説明

パターン形成装置

【課題】 基板に対するパターン形成を迅速且つ正確に行うことができるパターン形成装置を提供する。
【解決手段】 基板が装着される装着部35a,37aをそれぞれ有する一対の移動台26,27と、パターン形成を行う加工手段21と、一対の基板位置検出手段51,52と、基板位置修正手段36,38と、一対の移動台26,27をそれぞれ駆動する駆動手段32とを備え、駆動手段32は、一対の移動台26,27を同一の軸線上で個別に独立して駆動可能であり、一方の移動台26を一方の基板位置検出手段51と加工手段21との間で往復搬送すると共に、他方の移動台27を他方の基板位置検出手段52と加工手段21との間で往復搬送する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板に対して印刷やレーザ加工等によりパターン形成を行うパターン形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
基板に対してパターン形成を行うための装置として、例えば特許文献1に開示された構成が知られている。このパターン形成装置は、図5に示すように、基板wが取り付けられる2つの装着部101,102を有する支持台100と、装着部101,102に取り付けられる各基板wの位置を修正する位置修正装置103,104と、装着部101,102に取り付けられる基板wの位置を検出する位置検出装置105,106と、基板wに導電パターンを印刷する印刷装置107とを備え、2つの装着部101,102のいずれか一方に取り付けられる基板wの位置修正を位置修正装置103,104により行いつつ、他方に取り付けられる基板wに印刷装置107が導電パターンを印刷できるように、印刷装置107と支持台100とが相対移動可能に構成されている。印刷装置107と支持台100との相対移動は、支持台100を備える台本体108に螺合されるボールねじ110をモータ111によって回転駆動することにより行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−196521号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、上記特許文献1に開示されたパターン形成装置は、2つの装着部101,102が台本体108に支持されて一体的に移動するように構成されているので、一方の基板wの位置修正に手間取った場合、他方の基板wのパターン形成が完了していても台本体108を移動することができない。このため、パターン形成のタクトタイムを短縮化する上で、更に改良の余地があった。
【0005】
そこで、本発明は、基板に対するパターン形成を迅速且つ正確に行うことができるパターン形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の前記目的は、基板に対してパターン形成を行うパターン形成装置であって、基板が装着される装着部をそれぞれ有する一対の移動台と、前記装着部に取り付けられた基板に対してパターン形成を行う加工手段と、前記加工手段を挟んで両側にそれぞれ配置され、前記装着部に取り付けられた基板の位置を検出する一対の基板位置検出手段と、検出された基板の位置を修正する基板位置修正手段と、一対の前記移動台をそれぞれ駆動する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、一対の前記移動台を同一の軸線上で個別に独立して駆動可能であり、一方の前記移動台を一方の前記基板位置検出手段と前記加工手段との間で往復搬送すると共に、他方の前記移動台を他方の前記基板位置検出手段と前記加工手段との間で往復搬送するパターン形成装置により達成される。
【0007】
このパターン形成装置において、前記駆動手段は、前記軸線に沿って並設された複数の磁石を有するステータと、前記ステータを囲繞するコイルをそれぞれ有する一対のスライダとを備える構成にすることが好ましく、一対の前記移動台は、一対の前記スライダにそれぞれ固定することができる。また、前記加工手段は、設定された加工目標座標に基づいて平面上でレーザスポットを走査することにより、基板に対してパターン形成を行うことができるレーザ加工装置とすることが可能である。この構成において、前記基板位置修正手段は、前記基板位置検出手段の検出に基づいて前記加工目標座標を補正することができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、基板に対するパターン形成を迅速且つ正確に行うことができるパターン形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一実施形態に係るパターン形成装置のパターン形成装置の正面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】図1の矢示B方向から見たパターン形成装置の側面図である。
【図4】図1に示すパターン形成装置の作動を説明するための正面図である。
【図5】従来のパターン形成装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態に係るパターン形成装置の正面図であり、図2は図1のA−A断面図である。また、図3は図1の矢示B方向の側面図である。尚、各図においては、構成の理解を容易にするため、実寸比ではなく部分的に拡大または縮小を施している。また、図3においては、図1に示されている加工装置21を省略して記載している。
【0011】
図1〜図3に示すように、パターン形成装置1は、コンベア10、第1搬送アーム11、第2搬送アーム12およびパターン形成装置本体20を備えている。コンベア10は、基板wを移送する装置であり、例えば、ベルトコンベア、ローラコンベア、チェーンコンベアなど種々のものを採用することができる。
【0012】
第1搬送アーム11は、コンベア10上と、後述する第1支持台35の第1装着部35aとの間で基板wを交換する装置であり、図3に示すように、コンベア10および基板支持装置25の上方に配置されている。この第1搬送アーム11は、水平方向に延びる支持アーム11aを備え、この支持アーム11aの中心部には、鉛直方向に延びる回転軸11bが設けられている。この回転軸11bの上端部にはモータ11cが連結されており、これにより支持アーム11aが水平面上を回転できるように構成されている。また、回転軸11bは、モータ11cを介して、上下方向に移動する移動軸11dと連結しており、これにより支持アーム11aは、上下方向に移動できるように構成されている。支持アーム11aの両端部下面側には、基板wの上面を吸引して保持する複数の吸引パッド11eが設けられている。
【0013】
第2搬送アーム12は、コンベア10上と、後述する第2支持台37の第2装着部37aとの間で基板wを交換する装置である。この第2搬送アーム12の構成は、上述の第1搬送アーム11と同一なので、詳細な説明は省略する。なお、第1搬送アーム11と第2搬送アーム12とは、後述する加工装置21を挟んでその両側に配置される。
【0014】
パターン形成装置本体20は、加工装置21、基板支持装置25、第1基板位置検出装置51および第2基板位置検出装置52を備えている。加工装置21は、基板w上に導電ペースト等を塗布してパターン形成する装置であり、例えば、スクリーン印刷機を例示することができる。加工装置21は、予め設定されたパターン形状に基づき、基板w上に印刷パターンや溝パターン等の各種パターンを形成可能なものであればよく、例えば、レーザ加工により基板w上に配線パターンやマーキングを施すことができるレーザ加工装置や、インクジェット方式の印刷装置であってもよい。
【0015】
基板支持装置25は、第1移動台26、第2移動台27および駆動装置32を備えている。第1移動台26および第2移動台27は、加工装置21の下方において、駆動装置32の作動により、コンベア10の搬送方向に沿ってそれぞれ水平往復移動可能に配置されている。第1移動台26および第2移動台27は、それぞれ台本体26a,27aの上面に、第1基板位置決め装置28および第2基板位置決め装置29を搭載して構成されている。
【0016】
駆動装置32は、一対のスライダを同一の軸線上で個別に独立して駆動可能なマルチスライダ型のリニアモータからなり、コンベア10の搬送方向に沿って延びる長尺状のステータ32aと、ステータ32aの両端を支持する支持フレーム32b,32cと、ステータ32aにより同軸上に支持される第1スライダ32dおよび第2スライダ32eと、各スライダ32d,32eをコンベア10の搬送方向に沿って案内するレール部材31とを備えている。レール部材31の両端には、各スライダ32d,32eの可動範囲を規制するストッパ31a,31bが設けられている。
【0017】
ステータ32aは、非磁性材料からなる円筒内に、多数の円板状の永久磁石32f(図1では一部のみを破線で示す)を同極同士が向き合うように軸線に沿って並設し、円筒両端を封止して構成されている。
【0018】
第1スライダ32dおよび第2スライダ32eは、ステータ32aを囲繞するコイル32g,32hをそれぞれ備えており、第1移動台26および第2移動台27の側面にそれぞれ固定されている。コイル32g,32hへの通電は、ケーブルベア(登録商標)等に収容された配線(図示せず)を介して個別に行うことができ、コイル32g,32hへの通電により発生する内部熱は、各スライダ32d,32eに形成された流路(図示せず)に冷媒を供給して冷却することができる。第1移動台26および第2移動台27の各対向面の間には、両者の間隔を検出して衝突を防止するために、光電センサ等の非接触式の衝突防止センサ(図示せず)が設けられている。
【0019】
第1基板位置決め装置28は、第1搬送アーム11によってコンベア10から投入される基板wを支持すると共に、基板wの位置合わせを行う装置であり、基板wを支持する第1支持台35と、第1支持台35に支持される基板wの位置を予め設定された所定位置に修正し、基板wの位置合わせを行う第1位置修正装置36とを備えている。第1支持台35は、第1位置修正装置36の上部に載置されている。第1支持台35の上面には、基板wを取り付ける第1装着部35aが設けられている。第1装着部35aに基板wを取り付ける構成としては、例えば、第1支持台35に設けられる図示しない吸引孔を介して基板wを吸引する構成を例示することができる。
【0020】
第1位置修正装置36は、後述する第1基板位置検出装置51で検出される第1装着部35aに取り付けられた基板wの位置と、予め設定している基板wの所定位置とのずれ量を算出すると共に、このずれ量に基づいて第1支持台35を所定量移動させることより、第1支持台35に支持されている基板wを予め設定されている基板の所定位置に配置できるように構成されている。第1支持台35を所定量移動させる構成として、第1支持台35を移動台26の台本体26aに対して、左右方向(図2の矢示X方向)、前後方向(図2の矢示Y方向)、水平回転方向(図2の矢示θ方向)に移動する3軸モータ機構を例示することができる。
【0021】
このような構成により、第1位置修正装置36は、第1支持台35に支持される基板wの位置を予め設定されている所定位置に合わせることができ、基板wの所定箇所に効率良くパターン形成することが可能になる。
【0022】
第2基板位置決め装置29は、第2搬送アーム12によってコンベア10から投入される基板wを支持すると共に、基板wの位置合わせを行う装置であり、基板wを支持する第2支持台37と、第2支持台37に支持される基板wの位置を予め設定された所定位置に修正する第2位置修正装置38とを備えている。第2基板位置決め装置29の構成は、上述の第1基板位置決め装置28の構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【0023】
第1基板位置検出装置51および第2基板位置検出装置52は、第1支持台35の第1装着部35aおよび第2支持台37の第2装着部37aにそれぞれ取り付けられる基板wの一部や、基板wに予め印刷されている見当マークの位置を読み取って基板wの位置を検出できるように構成されている装置であり、加工装置21を挟んだ両側に設けられている。これら第1基板位置検出装置51および第2基板位置検出装置52としては、例えば、CCDカメラや顕微鏡などの撮像手段を例示することができる。なお、図1においては、第1基板位置検出装置51および第2基板位置検出装置52として、それぞれ2つの撮像手段51a,51b(52a,52b)を備える構成を例示しているが、このような構成に特に限定されるものではなく、3つ以上の撮像手段を備える構成を採用することもできる。
【0024】
また、第1移動台26および第2移動台27にそれぞれ載置される第1基板位置決め装置28および第2基板位置決め装置29と、加工装置21と、第1基板位置検出装置51および第2基板位置検出装置52との位置関係は、以下のように構成されている。すなわち、第1移動台26および第2移動台27を、それぞれ図1に示すように配置すると、第1支持台35の第1装着部35aにおいて、基板wの位置を第1基板位置検出装置51が検出し、この検出した基板wの位置に基づいて第1位置修正装置36が基板wの位置修正を行うことができる位置修正可能状態となる一方、第2支持台37の第2装着部37aにおいて、第2位置修正装置38で位置修正された基板wに加工装置21が導電パターンを印刷することができる印刷可能状態となる。また、図1に示す状態から、第1移動台26および第2移動台27を、それぞれ加工装置21および第2基板位置検出装置52の直下に移動させると、第2支持台37の第2装着部37aにおいて、第2基板位置検出装置52で検出した基板wの位置に基づいて、第2位置修正装置38が基板wの位置修正を行うことができる位置修正可能状態となり、第1支持台35の第1装着部35aにおいて、加工装置21が基板wに導電パターンを印刷することができる印刷可能状態となる。
【0025】
このように、第1移動台26の第1装着部35aは、第1基板位置検出装置51と加工装置21との間で、また、第2移動台27の第2装着部37aは、第2基板位置検出装置52と加工装置21との間で、それぞれ独立して駆動装置32により往復搬送されるように構成されている。上述したコンベア10、加工装置21、第1位置修正装置36、第2位置修正装置38、駆動装置32等の作動は、不図示の制御装置によって制御される。
【0026】
次に、上記のパターン形成装置1を用いて基板wにパターン形成する方法を説明する。
【0027】
まず、第1装着部35aおよび第2装着部37aに基板wを装着した状態で、これらの各基板wに対して位置修正が可能な位置修正可能状態となるように、第1移動台26および第2移動台27を、図4(a)に示すように、第1基板位置検出装置51および第1基板位置検出装置52にそれぞれ移動しておく。これにより、第1支持台35は、第1基板位置検出装置51および第1搬送アーム11の直下に配置され、第2支持台37は、第2基板位置検出装置52および第2搬送アーム12の直下に配置される。
【0028】
制御装置は、この状態からコンベア10を作動して、コンベア10上のパターン形成されていない基板wが第1搬送アーム11の下方に到達したときに、コンベア10の作動を停止する。そして、第1搬送アーム11を下方に移動させると共に、支持アーム11aの先端部に取り付けられている吸引パッド11e,11eによってコンベア10上および第1装着部35aに装着された基板wを吸引して保持する。そして、第1搬送アーム11を上方に移動させつつ、支持アーム11aを180°回転させて基板wを入れ替え、再度、第1搬送アーム11を下方に移動させて第1装着部35aおよびコンベア10上に基板wを載置する。第1装着部35aにセットされた基板wは、図示しない吸引孔を介して吸引されることにより固定される。
【0029】
次に、第1装着部35aに取り付けられた基板wの位置合わせを行う。すなわち、第1基板位置検出装置51によって第1装着部35a上の基板wの位置を検出した後、検出された基板wの位置と、予め設定している基板wの所定位置とのずれ量を算出する。その後、算出されたずれ量に基づいて、第1位置修正装置36を作動させて基板wのずれを吸収する方向に第1支持台35を移動する。これにより、第1装着部35a上の基板wの位置を、予め設定された位置に補正することができる。
【0030】
制御装置は、第1位置修正装置36から作業完了信号の入力を受けて、図4(b)に示すように、第1スライダ32dのコイル32gに通電して第1移動台26を加工装置21まで移動させ、第1支持台35の第1装着部35aを、加工装置21による印刷可能状態とする。そして、第1装着部35aに装着された位置修正後の基板wに対して、加工装置21によるパターン形成を開始する。第1位置修正装置36による基板wの位置修正は、本実施形態においては第1移動台26の移動開始前としているが、第1基板位置検出装置51による基板wの位置検出後に第1移動台26の移動を開始して、移動中に基板wの位置修正を行うことも可能であり、これによって作業効率を高めることができる。
【0031】
一方、上記の第1搬送アーム11による基板wの入れ替え後は、コンベア10の作動を再開して、コンベア10上のパターン形成されていない基板wが第2搬送アーム12の下方に到達したときに、コンベア10の作動を停止する。そして、第1搬送アーム11による基板wの入れ替えと同様に、第2搬送アーム12の作動により、コンベア10上の基板wと、第2装着部37aに装着された基板wとの入れ替えを行う。そして、第2基板位置検出装置52によって第2装着部37a上の基板wの位置を検出した後、第2位置修正装置38を作動させて基板wのずれを吸収する方向に第2支持台37を移動することにより、第2装着部37aに取り付けられた基板wの位置合わせを行う。コンベア10により順次搬送される各基板wの位置合わせを第1位置修正装置36または第2位置修正装置38のいずれで行うかは、特に限定されるものではないが、それぞれが位置修正する基板wがコンベア10上に交互に配置されるように作動を制御することにより、パターン形成を効率良く行うことができる。
【0032】
本実施形態のパターン形成装置1は、第1移動台26および第2移動台27を個別に独立して移動することができるので、加工装置21が、第1装着部35aに装着された基板wに対してパターン形成を完了した後は、第2装着部37aに装着された基板wの位置修正に時間がかかる場合でも、図4(a)に示すように第1移動台26のみを移動させて、第1搬送アーム11による基板wの入れ替えや、入れ替え後の新たな基板wに対する位置修正を行うことができる。したがって、従来のように一方の装着部における位置修正作業の完了を待つことなく、他方の装着部の基板wを入れ替えることができ、タクトタイムの短縮化を図ることができる。
【0033】
制御装置は、第2装着部37aに装着された基板wの位置修正完了により第2位置修正装置38から作業完了信号を受けると、第1移動台26が加工装置21から第1基板位置検出装置51へ移動していることを加工装置21からの作業完了信号に基づき確認した上で、第2スライダ32eのコイル32hに通電して第2移動台27を加工装置21に向けて移動する。これにより、図1に示すように、第2支持台37の第2装着部37aを加工装置21による印刷可能状態とすることができ、第2装着部37aに装着された位置修正後の基板wに対してパターン形成を開始する。なお、第2装着部37aに装着された基板wの位置修正完了後も第1移動台26が加工装置21にいる場合、制御装置は、第2移動台27を第2基板位置検出装置52において待機させ、第1移動台26が第1基板位置検出装置51への移動を開始すると同時に、第2移動台27を加工装置21に向けて移動させることにより、タイムロスを最小限に抑えることができる。この後は、第1装着部35または第2装着部37のいずれかの基板wの入れ替えおよび位置修正が完了した後、加工装置21が空いたタイミングで第1移動台26または第2移動台27を加工装置21に移動することで、コンベア10により搬送される基板wのパターン形成を順次行うことができる。
【0034】
本実施形態においては、第1スライダ32dおよび第2スライダ32eが共通のステータ32aに沿って移動することで、第1移動台26および第2移動台27を同一の軸線上で往復搬送するように構成しており、これによって、第1移動台26および第2移動台27の移動中の干渉を防止しつつ、精度良く位置決めすることができる。但し、第1スライダ32dおよび第2スライダ32eを駆動する駆動装置の構成は本実施形態のものに限定されず、例えば、ボールねじ駆動方式やベルト駆動方式など、第1移動台26および第2移動台27を同一の軸線上で往復搬送可能な種々の構成を採用することができる。ボールねじ駆動方式の場合、一対のスライダが備えるナットをモータにより回転可能に支持すると共に、このナットと螺合するボールねじを固定して、ナットの回転駆動により各スライダをボールねじに沿って移動可能に構成することで、第1移動台26および第2移動台27を同一の軸線上で個別に駆動することができる。
【0035】
また、本実施形態においては、第1基板位置検出装置51および第2基板位置検出装置52により検出された基板wの位置修正を、第1移動台26および第2移動台27にそれぞれ設けた第1位置修正装置36および第2位置修正装置38の作動により行っているが、基板位置修正手段は、必ずしも各移動台26,27に設ける必要はない。また、検出された基板wの位置修正手段は、基板wを物理的に移動させる構成に限定されるものではなく、パターン形成を行う加工装置21に位置修正機能を内蔵させたものであってもよい。
【0036】
例えば、加工装置21が、設定された加工目標座標に基づいてXY平面上でレーザスポットを走査することにより基板に対してパターン形成を行うことができるレーザ加工装置である場合、第1基板位置検出装置51及び第2基板位置検出装置52の検出基準面とレーザ加工装置の加工基準面とが同一平面上となるように、第1移動台26および第2移動台27を水平移動可能に設定し、第1基板位置検出装置51又は第2基板位置検出装置52により検出された基板の位置をレーザ加工装置に入力することにより、この検出結果に基づいてレーザ加工装置における加工目標座標を補正することができる。すなわち、レーザ加工装置における基準座標系での加工目標座標を、第1基板位置検出装置51又は第2基板位置検出装置52の検出に基づき算出されたx方向、y方向及びθ方向(図2参照)のずれ量に基づいて仮想座標系での加工目標座標に変換し、この仮想座標系でレーザスポットの駆動制御を行うことにより、第1装着部35aまたは第2装着部37aに取り付けられた基板自体を移動させることなく正確なパターン形成を行うことができる。この構成によれば、第1位置修正装置36及び第2位置修正装置38が不要になるため構成の簡素化を図ることができるだけでなく、基板の移動による位置合わせが不要であるために作業をより迅速に行うことが可能になる。加工手段が基板位置修正手段を内蔵する構成としては、上記のものに限定されず、例えば、加工手段がスクリーン印刷機である場合には、基板検出位置に基づいてスクリーン位置を調整することにより、基板自体を移動させることなく基板の位置ずれを補償することができる。
【符号の説明】
【0037】
1 パターン形成装置
10 コンベア
21 加工装置
26 第1移動台
27 第2移動台
32 駆動装置
32a ステータ
32d 第1スライダ
32e 第2スライダ
35a 第1装着部
37a 第2装着部
36 第1位置修正装置
38 第2位置修正装置
51 第1基板位置検出装置
52 第2基板位置検出装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板に対してパターン形成を行うパターン形成装置であって、
基板が装着される装着部をそれぞれ有する一対の移動台と、
前記装着部に取り付けられた基板に対してパターン形成を行う加工手段と、
前記加工手段を挟んで両側にそれぞれ配置され、前記装着部に取り付けられた基板の位置を検出する一対の基板位置検出手段と、
検出された基板の位置を修正する基板位置修正手段と、
一対の前記移動台をそれぞれ駆動する駆動手段とを備え、
前記駆動手段は、一対の前記移動台を同一の軸線上で個別に独立して駆動可能であり、一方の前記移動台を一方の前記基板位置検出手段と前記加工手段との間で往復搬送すると共に、他方の前記移動台を他方の前記基板位置検出手段と前記加工手段との間で往復搬送するパターン形成装置。
【請求項2】
前記駆動手段は、前記軸線に沿って並設された複数の磁石を有するステータと、前記ステータを囲繞するコイルをそれぞれ有する一対のスライダとを備え、
一対の前記移動台は、一対の前記スライダにそれぞれ固定されている請求項1に記載のパターン形成装置。
【請求項3】
前記加工手段は、設定された加工目標座標に基づいて平面上でレーザスポットを走査することにより、基板に対してパターン形成を行うことができるレーザ加工装置であり、
前記基板位置修正手段は、前記基板位置検出手段の検出に基づいて、前記加工目標座標を補正する請求項1または2に記載のパターン形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2011−103431(P2011−103431A)
【公開日】平成23年5月26日(2011.5.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−88357(P2010−88357)
【出願日】平成22年4月7日(2010.4.7)
【出願人】(505095224)
【Fターム(参考)】