JP2021023906A - 液体材料塗布機構および液体材料塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曳糸性が大きい液体材料を、糸曳き跡の形成を抑制するように安定に高速塗布可能な液体材料塗布機構および液体材料塗布装置を提供する。【解決手段】塗布ユニット４は、塗布針２４と、液体材料容器２１と、加熱吸熱部としてのペルチェ素子３１と、温度調節器３３とを備える。塗布針２４は、加工対象材としての基板５に液体材料７０を塗布する。液体材料容器２１は、液体材料７０を収納保持し、底面に塗布針２４が貫通可能な貫通孔２５が形成されている。ペルチェ素子３１は、液体材料容器２１を加熱および吸熱可能である。温度調節器３３は、ペルチェ素子３１の温度を調節する。【選択図】図４

Description

本発明は液体材料塗布機構および液体材料塗布装置に関する。

ＲＦＩＤタグなどの微細な回路を印刷（塗布）方式で形成するプリンテッドエレクトロニクス技術が急速に発展してきている。プリンテッドエレクトロニクス技術において、塗布針を用いた方式は、広範囲の粘度の材料を用いて微細な塗布が可能な点で、その選択肢の一つである。

塗布針を用いて微細な塗布を行う方法として、特開２００７−２６８３５３号公報（特許文献１）に記載のような塗布ユニットを用いて行う方法がある。当該塗布ユニットにおいては、液体材料容器の底面に貫通孔が設けられる。貫通孔を上下方向に動くことが可能な、液体材料を塗布するための塗布針が配置される。塗布針の先端に付着した、液体材料容器内の液体材料が、塗布対象物である基板の表面に転写される。これにより、当該液体材料により形成される微細な回路のパターンの欠陥が修正できる。

また、パターンの欠陥の修正に用いられる液体材料は、その粘性がばらつき、結果として転写される量がばらつく可能性がある。このようなばらつきを低減するためには、液体材料容器内の液体材料を適正温度に保つことが重要であると考えられている。そこでたとえば実開平５−２２０６２号公報（特許文献２）には、液体材料を加熱または冷却することでその温度を調節する温度調節器を備える塗布装置が開示されている。

特開２００７−２６８３５３号公報 実開平５−２２０６２号公報

しかし、高分子材料を含む液体材料を高速塗布する場合、以下の問題が生じ得る。高分子材料を含む液体材料は、塗布針の先端が加工対象材である基板などの上に接触したあと引き上がる際に、液体材料が塗布針と基板との間の領域を長く糸状に延びる、いわゆる曳糸性を示すことがある。この場合、塗布針の先端が接触した基板上の位置からこれとは異なる次に塗布すべき基板上の位置へと移動する際に、基板の表面上に余分な液体材料の糸曳き跡を残す恐れがある。糸曳き跡の形成を防ぐためには、実開平５−２２０６２号公報のように液体材料の粘度を調節しただけでは不十分である。そもそも実開平５−２２０６２号公報では、液体材料の曳糸性および糸曳き跡の形成を防ぐ思想については何ら考慮されていない。また特開２００７−２６８３５３号公報においても、液体材料の曳糸性について考慮されていない。

本発明は上記の課題に鑑みなされたものである。その目的は、曳糸性が大きい液体材料を、糸曳き跡の形成を抑制するように安定に高速塗布可能な液体材料塗布機構および液体材料塗布装置を提供することである。

本開示に従った液体材料塗布機構は、塗布針と、液体材料容器と、加熱吸熱部と、温度調節器とを備える。塗布針は、加工対象材に液体材料を塗布する。液体材料容器は、液体材料を収納保持し、底面に塗布針が貫通可能な貫通孔が形成されている。加熱吸熱部は、液体材料容器を加熱および吸熱可能である。温度調節器は、加熱吸熱部の温度を調節する。

本開示に従った液体材料塗布機構は、液体材料容器が、加熱吸熱部および温度調節器が取り付けられるユニット固定治具をさらに備える。液体材料容器は、ユニット固定治具に対して着脱可能である。本開示に従った液体材料塗布装置は、上記のユニット固定治具を備える液体材料塗布機構と、加工対象材を保持する保持台とを備える。液体材料容器と加熱吸熱部とが保持されたユニット固定治具は、温度調節器によって液体材料の温度が調節される際には液体材料塗布機構に含まれる塗布ヘッド部から取り外された状態とすることが可能であり、液体材料が塗布される際には塗布ヘッド部に取り付けられた状態とすることが可能である。

本開示に従えば、貫通孔が形成された液体材料容器を加熱および吸熱可能な加熱吸熱部により、曳糸性が大きい液体材料を、糸曳き跡の形成を抑制するように安定に高速塗布できる。

本実施の形態に従った液体材料塗布装置の模式図である。 図１に示した液体材料塗布装置の塗布ユニットを示す模式図である。 図２に示した塗布ユニットのカム部材を説明するための模式図である。 実施の形態１における液体材料塗布機構に含まれる液体材料容器およびそれに隣接する領域の構成を示す概略断面図である。 図４の塗布ユニットから液体材料容器が取り外された態様を示す模式図である。 図４の塗布ユニットからユニット固定治具が取り外された態様を示す模式図である。 比較例における液体材料塗布装置の動作を説明するための模式図である。 比較例における液体材料塗布装置による液体材料の塗布時に基板の表面上に形成されるパターンを示す概略図である。 実施の形態２における液体材料塗布機構に含まれる液体材料容器およびそれに隣接する領域の構成を示す概略断面図である。 実施の形態２の変形例における液体材料塗布機構に含まれる液体材料容器およびそれに隣接する領域の構成を示す概略断面図である。 本実施の形態の塗布ユニットを含む液体材料塗布装置を用いて、液体材料の温度と曳糸性との関係を評価する際の評価基準を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお説明の便宜上、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が導入されている。

（はじめに）
後に繰り返すが、まず本実施の形態の特徴について概略的に説明する。図４を参照して、本実施の形態に係る本開示に従った液体材料塗布機構としての塗布ユニット４は、塗布針２４と、液体材料容器２１と、加熱吸熱部としてのペルチェ素子３１と、温度調節器３３とを備える。塗布針２４は、加工対象材としての基板５に液体材料７０を塗布する。液体材料容器２１は、液体材料７０を収納保持し、底面に塗布針２４が貫通可能な貫通孔２５が形成されている。ペルチェ素子３１は、液体材料容器２１を加熱および吸熱可能である。温度調節器３３は、ペルチェ素子３１の温度を調節する。

（実施の形態１）
（塗布装置の全体構成）
図１は、本実施の形態に従った液体材料塗布装置の模式図である。図１を参照して、本発明の実施形態である液体材料塗布装置１００は、処理室と、当該処理室の内部に配置されたＹ軸テーブル２と、Ｘ軸テーブル１と、Ｚ軸テーブル３と、塗布ユニット４と、観察光学系６と、当該観察光学系６に接続されたＣＣＤカメラ７と、制御部とを主に備えている。制御部は、モニタ９と、制御用コンピュータ１０と、操作パネル８とを含む。

処理室の内部においては、当該処理室の底部上にＹ軸テーブル２が設置されている。このＹ軸テーブル２は、Ｙ軸方向に移動可能になっている。具体的には、Ｙ軸テーブル２の下面にガイド部が設置されている。当該ガイド部は、処理室の底面に設置されたガイドレールに摺動可能に接続されている。また、Ｙ軸テーブル２の下面にはボールねじが接続されている。当該ボールねじをモータなどの駆動部材により動作させることにより、Ｙ軸テーブル２はガイドレールに沿って（Ｙ軸方向に）移動可能になっている。また、Ｙ軸テーブル２の上部表面上は、加工対象材である基板５を搭載する搭載面となっている。つまりＹ軸テーブル２は、液体材料塗布装置１００において、加工対象材である基板５を保持する保持台として機能する。

Ｙ軸テーブル２上には、Ｘ軸テーブル１が設置されている。Ｘ軸テーブル１は、Ｙ軸テーブル２をＸ軸方向に跨ぐように設置された構造体上に配置されている。Ｘ軸テーブル１には、Ｚ軸テーブル３が接続された移動体がＸ軸方向に移動可能に設置されている。移動体は、たとえばボールねじを用いてＸ軸方向に移動可能となっている。なお、Ｘ軸テーブル１は上記構造体を介して処理室の底面に固定されている。そのため、上述したＹ軸テーブル２は、Ｘ軸テーブル１に対してＹ軸方向に移動可能になっている。

Ｘ軸テーブル１に接続された移動体には、上述のようにＺ軸テーブル３が設置されている。Ｚ軸テーブル３には、観察光学系６および塗布ユニット４が接続されている。観察光学系６は塗布対象の基板５の塗布位置を観察するためのものである。ＣＣＤカメラは、観察した画像を電気信号に変換する。Ｚ軸テーブル３は、これらの観察光学系６および塗布ユニット４をＺ軸方向に移動可能に保持している。

これらのＹ軸テーブル２、Ｘ軸テーブル１、Ｚ軸テーブル３、観察光学系６および塗布ユニット４を制御するための制御用コンピュータ１０および操作パネル８、さらに制御用コンピュータに付随するモニタ９は、処理室の外部に設置されている。モニタ９は、上述したＣＣＤカメラ７で変換された画像データや、制御用コンピュータ１０からの出力データを表示する。操作パネル８は、制御用コンピュータ１０への指令を入力するために用いられる。

（塗布ユニットの構成）
上述した塗布ユニット４は、Ｙ軸テーブル２上に載置された基板５に液体材料を供給する。以下に塗布ユニット４に関して、図２および図３を参照してより詳しく説明する。図２は、図１に示した液体材料塗布装置の塗布ユニットを示す模式図である。図３は、図２に示した塗布ユニットのカム部材を説明するための模式図である。図２および図３を参照して、図１に示したＺ軸テーブル３に固定された塗布ユニット４は、液体材料塗布装置１００に含まれる液体材料塗布機構である。塗布ユニット４は、サーボモータ４１と、カム４３と、軸受４４と、カム連結板４５と、可動部４６と、塗布針ホルダ２０と、当該塗布針ホルダ２０に保持された塗布針２４と、液体材料容器２１とを主に含んでいる。サーボモータ４１は、図１に示したＺ軸方向に沿った方向に回転軸が延びるように設置されている。サーボモータ４１の回転軸にはカム４３が接続されている。カム４３は、サーボモータ４１の回転軸を中心として回転可能になっている。なお図２（Ｂ）での液体材料容器２１の形状は、後述する本実施の形態での液体材料容器２１の形状と若干異なる場合がある。

カム４３は、サーボモータ４１の回転軸に接続された中心部と、当該中心部の一方端部に接続されたフランジ部とを含む。図３（Ａ）に示すように、フランジ部の上部表面（サーボモータ４１側の表面）はカム面６１となっている。このカム面６１は、中心部の外周に沿って円環状に形成されているとともに、フランジ部の底面からの距離が変動するようにスロープ状に形成されている。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、カム面６１はフランジ部の底面からの距離が最も大きくなっている上端フラット領域６２と、この上端フラット領域６２から間隔を隔てて配置され、フランジ部の底面からの距離が最も小さい下端フラット領域６３と、上端フラット領域６２と下端フラット領域６３との間を接続するスロープ部とを含む。ここで、図３（Ｂ）は、中心部を囲むように環状に配置されたカム面６１を含むフランジ部を側面から見た展開図である。

このカム４３のカム面６１に接するように軸受４４が配置されている。軸受４４は、図２（Ａ）に示すようにカム４３から見て特定の方向（サーボモータ４１の右側）に配置されており、サーボモータ４１の回転軸が回転することでカム４３が回転したとき、カム面６１に接触した状態を保つ。この軸受４４にカム連結板４５が接続されている。カム連結板４５において、軸受４４と接続された一方端部と反対側の他方端部は可動部４６に固定されている。可動部４６には、塗布針ホルダ固定部４７および塗布針ホルダ収納部４８が接続されている。この塗布針ホルダ収納部４８に塗布針ホルダ２０が収納されている。

塗布針ホルダ２０は塗布針２４を含む。塗布針２４は、塗布針ホルダ２０の下面（サーボモータ４１が位置する側と反対側である下側）において塗布針ホルダ２０から突出するように配置されている。塗布針ホルダ２０下には液体材料容器２１が配置されている。液体材料容器２１に塗布針２４は挿入された状態で保持されている。

可動部４６には固定ピン５２が設置されている。また、サーボモータ４１を保持している架台には他方の固定ピン５１が設置されている。この固定ピン５１、５２の間を繋ぐようにバネ５０が設置されている。このバネ５０により、可動部４６は液体材料容器２１側に向けた引張り力を受けた状態になっている。また、このバネ５０による引張り力は、可動部４６およびカム連結板４５を介して軸受４４に作用する。このバネ５０の引張り力によって、軸受４４はカム４３のカム面６１に押圧された状態を維持している。

また、可動部４６、塗布針ホルダ固定部４７、塗布針ホルダ収納部４８は、上記架台に設置されたリニアガイド４９に接続されている。リニアガイド４９は、Ｚ軸方向に延びるように配置されている。そのため、可動部４６、塗布針ホルダ固定部４７、塗布針ホルダ収納部４８はＺ軸方向に沿って移動可能になっている。

（塗布ユニットの動作）
次に、上述した塗布ユニット４の動作について説明する。上述した塗布ユニット４においては、サーボモータ４１を駆動することにより当該サーボモータ４１の回転軸を回転させてカム４３を回転させる。この結果、カム４３のカム面６１は、Ｚ軸方向における高さが変化するため、図２（Ａ）におけるカム４３の右側においてカム面６１に接触している軸受４４のＺ軸方向における位置もサーボモータ４１の駆動軸の回転に応じて変動する。そして、この軸受４４のＺ軸方向での位置変動に応じて、可動部４６、塗布針ホルダ固定部４７、塗布針ホルダ収納部４８がＺ軸方向に移動する。この結果、塗布針ホルダ収納部４８に保持されている塗布針ホルダ２０もＺ軸方向に移動するので、当該塗布針ホルダ２０に設置されている塗布針２４のＺ軸方向における位置を変化させることができる。

（液体材料塗布装置の動作）
次に、図１に示した液体材料塗布装置の動作を説明する。

図１に示した液体材料塗布装置１００において、回路パターンを描画する場合は、まず、塗布対象（加工対象材）である基板５を準備する（工程（Ｓ１０））。そして、基板５を液体材料塗布装置のＹ軸テーブル２上に搭載した後、基板５における描画する領域を観察光学系６の直下までＸ軸テーブル１およびＹ軸テーブル２を動作させて移動させる。そして、観察光学系６で描画開始位置を観察・確認し、描画開始位置を決定する。決定した描画開始位置を基準にして、Ｚ軸テーブル３を動作させることにより、塗布ユニット４を、塗布針２４が突出した時に塗布針２４先端が基板５に接触する基板５上方まで下降させ、この状態で、サーボモータ４１を動作させて塗布針２４を突出させることで、表面に液体材料が付着した塗布針２４を基板５の表面に接触させる。具体的には、描画開始位置から、描画するべき位置が塗布ユニット４の直下に位置するようにＸ軸テーブル１およびＹ軸テーブル２を用いて基板５を移動させる。そして、移動が完了した時点で、Ｚ軸テーブル３により塗布ユニット４を下降させて（基板５側へ塗布ユニット４を移動させて）、塗布ユニット４のサーボモータ４１を駆動して塗布針２４を突出させることで、塗布針２４により基板５へ液体材料の塗布を行う。その後、Ｚ軸テーブル３を用いて塗布ユニット４を上昇させる。連続して塗布する場合は、Ｚ軸テーブル３で塗布ユニット４を下降させた後、基板５の描画位置が順次、塗布ユニット４の直下にくるようにＸ軸テーブル１およびＹ軸テーブル２を用いて移動させ、移動完了後、塗布ユニット４のサーボモータ４１を駆動して塗布針２４を突出させて塗布を行う。このような動作を連続して繰り返すことで、基板５表面に回路パターンを描画する（工程（Ｓ２０））。このとき、基板５へ塗布針２４を接触させる前に前もって塗布針２４の移動速度を下げておく制御を行なうことが好ましい。

（液体材料容器およびそれに隣接する領域の構成）
図４は、実施の形態１における液体材料塗布機構に含まれる液体材料容器およびそれに隣接する領域の構成を示す概略断面図である。図４を参照して、塗布ユニット４は、塗布針２４と、液体材料容器２１と、加熱吸熱部としてのペルチェ素子３１と、温度調節器３３とを主に備えている。液体材料容器２１は、塗布されるべき液体材料７０をその内部に収納保持している。液体材料容器２１は、そのＺ方向の最下部に位置する底面に貫通孔２５が形成されている。貫通孔２５は、塗布針２４による液体材料７０の塗布の際に、下降した塗布針２４が貫通し液体材料容器２１から露出するための孔部である。したがって塗布針２４により液体材料７０が塗布されるべき基板５は、貫通孔２５と間隔をあけて貫通孔２５の真下に配置されることが可能である。言い換えれば、基板５は、貫通孔２５をＺ方向から平面視したときに貫通孔２５と重なる領域を含むように配置される。なお液体材料容器２１内の液体材料７０は貫通孔２５から漏出することはない。これは液体材料容器２１内の液体材料７０に対しては、貫通孔２５の縁部における表面張力と、液体材料容器２１内の液体材料７０の重量による圧力とが釣り合うことによる。

液体材料容器２１は、その外側の壁面が、Ｚ方向の比較的上側の領域においては鉛直方向に沿って延びている。液体材料容器２１は、その外側の壁面が、Ｚ方向の比較的下側の領域においては鉛直方向に対して傾斜するように延びている。これにより液体材料容器２１は、Ｚ方向の下側の領域では、Ｚ方向から平面視したときのＸ方向およびＹ方向のサイズが、Ｚ方向の下方に向かうにつれて小さくなるような態様となっている。

ペルチェ素子３１は、液体材料容器２１を加熱および吸熱可能な部材である。この加熱および吸熱を可能とするために、ペルチェ素子３１にはたとえば加熱面３１Ａと冷却面３１Ｂとが設けられている。たとえばペルチェ素子３１が直方体状である場合、加熱面３１Ａは図４においてＹ方向負側すなわち液体材料容器２１が配置される側を向く矩形の面であり、冷却面３１Ｂは図４においてＹ方向正側すなわち液体材料容器２１と反対側を向く矩形の面である。ただしこれとは逆に、たとえば冷却面３１Ｂが液体材料容器２１の配置される側を向き、加熱面３１Ａが液体材料容器２１と反対側を向いてもよい。

温度調節器３３は、ペルチェ素子３１の温度を調節する。具体的には、温度調節器３３からはたとえば、第１の温度検出手段３２Ａと、第２の温度検出手段３２Ｂとが延びている。また温度調節器３３からは金属線３２Ｃが延びている。第１の温度検出手段３２Ａと金属線３２Ｃとにより第１の熱電対をなし、第２の温度検出手段３２Ｂと金属線３２Ｃとにより第２の熱電対をなす。つまり第１の温度検出手段３２Ａおよび第２の温度検出手段３２Ｂは熱電対の一部をなす金属線である。金属線３２Ｃはたとえば液体材料容器２１の外部の、ファン部３５と小型ペルチェユニット３７とに挟まれた金属部材の部分に接触している。

第１の温度検出手段３２Ａは液体材料容器２１内の液体材料７０の温度を検出可能である。また第２の温度検出手段３２Ｂはペルチェ素子３１に接触しており、ペルチェ素子３１の温度を検出可能である。なお第１の温度検出手段３２Ａは液体材料容器２１内に差し込まれることで液体材料７０に直接触れ、直接的に液体材料７０の温度を測定することがより好ましい。ただし第１の温度検出手段３２Ａは液体材料容器２１に触れることで液体材料７０の温度を間接的に測定してもよい。このように間接的に測定する場合は、特に液体材料７０から液体材料容器２１への熱伝導の影響を考慮すればよい。

温度調節器３３は、第１の温度検出手段３２Ａで検出された液体材料７０の温度が設定温度になるよう、液体材料７０の温度を調節する。また温度調節器３３は、第２の温度検出手段３２Ｂで検出されたペルチェ素子３１の温度が設定温度になるよう、ペルチェ素子３１の温度を調節する。このために、温度調節器３３は、第１の温度検出手段３２Ａおよび第２の温度検出手段３２Ｂを含む熱電対が検出した温度を、温度調節器３３自体に設定された温度に調節するよう、ペルチェ素子３１を制御する。より具体的には、このような温度制御のために、温度調節器３３はペルチェ素子３１に対し、第１の温度検出手段３２Ａで検出された液体材料７０があらかじめ設定された温度となるようにペルチェ素子３１に印加する電圧の大きさおよび当該電圧の印加時間を調節する。言い換えれば温度調節器３３は、第１の温度検出手段３２Ａによる液体材料７０の検出温度とその設定温度とに応じてペルチェ素子３１への通電方向を変えることで、ペルチェ素子３１の加熱と冷却とを切り替える。つまり温度調節器３３は、たとえば第１の温度検出手段３２Ａによる液体材料７０の温度検出と、その検出される温度の調節とを繰り返す機能を有する。

ただしそのような機能に限らず、温度調節器３３は以下の第１、第２および第３のいずれかの機能を有してもよい。第１に、温度調節器３３はペルチェ素子３１に一定の電圧を印加し続けてもよい。具体的には、たとえばあらかじめペルチェ素子３１に印加する電圧の大きさと、第１の温度検出手段３２Ａが検出する温度との関係を測定し、その測定結果をもとに決められた一定の電圧が印加し続けられる。第２に、温度調節器３３はペルチェ素子３１に電圧を印加し、第１の温度検出手段３２Ａなどの検出温度が一定温度まで上がれば電圧印加を止め、当該検出温度が一定温度以下になれば電圧印加を再開するものであってもよい。上記一定温度はあらかじめ決められた温度である。第３に、温度調節器３３は第１の温度検出手段３２Ａなどの検出温度と無関係に決められた時間だけ決められた電圧印加を決められた時間間隔で行なってもよい。具体的には、あらかじめペルチェ素子３１に印加する電圧の大きさおよび印加する時間と第１の温度検出手段３２Ａの検出温度との関係が導き出される。当該関係から決められた電圧が決められた時間だけ、決められた時間間隔で、第１の温度検出手段３２Ａに温度検出させずに印加される。

液体材料容器２１の温度を制御するペルチェ素子３１は、高熱伝導部材２６に接触するように配置されている。より詳しくは、ペルチェ素子３１は、たとえば加熱面３１Ａが、高熱伝導部材２６の液体材料容器２１と反対側である外側の表面上に接触するように取り付けられている。このようにペルチェ素子３１の加熱面３１Ａが高熱伝導部材２６に接触し、高熱伝導部材２６が液体材料容器２１に接触する。これにより、ペルチェ素子３１の熱が速やかに高熱伝導部材２６に伝わり、高熱伝導部材２６内を拡散してから液体材料７０および液体材料容器２１に伝わる。これにより液体材料７０および液体材料容器２１が均一に加熱される。

言い換えれば液体材料容器２１は、その外側の壁面が、たとえば高熱伝導部材２６に囲まれている。高熱伝導部材２６は、たとえばアルミニウムのような熱伝導率が高い部材により形成されている。高熱伝導部材２６は、液体材料容器２１の外側の壁面のほぼ全面を覆うように配置されている。高熱伝導部材２６は、少なくともペルチェ素子３１よりも平面視における面積が大きくなるように配置されている。断熱材２７は、たとえば樹脂材料のような断熱性に優れた部材により形成されている。さらに液体材料容器２１は、その外側の壁面が断熱材２７に囲まれている。断熱材２７は、高熱伝導部材２６のたとえば外側に巻かれるように配置されている。これにより断熱材２７は高熱伝導部材２６に重なるように取り付けられている。

このように、液体材料容器２１の外側の壁面上において、液体材料７０に近い内側に高熱伝導部材２６が巻かれ、高熱伝導部材２６の外側に断熱材２７が巻かれることが好ましい。このようにすれば、液体材料７０への伝熱および液体材料７０からの吸熱が、液体材料７０に近い高熱伝導部材２６により良好になされる。高熱伝導部材２６が液体材料７０の温度を調節する熱媒体として機能するためである。またこのようにすれば、液体材料７０に伝わる熱または液体材料７０から奪われる熱が断熱材２７から外側に伝わることが抑制される。断熱材２７が液体材料容器２１などからその外側への伝熱を抑制するためである。このため液体材料容器２１の外側の領域が意図せず加熱され、それによりたとえば冷却面３１Ｂが加熱される不具合を抑制できる。

なお図４においては高熱伝導部材２６の外側の表面上の領域のうち、ペルチェ素子３１が配置される領域においては断熱材２７が配置されず、断熱材２７が空洞を形成するようにくり抜かれた態様を有している。このような態様とすれば、断熱材２７のうち図４の冷却面３１Ｂは断熱材２７から露出するため、冷却面３１Ｂはファン部３５から放熱作用を受けやすくなり、冷却効率が高められる。ただし高熱伝導部材２６の外側の表面上に配置されるペルチェ素子３１の外側の表面すなわち図４の冷却面３１Ｂを覆うように断熱材２７が配置されてもよい。このようにすれば、ペルチェ素子３１の熱がその外側に伝わることが、断熱材２７によりいっそう確実に抑制される。ペルチェ素子３１の外側の表面が断熱材２７に覆われるためである。その結果、ペルチェ素子３１の加熱面３１Ａ側をより確実に加熱し、ペルチェ素子３１の冷却面３１Ｂ側をより確実に冷却できる。なお断熱材２７は上記のペルチェ素子３１が配置されることによりくり抜かれる領域を除く、液体材料容器２１の外側の壁面上のほぼ全体に配置されることが好ましい。断熱材２７は、少なくともペルチェ素子３１よりも平面視における面積が大きくなるように配置されている。

ペルチェ素子３１および温度調節器３３は、ユニット固定治具５５に取り付けられている。ユニット固定治具５５は液体材料容器２１に備えられているため液体材料容器２１の一部と考えてもよい。ペルチェ素子３１が接触された高熱伝導部材２６、断熱材２７に加え、ファン部３５および小型ペルチェユニット３７を固定している。ファン部３５および小型ペルチェユニット３７はいずれもペルチェ素子３１の冷却面３１Ｂが面する側であるＹ方向正側に配置されている。ファン部３５はたとえばペルチェ素子３１を冷却面３１Ｂ側から冷却させる。小型ペルチェユニット３７はたとえばペルチェ素子３１を小型化したもののように、補助的にペルチェ素子３１と同様の機能を有する。

図５は、図４の塗布ユニットから液体材料容器が取り外された態様を示す模式図である。図５を参照して、液体材料容器２１は、ユニット固定治具５５に対して容易に着脱可能であることが好ましい。ユニット固定治具５５は、液体材料容器２１の外側の壁面上に巻かれる高熱伝導部材２６および断熱材２７を外側から取り囲む。ユニット固定治具５５は、ファン部３５および小型ペルチェユニット３７と塗布ヘッド部５３との間に挟まれることで、ファン部３５、小型ペルチェユニット３７および塗布ヘッド部５３を固定している。図４でのユニット固定治具５５は、温度調節器３３から延びる熱電対としての第１の温度検出手段３２Ａ、第２の温度検出手段３２Ｂおよび金属線３２Ｃなどを囲むようにこれらを固定する。たとえばペルチェ素子３１に向かうように延びる第１の温度検出手段３２Ａおよび第２の温度検出手段３２Ｂの部分がその外側からユニット固定治具５５に囲まれこれを固定する。これによりユニット固定治具５５は温度調節器３３を固定している。ただしこれは１例であり、ユニット固定治具５５は温度調節器３３に接するようにこれを固定する構成であってもよい。

図６は、図４の塗布ユニットからユニット固定治具が取り外された態様を示す模式図である。図６を参照して、液体材料塗布装置１００において、液体材料容器２１とペルチェ素子３１とが保持されたユニット固定治具５５は、塗布ユニット４に含まれる塗布ヘッド部５３に対して着脱可能である。具体的には、ユニット固定治具５５は、温度調節器３３によって液体材料７０の温度が調節される際には塗布ヘッド部５３から取り外された状態とすることが可能である。またユニット固定治具５５は、液体材料７０が塗布される際には塗布ヘッド部５３に取り付けられた状態とすることが可能である。図６においてはユニット固定治具５５は、液体材料容器２１、高熱伝導部材２６、断熱材２７、ペルチェ素子３１、温度調節器３３、ファン部３５および小型ペルチェユニット３７が取り付けられた状態のまま、塗布ヘッド部５３から取り外されている。

（比較例およびその課題）
次に、上記の本実施の形態の背景となる比較例について、図７および図８を用いて説明する。図７は、比較例における液体材料塗布装置の動作を説明するための模式図である。図７を参照して、上記の液体材料塗布装置の動作と同様に基板５、およびその真上の塗布針２４が準備される。（Ａ）の状態においては塗布針２４の先端は液体材料容器２１内の液体材料７０内に配置されている。（Ａ）の状態においては図１の観察光学系６およびＺ軸テーブル３により、塗布針２４の先端部および貫通孔２５が、基板５における描画する領域の真上に配置されるように準備される。その後たとえば図２の塗布ユニット４のサーボモータ４１を動作させて塗布針２４を突出させることで、（Ｂ）のように表面に液体材料７０が付着した塗布針２４を基板５の表面に接触させる。その後たとえば図２の塗布ユニット４のサーボモータ４１を駆動して塗布針２４を後退させ、（Ｃ）のように再度液体材料７０内に浸漬させる。以上により、微細なパターンを塗布することによる欠陥修正ができる。広範囲な粘度の液体材料７０を用いて微細な塗布を行なうことができる。

しかし上記動作にて、高分子材料を含み曳糸性が大きい液体材料を塗布する場合、上記（Ｃ）に示すように、塗布針２４の先端が基板５の表面に接触した後に引き上がる際に、液体材料７０が塗布針２４と基板５との間の領域を長く糸状に延びる曳糸７２が形成される（曳糸性を示す）ことがある。

図８は、比較例における液体材料塗布装置による液体材料の塗布時に基板の表面上に形成されるパターンを示す概略図である。図８を参照して、図７の比較例によれば、塗布針２４により基板５に液体材料７０のパターン７１が間隔をあけて複数形成される場合、隣り合う１対のパターン７１の間の領域に糸曳き跡７３が形成される。糸曳き跡７３は、１つのパターン７１の塗布が終わり次の塗布位置へと塗布針２４が移動する際に、塗布針２４の先端部に付着した液体材料７０がパターン７１と塗布針２４との間を糸状に延びるように形成された曳糸７２によるものである。つまり曳糸７２が、次のパターン７１の塗布時に基板上に付着したものが糸曳き跡７３である。

図７の曳糸７２は、たとえば液体材料７０が加熱されておりその太さが非常に細い場合、時間の経過により表面張力および重力を受けて自然に切れる。このため次の塗布位置への塗布工程まである程度の時間を設けて塗布針２４に付着した液体材料７０を乾燥させることにより、図８の糸曳き跡７３の形成が抑制できる。しかしこのようにすれば、塗布工程と次の塗布工程との時間が長くなるためタクトタイムが長くなる。したがって曳糸性が大きい液体材料７０を高速で塗布するためには、塗布針２４を基板５から引き上げる際に液切れを良くする、つまり曳糸７２が小さくなる（曳糸７２が形成しにくくなる）状態とすることが必要である。言い換えれば比較例においては、曳糸性が大きい液体材料７０を安定して高速で塗布することが困難であった。

（作用効果）
以上の比較例およびその課題に鑑み、本実施の形態においては以下のような液体材料塗布機構が開示される。本開示に従った液体材料塗布機構としての塗布ユニット４は、塗布針２４と、液体材料容器２１と、加熱吸熱部としてのペルチェ素子３１と、温度調節器３３とを備える。塗布針２４は、加工対象材としての基板５に液体材料７０を塗布する。液体材料容器２１は、液体材料７０を収納保持し、底面に塗布針２４が貫通可能な貫通孔２５が形成されている。ペルチェ素子３１は、液体材料容器２１を加熱および吸熱可能である。温度調節器３３は、ペルチェ素子３１の温度を調節する。

ペルチェ素子３１および温度調節器３３により、液体材料７０の温度を任意に調節可能である。後述するように液体材料７０の曳糸性はその温度により大きく変換する。曳糸による問題は、単純に液体材料７０の粘度を調節しただけでは解決できない。このため本願では、液体材料７０の温度がその曳糸性に影響を与えることに着目した。このため液体材料７０をその特性に応じた温度になるよう加熱または冷却の調節をすることで、曳糸７２を形成し難くすることを実現した。また液体材料容器２１の底面の貫通孔２５から塗布針２４を高速で貫通させることにより、塗布針２４に付着した液体材料７０は瞬時に基板などに供給される。したがって基板上に付着するまで液体材料７０の温度は調節された温度から大きく変化することはない。以上により、液体材料容器２１の底面の貫通孔２５から塗布針２４を高速で貫通させることで、常温であれば曳糸性の大きい液体材料７０を、糸曳き跡７３の形成を抑制するように安定に高速塗布できる。

上記本開示の塗布ユニット４において、第１の温度検出手段３２Ａをさらに備えてもよい。第１の温度検出手段３２Ａは、液体材料容器２１内の液体材料７０の温度を検出可能である。温度調節器３３は、第１の温度検出手段３２Ａで検出された液体材料７０の温度が設定温度になるよう液体材料７０の温度を調節する。これにより、液体材料７０の温度を任意に調節可能である。このため液体材料７０の曳糸７２を生じにくくすることで、常温であれば曳糸性の大きい液体材料７０を、糸曳き跡７３の形成を抑制するように安定に高速塗布できる。

上記本開示の塗布ユニット４において、第２の温度検出手段３２Ｂをさらに備えてもよい。第２の温度検出手段３２Ｂは、ペルチェ素子３１の温度を検出可能であってもよい。温度調節器３３は、第２の温度検出手段３２Ｂで検出されたペルチェ素子３１の温度が設定温度になるようペルチェ素子３１の温度を調節する。これにより、ペルチェ素子３１により調節される液体材料７０の温度を任意に調節可能である。このため液体材料７０の曳糸７２を生じにくくすることで、常温であれば曳糸性の大きい液体材料７０を、糸曳き跡７３の形成を抑制するように安定に高速塗布できる。

上記本開示の塗布ユニット４において、液体材料容器２１は、ペルチェ素子３１が接触する高熱伝導部材２６、および高熱伝導部材２６に重なるように取り付けられた断熱材２７に囲まれていてもよい。当該高熱伝導部材２６および断熱材２７は、ペルチェ素子３１よりもたとえば平面視における面積が大きい。このようにすれば、ペルチェ素子３１による液体材料容器２１および液体材料７０の加熱および冷却効率を向上できる。

具体的には、温度調節器３３により温度調節されたペルチェ素子３１が高熱伝導部材２６に接触しており、高熱伝導部材２６が液体材料容器２１を囲んでいる。これにより、ペルチェ素子３１の温度を、高熱伝導部材２６から液体材料容器２１へ高精度に伝えることができる。また高熱伝導部材２６の面積がペルチェ素子３１より大きいため、高熱伝導部材２６はペルチェ素子３１の熱をその真下のみならずその外側に拡げるように伝えることができる。このため高熱伝導部材２６が取り囲む、高熱伝導部材２６の真下の液体材料容器２１のより広い範囲（好ましくは全体）に対し、均一に加熱または冷却することができる。

さらに断熱材２７により、液体材料７０に伝わる熱または液体材料７０から奪われる熱がたとえば断熱材２７から外側に伝わることが抑制される。ペルチェ素子３１により加熱または冷却されるべき領域は液体材料容器２１側のみである。このため断熱材２７により、ペルチェ素子３１により加熱または冷却されるべき領域のみを高効率に加熱または冷却することができる。断熱材２７も、ペルチェ素子３１より面積が大きいことにより、その効果を高められる。

上記本開示の塗布ユニット４において、液体材料容器２１は、ペルチェ素子３１および温度調節器３３が取り付けられるユニット固定治具５５をさらに備えてもよい。液体材料容器２１はユニット固定治具５５に対して着脱可能であることが好ましい。このようにすれば、たとえば液体材料容器２１を洗浄するためにユニット固定治具５５から取り外す際に、容易に取り外しできる。このため液体材料容器２１の洗浄作業などの所要時間を短縮できる。

本開示に従った液体材料塗布装置１００は、上記のいずれかの塗布ユニット４と、加工対象材としての基板５を保持する保持台としてのＹ軸テーブル２とを備える。ユニット固定治具５５には、液体材料容器２１とペルチェ素子３１とが保持されている。ユニット固定治具５５は、温度調節器３３によって液体材料７０の温度が調節される際には塗布ユニット４に含まれる塗布ヘッド部５３から取り外された状態とすることが可能である。ユニット固定治具５５は、液体材料７０が塗布される際には塗布ヘッド部５３に取り付けられた状態とすることが可能である。

液体材料塗布装置１００には液体材料容器２１が２つ以上備えられる場合がある。液体材料塗布装置１００において、複数の液体材料容器２１のうちの１つである第１の液体材料容器２１が、塗布ヘッド部５３を含む塗布ユニット４に取り付けられ塗布作業に用いられている状態を考える。第１の液体材料容器２１内の液体材料７０が少なくなれば、塗布ヘッド部５３に取り付けられている第１の液体材料容器２１が、複数の液体材料容器２１のうち上記第１の液体材料容器２１とは異なる第２の液体材料容器２１に交換される必要が生じる。このような交換が必要となる前の時点においては、第２の液体材料容器２１には液体材料７０が充填された状態でこれが適当な温度に調節されていることが好ましい。このため上記特徴により、第２の液体材料容器２１および液体材料７０が、使用前においては塗布ヘッド部５３から取り外された状態で、温度調節器３３およびペルチェ素子３１により温度調節される。また第２の液体材料容器２１の使用時には、温度調節された液体材料７０を含む第２の液体材料容器２１がユニット固定治具５５に取り付けられ、これが塗布ヘッド部５３に取り付けられる。このようにすれば、容易に液体材料容器２１を交換でき、交換作業のタクトタイムを短縮できる。生産工程の段取り時に、液体材料７０の設定温度とこれが載置される室温との差が大きい場合、液体材料７０の温度調節に多くの時間を要する。このため交換前にあらかじめ所望の温度に調節された液体材料７０を含む第２の液体材料容器２１をユニット固定治具５５に取り付けるよう交換し、その後すぐに第２の液体材料容器２１を使用することで、タクトタイムを短縮できる。また交換後の第２の液体材料容器２１を用いた塗布作業における糸曳き跡７３の形成を抑制し、高速で安定に塗布できる。

（液体材料７０について）
液体材料７０の曳糸性は、実際には液体材料７０の特性および使用環境により変化する複雑な性質である。具体的には液体材料７０の特性として、液体材料７０の組成、分子量、表面張力、粘度および粘弾性が挙げられる。また液体材料７０の使用環境として、液体材料７０の温度、伸長速度、伸長機構が挙げられる。液体材料７０の特性は、一般的に粘度と深い相関があるとされる。しかし液体材料７０は同じ粘度でも曳糸性は異なる場合が多い。

液体材料７０としてはポリマー型導電材料が用いられることが好ましい。高分子材料を含み曳糸性が大きい液体材料７０として、ポリマー型導電性ペーストなどが挙げられる。ポリマー型導電性ペーストは、近年、電子部品の小型化軽量化および電磁シールドの必要性が高まり、高生産性および低コスト化が要求されるなかで用いられる。ポリマー型導電性ペーストは、加工対象材である基板などに塗布または印刷しそれを硬化するだけで容易に導電性を付与できる。このためポリマー型導電性ペーストは、乾燥硬化工程が簡略で低コスト化が可能になり、その使用量を伸ばしている。

ポリマー型導電性ペーストは、導電性フィラーとバインダ樹脂とにより構成されている。バインダ樹脂は導電性フィラーを転写物に密着させると同時に、導電性フィラーを鎖状に連結して導電性を持たせ、導電性被膜の物理的特性と科学的安定性とを付与する。バインダ樹脂として、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ビニル系樹脂などが用いられる。バインダ樹脂は、蒸発乾燥型をそのまま使用できる。しかしバインダ樹脂はその配合成分を変えることにより低温硬化型またはＵＶ硬化型とすることができる。またバインダ樹脂は高分子量化により、強靭性、耐屈曲性、ヒートサイクル性に優れた樹脂が得られる。ウェアラブルデバイスの事業展開とともに開発されている伸縮性導電ペーストも、バインダ樹脂を高分子量化することで耐屈曲性を高めている。

バインダ樹脂を用いたペーストとしては導電性ペーストだけではなく、絶縁体フィラーと組み合わせた絶縁ペースト、顔料と組み合わせたジェルネイルペーストなども挙げられる。

（実施の形態２）
図９は、実施の形態２における液体材料塗布機構に含まれる液体材料容器およびそれに隣接する領域の構成を示す概略断面図である。図９を参照して、本実施の形態においても塗布ユニット４およびこれを構成する液体材料容器２１は実施の形態１のそれらと基本的に同一の構成を有する。このため図９において実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。

本実施の形態の塗布ユニット４においては、加熱吸熱部としての流路ブロック３９が、液体材料容器２１の貫通孔２５に隣接する領域に配置されている。流路ブロック３９は、その配置される位置が、貫通孔２５に隣接する液体材料容器２１のＺ方向の下方である。つまり流路ブロック３９は、液体材料容器２１のＺ方向の下側の、鉛直方向に対して傾斜する方向に延びる領域に隣接または接触するように配置されている。この点において流路ブロック３９は、実施の形態１において液体材料容器２１の外側面に巻かれる高熱伝導部材２６上に接合されるように配置される加熱吸熱部としてのペルチェ素子３１と異なっている。しかし基本的な流路ブロック３９の機能は実施の形態１のペルチェ素子３１と同様である。つまり流路ブロック３９は液体材料容器２１を加熱および吸熱可能である。

図９においては、温度調節器３３からは流入経路３３Ａおよび流出経路３３Ｂの２つの経路が延びている。本実施の形態では、熱媒体である水３８は温度調節器３３から流入経路３３Ａを経由して、温度調節器３３の図示されない流入口から流路ブロック３９内に入る。次に流路ブロック３９内に形成された図示されない流路を水３８が流れる。その後温度調節器３３の図示されない流出口から水３８が流路ブロック３９の外に出て、そこから流出経路３３Ｂを経由して温度調節器３３に戻る。このように水３８は温度調節器３３と流路ブロック３９との間を循環する。水３８の温度は温度調節器３３で調節され、その調節された水３８の温度により流路ブロック３９の温度が調節される。これにより、貫通孔２５に隣接する領域および塗布針２４の先端部の液体材料７０の温度が任意に調節できる。

なお流路ブロック３９は、熱伝導率が高いアルミニウムなどの材料により形成されることが好ましい。また流路ブロック３９は、液体材料容器２１の貫通孔２５の周辺部に嵌合可能な形状を有することが好ましい。たとえば液体材料容器２１は、貫通孔２５の周辺部において、Ｚ方向下方に向かうにつれＸ方向およびＹ方向の間隔が狭まるようなテーパ形状の外側面を有している。このため液体材料容器２１の上記の外側面に接触するように、流路ブロック３９は、たとえばＺ方向上側の面が、Ｚ方向下方に向かうにつれＸ方向およびＹ方向の間隔が狭まるようなテーパ形状の内壁面を有している。これにより、水３８により調節された流路ブロック３９の温度が、液体材料容器２１およびそのＺ方向下方の液体材料７０に伝わりやすくなる。

なお熱媒体として水３８を用いれば、流路ブロック３９は０℃以上１００℃以下の範囲で温度調節可能である。ただし熱媒体は、流路ブロック３９に対して制御したい温度範囲に応じてその種類を適宜変更してもよい。たとえば熱媒体として水の代わりにシリコーン油、アセトンまたは液体窒素を用いることができる。なおシリコーン油は高温領域の熱媒体として用いられる。アセトンまたは液体窒素は低温領域の熱媒体として用いられる。

図９においても、液体材料容器２１内の液体材料７０の温度を検出可能な第１の温度検出手段３２Ａと、流路ブロック３９の温度を検出可能な第２の温度検出手段３２Ｂとをさらに備える。またその他の金属線３２Ｃを備える。これらの第１の温度検出手段３２Ａと、第２の温度検出手段３２Ｂと金属線３２Ｃとは温度調節器３３から延びている。図示されていないが金属線３２Ｃは２本延びていることが好ましい。温度調節器３３は、第１の温度検出手段３２Ａで検出された液体材料７０の温度が設定温度になるよう液体材料７０の温度を調節する。また温度調節器３３は、第２の温度検出手段３２Ｂで検出された流路ブロック３９の温度が設定温度になるよう流路ブロック３９の温度を調節する。このために、温度調節器３３は、第１の温度検出手段３２Ａおよび第２の温度検出手段３２Ｂを含む熱電対が検出した温度を、温度調節器３３自体に設定された温度に調節するよう、流路ブロック３９を制御する。より具体的には、このような温度制御のために、温度調節器３３は流路ブロック３９に対し、第１の温度検出手段３２Ａで検出された液体材料７０があらかじめ設定された温度となるように流路ブロック３９に供給する水３８の温度を調節する。そのために温度調節器３３は、温度調節器３３内の熱制御素子（たとえばペルチェ素子）に印加する電圧の大きさおよび当該電圧の印加時間を調節する。言い換えれば温度調節器３３は、第１の温度検出手段３２Ａによる液体材料７０の検出温度とその設定温度とに応じて当該熱制御素子への通電方向を変えることで、当該熱制御素子の加熱と冷却とを切り替える。つまり温度調節器３３は、たとえば第１の温度検出手段３２Ａによる液体材料７０の温度検出と、その検出される温度の調節とを繰り返す機能を有する。なお水３８の温度は温度調節器３３により測定される。

ただしそのような機能に限らず、温度調節器３３は以下の第１、第２および第３のいずれかの機能を有してもよい。第１に、温度調節器３３は熱制御素子に一定の電圧を印加し続けてもよい。具体的には、たとえばあらかじめ熱処理素子に印加する電圧の大きさと、第１の温度検出手段３２Ａが検出する温度との関係を測定し、その測定結果をもとに決められた一定の電圧が印加し続けられる。第２に、温度調節器３３は熱処理素子に電圧を印加し、第１の温度検出手段３２Ａなどの検出温度が一定温度まで上がれば電圧印加を止め、当該検出温度が一定温度以下になれば電圧印加を再開するものであってもよい。上記一定温度はあらかじめ決められた温度である。第３に、温度調節器３３は第１の温度検出手段３２Ａなどの検出温度と無関係に決められた時間だけ決められた電圧印加を決められた時間間隔で行なってもよい。具体的には、あらかじめ熱処理素子に印加する電圧の大きさおよび印加する時間と第１の温度検出手段３２Ａの検出温度との関係が導き出される。当該関係から決められた電圧が決められた時間だけ、決められた時間間隔で、第１の温度検出手段３２Ａに温度検出させずに印加される。

次に、本実施の形態の作用効果を説明する。本実施の形態は実施の形態１と同様の作用効果の他に以下の作用効果を奏する。本実施の形態では、液体材料容器２１の貫通孔２５に隣接する領域に加熱吸熱部としての流路ブロック３９が配置される。このような構成であっても、流路ブロック３９が実施の形態１のペルチェ素子３１と同様に機能する。本実施の形態は、塗布針２４が突出する貫通孔２５に隣接する比較的下方の液体材料７０さえ局所的に加熱または冷却されれば、少なくとも曳糸性を改善できることを利用したものである。本実施の形態によれば、ペルチェ素子３１を用いる実施の形態１に比べて、熱交換部分の小型化を図ることができる。言い換えれば本実施の形態によれば、小スペースで局所的な液体材料７０などの温度調節が可能となる。

なお以上においては、液体材料７０を加熱および冷却可能な加熱吸熱部として、ペルチェ素子３１および流路ブロック３９を用いる例について説明した。しかし加熱吸熱部としてはこれらに限らず、冷却および加熱の双方が可能な冷却加熱ジャケットなどが用いられてもよい。

図１０は、実施の形態２の変形例における液体材料塗布機構に含まれる液体材料容器およびそれに隣接する領域の構成を示す概略断面図である。図１０を参照して、実施の形態２の変形例においても塗布ユニット４およびこれを構成する液体材料容器２１は実施の形態２の図９と基本的に同一の構成を有する。このため図１０において図９と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし図１０においては、加熱吸熱部として流路ブロック３９の代わりにペルチェ素子３１が配置されている。図１０においては、図９での流路ブロック３９の位置に、つまり貫通孔２５に隣接する領域に、Ｚ方向からの平面視においてたとえば円環形状を有するペルチェ素子３１が配置されている。ペルチェ素子３１は、図１０中のＺ方向についての最上面が加熱面３１Ａ、最下面が冷却面３１Ｂ（図４参照）であってもよいし、その逆でもよい。図１０のペルチェ素子３１の性能は、図４のペルチェ素子３１の性能と基本的に同様である。本実施の形態ではこのような構成が適用されてもよい。

以下、液体材料７０の温度に対する曳糸性を評価する試験結果について説明する。

曳糸性は、使用環境が限定的な場合、特定の温度範囲で発生する。そのことを検証する試験の結果を以下に示す。実機で液体材料７０の伸長速度と伸長機構を限定し、本実施の形態の塗布ユニット４を含む液体材料塗布装置１００を用いて、液体材料７０の温度と曳糸性との関係を評価した。図１１は本実施の形態の塗布ユニットを含む液体材料塗布装置を用いて、液体材料の温度と曳糸性との関係を評価する際の評価基準を示す模式図である。図１１を参照して、（Ａ）のように塗布後に曳糸７２が残っている好ましくない状態をＡとしている。（Ｂ）のように塗布針の引き上げ動作時に曳糸７２が切れた場合をＢとしている。（Ｃ）のように、基板５に塗布された液体材料７０のパターン７１の径Ｄよりも、基板５に付着する液体材料７０の曳糸７２が短い長さＬの状態で切れる、好ましい場合をＣとしている。ここで基板５に塗布されるパターン７１の径Ｄとは、塗布された液体材料７０の平面視における寸法の最大値（たとえば楕円形であれば長軸の長さ）を意味している。言い換えればパターン７１の径Ｄは、塗布される液体材料７０が外接する仮想円の直径を意味する。これにより、長く形成された糸曳き跡７３に起因する、隣り合う１対のパターン７１同士の電気的な短絡などの不具合を抑制できる。このため上記（Ｃ）は好ましい状態であるといえる。つまり液体材料塗布装置１００は、（Ｃ）のように曳糸７２が切れるように液体材料７０の温度を調整可能な特徴を有している。

上記各実施の形態の塗布ユニット４を含む液体材料塗布装置１００は、上記径Ｄより曳糸７２の長さＬが短い状態で曳糸７２が切れることを可能とする。液体材料塗布装置１００は、このように曳糸７２が切れるように、液体材料７０の温度が調整可能である。

ここでの曳糸評価において、液体材料７０はポリマー型導電材料が用いられた。そのポリマー型導電材料の温度別による曳糸性評価の結果を以下の表１に示す。

表１の評価においては、塗布針２４の突出（下降）および引き上げの速度は最大で１５０ｍｍ／秒とした。表１の評価においては、基板５と液体材料容器２１の先端の貫通孔２５の部分との距離は２ｍｍとした。なお表中のＡは図１１（Ａ）のような結果を示し、表中のＢは図１１（Ｂ）のような結果を示している。また表中のＣは図１１（Ｃ）のような結果を示している。

表１の結果より、液体材料７０は室温付近の温度（たとえば２５℃前後）において最も曳糸７２を発生しやすく、室温付近の温度から加熱および冷却のいずれがなされても曳糸７２が形成されにくくなることがわかった。これは曳糸性は、使用環境が限定的な場合、特定の温度範囲で発生することを示している。つまり当該特定の温度範囲より低い温度では、液体材料の流動性が悪くなり、急激な伸長挙動に追いつけなくなるため、早期に液体材料同士が分断される。また当該特定の温度範囲より高い温度では、液体材料７０の粘性が低下し、変化に対する抵抗力が表面張力より弱まるために、伸長した瞬間に曳糸が切れる。また液体材料７０の温度を調整することにより、ある塗布条件における曳糸性を調整でき、塗布性を良くできることが分かった。

以上に述べた各実施の形態（に含まれる各例）に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。たとえば実施の形態１においてペルチェ素子３１の配置される位置に実施の形態２の流路ブロック３９が配置されてもよいし、逆に実施の形態２において流路ブロック３９の配置される位置に実施の形態１のペルチェ素子３１が配置されてもよい。また実施の形態２において実施の形態１の塗布ユニット４が有する特徴を適宜組み合わせてもよい。さらに各実施の形態において、液体材料７０を加熱または冷却するに際し、液体材料容器２１の代わりにたとえば塗布針２４が直接加熱または冷却されてもよい。

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

１ Ｘ軸テーブル、２ Ｙ軸テーブル、３ Ｚ軸テーブル、４ 塗布ユニット、５ 基板、６ 観察光学系、７ ＣＣＤカメラ、８ 操作パネル、９ モニタ、１０ 制御用コンピュータ、２０ 塗布針ホルダ、２１ 液体材料容器、２４ 塗布針、２６ 高熱伝導部材、２７ 断熱材、３１ ペルチェ素子、３１Ａ 加熱面、３１Ｂ 冷却面、３２Ａ 第１の温度検出手段、３２Ｂ 第２の温度検出手段、３２Ｃ 金属線、３３Ａ 流入経路、３３Ｂ 流出経路、３５ ファン部、３７ 小型ペルチェユニット、３８ 水、３９ 流路ブロック、４１ サーボモータ、４３ カム、４４ 軸受、４５ カム連結板、４６ 可動部、４７ 塗布針ホルダ固定部、４８ 塗布針ホルダ収納部、４９ リニアガイド、５０ バネ、５１，５２ 固定ピン、５３ 塗布ヘッド部、５５ ユニット固定治具、６１ カム面、６２ 上端フラット領域、６３ 下端フラット領域、７０ 液体材料、７１ パターン、７２ 曳糸、７３ 糸曳き跡、１００ 液体材料塗布装置。

Claims (9)

1. 加工対象材に液体材料を塗布するための塗布針と、
   前記液体材料を収納保持し、底面に前記塗布針が貫通可能な貫通孔が形成された液体材料容器と、
   前記液体材料容器を加熱および吸熱可能な加熱吸熱部と、
   前記加熱吸熱部の温度を調節する温度調節器とを備える、液体材料塗布機構。
2. 前記液体材料容器内の前記液体材料の温度を検出可能な第１の温度検出手段をさらに備え、
   前記温度調節器は、前記第１の温度検出手段で検出された前記液体材料の温度が設定温度になるよう前記液体材料の温度を調節する、請求項１に記載の液体材料塗布機構。
3. 前記加熱吸熱部の温度を検出可能な第２の温度検出手段をさらに備え、
   前記温度調節器は、前記第２の温度検出手段で検出された前記加熱吸熱部の温度が設定温度になるよう前記加熱吸熱部の温度を調節する、請求項１または２に記載の液体材料塗布機構。
4. 前記液体材料容器は、前記加熱吸熱部が接触する高熱伝導部材、および前記高熱伝導部材に重なるように取り付けられた断熱材に囲まれており、
   前記高熱伝導部材および前記断熱材は前記加熱吸熱部よりも面積が大きい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体材料塗布機構。
5. 前記液体材料容器の前記貫通孔に隣接する領域に前記加熱吸熱部が配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体材料塗布機構。
6. 前記加工対象材を、前記貫通孔と間隔をあけて前記貫通孔の真下に配置することが可能な、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体材料塗布機構。
7. 前記液体材料容器は、前記加熱吸熱部および温度調節器が取り付けられるユニット固定治具をさらに備え、
   前記液体材料容器は、前記ユニット固定治具に対して着脱可能である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体材料塗布機構。
8. 請求項７に記載の液体材料塗布機構と、
   前記加工対象材を保持する保持台とを備える液体材料塗布装置であって、
   前記液体材料容器と前記加熱吸熱部とが保持された前記ユニット固定治具は、前記温度調節器によって前記液体材料の温度が調節される際には前記液体材料塗布機構に含まれる塗布ヘッド部から取り外された状態とすることが可能であり、前記液体材料が塗布される際には前記塗布ヘッド部に取り付けられた状態とすることが可能である、液体材料塗布装置。
9. 前記加工対象材に塗布される前記液体材料のパターンの径よりも、前記加工対象材に付着する前記液体材料の曳糸の長さが短い状態で前記曳糸が切れることが可能な、請求項８に記載の液体材料塗布装置。

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