JP7073234B2 - 液体塗布ユニットおよび塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は液体塗布ユニットおよび塗布装置に関し、特に、塗布針を用いて被塗布物に液体材料を塗布する液体塗布ユニット、および当該液体塗布ユニットを含む塗布装置に関するものである。

近年、ＲＦＩＤ（Rapid Frequency Identifier）タグなどの微細な回路を印刷（塗布）方式で描画するプリンテッドエレクトロニクス技術が急速に発展してきている。微細な回路のパターンおよび電極パターンを形成する方式としては、印刷方式およびインクジェット方式などが一般的である。しかし微細な回路のパターンおよび電極パターンを形成する方式としては、塗布針を用いた方式も注目されている。塗布針を用いた方式によれば、広範囲の粘度の材料を用いて微細な塗布ができるためである。塗布針を用いて液体材料の微細な塗布を行なう方法は、たとえば特開２００７－２６８３５３号公報（特許文献１）および特開２０１５－１１２５７６号公報（特許文献２）に開示されている。これらの各文献においては、塗布液容器内に塗布針が浸漬されている。塗布液容器の最下部の容器貫通孔から塗布針が突出することで、塗布針の先端部に付着した液体材料が被塗布物に塗布される。

しかし塗布を行なう液体材料が導電性粉体を含有した導電性液体材料である場合、または導電性粉体にその他の粉体もしくは粒子等が混合された液体材料である場合には、時間の経過により混合物が沈殿しやすくなる場合がある。そこでこのような場合に、塗布液容器内の液体材料を撹拌する方法として、羽根状部材を含む撹拌子を塗布液容器内に挿入し、モータまたは圧縮空気等で外部より撹拌子を回転駆動させて行う撹拌方法は一般的によく知られている。たとえば特開２００５－１２０９５６号公報（特許文献３）には、塗布液容器内に撹拌子を設置し、塗布液容器内に貯留された液体材料を撹拌することにより当該液体材料を均一に保つ方法が提案されている。

特開２００７－２６８３５３号公報 特開２０１５－１１２５７６号公報 特開２００５－１２０９５６号公報

塗布液容器の最下部の容器貫通孔から塗布針を突出させることによる塗布方式においては、容器貫通孔と塗布針とが位置ずれしないように考慮することが重要となる。特開２００７－２６８３５３号公報および特開２０１５－１１２５７６号公報のように塗布液容器内に撹拌子がなく、塗布針のみが貫通する構成においては、塗布針を容器貫通孔に容易に位置合わせすることができる。しかし特開２００５－１２０９５６号公報のように塗布液容器内に撹拌子を有する構成においては、撹拌子が挿入された状態で、塗布液容器の容器開口部側から容器貫通孔を視認することは困難である。撹拌子が容器貫通孔を上方から隠すように配置されるためである。また精密な位置合わせ方法について、特開２００５－１２０９５６号公報においては特段の配慮がなされていない。

本発明は以上の課題に鑑みなされたものである。その目的は、塗布液容器内の液体材料用の撹拌子を有する構成において、塗布針を塗布液容器の容器貫通孔に対して精密に位置合わせ可能とする、液体塗布ユニットおよび塗布装置を提供することである。

本発明に係る液体塗布ユニットは、塗布針と、塗布液容器と、撹拌子とを備える。塗布針は、被塗布物に液体材料を塗布すべく延在方向に沿って駆動可能である。塗布液容器は、内壁面に囲まれた領域に液体材料を収納し、塗布針を液体材料に浸漬させる。撹拌子は、塗布液容器内の液体材料を撹拌すべく延在方向周りに回転可能である。塗布液容器の最下部には、塗布針を突出させる容器貫通孔が形成されており、かつ塗布液容器の最上部には、撹拌子を嵌合させる容器開口部が形成されている。塗布液容器は、塗布針の延在方向に交差する水平方向に沿って移動可能である。撹拌子は、延在方向に関する容器貫通孔側に形成された、延在方向に沿って延びる羽根部と、羽根部よりも延在方向に関する容器開口部側に形成された、羽根部よりも水平方向に沿う寸法が大きい案内構造部とを含む。撹拌子は、塗布針を延在方向に貫通させる撹拌子貫通孔が形成され、撹拌子貫通孔は容器貫通孔に通じることが可能な位置に配置される。

本発明によれば、塗布液容器が水平方向に沿って移動可能である。このため塗布液容器を移動させることにより、塗布針を確実に、塗布液容器の容器貫通孔に対して精密に位置合わせすることができる。

本実施の形態に従った塗布装置の模式図である。 実施の形態１における、図１に示した塗布装置に含まれる液体塗布ユニットを示す模式図である。 図２中の点線で囲まれた領域ＩＩＩの構成をより詳細に示す概略拡大断面図である。 図２中の撹拌子の部分を中心に点線で囲まれた領域ＩＶ，Ｖの概略拡大断面図である。 図４の撹拌子をＺ方向負側からＺ方向正側に向けて平面視した態様を示す概略正面図である。 本発明の実施の形態に係る液体材料塗布方法を示す概略断面図である。 比較例における液体塗布ユニットへの塗布液容器の取り付けの第１工程を示す模式図である。 比較例における液体塗布ユニットへの塗布液容器の取り付けの第２工程を示す模式図である。 本実施の形態における液体塗布ユニットへの塗布液容器の取り付けの第１工程を示す模式図である。 本実施の形態における液体塗布ユニットへの塗布液容器の取り付けの第２工程を示す模式図である。 実施の形態２における、図１に示した塗布装置に含まれる液体塗布ユニットを示す模式図である。 実施の形態３における、図１に示した塗布装置に含まれる液体塗布ユニットを示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に従った塗布装置の模式図である。図１を用いて、本実施形態に従った塗布装置を説明する。なお、説明の便宜のため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が導入されている。図１を参照して、本発明の実施形態である塗布装置は、処理室と、当該処理室の内部に配置されたＹ軸テーブル２と、Ｘ軸テーブル１と、Ｚ軸テーブル３と、液体塗布ユニット４と、観察光学系６と、当該観察光学系６に接続されたＣＣＤカメラ７と、制御部とを主に備えている。制御部は、モニタ９と、制御用コンピュータ１０と、操作パネル８とを含む。

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

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

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

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

図２は、実施の形態１における、図１に示した塗布装置に含まれる液体塗布ユニットを示す模式図である。図２を参照して、本実施の形態の液体塗布ユニット４は、モータ４１、歯車４２、ベース体４３を主に有する塗布機構である。その他、液体塗布ユニット４には、実際に塗布作業に寄与する部材として塗布液容器２１、塗布針２４、撹拌子２６、軸受ベース部３６、磁石３７、強磁性体３８および軸受４４を有している。

塗布針２４は、Ｚ方向すなわちほぼ鉛直方向に沿って延在している。塗布針２４はベース体４３に取り付けられている。塗布針２４は、静止するベース体４３に対してＺ方向に往復運動可能な構成を有している。言い換えれば塗布針２４は、延在方向であるＺ方向に沿って駆動可能である。このことは図２中における矢印ＶＴにより示される。塗布針２４は、図２において、Ｚ方向に関する下側が先端部であり、上側が付根部である。

塗布液容器２１は、塗布針２４の付根部よりもＺ方向の下方に配置されている。塗布液容器２１は後述する内壁面を有している。塗布液容器２１は、内壁面により囲まれる領域が空間部分となっている。塗布液容器２１は、上記の空間部分に塗布針２４の少なくとも一部が貫通するように、塗布針２４を収納することができる。

撹拌子２６は、塗布針２４の延在する方向に沿う表面を取り囲むように配置されている。すなわち撹拌子２６は、塗布針２４の延在するＺ方向に沿うように延びている。撹拌子２６はその少なくとも一部を、塗布液容器２１の内壁面により囲まれる空間部分に収納することができる。したがって撹拌子２６はＺ方向に沿って延在している。

撹拌子２６の周囲には軸受ベース部３６が配置されている。軸受ベース部３６は、たとえばベース体４３と一体となっている。この軸受ベース部３６と、撹拌子２６との間に軸受４４が取り付けられている。これにより撹拌子２６は、延在方向であるＺ方向の軸周りに回転可能である。

液体塗布ユニット４を構成するモータ４１の回転軸４１ａは、図中に示されＺ方向に沿って延びる中心軸周りに回転する。モータ４１の回転軸４１ａには歯車４２が取り付けられている。このため歯車４２はモータ４１の回転軸４１ａの回転に合わせて、上記中心軸周りに回転する。この歯車４２が撹拌子２６の一部分としての歯車と噛み合うように配置されている。このため、歯車４２の回転に伴い、撹拌子２６はＺ方向の軸周りに回転する。すなわち撹拌子２６は軸受４４によりＺ方向の軸周りに回転可能に支持されている。

図３は、図２中の点線で囲まれた領域ＩＩＩの構成をより詳細に示す概略拡大断面図である。図３を参照して、液体塗布ユニット４において、塗布液容器２１には内壁面２１ｉｆにより囲まれる領域が形成されている。内壁面２１ｉｆにより囲まれる領域としての空間部分の内部には、液体材料１１が収納されている。この液体材料１１は、被塗布物に塗布される材料である。このように液体材料１１は、塗布液容器２１の内壁面２１ｉｆにより形成された収納部分の内部に保持されている。

内壁面２１ｉｆに囲まれた空間部分に塗布針２４が貫通する。このため塗布針２４は、液体材料１１に浸漬される。

塗布液容器２１のＺ方向に関する最下部には、容器貫通孔２１ｐｈが形成されている。すなわち容器貫通孔２１ｐｈは、塗布液容器２１のうち、被塗布物である基板５（図１参照）などが対向する底部に形成されている。この容器貫通孔２１ｐｈ内を塗布針２４がＺ方向下方に移動することにより、塗布針２４の少なくとも一部を塗布液容器２１の最下部よりも下方に突出させることができる。より具体的には、塗布針２４は塗布針先端部２４ｎｄと、塗布針付根部２４ｇとを有している。塗布針先端部２４ｎｄは塗布針付根部２４ｇよりもＺ方向の下側に配置されている。塗布針先端部２４ｎｄの最下部は、その他の領域に比べて、ＸＹ平面に沿う方向の寸法すなわち幅が狭くなるように尖っている。容器貫通孔２１ｐｈ内を塗布針先端部２４ｎｄがＺ方向下方に移動することにより、塗布針先端部２４ｎｄが塗布液容器２１の外側に露出するように突出される。

塗布液容器２１のＺ方向に関する最上部には、容器開口部２１ｏｐが形成されている。容器開口部２１ｏｐは、内壁面２１ｉｆに囲まれた液体材料１１を収納する領域内に、Ｚ方向の上側から撹拌子２６を嵌合させるために設けられている。容器開口部２１ｏｐは、Ｚ方向上側からの当該内壁面２１ｉｆに囲まれる空間部分への入口の部分に相当する。このため容器開口部２１ｏｐは内壁面２１ｉｆに連なっている。

容器開口部２１ｏｐの壁面は、内壁面２１ｉｆに比べて、平面視におけるサイズが大きい。言い換えれば容器開口部２１ｏｐの壁面は、内壁面２１ｉｆに比べて、ＸＹ平面に沿う方向の幅が大きい。容器開口部２１ｏｐには傾斜面２１ｔｐが形成されている。傾斜面２１ｔｐは、Ｚ方向上側に向かうにつれて、ＸＹ平面に沿う容器開口部２１ｏｐの寸法が大きくなるように傾斜している。すなわち傾斜面２１ｔｐは塗布針２４の延在方向（Ｚ方向）および水平方向（ＸＹ平面に沿う方向）に対して傾斜した方向に延びている。

以上のように、容器開口部２１ｏｐの壁面は、内壁面２１ｉｆに連なっている。さらに内壁面２１ｉｆは容器貫通孔２１ｐｈにも連なっていることが好ましい。ここで容器貫通孔２１ｐｈは、内壁面２１ｉｆに比べて、ＸＹ平面に沿う方向の幅が小さいことが好ましい。このようにすれば、表面張力の作用により、塗布液容器２１が収納する液体材料１１が容器貫通孔２１ｐｈから下方に漏出することが抑制されるためである。

このため内壁面２１ｉｆは、Ｚ方向下方に向けてＸＹ平面に沿う方向の幅が小さくなる、傾斜面２１ｔｐとは別の他の傾斜面２１ｔを有することがより好ましい。内壁面２１ｉｆは、図３に示すようにＺ方向上方においてその幅が狭くならないようにＺ方向に沿って延びる第１領域と、当該第１領域よりもＺ方向下方の領域において下方に向けて漸次幅が狭くなる他の傾斜面２１ｔとを含むことが好ましい。ただし撹拌子２６の形状によっては、内壁面２１ｉｆはその全体においてＺ方向下方に向けて漸次幅が狭くなる他の傾斜面２１ｔとなっている構成であってもよい。

内壁面２１ｉｆの最下部（他の傾斜面２１ｔの最下部）は、容器貫通孔２１ｐｈに連なっている。このため図３に示すように、Ｚ方向の上側から下側へ、容器開口部２１ｏｐ、内壁面２１ｉｆ（他の傾斜面２１ｔ）、および容器貫通孔２１ｐｈが一続きに連なる構成であることが好ましい。

再度図２および図３を参照して、塗布液容器２１は、塗布針２４の延在方向に交差する水平方向すなわちＹ方向（Ｘ方向）に沿って移動可能である。すなわち図２に示すように、塗布液容器２１は図中の矢印ＨＺに示す方向に移動可能である。この移動は、磁石３７により可能となっている。すなわち、液体塗布ユニット４には、撹拌子３１の回転を支持するベース体４３が含まれている。塗布液容器２１は、上記ベース体４３との間で、磁石３７の磁力により水平方向に沿う移動が可能となるように接続されている。より具体的には、たとえば図２において、ベース体４３と、塗布液容器２１とは互いに対向している。この互いに対向する部分において、ベース体４３には磁石３７が、塗布液容器２１には強磁性体３８が、それぞれ配置されている。ベース体４３の磁石３７と塗布液容器２１の強磁性体３８とにより、ベース体４３と塗布液容器２１とを互いに引き寄せる磁力が発生する。磁石３７と強磁性体３８との接触界面はＸＹ平面に沿って延びている。これにより塗布液容器２１はベース体４３の表面に吸着したまま移動することが可能となっている。

撹拌子２６は、塗布液容器２１の内壁面２１ｉｆに囲まれる空間部分に少なくともその一部が配置される。撹拌子２６は容器開口部２１ｏｐを入口として下方へ挿入されるように、当該空間部分内に導入される。これにより撹拌子２６は、塗布液容器２１内の液体材料１１にその少なくとも一部が浸漬される。したがって撹拌子２６は、塗布液容器２１内の液体材料１１を撹拌可能である。ここで図４は、図２中の撹拌子の部分を中心に点線で囲まれた領域ＩＶ，Ｖの概略拡大断面図である。図５は、図４の撹拌子をＺ方向下側からＺ方向上側に向けて平面視した態様を示す概略正面図である。図３～図５を参照して、撹拌子２６は、羽根部２６ａと、案内構造部２６ｂとを主に有している。

羽根部２６ａは、撹拌子２６のうちその延在方向（Ｚ方向）に関する容器貫通孔２１ｐｈ側すなわち下側に形成されている。羽根部２６ａはＺ方向に沿って延びている。羽根部２６ａは、図３においてＺ方向に沿って延びる一点鎖線、すなわち撹拌子２６の中心部を延びる軸から、図５に示す平面視において径方向（ＸＹ平面に沿う方向）に放射状に延びる部材が複数集まるように形成されている。一例として図５では、羽根部２６ａは４つの放射状に延びる部材により構成される。４つの放射状に延びる部材において、中心軸周りの方向である周方向において隣接する１組の部材が中心軸となす角度は９０度であることが好ましい。ただし当該部材の数はこれに限らず、たとえば３つの部材が、上記中心軸となす上記角度が１２０度となるように配置されてもよい。あるいは６つの部材が、中心軸となす上記角度が６０度となるように配置されてもよい。

図３に示すように、羽根部２６は、その先端部すなわち下部において、羽根部傾斜面２６ｔが形成されている。すなわち当該領域においては羽根部２６の幅方向の寸法が、Ｚ方向下側へ向かうにつれて漸次小さくなるように羽根部２６の外表面は傾斜している。言い換えれば羽根部２６は塗布針２４と同様に、最下部にて幅が狭くなるように尖った形状を有している。羽根部２６が尖った形状を有する先端部の外表面は、塗布液容器２１の内壁面２１ｉｆが傾斜した他の傾斜面２１ｔに沿うような形状を有することが好ましい。言い換えれば羽根部２６の尖った形状の表面と、他の傾斜面２１ｔとは、断面図におけるＺ方向に対する角度がほぼ等しくなるように、断面図にてほぼ平行となることが好ましい。

案内構造部２６ｂは、撹拌子２６のうち、羽根部２６ａよりもその延在方向に関する容器開口部２１ｏｐ側すなわち上側に形成された領域である。図３および図４に示すように、案内構造部２６ｂは、羽根部２６ａよりも水平方向（たとえばＹ方向）に沿う寸法が大きい。

案内構造部２６ｂは、Ｚ方向に沿って延びる円筒形状である。その円筒形状のＺ方向に沿って延びる部分のうち最も外側の表面は、図３に示す外壁面２６ｓｔである。また当該外壁面２６ｓｔは、羽根部２６ａの各部材の最も外側の表面でもある。案内構造部２６ｂは羽根部２６ａよりも幅が広いため、図３に示すように、羽根部２６ａと案内構造部２６ｂとの境界部において外壁面２６ｓｔが段差部２６ｓを形成している。

さらに撹拌子２６は、撹拌子歯車部２６ｇを有している。撹拌子歯車部２６ｇは、案内構造部２６ｂよりもＺ方向の上側に形成されている。撹拌子歯車部２６ｇは、平面視において（ＸＹ平面に沿う方向において）案内構造部２６ｂよりも寸法（幅）が大きく形成されている。撹拌子歯車部２６ｇの歯は、モータ４１の回転軸４１ａに接続された歯車４２の歯と噛み合うように配置されている。このためモータ４１の回転軸４１ａの回転により歯車４２が回転すれば、それに伴い撹拌子歯車部２６ｇが回転する。撹拌子歯車部２６ｇは案内構造部２６ｂおよび羽根部２６ａと一体として撹拌子２６を構成している。このため撹拌子歯車部２６ｇが回転すれば、案内構造部２６ｂおよび羽根部２６ａはいずれも、図３のＺ方向に延びる一点鎖線を中心軸として回転する。以上をまとめれば、撹拌子２６には、撹拌子２６全体に回転力を伝達する動力伝達部材としての撹拌子歯車部２６ｇが含まれている。このような構成を有するため、撹拌子２６は、モータ４１から供給される回転力を利用して回転することが可能となる。ただし当該動力伝達部材は撹拌子歯車部２６ｇに限られない。たとえば動力伝達部材として、撹拌子歯車部２６ｇのような歯車の代わりに、プーリーが用いられてもよい。

撹拌子２６には、その中央部に、撹拌子貫通孔２６ｐｈが形成されている。撹拌子貫通孔２６ｐｈは図３における一点鎖線が示す中心軸を囲むように形成されている。撹拌子貫通孔２６ｐｈは、その内部に塗布針２４をＺ方向に沿って移動させ、貫通させる。このため撹拌子貫通孔２６ｐｈの延びる方向に交差する方向の寸法（幅）は、塗布針２４の塗布針付根部２４ｇおよび塗布針先端部２４ｎｄの同方向の寸法（幅）よりも大きい。撹拌子貫通孔２６ｐｈは、撹拌子歯車部２６ｇ、案内構造部２６ｂおよび羽根部２６ａのすべてを貫通するように、平面視における撹拌子２６の中央部に（中心軸を囲むように）形成されている。

また撹拌子貫通孔２６ｐｈは、容器貫通孔２１ｐｈに通じることが可能な位置に配置される。すなわち図３に示すように、撹拌子貫通孔２６ｐｈは、Ｚ方向から見て容器貫通孔２１ｐｈと重なるように配置されている。より詳しくは、撹拌子貫通孔２６ｐｈは容器貫通孔２１ｐｈの真上に、平面視において少なくとも部分的に重なる位置に配置される。なお図３に示すように、撹拌子貫通孔２６ｐｈは容器貫通孔２１ｐｈよりもＸＹ平面に沿う方向の寸法が大きいことが好ましい。

再度図３を参照して、撹拌子２６の羽根部２６ａの中心軸としての第１中心軸ｌostと、塗布針２４の中心軸としての第２中心軸ｌondとが示されている。これらはそれぞれ撹拌子２６、塗布針２４の中心を示し、撹拌子貫通孔２６ｐｈ内を通るようにＺ方向に沿って延びている。第１中心軸ｌostと第２中心軸ｌondとは同軸である。ただし、実際にはわずかな誤差が発生するため、第１中心軸ｌostと第２中心軸ｌondとの間には、ＸＹ平面に沿う方向に関してある程度の位置の誤差が生じることが許容される。ただし上記の誤差は５μｍ以下であることが好ましい。

また塗布液容器２１の容器貫通孔２１ｐｈの中心軸としての第３中心軸ｌiphと、塗布液容器２１の容器開口部２１ｏｐの中心軸としての第４中心軸ｌiopとは同軸である。ただし、実際にはわずかな誤差が発生するため、第３中心軸ｌiphと第４中心軸ｌiopとの間には、ＸＹ平面に沿う方向に関してある程度の位置の誤差が生じることが許容される。ただし上記の誤差は５μｍ以下であることが好ましい。

以上をまとめれば、第１中心軸ｌost、第２中心軸ｌond、第３中心軸ｌiphおよび第４中心軸ｌiopは互いに同軸である。ただし上記の４つの中心軸のうち任意に抽出した２つの中心軸間の間隔の誤差は、上記の通り５μm以下であることが好ましい。

図６は、本発明の実施の形態に係る液体材料塗布方法を示す概略断面図である。なお図６においては、特に塗布液容器２１およびその内部に配置される液体材料１１および塗布針２４の部分を示しており、他の部分の図示を省略している。また図６においては、塗布液容器２１および塗布針２４以外の、液体塗布ユニット４を構成する各部材の図示を省略することで簡略化されている。

図６の左側の図には塗布針２４が上昇している状態が示されている。図６の右側の図には塗布針２４が下降している状態が示されている。図６を参照して、左側の図に示すように、塗布液容器２１内に、液体材料１１が保持されている。塗布針２４の先端部は、塗布液容器２１内の液体材料１１に浸されている。なおこのとき、塗布針２４の先端部は、液体材料１１が塗布される被塗布物である基板５と対向するように配置されている。図６の左側の図は、基板５の表面に液体材料１１を供給する前段階としての、塗布針２４の先端部に液体材料１１が付着される工程を示している。図６の左側の図は、塗布針２４の先端部が図６の塗布液容器２１の内部に位置する第１状態に相当する。

図６の右側の図を参照して、図６の左側の図の状態から塗布針２４が下降する。具体的には、それまで塗布液容器２１内に先端部が収納されていた塗布針２４が、図６の左側の図の状態に比べて下方に移動する。塗布針２４の下降によりその先端部は容器貫通孔２１ｐｈから塗布液容器２１の外側に突出し、基板５の被塗布面上に接触する。これにより、塗布針２４の先端部に付着されていた液体材料１１が基板５の塗布対象面上に供給される。図６の右側の図は、塗布針２４の先端部が容器貫通孔２１ｐｈを通って塗布液容器２１の外側に位置する第２状態に相当する。図６の右側の図が示す塗布工程が終われば、再度塗布針２４はその先端部が容器貫通孔２１ｐｈの上側に位置するまで上昇し、図６の左側の図の状態となる。このようにして図６の矢印Ｄおよび矢印Ｕが示すように、左側の状態（第１状態）と右側の状態（第２状態）とを交互に繰り返すことが可能に構成されている。

次に、図７および図８の比較例、ならびに図９および図１０の本実施の形態を対比しながら、本実施の形態の液体塗布ユニット４、およびこれを含む塗布装置の作用効果について説明する。図７は比較例における液体塗布ユニットへの塗布液容器の取り付けの第１工程を示す模式図である。図８は比較例における液体塗布ユニットへの塗布液容器の取り付けの第２工程を示す模式図である。図７を参照して、比較例における液体塗布ユニットも基本的に本実施の形態の液体塗布ユニットと同様の構成を有している。このため同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし比較例においては撹拌子２６を有さず、その代わりに塗布液容器２１の内壁面２１ｉｆの最上部に蓋２８が設けられている。

図８を参照して、液体塗布ユニット４においては、塗布液容器２１の最下部に形成された容器貫通孔２１ｐｈから、塗布針２４の先端部すなわち塗布針先端部２４ｎｄの少なくとも一部を下方に突出させる。このため、塗布液容器２１を液体塗布ユニット４に取り付ける際には、塗布針２４の第２中心軸ｌondと、塗布液容器２１の容器貫通孔２１ｐｈの第３中心軸ｌiphとのＸＹ平面上に関する位置をほぼ一致させる（同軸とする）ことが求められる。そのために、比較例においては、蓋２８の平面視における中央部には蓋貫通孔２８ｐｈが形成されている。蓋貫通孔２８ｐｈはその平面視での第５中心軸ｌldが容器貫通孔２１ｐｈの平面視での第３中心軸ｌiphとほぼ同軸になる位置に形成されている。このため図８を参照して、まず塗布液容器２１の蓋２８に設けられた蓋貫通孔２８ｐｈの第５中心軸ｌldの位置を目安として、塗布針２４が蓋貫通孔２８ｐｈ内に挿入される。その後、塗布針２４が挿入された蓋貫通孔２８ｐｈを案内用の部材として、塗布針２４の第２中心軸ｌondと塗布液容器２１の容器貫通孔２１ｐｈの第３中心軸ｌiphとの位置が合致するように、塗布液容器２１が液体塗布ユニットに取り付けられる。

しかし以上の手順で塗布針２４を容器貫通孔２１ｐｈに対して位置合わせする技術は、撹拌子２６が存在せず、小さな蓋貫通孔２８ｐｈの中心位置を頼りに位置合わせすることが可能な場合に適用可能である。塗布される液体材料１１がたとえば導電性粉体を含有した導電性液体材料、その他の粉体、および粒子の混合物である場合には、時間の経過により混合物中の紛体などが沈殿しやすい。このため塗布液容器２１内で保持される液体材料１１は撹拌されることが好ましい。この観点から本実施の形態では撹拌子２６が設けられる。撹拌子２６を第１中心軸ｌost周りに回転させることにより、液体材料１１を均質化し、安定した状態を保つことができる。

ところが本実施の形態のように、液体材料１１を撹拌するための撹拌子２６を有する場合には、塗布針２４のみを有する場合に比べて、これと塗布針２４とを含めた全体は平面視において占めるサイズが大きい。小さな蓋貫通孔２８ｐｈに撹拌子２６を通すことはできない。このため、蓋貫通孔２８ｐｈの第５中心軸ｌldの位置精度を頼りに、塗布針２４と、容器貫通孔２１ｐｈの第３中心軸ｌiphとの位置合わせを行なうことは困難である。

そこで本実施の形態の液体塗布ユニット４への塗布液容器２１の取り付け手順は以下の通りとなる。図９は本実施の形態における液体塗布ユニットへの塗布液容器の取り付けの第１工程を示す模式図である。図１０は本実施の形態における液体塗布ユニットへの塗布液容器の取り付けの第２工程を示す模式図である。図９および図１０を参照して、本実施の形態の液体塗布ユニット４に含まれる撹拌子２６は、羽根部２６ａと案内構造部２６ｂとを有している。羽根部２６ａは液体材料１１を撹拌させる領域である。このため羽根部２６ａにより撹拌された液体材料１１の流路を確保する観点から、羽根部２６ａの外壁面２６ｓｔと、これが対向する塗布液容器２１内の内壁面２１ｉｆとの隙間を広く確保している。すなわち羽根部２６ａは内壁面２１ｉｆに対し、水平方向に沿う寸法を十分に小さくしている。

これに対し、案内構造部２６ｂの水平方向に沿う寸法は、羽根部２６ａの水平方向に沿う寸法より大きい。すなわち撹拌子２６が塗布液容器２１内に挿入された状態において、案内構造部２６ｂの外壁面２６ｓｔは内壁面２１ｉｆに対向している。内壁面２１ｉｆが鉛直方向に沿って延びる領域（他の傾斜面２１ｔ以外の領域）において、外壁面２６ｓｔと内壁面２１ｉｆとの間隔ＧＰ（図３参照）が、羽根部２６ａの外壁面と内壁面２１ｉｆとの間隔よりも狭くなっている。このため塗布液容器２１に対する撹拌子２６の挿入される位置のＸＹ平面に沿う方向に関する精度を向上させることができる。

これは以下の理由に基づく。仮に案内構造部２６ｂの水平方向（ＸＹ平面に沿う方向）の寸法を羽根部２６ａと同等に小さくすれば、案内構造部２６ｂの外壁面２６ｓｔとこれに対向する内壁面２１ｉｆとの間隔ＧＰ（図３参照）が大きくなる。羽根部２６ａは内壁面２１ｉｆに対し、水平方向に沿う寸法を十分に小さくしているためである。このようになれば、案内構造部２６ｂが水平方向において塗布液容器２１内に収納された状態で移動できる領域が広くなり、案内構造部２６ｂに対して内壁面２１ｉｆの配置され得る位置にばらつきが生じる。すなわち塗布液容器２１の取り付けられる位置に大きな誤差が生じ得る。このようになれば、塗布針２４の第２中心軸ｌondと、塗布液容器２１の第３中心軸ｌiphとの位置ずれが大きく生じる可能性がある。これは本実施の形態においては撹拌子２６と塗布針２４とは同軸であるためである。そこで案内構造部２６ｂの水平方向の寸法を羽根部２６ａの水平方向の寸法に比べて大きくすれば、案内構造部２６ｂの外壁面２６ｓｔと内壁面２１ｉｆとの間隔ＧＰが小さくなる。このため案内構造部２６ｂの中心、つまり撹拌子２６の第１中心軸の塗布液容器２１に対する位置精度を高めることができる。その結果、撹拌子２６と同軸である塗布針２４の、塗布液容器２１の第３中心軸ｌiphに対する位置精度も高められる。

したがって本実施の形態においては、図３に示す間隔ＧＰが、外壁面２６ｓｔを内壁面２１ｉｆ内に挿入可能な程度に極力狭くされることが好ましい。

本実施の形態においては、図１０に示す状態のとき、第１中心軸ｌost、第２中心軸ｌond、第３中心軸ｌiphおよび第４中心軸ｌiopがすべて同軸である。このため、塗布液容器２１を取り付けるときに、第１中心軸ｌostと第４中心軸ｌiopとを位置合わせするだけで、塗布針先端部２４ｎｄと容器貫通孔２１ｐｈとを容易に位置合わせすることができる。このため塗布液容器２１の取り付けが非常に容易で、塗布針先端部２４ｎｄが、容器貫通孔２１ｐｈからスムーズに突出する液体塗布ユニット４を提供することができる。

次に、本実施の形態においては、塗布液容器２１は水平方向に沿ってベース体４３に対して相対的に移動可能である。具体的には、塗布液容器２１とベース体４３との間には磁石３７による力が生じている。磁石３７と強磁性体３８との接触界面はＸＹ平面に沿って（すなわち水平方向に沿って）延びている。これにより塗布液容器２１は、ベース体４３との間で水平方向に沿って移動可能となっている。磁石３７はベース体４３のＺ方向最下部の塗布液容器２１と対向する面の部分に設けられている。強磁性体３８は塗布液容器２１のＺ方向最上部のベース体４３と対向する面の部分に設けられている。これにより、少なくとも水平方向に関しては塗布液容器２１の取り付け位置に自由度が生じる。このため塗布液容器２１を適宜水平方向にスライドさせることにより、所望の位置に配置されるよう合わせることができる。

またたとえ、撹拌子２６の回転駆動時に、撹拌子２６と塗布液容器２１とが接触して摩擦力が発生したとしても、当該摩擦力の発生を収束させることができる。上述のように磁石３７および強磁性体３８の間の磁力により塗布液容器２１はベース体４３に対して水平方向に沿って移動可能であるためである。

以上の次第で、本実施の形態によれば、撹拌子２６を有する場合であっても、塗布針２４に対して塗布液容器２１を正確な位置に取り付けることが可能となる。

その他、本実施の形態においては、容器開口部２１ｏｐには、塗布針２４の延在方向（Ｚ方向）および水平方向（ＸＹ平面に沿う方向）に対して傾斜した傾斜面２１ｔｐが形成されている。すなわち容器開口部２１ｏｐは下側よりも上側においてその間口が広くなっている。このため容器開口部２１ｏｐは、上側から撹拌子２６を容易に挿入することができる形状となっている。

また案内構造部２６ｂは延在方向に沿って延びる円筒形状となっている。このため外壁面２６ｓｔと内壁面２１ｉｆとの間隔ＧＰ（図３参照）をなるべく小さくし、かつ撹拌子２６の回転を妨げることがない形状とすることができる。

実施の形態２．
図１１は、実施の形態２における、図１に示した塗布装置に含まれる液体塗布ユニットを示す模式図である。図１１を参照して、本実施の形態における液体塗布ユニット４は、たとえば図２に示す実施の形態１の液体塗布ユニット４と基本的に同様の構成を有している。このため図１１において実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし本実施の形態においては、撹拌子２６の案内構造部２６ｂの表面には、案内構造部２６ｂよりも摩擦係数の低い低摩擦係数部５１が設けられている。低摩擦係数部５１は、案内構造部２６ｂの外壁面２６ｓｔ（図３参照）の少なくとも一部に、内壁面２１ｉｆ（図３参照）と対向するように設けられている。この点において本実施の形態は実施の形態１と構成上異なっている。なお図１１に示した液体塗布ユニットにおいては図２と同様にモータ４１および歯車４２が設けられるが、図１１においてはこれらの図示が省略されている。

以上のような構成を有することにより、案内構造部２６ｂの表面上の低摩擦係数部５１とこれに対向する内壁面２１ｉｆとがたとえ接触しても、両者間に大きな摩擦力が及ぼされることが抑制される。このため撹拌子２６の回転が大きく妨げられることが抑制される。

実施の形態３．
図１２は、実施の形態３における、図１に示した塗布装置に含まれる液体塗布ユニットを示す模式図である。図１２を参照して、本実施の形態における液体塗布ユニット４は、たとえば図２に示す実施の形態１の液体塗布ユニット４と基本的に同様の構成を有している。このため図１１において実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし本実施の形態においては、撹拌子２６の案内構造部２６ｂは、水平方向に関する外側に突出する曲面部６２を有している。曲面部６２は塗布液容器２１の内壁面２１ｉｆに対向するように配置されている。以上の点において本実施の形態は、曲面部６２を有さず平坦な外壁面２６ｓｔ（図３参照）を有する実施の形態１と構成上異なっている。なお図１２に示した液体塗布ユニットにおいては図２と同様にモータ４１および歯車４２が設けられるが、図１２においてはこれらの図示が省略されている。

以上のような構成を有することにより、案内構造部２６ｂに形成された曲面部６２とこれに対向する内壁面２１ｉｆ（図３参照）とがたとえ接触しても、それ以外の案内構造部２６ｂの外壁面２６ｓｔの部分が内壁面２１ｉｆと接触する可能性が低減される。このため両者が接触する領域は、曲面部６２上の一部の領域に限定される。このため当該接触する領域における接触抵抗は、たとえば平坦な外壁面２６ｓｔのほぼ全体が内壁面２１ｉｆと接触する場合に比べて小さくなる。したがって撹拌子２６の回転が大きく妨げられることが抑制される。

なお図示されないが、実施の形態２（図１１）の低摩擦係数部５１と実施の形態３（図１２）の曲面部６２との双方を有する構成であってもよい。つまり、曲面部６２の表面が低摩擦係数部５１となっていてもよい。

以上に述べた各実施の形態（に含まれる各例）に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。

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

１ Ｘ軸テーブル、２ Ｙ軸テーブル、３ Ｚ軸テーブル、４ 液体塗布ユニット、５ 基板、６ 観察光学系、７ ＣＣＤカメラ、８ 操作パネル、９ モニタ、１０ 制御用コンピュータ、１１ 液体材料、２１ 塗布液容器、２１ｉｆ 内壁面、２１ｏｐ 容器開口部、２１ｐｈ 容器貫通孔、２１ｔ 他の傾斜面、２１ｔｐ 傾斜面、２４ 塗布針、２４ｇ 塗布針付根部、２４ｎｄ 塗布針先端部、２６ 撹拌子、２６ａ 羽根部、２６ｂ 案内構造部、２６ｐｈ 撹拌子貫通孔、２６ｓｔ 外壁面、２８ 蓋、２８ｐｈ 蓋貫通孔、３６ 軸受ベース部、３７ 磁石、３８ 強磁性体、４１ モータ、４１ａ 回転軸、４２ 歯車、４３ ベース体、４４ 軸受、５１ 低摩擦係数部。

Claims (10)

1. 被塗布物に液体材料を塗布すべく延在方向に沿って駆動可能な塗布針と、
   内壁面に囲まれた領域に前記液体材料を収納し、前記塗布針を前記液体材料に浸漬させる塗布液容器と、
   前記塗布液容器内の前記液体材料を撹拌すべく前記延在方向周りに回転可能な撹拌子とを備え、
   前記塗布液容器の最下部には、前記塗布針を突出させる容器貫通孔が形成されており、かつ前記塗布液容器の最上部には、前記撹拌子を嵌合させる容器開口部が形成されており、
   前記塗布液容器は、前記塗布針の前記延在方向に交差する水平方向に沿って移動可能であり、
   前記撹拌子は、前記延在方向に関する前記容器貫通孔側に形成された、前記延在方向に沿って延びる羽根部と、前記羽根部よりも前記延在方向に関する前記容器開口部側に形成された、前記羽根部よりも前記水平方向に沿う寸法が大きい案内構造部とを含み、
   前記撹拌子は、前記塗布針を前記延在方向に貫通させる撹拌子貫通孔が形成され、前記撹拌子貫通孔は前記容器貫通孔に通じることが可能な位置に配置される、液体塗布ユニット。
2. 前記撹拌子の前記羽根部の第１中心軸と、前記塗布針の第２中心軸とは同軸であり、
   前記塗布液容器の前記容器貫通孔の第３中心軸と、前記塗布液容器の前記容器開口部の第４中心軸とは同軸である、請求項１に記載の液体塗布ユニット。
3. 前記第１中心軸と、前記第２中心軸と、前記第３中心軸と、前記第４中心軸とは、互いに同軸である、請求項２に記載の液体塗布ユニット。
4. 前記容器開口部には、前記塗布針の前記延在方向および前記水平方向に対して傾斜した傾斜面が形成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の液体塗布ユニット。
5. 前記案内構造部は前記延在方向に沿って延びる円筒形状である、請求項１～４のいずれか１項に記載の液体塗布ユニット。
6. 前記撹拌子の回転を支持するベース体をさらに備え、
   前記塗布液容器は、前記ベース体との間で、磁力により前記水平方向に沿って移動可能に接続されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の液体塗布ユニット。
7. 前記撹拌子には、前記撹拌子に回転力を伝達する動力伝達部材が含まれる、請求項１～６のいずれか１項に記載の液体塗布ユニット。
8. 前記撹拌子の前記案内構造部の表面には、前記案内構造部よりも摩擦係数の低い低摩擦係数部が設けられている、請求項１～７のいずれか１項に記載の液体塗布ユニット。
9. 前記撹拌子の前記案内構造部は、前記水平方向に関する外側に突出する曲面部を有する、請求項１～７のいずれか１項に記載の液体塗布ユニット。
10. 請求項１～９のいずれか１項に記載の液体塗布ユニットと、
    前記塗布針により前記液体材料を塗布される前記被塗布物を保持する保持台とを備える、塗布装置。

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