JPH07121576B2 - Positioning method and device for printing screen and substrate - Google Patents
Positioning method and device for printing screen and substrateInfo
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- JPH07121576B2 JPH07121576B2 JP28199690A JP28199690A JPH07121576B2 JP H07121576 B2 JPH07121576 B2 JP H07121576B2 JP 28199690 A JP28199690 A JP 28199690A JP 28199690 A JP28199690 A JP 28199690A JP H07121576 B2 JPH07121576 B2 JP H07121576B2
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- H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、クリームはんだ等のペーストを基板に印刷す
るためのスクリーン印刷装置における印刷用スクリーン
と基板との位置合わせ方法及び装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for aligning a printing screen and a board in a screen printing apparatus for printing a paste such as cream solder on the board.
(発明の概要) 本発明は、クリームはんだ等のペーストを基板に印刷す
るためのスクリーン印刷装置における印刷用スクリーン
と基板との位置合わせ方法及び装置において、複数箇所
のスクリーン側位置合わせ部の構造を工夫することによ
って基板1枚毎に基板側の対応する位置合わせ用マーク
を透視可能とするとともに、1個の撮像手段をX−Yテ
ーブルに取り付けて複数箇所のスクリーン側位置合わせ
部を撮像可能としかつ前記印刷用スクリーン上のスキー
ジのペースト塗布動作の妨げとならないように退避可能
とすることにより、前記スクリーンと基板との位置合わ
せを実印刷位置にて実行可能としたものである。(Summary of the Invention) The present invention relates to a method and apparatus for aligning a printing screen and a substrate in a screen printing apparatus for printing a paste such as cream solder on a substrate. By devising it, the corresponding alignment marks on the substrate side can be seen through for each substrate, and one image pickup means can be attached to the XY table to image multiple screen side alignment parts. In addition, the squeegee paste application operation on the printing screen is retractable so as not to interfere with the paste application operation, so that the screen and the substrate can be aligned at the actual printing position.
(従来の技術) 第7図乃至第9図で第1従来例について説明する。これ
らの図において、印刷用スクリーン1はステンレス等の
シートであり、印刷パターン(抜穴により形成されたス
クリーン印刷のためのパターン)と共にハーフエッチン
グ部2を有し、該ハーフエッチング部2に色付き樹脂3
(例えば黒色樹脂等)を第9図のように埋設してスクリ
ーン側マーク4を構成したものである。なお、印刷パタ
ーンとハーフエッチング部2の位置関係は正確に規定さ
れている。前記印刷用スクリーン1はスクリーン枠5に
張られて固定され、該スクリーン枠5はスクリーンスラ
イド用レール6で平行移動自在に支持されている。一
方、テーブル上に配置された基板10上には位置合わせ用
マーク(フィデューシャルマーク)11が銅箔等で形成さ
れている。ここで、前記スクリーン側マーク4はスクリ
ーン1の2つの隅部分に位置し、同様に基板側の位置合
わせ用マーク11も基板10の2つの隅部分に位置してお
り、マーク4の相互間隔と、マーク11の相互間隔とは等
しく設定されているものとする。なお、各マーク4,11を
2箇所に設けたのはスクリーン1と基板10間の回転方向
のずれをも検出して補正できるようにするためである。(Prior Art) A first conventional example will be described with reference to FIGS. 7 to 9. In these figures, the printing screen 1 is a sheet of stainless steel or the like, has a printing pattern (a pattern for screen printing formed by punching holes) and a half-etched portion 2, and the half-etched portion 2 has a colored resin. Three
The screen side mark 4 is formed by embedding (for example, black resin) as shown in FIG. The positional relationship between the print pattern and the half-etched portion 2 is accurately defined. The printing screen 1 is stretched and fixed to a screen frame 5, and the screen frame 5 is supported by a screen slide rail 6 so as to be movable in parallel. On the other hand, an alignment mark (fiducial mark) 11 is formed of copper foil or the like on the substrate 10 placed on the table. Here, the screen-side mark 4 is located at two corners of the screen 1, and similarly, the substrate-side alignment mark 11 is also located at two corners of the substrate 10. , The mutual intervals of the marks 11 are set to be equal to each other. The marks 4 and 11 are provided at two positions so that the shift in the rotational direction between the screen 1 and the substrate 10 can be detected and corrected.
この第1従来例の場合、まず実印位置にてスクリーン1
上にあるマーク4を撮像手段としての1つのTVカメラを
具備する画像処理装置で認識する。すなわち、スクリー
ン1の2つの隅部分にそれぞれ位置するマーク4をTVカ
メラが移動して撮像し、撮像により得られた画像信号を
画像処理装置で処理して前記マーク4の位置を認識す
る。In the case of the first conventional example, first, the screen 1
The mark 4 above is recognized by an image processing apparatus equipped with one TV camera as an image pickup means. That is, the TV camera moves and takes an image of the marks 4 respectively located at two corners of the screen 1, and the image processing device processes the image signal obtained by the imaging to recognize the position of the mark 4.
基板上の位置合わせ用マーク11はこのままでは認識でき
ないため、スクリーン1をスクリーンスライド用レール
6で移動させて基板面を露出させて基板10上の位置合わ
せ用マーク11を検出し、前記スクリーン側マーク4と基
板側位置合わせ用マーク11との相対位置を画像処理装置
側にて確認する。そして、相対位置にずれがある場合に
は基板10又はスクリーン1を動かして補正しスクリーン
1と基板10との相対位置関係を正しくする。Since the alignment mark 11 on the substrate cannot be recognized as it is, the screen 1 is moved by the screen slide rail 6 to expose the substrate surface, and the alignment mark 11 on the substrate 10 is detected. The relative position between 4 and the substrate side alignment mark 11 is confirmed on the image processing apparatus side. If there is a deviation in the relative position, the substrate 10 or the screen 1 is moved and corrected to correct the relative positional relationship between the screen 1 and the substrate 10.
上記第1従来例による位置合わせ法の場合には以下の如
き問題が発生する。In the case of the alignment method according to the first conventional example, the following problems occur.
(1) TVカメラがスクリーン側マーク4と基板側位置
合わせ用マーク11の2つを撮像するために、2度移動を
行ってそれぞれの位置把握を行わねばならず、TVカメラ
の位置決めのずれ分だけスクリーン1と基板10の位置が
ずれる。(1) In order for the TV camera to take images of the screen side mark 4 and the board side alignment mark 11, two movements have to be performed to grasp the respective positions, and there is a deviation in the positioning of the TV camera. Only the screen 1 and the substrate 10 are displaced from each other.
(2) スクリーン側マーク4の撮像後、スクリーン枠
5は基板上の位置合わせ用マーク11を検出のために一度
退避し、印刷時に再度実印刷位置に前進する動作を行う
ので、スクリーン1の位置決めのずれが基板側の位置合
わせ用マーク11との間の相対ずれを発生させる。(2) After the image of the screen side mark 4 is taken, the screen frame 5 temporarily retracts the positioning mark 11 on the substrate for detection, and again moves to the actual printing position during printing. Deviation causes relative deviation with the alignment mark 11 on the substrate side.
これらの(1),(2)の問題点の存在により、実際補
正作業を行っても、スクリーン側マーク4と基板内位置
合わせ用マーク11との実像での位置合わせがなされてい
ないことから、機械精度のばらつきによる位置ずれが直
接印刷精度に影響を与える。さらに、スクリーン枠5の
大きな移動があるため、スクリーン及び基板側マークの
認識、位置補正にかかる時間が大きく、装置のタクトタ
イムが長くなる問題もある。Due to the existence of these problems (1) and (2), the actual position of the screen-side mark 4 and the in-substrate alignment mark 11 is not aligned even if the actual correction work is performed. Misalignment due to variations in mechanical accuracy directly affects printing accuracy. Further, since the screen frame 5 is largely moved, it takes a long time to recognize the screen and the substrate side mark and correct the position, which causes a problem that the takt time of the apparatus becomes long.
第10図及び第11図で第2従来例について説明する。これ
らの図において、印刷用スクリーン1には印刷用パター
ンと同時に位置合わせ用穴部15が形成されており、基板
10側の位置合わせ用マーク(フィデューシャルマーク)
11を前記位置合わせ用穴部15を介して検出可能なように
当該穴部15の径は位置合わせ用マーク11よりも大きくな
っている。ここでも、前記スクリーン側穴部15はスクリ
ーン1の2つの隅部分に位置し、同様に基板側の位置合
わせ用マーク11も基板10の2つの隅部分に位置してお
り、穴部15の相互間隔と、マーク11の相互間隔とは等し
く設定されているものとする。The second conventional example will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In these figures, the printing screen 1 is formed with the printing pattern and the positioning holes 15 at the same time.
10 side alignment mark (fiducial mark)
The diameter of the hole 15 is larger than that of the alignment mark 11 so that the hole 11 can be detected through the alignment hole 15. Here again, the screen side holes 15 are located at the two corners of the screen 1, and similarly the alignment marks 11 on the substrate side are also located at the two corners of the substrate 10, so It is assumed that the space and the space between the marks 11 are set to be equal to each other.
この第2従来例の場合、まず印刷動作を繰り返す工程の
前段階において実印刷位置にてスクリーン1と基板10と
を重ね、2台のTVカメラ16を具備する画像処理装置でス
クリーン側の位置合わせ用穴部15を通して基板側位置合
わせ用マーク11の位置を認識し、位置合わせ用マーク11
の照準点(マーク中心点)と位置合わせ用穴部15の基準
点(穴部中心点)間のずれを基板10が位置決め載置され
たX−Y−θテーブル(X,Y方向に加えて水平面内の回
転方向にも移動可能なテーブル)17を作動させて前記照
準点と基準点とが一致するように補正する。これにより
X−Y−θテーブル17の基準位置が定められる。In the case of the second conventional example, first, the screen 1 and the substrate 10 are overlapped at the actual printing position before the step of repeating the printing operation, and the screen side alignment is performed by the image processing apparatus including the two TV cameras 16. The position of the board side alignment mark 11 is recognized through the use hole 15 and the alignment mark 11
The deviation between the aiming point (center point of the mark) and the reference point (center point of the hole) of the positioning hole 15 is added to the XY-θ table (X, Y directions) on which the substrate 10 is positioned and placed. The table 17 which is movable also in the rotation direction in the horizontal plane is operated to correct the aiming point and the reference point so that they coincide with each other. As a result, the reference position of the XY-θ table 17 is determined.
以後、TVカメラ16は第11図仮想線で示す基板認識位置に
平行移動し、スクリーン1に位置合わせ状態で重なって
いる第11図左側の基板10に対してスキージでペーストを
塗り広げてスクリーン印刷動作が実施されることにな
る。第11図仮想線の基板認識位置RのTVカメラ16は、当
該TVカメラと同じ距離だけ平行移動したX−Y−θテー
ブル17上の次の基板10の位置合わせ用マーク11を撮像
し、画像処理装置にて1番初めの基板10の位置合わせ用
マーク11の位置と比較し、両者のずれが無くなるように
X−Y−θテーブル17を作動させて位置合わせ動作を行
う。After that, the TV camera 16 is moved in parallel to the substrate recognition position shown by the phantom line in FIG. 11, and the paste is spread with a squeegee on the substrate 10 on the left side in FIG. The operation will be performed. FIG. 11: The TV camera 16 at the board recognition position R of the virtual line picks up an image of the alignment mark 11 of the next board 10 on the XY-θ table 17 which is translated by the same distance as the TV camera, and an image is obtained. The processing apparatus compares the position of the first alignment mark 11 on the substrate 10 and operates the XY-θ table 17 to eliminate the displacement between the two, thereby performing the alignment operation.
(発明が解決しようとする課題) ところで、上記第2従来例の場合、スクリーン側の位置
合わせ用穴部15を通して基板側の位置合わせ用マーク11
を検出するのはスクリーン印刷工程前にX−Y−θテー
ブル17上に受け入れられた1番目の基板についてのみで
あり、2番の基板以降は実印刷位置とは異なる基板認識
位置Rにおいて位置合わせ用マーク11のみを認識するだ
けである。このため、スクリーン印刷動作を繰り返して
いるうちにスクリーン1側に何らかの原因で位置ずれが
発生した場合には、その位置ずれがそのまま基板面に対
する印刷位置のずれとなる。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in the case of the second conventional example, the alignment mark 11 on the substrate side is passed through the alignment hole 15 on the screen side.
Is detected only for the first substrate received on the XY-θ table 17 before the screen printing process, and for the second and subsequent substrates, alignment is performed at a substrate recognition position R that is different from the actual printing position. Only the mark 11 for use is recognized. Therefore, if the screen 1 is displaced by some reason while the screen printing operation is being repeated, the displacement is directly the displacement of the printing position with respect to the substrate surface.
なお、基板1枚毎にスクリーン側の位置合わせ用穴部15
を通して基板側の位置合わせ用マーク11を検出すること
は、一旦スクリーン印刷動作を行うとスクリーン側の位
置合わせ用穴部15にペーストが付着してしまうので実施
不能である。It should be noted that the alignment hole 15 on the screen side is provided for each substrate.
Detecting the alignment mark 11 on the substrate side through is impossible because the paste adheres to the alignment hole 15 on the screen side once the screen printing operation is performed.
上記第2従来例と類似の技術が特開昭62−196776号に開
示されている。この特開昭62−196776号もマスクの穴を
通して認識マークを見るものであり、スクリーン印刷装
置に適用した場合、一旦スクリーン印刷動作を行うとマ
スクの穴にやはりペーストが付着してしまう問題点があ
る。A technique similar to the second conventional example is disclosed in JP-A-62-196776. This Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-196776 also sees the recognition mark through the hole of the mask, and when applied to a screen printing apparatus, once the screen printing operation is performed, the paste still adheres to the hole of the mask. is there.
本発明は、上記の点に鑑み、印刷用スクリーンの位置合
わせ部の構造を工夫しかつ該位置合わせ部を撮像する撮
像手段をX−Yテーブルに設けることにより、スクリー
ンと各基板についての位置合わせを実印刷位置にて正確
に実行可能とし、かつ前記撮像手段をスクリーン印刷動
作の妨げとならないように退避させることによって、そ
のまま印刷動作を実行可能にした印刷用スクリーンと基
板の位置合わせ方法及び装置を提供することを目的とす
る。In view of the above points, the present invention devises the structure of the alignment portion of the printing screen, and provides the XY table with the image pickup means for picking up the image of the alignment portion, thereby aligning the screen and each substrate. And an apparatus for aligning a printing screen and a substrate, in which the printing operation can be executed as it is by accurately retracting the imaging means so as not to interfere with the screen printing operation. The purpose is to provide.
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明の印刷用スクリーン
と基板の位置合わせ方法は、印刷用スクリーンのペース
ト供給側の面にハーフエッチング部を設けかつ該ハーフ
エッチング部の中央部分に透孔部を設けるとともに該透
孔部を覆う透明部材を少なくとも前記ハーフエッチング
部に固定してスクリーン側位置合わせ部を複数箇所に構
成し、該複数箇所の位置合わせ部の透孔部に対応した位
置合わせ用マークを基板側に設け、X−Yテーブルに設
けられた1個の撮像手段によって前記基板上に前記印刷
用スクリーンを重ねた状態で各透孔部及び当該透孔部を
通して各位置合わせ用マークをそれぞれ撮像し、前記撮
像手段の画像信号から前記透孔部の基準点と前記位置合
わせ用マークの照準点との間のずれを検出し、前記印刷
用スクリーンと前記基板との相対位置関係を補正して前
記透孔部の基準点と前記位置合わせ用マークの照準点と
を一致させることを特徴としている。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a method for aligning a printing screen and a substrate of the present invention is such that a half-etching portion is provided on the paste supply side surface of the printing screen and the half-etching is performed. A transparent member for covering the through hole is provided at the center of the screen portion, and a transparent member for covering the through hole is fixed to at least the half-etched section to form the screen side alignment section at a plurality of locations. Positioning marks corresponding to the holes are provided on the substrate side, and each of the through holes and the through holes in the state where the printing screen is superposed on the substrate by one image pickup means provided on the XY table. Each alignment mark is imaged through the lens, and the deviation between the reference point of the through hole and the aiming point of the alignment mark is detected from the image signal of the image pickup means. However, the relative positional relationship between the printing screen and the substrate is corrected so that the reference point of the through hole and the aiming point of the alignment mark match.
また、本発明の印刷用スクリーンと基板の位置合わせ装
置は、印刷用スクリーンの印刷用ペースト供給側の面に
ハーフエッチング部を設けかつ該ハーフエッチング部の
中央部分に透孔部を設けるとともに該透孔部を覆う透明
部材を少なくとも前記ハーフエッチング部に固定してス
クリーン側位置合わせ部を複数箇所に構成し、該複数箇
所の位置合わせ部に対応する位置合わせマークお基板側
に設けるとともに、前記複数箇所の位置合わせ部を移動
範囲に含みかつ前記印刷用スクリーン上以外の退避位置
をも移動範囲とするX−Yテーブルに1個の撮像手段を
設けた構成としている。Further, in the alignment device for a printing screen and a substrate of the present invention, a half-etched portion is provided on the surface of the printing screen on the printing paste supply side, and a through-hole portion is provided in the central portion of the half-etched portion. A transparent member that covers the hole is fixed to at least the half-etched portion to form screen-side alignment portions at a plurality of locations, and alignment marks corresponding to the plurality of location alignment portions are provided on the substrate side. One image pickup means is provided in the XY table in which the position alignment portion of the location is included in the movement range and the retreat position other than the printing screen is also the movement range.
(作用) 本発明においては、印刷用スクリーンのペースト供給側
の面にハーフエッチング部を設けかつ該ハーフエッチン
グ部の中央部分に透孔部を設けるとともに該透孔部を覆
う透明部材を少なくとも前記ハーフエッチング部に固定
して複数箇所のスクリーン側位置合わせ部を構成してい
るので、スクリーン印刷動作により仮に透明部材の境界
(ハーフエッチング部の外縁)にペーストが付着もしく
は侵入したりしても透孔部の輪郭は影響を受けない。こ
のため、各基板について複数箇所のスクリーン側位置合
わせ部の透孔部を通して基板側位置合わせ用マークを撮
像手段としての1台のTVカメラで撮像し、この撮像によ
る画像信号から各スクリーン側透孔部と基板側位置合わ
せ用マークとのずれを画像処理装置でそれぞれ認識し、
位置ずれを補正することができる。(Operation) In the present invention, the half-etching portion is provided on the paste supply side surface of the printing screen, the through-hole portion is provided in the central portion of the half-etching portion, and at least the transparent member that covers the through-hole portion is at least the half. Since a plurality of screen side alignment parts are fixed to the etching part, even if the paste adheres to or enters the boundary of the transparent member (outer edge of the half etching part) due to the screen printing operation, the through hole The contour of the part is not affected. For this reason, a substrate-side alignment mark is imaged by a single TV camera as an image capturing means through a plurality of through-holes in the screen-side alignment portion of each substrate, and an image signal obtained by this image capture is used for each screen-side aperture. The image processing device recognizes the deviation between the position and the board side alignment mark,
Positional deviation can be corrected.
また、1台のTVカメラをX−Yテーブルに設けたことに
より、複数箇所のスクリーン側位置合わせ部及び基板側
位置合わせ用マークの画像取り込みが可能であり、かつ
また印刷用スクリーン上をペースト塗布用のスキージが
移動する際には前記TVカメラを退避位置とすることが可
能である。このため、印刷用スクリーンと基板とを位置
合わせした後、そのままスクリーン印刷動作を続行でき
る。Also, by providing one TV camera on the XY table, it is possible to capture images of multiple screen-side alignment parts and substrate-side alignment marks, and paste coating on the printing screen. When the squeegee for use moves, the TV camera can be set to the retracted position. Therefore, after aligning the printing screen and the substrate, the screen printing operation can be continued as it is.
(実施例) 以下、本発明に係る印刷用スクリーンと基板の位置合わ
せ方法及び装置の実施例を図面に従って説明する。(Embodiment) An embodiment of a printing screen / substrate alignment method and apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図乃至第6図で本発明の実施例を説明する。これら
の図において、スクリーン印刷装置の基台40上にはX−
Y−θテーブル35が設置され、該X−Y−θテーブル35
上に昇降部41を介して基板支持プレート42が昇降自在に
取り付けられている。そして、基板支持プレート42上に
基板10が位置決め載置されるようになっている。An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In these figures, X- is displayed on the base 40 of the screen printing device.
The Y-θ table 35 is installed, and the XY-θ table 35 is installed.
A substrate support plate 42 is mounted on the top of the substrate via an elevating part 41 so as to be vertically movable. Then, the substrate 10 is positioned and placed on the substrate support plate 42.
ステンレス等の印刷用スクリーン1を支持するスクリー
ン枠5は前記基台40上に立設された装置フレーム43側に
て保持されている。該スクリーン枠5は第2図実装で示
す位置が実印刷位置であり、右側の仮想線位置が待機
(交換)位置である。印刷用スクリーン1上方にはクリ
ームはんだ等のペーストを塗布するためのスキージ44が
昇降自在かつX方向に移動自在に支持されている。但
し、第1図及び第2図共に基板10及びスキージ44は印刷
前の下降及び上昇位置(待機位置)となっている。The screen frame 5 that supports the printing screen 1 made of stainless steel or the like is held on the side of the apparatus frame 43 that is erected on the base 40. The screen frame 5 shown in FIG. 2 is the actual printing position, and the right virtual line position is the standby (replacement) position. A squeegee 44 for applying a paste such as cream solder is supported above the printing screen 1 so as to be vertically movable and movable in the X direction. However, in both FIGS. 1 and 2, the substrate 10 and the squeegee 44 are in the lowered and raised positions (standby positions) before printing.
前記装置フレーム43で上方に支持されたX−Yテーブル
45には撮像手段としての1台のTVカメラ25が取り付けら
れている。該TVカメラ25は第3図の如く印刷用スクリー
ン1の2つの隅部分に設けられた位置合わせ部20を撮像
するためのものである。An XY table supported above by the device frame 43
One TV camera 25 as an image pickup means is attached to 45. The TV camera 25 is for picking up images of the alignment parts 20 provided at two corners of the printing screen 1 as shown in FIG.
それぞれのスクリーン側位置合わせ部20の構造は第4図
及び第5図に示される。すなわち、印刷用スクリーン1
のペースト供給側の面には円形のハーフエッチング部21
が形成され、さらに該ハーフエッチング部21よりも小径
の円形透孔部22がハーフエッチング部21の中央部分に同
心に形成されている。そして、ハーフエッチング部21及
び透孔部22に樹脂、ガラス等の透明部材23が固定一体化
されてスクリーン側位置合わせ部20が構成されている。
ここで、透明部材23を設けるのは、透明部材が無いとス
クリーン印刷動作によりハーフエッチング部21及び透孔
部22がペーストで埋まってしまい、以後の位置合わせ動
作が不可能となるからであり、ハーフエッチング部21を
透孔部22の周囲に設けたのはスクリーン印刷時にペース
トが透明部材23とスクリーン上面の境界に付着もしくは
侵入したりしてもペースト位置が透孔部22の円形輪郭に
はかからないようにして、スクリーン印刷を繰り返して
も常時正確な透孔部22の輪郭が維持されるようにするた
めである。勿論、スクリーン1に形成された印刷パター
ンと透孔部22の位置関係は正確に規定されている。The structure of each screen side alignment section 20 is shown in FIGS. 4 and 5. That is, the printing screen 1
Circular half-etched part 21 on the paste supply side of
Further, a circular through hole portion 22 having a diameter smaller than that of the half-etched portion 21 is concentrically formed in the central portion of the half-etched portion 21. Then, a transparent member 23 such as resin or glass is fixedly integrated with the half-etched portion 21 and the through hole portion 22 to form a screen side alignment portion 20.
Here, the transparent member 23 is provided because without the transparent member, the half-etched portion 21 and the through-hole portion 22 are filled with the paste by the screen printing operation, and the subsequent alignment operation becomes impossible. The half-etched portion 21 is provided around the through-hole portion 22 because the paste position is set to the circular contour of the through-hole portion 22 even if the paste adheres to or enters the boundary between the transparent member 23 and the screen upper surface during screen printing. This is so that the correct contour of the through-hole portion 22 is always maintained even if the screen printing is repeated, without applying it. Of course, the positional relationship between the print pattern formed on the screen 1 and the through holes 22 is accurately defined.
基板10の上面には各スクリーン側位置合わせ部20に対応
した円形位置合わせ用マーク(フィデューシャルマー
ク)11が銅箔等で形成されている。On the upper surface of the substrate 10, circular alignment marks (fiducial marks) 11 corresponding to the screen-side alignment portions 20 are formed of copper foil or the like.
前述したように、スクリーン1の上方にはX−Yテーブ
ル45でX方向及びY方向に移動自在に支持されたTVカメ
ラ25が配置され、該TVカメラ25は第6図に構成を示す画
像処理装置30における画像入力のための撮像手段として
働くものである。そして、TVカメラ25側には、スクリー
ン1や基板側位置合わせ用マーク11を照らすためにリン
グ照明器26が設けられている。このリング照明器26の照
明範囲Wはスクリーン側位置合わせ部20よりも充分大き
な領域となるように定められている。As described above, the TV camera 25, which is supported by the XY table 45 so as to be movable in the X and Y directions, is arranged above the screen 1, and the TV camera 25 has the image processing structure shown in FIG. It serves as an image pickup means for inputting an image in the device 30. A ring illuminator 26 is provided on the TV camera 25 side to illuminate the screen 1 and the board-side alignment mark 11. The illumination range W of the ring illuminator 26 is set to be a sufficiently larger area than the screen side alignment section 20.
なお、第3図に示したようにスクリーン側位置合わせ部
20はスクリーン1の2つの隅部分に位置するが、同様に
器板側の位置合わせ用マーク11も基板10の2つの隅部分
に位置しており、各位置合わせ部20の円形透孔部22の相
互間隔と、円形マーク11の相互間隔とは等しく設定され
ているものとする。As shown in FIG. 3, the screen side alignment section
20 is located at the two corners of the screen 1, but similarly the alignment mark 11 on the device board side is also located at the two corners of the substrate 10, and the circular through-holes 22 of each alignment part 20. It is assumed that the mutual spacing of the circular marks 11 and the mutual spacing of the circular marks 11 are set to be equal.
第6図に示すように、画像処理装置30は、X−Y方向に
移動することによって2箇所のスクリーン側位置合わせ
部20及び基板側位置合わせ用マーク11を含む視野内をそ
れぞれ撮像する1台のTVカメラ25と、該TVカメラよりの
画像信号(明暗を表す輝度信号)を2値化処理する画像
信号処理部31と、2値化処理後の画像情報を記憶する画
像メモリ32と、画像メモリ32の画像情報から2箇所に設
けられた円形透孔部22の基準点(例えば中心点)と円形
位置合わせ用マーク11の照準点(例えば中心点)間のず
れを認識して基板10が位置決め載置されたX−Y−θテ
ーブル35の補正量(ΔX,ΔY,Δθ)を演算してX−Y−
θテーブルを補正駆動する演算制御部33とを備えてい
る。As shown in FIG. 6, the image processing device 30 is a unit that moves in the X-Y directions to capture images in the visual field including the two screen-side alignment portions 20 and the substrate-side alignment marks 11. Of the TV camera 25, an image signal processing unit 31 for binarizing an image signal (luminance signal representing brightness) from the TV camera, an image memory 32 for storing the image information after the binarization, and an image. The substrate 10 recognizes the deviation between the reference points (for example, the center points) of the circular through holes 22 provided at two locations and the aiming points (for example, the center points) of the circular positioning marks 11 based on the image information of the memory 32. The correction amount (ΔX, ΔY, Δθ) of the positioning-mounted XY-θ table 35 is calculated to obtain XY-
and a calculation control unit 33 that corrects and drives the θ table.
次にこの実施例の場合の位置合わせ動作について説明す
る。但し、印刷用スクリーン1は固定で、基板10の方が
X−Y−θテーブル35に載置さていて位置修正自在であ
るとする。Next, the alignment operation in the case of this embodiment will be described. However, it is assumed that the printing screen 1 is fixed and the substrate 10 is placed on the XY-θ table 35 so that the position can be corrected.
まず、昇降部41を介して基板10を上昇させてスクリーン
1に重ね、予め基板側位置合わせ用マーク11が基板上に
重なっているスクリーン側の位置合わせ部20の円形透孔
部22から光学的に透視可能な状態に設定する。そして、
円形透孔部22及び円形位置合わせ用マーク11の両者をTV
カメラ25で撮像して画像取り込みを行う。この画像取り
込みはX−Yテーブル45を介してTVカメラ25を移動させ
ることにより、2箇所の位置合わせ部20について実行さ
れる。なお、2箇所の位置合わせ部20の相互の位置関係
は既知であり、X−Yテーブル45の移動量も既知量であ
る。First, the substrate 10 is raised via the elevating part 41 to be superposed on the screen 1, and the substrate side alignment mark 11 is optically overlapped with the circular through hole 22 of the screen side alignment part 20 on the substrate. Set to be transparent. And
Both the circular through hole 22 and the circular alignment mark 11 are displayed on the TV.
Images are captured by the camera 25. This image capture is executed for the two alignment units 20 by moving the TV camera 25 via the XY table 45. Note that the positional relationship between the two alignment units 20 is known, and the amount of movement of the XY table 45 is also known.
スクリーン側位置合わせ部20の上方より見た画像は第5
図のように銅箔等の円形位置合わせ用マーク11が明部
a、円形透孔部22を通して見える基板面が暗部b、その
外側はステンレス等のスクリーン1で明部cとなってい
る。したがって、TVカメラ25により円形位置合わせ用マ
ーク11の円形輪郭と円形透孔部22の円形輪郭とを取り込
むことができ、円形透孔部22の中心点と円形位置合わせ
用マーク11の中心点とのずれを画像処理装置30側で認識
でき、認識結果に基づいたX−Y−θテーブルの補正量
(ΔX,ΔY,Δθ)を用いてX−Y−θテーブル35を作動
させて円形透孔部22の中心点と位置合わせ用マーク11の
中心点とを一致させる。The image seen from above the screen side alignment section 20 is the fifth
As shown in the figure, the circular alignment mark 11 such as a copper foil is a bright portion a, the substrate surface seen through the circular through hole portion 22 is a dark portion b, and the outside thereof is a bright portion c on the screen 1 made of stainless steel or the like. Therefore, the TV camera 25 can capture the circular contour of the circular alignment mark 11 and the circular contour of the circular through-hole portion 22, and the center point of the circular through-hole portion 22 and the central point of the circular alignment mark 11 can be obtained. Deviation can be recognized on the side of the image processing apparatus 30, and the XY-θ table 35 is operated by using the correction amount (ΔX, ΔY, Δθ) of the XY-θ table based on the recognition result to make a circular through hole. The center point of the portion 22 and the center point of the alignment mark 11 are aligned.
前記TVカメラ25は2箇所の位置合わせ部20の画像取り込
み後、X−Yテーブル45の働きで第2図のようにスクリ
ーン1の上方位置から外れた退避位置Uに移動してお
り、前述のようにスクリーン側の円形透孔部22の中心点
と、基板側の位置合わせ用マーク11の中心点とを一致さ
せて基板10とスクリーン1との位置合わせ状態を保った
ままで、スキージ44がスクリーン1上に下降し、これに
圧接してX方向に移動し、所要のペーストを塗り広げる
スクリーン印刷動作を行う。The TV camera 25 has moved to the retreat position U, which is out of the upper position of the screen 1 as shown in FIG. As described above, the center point of the circular through hole portion 22 on the screen side and the center point of the alignment mark 11 on the substrate side are aligned with each other, and the squeegee 44 is moved to the screen while keeping the alignment state of the substrate 10 and the screen 1. 1 and moves in the X direction by being pressed against this and performing a screen printing operation of spreading a required paste.
なお、TVカメラ25の下端とスクリーン上面間の距離Pは
例えば80mm程度であるのに対し、透孔部22が形成された
ハーフエッチング部21と基板上面との距離Qは0.4mm以
下であり、TVカメラ光学系の被写界深度よりみて距離Q
は微小であり、TVカメラ側の焦点距離を変えずに透孔部
22と位置合わせ用マーク11の画像取り込みが可能なこと
は明らかである。The distance P between the lower end of the TV camera 25 and the upper surface of the screen is, for example, about 80 mm, whereas the distance Q between the half-etched portion 21 in which the through hole 22 is formed and the upper surface of the substrate is 0.4 mm or less. Distance Q from the depth of field of the TV camera optical system
Is minute, and the through-hole part does not change the focal length on the TV camera side.
It is clear that images of 22 and the alignment mark 11 can be captured.
上記位置合わせ動作は順次基板がX−Y−θテーブル上
に載置されるたびに繰り返して実行され、常に位置合わ
せ状態にてスクリーン印刷動作が実行されることにな
る。The above alignment operation is repeatedly performed every time the substrate is sequentially placed on the XY-θ table, and the screen printing operation is always performed in the alignment state.
なお、上記実施例において、透明部材23は、透孔部22を
覆うように少なくともハーフエッチング部21に嵌合固定
されていればよく、透孔部22の内側に嵌合していなくと
もよい。In the above embodiment, the transparent member 23 may be fitted and fixed to at least the half-etched portion 21 so as to cover the through hole portion 22, and may not be fitted inside the through hole portion 22.
また、スクリーン側透孔部及び基板側マークは円形以外
の形状、例えば方形等としてもよい。Further, the screen-side through hole and the substrate-side mark may have a shape other than a circle, for example, a square or the like.
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、次の如き効果を
得ることができる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) 1台の撮像手段をX−Yテーブルに取り付けて
複数箇所の印刷用スクリーン側の位置合わせ部及びこれ
より透視できる基板側位置合わせ用マークを検出するこ
とにより、基板と印刷用スクリーンとを正確に位置合わ
せ可能であり、その際、X−Yテーブルの精度は位置合
わせ精度に関係しない。しかも撮像手段はスクリーン上
方から外れた退避位置に移動することによりスクリーン
印刷のためのスキージ動作の妨げにならないようにする
ことができ、位置合わせ後、基板とスクリーンとを全く
動かすことなくスクリーン印刷動作を続行でき、印刷位
置ずれを極力小さくすることができる。(1) By attaching one image pickup means to an XY table and detecting a plurality of alignment portions on the printing screen side and substrate-side alignment marks that can be seen through from the alignment portions, the substrate and the printing screen are separated. Can be accurately aligned, and the accuracy of the XY table is not related to the alignment accuracy. Moreover, the image pickup means can be prevented from interfering with the squeegee operation for screen printing by moving to a retracted position off the screen, and after the alignment, the screen printing operation can be performed without moving the substrate and the screen at all. Can be continued and the print position deviation can be minimized.
(2) 前述の第1従来例の如く基板側マーク位置の認
識のためにスクリーンの移動を伴うものと比較してスク
リーン印刷装置のタクトタイムを短縮できる。(2) The tact time of the screen printing apparatus can be shortened as compared with the case where the screen is moved to recognize the substrate side mark position as in the above-mentioned first conventional example.
(3) 新規のスクリーンによる印刷開始時だけでな
く、各基板毎にスクリーン側位置合わせ部と基板側位置
合わせ用マークとを画像認識して正確に位置合わせが可
能になり、印刷動作の繰り返しによりスクリーン側に位
置ずれが生じた場合でもこの位置ずれを修正できる。(3) Not only at the start of printing with a new screen, but also with respect to each board, the screen side alignment portion and the board side alignment mark can be image-recognized for accurate alignment, and repeated printing operations can be performed. Even if the screen is displaced, this displacement can be corrected.
第1図は本発明に係る印刷用スクリーンと基板の位置合
わせ方法及び装置の実施例を示す正面図、第2図は同側
面図、第3図は実施例における印刷用スクリーン上の位
置合わせ部の配置を示す平面図、第4図は実施例におけ
る要部正断面図、第5図は実施例においてTVカメラ側よ
りスクリーン側位置合わせ部を見た透視図、第6図は実
施例で用いる画像処理装置の1例を示すブロック図、第
7図は第1従来例を示す平面図、第8図は同正面図、第
9図(A)は第1従来例で用いたスクリーン側マークを
示す平面図、同図(B)は同断面図、第10図は第2従来
例を示す断面図、第11図は第2従来例の動作説明図であ
る。 1……印刷用スクリーン、10……基板、11……位置合わ
せ用マーク、20……位置合わせ部、21……ハーフエッチ
ング部、22……透孔部、23……透明部材、25……TVカメ
ラ、26……照明器、30……画像処理装置、35……X−Y
−θテーブル、44……スキージ、45……X−Yテーブ
ル。FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a method and apparatus for aligning a printing screen and a substrate according to the present invention, FIG. 2 is a side view of the same, and FIG. 3 is an alignment portion on the printing screen in the embodiment. FIG. 4 is a front sectional view of the main part of the embodiment, FIG. 5 is a perspective view of the screen side alignment portion viewed from the TV camera side in the embodiment, and FIG. 6 is used in the embodiment. FIG. 7 is a block diagram showing an example of an image processing apparatus, FIG. 7 is a plan view showing a first conventional example, FIG. 8 is a front view showing the same, and FIG. 9 (A) is a screen side mark used in the first conventional example. FIG. 10 is a sectional view showing the same, FIG. 10B is a sectional view showing the second conventional example, and FIG. 11 is an operation explanatory view of the second conventional example. 1 ... Printing screen, 10 ... Substrate, 11 ... Positioning mark, 20 ... Positioning part, 21 ... Half etching part, 22 ... Through hole part, 23 ... Transparent member, 25 ... TV camera, 26 ... illuminator, 30 ... image processing device, 35 ... XY
-Θ table, 44 ... Squeegee, 45 ... XY table.
Claims (3)
ハーフエッチング部を設けかつ該ハーフエッチング部よ
り内側に透孔部を設けるとともに該透孔部を覆う透明部
材を少なくとも前記ハーフエッチング部に固定してスク
リーン側位置合わせ部を複数箇所に構成し、該複数箇所
の位置合わせ部の透孔部に対応した位置合わせ用マーク
を基板側に設け、X−Yテーブルに設けられた1個の撮
像手段によって前記基板上に前記印刷用スクリーンを重
ねた状態で各透孔部及び当該透孔部を通して各位置合わ
せ用マークをそれぞれ撮像し、前記撮像手段の画像信号
から前記透孔部の基準点と前記位置合わせ用マークの照
準点との間のずれを検出し、前記印刷用スクリーンと前
記基板との相対位置関係を補正して前記透孔部の基準点
と前記位置合わせ用マークの照準点とを一致させること
を特徴とする印刷用スクリーンと基板の位置合わせ方
法。1. A half-etching portion is provided on a surface of a printing screen where a paste is supplied, a through-hole portion is provided inside the half-etching portion, and a transparent member for covering the through-hole portion is fixed to at least the half-etching portion. Then, the screen side alignment section is formed at a plurality of locations, and the alignment marks corresponding to the through holes of the plurality of location alignment sections are provided on the substrate side, and one image is provided on the XY table. Means for picking up images of the through holes and the alignment marks through the through holes in a state where the printing screen is overlaid on the substrate by means of the image signal of the image pickup means and the reference point of the through holes. Detecting a deviation between the aiming point of the alignment mark and correcting the relative positional relationship between the printing screen and the substrate to align the reference point of the through hole with the alignment point. Printing screen and method of aligning a substrate, characterized in that to match the aiming point of the mark.
のスキージが移動する期間中は前記撮像手段が前記印刷
用スクリーン上から退避する請求項1記載の印刷用スク
リーンと基板の位置合わせ方法。2. The method for aligning a printing screen and a substrate according to claim 1, wherein the image pickup means retracts from the printing screen during a period in which the paste applying squeegee moves on the printing screen.
を補正する手段を設け、前記印刷用スクリーンの印刷用
ペースト供給側の面にハーフエッチング部を設けかつ該
ハーフエッチング部より内側に透孔部を設けるとともに
該透孔部を覆う透明部材を少なくとも前記ハーフエッチ
ング部に固定してスクリーン側位置合わせ部を複数箇所
に構成し、該複数箇所の位置合わせ部に対応する位置合
わせマークを前記基板側に設けるとともに、前記複数箇
所の位置合わせ部を移動範囲に含みかつ前記印刷用スク
リーン上以外の退避位置をも移動範囲とするX−Yテー
ブルに1個の撮像手段を設けたことを特徴とする印刷用
スクリーンと基板の位置合わせ装置。3. A means for correcting the relative positional relationship between the printing screen and the substrate is provided, a half etching portion is provided on the surface of the printing screen on the side of the printing paste supply, and a through hole is provided inside the half etching portion. And a transparent member covering the through hole is fixed to at least the half-etched portion to form screen-side alignment portions at a plurality of locations, and alignment marks corresponding to the plurality of location alignment portions are provided on the substrate. One image pickup means is provided on the XY table which is provided on the side of the XY table and which includes the plurality of alignment portions in the movement range and also the retreat position other than the printing screen. Alignment device for printing screen and substrate.
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|---|---|---|---|
| JP28199690A JPH07121576B2 (en) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | Positioning method and device for printing screen and substrate |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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|---|---|
| JPH04158039A JPH04158039A (en) | 1992-06-01 |
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|---|---|---|---|
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