JP2010214771A - Printer - Google Patents

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JP2010214771A JP2009064244A JP2009064244A JP2010214771A JP 2010214771 A JP2010214771 A JP 2010214771A JP 2009064244 A JP2009064244 A JP 2009064244A JP 2009064244 A JP2009064244 A JP 2009064244A JP 2010214771 A JP2010214771 A JP 2010214771A
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Hiroshi Tsunasawa
啓 綱沢
Toshiyuki Tanaka
利之 田中
Yuzo Mori
勇蔵 森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a printer which can correct a pattern shape formed on a base material with high precision. <P>SOLUTION: The printer is a device for correcting the pattern shape formed on a printing plate 12 by applying tension in a planar direction of the printing plate to the printing plate 12. The printing device has a pretension applying device 20, a rod-like electroconductive pattern 31 capable of thermally expanding and contracting with the change of temperature, and a temperature control section 50. The pretention applying device 20 is connected to the periphery of the printing plate 12 and applies pretension to the printing plate 12. The rod-like electroconductive pattern 31 is arranged along the periphery of the printing plate 12 and applies the compression force in a direction against the pretension to the printing plate 12. The temperature control section 50 controls the temperature of the rod-like electroconductive pattern 31. The compression force applied to the printing plate 12 changes by the thermal expansion and contraction of the rod-like electroconductive pattern 31 and predetermined tension is applied to the printing plate 12. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、一般的には、印刷装置に関し、より特定的には、印刷によりレジスト材や導電性ペースト材料などの機能性樹脂材料をパターニング形成する際、フォトリソグラフィで得られるパターン位置精度と同等の位置精度を有したパターンを得るために、パターン形状を矯正する機構を備える印刷装置に関する。   The present invention generally relates to a printing apparatus, and more specifically, when patterning a functional resin material such as a resist material or a conductive paste material by printing, it is equivalent to the pattern position accuracy obtained by photolithography. The present invention relates to a printing apparatus provided with a mechanism for correcting a pattern shape in order to obtain a pattern having a positional accuracy of 2.

従来の印刷装置に関して、たとえば、特開2000−177102号公報には、版枠の温度変化に基づく寸法変化や、スクリーンのテンション低下等に起因する印刷精度の低下を抑制することを目的としたスクリーン印刷装置が開示されている(特許文献1)。また、特開2006−62241号公報には、精度に優れた印刷が可能であるとともに、繰り返し長期間使用することができ、かつ、取り扱い性および汎用性に優れるとともに、製造コストの低減を図ることを目的としたスクリーン印刷用製版が開示されている(特許文献2)。   Regarding a conventional printing apparatus, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-177102 discloses a screen for the purpose of suppressing a decrease in printing accuracy due to a dimensional change based on a temperature change of a plate frame, a decrease in screen tension, or the like. A printing apparatus is disclosed (Patent Document 1). Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-62241 discloses that printing with high accuracy is possible, it can be used repeatedly for a long period of time, has excellent handling properties and versatility, and reduces manufacturing costs. A plate making for screen printing for the purpose is disclosed (Patent Document 2).

特開2000−177102号公報JP 2000-177102 A 特開2006−62241号公報JP 2006-62241 A

近年、印刷技術は、微細化用途への応用が進められており、たとえば、フラットパネルディスプレイなどの製造工程において、μmオーダーの微細パターンの形成に利用されている。このような微細パターンの形成においては、特に積層パターンを形成する場合に重ね合わせ時の位置精度が低いと、抵抗不良や絶縁不良に起因して回路の動作不良が発生する。このため、パターンの位置精度は、文字や美術品用途の印刷と比較して、非常に高いレベルで求められる。   In recent years, printing technology has been applied to miniaturization applications. For example, in the manufacturing process of flat panel displays and the like, it is used to form a fine pattern on the order of μm. In the formation of such a fine pattern, in particular, when a laminated pattern is formed, if the positional accuracy at the time of superposition is low, circuit malfunction occurs due to resistance failure or insulation failure. For this reason, the positional accuracy of the pattern is required at a very high level as compared with printing for characters and artworks.

高精度の位置合わせを行なうためには、印刷版の材料も考慮する必要がある。一般的に、印刷版の材料として、数100μmオーダーの厚さを有するアルミニウム板が用いられている。しかしながら、アルミニウムの線膨張係数は、フラットパネルディスプレイなどに一般的に用いられ、基板材料であるガラスや石英等の線膨張係数と比較して、1桁程度大きい。このため、温度変化による寸法変化の差が、印刷版と基板との間で大きくなり、高精度な位置合わせを行なうことが困難となる。   In order to perform highly accurate alignment, it is necessary to consider the material of the printing plate. In general, an aluminum plate having a thickness on the order of several hundreds μm is used as a material for a printing plate. However, the linear expansion coefficient of aluminum is generally used for flat panel displays and the like, and is about one digit larger than the linear expansion coefficient of glass, quartz, or the like, which is a substrate material. For this reason, a difference in dimensional change due to a temperature change becomes large between the printing plate and the substrate, and it is difficult to perform highly accurate alignment.

このため、高い位置精度が要求される印刷版の材料としては、熱膨張係数の小さいガラスや石英等の材料を用いることが望ましい。しかしながら、このような材料を用いたとしても、印刷版のサイズがm(メートル)サイズになると、全ての印刷位置のパターンを、サブμmから数μm以下の精度で位置合わせを行なうことが困難となる。このため、印刷版等に形成されたパターンを下地等のパターンの位置に合わせるなど、パターン位置を形成されるべき位置に矯正する必要がある。   For this reason, it is desirable to use a material such as glass or quartz having a small thermal expansion coefficient as a printing plate material requiring high positional accuracy. However, even if such a material is used, if the size of the printing plate becomes m (meters), it is difficult to align all the printing position patterns with sub-μm to several μm accuracy. Become. For this reason, it is necessary to correct the pattern position to the position where it should be formed, for example, by matching the pattern formed on the printing plate or the like with the position of the pattern such as the base.

また、被印刷物(基板)は、下地パターンを形成する過程において熱処理など様々な工程を経ており、このため、基板毎にその下地パターンの形成位置や寸法が異なることがある。すなわち、上述したように、印刷版等に形成されたパターンを下地等のパターンの位置にサブμmから数μm以下の精度で合わせるためには、印刷毎に基板に対して印刷版に形成されたパターンを矯正する必要がある。   In addition, the substrate (substrate) is subjected to various processes such as heat treatment in the process of forming the base pattern. For this reason, the formation position and dimensions of the base pattern may be different for each substrate. That is, as described above, in order to match the pattern formed on the printing plate or the like to the position of the pattern such as the ground with submicron to several μm or less accuracy, it is formed on the printing plate with respect to the substrate for each printing. It is necessary to correct the pattern.

このようなパターン矯正技術としては、アルミニウムの印刷版の場合は、版の周縁を万力等により引っ張ることでパターンを矯正する方法が考えられる。   As such a pattern correction technique, in the case of an aluminum printing plate, a method of correcting the pattern by pulling the peripheral edge of the plate with a vise or the like can be considered.

また、上述の特許文献1に開示された印刷装置では、中空の版枠内にヒーターおよび冷却管を配置し、設定された目標温度と一致するように温度調節が行なわれる。これにより、周囲温度の変化に起因するパターン寸法変動を抑制したり、印刷版の張力低下時のテンション付与を行ない、印刷精度の低下を抑制したりする。また、上述の特許文献2に開示された印刷用製版は、所定の開口形状の開口部が形成されたマスク材を有する印刷版と、印刷版が張設された版枠とを備える。版枠が内外両側方向に変形可能に構成されることにより、開口部の開口形状を調節する。   Further, in the printing apparatus disclosed in Patent Document 1 described above, a heater and a cooling pipe are arranged in a hollow plate frame, and temperature adjustment is performed so as to coincide with a set target temperature. As a result, variations in pattern dimensions caused by changes in the ambient temperature are suppressed, and tension is applied when the tension of the printing plate is reduced, thereby suppressing a decrease in printing accuracy. Further, the printing plate making disclosed in Patent Document 2 described above includes a printing plate having a mask material in which an opening having a predetermined opening shape is formed, and a plate frame on which the printing plate is stretched. The plate frame is configured to be deformable in both the inside and outside directions, thereby adjusting the opening shape of the opening.

しかしながら、特許文献1に記載の方法は、周囲温度変化や、印刷版の経時的な変形という、長期的な寸法変化に対応する手法である。たとえば、印刷版を予めパターン形成された被印刷物上に精度よく重ね合わせるために、被印刷物1枚ごとに寸法矯正を行なうような対応はきわめて困難である。   However, the method described in Patent Document 1 is a method for dealing with a long-term dimensional change such as a change in ambient temperature or a deformation of the printing plate over time. For example, in order to accurately overlay a printing plate on a pre-patterned substrate, it is extremely difficult to perform dimensional correction for each substrate.

また、特許文献2に記載の方法は、ねじの押し引きによる寸法矯正を基本としている。すなわち、寸法矯正点数や間隔に大きく依存するところがあり、矯正点に応力が集中し、その部分の変位量が特異的に多くなるので、一般的には辺に沿って変位分布の少ない矯正を行なうことは極めて困難である。   The method described in Patent Document 2 is based on dimensional correction by pushing and pulling a screw. In other words, there are places that depend greatly on the number of dimensional correction points and the interval, stress concentrates on the correction points, and the amount of displacement at that part increases specifically. In general, correction with a small displacement distribution is performed along the side. It is extremely difficult.

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、基材に形成されたパターン形状を高精度に矯正することが可能な印刷装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a printing apparatus capable of correcting a pattern shape formed on a substrate with high accuracy.

この発明に従った印刷装置は、基材に形成されたパターン形状を、基材にその平面方向の張力を付与することにより矯正する印刷装置である。印刷装置は、プリテンション付与装置と、温度変化に伴って熱膨縮可能な複数のテンション調節部と、温度制御部とを備える。プリテンション付与装置は、基材の周縁に接続され、基材に対して予張力を付与する。複数のテンション調節部は、基材の周縁に沿って配列され、基材に対して、予張力に抗する方向の圧縮力を付与する。温度制御部は、複数のテンション調節部の温度を制御する。複数のテンション調節部の熱膨縮によって基材に付与される圧縮力が変化し、基材に所定の張力が付与される。   A printing apparatus according to the present invention is a printing apparatus that corrects a pattern shape formed on a substrate by applying tension in the plane direction to the substrate. The printing apparatus includes a pretension applying device, a plurality of tension adjusting units that can be thermally expanded and contracted according to a temperature change, and a temperature control unit. The pretension applying device is connected to the periphery of the base material and applies pretension to the base material. The plurality of tension adjusting units are arranged along the periphery of the base material, and apply a compressive force in a direction against the pretension to the base material. The temperature control unit controls the temperature of the plurality of tension adjusting units. The compressive force applied to the base material is changed by thermal expansion and contraction of the plurality of tension adjusting units, and a predetermined tension is applied to the base material.

このように構成された印刷装置によれば、複数のテンション調節部の温度制御を通じて、基材に付与される圧縮力を自在に調整する。これにより、基材に所定の張力を付与し、基材に形成されたパターン形状を高精度に矯正することができる。   According to the printing apparatus configured as described above, the compression force applied to the base material is freely adjusted through temperature control of the plurality of tension adjusting units. Thereby, predetermined | prescribed tension | tensile_strength can be provided to a base material and the pattern shape formed in the base material can be corrected with high precision.

また好ましくは、温度制御部は、複数のテンション調節部の温度を個々に調節可能である。このように構成された印刷装置によれば、複数のテンション調節部の温度を個々に調節することによって、基材に形成されたパターン形状を任意の形状、寸法に矯正することができる。   Preferably, the temperature control unit can individually adjust the temperatures of the plurality of tension adjusting units. According to the printing apparatus configured as described above, the pattern shape formed on the base material can be corrected to an arbitrary shape and size by individually adjusting the temperatures of the plurality of tension adjusting units.

また好ましくは、複数のテンション調節部は、複数の棒状の導電体パターンが配列されてなる。このように構成された印刷装置によれば、複数のテンション調節部を基材の周縁に沿って精細に配列することができる。このため、基材に形成されたパターン形状をより高精度に矯正することができる。   Preferably, the plurality of tension adjusting portions are formed by arranging a plurality of rod-shaped conductor patterns. According to the printing apparatus configured as described above, the plurality of tension adjusting units can be finely arranged along the periphery of the substrate. For this reason, the pattern shape formed in the base material can be corrected with higher accuracy.

また好ましくは、印刷装置は、ダクト部材をさらに備える。ダクト部材は、複数のテンション調節部を取り囲むように基材の周縁に沿って設けられている。ダクト部材は、冷媒が流通される冷媒通路を形成する。このように構成された印刷装置によれば、冷媒の流通により複数のテンション調節部の初期温度を所定の値に設定することができる。これにより、複数のテンション調節部の温度制御を通じたパターン形状の矯正を、より高精度に行なうことができる。   Preferably, the printing apparatus further includes a duct member. The duct member is provided along the periphery of the substrate so as to surround the plurality of tension adjusting portions. The duct member forms a refrigerant passage through which the refrigerant flows. According to the printing apparatus configured as described above, the initial temperature of the plurality of tension adjusting units can be set to a predetermined value by the circulation of the refrigerant. Thereby, the correction of the pattern shape through the temperature control of the plurality of tension adjusting units can be performed with higher accuracy.

また好ましくは、温度制御部は、複数のテンション調節部に電圧を印加する電源部と、電源部と複数のテンション調節部との間の電気的な接続を開閉するスイッチ部とを含む。このように構成された印刷装置によれば、簡易な構成で、複数のテンション調節部の温度制御を実現することができる。   Preferably, the temperature control unit includes a power supply unit that applies a voltage to the plurality of tension adjustment units, and a switch unit that opens and closes an electrical connection between the power supply unit and the plurality of tension adjustment units. According to the printing apparatus configured as described above, temperature control of the plurality of tension adjusting units can be realized with a simple configuration.

また好ましくは、プリテンション付与装置から基材に対して付与される予張力は、基材の変形が弾性変形範囲内に収まるように設定される。このように構成された印刷装置によれば、基材の塑性変形や破断を防ぐことができる。   Preferably, the pretension applied to the base material from the pretension applying device is set so that the deformation of the base material falls within the elastic deformation range. According to the printing apparatus configured in this way, plastic deformation and fracture of the base material can be prevented.

また好ましくは、複数のテンション調節部の発熱による変形量は、予張力の付与による基材の変形量よりも小さく設定される。このように構成された印刷装置によれば、基材の座屈を防ぐことができる。   Preferably, the amount of deformation due to heat generation of the plurality of tension adjusting units is set to be smaller than the amount of deformation of the base material due to application of pretension. According to the printing apparatus configured in this manner, the base material can be prevented from buckling.

また好ましくは、プリテンション付与装置は、基材に付与する予張力を一定に保持するための保持機構を含む。このように構成された印刷装置によれば、パターン形状の矯正時に、プリテンション付与装置から基材に一定のプリテンションを付与した状態を保つことができる。   Preferably, the pretension applying device includes a holding mechanism for holding a pretension applied to the base material constant. According to the printing apparatus configured as described above, it is possible to maintain a state in which a certain pretension is applied to the base material from the pretension applying apparatus when the pattern shape is corrected.

また好ましくは、基材は、略矩形の平面形状を有する。複数のテンション調節部は、基材の4辺の各辺に沿って配列されている。プリテンション付与装置は、基材に対して、基材の各辺の略直交方向に予張力を付与するように設けられる。このように構成された印刷装置によれば、略矩形の基材に形成されたパターン形状を、自在に矯正することができる。   Also preferably, the substrate has a substantially rectangular planar shape. The plurality of tension adjusting units are arranged along each of the four sides of the base material. The pretension applying device is provided to apply a pretension to the base material in a direction substantially orthogonal to each side of the base material. According to the printing apparatus configured as described above, the pattern shape formed on the substantially rectangular base material can be freely corrected.

以上に説明したように、この発明に従えば、基材に形成されたパターン形状を高精度に矯正することが可能な印刷装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a printing apparatus capable of correcting a pattern shape formed on a substrate with high accuracy.

この発明の実施の形態における印刷装置を示す平面図である。It is a top view which shows the printing apparatus in embodiment of this invention. 図1中のII−II線上に沿った印刷装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the printing apparatus along the II-II line | wire in FIG. 図1中の印刷装置に搭載される印刷版の第1具体例を示す平面図である。It is a top view which shows the 1st specific example of the printing plate mounted in the printing apparatus in FIG. 図1中の印刷装置に搭載される印刷版の第2具体例を示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd specific example of the printing plate mounted in the printing apparatus in FIG. 棒状導電体パターンの発熱温度と、棒状導電体パターンの熱膨張量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the heat_generation | fever temperature of a rod-shaped conductor pattern, and the thermal expansion amount of a rod-shaped conductor pattern. 有限要素シミュレーションに用いられる印刷版および棒状導電体パターンのモデルを示す図である。It is a figure which shows the model of the printing plate and rod-shaped conductor pattern which are used for a finite element simulation. 図6中の2点鎖線VIIで囲まれた範囲を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the range enclosed with the dashed-two dotted line VII in FIG. 図6中に示すモデルの解析条件を示す表である。It is a table | surface which shows the analysis conditions of the model shown in FIG. 図8中の条件のもと実施した有限要素シミュレーションの解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result of the finite element simulation implemented on the conditions in FIG. 図9中の2点鎖線Xで囲まれた範囲を示すグラフである。10 is a graph showing a range surrounded by a two-dot chain line X in FIG. 9. 図9中の2点鎖線XIで囲まれた範囲を示すグラフである。10 is a graph showing a range surrounded by a two-dot chain line XI in FIG. 9. 図6中に示すモデルの別の解析条件を示す表である。It is a table | surface which shows another analysis conditions of the model shown in FIG. 図12中の条件のもと実施した有限要素シミュレーションの解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result of the finite element simulation implemented on the conditions in FIG. 図13中の2点鎖線XIVで囲まれた範囲を示すグラフである。It is a graph which shows the range enclosed with the dashed-two dotted line XIV in FIG. 図13中の2点鎖線XVで囲まれた範囲を示すグラフである。It is a graph which shows the range enclosed with the dashed-two dotted line XV in FIG.

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.

図1は、この発明の実施の形態における印刷装置を示す平面図である。図2は、図1中のII−II線上に沿った印刷装置を示す断面図である。   FIG. 1 is a plan view showing a printing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the printing apparatus along the line II-II in FIG.

図1および図2を参照して、まず、本実施の形態における印刷装置10の基本的な構成について説明すると、印刷装置10は、基材としての印刷版12に形成されたパターン形状を、印刷版12にその平面方向の張力を付与することにより矯正する装置である。印刷装置10は、プリテンション付与装置20と、温度変化に伴って熱膨縮可能な複数のテンション調節部としての棒状導電体パターン31と、温度制御部50とを有する。プリテンション付与装置20は、印刷版12の周縁12a〜12dに接続され、印刷版12に対して予張力を付与する。棒状導電体パターン31は、印刷版12の周縁12a〜12dに沿って配列され、印刷版12に対して、予張力に抗する方向の圧縮力を付与する。温度制御部50は、複数の棒状導電体パターン31の温度を制御する。複数の棒状導電体パターン31の熱膨縮によって印刷版12に付与される圧縮力が変化し、印刷版12に所定の張力が付与される。   With reference to FIG. 1 and FIG. 2, first, a basic configuration of the printing apparatus 10 in the present embodiment will be described. The printing apparatus 10 prints a pattern shape formed on a printing plate 12 as a substrate. This is a device for correcting the plate 12 by applying tension in the plane direction. The printing apparatus 10 includes a pretension applying device 20, a plurality of bar-shaped conductor patterns 31 as tension adjusting units that can be thermally expanded and contracted with a temperature change, and a temperature control unit 50. The pretension applying device 20 is connected to the peripheral edges 12 a to 12 d of the printing plate 12 and applies pretension to the printing plate 12. The rod-shaped conductor patterns 31 are arranged along the peripheral edges 12 a to 12 d of the printing plate 12, and apply a compressive force in a direction against pretension to the printing plate 12. The temperature control unit 50 controls the temperatures of the plurality of rod-shaped conductor patterns 31. The compression force applied to the printing plate 12 is changed by thermal expansion and contraction of the plurality of rod-shaped conductor patterns 31, and a predetermined tension is applied to the printing plate 12.

続いて、本実施の形態における印刷装置10の構造について詳細に説明する。
印刷装置10は、印刷版12を保持するための基台としての微動ステージ14および吸着ステージ13をさらに有する。微動ステージ14は、印刷版12の平面方向に位置移動可能に構成されている。微動ステージ14上に吸着ステージ13が搭載されている。印刷版12は、吸着ステージ13上に吸着保持される。
Next, the structure of the printing apparatus 10 in the present embodiment will be described in detail.
The printing apparatus 10 further includes a fine movement stage 14 and a suction stage 13 as a base for holding the printing plate 12. The fine movement stage 14 is configured to be movable in the plane direction of the printing plate 12. The suction stage 13 is mounted on the fine movement stage 14. The printing plate 12 is sucked and held on the suction stage 13.

印刷版12は、略矩形の平面形状を有する。印刷版12は、周縁12a〜12dを有する。周縁12aと周縁12cとは、互いに対向して配置され、周縁12bと周縁12dとは、互いに対向して配置される。   The printing plate 12 has a substantially rectangular planar shape. The printing plate 12 has peripheral edges 12a to 12d. The peripheral edge 12a and the peripheral edge 12c are arranged to face each other, and the peripheral edge 12b and the peripheral edge 12d are arranged to face each other.

本実施の形態では、印刷版12が、ガラス基板から形成され、3000mm×3000mm、厚さ0.7mmの大きさを有する。印刷版12の上面には、アライメントパターンと、図示しない回路等の親撥液パターンとが形成されている。   In the present embodiment, the printing plate 12 is formed from a glass substrate and has a size of 3000 mm × 3000 mm and a thickness of 0.7 mm. On the upper surface of the printing plate 12, an alignment pattern and a lyophobic pattern such as a circuit (not shown) are formed.

印刷版12に形成されているパターンは、重ね合わせ印刷を行なう被印刷物(基板)に形成されている下地のパターンよりも、縮尺倍率が若干小さくなるように形成されている。   The pattern formed on the printing plate 12 is formed so that the scale factor is slightly smaller than the pattern of the base formed on the substrate (substrate) to be overprinted.

具体的には、印刷版12に形成されているパターン寸法は、理想とする印刷パターンの設計寸法よりも、予め6ppm程度小さくなるように形成されている。すなわち、被印刷物に形成されている下地のパターンの縦、横の長さを1とした場合、印刷版12に形成されているパターンの縦、横の長さは、0.999994(=1−1×0.000006)に設定されている。   Specifically, the pattern dimension formed on the printing plate 12 is formed to be about 6 ppm smaller than the ideal design dimension of the printing pattern in advance. That is, when the vertical and horizontal lengths of the underlying pattern formed on the substrate are set to 1, the vertical and horizontal lengths of the pattern formed on the printing plate 12 are 0.999994 (= 1− 1 × 0.000006).

複数の棒状導電体パターン31は、互いに間隔を隔てて周縁12a〜12dの各周縁に沿って配列されている。本実施の形態では、複数の棒状導電体パターン31が等間隔に配列されている。棒状導電体パターン31は、周縁12a〜12dの各周縁に接続される一方端を有し、各周縁から遠ざかる方向に棒状に延びて形成されている。   The plurality of rod-shaped conductor patterns 31 are arranged along the peripheral edges of the peripheral edges 12a to 12d at intervals. In the present embodiment, a plurality of rod-shaped conductor patterns 31 are arranged at equal intervals. The bar-shaped conductor pattern 31 has one end connected to each of the peripheral edges 12a to 12d and extends in a bar shape in a direction away from each peripheral edge.

棒状導電体パターン31は、電流が流された時に熱膨張可能な金属から形成されている。棒状導電体パターン31は、ニクロム、カンタル、クロメルなどの抵抗体から形成されている。本実施の形態では特に、ニクロムの薄板をエッチングすることによって複数の棒状導電体パターン31が形成されている。このような構成により、複数の棒状導電体パターン31を、周縁12a〜12dの各周縁に沿ってより高密度に配置することができる。   The rod-shaped conductor pattern 31 is formed of a metal that can be thermally expanded when a current is passed. The rod-shaped conductor pattern 31 is formed of a resistor such as nichrome, cantal, or chromel. In the present embodiment, in particular, a plurality of rod-like conductor patterns 31 are formed by etching a nichrome thin plate. With such a configuration, the plurality of rod-shaped conductor patterns 31 can be arranged with higher density along the peripheral edges of the peripheral edges 12a to 12d.

印刷装置10は、ダクト部材としてのフィルム26をさらに有する。フィルム26は、複数の棒状導電体パターン31を覆うように設けられている。フィルム26は、複数の棒状導電体パターン31の上下両面を挟み込む形態で設けられている。フィルム26は、印刷版12に固着されている。フィルム26は、高い耐熱性を有する高分子材料から形成されることが好ましい。本実施の形態では、フィルム26としてポリイミドフィルムが用いられている。   The printing apparatus 10 further includes a film 26 as a duct member. The film 26 is provided so as to cover the plurality of rod-shaped conductor patterns 31. The film 26 is provided in a form that sandwiches the upper and lower surfaces of the plurality of rod-shaped conductor patterns 31. The film 26 is fixed to the printing plate 12. The film 26 is preferably formed from a polymer material having high heat resistance. In the present embodiment, a polyimide film is used as the film 26.

棒状導電体パターン31とフィルム26の間には、隙間が形成されており、この隙間によって、複数の棒状導電体パターン31が配置される冷媒通路としての冷却油通路41が形成されている。冷却油通路41は、周縁12a〜12dの各周縁に沿って延びるように形成されている。冷却油通路41には、冷却油が流通される。冷却油通路41は、排出口27および排出口28を通じて温度調節器29に接続されている。温度調節器29は、たとえば、オイル冷却が可能なオイルクーラから構成されている。   A gap is formed between the rod-shaped conductor pattern 31 and the film 26, and a cooling oil passage 41 as a refrigerant passage in which the plurality of rod-shaped conductor patterns 31 are arranged is formed by the gap. The cooling oil passage 41 is formed so as to extend along each of the peripheral edges 12a to 12d. The cooling oil is circulated through the cooling oil passage 41. The cooling oil passage 41 is connected to the temperature regulator 29 through the outlet 27 and the outlet 28. The temperature controller 29 is constituted by, for example, an oil cooler capable of oil cooling.

なお、複数の棒状導電体パターン31を冷却する冷媒は、オイルに限られず、たとえば水であってもよい。   In addition, the refrigerant | coolant which cools the some rod-shaped conductor pattern 31 is not restricted to oil, For example, water may be sufficient.

プリテンション付与装置20は、テンショナ21およびクランプ部材22を含んで構成されている。本実施の形態では、テンショナ21およびクランプ部材22が組となって、周縁12a〜12dの各周縁の外周上にそれぞれ配置されている。クランプ部材22は、フィルム26の外縁を把持する。テンショナ21は、クランプ部材22に接続されている。   The pretension applying device 20 includes a tensioner 21 and a clamp member 22. In the present embodiment, the tensioner 21 and the clamp member 22 are arranged as a set on the outer periphery of each of the peripheral edges 12a to 12d. The clamp member 22 grips the outer edge of the film 26. The tensioner 21 is connected to the clamp member 22.

テンショナ21は、フィルム26を介して印刷版12をその平面方向に引っ張る機能を有する。本実施の形態では、テンショナ21は、印刷版12に対して、周縁12a〜12dの各周縁の略直交方向にプリテンションを付与するように設けられている。   The tensioner 21 has a function of pulling the printing plate 12 in the plane direction through the film 26. In the present embodiment, the tensioner 21 is provided so as to apply pretension to the printing plate 12 in a direction substantially orthogonal to the peripheral edges 12a to 12d.

テンショナ21は、印刷版12に対するプリテンション状態を電気的に保持することが可能な、パルスモータ駆動の電動シリンダから構成されている。すなわち、テンショナ21は、印刷版12に付与するプリテンションを一定に保持するための保持機能を有する。クランプ部材22とテンショナ21との間には、図示しないロードセルが設けられている。このような構成により、電動シリンダの変位量を目標荷重値になるように制御し、印刷版12に対するプリテンション荷重を精密に調整することができる。   The tensioner 21 is composed of an electric cylinder driven by a pulse motor that can electrically maintain a pre-tensioned state with respect to the printing plate 12. That is, the tensioner 21 has a holding function for keeping the pretension applied to the printing plate 12 constant. A load cell (not shown) is provided between the clamp member 22 and the tensioner 21. With such a configuration, the displacement amount of the electric cylinder can be controlled to be a target load value, and the pretension load on the printing plate 12 can be precisely adjusted.

なお、プリテンション付与装置20は、上記構成に限られず、たとえば、テンショナ21をウォームギア等の機構から構成し、印刷版12をワイヤーを介して引っ張る構成としてもよい。   The pretension applying device 20 is not limited to the above configuration, and for example, the tensioner 21 may be configured by a mechanism such as a worm gear and the printing plate 12 may be pulled via a wire.

温度制御部50は、パルス電源51、配線52およびスイッチ53を含んで構成されている(図2を参照のこと)。パルス電源51は、配線52を介して棒状導電体パターン31に電気的に接続されている。スイッチ53は、配線52の経路上に設けられており、その開閉操作により、パルス電源51から棒状導電体パターン31に対する電圧印加がオン、オフされる。   The temperature control unit 50 includes a pulse power supply 51, a wiring 52, and a switch 53 (see FIG. 2). The pulse power source 51 is electrically connected to the rod-shaped conductor pattern 31 via the wiring 52. The switch 53 is provided on the path of the wiring 52, and voltage application from the pulse power source 51 to the rod-shaped conductor pattern 31 is turned on / off by the opening / closing operation.

一般的に、抵抗体の発生熱量と印加電圧との関係は、比例関係にある。このため、棒状導電体パターン31に所定の電圧を印加することによって、棒状導電体パターン31の発生熱量を制御することが可能である。   In general, the relationship between the amount of heat generated by the resistor and the applied voltage is proportional. For this reason, it is possible to control the amount of heat generated by the rod-shaped conductor pattern 31 by applying a predetermined voltage to the rod-shaped conductor pattern 31.

また、本実施の形態では、温度制御部50が、複数の棒状導電体パターン31の温度を個々に調節可能となるように構成されている。より具体的には、複数の棒状導電体パターン31の各々に対応してスイッチング素子であるスイッチ53が設けられており、1つのパルス電源51によって電圧印加される。このような構成により、個々の棒状導電体パターン31に対してたとえばPWM(パルス幅変調)制御を行なうことによって、簡易なシステム構成で、個々の棒状導電体パターン31の発熱量を制御することが可能となる。   Moreover, in this Embodiment, the temperature control part 50 is comprised so that the temperature of the some rod-shaped conductor pattern 31 can be adjusted separately. More specifically, a switch 53 that is a switching element is provided corresponding to each of the plurality of bar-shaped conductor patterns 31, and a voltage is applied by one pulse power supply 51. With such a configuration, by performing, for example, PWM (pulse width modulation) control on each bar-shaped conductor pattern 31, the amount of heat generated by each bar-shaped conductor pattern 31 can be controlled with a simple system configuration. It becomes possible.

続いて、本実施の形態における印刷装置10の動作の一例について説明する。
予め、被印刷物である基板を吸着ステージ13上に吸着保持しておき、必要に応じて、微動ステージ14によって後述する計測のための概略の位置あわせを行なう。基板上のアライメントパターンを図示しない複数のCCD等のカメラを用いて観察することにより、各アライメントパターンの重心位置を計測し、パターン間距離からパターン間寸法を計測する。その後、吸着ステージ13による基板の吸着保持を解除し、図示しない搬送手段を用いて基板を搬出する。さらに、インク等の印刷材料が塗布された印刷版12を装置内に搬入し、吸着ステージ13上に載置する。
Next, an example of the operation of the printing apparatus 10 in the present embodiment will be described.
A substrate that is a substrate to be printed is sucked and held on the suction stage 13 in advance, and if necessary, rough positioning for measurement described later is performed by the fine movement stage 14. By observing the alignment pattern on the substrate using a plurality of cameras such as a CCD (not shown), the center of gravity of each alignment pattern is measured, and the inter-pattern dimension is measured from the inter-pattern distance. Thereafter, the suction holding of the substrate by the suction stage 13 is released, and the substrate is carried out using a transport means (not shown). Further, the printing plate 12 coated with a printing material such as ink is carried into the apparatus and placed on the suction stage 13.

次に、吸着ステージ13上で印刷版12を吸着保持し、上述した基板のアライメントパターン計測と同様の手順で、印刷版12上のアライメントパターンの位置計測を行なう。なお、このステップは必要に応じて省略してもよい。   Next, the printing plate 12 is sucked and held on the suction stage 13, and the position of the alignment pattern on the printing plate 12 is measured in the same procedure as the above-described substrate alignment pattern measurement. Note that this step may be omitted as necessary.

次に、吸着ステージ13による印刷版12の吸着保持を解除し、印刷版12の端部に接続されたフィルム26の端部を、クランプ部材22によって把持する。そして、テンショナ21によって、印刷版12の各周縁に対して略直交する四方向にプリテンションを付与する。   Next, the suction holding of the printing plate 12 by the suction stage 13 is released, and the end of the film 26 connected to the end of the printing plate 12 is gripped by the clamp member 22. Then, the tensioner 21 applies pretension in four directions substantially orthogonal to the peripheral edges of the printing plate 12.

このとき、印刷版12に付与するプリテンション量は、印刷版12の変形が弾性変形範囲内に収まるように設定される。また好ましくは、プリテンション量は、印刷版12の元寸法と、理想とする印刷パターンの設計寸法との差の2倍程度に設定される。たとえば、印刷版12の元寸法と、理想とする印刷パターンの設計寸法との差が、6ppmの倍率差である場合、印刷版12に付与するプリテンション量がその2倍の12ppm分となるように印刷版12を引っ張る。   At this time, the amount of pretension applied to the printing plate 12 is set so that the deformation of the printing plate 12 falls within the elastic deformation range. Preferably, the amount of pretension is set to about twice the difference between the original dimension of the printing plate 12 and the design dimension of the ideal print pattern. For example, when the difference between the original dimension of the printing plate 12 and the design dimension of an ideal printing pattern is a difference in magnification of 6 ppm, the pretension amount to be applied to the printing plate 12 is twice that of 12 ppm. The printing plate 12 is pulled.

次に、プリテンションを付与した状態における印刷版12のアライメントパターン位置およびパターン間寸法を計測する。その計測値と、先に計測した被印刷物である基板のアライメントパターン間寸法との差を算出し、算出した値を後述する印刷版12の必要な寸法矯正量とする。   Next, the alignment pattern position and inter-pattern dimension of the printing plate 12 in a state where pretension is applied are measured. The difference between the measured value and the dimension between the alignment patterns of the substrate, which is the substrate to be printed, is calculated, and the calculated value is set as a necessary dimensional correction amount of the printing plate 12 described later.

次に、テンショナ21を構成する電動シリンダのパルスモータを励磁することによって、印刷版12のプリテンション状態を保持した状態で、パルス電源51から棒状導電体パターン31に電圧を印加する。棒状導電体パターン31が発熱することによって熱膨張する。棒状導電体パターン31の熱膨張に伴って、テンショナ21から付与されたプリテンション方向に抗する方向の反力が生じる。結果、熱膨張した棒状導電体パターン31がプリテンション状態の印刷版12を押し戻すことになり、印刷版12上のパターン形状が矯正される。   Next, a voltage is applied from the pulse power source 51 to the rod-shaped conductor pattern 31 while the pretension state of the printing plate 12 is maintained by exciting the pulse motor of the electric cylinder constituting the tensioner 21. The rod-shaped conductor pattern 31 is thermally expanded by generating heat. Along with the thermal expansion of the rod-shaped conductor pattern 31, a reaction force in a direction against the pretension direction applied from the tensioner 21 is generated. As a result, the thermally expanded rod-shaped conductor pattern 31 pushes back the printing plate 12 in the pretensioned state, and the pattern shape on the printing plate 12 is corrected.

この際、棒状導電体パターン31に対する印加電圧、すなわち発熱量は、棒状導電体パターン31の線膨張係数と、必要な寸法矯正量とから予め算出して決定される。矯正量は、印刷版12のプリテンション量以下、すなわち、引っ張り弾性変形の範囲内で制御される。一例を挙げれば、矯正量は、プリテンション付与前の印刷版12の元寸法の1倍〜1+12ppm倍の範囲で制御される。このような範囲内で寸法矯正を行なうことによって、印刷版12に圧縮変形が生じることがなく、座屈の発生を抑制することができる。   At this time, the voltage applied to the rod-shaped conductor pattern 31, that is, the amount of heat generation, is determined by calculating in advance from the linear expansion coefficient of the rod-shaped conductor pattern 31 and the necessary dimensional correction amount. The correction amount is controlled below the pretension amount of the printing plate 12, that is, within the range of tensile elastic deformation. For example, the correction amount is controlled in the range of 1 to 1 + 12 ppm times the original dimension of the printing plate 12 before pretensioning. By performing dimensional correction within such a range, the printing plate 12 does not undergo compressive deformation, and the occurrence of buckling can be suppressed.

また、矯正中において、適宜微動ステージ14を駆動させながら印刷版12の位置合わせを行ない、パターン間距離の変化をフィードバック制御して印加電圧を調整することも可能である。この場合、より高精度な寸法矯正を実現することができる。   Further, during correction, it is possible to adjust the applied voltage by positioning the printing plate 12 while appropriately driving the fine movement stage 14 and feedback-controlling the change in the inter-pattern distance. In this case, more accurate dimensional correction can be realized.

また、本実施の形態では、冷却油通路41に冷却油を流すことにより、棒状導電体パターン31のベースとなる温度を所望の値に設定することができる。これにより、電圧印加による棒状導電体パターン31の温度制御、延いては、パターン形状の矯正を精度よく行なうことができる。   In the present embodiment, the temperature serving as the base of the rod-shaped conductor pattern 31 can be set to a desired value by flowing the cooling oil through the cooling oil passage 41. Thereby, temperature control of the rod-shaped conductor pattern 31 by voltage application, and further correction of the pattern shape can be performed with high accuracy.

上記ステップの後、吸着ステージ13によって印刷版12の吸着保持を行なうことにより、パターン矯正動作が完了する。その後、パターン形状が矯正された印刷版12を用いて基板の印刷工程を実施する。   After the above step, the pattern correction operation is completed by holding the printing plate 12 by suction using the suction stage 13. Then, the printing process of a board | substrate is implemented using the printing plate 12 by which the pattern shape was correct | amended.

図3は、図1中の印刷装置に搭載される印刷版の第1具体例を示す平面図である。図3を参照して、テンショナ21により印刷版12に付与するプリテンションの大きさが、矢印102によって表わされ、棒状導電体パターン31に対する印加電圧の大きさ、すなわち棒状導電体パターン31の発熱量が、矢印101によって表わされている。図中に示すように、印刷版12にプリテンションを付与した状態で、印刷版12のパターン間寸法が面内に対して非線形に分布している場合には、個々の棒状導電体パターン31に対する印加電圧量をPWM制御により変化させることによって、印刷版12上のパターン形状を任意形状に矯正することができる。   FIG. 3 is a plan view showing a first specific example of a printing plate mounted on the printing apparatus in FIG. Referring to FIG. 3, the magnitude of the pretension applied to the printing plate 12 by the tensioner 21 is represented by an arrow 102, and the magnitude of the voltage applied to the rod-shaped conductor pattern 31, that is, the heat generation of the rod-shaped conductor pattern 31. The quantity is represented by arrow 101. As shown in the figure, when the pre-tension is applied to the printing plate 12 and the inter-pattern dimension of the printing plate 12 is non-linearly distributed with respect to the in-plane, the individual rod-shaped conductor patterns 31 are provided. By changing the amount of applied voltage by PWM control, the pattern shape on the printing plate 12 can be corrected to an arbitrary shape.

図4は、図1中の印刷装置に搭載される印刷版の第2具体例を示す平面図である。図4を参照して、パターン16が形成された印刷版12と、パターン62が形成された被印刷物である基板61とが重ね合わさって示されている。図中に示すように、印刷版12に形成されたパターン16と、基板61に形成されたパターン62との位置ずれ量が場所によって異なる場合であっても、個々の棒状導電体パターン31に対する印加電圧量をPWM制御により変化させることによって、印刷版12上のパターン形状を任意形状に矯正することができる。   FIG. 4 is a plan view showing a second specific example of a printing plate mounted on the printing apparatus in FIG. Referring to FIG. 4, a printing plate 12 on which a pattern 16 is formed and a substrate 61 that is a printing material on which a pattern 62 is formed are shown superimposed. As shown in the figure, even when the amount of positional deviation between the pattern 16 formed on the printing plate 12 and the pattern 62 formed on the substrate 61 differs depending on the location, the application to the individual rod-shaped conductor patterns 31 is performed. By changing the voltage amount by PWM control, the pattern shape on the printing plate 12 can be corrected to an arbitrary shape.

このように構成された、この発明の実施の形態における印刷装置10によれば、複数の棒状導電体パターン31の温度制御を通じて、印刷版12に付与されるプリテンションを自在に調整する。これにより、印刷版12上のパターン形状を高精度に矯正することができる。   According to the printing apparatus 10 according to the embodiment of the present invention configured as described above, the pretension applied to the printing plate 12 is freely adjusted through the temperature control of the plurality of rod-shaped conductor patterns 31. Thereby, the pattern shape on the printing plate 12 can be corrected with high accuracy.

なお、本実施の形態においては、発熱体として、抵抗体であるニクロムの薄板をエッチングすることで複数の棒状導電体パターン31とした場合について説明したが、その他の例として、シーズヒータやカートリッジヒータ等に代表されるような、金属製のパイプの中にセラミック等の絶縁体に発熱線を巻き付けたものを挿入した形態としてもよい。   In the present embodiment, the case where a plurality of rod-shaped conductor patterns 31 are formed by etching a thin nichrome plate as a resistor as a heating element has been described. However, as other examples, a sheathed heater or a cartridge heater is used. It is good also as a form which inserted what wound an exothermic wire around insulators, such as ceramics, in metal pipes which are represented by.

また、本実施の形態では、印刷版材料としてガラス基板を用いた場合について説明したが、言うまでもなく、金属等その他の材料においても本発明を適用可能である。また、本実施の形態においては、3m×3mの大きさを有する印刷版12の寸法矯正に本発明を適用したが、印刷版12の規模を問わず、何れの大きさに対しても本発明を適用可能である。   In this embodiment, the case where a glass substrate is used as the printing plate material has been described. Needless to say, the present invention can also be applied to other materials such as metals. In the present embodiment, the present invention is applied to dimensional correction of the printing plate 12 having a size of 3 m × 3 m. However, the present invention is applicable to any size regardless of the size of the printing plate 12. Is applicable.

また、本実施の形態では、パターン矯正の対象物として、印刷版についての例を説明したが、当然のことながら、被印刷物であるガラス基板であってもよい。また、パターン矯正の対象物は、印刷版のパターンを被印刷物であるガラス基板に転写する転写版であってもよく、さらには、対象物の面内寸法、あるいは形状を制御する必要のある任意の装置にも本発明を適用可能である。   In the present embodiment, an example of a printing plate has been described as an object for pattern correction. However, as a matter of course, a glass substrate that is a substrate to be printed may be used. Further, the object for pattern correction may be a transfer plate for transferring a pattern of a printing plate to a glass substrate that is a printing object, and further, an arbitrary in-plane dimension or shape that needs to be controlled. The present invention can also be applied to these devices.

続いて、本実施の形態における印刷装置10によって奏される上記効果を確認するために行なった実施例について説明する。本実施例においては、棒状導電体パターン31の発熱による印刷版12の寸法矯正の精度を、有限要素シミュレーションによって確認した。   Next, an example performed to confirm the above-described effect achieved by the printing apparatus 10 according to the present embodiment will be described. In this example, the accuracy of dimensional correction of the printing plate 12 due to the heat generated by the rod-shaped conductor pattern 31 was confirmed by finite element simulation.

はじめに、棒状導電体パターン31の最適長さを求めるための試算を行なった。図5は、棒状導電体パターンの発熱温度と、棒状導電体パターンの熱膨張量との関係を示すグラフである。   First, a trial calculation for obtaining the optimum length of the rod-shaped conductor pattern 31 was performed. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the heat generation temperature of the rod-shaped conductor pattern and the amount of thermal expansion of the rod-shaped conductor pattern.

図5を参照して、前提条件として、印刷版12および棒状導電体パターン31の厚みは同一とし、印刷版12の1辺当たりの複数の棒状導電体パターン31の合計幅は、印刷版12の1辺の長さの半分とした。すなわち、複数の棒状導電体パターン31を、印刷版12の1辺の半分の断面積を有するように配設した。また、棒状導電体パターン31の材質をニクロムとした。線膨張係数および温度上昇から算出した棒状導電体パターン31の熱膨張量を、棒状導電体パターン31の元の長さ(10mm、20mm、50mm、100mm)ごとにプロットした。   Referring to FIG. 5, as a precondition, the printing plate 12 and the rod-shaped conductor pattern 31 have the same thickness, and the total width of the plurality of rod-shaped conductor patterns 31 per side of the printing plate 12 is the same as that of the printing plate 12. One side was half the length. That is, the plurality of rod-shaped conductor patterns 31 are arranged so as to have a cross-sectional area that is half of one side of the printing plate 12. The material of the rod-shaped conductor pattern 31 was nichrome. The thermal expansion amount of the rod-shaped conductor pattern 31 calculated from the linear expansion coefficient and the temperature rise was plotted for each original length (10 mm, 20 mm, 50 mm, 100 mm) of the rod-shaped conductor pattern 31.

図中に示すように、各長さの棒状導電体パターン31を1μm膨張させるために必要な温度は、10mmの場合は0.66℃/μmとなり、20mmの場合は1.41℃/μmとなり、50mmの場合は3.69℃/μmとなり、100mmの場合は7.48℃/μmとなった。棒状導電体パターン31の長さが短すぎると、より細かい温度制御を行なう必要があり、長すぎると温度制御はラフになるが、与える熱量が増大して効率の低下を招いてしまう。本実施例における印刷版12の寸法は3m×3mであり、必要な矯正量は平均的には6ppm程度であるため、棒状導電体パターン31の長さは20mm〜50mmの範囲が妥当と判断される。本試算に基づき、棒状導電体パターン31の長さを50mmに設定することにした。   As shown in the figure, the temperature required to expand the rod-shaped conductor pattern 31 of each length by 1 μm is 0.66 ° C./μm for 10 mm, and 1.41 ° C./μm for 20 mm. In the case of 50 mm, it was 3.69 ° C./μm, and in the case of 100 mm, it was 7.48 ° C./μm. If the length of the rod-shaped conductor pattern 31 is too short, it is necessary to perform finer temperature control. If the length is too long, the temperature control becomes rough, but the amount of heat applied increases, leading to a decrease in efficiency. In the present embodiment, the size of the printing plate 12 is 3 m × 3 m, and the necessary correction amount is about 6 ppm on average. Therefore, it is determined that the length of the rod-shaped conductor pattern 31 is in the range of 20 mm to 50 mm. The Based on this trial calculation, the length of the rod-shaped conductor pattern 31 was set to 50 mm.

図6は、有限要素シミュレーションに用いられる印刷版および棒状導電体パターンのモデルを示す図である。図7は、図6中の2点鎖線VIIで囲まれた範囲を拡大して示す図である。図8は、図6中に示すモデルの解析条件を示す表である。   FIG. 6 is a diagram showing a printing plate and a rod-shaped conductor pattern model used for finite element simulation. FIG. 7 is an enlarged view showing a range surrounded by a two-dot chain line VII in FIG. FIG. 8 is a table showing analysis conditions of the model shown in FIG.

図6から図8を参照して、本シミュレーションでは、印刷版12としてガラス基板を用い、3m×3mの中心対称条件として1/4モデル(1.5m×1.5m)により解析を行なった。棒状導電体パターン31の材料はニクロムとし、上述した試算に基づき、長さを50mm、幅sを5mmとし、間隔tを5mmとして、棒状導電体パターン31を配設した。また、プリテンション状態を保持した状態での解析を表現するために、棒状導電体パターン31の、印刷版12と接していない側の端部31pを変位拘束した。モデル全体の初期温度を23℃、寸法矯正時の棒状導電体パターン31の温度を35.7℃とした。   With reference to FIG. 6 to FIG. 8, in this simulation, a glass substrate was used as the printing plate 12, and analysis was performed using a 1/4 model (1.5 m × 1.5 m) as a central symmetry condition of 3 m × 3 m. The material of the rod-shaped conductor pattern 31 was nichrome, and the rod-shaped conductor pattern 31 was disposed with a length of 50 mm, a width s of 5 mm, and an interval t of 5 mm based on the above-described calculation. Further, in order to express the analysis in a state where the pretension state is maintained, the end portion 31p of the rod-shaped conductor pattern 31 on the side not in contact with the printing plate 12 is displacement-constrained. The initial temperature of the entire model was 23 ° C., and the temperature of the rod-shaped conductor pattern 31 during dimension correction was 35.7 ° C.

上記条件のもと、有限要素シミュレーションにより、印刷版12の端部、印刷版12の端部より5mm内側、印刷版12の端部より10mm内側の各位置(図7を参照のこと)について、印刷版12の矯正量の分布を求めた。   Under the above conditions, by the finite element simulation, for each position (see FIG. 7), the edge of the printing plate 12, 5 mm inside from the edge of the printing plate 12, and 10 mm inside from the edge of the printing plate 12. The correction amount distribution of the printing plate 12 was determined.

図9は、図8中の条件のもと実施した有限要素シミュレーションの解析結果を示すグラフである。図10は、図9中の2点鎖線Xで囲まれた範囲を示すグラフである。図11は、図9中の2点鎖線XIで囲まれた範囲を示すグラフである。図10および図11中には、それぞれ、印刷版12の辺方向の中心部および端部における矯正量の分布が拡大して示されている。   FIG. 9 is a graph showing an analysis result of the finite element simulation performed under the conditions in FIG. FIG. 10 is a graph showing a range surrounded by a two-dot chain line X in FIG. FIG. 11 is a graph showing a range surrounded by a two-dot chain line XI in FIG. In FIGS. 10 and 11, the distribution of the correction amount at the center portion and the edge portion in the side direction of the printing plate 12 is shown in an enlarged manner, respectively.

図9から図11を参照して、印刷版12の端部、印刷版12の端部より5mm内側、印刷版12の端部より10mm内側の各位置の矯正量の分布が、それぞれ、線110、120、130によって表わされている。印刷版12の矯正量の最大値と最小値との差は、印刷版12の端部で0.26μm、印刷版12の端部より5mm内側で0.14μm、印刷版12の端部より10mm内側で0.10μmとなった。   With reference to FIGS. 9 to 11, the distribution of correction amounts at the positions of the edge of the printing plate 12, 5 mm inside from the edge of the printing plate 12, and 10 mm inside from the edge of the printing plate 12 is a line 110. , 120, 130. The difference between the maximum value and the minimum value of the correction amount of the printing plate 12 is 0.26 μm at the edge of the printing plate 12, 0.14 μm 5 mm inside the edge of the printing plate 12, and 10 mm from the edge of the printing plate 12. It became 0.10 micrometer inside.

印刷版12の外形サイズを被印刷物である基板と同一であるとすると、通常、印刷パターンが形成される有効領域は、印刷版12の端部より10mm内側の部分である。このことから、上記解析結果により矯正量の誤差としては極めて精度の高いものが実現されたといえる。また、仮に有効領域が印刷版12の端部からの範囲であるとしても、その矯正量誤差は0.26μmであり、重ね合わせに必要な精度としては十分なものである。   Assuming that the outer size of the printing plate 12 is the same as that of the substrate that is the printing object, the effective area in which the printing pattern is formed is usually a portion that is 10 mm inside the end of the printing plate 12. From this, it can be said that the result of the above analysis has realized an extremely accurate error in the correction amount. Even if the effective area is the range from the edge of the printing plate 12, the correction amount error is 0.26 μm, which is sufficient as the accuracy required for overlaying.

図12は、図6中に示すモデルの別の解析条件を示す表である。図12を参照して、次に、50mmの長さ、1mmの幅を有する棒状導電体パターン31を間隔1mmで配設し、他の条件を既に説明した上記解析条件と同一として、有限要素シミュレーションを実施した。   FIG. 12 is a table showing another analysis condition of the model shown in FIG. Referring to FIG. 12, next, a rod-shaped conductor pattern 31 having a length of 50 mm and a width of 1 mm is disposed at an interval of 1 mm, and other conditions are the same as the above-described analysis conditions, and a finite element simulation is performed. Carried out.

図13は、図12中の条件のもと実施した有限要素シミュレーションの解析結果を示すグラフである。図14は、図13中の2点鎖線XIVで囲まれた範囲を示すグラフである。図15は、図13中の2点鎖線XVで囲まれた範囲を示すグラフである。図14および図15中には、それぞれ、印刷版12の辺方向の中心部および端部における矯正量の分布が拡大して示されている。   FIG. 13 is a graph showing an analysis result of a finite element simulation performed under the conditions in FIG. FIG. 14 is a graph showing a range surrounded by a two-dot chain line XIV in FIG. FIG. 15 is a graph showing a range surrounded by a two-dot chain line XV in FIG. In FIGS. 14 and 15, the distribution of the correction amount at the center portion and the end portion in the side direction of the printing plate 12 is shown in an enlarged manner, respectively.

図13から図15を参照して、印刷版12の端部、印刷版12の端部より5mm内側、印刷版12の端部より10mm内側の各位置の矯正量の分布が、それぞれ、線110、120、130によって表わされている。印刷版12の矯正量の最大値と最小値との差は、印刷版12の端部で0.12μm、印刷版12の端部より5mm内側で0.09μm、印刷版12の端部より10mm内側で0.07μmとなった。   Referring to FIGS. 13 to 15, the distribution of correction amounts at the positions of the edge of the printing plate 12, 5 mm inside from the edge of the printing plate 12, and 10 mm inside from the edge of the printing plate 12 is a line 110. , 120, 130. The difference between the maximum value and the minimum value of the correction amount of the printing plate 12 is 0.12 μm at the edge of the printing plate 12, 0.09 μm inside 5 mm from the edge of the printing plate 12, and 10 mm from the edge of the printing plate 12. It became 0.07 micrometer inside.

棒状導電体パターン12の幅を小さくし、配設数を増やすことによって、先の解析条件の場合と比較して、さらに高精度なパターン形状の矯正が実現できる。また、上記のように棒状導電体パターン12を細かく配設することで、各棒状導電体パターン12の温度変化をPWM制御により任意に付与し、より多様な形態のパターン形状の矯正を行なうことが可能である。   By reducing the width of the rod-shaped conductor pattern 12 and increasing the number of arrangements, the pattern shape can be corrected with higher accuracy than in the previous analysis conditions. Further, by arranging the rod-shaped conductor patterns 12 finely as described above, the temperature change of each rod-shaped conductor pattern 12 can be arbitrarily given by PWM control, and pattern shapes of more various forms can be corrected. Is possible.

なお、本実施例においては、対向する2辺について寸法矯正を実施した場合を説明したが、上述した本実施の形態の構成に基づき、印刷版12の4辺に寸法矯正機構を設けることにより、各々直交する2軸の方向について、高精度な寸法矯正を行なうことが可能である。   In the present embodiment, the case where the dimensional correction is performed on the two opposite sides has been described, but by providing the dimensional correction mechanism on the four sides of the printing plate 12 based on the configuration of the present embodiment described above, It is possible to perform dimensional correction with high accuracy in the directions of two orthogonal axes.

また、本実施例においては、各々の棒状導電体パターン31の温度変化を一定とした場合について説明したが、上述した本実施の形態の記載に基づき、各棒状導電体パターン31の温度変化をPWM制御により任意に付与することで、様々な形態のパターン寸法矯正を行なうことが可能である。   Further, in this example, the case where the temperature change of each bar-shaped conductor pattern 31 is constant has been described. However, based on the description of the present embodiment described above, the temperature change of each bar-shaped conductor pattern 31 is PWMed. It is possible to carry out various types of pattern dimension correction by arbitrarily applying the control.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、主に、印刷によりレジスト材や導電性ペースト材料などの機能性樹脂材料をパターニング形成する印刷装置に利用される。   The present invention is mainly used in a printing apparatus that pattern-forms a functional resin material such as a resist material or a conductive paste material by printing.

10 印刷装置、12 印刷版、12a〜12d 周縁、20 プリテンション付与装置、21 テンショナ、22 クランプ部材、26 フィルム、31 棒状導電体パターン、41 冷却油通路、50 温度制御部、51 パルス電源、52 配線、53 スイッチ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Printing apparatus, 12 Printing plate, 12a-12d periphery, 20 Pretension application apparatus, 21 Tensioner, 22 Clamp member, 26 Film, 31 Rod-shaped conductor pattern, 41 Cooling oil path, 50 Temperature control part, 51 Pulse power supply, 52 Wiring, 53 switches.

Claims (9)

基材に形成されたパターン形状を、基材にその平面方向の張力を付与することにより矯正する印刷装置であって、
基材の周縁に接続され、基材に対して予張力を付与するプリテンション付与装置と、
基材の周縁に沿って配列され、基材に対して、予張力に抗する方向の圧縮力を付与し、温度変化に伴って熱膨縮可能な複数のテンション調節部と、
前記複数のテンション調節部の温度を制御する温度制御部とを備え、
前記複数のテンション調節部の熱膨縮によって基材に付与される圧縮力が変化し、基材に所定の張力が付与される、印刷装置。
A printing apparatus that corrects a pattern shape formed on a base material by applying tension in the plane direction to the base material,
A pretensioning device that is connected to the periphery of the substrate and applies pretension to the substrate;
A plurality of tension adjusting units arranged along the periphery of the base material, applying a compressive force against the pretension to the base material, and capable of thermal expansion and contraction according to a temperature change;
A temperature control unit for controlling the temperature of the plurality of tension adjusting units,
A printing apparatus in which a compressive force applied to a base material is changed by thermal expansion and contraction of the plurality of tension adjusting units, and a predetermined tension is applied to the base material.
前記温度制御部は、前記複数のテンション調節部の温度を個々に調節可能である、請求項1に記載の印刷装置。   The printing apparatus according to claim 1, wherein the temperature control unit is capable of individually adjusting temperatures of the plurality of tension adjusting units. 前記複数のテンション調節部は、複数の棒状の導電体パターンが配列されてなる、請求項1または2に記載の印刷装置。   The printing apparatus according to claim 1, wherein the plurality of tension adjusting units are formed by arranging a plurality of rod-shaped conductor patterns. 前記複数のテンション調節部を取り囲むように基材の周縁に沿って設けられ、冷媒が流通される冷媒通路を形成するダクト部材をさらに備える、請求項1から3のいずれか1項に記載の印刷装置。   The printing according to any one of claims 1 to 3, further comprising a duct member provided along a peripheral edge of the base material so as to surround the plurality of tension adjusting portions and forming a refrigerant passage through which the refrigerant flows. apparatus. 前記温度制御部は、前記複数のテンション調節部に電圧を印加する電源部と、前記電源部と前記複数のテンション調節部との間の電気的な接続を開閉するスイッチ部とを含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の印刷装置。   The temperature control unit includes a power supply unit that applies a voltage to the plurality of tension adjustment units, and a switch unit that opens and closes an electrical connection between the power supply unit and the plurality of tension adjustment units. The printing apparatus according to any one of 1 to 4. 前記プリテンション付与装置から基材に対して付与される予張力は、基材の変形が弾性変形範囲内に収まるように設定される、請求項1から5のいずれか1項に記載の印刷装置。   The printing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the pretension applied to the base material from the pretension applying device is set so that the deformation of the base material is within an elastic deformation range. . 前記複数のテンション調節部の発熱による変形量は、予張力の付与による基材の変形量よりも小さく設定される、請求項1から6のいずれか1項に記載の印刷装置。   The printing apparatus according to claim 1, wherein a deformation amount due to heat generation of the plurality of tension adjusting units is set to be smaller than a deformation amount of the base material due to provision of pretension. 前記プリテンション付与装置は、基材に付与する予張力を一定に保持するための保持機構を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の印刷装置。   The printing apparatus according to claim 1, wherein the pretension applying device includes a holding mechanism for holding a pretension applied to the base material constant. 基材は、略矩形の平面形状を有し、
前記複数のテンション調節部は、基材の4辺の各辺に沿って配列され、
前記プリテンション付与装置は、基材に対して、基材の各辺の略直交方向に予張力を付与するように設けられる、請求項1から8のいずれか1項に記載の印刷装置。
The substrate has a substantially rectangular planar shape,
The plurality of tension adjusting units are arranged along each side of the four sides of the base material,
The printing apparatus according to claim 1, wherein the pretension applying device is provided so as to apply a pretension to the base material in a direction substantially orthogonal to each side of the base material.
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JP2013111848A (en) * 2011-11-29 2013-06-10 Panasonic Corp Screen printing machine

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