JP2019181722A - Liquid discharge head manufacturing method - Google Patents

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雅朗 古川
Masaaki Furukawa
雅朗 古川
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Abstract

To provide a method for manufacturing a liquid discharge head which is positioned on a support substrate in the state that an element substrate is thermally expanded, in which positional deviation of the element substrate with respect to the support substrate is suppressed.SOLUTION: A heated second element substrate C2 is located on a support substrate, a thermosetting adhesive, which is interposed between the second element substrate C2 and the support substrate, is cured, whereby the second element substrate C2 is joined to the support substrate. Specifically, an arrangement position in a first direction of the heated second element substrate C2 in the support substrate is determined on the basis of an expansion amount of the second element substrate C2 in the first direction during heating, the heated second element substrate C2 is located at an arrangement position of the support substrate, and the second element substrate C2 is joined to the support substrate. The arrangement position is so determined that when the second element substrate C2 returns to a temperature before heating, a reference point of the second element substrate C2 is positioned in a desired area in the first direction of the support substrate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、液体を吐出して記録動作を行う記録装置に用いられる液体吐出ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a liquid discharge head used in a recording apparatus that performs a recording operation by discharging a liquid.

液体吐出ヘッドを備えた装置(例えば、記録装置)は、コンピュータの出力機器等として幅広く利用されている。液体吐出ヘッドは、インク等の液体が吐出のために必要とするエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、液体の吐出口とを備えた素子基板を有している。近年では高速に記録を行うことが望まれており、その目的で印字幅の長い液体吐出ヘッドを用いることがある。しかしながら、印字幅の長い液体吐出ヘッドを1枚の素子基板で構成すると長い素子基板を用いる必要があるため、素子基板の歩留まりが低下するなどの問題が生じる。そのため、適度な長さの複数の素子基板を共通の支持基板に直線状に配置して、全体として長い印字幅の液体吐出ヘッドを実現する構成が用いられている。また、支持基板に複数の素子基板を並列に配置し、素子基板ごとに吐出するインクの色を変えることにより、多彩な色の印刷物を出力する記録装置も知られている。
特許文献1には、加熱によって硬化する特性を備えた接着剤を用いて素子基板を支持基板に接合する液体吐出ヘッドの製造方法が開示されている。素子基板はフィンガーで吸着把持され、画像処理によって支持基板に対して位置決めされ、支持基板の表面に押し付けられる。その後、支持基板に塗布された接着剤を赤外線で加熱することによって接着剤が硬化し、素子基板が支持基板に接合される。
An apparatus (for example, a recording apparatus) provided with a liquid discharge head is widely used as an output device of a computer. The liquid discharge head includes an element substrate including an energy generating element that generates energy required for liquid discharge, such as ink, and a liquid discharge port. In recent years, it has been desired to perform recording at high speed, and a liquid discharge head having a long print width may be used for that purpose. However, when a liquid discharge head having a long print width is constituted by a single element substrate, it is necessary to use a long element substrate, which causes problems such as a decrease in yield of the element substrate. For this reason, a configuration is used in which a plurality of element substrates having appropriate lengths are linearly arranged on a common support substrate to realize a liquid discharge head having a long print width as a whole. There is also known a recording apparatus that outputs a variety of printed materials by arranging a plurality of element substrates in parallel on a support substrate and changing the color of ink ejected for each element substrate.
Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a liquid discharge head in which an element substrate is bonded to a support substrate using an adhesive having a property of being cured by heating. The element substrate is sucked and held by fingers, positioned with respect to the support substrate by image processing, and pressed against the surface of the support substrate. Thereafter, the adhesive applied to the support substrate is heated with infrared rays to cure the adhesive, and the element substrate is bonded to the support substrate.

特開2002−79676号公報JP 2002-79676 A

接着剤を加熱する方法として、例えばヒーターを内蔵したフィンガーで素子基板を把持し、ヒーターで発生した熱を素子基板を介して接着剤に伝えることが考えられる。この方法は、赤外線照射のための機構が不要なため、接合装置の構成を簡略化することができる。しかし、この方法によれば、フィンガーから伝わる熱により熱膨張した素子基板が支持基板に対して位置決めされ、支持基板に接合されることになる。このため、接合後に素子基板の温度が下がったときに熱膨張した素子基板が収縮し、素子基板は位置決めした位置から多少ずれて支持基板に接合される可能性がある。その結果、吐出口の位置もずれ、出力画像品位が低下する可能性がある。
本発明は、素子基板が熱膨張した状態で支持基板に位置決めされ、且つ素子基板の支持基板に対する位置ずれが抑制される液体吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
As a method of heating the adhesive, for example, it is conceivable to hold the element substrate with a finger having a built-in heater and to transfer the heat generated by the heater to the adhesive through the element substrate. Since this method does not require a mechanism for infrared irradiation, the structure of the bonding apparatus can be simplified. However, according to this method, the element substrate thermally expanded by the heat transmitted from the fingers is positioned with respect to the support substrate and bonded to the support substrate. For this reason, when the temperature of the element substrate decreases after bonding, the thermally expanded element substrate contracts, and the element substrate may be slightly deviated from the positioned position and bonded to the support substrate. As a result, there is a possibility that the position of the discharge port is also shifted and the output image quality is lowered.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a liquid discharge head in which an element substrate is positioned on a support substrate in a thermally expanded state, and displacement of the element substrate with respect to the support substrate is suppressed.

本発明の一態様によれば、液体吐出ヘッドの製造方法は、加熱された素子基板を支持基板に配置し、素子基板と支持基板との間に介在する熱硬化性の接着剤を硬化させることによって、素子基板を支持基板に接合するものである。本製造方法は、素子基板の加熱時の第1の方向の膨張量に基づいて、加熱された素子基板の、支持基板における第1の方向の配置位置を決定することと、加熱された素子基板を支持基板の配置位置に配置して、素子基板を支持基板に接合することと、を有し、配置位置は、素子基板が加熱前の温度に戻ったときに、素子基板の基準点が、支持基板の第1の方向における所望の領域に位置するように決定される。   According to one aspect of the present invention, a method for manufacturing a liquid ejection head includes placing a heated element substrate on a support substrate and curing a thermosetting adhesive interposed between the element substrate and the support substrate. Thus, the element substrate is bonded to the support substrate. This manufacturing method determines the arrangement position of the heated element substrate in the first direction on the support substrate based on the expansion amount in the first direction when the element substrate is heated, and the heated element substrate. Is arranged at the arrangement position of the support substrate, and the element substrate is bonded to the support substrate, and the arrangement position is such that when the element substrate returns to the temperature before heating, the reference point of the element substrate is It is determined to be located in a desired region in the first direction of the support substrate.

本発明によれば、素子基板が加熱前の温度に戻ったときに、素子基板の基準点を、支持基板の第1の方向における所望の領域に位置させることができる。従って、本発明によれば、素子基板が熱膨張した状態で支持基板に位置決めされ、且つ素子基板の支持基板に対する位置ずれが抑制される液体吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, when the element substrate returns to the temperature before heating, the reference point of the element substrate can be positioned in a desired region in the first direction of the support substrate. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a liquid discharge head in which the element substrate is positioned on the support substrate in a thermally expanded state and the positional deviation of the element substrate with respect to the support substrate is suppressed.

本発明の一実施形態に係る接合フローのフローチャートである。It is a flowchart of the joining flow which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の製造方法によって製造された液体吐出ヘッドの概略図である。It is the schematic of the liquid discharge head manufactured by the manufacturing method of this invention. 本発明で使用されるマウンタの概略図である。It is the schematic of the mounter used by this invention. カメラの設置位置を説明する図である。It is a figure explaining the installation position of a camera. 支持基板と素子基板とカメラの位置関係を説明する図である。It is a figure explaining the positional relationship of a support substrate, an element substrate, and a camera. カメラで撮影したアライメントマークの検出位置を説明する図である。It is a figure explaining the detection position of the alignment mark image | photographed with the camera. 加熱前後のアライメントの位置のずれを説明する図である。It is a figure explaining the shift | offset | difference of the position of alignment before and behind a heating. 平行四辺形の素子基板の概略図である。It is the schematic of the element substrate of a parallelogram. 図8の素子基板のアライメントマークの検出位置を説明する図である。It is a figure explaining the detection position of the alignment mark of the element substrate of FIG.

図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下の説明及び図面において、第1の方向は素子基板の長手方向と平行な方向であり、以下X方向という。第2の方向は素子基板の短手方向と平行な方向であり、以下Y方向という。X方向とY方向は直交している。Z方向は鉛直方向であり、X方向及びY方向と直交している。   Several embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description and drawings, the first direction is a direction parallel to the longitudinal direction of the element substrate, and is hereinafter referred to as the X direction. The second direction is a direction parallel to the short direction of the element substrate, and is hereinafter referred to as the Y direction. The X direction and the Y direction are orthogonal to each other. The Z direction is a vertical direction and is orthogonal to the X direction and the Y direction.

(第1の実施形態)
まず、図2を参照して、本実施形態の製造方法によって製造される液体吐出ヘッド4について説明する。図2(a)は、インクなどの液体を吐出する2つの素子基板C(これらを区別する場合、第1の素子基板C1、第2の素子基板C2という場合がある)が支持基板1に接合された液体吐出ヘッド4の斜視図を示している。素子基板Cは液体供給口(図示せず)と、液体供給口と連通する圧力室(図示せず)と、液体が吐出のために必要とするエネルギーを発生するエネルギー発生素子(図示せず)と、圧力室と連通し液体を吐出する吐出口2(図2(b)参照)と、を備えている。エネルギー発生素子としては電気熱変換体や圧電素子を用いることができる。支持基板1は絶縁性、熱伝導性、機械的強度に優れたアルミナから形成されているが、樹脂やその他の材料で形成することもできる。第1の素子基板C1と第2の素子基板C2は、熱を加えることによって硬化する熱硬化性の接着剤(以下、接着剤Pという)を介して、支持基板1の上面に配置され接合されている。接着剤Pを加熱する方法としては例えば赤外線を照射することが挙げられる。
(First embodiment)
First, the liquid discharge head 4 manufactured by the manufacturing method of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows that two element substrates C that discharge a liquid such as ink are bonded to the support substrate 1 (they may be referred to as a first element substrate C1 and a second element substrate C2). FIG. 2 is a perspective view of the liquid discharge head 4 that has been made. The element substrate C has a liquid supply port (not shown), a pressure chamber (not shown) communicating with the liquid supply port, and an energy generating element (not shown) that generates energy required for the liquid to be discharged. And a discharge port 2 that communicates with the pressure chamber and discharges the liquid (see FIG. 2B). An electrothermal transducer or a piezoelectric element can be used as the energy generating element. The support substrate 1 is made of alumina having excellent insulating properties, thermal conductivity, and mechanical strength, but can also be made of resin or other materials. The first element substrate C1 and the second element substrate C2 are disposed and bonded to the upper surface of the support substrate 1 via a thermosetting adhesive (hereinafter referred to as an adhesive P) that is cured by applying heat. ing. As a method for heating the adhesive P, for example, irradiation with infrared rays can be mentioned.

2つの素子基板C1,C2は長手方向と短手方向とを有する同一または略同一の長方形形状を有し、それぞれの長手方向軸が同一直線上に位置するように配置されている。素子基板Cの数は2つに限定されず、支持基板1に少なくとも2つの素子基板Cが接合されていればよい。素子基板Cの向きも本実施形態では限定されず、図2(d)の平面図に示すように、複数の素子基板Cの短手方向軸が同一直線上に位置するように配置されていてもよい。すなわち、長手方向軸がY方向と平行で、短手方向軸がX方向と平行であってもよい。素子基板Cの形状も長方形に限定されず、平行四辺形や台形などであってもよい。   The two element substrates C1 and C2 have the same or substantially the same rectangular shape having a longitudinal direction and a lateral direction, and are arranged so that the respective longitudinal axes are located on the same straight line. The number of element substrates C is not limited to two, and it is sufficient that at least two element substrates C are bonded to the support substrate 1. The orientation of the element substrate C is not limited in the present embodiment, and as shown in the plan view of FIG. 2D, the plurality of element substrates C are arranged so that the short direction axes are located on the same straight line. Also good. That is, the long axis may be parallel to the Y direction and the short axis may be parallel to the X direction. The shape of the element substrate C is not limited to a rectangle, and may be a parallelogram or a trapezoid.

図2(b)は、素子基板Cの外観を示す斜視図である。素子基板Cには複数の吐出口2が一列に形成されている。素子基板Cの長手方向の両側端部には、それぞれ1つのアライメントマーク3a,3bが形成されている。吐出口2とアライメントマーク3a,3bは同一の露光装置を用いて形成されるため、これらの相対位置の精度は非常に高い。アライメントマーク3a,3bは円形であるが、素子基板Cの基準点として使用可能である限りその形状は限定されず、例えば十字形状であってもよい。アライメントマーク3a,3bを形成せず、素子基板Cの角部を基準点として使用することもできる。吐出口2の列数も上述のものに限定されず、例えば素子基板Cに2列の吐出口列が設けられていてもよい。
図2(c)は、図2(a)に示す第1の素子基板C1と第2の素子基板C2の理想的な相対位置関係を示している。第1の素子基板C1と第2の素子基板C2の互いに隣接するアライメントマーク3a,3b同士のX方向距離(間隔)はkである。第1の素子基板C1と第2の素子基板C2の合計4つのアライメントマーク3a,3bはX方向に延びる一つの直線上にある(すなわち、これらのY方向位置は同一である)。
FIG. 2B is a perspective view showing the appearance of the element substrate C. FIG. A plurality of discharge ports 2 are formed in a row on the element substrate C. One alignment mark 3a, 3b is formed on each side end of the element substrate C in the longitudinal direction. Since the discharge port 2 and the alignment marks 3a and 3b are formed using the same exposure apparatus, the accuracy of their relative positions is very high. The alignment marks 3a and 3b are circular, but the shape thereof is not limited as long as the alignment marks 3a and 3b can be used as the reference point of the element substrate C, and may be, for example, a cross shape. It is also possible to use the corners of the element substrate C as reference points without forming the alignment marks 3a and 3b. The number of rows of the discharge ports 2 is not limited to the above, and for example, two rows of discharge ports may be provided on the element substrate C.
FIG. 2C shows an ideal relative positional relationship between the first element substrate C1 and the second element substrate C2 shown in FIG. The distance (interval) in the X direction between the alignment marks 3a and 3b adjacent to each other on the first element substrate C1 and the second element substrate C2 is k. A total of four alignment marks 3a and 3b of the first element substrate C1 and the second element substrate C2 are on one straight line extending in the X direction (that is, the positions in the Y direction are the same).

次に、図3を参照して、素子基板Cを支持基板1に接合する接合装置(以下、マウンタ10とも称する)の構成について説明する。図3(a)は、マウンタ10の概略構成を示す平面図である。マウンタ10は、素子基板Cの搬送部20と、支持基板1の搬送部30とを含んでいる。搬送部20は、トレイ5に収納された素子基板Cを1つずつ取り出し、搬送部30へ搬送する。搬送部20の先端部20aには、図3(b)に示すように、XYZステージ21が取付けられている。XYZステージ21の直下にはL字型の治具22を介して、素子基板Cを吸着把持するためのフィンガー23が備えられている。フィンガー23にはフィンガー23を加熱するヒーターと、フィンガー23の温度を常時モニタする温度センサ(いずれも図示せず)とが内蔵されている。ヒーターと温度センサを温度調整器(図示せず)に接続してヒーターの出力を制御することにより、フィンガー温度を常に設定された温度に保つことができる。素子基板Cはフィンガー23に把持され、フィンガー23によって加熱され、支持基板1に配置される。そして、フィンガー23から素子基板Cに伝えられる熱によって、素子基板Cと支持基板1との間に介在する熱硬化性の接着剤Pが硬化し、それによって素子基板Cが支持基板1に接合される。
図3(c)に示すように、搬送部30は、XY方向に可動するXYステージ31と、XYステージ31上に設置され、支持基板1が搭載可能なベース治具32と、を有している。ベース治具32には複数の位置決めピン34が設けられ、支持基板1は、位置決め用シリンダー33によって位置決めピン34に突き当てられてベース治具32上に固定される。
Next, the configuration of a bonding apparatus (hereinafter also referred to as a mounter 10) for bonding the element substrate C to the support substrate 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a plan view showing a schematic configuration of the mounter 10. The mounter 10 includes a transport unit 20 for the element substrate C and a transport unit 30 for the support substrate 1. The transport unit 20 takes out the element substrates C stored in the tray 5 one by one and transports them to the transport unit 30. As shown in FIG. 3B, an XYZ stage 21 is attached to the leading end 20 a of the transport unit 20. A finger 23 for adsorbing and holding the element substrate C is provided directly below the XYZ stage 21 via an L-shaped jig 22. The finger 23 includes a heater that heats the finger 23 and a temperature sensor (none of which is shown) that constantly monitors the temperature of the finger 23. By connecting the heater and the temperature sensor to a temperature regulator (not shown) and controlling the output of the heater, the finger temperature can always be kept at a set temperature. The element substrate C is held by the fingers 23, heated by the fingers 23, and disposed on the support substrate 1. Then, the heat transferred from the finger 23 to the element substrate C cures the thermosetting adhesive P interposed between the element substrate C and the support substrate 1, whereby the element substrate C is bonded to the support substrate 1. The
As shown in FIG. 3C, the transport unit 30 includes an XY stage 31 that is movable in the XY directions, and a base jig 32 that is installed on the XY stage 31 and on which the support substrate 1 can be mounted. Yes. The base jig 32 is provided with a plurality of positioning pins 34, and the support substrate 1 is abutted against the positioning pins 34 by the positioning cylinder 33 and fixed on the base jig 32.

次に、図4を参照して、素子基板Cのアライメント(位置決め)の際に使用するカメラについて説明する。カメラは後述するように、素子基板Cのアライメントマーク3a,3bの位置を画像処理によって検出するために設置される。図4は、搬送部30の上方でマウンタ10に固定された2台のカメラ51,52を示す斜視図である。以下に説明する接合工程において、カメラ51は、第1の素子基板C1のアライメントマーク3bと、第2の素子基板C2のアライメントマーク3aを撮影する。カメラ52は、第2の素子基板C2のアライメントマーク3bを撮影する。カメラ51,52は、フォーカス調整が可能なようにZ方向に移動可能であるが、X方向及びY方向については不動である。図4(a)は、第1の素子基板C1のアライメント時の状態を示しており、図4(b)は、第2の素子基板C2のアライメント時の状態を示している。図4では、搬送部20は省略している。カメラ51,52は横方向(X方向)に1600画素、縦方向(Y方向)に1200画素を有し、レンズを含めた光学系の空間分解能は縦横両方向とも1画素あたり約0.7マイクロメートルである。マウンタ10は、カメラ51,52で撮影したアライメントマーク3a,3bの画素位置を記憶するメモリ(図示せず)を備えている。   Next, referring to FIG. 4, a camera used for alignment (positioning) of the element substrate C will be described. As will be described later, the camera is installed to detect the positions of the alignment marks 3a and 3b on the element substrate C by image processing. FIG. 4 is a perspective view showing two cameras 51 and 52 fixed to the mounter 10 above the transport unit 30. In the bonding process described below, the camera 51 photographs the alignment mark 3b of the first element substrate C1 and the alignment mark 3a of the second element substrate C2. The camera 52 images the alignment mark 3b of the second element substrate C2. The cameras 51 and 52 can move in the Z direction so that the focus can be adjusted, but do not move in the X and Y directions. 4A shows a state during alignment of the first element substrate C1, and FIG. 4B shows a state during alignment of the second element substrate C2. In FIG. 4, the transport unit 20 is omitted. The cameras 51 and 52 have 1600 pixels in the horizontal direction (X direction) and 1200 pixels in the vertical direction (Y direction), and the spatial resolution of the optical system including the lens is about 0.7 micrometers per pixel in both the vertical and horizontal directions. It is. The mounter 10 includes a memory (not shown) that stores the pixel positions of the alignment marks 3a and 3b photographed by the cameras 51 and 52.

次に、図1,5〜7を参照して、支持基板1に第1の素子基板C1と第2の素子基板C2を接合する方法について説明する。図1は、支持基板1に第1の素子基板C1と第2の素子基板C2を接合する手順を示すフローチャートである。図5は、支持基板1、第1の素子基板C1、第2の素子基板C2及びカメラ51,52を示す側面図である。図6,7は、カメラ51,52で撮影し検出したアライメントマーク3a,3bを示す模式図である。
まず、ステップS1にて、支持基板1をベース治具32に固定する(図3(c)参照)。支持基板1の第1及び第2の素子基板C1,C2が接合される領域(以下、接合領域という)には、予め接着剤Pが塗布されている。
次に、ステップS2にて、図2(a)に示す2つの素子基板Cのうち第1の素子基板C1を支持基板1に接合する。具体的にはまず、XYステージ31を駆動して、支持基板1上の第1の素子基板C1の接合領域をカメラ51,52の直下に移動する。フィンガー23で把持された第1の素子基板C1を、支持基板1に設けられた基準点(図示せず)に対して所定の位置関係で位置決めし、支持基板1に接合する。フィンガー23は予めヒーターによって加熱され(本実施形態では100℃)、フィンガー23に把持された第1の素子基板C1が、接着剤Pが硬化する第2の温度まで加熱され、その熱が接着剤Pに伝えられる。接合前に第1の素子基板C1の傾きを調整するが、その調整方法はステップS6での傾き調整と同じであるため後述する。
Next, a method of bonding the first element substrate C1 and the second element substrate C2 to the support substrate 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of bonding the first element substrate C1 and the second element substrate C2 to the support substrate 1. FIG. 5 is a side view showing the support substrate 1, the first element substrate C 1, the second element substrate C 2, and the cameras 51 and 52. FIGS. 6 and 7 are schematic views showing alignment marks 3a and 3b photographed and detected by the cameras 51 and 52. FIG.
First, in step S1, the support substrate 1 is fixed to the base jig 32 (see FIG. 3C). An adhesive P is applied in advance to a region where the first and second element substrates C1 and C2 of the support substrate 1 are bonded (hereinafter referred to as a bonding region).
Next, in step S2, the first element substrate C1 of the two element substrates C shown in FIG. Specifically, first, the XY stage 31 is driven to move the bonding region of the first element substrate C1 on the support substrate 1 directly below the cameras 51 and 52. The first element substrate C1 held by the finger 23 is positioned with a predetermined positional relationship with respect to a reference point (not shown) provided on the support substrate 1 and bonded to the support substrate 1. The finger 23 is heated in advance by a heater (100 ° C. in the present embodiment), the first element substrate C1 held by the finger 23 is heated to a second temperature at which the adhesive P is cured, and the heat is applied to the adhesive. P is told. The inclination of the first element substrate C1 is adjusted before bonding, and the adjustment method is the same as the inclination adjustment in step S6, and will be described later.

次に、ステップS3にて、XYステージ31を素子基板Cの1ピッチ分X方向に搬送する。1ピッチ分とは、図2(c)に示すように、第1の素子基板C1のアライメントマーク3aからアライメントマーク3bまでの長さLに間隔kを加えた長さである。これによって支持基板1がX方向に搬送され、図5(a)に示すように、第1の素子基板C1に隣接した第2の素子基板C2の接合領域がカメラ51,52の直下に移動する。
次に、ステップS4にて、カメラ51を下降させて第1の素子基板C1にフォーカスを合わせ、アライメントマーク3bを検出する。図6(a)を参照すると、カメラ51の撮影領域61に第1の素子基板C1のアライメントマーク3bが検出されている。アライメントマーク3bのX方向画素位置70xとY方向画素位置70yがマウンタ10のメモリに記憶される。なお、X方向画素位置とY方向画素位置はカメラの撮影領域における画素の座標であり、図6(a)の左下端部の座標が(1,1)、右上端部の座標が(1600,1200)となる。
Next, in step S3, the XY stage 31 is transported in the X direction by one pitch of the element substrate C. As shown in FIG. 2C, one pitch is a length obtained by adding a distance k to the length L from the alignment mark 3a to the alignment mark 3b of the first element substrate C1. As a result, the support substrate 1 is transported in the X direction, and the bonding region of the second element substrate C2 adjacent to the first element substrate C1 moves immediately below the cameras 51 and 52 as shown in FIG. .
Next, in step S4, the camera 51 is lowered to focus on the first element substrate C1, and the alignment mark 3b is detected. Referring to FIG. 6A, the alignment mark 3b of the first element substrate C1 is detected in the imaging region 61 of the camera 51. The X-direction pixel position 70x and the Y-direction pixel position 70y of the alignment mark 3b are stored in the memory of the mounter 10. Note that the X-direction pixel position and the Y-direction pixel position are the coordinates of the pixel in the imaging region of the camera, and the coordinates of the lower left corner in FIG. 6A are (1, 1) and the coordinates of the upper right corner are (1600, 1200).

次に、ステップS5にて、フィンガー23に内蔵されたヒーターへの通電を停止し、フィンガー温度を第1の温度まで下げる。第1の温度は接着剤Pの硬化が開始される温度より低い温度であり、例えば約25℃の常温である。その後、搬送部20を駆動し、トレイ5上の第2の素子基板C2をフィンガー23で吸着把持し、カメラ51,52の直下まで搬送する(図5(b)参照)。図5(b)では、搬送部20の図示を省略している。フィンガー23に把持された第2の素子基板C2の温度は第1の温度である。図6(b)を参照すると、第2の素子基板C2のアライメントマーク3aが撮影領域61内で検出され、そのX方向画素位置は71x、Y方向画素位置が71yである。第2の素子基板C2のアライメントマーク3bは撮影領域62内で検出され、そのX方向画素位置は81x、Y方向画素位置が81yである。第2の素子基板C2が収納されているトレイ5の寸法精度などの影響により、第2の素子基板C2をフィンガー23に吸着する際の吸着位置に誤差が生じるため、第2の素子基板C2の長手方向軸がX方向に対し傾くことがある。   Next, in step S5, energization of the heater built in the finger 23 is stopped, and the finger temperature is lowered to the first temperature. The first temperature is a temperature lower than the temperature at which the adhesive P starts to be cured, for example, a room temperature of about 25 ° C. Thereafter, the transport unit 20 is driven, the second element substrate C2 on the tray 5 is sucked and held by the fingers 23, and transported to just below the cameras 51 and 52 (see FIG. 5B). In FIG. 5B, the conveyance unit 20 is not shown. The temperature of the second element substrate C2 held by the finger 23 is the first temperature. Referring to FIG. 6B, the alignment mark 3a of the second element substrate C2 is detected in the imaging region 61, and the X direction pixel position is 71x and the Y direction pixel position is 71y. The alignment mark 3b of the second element substrate C2 is detected in the imaging region 62, and the X-direction pixel position is 81x and the Y-direction pixel position is 81y. Due to the influence of the dimensional accuracy of the tray 5 in which the second element substrate C2 is stored, an error occurs in the adsorption position when the second element substrate C2 is adsorbed to the finger 23. The longitudinal axis may tilt with respect to the X direction.

次に、ステップS6にて、第2の素子基板C2のZ軸周りの傾きを調整する。すなわち、第2の素子基板C2の長手方向軸がX方向を向くように、第2の素子基板C2の向きを調整する。具体的には、搬送部20を駆動し、図6(c)に示すように、アライメントマーク3a,3bのY方向画素位置が同じ(例として72y)となるように調整する。
そして、ステップS7にて、傾き調整後の第2の素子基板C2のアライメントマーク3a,3bのX方向画素位置を第1の温度におけるX方向画素位置として記憶する。アライメントマーク3aのX方向画素位置は72x、アライメントマーク3bのX方向画素位置は82xである。これらの画素位置をマウンタ10のメモリに記憶した後で、フィンガー23に内蔵されたヒーターへの通電を開始し、設定温度に到達するまで待つ。第2の素子基板C2はフィンガー23からの熱により、第1の温度から第2の温度まで加熱される。
Next, in step S6, the inclination of the second element substrate C2 around the Z axis is adjusted. That is, the orientation of the second element substrate C2 is adjusted so that the longitudinal axis of the second element substrate C2 faces the X direction. Specifically, the conveyance unit 20 is driven, and the Y-direction pixel positions of the alignment marks 3a and 3b are adjusted to be the same (for example, 72y) as shown in FIG. 6C.
In step S7, the X-direction pixel positions of the alignment marks 3a and 3b of the second element substrate C2 after the tilt adjustment are stored as the X-direction pixel positions at the first temperature. The X-direction pixel position of the alignment mark 3a is 72x, and the X-direction pixel position of the alignment mark 3b is 82x. After these pixel positions are stored in the memory of the mounter 10, energization to the heater built in the finger 23 is started and waits until the set temperature is reached. The second element substrate C2 is heated from the first temperature to the second temperature by the heat from the fingers 23.

次に、ステップS8にてXY方向のアライメントを行う。このステップは図1(b)に示す詳細フローを参照して説明する。
まず、ステップS21にて、第2の素子基板C2のアライメントマーク3a,3bの画素位置を検出する。図6(d)を参照すると、第2の素子基板C2のアライメントマーク3aのX方向画素位置は73x、Y方向画素位置は73yである。図6(c)と比較すると、X方向画素位置73xはX方向画素位置72xに対してマイナス側(図の左側)に、Y方向画素位置73yはY方向画素位置72yに対してマイナス側(図の直下側)に移動している。また、第2の素子基板C2のアライメントマーク3bのX方向画素位置は83xであり、図6(c)と比較すると、X方向画素位置83xはX方向画素位置82xに対してプラス側(図の右側)に移動している。図6(c)と図6(d)でフィンガー23は同じ位置にあるため、アライメントマーク3a,3bの移動は、第2の素子基板C2が加熱されたことにより膨張したことを示している。
Next, in step S8, alignment in the XY directions is performed. This step will be described with reference to the detailed flow shown in FIG.
First, in step S21, the pixel positions of the alignment marks 3a and 3b on the second element substrate C2 are detected. Referring to FIG. 6D, the X direction pixel position of the alignment mark 3a of the second element substrate C2 is 73x, and the Y direction pixel position is 73y. Compared with FIG. 6C, the X-direction pixel position 73x is on the minus side (left side in the figure) with respect to the X-direction pixel position 72x, and the Y-direction pixel position 73y is on the minus side with respect to the Y-direction pixel position 72y (see FIG. 6). (Just below). Further, the X-direction pixel position of the alignment mark 3b of the second element substrate C2 is 83x. Compared with FIG. 6C, the X-direction pixel position 83x is a plus side (in the figure, relative to the X-direction pixel position 82x). To the right). Since the finger 23 is in the same position in FIG. 6C and FIG. 6D, the movement of the alignment marks 3a and 3b indicates that the second element substrate C2 is expanded by being heated.

次に、ステップS22にて、第2の素子基板C2が加熱によりどの程度膨張したかを算出する。X方向画素位置72xをA、X方向画素位置82xをB、X方向画素位置73xをD、X方向画素位置83xをE、光学系のX方向の空間分解能をNxとすると、X方向の膨張量dxは次式で表される。
dx=(−(D−A)+(E−B))×Nx (式1)
すなわち、X方向の膨張量は、第2の素子基板C2の加熱前後の基準点(アライメントマーク3a,3b)の位置を検出し、基準点の加熱前後の位置の差に基づいて膨張量を演算することによって求められることになる。
第2の素子基板C2のY方向の膨張量dyは、X方向の膨張量dxを基に求められる。すなわち、膨張量dyは、第1の温度における第2の素子基板C2のY方向(短手方向)の長さをM、第1の温度におけるアライメントマーク3aからアライメントマーク3bまでの長さをLとすると、次式で表される。
dy=M×(L+dx)÷L (式2)
Next, in step S22, how much the second element substrate C2 has expanded by heating is calculated. The X-direction pixel position 72x is A, the X-direction pixel position 82x is B, the X-direction pixel position 73x is D, the X-direction pixel position 83x is E, and the spatial resolution in the X direction of the optical system is Nx. dx is expressed by the following equation.
dx = (− (DA) + (EB)) × Nx (Formula 1)
That is, the expansion amount in the X direction is calculated based on the difference between the reference points (alignment marks 3a, 3b) before and after heating the second element substrate C2 and based on the difference between the reference points before and after heating. It will be required by doing.
The expansion amount dy in the Y direction of the second element substrate C2 is obtained based on the expansion amount dx in the X direction. That is, the expansion amount dy is the length of the second element substrate C2 in the Y direction (short direction) at the first temperature M, and the length from the alignment mark 3a to the alignment mark 3b at the first temperature is L. Then, it is expressed by the following formula.
dy = M × (L + dx) ÷ L (Formula 2)

次に、ステップS23にて、第2の素子基板C2をXY方向にアライメントする際の目標位置を算出する。これに先立ち、接合後に第1の温度に戻った第2の素子基板C2の撮影画像とアライメントマーク3aの検出位置について、図7(a)を参照して説明する。図7(a)は、カメラ51の撮影領域61を示しており、第1の素子基板C1のアライメントマーク3bと第2の素子基板C2のアライメントマーク3aのX方向間隔はkである。第1の素子基板C1のアライメントマーク3bと第2の素子基板C2のアライメントマーク3aのY方向画素位置は同じである。
図7(b)は、接合後に第1の温度に戻った第2の素子基板C2のアライメントマーク3aが図7(a)に示す位置に位置するためのアライメント時の目標位置を示している。第1の素子基板C1のアライメントマーク3bのX方向画素位置70xとY方向画素位置70yは、ステップS4でマウンタ10のメモリに記憶されている。記憶されているX方向画素位置70xをFとすると、第2の素子基板C2のアライメントマーク3aのX方向目標画素位置Tx(図7(b)の75xに相当する位置)は次式で表される。
Tx=(2k−dx)÷2Nx+F (式3)
すなわち、加熱された第2の素子基板C2の、支持基板1におけるX方向目標画素位置Txは、第2の素子基板C2の加熱時のX方向の膨張量dxに基づいて決定される。また、記憶されているY方向画素位置70yをG、光学系のY方向の空間分解能をNyとすると、第2の素子基板C2のアライメントマーク3aのY方向目標画素位置Ty(図7(b)の75yに相当する位置)は次式で表される。
Ty=G−dy÷2Ny (式4)
Next, in step S23, a target position for aligning the second element substrate C2 in the XY direction is calculated. Prior to this, the captured image of the second element substrate C2 that has returned to the first temperature after bonding and the detection position of the alignment mark 3a will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows an imaging region 61 of the camera 51, and the interval in the X direction between the alignment mark 3b of the first element substrate C1 and the alignment mark 3a of the second element substrate C2 is k. The Y-direction pixel positions of the alignment mark 3b of the first element substrate C1 and the alignment mark 3a of the second element substrate C2 are the same.
FIG. 7B shows a target position during alignment for the alignment mark 3a of the second element substrate C2 that has returned to the first temperature after bonding to be positioned at the position shown in FIG. 7A. The X-direction pixel position 70x and the Y-direction pixel position 70y of the alignment mark 3b of the first element substrate C1 are stored in the memory of the mounter 10 in step S4. When the stored X-direction pixel position 70x is F, the X-direction target pixel position Tx (position corresponding to 75x in FIG. 7B) of the alignment mark 3a of the second element substrate C2 is expressed by the following equation. The
Tx = (2k−dx) ÷ 2Nx + F (Formula 3)
That is, the X-direction target pixel position Tx on the support substrate 1 of the heated second element substrate C2 is determined based on the expansion amount dx in the X direction when the second element substrate C2 is heated. Further, if the stored Y-direction pixel position 70y is G and the spatial resolution in the Y-direction of the optical system is Ny, the Y-direction target pixel position Ty of the alignment mark 3a of the second element substrate C2 (FIG. 7B). (Position corresponding to 75y) is expressed by the following equation.
Ty = G−dy ÷ 2Ny (Formula 4)

このように、第2の素子基板C2のX方向目標画素位置Tx、Y方向目標画素位置Ty(以下、目標位置ともいう)は、支持基板1に既に接合された第1の素子基板C1の基準点(アライメントマーク3b)に対する相対的な位置として求められる。換言すれば、支持基板1における第2の素子基板C2の目標位置は、第2の素子基板C2を第2の温度まで加熱した時のX方向及びY方向の膨張量dx,dyに基づいて決定される。この結果、第2の素子基板C2の目標位置は、第2の素子基板C2が加熱前の温度に戻ったときに基準点(アライメントマーク3a)がそれぞれX方向及びY方向における支持基板1の所望の領域に位置するように決定されることになる。
別の言い方をすれば、第2の素子基板C2は、第2の素子基板C2の基準点(アライメントマーク3a)が支持基板1の所定の位置に対して所定の位置関係S1<S2が成り立つように支持基板1に配置される。ここで、S1は、第2の素子基板C2の温度が第1の温度まで戻ったときの基準点(アライメントマーク3a)と所定の位置とのずれである。S2は、第2の素子基板C2を第2の温度において基準点(アライメントマーク3a)が所定の位置と一致するように接合した後、第2の素子基板C2の温度が第1の温度まで戻ったときの基準点と所定の位置とのずれである。所定の位置は第1の温度において第2の素子基板C2の基準点が位置すべき支持基板上の位置である。第2の素子基板C2の温度が第1の温度まで戻ったときの基準点と所定の位置とのずれは理想的にはゼロとなるが、上記位置関係を満たしていればゼロとならなくてもよい。
As described above, the X-direction target pixel position Tx and the Y-direction target pixel position Ty (hereinafter also referred to as target position) of the second element substrate C2 are the reference of the first element substrate C1 already bonded to the support substrate 1. It is obtained as a relative position with respect to the point (alignment mark 3b). In other words, the target position of the second element substrate C2 on the support substrate 1 is determined based on the expansion amounts dx and dy in the X direction and the Y direction when the second element substrate C2 is heated to the second temperature. Is done. As a result, the target position of the second element substrate C2 is the desired position of the support substrate 1 when the reference point (alignment mark 3a) is in the X direction and the Y direction when the second element substrate C2 returns to the temperature before heating. It will be determined to be located in the area of.
In other words, the second element substrate C2 is such that the reference position (alignment mark 3a) of the second element substrate C2 satisfies a predetermined positional relationship S1 <S2 with respect to a predetermined position of the support substrate 1. Is disposed on the support substrate 1. Here, S1 is a deviation between the reference point (alignment mark 3a) and a predetermined position when the temperature of the second element substrate C2 returns to the first temperature. In S2, after the second element substrate C2 is bonded so that the reference point (alignment mark 3a) coincides with a predetermined position at the second temperature, the temperature of the second element substrate C2 returns to the first temperature. This is the deviation between the reference point and the predetermined position. The predetermined position is a position on the support substrate where the reference point of the second element substrate C2 should be positioned at the first temperature. The deviation between the reference point and the predetermined position when the temperature of the second element substrate C2 returns to the first temperature is ideally zero, but it does not become zero if the above positional relationship is satisfied. Also good.

次に、ステップS24にて、XYZステージ21をX方向及びY方向に駆動し、アライメントマーク3aの検出位置が式3のTx及び式4のTyとなるように、第2の素子基板C2を支持基板1に対して位置決めする。すなわち、膨張量dx,dyに基づき求められた支持基板1の目標位置Tx、Tyに基準点(アライメントマーク3a)を配置することで、加熱された第2の素子基板C2が支持基板1の所定の配置位置に配置されることになる。   Next, in step S24, the XYZ stage 21 is driven in the X direction and the Y direction, and the second element substrate C2 is supported so that the detection position of the alignment mark 3a becomes Tx in Expression 3 and Ty in Expression 4. Position with respect to the substrate 1. That is, by placing the reference point (alignment mark 3a) at the target position Tx, Ty of the support substrate 1 obtained based on the expansion amounts dx, dy, the heated second element substrate C2 is a predetermined position of the support substrate 1. It will be arranged at the arrangement position.

次に、ステップS25にて、アライメント後の第2の素子基板C2のアライメントマーク3aの実際の位置を検出する。ステップS26にて、その検出位置が、予め設定されている許容範囲ないし所望の領域に入っているかどうかを判定し、許容範囲であれば、図1(a)のフローに戻る。許容範囲外の場合は、ステップS21に戻り、ステップS21以降の各ステップを繰り返す。これは第2の素子基板C2の膨張量が時間とともに変動する可能性があるためである。   Next, in step S25, the actual position of the alignment mark 3a of the second element substrate C2 after alignment is detected. In step S26, it is determined whether or not the detected position is within a preset allowable range or a desired region. If the detected position is within the allowable range, the flow returns to the flow of FIG. If it is outside the allowable range, the process returns to step S21, and the steps after step S21 are repeated. This is because the expansion amount of the second element substrate C2 may vary with time.

図1(a)のフローに戻った場合は、ステップS9にて、XYZステージ21を下降させて第2の素子基板C2を支持基板1に接合する。支持体1に塗布されている接着剤Pは、フィンガー23から第2の素子基板C2を介して伝わる熱により加熱されて硬化する。
最後にステップS10にて、支持基板1をマウンタ10から排出して一連のステップが終了する。膨張した第2の素子基板C2が第1の温度(常温)に戻ると、第2の素子基板C2は元の状態まで収縮し、図7(a)に示す、または第2の素子基板C2のアライメントマーク3aが許容範囲ないし所望の領域に入った位置関係が得られる。従って、吐出口も所望の位置に配置され、高品位な画像出力が可能となる。
なお、本実施形態では2つの素子基板C1,C2を支持基板1に接合する例を示したが、素子基板の数は限定されない。3つ以上の素子基板を支持基板1に接合する場合は、先に接合された素子基板を第1の素子基板C1、第1の素子基板C1の後に第1の素子基板C1に隣接して接合される素子基板を第2の素子基板C2として上述のステップを繰り返せばよい。
When the flow returns to the flow of FIG. 1A, the XYZ stage 21 is lowered to join the second element substrate C2 to the support substrate 1 in step S9. The adhesive P applied to the support 1 is heated and cured by heat transmitted from the finger 23 via the second element substrate C2.
Finally, in step S10, the support substrate 1 is discharged from the mounter 10, and a series of steps is completed. When the expanded second element substrate C2 returns to the first temperature (room temperature), the second element substrate C2 contracts to the original state, and the second element substrate C2 shown in FIG. A positional relationship in which the alignment mark 3a enters an allowable range or a desired region can be obtained. Therefore, the discharge port is also arranged at a desired position, and high-quality image output is possible.
In the present embodiment, the example in which the two element substrates C1 and C2 are bonded to the support substrate 1 is shown, but the number of element substrates is not limited. When three or more element substrates are bonded to the support substrate 1, the previously bonded element substrate is bonded to the first element substrate C1 and the first element substrate C1 adjacent to the first element substrate C1. The above-described steps may be repeated using the element substrate to be processed as the second element substrate C2.

(第2の実施形態)
第2の実施形態は、第2の素子基板C2の膨張量の算出ステップが第1の実施形態と異なる他は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ部材、要素、ステップ等については第1の実施形態と同じ符号を用いる。素子基板Cの形状、個数、支持基板1の形状は第1の実施形態と同様である。本実施形態は、素子基板Cのアライメントマーク3aとアライメントマーク3bの距離(図2(c)のL)のばらつきが少ない場合に好適に適用することができる。
(Second Embodiment)
The second embodiment is the same as the first embodiment except that the step of calculating the expansion amount of the second element substrate C2 is different from the first embodiment. The same reference numerals as those in the first embodiment are used for the same members, elements, steps, and the like as those in the first embodiment. The shape and number of element substrates C and the shape of the support substrate 1 are the same as those in the first embodiment. This embodiment can be suitably applied when there is little variation in the distance (L in FIG. 2C) between the alignment mark 3a and the alignment mark 3b on the element substrate C.

本実施形態では、図1に示すフローを実行する前に、事前に他の第1及び第2の素子基板C1’,C2’に対して図1のステップS1〜S7を実行する。そして、他の第2の素子基板C2’に対して得られたアライメントマーク3bのX方向画素位置72x及びY方向画素位置82xをマウンタ10にパラメータとして登録ないし記憶しておく。その後、図1に示すフローに従い、第1の素子基板C1と第2の素子基板C2を支持基板1に接合する。ただし、ステップS7のところでは、パラメータとして登録したアライメントマーク3bの画素位置をマウンタ10から読み出すため、ステップS7の実行は不要である。すなわち、ステップS7におけるアライメントマーク3bの画素位置の登録は行わない。また、ステップS22では、式1のA及びBとして登録した画素位置が用いられる。このため、どの素子基板Cの膨張量を算出する場合も、事前に登録した同じ画素位置が用いられる。
膨張量を求めるには、第2の素子基板C2の加熱後のアライメントマーク3aの画素位置を検出する。そして、マウンタ10のメモリから読み出された他の第2の素子基板C2’の加熱前のアライメントマーク3bと第2の素子基板C2の加熱後のアライメントマーク3aの位置の差に基づいて膨張量が演算される。本実施形態ではステップS7が不要となるため、フィンガー23の冷却と再加熱が不要である。従って、フィンガー23の冷却と再加熱に要する時間が不要となり、素子基板Cの接合時間を短縮することができる。
In the present embodiment, steps S1 to S7 in FIG. 1 are performed on the other first and second element substrates C1 ′ and C2 ′ in advance before executing the flow shown in FIG. Then, the X-direction pixel position 72x and the Y-direction pixel position 82x of the alignment mark 3b obtained with respect to the other second element substrate C2 ′ are registered or stored in the mounter 10 as parameters. Thereafter, the first element substrate C1 and the second element substrate C2 are bonded to the support substrate 1 according to the flow shown in FIG. However, in step S7, since the pixel position of the alignment mark 3b registered as a parameter is read from the mounter 10, execution of step S7 is unnecessary. That is, registration of the pixel position of the alignment mark 3b in step S7 is not performed. In step S22, the pixel positions registered as A and B in Equation 1 are used. For this reason, when calculating the expansion amount of any element substrate C, the same pixel position registered in advance is used.
In order to obtain the expansion amount, the pixel position of the alignment mark 3a after the heating of the second element substrate C2 is detected. Then, the amount of expansion is based on the difference in position between the alignment mark 3b before heating the other second element substrate C2 ′ read from the memory of the mounter 10 and the alignment mark 3a after heating the second element substrate C2. Is calculated. In this embodiment, step S7 is not necessary, and thus cooling and reheating of the fingers 23 are not necessary. Therefore, the time required for cooling and reheating the finger 23 is not required, and the bonding time of the element substrate C can be shortened.

(第3の実施形態)
第3の実施形態は加熱前の温度が液体吐出ヘッド4の使用温度である点を除き第2の実施形態と同じである。第2の実施形態と同じ部材、要素、ステップ等については第2の実施形態と同じ符号を用いる。素子基板Cの形状、個数、支持基板1の形状は第1の実施形態と同様である。本実施形態は、素子基板Cのアライメントマーク3aとアライメントマーク3bの距離(図2(c)のL)のばらつきが少ない場合に好適に適用することができる。
(Third embodiment)
The third embodiment is the same as the second embodiment except that the temperature before heating is the operating temperature of the liquid ejection head 4. The same reference numerals as those in the second embodiment are used for the same members, elements, steps, and the like as those in the second embodiment. The shape and number of element substrates C and the shape of the support substrate 1 are the same as those in the first embodiment. This embodiment can be suitably applied when there is little variation in the distance (L in FIG. 2C) between the alignment mark 3a and the alignment mark 3b on the element substrate C.

液体吐出ヘッド4は一般に常温で使用され、吐出する液体(インク)も常温であることが多い。しかし、液体吐出ヘッドによっては、吐出する液体を常時常温より高い温度(例えば45℃程度)に保温(温度調整)して使用することがある。支持基板1や素子基板Cの内部に高温に温度調整された液体が存在するため、支持基板1や素子基板Cはこの液体によって暖められ、常温時よりも多少膨張することになる。
本実施形態では、マウンタ10のベース治具32にヒーターと温度センサ(ともに図示せず)が内蔵されており、ベース治具32の加熱と温度監視が可能となっている。さらに、ヒーターと温度センサは温度調整器(図示せず)に接続されており、ベース治具32は温度センサの測定温度に基づき常に一定の温度に維持される。本実施形態では、ベース治具32の温度は45℃に維持される。
The liquid discharge head 4 is generally used at normal temperature, and the liquid (ink) to be discharged is often at normal temperature. However, depending on the liquid ejection head, the liquid to be ejected may be used while being kept warm (temperature adjustment) at a temperature higher than room temperature (for example, about 45 ° C.). Since there is a liquid whose temperature is adjusted to a high temperature inside the support substrate 1 and the element substrate C, the support substrate 1 and the element substrate C are warmed by this liquid, and expand slightly to the normal temperature.
In the present embodiment, a heater and a temperature sensor (both not shown) are incorporated in the base jig 32 of the mounter 10 so that the base jig 32 can be heated and monitored. Further, the heater and the temperature sensor are connected to a temperature regulator (not shown), and the base jig 32 is always maintained at a constant temperature based on the temperature measured by the temperature sensor. In the present embodiment, the temperature of the base jig 32 is maintained at 45 ° C.

本実施形態においても、図1に示すフローを実行する前に、事前に他の第1及び第2の素子基板C1’,C2’に対して図1のステップS1〜S7を実行する。そして、他の第2の素子基板C2’に対して得られたアライメントマーク3bのX方向画素位置72x及びY方向画素位置82xをマウンタ10にパラメータとして登録ないし記憶しておく。ただし、他の第2の素子基板C2’のアライメントマーク3bのX方向画素位置72x及びY方向画素位置82xを求めるときは、フィンガー23の温度は45℃に維持される。それ以外は第2の実施形態と同じである。本実施形態では、第2の素子基板C2が液体吐出ヘッド4の実際の使用温度、すなわち液体の温度になったときに第2の素子基板C2が支持基板1の所望の位置に位置するため、一層高品位な画像出力が可能となる。   Also in the present embodiment, steps S1 to S7 in FIG. 1 are performed on the other first and second element substrates C1 'and C2' in advance before executing the flow shown in FIG. Then, the X-direction pixel position 72x and the Y-direction pixel position 82x of the alignment mark 3b obtained with respect to the other second element substrate C2 'are registered or stored in the mounter 10 as parameters. However, when obtaining the X-direction pixel position 72x and the Y-direction pixel position 82x of the alignment mark 3b of the other second element substrate C2 ', the temperature of the finger 23 is maintained at 45 ° C. The rest is the same as in the second embodiment. In the present embodiment, the second element substrate C2 is positioned at a desired position of the support substrate 1 when the second element substrate C2 reaches the actual use temperature of the liquid ejection head 4, that is, the liquid temperature. Higher quality image output is possible.

(第4の実施形態)
第4の実施形態は第2の素子基板C2の膨張量の算出ステップが第2の実施形態と異なる他は第2の実施形態と同じである。第2の実施形態と同じ部材、要素、ステップ等については第2の実施形態と同じ符号を用いる。素子基板Cの個数、支持基板1の形状は第2の実施形態と同様であるが、素子基板Cは図8に示すような平行四辺形の形状であり、液体の温度は常温としている。本実施形態は、素子基板Cのアライメントマーク3aとアライメントマーク3bの距離(図2(c)のL)のばらつきが少ない場合に好適に適用することができる。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment is the same as the second embodiment except that the step of calculating the expansion amount of the second element substrate C2 is different from the second embodiment. The same reference numerals as those in the second embodiment are used for the same members, elements, steps, and the like as those in the second embodiment. The number of element substrates C and the shape of the support substrate 1 are the same as in the second embodiment, but the element substrate C has a parallelogram shape as shown in FIG. 8, and the temperature of the liquid is normal temperature. This embodiment can be suitably applied when there is little variation in the distance (L in FIG. 2C) between the alignment mark 3a and the alignment mark 3b on the element substrate C.

本実施形態では、第2の実施形態と同様、図1に示すフローを実行する前に、事前に他の第1及び第2の素子基板C1’,C2’に対して図1のステップS1〜S7を実行する。そして、他の第2の素子基板C2’に対して得られたアライメントマーク3bのX方向画素位置72x及びY方向画素位置82xをマウンタ10のメモリにパラメータとして登録ないし記憶しておく。本実施形態では、事前に他の第2の素子基板C2’に対してさらにステップS21以降のステップを実行し、第2の温度、すなわち他の第2の素子基板C2’が膨張した状態で検出したアライメントマーク3aの画素位置を併せて登録する。その後、図1に示すフローに従い、第1の素子基板C1と第2の素子基板C2を支持基板1に接合する。ただし、ステップS7のところでは、パラメータとして登録した他の第2の素子基板C2’のアライメントマーク3bの画素位置をマウンタ10から読み出すため、ステップS7の実行は不要である。従って、フィンガー23は常に加熱された状態に維持されるため、本実施形態でも第2の実施形態と同様の効果が得られる。
ステップS22では、式1のA,B,D,Eとして、事前に登録した画素位置が用いられる。第2の素子基板C2の目標位置は事前に登録された画素位置に基づき算出されるため、第2の素子基板C2をフィンガー23で把持したら、直ちに支持基板1に対する位置決め(ステップS24)を行うことができる。すなわち、本実施形態では、他の第2の素子基板C2’の加熱前後の基準点の位置が予め検出され、登録ないし記憶され、他の第2の素子基板C2’の加熱前後の基準点の位置の差に基づいて第2の素子基板C2の膨張量が予め演算(予測)される。なお、第2の素子基板C2の膨張量を予め演算し、マウンタ10のメモリに登録し、ステップS23において、マウンタ10のメモリに登録した第2の素子基板C2の膨張量を読み出すこともできる。この方法は、多数の素子基板Cを連続して支持基板1に接合するときにその都度演算を行う必要がないため、効果的である。
In the present embodiment, as in the second embodiment, before executing the flow shown in FIG. 1, steps S1 to S1 in FIG. 1 are performed on the other first and second element substrates C1 ′ and C2 ′ in advance. S7 is executed. Then, the X-direction pixel position 72x and the Y-direction pixel position 82x of the alignment mark 3b obtained with respect to the other second element substrate C2 ′ are registered or stored as parameters in the memory of the mounter 10. In the present embodiment, the steps after step S21 are further performed on the other second element substrate C2 ′ in advance, and the detection is performed in a state where the second temperature, that is, the other second element substrate C2 ′ is expanded. The registered pixel position of the alignment mark 3a is also registered. Thereafter, the first element substrate C1 and the second element substrate C2 are bonded to the support substrate 1 according to the flow shown in FIG. However, at step S7, since the pixel position of the alignment mark 3b of the other second element substrate C2 ′ registered as a parameter is read from the mounter 10, execution of step S7 is unnecessary. Therefore, since the finger 23 is always maintained in a heated state, the same effect as that of the second embodiment can be obtained in this embodiment.
In step S22, pixel positions registered in advance are used as A, B, D, and E in Equation 1. Since the target position of the second element substrate C2 is calculated based on the pixel position registered in advance, when the second element substrate C2 is gripped by the finger 23, the positioning with respect to the support substrate 1 is performed immediately (step S24). Can do. That is, in this embodiment, the position of the reference point before and after heating of the other second element substrate C2 ′ is detected and registered or stored in advance, and the reference point before and after heating of the other second element substrate C2 ′ is detected. The expansion amount of the second element substrate C2 is calculated (predicted) in advance based on the position difference. The expansion amount of the second element substrate C2 can be calculated in advance and registered in the memory of the mounter 10, and the expansion amount of the second element substrate C2 registered in the memory of the mounter 10 can be read in step S23. This method is effective because it is not necessary to perform calculation each time a large number of element substrates C are joined to the support substrate 1 in succession.

図9は、ステップS6で傾きが調整された、図8に示す第2の素子基板Cのアライメントマーク3a,3bの一例を表している。図9(a)は、第2の素子基板Cが常温の状態、図9(b)は、第2の素子基板Cが100℃に加熱された状態を示している。常温では、アライメントマーク3aはX方向画素位置90xで、アライメントマーク3bはX方向画素位置100xで検出されている。Y方向画素位置に関しては、アライメントマーク3a,3bとも同じY方向画素位置90yで検出されている。100℃に加熱した後の第2の素子基板C2のアライメントマーク3aはX方向画素位置91x及びY方向画素位置91yで、アライメントマーク3bはX方向画素位置101x及びY方向画素位置101yで検出されている。Y方向画素位置91yはY方向画素位置101yより小さな値となっており(Y座標は上向きがプラス)、これより第2の素子基板C2の膨張量が左右では異なることが分かる。この場合、ステップS6の傾き調整では、アライメントマーク3a,3bを同じY方向画素位置となるように調整するのではなく、Y方向画素位置の差がY方向画素位置91yとY方向画素位置101yの差と同じとなるように調整するのが好ましい。これによって、第2の素子基板C2を加熱した際に、第2の素子基板C2の左右で膨張量が異なる場合においても、常温に戻った際には第2の素子基板Cが支持基板1の所望の位置に位置することができるため、高品位な画像出力が可能となる。   FIG. 9 shows an example of the alignment marks 3a and 3b of the second element substrate C shown in FIG. 8 whose inclination is adjusted in step S6. FIG. 9A shows a state in which the second element substrate C is at room temperature, and FIG. 9B shows a state in which the second element substrate C is heated to 100 ° C. At normal temperature, the alignment mark 3a is detected at the X-direction pixel position 90x, and the alignment mark 3b is detected at the X-direction pixel position 100x. Regarding the Y-direction pixel position, both the alignment marks 3a and 3b are detected at the same Y-direction pixel position 90y. The alignment mark 3a of the second element substrate C2 after being heated to 100 ° C. is detected at the X direction pixel position 91x and the Y direction pixel position 91y, and the alignment mark 3b is detected at the X direction pixel position 101x and the Y direction pixel position 101y. Yes. The Y-direction pixel position 91y has a smaller value than the Y-direction pixel position 101y (the Y coordinate has a positive upward direction), and it can be seen from this that the expansion amount of the second element substrate C2 is different on the left and right. In this case, in the tilt adjustment in step S6, the alignment marks 3a and 3b are not adjusted so as to have the same Y-direction pixel position, but the difference between the Y-direction pixel position is the difference between the Y-direction pixel position 91y and the Y-direction pixel position 101y. It is preferable to adjust so as to be the same as the difference. As a result, when the second element substrate C2 is heated and the expansion amount differs between the left and right sides of the second element substrate C2, the second element substrate C is attached to the support substrate 1 when the temperature returns to room temperature. Since it can be located at a desired position, high-quality image output is possible.

1 支持基板
4 液体吐出ヘッド
C1 第1の素子基板
C2 第2の素子基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support substrate 4 Liquid discharge head C1 1st element substrate C2 2nd element substrate

Claims (11)

加熱された素子基板を支持基板に配置し、前記素子基板と前記支持基板との間に介在する熱硬化性の接着剤を硬化させることによって、前記素子基板を前記支持基板に接合する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記素子基板の加熱時の第1の方向の膨張量に基づいて、前記加熱された素子基板の、前記支持基板における前記第1の方向の配置位置を決定することと、
加熱された前記素子基板を前記支持基板の前記配置位置に配置して、前記素子基板を前記支持基板に接合することと、を有し、
前記配置位置は、前記素子基板が加熱前の温度に戻ったときに、前記素子基板の基準点が、前記支持基板の前記第1の方向における所望の領域に位置するように決定される、液体吐出ヘッドの製造方法。
A liquid ejection head that bonds the element substrate to the support substrate by disposing a heated element substrate on the support substrate and curing a thermosetting adhesive interposed between the element substrate and the support substrate. A manufacturing method of
Determining an arrangement position of the heated element substrate in the first direction on the support substrate based on an amount of expansion in the first direction when the element substrate is heated;
Arranging the heated element substrate at the arrangement position of the support substrate, and bonding the element substrate to the support substrate;
The arrangement position is determined such that a reference point of the element substrate is positioned in a desired region in the first direction of the support substrate when the element substrate returns to a temperature before heating. Manufacturing method of the discharge head.
加熱された前記素子基板を前記支持基板の前記配置位置に配置することは、前記基準点を、前記膨張量に基づき求められた前記支持基板の目標位置に配置することを含む、請求項1に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The disposing the heated element substrate at the disposition position of the support substrate includes disposing the reference point at a target position of the support substrate determined based on the expansion amount. A method for manufacturing the liquid discharge head described above. 前記目標位置は、前記支持基板に既に接合された素子基板の基準点に対する相対的な位置として求められる、請求項2に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 2, wherein the target position is obtained as a relative position with respect to a reference point of an element substrate already bonded to the support substrate. 前記素子基板の前記基準点と前記既に接合された素子基板の前記基準点は前記素子基板と前記既に接合された素子基板にそれぞれ形成されたアライメントマークである、請求項3に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   4. The liquid ejection head according to claim 3, wherein the reference point of the element substrate and the already bonded element substrate are alignment marks respectively formed on the element substrate and the already bonded element substrate. Manufacturing method. 前記素子基板の前記基準点と前記既に接合された素子基板の前記基準点の位置は画像処理によって検出される、請求項3または4に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   5. The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 3, wherein a position of the reference point of the element substrate and a position of the reference point of the already bonded element substrate is detected by image processing. 前記膨張量は、前記素子基板の加熱前後の前記基準点の位置を検出することと、前記基準点の加熱前後の位置の差に基づいて前記膨張量を演算することと、によって求められる、請求項1から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The expansion amount is obtained by detecting a position of the reference point before and after heating the element substrate and calculating the expansion amount based on a difference between positions of the reference point before and after heating. Item 6. The method for manufacturing a liquid discharge head according to any one of Items 1 to 5. 前記膨張量は、他の素子基板の加熱前の基準点の位置を予め検出することと、前記素子基板の加熱後の前記基準点の位置を検出することと、前記他の素子基板の加熱前の前記基準点と前記素子基板の加熱後の前記基準点の位置の差に基づいて前記膨張量を演算することと、によって求められる、請求項1から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The expansion amount is determined in advance by detecting the position of the reference point before heating the other element substrate, detecting the position of the reference point after heating the element substrate, and before heating the other element substrate. 6. The liquid ejection according to claim 1, wherein the liquid ejection is obtained by calculating the expansion amount based on a difference in position between the reference point and the reference point after the element substrate is heated. Manufacturing method of the head. 前記膨張量は、他の素子基板の加熱前後の基準点の位置を予め検出することと、前記他の素子基板の加熱前後の前記基準点の位置の差に基づいて前記膨張量を予め演算することと、によって求められる、請求項1から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The expansion amount is calculated in advance based on the detection of the position of the reference point before and after heating the other element substrate and the difference in the position of the reference point before and after the heating of the other element substrate. 6. The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein the liquid ejection head is obtained by: 前記素子基板は前記第1の方向と平行な長手方向と、第2の方向と平行な短手方向とを有し、前記素子基板の前記第2の方向の膨張量は前記第1の方向の膨張量を基に求められ、前記素子基板の前記第2の方向の配置位置は、前記素子基板が加熱前の温度に戻ったときに前記基準点が前記第2の方向における前記支持基板の所望の領域に位置するように決定される、請求項1から8のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The element substrate has a longitudinal direction parallel to the first direction and a short direction parallel to the second direction, and the expansion amount of the element substrate in the second direction is the same as the first direction. The arrangement position of the element substrate in the second direction is obtained based on the amount of expansion, and the arrangement position of the support substrate in the second direction when the element substrate returns to the temperature before heating is desired. The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 1, wherein the liquid ejection head is determined so as to be located in the region of the liquid ejection head. 前記加熱前の温度は前記液体吐出ヘッドの使用温度である、請求項1から9のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 1, wherein the temperature before the heating is a use temperature of the liquid discharge head. 加熱された素子基板を支持基板に配置し、前記素子基板と前記支持基板との間に介在する熱硬化性の接着剤を硬化させることによって、前記素子基板を前記支持基板に接合する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記素子基板を第1の温度から前記接着剤が硬化する第2の温度まで加熱することと、
前記第2の温度まで加熱された前記素子基板を、前記素子基板の基準点が前記支持基板の所定の位置に対して所定の位置関係となるように前記支持基板に配置して、前記素子基板を前記支持基板に接合することと、を有し、
前記所定の位置は、前記第1の温度において前記素子基板の前記基準点が位置すべき前記支持基板の上の位置であり、
前記所定の位置関係は、前記素子基板の温度が前記第1の温度まで戻ったときの前記基準点と前記所定の位置とのずれが、前記素子基板を前記第2の温度において前記基準点が前記所定の位置と一致するように接合した後、前記素子基板の温度が前記第1の温度まで戻ったときの前記基準点と前記所定の位置とのずれより小さくなるように決定される、液体吐出ヘッドの製造方法。
A liquid ejection head that bonds the element substrate to the support substrate by disposing a heated element substrate on the support substrate and curing a thermosetting adhesive interposed between the element substrate and the support substrate. A manufacturing method of
Heating the element substrate from a first temperature to a second temperature at which the adhesive cures;
The element substrate heated to the second temperature is disposed on the support substrate such that a reference point of the element substrate is in a predetermined positional relationship with a predetermined position of the support substrate, and the element substrate Bonding to the support substrate,
The predetermined position is a position on the support substrate where the reference point of the element substrate should be located at the first temperature,
The predetermined positional relationship is that when the temperature of the element substrate returns to the first temperature, a deviation between the reference point and the predetermined position indicates that the reference point at the second temperature After bonding so as to coincide with the predetermined position, the liquid is determined to be smaller than a deviation between the reference point and the predetermined position when the temperature of the element substrate returns to the first temperature. Manufacturing method of the discharge head.
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