JP2005296917A - ペースト塗布器及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ペーストパターンの断面測定時に信頼性のある測定結果が得られ、工程時間を短縮して生産率を高められると共に、正確なる断面測定工程によって品質管理及び向上を図れるようにしたペースト塗布器及びその制御方法を提供すること。
【解決手段】 基板を着脱可能に搭載するステージと、前記ステージに搭載された基板の主面に対向するペースト吐出口を有し、前記ステージと相対的に移動しながら前記基板にペーストを吐き出すノズルと、前記基板と相対的に移動せず、停止状態で前記基板上に塗布されたペーストパターンの断面を測定する断面測定手段とを含んで構成され、塗布されたペーストパターンで断面管理地点を設定する段階と、前記設定された断面管理地点が断面測定手段に位置するように相対移動する段階と、前記基板と相対的に移動せず、直接的に断面を測定する段階とを含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ペースト塗布器及びその制御方法に関し、特にペーストパターンの断面を簡単かつ正確に測定できるペースト塗布器及びその制御方法に関するものである。

一般に、液晶表示装置(ＬＣＤ)等の製造におけるペースト塗布器は、抵抗ペースト、シーリングペーストなどのような各種のペーストを基板に所定の形状、つまり所望するパターンで塗布する装置である。
ペースト塗布器は、基板が装着されるステージと、前記基板にペーストを塗布するノズルを有するヘッドユニットとに区分される。ヘッドユニットは、ペーストを収容しているペースト収納槽と、該ペースト収納槽に連通し、かつ基板にペーストを吐き出すノズルとを含んで構成されている。

即ち、ペースト塗布器は、基板が搭載されたステージとペーストを吐き出すノズルの相対位置関係を変化させながら搭載された基板に所定の形状のペーストパターンを形成する。そして、ユーザーが所望する形状のペーストパターンが形成されたかどうかを確認するために、塗布されたペーストパターンの断面を測定する。前記の断面測定とは、塗布されたペーストパターンの断面形状、断面積、断面の高さ、そして、線の幅などを測定することを意味する。

一方、塗布が終わったペーストパターンの断面測定、例えば、断面形状や断面積を求める従来技術は、韓国公開特許第１９９５−０３１５１６号(非特許文献１)に記載されている。前記文献によれば、まず、計測開始位置から光学式距離計によってペーストパターンの表面の高さを計測する。そして、計測結果をマイクロコンピューターのＲＡＭ（Random Access Memory）に格納した後、基板を次の計測点にピッチ移動させる。このような過程をｎ＋１回繰り返して得たデータを介して断面形状を算出する。また、前記データの表面の高さとピッチ間隔とを乗算した後、全て合算して塗布されたペーストパターンの断面積を算出する。したがって、ペーストパターンの断面を測定するために、基板と光学式の距離計はｎ＋１回にわたって相対運動を行う。
韓国公開特許第１９９５−０３１５１６号

しかしながら、上述した従来技術においては、次のような問題点がある。

第一に、従来技術では、ペーストパターンの特定断面の測定において、断面積を直接的に測定していない。即ち、ペーストパターンの“高さ”を測定し、これを計算して断面積を求めている。したがって、断面形状または断面積を求めるためには、測定時に基板と距離計の相対運動が必ず要求されるので、距離計或いは基板の少なくともいずれか一方を移動させなければならない。この際、振動などのような不適切な測定環境を引き起こし、測定距離の信頼性が落ちるという問題があった。
そして、ペースパターンの断面積を得るためには、演算装置を用いた別の演算処理段階が実行されなければならず、時間の浪費で生産性が低下する。

第二に、従来技術では、測定区間のピッチ間隔に基づき算出したペーストパターンの断面測定結果が不正確になるおそれがあり、これによって品質管理に悪影響を与えるという問題もあった。

本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもので、その目的は、ペーストパターンの断面測定時に信頼性のある測定結果が得られ、不必要な工程を減らすことで、工程時間を短縮して生産性を高めることのできるペースト塗布器及びその制御方法を提供することにある。

また他の目的は、正確なる断面測定工程によってより高い品質の管理及び品質の向上を図れるようにしたペースト塗布器及びその制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によるペースト塗布器は、基板を着脱可能に搭載するステージと、前記ステージに搭載された基板の主面に対向するペースト吐出口を有し、前記ステージと相対的に移動しながら前記基板にペーストを吐き出すノズルと、前記基板と相対的に移動せず、停止状態で前記基板上に塗布されたペーストパターンの断面を測定する断面測定手段とを含んで構成される。

一方、前記断面測定手段は、移動スポット方式の測定器或いはラインビーム方式の測定器であることが好ましい。前記移動スポット方式の断面測定器は、測定時に測定器ボディの動きがない。そして、前記測定器内部のレンズが上下移動をすることで、レーザースポットの位置を測定器の内部で上下及び左右に移動させながら該当断面を測定する。

前記ラインビーム方式も同様に、測定時に測定器ボディの動きがない。発光部のレーザーが二つの上／下投光レンズを通過しながら一つの平面を形成して、測定する被導体に到達することで、該当断面を測定する。

本発明の他の実施形態によれば、基板上に所望するペーストパターンを塗布するペースト塗布器において、塗布されたペーストパターンで断面管理地点を設定する段階と、前記設定された断面管理地点が断面測定手段に位置するように相対移動する段階と、前記基板と相対的に移動せず、直接的に断面を測定する段階とを含むことを特徴とするペースト塗布器の制御方法を提供する。

本発明によるペースト塗布器及びペーストパターンの断面測定方法には、次のような効果がある。

第一に、本発明によれば、ペーストパターンの特定の断面測定時に基板と断面測定手段とが相対運動をせず、固定された位置で断面を測定することで不適切な測定環境を排除し、正確なる断面形状、断面積、塗布の高さ及び線の幅などを算出できるという利点がある。
また、ペーストパターンの断面積を得るために不必要な演算処理段階を経なくて済むので、工程時間が短縮され、製品の生産性を高められるという利点もある。

本発明者の比較実験資料によれば、塗布されたペーストの特定断面を測定するに際して、従来技術の場合は、測定の高さ及び外部演算の誤差が１５％程度あったが、本発明では、測定の高さへの誤差は０．５％で、外部演算への誤差は存在しなかった。また、断面測定時間においても、従来技術では約５秒かかったが、本発明では約２秒程度に短縮された。

第二に、本発明によれば、塗布されたペーストの特定断面を測定するために、測定区間のピッチ間隔に関係なく、直接的に断面を測定することで、正確な測定結果が得られるばかりでなく、これによってより高い品質の管理及び品質の向上を図ることができる。

基板上に所望するペーストパターンを塗布するペースト塗布器において、基板を着脱可能に搭載するステージと、前記ステージに搭載された基板の主面に対向するペースト吐出口を有し、前記ステージと相対的に移動しながら前記基板にペーストを吐き出すノズルと、前記基板と相対的に移動せず、停止状態で前記基板上に塗布されたペーストパターンの断面を測定する断面測定手段とを含んで構成され、塗布されたペーストパターンで断面管理地点を設定する段階と、前記設定された断面管理地点が断面測定手段に位置するように相対移動する段階と、前記基板と相対的に移動せず、直接的に断面を測定する段階とを含むことにより、より高い品質の管理及び品質の向上させるという目的を実現した。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。ここで、同一の構成に対しては同一の名称及び同一の符号を付し、それに関する付加的な説明は省略する。

図１は、本発明によるペースト塗布器の好ましい構成を概略的に示す斜視図である。
フレーム１０の上部には、Ｘ軸方向に移動可能にＸ軸テーブル２０が設置され、前記Ｘ軸テーブル２０には、Ｙ軸方向に移動可能にＹ軸テーブル３０が設置され、前記Ｙ軸テーブル３０には、θ軸方向に移動可能にθ軸テーブル（図示せず）が設置され、θ軸テーブルには、基板が吸着されるステージ４０が設置される。そして、フレーム１０のほぼ中間位置には、カラム１２が設置され、前記カラム１２には、Ｚ軸方向に移動可能で、ペーストを吐き出すノズルを備えた多数のヘッドユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃからなるヘッドユニット群５０が設置され、また、カラム１２には、ステージ４０に吸着された基板を正位置に校正する役割を果たすアラインカメラ６０が設置される。

一方、それぞれのヘッドユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃには、ペーストが充填されたペースト収納槽５５２及びノズル５５４が設置され、ノズル５５４の位置をＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動させられるようにしたノズル用Ｘ，Ｙ，Ｚ軸モーター（詳細図示省略）がそれぞれ設置されている。

各ヘッドユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃには、断面測定手段１００が設置される。本発明による断面測定手段１００は、ペーストパターンの断面形状、断面積、塗布された断面の高さ及び線の幅などを直接、つまり断面測定手段１００の運動なしに測定する（詳細な内容は後述する）。

図１では、ヘッドユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃに断面測定手段１００が設置されているが、その設置位置は、図１に示す場合に限定されるものではない。何故なら、本発明では、ペーストパターンの特定の断面測定時に、断面測定手段と基板との間に相対移動が存在しないからである。即ち、測定するペーストパターンの位置に移動する場合においてのみ、ヘッドユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃやステージ４０を測定位置に移動させればよいからである。よって、前記断面測定手段１００は、移動可能なステージ４０に設置されるか、或いはカラム１２に固定的に設置され得る。また、前記断面測定手段１００は、特定のヘッドユニット５０ａ、或いは全てのヘッドユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃに設置される。

図２は、本発明によるペースト塗布器の制御システムの構成を概略的に示すブロック図である。この図２を参照して、本発明によるペースト塗布器の制御システムについて説明する。
中央処理装置の役割をする制御部７０には、モーターコントローラー３、断面測定手段１００及び入出力手段８０がそれぞれ連結される。そして、前記モーターコントローラー３には、ステージ用Ｘ軸ドライバー３ａ、Ｙ軸ドライバー３ｂ及びθ軸ドライバー３ｃが連結されている。また、モーターコントローラー３には、ノズル用Ｘ軸ドライバー３ｄ、Ｙ軸ドライバー３ｅ及びＺ軸ドライバー３ｆがそれぞれ連結されている。

ステージ用Ｘ，Ｙ，θ軸ドライバー３ａ，３ｂ，３ｃは、各々Ｘ，Ｙ，θ軸テーブルの移動を制御する。そして、ノズル用Ｘ，Ｙ，Ｚ軸ドライバー３ｄ，３ｅ,３ｆは、ノズル５５４の位置を微細にＸ，Ｙ，Ｚ軸方向にそれぞれ制御する。

上述したように構成され、基板とノズルとが相対移動をしながら、基板に所定の形状のペーストパターンを形成する。図１では、ノズルが固定され、基板、つまりステージ４０がＸ軸及びＹ軸に移動してして所定の形状のペーストパターンが形成されるが、その反対の場合、つまり、ステージが固定され、かつノズル(カラム１２或いはヘッドユニット５０ａ、５０ｂ、５０ｃ)が移動するように構成することも勿論可能である。
そして、所定のペーストパターンの形成後に、ユーザーが所望する形状のペーストパターンが形成されたかどうかを確認するために、塗布されたペーストパターンの断面を測定する。断面測定手段１００は、断面測定において制御部７０に連結されており、一連の過程に従って該当断面を測定する。

前記断面測定において、一連の過程は、図６に基づき後述するように、塗布されたペーストパターンで断面管理地点を設定する段階Ｓ６１と、前記断面管理地点部分が断面測定手段１００に位置するように相対移動する段階Ｓ６２と、断面測定手段１００を用いてペーストパターンの断面を測定する段階Ｓ６３とで構成されている。

図３を参照にして、前記断面測定手段１００の第１実施例を詳細に説明する。
図３に示す断面測定手段１００は、移動スポット方式の断面測定器である。断面測定時に前記測定器のボディは動きがなく、測定器内部のレンズが上／下移動をすることで、レーザースポットの位置を測定器の内部で移動させる。

以下、図３を参照にして、移動スポット方式測定器の構成要素と、ペーストパターンの断面測定過程とを順次に説明する。

移動式スポット方式の測定器は、発光部４１１、受光部４１２、照明４１３、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ４１４、馬蹄形の振動子４１５、上／下レンズ４１６、及び振動子の感知センサー４１７で構成されている。
まず、前記発光部４１１に位置した発光ダイオードでレーザービームが出ると、前記測定器の上／下レンズ４１６を通過する。そして、ペーストパターンの表面に到達した後、レーザービームは、前記受光部４１２に入る。

この際、前記馬蹄形の振動子４１５を振動させると、前記上／下レンズ４１６間の距離が変わる。その時、レーザー経路が変わり、前記受光部４１２では、反射によって入るレーザービームの受光量が最大となる位置が焦点位置に決定される。この際、前記馬蹄形振動子４１５の振動を感知するセンサー４１７を用いてペーストパターンと断面との距離を算出する。

前記２枚のレンズ４１６が上下方向に動かされるとき、レーザービームの焦点位置は、ペーストパターンの上を上下及び左右方向に移動させながらペーストパターンの断面をスキャンする。そして、レーザービームがペーストパターンの断面をスキャンして得たデータは、照明４１３と、ＣＣＤカメラ４１４によって映像で表示される。

一方、図４は、移動スポット方式測定器を用いてペーストパターンの断面を測定している状態を示す。特定断面の測定時に、断面測定手段１００と基板２００は固定されている。
前記断面測定手段１００の内部でレンズが上／下運動（図示せず）をすることで、レーザービームの焦点を上下及び左右方向に動かしながらペーストパターン３００の断面を測定する。

図５を参照にして、本発明による断面測定手段の第２実施例を説明する。
本実施例２は、ラインビーム方式の断面測定器である。以下、前記測定器の内部構成要素とペーストパターンの断面測定過程とを順次説明する。

ラインビーム方式の断面測定器は、発光部５１１、上／下投光レンズ５１２、受光レンズ５１３及びＣＣＤ５１４で構成されている。
まず、発光部５１１に位置した発光ダイオードでレーザービームが出ると、レーザービームは、前記測定器の上／下投光レンズ５１２を通過する。この際、レーザービームは、ラインビームを形成し、該ラインビームは、ペーストパターンの表面に到達した後、前記受光レンズ５１３を通過する。そして、ＣＣＤ５１４は、受光レンズを介して入射したレーザービームを受けてデータ処理をした後、撮像イメージでデータを表示する。これによって断面積、断面形状、断面の高さ、線幅などが直接得られる。

図６を参照にして塗布されたペーストパターンの断面測定方法を説明する。

まず、塗布されたペーストパターンで断面管理地点を設定する段階Ｓ６１は、ユーザーが塗布された全てのペーストパターンの断面測定も可能であるが、特に、測定の必要な部分を管理地点に設定する過程である。即ち、本発明のペースト塗布器によって形成されたペーストパターンは、基板上に一定の部分を占めながら位置するが、ユーザーが測定する断面の位置をペースト塗布器の制御部に連結された入出力手段を介して選択する。

そして、前記断面管理地点設定段階Ｓ６１を経た後には、断面測定手段と、ペーストパターンが塗布された基板の相対運動により、前記管理地点が断面測定手段１００に位置するように移動する段階Ｓ６２を経る。即ち、断面測定手段１００が設置されたヘッドユニット５０ａは、基板が搭載されたステージ４０と相対運動をしながら測定するペーストパターンの断面位置に移動する。

前記ヘッドユニット５０ａと前記ステージ４０との相対運動は、ペースト塗布時にも必要なもので、そのまま利用可能であり、その詳細な説明は省略する。

また、断面測定手段１００を用いてペーストパターンの断面を測定する段階Ｓ６３を経ることで、断面測定は終了する。前記断面測定手段１００は、移動スポット方式の測定器（実施例１）、或いはラインビーム方式の測定器（実施例２）であることが好ましい。前記断面測定器１００を介した断面測定方法は、前記断面測定器１００の構成要素と、具体的な実施形態を通じて説明したので、以下では省略する（図４参照）。

そして、前記断面測定手段１００は、前記基板と前記断面測定手段との相対的な移動なしに停止した状態で直接的に測定することが好ましい。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及びその同等範囲内で変更が可能である。

本発明によるペースト塗布器の構成を概略的に示す斜視図である。 本発明によるペースト塗布器の制御構成を概略的に示すブロック図である。 本発明による断面測定手段の第１実施例を概略的に示す構成図である。 図３の断面測定手段の実施による状態図である。 本発明による断面測定手段の第２実施例を概略的に示す構成図である。 本発明によるペーストパターンの断面を測定する方法を示す流れ図である。

符号の説明

１０…フレーム、 １２…カラム、 ２０…Ｘ軸テーブル、 ３０…Ｙ軸テーブル、 ４０…ステージ、 ５０…ヘッドユニット、 ７０…制御部、 ８０…入出力手段、 １００…断面測定手段、 ２００…基板、 ３００…塗布されたペーストパターン、 ５５２…ペースト収納槽、 ５５４…ノズル。

Claims (4)

1. 基板上に所望するペーストパターンを塗布するペースト塗布器において、
   基板を着脱可能に搭載するステージと、
   前記ステージに搭載された基板の主面に対向するペースト吐出口を有し、前記ステージと相対的に移動しながら前記基板にペーストを吐き出すノズルと、
   前記基板と相対的に移動せず、停止状態で前記基板上に塗布されたペーストパターンの断面を測定する断面測定手段とを含んで構成されることを特徴とするペースト塗布器。
2. 前記断面測定手段は、レーザースポットを自ら上下及び左右に移動可能な移動スポット方式であることを特徴とする請求項１記載のペースト塗布器。
3. 前記断面測定手段は、ラインビーム方式であることを特徴とする請求項１記載のペースト塗布器。
4. 基板上に所望するペーストパターンを塗布するペースト塗布器において、
   塗布されたペーストパターンで断面管理地点を設定する段階と、
   前記設定された断面管理地点が断面測定手段に位置するように相対移動する段階と、
   前記基板と相対的に移動せず、直接的に断面を測定する段階とを含むことを特徴とするペースト塗布器の制御方法。
   

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