JPH08332442A - 硬基板塗布用マイクロロッドバーの研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 硬基板塗布用マイクロロッドバーの塗布範囲
の両端外周を高精度にかつ“だれ”を発生させずに研磨
する研磨装置を提供する。 【構成】 金属ロッドの塗布範囲の両端外周に、研磨テ
ープを接触させつつ走行させる。研磨テープの接触圧力
と、金属ロッドと研磨テープとの相対速度差とを調節す
ることにより研磨速度などを調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォトレジストなどの
塗布液を硬基板に薄く均一に塗布する硬基板塗布用マイ
クロロッドバーの製造に使用する研磨装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】液晶板に用いるカラーフィルタの製造工
程の中には、ガラス基板などの硬基板にフォトレジスト
などの塗布液を薄く均一な厚さに塗布する工程がある。
例えば透明電極を予め形成したガラス基板に、フォトレ
ジストの機能を有する黒の塗布液を均一に塗布した後、
露光して黒に対応するモザイク状あるいはストライプ状
のパターンを硬化させ、余分のフォトレジストを除去す
ることにより黒のカラーモザイク（あるいはストライ
プ）を形成している。そしてこれと同様な処理を赤、
緑、青などの色について繰り返している。

【０００３】このようにフォトレジストとなる塗布液を
塗布する場合、この液は均一な厚さ（例えば２μｍ±５
％程度）に厳密に管理して薄く塗布する必要がある。こ
の塗布の厚さが不均一であると、光の透過率のむらが生
じ、品質の低下を招くことになるからである。

【０００４】従来はこの塗布のためにスピンコータが用
いられていた。このスピンコータは回転させた硬基板の
回転中心付近に塗布液を滴下し、この液を遠心力を利用
して飛散させることにより塗布するものである。しかし
このスピンコータを用いる方法では硬基板の交換に手間
取り作業能率が悪くなるばかりでなく、飛散して捨てら
れる液の量が増えることになる。

【０００５】このためコストアップになるという問題が
あった。またコンタミネーション（汚れ）防止のため
に、飛散して周囲に付着した液を、溶剤を使ってたびた
び洗浄する必要も生じる。このためその作業が面倒であ
るばかりでなく、装置の稼働率も低下する問題があっ
た。

【０００６】そこで水平に配設された上下一対のローラ
間に硬基板を挟んで塗布することが考えられている。こ
の装置は下のローラとなるマイクロロッドバーの下部を
塗布液に浸漬し、このマイクロロッドバーとこの上方に
位置するニップローラとの間に硬基板を挟んで送りなが
ら、マイクロロッドバーにより硬基板の下面に塗布する
ものである。

【０００７】ここに用いるマイクロロッドバーははんだ
付け可能なステンレス鋼などの金属ロッドにステンレス
などの細い金属ワイヤを密に巻き付けたものであって、
その外径（直径）は２．０〜２０．０ｍｍであり、特に
約１２ｍｍのものが多く用いられている。

【０００８】このワイヤは塗布範囲では均一に巻き付け
ることが必要であるが、特にワイヤの両端の処理の仕方
により塗布範囲の両端付近における巻き付け状態が不均
一になり易い。

【０００９】図１０は従来のワイヤ端末処理構造を示す
断面図、図１１はその一部を断面した右側面である。こ
の図において符号１は直径約１２ｍｍの金属ロッドであ
り、はんだ付け可能なステンレス鋼などで作られてい
る。この金属ロッド１は塗布範囲Ｌの範囲内では直径は
一定であり、この塗布範囲Ｌの軸方向両外側の縁には、
内側が塗布範囲Ｌ内に入るように略円錐面状に形成され
た端面２、２が形成されている。この端面２、２の軸方
向外側は小径部３、３となっている。ここに塗布範囲Ｌ
は１００〜１０００ｍｍ程度である。

【００１０】４はステンレス等の細い（直径５０〜５０
０μｍであり、特に約１００μｍのものが多い）金属ワ
イヤであり、金属ロッド１の塗布範囲Ｌに密に巻き付け
られている。ここにワイヤ４の両端５、５は、金属ロッ
ド１の塗布範囲Ｌの両縁付近に穿設した小孔６、６に挿
入され、はんだ７（図１０では左側のみに示す）によっ
て固定される。

【００１１】小孔６、６は端面２、２よりも塗布範囲Ｌ
内に位置するから、塗布範囲Ｌの両端付近のこの小孔
６、６を含む所定範囲Ｍ（最低３ｍｍ、通常は約４ｍ
ｍ）にはんだ７Ａが盛られ、この盛り付けたはんだ７Ａ
を切削あるいは研磨加工してワイヤ４の巻き付け外径と
同一外径となるようにしている。

【００１２】

【従来技術の問題点】図１０、１１に示した従来の方法
においては、塗布範囲Ｌの両端に盛り付けたはんだ７Ａ
を切削または研磨加工する際に、その外径を一定に保つ
のが困難であった。

【００１３】すなわち図１０に示すようにはんだ７Ａを
盛り付けた範囲Ｍが広く、またはんだ７Ａの硬さがワイ
ヤ４に比べて著しく柔らかいため、はんだ７Ａは端面２
側の切削あるいは研磨がワイヤ４側に比べて早く進行
し、はんだ７の外周径は端面２に接近するのに伴って細
くなる。このためはんだ７の外周は端面２に向って細い
テーパー状となり、いわゆる”だれ”が発生する。

【００１４】このようにこのマイクロロッドバー９は塗
布範囲Ｌの両端付近で外径が僅かに細くなっているた
め、硬基板の両縁付近で塗布液の塗布厚さが厚くなった
り周期的な塗りむらが発生することになり、均一な塗布
ができなくなる。

【００１５】またワイヤ４には通常ステンレスなどの硬
い金属が用いられるから、両端５、５を小孔６、６に挿
入するために折曲するとこの折曲部分が比較的大きな曲
率半径となり、小孔６、６に入る直前の部分でワイヤ４
が外径方向に膨出する。

【００１６】このため前記のように盛り付けたはんだ７
Ａを切削する際に、このワイヤ４の膨出部分４Ａをも同
時に切削することが必要であるが、はんだ７Ａとの硬さ
が大幅に異なるため、表面が平滑にならないという問題
もあった。

【００１７】

【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、硬基板塗布用マイクロロッドバーのワイヤ
巻き付け部分の両端を研磨する場合に、外周面の“だ
れ”ができず、ワイヤの折曲部分を平滑に仕上げること
ができる硬基板塗布用マイクロロッドバーの研磨装置を
提供することを目的とする。

【００１８】

【発明の構成】本発明によればこの目的は、金属ロッド
の塗布範囲外周に細い金属ワイヤを密に巻き付け、ワイ
ヤの両端末を塗布範囲の両端に固着し、このワイヤ端末
の固定部分をワイヤの密着巻き付け部分と同径に研磨す
る硬基板塗布用マイクロロッドバーの研磨装置におい
て、前記マイクロロッドバーを水平かつ回転自在に保持
する支持台と、この支持台に保持されたマイクロロッド
バーを一定速度で回転するモータと、水平な支軸に保持
されマイクロロッドバーに直交する平面内で上下動可能
な起立板と、この起立板に取付けられた研磨テープの供
給リールおよび巻取りリールと、前記供給リールから導
かれる研磨テープの研磨面をマイクロロッドバーの塗布
範囲の端に上方から接触させつつマイクロロッドバーの
接線方向へ走行させるテープ案内手段と、前記起立板の
下限位置を調節可能に設定する位置決め手段とを備え、
前記位置決め手段により前記研磨テープの接触圧を制御
可能にすると共に、前記マイクロロッドバーの回転速度
と研磨テープの走行速度とを独立に調節可能にしたこと
を特徴とする硬基板塗布用マイクロロッドバーの研磨装
置により達成される。

【００１９】

【実施例】図１は硬基板塗布装置の全体配置図であり、
この塗布装置はカラーフィルタの製造工程でフォトレジ
ストを塗布するものである。図２はこの塗布装置の平面
図、図３はその正面断面図、図４は図３におけるVI−VI
線断面図、図５は本発明によるマイクロロッドバーの端
末研磨装置を示す正面図、図６はそのVI−VI線断面図、
図７は研磨テープの案内手段の一部を示す斜視図、図８
はこの案内手段のヘッドを示す断面図、図９はマイクロ
ロッドバーの支持台を示す図である。

【００２０】図１において符号１０は矩型（長方形）の
ガラス基板、１２はローラコンベアであり、ガラス基板
１０はその下面の左右の縁をコンベア１２のローラに載
せた状態で図上左から右へ送られる。コンベア１２の途
中には、小径で断面円形なマイクロロッドバー１６と、
その上方に対向する大径のニップローラ１８と、マイク
ロロッドバー１６の上部を残してほぼ全体が入る塗布液
槽２０とが設けられている。

【００２１】ここにマイクロロッドバー１６は、前記図
１０、１１で説明したマイクロロッドバー９と同一構造
を持つ。すなわち直径約１２ｍｍの断面円形の金属ロッ
ドの表面に、直径約１００μｍの細い金属線を密着する
ように巻き付けたものであり、金属線間の溝による毛細
管現象を利用して塗布液すなわちフォトレジストを塗布
するものである。

【００２２】塗布液槽２０は、図２、３および図４に示
すように、基板１０の送り方向に対して水平面上で直交
方向に長く浅い液溜め部２２を持つ。この液溜め部２２
には給液パイプから（図示せず）新しい液が供給される
一方、排液口２６から塗布液が排出される。給液パイプ
は液溜め部２２の一端寄りの底面付近に臨み、排液口２
６は他端寄りの底に開口する。このため塗布液が液溜め
部２２をその長手方向に流れて液を均質化するのに適す
る。なおこの塗布液の深さは図示しない液面センサによ
り監視され、常に一定に管理される。

【００２３】マイクロロッドバー１６はその上部が液か
ら露出するように水平に保持されている。すなわち液溜
め部２２の両端には上方に半円弧状に開いた凹部を有す
る軸受部３０、３２が設けられ、この軸受部３０、３２
とここに上方から被されるキャップ３４、３６との間に
マイクロロッドバー１６を回転自在に保持している。ま
たマイクロロッドバー１６の中間部分はバックアップ部
材３８により下方から支持されている。

【００２４】このバックアップ部材３８は、摺動性に優
れた硬質の合成樹脂で作られ、その上面に長手方向に沿
って形成された半円形の溝がマイクロロッドバー１６に
下方から当接してマイクロロッドバー１６のたわみを防
止するものである。なおこのバックアップ部材３８の高
さは、この下方に配列された多数の調整ねじ４０により
塗布液槽２０の下面から微調整可能となっている。

【００２５】マイクロロッドバー１６の一端（図１にお
ける奥側の端）は塗布液槽２０より後方へ突出し、この
突出端は着脱自在な継手４２によって電動モータ４４に
接続されている。この電動モータ４４はガラス基板１０
の送り速度がコンベア１２と等速になるようにその回転
が管理されている。前記ニップローラ１８の表面は導電
性ゴムで作られ、マイクロロッドバー１６との間にガラ
ス基板１０を挟んだ状態でガラス基板１０に所定の挟圧
力を付与するように保持されている。

【００２６】マイクロロッドバー１６のワイヤの両端末
は図１０、１１に示すように固着される。すなわち金属
ロッド１００の塗布範囲Ｌに密に巻き付けられたワイヤ
４の両端は小孔６、６に係入され、はんだ７Ａ（図１０
では左端だけに盛り付けられている）を盛り付けること
によって固定されている。この盛り付けたはんだ７Ａ
は、次に説明する研磨装置によりワイヤ４の密着巻き付
け部分と同じ外径に研磨される。

【００２７】次に研磨装置を図５〜９を用いて説明す
る。図で１００は固定台、１０２、１０２はこの固定台
１００に左右へ移動可能かつ固定可能に取付けられた可
動台である。これら可動台１０２、１０２は固定台１０
０に設けた水平なガイドレール１０４、１０４にスライ
ド可能に保持されている。

【００２８】１０６、１０６はマイクロロッドバー１６
を水平かつ回転自在に保持する支持台である。支持台１
０６は、図８に示すように可動台１０２の上面に起立す
る起立壁１０８と、この起立壁１０８の上縁に設けたＶ
型の切り欠き部１１０と、この切り欠き部１１０に下方
から臨む一対のローラ１１２、１１２とを持つ。マイク
ロロッドバー１６は両ローラ１１２、１１２の間の上方
に載せられて保持される。

【００２９】マイクロロッドバー１６はこれら支持台１
０６、１０６に載せられた状態で、図５に示すように継
手１１４を介しモータ１１６に接続される。モータ１１
６は減速機を内蔵し、基台１００に固定された起立壁１
１８に固定されている。この結果モータ１１６によりマ
イクロロッドバー１６は一定速度で回転される。なおこ
の回転速度および回転方向は制御可能である。

【００３０】１２０、１２０は各可動台１０２、１０２
にそれぞれ取付けられた起立板である。これらの起立板
１２０はマイクロロッドバー１６と平行な支軸１２２
（図６）を中心にして手前側（図６で左側）を上方へ回
動可能である。この起立板１２０の下降位置は位置決め
手段１２４により設定される。なお両起立板１２０の構
成は左右対称であるから、以下その一方について説明す
る。

【００３１】この位置決め手段１２４は、図６に示すよ
うに、可動台１０２の上面に固定された固定円板１２６
と、起立板１２０に取付けられたカム板１２８と備え
る。カム板１２８は起立板１２０を下降させた時に固定
円板１２６に当接して、起立板１２０の下限位置を決め
る。

【００３２】なおカム板１２８は偏心した軸１３０を中
心に回動位置決め可能であり、その回動位置を変えるこ
とにより起立板１２０の下限位置が変更可能である。こ
のため後記する研磨テープ１４０がマイクロロッドバー
１６の研磨面（ワイヤの巻付け外周面）よりも下降しな
いように、テープ１４０を位置決めすることができる。
すなわち最終的な研磨仕上げ面をワイヤ４の巻付け外周
面に一致させるようにする。

【００３３】図５、６において１３２は供給リール、１
３４は巻取りリールであり、共に起立板１２０に取付け
られている。すなわち起立板１２０の一方の面（支持台
１０６と反対側の面）にテンションモータ１３６、およ
びサーボモータ１３８が取付けられ、他方の面にリール
１３２、１３４が取付けられている。リール１３２はモ
ータ１３６の軸に取付けられ、リール１３４はトルクリ
ミッタ（図示せず）を介してモータ１３８に接続されて
いる。

【００３４】これらのリール１３２、１３４には研磨テ
ープ１４０が巻き付けられ、供給リール１３２から引き
出されたテープ１４０はテープ案内手段１４２を介して
巻取りリール１３４に巻取られる。

【００３５】研磨テープは幅約４ｍｍのアセテートなど
の支持テープの片面に、研磨材となる微細なアルミナ粉
を均一に塗布し固着したものである。例えば富士写真フ
イルム株式会社より提供される「研磨テープＡＸ−７０
０」（商品名）などを用いることができる。

【００３６】テープ案内手段１４２は、支持台１０６に
載せたマイクロロッドバー１６のはんだ盛り付け部分７
Ａに上方から対向するヘッド１４４と、多数の案内ロー
ラ１４６と、ドライブローラ１４８とを備える。ヘッド
１４４は図７に示すように、マイクロロッドバー１６の
はんだの盛り付け部分７Ａに対向する凹部１５０と、こ
の凹部１５０を縦断するように研磨テープ１４０を案内
する案内溝１５２とを持つ。

【００３７】ヘッド１４４は図８に示すように構成され
ている。すなわちこのヘッド１４４には、凹部１５０の
テープ案内溝１５２に対して垂直な貫通孔１４４ａが形
成され、この貫通孔１４４ａに押圧部材１４４ｂが摺動
自在に装填されている。この押圧部材１４４ｂの中間付
近には段部１４４ｃが形成され、この段部１４４ｃを貫
通孔１４４ａの段部に上方から当接させて押圧部材１４
４ｂの下方向への位置決めがなされる。

【００３８】この押圧部材１４４ｂの下部はテープ案内
溝１５２に臨み、その下端面がテープ１４０の上面に摺
接する。押圧部材１４４ｂには貫通孔１４４ａと同軸に
ガイドピン１４４ｄが植設され、このガイドピン１４４
ｃは貫通孔１４４ａの上端に螺入される調節つまみ１４
４ｅに形成した凹部１４４ｆに下方から係入している。
ガイドピン１４４ｄの外周にはコイルばね１４４ｇが装
着され、このコイルばね１４４ｇの上・下端はそれぞれ
調節つまみ１４４ｅと押圧部材１４４ｂとに当接してい
る。

【００３９】このため調節つまみ１４４ｅを回転するこ
とにより、コイルばね１４４ｇの圧縮量を変化させ、押
圧部材１４４ｂをテープ１４０が押上げる圧力を調節す
ることができる。

【００４０】ドライブローラ１４８は、サーボモータ１
３８によりベルト１５４（図６）を介して駆動される。
すなわちこのドライブローラ１４８はサーボモータ１３
８により一定速度で回転駆動され、このローラ１４８に
巻き掛けられた研磨テープ１４０の送り速度を一定に保
つ。なおこのサーボモータ１３８の回転はトルクリミッ
タを介して巻取りリール１３４に伝えられ、一定のトル
クで巻取られる。また供給リール１３２にはテンション
モータ１３６により一定の反力が付与され、研磨テープ
１４０に一定のテンション（張力）を与えている。

【００４１】この研磨装置は、起立板１２０を降下させ
た図５、６の状態で、ヘッド１４４の凹部１５０を通る
研磨テープ１４０の研磨面がはんだ盛り付け部７Ａに適
切な接触圧で接触するように設定される。すなわち位置
決め手段１２４のカム板１２８の角度を調節すると共
に、テンションモータ１３６によりテープ１４０に与え
るテンションを調節する。

【００４２】またサーボモータ１３８によりドライブロ
ーラ１４８の回転速度を調節することにより研磨テープ
１４０の走行速度を調節する。さらにモータ１１６によ
り、マイクロロッドバー１６の回転速度を設定する。

【００４３】マイクロロッド１６は図７に示すように研
磨テープ１４０に走行方向と逆方向に回転し、両者の接
触部分の相対速度を大きくしている。この相対速度と接
触圧力とは、研磨テープ１４０の種類、はんだ７および
ワイヤ４の種類、研磨の進行状況等によって、決定され
る。例えば研磨の終了に近付くにつれて接触圧を小さく
してゆくのが望ましい。

【００４４】このように、所定のテンションを付与され
ながら走行する研磨テープ１４０をはんだ盛り付け部７
Ａに接触させるから、研磨面の“だれ”がほとんど発生
せず、ワイヤ密着巻付け部分と同径に高精度に加工する
ことができる。また研磨は極めて低速で進行するから、
ワイヤ４の一部が金属ロッド１の外周面から僅かに浮上
していてもこのワイヤ４をはんだ７Ａと同一面に高精度
に研磨でき、研磨表面の平滑性が良い。

【００４５】このように加工されたマイクロロッドバー
１６を用いた硬基板塗布装置は、次のように動作する。
ガラス基板１０はパターン４６の面を下にしてローラコ
ンベア１２に載せられ、図１で左側から右側へ送られ
る。そしてこのガラス基板１０は、マイクロロッドバー
１６とニップローラ１８との間に進入する。マイクロロ
ッドバー１６の表面にはその回転により液溜め部２２の
塗布液が付着しているから、このマイクロロッドバー１
６の回転に伴いガラス基板１０の下面にこの塗布液が塗
布されて行く。

【００４６】マイクロロッドバー１６の塗布範囲Ｌの両
縁は、はんだ７の表面の研磨によるその外径の変化が少
なく外周面の”だれ”が少ない。このためこのマイクロ
ロッドバー１６を用いた時には、ガラス基板１０の塗布
面（下面）の塗布むらが少なくなる。

【００４７】この実施例は、ワイヤ４の両端を金属ロッ
ド１の周面に設けた小孔６に挿入して一定範囲Ｍにはん
だ７Ａを盛り付け、このはんだ７Ａを研磨するが、本発
明は他の方法でワイヤ４の端末を固定するものにも適用
できる。例えば端面２と塗布範囲Ｌとに開く溝あるいは
切り欠きを設け、この切り欠きにワイヤ端末を固着する
ものであってもよい。この研磨装置は盛り付けたはんだ
７Ａを研磨するだけでなく、はんだの無い場合、例えば
ワイヤ端末を接着や溶接などの固定方法によって巻付け
た場合に適用しても良い効果が得られる。

【００４８】

【発明の効果】請求項１の発明は以上のように、研磨テ
ープをワイヤ両端の固着部付近の外周に所定圧で接触さ
せつつ走行させて研磨すると共に、金属ロッドと研磨テ
ープとの相対速度を調節可能にしたから、高精度な研磨
ができ、塗布範囲の両端付近の“だれ”が発生しない。
このため塗布面のむらの発生を防止することができる。

【００４９】ここにワイヤ端末をはんだを盛り付けるこ
とにより固着したものでは、はんだの表面で、“だれ”
を発生させることなくワイヤ密着巻き付け部分と同径に
高精度に加工できる。この時ワイヤの一部が金属ロッド
から僅かに浮き上っていても、このワイヤとはんだとを
平滑な表面に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】硬基板塗布装置の全体配置図

【図２】この塗布装置の断面図

【図３】塗布装置の正面断面図

【図４】図３におけるVI−VI線断面図

【図５】本発明によるマイクロロッドバーの端末研磨装
置を示す正面図

【図６】そのVI−VI線断面図

【図７】研磨テープの案内手段の一部を示す斜視図

【図８】研磨テープを案内するヘッドの断面図

【図９】マイクロロッドバーの支持台を示す図

【図１０】マイクロロッドバーの端末処理構造を示す図

【図１１】その一部を断面した右側面図

【符号の説明】

１ 金属ロッド ４ ワイヤ ５ ワイヤ端末 ７ はんだ ７Ａ はんだ盛り付け部分 １０ 硬基板としてのガラス基板 １２ ローラコンベア １４ ギーサー １６、９ マイクロロッドバー １８ ニップローラ ２２ 塗布液層 Ｌ 塗布範囲 Ｍ はんだ盛り付け範囲

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大津 政夫 神奈川県綾瀬市小園1005番地 富士マイク ログラフイックス株式会社内 (72)発明者 江本 辰弥 神奈川県綾瀬市小園1005番地 富士マイク ログラフイックス株式会社内 (72)発明者 山崎 信哉 神奈川県綾瀬市小園1005番地 富士マイク ログラフイックス株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属ロッドの塗布範囲外周に細い金属ワ
   イヤを密に巻き付け、ワイヤの両端末を塗布範囲の両端
   に固着し、このワイヤ端末の固定部分をワイヤの密着巻
   き付け部分と同径に研磨する硬基板塗布用マイクロロッ
   ドバーの研磨装置において、前記マイクロロッドバーを
   水平かつ回転自在に保持する支持台と、この支持台に保
   持されたマイクロロッドバーを一定速度で回転するモー
   タと、水平な支軸に保持されマイクロロッドバーに直交
   する平面内で上下動可能な起立板と、この起立板に取付
   けられた研磨テープの供給リールおよび巻取りリール
   と、前記供給リールから導かれる研磨テープの研磨面を
   マイクロロッドバーの塗布範囲の端に上方から接触させ
   つつマイクロロッドバーの接線方向へ走行させるテープ
   案内手段と、前記起立板の下限位置を調節可能に設定す
   る位置決め手段とを備え、前記位置決め手段により前記
   研磨テープの接触圧を制御可能にすると共に、前記マイ
   クロロッドバーの回転速度と研磨テープの走行速度とを
   独立に調節可能にしたことを特徴とする硬基板塗布用マ
   イクロロッドバーの研磨装置。