JP2011235625A - パターン形成装置および位置決め装置 - Google Patents

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、第１装着部３５ａが一方の基板位置検出手段５１に位置し第２装着部３７ａが加工手段２１に位置する第１のエリアと、第１装着部３５ａが加工手段２１に位置し第２装着部３７ａが他方の基板位置検出手段５２に位置する第２のエリアとの間で、駆動座標軸に沿って移動台２６を往復搬送する駆動手段３２を備え、座標位置検出手段３２ｃの検出に基づき駆動座標軸上の第１の目標座標と第２の目標座標との間で移動台２６が往復動するように駆動手段３２を作動させ、第１のエリアで検出された移動台２６の位置偏差に基づいて第１の目標座標を補正し、第２のエリアで検出された移動台２６の位置偏差に基づいて第２の目標座標を補正する。
【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、および、このパターン形成装置に用いられる位置決め装置に関する。

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に開示された構成が知られている。この装置は、図８に示すように、基板ｗが取り付けられる２つの装着部１０１，１０２を有する支持台１００と、装着部１０１，１０２に取り付けられる各基板ｗの位置を修正する位置修正装置１０３，１０４と、装着部１０１，１０２に取り付けられる基板ｗの位置を検出する位置検出装置１０５，１０６と、基板ｗに導電パターンを印刷する印刷装置１０７とを備え、２つの装着部１０１，１０２のいずれか一方に取り付けられる基板ｗの位置修正を行いつつ、他方に取り付けられる基板ｗに印刷装置１０７が導電パターンを印刷できるように、印刷装置１０７と支持台１００とが相対移動可能に構成されている。印刷装置１０７と支持台１００との相対移動は、支持台１００を備える台本体１０８に螺合されるボールねじ１１０をモータ１１１によって回転駆動することにより行われる。

台本体１０８の移動は高速で繰り返し行われるため、ボールねじ１１０が摩擦により熱膨張して、支持台１００を所定位置に正確に移動できないおそれがある。このようなボールねじの熱変位を補正するため、ボールねじの温度を測定する温度センサやボールねじの伸縮量を検出する変位センサを設け、これら検出に基づきボールねじの送り量を調整することが従来から行われている。また、特許文献２には、ボールねじに螺合されたテーブルを備える工作機械において、テーブルと共に移動する接触センサを設け、この接触センサが所定位置に配置された接点と接触することにより現在位置を求め、位置検出器により得られたモータ回転数等から算出されるテーブル移動量と比較して熱膨張量を検出し、補正することが開示されている。

特開２００７−１９６５２１号公報 特開２０００−２１８４６９号公報

ところが、ボールねじの温度や変位の検出に基づく補正は誤差が生じやすく、特に高速搬送時は正確な位置決めが困難である。また、上記特許文献２に開示された方法は、移動体が高速で移動すると、移動体の接触センサが接点との接触を検知したタイミングと位置検出器がモータの回転数を取得したタイミングとの間でずれを生じやすくなる。このように、従来の熱変位補正方法では、搬送の高速化に伴い位置決め精度の悪化を招くことから、パターン形成のタクトタイムの短縮化に対応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および位置決め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、基板がそれぞれ装着される第１装着部および第２装着部を有する移動台と、前記第１装着部または第２装着部に取り付けられた基板に対してパターン形成を行う加工手段と、前記加工手段を挟んで両側にそれぞれ配置され、前記第１装着部または第２装着部に取り付けられた基板の位置を検出する基板位置検出手段と、検出された基板の位置を修正する基板位置修正手段と、前記第１装着部が一方の前記基板位置検出手段に位置し前記第２装着部が前記加工手段に位置する第１のエリアと、前記第１装着部が前記加工手段に位置し前記第２装着部が他方の前記基板位置検出手段に位置する第２のエリアとの間で、駆動座標軸に沿って前記移動台を往復搬送する駆動手段と、前記駆動座標軸上の前記移動台の座標位置を検出する座標位置検出手段と、前記第１のエリアおよび第２のエリアに搬送された前記移動台の基準位置からの偏差を検出する移動台検出手段と、前記駆動手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記座標位置検出手段の検出に基づき前記駆動座標軸上の第１の目標座標と第２の目標座標との間で前記移動台が往復動するように前記駆動手段を作動させ、前記第１のエリアで検出された前記移動台の位置偏差に基づいて前記第１の目標座標を補正し、前記第２のエリアで検出された前記移動台の位置偏差に基づいて前記第２の目標座標を補正することを特徴とするパターン形成装置により達成される。

また、本発明の前記目的は、基板がそれぞれ装着される第１装着部および第２装着部を有する移動台と、前記第１装着部または第２装着部に取り付けられた基板に対してパターン形成を行う加工手段と、前記加工手段を挟んで両側にそれぞれ配置され、前記第１装着部または第２装着部に取り付けられた基板の位置を検出する基板位置検出手段と、検出された基板の位置を修正する基板位置修正手段と、前記第１装着部が一方の前記基板位置検出手段に位置し前記第２装着部が前記加工手段に位置する第１のエリアと、前記第１装着部が前記加工手段に位置し前記第２装着部が他方の前記基板位置検出手段に位置する第２のエリアとの間で、駆動座標軸に沿って前記移動台を往復搬送する駆動手段と、前記駆動座標軸上の前記移動台の座標位置を検出する座標位置検出手段とを備えるパターン形成装置に用いられる位置決め装置であって、前記第１のエリアおよび第２のエリアに搬送された前記移動台の基準位置からの偏差を検出する移動台検出手段と、前記駆動手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記座標位置検出手段の検出に基づき前記駆動座標軸上の第１の目標座標と第２の目標座標との間で前記移動台が往復動するように前記駆動手段を作動させ、前記第１のエリアで検出された前記移動台の位置偏差に基づいて前記第１の目標座標を補正し、前記第２のエリアで検出された前記移動台の位置偏差に基づいて前記第２の目標座標を補正することを特徴とする位置決め装置により達成される。

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および位置決め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正面図である。 図１に示すパターン形成装置の作動を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係るパターン形成装置の要部正面図である。 本発明の更に他の実施形態に係るパターン形成装置の要部正面図である。 従来のパターン形成装置の正面図である。

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または縮小を施している。また、図３においては、図１に示されている加工装置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ｗ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の第１装着部３５ａとの間で基板ｗ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ｗ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の第２装着部３７ａとの間で基板ｗ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、後述する加工装置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、加工装置２１、基板支持装置２５、第１基板位置検出装置５１および第２基板位置検出装置５２を備えている。加工装置２１は、基板ｗ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２１は、予め設定されたパターン形状に基づき、基板ｗ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ｗ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。

基板支持装置２５は、移動台２６、第１基板位置決め装置２７、第２基板位置決め装置２８、駆動装置３２および座標位置検出装置３２ｃを備えている。移動台２６は、加工装置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。この移動台２６は、台本体３０の上面に第１基板位置決め装置２７および第２基板位置決め装置２８を搭載して構成されている。

駆動装置３２は、図１に示すように、コンベア１０に平行な駆動座標軸に沿って延びるように配置されたボールねじ３２ａと、台本体３０に固定されボールねじ３２ａに螺合するボールねじナット３２ｄと、ボールねじ３２ａにカップリング（図示せず）を介して出力軸が連結された駆動モータ３２ｂとを備えている。座標位置検出装置３２ｃは、駆動モータ３２ｂの回転駆動によるボールねじ３２ａの回転数を検出するロータリーエンコーダなどの回転検出器からなる。ボールねじ３２ａは、ねじ溝部３２ｅが中間部に形成されており、ねじ溝部３２ｅの両端側の非ねじ溝部が軸受３９ａ，３９ｂにより回転自在に支持されている。軸受３９ａ，３９ｂは、ボールねじ３２ａの熱膨張時に、軸方向の伸びを拘束することなくボールねじ３２ａを支持するように架台３１の上面に固定されている。架台３１の両端には、台本体３０の往復移動量を規制するためのストッパ（図示せず）が設けられており、移動台２６の異常搬送時における台本体３０等の損傷を防止できるように構成されている。架台３１は、搬送方向に沿って延びるガイドレールを適宜備えることにより、台本体３０の支持及び案内を行うように構成してもよい。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、移動台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。

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ｗを支持すると共に、基板ｗの位置合わせを行う装置であり、基板ｗ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ｗの位置を予め設定された所定位置に修正し、基板ｗ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ｗを取り付ける第１装着部３５ａが設けられている。第１装着部３５ａに基板ｗ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ｗ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基板位置検出装置５１で検出される第１装着部３５ａに取り付けられた基板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ｗ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を移動台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ｗ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ｗの所定箇所に効率良くパターン形成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ｗを支持すると共に、基板ｗの位置合わせを行う装置であり、基板ｗ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ｗ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基板位置検出装置５１および第２基板位置検出装置５２は、第１支持台３５の第１装着部３５ａおよび第２支持台３７の第２装着部３７ａにそれぞれ取り付けられる基板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いる装置であり、加工装置２１を挟んだ両側に設けられている。これら第１基板位置検出装置５１および第２基板位置検出装置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基板位置検出装置５１および第２基板位置検出装置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、移動台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、加工装置２１と、第１基板位置検出装置５１および第２基板位置検出装置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、移動台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の第１装着部３５ａにおいて、基板ｗの位置を第１基板位置検出装置５１が検出し、この検出した基板ｗの位置に基づいて、第１位置修正装置３６が基板ｗ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の第２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ｗに加工装置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、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の第２装着部３７ａにおいて、第２基板位置検出装置５２で検出した基板ｗの位置に基づいて、第２位置修正装置３８が基板ｗ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の第１装着部３５ａにおいて、加工装置２１が基板ｗ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、移動台２６は、第１装着部３５ａが第１基板位置検出装置５１による検出可能位置に位置し、第２装着部３７ａが加工装置２１による加工可能位置に位置する第１のエリア（図４（ａ）の位置）と、第１装着部３５ａが加工装置２１による加工可能位置に位置し、第２装着部３７ａが第２基板位置検出装置５２による検出可能位置に位置する第２のエリア（図４（ｂ）の位置）との間で、駆動装置３２により往復搬送される。

また、パターン形成装置本体２０は、移動台２６の搬送方向に沿って対向するように、移動台２６に隣接して配置された第１位置検出センサ６１ａおよび第２位置検出センサ６１ｂを備えている。第１位置検出センサ６１ａおよび第２位置検出センサ６１ｂは、架台３１に取り付けられたフレーム６０に支持されており、移動台２６が第１のエリアおよび第２のエリアに移動したときに、それぞれ移動台２６の基準位置からの偏差を検出するように配置されている。これら位置検出センサ６１ａ，６１ｂは、例えば変位センサであり、渦電流式、光学式、超音波式、レーザ式、接触式、磁歪式、磁気式など各種検出方式のものを使用することが可能であるが、コスト、耐久性、検出精度等の面から渦電流センサやレーザ変位センサを好ましく使用することができる。本実施形態においては、位置検出センサ６１ａ，６１ｂとして渦電流センサを使用しており、移動台２６の側面に固定された平板状のドグ２６ａとの間に生じるギャップＧ（図１参照）を検出する。このギャップＧを、移動台２６が第１のエリアまたは第２のエリアに正確に搬送された場合の基準値と比較することにより、基準位置からの偏差を求めることができる。

上述したコンベア１０、加工装置２１、第１位置修正装置３６、第２位置修正装置３８、駆動装置３２等の作動は、パターン形成装置本体２０が備える制御装置４０によって制御される。制御装置４０は、上記の各構成要素を作動するために必要な情報を記憶する記憶部４１と、記憶部４１に記憶された情報に基づき上記各構成要素の作動を制御する制御部４２とを備えている。

記憶部４１に記憶される情報には、移動台２６を第１のエリアと第２のエリアとの間で往復動させるための駆動座標軸上の座標値である第１の目標座標および第２の目標座標や、ボールねじ３２ａの正逆回転中に回転検出器３２ｃの検出によりリアルタイムに増減するボールねじ３２ａの回転数が含まれる。駆動座標軸の座標間隔はボールねじのピッチに対応しており、ボールねじ３２ａが伸縮しても、ボールねじ３２ａの回転数と駆動座標軸上の座標値とは対応関係が維持される。したがって、回転検出器３２ｃによるボールねじ３２ａの回転数の検出に基づいて移動台２６の駆動座標軸上の座標値を把握することができるので、第１の目標座標および第２の目標座標をボールねじ３２ａの回転数に対応させて予め設定しておくことにより、制御部４２は、第１の目標座標と第２の目標座標との間で移動台２６が移動するように駆動手段３２を作動させることができる。例えば、ボールねじ３２ａが正回転した場合に座標値が増加するように駆動座標軸を設定し、ボールねじ３２ａの回転数が０回転の位置を駆動座標軸の原点に合わせることで、ボールねじ３２ａの回転数と駆動座標軸上の座標とを容易に対応付けることができる。

次に、パターン形成装置１を用いて基板ｗにパターン形成する方法を、図５に示すフローチャートを適宜参照しながら説明する。まず、移動台２６の第１装着部３５ａおよび第２装着部３７ａに基板ｗを装着した状態で、第１装着部３５ａの基板ｗに対して位置修正が可能な位置修正可能状態となるように、移動台２６を図４（ａ）に示す第１のエリアに移動しておく。このとき、第１支持台３５は、第１基板位置検出装置５１および第１搬送アーム１１の下方に配置される。

移動台２６が第１のエリアの基準位置にあるときには、第１位置検出センサ６１ａとドグ２６ａとの間に生じるギャップＧが、予め設定された基準値（例えば、１０００μｍ）となるように設定されており、移動台２６の位置ずれ量である基準位置からの位置偏差は、ギャップＧと基準値との差によって把握することができる。同様に、移動台２６が第２のエリアの基準位置にあるときには、第２位置検出センサ６１ｂとドグ２６ａとの間に生じるギャップＧが、予め設定された基準値（例えば、１０００μｍ）となるように設定されており、基準位置からの位置偏差をギャップＧと基準値との差によって把握することができる。

制御装置４０は、記憶部４１に記憶された第２の目標座標に基づき、移動台２６を第１のエリアから第２のエリアまで移動させる（ステップＳ１）。すなわち、ボールねじ３２ａの回転数が第２の目標座標に対応する回転数まで増加するように、駆動モータ３２ｂの出力軸を正方向に回転させる。これにより、移動台２６は、図４（ｂ）に示すように、第２の目標座標に対応する第２のエリアに移動する。

ボールねじ３２ａが、雰囲気温度の変化やボールねじナット３２ｄの高速摺動等により熱変形を生じると、第２の目標座標に基づく移動台２６の移動後の位置が、第２のエリアにおける基準位置に正確に一致しないおそれがある。制御装置４０は、第２位置検出センサ６１ｂのギャップＧの検出により把握される移動台２６の位置偏差に基づき第２の目標座標を補正し、記憶部４１を更新する（ステップＳ２）。すなわち、図４（ｂ）に示すギャップＧが基準値よりも小さい場合（移動台２６が基準位置を超えて行き過ぎた場合）、第２の目標座標に対応する回転数から行き過ぎ量の相当分を減じた回転数に対応するように、第２の目標座標の値を小さくする補正を行う一方、ギャップＧが基準値よりも大きい場合（移動台２６が基準位置に届かない場合）、移動不足量に相当する回転数を加えた回転数に対応するように、第２の目標座標の値を大きくする補正を行う。これにより、ボールねじ３２ａの熱変形によって生じる第２の目標座標と第２のエリアの基準位置とのずれを抑制することができる。

また、制御装置４０は、上記のステップＳ２と並行して、移動台２６が第２のエリアにある状態で、基板ｗに対するパターン形成および基板位置補正を行う（ステップＳ３）。すなわち、第１装着部３５ａに取り付けられた基板ｗに対しては、加工装置２１によりパターン形成を行い、このパターン形成中に第２装着部３７ａにコンベア１０から基板ｗを投入し、基板ｗの位置合わせを予め行っておく。基板ｗの位置合わせは下記の手順で行われる。

まず、コンベア１０を作動して、コンベア１０上のパターン形成されていない基板ｗが第２搬送アーム１２の下方に到達したときに、コンベア１０の作動を停止する。そして、第２搬送アーム１２を下方に移動させると共に、支持アーム１２ａの先端部に取り付けられている吸引パッド１２ｅ，１２ｅによってコンベア１０上および第２装着部３７ａに装着された基板ｗを吸引して保持する。そして、第２搬送アーム１２を上方に移動させつつ、支持アーム１２ａを１８０°回転させて基板ｗを入れ替え、再度、第２搬送アーム１２を下方に移動させて第２装着部３７ａおよびコンベア１０上に基板ｗを載置する。第２装着部３７ａにセットされた基板ｗ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２基板位置検出装置５２によって第２装着部３７ａ上の基板ｗの位置を検出する。そして、検出された基板ｗ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２位置修正装置３８を作動させて基板ｗのずれを吸収する方向に第２支持台３７を移動する。これにより、第２装着部３７ａ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。

こうして、パターン形成および基板位置補正の終了後、次の基板ｗへのパターン形成を終了するか否かを判定し（ステップＳ４）、終了しない場合、制御装置４０は、記憶部４１に記憶された第１の目標座標に基づき、移動台２６を第２のエリアから第１のエリアまで移動させる（ステップＳ５）。すなわち、ボールねじ３２ａの回転数が第１の目標座標に対応する回転数まで減少するように、駆動モータ３２ｂの出力軸を逆方向に回転させる。これにより、移動台２６は、図４（ａ）に示すように、第１の目標座標に対応する第１のエリアに移動する。

ついで、制御装置４０は、上記ステップＳ２と同様に、第１位置検出センサ６１ａのギャップＧの検出により把握される移動台２６の位置偏差に基づき第１の目標座標を補正し、記憶部４１を更新する（ステップＳ６）。すなわち、図４（ａ）に示すギャップＧが基準値よりも小さい場合（移動台２６が基準位置を超えて戻り過ぎた場合）、第１の目標座標に対応する回転数に戻り過ぎ量の相当分を加えた回転数に対応するように、第１の目標座標の値を大きくする補正を行う一方、ギャップＧが基準値よりも大きい場合（移動台２６が基準位置まで戻りきらない場合）、移動不足量の相当分を第１の目標座標に対応する回転数から減じて、第１の目標座標の値を小さくする補正を行う。これにより、ボールねじ３２ａの熱変形により生じる第１の目標座標と第１のエリアの基準位置とのずれを抑制することができる。

制御装置４０は、上記ステップＳ６と並行して、移動台２６が第１のエリアにある状態で、基板ｗに対するパターン形成および基板位置補正を行う（ステップＳ７）。第２装着部３７ａに取り付けられた基板ｗは、上記ステップＳ３において位置補正が行われているため、加工装置２１において精度良くパターン形成を行うことができる。また、このパターン形成中に第１装着部３５ａにコンベア１０から基板ｗを投入し、基板ｗの位置合わせを予め行っておく。

基板ｗの位置合わせは上記ステップＳ３と同様であり、コンベア１０上のパターン形成されていない基板ｗが第１搬送アーム１１の下方に位置する状態で、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，１１ｅによってコンベア１０上および第１装着部３５ａに装着された基板ｗ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°回転させて基板ｗを入れ替え、再度、第１搬送アーム１１を下方に移動させて第１装着部３５ａおよびコンベア１０上に基板ｗを載置する。第１装着部３５ａにセットされた基板ｗ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基板位置検出装置５１によって第１装着部３５ａ上の基板ｗの位置を検出する。そして、検出された基板ｗ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ｗ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、第１装着部３５ａ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。

ついで、基板ｗへのパターン形成を終了するか否かを判定し（ステップＳ８）、終了しない場合には、再びステップＳ１に戻り、移動台２６の移動を行う。これ以降、ステップＳ３およびＳ７においては、基板ｗの位置修正が行われた基板ｗに対してパターン形成が行われると共に、パターン形成後の基板ｗがコンベア１０上の基板ｗと順次交換されて基板ｗの位置補正が行われるため、基板ｗに対するパターン形成を高精度で効率良く行うことができる。

本実施形態のパターン形成装置によれば、第１のエリアと第２のエリアとの間で移動台２６を往復搬送する際に、移動終点となる駆動座標軸上の第１の目標座標および第２の目標座標を予め設定し、これらの目標座標を第１のエリアおよび第２のエリアにおける移動台２６の位置偏差に基づいて補正することができるので、移動前の移動台２６の位置ずれ量に拘わらず、移動後の位置を常に正確に維持することができる。したがって、ボールねじ３２ａに熱変形が生じた場合でも、移動台２６の往復動に伴い位置ずれ量が蓄積されるおそれがなく、移動台２６の送り量の調整や駆動座標軸の補正により移動台２６の位置補正を行う方法と比べて高い位置決め精度を維持することが可能であり、基板に対する正確なパターン形成を連続的に行うことができる。

また、移動台２６の位置偏差に基づく第１の目標座標または第２の目標座標の補正は、次回の移動台２６の移動時に反映されるため、移動台２６の停止と略同時に加工装置２１におけるパターン形成を開始することができる。したがって、基板に対するパターン形成を効率良く行うことができ、タクトタイムの短縮を図ることができる。

移動台２６におけるドグ２６ａの位置は、本実施形態においては移動台２６の搬送方向の略中央としているが、特に限定されるものではなく、任意の位置とすることができる。例えば、図６に示すように、第１装着部３５ａ（または第２装着部３７ａ）の直下にドグ２６ａを配置し、第１装着部３５ａ（または第２装着部３７ａ）に装着される基板の中心位置とドグ２６ａの中心位置とを搬送方向で一致させることも好ましい。このように、移動台２６の搬送方向に沿ったドグ２６ａの位置が、第１装着部３５ａまたは第２装着部３７ａのいずれかと一致するように構成することで、ボールねじ３２ａの熱膨張に加えて移動台２６の台本体３０に搬送方向の伸びが発生した場合においても、ドグ２６ａの直上に位置する一方の基板については台本体３０の伸びの影響を受けないので、正確なパターン形成をより容易に実現することができる。

また、本実施形態においては、第１基板位置検出装置５１および第２基板位置検出装置５２により検出された基板ｗの位置修正を、移動台２６に設けた第１位置修正装置３６および第２位置修正装置３８によりそれぞれ行っているが、基板位置修正手段は、必ずしも移動台２６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２１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２１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、第１基板位置検出装置５１及び第２基板位置検出装置５２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移動台２６を水平移動可能に設定し、第１基板位置検出装置５１又は第２基板位置検出装置５２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、第１基板位置検出装置５１又は第２基板位置検出装置５２の検出に基づき算出されたｘ方向、ｙ方向及びθ方向(図２参照)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、第１装着部３５ａまたは第２装着部３７ａ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、第１位置修正装置３６及び第２位置修正装置３８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。

本実施形態においては、駆動装置３２としてボールねじ機構を採用し、駆動座標軸上の移動台２６の座標位置を、回転検出器３２ｃにより検出したボールねじ３２ａの回転数で把握するように構成しているが、第１のエリアと第２のエリアとの間で駆動座標軸に沿って移動台２６を往復搬送する駆動装置と、駆動座標軸上の移動台２６の座標位置を検出する装置とを備える構成であれば、本実施形態のものには限定されない。

図７は、移動台２６を往復搬送する駆動装置として、リニアモータ機構を採用した場合の一例を示す要部正面図である。図７において、図６と同様の構成部分には同一の符号を付して、説明を省略する。

駆動装置１３２は、駆動座標軸上でスライダを駆動可能なシャフト型のリニアモータからなり、コンベア１０の搬送方向に沿って延びる長尺状のステータ１３２ａと、架台３１に固定されてステータ１３２ａの両端を支持する支持フレーム１３２ｂ，１３２ｃと、ステータ１３２ａにより支持されるスライダ１３２ｄとを備えている。ステータ１３２ａは、非磁性材料からなる円筒内に、多数の円柱状の永久磁石１３２ｅ（図１では一部のみを破線で示す）を同極同士が向き合うように軸線に沿って並設し、円筒両端を封止して構成されている。スライダ１３２ｄは、ステータ１３２ａを囲繞するコイル１３２ｆを備えており、移動台２６の下面に固定されている。コイル１３２ｆへの通電は、配線（図示せず）を介して行うことができる。

架台３１には、駆動座標軸に沿って延びるリニアスケール（リニアエンコーダ）１３３が設けられており、スライダ１３２ｄには、リニアスケール１３３に対向するように検出部１３４が設けられている。リニアスケール１３３は、光学式や磁気式など公知のものを用いることができ、絶対位置を測定するアブソリュート式を採用することにより、駆動座標軸上の移動台２６の座標位置を取得することができる。

本実施形態の構成において、第１の目標座標および第２の目標座標は、リニアスケール１３３上の位置情報に対応させることができ、検出部１３４の検出に基づきコイル１３２ｆへの通電を制御することにより、第１の目標座標と第２の目標座標との間で移動台２６を往復搬送することができる。したがって、リニアスケール１３３が雰囲気温度の変化等により熱変形を生じて伸縮し、座標間隔が変化した場合でも、図１に示す構成と同様に、第１のエリアで第１位置検出センサ６１ａにより検出された移動台２６の位置偏差に基づいて第１の目標座標を補正し、第２のエリアで第２位置検出センサ６１ｂにより検出された移動台２６の位置偏差に基づいて第２の目標座標を補正することにより、基板に対する正確なパターン形成を連続的に行うことができる。

１ パターン形成装置
１０ コンベア
２１ 加工装置
２６ 移動台
２６ａ ドグ
３２ 駆動装置
３２ａ ボールねじ
３２ｂ 駆動モータ
３２ｃ 回転検出器
３５ａ 第１装着部
３６ 第１位置修正装置
３７ａ 第２装着部
３８ 第２位置修正装置
５１ 第１基板位置検出装置
５２ 第２基板位置検出装置
６１ａ 第１位置検出センサ
６１ｂ 第２位置検出センサ

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、基板がそれぞれ装着される第１装着部および第２装着部を有する移動台と、前記第１装着部または第２装着部に取り付けられた基板に対してパターン形成を行う加工手段と、前記加工手段を挟んで両側にそれぞれ配置され、前記第１装着部または第２装着部に取り付けられた基板の位置を検出する基板位置検出手段と、検出された基板の位置を修正する基板位置修正手段と、前記第１装着部が一方の前記基板位置検出手段に位置し前記第２装着部が前記加工手段に位置する第１のエリアと、前記第１装着部が前記加工手段に位置し前記第２装着部が他方の前記基板位置検出手段に位置する第２のエリアとの間で、駆動座標軸に沿って前記移動台を往復搬送する駆動手段と、前記駆動座標軸上の前記移動台の座標位置を検出する座標位置検出手段と、前記第１のエリアおよび第２のエリアに搬送された前記移動台の基準位置からの偏差を検出する移動台検出手段と、前記駆動手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記座標位置検出手段の検出に基づき前記駆動座標軸上の第１の目標座標と第２の目標座標との間で前記移動台が往復動するように前記駆動手段を作動させ、前記第１のエリアで検出された前記移動台の位置偏差に基づく前記第１の目標座標の補正および前記第２のエリアで検出された前記移動台の位置偏差に基づく前記第２の目標座標の補正と並行して、前記加工手段により基板に対するパターン形成を行い、前記第１の目標座標および第２の目標座標の補正を次回の前記移動台の移動時に反映させるように構成されていることを特徴とするパターン形成装置により達成される。

また、本発明の前記目的は、基板がそれぞれ装着される第１装着部および第２装着部を有する移動台と、前記第１装着部または第２装着部に取り付けられた基板に対してパターン形成を行う加工手段と、前記加工手段を挟んで両側にそれぞれ配置され、前記第１装着部または第２装着部に取り付けられた基板の位置を検出する基板位置検出手段と、検出された基板の位置を修正する基板位置修正手段と、前記第１装着部が一方の前記基板位置検出手段に位置し前記第２装着部が前記加工手段に位置する第１のエリアと、前記第１装着部が前記加工手段に位置し前記第２装着部が他方の前記基板位置検出手段に位置する第２のエリアとの間で、駆動座標軸に沿って前記移動台を往復搬送する駆動手段と、前記駆動座標軸上の前記移動台の座標位置を検出する座標位置検出手段とを備えるパターン形成装置に用いられる位置決め装置であって、前記第１のエリアおよび第２のエリアに搬送された前記移動台の基準位置からの偏差を検出する移動台検出手段と、前記駆動手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記座標位置検出手段の検出に基づき前記駆動座標軸上の第１の目標座標と第２の目標座標との間で前記移動台が往復動するように前記駆動手段を作動させ、前記第１のエリアで検出された前記移動台の位置偏差に基づく前記第１の目標座標の補正および前記第２のエリアで検出された前記移動台の位置偏差に基づく前記第２の目標座標の補正と並行して、前記加工手段により基板に対するパターン形成を行い、前記第１の目標座標および第２の目標座標の補正を次回の前記移動台の移動時に反映させるように構成されていることを特徴とする位置決め装置により達成される。

Claims (6)

1. 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、
   基板がそれぞれ装着される第１装着部および第２装着部を有する移動台と、
   前記第１装着部または第２装着部に取り付けられた基板に対してパターン形成を行う加工手段と、
   前記加工手段を挟んで両側にそれぞれ配置され、前記第１装着部または第２装着部に取り付けられた基板の位置を検出する基板位置検出手段と、
   検出された基板の位置を修正する基板位置修正手段と、
   前記第１装着部が一方の前記基板位置検出手段に位置し前記第２装着部が前記加工手段に位置する第１のエリアと、前記第１装着部が前記加工手段に位置し前記第２装着部が他方の前記基板位置検出手段に位置する第２のエリアとの間で、駆動座標軸に沿って前記移動台を往復搬送する駆動手段と、
   前記駆動座標軸上の前記移動台の座標位置を検出する座標位置検出手段と、
   前記第１のエリアおよび第２のエリアに搬送された前記移動台の基準位置からの偏差を検出する移動台検出手段と、
   前記駆動手段の作動を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記座標位置検出手段の検出に基づき前記駆動座標軸上の第１の目標座標と第２の目標座標との間で前記移動台が往復動するように前記駆動手段を作動させ、前記第１のエリアで検出された前記移動台の位置偏差に基づいて前記第１の目標座標を補正し、前記第２のエリアで検出された前記移動台の位置偏差に基づいて前記第２の目標座標を補正することを特徴とするパターン形成装置。
2. 前記駆動手段は、前記駆動座標軸に沿って延びるように配置されたボールねじと、前記移動台に固定され前記ボールねじに螺合するボールねじナットと、前記ボールねじを回転駆動する駆動モータとを備え、
   前記座標位置検出手段は、前記ボールねじの回転数を検出する回転数検出手段を備えており、
   前記第１の目標座標および第２の目標座標は、前記ボールねじの回転数に対応する請求項１に記載のパターン形成装置。
3. 前記駆動手段は、前記駆動座標軸に沿って並設された複数の磁石を有するステータと、前記ステータを囲繞するコイルを有し前記移動台に固定されたスライダとを備え、
   前記座標位置検出手段は、前記駆動座標軸に沿って配置されたリニアスケールと、前記リニアスケールに対向するように前記スライダに設けられた検出部とを備え、
   前記第１の目標座標および第２の目標座標は、前記検出部が検出する前記リニアスケール上の位置情報に対応する請求項１に記載のパターン形成装置。
4. 前記移動台検出手段は、前記移動台に設けられたドグまでの距離を検出する変位センサを備え、前記変位センサは、前記移動台の搬送方向に沿って対向配置されており、
   前記ドグは、前記移動台の搬送方向に沿った位置が前記第１装着部または第２装着部のいずれかと一致するように、前記移動台に固定されている請求項１から３のいずれかに記載のパターン形成装置。
5. 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、
   前記基板位置修正手段は、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から４のいずれかに記載のパターン形成装置。
6. 基板がそれぞれ装着される第１装着部および第２装着部を有する移動台と、
   前記第１装着部または第２装着部に取り付けられた基板に対してパターン形成を行う加工手段と、
   前記加工手段を挟んで両側にそれぞれ配置され、前記第１装着部または第２装着部に取り付けられた基板の位置を検出する基板位置検出手段と、
   検出された基板の位置を修正する基板位置修正手段と、
   前記第１装着部が一方の前記基板位置検出手段に位置し前記第２装着部が前記加工手段に位置する第１のエリアと、前記第１装着部が前記加工手段に位置し前記第２装着部が他方の前記基板位置検出手段に位置する第２のエリアとの間で、駆動座標軸に沿って前記移動台を往復搬送する駆動手段と、
   前記駆動座標軸上の前記移動台の座標位置を検出する座標位置検出手段とを備えるパターン形成装置に用いられる位置決め装置であって、
   前記第１のエリアおよび第２のエリアに搬送された前記移動台の基準位置からの偏差を検出する移動台検出手段と、
   前記駆動手段の作動を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記座標位置検出手段の検出に基づき前記駆動座標軸上の第１の目標座標と第２の目標座標との間で前記移動台が往復動するように前記駆動手段を作動させ、前記第１のエリアで検出された前記移動台の位置偏差に基づいて前記第１の目標座標を補正し、前記第２のエリアで検出された前記移動台の位置偏差に基づいて前記第２の目標座標を補正することを特徴とする位置決め装置。

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