JP5877327B2 - スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷における不良原因の解析装置ならびに不良原因の解析方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板にクリーム半田などのペーストを印刷するスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷における不良原因の解析装置および解析方法に関するものである。

電子部品を基板に実装する部品実装工程では、部品搭載に先立って基板上にクリーム半田などのペーストを印刷するスクリーン印刷作業が行われる。近年電子機器の小型化に伴って小サイズの樹脂製の基板が広い範囲で用いられるようになっており、このような小サイズの基板を対象としたスクリーン印刷作業は一般に複数の基板を対象として一括して行われる場合が多く、複数の小サイズの個片基板をキャリアに保持させる形態が採用される（特許文献１参照）。この特許文献例に示す先行技術では、半田印刷後のキャリアを対象として位置認識マークおよび印刷された半田位置の認識を行い、これらの認識結果と個片基板における電極位置情報に基づいて半田位置ずれデータを各個片基板毎に算出して後工程にフィードフォワードするようにしている。

特開２００８−２９４０３３号公報

しかしながら上述の特許文献例を含め、従来技術ではキャリアに保持された複数の個片基板を対象として一括して半田印刷を行う場合の印刷位置精度を確保するための不良原因を解析することが難しいという課題があった。すなわちスクリーン印刷に際しては、各個片基板に形成された電極とスクリーンマスクに形成されたパターン孔との位置を極力一致させるように位置合わせすることが望まれるが、キャリアに保持された複数の個片基板を対象とする場合には、以下に説明するように電極とパターン孔との位置ずれが複合的な要因によって発生する。

まず個片基板として用いられるＦＰＣなどの樹脂基板は製造後の経時変化によって伸縮しやすい性質を有しており、個片基板自体における電極位置のばらつきが避けられない。また個片基板をキャリアに保持させる作業は人手によって行われることが多いため、保持させる際の位置合わせ精度が保証されずキャリアにおける位置が各個片基板毎に異なる。そしてスクリーン印刷装置において位置決めテーブルに保持されたキャリアをスクリーンマスクに位置合わせする際には、装置固有の機差に起因する誤差が避けられない。このため、スクリーン印刷後の印刷検査において許容範囲を超える印刷位置ずれが検出された場合にあっても、どのような印刷不良原因によって生じたのかを正確に解析することができず、不良対策の立案を適切に行うことが困難であるという問題があった。

そこで本発明は、印刷位置ずれの不良原因を正確に解析して、不良対策の立案を適切に行うことができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷における不良原因の解析装置ならびに解析方法を提供することを目的とする。

本発明のスクリーン印刷装置は、キャリアに保持された状態の複数の個片基板を対象とし、これらの個片基板に形成された電極に部品接合用のペーストを一括して印刷するスクリーン印刷装置であって、前記ペーストが供給されたスクリーンマスク上でスキージを摺動させることにより、基板位置決め部に位置決め保持された前記キャリアの各個片基板に前記スクリーンマスクに形成されたパターン孔を介してペーストを印刷するスクリーン印刷機構と、前記スクリーンマスクに形成されたマスク認識マークおよび前記個片基板に形成された位置基準マークを認識するマーク認識手段と、前記マーク認識手段の認識結果に基づいて前記基板位置決め部を制御することにより、前記スクリーンマスクに対して前記キャリアを位置合わせする位置合わせ制御部と、前記キャリアの位置合わせにおいて用いられる参照データであって、前記パターン孔の配列と前記マスク認識マークとの位置関係を示す印刷位置データおよび前記個片基板における電極と前記位置基準マークとの位置関係を示す電極位置データとを基板品種毎に記憶するデータ記憶部と、印刷後の個片基板を対象として実行される半田検査により取得された各個片基板毎の半田位置ずれの計測結果に基づいて、位置ずれについての不良原因を解析するための不良原因解析処理を実行し解析結果を出力する不良原因解析処理部とを備え、前記不良原因解析処理部は、前記マーク認識手段に特定の個片基板の位置基準マークを認識させる認識制御処理部と、この認識の結果に基づき前記位置合わせ制御部によって前記スクリーンマスクに対して前記キャリアを位置合わせさせる位置合わせ処理部と、前記半田位置ずれの計測結果において、前記特定の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、スクリーン印刷装置によるキャリアの位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、前記特定の個片基板以外の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、キャリアへの個片基板の位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、同一の個片基板における位置ずれのばらつき範囲が許容範囲を超えるならば、個片基板の伸縮に起因する旨の解析結果を出力する解析結果出力処理部とを有する。

本発明のスクリーン印刷における不良原因の解析装置は、キャリアに保持された状態の複数の個片基板を対象とし、これらの個片基板に形成された電極に部品接合用のペーストを一括して印刷するスクリーン印刷装置において、印刷後の個片基板を対象として実行される半田検査により取得された各個片基板毎の半田位置ずれの計測結果に基づいて、位置ずれについての不良原因を解析するための不良原因解析処理を実行し解析結果を出力する不良原因解析装置であって、前記スクリーン印刷装置は、前記ペーストが供給されたスクリーンマスク上でスキージを摺動させることにより、基板位置決め部に位置決め保持された前記キャリアの各個片基板に前記スクリーンマスクに形成されたパターン孔を介してペーストを印刷するスクリーン印刷機構と、前記スクリーンマスクに形成されたマスク認識マークおよび前記個片基板に形成された位置基準マークを認識するマーク認識手段と、前記マーク認識手段の認識結果に基づいて前記基板位置決め部を制御することにより、前記スクリーンマスクに対して前記キャリアを位置合わせする位置合わせ制御部と、前記キャリアの位置合わせにおいて用いられる参照データであって、前記パターン孔の配列と前記マスク認識マークとの位置関係を示す印刷位置データおよび前記個片基板における電極と前記位置基準マークとの位置関係を示す電極位置データとを基板品種毎に記憶するデータ記憶部とを有し、前記マーク認識手段に特定の個片基板の位置基準マークを認識させる認識制御処理部と、この認識結果に基づき前記位置合わせ制御部によって前記スクリーンマスクに対して前記キャリアを位置合わせさせる位置合わせ処理部と、前記半田位置ずれの計測結果において、前記特定の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、スクリーン印刷装置によるキャリアの位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、前記特定の個片基板以外の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、キャリアへの個片基板の位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、同一の個片基板における位置ずれのばらつき範囲が許容範囲を超えるならば、個片基板の伸縮に起因する旨の解析結果を出力する解析結果出力処理部とを備えた。

本発明のスクリーン印刷における不良原因の解析方法は、キャリアに保持された状態の複数の個片基板を対象とし、これらの個片基板に形成された電極に部品接合用のペーストを一括して印刷するスクリーン印刷装置において、印刷後の個片基板を対象として実行された半田検査により取得された各個片基板毎の半田位置ずれの計測結果に基づいて、位置ずれについての不良原因を解析するための不良原因解析処理を実行し解析結果を出力する不良原因の解析方法であって、前記スクリーン印刷装置は、前記ペーストが供給されたスクリーンマスク上でスキージを摺動させることにより、基板位置決め部に位置決め保持された前記キャリアの各個片基板に前記スクリーンマスクに形成されたパターン孔を介してペーストを印刷するスクリーン印刷機構と、前記スクリーンマスクに形成されたマスク認識マークおよび前記個片基板に形成された位置基準マークを認識するマーク認識手段と、前記マーク認識手段の認識結果に基づいて前記基板位置決め部を制御することにより、前記スクリーンマスクに対して前記キャリアを位置合わせする位置合わせ制御部と、前記キャリアの位置合わせにおいて用いられる参照データであって、前記パターン孔の配列と前記マスク認識マークとの位置関係を示す印刷位置データおよび前記個片基板における電極と前記位置基準マークとの位置関係を示す電極位置データとを基板品種毎に記憶するデータ記憶部とを備え、前記マーク認識手段に特定の個片基板の位置基準マークを認識させる認識制御処理工程と、この認識結果に基づき前記位置合わせ制御部によって前記スクリーンマスクに対して前記キャリアを位置合わせさせる位置合わせ処理工程と、前記半田位置ずれの計測結果において、前記特定の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、スクリーン印刷装置によるキャリアの位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、前記特定の個片基板以外の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、キャリアへの個片基板の位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、同一の個片基板における位置ずれのばらつき範囲が許容範囲を超えるならば、個片基板の伸縮に起因する旨の解析結果を出力する解析結果出力処理工程とを含む。

本発明によれば、スクリーン印刷装置に備えられたマーク認識手段に特定の個片基板の位置基準マークを認識させ、この認識結果に基づきスクリーンマスクに対してキャリアを位置合わせさせて印刷を実行した後に各個片基板の半田位置ずれ状態を計測し、この半田位置ずれの計測結果において、特定の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、スクリーン印刷装置によるキャリアの位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、特定の個片基板以外の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、キャリアへの個片基板の位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、同一の個片基板における位置ずれのばらつき範囲が許容範囲を超えるならば、個片基板の伸縮に起因する旨の解析結果を出力することにより、印刷位置ずれの不良原因を正確に解析して、不良対策の立案を適切に行うことができる。

本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置が組み込まれた電子部品実装システムの構成説明図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置による基板認識およびマスク認識の説明図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の生産対象となる多面取り基板の構成説明図 本発明の一実施の形態の電子部品実装システムにおける印刷検査装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷における不良原因の解析処理のフロー図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷における不良原因の解析結果の出力内容を示すフロー図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷における不良原因の解析結果の説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して電子部品実装システム１の全体構成を説明する。図１において電子部品実装システム１は、いずれも電子部品実装用装置であって電子部品実装ライン１ａを構成する印刷装置Ｍ１（スクリーン印刷装置）、印刷検査装置Ｍ２、電子部品搭載装置Ｍ３，Ｍ４の各装置を通信ネットワーク２によって接続し、全体を管理コンピュータ３によって統括制御する構成となっている。

この電子部品実装システム１は、これらの複数の電子部品実装用装置によって、複数の個片基板４１（図４参照）を有する多面取りの基板４に電子部品を半田接合により実装して、実装基板を製造する機能を有するものである。すなわち印刷装置Ｍ１は、基板の電極に電子部品接合用の半田ペーストをスクリーン印刷する。印刷検査装置Ｍ２は、印刷された半田ペーストの印刷状態を検査する。電子部品搭載装置Ｍ３，Ｍ４は、半田ペーストが印刷された個片基板４１に電子部品を搭載する。

次に各装置の構成について説明する。まず図２を参照して、印刷装置Ｍ１の構成について説明する。印刷装置Ｍ１はスクリーン印刷を実行するためのスクリーン印刷機構６、基板位置決め部７および、これらの各部を制御するとともに印刷位置ずれの不良原因を解析する機能を有する制御・解析部９を備えており、通信ネットワーク２に接続された通信部８を介して、他装置や管理コンピュータ３との間で信号の授受が可能となっている。スクリーン印刷機構６はスクリーンマスク１２、スキージ部１３より構成され，基板位置決め部７は位置決めテーブル１０、基板保持部１１，テーブル駆動部１４より構成される。

位置決めテーブル１０上に配設された基板保持部１１は、基板４をクランパ１１ａによって両側から挟み込んで保持する。基板保持部１１の上方には、マスク枠１２ａにマスクプレート１２ｂを展張した構成のスクリーンマスク１２（図３（ｂ）参照）が配設されており、スクリーンマスク１２には個片基板４１の印刷部位に対応したパターン孔１２ｅ（図４参照）が設けられている。テーブル駆動部１４によって位置決めテーブル１０を駆動することにより、基板４はスクリーンマスク１２に対して水平方向および垂直方向に相対移動する。

スクリーンマスク１２の下面と基板保持部１１に保持された基板４の上面との間には、カメラユニット２０がカメラ移動機構（図示省略）によってＸ方向、Ｙ方向に水平移動自在に配設されている。図３（ａ）に示すように、カメラユニット２０は、基板４を上方から撮像するための基板認識カメラ２０ａと、スクリーンマスク１２を下面側から撮像するためのマスク認識カメラ２０ｂとを備えている。

スクリーンマスク１２には、図３（ｂ）に示すように、基板４を対象とする印刷対象エリア１２ｄが設定されており、印刷対象エリア１２ｄの対角位置にはマスク認識マーク１２ｃが形成されている。図３（ｃ）に示すように、印刷対象の基板４は多面取り基板であり、ベースとなる板状のキャリア４０に印刷対象の複数の個片基板４１（ここでは３個）を保持させた構成となっている。キャリア４０の表面には粘着性を有する貼着面が形成されており、樹脂基板より成る個片基板４１を着脱自在に貼着保持することができるようになっている。個片基板４１をキャリア４０に装着する際には、キャリア４０に設けられた位置決めピンなどの位置合わせ手段によって位置合わせした状態で、キャリア４０の貼着面に対して押しつける。

個片基板４１には、図４（ｂ）に示すように、部品接合用の電極４３が複数形成されており、図４（ａ）に示すように、スクリーンマスク１２の印刷対象エリア１２ｄ内には、キャリア４０の所定位置に複数の個片基板４１が保持された状態における電極４３の配列位置に対応して、複数のパターン孔１２ｅが形成されている。それぞれの個片基板４１の対角位置には、１対の位置基準マーク４１ａが形成されており、これらの個片基板４１がキャリア４０の正規位置に正しく装着された状態では、各個片基板４１の位置基準マーク４１ａとキャリア４０の基板認識マーク４ａとの相対位置関係は当該基板４についての印刷位置データによって既知となっている。

カメラ移動機構を駆動してカメラユニット２０を移動させることにより、図３，図４に示すスクリーンマスク１２に形成されたマスク認識マーク１２ｃおよびキャリア４０に形成された基板認識マーク４ａを、それぞれマスク認識カメラ２０ｂ、基板認識カメラ２０ａによって撮像することができる。そしてこの撮像結果を認識処理部１８によって認識処理することにより、マスク認識マーク１２ｃおよび基板認識マーク４ａの位置が検出され、キャリア４０の全体位置が検出される。

また基板認識カメラ２０ａによってそれぞれの個片基板４１の位置基準マーク４１ａを撮像して位置認識することにより、当該個片基板４１の位置が個別に検出される。したがってカメラユニット２０、図示しないカメラ移動機構および認識処理部１８は、スクリーンマスク１２に形成されたマスク認識マーク１２ｃおよび個片基板４１に形成された位置基準マーク４１ａを認識するマーク認識手段を構成する。

スクリーンマスク１２の上方にはスキージ部１３が配置されている。スキージ部１３は、スキージ１３ｃをスクリーンマスク１２に対して昇降させるとともにスクリーンマスク１２に対して所定の印圧で押し付ける昇降押圧機構１３ｂ、スキージ１３ｃを水平移動させるスキージ移動機構１３ａより成る。昇降押圧機構１３ｂ、スキージ移動機構１３ａは、スキージ駆動部１５により駆動される。

基板４をスクリーンマスク１２の下面に当接させた状態で、半田ペースト５が供給されたスクリーンマスク１２上でスキージ１３ｃを所定速度で摺動させることにより、半田ペースト５はパターン孔１２ｅを介して基板位置決め部７に位置決め保持されたキャリア４０の上面の各個片基板４１の電極４３に印刷される。すなわち、本実施の形態においては、スクリーン印刷機構６は個片基板４１に形成された電極４３に部品接合用の半田ペースト５を複数の個片基板４１を対象として一括してスクリーン印刷するようになっている。

制御部１７は、印刷制御部１７ａ、位置合わせ制御部１７ｂを備えており、上述の印刷動作は、制御部１７がスキージ駆動部１５、テーブル駆動部１４を制御することによって行われる。すなわち印刷制御部１７ａがスキージ駆動部１５を制御することによりスキージ１３ｃによるスキージング動作が行われる。そして位置合わせ制御部１７ｂが上述のマーク認識手段の認識結果に基づいて基板位置決め部７を制御することにより、キャリア４０がスクリーンマスク１２に対して位置合わせされる。

データ記憶部１６には上述の制御に際して参照される印刷位置データ１６ａ、電極位置データ１６ｂが記憶されている。印刷位置データ１６ａは、パターン孔１２ｅの配列とマスク認識マーク１２ｃとの位置関係を示すデータである。電極位置データ１６ｂは、個片基板４１における電極４３と位置基準マーク４１ａとの位置関係を示すデータであり、これらのデータはいずれも基板品種毎に記憶される。

またデータ記憶部１６には、印刷位置ずれの不良原因の解析に用いられる解析用データ１６ｃが記憶されており、さらに印刷検査装置Ｍ２によって印刷後の個片基板４１を対象とする半田検査で取得された各個片基板４１毎の半田位置ずれの計測結果が記憶される。データ記憶部１６、制御部１７、認識処理部１８とともに制御・解析部９（不良原因の解析装置）を構成する不良原因解析処理部１９は、データ記憶部１６に記憶された半田位置ずれの計測結果に基づいて、不良原因を解析するための不良原因の解析処理を実行し、解析結果を出力する機能を有している。

不良原因解析処理部１９は、認識制御処理部１９ａ、位置合わせ処理部１９ｂ、解析実行処理部１９ｃおよび解析結果出力処理部１９ｄの各処理機能を備えている。認識制御処理部１９ａは、マーク認識手段に特定の個片基板４１、すなわちスクリーンマスク１２に対してキャリア４０を位置合わせする際の位置合わせの基準として用いられる個片基板４１の位置基準マーク４１ａを認識させる。

位置合わせ処理部１９ｂは、この認識の結果に基づき位置合わせ制御部１７ｂによってスクリーンマスク１２に対してキャリア４０を位置合わせさせる。解析実行処理部１９ｃはこのようにして位置合わせされた状態でスクリーン印刷が実行された基板４を印刷検査装置Ｍ２によって検査する半田検査で取得された半田位置ずれの計測結果に基づいて、不良原因の解析処理のための演算を実行する。解析結果出力処理部１９ｄは、実行された解析結果を出力する処理を行う。

次に、図５を参照して、印刷検査装置Ｍ２について説明する。図５において、印刷検査装置Ｍ２は、印刷検査を実行するための印刷検査部２１を備えている。印刷検査部２１は、搬送レール２２によって搬送され基板搬送位置決め部２４によって検査位置に搬送位置決めされた印刷後の基板４をカメラ２３によって撮像することにより、印刷後の個片基板４１を対象として所定の半田検査を行う。

搬送レール２２に保持された基板４の上方には、カメラ２３が配設されており、カメラ２３による撮像結果を認識処理部２８によって認識処理することにより、半田ペースト５の印刷状態の検査、すなわち印刷対象の電極４３に半田ペースト５が位置ずれなく規定の半田量で正しく印刷されているか否かの良否判定が各個片基板４１について行われる。この半田検査では、各個片基板４１毎の半田位置ずれ量が計測され、計測結果が印刷装置Ｍ１に対して出力される。そして印刷装置Ｍ１では、この半田位置ずれの計測結果に基づいて、位置ずれについての不良原因を解析するための不良原因解析処理が実行される。

カメラ２３はカメラ移動手段（図示省略）によって水平面内で移動可能となっており、基板４の任意位置を個片基板４１ごとに検査することができる。認識処理部２８による認識結果は、検査処理部２７によって検査データ記憶部２６に記憶された判定データを用いて良否判定され、半田検査結果データとして個片基板４１ごとに出力される。出力された半田検査結果データや半田位置ずれの計測結果は、通信部２９、通信ネットワーク２を介して、管理コンピュータ３や他装置に転送される。検査制御部２５は、基板搬送位置決め部２４，カメラ２３を制御することにより、検査動作を制御する。

次に、印刷装置Ｍ１によって実行されるスクリーン印刷における不良原因の解析処理について、図６，図７のフローに則して説明する。まず印刷準備作業として、複数の個片基板４１をキャリア４０に保持させる（ＳＴ１）。次いで、個片基板４１を保持したキャリア４０を印刷装置Ｍ１に搬入し、基板保持部１１に保持させる（ＳＴ２）。この後、マーク認識手段によって、マスク認識マーク１２ｃおよび予め指定された特定の個片基板４１の位置基準マーク４１ａを認識する（ＳＴ３）（認識制御処理工程）。

そしてこの認識結果に基づいて、スクリーンマスク１２に対してキャリア４０を位置合わせする（ＳＴ４）（位置合わせ処理工程）。ここでは、位置合わせの基準として用いられる特定の個片基板４１の位置基準マーク４１ａの正規位置に対する位置ずれ量を認識結果より求め、キャリア４０全体をこの位置ずれ量だけ補正してスクリーンマスク１２に対して位置合わせする。すなわち位置合わせ目標として、特定の個片基板４１の電極４３がスクリーンマスク１２において対応するパターン孔１２ｅに一致するように位置合わせする。次いでスクリーン印刷機構６を駆動して半田印刷を実行し（ＳＴ５）、パターン孔１２ｅを介して電極４３上に半田ペースト５を印刷する。

この後、半田印刷後の基板４は印刷検査装置Ｍ２に搬入され、半田検査が実行される。この半田検査は、基板認識カメラ２０ａによって各個片基板４１を撮像することによって行われ、まず各個片基板４１について位置基準マーク４１ａを認識して位置を検出し（ＳＴ６）、検出された位置基準マーク４１ａの位置を基準として、半田位置ずれ計測を行う（ＳＴ７）。すなわち図８に示すように、個片基板４１の各電極４３に印刷された半田ペースト５の正規位置に対する位置ずれ量ｄ（ｉ）を計測する。そして取得された半田位置ずれの計測結果は印刷装置Ｍ１に伝達され、データ記憶部１６に記憶される。

次いで、記憶された半田位置ずれの計測結果に基づき、不良原因解析処理部１９によって不良原因の解析処理が実行される（ＳＴ８）。この解析処理では、予め指定された特定の個片基板４１を基準としてキャリア４０とスクリーンマスク１２とを位置合わせした状態における半田位置ずれ状態に基づいて、位置ずれの要因を推定する。そして解析結果は図８に示す判断基準に従って３通りに出力される（ＳＴ９）（解析結果出力処理工程）。

ここで不良原因の解析処理にて用いられる特定の個片基板４１の意義について説明する。前述のように特定の個片基板４１は、スクリーンマスク１２に対してキャリア４０を位置合わせする際の位置合わせ基準として用いられることから、基板４を構成する複数の個片基板４１を全体として見た場合に、各電極４３における印刷位置ずれが総体的に一番小さくなるような個片基板４１を意味している。

この特定の個片基板４１を定めるには幾通りの方法を用いることができる。例えば最も簡便な方法としては、基板４を構成する複数の個片基板４１のうち、これらの個片基板４１のキャリア４０への装着位置ずれ状態を平均的に示していると判断される個片基板４１を目視によって見出し、この個片基板４１を特定の個片基板４１としてもよい。

また、より厳密な意味で印刷位置ずれを総体的に極小としたい場合には、位置ずれ量演算シミュレーションを各個片基板４１毎に行った結果に基づいて特定の個片基板４１を決定するようにしてもよい。すなわち、キャリア４０に装着された複数の個片基板４１の全てについて位置基準マーク４１ａおよび電極４３の位置を計測し、複数の個片基板４１のうちいずれか１つを特定の個片基板４１として位置合わせを行った場合の位置ずれ量の平均値を求める。そしてこの平均値が最も小さくなる結果を与える個片基板４１を、位置合わせ基準としての特定の個片基板４１とする。

この不良原因の解析処理の実行例について、図７，図８を参照して説明する。ここでは、キャリア４０に装着された３つの個片基板４１（１）（２）（３）のうち、中央に位置する個片基板４１（２）が、上述の特定の個片基板４１（２）＊に指定された例を示している。図７に示すように、まず半田位置ずれの計測結果において、特定の個片基板４１（２）＊について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたか否かを判定する（ＳＴ１１）。

ここに示す例では図８（ａ）のように、特定の個片基板４１（２）＊の複数の電極４３における位置ずれ量ｄ１（ｉ）が、データ記憶部１６に解析用データ１６ｃとして記憶された規定範囲を超えており、個片基板４１（２）＊について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたと判定される。この場合には位置決め基準とされた個片基板４１（２）＊に規定範囲外の位置ずれが生じていることから、この位置ずれは印刷装置Ｍ１によるキャリア４０のスクリーンマスク１２への位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力する（ＳＴ１２）。そしてこの解析結果に対応して、印刷装置Ｍ１においては警告表示や、基板位置決め部７を駆動する際のマシンパラメータの補正処理を促す表示がなされる。

次に（ＳＴ１１）の判定がＮＯの場合には、特定の個片基板４１（２）＊以外の個片基板４１について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたか否かを判定する（ＳＴ１３）。ここに示す例では図８（ｂ）のように、特定の個片基板４１（２）＊以外の個片基板４１（１）の複数の電極４３における位置ずれ量ｄ２（ｉ）が予め規定された規定範囲を超えており、特定の個片基板４１（２）＊以外の個片基板４１（１）について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたと判定される。

この場合には位置決め基準とされた個片基板４１（２）＊については正しく印刷されていることから、キャリア４０のスクリーンマスク１２への位置合わせ不良に起因する不良とは考えられず、キャリア４０への個片基板４１（１）の位置合わせ不良に起因する旨の解析結果が出力される（ＳＴ１４）。そしてこの解析結果に対応して、キャリア４０に個片基板４１を装着する作業工程において作業方法の適否確認を促す警告表示や、工程能力を数値的に算出することを促すなどの対応指示表示がなされる。

次に（ＳＴ１３）の判定がＮＯの場合には、同一の個片基板４１における位置ずれのばらつき範囲が許容範囲を超えるか否かを判定する（ＳＴ１５）。ここに示す例では図８（ｃ）のように、個片基板４１（３）の複数の電極４３における位置ずれ量ｄ３（ｉ）（ｊ）が逆方向となって、位置ずれ量のばらつき範囲がデータ記憶部１６に解析用データ１６ｃとして記憶された許容範囲を超えている。したがって、同一の個片基板４１（３）における位置ずれのばらつき範囲が許容範囲を超えると判定される。

この場合には位置決め基準とされた個片基板４１（２）＊については正しく印刷されており、さらにキャリア４０への個片基板４１（１）の位置合わせ不良にも該当しないことから、個片基板４１（３）の伸縮に起因する旨の解析結果が出力される（ＳＴ１６）。そしてこの解析結果に対応して、スクリーンマスク１２の設計における伸縮代の考慮を求めるフィードバックや、個片基板４１の伸縮管理面での工程能力を数値的に算出することを促すなどの対応指示表示がなされる。

なお上記実施の形態では、印刷検査装置Ｍ２による半田検査において半田位置ずれを計測する例を示したが、半田位置ずれの計測を印刷装置Ｍ１において実行するようにしてもよい。この場合には、半田印刷後に基板認識カメラ２０ａによって基板４を撮像した結果を認識処理することにより、半田位置ずれを計測する。すなわちこの例では、印刷装置Ｍ１に半田検査を実行する検査部を備えた構成となっている。

また本実施の形態では、不良原因の解析装置としての制御・解析部９を印刷装置Ｍ１に組み込んだ例を示しているが、図３に示す制御・解析部９の機能を印刷検査装置Ｍ２に設けるようにしてもよい。この場合には、印刷検査装置Ｍ２に設けられた不良原因の解析装置としての制御・解析部９の機能によって、印刷装置Ｍ１のスクリーン印刷機構、マーク認識手段、位置合わせ制御部を制御することにより、不良原因の解析を目的とするスクリーン印刷動作が実行される。

本発明のスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷における不良原因の解析装置ならびに解析方法は、印刷位置ずれの不良原因を正確に解析して、不良対策の立案を適切に行うことができるという効果を有し、スクリーン印刷によって基板にペーストを印刷する印刷分野や、印刷されたペーストの印刷状態を検査する印刷検査の分野において有用である。

１ 電子部品実装システム
４ 基板
５ 半田ペースト
６ スクリーン印刷機構
７ 基板位置決め部
９ 制御・解析部（不良原因の解析装置）
１２ スクリーンマスク
１２ａ マスク枠
１２ｂ マスクプレート
１３ スキージ部
４０ キャリア
４１ 個片基板
４１ａ 位置基準マーク
４３ 電極
Ｍ１ 印刷装置
Ｍ２ 印刷検査装置
Ｍ３ 電子部品搭載装置

Claims (5)

1. キャリアに保持された状態の複数の個片基板を対象とし、これらの個片基板に形成された電極に部品接合用のペーストを一括して印刷するスクリーン印刷装置であって、
   前記ペーストが供給されたスクリーンマスク上でスキージを摺動させることにより、基板位置決め部に位置決め保持された前記キャリアの各個片基板に前記スクリーンマスクに形成されたパターン孔を介してペーストを印刷するスクリーン印刷機構と、
   前記スクリーンマスクに形成されたマスク認識マークおよび前記個片基板に形成された位置基準マークを認識するマーク認識手段と、
   前記マーク認識手段の認識結果に基づいて前記基板位置決め部を制御することにより、前記スクリーンマスクに対して前記キャリアを位置合わせする位置合わせ制御部と、
   前記キャリアの位置合わせにおいて用いられる参照データであって、前記パターン孔の配列と前記マスク認識マークとの位置関係を示す印刷位置データおよび前記個片基板における電極と前記位置基準マークとの位置関係を示す電極位置データとを基板品種毎に記憶するデータ記憶部と、
   印刷後の個片基板を対象として実行される半田検査により取得された各個片基板毎の半田位置ずれの計測結果に基づいて、位置ずれについての不良原因を解析するための不良原因解析処理を実行し解析結果を出力する不良原因解析処理部とを備え、
   前記不良原因解析処理部は、前記マーク認識手段に特定の個片基板の位置基準マークを認識させる認識制御処理部と、
   この認識の結果に基づき前記位置合わせ制御部によって前記スクリーンマスクに対して前記キャリアを位置合わせさせる位置合わせ処理部と、
   前記半田位置ずれの計測結果において、前記特定の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、スクリーン印刷装置によるキャリアの位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、
   前記特定の個片基板以外の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、キャリアへの個片基板の位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、
   同一の個片基板における位置ずれのばらつき範囲が許容範囲を超えるならば、個片基板の伸縮に起因する旨の解析結果を出力する解析結果出力処理部とを有することを特徴とするスクリーン印刷装置。
2. 前記半田検査を実行する検査部を備えたことを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷装置。
3. キャリアに保持された状態の複数の個片基板を対象とし、これらの個片基板に形成された電極に部品接合用のペーストを一括して印刷するスクリーン印刷装置において、印刷後の個片基板を対象として実行される半田検査により取得された各個片基板毎の半田位置ずれの計測結果に基づいて、位置ずれについての不良原因を解析するための不良原因解析処理を実行し解析結果を出力する不良原因解析装置であって、
   前記スクリーン印刷装置は、前記ペーストが供給されたスクリーンマスク上でスキージを摺動させることにより、基板位置決め部に位置決め保持された前記キャリアの各個片基板に前記スクリーンマスクに形成されたパターン孔を介してペーストを印刷するスクリーン印刷機構と、前記スクリーンマスクに形成されたマスク認識マークおよび前記個片基板に形成された位置基準マークを認識するマーク認識手段と、前記マーク認識手段の認識結果に基づいて前記基板位置決め部を制御することにより、前記スクリーンマスクに対して前記キャリアを位置合わせする位置合わせ制御部と、前記キャリアの位置合わせにおいて用いられる参照データであって、前記パターン孔の配列と前記マスク認識マークとの位置関係を示す印刷位置データおよび前記個片基板における電極と前記位置基準マークとの位置関係を示す電極位置データとを基板品種毎に記憶するデータ記憶部とを有し、
   前記マーク認識手段に特定の個片基板の位置基準マークを認識させる認識制御処理部と、
   この認識結果に基づき前記位置合わせ制御部によって前記スクリーンマスクに対して前記キャリアを位置合わせさせる位置合わせ処理部と、
   前記半田位置ずれの計測結果において、前記特定の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、スクリーン印刷装置によるキャリアの位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、
   前記特定の個片基板以外の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、キャリアへの個片基板の位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、
   同一の個片基板における位置ずれのばらつき範囲が許容範囲を超えるならば、個片基板の伸縮に起因する旨の解析結果を出力する解析結果出力処理部とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷における不良原因の解析装置。
4. 前記スクリーン印刷装置の下流には前記半田検査を行う検査装置が連結されており、この検査装置が前記不良原因解析装置を兼務することを特徴とする請求項３に記載のスクリーン印刷における不良原因の解析装置。
5. キャリアに保持された状態の複数の個片基板を対象とし、これらの個片基板に形成された電極に部品接合用のペーストを一括して印刷するスクリーン印刷装置において、印刷後の個片基板を対象として実行された半田検査により取得された各個片基板毎の半田位置ずれの計測結果に基づいて、位置ずれについての不良原因を解析するための不良原因解析処理を実行し解析結果を出力する不良原因の解析方法であって、
   前記スクリーン印刷装置は、前記ペーストが供給されたスクリーンマスク上でスキージを摺動させることにより、基板位置決め部に位置決め保持された前記キャリアの各個片基板に前記スクリーンマスクに形成されたパターン孔を介してペーストを印刷するスクリーン印刷機構と、前記スクリーンマスクに形成されたマスク認識マークおよび前記個片基板に形成された位置基準マークを認識するマーク認識手段と、前記マーク認識手段の認識結果に基づいて前記基板位置決め部を制御することにより、前記スクリーンマスクに対して前記キャリアを位置合わせする位置合わせ制御部と、前記キャリアの位置合わせにおいて用いられる参照データであって、前記パターン孔の配列と前記マスク認識マークとの位置関係を示す印刷位置データおよび前記個片基板における電極と前記位置基準マークとの位置関係を示す電極位置データとを基板品種毎に記憶するデータ記憶部とを備え、
   前記マーク認識手段に特定の個片基板の位置基準マークを認識させる認識制御処理工程と、
   この認識結果に基づき前記位置合わせ制御部によって前記スクリーンマスクに対して前記キャリアを位置合わせさせる位置合わせ処理工程と、
   前記半田位置ずれの計測結果において、前記特定の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、スクリーン印刷装置によるキャリアの位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、
   前記特定の個片基板以外の個片基板について予め規定された規定範囲外の位置ずれが検出されたならば、キャリアへの個片基板の位置合わせ不良に起因する旨の解析結果を出力し、
   同一の個片基板における位置ずれのばらつき範囲が許容範囲を超えるならば、個片基板の伸縮に起因する旨の解析結果を出力する解析結果出力処理工程とを含むことを特徴とするスクリーン印刷における不良原因の解析方法。

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