掩模上供给有焊料的状态下进行刮涂动作，在所述基板的开口部印刷焊料；对位工序，在丝网印刷工序之前执行，将所述基板和丝网掩模相对地对位，在所述对位工序中，基于所述开口部位置数据及预先设定的所述图案孔和开口部的对位指针，执行所述对位。
[0009]根据本发明，在以在除了设定于电极的开口部之外的范围形成有保护膜的形态的基板为对象的丝网印刷中，光学地识别开口部的位置，作为开口部位置数据，求出电极的标准位置和开口部的实际位置的位置偏移量，在丝网印刷之前执行的将基板和丝网掩模对位的对位工序中，基于开口部位置数据执行对位，由此，能够排除由开口部的位置偏移引起的印刷不良，确保良好的印刷位置精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是表示本发明一实施方式的电子零件安装系统的构成的框图；
[0011]图2 (a)?(C)是本发明一实施方式的电子零件安装系统的作为作业对象的基板的构成说明图；
[0012]图3是表示本发明一实施方式的检查装置的构成的框图；
[0013]图4是表示本发明一实施方式的丝网印刷装置的构成的框图；
[0014]图5是表示本发明一实施方式的电子零件安装装置的构成的框图；
[0015]图6是本发明一实施方式的电子零件安装系统进行的电子零件安装处理的流程图；
[0016]图7 (a)?(C)是本发明一实施方式的电子零件安装处理的工序说明图；
[0017]图8 (a)?(d)是本发明一实施方式的电子零件安装处理的工序说明图；
[0018]图9 (a)、(b)是本发明一实施方式的电子零件安装处理的工序说明图。
[0019]标记说明
[0020]I:电子零件安装系统
[0021]2:通信网络[0022]3:管理计算机
[0023]4:载体
[0024]5:单个基板
[0025]6:抗蚀剂膜
[0026]7、7A ?7D:电极
[0027]8:开口部
[0028]9:电子零件
[0029]S:焊料
【具体实施方式】
[0030]下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。首先，参照图1对具有通过焊接将电子零件安装于基板来制造安装基板的功能的电子零件安装系统I的构成进行说明。在图1中，电子零件安装系统I采用的是通过通信网络2将电子零件安装线连接，且由管理计算机3控制整体的构成，所述电子零件安装线将丝网印刷装置Ml、印刷检查装置M2、电子零件安装装置M3、回流焊装置M4等各装置连结而成。
[0031]丝网印刷装置Ml在作业对象基板上对电子零件接合用的膏状的焊料(膏状焊料)进行丝网印刷。印刷检查装置M2进行用于判定印刷后的单个基板的印刷状态是否良好的印刷检查，并且进行为了修正印刷位置偏移而制作前馈到电子零件安装装置M3的位置偏移修正数据的处理。电子零件安装装置M3在印刷有焊料的单个基板上安装电子零件。回流焊装置M4通过对电子零件安装后的单个基板进行加热，使焊料加热熔融而将电子零件焊接于单个基板。
[0032]在此，参照图2对电子零件安装系统I的作为作业对象的基板的形态进行说明。在本实施方式中，如图2 (a)所示，将多块单个基板5保持于板状部件的形态的载体4作为作业对象。单个基板5是用于便携电话等移动设备的薄型基板，高密度地安装有半导体装置等精细间距零件。在载体4上且在对角位置形成有载体识别标记4m，在电子零件安装系统I的各装置中，通过对载体识别标记4m进行光学地位置识别，进行载体4的定位。
[0033]如图2 (b)所示，在单个基板5的表面，以与接合对象电子零件的种类、尺寸相应的形状、排列而形成有多种电子零件接合用的电极7A?7D。在此，与电极7B接合的电子零件是精细间距零件，电极7B与其他电极相比，成为尺寸小的微细电极。而且，以部分地覆盖单个基板5的表面及电极7A?7D的方式形成有保护单个基板5的表面的保护膜即抗蚀剂膜6，在单个基板5的对角位置形成有位置识别用的基板识别标记5m。
[0034]如图2 (C)所示，在单个基板5的表面，抗蚀剂膜6与各电极7的位置对应而形成在除了设定于电极7的开口部8之外的范围。即，各电极7仅经由开口部8而在单个基板5的表面露出。通过在电极7上设置这种开口部8，即使在以电极间的间距比以往小的单个基板5作为作业对象的情况下，也能够防止在丝网印刷时在邻接的电极间因膏状焊料渗透而过度地接近并印刷所造成的不良情况。在此，开口部8的尺寸根据要对应的电极7的尺寸进行设定，对应于微细电极即电极7B的开口部8成为开口部8中开口尺寸更小的微细开口部 8B。
[0035]这样，在通过由抗蚀剂膜6覆盖单个基板5而在每个电极7上形成开口部8的过程中，不见得如图2 (c) (i)所示地使电极7的电极中心7c和开口部8的开口中心8c —致，通常，如图2 (c) (ii)所示，电极7的电极中心7c和开口部8的开口中心8c以一定的位置偏移量(ΛΧ、Ay)而处于位置偏移状态。这种位置偏移在抗蚀剂膜6的形成过程中因种种原因而产生，并且位置偏移量(Λ X、Λ y)有时因各单个基板5而有偏差，另外，即使在同一单个基板5内也因电极7的配置位置而有偏差。
[0036]而且，当这样以开口部8相对于电极7发生了位置偏移的状态的单个基板5为对象，并在现有技术的零件安装方法即焊料印刷或零件安装中应用以单个基板5中的电极7的位置为基准的方法时，以位置偏离了本来应该作为焊接部位发挥功能的开口部8的部位为基准进行焊料印刷或零件安装，成为导致焊料位置不良或安装位置不良的主要原因。
[0037]为了消除这种不良情况，在本实施方式所示的电子零件安装系统I中，通过下述的构成来抑制开口部8相对于电极7的位置偏移引起的不良情况。即，在图1所示的电子零件安装系统I中，由开口部位置偏移计测部MlA和丝网印刷部MlB构成具有在单个基板5的电子零件接合用的电极7上印刷焊料的功能的丝网印刷装置Ml。
[0038]开口部位置偏移计测部MlA进行位置偏移计测处理，即，通过光学地识别开口部8的位置，求出电极7的标准位置和开口部8的实际位置的位置偏移量(参照图2 (c) (ii)所示的位置偏移量(Λχ、Ay))。电极7的标准位置由设计上的表示电极位置的基板数据和基板识别标记5m的识别结果来求出。在此，参照图3对开口部位置偏移计测部MlA的构成进行说明。另外，在本实施方式中，作为开口部位置偏移计测部M1A、印刷检查装置M2，利用具有同样的构成和功能的检查装置，故而利用图3对这两个开口部位置偏移计测部M1A、印刷检查装置M2 —并进行说明。
[0039]在图3中，在由工作台驱动部12沿水平方向及上下方向驱动的定位工作台11上配置有载体保持部10。在载体保持部10，在开口部位置偏移计测部MlA保持从上游侧装置搬入且保持有多个单个基板5的载体4，另外，在印刷检查装置M2上对保持有焊料印刷后的多个单个基板5的载体4进行保持。
[0040]在载体保持部10的上方，以拍摄方向向下的方式配设有照相机13。照相机13在开口部位置偏移计测部MlA对从上游侧装置搬入的焊料印刷前的多个单个基板5进行拍摄，另外，在印刷检查装置M2对焊料印刷后的多个单个基板5进行拍摄。检查控制部14通过控制工作台驱动部12、照相机13来控制检查动作。通过由检查控制部14控制工作台驱动部12并驱动定位工作台11，能够使载体4的任意位置位于照相机13的正下方并进行拍摄。
[0041]通过拍摄而获取的图像数据由图像识别部15进行识别处理，由此，能够对形成于载体4的载体识别标记4m、进而分别形成于多个单个基板5的基板识别标记5m的位置进行识别。然后，基于由该基板识别标记5m的标记位置识别结果得到的位置基准，进行以下的位置偏移数据获取。
[0042]S卩，在开口部位置偏移计测部M1A，通过对所获取的图像数据进行识别处理，在被载体4保持的多个单个基板5中，对形成于电极7的开口部8的实际位置进行识别。另外，在印刷检查装置M2中，通过对所获取的图像数据进行识别处理，对由丝网印刷装置Ml在被载体4保持的多个单个基板5中印刷于各电极的焊料的位置进行识别。
[0043]检查处理部16分别执行分配给开口部位置偏移计测部M1A、印刷检查装置M2的检查处理。即，在开口部位置偏移计测部M1A，判定上述的开口部8的位置是否在容许范围内。另外，在印刷检查装置M2中，进行如下的印刷检查，即，基于印刷后的焊料的位置识别结果，对焊料印刷量的过量还是不足或位置偏移等焊料印刷状态进行良否判定。
[0044]位置偏移算出部17基于图像识别部15对图像数据的识别处理而得到的标记位置识别结果、开口部位置识别结果及焊料位置识别结果，进行如下的处理，即，在开口部位置偏移计测部M1A，针对每个单个基板5计算出电极7的标准位置和形成于该电极7的开口部8的实际位置的位置偏移量，另外，在印刷检查装置M2，针对每个单个基板5计算出各单个基板5中的表示焊料S的位置偏移的焊料位置偏移量。
[0045]因此，照相机13、图像识别部15、位置偏移算出部17构成焊料位置偏移计测部，所述焊料位置偏移计测部在由丝网印刷部MlB以开口部8为目标位置而印刷了焊料之后，通过光学地识别印刷后的焊料S，求出焊料S的位置和开口部8的位置的焊料位置偏移量。
[0046]位置偏移数据存储部18对由位置偏移算出部17计算出的位置偏移数据进行存储，即，在开口部位置偏移计测部MlA,对表不开口部8的位置偏移量的开口部位置偏移数据进行存储，另外，在印刷检查装置M2，对表示焊料S的位置偏移量的焊料位置偏移数据进行存储。因此，开口部位置偏移计测部MlA的位置偏移数据存储部18成为将所求出的开口部8相对于电极7的位置偏移量作为开口部位置数据而存储的开口部位置数据存储部。
[0047]另外，在印刷检查装置M2中，位置偏移数据存储部18成为焊料位置数据存储部，所述焊料位置数据存储部在由丝网印刷装置Ml以开口部8为目标位置而印刷了焊料之后，将通过光学地识别印刷后的焊料而求出的焊料的位置和开口部8的位置的焊料位置偏移量作为焊料位置数据而存储。
[0048]接着，参照图4对丝网印刷部MlB的构成及功能进彳丁说明。在图4中，在由工作台驱动部22沿水平方向及上下方向驱动的定位工作台21上配设有载体保持部20。载体保持部20利用夹持器20a将保持多个单个基板5的载体4从两侧夹入进行保持。在载体保持部20的上方配设有丝网掩模23，在丝网掩模23上设有与载体4保持的单个基板5的开口部8对应的图案孔(参照图7、图8所示的图案孔23a)。
[0049]通过由工作台驱动部22驱动定位工作台21，载体4相对于丝网掩模23在水平方向及垂直方向上相对移动，由此，单个基板5相对于丝网掩模23对位。S卩，定位工作台21及工作台驱动部22成为将单个基板5和丝网掩模23相对地对位的对位机构。
[0050]在丝网掩模23的上方配置有丝网印刷机构24。丝网印刷机构24由使刮板24c相对于丝网掩模23升降并且以规定按压力相对于丝网掩模23进行按压的升降按压机构24b、使刮板24c水平移动的刮板移动机构24a构成。升降按压机构24b、刮板移动机构24a由刮板驱动部25进行驱动。
[0051]丝网印刷机构24具有如下功能，即，使单个基板5与丝网掩模23抵接，通过在丝网掩模23上供给有焊料S的状态下进行刮涂动作，在单个基板5的开口部8印刷焊料S。即，在使载体4保持的多个单个基板5与丝网掩模23的下面抵接的状态下，通过使刮板24c以规定速度沿着供给有焊料S的丝网掩模23的表面进行水平移动，在分别形成于各单个基板5的多个开口部8，经由图案孔23a而一并印刷焊料S。
[0052]该丝网印刷作业通过由印刷控制部26控制丝网印刷机构24和上述的对位机构来进行。在该控制时，参照存储于数据存储部27的数据。即，在数据存储部27存储有由开口部位置偏移计测部MlA计测的表示开口部8的位置偏移状态的开口部位置数据27a及为了明确在该单个基板5上怎样地进行图案孔23a和开口部8的对位而预先设定的对位指针27b。然后，在将多个单个基板5和丝网掩模23对位时，按照由对位指针27b规定的对位优先度来进行开口部8和图案孔23a的对位。
[0053]即，在载体4保持的多个单个基板5的开口部8的配置全都如设计数据那样，且与丝网掩模23的表示图案孔23a的形状和配置的格柏数据(力' 一)气一〒一夕)一致的情况下，只要仅使设定于丝网掩模23、载体4的基准位置(例如，掩模中心位置、载体中心位置)一致即可，但实际上，由于各种各样的原因，特别是单个基板5上的开口部8的位置大多都偏离标准位置。
[0054]因此，在本实施方式中，从必要的安装精度的观点出发，由对位指针27b在形成于该单个基板5的开口部8中预先特定在对位中更优先的开口部8。在此，如对应于电极7B的开口部8那样地以使开口尺寸更小的微细开口部更优先对位的方式设定对位指针27b。通信部28经由通信网络2进行与管理计算机3或构成电子零件安装线的其他装置之间的数据交换。另外，作为对位指针27b的内容，除了上述方式以外，也可以根据基板种类或零件种类、焊料的种类等来设定各种对位指针。
[0055]接着，参照图5对电子零件安装装置M3 (电子零件安装部)的构成及功能进行说明。在图5中，在由工作台驱动部32沿水平方向及上下方向驱动的定位工作台31上配设有载体保持部30。载体保持部30对从印刷检查装置M2输送且保持有焊料印刷后的多个单个基板5的载体4进行保持。在载体保持部30的上方配设有通过头移动机构33而移动的安装头34及照相机35。
[0056]安装头34具备吸附电子零件的吸附嘴34a，安装头34利用吸附嘴34a将电子零件9从零件供给部(省略图示)取出并吸附保持。然后，使安装头34移动到载体4上，通过相对于载体4而下降，将吸附嘴34a保持的电子零件安装在载体4保持的多个单个基板5上。安装头34、头移动机构33及安装头驱动部36构成零件安装机构，所述零件安装机构由安装头34从零件供给部拾取电子零件并在此安装于印刷有焊料的各单个基板5。
[0057]照相机35对载体4的上面进行拍摄，由照相机35取得的图像数据由图像识别部38进行识别处理。由此，能够对形成于载体4的载体识别标记4m、进而分别形成于多个单个基板5的基板识别标记5m的位置进行识别。因此，照相机35、图像识别部38成为可识别载体识别标记及基板识别标记的位置的第二标记位置识别部。
[0058]头移动机构33、定位工作台31分别由安装头驱动部36、工作台驱动部32进行驱动。在数据存储部39存储有表示成为作业对象的由载体4保持的单个基板5中的安装位置坐标的安装位置数据作为安装数据，除此之外，还存储有开口部位置数据39a、焊料位置数据3%。开口部位置数据39a的由开口部位置偏移计测部MlA取得的数据经由通信网络2及通信部40进行转送，存储于数据存储部39。焊料位置数据39b的由印刷检查装置M2取得的数据同样经由通信网络2及通信部40进行转送，存储于数据存储部39。
[0059]在安装头34的零件安装动作中，安装控制部37通过基于该安装数据，且考虑了载体识别标记4m、基板识别标记5m的位置识别结果后控制工作台驱动部32、安装头驱动部36，从而向载体4保持的单个基板5的安装位置安装电子零件。
[0060]在本实施方式中，还要考虑前馈存储于数据存储部39的位置修正数据，进行动作控制。即，安装控制部37具备安装位置运算部37a作为内部处理功能，安装位置运算部37a进行如下处理，即，考虑了图像识别部38的载体识别标记4m、基板识别标记5m的位置识别结果和前馈后的开口部位置数据39a及焊料位置数据39b来运算适当的安装位置。而且，在零件安装机构对电子零件的安装动作中，安装控制部37使电子零件着陆在由安装位置运算部37a运算的安装位置。通信部40经由通信网络2，在与管理计算机3或构成电子零件安装线的其他装置之间进行上述的开口部位置数据39a及焊料位置数据39b等各种数据交换。
[0061]另外，在上述电子零件安装系统I的构成中，表示的是由单独的开口部位置偏移计测部MlA和丝网印刷部MlB构成丝网印刷装置Ml的例子，但也可以由同一装置将开口部位置偏移计测部MlA的功能组装于丝网印刷部MlB而构成丝网印刷装置Ml。另外，在电子零件安装系统I中，采用的是丝网印刷装置Ml与电子零件安装装置M3之间夹着独立设置的印刷检查装置M2的构成，但也可以使印刷检查装置M2的功能附属于丝网印刷装置Ml或电子零件安装装置M3。
[0062]S卩，在丝网印刷装置Ml中，以印刷后的载体4为对象且以可对该对象进行拍摄的方式配设照相机13，将位置偏移算出部17、检查处理部16、图像识别部15、检查控制部14的功能附加于丝网印刷装置Ml的控制功能。由此，能够以印刷后的载体4为对象，在丝网印刷装置Ml内部进行同样的检查处理及运算处理。在使这些功能附属于电子零件安装装置M3的情况下也同样，在这种情况下，在电子零件安装装置M3的内部，在零件安装动作之前，先对从丝网印刷装置Ml直接搬入的载体4执行同样的检查。另外，也可以由电子零件安装装置M3仅执行位置偏移算出部17的运算功能。
[0063]该电子零件安装系统I的构成如上所述，以下，按照图6的流程并参照各图对由该电子零件安装系统I执行的电子零件安装方法进行说明。从上游侧的基板供给部(省略图示)供给且保持有多个单个基板5的载体4首先交接给丝网印刷装置Ml。在此，载体4在丝网印刷部MlB的焊料印刷之前，先搬入开口部位置偏移计测部M1A，执行开口部位置偏移计测(STl)。
[0064]S卩，如图7 (a)所示，使照相机13位于载体保持部10保持的载体4的上方，依次拍摄多个单个基板5。然后，针对每个单个基板5，求出以基板识别标记5m的位置为基准而求出的电极7的标准位置和开口部8的实际位置之间的开口位置偏移量。在此，如图7(b)所示，通过图像识别来求出表示电极7的标准位置的中心点的电极中心7c和表示开口部8的中心点的开口中心8c的位置偏移量(Λχ、Ay)。
[0065]然后，将求出的位置偏移量(Λχ、Ay)作为开口部位置数据而存储于位置偏移数据存储部18，并且前馈到丝网印刷部MlB并作为开口部位置数据27a而存储于数据存储部
27(ST2)(开口部位置数据存储工序)。
[0066]接下来，将载体4搬入丝网印刷部MlB并执行焊料印刷。在此，首先一并进行成为印刷对象的多个单个基板5和丝网掩模23的对位(对位工序)(ST3)。在此，基于数据存储部27存储的开口部位置数据27a及预先设定的对位指针27b，如图7 (c)所示，执行丝网掩模23的图案孔23a和对应于电极7而形成的开口部8的对位。
[0067]在此，参照图8对基于开口部位置数据27a及对位指针27b的对位的具体例进行说明。在此，如上所述，在图2 (b)所示的构成的单个基板5中，对以使对应于微细电极即电极7B的微细开口部8B更优先对位的方式设定有对位指针27b的例子进行说明。
[0068]图8 Ca)表示的是使由抗蚀剂膜6被覆的单个基板5与丝网掩模23的下面抵接并对位后的状态。在此，图8 (a)分别表示图案孔23a与通常尺寸的电极7的开口部8对位后的状态、图案孔23a与对应于电极7B的微细开口部8B对位后的状态。S卩，在图8 (a)
(ii)中，微细开口部8B成为优先对位的对象，所以由印刷控制部26控制工作台驱动部22，以使图案孔23a和开口部8尽量一致。此时，关于未成为优先对位的对象的其他开口部8，如图8 (a) (i)所示，位置与要对应的图案孔23a不完全一致，成为位置偏移残留下来的状态。
[0069]这样，如果与单个基板5的对位已完成，则执行丝网印刷(ST4)。即，使单个基板5与对应于开口部8而设有图案孔23a的丝网掩模23抵接且在丝网掩模23上供给有焊料S的状态下，进行使刮板24c滑动的刮涂动作。由此，在形成于单个基板5的电极7上的开口部8印刷焊料S (丝网印刷工序)。
[0070]S卩，在图8 (b) (ii)中，因为图案孔23a和微细开口部8B高精度地一致，所以焊料S以正确地填充了微细开口部8B的状态进行印刷。对此，在图8 (b) (i)中，因为图案孔23a和开口部8不一致，所以焊料S以位置偏离了开口部8的状态进行印刷。
[0071]这样，在印刷完成后，将保持有印刷后的多个单个基板5的载体4搬入印刷检查装置M2，进行印刷状态的检查并且进行焊料位置计测(ST5)。在此，如图8 (c)所示，使照相机13位于焊料印刷后的单个基板5的上方，依次拍摄多个单个基板5。由此，如图8 (d)所示，取得在单个基板5中且在各自的开口部8印刷有焊料S的图像。
[0072]然后，通过对该图像进行识别处理，求出开口部8的开口中心Sc和焊料S的焊料中心Sc的位置的焊料位置偏移量Λ Sx、Λ Sy，作为焊料位置数据而存储于位置偏移数据存储部18，并且作为前馈数据而经由通信网络2传递到电子零件安装装置M3。S卩，在此，在由丝网印刷装置Ml以开口部8为目标位置而印刷了焊料S之后，将通过光学地识别印刷后的焊料S而求出的焊料S的位置和开口部8的位置的焊料位置偏移量作为焊料位置数据而存储(ST6)(焊料位置数据存储工序)。
[0073]在此，在图8 (d) (i)中，取得与图案孔23a和开口部8的位置偏移相应的焊料位置偏移量ASx、Λ Sy，另外，在图8 (d) (ii)中，由于图案孔23a和微细开口部8B高精度地一致,故而开口中心8c和焊料中心Sc几乎成为重合的状态，位置偏移量极小。
[0074]然后，将保持有焊料位置计测后的单个基板5的载体4搬入电子零件安装装置M3，成为零件安装机构的零件安装作业的对象。该零件安装作业如下地进行，即，基于数据存储部39中存储的开口部位置数据39a、焊料位置数据3%，通过安装控制部37来控制由安装头34向单个基板5移送搭载电子零件9的零件安装机构(ST7)(安装控制工序)。
[0075]在该安装控制工序中，由安装位置运算部37a进行如下运算，S卩，基于开口部位置数据39a、焊料位置数据39b，设定应使安装对象电子零件9着陆在单个基板5上的安装位置，由安装头34使电子零件9着陆在所设定的安装位置。图9表示的是该安装位置运算的实施例。在此，以如下的安装形态为对象，所述安装形态为，经由焊料S使形成于方形芯片型电子零件9的两端部的端子部9a着陆在分别与形成于单个基板5的一对电极7对应的开口部8。
[0076]另外，作为开口部位置数据39a、焊料位置数据39b的数据形态，在此使用有位置偏移量，但也可以通过该单个基板5的坐标值，即以基板识别标记5m为基准的基板坐标系的坐标值来特定开口部位置、焊料位置。无论哪种方法，都能够得到实质上等效的运算结果O
[0077]在该安装方式中，如图9 (a)所示，基于在图8 (C)、(d)中求出的一对开口部8的重心位置8 *、焊料S的重心位置S *，求出应使电子零件9着陆的安装位置。S卩，求出重心位置8 *和重心位置S *的中点，将该中点设定为安装位置PM并求出安装坐标。而且，在单个基板5上安装电子零件9时，以这样运算出的安装位置PM为目标，进行安装头34的位置控制。
[0078]通过用如上所述的方法设定安装位置PM，可得到如下所述的效果。即，在焊料S的印刷位置与开口部8的位置不一致而产生了位置偏移的情况下，在以开口部8的位置为基准而安装电子零件9并送到回流焊装置时，由于焊料的表面张力不均而易发生“芯片立起”。另外，在以检测到的焊料位置为基准而安装电子零件9并送到回流焊装置时，由于熔融焊料被邻接的电极吸引而易发生“架桥”。对此，通过用上述方法设定安装位置PM，能够降低在“芯片立起”那样的开口部位置基准中易发生的安装不良的发生概率，并且能够降低在“架桥”那样的焊料位置基准中易发生的安装不良的发生概率，能够将作为整体的安装不良的发生率抑制到最低程度。
[0079]另外，在上述实施方式中，表示的是将安装位置PM设定在开口部8的重心位置8*和焊料S的重心位置S *的中点的例子，但也可以根据基板、电子零件、焊料的种类的组合，将安装位置PM设定在偏向开口部8的重心位置8 *和焊料S的重心位置S *中的任一侧的位置。在这种情况下，单个的安装不良的发生频率分布会因基板的电极形状及电子零件的尺寸和形状、焊料S的粘度等的组合而出现种种不同，所以试着将安装位置PM—点一点地错开而试行安装，事先实验性地求出安装位置PM的位置和安装不良的发生程度之间的关系。然后，将安装位置PM设定在作为整体的安装不良的发生最少那样的位置。
[0080]此后，将保持着安装有电子零件的单个基板5的载体4搬入回流焊装置M4。然后，通过在此按照规定的温度曲线对单个基板5进行加热，使焊料S中的焊料成分熔融，电子零件9的端子部9a被焊接于在开口部8内露出的电极7。由此，完成电子零件安装系统I进行的电子零件安装处理的一系列的作业处理，然后，根据需要执行安装后检查。
[0081 ] 如以上说明地，在本实施方式中，在以在除了设定于电极7的开口部8之外的范围形成有抗蚀剂膜6的形态的单个基板5为对象的丝网印刷中，光学地识别开口部8的位置，作为开口部位置数据，求出电极7的标准位置和开口部8的实际位置的位置偏移量，在丝网印刷之前执行的将单个基板5和丝网掩模23对位的对位工序中，基于开口部位置数据来执行对位。由此，能够排除由开口部8的位置偏移引起的印刷不良，能够确保良好的印刷位置精度。
[0082]另外，在丝网印刷部MlB的焊料印刷之前，将通过光学地识别开口部8而求出的电极7的标准位置和开口部8的实际位置的开口位置偏移量作为开口部位置数据而存储，另夕卜，在由丝网印刷部MlB以开口部8为目标位置而印刷了焊料S以后，将通过光学地识别印刷后的焊料S而求出的焊料S的位置和开口部8的位置的焊料位置偏移量作为焊料位置数据而存储，在对由安装头34将电子零件9向单个基板5移送搭载的零件安装机构进行控制的安装控制工序中，通过基于开口部位置数据及焊料位置数据来控制零件搭载机构，从而使电子零件9着陆在设定于开口部8和印刷后的焊料S之间的安装位置。由此，以在除了设定于电极7的开口部8之外的范围形成有抗蚀剂膜6的形态的单个基板5为对象，能够确保良好的安装位置精度。
[0083]产业上的可利用性
[0084]本发明的丝网印刷装置及丝网印刷方法具有以在除了设定于电极的开口部之外的范围形成有保护膜的形态的基板为对象而能够确保良好的印刷位置精度的效果，在用于电子零件安装系统且在基板的电子零件接合用的电极上印刷焊料的丝网印刷领域是有用的。
【权利要求】
1.一种丝网印刷装置，其用于在基板上通过焊接安装电子零件而制造安装基板的电子零件安装系统，在所述基板的电子零件接合用电极上印刷焊料，其特征在于， 在所述基板表面的除了设定于所述电极的开口部之外的范围内形成有保护膜，所述电极仅经由所述开口部而露出， 所述丝网印刷装置具备: 开口部位置偏移计测部，其通过光学地识别所述开口部的位置，求出所述电极的标准位置和开口部的实际位置的位置偏移量； 开口部位置数据存储部，其将所求出的所述位置偏移量作为开口部位置数据而存储；丝网印刷机构，其通过使所述基板与对应于所述开口部而设有图案孔的丝网掩模抵接，且在所述丝网掩模上供给有焊料的状态下进行刮涂动作，由此，在所述基板的开口部印刷焊料； 对位机构，其将所述基板和丝网掩模相对地对位； 印刷控制部，其通过控制所述丝网印刷机构和对位机构，执行丝网印刷作业， 所述印刷控制部基于所述开口部位置数据及预先设定的所述图案孔和开口部的对位指针来控制所述对位机构，执行所述对位。
2.如权利要求1所述的丝网印刷装置，其特征在于， 所述对位指针以使所述开口部中开口尺寸更小的微细开口部更优先对位的方式进行设定。
3.—种丝网印刷方法，其在基板上通过焊接安装电子零件而制造安装基板的电子零件安装系统中，在所述基板的电子零件接合用电极上印刷焊料，其特征在于， 在所述基板表面的除了设定于所述电极的开口部之外的范围内形成有保护膜，所述电极仅经由所述开口部而露出， 所述丝网印刷方法具备: 开口部位置偏移计测工序，通过光学地识别所述开口部的位置，求出所述电极的标准位置和开口部的实际位置的位置偏移量； 开口部位置数据存储工序，将求出的所述位置偏移量作为开口部位置数据而存储；丝网印刷工序，通过使所述基板与对应于所述开口部设有图案孔的丝网掩模抵接，且在所述丝网掩模上供给有焊料的状态下进行刮涂动作，在所述基板的开口部印刷焊料；对位工序，在丝网印刷工序之前执行，将所述基板和丝网掩模相对地对位， 在所述对位工序中，基于所述开口部位置数据及预先设定的所述图案孔和开口部的对位指针，执行所述对位。
4.如权利要求3所述的丝网印刷方法，其特征在于， 所述对位指针以使所述开口部中开口尺寸更小的微细开口部更优先对位的方式进行设定。
【文档编号】B41M1/12GK103625097SQ201310368741
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2012年8月22日
【发明者】友松道范, 池田政典, 八朔阳介 申请人:松下电器产业株式会社