JP5053913B2 - スクリーン印刷機における基板の位置及び角度補正装置 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーン印刷機における基板の位置及び角度補正装置に関するものである。

スクリーン印刷機は、マスク上のペースト状印刷材をスキージによってマスクのマスク孔から押し出し、基板に所定のパターンを印刷するものである。そして、基板の所定位置に正確にパターンを印刷するためには、マスクに対する基板の位置及び角度が正確でなければならない。

このために、スクリーン印刷機においては、基板の上面に表示された位置及び角度確認用マークを読み取るためのカメラ装置と、基板を支持すると共にＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の移動とθ方向の回転を行う基板支持台とが備えられている。

ところで、基板の位置及び角度を適正な位置及び角度に補正するには、斯かる基板支持台をもって基板を動かすことによって行うが、例えば特開２００１−６２９９５号公開公報（特許文献１）の図２（本願の図８）に示す如く、基板支持台１００は、上面の所定箇所に位置及び角度確認用マーク１０１ａ、１０１ａを表示した基板１０１を図示しないコンベアから受け取って支持する支持枠１０２と、該支持枠１０２を基板の進行方向（Ｘ軸方向）及びこれと直交する方向（Ｙ軸方向）、垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させると共に水平方向（θ方向）にも回転させる移動支持台１０３とかなるものであり、そして該移動支持台１０３は駆動源として３個のサーボモータを必要とすることからコストが高くつくという問題点があった。尚、図８において１０４はマスク、１０５はマスク孔、１０６はマスク枠、１０７はスキージである。また、カメラ装置は図示を省略している。

特開２００１−６２９９５号公開公報

また、スクリーン印刷機においてはチップ状に個片化された基板を搬送トレーに整列して保持させ、該搬送トレーを印刷テーブル上に整列して保持し、各搬送トレーの夫々の基板を同時に印刷する場合があり、図９乃至図１２にはその場合を示している。

１１０はスクリーン印刷機における印刷テーブルである。１１１はチップ状に個片化された基板であり、上面の所定箇所に位置及び角度確認用マーク１１１ａ、１１１ａを表示している。１１２は前記チップ状に個片化された基板１１１を整列させて保持する搬送トレーであり、上面の適所に所定の間隔で基板受容凹部１１３を設けている。

１１４は前記印刷テーブル１１０の上面の適所に所定の間隔で配設された、４個一組の可動受け台１１４Ａと、該可動受け台１１４Ａの中央下部に設置された吸着装置１１４Ｂとからなる治具であり、前記搬送トレー１１２の夫々を整列して保持するものである。また、該可動受け台１１４Ａは、夫々が軸１１４ａを回動支点として所定のタイミングで内外方向に回動し、前後左右の外側から挟み込むようにして前記搬送トレー１１２を保持するものである。そしてこのとき搬送トレー１１２は該可動受け台１１４Ａの内側の段部１１４ｂに受け支えられるものである。また、前記吸着装置１１４Ｂは、所定のタイミングで上昇し、前記可動受け台１１４Ａに受け支えられた搬送トレー１１２の下面を吸着するものである。

ところで、チップ状に個片化された基板１１１は、搬送トレー１１２の基板受容凹部１１３のサイズに合わせて作られるが、チップ状に個片化する際の工程でバラツキが出て全てが同一のサイズではない。±２０μｍ程度の違いが出る。このため、基板１１１によっては搬送トレー１１２の各基板受容凹部１１３内において遊びが生じ、搬送トレー１１２の基板受容凹部１１３の中心位置に且つ正しい角度になっていない場合が生じる。即ち、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向にズレる場合がある。例えば図１２に示す如く、基板１１１が基板受容凹部１１３内においてその中心が図上右側や右の上下側にずれたり（ａの場合）、或いは図上左側や左の上下側にずれたり（ｂの場合）、更には傾いた状態となったり（ｃの場合）するものが出る。そして、この状態において一つの搬送トレー１１２における全ての基板１１１に同時に印刷すると、基板１１１によってはマスクに対する位置が適正でないため正規の位置からずれた位置に印刷されたり、向きがずれたり、印刷ムラが生じたりすることになる。このため、従来この点の改善が要望されていたが、これを具体化した例はなく、且つ特許文献にも見当たらない。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、マスクに対する基板の位置及び角度の補正手段を、従来より簡略化した構成とし、もって大幅なコストの軽減を図ることができると共に、チップ状に個片化された基板を搬送トレーに整列して保持させ、該搬送トレーを印刷テーブル上に整列して保持し、各搬送トレーの夫々の基板を同時に印刷する場合にも対応することができるようになしたスクリーン印刷機における基板の位置及び角度補正装置を提供しようとするものである。

而して、本発明の要旨とするところは、上面の所定箇所に位置及び角度確認用マークを表示した基板を保持する印刷テーブルにおける前記基板の直下位置に設置した、真空装置に接続し、適宜のタイミングで上昇して前記基板を押し上げると共に適宜のタイミングで前記基板の吸引、停止を行う下部吸着装置と、前記印刷テーブル上において所定のタイミングで前記基板上に移動する移動架台と、前記移動架台に設置し、前記基板に表示した位置及び角度確認用マークを読み取るカメラ装置と、前記カメラ装置で読み取った基板の位置及び角度確認用マークから基板の位置及び角度を確認し、予め設定されたマスクと対応する適正位置及び角度と照合してズレの程度を判定するズレ判定装置と、前記移動架台に設置し、適宜のタイミングで昇降して前記基板の吸引、停止を行うと共に基板を吸引して上昇した状態において前記ズレ判定装置による判定結果を基にＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向のズレ補正動作を行う上部吸着装置とをもって構成した位置決めユニットとからなるスクリーン印刷機における基板の位置及び角度補正装置にある。

また、上記構成において、複数の基板に同時に印刷する場合には、印刷テーブルに複数の基板を所定の間隔で整列して保持し、移動架台を前記複数の基板の間隔に合わせたストロークでＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能とするものである。

また、上記複数の基板に同時に印刷する場合であって、印刷テーブルに複数の基板を所定の間隔で整列して保持するようになすには、印刷テーブルに、コンベアから基板を受け取って支持する複数の基板支持枠を所定の間隔で整列して設けるか、或いは中央部を貫通孔とした複数の基板受容凹部を所定間隔で整列して設けた搬送トレーにおける前記基板受容凹部に基板を受容し、該搬送トレーを介して行うものである。

本発明は、上記の如き構成であり、マスクに対する基板の位置及び角度の補正手段を、従来より簡略化した構成としたから、大幅なコストの軽減を図ることができるものである。加えてチップ状に個片化された基板を搬送トレーに整列して保持させ、該搬送トレーを印刷テーブル上に整列して保持し、各搬送トレーの夫々の基板を同時に印刷する場合にも対応することができるものである。

以下、本発明に係るスクリーン印刷機における基板の位置及び角度補正装置を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

図１は本発明に係るスクリーン印刷機における基板の位置及び角度補正装置の第１実施形態の概略的説明図、図２は要部の拡大斜視図、図３は位置決めユニットを省略して示した平面図、図４は作用説明図である。

本実施形態は、複数の基板に同時に印刷する場合であって、印刷テーブルに複数の基板を所定の間隔で整列して保持する場合である。尚、個々の基板ごとに印刷を行う場合にも対応することができるが、略同様の構成、作用であるから説明は省略する。

而して、本実施形態は、印刷テーブル１の上面にコンベア（図示せず。）から基板を受け取って支持する複数の基板支持枠２、２、２を所定の間隔で整列して設けている。また基板３は、その上面の所定箇所に位置及び角度確認用マーク３ａ、３ａを表示している。

４は基板の位置及び角度補正装置である。また、該基板の位置及び角度補正装置４は、前記基板３を前記基板支持枠２を介して保持する印刷テーブル１における前記基板３の直下位置に設置した、真空装置（図示せず。）に接続し、適宜のタイミングで上昇して前記基板３を押し上げると共に適宜のタイミングで前記基板３の吸引、停止を行う下部吸着装置５と、前記印刷テーブル１上において所定のタイミングで前記基板３上に移動する移動架台７と、前記移動架台７に設置し、前記基板３に表示した位置及び角度確認用マーク３ａ、３ａを読み取るカメラ装置８と、前記カメラ装置８で読み取った基板３の位置及び角度確認用マーク３ａ、３ａから基板３の位置及び角度を確認し、予め設定されたマスクと対応する適正位置及び角度と照合してズレの程度を判定するズレ判定装置９と、前記移動架台７に設置し、適宜のタイミングで昇降して前記基板３の吸引、停止を行うと共に基板３を吸引して上昇した状態において前記ズレ判定装置９による判定結果を基にＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向のズレ補正動作を行う上部吸着装置１０とをもって構成した位置決めユニット６とからなるものである。また、前記移動架台７は、前記複数の基板３の間隔に合わせたストロークでＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能となしている。

次に、本実施形態に係る基板の位置及び角度補正装置４の作用について説明する。
図４（ａ）はコンベアによって移送された基板３を基板支持枠２を介して印刷テーブル１上に保持した状態を示すものである。

次に、図４（ｂ）に示す如く、各基板３に対応する全ての下部吸着装置５が一斉に所定の位置まで上昇し、基板３を吸引してこれを水平状態において基板支持枠２から押し上げる。また、該下部吸着装置５は、基板３を押し上げた位置において停止し、そして基板３の全てに同時に印刷するまでその状態を維持する。

次に、図４（ｃ）に示す如く、位置決めユニット６の移動架台７が一つの基板３の直上の位置に移動し、カメラ装置８によって基板３の位置及び角度確認用マーク３ａ、３ａを読み取る。そして、ズレ判定装置９によってカメラ装置８で読み取った基板３の位置及び角度確認用マーク３ａ、３ａから基板３の位置及び角度を確認し、予め設定されたマスクと対応する印刷ズレの起こらない適正位置及び角度と照合してズレの程度を判定する。

次に、図４（ｄ）に示す如く、上部吸着装置１０が下降して基板３を吸引する。そして、図４（ｅ）に示す如く、基板３を吸引して所定の位置まで上昇し、この位置において該上部吸着装置１０が前記ズレ判定装置９による判定結果を基にＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向のズレ補正動作を行う。

次に、図４（ｆ）に示す如く、上部吸着装置１０が再び下降して基板３の吸引を停止し、またこれと同期して下部吸着装置５が基板３を吸着する。

最後に、図４（ｇ）に示す如く、上部吸着装置１０が上昇して補正作業が完了する。この後位置決めユニット６の移動架台７が次に処理すべき基板３の直上の位置に移動し、前記図４（ｃ）以降の動作を行う。そして、斯かる作業を順次繰り返し、全ての基板３について補正作業が完了したら、その位置において全ての基板３に対して同時に印刷を行うものである。

斯くして印刷が完了した基板は、下部吸着装置５と共に下降して再び印刷テーブル上に保持され、その吸着を解かれた後、次の工程に移送される。

次に、図５乃至図７に示した本発明の第２実施形態について説明する。

本実施形態は、前記第１実施形態と同様に複数の基板に同時に印刷する場合であって、印刷テーブルに複数の基板を所定の間隔で整列して保持する場合である。

而して、本実施形態は、中央部を貫通孔１１ａとした複数の基板受容凹部１１、１１、１１・・・を所定間隔で整列して設けた搬送トレー１２における前記基板受容凹部１１、１１、１１・・・に基板３を受容し、該搬送トレー１２を介して印刷テーブル１に複数の基板３を所定の間隔で整列して保持するようになしている。また、本実施形態における搬送トレー１２は、３行８列に整列して基板受容凹部１１、１１、１１・・・を設けている。尚、１３は印刷テーブル１の上面に設けた搬送トレー１２の保持部材である。

次に、本実施形態における基板の位置及び角度補正装置４の作用について説明する。
図７（ａ）は搬送トレー１２が移送されて印刷テーブル１上に保持された状態を示すものであり、夫々の基板３は該搬送トレー１２の基板受容凹部１１内に保持されている。

次に、図７（ｂ）に示す如く、各基板３に対応する全ての下部吸着装置５が一斉に所定の位置まで上昇し、基板３を吸引してこれを水平状態において基板受容凹部１１から押し上げる。また、該下部吸着装置５は、基板３を押し上げた位置において停止し、そして基板３の全てに同時に印刷するまでその状態を維持する。

次に、図７（ｃ）に示す如く、位置決めユニット６の移動架台７が一つの基板３の直上の位置に移動し、カメラ装置８によって基板３の位置及び角度確認用マーク３ａ、３ａを読み取る。そして、ズレ判定装置９によってカメラ装置８で読み取った基板３の位置及び角度確認用マーク３ａ、３ａから基板３の位置及び角度を確認し、予め設定されたマスクに対応する印刷ズレの起こらない適正位置及び角度と照合してズレの程度を判定する。

次に、図７（ｄ）に示す如く、上部吸着装置１０が下降して基板３を吸引する。そして、図７（ｅ）に示す如く、基板３を吸引して所定の位置まで上昇し、この位置において該上部吸着装置１０が前記ズレ判定装置９による判定結果を基にＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向のズレ補正動作を行う。

次に、図７（ｆ）に示す如く、上部吸着装置１０が再び下降して基板３の吸引を停止し、またこれと同期して下部吸着装置５が基板３を吸着する。

最後に、図７（ｇ）に示す如く、上部吸着装置１０が上昇して補正作業が完了する。この後位置決めユニット６の移動架台７が次に処理すべき基板３の直上の位置に移動し、前記図７（ｃ）以降の動作を行う。そして、斯かる作業を順次繰り返し、一つの搬送トレー１２の全ての基板３について補正作業が完了したら、その位置において、即ち搬送トレー１２の上方において全ての基板３に対して同時に印刷を行うものである。

斯くして印刷が完了した基板は、下部吸着装置５と共に下降して再び搬送トレー上に保持され、その吸着を解かれた後、次の工程に移送される。

本発明に係るスクリーン印刷機における基板の位置及び角度補正装置の第１実施形態の概略的説明図である。 同要部の拡大斜視図である。 位置決めユニットを省略して示した同平面図である。 同作用説明図である。 本発明に係るスクリーン印刷機における基板の位置及び角度補正装置の第２実施形態の概略的説明図である。 位置決めユニットを省略して示した同平面図である。 同作用説明図である。 従来の基板支持台の説明図である。 従来の搬送トレーを介して複数の基板を印刷テーブル上に保持する場合の印刷テーブルの平面図である。 同治具部分の拡大平面図である。 同治具部分の拡大断面図である。 搬送トレーの基板受容凹部内における基板の状態の説明図である。

符号の説明

１ 印刷テーブル
２ 基板支持枠
３ 基板
４ 基板の位置及び角度補正装置
５ 下部吸着装置
６ 位置決めユニット
７ 移動架台
８ カメラ装置
９ ズレ判定装置
１０ 上部吸着装置
１１ 基板受容凹部
１２ 搬送トレー

Claims (4)

1. 上面の所定箇所に位置及び角度確認用マークを表示した基板を保持する印刷テーブルにおける前記基板の直下位置に設置した、真空装置に接続し、適宜のタイミングで上昇して前記基板を押し上げると共に適宜のタイミングで前記基板の吸引、停止を行う下部吸着装置と、前記印刷テーブル上において所定のタイミングで前記基板上に移動する移動架台と、前記移動架台に設置し、前記基板に表示した位置及び角度確認用マークを読み取るカメラ装置と、前記カメラ装置で読み取った基板の位置及び角度確認用マークから基板の位置及び角度を確認し、予め設定されたマスクと対応する適正位置及び角度と照合してズレの程度を判定するズレ判定装置と、前記移動架台に設置し、適宜のタイミングで昇降して前記基板の吸引、停止を行うと共に基板を吸引して上昇した状態において前記ズレ判定装置による判定結果を基にＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向のズレ補正動作を行う上部吸着装置とをもって構成した位置決めユニットとからなるスクリーン印刷機における基板の位置及び角度補正装置。
2. 印刷テーブルに複数の基板を所定の間隔で整列して保持し、移動架台を前記複数の基板の間隔に合わせたストロークでＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能となした請求項１記載のスクリーン印刷機における基板の位置及び角度補正装置。
3. 印刷テーブルに、コンベアから基板を受け取って支持する複数の基板支持枠を所定の間隔で整列して設け、該複数の基板支持枠を介して印刷テーブルに複数の基板を所定の間隔で整列して保持するようになした請求項２記載のスクリーン印刷機における基板の位置及び角度補正装置。
4. 中央部を貫通孔とした複数の基板受容凹部を所定間隔で整列して設けた搬送トレーにおける前記基板受容凹部に基板を受容し、該搬送トレーを介して印刷テーブルに複数の基板を所定の間隔で整列して保持するようになした請求項２記載のスクリーン印刷機における基板の位置及び角度補正装置。
   

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