スクリーン印刷用のマスク製造システムおよびマスク製造方法
【課題】寸法精度にばらつきを有する基板を対象とする場合にあっても、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因する印刷位置ずれを防止することができるスクリーンマスクの製造システムおよび製造方法を提供する。
【解決手段】基板撮像装置Ｍ１によって基板を撮像して基板に形成された電極パターンの画像情報に基づき、画像データ処理装置Ｍ２によって基板における電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成し、レーザ加工装置Ｍ３によって実測位置データに基づいてスクリーンマスクを構成するプレート部材に電極パターンに対応したパターン孔を形成する。これにより、寸法精度にばらつきを有する基板を対象とする場合にあっても、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因する印刷位置ずれを防止することができる。
【解決手段】基板撮像装置Ｍ１によって基板を撮像して基板に形成された電極パターンの画像情報に基づき、画像データ処理装置Ｍ２によって基板における電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成し、レーザ加工装置Ｍ３によって実測位置データに基づいてスクリーンマスクを構成するプレート部材に電極パターンに対応したパターン孔を形成する。これにより、寸法精度にばらつきを有する基板を対象とする場合にあっても、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因する印刷位置ずれを防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にペーストを印刷するスクリーン印刷において用いられるスクリーンマスクを製造するスクリーン印刷用のマスク製造システムおよびマスク製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が実装された実装基板を生産する基板実装ラインでは、部品を基板に搭載する部品搭載工程に先立って、基板に部品接合用のペーストを印刷するスクリーン印刷が実行される。このスクリーン印刷工程では、基板の接続用電極に対応してパターン孔が形成されたスクリーンマスク（例えば特許文献１参照）に基板を当接させ、ペーストが供給されたスクリーンマスク上でスキージング動作を行うことにより、接続用電極にはパターン孔を介してペーストが印刷される。上述の特許文献例を含め、スクリーンマスクは、従来より基板における接続用電極の配置や形状を示す設計データ、いわゆるガーバーデータに基づいて製作され、パターン孔の位置は設計データにおける接続用電極の位置に対応して加工されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５２６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで電子機器業界における生産性向上の要請に伴い、基板の製造コストも削減を求められており、材質的にも従来品質よりも精度特性が劣る廉価型のものが使用されるようになっている。このため、同一品種であっても、製造メーカによって、さらには同一製造メーカの製品であっても製造ロットの相違によって寸法精度に大きなばらつきが生じるようになっている。
【０００５】
このような寸法精度にばらつきを有する基板を対象として上述の従来技術で製造されたスクリーンマスクを用いてスクリーン印刷を実行すると、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因してパターン孔と接続用電極の位置が一致せず、ペーストが本来印刷されるべき位置からずれて印刷される印刷位置ずれを生じる。そして印刷位置ずれ状態で電子部品を搭載したまま次工程のリフロー工程に送られると、正常な部品接合品質が確保されずに実装不良を生じる。この傾向は、微細部品が実装対象となるファインピッチ基板の場合に特に顕著となる。このように従来技術では、寸法精度にばらつきを有する基板を対象とするスクリーン印刷において、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因して印刷位置ずれを生じるという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、寸法精度にばらつきを有する基板を対象とするスクリーン印刷において、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因する印刷位置ずれの防止が可能なスクリーン印刷マスクを製造するマスク製造システムおよびマスク製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスクリーン印刷用のマスク製造システムは、基板にペーストを印刷するスクリーン印刷において用いられるスクリーンマスクを製造するスクリーン印刷用のマスク製造システムであって、前記基板を撮像して基板に形成された電極パターンの画像情報を取得する撮像手段と、前記画像情報に基づき、前記基板における前記電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成する実測位置データ作成手段と、前記実測位置データに基づいて前記スクリーンマスクを構成するプレート部材に前記電極パターンに対応したパターン孔を形成するパターン孔形成手段とを備えた。
【０００８】
本発明のスクリーン印刷用のマスク製造方法は、基板にペーストを印刷するスクリーン印刷において用いられるスクリーンマスクを製造するスクリーン印刷用のマスク製造方法であって、前記基板を撮像して基板に形成された電極パターンの画像情報を取得する撮像工程と、前記画像情報に基づき、前記基板における前記電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成する実測位置データ作成工程と、前記実測位置データに基づいて前記スクリーンマスクを構成するプレート部材に前記電極パターンに対応したパターン孔を形成するパターン孔形成工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板を撮像して基板に形成された電極パターンの画像情報に基づき基板における電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成し、実測位置データに基づいてスクリーンマスクを構成するプレート部材に電極パターンに対応したパターン孔を形成することにより、寸法精度にばらつきを有する基板を対象とする場合にあっても、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因する印刷位置ずれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造システムにおける画像データ処理装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造システムにおける実測位置データ作成の説明図
【図６】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造システムに用いられるレーザ加工機の構成および機能説明図
【図７】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造システムに用いられるレーザ加工機の制御系の構成を示すブロック図
【図８】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造システムに用いられる部品実装装置および検査装置の構成説明図
【図９】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造方法を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず図１を参照して、スクリーン印刷用のマスク製造システム１の構成を説明する。スクリーン印刷用のマスク製造システム１は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する部品実装ラインにおいて、基板に部品接合用のペーストを印刷するスクリーン印刷に用いられるスクリーンマスクを製造する機能を有するものである。図１において、スクリーン印刷用のマスク製造システム１は、基板撮像装置Ｍ１、画像データ処理装置Ｍ２およびレーザ加工装置Ｍ３を有し、これらの各装置をＬＡＮシステム２によって相互に連結し、さらにＬＡＮシステム２に接続された上位システムとしての管理コンピュータ３を備えた構成となっている。
【００１２】
基板撮像装置Ｍ１は、スクリーン印刷の対象となる基板を撮像して、この基板に形成された部品接合用の電極パターンの画像情報を取得する撮像手段である。基板撮像装置Ｍ１としては、部品実装ラインを構成する各装置に装備されている基板撮像用のカメラのほか、基板を所定の解像度で撮像して画像データを出力可能なものであれば、各種装置に装備されたカメラを適宜利用することができる。
【００１３】
画像データ処理装置Ｍ２は、基板撮像装置Ｍ１によって取得されＬＡＮシステム２を介して伝達された画像情報に基づき、当該基板における電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成する実測位置データ作成手段である。画像データ処理装置Ｍ２としては、所定の画像処理機能を備え表示画面を介して各種操作が可能なパーソナルコンピュータなどを用いることができる。
【００１４】
レーザ加工装置Ｍ３は、レーザ光によってプレート部材を切断する機能を有しており、画像データ処理装置Ｍ２によって作成されＬＡＮシステム２を介して伝達された実測位置データに基づいて、スクリーンマスクを構成するプレート部材に、印刷対象の電極パターンに対応したパターン孔を形成するパターン孔形成手段である。
【００１５】
なお本実施の形態においては、基板撮像装置Ｍ１、画像データ処理装置Ｍ２およびレーザ加工装置Ｍ３をＬＡＮシステム２によって接続し、さらに管理コンピュータ３を有する階層式のライン形態としているが、このような構成は必ずしも必須ではない。すなわち基板撮像装置Ｍ１、画像データ処理装置Ｍ２およびレーザ加工装置Ｍ３をそれぞれ独立させ、基板撮像装置Ｍ１から画像データ処理装置Ｍ２への画像情報の伝達、画像データ処理装置Ｍ２からレーザ加工装置Ｍ３への実装位置データの伝達を、ＵＳＢメモリ、ＳＤカードなどの記憶媒体を介して行うようにしてもよい。
【００１６】
次に、スクリーン印刷用のマスク製造システム１によって製造されたスクリーンマスクが用いられるスクリーン印刷装置４の構成およびスクリーンマスクについて、図２，図３を参照して説明する。図２において、スクリーン印刷装置４は、基板位置決め部５の上方にスクリーン印刷機構を配設して構成されている。基板位置決め部５は、ＸＹΘ方向に移動可能な水平移動テーブル６の上に、第１のＺ軸テーブル７、第２のＺ軸テーブル８を組み合わせて構成されている。水平移動テーブル６を駆動することにより、基板位置決め部５はＸ方向、Ｙ方向およびΘ方向に移動する。
【００１７】
第１のＺ軸テーブル７を駆動することにより、垂直フレーム９が立設された水平なベースプレート７ａが昇降し、これにより垂直フレーム９の上端部に保持された基板搬送機構１０が昇降する。基板搬送機構１０は基板搬送方向（Ｘ方向−−図２において紙面垂直方向）に平行に配設されており、これらの基板搬送機構１０に設けられた基板搬送コンベアよって印刷対象の基板１１の両端部を支持して搬送する。すなわち第１のＺ軸テーブル７を駆動することにより、基板搬送機構１０によって保持された状態の基板１１を、基板搬送機構１０とともに以下に説明するスクリーン印刷機構に対して昇降させることができる。
【００１８】
第２のＺ軸テーブル８を駆動することにより、上面に基板下受部８ｂが設けられたベースプレート８ａが昇降する。これにより、基板下受部８ｂは基板１１の下面に当接して下受けし、基板１１を基板搬送機構１０から持ち上げる。そしてこの状態で、基板搬送機構１０に設けられたクランプ機構１２によって基板１１を両側から挟み込むことにより、基板１１は水平方向にクランプされる。
【００１９】
次に基板位置決め部５の上方に配設されたスクリーン印刷機構について説明する。図２、図３において、マスクホルダ（図示省略）によって保持されたマスク枠１３ｂにはスクリーンマスク１３が展張されている。スクリーンマスク１３には、図３（ａ）に示すように、基板１１において印刷対象となる電極パターン１１ａの形状・位置（図３（ｂ）参照）に対応して、パターン孔１３ａが設けられている。スクリーンマスク１３の上方には、スキージ移動機構１５によってＹ方向に往復動するスキージユニット１４が配設されている。スキージユニット１４は、対向配置された１対のスキージ１６をそれぞれ昇降させる２つの昇降機構１４ａを備えており、昇降機構１４ａを駆動することによりスキージ１６は下降してスクリーンマスク１３の上面に当接する。そしてこの状態でスキージ移動機構１５を駆動することにより、スキージ１６の下端部がスクリーンマスク１３の上面を摺動するスキージング動作が行われる。
【００２０】
次にスクリーン印刷機構による印刷動作について参照して説明する。まず基板搬送機構１０によって基板１１が印刷位置に搬入されると、第２のＺ軸テーブル８を駆動して基板下受部８ｂを上昇させ、基板１１の下面を下受けする。そしてこの状態で水平移動テーブル６を駆動して、基板１１をスクリーンマスク１３に対して水平方向に位置合わせする。この後、第１のＺ軸テーブル７を駆動して基板１１を基板搬送機構１０とともに上昇させてパターン孔１３ａが設けられたスクリーンマスク１３の下面に当接させ、次いで基板１１をクランプ機構１２によってクランプする。これにより、スキージ移動機構１５によってスキージユニット１４を移動させるスキージング動作おいて、基板１１の水平位置が固定される。
【００２１】
そしてこの状態で、当該スキージング動作におけるスキージング方向に対応して、２つのスキージ１６のうちのいずれかを下降させスクリーンマスク１３に当接させる。次いでペーストが供給されたスクリーンマスク１３上で、スキージ１６をスキージング方向（Ｙ方向）に摺動させることにより、パターン孔１３ａを介して基板１１にはペーストが印刷される。
【００２２】
図２、図３に示すように、スクリーン印刷装置４には、基板１１を上方から撮像するための基板認識カメラ１７ａと、スクリーンマスク１３を下面側から撮像するためのマスク認識カメラ１７ｂとを備えたカメラヘッドユニット１７が装着されている。カメラヘッドユニット１７は、ヘッドＸ軸テーブル１８Ｘ，ヘッドＹ軸テーブル１８Ｙより成るカメラ移動機構１８によって水平方向に移動し、これにより、カメラヘッドユニット１７はスクリーンマスク１３と基板１１との間の空間内の任意位置に進出・退避して、スクリーンマスク１３と基板１１を撮像する。基板認識カメラ１７ａ、マスク認識カメラ１７ｂからの画像信号は画像処理部１９に送られ、ここで撮像目的に応じた画像処理が実行される。
【００２３】
基板認識カメラ１７ａは、スクリーン印刷装置４の基板位置決め部５に搬入された基板１１の位置を認識する基板認識用の画像取得とともに、スクリーン印刷装置４によって印刷作業が終了した印刷済みの基板１１の印刷状態を検査する印刷検査用の画像取得に用いられる。すなわち、基板認識カメラ１７ａは、スクリーン印刷装置４に備えられ、基板１１を画像により認識するための認識用カメラであるとともに、印刷後の基板１１を撮像して印刷状態を検査する検査用カメラとしての機能を併せ有している。
【００２４】
さらに本実施の形態に示す例では、スクリーン印刷装置４に装備されたカメラヘッドユニット１７、カメラ移動機構１８、画像処理部１９の機能によって、スクリーン印刷の対象となる基板１１を撮像して、この基板１１に形成された部品接合用の電極パターン１１ａの画像情報を取得するようにしている。すなわち、ここでは、カメラヘッドユニット１７、カメラ移動機構１８、画像処理部１９が、スクリーン印刷用のマスク製造システム１における基板撮像装置Ｍ１を構成する。
【００２５】
次に図４，図５を参照して、画像データ処理装置Ｍ２の構成および機能について説明する。図４において、通信部２１はＬＡＮシステム２に接続されており、画像データ処理装置Ｍ２と他装置、管理コンピュータ３との間でのデータや信号の授受を行う。演算処理制御部２０は以下に説明する各部による演算処理を制御する。画像データ記憶部２２には、基板撮像装置Ｍ１から伝達された画像情報、すなわち基板１１に形成された電極パターン１１ａの画像情報が記憶されるとともに、画像データ処理装置Ｍ２によって作成された実測位置データが保存される。
【００２６】
電極パターン検出部２３は、画像データ記憶部２２に記憶された基板１１の画像情報に基づき、電極パターン１１ａを検出する処理を行う。すなわち、図５（ａ）に示す基板１１を撮像した画像情報から、電極パターン１１ａに相当する部位を抽出する。図５（ｂ）は、複数の電極パターン１１ａのうちの（ｉ）番目の電極パターン１１ａ（ｉ）を抽出した例を示している。ここでは、電極パターン１１ａ（ｉ）の輪郭を示す縁部Ｅ１〜Ｅ４が、画像認識処理によって検出される。
【００２７】
パターン位置測定部２４は、検出された電極パターン１１ａの光学座標系における位置を測定して数値データで特定する処理を行う。すなわち、図５（ｂ）に示す例では、縁部Ｅ１〜Ｅ４の頂点Ｐ１〜Ｐ４を特定する位置座標（ｘ１、ｙ１）〜（ｘ４、ｙ４）が求められる。パターンデータ編集部２５は、位置測定によって求められた全ての電極パターン１１ａについての位置測定データを、実際の基板１１における配列位置と対照することにより、１枚の基板１１を対象とするパターンデータとして編集する。そして編集されたパターンデータは、当該基板１１についての実測位置データとして画像データ記憶部２２に記憶される。入出力部２６はインターフェイスであり、画像データ処理装置Ｍ２を操作するための指示入力や、ＬＡＮシステム２を介しての情報授受を行わずに記憶媒体を介しての情報授受を行う場合の情報入出力を行う。
【００２８】
次に図６，図７を参照して、レーザ加工装置Ｍ３の構成および機能を説明する。図６（ａ）において、基部３０には内部にレーザ発振器３２を内蔵した逆Ｌ字形状のフレーム部３１が立設されており、フレーム部３１の先端部にはレーザ照射部３４を備えた加工ヘッド３３が装着されている。加工ヘッド３３の下方には、Ｘ軸テーブル３６Ｘ、Ｙ軸テーブル３６Ｙより成るテーブル駆動機構３６が配設されており、Ｙ軸テーブル３６Ｙの上面に設けられたワーク保持部３７には、加工対象であるプレート部材１３＊が保持されている。
【００２９】
プレート部材１３＊は、スクリーンマスク１３の素材と成るステンレス鋼などの金属薄板であり、レーザ発振器３２を作動させて、図６（ｂ）に示すように、レーザ照射部３４からレーザ光Ｌをワーク保持部３７に保持されたプレート部材１３＊に対して照射することにより、プレート部材１３＊におけるレーザ光Ｌの照射部分は溶融除去される。そしてテーブル駆動機構３６を画像データ処理装置Ｍ２から伝達された実測パターンデータに基づいて水平移動させることにより、プレート部材１３＊には電極パターン１１ａに対応したパターン孔１３ａが形成される。加工ヘッド３３には認識カメラ３５が撮像方向を下方に向けて装備されており、認識カメラ３５によってワーク保持部３７に保持された撮像対象物の任意位置を撮像することができる。
【００３０】
図７において、通信部４１はＬＡＮシステム２に接続されており、レーザ加工装置Ｍ３と他装置、管理コンピュータ３との間でのデータや信号の授受を行う。加工制御部４０は、レーザ発振器３２、加工ヘッド３３など、以下に説明する各部による動作・演算処理を制御する。加工データ記憶部４２には、画像データ処理装置Ｍ２から伝達された実測位置データ、すなわち基板１１における電極パターン１１ａの実測位置を示す情報や、この実測データに基づいてパターン孔１３ａをレーザ切断加工により形成する際の切断オフセット量やマージン量などの加工情報が記憶される。機構駆動部４３は、加工制御部４０に制御されてプレート部材１３＊を水平移動させるテーブル駆動機構３６を駆動する。認識処理部４４は、認識カメラ３５によって取得された画像データを認識処理する。入出力部４５はインターフェイスであり、レーザ加工装置Ｍ３を操作するための指示入力や、ＬＡＮシステム２を介しての情報授受を行わずに記憶媒体を介しての情報授受を行う場合の情報入出力を行う。
【００３１】
なお上述例では、基板撮像装置Ｍ１としてスクリーン印刷装置４に装備された基板認識カメラ１７ａを用いる例を示したが、基板撮像装置Ｍ１の機能としては、これ以外にも部品実装ラインを構成する諸装置に装備された各種のカメラを用いることが可能である。例えば、図８に示す部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５に装備されたカメラを用いることができる。
【００３２】
以下、部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５の概略構成を説明する。図８において、基台５１の上面の中央には、２列の基板搬送機構５２がＸ方向に配設されている。基板搬送機構５２は上流側装置から搬出された印刷済みの基板１１を受け取って、部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５によるそれぞれの作業位置に位置決め保持する。基台５１の部品実装装置Ｍ４側には、複数のテープフィーダ５４が装着された台車５３がセットされており、テープフィーダ５４は供給リール５５に卷回収納されたキャリアテープＴを引き出して、以下に説明する部品搭載機構に供給する。基台５１の基板検査装置Ｍ５側には、検査処理ユニット６２を内蔵した台車６１がセットされている。
【００３３】
基台５１の上面においてＸ方向の下流側の端部には、Ｙ軸移動テーブル５６がＹ方向に配設されている。Ｙ軸移動テーブル５６には２つのＸ軸移動テーブル５７がＹ方向に移動自在に結合されている。部品実装装置Ｍ４側のＸ軸移動テーブル５７には、実装ヘッド５８および撮像方向を下向きにした姿勢の基板認識カメラ５９が装着されている。実装ヘッド５８は下部に複数の吸着ノズル５８ａを着脱自在に装着した構成となっており、Ｙ軸移動テーブル５６、Ｘ軸移動テーブル５７よって移動してテープフィーダ５４から取り出した電子部品を、基板搬送機構５２によって搬送され位置決め保持された基板１１に移送搭載する。基板認識カメラ５９は実装ヘッド５８とともに一体的に移動し、基板搬送機構５２に位置決め保持された基板１１の上方に進出することにより、基板１１を撮像して位置を認識する。
【００３４】
基板検査装置Ｍ５側のＸ軸移動テーブル５７には、検査ヘッド６０が装着されており、検査ヘッド６０には検査用カメラが撮像方向を下向きにして内蔵されている。印刷後に基板搬送機構５２に搬入された状態の実装前の基板１１、または部品実装装置Ｍ４によって部品搭載作業が実行された後の基板１１の上方に、Ｙ軸移動テーブル５６、Ｘ軸移動テーブル５７よって検査ヘッド６０を移動させることにより、検査用カメラによって基板１１を撮像することができる。そして取得された基板１１の画像を検査処理ユニット６２によって認識処理することにより、基板１１における印刷状態検査や、部品搭載後の基板１１を対象とした外観検査が行われる。
【００３５】
すなわち部品実装ラインが、部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５のような撮像機能を有している場合には、図１における基板撮像装置Ｍ１として、部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５に装備されたカメラを用いることができる。図８に示す例では、基板１１に電子部品を実装する部品実装装置Ｍ４に備えられて、基板１１を認識する機能を有する基板認識カメラ５９を、撮像手段として用いることができる。また、基板１１を検査する基板検査装置Ｍ５に備えられて、印刷後または実装後の基板１１を撮像して検査するための検査用カメラを、撮像手段として用いることができる。
【００３６】
なお、図８に示す例では、部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５が同一の基台５１に配置された例を示しているが、単体装置として構成された部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５であってもよい。さらに、レーザ加工装置Ｍ３に被加工物を認識するための認識カメラ３５が装備されている場合には、認識カメラ３５を撮像手段として用いてもよい。この場合には、ワーク保持部３７に保持された基板１１を水平移動させながら認識カメラ３５によって基板１１を撮像する。
【００３７】
次に図９を参照して、基板１１にペーストを印刷するスクリーン印刷において用いられるスクリーンマスク１３を、レーザ加工によって製造するスクリーンマスク製造処理フローについて説明する。
【００３８】
まず、印刷対象となる基板１１を撮像して、基板１１に形成された電極パターン１１ａの画像情報を取得する（ＳＴ１）（撮像工程）。この撮像には、スクリーン印刷装置４、レーザ加工装置Ｍ３、部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５にそれぞれ装備された基板認識カメラ１７ａ、認識カメラ３５、基板認識カメラ５９、検査ヘッド６０のいずれかが用られるが、単体装置としての専用の撮像装置を用いてもよい。次いで、取得した画像情報を画像データ処理装置Ｍ２に伝達する（ＳＴ２）。この画像情報の伝達は、ＬＡＮシステム２を介して、または記憶媒体を介した入出力操作によって行われる。
【００３９】
そして伝達された画像情報に基づき、画像データ処理装置Ｍ２によって基板１１における電極パターン１１ａの実測位置を示す実測位置データを作成する（ＳＴ３）（実測位置データ作成工程）。次いで作成された実測位置データをレーザ加工装置Ｍ３に伝達する（ＳＴ４）。この実測位置データの伝達は、ＬＡＮシステム２を介して、または記憶媒体を介した入出力操作によって行われる。
【００４０】
この後レーザ加工装置Ｍ３によって、実測位置データに基づいてスクリーンマスク１３を構成する素材となるプレート部材１３＊に、電極パターン１１ａに対応したパターン孔１３ａを形成する（ＳＴ５）（パターン孔形成工程）。このとき、予め加工データ記憶部４２に記憶された加工情報が参照されて、実測位置データに切断オフセット量やマージン量などを加味したＮＣ加工データでレーザ加工装置Ｍ３を作動させてプレート部材１３＊を切断加工する。これにより、基板１１における電極パターン１１ａの位置に対応して、所望サイズのパターン孔１３ａをプレート部材１３＊に形成することができる。
【００４１】
上記説明したように、本実施の形態に示すスクリーン印刷用のマスク製造においては、従来用いられていたガーバーデータに基づくパターン孔の切断加工に替えて、基板１１を撮像して基板に形成された電極パターン１１ａの画像情報に基づき、基板１１における電極パターン１１ａの実測位置を示す実測位置データを作成し、実測位置データに基づいてスクリーンマスク１３を構成するプレート部材１３＊に電極パターン１１ａに対応したパターン孔１３ａを形成するようにしたものである。これにより、廉価な素材を用いて寸法精度にばらつきを有する基板１１を印刷の対象とする場合にあっても、スクリーンマスク１３と基板１１との寸法誤差に起因する印刷位置ずれを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のスクリーン印刷用のマスク製造システムおよびマスク製造方法は、寸法精度にばらつきを有する基板を対象とする場合にあっても、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因する印刷位置ずれを防止することができるという効果を有し、基板に電子部品を実装する部品実装分野において有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１ スクリーン印刷用のマスク製造システム
４ スクリーン印刷装置
１１ 基板
１１ａ 電極パターン
１３ スクリーンマスク
１３ａ パターン孔
１３＊ プレート部材
１７ カメラヘッドユニット
１７ａ 基板認識カメラ
Ｍ４ 部品実装装置
Ｍ５ 基板検査装置
５９ 基板認識カメラ
６０ 検査ヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にペーストを印刷するスクリーン印刷において用いられるスクリーンマスクを製造するスクリーン印刷用のマスク製造システムおよびマスク製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が実装された実装基板を生産する基板実装ラインでは、部品を基板に搭載する部品搭載工程に先立って、基板に部品接合用のペーストを印刷するスクリーン印刷が実行される。このスクリーン印刷工程では、基板の接続用電極に対応してパターン孔が形成されたスクリーンマスク（例えば特許文献１参照）に基板を当接させ、ペーストが供給されたスクリーンマスク上でスキージング動作を行うことにより、接続用電極にはパターン孔を介してペーストが印刷される。上述の特許文献例を含め、スクリーンマスクは、従来より基板における接続用電極の配置や形状を示す設計データ、いわゆるガーバーデータに基づいて製作され、パターン孔の位置は設計データにおける接続用電極の位置に対応して加工されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５２６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで電子機器業界における生産性向上の要請に伴い、基板の製造コストも削減を求められており、材質的にも従来品質よりも精度特性が劣る廉価型のものが使用されるようになっている。このため、同一品種であっても、製造メーカによって、さらには同一製造メーカの製品であっても製造ロットの相違によって寸法精度に大きなばらつきが生じるようになっている。
【０００５】
このような寸法精度にばらつきを有する基板を対象として上述の従来技術で製造されたスクリーンマスクを用いてスクリーン印刷を実行すると、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因してパターン孔と接続用電極の位置が一致せず、ペーストが本来印刷されるべき位置からずれて印刷される印刷位置ずれを生じる。そして印刷位置ずれ状態で電子部品を搭載したまま次工程のリフロー工程に送られると、正常な部品接合品質が確保されずに実装不良を生じる。この傾向は、微細部品が実装対象となるファインピッチ基板の場合に特に顕著となる。このように従来技術では、寸法精度にばらつきを有する基板を対象とするスクリーン印刷において、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因して印刷位置ずれを生じるという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、寸法精度にばらつきを有する基板を対象とするスクリーン印刷において、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因する印刷位置ずれの防止が可能なスクリーン印刷マスクを製造するマスク製造システムおよびマスク製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスクリーン印刷用のマスク製造システムは、基板にペーストを印刷するスクリーン印刷において用いられるスクリーンマスクを製造するスクリーン印刷用のマスク製造システムであって、前記基板を撮像して基板に形成された電極パターンの画像情報を取得する撮像手段と、前記画像情報に基づき、前記基板における前記電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成する実測位置データ作成手段と、前記実測位置データに基づいて前記スクリーンマスクを構成するプレート部材に前記電極パターンに対応したパターン孔を形成するパターン孔形成手段とを備えた。
【０００８】
本発明のスクリーン印刷用のマスク製造方法は、基板にペーストを印刷するスクリーン印刷において用いられるスクリーンマスクを製造するスクリーン印刷用のマスク製造方法であって、前記基板を撮像して基板に形成された電極パターンの画像情報を取得する撮像工程と、前記画像情報に基づき、前記基板における前記電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成する実測位置データ作成工程と、前記実測位置データに基づいて前記スクリーンマスクを構成するプレート部材に前記電極パターンに対応したパターン孔を形成するパターン孔形成工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板を撮像して基板に形成された電極パターンの画像情報に基づき基板における電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成し、実測位置データに基づいてスクリーンマスクを構成するプレート部材に電極パターンに対応したパターン孔を形成することにより、寸法精度にばらつきを有する基板を対象とする場合にあっても、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因する印刷位置ずれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造システムの構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の平面図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造システムにおける画像データ処理装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造システムにおける実測位置データ作成の説明図
【図６】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造システムに用いられるレーザ加工機の構成および機能説明図
【図７】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造システムに用いられるレーザ加工機の制御系の構成を示すブロック図
【図８】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造システムに用いられる部品実装装置および検査装置の構成説明図
【図９】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷用のマスク製造方法を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず図１を参照して、スクリーン印刷用のマスク製造システム１の構成を説明する。スクリーン印刷用のマスク製造システム１は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する部品実装ラインにおいて、基板に部品接合用のペーストを印刷するスクリーン印刷に用いられるスクリーンマスクを製造する機能を有するものである。図１において、スクリーン印刷用のマスク製造システム１は、基板撮像装置Ｍ１、画像データ処理装置Ｍ２およびレーザ加工装置Ｍ３を有し、これらの各装置をＬＡＮシステム２によって相互に連結し、さらにＬＡＮシステム２に接続された上位システムとしての管理コンピュータ３を備えた構成となっている。
【００１２】
基板撮像装置Ｍ１は、スクリーン印刷の対象となる基板を撮像して、この基板に形成された部品接合用の電極パターンの画像情報を取得する撮像手段である。基板撮像装置Ｍ１としては、部品実装ラインを構成する各装置に装備されている基板撮像用のカメラのほか、基板を所定の解像度で撮像して画像データを出力可能なものであれば、各種装置に装備されたカメラを適宜利用することができる。
【００１３】
画像データ処理装置Ｍ２は、基板撮像装置Ｍ１によって取得されＬＡＮシステム２を介して伝達された画像情報に基づき、当該基板における電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成する実測位置データ作成手段である。画像データ処理装置Ｍ２としては、所定の画像処理機能を備え表示画面を介して各種操作が可能なパーソナルコンピュータなどを用いることができる。
【００１４】
レーザ加工装置Ｍ３は、レーザ光によってプレート部材を切断する機能を有しており、画像データ処理装置Ｍ２によって作成されＬＡＮシステム２を介して伝達された実測位置データに基づいて、スクリーンマスクを構成するプレート部材に、印刷対象の電極パターンに対応したパターン孔を形成するパターン孔形成手段である。
【００１５】
なお本実施の形態においては、基板撮像装置Ｍ１、画像データ処理装置Ｍ２およびレーザ加工装置Ｍ３をＬＡＮシステム２によって接続し、さらに管理コンピュータ３を有する階層式のライン形態としているが、このような構成は必ずしも必須ではない。すなわち基板撮像装置Ｍ１、画像データ処理装置Ｍ２およびレーザ加工装置Ｍ３をそれぞれ独立させ、基板撮像装置Ｍ１から画像データ処理装置Ｍ２への画像情報の伝達、画像データ処理装置Ｍ２からレーザ加工装置Ｍ３への実装位置データの伝達を、ＵＳＢメモリ、ＳＤカードなどの記憶媒体を介して行うようにしてもよい。
【００１６】
次に、スクリーン印刷用のマスク製造システム１によって製造されたスクリーンマスクが用いられるスクリーン印刷装置４の構成およびスクリーンマスクについて、図２，図３を参照して説明する。図２において、スクリーン印刷装置４は、基板位置決め部５の上方にスクリーン印刷機構を配設して構成されている。基板位置決め部５は、ＸＹΘ方向に移動可能な水平移動テーブル６の上に、第１のＺ軸テーブル７、第２のＺ軸テーブル８を組み合わせて構成されている。水平移動テーブル６を駆動することにより、基板位置決め部５はＸ方向、Ｙ方向およびΘ方向に移動する。
【００１７】
第１のＺ軸テーブル７を駆動することにより、垂直フレーム９が立設された水平なベースプレート７ａが昇降し、これにより垂直フレーム９の上端部に保持された基板搬送機構１０が昇降する。基板搬送機構１０は基板搬送方向（Ｘ方向−−図２において紙面垂直方向）に平行に配設されており、これらの基板搬送機構１０に設けられた基板搬送コンベアよって印刷対象の基板１１の両端部を支持して搬送する。すなわち第１のＺ軸テーブル７を駆動することにより、基板搬送機構１０によって保持された状態の基板１１を、基板搬送機構１０とともに以下に説明するスクリーン印刷機構に対して昇降させることができる。
【００１８】
第２のＺ軸テーブル８を駆動することにより、上面に基板下受部８ｂが設けられたベースプレート８ａが昇降する。これにより、基板下受部８ｂは基板１１の下面に当接して下受けし、基板１１を基板搬送機構１０から持ち上げる。そしてこの状態で、基板搬送機構１０に設けられたクランプ機構１２によって基板１１を両側から挟み込むことにより、基板１１は水平方向にクランプされる。
【００１９】
次に基板位置決め部５の上方に配設されたスクリーン印刷機構について説明する。図２、図３において、マスクホルダ（図示省略）によって保持されたマスク枠１３ｂにはスクリーンマスク１３が展張されている。スクリーンマスク１３には、図３（ａ）に示すように、基板１１において印刷対象となる電極パターン１１ａの形状・位置（図３（ｂ）参照）に対応して、パターン孔１３ａが設けられている。スクリーンマスク１３の上方には、スキージ移動機構１５によってＹ方向に往復動するスキージユニット１４が配設されている。スキージユニット１４は、対向配置された１対のスキージ１６をそれぞれ昇降させる２つの昇降機構１４ａを備えており、昇降機構１４ａを駆動することによりスキージ１６は下降してスクリーンマスク１３の上面に当接する。そしてこの状態でスキージ移動機構１５を駆動することにより、スキージ１６の下端部がスクリーンマスク１３の上面を摺動するスキージング動作が行われる。
【００２０】
次にスクリーン印刷機構による印刷動作について参照して説明する。まず基板搬送機構１０によって基板１１が印刷位置に搬入されると、第２のＺ軸テーブル８を駆動して基板下受部８ｂを上昇させ、基板１１の下面を下受けする。そしてこの状態で水平移動テーブル６を駆動して、基板１１をスクリーンマスク１３に対して水平方向に位置合わせする。この後、第１のＺ軸テーブル７を駆動して基板１１を基板搬送機構１０とともに上昇させてパターン孔１３ａが設けられたスクリーンマスク１３の下面に当接させ、次いで基板１１をクランプ機構１２によってクランプする。これにより、スキージ移動機構１５によってスキージユニット１４を移動させるスキージング動作おいて、基板１１の水平位置が固定される。
【００２１】
そしてこの状態で、当該スキージング動作におけるスキージング方向に対応して、２つのスキージ１６のうちのいずれかを下降させスクリーンマスク１３に当接させる。次いでペーストが供給されたスクリーンマスク１３上で、スキージ１６をスキージング方向（Ｙ方向）に摺動させることにより、パターン孔１３ａを介して基板１１にはペーストが印刷される。
【００２２】
図２、図３に示すように、スクリーン印刷装置４には、基板１１を上方から撮像するための基板認識カメラ１７ａと、スクリーンマスク１３を下面側から撮像するためのマスク認識カメラ１７ｂとを備えたカメラヘッドユニット１７が装着されている。カメラヘッドユニット１７は、ヘッドＸ軸テーブル１８Ｘ，ヘッドＹ軸テーブル１８Ｙより成るカメラ移動機構１８によって水平方向に移動し、これにより、カメラヘッドユニット１７はスクリーンマスク１３と基板１１との間の空間内の任意位置に進出・退避して、スクリーンマスク１３と基板１１を撮像する。基板認識カメラ１７ａ、マスク認識カメラ１７ｂからの画像信号は画像処理部１９に送られ、ここで撮像目的に応じた画像処理が実行される。
【００２３】
基板認識カメラ１７ａは、スクリーン印刷装置４の基板位置決め部５に搬入された基板１１の位置を認識する基板認識用の画像取得とともに、スクリーン印刷装置４によって印刷作業が終了した印刷済みの基板１１の印刷状態を検査する印刷検査用の画像取得に用いられる。すなわち、基板認識カメラ１７ａは、スクリーン印刷装置４に備えられ、基板１１を画像により認識するための認識用カメラであるとともに、印刷後の基板１１を撮像して印刷状態を検査する検査用カメラとしての機能を併せ有している。
【００２４】
さらに本実施の形態に示す例では、スクリーン印刷装置４に装備されたカメラヘッドユニット１７、カメラ移動機構１８、画像処理部１９の機能によって、スクリーン印刷の対象となる基板１１を撮像して、この基板１１に形成された部品接合用の電極パターン１１ａの画像情報を取得するようにしている。すなわち、ここでは、カメラヘッドユニット１７、カメラ移動機構１８、画像処理部１９が、スクリーン印刷用のマスク製造システム１における基板撮像装置Ｍ１を構成する。
【００２５】
次に図４，図５を参照して、画像データ処理装置Ｍ２の構成および機能について説明する。図４において、通信部２１はＬＡＮシステム２に接続されており、画像データ処理装置Ｍ２と他装置、管理コンピュータ３との間でのデータや信号の授受を行う。演算処理制御部２０は以下に説明する各部による演算処理を制御する。画像データ記憶部２２には、基板撮像装置Ｍ１から伝達された画像情報、すなわち基板１１に形成された電極パターン１１ａの画像情報が記憶されるとともに、画像データ処理装置Ｍ２によって作成された実測位置データが保存される。
【００２６】
電極パターン検出部２３は、画像データ記憶部２２に記憶された基板１１の画像情報に基づき、電極パターン１１ａを検出する処理を行う。すなわち、図５（ａ）に示す基板１１を撮像した画像情報から、電極パターン１１ａに相当する部位を抽出する。図５（ｂ）は、複数の電極パターン１１ａのうちの（ｉ）番目の電極パターン１１ａ（ｉ）を抽出した例を示している。ここでは、電極パターン１１ａ（ｉ）の輪郭を示す縁部Ｅ１〜Ｅ４が、画像認識処理によって検出される。
【００２７】
パターン位置測定部２４は、検出された電極パターン１１ａの光学座標系における位置を測定して数値データで特定する処理を行う。すなわち、図５（ｂ）に示す例では、縁部Ｅ１〜Ｅ４の頂点Ｐ１〜Ｐ４を特定する位置座標（ｘ１、ｙ１）〜（ｘ４、ｙ４）が求められる。パターンデータ編集部２５は、位置測定によって求められた全ての電極パターン１１ａについての位置測定データを、実際の基板１１における配列位置と対照することにより、１枚の基板１１を対象とするパターンデータとして編集する。そして編集されたパターンデータは、当該基板１１についての実測位置データとして画像データ記憶部２２に記憶される。入出力部２６はインターフェイスであり、画像データ処理装置Ｍ２を操作するための指示入力や、ＬＡＮシステム２を介しての情報授受を行わずに記憶媒体を介しての情報授受を行う場合の情報入出力を行う。
【００２８】
次に図６，図７を参照して、レーザ加工装置Ｍ３の構成および機能を説明する。図６（ａ）において、基部３０には内部にレーザ発振器３２を内蔵した逆Ｌ字形状のフレーム部３１が立設されており、フレーム部３１の先端部にはレーザ照射部３４を備えた加工ヘッド３３が装着されている。加工ヘッド３３の下方には、Ｘ軸テーブル３６Ｘ、Ｙ軸テーブル３６Ｙより成るテーブル駆動機構３６が配設されており、Ｙ軸テーブル３６Ｙの上面に設けられたワーク保持部３７には、加工対象であるプレート部材１３＊が保持されている。
【００２９】
プレート部材１３＊は、スクリーンマスク１３の素材と成るステンレス鋼などの金属薄板であり、レーザ発振器３２を作動させて、図６（ｂ）に示すように、レーザ照射部３４からレーザ光Ｌをワーク保持部３７に保持されたプレート部材１３＊に対して照射することにより、プレート部材１３＊におけるレーザ光Ｌの照射部分は溶融除去される。そしてテーブル駆動機構３６を画像データ処理装置Ｍ２から伝達された実測パターンデータに基づいて水平移動させることにより、プレート部材１３＊には電極パターン１１ａに対応したパターン孔１３ａが形成される。加工ヘッド３３には認識カメラ３５が撮像方向を下方に向けて装備されており、認識カメラ３５によってワーク保持部３７に保持された撮像対象物の任意位置を撮像することができる。
【００３０】
図７において、通信部４１はＬＡＮシステム２に接続されており、レーザ加工装置Ｍ３と他装置、管理コンピュータ３との間でのデータや信号の授受を行う。加工制御部４０は、レーザ発振器３２、加工ヘッド３３など、以下に説明する各部による動作・演算処理を制御する。加工データ記憶部４２には、画像データ処理装置Ｍ２から伝達された実測位置データ、すなわち基板１１における電極パターン１１ａの実測位置を示す情報や、この実測データに基づいてパターン孔１３ａをレーザ切断加工により形成する際の切断オフセット量やマージン量などの加工情報が記憶される。機構駆動部４３は、加工制御部４０に制御されてプレート部材１３＊を水平移動させるテーブル駆動機構３６を駆動する。認識処理部４４は、認識カメラ３５によって取得された画像データを認識処理する。入出力部４５はインターフェイスであり、レーザ加工装置Ｍ３を操作するための指示入力や、ＬＡＮシステム２を介しての情報授受を行わずに記憶媒体を介しての情報授受を行う場合の情報入出力を行う。
【００３１】
なお上述例では、基板撮像装置Ｍ１としてスクリーン印刷装置４に装備された基板認識カメラ１７ａを用いる例を示したが、基板撮像装置Ｍ１の機能としては、これ以外にも部品実装ラインを構成する諸装置に装備された各種のカメラを用いることが可能である。例えば、図８に示す部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５に装備されたカメラを用いることができる。
【００３２】
以下、部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５の概略構成を説明する。図８において、基台５１の上面の中央には、２列の基板搬送機構５２がＸ方向に配設されている。基板搬送機構５２は上流側装置から搬出された印刷済みの基板１１を受け取って、部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５によるそれぞれの作業位置に位置決め保持する。基台５１の部品実装装置Ｍ４側には、複数のテープフィーダ５４が装着された台車５３がセットされており、テープフィーダ５４は供給リール５５に卷回収納されたキャリアテープＴを引き出して、以下に説明する部品搭載機構に供給する。基台５１の基板検査装置Ｍ５側には、検査処理ユニット６２を内蔵した台車６１がセットされている。
【００３３】
基台５１の上面においてＸ方向の下流側の端部には、Ｙ軸移動テーブル５６がＹ方向に配設されている。Ｙ軸移動テーブル５６には２つのＸ軸移動テーブル５７がＹ方向に移動自在に結合されている。部品実装装置Ｍ４側のＸ軸移動テーブル５７には、実装ヘッド５８および撮像方向を下向きにした姿勢の基板認識カメラ５９が装着されている。実装ヘッド５８は下部に複数の吸着ノズル５８ａを着脱自在に装着した構成となっており、Ｙ軸移動テーブル５６、Ｘ軸移動テーブル５７よって移動してテープフィーダ５４から取り出した電子部品を、基板搬送機構５２によって搬送され位置決め保持された基板１１に移送搭載する。基板認識カメラ５９は実装ヘッド５８とともに一体的に移動し、基板搬送機構５２に位置決め保持された基板１１の上方に進出することにより、基板１１を撮像して位置を認識する。
【００３４】
基板検査装置Ｍ５側のＸ軸移動テーブル５７には、検査ヘッド６０が装着されており、検査ヘッド６０には検査用カメラが撮像方向を下向きにして内蔵されている。印刷後に基板搬送機構５２に搬入された状態の実装前の基板１１、または部品実装装置Ｍ４によって部品搭載作業が実行された後の基板１１の上方に、Ｙ軸移動テーブル５６、Ｘ軸移動テーブル５７よって検査ヘッド６０を移動させることにより、検査用カメラによって基板１１を撮像することができる。そして取得された基板１１の画像を検査処理ユニット６２によって認識処理することにより、基板１１における印刷状態検査や、部品搭載後の基板１１を対象とした外観検査が行われる。
【００３５】
すなわち部品実装ラインが、部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５のような撮像機能を有している場合には、図１における基板撮像装置Ｍ１として、部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５に装備されたカメラを用いることができる。図８に示す例では、基板１１に電子部品を実装する部品実装装置Ｍ４に備えられて、基板１１を認識する機能を有する基板認識カメラ５９を、撮像手段として用いることができる。また、基板１１を検査する基板検査装置Ｍ５に備えられて、印刷後または実装後の基板１１を撮像して検査するための検査用カメラを、撮像手段として用いることができる。
【００３６】
なお、図８に示す例では、部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５が同一の基台５１に配置された例を示しているが、単体装置として構成された部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５であってもよい。さらに、レーザ加工装置Ｍ３に被加工物を認識するための認識カメラ３５が装備されている場合には、認識カメラ３５を撮像手段として用いてもよい。この場合には、ワーク保持部３７に保持された基板１１を水平移動させながら認識カメラ３５によって基板１１を撮像する。
【００３７】
次に図９を参照して、基板１１にペーストを印刷するスクリーン印刷において用いられるスクリーンマスク１３を、レーザ加工によって製造するスクリーンマスク製造処理フローについて説明する。
【００３８】
まず、印刷対象となる基板１１を撮像して、基板１１に形成された電極パターン１１ａの画像情報を取得する（ＳＴ１）（撮像工程）。この撮像には、スクリーン印刷装置４、レーザ加工装置Ｍ３、部品実装装置Ｍ４、基板検査装置Ｍ５にそれぞれ装備された基板認識カメラ１７ａ、認識カメラ３５、基板認識カメラ５９、検査ヘッド６０のいずれかが用られるが、単体装置としての専用の撮像装置を用いてもよい。次いで、取得した画像情報を画像データ処理装置Ｍ２に伝達する（ＳＴ２）。この画像情報の伝達は、ＬＡＮシステム２を介して、または記憶媒体を介した入出力操作によって行われる。
【００３９】
そして伝達された画像情報に基づき、画像データ処理装置Ｍ２によって基板１１における電極パターン１１ａの実測位置を示す実測位置データを作成する（ＳＴ３）（実測位置データ作成工程）。次いで作成された実測位置データをレーザ加工装置Ｍ３に伝達する（ＳＴ４）。この実測位置データの伝達は、ＬＡＮシステム２を介して、または記憶媒体を介した入出力操作によって行われる。
【００４０】
この後レーザ加工装置Ｍ３によって、実測位置データに基づいてスクリーンマスク１３を構成する素材となるプレート部材１３＊に、電極パターン１１ａに対応したパターン孔１３ａを形成する（ＳＴ５）（パターン孔形成工程）。このとき、予め加工データ記憶部４２に記憶された加工情報が参照されて、実測位置データに切断オフセット量やマージン量などを加味したＮＣ加工データでレーザ加工装置Ｍ３を作動させてプレート部材１３＊を切断加工する。これにより、基板１１における電極パターン１１ａの位置に対応して、所望サイズのパターン孔１３ａをプレート部材１３＊に形成することができる。
【００４１】
上記説明したように、本実施の形態に示すスクリーン印刷用のマスク製造においては、従来用いられていたガーバーデータに基づくパターン孔の切断加工に替えて、基板１１を撮像して基板に形成された電極パターン１１ａの画像情報に基づき、基板１１における電極パターン１１ａの実測位置を示す実測位置データを作成し、実測位置データに基づいてスクリーンマスク１３を構成するプレート部材１３＊に電極パターン１１ａに対応したパターン孔１３ａを形成するようにしたものである。これにより、廉価な素材を用いて寸法精度にばらつきを有する基板１１を印刷の対象とする場合にあっても、スクリーンマスク１３と基板１１との寸法誤差に起因する印刷位置ずれを防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のスクリーン印刷用のマスク製造システムおよびマスク製造方法は、寸法精度にばらつきを有する基板を対象とする場合にあっても、スクリーンマスクと基板との寸法誤差に起因する印刷位置ずれを防止することができるという効果を有し、基板に電子部品を実装する部品実装分野において有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１ スクリーン印刷用のマスク製造システム
４ スクリーン印刷装置
１１ 基板
１１ａ 電極パターン
１３ スクリーンマスク
１３ａ パターン孔
１３＊ プレート部材
１７ カメラヘッドユニット
１７ａ 基板認識カメラ
Ｍ４ 部品実装装置
Ｍ５ 基板検査装置
５９ 基板認識カメラ
６０ 検査ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にペーストを印刷するスクリーン印刷において用いられるスクリーンマスクを製造するスクリーン印刷用のマスク製造システムであって、
前記基板を撮像して基板に形成された電極パターンの画像情報を取得する撮像手段と、
前記画像情報に基づき、前記基板における前記電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成する実測位置データ作成手段と、
前記実測位置データに基づいて前記スクリーンマスクを構成するプレート部材に前記電極パターンに対応したパターン孔を形成するパターン孔形成手段とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷用のマスク製造システム。
【請求項２】
前記撮像手段は、基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置に備えられて前記基板を認識するための認識用カメラであり、
前記パターン孔形成手段は、レーザ光によって前記プレート部材を切断するレーザ加工装置であることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用のマスク製造システム。
【請求項３】
前記撮像手段は、基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置に備えられて印刷後の前記基板を撮像して検査するための検査用カメラであり、
前記パターン孔形成手段は、レーザ光によって前記プレート部材を切断するレーザ加工装置であることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用のマスク製造システム。
【請求項４】
前記撮像手段は、基板に電子部品を実装する部品実装装置に備えられて前記基板を認識するための認識用カメラであり、
前記パターン孔形成手段は、レーザ光によって前記プレート部材を切断するレーザ加工装置であることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用のマスク製造システム。
【請求項５】
前記撮像手段は、基板を検査する検査装置に備えられて印刷後または実装後の前記基板を撮像して検査するための検査用カメラであり、
前記パターン孔形成手段は、レーザ光によって前記プレート部材を切断するレーザ加工装置であることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用のマスク製造システム。
【請求項６】
前記パターン孔形成手段は、レーザ光によって前記プレート部材を切断するレーザ加工装置であり、
前記撮像手段は、前記レーザ加工装置に備えられた認識用カメラであることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用のマスク製造システム。
【請求項７】
基板にペーストを印刷するスクリーン印刷において用いられるスクリーンマスクを製造するスクリーン印刷用のマスク製造方法であって、
前記基板を撮像して基板に形成された電極パターンの画像情報を取得する撮像工程と、
前記画像情報に基づき、前記基板における前記電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成する実測位置データ作成工程と、
前記実測位置データに基づいて前記スクリーンマスクを構成するプレート部材に前記電極パターンに対応したパターン孔を形成するパターン孔形成工程とを含むことを特徴とするスクリーン印刷用のマスク製造方法。
【請求項１】
基板にペーストを印刷するスクリーン印刷において用いられるスクリーンマスクを製造するスクリーン印刷用のマスク製造システムであって、
前記基板を撮像して基板に形成された電極パターンの画像情報を取得する撮像手段と、
前記画像情報に基づき、前記基板における前記電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成する実測位置データ作成手段と、
前記実測位置データに基づいて前記スクリーンマスクを構成するプレート部材に前記電極パターンに対応したパターン孔を形成するパターン孔形成手段とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷用のマスク製造システム。
【請求項２】
前記撮像手段は、基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置に備えられて前記基板を認識するための認識用カメラであり、
前記パターン孔形成手段は、レーザ光によって前記プレート部材を切断するレーザ加工装置であることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用のマスク製造システム。
【請求項３】
前記撮像手段は、基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置に備えられて印刷後の前記基板を撮像して検査するための検査用カメラであり、
前記パターン孔形成手段は、レーザ光によって前記プレート部材を切断するレーザ加工装置であることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用のマスク製造システム。
【請求項４】
前記撮像手段は、基板に電子部品を実装する部品実装装置に備えられて前記基板を認識するための認識用カメラであり、
前記パターン孔形成手段は、レーザ光によって前記プレート部材を切断するレーザ加工装置であることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用のマスク製造システム。
【請求項５】
前記撮像手段は、基板を検査する検査装置に備えられて印刷後または実装後の前記基板を撮像して検査するための検査用カメラであり、
前記パターン孔形成手段は、レーザ光によって前記プレート部材を切断するレーザ加工装置であることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用のマスク製造システム。
【請求項６】
前記パターン孔形成手段は、レーザ光によって前記プレート部材を切断するレーザ加工装置であり、
前記撮像手段は、前記レーザ加工装置に備えられた認識用カメラであることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用のマスク製造システム。
【請求項７】
基板にペーストを印刷するスクリーン印刷において用いられるスクリーンマスクを製造するスクリーン印刷用のマスク製造方法であって、
前記基板を撮像して基板に形成された電極パターンの画像情報を取得する撮像工程と、
前記画像情報に基づき、前記基板における前記電極パターンの実測位置を示す実測位置データを作成する実測位置データ作成工程と、
前記実測位置データに基づいて前記スクリーンマスクを構成するプレート部材に前記電極パターンに対応したパターン孔を形成するパターン孔形成工程とを含むことを特徴とするスクリーン印刷用のマスク製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８８６９９（Ｐ２０１３−８８６９９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０５０４（Ｐ２０１１−２３０５０４）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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