JP2011175224A

JP2011175224A - パターン形成装置

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Publication number: JP2011175224A
Application number: JP2010088358A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Matsushita; 智雄松下
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2011-09-08
Anticipated expiration: 2030-04-07
Also published as: JP4545230B1

Abstract

【課題】基板に対するパターン形成を迅速且つ正確に行う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ｗに対してパターン形成を行うパターン形成装置１であって、支持板２と、支持板２を回動する駆動手段８と、支持板２の回動により検出位置Ｄに搬送された基板ｗの位置を検出する基板位置検出手段２０と、支持板２の回動により加工位置Ｐに搬送された基板ｗに対してパターン形成を行う加工手段３０とを備え、支持板２の各装着部４，４は、基板位置検出手段２０の検出に基づいて基板ｗの位置を修正する位置修正手段５を備えており、駆動手段８は、支持板２を正逆両方向に１８０°回動して各装着部４，４が検出位置Ｄと加工位置Ｐとの間で移動するように制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板に対して印刷やレーザ加工等によりパターン形成を行うパターン形成装置に関する。

基板に対してパターン形成を行うための装置として、例えば特許文献１に開示されたスクリーン印刷装置が知られている。図４に示すように、この印刷装置５０は、一方向に回転するテーブル５１の上面に３つの位置修正機構５２が設けられており、設置位置において位置修正機構５２に設置されたワークｗは、テーブル５１が１２０°回転することによりカメラ５３の下方に移動し、カメラ５３の検出に基づき位置修正が行われた後、再びテーブル５１が１２０°回転して印刷ユニット５４に搬送される。印刷ユニット５４において印刷が行われたワークｗは、更に１２０°回転して設置位置に戻る。こうして、投入したワークｗに対する印刷を順次行うことができる。

特開平１１−１２９４４４号公報

ところが、上記従来の印刷装置５０は、設置位置に投入されたワークｗが再び設置位置に戻るまでに、カメラ５３及び印刷ユニット５４でそれぞれ停止して位置修正及び印刷を順次行う必要があるため、迅速なパターン形成ができないという問題があった。

そこで、本発明は、基板に対するパターン形成を迅速且つ正確に行うことができるパターン形成装置の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、基板に対してパターン形成を行うパターン形成装置であって、起立する回動軸周りに回動自在に支持され前記回動軸を挟んだ両側に基板が装着される装着部を有する支持板と、前記支持板を回動する駆動手段と、前記支持板の回動により検出位置に搬送された基板の位置を検出する基板位置検出手段と、前記基板位置検出手段の検出に基づいて基板の位置を修正する位置修正手段と、前記支持板の回動により加工位置に搬送された基板に対してパターン形成を行う加工手段とを備え、前記駆動手段は、前記支持板を正逆両方向に１８０°回動して前記各装着部が前記検出位置と前記加工位置との間で移動するように制御され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は、前記検出位置にある前記装着部に対して基板の搬入及び搬出を行う搬出入手段を更に備えることが好ましい。また、前記加工手段は、設定された加工目標座標に基づいて平面上でレーザスポットを走査することにより、基板に対してパターン形成を行うことができるレーザ加工装置とすることが可能である。この構成において、前記位置修正手段は、前記基板位置検出手段の検出に基づいて、前記加工目標座標を補正することができる。

本発明によれば、基板に対するパターン形成を迅速且つ正確に行う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。

本発明の一実施形態に係るパターン形成装置の平面図である。図１の要部側面図である。本発明の他の実施形態に係るパターン形成装置の要部平面図である。従来のパターン形成装置の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、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平面図である。図１に示すように、パターン形成装置１は、両側に基板ｗの装着部４，４を有する支持板２と、支持板２を回動する駆動装置８と、装着部４に対する基板ｗの搬出入を行う搬出入装置１０と、装着部４に取り付けられた基板ｗの位置を検出する基板位置検出装置２０と、装着部４に取り付けられた基板ｗに対してパターン形成を行う加工装置３０とを備えている。

支持板２は、図２に側面図で示すように、起立する回動軸７に中心部が支持されており、揺動モータ等のロータリーアクチュエータからなる駆動装置８により、回動軸７周り（図１の矢示Ａ方向）に回動自在とされている。装着部４，４は、回動軸７を挟んで支持板２の長手方向両側の上面にそれぞれ設けられている。

各装着部４は、サーボモータ等の３つのアクチュエータ５ａ，５ｂ，５ｃからなる位置修正装置５と、基板ｗを保持するテーブル６とを備えており、テーブル６を水平面に沿って図１のＸ方向、Ｙ方向及びθ方向に移動させることにより、テーブル６に保持された基板ｗの位置修正を行うことができる。テーブル６には、多数の吸引孔（図示せず）が形成されており、上面に載置された基板ｗを固定することができる。

搬出入装置１０は、図１及び図２に示すように、基板ｗを移送するベルトコンベア等のコンベア４０の近傍上方に配置されており、コンベア４０の搬送面４１と支持板２の装着部４との間で、基板ｗを交換することができる。この搬出入装置１０は、水平方向に延びる支持アーム１２を備え、この支持アーム１２の中心部には、鉛直方向に延びる回転軸１４が設けられている。この回転軸１４の上端部にはモータ１５が連結されており、これにより支持アーム１２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１４は、上下方向に移動可能に本体部１１に支持された移動軸１６とモータ１５を介して連結されており、これにより支持アーム１２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１２の両端部下面側には、吸盤やベルヌーイチャック等の吸引保持部１３，１３がそれぞれ設けられており、基板ｗを吸着保持可能に構成されている。

基板位置検出装置２０は、装着部４に装着された基板ｗの一部や、基板ｗ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ｗの位置を検出できるように構成されており、ＣＣＤカメラや顕微鏡などの撮像装置２２を備えている。撮像装置２２の数は特に限定されないが、本実施形態では２つ設けられている。

加工装置３０は、基板上に導電ペースト等を塗布してパターン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。加工装置３０は、予め設定されたパターン形状に基づき、基板上に印刷パターンや溝パターン等の各種パターンを形成可能なものであればよく、例えば、レーザ加工により基板上に配線パターンやマーキングを施すことができるレーザ加工装置や、インクジェット方式の印刷装置であってもよい。

基板位置検出装置２０及び加工装置３０は、支持板２が図１に破線で示す位置にあるときに、各装着部４，４に装着された基板ｗに対して、位置検出とパターン形成とをそれぞれ行うことができるように配置されている。駆動装置８は、基板位置検出装置２０による基板ｗの位置検出が可能な検出位置Ｄと、加工装置３０による基板ｗへのパターン形成が可能な加工位置Ｐとの間で各装着部４，４が移動するように、支持板２を正逆両方向に１８０°回動する。

これら駆動装置８、搬出入装置１０、基板位置検出装置２０、加工装置３０、コンベア４０及び装着部４が備える各アクチュエータ５ａ〜５ｃの作動は、不図示の制御装置により制御される。

次に、上記のパターン形成装置１を用いて基板にパターン形成する方法を説明する。制御装置は、コンベア４０を間欠駆動して基板ｗを移送し、コンベア４０上のパターン形成されていない基板ｗが支持アーム１２の下方に到達したときにコンベア４０を停止すると共に、装着部４の一方が検出位置Ｄにある位置で支持板２を停止する。

そして、支持アーム１２を下降させて、コンベア４０および装着部４に支持された基板ｗをそれぞれ吸引保持部１３，１３により吸引保持する。この後、支持アーム１２を上昇させながら１８０°回転して基板ｗを入れ替え、再度下降させることにより、コンベア４０および装着部４に基板を載置する。こうして、コンベア４０から装着部４への基板ｗの搬入が行われると共に、装着部４からコンベア４０への基板ｗの搬出が行われる。

次に、装着部４に取り付けられた基板ｗの位置修正を行う。すなわち、基板位置検出装置２０によって装着部４上の基板ｗの位置を検出した後、検出された基板ｗの位置と、予め設定している基板ｗ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、位置修正装置５の各アクチュエータ５ａ，５ｂ，５ｃを作動させて、基板の位置ずれを吸収する方向にテーブル６を移動する。これにより、装着部４上の基板ｗの位置を、予め設定された位置に補正することができる。装着部４の一方が検出位置Ｄで停止している間は、装着部４の他方は加工位置Ｐで停止している。加工装置３０は、加工位置Ｐにある装着部４に装着された基板ｗに対して、所定のパターン形成を行う。

制御装置は、装着部４からの位置修正完了信号と、加工装置３０からのパターン形成完了信号の双方の入力を受けると、支持板２を１８０°回動させて、検出位置Ｄにあった位置修正後の基板ｗを加工位置Ｐに搬送すると共に、加工位置Ｐにあったパターン形成後の基板ｗを検出位置Ｄに搬送する。そして、検出位置Ｄに搬送された基板ｗを、搬出入装置１０の作動によりコンベア４０上の基板ｗと交換して新たな基板ｗの位置検出及び位置修正を行う一方、加工位置Ｐに搬送された基板ｗに対してはパターン形成を行う。この後、支持板２を上記回動方向とは逆方向に１８０°回動して基板ｗの入れ替えを行うことにより、コンベア４０により移送される基板ｗに対してパターン形成を順次行うことができる。

本実施形態のパターン形成装置１によれば、支持板２を正逆両方向に１８０°回動することにより、一方の装着部４が検出位置Ｄに来たときに装着部４の他方が加工位置Ｐに来るように、各装着部４，４が検出位置Ｄと加工位置Ｐとの間で移動するので、基板ｗの位置検出とパターン形成とを常に同時に行うことができる。したがって、基板ｗに対するパターン形成を迅速に行うことができる。

また、支持板２は、正逆両方向に回動するので、位置修正装置５の各アクチュエータ５ａ〜５ｃ等に接続された配線が回動軸７等に巻き付くおそれがなく、正確なパターン形成を維持することができる。

また、本実施形態のように、検出位置Ｄで停止している装着部４に対して、搬出入装置１０により基板ｗの搬入及び搬出を行うように構成することで、一方の装着部４で基板ｗのパターン形成を行っている間に、他方の装着部４で基板ｗの位置検出だけでなく基板ｗの搬出入も行うことができる。したがって、基板ｗに対するパターン形成をより迅速に行うことができる。但し、装着部４に対する基板ｗの搬出入位置は検出位置Ｄに限定されるものではなく、装着部４が加工位置Ｐから検出位置Ｄまで搬送される間の任意の位置であってもよい。

本実施形態においては、一方の装着部４における基板ｗの位置修正が完了した後に支持板２を回動するように駆動装置８の駆動制御を行っているが、他方の装着部４の基板ｗに対するパターン形成が完了している場合には、一方の装着部４における基板ｗの位置検出が行われた時点で支持板２の回動を開始し、支持板２の回動中に装着部４による基板ｗの位置修正を行うように構成してもよい。これにより、一方の装着部４に対する基板ｗの搬出入に時間がかかった場合でも、タイムロスを最小限に抑制して生産性を良好に維持することができる。

本実施形態における支持板２は、矩形状の長手方向両側にそれぞれ配置された一対の装着部４，４を備える構成としているが、図３に示すように、支持板２を円板状に形成して、複数対（例えば３対）の装着部４ａ，４ａ；４ｂ，４ｂ；４ｃ，４ｃを備える構成にしてもよい。各対の装着部は、回動軸７を挟んで対向配置されており、対によって装着部の大きさや形状が異なることが好ましい。このような構成によれば、基板ｗの大きさや形状に合った装着部の対（例えば、装着部４ｂ，４ｂ）を適宜選択して、選択した装着部４ｂ，４ｂがそれぞれ検出位置及び加工位置に来るように支持板２の回動（正逆両方向に１８０°の回動）を制御することで、パターン形成装置１の汎用性を高めることができる。支持板２は、矩形状や円板状以外に、楕円形状や十字状など種々の形状にすることができる。

また、搬出入装置１０の構成は、本実施形態のように回転方式のものに限定されず、例えば、ベルト駆動方式やボールねじ駆動方式等により基板ｗを直進搬送して基板ｗの入れ替えを行う構成など、装着部４に対する基板ｗの搬入及び搬出が可能な公知のものを採用することができる。基板ｗの搬入及び搬出は、パターン形成の迅速化を図る観点から、本実施形態と同様に検出位置にある装着部に対して行うことが好ましい。

また、本実施形態においては、基板位置検出装置２０により検出された基板ｗの位置修正を、各装着部４が備える位置修正装置５により行っているが、基板位置修正手段は、必ずしも各装着部４に設ける必要はない。また、検出された基板ｗの位置修正手段は、基板ｗを物理的に移動させる構成に限定されるものではなく、パターン形成を行う加工装置３０に位置修正機能を内蔵させたものであってもよい。

例えば、加工装置３０が、設定された加工目標座標に基づいてＸＹ平面上でレーザスポットを走査することにより基板に対してパターン形成を行うことができるレーザ加工装置である場合、基板位置検出装置２０の検出基準面とレーザ加工装置の加工基準面とが同一平面上となるように支持板２を水平回動可能に設定し、基板位置検出装置２０により検出された基板の位置をレーザ加工装置に入力することにより、この検出結果に基づいてレーザ加工装置における加工目標座標を補正することができる。すなわち、レーザ加工装置における基準座標系での加工目標座標を、基板位置検出装置２０の検出に基づき算出されたｘ方向、ｙ方向及びθ方向(図１参照)のずれ量に基づいて仮想座標系での加工目標座標に変換し、この仮想座標系でレーザスポットの駆動制御を行うことにより、各装着部４に取り付けられた基板自体を移動させることなく正確なパターン形成を行うことができる。この構成によれば、各装着部４の位置修正装置５が不要になるため構成の簡素化を図ることができるだけでなく、基板の移動による位置合わせが不要であるために作業をより迅速に行うことが可能になる。加工手段が基板位置修正手段を内蔵する構成としては、上記のものに限定されず、例えば、加工手段がスクリーン印刷機である場合には、基板検出位置に基づいてスクリーン位置を調整することにより、基板自体を移動させることなく基板の位置ずれを補償することができる。

１パターン形成装置
２支持板
４装着部
５位置修正装置
７回動軸
８駆動装置
１０搬出入装置
２０基板位置検出装置
３０加工装置
４０コンベア
ｗ基板

Claims

基板に対してパターン形成を行うパターン形成装置であって、
起立する回動軸周りに回動自在に支持され前記回動軸を挟んだ両側に基板が装着される装着部を有する支持板と、
前記支持板を回動する駆動手段と、
前記支持板の回動により検出位置に搬送された基板の位置を検出する基板位置検出手段と、
前記基板位置検出手段の検出に基づいて基板の位置を修正する位置修正手段と、
前記支持板の回動により加工位置に搬送された基板に対してパターン形成を行う加工手段とを備え、
前記駆動手段は、前記支持板を正逆両方向に１８０°回動して前記各装着部が前記検出位置と前記加工位置との間で移動するように制御されるパターン形成装置。
前記検出位置にある前記装着部に対して基板の搬入及び搬出を行う搬出入手段を更に備える請求項１に記載のパターン形成装置。
前記加工手段は、設定された加工目標座標に基づいて平面上でレーザスポットを走査することにより、基板に対してパターン形成を行うことができるレーザ加工装置であり、
前記位置修正手段は、前記基板位置検出手段の検出に基づいて、前記加工目標座標を補正する請求項１または２に記載のパターン形成装置。