JP2019051489A - 液体材料塗布方法、液体材料塗布機構および液体材料塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な温度制御等を要さず、容易に厚く微細なパターンを形成することが可能な液体材料塗布方法、液体材料塗布機構および液体材料塗布装置を提供する。【解決手段】本発明の液体材料塗布方法においては、まず液体材料容器１１に液体材料５が収納保持される。塗布針１を用いて、液体材料容器１１から液体材料５が対象物６に供給される。対象物６に供給された液体材料５が、乾燥機構４２により乾燥される。乾燥する工程により乾燥された液体材料５上に重畳するように、塗布針１を用いて、液体材料容器１１から液体材料５が対象物６に再度供給される。その液体材料５が乾燥機構４２により再度乾燥される。【選択図】図４

Description

本発明は液体材料塗布方法、液体材料塗布機構および液体材料塗布装置に関するものである。

近年、電子機器の多機能化、小型化および高機能化によって、水晶振動子などの電子部品および電極サイズの小型化が進んでいる。このため、水晶振動子などの電子部品を実装する際には、導電性材料を、微細にかつ厚く塗布することが求められている。微細なパターンを形成する方式としては、印刷方式、インクジェット方式などが一般的であるが、これらの他に、塗布針を用いた方式も、その選択肢の一つである。塗布針を用いた方式は、広範囲の粘度の材料を用いて微細な塗布が可能である。

塗布針を用いた微細なパターンの形成方法の一例は、たとえば特開２００７−２６８３５３号公報（特許文献１）に開示されている。特開２００７−２６８３５３号公報では、液体材料容器の底穴から塗布針を突出させて、塗布針の先端に付着した液体材料を対象物に転写塗布する方法が開示されている。

対象物に供給される導電性材料などの液体材料が高粘度であれば、これを厚く塗布することは容易であるが、平面視における塗布径を小さくすることは困難である。パターンを厚く形成することにより、部分的に平面積が広がることを避けることが難しくなるためである。一方、当該液体材料が低粘度であれば、これを用いて厚膜を形成するためには塗布を繰り返し行なう必要がある。このとき、前に塗布された材料が乾燥していないと平面視における塗布径が容易に拡がってしまうため、乾燥するまで待機する必要がある。これにより、厚い塗布膜を形成するのに多くの時間を要する問題がある。

一方、たとえば国際公開第２０１４／０６９３５０号（特許文献２）には、液体材料が供給される基板などの対象物上をレーザー光で予め局所加熱し、その温度分布を制御することにより、液体材料の供給時に、その基板上での濡れ広がりを抑制し、厚膜の構造体を形成する技術が開示されている。具体的には、基板の移動速度、液滴の吐出サイクル、および液滴の着弾位置の温度を精密制御することにより、上記温度分布が制御される。

特開２００７−２６８３５３号公報 国際公開第２０１４／０６９３５０号

国際公開第２０１４／０６９３５０号の開示技術においては、基板の移動速度、液滴の吐出サイクル、および液滴の着弾位置の温度の精密制御が困難であるという問題がある。また国際公開第２０１４／０６９３５０号において塗布針を用いた方式が適用されれば、対象物に液体材料を塗布した際に塗布針先端に付着した材料がレーザー光の熱により乾燥し、塗布針の先端に固着してしまうという問題点もある。

本発明は以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、複雑な温度制御等を要さず、容易に厚く微細なパターンを形成することが可能な液体材料塗布方法、液体材料塗布機構および液体材料塗布装置を提供することである。

本発明の液体材料塗布方法においては、まず液体材料容器に液体材料が収納保持される。塗布針を用いて、液体材料容器から液体材料が対象物に供給される。対象物に供給された液体材料が、乾燥機構により乾燥される。乾燥する工程により乾燥された液体材料上に重畳するように、塗布針を用いて、液体材料容器から液体材料が対象物に再度供給される。その液体材料が乾燥機構により再度乾燥される。

本発明の液体材料塗布機構においては、液体材料容器と、塗布針と、乾燥機構とを備える。液体材料容器は液体材料を収納保持する。塗布針は液体材料容器内の液体材料を対象物上に供給する。乾燥機構は対象物上に供給された液体材料を乾燥する。乾燥機構は、対象物上に供給された液体材料に向けて乾燥動作を行なうことが可能である。乾燥機構は、塗布針が対象物上に液体材料を供給する位置を向くように固定されている。塗布針は、液体材料容器から液体材料を供給すること、および対象物上に供給され乾燥機構により乾燥された液体材料上に重畳するように液体材料容器から液体材料を供給することの双方が可能に構成されている。

本発明によれば、対象物に供給された液体材料が、乾燥機構により乾燥され、その後にその乾燥後の液体材料上にさらに重畳するように液体材料が供給される処理が可能となる。このため複雑な温度制御等を要さず容易に、厚く微細なパターンを形成することが可能な液体材料塗布方法、液体材料塗布機構および液体材料塗布装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る液体材料塗布機構の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）である。 図１の液体材料塗布機構を搭載した、本発明の実施の形態に係る液体材料塗布装置の全体構成を示す斜視図である。 待機状態における塗布針と液体容器との位置関係を示す図（Ａ）と、塗布状態における塗布針と液体容器との位置関係を示す図（Ｂ）とである。 図１の液体材料塗布機構による液体材料塗布方法の第１工程を示す図（Ａ）と、同第２工程を示す図（Ｂ）と、同第３工程を示す図（Ｃ）と、同第４工程を示す図（Ｄ）と、同第５工程を示す図（Ｅ）とである。 図１の液体材料塗布機構による他の液体材料塗布方法の第１工程を示す図（Ａ）と、同第２工程を示す図（Ｂ）と、同第３工程を示す図（Ｃ）と、同第４工程を示す図（Ｄ）と、同第５工程を示す図（Ｅ）とである。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
＜液体材料塗布機構の構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る液体材料塗布機構を、Ｘ方向負側から見た正面図（Ａ）と、Ｙ方向正側から見た側面図（Ｂ）とを示している。なお説明の便宜のため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が導入されている。図１（Ａ），（Ｂ）を参照して、本実施の形態の液体材料塗布機構は、塗布針１を用いて対象物としての基板などの表面に液体材料を塗布するためのものである。当該液体材料塗布機構は、塗布針１と、液体材料塗布機構２１に含まれる液体材料容器１１と、レーザー機構４２とを主に備える。

液体材料容器１１は、液体材料を内部に収納保持する部材である。塗布針１は、液体材料容器１１内の液体材料を対象物上に供給するための部材である。塗布針１はＺ方向に沿って延びる細長い部材である。塗布針１のＺ方向最下部は角部、曲面部または平坦部など任意の形状とされる。当該塗布針１の先端部には、先端に向かって細くなる（すなわち、Ｚ方向下側に進み先端に近接するにつれて軸線に垂直な断面の面積が小さくなる）テーパ部が形成される。

レーザー機構４２は、基板などの対象物上に供給された液体材料を乾燥するための乾燥機構として配置されている。つまり塗布針１のＺ方向最下部である先端部から、対象物上に供給された液体材料の方を向くように、レーザー機構４２は、ＹＺ平面上において傾斜する方向に延びている。具体的には、レーザー機構４２は、Ｙ方向のたとえば図１（Ａ）においては負側（このような場合に限らずＹ方向正側であってもよい）に進むにつれＺ方向での位置が低くなるようにＺ方向に対して傾斜した方向に延びている。すなわちレーザー機構４２は、塗布針１が対象物上に液体材料を供給する位置を向くように固定されている。これにより、レーザー機構４２は、その最下部から放出されるレーザー光を、塗布針１の先端部から対象物上に供給された液体材料に向けて照射するという乾燥動作を行なうことが可能となっている。

本実施の形態における液体材料塗布機構においては、塗布針１は、液体材料容器１１からたとえば対象物の表面上に直接液体材料５を供給すること、および対象物上に供給されレーザー機構４２により乾燥された液体材料上に重畳するように液体材料容器１１から液体材料を供給することの双方が可能に構成されている。このことについて、以下に説明する。

液体材料塗布機構２１は、上記の液体材料容器１１の他に、塗布針ホルダ２３と、塗布針ホルダ収納部２４と、塗布針ホルダ固定部２５とを含んでいる。塗布針ホルダ固定部２５の下端には、塗布針ホルダ収納部２４が固定されている。塗布針ホルダ収納部２４の下端には凹部(図示せず)が形成されている。塗布針１の上端は、塗布針ホルダ２３の下端の中心に垂直に固定されている。塗布針ホルダ２３の上部には、凸部(図示せず)が形成されている。塗布針ホルダ２３の凸部が塗布針ホルダ収納部２４の凹部に挿嵌されることで、塗布針ホルダ２３は塗布針ホルダ収納部２４に対して位置決めされる。塗布針ホルダ２３はネジによって塗布針ホルダ収納部２４に固定される。

これらの各ホルダ、およびこれに塗布針１が収納された部分のＸ方向正側すなわち図１（Ａ）における背面側には、ベース板３１が取り付けられている。またベース板３１にはリニアモータ３２が取り付けられている。

ベース板３１は、液体材料塗布機構２１およびリニアモータ３２を保持している。ベース板３１が保持するリニアモータ３２は、Ｚ方向に沿った液体材料塗布機構２１の移動を案内する。リニアモータ３２上には、上記延在方向以外の方向に沿った液体材料塗布機構２１の移動を制限するリニアモータ可動部３３が付属されている。塗布針ホルダ収納部２４、塗布針ホルダ固定部２５、レーザー機構４２はリニアモータ可動部３３に固定され、リニアモータ可動部３３のＺ方向に沿った移動に連動するように移動可能となっている。上記のように液体材料塗布機構２１は、塗布針ホルダ収納部２４と、塗布針ホルダ固定部２５とを含んでいる。つまり液体材料塗布機構２１の構成部材の一部である塗布針ホルダ収納部２４などとレーザー機構４２とがともにリニアモータ可動部３３に固定される。このため、塗布針ホルダ収納部２４に対してレーザー機構４２の位置が固定されている。

またリニアモータ可動部３３の背面側には自重保持ばね３４が設けられる。この自重保持ばね３４によりリニアモータ可動部３３自体の重さが支持される。自重保持ばね３４の張力は、張力調整部３５により調整可能である。

ベース板３１はＺ方向に長く延びる平板形状を有しているが、そのＺ方向下部には容器保持部３６が接続されている。容器保持部３６は、液体材料容器１１を着脱可能に保持する。容器保持部３６は、例えば図示しない磁石を含み、当該磁石により生じる磁力によって液体材料容器１１を保持している。異なる観点から言えば、液体材料容器１１は、例えば図示しない磁石を含み、当該磁石と容器保持部３６の磁石との間に生じる磁力によって容器保持部３６に対し着脱可能に保持されている。

ただし液体材料容器１１およびベース板３１は、Ｚ方向に関する移動については、塗布針１およびレーザー機構４２などのＺ方向の動きとは独立してもよい。つまり塗布針１およびレーザー機構４２は、リニアモータ可動部３３に接続されているため、第１の鉛直駆動機構（鉛直駆動機構）に接続されることにより鉛直方向すなわちＺ方向に沿って駆動することが可能である。これに対し、液体材料容器１１を含む液体材料塗布機構２１全体、およびこれとリニアモータ３２、ベース板３１などとを更に含む図１（Ｂ）に示す全体は、上記の鉛直駆動機構としての第１の鉛直駆動機構とは別の、他の鉛直駆動機構としての第２の鉛直駆動機構により、鉛直方向に沿って駆動することが可能である。

具体的には、塗布針１のＺ方向に関する移動による液体材料の対象物への供給方法は、以下のとおりである。（上記第１の）鉛直駆動機構としてのリニアモータ３２は、ベース板３１に対してリニアモータ可動部３３を上下方向すなわちＺ方向に移動させるものであり、Ｚ方向に延びるように配置される。たとえばリニアモータ３２によりリニアモータ可動部３３がベース板３１に対して第１の位置に位置決めされる場合は、塗布針１の先端部が液体材料容器１１内の液体材料中に浸漬している、後述の図３（Ａ）のような状態となる。リニアモータ３２によりリニアモータ可動部３３がベース板３１に対して第２の位置に位置決めされると、塗布針１の先端部が液体材料容器１１の底の貫通孔および図示されないシール部材の孔を通って液体材料容器１１の底の下に突出され、後述の図３（Ｂ）のような状態となる。このとき、液体材料容器１１の底から突出した塗布針１の先端部には液体材料が付着している。塗布針１が対象物の表面に接するまたは当該表面のごく近傍まで近づくことで、液体材料が対象物である基板などの表面に塗布される。リニアモータ３２によりリニアモータ可動部３３が第１の位置に位置決めされると、塗布針１の先端部が液体材料容器１１内に戻されて液体材料中に浸漬され、再度後述の図３（Ａ）のような待機状態となる。

以上のように、塗布針１は、第１の鉛直駆動機構としてのリニアモータ３２（リニアモータ可動部３３）により鉛直方向に沿って駆動可能である。しかし液体材料容器１１は、ベース板３１に固定される（図１（Ｂ）参照）がリニアモータ可動部３３とは繋がっていない。このため液体材料容器１１はリニアモータ可動部３３によってはＺ方向に動かない。

一方、塗布針１を含め、リニアモータ可動部３３に固定されたレーザー機構４２、塗布針ホルダ収納部２４、塗布針ホルダ固定部２５およびさらに液体材料容器１１を含む図１（Ｂ）の全ての部材は、第２の鉛直駆動機構としてのＺ軸テーブル４４（図２参照）により、リニアモータ可動部３３およびベース板３１とともに、鉛直方向に沿って駆動可能である。したがって第１の鉛直駆動機構によりたとえば塗布針１を、第２の鉛直駆動機構により動くベース板３１に接続された液体材料容器１１から独立にＺ方向上下に移動させることが可能な構成となっている。

＜液体材料塗布装置の構成＞
図２は、図１に示した液体材料塗布機構を搭載した、本発明の実施の形態に係る液体材料塗布装置の全体構成を示す斜視図である。図２を参照して、本実施の形態の液体材料塗布装置１００は、観察光学系４０、ＣＣＤカメラ４１、上記図１のレーザー機構４２および液体材料塗布機構２１を主に備える。観察光学系４０は、照明用の光源、対物レンズなどを含み、対象物である基板６の表面状態や、液体材料塗布機構２１によって塗布された液体材料５の状態を観察するために用いられる。観察光学系４０によって観察される画像は、ＣＣＤカメラ４１により電気信号に変換される。液体材料塗布機構２１は、たとえば、基板６上に形成された配線パターンに発生した断線部に導電性の液体材料５を塗布して修正する。この場合、観察光学系４０、ＣＣＤカメラ４１、および液体材料塗布機構２１は、修正ヘッド部を構成する。また、液体材料塗布機構２１は、たとえば基板６の表面に液体材料を塗布して所定のパターンを形成してもよい。

液体材料塗布装置１００は、さらに、上記修正ヘッド部を塗布対象の基板６に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させるＺ軸テーブル４４と、Ｚ軸テーブル４４を搭載して横方向（Ｘ軸方向）に当該Ｚ軸テーブル４４を移動させるＸ軸テーブル４５と、基板６を搭載して前後方向（Ｙ軸方向）に当該基板６を移動させるＹ軸テーブル４６と、装置全体の動作を制御する制御用コンピュータ４７と、ＣＣＤカメラ４１によって撮影された画像などを表示するモニタ４９と、制御用コンピュータ４７に作業者からの指令を入力するための操作パネル４８とを備える。Ｚ軸テーブル４４、Ｘ軸テーブル４５およびＹ軸テーブル４６は、位置決め装置を構成する。

なお、この装置構成は一例であり、たとえば、観察光学系４０などを搭載したＺ軸テーブル４４をＸ軸テーブルに搭載し、さらにＸ軸テーブルをＹ軸テーブルに搭載し、Ｚ軸テーブル４４をＸＹ方向に移動させるガントリー方式と呼ばれる構成でもよい。装置構成としては観察光学系４０などを搭載したＺ軸テーブル４４を、塗布対象の基板６に対してＸＹ方向に相対的に移動させることが可能な構成であればどのような構成でもよい。

次に、この液体材料塗布装置の動作について説明する。液体材料塗布機構２１には、所望の塗布針１と、所望の液体材料が注入された液体材料容器１１とが予めセットされているものとする。塗布対象の基板６をＹ軸テーブル４６上にセットする。ここでは、基板６上に形成された配線パターンに発生した断線部に液体材料を塗布するものとする。液体材料は、導電性の金属ペーストである。

モニタ４９の画面には、ＣＣＤカメラ４１により撮影された基板６の表面が表示される。液体材料塗布装置の使用者は、モニタ４９の画面を見ながら操作パネル４８のボタンなどを操作し、モニタ４９の画面の所定位置（たとえば中心）に断線部の中心部の画像が表示されるようにＺ軸テーブル４４、Ｘ軸テーブル４５およびＹ軸テーブル４６を制御する。断線部の中心部が所定位置に配置されると、そのときのＺ軸テーブル４４、Ｘ軸テーブル４５およびＹ軸テーブル４６の座標が記憶される。その座標と、予め記憶された観察光学系４０の光軸と塗布針１の中心軸との間の距離と、観察光学系４０の焦点位置と塗布針１の先端との間の距離に基づいてＺ軸テーブル４４、Ｘ軸テーブル４５およびＹ軸テーブル４６が制御され、図３（Ａ）および図４（Ａ）で示したように、塗布針１の先端が断線部の上方の所定位置に配置される。

次に、使用者が操作パネル４８を用いて塗布動作を指令すると、リニアモータ３２が作動する。上記のように、リニアモータ３２がリニアモータ可動部３３を下方に移動させると、塗布針１が下降する。この結果、塗布針１の先端部が液体材料容器１１の貫通孔を通って液体材料容器１１の底の下に突出し、塗布針１の先端部に付着した液体材料が基板６の表面の断線部に塗布される。リニアモータ３２がリニアモータ可動部３３を上方に移動させると、塗布針１が上昇し、塗布針１の先端部が液体材料容器１１内の液体材料中に浸漬され、待機状態となる。

また、Ｘ軸テーブル４５、Ｙ軸テーブル４６、およびＺ軸テーブル４４を制御することにより、基板６の表面の任意の位置に液体材料を塗布することができる。

なお、この実施の形態では、基板６の表面に形成された微細パターンの断線部に液体材料を塗布する場合について説明したが、これに限るものではない。図２に示した液体材料塗布装置１００では、塗布位置を連続的に移動させることにより、基板６の表面にＲＦＩＤタグなどの回路を描画したり、導電性パターンを描画したり、導電性接着剤を塗布することも可能であることは言うまでもない。

＜液体材料塗布方法＞
以下に、上記の液体材料塗布機構２１、およびこれを含む液体材料塗布装置１００を用いた、本実施の形態の液体材料塗布方法について、図３および図４を用いて説明する。図３は、（Ａ）待機状態と（Ｂ）塗布状態とにおける塗布針１と液体材料容器１１との位置関係を示す図である。図３を参照して、液体材料塗布機構２１は、塗布針１を保持する保持部７をさらに含む。保持部７は、塗布針ホルダ２３（図１参照）に接続されている。液体材料塗布機構２１は、液体材料５を塗布しないとき（待機状態）には、図３（Ａ）に示したように、（第１の）鉛直駆動機構としてのリニアモータ３２（図１参照）によって塗布針１を液体材料容器１１内に収納し、これにより塗布針１に付着した液体材料５の乾燥を防ぐ構成となっている。液体材料５を塗布するとき（塗布状態）には、図３（Ｂ）に示したように、液体材料塗布機構２１は、リニアモータ３２（図１参照）によって塗布針１を液体材料容器１１の底部１３の貫通孔１４から突出させる。この状態で、塗布針１の先端の平坦面と基板６の表面とが接触することによって液体材料５が基板６に塗布される。

図４（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施の形態における液体材料塗布方法の各工程を示している。図４（Ａ）を参照して、液体材料塗布機構２１の一部を構成する液体材料容器１１の内部に液体材料５が収納保持される。液体材料容器１１の内部においては、塗布針１の一部、特にテーパ部および先端部を含む部分が、液体材料５内に浸漬された状態となっている。一方、塗布針１のＺ方向上側の領域は、保持部７に保持されている。保持部７は、液体材料容器１１内からその外部の領域まで延びるように配置されている。この状態において、液体材料５の供給される対象物である基板６の表面６ａと、液体材料容器１１の最下部との距離をここではａとする。またレーザー機構４２は、その先端部が、塗布針１による液体材料５の供給が予定される領域を向くように配置される。基板６の表面６ａとレーザー機構４２の最下部との距離をここではｃとする。

図４（Ｂ）を参照して、塗布針を用いて、液体材料容器１１から液体材料５が対象物に供給される。具体的には、先端部が液体材料容器１１内の液体材料５に浸漬されているために液体材料５が付着された状態となっている塗布針１が基板６に向けて下降する。これにより、塗布針１の先端部が貫通孔１４から液体材料容器１１の底の下に突出される。塗布針１の先端部が貫通孔１４から液体材料容器１１の底の下に突出したとき、塗布針１の先端部には液体材料５が付着している。塗布針１の先端部が基板６の表面６ａに接触すると、塗布針１の先端部に付着していた液体材料５が基板６の表面６ａに塗布される。

なお塗布針１は上記の第１の鉛直駆動機構としてのリニアモータ３２によりＺ方向に駆動することで、上記の図４（Ｂ）のようにその先端部が表面６ａに接触可能となる。これに対し図４（Ｂ）の工程においては、上記第２の鉛直駆動機構としてのＺ軸テーブル４４（図２参照）により駆動する液体材料容器１１自体はＺ方向に移動せず、その下端部と表面６ａとの距離がａである状態が保たれる。このことは以下の図４（Ｃ）〜（Ｅ）の各工程においても基本的に同様であり、図４（Ａ）〜（Ｅ）の各工程間において、液体材料容器１１は基板６に対して相対移動しない。このため以下の図４（Ｃ）〜（Ｅ）の各工程の説明において、液体材料容器１１自体が移動しない旨等についてはその説明を繰り返さない。

図４（Ｃ）を参照して、図４（Ｂ）のように塗布針１により基板６の表面６ａに液体材料５が供給された後、塗布針１を上昇させる。この結果、塗布針１の先端部は液体材料容器１１内の液体材料５中に浸漬し、待機状態となる。このときの塗布針１および保持部７のＺ方向に関する位置は、図４（Ａ）における塗布針１および保持部７のＺ方向に関する位置と同様である。その後、対象物である基板６に供給された液体材料５が、乾燥機構により乾燥される。この結果、乾燥した液体材料５は高さｂを有する固体の凸部となる。

すなわち図４（Ｃ）における液体材料５を乾燥する工程とは、乾燥機構が、基板６上に供給された液体材料に向けて乾燥動作を行なうことによりなされる。特に図４（Ｃ）における乾燥動作は、レーザー光が基板６の表面６ａ上に供給された液体材料５に向けて照射される動作である。これにより表面６ａ上の液体材料５が加熱されるため、液体材料５は短時間で乾燥する。

図４（Ｃ）の乾燥動作に用いられるレーザーは、一般公知の炭酸ガスレーザーまたはＹＡＧレーザーが用いられることが好ましい。なお上記レーザーは、基本波長であってもよいが、第二高調波または第三高調波であってもよい。さらに当該乾燥動作にはレーザー光以外の手段を用いてもよく、乾燥機構としてレーザー機構４２の代わりに、ハロゲンランプまたは熱風などが用いられてもよい。

図４（Ｄ）を参照して、図４（Ｃ）の乾燥する工程により乾燥された、表面６ａ上の固化した液体材料５上に重畳するように、塗布針１を用いて、液体材料容器１１から液体材料５が基板６に再度供給される。具体的には、図４（Ｃ）の工程により先端部が液体材料容器１１内の液体材料５に浸漬され、液体材料５が付着された状態となっている塗布針１が再度下降する。この結果、塗布針１の先端部が貫通孔１４から液体材料容器１１の底の下に突出される。このとき、塗布針１の先端が基板６の表面６ａ上に既に付着され乾燥した液体材料５の上に接触する。これにより、塗布針１の先端部に付着した液体材料５が、基板６の表面６ａ上に既に付着され乾燥した液体材料５の上に重畳するように塗布される。

図４（Ｄ）の工程においては、図４（Ｂ）の工程に比べて、塗布針１の先端部は距離ｂだけＺ方向上側の位置で停止し、そこで液体材料５を供給する処理がなされる。つまり塗布針１の先端部は、基板６の表面６ａから距離ｂだけ離れた位置に到達するように下降される。そのようにすれば、上記のように既に付着され乾燥した液体材料５の上に重畳するように、液体材料５を供給することが可能となる。すなわち図４（Ｄ）の工程においては、塗布針１の先端部の目標位置が、図４（Ｂ）の工程において基板６上に供給された液体材料５の厚み分だけ、図４（Ｂ）の工程における目標位置よりも上方の位置にセットされる。

図４（Ｅ）を参照して、図４（Ｄ）のように塗布針１により液体材料５上に液体材料５が再度供給された後、塗布針１を上昇させる。この結果、塗布針１の先端部は液体材料容器１１内の液体材料５中に浸漬し、待機状態となる。このときの塗布針１および保持部７のＺ方向に関する位置は、図４（Ａ），（Ｃ）における塗布針１および保持部７のＺ方向に関する位置と同様である。その後、図４（Ｄ）の工程により対象物である基板６に供給された液体材料５が、乾燥機構により再度乾燥される。この乾燥機構による乾燥工程については図４（Ｃ）の工程と同様であるため詳細な説明を繰り返さない。

なお図４（Ａ）〜（Ｅ）においては、基板６の表面６ａ上に液体材料５が２回供給されかつ乾燥される工程について記載されている。しかし本実施の形態において基板６の表面６ａ上に液体材料５が供給および乾燥される工程がなされる回数は２回に限られない。上記（第１の）鉛直駆動機構としてのリニアモータ３２の駆動により塗布針１が鉛直方向に沿って駆動することで、塗布針１は対象物上に液体材料５を複数回すなわち２回以上の任意の回数、供給可能である。本実施の形態においては、基板６上への液体材料５の供給および乾燥の回数を、２回以上の任意の複数回とすることができる。３回以上液体材料５の供給および乾燥がなされる場合には、図４（Ｄ）および（Ｅ）の工程が２回以上繰り返されることとなる。また３回以上液体材料５の供給および乾燥がなされる場合には、図４（Ｄ）の工程を行なうたびに、その直前の図４（Ｄ）の工程時に比べて、塗布針１の先端部の下降位置がより上方の位置となる。つまり図２の液体材料塗布装置１００に含まれる（第１の）鉛直駆動機構では、図４（Ｄ）のように再度液体材料５を塗布する際に、塗布針１の先端部の目標位置が、その直前に基板６上に供給された液体材料５の厚み分だけ、当該直前の工程における目標位置よりも上方の位置にセットされる。以上により、基板６の表面６ａ上に液体材料５が供給され、液体材料５のパターンが形成される。

図５（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施の形態における他の液体材料塗布方法の各工程を示している。また図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）のそれぞれは、図４の液体材料塗布方法における図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）のそれぞれに対応する。図５（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、他の液体材料塗布方法の各工程は、図４（Ａ）〜（Ｅ）の液体材料塗布方法と基本的に同様であるため、同一部分については説明を繰り返さない。ただし図５（Ａ）〜（Ｅ）の工程においては、特に図５（Ｄ），（Ｅ）に示すように、図５（Ｄ）の再度液体材料５を供給する工程においては、液体材料容器１１およびレーザー機構４２の位置が、その工程の直前の図５（Ｂ）の工程において基板６上に供給された液体材料５の厚みｂの分だけ、図５（Ｂ）の工程における液体材料容器１１およびレーザー機構４２の位置よりも上方の位置にセットされる。つまり図２の液体材料塗布装置１００に含まれる第２の鉛直駆動機構では、図５（Ｄ）のように再度液体材料５を塗布する際に、液体材料容器１１およびレーザー機構４２の位置が、その直前に基板６上に供給された液体材料５の厚みｂの分だけ、当該直前の工程における目標位置よりも上方の位置にセットされる。したがって図５（Ｄ）においては、基板６の表面６ａと液体材料容器１１の最下部との距離がａ＋ｂである。また図５（Ｄ）においては、基板６の表面６ａとレーザー機構４２の最下部との距離がｃ＋ｂである。

このようにすれば、図５（Ｅ）に示すように、図５（Ｄ）の工程により基板６に供給された液体材料５のみが、乾燥機構からのレーザー光により乾燥され、先の図５（Ｂ）の工程により基板６に供給された液体材料５は乾燥機構からのレーザー光の照射を受けない。

なお図５（Ａ）〜（Ｅ）においてはレーザー機構４２は図１と同様にリニアモータ可動部３３に接続固定されていてもよい。しかし液体材料塗布機構２１をコンパクトにし、リニアモータ可動部３３の自重を軽くすることで、リニアモータへの負荷が軽減され、駆動速度の高速化を可能にする観点から、レーザー機構４２はベース板３１に固定されいていてもよい。

＜作用効果＞
次に、以上に述べた本実施の形態の作用効果について説明する。

本実施の形態の液体材料塗布機構２１においては、対象物である基板６上に供給された液体材料５に向けて乾燥動作を行なうことが可能な乾燥機構としてのレーザー機構４２を有している。そして、液体材料塗布機構２１は、基板６上に供給され乾燥機構により乾燥された液体材料５上に重畳するように、液体材料容器１１から液体材料５を供給することを可能としている。これにより本実施の形態の液体材料塗布方法は、基板６上に液体材料５を供給しこれを乾燥し、さらにその上に再度液体材料５を供給し乾燥することを可能としている。

以上のように本実施の形態においては、液体材料５を供給した箇所をその都度レーザー照射または加熱等により乾燥する。したがって従来のような基板６上の基板の移動速度、液滴の吐出サイクル、および液滴の着弾位置の温度の精密制御が不要となり、必要な場所のみに局所的に短時間で液体材料を供給しこれを固化させることができる。このため液体材料５として低粘度材料を用いた場合においても、短時間でこれを基板６上に堆積させ厚膜を得ることができる。また液体材料５を少量ずつ複数回に分けて供給させその都度乾燥させるという本実施の形態の方法および機構を用いれば、濡れ広がりやすい液体材料５を用いた場合においても、これが乾燥するまでの間に塗布された液体材料の外形および線幅が大きくなることなく、微細なパターンを得ることができる。したがって、本実施の形態によれば、水晶振動子などの電子部品を実装するための導電性材料を、微細かつ厚膜に塗布することができる。

なお塗布針ホルダ収納部２４に対してレーザー機構４２の位置が固定されているため、塗布針ホルダ収納部２４に対してレーザー機構４２の相対位置は一定である。このため液体材料５の塗布のたびに塗布針ホルダ収納部２４に対するレーザー機構４２の位置を合わせ直す工程を割愛しつつ、複数回の塗布工程を同位置で正確に重畳するように行なうことができる。本実施の形態においては液体材料５が塗布される面積は、平面視において１００μｍ以下と狭い。この場合においても、複数回の塗布工程をＸ座標およびＹ座標における同位置で正確に重畳するように行なうことができる。

また図４の工程を経ることにより、既に付着され乾燥した液体材料５の上に重畳するように、液体材料５を供給することができる。さらに図５の工程を経ることにより、図５（Ｅ）のように２回目の乾燥工程において、１回目に塗布された液体材料５に再度レーザー光が照射されることが無いように、レーザーの照射範囲を絞り、直前に塗布された液体材料５のみに対してレーザー照射をすることができる。その結果、１回目の塗布材料を再度乾燥させることがなくなるため、液体材料５が複数回レーザー照射を受けることによる変質を抑制することができる。またレーザー出力を細かく調整することができるため、液体材料５の過度の乾燥およびそれに伴う変質を抑制することができる。その他、塗布材料の乾燥時の、以前に既に乾燥された塗布材料の過剰な温度上昇を抑制することができる。このため２回目の液体材料５の塗布時に、１回目に塗布された液体材料５から塗布針１への熱伝達を抑制することができる。このため塗布針１の先端部での液体材料５の固着を抑制できる。さらに１回目の塗布工程（図５（Ｂ））と２回目の塗布工程（図５（Ｄ））との時間的なサイクルを短縮することができる。

以上に述べた液体材料塗布機構２１およびこれを含む液体材料塗布装置１００、ならびにこれらを用いた液体材料塗布方法は一例である。以上に述べた実施の形態（に含まれる各例）に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 塗布針、５ 液体材料、６ 基板、７ 保持部、１１ 液体材料容器、１３ 底部、１４ 貫通孔、２１ 液体材料塗布機構、２３ 塗布針ホルダ、２４ 塗布針ホルダ収納部、２５ 塗布針ホルダ固定部、３１ ベース板、３２ リニアモータ、３３ リニアモータ可動部、３４ 自重保持ばね、３５ 張力調整部、３６ 容器保持部、４０ 観察光学系、４１ ＣＣＤカメラ、４２ レーザー機構、４４ Ｚ軸テーブル、４５ Ｘ軸テーブル、４６ Ｙ軸テーブル、４７ 制御用コンピュータ、４８ 操作パネル、４９ モニタ、１００ 液体材料塗布装置。

Claims (10)

1. 液体材料容器に液体材料を収納保持する工程と、
   塗布針を用いて、前記液体材料容器から前記液体材料を対象物に供給する工程と、
   前記対象物に供給された前記液体材料を、乾燥機構により乾燥する工程と、
   前記乾燥する工程により乾燥された前記液体材料上に重畳するように、前記塗布針を用いて、前記液体材料容器から前記液体材料を前記対象物に再度供給する工程と、
   前記再度供給する工程により前記対象物に供給された前記液体材料を、前記乾燥機構により再度乾燥する工程とを備える、液体材料塗布方法。
2. 前記乾燥する工程および前記再度乾燥する工程は、前記乾燥機構が、前記対象物上に供給された前記液体材料に向けて乾燥動作を行なうことによりなされ、
   前記乾燥動作は、レーザー光が前記対象物上に供給された前記液体材料に向けて照射される動作である、請求項１に記載の液体材料塗布方法。
3. 前記再度供給する工程においては、前記塗布針の先端部の目標位置を、前記供給する工程において前記対象物上に供給された前記液体材料の厚み分だけ、前記供給する工程における前記目標位置よりも上方の位置にセットする、請求項１または２に記載の液体材料塗布方法。
4. 前記再度供給する工程においては、前記液体材料容器および前記乾燥機構の位置を、前記再度供給する工程の直前に前記対象物上に供給された前記液体材料の厚み分だけ、前記供給する工程における前記液体材料容器および前記乾燥機構の位置よりも上方の位置にセットする、請求項３に記載の液体材料塗布方法。
5. 液体材料を収納保持する液体材料容器と、
   前記液体材料容器内の前記液体材料を対象物上に供給するための塗布針と、
   前記対象物上に供給された前記液体材料を乾燥するための乾燥機構と、を備え、
   前記乾燥機構は、前記塗布針が前記対象物上に前記液体材料を供給する位置を向くように固定されている、液体材料塗布機構。
6. 前記塗布針を収納する塗布針ホルダ収納部をさらに備え、
   前記塗布針ホルダ収納部に対して前記乾燥機構の位置が固定されている、請求項５に記載の液体材料塗布機構。
7. 前記塗布針および前記乾燥機構は、鉛直駆動機構に接続されることにより鉛直方向に沿って駆動することが可能である、請求項５または６に記載の液体材料塗布機構。
8. 前記鉛直駆動機構の駆動により前記塗布針が鉛直方向に沿って駆動することで、前記塗布針は前記対象物上に前記液体材料を複数回供給可能であり、
   前記鉛直駆動機構は、再度前記液体材料を供給する際に、前記塗布針の先端部の目標位置を、前記再度供給する直前に前記対象物上に供給された前記液体材料の厚み分だけ、前記供給する工程における前記目標位置よりも上方の位置にセットする、請求項７に記載の液体材料塗布機構。
9. 前記鉛直駆動機構以外の他の鉛直駆動機構をさらに備え、
   前記他の鉛直駆動機構は、再度前記液体材料を供給する際に、前記液体材料容器および前記乾燥機構の位置を、前記再度供給する直前に前記対象物上に供給された前記液体材料の厚み分だけ、前記供給する工程における前記目標位置よりも上方の位置にセットする、請求項７に記載の液体材料塗布機構。
10. 請求項５〜９のいずれか１項に記載の液体材料塗布機構を搭載する、液体材料塗布装置。

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