JP2020131141A

JP2020131141A - Plotting method and plotting device

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Publication number: JP2020131141A
Application number: JP2019029406A
Authority: JP
Inventors: 光原田; Hikari Harada; 聡人遠藤; Akihito Endo
Original assignee: Kishu Giken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kishu Giken Kogyo Co Ltd
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2020-08-31

Abstract

To provide a plotting method and a device capable of amending plotting data in response to local strain and change in the shape of a flexible substrate.SOLUTION: First, a computer 9 creates position data for a desired pattern for plotting and position data for an alignment marker set at a position not overlapping the desired pattern. Next, an image of the alignment marker is extracted and a position of the marker is determined from a flexible substrate 2 which is placed on a stage 3 and deformed due to heat treatment and the like from an image captured by a camera 6. Next, the position data for the desired pattern is amended based on the position data of the alignment marker extracted from the first desired pattern and position data of the alignment marker and the image captured by the camera 6. A controller 8 plots a desired pattern on the flexible substrate 2 by discharging ink from a nozzle of an inkjet head 7 while moving the stage 3 by using the position data of the amended desired pattern.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドを用いてフレキシブル基板上に所望のパターンを描画する方法、およびその方法を採用した描画装置に関する。 The present invention relates to a method of drawing a desired pattern on a flexible substrate using a drop-on-demand type inkjet head, and a drawing apparatus using the method.

プリンテッドエレクトロニクス分野において、電子デバイスの製造プロセスとして主流になっているフォトリソグラフィの代替プロセスとして、ドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドを用いて所望のパターンを描画する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。 In the field of printed electronics, as an alternative process of photolithography, which has become the mainstream as a manufacturing process of electronic devices, a method of drawing a desired pattern using a drop-on-demand inkjet head has been proposed (for example, patent documents). 1).

フォトリソグラフィプロセスは、微細なパターンを高精細に形成することが可能であるが、非常に高価な装置を何種類も必要とする。これに対し、描画によってパターンを形成する方法は、電子デバイスの製造プロセスを安価な印刷技術によって置き換えることができるため、実用化に向けて開発が進められている。 The photolithography process is capable of forming fine patterns in high definition, but requires a number of very expensive devices. On the other hand, the method of forming a pattern by drawing can replace the manufacturing process of an electronic device with an inexpensive printing technique, and is therefore being developed for practical use.

一方、上述したプリンテッドエレクトロニクス分野において、ウェアラブルデバイスや凹凸のある基板を用いる場合には、フレキシブル基板に配線や抵抗等の電子デバイスを実装することが求められる。フレキシブル基板は、厚さ５０μｍ以下の極薄のベースフィルムの上に、所望のパターンとなる導体膜を形成した構造をしている。 On the other hand, in the above-mentioned printed electronics field, when a wearable device or an uneven substrate is used, it is required to mount an electronic device such as a wiring or a resistor on the flexible substrate. The flexible substrate has a structure in which a conductor film having a desired pattern is formed on an ultrathin base film having a thickness of 50 μm or less.

上述したフレキシブル基板に、インクジェットヘッドを用いて所望のパターンを描画する場合、最初に、カメラを用いて基板に印刷されたアライメント用マーカの位置を読み取る。次に、読み取ったマーカの位置データに基づいて、描画用パターンのデータを、オフセット、回転、拡大・縮小等の処理を施して座標変換して、描画用データを作成する。 When drawing a desired pattern on the above-mentioned flexible substrate using an inkjet head, first, the position of the alignment marker printed on the substrate is read by using a camera. Next, based on the read marker position data, the drawing pattern data is subjected to processing such as offset, rotation, enlargement / reduction, and coordinate conversion to create drawing data.

特開2014-144417号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-144417

「プリンテッドエレクトロニクスに向けた材料、プロセス技術の開発と最新事例」株式会社技術情報協会、2017年10月31日発刊、110頁"Development and Latest Cases of Materials and Process Technologies for Printed Electronics" Technical Information Association Co., Ltd., published on October 31, 2017, p. 110

上述した描画によって電子デバイスを製造するプロセスにおいては、基板にマーカを形成した後の熱処理や、保管中の温度・湿度の変化によってフレキシブル基板が変形する場合がある。 In the process of manufacturing an electronic device by drawing as described above, the flexible substrate may be deformed by heat treatment after forming a marker on the substrate or by a change in temperature and humidity during storage.

このような変形したフレキシブル基板に所望のパターンを描画した場合、描画用データで設定した位置との間にずれが生じ、設計時に想定した特性が得られないことから、描画用データを修正する必要がある。 When a desired pattern is drawn on such a deformed flexible substrate, there is a deviation from the position set in the drawing data, and the characteristics assumed at the time of design cannot be obtained. Therefore, it is necessary to correct the drawing data. There is.

描画用データの修正方法として、非特許文献１には、回路内の複数の回路のポイントあるいは複数のマーカを用いることで、樹脂フィルム基板の歪に応じて描画用データを修正する方法の概念が示されている。 As a method of correcting drawing data, Non-Patent Document 1 describes a concept of a method of correcting drawing data according to distortion of a resin film substrate by using points of a plurality of circuits in a circuit or a plurality of markers. It is shown.

しかし、上述したようなマーカ形成後の熱処理や保管中の温度・湿度の変化によってフレキシブル基板が変形した場合、基板に局所的な歪や形状変化が生じるため、非特許文献１に記載された描画データの修正方法では、高精度な位置合せが困難である。 However, when the flexible substrate is deformed due to the heat treatment after marker formation or the change in temperature / humidity during storage as described above, the substrate is locally distorted or changes in shape. Therefore, the drawing described in Non-Patent Document 1 is described. Highly accurate alignment is difficult with the data correction method.

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、フレキシブル基板の局所的な歪や形状変化に対応して描画用データを修正できる描画方法および装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a drawing method and an apparatus capable of correcting drawing data in response to local distortion and shape change of a flexible substrate. To do.

上記目的を達成するため、本発明に係る描画方法は、ドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドを用いてフレキシブル基板にインク滴を着弾させて、所望のパターンを描画する方法であって、下記のａ〜ｅのステップにより描画することを特徴とする。
（ａ）前記所望のパターンの位置データおよびアライメント用マーカの位置データを作成する。その際、当該アライメント用マーカは前記所望のパターンと重ならない位置に設定する。
（ｂ）前記フレキシブル基板の一方の面に、少なくとも前記アライメント用マーカを形成する。
（ｃ）前記アライメント用マーカが形成され、変形したフレキシブル基板をステージ上に載置した後、当該フレキシブル基板を上方からカメラで撮影し、撮影画像から前記アライメント用マーカの画像を抽出すると共に、マーカの位置を特定する。
（ｄ）前記当初の所望のパターンおよびアライメント用マーカの位置データ、ならびに前記撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データに基づいて、前記所望のパターンの位置データを修正する。
（ｅ）前記修正後の所望のパターンの位置データを用いて、前記インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出し、かつ前記ステージを、前記インクジェットヘッドに対して水平面内で相対的に移動させながら前記フレキシブル基板に所望のパターンを描画する。 In order to achieve the above object, the drawing method according to the present invention is a method of landing ink droplets on a flexible substrate using a drop-on-demand type inkjet head to draw a desired pattern. It is characterized by drawing by the step of e.
(A) The position data of the desired pattern and the position data of the alignment marker are created. At that time, the alignment marker is set at a position that does not overlap with the desired pattern.
(B) At least the alignment marker is formed on one surface of the flexible substrate.
(C) After the alignment marker is formed and the deformed flexible substrate is placed on the stage, the flexible substrate is photographed from above with a camera, an image of the alignment marker is extracted from the photographed image, and the marker is used. Identify the position of.
(D) The position data of the desired pattern is modified based on the position data of the initial desired pattern and the alignment marker and the position data of the alignment marker extracted from the captured image.
(E) Using the corrected position data of the desired pattern, the ink is ejected from the nozzle of the inkjet head, and the stage is moved relative to the inkjet head in a horizontal plane while being flexible. Draw the desired pattern on the substrate.

ここで、前記ステップａにおいて、前記フレキシブル基板上に設定された複数のアライメント用マーカのうち、ドロネー三角形を構成する３つのマーカをグループ化し、当該グループ化のデータを前記アライメント用マーカの位置データに関連付けることが好ましい。 Here, in step a, of the plurality of alignment markers set on the flexible substrate, three markers constituting the Delaunay triangle are grouped, and the grouping data is used as the position data of the alignment marker. It is preferable to associate.

また前記ステップｄにおいて、前記当初のアライメント用マーカの位置データと、前記撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データとの間の距離を算出し、最も近い距離にあるアライメント用マーカを、変形により前記当初のアライメント用マーカの位置がずれたものとして紐付けることが好ましい。 Further, in step d, the distance between the position data of the initial alignment marker and the position data of the alignment marker extracted from the captured image is calculated, and the alignment marker at the closest distance is deformed. It is preferable to associate the alignment markers as if they were displaced from each other.

また前記ステップｄにおいて、前記ドロネー三角形を構成する３つのアライメント用マーカＡ、Ｂ、Ｃの中心位置を頂点とする三角形の面積をＳ₀、三角形の２つの頂点と前記所望のパターンの任意の点Ｑで形成される小三角形の面積をｓ₀₁、ｓ₀₂、ｓ₀₃とし、前記フレキシブル基板の変形後の３つのマーカＡ、Ｂ、Ｃの中心の位置データを（ｘ_A、ｙ_A）、（ｘ_B、ｙ_B）、（ｘ_C、ｙ_C）としたとき、下記式（３）を用いて変形後のＱ点の位置データ（ｘ_Q、ｙ_Q）を求めて、前記所望のパターンの位置データを修正することが好ましい。 Further, in step d, the area of the triangle whose vertices are the center positions of the three alignment markers A, B, and C constituting the Delaunay triangle is S ₀ , the two vertices of the triangle and any point of the desired pattern. The areas of the small triangles formed by Q are s ₀₁ , s ₀₂ , and s _03, and the position data of the centers of the three markers A, B, and C after the deformation of the flexible substrate are (x _A , y _A ), ( When x _B , y _B ) and (x _C , y _C ) are used, the position data (x _Q , y _Q ) of the Q point after deformation is obtained using the following equation (3), and the desired pattern is obtained. It is preferable to correct the position data.

更に、前記アライメント用マーカとして円形、正多角形または十字形のマーカを用いることが好ましい。 Further, it is preferable to use a circular, regular polygonal or cross-shaped marker as the alignment marker.

また上記目的を達成する本発明に係る描画装置は、
フレキシブル基板を載置するステージと、
当該ステージを水平面内で移送する第１および第２のリニアガイドと、
前記ステージに載置されたフレキシブル基板を上方から撮影するカメラと、
ノズルからインクを吐出して前記フレキシブル基板にインク滴を着弾させるドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドと、
前記第１および第２のリニアガイド、ならびに前記インクジェットヘッドの動作を制御するコントローラと、
前記インクジェットヘッドによる前記フレキシブル基板への描画に必要なデータを作成するコンピュータと、を備え、
前記コンピュータは、
描画用の所望のパターンの位置データ、および前記所望のパターンと重ならない位置に設定されたアライメント用マーカの位置データを作成し、
前記カメラで撮影された画像から前記アライメント用マーカの画像を抽出すると共にマーカの位置を特定し、
前記当初の所望のパターンおよびアライメント用マーカの位置データ、ならびに前記撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データに基づいて、前記所望のパターンの位置データを修正し、
前記コントローラは、当該修正後の所望のパターンの位置データを用いて、前記ステージを移動させながら、前記インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して、前記フレキシブル基板に所望のパターンを描画することを特徴とする。 Further, the drawing apparatus according to the present invention that achieves the above object is
The stage on which the flexible board is placed and
The first and second linear guides that transfer the stage in the horizontal plane,
A camera that shoots the flexible substrate mounted on the stage from above,
A drop-on-demand inkjet head that ejects ink from a nozzle and lands ink droplets on the flexible substrate.
The first and second linear guides, and a controller that controls the operation of the inkjet head,
A computer that creates data necessary for drawing on the flexible substrate by the inkjet head is provided.
The computer
The position data of the desired pattern for drawing and the position data of the alignment marker set at a position that does not overlap with the desired pattern are created.
The image of the alignment marker is extracted from the image taken by the camera, and the position of the marker is specified.
The position data of the desired pattern is modified based on the position data of the initial desired pattern and the alignment marker and the position data of the alignment marker extracted from the captured image.
The controller is characterized in that, using the position data of the desired pattern after the modification, ink is ejected from the nozzle of the inkjet head while moving the stage to draw the desired pattern on the flexible substrate. And.

本発明に係る描画方法および装置によれば、フレキシブル基板の局所的な歪や形状変化に対応して描画用データを修正できるため、作成された機能性デバイスについて設計時に想定した特性が得られ、更に、基板に形成されたパッドや配線等との高精度な位置合せが可能となる。 According to the drawing method and apparatus according to the present invention, the drawing data can be corrected in response to the local distortion and shape change of the flexible substrate, so that the characteristics assumed at the time of designing the created functional device can be obtained. Further, it is possible to perform highly accurate alignment with the pads and wirings formed on the substrate.

本発明の実施の形態に係る描画装置のうち制御系を除く部材の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the schematic structure of the member excluding the control system in the drawing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る描画装置の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the drawing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 描画の対象となるフレキシブル基板の変形前後の形状を示した平面図である。It is a top view which showed the shape before and after deformation of the flexible substrate which is the object of drawing. フレキシブル基板の設計の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of design of a flexible substrate. グループ化されるアライメント用マーカの選定条件を説明する図である。It is a figure explaining the selection condition of the alignment marker to be grouped. フレキシブル基板へのマーカの形成を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the formation of a marker on a flexible substrate. 描画用位置データの修正と、その後の描画の流れを説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the correction of the drawing position data and the flow of drawing after that. 描画用位置データの修正方法を説明する図である。It is a figure explaining the correction method of the drawing position data. 星形の切込みが施されたフレキシブル基板の平面図である。It is a top view of a flexible substrate with a star-shaped notch.

以下、本発明の実施の形態に係る描画方法および装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the drawing method and the apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜描画装置の構成と各部の機能＞
最初に、本実施の形態に係る描画装置の構成と各部の機能を説明する。図１は、本実施の形態に係る描画装置のうち制御系を除く部材の概略構成を示した斜視図、図２は、同装置の制御系の構成を示したブロック図、図３は、描画の対象となるフレキシブル基板の変形前後の形状を示した平面図である。 <Configuration of drawing device and function of each part>
First, the configuration of the drawing apparatus and the functions of each part according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of members of the drawing device according to the present embodiment excluding the control system, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control system of the device, and FIG. 3 is a drawing. It is a top view which showed the shape before and after the deformation of the flexible substrate which is the object of.

本実施の形態に係る描画装置１は、フレキシブル基板２を載置するステージ３、ステージ３を水平面内で移送する第１および第２のリニアガイド４および５、ステージ３に載置されたフレキシブル基板２を撮影するカメラ６、フレキシブル基板２にインクで機能性デバイスを描画するインクジェットヘッド７、描画装置１の各部の動作を制御するコントローラ８、ならびに描画に必要なデータを作成してコントローラ８に転送するコンピュータ９で構成されている。 The drawing device 1 according to the present embodiment includes a stage 3 on which the flexible substrate 2 is placed, first and second linear guides 4 and 5 for transferring the stage 3 in a horizontal plane, and a flexible substrate mounted on the stage 3. A camera 6 for photographing 2, an inkjet head 7 for drawing a functional device with ink on a flexible substrate 2, a controller 8 for controlling the operation of each part of the drawing device 1, and data necessary for drawing are created and transferred to the controller 8. It is composed of a computer 9.

図１において、第１のリニアガイド４、カメラ６およびインクジェットヘッド７は、取付部材を介して図示しない描画装置１のベースに固定されているが、煩雑さを避けるため、取付部材およびベースは省略している。また各構成部材は、ボルトやナット等の周知の締結部材を用いて組み立てられている。 In FIG. 1, the first linear guide 4, the camera 6, and the inkjet head 7 are fixed to the base of a drawing device 1 (not shown) via a mounting member, but the mounting member and the base are omitted in order to avoid complication. are doing. Further, each component member is assembled by using a well-known fastening member such as a bolt or a nut.

描画装置１の構成について説明する前に、機能性デバイスが描画されるフレキシブル基板２および描画用のインクについて説明する。 Before explaining the configuration of the drawing device 1, the flexible substrate 2 on which the functional device is drawn and the ink for drawing will be described.

フレキシブル基板２は、薄膜状の絶縁体であるベースフィルムの上に導体箔を接着したものであり、ベースフィルムには、ポリイミド等の薄くて柔らかいフィルムが用いられている。 The flexible substrate 2 is formed by adhering a conductor foil on a base film which is a thin film insulator, and a thin and soft film such as polyimide is used as the base film.

そして、ベースフィルムに接着した導体箔を、フォトリソグラフィプロセスを用いて加工して配線や電極用のパッドを形成した後、ＬＳＩ、抵抗、コンデンサ等の電子部品を実装している。 Then, the conductor foil adhered to the base film is processed by using a photolithography process to form pads for wiring and electrodes, and then electronic components such as LSIs, resistors, and capacitors are mounted.

フレキシブル基板２は、薄く柔らかいため屈曲させることが可能であり、しかも曲げても電気的特性が変わらないため、可動部分や折り曲げ部に使用される。最近では、これらの性質を利用してウェアラブルデバイスにも使用されるようになってきている。 Since the flexible substrate 2 is thin and soft, it can be bent, and since its electrical characteristics do not change even when it is bent, it is used for a movable portion and a bent portion. Recently, it has come to be used for wearable devices by taking advantage of these properties.

描画装置１では、上述したフレキシブル基板２をステージ３上に載置した状態で、インクジェットヘッド７からインクを吐出して、基板２上に機能性デバイスを形成する。本実施の形態では、機能性デバイスとして、溶媒に分散質として導電性の微粒子を加えた分散系のインクを用いて導電性薄膜を形成している。 In the drawing device 1, in a state where the above-mentioned flexible substrate 2 is placed on the stage 3, ink is ejected from the inkjet head 7 to form a functional device on the substrate 2. In the present embodiment, as a functional device, a conductive thin film is formed by using a dispersion-type ink in which conductive fine particles are added as a dispersoid to a solvent.

そしてドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッド７を用い、ステージ３をヘッド７に対して水平面内で相対的に移動させながら、ノズルからインクを吐出することにより、基板２上にインクを着弾させて所望のパターンを描画している。 Then, using the drop-on-demand type inkjet head 7, the ink is landed on the substrate 2 by ejecting the ink from the nozzle while moving the stage 3 relative to the head 7 in the horizontal plane, which is desired. I'm drawing a pattern.

基板上に被弾したインクは、ステージ３に取り付けられたヒータによって加熱させることにより分散媒が蒸発して、分散質である導電性微粒子が固まって導電性薄膜が形成される。所望のパターンの描画工程については、後に図面を参照して詳述する。 When the ink hit on the substrate is heated by a heater attached to the stage 3, the dispersion medium evaporates, and the conductive fine particles as dispersoids solidify to form a conductive thin film. The drawing process of the desired pattern will be described in detail later with reference to the drawings.

次に、各部材の構成と機能を説明する。ステージ３は、フレキシブル基板２を載置した状態で描画を行うものであり、直方体状のステージ本体３１の上面には吸着パッド３２が取り付けられている。吸着パッド３２は、微細な孔を有する多孔質セラミックで作製され、裏面側から吸引ポンプ３３（図２参照）で吸引することにより、フレキシブル基板２を吸着パッドの上面に吸着させる。フレキシブル基板２は吸着パッド３２によってステージ３の上面に吸着された状態で移送され、描画が行われる。 Next, the configuration and function of each member will be described. The stage 3 is for drawing with the flexible substrate 2 placed on it, and a suction pad 32 is attached to the upper surface of the rectangular parallelepiped stage main body 31. The suction pad 32 is made of a porous ceramic having fine pores, and the flexible substrate 2 is sucked onto the upper surface of the suction pad by sucking from the back surface side with a suction pump 33 (see FIG. 2). The flexible substrate 2 is transferred in a state of being attracted to the upper surface of the stage 3 by the suction pad 32, and drawing is performed.

図１では隠れているが、ステージ本体３１の下部にはヒータ３４と温度センサ３５（図２参照）が設置されており、描画中、フレキシブル基板２を所定の温度に保持し、基板２の表面に付着したインクの分散質を蒸発させてインクの固化を促進している。 Although hidden in FIG. 1, a heater 34 and a temperature sensor 35 (see FIG. 2) are installed in the lower part of the stage body 31 to hold the flexible substrate 2 at a predetermined temperature during drawing, and the surface of the substrate 2 The dispersoid of the ink adhering to the ink is evaporated to promote the solidification of the ink.

ステージ３の下方には第１および第２のリニアガイド４および５が、互いに直交する方向に配置されている。第１のリニアガイド４は、Ｘ軸方向に延在するガイド本体４０、ガイド本体４０に支持された案内レール４１、スライダ４２およびモータ４３で構成されている。案内レール４１の下方には、ボールネジ（図示せず）が設置されており、モータ４３によってボールネジを回転させることにより、スライダ４２は案内レール４１に沿ってＸ軸方向に移送される。 Below the stage 3, the first and second linear guides 4 and 5 are arranged in directions orthogonal to each other. The first linear guide 4 is composed of a guide main body 40 extending in the X-axis direction, a guide rail 41 supported by the guide main body 40, a slider 42, and a motor 43. A ball screw (not shown) is installed below the guide rail 41, and the slider 42 is transferred in the X-axis direction along the guide rail 41 by rotating the ball screw by the motor 43.

第１のリニアガイド４のスライダ４２の上部には、第２のリニアガイドの案内レール５１が、Ｙ軸方向に取り付けられている。第２のリニアガイド５は、第１のリニアガイドと同様に、ガイド本体５０、案内レール５１、スライダ５２およびモータ５３で構成されており、案内レール５１の下方に設置されたボールネジ（図示せず）を、モータ５３によって回転させることにより、スライダ５２は案内レール５１に沿ってＹ軸方向に移送される。 A guide rail 51 of the second linear guide is attached to the upper portion of the slider 42 of the first linear guide 4 in the Y-axis direction. Like the first linear guide, the second linear guide 5 is composed of a guide main body 50, a guide rail 51, a slider 52, and a motor 53, and is a ball screw (not shown) installed below the guide rail 51. ) Is rotated by the motor 53, so that the slider 52 is transferred along the guide rail 51 in the Y-axis direction.

第１のリニアガイド４のモータ４３の回転軸には、モータの回転数を検出するロータリー型のエンコード４４（図２参照）が取り付けられ、第２のリニアガイド５のモータ５３の回転軸には、同様にロータリー型のエンコード５４（図２参照）が取り付けられている。また第２のリニアガイド５のスライダ５２の上面にはステージ３が固定されている。 A rotary type encode 44 (see FIG. 2) for detecting the rotation speed of the motor is attached to the rotation shaft of the motor 43 of the first linear guide 4, and the rotation shaft of the motor 53 of the second linear guide 5 is attached. Similarly, a rotary type encoding 54 (see FIG. 2) is attached. A stage 3 is fixed to the upper surface of the slider 52 of the second linear guide 5.

従って、エンコード４４および５４で検出した回転数に基づいてスライダ４２および５２の移動量を制御することにより、スライダ５２に固定されたステージ３の位置および移動距離を調節することができる。 Therefore, by controlling the movement amount of the sliders 42 and 52 based on the rotation speeds detected by the encodings 44 and 54, the position and the movement distance of the stage 3 fixed to the slider 52 can be adjusted.

ステージ３の上方に設置されたカメラ６は、ステージ３に載置されたフレキシブル基板２を撮影するものであり、フレキシブル基板２に形成されたアライメント用マーカ２３の二次元位置データを取得するために用いられる。カメラ６による位置データの取得については、後に図面を用いて詳述する。 The camera 6 installed above the stage 3 photographs the flexible substrate 2 mounted on the stage 3, and is used to acquire the two-dimensional position data of the alignment marker 23 formed on the flexible substrate 2. Used. The acquisition of position data by the camera 6 will be described in detail later with reference to the drawings.

インクジェットヘッド７は、下面にインク吐出用のノズルが形成されたヘッド部７１、インクを収容するリザーバ７２、ヘッド部７１を支持すると共に、リザーバ７２のインクをヘッド部７１に移送する接続部７３で構成されている。図２に示すように、ヘッド部７１には駆動信号を出力する駆動部７４が内蔵され、また接続部７３には、ヘッド部７１に供給されるインクの圧力を調節するポンプ７５と圧力センサ７６が内蔵されている。 The inkjet head 7 is a connection portion 73 that supports a head portion 71 having a nozzle for ejecting ink formed on the lower surface thereof, a reservoir 72 that stores ink, and a head portion 71, and transfers ink from the reservoir 72 to the head portion 71. It is configured. As shown in FIG. 2, the head unit 71 has a built-in drive unit 74 that outputs a drive signal, and the connection unit 73 includes a pump 75 and a pressure sensor 76 that adjust the pressure of the ink supplied to the head unit 71. Is built-in.

インクジェットヘッド７からのインクの吐出と第１および第２のリニアガイド４、５によるステージ３の移送とを連動させることにより、ステージ３に載置されたフレキシブル基板２にインクで所望のパターンを描画することができる。 By linking the ejection of ink from the inkjet head 7 and the transfer of the stage 3 by the first and second linear guides 4 and 5, a desired pattern is drawn with ink on the flexible substrate 2 mounted on the stage 3. can do.

なお、本実施の形態では、ドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッドとして圧電振動方式のヘッドを採用したが、加熱気化方式など、インク吐出方式が異なる他のインクジェットヘッドを用いてもよい。 In the present embodiment, the piezoelectric vibration type head is adopted as the drop-on-demand type inkjet head, but other inkjet heads having different ink ejection methods such as the heating vaporization method may be used.

同様に、本実施の形態では、インク吐出面に１つのノズルが形成されたインクジェットヘッドを用いたが、描画するパターンによっては、複数のノズルが直線状に配置されたヘッドを用いてもよい。 Similarly, in the present embodiment, an inkjet head having one nozzle formed on the ink ejection surface is used, but a head in which a plurality of nozzles are linearly arranged may be used depending on the pattern to be drawn.

コントローラ８は、第１および第２のリニアガイド４、５、ならびにインクジェットヘッド７の動作を制御するもので、コンピュータ９で作成された描画用データに基づいて描画装置１の各部材を動作させて、フレキシブル基板２に所望のパターンを描画する。 The controller 8 controls the operations of the first and second linear guides 4, 5 and the inkjet head 7, and operates each member of the drawing device 1 based on the drawing data created by the computer 9. , A desired pattern is drawn on the flexible substrate 2.

図示しないが、コントローラ８はＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭで構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムを読み出してＣＰＵで実行することにより、求められる機能を実現している。 Although not shown, the controller 8 is composed of a CPU, a ROM, and a RAM, and realizes a required function by reading a program stored in the ROM and executing the controller 8 on the CPU.

コンピュータ９は、描画に必要なデータを作成してコントローラ８に送信するものであり、通常は、パーソナルコンピュータを用いて実現される。コンピュータ９は、制御部９１、画像認識部９２、演算部９３、入力・表示部９４および記憶部９５で構成されている。 The computer 9 creates data necessary for drawing and transmits it to the controller 8, and is usually realized by using a personal computer. The computer 9 is composed of a control unit 91, an image recognition unit 92, a calculation unit 93, an input / display unit 94, and a storage unit 95.

これらのうち制御部９１、画像認識部９２および演算部９３の機能は、記憶部９５に記憶されたプログラムを読み出して、図示しないＣＰＵで実行することにより実現される。また記憶部９５には、予め作成された所望のパターンの位置データおよびアライメント用マーカの位置データが記憶されている。これらの位置データは、コンピュータ９を用いて作成してもよいし、他のコンピュータを用いて作成したデータを記憶部９５に記憶させてもよい。 Of these, the functions of the control unit 91, the image recognition unit 92, and the calculation unit 93 are realized by reading the program stored in the storage unit 95 and executing it on a CPU (not shown). Further, the storage unit 95 stores the position data of a desired pattern and the position data of the alignment marker created in advance. These position data may be created by using the computer 9, or the data created by using another computer may be stored in the storage unit 95.

制御部９１は、記憶部９５に格納された描画用パターンの位置データを読み出してコントローラ８に送信する。コントローラ８は、制御部９１から転送された描画用データに基づいて第１、第２リニアガイドおよびインクジェットヘッド７を駆動して、ステージ３に載置されたフレキシブル基板２にインクで所望のパターンを描画する。 The control unit 91 reads out the position data of the drawing pattern stored in the storage unit 95 and transmits it to the controller 8. The controller 8 drives the first and second linear guides and the inkjet head 7 based on the drawing data transferred from the control unit 91, and applies a desired pattern to the flexible substrate 2 mounted on the stage 3 with ink. draw.

画像認識部９２は、記憶部９５から読み出された画像認識用のソフトウェアを用いて、カメラ６で撮影された画像からアライメント用マーカ２３の画像を抽出すると共に、マーカの中心位置のデータを特定する。特定された中心位置のデータはマーカの位置データとして、一旦、記憶部９５に格納される。 The image recognition unit 92 extracts the image of the alignment marker 23 from the image taken by the camera 6 by using the image recognition software read from the storage unit 95, and identifies the data of the center position of the marker. To do. The specified center position data is temporarily stored in the storage unit 95 as marker position data.

演算部９３は、記憶部９５に当初から記憶されたアライメント用マーカの位置データと、画像認識部９２で作成された、カメラ６の画像に基づくアライメント用マーカの位置データに基づいて、描画用パターンの位置データを修正する。演算部９３で修正された描画用パターンの位置データは記憶部９５に格納された後、制御部９１の指示に従って読み出され、コントローラ８に転送される。 The calculation unit 93 draws a pattern based on the position data of the alignment marker stored in the storage unit 95 from the beginning and the position data of the alignment marker based on the image of the camera 6 created by the image recognition unit 92. Correct the position data of. The position data of the drawing pattern corrected by the calculation unit 93 is stored in the storage unit 95, read out according to the instruction of the control unit 91, and transferred to the controller 8.

入力・表示部９４は、キーボードやタッチパネル式の液晶ディスプレイで構成され、各構成部材の制御に必要なデータを入力するために用いられ、また修正されたパターンおよびマーカの位置データを表示するために用いられる。 The input / display unit 94 is composed of a keyboard or a touch panel type liquid crystal display, is used for inputting data necessary for controlling each component, and is used for displaying corrected pattern and marker position data. Used.

記憶部９５は、ハードディスクドライブ、またはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成され、修正前および修正後の描画用パターンの位置データや描画装置の制御に必要なデータが格納される。 The storage unit 95 is composed of a hard disk drive or a non-volatile memory such as a flash memory, and stores position data of a drawing pattern before and after modification and data necessary for controlling a drawing device.

図示しないが、描画装置１はケーブルを介して外部の商用電源に接続されており、各部に駆動用の電力が供給される。 Although not shown, the drawing device 1 is connected to an external commercial power source via a cable, and power for driving is supplied to each part.

次に、前述の図１〜図３ならびに図４、図６および図７のフローチャートを参照して、本発明に係る描画方法について説明する。 Next, the drawing method according to the present invention will be described with reference to the above-mentioned flowcharts of FIGS. 1 to 3 and 4, 6, and 7.

本発明は、ドロップオンデマンド方式のインクジェットヘッド７を用いてフレキシブル基板２にインク滴を着弾させて所望のパターンを描画するもので、下記の各ステップによりパターンを描画するものである。 In the present invention, an ink droplet is landed on a flexible substrate 2 using a drop-on-demand type inkjet head 7 to draw a desired pattern, and the pattern is drawn by each of the following steps.

最初に、描画用の所望のパターンの位置データおよびアライメント用マーカの位置データを作成する。その際、アライメント用マーカは所望のパターンと重ならない位置に設定する。 First, the position data of the desired pattern for drawing and the position data of the alignment marker are created. At that time, the alignment marker is set at a position that does not overlap with the desired pattern.

次に、フレキシブル基板２に、フォトリソグラフィプロセス等により、アライメント用マーカ２３、および必要に応じて配線や電極用パッドを形成する。 Next, the alignment marker 23 and, if necessary, wiring and electrode pads are formed on the flexible substrate 2 by a photolithography process or the like.

フォトリソグラフィプロセス後の熱処理等により変形したフレキシブル基板２をステージ３上に載置した後、上方からカメラ６で撮影し、撮影画像からアライメント用マーカ２３の画像を抽出すると共に、マーカの位置を特定する。 After the flexible substrate 2 deformed by heat treatment or the like after the photolithography process is placed on the stage 3, the image of the alignment marker 23 is extracted from the photographed image by the camera 6 from above, and the position of the marker is specified. To do.

次に、当初の所望のパターンおよびアライメント用マーカの位置データ、ならびに撮影画像から抽出したアライメント用マーカの位置データに基づいて、所望のパターンの位置データを修正する。 Next, the position data of the desired pattern is modified based on the position data of the initial desired pattern and the alignment marker and the position data of the alignment marker extracted from the captured image.

最後に、修正後の所望のパターンの位置データを用いて、インクジェットヘッド７のノズルからインクを吐出すると共に、ステージ３をインクジェットヘッド７に対して水平面内で相対的に移動させながら、フレキシブル基板２に所望のパターンを描画する。以下、上述した本発明に係る描画方法の各ステップについて具体的に説明する。 Finally, using the corrected position data of the desired pattern, the flexible substrate 2 is ejected from the nozzle of the inkjet head 7 and the stage 3 is moved relative to the inkjet head 7 in a horizontal plane. Draw the desired pattern on. Hereinafter, each step of the drawing method according to the present invention described above will be specifically described.

＜描画用パターンおよびアライメント用マーカのデータ作成＞
最初に、図４のフローチャートに基づいて、描画用パターンとアライメント用マーカのデータを作成する。具体的には、コンピュータ９の演算部９３を用いて描画用パターンおよびアライメント用マーカの位置データを作成する。 <Create data for drawing patterns and alignment markers>
First, data of a drawing pattern and an alignment marker are created based on the flowchart of FIG. Specifically, the calculation unit 93 of the computer 9 is used to create the position data of the drawing pattern and the alignment marker.

本実施の形態では、図３（ａ）に示す長方形のフレキシブル基板２に、インクジェットヘッド７を用いて、所望のパターンである線状の導電性薄膜２２を形成する場合を想定している。導電性薄膜２２は、インクジェットヘッド７のノズルから吐出されたインク滴を、基板２上に一部が重なるように付着させることによって形成する。導電性薄膜２２の形成方法については、特許文献１に詳述されている。 In the present embodiment, it is assumed that a linear conductive thin film 22 having a desired pattern is formed on the rectangular flexible substrate 2 shown in FIG. 3A by using an inkjet head 7. The conductive thin film 22 is formed by adhering ink droplets ejected from a nozzle of an inkjet head 7 onto a substrate 2 so as to partially overlap. The method for forming the conductive thin film 22 is described in detail in Patent Document 1.

図３（ａ）の例では、フレキシブル基板２の長手方向両端部に電極用のパッド２１が形成され、かつ両端部がパッド２１に接触するように、導電性薄膜２２が直線状に形成されている。更に、パッド２１および導電性薄膜２２と重ならない位置に、アライメント用マーカ２３が形成されている。これらのうちパッド２１およびマーカ２３については、その後フォトグラフィプロセスによって形成し、導電性薄膜２２については描画によって形成する。 In the example of FIG. 3A, the electrode pads 21 are formed at both ends in the longitudinal direction of the flexible substrate 2, and the conductive thin film 22 is formed linearly so that both ends are in contact with the pads 21. There is. Further, the alignment marker 23 is formed at a position where it does not overlap with the pad 21 and the conductive thin film 22. Of these, the pad 21 and the marker 23 are subsequently formed by a photography process, and the conductive thin film 22 is formed by drawing.

ユーザは、最初に描画用の所望のパターンの位置データを作成する（ステップＳ１１）。具体的には、図３（ａ）に示すように、長方形のフレキシブル基板２の左下頂点を原点とし、水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸とする二次元座標を設定し、その上にフレキシブル基板２の各頂点およびパッドを配置する。 The user first creates position data of a desired pattern for drawing (step S11). Specifically, as shown in FIG. 3A, two-dimensional coordinates are set with the lower left apex of the rectangular flexible substrate 2 as the origin, the horizontal direction as the X-axis, and the vertical direction as the Y-axis, and above that. Each vertex and pad of the flexible substrate 2 are arranged.

次に、２つのパッド２１間を跨ぐように導電性薄膜２２を配置し、その位置を二次元座標で示す。このようにして所望のパターンの描画用位置データを作成する。 Next, the conductive thin film 22 is arranged so as to straddle between the two pads 21, and the position thereof is shown in two-dimensional coordinates. In this way, the drawing position data of the desired pattern is created.

次に、アライメント用マーカの位置データを作成する（ステップＳ１２）。具体的には、パッド２１および導電性薄膜２２と重ならない位置に３つ以上の円形のアライメント用マーカ２３を配置し、その位置を二次元座標で示す。 Next, the position data of the alignment marker is created (step S12). Specifically, three or more circular alignment markers 23 are arranged at positions that do not overlap with the pad 21 and the conductive thin film 22, and the positions are indicated by two-dimensional coordinates.

アライメント用マーカは、パターンの重心等によって座標上の位置を指し示すもので、本実施の形態では、認識のし易さおよび中心位置の特定のし易さを考慮して円形を採用したが、同様の趣旨で、正多角形のマーカを採用してもかまわない。更に、水平方向および垂直方向の傾きの情報を得られることから、十字形のマーカも有効である。 The alignment marker indicates the position on the coordinates by the center of gravity of the pattern or the like, and in the present embodiment, a circle is adopted in consideration of ease of recognition and ease of specifying the center position. For the purpose of, a regular polygonal marker may be adopted. Furthermore, a cross-shaped marker is also effective because information on the inclination in the horizontal direction and the vertical direction can be obtained.

次に、ステップＳ１２で作成されたマーカの位置データを、三角形の３つの頂点を構成するマーカによってグループ化し（ステップＳ１３）、グループ名を示すデータ（例えばｇ１、ｇ２---）を、それぞれの位置データに関連付ける。 Next, the position data of the markers created in step S12 is grouped by the markers constituting the three vertices of the triangle (step S13), and the data indicating the group name (for example, g1, g2 ---) is obtained for each. Associate with location data.

図３（ａ）に破線で示したように、導電性薄膜２２は、３つのマーカ２３を頂点とする三角形のいずれかに含まれる。逆に言えば、各マーカ２３は、導電性薄膜２２の全ての点が、マーカ２３を３つの頂点とするいずれかの三角形に含まれる位置に設定される。 As shown by the broken line in FIG. 3A, the conductive thin film 22 is included in any of the triangles having the three markers 23 as vertices. Conversely, each marker 23 is set at a position where all the points of the conductive thin film 22 are included in any of the triangles having the marker 23 as the three vertices.

図５を参照して、グループ化される３つのマーカの選定条件について説明する。図５において、白丸がマーカ、破線で示した直線が三角形の辺、実線で示した円が三角形の外接円、黒丸が円の中心を示す。 The selection conditions of the three markers to be grouped will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the white circle indicates the marker, the straight line indicated by the broken line indicates the side of the triangle, the circle indicated by the solid line indicates the circumscribed circle of the triangle, and the black circle indicates the center of the circle.

図に示すように、三角形の３つの頂点を構成するマーカ２３は、３つのマーカを通る円を描いたときに、その円の内部に他のマーカが入らないことを条件とする。このような三角形はドロネー三角形と呼ばれ、ドロネー三角形の頂点となる３つのマーカがグループ化される。 As shown in the figure, the marker 23 constituting the three vertices of the triangle is conditioned on the fact that when a circle passing through the three markers is drawn, no other marker is inside the circle. Such a triangle is called a Delaunay triangle, and three markers that are the vertices of the Delaunay triangle are grouped together.

ステップＳ１１で作成された描画パターンの位置データ、ならびにステップＳ１２、Ｓ１３で作成されたマーカの位置データおよびグループ化のデータは、その後、コンピュータ９の記憶部９５に一時的に格納される（ステップＳ１４）。 The position data of the drawing pattern created in step S11, the position data of the markers created in steps S12 and S13, and the grouping data are then temporarily stored in the storage unit 95 of the computer 9 (step S14). ).

＜マーカの形成＞
次に、図６のフローチャートを参照して、フレキシブル基板へのアライメント用マーカの形成について説明する。 <Formation of markers>
Next, the formation of the alignment marker on the flexible substrate will be described with reference to the flowchart of FIG.

ユーザは、コンピュータ９の記憶部９５から先に作成したデータのうち、パッド２１およびアライメント用マーカ２３の位置データを読み出す（ステップＳ２１）。 The user reads out the position data of the pad 21 and the alignment marker 23 from the data previously created from the storage unit 95 of the computer 9 (step S21).

続いてユーザは、読み出した位置データの基づき、フォトリソグラフィプロセスにより、基板２の銅箔をエッチングしてパッド２１およびアライメント用マーカ２３を形成する（ステップＳ２２）。フォトリソグラフィプロセスによるパッド等の形成については広く知られているため、説明を省略する。 Subsequently, the user etches the copper foil of the substrate 2 by the photolithography process based on the read position data to form the pad 21 and the alignment marker 23 (step S22). Since the formation of pads and the like by the photolithography process is widely known, the description thereof will be omitted.

＜描画用パターンのデータ修正と描画＞
次に、図７のフローチャートおよび図８の説明図を参照して、描画用パターンの位置データ修正とインクジェットヘッドによる描画について説明する。 <Data correction and drawing of drawing pattern>
Next, the position data correction of the drawing pattern and the drawing by the inkjet head will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 and the explanatory diagram of FIG.

前述したように、フレキシブル基板２にパッドやマーカを形成した後、基板に熱処理を施すが、その際に基板が歪み、更に、保管中の温度・湿度の変化によってもフレキシブル基板が変形する。その結果、導電性薄膜を描画する前に、基板２に局所的な歪や形状変化が生じる。 As described above, after the pads and markers are formed on the flexible substrate 2, the substrate is heat-treated. At that time, the substrate is distorted, and the flexible substrate is also deformed by changes in temperature and humidity during storage. As a result, local strain and shape change occur in the substrate 2 before drawing the conductive thin film.

そのように変形したフレキシブル基板２に、変形前の描画用データを用いて導電性薄膜２２を描画した場合、図３（ｂ）に実線で示したように、導電性薄膜２２の先端がパッド２１から離れて、電気的な接続ができなくなるため、設計時に想定した特性が得られない。 When the conductive thin film 22 is drawn on the flexible substrate 2 deformed in this way using the drawing data before the deformation, the tip of the conductive thin film 22 is the pad 21 as shown by the solid line in FIG. 3 (b). Since the electrical connection cannot be obtained away from the above, the characteristics expected at the time of design cannot be obtained.

そのような事態を避けるためには、図３（ｂ）に２点鎖線で示すように、描画する導電性薄膜２２のパターンを、基板２の変形に応じて修正する必要がある。本発明では、そのための手段として、フレキシブル基板２に印刷されたアライメント用マーカ２３の位置をカメラ６で撮影し、撮影画像から抽出したマーカ２３の位置データに基づいて、描画用パターンの位置データを修正している。以下、位置データの修正方法について、図７のフローチャートに従って説明する。 In order to avoid such a situation, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 3B, it is necessary to correct the pattern of the conductive thin film 22 to be drawn according to the deformation of the substrate 2. In the present invention, as a means for that purpose, the position of the alignment marker 23 printed on the flexible substrate 2 is photographed by the camera 6, and the position data of the drawing pattern is obtained based on the position data of the marker 23 extracted from the photographed image. I am fixing it. Hereinafter, the method of correcting the position data will be described with reference to the flowchart of FIG. 7.

最初に、ユーザは、導電性薄膜２２を描画するフレキシブル基板２を、描画装置１のステージ３上に載置する（ステップＳ３１）。前述したように、ステージ３の中央部は吸着パッド３２で構成され、吸引ポンプ３３（図２参照）で負圧に保たれているため、フレキシブル基板２はステージ３に吸着され、ステージ３の移送中、その位置が保たれる。 First, the user places the flexible substrate 2 on which the conductive thin film 22 is drawn on the stage 3 of the drawing device 1 (step S31). As described above, since the central portion of the stage 3 is composed of the suction pad 32 and is maintained at a negative pressure by the suction pump 33 (see FIG. 2), the flexible substrate 2 is sucked by the stage 3 and transferred to the stage 3. Inside, that position is maintained.

次に、カメラ６でフレキシブル基板２を上方から撮影する（ステップＳ３２）。撮影された画像はコンピュータ９に送られ、記憶部９５に一時的に格納される。 Next, the camera 6 photographs the flexible substrate 2 from above (step S32). The captured image is sent to the computer 9 and temporarily stored in the storage unit 95.

次に、コンピュータ９の画像認識部９２は、記憶部９５から基板２の撮影画像を読み出し、画像認識用のソフトウェアを用いて画像から円形のアライメント用マーカ２３の画像を抽出すると共に、マーカ２３の中心位置を特定してマーカの位置データを作成する（ステップＳ３３）。 Next, the image recognition unit 92 of the computer 9 reads the captured image of the substrate 2 from the storage unit 95, extracts the image of the circular alignment marker 23 from the image using the image recognition software, and also extracts the image of the circular alignment marker 23 from the image. The center position is specified and the marker position data is created (step S33).

図３（ｂ）に示すように、マーカ２３の各位置は、基板２の左下の頂点を原点とする二次元のｘ−ｙ座標で表される。作成されたマーカの位置データは、一時的に記憶部９５に格納される。なお、画像認識用ソフトウェアを用いてマーカの位置データを作成する方法は周知であるため、ここでは説明を省略する。 As shown in FIG. 3B, each position of the marker 23 is represented by two-dimensional xy coordinates with the lower left vertex of the substrate 2 as the origin. The position data of the created marker is temporarily stored in the storage unit 95. Since the method of creating the marker position data using the image recognition software is well known, the description thereof is omitted here.

次に、演算部９３は、記憶部９５に格納された当初の所望のパターンの位置データおよびアライメント用マーカの位置データ、ならびに画像認識部９２で作成された基板変形後のアライメント用マーカの位置データを読み出す（ステップＳ３４）。 Next, the calculation unit 93 includes the position data of the initial desired pattern and the position data of the alignment marker stored in the storage unit 95, and the position data of the alignment marker after the substrate deformation created by the image recognition unit 92. Is read (step S34).

続いて演算部９３は、カメラ６で撮影され、画像認識部９２で作成されたマーカの位置データと設計時のマーカの位置データとの紐付けを行う（ステップＳ３５）。 Subsequently, the calculation unit 93 associates the marker position data taken by the camera 6 and created by the image recognition unit 92 with the marker position data at the time of design (step S35).

図３（ｂ）に示すように、フレキシブル基板２には、５つのマーカ２３が印刷されている。カメラ６で撮影したマーカの位置データに基づいて描画用パターンの位置データを修正するためには、当初のマーカが基板変形後どの位置に移動したかを判定し、変形前のマーカと変形後のマーカの位置データの紐付けを行う必要がある。 As shown in FIG. 3B, five markers 23 are printed on the flexible substrate 2. In order to correct the position data of the drawing pattern based on the position data of the marker taken by the camera 6, it is determined to which position the original marker has moved after the substrate is deformed, and the marker before the deformation and the marker after the deformation are corrected. It is necessary to link the position data of the markers.

本実施の形態では、変形前（当初）のマーカの位置データと変形後のマーカの位置データの間の距離を算出し、最も近いマーカが変形後のマーカであるとして紐付けを行っている。図３（ａ）（ｂ）から明らかなように、フレキシブル基板２は、左側上部が左方向に変形し、これに伴って左側上部および左側中間部に印刷されたマーカが左方向にずれている。 In the present embodiment, the distance between the position data of the marker before (initially) deformation and the position data of the marker after deformation is calculated, and the closest marker is associated with the marker after deformation. As is clear from FIGS. 3 (a) and 3 (b), in the flexible substrate 2, the upper left side is deformed to the left, and the markers printed on the upper left side and the middle left side are displaced to the left. ..

演算部９３は、変形後の５つのマーカの位置と変形前（当初）の５つのマーカの位置との間の距離を算出し、距離が一番近いマーカ同志の位置データを紐付けている。 The calculation unit 93 calculates the distance between the positions of the five markers after the deformation and the positions of the five markers before the deformation (initially), and associates the position data of the markers with the closest distance.

次に、当初および変形後のマーカの位置データを用いて、描画用パターンの位置データを修正する（ステップＳ３６）。 Next, the position data of the drawing pattern is corrected by using the position data of the markers at the beginning and after the deformation (step S36).

図８を参照して、描画用パターンの位置データの修正方法を説明する。図８（ａ）は、基板２が変形する前のアライメント用マーカのうち３つのマーカＡ、Ｂ、Ｃと所望のパターンの任意の点Ｑとの位置関係を示した図、図８（ｂ）は、基板変形後の３つのマーカＡ〜Ｃと所望のパターンの点Ｑとの位置関係を示した図である。 A method of correcting the position data of the drawing pattern will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a diagram showing the positional relationship between the three markers A, B, and C among the alignment markers before the substrate 2 is deformed and the arbitrary point Q of the desired pattern, FIG. 8B. Is a diagram showing the positional relationship between the three markers A to C after the substrate is deformed and the point Q of the desired pattern.

図８（ａ）に示すように、設計時のアライメント用マーカＡ、Ｂ、Ｃの中心の位置データを（ｘ_a、ｙ_a）、（ｘ_b、ｙ_b）、（ｘ_c、ｙ_c）とする。３つのマーカを頂点とする三角形の面積をＳ₀、三角形の２つの頂点と所望のパターンの任意の点Ｑ（ｘ_q、ｙ_q）で形成される小三角形の面積をｓ₀₁、ｓ₀₂、ｓ₀₃とすると、Ｑ点の位置データ（ｘ_q、ｙ_q）は、下記式（１）で求められる。 Figure 8 (a), the design time of the alignment markers A, B, the position data of the center of the _{_{C (x a, y a)}} , (x b, y b), (x c, y c) And. The area of the triangle with the three markers as the vertices is S ₀ , and the area of the small triangle formed by the two vertices of the triangle and any point Q (x _q , y _q ) of the desired pattern is s ₀₁ , s ₀₂ , _Assuming that s ₀₃ , the position data (x _q , y _q ) of the Q point can be obtained by the following equation (1).

ここで、面積Ｓ₀、ｓ₀₁、ｓ₀₂、ｓ₀₃は、マーカＡ、Ｂ、Ｃの各点およびＱ点の二次元座標に基づいて算出する。

Here, the areas S ₀ , s ₀₁ , s ₀₂ , and s ₀₃ are calculated based on the two-dimensional coordinates of the points A, B, and C, and the points Q.

フレキシブル基板２の変形前の三角形の面積Ｓ₀および３つの小三角形の面積ｓ₀₁、ｓ₀₂、ｓ₀₃と、変形後の三角形の面積Ｓ₁および３つの小三角形の面積ｓ₁₁、ｓ₁₂、ｓ₁₃との間には、下記式（２）の関係がある。 The area of the triangle before deformation S ₀ and the area of three small triangles s ₀₁ , s ₀₂ , s _{03 of the} flexible substrate 2, the area of the triangle after deformation S ₁ and the area of three small triangles s ₁₁ , s ₁₂ , There is a relationship of the following equation (2) with s ₁₃ .

そこで、変形後の３つのマーカＡ、Ｂ、Ｃの中心の位置データを（ｘ_A、ｙ_A）、（ｘ_B、ｙ_B）、（ｘ_C、ｙ_C）としたとき、式（１）および式（２）を用いて変形後のＱ点の位置データ（ｘ_Q、ｙ_Q）を求めると、下記式（３）で表される。 Therefore, when the position data of the centers of the three markers A, B, and C after deformation are (x _A , y _A ), (x _B , y _B ), and (x _C , y _C ), the equation (1) And when the position data (x _Q , y _Q ) of the Q point after deformation is obtained using the equation (2), it is expressed by the following equation (3).

所望のパターンの全ての点の位置データを式（３）に基づいて算出すれば、修正された描画用パターンの位置データが得られる。修正された位置データは、一時的に記憶部９５に格納される。 If the position data of all the points of the desired pattern is calculated based on the equation (3), the corrected position data of the drawing pattern can be obtained. The corrected position data is temporarily stored in the storage unit 95.

最後に、制御部９１は、修正済の描画用パターンの位置データを記憶部９５から読み出し、コントローラ８に送信する。コントローラ８は、受信したデータに基づき、インクジェットヘッド７のノズルからインクを吐出して、フレキシブル基板２に所望のパターンを描画する（ステップＳ３７）。 Finally, the control unit 91 reads the corrected position data of the drawing pattern from the storage unit 95 and transmits it to the controller 8. Based on the received data, the controller 8 ejects ink from the nozzle of the inkjet head 7 and draws a desired pattern on the flexible substrate 2 (step S37).

以上説明したように、本発明に係る描画方法によれば、フレキシブル基板の局所的な歪や形状変化に対応して描画用データを修正できるため、基板に形成されたパッドや配線等との高精度な位置合せが可能となり、結果として、設計時に想定した特性の導電性薄膜が得られる。 As described above, according to the drawing method according to the present invention, the drawing data can be corrected in response to the local distortion and shape change of the flexible substrate, so that the height with which the pads and wirings formed on the substrate are high. Accurate alignment is possible, and as a result, a conductive thin film with the characteristics assumed at the time of design can be obtained.

なお、上述した実施の形態では、長方形のフレキシブル基板２に所望のパターンの導電性薄膜２２を描画する場合について説明したが、フレキシブル基板２の形状や描画の対象は、これらに限定されるものではない。 In the above-described embodiment, the case where the conductive thin film 22 having a desired pattern is drawn on the rectangular flexible substrate 2 has been described, but the shape of the flexible substrate 2 and the object of drawing are not limited to these. Absent.

例えば、フレキシブル基板２については、図９に記載したような星型に切込みが施され、歪が生じ易い形状については、特に効果を発揮する。更に描画の対象についても、導電性薄膜に限定されず、配線、抵抗体、コンデンサ等の各種機能デバイスの作成に適用できる。 For example, the flexible substrate 2 is particularly effective for a shape in which a star shape as shown in FIG. 9 is cut and distortion is likely to occur. Furthermore, the object of drawing is not limited to the conductive thin film, and can be applied to the creation of various functional devices such as wiring, resistors, and capacitors.

また上述した実施の形態では、ステージ３に載置されたフレキシブル基板２を第１、第２のリニアガイド４、５を用いて水平面内で移送したが、ステージ３を固定し、カメラ６およびインクジェットヘッド７を水平面内で移動させるように構成してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the flexible substrate 2 mounted on the stage 3 is transferred in a horizontal plane using the first and second linear guides 4 and 5, but the stage 3 is fixed and the camera 6 and the inkjet are used. The head 7 may be configured to move in a horizontal plane.

１描画装置
２フレキシブル基板
３ステージ
４、５リニアガイド
６カメラ
７インクジェットヘッド
８コントローラ
９コンピュータ
２１パッド
２２導電性薄膜
２３マーカ
３１ステージ本体
３２吸着パッド
３３吸引ポンプ
３４ヒータ
３５温度センサ
４０、５０ガイド本体
４１、５１案内レール
４２、５２スライダ
４３、５３モータ
４４、５４エンコーダ
７１ヘッド部
７２リザーバ
７３接続部
７４駆動部
７５ポンプ
７６圧力センサ
９１制御部
９２画像認識部
９３演算部
９４入力・表示部
９５記憶部 1 Drawing device 2 Flexible board 3 Stage 4, 5 Linear guide 6 Camera 7 Inkjet head 8 Controller 9 Computer 21 Pad 22 Conductive thin film 23 Marker 31 Stage body 32 Suction pad 33 Suction pump 34 Heater 35 Temperature sensor 40, 50 Guide body 41 , 51 Guide rail 42, 52 Slider 43, 53 Motor 44, 54 Encoder 71 Head part 72 Reservoir 73 Connection part 74 Drive part 75 Pump 76 Pressure sensor 91 Control unit 92 Image recognition unit 93 Calculation unit 94 Input / display unit 95 Storage unit

Claims

A drawing method in which ink droplets are landed on a flexible substrate using a drop-on-demand inkjet head to draw a desired pattern, which is characterized by drawing according to steps a to e below.
(A) The position data of the desired pattern and the position data of the alignment marker are created. At that time, the alignment marker is set at a position that does not overlap with the desired pattern.
(B) At least the alignment marker is formed on one surface of the flexible substrate.
(C) After the alignment marker is formed and the deformed flexible substrate is placed on the stage, the flexible substrate is photographed from above with a camera, an image of the alignment marker is extracted from the photographed image, and the marker is used. Identify the position of.
(D) The position data of the desired pattern is modified based on the position data of the initial desired pattern and the alignment marker and the position data of the alignment marker extracted from the captured image.
(E) Using the corrected position data of the desired pattern, the ink is ejected from the nozzle of the inkjet head, and the stage is moved relative to the inkjet head in a horizontal plane while being flexible. Draw the desired pattern on the substrate.

In step a, among the plurality of alignment markers set on the flexible substrate, three markers constituting the Delaunay triangle are grouped, and the grouping data is associated with the position data of the alignment markers. Item 1. The drawing method according to Item 1.

In step d, the distance between the position data of the initial alignment marker and the position data of the alignment marker extracted from the captured image is calculated, and the alignment marker at the closest distance is deformed. The drawing method according to claim 2, wherein the position of the initial alignment marker is associated with the misaligned one.

In step d, the area of the triangle whose vertices are the center positions of the three alignment markers A, B, and C constituting the Delaunay triangle is S ₀ , the two vertices of the triangle and any point Q of the desired pattern. The areas of the small triangles formed by are s ₀₁ , s ₀₂ , and s _03, and the position data of the centers of the three markers A, B, and C after the deformation of the flexible substrate are (x _A , y _A ), (x). _{When B} , y _B ) and (x _C , y _C ) are used, the position data (x _Q , y _Q ) of the Q point after deformation is obtained using the following equation (3), and the position of the desired pattern is obtained. The drawing method according to claim 3, wherein the data is modified.

The drawing method according to any one of claims 1 to 4, wherein a circular, regular polygonal, or cross-shaped marker is used as the alignment marker.

The stage on which the flexible board is placed and
The first and second linear guides that transfer the stage in the horizontal plane,
A camera that shoots the flexible substrate mounted on the stage from above,
A drop-on-demand inkjet head that ejects ink from a nozzle and lands ink droplets on the flexible substrate.
The first and second linear guides, and a controller that controls the operation of the inkjet head,
A computer that creates data necessary for drawing on the flexible substrate by the inkjet head is provided.
The computer
The position data of the desired pattern for drawing and the position data of the alignment marker set at a position that does not overlap with the desired pattern are created.
The image of the alignment marker is extracted from the image taken by the camera, and the position of the marker is specified.
The position data of the desired pattern is modified based on the position data of the initial desired pattern and the alignment marker and the position data of the alignment marker extracted from the captured image.
The controller is characterized in that, using the position data of the desired pattern after the modification, ink is ejected from the nozzle of the inkjet head while moving the stage, and the desired pattern is drawn on the flexible substrate. Drawing device.

The computer groups three markers constituting the Delaunay triangle among a plurality of alignment markers set on the flexible substrate, and adds the grouping data to the position data of the alignment markers. Item 6. The drawing apparatus according to item 6.

The computer calculates the distance between the position data of the initial alignment marker and the position data of the alignment marker extracted from the captured image, and deforms the alignment marker having the closest distance to the initial alignment marker. The drawing device according to claim 7, wherein the alignment markers are associated as if they are misaligned.

The computer sets the area of the triangle whose vertices are the center positions of the three alignment markers A, B, and C constituting the Delaunay triangle to S ₀ , the two vertices of the triangle, and any point Q of the desired pattern. The areas of the formed small triangles are s ₀₁ , s ₀₂ , and s _03, and the position data of the centers of the three markers A, B, and C after the deformation of the flexible substrate are (x _A , y _A ), (x _B ). , Y _B ), (x _C , y _C ), the position data (x _Q , y _Q ) of the Q point after deformation is obtained using the following equation (3), and the position data of the desired pattern is obtained. The drawing device according to claim 8, which is modified.