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KR101690998B1 - 인쇄 페이스트로, 기판, 특히 인쇄 회로 기판을 인쇄하는 방법 및 장치 - Google Patents

인쇄 페이스트로, 기판, 특히 인쇄 회로 기판을 인쇄하는 방법 및 장치 Download PDF

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KR101690998B1
KR101690998B1 KR1020127012169A KR20127012169A KR101690998B1 KR 101690998 B1 KR101690998 B1 KR 101690998B1 KR 1020127012169 A KR1020127012169 A KR 1020127012169A KR 20127012169 A KR20127012169 A KR 20127012169A KR 101690998 B1 KR101690998 B1 KR 101690998B1
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KR
South Korea
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printing
substrate
inspection unit
screen
inspection
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KR1020127012169A
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Inventor
토르스텐 베젤란
Original Assignee
에크라 우토메티세룬시스템 게엠베하
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Publication date
Application filed by 에크라 우토메티세룬시스템 게엠베하 filed Critical 에크라 우토메티세룬시스템 게엠베하
Publication of KR20120103586A publication Critical patent/KR20120103586A/ko
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Abstract

본 발명은 - 기판에 인쇄 스크린을 적용하는 단계, - 인쇄 페이스트로 구성된 적어도 하나의 인쇄 기판을 달성하기 위하여 스크린 인쇄 기술을 이용하여 인쇄 스크린의 개구들을 통하여 기판을 인쇄하는 단계, - 인쇄 스크린 및 기판을 상호 간에 떨어지도록 들어올림으로써 분리하는 단계, - 인쇄 스크린과 기판 사이에 광학 검사 유닛을 삽입하는 단계, - 검사 유닛에 의해 이의 인쇄 페이스트 두께에 대하여 인쇄 구조물을 점검하는 단계, - 인쇄의 결과가 적어도 하나의 설정값에 대응할 때 인쇄를 종료하는 단계를 포함하는, 인쇄 페이스트, 특히 솔더 페이스트로, 기판, 특히 인쇄 회로 기판을 인쇄하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 검사 유닛(1) 및 인쇄 장치(2)에 관한 것이다.

Description

인쇄 페이스트로, 기판, 특히 인쇄 회로 기판을 인쇄하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PRINTING A SUBSTRATE, IN PARTICULAR A PRINTED CIRCUIT BOARD, WITH A PRINTING PASTE}
본 발명은 인쇄의 결과의 광학 검사 및 스크린 인쇄 기술을 이용하여 인쇄 페이스트로, 기판, 특히 인쇄 회로 기판을 인쇄하는 방법에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 인쇄 장치, 특히 PCB 프린터뿐만 아니라 이런 타입의 인쇄 장치를 위한 검사 유닛에 관한 것이다.
인쇄 페이스트(printing paste)로 기판을 인쇄하는 방법, 특히 솔더 페이스트(solder paste)로 인쇄 회로 기판을 인쇄하는 방법이 알려진다. 이런 종류의 방법들이 특히 전기 부품 및 전자 부품의 후속 설치를 위한 솔더 페이스트로 회로 기판을 인쇄하는 PCB 프린터와 같은 인쇄 장치에 사용된다. 인쇄 장치 내부에는, 기판이 예를 들어, 광학 기록 장치로 기록되고 상호 간에 원하는 상대 위치로 위치되는 가늠표(register mark)들에 의해 인쇄 스크린(printing screen)에 대하여 정렬되되, 인쇄 스크린 및 기판은 상호 간의 정렬을 위하여 이동된다. 인쇄 스크린이 기판 상에 위치된 이후에, 솔더 페이스트는 인쇄 스크린을 통해 기판 상에 인쇄된다. 다음으로, 기판은 예를 들어, 떨어지도록 들어올림(lifting off)으로써 인쇄 스크린으로부터 분리되고, 프린터로부터 전사된다. 이런 절차는 모든 추가적인 기판을 위하여 연속적으로 반복되어, 다수의 기판들이 연속 작동 동안에 동일한 방식으로 연속적으로 인쇄된다. 이런 절차와 함께, 인쇄 이후에 기판의 2차원 가늠잡기(registration)를 수행하여 인쇄되는 기판의 영역이 원하는 방식으로 인쇄되었는지를 점검하는 데에 표면 스캔 카메라(surface scan camera) 또는 선 스캔 카메라(line scan camera)가 사용된다는 것이 알려진다. 상기 광학 검사는 인쇄 강도, 즉, 기판 상의 인쇄 도포의 강도에 대한 어떠한 정보를 제공할 수 없다. 높이의 평가를 포함하는 커버리지(coverage)의 제어, 또는 커버리지의 완전 제어 또는 부분 제어가 인쇄 장치 외부에 알려진다. 이런 접근법의 단점은 인쇄 공정이 특정된 공차가 따른다는 의미 내에서 성공하였는지, 또는 인쇄 공정이 기판이 스크랩으로서 폐기될 필요가 있다는 의미 내에서 실패하였는지를 결정하는 것이 이제 가능하다는 것이다. 만약 검사가 적어도 프린터의 외부 및 적어도 인쇄 회로 기판의 부분적인 조립 후에 단지 수행된다면, 인쇄 에러를 수정하는 것이 더 이상 가능하지 않거나, 또는 단지 어렵게 가능할 것이다. 최악의 경우에, 인쇄 회로 기판은 쓸모없고 폐기될 필요가 있다.
상기의 단점들은 바람직하게는 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 인쇄 장치뿐 아니라 본 발명에 따른 인쇄 장치를 위한 검사 유닛으로 방지된다.
하기의 단계들을 포함하는, 인쇄 페이스트, 특히 솔더 페이스트로, 기판, 특히 인쇄 회로 기판을 인쇄하는 방법이 제안된다:
- 기판 상에 인쇄 스크린을 적용하는 단계,
- 인쇄 페이스트로 이루어진 적어도 하나의 인쇄 구조물(printed structure)을 달성하기 위하여 스크린 인쇄 기술을 이용하여 인쇄 스크린의 개구들을 통해 기판을 인쇄하는 단계,
- 상호 간에 이런 부분들을 떨어지도록 들어올림로써 인쇄 스크린 및 기판을 분리시키는 단계,
- 인쇄 스크린과 기판 사이에 광학 검사 유닛을 삽입하는 단계,
- 검사 유닛에 의해 인쇄 페이스트 두께에 대하여 인쇄 구조물을 점검하는 단계,
- 인쇄의 결과가 적어도 하나의 설정값에 대응할 때 인쇄 공정을 완료하는 단계.
종래 기술로부터 알려진 바와 같이, 인쇄 페이스트/솔더 페이스트는 스크린 인쇄 기술을 이용하여 인쇄 스크린의 개구들을 통해 기판 상에 도포되되, 적어도 하나의 인쇄 구조물이 생성되고, 즉, 기판 상의 영역은 한정된 코팅 두께를 갖는 인쇄 페이스트/솔더 페이스트로 덮인다. 인쇄 스크린 및 기판은 상호 간에 이런 부분들을 떨어지도록 들어올림으로써, 상호 간에 연속적으로 분리된다. 이는 부분들이 수직방향으로, 다시 말해 어떠한 수평 정렬 불량 또는 인쇄에 대하여 무관한 것이 발생하지 않는 이러한 방식으로, 상호 간에 분리된다는 것을 의미한다. 인쇄가 상면으로부터 적용된다면, 기판이 변하지 않는 위치로 유지하고 인쇄 스크린이 들어올려지고, 즉 기판으로부터 상측으로 당겨지거나, 또는 기판이 하강되는 반면에 인쇄 스크린이 적어도 실질적으로 변하지 않는 위치로 유지하도록, 들어올림이 수행될 수 있다. 단지 중요한 것은 수직 분리가 관련 있는 수평 정렬 불량을 야기하지 않는다는 것이다. 광학 검사 유닛은 설명된 방식으로 상호 간에 이격된 인쇄 스크린과 기판 사이에 삽입되고 인쇄 페이스트 두께에 대하여 인쇄 구조물을 점검하는 데에 사용된다. 이런 검사로 결정되었던 바와 같이, 인쇄의 결과가 적어도 하나의 설정값에 대응한다면, 인쇄 공정은 중단된다. 종래 기술과는 상이하게, 인쇄의 결과는 이미 제안된 방법, 다시 말해 인쇄 스크린 및 기판이 수평방향으로 상호 간에 분리되지 않으나 인쇄 공정에 요구된 상호 간에 대한 정렬을 유지하고 검사 유닛이 삽입되는 상호 간에 대한 거리만을 갖는 이러한 방식으로 여전히 수직으로 분리되는 방식으로, 인쇄 장치 예를 들어 PCB 프린터 내의 인쇄 페이스트 도포의 강도, 즉 인쇄 페이스트의 두께에 대하여 점검될 수 있다.
방법의 바람직한 예시에서, 설정값이 도달되지 않는다면, 인쇄는 인쇄 스크린과 기판 사이의 위치로부터 검사 유닛의 사전 제거 이후에 인쇄 공정을 반복함으로써 적어도 한 번 수정된다는 것이 더 제공된다. 이런 단계 이후에, 검사 유닛에 의한 다른 점검이 수행된다. 인쇄의 결과가 설정값에 대응할 때까지, 이런 두 단계들이 동일한 기판으로 필요한 만큼 종종 반복될 수 있다. 검사 동안에 변하지 않게 유지하는 상기에 설명된 인쇄 스크린 및 기판의 수평 상대 정렬(horizontal relative alignment)을 기초로 하여, 인쇄는 한 번 이상 인쇄 공정을 재수행함으로써 꽤 손쉽게 반복될 수 있다. 이런 목적을 위하여, 검사 유닛은 검사를 위하여 요구된 인쇄 스크린과 기판 사이의 위치로부터 제거되고 인쇄 스크린은 기판 상에 재-위치되며, 이는 상호 간에 대한 이런 2개의 부분들의 어떠한 수평 변위가 발생하지 않는다는 사실 때문에 가능하다. 그렇게 해서, 인쇄를 수정하는 것이 즉, 원하는 인쇄 구조물을 달성하기 위하여 인쇄 스크린의 개구들을 통해 기판에 도포된, 솔더 페이스트를 다시 한 번 재-도포하거나, 또는 인쇄 스크린을 통해 과도한 솔더 페이스트를 제거함으로써 결함이 있는 코팅 도포를 수정하는 데에 이용될 수 있다. 이는 예를 들어, 스크린 인쇄 기술에 일반적으로 사용되는 필름 도포기(film applicator)로 그것을 단순히 제외함으로써 달성될 수 있다. 인쇄 도포의 원치않는 높이를 야기하는 솔더 페이스트의 과도한 양은 대응 위치들에서 인쇄 스크린의 개구들을 관통하고, 그것을 제외하는 필름 도포기로 제거될 수 있다. 물론, 단일 단계에서 솔더 페이스트를 도포하는 것뿐만 아니라 과도한 솔더 페이스트를 제거하는 것 모두가 또한 가능하다. 공정에서, 인쇄의 결과가 설정값에 대응할 때까지 검사 유닛에 의한 반복된 검사 및 인쇄의 수정을 포함하는 이런 단계들이 필요로 하는 만큼 수 회 연속적으로 수행된다. 이어서 인쇄 기판만이 또한 수평 방향, 즉 인쇄 스크린의 수평 상대 정렬로 인쇄 스크린으로부터 분리될 것이고, 기판은 폐기되며 인쇄 장치로부터 제거된다.
특히 바람직한 구체예에서, 검사는 광 스트라이프 투사(light stripe projection)의 사용으로 수행된다는 것이 제공된다. 광 스트라이프 투사로, 적어도 하나의 스트라이프 패턴(stripe pattern)이 검사되는 물체에 정적으로 또는 가변적으로 대각선으로 투사되고(projected), 여기서 인쇄 구조물 및 인쇄 구조물 상의 투사는 디텍터(detector), 예를 들어 카메라 또는 복수 개의 카메라들에 의해 탐지된다. 이런 방법으로 탐지된 표면의 3차원 좌표는 삼각측량 원리에 의해 계산된다.
일 예시적인 방법에서, 검사가 이전에 한정된 기판 및/또는 인쇄 구조물의 일부분 상에 수행된다는 것이 제공된다. 원칙적으로는, 기판 및/또는 인쇄 구조물들의 전체 표면을 가로질러 인쇄 구조물을 검사하고, 특히 광 스트라이프 투사에 의해 도포된 인쇄/솔더 페이스트 강도의 요구된 강도의 완전한 검사를 수행하는 것이 가능하다. 기판의 전체적인 인쇄를 위한 신뢰할만한 검사 결과는 이런 방법으로 획득된다. 하지만, 광 스트라이프 투사에 의한 검사의 수행이 상대적으로 시간 소모가 크기 때문에, 검사는 바람직하게는 기판 및/또는 인쇄 구조물의 임계적이고 대표적인 영역들 상에서 수행되고, 전체 인쇄 품질 또는 전체 인쇄 품질에 대한 결론을 내리는 데 사용되는 이런 검사의 결과는 단지 이런 부분의 관점에서 고려된다. 특히 임계적 형상을 갖는 부분들이 특히 이런 목적을 위하여 적합하다.
또한 바람직한 예시적인 방법에서, 검사 유닛은 또한 인쇄 스크린 및 기판을 상호 간에 대하여 정렬하는 데에 사용된다. 기판 상에 생성되는 인쇄 구조물의 적절한 위치를 보장하기 위하여, 상기 인쇄 스크린 및 기판의 정렬은 인쇄 이전에 수행된다. 이런 목적을 위하여, 바람직하게는 검사 유닛이 인쇄 스크린의 방향뿐만 아니라 기판의 관찰 방향 모두로 관찰 방향을 포함한다. 이런 방법으로, 인쇄 스크린 및 기판을 위한 분리 정렬 및 위치 결정 유닛들을 절약하는 것이 꽤 바람직하게 가능하다. 그렇게 해서, 검사 유닛은 다시 말해 특히 상호 간에 대한 수평 방향으로, 인쇄 스크린 및 기판의 개별적인 위치를 탐지하는 기능을 추정할 수 있다.
또한 특히 바람직한 예시적인 방법에서, 인쇄 구조물의 표면은 검사 유닛에 의해 검사된다. 공정에서, 인쇄 구조물은 특히 상기에 설명된 바와 같은 광 스트라이프 투사 방법을 이용하여, 인쇄 도포 강도, 즉 도포된 솔더 페이스트 강도뿐만 아니라 특히, 수정 기하학적 면적 배향 및 형상에 대하여, 인쇄 구조물의 면적 한도에 대하여 검사된다. 결함이 있는 스팟(spot)들 및/또는 원치않는 구배는 공정에서 탐지된다. 동시에, 기판의 표면은 기판이 원하는 대로 인쇄되었는지, 즉, 원하는 인쇄 패턴이 달성되었는지를 점검하도록 검사될 수 있다(2D 검사).
더욱이, 검사 유닛은 인쇄 페이스트, 특히 솔더 페이스트로, 기판, 특히 인쇄 회로 기판을 인쇄하는 인쇄 장치를 위하여 제안되되, 검사 유닛은 인쇄 구조물의 광학 검사를 위하여 사용되고 인쇄 스크린과 기판 사이에 삽입가능하고 제거가능하게 배열된다. 검사되는 인쇄 구조물 상에 적어도 하나의 선 패턴(line pattern)을 대각선으로 투사하는 적어도 하나의 광 스트라이프 투사 장치, 및 인쇄 구조물 상의 선 패턴을 결정하는 적어도 하나의 디텍터가 제공된다. 인쇄 구조물 상의 적어도 하나의 선 패턴의 대각선 투사 때문에, 선 스트라이프 투사 장치는 상기 인쇄 구조물의 3차원 검사, 특히 인쇄 도포 강도의 검사의 의미 내의 높이 검사를 허용한다. 선 패턴이 인쇄 구조물을 타격할 때, 대각선 투사는 상기 선 패턴의 변화를 초래하고, 이는 적어도 하나의 디텍터에 의해 탐지된다. 투사된 선 패턴의 이런 변화는 삼각측량에 의한 이런 방법으로 관찰된 인쇄 구조물의 3차원 좌표를 계산하는 데에 사용될 수 있어, 결론이 기판 위의 인쇄 구조물의 높이, 즉 결국 인쇄 도포의 강도에 대하여 내려질 수 있다.
바람직한 구체예에서, 검사 유닛은 검사 유닛의 빔 경로에 위치된 적어도 하나의 반투과성 거울을 포함하는 적어도 하나의 거울 장치를 포함한다. 이런 타입의 거울 장치는 검사 유닛이 인쇄 스크린과 기판 사이에 삽입될 때 단일 디텍터들이 검사 유닛으로부터 비롯된 복수 개의 관찰 방향들, 특히 예를 들어, 인쇄 스크린을 향한 쳐다봄 및 기판을 향한 내려다봄을 허용하는, 반대편 관찰 방향들을 조사할 수 있다는 것을 가능하게 한다. 이는 인쇄를 수행하기 이전에(다시 말해, 인쇄 스크린을 기판 상으로 하강시키기 전에) 위치 인식 및 정렬 유닛으로서 검사 유닛을 사용하는 것을 가능하게 하여, 어떠한 분리 위치 탐지 유닛이 요구되지 않는다. 게다가, 검사 유닛이 인쇄 스크린과 기판 사이에 삽입되는 한, 이는 인쇄 스크린 및 기판의 수평 위치의 연속적인 조화를 허용한다. 동일한 디텍터는 다시 말해, 상기에 설명된 대로 검사를 위한, 광 스트라이프 투사 및 인쇄 구조물 상으로 투사된 패턴의 탐지를 수행하는 데에 거울 장치를 경유하여 사용될 수 있다. 컴팩트한 검사 유닛은 바람직하게는 열 절연되고 및/또는 공기 조화된 컴팩트한 케이스에 감싸인 - 구성요소들을 절약함으로써 - 이런 방법으로 달성될 수 있다. 이러한 설계에서, 검사 유닛은 바람직하게는 PCB 프린터 내에서 검사의 수행을 위한 PCB 프린터에 배열될 수 있다.
추가로 바람직한 구체예에서, 검사 유닛은 디텍터에 의해 기록된 이미지(image)를 평가하기 위한 평가 장치를 포함한다. 평가 장치는 검사 유닛이 독립적으로 디텍터에 의해 기록된 이미지를 평가하는 것을 가능하게 한다. 공정에서, 가늠표(register mark)들이 예를 들어, 인쇄 구조물 상으로 투사되거나, 또는 디텍터에 의해 기록되는 선 패턴을 발생시키는 광원에 의해 방사되는 바와 같은 적어도 하나의 선 패턴의 이미지 또는 인쇄 장치 그 자체에 부착될 수 있기에, 기록된 이미지는 인쇄 스크린 및 기판의 위치 또는 상호 간 또는 가늠표들에 대한 인쇄 스크린 및 기판의 위치를 도시할 수 있다. 따라서, 평가 장치는 후속 제어 시스템을 위한 데이터로서 추가로 사용될 수 있는 사용가능한 결과들을 제공한다. 이런 종류의 평가 장치는 바람직하게는 전기 회로, 예를 들어, 마이크로컨트롤러 및 대응하는 소프트웨어로 실현된다.
추가적인 예시적인 구체예에서, 검사 유닛은 평가 장치에 의해 수행된 평가의 결과에 따라 인쇄 장치를 작동시키는 제어 인터페이스(control interface)를 포함한다. 이런 예시적인 구체예에서, 평가 장치는 독립적으로 인쇄 장치를 작동시킬 수 있고, 특히 독립적으로 제어 명령을 인쇄 장치에 발부할 수 있다. 실질적으로 지능 시스템을 나타내는, 검사 유닛의 이러한 예시적인 구체예에서, 디텍터에 의해 기록된 이미지의 평가가 상기에 설명된 바와 같이, 적어도 하나의 설정값에 대응하지 않다는 것을 의미하는, 원하는 인쇄 품질이 달성되지 않았다는 것을 드러내었기 때문에, 제어 장치는 예를 들어, 인쇄 공정이 반복되어야만 하는지의 관점에서, 검사 유닛의 평가 장치에 의해 적어도 부분적으로 제어된다.
더욱이, 상기에 설명된 바와 같은 검사 유닛, 특히 상기에 설명된 바와 같은 기판을 인쇄하는 방법의 수행을 위한 검사 유닛을 갖는, 인쇄 장치, 특히 PCB 프린터가 제안된다. 독립 자립형 기기로서, 상기 타입의 인쇄 장치는 완전한 품질 제어 및 인쇄의 수정을 포함하는 인쇄를 수행할 수 있고, 스크랩(scrap)의 생성은 인쇄 공정의 즉각적인 품질 제어 및 잠재적으로 만족스럽지 않은 인쇄 공정의 즉시 후속 수정으로 꽤 바람직하게 방지되고, 이에 따라 일관된 높은 인쇄 품질을 확보한다.
추가적인 바람직한 예시적인 구체예들은 종속항들 및 이들의 조합으로부터 수집될 수 있다.
본 발명은 후자에 제한되지 않고, 예시적인 구체예를 기초로 하여, 하기에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 검사 유닛을 갖는 인쇄 유닛의 개략적인 종단면도를 도시한다.
도 2는 인쇄의 결과의 검사 동안에 검사 유닛의 개략적인 도면을 도시한다.
도 1은 단지 부분적으로 도시된 인쇄 장치(2), 다시 말해 PCB 프린터(3)에서 검사 유닛(1)의 개략적인 종단면도를 도시한다. 인쇄 장치(2)는 기판(6)이 인쇄를 위하여 인쇄 장치(2)에 유지되는, 인쇄되는 기판(6), 다시 말해 인쇄 회로 기판(7)을 위한 지지부(5)로서 인쇄 카아(4; printing car)를 포함한다. 더욱이, 인쇄 장치(2)는 인쇄되는 기판(6) 위에 실질적으로 수직으로 배열되는 인쇄 스크린(8)을 포함하고, 이는 단지 상징적으로 도시되는 필름 도포 장치(9)에 의한 인쇄 공정 동안에 인쇄 스크린(8)을 통해 솔더 페이스트(10; solder paste)를 기판(6)에 도포하는 데에 사용된다. 기판(6)이 인쇄되었을 때 솔더 페이스트(10)가 인쇄 구조물(11; printed structure)들, 다시 말해 인쇄된 솔더 페이스트(10)로 이루어진 패드(12)들을 생성하는, 인쇄 절차 이후에 정황이 도시된다. 인쇄 절차 이전과 유사하게, 인쇄 스크린(8) 및 기판(6)은 인쇄 절차 이후에 수직으로 이격되고, 떨어지도록 들어올려진 위치로 존재한다. 수직 거리(13)는 이들 사이에 존재하고, 이는 X/Y 변위, 즉, 검사 유닛(1)의 위치의 2차원 이동을 허용하는 이동 장치(14)에 의해 검사 유닛(1)을 삽입하는 데에 사용된다. 공정에서, 기판(6) 뿐만 아니라, 인쇄 스크린(8) 모두를 광학적으로 캡쳐할(capture) 수 있기 위하여, 검사 유닛(1)은 일 평면에서 2차원으로 이동된다. 이런 목적을 위하여, 검사 유닛(1)은 다시 말해, 바람직하게는 인쇄 스크린(8)의 인쇄 스크린 하면(16)을 향하는 방향에서 상측으로, 및 기판(6)의 기판 상면(17)을 향하는, 다시 말해 기판(6)의 인쇄면(18)을 향하는 방향에서 하측으로 X/Y 이동의 평면으로부터 수직으로, 2개의 실질적으로 마주하는 관찰 방향(15)들을 갖는다. 이런 방법으로, 검사 유닛(1)은 다시 말해 수평 배열 관점에서, 또한 기판(6) 및 인쇄 스크린(8)을 상호 간에 대하여 정렬하는 데에 사용될 수 있다. 이런 목적을 위하여, 가늠표(19)들은 예를 들어, 인쇄 스크린 하면(16) 뿐만 아니라 기판 상면(17) 상 모두에 제공되고, 이는 상면 및 하면을 향하여 마주하는 관찰 방향(15)들의 결과로서 검사 유닛(1)에 의해 캡쳐될 수 있다. 이는 기판(6) 및/또는 인쇄 스크린(8)을 이동시킴으로써, 꽤 단순하고 상당히 정확한 기판(6) 및 인쇄 스크린(8)의 상호 간의 정렬을 허용한다. 비록 기판(6) 및 인쇄 스크린(8)의 수평 상대 정렬(horizontal relative alignment)을 변경하지 않더라도, 인쇄 이전에, 검사 유닛(1)은 기판(6)과 인쇄 스크린(8) 사이의 수직 거리(13)로부터 기인된 영역(20)으로부터 제거되고, 인쇄 공정이 완료된 이후에 검사의 목적을 위하여, 다시 말해 기판(6) 및 인쇄 스크린(8)이 수직 거리(13)를 달성하도록 수직 방향으로 상호 간에 떨어지도록 들어올려진 후에 인쇄의 결과를 검사하기 위하여, 영역(20)으로 재-삽입된다. 만약 검사 유닛(1)으로의 검사가 인쇄의 결과가 적어도 하나의 설정값을 대응하지 않는다는 것, 즉, 달성된 인쇄 구조물(11)들이 기대치를 만족시키지 않는다는 것을 드러낸다면, 인쇄 공정은 검사 유닛(1)이 영역(20)으로부터 제거된 후에 반복될 수 있고, 인쇄 스크린(8) 및 기판(6)은 상호 간의 상면 상에 다시 위치된다. 인쇄 스크린(8) 및 기판(6)의 수평 정렬이 변하지 않기 때문에, 만약에 이전의 레이어가 부적합하였다면, 이미 인쇄된 기판(6) 상으로의 인쇄 스크린(8)의 정확한 교체가 가능하여, 필름 도포 장치(9)는 신규 인쇄 공정에서 솔더 페이스트(10)의 수정 코팅을 도포하는 데에 사용될 수 있다. 유사하게는, 기판(6) 상으로의 인쇄 스크린(8)의 신규하고 정확하게 정렬된 배치 이후에, 필름 도포기(9)에 의한 과도한 솔더 페이스트(10), 즉, 과도하게 높은 인쇄 구조물(11)을 제거하는 것이 가능하여 인쇄 구조물(11)들은 원하는 인쇄 도포 강도(21)를 갖는다. 이와 관련하여, 인쇄 도포 강도(21)는 단순히 기판 상면(17) 위의 인쇄 구조물(11)들에 의해 생성되는 높이(22)를 의미한다.
검사 유닛(1)에 의한 검사가 인쇄의 예상된 결과를 산출할 때만, 인쇄된 기판(6)은 인쇄 장치(2)로부터 배출되거나 이송된다. 이는 꽤 바람직하게 스크랩(scrap)의 생산을 방지하는 것을 돕는다. 사실상, 인쇄의 결과는 인쇄 장치(2) 내부에 여전히 기대치를 만족시키지 않는 인쇄의 결과의 수정을 허용하면서, 인쇄 장치(2) 내에서 점검될 수 있다.
도 2는 인쇄 스크린(8)과 인쇄 구조물(11)들로 인쇄된 기판(6) 사이의 영역(20) 안의 검사 위치에서 검사 유닛(1)의 개략적 단면도를 도시한다. 선 패턴(25; line pattern)이 기판(6)의 인쇄 구조물(11) 상에 선 스트라이프 투사(24)를 달성하도록 정렬되는 빔 경로에서, 검사 유닛(1)은 그 내부에 배열된 광원(23)을 갖는 케이스(37)를 갖고, 상기 선 패턴은 광원(23)에 의해 조사된, 편향 거울(26)을 경유하여 기판(6) 및 그 위에 배열된 인쇄 구조물(11)들 상으로 검사 유닛(1)의 하면의 개구(27)를 통해 대각선으로 투사된다. 단순한 선 패턴(25)을 대신하여, 예를 들어, 검사 모델(28)로서, 변하는/상이한 선 패턴(25)들을 기판(6) 및 그 위에 배열된 인쇄 구조물(11)들 상으로 연속적으로 또는 대안적으로 대각선으로 투사할 수 있기 위하여 교호 선 패턴을 생성하기 위해 선 패턴 제너레이터(29; line pattern generator)를 사용하는 것이 또한 가능하다. 광 스트라이프 투사 장치(38)가 이런 방식으로 생성된다. 더욱이, 검사 유닛(1)은 바람직하게는 하면의 개구(27)의 부분 또는 하면 상의 개구(27)의 반대측 상의 케이스(37)의 내부에 배열된, 거울 장치(30)를 포함하고, 상기 거울 장치(30)는 적어도 하나의 반투과성 거울(31)을 포함하며, 이는 카메라 또는 선 센서로서 설계된 추가적인 광학 시스템을 통해 필요하다면, 조정가능한 스크린(33)을 통해 디텍터(34; detector) 상으로 하면 상의 개구(27)를 통해 기판 상면(17) 상에 기판(6)을 캡쳐하는 평가 빔 경로(32)를 배향하는 데에 사용된다. 디텍터(34)는 인쇄 구조물(11)들로 인쇄된 기판 상면(17)의 이미지(35)를 캡쳐하고, 이런 이미지(35)를 평가 장치(36)에 제공한다. 인쇄 구조물(11)들의 높이(22)로부터 기인된 광 스트라이프 투사(24)의 투사된 선 패턴(25)의 광불곡을 이용하여, 평가 장치(36)는 삼각측량에 의해 높이(22)를 결정한다. 이는 인쇄 도포 강도(21), 다시 말해 기판 상면(17) 상의 인쇄 구조물(11)들의 기록된 높이(22)가 인쇄의 결과가 만족한다는 것을 의미하는, 설정값에 대응하는지, 또는 인쇄 절차가 수정되는 것을 필요로 하는지에 따라 양적 결론의 수립을 허용한다.
도 1에 대하여 이전에 설명된 바와 같이, 기판(6) 및 인쇄 스크린(8)의 정렬은 인쇄 스크린 하면(16)으로의 방향에서 관찰 방향(15)에 의해 (X/Y 방향으로) 상호 간에 대하여 수정될 수 있는 반면에, 인쇄의 결과의 검사 동안에 인쇄 스크린(8)에 의해 한정된 위치를 갖는 인쇄 구조물(11)들의 X/Y 방향으로 수평 대응을 점검하는 것이 또한 가능하다.
1 검사 유닛
2 인쇄 장치
3 PCB 프린터
4 인쇄 카아
5 지지부
6 기판
7 인쇄 회로 기판
8 인쇄 스크린
9 필름 도포 장치
10 솔더 페이스트
11 인쇄 구조물
12 패드들
13 수직 거리
14 이동 장치
15 관찰 방향
16 인쇄 스크린 하면
17 기판 상면
18 인쇄면
19 가늠표
20 영역
21 인쇄 도포 강도
22 높이
23 광원
24 광 스트라이프 투사
25 선 패턴
26 편향 거울
27 하면 상의 개구
28 검사 모델
29 선 패턴 제너레이터
30 거울 장치
31 반투과성 거울
32 평가 빔 경로
33 스크린
34 디텍터
35 이미지
36 평가 장치
37 케이스
38 광 스트라이프 투사 장치

Claims (10)

  1. 인쇄 페이스트로 기판을 인쇄하는 방법에 있어서,
    기판 상에 인쇄 스크린을 적용하는 단계,
    인쇄 페이스트로 이루어진 적어도 하나의 인쇄 구조물을 달성하기 위하여 스크린 인쇄 기술을 이용하여 인쇄 스크린의 개구들을 통해 기판을 인쇄하는 단계,
    인쇄 스크린과 기판을 상호 간에 떨어지도록 들어올림으로써 분리하는 단계,
    광학 검사를 위한 검사 유닛을 인쇄 스크린과 기판 사이에 삽입하되, 검사 유닛의 빔 경로에 위치된 적어도 하나의 반투과성 거울을 포함하는 거울장치에 의해 검사유닛이 인쇄 스크린과 기판의 상호 간의 정렬에 사용되는 단계,
    검사 유닛에 의해 인쇄 페이스트 두께에 대하여 인쇄 구조물을 검사하되, 검사는 거울 장치를 통해 광 스트라이프 투사와 삼각 측량에 의해 수행되는 단계, 및
    인쇄 결과가 적어도 하나의 설정값에 대응할 때 인쇄를 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인쇄 페이스트로 기판을 인쇄하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 인쇄 페이스트로 기판을 인쇄하는 방법은,
    설정값이 도달되지 않는다면 인쇄 스크린과 기판 사이의 위치로부터 검사 유닛의 사전 제거 이후에 인쇄 공정을 반복함으로써 인쇄를 적어도 한 번 수정하는 단계; 및
    검사 유닛에 의해 재검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인쇄 페이스트로 기판을 인쇄하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    검사는 미리 한정된 인쇄 구조물 및/또는 기판의 일 부분에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 인쇄 페이스트로 기판을 인쇄하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    인쇄 구조물의 표면은 검사 유닛에 의해 검사되는 것을 특징으로 하는, 인쇄 페이스트로 기판을 인쇄하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    기판은 회로 기판인 것을 특징으로 하는, 인쇄 페이스트로 기판을 인쇄하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    인쇄 페이스트는 솔더 페이스트인 것을 특징으로 하는, 인쇄 페이스트로 기판을 인쇄하는 방법.
  7. 인쇄 페이스트로 기판을 인쇄하는 인쇄 장치를 위한 검사 유닛 - 여기서, 검사 유닛은 인쇄 구조물의 광학 검사에 사용되고, 인쇄 스크린과 기판 사이에 배열되어 안팎으로 이동될 수 있다 - 에 있어서,
    검사될 인쇄 구조물 상에 적어도 하나의 선 패턴을 대각선으로 투사하는 적어도 하나의 광 스트라이프 투사 장치;
    검사 유닛의 빔 경로에 위치하고 인쇄 스크린과 기판의 상호 간의 정렬에 사용되는 적어도 하나의 반투과성 거울을 포함하는 적어도 하나의 거울 장치; 및
    인쇄 구조물 상의 선 패턴을 탐지하는 적어도 하나의 디텍터를 포함하되,
    거울 장치를 통해 삼각측량에 의해 인쇄 페이스트의 두께에 대하여 인쇄 구조물을 검사하는 것을 특징으로 하는 검사 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    디텍터에 의해 캡쳐된 이미지를 평가하는 평가 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 유닛.
  9. 제 7 항에 있어서,
    제어 인터페이스가 평가 장치(36)로 수행된 평가의 결과에 따라 인쇄 장치를 작동시키는 것을 특징으로 하는 검사 유닛.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 검사 유닛을 갖는 인쇄 장치.
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