专利名称：丝网印刷装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将焊膏等膏印刷于基板的丝网印刷装置。
背景技术：
在将电子部件安装于基板的部件安装线上，作为向基板上提供焊膏等部件接合用的膏的方法，使用丝网印刷。在该丝网印刷中，与膏的印刷部位对应而设置有图案孔的掩模板与基板抵接，向掩模板上供给膏并进行使刮板滑动的刮擦动作，经由图案孔将膏印刷于基板。在该丝网印刷中，为了正确地印刷膏，需要基板相对于掩模板进行正确地位置对准。一般通过照相机拍摄分别设置于基板以及掩模板的识别标记并进行位置识别来进行该基板位置对准(例如参照专利文献I)。在该专利文献例所示的现有技术中，使能够上下两方向进行拍摄的识别单元进入基板的上表面与掩模板的下表面之间，通过同一动作 单元使识别单元移动，能够拍摄基板以及掩模板这两者。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2007-130910号公报但是，在上述的现有技术中，在以谋求较高的印刷位置精度的基板为对象的情况下，存在下述的不良情况。即，在基板位置对准时，首先，基于对分别设置于掩模板以及基板的识别标记进行识别的位置识别结果来检测水平方向的位置偏差。于是，沿着水平方向驱动基板定位部而校正了该位置偏差后，驱动基板定位部所具有的升降驱动机构而使基板上升，相对于掩模板进行位置对准。然而，在该基板定位部所进行的上升动作中，因为升降驱动机构所固有的机械误差，所以基板不一定保持着最初的水平位置而上升，沿着水平方向产生机械误差量的位置偏差。因此，尽管在基板位置对准之前对分别设置于掩模板以及基板的识别标记进行识别并位置校正，但因升降驱动机构的机械误差引起的后产生的定位误差没有成为位置校正的对象。于是，在作业对象为谋求较高的印刷位置精度的基板的情况下，该后产生的定位误差不能忽视，其结果是，难以以所需的位置精度使基板相对于掩模板进行位置对准。
实用新型内容因此，本实用新型的目的在于提供一种丝网印刷装置，排除因基板定位部的升降驱动机构的机械误差引起的定位误差，能够以较高的位置精度使基板相对于掩模板进行位置对准。本实用新型涉及的丝网印刷装置，使基板抵接设置有图案孔的掩模板而印刷膏，其特征在于，具有基板定位部，使从上游侧送入的基板在通过夹紧构件从水平方向夹紧的状态下，沿着水平方向以及上下方向相对地移动，由此定位到预定位置；丝网印刷部，使刮板在供给有膏的上述掩模板上滑动从而使膏经由上述图案孔印刷到基板；第一拍摄部，设置为能够进行上下两个方向的拍摄，通过拍摄部移动机构移动从而上述第一拍摄部进入上述夹紧构件的上表面与掩模板的下表面之间，进行拍摄上述夹紧构件上所形成的位置参照标记以及在上述掩模板中与上述位置参照标记对应的位置所形成的掩模开口部的第一拍摄动作；第二拍摄部，设置于上述掩模板的上表面侧，在使上述基板定位部进行上升动作从而上述夹紧构件与掩模板的下表面抵接的状态下，进行经由上述掩模开口部拍摄上述位置参照标记的第二拍摄动作；识别处理部，通过对上述第一拍摄动作的拍摄结果进行识别处理从而获取用于使上述基板定位部相对于上述掩模板在水平方向上进行位置对准的位置校正数据，并且通过对第二拍摄动作的拍摄结果进行识别处理获取位置偏差数据，该位置偏差数据表示在上述基板定位部上升从而上述夹紧构件与掩模板的下表面抵接的状态下的、上述掩模开口部和上述位置参照标记的水平方向的相对位置偏差；以及校准控制部，通过控制上述基板定位部、第一拍摄部、第二拍摄部以及识别处理部而求出上述位置偏差数据，执行用于校正由于上述基板定位部的上升动作而产生的水平方向的定位误差的校准处理。另外，优选的是上述第二拍摄部通过使上述刮板在水平方向上移动的刮板移动机 构而水平移动。根据本实用新型，基于通过第一拍摄部拍摄位置参照标记以及掩模开口部而获取的位置对准数据来控制基板定位部，由此使夹紧构件上升而与掩模板的下表面进行位置对准，在夹紧构件与掩模板的下表面抵接的状态下，对通过第二拍摄部经由掩模开口部拍摄位置参照标记的拍摄结果进行识别处理，由此获取表示在基板定位部上升从而夹紧构件与掩模板的下表面抵接的状态下的、掩模开口部和位置参照标记的水平方向的位置偏差的位置偏差数据，该位置偏差数据作为表示由于基板定位部的上升动作而产生的水平方向的定位误差的校准数据而存储，由此排除因基板定位部的升降驱动机构的机械误差引起的定位误差，能够以较高的位置精度使基板相对于掩模板进行位置对准。
图I是本实用新型的一个实施方式的丝网印刷装置的侧视图。图2是本实用新型的一个实施方式的丝网印刷装置的主视图。图3是本实用新型的一个实施方式的丝网印刷装置的俯视图。图4是本实用新型的一个实施方式的丝网印刷装置中的基板与掩模板的位置对准的说明图。图5(a)、5(b)是本实用新型的一个实施方式的丝网印刷装置所使用的第一拍摄部的构造说明图。图6(a)、6(b)是本实用新型的一个实施方式的丝网印刷装置的动作说明图。图7是表示本实用新型的一个实施方式的丝网印刷装置的控制系统的结构的框图。图8是本实用新型的一个实施方式的丝网印刷方法中的校准处理的流程图。图9(&)、9(13)、9((3)是本实用新型的一个实施方式的丝网印刷方法中的校准处理的动作说明图。图10 (a)、10(b)、10(c)是本实用新型的一个实施方式的丝网印刷方法中的校准处理的动作说明图。
具体实施方式
接着参照附图说明本实用新型的实施方式。首先参照图I、图2、图3说明丝网印刷装置的构造。在图I中，丝网印刷装置构成为将丝网印刷部11配置于基板定位部I的上方。基板定位部I构成为具有保持从上游侧送入的基板并且使该基板沿着水平方向以及上下方向移动从而定位于预定位置的功能，并且层叠Y轴工作台2、X轴工作台3以及Θ轴工作台4，进一步在其上组合第一 Z轴工作台5、第二 Z轴工作台6。说明第一 Z轴工作台5的结构。在Θ轴工作台4的上表面所设置的水平的底板4a的上表面侧，同样水平的底板5a以通过升降导向机构(省略图示)自由升降的方式被保持。底板5a通过Z轴升降机构升降，该Z轴升降机构为通过电动机5b经由带5d旋转驱动多个进给螺杆5c的结构。 在底板5a上竖立设置有垂直框架5e，并且在垂直框架5e的上端部保持有基板传送机构8。基板传送机构8具有与基板传送方向(X方向一图I中为纸面垂直方向)平行而设置的两条传送轨道，并且通过这些传送轨道支撑并传送印刷对象的基板10的两端部。通过驱动第一 Z轴工作台5，能够使处于被基板传送机构8保持的状态的基板10与基板传送机构8 —起相对于后述的丝网印刷部升降。如图2、图3所示，基板传送机构8向上游侧(图2、图3中的左侧)以及下游侧延伸，从上游侧送入的基板10通过基板传送机构8传送，进而通过基板定位部I定位。于是，通过后述的丝网印刷部11进行印刷后的基板10通过基板传送机构8向下游侧送出。说明第二 Z轴工作台6的结构。在基板传送机构8与底板5a的中间，水平的底板6a以沿着升降导向机构(省略图示)自由升降的方式配置。底板6a通过Z轴升降机构升降，该Z轴升降机构为通过电动机6b经由带6d旋转驱动多个进给螺杆6c的结构。在底板6a的上表面配置有基板支撑部7，该基板支撑部7设置有使基板10保持于上表面的支撑面。通过驱动第二 Z轴工作台6，基板支撑部7相对于被基板传送机构8保持的状态的基板10升降。于是，通过基板支撑部7的支撑面与基板10的下表面抵接，基板支撑部7从下表面侧支撑基板10。在基板传送机构8的上表面配置有夹紧机构9。夹紧机构9具有左右相对而配置的两个夹紧构件9a，并且通过驱动机构9b使一侧的夹紧构件9a进退，从两侧夹紧并固定基板10。接着，说明基板定位部I的上方所配置的丝网印刷部11。丝网印刷部11具有如下功能通过使刮板在供给有焊膏S(参照图6)的掩模板上滑动，经由图案孔使膏即焊膏S印刷于基板10。在图I、图2中，在掩模框12a上展开掩模板12，并且在掩模板12上与基板10中的作为印刷对象的电极IOa的形状和位置(参照图3)对应而设置有图案孔12b。在掩模板12上配置有刮板头13，并且刮板头13为配置有使刮板16相对于水平的板14升降的刮板升降机构15的结构。通过驱动刮板升降机构15，刮板16升降而与掩模板12的上表面抵接。在此参照图4说明掩模板12与基板10的位置对准。如图4所示，在印刷对象的基板10上以位于对角的方式形成有一对基板识别标记10m，并且在掩模框12a所展开的掩模板12上的与基板10对应的基板区域12d,同样以位于对角的方式形成有一对掩模识别标记12m。在驱动基板定位部I而使基板10相对于掩模板12进行位置对准时，调整基板10的位置，以使两个基板识别标记IOm的中点与两个掩模识别标记12m的中点一致，并且使连接两个基板识别标记IOm的对角线与连接两个掩模识别标记12m的对角线的方向一致。此外，在后述的校准处理中使用校准专用的掩模板即夹具掩模12A。在夹具掩模12A以及夹紧构件9a中，夹具掩模12A和夹紧构件9a的水平方向的相对位置的用于识别的识别孔12e、识别孔9e从俯视来观察分别贯通作为同一位置的位置而设置。识别孔9e为夹紧构件9a所形成的位置参照标记，识别孔12e为与夹具掩模12A中的识别孔9e对应的位置所形成的掩模开口部。在驱动基板定位部I而使基板10与掩模板12抵接的上升动作过程中，这些孔均为用于通过预先实测来检测由于机械误差而产生的固有的定位误差并作为校准数据而存储的参照标记，并且成为以下说明的第一拍摄部20、第二拍摄部17的拍摄对象。此外，也可以通过在实际生产用的掩模板12上形成识别孔12e从而将该掩模板12用作夹具掩模12A。在刮板头13中，具有拍摄方向朝向下的照相机的第二拍摄部17以能够与板14 一体移动的方式设置。第二拍摄部17用于进行测定由于基板定位部I所进行的基板10的上升动作而产生的水平方向的定位误差并作为校准数据而预先求出的处理，X方向的位置与掩模板12或夹具掩模12A所设置的识别孔12e、夹紧构件9a所设置的识别孔9e的位置对准而设定。如图2所示，在纵向框架25上所配置的支架26上沿着Y方向配置有导向轨道27，并且与导向轨道27以自由滑动的方式嵌合的滑块28与板14的两端连接。由此，刮板头13与板14所连接的第二拍摄部17 —起在Y方向上自由滑动。板14通过由螺母30、进给螺杆29以及旋转驱动进给螺杆29的刮板移动电动机(省略图示)构成的刮板移动单元从而在Y方向上水平移动。于是，在通过第二拍摄部17拍摄掩模开口部与位置参照标记的位置偏差时，驱动刮板移动单元，使第二拍摄部17移动到与识别孔12e、9e的位置对准的预定位置。即，第二拍摄部17设置于掩模板12的上表面侧，在使基板定位部I进行上升动作而夹紧构件9a与掩模板12的下表面抵接的状态下，进行经由掩模板12或夹具掩模12A所设置的识别孔12e而拍摄夹紧构件9a所设置的识别孔9e的第二拍摄动作。在纵向框架25上沿着Y方向配置有导向轨道31，并且与导向轨道31以自由滑动的方式嵌合的滑块32经由支架19a与头X轴工作台19连接。由此，头X轴工作台19在Y方向上自由滑动。如图3所示，在头X轴工作台19连接有第一拍摄部20以及清洁掩模板12的下表面的清洁机构18，该第一拍摄部20拍摄基板10、掩模板12。如图3所示，清洁机构18构成为配置了使未使用的清洁纸张卷绕于水平的单元基座18a的纸张辊18b、卷绕已使用的清洁纸张的纸张辊18c以及使清洁纸张按压于掩模板12的下表面的清洁头18d，从纸张辊18b拉出的清洁纸张经由清洁头18d而收回到纸张辊18c。头X轴工作台19通过头Y轴移动机构21在Y方向上水平移动，该头Y轴移动机构21由螺母34、进给螺杆33以及旋转驱动进给螺杆33的头移动电动机(省略图示)构成。通过驱动头X轴工作台19、头Y轴移动机构21，第一拍摄部20、清洁机构18向X方向、Y方向水平移动，由此能够拍摄基板10、掩模板12的任意位置以及清洁掩模板12的下表面的所有范围。头X轴工作台19以及头Y轴移动机构21构成使第一拍摄部20相对于基板10以及掩模板12在水平方向上移动的拍摄部移动机构22。接着参照图5 (a)、5(b)说明第一拍摄部20的结构以及功能。如图5(a)所示，与头X轴工作台19连接的第一拍摄部20构成为使具有下方向以及上方向的两个拍摄光轴al、a2的双向光学系统20b组合到单一的照相机20a。通过使双向光学系统20b位于拍摄对象的正上方或正下方且拍摄光轴al、a2与拍摄对象进行位置对准，能够通过单一的照相机20a采用同一的进退动作来进行上下两个方向的拍摄。由此，拍摄基板10所形成的基板识别标记IOm以及掩模板12所形成的掩模识别标记12m。随之，在本实施方式中，第一拍摄部20拍摄夹紧构件9a所形成的作为位置参照标记的识别孔9e以及在掩模板12或夹具掩模12A中与识别孔9e对应的位置所形成的作为掩模开口部的识别孔12e。此外，代替通过单一的照相机20a进行上下两个方向的拍摄的结构，如图5(b)所·示，也可以采用如下结构以从俯视来观察在Y方向上并列且沿着头X轴工作台19的方式配置具有上方向的拍摄光轴a2的照相机20c和具有下方向的拍摄光轴al的照相机20d。从拍摄光轴al、a2的方向分别入射的拍摄孔被光学系统20e引导，分别入射到照相机20c、20d。S卩，第一拍摄部20设置为能够进行上下两个方向的拍摄，通过拍摄部移动机构22移动从而进入夹紧构件9a的上表面与掩模板12的下表面之间，进行拍摄夹紧构件9a所形成的作为位置参照标记的识别孔9e以及在夹具掩模12A、掩模板12中与识别孔9e对应的位置所形成的作为掩模开口部的识别孔12e的第一拍摄动作。接着，参照图6(a)、6(b)说明丝网印刷部11的印刷动作。首先，如果基板10被基板传送机构8送入到印刷位置，则如图6 (a)所示，驱动第二 Z轴工作台6使底板6a与基板支撑部7 —起上升(箭头a)，从而支撑基板10的下表面。于是，在该状态下，驱动基板定位部I使基板10相对于掩模板12进行位置对准。之后，如图6(b)所示，驱动第一 Z轴工作台5使底板5a与基板传送机构8以及基板10上升(箭头b)从而与掩模板12的下表面抵接，接着通过夹紧机构9夹紧基板10。由此，在刮板头13所进行的刮擦中，基板10的水平位置被固定。于是，在该状态下，通过使刮板16在供给有焊膏S的掩模板12上滑动，从而焊膏S经由图案孔12b被印刷到基板10。接着，参照图7参照说明控制系统的结构。在图6中，控制部40为CPU，基于存储部41所存储的各种动作和处理程序以及数据控制以下说明的各部分。由此，伴随丝网印刷部11的丝网印刷作业、印刷作业所需的各种处理被执行。此外，在存储部41中除了丝网印刷作业的执行所需的程序和数据以外，还存储有用于校正基板定位部I所进行的基板10的上升动作中的定位误差的校准数据41a。在这些作业和处理中，通过控制部40控制机构驱动部42，从而基板传送机构8、基板定位部I、丝网印刷部11以及拍摄部移动机构22被驱动。而且，通过识别处理部43对第一拍摄部20所进行的第一拍摄动作的拍摄结果进行识别处理，从而获取用于使基板定位部I相对于掩模板12在水平方向上进行位置对准的位置校正数据。随之，通过对第二拍摄部17所进行的第二拍摄动作的拍摄结果进行识别处理，从而获取表示在基板定位部I上升且夹紧构件9a与掩模板12的下表面抵接的状态下的、作为掩模开口部的识别孔12e和作为位置参照标记的识别孔9e的水平方向的相对位置偏差的位置偏差数据。校准控制部44通过控制基板定位部I、第一拍摄部20、第二拍摄部17以及识别处理部43来求出位置偏差数据，执行用于校正由于基板定位部I的上升动作而产生的水平方向的定位误差的校准处理。接着，参照图8以下的各图说明丝网印刷方法中的校准处理。在此，表示了安装图4所示的夹具掩模12A而进行校准的例子。此外，虽然在此表示了在通过基板定位部I使基板10保持的状态下进行用于校准的拍摄的例子，但如图9(a)所示， 只要是夹紧构件9a所设置的识别孔9e位于夹具掩模12A所设置的识别孔12e的位置的状态，也可以在不存在基板10的状态下执行以下的处理。首先，通过检测识别孔12e、识别孔9e的水平方向的相对位置，进行成为保持基板10的位置基准的夹紧构件9a相对于夹具掩模12A的位置对准。即，通过第一拍摄部20拍摄识别孔9e以及识别孔12e(STl)。如图9(b)所示，通过驱动拍摄部移动机构22，使前述结构的第一拍摄部20进入夹紧构件9a的上表面与夹具掩模12A的下表面之间(箭头c)，通过第一拍摄部20拍摄夹紧构件9a所形成的识别孔9e以及在夹具掩模12A中与识别孔9e对应的位置所形成的识别孔12e (第一拍摄工序)。于是，通过识别处理部43对在第一拍摄工序中得到的拍摄结果进行识别处理，获取用于使基板定位部I相对于夹具掩模12A在水平方向上进行位置对准的位置校正数据(ST2)(第一识别工序)。此外，在第一拍摄工序结束后，如图9(c)所示，第一拍摄部20从夹紧构件9a的上表面与夹具掩模12A的下表面之间退避(箭头d)。由此，能够驱动基板定位部I而使夹紧构件9a上升。接着，使夹紧构件9a上升从而与夹具掩模12A的下表面抵接(ST3)。S卩，通过基于获取的位置校正数据控制基板定位部1，如图10(a)所示，夹紧构件9a所设置的识别孔9e与识别孔12e进行位置对准并且使夹紧构件9a上升(箭头e)从而与夹具掩模12A的下表面抵接(夹紧构件上升工序)。由此，在识别孔9e与识别孔12e进行位置对准的状态下，夹紧构件9a与夹具掩模12A的下表面紧贴。接着，通过第二拍摄部17经由识别孔12e拍摄识别孔9e (ST4)。即，在夹紧构件9a与夹具掩模12A的下表面抵接的状态下，驱动使刮板在水平方向上移动的刮板移动机构，如图10(b)所示，使第二拍摄部17向识别孔12e的上方水平移动(箭头f)，通过第二拍摄部17经由识别孔12e拍摄识别孔9e (第二拍摄工序)。接着，通过识别处理部43对在第二拍摄工序中获取的拍摄结果进行识别处理，从而获取表示在基板定位部I上升且夹紧构件9a与夹具掩模12A的下表面抵接的状态下的、识别孔12e和识别孔9e的水平方向的相对位置偏差的位置偏差数据(ST5)(第二识别工序)。由此，如图10(c)所示，求出识别孔12e的中心点Cl和识别孔9e的中心点C2的X、Y方向的位置偏差量δ χ、δ y。这些位置偏差数据(S x、δγ)为在控制基板定位部I而使夹紧构件9a上升的过程中由于升降驱动机构的机械误差而产生的位置偏差误差。在实际印刷动作中，为了校正该定位误差而使基板10相对于掩模板12进行正确地位置对准，在本实施方式中通过校准控制部44执行用于对以上述的位置偏差数据作为由于基板定位部I的上升动作而产生的水平方向的定位误差进行校正的校准处理(ST6)(校准处理工序)。由此，用于校正上述的水平方向的定位误差的数据作为校准数据41a存储于存储部41。于是，在以基板10为对象的丝网印刷作业的执行时，基于读出的校准数据41a来进行基板定位部I的上升动作时的位置校正。如上所述，在本实施方式所示的丝网印刷装置以及丝网印刷方法中，在基于通过第一拍摄部20拍摄识别孔9e以及识别孔12e而获取的位置对准数据来控制基板定位部1，由此使夹紧构件9a上升而与掩模板12的下表面进行位置对准并抵接的结构的丝网印刷装置中，在夹紧构件9a与掩模板12的下表面抵接的状态下，对通过第二拍摄部17经由识别孔12e拍摄识别孔9e的拍摄结果进行识别处理，由此获取表示在基板定位部I上升而夹紧构件9a与掩模板12的下表面抵接的状态下的、识别孔12e和识别孔9e的水平 方向的位置偏差的相对位置数据，以相对位置数据作为由于基板定位部I的上升动作而产生的水平方向的定位误差而输出，从而作为校准数据41a预先被存储。由此，排除因基板定位部I的升降驱动机构的机械误差引起的定位误差，能够以较高的位置精度使基板10相对于掩模板12进行位置对准。产业上的可利用性本实用新型的丝网印刷装置，具有排除因基板定位部的升降驱动机构的机械误差引起的定位误差并且能够以较高的位置精度使基板相对于掩模板进行位置对准的特征，在使焊膏、导电性膏等膏印刷于基板的丝网印刷的领域中有用。
权利要求1.一种丝网印刷装置，使基板抵接设置有图案孔的掩模板而印刷膏，其特征在于，具有 基板定位部，使从上游侧送入的基板在通过夹紧构件从水平方向夹紧的状态下，沿着水平方向以及上下方向相对地移动，由此定位到预定位置； 丝网印刷部，使刮板在供给有膏的上述掩模板上滑动从而使膏经由上述图案孔印刷到基板； 第一拍摄部，设置为能够进行上下两个方向的拍摄，通过拍摄部移动机构移动从而上述第一拍摄部进入上述夹紧构件的上表面与掩模板的下表面之间，进行拍摄上述夹紧构件上所形成的位置参照标记以及在上述掩模板中与上述位置参照标记对应的位置所形成的掩模开口部的第一拍摄动作； 第二拍摄部，设置于上述掩模板的上表面侧，在使上述基板定位部进行上升动作从而上述夹紧构件与掩模板的下表面抵接的状态下，进行经由上述掩模开口部拍摄上述位置参照标记的第二拍摄动作； 识别处理部，通过对上述第一拍摄动作的拍摄结果进行识别处理从而获取用于使上述基板定位部相对于上述掩模板在水平方向上进行位置对准的位置校正数据，并且通过对第二拍摄动作的拍摄结果进行识别处理获取位置偏差数据，该位置偏差数据表示在上述基板定位部上升从而上述夹紧构件与掩模板的下表面抵接的状态下的、上述掩模开口部和上述位置参照标记的水平方向的相对位置偏差；以及 校准控制部，通过控制上述基板定位部、第一拍摄部、第二拍摄部以及识别处理部而求出上述位置偏差数据，执行用于校正由于上述基板定位部的上升动作而产生的水平方向的定位误差的校准处理。
2.根据权利要求I所述的丝网印刷装置，其特征在于，上述第二拍摄部通过使上述刮板在水平方向上移动的刮板移动机构而水平移动。
专利摘要一种丝网印刷装置，排除因基板定位部的升降驱动机构的机械误差引起的位置偏差误差，能够以较高的位置精度使基板相对于掩模板进行位置对准。基于通过第一拍摄部拍摄识别孔(9e、12e)而获取的位置对准数据来控制基板定位部，由此使夹紧构件(9a)上升而与掩模板(12)的下表面进行位置对准，在夹紧构件与夹具掩模(12A)的下表面抵接的状态下，基于通过第二拍摄部(17)经由识别孔(12e)拍摄识别孔(9e)的拍摄结果，获取表示在夹紧构件与夹具掩模的下表面抵接的状态下的、识别孔(12e)和识别孔(9e)的位置偏差量(δx、δy)的相对位置数据，作为表示因基板定位部的上升动作引起的定位误差的校准数据而存储。
文档编号B41F15/08GK202702828SQ20122033070
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月9日 优先权日2011年7月7日
发明者友松道范, 村上俊行, 村上稔, 前田亮 申请人:松下电器产业株式会社