JP2000514005A - スクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置 - Google Patents

スクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置

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JP2000514005A JP10501444A JP50144498A JP2000514005A JP 2000514005 A JP2000514005 A JP 2000514005A JP 10501444 A JP10501444 A JP 10501444A JP 50144498 A JP50144498 A JP 50144498A JP 2000514005 A JP2000514005 A JP 2000514005A
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征志郎 梁池
信幸 柿島
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Abstract

(57)【要約】 スクリーン(121)及び1枚目の回路基板(150)上の開口部及びランドの座標位置を認識カメラ(2)及び表示装置(111)にて認識してステージ(1)の移動の補正量を1枚目の回路基板についてのみ制御装置(110)にて算出し、2枚目以降の回路基板(153)に対しては上記補正量を利用してステージ(1)の移動の補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】 スクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置 技術分野 本発明は、スクリーンを使用して回路基板へ印刷を行うスクリーン印刷方法及 びスクリーン印刷装置に関する。 背景技術 スクリーン印刷装置を示す図7ないし図9、及び従来のスクリーン印刷方法の フローチャートを示す図10に基づいて、従来のスクリーン印刷方法について説 明する。 回路基板に相当するプリント基板50にクリーム半田を印刷する装置として、 図7に示すように、認識装置部10と印刷装置部20とを備えたスクリーン印刷 装置30が存在する。 認識装置10は、ステージ1と、該ステージ1を図示するX,Y,θ方向に移 動させるモータ3ないし5と、プリント基板50に描かれている認識マーク51 ,52、並びにスクリーン21に描かれている認識マーク24,25を認識する 認識カメラ2と、認識カメラ2及びモータ3〜5に電気的に接続される制御装置 6とを備えている。 印刷装置20は、プリント基板50へクリーム半田を印刷するための、開口部 の配置状態を示すパターンが形成されたスクリーン21と、スクリーン21上に 載置された半田クリーム23をスクリーン21の全面に引き伸ばすためのスキー ジ22とを備える。 又、上記制御装置6は、スクリーン21の開口部のパターンと当該パターンが プリント基板50に印刷されるべきプリント基板50上におけるパターン印刷位 置とを一致させるため、認識カメラ2から得られる映像情報に基づきモータ3〜 5の駆動を制御する。 このような構成を有するスクリーン印刷装置30では、固定されているスクリ ーン21に対して、ステージ1はプリント基板着脱位置182と、スクリーン2 1の直下に位置するスクリーン直下位置183との間を往復移動し、図10に示 すような工程に従い印刷動作が実行される。 即ち、ステップ(図内では「S」にて示す)1にて、上記プリント基板着脱位 置182にて、ステージ1にプリント基板50が載置され、ステップ2〜4にて スクリーン21に対するプリント基板50の詳細後述の位置補正が行われた後、 ステップ5にてステージ1が上記スクリーン直下位置183へ移動される。又、 ステップ5にてステージ1は、スクリーン直下位置183にて、スクリーン21 側へ上昇移動され、ステップ6にてスクリーン21とプリント基板50とが接触 し印刷が行われる。該印刷は、スクリーン21にスキージ22が下降し図におけ る左又は右方向にスキージ22を移動することでスクリーン21の開口部のパタ ーンに従いクリーム半田23がプリント基板50へ印刷される。印刷後、ステッ プ7においてステージ1は下降し、上記スクリーン直下位置183から再び上記 プリント基板着脱位置182へ戻り、印刷済のプリント基板50がステージ1か ら取り除かれる。そして再び印刷すべき新たなプリント基板50がステージ1に 載置され、上述した動作が繰り返される。 ステップ2〜4におけるプリント基板50の上記位置補正について説明する。 上記位置補正は、固定されているスクリーン21に対して、印刷されるべきプ リント基板50が所定位置に配置されるように、プリント基板50の位置を、ス クリーン21に対して補正するものである。このような位置補正を行うための情 報は、認識カメラ2が移動することで、スクリーン21の認識マーク24,25 、及びプリント基板50の認識マーク51,52を認識することで得る。図11 、図12を参照し具体的に説明する。 まず、スクリーン21の認識マーク24,25の認識について説明する。認識 マーク24について認識カメラ2の原点2aからの距離(SX1,SY1)、及 び認識マーク25について認識カメラ2の原点2aからの距離(SX2,SY2 )を、次式(1)にて算出する。 SX1=Sx1+Cx1×SCx1 SY1=Sy1+Cy1×SCy1 SX2=Sx2+Cx1×SCx2 SY2=Sy2+Cy1×SCy2 ......... (1) ここで、 Sx1、Sx2は、カメラ原点2aをXY座標軸の原点としたときの、認識マ ーク24,25におけるX方向のそれぞれの座標値であり、 Sy1、Sy2は、カメラ原点2aをXY座標軸の原点としたときの、認識マ ーク24,25におけるY方向のそれぞれの座標値であり、 Cx1は認識カメラ2におけるx方向の分解能であり、Cy1は認識カメラ2 におけるY方向の分解能であり、 SCx1、SCx2は、認識マーク24,25における有効視野内のX方向の それぞれの画素数であり、 SCy1、SCy2は、認識マーク24,25における有効視野内のY方向の それぞれの画素数である。 カメラ原点2aから認識マーク24,25の中点までの距離を(SMX,SM Y)とし、これら認識マーク24,25を結ぶ直線とX方向に平行な直線とのな す内角をθsとする。尚、上記距離(SMX,SMY)及び角度θsが目標位置 となる。 次に、ステージ1が上記プリント基板着脱位置182に位置する状態と、ステ ージ1を上記スクリーン直下位置183まで移動させた状態とにおいて、それぞ れステージ1の認識マーク60を認識することで、ステージ1の走行量(LX, LY)を算出する。 これらの作業を終了した後、プリント基板50における認識マーク51,52 の認識を行う。認識動作は上述したスクリーン21の認識マーク24、25の場 合と同様で、図12に示すように、カメラ原点2aから認識マーク51,52ま での距離(PX1,PY1)、(PX2,PY2)を次式(2)にて算出する。 PX1=Px1+Cx1×PCx1 PY1=Py1+Cy1×PCy1 PX2=Px2×Cx1×PCx2 PY2=Py2+Cy1×PCy2 ......... (2) ここで、 Px1、Px2は、カメラ原点2aをXY座標軸の原点としたときの、認識マ ーク51,52におけるX方向のそれぞれの座標値であり、 Py1、Py2は、カメラ原点2aをXY座標軸の原点としたときの、認識マ ーク51,52におけるY方向のそれぞれの座標値であり、 PCx1、PCx2は、認識マーク51,52について有効視野内のX方向に おけるそれぞれの画素数であり、 PCy1、PCy2は、認識マーク51,52について有効視野内のY方向に おけるそれぞれの画素数である。 カメラ原点2aから認識マーク51,52の中点までの距離を(PMX、PM Y)とし、これら認識マーク51,52を結ぶ直線とX方向に平行な直線とのな す内角をθpとする。 これらの説明をもとに、プリント基板50の認識・補正についての一連の動作 を説明する。新たなプリント基板50−1がステージ1に搬入、配置されて、認 識カメラ2が制御装置6の指令により上述した(PX1、PY1)、(PX2、 PY2)にプリント基板50−1を位置決めする。プリント基板50に対して行 った認識動作と同様にして、プリント基板50−1の認識マーク51−1,52 −1について認識カメラ2にてそれぞれ認識することにより、2点間の中点(P MX−1、PMY−1)、角度θp−1をそれぞれ求める。カメラ原点2aから 認識マーク51−1,52−1までの距離(PX1−1,PY1−1)、(PX 2−1,PY2−1)は、次式にて算出される。 PX1−1=Px1+Cx1×PCx1−1 PY1−1=Py1+Cy1×PCy1−1 PX2−1=Px2+Cx1×PCx2−1 PY2−1=Py2+Cy1×PCy2−1 ここで、 PCx1−1、PCx2−1は、認識マーク51−1,52−1について有効 視野内のX方向におけるそれぞれの画素数であり、 PCy1−1、PCy2−1は、認識マーク51−1,52−1について有効 視野内のY方向におけるそれぞれの画素数である。 又、PMX−1={(PX2−1)−(PX1−1)}/2 PMY−1={(PY2−1)−(PY1−1)}/2 中点(PMX−1、PMY−1)に、上述のステージ走行量(LX,LY)を 加算すると印刷装置10におけるプリント基板50−1の位置が算出できる。 従って、プリント基板50を載置したときに比較して、プリント基板50−1 に対するステージ1の移動量Δx、Δy、Δθは次式で求めることができる。 Δx=SMX−{(PMX−1)+LY} Δy=SMY−{(SMY−1)+LY} Δθ=θs−{(θp−1)} これらの移動量(Δx、ΔY、Δθ)に基づきステージ1の移動が制御されて 、ステージ1は印刷装置20へ移動される。 上述のように、従来のスクリーン印刷装置では、スクリーン21及びプリント 基板50の認識マークを認識することで、プリント基板50の位置を補正しスク リーン21へ走行して印刷を行っていた。従って、プリント基板50等に認識マ ークが描かれていないものについては対応できないという問題があった。 さらに、従来のスクリーン印刷装置では上述したように、ステージ1にプリン ト基板50が載置される度に、それぞれのプリント基板50に対して位置補正が 行われている。しかしながら、ステージ1に対して載置されるプリント基板50 の載置位置は、それぞれのプリント基板50間で印刷に支障が生じる程に差異が 生じるものではない。従って従来のスクリーン印刷装置は、不必要な工程を各プ リント基板毎に実行していたもので、1枚のプリント基板の印刷に要する時間を 不必要に増加するものであった。 発明の開示 本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、従来に比べ高速 に印刷動作を実行可能な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、さらには認識マークが設けられていないスクリーンやプリント 基板に対しても適用可能なスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置を提供す ることを目的とする。 本発明は、上記目的を達成するため、本発明の第1態様によれば、スクリーン とステージとを備え、上記スクリーンに対して重ならない基板着脱位置にて上記 ステージ上の同一の載置位置に回路基板が順次載置され、上記ステージと上記ス クリーンとの少なくとも一方を移動させることで上記スクリーンと上記回路基板 とを重ならせて上記スクリーン上のクリーム半田を回路基板へ順次印刷するスク リーン印刷装置にて実行されるスクリーン印刷方法において、 スクリーンが上記スクリーン印刷装置に装着されたとき、認識基準点に対する 当該スクリーンの装着位置を認識し、 回路基板が上記ステージに載置されたとき、上記認識基準点に対する当該回路 基板の載置位置を認識し、 上記スクリーンについて認識した上記装着位置と、上記回路基板について認識 した上記載置位置とに基づき上記スクリーン及び上記回路基板の位置の補正量を 算出し、 以後、上記ステージへ順次載置される同種の回路基板に対して、各回路基板が 上記ステージに載置される毎に上記補正量を考慮して上記ステージと上記スクリ ーンとの少なくとも一方を移動させて上記スクリーンと上記回路基板とを重なら せ上記スクリーン上のクリーム半田を上記回路基板におけるパターン印刷位置に 印刷する、ようにしたスクリーン印刷方法を提供する。 本発明の第2態様によれば、クリーンとステージとを備え、上記スクリーンに 対して重ならない基板着脱位置にて上記ステージ上の同一の載置位置に回路基板 が順次載置され、上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一方を移動させ ることで上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせて上記スクリーン上のクリ ーム半田を回路基板へ順次印刷するスクリーン印刷装置にて実行されるスクリー ン印刷方法において、 スクリーンが上記スクリーン印刷装置に装着されたとき、認識基準点に対する 当該スクリーンの装着位置を認識し、 回路基板が上記ステージに載置されたとき、上記認識基準点に対する当該回路 基板の載置位置を認識し、 上記スクリーンについて認識した上記装着位置と、上記回路基板について認識 した上記載置位置とに基づき上記スクリーン及び上記回路基板の位置の補正量を 算出し、 上記補正量を考慮して上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一方を移 動させて上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせ上記スクリーン上のクリー ム半田を上記回路基板におけるパターン印刷位置に印刷する、ようにしたスクリ ーン印刷方法を提供する。 本発明の第3態様によれば、上記スクリーンの装着位置の認識は、上記スクリ ーン上の任意の異なる2点をそれぞれ検知することで上記認識基準点に対する上 記2点の位置を算出することでなされ、上記回路基板の載置位置の認識は、上記 回路基板上の任意の異なる2点をそれぞれ検知して、上記認識基準点に対する上 記2点の位置を算出することでなされる、第1又は2態様記載のスクリーン印刷 方法を提供する。 本発明の第4態様によれば、上記スクリーン上の任意の異なる2点は、上記ス クリーンの任意の異なる2つの開口である第3態様記載のスクリーン印刷方法を 提供する。 本発明の第5態様によれば、記回路基板上の任意の異なる2点は、上記回路基 板の任意の異なる2つのランドである第3又は4態様記載のスクリーン印刷方法 を提供する。 本発明の第6態様によれば、記スクリーン上のクリーム半田が上記回路基板に 印刷されるべき上記パターン印刷位置に印刷された状態を基準状態とした場合、 上記補正量は、 上記基準状態における上記スクリーンの位置と上記スクリーンの装着位置との ずれ、及び 上記基準状態における上記回路基板の位置と上記回路基板の載置位置とのずれ 、に基づいて算出される、第1〜5のいずれかの態様に記載のスクリーン印刷方 法を提供する。 本発明の第7態様によれば、クリーンとステージとを備え、上記スクリーンに 対して重ならない基板着脱位置にて上記ステージ上の同一の載置位置に回路基板 が順次載置され、上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一方を移動させ ることで上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせて上記スクリーン上のクリ ーム半田を回路基板へ順次印刷するスクリーン印刷装置において、 スクリーンが上記スクリーン印刷装置に装着されたとき、認識基準点に対する 当該スクリーンの装着位置を認識し、回路基板が上記ステージに載置されたとき 、上記認識基準点に対する当該回路基板の載置位置を認識する撮像装置と、 上記スクリーンについて認識した上記装着位置と、上記回路基板について認識 した上記載置位置とに基づき上記スクリーン及び上記回路基板の位置の補正量を 算出し、以後、上記ステージへ順次載置される同種の回路基板に対して、各回路 基板が上記ステージに載置される毎に上記補正量を考慮して上記ステージと上記 スクリーンとの少なくとも一方を移動させて上記スクリーンと上記回路基板とを 重ならせ上記スクリーン上のクリーム半田を上記回路基板におけるパターン印刷 位置に印刷する制御装置と、を備えるスクリーン印刷装置を提供する。 本発明の第8態様によれば、リーンとステージとを備え、上記スクリーンに対し て重ならない基板着脱位置にて上記ステージ上の同一の載置位置に回路基板が順 次載置され、上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一方を移動させるこ とで上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせて上記スクリーン上のクリーム 半田を回路基板へ順次印刷するスクリーン印刷装置において、 スクリーンが上記スクリーン印刷装置に装着されたとき、認識基準点に対する 当該スクリーンの装着位置を認識し、回路基板が上記ステージに載置されたとき 、上記認識基準点に対する当該回路基板の載置位置を認識する撮像装置と、 上記スクリーンについて認識した上記装着位置と、上記回路基板について認識 した上記載置位置とに基づき上記スクリーン及び上記回路基板の位置の補正量を 算出し、上記補正量を考慮して上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一 方を移動させて上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせ上記スクリーン上の クリーム半田を上記回路基板におけるパターン印刷位置に印刷する制御装置と、 を備えるようにしたスクリーン印刷装置を提供する。 本発明の第9態様によれば、記撮像装置は、上記スクリーン上の任意の異なる 2点をそれぞれ検知することで上記認識基準点に対する上記2点の位置を算出す ることで上記スクリーンの装着位置の認識がなされ、上記撮像装置は、上記回路 基板上の任意の異なる2点をそれぞれ検知して、上記認識基準点に対する上記2 点の位置を算出することで上記回路基板の載置位置の認識がなされる、第7又は 8態様記載のスクリーン印刷装置を提供する。 本発明の第10態様によれば、記撮像装置が認識する上記スクリーン上の任意 の異なる2点は、上記スクリーンの任意の異なる2つの開口である第9態様記載 のスクリーン印刷装置を提供する。 本発明の第11態様によれば、記撮像装置が認識する上記回路基板上の任意の 異なる2点は、上記回路基板の任意の異なる2つのランドである第9又は10態 様記載のスクリーン印刷装置を提供する。 本発明の第12態様によれば、クリーンとステージとを備え、上記スクリーン に対して重ならない基板着脱位置にて上記ステージ上の同一の載置位置に回路基 板が順次載置され、上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一方を移動さ せることで上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせて上記スクリーン上のク リーム半田を回路基板へ順次印刷するスクリーン印刷装置において、 認識基準点に対するスクリーンの装着位置及び上記回路基板が上記ステージに 載置されたときの上記認識基準点に対する載置位置を認識するため、上記スクリ ーン上の任意に選択された箇所及び上記回路基板上の任意に選択された箇所の画 像データを取り込むため移動する撮像装置と、 上記スクリーン上のクリーム半田が上記回路基板上の上記パターン印刷位置に 印刷されるに要する上記スクリーン及び上記回路基板の位置の補正量を少なくと も算出する制御装置と、を備え、 上記スクリーン上のクリーム半田が上記回路基板に印刷されるべきパターン印 刷位置に印刷された状態を基準状態とした場合、上記補正量の算出は、上記基準 状態におけるスクリーンの位置と上記スクリーンの装着位置とのずれ、及び上記 基準状態における回路基板の位置と上記回路基板の載置位置とのずれ、に基づい て行うようにしたスクリーン印刷装置を提供する。 図面の簡単な説明 本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施 形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、 図1は、本発明の一実施形態であるスクリーン印刷方法における動作を示すフ ローチャートであり、 図2は、図1に示すフローチャートに示される、ステージの移動の補正量を求 める方法を説明するための図であり、 図3は、図1に示すフローチャートに示される、スクリーン装着位置及び回路 基板の載置位置を認識する方法の一例を示す図であり、 図4は、図1に示すフローチャートに示される、スクリーン装着位置及び回路 基板の載置位置を認識する方法の他の例を示す図であり、 図5は、図2に示す、制御装置、認識カメラ等の電気的接続を示すブロック図 であり、 図6は、図1に示すフローチャートに示される、ステージの移動の補正量を求 める方法を説明するための図であり、 図7は、クリーン印刷装置の全体図であり、 図8は、従来のスクリーン印刷装置におけるステージ等を示す平面図であり、 図9は、従来のスクリーン印刷装置におけるスクリーンを示す平面図であり、 図10は、従来のスクリーン印刷方法における動作を示すフローチャートであ り、 図11は、図10に示すフローチャートに示される、ステージの移動の補正量 を求める方法を説明するための図であり、 図12は、図10に示すフローチャートに示される、ステージの移動の補正量 を求める方法を説明するための図であり、 図13は、本発明の別の実施形態であるスクリーン印刷方法における動作を示 すフローチャートである。 発明を実施するための最良の形態 本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符 号を付している。 本発明の一実施形態であるスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置100 について図を参照しながら以下に説明する。尚、同じ構成部分については同じ符 号を付している。又、上記スクリーン印刷方法は、上記スクリーン印刷装置10 0にて実行されるものである。 又、スクリーンと回路基板とが重ね合わされたとき、スクリーンの複数の開口 部のパターンを通して例えばクリーム半田が、回路基板上の複数のランドに対し て、上記パターンにて印刷されるべき回路基板上のパターン印刷位置に印刷され る。このように上記スクリーンの開口部のパターンが上記回路基板に印刷される べきパターン印刷位置に印刷される状態を基準状態とする。本実施形態のスクリ ーン印刷方法及びスクリーン印刷装置は、スクリーン印刷装置に装着されたスク リーンと、回路基板とが上記基準状態に配置されるための補正量を算出し、算出 後は各回路基板毎に補正量を算出することなく、上記算出した補正量に基づき回 路基板への印刷を順次行うものである。ここで、上記補正量は、上記基準状態に おけるスクリーンの位置と上記スクリーンの装着位置とのずれ、及び上記基準状 態における補正量算出用回路基板の位置と、上記補正量算出用回路基板がステー ジに載置された載置位置とのずれ、に基づいて算出される。 尚、上記補正量算出用回路基板とは、印刷作業を行おうとする種類の回路基板 内の任意の1枚の回路基板であって、スクリーンの複数の開口部のパターンが回 路基板上に印刷されるべきパターン印刷位置に印刷されるに要する上記スクリー ン及び上記回路基板の位置の補正量を算出するための使用する回路基板をいう。 上記スクリーン印刷装置100は、構成的には、上述した従来のスクリーン印 刷装置30における構成と大略、変わるものではない。即ち、図2,5に示すよ うに、スクリーン印刷装置100は、スクリーン121と、ステージ1と、撮像 装置として機能する認識カメラ2と、モータ3ないし5と、モータ3〜5を制御 するNC部312と上記認識カメラ2とが電気的に接続される制御装置110と を備える。しかしながら、従来のスクリーン印刷装置に比べて、スクリーン印刷 装置100においては、認識マークが描かれていないスクリーン121及び回路 基板に対しても適用可能であり、そのために、制御装置110には、認識カメラ 2にて撮影した、スクリーン121上の複数の開口部のパターン及び回路基板上 の複数のランド(パッド)の配置のパターンを可視的に表示する表示装置111 が電気的に接続される。 尚、スクリーン印刷装置100においては、ステージ1に順次載置される回路 基板は、ステージ1上の常に同一の載置位置に載置されるものとする。 ここで上記補正量の算出方法について、その概略を図6を参照して説明する。 尚、説明をより簡単にするために、スクリーン印刷装置に装着されたスクリーン 121に対して補正量算出用回路基板150が移動して上記基準状態に配置され るものとする。又、認識基準点181を原点としてXY座標をとる。 まず、スクリーン印刷装置に装着されたスクリーン121上にて任意に点20 1及び点202の2点を採り、上記認識基準点181に対する上記2点201, 202の位置を認識する。認識した2点201,202の位置情報に基づき、点 201,202の中点203の位置情報を算出する。又、上記2点201,20 2を通る直線と例えばX軸に平行な基準線とのなす角度θsを算出する。 一方、ステージ1に載置された補正量算出用回路基板150についても、補正 量算出用回路基板150上にて任意に点221及び点222を採り、上記認識基 準点181に対する上記2点221,222の位置を認識する。認識した2点2 21,222の位置情報に基づき、点221,222の中点223の位置情報を 算出する。又、上記2点221,222を通る直線と上記基準線とのなす角度θ pを算出する。 このようなスクリーン121と補正量算出用回路基板150とを上記基準状態 に配置したとすると、図6に示すように、上記中点203と中点223とはX方 向にx0、Y方向にy0だけ離れており、角度方向にはθ0だけずれでいるもの とする。尚、上記x0、y0、θ0の各値が補正量に相当する。 このように、上記補正量x0、y0、θ0が判明することで、ステージ1に載 置された補正量算出用回路基板150における上記中点223の位置情報に対し て上記x0、y0の距離だけステージ1を移動し、及び補正量算出用回路基板1 50の角度情報θpに対して、θ0の角度だけステージ1を回転する。そして、 従来例における場合と同様に、ステージ1をスクリーン121へ移動するための 走行量LX,LYに従いステージ1をスクリーン121へ移動することでスクリ ーン121と補正量算出用回路基板150とは上記基準状態に配置されることに なる。このように、スクリーン121と補正量算出用回路基板150とを上記基 準状態に配置するための移動量は、上記走行量LX,LYと、上記補正量x0、 y0、θ0とを加えた量となる。 以後、ステージ1に順次載置される各回路基板153は、補正量算出用回路基 板150が載置されたステージ1上の載置位置と同じ位置に載置されるものとす る。又、スクリーン121は固定されている。よって、補正量算出用回路基板1 50を使用して上記補正量を一回求めておけば、各回路基板153に対しては上 記補正量を算出する必要はない。即ち、ステージ1に各回路基板153が載置さ れたとき、既に位置情報として記憶されている上記中点223の位置情報に基づ き、上記補正量に従いステージ1を移動させ、そして、予め既知の上記走行量に 従いステージ1を移動すれば、各回路基板153はスクリーン121と上記基準 状態に配置されることになる。 次に、スクリーン121と補正量算出用回路基板150とが上記基準状態に配 置されたときの各中点間のずれ量に相当する補正量(上記x0、y0)及び角度 方向のずれ量に相当する補正量(上記θ0)は予め判明しており、従って上記移 動量に従いステージ1をスクリーン121側へ移動すればスクリーン121と補 正量算出用回路基板150とは上記基準状態に配置されることを前提とした場合 において、上記移動量の具体的な算出方法を以下に説明する。 このように構成されるスクリーン印刷装置100の動作を図1を参照して以下 に説明する。 まず、ステップ201では、印刷装置部120に新たなスクリーン121が装 着され、又、この新たなスクリーン121にて印刷が行われる1枚目の回路基板 に相当する補正量算出用回路基板150がステージ1上に載置される。尚、補正 量算出用回路基板150は、新たなスクリーン121に対して1枚のみ使用する ことに限定するものではなく、同一スクリーンについて例えば1000枚の回路 基板への印刷が終了した毎に使用する場合も含む。 ステップ202では、上記スクリーン121の装着位置の認識が行われる。即 ち、上述のようにスクリーン121には従来のように認識マークが描かれていな いので、作業者は、スクリーン121の複数の開口部のパターンから任意に2つ の開口部122,123を選択する。次に、上記開口部122,123へ認識カ メラ2を移動させる。例えば開口部122を例に採ると、図3に示すように、表 示装置111に表示される開口部122の例えば中点を表示装置111の画面上 のクロスポイント111aに目視にて一致させる。開口部122の中点と上記ク ロスポイント111aとが一致した時点で、制御装置110は、開口部122に ついて、認識基準点181からX方向及びY方向へのそれぞれの距離を測定する 。開口部123についても同様に操作する。開口部122における上記距離を( SX1,SY1)とし、開口部123における上記距離を(SX2,SY2)と すると、これらの距離(SX1,SY1)及び距離(SX2,SY2)は次式 (3)にて算出できる。 SX1=Sx1 SY1=Sy1 SX2=Sx2 SY2=Sy2 .........(3) 尚、Sx1、Sx2は、認識基準点181をXY座標軸の原点としたときの、 開口部122,123におけるX方向のそれぞれの座標値であり、 Sy1、Sy2は、認識基準点181をXY座標軸の原点としたときの、開口 部122,123におけるY方向のそれぞれの座標値である。 上記算出式(3)は、従来例にて説明した訃算式(1)における、(Cx1× SCx1)、(Cy1×SCy1),(Cx1×SCx2),(Cy1×SCy 2)を除いたものであり、認識教示させないことにより算出できるものである。 次に、ステップ203において、ステップ202と同様にして、補正量算出用 回路基板150の載置位置の認識を行う。即ち、作業者は、補正量算出用回路基 板150上の複数のランド(パッド)のパターンから任意に2つのランド151 , 152を選択する。そして上記ランド151,152へ認識カメラ2を移動させ て、上述のようにして、ランド151,152のそれぞれについて、認識基準点 181からX方向及びY方向へのそれぞれの距離を制御装置110が測定する。 ランド151における上記距離を(PX1,PY1)とし、ランド152におけ る上記距離を(PX2,PY2)とすると、これらの距離(PX1,PY1)及 び距離(PX2,PY2)は次式(4)にて算出できる。 PX1=Px1 PY1=Py1 PX2=Px2 PY2=Py2 ......... (4) 尚、Px1、Px2は、認識基準点181をXY座標軸の原点としたときの、 ランド151,152におけるX方向のそれぞれの座標値であり、 Py1、Py2は、認識基準点181をXY座標軸の原点としたときの、ラン ド151,152におけるY方向のそれぞれの座標値である。 次に、上述した(3)式より求めた、開口部122の距離(SX1,SY1) 、換言すると開口部122の座標位置と、開口部123の距離(SX2,SY2 )、換言すると開口部123の座標位置との情報に基づき、制御装置110は、 開口部122の座標位置と、開口部123の座標位置との例えば中点の座標位置 (SMX1,SMY1)を求める。さらに制御装置110は、開口部122の上 記座標位置と、開口部123の上記座標位置とを結ぶ直線を求め、この直線とX 軸とのなす角度θs1を求める。これらの上記中点の座標位置(SMX1,SM Y1)と、上記角度θs1とを目標値とする。 又、これと同様にして、上述した(4)式により求めたランド151の距離( PX1,PY1)、換言するとランド151の座標位置と、ランド152の距離 (PX2,PY2)、換言するとランド152の座標位置との情報に基づき、制 御装置110は、ランド151の座標位置と、ランド152の座標位置との例え ば中点の座標位置(PMX1,PMY1)を求める。さらに制御装置110は、 ランド151の上記座標位置と、ランド152の上記座標位置とを結ぶ直線を求 め、この直線と例えばX軸とのなす角度θp1を求める。 次に、制御装置110は、上述のようにして求めた、上記目標値である中点の 座標位置(SMX1,SMY1)及び上記角度θs1と、補正量算出用回路基板 150における中点の座標位置(PMX1,PMY1)及び上記角度θp1とに 基づき、ステージ1をスクリーン121へ移動させる際の移動量(Δx1,Δy 1,Δθ1)を次式(5)により算出する。 Δx1=SMX1−(PMX1+LX) Δy1=SMY1−(PMY1+LY) Δθ1=θs1−θp1 ......... (5) 尚、LX,LYは、従来例にて説明した、ステージ走行量である。 この移動量Δx1,Δy1,Δθ1は、この補正量算出用回路基板150に引 き続いてステージ1へ載置される回路基板153,153,… に対しても常に 一定とする。 ステップ205では、制御装置110は、上記移動量(Δx1,Δy1,Δθ 1)に基づきモータ3〜5の動作を制御しステージ1の移動の補正を行い、ステ ージ1の移動の補正が行われた後、制御装置110の動作制御により、ステージ 1がスクリーン121へ走行され、補正量算出用回路基板150へ印刷が行われ る。そして、ステップ206では、印刷後ステージ1が再び基板着脱位置182 へ戻され、印刷済の補正量算出用回路基板150がステージ1から取り除かれる 。 ステップ207では、ステージ1に回路基板153が載置される。各回路基板 153においては、各回路基板153毎に上述したような移動量の算出は行わず に、ステップ208にて、補正量算出用回路基板150にて求めた上記移動量( Δx1,Δy1,Δθ1)を再び利用してステージ1の移動を行う。以後、ステ ップ209,210にて印刷、回路基板153のステージ1からの除去、搬出が 行われる。ステップ211では、回路基板153に対して印刷を続行するか否か が判断され、印刷を続行する場合には上記ステップ207ないしステップ210 が繰り返され、続行しない場合には作業が終了される。 尚、本実施形態では、スクリーン121へステージ1を移動させる形態を採る が、これに限るものではなく、ステージ1側へスクリーン121を移動させたり 、両者をともに移動させてもよい。 又、本実施形態では、ステージ1の補正量及び移動量を算出するため、スクリ ーン121において、開口部122の座標位置と、開口部123の座標位置との 中点の座標位置を利用し、及び補正量算出用回路基板150において、ランド1 51の座標位置と、ランド152の座標位置との中点の座標位置を利用したが、 求める座標位置は上記中点の座標位置に限るものではない。 又、上記角度θs1,θp1を求めるために、基準線としてX軸を利用したが 、これに限るものではなく、例えばY軸や、任意の直線を基準線とすることがで きる。 又、上記実施形態では、スクリーン121及び補正量算出用回路基板150に おける、選択した開口部及びランドの中心を表示装置111のクロスポイント1 11aに一致させる方法を採ったが、これに限るものではない。即ち、作業者が 選定する開口部及びランドには、円形、正方形、長方形といった形状が存在する 。よって、制御装置110の制御により、図4に示すように、表示装置111の 表示画面上にポインタ(+)112を2ケ所に表示し、そのポインタ112を例 えば開口部及びランドの右上及び左下に位置合わせすることで、又は、ポインタ 112を左右、上下のいずれかの開口部及びランドの角点に位置合わせることで 、その選択した開口部及びランドの中点を自動的に計測するようにしてもよい。 このような方法を採ることで、作業者における操作性を向上することができる。 又、本実施形態では、補正量算出用回路基板150についても印刷を行ったが 、補正量算出用回路基板150には印刷を行わず、単にステージ1の移動の補正 量を求めるための基板であってもよい。 図13に示されるように、本発明の別の単純な実施形態では、補正量算出用回 路基板は使用しなくてもよい。すなわち、スクリーン121とステージ1とを備 え、上記スクリーンに対して重ならない基板着脱位置182にて上記ステージ上 の同一の載置位置に回路基板が順次載置され、上記ステージと上記スクリーンと の少なくとも一方を移動させることで上記スクリーンと上記回路基板とを重なら せて一つの上記スクリーン上のクリーム半田を回路基板へ順次印刷する上記実施 形態のスクリーン印刷装置にて実行される上記実施形態のスクリーン印刷方法に おいて、 スクリーンが上記スクリーン印刷装置に装着されたとき、認識基準点181に 対する当該スクリーンの装着位置を認識し(S302)、 回路基板150が上記ステージに載置されたとき、上記認識基準点に対する当 該回路基板の載置位置を認識し(S303)、 上記スクリーンについて認識した装着位置と、上記回路基板について認識した 載置位置とに基づき上記スクリーン及び上記回路基板の位置の補正量を算出し( S304)、 上記補正量を考慮して上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一方を移 動させて上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせ上記スクリーン上のクリー ム半田を上記回路基板における上記パターン印刷位置に印刷する(S308〜3 09)ようにしている。図13の上記実施形態のステップS301とS310は 、図1の上記第1実施形態のステップS201とS210にそれぞれ対応してい る。ステップ311では、回路基板153に対して印刷を続行するか否かが判断 され、印刷を続行する場合には上記ステップ301ないしステップ310が繰り 返され、続行しない場合には作業が終了される。 図13のスクリーン印刷方法では、上記スクリーンの装着位置の認識は、上記 スクリーン上の任意の異なる2点をそれぞれ検知することで上記認識基準点に対 する上記2点の位置を算出することでなされ、上記回路基板の載置位置の認識は 、上記回路基板上の任意の異なる2点をそれぞれ検知して、上記認識基準点に対 する上記2点の位置を算出することでなされる。図13において、上記スクリー ン上の任意の異なる2点は、上記スクリーンに形成された任意の異なる2つの開 口であり、上記回路基板上の任意の異なる2点は、上記回路基板に形成された任 意の異なる2つのランドである。 図13において、上記スクリーン上のクリーム半田が上記回路基板に印刷され るべきパターン印刷位置に印刷された状態を基準状態とした場合、上記補正量の 算出は、上記基準状態におけるスクリーンの位置と上記スクリーンの装着位置と のずれ、及び上記基準状態における回路基板の位置と上記回路基板の載置位置と のずれ、に基づいて算出される。 又、これらの実施形態では、回路基板へクリーム半田を印刷する場合を例に採 ったが、クリーム半田に限らず、例えば回路基板へ塗布する接着剤等の粘性流体 であってもよい。 以上説明したように、上記実施形態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、補正量算出用回路基板150にてステージ1の移動の補正量をも 含む移動量を算出し、以後の回路基板153,153,… においては上記移動 量を算出することなく補正量算出用回路基板150にて求めた上記移動量を利用 してステージ1の移動の制御を行うことから、従来に比べ高速に印刷動作を実行 することができる。さらに、スクリーン121及び補正量算出用回路基板150 上に存在する開口部及びランドを認識カメラ2にて撮影し、表示装置111を使 用して開口部及びランドの中心座標位置、即ち認識基準点181から開口部及び ランドの中心位置までの距離を算出するようにしたことより、認識マークが設け られていないスクリーンや回路基板に対しても、上記スクリーン印刷方法及びス クリーン印刷装置を適用することができる。 以上詳述したように、本発明の上記態様によるスクリーン印刷方法及び上記態 様によるスクリーン印刷装置によれば、回路基板を使用してステージの移動の補 正量を算出し、以後、同種の回路基板においては補正量を算出することなく既に 求めた補正量を考慮してステージの移動の補正を行うことから、従来に比べ高速 に印刷動作を実行することができる。 明細書、請求の範囲、図面、要約書を含む1996年6月14日に出願された 日本特許出願第8−154332号に開示されたものの総ては、参考としてここ に総て取り込まれるものである。 本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載さ れているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である 。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れな い限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. スクリーン(121)とステージ(1)とを備え、上記スクリーンに対し て重ならない基板着脱位置(182)にて上記ステージ上の同一の載置位置に回 路基板が順次載置され、上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一方を移 動させることで上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせて上記スクリーン上 のクリーム半田を回路基板へ順次印刷するスクリーン印刷装置にて実行されるス クリーン印刷方法において、 スクリーンが上記スクリーン印刷装置に装着されたとき、認識基準点(181 )に対する当該スクリーンの装着位置を認識し(S201,202)、 回路基板(150)が上記ステージに載置されたとき、上記認識基準点に対す る当該回路基板の載置位置を認識し(S203)、 上記スクリーンについて認識した上記装着位置と、上記回路基板について認識 した上記載置位置とに基づき上記スクリーン及び上記回路基板の位置の補正量を 算出し(S204)、 以後、上記ステージへ順次載置される同種の回路基板(153)に対して、各 回路基板が上記ステージに載置される毎に上記補正量を考慮して上記ステージと 上記スクリーンとの少なくとも一方を移動させて上記スクリーンと上記回路基板 とを重ならせ上記スクリーン上のクリーム半田を上記回路基板におけるパターン 印刷位置に印刷する(S207〜211)、ようにしたスクリーン印刷方法。 2. スクリーン(121)とステージ(1)とを備え、上記スクリーンに対し て重ならない基板着脱位置(182)にて上記ステージ上の同一の載置位置に回 路基板が順次載置され、上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一方を移 動させることで上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせて上記スクリーン上 のクリーム半田を回路基板へ順次印刷するスクリーン印刷装置にて実行されるス クリーン印刷方法において、 スクリーンが上記スクリーン印刷装置に装着されたとき、認識基準点(181 )に対する当該スクリーンの装着位置を認識し(S302)、 回路基板(150)が上記ステージに載置されたとき、上記認識基準点に対す る当該回路基板の載置位置を認識し(S303)、 上記スクリーンについて認識した上記装着位置と、上記回路基板について認識 した上記載置位置とに基づき上記スクリーン及び上記回路基板の位置の補正量を 算出し(S304)、 上記補正量を考慮して上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一方を移 動させて上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせ上記スクリーン上のクリー ム半田を上記回路基板におけるパターン印刷位置に印刷する(S308〜309 )、ようにしたスクリーン印刷方法。 3. 上記スクリーンの装着位置の認識は、上記スクリーン上の任意の異なる2 点をそれぞれ検知することで上記認識基準点に対する上記2点の位置を算出する ことでなされ、上記回路基板の載置位置の認識は、上記回路基板上の任意の異な る2点をそれぞれ検知して、上記認識基準点に対する上記2点の位置を算出する ことでなされる、請求項1又は2記載のスクリーン印刷方法。 4. 上記スクリーン上の任意の異なる2点は、上記スクリーンの任意の異なる 2つの開口である請求項3記載のスクリーン印刷方法。 5. 上記回路基板上の任意の異なる2点は、上記回路基板の任意の異なる2つ のランドである請求項3又は4記載のスクリーン印刷方法。 6. 上記スクリーン上のクリーム半田が上記回路基板に印刷されるべき上記パ ターン印刷位置に印刷された状態を基準状態とした場合、上記補正量は、 上記基準状態における上記スクリーンの位置と上記スクリーンの装着位置との ずれ、及び 上記基準状態における上記回路基板の位置と上記回路基板の載置位置とのずれ 、に基づいて算出される、請求項1〜5のいずれかに記載のスクリーン印刷方法 。 7. スクリーン(121)とステージ(1)とを備え、上記スクリーンに対し て重ならない基板着脱位置(182)にて上記ステージ上の同一の載置位置に回 路基板が順次載置され、上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一方を移 動させることで上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせて上記スクリーン上 のクリーム半田を回路基板へ順次印刷するスクリーン印刷装置において、 スクリーンが上記スクリーン印刷装置に装着されたとき、認識基準点(181 )に対する当該スクリーンの装着位置を認識し、回路基板(150)が上記ステ ージに載置されたとき、上記認識基準点に対する当該回路基板の載置位置を認識 する撮像装置(2)と、 上記スクリーンについて認識した上記装着位置と、上記回路基板について認識 した上記載置位置とに基づき上記スクリーン及び上記回路基板の位置の補正量を 算出し、以後、上記ステージへ順次載置される同種の回路基板(153)に対し て、各回路基板が上記ステージに載置される毎に上記補正量を考慮して上記ステ ージと上記スクリーンとの少なくとも一方を移動させて上記スクリーンと上記回 路基板とを重ならせ上記スクリーン上のクリーム半田を上記回路基板におけるパ ターン印刷位置に印刷する制御装置(110)と、を備えるスクリーン印刷装置 。 8.スクリーン(121)とステージ(1)とを備え、上記スクリーンに対して 重ならない基板着脱位置(182)にて上記ステージ上の同一の載置位置に回路 基板が順次載置され、上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一方を移動 させることで上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせて上記スクリーン上の クリーム半田を回路基板へ順次印刷するスクリーン印刷装置において、 スクリーンが上記スクリーン印刷装置に装着されたとき、認識基準点(181 )に対する当該スクリーンの装着位置を認識し、回路基板(150)が上記ステ ージに載置されたとき、上記認識基準点に対する当該回路基板の載置位置を認識 する撮像装置(2)と、 上記スクリーンについて認識した上記装着位置と、上記回路基板について認識 した上記載置位置とに基づき上記スクリーン及び上記回路基板の位置の補正量を 算出し、上記補正量を考慮して上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一 方を移動させて上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせ上記スクリーン上の クリーム半田を上記回路基板におけるパターン印刷位置に印刷する制御装置(1 10)と、を備えるようにしたスクリーン印刷装置。 9. 上記撮像装置は、上記スクリーン上の任意の異なる2点をそれぞれ検知す ることで上記認識基準点に対する上記2点の位置を算出することで上記スクリー ンの装着位置の認識がなされ、上記撮像装置は、上記回路基板上の任意の異なる 2点をそれぞれ検知して、上記認識基準点に対する上記2点の位置を算出するこ とで上記回路基板の載置位置の認識がなされる、請求項7又は8記載のスクリー ン印刷装置。 10. 上記撮像装置が認識する上記スクリーン上の任意の異なる2点は、上記 スクリーンの任意の異なる2つの開口である請求項9記載のスクリーン印刷装置 。 11. 上記撮像装置が認識する上記回路基板上の任意の異なる2点は、上記回 路基板の任意の異なる2つのランドである請求項9又は10記載のスクリーン印 刷装置。 12. スクリーン(121)とステージ(1)とを備え、上記スクリーンに対 して重ならない基板着脱位置(182)にて上記ステージ上の同一の載置位置に 回路基板が順次載置され、上記ステージと上記スクリーンとの少なくとも一方を 移動させることで上記スクリーンと上記回路基板とを重ならせて上記スクリーン 上のクリーム半田を回路基板へ順次印刷するスクリーン印刷装置において、 認識基準点(181)に対するスクリーンの装着位置及び上記回路基板(15 0)が上記ステージに載置されたときの上記認識基準点に対する載置位置を認識 するため、上記スクリーン上の任意に選択された箇所及び上記回路基板上の任意 に選択された箇所の画像データを取り込むため移動する撮像装置(2)と、 上記スクリーン上のクリーム半田が上記回路基板上の上記パターン印刷位置に 印刷されるに要する上記スクリーン及び上記回路基板の位置の補正量を少なくと も算出する制御装置(110)と、を備え、 上記スクリーン上のクリーム半田が上記回路基板に印刷されるべきパターン印 刷位置に印刷された状態を基準状態とした場合、上記補正量の算出は、上記基準 状態におけるスクリーンの位置と上記スクリーンの装着位置とのずれ、及び上記 基準状態における回路基板の位置と上記回路基板の載置位置とのずれ、に基づい て行うようにしたスクリーン印刷装置。
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