JP2016084877A - Solenoid valve, coating device and coating method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、弁座に対する弁体の当接および離間を切り替える電磁弁、および当該電磁弁を利用して気体ノズルからの気体の吐出および吐出停止を切り替えて塗布液の基板への塗布を制御する塗布技術に関するものである。なお、上記基板には、例えば半導体基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板(以下、単に「基板」と記載する)が含まれる。 The present invention controls the application of a coating liquid to a substrate by switching between the discharge and stop of discharge of a gas from a gas nozzle using the solenoid valve that switches between contact and separation of the valve body with respect to the valve seat. It relates to coating technology. Examples of the substrate include a semiconductor substrate, a photomask glass substrate, a liquid crystal display glass substrate, a plasma display glass substrate, an FED (Field Emission Display) substrate, an optical disk substrate, a magnetic disk substrate, and a magneto-optical disk. Various substrates (hereinafter, simply referred to as “substrates”).
電磁弁は種々の技術分野で利用されているが、その一例として、例えば特許文献1に記載の装置では、にかわノズルから吐出されるにかわ(本発明の「塗布液」に相当)の流れに対して直交する方向に気体吐出ノイズから加圧空気を噴出してにかわの流れを制御している。そして、加圧空気の噴出と噴出停止とを切り替えるために、ソレノイド作動弁(本発明の「電磁弁」に相当)が用いられている。
Solenoid valves are used in various technical fields. For example, in the apparatus described in
このソレノイド作動弁(電磁弁)としては、例えば特許文献2に記載の装置を採用することができる。この特許文献2の記載の装置では、弁体を駆動する駆動部としてソレノイドが設けられている。また、筒形状を有する弁座筒の両端部のうちソレノイド側端部に弁座が設けられるとともに弁座に対して開口が設けられるのに対し、ソレノイド側と反対側の端部に吐出孔が設けられ、開口と吐出孔とが連通されている。さらに、弁座に対して鉄製の弁体が離接可能に配置されており、ソレノイドへの通電を停止している間、弁体が弁座に当接して電磁弁は閉弁される。一方、ソレノイドへの通電によってソレノイドから電磁力が発生し、これによって弁体がソレノイド側に移動して電磁弁は開弁される。
As this solenoid actuated valve (solenoid valve), for example, the device described in
ところで、上記特許文献2に記載の電磁弁(以下「従来の電磁弁」という)では、開弁によって弁座の開口を通過してくる流体が吐出孔を経由して吐出方向に吐出されるが、吐出方向と直交する面内における吐出孔の断面積は弁座筒の断面積に近い値にまで達しており、吐出孔は比較的大きな内容積を有している。このため、電磁弁の開弁および閉弁の切替に対する応答性が遅く、特に後述するように開弁および閉弁を交互に繰り返して流体流をパルス状に吐出することが難しいという問題もあった。このような要因に起因し、従来においては塗布液の流れに対して気体流を吹き付けて塗布液を良好に塗布することが難しかった。 By the way, in the solenoid valve described in Patent Document 2 (hereinafter referred to as “conventional solenoid valve”), the fluid passing through the opening of the valve seat by the valve opening is discharged in the discharge direction via the discharge hole. The cross-sectional area of the discharge hole in the plane perpendicular to the discharge direction reaches a value close to the cross-sectional area of the valve seat cylinder, and the discharge hole has a relatively large internal volume. For this reason, there is a problem in that the response to switching between opening and closing of the solenoid valve is slow, and it is difficult to discharge the fluid flow in a pulsed manner by alternately repeating the opening and closing as described later. . Due to such factors, conventionally, it has been difficult to apply the coating liquid satisfactorily by blowing a gas flow against the flow of the coating liquid.
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、閉弁および開弁の切替による流体の吐出および吐出停止の応答性が優れた電磁弁を提供することを第1の目的とする。 This invention is made in view of the said subject, and makes it the 1st objective to provide the solenoid valve excellent in the responsiveness of the discharge of the fluid by switching of valve closing and valve opening, and a discharge stop.
また、この発明は、塗布液の流れに対する気体流の吹付および吹付停止を上記電磁弁によって切り替えることで基板に塗布液を良好に塗布する塗布技術を提供することを第2の目的とする。 A second object of the present invention is to provide a coating technique for satisfactorily coating the coating liquid on the substrate by switching the spraying and stopping of the gas flow with respect to the flow of the coating liquid by the electromagnetic valve.
この発明の第1態様は、電磁弁であって、弁室および弁室に流体を流入させる流入流路を有する本体部と、弁室内に収容される弁体と、一方端部に少なくとも1つ以上の弁座を有するとともに他方端部に流体を吐出する吐出孔を有し、弁座を弁体に向けて弁室内に設けられる弁座部材と、弁体への電磁力の供給の有無によって弁座に対する弁体の当接および離間を切り替える駆動部とを備え、流体を吐出孔から吐出する吐出方向と直交する面内における吐出孔の断面積は、弁座に対して弁体が当接して形成される当接領域の面積よりも小さく、当接領域内において複数の流体導入口が弁座部材の一方端部に設けられ、弁座部材は、複数の流体導入口をそれぞれ吐出孔に連通して弁座からの弁体の離間時に流体を吐出孔に流通させる、複数の連通孔を有することを特徴としている。 1st aspect of this invention is an electromagnetic valve, Comprising: The main-body part which has an inflow flow path into which a fluid flows in into a valve chamber and a valve chamber, The valve body accommodated in a valve chamber, At least 1 is provided in one end part It has the above-mentioned valve seat and has a discharge hole for discharging fluid at the other end, the valve seat member is provided in the valve chamber with the valve seat facing the valve body, and whether or not electromagnetic force is supplied to the valve body A drive unit that switches between contact and separation of the valve body with respect to the valve seat, and the cross-sectional area of the discharge hole in a plane perpendicular to the discharge direction for discharging the fluid from the discharge hole is such that the valve body comes into contact with the valve seat. A plurality of fluid introduction ports provided at one end of the valve seat member in the contact region, and the valve seat member has the plurality of fluid introduction ports as discharge holes, respectively. A plurality of communication units that communicate and allow fluid to flow through the discharge holes when the valve element is separated from the valve seat. It is characterized by having a hole.
また、この発明の第2態様は、塗布液吐出口から塗布液を吐出する塗布液ノズルに対して基板を相対移動させて基板の表面に塗布液を塗布する塗布装置であって、塗布液ノズルに対して基板の相対移動方向の下流側に配置される気体ノズルと、気体ノズルに気体を供給して気体ノズルから気体を噴射させ、塗布液ノズルから吐出された塗布液の流れに対して気体流を吹き付ける気体供給部と、気体供給部による気体の供給を制御する気体供給制御部とを備え、気体供給部は、上記電磁弁を介して気体ノズルに気体を供給し、気体供給制御部は電磁弁の駆動部にパルス駆動電圧を与えて弁体の当接および離間の切替を繰り返させて気体ノズルに気体をパルス状に供給することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a coating apparatus that applies a coating liquid onto a surface of a substrate by moving the substrate relative to a coating liquid nozzle that discharges the coating liquid from a coating liquid discharge port. A gas nozzle disposed on the downstream side in the relative movement direction of the substrate, gas is supplied to the gas nozzle, gas is ejected from the gas nozzle, and the gas is applied to the flow of the coating liquid discharged from the coating liquid nozzle A gas supply unit that blows a flow and a gas supply control unit that controls gas supply by the gas supply unit, the gas supply unit supplies gas to the gas nozzle via the electromagnetic valve, and the gas supply control unit It is characterized in that a pulse drive voltage is applied to the drive portion of the electromagnetic valve to repeatedly switch the contact and separation of the valve body and supply the gas to the gas nozzle in pulses.
さらに、この発明の第3態様は、塗布方法であって、塗布液吐出口から塗布液を吐出する塗布液ノズルに対して基板を相対移動させて基板の表面に塗布液を塗布する塗布工程と、塗布液ノズルに対して基板の相対移動方向の下流側に配置される気体ノズルに対して上記電磁弁を介して気体をパルス状に供給することで、塗布液ノズルの塗布液吐出口から吐出される塗布液の流れに対してパルス状の気体流を供給する気体供給工程とを備えることを特徴としている。 Furthermore, a third aspect of the present invention is a coating method, wherein the substrate is moved relative to a coating solution nozzle that discharges the coating solution from a coating solution discharge port, and the coating solution is applied to the surface of the substrate. The gas is supplied from the coating liquid discharge port of the coating liquid nozzle by supplying a pulsed gas to the gas nozzle disposed on the downstream side in the relative movement direction of the substrate with respect to the coating liquid nozzle. And a gas supply step for supplying a pulsed gas flow with respect to the flow of the coating liquid to be applied.
この発明によれば、弁体への電磁力の供給がないときには、弁座に対して弁体が当接して当接領域が形成される。ここで、弁座が1つの場合には当該弁座と弁体とが当接している当接面のみで上記当接領域が形成され、弁座が複数個の場合には、弁座の個数と同数の当接面が存在し、これら複数の当接面全部によって当接領域が形成される。この当接領域内において複数の流体導入口が弁座部材の一方端部に設けられるが、上記のように弁座に対して弁体が当接することで、複数の流体導入口は塞がれて電磁弁は閉弁状態となる。一方、弁体への電磁力の供給によって弁座に対して弁体が離間すると、流入流路を介して弁室内に流入してきた流体は複数の流体導入口および複数の連通孔を介して吐出孔に流通し、当該吐出孔から吐出される。このように弁座に対する弁体の当接および離間によって吐出孔からの流体の吐出および吐出停止の切替が行われるが、本発明では流体を吐出孔から吐出する吐出方向と直交する面内における吐出孔の断面積は当接領域の面積よりも小さくしているため、上記切替の応答性を高めることが可能となっている。 According to the present invention, when no electromagnetic force is supplied to the valve body, the valve body comes into contact with the valve seat to form a contact area. Here, when there is one valve seat, the contact area is formed only by the contact surface where the valve seat and the valve body are in contact, and when there are a plurality of valve seats, the number of valve seats There are the same number of contact surfaces, and a contact region is formed by all of the plurality of contact surfaces. A plurality of fluid inlets are provided at one end of the valve seat member in the contact region, but the plurality of fluid inlets are blocked by the valve body coming into contact with the valve seat as described above. Thus, the solenoid valve is closed. On the other hand, when the valve element is separated from the valve seat by supplying electromagnetic force to the valve element, the fluid flowing into the valve chamber through the inflow passage is discharged through the plurality of fluid inlets and the plurality of communication holes. It distribute | circulates to a hole and is discharged from the said discharge hole. As described above, the fluid discharge from the discharge hole and the discharge stop are switched by the contact and separation of the valve body with respect to the valve seat. In the present invention, the discharge in the plane orthogonal to the discharge direction of discharging the fluid from the discharge hole is performed. Since the cross-sectional area of the hole is smaller than the area of the contact area, the responsiveness of the switching can be improved.
また、このような応答性に優れた電磁弁を用いることでパルス状の気体流を塗布液の流れに供給して基板への塗布液の塗布を良好に行うことができる。 Further, by using such an electromagnetic valve having excellent responsiveness, it is possible to supply the pulsed gas flow to the flow of the coating liquid and to satisfactorily apply the coating liquid to the substrate.
図1は本発明にかかる電磁弁の第1実施形態を示す図であり、図2は図1に示す電磁弁を構成する部品群の一部を示す斜視図である。この電磁弁1Aは、例えばガスノズル(図4中の符号120)からの圧縮空気の吐出および吐出停止を切り替える機能を有する。この電磁弁1Aは本体部2およびポート保持部3を有している。この本体部2の(+Z)方向側の端部には、図1に示すように、弁室21が設けられる一方で、本体部2の(−Z)方向側の端部に対してポート保持部3が(−Z)方向側から取り付けられている。
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of an electromagnetic valve according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a part of a part group constituting the electromagnetic valve shown in FIG. This
このポート保持部3は、図示を省略する圧縮空気源と接続可能な入力ポート31を有している。また、ポート保持部3および本体部2には、それぞれ流入流路32、22が形成されている。これらの流入流路32、22は本体部2とポート保持部3を一体化した状態で互いに連通されている。しかも、流入流路32は入力ポート31に連通されるとともに流入流路22は弁室21に連通されている。このため、圧縮空気源から圧送されてくる空気は入力ポート31、流入流路32、22を介して弁室21に送られる。
The
この弁室21の(+Z)方向側領域において弁体4がZ方向に移動自在に配置されている。弁体4は金属プレートで構成されている。また、弁室21内では、(+Z)方向側端部に4つの弁座51を有するとともに(−Z)方向側端部に圧縮空気を吐出する吐出孔52を有する、弁座部材5が弁座51を弁体4に向けて配設されている。この弁座部材5は、図2に示すように、Z方向に延びる対称軸AXを中心に対称な軸対称構造、つまり対称軸AX回りに回転対称な形状を有している。そして、弁座部材5の胴部には、雄ねじ53が設けられ、弁室21の(−Z)方向側で本体部2に設けられた雌めじ孔に刻設された雌ねじ23と螺合することで、弁座部材5の弁座51が弁室21内に位置するように弁座部材5が本体部2に対してZ方向に位置決めされながら保持される。なお、図1および図2への図示を省略しているが、弁座部材5の側面部には環状のOリング溝が2か所設けられており、各Oリング溝にOリングを装着した状態で上記位置決めが行われる。
In the (+ Z) direction side region of the
これら4つの弁座51は(+Z)方向からの平面視で略扇形状を有しており、対称軸AXを中心に対称に、しかも同平面視で略十字状の溝部54を介して互いに離間して設けられている。弁座51の上面は互いに面一状に仕上げられており、各面の略中央部に流体導入口55が1個設けられている。こうして形成された複数(本実施形態では4個)の流体導入口55は対称軸AXを中心に軸対称に配置されている。そして、弁体4が(−Z)方向に移動してくると、4つの弁座51に対して弁体4が均一に当接して当接面61を形成して流体導入口55を塞ぐ。この実施形態では、弁体4が弁座51に当接することで、4つの当接面61が形成され、これら4つの当接面61を含めて「当接領域62」と称する。つまり、各当接面61の面積を「A61」とすれば、当接領域62の面積は当接面61の総面積A62(=A61×4)となる。また、本実施形態では、流体導入口55の面積A54は当接面61の面積A61の(1/3)以下に設定されている。このため、図1(a)に示すように、弁座51に対して弁体4が当接することで流体導入口55がしっかりと塞がれて弁室21内に圧送されてきた空気が流体導入口55に流入するのが確実に防止される。
These four
また、上記したように溝部54を設けたことで、図1(b)に示すように、弁座51に対して弁体4が(+Z)方向側に離間するとき、弁室21内に圧送されてきた空気は溝部54を介して弁室21内に均一に広がり、各流体導入口55から連通孔56を通って吐出孔52に送られる。各連結孔56は流体導入口55から吐出孔52の(+Z)方向側端部に向かって真っ直ぐに設けられ、連結孔56を介して流通してきた圧縮空気は吐出孔52で集合されて(−Z)方向に吐出される。
Further, by providing the
この実施形態では、圧縮空気の吐出方向(−Z)に対して直交する面内における吐出孔52の断面積A52が当接領域62の面積A62よりも大幅に狭く、吐出孔52の内容積が従来の電磁弁よりも大幅に小さくするように、吐出孔52が設けられている。より具体的には、吐出孔52の断面積A52は流体導入口55の総面積(=A54×4)とほぼ等しい値に設定されており、当接領域62の面積A62の(1/3)以下となっている。
In this embodiment, the cross-sectional area A52 of the
なお、吐出孔52から吐出される圧縮空気はポート保持部3により保持される出力ポート7を介して外部装置、例えば塗布装置のガスノズル(図示省略)に供給される。
The compressed air discharged from the discharge holes 52 is supplied to an external device, for example, a gas nozzle (not shown) of the coating device via the
本実施形態では、金属製の弁体4への電磁力の供給の有無によって弁座51に対する弁体4の当接および離間を切り替えるために、本体部2の(+Z)方向側にソレノイド8が配置されているが、その構成および当接および離間の切替動作は、基本的に従来の電磁弁と同一である。すなわち、ソレノイド8では、ソレノイド本体81の内部に吸着コイル82が設けられており、吸着コイル82への給電および給電停止によって上記切替動作が行われる。吸着コイル82への給電が停止され、吸着コイル82が消磁されたときには、図1(a)に示すように、弁座部材5内の圧力が弁室21内の圧力よりも低く、弁体4が弁座51側に吸引移動されるとともに、流入流路22を介して弁室21に送り込まれた圧縮空気が弁体4の上面に作用して弁体4が(−Z)方向に付勢されて弁座51に当接する。これにより、電磁弁1Aが閉弁され、出力ポート7からの圧縮空気の吐出が遮断される。
In this embodiment, in order to switch contact and separation of the
一方、吸着コイル82への給電によって吸着コイル82が励磁されると、弁体4の間に磁界が形成され、弁体4への電磁力の供給によって弁体4がソレノイド8側に吸引される。この吸引力が、弁体4を弁座51へ付勢する空気の圧力よりも大きくなるように予め調整されていることから、図1(b)に示すように、弁体4は(+Z)方向に移動してソレノイド8の(−Z)方向側端部に当接する。これにより、弁体4が弁座51から離れて電磁弁1Aが開弁される。このため、流入流路22を介して弁室21に送り込まれた圧縮空気が各流体導入口55に対して直接あるいは溝部54を介して流れ込み、連通孔56を通過して吐出孔52に集められる。そして、当該吐出孔52から出力ポート7を経由して圧縮空気が電磁弁1Aから吐出される。このようにソレノイド8が本発明の「駆動部」として機能している。
On the other hand, when the attracting
以上のように、本実施形態によれば、弁座51に対する弁体4の当接および離間によって吐出孔52からの圧縮空気の吐出および吐出停止の切替を行っているが、吐出孔52の低内容積化が図られている。すなわち、圧縮空気を吐出孔52から吐出する吐出方向(−Z)と直交する面(図1の紙面に対して垂直な面)内における吐出孔52の断面積A52は当接領域62(図2)の面積よりも小さく、吐出孔52の内容積は従来の電磁弁における吐出孔52の内容積よりも大幅に小さくなっている。その結果、上記切替の応答性が高められている。
As described above, according to the present embodiment, the discharge of the compressed air from the
また、第1実施形態にかかる電磁弁1Aは、従来の電磁弁に対して有利な作用効果を有している。以下、従来の電磁弁と対比して説明する。従来の電磁弁では、筒形状を有する弁座筒の両端部のうちソレノイド側端部に弁座が設けられ、弁座に対して比較的大きな開口が設けられている。したがって、弁座に対して弁体が当接したとき(つまり電磁弁が閉弁されているとき)、弁座と弁体との当接面積は狭く、リーク量を抑制することは難しかった。したがって、当該電磁弁を後述する塗布装置に適用すると、ソレノイドへの通電を停止して電磁弁を閉じているにもかかわらず、ガスノズルから圧縮空気が流出し、このことが塗布液を吐出するためのノズルを詰まらせる要因となる。
Moreover, the
これに対し、第1実施形態にかかる電磁弁1Aでは、流体導入口55の面積A54は当接面61の面積A61の(1/3)以下に設定され、しかも流体導入口55は弁座51の略中央部に設けられている。このため、弁座51の周縁部から流体導入口55までの距離が従来の電磁弁のそれの倍以上となっており、弁座51に対する弁体4の当接によって流体導入口55がしっかりと塞がれて弁室21内に圧送されてきた空気が流体導入口55に流入するのを確実に防止してリーク量を10分の1程度にまで低減することができる。その結果、電磁弁1Aを後述する塗布装置のガス制御用として用いることで、塗布液ノズルの詰まりを確実に抑制しながら塗布液の塗布を良好に行うことができる。
On the other hand, in the
また、上記第1実施形態では、4つの弁座51が対称軸AXを中心に対称に設けられているため、弁体4との当接を安定化することができる。このような構成はリーク量の低減に大きく寄与している。また、流体導入口55についても対称軸AXを中心に対称に設けているため、閉弁状態での弁体4の吸着を安定的に行うことができ、上記と同様の作用効果が得られる。
In the first embodiment, since the four
また、上記第1実施形態では、流体導入口55毎に連通孔56を設けて圧縮空気を吐出孔52に案内しているが、当該連通孔56を流体導入口55から吐出孔52に延びる直線状の貫通孔で構成している。したがって、ドリルなどの一般的な加工装置を用いて弁座部材5に連通孔56を設けることができる。その結果、電磁弁1Aの製造を容易に行うことができ、寸法精度の向上を図ることができ、さらに製造コストを低減することができる。なお、弁座部材5の構成材料については任意であるが、機械加工性および強度の確保という観点からポリエーテルエーテルケトン(polyetheretherketone:PEEK)を用いるのが好適である。また、当該材質で弁座部材5を構成することは弁座51の上面(弁体4と当接する面)の平面度および面粗度の精度を高める上でも有効である。
In the first embodiment, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記第1実施形態では、(+Z)方向からの平面視で略扇形状を有する弁座51を4個設けているが、弁座51の形状についてはこれに限定されるものではなく、任意である。例えば図3に示す第2実施形態にかかる電磁弁1Bでは、(+Z)方向からの平面視で円形状を有する弁座51が設けられている。このような弁座51を有する電磁弁1Bでは、弁座51の間、つまり溝部54を圧縮空気が流通し易くなり、各流体導入口55への空気流入がより均一となる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the first embodiment, four
また、上記第1実施形態(図2)や第2実施形態(図3)では、複数の弁座51が対称軸AXを中心に軸対称に配置されているが、複数の弁座51の配置については任意である。また、弁座51の個数も「4」に限定されるものではなく、任意である。例えば1つの弁座51に対して複数の流体導入口55を設けてよく、この場合も、第1実施形態や第2実施形態と同様に、これらの流体導入口55についても対称軸AXを中心に対称に設けるのが望ましい。また、複数の弁座51を設ける場合、各弁座51に1つ以上の流体導入口55を設けてもよいし、一部の弁座51に1つ以上の流体導入口55を設けて当接領域62全体で複数の流体導入口55を設けるように構成してもよい。
Further, in the first embodiment (FIG. 2) and the second embodiment (FIG. 3), the plurality of
ところで、上記のように構成された電磁弁1A、1Bについては、空気や液体などの流体を流通させる流通経路、例えば配管での流れの開閉制御に用いることができるが、電磁弁1A、1Bは、上記したように吐出および吐出停止の切替の応答性が極めて高いという特性を有しているため、次に説明する塗布装置に対して上記電磁弁1A、1Bを採用することで特有の作用効果を奏する。以下、図面を参照しつつ電磁弁1Aを装備する塗布装置の構成および動作を説明する。
By the way, the
図4は本発明にかかる電磁弁を装備する塗布装置の一実施形態の外観を示す図であり、同図(a)は斜視図であり、同図(b)は側面図である。この塗布装置100は、パターンを形成するための材料を含んだ塗布液、例えば電極ペーストを基板上に塗布する装置であり、例えば光電変換面を有する基板に配線パターンを形成して光電変換デバイスを製造する技術に適用可能である。
FIG. 4 is a view showing an appearance of an embodiment of a coating apparatus equipped with the electromagnetic valve according to the present invention, wherein FIG. 4 (a) is a perspective view and FIG. 4 (b) is a side view. The
この塗布装置100は、基板WをX方向に移動させるステージ移動機構(図8中の符号101)と、X方向に移動する基板Wに向けて塗布液を線状に4本吐出する塗布液吐出装置102と、各塗布液の流れに対して空気流を供給する気体吐出装置103とを備える。そして、ステージ移動機構101が基板Wを所定の移動速度でX方向に移動させつつ、塗布液吐出装置102は上記移動速度と等しい吐出速度で塗布液を吐出して基板W上に最大4本のラインパターンを形成可能となっている。以下、塗布液吐出装置102および気体吐出装置103の構成について説明した後で、塗布装置100の動作について説明する。
The
塗布液吐出装置102は4つの塗布液ノズル200を一体的に保持する多連ノズルブロック300を有している。すなわち、この多連ノズルブロック300では、4つの塗布液ノズル200が一列に配列されており、その配列方向に各塗布液ノズル200の塗布液吐出口210が一列で多連ノズルブロック300の外面に露出している。また、塗布液ノズル200毎に塗布液吐出口210からの塗布液の吐出を制御する塗布液吐出制御部400が設けられており、それら4つの塗布液吐出制御部400がそれぞれ独立して作動し、塗布液供給部800から圧送されてくる塗布液の各塗布液吐出口210からの吐出を制御可能となっている。なお、本実施形態では、塗布液ノズル200の配列方向を「配列方向P」と称し、各塗布液吐出口210からの塗布液の吐出方向を「吐出方向Q」と称し、これら配列方向Pおよび吐出方向Qと直角に交差する交差方向を「交差方向R」と称する。
The coating
図5は図4に示す塗布液吐出装置のA−A線を通り図4(b)の紙面に平行な断面図であり、図6は図4に示す塗布液吐出装置のB−B線断面図である。図7は、図4に示す塗布液吐出装置における吐出制御動作を模式的に示す図である。この塗布液吐出装置102は、4つの塗布液ノズル200を一体的に保持する多連ノズルブロック300と、4つの塗布液吐出制御部400と、塗布液吐出制御部400の回転駆動部410を支持する支持ブロック500と、多連ノズルブロック300に対して装着される塗布液吐出制御部400の構成部品を上方側(+R方向側)から押さえて保持する上側ホルダ600と、塗布液吐出制御部400の構成部品を下方側(−R方向側)から押さえて保持する下側ホルダ700とを有している。
5 is a cross-sectional view taken along line AA of the coating liquid discharge apparatus shown in FIG. 4 and parallel to the paper surface of FIG. 4B. FIG. 6 is a cross-sectional view of the coating liquid discharge apparatus shown in FIG. FIG. FIG. 7 is a diagram schematically showing a discharge control operation in the coating liquid discharge apparatus shown in FIG. The coating
多連ノズルブロック300では、図6に示すように、(−Q)側端部には配列方向Pに延びる直方体空間が設けられており、この直方体空間は支持ブロック500の下側端部に設けられる導入孔510を介して塗布液供給部800(図4)から圧送されてくる塗布液を一時的に貯留する塗布液貯留部220として機能する。この塗布液貯留部220から同一形状を有する4つの塗布液ノズル200が配列方向Pに等ピッチ(本実施形態では、2[mm]間隔)で一列に配置されている。各塗布液ノズル200は吐出方向、つまり(+Q)方向に延設され、その先端部が多連ノズルブロック300の(+Q)側端面につながり、塗布液吐出口210となっている。このため、塗布液ノズル200の内部で直方体空間部220から塗布液吐出口210に向けて略楕円形状断面を有する筒形状空間が塗布液流路230として機能し、塗布液貯留部220に貯留される塗布液を塗布液吐出口210に案内する。このように本実施形態では、塗布液貯留部220が圧送されてくる塗布液を4つの塗布液ノズル200に分配して案内する。
In the
各塗布液ノズル200では、図5に示すように、塗布液流路230の中間位置で上方側(+R方向側)と下方側(−R方向側)に1個ずつ開口240が形成されている。本実施形態では、互いに隣接する塗布液吐出制御部400が相互に干渉するのを防止するために、開口240を設ける位置を2段階に振り分けている。つまり、図6に示すように、最も(+P)側に位置するノズル番号「1」およびノズル番号「3」の塗布液ノズル200については、開口240は塗布液貯留部220に近い位置に設ける一方、最も(−P)側に位置するノズル番号「4」およびノズル番号「2」の塗布液ノズル200については、塗布液吐出口210に近い位置に設けている。このように、互いに隣接する2つの塗布液ノズル200の各々に形成される開口240は配列方向Pと直交する吐出方向Qにおいて互いに異なる位置に形成される。また、塗布液ノズル200の上側開口240から上方(+R方向)に、また下側開口240から下方(−R方向)に、貫通孔310が多連ノズルブロック300に設けられている。これらの貫通孔310は次に説明する塗布液吐出制御部400の各種構成部品(回転軸420、シール部材430、440およびボールベアリング450、460)を設置するためであり、その内径は開口240よりも広く設定されている。また、各開口240は塗布液吐出制御部400の回転軸420の直径(軸径)と同一寸法であり、配列方向Pでの塗布液流路230の幅よりも広く設定されている。
In each coating
各塗布液吐出制御部400は交差方向Rに延設された回転軸420を有している。本実施形態では、直径1[mm]の軸形状を有するステンレス鋼棒を回転軸420として用いている。この回転軸420の先端部、つまり(−R)側端部は、貫通孔310に挿入され、さらに両開口240を介して塗布液ノズル200に貫通されている。
Each coating liquid
この回転軸420の先端部のうち両開口240の間に位置する部分(以下「流量調整部421」という)は塗布液ノズル200の塗布液流路230内に挿入されている。そして、図6に示すように、流量調整部421の直径が塗布液流路230の配列方向Pの幅よりも広いため、流量調整部421により塗布液流路230が上流側流路230Uと下流側流路230Dに分断される。ただし、流量調整部421には、回転軸420の側面を切り欠いてノッチ部423が形成され、当該ノッチ部423により塗布液を(+Q)方向に案内可能となっている。より詳しくは、ノッチ部423は、図5に示すように、回転軸420が塗布液流路230と交差する方向(軸方向R)において塗布液流路230の高さH1と同じかそれよりも低い、高さH2を有している。また、軸方向Rおよび流路方向Qと直交する幅方向Pにおいては、次の寸法関係を有している。つまり、図7(a)に示すように、「上流側交点CPu」と「下流側交点CPd」の距離を「W1」とする。また、幅方向Pにおける回転軸420の外径を「W2」とする。そして、ノッチ部423の幅Wnを、
W1<Wn<W2
とすれば、90゜回転毎にON/OFFすることができる。このため、回転軸420を回転させることで上流側流路230Uと下流側流路230Dの連通状態を多段階に制御することができる。
A portion (hereinafter, referred to as “flow
W1 <Wn <W2
Then, it can be turned ON / OFF every 90 ° rotation. For this reason, by rotating the
図7(a)は、ノッチ部423が下流側流路230Dを向いた状態に回転軸420を位置決めしたときを示している。ここでは、ノッチ部423が設けられていない部分、つまり非ノッチ部424が上流側流路230Uを向いて塗布液流路230を塞いでいる。このため、上流側流路230Uと下流側流路230Dが遮断され、塗布液吐出口210からの塗布液吐出はOFF状態となる。この状態から同図紙面において反時計方向に回転させると、一定角度までは塗布液流路230は遮断されているものの、それを超えると上流側流路230Uと下流側流路230Dとの連通が開始され、塗布液は塗布液流路230を流れて塗布液吐出口210(図6参照)から吐出される(ON状態)。さらに回転軸420を回転させると、連通の割合は徐々に増大し、回転角度が90゜に達すると、同図(b)に示すように連通の割合は最大となる。
FIG. 7A shows a state in which the
また、同図紙面において反時計方向に回転軸420をさらに回転させると、連通の割合は徐々に減少し、再び上流側流路230Uと下流側流路230Dが遮断され、塗布液吐出口210からの塗布液吐出はOFF状態となる。例えば図7(a)の状態から180゜だけ回転軸420を回転させると、ノッチ部423が上流側流路230Uを向いた状態となり、非ノッチ部424が下流側流路230Dを向いて塗布液流路230を塞ぐ(例えば同図(c))。このため、上流側流路230Uと下流側流路230Dが遮断され、塗布液吐出口210からの塗布液吐出はOFF状態となる。この状態から同図紙面において反時計方向にさらに回転させると、一定角度までは塗布液流路230は遮断されているものの、それを超えると上流側流路230Uと下流側流路230Dとの連通が開始され、塗布液は塗布液流路230を流れて塗布液吐出口210から再び吐出される(ON状態)。さらに回転軸420を回転させると、連通の割合は徐々に増大し、図7(a)の状態から270゜だけ回転軸420を回転すると、同図(d)に示すように連通の割合は再び最大となる。このように、回転軸420を90゜ずつ回転させることで、OFF状態とON状態を交互に切り替えることができる。もちろん、回転位置を制御することで吐出量を多段階で調整することも可能である。
Further, when the
このように本実施形態では、回転軸420を回転させることで塗布液吐出口210からの塗布液の吐出および吐出停止を制御することができ、さらに回転位置を制御することで吐出量も多段階で調整することが可能となっている。もちろん、ノッチ部の代わりに貫通孔を設けても同様の吐出制御を行うことができる。なお、回転部分からの塗布液漏れを防止しつつ、回転軸420を安定的に回転させるために、本実施形態では、以下のように構成している。
As described above, in this embodiment, it is possible to control the discharge and stop of discharge of the coating liquid from the coating
図5に示すように貫通孔310内では、塗布液ノズル200を上下方向(R方向)から挟み込むように一対のシール部材430、440が設けられている。すなわち、塗布液ノズル200の上方側、つまり(+R)方向側では、回転軸420と上側開口240とが交差する位置の近傍で円環状のシール部材430が配置されている。また、塗布液ノズル200の下方側、つまり(−R)方向側では、回転軸420と下側開口240とが交差する位置の近傍で円環状のシール部材440が配置されている。さらに、貫通孔310内では、シール部材430の上方側、つまり(+R)方向側に回転軸420を回転自在に軸支する転動式軸受、例えばボールベアリング450が設けられている。また、シール部材440側も同様である、つまり、シール部材440の下方側、つまり(−R)方向側に回転軸420を回転自在に軸支するボールベアリング460が設けられている。これら2つのボールベアリング450、460により回転軸420は貫通孔310内で回転自在となっている。
As shown in FIG. 5, in the through
このように塗布液ノズル200の上下各々に、シール部材およびボールベアリングを配置しているが、本実施形態ではシール部材430、440が回転軸420と直接接触させないために、シール部材430、440はそれぞれボールベアリング450、460の外輪と当接する一方、内輪とは隙間ができるようにシール部材430、440に逃げ部が設けられている。なお、シール部材430、440の代わりに、耐薬品性やシール性などの条件によりフッ素ゴム等で構成されるOリングを使用しても良い。
As described above, the seal members and the ball bearings are arranged above and below the coating
このように構成された下側のシール部材440およびボールベアリング460はPTFE製のスペーサ470を介してステンレス製の下側ホルダ700で押さえられて保持されている。ここで、下側ホルダ700は回転軸420の軸端の当接面としても機能し、回転軸420の軸方向の動きを規正している。
The
また、上側のシール部材430およびボールベアリング450は上側ホルダ600で押さえられて保持されている。この上側ホルダ600は図5に示すように蓋部材610と、蓋部材610の下面から下方向に延設される円筒部材620とを有しており、例えばステンレス材料で構成されている。この蓋部材610には、回転軸420を挿通するための貫通孔が形成されている。また、円筒部材620は貫通孔310に挿入自在に仕上げられており、貫通孔310に挿入されると、円筒部材620の下端面でボールベアリング450の外輪のみを下方に押さえつけてボールベアリング450およびシール部材430を保持する。
The
各回転軸420の上方端部、つまり(+R)側端部は、図4および図5に示すように支持ブロック500の逆L字断面を有する上方端部により支持された回転駆動部410にカップリングを介して連結されている。各回転駆動部410はマイクロ電動モータ(例えば並木精密宝石社製のマイクロモータSLBシリーズ)411、減速器412およびエンコーダ413で構成されている。マイクロ電動モータ411の回転軸は減速器412を介して回転軸420と接続されている。マイクロ電動モータ411が作動されると、マイクロ電動モータ411の回転軸の回転が減速器412で例えば1/30に減速された後、回転軸420に伝達される。
As shown in FIGS. 4 and 5, the upper end of each
また、本実施形態では、マイクロ電動モータ411に近接して回転軸に光が通過する横穴が形成されていて当該横穴を透過式光電センサで検出する度にパルス信号を出力するように構成され、回転軸の概ねの角度を検出可能となっている。さらに、マイクロ電動モータ411の回転軸が1回転する毎にエンコーダ413からパルス信号が1回出力されるように構成されている。そして、これらの信号を使用して原点を正確に決定し、回転軸420に形成された貫通孔422の塗布液ノズル200に対する回転位置を制御することで、上記したように吐出量を制御可能となっている。
Further, in this embodiment, a horizontal hole is formed near the micro electric motor 411 through which light passes, and a pulse signal is output each time the horizontal hole is detected by a transmission photoelectric sensor. The approximate angle of the rotation axis can be detected. Further, the pulse signal is output once from the
次に、気体吐出装置103の構成を図4および図8を参照しつつ説明する。図8は気体吐出装置の構成を模式的に示す図である。この気体吐出装置103は、上側ホルダ600に連結されるノズルホルダ110と、ノズルホルダ110に支持される4つのガスノズル120と、電磁弁1Aと同一構成を有する電磁弁132dを介して各ガスノズル120に圧縮空気を供給する気体供給部130と、電磁弁132dの開閉制御によって気体供給部130からガスノズル120への空気供給を制御するバルブ制御部140とを備えている。
Next, the configuration of the
ノズルホルダ110は例えばアルミニウム製であり、上側ホルダ600の(+Q)方向側で図示しない2本の取付ネジにより上側ホルダ600に取り付けられている。このノズルホルダ110には、ガスノズル120毎に、ガスノズル120を挿通して固定するための貫通孔が設けられている。なお、本実施形態では、図4に示すようにガスノズル120の先端を2[mm]ピッチで揃えて配置するために、上記4つの貫通孔は千鳥状で、しかも異なる傾斜角度で設けられている。
The
各ガスノズル120は円筒形状を有するとともに、各ガスノズル120先端部は斜めカットされている。より詳しくは、本実施形態では外径Φ1/16[インチ]で穴径Φ0.5[mm]のステンレス配管の先端を斜めに切って製作されている。そして、4つのガスノズル120がそれぞれ対応する貫通孔に挿入され、ガスノズル120のガス吐出口は2[mm]ピッチで塗布液ノズル200の吐出口列と同様に一列に配置されている。なお、各ガスノズル120のノズルホルダ110への固定は図示しない押しネジにより行われる。また、押しネジにより次に説明する配置関係が満足されるように各ガスノズル120の位置および角度を調整可能となっている。
Each
ノズルホルダ110に固定された4つのガスノズル120は4つの塗布液ノズル200と1対1の対応関係で次のように配設されている。すなわち、ガスノズル120は塗布液ノズル200に対して基板Wの移動方向Xの下流側に配設され、塗布液の流れCFに空気流AFを噴射する。具体的には、気体供給部130から圧縮空気が当該ガスノズル120に供給されると、ガスノズル120から空気が基板Wへの塗布液の供給位置P1(図8参照)に対して基板移動方向Xの上流側の基板表面に向けて噴射され、塗布液ノズル200の塗布液吐出口210と基板Wの表面との中間で塗布液の流れCFに対して空気流AFが吹き付けられる。特に、本実施形態では、塗布液ノズル200は塗布液の供給位置P1に対して基板移動方向Xの上流側(図8の左手側)で塗布液吐出口210を供給位置P1に向けて配置されて基板Wの面法線に対して傾斜した吐出方向D2に塗布液を吐出している。これに対し、ガスノズル120から噴射される空気は吐出方向D2と直交する噴射方向D3に噴射される。なお、噴射方向D3はこれに限定されるものではなく、塗布液の流れCFおよび空気流AFを含む仮想平面(図8の紙面)において0゜(基板表面と平行な方向)と90゜(基板表面と直交する方向)との間に設定してもよい。
The four
気体供給部130では、ガスノズル120毎に圧縮空気をパルス状にガスノズル120に供給するパルスブロー系統132が設けられている。パルスブロー系統132の基本的構成は、配管132a、レギュレータ132b、ニードルバルブ132cおよび電磁弁132dで構成されている。配管132aの一方端は圧縮空気を発生させるガス供給源に接続されるとともに、他方端はガスノズル120に接続されている。そして、配管132aに対してレギュレータ132b、ニードルバルブ132cおよび電磁弁132dが介挿され、それぞれが圧力調整、流量調整および供給制御を行う。すなわち、ガス供給源から供給される圧縮空気の圧力をレギュレータ132bで調整した後、さらにニードルバルブ132cにより空気の流量調整を行う。また、パルスブローを可能とするために、図1および図2に示す電磁弁1Aと同一構成を有する電磁弁132dが用いられている。この電磁弁132dに対してパルス駆動部150がパルス幅500[μsec]程度の高速パルス駆動電圧を与えることで電磁弁132dのソレノイドを瞬間的に動作させ、鋭い空気パルスを得ている。このように空気パルスを噴射する場合、瞬間的には飛散限界流量よりも高い流量の空気を噴射するのが望ましく、ここでは、例えば200[NmL/min]程度に設定している。なお、「飛散限界流量」とは、基板上のラインパターンLPが飛散しない流量を意味している。なお、バルブ制御部140からの閉指令に応じてパルス駆動部150からの高速パルス駆動電圧が出力されない間、電磁弁132dは閉成し、これによってガスノズル120への圧縮空気の供給が停止され、ガスノズル120からの空気の噴射が停止される。
In the
図9は図4に示す塗布装置の動作を示すタイミングチャートであり、同図(a)は空気噴射、つまりエアブローを行わない場合のラインパターンを形成する場合の動作を示す一方、同図(b)は塗布液の吐出開始および吐出停止に対応してエアブローを行いながらラインパターンを形成する動作を示している。エアブローを行わない場合には、ラインパターンLPの始端にボール状の変形部が発生し、終端において塗布液のテール(糸引き)が発生する。特に、配線パターンを形成するためには、比較的高粘度、例えばせん断速度が1[s−1]において数十[Pa・s(パスカル秒)]〜数百[Pa・s]の粘度を有する電極ペーストを用いられることがあり、これらが重要な課題となっている。 FIG. 9 is a timing chart showing the operation of the coating apparatus shown in FIG. 4. FIG. 9 (a) shows the operation when forming a line pattern when air injection, that is, no air blow is performed, while FIG. ) Shows an operation of forming a line pattern while performing air blowing in response to the start and stop of discharge of the coating liquid. When air blow is not performed, a ball-shaped deformed portion is generated at the start end of the line pattern LP, and a tail (thread drawing) of the coating liquid is generated at the end. In particular, in order to form a wiring pattern, it has a relatively high viscosity, for example, a viscosity of several tens [Pa · s (Pascal second)] to several hundred [Pa · s] at a shear rate of 1 [s −1 ]. Electrode paste may be used, and these are important issues.
これらのうちボール発生要因として塗布液ノズル200に対する基板Wの相対移動により基板Wと塗布液ノズル200との間に発生する風が主要因のひとつと考えられる。つまり、この風発生により吐出直後の塗布液の流れCFが巻き上げられ、これがボール発生を引き起こすと考えられる。また、テール発生は次のようなプロセスで発生すると考えられる。すなわち、塗布液の吐出停止直後に塗布液ノズル200の塗布液吐出口210近傍に位置する塗布液が引き延ばされた後、切れて基板Wの表面に落下し、これがテールとして存在する。
Of these, one of the main factors is a wind generated between the substrate W and the coating
そこで、本実施形態では、上記のようにガスノズル120を設け、図9(b)に示すように塗布液の吐出開始時点(タイミングT1)よりも少し早いタイミングでバルブ制御部140は開指令を出力する。すると、開指令を受けたパルス駆動部150はパルス幅500[μsec]程度の高速パルス駆動電圧を発生し、電磁弁132dに与える。これに応じて電磁弁132dはパルス的に動作してパルス状の空気流AFの噴射を開始する。そして、そのパルスブローはタイミングT1を超えて継続されるとともに、タイミングT1で塗布液の吐出が開始される。このため、ボール発生の抑制効果と、始端位置のバラツキ抑制効果とが得られる。
Therefore, in this embodiment, the
塗布液の吐出開始に対応するパルスブローを解析した結果、本願発明者は次のように考察する。すなわち、タイミングT1前後のパルス状の空気流AFがラインパターンLPの始端のみを瞬間的に圧着することで塗布液の巻上を防止し、またボール発生があったとしてもパルスブローがそれを押し潰して扁平な形状に成形する。したがって、ボール発生および始端位置のバラツキの両方を抑制する作用効果が得られる。 As a result of analyzing the pulse blow corresponding to the start of the discharge of the coating liquid, the present inventor considers as follows. In other words, the pulsed airflow AF before and after the timing T1 momentarily presses only the beginning of the line pattern LP to prevent winding of the coating liquid, and even if a ball is generated, the pulse blow pushes it. Crush to form a flat shape. Therefore, the effect of suppressing both the ball generation and the variation in the starting end position can be obtained.
タイミングT1からしばらくすると、バルブ制御部140により閉指令を出力し、空気流AFの噴射を停止する。これは、エアブローによりラインパターンLPに加えられる圧力によってラインパターンLPの断面形状に影響が及ぶのを防止するためである。特に、パルスブローにおいては、瞬間的ではあるが、飛散限界流量を超える流量の空気がラインパターンLPに与えられるため、塗布液の吐出開始および吐出停止以外のタイミングにおいてパルスブローを停止するのが好適である。
After a while from the timing T1, the
ラインパターンLPの終端に近づくと、塗布液の吐出停止時点(タイミングT2)よりも少し早いタイミングでバルブ制御部140は再び開指令を出力し、パルスブローを開始した後、タイミングT2で塗布液の供給が停止される。これにより、テール発生の抑制効果が得られる。
When approaching the end of the line pattern LP, the
塗布液の吐出停止に対応するパルスブローについても解析した結果、本願発明者は次のように考察する。すなわち、タイミングT2直前のパルス状の空気流AFがラインパターンLPの後端を扁平な形状に成形することによりラインパターンLPの美観が改善される。また、タイミングT2以降のパルス状の空気流AFがテールを切断し、消去する。 As a result of analyzing the pulse blow corresponding to the discharge stop of the coating liquid, the inventor of the present application considers as follows. That is, the aesthetic appearance of the line pattern LP is improved by the pulsed airflow AF immediately before the timing T2 forming the rear end of the line pattern LP into a flat shape. Further, the pulsed airflow AF after the timing T2 cuts the tail and erases it.
以上のように、ガスノズル120を塗布液ノズル2に対して基板移動方向Xの下流側に配置し、塗布液の供給位置P1に対して基板移動方向Xの上流側の基板表面に向けて上記ガスノズル120から空気を噴射し、塗布液ノズル2の吐出口21と基板Wの表面との中間で塗布液の流れCFに対して空気流AFを供給可能と構成されている。そして、塗布液の吐出開始および吐出停止に対応してパルスブローを行っている。このため、空気流AFの供給は塗布液を基板に圧着させる方向に作用し、塗布液を飛散させることなく、ラインパターンLPの始端がボール状に変形するのを抑制しつつ始端位置のバラツキを抑え、しかもラインパターンLPの終端にテールが発生するのを抑制することができる。
As described above, the
また、本実施形態では、電磁弁132dは電磁弁1Aと同一構成を有し、優れた応答性で開閉するため、高速パルスブローを行うことが可能となっている。これは、電磁弁132dとして、従来の電磁弁、例えばCKD株式会社製のパルスジェット弁PJシリーズを用いた場合よりも短い間隔で圧縮空気の供給および供給停止を行うことができ、ラインパターンLPを所望形状に塗布することが可能となっている。
In the present embodiment, the
また、塗布装置100においては、ガスノズル120の吐出口が塗布液ノズル200の塗布液吐出口210の近傍に向けられている。このため、電磁弁132dの閉弁における漏れ流量、つまりリーク量が影響することがあり、リーク量の低減が大きな課題の一つになる。この点に関し、本実施形態では、電磁弁1Aを電磁弁132dとして用いているため、リーク量を従来技術の1/10以下に抑制することができ、電磁弁132dを閉弁している間に電磁弁132dから漏れてガスノズル120の吐出口より圧縮空気が吐出されるのを抑制することができる。その結果、塗布液ノズル200の塗布液吐出口210が詰まるのを効果的に防止することができる。
In the
なお、上記実施形態にかかる塗布装置100では、図9(b)に示すようにパルス間隔を一定としているが、上記パルスブローの作用効果を考慮してパルス間隔を適宜変更する、例えば図10に示すようにFM変調(周波数変調)してもよい。すなわち、圧着力を高めてボール発生の抑制効果を高めたい場合には、タイミングT1以降のパルス間隔を密にして塗布液の流れCFに印加する空気流AFの圧力を強くすればよい。また、テール改善時に塗布液の飛散をさらに抑えたい場合には、タイミングT2以降のパルス間隔を広げ、パルスブローにより塗布液の流れCFに印加される空気流AFの圧力を弱めればよい。このようにパルスブローの波形をFM変調することでパルスブローによる作用効果を調整することができる。もちろん、変調方式は上記FM変調に限定されるものではなく、種々の変調方式、例えばPWM(pulse width modulation:パルス幅変調)を用いてもよい。
In the
また、上記した塗布装置100では、4つの塗布液ノズル200を有する、いわゆる4チャンネルの塗布装置に対して本発明を適用しているが、ノズル本数はこれに限定されるものではない。また、複数の塗布液ノズル200を多連ノズルブロック300に設けて一体化しているが、複数の塗布液ノズルをそれぞれ独立して設けた塗布装置に対しても本発明を適用することができる。
In the
また、上記実施形態では、全塗布液ノズル200に対して塗布液吐出制御部400を設けた塗布装置100に対して本発明を適用しているが、それらのうち少なくとも1本以上の塗布液ノズルに対してのみ塗布液吐出制御部を設けた塗布装置に対して本発明にかかる電磁弁を適用してもよい(第2実施形態)。以下、図11ないし図14を参照しつつ電磁弁1Aを装備した塗布装置の実施形態の詳細について説明する。
Moreover, in the said embodiment, although this invention is applied with respect to the
図11は本発明にかかる電磁弁を装備する塗布装置の実施形態を示す図である。この塗布装置1000は、パターンを形成するための材料を含んだ塗布液を基板上に塗布し、これを硬化させる装置であり、例えば光電変換面を有する基板に配線パターンを形成して光電変換デバイスを製造する技術に適用可能である。そして、次のような技術背景から一部の塗布液ノズルに対してのみ塗布液吐出制御部を設けるとともに気体吐出装置を設けている。すなわち、塗布装置1000によりパターンを形成すべき基板の形状は様々である。例えば、太陽電池セルの基板として用いられる単結晶シリコン基板としては、正方形の四隅を切り落としたような八角形としたものがある。これは、円形の単結晶シリコンウエハの面積を有効に活用するためである。そのため、四隅に対応する位置に形成すべきパターンの長さはその他の位置に形成すべきパターンの長さと相違する。
FIG. 11 is a view showing an embodiment of a coating apparatus equipped with an electromagnetic valve according to the present invention. The
そこで、塗布装置1000では、四隅に対応する位置に塗布液を吐出する塗布液ノズルに対して上記した塗布液吐出制御部を設けている。より具体的には、配列方向に一列に配置される26本のノズルのうち配列方向の最上流側3本および最下流側3本についてのみ塗布液吐出制御部が設けられている。したがって、圧送されてくる塗布液の吐出および吐出停止を制御することで矩形形状ではない基板(以下、「異形基板」という)に対しも、塗布により効率よくパターンを形成することが可能となっている。
Therefore, in the
この塗布装置1000では、基台7100上にステージ移動機構2000が設けられ、基板Wを保持するステージ3000がステージ移動機構2000により図11に示すX−Y平面内で移動可能となっている。基台7100にはステージ3000を跨ぐようにしてフレーム7210が固定され、フレーム7210には塗布ヘッド部5000が取り付けられている。
In this
ステージ移動機構2000は、ステージ3000をX方向に移動させるX方向移動機構2100、Y方向に移動させるY方向移動機構2200、および、Z方向を向く軸を中心に回転させるθ回転機構2300を有する。X方向移動機構2100は、モータ2110にボールねじ2120が接続され、さらに、Y方向移動機構2200に固定されたナット2130がボールねじ2120に取り付けられた構造となっている。ボールねじ2120の上方にはガイドレール2140が固定され、モータ2110が回転すると、ナット2130とともにY方向移動機構2200がガイドレール2140に沿ってX方向に滑らかに移動する。
The
Y方向移動機構2200もモータ2210、ボールねじ機構およびガイドレール2240を有し、モータ2210が回転するとボールねじ機構によりθ回転機構2300がガイドレール2240に沿ってY方向に移動する。θ回転機構2300はモータ2310によりステージ3000を回転させる。なお、その回転中心はZ方向軸である。以上の構成により、塗布ヘッド部5000の基板Wに対する相対的な移動方向および向きが変更可能とされる。ステージ移動機構2000の各モータは、装置各部の動作を制御する制御部6000により制御される。
The Y-
さらに、θ回転機構2300とステージ3000との間には、ステージ昇降機構2400が設けられている。ステージ昇降機構2400は、制御部6000からの制御指令に応じてステージ3000を昇降させ、基板Wを指定された高さ(Z方向位置)に位置決めする。ステージ昇降機構2400としては、例えばソレノイドや圧電素子などのアクチュエータによるもの、ギヤによるもの、楔の噛み合わせによるものなどを用いることができる。
Further, a
塗布ヘッド部5000のベース5100には、液状(ペースト状)の塗布液を内部に貯留し制御部6000からの制御指令に応じて該塗布液を基板Wに向けて吐出する塗布液供給部5200が設けられている。塗布液供給部5200は、内部が空洞となって塗布液を貯留するシリンジポンプ5210と、該ポンプ5210の内部空間に挿入されたプランジャ5240とを備えている。プランジャ5240は、制御部6000により駆動制御されるモータ、ソレノイド等のアクチュエータまたは圧縮空気等によって上下駆動され、シリンジポンプ5210の内部空間に貯留された塗布液を加圧する。
In the
また、塗布液供給部5200の下部には多連ノズルブロック5500が取り付けられている。この多連ノズルブロック5500は塗布液を基板Wに向けて吐出する26本の塗布液ノズル(図示省略)を一体化したものであり、塗布液ノズルはY方向に一列に配置されている。つまり、この塗布装置1000ではY方向が塗布液ノズルの配列方向となっている。また、図11への図示を省略しているが各塗布液ノズルは塗布液供給部5200と接続され、塗布液供給部5200から圧送されてくる塗布液を内部に設けられる塗布液流路に沿って案内し、吐出口5510から吐出可能となっている。これら26本の塗布液ノズルのうちY方向の最上流側3本の塗布液ノズルおよび最下流側3本の塗布液ノズルに対して塗布液吐出制御部5600が取り付けられて、残りの中央側20本の塗布液ノズルに対して塗布液吐出制御部は設けられていない。このため、プランジャ5240の作動によりシリンジポンプ5210が作動することで塗布液が多連ノズルブロック5500に設けられた各塗布液ノズルに向けて圧送され、塗布液吐出制御部5600を設けていない中央側20本の塗布液ノズルから塗布液がそのまま吐出される一方、最上流側3本および最下流側3本の合計6本の塗布液ノズルについては各塗布液吐出制御部5600の回転軸(図示省略)を回転させることで吐出口5510毎に個別に塗布液の吐出がオン・オフ制御される。なお、塗布液吐出制御部5600の基本構成は上記塗布液吐出装置102で採用したものと同一である。さらに、塗布液吐出制御部5600が設けられた塗布液ノズルに対応して気体吐出装置8000が設けられている。気体吐出装置8000の基本構成は上記気体吐出装置103で採用したものと同一である。
A
また、塗布ヘッド部5000のベース5100には、基板Wに向けてUV光(紫外線)を照射する光照射部5300が取り付けられている。光照射部5300は、紫外線を発生する光源ユニット5320に光ファイバ5310を介して接続される。図示を省略しているが、光源ユニット5320はその光出射部に開閉自在のシャッターを有しており、その開閉および開度によって出射光のオン・オフおよび光量を制御することができる。光源ユニット5320は制御部6000により制御されている。
A
図12は図11の塗布装置を用いて形成される太陽電池セルの例を示す図である。この太陽電池セルSは、単結晶シリコン基板Wの表面(光電変換面および反射防止膜が設けられた面)に、幅が細い多数のフィンガー配線パターンFと、これらを横断するように設けられたより幅広のバス配線パターンBとを設けた構造を有している。フィンガー配線パターンFとバス配線パターンBとはその交点において電気的に接続されている。 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a solar battery cell formed using the coating apparatus of FIG. The solar battery cell S is provided on the surface of the single crystal silicon substrate W (surface on which the photoelectric conversion surface and the antireflection film are provided) and a large number of finger wiring patterns F having a small width and provided so as to cross these. A wide bus wiring pattern B is provided. The finger wiring pattern F and the bus wiring pattern B are electrically connected at the intersection.
各部の寸法については、例えばフィンガー配線パターンFの幅および高さが50μm程度、バス配線パターンBの幅が1.8mmないし2.0mm、高さが50μmないし70μmとすることができるが、これらの数値に限定されるものではない。 Regarding the dimensions of each part, for example, the width and height of the finger wiring pattern F can be about 50 μm, the width of the bus wiring pattern B can be 1.8 mm to 2.0 mm, and the height can be 50 μm to 70 μm. It is not limited to numerical values.
シリコン基板Wは、概略正方形の四隅を切り取ってなる、中心軸Cに対して線対称な八角形をしている。これは、略円柱形に製造される単結晶シリコンロッドから切り出したウエハが円板形状をしており、その表面積を有効に利用して基板Wを作成する必要性から生じた形状である。 The silicon substrate W has an octagon that is line-symmetric with respect to the central axis C and is formed by cutting out four corners of a substantially square shape. This is because the wafer cut out from the single crystal silicon rod manufactured in a substantially cylindrical shape has a disk shape, and the shape is generated due to the necessity of making the substrate W by effectively using the surface area.
このため、基板W上に多数形成されるフィンガー電極Fは、基板Wの中央部の略矩形とみなせる矩形領域RRでは一定の長さを有しているが、端部領域ERではその形状に合わせて1本ごとに長さが異なっている。具体的には、矩形領域RRに形成される複数の電極Frはいずれも基板Wの長さより少し短い同一の長さを有しているのに対し、端部領域ERに形成される電極Feは、基板W端面の後退に伴って長さが変化し、基板最端部に近いものほど短くなっている。図12の例では、基板中央の矩形領域RRに20本の同一長の電極パターンFr、基板両端部の端部領域ERに互いに長さの異なる3本ずつの電極パターンFeがそれぞれ形成される。なお、これは単なる一例であり、パターンの本数はこれらに限定されるものではないが、端部領域ERに設ける電極パターンFeの本数に応じて塗布液吐出制御部5600の設置個数を対応させる必要がある。
For this reason, many finger electrodes F formed on the substrate W have a certain length in the rectangular region RR that can be regarded as a substantially rectangular shape at the center of the substrate W. Each one has a different length. Specifically, the plurality of electrodes Fr formed in the rectangular region RR all have the same length slightly shorter than the length of the substrate W, whereas the electrode Fe formed in the end region ER is The length changes as the end surface of the substrate W recedes, and the length is closer to the end of the substrate. In the example of FIG. 12, 20 electrode patterns Fr having the same length are formed in the rectangular region RR at the center of the substrate, and three electrode patterns Fe having different lengths are formed in the end regions ER at both ends of the substrate. Note that this is merely an example, and the number of patterns is not limited to these, but the number of coating liquid
吐出のオン・オフが一括して制御される多数の塗布液ノズルを基板に対し一体的に相対移動させてパターンを形成する従来技術(例えば特開2011−60873号公報)では、このような形状の基板に対応することができなかった。また、各塗布液ノズルを個別にオン・オフ制御するための具体的な技術はこれまで実用化されるに至っていない。これに対し、本実施形態の塗布装置1000は、図5と同一構成の塗布液吐出制御部5600を設け、各塗布液吐出制御部5600により塗布液の吐出および吐出停止を制御することで図12のような異形基板に対してもパターン形成を効率よく行うことが可能となっている。
In the conventional technique (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-60873) in which a large number of coating liquid nozzles whose discharge on / off is collectively controlled are integrally moved relative to the substrate, such a shape is used. It was not possible to cope with the substrate. In addition, a specific technique for individually controlling on / off of each coating liquid nozzle has not been put into practical use. On the other hand, the
図13は図11の装置によるフィンガー電極形成の様子を模式的に示す図である。同図に示すように、この装置1000では、基板Wを載置したステージ3000をX方向に移動させることによって、相対的に多連ノズルブロック5500を基板Wの表面に対して(−X)方向に走査移動させる。この多連ノズルブロック5500の下面には26個の吐出口5510が設けられており、これらの吐出口5510はY方向に沿って1列に等間隔で配置される。Y方向における多連ノズルブロック5500の寸法は同方向における基板Wの寸法と同程度またはそれ以上である。したがって、基板Wに対して多連ノズルブロック5500を1回走査移動させるのみで、基板Wの全面にフィンガー電極パターンFr,Feを形成することができる。
FIG. 13 is a diagram schematically showing how the finger electrodes are formed by the apparatus of FIG. As shown in the figure, in this
塗布液としては、導電性ペースト、すなわち導電性および光硬化性を有し、例えば導電性粒子、有機ビヒクル(溶剤、樹脂、増粘剤等の混合物)および光重合開始剤を含むペースト状の混合液を用いることができる。導電性粒子は電極の材料たる例えば銀粉末であり、有機ビヒクルは樹脂材料としてのエチルセルロースと有機溶剤を含む。また、塗布液の粘度は、光照射による硬化処理を実行する前において例えば50[Pa・s]以下で、硬化処理を実行した後は350[Pa・s]以上になることが好ましい。 As the coating solution, a conductive paste, that is, conductive and photocurable, for example, a paste-like mixture containing conductive particles, an organic vehicle (a mixture of solvent, resin, thickener, etc.) and a photopolymerization initiator. A liquid can be used. The conductive particles are, for example, silver powder as a material of the electrode, and the organic vehicle contains ethyl cellulose as a resin material and an organic solvent. Further, the viscosity of the coating liquid is preferably, for example, 50 [Pa · s] or less before performing the curing process by light irradiation, and 350 [Pa · s] or more after performing the curing process.
吐出口5510から基板W表面に吐出された直後の塗布液に対して、塗布液ノズルの走査移動方向(−X方向)における吐出口5510の後方に配置された光照射部5300からの出射光が照射される。これにより、吐出直後の断面形状を維持したまま塗布液が硬化し、電極パターンFr,Feが形成される。吐出口5510の形状、塗布液の粘度および光照射条件を適宜に設定することにより種々の断面形状を有するパターンを形成することができ、特にパターン幅に対する高さの比、すなわちアスペクト比の高いパターンを形成することが可能である。
With respect to the coating liquid immediately after being ejected from the
図14は本実施形態によるパターン形成処理を示すフローチャートである。この処理は、形成すべきパターンの本数に対応する26個の吐出口5510を有する多連ノズルブロック5500を用いて実行される。これらの吐出口5510のうちY方向の最上流側3個および最下流側3個の吐出口5510の各々につながる塗布液ノズルに対して塗布液吐出制御部5600が設けられて各吐出口5510からの塗布液の吐出および吐出停止を独立して制御する。このため、塗布液吐出制御部5600により最上流側3個および最下流側3個の吐出口5510からの吐出を停止させた状態で塗布液供給部5200から塗布液が塗布液ノズルに向けて圧送されると、中央側20個の吐出口5510から同時に塗布液が吐出される。その後で、各塗布液吐出制御部5600により回転軸を回転させることで各吐出口5510からの塗布液の吐出を個別に制御可能となっている。なお、図13に示す符号P1ないしP3およびP24ないしP26は、端部領域ERを塗布するための吐出口を特定するための符号である。すなわち、26個の吐出口のうち最外側に位置する吐出口が符号P1,P26、これより1つ内側の吐出口を符号P2,P25、さらにこれより1つ内側の吐出口を符号P3,P24として表している。これらを除く残り20個の吐出口は矩形領域RRのパターンFrの形成に用いられる。これら吐出口P1〜P3,P24〜P26は後述するように塗布液吐出制御部5600によりその他の吐出口と異なるタイミングで独自に吐出制御される吐出口であり、以下においてはこれらの吐出口を「制御対象吐出口」と称する。
FIG. 14 is a flowchart showing the pattern forming process according to the present embodiment. This process is executed using a
この処理では、最初に基板Wを塗布装置1000に搬入し、パターンを形成すべき面を上向きにしてステージ3000に載置する(ステップS101)。また、塗布液吐出制御部5600の回転軸を軸心周りに回転させて吐出口P1〜P3,P24〜P26からの吐出を停止させておく(ステップS102)。具体的には、例えば図6中の「ノズル番号1」の塗布液ノズルと同様に、上流側流路と下流側流路の連通の割合を0[%]に設定する。
In this process, first, the substrate W is carried into the
この状態で、ステージ移動機構2000によりステージ3000をX方向に移動させ(ステップS103)、多連ノズルブロック5500を基板WのX方向端部の直上に相対的に移動させる。そして、シリンジポンプ5210による塗布液への加圧を開始するとともに基板WをX方向に移動させる(ステップS104)。これによって、中央部分に位置する20個の吐出口5510のみから塗布液の吐出が開始される。これにより矩形領域RRのパターンFrが形成開始される。
In this state, the
その後、以下の手順で制御対象吐出口を順次開放する(ステップS105)。すなわち、シリンジポンプ5210の加圧を開始してから所定時間経過後に制御対象吐出口のうち最も中央に近い吐出口P3,P24からの吐出停止をまず解除し、塗布液流路を開放する。次いでこれらの外側に隣接する吐出口P2,P25を開放し、最後に最も外側の吐出口P1,P26を開放する。これにより、基板Wの端部領域ERには、吐出口の開放タイミングに応じて始端位置がそれぞれ異なるパターンFeが形成される。また、図4に示す塗布装置100と同様に、塗布液の吐出開始に対応して気体吐出装置800からの空気流の供給を制御して電極パターン(ラインパターン)の始端がボール状に変形したり、始端位置がばらつくのを防止する。
Thereafter, the discharge outlets to be controlled are sequentially opened according to the following procedure (step S105). That is, after a predetermined time has elapsed from the start of pressurization of the
そのまま基板Wに対する多連ノズルブロック5500の走査移動を継続することで、基板W上には互いに平行な26本の電極パターンが形成されてゆく。基板Wが所定位置に達するまでこの状態を継続した後(ステップS106)、開放した順序とは逆の順序で、各吐出口P1〜P3,P24〜P26を順次閉塞する(ステップS107)。すなわち、最も外側の吐出口P1,P26を閉塞し、その後においてこれらに隣接する吐出口P2,P25を閉塞する。さらに、最も内側の吐出口P3,P24を閉塞する。吐出口の閉塞に伴って、当該吐出口からの塗布液によるパターン形成が少しずつ時間差を持って順次終了する。したがって、これらのパターンの終端位置も異なったものとなる。また図4に示す塗布装置100と同様に、塗布液の吐出停止に対応して気体吐出装置800からの空気流の供給を制御して電極パターン(ラインパターン)の終端にテールが発生するのを抑制する。
By continuing the scanning movement of the
こうして終端側の端部領域ERへのパターン形成が完了し、さらに多連ノズルブロック5500が矩形領域RRの端部に達すると、シリンジポンプ5210からの加圧を停止する(ステップS108)。その後、ステージ3000の移動を停止し(ステップS109)、フィンガー電極パターンF(Fr,Fe)が形成された基板Wが搬出されて(ステップS110)、処理が完了する。
When the pattern formation in the end region ER on the end side is completed in this way and the
以上のようなパターン形成処理によると、基板Wの中央部の矩形領域RRでは、互いに平行で長さの等しいパターンFrが形成される。一方、基板両端の端部領域ERでは、基板Wの外側に近いほどパターンの形成開始が遅く、しかも形成終了が早くなる。基板Wと多連ノズルブロック5500とは一定速度で相対移動しているため、形成のタイミングの差異は基板W上におけるパターンの始端および終端位置に反映されて、最終的には図12および図13に示すようなフィンガー電極パターンFが形成される。この間、基板Wに対する多連ノズルブロック5500の走査移動は1回のみである。
According to the pattern forming process as described above, in the rectangular region RR at the center of the substrate W, the patterns Fr parallel to each other and having the same length are formed. On the other hand, in the end regions ER at both ends of the substrate, the closer to the outside of the substrate W, the later the pattern formation starts and the earlier the formation ends. Since the substrate W and the
また、各制御対象吐出口5510に対応して塗布液ノズルに対して塗布液吐出制御部5600が設けられ、回転軸の回転により吐出口5510からの吐出および吐出停止を個別に制御するように構成している。このため、多連ノズルブロック5500の走査移動によって一度に形成される多数のライン状パターンのうちの一部について、パターンの始端位置および終端位置を他のパターンと異ならせることができる。その結果、図12や図13に示すような異形基板であっても、その全面に効率よくパターンを形成することができる。しかも、塗布液の吐出開始および吐出停止に対応して気体吐出装置800からの空気流の供給を図4に示す塗布装置100と同様に制御している。このため、基板Wや装置を汚染することなく、基板W上にパターンを良好な形状で形成することができる。
Further, a coating liquid
また、各制御対象吐出口5510を有する塗布液ノズルに対して塗布液吐出制御部400の回転軸が取り付けられ、当該回転軸の回転によって吐出口5510からの塗布液の吐出を制御しているため、構成部品の変形がなく、高精度な塗布液の吐出制御を安定して行うことが可能となっている。
In addition, the rotation axis of the coating liquid
また、塗布液吐出制御部5600を配列方向Yと直交する方向において互いに異なる位置に配置する、つまり千鳥状あるいはジグザグ状に配置しているので、塗布液吐出制御部400の相互干渉を防止することができ、塗布液ノズルのピッチを狭めることができる。その結果、塗布装置1000により形成可能なパターンの間隔を狭小化することができる。
In addition, since the coating liquid
このように上記実施形態では、基板移動方向Xが本発明の「基板の相対移動方向」に相当している。また、ガスノズル120が本発明の「気体ノズル」の一例に相当している。また、空気流AFが本発明の「気体流」の一例に相当している。また、バルブ制御部140が本発明の「気体供給制御部」の一例に相当している。さらに、塗布液を吐出する塗布液ノズルに対して基板Wを相対移動させて基板Wに塗布液を塗布する動作が本発明の「塗布工程」の一例に相当するとともに、塗布液の流れCFに空気流AFを噴射する動作が本発明の「気体供給工程」の一例に相当している。
Thus, in the above embodiment, the substrate movement direction X corresponds to the “relative movement direction of the substrate” of the present invention. The
なお、上記実施形態では、圧縮空気の吐出および吐出停止を切り替える電磁弁132dとして電磁弁1Aを用いているが、電磁弁1Bなどの他の本発明にかかる電磁弁を用いてもよい。
In the above embodiment, the
また、ノズルホルダ110に対して複数の貫通孔が千鳥状で、しかも異なる傾斜角度で設けられ、各貫通孔にガスノズル120を配置している。このような配置関係を採用することでガスノズル120の相互干渉を防止しながらピッチを狭めることができ、パターン間隔の狭小化にも対応することが可能となっている。ただし、ガスノズル120の配置関係はこれに限定されるものではなく、例えば一列に配置してもよい。
Further, a plurality of through holes are staggered with respect to the
また、上記実施形態では、塗布液の吐出開始および吐出停止のいずれにも対応してガスノズルからの空気の噴射を制御しているが、塗布液の吐出開始のみに対応して空気の噴射制御を行ったり、逆に塗布液の吐出停止のみに対応して空気の噴射制御を行ってもよい。 Further, in the above embodiment, the air injection from the gas nozzle is controlled corresponding to both the discharge start and discharge stop of the coating liquid, but the air injection control is performed only corresponding to the start of discharge of the coating liquid. Or, conversely, air injection control may be performed only in response to stopping the discharge of the coating liquid.
また、上記実施形態では、塗布液ノズルおよびガスノズルを固定配置する一方、基板WをX方向に移動させて塗布液を基板Wの表面に塗布してラインパターンを形成しているが、塗布液ノズルおよびガスノズルを一体的にX方向に移動させて塗布液を基板Wに塗布してもよい。つまり、ノズルに対して基板WをX方向に相対移動させて塗布液を基板Wに塗布する塗布技術全般に対して本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the coating liquid nozzle and the gas nozzle are fixedly arranged, while the substrate W is moved in the X direction to apply the coating liquid onto the surface of the substrate W to form a line pattern. Alternatively, the coating liquid may be applied to the substrate W by integrally moving the gas nozzle in the X direction. That is, the present invention can be applied to all coating techniques in which the coating liquid is applied to the substrate W by moving the substrate W relative to the nozzle in the X direction.
また、上記実施形態では、塗布液の流れCFに対して空気を吹き付けているが、本発明の「気体」としてはこれに限定されるものではなく、例えば窒素ガスを本発明の「気体」としてガスノズルから噴射するように構成してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although air is sprayed with respect to the flow CF of a coating liquid, as "gas" of this invention, it is not limited to this, For example, nitrogen gas is made into "gas" of this invention You may comprise so that it may inject from a gas nozzle.
この発明は、電磁弁および電磁弁を利用して気体ノズルからの気体の吐出および吐出停止を切り替えて塗布液の基板への塗布を制御する塗布技術全般に適用することができる。 The present invention can be applied to all coating techniques that control the coating of a coating liquid onto a substrate by switching the ejection and stoppage of gas from a gas nozzle using an electromagnetic valve and an electromagnetic valve.
1A、1B、132d…電磁弁
2…本体部
4…弁体
5…弁座部材
8…ソレノイド(駆動部)
21…弁室
22…流入流路
51…弁座
52…吐出孔
54…溝部
55…流体導入口
56…連通孔
61…当接面
62…当接領域
82…吸着コイル(駆動部)
100,1000…塗布装置
102…塗布液吐出装置
103,800…気体吐出装置
120…ガスノズル(気体ノズル)
140…バルブ制御部(気体供給制御部)
200…塗布液ノズル
210…塗布液吐出口
AF…空気流
AX…対称軸
CF…塗布液の流れ
W…基板
X…基板移動方向(相対移動方向)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
140 ... Valve control unit (gas supply control unit)
200 ... coating
Claims (9)
前記弁室内に収容される弁体と、
一方端部に少なくとも1つ以上の弁座を有するとともに他方端部に前記流体を吐出する吐出孔を有し、前記弁座を前記弁体に向けて前記弁室内に設けられる弁座部材と、
前記弁体への電磁力の供給の有無によって前記弁座に対する前記弁体の当接および離間を切り替える駆動部とを備え、
前記流体を前記吐出孔から吐出する吐出方向と直交する面内における前記吐出孔の断面積は、前記弁座に対して前記弁体が当接して形成される当接領域の面積よりも小さく、
前記当接領域内において複数の流体導入口が前記弁座部材の前記一方端部に設けられ、
前記弁座部材は、前記複数の流体導入口をそれぞれ前記吐出孔に連通して前記弁座からの前記弁体の離間時に前記流体を前記吐出孔に流通させる、複数の連通孔を有する
ことを特徴とする電磁弁。 A main body having a valve chamber and an inflow channel for allowing fluid to flow into the valve chamber;
A valve body accommodated in the valve chamber;
A valve seat member having at least one valve seat at one end and a discharge hole for discharging the fluid at the other end, and provided in the valve chamber with the valve seat facing the valve body;
A drive unit that switches contact and separation of the valve body with respect to the valve seat depending on whether electromagnetic force is supplied to the valve body;
The cross-sectional area of the discharge hole in a plane orthogonal to the discharge direction for discharging the fluid from the discharge hole is smaller than the area of the contact region formed by the valve body contacting the valve seat,
In the contact region, a plurality of fluid inlets are provided at the one end of the valve seat member,
The valve seat member has a plurality of communication holes that respectively connect the plurality of fluid introduction ports to the discharge holes and allow the fluid to flow to the discharge holes when the valve body is separated from the valve seat. Characteristic solenoid valve.
前記複数の連通孔は、それぞれ前記複数の流体導入口から前記吐出孔に延びる直線状の貫通孔である電磁弁。 The electromagnetic valve according to claim 1,
The plurality of communication holes are electromagnetic valves that are linear through holes extending from the plurality of fluid introduction ports to the discharge holes, respectively.
前記弁座部材は前記吐出方向と平行な方向に延びる仮想線を対称軸とする軸対称構造を有しており、
前記複数の流体導入口は前記対称軸に対して軸対称に設けられる電磁弁。 The solenoid valve according to claim 1 or 2,
The valve seat member has an axisymmetric structure with an imaginary line extending in a direction parallel to the discharge direction as an axis of symmetry,
The plurality of fluid inlets are electromagnetic valves provided to be symmetrical about the axis of symmetry.
前記弁座部材の前記一方端部には前記弁座が互いに離間しながら複数個設けられる電磁弁。 The solenoid valve according to claim 1 or 2,
A solenoid valve in which a plurality of the valve seats are provided apart from each other at the one end of the valve seat member.
前記弁座部材は前記吐出方向と平行な方向に延びる仮想線を対称軸とする軸対称構造を有しており、
前記複数の弁座は前記対称軸に対して軸対称に配置される電磁弁。 The electromagnetic valve according to claim 4,
The valve seat member has an axisymmetric structure with an imaginary line extending in a direction parallel to the discharge direction as an axis of symmetry,
The plurality of valve seats are electromagnetic valves arranged symmetrically with respect to the symmetry axis.
前記複数の弁座のいずれにおいても、前記弁座に設けられる前記流体導入口の総面積が前記弁座の面積の(1/3)以下である電磁弁。 The solenoid valve according to claim 4 or 5,
In any of the plurality of valve seats, an electromagnetic valve in which a total area of the fluid inlet provided in the valve seat is (1/3) or less of an area of the valve seat.
前記複数の弁座の各々では前記弁座の中央部に前記流体導入口が設けられる電磁弁。 A solenoid valve according to any one of claims 4 to 6,
In each of the plurality of valve seats, the fluid introduction port is provided at a central portion of the valve seat.
前記塗布液ノズルに対して前記基板の相対移動方向の下流側に配置される気体ノズルと、
前記気体ノズルに気体を供給して前記気体ノズルから前記気体を噴射させ、前記塗布液ノズルから吐出された前記塗布液の流れに対して気体流を吹き付ける気体供給部と、
前記気体供給部による前記気体の供給を制御する気体供給制御部とを備え、
前記気体供給部は、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の電磁弁を介して前記気体ノズルに前記気体を供給し、
前記気体供給制御部は前記電磁弁の前記駆動部にパルス駆動電圧を与えて前記弁体の当接および離間の切替を繰り返させて前記気体ノズルに前記気体をパルス状に供給する
ことを特徴とする塗布装置。 A coating apparatus that applies the coating liquid onto the surface of the substrate by moving the substrate relative to a coating liquid nozzle that discharges the coating liquid from a coating liquid discharge port;
A gas nozzle disposed on the downstream side in the relative movement direction of the substrate with respect to the coating liquid nozzle;
A gas supply unit for supplying a gas to the gas nozzle, injecting the gas from the gas nozzle, and blowing a gas flow against the flow of the coating liquid discharged from the coating liquid nozzle;
A gas supply control unit that controls supply of the gas by the gas supply unit,
The gas supply unit supplies the gas to the gas nozzle via the electromagnetic valve according to any one of claims 1 to 7,
The gas supply control unit applies a pulse driving voltage to the driving unit of the electromagnetic valve to repeatedly switch the contact and separation of the valve body and supply the gas to the gas nozzle in a pulsed manner. Application device to do.
前記塗布液ノズルに対して前記基板の相対移動方向の下流側に配置される気体ノズルに対して請求項1ないし7のいずれか一項に記載の電磁弁を介して前記気体をパルス状に供給することで、前記塗布液ノズルの塗布液吐出口から吐出される前記塗布液の流れに対してパルス状の気体流を供給する気体供給工程と
を備えることを特徴とする塗布方法。 An application step of applying the application liquid onto the surface of the substrate by moving the substrate relative to an application liquid nozzle for discharging the application liquid from an application liquid discharge port;
The gas is supplied in a pulsed manner through the electromagnetic valve according to any one of claims 1 to 7, with respect to a gas nozzle disposed downstream of the coating liquid nozzle in the relative movement direction of the substrate. And a gas supply step of supplying a pulsed gas flow to the flow of the coating liquid discharged from the coating liquid discharge port of the coating liquid nozzle.
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- 2014-10-27 JP JP2014218308A patent/JP2016084877A/en active Pending
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