JPH02276642A - スクリーン印刷方法及び印刷機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、印刷スクリーンを介して回路パターンを有す
るプリント基板に塗布剤を塗布する際前記スクリーンと
基板とを相対的に位置合わせするスクリーン印刷機に関
する。

（ロ）従来の技術 従来技術として、本出願人が先に出願した特開昭６３−
６２７３１号公報に基板に施された位置合わせマークを
認識カメラで認識して、その認識結果を基に基板上印刷
スクリーンとを相対的に位置合わせする技術が開示され
ている。

〈ハ）発明が解決しようとする課題 然し乍ら、基板の寸法のバラツキとスクリーンの製版寸
法の違いにより、基板上の全ての点をスクリーンに一致
きせることは不可能である。

例えば、Ｔ子部品本体側から平行にリードが導出されて
いるＳ　ＯＰ　（Ｓｍａｌｌ　０ｕｔｌｉｎｅ　Ｐａｃ
ｋａｇｅ　）　。

Ｑ　Ｆ　Ｐ　（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ　
）等の部品のリードを仮固定するためクリーム半田を印
刷する際、基板上で部品の配置が比較的密な部分と疎な
部分とがあった場合、−率に補正移動させると密な部分
で隣同志の部品が接触してしまうということがあった。

また、大部分と小部分とでは、その補正距離によって小
部品用の印刷が予想外な所に為詐れてしまうということ
があった。

そのため、基板内で一番精度が必要となる印刷基準点、
即ち、補正中心点を設定しておき、印刷スクリーンと基
板とを前記補正中心点でもって一致きせることである。

（ニ）課題を解決するための手段 そこで本発明は、印刷スクリーンを介して回路パターン
を有するプリント基板に塗布剤を塗布する際前記スクリ
ーンと基板とを相対的に位置合わせするスクリーン印刷
機に於いて、前記スクリンと基板との相対的位置合わせ
の補正中心点を任意の位置としたものである。

また本発明は、印刷スクリーンを介して回路パターンを
有するプリント基板に塗布剤を塗布する際前記スクリー
ンと基板とを相対的に位置合わせするスクリーン印刷機
に於いて、前記基板の理論上の位置合わせマークの位置
並びに任意に設定される理論上の位置合わせの補正中心
点の位置を記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶され
た位置合わせマークの位置に対応する基板上の実際の位
置を認識する認識カメラと、該認識カメラで認識きれた
位置合わせマークの認識位置及び前記記憶装置に記憶さ
れた理論上の位置合わせマークの位置と理論上の補正中
心点の位置とから基板上の実際の補正中心点を算出する
計算装置と、該計算装置で算出された実際の補正中心点
の位置と理論上の補正中心点の位置とを相対的に位置合
わせして前記スクリーンと基板とを相対的に位置合わせ
するものである。

（ネ）作用 以上の構成により、記憶装置に記憶された理論上の位置
合わせマークの位置に相当する基板上の実際の位置が認
識カメラで認識され、計算装置により該認識位置と記憶
装置に記憶された理論上の位置合わせマークの位置と理
論上の補正中心点の位置とから基板上の実際の補正中心
点の位置が算出され、制御装置により該算出位置と理論
上の補正中心点の位置とが相対的に位置合わせされ、前
記スクリーンと基板とが相対的に位置合わせされる。

（へ）実施例 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第７図に基づき詳
述する。

（１）は上流側より（紙面左方）図示しない基板搬送装
置により搬送されて来る位置合わせマーク（２Ａ　）　
（２Ｂ　）が施されたプリント基板（２）が吸着載置さ
れる吸着テーブルで、移動テーブル（ＩＡ）上に半固定
状態に載置されている。この移動テーブル（ＩＡ）は、
Ｘ方向の直線運動機構である前後一対のＸ方向に沿うガ
イドレール（３）（４）上に移動自在に配置されている
とともに、前記一方のガイドレール（３）と平行に配置
されたＸ方向送り用サーボモータ（５）で駆動する送り
ネジが形成されたＸ方向出力軸（６）に連結部材（７）
を介して連結螺合されているもので、この出力軸（６）
の正逆回転により、１″１１ｆ記移動テーブル（ＩＡ）
及び吸着テーブル（１）を位置決めステーション（Ａ）
から印刷ステーション（Ｂ）までＸ方向に移動制御諮れ
るようになっている。

また、前記した吸着テーブル（１）は、左右一対のＹ方
向に沿う第１及び第２のＸ方向出力軸（８）（９）に、
第３図に詳図するように、第１及び第２の支軸部材（１
０）（１１）と、これら第１及び第２の支軸部材（１０
）（１１）の摺動部（ＩＯＡ）（ＩＩＡ）に固定された
軸（１２）（１３）を介して一方が水平方向（θ方向）
に回動自在に嵌合させることにより軸支された第１及び
第２の嵌合部材（１４）（１５）とで連結されているも
ので、前記第１及び第２の支軸部材（１０）（１１＞は
、第１及び第２のＸ方向に沿うガイドレール（１６）（
１７）及びＸ方向出力軸（８）（９）に摺動自在に配設
されており、さらに、前記第１及び第２の嵌合部材（１
４）（１５）の他方は、吸着テーブル（１）の左右両イ
１−１部に固定されている。

また、第１の嵌合部材（１４）には軸（１２）が完全に
嵌合するようになっていて、第２の嵌合部材（１５）は
外側部が切り欠かれていて軸（１３）との嵌合状態に遊
びがある。このため、支軸部材（１０）＜１１）の移動
距離が異なって、軸（１２）（１３）間の距離が変化し
た場合でも、前記遊びの範囲で軸（１１）と第２の嵌合
部材（１５）との嵌合状態が変化し、吸着テーブル（１
〉は移動テーブル（ＩＡ）に対してスムーズにθ回転す
る。

即ち、前記第１の支軸部材（１０）は、第１のＸ方向出
力軸（８）を第１の補正用サーボモータ（１８）の駆動
で正逆回転させることにより、前記した吸着テーブル（
１）の右片側をＹ、方向に移動させるとともに、軸（１
２）を中心にθ方向に回動制御可能にしてなる一方、前
記第２の支軸部材（１１）は、第２のＸ方向出力軸（９
）を第２の補正用サーボモータ〈１９）の駆動で正逆回
転させることにより、前記吸着テーブル（１）の左片側
をＹｊ力方向移動させるとともに、軸（１２）を中心に
θ方向に回動制御可能になっているもので、第３図点線
で示すように、　Ｙ　１方向及びＹ、方向の変位の差に
より、吸着テーブル（１）を軸（１２）を中心にθ方向
に回動させ、かつ、これら各構成部材により、Ｘ方向の
直線運動機構を兼ねてθ方向の回転運動機構を構成し、
前記したＸ方向の直線運動機構とともに基板り２）の位
置規制を行うようになっているものである。

（２０）は単一の認識カメラである。この認識カメラ（
２０）は、連結部材（２１）を介してカメラ送りサーボ
モータフ２２）の駆動でＸ方向に移動する移動機構（２
３）に連結されているもので、この移動機構（２３）は
、前記ガイドレール（３）（４）の直上方位置に配設さ
れているとともに、前記カメラ送りサーボモータ（２２
）の駆動で正逆回転する図示しない出力軸を備え、この
出力軸に前記連結部材（２１）を連結螺合許せることに
より、認識カメラ（２０）を基板（２）の搬送方向（Ｘ
方向）と直交する方向（Ｘ方向）に移動させるようにな
っている。

（２４）は印刷スクリーンで、前記ガイドレール（３）
（４）の右部の印刷ステーション（Ｂ）の上方位置に配
置され、かつ、この印刷スクリーン（２４）は、スクリ
ーン板＜２５）と、このスクリーン板（２５）を囲むス
クリーン枠（２Ｇ）とから構成されている。

（２７）は各種データ設定用の入力装置としてのキーボ
ード（２８）、モニターテレビ（２９）の画面選択キー
としての教示キー（３０）、スクリーン印刷機を始動さ
せる始動キー（３１）、印刷動作を手動で行わせるマニ
ュアルキーク３２）、自動で行わせる自動キー（３３）
等から成る操作部である。

（３４）は前記基板〈２）の位置合わせマーク（２Ａ）
（２Ｂ）等の各種設定データが記憶される記憶装置とし
てのＲＡＭである。

（３５）は印刷動作に係わる所与のデータが格納される
ＲＯＭである。

（３６）は制御装置としてのＣＰＵで、前記各種の設定
データに従って所与の制御を行う。

（３７）はインターフェイスである。

（３８）は前記吸着テーブル（１）を駆動きせる吸着テ
ーブル駆動源で、前記Ｘ方向送り用サーボモータ（５）
、第１の補正用サーボモータ（１８）及び第２の補正用
サーボモータ＜１９〉から構成される。

以下、動作について図面に基づき詳述する。

先ず、位置決めステーション（Ａ）において、基板搬送
装置によ°り搬送された試、し刷り基板（２）を吸着テ
ーブル（１）上に＃ｉ、ｅシ、図示しない位置決め機構
により位置決め吸着させた後、基板（２）を、送り機能
に補正機能を兼ねたＸ方向送り用サーボモータ（５）の
駆動により移動テーブル（ＩＡ）及び吸着テーブル（１
）をＸ方向に移動させて認識ステーションに到達させる
ことにより、認識カメラ（２０）の下方に位置きせる。

この時、吸着テーブル（１）の移動位置は、ＲＡＭ（３
４）に、その位置データが記憶されている基板（２）上
に施した位置合わせマーク（２Ａ）が認識カメラ（２０
）の直下方位置に送られるように設定されている。そし
て、この状態で位置合わせマーク（２Ａ〉がＨ！カメラ
（２０）で認識され、次に位置合わせマーク（２Ｂ）が
前記認識カメラ（２０）を、カメラ送りサーボモータ（
２２）で駆動する移動機構（２３）により移動きせるこ
とにより認識され、この位置合わせマーク（２Ａ）（２
Ｂ）の各位置（２Ａ１ｘ　、　２Ａ１ｙ）（２Ｂ１ｘ　
、　２Ｂ１ｙ）が認識きれ、ＲＡＭ（３４）に所定のデ
ータとして記憶される。この認識データとＲＡ　Ｍ（３
４）に記憶された理論上の位置合わせマーク（２Ａ’）
（２Ｂ’）の各位置（２Ａ″ｌｘ　、　２Ａ”Ｌｙ）（
２Ｂ’ｌｘ　、　２Ｂ’ｌｙ）とがＣＰＵ（３６＞内の
図示しない比較装置で比較きれ、そのズレ量が同じく図
示しない計算装置で算出され、そのズレ量を基に理論上
の補正中心点（Ｓ、）の位ｔ（Ｓｅｘ　ｌ　ＳＬＹ＞に
対応する基板り２）上の補正中心点（Ｓ、）を計算装置
により算出すると、先ず、データに対する認識基板（２
）の角度ズレ（θ）は θ＝　ａｔｎ（２Ａ’ｌｙ　−２Ｂ’ｌＹ）／　（２Ａ
’ｌｘ　−２８’１ｘ）−ａｔｎ（２Ａ１ｙ　−２ＢＬ
Ｙ）／　（２Ａｌｘ　−２Ｂ１ｘ）・”　（１）である
。

次に、実際の補正中心点（Ｓ、）の位置（Ｓｔｘ　、　
５ａｙ）は Ｓ、ｘｚ　２Ａ１ｘ　−（２Ａ’ｌｘ　−ｃｏｓθ＋２
Ａ’１ｙ−ｓｉｎθ）＋（Ｓ１ｘ＠ＣＯ５θ＋５ＩｙＩ
ＩＳｉｎθ）　−−−−−・−・（２）５ｔｙ＝＝　（
Ｓｅｙ　Ｉ　　ｃ０５　θ　−５，ｘ−ｓｉｎ　θ　）
＋２Ａ１ｙ−（２Ａ　’　１ｙ−ｃｏｓθ−２Ａ’ｌｘ
　−ｓｉｎθ）・（３＞で求まる。

そして、求められた基板（２）上の前記補正中心点（Ｓ
、）の位置（Ｓｔｘ　、　５ａｙ）を基に基板（２）を
第４図乃至第７図に示す通り移動させて理論上の補正中
心点（Ｓ、）の位置（Ｓｅｘ　、　５ｔｙ）に実際の補
正中心点（Ｓ、）の位置（Ｓｔｘ　ｌ　５ａｙ）を一致
させる。即ち、第４図に示す通り理論上位置合わせマー
ク（２Ａ’　）（２Ｂ’　）の位置と基板（２）上の実
際の位置合わせマーク（２Ａ）（２Ｂ）の位置とから計
算装置により前記した（１）式を使用して角度ズレ（θ
）を求め、第５図に示す通り該角度ズレ（θ）、理論上
の位置合わせマーク（２Ａ’）（２Ｂ’）の位置に対す
る基板（２）上の位置合わせマーク（２Ａ）（２Ｂ）の
位置とから計算装置により（２）（３）式を使用して基
板（２）上の実際の補正中心点（Ｓハの位置を求め、計
算装置により理論上の補正中心点（Ｓｌ〉の位置と実際
の補正中心点（Ｓハの位置とのズレ量を算出するととも
にそのズレ量をＸ方向、Ｙ、方向及びＹ、方向の補正成
分に分解してＲＡ　Ｍ　（３４）に記憶しておく。

以上のように決定されたＸ方向、Ｘ方向及びθ方向の補
正量は、印刷ステーション（Ｂ）へ移動して該ステーシ
ョンで図示しない昇降機構によって上昇した後補正され
る。即ち、吸着テーブル（１）のＸ方向の補正について
は前記Ｘ方向送り用サーボモータ（５）を制御すること
により行われ、Ｘ方向及びθ方向の補正については第１
．第２の補正用サーボモータ（１Ｂ）（１９＞により支
軸部材（１０）（１１）をＸ方向出力軸（８）（９）及
びガイドレール（Ｌ６）（１７）に沿って移動きせ、嵌
合部材（１４＞（１５）を介して吸着テーブル（１）を
正規の位置に補正移動させることにより行われる。

尚、前記Ｘ方向、Ｘ方向、θ方向の補正移動は第６図及
び第７図に示す通りθ方向の補正後にＸ方向、Ｘ方向の
補正を行っても良いし、またＸ方向、Ｘ方向の補正後に
θ方向の補正を行うようにしても良い。

そして、前記吸着テーブル（１）は、図示しない昇降機
構によって上昇され、基板（２〉を印刷スクリーン（２
４）のスクリーン板（２５）に近接位置させた後、図示
しないスキージによりスクリーン板（２５）を介して前
記基板（２）にクリーム半田が塗布され所定の配線パタ
ーンのスクリーン印刷が施されるようになっているもの
である。

尚補正動作は、前記吸着テーブル（１）の印刷ステーシ
ョン（Ｂ）への移動時にＸ方向の補正をし、該移動動作
後にか上昇動作後にＸ方向及びθ方向の補正を行っても
よい。

また、基板（２）がＸ方向、Ｘ方向に一率に伸びが発生
した場合には、この伸びを考慮して以下のような動作を
行う。即ち、基板（２）上の位置合わせマーク（２Ａ）
（２Ｂ＞の各位置（Ｓｒｒｌｘ　、　５ｒｒｌｙ）（Ｓ
ｒｒ２ｘ　、　５ｒｒ２ｙ）が認識され、ＲＡＭ（３４
）に所定のデータとして記憶される。ここで、ＲＡＭ（
３４）に記憶されている理論上の位置合わせマーク（２
Ａ’　）（２Ｂ’　）の位置（ａｘ　＋　ａｙ）（ｂｘ
　、　ｂｙ）と補正中心点（Ｓｅ）の位置（Ｌｐｘ　、
　１−ｐｙ）との関係から前記認識した基板（２）の実
際の補正中心点（Ｓ、）の位置（ｈｘ　、　ｈｙ）を以
下の計算式より求めると、先ず、理論上のデータに対す
る認識基板（２）の角度ズレ（θ）はθｚ　ａｔｎ（ａ
ｙ　−ｂｙ　）／　（ａｘ　−ｂｘ　）−ａｔｎ（Ｓｒ
ｒｌｙ　−５ｒｒ２ｙ　）／　（５ｒｒｌｘ　−５ｒｒ
２ｘ　）・・・・・・・・・■である。

次に、実際の補正中心点（Ｓ、）の位置（ｈｘ　、　ｈ
ｙ）はｈｘ＝　（ｉ−ｐｘ−ｃｘｎ）　ｅｘｓ−ｔ　・
ｃｏｓ（−θ）（ｉ−ｐｙ　　ｃｙｎ）＃ｙｓ−ｔ１１
ｓｉｎ（−θ）＋ｃｄｘ、−ｔ＋ｃｘｎ　　　・−・・
−・−■ｂｙ”　（ｉ−ｐｙ　−ｃｙｎ）　・ｙｓ−ｔ
−ｃｏｓ（−θ）＋　（Ｌｐｘ　−ｃｘｎ）　−ｘｓ−
ｔ　−５ｉｎ（−θ）＋Ｃｄｙトｔ＋ｃｙｎ　　　・・
・・・・・・・■で求まる。

ここでｃｘｎ、ｃｙｎ：ＮＣデータ上の位置合わせマー
ク（２Ａ）と（２Ｂ）との中心座標 ｃｄｘｅ−ｔ　、　ｃｄｙ、、−ｔ−：　ｃｘｎ　、　
ｃｙｎからの認識基板（２）のズレ ｘｓ−ｔ　、　ｙｓ−ｔ　：認識基板（２）のＸ方向、
Ｘ方向の伸び率（ｘｓ＝ｙｓ）とす る。

そして、求められた前記補正中心点（Ｓ、）の位置（ｈ
ｘ　、　ｂｙ）と角度ズレ（θ）を基に基板（２）を第
４図乃至第７図に示す通り移動させて理論上の補正中心
点（Ｓ、）の位置（ｉ−ｐｘ　ｅ　１−ｐｙ）に実際の
補正中心点（Ｓ、）の位置（ｈｘ　、　ｈｙ）を一致さ
せる。

更に、前記した実施例において、例えば印刷スクリーン
（２４）と認識カメラ（２０）との間の相対的位置にず
れがある場合、そのずれ量の数値を前記ＲＡ　Ｍ　（３
４）に予め記憶させておくことにより、各々の補正量に
加算されるようになっている６また、前記Ｘ方向送り用
サーボモータ（５）、第１の補正用サーボモータ（１８
〉及び第２の補正用サーボモータ（１９）を駆動源とし
たが、パルスモータを用いても良い。

次に補正の精度要求が異なる点が２点あって、これらの
点における精度を高めて補正する場合について第８図に
基づき以下詳述する。

前述のように位置合わせマーク（２Ａ）（２Ｂ＞の各位
置（２Ａ１ｘ　、　２Ａ１ｙ）（２Ｂ１ｘ　、　２Ｂ１
ｙ）が認識され、ＲＡＭ（３４）に記憶される。この認
識データとＲＡＭ（３４）に記憶された理論上の位置合
わせマーク（２Ａ’）（２Ｂ゛）の各位置（２Ａ’ｌｘ
　、　２Ａ’１ｙ）（２Ｂ’Ｌｘ　、　２Ｂ’ｌｙ）と
が比較装置で比較され、そのズレ量が計算装置で算出き
れる。

また吸着テーブル（１）を補正移動させる際の理論上の
補正の中心点（Ｓ、）について述べると、各重要点（Ｓ
、）　、　（Ｓ、）における精度がＱ、１１１１１．Ｑ
、３＋＋１１であれば、精度の比が１＝３となりその比
に応じて内分する点を補正の中心点（Ｓ、）とする。

従って、理論上の重要点（Ｓ、）の位置＜ｓｓｘ　＃　
ｓｓｙ＞と、同じく重要点（Ｓ４）の位置（５４Ｘ　、
　５ａｙ）とから判断すると、理論上の補正の中心点（
Ｓ、）の位置（ＳＳｘ　、　５ｓｙ）は、 Ｓｓｘ　＝ａ　Ｓｓｘ　＋　０．１（Ｓａｘ　　５ｓｘ
）／　ｏ、　１　＋　０．３　・・・・・・■Ｓ６Ｙ”
’５ｍ）／＋０．１（５４）’　　５ｓＹ）１０．１＋
０．３　・”−■となる。

そして、この理論上の補正の中心点（Ｓ６）の位置（ｓ
ｓｘ　、　５ａｙ）に対応する基板（２）上の補正の中
心点（ｓ’、）の位置（Ｓ’＝ｘ　、　Ｓ’ｇｙ）を、
前述のマーク（２Ａ）（２Ｂ）と（２Ａ’　）（２Ｂ’
　）との関係を考慮しながら求めると、 Ｓ’　ｓｘ−２Ａ１ｘ　−（２Ａ’１ｘ−ｃｏｓｏ＋２
Ａ’１ｙ−ｓｉｎθ）＋　（Ｓｅｘ　ａ　ｃｏｓθ＋５
ｓ）ｒ　６　ｓｉｎθ）・旧・・■Ｓ’　ｓ　ｙ−（Ｓ
ａｙ　拳　ｃｏｓ　θ　−５，ｘ　ＩＩ　ｓｉｎ　θ　
）＋２Ａ１）ｒ−（２Ａ’１ｙ−ｃｏｓθ−２Ａ’　１
ｘ−ｓｉｎθ）・・・■となる。

一方両マーク（２Ａ）（２Ｂ）と（２Ａ’）（２Ｂ’）
とのズレ量における角度ズしくθ）は θ＝　ａｔｎ（２Ａ’ｌｙ　−２Ｂ’ｌｙ）／　（２Ａ
’ｌｘ　−２８’１ｘ）−ａｔｎ（２Ａ１ｙ　−２Ｂ１
ｙ）／　（２Ａ１ｘ　−２Ｂ１ｘ）　−−−■であり、
前述と同様である。

以上のようにして求められた計算値から、理論上の補正
の中心点（Ｓ−の位ｔ（ｓｓｘ　、　５ａｙ）と、認識
結果に基づく実際の補正の中心点（Ｓ’６）の位置（Ｓ
’、Ｘ　、　Ｓ’ｓｙ）とを前述のように一致するよう
に補正させればよい。

（ト）発明の効果 以上のように本発明は、印刷スクリーンと基板とが設定
きれた任意の位置を補正中心点として位置合わせできる
から、特に精度を高く要求する点（地域）に合わせて補
正でき、使い勝手の良いスクリーン印刷が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を適用したスクリ
ーン印刷機の概略的回路構成図及び平面図、第３図は同
じく本発明のスクリーン印刷機における基板位置規正機
構の動作状態を概略的に示す平面図、第４図乃至第７図
は基板の位置合わせ動作を示す図、第８図は他の例の基
板の位置合わせ動作を示す図である。 （１）・・・吸着テーブル、　（５）・・・Ｘ方向送り
用サーボモータ、　（１８）・・・Ｙ、方向補正用サー
ボモータ、　　（１９）・・・Ｙ、方向補正用サーボモ
ータ、　（２０）・・・認識カメラ、　　（３４）・・
・ＲＡＭ、　　（３６）・・・ＣＰＵ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）印刷スクリーンを介して回路パターンを有するプ
   リント基板に塗布剤を塗布する際前記スクリーンと基板
   とを相対的に位置合わせするスクリーン印刷機に於いて
   、前記スクリーンと基板との相対的位置合わせの補正中
   心点を任意の位置としたことを特徴とするスクリーン印
   刷方法。
2. （２）印刷スクリーンを介して回路パターンを有するプ
   リント基板に塗布剤を塗布する際前記スクリーンと基板
   とを相対的に位置合わせするスクリーン印刷機に於いて
   、前記基板の理論上の位置合わせマークの位置並びに任
   意に設定される理論上の位置合わせの補正中心点の位置
   を記憶する記憶装置と、該記憶装置に記憶された位置合
   わせマークの位置に対応する基板上の実際の位置を認識
   する認識カメラと、該認識カメラで認識された位置合わ
   せマークの認識位置及び前記記憶装置に記憶された理論
   上の位置合わせマークの位置と理論上の補正中心点の位
   置とから基板上の実際の補正中心点を算出する計算装置
   と、該計算装置で算出された実際の補正中心点の位置と
   理論上の補正中心点の位置とを相対的に位置合わせする
   制御装置とを設けて、前記スクリーン基板とを相対的に
   位置合わせすることを特徴とするスクリーン印刷機。