JP3806661B2 - ペースト塗布方法とペースト塗布機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にペーストを塗布するペースト塗布機に係り、特に、塗布速度を向上したペースト塗布機と、塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のペースト塗布機としては、特許２７４０５８８号公報に記載のように、ペースト収納筒に充填したペーストをノズルから基板上に吐出させながら、ノズルと基板との間の間隔を計測しながら一定に保つ制御をしながら、基板とノズルの相対移動速度、即ち、ペーストパターンを塗布するときの速度（以下、塗布速度という）を上昇させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ペースト塗布機においては、塗布速度を上昇させると、ペーストパターンの直線部では問題ない。しかし、曲率半径の小さい曲線部では、塗布方向が直角に変化するとき、即ち、例えば、Ｘ軸方向からＹ軸方向あるいはＹ軸方向からＸ軸方向に塗布方向が変わるとき、移動している部分に振動が発生する。例えば、移動部分がノズルであって、固定部分が基板が載置される基板吸着盤である場合（即ち、基板に対してノズルが移動している場合）、ノズルの移動方向が変化すると、ノズルに垂直（Ｚ軸）方向や水平（Ｘ、Ｙ軸）方向の振動が発生し、特に、垂直方向の振動が大きい。また、固定部分がノズルであって、移動部分が基板吸着盤である場合（即ち、基板が移動している場合）でも、この基板吸着盤の移動方向が変化すると、基板吸着盤、従って、これに載置固定されている基板に同様の振動が発生し、特に、垂直方向の振動が大きくなる。
【０００４】
かかる振動は基板の周辺部、特に、角部において大きい。このため、ノズルと基板との間の距離が変動し、塗布精度が低下する。
【０００５】
つまり、ノズルと基板との間の相対位置距離が短時間の間で変動するために、単位時間当たりのペースト塗布量が変化し、所望形状のペーストパターンを形成できないという問題がある。しかも、塗布速度を上昇させる程ノズルと基板との間の相対位置の変動が大きくなる。このため、塗布速度を高めることは不可能となり、生産性の向上を図かることができなかった。
【０００６】
特に従来技術のようにノズルと基板との間の相対位置距離が一定になるようＺ軸の高さ制御を行っている場合、塗布精度を損なわないレベルで振動に追従し、ノズルと基板との間隔を維持することは困難である。
【０００７】
本発明の目的は、高速の塗布速度で塗布していても、小さな極率で塗布パターンが変化しても、発生する振動に追従してノズルと基板間の距離を一定に保持できるようにしたペースト塗布機とペースト塗布方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるペースト塗布方法は、予め塗布するペーストパターン沿ってペーストを塗布せずに模擬塗布動作を行い、そのときに距離計で発生する振動を計測し、計測した振動のうち許容値を超える振動モードと振動発生位置を記録し、実際にペーストを塗布する場合に、前記ペーストパターンのうち振動の発生していない区間では前記距離計の計測結果に基づいて制御する計測制御モードで制御し、許容値を超える振動が発生した区間では記録した振動モードと逆位相で制御する振動追従モードで制御するようにした。
【０００９】
また、本発明によるペースト塗布機は、ペーストを塗布に際して、基板とノズル間の距離を一定に保つため、距離計による測定結果に応じて制御する計測制御モードと、許容値を超える振動の発生する振動区間に置いて、予めメモリに記録してある振動モードと逆位相のモードで制御する振動追従モードの２つの制御モードを備え、ペーストの塗布位置に応じて前記制御モードを切替制御する構成とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
図１に本発明のペースト塗布機の一実施形態の斜視図を示す。図において、１は架台、２ａ、２ｂは基板搬送コンベア、３は支持台、４は基板吸着盤、５はθ軸移動テーブル、６ａ、６ｂはＸ軸移動テーブル、７はＹ軸移動テーブル、８ａ、８ｂはＹ軸移動テーブルをＸ軸方向に移動するための駆動用サーボモータ、９はＺ軸移動テーブル、１０はＺ軸テーブルをＹ軸方向に移動させるための駆動用サーボモータ、１１はボールねじ、１２はＺ軸テーブルに設けた支持板をＺ軸方向（上下）に移動させるためのサーボモータ、１３はペースト収納筒（シリンジ）、１４は距離計、１５は支持板、１６ａ、１６ｂは画像認識カメラ、１７は制御部、１８はモニタ、１９はキーボード、２０は外部記憶装置を備えたパソコン本体、２１はケーブルである。
【００１１】
同図において、架台１上には、基板をＸ軸方向（図の奥の方から手前の方）に水平に搬送する搬送機能を有する２つの基板搬送コンベア２ａ、２ｂが設けてある。この基板搬送コンベア２ａ、２ｂは、全体にＺ軸方向に昇降できる昇降機能も有している。また、架台１上の基板搬送コンベア２ａ、２ｂに挟まれる位置に支持台３が設けられている。この支持台３上にθ軸移動テーブル５を介して基板吸着盤４が載置されている。このθ軸移動テーブル５は、本図には図示していないサーボモータ２４によって基板吸着盤４をＺ軸廻りのθ方向に回転させることができる。
【００１２】
さらに、架台１上には、基板搬送コンベア２ａ、２ｂよりも外側でＸ軸に平行にＸ軸移動テーブル６ａ、６ｂが設けられている。これらＸ軸移動テーブル６ａ、６ｂ間を渡るようにしてＹ軸移動テーブル７が設けられている。このＹ軸移動テーブル７は、Ｘ軸移動テーブル６ａ、６ｂに設けられたサーボモータ８ａ、８ｂの正転や逆転の回転（正逆転）によりＸ軸方向に水平に移動される。Ｙ軸移動テーブル７上には、サーボモータ１０の駆動によるボールねじ１１の正逆転によってＹ軸方向に移動するＺ軸移動テーブル９が設けられている。このＺ軸移動テーブル９には、ペースト収納筒１３や距離計１４を固定支持する支持板１５が設けられ、Ｚ軸移動テーブル９に設けたサーボモータ１２によって、この支持板１５をＺ軸移動テーブル９に設けた図示していないＺ軸方向に延伸したリニヤガイドに沿って移動させる。なお、ペースト収納筒１３は、この支持板１５に着脱自在に取り付けられている。また、架台１上には、図示していない基板の位置合わせなどのために、画像認識カメラ１６ａ、１６ｂが上方向を向けて設けられている。
【００１３】
更に、架台１の内部には、サーボモータ８ａ、８ｂ、１０、１２、２４などを制御する制御部１７が設けられている。また、この制御部１７は、ケーブル２１を介してモニタ１８やキーボード１９、及びパソコン本体２０と接続されている。かかる制御部１７での各種処理のためのデータがキーボード１９から入力され、画像認識カメラ１６ａ、１６ｂで捉えた画像や制御部１７での処理状況がモニタ１８に表示される。
【００１４】
また、キーボード１９から入力されたデータなどは、パソコン本体２０に設けてある記憶装置により、フロッピディスクなどの外部記憶媒体に記憶保管される。
【００１５】
図２は図１に示すペースト収納筒１３と距離計１４との部分を拡大して示す斜視図である。ペースト収納筒１３から延伸されたノズル１３ａの開口部が基板２２に対向して設けられ、ペースト収納筒を加圧することで基板上にペーストパターン２３を描画する状態を示している。なお本図において、図１に対応する部分には同一符号を付けている。
【００１６】
同図において、距離計１４は下端部に三角形の切込部があって、その切込部に発光素子と複数の受光素子とが設けられている。ノズル１３ａは、距離計１４の切込部の下部に位置付けられている。距離計１４は、ノズル１３ａの先端部からガラスからなる基板２２の表面（上面）までの距離を非接触の三角測法で計測する。即ち、上記三角形の切込部での片側の斜面に発光素子が設けられ、この発光素子から放射されたレーザ光Ｌは基板２２上の計測点Ｓで反射し、上記切込部の他方の斜面に設けられた複数の受光素子のいずれかで受光される。従って、レーザ光Ｌはペースト収納筒１３やノズル１３ａで遮られることはない。
【００１７】
また、基板２２上でのレーザ光Ｌの計測点Ｓとノズル１３ａの直下位置とは基板２２上で僅かな距離ΔＸ、ΔＹだけずれる。この僅かな距離ΔＸ、ΔＹ程度ずれた位置間では、基板２２の表面のうねり（凹凸）に差がないので、距離計１４の計測結果とノズル１３ａの先端部から基板２２の表面までの距離との間に差は殆ど存在しない。従って、この距離計１４の測定結果に基づいてサーボモータ１２を制御することにより、基板２２の表面のうねりに合わせてノズル１３ａの先端部から基板２２の表面までの距離を一定に維持することができ、基板２２上に塗布されるペーストパターン２３の幅や厚さが一様になる。
【００１８】
図３は図１に示した制御部１７の構成やペースト収納筒１３の空気圧の制御、基板２２の制御を示すブロック図である。
【００１９】
同図において、制御部１７は、マイクロコンピュータ１７ａやモータコントローラ１７ｂ、画像処理装置１７ｉや、外部インターフェース１７ｈがデータ通信バス１７ｇに接続され、モータコントローラ１７ｂには各軸のドライバが接続されている。ここで、各軸ドライとは、Ｘ１、Ｘ２軸ドライバ１７ｃ１、１７ｃ２と、Ｙ軸ドライバ１７ｄ、θ軸ドライバ１７ｅ、Ｚ軸ドライバ１７ｆ、である。これらの、各軸ドライバには夫々駆動用モータ８ａ、８ｂ、１０、２４、１２と夫々のモータに設けたエンコーダ２５、２６、２７、２８、２９が接続されている。画像処理装置１７ｉには画像認識用カメラ１６ａ、１６ｂとモニタ１８が接続されている。更に、外部インターフェース１７ｈには、キーボード１９、パソコン本体２０の他に、距離計１４、及び空気圧制御系を構成する正圧レギュレータ３０ａ、負圧レギュレータ３１ａ及びバルブユニットが接続されている。
【００２０】
なお、制御部１７は、さらに、基板搬送コンベア２ａ、２ｂの駆動制御系を含むが、ここでは、図示を省略している。
【００２１】
また、マイクロコンピュータ１７ａは、図示しないが、主演算部や後述するペーストの塗布描画を行なうための処理プログラムを格納したＲＯＭや、主演算部での処理結果や外部インターフェース１７ｈ及びモータコントローラ１７ｂからの入力データを格納するＲＡＭや、外部インターフェース１７ｈやモータコントローラ１７ｂとデータをやりとりする入出力部などを備えている。各サーボモータ８ａ、８ｂ、１０、１２、２４には、回転量を検出するエンコーダ２５〜２９が設けられており、その検出結果をＸ、Ｙ、Ｚ、θの各軸ドライバ１７ｃ１〜１７ｆを介してモータコントローラ１７ｂに戻して位置制御を行なっている。
【００２２】
サーボモータ８ａ、８ｂ、１０が予めキーボード１９から入力されてマイクロコンピュータ１７ａのＲＡＭに格納されているデータに基いて正逆回転することにより、負圧源１３１から分配した負圧によって基板吸着盤４(図１)に真空吸着された基板２２に対し、ノズル１３ａ(図２)が、Ｚ軸移動テーブル９(図１)を介して、Ｘ、Ｙ軸方向に任意の距離を移動する。その移動中、マイクロコンピュータ１７ａがバルブユニット３２を制御することにより、正圧源３０から、正圧レギュレータ３０ａとバルブユニット３２とを介して、ペースト収納筒１３に僅かな空気圧が印加され、ノズル１３ａの先端部の吐出口から所望量のペーストが吐出されて、基板２２上にペーストパターンが描画される。このＺ軸移動テーブル９のＸ、Ｙ軸方向への水平移動中に距離計１４がノズル１３ａと基板２２との間の距離を計測し、この距離を常に一定に維持するように、サーボモータ１２がＺ軸ドライバ１７ｆで制御される。
【００２３】
また、ペースト塗布を行なわない待機状態では、マイクロコンピュータ１７ａがバルブユニット３２を制御することにより、負圧レギュレータ３１ａ及びバルブユニット３２を介して負圧源３１がペースト収納筒１３に連通し、ノズル１３ａの吐出口から垂れ出たペーストをペースト収納筒１３内に引き戻す。これにより、この吐出口からのペーストの液垂れを防止することができる。なお、図示しない画像認識カメラでこのノズル１３ａの吐出口を監視し、液垂れが生じたときのみ、負圧源３１をペースト収納筒１３に連通するようにしてもよい。
【００２４】
図４は図１に示した実施形態の一連の動作を示すフローチャートである。
【００２５】
同図において、まず、この実施形態のペースト塗布機に電源が投入されると（ステップ１００）、その初期設定が実行される（ステップ２００）。この初期設定工程では、図１において、サーボモータ８ａ、８ｂ、１０を駆動することにより、Ｚ軸移動テ−ブル９をＸ、Ｙ方向に移動させて所定の基準位置に位置決めし、ノズル１３ａ（図２）を、そのペースト吐出口がペーストを吐出開始させる位置（即ち、ペースト塗布開始点）に位置付けられるように、所定の原点位置に設定する。さらに、ペーストパターン描画の対象とする基板（以下、実基板という）に塗布する１以上のペーストパターン毎のデータ（以下、ペーストパターンデータという）や実基板の位置データ、実基板に実際にペーストを塗布するときのこの実基板とノズルとの間の相対速度（以下、塗布速度という）と、基板表面からのノズル吐出口までの高さ（以下、塗布高さという）と、ノズルからのペースト吐出量を決めるペースト収納筒１３に印加される圧力（以下、塗布圧力という）との夫々のデータ、ぺースト吐出終了位置を示す位置データ、塗布したペーストパターンの計測位置データなどの初期設定を行なう。
【００２６】
かかるデータの入力はキーボード１９（図１）から行なわれ、入力されたデータはマイクロコンピュータ１７ａ（図３）に内蔵されたＲＡＭに格納される。
【００２７】
この初期設定処理工程（ステップ２００）が終了すると、次に、図１において、所望形状のペーストパターンが精度良く塗布できるか否かを判断するために用いるダミー基板（図示せず）を基板吸着盤４に載置して吸着保持させる（ステップ３００）。このダミー基板載置工程では、ダミー基板が、基板搬送コンベア２ａ、２ｂによってＸ軸方向に基板吸着盤４の上方まで搬送される。次いで、図示しない昇降手段によってこれら基板搬送コンベア２ａ、２ｂを下降させることにより、基板吸着盤４に載置される。
【００２８】
次に、ペースト塗布動作時にペーストパターンの角部などの、塗布方向が変化する際に生じる振動を計測する。この発生した振動によるノズルとダミー基板表面との相対距離の変位量と位相（方向を含む振幅と周期；これらを以下、振動モードという）を以降の振動追従の量と方向を決定するパラメータとして使用するために、このダミー基板を用いて模擬的（ペーストは塗布せずに描画パターンに沿って、実際の塗布速度でノズル等を動かす）にペーストを塗布する動作（ペースト模擬塗布動作）を行ない、測定した結果を記憶する。前述のように、ペースト模擬塗布動作の目的は、実基板上にペーストパターンを塗布描画するときに、可動部の振動発生位置を確認すると共に、その個所で発生する振動モードを測定し、この振動モードに対する追従データを求めるものである。なお、上記の初期設定処理工程（ステップ２００）で設定される上記の塗布速度や塗布高さや塗布圧力は、経験などによって決められたペーストパターンの直線部をペースト塗布するときのものである。
【００２９】
かかるペースト模擬塗布動作では、ノズル１３ａと基板２２（図２）との間の距離の変化から振動モードを測定するのであるが、このための振動測定センサとして距離計１４を用いる。また、振動モードはペースト塗布位置や塗布方向や塗布速度などによって振幅等が異なることが発明者らの実験により明らかである。このため、ペースト模擬塗布動作に使用されるペーストパターンは実基板に塗布するｎ個（但し、ｎは、通常、２以上の整数）のペーストパターンであって、上記のように、それらのペーストパターンデータがキーボード１９（図１）から入力されてマイクロコンピュータ１７ａ（図３）のＲＡＭ（以下、単にメモリという）に、例えば、実基板におけるペースト塗布の順序で１、２、…、ｎと番号が付されて格納されている。
【００３０】
なお、図５に本実施形態で説明するペーストパターンデータの一例を示す。
【００３１】
図５のペーストパターンの塗布は、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆの順に経路を辿ることを意味しており、ここではＡを始点、Ｂを第１コーナ、Ｃを第２コーナ、Ｄを第３コーナ、Ｅを第４コーナ、Ｆを終点という。本例ではペーストパターンが一枚の基板当り一つ、即ち上記ペーストパターンの数ｎ＝１の例を示している。
【００３２】
かかるペーストパターンの模擬塗布動作を開始するに当って、まず、振動測定センサとして使用される距離計１４を、ダミー基板上の所定の高さに位置決めする（ステップ４００）。そして、メモリに格納されているペーストパターンデータから、模擬塗布動作に使用するペーストパターンのデータを選択して、その番号のパターンに従って模擬塗布動作を実行する。最初では、番号１のペーストパターンデータが選択される（ステップ５００）。
【００３３】
そこで、まず、マイクロコンピュータ１７ａ（図３）は、直ちにこの選択した番号１のペーストパターンデータを用いてサーボモータ８ａ、８ｂ、１０を制御する。即ち、ノズル１３ａをこの番号１のペーストパターンデータによって規定されるペーストパターンに沿って、予め設定された塗布速度で移動させることにより、模擬塗布動作を開始させる（ステップ６００）。この場合、前述のようにノズル１３ａからはペーストは吐出させない。また、ノズルや距離計１４を固定した支持板を上下方向に移動させるサーボモータ１２は制御せずに、最初に設定された状態を維持するようにしている。
【００３４】
この模擬塗布動作の開始と共に、距離計１４によってノズル１３ａと基板２２との間の距離の変化を順次測定する。この測定データを垂直方向の距離測定結果として、ペーストパターンデータが表わす位置データと関連付けてメモリに格納する（ステップ７００）。
【００３５】
図６はこの距離測定処理工程（ステップ７００）の詳細を示すフローチャートである。
同図において、距離計１４によってノズル１３ａと基板２２との間の距離を順次測定し（ステップ７１０）、その測定結果を距離データとして、さらにその際のノズルのＸ、Ｙ座標もモータコントローラ１７ｂから読み出し（ステップ７２０）、その測定結果を位置データとして、両者を関連付けてメモリに格納する（ステップ７３０）。かかる距離データと位置データの測定・格納の処理は、模擬塗布動作を行なっている番号１のペーストパターンが終了するまで続ける（ステップ７４０）。
【００３６】
この距離測定処理工程（ステップ７００）が終了すると、距離計１４を上方に待避させる（ステップ８００）。そして、得られた距離データから許容範囲外の大きな距離変化位置、即ち、ペーストパターン上での許容範囲外の振動が発生するペースト塗布位置の探索・判定（ステップ９００）を行なう。
【００３７】
図７はこの許容範囲外の振動発生パターンの探索処理工程（ステップ９００）の詳細を示したフローチャートである。
【００３８】
同図において、まず初めに、距離データを読み込んでデータ変換を行なう（ステップ９1０）。
【００３９】
このデータ変換処理を図８によって説明すると、図８は距離測定によって得られた距離データ（波形１）を示すものであって、この距離データの緩やかなうねりはダミー基板の表面のうねりによるものであり、サーボモータ１２に制御がかからないため、距離計１４はこのうねりによるノズル１３ａと基板２２との間の距離の変化を測定する。また、この距離データの部分Ｂ地点、Ｃ地点、Ｄ地点、Ｅ地点での急激な変化は、距離計１４（従って、ノズル１３ａ）の振動によるものであり、ノズル１３ａの塗布方向、即ちノズルの移動方向が変化するときに発生する。なお、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点、Ｄ地点、Ｅ地点、Ｆ地点は図５に記載のＡ〜Ｆの個所を示している。
【００４０】
図８に示す振動部分が予め設定された許容範囲外にあるか否かを判定するために、サンプリングされたデータの単位時間当りの増減分値をパターン動作全域について求め、増減分値が許容範囲内かどうかを判定する方法がある。
【００４１】
判定の方法については、他に、距離データのサンプリング中に、モータコントローラ１７ｂから出力されるコーナ直前情報をコーナ部データとしてサンプリングデータに組み込むなど、その変化点を探索して抽出することができればいかなる方法でもよい。
【００４２】
図７におけるステップ９２０は、この変換された距離データについて、上記の許容範囲外となる部分があるか否かを判定するものであり、許容範囲外の場合には距離データと位置データをデータベース化しておく（ステップ９３０）。そのデータベースの一例を図９に示す。
【００４３】
パターン番号欄には塗布する複数のぺーストパターンの夫々に付けられた番号が入る。ポイント番号欄には、ステップ９２０で許容範囲外と判断された振動発生個所について、発生順番を入れてある。この例では，パターン番号１では４ポイント許容範囲外の振動発生個所が検出されたことを表している。
【００４４】
以降、振動のモードと発生個所を入れておくが、ここで、振動モードについて説明する。
【００４５】
振動モードは、ステップ９２０で許容範囲外とした地点の前後の距離データから抽出する。実際の振動波形には様々な機械構成要素の固有振動数と加振力との相関から複雑な振動波形となるが、本発明の意図するところは、上記許容範囲外の振動とは逆位相にノズルを移動させることで許容範囲内に抑えることにある。また、これらの振動データは機械剛性の高い塗布装置では残留振動が大きく続くことなく図１０のような三角波で近似できることが試験により明らかになった。
【００４６】
図１０の（ａ）はノズルと基板が近づく方向の振動であることを示しており、λは振動の大きさ、Ｔは振幅が元の位置に戻るまでの時間を示している（＋の片振幅）。（ｂ）はノズルと基板が遠ざかる方向の振動（−の片振幅）、（ｃ）は一度近づいた後遠ざかり元に戻る振動（＋の両振幅）、（ｄ）は一度離れた後近づき元に戻る振動（−の両振幅）を表している。なお、（ｅ）と（ｆ）のような振動も確認できるが、これらについては（ｅ）は（ａ）に、（ｆ）は（ｂ）と見なしてもよいし、近似パターンをデータベース化しても良い。また、他に特徴的な振動波形が検出された場合にはそれらの波形をデータベース化しておいても良い。 そこで、本実施形態では、これらの代表的な近似パターンを振動モデルとして予めデータベースに登録しておき、実際に検出された振動波形とパターンマッチングなどの方法で近似パターンの決定を行っている。
【００４７】
図９のデータベースの振動モードパターン欄には実際の振動波形が近似された上記振動モデルの番号が、振幅欄、時間欄には図１１で示すように実際の振動波形を振動モデルで近似した時の振幅λＲと振動の時間ＴＲが入る。次に、位置データ欄には上記許容範囲外のデータを検出したときのペーストパターンのＸＹ座標（位置データ）を保存する。
【００４８】
これらの振動探索をパターンの終了点まで実行することで、一つのパターンに対する振動データベースが作られる（ステップ９４０）。
【００４９】
以上のようにして番号１のペーストパターンデータに対する模擬塗布動作が終了すると（ステップ９００）、次に、未塗布のペーストパターンがあるか否かを判定する（ステップ１０００）。未塗布のペーストパターンデータがある場合は、次の番号（番号２）のペーストパターンデータが選択され、ステップ４００からの上記の模擬塗布動作が繰り返される。以下、番号３、４、…の順にペーストパターンデータによる模擬塗布動作が行なわれ、夫々のパターンに対応した振動データベースが作成される。
【００５０】
最後の番号ｎまでの全てのペーストパターンデータについて模擬塗布動作が終了すると（ステップ１０００）、夫々のペーストパターンデータ毎に、ペーストパターン上の各個所での振動追従データが設定されたことになる。これにより、実基板でのペースト塗布描画時にノズル１３ａに発生する振動が所望の塗布ペーストパターンの精度に影響しない条件で塗布できるものとして、ダミー基板を排出する（ステップ１１００）。そして、次に説明する実基板の生産（ペーストパターンの塗布描画）に移る。
【００５１】
まず、実基板を基板吸着盤４（図１）に載置して吸着保持させる（ステップ１２００）。この基板載置工程では、基板搬送コンベア２ａ、２ｂ（図１）によって実基板がＸ軸方向に基板吸着盤４の上方まで搬送され、図示しない昇降手段によって基板搬送コンベア２ａ、２ｂを下降させることにより、実基板を基板吸着盤４に載置する。
【００５２】
次に、基板予備位置決め処理（ステップ１３００）を行なう。この処理では、図１において、図示しない位置決めチャックにより、この実基板のＸ，Ｙ方向の位置合わせが行われる。また、基板吸着盤４に載置された実基板の位置決め用マークを画像認識カメラ１６ａ、１６ｂで撮影し、位置決め用マークの重心位置を画像処理で求めて実基板のθ方向での傾きを検出し、これに応じてサーボモータ２４（図３）を駆動し、そのθ方向の傾きも補正する。
【００５３】
なお、ペースト収納筒１３内のペースト残量が少なくなり、ペーストパターンの塗布動作中にペーストが途切れる可能性がある場合には、前もってペースト収納筒１３をノズル１３ａと共に交換する。もし、ノズル１３ａを交換したときには、その交換前と比較して、取付位置の位置ずれが生じて再現性が損なわれることもある。そこで、再現性を確保するために、実基板上のペーストを塗布しない箇所に、交換した新たなノズル１３ａを用いて十字状にペスートを塗布する。その後、この十字塗布パターンの交点の重心位置を画像処理で求める。次に、この重心位置と実基板上の位置決め用マークの重心位置との間の距離を算出して、これをノズル１３ａのペースト吐出口の位置ずれ量ｄｘ、ｄｙ（図２）とし、マイクロコンピュータ１７ａに内蔵のＲＡＭに格納する。これが実基板に対する基板予備位置決め処理（ステップ１３００）である。かかるノズル１３ａの位置ずれ量ｄｘ、ｄｙを用いて、後に行なうペーストパターンの塗布描画時にノズル１３ａの位置ずれを補正するようにする。
【００５４】
次に、番号１のペーストパターンデータから順番にペーストパターン塗布処理（ステップ１４００）を行なう。（図１２）
この処理では、塗布開始位置にノズル１３ａの吐出口を位置付けるために、Ｚ軸移動テーブル９（図１）を移動させ、ノズル位置の比較・調整移動を行なう。このために、まず、先の基板予備位置決め処理（ステップ１３００）で得られてマイクロコンピュータ１７ａのＲＡＭに格納されたノズル１３ａの位置ずれ量ｄｘ，ｄｙが、図２に示したノズル１３ａの位置ずれ量の許容範囲△Ｘ，△Ｙ内にあるか否かの判断を行なう。許容範囲内（即ち、△Ｘ≧ｄｘ及び△Ｙ≧ｄｙ）であれば、そのままとする。許容範囲外（即ち、△Ｘ＜ｄｘまたは△Ｙ＜ｄｙ）であれば、この位置ずれ量ｄｘ、ｄｙを基にＺ軸移動テーブル９を移動させてペースト収納筒１３を調整する。これにより、ノズル１３ａのペースト吐出口と実基板の所望位置との間の位置ずれを解消させ、ノズル１３ａをＸＹ方向の所望位置に位置決めする（ステップ１４０１）。
【００５５】
次に、ノズル１３ａの高さの設定を行なう（ステップ１４０２）。この設定される高さは先にキーボードから入力された設定塗布高さに設定され、ノズル１３ａの吐出口から実基板の表面までの距離がペーストの厚み、即ち、この塗布高さになるようにするものである。
【００５６】
以上の処理が終了すると、次に、マイクロコンピュータ１７ａのＲＡＭに格納されているペーストパターンデータに基づいてサーボモータ８ａ、８ｂ、１０（図１）が駆動される。これにより、ノズル１３ａのペースト吐出口が、実基板に対向した状態で、このペーストパターンデータに応じてＸ、Ｙ方向に移動するとともに、正圧源３０（図３）からペースト収納筒１３に僅かな空気圧が印加されてノズル１３ａのペースト吐出口からペーストが吐出し始める（ステップ１４３０）。
【００５７】
また、かかるペーストパターンの描画とともに、マイクロコンピュータ１７ａは距離計１４からノズル１３ａのペースト吐出口と実基板の表面との間の距離の実測データを入力して実基板の表面のうねりを測定し、この測定値に応じてサーボモータ１２を駆動することにより、実基板の表面からのノズル１３ａの設定高さが一定になるように維持されてペーストパターンの塗布描画が行なわれる（ステップ１４０４）。尚、ここでは、距離計を用いて計測結果に基づいて基板とノズルとの間隔を一定に保ちながらペーストパターンに沿って移動させることを計測制御モードと称する。
【００５８】
次にマイクロコンピュータ１７ａは、モータコントローラ１７ｂから塗布位置座標読み込みを行う（ステップ１４０５）。そのデータと、ダミー基板を用いて測定し、メモリに記録した許容値を超える振動発生した位置データとを比較して、塗布位置が振動位置かどうかを判断する（ステップ１４０６）。
【００５９】
ステップ１４０６で振動発生位置と判断された場合、直ちにＺ軸移動テーブル９のサーボモータ１２を距離計の計測結果に基づく計測制御モードから、予め模擬塗布動作で求めた振動モードと逆位相の振動パターンで制御する振動追従モードに切替えて制御する（ステップ１４０７）。
【００６０】
例えば、図９のデータベースからポイント１番では、振動モードが（ａ）パターンの三角波で近似できるので、振幅λと時間ＴのデータからＺ軸方向の移動速度や加速度や減速度のデータを生成し、所望の移動プロファイルが得られるようにモータコントローラ１７ｂでサーボモータ１２を制御する。
【００６１】
ここで、モータコントローラ１７ｂの遅れ時間やモータ制御の遅れ時間などがあり、ノズルの移動プロファイルと実際の振動波形がずれる場合がある。そこで、これらの遅れ時間を考慮してデータベースの振動発生位置データの前後調整（振動追従モード制御開始から制御終了位置）を予めしておくと良い。
【００６２】
振動追従モードを許容振動発生位置に限定すると、許容範囲を超えない残留振動が残る場合がある。そのため、ノズル高さ制御の再開時には残留振動を基板のうねりとみなしてノズル高さを制御してしまい、残留振動を増幅しかねない。このため、残留振動が整定する位置（ＸＹ座標位置）まで計測制御モードによる制御は再開しないほうが良い（ステップ１４０８）。このように振動追従モードで制御する範囲は振動パターンより広く設定しておくとよい。時間で制御する場合は振動制定時間を考慮して長めに設定しておく。
【００６３】
このようにして、ペーストパターンの塗布描画が進むが、ペーストパターンの塗布描画動作を継続するか、終了するかの判定は、塗布点がペーストパターンの終端であるかどうかの判断によって決定される。終端でなければ、再び実基板の表面のうねりの測定処理に戻り、以下、上記の各工程を繰り返して、ペーストパターンの塗布終端に達するまで継続する（ステップ１４０９）。
【００６４】
かかるペーストパターンの塗布動作は、設定されたｎ個のペーストパターンデータの全てについて行なわれ、最後の番号ｎのペーストパターンデータによるペーストパターンの終端に達すると、サーボモータ１２を駆動してノズル１３ａを上昇させ、このペーストパターン塗布工程を終了させる（ステップ１４１０）。
【００６５】
次に、基板排出処理（ステップ１５００）に進む。この処理工程では、図１において、実基板の基板吸着盤４への吸着が解除され、基板搬送コンベア２ａ、２ｂを上昇させてこれに実基板２２を載置させ、その状態でこの基板搬送コンベア２ａ、２ｂにより装置外に排出する。
【００６６】
そして、以上の全工程が終了したか否かで判定し（ステップ１６００）、複数枚の実基板に同じペーストパターンデータを用いてペーストパターンを塗布する場合には、別の実基板に対して基板載置処理（ステップ１２００）から繰り返される。そして、全ての実基板についてかかる一連の処理が終了すると、作業が全て終了（ステップ１７００）となる。
【００６７】
なお、上記実施形態では、ノズルが可動部として、基板を固定部としたが、本発明はこれに限るものではなく、ノズルを固定部、基板を移動部とするようにしてもよい。
【００６８】
以上のように、本発明では、塗布動作中に発生するＺ軸方向の振動の影響を極力小さくするため、ダミー基板を用いて塗布パターン毎に模擬塗布動作を行い、基準値以上の振動が発生する位置と大きさを測定・記憶し、実基板にペーストパターンを描画するときに、その記憶した振動発生位置で距離計からの信号による制御を停止し、記憶したパターンと逆位相の動作を行うことにより、振動の影響ない精度の良いペーストパターンを描画できるものである。
【００６９】
以上のように、この実施形態では、ダミー基板を用いて模擬塗布動作を行ない、前もって塗布すべきペーストパターンデータでの塗布条件を決定するために、実基板に対して無駄な塗布動作を行なう必要がなく、歩留まりの向上が図れる。
【００７０】
また、実基板でのペーストパターンの塗布描画においては、可動部（ノズル部または実基板）の振動の影響を受けずにノズルと基板との間隔を維持することができるため、塗布精度を確保して単位時間当たりのペースト塗布量を一定にすることができ、所望形状のペーストパターンを高い精度で塗布形成することが可能となる。
【００７１】
さらに、従来は振動の影響により、塗布速度を上げることが不可能な塗布パターンにおいても、本振動追従制御を用いれば、塗布速度を上げることができるようになる。従って、ペーストパターンの塗布時間を短かくすることができて、しかも、ペーストパターンの塗布描画を良好に行なうことができて、生産性の向上が図れる。
【００７２】
なお、以上はダミー基板を用いて模擬塗布動作を行わせることでペーストパターン毎の振動を計測することで説明したが、ダミー基板の代わりに実基板を用いて模擬塗布動作を行わせても良いことは言うまでもない。なお、実基板を用いる場合は、基板の汚れ、やノズル等が基板に接触することで損傷する恐れもあるため、大きな振動が発生する恐れのあることが予測される場合はダミー基板を用いた方が良い。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可動部の振動に予め用意しておいた振動追従データを利用して迅速に追従することにより、振動が生じる際にも塗布精度を維持することが可能であり、所望形状のペーストパターンの良好な塗布描画を可能として生産性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のペースト塗布機の一実施形態の斜視図である。
【図２】図１のノズル部の拡大図である。
【図３】本発明の制御系のブロック線図である。
【図４】本発明のペースト塗布機の動作の一例のフローチャートである。
【図５】ペーストパターンの一例を示した図である。
【図６】基板とノズル間の距離計測の一例のフローチャートである。
【図７】ダミー基板を用いた振動判定の動作フローチャートである。
【図８】模擬塗布動作における距離計の計測結果を示す図である。
【図９】振動モードのメモリに記録する記録例を示す図である。
【図１０】近似振動パターンの例を示した図である。
【図１１】振動発生時に距離計が測定した結果と近似振動モデルを示す図である。
【図１２】ペーストパターン塗布処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１…架台、２ａ、２ｂ…基板搬送コンベア、３…支持台、４…基板吸着盤、５…θ軸移動テーブル、６ａ、６ｂ…Ｘ軸移動テーブル、７…Ｙ軸移動テーブル、９…Ｚ軸移動テーブル、１５…支持板、１７…制御部、１２…Ｚ軸駆動用サーボモータ、１３ａ…ノズル、１４…距離計。

Claims (4)

1. ノズルの吐出口に対向するようにして基板をテーブル上に載置し、前記基板の主面に垂直な方向での前記ノズルと前記基板との間の距離を計測しながら略一定間隔に制御し、前記吐出口から前記基板上にペーストを吐出させながら前記基板と前記ノズルとの前記基板の主面における相対位置関係を変化させることにより、前記基板面上にペーストパターンを描画するペースト塗布方法において、
   前記基板上に実際にペーストを塗布する前に、前記ノズルと基板との間隔を制御する駆動系の制御を停止した状態で、描画するペーストパターンに対応して前記基板の主面方向に前記ノズルを相対移動させ、その時のノズルと基板との間方向の振動を計測し、許容値以上の大きさの振動の発生した位置データと振動モードをメモリに記録し、実際にペーストパターンを描画する場合、許容値以上の振動が発生してない区間は、基板とノズル間の距離を計測して制御する計測制御モードで制御し、許容値以上の振動が発生する区間は、前記記録された振動モードと逆位相のモードで制御する振動追従モードで制御することを特徴とするペースト塗布方法。
2. 請求項１に記載のペースト塗布方法において、前記振動追従モードで制御を開始する位置はモータ制御の遅れ時間分の補正を行い、終了位置は振動制定持間で決定することを特徴とするペースト塗布方法。
3. ペーストパターンを描画する基板を載置するテーブルと、前記基板に対向するように吐出口を設けたノズルと、前記吐出口と基板との間隔を計測する距離計と、前記ノズルと距離計を設けた支持板を前記基板の主面に垂直な方向に移動するＺ軸駆動機構と、前記基板と前記ノズルとの前記基板の主面における相対位置関係を変化させる駆動機構とを備えたペースト塗布機において、
   前記基板に塗布する複数のペーストパターンを設定し、前記Ｚ軸駆動機構を初期設定した後は動作させずに、前記設定されたペーストパターンに沿ってペーストを吐出せずにノズルを基板主面における相対位置関係を変化させ、前記距離計に発生する振動を計測し、計測結果から許容値を越える振動の振動モードを求める手段と、求めた振動モードと位置を記録する手段と、基板上に前記ペーストパターンに応じてペーストで描画するとき、前記距離計の計測結果に基づきノズル高さを制御する計測制御モードと前記記録した振動発生位置に振動モードと逆位相で制御する振動追従モードとを切替制御する機能を有する制御系を備えたことを特徴とするペースト塗布機。
4. 請求項３に記載のペースト塗布機において、
   前記許容値を超える振動モードを三角波で近似し、振動追従モードで制御する区間は振動制定時間を考慮して広めに設定することを特徴とするペースト塗布機。

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