JP2007014950A - ペースト塗布機及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ペーストを吐き出すノズルが装着される塗布ヘッドと;前記塗布ヘッドに対して相対移動可能であり、基板が搭載されるステージと;を含み、前記ステージは回転せず、前記基板はステージに搭載された状態をそのまま維持しながら移動することにより、ペーストパターンを塗布する。これにより、ペーストパターンの塗布時の振動を減らすことができ、高速で精密なペーストパターンを形成することができる。
【選択図】図5
Description
従来のペースト塗布機は、基板が装着されるステージと、基板にペーストを吐き出すノズルを持つヘッドユニットと、ヘッドユニットが装着される支持台と、支持台及びヘッドユニットの動きを制御する制御部とを含んで構成される。
従来のペースト塗布機は、基板とノズルの相対位置関係を変化させながら基板に所定形状のペーストパターンを形成していた。すなわち、ペーストが吐き出される時、基板は一定方向に移動し、ヘッドユニットは、支持台に装着された状態で、基板の移動方向に対して直角に移動する。以下、前述した基板とノズルの相対位置関係を変化させながら移動することを基板とノズルの相対移動という。
そして、図3(a)は基板がステージに最初に搭載された状態を示す図、図3(b)はステージを回転させて基板のずれた位置を定位置に設定する状態を示す図である。
従来のペースト塗布機には、ペースト塗布機の下部構造物であるフレーム10と、フレーム上部のステージ40を駆動させるためのステージ駆動装置7が装備されている。ステージ駆動装置7にはステージ40をY軸方向に移動させるためのステージY軸移動装置3が備えられる。ステージ40はY軸テーブル5上に取り付けられ、Y軸テーブル5がステージY軸移動装置3によって移動することにより、ステージがY軸方向に移動する。
図2に示すように、θ方向駆動装置1は、ステージを回転させるためのθ方向回転モーター1bと回転ガイド1aとから構成される。θ方向回転モーター1bは回転ガイド1aを回転させることにより、回転ガイド1aの上部に置かれるステージ40を回転させる。
まず、作業者は運搬機械を用いて基板200をステージ40に搭載させる。一般に、運搬機械によって基板がステージに搭載されれば、図3(a)に示すように、基板が移動するY軸方向とペーストパターンが塗布されるY’軸方向が平行とならない。言い換えれば、塗布ヘッドが移動するX軸方向と基板上に塗布されるペーストパターンのX’軸方向が所定角度θだけずれた状態になる。
この時、従来のペースト塗布機はθ方向駆動装置を用いてステージを該当角度θだけ回転させることで、基板の位置を校正する。基板の位置を定位置に校正する状態は図3(b)に示す通りである。
その後、ペースト塗布機はノズルを塗布開始点に移動させ、基板とノズルを順次移動させながら基板上にペーストパターンを塗布する。
第1に、従来のペースト塗布機においては、ステージ用Y軸移動装置上にθ方向駆動装置が備えられた状態で、ステージをY軸方向に移動させながらペーストパターンを塗布することになる。この時、Y軸移動装置の駆動力がステージに伝達される過程で、Y軸移動装置とステージ間に一種の中間部材であるθ方向駆動装置が存在することにより、θ方向駆動装置による振動が発生し、振動がステージにそのまま伝達される問題点がある。
そして、振動によってステージに搭載された基板が振動し、これにより、基板上に塗布されるペーストパターンの塗布状態が不良になる。
すなわち、θ方向駆動装置の存在により、加えられる負荷次第でステージを移動させる制御信号が印加される時間と実際にステージが移動する時間との間隔が大きくなるため、ペースト塗布機は正確な位置に正確な量のペーストを吐き出すことが困難となる。
したがって、従来ペースト塗布機では、ステージ上で基板の位置を設定するのに必要な工程時間が長くなる問題点がある。
本発明の他の目的は、ステージを移動させる制御信号が印加される時間と実際にステージが移動される時間との間隔を減少させることにより、正確な位置に正確な量のペーストを塗布することができるペースト塗布機及びその制御方法を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、ステージ上で基板の位置を設定するのに必要な時間を減らすことができるペースト塗布機及びその制御方法を提供することである。
を含み、前記基板の位置情報によって、初期に入力されたペーストパターンの位置データを自動的に修正する段階をさらに含むことを特徴とする。
まず、ステージY軸移動装置の上部に備えられたθ方向駆動装置が不要であるため、ステージをY軸方向に駆動させる時、θ方向駆動装置の存在によって発生した振動がなくなる利点がある。また、θ方向駆動装置による振動がなくなることにより、基板上にペーストパターンが正確に塗布できる。
次ぎに、ステージY軸移動装置の上部に備えられたθ方向駆動装置が不要であるため、ステージY軸移動装置に加えられる負荷が減少し、ステージY軸移動装置の応答速度が速くなる。
また、本発明によれば、別のθ方向駆動装置を装備しないので、ペースト塗布機の全体体積が減少し、ペースト塗布機の製作費用が低減できる利点がある。
以後の説明において、従来と同一構成要素は、説明の便宜上、同一名称及び符号を付与し、これについての詳細な説明は省略する。
図4〜6を参照して、本発明によるペースト塗布機の構成を説明する。
フレーム10の上部には、基板が搭載されるステージ40を移動させるためのステージ駆動装置700が取り付けられる。そして、ステージ駆動装置700には、ステージ40をY軸方向に移動させるステージY軸移動装置30が取り付けられ、Y軸移動装置30の上部には、基板が吸着されるステージ40が取り付けられる。
そして、フレーム10の上部には、少なくとも一つの支持台20が取り付けられ、支持台20はY軸方向に移動可能である。
支持台20には、X軸方向に移動可能な多数のヘッドユニット50が装着される。複数のペーストパターンを形成する場合において、ヘッドユニット50が複数取り付けられることにより、工程速度が速くなる利点がある。
塗布ヘッドY軸移動装置530は、サーボモーター(図示せず)と、サーボモーター(図示せず)によって駆動するモーター軸(図示せず)とを含んで構成される。サーボモーターの駆動によってモーター軸(図示せず)が回転することになり、モーター軸(図示せず)に連結された塗布ヘッド500はモーター軸(図示せず)の回転によってY軸方向に移動する。
前記のような構成に加え、ヘッドユニット50には、基板をステージに搭載した後、ノズルと基板との間隔を正確に調整するために、ノズルの高さを微細に調整することができるZ軸(以下、‘ZZ’軸’という)モーター53を別に取り付けることもできる。
ステージ40の前後には、ノズルが取り替えられた時、新しく取り替えられたノズルの位置を設定するために使用される計測手段90が取り付けられ、計測手段90としては、カメラのような画像認識装置が使用される。
一方、支持台20には、ステージ上で基板の位置情報を把握することができる位置測定センサー60が設けられる。すなわち、支持台20の両端に位置測定センサー60が設けられる。位置測定センサー60は、ステージに吸着された基板がペーストパターンを塗布することができる位置にあるかどうかを確認する機能を有する。
基板が搬入された後、ペースト塗布機は位置測定センサー60が取り付けられた支持台を設定位置に移動させる。設定位置はペースト塗布機の制御部に予め入力されている。
移動された位置測定センサー60は、基板に表示されたアラインマークを把握する。基板には、基板の位置を把握するための複数のアラインマーク(図示せず)が表示されている。
位置変化量は、塗布ヘッドが移動するX軸方向とペーストパターンが塗布されなければならないX’軸方向が互いにずれた角度、最初に入力されたペーストパターン上の基準点と搭載された基板上でペーストパターンが塗布される基準点の位置変化量などを含む。
もちろん、位置測定センサーは支持台に直接取り付けないで、ヘッドユニットに装着することもできる。そして、位置測定センサーとしては、ステージ上で基板の位置を測定することができるカメラのような画像認識装置が使用される。ステージ上で基板がずれた程度を測定することができるものであれば、どんな測定センサーを使ってもかまわない。
中央処理装置を備える制御部70には、モーターコントローラー15、入出力手段80、及びパソコン100がそれぞれ連結される。もちろん、パソコン100は制御部70に直接連結されずに、入出力手段80に連結することもできる。
モーターコントローラー15には、ステージのY軸運動を制御するY軸ドライバー3aが連結される。そして、モーターコントローラー15には、ヘッドユニットをX軸方向に移動させるためのX軸ドライバー3bが連結される。もちろん、複数のヘッドユニットが備えられた場合には、ヘッドユニットをX軸方向に移動させるためのX軸ドライバーがそれぞれ備えられる。
ここで、塗布ヘッドを移動させるY軸ドライバー3cはモーターコントローラー15によって制御され、モーターコントローラー15は制御部70と連結され、制御部70は位置測定センサー60と連結される。
図8及び図9を参照して、本発明によるペースト塗布機の制御方法を具体的に説明する。
まず、作業者はペーストパターンを塗布しようとする基板をステージに搭載する(S10)。そして、作業者は塗布しようとするペーストパターンに適した塗布条件を設定する。塗布条件は、ペーストが吐き出される基板面に対してノズルが基板面に平行な方向に移動される速度(以下、‘塗布速度’という)、ペーストが吐き出される基板面に対する垂直方向にノズルが位置する距離(以下、‘塗布高さ’という)、ペーストを吐き出すために、ペースト収納容器に印加される圧力(以下、‘塗布圧力’という)などを含む。
一般に、運搬機械によって基板がステージに搭載されれば、図3(a)に示すように、塗布ヘッドが移動するX軸方向と基板上に塗布されるペーストパターンのX’軸方向が所定角度θだけずれた状態になる。もちろん、最初に入力されたペーストパターン上の基準点、すなわち最初基準点と、搭載された基板上でペーストパターンが塗布される基準点、すなわち最後基準点の位置にも差がある。
しかし、本実施例によるペースト塗布機は、最初に搭載された基板の位置を校正しないでペーストパターンを塗布する。
基板がステージに搭載されれば、ペースト塗布機は支持台をY軸方向に移動させ、支持台に装着された位置測定センサーを使用して基板の位置情報を把握する(S30)。
基板の位置情報を把握するために、ペースト塗布機は、まず位置測定センサーが装着された支持台をアラインマークのある位置に移動させる。そして、ペースト塗布機は、位置測定センサーを使用してアラインマークを撮影する。
ついで、制御部に取り付けられたデータ処理部は、最初に入力されたペーストパターンに対する位置データ(以下、“最初パターンデータ”という)を自動的に修正する(S40)。すなわち、制御部のデータ処理部は、基板のずれた角度を考慮して最初パターンデータを変換させる。以下では、変換されたペーストパターンの位置データを最終パターンデータという。もちろん、使用者はずれた角度によって変換されるペーストパターンの位置データを直接再入力することもできる。
例えば、最初パターンデータが(5、0)の座標値を有すれば、座標値はデータ処理部によって最終パターンデータの座標値(5cosθ、5sinθ)に変換される。ここで、θはペーストパターンが塗布されるX’軸方向と塗布ヘッドが移動するX軸方向がなす角度である。データ処理部とは、ペースト塗布機の制御部に取り付けられたマイクロプロセッサを意味する。もちろん、データ処理部は制御部とは別に取り付けることもできる。
すなわち、制御部は、ペーストパターンが塗布されるX’軸方向とそれぞれの塗布ヘッドに装着されたノズルの吐出口中心点が成す仮想延長線511が一直線上に位置するように塗布ヘッドをY軸方向に移動させる(図8参照)。ここで、基板200上に塗布されるペーストパターンは点線で表示されている。
最後に、ペースト塗布機は、最終パターンデータを基準にペーストパターンを塗布する(S70)。ここで、ペースト塗布機の塗布ヘッドはX軸方向に移動し、基板はY軸方向に移動するのに対し、実際に基板上に塗布されるペーストパターンは基板とノズルが移動する第1座標系と一定角度θだけずれている。
結果的に、基板の傾いた角度θはそのまま維持され、基板とノズルはX軸方向とY軸方向にそれぞれ直角な移動方向に同時に移動しながらペーストパターンを形成することになる。
一方、本発明によるペースト塗布機は、最初に入力されたペーストパターン上の基準点、すなわち最初基準点と、搭載された基板上でペーストパターンが塗布される基準点、すなわち最後基準点が相違して、基板が一定角度だけずれた場合にも、基板をθ方向に回転させる過程を経ないでペーストパターンを塗布する。
例えば、最初基準点が(0、0)、測定された最後基準点の座標値が(1、1)、基板のずれた角度がθであれば、最初パターンデータの座標値(5、0)は最後パターンデータの座標値(1+5cosθ、1+5sinθ)に変換される。
そして、ペースト塗布機は、最後パターンデータに基づいて、ペーストが吐き出され始める塗布開始点にノズルを移動させる。最後に、ペースト塗布機は、最後のパターンデータに基づいて、ノズルと基板をそれぞれの移動方向に同時に移動させながらペーストパターンを塗布する。
15 モーターコントローラー
20 支持台
30 ステージY軸移動装置
40 ステージ
50 ヘッドユニット
60 位置測定センサー
70 制御部
73 データ処理部
80 入出力手段
100 パソコン
200 基板
500 塗布ヘッド
510 ノズル
520 ペースト収納容器
530 塗布ヘッドY軸移動装置
Claims (25)
- ペーストを吐き出すノズルが装着される塗布ヘッドと;
前記塗布ヘッドに対して相対移動可能であり、基板が搭載されるステージと;を含み、
前記ステージは回転せず、前記基板はステージに搭載された状態をそのまま維持しながら移動することにより、ペーストパターンを塗布することを特徴とするペースト塗布機。 - 前記ステージ上で基板の位置情報を把握する位置測定センサーをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のペースト塗布機。
- 前記位置測定センサーで把握された基板の位置情報に基づいて、前記基板が最初に位置する基準位置からの基板の位置変化量を算出する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のペースト塗布機。
- 前記位置変化量は、前記塗布ヘッドが移動するX軸方向と前記ペーストパターンが塗布されるX’軸方向がなすずれた角度、及び、最初に入力されたペーストパターン上の基準点と搭載された基板上でペーストパターンが塗布される基準点の位置変化量を含むことを特徴とする請求項3に記載のペースト塗布機。
- 前記基板の位置変化量に基づいて、初期に入力されたペーストパターンの位置データを修正するデータ処理部をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載のペースト塗布機。
- 前記ノズルからペーストが吐き出される時、前記基板と前記ノズルはそれぞれの移動方向が直角をなし、前記基板と前記ノズルは同時に移動することを特徴とする請求項2ないし5のいずれか1項に記載のペースト塗布機。
- 基板が搭載されるステージと;
前記基板上にペーストを吐き出すノズルが装着された塗布ヘッドと;
前記ステージ上で基板の位置情報を把握する位置測定センサーと;を含み、
前記ステージは回転せず、前記塗布ヘッドを移動させることにより、前記ノズルの位置を設定することを特徴とするペースト塗布機。 - 前記基板の位置情報によってノズルの位置を設定するために、前記ノズルを移動させる塗布ヘッドY軸移動装置をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載のペースト塗布機。
- 前記塗布ヘッドY軸移動装置は、サーボモーターと前記サーボモーターによって駆動されるモーター軸を含んでなることを特徴とする請求項8に記載のペースト塗布機。
- 前記ペーストパターンが塗布されるX’軸方向とそれぞれの塗布ヘッドに装着されたノズルの吐出口中心点が成す仮想延長線は一直線をなすことを特徴とする請求項8に記載のペースト塗布機。
- 前記基板の位置情報によって、基板上に塗布されるペーストパターンの位置データを自動的に修正するデータ処理部をさらに含むことを特徴とする請求項10に記載のペースト塗布機。
- 前記ノズルからペーストが吐き出される時、前記基板と前記ノズルの移動方向は直角をなし、前記基板とノズルを同時に移動させる制御部をさらに含むことを特徴とする請求項7ないし11のいずれか一項に記載のペースト塗布機。
- ペーストを吐き出すノズルが装着された塗布ヘッドと;
前記塗布ヘッドが装着され、前記ペーストが吐き出される間は停止する支持台と;
前記支持台に対して回転せず、前記塗布ヘッドが移動する方向に対して直角方向に移動するステージと;
を含んでなることを特徴とするペースト塗布機。 - 前記ノズルからペーストが吐き出される時、前記基板と前記ノズルの移動方向が直角をなし、前記基板とノズルを同時に移動させる制御部をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のペースト塗布機。
- 基板をステージに搭載する段階と;
前記ステージ上で基板の位置情報を把握する段階と;
前記ステージは回転させず、ノズルが装着された塗布ヘッドを移動させることにより、ノズルの塗布位置を設定する段階と;
を含むことを特徴とするペースト塗布機の制御方法。 - 前記基板の位置情報によって、初期に入力されたペーストパターンの位置データを自動的に修正する段階をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載のペースト塗布機の制御方法。
- 前記基板の位置情報を把握する段階は、基板の位置情報に基づいて、前記基板が最初に位置する基準位置からの基板の位置変化量を算出する段階をさらに含むことを特徴とする請求項16に記載のペースト塗布機の制御方法。
- 前記ノズルの塗布位置を設定する段階は、基板上に塗布されるペーストパターンのY’軸方向と、それぞれの塗布ヘッドに装着された複数のノズル吐出口中心点を結ぶ線のなす仮想延長線が直角になるように前記塗布ヘッドを移動させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載のペースト塗布機の制御方法。
- 前記ノズルは前記基板の移動方向に対して直角な方向に移動し、前記基板と同時に移動しながらペーストパターンを塗布する段階をさらに含むことを特徴とする請求項15ないし18のいずれか1項に記載のペースト塗布機の制御方法。
- 前記基板の位置情報を考慮して、入力されたペーストパターンの位置データを変換させるとともに、前記変換された位置データに基づいて、前記ノズルと基板をそれぞれの移動方向に同時に移動させながらペーストパターンを塗布する段階をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載のペースト塗布機の制御方法。
- 基板をステージに搭載する段階と;
前記基板上に塗布されるペーストパターンの位置データを入力する段階と;
前記ステージ上で基板の位置情報を把握する段階と;
前記基板の位置情報に基づいて、初期に入力されたペーストパターンの位置データを修正する段階と;
を含むことを特徴とするペースト塗布機の制御方法。 - 前記修正された位置データに基づいて、前記基板とノズルをそれぞれの移動方向に同時に移動させながらペーストパターンを塗布する段階をさらに含むことを特徴とする請求項21に記載のペースト塗布機の制御方法。
- 前記支持台に装着された塗布ヘッドをペーストパターンが塗布され始める塗布開始点に移動させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項22に記載のペースト塗布機の制御方法。
- 前記基板の位置情報を把握する段階は、前記位置測定センサーが装着された支持台をアラインマークが表示された位置に移動させる段階と、前記位置測定センサーを使用して前記アラインマークを認識する段階とを含むことを特徴とする請求項21ないし23のいずれか1項に記載のペースト塗布機の制御方法。
- 前記基板の位置情報を把握する段階は、認識されたアラインマークの位置データに基づいて、前記基板が最初に位置する基準位置からの位置変化量を算出する段階をさらに含むことを特徴とする請求項24に記載のペースト塗布機の制御方法。
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