KR20120049172A

KR20120049172A - 스크린 인쇄 장치 및 스크린 인쇄 방법

Info

Publication number: KR20120049172A
Application number: KR1020117021485A
Authority: KR
Inventors: 데츠야 다나카
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-05-16
Also published as: DE112010003188T5; US20110297020A1; CN102355996A; JP2011031588A; WO2011016185A1

Abstract

본 발명은, 고도의 위치 결정 정밀도를 필요로 하는 타입의 워크가 인쇄의 작업 대상인 경우, 소기의 인쇄 위치 정밀도를 확보할 수 있는, 스크린 인쇄 장치 및 스크린 인쇄 방법을 제공한다.
캐리어(10)에 유지된 복수의 단편 기판(11)을 대상으로 하는 스크린 인쇄에 있어서, 마스크 플레이트(14)에는, 각 단편 기판(11)에 할당된 인쇄 패턴을 갖는 캐비티부(15)가 마련되어 있고, 카메라 헤드 유닛(23)이 마스크 플레이트(14) 및 단편 기판(11)을 촬상하여, 마스크 플레이트의 위치 및 단편 기판 각각의 위치를 인식한다. 캐리어(10)에 의해 유지된 단편 기판(11)은 인식 결과에 따라 개별적으로 캐비티(15)에 대해 위치 결정되고 순차적으로 인쇄된다. 이에 의해, 한번의 작업으로 복수의 단편 기판(11)을 마스크 플레이트(14)에 대해 위치 결정할 때에, 각 단편 기판(11)의 위치의 편차에 의해 야기될 수 있는 위치 오차의 발생 가능성을 배제시킬 수 있다.

Description

스크린 인쇄 장치 및 스크린 인쇄 방법{SCREEN PRINTING DEVICE AND SCREEN PRINTING METHOD}

본 발명은, 캐리어에 배치된 단편(單片) 기판 등과 같은 워크에 크림 솔더 또는 도전성 페이스트 등의 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄 장치 및 스크린 인쇄 방법에 관한 것이다.

지금까지 스크린 인쇄는, 전자부품의 제조 분야에서 기판의 상면에 크림 솔더 또는 도전성 페이스트 등의 페이스트를 인쇄하는 방법으로서 널리 사용되고 있다. 인쇄 대상인 기판이 작은 사이즈의 분할된 단편 기판에 해당하는 경우에는, 복수의 단편 기판을 핸들링 캐리어에 배치한 채로 인쇄한다. 이러한 스크린 인쇄에 흔히 사용되는 캐리어는, 직사각형의 판형 부재에 기판 및 워크를 유지하기 위한 워크 배치부가 마련되어 있는 구성을 갖는다(특허문헌 1 참조).

특허문헌 1과 관련하여 기술된 실시형태에서는, 단편 기판을 캐리어에 마련된 해당 워크 장착부에 감합하고, 각 단편 기판의 상대하는 두 코너를 위치 결정 핀에 끼우며, 이에 의해 각 단편 기판을 각 워크 장착부 내에 위치 결정한다. 전술한 바와 같은 방식으로 캐리어에 유지되어 개별적으로 위치 결정된 복수의 단편 기판에, 페이스트를 한번의 작업으로 인쇄한다.

일본 특허 공개 제2008-142949호

휴대전화 등의 모바일형 전자기기의 소형화 및 고도화가 최근에 진점됨에 따라, 장착 부품은 예전보다 그 형상의 소형화와 고밀도의 패키징이 추구되고 있다. 이 때문에, 전자기기에 탑재되는 단편 기판 등의 워크에 있어서도 패키징 피치가 작아지고, 스크린 인쇄시에 고도의 위치 결정 정밀도가 요구되고 있다. 그러나, 전술한 특허문헌의 실시형태를 비롯한 관련 기술에서는, 단편 기판을 핀에 끼우는 끼움 방식 등과 같이, 기계적 부분에 의해 위치 결정 작업을 행하는 방식이 대부분을 이루고 있어, 달성 가능한 위치 결정 정밀도에는 한계가 있다. 이러한 이유로, 고도의 위치 결정 정밀도를 필요로 하는 타입의 워크가 종래의 스크린 인쇄의 작업 대상인 경우, 소기(所期)의 인쇄 위치 정밀도를 확보하기가 곤란하였다.

따라서, 본 발명은, 고도의 위치 결정 정밀도를 필요로 하는 타입의 워크를 대상으로 하는 경우에, 소기의 인쇄 위치 정밀도를 보장할 수 있는 스크린 인쇄 장치 및 스크린 인쇄 방법을 제공한다.

본 발명의 스크린 인쇄 장치는, 캐리어에 배치된 복수의 워크를 마스크 플레이트에 대하여 하면측으로부터 개별적으로 순차 접촉시키고, 페이스트가 공급된 상기 마스크 플레이트 상에서 스퀴지를 미끄럼 이동시켜, 상기 워크에 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄 장치로서,

상기 마스크 플레이트의 하면으로부터 하방으로 돌출되게 마련되며 단일 워크에 할당된 인쇄 패턴을 갖는 캐비티부;

스크린 인쇄 기구의 인쇄 위치에 상기 워크를 상기 캐리어와 함께 반입하고, 인쇄된 워크를 상기 인쇄 위치로부터 상기 캐리어와 함께 반출하는 캐리어 반송 기구; 및

상기 마스크 플레이트 아래의 위치에 마련된 상기 캐리어에 유지되어 있는 상기 워크를 상기 캐비티부에 개별적으로 위치 결정하는 위치 결정 섹션을 포함하는 것이다.

본 발명의 스크린 인쇄 방법은, 단일의 워크 각각에 할당된 인쇄 패턴을 갖고 하면으로부터 하방으로 돌출되어 있는 캐비티부를 구비한 마스크 플레이트의 하면에 대하여, 캐리어에 유지된 복수의 워크를 개별적으로 순차 접촉시킴으로써, 복수의 워크에 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄 방법으로서,

스크린 인쇄 기구의 인쇄 위치에 상기 워크를 상기 캐리어와 함께 반입하는 캐리어 반입 공정;

상기 캐리어에 놓여 있는 상기 워크를 상기 캐비티부에 개별적으로 위치 결정하는 위치 결정 공정;

상기 워크를 상기 캐비티부의 하면과 접촉시키는 워크 접촉 공정;

페이스트가 공급된 상기 마스크 플레이트 상에서 스퀴지를 미끄럼 이동시킴으로써, 상기 인쇄 패턴을 통해 페이스트를 상기 워크에 인쇄하는 인쇄 공정; 및

인쇄된 워크를 상기 인쇄 위치로부터 상기 캐리어와 함께 반출하는 캐리어 반출 공정을 포함하는 것이다.

본 발명에서는, 캐리어에 유지된 복수의 워크의 스크린 인쇄와 관련하여, 단일 워크 각각에 할당된 인쇄 패턴을 갖는 캐비티부가 마스크 플레이트에 마련되어 있다. 캐리어에 의해 유지된 단일 워크는 개별적으로 캐비티에 대해 위치 결정되고 순차적으로 인쇄된다. 이에 의해, 한번의 작업으로 복수의 워크를 마스크 플레이트에 대해 위치 결정할 때에, 각 워크의 위치의 편차에 의해 야기될 수 있는 위치 오차의 발생 가능성을 배제시킬 수 있다. 고도의 위치 결정 정밀도를 필요로 하는 타입의 워크가 인쇄의 작업 대상인 경우, 소기의 인쇄 위치 정밀도를 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크린 인쇄 장치의 측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크린 인쇄 장치의 정면도.
도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크린 인쇄 장치의 부분 평면도.
도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크린 인쇄 장치에 사용되는 캐리어의 구조의 설명도.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크린 인쇄 장치의 부분 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크린 인쇄 장치의 제어 시스템의 구성을 보여주는 블록도.
도 7의 (a), (b), (c) 및 (d)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크린 인쇄 방법의 공정 설명도.
도 8의 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스크린 인쇄 방법의 공정 설명도.

이제 도면을 참조로 하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 우선 도 1, 도 2, 도 3의 (a) 및 (b)를 참조하여, 스크린 인쇄 장치의 구조를 설명한다. 스크린 인쇄 장치는, 캐리어에 유지되며 워크의 역할을 하는 복수의 단편 기판의 상면에, 크림 솔더 또는 도전성 페이스트 등의 부품 접합용 페이스트를 인쇄하는 기능을 갖는다.

도 1에서, 스크린 인쇄 장치는, 스크린 인쇄 기구(12)가 캐리어 위치 결정부(1)의 상방의 위치에 배치되도록 구성되어 있다. 캐리어 위치 결정부(1)는, Y축 테이블(2), X축 테이블 및 θ축 테이블(4)을 적층하고, θ축 테이블(4)의 상면에 마련된 수평 베이스 플레이트(4a)의 상면측에, 제1의 Z축 테이블(5) 및 제2의 Z축 테이블(6)을 결합함으로써, 구성되어 있다.

제1의 Z축 테이블(5)은 수평 베이스 플레이트(5a)를 구비하고, 이 수평 베이스 플레이트(5a)는 승강 모터(5b)를 구동원으로 이용한 Z축 승강 기구에 의해 승강하게 된다. 한 쌍의 수직 프레임(5e)이 수평 베이스 플레이트(5a) 상에 직립으로 마련되어 있고, 캐리어 반송 기구(8)를 구성하는 2개의 반송 레일(8a)이 각 수직 프레임(5e)의 상단부에 의해 유지되어 있다. 반송 레일(8a)은 캐리어의 반송방향[즉, X방향: 도 1에서 지면(紙面)에 수직한 방향]에 평행하게 놓여져 있다. 반송 레일(8a) 상에 놓인 반송 컨베이어가, 인쇄 대상인 복수의 단편 기판(11)이 놓인 캐리어(10)의 양단부를 지지하면서 반송한다.

캐리어 반송 기구(8)에 의해 유지된 캐리어(10)는, 제1의 Z축 테이블(5)의 작동에 의해, 반송 레일(8a)과 함께 후술하는 스크린 인쇄 기구(12)와 관련하여 승강될 수 있다. 도 2, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 캐리어 반송 기구(8)는 상류측[도 2, 도 3의 (a) 및 (b)에서의 좌측]과 하류측으로 연장된다. 상류측[도 3의 (b)에 도시된 화살표 "a" 참조]으로부터 스크린 인쇄 장치에 반입된 캐리어(10)는 캐리어 반송 기구(8)에 의해 반송되고, 캐리어 위치 결정 기구(1)에 의해 스크린 인쇄 기구(12)에서의 인쇄 위치에 위치 결정된다. 스크린 인쇄 기구(12)에 의해 인쇄된 캐리어(10)는 캐리어 반송 기구(8)에 의해 하류측으로 반송된다. 구체적으로, 캐리어 반송 기구(8)는, 스크린 인쇄 기구에서의 각 인쇄 위치에 단편 기판(11)을 캐리어(10)와 함께 반입할 뿐만 아니라, 인쇄된 단편 기판(11)을 상기 인쇄 위치로부터 캐리어(10)와 함께 반출한다.

제2의 Z축 테이블(6)은, 캐리어 반송 기구(8)와 수평 베이스 플레이트(5a)의 사이에 마련된 수평 베이스 플레이트(6a)를 구비한다. 수평 베이스 플레이트(6a)는, 승강 모터(6b)를 구동원으로서 이용하는 Z축 승강 기구에 의해 승강된다. 수평 베이스 플레이트(6a)의 상면에는 밑받침부(7)가 마련되어 있다. 밑받침부(7)의 상면에는, 캐리어(10)에서의 단편 기판(11)의 레이아웃에 대응하게, 복수의 접촉 부재(7a)가 배치되어 있다. 접촉 부재(7a)는, 제2의 Z축 테이블(6)의 작동에 의해 밑받침부(7)와 함께 상승한다. 그 결과, 접촉 부재(7a)는 캐리어(11)에 유지되어 있는 각 단편 기판(11)의 하면에 접촉하고, 이에 의해 단편 기판이 캐리어(10)로부터 들어올려진다. 접촉 부재(7a)의 상면에는 진공 흡인 구멍(도시 생략)이 마련되어 있다. 단편 기판(11)은 접촉 부재(7a)에 의해 흡착 유지되고, 이에 의해 단편 기판(11)의 수평방향의 위치가 유지된다.

캐리어 반송 기구(6a)의 상면에는 클램프 기구(9)가 배치되어 있다. 클램프 기구(9)는 수평방향을 따라 대칭으로 배치된 2개의 클램프 부재(9a)를 구비한다. 구동 기구(9b)에 의해 클램프 부재(9a) 중 하나를 Y방향으로 진퇴시킴으로써, 캐리어(10)의 양측을 클램핑하고 고정시킨다[도 3의 (a) 및 (b)도 참조].

이제, 인쇄 대상물인 단편 기판(11)과 단편 기판(11)을 취급하는 데 사용되는 캐리어(10)를 도 4의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명한다. 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 직사각형의 금속판의 양단부를 하방으로 절곡함으로써, 캐리어(10)는 캐리어 반송 기구(8)에 의한 반송이 가능한 형상으로 제조된다. 캐리어(10)에는, 단편 기판(11)을 개별적으로 장착하는 복수의 워크 장착부(10a)가, 소정의 레이아웃(2×5 행렬)으로 배치되어 있다. 단편 기판(11)은 BGA 등의 반도체 패키지를 제조하는 데 사용되는 소형의 직사각형(정사각형) 단편 기판이다. 복수의 단편 기판(11)을 단일 작업 공정에서의 인쇄 대상으로 하기 위하여, 단편 기판(11)은, 캐리어(10)에 형성된 복수의 워크 장착부(10a)에 각각 배치된 채로 유지되어 취급된다. 개개의 단편 기판(11)의 위치를 확인하는 데 사용되는 워크 기준 마크(11m)가, 각 단편 기판(11)의 대각 위치에 마련되어 있다.

도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 각 워크 장착부(10a)는 각 단편 기판(11)의 평면 형상에 상응하는 사각형의 형상으로 형성된다. 각 단편 기판(11)의 하면은 대응하는 접촉 부재(7a)에 받쳐지므로, 워크 장착부(10a)는 각 워크 장착부의 바닥에 개구(10b)가 마련된 형상으로 형성된다. 각 단편 기판(11)의 하면을 지지하는 워크 지지면(10c)이, 각 개구(10b)의 가장자리를 따라 마련되어 있다. 각 단편 기판(11)의 하면의 가장자리가 대응하는 워크 지지면(10c)에 의해 아래쪽으로부터 지지되는 식으로, 단편 기판(11)이 각 워크 장착부(10a)에 의해 지지된다.

이제, 캐리어 위치 결정부(1)의 상방의 위치에 배치되어 있는 스크린 인쇄 기구(12)를 설명한다. 도 1, 도 2, 도 3의 (a) 및 (b)에서, 마스크 홀더(도시 생략)에 의해 유지된 마스크 프레임(13) 내에 마스크 플레이트(14)가 펼쳐져 있다. 마스크 플레이트(14)에는, 마스크 플레이트의 상면에 리세스가 형성되어 있고 하면에서의 대응 위치에 하방 돌출부가 형성되어 있는 형상으로, 캐비티부(15)가 형성되어 있다. 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 각 단편 기판(11)의 인쇄 랜드(11a)에 페이스트를 인쇄하는 데 사용되는 패턴 구멍(15a)이, 캐비티부(15)에 형성되어 있다. 또한, 마스크 플레이트(14)의 하면에 있어서 캐비티(15)의 근방의 대각 위치에는, 각 패턴 구멍(15a)의 위치를 확인하는 데 사용되는 한 쌍의 마스크 기준 마크(14m)가 형성되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 마스크 플레이트(14)의 캐비티부(15)에 마련된 각 패턴 구멍(15a)의 위치는, 각 단편 기판(11)마다 마련된 각 인쇄 랜드(11a)에서의 페이스트 인쇄 위치에 대응한다. 복수의 패턴 구멍(15a)은, 각 단편 기판(11)에 페이스트를 인쇄하는 데 사용되는 인쇄 패턴을 구성한다. 구체적으로, 하나의 단편 기판(11)에 할당된 인쇄 패턴이 캐비티부(15)에 형성되어 있다. 각 캐비티부(15)의 하면에 단편 기판(11)을 개별적으로 위치 결정하고 단편 기판(11)을 각 캐비티부의 하면에 순차적으로 접촉시킴으로써, 캐리어(10)에 배치된 복수의 단편 기판(11)에 페이스트가 스크린 인쇄된다.

우선, 캐리어(10)의 워크 장착부(10a)에 놓인 단편 기판(11)을 각 접촉 부재(7a)에 의해 하면측으로부터 들어올린다(화살표 "b"로 표시됨). 단편 기판이 각 워크 지지면(10c)으로부터 이격된 상태에서, 접촉 부재(7a)가 각 단편 기판(11)을 흡착 유지하고, 단편 기판(11)의 수평방향의 위치를 고정한다. 이어서, 캐리어 위치 결정부(1)를 작동시켜, 인쇄 대상인 단편 기판(11)을 캐비티부(15)에 대하여 수평방향으로 위치 결정한다. 또한, 제1의 Z축 테이블(5)의 작동을 통해 단편 기판(11)을 상승시켜, 캐비티부(15)의 하면과 접촉시킨다.

복수의 단편 기판(11)이 배치되는 캐리어(10)는, 본 실시형태와 관련하여 설명한 바와 같이 단순히 개구(10b) 및 워크 지지면(10c)을 구비한 워크 장착부(10a)를 갖도록 구성되어 있다. 또한, 단편 기판(11)을 아래쪽으로부터 지지하는 기능을 갖는 캐리어(10)와, 단편 기판 각각의 수평방향의 위치를 고정하는 기능을 갖는 캐리어(10) 등과 같이 여러 기능을 갖는 캐리어가, 사용될 수 있다. 캐리어(10) 자체가 상기 하방 지지 기능과 상기 수평방향의 위치 고정 기능을 갖는 경우, 접촉 부재(7a)는 불필요해진다.

마스크 플레이트(14)의 상방의 위치에 스퀴지 유닛(16)이 배치되어 있다. 스퀴지 유닛(16)은, 대향 배치된 한 쌍의 스퀴지(19)를 승강시키기 위한 2개의 스퀴지 승강 기구(18)가 수평 플레이트(17) 상에 배치되어 있도록 구성되어 있다. 스퀴지 승강 기구(18)의 작동에 의해 스퀴지(19)가 승강하게 되고, 이에 의해 마스크 플레이트(14)의 상면과 접촉하게 된다. 스퀴지 이동 모터(20)에 의해 회전 구동된 이송 나사(21)가, 수평 플레이트(17)의 하면에 고정된 너트(22)와 나사 결합되어 있다. 스퀴지 이동 모터(20)의 작동에 의해, 스퀴지(19)는 수평 플레이트(17)와 함께 Y방향을 따라 수평 이동된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 수직 프레임(24) 상에 마련된 각 브래킷(25) 상에는, 가이드 레일(26)이 Y방향을 따라 놓여 있다(도 3 참조). 각 가이드 레일(26)에 미끄럼 이동 가능하게 감합된 슬라이더(27)가, 수평 플레이트(17)의 양단부에 결합되어 있다. 이에 의해, 스퀴지 유닛(16)은 Y방향을 따라 미끄럼 이동 가능하다.

도 2에서, 각 수직 프레임(24) 상에는 가이드 레일(30)이 Y방향을 따라 놓여 있다. 각 가이드 레일(30)에 미끄럼 이동 가능하게 감합된 슬라이더(31)가, 각 브래킷(29a)을 통해 헤드 X축 테이블(29)에 결합되어 있다. 이에 의해, 헤드 X축 테이블(29)은 Y방향으로 미끄럼 이동 가능하다(도 3 참조). 헤드 X축 테이블(29)은, 너트(33), 이송 나사(32) 및 이송 나사(32)를 회전 구동하는 헤드 이동 모터(도시 생략)로 이루어진 헤드 Y축 이동 기구(28)에 의해, Y방향으로 수평 이동된다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 헤드 X축 테이블(29)에는 카메라 헤드 유닛(23)이 설치되어 있다. 카메라 헤드 유닛(23)은, 캐리어(10)에 의해 유지된 단편 기판(11)을 위에서부터 촬상하는 워크 인식 카메라(23a) 및 마스크 플레이트(14)를 그 하면으로부터 촬상하는 마스크 인식 카메라(23b)를 포함한다. 카메라 헤드 유닛(23)이 헤드 Y축 이동 기구(28)와 헤드 X축 테이블(29)의 작동에 의해 이동되어, 워크 인식 카메라(23a) 및 마스크 인식 카메라(23b)는 캐리어(10)와 마스크 플레이트(14)의 사이로 진출하도록 이동된다.

워크 인식 카메라(23a)는 각 단편 기판(11)에 형성된 각 워크 기준 마크(11m)(도 4 참조)를 촬상하고, 인식 처리부(43)(도 6)가 촬상 결과를 인식 처리함으로써, 인쇄 랜드(11a)의 위치가 검출된다. 마스크 인식 카메라(23b)는 마스크 플레이트(14)에 형성된 마스크 기준 마크(14m)[도 3의 (a) 참조]를 촬상한다. 인식 처리부(43)(도 6)가 촬상 결과를 인식 처리함으로써, 캐비티부(15)에서의 패턴 구멍(15a)의 위치가 검출된다. 카메라 헤드 유닛(23)이 단편 기판(11) 및 마스크 플레이트(14)를 인식하지 않을 때에는, 카메라 헤드 유닛(23)은 도 1에 도시된 바와 같이 캐리어 위치 결정부(1)의 상방의 위치로부터 옆으로 물러난 위치에 위치한다.

이제 도 6을 참조로 하여 제어 시스템의 구성을 설명한다. 도 6에서, 제어부(40)는 기억부(41)에 기억된 작동 프로그램, 처리 프로그램 및 각종 데이터에 따라 후술하는 각 부분을 제어한다. 캐리어(10)에 의해 유지된 단편 기판(11)을 대상으로 하는 스크린 인쇄 작업이 실행된다. 기구 구동부(42)는 제어부(40)에 의해 제어되어, 캐리어 반송 기구(8), 캐리어 위치 결정부(1) 및 스크린 인쇄 기구(12)를 구동한다.

인식 처리부(43)는, 워크 인식 카메라(23a)에 의해 촬상된 화상과 관련된 데이터를 인식 처리함으로써, 워크 기준 마크(11m)의 위치를 인식하고 단편 기판(11)의 위치를 검출한다. 따라서, 워크 인식 카메라(23a) 및 인식 처리부(43)는, 워크인 단편 기판(11)에 마련된 워크 기준 마크(11m)를 광학적으로 인식하는 워크 인식부를 구성한다. 인식 처리부(43)는, 마스크 인식 카메라(23b)에 의해 촬상된 화상과 관련된 데이터를 인식 처리함으로써, 마스크 기준 마크(14m)의 위치를 인식하고 캐비티부(15)의 위치를 검출한다. 따라서, 마스크 인식 카메라(23b) 및 인식 처리부(43)는, 마스크 플레이트(14)에 마련된 마스크 기준 마크(14m)를 광학적으로 인식하는 마스크 인식부를 구성한다.

마스크 인식부의 인식 결과와 워크 인식부의 인식 결과에 따라, 제어부(40)는 캐리어 위치 결정부(1)를 제어한다. 캐리어(10)에 마련된 접촉 부재(7a)에 의해 흡착 유지된 단편 기판(11)은, 마스크 플레이트(14)의 하면으로부터 돌출되어 있는 캐비티부(15)에 대해 개별적으로 위치 결정될 수 있다. 구체적으로, 전술한 마스크 인식부, 워크 인식부, 캐리어 위치 결정부(1) 및 제어부(40)는, 마스크 플레이트(14)의 아래에 위치하는 캐리어(10)에 놓인 단편 기판(11)을 캐비티부(15)에 대해 개별적으로 위치 결정하는 위치 결정 섹션을 구성한다.

이제 도 7과 도 8을 참조하여, 스크린 인쇄 장치가 캐리어(10)에 의해 유지된 복수의 단편 기판(11)에 부품 접합용 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄 방법을 설명한다. 본 실시형태에서는, 하나의 단편 기판(11)에 할당된 캐비티부(15)를 갖는 마스크 플레이트(14)에 단편 기판(11)을 개별적으로 순차 접촉시킴으로써, 스크린 인쇄가 행해진다.

우선, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 캐리어(10)에 의해 유지된 복수의 단편 기판(11)은, 스크린 인쇄 기구(12)의 인쇄 위치, 즉 마스크 플레이트(14) 아래의 위치로, 캐리어(10)와 함께 캐리어 반송 기구(8)의 반송 레일(8a)을 따라 반입된다(캐리어 반입 공정). 이어서, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 밑받침부(7)를 상승시켜, 캐리어(10)에 의해 유지된 각 단편 기판(11)을 접촉 부재(7a)에 의해 들어올린다. 접촉 부재(7a)는 각 단편 기판(11)을 흡착 유지한다.

그 후에, 캐리어(10)에 놓인 단편 기판(11)을 마스크 플레이트(14)의 캐비티부(15)에 대해 개별적으로 위치 결정한다(위치 결정 공정). 위치 결정 공정과 관련된 처리는 이하와 같이 행해진다. 구체적으로, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 카메라 헤드 유닛(23)은 마스크 플레이트(14)와 캐리어(10) 사이의 위치로 진출하게 된다. 카메라 헤드 유닛은, 마스크 플레이트(14)에 마련된 마스크 기준 마크(14m)를 마스크 인식 카메라(23b)에 의해 촬상하여, 마스크 기준 마크를 광학적으로 인식한다. 또한, 워크 인식 카메라(23a)는 각 단편 기판(11)에 마련된 워크 기준 마크(11m)를 촬상하여, 단편 기판(11)에 마련된 워크 기준 마크(11m)를 광학적으로 인식한다.

제어부(40)는 마스크 기준 마크(14m)의 인식 결과와 워크 기준 마크(11m)의 인식 결과에 따라 캐리어 위치 결정부(1)를 제어하여, 단편 기판(11)을 수평방향으로 이동시키고 각 단편 기판(11)을 캐비티부(15)에 대해 수평방향으로 위치 결정한다. 이어서, 제1의 Z축 테이블(5)을 구동하여, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이 캐리어(10) 및 밑받침부(7)를 상승시킨다(화살표 "c"로 표시). 이에 의해, 단편 기판(11)은 각 캐비티부(15)에 그 하면측으로부터 접촉하게 된다(워크 접촉 공정).

이에 의해, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 패턴 구멍(15a)이 단편 기판(11)의 상면의 인쇄 랜드(11a)에 위치한다. 페이스트(34)가 공급된 캐비티부(15) 상에서 스퀴지(19)를 스퀴징 방향(화살표 "d"로 표시)으로 미끄럼 이동시킨다. 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 캐비티부(15)의 패턴 구멍(15a)에 페이스트(34)가 충전된다. 제1의 Z축 테이블(5)을 구동하여 단편 기판(11)을 하강시키는 것을 수반하는 플레이트 분리 동작(화살표 "e"로 표시)이 수행되고, 이에 의해, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 단편 기판(11)에는 인쇄 패턴을 통하여 페이스트(34)가 인쇄된다(인쇄 공정).

그 후에, 아직 인쇄되지 않은 다른 단편 기판(11)에 대해 도 7의 (c) 내지 도 8의 (c)에 도시된 동작을 반복 실행한다. 복수의 단편 기판(11)의 스크린 인쇄를 순차적으로 반복 실행하는 과정에서, 페이스트(34)는 마스크 플레이트(14)의 하면으로 돌출된 캐비티부(15)에 의해 인쇄된다. 따라서, 인쇄된 단편 기판(11)의 상면 상의 페이스트(34)가 마스크 플레이트(14)의 하면에 접촉하여 부착되는 경우에 야기될 수 있는 문제의 발생을 수반하지 않고서, 인쇄 작업이 연속적으로 반복 수행될 수 있다.

워크 인식 카메라(23a)는 하나의 단편 기판(11)에 대한 인쇄 동작마다 단편 기판(11)을 촬상할 수 있다. 별법으로서, 카메라 헤드 유닛(23)의 진출을 수반하는 1회의 촬상 동작에 의해 모든 단편 기판(11)을 촬상할 수도 있다. 전술한 바와 같이 모든 단편 기판(11)에 페이스트(34)를 인쇄하는 동작이 완료된다면, 인쇄된 단편 기판(11)은 캐리어(10)와 함께 인쇄 위치로부터 반출된다(캐리어 반출 공정).

전술한 바와 같이, 본 발명은, 캐리어(10)에 놓인 복수의 단편 기판(11)을 대상으로 하는 스크린 인쇄에 실시되어 있다. 인쇄 동작 동안에, 각 단편 기판(11)에 할당되도록 형성된 인쇄 패턴을 갖는 캐비티부(15)가, 마스크 플레이트(14)에 마련된다. 각 캐리어(10)에 놓인 단편 기판(11)은 개별적으로 캐비티에 대해 위치 결정되고 순차적으로 인쇄된다. 그 결과, 한번의 작업으로 복수의 단편 기판(11)을 마스크 플레이트(14)에 대해 위치 결정할 때에, 각 단편 기판(11)의 위치의 편차에 의해 야기될 수 있는 위치 오차의 발생 가능성을 배제시킬 수 있다. 따라서, 고도의 위치 결정 정밀도를 필요로 하는 타입의 워크가 인쇄의 작업 대상인 경우, 소기의 인쇄 위치 정밀도를 확보할 수 있다.

본 출원은 2009년 8월 6일자로 출원된 일본 특허 출원 제2009-182995호에 기초한 것으로, 이 특허 출원의 전체 내용은 본원에 참조로 인용되어 있다.

본 발명의 스크린 인쇄 장치 및 스크린 인쇄 방법은, 고도의 위치 결정 정밀도를 필요로 하는 타입의 워크가 인쇄의 작업 대상인 경우, 소기의 인쇄 위치 정밀도를 확보할 수 있다는 이점을 제공한다. 이 스크린 인쇄 장치 및 스크린 인쇄 방법은, 캐리어에 의해 유지된 단편 워크에 크림 솔더나 전도성 페이스트 등의 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄 분야 등에 유용하다.

1 : 캐리어 위치 설정부
8 : 캐리어 반송 기구
10: 캐리어
10a : 워크 장착부
11: 단편 기판
11m : 워크 기준 마크
12 : 스크린 인쇄 기구
14: 마스크 플레이트
14m : 마스크 기준 마크
15: 캐비티부
15a: 패턴 구멍

Claims

캐리어에 배치된 복수의 워크를 마스크 플레이트에 대하여 하면측으로부터 개별적으로 순차 접촉시키고, 페이스트가 공급된 상기 마스크 플레이트 상에서 스퀴지를 미끄럼 이동시켜, 상기 워크에 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄 장치로서,
상기 마스크 플레이트의 하면으로부터 하방으로 돌출되게 마련되며 단일 워크에 할당된 인쇄 패턴을 갖는 캐비티부;
스크린 인쇄 기구의 인쇄 위치에 상기 워크를 상기 캐리어와 함께 반입하고, 인쇄된 워크를 상기 인쇄 위치로부터 상기 캐리어와 함께 반출하는 캐리어 반송 기구; 및
상기 마스크 플레이트 아래의 위치에 마련된 상기 캐리어에 배치되어 있는 상기 워크를 상기 캐비티부에 대해 개별적으로 위치 결정하는 위치 결정 섹션을 포함하는 스크린 인쇄 장치.
제1항에 있어서, 상기 위치 결정 섹션은,
상기 마스크 플레이트에 마련된 마스크 기준 마크를 광학적으로 인식하는 마스크 인식부;
상기 워크 각각에 마련된 워크 기준 마크를 광학적으로 인식하는 워크 인식부;
상기 캐리어를 유지하여 정해진 위치에 위치 결정하는 캐리어 위치 결정부; 및
상기 마스크 인식부의 인식 결과와 상기 워크 인식부의 인식 결과에 따라 상기 캐리어 위치 결정부를 제어하는 제어부를 포함하는 것인 스크린 인쇄 장치.
단일의 워크 각각에 할당된 인쇄 패턴을 갖고 하면으로부터 하방으로 돌출되어 있는 캐비티부를 구비한 마스크 플레이트의 하면에 대하여, 캐리어에 배치된 복수의 워크를 개별적으로 순차 접촉시킴으로써, 복수의 워크에 페이스트를 인쇄하는 스크린 인쇄 방법으로서,
스크린 인쇄 기구의 인쇄 위치에 상기 워크를 상기 캐리어와 함께 반입하는 캐리어 반입 공정;
상기 캐리어에 놓여 있는 상기 워크를 상기 캐비티부에 개별적으로 위치 결정하는 위치 결정 공정;
상기 워크를 상기 캐비티부의 하면과 접촉시키는 워크 접촉 공정;
페이스트가 공급된 상기 마스크 플레이트 상에서 스퀴지를 미끄럼 이동시킴으로써, 상기 인쇄 패턴을 통해 페이스트를 상기 워크에 인쇄하는 인쇄 공정; 및
인쇄된 워크를 상기 인쇄 위치로부터 상기 캐리어와 함께 반출하는 캐리어 반출 공정을 포함하는 스크린 인쇄 방법.
제3항에 있어서, 상기 위치 결정 공정은, 상기 마스크 플레이트에 마련된 마스크 기준 마크와, 상기 워크 각각에 마련된 워크 기준 마크를 광학적으로 인식하는 단계와, 상기 캐리어를 유지하여 정해진 위치에 위치 결정하는 캐리어 위치 결정부를, 상기 마스크 인식부의 인식 결과와 상기 워크 인식부의 인식 결과에 따라 제어하는 단계를 포함하는 것인 스크린 인쇄 방법.