本發(fā)明涉及用于使掩模與基板的緊貼度最優(yōu)化的絲網(wǎng)印刷機。
背景技術：
在絲網(wǎng)印刷機中，在形成有印刷圖案孔的掩模的下方配置基板，在該掩模上刮涂膏劑焊料。膏劑焊料通過印刷圖案孔向基板涂布，由此對該基板進行按照印刷圖案的印刷。此時，如果印刷時的掩模與基板的緊貼度產(chǎn)生混亂，則引起在印刷圖案產(chǎn)生浸滲等印刷不良。這是因為，在向印刷圖案孔填充了膏劑焊料之后，進行使基板從掩模以預定速度下降的離板控制，但該離板不適合于掩模與基板的緊貼度。
關于這一點，下述專利文獻1公開了應對掩模與基板的緊貼度不充分引起的印刷不良的絲網(wǎng)印刷機。在該絲網(wǎng)印刷機設置有具備從伸縮臂向下方延伸的工作缸的4臺掩模按壓單元，該絲網(wǎng)印刷機相對于掩模的四個角設置于掩模支架。并且，在該掩模按壓單元中，如果基板從下方接近掩模，則各工作缸向預定位置移動，通過該伸長工作而進行掩模相對于下方的基板的壓緊。此時，工作缸的沖程量即掩模的按壓量預先存儲于控制裝置的存儲器。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開2013-082100號公報
技術實現(xiàn)要素：
發(fā)明要解決的課題
然而，由于在掩模、基板的厚度產(chǎn)生制造誤差，因此無法始終以恒定的數(shù)據(jù)來應對，另一方面，也難以取得與各種掩模、基板的尺寸相關的數(shù)據(jù)。而且，掩模定期地進行清洗作業(yè)，但是由此支撐掩模的網(wǎng)、粘結(jié)劑的厚度變薄。這樣的網(wǎng)、粘結(jié)劑的厚度的變化不恒定，因此還是難以預先數(shù)據(jù)化地存儲。
因此，到目前為止通過作業(yè)者進行關于緊貼度的印刷條件的決定。即，在重疊的掩模與基板之間產(chǎn)生由網(wǎng)等引起的間隙，作業(yè)者通過用手觸摸掩模或進行目視而感覺性地計測該間隙，決定基板相對于掩模的移動高度、即基板的推頂量。然而，推頂量的調(diào)整極小，因此由于作業(yè)者的不同而產(chǎn)生個人差等，難以得到掩模與基板的適當?shù)木o貼度來始終得到恒定的結(jié)果。
因此，本發(fā)明為了解決上述課題，目的在于提供一種用于使掩模與基板的緊貼度最優(yōu)化的絲網(wǎng)印刷機。
用于解決課題的方案
本發(fā)明的一方案的絲網(wǎng)印刷機具有：掩模保持裝置，保持掩模；基板定位裝置，將所保持的基板相對于由所述掩模保持裝置保持的掩模從下方進行定位；刮板裝置，對所述掩模刮涂膏劑焊料；高度計測裝置，計測所述掩模、所述基板的高度；控制裝置，進行所述各裝置的驅(qū)動控制，并基于從所述高度計測裝置得到的計測值來算出與所述掩模一體形成的掩模下側(cè)層的厚度；及操作顯示裝置，能夠進行輸入操作、由所述控制裝置算出的計算值的顯示。
發(fā)明效果
根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，基于從所述高度計測裝置得到的計測值來算出掩模下側(cè)層的厚度，并將其值顯示于操作顯示裝置，因此作業(yè)者能夠根據(jù)數(shù)值來決定印刷時的基板的基板移動高度，即使網(wǎng)、粘結(jié)劑的厚度發(fā)生變化，也能夠使印刷時的掩模與基板的緊貼度最優(yōu)化。
附圖說明
圖1是簡易地表示絲網(wǎng)印刷機的一實施方式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是簡易地表示絲網(wǎng)印刷機的控制系統(tǒng)的框圖。
圖3是用于算出掩模下側(cè)層的厚度的影像圖。
圖4是表示執(zhí)行基板的制造誤差計算處理時的夾緊裝置的圖。
圖5是表示執(zhí)行基板的制造誤差計算處理時的夾緊裝置的圖。
具體實施方式
接下來，關于本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷機的一實施方式，參照附圖以下進行說明。圖1是簡易地表示絲網(wǎng)印刷機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖，是從基板的傳送方向即機身寬度方向表示的圖。該絲網(wǎng)印刷機1是對基板印刷膏劑焊料的結(jié)構(gòu)，例如是與檢查印刷狀態(tài)的焊料檢查機、向基板進行電子元件的裝配的元件裝配機等一起構(gòu)成電路基板生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)。因此，對于構(gòu)成電路基板生產(chǎn)線的各機械依次1傳送基板，在該絲網(wǎng)印刷機1中，沿貫穿附圖的機身寬度方向傳送基板10。
絲網(wǎng)印刷機1的圖示的內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體由機身罩覆蓋。在該機身罩的機身寬度方向的兩側(cè)面形成有傳送口，進行基板的送入及送出。需要說明的是，在本實施方式中，以絲網(wǎng)印刷機1的機身前后方向為y軸方向、以機身寬度方向為x軸方向、并以機身高度方向為z軸方向進行說明。
絲網(wǎng)印刷機1向設置于機內(nèi)的掩模20的下方傳送基板10，膏劑焊料從掩模20的上表面?zhèn)韧ㄟ^印刷圖案孔，涂布于下側(cè)的基板10而形成印刷圖案。因此，在絲網(wǎng)印刷機1的機內(nèi)上部側(cè)，在沿機身寬度方向配置的一對掩模支架3經(jīng)由框體來保持掩模20。在掩模支架3的上方側(cè)設置刮板裝置4，安裝成能夠沿機身前后方向移動的狀態(tài)。另一方面，在掩模支架3的下方側(cè)，將基板10沿機身寬度方向送入及送出的基板傳送裝置5、用于將基板10沿機身前后方向夾緊的夾緊裝置6以及使基板10向夾緊位置上下的支撐裝置7等組裝于升降裝置8。
該升降裝置8具備沿垂直的導軌11滑動的升降臺12，該升降臺12經(jīng)由滾珠絲桿機構(gòu)13連結(jié)于升降用電動機14。在升降臺12的上方經(jīng)由支撐臺15搭載有基板傳送裝置5、夾緊裝置6等。在支撐臺15沿機身前后方向(y軸方向)設有一對掩模支撐件21，分別在腿體上表面固定有與掩模20接觸的掩模支撐板211。在附圖右側(cè)的掩模支撐件21構(gòu)成有滾珠絲桿機構(gòu)22，通過掩模支撐件用電動機24(參照圖2)能夠調(diào)整與附圖左側(cè)的掩模支撐件21之間的距離。
接下來，夾緊裝置6沿著與基板10的傳送方向正交的機身前后方向存在一對側(cè)框架25，組裝在支撐臺23上。在附圖右側(cè)的側(cè)框架25構(gòu)成有滾珠絲桿機構(gòu)26，通過基板夾緊用電動機29(參照圖2)能夠調(diào)整與附圖左側(cè)的側(cè)框架25之間的距離。在一對側(cè)框架25的上端部形成有夾緊部27，通過夾緊部27彼此的距離的縮小而能夠把持基板10。并且，在側(cè)框架25的內(nèi)側(cè)組裝由輸送帶28構(gòu)成的基板傳送裝置5。
在一對側(cè)框架25之間設有支撐基板10的支撐裝置7。支撐裝置7經(jīng)由滾珠絲桿機構(gòu)支撐具備多個支撐銷32的支撐臺31，通過支撐用電動機34進行升降。夾緊裝置6的支撐臺23經(jīng)由滾珠絲桿機構(gòu)被支撐，通過升降用電動機33進行升降。對夾緊裝置6、支撐裝置7進行支撐的支撐臺15成為相對于升降臺12能夠沿x-y平面上的x方向及y方向和θ方向進行位置調(diào)整的結(jié)構(gòu)。即，構(gòu)成對于傳送到作業(yè)位置而被保持的基板10進行與掩模20之間的位置調(diào)整的校正裝置。
刮板裝置4以一對刮板能夠升降的狀態(tài)搭載于移動臺41。移動臺41能夠滑動地組裝于引導棒42，經(jīng)由由與引導棒42平行的絲杠軸43構(gòu)成的滾珠絲桿機構(gòu)，通過刮板用電動機44(參照圖2)的驅(qū)動能夠進行機身前后方向的直線移動。在本實施方式中，對于該移動臺41搭載有3臺激光位移計45。刮板裝置4對應于掩模20的寬度而在機身寬度方向(貫穿附圖的方向)上長，因此3臺激光位移計45沿移動臺41的寬度方向空出間隔地安裝。該激光位移計45是如后所述用于計測基板10、掩模20等的上表面高度的結(jié)構(gòu)。
在絲網(wǎng)印刷機1搭載有控制整體的驅(qū)動的控制裝置9，對于各裝置的驅(qū)動部進行驅(qū)動控制。圖2是簡易地表示絲網(wǎng)印刷機1的控制系統(tǒng)的框圖。控制裝置9將微處理器(cpu)51、rom52、ram53、非易失性存儲器54經(jīng)由總線連接。cpu51是對控制裝置整體進行總括控制的結(jié)構(gòu)，在rom52保存有cpu51執(zhí)行的系統(tǒng)程序、控制參數(shù)等，在ram53保存有暫時性的計算數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)等。
在絲網(wǎng)印刷機1的機身前表面部安裝觸摸面板型的操作顯示裝置58，能夠進行基于作業(yè)者的數(shù)據(jù)輸入、作業(yè)內(nèi)容及數(shù)值的顯示等。在控制裝置9經(jīng)由i/o端口55連接該操作顯示裝置58。在i/o端口55，除此之外還經(jīng)由驅(qū)動器連接各種電動機。圖示的各種電動機使用伺服電動機，從裝入于內(nèi)部的編碼器能夠?qū)⑴c自身的旋轉(zhuǎn)量相關的信息(信號)向控制裝置9發(fā)送。此外，在i/o端口55連接激光位移計45，其計測信息向控制裝置9發(fā)送。
并且，在控制裝置9的非易失性存儲器54存儲有cpu51進行的處理所需的信息，保存有如下說明的絲網(wǎng)印刷機1的印刷控制程序，通過其執(zhí)行而進行對于基板10的印刷處理。而且，在本實施方式中，算出用于決定對于掩模20的印刷時的基板10的推頂量的參考值的計測程序、用于準確地算出該參考值的誤差算出程序等也保存于非易失性存儲器54。
接下來，說明絲網(wǎng)印刷機1的作用。在絲網(wǎng)印刷機1中，通過輸送帶28向側(cè)框架25之間傳送基板10。然后，通過支撐用電動機34的驅(qū)動而支撐臺31上升，通過支撐銷32將基板10從輸送帶28抬起。此外，該基板10通過基板夾緊用電動機29的驅(qū)動而使側(cè)框架25移動，由一對夾緊部27夾入并保持。
接下來，通過升降用電動機33的驅(qū)動，保持有基板10的夾緊裝置6上升，使夾緊部27和基板10對合于掩模支撐板211的高度，將各自的上表面對齊。在掩模支架3與夾緊裝置6之間設有能夠在xy平面上移動的相機46。因此，通過相機46拍攝基板10上附有的標記，關于基板10和掩模20算出x、y、θ方向的相對位置的位置偏離量，通過構(gòu)成于支撐臺15的校正裝置進行位置偏離校正。
接下來，通過升降用電動機14的驅(qū)動而升降臺12上升，將基板10推頂至基板移動高度，相對于掩模20將基板10定位。然后，通過刮板裝置4將掩模20向基板10壓緊，將被軋制的膏劑焊料向掩模20的印刷圖案孔壓入。然后，進行通過升降用電動機33的驅(qū)動使基板10以預定速度下降的離板，按照印刷圖案將膏劑焊料向基板10印刷。
在絲網(wǎng)印刷機1中，通過以上那樣的各裝置的驅(qū)動，對基板10進行印刷。作為使其印刷品質(zhì)下降的原因之一，存在基板10與掩模20的緊貼度不適合于離板控制的情況。并且，作為使該緊貼度失常的原因，存在與掩模20一體的網(wǎng)、粘結(jié)劑所構(gòu)成的掩模下側(cè)層的厚度的變化。這是因為，掩模下側(cè)層在印刷時成為掩模20與基板10的間隙，該間隙量成為參考值來決定圖3所示的基板移動高度m即基板的推頂量。因此，在本實施方式中，通過控制裝置9所存儲的計測程序的執(zhí)行來算出掩模下側(cè)層的厚度，通過其參考值能夠進行基板的推頂量的再設定，圖3是用于算出掩模下側(cè)層的厚度的影像圖。
掩模20對于鋁合金制的方形框體47，向框內(nèi)突出地張設聚酯制的網(wǎng)48，將下表面外周部使用粘結(jié)劑粘貼于該網(wǎng)48。因此，掩模20由于施加了張力的網(wǎng)48而向外側(cè)被拉拽地保持于框體47的內(nèi)側(cè)，在下表面?zhèn)刃纬捎谢诰W(wǎng)48、粘結(jié)劑的極薄的掩模下側(cè)層。在計測程序中，算出由該網(wǎng)48等構(gòu)成的掩模下側(cè)層的厚度。
掩模下側(cè)層的厚度的算出通過操作顯示裝置58的啟動按鈕的接通操作來執(zhí)行。因此，首先，如圖3所示，通過升降用電動機14、33、支撐用電動機34的驅(qū)動將基板10定位于從掩模20向下方分離的位置、且能夠由激光位移計45計測的計測高度h1。在基板10與掩模20的下層部分相接的印刷高度(理論上的掩模20下表面高度)設為印刷基準高度h0的情況下，計測高度h1是使基板10從該印刷基準高度h0下降了任意的分離距離a的高度。并且，在基板10的定位后，通過激光位移計45進行對于基板10及掩模20的高度計測。
在該高度計測中，通過刮板裝置4的移動臺41進行驅(qū)動而3臺激光位移計45沿y軸方向(參照圖1)移動，在掩模20的上方朝向箭頭所示的方向連續(xù)地照射激光束。并且，通過了印刷圖案孔201的至基板10上表面為止的基板上表面距離l1和至其最近的掩模20上表面為止的掩模上表面距離l2作為一組的計測數(shù)據(jù)，分別在多個部位取得。在本實施方式中，取得在3臺激光位移計45的各自的掃描線65上的3個部位計測到的合計9個部位的計測數(shù)據(jù)。
接下來，根據(jù)作為計測值的計測距離l1、l2、作為設定值的分離距離a以及從操作顯示裝置58輸入的掩模20的厚度c(設計值)，算出由網(wǎng)48等構(gòu)成的掩模下側(cè)層的厚度x。即，通過基板上表面距離l1算出基板10的上表面高度，通過掩模上表面距離l2算出掩模20的上表面高度。根據(jù)至該基板10的上表面為止的計測距離l1與至掩模20的上表面為止的計測距離l2的值之差來算出上表面間隔b。然后，根據(jù)計算式(上表面間隔b-分離距離a-掩模厚度c)來求出掩模下側(cè)層的厚度x。
各自的具體的數(shù)值為例如上表面間隔b(210μm)-分離距離a(100μm)-掩模厚度c(μm)＝掩模下側(cè)層的厚度x(10μm)。并且，求出的掩模下側(cè)層的厚度x的值作為參考值而顯示于操作顯示裝置58。該掩模下側(cè)層的厚度x為印刷時的掩模20與基板10的間隙量。因此，作業(yè)者基于該參考值，以使印刷時的掩模20與基板10的緊貼度最優(yōu)化的方式?jīng)Q定基板10的推頂量、即使基板10上升的升降用電動機14的驅(qū)動控制值(基板移動高度m)，執(zhí)行再設定處理。
然而，掩模20由施加了張力的網(wǎng)48拉拽，因此如果由于掩模清洗而網(wǎng)48減薄，則掩模20產(chǎn)生撓曲。而且，關于基板10，也是在雙面安裝基板的情況下由于回流焊而產(chǎn)生翹曲。因此，在多個部位得到的計測值產(chǎn)生不均。因此，在本實施方式的計測程序中，在掩模20的撓曲等產(chǎn)生的過程中，作業(yè)者為了進行對于最優(yōu)的緊貼度的決定而算出多個參考值。即，多個參考值作為多個圖案的掩模下側(cè)層的厚度x而顯示于操作顯示裝置58。
因此，如前所述，掩模20和基板10通過激光位移計45在多個部位計測基板上表面距離l1和掩模上表面距離l2，求出各個部位的上表面高度。根據(jù)這多個計測值，關于基板上表面距離l1及掩模上表面距離l2，求出各自的最大值(l1max,l2max)、最小值(l1min,l2min)及平均值(l1ave,l2ave)這些計測值。并且，通過各種計測值的組合，根據(jù)前述計算式來算出掩模下側(cè)層的厚度x。
例如，除了如基板上表面距離l1及掩模上表面距離l2的最大值彼此、最小值彼此或平均值彼此那樣以同種的計測值算出之外，也進行基板上表面距離l1的最大值(l1max)和掩模上表面距離l2的平均值(l2ave)等基于不同的計測值的組合的掩模下側(cè)層厚度x的算出。并且，將算出的各掩模下側(cè)層的厚度x顯示于操作顯示裝置58。由此，通過輸入操作重新再設定印刷高度的值，但是此時，作業(yè)者能夠根據(jù)從各圖案的掩模下側(cè)層的厚度x選擇的值來決定最優(yōu)的印刷高度。
接下來，為了通過掩模下側(cè)層的厚度的計算處理得到正確的值，必須使圖3所示的計測時的基板10的上表面高度與計測高度h1一致。然而，由于基板10的制造誤差而存在基板10的上表面高度與h1偏離的情況。因此，需要將該制造誤差吸收的高度調(diào)整處理，在本實施方式中，通過控制裝置9所存儲的誤差算出程序的執(zhí)行來算出基板10的制造誤差，基于該值進行控制值的再設定。圖4及圖5是表示執(zhí)行基板的制造誤差計算處理時的夾緊裝置6的圖。
在從絲網(wǎng)印刷機1拆卸了掩模20之后，通過操作顯示裝置58的啟動按鈕的接通操作來執(zhí)行基板的制造誤差計算處理。首先，通過升降用電動機14、33、支撐用電動機34的驅(qū)動，進行夾緊裝置6利用激光位移計45而上升至能夠進行上表面的計測的高度的定位。此時，如圖4所示，支撐用電動機34進行使支撐銷32的前端面與夾緊部27的上表面一致的驅(qū)動控制。在控制裝置9的存儲器存儲有用于執(zhí)行同條件的基準移動高度n的數(shù)據(jù)。
因此，通過激光位移計45計測至夾緊部27上表面為止的夾緊部上表面距離l11和至支撐銷32前端面為止的銷前端面距離l12，求出其上表面高度和前端面高度。并且，通過從夾緊部上表面距離l11減去銷前端面距離l12而得到的值來算出誤差，進行支撐銷32的上升位置的調(diào)整。即，以使支撐銷32前端面相對于夾緊部27上表面的高低差成為0的方式進行10的基準移動高度n的自動校正，進行從支撐用電動機34輸出的旋轉(zhuǎn)角的調(diào)整。
接下來，通過基板傳送裝置5向夾緊裝置6傳送基板10，如圖5所示，由支撐銷32抬起的基板10被夾緊部27夾緊。基板10的厚度設計值k從操作顯示裝置58輸入，因此進行對于支撐銷32的上升驅(qū)動控制直至從基準移動高度n減去基板10的厚度設計值k而得到的基板保持移動高度s為止。需要說明的是，基板10在批次單位中的厚度設計值恒定，因此例如基板的制造誤差計算處理在基板10的批次變更時進行。
接下來，通過激光位移計45計測至夾緊部27的上表面為止的夾緊部上表面距離l11和至夾緊部27夾緊的基板10的上表面為止的基板上表面距離l13，求出各自的上表面高度。并且，通過從夾緊部上表面距離l11減去基板上表面距離l13而得到的值來算出基板10制造誤差，將該誤差的值(或?qū)嶋H的基板厚度)作為基板10的數(shù)值顯示于操作顯示裝置58。因此，以使夾緊部27上表面與基板10上表面的高低差成為0的方式通過操作顯示裝置58再輸入基板10厚度設計值k。由此，校正基板保持移動高度s，進行從保持基板10時的支撐用電動機34輸出的旋轉(zhuǎn)角的調(diào)整，在前述的掩模下側(cè)層的厚度的計算處理中，使基板10的上表面高度與計測高度h1一致而得到正確的值。
由此，根據(jù)本實施方式，算出掩模下側(cè)層的厚度x，將其值顯示于操作顯示裝置58，因此作業(yè)者能夠根據(jù)數(shù)值來決定印刷時的基板10的基板移動高度m，即使網(wǎng)48的厚度變化，也能夠使印刷時的掩模20與基板10的緊貼度最優(yōu)化。特別是通過使用了激光位移計45的計測來算出掩模下側(cè)層的厚度x，因此能夠每次準確地掌握網(wǎng)48的厚度的變化。并且，能夠與作業(yè)者的經(jīng)驗等無關地得到適當?shù)难谀?0與基板10的緊貼度。而且，由于求出基板10的制造誤差而能夠進行準確的計測，因此基于作業(yè)者的印刷時的基板10的基板移動高度m的決定相對于掩模20與基板10的緊貼度而可靠度更高。
以上，說明了本發(fā)明的一實施方式，但是本發(fā)明沒有限定于此，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)能夠進行各種變更。
例如，可以根據(jù)多個部位的計測距離l1、l2來顯示掩模20的撓曲、基板10的翹曲10的狀況。
另外，在前述實施方式中，說明了將掩模下側(cè)層的厚度x顯示于操作顯示裝置58，由此，以其為參考值而作業(yè)者設定印刷時的基板10的基板移動高度m的情況，但是例如也可以基于參考值而自動校正基板移動高度m。
另外，在前述實施方式中，從3臺激光位移計45取得合計9個部位的計測數(shù)據(jù)，但是例如也可以將計測部位設為4個部位而成為合計12個計測數(shù)據(jù)或其以上。
附圖標記說明
1…絲網(wǎng)印刷機4…刮板裝置5…基板傳送裝置6…夾緊裝置7…支撐裝置8…升降裝置9…控制裝置10…基板14…升降用電動機20…掩模27…夾緊部32…支撐銷33…升降用電動機34…支撐用電動機45…激光位移計47…框體48…網(wǎng)58…操作顯示裝置。