JPH0284397A - Direct drawing device and correction of height position measurement data thereon - Google Patents

Direct drawing device and correction of height position measurement data thereon

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JPH0284397A
JPH0284397A JP23736788A JP23736788A JPH0284397A JP H0284397 A JPH0284397 A JP H0284397A JP 23736788 A JP23736788 A JP 23736788A JP 23736788 A JP23736788 A JP 23736788A JP H0284397 A JPH0284397 A JP H0284397A
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drawn
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Abstract

PURPOSE:To draw a pattern with high quality by providing a reference plane constituting a substantially specular surface on a base for mounting thereon a body to be scribed, and providing the reference plane with a projected pattern or recessed groove comprising at least two parts extended respectively along X-direction and Y-direction. CONSTITUTION:A reference plane 18 is provided in the vicinity of a left upper corner part of an upper surface of a base 14, which is a movable table of an X-Y stage device. The reference plane 18 is formed as a nearly specular flat surface to constitute a rectangular area, and is provided with a crossed recessed groove 19 comprising two recessed grooves 19x, 19y extended respectively along X-direction and Y-direction which are orthogonal to each other and in which the base 14 is moved. The positional relationship between a paste ejecting point P at which a perpendicular extended from a nozzle end 11a touches the upper surface of the base 14 and a measuring spot Q at which a laser spot beam from a height sensor 16 strikes the upper surface of the base 14 is designed to have a distance of D therebetween in the X-direction, and the positions for mounting a nozzle 11 and the sensor 16 on a support plate 2 are adjusted. A deviation is detected easily and accurately by use of the height sensor 16, and is used as a correction quantity from position data on points of measurement by the sensor 16.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ノズルと耐熱性セラミック基板のような被
描画体とを相対移動させながら、予め高さセンサによっ
て測定した被描画面の高さデータに基づいて高さ位置を
制御されるノズルから回路形成用ペーストを吐出させて
被描画体上に厚膜回路を形成する直接描画装置及びその
高さ測定位置データ補正方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a method for measuring the height of the surface to be drawn, which is measured in advance by a height sensor, while relatively moving the nozzle and the object to be drawn, such as a heat-resistant ceramic substrate. The present invention relates to a direct writing apparatus for forming a thick film circuit on an object to be drawn by discharging a circuit forming paste from a nozzle whose height position is controlled based on data, and a method for correcting height measurement position data thereof.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

直接描画装置によってアルミナ基板等の耐熱性セラミッ
ク基板上に回路形成用ペーストを吐出させて所定の回路
を描画した後、これを高温焼成して厚膜回路パターンを
形成することが行なわれている。
BACKGROUND ART After drawing a predetermined circuit by discharging a circuit forming paste onto a heat-resistant ceramic substrate such as an alumina substrate using a direct drawing device, the paste is fired at a high temperature to form a thick film circuit pattern.

そして、ノズルから吐出する回路形成用ペースト(以下
「ペースト」という)の種類によって、導電体、抵抗体
、非導電体等の種々の形状の厚膜を形成することができ
、それらの各厚膜の膜層を積層して電気回路を構成する
Depending on the type of circuit forming paste (hereinafter referred to as "paste") discharged from the nozzle, thick films of various shapes such as conductors, resistors, and non-conductors can be formed. An electrical circuit is constructed by stacking film layers.

第6図はこのような従来の直接描画装置の斜視図であり
、装置のフレーム1に支持板2が固着され、この支持板
2の上部にZ方向モータ3がモータ保持部材4により保
持されている。
FIG. 6 is a perspective view of such a conventional direct drawing device, in which a support plate 2 is fixed to a frame 1 of the device, and a Z-direction motor 3 is held on top of this support plate 2 by a motor holding member 4. There is.

このZ方向モータ3の回転軸は、カップリング5を介し
てベアリングを収納したベアリング受け6によって支持
されたボールネジ7に連結され、このボールネジ7はノ
ズル保持部材8に螺合されている。そのノズル保持部材
8は、リニアスライダ9によって支持板2に対して上下
に摺動できるように装着されている。
The rotating shaft of this Z-direction motor 3 is connected via a coupling 5 to a ball screw 7 supported by a bearing receiver 6 housing a bearing, and this ball screw 7 is screwed into a nozzle holding member 8. The nozzle holding member 8 is attached to the support plate 2 by a linear slider 9 so as to be slidable up and down.

そして、このノズル保持部材8にはノズル11を一体に
装着したシリンダ10が取り付けられ、そのノズル11
のノズル端11aから被描画体である例えばセラミック
基板12上にペースト13を吐出する。
A cylinder 10 integrally equipped with a nozzle 11 is attached to this nozzle holding member 8.
A paste 13 is discharged from the nozzle end 11a onto an object to be drawn, for example, a ceramic substrate 12.

その際、セラミック基板12は全体の図示を省略したX
Yステージ装置によってX方向及びX方向に駆動される
基台14上に、複数個の位置決めピン17によって位置
決めされて載置されており、ノズル11に対してその高
さ方向に直交するXX方向に相対移動されることにより
、ノズル端11aから吐出されるペーストによって所要
の厚膜パターンが描画される。
At that time, the ceramic substrate 12 is
It is positioned and mounted by a plurality of positioning pins 17 on a base 14 that is driven by a Y stage device in the X direction and the Due to the relative movement, a desired thick film pattern is drawn by the paste discharged from the nozzle end 11a.

また、支持板2にはノズル11と並置して固定された保
持具15に、レーザ光を利用してセラミック基板12の
描画面の高さを測定するための高さセンサ16を取り付
けている。
Further, a height sensor 16 for measuring the height of the drawing surface of the ceramic substrate 12 using laser light is attached to a holder 15 fixed to the support plate 2 in parallel with the nozzle 11.

第7図はこの直接描画装置の制御系のブロック図であり
、制御ユニット22は中央処理部であるCPU、プログ
ラムメモリであるROM、データメモリであるRAM及
び入出力部であるIloからなるマイクロコンピュータ
によって構成されてい゛る。
FIG. 7 is a block diagram of the control system of this direct drawing device, and the control unit 22 is a microcomputer consisting of a CPU as a central processing section, a ROM as a program memory, a RAM as a data memory, and an Ilo as an input/output section. It is composed of.

そして、この制御ユニット22がその出力信号によって
電空変換器24に空気源23からの空気圧を制御させる
と共に、電磁弁25を開閉制御して、ノズル11を装着
したシリンダ10へ所要の空気圧を供給し、シリンダ1
0内のペーストをノズル11のノズル端11aから吐出
させる。
Then, this control unit 22 causes the electropneumatic converter 24 to control the air pressure from the air source 23 based on the output signal, and also controls the opening and closing of the solenoid valve 25 to supply the required air pressure to the cylinder 10 equipped with the nozzle 11. and cylinder 1
The paste in 0 is discharged from the nozzle end 11a of the nozzle 11.

また、この制御ユニット22はモータコントローラ26
,28.51にそれぞれ信号を出力して、ドライバ27
,29.32を介して、第6図にも示したZ方向モータ
3.XYステージ装置のX方向モータ30及びX方向モ
ータ33をそれぞれl枢動制御して、ノズル11の高さ
を制御すると共に、セラミック基板12を載置した移動
テーブルである基台14をRAMに格納した描画データ
に基づいてXX方向に移動させる。
Further, this control unit 22 includes a motor controller 26
, 28 and 51, and output signals to the driver 27.
, 29.32, the Z-direction motor 3. also shown in FIG. The X-direction motor 30 and the X-direction motor 33 of the XY stage device are each pivotally controlled to control the height of the nozzle 11, and the base 14, which is a moving table on which the ceramic substrate 12 is placed, is stored in the RAM. The image is moved in the XX direction based on the drawn drawing data.

なお、セラミック基板12の描画面12aは、ミクロン
オーダではあるがかなり凹凸面になっているし、既に厚
膜パターンが形成されている場合もあるので、厚膜回路
の描画に先立って、高さセンサ16の高さ位置を固定し
て基台14をXX方向に移動させながら、その高さセン
サ16によってセラミック基板12の描画面12a全域
の各座標位置毎の高さを測定し、その高さデータを制御
ユニット22に入力して、各測定点の座標位置デ−夕と
共にRAMに記憶させる。
Note that the drawing surface 12a of the ceramic substrate 12 is quite uneven, although it is on the order of microns, and in some cases, a thick film pattern has already been formed. While fixing the height position of the sensor 16 and moving the base 14 in the XX direction, the height sensor 16 measures the height of each coordinate position of the entire drawing surface 12a of the ceramic substrate 12, and calculates the height. The data is input to the control unit 22 and stored in the RAM together with the coordinate position data of each measurement point.

そして、制御ユニット22はそのRAMに記憶した高さ
データに基づいて、描画時に前述のようにZ方向モータ
3を叩動制御して、ノズル11の高さをセラミック基板
12の描画面12aとの間隔を一定に保つように制御し
て、ノズル端11aが描画面12aや前に形成されたパ
ターンに接触して描画不能になったり、nれ過ぎてパタ
ーンの線幅が細くなってしまったりしないようにする。
Based on the height data stored in the RAM, the control unit 22 controls the Z-direction motor 3 to beat as described above during drawing to adjust the height of the nozzle 11 to the drawing surface 12a of the ceramic substrate 12. The interval is controlled to be kept constant so that the nozzle end 11a does not come into contact with the drawing surface 12a or the previously formed pattern and become unable to draw, or the nozzle end 11a does not come into contact with the drawing surface 12a or the previously formed pattern, or the line width of the pattern becomes thin due to excessive misalignment. do it like this.

また、この制御ユニット22には、外部装置として操作
表示用のオペレーションパネル34及び描画データ入力
用のコントローラ35が接続されている。
Further, an operation panel 34 for displaying operations and a controller 35 for inputting drawing data are connected to the control unit 22 as external devices.

このような直接描画装置では、1回の吐出で描画し得る
基本線幅は、使用するペーストの種類とそのペーストを
吐出させる空気圧の大きさによって決まり、使用ペース
トや空気圧を選ぶことによって基本線幅を自由に設定す
ることができる。
With such a direct drawing device, the basic line width that can be drawn with one discharge is determined by the type of paste used and the amount of air pressure used to discharge the paste, and the basic line width can be adjusted by selecting the paste used and the air pressure. can be set freely.

そして、実際の描画に際しては、例えばCADシステム
によって回路パターンデータを作成し、その回路パター
ンデータと上記描画条件とを描画データとして制御ユニ
ット22に入力して描画を行なう。
In actual drawing, circuit pattern data is created using, for example, a CAD system, and the circuit pattern data and the above-mentioned drawing conditions are input as drawing data to the control unit 22 for drawing.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

このような従来の直接描画装置においては、ノズル11
と高さセンサの取り付は間隔のメカ調整を高精度に行な
って、基台14に対するノズル端11aからのペースト
吐出点と高さセンサ16による高さ測定点との間隔りを
設計値(例えば650mm)に精度よく一致させようと
している。
In such a conventional direct writing device, the nozzle 11
When installing the height sensor, the distance is mechanically adjusted with high precision, and the distance between the paste discharge point from the nozzle end 11a and the height measurement point by the height sensor 16 relative to the base 14 is set to a design value (for example, 650mm).

しかし、実際には第6図における保持具15を支持板2
にねじ止めするためのネジ切り誤差と取り付は誤差、保
持具15に高さセンサ16をねじ止めするためのネジ切
り誤差と取り付は誤差等により、X方向及びY方向にそ
れぞれ数10μm程度の誤差が生じる場合が多く、調整
が大変難しい。
However, in reality, the holder 15 in FIG.
Due to errors in thread cutting and installation for screwing the height sensor 16 to the holder 15, the screw cutting error and installation for screwing the height sensor 16 to the holder 15 are approximately several tens of μm in each of the X and Y directions. Errors often occur, making adjustment very difficult.

これは、ペーストによる描画パターンの1本のga径程
度相当し、重連のように描画開始に先立って高さセンサ
16によってセラミック基板12の描画面の各座標位置
毎の高さを測定して、そのデータを制御ユニット22内
のRAMに記憶させても、その座標位置データと実際の
測定点(レーザスポットの位置)とがずれていることが
ある。
This corresponds to the diameter of one ga diameter of a pattern drawn by paste, and the height of each coordinate position on the drawing surface of the ceramic substrate 12 is measured by the height sensor 16 before starting drawing as in the case of multiplexing. Even if the data is stored in the RAM in the control unit 22, the coordinate position data and the actual measurement point (the position of the laser spot) may deviate from each other.

そのため、その座標位置のX座標のみを設計値りだけず
らしてノズル端11aの位置座標として、その点の高さ
データに基づいてノズル11の高さ位置を制御すると、
実際には描画面上のX方向及びY方向にパターンの線幅
程度ずれた位置の高さデータに基づいて制御してしまう
ことがあり、ノズル端11aが描画面1゛2aや前に形
成された描画パターンに接触して描画不能あるいは不安
定になったり、離れ過ぎてパターンの線幅が細くなって
しまったりして、描画品質が悪化する恐れがあるという
問題点があった。
Therefore, if only the X coordinate of that coordinate position is shifted by the design value and used as the position coordinate of the nozzle end 11a, and the height position of the nozzle 11 is controlled based on the height data of that point,
In reality, control may be performed based on height data at a position that is shifted by the width of the pattern in the X and Y directions on the drawing surface, and the nozzle end 11a may be formed in front of or on the drawing surface 1-2a. There has been a problem in that the drawing quality may deteriorate due to contact with the drawn pattern, making drawing impossible or unstable, or being too far away from the drawing pattern, resulting in thinning of the line width of the pattern.

この発明は、このような従来の直接描画装置における問
題点を解決するため、それ程高精度のメカ調整をしなく
ても、高さセンサD測定点とノズル端との位置関係の設
計値に対する誤差を容易に検出して、高さ測定位置デー
タを正しく補正できるようにして、描画品質を向上させ
ることを目的とする。
In order to solve the problems in the conventional direct drawing apparatus, this invention eliminates the error in the positional relationship between the height sensor D measurement point and the nozzle end with respect to the designed value without making highly accurate mechanical adjustments. The object of the present invention is to easily detect the height measurement position data and correct the height measurement position data, thereby improving the drawing quality.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明は上記の目的を達成するため、上述のような直
接描画装置において、基台の上面に、略鏡面をなし、ノ
ズルと基台との相対移動方向で互いに直交するX方向と
Y方向にそれぞれ沿う少なくとも2部分からなる凸条あ
るいは凹溝を形成した基準面を設けたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a direct writing apparatus as described above, in which the upper surface of the base has a substantially mirror surface, and the direction of relative movement between the nozzle and the base is in the X direction and the Y direction, which are orthogonal to each other. A reference surface is provided with a convex line or a concave groove formed in at least two sections along each side.

さらに、上記基準面を設けた直接描画装置において1次
のような手順による高さ測定位置データ補正方法も提供
する。
Furthermore, a method for correcting height measurement position data using a first-order procedure in a direct writing apparatus provided with the reference plane is also provided.

■ 高さセンサの測定スポットをその基準面内の凸条あ
るいは凹溝からX方向及びY方向にそれぞれ予め規定し
た距1ia、bだけ離れるべき基準点に位置させる。
(2) Position the measurement spot of the height sensor at a reference point that should be separated by predefined distances 1ia and b in the X and Y directions, respectively, from the protrusions or grooves in the reference plane.

■ その後、高さセンサによってその基準面の高さを検
出しながら高さセンサと基台とをX方向に相対移動させ
て、高さセンサが凸条あるいは凹溝を検出するまでの相
対移動距離をAとする。
■ After that, while detecting the height of the reference surface with the height sensor, the height sensor and the base are moved relative to each other in the X direction, and the relative movement distance is covered until the height sensor detects the protrusion or groove. Let be A.

■ その高さセンサの測定スポットを再び基準点に戻す
■ Return the measurement spot of the height sensor to the reference point again.

■ その後、その高さセンサによって基準面の高さを検
出しながらその高さセンサと基台とをY方向に相対移動
させて、高さセンサが凸条あるいは凹溝を検出するまで
の相対移動距離をBとする。
■ After that, while detecting the height of the reference surface with the height sensor, the height sensor and the base are moved relative to each other in the Y direction until the height sensor detects a protrusion or groove. Let the distance be B.

■ その各測定結果からa −A及びb−Bを算出して
、それぞれX方向及びY方向の位置データ補正量として
メモリに格納する。
(2) Calculate a-A and b-B from each measurement result and store them in the memory as position data correction amounts in the X direction and Y direction, respectively.

■ 高さセンサによって被描画体の描画面の高さを測定
した時の各測定点のX方向及びY方向の位置データを、
上記メモリに格納したX方向及びY方向の位置データ補
正量によって補正する。
■ The position data in the X and Y directions of each measurement point when the height of the drawing surface of the object to be drawn is measured by the height sensor,
Correction is performed using the X-direction and Y-direction position data correction amounts stored in the memory.

〔作 用〕[For production]

凸条又は凹溝を形成した基準面は、基台の上面の一部に
直接形成するかあるいは別に形成して貼着することによ
って精度よく設けることができる。
The reference surface on which the protrusions or grooves are formed can be provided with high accuracy by forming it directly on a part of the upper surface of the base, or by forming it separately and attaching it.

そして、支持板へのノズルと高さセンサの取り付は位置
に多少の誤差があっても、この基準面を使用すれば上記
のようにしてその誤差を正確に検出して、被描画体の高
さ測定時の測定位置データをソフト的に補正することが
できる。
Even if there is a slight error in the position of the nozzle and height sensor when mounting the nozzle and height sensor on the support plate, by using this reference surface, the error can be accurately detected as described above, and the object to be drawn can be accurately detected. Measured position data during height measurement can be corrected using software.

すなわち、基準面内の基準点から凸条又は凹溝までのX
方向、Y方向の実際の距離A、Bは、高さセンサと基台
をX方向、Y方向へ相対移動させながら基準面の鏡面と
凸条又は凹溝との高さの違いを高さセンサによって検出
するまでの移動距離として容易に測定できる。
In other words, the distance from the reference point in the reference plane to the convex line or groove
The actual distances A and B in the direction and Y direction are determined by moving the height sensor and the base relative to each other in the It can be easily measured as the distance traveled until detection.

この測定比@A、Bと設計上の距離a、bとの差a −
A及びb−BがそれぞれX方向及びY方向の誤差、すな
わち測定点の位置データ(XY座標)を補正すべき量で
ある。
The difference a between this measurement ratio @A, B and the designed distances a, b -
A and b−B are the errors in the X direction and Y direction, respectively, that is, the amounts by which the position data (XY coordinates) of the measurement point should be corrected.

したがって、この各補正量を記憶しておいて、高さセン
サによって実際に被描画体の描画面の高さを測定した時
の各測定点の位置データを補正すれば、正確な測定位置
データに対する高さデータを得ることができ、そのデー
タに基づいて描画時のノズルの高さを制御すれば、高品
質の描画パターンを得ることができる。
Therefore, by memorizing each correction amount and correcting the position data of each measurement point when the height sensor actually measures the height of the drawing surface of the object to be drawn, it is possible to obtain accurate measurement position data. If height data can be obtained and the height of the nozzle during drawing is controlled based on that data, a high quality drawing pattern can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を添付図面を参照して具体的
に説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は、この発明の一実施例である直接描画装置の要
部斜視図であり、第6図と同じ部分には同一符号を付し
であるので、それらの説明は省略する。
FIG. 1 is a perspective view of the main parts of a direct drawing apparatus which is an embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, so a description thereof will be omitted.

この実施例において第6図の従来装置と異なるのは、X
Yステージ装置の移動テーブルである基台14の上面の
左上コーナ部付近に基準面18を設けたことである。
This embodiment is different from the conventional device shown in FIG.
The reference plane 18 is provided near the upper left corner of the upper surface of the base 14, which is the movable table of the Y stage device.

この基準面18は、第1図に示すように位置決めピン1
7より外側でセラミック基板12等の被描画体を載置し
ない部分に設けた方が、補正量を求めた後直ちに被描画
体の高さ測定に移れるので望ましいが、必須のことでは
ない。
This reference surface 18 is defined by the positioning pin 1 as shown in FIG.
Although it is preferable to provide it in a portion outside of 7 where an object to be drawn, such as the ceramic substrate 12, is not placed, since the height of the object to be drawn can be measured immediately after determining the correction amount, it is not essential.

基準面18は鏡面に近い平面に形成され、第2図に示す
ような矩形のエリアをなし、そこに基台14の互いに直
交する移動方向であるX方向とY方向にそれぞれ沿う2
本の凹溝19x、19yからなる十字状の凹溝19を形
成している。なお、この凹溝に代えて十字状の凸条を形
成してもよい。
The reference plane 18 is formed into a plane close to a mirror surface, and forms a rectangular area as shown in FIG.
A cross-shaped groove 19 is formed by book grooves 19x and 19y. Note that a cross-shaped protrusion may be formed instead of this groove.

この凹溝19x、19yを、XYステージ装置の移動テ
ーブルである基台14の上面に直接刻設すれば、設計上
規定したY座標位置及びX座標位置に精度よく形成する
ことができる。
If the grooves 19x and 19y are directly carved on the upper surface of the base 14, which is the movable table of the XY stage device, they can be formed with high accuracy at the Y and X coordinate positions defined in the design.

この実施例では、ノズル端11aからの垂線が基台14
の上面に当るペースト吐出点Pと、高さセンサ16から
のレーザスポット光が基台14の上面に当る測定スポッ
ト(測定点)Qとの位置関係が、Y方向の座標位置は等
しく、X方向にD=650mmの間隔を有するように設
計され、そうなるようにノズル11と高さセンサ16の
支持板2への取り付は位置を調整している。
In this embodiment, the perpendicular line from the nozzle end 11a is the base 14.
The positional relationship between the paste discharging point P that hits the top surface and the measurement spot (measurement point) Q where the laser spot light from the height sensor 16 hits the top surface of the base 14 is that the coordinate positions in the Y direction are the same, and the coordinate positions in the X direction are the same. The nozzle 11 and the height sensor 16 are mounted on the support plate 2 so that the nozzle 11 and the height sensor 16 are mounted at a distance of D=650 mm.

したがって、点Pの座標を(z、v)=(0,O)とす
ると、測定スポトQの座標はCOCt y ) =(6
50,O)となるはずである。
Therefore, if the coordinates of point P are (z, v) = (0, O), the coordinates of measurement spot Q are COCt y ) = (6
50, O).

しかしながら、実際には取り付は時の精度誤差により、
第1図に示すように測定スポットQが設計上の点からX
方向にΔx、Y方向にΔゾだけずれてしまっている。
However, in reality, due to accuracy errors during installation,
As shown in Figure 1, the measurement spot Q is
It is shifted by Δx in the direction and Δzo in the Y direction.

そこで、このずれ量を基準面18を使用して容易に且つ
正確に検出して、高さセンサ16による測定点の位置デ
ータの補正量とすることができる。
Therefore, this amount of deviation can be easily and accurately detected using the reference plane 18, and can be used as the amount of correction of the position data of the measurement point by the height sensor 16.

なお、この実施例の制御系は第7図によって説明した従
来例と同様であるが、そのマイクロコンピュータによる
制御ユニット22のROMには、高さセンサ16による
被描画体の高さ測定に先立って、上記補正量を決定して
RAMに格納するための処理プログラム、及び被描画体
の高さ測定時あるいは測定後、その各測定点の位置デー
タを補正するための処理プログラムが格納されている。
The control system of this embodiment is the same as that of the conventional example explained with reference to FIG. , a processing program for determining the above correction amount and storing it in the RAM, and a processing program for correcting the position data of each measurement point during or after measuring the height of the object to be drawn.

また、高さセンサ16としては、レーザスポト光を用い
た三角測量方式の距離セン、す等が使用されるが、例え
ば第4図に示すような距離センサを使用するとよい。
Further, as the height sensor 16, a triangulation type distance sensor using a laser spot light is used, but it is preferable to use a distance sensor as shown in FIG. 4, for example.

これは、小型で高出力の半導体レーザ41と、高分解能
で高速応答性を有する半導体装置検出器(P osit
ion S ensitive D evice :以
下rP S DJと略称する)42とを組合わせたもの
であり、光源である半導体レーザ41からのレーザ光を
投光レンズ43によって集光して、測定すべき対象物体
45上にスポット光f1として照射し、その対象物体4
5からの反射光f2を、投光レンズ43から所定の間隔
を置いて配設された受光レンズ44によってpSD42
の受光面上の一点に集光して受光させる構造になってい
る。
This consists of a small, high-output semiconductor laser 41 and a semiconductor device detector (Posit) with high resolution and high-speed response.
ion S sensitive device (hereinafter abbreviated as rP S DJ) 42, the laser light from the semiconductor laser 41 that is the light source is focused by the projection lens 43, and the target object to be measured is 45 as a spot light f1, and the target object 4
The reflected light f2 from 5 is transmitted to the pSD 42 by the light receiving lens 44 disposed at a predetermined distance from the light projecting lens 43.
The structure is such that the light is collected and received at a single point on the light-receiving surface.

そして、対象物体45の矢示方向の変位によって、受光
レンズ44によって集光される反射光f2の角度θが変
化するため、PSD42上の集光スポットの位置、すな
わち受光位置Xがそれに比例して変位する。この受光位
置Xは、PSD42によって容易に検出することができ
る。
Since the angle θ of the reflected light f2 focused by the light receiving lens 44 changes due to the displacement of the target object 45 in the direction of the arrow, the position of the focused spot on the PSD 42, that is, the light receiving position Displace. This light receiving position X can be easily detected by the PSD 42.

そこで、投光レンズ43と受光レンズ44との光軸間隔
をd、受光レンズ44とPSD42との間隔をFとする
と、対象物体45までの距離りを次式によって求めるこ
とができる。
Therefore, if the distance between the optical axes between the light projecting lens 43 and the light receiving lens 44 is d, and the distance between the light receiving lens 44 and the PSD 42 is F, then the distance to the target object 45 can be determined by the following equation.

L=d  −F/X 次に、この実施例の制御ユニットによる補正量決定処理
について、第3図のフローチャートによって説明する。
L=d-F/X Next, the correction amount determination process by the control unit of this embodiment will be explained with reference to the flowchart of FIG.

この処理を開始すると、先ずステップ1でXYステージ
装置のXY子テーブルある基台14を移動させて、高さ
センサ16の測定スポットQが基準面18内に当るよう
にする。
When this process is started, first, in step 1, the base 14 on which the XY child table of the XY stage device is located is moved so that the measurement spot Q of the height sensor 16 hits the reference plane 18.

次に、ステップ2で第2図に示すように基準面18の凹
溝19x、19yの交点Cの座標を(χ+ y)= (
o、o)とした時、この交点Cに対して測定スポットQ
をその座標が(Z、V)=(a、b)となるべき基準点
に位置させる。
Next, in step 2, as shown in FIG.
o, o), the measurement spot Q with respect to this intersection C
is located at a reference point whose coordinates should be (Z, V) = (a, b).

すなわち、基準面18内で凹溝19yから距離a、凹溝
19xから距離すだけ離れた位置に設計上規定された点
に測定スポットQが当るように、基台14を移動する。
That is, the base 14 is moved so that the measurement spot Q hits a point defined in the design at a distance a from the groove 19y and a distance from the groove 19x within the reference plane 18.

そして、ステップ3で高さセンサ16によって現在位置
(基準面18の平面部に測定スポットQが当っている)
の高さを計測して、その結果を基準高さとして記憶する
Then, in step 3, the height sensor 16 detects the current position (the measurement spot Q hits the flat part of the reference surface 18).
Measure the height and store the result as the reference height.

その後、ステップ4で基台14をX方向へ1ステツプ(
X方向の移動最小分解能に相当し、この実施例では5ミ
クロン)だけ凹溝19yに近づけるように移動させ、そ
の移動開始後のX方向の移動量をAとする。
Then, in step 4, move the base 14 one step in the X direction (
It is moved closer to the groove 19y by a distance corresponding to the minimum resolution of movement in the X direction (5 microns in this embodiment), and the amount of movement in the X direction after the start of the movement is defined as A.

ステップ5で高さセンサ16によってその位置の高さを
計測する。
In step 5, the height at that position is measured by the height sensor 16.

ステップ6ではその計測値が先に記憶した基亭高さに対
して所定値以上変化したか否か、すなわち凹溝19yを
検出したか否かを判定する。
In step 6, it is determined whether the measured value has changed by a predetermined value or more with respect to the previously stored base height, that is, whether or not the groove 19y has been detected.

そして、高さ変化がなければステップ4〜6を繰返し、
基台14をX方向へ1ステツプずつ移動させながら高さ
を計測して、高さ変化があるとステップ7へ進んでその
時のAの値を記憶する。
Then, if there is no height change, repeat steps 4 to 6.
The height is measured while moving the base 14 one step at a time in the X direction, and if there is a change in height, the process proceeds to step 7 and the value of A at that time is stored.

次に、ステップ8で基台14をステップ2の状態(第2
図に示す位置に測定スポトQが当るべき状態)に戻し、
ステップ9で基台14をY方向へ1ステツプ(Y方向の
移動最小分解能に相当し、この実施例では5ミクロン)
だけ凹溝19xに近づけるように移動させ、その移動開
始後のY方向の移動量をBとする。
Next, in step 8, the base 14 is placed in the state of step 2 (second
Return the measurement spot Q to the position shown in the figure).
In step 9, move the base 14 one step in the Y direction (corresponding to the minimum resolution of movement in the Y direction, 5 microns in this example).
The amount of movement in the Y direction after the start of the movement is defined as B.

ステップ10で高さセンサ16によってその位置の高さ
を計測し、ステップ11ではその計測値が先に記憶した
基準高さに対して所定値以上変化したか否か、すなわち
凹溝19xを検出したが否かを判定する。
In step 10, the height at that position is measured by the height sensor 16, and in step 11, it is detected whether the measured value has changed by more than a predetermined value with respect to the previously stored reference height, that is, the groove 19x is detected. Determine whether or not.

そして、高さ変化がなければステップ9〜11を繰返し
、基台14をY方向へ1ステツプずつ移動させなが駕高
さを計測して、高さ変化があるとステップ12へ進んで
その時のBの値を記憶する。
If there is no change in height, repeat steps 9 to 11 and measure the height while moving the base 14 one step at a time in the Y direction. If there is a change in height, proceed to step 12 and proceed to step 11 at that time. Store the value of B.

さらに、ステップ13で(a−A)と(b−B)を算出
して、これを取り付は時の精度誤差ΔX。
Furthermore, in step 13, (a-A) and (b-B) are calculated, and these are calculated based on the accuracy error ΔX during installation.

Δゾと判断し、高さセンサ16による測定点のX方向及
びY方向の位置データ補正量としてメモリ(RAM)に
格納して、この処理を終了する。
It is determined that it is Δzo, and the position data of the point measured by the height sensor 16 in the X and Y directions is stored in the memory (RAM) as correction amounts, and this processing is terminated.

その後、第1図に仮想線で示すように、基台14上に被
描画体であるセラミック基板12を複数個の位置決めピ
ン17によって位置決めして載置し、その描画面全域の
高さを高さセンサ16によって測定するが、その測定時
の各測定点の位置データ(座標値)を先にメモリに格納
したX方向とY方向の補正量(a−A)と(b−B)に
よって補正する。
Thereafter, as shown by the imaginary lines in FIG. 1, the ceramic substrate 12, which is the object to be drawn, is positioned and placed on the base 14 using a plurality of positioning pins 17, and the height of the entire drawing surface is increased. The position data (coordinate values) of each measurement point at the time of measurement are corrected by the correction amounts (a-A) and (b-B) in the X and Y directions previously stored in the memory. do.

すなわち、第1図におけるノズル11によるペースト吐
出点Pの座標を(x、y)= (0,O)とした時、測
定スポトQの座標を(Z、V)=(650+ (a−A
)、(b−B))と補正する。
That is, when the coordinates of the paste ejection point P by the nozzle 11 in FIG. 1 are (x, y) = (0, O), the coordinates of the measurement spot Q are (Z, V) = (650 + (a-A
), (b-B)).

したがって、ノズル11によるイースト吐出点Pから基
台14を上記補正した座標分だけ移動した点の高さを計
測すれば、正確なペースト吐出点の高さを計測できるこ
とになる。
Therefore, by measuring the height of a point where the base 14 is moved by the corrected coordinates from the east discharge point P by the nozzle 11, it is possible to accurately measure the height of the paste discharge point.

このようにすれば、高さセンサ16による描画面の各高
さ測定点の位置データの誤差がなくなり、ペースト吐出
位置に正確に対応する高さデータを得ることができるの
で、そのデータに基づいて描画時のノズル11の高さを
制御することによって。
In this way, there will be no error in the position data of each height measurement point on the drawing surface by the height sensor 16, and it is possible to obtain height data that accurately corresponds to the paste discharge position. By controlling the height of the nozzle 11 during drawing.

高品質の描画パターンを得ることができる。High quality drawing patterns can be obtained.

なお、上記実施例では基準面18を基台14の上面の一
部に直接形成し、そこに凹溝19を直接刻設するように
説明したが、凹溝19を形成した上面が略鏡面をなす基
準面を別に作成して、基台14の上面の所定位置に貼着
等によって装着するようにしてもよい。
In the above embodiment, the reference surface 18 is formed directly on a part of the upper surface of the base 14, and the groove 19 is directly carved therein. However, the upper surface on which the groove 19 is formed has a substantially mirror surface. A reference surface may be created separately and attached to a predetermined position on the upper surface of the base 14 by pasting or the like.

また、基準面18に形成する凹溝19の形状は、十字形
に限るものではなく、例えば第5図(イ)〜(ホ)に示
すように、かぎ形や矩形等種々の形状にすることが可能
であり、ノズルと基台との相対移動方向で互いに直交す
るX方向とY方向にそれぞれ沿う少なくとも2部分を有
していればよい。
Furthermore, the shape of the groove 19 formed on the reference surface 18 is not limited to a cross shape, but may be formed into various shapes such as a hook shape or a rectangle, as shown in FIGS. 5(a) to (e), for example. It is possible to have at least two portions along the X direction and the Y direction, which are orthogonal to each other in the direction of relative movement between the nozzle and the base.

さらに、前述したように基準面18にこれらの凹溝の代
りに凸条を形成してもよく、その場合に印刷によってそ
の凸条を形成することもできる。
Furthermore, as described above, protrusions may be formed on the reference surface 18 instead of these grooves, and in this case, the protrusions may be formed by printing.

但し、そのインク塗布層の厚さが高さセンサによって検
知できる程度であることが必要である。
However, it is necessary that the thickness of the ink coating layer is such that it can be detected by a height sensor.

なおまた、この発明は被描画体を載置した基台側を固定
して、高さセンサ及びノズル側をX、Y方向に移動させ
て、高さ測定及びペーストの塗布を行なう装置にも同様
に適用することができる。
Furthermore, the present invention can also be applied to an apparatus that measures the height and applies paste by fixing the base side on which the object to be drawn is placed and moving the height sensor and nozzle side in the X and Y directions. It can be applied to

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、この発明による直接描画袋では、被
描画体を載置する基台上に略鏡面をなす基準面を設けて
、そこにX方向とY方向にそれぞれ沿う少くとも2部分
からなる凸状あるいは凹溝を形成したので、この基準面
を使用すれば、高さセンサの取り付は位置誤差による測
定点位置の設計値からのずれ量、すなわち補正すべき量
を容易に検出することができる。
As described above, in the direct drawing bag according to the present invention, a reference surface having a substantially mirror surface is provided on the base on which the object to be drawn is placed, and at least two sections along the X direction and the Y direction are provided on the reference surface. Since a convex or concave groove is formed, if this reference surface is used, the amount of deviation of the measurement point position from the design value due to positional error, that is, the amount to be corrected, can be easily detected when mounting the height sensor. be able to.

また、この発明による声さ測定位置データ補正方法によ
れば、上記基準面を利用して高さセンサの測定点位置デ
ータの補正量を求め、それによって高さセンサによる被
・描画体の描画面の高さを測定した時の各測定点の位置
データを補正するので、正確な測定位置データに対する
高さデータを得ることができ、そのデータに基づいて描
画時のノズルの高さを制御すれば、高品質の描画パター
ンを得ることができる。
Further, according to the method for correcting pitch measurement position data according to the present invention, the amount of correction of the measurement point position data of the height sensor is obtained using the reference plane, and thereby the drawing surface of the object to be drawn by the height sensor is determined. By correcting the position data of each measurement point when measuring the height of , high quality drawing patterns can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示す直接描画装置の要部
斜視図、 第2図は同じくその基準面の拡大図、 第3図は同じくこの実施例による補正量決定処理のフロ
ー図、 第4図はこの実施例に使用する高さセンサの一例を示す
説明図。 第5図(イ)〜(ホ)はこの発明における基準面のそそ
れぞれ他の異なる例を示す拡大図、 第6図はこの発明を適用する従来の直接描画装置−例の
外観を示す斜視図。 第7図は同じくその制御系のブロック図である。 2・・・支持板      3・・・Z方向モータO・
・・シリンダ    11・・・ノズル2・・・セラミ
ック基板(被描画体) 3・・・ペースト    14・・・基台5・・・保持
具     16・・・高さセンサ7・・・位置決めピ
ン  18・・・基準面19・・・凹溝      2
2・・・制御ユニット30・・・X方向モータ  33
・・・Y方向モータ第1 12セラミツク基板(被措置体) 第5図 第6図
FIG. 1 is a perspective view of the main parts of a direct drawing device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of its reference plane, and FIG. 3 is a flowchart of the correction amount determination process according to this embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a height sensor used in this embodiment. FIGS. 5(a) to (e) are enlarged views showing other different examples of the reference plane in this invention, and FIG. 6 is a perspective view showing the external appearance of a conventional direct writing apparatus to which this invention is applied. . FIG. 7 is a block diagram of the control system. 2... Support plate 3... Z direction motor O.
... Cylinder 11 ... Nozzle 2 ... Ceramic substrate (object to be drawn) 3 ... Paste 14 ... Base 5 ... Holder 16 ... Height sensor 7 ... Positioning pin 18 ... Reference surface 19 ... Concave groove 2
2... Control unit 30... X direction motor 33
...Y direction motor 1 12 Ceramic substrate (object to be treated) Fig. 5 Fig. 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被描画体を載置する基台と、所定の間隔で固定され
たノズルと高さセンサとを高さ方向に直交する方向に相
対移動可能に設け、前記高さセンサによって予め測定し
た被描画体の描画面全域の各位置毎の高さデータに基づ
いて前記ノズルの高さを制御しながら該ノズルと前記被
描画体とを前記方向に相対移動させ、前記ノズルから回
路形成用ペーストを吐出させて前記被描画体上に厚膜回
路を形成する直接描画装置において、 前記基台の上面に、略鏡面をなし、前記ノズルと基台と
の相対移動方向で互いに直交するX方向とY方向にそれ
ぞれ沿う少なくとも2部分からなる凸条あるいは凹溝を
形成した基準面を設けたことを特徴とする直接描画装置
。 2 請求項1記載の直接描画装置において、高さセンサ
の測定スポットを前記基準面内の凸条あるいは凹溝から
前記X方向及びY方向にそれぞれ予め規定した距離a,
bだけ離れるべき基準点に位置させた後、 前記高さセンサによって前記基準面の高さを検出しなが
ら該高さセンサと前記基台とを前記X方向に相対移動さ
せて、高さセンサが前記凸条あるいは凹溝を検出するま
での相対移動距離をAとし、前記高さセンサの測定スポ
ットを再び前記基準点に戻した後、その高さセンサによ
って前記基準面の高さを検出しながら該高さセンサと前
記基台とを前記Y方向に相対移動させて、高さセンサが
前記凸条あるいは凹溝を検出するまでの相対移動距離を
Bとし、 その各測定結果からa−A及びb−Bを算出して、それ
ぞれX方向及びY方向の位置データ補正量としてメモリ
に格納し、 前記高さセンサによって被描画体の描画面の高さを測定
した時の各測定点のX方向及びY方向の位置データを、
前記メモリに格納したX方向及びY方向の位置データ補
正量によつて補正することを特徴とする高さ測定位置デ
ータ補正方法。
[Scope of Claims] 1. A base on which an object to be drawn is placed, a nozzle fixed at a predetermined interval, and a height sensor are provided so as to be movable relative to each other in a direction orthogonal to the height direction, and the height sensor The nozzle and the object to be drawn are moved relative to each other in the direction while controlling the height of the nozzle based on the height data for each position of the entire drawing surface of the object to be drawn, which has been measured in advance by In a direct drawing device for forming a thick film circuit on the object to be drawn by discharging a circuit forming paste, the upper surface of the base has a substantially mirror surface, and the nozzle and the base are perpendicular to each other in a direction of relative movement. 1. A direct writing device characterized in that a reference surface is provided with a convex groove or a concave groove formed in at least two portions along the X direction and the Y direction, respectively. 2. The direct drawing apparatus according to claim 1, wherein the measurement spot of the height sensor is set at a predefined distance a, from the protrusion or groove in the reference plane in the X direction and the Y direction, respectively.
After positioning the base at a reference point that should be separated by distance b, the height sensor and the base are relatively moved in the X direction while the height sensor detects the height of the reference surface, and the height sensor Let A be the relative movement distance until detecting the protrusion or groove, and after returning the measurement spot of the height sensor to the reference point again, while detecting the height of the reference surface with the height sensor. The height sensor and the base are relatively moved in the Y direction, and the relative movement distance until the height sensor detects the protrusion or groove is defined as B, and from each measurement result, a-A and b-B is calculated and stored in memory as position data correction amounts in the X direction and Y direction, respectively, and the X direction of each measurement point when the height of the drawing surface of the object to be drawn is measured by the height sensor. and the position data in the Y direction,
A method for correcting height measurement position data, characterized in that correction is performed using position data correction amounts in the X direction and Y direction stored in the memory.
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