JPH06114313A - ペースト塗布機 - Google Patents

ペースト塗布機

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JPH06114313A
JPH06114313A JP26505792A JP26505792A JPH06114313A JP H06114313 A JPH06114313 A JP H06114313A JP 26505792 A JP26505792 A JP 26505792A JP 26505792 A JP26505792 A JP 26505792A JP H06114313 A JPH06114313 A JP H06114313A
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paste
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gap
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Shigeru Ishida
茂 石田
Fukuo Yoneda
福男 米田
Haruo Sankai
春夫 三階
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル先端と基板との間隔を計測する距離セ
ンサの計測位置が描画済みのペ−スト膜上を通過して
も、ペースト膜の厚みが変化しないようにする。 【構成】 基板7を移動させながらノズル1の吐出口か
らペースト13を基板7上に吐出させてペーストパター
ンを描画するときには、距離センサ3は基板7の表面と
ノズル1のペースト吐出口との間隔を計測点Sで計測
し、これに変化があると、ノズル1を上下させてこの間
隔を指定値に設定する。距離センサ3の計測位置Sが基
板7上に既に形成されているペースト膜13上に乗る
と、図示しない制御装置は、この距離センサ3の計測値
が大きく変化したことから、計測位置Sが基板7上に既
に形成されているペースト膜13上に乗ったと判定し、
基板7の表面とノズル1のペースト吐出口との間隔をこ
の計測値が大きく変化する直前の値に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テーブル上に載置され
た基板上に所望形状のペーストパターンを塗布描画する
ペースト塗布機に関する。
【0002】
【従来の技術】ペースト収納筒の先に設けられたノズル
からペーストを吐出させながら、ノズルと基板とを上下
並びに前後左右に相対的に移動させ、基板上に所望パタ
ーンのペースト膜を描画する技術として、例えば、特開
平2ー52742号公報に示されるように、ノズルに対
して基板を相対的に移動させ、また、ノズルの先端と基
板との間隙を調節しつつ、ノズル先端のペースト吐出口
から基板上に抵抗ペーストを吐出させ、所望の抵抗パタ
ーンを形成するようにした吐出描画技術が知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術を用いて最近の高精細化された液晶ディスプレイ
用の基板上に液晶の封止膜を描画形成する場合には、次
のような問題のあることが分かった。
【0004】即ち、上記従来の吐出描画技術では、距離
センサの計測位置がある厚さをもった描画済みのペース
トパターン上を間隙計測を行ないつつ通過すると、新し
くペースト膜を形成する部分でノズルと基板を所望の間
隙に保持する、別言すれば、ノズル高さを設定値に位置
決めすることができず、その部分で封止膜の幅が太くな
ったり、高さが高くなるなどして所望の封止膜を描画形
成できなくなるという新たな問題を生じることが判明し
た。
【0005】本発明の目的は、かかる問題を解消し、距
離センサの計測位置が描画済みのペーストパターン上を
間隙計測を行ないつつ通過しても、ノズルと基板を所望
の間隙に保持することができて所望のパターンを描画す
ることができるペースト塗布機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ノズルのペースト吐出口と基板の表面と
の間隙を計測する計測手段と、該計測手段の計測値が予
め設定された閾値を越える期間、該ノズルのペースト吐
出口と該基板の表面との間隙を該計測手段の計測値が該
閾値を越える直前の値に保持する間隔保持手段と、該計
測手段の計測値が該閾値を越えないとき、該ノズルのペ
ースト吐出口と該基板の表面との間隙を予め指定された
所定の値に調整する間隔調整手段とを設ける。
【0007】
【作用】基板上へのペーストパターンの描画時、例えば
基板を移動させるなどして、ノズルのペースト吐出口と
基板との相対位置関係を変化させ、ノズルのペースト吐
出口から基板上にペーストを吐出させるが、このとき、
同時に計測手段によってノズルのペースト吐出口と基板
の表面との間隔が計測され、その計測結果に応じて間隔
調整手段がノズルのペースト吐出口と基板の表面との間
隔を調整して、それを予め設定された値にする。
【0008】ところで、描画されるペーストパターンに
よっては計測手段の計測位置が既に形成されたペースト
膜を横切る場合があり、この場合には、計測手段はノズ
ルのペースト吐出口と基板の表面との間隔が充分狭くな
ったと判定する。
【0009】しかし、この発明では、計測手段の計測値
が上記の閾値を越えるものであり、このときには、計測
手段の計測位置が既に形成されているペースト膜上にあ
ると判定し、ペースト吐出口と基板の表面との間隔を変
化させずにその直前の値に固定する。これにより、形成
されるペースト膜の幅や太さは変化せず、所望形状のの
ペーストパターンを精度良く得ることができる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。図
1は本発明によるペースト塗布機の一実施例を示す概略
斜視図であって、1はノズル、2はペースト収納筒、3
は距離センサとしての光学式変位計、4はZ軸テーブル
部、5はX軸テーブル部、6はY軸テーブル部、7は基
板、8は基板吸着部、9は架台部、10はZ軸テーブル
支持部、11は制御装置、12はノズル支持具、PCは
ペーストカートリッジである。
【0011】同図において、架台部9上にX軸テーブル
部5が固定され、このX軸テーブル部5上にX軸方向に
移動可能にY軸テーブル部6が搭載されている。そし
て、このY軸テーブル部6上にY軸方向に移動可能に基
板吸着部8が搭載されている。この基板吸着部8に基板
7が、例えばその四辺が夫々X,Y両軸方向に平行にな
るように、吸着されて搭載されている。これらX,Y軸
テーブル部5,6は夫々制御装置11で制御駆動され
る。即ち、X軸テーブル部5が駆動されると、これに搭
載されているY軸テーブル部6と基板吸着部8とがX軸
方向に移動し、Y軸テーブル部6が駆動されると、基板
吸着部8がY軸方向に移動する。従って、制御装置11
によってX,Y軸テーブル部5,6を夫々任意の距離だ
け移動させると、基板7は架台部9に平行な面内で任意
の方向に任意の位置だけ移動することになる。
【0012】また、架台部9の面上にZ軸テーブル支持
部10が設置されており、これにZ軸テーブル部4が取
付けられている。そして、このZ軸テーブル部4はZ軸
方向(上下方向)に移動可能であって、ノズル1とペー
スト収納筒2を結合し、ノズル1を光学式変位計3の下
側近傍に位置決めするノズル支持具12が載置されてい
る。Z軸テーブル部4のZ軸方向の制御駆動も制御装置
11によって行なわれる。このZ軸テーブル部4を制御
装置11が駆動すると、ノズル1,ペースト収納筒2,
Z軸テーブル支持部10及び光学式変位計3が上下方向
(Z軸方向)に移動する。
【0013】ここで、ノズル1,ペースト収納筒2及び
これらを結合するノズル支持具12が一体となり、1つ
のペーストカートリッジPCを形成している。
【0014】かかる構成のペースト塗布機において、基
板吸着部8上に載置した基板7上に所望のパターンのペ
ースト膜を形成する場合、まず、制御装置11でZ軸テ
ーブル部4が駆動され、ノズル1の先端を基板7から所
定の高さに位置決めする。
【0015】なお、ここでは、かかる所定の高さを、基
板上に形成しようとしているペースト膜の厚み分とす
る。
【0016】このようにノズル先端の高さが設定される
と、制御装置11は、X軸テーブル部5とY軸テーブル
部6とを駆動制御することにより、基板吸着部8上の基
板7を水平面でXY両軸方向に移動させつつ、ノズル1
の先端の吐出口から単位時間当り一定の吐出量でペース
ト収納筒2に収納したペーストを圧縮空気やペースト収
納筒2内のピストンで基板7上に吐出させ、基板7上に
所望のパターンでペースト膜を直接描画させる。
【0017】図2(a)(b)はペーストパターン描画
の際のペーストカートリッジPCと光学式変位計3との
関係を示す側面図及び正面図であって、13はペースト
であり、図1に対応する部分には同一符号をつけてい
る。
【0018】図2(a),(b)において、ペースト収
納筒2はZ軸テーブル部4の図示していない固定部にノ
ズル支持具12を介して取り付けられており、光学式変
位計3は図示するようにZ軸テーブル部4に取り付けら
れていて、ペースト収納筒2と光学式変位計3は並立し
ている。しかし、光学式変位計3の基板7上での計測位
置Sとノズル1の先端とが近接するようにするために、
ノズル支持具12の先端部にノズル1が取付けられ、こ
の先端部が光学式変位計3の下面の下側に位置するよう
にしている。なお、ノズル1とペースト収納筒2とノズ
ル支持具12内を連通させている。
【0019】また、光学式変位計3の図示しない発光素
子から、二点斜線で示すように、斜めに投射光が発せら
れ、基板7上の計測位置Sで反射された光は光学式変位
計3の図示しない受光素子で受光される。このとき、ノ
ズル支持具12の先端は、それが発光素子から受光素子
までの光を遮らないように、計測位置Sでの投射光の入
射角と反射光の反射角とを含む範囲内に入るようにして
いる。なお、光学式変位計3での発光素子と受光素子と
の配置関係は一定であるから、ノズル1のペースト吐出
口と基板7の表面との間の距離に応じて反射光の受光素
子への照射状態が異なり、従って、この受光素子の受光
量によってノズル1のペースト吐出口と基板7の表面と
の間の距離を計測することができる。
【0020】図3は基板7上に描画されるペーストパタ
ーンの一例とその描画工程を示す図であり、実線Pがペ
ーストパターンを示している。
【0021】同図において、矢印の方向にペーストパタ
ーンが描画されていく場合、二重丸で囲んだ部分から描
画が開始され、丸で囲んだ部分でX軸テーブル部5,Y
軸テーブル部6の駆動方向が変更される。
【0022】二重丸や丸で囲んだ位置(ペースト塗布
点)近くに示す黒点は、その位置での光学式変位計3の
計測位置Sを示している。二重丸や丸で囲んだ位置とこ
れに対する計測点Sとの表示位置関係から明らかなよう
に、ノズル1のペースト塗布点に対する光学式変位計3
の計測位置Sの方向は、XY両軸方向に対して45度傾
いているものとする。また、ここでは、光学式変位計3
は計測位置Sでノズル1の吐出口と基板7の表面との間
隔を計測するが、基板7のうねりによって生ずる光学式
変位計3による計測値と、ノズル1の吐出口と基板7の
表面との実際の間隔との誤差が1μm以下であれば、こ
れを無視できるように、ノズル1のペースト塗布点と光
学式変位計3の計測位置Sとは極めて接近している。即
ち、光学変位計3によるノズル1の吐出口と基板7の表
面との間隔の計測誤差範囲を1μm以下とすることがで
きるようにしている。
【0023】ペーストパターンを図3の矢印の方向に描
画していき、ペースト塗布点が点線円で示すA点に達す
ると、次に、光学式変位計3の計測位置Sは既に描いた
ペースト膜の上を通過することになる。この場合、制御
装置11は光学式変位計3の計測位置Sが既に描いたペ
ースト膜の上を通過することを判定し、Z軸テーブル部
4を駆動することなく、ノズル1の吐出口と基板7との
間隔を所望の間隙に保持してペースト塗布を継続させ
る。そして、制御装置11は、光学式変位計3の計測位
置Sが既に描いたペースト膜の上を通過したことを判定
すると、再びZ軸テーブル部4を駆動してペースト塗布
を継続する。
【0024】これにより、図3に示すようなパターン
を、その線幅に変動を生じさせることなく、容易に形成
することができる。
【0025】図4は、図3でのA点において、光学式変
位計3の計測位置Sが既に描いたペースト膜の上を通過
する状況を示している。
【0026】同図において、この場合には、光学式変位
計7の計測点Sは既に描かれたペースト膜上にあり、そ
の膜上からノズル1の吐出口までの間隔を計測するの
で、これをそのままZ軸テーブル部4の駆動に反映され
るのであれば、ペースト膜の厚さ分だけノズル1の吐出
口と基板7との間隙が狭まったとして、Z軸テーブル部
4は上方に駆動されることになるが、実際にはノズル1
の吐出口と基板7の間隙は変わっていないので、この実
施例では、制御装置11はZ軸テーブル部4を駆動せ
ず、ノズル1の吐出口と基板7との間隙はそのまま前の
間隙が保持されて描画が継続されていくようにする。
【0027】図5は以上のような制御駆動を行なうこの
実施例の制御系を示すブロック図であって、14はアン
プ、15はZ軸モータコントローラ、16はZ軸モータ
ドライバ、17はモータ、18はエンコーダ、19はマ
イクロコンピュータ(以下、マイコンという)、20は
データ入力装置であり、前出図面に対応する部分には同
一符号をつけている。
【0028】同図において、制御装置11はマイコン1
9,Z軸モータコントローラ15,Z軸モータドライバ
16等からなり、マイコン19がキーボードやタッチパ
ネル等のデータ入力装置20から入力された描画しよう
とするペーストパターンの形状や膜厚(ノズル1の吐出
口と基板7の間隙)を指定するデータ等を取り込み、ま
た、光学式変位計3から出力され、アンプ14で増幅さ
れた計測データを取り込む。このマイコン19は、デー
タ入力装置20からの入力データ等の各種データを格納
するRAM(ランダム・アクセス・メモリ)と、プログ
ラムを格納したROM(リード・オンリ・メモリ)と、
このプログラムに応じてRAMに格納されているデータ
を演算処理し、図1に示したペースト塗布機を上記のよ
うに動作させるための駆動制御情報を生成するCPU
(中央処理装置)と、各種データの入出力を行なう入出
力回路等を備えている。
【0029】ペーストパターンの描画中、マイコン19
はRAMに記憶された入力データの内の指定されたペー
スト膜厚の値(以下、膜厚閾値という)と光学式変位計
3からの実測データとを比較して、実測データが膜厚閾
値を含む充分狭い範囲外にあれば、Z軸モータコントロ
ーラ15に駆動の指令値を出力する。Z軸モータコント
ローラ15はこの指令値に従ってZ軸モータドライバ1
6を制御し、モータ17を駆動してZ軸テーブル部4を
上下動させ、光学式変位計3からの実測データが膜厚閾
値を含む充分狭い範囲内に入るようにする。これによ
り、ノズル1の吐出口と基板7との間隙が指定された値
に設定される。
【0030】なお、18はモータ17の回転量はエンコ
ーダ18で計測され、その計測結果がZ軸モータドライ
バ16に戻されて、モータ17のフィードバック制御が
行われる。
【0031】図6は図1に示した実施例の全体の概略動
作を示すフローチャートである。
【0032】同図において、電源が投入されると(ステ
ップ600)、制御装置11によって初期設定が行われ
る(ステップ601)。この初期設定動作では、図7に
示すように、まず、Z軸テーブル部4,X軸テーブル部
5及びY軸テーブル部6が所定の原点位置に位置決めさ
れるとともに(ステップ700)、データ入力装置20
(図5)からのペーストパターンデータや基板位置デー
タの設定(ステップ701)、ペースト吐出終了位置デ
ータの設定(ステップ702)も併せて行なわれる。
【0033】かかる初期設定が完了すると、図6におい
て、基板7を基板吸着部8に搭載して吸着させ(ステッ
プ602)、ペースト膜の形成工程(ステップ603)
に入る。ペーストパターン形成が完了するまで基板吸着
部8が基板7を吸着し続けるようにする。ペーストパタ
ーンの形成が完了すると、基板7を搬出し(ステップ6
04)、さらにペーストパータンを描画する基板7があ
る場合(ステップ605)には、その基板7に対してス
テップ602からの工程を再開する。全ての基板につい
てペーストパターンの描画が完了すると(ステップ60
5)、作業が終了する。
【0034】図8は図6のペースト膜形成工程(ステッ
プ603)をより詳細に示したフローチャートである。
【0035】同図において、先ず、制御装置11は、基
板7上に所望のパターンを得るために、X軸テーブル部
5とY軸テーブル部6とを駆動し、ノズル1の先端が基
板7のペースト膜形成開始位置になるようにする(ステ
ップ800)。続いて、ノズル1の高さが設定値に位置
決めされ、基板7の表面とノズル1の吐出口との間隔が
指定の値に設定される(ステップ801)。次に、X軸
テーブル部5,Y軸テーブル部6を駆動しながら、ノズ
ル1の先端からのペーストの吐出を開始させる(ステッ
プ802)。
【0036】そして、光学式変位計3から実測データを
入力して基板7の表面のうねりを計測し(ステップ80
3)、この実測データから光学式変位計3の計測位置S
が既に塗布されたペースト膜上にあるか否かを判定する
(ステップ804)。計測位置Sがペースト膜上でない
場合には、実測データを基にZ軸テーブル部4を上下駆
動し、ノズル1の吐出口の高さを補正値分補正してノズ
ル1の吐出口と基板7との間隔を指定の値に維持する
(ステップ806)。これに対し、計測位置Sがペース
ト膜上を通過中と判定した場合には(ステップ80
4)、ステップ805,806の処理を行なわずに、ノ
ズル1の吐出口の高さを計測位置Sがペースト膜上にあ
ることを検出する前の高さに保たせ、即ち、ペースト膜
の形成動作を続ける。
【0037】また、計測位置Sがペースト膜上を通過し
ているときにも、ノズル1の吐出口の高さは補正されな
い。僅づかな幅のペースト膜上を計測位置Sが通過して
いるときには、基板7の表面とノズル1の先端の間隔が
殆ど変化しないことが多いので、ノズル1の吐出口の高
さ補正を中断し、基板7の表面とノズル1の吐出口との
間隔をそのまま維持しても、この間のペースト吐出条件
を変えないようにすることにより、形成されるペースト
膜は計測位置Sがペースト膜上となる直前の場合と同じ
形状を保ち、従って、所望形状のペーストパターンを得
ることができるのである。
【0038】そして、ペーストパターンがまだ完成して
おらず、ペースト収納筒2からのペースト吐出終了の指
示がなく(ステップ807)、描画終了位置に達してい
ないときには(ステップ809)、ステップ803に戻
り、再び上記の動作を続行する。
【0039】このようにステップ803〜807,80
9の一連の処理動作が繰り返されて描画動作が進み、ペ
ーストパターンが全体にわたって描画され、ペースト吐
出の終了指示があると(ステップ807)、ペーストの
吐出を終了し、(ステップ808)、描画終了位置に達
すると(ステップ809)、Z軸テーブル部4を駆動し
てノズル1を上昇させ(ステップ810)、ペーストパ
ターンの形成動作を終了する。
【0040】次に、光学式変位計3の計測点Sがペース
ト膜上にあるか否かの判定方法について説明する。
【0041】図9はその一具体例を説明するためのもの
であって、基板7上に描かれたペースト膜13上を光学
式変位計3の計測位置Sが通過する場合のノズル1の吐
出口と基板7との間隙の検出結果の状況を示している。
【0042】同図において、ノズル1の吐出口(ノズル
先端)の設定高さよりもやや高い値のペースト膜判定用
閾値が設定されており、一定のサンプリング周期でに計
測される光学式変位計3の計測値(黒丸で示す)がこの
ペースト膜判定用閾値を越えると、計測点Sがペースト
膜上にある判定する。
【0043】図10は上記判定方法の他の具体例を説明
するためのものである。この具体例では、光学式変位計
3の計測データを連続値としてとらえ、これを微分処理
して得られる波形に対して所定範囲を定めた判定用閾値
(ペースト膜判定閾値)が設定されている。この微分値
がこの範囲からはずれると、計測位置Sがペースト膜に
乗ったと判定し、次の微分値がこの範囲からはずれる
と、計測膜がペースト膜からはずれたと判定する。
【0044】以上本発明の一実施例について説明した
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。例えば、 (1)固定した基板に対し、ノズル1をX,Y各軸方向
に移動させてペーストパターンを描画するものであって
もよい。
【0045】(2)図8において、ステップ800をス
テップ801の次に行なうようにしてもよい。
【0046】(3)距離センサとして、非接触で基板7
のうねりを計測するものであってもよい。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、距
離センサの計測位置が既に塗布されたペ−スト膜上を通
過しても、ノズルのペースト吐出口と基板の表面との間
隔を指定された所望の間隙に保持することができて、描
画されるペーストパターン全体にわたって均一な厚さ,
太さとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるペ−スト塗布機の一実施例の要部
を示す斜視図である。
【図2】図1におけるノズルと光学式変位計の位置関係
を示す側面図と正面図である。
【図3】図1に示した実施例で基板上に描画されるペ−
ストパタ−ンの一例とその描画工程を示す図である。
【図4】図3でのA点において、光学式変位計の計測位
置が既に描いたペ−スト膜の上を通過する状況を示す図
である。
【図5】図1に示した実施例での制御駆動系の一具体例
を示すブロック図である。
【図6】図1に示した実施例の全体の動作を示すフロー
チャートである。
【図7】図6における初期設定工程の詳細を示すフロー
チャートである。
【図8】図6におけるペ−スト膜形成工程の詳細を示す
フローチャートである。
【図9】図8における計測位置が既に形成されたペース
ト膜上にあるか否かの判定方法の一具体例を示す図であ
る。
【図10】図8における計測位置が既に形成されたペー
スト膜上にあるか否かの判定方法の他の具体例を示す図
である。
【符号の説明】 1 ノズル 2 ペ−スト収納筒 3 光学式変位計(距離センサ) 4 Z軸テ−ブル部 5 X軸テ−ブル部 6 Y軸テ−ブル部 7 基板 11 制御装置 12 ノズル支持具 13 ペ−スト 19 マイクロコンピュ−タ 20 デ−タ入力装置 P ペ−ストパタ−ン S 計測位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三階 春夫 茨城県竜ケ崎市向陽台5丁目2番 日立テ クノエンジニアリング株式会社開発研究所 内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ペースト収納筒に設けられたノズルのペ
    ースト吐出口から該ペースト収納筒に充填されたペース
    トを吐出しながらテーブルに保持された基板と該ノズル
    との位置関係を相対的に変化させ、該基板上にペースト
    による所望形状のパターンを描画するペースト塗布機に
    おいて、 該ノズルのペースト吐出口と該基板の表面との間隙を計
    測する計測手段と、 該計測手段の計測値が予め設定された閾値を越える期
    間、該ノズルのペースト吐出口と該基板の表面との間隙
    を該計測手段の計測値が該閾値を越える直前の値に保持
    する間隔保持手段と、 該計測手段の計測値が該閾値を越えないとき、該ノズル
    のペースト吐出口と該基板の表面との間隙を予め指定さ
    れた所定の値に調整する間隔調整手段とを設けたことを
    特徴とするペースト塗布機。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記間隔保持手段は、前記ノズルのペースト吐出口と前
    記基板の表面との間隙の設定値と、該設定値に対する前
    記閾値を入力する手段を備えたことを特徴とするペース
    ト塗布機。
  3. 【請求項3】 ペースト収納筒に設けられたノズルのペ
    ースト吐出口に対向させて基板を移動可能なテーブル上
    に保持し、該ノズルから該ペースト収納筒に充填された
    ペーストを吐き出させながら該基板を該ノズルと相対的
    に移動させ、該基板上にペーストによる所望のパターン
    を描画するペースト塗布機において、 該ノズルの吐出口と該基板の表面との間隙を計測する距
    離センサと、 該距離センサの出力に応じて該ノズルの吐出口と該基板
    の表面との間隙を調節する制御手段とを設け、該制御手
    段は、 該距離センサの出力の変化量が該ノズルの吐出口と該基
    板の表面との間隙の設定値に対する閾値以内であると
    き、該ノズルの吐出口と該基板の表面との間隔を予め指
    定された所定の値に調節し、該距離センサの出力の変化
    量が該閾値からはずれたとき、その直前の値に該ノズル
    の吐出口と該基板の表面との間隔を固定する比較調節部
    を設けたことを特徴とするペースト塗布機。
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