JP3701882B2

JP3701882B2 - Paste applicator

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Publication number: JP3701882B2
Application number: JP2001157495A
Authority: JP
Inventors: 幸宏川隅; 茂石田; 淳一松井; 清司松本; 仁志真鍋
Original assignee: 株式会社日立インダストリイズ
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2021-05-25
Also published as: JP2002346452A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットパネルやプリント基板或いは半導体組立の製造過程などで用い、ノズルの吐出口に対向するように基板をテ−ブル上に載置し、ペースト収納筒に充填されたペーストをこのノズルの吐出口から基板上に吐出させながら基板とノズルの相対位置関係を変化させ、基板上に所望形状のペーストパタ−ンを塗布するペースト塗布機に係り、特に、ノズルを含む塗布ヘッドの駆動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テーブル上に該基板における上面と平行な一方向に移動し得るようにフレームを設け、ペースト収納筒と基板に吐出口が対向するノズルを備えた塗布ヘッドをフレームの伸延方向に移動し得るように設け、フレームと塗布ヘッドを基板上の所望の位置に移動させてノズルの吐出口より該基板上の所望の位置にぺーストを塗布させるペースト塗布機があり、塗布ヘッドはボールネジを用いたサーボモータで駆動されている（特開２０００―９３８６６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この場合、複数の塗布ヘッドを設け、それらのノズルから夫々ペーストを所望のパターンで基板上に同時に塗布しようとすると、各塗布ヘッド毎にボールネジやサーボモータを必要とし、構造が複雑になり、また、装置重量が増加するが、さらに、それだけでなく、各ボールネジは稼動中の温度上昇に起因して熱膨張差を生じ、各塗布ヘッドの正確な位置制御が困難になるという問題があった。また、基板上に存在する複数の可動部での発塵があり、基板が汚染するという問題もあった。
【０００４】
本発明の目的は、簡単な構成で軽重量化を図ることができ、基板上に正確に所望のパターンでペーストを塗布することを可能とし、さらに、基板の汚染が生じないペースト塗布機を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、簡単な構成であっても、基板上に安定して高速に、かつ正確な所望形状のパターンでペーストを塗布することを可能としたペースト塗布機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、架台に設けられたテーブル上に基板を搭載し、基板上に所望形状のペーストパターンを塗布描画するペースト塗布機において、架台に、第１のリニアスケールを第１の方向に伸延するように設けるとともに、架台上で第１の方向とは異なる第２の方向に伸延し、かつ第１のリニアスケールを検出する第１の検出器と第２の方向に伸延した第２のリニアスケールとが設けられ、リニアモータの駆動により、テーブルに搭載された基板のペーストパターンが塗布描画される面に平行な面内で架台上を第１の方向に移動可能なフレームと、フレームに複数個配列されて、夫々が、第２のリニアスケールを検出する第２の検出器とともに、ペースト収納筒とペースト収納筒に充填されたペーストを吐出するペースト吐出口を有するノズルが設けられ、リニアモータの駆動により、フレームに沿って移動可能な塗布ヘッドと、第１，第２の検出器によるフレームと夫々の塗布ヘッドとの位置検出結果に応じてフレームと夫々の塗布ヘッドとのリニアモータを駆動し、フレームや複数の塗布ヘッド夫々の位置制御を行なうことにより、ペースト吐出口がテーブルに搭載された基板に対向する範囲内で、架台に対してフレームを移動させ、かつフレームに対して複数の塗布ヘッドを移動させながら、複数の塗布ヘッドのペースト吐出口からペーストを吐出させる制御をする制御手段とを設け、複数の塗布ヘッドによって基板上に所望形状のペーストパターンを複数塗布描画する構成とする。
【０００７】
そして、複数の塗布ヘッド夫々のリニアモータは、フレームに、その伸延方向に沿って、設けられたマグネットと、マグネットに対向して塗布ヘッドに設けられた電機子コイルとからなる構成とするものである。
【０００８】
上記他の目的を達成するために、本発明は、上記構成において、制御手段は、フレームの伸延方向に沿って複数の塗布ヘッドを移動させた場合、隣合う２個の塗布ヘッドが予め設定された相互の干渉範囲内に入るときには、これら２個のうちの一方の塗布ヘッドを停止させて他方の塗布ヘッドを移動させ、他方の塗布ヘッドの移動終了後、一方の塗布ヘッドを移動させるように制御するものである。
【０００９】
また、フレームとしては、互いに平行な配置関係で２個以上設けられ、制御手段は、これらフレームを移動させた場合、隣合う２つのフレームが予め設定された相互の干渉範囲内に入るときには、これら２個のうちの一方のフレームを停止させて他方のフレームを移動させ、他方のフレームの移動終了後、一方のフレームを移動させるように制御することものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は本発明ペースト塗布機の一実施形態を示す斜視図であって、１は架台、２Ａ，２Ｂはフレーム、３Ａ，３Ｂは固定部、４Ａ〜４Ｄは可動部、５Ａ〜５Ｄは塗布ヘッド、６は基板保持盤、７はθ軸回転テ−ブル、８は基板、９は主制御部、１０は副制御部、１１はモニタ、１２はキ−ボ−ドである。
【００１１】
同図において、架台１上には、固定部３Ａ，３Ｂと可動部４Ａ〜４Ｄとフレーム２Ａ，２ＢとからなるＸ軸駆動機構が設けられている。固定部３Ａ，３Ｂは架台１上にＸ軸方向に沿って固定されており、固定部３Ａ上を２つの可動部４Ａ，４Ｃが、固定部３Ｂ上を２つの可動部４Ｂ，４Ｄが夫々移動可能に設けられている。そして、可動部４Ａと可動部４Ｂとにまたがって（即ち、Ｙ軸方向に沿って）フレーム２Ａが、また、可動部４Ｃと可動部４Ｄとにまたがって（即ち、Ｙ軸方向に沿って）フレーム２Ｂが夫々設けられている。
【００１２】
フレーム２Ａには、２つの塗布ヘッド５Ａ，５Ｂがこのフレーム２Ａの長手方向（即ち、Ｙ方向）に移動可能に設けられており、また、フレーム２Ｂには、２つの塗布ヘッド５Ｃ，５Ｄがこのフレーム２Ｂの長手方向（即ち、Ｙ方向）に移動可能に設けられている。
【００１３】
架台１上、Ｘ軸駆動機構の固定部３Ａ，３Ｂ間には、基板保持盤６を搭載し、かつθ軸方向に回転可能なθ軸回転テーブル７が設けられ、この基板保持盤６上に基板８が吸着保持（載置）される。また、架台１には、モニタ１１やキーボード１２が設けられ、主制御部９や副制御部１０などが内蔵されている。
【００１４】
図２は図１におけるＸ軸駆動機構の可動部４Ａの部分を示す図であって、同図（ａ）はこの部分をＹ軸方向から見た側面図、同図（ｂ）はこの部分をＸ軸方向から見た図である。なお、３ａ１はマグネット、３ａ２，３ａ３はリニアガイド、３ａ４はリニアスケール、４ａ１は電機子コイル、４ａ２は検出部であり、図１に対応する部分には同一符号を付けている。
【００１５】
図２（ａ），（ｂ）において、Ｘ軸駆動機構の固定部３Ａには、Ｘ軸方向（紙面に垂直な方向）に並行したマグネット３ａ１とリニアガイド３ａ２，３ａ３とリニアスケール３ａ４とが設けられ、可動部４Ａには、固定部３Ａのマグネット３ａ１とでリニアモータを構成する電機子コイル４ａ１とリニアスケール３ａ４の検出部４ａ２とが設けられている。可動部４Ａは、リニアモータの駆動力により、リニアガイド３ａ２，３ａ３にＸ軸方向に移動する。
【００１６】
図１における固定部３Ｂもこの固定部３Ａと同様の構成をなし、また、可動部４Ｂも可動部４Ａと同じ構成をなしており、可動部４Ａの検出部４ａ２が検出した固定部３Ａのリニアスケール３ａ４の検出結果と可動部４Ｂの検出部が検出した固定部３Ｂのリニアスケールの検出結果とをもとに、主制御部９が固定部３Ａ，可動部４Ａのリニアモータと固定部３Ｂ，可動部４Ｂのリニアモータとを制御することにより、これら検出結果が一致するように可動部４Ａ，４Ｂの位置制御をして、フレーム２Ａの長手方向が精度良く固定部３Ａ，３Ｂに垂直な方向（即ち、Ｙ軸方向）に一致するようにしている。
【００１７】
また、図１における可動部４Ｃ，４Ｄも可動部４ａ１と同様の構成をなしており、これらの検出部の検出結果に応じて主制御部９が同様のこれら可動部４Ｃ，４Ｄの位置制御を行なう。
【００１８】
図３は図１における塗布ヘッドの部分を示す図であって、同図（ａ）はＹ方向から見た側面図、同図（ｂ）は斜視図である。なお、２ａ１はマグネット、２ａ２〜２ａ４はリニアガイド、２ａ５はリニアスケール、５ａ１は基台、５ａ２は電機子コイル、５ａ３は検出部、５Ａ１はＺ軸サーボモータ、５Ａ２はＺ軸ガイド、５Ａ３はＺ軸テ−ブル、５Ａ４は光学式距離計、５Ａ５ペースト収納筒（シリンジ）、５Ａ６は画像認識カメラであり、図１に対応する部分には同一符号を付けている。
【００１９】
以下では、塗布ヘッド５Ａについて説明するが、他の塗布ヘッド５Ｂ〜５Ｄについても同様である。
【００２０】
図３（ａ），（ｂ）において、フレーム２Ａには、塗布ヘッド５Ａの（従って、塗布ヘッド５Ｂの）Ｙ軸駆動機構の固定部（固定側）にもなるものであり、その上面の長手方向（Ｙ軸方向）に沿ってマグネット２ａ１が、その両脇にそれと平行に２つのリニアガイド２ａ２，２ａ３が、さらに、その一方の側面にリニアガイド２ａ４が、他方の側面にリニアスケール２ａ５が夫々設けられている。
【００２１】
また、塗布ヘッド５Ａは、このフレーム２Ａをまたがるように配置された基台５ａ１を有し、この基台５ａ１に、フレーム２Ａのマグネット２ａ１とともにリニアモータを構成する電機子コイル５ａ２と、フレーム２Ａのリニアスケール２ａ５の検出部５ａ３とが設けられている。
【００２２】
リニアスケール２ａ５はフレーム２Ａの側面にＹ軸方向に沿って設けられており、これを検出する検出部５ａ３は、このリニアスケール２ａ５に対向して、塗布ヘッド５Ａ、設けられている。この検出部５ａ３のリニアスケール２ａ５からの検出結果に基いて主制御部９が塗布ヘッド５Ａの電機子コイル５ａ２とフレーム２Ａのマグネット２ａ１からなるリニアモータを制御することにより、フレーム２Ａ上でのＹ軸方向の位置制御がなされる。
【００２３】
塗布ヘッド５Ａの基台５ａ１には、また、Ｚ軸サーボモータ５Ａ１が設けられ、このＺ軸サーボモータ５Ａ１にＺ軸ガイド５Ａ２が、さらにこのＺ軸ガイド５Ａ２にＺ軸テ−ブル５Ａ３が、さらにこのＺ軸テ−ブル５Ａ３に距離計５Ａ４が、さらに距離計５Ａ４にペースト収納筒５Ａ５が夫々設けられており、Ｚ軸テ−ブル５Ａ３に、さらに、画像認識カメラ５Ａ６が設けられている。
【００２４】
Ｚ軸サーボモータ５Ａ１は、Ｚ軸テ−ブル５Ａ３上に設置された距離計５Ａ４の検出結果に基づく副制御部１０（図１）の制御により、Ｚ軸ガイド５Ａ２を介してペースト収納筒５Ａ５や画像認識カメラ５Ａ６をＺ軸方向に駆動する。
【００２５】
図１に示すような他の塗布ヘッド５Ｂ〜５Ｄについても、これと同様の構成をなすものである。
【００２６】
図４は図３（ｂ）における光学式距離計５Ａ４とペースト収納筒５Ａ５の先端に設けられたノズルの位置関係を示する斜視図であって、５Ａ７はノズル支持具、５Ａ８はノズルであり、図３に対応する部分には同一符号を付けている。
【００２７】
同図において、ペースト収納筒５Ａ５の下端にノズル支持具５Ａ７が設けられており、その先端部に基板８に向けてペースト吐出口が開いているノズル５Ａ８が取り付けられている。ペースト収納筒５Ａ５とノズル５Ａ８とはノズル支持具５Ａ７で連通しており、ノズル５Ａ８のペースト吐出口は、基板８の上面において、光学式距離計５Ａ４の距離計測光の反射点ＲＡとΔＸ，ΔＹの微差で接近している。
【００２８】
この距離計５Ａ４は、ノズル５Ａ８の先端部（ペースト吐出口）から基板８の表面（上面）までの垂直（Ｚ軸方向の）距離を非接触の三角測法で計測する。ノズル５Ａ８の吐出口と距離計５Ａ４での距離計測光の反射点ＲＡのずれΔＸ，ΔＹは、基板８の表面の凹凸によって影響されない程度に設定されているので、ノズル５Ａ８の先端部（ペースト吐出口）から基板８の表面（上面）までの垂直（Ｚ軸方向の）距離には、このずれΔＸ，ΔＹによる殆ど誤差がない。
【００２９】
従って、この距離計５Ａ４の計測結果に基いてＺ軸サーボモータ５Ａ１を制御し、基板８の表面の凹凸（うねり）に合わせてノズル先端部を上下させることにより、基板８の表面（上面）までの垂直距離（間隔）を常に一定に維持することができる。
【００３０】
図１に示す他の塗布ヘッド５Ｂ〜５Ｄについても、これと同様の構成をなすものである。
【００３１】
次に、この実施形態における電気及び空圧の制御系統について説明する。
【００３２】
図５は図１における主制御部９の一具体例の構成を示すブロック図であって、４ｂ１〜４ｄ１，５ｂ２〜５ｄ２は電機子コイル、４ｂ２〜４ｄ２，５ｂ３〜５ｄ３は検出器、７ａはサーボモータ、７ｂはθ軸エンコーダ、９ａはマイクロコンピュ−タ、９ｂは外部インターフェース、９ｃは画像処理装置、９ｄはモ−タコントロ−ラ、９ｅ１〜９ｅ４はＸ軸系リニアモータ用アンプ、９ｅ５〜９ｅ８はＹ軸系リニアモータ用アンプ、９ｅ９、１６は正圧源、１８は負圧源、１７はレギュレータ、１９はレギュレータ、２０はバルブユニット２０であり、図一に対応する部分には同一符号を付けている。
【００３３】
同図において、主制御部９は、マイクロコンピュ−タ９ａや外部インターフェース９ｂ，画像処理装置９ｃ，モ−タコントロ−ラ９ｄ，Ｘ軸系リニアモータ用アンプ９ｅ１〜９ｅ４，Ｙ軸系リニアモータ用アンプ９ｅ５〜９ｅ８及びθ軸回転テーブル７を駆動するサーボモータ７ａのアンプ９ｅ９を備えている。なお、サーボモータ７ａには、θ軸エンコーダ７ｂが設けられている。
【００３４】
電機子コイル４ｂ１，４ｃ１，４ｄ１は夫々、図１における可動部４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの電機子コイルであって、図２に示した可動部４Ａに対する電機子コイル４ａ１に相当するものである。電機子コイル５ｂ２，５ｃ２，５ｄ２は夫々、図１における塗布ヘッド５Ｂ，５Ｃ，５Ｄの電機子コイルであって、図３に示した可動部５Ａに対する電機子コイル５ａ２に相当するものである。
【００３５】
また、検出器４ｂ２，４ｃ２，４ｄ２は夫々、固定部３Ａ，３Ｂに設けられたリニアスケール（固定部３Ａでは、図２（ｂ）に示すリニアスケール３ａ４）を検出するための可動部４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ（図１）での検出器であって、図２（ｂ）に示す可動部４Ａでの検出器４ａ２に対応するものである。検出器５ｂ３，５ｃ３，５ｄ３は夫々、固定部３Ａ，３Ｂに設けられたリニアスケール（固定部３Ａでは、図２（ｂ）に示すリニアスケール３ａ４）を検出するための塗布ヘッド５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ（図１）での検出器であって、図３（ａ）に示す塗布ヘッド５Ａでの検出器５ａ３に対応するものである。
【００３６】
検出器４ａ２〜４ｄ２，５ａ３〜５ｄ３の検出出力はモータコントローラ９ｄに供給され、これら検出出力に応じた駆動信号がモータコントローラ９ｄが出力され、Ｘ軸系リニアモータ用アンプ９ｅ１〜９ｅ４，Ｙ軸系リニアモータ用アンプ９ｅ５〜９ｅ８で増幅された後、電機子コイル４ａ１〜４ｄ１，５ａ２〜５ｄ２に供給され、これにより、可動部４Ａ，４Ｂや塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのリニアモータが駆動制御されて可動部４Ａ，４Ｂや塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄが位置制御される。
【００３７】
画像処理装置９ｃは、塗布ヘッド５Ａに設けられている画像認識カメラ５Ａ６（図３（ｂ））や塗布ヘッド５Ｂ〜５Ｄに同様に設けられている画像認識カメラで得られた基板８上の映像信号を処理するものであって、これによって得られた映像処理データをもとに、基板８の位置決めなどを行なう。
【００３８】
塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄによって基板８上の所望の位置に適宜なパターンでペーストを塗布するには、正圧源１６あるいは負圧源１８からレギュレータ１７，１９及びバルブユニット２０を介して所望の空気圧を塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのペースト収納筒（塗布ヘッド５Ａでは、図３でのペースト収納５Ａ５）に印加するが、その場合のレギュレータ１７，１９及びバルブユニット２０の制御信号は、外部インターフェース９ｂから送出される。１５はハードディスクである。
【００３９】
マイクロコンピュ−タ９ａは、図示しないが、主演算部や後述する塗布描画を行なうための処理プログラムを格納したＲＯＭ，主演算部での処理結果や外部インタ−フェ−ス９ｂや画像処理装置９ｃやモ−タコントロ−ラ９ｄなどからの入力デ−タを格納するＲＡＭ，外部インタ−フェ−ス９ｂや画像処理装置９ｃやモ−タコントロ−ラ９ｄなどとデ−タをやりとりする入出力部などを備えている。ハードディスク１５には、キーボード１２からの描画するペーストパターンを表わすデータなどの入力データやマイクロコンピュータ９ａの処理結果のデータなどが格納される。
【００４０】
図６は図１における副制御部１０の一具体例を示すブロック図であって、５Ｂ１，５Ｃ１，５Ｄ１は塗布ヘッド５Ｂ，５Ｃ，５ＤのＺ軸サーボモータ、５Ｂ４，５Ｃ４，５Ｄ４は塗布ヘッド５Ｂ，５Ｃ，５Ｄの光学式距離計、５Ａ１ａ，５Ｂ１ａ，５Ｃ１ａ，５Ｄ１ａは塗布ヘッド５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５ＤのＺ軸エンコーダ、１０ａはマイクロコンピュ−タ、１０ｂは外部インターフェース、１０ｃはモ−タコントロ−ラ、１０ｄ１〜１０ｄ４は夫々Ｚ軸サーボモータ５Ａ１，５Ｂ１，５Ｃ１，５Ｄ１用のアンプ、２１はハードディスクである。
【００４１】
同図において、副制御部１７は、マイクロコンピュ−タ１０ａや外部インターフェース１０ｂ，モ−タコントロ−ラ１０ｃ、Ｚ軸サーボモータ用アンプ１０ｄ１〜１０ｄ４を備えている。
【００４２】
各塗布ヘッド５Ａでは、Ｚ軸サーボモータ５Ａ１にＺ軸エンコーダ５Ａ１ａが設けられており、Ｚ軸サーボモータ５Ａ１の回転量がＺ軸エンコーダ５Ａ１ａで検出され、その検出出力が外部インタ−フェ−ス１０ｂを介してマイクロコンピュータ１０ａに供給される。
【００４３】
一方、光学式距離計５Ａ４の計測結果が外部インタ−フェ−ス１０ｂを介してマイクロコンピュータ１０ａに供給され、基板８の塗布面からノズル５Ａ８（図４）までの距離（ノズル高さ）が算出され、規定のノズル高さとなるための駆動信号を生成される。この駆動信号はモータコントローラ１０ｃを介し、Ｚ軸サーボモータ用アンプ１０ｄ１で増幅された後、Ｚ軸サーボモータ５Ａ１に供給される。このように、外部インタ−フェ−ス１０ｂを介して光学式距離計５Ａ４の計測結果を得て、Ｚ軸サーボモータ５Ａ１を操作し、図５に示したＺ軸テ−ブル５Ａ３を上下させて、図４に示したノズル５Ａ８のＺ軸方向の位置制御を行なう。
【００４４】
同様にして、他の塗布ヘッド５Ｂ〜５Ｄも、図４に示す塗布ヘッド５Ａと同じ構成をなしており、夫々のＺ軸サーボモータ５Ｂ１〜５Ｄ１の回転量が夫々のＺ軸エンコーダ５Ｂ１ａ〜５Ｄ１ａで検出されてモ−タコントロ−ラ１０ｃからマイクロコンピュータ１０ａに供給される。モ−タコントロ−ラ１０ｃは、外部インタ−フェ−ス１０ｂを介して塗布ヘッド５Ｂ〜５Ｄの光学式距離計５Ｂ４〜５Ｄ４の計測結果を得て、Ｚ軸サーボモータ５Ｂ１〜５Ｄ１を操作し、図５に示す塗布ヘッド５ＡのＺ軸テ−ブル５Ａ３に相当するＺ軸テーブルを上下させて、それらのノズルのＺ軸方向の位置制御を行なう。
【００４５】
マイクロコンピュ−タ１０ａには、図示しないが、主演算部や後述する塗布描画時のノズルの高さ制御を行なうための処理プログラムを格納したＲＯＭ，主演算部での処理結果や外部インタ−フェ−ス１０ｂやモ−タコントロ−ラ１０ｃなどからの入力デ−タを格納するＲＡＭ，外部インタ−フェ−ス１０ｂやモ−タコントロ−ラ１０ｃとデ−タをやりとりする入出力部などを備えている。また、ハードディスク２１には、所望のデータが格納される。
【００４６】
主制御部９と副制御部１０とは以上のように構成されており、Ｘ軸方向（図１）に移動可能な可動部４Ａ，４Ｂとでの各リニアモ−タの電機子コイル４ａ１〜４ｄやＹ軸方向（図１）に移動可能な塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの各リニアモ−タの電機子コイル５ａ２〜５ｄ２及びＺ軸サーボモータ５Ａ１〜５Ｄ１が、主制御部９の外部インタ−フェ−ス９ｂ，１０ｂを介して主制御部９と副制御部１０とで連携しており、これにより、キ−ボ−ド１２から予め入力されてマイクロコンピュ−タ９ａのＲＡＭに格納されているデ−タに基いて、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄが（従って、それらのノズルが）、基板保持盤６に吸着保持した基板８に対して、Ｘ，Ｙ各軸方向に移動し、また、塗布ヘッド５Ａ〜５ＤのＺ軸テ−ブル（塗布ヘッド５Ａでは、Ｚ軸テ−ブル５Ａ３（図３））を介して支持されたノズル（塗布ヘッド５Ａでは、ノズル５Ａ８（図４））をＺ軸方向に任意の距離を移動し、その移動中、ペースト収納筒（塗布ヘッド５ａでは、ペースト収納筒５Ａ５（図３））にキ−ボ−ド１２から入力されてマイクロコンピュ−タ９ａのＲＡＭに格納されているデ−タに基いた正圧レギュレータ１７で調節される気圧が継続して印加され、これらノズルの先端のペースト吐出口からペーストが吐出され、基板８に所望のペーストパタ−ンが塗布描画される。
【００４７】
そして、かかるペースト塗布動作中では、後述するように、主制御部９（図５）のモータコントローラ９ｄにより、各リニアモータの電機子４ａ１〜４ｄ１，５ａ２〜５ｄ２の位置が予め設定された干渉範囲（塗布ヘッドが近づき過ぎて衝突が生ずる恐れがある塗布ヘッド間の距離範囲）にあるかどうかの監視を常時行なっており、誤った移動指令が入った場合にも、この監視プログラムにより、衝突しないように、塗布処理を停止させることができるようにしている。
【００４８】
Ｘ軸方向に移動する可動部４Ａ〜４ＤやＹ軸方向に移動する塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのリニアモータは、複数のマグネットを並置してなるものを固定側（固定部３Ａ，３Ｂ側やフレーム２Ａ，２Ｂ側に設けている。）とし、電機子コイルを可動側（可動部４Ａ〜４Ｄ側や塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄ側に設けられている）として、固定側マグネットを共用する形になっているために、従来のボールネジ駆動で発生していた熱膨張による差を生じるようなことはなく、可動側の電機子コイルへ誤信号が与えられないかぎり、ＸＹ軸方向での位置誤差はなく、各塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの正確な位置制御ができる。また、構成は簡単で、発塵が少ない。そして、固定側のマグネットと可動側の電機子コイルとの間に常に吸引力が働いているので、塗布ヘッドは架台１側に拘束される形式であり、移動に際して振動せず、基板８の上主面（ペーストを塗布する面）にうねりがなければ、基板８の上主面から各塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのノズルのペースト吐出口までの距離に変動は殆ど発生しない。
【００４９】
図７はこの実施形態で基板８上に塗布するペーストパターンの一具体例を示す図であって、ＰＴａ〜ＰＴｄはペーストパターン、Ｓａ〜ＳｄはペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄの塗布開始位置である。
【００５０】
この具体例では、図７に示すように、図１に示す４個の塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄにより、基板８上に４個のペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄを塗布するものである。これらペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄは同一形状であって、塗布開始位置Ｓａ〜Ｓｄから終了位置までの２次元経路データが設定されており、ペーストパターンＰＴａの塗布開始位置Ｓａは、基板８の中心０を原点として、座標（Ｘ１，Ｙ１）に、ペーストパターンＰＴｂの塗布開始位置Ｓｂは、同じく座標（Ｘ２，Ｙ２）に、ペーストパターンＰＴｃの塗布開始位置Ｓｃは、同じく座標（Ｘ３，Ｙ３）に、ペーストパターンＰＴｄの塗布開始位置Ｓｄは、同じく座標（Ｘ４，Ｙ４）に夫々位置設定されるものとする。
【００５１】
次に、図８により、この実施形態のペーストパターンの塗布描画動作について説明する。
【００５２】
図８において、まず、電源を投入し（ステップ１００）、装置の初期設定をするステップ（２００）。
【００５３】
この初期設定では、図１において、サーボモータ７ａ（図５）を駆動してθ軸回転テーブル７を回転させることにより、基板保持盤６はθ方向に移動させて所定の基準角度に位置決めし、可動部４Ａ，４Ｂと塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのリニアモータを駆動することにより、これら塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄを移動させてそれらのノズル先端のペースト吐出口を予め決められた所定の原点位置に設定するとともに、ペーストパタ−ンＰＴａ〜ＰＴｄの塗布開始位置から終了位置までの２次元経路デ−タや位置決め用マ−クデ−タ，ペースト塗布高さ（各塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄについての基板８の表面からノズル先端のペースト吐出口までの距離）などの設定を行なう。
【００５４】
これらデ−タの入力はキ−ボ−ド１２から行ない、各入力デ−タは主制御部９のマイクロコンピュ−タ９ａ（図５）や副制御部１０のマイクロコンピュータ１０ａ（図６）に内蔵のＲＡＭに格納するとともに、それら制御部９，１０の外部記憶装置であるハードディスク１５，２１などの記憶媒体に記憶保管しておく。
【００５５】
なお、塗布ヘッド５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄのノズル先端のペースト吐出口のＸＹ座標系での上記原点位置は、図９に示すように、基板８外の所定の位置Ｔａ〜Ｔｄとし、塗布開始前にこれらノズルペーストが垂れても、基板８を汚さないようにする。
【００５６】
以上の初期設定（ステップ２００）の処理が終了すると、次に、基板８を基板保持盤６上に載置して保持させる（ステップ３００）。
【００５７】
続いて、基板８の位置決めを行なう（ステップ４００）。この処理では、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの画像認識カメラ（塗布ヘッド５Ａでは、画像認識カメラ５Ａ６（図３））のうちのステップ２００で初期設定した任意の画像認識カメラを、基板保持盤６に載置した基板８の位置決め用マ−クを撮影できる位置に位置決めして、この位置決め用マークを撮影する。撮影した位置決め用マ−クの重心位置が主制御装置９（図５）の画像処理で求められて、基板８のθ方向での傾きが検出され、この検出結果に基づいてサ−ボモ−タ７ａでθ軸回転テーブル７を駆動することにより、基板８のθ方向の傾きが補正される。また、ＸＹ軸方向の誤差分（ΔＸ１，ΔＹ１）は後述する開始点移動時に補正されるが、このため、上記位置決め用マークの画像データが、マイクロコンピュ−タ９ａのＲＡＭに格納されて保管される。
【００５８】
ステップ４００の基板８の位置決めが終了すると、次に、ペーストの塗布動作が行なわれる（ステップ５００）。これを、図１０により説明する。
【００５９】
同図において、まず、基板８上に未塗布パターンがあるかどうか（即ち、塗布しなければならないが、未だ塗布描画されていないパターンがあるかどうか）を確認する（ステップ５１０）。未塗布パターンの有無については、後述する。
【００６０】
塗布開始時点では、塗布すべき全てのパターンが未塗布であるから、次の開始点移動工程（ステップ５２０）に進む。これは、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄを移動させ、図９に示す上記原点位置Ｔａ〜ＴｄからペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄの塗布開始位置Ｓａ〜Ｓｄに塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄ夫々のノズル先端のペースト吐出口が対向するように、これら塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄを位置決め移動させる処理である。これを図１１により説明する。
【００６１】
同図において、まず、描画対象とするパターン（ここでは、４個のパターン）が同一形状であることを確認し（ステップ５２１）、同一パターンであれば、同時に塗布可能なパターンであることを確認する（ステップ５２２）。
【００６２】
同時に塗布可能の判断条件は、塗布開始点位置Ｓａ，Ｓｂが同一のＸ軸上にあり、かつ塗布開始点位置Ｓｃ，Ｓｄが同一のＸ軸上にあることであり、Ｘ１＝Ｘ２、かつＸ３＝Ｘ４が成立するとき、同時に塗布可能とするものである。
【００６３】
いずれのパターンも同時に塗布可能であるときには、互いに近接した２以上の塗布開始位置があると、夫々にノズル先端が位置付けられる塗布ヘッド同士やノズル同士が衝突する可能性があるので（このような可能性がある距離範囲を干渉範囲という）、塗布開始位置Ｓａ〜Ｓｄにノズル毎が互いに干渉範囲にあるかどうかの確認を行なう（ステップ５２３）。
【００６４】
図１２はＸ軸方向のかかる干渉範囲を説明する図である。
【００６５】
同図において、塗布すべきペーストパターンが図７に示すパターンＰＴａ〜ＰＴｄの場合、Ｘ軸方向について、パターンＰＴａ，ＰＴｂでは、基板８の中心ＯからＸ軸方向に距離Ｘ１（＝Ｘ２）だけ離れた位置が塗布開始位置Ｓａ，Ｓｂになる。また、パターンＰＴｃ，ＰＴｄでは、基板８の中心Ｏから距離Ｘ３（＝Ｘ４）だけ離れた位置が塗布開始位置Ｓｃ，Ｓｄになる。塗布開始時では、塗布ヘッド５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄのノズルが夫々、これら塗布開始位置Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄに設定されることになる。
【００６６】
ここで、これら塗布開始位置Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄから基板中心Ｏに向かうＸ軸方向に干渉範囲ＸＣを設定する。ここで、
（Ｘ１−ＸＣ）-（Ｘ３＋ＸＣ）＞０
即ち、
Ｘ１−Ｘ３−２ＸＣ＞０
のとき、フレーム２Ａでの塗布ヘッド５Ａ，５Ｂとフレーム２Ｂでの塗布ヘッド５Ｃ，５Ｄとは、互いに干渉せず、動作可能である。
【００６７】
図１３はＹ軸方向の干渉範囲を説明する図である。
【００６８】
同図において、図７の示すパターンのＰＴａ〜ＰＴｄの場合、Ｙ軸方向について、パターンＰＴａでは、基板８の中心Ｏから距離Ｙ１だけ離れた位置が塗布開始位置Ｓａであり、塗布パターンＰＴｂでは、基板８の中心Ｏから距離Ｙ２だけ離れた位置が塗布開始位置Ｓｂ、塗布パターンＰＴｃでは、基板８の中心ＯからＹ３離れた位置が塗布開始位置Ｓｃ、塗布パターンＰＴｄでは、基板８の中心ＯからＹ４離れた位置が塗布開始位置Ｓｄになる。夫々の塗布開始位置から基板中心０に向かう方向に干渉範囲ＹＣを設定する。
【００６９】
パターンＰＴａ，ＰＴｂでは、
（Ｙ２−ＹＣ）−（Ｙ１＋ＹＣ）＞０
即ち、
Ｙ２−Ｙ１−２ＹＣ＞０
のとき、塗布ヘッド５Ａ，５Ｂは、互いに干渉せず動作可能である。また、パターンＰＴｃ，ＰＴｄでは、
（Ｙ４−ＹＣ）−（Ｙ３＋ＹＣ）＞０
即ち、
Ｙ４−Ｙ３−２ＹＣ＞０
のとき、塗布ヘッド５Ｃ，５Ｄは、互いに干渉せず動作可能である。
【００７０】
図１１のステップ５２１〜５２３の全ての条件を満足する（Ｙｅｓの判定がある）パターンについては、次のステップ５２５の処理に進むが、これらステップ５２１〜５２３のいずれかの条件を満足しないと（Ｎｏの判定があると）、全てのパターンを一括同時塗布することは不可能であり、一括塗布不可能な２つのパターンのうちの片方を未塗布パターンとして記憶させておき（ステップ５２４）、他方は、ステップ５２１〜５２３の全ての条件を満足するパターンとともに、塗布可能パターンとし、これらパターンを塗布する塗布ヘッドが夫々の原点位置で待機するようにする。
【００７１】
そして、塗布可能パターンを塗布するための塗布ヘッドを移動させ、それらのノズルが図９に示す該当の原点位置から塗布するパータンの塗布開始位置までのＸ，Ｙ軸方向の移動量を位置偏差から算出する（ステップ５２５）。いま、例えば、塗布ヘッド５Ｃ，５Ｄについて「干渉あり」との判定があるとすると（ステップ５２３）、これらのうちの一方、例えば、塗布ヘッド５Ｄを未塗布パターンとし、他方の塗布ヘッド５Ｃと塗布ヘッド５Ａ，５Ｂとについて、上記のステップ５２５の処理を行なう。
【００７２】
また、塗布可能パターンを塗布する塗布ヘッドの原点位置から塗布するパータンの塗布開始位置までのＸ，Ｙ軸方向の移動量は、次のように求められる。
いま、例えば、塗布ヘッド５Ａを例とし、その原点位置Ｔａの位置座標を（Ｘ011，Ｙ011）とすると、原点位置Ｔａからこの塗布ヘッド５Ａのノズル５Ａ８の塗布開始点Ｓａ（Ｘ１，Ｙ１）までの移動量ＬＸ１１１，ＬＹ１１１は、
ＬＸ１１１＝Ｘ１−Ｘ０１１，ＬＹ１１１＝Ｙ１−Ｙ０１１
と容易に計算できる。
【００７３】
このようにして、未塗布パターンに対する塗布ヘッドも含めて全ての塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの移動量を計算し（ステップ５２５）、これを設定する（ステップ５２６）。ここで、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのノズルの設定した移動量を夫々、
塗布ヘッド５Ａ：（ＬＸ１１１，ＬＹ１１１）
塗布ヘッド５Ｂ：（ＬＸ１１２，ＬＹ１１２）
塗布ヘッド５Ｃ：（ＬＸ１２１，ＬＹ１２１）
塗布ヘッド５Ｄ：（ＬＸ１２２，ＬＹ１２２）
とする。但し、ＬＸはＸ軸方向の移動量、ＬＹはＹ軸方向の移動量である。
【００７４】
以上の設定に基づいて、塗布可能パターンに用いる塗布ヘッドをこの設定した移動量だけ移動させ、それらのノズルの先端を該当するパターンの塗布開始位置に設定する（ステップ５２７）。
【００７５】
ここで、塗布ヘッドを移動させる場合、Ｙ軸移動機構のフレーム２Ａを駆動する可動部４Ａ，４Ｂの電機子コイル４ａ１，４ａ２は、同時に駆動しなくてはならない。また、Ｙ軸移動機構のフレーム２Ｂを駆動する可動部４Ｃ，４Ｄの電機子コイル４ｃ，４ｄも、同時に駆動しなくてはならない。
【００７６】
いま、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄを移動させるものとして、図１４により説明すると（ここで、４ａ１〜４ｄ１，５ａ２〜５ｄ２は、固定部４Ａ〜４Ｄ及び塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの図５に示すリニアモータの電機子コイルである）、可動部４Ａと可動部４Ｂとが、あたかも１つのモータであるかのように、モータコントローラ９ｄで電気的に設定し、また、可動部４Ｃと可動部４Ｄとも、あたかも１つのモータであるかのように、モータコントローラ９ｄで電気的に設定し、マイクロコンピュータ９ａ上で稼動するプログラムにより、フレーム２Ａとフレーム２Ｂとを夫々距離ＬＸ１１１，ＬＸ１２１だけ移動させる指令を出す。距離ＬＸ１１１の指令は可動部４Ａ，４Ｂのリニアモータの電機子コイル４ａ１，４ｂ１に供給され、距離ＬＸ１２１の指令は可動部４Ｃ，４Ｄのリニアモータの電機子コイル４ｃ１，４ｄ１に供給される。
【００７７】
また、Ｙ軸方向については、塗布ヘッド５Ａには、そのリニアモータの電機子コイル５ａ１に距離ＬＹ１１１の指令が、塗布ヘッド５Ｂには、そのリニアモータの電機子コイル５ｂ１に距離ＬＹ１１２の指令が、塗布ヘッド５Ｃには、そのリニアモータの電機子コイル５ｃ１に距離ＬＹ１２１の指令が、塗布ヘッド５Ｄには、そのリニアモータの電機子コイル５ｄ１に距離ＬＹ１２２の指令が夫々個別に供給される。
【００７８】
以上のように、図１１のステップ５２７では、固定部４Ａ〜４Ｄ及び塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの図５に示すリニアモータの電機子コイルには、上記の移動指令がアンプ９ｅ１〜９ｅ８（図５）を介して同時に供給される。但し、この場合、図１１のステップ５２４で未塗布パターンとされたパターンに使用する塗布ヘッドは含まれない。
【００７９】
また、各塗布ヘッドのノズルの移動では、直線補間演算を行ない、これらノズルが該当するパターン夫々の塗布開始位置に同時に到着するようにするとよい。
【００８０】
以上のように、各塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄが移動し、それらのノズルの該当するパターンの塗布開始位置Ｓａ〜Ｓｄへの移動が完了すると（ステップ５２８）、図１０のステップ５２０が終了したことになる。
【００８１】
そこで、図１０において、ステップ５２０が終了すると、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのノズルのギャップ設定を行なう（ステップ５３０）。この「ギャップ」とは、基板８のペースト塗布面からのノズル先端の高さであって、この工程は、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄにおいて、そのＺ軸サーボモータ５Ａ１〜５Ｄ１（図６）を駆動してＺ軸テ−ブルをＺ軸方向に移動させ、夫々のノズル先端のペースト吐出口の位置（基板８の上面からの距離）を塗布するペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄ（図７，図９）の塗布高さに設定するものである。
【００８２】
このために、まず、各塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄについて、予め設定されているこれらのノズルについての初期移動距離データに基いて、これらノズルをこの初期移動距離分下降させ、基板８の表面からの高さを夫々に設けられている距離計（塗布ヘッド５Ａの場合、距離計５Ａ４（図３））で計測する。次に、各ノズルの先端がペーストパターンを描画する高さに設定されているか否かを塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄ毎に確認し、各々のノズル先端がペーストパターンを描画する高さに設定されている場合には、このステップ５３０の工程が終了となる。
【００８３】
なお、ノズル先端がペーストパターンを描画する高さに設定されていない場合には、このノズルを微小距離下降させ、基板８のペースト塗布面までの距離を距離計で計測し、かかる距離計測とノズルの微小距離下降とを繰り返し行なうようにし、全てのノズル先端がペーストパターンを描画する高さに設定されるまでこの処理を繰り返す。
【００８４】
以上のステップ５３０の処理が終了すると、次に、ペースト塗布移動処理を行なう（ステップ５４０）。
【００８５】
ここでは、自在に動作可能な塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのノズルが同じ経路を描くようにする。そこで、図１５に示すように、塗布ヘッド５Ａ〜５ＤをＸ軸方向に移動させる各電機子コイル４ａ１〜４ｄ１が、あたかも１つのモータであるかのように、モータコントローラ９ｄ（図５）で電気的な設定がなされ、同様にして、塗布ヘッド５Ａ〜５ＤをＹ軸方向に移動させるこれら塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの電機子コイル５ａ２〜５ｄ２が、あたかも１つのモータであるかのように、モータコントローラ９ｄで電気的な設定がなされ、マイクロコンピュータ９ａ上で稼動するプログラムからは、パターンデータに基づいてＸ，Ｙ軸の２軸でペーストパターンを描くようＸ，Ｙ軸に塗布指令を与えればよい。
【００８６】
これにより、各塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのノズル先端のペースト吐出口が、基板８に対向した状態で、このペーストパターンデータに応じて、Ｘ，Ｙ軸方向に移動するとともに、図５で説明したように、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのペースト収納筒（塗布ヘッド５Ａでは、ペースト収納筒５Ａａ５（図３））に僅かな気圧が印加されて、各ノズル先端のペースト吐出口からペーストの吐出が開始される。
【００８７】
そして、先に説明したように、副制御部１０のマイクロコンピュータ１０ａは、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの距離計（塗布ヘッド５Ａでは、距離計５Ａ４（図３，図４））から得られる塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのペースト吐出口と基板８のペースト塗布面との間の間隔の実測デ−タで基板８の表面のうねりを測定し、この測定値に応じて塗布ヘッド５Ａ〜５ＤのＺ軸サーボモータ（塗布ヘッド５Ａでは、Ｚ軸サーボモータ５Ａ１（図３））を駆動することにより、基板８のペースト塗布面からのペースト吐出口の高さが各々設定値に維持される。これにより、所望の塗布量でペーストパターンを塗布することができる。
【００８８】
以上のようにして、図７，図９に示すペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄの描画が進むが、夫々のペースト吐出口が基板８上の上記ペーストパターンデータによって決まる描画パタ−ンの終端であるか否かを常時判断し、その終端でなければ、再び基板８の表面うねりの測定処理に戻り、以下、上記の塗布描画を繰り返して、ペーストパターン形成が描画パタ−ンの終端に達するまで継続する。
【００８９】
そして、ペースト吐出口が描画パタ−ン終端に達すると、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄでは、そのＺ軸サーボモータを駆動してそのノズルを上昇させる。そして、塗布済みのパターンの番号をマイクロコンピュータ１０ａ（図６）のＲＡＭに登録し（ステップ５５０）、ステップ５１０に戻る。
【００９０】
ところで、先に説明したように、図１１のステップ５２４により、塗布ヘッド間の干渉を生じる２つのパターンの一方は未塗布パターンとして登録してあるから、図１０において、塗布済みのパターンを除いて、未塗布パターンがあるか否かを判断する（ステップ５１０）。これがあれば、この未塗布パターンについて、以上のステップ５２０〜５５０の動作を実行する。このとき、この塗布ヘッドと干渉する恐れがあった他の塗布ヘッドは、ペーストパターンの塗布が終了してその原点位置に退避しているので、干渉が生ずることがない。そして、全てのパターンが塗布済みとなると（ステップ５１０）、図８でのペースト塗布工程（ステップ５００）が終了する。
【００９１】
図８において、ステップ５００が終了すると、次に、基板保持盤６（図１）を解除し、塗布が完了した基板８を装置外に排出する（ステップ６００）。そして、複数枚の基板に同じパタ−ンでペ−ストパターンを形成する場合には（ステップ７００）、新たにペーストパターンの塗布描画する基板について、ステップ３００からの上記の動作が実行され、その後、全ての基板についてかかる一連のペーストパターン描画処理が終了すると（ステップ７００）、作業終了とする（ステップ８００）。
【００９２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限らず、以下のようにしてもよい。即ち、
フレームとしては、１基のみを設置するようにしてもよいし、あるいは３基以上設置するようにしてもよいし、１フレームに３個以上の塗布ヘッドを設けるようにしてもよい。
また、塗布ヘッドが描く所望形状のペーストパタ−ンとしては、基板上に複数の点状に千鳥に塗布したり、波形や鋸歯状に塗布するものでもよいし、閉曲線状に塗布するようなものであってもよい。
さらに、基板に塗布するペーストは何でもよい。
さらに、塗布ヘッドに設けるリニアモータとしては、フレーム側が固定部、塗布ヘッド側が可動部となる構成のものであれば、どのような種類・形式のものでもよい。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で軽重量化を図ることができ、基板上に正確に所望形状のパターンでペーストを塗布することが可能となり、基板の汚染の恐れもない。
【００９４】
また、本発明によれば、簡単な構成であっても、安定して高速に基板上に正確に所望形状のパターンでペーストを塗布することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるペースト塗布機の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示したペースト塗布機におけるフレームとその駆動機構の一具体例を示す側面図である。
【図３】図１に示したペースト塗布機における塗布ヘッドとその駆動機構の一具体例を示す部分横断面図である。
【図４】図１に示した塗布ヘッドにおける光学式距離計とペースト収納の先端に設けたノズルの位置関係を示す斜視図である。
【図５】図１における主制御部とその制御系の一具体例を示すブロック図である。
【図６】図１における副制御部とその制御系の一具体例を示すブロック図である。
【図７】図１に示す実施形態で基板上に塗布するペーストパターンの一具体例を示す図である。
【図８】図１に示す実施形態の基板へのペーストパターンの塗布描画動作の一具体例を示すフローチャートである。
【図９】図８でのステップ５００を説明するための図である。
【図１０】図８でのステップ５００を詳細に示すフローチャートである。
【図１１】図１０でのステップ５２０を詳細に示すフローチャートである。
【図１２】図７で示すパターンでペーストを塗布する場合のＸ軸方向でのフレームの干渉領域の設定について説明するための図である。
【図１３】図７で示すパターンでペーストを塗布する場合のＹ軸方向での塗布ヘッドの干渉領域の設定について説明するための図である。
【図１４】図９に示すノズルの移動について、移動指令の出し方を示す図である。
【図１５】図１０のペースト塗布移動処理について塗布指令の出し方を示す図である。
【符号の説明】
１架台
２Ａ，２Ｂフレーム
２ａ１マグネット
２ａ２〜２ａ４リニアガイド
２ａ５リニアスケール
３Ａ，３ＢＸ軸駆動機構の固定部
３ａ１マグネット
３ａ２，３ａ３リニアガイド
３ａ４リニアスケール
４Ａ〜４ＤＸ軸駆動機構の可動部
４ａ１〜４ｄ１電機子コイル
４ａ２検出器
５Ａ〜５Ｄ塗布ヘッド
５Ａ１〜５Ｄ１Ｚ軸サーボモータ
５Ａ２Ｚ軸ガイド
５Ａ３Ｚ軸テーブル
５Ａ４光学式距離計
５Ａ５ペースト収納筒
５Ａ６画像認識カメラ
５Ａ７ノズル支持具
５Ａ８ノズル
５ａ１基台
５ａ２〜５ｄ２電機子コイル
５ａ３検出器
６基板保持盤
７ θ軸回転テ−ブル
７ａ θ軸サーボモータ
８基板
９主制御部
１０副制御部
ＰＴａ〜ＰＴｄペーストパターン
Ｓａ〜Ｓｄ塗布開始位置
Ｔａ〜Ｔｄ原点位置
ＸｃＸ軸方向の干渉範囲
ＹＣＹ軸方向の干渉範囲[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used in a manufacturing process of a flat panel, a printed circuit board, or a semiconductor assembly, and a substrate is placed on a table so as to face a discharge port of a nozzle, and a paste filled in a paste storage cylinder is used for the nozzle. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a paste applicator that changes the relative positional relationship between a substrate and a nozzle while discharging it from a discharge port to a substrate and applies a paste pattern having a desired shape on the substrate, and in particular, a driving mechanism for a coating head including a nozzle About.
[0002]
[Prior art]
A frame is provided on the table so as to be able to move in one direction parallel to the upper surface of the substrate, and a coating head provided with a paste storage cylinder and a nozzle whose discharge port faces the substrate can be moved in the extending direction of the frame. There is a paste coating machine that moves a frame and a coating head to a desired position on a substrate and applies paste to a desired position on the substrate from a nozzle outlet, and the coating head is a servo motor using a ball screw. (See JP 2000-93866 A).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In this case, if a plurality of coating heads are provided and pastes are simultaneously applied to the substrate in a desired pattern from the nozzles, a ball screw and a servo motor are required for each coating head, and the structure becomes complicated. In addition, the weight of the apparatus increases, but moreover, there is a problem that each ball screw causes a difference in thermal expansion due to a temperature rise during operation, and accurate position control of each coating head becomes difficult. In addition, there is a problem in that dust is generated at a plurality of movable parts existing on the substrate and the substrate is contaminated.
[0004]
An object of the present invention is to provide a paste applicator that can achieve a light weight with a simple configuration, can accurately apply a paste on a substrate in a desired pattern, and does not cause contamination of the substrate. There is.
[0005]
Another object of the present invention is to provide a paste applicator capable of applying a paste in a pattern of a desired shape stably and at high speed on a substrate even with a simple configuration. is there.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides: The board is mounted on the table provided on the gantry, In a paste applicator that applies and draws a paste pattern of a desired shape on a substrate, A first linear scale is provided on the gantry so as to extend in the first direction, and is extended in a second direction different from the first direction on the gantry, and the first linear scale is detected. Detector and a second linear scale extending in the second direction are provided, and by driving the linear motor, In a plane parallel to the surface on which the paste pattern of the substrate mounted on the table is applied and drawn Moveable in the first direction on the gantry Frame and frame Multiple Arranged, Each with a second detector that detects a second linear scale, There is provided a nozzle having a paste discharge port and a paste discharge port for discharging the paste filled in the paste storage tube. Can be moved along the frame by driving a linear motor. An application head; Drive the linear motors of the frame and the respective coating heads according to the position detection results of the frame and the respective coating heads by the first and second detectors to control the position of the frame and each of the plurality of coating heads. By In the range where the paste discharge port faces the substrate mounted on the table, Stand Moved the frame against And Control means for controlling the discharge of paste from the paste discharge ports of the plurality of coating heads while moving the plurality of coating heads with respect to the frame, and a paste pattern having a desired shape is formed on the substrate by the plurality of coating heads. Multiple It is set as the structure which carries out coating drawing.
[0007]
The linear motor of each of the plurality of coating heads is configured to include a magnet provided on the frame along the extending direction and an armature coil provided on the coating head so as to face the magnet. is there.
[0008]
In order to achieve the other object, in the present invention, in the configuration described above, when the control unit moves a plurality of application heads along the extending direction of the frame, two adjacent application heads are preset. When entering the mutual interference range, one of the two coating heads is stopped and the other coating head is moved, and after the movement of the other coating head is finished, one coating head is moved. It is something to control.
[0009]
Further, two or more frames are provided in a parallel arrangement relationship with each other, and when the control means moves these frames, when two adjacent frames fall within a preset mutual interference range, One of the two frames is stopped and the other frame is moved, and after the movement of the other frame is finished, one frame is controlled to move.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the paste applicator of the present invention, wherein 1 is a frame, 2A and 2B are frames, 3A and 3B are fixed parts, 4A to 4D are movable parts, and 5A to 5D are application heads. , 6 is a substrate holding plate, 7 is a θ-axis rotation table, 8 is a substrate, 9 is a main control unit, 10 is a sub-control unit, 11 is a monitor, and 12 is a keyboard.
[0011]
In the figure, an X-axis drive mechanism including fixed portions 3A and 3B, movable portions 4A to 4D, and frames 2A and 2B is provided on the gantry 1. The fixed parts 3A and 3B are fixed on the gantry 1 along the X-axis direction. The two movable parts 4A and 4C move on the fixed part 3A, and the two movable parts 4B and 4D move on the fixed part 3B, respectively. It is provided as possible. The frame 2A spans the movable portion 4A and the movable portion 4B (that is, along the Y-axis direction), and straddles the movable portion 4C and the movable portion 4D (that is, along the Y-axis direction). Frames 2B are provided respectively.
[0012]
Two coating heads 5A and 5B are provided on the frame 2A so as to be movable in the longitudinal direction of the frame 2A (that is, the Y direction), and two coating heads 5C and 5D are provided on the frame 2B. The frame 2B is provided so as to be movable in the longitudinal direction (that is, the Y direction).
[0013]
On the gantry 1 and between the fixed portions 3A and 3B of the X-axis drive mechanism, a substrate holding plate 6 is mounted, and a θ-axis rotating table 7 that can rotate in the θ-axis direction is provided. The substrate 8 is sucked and held (placed). Further, the gantry 1 is provided with a monitor 11 and a keyboard 12, and a main control unit 9 and a sub control unit 10 are built therein.
[0014]
2A and 2B are diagrams showing a portion of the movable portion 4A of the X-axis drive mechanism in FIG. 1, wherein FIG. 2A is a side view of this portion viewed from the Y-axis direction, and FIG. It is the figure seen from the X-axis direction. In addition, 3a1 is a magnet, 3a2 and 3a3 are linear guides, 3a4 is a linear scale, 4a1 is an armature coil, 4a2 is a detection part, and the same code | symbol is attached | subjected to the part corresponding to FIG.
[0015]
2A and 2B, the fixed portion 3A of the X-axis drive mechanism is provided with a magnet 3a1, a linear guide 3a2, 3a3, and a linear scale 3a4 parallel to the X-axis direction (direction perpendicular to the paper surface). The movable part 4A is provided with an armature coil 4a1 that constitutes a linear motor with the magnet 3a1 of the fixed part 3A and a detection part 4a2 of the linear scale 3a4. The movable portion 4A moves in the X-axis direction to the linear guides 3a2 and 3a3 by the driving force of the linear motor.
[0016]
The fixed portion 3B in FIG. 1 has the same configuration as the fixed portion 3A, and the movable portion 4B has the same configuration as the movable portion 4A, and the linear portion of the fixed portion 3A detected by the detection portion 4a2 of the movable portion 4A. Based on the detection result of the scale 3a4 and the detection result of the linear scale of the fixed unit 3B detected by the detection unit of the movable unit 4B, the main control unit 9 sets the fixed unit 3A, the linear motor of the movable unit 4A and the fixed unit 3B, By controlling the linear motor of the movable portion 4B, the positions of the movable portions 4A and 4B are controlled so that the detection results coincide with each other, and the longitudinal direction of the frame 2A is accurately perpendicular to the fixed portions 3A and 3B. (Ie, in the Y-axis direction).
[0017]
Also, the movable parts 4C and 4D in FIG. 1 have the same configuration as that of the movable part 4a1, and the main control unit 9 performs similar position control of the movable parts 4C and 4D according to the detection results of these detection parts. Do.
[0018]
3A and 3B are diagrams showing a portion of the coating head in FIG. 1, wherein FIG. 3A is a side view seen from the Y direction, and FIG. 3B is a perspective view. 2a1 is a magnet, 2a2 to 2a4 are linear guides, 2a5 is a linear scale, 5a1 is a base, 5a2 is an armature coil, 5a3 is a detector, 5A1 is a Z-axis servomotor, 5A2 is a Z-axis guide, and 5A3 is Z An axial table, 5A4 is an optical distance meter, 5A5 paste storage cylinder (syringe), and 5A6 is an image recognition camera, and parts corresponding to those in FIG.
[0019]
Hereinafter, the coating head 5A will be described, but the same applies to the other coating heads 5B to 5D.
[0020]
3A and 3B, the frame 2A also serves as a fixed portion (fixed side) of the Y-axis drive mechanism of the coating head 5A (and hence of the coating head 5B), and the length of the upper surface thereof. Magnet 2a1 along the direction (Y-axis direction), two linear guides 2a2 and 2a3 parallel to both sides thereof, linear guide 2a4 on one side, and linear scale 2a5 on the other side, respectively. Is provided.
[0021]
The coating head 5A has a base 5a1 disposed so as to straddle the frame 2A. The base 5a1 includes an armature coil 5a2 that constitutes a linear motor together with the magnet 2a1 of the frame 2A, and the frame 2A. A detection unit 5a3 of the linear scale 2a5 is provided.
[0022]
The linear scale 2a5 is provided on the side surface of the frame 2A along the Y-axis direction, and the detection unit 5a3 for detecting the linear scale 2a5 is provided with an application head 5A facing the linear scale 2a5. Based on the detection result of the detection unit 5a3 from the linear scale 2a5, the main control unit 9 controls the linear motor composed of the armature coil 5a2 of the coating head 5A and the magnet 2a1 of the frame 2A, so that Y on the frame 2A is controlled. Axial position control is performed.
[0023]
The base 5a1 of the coating head 5A is also provided with a Z-axis servomotor 5A1, a Z-axis guide 5A2 is provided on the Z-axis servomotor 5A1, and a Z-axis table 5A3 is further provided on the Z-axis guide 5A2. The Z-axis table 5A3 is provided with a distance meter 5A4, the distance meter 5A4 is provided with a paste storage cylinder 5A5, and the Z-axis table 5A3 is further provided with an image recognition camera 5A6.
[0024]
The Z-axis servo motor 5A1 is controlled by the sub-control unit 10 (FIG. 1) based on the detection result of the distance meter 5A4 installed on the Z-axis table 5A3. The image recognition camera 5A6 is driven in the Z-axis direction.
[0025]
The other coating heads 5B to 5D as shown in FIG. 1 have the same configuration.
[0026]
FIG. 4 is a perspective view showing the positional relationship between the optical distance meter 5A4 and the tip of the paste storage cylinder 5A5 in FIG. 3B, 5A7 is a nozzle support, and 5A8 is a nozzle. The parts corresponding to those in FIG.
[0027]
In the same figure, a nozzle support 5A7 is provided at the lower end of the paste storage cylinder 5A5, and a nozzle 5A8 having a paste discharge port open toward the substrate 8 is attached to the tip thereof. The paste storage cylinder 5A5 and the nozzle 5A8 are communicated with each other through a nozzle support 5A7. The paste discharge port of the nozzle 5A8 has a reflection point RA and ΔX, ΔY of the distance measurement light of the optical distance meter 5A4 on the upper surface of the substrate 8. It is approaching with a slight difference.
[0028]
The distance meter 5A4 measures the vertical (Z-axis direction) distance from the tip (paste discharge port) of the nozzle 5A8 to the surface (upper surface) of the substrate 8 by non-contact triangulation. Since the deviations ΔX and ΔY of the reflection point RA of the distance measurement light at the discharge port of the nozzle 5A8 and the distance meter 5A4 are set so as not to be affected by the unevenness of the surface of the substrate 8, the tip of the nozzle 5A8 (paste discharge) There is almost no error due to the deviations ΔX and ΔY in the vertical (Z-axis direction) distance from the exit) to the surface (upper surface) of the substrate 8.
[0029]
Accordingly, the Z-axis servomotor 5A1 is controlled based on the measurement result of the distance meter 5A4, and the nozzle tip is moved up and down in accordance with the irregularities (swells) on the surface of the substrate 8, so that the surface (upper surface) of the substrate 8 is reached. The vertical distance (interval) of can always be kept constant.
[0030]
The other coating heads 5B to 5D shown in FIG. 1 have the same configuration.
[0031]
Next, an electric and pneumatic control system in this embodiment will be described.
[0032]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of one specific example of the main controller 9 in FIG. 1, wherein 4b1 to 4d1, 5b2 to 5d2 are armature coils, 4b2 to 4d2, 5b3 to 5d3 are detectors, and 7a is a servo. Motor, 7b is a θ-axis encoder, 9a is a microcomputer, 9b is an external interface, 9c is an image processing device, 9d is a motor controller, 9e1 to 9e4 are amplifiers for an X-axis linear motor, and 9e5 to 9e8 are Y-axis linear motor amplifier, 9e9 and 16 are positive pressure sources, 18 is a negative pressure source, 17 is a regulator, 19 is a regulator, 20 is a valve unit 20, and parts corresponding to those in FIG. ing.
[0033]
In the figure, the main control unit 9 includes a microcomputer 9a, an external interface 9b, an image processing device 9c, a motor controller 9d, X-axis linear motor amplifiers 9e1 to 9e4, and a Y-axis linear motor amplifier. 9e5 to 9e8 and a servo motor 7a amplifier 9e9 for driving the θ-axis rotary table 7. The servo motor 7a is provided with a θ-axis encoder 7b.
[0034]
The armature coils 4b1, 4c1, and 4d1 are armature coils of the movable parts 4B, 4C, and 4D in FIG. 1, and correspond to the armature coil 4a1 for the movable part 4A shown in FIG. The armature coils 5b2, 5c2, and 5d2 are armature coils of the coating heads 5B, 5C, and 5D in FIG. 1, and correspond to the armature coil 5a2 for the movable portion 5A shown in FIG.
[0035]
The detectors 4b2, 4c2, and 4d2 are movable parts 4B and 4C for detecting a linear scale provided in the fixed parts 3A and 3B (in the fixed part 3A, the linear scale 3a4 shown in FIG. 2B), respectively. , 4D (FIG. 1) corresponding to the detector 4a2 in the movable portion 4A shown in FIG. 2 (b). Detectors 5b3, 5c3, and 5d3 are coating heads 5B, 5C, and 5D for detecting a linear scale (linear scale 3a4 shown in FIG. 2B in the fixed portion 3A) provided in the fixed portions 3A and 3B, respectively. The detector in FIG. 1 corresponds to the detector 5a3 in the coating head 5A shown in FIG.
[0036]
The detection outputs of the detectors 4a2 to 4d2 and 5a3 to 5d3 are supplied to the motor controller 9d, and a drive signal corresponding to these detection outputs is output from the motor controller 9d. The X axis linear motor amplifiers 9e1 to 9e4 and the Y axis system After being amplified by the linear motor amplifiers 9e5 to 9e8, they are supplied to the armature coils 4a1 to 4d1 and 5a2 to 5d2, thereby driving and controlling the linear motors of the movable parts 4A and 4B and the coating heads 5A to 5D. The positions of the parts 4A and 4B and the coating heads 5A to 5D are controlled.
[0037]
The image processing device 9c is an image on the substrate 8 obtained by the image recognition camera 5A6 (FIG. 3B) provided in the coating head 5A and the image recognition camera similarly provided in the coating heads 5B to 5D. The signal is processed, and the substrate 8 is positioned based on the video processing data obtained thereby.
[0038]
In order to apply the paste in an appropriate pattern on a desired position on the substrate 8 by the application heads 5A to 5D, a desired air pressure is applied from the positive pressure source 16 or the negative pressure source 18 through the regulators 17 and 19 and the valve unit 20. Applied to the paste storage cylinders of the coating heads 5A to 5D (in the coating head 5A, the paste storage 5A5 in FIG. 3), the control signals of the regulators 17 and 19 and the valve unit 20 in that case are sent from the external interface 9b. The Reference numeral 15 denotes a hard disk.
[0039]
Although not shown, the microcomputer 9a includes a main processing unit, a ROM that stores a processing program for performing coating drawing described later, processing results in the main processing unit, an external interface 9b, and an image processing device 9c. A RAM for storing input data from a motor controller 9d, an input / output unit for exchanging data with an external interface 9b, an image processing device 9c, a motor controller 9d, etc. It has. The hard disk 15 stores input data such as data representing a paste pattern to be drawn from the keyboard 12, processing result data of the microcomputer 9a, and the like.
[0040]
FIG. 6 is a block diagram showing a specific example of the sub-control unit 10 in FIG. 1, in which 5B1, 5C1, and 5D1 are Z-axis servomotors of the coating heads 5B, 5C, and 5D, and 5B4, 5C4, and 5D4 are coating heads 5B. , 5C, 5D optical distance meters, 5A1a, 5B1a, 5C1a, 5D1a are Z-axis encoders of coating heads 5A, 5B, 5C, 5D, 10a is a microcomputer, 10b is an external interface, and 10c is a motor controller. LA, 10d1 to 10d4 are amplifiers for Z-axis servomotors 5A1, 5B1, 5C1, and 5D1, and 21 is a hard disk.
[0041]
In the figure, the sub-control unit 17 includes a microcomputer 10a, an external interface 10b, a motor controller 10c, and Z-axis servo motor amplifiers 10d1 to 10d4.
[0042]
In each coating head 5A, a Z-axis servomotor 5A1 is provided with a Z-axis encoder 5A1a, the amount of rotation of the Z-axis servomotor 5A1 is detected by the Z-axis encoder 5A1a, and the detected output is output to the external interface 10b. To the microcomputer 10a.
[0043]
On the other hand, the measurement result of the optical distance meter 5A4 is supplied to the microcomputer 10a through the external interface 10b, and the distance (nozzle height) from the coating surface of the substrate 8 to the nozzle 5A8 (FIG. 4) is calculated. Then, a drive signal for achieving a specified nozzle height is generated. This drive signal is amplified by the Z-axis servo motor amplifier 10d1 via the motor controller 10c and then supplied to the Z-axis servo motor 5A1. In this way, the measurement result of the optical distance meter 5A4 is obtained via the external interface 10b, the Z-axis servomotor 5A1 is operated, and the Z-axis table 5A3 shown in FIG. 5 is moved up and down. The position control of the nozzle 5A8 shown in FIG. 4 in the Z-axis direction is performed.
[0044]
Similarly, the other coating heads 5B to 5D have the same configuration as the coating head 5A shown in FIG. 4, and the rotation amounts of the Z-axis servo motors 5B1 to 5D1 are the same as those of the Z-axis encoders 5B1a to 5D1a. Detected and supplied to the microcomputer 10a from the motor controller 10c. The motor controller 10c obtains the measurement results of the optical distance meters 5B4 to 5D4 of the coating heads 5B to 5D via the external interface 10b, and operates the Z-axis servo motors 5B1 to 5D1. The Z-axis table corresponding to the Z-axis table 5A3 of the coating head 5A shown in Fig. 5 is moved up and down to control the position of these nozzles in the Z-axis direction.
[0045]
Although not shown, the microcomputer 10a includes a main processing unit, a ROM that stores a processing program for controlling the height of the nozzle during coating drawing, which will be described later, processing results in the main processing unit, and an external interface. -A RAM for storing input data from the motor 10b and the motor controller 10c, an input / output unit for exchanging data with the external interface 10b and the motor controller 10c, etc. Yes. The hard disk 21 stores desired data.
[0046]
The main control unit 9 and the sub control unit 10 are configured as described above, and the armature coils 4a1 to 4d of each linear motor with the movable units 4A and 4B movable in the X-axis direction (FIG. 1). The armature coils 5a2 to 5d2 and the Z-axis servomotors 5A1 to 5D1 of the linear motors of the coating heads 5A to 5D that are movable in the Y-axis direction (FIG. 1) are external interfaces of the main controller 9. The main control unit 9 and the sub-control unit 10 cooperate with each other via 9b and 10b, whereby the data input in advance from the keyboard 12 and stored in the RAM of the microcomputer 9a. The coating heads 5 A to 5 D (accordingly, their nozzles) move in the X and Y axial directions with respect to the substrate 8 sucked and held on the substrate holding plate 6. 5D Z-axis table (in coating head 5A, Z-axis table Nozzle 5A3 (FIG. 3)) supported by the nozzle 5A3 (FIG. 3), the nozzle 5A8 (FIG. 4) is moved in the Z-axis direction by an arbitrary distance. Then, the atmospheric pressure adjusted by the positive pressure regulator 17 based on the data input from the keyboard 12 to the paste storage cylinder 5A5 (FIG. 3) and stored in the RAM of the microcomputer 9a. It is continuously applied, and paste is discharged from the paste discharge port at the tip of these nozzles, and a desired paste pattern is applied and drawn on the substrate 8.
[0047]
During the paste application operation, as will be described later, an interference range in which the positions of the armatures 4a1 to 4d1 and 5a2 to 5d2 of each linear motor are set in advance by the motor controller 9d of the main controller 9 (FIG. 5). (The distance range between the coating heads, where the coating heads are too close and may cause a collision) is constantly monitored, and even if an incorrect movement command is entered, this monitoring program will not cause a collision. As described above, the coating process can be stopped.
[0048]
The linear motors of the movable parts 4A to 4D that move in the X-axis direction and the coating heads 5A to 5D that move in the Y-axis direction have a plurality of magnets arranged side by side on the fixed side (the fixed parts 3A and 3B side and the frame 2A). , 2B side), and the armature coil as the movable side (provided on the movable parts 4A to 4D side and the coating heads 5A to 5D side), and the fixed side magnet is shared. Therefore, there is no difference due to thermal expansion that has occurred in the conventional ball screw drive, and there is no position error in the XY axis direction unless an error signal is given to the armature coil on the movable side. Accurate position control of the coating heads 5A to 5D can be performed. In addition, the structure is simple and generates little dust. Since an attractive force always acts between the fixed side magnet and the movable side armature coil, the coating head is constrained to the gantry 1 side, and does not vibrate when moving, and does not vibrate on the substrate 8. If there is no waviness on the main surface (surface on which the paste is applied), the distance from the upper main surface of the substrate 8 to the paste discharge ports of the nozzles of the coating heads 5A to 5D hardly occurs.
[0049]
FIG. 7 is a diagram showing a specific example of a paste pattern to be applied on the substrate 8 in this embodiment. PTa to PTd are paste patterns, and Sa to Sd are application start positions of the paste patterns PTa to PTd.
[0050]
In this specific example, as shown in FIG. 7, four paste patterns PTa to PTd are applied onto the substrate 8 by the four application heads 5A to 5D shown in FIG. The paste patterns PTa to PTd have the same shape, and two-dimensional path data from the application start positions Sa to Sd to the end position is set. The application start position Sa of the paste pattern PTa has a center 0 of the substrate 8. As the origin, the application start position Sb of the paste pattern PTb is the same as the coordinates (X2, Y2), the application start position Sc of the paste pattern PTc is the same as the coordinates (X3, Y3), and the coordinates are (X1, Y1). Similarly, the application start position Sd of the pattern PTd is set to the coordinates (X4, Y4), respectively.
[0051]
Next, the paste pattern application and drawing operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0052]
In FIG. 8, first, the power is turned on (step 100), and the apparatus is initialized (step 200).
[0053]
In this initial setting, in FIG. 1, by driving the servo motor 7a (FIG. 5) and rotating the θ-axis rotary table 7, the substrate holder 6 is moved in the θ direction and positioned at a predetermined reference angle, By driving the linear motors of the movable parts 4A and 4B and the coating heads 5A to 5D, the coating heads 5A to 5D are moved to set the paste discharge ports at the tips of the nozzles to predetermined predetermined origin positions. At the same time, two-dimensional path data and positioning mark data from the coating start position to the end position of the paste patterns PTa to PTd, the paste coating height (of the substrate 8 for each coating head 5A to 5D). The distance from the surface to the paste discharge port at the tip of the nozzle is set.
[0054]
These data are input from the keyboard 12, and each input data is sent to the microcomputer 9a (FIG. 5) of the main control unit 9 or the microcomputer 10a (FIG. 6) of the sub control unit 10. The data is stored in a built-in RAM and stored in a storage medium such as hard disks 15 and 21 which are external storage devices of the control units 9 and 10.
[0055]
The origin position in the XY coordinate system of the paste discharge port at the nozzle tip of the coating heads 5A, 5B, 5C, and 5D is set to a predetermined position Ta to Td outside the substrate 8, as shown in FIG. Even if these nozzle pastes drip before, the substrate 8 is not contaminated.
[0056]
When the above initial setting (step 200) is completed, the substrate 8 is then placed on and held on the substrate holding board 6 (step 300).
[0057]
Subsequently, the substrate 8 is positioned (step 400). In this process, an arbitrary image recognition camera initially set in step 200 of the image recognition cameras of the coating heads 5A to 5D (in the coating head 5A, the image recognition camera 5A6 (FIG. 3)) is mounted on the substrate holding board 6. The positioning mark of the placed substrate 8 is positioned at a position where it can be photographed, and this positioning mark is photographed. The center of gravity position of the photographed positioning mark is obtained by image processing of the main controller 9 (FIG. 5), the inclination of the substrate 8 in the θ direction is detected, and the servo motor is based on the detection result. By driving the θ-axis rotary table 7 by 7a, the inclination of the substrate 8 in the θ direction is corrected. Further, the error (ΔX1, ΔY1) in the XY axis direction is corrected when the starting point is moved, which will be described later. For this reason, the image data of the positioning mark is stored and stored in the RAM of the microcomputer 9a. The
[0058]
When the positioning of the substrate 8 in step 400 is completed, a paste application operation is then performed (step 500). This will be described with reference to FIG.
[0059]
In the figure, first, it is confirmed whether or not there is an uncoated pattern on the substrate 8 (that is, whether or not there is a pattern that must be coated but not yet coated and drawn) (step 510). The presence or absence of an uncoated pattern will be described later.
[0060]
Since all the patterns to be applied have not been applied at the start of application, the process proceeds to the next start point moving step (step 520). This is because the coating heads 5A to 5D are moved, and the paste discharge ports at the nozzle tips of the coating heads 5A to 5D are moved from the origin positions Ta to Td shown in FIG. 9 to the coating start positions Sa to Sd of the paste patterns PTa to PTd. In this process, the coating heads 5A to 5D are positioned and moved so as to face each other. This will be described with reference to FIG.
[0061]
In the figure, first, it is confirmed that patterns to be drawn (here, four patterns) have the same shape (step 521), and if they are the same pattern, it is confirmed that the patterns can be applied simultaneously. (Step 522).
[0062]
The determination condition for simultaneous application is that the application start point positions Sa and Sb are on the same X axis, and the application start point positions Sc and Sd are on the same X axis, and X1 = X2 and X3. When X4 is satisfied, application is possible at the same time.
[0063]
When both patterns can be applied at the same time, if there are two or more application start positions close to each other, there is a possibility that the application heads where the nozzle tips are positioned and the nozzles collide with each other (such a possibility) The distance range having the characteristic is called the interference range), and it is confirmed whether or not the nozzles are within the interference range at the application start positions Sa to Sd (step 523).
[0064]
FIG. 12 is a diagram for explaining the interference range in the X-axis direction.
[0065]
In the figure, when the paste patterns to be applied are the patterns PTa to PTd shown in FIG. 7, the patterns PTa and PTb are separated from the center O of the substrate 8 by a distance X1 (= X2) in the X axis direction in the X axis direction. These positions become application start positions Sa and Sb. Further, in the patterns PTc and PTd, the positions away from the center O of the substrate 8 by the distance X3 (= X4) are the application start positions Sc and Sd. At the start of application, the nozzles of the application heads 5A, 5B, 5C, and 5D are set to these application start positions Sa, Sb, Sc, and Sd, respectively.
[0066]
Here, an interference range XC is set in the X-axis direction from these application start positions Sa, Sb, Sc, Sd toward the substrate center O. here,
(X1-XC)-(X3 + XC)> 0
That is,
X1-X3-2XC> 0
At this time, the coating heads 5A and 5B in the frame 2A and the coating heads 5C and 5D in the frame 2B can operate without interfering with each other.
[0067]
FIG. 13 is a diagram for explaining the interference range in the Y-axis direction.
[0068]
In the figure, in the case of the patterns PTa to PTd shown in FIG. 7, in the pattern PTa, the position away from the center O of the substrate 8 by the distance Y1 is the coating start position Sa in the Y-axis direction, and in the coating pattern PTb, The position away from the center O of the substrate 8 by the distance Y2 is the application start position Sb, and in the application pattern PTc, the position away from the center O of the substrate 8 by Y3 is the application start position Sc, and in the application pattern PTd, from the center O of the substrate 8. The position Y4 away is the application start position Sd. An interference range YC is set in a direction from each coating start position toward the center 0 of the substrate.
[0069]
In the patterns PTa and PTb,
(Y2-YC)-(Y1 + YC)> 0
That is,
Y2-Y1-2YC> 0
At this time, the coating heads 5A and 5B can operate without interfering with each other. In the patterns PTc and PTd,
(Y4-YC)-(Y3 + YC)> 0
That is,
Y4-Y3-2YC> 0
At this time, the coating heads 5C and 5D can operate without interfering with each other.
[0070]
For a pattern that satisfies all the conditions of steps 521 to 523 in FIG. 11 (Yes is determined), the process proceeds to the next step 525, but if any of the conditions of these steps 521 to 523 is not satisfied ( If there is a determination of No), it is impossible to apply all patterns at the same time, and one of the two patterns that cannot be applied at a time is stored as an unapplied pattern (step 524), and the other Is a pattern that can be applied together with a pattern that satisfies all the conditions of Steps 521 to 523, and the application head that applies these patterns waits at the respective origin positions.
[0071]
Then, the application head for applying the applicationable pattern is moved, and the amount of movement in the X and Y-axis directions from the corresponding origin position shown in FIG. Calculate (step 525). For example, if it is determined that there is “interference” for the coating heads 5C and 5D (step 523), one of these, for example, the coating head 5D is set as an uncoated pattern, and the coating head 5C and the other coating head 5C are coated. For the heads 5A and 5B, the process of step 525 is performed.
[0072]
Further, the amount of movement in the X and Y axis directions from the origin position of the coating head for coating the coatable pattern to the coating start position of the pattern to be coated is obtained as follows.
Now, for example, when the coating head 5A is taken as an example, and the position coordinates of the origin position Ta are (X011, Y011), from the origin position Ta to the coating start point Sa (X1, Y1) of the nozzle 5A8 of the coating head 5A. The movement amounts LX111 and LY111 are
LX111 = X1-X011, LY111 = Y1-Y011
And can be calculated easily.
[0073]
In this way, the movement amounts of all the coating heads 5A to 5D including the coating head with respect to the uncoated pattern are calculated (step 525) and set (step 526). Here, the movement amounts set by the nozzles of the coating heads 5A to 5D are respectively shown.
Coating head 5A: (LX111, LY111)
Coating head 5B: (LX112, LY112)
Coating head 5C: (LX121, LY121)
Coating head 5D: (LX122, LY122)
And However, LX is a movement amount in the X-axis direction, and LY is a movement amount in the Y-axis direction.
[0074]
Based on the above settings, the coating head used for the coatable pattern is moved by the set amount of movement, and the tips of these nozzles are set to the coating start position of the corresponding pattern (step 527).
[0075]
Here, when the coating head is moved, the armature coils 4a1 and 4a2 of the movable portions 4A and 4B that drive the frame 2A of the Y-axis moving mechanism must be driven simultaneously. Also, the armature coils 4c and 4d of the movable parts 4C and 4D that drive the frame 2B of the Y-axis moving mechanism must be driven simultaneously.
[0076]
Now, the movement of the coating heads 5A to 5D will be described with reference to FIG. 14 (here, 4a1 to 4d1 and 5a2 to 5d2 are fixed parts 4A to 4D and coating heads 5A to 5D of the linear motor shown in FIG. The movable part 4A and the movable part 4B are electrically set by the motor controller 9d as if they were one motor, and both the movable part 4C and the movable part 4D are as if they were one motor. As if it were one motor, it is set electrically by the motor controller 9d, and commands to move the frame 2A and the frame 2B by distances LX111 and LX121 are issued by a program operating on the microcomputer 9a. The command for the distance LX111 is supplied to the armature coils 4a1 and 4b1 of the linear motors of the movable parts 4A and 4B, and the command of the distance LX121 is supplied to the armature coils 4c1 and 4d1 of the linear motors of the movable parts 4C and 4D.
[0077]
For the Y-axis direction, the coating head 5A has a command for the distance LY111 to the armature coil 5a1 of the linear motor, and the coating head 5B has a command for the distance LY112 to the armature coil 5b1 of the linear motor. The coating head 5C is individually supplied with a command of distance LY121 to the armature coil 5c1 of the linear motor, and the coating head 5D is individually supplied with a command of distance LY122 to the armature coil 5d1 of the linear motor.
[0078]
As described above, in step 527 of FIG. 11, the movement commands are applied to the armature coils of the linear motor shown in FIG. 5 of the fixing portions 4 A to 4 D and the coating heads 5 A to 5 D (FIG. 5). Are supplied at the same time. However, in this case, the coating head used for the pattern that has not been applied in step 524 in FIG. 11 is not included.
[0079]
Further, when moving the nozzles of each coating head, it is preferable to perform linear interpolation calculation so that these nozzles arrive at the coating start positions of the corresponding patterns at the same time.
[0080]
As described above, when the application heads 5A to 5D are moved and the movement of the nozzles to the application start positions Sa to Sd of the corresponding pattern is completed (step 528), step 520 in FIG. 10 is completed. Become.
[0081]
Therefore, in FIG. 10, when step 520 is completed, the nozzle gaps of the coating heads 5A to 5D are set (step 530). This “gap” is the height of the nozzle tip from the paste application surface of the substrate 8, and this step drives the Z-axis servo motors 5A1 to 5D1 (FIG. 6) in the application heads 5A to 5D. The Z-axis table is moved in the Z-axis direction, and the paste patterns PTa to PTd (FIGS. 7 and 9) for applying the position of the paste discharge port (distance from the upper surface of the substrate 8) at the tip of each nozzle are applied. The height is set.
[0082]
For this purpose, first, for each of the coating heads 5A to 5D, these nozzles are lowered by this initial movement distance based on the preset initial movement distance data for these nozzles, and the height from the surface of the substrate 8 is increased. The distance is measured by a distance meter (distance meter 5A4 (FIG. 3) in the case of the coating head 5A). Next, it is confirmed for each of the coating heads 5A to 5D whether or not the tip of each nozzle is set to a height for drawing the paste pattern, and each nozzle tip is set to a height for drawing the paste pattern. In that case, the process of step 530 is completed.
[0083]
When the tip of the nozzle is not set to the height at which the paste pattern is drawn, the nozzle is lowered by a small distance, and the distance to the paste application surface of the substrate 8 is measured with a distance meter. This process is repeated until all the nozzle tips are set to the height at which the paste pattern is drawn.
[0084]
When the processing in step 530 is completed, paste application movement processing is performed (step 540).
[0085]
Here, the nozzles of the coating heads 5 A to 5 D that can operate freely draw the same path. Therefore, as shown in FIG. 15, each armature coil 4a1 to 4d1 that moves the coating heads 5A to 5D in the X-axis direction is electrically operated by a motor controller 9d (FIG. 5) as if it were one motor. Similarly, the motor controller is as if the armature coils 5a2 to 5d2 of the coating heads 5A to 5D that move the coating heads 5A to 5D in the Y-axis direction are a single motor. From the program that is electrically set in 9d and operates on the microcomputer 9a, a coating command may be given to the X and Y axes so as to draw a paste pattern with two axes of the X and Y axes based on the pattern data.
[0086]
As a result, the paste discharge ports at the tip of the nozzles of the coating heads 5A to 5D move in the X and Y axis directions according to the paste pattern data in a state of facing the substrate 8, and as described in FIG. In addition, a slight air pressure is applied to the paste storage tubes of the coating heads 5A to 5D (in the coating head 5A, the paste storage tube 5Aa5 (FIG. 3)), and the discharge of the paste is started from the paste discharge port at the tip of each nozzle. .
[0087]
As described above, the microcomputer 10a of the sub-control unit 10 applies the coating head 5A obtained from the distance meter of the coating heads 5A to 5D (in the coating head 5A, the distance meter 5A4 (FIGS. 3 and 4)). The undulation of the surface of the substrate 8 is measured by the measured data of the distance between the paste discharge port of 5D and the paste application surface of the substrate 8, and the Z-axis servo motors of the application heads 5A to 5D are measured according to the measured values. (In the coating head 5A, by driving the Z-axis servomotor 5A1 (FIG. 3)), the heights of the paste discharge ports from the paste coating surface of the substrate 8 are maintained at the set values. Thereby, a paste pattern can be apply | coated with a desired application quantity.
[0088]
As described above, drawing of the paste patterns PTa to PTd shown in FIGS. 7 and 9 proceeds. Whether each paste discharge port is the end of the drawing pattern determined by the paste pattern data on the substrate 8 or not. If it is not the end, the process returns to the measurement of the surface waviness of the substrate 8 again. Thereafter, the above-described coating drawing is repeated until the paste pattern formation reaches the end of the drawing pattern.
[0089]
When the paste discharge port reaches the drawing pattern end, the coating heads 5A to 5D drive the Z-axis servo motor to raise the nozzle. Then, the number of the applied pattern is registered in the RAM of the microcomputer 10a (FIG. 6) (step 550), and the process returns to step 510.
[0090]
By the way, as described above, one of the two patterns that cause interference between the coating heads is registered as an uncoated pattern in step 524 in FIG. 11, and therefore, in FIG. Then, it is determined whether or not there is an uncoated pattern (step 510). If there is this, the operations of steps 520 to 550 described above are executed for this uncoated pattern. At this time, the other coating heads that may interfere with the coating head have finished the application of the paste pattern and have retreated to their origin positions, so that no interference occurs. When all the patterns have been applied (step 510), the paste application process (step 500) in FIG. 8 ends.
[0091]
In FIG. 8, when step 500 is completed, the substrate holding plate 6 (FIG. 1) is then released, and the substrate 8 on which coating has been completed is discharged out of the apparatus (step 600). When a paste pattern is formed on a plurality of substrates with the same pattern (step 700), the above operation from step 300 is performed on a substrate on which a paste pattern is newly applied and drawn. When the series of paste pattern drawing processes for all the substrates is completed (step 700), the operation is terminated (step 800).
[0092]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and may be as follows. That is,
As the frame, only one unit may be installed, or three or more units may be installed, or three or more coating heads may be provided in one frame.
In addition, the paste pattern of the desired shape drawn by the coating head may be applied in a staggered pattern on the substrate in a zigzag pattern, or may be applied in a waveform or sawtooth shape, or in a closed curve shape. It may be.
Furthermore, any paste may be applied to the substrate.
Further, the linear motor provided in the coating head may be of any type and form as long as the frame side is a fixed portion and the coating head side is a movable portion.
[0093]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the weight can be reduced with a simple configuration, the paste can be accurately applied on the substrate in a pattern having a desired shape, and there is no fear of contamination of the substrate. .
[0094]
Further, according to the present invention, even with a simple configuration, it is possible to apply a paste in a pattern of a desired shape on a substrate stably and at high speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of a paste applicator according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a specific example of a frame and its drive mechanism in the paste applicator shown in FIG. 1;
3 is a partial cross-sectional view showing a specific example of a coating head and a driving mechanism thereof in the paste coating machine shown in FIG. 1. FIG.
4 is a perspective view showing the positional relationship between the optical distance meter and the nozzle provided at the tip of the paste storage in the coating head shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a specific example of the main control unit and its control system in FIG. 1;
6 is a block diagram showing a specific example of the sub-control unit and its control system in FIG. 1. FIG.
7 is a diagram showing a specific example of a paste pattern applied on a substrate in the embodiment shown in FIG.
FIG. 8 is a flowchart showing a specific example of a paste pattern application drawing operation on a substrate according to the embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 9 is a diagram for explaining step 500 in FIG. 8;
FIG. 10 is a flowchart showing in detail step 500 in FIG. 8;
FIG. 11 is a flowchart showing in detail step 520 in FIG. 10;
12 is a diagram for describing setting of an interference region of a frame in the X-axis direction when applying a paste with the pattern shown in FIG. 7;
13 is a diagram for describing setting of the interference area of the coating head in the Y-axis direction when the paste is applied with the pattern shown in FIG. 7; FIG.
14 is a diagram showing how to issue a movement command for the movement of the nozzle shown in FIG. 9; FIG.
15 is a diagram showing how to issue a coating command for the paste coating movement process of FIG. 10;
[Explanation of symbols]
1 frame
2A, 2B frame
2a1 magnet
2a2 to 2a4 linear guide
2a5 linear scale
3A, 3B Fixed part of X-axis drive mechanism
3a1 magnet
3a2, 3a3 linear guide
3a4 linear scale
4A-4D Movable part of X-axis drive mechanism
4a1-4d1 Armature coil
4a2 detector
5A-5D coating head
5A1-5D1 Z-axis servo motor
5A2 Z-axis guide
5A3 Z-axis table
5A4 optical distance meter
5A5 paste storage cylinder
5A6 Image recognition camera
5A7 Nozzle support
5A8 nozzle
5a1 base
5a2-5d2 Armature coil
5a3 detector
6 Substrate holder
7 θ-axis rotation table
7a θ-axis servo motor
8 Board
9 Main control unit
10 Sub-control unit
PTa to PTd paste pattern
Sa to Sd Application start position
Ta to Td Origin position
Xc X-axis interference range
YC Interference range in the Y-axis direction

Claims

The substrate was mounted on a table provided in the gantry, the paste applying equipment for applying drawing a paste pattern of the desired shape on said substrate,
The gantry is provided with a first linear scale extending in the first direction,
A first detector extending on the gantry in a second direction different from the first direction and detecting the first linear scale; and a second linear scale extending in the second direction A frame that is movable in the first direction on the gantry in a plane parallel to a surface on which the paste pattern of the substrate mounted on the table is applied and drawn by driving a linear motor ;
A plurality of nozzles arranged in the frame, each having a second detector for detecting the second linear scale, and a paste storage tube and a paste discharge port for discharging the paste filled in the paste storage tube is provided et is, by driving the linear motor, a coating head which is movable along said frame,
A linear motor between the frame and each coating head is driven according to the position detection result between the frame and each coating head by the first and second detectors, and the frame and the plurality of coating heads are driven. by controlling the position of each, the paste discharge port within a range facing the substrate mounted on the table to move the frame relative to the frame, and the plurality of relative to the frame Control means for controlling the discharge of the paste from the paste discharge ports of the plurality of coating heads while moving the coating head;
Paste applying machine, characterized in that the desired shape of the paste pattern on the substrate by the plurality of coating heads and such that a plurality applied drawing.

In claim 1,
The linear motor of each of the plurality of coating heads is
A magnet provided along the extending direction of the frame, and
A paste applicator comprising an armature coil provided on the coating head so as to face the magnet.

In claim 1,
When the plurality of application heads are moved along the extending direction of the frame, the control means, when two adjacent application heads fall within a preset mutual interference range, One of the coating heads is stopped, the other coating head is moved, and after the movement of the other coating head is finished, one of the coating heads is controlled to move. .

In claim 1,
Two or more of the frames are provided in parallel with each other,
When these frames are moved, when the two adjacent frames fall within a preset mutual interference range, the control means stops one of the two frames and stops the other frame. A paste applicator, wherein a frame is moved, and control is performed so that one of the frames is moved after the other frame is moved.