JP2012206088A - 液滴吐出装置及び印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の吐出精度の低下を抑制できる液滴吐出装置及び印刷装置を提供する。
【解決手段】基材１に対して液体の液滴を吐出する吐出ヘッド４９と、吐出ヘッドを支持して基材に対して、吐出ヘッドと一体的に相対移動する移動体４５と、移動体の相対移動をガイドするガイド部４４と、ガイド部に取り付けられ移動体を支持して移動体と一体的に移動する取付部１７１と、取付部に移動体とは分離して固定された固定部１７２と、固定部に設けられ、吐出ヘッドに供給される液体を貯溜する液体貯溜部１７５と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、液滴吐出装置及び印刷装置に関するものである。

近年、紫外線照射によって硬化する紫外線硬化型インクを用いて記録媒体に画像またはパターンを形成する液滴吐出装置が注目されている。紫外線硬化型インクは、紫外線を照射するまでは硬化が非常に遅く、紫外線を照射すると急速に硬化するという、印刷インクとして好ましい特性を有する。また、硬化にあたって溶剤を揮発させることがないので、環境負荷が小さいという利点もある。

さらに、紫外線硬化型インクは、ビヒクルの組成により種々の記録媒体に高い付着性を発揮する。また、硬化した後は化学的に安定で、接着性、耐薬剤性、耐候性、耐摩擦性等が高く、屋外環境にも耐える等、優れた特性を有する。このため、紙、樹脂フィルム、金属箔等の薄いシート状の記録媒体の他、記録媒体のレーベル面、テキスタイル製品等、ある程度立体的な表面形状を有するものに対しても画像を形成できる。

この種の液滴吐出装置においては、例えば、インクパックやインクカートリッジ等の液体貯留部に貯留されたインクを記録ヘッドの圧力室内に導入し、例えば圧電振動子等の圧力発生源に駆動信号を印加してこれを駆動することにより、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動を制御することでノズルからインク滴を吐出するようになっている。この記録ヘッドはキャリッジと称される移動体に搭載され、記録媒体に対して相対移動しながらインクを吐出する。また、特許文献１には、液体貯溜部としてのインクタンクがキャリッジに搭載される技術が記載されている。

特開２００３−２５１８２２号公報

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
記録ヘッドが搭載されたキャリッジに液体貯溜部が支持されているため、キャリッジの負荷が大きくなり、移動特性に悪影響を及ぼす可能性がある。この場合、インクの吐出精度、ひいては印刷精度に悪影響を及ぼす可能性がある。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、液体の吐出精度の低下を抑制できる液滴吐出装置及び印刷装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の液滴吐出装置は、基材に対して液体の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドを支持して前記基材に対して、前記吐出ヘッドと一体的に相対移動する移動体と、前記移動体の前記相対移動をガイドするガイド部と、前記ガイド部に取り付けられ前記移動体を支持して該移動体と一体的に移動する取付部と、前記取付部に前記移動体とは分離して固定された固定部と、前記固定部に設けられ、前記吐出ヘッドに供給される前記液体を貯溜する液体貯溜部と、を備えることを特徴とするものである。

従って、本発明の液滴吐出装置においては、吐出ヘッドを支持する移動体に対して液体貯溜部が分離した状態で、固定部を介して取付部に設けられるため、移動体における負荷が大きくなることを防止できる。そのため、本発明では、移動体の移動特性に悪影響が及ぶことを抑制でき、液体の吐出精度の低下を抑制することが可能になる。

また、本発明では、前記固定部に前記液体貯溜部を移動させて攪拌する攪拌装置が設けられる構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、液体貯溜部に貯留された液体が滞留して吐出特性に悪影響が及ぶことを防止できるとともに、攪拌装置と液体貯溜部との距離を短くでき、容易に液体貯溜部を移動させて攪拌することが可能になる。

上記構成の攪拌装置としては、前記液体貯溜部を水平方向に延びる軸線回りに回転させる回転駆動機構を含む構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、液体貯溜部内の液体が上下方向に移動することになり、効果的な攪拌処理が可能になる。

上記構成の前記液体貯溜部としては、前記移動体に対して前記ガイド部を挟んで所定方向の逆側に配置される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、取付部に偏荷重がかかって、ガイド部をガイドとした移動に悪影響が及ぶことを防止できる。

上記構成の前記液体貯溜部としては、前記固定部に交換自在に取り付けられるパック体である構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、パック体としてパック化された液体貯溜部を固定部に対して、取り外し、取り付けすることで、容易に液体貯溜部を交換することができる。

また、本発明では、前記吐出ヘッドは、活性光線で硬化する液体の液滴を前記基材に吐出する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、基材に対して高精度に吐出された液滴に活性光線を照射することで、迅速且つ小さな環境負荷で高精度の印刷処理を実行することができる。

一方、本発明の印刷装置は、先に記載の液滴吐出装置を備えることを特徴とするものである。
従って、本発明の印刷装置では、液体の吐出精度の低下を抑制でき、高精度の印刷処理を実行することができる。

また、本発明では、前記吐出ヘッドが、前記基材に設けられた半導体装置に前記液滴を吐出する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、半導体装置の属性情報等を示す印刷パターンを高精度に成膜・印刷することができる。
なお、本明細書における、所定方向や相対移動方向については、製造・組立による誤差等によってずれる範囲も含むものである。

（ａ）は半導体基板を示す模式平面図、（ｂ）は液滴吐出装置を示す模式平面図。 供給部を示す模式図。 塗布部の構成を示す概略斜視図。 （ａ）はキャリッジ周辺を示す模式側面図、（ｂ）は右断面図。 （ａ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図、（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図。 収納部を示す模式図。 搬送部の構成を示す図。 印刷方法を示すためのフローチャート。

以下、本発明の印刷方法及び印刷装置の実施の形態を、図１乃至図８を参照して説明する。
なお、以下の実施の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。

本実施形態では、本発明の特徴的な印刷装置と、この印刷装置を用いて液滴を吐出して印刷する印刷方法の例について、図１〜図８に従って説明する。

（半導体基板）
まず、印刷装置を用いて描画（印刷）する対象の一例である半導体基板について説明する。
図１（ａ）は半導体基板を示す模式平面図である。図１（ａ）に示すように、基材としての半導体基板１は基板２及び半導体装置３を備えている。基板２は耐熱性があり半導体装置３を実装可能であれば良く、基板２にはガラスエポキシ基板、紙フェノール基板、紙エポキシ基板等を用いることができる。被記録媒体としての半導体装置３は、パッケージ基材であってもよいし、半導体基材であってもよい。

基板２上には半導体装置３が実装されている。そして、半導体装置３上には会社名マーク４、機種コード５、製造番号６等のマーク（印刷パターン、所定パターン）が描画されている。これらのマークが後述する印刷装置によって描画される。

（印刷装置）
図１（ｂ）は印刷装置を示す模式平面図である。
図１（ｂ）に示すように、印刷装置７は主に供給部８、前処理部９、塗布部（印刷部、液滴吐出装置）１０、冷却部１１、収納部１２、搬送部１３、後処理部１４及び制御部（図示せず）から構成されている。なお、供給部８、収納部１２が並ぶ方向、及び前処理部９、冷却部１１、後処理部１４が並ぶ方向をＸ方向とする。Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とし、Ｙ方向には塗布部１０、冷却部１１、搬送部１３が並んで配置されている。そして、鉛直方向をＺ方向とする。

供給部８は、複数の半導体基板１が収納された収納容器を備えている。そして、供給部８は中継場所８ａを備え、収納容器から中継場所８ａへ半導体基板１を供給する。中継場所８ａには、Ｘ方向に延びる一対のレール８ｂが、収納容器から送り出される半導体基板１の高さと略同一の高さに設けられている。

前処理部９は、半導体装置３の表面を加熱しながら改質する機能を有する。前処理部９により半導体装置３は吐出された液滴の広がり具合及び印刷するマークの密着性が調整される。前処理部９は第１中継場所９ａ及び第２中継場所９ｂを備え、処理前の半導体基板１を第１中継場所９ａまたは第２中継場所９ｂから取り込んで表面の改質を行う。その後、前処理部９は処理後の半導体基板１を第１中継場所９ａまたは第２中継場所９ｂに移動して、半導体基板１を待機させる。第１中継場所９ａ及び第２中継場所９ｂを合わせて中継場所９ｃとする。そして、前処理部９の内部で前処理が行われる場所を処理場所９ｄとする。

冷却部１１は、塗布部１０の中継場所に配置されており、前処理部９で加熱及び表面改質が行われた半導体基板１を冷却する機能を有している。冷却部１１は、それぞれが半導体基板１を保持して冷却する処理場所１１ａ、１１ｂを有している。処理場所１１ａ、１１ｂは、適宜、処理場所１１ｃと総称するものとする。

塗布部１０は、半導体装置３に液滴を吐出してマークを描画（印刷）するとともに、描画されたマークを固化または硬化する機能を有する。塗布部１０は中継場所としての冷却部１１から描画前の半導体基板１を移動させて描画処理及び硬化処理を行う。その後、塗布部１０は描画後の半導体基板１を冷却部１１に移動させて、半導体基板１を待機させる。

後処理部１４は、塗布部１０で描画処理が施された後、冷却部１１に載置された半導体基板１に対して後処理として再加熱処理を行うものである。後処理部１４は、第１中継場所１４ａ及び第２中継場所１４ｂを備えている。第１中継場所１４ａ及び第２中継場所１４ｂを合わせて中継場所１４ｃとする。

収納部１２は、半導体基板１を複数収納可能な収納容器を備えている。そして、収納部１２は中継場所１２ａを備え、中継場所１２ａから収納容器へ半導体基板１を収納する。中継場所１２ａには、Ｘ方向に延びる一対のレール１２ｂが、半導体基板１を収容する収納容器と略同一の高さに設けられている。操作者は半導体基板１が収納された収納容器を印刷装置７から搬出する。

印刷装置７の中央の場所には、搬送部１３が配置されている。搬送部１３は２つの腕部１３ｂを備えたスカラー型ロボットが用いられている。そして、腕部１３ｂの先端には半導体基板１を裏面（下面）から支持しつつ、側縁を片持ちで把持する把持部１３ａが設置されている。中継場所８ａ，９ｃ，１１、１４ｃ、１２ａは把持部１３ａの移動範囲内に位置している。従って、把持部１３ａは中継場所８ａ，９ｃ，１１、１４ｃ、１２ａ間で半導体基板１を移動することができる。制御部は、印刷装置７の全体の動作を制御する装置であり、印刷装置７の各部の動作状況を管理する。そして、搬送部１３に半導体基板１を移動する指示信号を出力する。これにより、半導体基板１は各部を順次通過して描画されるようになっている。

以下、各部の詳細について説明する。
（供給部）
図２（ａ）は供給部を示す模式正面図であり、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は供給部を示す模式側面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、供給部８は基台１５を備えている。基台１５の内部には昇降装置１６が設置されている。昇降装置１６はＺ方向に動作する直動機構を備えている。この直動機構はボールネジと回転モーターとの組合せや油圧シリンダーとオイルポンプの組合せ等の機構を用いることができる。本実施形態では、例えば、ボールネジとステップモーターとによる機構を採用している。基台１５の上側には昇降板１７が昇降装置１６と接続して設置されている。そして、昇降板１７は昇降装置１６により所定の移動量だけ昇降可能になっている。

昇降板１７の上には直方体状の収納容器１８が設置され、収納容器１８の中には複数の半導体基板１が収納されている。収納容器１８はＸ方向の両面に開口部１８ａが形成され、開口部１８ａから半導体基板１が出し入れ可能となっている。収納容器１８のＹ方向の両側に位置する側面１８ｂの内側には凸状のレール１８ｃが形成され、レール１８ｃはＸ方向に延在して配置されている。レール１８ｃはＺ方向に複数等間隔に配列されている。このレール１８ｃに沿って半導体基板１をＸ方向からまたは−Ｘ方向から挿入することにより、半導体基板１がＺ方向に配列して収納される。

基台１５のＸ方向側には支持部材２１及び支持台２２を介して、押出装置２３が設置されている。押出装置２３には、昇降装置１６と同様の直動機構によりＸ方向に突出して半導体基板１をレール８ｂに向けて押し出す押出ピン２３ａが設けられている。従って、押出ピン２３ａは、レール８ｂと略同一の高さに設置されている。

図２（ｃ）に示すように、押出装置２３における押出ピン２３ａが＋Ｘ方向に突出することにより、レール１８ｃよりも僅かに＋Ｚ側の高さに位置する半導体基板１が収納容器１８から押し出されて、レール８ｂ上に移動して支持される。

半導体基板１がレール８ｂ上に移動した後に、押出ピン２３ａは、図２（ｂ）に示す待機位置に戻る。次に、昇降装置１６が収納容器１８を降下させて、次に処理される半導体基板１を押出ピン２３ａと対向する高さに移動させる。この後、上記と同様にして、押出ピン２３ａを突出させて半導体基板１をレール８ｂ上に移動させる。
このようにして供給部８は順次半導体基板１を収納容器１８からレール８ｂ上に移動する。収納容器１８内の半導体基板１を総て中継台２３上に移動した後、操作者は空になった収納容器１８と半導体基板１が収納されている収納容器１８とを置き換える。これにより、供給部８に半導体基板１を供給することができる。

（前処理部）
前処理部９は、中継場所９ａ、９ｂに搬送された半導体基板１に対して、処理場所９ｄにおいて前処理を行う。前処理としては、加熱した状態で、例えば、低圧水銀ランプ、水素バーナー、エキシマレーザー、プラズマ放電部、コロナ放電部等による活性光線の照射を例示できる。水銀ランプを用いる場合、半導体基板１に紫外線を照射することにより、半導体基板１の表面の撥液性を改質することができる。水素バーナーを用いる場合、半導体基板１の酸化した表面を一部還元することで表面を粗面化することができ、エキシマレーザーを用いる場合、半導体基板１の表面を一部溶融固化することで粗面化することができ、プラズマ放電或いはコロナ放電を用いる場合、半導体基板１の表面を機械的に削ることで粗面化することができる。本実施形態では、例えば、水銀ランプを採用している。
前処理が終了した後、前処理部９は半導体基板１を中継場所９ｃに移動する。続いて、搬送部１３が中継場所９ｃから半導体基板１を除材する。

（冷却部）
冷却部１１は、各処理場所１１ａ、１１ｂにそれぞれ設けられ、上面が半導体装置１の吸着保持面とされたヒートシンク等の冷却板１１０ａ、１１０ｂを有している。
処理場所１１ａ、１１ｂ（冷却板１１０ａ、１１０ｂ）は、把持部１３ａの動作範囲内に位置しており、処理場所１１ａ、１１ｂにおいて冷却板１１０ａ、１１０ｂは露出する。従って、搬送部１３は容易に半導体基板１を冷却板１１０ａ、１１０ｂに載置することができる。半導体基板１に冷却処理が行われた後、半導体基板１は、処理場所１１ａに位置する冷却板１１０ａ上または処理場所１１ｂに位置する冷却板１１０ａ上にて待機する。従って、搬送部１３の把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持して移動させることができる。

（塗布部）
次に、半導体基板１に液滴を吐出してマークを形成する塗布部１０について図３乃至図５を参照して説明する。液滴を吐出する装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。

図３は、塗布部の構成を示す概略斜視図である。塗布部１０により半導体基板１に液滴が吐出される。図３に示すように、塗布部１０には、直方体形状に形成された基台３７を備えている。液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。副走査方向は改行するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とを相対移動する方向である。本実施形態ではＹ方向（第２方向）を主走査方向とし、Ｘ方向（第１方向）を副走査方向とする。

基台３７の上面３７ａには、Ｘ方向に延在する一対の案内レール３８がＸ方向全幅にわたり凸設されている。その基台３７の上側には、一対の案内レール３８に対応する図示しない直動機構を備えたステージ３９が取付けられている。そのステージ３９の直動機構は、リニアモーターやネジ式直動機構等を用いることができる。本実施形態では、例えば、リニアモーターを採用している。そして、ステージ３９は、Ｘ方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と称す。さらに、基台３７の上面３７ａには、案内レール３８と平行に副走査位置検出装置４０が配置され、副走査位置検出装置４０によりステージ３９の位置が検出される。

そのステージ３９の上面には載置面４１が形成され、その載置面４１には図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。載置面４１上に半導体基板１が載置された後、半導体基板１は基板チャック機構により載置面４１に固定される。

ステージ３９が、例えば、＋Ｘ側に位置するときの載置面４１の場所が半導体基板１のロード位置またはアンロード位置の中継場所となっている。この載置面４１は把持部１３ａの動作範囲内に露出するように設置されている。従って、搬送部１３は容易に半導体基板１を載置面４１に載置することができる。半導体基板１に塗布（マーク描画）が行われた後、半導体基板１は中継場所である載置面４１上にて待機する。従って、搬送部１３の把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持して移動することができる。

基台３７のＹ方向両側には一対の支持台４２が立設され、その一対の支持台４２にはＹ方向に延びる案内部材４３が架設されている。案内部材４３の下側にはＹ方向に延びる案内レール（ガイド部）４４がＸ方向全幅にわたり凸設されている。案内レール４４に沿って移動可能に取り付けられるキャリッジ（移動部）４５は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ４５は直動機構（図示せず）を備え、その直動機構は、例えば、ステージ３９が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。そして、キャリッジ４５がＹ方向に沿って走査移動（相対移動）する。案内部材４３とキャリッジ４５との間には主走査位置検出装置４６が配置され、キャリッジ４５の位置が計測される。キャリッジ４５の下側にはヘッドユニット４７が設置され、ヘッドユニット４７のステージ３９側の面には図３では図示しない液滴吐出ヘッドが凸設されている。

図４（ａ）は、キャリッジ４５周辺を示す模式正面図であり、図４（ｂ）は右側面図である。図４（ａ）に示すようにキャリッジ４５の半導体基板１側にはヘッドユニット４７と一対の照射部としての硬化ユニット４８が、Ｙ方向に関してキャリッジ４５の中心からそれぞれ等間隔で配置されている。ヘッドユニット４７の半導体基板１側には液滴を吐出する液滴吐出ヘッド（吐出ヘッド）４９が凸設されている。

硬化ユニット４８の内部には吐出された液滴を硬化させる紫外線を照射する照射装置が配置されている。硬化ユニット４８は主走査方向（相対移動方向）においてヘッドユニット４７を挟んだ両側の位置に配置されている。照射装置は発光ユニットと放熱板等から構成されている。発光ユニットには多数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子が配列して設置されている。このＬＥＤ素子は、電力の供給を受けて紫外線の光である紫外光を発光する素子である。

キャリッジ４５は、案内レール４４に移動自在に取り付けられたＹＺ平面と平行の矩形板状の取付板（取付部）１７１の下端部（−Ｚ側の端部）に支持されている。取付板１７１の上端部には、ＸＹ平面と平行な固定板（固定部）１７２の＋Ｘ側端部がキャリッジ４５とは分離して設けられている。固定板１７２の−Ｘ側の端部は、案内部材４３の上方に隙間をあけて延出しており、案内部材４３と接触することなくＹ方向に移動可能となっている。

固定板１７２の−Ｘ側端部には、ＹＺ平面と平行でＺ方向に延びる支持板１７３が立設されている。支持板１７３には、ロータリーアクチュエータ等で構成される攪拌装置としての回転駆動装置１７４が設けられており、当該回転駆動装置１７４には液滴吐出ヘッド４９を介して半導体基板１に吐出する液体（機能液）が封入（貯溜）されたパック体（液体貯溜部）１７５が交換自在に取り付けられる。パック体１７５は、例えば可撓性材料で形成された袋状に形成されており、液滴吐出ヘッド４９と図示しないチューブにより接続され、パック体１７５内の液体がチューブを介して液滴吐出ヘッド４９に供給される。

回転駆動装置１７４は、制御下でＸ軸と平行な軸線回りに回転する回転軸１７４ａを有している。回転軸１７４ａは、支持板１７３の−Ｘ側に突出して設けられており、パック体１７５は、回転軸１７４ａにおける案内部材４３よりも−Ｘ側に突出した位置に交換自在（取り付け・取り外し自在）に取り付けられる。すなわち、パック体１７５は、Ｚ方向及びＸ方向の双方に関して、案内レール４４を挟んでキャリッジ４５とは逆側に配置され、且つＸ方向に関して案内部材４３に接触しない位置に取り付けられる。

これら液滴吐出ヘッド４９を含むヘッドユニット４７、キャリッジ４５、取付板１７１、固定板１７２、支持板１７３、回転駆動装置１７４及びパック体１７５は、案内レール４４に沿ってＹ方向に一体的に移動する。

機能液としては樹脂材料、硬化剤としての光重合開始剤、溶媒または分散媒を主材料とする。この主材料に顔料または染料等の色素や、親液性または撥液性等の表面改質材料等の機能性材料を添加することにより固有の機能を有する機能液を形成することができる。本実施形態では、例えば、白色の顔料を添加している。機能液の樹脂材料は樹脂膜を形成する材料である。樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。さらに、粘性の小さい樹脂材料が好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。モノマーの形態であればさらに好ましい。光重合開始剤はポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であり、例えば、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール等を用いることができる。溶媒または分散媒は樹脂材料の粘度を調整するものである。機能液を液滴吐出ヘッドから吐出し易い粘度にすることにより、液滴吐出ヘッドは安定して機能液を吐出することができるようになる。

図５（ａ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図である。図５（ａ）に示すように、ヘッドユニット４７には、２つの液滴吐出ヘッド４９が副走査方向（Ｘ方向）に間隔をあけて配置され、各液滴吐出ヘッド４９の表面にはノズルプレート５１（図５（ｂ）参照）がそれぞれ配置されている。各ノズルプレート５１には複数のノズル５２が配列して形成されている。本実施形態においては、各ノズルプレート５１に、１５個のノズル５２が副走査方向に沿って配置されたノズル列６０Ｂ〜６０ＥがＹ方向に間隔をあけて配置されていえる。また、２つの液滴吐出ヘッド４９における各ノズル列６０Ｂ〜６０Ｅは、Ｘ方向に沿って直線上に配置されている。ノズル列６０Ｂ、６０Ｅは、Ｙ方向に関してキャリッジ４５の中心から等間隔で配置されている。同様に、ノズル列６０Ｃ、６０Ｄは、Ｙ方向に関してキャリッジ４５の中心から等間隔で配置されている。従って、＋Ｙ側の硬化ユニット４８とノズル列６０Ｂとの距離と、−Ｙ側の硬化ユニット４８とノズル列６０Ｅとの距離とは同一となる。また、＋Ｙ側の硬化ユニット４８とノズル列６０Ｃとの距離と、−Ｙ側の硬化ユニット４８とノズル列６０Ｄとの距離とは同一となる。

硬化ユニット４８の下面には、照射口４８ａが形成されている。照射口４８ａは、Ｙ方向における吐出ヘッド４９、４９の長さ、これら吐出ヘッド４９、４９間の距離の和以上の長さの照射範囲を有して設けられている。そして、照射装置が発光する紫外光が照射口４８ａから半導体基板１に向けて照射される。

図５（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。図５（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド４９はノズルプレート５１を備え、ノズルプレート５１にはノズル５２が形成されている。ノズルプレート５１の上側であってノズル５２と相対する位置にはノズル５２と連通するキャビティ５３が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド４９のキャビティ５３には機能液（液体）５４が供給される。

キャビティ５３の上側には上下方向に振動してキャビティ５３内の容積を拡大縮小する振動板５５が設置されている。振動板５５の上側でキャビティ５３と対向する場所には上下方向に伸縮して振動板５５を振動させる圧電素子５６が配設されている。圧電素子５６が上下方向に伸縮して振動板５５を加圧して振動し、振動板５５がキャビティ５３内の容積を拡大縮小してキャビティ５３を加圧する。それにより、キャビティ５３内の圧力が変動し、キャビティ５３内に供給された機能液５４はノズル５２を通って吐出される。

液滴吐出ヘッド４９が圧電素子５６を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子５６が伸張して、振動板５５がキャビティ５３内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド４９のノズル５２から縮小した容積分の機能液５４が液滴５７となって吐出される。本実施形態においては、液滴を吐出するノズル５２は、制御部の制御によってノズル列毎に選択される。機能液５４が塗布された半導体基板１に対しては、照射口４８ａから紫外光が照射され、硬化剤を含んだ機能液５４を固化または硬化させるようになっている。

（収納部）
図６（ａ）は収納部を示す模式正面図であり、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は収納部を示す模式側面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、収納部１２は基台７４を備えている。基台７４の内部には昇降装置７５が設置されている。昇降装置７５は供給部８に設置された昇降装置１６と同様の装置を用いることができる。基台７４の上側には昇降板７６が昇降装置７５と接続して設置されている。そして、昇降板７６は昇降装置７５により昇降させられる。昇降板７６の上には直方体状の収納容器１８が設置され、収納容器１８の中には半導体基板１が収納されている。収納容器１８は供給部８に設置された収納容器１８と同じ容器が用いられている。

搬送部１３によって中継場所としてのレール１２ｂに載置された半導体基板１は、当該搬送部１３によってレール１２ｂから収納容器１８に移動する。または、搬送部１３によってレール１２ｂから収納容器１８への中途まで移動した後に、例えば、図６（ｃ）に示すように、レール１２ｂの下方で、Ｙ方向ではレール１２ｂ、１２ｂ間に位置し、上記押出装置２３と同様の構成を有し、図示しない昇降装置により上記の中途位置にある半導体基板１と対向する位置まで上昇可能な押出装置８０を設け、搬送部１３が半導体基板１をレール１２ｂに載置する際には押出装置８０をレール１２ｂの下方で待機させ、搬送部１３がレール１２ｂから退避した際には、押出装置８０を上昇させて半導体基板１の側面と対向させ、押出ピン２３ａを＋Ｘ方向に突出することにより、半導体基板１を収納容器１８に移動させる構成としてもよい。

上記のように、半導体基板１の収納容器１８への収納と、昇降装置７５による収納容器１８のＺ方向への移動とを繰り返して、収納容器１８内に所定の枚数の半導体基板１が収納された後、操作者は半導体基板１が収納された収納容器１８と空の収納容器１８とを置き換える。これにより、操作者は複数の半導体基板１をまとめて次の工程に持ち運ぶことができる。

（搬送部）
次に、半導体基板１を搬送する搬送部１３について図１及び図７に従って説明する。
搬送部１３は、装置内の天部に設けられた支持体８３を備えており、支持体８３の内部にはモーター、角度検出器、減速機等から構成される回転機構が設置されている。そして、モーターの出力軸は減速機と接続され、減速機の出力軸は支持体８３の下側に配置された第１腕部８４と接続されている。また、モーターの出力軸と連結して角度検出器が設置され、角度検出器がモーターの出力軸の回転角度を検出する。これにより、回転機構は第１腕部８４の回転角度を検出して、所望の角度まで回転させることができる。

第１腕部８４上において支持体８３と反対側の端には回転機構８５が設置されている。回転機構８５はモーター、角度検出器、減速機等により構成され、支持体８３の内部に設置された回転機構と同様の機能を備えている。そして、回転機構８５の出力軸は第２腕部８６と接続されている。これにより、回転機構８５は第２腕部８６の回転角度を検出して、所望の角度まで回転させることができる。

第２腕部８６上において回転機構８５と反対側の端には昇降装置８７が配置されている。昇降装置８７は直動機構を備え、直動機構を駆動することにより伸縮することができる。この直動機構は、例えば、供給部８の昇降装置１６と同様の機構を用いることができる。

図７（ａ）は、腕部１３ｂの−Ｚ側に把持部１３ａが設けられた正面図、図７（ｂ）は平面図（ただし、腕部１３ｂは図示せず）、図７（ｃ）は左側面図である。
なお、把持部１３ａは、腕部１３ｂに対してθＺ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に回転移動可能に設けられ、ＸＹ平面における位置が変動するため、以下の説明では便宜上、ＸＹ平面と平行な一方向をｘ方向、ＸＹ平面と平行でｘ方向と直交する方向をｙ方向として説明する（Ｚ方向は共通）。

把持部１３ａは、腕部１３ｂに対してθＺ方向には回転可能、且つ半導体基板１の把持の際に固定状態で用いられる固定部１００と、固定部１００に対してＺ方向に移動自在に設けられた移動部１１０とを備えている。

固定部１００は、Ｚ軸部材１０１、懸架部材１０２、連結部材１０３、連結板１０４、挟持板１０５、フォーク部１０６を主体として構成されている。Ｚ軸部材１０１は、Ｚ方向に延在し腕部１３ｂにＺ軸回りに回転可能に設けられている。懸架部材１０２は、ｘ方向に延在する板状に形成されており、ｘ方向の中央部においてＺ軸部材１０１の下端に固定されている。連結板１０４は、懸架部材１０２と平行に互いに隙間をあけて配置され、当該懸架部材１０４とｘ方向両端側で連結部材１０３によって連結されている。挟持板１０５は、ｘ方向に延在する板状に形成されており、図７（ｃ）に示すように、＋Ｚ側の表面における＋ｙ側の端縁で連結板１０４の下端に固定されている。そして、挟持板１０５における＋Ｚ側の表面のうち、−ｙ側の端縁側が半導体基板１を挟持する際の挟持面１０５ａとなっている。

フォーク部１０６は、挟持面１０５ａで挟持された半導体基板１の下面（−Ｚ側の面）を下方から支持するものであって、挟持板１０５の−ｙ側の側面からｙ方向に延出させ、且つｘ方向に間隔をあけて複数（ここでは４本）設けられている。フォーク部１０６の配置間隔及び本数は、半導体基板１の長さが機種等に応じて変動した場合でも、少なくとも長さ方向で１箇所、好ましくは２箇所以上で支持可能に設定される。

移動部１１０は、昇降部１１１、把持板１１２を主体として構成されている。昇降部１１１は、エアシリンダ機構等で構成されており、Ｚ軸部材１０１に沿って昇降する。把持板１１２は、昇降部１１１と一体的に昇降可能に設けられており、連結部材１０３、１０３間のｘ方向の隙間長よりも短く、懸架部材１０２と連結板１０４との間の隙間よりも小さな幅を有し、これら連結部材１０３、１０３間の隙間及び懸架部材１０２と連結板１０４との間の隙間にＺ方向に移動可能に挿入された挿入部１１２ａと、挿入部１１２ａよりも下方に位置し、懸架部材１０２よりも下方で挟持板１０５とほぼ同じ長さでｘ方向に延在する挟持板１１２ｂとが一体的に形成されてなるものである。

上記挿入部１１２ａ及び挟持板１１２ｂとからなる把持板１１２は、昇降部１１１の昇降に応じて一体的にＺ方向に移動する。把持板１１２が下降した際には、挟持板１１５との間で半導体基板１の一端縁を挟持して把持可能であり、把持板１１２が上昇した際には、挟持板１１５から離間することで半導体基板１に対する把持が解除される。

そして、搬送部１３に配置された検出器の出力を入力して把持部１３ａの位置と姿勢とを検出し、回転機構８５等を駆動して把持部１３ａを所定の位置に移動させることにより、把持部１３ａで把持する半導体基板１を所定の処理部に搬送することができる。

（印刷方法）
次に上述した印刷装置７を用いた印刷方法について図８を用いて説明する。図８は、印刷方法を示すためのフローチャートである。
図８のフローチャートに示されるように、印刷方法は、半導体基板１を収納容器１８から搬入する搬入工程Ｓ１、搬入された半導体基板１の表面に対して前処理を施す前処理工程Ｓ２、前処理工程Ｓ２で温度上昇した半導体基板１を冷却する冷却工程Ｓ３、冷却された半導体基板１に対して各種マークを描画印刷する印刷工程Ｓ４、各種マークが印刷された半導体基板１に対して後処理を施す後処理工程Ｓ５、後処理が施された半導体基板１を収納容器１８に収納する収納工程Ｓ６を主体に構成される。

上記の工程の中、印刷工程Ｓ４が本発明の特徴部分であるため、以下の説明においては、この特徴部分について説明する。
前処理工程で前処理が施され、冷却工程Ｓ３で冷却処理が施された半導体基板１は、搬送部１３により塗布部１０のステージ３９上に搬送される。印刷工程Ｓ４において、塗布部１０はチャック機構を作動させてステージ３９上に載置された半導体基板１をステージ３９に保持する。塗布部１０においては、制御部が塗布処理（印刷処理）が開始されるまで、例えば、所定時間毎に回転駆動装置１７４の回転軸１７４ａを駆動して、パック体１７５を回転、または、例えば９０°の範囲で揺動させる。これにより、パック体１７５内の液体が攪拌されて、滞留等により吐出特性に悪影響が出ることを回避できる。なお、パック体１７５の回転または揺動の範囲及び頻度等は、パック体１７５内の液体に応じて適宜選択すればよい。

そして、塗布部１０においては、ステージ３９に対して取付板１７１を介してキャリッジ４５を、例えば往路では＋Ｙ方向に走査移動（相対移動）しながら、各液滴吐出ヘッド４９に形成された所定のノズル列におけるノズル５２から液滴５７を半導体装置３に向けて吐出する。また、復路においては、ステージ３９に対してキャリッジ４５を−Ｙ方向に、往路と同一の移動速度で走査移動（相対移動）しながら、各液滴吐出ヘッド４９に形成された所定のノズル列におけるノズル５２から液滴５７を吐出する。液滴５７を吐出した液滴吐出ヘッド４９に対しては、パック体１７５からチューブを介して液体が供給（補給）される。

また、キャリッジ４５の走査移動時には、液滴吐出ヘッド４９を含むヘッドユニット４７及びキャリッジ４５とともに、取付板１７１、固定板１７２、支持板１７３、回転駆動装置１７４及びパック体１７５が案内レール４４に沿って一体的に移動するが、固定板１７２、支持板１７３、回転駆動装置１７４及びパック体１７５は、キャリッジ４５とは分離した状態で取付板１７１に取り付けられているため、キャリッジ４５に取り付けた場合のように、キャリッジ４５に大きな負荷がかかって撓み、変形が生じて液滴吐出ヘッド４９から液滴を吐出する際の吐出精度が低下してしまうことを回避できる。

このように、液滴吐出処理が行われることにより、半導体装置３の表面には会社名マーク４、機種コード５、製造番号６等のマークが描画される。そして、上記往路においては走査移動方向における後方側であるキャリッジ４５の−Ｙ側に設置された硬化ユニット４８からマークに紫外線が照射され、復路においては、走査移動方向における後方側であるキャリッジ４５の＋Ｙ側に設置された硬化ユニット４８からマークに紫外線が照射される。これにより、マークを形成する機能液５４には紫外線により重合が開始する光重合開始剤が含まれているため、マークの表面が直ちに固化または硬化される。

半導体基板１に対する印刷が完了すると、塗布部１０は半導体基板１が載置されたステージ３９をアンロード位置に移動させる。これにより、搬送部１３が半導体基板１を把持し易くすることができる。そして、塗布部１０はチャック機構の動作を停止して半導体基板１の保持を解除する。また、制御部は、印刷処理が完了すると、再度回転駆動装置１７４を駆動して、次の印刷処理が開始されるまで、所定間隔でパック体１７５の回転・揺動を行わせることで、パック体１７５内の液体を攪拌する。

この後、半導体基板１は、後処理工程Ｓ５において後処理が施された後に、収納工程Ｓ６において、搬送部１３により収納部１２に搬送され、収納容器１８に収納される。

以上説明したように、本実施形態では、パック体１７５をキャリッジ４５とは分離して取り付けているため、キャリッジ４５に大きな負荷がかかって撓み、変形が生じて液滴吐出ヘッド４９から液滴を吐出する際の吐出精度が低下してしまうことを抑制できる。そのため、本実施形態では、所定の印刷精度でマークを形成することが可能であり、高い表示品質でマークが形成された半導体基板１を製造することができる。

特に、本実施形態では、キャリッジ４５とパック体１７５とを、案内レール４４を挟んでＺ方向及びＸ方向の双方で逆側に配置しているため、同一側に配置した場合のように、偏荷重がかかって案内レール４４に沿った移動時に悪影響が生じることを防止できる。

また、本実施形態では、回転駆動装置１７４を用いてパック体１７５に対する攪拌処理を実施するため、液体の凝固等、液体を滞留させた場合に生じる不具合を未然に防ぐことができる。しかも、本実施形態では、回転駆動装置１７４が取付板１７１に搭載されているため、、回転駆動装置１７４とパック体１７５との距離を短くでき、パック体１７５内の液体を容易、且つ迅速に攪拌することが可能である。さらに、本実施形態では、パック体１７５を水平方向に延びる軸線回りに回転または揺動させるため、パック体１７５内の液体を上下方向に移動させることになり、効果的な攪拌処理が可能になる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、液体貯溜部として、可撓性材料で形成されたパック体１７５を例示したが、これに限定されるものではなく、合成樹脂材等で形成されたカートリッジ体であってもよい。
また、上記実施形態では、パック体１７５の攪拌動作として回転移動させる構成としたが、これに限られるものではなく、往復移動や旋回移動をさせる構成であってもよい。
さらに、上記実施形態では、攪拌装置としてロータリーアクチュエータ等で構成される装置を例示したが、回転軸１７４ａに取り付けられたパック体１７５をユーザーが手動で回転させて攪拌する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、取付板１７１、固定板１７２、支持板１７３をそれぞれ別部材で形成する構成としたが、これに限定されるものではなく、これらの２つ以上を一体部品で製作する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、キャリッジ４５とパック体１７５とを、案内レール４４を挟んでＺ方向及びＸ方向の双方で逆側に配置する構成としたが、これに限られず、Ｚ方向及びＸ方向のいずれか一方のみで案内レール４４を挟んで逆側に配置する構成であっても、案内レール４４にかかる偏荷重を低減できるという効果を奏する。

また、上記実施形態では、ＵＶインクとして紫外線硬化型インクを用いたが、本発明はこれに限定されず、可視光線、赤外線を硬化光として使用することができる種々の活性光線硬化型インクを用いることができる。
また、光源も同様に、可視光等の活性光を射出する種々の活性光光源を用いること、つまり活性光線照射部を用いることができる。

上記実施形態は、基材としての半導体基板１は、半導体装置３が実装された基板２であったが、シリコンなどの半導体で形成された基板であってもよい。被記録媒体としての半導体装置３は、樹脂でモールドした半導体装置であってもよいし、半導体装置そのものであってもよい。

ここで、本発明において「活性光線」とは、その照射によりインク中において開始種を発生させうるエネルギーを付与することができるものであれば、特に制限はなく、広く、α線、γ線、Ｘ線、紫外線、可視光線、電子線などを包含するものである。中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点からは、紫外線及び電子線が好ましく、特に紫外線が好ましい。従って、活性光線硬化型インクとしては、本実施形態のように、紫外線を照射することにより硬化可能な紫外線硬化型インクを用いることが好ましい。

１…半導体基板（基材）、 ３…半導体装置、 ７…印刷装置、 ９…前処理部、 １０…塗布部（印刷部、液滴吐出装置）、 １４…制御部、 ４４…案内レール（ガイド部）、 ４５…キャリッジ（移動部）、 ４８…硬化ユニット（照射部）、 ４９…液滴吐出ヘッド（吐出ヘッド）、 ５２…ノズル、 ５４…機能液（液体）、 ５７…液滴、 １７１…取付板（取付部）、 １７２固定板（固定部）、 １７４…回転駆動装置（攪拌装置）、 １７５…パック体（液体貯溜部）

Claims (8)

1. 基材に対して液体の液滴を吐出する吐出ヘッドと、
   前記吐出ヘッドを支持して前記基材に対して、前記吐出ヘッドと一体的に相対移動する移動体と、
   前記移動体の前記相対移動をガイドするガイド部と、
   前記ガイド部に取り付けられ前記移動体を支持して該移動体と一体的に移動する取付部と、
   前記取付部に前記移動体とは分離して固定された固定部と、
   前記固定部に設けられ、前記吐出ヘッドに供給される前記液体を貯溜する液体貯溜部と、
   を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 請求項１記載の液滴吐出装置において、
   前記固定部には、前記液体貯溜部を移動させて攪拌する攪拌装置が設けられることを特徴とする液滴吐出装置。
3. 請求項２記載の液滴吐出装置において、
   前記攪拌装置は、前記液体貯溜部を水平方向に延びる軸線回りに回転させる回転駆動装置を含むことを特徴とする液滴吐出装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記液体貯溜部は、前記移動体に対して前記ガイド部を挟んで所定方向の逆側に配置されることを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記液体貯溜部は、前記固定部に交換自在に取り付けられるパック体であることを特徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の液滴吐出装置において、
   前記吐出ヘッドは、活性光線で硬化する液体の液滴を前記基材に吐出することを特徴とする液滴吐出装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の液滴吐出装置を備えることを特徴とする印刷装置。
8. 請求項７記載の印刷装置において、
   前記吐出ヘッドは、前記基材に設けられた半導体装置に前記液滴を吐出することを特徴とする印刷装置。

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