JP3471362B2 - 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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JP3471362B2 JP51012797A JP51012797A JP3471362B2 JP 3471362 B2 JP3471362 B2 JP 3471362B2 JP 51012797 A JP51012797 A JP 51012797A JP 51012797 A JP51012797 A JP 51012797A JP 3471362 B2 JP3471362 B2 JP 3471362B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は主として、クリーム半田および厚膜回路形成
用ペーストなどの印刷用ペーストを、プリント基板など
の電子回路形成用基板に印刷するスクリーン印刷方法及
びスクリーン印刷装置に関するものである。
背景技術 近年、スクリーン印刷装置は、電子部品の回路実装工
程におけるクリーム半田印刷工程などに使用されている
が、電子機器の小型化に伴って電子回路形成用基板の微
細化が進み、それに応じてクリーム半田などの高精度印
刷も要求されている。
図16は従来のスクリーン印刷装置を示している。
被印刷物１は、位置決めステージ昇降駆動手段３によ
り昇降可能な位置決めステージ２に位置決め固定されて
いる。印刷時の位置決めステージ２は被印刷物１の上面
がスクリーン版４の下面に当接する付近まで位置決めス
テージ昇降駆動手段３により持ち上げられる。
左スキージ昇降駆動手段6a、右スキージ昇降駆動手段
6bは両ロッドのエアーシリンダが一般的で、先端にはス
キージ5a,5bが取り付けられている。スキージ5a、5bの
下限位置、すなわちスクリーン版４への押し込みストロ
ークはストッパー7a,7bの位置調整で決める。水平往復
移動駆動手段８の駆動源はACサーボモータが一般的で、
左スキージ5a,右スキージ5bが下降してスクリーン版４
の上面に当接した状態で水平移動（Ｘ方向）させて、左
スキージ5a,右スキージ5bでクリーム半田などの印刷ペ
ースト９をスクリーン版４の上面で移動させる。
印刷の工程は図17に示すように実施されている。
第１工程で被印刷物１を位置決めステージ２に位置決
め固定し、第２工程で被印刷物１がスクリーン版４の下
面付近まで上昇する。第３工程で左スキージ5aを下降さ
せ、第４工程で左スキージ5aをＸ方向右側に移動させて
印刷を行なう。
その後、第５工程で被印刷物１をスクリーン版４から
低速（20mm/秒）で引き離した後、第６工程で左スキー
ジ5aを上昇させ、第７工程で被印刷物１を取り除く。
次に右スキージ5b側での印刷動作も上記同様に行な
い、以降その動作を交互に繰り返す。
位置決めステージ昇降駆動手段３の駆動源としてはエ
アーシリンダ、パルスモータ、ACサーボモータなどか一
般的であるが、低速下降させると、にじみ、かすれの少
ない精度良い印刷状態が容易に得られるので、特にACサ
ーボモータが適している。左スキージ5a,右スキージ5b
は主に弾性体で、ウレタンゴム（硬度はHs60〜90゜）が
一般的である。
このようにして、にじみ、かすれのない良好な印刷が
連続して得られるが、図18A〜18Cに示すような問題があ
る。
図18Aは、第４工程の終了状態、図18Bは第５工程の初
期状態、図18Cは第５工程の末期状態をそれぞれ示す。
図18Aに示す第４工程の終了状態では、比較的精度良く
印刷パターン11aが形成されている。この時、左スキー
ジ5aがスクリーン版４への押し込みストローク分のみ湾
曲している。
図18Bは、押し込みストローク分のみ左スキージ5aが
スクリーン版４を押し下げることでスクリーン版４が傾
き、この影響で印刷形状が印刷パターン11bのように徐
々に崩れ始め、図18Cに示すように印刷パターン11cのコ
ーナー部分に印刷ペースト９が持ち上げられたような角
（ツノ）10が形成されてしまう。
この印刷ペースト９の角10は徐々にだれてきて、被印
刷物１の上に落下し、印刷不良を引き起こすという問題
点を有していた。
一例として、クリーム半田印刷を代表とする電子部品
実装工程においては、その後の工程の半田付けリフロー
後、だれて落下したクリーム半田が半田ボール、半田ブ
リッジなどの半田付け不良を引き起こしている。
近年、スクリーン印刷方法とその装置の分野では、ス
クリーンメタルマスク（スクリーン版）の大開口領域に
対応する領域と微小開口領域に対応する領域とが回路に
おいて混在する基板にスクリーン印刷する場合が増加し
ている。ここで、「微小開口領域」とは、スキージ移動
方向沿いのマスクの開口の各開口寸法の値が所定の閾値
より小さい領域を意味する。「大開口領域」とは、上記
スキージ移動方向沿いのマスクの開口の各開口寸法の値
が所定の閾値以上の領域を意味する。
上記マスクの大開口領域に対応する領域と微小開口領
域に対応する領域とが回路において混在する基板に従来
例のスクリーン印刷方法とその装置によりスクリーン印
刷する場合を図19〜図22に基づいて説明する。
スクリーン印刷装置の斜視図である図19において、10
1はスクリーンメタルマスク、102は基板、803は印刷ヘ
ッド、104は印刷ヘッド803を駆動する印刷ヘッド用ACサ
ーボモータ、105は印刷ヘッド用ACサーボモータ104の駆
動力を伝える印刷ヘッド用ボールネジ、106は印刷ヘッ
ド用ACサーボモータ104を駆動する印刷ヘッド用ACサー
ボドライバー部、107はスクリーンメタルマスク101と基
板102の認識マークを認識する視覚認識カメラ、108は視
覚認識カメラ107を駆動する認識カメラ用ACサーボモー
タ、109は認識カメラ用ACサーボモータ108の駆動力を伝
える認識カメラ用ボールネジ、110は認識カメラ用ACサ
ーボモータ108を駆動する認識カメラ用ACサーボドライ
バー部、811は各サーボモータドライバー部に対して指
令を出す制御部、112は制御部811にデータを入力する操
作部、113は基板102を規制するステージ、114はステー
ジ113を駆動するステージ用ACサーボモータ、115はステ
ージ用ACサーボモータ114の駆動力を伝えるステージ用
ボールネジ、116はステージ用ACサーボモータ114を駆動
するステージ用ACサーボドライバー部、117は印刷前の
基板102を搬入するローダ部、118は印刷後の基板102を
搬出するアンローダ部、119は本体部である。
スクリーンメタルマスク101の平面図である図20にお
いて、120は、基板上の例えばチップ部品領域に対応す
る、マスク101の大きい開口内の半田ペーストが基板102
上に印刷される大開口領域、121は、基板上の例えば狭
ピッチQFP（Quad Flat Package）領域に対応する、マ
スク101の微小開口内の半田ペーストが基板102上に印刷
される微小開口領域である。
従来例のスクリーン印刷方法を使用するスクリーン印
刷装置の動作を図19〜図22に基づいて説明する。
従来例のフローチャートを示す図22のステップ＃901
において、作業者は操作部112を使用し、スクリーンメ
タルマスク101に合わせて印刷ヘッド803のスキージ123
の下降・上昇位置、即ち、印刷開始位置と印刷終了位置
とを入力し、且つ、基板102の回路を安定して適正印刷
できる印刷速度Ｖを入力する。この場合、上記の安定し
て適正印刷できる印刷速度Ｖとは、マスクの最も微小な
開口領域に対応する領域であって上記基板102を構成す
る回路の中の領域を安定して適正印刷できる低い印刷速
度になる。
ステップ＃902において、ローダ部117が基板102をス
テージ部113に搬入する。
ステップ＃903において、視覚認識カメラ107が、基板
102の認識マークの位置を認識し、スクリーンメタルマ
スク101の認識マーク位置に基づいて位置補正量の計算
を行い、上記基板102の位置決めの補正を行う。
ステップ＃904において、印刷ヘッド803のスキージ12
3が、印刷開始位置に移動・下降し、ステップ＃901にお
いて入力された上記印刷速度Ｖで、印刷開始位置から印
刷終了位置まで等速度印刷して上昇する。
ステップ＃905において、上記基板102を載置したステ
ージ113が下降して上記基板102をアンローダ部118に移
し、アンローダ部118が上記基板102を本体部119から搬
出する。
しかし、上記の従来例の構成では、スキージ123の速
度が一定であるので、基板102の回路全体を安定して適
正印刷できる印刷速度として、マスクの最も微小な開口
領域に対応する領域であって上記基板102を構成する回
路の中の領域を安定して適正印刷できる低い印刷速度を
使用している。
その理由は、スキージ123を使用する印刷では、図20
に示すスクリーンメタルマスク101の微小開口領域121
を、スクリーンメタルマスク101の大開口領域120に適し
た高速印刷速度で印刷すると、図21Aに示すように、ス
キージ123の速度Ｖが速すぎて、クリーム半田122が、基
板102の電極125上に位置決めされたスクリーンメタルマ
スク101の印刷穴124の中を充填することができず、上記
スクリーンメタルマスク101を取り外した後に、図21Bに
示すように、基板102の電極125上に印刷されるクリーム
半田122の量が不足するからである。
従って、従来の印刷装置では、大開口領域120と微小
開口領域121とが混在する場合、高速印刷速度で印刷で
きる大開口領域120についても、微小開口領域121用の低
速印刷速度を使用して印刷しており印刷タクトが遅いと
いう問題点がある。
また、スクリーン印刷装置を示す図12〜図14及び図23
と、従来の印刷方法のフロチャートを示す図24とに基づ
いて従来例を説明する。
ステージ２は、前工程から搬入されたプリント基板１
のような被印刷物を載置して位置規制し、上記スクリー
ン版４の下面まで上昇する。そして、印刷終了後は、下
降し、プリント基板１を後工程へ搬出させる。上記左方
向印刷用スキージ5aと上記右方向印刷用スキージ5bはス
キージ用昇降駆動手段により上下に移動すると共に、水
平往復移動駆動手段８のモータ8aの回転に伴いネジ軸8b
の回転により該ネジ軸8bに螺合したナットを有する水平
移動部8cにより、上記スキージ5a,5bは左右方向に移動
し、上記スクリーン版４に載置された印刷ペーストの一
例であるクリーム半田９を、上記スクリーン版４を通し
てプリント基板１に印刷する。図12、図13は右方向の印
刷中を示し、図14は左方向への印刷待機中を示す。図23
の812は上記モータ8aを駆動するための指令を出すNC
部、811は印刷装置全体を制御する制御部である。
次に、従来例の動作を、図24のフローチャートと、図
12〜14及び図23とに基づいて説明する。
先ず、制御部811から、予め設定してある印刷速度Ｖ
（mm/sec）を、スキージの移動速度として、NC部812に
入力しておく。これによって、上記NC部812は、入力さ
れた上記印刷速度Ｖで左右のスキージ5a,5bが移動する
ようにモータ8aを制御するようになる。
図24のステップ＃101のプリント基板搬入工程におい
て、前工程から搬入されたプリント基板１が、ステージ
２に載置されて位置規制され、この状態でステージ２が
上昇して、載置したプリント基板１の上面を、スクリー
ン版４の下面に接触させる。
ステップ＃102の印刷工程において、前述のようにし
て、NC部812の制御でモータ8aが回転し、左スキージ5a
又は右スキージ5bが、上記印刷速度Ｖで移動して、上記
スクリーン版４に載置されたクリーム半田９を、上記ス
クリーン版４を通過させてプリント基板１に印刷する。
この場合、印刷中の上記クリーム半田９が、スキージ5a
に押されスクリーン版４上を回転して移動する状態、即
ち、ローリング状態にあるのが最適状態であり、印刷後
の形状、スクリーン抜け性が良い。
ステップ＃103のプリント基板搬出工程において、印
刷終了後は、モータ8aが停止し、スキージ5aが上昇し、
ステージ２が下降して、プリント基板１が後工程に搬出
される。
ステップ＃104の判断工程において、作業予定数の終
了を判断し、否であればステップ＃101に戻り、終了で
あれば終了する。
しかし、上記の従来例の構成では、プリント基板１を
搬入し搬出する前後工程の都合、休憩時間等により、印
刷待機時間が発生し、印刷待機時間が長くなると、クリ
ーム半田９のチキソ比が低下し、また、スクリーン版４
に載置されたクリーム半田９が乾燥して粘度が高くな
る。このクリーム半田９の状態で印刷待機が解除され、
プリント基板１が搬入され位置決めされて印刷が始まる
と、スキージ5aは予めNC部812に入力されている印刷速
度Ｖで移動する。この状態では、チキソ比が低下し、ま
た粘度も高くなっているクリーム半田９は、適正なロー
リングをしない状態で印刷され、クリーム半田欠け、半
田不足、かすれ等の不良が発生し、不良基板を生産する
という問題点がある。
発明の開示 本発明の目的は、良好な品質の印刷を行うことができ
るスクリーン印刷方法及び印刷装置を提供することにあ
る。
より詳しくは、本発明の目的は、コーナー部分の印刷
ペーストに角が発生しない良好な印刷状態が得られるス
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
とにある。また、本発明の目的は、スクリーンメタルマ
スク（スクリーン版（stencil））の大開口領域と微小
開口領域にそれぞれ対応する領域が混在する基板を品質
良くかつ能率良くクリーム半田印刷できるスクリーン印
刷方法及びその装置を提供することにある。本発明の目
的は、印刷待機が解除され印刷を再開する際に、クリー
ム半田欠け、半田不足、かすれ等の不良が発生しない印
刷方法及び印刷装置を提供することにある。
本発明の第１態様によれば、昇降可能な位置決めステ
ージに載置された被印刷物に、回路パターンが形成され
ているスクリーン版の上面を印刷用スキージが押し込み
ながら水平移動して印刷ペーストを上記スクリーン版を
介して上記被印刷物に印刷塗布して、上記スクリーン版
の回路パターンに相当する回路パターンを上記被印刷物
に印刷するに際し、 上記スキージを、少なくとも、上記スクリーン版上を
上記印刷用スキージが押し込んでいる押し込みストロー
ク分上昇させる工程と、 その後、上記位置決めステージが下方に移動して上記
被印刷物を上記スクリーン版の下面から引き離す工程と
を備え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、上記印刷用スキージの押
し込み前の上記スクリーン版上方での上昇待機位置、上
記スキージの上記スクリーン版に対する押し込み位置、
上記スキージが上記スクリーン版の上面に接触する瞬間
の位置をそれぞれスクリーン印刷装置の制御部に数値入
力し、上記制御部により数値入力された各位置において
下記の所定の動作を行わせるものであって、上記上昇工
程と上記引き離し工程の前に、 スクリーン印刷開始前に上記上昇待機位置で上記スキ
ージを待機させ、 上記上昇待機位置から上記押し込み位置まで上記スキ
ージを下降させて上記押し込み動作を行わせて上記印刷
動作を行わせるようにし、 上記引き離し工程では、上記印刷動作終了後、上記ス
キージが上記押し込み位置から上記スキージが上記スク
リーン版の上面に接触する瞬間の上記位置まで上昇させ
るようにした第１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３態様によれば、上記スキージを上記スク
リーン版に対してデジタル制御により上下動させるよう
にした第１又は２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４態様によれば、上記被印刷物引き離し工
程において、上記上昇工程において上記スキージの押し
込みストローク分だけ上昇する上記スキージの上昇速度
よりも遅い速度で上記位置決めステージが下方に移動し
て、上記被印刷物を上記スクリーン版の下面から引き離
した後、上記スキージを待機のため上昇させるようにし
た第１〜３態様のいずれかに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、昇降可能な位置決めステ
ージに載置された被印刷物に、回路パターンが形成され
ているスクリーン版の上面を印刷用スキージが押し込み
ながら水平移動して印刷ペーストを上記スクリーン版を
介して上記被印刷物に印刷塗布して、上記スクリーン版
の回路パターンに相当する回路パターンを上記被印刷物
に印刷するスクリーン印刷装置において、 上記印刷用スキージを、少なくとも、上記スクリーン
版上を上記印刷用スキージが押し込んでいる押し込みス
トローク分上昇させたのち、上記位置決めステージを下
方に移動して上記被印刷物を上記スクリーン版の下面か
ら引き離すように印刷用スキージ用昇降駆動装置と位置
決めステージ昇降駆動装置とを制御する制御部を備えた
スクリーン印刷装置を提供する。
本発明の第６態様によれば、上記印刷用スキージの押
し込み前の上記スクリーン版上方での上昇待機位置、上
記スキージの上記スクリーン版に対する押し込み位置、
上記スキージが上記スクリーン版の上面に接触する瞬間
の位置をそれぞれ入力手段から上記制御部に数値入力
し、上記制御部により、上記数値入力された各位置にお
いて下記の所定の動作を行わせるものであって、 スクリーン印刷開始前の上記印刷用スキージ用昇降駆
動装置により上記上昇待機位置で上記スキージを待機さ
せ、 上記印刷用スキージ用昇降駆動装置により、上記上昇
待機位置から上記押し込み位置まで上記スキージを下降
させて上記押し込み動作を行わせて上記印刷動作を行わ
せ、 上記印刷動作終了後、上記スキージを押し込みストロ
ーク分上昇させるとき、上記印刷用スキージ用昇降駆動
装置により、上記スキージが上記押し込み位置から上記
スキージが上記スクリーン版の上面に接触する瞬間の上
記位置まで上昇させ、 上記位置決めステージ昇降駆動手段により上記ステー
ジが下降されて上記被印刷物の上記スクリーン版の下面
からの引き離し工程を行うようにした第５態様に記載の
スクリーン印刷装置を提供する。
本発明の第７態様によれば、上記印刷用スキージ用昇
降駆動装置は、モータと、該モータの回転軸に連結され
たネジ軸と、該ネジ軸に螺合して上下方向沿いに上記ス
キージを移動させる移動体とより構成され、上記モータ
の回転制御により上記スキージの上下動を制御するよう
にした第５又は６態様に記載の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、上記スキージを上記スク
リーン版に対して上記制御部でデジタル制御により上下
動させるようにした第５〜７態様のいずれかに記載のス
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、上記印刷用スキージ用昇
降駆動装置により、上記スクリーン版上を上記スキージ
が押し込んでいる押し込みストローク分だけ少なくとも
上記スキージを上昇させたのち、上記位置決めステージ
昇降駆動装置により、上記スキージの上昇速度よりも遅
い速度で上記位置決めステージが下方に移動して上記被
印刷物を上記スクリーン版の下面から引き離したのち、
上記印刷用スキージ用昇降駆動装置により、上記スキー
ジを待機位置まで上昇させるようにした第５〜８態様の
いずれかに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、スクリーン印刷装置を使
用して、クリーム半田を印刷すべき基板上にスクリーン
マスクを位置決めし、上記スクリーンマスクに当接しな
がら上記スクリーンマスクに対して平行移動する印刷ヘ
ッドのスキージにより、上記スクリーンマスク上に供給
した上記クリーム半田を上記スクリーンマスクに刷り込
んで上記基板の電極上に印刷するスクリーン印刷方法に
おいて、 上記基板は、上記スキージの移動方向沿いに、上記ス
キージの移動方向沿いの上記マスクの開口寸法の値が所
定の閾値より小さい第１領域と、上記開口寸法の値が上
記閾値以上の第２領域とに区分けされ、上記第１領域で
の上記スキージの速度を上記第２領域での上記スキージ
の速度より遅く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11態様によれば、上記第１領域と第２領域
のデータと、上記第１領域及び第２領域に対応する上記
スキージの速度のデータとが、作業者により又は上記ス
クリーン印刷装置を制御する上位コンピュータから上記
スクリーン印刷装置に入力され、 入力された上記第１領域と第２領域のデータと、上記
第１領域及び第２領域に対応する上記スキージの速度の
データとを基にして、上記第１領域と上記第２領域との
間で上記スキージの速度の切替えが行われる第10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12態様によれば、視覚認識カメラにより上
記マスクの開口寸法を認識して上記第１領域及び第２領
域のデータを上記スクリーン印刷装置に入力するととも
に、作業者又は上記スクリーン印刷装置を制御する上位
コンピュータにより上記第１領域及び第２領域に対応す
る上記スキージの速度のデータを入力し、 上記視覚認識カメラの認識による上記第１領域及び第
２領域の入力データと、上記作業者又は上記上位コンピ
ュータによる上記第１領域及び第２領域に対応する上記
スキージの速度の入力データとを基にして上記第１領域
と上記第２領域との間で上記スキージの速度の切り替え
が行われるようにした第10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13態様によれば、上記スキージの移動方向
とは交差する方向において、上記スキージの移動方向沿
いの上記マスクの開口寸法の値が所定の閾値より小さい
開口と、スキージの移動方向沿いのマスクの開口寸法の
値が所定の閾値以上の開口とが混在するとき、上記小さ
い開口に基づき上記第１領域として該第１領域に対応す
る速度で上記スキージを移動させるようにした第10〜12
態様のいずれかに記載のスクリーン印刷方法を提供す
る。
本発明の第14態様によれば、上記印刷により形成され
るクリーム半田上に上記基板に実装される部品の外部端
子が配置されるとき、上記閾値は、上記外部端子間のピ
ッチであるようにした第10〜13態様のいずれかに記載の
スクリーン印刷方法を提供する。
本発明の第15態様によれば、クリーム半田を印刷すべ
き基板上にスクリーンマスクを位置決めし、上記スクリ
ーンマスクに当接しながら上記スクリーンマスクに対し
て平行移動する印刷ヘッドのスキージにより、上記スク
リーンマスク上に供給した上記クリーム半田を上記スク
リーンマスクに刷り込んで上記基板の電極上に印刷する
スクリーン印刷装置において、 上記基板は、上記スキージの移動方向沿いに、上記ス
キージの移動方向沿いの上記マスクの開口寸法の値が所
定の閾値より小さい第１領域と、上記開口寸法の値が上
記閾値以上の第２領域とに区分けされ、上記第１領域で
の上記スキージの速度を上記第２領域での上記スキージ
の速度より遅くするように制御する制御部を備えるよう
にしたスクリーン印刷装置を提供する。
本発明の第16態様によれば、作業者又は上記制御部を
制御する上位コンピュータにより、上記第１領域と第２
領域のデータと、上記第１領域及び第２領域に対応する
上記スキージの速度のデータとが上記制御部に入力さ
れ、これらの入力されたデータを基に上記制御部により
上記スキージの速度の切り替えが上記第１領域と上記第
２領域との間で行われるようにした第15態様に記載のス
クリーン印刷装置を提供する。
本発明の第17態様によれば、上記マスクの開口の状態
を認識する視覚認識カメラを備え、該視覚認識カメラの
上記マスク開口状態の認識により上記第１領域及び第２
領域のデータが上記制御部に入力され、作業者又は上記
制御部を制御する上位コンピュータにより上記制御部に
上記第１領域及び第２領域に対応する上記スキージの速
度のデータが入力され、これらの入力されたデータを基
に上記制御部により上記スキージの速度の切り替えが上
記第１領域と上記第２領域との間で行われるようにした
第15態様に記載のスクリーン印刷装置を提供する。
本発明の第18態様によれば、上記スキージの移動方向
とは交差する方向において、上記スキージの移動方向沿
いの上記マスクの開口寸法の値が上記所定の閾値より小
さい開口と、上記スキージの移動方向沿いの上記マスク
の開口寸法の値が上記所定の閾値以上の開口とが混在す
るとき、上記制御部は、上記小さい開口に基づき上記第
１領域として該第１領域に対応する速度で上記スキージ
を移動させるようにした第15〜17態様のいずれかに記載
のスクリーン印刷装置を提供する。
本発明の第19態様によれば、上記印刷により形成され
るクリーム半田上に上記基板に実装される部品の外部端
子が配置されるとき、上記閾値は、上記外部端子間のピ
ッチであるようにした第15〜18態様のいずれかに記載の
スクリーン印刷装置を提供する。
本発明の第20態様によれば、クリーム半田を印刷すべ
き基板を搬入するローダ部と、 上記ローダ部により搬入された上記基板をスクリーン
印刷を行うために保持するステージと、 上記クリーム半田を印刷した上記基板を上記ステージ
から搬出するアンローダ部とをさらに備え、 上記制御部は、 上記基板を、上記スキージの移動方向沿いに、上記ス
キージの移動方向沿いの上記マスクの開口寸法の値が所
定の閾値より小さい第１領域と、上記開口寸法の値が上
記閾値以上の第２領域とに区分けするデータと、上記第
１領域での上記スキージの速度のデータと、上記第１領
域での上記スキージの速度より遅い上記第２領域での上
記スキージの速度のデータとを記憶する記憶手段と、 上記記憶手段で記憶されたデータに基づいて上記印刷
ヘッドのスキージ速度を途中で切り替えるプログラムを
作成するプログラム作成手段とを備え、 また、上記印刷ヘッドは、上記プログラムを基に上記
制御部の制御により上記スキージの速度を途中で切り替
えるスキージ速度途中切替え手段を備えるようにした第
15〜19態様のいずれかに記載のスクリーン印刷装置を提
供する。
本発明の第21態様によれば、クリーム半田をスキージ
を使用して基準印刷速度でスクリーン印刷するスクリー
ン印刷方法において、 印刷作業中に印刷待機時間が発生した場合に、上記印
刷待機時間を測定し、 上記印刷待機が解除されて印刷を再開するとき、上記
印刷待機時間と印刷再開後の調整印刷速度による印刷時
間との関係に基づき、上記基準印刷速度より小さい上記
調整印刷速度により上記スキージを移動させて、スクリ
ーンマスクに待機時間中に載置されていたクリーム半田
でスクリーン印刷を行うようにしたスクリーン印刷方法
を提供する。
本発明の第22態様によれば、上記調整印刷速度でスク
リーン印刷を行う時間は、上記クリーム半田の補充量に
応じて設定するようにした第21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23態様によれば、上記調整印刷速度でスク
リーン印刷を開始したのち、所定時間後に上記基準印刷
速度でスクリーン印刷を行うようにした第21又は22態様
に記載のスクリーン印刷方向を提供する。
本発明の第24態様によれば、上記調整印刷速度でスク
リーン印刷を開始したのち、所定枚数の基板をスクリー
ン印刷した後に上記基準印刷速度でスクリーン印刷を行
うようにした第21又は22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25態様によれば、上記基準印刷速度に戻る
までの上記調整速度を複数段階に設定するようにした第
21〜24態様のいずれかに記載のスクリーン印刷方法を提
供する。
本発明の第26態様によれば、クリーム半田をスキージ
を使用して基準印刷速度でスクリーン印刷するスクリー
ン印刷装置において、 印刷作業中に印刷待機時間が発生した場合に、上記印
刷待機時間を測定し、かつ、上記印刷待機が解除されて
印刷を再開するとき、上記印刷待機時間と印刷再開後の
調整印刷速度による印刷時間との関係に基づき、上記基
準印刷速度より小さい上記調整印刷速度により上記スキ
ージを移動させて、上記スクリーンマスクに待機時間中
に載置されていたクリーム半田でスクリーン印刷を行う
制御部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27態様によれば、上記制御部により、上記
調整印刷速度でスクリーン印刷を行う時間は、上記クリ
ーム半田の補充量に応じて設定するようにした第26態様
に記載のスクリーン印刷装置を提供する。
本発明の第28態様によれば、上記制御部により、上記
調整印刷速度でスクリーン印刷を開始したのち、所定時
間後に上記基準印刷速度でスクリーン印刷を行うように
した第26又は27態様に記載のスクリーン印刷装置を提供
する。
本発明の第29態様によれば、上記制御部により、上記
調整印刷速度でスクリーン印刷を開始したのち、所定枚
数の基板をスクリーン印刷した後に上記基準印刷速度で
スクリーン印刷を行うようにした第26又は27態様に記載
のスクリーン印刷装置を提供する。
本発明の第30態様によれば、上記制御部により、上記
基準印刷速度に戻るまでの上記調整印刷速度を複数段階
に設定するようにした第26〜29態様のいずれかに記載の
スクリーン印刷装置を提供する。
本発明のスクリーン印刷方法によれば、被印刷物をス
クリーン版の下面から位置決めステージで下方へ引き離
す前に、スクリーン版上を印刷用スキージが押し込んで
いる押し込みストローク分のみ印刷用スキージを上昇さ
せたのち、被印刷物をスクリーン版の下面から位置決め
ステージで下方へ引き離し、その後に印刷用スキージを
上昇させることができるので、その結果、スクリーン版
が傾かない水平状態を保ちながら、被印刷物をスクリー
ン版から引き離すことができ、スクリーン版に設けた回
路パターン形状にほぼ等しく、従来のようにコーナー部
分に角（ツノ）がない、良好な印刷パターンを得ること
ができる。
本発明のスクリーン印刷装置によれば、位置決めステ
ージが下方へ移動して被印刷物を上記スクリーン版の下
面から引き離す前に、印刷用スキージを上昇させてか
ら、位置決めステージを下方に移動して被印刷物をスク
リーン版の下面から引き離すように印刷用スキージ用昇
降駆動装置と位置決めステージ昇降駆動装置を運転する
制御部を備えることにより、上記本発明のスクリーン印
刷方法を実現でき、同様な効果を奏することができる。
本発明のスクリーン印刷方法と、本発明のスクリーン
印刷装置とは、制御部に、基板の大開口領域と微小開口
領域との設定に関するデータと、上記大開口領域に対す
る高スキージ速度の設定及び上記微小開口領域に対する
低スキージ速度の設定に関するデータとを入力され記憶
する記憶手段と、上記の入力されたデータに基づいて印
刷ヘッドのスキージ速度を途中で切り替えるプログラム
を作成するプログラム作成手段とを付加するとともに、
上記印刷ヘッドに、スキージ速度を途中で切り替えるス
キージ速度途中切替え手段を付加することにより、作業
者又は上記スクリーン印刷装置を制御する上位（ホス
ト）コンピュータによって、大開口領域及び微小開口領
域の入力と、高スキージ速度及び低スキージ速度の入力
とを行うこと、又は、視覚認識カメラの認識による大開
口領域及び微小開口領域の入力と、作業者又は上位（ホ
スト）コンピュータによる高スキージ速度及び低スキー
ジ速度の入力とを行うことによって、印刷ペーストを印
刷すべき基板にマスクの大開口領域に対応する領域のみ
がある領域を高スキージ速度で印刷し、印刷ペースト印
刷すべき基板にマスクの微小開口領域に対応する領域が
ある領域を低スキージ速度で印刷することにより、上記
大開口領域と上記微小開口領域とが混在する場合に、高
い印刷品質の保持と高い生産性の確保とが可能になる。
本発明のスクリーン印刷方法によると、印刷を再開す
る際に、スクリーン版に待機時間中載置されていた印刷
ペーストを適正にローリングしながら印刷できるよう
に、上記の測定した印刷待機時間に基づいて判断される
印刷ペーストの特性の変化に合わせて、上記基準印刷速
度より低下させた調整印刷速度を設定するので、印刷ペ
ーストが、印刷待機時間中に乾燥したりしてその特性が
変化していても、調整印刷速度で印刷すれば、適正にロ
ーリングしながら印刷され、印刷ペースト欠け、印刷ペ
ースト不足、かすれ等の不良が発生することが無くな
る。
又、上記調整印刷速度で印刷する調整印刷数を新しい
印刷ペーストの補充量に応じて設定し、上記調整印刷速
度で上記調整印刷数を印刷した後に、上記基準印刷速度
に戻るので、印刷ペースト欠け、印刷ペースト不足、か
すれ等の不良を発生することなく、基準印刷速度に戻る
ことができる。
本発明の印刷方法によると、印刷待機時間が短い場合
には、１段階の調整印刷速度を採用すれば良く、印刷待
機時間が長くなるに従って、調整印刷速度の段階数を多
くすれば良いので、短い印刷待機時間から長い印刷待機
時間まで幅広く対応できる。
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、本発明の第１実施形態にかかるスクリーン印
刷方法を実施するスクリーン印刷装置の構成図であり、 図２は、上記第１実施形態にかかる印刷方法のフロー
チャート図であり、 図3A,3B,3Cは、それぞれ、上記第１実施形態にかかる
印刷方法の印刷過程の説明図であり、 図4A,4Bは、それぞれ、本発明の第２実施形態にかか
るスクリーン印刷装置の斜視図及びその制御部と各装置
との関係を示す図であり、 図５は、上記第２実施形態にかかるスクリーン印刷方
法の動作を示すフローチャートであり、 図６は、上記第２実施形態にかかる印刷方法において
使用するスクリーンメタルマスクの平面図であり、 図7A,7Bは、それぞれ、上記第２実施形態において印
刷方法の動作を示す図であり、 図８は、本発明の第３実施形態にかかるスクリーン印
刷方法の動作を示すフローチャートであり、 図９は、本発明の第４実施形態にかかるスクリーン印
刷方法の動作を示すフローチャートであり、 図10は、上記第２実施形態の変形例にかかるスクリー
ン印刷方法において使用するスクリーンメタルマスクの
平面図であり、 図11は、本発明の第５実施形態にかかるスクリーン印
刷方法の動作を示すフローチャートであり、 図12は、スクリーン印刷装置の構成と動作を示す図で
あり、 図13は、図12のスクリーン印刷装置においてスキージ
の動作を示す図であり、 図14は、図12のスクリーン印刷装置においてスキージ
の動作を示す図であり、 図15は、第５実施形態のスクリーン印刷装置の制御機
構と駆動機構のブロック図であり、 図16は、従来のスクリーン印刷装置の構成図であり、 図17は、従来のスクリーン印刷方法のフローチャート
図であり、 図18A,18B,18Cは、それぞれ、従来のスクリーン印刷
方法の印刷過程の説明図であり、 図19は、従来のスクリーン印刷装置の斜視図であり、 図20は、従来のスクリーンメタルマスクの平面図であ
り、 図21A,21Bは、それぞれ、従来例の動作を示す図であ
り、 図22は、従来例の動作を示すフローチャートであり、 図23は、従来の印刷装置の制御機構と駆動機構のブロ
ック図であり、 図24は、従来のスクリーン印刷方法の動作を示すフロ
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。
以下、本発明の第１実施形態にかかるスクリーン印刷
方法を図１〜図3Cに基づいて説明する。
図１は本発明の第１実施形態にかかるスクリーン印刷
方法の実施に使用するスクリーン印刷装置を示す。
被印刷物１は、位置決めステージ昇降駆動装置３によ
り昇降可能な位置決めステージ２に位置決め固定されて
いる。印刷時の位置決めステージ２は、図１に点線で示
すように、被印刷物１の上面がスクリーン版４の下面に
当接する付近まで位置決めステージ昇降駆動装置３によ
り持ち上げられる。
図12に示すようにACサーボモータ8aとそのモータ8aの
回転軸に連結されたネジ軸8bとネジ軸8bに螺合した移動
体8cなどから構成される水平往復移動駆動装置８は、左
スキージ5a,右スキージ5bが下降してスクリーン版４の
上面に当接した状態で、左スキージ5a及び右スキージ5b
を図１において水平移動（Ｘ方向）させて、左スキージ
5a,右スキージ5bでクリーム半田などの印刷ペースト９
をスクリーン版４の上面で移動させる。
12aは左スキージ5aを昇降させる駆動用の左スキージ
昇降用パルスモータ、12bは右スキージ5bを昇降させる
駆動用の右スキージ昇降用パルスモータ、13aは左スキ
ージ昇降用パルスモータ12aにより正逆回転駆動される
左ボールネジ、13bは右スキージ昇降用パルスモータ12b
により正逆回転駆動される右ボールネジ、14aは左ボー
ルネジ13aに螺合されて該左ボールネジ13aの正逆回転に
より上下動する左ボールネジナット、14bは右ボールネ
ジ13bに螺合されて該右ボールネジ13bの正逆回転により
上下動する右ボールネジナットであり、以上の主要構成
部品により、印刷用スキージ用昇降駆動装置700が構成
されている。
15は位置決め制御装置で、上記印刷用スキージ用昇降
駆動装置700によりゴム又は金属などより構成される左
スキージ5a及び右スキージ5bの押し込み前のスクリーン
版上方での上昇待機位置、スキージ押し込みストローク
の位置、左右のスキージ5a,5bがスクリーン版４の上面
に接触する瞬間の位置をテンキーなどの入出力装置100
から入力された数値データ、または位置決め制御装置15
の内部に備えた記憶部に記憶されたプログラムデータか
ら呼び出されたデータに基づき、それぞれの所定位置
に、位置決めができる。
図２は上記第１実施形態にかかるスクリーン印刷方法
のスクリーン印刷工程を示し、従来の印刷方法との主な
相違点は、第５工程が、従来の技術の説明における図２
の第４工程と第５工程の間に付加されたことである。
本発明の第１実施形態にかかるスクリーン印刷方法で
は、第１工程で、被印刷物１を位置決めステージ２の所
定位置に位置決め固定し、第２工程で、ステージ昇降駆
動装置３により位置決めステージ２を上昇させてステー
ジ２上の被印刷体１をスクリーン版４の下面付近まで上
昇させる。第３工程で、左スキージ昇降用パルスモータ
12aの駆動により左スキージ5aをスキージ押し込みスト
ロークの位置まで下降させ、第４工程で、水平往復移動
駆動装置８により左スキージ5aを図１のＸ方向右側に移
動させて印刷を行なう。その状態を図3Aに示す。その
後、第５工程で、スクリーン版４の上を印刷用左スキー
ジ5aが押し込んでいる押し込みストローク分のみ左スキ
ージ5aを、スクリーン版４の上面に接触する瞬間の位置
まで左スキージ昇降用パルスモータ12aにより上昇させ
る。その状態を図3Bに示す。第６工程で、基板印刷位置
から所定寸法の間、ステージ昇降駆動装置３により位置
決めステージ２を超微速（0.1mm/秒）で図3CのＹ方向に
下降させて、被印刷物１を図3Cに示すようにスクリーン
版４から引き離した後、第７工程で、左スキージ5aを上
昇待機位置まで左スキージ昇降用パルスモータ12aによ
り上昇させる。所定寸法だけ移動したのち、位置決めス
テージ２は超微速より速い速度で下降する。次に、右ス
キージ5b側での印刷動作も上記左スキージ5aと同様に行
ない、以降その動作を交互に繰り返す。
以上のように、左スキージ昇降用パルスモータ12a、
右スキージ昇降用パルスモータ12bの主要構成部品より
構成される上記印刷用スキージ用昇降駆動装置700と、
上記位置決め制御装置15とを設けることにより、左スキ
ージ5a及び右スキージ5bが、スクリーン版４の上面に接
触する瞬間の位置について任意に入出力装置100を介し
て入力設定ができ、かつ、被印刷物１をスクリーン版４
から引き離す前に、左スキージ5a及び右スキージ5bをス
クリーン版４の上面に接触する瞬間の位置まで上昇させ
ることができるので、スクリーン版４が傾くことがない
水平状態を保ちながら、被印刷物１をスクリーン版４か
ら引き離すことができ、スクリーン版４に設けた回路パ
ターン形状にほぼ等しく、従来例において示されたよう
なコーナー部分に角10がない、良好な印刷パターン16を
得ることができる。
また、上記印刷用スキージ5a,5bの上昇待機位置、上
記スキージ5a,5bの上記スクリーン版４に対する押し込
み位置、上記スキージ5a,5bが上記スクリーン版４の上
面に接触する瞬間の位置をそれぞれ上記入出力装置100
から上記位置決め制御装置15に数値入力して記憶部に記
憶させて、上記制御装置15は上記記憶部で記憶された数
値に基づき上記各位置をデジタル制御するようにしたの
で、各印刷毎に上記各位置を再現性良く制御することが
できて、スクリーン印刷の精度を向上させることができ
る。
また、上記スクリーン版４上を上記スキージ5a,5bが
押し込んでいる押し込みストローク分だけ少なくとも上
記スキージ5a,5bを上昇させたのち、基板印刷位置から
所定寸法の間、上記スキージ5a,5bの上昇速度よりも遅
い速度で上記位置決めステージ２が下方に移動して上記
被印刷物１を上記スクリーン版４の下面から引き離した
のち、上記スキージ5a,5bを待機位置まで上昇させるよ
うにしたので、スクリーン版４が傾くことがない水平状
態をより確実に保ちながら、被印刷物１をスクリーン版
４から引き離すことができ、スクリーン版４に設けた回
路パターン形状にほぼ等しく、従来例において示された
ようなコーナー部分に角10がない、良好な印刷パターン
16を得ることができる。
本発明の第２実施形態にかかるスクリーン印刷方法を
使用するスクリーン印刷装置を図4A〜図7Bに基づいて説
明する。以下の説明において、「微小開口領域」とは、
スキージ移動方向沿いのマスクの開口の各開口寸法の値
が所定の閾値より小さい領域を意味する。「大開口領
域」とは、上記スキージ移動方向沿いのマスクの開口の
各開口寸法の値が所定の閾値以上の領域を意味する。
上記スクリーン印刷装置の斜視図である図4Aにおい
て、101はスクリーンメタルマスク、102は基板、103は
印刷ヘッド、104は印刷ヘッド103を駆動する印刷ヘッド
用ACサーボモータ、105は印刷ヘッド用ACサーボモータ1
04の駆動力を伝える印刷ヘッド用ボールネジ、106は印
刷ヘッド用ACサーボモータ104を駆動する印刷ヘッド用A
Cサーボドライバー部、107はスクリーンメタルマスク10
1と基板102の認識マークを認識する視覚認識カメラ、10
8は視覚認識カメラ107を駆動する認識カメラ用ACサーボ
モータ、109は認識カメラ用ACサーボモータ108の駆動力
を伝える認識カメラ用ボールネジ、110は認識カメラ用A
Cサーボモータ108を駆動する認識カメラ用ACサーボドラ
イバー部、111は各サーボモータドライバー部106,110に
対して指令を出す制御部、112は制御部111にデータを入
力する操作部、113は基板102を規制するステージ、114
はステージ113を駆動するステージ用ACサーボモータ、1
15はステージ用ACサーボモータ114の駆動力を伝えるス
テージ用ボールネジ、116はステージ用ACサーボモータ1
14を駆動するステージ用ACサーボドライバー部、117は
印刷前の基板102を搬入するローダ部、118は印刷後の基
板102を搬出するアンローダ部、119は装置本体部であ
る。よって、上記制御部111には、図4Bに示すように、
印刷ヘッド103、印刷ヘッド用ACサーボドライバー部10
6、視覚認識カメラ107、認識カメラ用ACサーボドライバ
ー部110、操作部112、ステージ113、ステージ用ACサー
ボドライバー部116、ローダ部117、アンローダ部118が
接続されている。
なお、第２実施形態において、基板102、ステージ11
3、ステージ用ACサーボモータ114、スクリーンメタルマ
スク101、印刷ヘッド103、スキージ123、印刷ペースト
の一例としてのクリーム半田122、制御部111、操作盤11
2は、それぞれ、第１実施形態の基板１、ステージ２、
位置決めステージ昇降駆動装置３、スクリーン版４、ス
キージ5a,5bなどを有して印刷ヘッドとして機能する移
動体8c、スキージ5a,5b、印刷ペーストの一例としての
クリーム半田９、制御部15、入出力装置100に相当する
ものである。
本第２実施形態の装置が従来の装置と大きく異なるの
は、上記制御部111が、制御部本体部111aに加えて、基
板102の大開口領域と微小開口領域との設定に関するデ
ータと上記大開口領域に対する高スキージ速度の設定及
び上記微小開口領域に対する低スキージ速度の設定に関
するデータとが入力されて記憶される記憶手段111bと、
上記入力されたデータに基づいて印刷ヘッド103のスキ
ージ速度を途中で切り替えるプログラムを作成するプロ
グラム作成手段111cとを付加する一方、上記印刷ヘッド
103に、スキージ速度を途中で切り替えるスキージ速度
途中切替え手段103aが付加されていることである。
この第２実施形態では、スキージ123は、基板102のス
キージ移動方向とは直交する方向の全領域を一回のスキ
ージ移動により印刷することができる程度の幅寸法を有
するものであり、以下により述べる印刷速度によりスキ
ージ123を移動させることにより、スキージ移動方向と
直交する方向では基板102のすべての領域が印刷される
ものとする。
本第２実施形態のフローチャートを示す図５のステッ
プ＃11−１において、作業者は、機種変換時にスクリー
ンメタルマスク101を設置後、操作部112を使用して、図
６に示すスクリーンメタルマスク101の大きい開口内の
半田ペーストを基板に印刷する領域である大開口領域12
0（基板のチップ部品領域に対応する領域）と微小な開
口内の半田ペーストを基板に印刷する領域である微小開
口領域121（基板の狭ピッチQFP「Quad Flat Packag
e」領域に対応する領域）との位置及びサイズに基づ
き、上記大開口領域120を高速印刷領域として入力手段
としての操作部112のテンキーにより制御部111に入力し
て記憶手段111bに記憶させ、上記微小開口領域121を低
速印刷領域として操作部112により制御部111に入力して
記憶手段111bに記憶させると共に、上記高速印刷領域の
印刷に使用する高スキージ速度V1と上記低速印刷領域の
印刷に使用する低スキージ速度V2とを操作部112により
制御部111に入力して記憶手段111bに記憶させる。
図５のステップ＃11−２において、制御部111は、こ
れらの入力され記憶されたデータを使用して、大開口領
域である大開口領域120を高スキージ速度V1で印刷し、
微小開口領域である微小開口領域121を低スキージ速度V
2で印刷する印刷ヘッド103の動作プログラムをプログラ
ム作成手段111cで作り、記憶手段111bに記憶する。この
プログラムはステップ＃14で使用される。
ステップ＃２において、制御部111の制御により、ロ
ーダ部117が基板102をステージ113に搬入する。
ステップ＃３において、制御部111の制御により、視
覚認識カメラ107が、基板102の認識マークの位置を認識
し、スクリーン版であるスクリーンメタルマスク101の
認識マーク位置に基づいて基板102の位置補正量の計算
を制御部111で行い、計算された位置補正量に基づき制
御部111により上記基板102の位置決めの補正を行う。
ステップ＃14において、制御部111の制御により、上
記第１実施形態の左スキージ5a又は右スキージ5bと同様
な機構を有する印刷ヘッド103のスキージ123が、ステッ
プ＃11−２において作成及び記憶された動作プログラム
に基づいて、上記高速印刷領域の印刷開始位置に移動及
び下降し、上記高スキージ速度V1で、上記高速印刷領域
の印刷開始位置から印刷終了位置まで印刷する。次い
で、上記低速印刷領域の印刷開始位置にかかると、上記
低スキージ速度V2で、上記低速印刷領域の印刷開始位置
から印刷終了位置まで印刷する。次いで、第２の上記高
速印刷領域の印刷開始位置にかかると、上記高スキージ
速度V1で、上記第２の高速印刷領域の印刷開始位置から
印刷終了位置まで印刷して上昇する。
その結果、図7A,7Bに示すように、スキージ123の速度
V1、V2がそれぞれ高速印刷領域である大開口領域120と
低速印刷領域である微小開口領域121とに適しており、
微小開口領域である微小開口領域121に対しても、クリ
ーム半田122が、基板102の電極125上に位置決めされた
スクリーンメタルマスク101の開口である印刷穴124の中
を完全に充填することができ、上記スクリーンメタルマ
スク101を取り外した後に、図7Bに示すように、基板102
の電極125の各々の上に印刷されるクリーム半田122の量
が適正量になる。
ステップ＃５において、制御部111の制御により、上
記基板102を載置したステージ113が下降して上記基板10
2をアンローダ部118に移し、アンローダ部118が上記基
板102を上記印刷装置の本体部119から搬出する。
本第２実施形態によると、上記のようにして、マスク
101のスキージ移動方向沿いの開口寸法が異なる領域に
対応する領域が基板102に混在する場合に、操作部112か
ら手入力により入力されたデータに基づき、上記基板10
2の各領域の開口寸法に合わせた複数の適正速度で印刷
できるようになる。
本発明の第３実施形態にかかるスクリーン印刷方法を
使用するスクリーン印刷装置を、図4A,4B及び図６〜８
に基づいて説明する。
本第３実施形態の装置の大略構成は第２実施形態と同
様なので説明を省略する。第２実施形態では高速印刷領
域と低速印刷領域とを手入力で制御部111に入力してい
たが、この第３実施形態では、視覚認識カメラ107を使
用して高速印刷領域と低速印刷領域とを自動的に入力で
きることを特徴とするものである。具体的には、マスク
の開口の開口寸法を視覚認識カメラ107の認識により制
御部111に入力し、制御部111で所定の閾値と比較して、
上記開口寸法が上記閾値より小さい領域を低速印刷領域
とし、上記閾値以上の領域を高速印刷領域と上記制御部
111で判断し記憶手段111bに記憶するものである。
本第３実施形態のフローチャートを示す図８のステッ
プ＃21−１において、作業者は、機種変換時にスクリー
ンメタルマスク101を設置後、操作部112を使用して、視
覚認識カメラ107に上記スクリーンメタルマスク101を認
識させ、上記スクリーンメタルマスク101の大開口領域1
20と微小開口領域121との位置及びサイズに関するデー
タを、制御部111に送る。
図８のステップ＃21−２において、作業者は操作部11
2を使用して、上記高速印刷領域の印刷に使用する高ス
キージ速度V1と上記低速印刷領域の印刷に使用する低ス
キージ速度V2とを制御部111に入力する。
図８のステップ＃21−３において、制御部111は、こ
れらの入力されたデータを使用して、大開口領域120を
高スキージ速度V1で印刷し、微小開口領域121を低スキ
ージ速度V2で印刷する印刷ヘッド103の動作プログラム
をプログラム作成手段111cで作り、制御部111の記憶手
段111bに記憶する。このプログラムは図８のステップ＃
24で使用される。
図８のステップ＃２において、制御部111の制御によ
り、ローダ部117が基板102をステージ部113に搬入す
る。
図８のステップ＃３において、制御部111の制御によ
り、視覚認識カメラ107が、上記基板102の認識マークの
位置を認識し、スクリーンメタルマスク101の認識マー
ク位置に基づいて基板102の位置補正量の計算を制御部1
11で行い、計算結果に基づき制御部111により上記基板1
02の位置決めの補正を行う。
図８のステップ＃24において、上記のプログラムに基
づいて制御部111の制御により印刷ヘッド103が動作し、
印刷ヘッド103のスキージ123が、上記高速印刷領域の印
刷開始位置に移動及び下降し、上記高スキージ速度V
1で、上記高速印刷領域の印刷開始位置から印刷終了位
置まで印刷する。次いで、上記低速印刷領域の印刷開始
位置にかかると、上記低スキージ速度V2で、上記低速印
刷領域の印刷開始位置から印刷終了位置まで印刷する。
次いで、第２の上記高速印刷領域の印刷開始位置にかか
ると、上記高スキージ速度V1で、上記第２の高速印刷領
域の印刷開始位置から印刷終了位置まで印刷して上昇す
る。
図８のステップ＃５において、制御部111の制御によ
り、上記基板102を載置したステージ113が下降して上記
基板102をアンローダ部118に移し、アンローダ部118が
上記基板102を上記本体部119から搬出する。
本第３実施形態によると、上記のようにして、マスク
の開口寸法が異なる領域に対応する領域が基板102に混
在する場合に、半自動的に、上記基板102の上記各領域
の開口寸法に合わせた複数の適正速度で印刷できる。
本発明の第４実施形態にかかるスクリーン印刷方法を
使用するスクリーン印刷装置を図4A,4B,6,7A,7B,9に基
づいて説明する。
本第４実施形態の装置の大略構成は第２実施形態と同
様なので説明を省略する。第２実施形態では、高速印刷
装置と低速印刷領域とを視覚認識カメラ７により認識し
て制御部111により識別するようにしていたが、この第
４実施形態では、この印刷装置の制御部111はより上位
（ホスト）コンピュータ例えばこの印刷装置を備えた実
装装置の制御部から上記高速印刷領域と低速印刷領域の
データ及び高スキージ速度V1と低スキージ速度V2のデー
タを上記印刷装置の制御部111に入力するものである。
本第４実施形態のフローチャートを示す図９のステッ
プ＃31−１において、機種変換時にスクリーンメタルマ
スク101を設置後、上記上位コンピュータから、上記ス
クリーンメタルマスク101の大開口領域120と微小開口領
域121との位置及びサイズに関するデータと、上記大開
口領域120の印刷に使用する高スキージ速度V1と上記微
小開口領域121の印刷に使用する低スキージ速度V2のデ
ータとを制御部111に送る。
図９のステップ＃31−２において、制御部111は、こ
れらの入力されたデータを使用して、大開口領域120を
高スキージ速度V1で印刷し、微小開口領域121を低スキ
ージ速度V2で印刷する印刷ヘッド103の動作プログラム
をプログラム作成手段111cで作り、記憶手段111bに記憶
する。このプログラムは図９のステップ＃34で使用され
る。
図９のステップ＃２において、制御部111の制御によ
り、ローダ部117が基板102をステージ113に搬入する。
図９のステップ＃３において、制御部111の制御によ
り、視覚認識カメラ107が、基板102の認識マークの位置
を認識し、スクリーンメタルマスク101の認識マーク位
置に基づいて基板102の位置補正量の計算を制御部111に
より行い、計算結果に基づいて制御部111により上記基
板102の位置決めの補正を行う。
図９のステップ＃34において、制御部111の制御によ
り、上記のプログラムに基づいて印刷ヘッド103が動作
し、印刷ヘッド103のスキージ123が、上記高速印刷領域
の印刷開始位置に移動及び下降し、上記高スキージ速度
V1で、上記高速印刷領域の印刷開始位置から印刷終了位
置まで印刷する。次いで、上記低速印刷領域の印刷開始
位置にかかると、上記低スキージ速度V2で、上記低速印
刷領域の印刷開始位置から印刷終了位置まで印刷する。
次いで、第２の上記高速印刷領域の印刷開始位置にかか
ると、上記高スキージ速度V1で、上記第２の高速印刷領
域の印刷開始位置から印刷終了位置まで印刷して上昇す
る。
図９のステップ＃５において、制御部111の制御によ
り、上記基板102を載置したステージ113が下降して上記
基板102をアンローダ部118に移し、アンローダ部118が
上記基板102を本体部119から搬出する。
本第４実施形態によると、上記のようにして、マスク
の開口寸法が異なる領域に対応する領域が基板102に混
在する場合に、自動的に、上記基板102の各領域に合わ
せた複数の適正速度で印刷できる。
図10は、上記第４実施形態の変形例を示している。第
４実施形態においては、スキージ移動方向と直交する方
向沿いには、大略同一の外部端子ピッチを有する部品の
実装が行われる領域が存在することを前提として、上記
高速印刷領域と低速印刷領域とに区分けしている。しか
しながら、図10に示すように、このように実装すべき部
品の外部端子のピッチがスキージ移動方向と直交する方
向沿いに大きく異なるものが配置されている場合も存在
する。すなわち、図10のスクリーンメタルマスク101の
左端及び右端領域A1,A3では図６のスクリーンメタルマ
スク101と同様に大開口領域120であるが、中央の領域A2
では図10の上部が微小開口領域121であり、下部が大開
口領域120となっている。このようにスキージ移動方向
に直交する方向沿いにおいて微小開口領域121と大開口
領域120とが混在する領域では、印刷速度の遅い方の速
度を優先させて、マスクのより微小な開口領域に対応す
る回路の印刷が適正に行われるようにする。従って、図
10のスクリーンメタルマスク101の印刷速度は、図６の
スクリーンメタルマスク101の印刷速度と同様にV1,V2,V
1の順に行うことになる。
なお、上記大開口領域と微小開口領域とを区分けする
ためのマスク101の開口124の寸法の値の所定の閾値の例
としては、最も多く基板に実装される電子部品の外部端
子間の狭ピッチが0.5mmであり、端子の幅が0.18±0.02m
mであり、マスクの厚さが0.15mmであるとき、0.5mmの半
分の0.25mmとすることができる。よって、0.25mmより小
さい外部端子間ピッチを有する電子部品が実装される予
定の領域は微小開口領域として遅い印刷速度で印刷を行
う一方、0.25mm以上の外部端子間ピッチを有する電子部
品が実装される予定の領域は大開口領域として速い印刷
速度で印刷を行う。上記閾値は、外部端子間のピッチ、
端子幅、マスクの厚さなどによって変わるものである。
本発明の第５実施形態にかかるスクリーン印刷方法及
び印刷装置を図11〜図15に基づいて説明する。
この第５実施形態では、印刷ペーストをスキージを使
用して基準印刷速度でスクリーン印刷するスクリーン印
刷方法において、印刷作業中に印刷待機時間が発生した
場合に、上記印刷待機時間を測定し、上記印刷待機が解
除されて印刷を再開するとき、上記印刷待機時間と印刷
再開後の調整印刷速度による印刷時間との関係に基づ
き、上記基準印刷速度より小さい上記調整印刷速度によ
り上記スキージを移動させて、上記スクリーンマスクに
待機時間中に載置されていた印刷ペーストでスクリーン
印刷を行うようにするものである。
この印刷装置の構成は上記した実施形態と大略同様な
構成を有するものである。上記ステージ２は、前工程か
ら搬入されたプリント基板１を載置して位置規制し、上
記スクリーン版４の下面まで上昇する。そして、印刷終
了後は、下降し、プリント基板１を後工程へ搬出させ
る。上記左方向印刷用スキージ5aと上記右方向印刷用ス
キージ5bは上記スキージ用昇降駆動装置700により上下
に移動すると共に、上記水平往復移動駆動装置８のモー
タ8aの回転に伴うネジ軸8bの回転により該ネジ軸8bに螺
合した水平移動部8cにより、上記スキージ5a,5bは左右
方向に移動し、上記スクリーン版４に載置された印刷ペ
ーストの一例であるクリーム半田９を、上記スクリーン
版４を通してプリント基板１に印刷する。図12、図13は
右方向の印刷中を示し、図14は左方向への印刷待機中を
示す。図15の711は上記モータ8aを駆動するための指令
を出すNC部、111は印刷装置全体を制御する上記制御部
である。
本第５実施形態では以下の動作を上記制御部111の制
御の下で行うようにしている。
図11のステップ＃51の印刷待機の有無判定工程におい
て、前工程の都合による所定時間以上の印刷待機の有無
を判定し、待機が無ければ、通常工程であるステップ＃
52〜ステップ＃56に進み、待機があれば待機工程である
ステップ＃57〜ステップ＃63に進む。
通常工程では、ステップ＃52の基板搬入工程（図5,8,
9のステップ＃２に相当）、ステップ＃53の印刷工程
（図5,8,9のステップ＃14,＃24,＃34に相当）、ステッ
プ＃54の基板搬出工程（図5,8,9のステップ＃５に相
当）を経て、ステップ＃55の印刷待機の有無判定工程
で、後工程の都合による所定時間以上の印刷待機の有無
を判定する。もし、待機が無ければ、ステップ＃56に進
み、待機があれば、待機工程であるステップ＃57〜ステ
ップ＃63に進む。ステップ＃56の終了判定工程の判定
で、終了でなければステップ＃51に戻り、ステップ＃56
で終了であれば終了する。
待機工程では、ステップ＃57で待機時間を測定しなが
ら、ステップ＃58の判断工程で待機解除の有無を判定
し、待機解除があればステップ＃59に進む。待機解除が
なければ、待機解除があるまでステップ＃57及びステッ
プ＃58を繰り返す。
ステップ＃59の印刷速度設定工程において、上記ステ
ップ＃57で測定した待機時間に合わせて、調整印刷速度
Vi（mm/sec）を設定して制御部111の記憶手段111bに記
憶させる。
この場合、通常のクリーム半田の場合には、待機後の
印刷時に適正なローリング性を維持できる調整印刷速度
Viは待機時間に比例して低下するので、予め種々の長さ
の待機時間に対して適正なローリング性を維持できる調
整印刷速度Viを簡単に求めることができる。又、待機後
の印刷時にローリング性を維持できる調整印刷速度Viが
待機時間に比例して低下しない場合でも、夫々のクリー
ム半田に特有の傾向があるので、予め種々の長さの待機
時間に対してローリング性を維持できる調整印刷速度Vi
を実験的に求めることが可能である。
本第５実施形態の一例として、通常時の基準印刷速度
Ｖ＝40mm/secのクリーム半田について、印刷待機時間と
待機後の印刷時に適正なローリング性を維持できる調整
印刷速度Viとの関係を実験的に求めた結果、例えば、１
時間程度の待機時間で、第１調整印刷速度V1＝10mm/sec
でスタートし、V1の速度でN1枚の基板を印刷した後、第
２調整印刷速度V2＝20mm/secに変更してN2枚の基板を印
刷し、さらにその後、第３調整印刷速度V3＝30mm/secに
変更してN3枚の基板を印刷した後、通常時の基準印刷速
度Ｖ＝40mm/secに戻れば良いという基準が得られた。な
お、ここで各調整印刷速度で印刷する基板枚数N1〜N3の
値は、ある所定のクリーム半田量を補充した場合に実験
的に求められる値であり、補充される新しいクリーム半
田は、スクリーン版上に残存するクリーム半田よりも、
通常粘性が高いので、その補充量に応じて適切なローリ
ング性を得るための上記N1〜N3の各値は増減されること
となる。
上記に準じて、各種の待機時間に対する調整印刷速度
Viと、新しいクリーム半田の補充量に応じた基板枚数Ni
を予め求めておけば、待機時間中に変化したクリーム半
田の特性に合わせて、上記の各調整印刷速度Viと印刷基
板枚数Niとを設定できる。
ステップ＃60〜ステップ＃63において、調整印刷速度
Viによる所定枚数Niの基板の印刷を終了して、ステップ
＃51に戻る。すなわち、ステップ＃60,＃61,＃62はそれ
ぞれステップ＃52,＃53,＃54にほぼ相当する。異なるの
は、ステップ＃61で印刷を行うとき、ステップ＃54では
基準印刷速度で印刷を行うのに対して、調整印刷速度Vi
でNi枚の基板に対する印刷を行う点である。ステップ＃
63では調整印刷速度Viで所定枚数であるNi枚の基板の印
刷が行われたか否かを判断し、所定枚数Niの基板の印刷
が終了していない場合にはステップ＃60に戻り、さらに
印刷を行う。ステップ＃63で所定枚数Niの基板の印刷が
終了したと判断された場合にはステップ＃51に戻る。
上記のようにすると、印刷待機中にクリーム半田の粘
度等の特性が変化しても、調整印刷速度で印刷すること
によりクリーム半田印刷の重要な要素であるクリーム半
田のローリング性を維持できるので、半田欠け、半田不
足、かすれ等の不良発生を防止し、安定した印刷品質を
確保できる。
又、上記調整印刷速度で印刷する調整印刷数を新しい
印刷ペーストの補充量に応じて設定し、上記調整印刷速
度で上記調整印刷数を印刷した後に、上記基準印刷速度
に戻るので、印刷ペースト欠け、印刷ペースト不足、か
すれ等の不良を発生することなく、基準印刷速度に戻る
ことができるという効果が得られる。
上記第５実施形態では、上記制御部15により上記調整
印刷速度でスクリーン印刷を行う時間は、上記印刷ペー
ストの補充量に応じて設定するようにしたが、これに限
られるものではない。
例えば、上記制御部15により、印刷ペーストの補充量
とは無関係に、上記調整印刷速度でスクリーン印刷を開
始したのち、所定時間後に上記基準印刷速度でスクリー
ン印刷を行うようにしてもよい。また、上記制御部15に
より、印刷ペーストの補充量とは無関係に、上記調整印
刷速度でスクリーン印刷を開始したのち、所定枚数の基
板をスクリーン印刷した後に上記基準印刷速度でスクリ
ーン印刷を行うようにすることもできる。また、上記制
御部15により、印刷ペーストの補充量とは無関係に、上
記基準印刷速度に戻るまでの上記調整印刷速度を複数段
階に設定することもできる。この印刷方法によると、本
発明の印刷方法の上記効果に加えて、印刷待機時間が短
い場合には、１段階の調整印刷速度を採用すれば良く、
印刷待機時間が長くなるに従って、調整印刷速度の段階
数を多くすれば良いので、短い印刷待機時間から長い印
刷待機時間まで幅広く対応できるという効果が得られ
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平7−298448 (32)優先日 平成７年11月16日(1995．11．16) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 和智 昭彦 山梨県中巨摩郡昭和町紙漉阿原2402 (72)発明者 梁池 征志郎 山梨県甲府市大里町3781−11 (72)発明者 永福 信育 山梨県中巨摩郡昭和町西条2043−７ (72)発明者 柿島 信幸 山梨県甲府市宮原町259−１ パナハイ ツ依田Ｆ−211 (56)参考文献 特開 平４−236491（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−14288（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41F 15/40 B41F 15/08

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】昇降可能な位置決めステージ（２）に載置
    された被印刷物（１）に、回路パターンが形成されてい
    るスクリーン版（４）の上面を印刷用スキージ（5a,5
    b）が押し込みながら水平移動して印刷ペースト（９）
    を上記スクリーン版を介して上記被印刷物に印刷塗布し
    て、上記スクリーン版の回路パターンに相当する回路パ
    ターンを上記被印刷物に印刷するに際し、 上記スキージを、少なくとも、上記スクリーン版上を上
    記印刷用スキージが押し込んでいる押し込みストローク
    分上昇させる工程と、 その後、上記位置決めステージが下方に移動して上記被
    印刷物を上記スクリーン版の下面から引き離す工程とを
    備えるようにしたスクリーン印刷方法。
  2. 【請求項２】上記印刷用スキージの押し込み前の上記ス
    クリーン版上方での上昇待機位置、上記スキージの上記
    スクリーン版に対する押し込み位置、上記スキージが上
    記スクリーン版の上面に接触する瞬間の位置をそれぞれ
    スクリーン印刷装置の制御部（15）に数値入力し、上記
    制御部により数値入力された各位置において下記の所定
    の動作を行わせるものであって、上記上昇工程と上記引
    き離し工程の前に、 スクリーン印刷開始前に上記上昇待機位置で上記スキー
    ジを待機させ、 上記上昇待機位置から上記押し込み位置まで上記スキー
    ジを下降させて上記押し込み動作を行わせて上記印刷動
    作を行わせるようにし、 上記引き離し工程では、上記印刷動作終了後、上記スキ
    ージが上記押し込み位置から上記スキージが上記スクリ
    ーン版の上面に接触する瞬間の上記位置まで上昇させる
    ようにした請求項１に記載のスクリーン印刷方法。
  3. 【請求項３】上記スキージを上記スクリーン版に対して
    デジタル制御により上下動させるようにした請求項１又
    は２に記載のスクリーン印刷方法。
  4. 【請求項４】昇降可能な位置決めステージ（２）に載置
    された被印刷物（１）に、回路パターンが形成されてい
    るスクリーン版（４）の上面を印刷用スキージ（5a,5
    b）が押し込みながら水平移動して印刷ペースト（９）
    を上記スクリーン版を介して上記被印刷物に印刷塗布し
    て、上記スクリーン版の回路パターンに相当する回路パ
    ターンを上記被印刷物に印刷するスクリーン印刷装置に
    おいて、 上記印刷用スキージを、少なくとも、上記スクリーン版
    上を上記印刷用スキージが押し込んでいる押し込みスト
    ローク分上昇させたのち、上記位置決めステージを下方
    に移動して上記被印刷物を上記スクリーン版の下面から
    引き離すように印刷用スキージ用昇降駆動装置（700）
    と位置決めステージ昇降駆動装置（３）とを制御する制
    御部（15）を備えたスクリーン印刷装置。
  5. 【請求項５】上記印刷用スキージの押し込み前の上記ス
    クリーン版上方での上昇待機位置、上記スキージの上記
    スクリーン版に対する押し込み位置、上記スキージが上
    記スクリーン版の上面に接触する瞬間の位置をそれぞれ
    入力手段（100）から上記制御部（15）に数値入力し、
    上記制御部により、上記数値入力された各位置において
    下記の所定の動作を行わせるものであって、 スクリーン印刷開始前に上記印刷用スキージ用昇降駆動
    装置により上記上昇待機位置で上記スキージを待機さ
    せ、 上記印刷用スキージ用昇降駆動装置により、上記上昇待
    機位置から上記押し込み位置まで上記スキージを下降さ
    せて上記押し込み動作を行わせて上記印刷動作を行わ
    せ、 上記印刷動作終了後、上記スキージを押し込みストロー
    ク分上昇させるとき、上記印刷用スキージ用昇降駆動装
    置により、上記スキージが上記押し込み位置から上記ス
    キージが上記スクリーン版の上面に接触する瞬間の上記
    位置まで上昇させ、 上記位置決めステージ昇降駆動装置により上記ステージ
    が下降されて上記被印刷物の上記スクリーン版の下面か
    らの引き離し工程を行うようにした請求項４に記載のス
    クリーン印刷装置。
  6. 【請求項６】上記印刷用スキージ用昇降駆動装置（70
    0）は、モータ（12a,12b）と、該モータの回転軸に連結
    されたネジ軸（13a,13b）と、該ネジ軸に螺合して上下
    方向沿いに上記スキージを移動させる移動体（14a,14
    b）とより構成され、上記モータの回転制御により上記
    スキージの上下動を制御するようにした請求項４又は５
    に記載のスクリーン印刷装置。
  7. 【請求項７】上記スキージを上記スクリーン版に対して
    上記制御部でデジタル制御により上下動させるようにし
    た請求項４〜６のいずれかに記載のスクリーン印刷装
    置。
  8. 【請求項８】上記印刷用スキージ用昇降駆動装置によ
    り、上記スクリーン版上を上記スキージが押し込んでい
    る押し込みストローク分だけ少なくとも上記スキージを
    上昇させたのち、上記位置決めステージ昇降駆動装置に
    より、上記スキージの上昇速度よりも遅い速度で上記位
    置決めステージが下方に移動して上記被印刷物を上記ス
    クリーン版の下面から引き離したのち、上記印刷用スキ
    ージ用昇降駆動装置により、上記スキージを待機位置ま
    で上昇させるようにした請求項４〜７のいずれかに記載
    のスクリーン印刷装置。
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