JP5634188B2 - ペースト塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、塗布対象物にペーストを塗布するペースト塗布装置に関する。

ペースト塗布装置は、液晶表示パネル等の各種装置を製造するために用いられている。このペースト塗布装置は、ペーストをノズルから吐出する塗布ヘッドを用いて、ステージ上の塗布対象物にペーストとして例えばシール性及び接着性を有するシール剤を塗布し、その塗布対象物上に所定の塗布パターンを描画する（例えば、特許文献１参照）。

このペースト塗布装置の中には、塗布ヘッドを支持するコラムを一対の移動機構により移動させながら塗布パターンの描画を行うペースト塗布装置がある。コラムは直方体形状であり、その延伸方向がステージ上の塗布対象物の被塗布面と平行にされ、その両端が一対の脚部により支持されている。さらに、その一対の脚部が前述の一対の移動機構上に立設され、コラムが移動可能となっている。なお、移動機構としては、ボールネジやリニアモータ等の直動機構が用いられる。

特開２００８−８０２０４号公報

前述のペースト塗布装置においてコラムを移動させる場合には、ペースト塗布時間を短縮するため、できるだけ高い加減速でコラムを移動させる必要がある。ところが、コラムを高加速で移動させると、コラムは移動方向と逆方向に倒れてしまい、反対に高減速で移動させると、移動方向と同じ方向に倒れしまう。このようにコラムが倒れると、塗布ヘッドのノズルと塗布対象物の被塗布面との離間距離であるギャップが変動するため、塗布対象物の被塗布面上に塗布されたペーストの塗布量が変わってしまう。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、その目的は、ペースト塗布量の変動を抑止し、塗布対象物の表面に精度良くペーストパターンを形成することができるペースト塗布装置を提供することである。

本発明の実施形態に係る特徴は、ペースト塗布装置において、
ステージと、
前記ステージに載置された塗布対象物の表面にペーストをノズルから吐出して塗布する塗布ヘッドと、
前記ステージの上方において一方向に延伸して配置され、前記塗布ヘッドを前記ステージの上方に支持するヘッド支持部と、
前記ヘッド支持部を支持する脚部と、
前記脚部を支持し、前記塗布ヘッドの前記ノズルが前記塗布対象物の表面に沿って移動するように前記ヘッド支持部と共に前記脚部を前記一方向と交差する方向へ移動させる移動機構と、
を備え、
前記脚部は、その移動方向に並び前記ヘッド支持部と前記移動機構とをつなぐ第１のリンク部及び第２のリンク部を有しており、
前記第１のリンク部及び前記第２のリンク部は、互いの間隔が前記ヘッド支持部側から前記移動機構側に向かって広くなるように配置されてなり、前記ヘッド支持部が移動するときの加速又は減速により倒れることを抑止する台形リンク機構を構成し、かつ、前記第１のリンク部の延長線と前記第２のリンク部の延長線とが交差する交点の高さが前記ヘッド支持部の重心の高さより高くなるように形成されていることである。

本発明によれば、ペースト塗布量の変動を抑止することが可能になるので、塗布対象物の表面に精度良くペーストパターンを形成することができる。

本発明の実施形態に係るペースト塗布装置の概略構成を示す外観斜視図である。 図１に示すペースト塗布装置の一部を拡大して示す側面図である。 図１に示すペースト塗布装置が備えるヘッド支持部の倒れ防止を説明するための第１の説明図である。 図１に示すペースト塗布装置が備えるヘッド支持部の倒れ防止を説明するための第２の説明図である。 図１に示すペースト塗布装置が備える脚部の変形例１を示す外観斜視図である。 図１に示すペースト塗布装置が備える脚部の変形例２を示す外観斜視図である。

本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明の実施形態に係るペースト塗布装置１は、塗布対象物としての基板Ｋが水平状態（基板Ｋの被塗布面が図１に示すＸ軸方向とそれに直交するＹ軸方向に沿う状態）で載置されるステージ２と、そのステージ２上の基板Ｋにペースト（例えば、シール性及び接着性を有するシール剤等）をそれぞれ塗布する第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３Ｂと、それらの第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３Ｂを支持してＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構４と、そのＸ軸移動機構４と共に第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３Ｂを支持するヘッド支持部５と、そのヘッド支持部５の両端を支持する第１の脚部６Ａ及び第２の脚部６Ｂと、それらの第１の脚部６Ａ及び第２の脚部６Ｂを支持してＹ軸方向に移動させる第１のＹ軸移動機構７Ａ及び第２のＹ軸移動機構７Ｂと、それら各部が載置される架台８とを備えている。

ステージ２は、ガラス基板等の基板Ｋが載置される載置台として架台８の上面に固定されて設けられている。このステージ２は、基板Ｋを吸着する吸着機構（図示せず）を備えており、その吸着機構により上面の被載置面に基板Ｋを固定して保持する。なお、吸着機構としては、例えばエアー吸着機構等が用いられる。

第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３Ｂは、ペーストを収容するシリンジ等の収容筒３ａと、その収容筒３ａに連通してペーストを吐出するノズル３ｂとをそれぞれ有している。これらの第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３Ｂは、気体供給チューブ等を介して気体供給部（図示せず）に個別に接続されており、収容筒３ａ内に供給される気体の圧力により、その内部のペーストをノズル３ｂから吐出する。なお、ペーストとしては、シール性及び接着性を有するシール剤の他にも、シール性及び接着性のどちらか一方を有するペーストや他の特性を有するペースト等が用いられても良い。

第１の塗布ヘッド３Ａは、第１のＺ軸移動機構９Ａを介してＸ軸移動機構４に設けられており、そのＸ軸移動機構４により第１のＺ軸移動機構９Ａと共にＸ軸方向に移動する。同様に、第２の塗布ヘッド３Ｂも、第２のＺ軸移動機構９Ｂを介してＸ軸移動機構４に設けられており、そのＸ軸移動機構４により第２のＺ軸移動機構９Ｂと共にＸ軸方向に移動する。

第１のＺ軸移動機構９Ａは、第１の塗布ヘッド３Ａを支持して水平面に直交するＺ軸方向（図１中）、すなわちステージ２に対して第１の塗布ヘッド３Ａを垂直に接離させる接離方向に移動させる。同様に、第２のＺ軸移動機構９Ｂも、第２の塗布ヘッド３Ｂを支持してＺ軸方向（図１中）、すなわちステージ２に対して第２の塗布ヘッド３Ｂを垂直に接離させる接離方向に移動させる。なお、第１のＺ軸移動機構９Ａ及び第２のＺ軸移動機構９Ｂとしては、例えば、サーボモータを駆動源とする送りねじ式の移動機構やリニアモータを駆動源とするリニアモータ式の移動機構等が用いられる。

また、第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３Ｂでは、レーザ変位計等の距離測定器（図示せず）が例えばノズル３ｂと一体的に設けられている。この距離測定器は、ステージ２上の基板Ｋの表面である被塗布面までの離間距離を測定する。この離間距離によるフィードバック制御が行われ、ノズル３ｂとステージ２上の基板Ｋの被塗布面とのギャップが設定値に対する許容範囲内に維持される（ギャップ制御）。ただし、このギャップ制御では、高い加減速によりヘッド支持部５が倒れることが原因となって前述のギャップが変動する場合、そのギャップ変動を抑止し、ギャップを許容範囲内に維持することは困難である（詳しくは、後述する）。

Ｘ軸移動機構４はヘッド支持部５の前面に設けられている。このＸ軸移動機構４は、第１のＺ軸移動機構９Ａ及び第２のＺ軸移動機構９Ｂを介して第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３ＢをＸ軸方向に個別に移動可能に支持しており、それらの第１のＺ軸移動機構９Ａ及び第２のＺ軸移動機構９Ｂと一緒に第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３ＢをＸ軸方向に移動させる。なお、Ｘ軸移動機構４としては、サーボモータを駆動源とする送りねじ式の移動機構やリニアモータを駆動源とするリニアモータ式の移動機構等が用いられる。

ヘッド支持部５は、Ｘ軸移動機構４、第１のＺ軸移動機構９Ａ及び第２のＺ軸移動機構９Ｂと共に第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３Ｂを支持するコラムである。このヘッド支持部５は、ステージ２に対するヘッド支持部５の移動方向であるＹ軸方向に直交するＸ軸方向に延伸する、例えばＸ軸方向に長尺な直方体形状に形成されており、ステージ２の基板載置面に対して平行に設けられている。このようなヘッド支持部５は、第１のＹ軸移動機構７Ａ及び第２のＹ軸移動機構７ＢによりＹ軸方向に移動する。

第１の脚部６Ａ及び第２の脚部６Ｂは、ヘッド支持部５の両端を支持する脚として機能し、ヘッド支持部５をステージ２の上方に位置付けて支持する。第１の脚部６Ａは第１のＹ軸移動機構７Ａ上に立設されており、第２の脚部６Ｂは第２のＹ軸移動機構７Ｂ上に立設されている。したがって、ヘッド支持部５、第１の脚部６Ａ及び第２の脚部６Ｂは門型に組み立てられている。

第１のＹ軸移動機構７Ａ及び第２のＹ軸移動機構７Ｂは、ステージ２を両側から挟むように架台８の上面に設けられている。第１のＹ軸移動機構７Ａは、第１の脚部６Ａを支持する支持台７ａを有し、その支持台７ａをＹ軸方向に移動可能に保持しており、保持した支持台７ａをＹ軸方向に移動させる。同様に、第２のＹ軸移動機構７Ｂも、第２の脚部６Ｂを支持する支持台７ｂを有し、その支持台７ｂをＹ軸方向に移動可能に保持しており、保持した支持台７ｂをＹ軸方向に移動させる。なお、第１のＹ軸移動機構７Ａ及び第２のＹ軸移動機構７Ｂとしては、例えば、サーボモータを駆動源とする送りねじ式の移動機構やリニアモータを駆動源とするリニアモータ式の移動機構等が用いられる。

架台８は、床面上に設置され、ステージ２、第１のＹ軸移動機構７Ａ及び第２のＹ軸移動機構７Ｂ等を床面から所定の高さ位置に支持する架台である。架台８の上面は平面に形成されており、この架台８の上面には、ステージ２、第１のＹ軸移動機構７Ａ及び第２のＹ軸移動機構７Ｂが載置されている。

次いで、第１の脚部６Ａ及び第２の脚部６Ｂについて詳しく説明する。なお、第１の脚部６Ａ及び第２の脚部６Ｂは同じ構造であるため、第２の脚部６Ｂの説明を省略する。

図２に示すように、第１の脚部６Ａは、その移動方向であるＹ軸方向に並びヘッド支持部５と第１のＹ軸移動機構７Ａの支持台７ａとをつなぐ第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２を有している。ここで、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２はヘッド支持部５と支持台７ａとを連結する第１の脚及び第２の脚である。第１のリンク部１１と第２のリンク部１２はヘッド支持部５側から支持台７ａ側に向かって互いの間隔が広がるように傾斜して配置、すなわち八の字形に配置されている。そのため、これらの第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２は、側面視においてヘッド支持部５の下面が上底となり、支持台７ａの上面が下底となり、第１のリンク部１１が台形の左辺となり、第２のリンク部１２が台形の右辺となり、ヘッド支持部５が移動するときの加速又は減速によって倒れることを抑止する台形リンク機構を構成している。

特に、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２は、構成する台形リンク機構の台形の左辺と右辺との延長線が交わる交点Ａの高さｈ１がヘッド支持部５の重心Ｂの高さｈ０より高く、その重心Ｂの高さｈ０の３．６５５倍より低くなるように互いの傾き角度が設定されて形成されている。

ただし、交点Ａの高さｈ１は少なくとも重心Ｂの高さｈ０より大きければ良く、その重心Ｂの高さｈ０の３．６５５倍より低くなることが望ましい（詳しくは、後述する）。なお、交点Ａの高さｈ１は支持台７ａの上面から交点Ａまでの垂直距離であり、重心Ｂの高さｈ０は支持台７ａの上面から重心Ｂまでの垂直距離である。

このような第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２により、第１の脚部６Ａは三瞬間中心の定理に基づく台形リンク機構を有することになる。これにより、ヘッド支持部５が高加速あるいは高減速されても、そのヘッド支持部５は交点Ａを仮想中心としてその倒れを相殺する方向に回転する。

ここで、三瞬間中心の定理は、物体であるヘッド支持部５が八の字型に配置された第１のリンク部１１と第２のリンク部１２とにより支持されている場合、それらの第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２が支持台７ａ側の端部を回転軸として微小回転すると、物体は第１のリンク部１１と第２のリンク部１２との延長線の交点Ａを仮想中心として前述の微小回転の回転方向と逆方向に回転するというものである。

例えば、図２において、支持台７ａの移動によりヘッド支持部５が右方向に加速されると、そのヘッド支持部５は反対の左方向に倒れようとする。ところが、このとき、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２が支持台７ａ側の端部を回転軸として反時計回りに所定量だけそれぞれ回転するように動作（変形）する。一方、上述の三瞬間の定理によりヘッド支持部５は交点Ａを仮想中心として時計回りに所定量だけ回転することになる。すなわち、ヘッド支持部５は、塗布ヘッド３Ａのノズル３ｂが加速によるヘッド支持部５の倒れにより下方に移動しようとする分だけ台形リンク機構により上方に引き上げられるように回転することになる。この回転変位により加速時のヘッド支持部５の倒れが抑止されるので、ノズル３ｂとステージ２上の基板Ｋの被塗布面とのギャップ変動を抑えることが可能となる。

また、図２において、右方向に移動するヘッド支持部５が減速されると、そのヘッド支持部５は移動方向と同じ右方向に倒れようとする。ところが、このとき、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２が支持台７ａ側の端部を回転軸として時計回りに所定量だけそれぞれ回転するように動作するため、ヘッド支持部５は交点Ａを仮想中心として反時計回りに所定量だけ回転することになる。すなわち、ヘッド支持部５は、塗布ヘッド３Ａのノズル３ｂが減速によるヘッド支持部５の倒れにより下方に移動しようとする分だけ台形リンク機構により上方に引き上げられるように回転することになる。この回転変位により減速時のヘッド支持部５の倒れが抑止されるので、ノズル３ｂとステージ２上の基板Ｋの被塗布面とのギャップ変動を抑えることが可能となる。

なお、前述のギャップの変動量は、例えば、数μｍ程度となることもあるが、基板Ｋ上に線状に塗布されるペーストは線幅が数百μｍ程度、高さが数十μｍ程度であるからその数μｍの変動でペーストの塗布量が許容範囲内に入らなくなるため、数μｍの変動を抑えることは重要である。このペーストの塗布量が許容範囲となるように前述の所定量（回転量）が補正量として決定されており、その補正量に基づいて前述の交点Ａや重心Ｂの位置、台形リンク機構の剛性等が設定されている。

次に、前述の台形リンク機構によるヘッド支持部５の倒れ防止について詳しく説明する。

まず、図３に示すように、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２を平行配列した場合について説明する。この場合、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２が支持台７ａ側の端部を回転軸として回転を生じるとともに、第１のリンク部１１には圧縮歪が生じ第２のリンク部１２には引っ張り歪が生じる。そのため、ヘッド支持部５は左方向に平行移動しつつ左側へ倒れようとするので、ノズル３ｂの先端の位置は下方へ変位する。なお、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２の回転に伴う平行移動によって生じるノズル３ｂ先端の下方への変位は塗布量に及ぼす影響が無視できるほどに極めて小さいのでここでは無いものとして考える。

ここで、加速時に生じるノズル３ｂの先端の沈み込み量（下方への変位量）をδ１とし、さらに、そのときの加速度をａ、ヘッド支持部５の質量をＭ及び剛性をＫ１とした場合、これらの間には、
ａ×Ｍ＝Ｋ１×δ１
の関係式（式１）が成り立つ。この関係式は、（ヘッド支持部５の重心Ｂに加わる荷重／ノズル３ｂの先端の変位量）が剛性である（ａ×Ｍ／δ１＝Ｋ１）として求められている。

次いで、図４に示すように、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２を前述の台形リンク機構にし、第１のリンク部１１の曲げ方向剛性（水平方向）をＫ_Ａとし、第２のリンク部１２の曲げ方向剛性（水平方向）をＫ_Ｂとし、第１のリンク部１１に生じる変位量をδ_Ａとし、第２のリンク部１２に生じる変位量をδ_Ｂとした場合、これらの間には、
ａ×Ｍ×（ｈ１−ｈ０）＝（Ｋ_Ａ×δ_Ａ＋Ｋ_Ｂ×δ_Ｂ）×ｈ２
の関係式（式２）が成り立つ。ここで、ｈ２はヘッド支持部５の底面から交点Ａまでの垂直距離である。

前述の（式２）は、水平方向の変位をδ_Ａ≒δ_Ｂとし、モーメントの式として
ａ×Ｍ×（ｈ１−ｈ０）＝（Ｋ_Ａ＋Ｋ_Ｂ）×δ_Ａ×ｈ２
となり、最終的に
δ_Ａ＝ａ×Ｍ×（ｈ１−ｈ０）／（Ｋ_Ａ＋Ｋ_Ｂ）×ｈ２
の関係式（式３）が求められる。なお、第１のリンク部１１に生じる変位δ_Ａと第２のリンク部１２に生じる変位δ_Ｂとは、厳密には異なるが、計算上無視できる程度の差異のため等しいものとして用いられている。

次いで、台形リンク機構により補正される回転角度（補正角度（単位：ｒａｄ））θ_Ｃは、
θ_Ｃ＝δ_Ａ／ｈ２
であり、先端の上下方向の補正量δ_Ｃは、
δ_Ｃ＝Ｌ２×θ_Ｃ＝Ｌ２×δ_Ａ／ｈ２
であるため、この式に前述の（式３）を代入すると、
δ_Ｃ＝Ｌ２×ａ×Ｍ×（ｈ１−ｈ０）／（Ｋ_Ａ＋Ｋ_Ｂ）×ｈ２^２
の関係式（式４）が求められる。ここで、Ｌ２はノズル３ｂの先端から交点Ａまでの水平距離である。

次に、ヘッド支持部５の加速及び減速時におけるノズル３ｂの先端の変位を無くすための条件式を求める。すなわち、ノズル３ｂの先端の変位を０にする場合には、δ１＝δ_Ｃとする必要がある。なお、本来であれは、台形リンク機構による変位δ１を求めるべきところであるが、台形リンク機構においてもその変位δ１は平行な脚構造とほぼ等しいと考えられるので、平行な脚構造における変位δ１で代用する。

したがって、δ１＝δ_Ｃの関係式に前述の（式１）及び（式４）を代入すると、
ａ×Ｍ／Ｋ１＝Ｌ２×ａ×Ｍ×（ｈ１−ｈ０）／（Ｋ_Ａ＋Ｋ_Ｂ）×ｈ２^２
となり、
（Ｋ_Ａ＋Ｋ_Ｂ）／Ｋ１＝Ｌ２×（ｈ１−ｈ０）／ｈ２^２
の関係式（式５）が求められる。これにより、（Ｋ_Ａ＋Ｋ_Ｂ）／Ｋ１＝Ｌ２×（ｈ１−ｈ０）／ｈ２^２の関係式が成り立つときに、δ１＝δ_Ｃであり、ノズル３ｂの先端の変位を０にすることができる。

次いで、ノズル３ｂの先端の変位を無くすのではなく、δ１をＸ（＝ｘ×１００）％以上に減ずるための条件式を求める。通常、変位を完全に無くす必要がなく、特定条件下で所定量だけ抑えることができれば十分であることがある。そこで、特定条件時の補正比率をｘとし、δｃ＝ｘ×δ１を検討すると、まず、
ｘ＝δｃ／δ１
とし、
この式に前述の（式１）及び（式４）を代入すると、
ｘ＝Ｌ２×Ｋ１×（ｈ１−ｈ０）／（Ｋ_Ａ＋Ｋ_Ｂ）×ｈ２^２
となり、特定条件をＫ_Ａ＝Ｋ_Ｂ、Ｋ１＝１．５Ｋ_Ａ、Ｌ２＝ｈ０、ｈ２＝ｈ１−ｈ０／２とすると、
ｘ＝１．５×ｈ０×（ｈ１−ｈ０）／２×（ｈ１−ｈ０／２）^２
の関係式（式６）が求められる。ここで、ｈ１＝３×ｈ０とすると、前述の式３からｘ＝０．２４となり、Ｘ＝２４％となる。また、ｈ１＝４×ｈ０とすると、ｘ＝０．１８となり、Ｘ＝１８％となる。

ところが、一般的に考えると、変形の補正は２０％程度あれば十分効果がある。したがって、ｈ１＝α×ｈ０として前述の（式６）に代入し、ｘ＝０．２を達成することが可能なαを求めると、
ｘ＝１．５×ｈ０×（α−１）×ｈ０／２×（α−１／２）^２×ｈ０^２
＝１．５×（α−１）／２×（α−１／２）^２＝０．２
となる。

したがって、
（α−１／２）^２＝５×１．５×（α−１）／２
となり、最終的に
α^２＋（１９／４）α＋４＝０
となり、その結果、
α＝［１９／４±｛（１９／４）^２−１６｝^１／２］／２
が求められ、α＝３．６５５，１．０９５が得られる。これにより、上記の特定条件で、補正比率ｘが０．２、すなわち２０％以上になる条件は、１．０９５＜α＜３．６５５の範囲である。

したがって、特定条件がＫ_Ａ＝Ｋ_Ｂ、Ｋ１＝１．５Ｋ_Ａ、Ｌ２＝ｈ０、ｈ２＝ｈ１−ｈ０／２である場合、補正比率ｘが２０％以上になるための交点Ａの高さｈ１の関係式は、ｈ０＜ｈ１＜３．６５５×ｈ０となる。このため、交点Ａの高さｈ１は少なくとも重心Ｂの高さｈ０より高く、その高さｈ０の３．６５５倍より低いことが望ましい。これにより、２０％以上の補正を行うことができる。

次に、前述のペースト塗布装置１が行う塗布動作について説明する。

ペースト塗布装置１は、塗布パターンを含む各種情報や各種プログラムに基づいて、第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３Ｂの各ノズル３ｂからペーストを吐出しつつ、第１のＹ軸移動機構７Ａ及び第２のＹ軸移動機構７Ｂによりヘッド支持部５をＹ軸方向に移動させ、また、Ｘ軸移動機構４により第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３ＢをＸ軸方向に移動させ、ステージ２上の基板Ｋの被塗布面にペーストを塗布し、２つの塗布パターンを同時に描画する。なお、各種情報及び各種プログラムは、ペースト塗布装置１が備える記憶部に記憶されている。

描画する塗布パターンの一例としては、矩形状の閉ループの塗布パターンがあり、本発明の実施形態では、この矩形状の閉ループの塗布パターンが描画される。この矩形状の閉ループの塗布パターンには、４つの直線部及び４つのコーナー部が存在する。なお、基板Ｋにおける塗布位置の始点と終点は同一位置である。

この塗布動作中、ペースト塗布装置１は、第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３Ｂの各ノズル３ｂとステージ２上の基板Ｋとの相対速度である塗布速度や、第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３Ｂの各々の収納筒３ａ内に供給する吐出圧力を調整する。さらに、ペースト塗布装置１は、第１のＺ軸移動機構９Ａ及び第２のＺ軸移動機構９Ｂにより、第１の塗布ヘッド３Ａ及び第２の塗布ヘッド３Ｂにおいてノズル３ｂとステージ２上の基板Ｋの被塗布面とのギャップも調整する。

すなわち、基板Ｋに対するペーストの塗布量（線幅）を均一にするため、塗布パターンの直線部では、塗布速度及び吐出圧力が直線用の適正値に維持され、前述のギャップも直線用の適正値に維持される。また、塗布パターンのコーナー部においても、塗布速度及び吐出圧力がコーナー用の適正値に維持され、前述のギャップもコーナー用の適正値に維持される。このようにして塗布パターンの線幅を一定にする制御が行われている。なお、これらの適正値は、直線部とコーナー部とで塗布量が均一となるように理論値や経験値、実験値等から設定され、あらかじめ記憶部に記憶されている。

前述の塗布速度は、塗布パターンの直線部において、あらかじめ設定された加速度で直線用の適正値まで上げられ、その適正値で一定にされる。その後、塗布速度は、塗布パターンのコーナー部において、そのコーナー部の入口からあらかじめ設定された減速度（負の加速度）でコーナー用の適正値まで下げられ、その適正値で一定にされる。さらに、塗布速度は、コーナー部の出口からあらかじめ設定された加速度（正の加速度）で前述の直線用の適正値まで上げられて戻され、その適正値で一定にされる。このコーナー部の速度変化が４回生じ、最後に、塗布速度は、塗布を開始した直線部において、所定の減速度（負の加速度）でゼロにされる。

ここで、直線用の適正値は、ペースト塗布時間短縮のため、第１のＹ軸移動機構７Ａ及び第２のＹ軸移動機構７Ｂ、さらに、Ｘ軸移動機構４が許容する最高の塗布速度である。また、コーナー用の適正値は、経験的あるいは実験的に得られた好ましい塗布速度（例えば、塗布パターンの線幅等が直線部に比べ著しく変化しない速度）である。なお、ペースト塗布時間短縮のため、加減速度をできるだけ高くすることが好ましいが、高くした分だけヘッド支持部５の倒れ量も増加する。

また、ノズル３ｂの先端とステージ２上の基板Ｋの被塗布面とのギャップは直線用またはコーナー用の所定の適正値に維持される。ところが、前述の塗布開始時の加速や、コーナー部の減速及び加速、さらに、塗布終了時の減速の際に生じるヘッド支持部５の倒れにより前述のギャップが変動することに対応して、フィードバック制御によりそのギャップを適正値に維持することは困難である。この変動は短時間での微小変動（例えば、数μｍ）であり、フィードバック制御で第１のＺ軸移動機構９Ａ及び第２のＺ軸移動機構９Ｂを駆動するため、前述のギャップの変動にノズル３ｂの昇降移動を追従させることは難しい。

そこで、第１の脚部６Ａ及び第２の脚部６Ｂが同じ台形リンク機構を備えるように構成されている。この台形リンク機構により、加減速によるヘッド支持部５の倒れが抑えられ、その倒れによるギャップ変動を抑止することが可能となる。すなわち、台形リンク機構を構成する第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２が加減速により支持台７ａ側の端部を回転軸としてそれぞれ微小回転し、それらの第１のリンク部１１と第２のリンク部１２との延長線の交点Ａを仮想中心として前述の回転方向と逆方向にヘッド支持部５を回転させる。したがって、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２によるヘッド支持部５の回転変位により、加減速によるヘッド支持部５の倒れを相殺し、ヘッド支持部５の倒れを抑えることが可能となり、その結果、前述のギャップ変動を抑止することができる。

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、第１の脚部６Ａは、その移動方向に並びヘッド支持部５と第１のＹ軸移動機構７Ａの支持台７ａとをつなぐ第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２を有しており、同様に、第２の脚部６Ｂは、その移動方向に並びヘッド支持部５と第２のＹ軸移動機構７Ｂの支持台７ｂとをつなぐ第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２を有している。さらに、第１の脚部６Ａ及び第２の脚部６Ｂにおいて、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２は、側面視で八の字状に配置して設けられ、第１のリンク部１１が台形の左辺となり、第２のリンク部１２が台形の右辺となり、ヘッド支持部５が移動するときの加速又は減速によって倒れることを抑止する台形リンク機構を構成している。この台形リンク機構により加減速によるヘッド支持部５の倒れが抑止され、ノズル３ｂとステージ２上の基板Ｋの被塗布面とのギャップ変動が抑えられるので、ペースト塗布による塗布量（線幅）の変動を抑止することができる。その結果、基板Ｋの被塗布面に精度良くペーストパターンを形成することができる。さらに、その塗布量の変動を抑止するため、ヘッド支持部５や第１の脚部６Ａ、第２の脚部６Ｂ等の剛性を上げる必要は無くなり、それら各部の重量が増加しなくなるので、装置重量及び移動用駆動力の増加を抑止することができる。

特に、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２は、ヘッド支持部５が移動するときの加速又は減速によって支持台７ａ側の端部を回転中心としてそれぞれ回転し、その回転方向と逆方向にヘッド支持部５を回転させる。これにより、ヘッド支持部５の倒れを確実に抑えることができる。

また、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２は、台形の左辺と右辺とを延長した直線が交わる交点Ａの高さがヘッド支持部５の重心Ｂの高さより高くなるように傾斜して形成されている。これにより、ヘッド支持部５の倒れを抑止することが可能な台形リンク機構を構成することができる。

さらに、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２は、台形の左辺と右辺との交点Ａの高さがヘッド支持部５の重心Ｂの高さの３．６５５倍より低くなるように形成されている。これにより、特定条件においてノズル先端の変位を２０％以上減ずることができる。

なお、前述のように第１の脚部６Ａや第２の脚部６Ｂのように第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２との間を完全に離間させる貫通孔が存在する必要は無く、例えば、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２に相当する部分として主たる力を受ける部分が太く、他の部分が薄い場合でも、本発明の実施形態と同様の効果を得ることができる。

例えば、図５に示すように、第１の脚部６Ａには、その一部を内側（ステージ２側）からくりぬくことにより台形状の凹部２１が形成されている。これにより、第１の脚部６Ａは前述の貫通孔が外側から板により塞がれたような形状になっている。このような形状の第１の脚部６Ａでも、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２が存在することになり、それらは台形リンク機構を構成している。

また、図６に示すように、第１の脚部６Ａには、第１のリンク部１１を形成するための第１のスリット３１及び第２のリンク部１２を形成するための第２のスリット３２が形成されている。さらに、第１のスリット３１の途中から伸びる第３のスリット３３が形成されており、第２のスリット３２の途中から伸びる第４のスリット３４が形成されている。

第１のスリット３１は、支持台７ａ側からヘッド支持部５に向けて斜めに切り込みが入れられて形成されており、第１の切り込み部として機能する。また、第２のスリット３２も、支持台７ａ側からヘッド支持部５に向けて斜めに切り込みが入れられて形成されており、第２の切り込み部として機能する。これらの第１のスリット３１及び第２のスリット３２により、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２が存在することになり、それらは台形リンク機構を構成している。

第３のスリット３３は、第１のスリット３１の途中から中央に向かって支持台７ａに平行に切り込みが入れられて形成されており、第３の切り込み部として機能する。また、第４のスリット３４は、第２のスリット３２の途中から中央に向かって支持台７ａに平行に切り込みが入れられて形成されており、第４の切り込み部として機能する。これらの第３のスリット３３及び第４のスリット３４により、第１のスリット３１と第２のスリット３２との間に存在する部材の剛性が弱くなり、第１のリンク部１１及び第２のリンク部１２が台形リンク機構を構成してヘッド支持部５の倒れを抑止することが可能になる。

なお、本発明に係る前述の実施形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。前述の実施形態は種々変更可能であり、例えば、前述の実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素が削除されても良く、さらに、異なる実施形態に係る構成要素が適宜組み合わされても良い。

前述の実施形態においては、ヘッド支持部５を第１の脚部６Ａ及び第２の脚部６Ｂにより支持し、第１のＹ軸移動機構７Ａ及び第２のＹ軸移動機構７Ｂにより移動させているが、これに限るものではない。例えば、描画する塗布パターンのパターン形状（例えばＹ軸方向に伸びる直線状のパターン形状）によっては、ヘッド支持部５をＸ軸方向に短くし、その小型化したヘッド支持部５を第１の脚部６Ａ及び第２の脚部６Ｂのどちらか一方により支持し、それに対応させて第１のＹ軸移動機構７Ａ及び第２のＹ軸移動機構７Ｂのどちらか一方により移動させるようにしても良い。この場合でも、加減速によるヘッド支持部５の倒れが生じるが、前述の実施形態に係る台形リンク機構によりヘッド支持部５の倒れを抑えることができる。

また、前述の実施形態においては、第１のリンク部１１と第２のリンク部１２とを側面視において八の字状となるようにそれぞれのリンク部１１、１２を傾斜して配置したが、これに限られるものではなく、２つのリンク部１１、１２のうち一方のリンク部を垂直に設け、他方のリンク部を傾斜して設ける八の字状であっても良い。すなわち、ヘッド支持部５の下面、第１のリンク部１１、支持台７ａの上面、第２のリンク部１２によって上底が下底よりも短い台形が形成されれば良い。なお、好ましくは第１のリンク部１１（台形の左辺）と支持台７ａの上面（台形の下底）との挟む角および第２のリンク部１２（台形の右辺）と支持台７ａの上面（台形の下底）との挟む角を鋭角とする。

また、前述の実施形態においては、ヘッド支持部５に対して別体で構成した脚部（第１の脚部３Ａ、第２の脚部３Ｂ）を固定して一体化させるものとしたが、これに限られるものではなく、鋳造等によってヘッド支持部５と脚部とを一体で形成するようにしても良い。

また、前述の実施形態においては、第１のリンク部１１と第２のリンク部１２とをヘッド支持部５側及び支持台７ａ側にそれぞれ固定するように設けたが、これに限られるものではなく、ヘッド支持部５側及び支持台７ａ側にそれぞれに設けた支点、或いはヘッド支持部５側または支持台７ａ側のいずれかに設けた支点を介して回動自在に設けるようにしても良い。

また、前述の実施形態においては、第１の脚部６Ａと第２の脚部６Ｂとを同じ構造にして台形リンク機構を構築しているが、これに限るものではなく、それらを異なる構造にして台形リンク機構を構築するようにしても良い。ただし、異なる構造により台形リンク機構を構築する場合には、ヘッド支持部５の倒れを確実に抑えるように台形リンク機構を構築することが困難となるため、第１の脚部６Ａと第２の脚部６Ｂとを同じ構造にして台形リンク機構を構築することが望ましい。

１ ペースト塗布装置
２ ステージ
３Ａ 塗布ヘッド（第１の塗布ヘッド）
３Ｂ 塗布ヘッド（第２の塗布ヘッド）
５ ヘッド支持部
６Ａ 脚部（第１の脚部）
６Ｂ 脚部（第２の脚部）
７Ａ 移動機構（第１のＹ軸移動機構）
７Ｂ 移動機構（第２のＹ軸移動機構）
１１ 第１のリンク部
１２ 第２のリンク部
Ａ 交点
Ｂ 重心

Claims (3)

1. ステージと、
   前記ステージに載置された塗布対象物の表面にペーストをノズルから吐出して塗布する塗布ヘッドと、
   前記ステージの上方において一方向に延伸して配置され、前記塗布ヘッドを前記ステージの上方に支持するヘッド支持部と、
   前記ヘッド支持部を支持する脚部と、
   前記脚部を支持し、前記塗布ヘッドの前記ノズルが前記塗布対象物の表面に沿って移動するように前記ヘッド支持部と共に前記脚部を前記一方向と交差する方向へ移動させる移動機構と、
   を備え、
   前記脚部は、その移動方向に並び前記ヘッド支持部と前記移動機構とをつなぐ第１のリンク部及び第２のリンク部を有しており、
   前記第１のリンク部及び前記第２のリンク部は、互いの間隔が前記ヘッド支持部側から前記移動機構側に向かって広くなるように配置されてなり、前記ヘッド支持部が移動するときの加速又は減速により倒れることを抑止する台形リンク機構を構成し、かつ、前記第１のリンク部の延長線と前記第２のリンク部の延長線とが交差する交点の高さが前記ヘッド支持部の重心の高さより高くなるように形成されていることを特徴とするペースト塗布装置。
2. 前記第１のリンク部及び前記第２のリンク部は、前記ヘッド支持部が移動するときの加速又は減速により前記移動機構側の端部を回転中心としてそれぞれ回転し、その回転方向と逆方向に前記ヘッド支持部を回転させることを特徴とする請求項１記載のペースト塗布装置。
3. 前記第１のリンク部及び前記第２のリンク部は、前記第１のリンク部の延長線と前記第２のリンク部の延長線とが交差する交点の高さが前記ヘッド支持部の重心の高さの３．６５５倍より低くなるように形成されていることを特徴とする請求項２記載のペースト塗布装置。

Images