JP2004216290A - ペースト塗布用ノズル、ペースト塗布装置、及び塗布方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成であり、且つペーストを塗布するための所要時間が短いペースト塗布用ノズル、ペースト塗布装置、及び塗布方法を提供すること。
【解決手段】ペースト塗布用ノズル３は、ノズルホルダ４内に摺動可能に保持されている。ノズルホルダ４は、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９が塗布対象物２５の表面２５ａと対向するように第１の支柱９に移動可能に支持されている。ペースト塗布用ノズル３には平坦面２９に開口を有するペースト孔３１が形成されており、ペースト孔３１はペースト３５を収納している。ペースト３５は開口３３において露出しており、平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てることによって、表面２５ａにペースト３５が塗布され、塗布点４１が形成される。
【選択図】 図３
【解決手段】ペースト塗布用ノズル３は、ノズルホルダ４内に摺動可能に保持されている。ノズルホルダ４は、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９が塗布対象物２５の表面２５ａと対向するように第１の支柱９に移動可能に支持されている。ペースト塗布用ノズル３には平坦面２９に開口を有するペースト孔３１が形成されており、ペースト孔３１はペースト３５を収納している。ペースト３５は開口３３において露出しており、平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てることによって、表面２５ａにペースト３５が塗布され、塗布点４１が形成される。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布対象物の表面にペーストを塗布するペースト塗布用ノズル、ペースト塗布装置、及び塗布方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディスプレイは大画面化、精細化しており画素数は増大の一途を辿っている。これに伴い、ディスプレイの製造時において、パターン配線やカラーフィルタにおける欠陥の発生を抑制する必要が生じている。このような欠陥部分を修正する方法としては、例えば特許文献１に開示された液晶基板の欠陥修正方法がある。この方法は、針の先端にペーストを付着させ、欠陥部分に針の先端を接触させることによりペーストを塗布するものである。また、特許文献２に開示された回路基板のリペア方法は、インクジェット方式の液滴付与装置により導電性材料溶液を電気的接続不良箇所に付与し、修正する方法である。また、特許文献３に開示されたペースト状物質の塗布方法は、ペースト状物質を充填したバーレル及び精密ノズルからなる吐出部先端に液点を形成し、被塗布面に近接して滴下するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２９２４４２号公報
【特許文献２】
特開平１１−２３３００９号公報
【特許文献３】
特開平１１−３２９２２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、ペーストを１回塗布する毎に針の先端にペーストを付着させる必要がある。また、特許文献３に開示された方法では、１回塗布する毎に精密ノズルの吐出部先端に液点が形成されるのを待つ必要がある。これらの方法には、複数箇所の欠陥部分を修正する場合にその所要時間が長くなり、作業効率が悪化するという共通の問題がある。
【０００５】
また、特許文献２に開示された方法においては、ノズルから導電性材料溶液をインクジェット方式により強制的に出射する構成となっている。しかしながら、微細な吐出部先端から微少量の導電性材料溶液を出射するためには高性能な制御装置が必要になるので、構成が複雑になる。
【０００６】
本発明は、簡易な構成であり、且つペーストを塗布するための所要時間が短いペースト塗布用ノズル、ペースト塗布装置、及び塗布方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるペースト塗布用ノズルは、塗布対象物の表面にペーストを塗布するペースト塗布用ノズルであって、平坦な面が形成された先端部と、ペーストが収納されるとともに先端部の平坦な面に開口を有するペースト孔とを備え、先端部の平坦な面が塗布対象物の表面に押し当てられることにより、ペースト孔に収納されたペーストを塗布対象物の表面に塗布することを特徴とする。
【０００８】
本発明によるペースト塗布用ノズルでは、ペースト孔に収納されたペーストが先端部の平坦な面に形成された開口において露出する。そして、先端部の平坦な面が塗布対象物の表面に押し当てられることにより、開口において露出したペーストが塗布対象物の表面に接し、塗布対象物の表面にペーストが塗布される。本ペースト塗布用ノズルは、先端部に形成された平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てることによりペーストを塗布するので、ペーストを先端に付着させる時間や液点が形成されるのを待つ時間を必要としない。これにより、ペーストを塗布するための所要時間を短くできる。また、本ペースト塗布用ノズルは、強制的にペーストを押し出す構成を必要としないので、簡易な構成とすることができる。
【０００９】
また、ペースト塗布用ノズルは、先端部の平坦な面が、円形状であることを特徴としてもよい。これによって、微細な先端部を容易に加工できる。
【００１０】
また、ペースト塗布用ノズルは、先端部の平坦な面が、矩形状であることを特徴としてもよい。これによって、ペーストを連続して塗布する際に、ペーストの重なる部分を減らすことができる。
【００１１】
本発明によるペースト塗布装置は、塗布対象物の表面にペーストを塗布するペースト塗布装置であって、平坦な面が形成された先端部と、前記ペーストが収納されるとともに前記先端部の前記平坦な面に開口を有するペースト孔とを備えるペースト塗布用ノズルと、塗布対象物の表面とペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面とが互いに対向するように塗布対象物を支持する支持台とを備え、ペースト塗布用ノズルが支持台に対し接近及び隔離可能に設けられており、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面が塗布対象物の表面に押し当てられることにより、ペースト孔に収納されたペーストを塗布対象物の表面に塗布することを特徴とする。
【００１２】
本発明によるペースト塗布装置では、ペースト塗布用ノズルを支持台に接近させ、ペースト塗布用ノズルの先端部に形成された平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てることによりペーストを塗布するので、ペーストを先端に付着させる時間や液点が形成されるのを待つ時間を必要としない。これにより、ペーストを塗布するための所要時間を短くできる。また、本ペースト塗布装置は、強制的にペーストを押し出す構成を必要としないので、簡易な構成とすることができる。
【００１３】
また、ペースト塗布装置は、ペースト塗布用ノズルを収容するノズルホルダをさらに備え、ノズルホルダは、ペースト塗布用ノズルを支持台に対する接近及び隔離方向に沿って摺動可能に保持することを特徴としてもよい。または、ペースト塗布装置は、ペースト塗布用ノズルを支持する支柱をさらに備え、支柱は、ペースト塗布用ノズルを支持台に対する接近及び隔離方向に沿って摺動可能に支持することを特徴としてもよい。
【００１４】
これらのペースト塗布装置では、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てたときに、ペースト塗布用ノズルが、ノズルホルダまたは支柱の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動する。これにより、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てる際の押圧力を細かく制御する必要がなくなるので、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てる機構を簡易に構成できる。また、ペースト塗布用ノズルの自重に応じて、先端部の平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てる押圧力が変化するので、ペースト塗布用ノズルの質量を調整するだけの簡易な方法により押圧力を調整できる。なお、ペースト塗布用ノズルと塗布対象物との間の押圧力を、ペースト塗布用ノズルに設けたバネや油圧機構などによって調整してもよい。このとき、ペースト塗布用ノズルの先端部に圧力センサを設け、この圧力センサによって検出された押圧力に基づいて、バネの弾性力や油圧力を制御すると好適である。
【００１５】
本発明によるペースト塗布方法は、塗布対象物の表面にペーストを塗布するペースト塗布方法であって、平坦な面が形成された先端部と、ペーストが収納されるとともに先端部の平坦な面に開口を有するペースト孔とを備えるペースト塗布用ノズルを用い、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てることにより、ペースト孔に収納されたペーストを塗布対象物の表面に塗布することを特徴とする。
【００１６】
本発明によるペースト塗布方法は、ペースト塗布用ノズルの先端部に形成された平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てることによりペーストを塗布するので、ペーストを先端に付着させる時間や液点が形成されるのを待つ時間を必要としない。これにより、ペーストを塗布するための所要時間を短くできる。また、本ペースト塗布方法は、強制的にペーストを押し出す装置を必要としないので、簡易な装置を用いて実現することができる。ただし、例えばインクジェット方式のように、熱や空気圧等によって強制的にペーストを押し出すような装置を用いることも可能である。
【００１７】
また、ペースト塗布方法は、ペースト塗布用ノズルを収容するノズルホルダをさらに用い、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てたときに、ペースト塗布用ノズルがノズルホルダの移動量を打ち消す方向に相対的に摺動することを特徴としてもよい。または、ペースト塗布方法は、ペースト塗布用ノズルを支持する支柱をさらに用い、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てたときに、ペースト塗布用ノズルが支柱の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動することを特徴としてもよい。
【００１８】
これらのペースト塗布方法により、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てる際の押圧力を細かく制御する必要がなくなるので、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てる工程を簡易な装置を用いて実現できる。また、ペースト塗布用ノズルの自重に応じて、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てる押圧力が変化するので、ペースト塗布用ノズルの質量を調整するだけの簡易な方法により押圧力を調整できる。なお、ペースト塗布用ノズルと塗布対象物との間の押圧力を、ペースト塗布用ノズルに設けたバネや油圧機構などを用いて調整してもよい。このとき、ペースト塗布用ノズルの先端部に設けられた圧力センサを用い、この圧力センサによって検出された押圧力に基づいて、バネの弾性力や油圧力を制御すると好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明によるペースト塗布用ノズル、ペースト塗布装置、及び塗布方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００２０】
図１は、本発明によるペースト塗布装置の実施形態を示す斜視図であり、図２（ａ）は、図１に示すペースト塗布用ノズル３付近の縦断面図である。このペースト塗布装置１は、ペースト塗布用ノズル３によって塗布対象物２５にペーストを塗布するものであり、例えば配線基板における配線パターンの断線などの欠陥部分を修正するのに用いられる。あるいは、ディスプレイ画面のカラーフィルタの非着色部分を修正するのに用いられる。ここで、図１においては、装置の手前側に向かってＸ軸の正方向が、鉛直方向上向きにＺ軸の正方向がそれぞれ定義されるように、直交座標系ＸＹＺを定義する。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、ペースト塗布用ノズル３は、平坦面２９が形成された先端部５を有している。先端部５は、下方ほど細くなるようなテーパ状に形成されている。そして、先端部５の最下端には、柱状のペースト塗布用ノズル３の軸と交差する方向に平坦面２９が形成されている。先端部５のうち、平坦面２９を含む一部または全部は、例えばステンレスや超鋼などの金属やルビーなどの鉱石により形成されている。特に、ルビーは硬度が高く加工性がよいので好適である。
【００２２】
また、ペースト塗布用ノズル３には、ペースト孔３１が形成されている。ペースト孔３１は、その深さ方向が柱状のペースト塗布用ノズル３の軸に沿うように形成されている。また、ペースト孔３１は、ペースト塗布用ノズル３を上下に貫通するように形成されている。ペースト孔３１は、先端部５の平坦面２９に開口３３を有する。ペースト孔３１はペースト３５を収納しており、開口３３においてペースト３５が露出している。なお、ペースト３５としては、導電性を有する導電性ペーストや、物体の表面を着色する塗料などが用いられる。また、ペースト孔３１は、ペースト塗布用ノズル３の上面に開口３４を有する。ペースト３５は、この開口３４を介して補充される。なお、ペースト３５の揮発を防ぐために、必要に応じて開口３４を塞ぐキャップを設けてもよい。
【００２３】
図２（ｂ）及び（ｃ）は、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９を下方から見た図である。図２（ｂ）を参照すると、先端部５の平坦面２９の外形は円形状を呈している。あるいは、図２（ｃ）に示されるように、先端部５の平坦面２９の外形は矩形状を呈していてもよい。
【００２４】
ペースト塗布用ノズル３は、鉛直方向に摺動可能にノズルホルダ４に保持されている。ノズルホルダ４は、下部が開口した中空状に形成されており、ペースト塗布用ノズル３の先端部５が側方から見える状態（つまり、ノズルホルダ４の開口から先端部５が突出した状態）でペースト塗布用ノズル３を収容している。
【００２５】
また、ノズルホルダ４の側壁には２つのネジ穴が形成されており、ネジ穴にはネジ３７が挿入されている。ネジ３７は、ノズルホルダ４内部の中空部分にその先端を突き出した状態でノズルホルダ４に固定される。一方、ペースト塗布用ノズル３は、ネジ３７の先端付近に当接する係止部分３９を側面に有しており、ネジ３７の先端付近と係止部分３９とが接している状態でペースト塗布用ノズル３が静止している。すなわち、ペースト塗布用ノズル３の自重がネジ３７に支えられることにより、先端部５の上下方向位置が保持されている。この係止部分３９を形成するには、例えば、柱状のペースト塗布用ノズル３の下半分の外径を上半分の外径よりも小さく形成するとよい。あるいは、ペースト塗布用ノズル３の側面に凸状部分を形成してもよい。なお、ペースト塗布用ノズル３は、ネジ３７を外すことによりノズルホルダ４から脱却される。
【００２６】
再び図１を参照すると、ノズルホルダ４は、ペースト塗布用ノズル３の先端部５に形成された平坦面２９がＺ軸の負方向すなわち下方を向くように第１の支柱９に支持されている。ここで、ノズルホルダ４はボールスライド７を介して第１の支柱９に支持されており、ノズルホルダ４は、上下方向に移動可能となっている。
【００２７】
第１の支柱９は上下方向に延びており、土台１７に固定された第２の支柱１３に支持されている。また、第１の支柱９は、上下方向に移動可能なようにレール１１を介して支持されている。第２の支柱１３には一軸ロボットが取り付けられており、第１の支柱９は上下方向の任意の位置に移動される。また、第１の支柱９の側面下部には、塗布対象物２５におけるペースト塗布部分を観察するための拡大鏡１５が設置されている。第２の支柱１３は、ペースト塗布装置１の土台１７に固定されている。
【００２８】
塗布対象物２５を支持する支持台１９は、塗布対象物２５の表面２５ａとペースト塗布用ノズル３の先端部５に形成された平坦面２９とが互いに対向するように、塗布対象物２５を支持する構成となっている。ここで、前述したようにノズルホルダ４は上下方向に移動可能なように第１の支柱９に支持されているので、ペースト塗布用ノズル３は支持台１９に対し接近及び隔離可能となっている。また、支持台１９は、ＸＹテーブル２７上に載置されている。ＸＹテーブル２７は、支持台１９をＸ方向に移動させる機構２１ａ、及び支持台１９をＹ方向に移動させる機構２１ｂを備えている。また、ＸＹテーブル２７は、土台１７上に固定された台２３上に載置されている。このＸＹテーブル２７は、図示しない電子制御手段によって塗布対象物２５をＸ軸方向及びＹ軸方向に自動的に移動させる構成としてもよい。
【００２９】
以上が、ペースト塗布装置１の構成である。次に、本発明によるペースト塗布方法の実施形態を説明する。このペースト塗布方法は、例えば上記したペースト塗布装置１を用いて好適に実施される。
【００３０】
まず、本ペースト塗布方法の準備段階を説明する。図１に示した第１の支柱９をＺ軸の正方向に移動させ、支持台１９上に塗布対象物２５をセットする。塗布対象物２５としては、例えば配線基板やディスプレイ画面用のカラーフィルタといったものが挙げられる。そして、塗布対象物２５においてペースト３５が塗布される塗布対象部分は、配線基板であれば例えば配線パターンの断線部分であり、カラーフィルタであれば例えば非着色部分である。支持台１９上に塗布対象物２５をセットするときは、塗布対象部分が存在する表面２５ａを上面にする。
【００３１】
次に、ノズルホルダ４のネジ３７を外して、ノズルホルダ４からペースト塗布用ノズル３を脱却する。そして、ペースト塗布用ノズル３のペースト孔３１にペースト３５を収納する。このとき、塗布対象物２５が配線基板であれば、ペースト３５として導電性ペーストを用いる。また、塗布対象物２５がカラーフィルタであれば、ペースト３５として塗料を用いる。こうしてペースト３５を収納したのち、ペースト塗布用ノズル３をノズルホルダ４に挿入してネジ３７を締める。以上の方法により、ペースト孔３１にペースト３５を収納したペースト塗布用ノズル３がペースト塗布装置１に装備され、本ペースト塗布方法の準備が完了する。
【００３２】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本ペースト塗布方法を説明するための図である。上記した準備を終えた後、まず第１の支柱９をＺ軸の負方向に移動させる。図３（ａ）は、第１の支柱９を移動させた状態を示している。このとき、ペースト塗布用ノズル３は、先端部５の平坦面２９と塗布対象物２５の表面２５ａとが互いに対向した状態で静止している。また、ペースト孔３１の開口３３において、ペースト３５が露出している。次に、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９が塗布対象物２５における塗布対象部分２５ｂに押し当てられるように、拡大鏡１５を通して塗布対象物２５の表面２５ａを観察しながらＸＹテーブル２７によって塗布対象物２５をＸ方向及びＹ方向に移動させる。
【００３３】
続いて、ボールスライド７をスライドさせることにより、第１の支柱９に対して相対的に下方へノズルホルダ４及びペースト塗布用ノズル３を移動させ、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てる。図３（ｂ）は、平坦面２９を表面２５ａに押し当てた状態を示している。このとき、平坦面２９と表面２５ａとの間に生じた微小な隙間にペースト３５が一定量しみ出して、塗布対象部分２５ｂにペースト３５が塗布される。微小な隙間にペースト３５がしみ出すのは、ペースト３５の表面張力によるものと推測される。
【００３４】
また、図３（ａ）に示した状態においては、ネジ３７の先端付近と係止部分３９とが接している状態でペースト塗布用ノズル３がノズルホルダ４に支えられているので、ノズルホルダ４が所定の位置より下方に移動すると、ネジ３７と係止部分３９とが離れ、図３（ｂ）に示すようにペースト塗布用ノズル３の自重が塗布対象物２５に支えられる状態となる。すなわち、平坦面２９が表面２５ａに押し当てられる際に、ペースト塗布用ノズル３が下方へのノズルホルダ４の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動する。
【００３５】
続いて、ノズルホルダ４及びペースト塗布用ノズル３を上方に移動させて先端部５の平坦面２９と塗布対象物２５の表面２５ａとを離す。図３（ｃ）は、平坦面２９と表面２５ａとを離した状態を示している。こうして、塗布対象物２５における塗布対象部分２５ｂにペースト３５が塗布されて塗布点４１が形成される。なお、塗布対象物２５に塗布対象部分２５ｂが複数ある場合、もしくはペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９の面積よりも塗布対象部分２５ｂの面積のほうが大きい場合には、ペースト３５を連続して繰り返し塗布するとよい。このとき、第１の支柱９の上下方向位置を固定したままノズルホルダ４及びペースト塗布用ノズル３を上下方向に移動させるとともに、塗布対象物２５をＸＹテーブル２７によって移動させることにより、ペースト３５を連続して塗布する。
【００３６】
以上に説明した本実施形態によるペースト塗布用ノズル３、ペースト塗布装置１、及びペースト塗布方法は、以下の効果を有する。すなわち、本実施形態では、開口３３が形成された平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てることによりペースト３５を塗布するので、特許文献１（特開平８−２９２４４２号公報）や特許文献３（特開平１１−３２９２２１号公報）に開示された技術のように、ペーストを先端に付着させる時間や液点が形成されるのを待つ時間を必要としない。これにより、ペースト３５を塗布するための所要時間を短くできる。また、本実施形態では、特許文献２（特開平１１−２３３００９号公報）に開示された技術のように、インクジェット方式やディスペンサといった構成により強制的にペースト３５を押し出す必要がない。これによって、簡易な構成により一定量のペースト３５を塗布することができる。
【００３７】
図４（ａ）及び（ｂ）は、塗布対象物２５として配線基板をペースト塗布用ノズル３により修正する場合を説明するための図である。図４（ａ）を参照すると、配線パターン４３に断線部分４３ａが生じている。ここへペースト塗布用ノズル３によって導電性のペースト３５を塗布することにより、図４（ｂ）に示される状態となる。図４（ｂ）を参照すると、配線パターン４３の断線部分４３ａを繋ぐように塗布点４１が連続して複数形成されることにより、断線部分４３ａが修正されている。本実施形態によれば、このような複数の連続した塗布点４１を、簡易な構成且つ短い時間で形成することができる。
【００３８】
また、上記したペースト塗布装置１及びペースト塗布方法では、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てたときに、ペースト塗布用ノズル３が、ノズルホルダ４の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動する。これにより、平坦面２９を表面２５ａに押し当てる際の押圧力を細かく制御する必要がなくなるので、簡易な構成によって平坦面２９を表面２５ａに押し当てることができる。また、ペースト塗布用ノズル３の自重に応じて、平坦面２９を表面２５ａに押し当てる押圧力が変化するので、ペースト塗布用ノズル３の質量を調整するだけの簡易な方法により押圧力を調整できる。
【００３９】
また、従来、インクジェット方式やディスペンサなどにおいてはノズル先端と塗布対象物との微細な距離を制御するための装置が必要となるが、本ペースト塗布装置１及びペースト塗布方法では、平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てたときにペースト塗布用ノズル３がノズルホルダ４の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動するため、平坦面２９と表面２５ａとの微細な距離を制御する必要がない。このため、塗布対象物２５の表面２５ａに凹凸が存在する場合でも細かな距離制御機構を必要とせず、簡易な構成により好適にペーストを塗布することができる。
【００４０】
また、ペースト塗布用ノズル３では、平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てていない状態においては、ペースト孔３１の開口３３においてのみペースト３５が露出している。これにより、ペースト３５がほぼ密閉され、ペースト３５の粘度などの状態を容易に保つことができる。また、ペースト塗布用ノズル３では、ペースト孔３１に収納されたペースト３５を使い切ることができるので、高価なペースト３５を無駄なく使うことができる。
【００４１】
また、ペースト塗布用ノズル３では、先端部５の平坦面２９が円形状を呈することによって、微細な先端部５を容易に加工できる。また、先端部５の平坦面２９が矩形状を呈することによって、塗布点４１が矩形状に形成されるので、ペースト３５を連続して塗布することにより塗布点４１を隣接して複数形成するような場合に、ペースト３５が重なる部分を減らすことができる。
【００４２】
ここで、図５（ａ）及び（ｂ）は、塗布対象物２５としてカラーフィルタを本ペースト塗布用ノズル３により修正する場合を説明するための図である。図５（ａ）を参照すると、カラーフィルタ４５に欠陥部分として非着色部分４５ａが生じている。ここへ、着色物質を含むペースト３５を、平坦面２９が矩形に形成されているペースト塗布用ノズル３を用いて非着色部分４５ａを隙間なく塗布することにより、図５（ｂ）に示される状態となる。図５（ｂ）を参照すると、カラーフィルタ４５の非着色部分４５ａに矩形の塗布点４１が隙間なく複数形成されることにより、非着色部分４５ａが修正されている。このとき、塗布点４１が矩形に形成されることによって、ペースト３５を隙間なく塗布する場合に塗布点４１同士が重なる部分が小さくなり、色むらの少ない補修が可能となる。
【００４３】
ここで、上記したペースト塗布装置、及び塗布方法の変形例を説明する。図６は、本変形例によるペースト塗布装置のペースト塗布用ノズル３付近の縦断面図である。図６を参照すると、ペースト塗布用ノズル３はノズルホルダ４に固定されている。すなわち、ペースト塗布用ノズル３の側面にはネジ穴が形成されており、ネジ３７によってペースト塗布用ノズル３をノズルホルダ４の内壁に押しつけて固定している。
【００４４】
第１の支柱９は上下方向に移動可能なように第２の支柱１３に支持されており、ペースト塗布用ノズル３は支持台１９に対し接近及び隔離可能となっている。ノズルホルダ４は、ボールスライド８を介して第１の支柱９に支持されており、上下方向に摺動可能となっている。
【００４５】
図７（ａ）〜（ｃ）は、本変形例によるペースト塗布方法を説明するための図である。まず、図３（ａ）に示されるように、ペースト塗布用ノズル３は、先端部５の平坦面２９と塗布対象物２５の表面２５ａとが互いに対向した状態で静止している。このとき、ボールスライド８は、摺動可能範囲の下端に位置している。次に、拡大鏡１５を通して塗布対象物２５の表面２５ａを観察しながらＸＹテーブル２７によって塗布対象物２５をＸ方向及びＹ方向に移動させる。
【００４６】
続いて、図示しない一軸ロボットを用いて第１の支柱９を下方へ移動させることにより、ノズルホルダ４及びペースト塗布用ノズル３を下方へ移動させ、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てる。図７（ｂ）は、平坦面２９を表面２５ａに押し当てた状態を示している。こうして、塗布対象部分２５ｂにペースト３５が塗布される。
【００４７】
また、ノズルホルダ４はボールスライド８を介して第１の支柱９に摺動可能なように支えられているので、第１の支柱９が所定の位置より下方に移動すると、図３（ｂ）に示すようにペースト塗布用ノズル３及びノズルホルダ４の自重が塗布対象物２５に支えられる状態となる。すなわち、平坦面２９が表面２５ａに押し当てられる際に、ペースト塗布用ノズル３及びノズルホルダ４が下方への第１の支柱９の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動する。
【００４８】
続いて、第１の支柱９を上方に移動させて、ペースト塗布用ノズル３の先端部５の平坦面２９と塗布対象物２５の表面２５ａとを離す。図３（ｃ）は、平坦面２９と表面２５ａとを離した状態を示している。こうして、塗布対象物２５における塗布対象部分２５ｂにペースト３５が塗布されて塗布点４１が形成される。
【００４９】
上記した変形例では、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てたときに、ペースト塗布用ノズル３及びノズルホルダ４が、第１の支柱９の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動する。これにより、平坦面２９を表面２５ａに押し当てる際の押圧力を細かく制御する必要がなくなるので、簡易な構成によって平坦面２９を表面２５ａに押し当てることができる。また、ペースト塗布用ノズル３及びノズルホルダ４の自重に応じて、平坦面２９を表面２５ａに押し当てる押圧力が変化するので、ペースト塗布用ノズル３及びノズルホルダ４の質量を調整するだけの簡易な方法により押圧力を調整できる。
【００５０】
ここで、上記したペースト塗布用ノズル、ペースト塗布装置、及び塗布方法の実施例を説明する。本実施例は、配線基板を塗布対象物とし、配線パターンの断線部分を修正する例である。本実施例では、ペースト塗布用ノズル３における平坦面２９を円形状とし、その直径を０．１ｍｍとした。そして、平坦面２９におけるペースト孔３１の開口径を０．０５ｍｍとした。ペースト３５としては温度２２℃において粘度１０．９［Ｐａ・ｓｅｃ］となる金ペースト（商品名：パーフェクトゴールド、真空冶金株式会社製）を用い、この金ペーストに溶剤としてテルペン誘導体（商品名：ターピオネール、ヤスハラケミカル株式会社製）を約３％添加し、攪拌することにより導電性のペースト３５を作成した。
【００５１】
この導電性ペースト３５をペースト塗布用ノズル３のペースト孔３１に収納し、ペースト塗布用ノズル３を所定の待機高さに移動させた。そして、配線基板の断線部分がペースト塗布用ノズル３の平坦面２９の真下に位置するように、拡大鏡１５を用いて断線部分を確認しながらＸＹテーブル２７を調整した。ペースト塗布用ノズル３を所定の待機高さから下方に移動させ、平坦面２９を配線基板の表面に押し当てることによって、平坦面２９の外形に応じた塗布点４１を形成した。続いて、塗布点４１のすぐ隣にペースト３５を塗布するために、ペースト塗布用ノズル３を１ｍｍ程度上方へ移動させ、ＸＹテーブル２７を用いて配線基板の位置を調整してから、再度ペースト塗布用ノズル３を下方へ移動させてペースト３５を塗布した。この動作を繰り返すことにより、配線基板の断線部分にペースト３５を短い時間に連続して塗布することができた。そして、ペースト塗布後、所定の条件下で塗布点４１を焼成することにより、塗布点４１に導電性が生じて断線部分が修正され、所望の電気回路とすることができた。
【００５２】
本発明によるペースト塗布用ノズル、ペースト塗布装置、及び塗布方法は、上記した実施形態及び実施例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記した実施形態のペースト塗布用ノズル３では、平坦面２９の形状を円形状または矩形状としているが、平坦面２９の形状はこれに限らず様々な形状とすることができる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明は、簡易な構成であり、且つペーストを塗布するための所要時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるペースト塗布装置の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、ペースト塗布用ノズル付近の縦断面図である。図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦面を下方から見た図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、ペースト塗布方法を説明するための図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、塗布対象物として配線基板をペースト塗布用ノズルにより修正する場合を説明するための図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、塗布対象物としてカラーフィルタをペースト塗布用ノズルにより修正する場合を説明するための図である。
【図６】図６は、ペースト塗布装置の変形例におけるペースト塗布用ノズル付近の縦断面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は、ペースト塗布方法の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ペースト塗布装置、３…ペースト塗布用ノズル、４…ノズルホルダ、５…先端部、７、８…ボールスライド、９…第１の支柱、１１…レール、１３…第２の支柱、１５…拡大鏡、１７…土台、１９…支持台、２５…塗布対象物、２７…ＸＹテーブル、２９…平坦面、３１…ペースト孔、３３…開口、３５…ペースト、３７…ネジ、３９…係止部分、４１…塗布点。
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布対象物の表面にペーストを塗布するペースト塗布用ノズル、ペースト塗布装置、及び塗布方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディスプレイは大画面化、精細化しており画素数は増大の一途を辿っている。これに伴い、ディスプレイの製造時において、パターン配線やカラーフィルタにおける欠陥の発生を抑制する必要が生じている。このような欠陥部分を修正する方法としては、例えば特許文献１に開示された液晶基板の欠陥修正方法がある。この方法は、針の先端にペーストを付着させ、欠陥部分に針の先端を接触させることによりペーストを塗布するものである。また、特許文献２に開示された回路基板のリペア方法は、インクジェット方式の液滴付与装置により導電性材料溶液を電気的接続不良箇所に付与し、修正する方法である。また、特許文献３に開示されたペースト状物質の塗布方法は、ペースト状物質を充填したバーレル及び精密ノズルからなる吐出部先端に液点を形成し、被塗布面に近接して滴下するものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２９２４４２号公報
【特許文献２】
特開平１１−２３３００９号公報
【特許文献３】
特開平１１−３２９２２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、ペーストを１回塗布する毎に針の先端にペーストを付着させる必要がある。また、特許文献３に開示された方法では、１回塗布する毎に精密ノズルの吐出部先端に液点が形成されるのを待つ必要がある。これらの方法には、複数箇所の欠陥部分を修正する場合にその所要時間が長くなり、作業効率が悪化するという共通の問題がある。
【０００５】
また、特許文献２に開示された方法においては、ノズルから導電性材料溶液をインクジェット方式により強制的に出射する構成となっている。しかしながら、微細な吐出部先端から微少量の導電性材料溶液を出射するためには高性能な制御装置が必要になるので、構成が複雑になる。
【０００６】
本発明は、簡易な構成であり、且つペーストを塗布するための所要時間が短いペースト塗布用ノズル、ペースト塗布装置、及び塗布方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によるペースト塗布用ノズルは、塗布対象物の表面にペーストを塗布するペースト塗布用ノズルであって、平坦な面が形成された先端部と、ペーストが収納されるとともに先端部の平坦な面に開口を有するペースト孔とを備え、先端部の平坦な面が塗布対象物の表面に押し当てられることにより、ペースト孔に収納されたペーストを塗布対象物の表面に塗布することを特徴とする。
【０００８】
本発明によるペースト塗布用ノズルでは、ペースト孔に収納されたペーストが先端部の平坦な面に形成された開口において露出する。そして、先端部の平坦な面が塗布対象物の表面に押し当てられることにより、開口において露出したペーストが塗布対象物の表面に接し、塗布対象物の表面にペーストが塗布される。本ペースト塗布用ノズルは、先端部に形成された平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てることによりペーストを塗布するので、ペーストを先端に付着させる時間や液点が形成されるのを待つ時間を必要としない。これにより、ペーストを塗布するための所要時間を短くできる。また、本ペースト塗布用ノズルは、強制的にペーストを押し出す構成を必要としないので、簡易な構成とすることができる。
【０００９】
また、ペースト塗布用ノズルは、先端部の平坦な面が、円形状であることを特徴としてもよい。これによって、微細な先端部を容易に加工できる。
【００１０】
また、ペースト塗布用ノズルは、先端部の平坦な面が、矩形状であることを特徴としてもよい。これによって、ペーストを連続して塗布する際に、ペーストの重なる部分を減らすことができる。
【００１１】
本発明によるペースト塗布装置は、塗布対象物の表面にペーストを塗布するペースト塗布装置であって、平坦な面が形成された先端部と、前記ペーストが収納されるとともに前記先端部の前記平坦な面に開口を有するペースト孔とを備えるペースト塗布用ノズルと、塗布対象物の表面とペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面とが互いに対向するように塗布対象物を支持する支持台とを備え、ペースト塗布用ノズルが支持台に対し接近及び隔離可能に設けられており、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面が塗布対象物の表面に押し当てられることにより、ペースト孔に収納されたペーストを塗布対象物の表面に塗布することを特徴とする。
【００１２】
本発明によるペースト塗布装置では、ペースト塗布用ノズルを支持台に接近させ、ペースト塗布用ノズルの先端部に形成された平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てることによりペーストを塗布するので、ペーストを先端に付着させる時間や液点が形成されるのを待つ時間を必要としない。これにより、ペーストを塗布するための所要時間を短くできる。また、本ペースト塗布装置は、強制的にペーストを押し出す構成を必要としないので、簡易な構成とすることができる。
【００１３】
また、ペースト塗布装置は、ペースト塗布用ノズルを収容するノズルホルダをさらに備え、ノズルホルダは、ペースト塗布用ノズルを支持台に対する接近及び隔離方向に沿って摺動可能に保持することを特徴としてもよい。または、ペースト塗布装置は、ペースト塗布用ノズルを支持する支柱をさらに備え、支柱は、ペースト塗布用ノズルを支持台に対する接近及び隔離方向に沿って摺動可能に支持することを特徴としてもよい。
【００１４】
これらのペースト塗布装置では、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てたときに、ペースト塗布用ノズルが、ノズルホルダまたは支柱の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動する。これにより、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てる際の押圧力を細かく制御する必要がなくなるので、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てる機構を簡易に構成できる。また、ペースト塗布用ノズルの自重に応じて、先端部の平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てる押圧力が変化するので、ペースト塗布用ノズルの質量を調整するだけの簡易な方法により押圧力を調整できる。なお、ペースト塗布用ノズルと塗布対象物との間の押圧力を、ペースト塗布用ノズルに設けたバネや油圧機構などによって調整してもよい。このとき、ペースト塗布用ノズルの先端部に圧力センサを設け、この圧力センサによって検出された押圧力に基づいて、バネの弾性力や油圧力を制御すると好適である。
【００１５】
本発明によるペースト塗布方法は、塗布対象物の表面にペーストを塗布するペースト塗布方法であって、平坦な面が形成された先端部と、ペーストが収納されるとともに先端部の平坦な面に開口を有するペースト孔とを備えるペースト塗布用ノズルを用い、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てることにより、ペースト孔に収納されたペーストを塗布対象物の表面に塗布することを特徴とする。
【００１６】
本発明によるペースト塗布方法は、ペースト塗布用ノズルの先端部に形成された平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てることによりペーストを塗布するので、ペーストを先端に付着させる時間や液点が形成されるのを待つ時間を必要としない。これにより、ペーストを塗布するための所要時間を短くできる。また、本ペースト塗布方法は、強制的にペーストを押し出す装置を必要としないので、簡易な装置を用いて実現することができる。ただし、例えばインクジェット方式のように、熱や空気圧等によって強制的にペーストを押し出すような装置を用いることも可能である。
【００１７】
また、ペースト塗布方法は、ペースト塗布用ノズルを収容するノズルホルダをさらに用い、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てたときに、ペースト塗布用ノズルがノズルホルダの移動量を打ち消す方向に相対的に摺動することを特徴としてもよい。または、ペースト塗布方法は、ペースト塗布用ノズルを支持する支柱をさらに用い、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てたときに、ペースト塗布用ノズルが支柱の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動することを特徴としてもよい。
【００１８】
これらのペースト塗布方法により、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てる際の押圧力を細かく制御する必要がなくなるので、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てる工程を簡易な装置を用いて実現できる。また、ペースト塗布用ノズルの自重に応じて、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦な面を塗布対象物の表面に押し当てる押圧力が変化するので、ペースト塗布用ノズルの質量を調整するだけの簡易な方法により押圧力を調整できる。なお、ペースト塗布用ノズルと塗布対象物との間の押圧力を、ペースト塗布用ノズルに設けたバネや油圧機構などを用いて調整してもよい。このとき、ペースト塗布用ノズルの先端部に設けられた圧力センサを用い、この圧力センサによって検出された押圧力に基づいて、バネの弾性力や油圧力を制御すると好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明によるペースト塗布用ノズル、ペースト塗布装置、及び塗布方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００２０】
図１は、本発明によるペースト塗布装置の実施形態を示す斜視図であり、図２（ａ）は、図１に示すペースト塗布用ノズル３付近の縦断面図である。このペースト塗布装置１は、ペースト塗布用ノズル３によって塗布対象物２５にペーストを塗布するものであり、例えば配線基板における配線パターンの断線などの欠陥部分を修正するのに用いられる。あるいは、ディスプレイ画面のカラーフィルタの非着色部分を修正するのに用いられる。ここで、図１においては、装置の手前側に向かってＸ軸の正方向が、鉛直方向上向きにＺ軸の正方向がそれぞれ定義されるように、直交座標系ＸＹＺを定義する。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、ペースト塗布用ノズル３は、平坦面２９が形成された先端部５を有している。先端部５は、下方ほど細くなるようなテーパ状に形成されている。そして、先端部５の最下端には、柱状のペースト塗布用ノズル３の軸と交差する方向に平坦面２９が形成されている。先端部５のうち、平坦面２９を含む一部または全部は、例えばステンレスや超鋼などの金属やルビーなどの鉱石により形成されている。特に、ルビーは硬度が高く加工性がよいので好適である。
【００２２】
また、ペースト塗布用ノズル３には、ペースト孔３１が形成されている。ペースト孔３１は、その深さ方向が柱状のペースト塗布用ノズル３の軸に沿うように形成されている。また、ペースト孔３１は、ペースト塗布用ノズル３を上下に貫通するように形成されている。ペースト孔３１は、先端部５の平坦面２９に開口３３を有する。ペースト孔３１はペースト３５を収納しており、開口３３においてペースト３５が露出している。なお、ペースト３５としては、導電性を有する導電性ペーストや、物体の表面を着色する塗料などが用いられる。また、ペースト孔３１は、ペースト塗布用ノズル３の上面に開口３４を有する。ペースト３５は、この開口３４を介して補充される。なお、ペースト３５の揮発を防ぐために、必要に応じて開口３４を塞ぐキャップを設けてもよい。
【００２３】
図２（ｂ）及び（ｃ）は、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９を下方から見た図である。図２（ｂ）を参照すると、先端部５の平坦面２９の外形は円形状を呈している。あるいは、図２（ｃ）に示されるように、先端部５の平坦面２９の外形は矩形状を呈していてもよい。
【００２４】
ペースト塗布用ノズル３は、鉛直方向に摺動可能にノズルホルダ４に保持されている。ノズルホルダ４は、下部が開口した中空状に形成されており、ペースト塗布用ノズル３の先端部５が側方から見える状態（つまり、ノズルホルダ４の開口から先端部５が突出した状態）でペースト塗布用ノズル３を収容している。
【００２５】
また、ノズルホルダ４の側壁には２つのネジ穴が形成されており、ネジ穴にはネジ３７が挿入されている。ネジ３７は、ノズルホルダ４内部の中空部分にその先端を突き出した状態でノズルホルダ４に固定される。一方、ペースト塗布用ノズル３は、ネジ３７の先端付近に当接する係止部分３９を側面に有しており、ネジ３７の先端付近と係止部分３９とが接している状態でペースト塗布用ノズル３が静止している。すなわち、ペースト塗布用ノズル３の自重がネジ３７に支えられることにより、先端部５の上下方向位置が保持されている。この係止部分３９を形成するには、例えば、柱状のペースト塗布用ノズル３の下半分の外径を上半分の外径よりも小さく形成するとよい。あるいは、ペースト塗布用ノズル３の側面に凸状部分を形成してもよい。なお、ペースト塗布用ノズル３は、ネジ３７を外すことによりノズルホルダ４から脱却される。
【００２６】
再び図１を参照すると、ノズルホルダ４は、ペースト塗布用ノズル３の先端部５に形成された平坦面２９がＺ軸の負方向すなわち下方を向くように第１の支柱９に支持されている。ここで、ノズルホルダ４はボールスライド７を介して第１の支柱９に支持されており、ノズルホルダ４は、上下方向に移動可能となっている。
【００２７】
第１の支柱９は上下方向に延びており、土台１７に固定された第２の支柱１３に支持されている。また、第１の支柱９は、上下方向に移動可能なようにレール１１を介して支持されている。第２の支柱１３には一軸ロボットが取り付けられており、第１の支柱９は上下方向の任意の位置に移動される。また、第１の支柱９の側面下部には、塗布対象物２５におけるペースト塗布部分を観察するための拡大鏡１５が設置されている。第２の支柱１３は、ペースト塗布装置１の土台１７に固定されている。
【００２８】
塗布対象物２５を支持する支持台１９は、塗布対象物２５の表面２５ａとペースト塗布用ノズル３の先端部５に形成された平坦面２９とが互いに対向するように、塗布対象物２５を支持する構成となっている。ここで、前述したようにノズルホルダ４は上下方向に移動可能なように第１の支柱９に支持されているので、ペースト塗布用ノズル３は支持台１９に対し接近及び隔離可能となっている。また、支持台１９は、ＸＹテーブル２７上に載置されている。ＸＹテーブル２７は、支持台１９をＸ方向に移動させる機構２１ａ、及び支持台１９をＹ方向に移動させる機構２１ｂを備えている。また、ＸＹテーブル２７は、土台１７上に固定された台２３上に載置されている。このＸＹテーブル２７は、図示しない電子制御手段によって塗布対象物２５をＸ軸方向及びＹ軸方向に自動的に移動させる構成としてもよい。
【００２９】
以上が、ペースト塗布装置１の構成である。次に、本発明によるペースト塗布方法の実施形態を説明する。このペースト塗布方法は、例えば上記したペースト塗布装置１を用いて好適に実施される。
【００３０】
まず、本ペースト塗布方法の準備段階を説明する。図１に示した第１の支柱９をＺ軸の正方向に移動させ、支持台１９上に塗布対象物２５をセットする。塗布対象物２５としては、例えば配線基板やディスプレイ画面用のカラーフィルタといったものが挙げられる。そして、塗布対象物２５においてペースト３５が塗布される塗布対象部分は、配線基板であれば例えば配線パターンの断線部分であり、カラーフィルタであれば例えば非着色部分である。支持台１９上に塗布対象物２５をセットするときは、塗布対象部分が存在する表面２５ａを上面にする。
【００３１】
次に、ノズルホルダ４のネジ３７を外して、ノズルホルダ４からペースト塗布用ノズル３を脱却する。そして、ペースト塗布用ノズル３のペースト孔３１にペースト３５を収納する。このとき、塗布対象物２５が配線基板であれば、ペースト３５として導電性ペーストを用いる。また、塗布対象物２５がカラーフィルタであれば、ペースト３５として塗料を用いる。こうしてペースト３５を収納したのち、ペースト塗布用ノズル３をノズルホルダ４に挿入してネジ３７を締める。以上の方法により、ペースト孔３１にペースト３５を収納したペースト塗布用ノズル３がペースト塗布装置１に装備され、本ペースト塗布方法の準備が完了する。
【００３２】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本ペースト塗布方法を説明するための図である。上記した準備を終えた後、まず第１の支柱９をＺ軸の負方向に移動させる。図３（ａ）は、第１の支柱９を移動させた状態を示している。このとき、ペースト塗布用ノズル３は、先端部５の平坦面２９と塗布対象物２５の表面２５ａとが互いに対向した状態で静止している。また、ペースト孔３１の開口３３において、ペースト３５が露出している。次に、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９が塗布対象物２５における塗布対象部分２５ｂに押し当てられるように、拡大鏡１５を通して塗布対象物２５の表面２５ａを観察しながらＸＹテーブル２７によって塗布対象物２５をＸ方向及びＹ方向に移動させる。
【００３３】
続いて、ボールスライド７をスライドさせることにより、第１の支柱９に対して相対的に下方へノズルホルダ４及びペースト塗布用ノズル３を移動させ、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てる。図３（ｂ）は、平坦面２９を表面２５ａに押し当てた状態を示している。このとき、平坦面２９と表面２５ａとの間に生じた微小な隙間にペースト３５が一定量しみ出して、塗布対象部分２５ｂにペースト３５が塗布される。微小な隙間にペースト３５がしみ出すのは、ペースト３５の表面張力によるものと推測される。
【００３４】
また、図３（ａ）に示した状態においては、ネジ３７の先端付近と係止部分３９とが接している状態でペースト塗布用ノズル３がノズルホルダ４に支えられているので、ノズルホルダ４が所定の位置より下方に移動すると、ネジ３７と係止部分３９とが離れ、図３（ｂ）に示すようにペースト塗布用ノズル３の自重が塗布対象物２５に支えられる状態となる。すなわち、平坦面２９が表面２５ａに押し当てられる際に、ペースト塗布用ノズル３が下方へのノズルホルダ４の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動する。
【００３５】
続いて、ノズルホルダ４及びペースト塗布用ノズル３を上方に移動させて先端部５の平坦面２９と塗布対象物２５の表面２５ａとを離す。図３（ｃ）は、平坦面２９と表面２５ａとを離した状態を示している。こうして、塗布対象物２５における塗布対象部分２５ｂにペースト３５が塗布されて塗布点４１が形成される。なお、塗布対象物２５に塗布対象部分２５ｂが複数ある場合、もしくはペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９の面積よりも塗布対象部分２５ｂの面積のほうが大きい場合には、ペースト３５を連続して繰り返し塗布するとよい。このとき、第１の支柱９の上下方向位置を固定したままノズルホルダ４及びペースト塗布用ノズル３を上下方向に移動させるとともに、塗布対象物２５をＸＹテーブル２７によって移動させることにより、ペースト３５を連続して塗布する。
【００３６】
以上に説明した本実施形態によるペースト塗布用ノズル３、ペースト塗布装置１、及びペースト塗布方法は、以下の効果を有する。すなわち、本実施形態では、開口３３が形成された平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てることによりペースト３５を塗布するので、特許文献１（特開平８−２９２４４２号公報）や特許文献３（特開平１１−３２９２２１号公報）に開示された技術のように、ペーストを先端に付着させる時間や液点が形成されるのを待つ時間を必要としない。これにより、ペースト３５を塗布するための所要時間を短くできる。また、本実施形態では、特許文献２（特開平１１−２３３００９号公報）に開示された技術のように、インクジェット方式やディスペンサといった構成により強制的にペースト３５を押し出す必要がない。これによって、簡易な構成により一定量のペースト３５を塗布することができる。
【００３７】
図４（ａ）及び（ｂ）は、塗布対象物２５として配線基板をペースト塗布用ノズル３により修正する場合を説明するための図である。図４（ａ）を参照すると、配線パターン４３に断線部分４３ａが生じている。ここへペースト塗布用ノズル３によって導電性のペースト３５を塗布することにより、図４（ｂ）に示される状態となる。図４（ｂ）を参照すると、配線パターン４３の断線部分４３ａを繋ぐように塗布点４１が連続して複数形成されることにより、断線部分４３ａが修正されている。本実施形態によれば、このような複数の連続した塗布点４１を、簡易な構成且つ短い時間で形成することができる。
【００３８】
また、上記したペースト塗布装置１及びペースト塗布方法では、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てたときに、ペースト塗布用ノズル３が、ノズルホルダ４の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動する。これにより、平坦面２９を表面２５ａに押し当てる際の押圧力を細かく制御する必要がなくなるので、簡易な構成によって平坦面２９を表面２５ａに押し当てることができる。また、ペースト塗布用ノズル３の自重に応じて、平坦面２９を表面２５ａに押し当てる押圧力が変化するので、ペースト塗布用ノズル３の質量を調整するだけの簡易な方法により押圧力を調整できる。
【００３９】
また、従来、インクジェット方式やディスペンサなどにおいてはノズル先端と塗布対象物との微細な距離を制御するための装置が必要となるが、本ペースト塗布装置１及びペースト塗布方法では、平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てたときにペースト塗布用ノズル３がノズルホルダ４の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動するため、平坦面２９と表面２５ａとの微細な距離を制御する必要がない。このため、塗布対象物２５の表面２５ａに凹凸が存在する場合でも細かな距離制御機構を必要とせず、簡易な構成により好適にペーストを塗布することができる。
【００４０】
また、ペースト塗布用ノズル３では、平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てていない状態においては、ペースト孔３１の開口３３においてのみペースト３５が露出している。これにより、ペースト３５がほぼ密閉され、ペースト３５の粘度などの状態を容易に保つことができる。また、ペースト塗布用ノズル３では、ペースト孔３１に収納されたペースト３５を使い切ることができるので、高価なペースト３５を無駄なく使うことができる。
【００４１】
また、ペースト塗布用ノズル３では、先端部５の平坦面２９が円形状を呈することによって、微細な先端部５を容易に加工できる。また、先端部５の平坦面２９が矩形状を呈することによって、塗布点４１が矩形状に形成されるので、ペースト３５を連続して塗布することにより塗布点４１を隣接して複数形成するような場合に、ペースト３５が重なる部分を減らすことができる。
【００４２】
ここで、図５（ａ）及び（ｂ）は、塗布対象物２５としてカラーフィルタを本ペースト塗布用ノズル３により修正する場合を説明するための図である。図５（ａ）を参照すると、カラーフィルタ４５に欠陥部分として非着色部分４５ａが生じている。ここへ、着色物質を含むペースト３５を、平坦面２９が矩形に形成されているペースト塗布用ノズル３を用いて非着色部分４５ａを隙間なく塗布することにより、図５（ｂ）に示される状態となる。図５（ｂ）を参照すると、カラーフィルタ４５の非着色部分４５ａに矩形の塗布点４１が隙間なく複数形成されることにより、非着色部分４５ａが修正されている。このとき、塗布点４１が矩形に形成されることによって、ペースト３５を隙間なく塗布する場合に塗布点４１同士が重なる部分が小さくなり、色むらの少ない補修が可能となる。
【００４３】
ここで、上記したペースト塗布装置、及び塗布方法の変形例を説明する。図６は、本変形例によるペースト塗布装置のペースト塗布用ノズル３付近の縦断面図である。図６を参照すると、ペースト塗布用ノズル３はノズルホルダ４に固定されている。すなわち、ペースト塗布用ノズル３の側面にはネジ穴が形成されており、ネジ３７によってペースト塗布用ノズル３をノズルホルダ４の内壁に押しつけて固定している。
【００４４】
第１の支柱９は上下方向に移動可能なように第２の支柱１３に支持されており、ペースト塗布用ノズル３は支持台１９に対し接近及び隔離可能となっている。ノズルホルダ４は、ボールスライド８を介して第１の支柱９に支持されており、上下方向に摺動可能となっている。
【００４５】
図７（ａ）〜（ｃ）は、本変形例によるペースト塗布方法を説明するための図である。まず、図３（ａ）に示されるように、ペースト塗布用ノズル３は、先端部５の平坦面２９と塗布対象物２５の表面２５ａとが互いに対向した状態で静止している。このとき、ボールスライド８は、摺動可能範囲の下端に位置している。次に、拡大鏡１５を通して塗布対象物２５の表面２５ａを観察しながらＸＹテーブル２７によって塗布対象物２５をＸ方向及びＹ方向に移動させる。
【００４６】
続いて、図示しない一軸ロボットを用いて第１の支柱９を下方へ移動させることにより、ノズルホルダ４及びペースト塗布用ノズル３を下方へ移動させ、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てる。図７（ｂ）は、平坦面２９を表面２５ａに押し当てた状態を示している。こうして、塗布対象部分２５ｂにペースト３５が塗布される。
【００４７】
また、ノズルホルダ４はボールスライド８を介して第１の支柱９に摺動可能なように支えられているので、第１の支柱９が所定の位置より下方に移動すると、図３（ｂ）に示すようにペースト塗布用ノズル３及びノズルホルダ４の自重が塗布対象物２５に支えられる状態となる。すなわち、平坦面２９が表面２５ａに押し当てられる際に、ペースト塗布用ノズル３及びノズルホルダ４が下方への第１の支柱９の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動する。
【００４８】
続いて、第１の支柱９を上方に移動させて、ペースト塗布用ノズル３の先端部５の平坦面２９と塗布対象物２５の表面２５ａとを離す。図３（ｃ）は、平坦面２９と表面２５ａとを離した状態を示している。こうして、塗布対象物２５における塗布対象部分２５ｂにペースト３５が塗布されて塗布点４１が形成される。
【００４９】
上記した変形例では、ペースト塗布用ノズル３の先端部５における平坦面２９を塗布対象物２５の表面２５ａに押し当てたときに、ペースト塗布用ノズル３及びノズルホルダ４が、第１の支柱９の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動する。これにより、平坦面２９を表面２５ａに押し当てる際の押圧力を細かく制御する必要がなくなるので、簡易な構成によって平坦面２９を表面２５ａに押し当てることができる。また、ペースト塗布用ノズル３及びノズルホルダ４の自重に応じて、平坦面２９を表面２５ａに押し当てる押圧力が変化するので、ペースト塗布用ノズル３及びノズルホルダ４の質量を調整するだけの簡易な方法により押圧力を調整できる。
【００５０】
ここで、上記したペースト塗布用ノズル、ペースト塗布装置、及び塗布方法の実施例を説明する。本実施例は、配線基板を塗布対象物とし、配線パターンの断線部分を修正する例である。本実施例では、ペースト塗布用ノズル３における平坦面２９を円形状とし、その直径を０．１ｍｍとした。そして、平坦面２９におけるペースト孔３１の開口径を０．０５ｍｍとした。ペースト３５としては温度２２℃において粘度１０．９［Ｐａ・ｓｅｃ］となる金ペースト（商品名：パーフェクトゴールド、真空冶金株式会社製）を用い、この金ペーストに溶剤としてテルペン誘導体（商品名：ターピオネール、ヤスハラケミカル株式会社製）を約３％添加し、攪拌することにより導電性のペースト３５を作成した。
【００５１】
この導電性ペースト３５をペースト塗布用ノズル３のペースト孔３１に収納し、ペースト塗布用ノズル３を所定の待機高さに移動させた。そして、配線基板の断線部分がペースト塗布用ノズル３の平坦面２９の真下に位置するように、拡大鏡１５を用いて断線部分を確認しながらＸＹテーブル２７を調整した。ペースト塗布用ノズル３を所定の待機高さから下方に移動させ、平坦面２９を配線基板の表面に押し当てることによって、平坦面２９の外形に応じた塗布点４１を形成した。続いて、塗布点４１のすぐ隣にペースト３５を塗布するために、ペースト塗布用ノズル３を１ｍｍ程度上方へ移動させ、ＸＹテーブル２７を用いて配線基板の位置を調整してから、再度ペースト塗布用ノズル３を下方へ移動させてペースト３５を塗布した。この動作を繰り返すことにより、配線基板の断線部分にペースト３５を短い時間に連続して塗布することができた。そして、ペースト塗布後、所定の条件下で塗布点４１を焼成することにより、塗布点４１に導電性が生じて断線部分が修正され、所望の電気回路とすることができた。
【００５２】
本発明によるペースト塗布用ノズル、ペースト塗布装置、及び塗布方法は、上記した実施形態及び実施例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記した実施形態のペースト塗布用ノズル３では、平坦面２９の形状を円形状または矩形状としているが、平坦面２９の形状はこれに限らず様々な形状とすることができる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明は、簡易な構成であり、且つペーストを塗布するための所要時間を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるペースト塗布装置の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、ペースト塗布用ノズル付近の縦断面図である。図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、ペースト塗布用ノズルの先端部における平坦面を下方から見た図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、ペースト塗布方法を説明するための図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、塗布対象物として配線基板をペースト塗布用ノズルにより修正する場合を説明するための図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、塗布対象物としてカラーフィルタをペースト塗布用ノズルにより修正する場合を説明するための図である。
【図６】図６は、ペースト塗布装置の変形例におけるペースト塗布用ノズル付近の縦断面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は、ペースト塗布方法の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ペースト塗布装置、３…ペースト塗布用ノズル、４…ノズルホルダ、５…先端部、７、８…ボールスライド、９…第１の支柱、１１…レール、１３…第２の支柱、１５…拡大鏡、１７…土台、１９…支持台、２５…塗布対象物、２７…ＸＹテーブル、２９…平坦面、３１…ペースト孔、３３…開口、３５…ペースト、３７…ネジ、３９…係止部分、４１…塗布点。
Claims (9)
- 塗布対象物の表面にペーストを塗布するペースト塗布用ノズルであって、
平坦な面が形成された先端部と、前記ペーストが収納されるとともに前記先端部の前記平坦な面に開口を有するペースト孔とを備え、
前記先端部の前記平坦な面が前記塗布対象物の前記表面に押し当てられることにより、前記ペースト孔に収納された前記ペーストを前記塗布対象物の前記表面に塗布することを特徴とするペースト塗布用ノズル。 - 前記先端部の前記平坦な面が、円形状であることを特徴とする請求項１に記載のペースト塗布用ノズル。
- 前記先端部の前記平坦な面が、矩形状であることを特徴とする請求項１に記載のペースト塗布用ノズル。
- 塗布対象物の表面にペーストを塗布するペースト塗布装置であって、
平坦な面が形成された先端部と、前記ペーストが収納されるとともに前記先端部の前記平坦な面に開口を有するペースト孔とを備えるペースト塗布用ノズルと、
前記塗布対象物の前記表面と前記ペースト塗布用ノズルの前記先端部における前記平坦な面とが互いに対向するように前記塗布対象物を支持する支持台と
を備え、
前記ペースト塗布用ノズルが前記支持台に対し接近及び隔離可能に設けられており、前記ペースト塗布用ノズルの前記先端部における前記平坦な面が前記塗布対象物の前記表面に押し当てられることにより、前記ペースト孔に収納された前記ペーストを前記塗布対象物の前記表面に塗布することを特徴とするペースト塗布装置。 - 前記ペースト塗布用ノズルを支持する支柱をさらに備え、
前記支柱は、前記ペースト塗布用ノズルを前記支持台に対する前記接近及び隔離方向に沿って摺動可能に支持することを特徴とする請求項４に記載のペースト塗布装置。 - 前記ペースト塗布用ノズルを収容するノズルホルダをさらに備え、
前記ノズルホルダは、前記ペースト塗布用ノズルを前記支持台に対する前記接近及び隔離方向に沿って摺動可能に保持することを特徴とする請求項４に記載のペースト塗布装置。 - 塗布対象物の表面にペーストを塗布するペースト塗布方法であって、
平坦な面が形成された先端部と、前記ペーストが収納されるとともに前記先端部の前記平坦な面に開口を有するペースト孔とを備えるペースト塗布用ノズルを用い、
前記ペースト塗布用ノズルの前記先端部における前記平坦な面を前記塗布対象物の前記表面に押し当てることにより、前記ペースト孔に収納された前記ペーストを前記塗布対象物の前記表面に塗布することを特徴とするペースト塗布方法。 - 前記ペースト塗布用ノズルを支持する支柱をさらに用い、
前記ペースト塗布用ノズルの前記先端部における前記平坦な面を前記塗布対象物の前記表面に押し当てたときに、前記ペースト塗布用ノズルが前記支柱の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動することを特徴とする請求項７に記載のペースト塗布方法。 - 前記ペースト塗布用ノズルを収容するノズルホルダをさらに用い、
前記ペースト塗布用ノズルの前記先端部における前記平坦な面を前記塗布対象物の前記表面に押し当てたときに、前記ペースト塗布用ノズルが前記ノズルホルダの移動量を打ち消す方向に相対的に摺動することを特徴とする請求項７に記載のペースト塗布方法。
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