JP2007196521A

JP2007196521A - パターン形成装置

Info

Publication number: JP2007196521A
Application number: JP2006017949A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Matsushita; 智雄松下
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: JP4324805B2

Abstract

【課題】基板に導電パターンを効率良く形成することができるパターン形成装置を提供する。
【解決手段】基板に導電パターンを印刷するパターン形成装置であって、基板が取り付けられる２つの装着部３５ａ，３７ａを有する支持台と、装着部３５ａ，３７ａに取り付けられる各基板の位置を修正する位置修正装置３６，３８と、装着部３５ａ，３７ａに取り付けられる基板の位置を検出する位置検出装置５１，５２と、基板に導電パターンを印刷する印刷装置２１とを備え、２つの装着部３５ａ，３７ａのいずれか一方に取り付けられる基板の位置修正を行いつつ、他方に取り付けられる基板に印刷装置２１が導電パターンを印刷できるように、印刷装置２１と前記支持台とは相対移動可能に構成されているパターン形成装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に導電パターンを形成するパターン形成装置に関する。

従来、太陽電池用基板や電子回路基板の所定位置に電極や配線等の導電パターンを形成する方法として、特許文献１に開示されているような方法が知られている。

この方法は、図５の説明図に示すように、支持台１０１に固定された基板１００の位置を支持台１０１上方に配置したＣＣＤカメラ等の位置検出装置１０２により検出し、検出した基板１００の位置と予め設定している基板の所定位置とのずれ量に基づいて、支持台１０１を移動させて、基板１００の位置を予め設定している所定位置に配置する位置合わせを行った後、印刷機１０３を作動させて基板上に所定の導電パターンを印刷するというものである。
特開平１０−３１５４３０号公報

しかしながら、上述のような方法によって、基板上に電極や配線等の導電パターンを形成する場合、基板の位置合わせを行った後に導電パターンの印刷を行うため、基板に導電パターンを形成するのに多くの時間を要し、迅速な導電パターンの形成を行うことが困難であるという問題があった。

本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、基板に導電パターンを効率良く形成することができるパターン形成装置の提供を目的とする。

本発明の上記目的は、基板に導電パターンを印刷するパターン形成装置であって、基板が取り付けられる２つの装着部を有する支持台と、前記装着部に取り付けられる各基板の位置を修正する位置修正装置と、前記装着部に取り付けられる基板の位置を検出する位置検出装置と、基板に導電パターンを印刷する印刷装置とを備え、一方の前記装着部において、前記位置修正装置が前記位置検出装置で検出した基板の位置に基づいて基板の位置修正を行うことができる位置修正可能状態となり、他方の前記装着部において、前記印刷装置が前記位置修正装置で位置修正された基板に導電パターンを印刷することができる印刷可能状態となるように構成されており、前記２つの装着部のいずれか一方に取り付けられる基板の位置修正を行いつつ、他方に取り付けられる基板に前記印刷装置が導電パターンを印刷できるように、前記印刷装置と前記支持台とは相対移動可能に構成されているパターン形成装置により達成される。

このパターン形成装置において、前記位置検出装置は、前記印刷装置を挟んで両側に設けられており、前記支持台は、水平方向に往復移動するように構成されていることが好ましい。

また、基板を移送するコンベア、および、前記コンベア上と、前記位置修正可能状態となる前記装着部との間で基板を交換する搬送アームを備えていることが好ましい。

本発明によれば、基板に導電パターンを効率良く形成することができるパターン形成装置を提供することができる。

以下、本発明に係る基板に導電パターンを印刷するパターン形成装置について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るパターン形成装置の概略構成正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。また、図３は図１の矢示Ｂ方向の側面図である。尚、各図においては、構成の理解を容易にするため、実寸比ではなく部分的に拡大又は縮小を施している。また、図３においては、図１に示されている印刷装置２１を省略して記載している。

図１〜図３に示すように、パターン形成装置１は、コンベア１０、第１搬送アーム１１、第２搬送アーム１２およびパターン形成装置本体２０を備えている。コンベア１０は、基板を移送する装置であり、例えば、ベルトコンベア、ローラコンベア、チェーンコンベアなど種々のものを採用することができる。

第１搬送アーム１１は、コンベア１０上と、後述する第１支持台３５の装着部３５ａとの間で基板を交換する装置であり、図３に示すように、コンベア１０および基板支持装置２５の上方に配置されている。この第１搬送アーム１１は、水平方向に延びる支持アーム１１ａを備え、この支持アーム１１ａの中心部には、鉛直方向に延びる回転軸１１ｂが設けられている。この回転軸１１ｂの上端部にはモータ１１ｃが連結されており、これにより支持アーム１１ａが水平面上を回転できるように構成されている。また、回転軸１１ｂは、モータ１１ｃを介して、上下方向に移動する移動軸１１ｄと連結しており、これにより支持アーム１１ａは、上下方向に移動できるように構成されている。支持アーム１１ａの両端部下面側には、基板の上面を吸引して保持する複数の吸引パッド１１ｅが設けられている。

第２搬送アーム１２は、コンベア１０上と、後述する第２支持台３７の装着部３７ａとの間で基板を交換する装置である。この第２搬送アーム１２の構成は、上述の第１搬送アーム１１と同一なので、詳細な説明は省略する。なお、第１搬送アーム１１と第２搬送アーム１２とは、後述する印刷装置２１を挟んでその両側に配置される。

パターン形成装置本体２０は、印刷装置２１、基板支持装置２５、第１位置検出装置５１および第２位置検出装置５２を備えている。印刷装置２１は、基板上に導電ペーストを塗布して導電パターンを形成する装置であり、例えば、スクリーン印刷機を例示することができる。

基板支持装置２５は、スライド台２６、第１基板位置決め装置２７および第２基板位置決め装置２８を備えている。スライド台２６は、印刷装置２１の下方において、コンベア１０の搬送方向に沿って水平往復移動する装置である。このスライド台２６は、上面に第１基板位置決め装置２７及び第２基板位置決め装置２８を載置する台本体３０と、台本体３０が載置され当該台本体３０が水平方向に摺動するレール部材３１と、台本体３０をレール部材３１上において移動させると共に、所定位置に配置することが可能な台本体駆動部３２とを備えている。台本体駆動部３２としては、例えば、図１に示すように、台本体３０に挿通されるボールネジ３２ａと当該ボールネジ３２ａを回転させるモータ３２ｂとで構成されるサーボ機構を用いることが、台本体３０の位置精度を高めるという観点から好ましい。また、レール部材３１には、ストッパ３１ａ，３１ｂが設けられており、レール部材３１上における台本体３０の往復移動量を規制できるように構成されている。なお、第１基板位置決め装置２７および第２基板位置決め装置２８は、スライド台２６の往復移動方向（図１の左右方向）に沿ってそれぞれ配置されている。

このような構成により、第１基板位置決め装置２７および第２基板位置決め装置２８にそれぞれ支持される基板に対して、印刷装置２１による導電パターンの印刷を交互に行うことが可能になる。

第１基板位置決め装置２７は、第１搬送アーム１１によってコンベア１０から投入される基板を支持すると共に、基板の位置合わせを行う装置であり、基板を支持する第１支持台３５と、第１支持台３５に支持される基板の位置を予め設定された所定位置に修正し、基板の位置合わせを行う第１位置修正装置３６とを備えている。第１支持台３５は、第１位置修正装置３６の上部に載置されている。第１支持台３５の上面には、基板を取り付ける装着部３５ａが設けられている。装着部３５ａに基板を取り付ける構成としては、例えば、第１支持台３５に設けられる図示しない吸引孔を介して基板を吸引する構成を例示することができる。

第１位置修正装置３６は、後述する第１位置検出装置５１で検出される装着部３５ａに取り付けられた基板の位置と、予め設定している基板の所定位置とのずれ量を算出すると共に、このずれ量に基づいて第１支持台３５を所定量移動させることより、第１支持台３５に支持されている基板を予め設定されている基板の所定位置に配置できるように構成されている。第１支持台３５を所定量移動させる構成として、第１支持台３５をスライド台２６の台本体３０に対して、左右方向（図２の矢示Ｘ方向）、前後方向（図２の矢示Ｙ方向）、水平回転方向（図２の矢示θ方向）に移動する３軸モータ機構を例示することができる。

このような構成により、第１位置修正装置３６は、第１支持台３５に支持される基板の位置を予め設定されている所定位置に合わせることができ、基板の所定箇所に導電パターンを効率良く印刷することが可能になる。

第２基板位置決め装置２８は、第２搬送アーム１２によってコンベア１０から投入される基板を支持すると共に、基板の位置合わせを行う装置であり、基板を支持する第２支持台３７と、第２支持台３７に支持される基板の位置を予め設定された所定位置に修正する第２位置修正装置３８とを備えているが、上述の第１基板位置決め装置２７の構成と同一であるので、詳細な説明は省略する。

第１位置検出装置５１および第２位置検出装置５２は、第１支持台３５の装着部３５ａおよび第２支持台３７の装着部３７ａにそれぞれ取り付けられる基板の一部や、基板に予め印刷されている見当マークの位置を読み取って基板の位置を検出できるように構成されている装置であり、印刷装置２１を挟んだ両側に設けられている。これら第１位置検出装置５１および第２位置検出装置５２としては、例えば、ＣＣＤカメラや顕微鏡などの撮像手段を例示することができる。なお、図１においては、第１位置検出装置５１および第２位置検出装置５２として、それぞれ２つの撮像手段５１ａ，５１ｂ（５２ａ，５２ｂ）を備える構成を例示しているが、このような構成に特に限定されるものではなく、３つ以上の撮像手段を備える構成を採用することもできる。また、第１位置検出装置５１および第２位置検出装置５２のそれぞれが、１つの撮像手段を有し、第１装着部および第２装着部に取り付けられる基板の位置を検出できるように構成してもよい。

また、スライド台２６上に載置される第１基板位置決め装置２７および第２基板位置決め装置２８と、印刷装置２１と、第１位置検出装置５１および第２位置検出装置５２との位置関係は、以下のように構成されている。すなわち、スライド台２６を作動させて、台本体３０を図４（ａ）に示すように配置した場合に、第１支持台３５の装着部３５ａにおいて、基板の位置を第１位置検出装置５１が検出し、この検出した基板の位置に基づいて、第１位置修正装置３６が基板の位置修正を行うことができる位置修正可能状態となり、第２支持台３７の装着部３７ａにおいて、第２位置修正装置３８で位置修正された基板に印刷装置２１が導電パターンを印刷することができる印刷可能状態となるように構成されている。また、スライド台２６の台本体３０を図４（ｂ）に示すように配置した場合に、第２支持台３７の装着部３７ａにおいて、第２位置検出装置５２で検出した基板の位置に基づいて、第２位置修正装置３８が基板の位置修正を行うことができる位置修正可能状態となり、第１支持台３５の装着部３５ａにおいて、印刷装置２１が基板に導電パターンを印刷することができる印刷可能状態となるように構成されている。

このように構成されたパターン形成装置１を用いて、効率良く基板に導電パターンを形成する方法について以下に説明する。

まず、第１支持台３５の装着部３５ａが、基板の位置修正が可能な位置修正可能状態となるように、スライド台２６の台本体３０を図４（ａ）に示すように左方向にスライドさせる。このとき、第１支持台３５が、第１位置検出装置５１および第１搬送アーム１１の下方に位置するように配置される。そして、コンベア１０を作動させて、導電パターンを印刷する基板を搬送する。基板が第１搬送アーム１１の下方に到達したときに、一旦コンベア１０を停止し、第１搬送アーム１１を下方に移動させると共に、支持アーム１１ａの先端部に取り付けられている吸引パッド１１ｅによってコンベア１０上の基板を吸引して保持する。そして、第１搬送アーム１１を上方に移動させつつ、支持アーム１１ａを１８０°回転させ、再度、第１搬送アーム１１を下方に移動させて第１支持台３５の装着部３５ａに基板をセットする。装着部３５ａにセットされた基板は、図示しない吸引孔を介して吸引されることにより固定される。

次に、第１支持台３５の装着部３５ａに取り付けられた基板の位置合わせを行う。具体的に説明すると、まず、第１位置検出装置５１によって装着部３５ａ上の基板の位置を検出する。そして、検出された基板の位置と、予め設定している基板の所定位置とのずれ量を算出する。その後、算出されたずれ量に基づいて、第１位置修正装置３６を作動させて基板のずれを吸収する方向に第１支持台３５を移動する。これにより、装着部３５ａ上の基板を予め設定している所定位置に配置することができる。

その後、第１支持台３５の装着部３５ａが、印刷装置２１によって導電パターンを印刷することが可能な印刷可能状態となるように、また、第２支持台３７の装着部３７ａが、基板の位置修正が可能な位置修正可能状態となるように、スライド台２６の台本体３０を図４（ｂ）に示すように右方向にスライドさせる。そして、第１支持台３５の装着部３５ａに取り付けられ、位置修正が施された基板に対して、印刷装置２１によって導電パターンを印刷する。

第１支持台３５の装着部３５ａ上の基板に導電パターンを印刷している途中においては、第２支持台３７の装着部３７ａにコンベア１０から基板を投入し、基板の位置合わせを予め行っておく。つまり、コンベア１０の作動を再開し、コンベア１０上の導電パターンが印刷されていない基板が第２搬送アーム１２の下方に到達したときに再度コンベア１０の作動を停止する。そして第２搬送アーム１２を作動させて、コンベア１０上の基板を第２支持台３７の装着部３７ａ上にセットする。その後、上述した第１支持台３５の装着部３５ａに取り付けられた基板の位置合わせと同様に、第２位置検出装置５２によって第２支持台３７の装着部３７ａ上の基板の位置を検出すると共に、予め設定している基板の所定位置に対するずれ量を算出し、このずれ量に基づいて第２位置修正装置３８を作動させて第２支持台３７を所定量移動させることにより、ずれを修正して、基板の位置を予め設定している所定位置に合わせておく。

そして、第１支持台３５上の基板への導電パターンの印刷が終了したら、スライド台２６の台本体３０を図４（ａ）に示すように再度左方向にスライドさせる。このとき、第１支持台３５の装着部３５ａが位置修正可能状態となり、第２支持台３７の装着部３７ａが印刷可能状態となる。

次いで、第２支持台３７の装着部３７ａ上に取り付けられ、位置合わせが既に完了している基板に対して、印刷装置２１が導電パターンの印刷を行う。第２支持台３７の装着部３７ａ上の基板に導電パターンを印刷している途中においては、第１搬送アーム１１を作動させ、位置修正可能状態となる第１支持台３５の装着部３５ａに取り付けられ導電パターンが印刷された基板と、コンベア１０上の基板とを交換する。つまり、導電パターンが印刷された基板がコンベア１０に戻されると共に、コンベア１０上の導電パターンが印刷されていない基板が第１支持台３５の装着部３５ａ上に投入されることになる。その後、第１支持台３５の装着部３５ａに取り付けられた基板の位置合わせを上述した方法と同様な方法により予め行っておき、第２支持台３７上の基板への導電パターンの印刷が終了した後、スライド台２６の台本体３０を図４（ｂ）に示すように右方向にスライドさせる。そして、第１支持台３５上の基板に導電パターンの印刷を行うと共に、第２支持台３７上の基板とコンベア１０上の基板とを交換し、第２支持台３７に支持される基板の位置合わせを行う。このような工程を繰り返すことにより第１支持台３５および第２支持台３７に支持される基板に対して導電パターンを印刷していく。

このように、本実施形態に係るパターン形成装置１によれば、第１支持台３５又は第２支持台３７のいずれか一方の装着部３５ａ（３７ａ）に取り付けられる基板に対して、位置修正（位置合わせ）を行いつつ、他方の装着部３７ａ（３５ａ）に取り付けられる基板に導電パターンを印刷することができるように構成しているため、基板の位置合わせを行う時間と、印刷装置２１が基板上に導電パターンを印刷する時間とをオーバーラップさせることができる。この結果、効率良く、かつ、迅速に基板に導電パターンを形成することが可能になる。

また、第１支持台３５及び第２支持台３７が載置される台本体３０を水平方向に往復移動するような構成を採用しているので、コンパクトな構成で、第１支持台３５又は第２支持台３７のいずれか一方に支持される基板に対して位置修正を行いつつ、他方に支持される基板に対して導電パターンの印刷を行うことが可能になる。

また、本実施形態においては、基板を移送するコンベア１０を備えると共に、当該コンベア１０上と位置修正可能状態となる第１支持台３５又は第２支持台３７の装着部との間で基板の交換を行う第１搬送アーム１１や第２搬送アーム１２を備えているため、パターン形成装置本体２０において、基板への導電パターンの印刷を連続的に行うことが可能になる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。上記実施形態においては、図１に示すように、基板支持装置２５は、スライド台２６を備え、水平方向の往復移動を行うことができるように構成しているが、このような構成に特に限定されるものではなく、例えば、この基板支持装置２５を固定型に構成すると共に、印刷装置２１が水平方向に往復移動を行うことができるように構成してもよい。このような構成であっても、印刷装置２１が基板上に導電パターンを印刷する時間と、基板の位置合わせを行う時間とをオーバーラップさせることができるので、効率良く、かつ、迅速に基板に導電パターンを形成することが可能になる。また、このような構成を採用する場合、印刷装置２１が、第１位置検出装置５１、第２位置検出装置５２、第１搬送アーム１１及び第２搬送アーム１２と干渉しないようにするために、例えば、第１位置検出装置５１、第２位置検出装置５２、第１搬送アーム１１及び第２搬送アーム１２が、印刷装置２１と一体となって水平方向に往復移動するように構成することが好ましい。

また、本実施形態においては、図１に示すように、第１基板位置決め装置２７および第２基板位置決め装置２８を、水平方向に往復移動可能なスライド台２６上に載置する構成を採用し、第１支持台３５および第２支持台３７に支持される基板のいずれか一方に対して基板の位置修正を行いつつ、他方に対して導電パターンを印刷できるように構成しているが、例えば、水平回転可能なターンテーブル上に第１基板位置決め装置２７および第２基板位置決め装置２８を載置するような構成を採用することもできる。このような構成であっても、第１支持台３５および第２支持台３７に固定される基板のいずれか一方に対して基板の位置修正を行いつつ、他方に対して導電パターンを印刷できるように構成できるので、基板の位置合わせを行う時間と、印刷装置２１が基板上に導電パターンを印刷する時間とをオーバーラップさせることが可能である。

また、本実施形態においては、第１位置修正装置３６および第２位置修正装置３８によって、第１支持台３５および第２支持台３７のそれぞれを移動させることにより、第１支持台３５および第２支持台３７の各装着部３５ａ，３７ａに取り付けられる基板の位置修正を行うように構成されているが、このような構成に特に限定されるものではなく、例えば、第１支持台３５の装着部３５ａおよび第２支持台３７の装着部３７ａに取り付けられる各基板を装着部３５ａ，３７ａ上で直接的に移動させて位置修正するような構成を採用することもできる。

また、本実施形態においては、図１に示すように、第１支持台３５、第２支持台３７というように、支持台を２つの分離した部材により構成しているが、このような構成に特に限定されず、例えば、単一の支持台により構成することもできる。このような構成を採用する場合、基板を取り付ける２つの装着を支持台上に設けると共に、装着部に取り付けられる各基板の位置修正を行う構成として、装着部上の各基板をそれぞれ直接的に移動させて位置修正するような構成を採用する。

また、本実施形態においては、印刷装置２１の両側に第１位置検出装置５１および第２位置検出装置５２をそれぞれ設ける構成を採用しているが、例えば、移動可能な単一の位置検出装置を設け、第１支持台３５の装着部部３５ａに取り付けられる基板および、第２支持台３７の装着部３７ａに取り付けられる基板の位置をそれぞれ当該単一の位置検出装置により検出するような構成を採用することもできる。

また、本実施形態においては、レール部材３１上をスライド台２６の台本体３０が摺動するように構成しているが、例えば、台本体３０の底面に車輪を設けて、当該車輪を介して台本体３０がレール部材３１上を移動するような構成を採用することもできる。

本発明の一実施形態に係るパターン形成装置の概略構成正面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１の矢示Ｂ方向から見たパターン形成装置の側面図である。図１に示すパターン形成装置の作動を説明するための説明図である。従来の基板への導電パターンの印刷方法を説明するための説明図である。

符号の説明

１パターン形成装置
１０基板移送装置
１１コンベア
１２第１搬送アーム
１３第２搬送アーム
２０印刷装置
２１基板支持装置
２２スライド台
２３第１基板位置決め装置
２４第２基板位置決め装置
２５台本体
２６車輪
２７レール部材
２８ストッパ
２９第１支持台
３０第１位置修正装置
３１第２支持台
３２第１位置修正装置
４０印刷機
５０第１位置検出装置
５１第２位置検出装置

Claims

基板に導電パターンを印刷するパターン形成装置であって、
基板が取り付けられる２つの装着部を有する支持台と、
前記装着部に取り付けられる各基板の位置を修正する位置修正装置と、
前記装着部に取り付けられる基板の位置を検出する位置検出装置と、
基板に導電パターンを印刷する印刷装置とを備え、
一方の前記装着部において、前記位置修正装置が前記位置検出装置で検出した基板の位置に基づいて基板の位置修正を行うことができる位置修正可能状態となり、
他方の前記装着部において、前記印刷装置が前記位置修正装置で位置修正された基板に導電パターンを印刷することができる印刷可能状態となるように構成されており、
前記２つの装着部のいずれか一方に取り付けられる基板の位置修正を行いつつ、他方に取り付けられる基板に前記印刷装置が導電パターンを印刷できるように、前記印刷装置と前記支持台とは相対移動可能に構成されているパターン形成装置。
前記位置検出装置は、前記印刷装置を挟んで両側に設けられており、
前記支持台は、水平方向に往復移動するように構成されている請求項１に記載のパターン形成装置。
基板を移送するコンベア、および、
前記コンベア上と、前記位置修正可能状態となる前記装着部との間で基板を交換する搬送アームを備えている請求項１又は２に記載のパターン形成装置。