JP5891579B2 - Printing apparatus and printing method - Google Patents
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Description
本発明は、印刷装置及び印刷方法に関するものである。 The present invention relates to a printing apparatus and a printing method.
機能液を液滴にして吐出するインクジェット方式で塗布し、塗布された機能液を固化して膜を形成する方法が広く採用されている。そして、機能液には、染料や顔料を含んで着色する機能を有する液体や、金属粒子を含んで金属配線を形成する機能を有する液体等の多種の液状体が用いられている。 A method is widely employed in which a functional liquid is applied as droplets and applied by an ink jet method, and the applied functional liquid is solidified to form a film. As the functional liquid, various liquid materials are used such as a liquid having a function of coloring including a dye or a pigment and a liquid having a function of forming a metal wiring including metal particles.
インクジェット方式で基板に機能液を塗布する液滴吐出装置が特許文献1に開示されている。液滴吐出装置は、基板を移動させるステージと液滴吐出ヘッドとを移動させるキャリッジを備えている。液滴吐出ヘッドには、液滴を吐出するノズルが形成されている。このステージとキャリッジとは直交する方向に移動する。そして、機能液を塗布する場所と対向する場所に液滴吐出ヘッドが位置するときに、液滴を吐出する。そして、所定の位置に機能液を着弾させることにより基板に所定のパターンを印刷している。
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
印刷前に基板の温度が所定値よりも高くなっている場合には、基板に吐出した液滴の濡れ広がりが大きくなり、高精細のパターン形成が困難になる。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
When the temperature of the substrate is higher than a predetermined value before printing, the wet spread of the droplets discharged onto the substrate becomes large, and it becomes difficult to form a high-definition pattern.
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、高精細のパターン形成を可能にする印刷装置及び印刷方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a printing apparatus and a printing method that enable high-definition pattern formation.
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の印刷装置は、基材を加熱した状態で所定の前処理を行う前処理部と、加熱された前記基材を冷却する冷却部と、冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する印刷部とを備え、前記冷却部は、前記基材が載置されるステージと、前記ステージに設けられ前記基材を保持する保持面を有するヒートシンク部と、前記ヒートシンク部に前記保持面の面方向へ空気を流動させる流動装置とを有し、前記保持面は、長辺および短辺を有する平面視で矩形であり、前記流動装置は、前記保持面の面方向において前記空気を前記短辺と平行な方向に流動させた後、前記保持面の面方向において前記前処理部から離れる方向へ前記空気を流動させることを特徴とする。
前記流動装置としては、前記保持面の面方向において前記空気を前記短辺と平行な方向に流動させた後、前記保持面の面方向において前記印刷部から離れる方向へ前記空気を流動させることが好ましい。
本発明の印刷装置は、基材を加熱した状態で所定の前処理を行う前処理部と、加熱された前記基材を冷却する冷却部と、冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する印刷部とを備え、前記冷却部は、前記基材が載置されるステージと、前記ステージに設けられ前記基材を保持する保持面を有するヒートシンク部と、前記ヒートシンク部に前記保持面の面方向へ空気を流動させる流動装置と、を備え、前記保持面は、長辺および短辺を有する平面視で矩形であり、前記流動装置は、前記空気を前記短辺と平行な方向に流動させることを特徴とする。
本発明の印刷装置は、基材を加熱した状態で所定の前処理を行う前処理部と、加熱された前記基材を冷却する冷却部と、冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する印刷部とを備え、前記冷却部は、前記基材が載置されるステージと、前記ステージに設けられ前記基材を保持する保持面を有するヒートシンク部と、前記ヒートシンク部に空気を流動させる流動装置と、を備え、前記ヒートシンク部は、前記空気の流動方向に延在して設けられた冷却フィンを備えることを特徴とする。
本発明の印刷装置は、基材を加熱した状態で所定の前処理を行う前処理部と、加熱された前記基材を冷却する冷却部と、冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する印刷部とを備え、前記冷却部は、前記基材が載置されるステージと、前記ステージに設けられ前記基材を保持する保持面を有するヒートシンク部と、前記ヒートシンク部に前記保持面の面方向へ空気を流動させる流動装置と、を備えることを特徴とする。
前記保持面は、長辺および短辺を有する平面視で矩形であり、前記流動装置は、前記空気を前記短辺と平行な方向に流動させる構成も好適である。
本発明の印刷装置は、基材を加熱した状態で所定の前処理を行う前処理部と、加熱された前記基材を冷却する冷却部と、冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する印刷部とを備え、前記冷却部は、前記基材が載置されるステージと、前記ステージに設けられ前記基材を保持する保持面を有するヒートシンク部と、前記ヒートシンク部に空気を流動させる流動装置と、を備えることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
The printing apparatus of the present invention includes a pretreatment unit that performs a predetermined pretreatment in a state where the base material is heated, a cooling unit that cools the heated base material, and droplets on the cooled base material. A printing unit that discharges and prints a predetermined pattern, and the cooling unit includes a stage on which the substrate is placed, a heat sink unit that is provided on the stage and has a holding surface that holds the substrate, and A flow device for flowing air in a surface direction of the holding surface in the heat sink portion, the holding surface is rectangular in a plan view having a long side and a short side, and the flow device is a surface of the holding surface. The air is caused to flow in a direction parallel to the short side in a direction, and then the air is caused to flow in a direction away from the pretreatment unit in the surface direction of the holding surface.
The flow device may flow the air in a direction parallel to the short side in the surface direction of the holding surface, and then flow the air in a direction away from the printing unit in the surface direction of the holding surface. preferable.
The printing apparatus of the present invention includes a pretreatment unit that performs a predetermined pretreatment in a state where the base material is heated, a cooling unit that cools the heated base material, and droplets on the cooled base material. A printing unit that discharges and prints a predetermined pattern, and the cooling unit includes a stage on which the substrate is placed, a heat sink unit that is provided on the stage and has a holding surface that holds the substrate, and A flow device that causes air to flow in a surface direction of the holding surface in the heat sink part, the holding surface is rectangular in a plan view having a long side and a short side, and the flow device is configured to pass the air to the short side. It is made to flow in a direction parallel to the side.
The printing apparatus of the present invention includes a pretreatment unit that performs a predetermined pretreatment in a state where the base material is heated, a cooling unit that cools the heated base material, and droplets on the cooled base material. A printing unit that discharges and prints a predetermined pattern, and the cooling unit includes a stage on which the substrate is placed, a heat sink unit that is provided on the stage and has a holding surface that holds the substrate, and A flow device for causing air to flow in the heat sink portion, wherein the heat sink portion includes cooling fins provided to extend in a flow direction of the air.
The printing apparatus of the present invention includes a pretreatment unit that performs a predetermined pretreatment in a state where the base material is heated, a cooling unit that cools the heated base material, and droplets on the cooled base material. A printing unit that discharges and prints a predetermined pattern, and the cooling unit includes a stage on which the substrate is placed, a heat sink unit that is provided on the stage and has a holding surface that holds the substrate, and And a flow device for flowing air in a direction of the holding surface in the heat sink.
The holding surface is rectangular in a plan view having a long side and a short side, and the flow device is preferably configured to flow the air in a direction parallel to the short side.
The printing apparatus of the present invention includes a pretreatment unit that performs a predetermined pretreatment in a state where the base material is heated, a cooling unit that cools the heated base material, and droplets on the cooled base material. A printing unit that discharges and prints a predetermined pattern, and the cooling unit includes a stage on which the substrate is placed, a heat sink unit that is provided on the stage and has a holding surface that holds the substrate, and And a flow device for flowing air to the heat sink part.
従って、本発明の印刷装置では、所定の前処理により基材が加熱された場合でも、冷却部により基材を冷却することで、基材に吐出した液滴の濡れ広がりを抑えることができ、高精細のパターン形成を維持できる。また、本発明では、基材を保持するヒートシンク部を、空気の流動による熱交換で冷却するため、冷却水等の印刷部では使用しない用力が不要になり、装置の小型化及び低価格化を図ることが可能になる。 Therefore, in the printing apparatus of the present invention, even when the base material is heated by a predetermined pretreatment, it is possible to suppress the wetting and spreading of the droplets discharged to the base material by cooling the base material by the cooling unit. High-definition pattern formation can be maintained. Further, in the present invention, the heat sink part that holds the base material is cooled by heat exchange by the flow of air, so that the use force that is not used in the printing part such as cooling water becomes unnecessary, and the size and cost of the apparatus are reduced. It becomes possible to plan.
前記流動装置としては、前記空気を吸気する吸気部と、吸気した前記空気を排気する排気部と、前記吸気部から吸気した前記空気を前記ヒートシンク部に流動させ、前記排気部から排気するファン部とを備える構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、冷却水等の用力を別途設置することなく、ファン部の駆動により流動する空気とヒートシンク部との間の熱交換により、ヒートシンク部を介して基材を冷却することが可能になる。
As the flow device, an air intake portion that sucks in the air, an exhaust portion that exhausts the air that has been taken in, and a fan portion that causes the air sucked from the air intake portion to flow to the heat sink portion and exhausts from the exhaust portion A configuration comprising
Thus, in the present invention, the base material can be cooled via the heat sink portion by heat exchange between the air flowing by the driving of the fan portion and the heat sink portion without separately installing utility power such as cooling water. It becomes possible.
また、本発明では、前記流動装置を囲むカバー部材を有し、前記吸気部が、前記カバー部材の側面に前記保持面と平行な方向に向けて開口して設けられ、前記排気部が、前記カバー部材の下面に前記保持面と垂直な方向に向けて開口して設けられる構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、吸気部と排気部とが同一方向で並ばないため、冷却部の設置面積を小さくすることが可能になる。
Further, in the present invention, it has a cover member surrounding the flow device, the intake portion is provided on the side surface of the cover member so as to open in a direction parallel to the holding surface, and the exhaust portion is A configuration in which an opening is provided on the lower surface of the cover member in a direction perpendicular to the holding surface can be suitably employed.
Thereby, in this invention, since an intake part and an exhaust part do not line up in the same direction, it becomes possible to make the installation area of a cooling part small.
上記構成においては、前記吸気部が、前記カバー部材における前記印刷部と対向する側とは逆側に配置されている構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、吸気部から吸気される空気の流動で生じた流れが、印刷部における印刷処理に悪影響(例えば、吐出した液滴の飛行曲がりや、印刷部における基材の温度分布)を及ぼすことを防止できる。
In the said structure, the structure by which the said intake part is arrange | positioned on the opposite side to the side facing the said printing part in the said cover member can be employ | adopted suitably.
As a result, in the present invention, the flow generated by the flow of the air sucked from the suction unit has an adverse effect on the printing process in the printing unit (for example, the flying bend of the ejected droplets or the temperature distribution of the substrate in the printing unit). Can be prevented.
上記構成においては、前記排気部に接続され該排気部からの排気を外部に排出する管体を有する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、ヒートシンク部との間の熱交換で温度上昇した空気が装置内に放出されて、インクの温度(粘度)や印刷部、搬送部における基材のアライメント等に悪影響を及ぼすことを防止できる。
In the said structure, the structure which has a pipe body connected to the said exhaust part and exhausting the exhaust_gas | exhaustion from this exhaust part outside can be employ | adopted suitably.
As a result, in the present invention, the air whose temperature has been increased by heat exchange with the heat sink is released into the apparatus, which adversely affects the temperature (viscosity) of the ink, the alignment of the substrate in the printing unit, the transport unit, and the like. Can be prevented.
また、本発明における前記前処理部としては、前記基材に活性光線を照射する照射装置を備える構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、基材の表面を改質できるとともに、基材の表面の有機物を除去することで、第3工程で基材に印刷される所定パターンの基材に対する密着性を高めることが可能になる。
Moreover, as the said pre-processing part in this invention, the structure provided with the irradiation apparatus which irradiates an actinic ray to the said base material can be employ | adopted suitably.
Thereby, in this invention, while improving the surface of a base material, the adhesiveness with respect to the base material of the predetermined pattern printed on a base material by a 3rd process is improved by removing the organic substance on the surface of a base material. Is possible.
本発明の印刷方法は、基材を加熱した状態で所定の前処理を、前処理部において行う第1工程と、加熱された前記基材を冷却する第2工程と、冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する第3工程とを有し、前記第2工程では、前記基材が載置されるステージに設けられ前記基材を保持する、長辺および短辺を有する平面視で矩形の保持面を有するヒートシンク部に、前記保持面の面方向であって前記短辺と平行な方向に空気を流動させた後、前記前処理部から離れる方向へ前記空気を流動させ、前記基材を冷却することを特徴とする。
本発明の印刷方法は、基材を加熱した状態で所定の前処理を行う第1工程と、加熱された前記基材を冷却する第2工程と、冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する第3工程とを有し、前記保持面は、長辺および短辺を有する平面視で矩形であり、前記第2工程では、前記基材が載置されるステージに設け前記基材を保持する保持面を有するヒートシンク部に、前記保持面の面方向であって前記短辺と平行な方向に空気を流動させた後、前記前処理部から離れる方向へ前記空気を流動させ、前記基材を冷却することを特徴とする。
本発明の印刷方法は、基材を加熱した状態で所定の前処理を行う第1工程と、加熱された前記基材を冷却する第2工程と、冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する第3工程とを有し、前記保持面は、長辺および短辺を有する平面視で矩形であり、前記第2工程では、前記基材が載置されるステージに設け前記基材を保持する保持面を有するヒートシンク部に、前記保持面の面方向であって前記短辺と平行な方向に空気を流動させ、前記基材を冷却することを特徴とする。
本発明の印刷方法は、基材を加熱した状態で所定の前処理を行う第1工程と、加熱された前記基材を冷却する第2工程と、冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する第3工程とを有し、前記第2工程では、前記基材が載置されるステージに設け前記基材を保持する保持面と、冷却フィンとを有するヒートシンク部に、前記冷却フィンの延在する方向に空気を流動させ、前記基材を冷却することを特徴とする。
本発明の印刷方法は、基材を加熱した状態で所定の前処理を行う第1工程と、加熱された前記基材を冷却する第2工程と、冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する第3工程とを有し、前記第2工程では、前記基材が載置されるステージに設け前記基材を保持する保持面を有するヒートシンク部に、前記保持面の面方向へ空気を流動させ、前記基材を冷却することを特徴とする。
前記保持面は、長辺および短辺を有する平面視で矩形であり、前記空気を前記短辺と平行な方向に流動させることも好適である。
一方、本発明の印刷方法は、基材を加熱した状態で所定の前処理を行う第1工程と、加熱された前記基材を冷却する第2工程と、冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する第3工程とを有し、前記第2工程では、前記基材が載置されるステージに設け前記基材を保持する保持面を有するヒートシンク部に空気を流動させ、前記基材を冷却することを特徴とするものである。
The printing method of the present invention includes a first step in which a predetermined pretreatment is performed in a pretreatment portion while the substrate is heated, a second step in which the heated substrate is cooled, and the cooled substrate. A third step of printing a predetermined pattern by ejecting droplets on the long side, and in the second step, a long side that is provided on a stage on which the substrate is placed and holds the substrate, and After flowing air in a direction parallel to the short side of the heat sink portion having a rectangular holding surface in a plan view having a short side, the direction away from the pretreatment portion The substrate is cooled by flowing air.
The printing method of the present invention includes a first step of performing a predetermined pretreatment in a state where the substrate is heated, a second step of cooling the heated substrate, and droplets on the cooled substrate. And a third step of printing a predetermined pattern by discharging the substrate, and the holding surface is rectangular in a plan view having a long side and a short side, and the substrate is placed in the second step After flowing air in a direction parallel to the short side of the heat sink portion provided on the stage and having a holding surface for holding the substrate, the direction away from the pretreatment portion The substrate is cooled by flowing air.
The printing method of the present invention includes a first step of performing a predetermined pretreatment in a state where the substrate is heated, a second step of cooling the heated substrate, and droplets on the cooled substrate. And a third step of printing a predetermined pattern by discharging the substrate, and the holding surface is rectangular in a plan view having a long side and a short side, and the substrate is placed in the second step The substrate is cooled by allowing air to flow in a direction parallel to the short side of the heat sink portion provided on the stage and having a holding surface for holding the substrate. .
The printing method of the present invention includes a first step of performing a predetermined pretreatment in a state where the substrate is heated, a second step of cooling the heated substrate, and droplets on the cooled substrate. A third step of printing a predetermined pattern by discharging the heat sink, and in the second step, a heat sink provided on a stage on which the substrate is placed and holding the substrate and a cooling fin The air is caused to flow in the direction in which the cooling fins extend to the part to cool the base material.
The printing method of the present invention includes a first step of performing a predetermined pretreatment in a state where the substrate is heated, a second step of cooling the heated substrate, and droplets on the cooled substrate. A third step of printing a predetermined pattern by discharging the substrate, and in the second step, the holding is provided on a heat sink portion having a holding surface provided on a stage on which the substrate is placed and holding the substrate. The substrate is cooled by flowing air in the surface direction of the surface.
The holding surface is rectangular in a plan view having a long side and a short side, and it is also preferable that the air flows in a direction parallel to the short side.
On the other hand, the printing method of the present invention includes a first step of performing a predetermined pretreatment in a state where the substrate is heated, a second step of cooling the heated substrate, and the cooled substrate. And a third step of printing a predetermined pattern by discharging droplets. In the second step, air is provided in a heat sink portion provided on a stage on which the base material is placed and having a holding surface for holding the base material. And the substrate is cooled.
従って、本発明の印刷方法では、所定の前処理により基材が加熱された場合でも、第2工程で基材を冷却することで、第3工程で基材に吐出した液滴の濡れ広がりを抑えることができ、高精細のパターン形成を維持できる。また、本発明では、基材を保持するヒートシンク部を、空気の流動による熱交換で冷却するため、冷却水等の第3工程では使用しない用力が不要になり、装置の小型化及び低価格化を図ることが可能になる。 Therefore, in the printing method of the present invention, even when the substrate is heated by the predetermined pretreatment, the substrate is cooled in the second step, so that the liquid droplets discharged onto the substrate in the third step spread out. And high-definition pattern formation can be maintained. In addition, in the present invention, the heat sink part holding the base material is cooled by heat exchange by the flow of air, so that the use force not used in the third step such as cooling water becomes unnecessary, and the size and cost of the apparatus are reduced. Can be achieved.
以下、本発明の印刷装置及び印刷方法の実施の形態を、図1ないし図8を参照して説明する。
なお、以下の実施の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
Hereinafter, embodiments of a printing apparatus and a printing method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
The following embodiment shows one aspect of the present invention and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in the following drawings, in order to make each configuration easy to understand, the actual structure is different from the scale and number of each structure.
本実施形態では、本発明の特徴的な印刷装置と、この印刷装置を用いて液滴を吐出して印刷する印刷方法の例について、図1〜図8に従って説明する。 In this embodiment, a characteristic printing apparatus of the present invention and an example of a printing method for printing by discharging droplets using this printing apparatus will be described with reference to FIGS.
(半導体基板)
まず、印刷装置を用いて描画する対象の一例である半導体基板について説明する。
図1(a)は半導体基板を示す模式平面図である。図1(a)に示すように、基材としての半導体基板1は基板2を備えている。基板2は耐熱性があり半導体装置3を実装可能であれば良く、基板2にはガラスエポキシ基板、紙フェノール基板、紙エポキシ基板等を用いることができる。
(Semiconductor substrate)
First, a semiconductor substrate that is an example of an object to be drawn using a printing apparatus will be described.
FIG. 1A is a schematic plan view showing a semiconductor substrate. As shown in FIG. 1A, a
基板2上には半導体装置3が実装されている。そして、半導体装置3上には会社名マーク4、機種コード5、製造番号6等のマーク(印刷パターン、所定パターン)が描画されている。これらのマークが印刷装置によって描画される。
A semiconductor device 3 is mounted on the
(印刷装置)
図1(b)は印刷装置を示す模式平面図である。
図1(b)に示すように、印刷装置7は主に供給部8、前処理部9、塗布部(印刷部)10、冷却部11、収納部12、搬送部13及び制御部14から構成されている。印刷装置7は搬送部13を中心にして時計回りに供給部8、前処理部9、塗布部10、冷却部11、収納部12、制御部14の順に配置されている。そして、制御部14の隣には供給部8が配置されている。供給部8、制御部14、収納部12が並ぶ方向をX方向とする。X方向と直交する方向をY方向とし、Y方向には塗布部10、搬送部13、制御部14が並んで配置されている。そして、鉛直方向をZ方向とする。
(Printer)
FIG. 1B is a schematic plan view showing the printing apparatus.
As shown in FIG. 1B, the
供給部8は、複数の半導体基板1が収納された収納容器を備えている。そして、供給部8は中継場所8aを備え、収納容器から中継場所8aへ半導体基板1を供給する。
The supply unit 8 includes a storage container in which a plurality of
前処理部9は、半導体装置3の表面を加熱した状態で改質する機能を有する。前処理部9により半導体装置3は吐出された液滴の広がり具合及び印刷するマークの密着性が調整される。前処理部9は第1中継場所9a及び第2中継場所9bを備え、処理前の半導体基板1を第1中継場所9aまたは第2中継場所9bから取り込んで表面の改質を行う。その後、前処理部9は処理後の半導体基板1を第1中継場所9aまたは第2中継場所9bに移動して、半導体基板1を待機させる。第1中継場所9a及び第2中継場所9bを合わせて中継場所9cとする。そして、前処理部9の内部で前処理が行われる場所を処理場所9dとする。
The
冷却部11は、前処理部9で加熱及び表面改質が行われた半導体基板1を冷却する機能を有している。冷却部11は、それぞれが半導体基板1を保持して冷却する処理場所11a、11bを有している。処理場所11a、11bは、適宜、処理場所11cと総称するものとする。
The cooling
塗布部10は、半導体装置3に液滴を吐出してマークを描画(印刷)するとともに、描画されたマークを固化または硬化する機能を有する。塗布部10は中継場所10aを備え、描画前の半導体基板1を中継場所10aから移動して描画処理及び硬化処理を行う。その後、塗布部10は描画後の半導体基板1を中継場所10aに移動して、半導体基板1を待機させる。
The
収納部12は、半導体基板1を複数収納可能な収納容器を備えている。そして、収納部12は中継場所12aを備え、中継場所12aから収納容器へ半導体基板1を収納する。操作者は半導体基板1が収納された収納容器を印刷装置7から搬出する。
The
印刷装置7の中央の場所には、搬送部13が配置されている。搬送部13は2つの腕部を備えたスカラー型ロボットが用いられている。そして、腕部の先端には半導体基板1を把持する把持部13aが設置されている。中継場所8a,9c,10a,11c,12aは把持部13aの移動範囲13b内に位置している。従って、把持部13aは中継場所8a,9c,10a,11c,12a間で半導体基板1を移動することができる。制御部14は印刷装置7の全体の動作を制御する装置であり、印刷装置7の各部の動作状況を管理する。そして、搬送部13に半導体基板1を移動する指示信号を出力する。これにより、半導体基板1は各部を順次通過して描画されるようになっている。
A
以下、各部の詳細について説明する。
(供給部)
図2(a)は供給部を示す模式正面図であり、図2(b)及び図2(c)は供給部を示す模式側面図である。図2(a)及び図2(b)に示すように、供給部8は基台15を備えている。基台15の内部には昇降装置16が設置されている。昇降装置16はZ方向に動作する直動機構を備えている。この直動機構はボールネジと回転モーターとの組合せや油圧シリンダーとオイルポンプの組合せ等の機構を用いることができる。本実施形態では、例えば、ボールネジとステップモーターとによる機構を採用している。基台15の上側には昇降板17が昇降装置16と接続して設置されている。そして、昇降板17は昇降装置16により所定の移動量だけ昇降可能になっている。
Details of each part will be described below.
(Supply section)
FIG. 2A is a schematic front view showing the supply unit, and FIGS. 2B and 2C are schematic side views showing the supply unit. As shown in FIGS. 2A and 2B, the supply unit 8 includes a
昇降板17の上には直方体状の収納容器18が設置され、収納容器18の中には複数の半導体基板1が収納されている。収納容器18はY方向の両面に開口部18aが形成され、開口部18aから半導体基板1が出し入れ可能となっている。収納容器18のX方向の両側に位置する側面18bの内側には凸状のレール18cが形成され、レール18cはY方向に延在して配置されている。レール18cはZ方向に複数等間隔に配列されている。このレール18cに沿って半導体基板1をY方向からまたは−Y方向から挿入することにより、半導体基板1がZ方向に配列して収納される。
A rectangular
基台15のY方向側には支持部材21を介して、基板引出部22と中継台23とが設置されている。収納容器18のY方向側の場所において基板引出部22の上に中継台23が重ねて配置されている。基板引出部22はY方向に伸縮する腕部22aと腕部22aを駆動する直動機構とを備えている。この直動機構は直線状に移動する機構であれば特に限定されない、本実施形態では、例えば、圧縮空気にて作動するエアーシリンダーを採用している。腕部22aの一端には略矩形に折り曲げられた爪部22bが設置され、この爪部22bの先端は腕部22aと平行に形成されている。
On the Y direction side of the
基板引出部22が腕部22aを伸ばすことにより、腕部22aが収納容器18内を貫通する。そして、爪部22bが収納容器18の−Y方向側に移動する。次に昇降装置16が半導体基板1を下降した後、基板引出部22が腕部22aを収縮させる。このとき、爪部22bが半導体基板1の一端を押しながら移動する。
The substrate pull-out
その結果、図2(c)に示すように、半導体基板1が収納容器18から中継台23上に移動させられる。中継台23は半導体基板1のX方向の幅と略同じ幅の凹部が形成され、半導体基板1はこの凹部に沿って移動する。そして、この凹部により半導体基板1のX方向の位置が決められる。爪部22bによって押されて半導体基板1が停止する場所により、半導体基板1のY方向の位置が決められる。中継台23上は中継場所8aであり、半導体基板1は中継場所8aの所定の場所にて待機する。供給部8の中継場所8aに半導体基板1が待機しているとき、搬送部13は把持部13aを半導体基板1と対向する場所に移動して半導体基板1を把持して移動する。
As a result, as shown in FIG. 2C, the
この半導体基板1が搬送部13により中継台23上から移動した後、基板引出部22が腕部22aを伸長させる。次に、昇降装置16が収納容器18を降下させて、基板引出部22が半導体基板1を収納容器18内から中継台23上に移動させる。このようにして供給部8は順次半導体基板1を収納容器18から中継台23上に移動する。収納容器18内の半導体基板1を総て中継台23上に移動した後、操作者は空になった収納容器18と半導体基板1が収納されている収納容器18とを置き換える。これにより、供給部8に半導体基板1を供給することができる。
After the
(前処理部)
図3は前処理部の構成を示す概略斜視図である。図3(a)に示すように、前処理部9は基台24を備え、基台24上にはX方向に延在するそれぞれ一対の第1案内レール25及び第2案内レール26が並んで設置されている。第1案内レール25上には第1案内レール25に沿ってX方向に往復移動する載置台としての第1ステージ27が設置され、第2案内レール26上には第2案内レール26に沿ってX方向に往復移動する載置台としての第2ステージ28が設置されている。第1ステージ27及び第2ステージ28は直動機構を備え、往復移動することができる。この直動機構は、例えば、昇降装置16が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。
(Pre-processing section)
FIG. 3 is a schematic perspective view showing the configuration of the preprocessing unit. As shown in FIG. 3A, the
第1ステージ27の上面には載置面27aが設置され、載置面27aには吸引式のチャック機構が形成されている。搬送部13が半導体基板1を載置面27aに載置した後、チャック機構を作動させることにより前処理部9は半導体基板1を載置面27aに固定することができる。同様に、第2ステージ28の上面にも載置面28aが設置され、載置面28aには吸引式のチャック機構が形成されている。搬送部13が半導体基板1を載置面28aに載置した後、チャック機構を作動させることにより前処理部9は半導体基板1を載置面28aに固定することができる。
A
第1ステージ27には、加熱装置27Hが内蔵されており、載置面27aに載置された半導体基板1を、制御部14の制御下で所定温度に加熱する。同様に、第2ステージ28には、加熱装置28Hが内蔵されており、載置面28aに載置された半導体基板1を、制御部14の制御下で所定温度に加熱する。
The
第1ステージ27がX方向側に位置するときの載置面27aの場所が第1中継場所9aとなっており、第2ステージ28がX方向に位置するときの載置面28aの場所が第2中継場所9bとなっている。第1中継場所9a及び第2中継場所9bである中継場所9cは把持部13aの動作範囲内に位置しており、中継場所9cにおいて載置面27a及び載置面28aは露出する。従って、搬送部13は容易に半導体基板1を載置面27a及び載置面28aに載置することができる。半導体基板1に前処理が行われた後、半導体基板1は第1中継場所9aに位置する載置面27aまたは第2中継場所9bに位置する載置面28a上にて待機する。従って、搬送部13の把持部13aは容易に半導体基板1を把持して移動することができる。
The place of the
基台24の−X方向には平板状の支持部29が立設されている。支持部29のX方向側の面において上側にはY方向に延在する案内レール30が設置されている。そして、案内レール30と対向する場所には案内レール30に沿って移動するキャリッジ31が設置されている。キャリッジ31は直動機構を備え、往復移動することができる。この直動機構は、例えば、昇降装置16が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。
A flat plate-
キャリッジ31の基台24側には処理部32が設置されている。処理部32としては、例えば、活性光線を発光する低圧水銀ランプ、水素バーナー、エキシマレーザー、プラズマ放電部、コロナ放電部等を例示できる。水銀ランプを用いる場合、半導体基板1に紫外線を照射することにより、半導体基板1の表面の撥液性を改質することができる。水素バーナーを用いる場合、半導体基板1の酸化した表面を一部還元することで表面を粗面化することができ、エキシマレーザーを用いる場合、半導体基板1の表面を一部溶融固化することで粗面化することができ、プラズマ放電或いはコロナ放電を用いる場合、半導体基板1の表面を機械的に削ることで粗面化することができる。本実施形態では、例えば、水銀ランプを採用している。前処理部9は、加熱装置27H、28Hにより半導体基板1を加熱した状態で、処理部32から紫外線を照射しながらキャリッジ31を往復運動させる。これにより、前処理部9は、処理場所9dの広い範囲に紫外線を照射することが可能になっている。
A
前処理部9は、外装部33により全体が覆われている。外装部33の内部には上下に移動可能な戸部34が設置されている。そして、図3(b)に示すように、第1ステージ27または第2ステージ28がキャリッジ31と対向する場所に移動したあと、戸部34が下降する。これにより、処理部32が照射する紫外線が前処理部9の外に漏れないようになっている。
The
載置面27aもしくは載置面28aが中継場所9cに位置するとき、搬送部13は載置面27a及び載置面28aに半導体基板1を給材する。そして、前処理部9は半導体基板1が載置された第1ステージ27もしくは第2ステージ28を処理場所9dに移動して前処理を行う。前処理が終了した後、前処理部9は第1ステージ27もしくは第2ステージ28を中継場所9cに移動する。続いて、搬送部13は載置面27aもしくは載置面28aから半導体基板1を除材する。
When the mounting
(冷却部)
図4(a)は、半導体基板1が載置されていない状態の冷却部11の平面図であり、図4(b)は正面断面図である。
冷却部11は、各処理場所11a、11bに配置したステージSTに設けられるヒートシンク部61と、流動装置91とを備えている。ヒートシンク部61は、上面に半導体基板1を保持する保持面62を有する平面視矩形の冷却板110と、保持面62に設けられ半導体基板1を吸着する複数(ここではそれぞれ4つ)の吸着パッド63と、冷却板61の下方に設けられたフィン64と、冷却板110との間でフィン64が収容される密閉空間65aを形成する枠体65とを有している。枠体65の底部には、連通孔67が形成されている。
(Cooling section)
4A is a plan view of the cooling
The cooling
フィン64は、X方向に延在して設けられており、Y方向に隙間をあけて複数設けられている。枠体65は、塗布部10と対向する側とは逆側となる+X側の側面に、水平方向に沿って開口する吸気部66が設けられている。
The
流動装置91は、枠体92とファン部96とを備えている。枠体92は、枠体65の下方に密閉空間92aを形成するものであり、当該密閉空間92aにはファン部96が配置されている。密閉空間92aは、連通孔67を介して密閉空間65aと連通している。これら枠体65及び枠体92により、ヒートシンク部61の一部及び流動装置91の一部を囲むカバー部材が構成される。枠体92の底部には、下方に向けて開口する排気部93が設けられている。排気部93には、排気管(管体)94の一端が接続されており、排気管94の他端は、装置外部に引き出されている。
The flow device 91 includes a
処理場所11a、11b(冷却板110)は、把持部13aの動作範囲内に位置しており、処理場所11a、11bにおいて冷却板110は露出する。従って、搬送部13は容易に半導体基板1を各冷却板110に載置することができる。半導体基板1に冷却処理が行われた後、半導体基板1は、処理場所11aに位置する冷却板110上または処理場所11bに位置する冷却板110上にて待機する。従って、搬送部13の把持部13aは容易に半導体基板1を把持して移動させることができる。
The processing places 11a and 11b (cooling plate 110) are located within the operating range of the
(塗布部)
次に、半導体基板1に液滴を吐出してマークを形成する塗布部10について図5に従って説明する。液滴を吐出する装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
(Applying part)
Next, the
図5(a)は、塗布部の構成を示す概略斜視図である。塗布部10により半導体基板1に液滴が吐出される。図5(a)に示すように、塗布部10には、直方体形状に形成された基台37を備えている。液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。副走査方向は改行するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とを相対移動する方向である。本実施形態ではX方向を主走査方向とし、Y方向を副走査方向とする。
FIG. 5A is a schematic perspective view showing the configuration of the application unit. Liquid droplets are ejected onto the
基台37の上面37aには、Y方向に延在する一対の案内レール38がY方向全幅にわたり凸設されている。その基台37の上側には、一対の案内レール38に対応する図示しない直動機構を備えたステージ39が取付けられている。そのステージ39の直動機構は、リニアモーターやネジ式直動機構等を用いることができる。本実施形態では、例えば、リニアモーターを採用している。そして、Y方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と称す。さらに、基台37の上面37aには、案内レール38と平行に副走査位置検出装置40が配置され、副走査位置検出装置40によりステージ39の位置が検出される。
On the
そのステージ39の上面には載置面41が形成され、その載置面41には図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。載置面41上に半導体基板1が載置された後、半導体基板1は基板チャック機構により載置面41に固定される。
A placement surface 41 is formed on the upper surface of the
ステージ39が−Y方向に位置するときの載置面41の場所が中継場所10aとなっている。この載置面41は把持部13aの動作範囲内に露出するように設置されている。従って、搬送部13は容易に半導体基板1を載置面41に載置することができる。半導体基板1に塗布が行われた後、半導体基板1は中継場所10aである載置面41上にて待機する。従って、搬送部13の把持部13aは容易に半導体基板1を把持して移動することができる。
The place of the placement surface 41 when the
基台37のX方向両側には一対の支持台42が立設され、その一対の支持台42にはX方向に延びる案内部材43が架設されている。案内部材43の下側にはX方向に延びる案内レール44がX方向全幅にわたり凸設されている。案内レール44に沿って移動可能に取り付けられるキャリッジ45は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ45は直動機構を備え、その直動機構は、例えば、ステージ39が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。そして、キャリッジ45がX方向に沿って走査移動する。案内部材43とキャリッジ45との間には主走査位置検出装置46が配置され、キャリッジ45の位置が計測される。キャリッジ45の下側にはヘッドユニット47が設置され、ヘッドユニット47のステージ39側の面には図示しない液滴吐出ヘッドが凸設されている。
A pair of
図5(b)は、キャリッジを示す模式側面図である。図5(b)に示すようにキャリッジ45の半導体基板1側にはヘッドユニット47と一対の照射部としての硬化ユニット48が配置されている。ヘッドユニット47の半導体基板1側には液滴を吐出する3個の液滴吐出ヘッド49が凸設されている。液滴吐出ヘッド49の個数や配置は特に限定されず、吐出する機能液の種類や描画パターンに合わせて設定できる。
FIG. 5B is a schematic side view showing the carriage. As shown in FIG. 5B, a
硬化ユニット48の内部には吐出された液滴を硬化させる紫外線を照射する照射装置が配置されている。硬化ユニット48は主走査方向においてヘッドユニット47を挟んだ位置に配置されている。照射装置は発光ユニットと放熱板等から構成されている。発光ユニットには多数のLED(Light Emitting Diode)素子が配列して設置されている。このLED素子は、電力の供給を受けて紫外線の光である紫外光を発光する素子である。
An irradiating device for irradiating ultraviolet rays that cure the discharged droplets is disposed inside the curing
キャリッジ45の図中上側には収容タンク50が配置され、収容タンク50には機能液が収容されている。液滴吐出ヘッド49と収容タンク50とは図示しないチューブにより接続され、収容タンク50内の機能液がチューブを介して液滴吐出ヘッド49に供給される。
A
機能液は樹脂材料、硬化剤としての光重合開始剤、溶媒または分散媒を主材料とする。この主材料に顔料または染料等の色素や、親液性または撥液性等の表面改質材料等の機能性材料を添加することにより固有の機能を有する機能液を形成することができる。本実施形態では、例えば、白色の顔料を添加している。機能液の樹脂材料は樹脂膜を形成する材料である。樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。さらに、粘性の小さい樹脂材料が好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。モノマーの形態であればさらに好ましい。光重合開始剤はポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であり、例えば、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール等を用いることができる。溶媒または分散媒は樹脂材料の粘度を調整するものである。機能液を液滴吐出ヘッドから吐出し易い粘度にすることにより、液滴吐出ヘッドは安定して機能液を吐出することができるようになる。 The functional liquid is mainly composed of a resin material, a photopolymerization initiator as a curing agent, a solvent or a dispersion medium. A functional liquid having an inherent function can be formed by adding a coloring material such as a pigment or a dye or a functional material such as a lyophilic or liquid repellent surface modifying material to the main material. In this embodiment, for example, a white pigment is added. The functional liquid resin material is a material for forming a resin film. The resin material is not particularly limited as long as the material is liquid at normal temperature and becomes a polymer by polymerization. Furthermore, a resin material having a low viscosity is preferable, and it is preferably in the form of an oligomer. A monomer form is more preferable. The photopolymerization initiator is an additive that acts on a crosslinkable group of the polymer to advance the crosslinking reaction. For example, benzyldimethyl ketal or the like can be used as the photopolymerization initiator. The solvent or the dispersion medium adjusts the viscosity of the resin material. By setting the viscosity at which the functional liquid can be easily discharged from the droplet discharge head, the droplet discharge head can stably discharge the functional liquid.
図5(c)は、ヘッドユニットを示す模式平面図である。図5(c)に示すように、ヘッドユニット47には液滴吐出ヘッド49が配置され、液滴吐出ヘッド49の表面にはノズルプレート51が配置されている。ノズルプレート51には複数のノズル52が配列して形成されている。ノズル52及びヘッドの数及び配置は特に限定されず吐出するパターンに合わせて設定される。本実施形態においては、例えば、1個のノズルプレート51にはノズル52の配列が1列形成され、1つの列には15個のノズル52が配置されている。
FIG. 5C is a schematic plan view showing the head unit. As shown in FIG. 5C, a
硬化ユニット48の下面には、照射口48aが形成されている。そして、照射装置が発光する紫外光が照射口48aから半導体基板1に向けて照射される。
An
図5(d)は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。図5(d)に示すように、液滴吐出ヘッド49はノズルプレート51を備え、ノズルプレート51にはノズル52が形成されている。ノズルプレート51の上側であってノズル52と相対する位置にはノズル52と連通するキャビティ53が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド49のキャビティ53には機能液54が供給される。
FIG. 5D is a schematic cross-sectional view of a main part for explaining the structure of the droplet discharge head. As shown in FIG. 5D, the
キャビティ53の上側には上下方向に振動してキャビティ53内の容積を拡大縮小する振動板55が設置されている。振動板55の上側でキャビティ53と対向する場所には上下方向に伸縮して振動板55を振動させる圧電素子56が配設されている。圧電素子56が上下方向に伸縮して振動板55を加圧して振動し、振動板55がキャビティ53内の容積を拡大縮小してキャビティ53を加圧する。それにより、キャビティ53内の圧力が変動し、キャビティ53内に供給された機能液54はノズル52を通って吐出される。
A
液滴吐出ヘッド49が圧電素子56を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子56が伸張して、振動板55がキャビティ53内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド49のノズル52から縮小した容積分の機能液54が液滴57となって吐出される。機能液54が塗布された半導体基板1に対しては、照射口48aから紫外光が照射され、硬化剤を含んだ機能液54を固化または硬化させるようになっている。
When the
(収納部)
図6(a)は収納部を示す模式正面図であり、図6(b)及び図6(c)は収納部を示す模式側面図である。図6(a)及び図6(b)に示すように、収納部12は基台74を備えている。基台74の内部には昇降装置75が設置されている。昇降装置75は供給部8に設置された昇降装置16と同様の装置を用いることができる。基台74の上側には昇降板76が昇降装置75と接続して設置されている。そして、昇降板76は昇降装置75により昇降させられる。昇降板76の上には直方体状の収納容器18が設置され、収納容器18の中には半導体基板1が収納されている。収納容器18は供給部8に設置された収納容器18と同じ容器が用いられている。
(Storage section)
FIG. 6A is a schematic front view showing the storage portion, and FIGS. 6B and 6C are schematic side views showing the storage portion. As shown in FIGS. 6A and 6B, the
基台74のY方向側には支持部材77を介して、基板押出部78と中継台79とが設置されている。収納容器18のY方向側の場所において基板押出部78の上に中継台79が重ねて配置されている。基板押出部78はY方向に移動する腕部78aと腕部78aを駆動する直動機構とを備えている。この直動機構は直線状に移動する機構であれば特に限定されない、本実施形態では、例えば、圧縮空気にて作動するエアーシリンダーを採用している。中継台79上には半導体基板1が載置され、この半導体基板1のY方向側の一端の中央に腕部78aが接触可能となっている。
A
基板押出部78が腕部78aを−Y方向に移動させることにより、腕部78aが半導体基板1を−Y方向に移動させる。中継台79は半導体基板1のX方向の幅と略同じ幅の凹部が形成され、半導体基板1はこの凹部に沿って移動する。そして、この凹部により半導体基板1のX方向の位置が決められる。その結果、図6(c)に示すように、半導体基板1が収納容器18の中に移動させられる。収納容器18にはレール18cが形成されており、レール18cは中継台79に形成された凹部の延長線上に位置するようになっている。そして、基板押出部78によって半導体基板1はレール18cに沿って移動させられる。これにより、半導体基板1は収納容器18に品質良く収納される。
The
搬送部13が中継台79上に半導体基板1を移動した後、昇降装置75が収納容器18を上昇させる。そして、基板押出部78が腕部78aを駆動して半導体基板1を収納容器18内に移動させる。このようにして収納部12は半導体基板1を収納容器18内に収納する。収納容器18内に所定の枚数の半導体基板1が収納された後、操作者は半導体基板1が収納された収納容器18と空の収納容器18とを置き換える。これにより、操作者は複数の半導体基板1をまとめて次の工程に持ち運ぶことができる。
After the
収納部12は収納する半導体基板1を載置する中継場所12aを有している。搬送部13は半導体基板1を中継場所12aに載置するだけで、収納部12と連携して半導体基板1を収納容器18に収納することができる。
The
(搬送部)
次に、半導体基板1を搬送する搬送部13について図7に従って説明する。図7は、搬送部の構成を示す概略斜視図である。図7に示すように、搬送部13は平板状に形成された基台82を備えている。基台82上には支持台83が配置されている。支持台83の内部には空洞が形成され、この空洞にはモーター、角度検出器、減速機等から構成される回転機構83aが設置されている。そして、モーターの出力軸は減速機と接続され、減速機の出力軸は支持台83の上側に配置された第1腕部84と接続されている。また、モーターの出力軸と連結して角度検出器が設置され、角度検出器がモーターの出力軸の回転角度を検出する。これにより、回転機構83aは第1腕部84の回転角度を検出して、所望の角度まで回転させることができる。
(Transport section)
Next, the
第1腕部84上において支持台83と反対側の端には回転機構85が設置されている。回転機構85はモーター、角度検出器、減速機等により構成され、支持台83の内部に設置された回転機構と同様の機能を備えている。そして、回転機構85の出力軸は第2腕部86と接続されている。これにより、回転機構85は第2腕部86の回転角度を検出して、所望の角度まで回転させることができる。
A
第2腕部86上において回転機構85と反対側の端には昇降装置87が配置されている。昇降装置87は直動機構を備え、直動機構を駆動することにより伸縮することができる。この直動機構は、例えば、供給部8の昇降装置16と同様の機構を用いることができる。昇降装置87の下側には回転装置88が配置されている。
On the
回転装置88は回転角度を制御可能であれば良く、各種モーターと回転角度センサーとを組み合わせて構成することができる。他にも、回転角度を所定の角度にて回転できるステップモーターを用いることができる。本実施形態では、例えば、ステップモーターを採用している。さらに減速装置を配置しても良い。さらに細かな角度で回転させることができる。
The
回転装置88の図中下側には把持部13aが配置されている。そして、把持部13aは回転装置88の回転軸と接続されている。従って、搬送部13は回転装置88を駆動することにより把持部13aを回転させることができる。さらに、搬送部13は昇降装置87を駆動することにより把持部13aを昇降させることができる。
A gripping
把持部13aは4本の直線状の指部13cを有し、指部13cの先端には半導体基板1を吸引して吸着させる吸着機構が形成されている。そして、把持部13aはこの吸着機構を作動させて、半導体基板1を把持することができる。
The gripping
基台82の−Y方向側には制御装置89が設置されている。制御装置89には中央演算装置、記憶部、インターフェース、アクチュエーター駆動回路、入力装置、表示装置等を備えている。アクチュエーター駆動回路は回転機構83a、回転機構85、昇降装置87、回転装置88、把持部13aの吸着機構を駆動する回路である。そして、これらの装置及び回路はインターフェースを介して中央演算装置と接続されている。他にも角度検出器がインターフェースを介して中央演算装置と接続されている。記憶部には搬送部13を制御する動作手順を示したプログラムソフトや制御に用いるデータが記憶されている。中央演算装置はプログラムソフトに従って搬送部13を制御する装置である。制御装置89は搬送部13に配置された検出器の出力を入力して把持部13aの位置と姿勢とを検出する。そして、制御装置89は回転機構83a及び回転機構85を駆動して把持部13aを所定の位置に移動させる制御を行う。
A
(印刷方法)
次に上述した印刷装置7を用いた印刷方法について図8にて説明する。図8は、印刷方法を示すためのフローチャートである。
図8のフローチャートに示されるように、印刷方法は、半導体基板1を収納容器18から搬入する搬入工程S1、搬入された半導体基板1の表面に対して前処理を施す前処理工程(第1工程)S2、前処理工程S2で温度上昇した半導体基板1を冷却する冷却工程(第2工程)S3、冷却された半導体基板1に対して各種マークを描画印刷する印刷工程(第3工程)S4、各種マークが印刷された半導体基板1を収納容器18に収納する収納工程S5を主体に構成される。
(Printing method)
Next, a printing method using the above-described
As shown in the flowchart of FIG. 8, the printing method includes a carry-in step S <b> 1 for carrying in the
上記の工程の中、前処理工程S2から印刷工程S4に至る工程が本発明の特徴部分であるため、以下の説明においては、この特徴部分について説明する。
前処理工程S2においては、前処理部9では第1ステージ27と第2ステージ28とのうち一方のステージが中継場所9cに位置している。搬送部13は中継場所9cに位置するステージと対向する場所に把持部13aを移動させる。続いて、搬送部13は把持部13aを下降させた後、半導体基板1の吸着を解除することにより、半導体基板1を中継場所9cに位置する第1ステージ27もしくは第2ステージ28上に載置する。その結果、図9(b)に示すように、中継場所9cに位置する第1ステージ27上に半導体基板1が載置される。もしくは、図9(c)に示すように、中継場所9cに位置する第2ステージ28上に半導体基板1が載置される。
Among the steps described above, the steps from the pretreatment step S2 to the printing step S4 are the characteristic portions of the present invention. Therefore, the characteristic portions will be described in the following description.
In the preprocessing step S2, in the
第1ステージ27及び第2ステージ28は、加熱装置27H、28Hにより予め加熱されており、第1ステージ27または第2ステージ28に載置された半導体基板1は直ちに所定温度に加熱される。半導体基板1を加熱する温度としては、後述するように、半導体基板1の表面を効果的に改質あるいは表面の有機物除去を効率的に行え、且つ半導体基板1の耐熱温度以下であることが好ましく、本実施形態では、半導体基板1を150℃〜200℃の範囲の温度となるように、例えば180℃の温度に加熱している。
The
また、搬送部13が第1ステージ27上に半導体基板1を移動するとき、前処理部9の内部にある処理場所9dでは第2ステージ28上の半導体基板1の前処理が行われている。そして、第2ステージ28上の半導体基板1の前処理が終了した後、第2ステージ28が第2中継場所9bに半導体基板1を移動させる。次に、前処理部9は第1ステージ27を駆動することにより、第1中継場所9aに載置された半導体基板1をキャリッジ31と対向する処理場所9dに移動させる。これにより、第2ステージ28上の半導体基板1の前処理が終了した後、すぐに、第1ステージ27上の半導体基板1の前処理を開始することができる。
Further, when the
続いて、前処理部9では、半導体基板1に実装された半導体装置3に紫外線を照射する。これにより、半導体装置3の表面層における有機系被照射物の化学結合を切断するとともに、紫外線で発生したオゾンから分離した活性酸素がその切断された表面層の分子に結合し、親水性の高い官能基(例えば-OH、-CHO、-COOH)に変換され、基板1の表面を改質するとともに、表面の有機物除去が行われる。ここで、半導体装置3(半導体基板1)は、上述したように、予め180℃に加熱された状態で紫外線が照射されるため、半導体基板1に損傷が及ぶことなく、表面層の分子の衝突速度を大きくして、効果的に表面を改質できるとともに、表面の有機物を効率的に除去できる。前処理を行った後に前処理部9は第1ステージ27を駆動することにより、半導体基板1を第1中継場所9aに移動させる。
Subsequently, in the
同様に、搬送部13が第2ステージ28上に半導体基板1を移動するときには、前処理部9の内部にある処理場所9dでは第1ステージ27上の半導体基板1の前処理が行われている。そして、第1ステージ27上の半導体基板1の前処理が終了した後、第1ステージ27が第1中継場所9aに半導体基板1を移動させる。次に、前処理部9は第2ステージ28を駆動することにより、第2中継場所9bに載置された半導体基板1をキャリッジ31と対向する処理場所9dに移動させる。これにより、第1ステージ27上の半導体基板1の前処理が終了した後、直に、第2ステージ28上の半導体基板1の前処理を開始することができる。続いて、前処理部9は半導体基板1に実装された半導体装置3に紫外線を照射することにより、上記第1ステージ27上の半導体基板1と同様に、半導体基板1に損傷が及ぶことなく、効果的に表面を改質できるとともに、表面の有機物を効率的に除去できる。前処理を行った後に前処理部9は第2ステージ28を駆動することにより、半導体基板1を第2中継場所9bに移動させる。
Similarly, when the
前処理工程S2で半導体基板1の前処理が完了し、冷却工程S3に移行すると、搬送部13は中継場所9cにある半導体基板1を処理場所11a、11bに設けられた冷却板110に載置する。
When the pretreatment of the
冷却部11において、半導体基板1は吸着パッド63により吸着され、冷却板110の保持面63に当接した状態で保持される。また、流動装置91においては、ファン部96が回転することにより、吸気部66から空気が吸気され密閉空間65aに流入し、フィン64間の隙間を流動した後に、連通孔67を介して密閉空間92aに流入し、さらに排気部93から排気管94を介して装置外部に排気される。
In the
このとき、加熱された状態で載置された半導体基板1と冷却板110との間で熱交換が行われ、また、密閉空間65aに流入した空気とフィン64との間で熱交換が行われる。そのため、半導体基板1が有していた熱は、冷却板110、フィン64、空気と順次伝熱することにより、半導体基板1は除熱、すなわち冷却される。また、半導体基板1からの除熱で温められた空気は、枠体65、92から漏れることなく装置外部に排出されることになる。
これにより、前処理工程S2で加熱された半導体基板1は、印刷工程S4が行われる際の適切な温度(例えば室温)に所定時間冷却(温度調整)される。
At this time, heat exchange is performed between the
Thus, the
冷却工程S3で冷却された半導体基板1は、搬送部13により塗布部10の中継場所10aに位置するステージ39上に搬送される。印刷工程S5において、塗布部10はチャック機構を作動させてステージ39上に載置された半導体基板1をステージ39に保持する。そして、塗布部10は、ステージ39及びキャリッジ45を走査移動しながら、液滴吐出ヘッド49に形成されたノズル52から液滴57を吐出する。これにより、半導体装置3の表面には会社名マーク4、機種コード5、製造番号6等のマークが描画される。
このとき、半導体基板1は、予め冷却部11で室温に冷却されているため、所定の濡れ特性を有する半導体装置3の表面に塗布されることになり、所定の線幅でマークが形成される。
The
At this time, since the
そして、キャリッジ45に設置された硬化ユニット48からマークに紫外線が照射される。これにより、マークを形成する機能液54には紫外線により重合が開始する光重合開始剤が含まれているため、マークの表面が直ちに固化または硬化される。印刷を行った後に塗布部10は半導体基板1が載置されたステージ39を中継場所10aに移動させる。これにより、搬送部13が半導体基板1を把持し易くすることができる。そして、塗布部10はチャック機構の動作を停止して半導体基板1の保持を解除する。
Then, the mark is irradiated with ultraviolet rays from the curing
この後、半導体基板1は、収納工程S5において、搬送部13により収納部12に搬送され、収納容器18に収納される。
Thereafter, the
以上説明したように、本実施形態では、前処理工程S2の後で、且つ印刷工程S4の前に冷却工程S3を設けて半導体基板1を冷却しているため、塗布前に半導体基板1が加熱された場合でも、半導体装置3に着弾した液滴の濡れ広がりを抑制することで高精細のパターン形成が可能になる。また、本実施形態では、半導体基板1を保持するヒートシンク部61を、空気の流動による熱交換で冷却するため、冷却水等の塗布部10では使用しない用力が不要になり、装置の小型化及び低価格化を図ることが可能になる。
As described above, in this embodiment, since the
また、本実施形態では、熱交換で温度上昇した空気の流路が密閉されており、また温度称した空気を装置外部に排出するため、インクの温度(粘度)や塗布部10、搬送部13における半導体基板1のアライメント等に悪影響を及ぼすことを防止でき、高精度の印刷処理を実現できる。さらに、本実施形態では、吸気部66が、枠体65における塗布部10と対向する側とは逆側に配置されているため、吸気部66から吸気される空気の流動で生じた流れが、塗布部10における印刷処理に悪影響(例えば、吐出した液滴の飛行曲がりや、塗布部10における半導体基板1の温度分布)を及ぼすことを防止できる。
Further, in this embodiment, the air flow path whose temperature has been increased by heat exchange is sealed, and the temperature (viscosity) of the ink, the
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、前処理部9において紫外線照射を実施する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えばプラズマ処理等で前処理を実施する構成としてもよい。この場合も、加熱された半導体基板1については、冷却部11で冷却した後に、塗布部10で印刷処理を実施すればよい。
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the
また、上記実施形態では、空気雰囲気下で印刷処理を実施する場合に、空気の流動によりヒートシンク部61を介して半導体基板1を冷却する構成としたが、これに限られず、例えば窒素等の不活性ガス雰囲気下で印刷処理を実施する場合には、当該不活性ガスの流動によりヒートシンク部61を介して半導体基板1を冷却する構成とすればよい。
In the above embodiment, when the printing process is performed in an air atmosphere, the
また、上記実施形態では、UVインクとして紫外線硬化型インクを用いたが、本発明はこれに限定されず、可視光線、赤外線を硬化光として使用することができる種々の活性光線硬化型インクを用いることができる。
また、光源も同様に、可視光等の活性光を射出する種々の活性光光源を用いること、つまり活性光線照射部を用いることができる。
In the above embodiment, the ultraviolet curable ink is used as the UV ink. However, the present invention is not limited to this, and various active light curable inks that can use visible light and infrared light as the curable light are used. be able to.
Similarly, various active light sources that emit active light such as visible light can be used as the light source, that is, an active light irradiation unit can be used.
ここで、本発明において「活性光線」とは、その照射によりインク中において開始種を発生させうるエネルギーを付与することができるものであれば、特に制限はなく、広く、α線、γ線、X線、紫外線、可視光線、電子線などを包含するものである。中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点からは、紫外線及び電子線が好ましく、特に紫外線が好ましい。従って、活性光線硬化型インクとしては、本実施形態のように、紫外線を照射することにより硬化可能な紫外線硬化型インクを用いることが好ましい。 Here, in the present invention, the “actinic ray” is not particularly limited as long as it can impart energy capable of generating a starting species in the ink by the irradiation, and is broadly divided into α rays, γ rays, X-rays, ultraviolet rays, visible rays, electron beams and the like are included. Among these, from the viewpoints of curing sensitivity and device availability, ultraviolet rays and electron beams are preferable, and ultraviolet rays are particularly preferable. Therefore, as the actinic ray curable ink, it is preferable to use an ultraviolet curable ink that can be cured by irradiating ultraviolet rays as in the present embodiment.
上記実施形態では、第1ステージ27には、加熱装置27Hが内蔵されており、第2ステージ28には、加熱装置28Hが内蔵されていたが、前処理部には加熱装置が内蔵されておらず、前処理部に半導体装置1に搬送される前に、半導体装置1を加熱し、加熱された状態の半導体装置1を前処理部に搬送してもよい。
In the above embodiment, the
1…半導体基板(基材)、 3…半導体装置、 7…印刷装置、 9…前処理部、 10…塗布部(印刷部)、 11…冷却部、 61…ヒートシンク部、 62…保持面、 65、92…枠体(カバー部材)、 66…吸気部、 93…排気部、 94…排気管(管体)、 ST…ステージ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
加熱された前記基材を冷却する冷却部と、
冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する印刷部とを備え、
前記冷却部は、前記基材が載置されるステージと、
前記ステージに設けられ前記基材を保持する保持面を有するヒートシンク部と、
前記ヒートシンク部に前記保持面の面方向へ空気を流動させる流動装置とを有し、
前記保持面は、長辺および短辺を有する平面視で矩形であり、
前記流動装置は、前記保持面の面方向において前記空気を前記短辺と平行な方向に流動させた後、前記保持面の面方向において前記前処理部から離れる方向へ前記空気を流動させることを特徴とする印刷装置。 A pretreatment unit that performs a predetermined pretreatment in a heated state of the substrate;
A cooling unit for cooling the heated base material;
A printing unit that prints a predetermined pattern by discharging droplets to the cooled substrate;
The cooling unit includes a stage on which the base material is placed,
A heat sink portion provided on the stage and having a holding surface for holding the substrate;
A flow device for causing air to flow in the surface direction of the holding surface in the heat sink part;
The holding surface is rectangular in a plan view having a long side and a short side,
The flow device causes the air to flow in a direction away from the pretreatment portion in the surface direction of the holding surface after flowing the air in a direction parallel to the short side in the surface direction of the holding surface. Characteristic printing device.
前記流動装置は、前記保持面の面方向において前記空気を前記短辺と平行な方向に流動させた後、前記保持面の面方向において前記印刷部から離れる方向へ前記空気を流動させることを特徴とする印刷装置。 The printing apparatus according to claim 1.
The flow device, after flowing the air in a direction parallel to the short side in the surface direction of the holding surface, causes the air to flow in a direction away from the printing unit in the surface direction of the holding surface. A printing device.
前記流動装置は、前記空気を吸気する吸気部と、吸気した前記空気を排気する排気部と、前記吸気部から吸気した前記空気を前記ヒートシンク部に流動させ、前記排気部から排気するファン部と、前記排気部に接続され該排気部からの排気を前記前処理部から離れる方向へ排出する管体と、を備えることを特徴とする印刷装置。 The printing apparatus according to claim 1 or 2,
The flow device includes an air intake unit that intakes the air, an exhaust unit that exhausts the intake air, and a fan unit that causes the air intake from the intake unit to flow to the heat sink unit and exhausts the air from the exhaust unit. And a tubular body connected to the exhaust unit and exhausting exhaust from the exhaust unit in a direction away from the pretreatment unit.
前記流動装置を囲むカバー部材を有し、
前記吸気部は、前記カバー部材の側面に前記保持面と平行な方向に向けて開口して設けられ、
前記排気部は、前記カバー部材の下面に前記保持面と垂直な方向に向けて開口して設けられることを特徴とする印刷装置。 The printing apparatus according to claim 3.
A cover member surrounding the flow device;
The intake portion is provided on the side surface of the cover member so as to open in a direction parallel to the holding surface,
The exhaust device is provided on the lower surface of the cover member so as to open in a direction perpendicular to the holding surface.
前記吸気部は、前記カバー部材における前記印刷部と対向する側とは逆側に配置されていることを特徴とする印刷装置。 The printing apparatus according to claim 4.
The printing apparatus according to claim 1, wherein the suction portion is disposed on a side opposite to a side of the cover member facing the printing portion.
加熱された前記基材を冷却する第2工程と、
冷却された前記基材に対して液滴を吐出して所定パターンを印刷する第3工程とを有し、
前記第2工程では、前記基材が載置されるステージに設けられ前記基材を保持する、長辺および短辺を有する平面視で矩形の保持面を有するヒートシンク部に、前記保持面の面方向であって前記短辺と平行な方向に空気を流動させた後、前記前処理部から離れる方向へ前記空気を流動させ、前記基材を冷却することを特徴とする印刷方法。 A first step in which a predetermined pretreatment is performed in the pretreatment section while the substrate is heated;
A second step of cooling the heated substrate;
A third step of printing a predetermined pattern by discharging droplets onto the cooled substrate ,
In the previous SL second step, holding said substrate provided in a stage in which the substrate is placed, the heat sink having a rectangular holding surface in plan view with long sides and short sides, of the holding surface A printing method, wherein air is caused to flow in a direction parallel to the short side in a surface direction, and then the air is caused to flow in a direction away from the pretreatment unit to cool the substrate.
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