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JP6673753B2 - Substrate clamping device and substrate processing device - Google Patents

Substrate clamping device and substrate processing device Download PDF

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JP6673753B2 JP2016116143A JP2016116143A JP6673753B2 JP 6673753 B2 JP6673753 B2 JP 6673753B2 JP 2016116143 A JP2016116143 A JP 2016116143A JP 2016116143 A JP2016116143 A JP 2016116143A JP 6673753 B2 JP6673753 B2 JP 6673753B2
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Description

本発明は、矩形の基板の互いに対向する一対の側辺を挟み込んで固定するエッジクランプ方式の基板クランプ装置及びこれが適用された基板処理装置に関する。   The present invention relates to an edge clamp type substrate clamping apparatus for sandwiching and fixing a pair of opposing sides of a rectangular substrate and a substrate processing apparatus to which the same is applied.

例えばプリント基板上に半田ペーストを塗布するスクリーン印刷装置のような基板処理装置においては、印刷の実行位置においてマスクシートに対して位置合わせされた状態で基板が固定される。基板の上にマスクシートが配置されることから、当該基板の固定には一対のクランプ片を用いたエッジクランプ方式が採用される。一般にエッジクランプ方式では、矩形の基板の互いに対向する一対の側辺のうち、一方の側辺に固定クランプが、他方の側辺に移動クランプが各々配置される。前記移動クランプを固定クランプに接近させる方向に移動させることによって、前記一対の側辺を挟み込んで(クランプして)当該基板を固定する。   For example, in a substrate processing apparatus such as a screen printing apparatus for applying a solder paste on a printed board, the board is fixed in a position where printing is performed and is aligned with a mask sheet. Since the mask sheet is arranged on the substrate, an edge clamp method using a pair of clamp pieces is employed for fixing the substrate. In general, in the edge clamp system, a fixed clamp is arranged on one side and a movable clamp is arranged on the other side of a pair of opposing sides of a rectangular substrate. By moving the movable clamp in a direction approaching the fixed clamp, the substrate is fixed by sandwiching (clamping) the pair of side edges.

一対のクランプ片による基板のクランプ力は適正に設定する必要がある。前記クランプ力が強すぎると、クランプされた基板に反りが生じたり、甚だしい場合は基板に割れ等の損傷が生じたりする場合がある。一方、クランプ力が弱すぎると、クランプした基板の位置ずれが生じ、基板の位置がマスクシートからずれたり、基板が落下したりする不具合が生じる。これらの点に鑑み、特許文献1には、基板の材質、厚み及びサイズに応じて適正なクランプ力を設定するようにした基板クランプ装置が開示されている。   The clamping force of the substrate by the pair of clamp pieces needs to be set appropriately. If the clamping force is too strong, the clamped substrate may be warped, or in extreme cases, the substrate may be damaged such as cracking. On the other hand, if the clamping force is too weak, the position of the clamped substrate is displaced, and the position of the substrate is displaced from the mask sheet or the substrate is dropped. In view of these points, Patent Literature 1 discloses a substrate clamping device in which an appropriate clamping force is set according to the material, thickness, and size of a substrate.

特開2011−204908号公報JP 2011-204908 A

スクリーン印刷装置においては、マスクシートと基板との位置合わせが必要となる。このため、一対のクランプ片はXYZR方向に移動可能なテーブルによって支持され、前記位置合わせのため、一対のクランプ片で基板をクランプした状態で、前記テーブルが所要のXYZR軸方向に移動される。ここで、静止状態では基板を良好にクランプできていた場合でも、前記テーブルと共に一対のクランプ片が移動することによって、クランプした基板の位置ずれが生じ、基板の位置がマスクシートからずれたり、基板が落下したりする不具合が生じることがある。上掲の特許文献1では、この点の対策までは考慮されていない。   In a screen printing apparatus, alignment between a mask sheet and a substrate is required. For this reason, the pair of clamp pieces are supported by a table movable in the XYZR direction, and the table is moved in the required XYZR axis direction while the substrate is clamped by the pair of clamp pieces for the alignment. Here, even when the substrate can be clamped satisfactorily in the stationary state, the pair of clamp pieces move together with the table, so that the clamped substrate is displaced, and the position of the substrate is displaced from the mask sheet or the substrate is displaced. May fall down. The above-mentioned Patent Document 1 does not consider measures for this point.

本発明の目的は、エッジクランプ方式の基板クランプ装置において、一対のクランプ片が移動する場合においても、基板を適正に固定することができる基板クランプ装置、及びこれが適用された基板処理装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate clamping apparatus that can appropriately fix a substrate even when a pair of clamp pieces move in an edge clamp type substrate clamping apparatus, and a substrate processing apparatus to which the substrate clamping apparatus is applied. It is in.

本発明の一局面に係る基板クランプ装置は、矩形の基板の互いに対向する一対の側辺をクランプして固定する一対のクランプ片と、前記一対のクランプ片を支持し、所定の軸方向に移動可能なテーブルと、前記一対のクランプ片の少なくとも一方を、前記基板をクランプする方向及び該クランプを解除する方向に駆動するクランプ駆動部と、前記テーブルを前記軸方向に移動させる軸駆動部と、前記一対のクランプ片による前記基板のクランプ力に関するパラメータを、クランプ対象とする基板に関連付けて記憶する記憶部と、前記パラメータを参照して前記クランプ駆動部を制御すると共に、前記軸駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させる制御を行うものであって、前記パラメータは、基板のクランプ時に該基板に加わる圧縮応力をS、前記圧縮応力によって前記基板に反りが発生し始める第1応力をA、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態において前記テーブルを前記軸方向に移動させたときに、該移動力によって前記一対のクランプ片による前記基板の固定状態にズレが発生し始める第2応力をBとするとき、
B<S<A ・・・(1)
の関係を満たすように設定される。
A substrate clamping device according to one aspect of the present invention includes a pair of clamp pieces that clamp and fix a pair of opposing sides of a rectangular substrate, and supports the pair of clamp pieces and moves in a predetermined axial direction. A possible table, at least one of the pair of clamp pieces, a clamp driving unit that drives the substrate in a direction to clamp the substrate and in a direction to release the clamp, and an axis driving unit that moves the table in the axial direction. A storage unit that stores a parameter relating to the clamping force of the substrate by the pair of clamp pieces in association with a substrate to be clamped, and controls the clamp driving unit with reference to the parameter, and operates the axis driving unit. A control unit that controls the table, wherein the control unit controls the table in a state where the substrate is clamped by the pair of clamp pieces. Wherein the parameter is S, a compressive stress applied to the substrate at the time of clamping the substrate, A is a first stress at which the substrate begins to be warped by the compressive stress, and A is a pair of the pair. When the table is moved in the axial direction in a state where the substrate is clamped by the clamp pieces, a second stress B at which the displacement of the fixed state of the substrate by the pair of clamp pieces starts to occur due to the moving force. When
B <S <A (1)
Are set so as to satisfy the relationship.

この基板クランプ装置によれば、基板に反りが生じ始める第1応力Aだけでなく、基板をクランプさせた状態においてテーブルを移動させたときに当該基板の固定状態にズレが発生し始める第2応力Bも考慮して、一対のクランプ片による基板のクランプ力が設定される。従って、クランプによって基板に反りや割れを発生させないばかりか、軸駆動部によりテーブルと共に一対のクランプ片を移動させる場合に、基板の固定ズレや落下を防止することができる。   According to this substrate clamping device, not only the first stress A at which the substrate starts to warp, but also the second stress at which a displacement of the fixed state of the substrate occurs when the table is moved while the substrate is clamped. In consideration of B, the clamping force of the substrate by the pair of clamp pieces is set. Therefore, not only does the substrate not warp or break due to the clamp, but also when the pair of clamp pieces are moved together with the table by the shaft drive unit, the substrate can be prevented from being misaligned or dropped.

さらに、前記軸方向の移動力が所定の第1移動力に設定されると、クランプ対象の前記基板についてB<Aの関係が成立しない場合において、前記制御部は、前記軸方向の移動力を、前記第1移動力よりも小さく、且つ、B<Aの関係が成立する第2移動力で、前記テーブルを移動させるよう前記軸駆動部を制御する。 Furthermore , when the axial moving force is set to a predetermined first moving force, the control unit reduces the axial moving force when the relationship of B <A is not established for the substrate to be clamped. the smaller than the first moving force, and, in the second moving force relationship B <a is satisfied, that controls the shaft driving unit so as to move the table.

基板の材質や厚さ等によっては、B<Aの関係が成立しない場合が起こり得る。例えば、基板が相当の薄肉で、クランプ状態の基板の通常速度での移動に必要な第2応力Bを満たすクランプ力を設定すると、基板に反り乃至は割れが発生してしまうような場合である。上記の基板クランプ装置によれば、このような場合に、前記制御部は、例えば軸加速度や移動速度を通常よりも小さくして前記軸方向の移動力を小さく設定することで、B<Aの関係を創り出す。従って、上記の場合でも、クランプ状態の基板を移動させることができる。   Depending on the material and thickness of the substrate, a case where the relationship of B <A may not be established may occur. For example, there is a case where the substrate is considerably thin and a warp or a crack is generated in the substrate if a clamping force that satisfies the second stress B required for moving the substrate in the clamped state at a normal speed is set. . According to the above-described substrate clamping device, in such a case, the control unit sets B <A by setting, for example, the axial acceleration and the moving speed to be smaller than normal and the moving force in the axial direction to be smaller. Create relationships. Therefore, even in the above case, the substrate in the clamped state can be moved.

本発明の他の局面に係る基板クランプ装置は、上記と同様な基板クランプ装置において、クランプ対象の前記基板について、前記反りの発生状況を変動させる形状的特徴が付加されている場合、前記制御部は、Aの値を前記形状的特徴に応じて修正した上で前記(1)式を適用し、前記パラメータを再設定する処理を行う。この場合、前記形状的特徴は、前記一対のクランプ片によりクランプされる前の基板の反り量及び反り方向、基板に対する切り欠き若しくはスリットの量を含むことが望ましい。 A substrate clamping device according to another aspect of the present invention is the substrate clamping device similar to the above, wherein the substrate to be clamped has a shape characteristic that varies a warp occurrence state, applies the equation (1) above was modified according to the value of a in the shape characteristic, it intends row the process of resetting the parameters. In this case, it is preferable that the shape characteristics include a warpage amount and a warping direction of the substrate before being clamped by the pair of clamp pieces, and a notch or slit amount with respect to the substrate.

例えば、基板に比較的大きな切り欠き部やスリットが存在する場合、或いは、基板に元々反りが発生しているような場合等の形状的特徴を予め基板が有している場合、クランプ力の付与時における基板の反りの発生状況は変動する。上記の基板クランプ装置によれば、前記制御部は、上記のような場合にAの値を修正する。従って、基板が前記形状的特徴を具備している場合でも、基板を適正にクランプさせることが可能となる。   For example, when the substrate has a shape feature such as a case where the substrate has a relatively large cutout or slit, or a case where the substrate is originally warped, the clamping force is applied. The occurrence situation of the warpage of the substrate at the time varies. According to the above substrate clamping device, the control unit corrects the value of A in the above case. Therefore, even when the substrate has the above-mentioned feature, the substrate can be properly clamped.

本発明のさらに他の局面に係る基板クランプ装置は、上記と同様な基板クランプ装置において、前記基板の反り量を検出する測定手段をさらに備え、前記制御部は、前記記憶部にパラメータが記憶されていない未知の基板について、前記一対のクランプ片にて実際にクランプを行わせると共に、前記測定手段に前記クランプによって前記未知の基板に生じる反り量をモニターさせ、前記モニターの結果から、前記未知の基板についてのAの値を探知し、得られたAの値で前記(1)式を適用して設定したパラメータを、前記記憶部に格納する。 Substrate clamping apparatus according to still another aspect of the present invention based on the same substrate clamping device, further comprising a measuring means for detecting the amount of warpage of the substrate, wherein, the parameters are stored in the storage unit For an unknown substrate that has not been clamped, the pair of clamp pieces are used to actually perform the clamping, and the measuring unit monitors the amount of warpage generated in the unknown substrate by the clamp. to detect the value of a for the substrate, the parameters set by applying the equation (1) by the value of the resulting a, that stores in the storage unit.

この基板クランプ装置によれば、一対のクランプ片にて実際に基板のクランプを行わせた結果に基づいてAの値が設定される。従って、基板の実際の状態に応じたAの値を設定し、クランプ時に基板に反りが発生しないようにすることができる。   According to this substrate clamping device, the value of A is set based on the result of actually clamping the substrate with a pair of clamp pieces. Therefore, the value of A according to the actual state of the substrate can be set so that the substrate does not warp during clamping.

本発明のさらに他の局面に係る基板クランプ装置は、上記と同様な基板クランプ装置において、前記基板が位置決め用のマークを備え、前記マークを撮像することによって前記基板の基準位置からのズレを求めることが可能な位置計測手段をさらに備え、前記制御部は、前記記憶部にパラメータが記憶されていない未知の基板について、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させると共に、前記位置計測手段に前記未知の基板の前記軸方向への移動時における固定状態のズレ量をモニターさせ、前記モニターの結果から、前記未知の基板についてのBの値を探知し、得られたBの値で前記(1)式を適用して設定したパラメータを、前記記憶部に格納する。 In a substrate clamping apparatus according to still another aspect of the present invention, in the substrate clamping apparatus similar to the above, the substrate includes a mark for positioning, and a deviation from a reference position of the substrate is obtained by imaging the mark. The control unit further comprises: a control unit configured to control the table with the substrate being clamped by the pair of clamp pieces for an unknown substrate whose parameters are not stored in the storage unit. While moving in the axial direction, the position measuring means monitors the amount of displacement of the unknown substrate in the fixed state when moving in the axial direction, and from the result of the monitoring, the value of B for the unknown substrate is calculated. detection, and the parameters set by applying the equation (1) by the value of the resulting B, that stores in the storage unit.

この基板クランプ装置によれば、実際に一対のクランプ片で基板をクランプさせた状態でテーブルを移動させ、そのときの固定状態のズレ量をモニターした結果に基づいてBの値が設定される。従って、基板の実際の状態に応じたBの値を設定し、クランプ状態での基板移動時に、当該基板のズレや落下が発生しないようにすることができる。また、例えばスクリーン印刷装置等は基板の撮像カメラを備え、該装置に搬入される基板は、一般にフィデューシャルマークのような位置決め用のマークを備えている。前記撮像カメラを位置計測手段とし、前記フィデューシャルマークを撮像すれば、特段に追加の装置を要することなく、前記ズレ量をモニターすることが可能となる。   According to this substrate clamping apparatus, the value of B is set based on the result of monitoring the displacement of the fixed state at that time while moving the table while the substrate is actually clamped by the pair of clamp pieces. Therefore, the value of B according to the actual state of the substrate can be set so that the substrate does not shift or drop when the substrate is moved in the clamped state. Also, for example, a screen printing apparatus or the like includes an imaging camera for a substrate, and a substrate carried into the device generally includes a positioning mark such as a fiducial mark. If the imaging camera is used as a position measuring unit and the fiducial mark is imaged, the amount of deviation can be monitored without requiring any additional device.

本発明の他の局面に係る基板処理装置は、基板に所定の処理を施す処理部と、前記基板をクランプする上記の基板クランプ装置と、を備える。   A substrate processing apparatus according to another aspect of the present invention includes a processing unit that performs a predetermined process on a substrate, and the above-described substrate clamping device that clamps the substrate.

本発明によれば、エッジクランプ方式の基板クランプ装置において、一対のクランプ片が移動する場合においても、基板を適正に固定することができる基板クランプ装置、及びこれが適用された基板処理装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the board | substrate clamp apparatus of an edge clamp system, even if a pair of clamp pieces move, the board | substrate clamp apparatus which can fix a board | substrate appropriately, and a substrate processing apparatus to which this was applied are provided. be able to.

図1は、本発明に係る基板クランプ装置が適用されるスクリーン印刷装置の概略的な側面図である。FIG. 1 is a schematic side view of a screen printing apparatus to which a substrate clamping device according to the present invention is applied. 図2は、前記スクリーン印刷装置の正面図である。FIG. 2 is a front view of the screen printing apparatus. 図3は、スキージユニットを省いた前記スクリーン印刷装置の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the screen printing apparatus without a squeegee unit. 図4は、第1実施形態に係る基板保持機構(バックアップユニット及びクランプユニット)の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of the substrate holding mechanism (backup unit and clamp unit) according to the first embodiment. 図5は、前記基板クランプ装置の概略図である。FIG. 5 is a schematic view of the substrate clamping device. 図6は、前記基板クランプ装置の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of the substrate clamping device. 図7は、前記基板クランプ装置の概略図である。FIG. 7 is a schematic view of the substrate clamping device. 図8は、前記スクリーン印刷装置の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of the screen printing apparatus. 図9は、基板に対するエッジクランプ力を説明するための模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the edge clamping force on the substrate. 図10は、クランプされた基板に作用する移動力を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram schematically showing a moving force acting on a clamped substrate. 図11は、エッジクランプ力と基板厚みによる反りの限界値の一例を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing an example of a limit value of warpage due to edge clamping force and substrate thickness. 図12は、テーブル軸加速度により基板に加わる力の一例を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing an example of the force applied to the substrate by the table axis acceleration. 図13(A)及び(B)は、基板に反りが存在している場合のクランプ状況を示す模式図である。FIGS. 13A and 13B are schematic diagrams showing a clamping situation in the case where a warp exists in the substrate. 図14(A)は、切り欠きを備えた基板、図14(B)は、スリットを備えた基板の一例である。FIG. 14A illustrates an example of a substrate provided with a notch, and FIG. 14B illustrates an example of a substrate provided with a slit. 図15は、第2実施形態に係る基板保持機構の概略図である。FIG. 15 is a schematic diagram of a substrate holding mechanism according to the second embodiment. 図16は、基板の固定状態にズレが生じた場合を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a case where a shift occurs in the fixed state of the substrate.

[スクリーン印刷装置の全体構造]
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、図1〜図3を参照して、本発明に係る基板クランプ装置が適用されるスクリーン印刷装置1(基板処理装置)について説明する。図1は、スクリーン印刷装置1の概略的な側面図、図2は、その正面図、図3は、スキージユニット70を省いたスクリーン印刷装置1の斜視図である。スクリーン印刷装置1は、プリント基板のような矩形の基板Pを受け入れ、該基板Pの表面に半田ペースト等を塗布(所定の処理)した後に搬出する装置である。なお、図1〜図3及び後述の図4には、XYZ軸の方向表示を付している。この方向表示は、基板Pの搬送方向(図2に記載された矢印の方向)をX軸方向、X軸と水平面上で直交する方向をY軸方向、X軸およびY軸方向の双方に直交する方向をZ軸方向としている。
[Overall structure of screen printing device]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a screen printing apparatus 1 (substrate processing apparatus) to which a substrate clamping apparatus according to the present invention is applied will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic side view of the screen printing apparatus 1, FIG. 2 is a front view thereof, and FIG. 3 is a perspective view of the screen printing apparatus 1 omitting a squeegee unit 70. The screen printing apparatus 1 is an apparatus that receives a rectangular substrate P such as a printed circuit board, applies a solder paste or the like to the surface of the substrate P (predetermined processing), and then carries out the substrate. 1 to 3 and FIG. 4, which will be described later, are provided with XYZ axis direction indications. In this direction display, the transport direction of the substrate P (the direction of the arrow shown in FIG. 2) is orthogonal to the X-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis on the horizontal plane is the Y-axis direction, and both the X-axis and the Y-axis directions are orthogonal The direction of the movement is defined as the Z-axis direction.

スクリーン印刷装置1は、基台10と、半田ペーストのスクリーン印刷が行われる印刷ステージST(処理部)と、基台10上に載置された4軸ユニット20(軸駆動部)と、4軸ユニット20により支持され前記印刷ステージSTの一部を構成するバックアップユニット40及びクランプユニット50(基板クランプ装置)と、印刷ステージSTの上に配置されるマスク保持ユニット60及びスキージユニット70とを備えている。   The screen printing apparatus 1 includes a base 10, a printing stage ST (processing unit) on which screen printing of solder paste is performed, a 4-axis unit 20 (axis driving unit) mounted on the base 10, A backup unit 40 and a clamp unit 50 (substrate clamping device) supported by the unit 20 and constituting a part of the printing stage ST, and a mask holding unit 60 and a squeegee unit 70 arranged on the printing stage ST are provided. I have.

基台10は、スクリーン印刷装置1の土台を形成する矩形の部分である。印刷ステージSTは、基台10のXY軸の中央付近の上方に配置されている。基台10のX軸方向の一対の側部には、入口フレーム11及び出口フレーム12が立設されている。入口フレーム11には印刷処理される基板Pをスクリーン印刷装置1内へ搬入するための開口が、出口フレーム12には印刷処理後の基板Pを搬出するための開口が、各々備えられている。入口フレーム11の開口部分には、印刷ステージSTに基板Pを搬入する上流側コンベア15が配置されている。出口フレーム12の開口部分には、印刷ステージSTから基板Pを搬出する下流側コンベア16が配置されている。   The base 10 is a rectangular portion that forms the base of the screen printing device 1. The printing stage ST is disposed above the base 10 near the center of the XY axes. An entrance frame 11 and an exit frame 12 are erected on a pair of sides of the base 10 in the X-axis direction. The entrance frame 11 is provided with an opening for carrying the substrate P to be subjected to the printing process into the screen printing apparatus 1, and the exit frame 12 is provided with an opening for carrying the substrate P after the printing process. An upstream conveyor 15 for carrying the substrate P into the printing stage ST is arranged in the opening of the entrance frame 11. A downstream conveyor 16 that carries out the substrate P from the printing stage ST is disposed at an opening of the exit frame 12.

印刷ステージSTは、印刷処理が行われる部分であって、4軸ユニット20によって、基板Pを保持した状態でマスクシート61に対してその下側から位置決めされる部分である。印刷ステージSTは、メインコンベア31、バックアップユニット40及びクランプユニット50を含む。これらの各部については、後記で詳述する。   The printing stage ST is a portion where a printing process is performed, and is a portion that is positioned from below the mask sheet 61 by the four-axis unit 20 while holding the substrate P. The printing stage ST includes a main conveyor 31, a backup unit 40, and a clamp unit 50. These components will be described later in detail.

4軸ユニット20は、Yレール21、Y軸テーブル22、Xレール23、X軸テーブル24、回動部25、R軸テーブル26、スライド支柱27、支持テーブル28(テーブル)及びボールねじ機構29を含む。印刷ステージSTは、4軸ユニット20によりX軸、Y軸、Z軸及び回転軸であるR軸の4つの軸方向に移動可能とされている。   The four-axis unit 20 includes a Y-rail 21, a Y-axis table 22, an X-rail 23, an X-axis table 24, a rotating unit 25, an R-axis table 26, a slide column 27, a support table 28 (table), and a ball screw mechanism 29. Including. The print stage ST can be moved by the four-axis unit 20 in four axial directions of an X axis, a Y axis, a Z axis, and an R axis which is a rotation axis.

Yレール21は、基台10上においてY軸方向に沿って延びている。Y軸テーブル22は、Yレール21に対してスライド自在に取り付けられている。また、Y軸テーブル22には、基台10上に配置された図略のY軸ボールねじ機構が連結されている。前記Y軸ボールねじ機構はY軸サーボモータ832(図8)を含み、Y軸サーボモータ832の駆動によってY軸テーブル22が基台10に対しY軸方向に移動する。   The Y rail 21 extends on the base 10 along the Y-axis direction. The Y-axis table 22 is slidably attached to the Y-rail 21. The Y-axis table 22 is connected to a Y-axis ball screw mechanism (not shown) arranged on the base 10. The Y-axis ball screw mechanism includes a Y-axis servo motor 832 (FIG. 8), and the Y-axis table 22 moves in the Y-axis direction with respect to the base 10 by driving of the Y-axis servo motor 832.

Xレール23は、Y軸テーブル22上においてX軸方向に沿って延びている。X軸テーブル24は、Xレール23に対してスライド自在に取り付けられている。また、X軸テーブル24には、Y軸テーブル22上に配置された図略のX軸ボールねじ機構が連結されている。前記X軸ボールねじ機構はX軸サーボモータ831(図8)を含み、X軸サーボモータ831の駆動によってX軸テーブル24がY軸テーブル22に対しX軸方向に移動する。   The X rail 23 extends on the Y-axis table 22 along the X-axis direction. The X-axis table 24 is slidably attached to the X rail 23. An X-axis ball screw mechanism (not shown) arranged on the Y-axis table 22 is connected to the X-axis table 24. The X-axis ball screw mechanism includes an X-axis servomotor 831 (FIG. 8), and the X-axis table 24 moves in the X-axis direction with respect to the Y-axis table 22 by driving the X-axis servomotor 831.

R軸テーブル26は、回動部25を介してX軸テーブル24に取り付けられている。回動部25は、R軸テーブル26をX軸テーブル24に対し、Z軸の軸線回りに回転自在に組み付けるための部材である。R軸テーブル26には、X軸テーブル24上に配置された図略のR軸回転機構が連結されている。前記R軸回転機構は、R軸サーボモータ834(図8)を含み、R軸サーボモータ834の駆動によってR軸テーブル26がX軸テーブル24に対してZ軸回りに回転される。   The R-axis table 26 is attached to the X-axis table 24 via the rotation unit 25. The rotating part 25 is a member for assembling the R-axis table 26 to the X-axis table 24 so as to be rotatable around the Z-axis. An unillustrated R-axis rotation mechanism arranged on the X-axis table 24 is connected to the R-axis table 26. The R-axis rotation mechanism includes an R-axis servo motor 834 (FIG. 8), and the R-axis servo motor 834 drives the R-axis table 26 to rotate around the Z-axis with respect to the X-axis table 24.

スライド支柱27は、Z軸方向に延びる一対の支柱であり、R軸テーブル26のY方向の両端を各々上下方向に貫通している。スライド支柱27の上端部には、支持テーブル28が取り付けられている。ボールねじ機構29は、支持テーブル28とR軸テーブル26との間に組み付けられている。具体的には、ボールねじ機構29のボールねじがZ方向に延在すると共に、前記ボールねじの上端が支持テーブル28で軸支されている。R軸テーブル26には、前記ボールねじに螺合されるナット部が搭載されている。ボールねじ機構29は、駆動源としてZ軸サーボモータ833(図8)を含む。Z軸サーボモータ833の駆動によって、支持テーブル28は、スライド支柱27によりガイドされながら、R軸テーブル26に対しZ軸方向に移動する。   The slide columns 27 are a pair of columns extending in the Z-axis direction, and vertically penetrate both ends of the R-axis table 26 in the Y direction. A support table 28 is attached to the upper end of the slide column 27. The ball screw mechanism 29 is assembled between the support table 28 and the R-axis table 26. Specifically, the ball screw of the ball screw mechanism 29 extends in the Z direction, and the upper end of the ball screw is supported by the support table 28. On the R-axis table 26, a nut portion screwed to the ball screw is mounted. The ball screw mechanism 29 includes a Z-axis servomotor 833 (FIG. 8) as a driving source. The driving of the Z-axis servomotor 833 causes the support table 28 to move in the Z-axis direction with respect to the R-axis table 26 while being guided by the slide columns 27.

X軸、Y軸、Z軸及びR軸サーボモータ831、832、833、834(テーブルを軸方向に移動させる軸駆動部)が、上記各テーブル22、24、26、28を個別に駆動することによって、4軸ユニット20において最も上方に位置する支持テーブル28が、X軸、Y軸、Z軸及びR軸(Z軸回りの回転)の軸方向(所定の軸方向)に移動可能である。印刷ステージSTを構成するメインコンベア31、バックアップユニット40及びクランプユニット50は、この支持テーブル28によって支持されている。   X-axis, Y-axis, Z-axis, and R-axis servo motors 831, 832, 833, and 834 (axis driving units that move the tables in the axial direction) individually drive the tables 22, 24, 26, and 28. Accordingly, the uppermost support table 28 of the four-axis unit 20 can move in the X-axis, Y-axis, Z-axis, and R-axis (rotation around the Z-axis) axial direction (predetermined axial direction). The main conveyor 31, the backup unit 40, and the clamp unit 50 which constitute the printing stage ST are supported by the support table.

メインコンベア31は、上流側コンベア15と下流側コンベア16との間に配置され、これらコンベア15、16と共に基板PをX軸方向に搬送する搬送ラインを形成する一方で、支持テーブル28と一体に印刷処理位置へ移動する。すなわち、支持テーブル28が所定のホームポジションにあるとき、メインコンベア31は、上流側コンベア15及び下流側コンベア16とX軸方向に並ぶ。前記ホームポジションは、支持テーブル28が下降端まで下降した位置であって、X軸、Y軸及びR軸方向の予め定められた原点位置である。上流側コンベア15により基板Pが印刷ステージSTへ搬入される際、及び、下流側コンベア16により基板Pが印刷ステージSTからの搬出される際には、支持テーブル28が前記ホームポジションに位置決めされる。一方、基板Pに印刷処理が施される際には、上流側コンベア15及び下流側コンベア16の並びから外れて、支持テーブル28と共に上方へ移動する。   The main conveyor 31 is disposed between the upstream conveyor 15 and the downstream conveyor 16 and forms a transport line for transporting the substrate P in the X-axis direction together with the conveyors 15 and 16, while being integrated with the support table 28. Move to the print processing position. That is, when the support table 28 is at the predetermined home position, the main conveyor 31 is aligned with the upstream conveyor 15 and the downstream conveyor 16 in the X-axis direction. The home position is a position where the support table 28 is lowered to the lower end, and is a predetermined origin position in the X-axis, Y-axis, and R-axis directions. When the substrate P is carried into the printing stage ST by the upstream conveyor 15 and when the substrate P is carried out of the printing stage ST by the downstream conveyor 16, the support table 28 is positioned at the home position. . On the other hand, when the printing process is performed on the substrate P, the substrate P moves out of the line of the upstream conveyor 15 and the downstream conveyor 16 and moves upward together with the support table 28.

メインコンベア31は、基板Pの両側端部分の下面をそれぞれ支持する一対のベルトコンベア32を備えている。上流側コンベア15及び下流側コンベア16も同様に、一対のベルトコンベア32を備える。ベルトコンベア32は、基板搬送モータ84(図8)を含む駆動機構によって駆動され、基板PをX軸方向に搬送する。また、一対のベルトコンベア32は、図略の可変機構によりその間隔が変更可能とされている。例えば前記可変機構は、図1の右側に位置するベルトコンベア32を基準として、左側のベルトコンベア32を接離移動させる。これにより、前記搬送ラインにおいてサイズの異なる基板Pを搬送することが可能とされている。   The main conveyor 31 includes a pair of belt conveyors 32 that respectively support the lower surfaces of both end portions of the substrate P. Similarly, the upstream conveyor 15 and the downstream conveyor 16 include a pair of belt conveyors 32. The belt conveyor 32 is driven by a drive mechanism including a substrate transport motor 84 (FIG. 8), and transports the substrate P in the X-axis direction. The interval between the pair of belt conveyors 32 can be changed by a variable mechanism (not shown). For example, the variable mechanism moves the left belt conveyor 32 toward and away from the belt conveyor 32 located on the right side of FIG. This makes it possible to transfer substrates P having different sizes on the transfer line.

バックアップユニット40は、支持テーブル28の上に組み付けられ、基板Pを裏面側から持ち上げて支持する。印刷処理が施される際、基板Pの裏面側がバックアップユニット40で支持されることで、基板Pの上下方向の静止状態が安定する。クランプユニット50は、基板Pの互いに対向する一対の側辺を挟み込んで固定する。印刷処理時には、マスクシート61が基板Pの上に重ね合わされることから、基板Pの上面側には固定部材を配置することができない。従って、基板Pの一対の側辺(本実施形態ではX軸方向に延びる一対の側辺)をクランプユニット50で挟み込み固定することで、基板Pの水平方向の静止状態を安定させる。バックアップユニット40及びクランプユニット50からなる基板保持機構については、図4〜図7に基づいて後記で詳述する。   The backup unit 40 is assembled on the support table 28, and supports the substrate P by lifting it from the back side. When the printing process is performed, the back side of the substrate P is supported by the backup unit 40, so that the stationary state of the substrate P in the vertical direction is stabilized. The clamp unit 50 fixes the substrate P by sandwiching a pair of opposing sides of the substrate P. At the time of the printing process, the fixing member cannot be arranged on the upper surface side of the substrate P because the mask sheet 61 is overlaid on the substrate P. Therefore, the horizontal stationary state of the substrate P is stabilized by sandwiching and fixing the pair of sides (the pair of sides extending in the X-axis direction in the present embodiment) of the substrate P with the clamp unit 50. The substrate holding mechanism including the backup unit 40 and the clamp unit 50 will be described later in detail with reference to FIGS.

支持テーブル28の上には、さらに矯正機構33が搭載されている。矯正機構33は、クランプユニット50により基板Pをクランプするのに先立ち、基板Pの反りを矯正すると共に基板Pを位置決めするための機構である。ここでの基板Pの反りは、下側に向けて凸に湾曲した反りである。矯正機構33は、基板Pにその上側から反力を作用させる一対の押圧片34を含む。各押圧片34は、基板Pの側端部上面に圧接可能な作動位置と、クランプユニット50の動作域外に退避する退避位置との間で移動可能である。押圧片34が前記作動位置に移動され、支持テーブル28を上昇させて基板Pを押圧片34に押圧することにより、基板Pの反りが矯正される。なお、上記矯正機構33に加えて、基板Pの上側に凸に湾曲した反りを矯正する機構も付加しても良い。   On the support table 28, a correction mechanism 33 is further mounted. The straightening mechanism 33 is a mechanism for correcting the warpage of the substrate P and positioning the substrate P before the substrate P is clamped by the clamp unit 50. Here, the warpage of the substrate P is a warp that is convexly curved downward. The correction mechanism 33 includes a pair of pressing pieces 34 for applying a reaction force to the substrate P from above. Each pressing piece 34 is movable between an operating position where it can be pressed against the upper surface of the side end portion of the substrate P and a retracted position where it is retracted outside the operation area of the clamp unit 50. The pressing piece 34 is moved to the operation position, and the support table 28 is raised to press the substrate P against the pressing piece 34, so that the warpage of the substrate P is corrected. In addition, in addition to the above-mentioned correction mechanism 33, a mechanism for correcting a warp curved upward on the substrate P may be added.

マスク保持ユニット60は、マスクシート61を着脱可能に保持するもので、マスク支持台62、レール63及びマスククランプ機構64を含む。マスクシート61は、例えば、印刷用開口が形成されたSUS等の矩形金属板からなるマスクシート本体と、このマスクシート本体の縁部を保持する矩形の枠体からなるマスクホルダとからなる。   The mask holding unit 60 detachably holds the mask sheet 61, and includes a mask support 62, a rail 63, and a mask clamp mechanism 64. The mask sheet 61 includes, for example, a mask sheet main body formed of a rectangular metal plate such as SUS having a printing opening formed therein, and a mask holder formed of a rectangular frame holding an edge of the mask sheet main body.

マスク支持台62は、Y軸方向に延びる板状部材であり、マスクシート61のX軸方向両端部を下方から支持する。マスク支持台62は、入口フレーム11の内側面に水平方向に突設されたブラケット13上と、出口フレーム12の同様なブラケット14上とに各々載置されている。レール63は、ブラケット13、14上に各々設けられ、各々X軸方向に延びている。マスク支持台62は、レール63によって支持されている。図略の駆動機構によって、マスク支持台62は、レール63上をX軸方向にスライド可能とされている。マスククランプ機構64は、各マスク支持台62に組み付けられ、マスクシート61のX軸方向両端部を上面側からクランプして固定する。   The mask support 62 is a plate-like member extending in the Y-axis direction, and supports both ends of the mask sheet 61 in the X-axis direction from below. The mask support 62 is placed on a bracket 13 projecting horizontally from the inner surface of the entrance frame 11 and on a similar bracket 14 of the exit frame 12. The rails 63 are provided on the brackets 13 and 14, respectively, and extend in the X-axis direction. The mask support 62 is supported by rails 63. The mask support 62 can slide on the rail 63 in the X-axis direction by a drive mechanism (not shown). The mask clamp mechanism 64 is assembled to each mask support 62 and clamps and fixes both ends in the X-axis direction of the mask sheet 61 from the upper surface side.

スキージユニット70は、半田ペーストの印刷(塗布)処理を行うユニットであり、一対のレール71、ビーム72及び一対のスキージ73を含む。レール71は、入口フレーム11及び出口フレーム12の頂面にそれぞれ配置され、Y軸方向に延びている。ビーム72は、一対のレール71に跨った状態で装着され、図略の駆動機構によりレール71上をY軸方向に移動する。一対のスキージ73は、マスクシート61上で半田ペーストを拡張させる部材である。印刷処理時には、ビーム72をY軸方向に往復移動させつつ、一対のスキージ73を往時と復時とで交互にマスクシート61の表面に沿って摺動させることにより、マスクシート61上で半田ペーストが拡張される。   The squeegee unit 70 is a unit that performs printing (application) processing of the solder paste, and includes a pair of rails 71, a beam 72, and a pair of squeegees 73. The rails 71 are arranged on the top surfaces of the entrance frame 11 and the exit frame 12, respectively, and extend in the Y-axis direction. The beam 72 is mounted so as to straddle a pair of rails 71, and moves on the rails 71 in the Y-axis direction by a drive mechanism (not shown). The pair of squeegees 73 are members for expanding the solder paste on the mask sheet 61. At the time of the printing process, while the beam 72 is reciprocated in the Y-axis direction, the pair of squeegees 73 are alternately slid along the surface of the mask sheet 61 in the forward and backward directions, so that the solder paste Is expanded.

[第1実施形態の基板保持機構の詳細]
続いて、第1実施形態に係る基板保持機構を構成するバックアップユニット40及びクランプユニット50(基板クランプ装置)について、図4〜図7に基づいて説明する。バックアップユニット40は、支持板41、多数本のバックアップピン42及びバックアップ昇降部43を含む。
[Details of Substrate Holding Mechanism of First Embodiment]
Subsequently, the backup unit 40 and the clamp unit 50 (substrate clamping device) that constitute the substrate holding mechanism according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The backup unit 40 includes a support plate 41, a number of backup pins 42, and a backup elevating unit 43.

支持板41は、基板Pのサイズに応じたサイズを有する平板であり、基板Pの下方において鉛直方向(Z軸方向)に昇降可能である。バックアップピン42は、支持板41の上面に鉛直方向に植設されたピンである。各バックアップピン42の上端の高さは同じであり、これら上端が基板Pの下面に接して該基板Pを持ち上げる。バックアップ昇降部43は、例えばボールねじ機構からなり、支持テーブル28に据え付けられている。バックアップ昇降部43の駆動により、支持板41及びバックアップピン42は支持テーブル28に対して昇降する。   The support plate 41 is a flat plate having a size corresponding to the size of the substrate P, and can be moved up and down in a vertical direction (Z-axis direction) below the substrate P. The backup pin 42 is a pin implanted on the upper surface of the support plate 41 in the vertical direction. The height of the upper end of each backup pin 42 is the same, and these upper ends are in contact with the lower surface of the substrate P and lift the substrate P. The backup elevating unit 43 includes, for example, a ball screw mechanism and is installed on the support table 28. By driving the backup elevating unit 43, the support plate 41 and the backup pins 42 move up and down with respect to the support table 28.

クランプユニット50は、一対のクランプ片、すなわち固定クランプ片51及び移動クランプ片52と、移動クランプ片52をY軸方向へ移動させるクランプ駆動部53とを備えている。一対のクランプ片51、52は、基板Pの互いに対向する一対の側辺をクランプして固定する。本実施形態では、一対のクランプ片のうち、一方が不動の固定クランプ片51、他方が移動可能な移動クランプ片52とされている。他の実施形態では、一対のクランプ片の双方が移動クランプ片とされても良い。固定クランプ片51及び移動クランプ片52は、メインコンベア31の上方において同じ高さ位置に配置されている。なお、図4〜図7では簡略化しているが、固定クランプ片51及び移動クランプ片52と、メインコンベア31とは、XYZ軸方向に移動可能で、R軸回転が可能な支持テーブル28に支持されている。   The clamp unit 50 includes a pair of clamp pieces, that is, a fixed clamp piece 51 and a movable clamp piece 52, and a clamp drive unit 53 that moves the movable clamp piece 52 in the Y-axis direction. The pair of clamp pieces 51 and 52 clamp and fix a pair of opposing sides of the substrate P. In the present embodiment, one of the pair of clamp pieces is a fixed clamp piece 51 that is immovable, and the other is a movable clamp piece 52 that is movable. In another embodiment, both of the pair of clamp pieces may be movable clamp pieces. The fixed clamp piece 51 and the movable clamp piece 52 are arranged at the same height above the main conveyor 31. 4 to 7, the fixed clamp piece 51 and the movable clamp piece 52, and the main conveyor 31 are supported on a support table 28 that can move in the XYZ axis directions and can rotate in the R axis. Have been.

矩形の基板Pは、X軸方向に直線状に延びる一対の側辺である第1側辺PA及び第2側辺PBを備えている。固定クランプ片51は、第1側辺PAに対向する挟持面511を備える。挟持面511は、X軸方向に延びる直線的な面であり、基板Pのクランプ時に第1側辺PAに面接触する。移動クランプ片52は、第2側辺PBに対向する挟持面521を備える。挟持面521もまた、X軸方向に延びる直線的な面であり、基板Pのクランプ時に第2側辺PBに面接触する。   The rectangular substrate P has a first side PA and a second side PB, which are a pair of sides extending linearly in the X-axis direction. The fixed clamp piece 51 includes a holding surface 511 facing the first side PA. The holding surface 511 is a linear surface extending in the X-axis direction, and comes into surface contact with the first side PA when the substrate P is clamped. The moving clamp piece 52 includes a holding surface 521 facing the second side PB. The holding surface 521 is also a linear surface extending in the X-axis direction, and comes into surface contact with the second side PB when the substrate P is clamped.

クランプ駆動部53は、移動クランプ片52を、基板Pをクランプする方向及び該クランプを解除する方向に移動させるように駆動する。クランプ駆動部53は、エアシリンダ54、連結片55及び移動片56を含む。エアシリンダ54は、移動クランプ片52を移動させる駆動源である。連結片55は、移動クランプ片52の下面に一体的に取り付けられ、Y軸方向に延びるガイド部材上を移動可能な部材である。移動片56は、エアシリンダ54の駆動軸に取り付けられ、前記駆動軸の進退によってY軸方向に移動する部材である。移動片56の上部は、連結片55に固定されている。移動片56のY軸方向への進退移動によって、連結片55と共に、移動クランプ片52はY軸方向に進退移動する。   The clamp driving section 53 drives the movable clamp piece 52 to move in the direction of clamping the substrate P and the direction of releasing the clamp. The clamp driving section 53 includes an air cylinder 54, a connecting piece 55 and a moving piece 56. The air cylinder 54 is a driving source for moving the moving clamp piece 52. The connecting piece 55 is a member that is integrally attached to the lower surface of the movable clamp piece 52 and is movable on a guide member extending in the Y-axis direction. The moving piece 56 is a member that is attached to a drive shaft of the air cylinder 54 and moves in the Y-axis direction by the advance and retreat of the drive shaft. The upper part of the moving piece 56 is fixed to the connecting piece 55. As the moving piece 56 moves forward and backward in the Y-axis direction, the moving clamp piece 52 moves forward and backward along with the connecting piece 55 in the Y-axis direction.

クランプ駆動部53は、移動クランプ片52をクランプ位置と解除位置との間で移動させる。前記クランプ位置は、移動クランプ片52をY軸方向に進行させることによって、所定のクランプ力をもって一対のクランプ片51、52で基板Pをクランプする位置である。前記解除位置は、移動クランプ片52を前記クランプ位置から所定距離だけY軸方向に退行させて、基板Pのクランプを解除する位置である。   The clamp driving section 53 moves the movable clamp piece 52 between the clamp position and the release position. The clamp position is a position where the substrate P is clamped by the pair of clamp pieces 51 and 52 with a predetermined clamping force by moving the movable clamp piece 52 in the Y-axis direction. The release position is a position where the clamp of the substrate P is released by moving the movable clamp piece 52 backward in the Y-axis direction by a predetermined distance from the clamp position.

バックアップユニット40及びクランプユニット50の動作について説明する。図4は、基板Pがメインコンベア31によって搬送されている状態乃至は前記搬送が完了した状態を示している。基板Pの第1側辺PA及び第2側辺PB付近の下面が、それぞれベルトコンベア32で支持されている。バックアップユニット40の支持板41は下降された状態にあり、バックアップピン42の上端は基板Pの下面から離れている。移動クランプ片52は、上述の解除位置にあり、基板Pを拘束していない。この状態では、ベルトコンベア32が駆動されると、基板PはX軸方向に送られることになる。バックアップユニット40及びクランプユニット50は、基板Pの印刷ステージSTへの搬入時、搬入完了時、及び印刷ステージSTへの搬出時に、この図4の状態となる。   The operation of the backup unit 40 and the clamp unit 50 will be described. FIG. 4 shows a state where the substrate P is being conveyed by the main conveyor 31 or a state where the conveyance is completed. The lower surface near the first side PA and the second side PB of the substrate P is supported by the belt conveyor 32, respectively. The support plate 41 of the backup unit 40 is in a lowered state, and the upper end of the backup pin 42 is separated from the lower surface of the substrate P. The moving clamp piece 52 is at the release position described above and does not restrain the substrate P. In this state, when the belt conveyor 32 is driven, the substrate P is sent in the X-axis direction. The backup unit 40 and the clamp unit 50 are in the state shown in FIG. 4 when the substrate P is loaded into the printing stage ST, when loading is completed, and when the substrate P is unloaded to the printing stage ST.

図5は、バックアップユニット40によって基板Pが持ち上げられている状態を示している。印刷処理が施される基板Pがメインコンベア31によって印刷ステージSTへ搬入されると、バックアップ昇降部43は支持板41の持ち上げ動作を実行し、バックアップピン42の上端を基板Pの下面に当接させる。さらに前記持ち上げ動作を継続することで、ベルトコンベア32に代わりバックアップピン42が基板Pを支持する状態となる。バックアップ昇降部43は、基板Pが固定クランプ片51及び移動クランプ片52の上端付近と概ね面一になるまで、前記持ち上げ動作を実行する。なお、基板Pが下向きに凸の反りを有している場合は、この図5の状態において矯正機構33により上述の反りの矯正動作が行われる。   FIG. 5 shows a state where the substrate P is lifted by the backup unit 40. When the substrate P to be subjected to the printing process is carried into the printing stage ST by the main conveyor 31, the backup elevating unit 43 performs the lifting operation of the support plate 41, and the upper end of the backup pin 42 contacts the lower surface of the substrate P. Let it. By continuing the lifting operation, the backup pins 42 support the substrate P instead of the belt conveyor 32. The backup elevating unit 43 executes the lifting operation until the substrate P is substantially flush with the vicinity of the upper ends of the fixed clamp piece 51 and the movable clamp piece 52. If the substrate P has a downwardly convex warp, the above-described warp correcting operation is performed by the correcting mechanism 33 in the state of FIG.

図6は、バックアップユニット40が基板Pを支持しつつ、クランプユニット50が基板Pをクランプして固定している状態である。すなわち、クランプ駆動部53によって移動クランプ片52が前記クランプ位置まで移動され、移動クランプ片52の挟持面521が第2側辺PBと、固定クランプ片51の挟持面511が第1側辺PAと接触し、これら一対のクランプ片51、52で基板Pを所定のクランプ力で挟持している。エアシリンダ54が移動片56を牽引すると、先ず移動クランプ片52の挟持面521が基板Pの第2側辺PBを押圧する。さらに前記牽引が続けられると、基板Pが図6の左方に水平移動され、やがて第1側辺PAが固定クランプ片51の挟持面511に当接する。これにより、基板Pがクランプされた状態となる。   FIG. 6 shows a state in which the clamp unit 50 clamps and fixes the substrate P while the backup unit 40 supports the substrate P. That is, the movable clamp piece 52 is moved to the clamp position by the clamp driving unit 53, and the clamping surface 521 of the movable clamp piece 52 is in the second side PB, and the clamping surface 511 of the fixed clamp piece 51 is in the first side PA. The pair of clamp pieces 51 and 52 are in contact with each other and hold the substrate P with a predetermined clamping force. When the air cylinder 54 pulls the moving piece 56, first, the holding surface 521 of the moving clamp piece 52 presses the second side PB of the substrate P. When the traction is further continued, the substrate P is horizontally moved leftward in FIG. 6, and the first side PA eventually comes into contact with the holding surface 511 of the fixed clamp piece 51. Thus, the substrate P is in a clamped state.

図6の状態は、基板Pに対して印刷処理が行われる際の、バックアップユニット40及びクランプユニット50の状態である。すなわち、図6の通りに基板Pの下面及び側面がバックアップユニット40及びクランプユニット50によって拘束された状態で、4軸ユニット20が駆動され、マスク保持ユニット60のマスクシート61の下側に基板Pが重ね合わされるように支持テーブル28が移動される。ここで、一対のクランプ片51、52による基板Pのクランプ力は、単に基板Pをクランプするだけではなく、前記重ね合わせのための4軸ユニット20による支持テーブル2のX軸、Y軸、Z軸及びR軸方向の移動力によって、基板Pの固定状態にズレが発生しないクランプ力に設定する必要がある。マスクシート61に対する基板Pの位置合わせが完了すると、スキージユニット70により半田ペーストの印刷処理が実行される。印刷処理の際、基板Pの下面はバックアップピン42で支持され、第1、第2側辺PA、PBは一対のクランプ片51、52で固定されているので、基板Pに位置ズレは生じない。   FIG. 6 shows the state of the backup unit 40 and the clamp unit 50 when the printing process is performed on the substrate P. That is, the four-axis unit 20 is driven in a state where the lower surface and the side surface of the substrate P are restrained by the backup unit 40 and the clamp unit 50 as shown in FIG. The support table 28 is moved such that are superimposed. Here, the clamping force of the substrate P by the pair of clamp pieces 51 and 52 does not merely clamp the substrate P, but also the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the support table 2 by the four-axis unit 20 for the superposition. It is necessary to set a clamping force that does not cause a displacement in the fixed state of the substrate P due to the moving force in the axial and R-axis directions. When the alignment of the substrate P with respect to the mask sheet 61 is completed, the squeegee unit 70 executes a solder paste printing process. During the printing process, the lower surface of the substrate P is supported by the backup pins 42 and the first and second side edges PA and PB are fixed by the pair of clamp pieces 51 and 52, so that the substrate P does not shift. .

図7は、クランプユニット50による基板Pのクランプが解除され、且つ、基板Pの支持がバックアップユニット40からメインコンベア31に移行する状態を示している。クランプ駆動部53は、移動クランプ片52を前記解除位置まで移動させ、挟持面521が第2側辺PBから離間している。また、バックアップ昇降部43は、支持板41を下降させる動作を実行する。これにより、基板Pは下降し、ベルトコンベア32の高さ位置まで下降されると、該基板Pはベルトコンベア32で支持されるようになる。   FIG. 7 shows a state in which the clamping of the substrate P by the clamp unit 50 is released, and the support of the substrate P shifts from the backup unit 40 to the main conveyor 31. The clamp driving section 53 moves the movable clamp piece 52 to the release position, and the holding surface 521 is separated from the second side PB. The backup elevating unit 43 performs an operation of lowering the support plate 41. As a result, when the substrate P is lowered and lowered to the level of the belt conveyor 32, the substrate P is supported by the belt conveyor 32.

図7の状態は、基板Pに対する印刷処理を終え、処理後の基板Pが印刷ステージSTから搬出される際の状態である。なお、搬出に当たり、バックアップピン42は図7の状態から図4の状態まで下降される。しかる後、ベルトコンベア32及び下流側コンベア16が駆動され、基板Pが搬出される。   The state in FIG. 7 is a state when the printing process on the substrate P is completed and the processed substrate P is carried out of the printing stage ST. In unloading, the backup pin 42 is lowered from the state shown in FIG. 7 to the state shown in FIG. Thereafter, the belt conveyor 32 and the downstream conveyor 16 are driven, and the substrate P is carried out.

[スクリーン印刷装置の電気的構成]
図8は、スクリーン印刷装置1の電気的構成を示すブロック図である。スクリーン印刷装置1は、上述のバックアップ昇降部43及びクランプ駆動部53に加えて、撮像ユニット81、センサー82、軸駆動部83、基板搬送モータ84、スキージ駆動部85及び制御部90を備えている。
[Electrical Configuration of Screen Printing Apparatus]
FIG. 8 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the screen printing device 1. The screen printing apparatus 1 includes an imaging unit 81, a sensor 82, a shaft driving unit 83, a substrate transport motor 84, a squeegee driving unit 85, and a control unit 90, in addition to the above-described backup elevating unit 43 and clamp driving unit 53. .

撮像ユニット81は、スクリーン印刷装置1において、例えば位置認識や形状認識のために所要の画像を取得するユニットである。例えば、基板Pに備えられているフィデューシャルマークを撮像し、印刷ステージST上における基板Pの位置認識を可能とする。センサー82は、温度センサー等の環境センサー、位置センサー、圧力センサー等、スクリーン印刷装置1の制御のために必要な情報を取得する。本実施形態では、センサー82の一つとして、基板Pの反りを検知するための測定手段(例えばレーザー変位計)を具備することが望ましい。   The imaging unit 81 is a unit that acquires a required image for, for example, position recognition or shape recognition in the screen printing device 1. For example, an image of a fiducial mark provided on the substrate P is taken, and the position of the substrate P on the printing stage ST can be recognized. The sensor 82 acquires information necessary for controlling the screen printing apparatus 1, such as an environment sensor such as a temperature sensor, a position sensor, and a pressure sensor. In the present embodiment, it is desirable to include a measuring unit (for example, a laser displacement meter) for detecting the warpage of the substrate P as one of the sensors 82.

軸駆動部83は、X軸サーボモータ831、Y軸サーボモータ832、Z軸サーボモータ833及びR軸サーボモータ834を含む。先に説明した通り、X軸サーボモータ831はX軸テーブル24をX軸方向に移動させる駆動源、Y軸サーボモータ832はY軸テーブル22をX軸方向に移動させる駆動源、Z軸サーボモータ833は支持テーブル28をZ軸方向に移動に移動させる駆動源、R軸サーボモータ834はR軸テーブル26をZ軸回りに回転させる駆動源である。   The axis driving unit 83 includes an X-axis servo motor 831, a Y-axis servo motor 832, a Z-axis servo motor 833, and an R-axis servo motor 834. As described above, the X-axis servo motor 831 is a drive source for moving the X-axis table 24 in the X-axis direction, the Y-axis servo motor 832 is a drive source for moving the Y-axis table 22 in the X-axis direction, and a Z-axis servo motor. A drive source 833 moves the support table 28 in the Z-axis direction, and an R-axis servo motor 834 drives the R-axis table 26 around the Z-axis.

基板搬送モータ84は、上流側コンベア15、下流側コンベア16及びメインコンベア31が備えるベルトコンベア32を駆動するための駆動源である。スキージ駆動部85は、スキージユニット70のビーム72をY軸方向に移動させる駆動させ、また、一対のスキージ73を上下動させるための駆動機構である。   The substrate transport motor 84 is a drive source for driving the upstream conveyor 15, the downstream conveyor 16, and the belt conveyor 32 provided in the main conveyor 31. The squeegee drive unit 85 is a drive mechanism for driving the beam 72 of the squeegee unit 70 to move in the Y-axis direction and for moving the pair of squeegees 73 up and down.

制御部90は、マイクロコンピューター等からなり、スクリーン印刷装置1の動作を統括的に制御する。制御部90は、所定のプログラムが実行されることで、機能的に撮像制御部91、画像処理部92、演算処理部93、クランプ制御部94、軸制御部95、記憶部96、搬送制御部97、昇降制御部98及びスキージ制御部99を有するように動作する。   The control unit 90 is composed of a microcomputer or the like, and controls the operation of the screen printing apparatus 1 overall. The control unit 90 functions as an imaging control unit 91, an image processing unit 92, an arithmetic processing unit 93, a clamp control unit 94, an axis control unit 95, a storage unit 96, and a transport control unit by executing a predetermined program. The operation is performed so as to include a lifting / lowering control unit 97 and a squeegee control unit 99.

撮像制御部91は、撮像ユニット81の移動及び撮像動作を制御する。例えば、基板Pのフィデューシャルマークを撮像する場合、撮像制御部91は、撮像ユニット81を前記マークの撮影用の位置へ移動させると共に、前記マークを撮像させる制御を行う。画像処理部92は、撮像ユニット81によって取得された画像データに、形状認識のためのエッジ検出処理等の画像処理を行う。演算処理部93は、スクリーン印刷装置1の制御のために必要な各種の演算処理を行う。演算処理部93は、さらに、センサー82が取得した各所の情報に基づき、状況認識、制御条件変更のための演算処理を行う。   The imaging control unit 91 controls the movement and the imaging operation of the imaging unit 81. For example, when imaging a fiducial mark on the substrate P, the imaging control unit 91 controls the imaging unit 81 to move to a position for photographing the mark and to image the mark. The image processing unit 92 performs image processing such as edge detection processing for shape recognition on the image data acquired by the imaging unit 81. The arithmetic processing unit 93 performs various arithmetic processes necessary for controlling the screen printing device 1. The arithmetic processing unit 93 further performs arithmetic processing for situation recognition and control condition change based on the information of each part obtained by the sensor 82.

クランプ制御部94は、クランプ駆動部53を制御することによって、移動クランプ片52の移動動作を制御する。この際、クランプ制御部94は、一対のクランプ片51、52によって、クランプ対象の基板Pを如何なるクランプ力でクランプさせるかを示すパラメータ(基板のクランプ力に関するパラメータ)を参照する。具体的にはクランプ制御部94は、エアシリンダ54に付設されているレギュレータを制御し、前記パラメータに応じてエアシリンダ54の推力を制御する。この推力が、基板Pを一対のクランプ片51、52がクランプするクランプ力を決定する。記憶部96は、クランプ対象とされる複数種の基板Pの各々に設定される前記パラメータを、前記基板の識別番号等に関連付けて記憶する。   The clamp control section 94 controls the movement of the movable clamp piece 52 by controlling the clamp drive section 53. At this time, the clamp control unit 94 refers to a parameter (parameter relating to the clamping force of the substrate) indicating the clamping force of the substrate P to be clamped by the pair of clamping pieces 51 and 52. Specifically, the clamp control unit 94 controls a regulator attached to the air cylinder 54, and controls the thrust of the air cylinder 54 according to the parameter. This thrust determines the clamping force with which the pair of clamp pieces 51 and 52 clamp the substrate P. The storage unit 96 stores the parameters set for each of the plurality of types of substrates P to be clamped in association with the identification numbers of the substrates.

軸制御部95は、軸駆動部83を制御することによって、支持テーブル28をXYZR軸方向に移動させる4軸ユニット20の動作を制御し、基板Pのマスクシート61への位置決め動作等を制御する。なお、軸制御部95は、支持テーブル28の前記軸方向への移動を、専ら一対のクランプ片51、52で基板Pをクランプさせた状態で実行させる。   The axis control unit 95 controls the operation of the four-axis unit 20 that moves the support table 28 in the XYZR axis directions by controlling the axis driving unit 83, and controls the operation of positioning the substrate P on the mask sheet 61 and the like. . Note that the axis control unit 95 causes the support table 28 to move in the axial direction while the substrate P is exclusively clamped by the pair of clamp pieces 51 and 52.

搬送制御部97は、ベルトコンベア32による基板Pの基板搬送動作を制御するために基板搬送モータ84を制御する。昇降制御部98は、バックアップユニット40による基板Pの昇降動作を制御するためにバックアップ昇降部43を制御する。スキージ制御部99は、スキージ73による印刷処理動作を制御するためにスキージ駆動部85を制御する。   The transfer control unit 97 controls the board transfer motor 84 to control the board transfer operation of the board P by the belt conveyor 32. The elevating control unit 98 controls the backup elevating unit 43 to control the elevating operation of the substrate P by the backup unit 40. The squeegee control unit 99 controls the squeegee driving unit 85 to control the print processing operation by the squeegee 73.

[クランプ力の設定について]
既述の通り、一対のクランプ片51、52による基板Pのクランプ力を適正に設定しないと、種々の不具合が生じる。前記クランプ力が強すぎると、クランプされた基板Pに反りが生じたり、基板Pに割れ等の損傷が生じたりする場合がある。一方、クランプ力が弱すぎると、クランプした基板Pの位置ズレが生じたり、基板Pが落下したりする場合がある。これら位置ズレ及び落下は、基板Pをクランプした状態で4軸ユニット20にて支持テーブル28を移動させた場合に顕著となる。本実施形態では、上述のような不具合が生じないように、クランプ力を適正に設定し、これを記憶部96に予め格納する。
[Setting of clamping force]
As described above, various problems occur if the clamping force of the substrate P by the pair of clamp pieces 51 and 52 is not properly set. If the clamping force is too strong, the clamped substrate P may be warped or the substrate P may be damaged such as cracking. On the other hand, if the clamping force is too weak, the position of the clamped substrate P may be shifted or the substrate P may fall. These positional deviations and drops become remarkable when the support table 28 is moved by the four-axis unit 20 in a state where the substrate P is clamped. In the present embodiment, the clamping force is set appropriately so as not to cause the above-described inconvenience, and is stored in the storage unit 96 in advance.

図9は、基板Pに対するエッジクランプ力を説明するための模式図、図10は、クランプされた基板Pに作用する移動力を模式的に示す図である。矩形の基板Pは、X軸方向に沿った長さLの側辺(第1側辺PA及び第2側辺PB)と、Y軸方向に沿った幅Wの側辺と、Z軸方向に厚さTとを有する。一対のクランプ片51、52は、長さL及び厚さTの側面PEをクランプする。側面PEの断面積Cは、
C=L×T
である。エアシリンダ54で推力を与えられた移動クランプ片52が、この側面PEに圧力を加え、固定クランプ片51と共に基板Pをクランプする。このようなクランプの際に側面PEに与えられる圧力がクランプ力Fである。
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining an edge clamping force on the substrate P, and FIG. 10 is a diagram schematically showing a moving force acting on the clamped substrate P. The rectangular substrate P has a side (a first side PA and a second side PB) having a length L along the X-axis direction, a side having a width W along the Y-axis direction, and a side surface having a width W along the Y-axis direction. And a thickness T. The pair of clamp pieces 51 and 52 clamp the side face PE having the length L and the thickness T. The cross-sectional area C of the side PE is
C = L × T
It is. The moving clamp piece 52 given a thrust by the air cylinder 54 applies pressure to the side surface PE, and clamps the substrate P together with the fixed clamp piece 51. The pressure applied to the side surface PE during such clamping is the clamping force F.

側面PEの全面でクランプ力Fを受けるとすると、基板Pに加わる圧縮応力Sは、
S=F/C
で表される。クランプ対象の基板Pのクランプ時に該基板Pに加わる圧縮応力Sが適切となるよう、クランプ力Fが選択される。圧縮応力Sによって基板Pに座屈変形が生じる応力、つまり基板Pに反りが発生し始める第1応力をAとする。この第1応力Aと圧縮応力Sとの関係は、基板Pの幅W、厚さT、基板Pのヤング率に依存する関係式となり、A>Sの場合には基板Pに反りは発生せず、A<Sの場合には基板Pに反りが発生する。
Assuming that the clamping force F is received on the entire surface of the side surface PE, the compressive stress S applied to the substrate P is
S = F / C
It is represented by The clamping force F is selected so that the compressive stress S applied to the substrate P to be clamped when the substrate P is clamped is appropriate. A is a stress at which buckling deformation occurs in the substrate P due to the compressive stress S, that is, a first stress at which the substrate P starts to be warped. The relationship between the first stress A and the compressive stress S is a relational expression depending on the width W, the thickness T, and the Young's modulus of the substrate P. When A> S, the substrate P is not warped. When A <S, the substrate P is warped.

図10に模式的に示すように、基板Pは、一対のクランプ片51、52でクランプされた状態において、一対のクランプ片51、52を支持する支持テーブル28がXYZ軸方向に移動し、Z軸回りに回転(R軸)する移動力を受ける。該移動力によって一対のクランプ片51、52による基板Pの固定状態にズレが発生し始める第2応力をBとする。この第2応力Bと圧縮応力Sとの関係は、側面PEの断面積C、基板Pの重量、及びXYZR軸方向の軸加速度に依存する関係式となり、B>Sの場合には、基板Pの固定状態にズレが発生し、B<Sの場合には前記ズレが発生しない。   As schematically shown in FIG. 10, when the substrate P is clamped by the pair of clamp pieces 51 and 52, the support table 28 supporting the pair of clamp pieces 51 and 52 moves in the XYZ-axis directions, It receives a moving force that rotates around its axis (R axis). A second stress at which a displacement starts to occur in the fixed state of the substrate P by the pair of clamp pieces 51 and 52 due to the moving force is defined as B. The relationship between the second stress B and the compressive stress S is a relational expression that depends on the cross-sectional area C of the side surface PE, the weight of the substrate P, and the axial acceleration in the XYZR axis direction. Is displaced in the fixed state, and does not occur when B <S.

以上のことから、圧縮応力S(クランプ力F)を、
B<S<A ・・・(1)
の関係が成立するように選択すれば、一対のクランプ片51、52による基板Pのクランプ時に、当該基板Pに反りや割れが発生せず、また、基板Pの固定ズレや落下を未然に防止することができる。クランプ力Fは、例えば、所定の関係式にクランプ対象となる基板の長さL、幅W、厚さT及びヤング率等のデータを当て嵌めるようにして、演算処理部93に第1応力A及び第2応力Bの値を算出させ、B〜Aの範囲において適宜な圧縮応力S(クランプ力F)を決定する方法で設定することができる。これらの値は、基板のクランプ力に関するパラメータとして、記憶部96に格納される。或いは、基板Pの各々と圧縮応力S(クランプ力F)との関係を示したテーブルを予め作成し、該テーブルを記憶部96に格納するようにしても良い。クランプ制御部94は、このパラメータを利用して、クランプ駆動部53を制御する。
From the above, the compressive stress S (clamping force F)
B <S <A (1)
Is selected so that the following relationship is satisfied, when the substrate P is clamped by the pair of clamp pieces 51 and 52, the substrate P does not warp or crack, and the substrate P is prevented from being displaced or dropped. can do. The clamp force F is applied to the arithmetic processing unit 93 by applying data such as the length L, width W, thickness T, and Young's modulus of the substrate to be clamped in a predetermined relational expression. And the value of the second stress B can be calculated and set by a method of determining an appropriate compressive stress S (clamping force F) in the range of B to A. These values are stored in the storage unit 96 as parameters relating to the clamping force of the substrate. Alternatively, a table indicating the relationship between each of the substrates P and the compressive stress S (clamping force F) may be created in advance, and the table may be stored in the storage unit 96. The clamp control unit 94 controls the clamp driving unit 53 using these parameters.

第1応力A及び第2応力Bの値の具体例を示す。図11は、基板Pの側面PEに対するクランプ力F(エッジクランプ力)と、基板Pの厚みによる反りの限界値との関係の一例を示すグラフである。図中のL1は、スクリーン印刷装置1においてクランプ力Fの設定最小値、F2は同設定最大値を各々示す。図11は、例えば、厚さT=1.0mmの基板であると、クランプによって基板Pに反りが発生するクランプ力は34Nであることを示している。なお、基板Pの長さL=180mm、幅W=180mmであり、ヤング率は概ね20GPa程度である。   Specific examples of the values of the first stress A and the second stress B will be described. FIG. 11 is a graph showing an example of the relationship between the clamping force F (edge clamping force) on the side surface PE of the substrate P and the limit value of the warpage due to the thickness of the substrate P. L1 in the figure indicates the minimum setting value of the clamping force F in the screen printing apparatus 1, and F2 indicates the maximum setting value. FIG. 11 shows that, for example, when the substrate has a thickness T = 1.0 mm, the clamping force at which the substrate P is warped by the clamp is 34N. The length L of the substrate P is 180 mm and the width W is 180 mm, and the Young's modulus is about 20 GPa.

図12は、テーブル軸加速度により基板Pに加わる力の一例を示すグラフである。直線Q1は、設定値の100%の軸加速度でクランプされた基板P(支持テーブル28)を移動させたときに、基板Pに加わる力を示している。図12は、例えば、重量が600gの基板Pを100%の軸加速度でXYZR軸方向に移動させると、5.9Nの移動力が基板Pに作用することを示している。この場合、基板Pのクランプ力が5.9N以下であると、固定ズレが発生する可能性が高くなる。直線Q2は、設定値の80%の軸加速度に設定した場合に基板Pに加わる力を示している。直線Q3、Q4、Q5は、各々設定値の60%、40%、20%の軸加速度の場合を示している。   FIG. 12 is a graph showing an example of a force applied to the substrate P by the table axis acceleration. A straight line Q1 indicates a force applied to the substrate P when the substrate P (the support table 28) clamped at an axial acceleration of 100% of the set value is moved. FIG. 12 shows that, for example, when a substrate P weighing 600 g is moved in the XYZR axis direction at an axial acceleration of 100%, a moving force of 5.9 N acts on the substrate P. In this case, if the clamping force of the substrate P is 5.9 N or less, there is a high possibility that fixing displacement will occur. A straight line Q2 indicates a force applied to the substrate P when the axial acceleration is set to 80% of the set value. The straight lines Q3, Q4, and Q5 show the cases where the axial acceleration is 60%, 40%, and 20% of the set value, respectively.

図11及び図12の例によれば、厚さT=1.0mm、重量が600gの基板Pの場合、図11より、当該基板Pの反りが発生する限界値、つまり第1応力Aは34Nである。また、図12より、100%の軸加速度で基板Pに作用する移動力、つまり第2応力Bは5.9Nである。よって、5.9N〜34Nの間に圧縮応力Sが収まるようにクランプ力Fを設定すれば、当該基板Pのクランプ時に、該基板Pに反りや固定ズレが発生しなくなる。   According to the examples of FIGS. 11 and 12, in the case of a substrate P having a thickness T = 1.0 mm and a weight of 600 g, the limit value at which the substrate P warps, that is, the first stress A is 34N from FIG. It is. Further, from FIG. 12, the moving force acting on the substrate P at 100% axial acceleration, that is, the second stress B is 5.9N. Therefore, if the clamping force F is set so that the compressive stress S falls within the range of 5.9N to 34N, the substrate P is not warped or fixedly displaced when the substrate P is clamped.

[B<Aの関係が満たせない場合]
基板Pの材質や厚さ等によっては、軸加速度(軸方向の移動力)が設定値通りの100%の軸加速度(第1移動力)であると、B<Aの関係が成立しない場合が起こり得る。例えば、基板Pがセラミック基板等の比較的脆い基板の場合、反りが生じる前に割れてしまう場合がある。また、基板Pが相当の薄肉である場合、当該基板Pに座屈が発生する第1応力Aよりも、固定ズレが発生する第2応力Bの方が大きくなってしまう場合がある。つまり、クランプ状態の基板Pの通常速度(100%の軸加速度)での移動に必要な第2応力Bを満たすクランプ力Fを設定すると、基板Pに反り乃至は割れが発生してしまうことがある。
[When the relationship of B <A cannot be satisfied]
Depending on the material and thickness of the substrate P, if the axial acceleration (axial moving force) is 100% axial acceleration (first moving force) as set, the relationship of B <A may not be established. It can happen. For example, when the substrate P is a relatively brittle substrate such as a ceramic substrate, the substrate P may be broken before warping occurs. When the substrate P is considerably thin, the second stress B at which the fixing displacement occurs may be larger than the first stress A at which the substrate P buckles. That is, if the clamping force F that satisfies the second stress B necessary for moving the substrate P in the clamped state at the normal speed (100% axial acceleration) is set, the substrate P may be warped or cracked. is there.

このように、軸加速度が100%の軸加速度に設定されると、クランプ対象の基板PについてB<Aの関係が成立しない場合、軸制御部95は4軸ユニット20の軸加速度を変更する制御を行う。具体的には軸制御部95は、軸加速度を100%の軸加速度よりも小さく、且つ、B<Aの関係が成立する軸加速度(第2移動力)で支持テーブル28を移動させるよう、軸駆動部83を制御する。   As described above, when the axial acceleration is set to 100%, if the relationship of B <A is not established for the substrate P to be clamped, the axis control unit 95 controls the four-axis unit 20 to change the axial acceleration. I do. Specifically, the axis control unit 95 moves the support table 28 so that the axis acceleration is smaller than the axis acceleration of 100% and the support table 28 is moved with the axis acceleration (second moving force) that satisfies the relationship of B <A. The drive unit 83 is controlled.

図11及び図12を参照して、例えば厚さT=0.6mm、重量が600gの基板Pの場合、図11より、当該基板Pの反りが発生する第1応力Aは3.4Nである。また、図12より、100%の軸加速度で基板Pに作用する移動力(第2応力B)は5.9Nである。この場合、B>Aとなり、上記(1)式を満たすことができない。しかしながら、軸加速度を60%程度以下に低下させると、B<Aの関係を成立させることが可能となる。このように、軸制御部95は、B<Aの関係が成立しない場合、軸加速度或いは移動速度を通常よりも小さくして軸方向の移動力を小さく設定することで、B<Aの関係を創り出す。これにより、材質や厚さが特殊な基板Pであっても、反りが発生せず且つ固定ズレが生じない当該基板Pのクランプが可能となる。   Referring to FIGS. 11 and 12, for example, in the case of a substrate P having a thickness T = 0.6 mm and a weight of 600 g, the first stress A at which warpage of the substrate P occurs is 3.4 N from FIG. 11. . Also, from FIG. 12, the moving force (second stress B) acting on the substrate P at 100% axial acceleration is 5.9N. In this case, B> A, and the above equation (1) cannot be satisfied. However, when the axial acceleration is reduced to about 60% or less, the relationship of B <A can be established. As described above, when the relationship of B <A is not established, the axis control unit 95 sets the axial acceleration or the moving speed to be smaller than usual and sets the moving force in the axial direction to be smaller, thereby changing the relationship of B <A. Create. Thereby, even if the substrate P has a special material and thickness, it is possible to clamp the substrate P without warpage and fixed displacement.

[基板が形状的特徴を有している場合]
例えば、基板Pに元々反りが発生しているような場合、若しくは、基板Pが比較的大きな切り欠き部やスリットを有している場合等、基板Pが単純な矩形基板ではなく、反りが生じ易い形状的特徴を有している場合、クランプ力Fの付与時における当該基板Pの反りの発生状況は変動する。このような形状的特徴が既知である場合、クランプ駆動部53は第1応力Aの値を前記形状的特徴に応じて修正した上で前記(1)式を適用し、前記パラメータを再設定する処理を行う。
[When the substrate has a shape characteristic]
For example, when the substrate P is originally warped, or when the substrate P has a relatively large notch or slit, the substrate P is not a simple rectangular substrate but warps. If the substrate P has an easily-shaped characteristic, the occurrence state of the warp of the substrate P when the clamping force F is applied changes. When such a shape characteristic is known, the clamp driving unit 53 modifies the value of the first stress A according to the shape characteristic, applies the above-described equation (1), and resets the parameter. Perform processing.

図13(A)は、上側に向けて凸に湾曲した反りを有する基板(上反り基板Pu)のクランプ状況を示す模式図、図13(B)は、下側に向けて凸に湾曲した反りを有する基板(下反り基板Pd)のクランプ状況を示す模式図である。このように、一対のクランプ片51、52でクランプされる前に既に反りが発生している基板Pu、Pdでは、クランプ時に前記反りが大きくなる第1応力Aは、反りが発生していない同じ基板に比べて小さくなる。従って、(1)式においてAの値を、所定値xだけ小さくした値Ax(Ax=A−x)に修正する必要がある。値xは、反りの発生量が大きいほど、大きくなる値である。   FIG. 13A is a schematic diagram showing a clamped state of a substrate (upwardly warped substrate Pu) having an upwardly curved warp, and FIG. 13B is a downwardly convexly curved warp. It is a schematic diagram which shows the clamp situation of the board | substrate (curved board Pd) which has (). As described above, in the substrates Pu and Pd in which warpage has already occurred before being clamped by the pair of clamp pieces 51 and 52, the first stress A in which the warp is large at the time of clamping is the same as that in which no warp occurs. It is smaller than the substrate. Therefore, it is necessary to correct the value of A in the equation (1) to a value Ax (Ax = A-x) reduced by a predetermined value x. The value x is a value that increases as the amount of warpage increases.

但し、図13(B)の下反り基板Pdの場合、基板下方にはバックアップピン42が存在しているので、第1応力AをAxに修正する必要がない。先述の通り、基板Pはバックアップピン42で持ち上げられた後に一対のクランプ片51、52でクランプされる。矯正機構33により、反りの矯正動作も実行される。従って、下反り基板Pdの場合は、クランプ時にバックアップピン42によるサポートが期待できるので、第1応力Aの減値は考慮しなくて済む。   However, in the case of the downwardly warped substrate Pd in FIG. 13B, since the backup pin 42 exists below the substrate, it is not necessary to correct the first stress A to Ax. As described above, the substrate P is lifted by the backup pins 42 and then clamped by the pair of clamp pieces 51 and 52. The correcting mechanism 33 also performs a warp correcting operation. Accordingly, in the case of the downwardly warped substrate Pd, since the support by the backup pin 42 can be expected at the time of clamping, the decrease in the first stress A does not need to be considered.

以上より、クランプ駆動部53は、上反り基板Puの場合は、次の(1)′式を適用して、クランプ力Fを再設定する。
B<S<(A−x) ・・・(1)′
なお、結果的にクランプ力Fを変更する必要の無い場合は、再設定は行われない。一方、クランプ駆動部53は、下反り基板Pdの場合は、上記(1)式をそのまま適用して、クランプ力Fを設定する。
As described above, in the case of the warped substrate Pu, the clamp drive unit 53 resets the clamping force F by applying the following equation (1) ′.
B <S <(A−x) (1) ′
If it is not necessary to change the clamping force F as a result, no resetting is performed. On the other hand, in the case of the warped substrate Pd, the clamp driving unit 53 sets the clamping force F by applying the above equation (1) as it is.

図14(A)は、基板の種々の形状的特徴のうちの一つとしての切り欠きPCを備えた基板P1、図14(B)は、基板の種々の形状的特徴のうちの一つとしてのスリットPDを備えた基板P2の一例である。基板P1では、その矩形周縁から内側に入り込んだ切り欠きPCが、機械的強度の弱点部となる。また、基板P2では、その矩形周縁の内部に穿孔されたスリットPDが、機械的強度の弱点部となる。従って、基板P1、P2においては、クランプ時に反りが発生する第1応力Aは、切り欠きPCやスリットPDが存在しない基板に比べて小さくなる。このような場合においても、クランプ駆動部53は、(1)式においてAの値を、切り欠きPC又はスリットPDの大きさ、形状等に応じて所定値xだけ小さくした値Ax(Ax=A−x)に修正する。これにより、基板Pが種々の形状的特徴を具備している場合でも、当該基板Pを適正にクランプさせることが可能となる。   FIG. 14 (A) shows a substrate P1 having a notch PC as one of various geometrical features of the substrate, and FIG. 14 (B) shows a substrate P1 having various geometrical features of the substrate. Is an example of the substrate P2 provided with the slit PD. In the substrate P1, the notch PC that enters inside from the rectangular periphery becomes a weak point of mechanical strength. In the substrate P2, the slit PD perforated inside the rectangular periphery becomes a weak point of mechanical strength. Therefore, in the substrates P1 and P2, the first stress A at which warpage occurs at the time of clamping is smaller than that of a substrate having no notch PC or slit PD. Even in such a case, the clamp driving unit 53 sets the value Ax (Ax = Ax) in which the value of A in Expression (1) is reduced by a predetermined value x in accordance with the size and shape of the notch PC or the slit PD. -X). Accordingly, even when the substrate P has various geometrical characteristics, the substrate P can be appropriately clamped.

[第2実施形態]
第2実施形態では、記憶部96にパラメータが記憶されていない未知の基板Pについて、一対のクランプ片51、52にて実際に任意のクランプ力Fでクランプを行わせると共に、4軸ユニット20で支持テーブル28を移動させ、未知の基板Pについての第1応力A及び第2応力Bを探知する例を示す。
[Second embodiment]
In the second embodiment, a pair of clamp pieces 51 and 52 are used to actually clamp an unknown substrate P whose parameters are not stored in the storage unit 96 with an arbitrary clamping force F, and the four-axis unit 20 performs the clamping. An example in which the support table 28 is moved to detect the first stress A and the second stress B for an unknown substrate P will be described.

図15は、第2実施形態に係るクランプユニット50Aの概略図である。クランプユニット50Aは、固定クランプ片51及び移動クランプ片52に加え、基板撮影カメラ811(位置計測手段)と、レーザー変位計821(測定手段)とを有している。基板撮影カメラ811は、図16に示すように、基板Pに付設されているフィデューシャルマークFM(位置決め用のマーク)を撮像することが可能なカメラである。レーザー変位計821は、レーザー光Lを発する光源と、レーザー光線Lの反射光を受光する受光素子とを備え、基板に沿ってレーザー光線Lを照射したときの反射光量に基づいて、基板の反り量を検出するセンサーである。図8のブロック図において、基板撮影カメラ811は撮像ユニット81の一部であり、レーザー変位計821はセンサー82の一部である。なお、基板撮影カメラ811は、クランプユニット50との相対位置が不変となるよう、支持テーブル28に搭載されている。   FIG. 15 is a schematic diagram of a clamp unit 50A according to the second embodiment. The clamp unit 50A has a board photographing camera 811 (position measuring means) and a laser displacement meter 821 (measuring means) in addition to the fixed clamp piece 51 and the moving clamp piece 52. The board photographing camera 811 is a camera that can capture a fiducial mark FM (mark for positioning) attached to the board P, as shown in FIG. The laser displacement meter 821 includes a light source that emits a laser beam L and a light receiving element that receives a reflected beam of the laser beam L, and calculates the amount of warpage of the substrate based on the amount of reflected light when the laser beam L is irradiated along the substrate. It is a sensor to detect. In the block diagram of FIG. 8, the board photographing camera 811 is a part of the imaging unit 81, and the laser displacement meter 821 is a part of the sensor 82. The board photographing camera 811 is mounted on the support table 28 so that the relative position with respect to the clamp unit 50 does not change.

制御部90は、スクリーン印刷装置1が、例えば記憶部96にパラメータが記憶されていない未知の基板Pの群を印刷処理対象とするとき、最初に印刷処理される基板をテスト基板Ptとして、或いは前記未知の基板Pと同じテスト基板Ptを別途準備して、第1応力A及び第2応力Bを探知する処理を実行する。制御部90は、テスト基板Ptを印刷ステージSTに搬入し、先に図4〜図6で説明した手順で、テスト基板Ptをバックアップユニット40で支持すると共にクランプユニット50で実際にクランプさせる。   When the screen printing apparatus 1 sets, for example, a group of unknown substrates P whose parameters are not stored in the storage unit 96 as a print processing target, the control unit 90 sets a substrate to be printed first as a test substrate Pt, or A test substrate Pt identical to the unknown substrate P is separately prepared, and a process of detecting the first stress A and the second stress B is executed. The control unit 90 carries the test substrate Pt into the printing stage ST, supports the test substrate Pt with the backup unit 40, and actually clamps the test substrate Pt with the clamp unit 50 in the procedure described above with reference to FIGS.

このとき、一対のクランプ片51、52によるテスト基板Ptのクランプ力Fを変化させつつ、このクランプによって当該テスト基板Ptに生じる反り量をモニターさせる。すなわち、レーザー変位計821を動作させてテスト基板Ptに向けてレーザー光Lを照射させつつ、クランプ制御部94がクランプ駆動部53を制御して、移動クランプ片52の推力(クランプ力F)を所定のレンジで変化させる。テスト基板Ptに反りが生じ、その反り部分がレーザー光線Lの光路を遮ると、レーザー変位計821に反射光が入射されるようになる。反射光がレーザー変位計821に戻り易くするよう、テスト基板Ptの中央部付近にダミーのミラーをマウントしても良い。演算処理部93は、レーザー変位計821から得られる計測データを解析して、クランプ力Fと反り量との関係を導出する。これにより、テスト基板Ptについての第1応力Aを探知することができる。なお、レーザー変位計821に代わる測定手段として、テスト基板Ptを撮像するカメラを配置し、画像処理技術によりテスト基板Ptの反り変位をモニターするようにしても良い。   At this time, while changing the clamping force F of the test substrate Pt by the pair of clamp pieces 51 and 52, the amount of warpage generated in the test substrate Pt by this clamp is monitored. That is, while operating the laser displacement meter 821 to irradiate the test substrate Pt with the laser light L, the clamp control unit 94 controls the clamp drive unit 53 to reduce the thrust (clamp force F) of the movable clamp piece 52. Change in a predetermined range. When the test substrate Pt is warped and the warped portion interrupts the optical path of the laser beam L, reflected light is incident on the laser displacement meter 821. A dummy mirror may be mounted near the center of the test substrate Pt so that the reflected light returns to the laser displacement meter 821 easily. The arithmetic processing unit 93 analyzes the measurement data obtained from the laser displacement meter 821 and derives the relationship between the clamping force F and the amount of warpage. Thereby, the first stress A on the test substrate Pt can be detected. As a measuring means instead of the laser displacement meter 821, a camera for imaging the test substrate Pt may be provided, and the warp displacement of the test substrate Pt may be monitored by an image processing technique.

続いて、軸制御部95が、テスト基板Ptをクランプした一対のクランプ片51、52を支持する支持テーブル28を、XYZR軸方向のいずれか又は複数の軸方向に移動させるよう軸駆動部83を制御する。この際、軸制御部95は、軸加速度を100%の軸加速度から、これより遅い軸加速度に変化させるようにしても良い。また、クランプ力Fは、先に探知した第1応力Aとしても良いし、これとは異なるクランプ力Fとしても良い。   Subsequently, the axis control unit 95 controls the axis driving unit 83 to move the support table 28 that supports the pair of clamp pieces 51 and 52 that clamp the test board Pt in one or more of the XYZR axis directions. Control. At this time, the axis control unit 95 may change the axis acceleration from 100% axis acceleration to a slower axis acceleration. Further, the clamping force F may be the first stress A detected earlier, or may be a different clamping force F.

さらに、撮像制御部91は、基板撮影カメラ811にテスト基板PtのフィデューシャルマークFMを撮像させ、前記軸方向への移動時におけるテスト基板Ptの固定状態のズレ量をモニターする。具体的には、画像処理部92が、取得された画像に基づき、フィデューシャルマークFMの位置の認識を行い、該マークFMの揺動を検知する。図16では、テスト基板Ptが一対のクランプ片51、52によって正規の固定位置でクランプされている状態を実線P3で、テスト基板Ptの固定状態にズレが生じた状態を点線P4で各々示している。   Further, the imaging control unit 91 causes the board photographing camera 811 to image the fiducial mark FM of the test board Pt, and monitors the amount of displacement of the test board Pt in the fixed state during the movement in the axial direction. Specifically, the image processing unit 92 recognizes the position of the fiducial mark FM based on the acquired image, and detects the swing of the mark FM. In FIG. 16, a state in which the test board Pt is clamped at the regular fixed position by the pair of clamp pieces 51 and 52 is indicated by a solid line P3, and a state in which the fixed state of the test board Pt is shifted is indicated by a dotted line P4. I have.

支持テーブル28の移動中にテスト基板PtがP3の位置で安定してクランプされていれば、基板撮影カメラ811が取得する画像においてフィデューシャルマークFMの位置は不動である。これに対し、テスト基板Ptの固定状態にズレが生じた場合、つまりテスト基板Ptの位置がP3からP4に変化した場合、この位置変化に応じてフィデューシャルマークFMの位置も変化する。これにより、テスト基板Ptについての第2応力Bを探知することができる。   If the test substrate Pt is stably clamped at the position P3 during the movement of the support table 28, the position of the fiducial mark FM in the image acquired by the substrate photographing camera 811 does not move. On the other hand, when the fixed state of the test substrate Pt shifts, that is, when the position of the test substrate Pt changes from P3 to P4, the position of the fiducial mark FM also changes according to the change in position. This makes it possible to detect the second stress B on the test substrate Pt.

クランプ制御部94は、以上のようにして得られたテスト基板Ptについての、第1応力A及び第2応力Bの値を前記(1)式に適用して、適切なクランプ力Fを導出する。得られたクランプ力Fは、記憶部96に格納される。以降の前記未知の基板Pのクランプにおいては、クランプ制御部94は記憶部96からクランプ力Fを読み出し、クランプ動作を実行させる。これにより、基板Pの実際の状態に応じた第1応力A及び第2応力Bを設定することができるので、クランプ時に基板Pに反りや割れ、基板Pのズレや落下が発生しないようにすることができる。   The clamp control unit 94 derives an appropriate clamping force F by applying the values of the first stress A and the second stress B for the test board Pt obtained as described above to the above equation (1). . The obtained clamping force F is stored in the storage unit 96. In the subsequent clamping of the unknown substrate P, the clamp control unit 94 reads the clamping force F from the storage unit 96 and executes the clamping operation. Accordingly, the first stress A and the second stress B can be set according to the actual state of the substrate P, so that the substrate P is prevented from warping or cracking, being displaced or dropped during clamping. be able to.

以上説明した、本発明に係る基板クランプ装置が適用されたスクリーン印刷装置1によれば、基板Pに反りが生じ始める第1応力Aだけでなく、基板Pをクランプさせた状態において支持テーブル28を移動させたときに当該基板Pの固定状態にズレが発生し始める第2応力Bも考慮して、一対のクランプ片51、52による基板Pのクランプ力Fが設定される。従って、クランプによって基板Pに反りや割れを発生させないばかりか、4軸ユニット20により支持テーブル28と共に一対のクランプ片51、52を移動させる場合に、基板Pの固定ズレや落下を防止することができる。   According to the screen printing apparatus 1 to which the substrate clamping device according to the present invention described above is applied, not only the first stress A at which the substrate P starts to be warped but also the support table 28 in a state where the substrate P is clamped. The clamp force F of the substrate P by the pair of clamp pieces 51 and 52 is set in consideration of the second stress B at which the displacement of the fixed state of the substrate P when the substrate P is moved is considered. Therefore, not only does the clamp P cause warping or cracking of the substrate P, but also when the four-axis unit 20 moves the pair of clamp pieces 51 and 52 together with the support table 28, it is possible to prevent the substrate P from being fixed or shifted. it can.

[変形実施形態の説明]
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では本発明の基板クランプ装置をスクリーン印刷装置1に適用する例を示した。基板クランプ装置は、他の基板処理装置にも適用可能である。例えば、基板上に電子部品を実装する実装ヘッド(処理部)を備えた基板実装装置、基板に対して接着剤やクリーム半田などの塗布動作を行うディスペンサ用ヘッド(処理部)を備えた塗布装置等の基板処理装置にも適用することができる。
[Description of Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, an example in which the substrate clamping device of the present invention is applied to the screen printing device 1 has been described. The substrate clamping device can be applied to other substrate processing devices. For example, a substrate mounting apparatus having a mounting head (processing section) for mounting electronic components on a substrate, and a coating apparatus having a dispenser head (processing section) for applying an adhesive or cream solder to a substrate. And the like.

FM フィデューシャルマーク(位置決め用のマーク)
P 基板
PA、PB 第1側辺、第2側辺(一対の側辺)
PC 切り欠き
PD スリット
1 スクリーン印刷装置(基板処理装置)
20 4軸ユニット(軸駆動部)
28 支持テーブル(テーブル)
31 メインコンベア
32 ベルトコンベア
40 バックアップユニット
50 クランプユニット(基板クランプ装置)
51 固定クランプ片
52 移動クランプ片
53 クランプ駆動部
60 マスク保持ユニット
70 スキージユニット
811 基板撮影カメラ(位置計測手段)
821 レーザー変位計(測定手段)
83 軸駆動部
90 制御部
94 クランプ制御部(制御部)
95 軸制御部(制御部)
96 記憶部
FM fiducial mark (mark for positioning)
P board PA, PB 1st side, 2nd side (a pair of sides)
PC Notch PD Slit 1 Screen printing device (substrate processing device)
20 4-axis unit (axis drive unit)
28 Supporting Table (Table)
31 Main conveyor 32 Belt conveyor 40 Backup unit 50 Clamp unit (substrate clamp device)
Reference Signs List 51 fixed clamp piece 52 moving clamp piece 53 clamp drive unit 60 mask holding unit 70 squeegee unit 811 board photographing camera (position measuring means)
821 Laser displacement meter (measuring means)
83 axis drive unit 90 control unit 94 clamp control unit (control unit)
95 Axis control unit (control unit)
96 storage unit

Claims (6)

矩形の基板の互いに対向する一対の側辺をクランプして固定する一対のクランプ片と、
前記一対のクランプ片を支持し、所定の軸方向に移動可能なテーブルと、
前記一対のクランプ片の少なくとも一方を、前記基板をクランプする方向及び該クランプを解除する方向に駆動するクランプ駆動部と、
前記テーブルを前記軸方向に移動させる軸駆動部と、
前記一対のクランプ片による前記基板のクランプ力に関するパラメータを、クランプ対象とする基板に関連付けて記憶する記憶部と、
前記パラメータを参照して前記クランプ駆動部を制御すると共に、前記軸駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させる制御を行うものであって、
前記パラメータは、基板のクランプ時に該基板に加わる圧縮応力をS、前記圧縮応力によって前記基板に反りが発生し始める第1応力をA、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態において前記テーブルを前記軸方向に移動させたときに、前記移動による移動力によって前記一対のクランプ片による前記基板の固定状態にズレが発生し始める第2応力をBとするとき、
B<S<A ・・・(1)
の関係を満たすように設定される、基板クランプ装置において、
前記軸方向の移動力が所定の第1移動力に設定されると、クランプ対象の前記基板についてB<Aの関係が成立しない場合において、
前記制御部は、前記軸方向の移動力を、前記第1移動力よりも小さく、且つ、B<Aの関係が成立する第2移動力で、前記テーブルを移動させるよう前記軸駆動部を制御する、基板クランプ装置。
A pair of clamp pieces that clamp and fix a pair of opposing sides of the rectangular substrate,
A table that supports the pair of clamp pieces and is movable in a predetermined axial direction,
A clamp driving unit that drives at least one of the pair of clamp pieces in a direction to clamp the substrate and a direction to release the clamp;
An axis driving unit that moves the table in the axial direction;
A storage unit that stores a parameter related to a clamping force of the substrate by the pair of clamp pieces in association with a substrate to be clamped,
Controlling the clamp drive unit with reference to the parameter, and a control unit that controls the operation of the axis drive unit,
The control unit performs control to move the table in the axial direction in a state where the substrate is clamped by the pair of clamp pieces,
The parameter is a compressive stress applied to the substrate at the time of clamping of the substrate, S, a first stress at which the substrate starts to be warped by the compressive stress, A, and in a state where the substrate is clamped by the pair of clamp pieces. When the table is moved in the axial direction, when the second stress at which the displacement of the fixed state of the substrate by the pair of clamp pieces starts to occur due to the moving force due to the movement is B,
B <S <A (1)
Is set so as to satisfy the relation, in the substrate clamping apparatus,
When the moving force in the axial direction is set to a predetermined first moving force, when the relationship of B <A is not established for the substrate to be clamped,
The control unit controls the shaft drive unit to move the table with a second moving force that makes the axial moving force smaller than the first moving force and that satisfies the relationship of B <A. A substrate clamping device.
矩形の基板の互いに対向する一対の側辺をクランプして固定する一対のクランプ片と、
前記一対のクランプ片を支持し、所定の軸方向に移動可能なテーブルと、
前記一対のクランプ片の少なくとも一方を、前記基板をクランプする方向及び該クランプを解除する方向に駆動するクランプ駆動部と、
前記テーブルを前記軸方向に移動させる軸駆動部と、
前記一対のクランプ片による前記基板のクランプ力に関するパラメータを、クランプ対象とする基板に関連付けて記憶する記憶部と、
前記パラメータを参照して前記クランプ駆動部を制御すると共に、前記軸駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させる制御を行うものであって、
前記パラメータは、基板のクランプ時に該基板に加わる圧縮応力をS、前記圧縮応力によって前記基板に反りが発生し始める第1応力をA、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態において前記テーブルを前記軸方向に移動させたときに、前記移動による移動力によって前記一対のクランプ片による前記基板の固定状態にズレが発生し始める第2応力をBとするとき、
B<S<A ・・・(1)
の関係を満たすように設定される、基板クランプ装置において、
クランプ対象の前記基板について、前記反りの発生状況を変動させる形状的特徴が付加されている場合、
前記制御部は、Aの値を前記形状的特徴に応じて修正した上で前記(1)式を適用し、前記パラメータを再設定する処理を行う、基板クランプ装置。
A pair of clamp pieces that clamp and fix a pair of opposing sides of the rectangular substrate,
A table that supports the pair of clamp pieces and is movable in a predetermined axial direction,
A clamp driving unit that drives at least one of the pair of clamp pieces in a direction to clamp the substrate and a direction to release the clamp;
An axis driving unit that moves the table in the axial direction;
A storage unit that stores a parameter related to a clamping force of the substrate by the pair of clamp pieces in association with a substrate to be clamped,
Controlling the clamp drive unit with reference to the parameter, and a control unit that controls the operation of the axis drive unit,
The control unit performs control to move the table in the axial direction in a state where the substrate is clamped by the pair of clamp pieces,
The parameter is a compressive stress applied to the substrate at the time of clamping of the substrate, S, a first stress at which the substrate starts to be warped by the compressive stress, A, and in a state where the substrate is clamped by the pair of clamp pieces. When the table is moved in the axial direction, when the second stress at which the displacement of the fixed state of the substrate by the pair of clamp pieces starts to occur due to the moving force due to the movement is B,
B <S <A (1)
In the substrate clamping device set to satisfy the relationship of
For the substrate to be clamped, if a shape characteristic that varies the occurrence of the warpage is added,
The substrate clamping device, wherein the control unit corrects the value of A in accordance with the shape characteristic, applies the expression (1), and resets the parameter.
請求項2に記載の基板クランプ装置において、
前記形状的特徴は、前記一対のクランプ片によりクランプされる前の基板の反り量及び反り方向、基板に対する切り欠き若しくはスリットの量を含む、基板クランプ装置。
The substrate clamping device according to claim 2 ,
A substrate clamping apparatus, wherein the topographical features include the amount and direction of warping of the substrate before being clamped by the pair of clamp pieces, and the amount of notch or slit in the substrate.
矩形の基板の互いに対向する一対の側辺をクランプして固定する一対のクランプ片と、
前記一対のクランプ片を支持し、所定の軸方向に移動可能なテーブルと、
前記一対のクランプ片の少なくとも一方を、前記基板をクランプする方向及び該クランプを解除する方向に駆動するクランプ駆動部と、
前記テーブルを前記軸方向に移動させる軸駆動部と、
前記一対のクランプ片による前記基板のクランプ力に関するパラメータを、クランプ対象とする基板に関連付けて記憶する記憶部と、
前記パラメータを参照して前記クランプ駆動部を制御すると共に、前記軸駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させる制御を行うものであって、
前記パラメータは、基板のクランプ時に該基板に加わる圧縮応力をS、前記圧縮応力によって前記基板に反りが発生し始める第1応力をA、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態において前記テーブルを前記軸方向に移動させたときに、前記移動による移動力によって前記一対のクランプ片による前記基板の固定状態にズレが発生し始める第2応力をBとするとき、
B<S<A ・・・(1)
の関係を満たすように設定される、基板クランプ装置において、
前記基板の反り量を検出する測定手段をさらに備え、
前記制御部は、
前記記憶部にパラメータが記憶されていない未知の基板について、前記一対のクランプ片にて実際にクランプを行わせると共に、前記測定手段に前記クランプによって前記未知の基板に生じる反り量をモニターさせ、
前記モニターの結果から、前記未知の基板についてのAの値を探知し、
得られたAの値で前記(1)式を適用して設定したパラメータを、前記記憶部に格納する、基板クランプ装置。
A pair of clamp pieces that clamp and fix a pair of opposing sides of the rectangular substrate,
A table that supports the pair of clamp pieces and is movable in a predetermined axial direction,
A clamp driving unit that drives at least one of the pair of clamp pieces in a direction to clamp the substrate and a direction to release the clamp;
An axis driving unit that moves the table in the axial direction;
A storage unit that stores a parameter related to a clamping force of the substrate by the pair of clamp pieces in association with a substrate to be clamped,
Controlling the clamp drive unit with reference to the parameter, and a control unit that controls the operation of the axis drive unit,
The control unit performs control to move the table in the axial direction in a state where the substrate is clamped by the pair of clamp pieces,
The parameter is a compressive stress applied to the substrate at the time of clamping of the substrate, S, a first stress at which the substrate starts to be warped by the compressive stress, A, and in a state where the substrate is clamped by the pair of clamp pieces. When the table is moved in the axial direction, when the second stress at which the displacement of the fixed state of the substrate by the pair of clamp pieces starts to occur due to the moving force due to the movement is B,
B <S <A (1)
In the substrate clamping device set to satisfy the relationship of
Measuring means for detecting the amount of warpage of the substrate is further provided,
The control unit includes:
For the unknown substrate whose parameters are not stored in the storage unit, the pair of clamp pieces are used to actually perform the clamping, and the measuring unit monitors the amount of warpage generated in the unknown substrate by the clamp,
From the results of the monitor, find the value of A for the unknown substrate,
A substrate clamping device for storing a parameter set by applying the expression (1) with the obtained value of A in the storage unit.
矩形の基板の互いに対向する一対の側辺をクランプして固定する一対のクランプ片と、
前記一対のクランプ片を支持し、所定の軸方向に移動可能なテーブルと、
前記一対のクランプ片の少なくとも一方を、前記基板をクランプする方向及び該クランプを解除する方向に駆動するクランプ駆動部と、
前記テーブルを前記軸方向に移動させる軸駆動部と、
前記一対のクランプ片による前記基板のクランプ力に関するパラメータを、クランプ対象とする基板に関連付けて記憶する記憶部と、
前記パラメータを参照して前記クランプ駆動部を制御すると共に、前記軸駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させる制御を行うものであって、
前記パラメータは、基板のクランプ時に該基板に加わる圧縮応力をS、前記圧縮応力によって前記基板に反りが発生し始める第1応力をA、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態において前記テーブルを前記軸方向に移動させたときに、前記移動による移動力によって前記一対のクランプ片による前記基板の固定状態にズレが発生し始める第2応力をBとするとき、
B<S<A ・・・(1)
の関係を満たすように設定される、基板クランプ装置において、
前記基板が位置決め用のマークを備え、前記マークを撮像することによって前記基板の基準位置からのズレを求めることが可能な位置計測手段をさらに備え、
前記制御部は、
前記記憶部にパラメータが記憶されていない未知の基板について、前記一対のクランプ片で前記基板をクランプさせた状態で、前記テーブルを前記軸方向に移動させると共に、前記位置計測手段に前記未知の基板の前記軸方向への移動時における固定状態のズレ量をモニターさせ、
前記モニターの結果から、前記未知の基板についてのBの値を探知し、
得られたBの値で前記(1)式を適用して設定したパラメータを、前記記憶部に格納する、基板クランプ装置。
A pair of clamp pieces that clamp and fix a pair of opposing sides of the rectangular substrate,
A table that supports the pair of clamp pieces and is movable in a predetermined axial direction,
A clamp driving unit that drives at least one of the pair of clamp pieces in a direction to clamp the substrate and a direction to release the clamp;
An axis driving unit that moves the table in the axial direction;
A storage unit that stores a parameter related to a clamping force of the substrate by the pair of clamp pieces in association with a substrate to be clamped,
Controlling the clamp drive unit with reference to the parameter, and a control unit that controls the operation of the axis drive unit,
The control unit performs control to move the table in the axial direction in a state where the substrate is clamped by the pair of clamp pieces,
The parameter is a compressive stress applied to the substrate at the time of clamping of the substrate, S, a first stress at which the substrate starts to be warped by the compressive stress, A, and in a state where the substrate is clamped by the pair of clamp pieces. When the table is moved in the axial direction, when the second stress at which the displacement of the fixed state of the substrate by the pair of clamp pieces starts to occur due to the moving force due to the movement is B,
B <S <A (1)
In the substrate clamping device set to satisfy the relationship of
The substrate further includes a positioning mark, and further includes a position measurement unit capable of determining a deviation from a reference position of the substrate by imaging the mark,
The control unit includes:
For an unknown substrate whose parameters are not stored in the storage unit, while the substrate is clamped by the pair of clamp pieces, the table is moved in the axial direction, and the unknown substrate is Monitor the amount of displacement of the fixed state when moving in the axial direction of the,
From the results of the monitor, find the value of B for the unknown substrate,
A substrate clamping device for storing a parameter set by applying the expression (1) with the obtained value of B in the storage unit.
基板に所定の処理を施す処理部と、
前記基板をクランプする請求項1〜5のいずれか1項に記載の基板クランプ装置と、
を備える基板処理装置。
A processing unit for performing predetermined processing on the substrate,
The substrate clamping device according to any one of claims 1 to 5 , which clamps the substrate,
A substrate processing apparatus comprising:
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