KR102362082B1

KR102362082B1 - 작업 장치 및 작업 방법

Info

Publication number: KR102362082B1
Application number: KR1020197008422A
Authority: KR
Inventors: 가즈마사 이쿠시마
Original assignee: 무사시 엔지니어링 가부시키가이샤
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2022-02-10
Also published as: EP3520904B1; US20190193104A1; EP3520904A4; JPWO2018062463A1; KR20190062405A; PL3520904T3; SG10202101804XA; PH12019550047A1; JP6995374B2; MY202372A; CN109789434B; CN109789434A; TWI797090B; EP3520904A1; TW201819050A; WO2018062463A1; SG11201901754PA; US11229923B2; HUE062007T2

Abstract

본 발명은, 기기의 차이가 있는 복수의 작업 헤드 간에서 불균일이 없는 작업을 얻을 수 있는 작업 장치 및 작업 방법의 제공하기 위한 것으로서, 동일한 작업을 행하는 n대의(n은 2 이상의 자연수)의 작업 헤드와, 작업 대상물을 유지하는 스테이지와, 스테이지와 작업 헤드를 상대 이동시키는 제1 방향 구동 장치와, 스테이지와 작업 헤드를 상대 이동시키는 제2 방향 구동 장치와, 스테이지와 작업 헤드를 상대 이동시키는 제3 방향 구동 장치와, 각 작업 헤드의 작업량을 측정하는 작업량 측정 장치와, 제어 장치를 구비하고, 제1 방향 구동 장치가, n대의 작업 헤드를 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시킬 수 있고, 제2 방향 구동 장치가, n대의 작업 헤드를 제2 방향으로 동시에 이동시키는 제2 방향 주구동 장치와, n대의 작업 헤드 중 n-1대의 작업 헤드를 제2 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 제2 방향 부구동 장치를 구비하여 구성되는 작업 장치 및 동 장치를 사용한 작업 방법을 제공한다.

Description

작업 장치 및 작업 방법

본 발명은, 복수의 작업 헤드를 가지는 작업 장치 및 작업 방법에 관한 것이며, 특히, 복수의 토출(吐出) 장치를 사용하는 액체 재료 도포 장치 및 도포 방법에 관한 것이다. 본 발명에서의 「토출」에는, 액체 재료가 토출구로부터 이격되기 전에 도포 대상물(對象物)에 접촉하는 타입의 토출 방식, 및 액체 재료가 토출구로부터 이격된 후에 도포 대상물에 접촉하는 타입의 토출 방식을 포함한다.

반도체 장치 등의 제조에 있어서, 비교적 큰 기판, 예를 들면, 한 변 500㎜ 전후의 직사각형의 기판 중에, 복수 개의 같은 반도체 장치를 매트릭스형으로 형성한 후, 개개의 반도체 장치에 떼어낸다는 「다면취(多面取)」가 행해지는 것이 증가하고 있다. 다수의 반도체 장치를 제조하므로, 생산성의 향상이 항상 요구된다. 그리고, 본 명세서에 있어서, 생산성은, 주로 시간당의 처리 수를 고려한다.

생산성을 향상시키기 위해서는, 같은 제조 장치를 복수 대 배열하여 병렬 처리하는 것이 가장 용이하며, 일반적이다. 그러나, 이것으로는 제조 장치의 대형화나 비용의 증대를 초래한다.

따라서, 제조 장치의 크기는 거의 그대로, 복수의 작업 헤드를 탑재하고, 동시에 같은 동작을 시킴으로써, 생산성의 향상을 도모하는 것이 행해지고 있다. 예를 들면, 액체 재료 도포 장치에 있어서는, 작업 헤드인 토출 장치를 복수 탑재하는 다음과 같은 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 1은, 도포 수단의 노즐로부터 도포물을 도포 대상물 상에 토출시킴으로써, 도포 대상물 상에 필요한 패턴의 묘화(描畵)를 행하는 도포 장치에 있어서, 복수의 도포 수단과, 도포 대상물을 도포물의 묘화 태양(態樣)에 따라 이동시키는 이동 기구와, 복수의 도포 수단의 도포량을 각각 제어하는 제어 수단을 가지는 도포 장치를 개시한다.

또한, 특허문헌 2는, 도포 대상물을 향해 스크루의 회전에 의해 노즐로부터 스크루의 회전 속도에 따른 양의 페이스트를 토출하는 도포 헤드와, 도포 대상물과 도포 헤드를 상대(相對) 이동시키는 이동 기구와, 도포 대상물 상에 도포한 페이스트의 도포량을 검출하는 검출부와, 검출한 도포량에 기초하여 목표하는 도포량이 얻어지도록 도포 대상물과 도포 헤드와의 상대 이동 속도 또는 스크루의 회전 속도를 조정하고, 조정한 상대 이동 속도 또는 조정한 회전 속도에 기초하여 도포 헤드 및 이동 기구(機構)를 제어하는 수단을 포함하는 페이스트 도포 장치를 개시한다.

일본 공개특허 제2004―290885호 공보 일본 공개특허 제2009―50828호 공보

그러나, 복수 토출 장치의 각각의 상태, 특히, 토출 장치의 구성 부품이나 동작 등의 상태, 토출하는 액체 재료의 온도나 점도 등의 상태를 모두 같게 하여, 복수의 토출 장치 간의 액체 재료의 토출량을 모두 같게 하는 것은 곤란을 수반한다. 또한, 어느 정도의 오차를 허용하는 것으로 해도, 미세화, 고정밀도화가 진행되는 최근에 있어서는, 허용되는 오차는 극히 작아, 토출량을 동일하게 하는 것은 더욱 더 곤란해지고 있다. 이 상태에서 동시에 같은 동작을 시켜도, 토출량에 불균일이 있으므로, 도포 대상물에 토출 장치가 동작을 따라 액체 재료를 토출한 결과인 도포량에도 불균일이 발생하고 있었다. 이와 같은 문제는, 기기의 차이가 있는 복수의 작업 헤드를 가지는 작업 장치 전반(全般)에 존재하는 것이다.

따라서, 본 발명은, 기기의 차이가 있는 복수의 작업 헤드 간에서 불균일이 없는 작업을 얻을 수 있는 작업 장치 및 작업 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명에서는, 토출량에 불균일이 있는 복수의 토출 장치에 동일한 도포 패턴을 형성시켜도, 복수의 토출 장치 간에서 불균일이 없는 도포량을 얻을 수 있는 액체 재료 도포 장치 및 도포 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[제1 기술 사상]

본 발명의 작업 장치는, 동일한 작업을 행하는 n대의(n은 2 이상의 자연수)의 작업 헤드와, 작업 대상물을 유지하는 스테이지와, 스테이지와 n대의 작업 헤드를 제1 방향으로 상대 이동시키는 제1 방향 구동 장치와, 스테이지와 n대의 작업 헤드를 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 상대 이동시키는 제2 방향 구동 장치와, 스테이지와 n대의 작업 헤드를 제1 방향 및 제2 방향과 직교하는 제3 방향으로 상대 이동시키는 제3 방향 구동 장치와, 각 작업 헤드의 작업량을 측정하는 작업량 측정 장치와, n대의 작업 헤드 및 제1 방향 구동 장치 내지 제3 방향 구동 장치의 동작을 제어하는 제어 장치를 구비한 작업 장치에 있어서, 상기 제1 방향 구동 장치가, 상기 n대의 작업 헤드를 상기 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시킬 수 있고, 상기 제2 방향 구동 장치가, 상기 n대의 작업 헤드를 상기 제2 방향으로 동시에 이동시키는 제2 방향 주구동 장치와, 상기 n대의 작업 헤드 중 n-1대의 작업 헤드를 상기 제2 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 제2 방향 부구동 장치를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 작업 장치에 있어서, 상기 제2 방향 부구동 장치의 가동(可動) 거리는, 상기 제2 방향 주구동 장치의 가동 거리 L의 절반 이하인 것을 특징으로 해도 된다.

상기 작업 장치에 있어서, 상기 제2 방향 부구동 장치의 가동 거리는, 상기 제2 방향 주구동 장치의 가동 거리 L의 1/5 이하인 것을 특징으로 해도 된다.

상기 작업 장치에 있어서, 상기 제1 방향 구동 장치가, 상기 n대의 토출 장치를 상기 제1 방향으로 동시에 이동시키는 제1 방향 주구동 장치와, 상기 n대의 토출 장치 중 n-1대의 토출 장치를 상기 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 제1 방향 부구동 장치를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 작업 장치에 있어서, 상기 제1 방향 구동 장치가, 상기 n대의 토출 장치를 상기 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 n대의 제1 방향 주구동 장치에 의해 구성되는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 작업 장치에 있어서, 상기 제어 장치가, 상기 n대의 작업 헤드에 동일한 작업 패턴을 실시하게 하는 데 있어서, 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 출사(出射) 횟수, 작업 시간 및 작업 속도를 설정하는 기능을 구비한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 작업 장치에 있어서, 상기 제어 장치가, 상기 n대의 작업 헤드에 동일한 작업 패턴을 실시하게 하는 데 있어서, 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 측정한 상기 작업량 측정 장치의 측정값에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각의 출사 횟수, 작업 시간 및 상대 이동 속도를 산출하고, 설정하는 기능을 구비한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 작업 장치에 있어서, 상기 제어 장치가, 상기 n대의 작업 헤드에 동일한 작업 패턴을 실시하게 하는 데 있어서, 출사 주파수를 변경시키지 않고, 상기 n대의 작업 헤드의 각각의 출사 횟수, 작업 시간 및 상대 이동 속도를 산출하고, 설정하는 기능을 구비한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 작업 장치에 있어서, 또한 상기 제1 방향 구동 장치 및 상기 제2 방향 구동 장치에 탑재된 촬상(撮像) 장치를 구비하고, 상기 제어 장치가, 상기 촬상 장치에 의한 촬상 화상에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드와 상기 작업 대상물의 제1 방향 및 제2 방향의 위치 관계를 산출하고, 상기 산출 결과에 따라 상기 n대의 작업 헤드의 제1 방향 및 제2 방향의 작업 개시 위치를 설정하는 기능을 구비한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 작업 장치에 있어서, 또한 상기 제1 방향 구동 장치 및 상기 제2 방향 구동 장치에 탑재된 거리 측정 장치를 구비하고, 상기 제어 장치가, 상기 거리 측정 장치로부터의 수신 신호에 기초하여 상기 작업 헤드와 상기 작업 대상물의 거리를 산출하고, 상기 산출 결과에 따라 상기 작업 헤드의 제3 방향의 작업 개시 위치를 설정하는 기능을 구비한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 작업 장치에 있어서, 상기 작업 헤드가, 액체 재료를 토출구로부터 출사하는 토출 장치를 탑재한 작업 헤드인 것을 특징으로 해도 된다.

본 발명의 제1 관점의 작업 방법은, 상기에 기재된 작업 장치를 사용한 작업 방법으로서, 상기 제1 방향 구동 장치에 의해 상기 n대의 작업 헤드를 상기 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시키고, 상기 제2 방향 주구동 장치에 의해 상기 n대의 작업 헤드를 상기 제2 방향으로 동시에 이동시키고, 상기 제2 방향 부구동 장치에 의해 상기 n대의 작업 헤드 중 n-1대의 작업 헤드를 상기 제2 방향으로 각각 독립적으로 이동시킴으로써, 상기 n대의 작업 헤드와 상기 작업 대상물을 상대 이동시키면서 작업을 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 관점의 작업 방법은, 상기에 기재된 작업 장치를 사용하여, 상기 작업 대상물에, n×m개(m은 1 이상의 자연수)의 작업 패턴을 형성하는 작업 방법으로서, 상기 작업 헤드가, 액체 재료를 토출구로부터 출사하는 토출 장치를 탑재한 작업 헤드이며, 상기 n대의 작업 헤드의 각각이 토출하는 액적(液適; droplet) 1개분의 중량에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수를 산출하는 토출 횟수 산출 공정, 산출한 상기 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간을 산출하는 도포 시간 산출 공정, 산출한 상기 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 보정 후의 이동 속도를 산출하는 보정 후의 이동 속도 산출 공정, 산출한 상기 보정 후의 이동 속도에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드와 상기 작업 대상물을 상대 이동시키면서 도포를 행하는 도포 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 관점의 작업 방법은, 상기에 기재된 작업 장치를 사용하여, 상기 작업 대상물에, 상기 토출 장치의 대수의 m배 개(m은 1 이상의 자연수)의 작업 패턴을 형성하는 작업 방법으로서, 상기 작업 헤드가, 액체 재료를 토출구로부터 출사하는 토출 장치를 탑재한 작업 헤드이며, 상기 n대의 작업 헤드의 각각이 토출하는 액적 1개분의 중량에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수를 산출하는 토출 횟수 산출 공정, 산출한 상기 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간을 산출하는 도포 시간 산출 공정, 산출한 상기 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 보정 후의 이동 속도를 산출하는 보정 후의 이동 속도 산출 공정, 상기 작업 헤드의 수평 방향 도포 개시 위치를 산출하는 수평 방향 개시 위치 산출 공정, 산출한 상기 보정 후의 이동 속도 및 상기 보정 후의 이동 속도에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드와 상기 작업 대상물을 상대 이동시키면서 도포를 행하는 도포 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도포 공정을 포함하는 작업 방법에 있어서, 상기 도포 공정에서, 상기 제2 방향 주구동 장치의 동작과 상기 제2 방향 부구동 장치의 동작을 합성함으로써 상기 n대의 작업 헤드를 상이한 이동 속도로 이동시키는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 제2 또는 제3 관점에 관한 작업 방법에 있어서, 상기 작업 대상물에, 어레이 배치된 n×p개(p는 2 이상의 자연수)의 작업 패턴을 형성하는 것을 특징으로 해도 된다.

[제2 기술 사상]

본 발명의 액체 재료 도포 장치는, 액체 재료를 토출구로부터 토출하는 동일 사양의 n대의(n은 2 이상의 자연수)의 토출 장치와, 도포 대상물을 유지하는 스테이지와, 스테이지와 n대의 토출 장치를 제1 방향으로 상대 이동시키는 제1 방향 구동 장치와, 스테이지와 n대의 토출 장치를 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 상대 이동시키는 제2 방향 구동 장치와, 스테이지와 n대의 토출 장치를 제1 방향 및 제2 방향과 직교하는 제3 방향으로 상대 이동시키는 제3 방향 구동 장치와, 토출 장치로부터 소정 조건으로 토출된 액체 재료의 중량을 측정하는 중량 측정 장치와, n대의 토출 장치 및 제1 방향 구동 장치 내지 제3 방향 구동 장치의 동작을 제어하는 제어 장치를 구비한 액체 재료 도포 장치에 있어서, 상기 제1 방향 구동 장치가, 상기 n대의 토출 장치를 상기 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시킬 수 있고, 상기 제2 방향 구동 장치가, 상기 n대의 토출 장치를 상기 제2 방향으로 동시에 이동시키는 제2 방향 주구동 장치와, 상기 n대의 토출 장치 중 n-1대의 토출 장치를 상기 제2 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 제2 방향 부구동 장치를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 액체 재료 도포 장치에 있어서, 상기 제2 방향 부구동 장치의 가동 거리는, 상기 제2 방향 주구동 장치의 가동 거리 L의 절반 이하인 것을 특징으로 해도 된다.

상기 액체 재료 도포 장치에 있어서, 상기 제2 방향 부구동 장치의 가동 거리는, 상기 제2 방향 주구동 장치의 가동 거리 L의 1/5 이하인 것을 특징으로 해도 된다.

상기 액체 재료 도포 장치에 있어서, 상기 제1 방향 구동 장치가, 상기 n대의 토출 장치를 상기 제1 방향으로 동시에 이동시키는 제1 방향 주구동 장치와, 상기 n대의 토출 장치 중 n-1대의 토출 장치를 상기 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 제1 방향 부구동 장치를 구비하여 구성되는 것, 또는 상기 제1 방향 구동 장치가, 상기 n대의 토출 장치를 상기 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 n대의 제1 방향 주구동 장치에 의해 구성되는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 액체 재료 도포 장치에 있어서, 상기 제어 장치가, 상기 n대의 토출 장치에 동일한 도포 패턴을 형성하는 데 있어서, 상기 n대의 토출 장치의 각각에 대하여 토출 횟수, 도포 시간 및 도포 속도를 설정하는 기능을 구비한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 제어 장치가 토출 횟수, 도포 시간 및 도포 속도를 설정하는 기능을 가지는 액체 재료 도포 장치에 있어서, 상기 제어 장치가, 상기 n대의 토출 장치에 동일한 도포 패턴을 형성하는 데 있어서, 상기 n대의 토출 장치의 각각에 대하여 측정한 상기 중량 측정 장치의 측정값에 기초하여 상기 n대의 토출 장치의 각각의 토출 횟수, 도포 시간 및 도포 속도를 산출하고, 설정하는 기능을 구비한 것을 특징이라도 되고, 또한 상기 제어 장치가, 상기 n대의 토출 장치에 동일한 도포 패턴을 형성하는 데 있어서, 주파수를 변경시키지 않고, 상기 n대의 토출 장치의 각각의 토출 횟수, 도포 시간 및 도포 속도를 산출하고, 설정하는 기능을 구비한 것을 특징으로 해도 된다.

상기 액체 재료 도포 장치에 있어서, 또한 상기 제1 방향 구동 장치 및 상기 제2 방향 구동 장치에 탑재된 촬상 장치를 구비하고, 상기 제어 장치가, 상기 촬상 장치에 의한 촬상 화상에 기초하여 상기 n대의 토출 장치와 상기 도포 대상물의 제1 방향 및 제2 방향의 위치 관계를 산출하고, 상기 산출 결과에 따라 상기 n대의 토출 장치의 제1 방향 및 제2 방향의 도포 개시 위치를 설정하는 기능을 구비한 것을 특징이라도 되고, 또한 상기 제1 방향 구동 장치 및 상기 제2 방향 구동 장치에 탑재된 거리 측정 장치를 구비하고, 상기 제어 장치가, 상기 거리 측정 장치로부터의 수신 신호에 기초하여 상기 토출 장치와 상기 도포 대상물의 거리를 산출하고, 상기 산출 결과에 따라 상기 토출 장치의 제3 방향의 도포 개시 위치를 설정하는 기능을 구비한 것을 특징으로 해도 된다.

본 발명의 제1 관점의 도포 방법은, 상기에 기재된 액체 재료 도포 장치를 사용한 도포 방법으로서, 상기 제1 방향 구동 장치에 의해 상기 n대의 토출 장치를 상기 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시키고, 상기 제2 방향 주구동 장치에 의해 상기 n대의 토출 장치를 상기 제2 방향으로 동시에 이동시키고, 상기 제2 방향 부구동 장치에 의해 상기 n대의 토출 장치 중 n-1대의 토출 장치를 상기 제2 방향으로 각각 독립적으로 이동시킴으로써, 상기 n대의 토출 장치와 상기 도포 대상물을 상대 이동시키면서 도포를 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 관점의 도포 방법은, 상기 제어 장치가 토출 횟수, 도포 시간 및 도포 속도를 설정하는 기능을 가지는 액체 재료 도포 장치를 사용하여, 상기 도포 대상물에, n×m개(m은 1 이상의 자연수)의 도포 패턴을 형성하는 도포 방법으로서, 상기 n대의 토출 장치의 각각이 토출하는 액적 1개분의 중량에 기초하여 상기 n대의 토출 장치의 각각에 대하여 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수를 산출하는 토출 횟수 산출 공정, 산출한 상기 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수에 기초하여 상기 n대의 토출 장치의 각각에 대하여 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간을 산출하는 도포 시간 산출 공정, 산출한 상기 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간에 기초하여 상기 n대의 토출 장치의 각각에 대하여 보정 후의 이동 속도를 산출하는 보정 후의 이동 속도 산출 공정, 산출한 상기 보정 후의 이동 속도에 기초하여 상기 n대의 토출 장치와 상기 도포 대상물을 상대 이동시키면서 도포를 행하는 도포 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 관점의 도포 방법은, 상기 촬상 장치를 구비한 액체 재료 도포 장치를 사용하여, 상기 도포 대상물에, 상기 토출 장치의 대수의 m배 개(m은 1 이상의 자연수)의 도포 패턴을 형성하는 도포 방법으로서, 상기 n대의 토출 장치의 각각이 토출하는 액적 1개분의 중량에 기초하여 상기 n대의 토출 장치의 각각에 대하여 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수를 산출하는 토출 횟수 산출 공정, 산출한 상기 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수에 기초하여 상기 n대의 토출 장치의 각각에 대하여 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간을 산출하는 도포 시간 산출 공정, 산출한 상기 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간에 기초하여 상기 n대의 토출 장치의 각각에 대하여 보정 후의 이동 속도를 산출하는 보정 후의 이동 속도 산출 공정, 상기 토출 장치의 수평 방향 도포 개시 위치를 산출하는 수평 방향 개시 위치 산출 공정, 산출한 상기 보정 후의 이동 속도 및 상기 보정 후의 이동 속도에 기초하여 상기 n대의 토출 장치와 상기 도포 대상물을 상대 이동시키면서 도포를 행하는 도포 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도포 공정을 포함하는 도포 방법에 있어서, 상기 도포 공정에서, 상기 제2 방향 주구동 장치의 동작과 상기 제2 방향 부구동 장치의 동작을 합성함으로써 상기 n대의 토출 장치를 상이한 이동 속도로 이동시키는 것을 특징으로 해도 된다.

상기 제1 내지 제3 중 어느 하나의 관점에 관한 도포 방법에 있어서, 상기 도포 대상물에, 어레이 배치된 n×p개(p는 2 이상의 자연수)의 도포 패턴을 형성하는 것을 특징으로 해도 된다.

본 발명에 의하면, 기기의 차이가 있는 복수의 작업 헤드 간에서 불균일이 없는 작업을 얻을 수 있는 작업 장치 및 작업 방법을 제공하는 것이 가능해진다. 특히, 토출량에 불균일이 있는 복수의 토출 장치에 동일한 도포 패턴을 형성시켜도, 복수의 토출 장치 간에서 불균일이 없는 도포량을 얻을 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치의 전체 사시도이다.
도 2는 제2 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치의 전체 사시도이다.
도 3은 제3 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치의 전체 사시도이다.
도 4는 제4 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치의 전체 사시도이다.

본 발명의 작업 장치는, 동일한 작업을 행하는 n대의(n은 2 이상의 자연수)의 작업 헤드와, 작업 대상물을 유지하는 스테이지와, 스테이지와 n대의 작업 헤드를 제1 방향으로 상대 이동시키는 제1 방향 구동 장치와, 스테이지와 n대의 작업 헤드를 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 상대 이동시키는 제2 방향 구동 장치와, 스테이지와 n대의 작업 헤드를 제1 방향 및 제2 방향과 직교하는 제3 방향으로 상대 이동시키는 제3 방향 구동 장치와, 각 작업 헤드의 작업량을 측정하는 작업량 측정 장치와, n대의 작업 헤드 및 제1 방향 구동 장치 내지 제3 방향 구동 장치의 동작을 제어하는 제어 장치를 구비하고 있다.

제1 방향 구동 장치는, n대의 작업 헤드를 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시킬 수 있다. 제2 방향 구동 장치는, n대의 작업 헤드를 제2 방향으로 동시에 이동시키는 제2 방향 주구동 장치와, n대의 작업 헤드 중 n-1대의 작업 헤드를 제2 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 제2 방향 부구동 장치를 구비하여 구성된다. 제2 방향 부구동 장치의 가동 거리는, 제2 방향 주구동 장치의 가동 거리 L의 절반 이하로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1/5 이하로 한다.

제1 방향 구동 장치는, n대의 토출 장치를 제1 방향으로 동시에 이동시키는 제1 방향 주구동 장치와, n대의 토출 장치 중 n-1대의 토출 장치를 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 제1 방향 부구동 장치를 구비하여 구성하도록 해도 된다. 또는, 제1 방향 구동 장치를, n대의 토출 장치를 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 n대의 제1 방향 주구동 장치에 의해 구성되도록 해도 된다.

상기 특징을 가지는 본 발명의 작업 장치에 의하면, 단위 시간당의 「출력」이 상이한 복수의 장치를 사용하여, 동시에 동일한 작업을 작업 헤드와 작업 대상물을 상대 이동하면서 행하는 경우에 있어서, 각 작업 헤드의 이동 속도를 개별적으로 제어함으로써, 최종적인 「출력 결과」를 정렬하는 것이 가능해진다. 작업 헤드에 탑재되는 장치는, 예를 들면, 액체 재료를 토출구로부터 출사하는 토출 장치, 레이저광을 펄스형으로 출사하는 레이저 발진(發振; oscillation) 장치이다.

이하에, 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 형태예를 설명한다.

[제1 실시형태]

<구성>

제1 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 액체 재료를 토출하는 토출 장치(2a, 2b, 2c)와, 도포 대상물(5)을 탑재하여 고정시키는 스테이지(4)와, 토출 장치(2a, 2b, 2c)와 스테이지(4)를 상대 이동시키는 XYZ 구동 장치(6, 7, 8, 13)와, 토출 장치(2a, 2b, 2c)로부터의 토출량(즉, 작업량)을 측정하는 중량 측정 장치(16)와, 토출 장치(2a, 2b, 2c), XYZ 구동 장치(6, 7, 8, 13) 및 중량 측정 장치(16)와 접속하여 각각의 동작을 제어하는 제어 장치(17)로 주로 구성된다. 이하에서는, 토출 장치(2a, 2b, 2c)를, 「토출 장치(2)」라고 생략 표기하는 경우가 있다.

제1 실시형태의 토출 장치(2)는, 액실(液室) 내를 왕복 이동하는 액실보다 폭이 좁은 밸브체(로드)의 작용에 의해 토출구(吐出口)(3)으로부터 액체 재료를 방울형으로 토출하는, 이른바 「제트식」을 사용하고 있다. 제트식에는, 밸브 시트에 밸브체를 충돌시켜 액체 재료를 토출구로부터 비상(飛翔) 토출시키는 착석(着座) 타입의 제트식, 또는 (b) 밸브체를 이동시키고, 이어서, 급격하게 정지하여, 밸브 시트에 밸브체(토출용 부재)를 충돌시키지 않고 토출구로부터 비상 토출시키는 비착석 타입의 제트식이 있지만, 어느 타입의 제트식이라도 된다. 밸브체(로드)의 구동 장치로서는, 예를 들면, 피스톤을 구비하여 압축 기체(氣體)나 스프링에 의해 로드를 구동시키는 것, 압전(壓電) 소자에 의해 로드를 구동시키는 것이 있다.

제1 실시형태에서는, 다면취 기판을 도포 대상물(5)로 하고 있으므로, 동시에 복수의 도포 패턴(작업 패턴)을 형성할 수 있도록 같은 사양의 토출 장치(2)를 복수 개 설치하고 있다. 도 1에서는, 토출 장치(2)이 3개인 경우를 예시하고 있다. 단, 토출 장치(2)의 수는 이에 한정되지 않고, 2대라도 되고, 4대 이상(예를 들면, 2∼8대)이라도 된다. 토출 장치(2)의 수는, 도포 대상으로 형성하는 도포 패턴의 수나 크기 등을 감안하여 결정한다. 예를 들면, 도포 패턴의 수가 k개이며, k=n×p의 관계가 성립되는 경우(n 및 p는, 모두 2 이상의 자연수), 토출 장치(2)의 대수를 n대 또는 p대로 하는 것이 개시된다. 이 때, 기판 상에 형성되는 k개의 도포 패턴의 배치는, n열×p행 또는 p열×n행의 어레이 배치에 한정되지 않고, 예를 들면, 2n열×1/2 p행의 경우도 있다. 토출 장치(2)의 폭보다 좁은 피치(간격)로 행방향(제1 실시형태에서는 제1 방향)으로 복수의 도포 패턴이 배치되어 있는 경우에는, 1행을 복수 대의 토출 장치의 복수 회의 도포 동작에 의해 도포하는 것(예를 들면, 1행에 배열된 6개의 도포 패턴을 3대의 토출 장치의 2회의 도포 동작에 의해 도포하는 것)이 행해진다. 그리고, 열방향(제1 실시형태에서는 제2 방향)에 대하여는, 토출 장치(2)의 폭보다 좁은 피치로 토출 장치(2)를 이동시키는 것이 가능하므로, 열방향의 도포 패턴의 피치의 대소(大小)는 영향을 주지 않는다.

스테이지(4)는, 상면에 도포 대상물(5)을 탑재하는 평면과, 도포 대상물(5)을 스테이지(4)에 고정시키는 고정 기구를 가진다. 고정 기구로서는, 예를 들면, 스테이지(4) 내부로부터 상면에 통하는 복수의 구멍을 뚫고, 그 구멍으로부터 공기를 흡입함으로써 도포 대상물(5)을 흡착 고정시키는 기구, 도포 대상물(5)을 고정용 부재로 끼워넣어지고, 그 부재를 나사 등의 고정 수단에 의해 스테이지(4)에 고정시킴으로써 도포 대상물(5)을 고정시키는 기구를 사용할 수 있다.

XYZ 구동 장치는, 제1 방향 주구동 장치(6a, 6b, 6c)와, 제2 방향 주구동 장치(7)와, 제3 방향 구동 장치(8a, 8b, 8c)와, 제2 방향 부구동 장치(13a, 13b, 13c)로 구성된다. 이하에서는, 제1 방향 주구동 장치(6a, 6b, 6c)를 「제1 방향 주구동 장치(6)」라고, 제3 방향 구동 장치(8a, 8b, 8c)를 「제3 방향 구동 장치(8)」라고, 제2 방향 부구동 장치(13a, 13b, 13c)를 「제2 방향 부구동 장치(13)」라고 생략 표기하는 경우가 있다.

제1 방향 주구동 장치(6)는, 토출 장치(2)와 같은 수 설치되어 있고, 제1 방향인 X방향(부호 "9")으로 각각의 토출 장치(2)를 각각 독립적으로 이동 가능하게 한다. 제1 방향 주구동 장치(6a, 6b, 6c)는, 동일 직선 궤도 상을 이동하도록, 직육면체형의 빔(22)의 스테이지 측의 측면에 배치되어 있다. 제1 방향 주구동 장치(6a, 6b, 6c)의 스테이지 측의 측면에는, 제2 방향 부구동 장치(13a, 13b, 13c)가 각각 배치되어 있다. 제1 방향 주구동 장치(6a, 6b, 6c)를, 일정한 간격을 유지하면서, 같은 속도로 동시에 이동하도록 제어를 행함으로써, 마치 1개의 X방향 구동 장치인것과 같은 동작을 시키는 것도 가능하다.

제2 방향 주구동 장치(7)는, X방향(부호 "9")과 직교하는 제2 방향인 Y방향(부호 "10")으로 제1 방향 주구동 장치(6a, 6b, 6c)를 동시에 이동하도록 구성된다. 제2 방향 주구동 장치(7)는, 장척(長尺)의 지지대(23)의 상면에 배치되어 있고, 제1 방향 주구동 장치(6a, 6b, 6c)가 설치된 빔(22)의 한쪽의 단부(端部)가, 제2 방향 주구동 장치(7) 상에 배치되어 있다. 제2 방향 주구동 장치(7)가 제1 방향 주구동 장치(6a, 6b, 6c)를 동시에 Y방향(부호 "10")으로 이동함으로써, 토출 장치(2a, 2b, 2c)의 Y좌표가 동시에 위치 결정된다. 그리고, 본 실시형태에서는, 제1 방향을 X방향으로 하고, 제2 방향을 Y방향으로 하고 있지만, 이와는 상이하게, 제1 방향을 Y방향으로 하고, 제2 방향을 X방향으로 해도 된다.

제3 방향 구동 장치(8)는, 토출 장치(2)와 같은 수 설치되어 있고, X방향(부호 "9") 및 Y방향(부호 "10")과 직교하는 제3 방향인 Z방향(부호 "11")으로 각각의 토출 장치(2)를 각각 독립적으로 이동 가능하게 한다. 제3 방향 구동 장치(8a, 8b, 8c)의 스테이지 측의 측면에는 토출 장치(2a, 2b, 2c)가 각각 연결되어 있고, 스테이지 반대측의 측면은 각 제2 방향 부구동 장치(13a, 13b, 13c)와 각각 연결되어 있다.

제2 방향 부구동 장치(13a, 13b, 13c)는, 부호 "15"로 나타내는 Y방향으로 토출 장치(2a, 2b, 2c)의 이동 속도를 개별적으로 제어하는 것을 가능하게 하고 있다. 여기서, 부호 "15"로 나타내는 Y방향으로의 이동은, 제2 방향 주구동 장치(7)에 의한 Y방향(부호 "10")에 대한 이동과 독립적으로 행할 수 있다. 제1 실시형태에 있어서, 제1 방향(X방향)으로 부구동 장치를 설치하지 않는 것은, 처음부터 제1 방향 주구동 장치(6a, 6b, 6c)를 각각 독립적으로 이동할 수 있도록 구성하고 있기 때문이다. 후술하는 제3 실시형태와 같이, 제1 방향(X방향)에 있어서, 토출 장치(2a, 2b, 2c)를 동시에 이동시키도록 한 구성으로 했을 때는, 제1 방향 부구동 장치를 각각에 설치한다.

제2 방향 부구동 장치(13)의 가동 거리는, 제2 방향 주구동 장치(7)의 가동 거리 L와 비교하여 충분히 짧게 구성되어 있다. 예를 들면, 가동 거리 L의 절반 이하, 바람직하게는 1/5 이하, 더욱 바람직하게는 1/10 이하이면 된다. 제2 방향 부구동 장치(13a, 13b, 13c)는, 토출 장치(2a, 2b, 2c)와 함께 각각 도포 헤드를 구성하므로, 소형인 쪽이 바람직하다. 소형화함으로써 구동 장치의 부하를 낮게 할 수 있고, 위치 결정 정밀도도 향상되기 때문이다. 후술하는 바와 같이, 이동 속도를 제어할 때의 기준으로 되는 토출 장치(2)가 1개 있고, 기준으로 되는 토출 장치(2)와 연결된 제2 방향 부구동 장치(13)는 구동시키지 않는다. 또는, 도 1과는 달리, 기준으로 되는 토출 장치(2)에는, 제2 방향 부구동 장치(13)를 설치하지 않아도 된다.

XYZ 구동 장치(6, 7, 8, 13)는, 리니어 모터나, 볼나사와 전동 모터(서보 모터, 스테핑 모터 등) 등에 의해 구성할 수 있다. 그리고, 도 1에서는, 스테이지(4)를 고정시켜 토출 장치(2)를 X방향(부호 "9") 및 Y방향(부호 "10")으로 이동시키도록 하고 있지만, 예를 들면, 토출 장치(2)를 X방향(부호 "9"), 스테이지(4)를 Y방향(부호 "10")으로 각각을 이동하도록 해도 되고, 스테이지(4)가 걸쳐지도록 역 U자형의 프레임에 토출 장치(2)를 고정시켜 스테이지(4)를 X방향(부호 "9") 및 Y방향(부호 "10")으로 이동하도록 해도 된다.

작업량 측정 장치인 중량 측정 장치(16)는, 본 실시형태에 있어서는, 토출 장치(2)로부터 토출되는 액체 재료의 무게를 측정하는 기기(機器)를 채용하고 있다. 측정 결과를 제어에 사용하므로, 측정 결과를 케이블 등을 통하여 외부의 기기에 출력하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 전자 천칭 등이 바람직하다.

제어 장치(17)는, 처리 장치와, 기억 장치와, 입력 장치와, 출력 장치를 구비하여 구성되어 있다. 제어 장치(17)는, 토출 장치(2), XYZ 구동 장치(6, 7, 8, 13) 및 중량 측정 장치(16)가 접속되어 있고, 이들 각각의 장치의 동작을 제어한다. 처리 장치, 기억 장치로서, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터(PC), 프로그래머블 로직 컨트롤러(PLC) 등을 사용할 수 있다. 또한, 입력 장치, 출력 장치로서, 키보드, 마우스, 디스플레이 외에 입출력을 겸하는 터치 패널을 사용할 수 있다.

전술한 각각의 장치는, 가대(mount)(18) 상 및 내부에 배치된다. 토출 장치(2), 스테이지(4), 각각의 구동 장치(6, 7, 8, 13), 및 중량 측정 장치(16)가 설치되는 가대(18)의 상부는, 점선으로 나타내는 커버(19)로 덮는 것이 바람직하다. 이로써, 장치의 고장이나 제품의 불량의 원인으로 되는 도포 장치(1) 내로의 먼지의 진입을 방지하고, 작업자와 XYZ 구동 장치(6, 7, 8, 13) 등의 가동부와의 뜻하지 않은 접촉을 방지할 수 있다. 그리고, 작업의 편리성이기 때문에, 커버(19)의 측면에 개폐 가능한 도어를 설치해도 된다.

<동작>

이하에서는, 토출 장치(2)로서 제트식 토출 장치를 이용하고, 연속하여 방울형의 액체 재료를 비상 토출시키면서 이동함으로써 라인 드로잉(line drawing) 도포를 행하는 경우의 동작을 예시한다.

(초기 설정)

처음에, 제1 공정으로서, 각종 파라미터의 입력을 입력 장치를 통해 행하여, 기억 장치에 기억한다. 각종 파라미터에는, 도포 대상물(5)에 관한 것, 토출 장치(2)에 관한 것, 도포에 관한 것이 있다. 도포 대상물(5)에 관한 것으로서는, 도포 대상물(5) 자체의 치수나, 모따기(chamfering)의 수(즉, 종횡으로 배치되는 수), 도포를 실행할 때의 기준의 위치로 되는 얼라인먼트 마크 좌표나 얼라인먼트 마크 화상 등이 있다. 토출 장치(2)에 관한 것으로서는, 로드가 상승하고 있는 시간(ON 시간) 및 하강하고 있는 시간(OFF 시간), 압축 기체에 의해 액체 재료를 압송(壓送)하는 보조가 있는 경우에는 그 압력의 크기 등이 있다. 토출 장치(2)에 관한 파라미터에 대하여는, 복수 개 있는 토출 장치(2)의 모두에 대하여 입력을 행한다. 도포에 관한 것으로서는, 도포하는 선의 길이나 형상(즉, 도포 패턴), 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 액체 재료의 중량(도포량) 등이 있다.

(토출 중량 측정)

이어서, 제2 공정으로서, 토출 장치(2a, 2b, 2c)로부터의 각각의 토출량의 측정을 행한다. 본 실시형태에서 측정하는 토출량은, 토출 장치(2)가 설정된 소정의 횟수(예를 들면, 100회나 500회라는 미리 결정한 설정 토출 횟수), 토출을 행했을 때의 중량 측정 장치(16)의 측정값(즉, 설정 횟수 토출 시의 중량)이다. 이 측정은, 토출 장치(2)가 중량 측정 장치(16) 상에서, 액체 재료를 소정의 횟수 토출함으로써 행한다. 측정값은, 제어 장치(17)에 보내지고, 제어 장치(17)가 구비하는 전용(專用) 소프트웨어에 의해 기억 장치에 기억된다.

(보정 후의 이동 속도의 산출)

이어서, 제3 공정으로서, 제2 공정에서 측정한 토출량의 측정 결과에 따라 토출 장치(2a, 2b, 2c)마다의 보정 후의 이동 속도의 산출을 행한다. 본 실시형태에서는 이하의 수순으로 행한다. 이하의 수순은, 제어 장치(17)가 구비하는 전용 소프트웨어에 의해 실현할 수 있다.

(1) 제2 공정에서 측정한 설정 토출 횟수 토출 시의 중량을 제2 공정에서 사용한 설정 토출 횟수로 나누고, 1회의 토출량(즉, 액적 1개분의 중량)을 구한다.

(2) 제1 공정에서 설정한 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 액체 재료의 중량(도포 중량)을, (1)에서 구한 1회의 토출량으로 나누고, 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수 S를 구한다.

(3) (2)에서 구한 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수 S를, 제1 공정에서 설정한 1회의 토출 시간 T₁으로부터 구해지는 토출 장치(2)의 주파수[=T₁의 역수(逆數)]로 나누고, 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간(도포 시간 T₂)을 구한다.

(4) 제1 공정에서 설정한 도포하는 선의 길이(즉, 도포 패턴 길이)를, (3)에서 구한 도포 시간 T₂로 나누고_, 보정 후 도포 속도(즉, 토출 장치가 액체 재료를 토출하면서 이동할 때의 보정 후의 이동 속도)를 구한다.

제2 공정 및 제3 공정은, 토출 장치(2a, 2b, 2c)의 모두에 대하여 실행한다. 즉, 토출 장치(2)의 수와 같은 횟수분, 제2 공정 및 제3 공정을 실행함으로써, 토출 장치(2a, 2b, 2c)마다의 보정 후 도포 속도를 산출한다. 제2 공정 및 제3 공정은, 도포 작업의 개시 전에 행하지 않고, 미리 설정한 보정 주기로 실행하는 것이 바람직하다. 보정 주기(周期)로서는, 예를 들면, 유저(user)가 입력한 시간 정보나 기판의 개수를 설정하는 것이 개시된다.

(도포 패턴의 형성)

마지막으로, 제4 공정으로서, 제3 공정에서 산출한 보정 후 도포 속도에 기초하여, 도포 패턴에 따라 토출 장치(2a, 2b, 2c)를 도포 대상물(5)에 대하여 상대 이동시켜, 도포를 행한다.

기준으로 되는 토출 장치(2)[즉, 토출 장치(2a, 2b, 2c) 중 어느 하나 1대]는, 제3 공정에서 구한 보정 후 도포 속도에 기초하여, 제1 방향 주구동 장치(6) 및 제2 방향 주구동 장치(7)를 사용하여 동작시킨다. 즉, 기준으로 되는 토출 장치(2)에서는, 제2 방향 부구동 장치(13)를 동작시키지 않는다[또는 제2 방향 부구동 장치(13)를 설치하지 않는다]. 기준 이외의 토출 장치(2)는, 제1 방향 주구동 장치(6), 제2 방향 주구동 장치(7) 및 제2 방향 부구동 장치(13)를 사용하여 동작시킨다.

제3 공정에서 구한 제1 방향[즉, X방향(부호 "9")]의 보정 후의 이동 속도가 토출 장치 간에서 상이한 경우, 제1 방향 주구동 장치(6a, 6b, 6c)를 독립적으로 동작함으로써 토출 장치(2a, 2b, 2c)를 상이한 이동 속도로 이동시킨다. 제3 공정에서 구한 제2 방향[즉, Y방향(부호 "10")]의 보정 후의 이동 속도가 토출 장치 간에서 상이한 경우, 제2 방향 주구동 장치(7)의 동작에 제2 방향 부구동 장치(13)의 동작을 합성한 동작을 시킴으로써, 상이한 이동 속도를 실현한다. 바꾸어 말하자면, 제2 방향 주구동 장치(7)는 기준으로 되는 토출 장치(2)의 보정 후의 이동 속도로 동작시키고, 제2 방향 부구동 장치(13)에 기준으로 되는 토출 장치(2)의 보정 후의 이동 속도와의 차분의 동작을 시킨다. 예를 들면, 제3 공정에서 구한 토출 장치(2b) 또는 (2c)의 보정 후의 이동 속도가 기준으로 되는 토출 장치(2a)보다 빠른 경우, 제2 방향 주구동 장치(7)의 동작 방향과 같은 방향(부호 "15")으로, 제2 방향 부구동 장치(13b) 또는 (13c)를 동작시킴으로써, 제2 방향 주구동 장치(7)의 이동 속도와 제2 방향 부구동 장치(13b) 또는 (13c)의 이동 속도가 합쳐져, 기준으로 되는 토출 장치(2a)의 이동 속도보다 빠르게 동작할 수 있다.

반대로, 제3 공정에서 구한 토출 장치(2b) 또는 (2c)의 보정 후의 이동 속도가 기준으로 되는 토출 장치(2a)보다 늦은 경우, 제2 방향 주구동 장치(7)의 동작 방향과는 역방향(부호 "15")으로, 제2 방향 부구동 장치(13b) 또는 (13c)를 동작시킴으로써, 제2 방향 주구동 장치(7)의 보정 후의 이동 속도로부터 제2 방향 부구동 장치(13b) 또는 (13c)의 보정 후의 이동 속도가 당겨져, 기준으로 되는 토출 장치(2a)의 보정 후의 이동 속도보다 늦게 동작할 수 있다.

토출 장치(2a, 2b, 2c)의 보정 후의 이동 속도의 산출예를 표 1에 나타낸다. 표 1에 나타낸 ON 시간과 OFF 시간을 합친 것이 1회의 토출 시간 T₁으로 된다. 1회의 토출 시간 T₁의 역수가 주파수(출사 주파수)로 된다. 그리고, 출사 주파수를 변화시킨 경우의 토출량의 변화 특성은 선형(線形)은 아닌 것이 많기 때문에, 동일 도포 패턴 내에서는 한 번 설정한 출사 주파수는 변경하지 않는 것이 바람직하다.

[표 1]

본 실시형태에서는, 제2 공정에서 설정 횟수 토출 시의 중량을 측정하였으나, 이와는 상이하게, 미리 결정한 설정 시간의 동안, 토출을 행했을 때의 중량(설정 시간 토출 시의 중량)을 측정해도 된다. 이 경우, 제3 공정에서는, 다음의 수순으로 토출 장치(2a, 2b, 2c)마다의 보정 후의 이동 속도의 산출을 행한다.

(a) 제2 공정에서 측정한 설정 시간 토출 시의 중량으로부터 구해지는 단위 시간당의 토출량 W1을 구한다.

(b) (a)에서 구한 단위 시간당의 토출량 W1을 토출 장치(2)의 주파수로 나누고, 1회의 토출량 W2(즉, 액적 1개분의 중량)을 구한다.

(c) 제1 공정에서 설정한 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 액체 재료의 중량(도포 중량 W3)을, (b)에서 구한 1회의 토출량 W2로 나누고, 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수 S를 구한다.

(d) (c)에서 구한 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수 S를, 제1 공정에서 설정한 1회의 토출 시간 T₁으로부터 구해지는 토출 장치(2)의 주파수로 나누고, 1개의 도포 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간(도포 시간 T₂)를 구한다.

(e) 제1 공정에서 설정한 도포하는 선의 길이(즉, 도포 패턴 길이)를, (d)에서 구한 도포 시간 T₂로 나누고, 보정 후 도포 속도(즉, 토출 장치가 액체 재료를 토출하면서 이동할 때의 보정 후의 이동 속도)를 구한다.

이상 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치(1)에 있어서는, 토출 장치(2)를 도포 대상물(5)에 대하여 이동시키기 위하여, 주구동 장치와는 별개로 부구동 장치를 설치하여 상이한 도포 조건 하에서 도포함으로써, 토출량에 불균일이 있는 복수의 토출 장치(2)에 동시에 같은 동작을 시켜도, 복수의 토출 장치 간에서 불균일이 없는 도포량(도포 중량)을 얻을 수 있다.

본 실시형태와는 달리, 토출 장치(2)로서 다른 토출 방식의 것을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 액체 재료가 저류로 된 용기에 압축 기체를 공급함으로써 토출구보다 액체 재료를 토출하는 「에어식」, 봉형체(棒形體) 표면의 축 방향으로 나선형의 플랜지가 형성된 스크루를 회전시킴으로써 액체 재료를 반송하여 토출구로부터 토출하는 「스크루식」, 계량공 내벽에 슬라이딩 접촉하는 플런저(plunger)를 후퇴시킴으로써 계량공 내에 액체 재료를 충전하고, 플런저를 진출시킴으로써 토출구로부터 액체 재료를 토출하는 「플런저식」등의 토출 장치를 사용할 수 있다.

[제2 실시형태]

<구성>

도 2에 나타낸 제2 실시형태의 액체 재료 도포 장치(1)는, 촬상 장치(20)와,거리 측정 장치(21)와, 촬상 장치(20) 및 거리 측정 장치(21)를 구동시키기 위한 제1 방향 주구동 장치(6d)를 구비하는 점에서, 제1 실시형태의 액체 재료 도포 장치(1)와 주로 상위(相違)하다. 이하에서는 상위점을 중심으로 설명하고, 공통점에 대한 설명은 생략한다.

촬상 장치(20)는, 토출 장치(2)에 대한 도포 대상물(5)의 X방향(부호 "9") 및 Y방향(부호 "10")의 위치를 측정한다. 촬상 장치(20)는, 예를 들면, 도포 대상물(5)의 화상을 촬상할 수 있는 CCD 카메라에 의해 구성하는 것이 바람직하다. 촬상 장치(20)는, 거리 측정 장치(21)의 스테이지 측의 측면에 연결되어 있고, 제어 장치(17)와 신호 케이블(도시하지 않음)에 의해 접속되어 있다. 제어 장치(17)는, 촬상 장치(20)가 촬상한 얼라인먼트 마크의 화상에 기초하여, 토출 장치(2)와 도포 대상물(5)의 수평 방향의 위치 관계를 산출하는 기능을 전용 소프트웨어에 의해 실현하고 있다.

거리 측정 장치(21)는, 토출 장치(2)에 대한 도포 대상물(5)의 Z방향(부호 "11")의 위치를 측정한다. 거리 측정 장치(21)는, 예를 들면, 도포 대상물(5)과의 거리를 계측할 수 있는 레이저 변위계에 의해 구성하는 것이 바람직하다. 거리 측정 장치(21)는, 제1 방향 주구동 장치(6d)의 스테이지 측의 측면에 연결되어 있고, 제어 장치(17)와 신호 케이블(도시하지 않음)에 의해 접속되어 있다. 제어 장치(17)는, 거리 측정 장치(21)로부터 수신한 신호에 기초하여 토출 장치(2)와 도포 대상물(5)과의 거리를 산출하는 기능을 전용 소프트웨어에 의해 실현하고 있다.

제2 실시형태에서는, 촬상 장치(20)와 거리 측정 장치(21)를 각각 1대씩 설치하는 구성으로 하고 있지만, 1대씩에서는 도포 대상물(5) 상의 도포 범위를 모두 촬상한, 거리 계측하거나 할 수 없는 경우, 촬상 장치(20) 및/또는 거리 측정 장치(21)를 2대 이상 설치하는 구성으로 하고, 모든 도포 범위를 커버 가능하도록 한다.

거리 측정 장치(21)는, 제1 방향 주구동 장치(6d)에 의해 X방향(부호 "9")으로 독립적으로 이동할 수 있다. 제2 실시형태에서는, 제1 방향 주구동 장치(6d)를 빔(22)의 우측단에 설치하고 있지만, 제1 방향 주구동 장치(6a)∼(6c)의 사이 또는 빔(22)의 좌측단에 설치하도록 해도 된다. 제2 실시형태에서는, 촬상 장치(20)와 거리 측정 장치(21)를 Y방향(부호 "10")으로 병설하고 있지만, X방향(부호 "9")으로 병설해도 된다. 촬상 장치(20) 및 거리 측정 장치(21)는, 보정의 기준으로 되는 위치를 측정함으로써, 제2 방향 부구동 장치는 설치하지 않는다.

또한, 제2 실시형태에서는, 촬상 장치(20)와 거리 측정 장치(21)를 독립적으로 제1 방향 주구동 장치(6d)에 설치하고 있지만, 제1 방향 주구동 장치(6d)를 설치하지 않고, 제1 방향 주구동 장치(6a)∼(6c) 중 어느 하나에 토출 장치(2)와 함께 촬상 장치(20)와 거리 측정 장치(21)를 병설해도 된다. 이제, 제2 방향 부구동 장치를 설치하지 않는 토출 장치(2)와 병설하는 것이 바람직하지만, 제2 방향 부구동 장치를 설치한 토출 장치(2)와 병설하는 경우에는, 후술하는 측정 동작 시에 제2 방향 부구동 장치를 동작시키지 않도록 하면 된다.

그 외의 구성에 대하여는, 제1 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치의 구성과 같으므로, 설명을 생략한다.

제2 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치(1)는, 도포 대상물(5)이 어긋난 상태로 탑재된 경우의 위치 보정 기능을 구비하고 있다.

예를 들면, 도포 대상물(5)이 직사각형의 판형체인 경우, 도포 대상물(5)의 각 변과 구동 장치의 각각의 이동 방향이 정확하게 일치하도록, 달리 말하자면, 도포 대상물(5)의 각 변과 구동 장치의 각각의 이동 방향이 정확하게 평행하거나, 또는 직교하도록, 스테이지(4) 상에 탑재할 필요가 있다. 그러나, 실제는, 평행 이동이나 회전한 상태, 이른바 「어긋남」이 있는 상태로 탑재되는 것이 대부분이다. 정확하게 탑재되어 있지 않은 것으로, 액체 재료가 도포 대상물(5) 상의 정확한 위치에 도포되지 않게 된다. 따라서, 「어긋남」량을 측정하고, 이것을 보정하도록 도포를 행함으로써, 정확한 위치에 도포를 행하는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 액체 재료를 도포 대상물(5) 상에 도포하기 위해서는, 토출 장치(2)와 도포 대상물(5)과의 간격 또는 거리[즉, 도포 대상물(5)에 대한 토출 장치(2)의 높이]가 적절하게 유지되고 있을 필요가 있다. 그러나, 실제는, 반송(搬送; transport)이나 부품의 실장(實裝) 등으로 힘이나 열이 가해져, 도포 대상물(5)의 표면이 물결치도록 높이 방향으로 변동되는 경우가 있다. 이와 같은 표면에 도포를 행하면, 정확한 양의 액체 재료가 토출되지 않았거나, 원하는 형상으로 액체 재료가 도포되지 않았거나 하는 경우가 있다. 따라서, 표면 상태를 측정하고, 높이 방향의 변동을 보정하도록 도포를 행함으로써, 원하는 형상으로 도포를 행하는 것을 가능하게 하고 있다.

<동작>

제2 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치(1)는, 제1 실시형태에 있어서의 제4 공정 대신에, 이하의 A 공정 및 B 공정을 실행한다. 그리고, 제1 공정으로부터 제3 공정까지는, 제1 실시형태와 같으므로, 설명은 생략한다. 단, 제1 공정에서, 2개의 얼라인먼트 마크의 좌표 및 화상을 설정하여 둔다.

A 공정으로서, 토출 장치(2)의 도포 대상물(5)에 대한 위치를 측정하고, 그 측정 결과에 따라 토출 장치(2)가 토출을 개시하는 위치를 산출한다. 본 실시형태에서는, 다음과 같이 실행한다.

(1) 촬상 장치(20)를 제1 공정에서 미리 설정하여 둔 얼라인먼트 마크 좌표까지 이동시키고, 도포 대상물(5) 상에 있는 얼라인먼트 마크를 촬상한다.

(2) 제어 장치(17)의 전용 소프트웨어에 의해 화상 처리를 행하여, 제1 공정에서 미리 설정하여 둔 얼라인먼트 마크 화상과 (1)에서 촬상한 얼라인먼트 마크 화상과의 어긋남량(shift amount)을 산출하고, 산출 결과를 기억 장치에 기억한다. 여기서는, 도포 대상물(5) 상의 이격된 2개소의 얼라인먼트 마크를 비추고나서, 어긋남량을 산출한다. 2개소의 얼라인먼트 마크를 사용함으로써, 회전에 대하여 위치의 보정을 할 수 있다.

(3) 거리 측정 장치(21)를 측정 위치로 이동하여 측정을 행하고, 측정 결과 (제3 방향 측정값)를 기억 장치에 기억한다. 측정 위치는, 다면취의 각 도포 패턴의 각각의 도포 개시 위치인 것이 바람직하다. 그러나, 다면취에서는, 측정 개소(箇所)가 많아지게 되므로, 도포 대상물(5) 상의 도포면을 복수의 도포 패턴을 모은 몇 가지의 영역으로 나누고, 그 영역 안의 1개소를 측정하여, 대표값으로서 사용함으로써 시간 단축을 도모해도 된다. 도포 대상물(5) 상의 도포면의 정밀도가 양호한 것으로 판단 가능한 것이면, 측정 개소를 1개소만으로 하는 것도 가능하다.

이어서, B 공정으로서, 제3 공정에서 산출한 보정 후 도포 속도 및 A 공정에서 산출한 어긋남량 및 제3 방향 측정값에 기초하여 도포를 행한다. 보정 후 도포 속도에 기초하여 도포를 행하는 방법은, 제1 실시형태와 마찬가지이다. 한편, 산출한 어긋남량에 기초하여 행하는 도포는, 제1 공정에서 설정한 도포 패턴으로, A 공정에서 산출한 어긋남량 및 제3 방향 측정값을 가미(加味)함으로써 행한다.

상기한 제1 내지 제3 공정 및 A 공정은, 도포 대상물(5)을 교체할 때마다 실행하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 제2 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치(1)에 있어서도, 토출량에 불균일이 있는 복수의 토출 장치(2)에 동시에 같은 동작을 시켜도, 복수의 토출 장치 간에서 불균일이 없는 도포량(도포 중량)을 얻을 수 있다. 그에 더하여, 토출 장치(2)에 대한 도포 대상물(5)의 위치를 측정함으로써, 도포 위치의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

[제3 실시형태]

<구성>

도 3에 나타낸 제3 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치(1)는, 제1 실시형태와, 제1 방향 주구동 장치(6) 및 제1 방향 부구동 장치(12a, 12b, 12c)의 구성이 상이하다.

제3 실시형태에 관한 제1 방향 주구동 장치(6)는, 소정 간격으로 토출 장치(2a, 2b, 2c)가 배치된 직사각형의 판형 부재를 구비하고, 빔(22)의 스테이지 측의 측면에 배치되어 있다. 제1 방향 주구동 장치(6)는, 부호 "9"로 나타내는 X방향으로 토출 장치(2a, 2b, 2c)를 동시에 이동시키도록 구성되어 있다.

제1 방향 부구동 장치(12a, 12b, 12c)는, 제1 방향 주구동 장치(6)의 스테이지 측의 측면에 배치되어 있고, 부호 "14a∼14c"로 나타내는 X방향으로 토출 장치(2a, 2b, 2c)를 각각 독립적으로 이동할 수 있다. 여기서, 부호 "14a∼14c"로 나타내는 X방향으로의 이동은, 제1 방향 주구동 장치(6)에 의한 X방향(부호 "9")에 대한 이동과 독립적으로 행할 수 있다.

제2 방향 부구동 장치(13a, 13b, 13c)는, 제1 방향 부구동 장치(12a, 12b, 12c)의 스테이지 측의 측면에 각각 배치되어 있고, 부호 "15a∼15c"로 나타내는 Y방향으로 토출 장치(2a, 2b, 2c)를 각각 독립적으로 이동할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, X방향(부호 "9", "14") 및 Y방향(부호 "10", "15")에 대하여, 토출 장치(2a, 2b, 2c)의 이동 속도를 개별적으로 제어할 수 있다.

그 외의 구성에 대하여는, 제1 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치(1)의 구성과 같으므로, 설명을 생략한다.

<동작>

제3 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치(1)의 동작은, 제1 공정으로부터 제3 공정까지는 제1 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치(1)의 동작과 마찬가지이지만, 제4 공정의 동작이 상이하다.

제3 실시형태의 제4 공정에서는, 제2 방향 주구동 장치(7)의 동작에 제2 방향 부구동 장치(13a, 13b, 13c)의 동작을 합성한 동작을 시킴으로써, 제2 방향(Y방향)의 상이한 이동 속도를 실현하고 있다. 또한, 제3 실시형태에서는, 제1 방향 주구동 장치(6)의 동작에 제1 방향 부구동 장치(12a, 12b, 12c)의 동작을 합성한 동작을 시킴으로써, 제1 방향(X방향)의 상이한 이동 속도를 실현하고 있다. 제3 실시형태에서도 마찬가지로, 부구동 장치(12, 13)의 가동 거리는 주구동 장치(6, 7)의 가동 거리와 비교하여 짧게 하는 것이 바람직하다. 부구동 장치(12, 13)는, 토출 장치(2a, 2b, 2c)와 함께 각각 도포 헤드를 구성하므로, 소형인 쪽이 바람직한 것도 제1 실시형태와 마찬가지이다. 또한, 이동 속도를 제어할 때의 기준으로 되는 토출 장치(2)에는, 대응하는 제1 방향 부구동 장치(12)를 동작시키지 않는[또는 제1 방향 부구동 장치(12)를 설치하지 않는] 것이 바람직한 것도 제1 실시형태와 마찬가지이다.

이상 설명한 바와 같이, 제3 실시형태에 관한 액체 재료 도포 장치(1)에 있어서도, 제1 실시형태와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다. 그리고, 제3 실시형태의 액체 재료 도포 장치(1)에, 제2 실시형태의 촬상 장치(20) 및/또는 거리 측정 장치(21)를 부가하는 것도 물론 가능하다.

[제4 실시형태]

<구성>

도 4에 나타낸 제4 실시형태에 관한 레이저 가공 작업 장치(30)는, 가공 작업 대상물에 홈이나 구멍을 형성하거나, 문자나 모양 등을 각인하거나, 또는 가공 작업 대상물을 복수 개의 개편(個片)으로 절단하는 레이저 가공 작업 장치이다. 제4 실시형태는, 제1 실시형태의 토출 장치(2a, 2b, 2c) 대신에 레이저 발진(oscillation) 장치(31a, 31b, 31c)를 작업 헤드에 탑재하고, 작업량 측정 장치로서 레이저 출력 측정 장치(32)를 구비하는 점에서 주로 상이하다. 가공 작업 대상물(33)을 탑재하는 스테이지(4), 레이저 발진 장치(31a, 31b, 31c)와 스테이지(4)를 상대 이동시키는 XYZ 구동 장치(6, 7, 8, 13), 레이저 발진 장치(31a, 31b, 31c), 각각의 상기 장치를 설치하는 가대(18) 및 가대(18)의 상부를 덮는 커버(19)는 다르지 않다. 이하에서는 상위점을 중심으로 설명하고, 공통점에 대한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서는, 레이저 발진 장치(31a, 31b, 31c)를 「레이저 발진 장치(31)」라고 생략 표기하는 경우가 있다.

제4 실시형태의 레이저 발진 장치(31)는, 소정의 주파수로 레이저광을 펄스형으로 출사하는 CO₂레이저나 YAG 레이저 등의 레이저 광원을 구비하고 있다. 또한, 제4 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 마찬가지로, 동시에 복수의 가공 패턴(작업 패턴)을 형성할 수 있도록, 같은 사양의 레이저 발진 장치(31)를 복수 개 설치하고 있다. 도 4에서는, 레이저 발진 장치(31)가 3개인 경우를 나타내고 있지만, 이에 한정되지 않고, 2개라도 되고, 4대 이상(예를 들면 2∼8개)이라도 된다. 가공 작업 대상으로 형성하는 가공 패턴의 수나 크기 등을 감안하여 결정한다.

제4 실시형태에 있어서는, 제1 실시형태의 액체 재료 도포 장치(1)에서의 중량 측정 장치(16) 대신에 레이저 출력 측정 장치(32)를 탑재한다. 레이저 출력 측정 장치(32)는, 그 측정 결과를 제어에 사용하므로, 케이블 등을 통하여 외부의 기기[예를 들면, 본 실시형태에 있어서의 제어 장치(17)]에 측정 결과를 출력하는 기능을 가지는 것이 바람직하다. 그리고, 레이저 출력 측정 장치(32)로서는, 시판 기기를 사용할 수 있다. 제어 장치(17)는, 제1 실시형태와 마찬가지이며, 처리 장치와, 기억 장치와, 입력 장치와, 출력 장치를 구비하여 구성되고, 레이저 발진 장치(31a, 31b, 31c), 레이저 출력 측정 장치(32) 및 XYZ 구동 장치(6, 7, 8, 13)의 동작을 제어한다. 제어 장치(17)의 기억 장치에는, 후술하는 보정 후의 이동 속도를 산출하기 위한 전용 소프트웨어가 저장되어 있고, 레이저 출력 측정 장치(32)로부터 수신한 측정 결과에 따라 보정 후의 이동 속도를 산출한다.

<동작>

(초기 설정)

처음에, 제1 공정으로서, 각종 파라미터의 입력을 입력 장치를 통해 행하여, 기억 장치에 기억한다. 각종 파라미터에는, 가공 작업 대상물(33)에 관한 것, 레이저 발진 장치(31)에 관한 것, 가공 작업에 관한 것이 있다. 가공 작업 대상물(33)에 관한 것으로서는, 가공 작업 대상물(33) 자체의 치수나, 모따기의 수(즉, 종횡으로 배치되는 수), 가공 작업을 실행할 때의 기준의 위치로 되는 얼라인먼트 마크 좌표나 얼라인먼트 마크 화상 등이 있다. 레이저 발진 장치(31)에 관한 것으로서는, 레이저광의 발진 주파수 등이 있다. 레이저 발진 장치(31)에 관한 파라미터에 대하여는, 복수 개 있는 레이저 발진 장치(31a, 31b, 31c)의 모두에 대하여 입력을 행한다. 가공 작업에 관한 것으로서는, 가공하는 홈 등의 길이나 형상(즉, 가공 패턴), 1개의 가공 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 레이저 출력 등이 있다.

(레이저 출력 측정)

이어서, 제2 공정으로서, 레이저 발진 장치(31a, 31b, 31c)로부터의 각각의 레이저 출력의 측정을 행한다. 제4 실시형태에서 측정하는 레이저 출력은, 레이저 발진 장치(31)가 설정된 소정 시간(예를 들면, 5초나 10초라는 미리 결정한 설정 시간), 레이저를 발진했을 때의 레이저 출력 측정 장치(32)의 측정값(즉, 설정 시간 발진 시의 레이저 출력)이다. 이 측정은, 레이저 발진 장치(31)가 레이저 출력 측정 장치(32) 상에서 레이저광을 소정 시간 발진함으로써 행한다. 측정값은, 제어 장치(17)에 보내지고, 제어 장치(17)의 구비하는 전용 소프트웨어에 의해 기억 장치에 기억된다.

(보정 후의 이동 속도의 산출)

이어서, 제3 공정으로서, 제2 공정에서 측정한 레이저 출력의 측정 결과에 따라 레이저 발진 장치(31a, 31b, 31c)마다의 보정 후의 이동 속도의 산출을 행한다. 제4 실시형태에서는 이하의 수순으로 행한다. 이하의 수순은, 제어 장치(17)가 구비하는 전용 소프트웨어에 의해 실현할 수 있다.

(1) 제2 공정에서 측정한 설정 시간 발진 시의 레이저 출력을 제2 공정에서 사용한 설정 시간으로 나누고, 단위 시간당의 레이저 출력을 구한다.

(2) 제1 공정에서 설정한 1개의 가공 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 출력을, (1)에서 구한 단위 시간당의 레이저 출력으로 나누고, 1개의 가공 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간을 구한다.

(3) 제1 공정에서 설정한 가공하는 홈 등의 길이(즉, 가공 패턴 길이)를, (2)에서 구한 시간으로 나누고, 보정 후의 이동 속도(즉, 레이저 발진 장치가 레이저광을 발진 하면서 이동할 때의 보정 후의 이동 속도)를 구한다.

제2 공정 및 제3 공정은, 레이저 발진 장치(31a, 31b, 31c)의 모두에 대하여 실행한다. 즉, 레이저 발진 장치(31)의 수와 같은 횟수분, 제2 공정 및 제3 공정을 실행함으로써, 레이저 발진 장치(31a, 31b, 31c)마다의 보정 후의 이동 속도를 산출한다. 제2 공정 및 제3 공정은, 가공 작업의 개시 전에 행하지 않고, 미리 설정한 보정 주기로 실행하는 것이 바람직하다. 보정 주기로서는, 예를 들면, 유저가 입력한 시간 정보나 가공 작업 대상물(33)의 수를 설정하는 것이 개시된다.

(가공 패턴의 형성)

마지막으로, 제4 공정으로서, 제3 공정에서 산출한 보정 후의 이동 속도에 기초하여, 가공 패턴에 따라 레이저 발진 장치(31a, 31b, 31c)를 가공 작업 대상물(33)에 대하여 이동시켜, 가공을 행한다.

기준으로 되는 레이저 발진 장치(31)[즉, 레이저 발진 장치(31a, 31b, 31c) 중 어느 1대]는, 제3 공정에서 산출한 보정 후의 이동 속도에 기초하여, 제1 방향 주구동 장치(6) 및 제2 방향 주구동 장치(7)를 사용하여 동작시킨다. 즉, 기준으로 되는 레이저 발진 장치(31)에서는, 제2 방향 부구동 장치(13)를 동작시키지 않는다[또는 제2 방향 부구동 장치(13)를 설치하지 않는다]. 기준 이외의 레이저 발진 장치(31)는, 제1 방향 주구동 장치(6), 제2 방향 주구동 장치(7) 및 제2 방향 부구동 장치(13)를 사용하여 동작시킨다. [기준 이외의 레이저 발진 장치(31)의 동작에 대하여는, 제1 실시형태와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다. 제1 실시형태의 설명을 참조.]

이상 설명한 바와 같이, 제4 실시형태에 관한 레이저 가공 작업 장치(30)에 있어서는, 레이저 발진 장치(31)를 가공 작업 대상물(33)에 대하여 이동시키기 위하여, 주구동 장치와는 별개로 부구동 장치를 설치하여 상이한 가공 조건 하에서 가공함으로써, 「출력」에 불균일이 있는 복수의 레이저 발진 장치(31)에 동시에 같은 동작을 시켜도, 복수의 레이저 발진 장치 간에서 불균일이 없는 「출력 결과」를 얻을 수 있다.

이상, 몇가지 실시형태를 예시로서 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 신규한 교시 및 유리한 효과로부터 실질적으로 일탈하지 않고, 그 실시형태에는 많은 변형예가 가능하다.

예를 들면, 각각의 상기 실시형태와는 달리, 원판형의 날(刃)을 모터 등으로 회전시켜 가공 대상물을 절단하는 절단 장치를 작업 헤드에 탑재하는 것도 가능하다. 이 경우, 제어의 대상이 되는 출력으로서는, 모터의 토크나 회전수 등이며, 각 작업 헤드의 출력을 측정하여, 보정량을 산출한다.

1: 액체 재료 도포 장치, 2: 토출 장치, 3: 토출구, 4: 스테이지, 5: 도포 대상물, 6: 제1 방향 주구동 장치, 7: 제2 방향 주구동 장치, 8: 제3 방향 구동 장치, 9: X방향 주이동 방향, 10: Y방향 주이동 방향, 11: Z방향 주이동 방향, 12: 제1 방향 부구동 장치, 13: 제2 방향 부구동 장치, 14: X방향 부이동 방향, 15: Y방향 부이동 방향, 16: 중량 측정 장치, 17: 제어 장치, 18: 가대, 19: 커버, 20: 촬상 장치, 21: 거리 측정 장치, 22: 빔, 23: 지지대, 30: 레이저 가공 작업 장치, 31: 레이저 발진 장치, 32: 레이저 출력 측정 장치, 33: 가공 작업 대상물

Claims

동일한 작업을 행하는 n대의(n은 2 이상의 자연수)의 작업 헤드;
작업 대상물(對象物)을 유지하는 스테이지;
상기 스테이지와 상기 n대의 작업 헤드를 제1 방향으로 상대(相對) 이동시키는 제1 방향 구동 장치;
상기 스테이지와 상기 n대의 작업 헤드를 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 상대 이동시키는 제2 방향 구동 장치;
상기 스테이지와 상기 n대의 작업 헤드를 제1 방향 및 제2 방향과 직교하는 제3 방향으로 상대 이동시키는 제3 방향 구동 장치;
각각의 상기 작업 헤드의 작업량을 측정하는 작업량 측정 장치; 및
상기 n대의 작업 헤드 및 제1 방향 구동 장치 내지 제3 방향 구동 장치의 동작을 제어하는 제어 장치;
를 포함하는 작업 장치에 있어서,
상기 n대의 작업 헤드가, 기준이 되는 작업 헤드와, 기준이 되지 않는 n-1대의 작업 헤드로 이루어지고,
상기 제1 방향 구동 장치가, 상기 n대의 작업 헤드를 상기 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시킬 수 있고,
상기 제2 방향 구동 장치가, 상기 n대의 작업 헤드를 상기 제2 방향으로 동시에 이동시키는 제2 방향 주구동 장치와, 상기 n대의 작업 헤드 중 n-1대의 작업 헤드를 상기 제2 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 제2 방향 부구동 장치를 구비하여 구성되고,
상기 n대의 작업 헤드에 동일한 작업을 시킬 때에, 상기 기준이 되지 않는 n-1의 작업 헤드는 상기 제2 방향 부구동 장치에 의해 상기 제2 방향으로 각각 독립하여 이동되고, 상기 기준이 되는 작업 헤드는 상기 제2 방향 부구동 장치에 의해 이동되지 않는,
작업 장치.
제1항에 있어서,
상기 기준이 되는 작업 헤드에는, 상기 제2 방향 부구동 장치가 설치되어 있지 않은, 작업 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 방향 부구동 장치의 가동 거리는, 상기 제2 방향 주구동 장치의 가동 거리 L의 1/5 이하인, 작업 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 장치가, 상기 기준이 되지 않는 n-1의 작업 헤드에 있어서 상기 제2 방향 주구동 장치의 동작과 상기 제2 방향 부구동 장치의 동작을 합성하는 것에 의해, 상기 n대의 작업 헤드를 상이한 이동 속도로 이동시키는, 작업 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 방향 구동 장치가, 상기 n대의 작업 헤드를 상기 제1 방향으로 동시에 이동시키는 제1 방향 주구동 장치와, 상기 n대의 작업 헤드 중 n-1대의 작업 헤드를 상기 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 제1 방향 부구동 장치를 구비하여 구성되고,
상기 n대의 작업 헤드에 동일한 작업을 시킬 때에, 상기 기준이 되지 않는 n-1의 작업 헤드는 상기 제1 방향 부구동 장치에 의해 상기 제1 방향으로 각각 독립하여 이동되고, 상기 기준이 되는 작업 헤드는 상기 제1 방향 부구동 장치에 의해 이동되지 않는, 작업 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 장치가, 상기 n대의 작업 헤드에 동일한 작업 패턴을 실시하게 하는 데 있어서, 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 출사(出射) 횟수, 작업 시간 및 작업 속도를 설정하는 기능을 포함하는, 작업 장치.
제6항에 있어서,
상기 제어 장치가, 상기 n대의 작업 헤드에 동일한 작업 패턴을 실시하게 하는 데 있어서, 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 측정한 상기 작업량 측정 장치의 측정값에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각의 출사 횟수, 작업 시간 및 상대 이동 속도를 산출하고, 설정하는 기능을 포함하는, 작업 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어 장치가, 상기 n대의 작업 헤드에 동일한 작업 패턴을 실시하게 하는 데 있어서, 출사 주파수를 변경시키지 않고, 상기 n대의 작업 헤드의 각각의 출사 횟수, 작업 시간 및 상대 이동 속도를 산출하고, 설정하는 기능을 포함하는, 작업 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 방향 구동 장치 및 상기 제2 방향 구동 장치에 탑재된 촬상(撮像) 장치를 더 포함하고,
상기 제어 장치가, 상기 촬상 장치에 의한 촬상 화상에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드와 상기 작업 대상물의 제1 방향 및 제2 방향의 위치 관계를 산출하고, 상기 산출 결과에 따라 상기 n대의 작업 헤드의 제1 방향 및 제2 방향의 작업 개시 위치를 설정하는 기능을 포함하는, 작업 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 방향 구동 장치 및 상기 제2 방향 구동 장치에 탑재된 거리 측정 장치를 더 포함하고,
상기 제어 장치가, 상기 거리 측정 장치로부터의 수신 신호에 기초하여 상기 작업 헤드와 상기 작업 대상물의 거리를 산출하고, 상기 작업 헤드와 상기 작업 대상물의 거리의 산출 결과에 따라 상기 작업 헤드의 제3 방향의 작업 개시 위치를 설정하는 기능을 포함하는, 작업 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작업 헤드가, 액체 재료를 토출구로부터 출사하는 토출 장치를 탑재한 작업 헤드인, 작업 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 작업 장치를 사용한 작업 방법으로서,
상기 제1 방향 구동 장치에 의해 상기 n대의 작업 헤드를 상기 제1 방향으로 각각 독립적으로 이동시키는 단계;
상기 제2 방향 주구동 장치에 의해 상기 n대의 작업 헤드를 상기 제2 방향으로 동시에 이동시키는 단계; 및
상기 제2 방향 부구동 장치에 의해, 상기 기준이 되는 작업 헤드는 이동시키지 않고 상기 기준이 되지 않는 n-1대의 작업 헤드를 상기 제2 방향으로 각각 독립적으로 이동시킴으로써, 상기 n대의 작업 헤드와 상기 작업 대상물을 상대 이동시키면서 작업을 행하는 단계;
를 포함하는 작업 방법.
제8항에 기재된 작업 장치를 사용하여, 상기 작업 대상물에, n×m개(m은 1 이상의 자연수)의 작업 패턴을 형성하는 작업 방법으로서,
상기 작업 헤드가, 액체 재료를 토출구로부터 출사하는 토출 장치를 탑재한 작업 헤드이며,
상기 n대의 작업 헤드의 각각이 토출하는 액적(droplet) 1개분의 중량에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수를 산출하는 토출 횟수 산출 단계;
산출한 상기 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간을 산출하는 도포 시간 산출 단계;
산출한 상기 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 보정 후의 이동 속도를 산출하는 보정 후의 이동 속도 산출 단계; 및
산출한 상기 보정 후의 이동 속도에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드와 상기 작업 대상물을 상대 이동시키면서 도포를 행하는 도포 단계;
를 포함하고,
상기 도포 단계에 있어서, 상기 제2 방향 부구동 장치에 의해, 상기 기준이 되는 작업 헤드는 이동시키지 않고 상기 기준이 되지 않는 n-1대의 작업 헤드를 상기 제2 방향으로 각각 독립하여 이동시키는, 작업 방법.
제9항에 기재된 작업 장치를 사용하여, 상기 작업 대상물에, 상기 작업 헤드의 대수의 m배 개(m은 1 이상의 자연수)의 작업 패턴을 형성하는 작업 방법으로서,
상기 작업 헤드가, 액체 재료를 토출구로부터 출사하는 토출 장치를 탑재한 작업 헤드이며,
상기 n대의 작업 헤드의 각각이 토출하는 액적 1개분의 중량에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수를 산출하는 토출 횟수 산출 단계;
산출한 상기 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 토출 횟수에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간을 산출하는 도포 시간 산출 단계;
산출한 상기 1개의 작업 패턴을 형성하는 데 필요로 하는 시간에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드의 각각에 대하여 보정 후의 이동 속도를 산출하는 보정 후의 이동 속도 산출 단계;
상기 작업 헤드의 수평 방향 도포 개시 위치를 산출하는 수평 방향 개시 위치 산출 단계; 및
산출한 상기 보정 후의 이동 속도 및 상기 수평 방향 개시 위치에 기초하여 상기 n대의 작업 헤드와 상기 작업 대상물을 상대 이동시키면서 도포를 행하는 도포 단계;
를 포함하고,
상기 도포 단계에 있어서, 상기 제2 방향 부구동 장치에 의해, 상기 기준이 되는 작업 헤드는 이동시키지 않고 상기 기준이 되지 않는 n-1대의 작업 헤드를 상기 제2 방향으로 각각 독립하여 이동시키는,
작업 방법.
제13항에 있어서,
상기 도포 단계에서, 상기 기준이 되지 않는 n-1대의 작업 헤드에 있어서 상기 제2 방향 주구동 장치의 동작과 상기 제2 방향 부구동 장치의 동작을 합성하는 것에 의해, 상기 n대의 작업 헤드를 상이한 이동 속도로 이동시키는, 작업 방법.
제13항에 있어서,
상기 작업 대상물에, 어레이 배치된 n×p개(p는 2 이상의 자연수)의 작업 패턴을 형성하는, 작업 방법.
제14항에 있어서,
상기 도포 단계에 있어서, 상기 기준이 되지 않는 n-1의 작업 헤드에 있어서 상기 제2 방향 주구동 장치의 동작과 상기 제2 방향 부구동 장치의 동작을 합성하는 것에 의해, 상기 n대의 작업 헤드를 상이한 이동 속도로 이동시키는, 작업 방법.
제14항에 있어서,
상기 작업 대상물에, 어레이 배치된 n×p개(p는 2 이상의 자연수)의 작업 패턴을 형성하는, 작업 방법.