印刷方法及び印刷装置
【課題】印刷品質の低下を防止できる印刷方法を提供する。
【解決手段】第１方向Ｘに配列された複数のノズル５２を有するノズル列６０Ｂ〜６０Ｅが第１方向と直交する第２方向Ｙに間隔をあけて複数配置された吐出ヘッド４９と基材とを第２方向に相対移動させて、ノズルから活性光線で硬化する液体の液滴５７を基材に吐出する吐出工程と、基材上の液滴に活性光線を照射する照射工程とを有する。吐出ヘッドの第２方向の一方側への相対移動時と、第２方向の他方側への相対移動時との間で、基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間が同一となるように、複数のノズル列から液滴を吐出させるノズル列をそれぞれ選択する選択工程を有する。
【解決手段】第１方向Ｘに配列された複数のノズル５２を有するノズル列６０Ｂ〜６０Ｅが第１方向と直交する第２方向Ｙに間隔をあけて複数配置された吐出ヘッド４９と基材とを第２方向に相対移動させて、ノズルから活性光線で硬化する液体の液滴５７を基材に吐出する吐出工程と、基材上の液滴に活性光線を照射する照射工程とを有する。吐出ヘッドの第２方向の一方側への相対移動時と、第２方向の他方側への相対移動時との間で、基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間が同一となるように、複数のノズル列から液滴を吐出させるノズル列をそれぞれ選択する選択工程を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷方法及び印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、紫外線照射によって硬化する紫外線硬化型インクを用いて記録媒体に画像またはパターンを形成する液滴吐出装置が注目されている。紫外線硬化型インクは、紫外線を照射するまでは硬化が非常に遅く、紫外線を照射すると急速に硬化するという、印刷インクとして好ましい特性を有する。また、硬化にあたって溶剤を揮発させることがないので、環境負荷が小さいという利点もある。
【０００３】
さらに、紫外線硬化型インクは、ビヒクルの組成により種々の記録媒体に高い付着性を発揮する。また、硬化した後は化学的に安定で、接着性、耐薬剤性、耐候性、耐摩擦性等が高く、屋外環境にも耐える等、優れた特性を有する。このため、紙、樹脂フィルム、金属箔等の薄いシート状の記録媒体の他、記録媒体のレーベル面、テキスタイル製品等、ある程度立体的な表面形状を有するものに対しても画像を形成できる。
【０００４】
ところで、例えば特許文献１に示すように、ＵＶランプなどのＵＶ照射手段がインクジェットヘッドの横に設けられているインクジェットプリンターを適用する場合、インクジェットヘッドによる描画位置近傍で描画直後にＵＶインクを硬化させることができる。
また、特許文献２には、走査方向に吐出ヘッドを複数配置することで、生産効率を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２２５６０号公報
【特許文献２】特開昭６２−１６１５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
記録媒体に対する相対移動方向に複数のノズル列を有する吐出ヘッドの場合、吐出ヘッドから吐出されて記録媒体に塗布された紫外線硬化型インクがＵＶ光を照射されて硬化（ピニング）するまでの時間（以下、ピニング時間と称する）がノズル列毎に異なるため、用いるノズル列によっては形成された膜の密着性、滲み方、着弾径等に差が生じて印刷品質が低下する虞がある。
【０００７】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、印刷品質の低下を防止できる印刷方法及び印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の印刷方法は、第１方向に配列された複数のノズルを有するノズル列が前記第１方向と直交する第２方向に間隔をあけて複数配置された吐出ヘッドと基材とを前記第２方向に相対移動させて、前記ノズルから活性光線で硬化する液体の液滴を前記基材に吐出する吐出工程と、前記基材上の前記液滴に前記活性光線を照射する照射工程とを有する印刷方法であって、前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時（往路）と、前記第２方向の他方側への相対移動時（復路）との間で、前記基材に前記液滴が着弾してから前記活性光線が照射されるまでの時間が同一となるように、複数の前記ノズル列から前記液滴を吐出させるノズル列をそれぞれ選択する選択工程を有することを特徴とするものである。
【０００９】
従って、本発明の印刷方法においては、複数のノズル列を有する吐出ヘッドを用いて基材に液滴を吐出する場合でも、第２方向への相対移動の往路と復路との間で常に基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間が同一となるため、吐出した液滴により形成される膜を一定状態とすることで印刷品質を確保できる。
【００１０】
また、本発明では、前記活性光線を照射する照射部を、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に配置した場合、前記選択工程では、前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が同一となる前記ノズル列をそれぞれ選択する手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、往路と復路の移動速度を同一とした場合に、往路と復路との間で基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間を同一とすることができる。
【００１１】
また、本発明では、前記活性光線を照射する照射部を、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に配置し、前記選択工程で前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が異なる前記ノズル列を選択した場合、各ノズル列と前記後方側の照射部との距離に応じて、前記相対移動時の速度を調整する手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、相対移動の後方側に位置する照射部とノズル列との距離が往路と復路とで異なるノズル列が選択された場合でも、往路と復路の少なくとも一方の相対移動速度を調整することにより、往路と復路との間で基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間を同一とすることができる。
【００１２】
また、本発明では、前記吐出ヘッドを前記第１方向に沿って複数設ける構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、複数の吐出ヘッドから液滴を吐出することで、生産効率を向上させつつ、吐出した液滴により形成される膜を一定状態とすることで印刷品質を確保できる。
【００１３】
また、本発明では、前記吐出工程では前記基材に設けられた半導体装置に前記液滴を吐出する手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、半導体装置の属性情報等を示す印刷パターンを所定の印刷品質をもって成膜・印刷することができる。
【００１４】
一方、本発明の印刷装置は、第１方向に配列された複数のノズルを有するノズル列が前記第１方向と直交する第２方向に間隔をあけて複数配置され、基材に対して相対移動して前記ノズルから活性光線で硬化する液体の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記基材上の前記液滴に前記活性光線を照射する照射部と、前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時と、前記第２方向の他方側への相対移動時との間で、前記基材に前記液滴が着弾してから前記活性光線が照射されるまでの時間が同一となるように、複数の前記ノズル列から前記液滴を吐出させるノズル列をそれぞれ選択する選択部を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
従って、本発明の印刷装置においては、複数のノズル列を有する吐出ヘッドを用いて基材に液滴を吐出する場合でも、第２方向への相対移動の往路と復路との間で常に基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間が同一となるため、吐出した液滴により形成される膜を一定状態とすることで印刷品質を確保できる。
【００１６】
前記照射部が、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に設けられる場合には、前記選択装置は、前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が同一となる前記ノズル列をそれぞれ選択する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、往路と復路の移動速度を同一とした場合に、往路と復路との間で基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間を同一とすることができる。
【００１７】
前記照射部が前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に設けられたときに、前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が異なる前記ノズル列が選択された場合には、各ノズル列と前記後方側の照射部との距離に応じて前記相対移動時の速度を調整する調整部が設けられる構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、相対移動の後方側に位置する照射部とノズル列との距離が往路と復路とで異なるノズル列が選択された場合でも、往路と復路の少なくとも一方の相対移動速度を調整することにより、往路と復路との間で基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間を同一とすることができる。
【００１８】
前記吐出ヘッドとしては、前記第１方向に沿って複数設けられる構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、複数の吐出ヘッドから液滴を吐出することで、生産効率を向上させつつ、吐出した液滴により形成される膜を一定状態とすることで印刷品質を確保できる。
【００１９】
上記構成における前記照射部から照射される照射範囲としては、前記第１方向に関して前記複数の吐出ヘッドにおけるノズル列に跨る大きさに設定される好適に採用できる。
これにより、本発明では、複数の吐出ヘッドから基材に吐出された液体に対して、一対の照射部の一方、あるいは他方のいずれの場合でも、一括的に活性光線を照射することが可能となる。
【００２０】
また、本発明における前記吐出ヘッドとしては、前記基材に設けられた半導体装置に前記液滴を吐出する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、半導体装置の属性情報等を示す印刷パターンを所定の印刷品質をもって成膜・印刷することができる。
なお、本明細書における、直交する方向（第１方向及び第２方向）や鉛直方向については、製造・組立による誤差等によってずれる範囲も含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は半導体基板を示す模式平面図、（ｂ）は液滴吐出装置を示す模式平面図。
【図２】供給部を示す模式図。
【図３】（ａ）は、塗布部の構成を示す概略斜視図、（ｂ）は、キャリッジを示す模式側面図。
【図４】（ａ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図、（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図。
【図５】収納部を示す模式図。
【図６】搬送部の構成を示す図。
【図７】印刷方法を示すためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の印刷方法及び印刷装置の実施の形態を、図１乃至図７を参照して説明する。
なお、以下の実施の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
【００２３】
本実施形態では、本発明の特徴的な印刷装置と、この印刷装置を用いて液滴を吐出して印刷する印刷方法の例について、図１〜図７に従って説明する。
【００２４】
（半導体基板）
まず、印刷装置を用いて描画（印刷）する対象の一例である半導体基板について説明する。
図１（ａ）は半導体基板を示す模式平面図である。図１（ａ）に示すように、基材としての半導体基板１は基板２を備えている。基板２は耐熱性があり半導体装置３を実装可能であれば良く、基板２にはガラスエポキシ基板、紙フェノール基板、紙エポキシ基板等を用いることができる。
【００２５】
基板２上には半導体装置３が実装されている。そして、半導体装置３上には会社名マーク４、機種コード５、製造番号６等のマーク（印刷パターン、所定パターン）が描画されている。これらのマークが後述する印刷装置によって描画される。
【００２６】
（印刷装置）
図１（ｂ）は印刷装置を示す模式平面図である。
図１（ｂ）に示すように、印刷装置７は主に供給部８、前処理部９、塗布部（印刷部）１０、冷却部１１、収納部１２、搬送部１３、後処理部１４及び制御部（図示せず）から構成されている。なお、供給部８、収納部１２が並ぶ方向、及び前処理部９、冷却部１１、後処理部１４が並ぶ方向をＸ方向とする。Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とし、Ｙ方向には塗布部１０、冷却部１１、搬送部１３が並んで配置されている。そして、鉛直方向をＺ方向とする。
【００２７】
供給部８は、複数の半導体基板１が収納された収納容器を備えている。そして、供給部８は中継場所８ａを備え、収納容器から中継場所８ａへ半導体基板１を供給する。中継場所８ａには、Ｘ方向に延びる一対のレール８ｂが、収納容器から送り出される半導体基板１の高さと略同一の高さに設けられている。
【００２８】
前処理部９は、半導体装置３の表面を加熱しながら改質する機能を有する。前処理部９により半導体装置３は吐出された液滴の広がり具合及び印刷するマークの密着性が調整される。前処理部９は第１中継場所９ａ及び第２中継場所９ｂを備え、処理前の半導体基板１を第１中継場所９ａまたは第２中継場所９ｂから取り込んで表面の改質を行う。その後、前処理部９は処理後の半導体基板１を第１中継場所９ａまたは第２中継場所９ｂに移動して、半導体基板１を待機させる。第１中継場所９ａ及び第２中継場所９ｂを合わせて中継場所９ｃとする。そして、前処理部９の内部で前処理が行われる場所を処理場所９ｄとする。
【００２９】
冷却部１１は、塗布部１０の中継場所に配置されており、前処理部９で加熱及び表面改質が行われた半導体基板１を冷却する機能を有している。冷却部１１は、それぞれが半導体基板１を保持して冷却する処理場所１１ａ、１１ｂを有している。処理場所１１ａ、１１ｂは、適宜、処理場所１１ｃと総称するものとする。
【００３０】
塗布部１０は、半導体装置３に液滴を吐出してマークを描画（印刷）するとともに、描画されたマークを固化または硬化する機能を有する。塗布部１０は中継場所としての冷却部１１から描画前の半導体基板１を移動させて描画処理及び硬化処理を行う。その後、塗布部１０は描画後の半導体基板１を冷却部１１に移動させて、半導体基板１を待機させる。
【００３１】
後処理部１４は、塗布部１０で描画処理が施された後、冷却部１１に載置された半導体基板１に対して後処理として再加熱処理を行うものである。後処理部１４は、第１中継場所１４ａ及び第２中継場所１４ｂを備えている。第１中継場所１４ａ及び第２中継場所１４ｂを合わせて中継場所１４ｃとする。
【００３２】
収納部１２は、半導体基板１を複数収納可能な収納容器を備えている。そして、収納部１２は中継場所１２ａを備え、中継場所１２ａから収納容器へ半導体基板１を収納する。中継場所１２ａには、Ｘ方向に延びる一対のレール１２ｂが、半導体基板１を収容する収納容器と略同一の高さに設けられている。操作者は半導体基板１が収納された収納容器を印刷装置７から搬出する。
【００３３】
印刷装置７の中央の場所には、搬送部１３が配置されている。搬送部１３は２つの腕部１３ｂを備えたスカラー型ロボットが用いられている。そして、腕部１３ｂの先端には半導体基板１を裏面（下面）から支持しつつ、側縁を片持ちで把持する把持部１３ａが設置されている。中継場所８ａ，９ｃ，１１、１４ｃ、１２ａは把持部１３ａの移動範囲内に位置している。従って、把持部１３ａは中継場所８ａ，９ｃ，１１、１４ｃ、１２ａ間で半導体基板１を移動することができる。制御部は、印刷装置７の全体の動作を制御する装置であり、印刷装置７の各部の動作状況を管理する。そして、搬送部１３に半導体基板１を移動する指示信号を出力する。これにより、半導体基板１は各部を順次通過して描画されるようになっている。
【００３４】
以下、各部の詳細について説明する。
（供給部）
図２（ａ）は供給部を示す模式正面図であり、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は供給部を示す模式側面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、供給部８は基台１５を備えている。基台１５の内部には昇降装置１６が設置されている。昇降装置１６はＺ方向に動作する直動機構を備えている。この直動機構はボールネジと回転モーターとの組合せや油圧シリンダーとオイルポンプの組合せ等の機構を用いることができる。本実施形態では、例えば、ボールネジとステップモーターとによる機構を採用している。基台１５の上側には昇降板１７が昇降装置１６と接続して設置されている。そして、昇降板１７は昇降装置１６により所定の移動量だけ昇降可能になっている。
【００３５】
昇降板１７の上には直方体状の収納容器１８が設置され、収納容器１８の中には複数の半導体基板１が収納されている。収納容器１８はＸ方向の両面に開口部１８ａが形成され、開口部１８ａから半導体基板１が出し入れ可能となっている。収納容器１８のＹ方向の両側に位置する側面１８ｂの内側には凸状のレール１８ｃが形成され、レール１８ｃはＸ方向に延在して配置されている。レール１８ｃはＺ方向に複数等間隔に配列されている。このレール１８ｃに沿って半導体基板１をＸ方向からまたは−Ｘ方向から挿入することにより、半導体基板１がＺ方向に配列して収納される。
【００３６】
基台１５のＸ方向側には支持部材２１及び支持台２２を介して、押出装置２３が設置されている。押出装置２３には、昇降装置１６と同様の直動機構によりＸ方向に突出して半導体基板１をレール８ｂに向けて押し出す押出ピン２３ａが設けられている。従って、押出ピン２３ａは、レール８ｂと略同一の高さに設置されている。
【００３７】
図２（ｃ）に示すように、押出装置２３における押出ピン２３ａが＋Ｘ方向に突出することにより、レール１８ｃよりも僅かに＋Ｚ側の高さに位置する半導体基板１が収納容器１８から押し出されて、レール８ｂ上に移動して支持される。
【００３８】
半導体基板１がレール８ｂ上に移動した後に、押出ピン２３ａは、図２（ｂ）に示す待機位置に戻る。次に、昇降装置１６が収納容器１８を降下させて、次に処理される半導体基板１を押出ピン２３ａと対向する高さに移動させる。この後、上記と同様にして、押出ピン２３ａを突出させて半導体基板１をレール８ｂ上に移動させる。
このようにして供給部８は順次半導体基板１を収納容器１８からレール８ｂ上に移動する。収納容器１８内の半導体基板１を総て中継台２３上に移動した後、操作者は空になった収納容器１８と半導体基板１が収納されている収納容器１８とを置き換える。これにより、供給部８に半導体基板１を供給することができる。
【００３９】
（前処理部）
前処理部９は、中継場所９ａ、９ｂに搬送された半導体基板１に対して、処理場所９ｄにおいて前処理を行う。前処理としては、加熱した状態で、例えば、低圧水銀ランプ、水素バーナー、エキシマレーザー、プラズマ放電部、コロナ放電部等による活性光線の照射を例示できる。水銀ランプを用いる場合、半導体基板１に紫外線を照射することにより、半導体基板１の表面の撥液性を改質することができる。水素バーナーを用いる場合、半導体基板１の酸化した表面を一部還元することで表面を粗面化することができ、エキシマレーザーを用いる場合、半導体基板１の表面を一部溶融固化することで粗面化することができ、プラズマ放電或いはコロナ放電を用いる場合、半導体基板１の表面を機械的に削ることで粗面化することができる。本実施形態では、例えば、水銀ランプを採用している。
前処理が終了した後、前処理部９は半導体基板１を中継場所９ｃに移動する。続いて、搬送部１３が中継場所９ｃから半導体基板１を除材する。
【００４０】
（冷却部）
冷却部１１は、各処理場所１１ａ、１１ｂにそれぞれ設けられ、上面が半導体装置１の吸着保持面とされたヒートシンク等の冷却板１１０ａ、１１０ｂを有している。
処理場所１１ａ、１１ｂ（冷却板１１０ａ、１１０ｂ）は、把持部１３ａの動作範囲内に位置しており、処理場所１１ａ、１１ｂにおいて冷却板１１０ａ、１１０ｂは露出する。従って、搬送部１３は容易に半導体基板１を冷却板１１０ａ、１１０ｂに載置することができる。半導体基板１に冷却処理が行われた後、半導体基板１は、処理場所１１ａに位置する冷却板１１０ａ上または処理場所１１ｂに位置する冷却板１１０ａ上にて待機する。従って、搬送部１３の把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持して移動させることができる。
【００４１】
（塗布部）
次に、半導体基板１に液滴を吐出してマークを形成する塗布部１０について図３及び図４に従って説明する。液滴を吐出する装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
【００４２】
図３（ａ）は、塗布部の構成を示す概略斜視図である。塗布部１０により半導体基板１に液滴が吐出される。図３（ａ）に示すように、塗布部１０には、直方体形状に形成された基台３７を備えている。液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。副走査方向は改行するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とを相対移動する方向である。本実施形態ではＹ方向（第２方向）を主走査方向とし、Ｘ方向（第１方向）を副走査方向とする。
【００４３】
基台３７の上面３７ａには、Ｘ方向に延在する一対の案内レール３８がＸ方向全幅にわたり凸設されている。その基台３７の上側には、一対の案内レール３８に対応する図示しない直動機構を備えたステージ３９が取付けられている。そのステージ３９の直動機構は、リニアモーターやネジ式直動機構等を用いることができる。本実施形態では、例えば、リニアモーターを採用している。そして、ステージ３９は、Ｘ方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と称す。さらに、基台３７の上面３７ａには、案内レール３８と平行に副走査位置検出装置４０が配置され、副走査位置検出装置４０によりステージ３９の位置が検出される。
【００４４】
そのステージ３９の上面には載置面４１が形成され、その載置面４１には図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。載置面４１上に半導体基板１が載置された後、半導体基板１は基板チャック機構により載置面４１に固定される。
【００４５】
ステージ３９が、例えば、＋Ｘ側に位置するときの載置面４１の場所が半導体基板１のロード位置またはアンロード位置の中継場所となっている。この載置面４１は把持部１３ａの動作範囲内に露出するように設置されている。従って、搬送部１３は容易に半導体基板１を載置面４１に載置することができる。半導体基板１に塗布（マーク描画）が行われた後、半導体基板１は中継場所である載置面４１上にて待機する。従って、搬送部１３の把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持して移動することができる。
【００４６】
基台３７のＹ方向両側には一対の支持台４２が立設され、その一対の支持台４２にはＹ方向に延びる案内部材４３が架設されている。案内部材４３の下側にはＹ方向に延びる案内レール４４がＸ方向全幅にわたり凸設されている。案内レール４４に沿って移動可能に取り付けられるキャリッジ（移動手段）４５は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ４５は直動機構を備え、その直動機構は、例えば、ステージ３９が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。そして、キャリッジ４５がＹ方向に沿って走査移動する。案内部材４３とキャリッジ４５との間には主走査位置検出装置４６が配置され、キャリッジ４５の位置が計測される。キャリッジ４５の下側にはヘッドユニット４７が設置され、ヘッドユニット４７のステージ３９側の面には図示しない液滴吐出ヘッドが凸設されている。
【００４７】
図３（ｂ）は、キャリッジを示す模式側面図である。図３（ｂ）に示すようにキャリッジ４５の半導体基板１側にはヘッドユニット４７と一対の照射部としての硬化ユニット４８が、Ｙ方向に関してキャリッジ４５の中心からそれぞれ等間隔で配置されている。ヘッドユニット４７の半導体基板１側には液滴を吐出する液滴吐出ヘッド（吐出ヘッド）４９が凸設されている。
【００４８】
硬化ユニット４８の内部には吐出された液滴を硬化させる紫外線を照射する照射装置が配置されている。硬化ユニット４８は主走査方向（相対移動方向）においてヘッドユニット４７を挟んだ両側の位置に配置されている。照射装置は発光ユニットと放熱板等から構成されている。発光ユニットには多数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子が配列して設置されている。このＬＥＤ素子は、電力の供給を受けて紫外線の光である紫外光を発光する素子である。
【００４９】
キャリッジ４５の図中上側には収容タンク５０が配置され、収容タンク５０には機能液が収容されている。液滴吐出ヘッド４９と収容タンク５０とは図示しないチューブにより接続され、収容タンク５０内の機能液がチューブを介して液滴吐出ヘッド４９に供給される。
【００５０】
機能液は樹脂材料、硬化剤としての光重合開始剤、溶媒または分散媒を主材料とする。この主材料に顔料または染料等の色素や、親液性または撥液性等の表面改質材料等の機能性材料を添加することにより固有の機能を有する機能液を形成することができる。本実施形態では、例えば、白色の顔料を添加している。機能液の樹脂材料は樹脂膜を形成する材料である。樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。さらに、粘性の小さい樹脂材料が好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。モノマーの形態であればさらに好ましい。光重合開始剤はポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であり、例えば、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール等を用いることができる。溶媒または分散媒は樹脂材料の粘度を調整するものである。機能液を液滴吐出ヘッドから吐出し易い粘度にすることにより、液滴吐出ヘッドは安定して機能液を吐出することができるようになる。
【００５１】
図４（ａ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図である。図４（ａ）に示すように、ヘッドユニット４７には、２つの液滴吐出ヘッド４９が副走査方向（Ｘ方向）に間隔をあけて配置され、各液滴吐出ヘッド４９の表面にはノズルプレート５１（図４（ｂ）参照）がそれぞれ配置されている。各ノズルプレート５１には複数のノズル５２が配列して形成されている。本実施形態においては、各ノズルプレート５１に、１５個のノズル５２が副走査方向に沿って配置されたノズル列６０Ｂ〜６０ＥがＹ方向に間隔をあけて配置されていえる。また、２つの液滴吐出ヘッド４９における各ノズル列６０Ｂ〜６０Ｅは、Ｘ方向に沿って直線上に配置されている。ノズル列６０Ｂ、６０Ｅは、Ｙ方向に関してキャリッジ４５の中心から等間隔で配置されている。同様に、ノズル列６０Ｃ、６０Ｄは、Ｙ方向に関してキャリッジ４５の中心から等間隔で配置されている。従って、＋Ｙ側の硬化ユニット４８とノズル列６０Ｂとの距離と、−Ｙ側の硬化ユニット４８とノズル列６０Ｅとの距離とは同一となる。また、＋Ｙ側の硬化ユニット４８とノズル列６０Ｃとの距離と、−Ｙ側の硬化ユニット４８とノズル列６０Ｄとの距離とは同一となる。
【００５２】
硬化ユニット４８の下面には、照射口４８ａが形成されている。照射口４８ａは、Ｙ方向における吐出ヘッド４９、４９の長さ、これら吐出ヘッド４９、４９間の距離の和以上の長さの照射範囲を有して設けられている。そして、照射装置が発光する紫外光が照射口４８ａから半導体基板１に向けて照射される。
【００５３】
図４（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。図４（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド４９はノズルプレート５１を備え、ノズルプレート５１にはノズル５２が形成されている。ノズルプレート５１の上側であってノズル５２と相対する位置にはノズル５２と連通するキャビティ５３が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド４９のキャビティ５３には機能液（液体）５４が供給される。
【００５４】
キャビティ５３の上側には上下方向に振動してキャビティ５３内の容積を拡大縮小する振動板５５が設置されている。振動板５５の上側でキャビティ５３と対向する場所には上下方向に伸縮して振動板５５を振動させる圧電素子５６が配設されている。圧電素子５６が上下方向に伸縮して振動板５５を加圧して振動し、振動板５５がキャビティ５３内の容積を拡大縮小してキャビティ５３を加圧する。それにより、キャビティ５３内の圧力が変動し、キャビティ５３内に供給された機能液５４はノズル５２を通って吐出される。
【００５５】
液滴吐出ヘッド４９が圧電素子５６を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子５６が伸張して、振動板５５がキャビティ５３内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド４９のノズル５２から縮小した容積分の機能液５４が液滴５７となって吐出される。本実施形態においては、液滴を吐出するノズル５２は、制御部の制御によってノズル列毎に選択される。機能液５４が塗布された半導体基板１に対しては、照射口４８ａから紫外光が照射され、硬化剤を含んだ機能液５４を固化または硬化させるようになっている。
【００５６】
（収納部）
図５（ａ）は収納部を示す模式正面図であり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は収納部を示す模式側面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、収納部１２は基台７４を備えている。基台７４の内部には昇降装置７５が設置されている。昇降装置７５は供給部８に設置された昇降装置１６と同様の装置を用いることができる。基台７４の上側には昇降板７６が昇降装置７５と接続して設置されている。そして、昇降板７６は昇降装置７５により昇降させられる。昇降板７６の上には直方体状の収納容器１８が設置され、収納容器１８の中には半導体基板１が収納されている。収納容器１８は供給部８に設置された収納容器１８と同じ容器が用いられている。
【００５７】
搬送部１３によって中継場所としてのレール１２ｂに載置された半導体基板１は、当該搬送部１３によってレール１２ｂから収納容器１８に移動する。または、搬送部１３によってレール１２ｂから収納容器１８への中途まで移動した後に、例えば、図５（ｃ）に示すように、レール１２ｂの下方で、Ｙ方向ではレール１２ｂ、１２ｂ間に位置し、上記押出装置２３と同様の構成を有し、図示しない昇降装置により上記の中途位置にある半導体基板１と対向する位置まで上昇可能な押出装置８０を設け、搬送部１３が半導体基板１をレール１２ｂに載置する際には押出装置８０をレール１２ｂの下方で待機させ、搬送部１３がレール１２ｂから退避した際には、押出装置８０を上昇させて半導体基板１の側面と対向させ、押出ピン２３ａを＋Ｘ方向に突出することにより、半導体基板１を収納容器１８に移動させる構成としてもよい。
【００５８】
上記のように、半導体基板１の収納容器１８への収納と、昇降装置７５による収納容器１８のＺ方向への移動とを繰り返して、収納容器１８内に所定の枚数の半導体基板１が収納された後、操作者は半導体基板１が収納された収納容器１８と空の収納容器１８とを置き換える。これにより、操作者は複数の半導体基板１をまとめて次の工程に持ち運ぶことができる。
【００５９】
（搬送部）
次に、半導体基板１を搬送する搬送部１３について図１及び図６に従って説明する。
搬送部１３は、装置内の天部に設けられた支持体８３を備えており、支持体８３の内部にはモーター、角度検出器、減速機等から構成される回転機構が設置されている。そして、モーターの出力軸は減速機と接続され、減速機の出力軸は支持体８３の下側に配置された第１腕部８４と接続されている。また、モーターの出力軸と連結して角度検出器が設置され、角度検出器がモーターの出力軸の回転角度を検出する。これにより、回転機構は第１腕部８４の回転角度を検出して、所望の角度まで回転させることができる。
【００６０】
第１腕部８４上において支持体８３と反対側の端には回転機構８５が設置されている。回転機構８５はモーター、角度検出器、減速機等により構成され、支持体８３の内部に設置された回転機構と同様の機能を備えている。そして、回転機構８５の出力軸は第２腕部８６と接続されている。これにより、回転機構８５は第２腕部８６の回転角度を検出して、所望の角度まで回転させることができる。
【００６１】
第２腕部８６上において回転機構８５と反対側の端には昇降装置８７が配置されている。昇降装置８７は直動機構を備え、直動機構を駆動することにより伸縮することができる。この直動機構は、例えば、供給部８の昇降装置１６と同様の機構を用いることができる。
【００６２】
図６（ａ）は、腕部１３ｂの−Ｚ側に把持部１３ａが設けられた正面図、図６（ｂ）は平面図（ただし、腕部１３ｂは図示せず）、図６（ｃ）は左側面図である。
なお、把持部１３ａは、腕部１３ｂに対してθＺ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に回転移動可能に設けられ、ＸＹ平面における位置が変動するため、以下の説明では便宜上、ＸＹ平面と平行な一方向をｘ方向、ＸＹ平面と平行でｘ方向と直交する方向をｙ方向として説明する（Ｚ方向は共通）。
【００６３】
把持部１３ａは、腕部１３ｂに対してθＺ方向には回転可能、且つ半導体基板１の把持の際に固定状態で用いられる固定部１００と、固定部１００に対してＺ方向に移動自在に設けられた移動部１１０とを備えている。
【００６４】
固定部１００は、Ｚ軸部材１０１、懸架部材１０２、連結部材１０３、連結板１０４、挟持板１０５、フォーク部１０６を主体として構成されている。Ｚ軸部材１０１は、Ｚ方向に延在し腕部１３ｂにＺ軸回りに回転可能に設けられている。懸架部材１０２は、ｘ方向に延在する板状に形成されており、ｘ方向の中央部においてＺ軸部材１０１の下端に固定されている。連結板１０４は、懸架部材１０２と平行に互いに隙間をあけて配置され、当該懸架部材１０４とｘ方向両端側で連結部材１０３によって連結されている。挟持板１０５は、ｘ方向に延在する板状に形成されており、図６（ｃ）に示すように、＋Ｚ側の表面における＋ｙ側の端縁で連結板１０４の下端に固定されている。そして、挟持板１０５における＋Ｚ側の表面のうち、−ｙ側の端縁側が半導体基板１を挟持する際の挟持面１０５ａとなっている。
【００６５】
フォーク部１０６は、挟持面１０５ａで挟持された半導体基板１の下面（−Ｚ側の面）を下方から支持するものであって、挟持板１０５の−ｙ側の側面からｙ方向に延出させ、且つｘ方向に間隔をあけて複数（ここでは４本）設けられている。フォーク部１０６の配置間隔及び本数は、半導体基板１の長さが機種等に応じて変動した場合でも、少なくとも長さ方向で１箇所、好ましくは２箇所以上で支持可能に設定される。
【００６６】
移動部１１０は、昇降部１１１、把持板１１２を主体として構成されている。昇降部１１１は、エアシリンダ機構等で構成されており、Ｚ軸部材１０１に沿って昇降する。把持板１１２は、昇降部１１１と一体的に昇降可能に設けられており、連結部材１０３、１０３間のｘ方向の隙間長よりも短く、懸架部材１０２と連結板１０４との間の隙間よりも小さな幅を有し、これら連結部材１０３、１０３間の隙間及び懸架部材１０２と連結板１０４との間の隙間にＺ方向に移動可能に挿入された挿入部１１２ａと、挿入部１１２ａよりも下方に位置し、懸架部材１０２よりも下方で挟持板１０５とほぼ同じ長さでｘ方向に延在する挟持板１１２ｂとが一体的に形成されてなるものである。
【００６７】
上記挿入部１１２ａ及び挟持板１１２ｂとからなる把持板１１２は、昇降部１１１の昇降に応じて一体的にＺ方向に移動する。把持板１１２が下降した際には、挟持板１１５との間で半導体基板１の一端縁を挟持して把持可能であり、把持板１１２が上昇した際には、挟持板１１５から離間することで半導体基板１に対する把持が解除される。
【００６８】
そして、搬送部１３に配置された検出器の出力を入力して把持部１３ａの位置と姿勢とを検出し、回転機構８５等を駆動して把持部１３ａを所定の位置に移動させることにより、把持部１３ａで把持する半導体基板１を所定の処理部に搬送することができる。
【００６９】
（印刷方法）
次に上述した印刷装置７を用いた印刷方法について図７にて説明する。図７は、印刷方法を示すためのフローチャートである。
図７のフローチャートに示されるように、印刷方法は、半導体基板１を収納容器１８から搬入する搬入工程Ｓ１、搬入された半導体基板１の表面に対して前処理を施す前処理工程Ｓ２、前処理工程Ｓ２で温度上昇した半導体基板１を冷却する冷却工程Ｓ３、冷却された半導体基板１に対して各種マークを描画印刷する印刷工程Ｓ４、各種マークが印刷された半導体基板１に対して後処理を施す後処理工程Ｓ５、後処理が施された半導体基板１を収納容器１８に収納する収納工程Ｓ６を主体に構成される。
【００７０】
上記の工程の中、印刷工程Ｓ４が本発明の特徴部分であるため、以下の説明においては、この特徴部分について説明する。
前処理工程で前処理が施され、冷却工程Ｓ３で冷却処理が施された半導体基板１は、搬送部１３により塗布部１０のステージ３９上に搬送される。印刷工程Ｓ４において、塗布部１０はチャック機構を作動させてステージ３９上に載置された半導体基板１をステージ３９に保持する。そして、塗布部１０は、ステージ３９に対してキャリッジ４５を、例えば往路では＋Ｙ方向に走査移動（相対移動）しながら、各液滴吐出ヘッド４９に形成された所定のノズル列におけるノズル５２から液滴５７を半導体装置３に向けて吐出する。また、復路においては、ステージ３９に対してキャリッジ４５を−Ｙ方向に、往路と同一の移動速度で走査移動（相対移動）しながら、各液滴吐出ヘッド４９に形成された所定のノズル列におけるノズル５２から液滴５７を吐出する。
【００７１】
これにより、半導体装置３の表面には会社名マーク４、機種コード５、製造番号６等のマークが描画される。そして、上記往路においては走査移動方向における後方側であるキャリッジ４５の−Ｙ側に設置された硬化ユニット４８からマークに紫外線が照射され、復路においては、走査移動方向における後方側であるキャリッジ４５の＋Ｙ側に設置された硬化ユニット４８からマークに紫外線が照射される。これにより、マークを形成する機能液５４には紫外線により重合が開始する光重合開始剤が含まれているため、マークの表面が直ちに固化または硬化される。
【００７２】
このとき、制御部は、半導体基板１に液滴５７が着弾してから紫外線照射により硬化するまでの時間が往路と復路とで同一となるように、選択部として、各走査移動時において使用するノズル列を選択する（選択工程）。具体的には、例えば、制御部は往路においてノズル列６０Ｅを選択してこのノズル列６０Ｅのノズル５２から液滴を吐出させ、往路においてノズル列６０Ｂを選択してこのノズル列６０Ｂのノズル５２から液滴を吐出させる。
【００７３】
往路で用いられるノズル列６０Ｅと硬化ユニット４８との距離と、復路で用いられるノズル列６０Ｂと硬化ユニット４８との距離とは同一であり、また往路と復路とでは移動速度が同一であるため、往路と復路とではピニング時間が同一となる。
なお、ノズル列から吐出する液滴の色等の都合で、例えば往路でノズル列６０Ｄを選択して用いた場合には、往路ではピニング時間が同一となるノズル列６０Ｃを選択して用いればよい。
【００７４】
また、二つの液滴吐出ヘッド４９は、副走査方向であるＸ方向に沿って配置され、ノズル列６０Ｂ〜６０ＥについてもＸ方向に直線状に配置されているため、液滴５７が半導体装置３に吐出されてから紫外線に照射されて硬化するまでのピニング時間は、二つの液滴吐出ヘッド４９間で差が生じずに同一となる。
【００７５】
半導体基板１に対する印刷が完了すると、塗布部１０は半導体基板１が載置されたステージ３９をアンロード位置に移動させる。これにより、搬送部１３が半導体基板１を把持し易くすることができる。そして、塗布部１０はチャック機構の動作を停止して半導体基板１の保持を解除する。
【００７６】
この後、半導体基板１は、後処理工程Ｓ５において後処理が施された後に、収納工程Ｓ６において、搬送部１３により収納部１２に搬送され、収納容器１８に収納される。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態では、相対移動時の往路と復路とでピニング時間が同一となるノズル列を相対移動毎に選択しているため、往路及び復路で吐出した液滴５７のピニング時間を同一とすることができる。そのため、本実施形態では、形成されたマークの描画品質を一定とすることができ印刷品質を確保することが可能になる。
また、本実施形態では、二つの液滴吐出ヘッド４９を副走査方向であるＸ方向に沿って配置しているため、各液滴吐出ヘッド４９から吐出した液滴５７のピニング時間を同一とすることができる。そのため、本実施形態では、形成されたマークの描画品質を一定として印刷品質を確保しつつ生産効率の向上も実現することが可能になる。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７９】
例えば、上記実施形態では、往路と復路とで、半導体基板１に対する相対移動方向の後方側に位置する硬化ユニット４８からの距離が同一となるノズル列が選択可能な場合を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、キャリッジ４５に対する液滴吐出ヘッド４９や硬化ユニット４８の組立位置の誤差も含めて、相対移動方向の後方側に位置する硬化ユニット４８からの距離が同一となるノズル列が選択できない場合には、選択したノズル列と硬化ユニット４８との距離に応じて相対移動速度を調整する（ノズル列と硬化ユニット４８との距離が大きい場合には相対移動速度を大きくし、逆にノズル列と硬化ユニット４８との距離が小さい場合には相対移動速度を小さくする）ことで、往路と復路とでピニング時間を同一とすればよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、各液滴吐出ヘッド４９が４つのノズル列を有する構成としたが、これに限られず、２つや３つのノズル列、あるいは５つ以上のノズル列を有する構成であってもよいことは言うまでもない。
さらに、液滴吐出ヘッド４９についても、複数を配置する構成を例示したが、これに限定されるものでなく、例えば一つのみ配置する構成や、三つ以上配置する構成としてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、ＵＶインクとして紫外線硬化型インクを用いたが、本発明はこれに限定されず、可視光線、赤外線を硬化光として使用することができる種々の活性光線硬化型インクを用いることができる。
また、光源も同様に、可視光等の活性光を射出する種々の活性光光源を用いること、つまり活性光線照射部を用いることができる。
【００８２】
ここで、本発明において「活性光線」とは、その照射によりインク中において開始種を発生させうるエネルギーを付与することができるものであれば、特に制限はなく、広く、α線、γ線、Ｘ線、紫外線、可視光線、電子線などを包含するものである。中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点からは、紫外線及び電子線が好ましく、特に紫外線が好ましい。従って、活性光線硬化型インクとしては、本実施形態のように、紫外線を照射することにより硬化可能な紫外線硬化型インクを用いることが好ましい。
【００８３】
１…半導体基板（基材）、 ３…半導体装置、 ７…印刷装置、 ９…前処理部、 １０…塗布部（印刷部）、 １４…制御部、 ４５…キャリッジ（移動手段）、 ４８…硬化ユニット（照射部）、 ４９…液滴吐出ヘッド（吐出ヘッド）、 ５２…ノズル、 ５４…機能液（液体）、 ５７…液滴
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷方法及び印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、紫外線照射によって硬化する紫外線硬化型インクを用いて記録媒体に画像またはパターンを形成する液滴吐出装置が注目されている。紫外線硬化型インクは、紫外線を照射するまでは硬化が非常に遅く、紫外線を照射すると急速に硬化するという、印刷インクとして好ましい特性を有する。また、硬化にあたって溶剤を揮発させることがないので、環境負荷が小さいという利点もある。
【０００３】
さらに、紫外線硬化型インクは、ビヒクルの組成により種々の記録媒体に高い付着性を発揮する。また、硬化した後は化学的に安定で、接着性、耐薬剤性、耐候性、耐摩擦性等が高く、屋外環境にも耐える等、優れた特性を有する。このため、紙、樹脂フィルム、金属箔等の薄いシート状の記録媒体の他、記録媒体のレーベル面、テキスタイル製品等、ある程度立体的な表面形状を有するものに対しても画像を形成できる。
【０００４】
ところで、例えば特許文献１に示すように、ＵＶランプなどのＵＶ照射手段がインクジェットヘッドの横に設けられているインクジェットプリンターを適用する場合、インクジェットヘッドによる描画位置近傍で描画直後にＵＶインクを硬化させることができる。
また、特許文献２には、走査方向に吐出ヘッドを複数配置することで、生産効率を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２２５６０号公報
【特許文献２】特開昭６２−１６１５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
記録媒体に対する相対移動方向に複数のノズル列を有する吐出ヘッドの場合、吐出ヘッドから吐出されて記録媒体に塗布された紫外線硬化型インクがＵＶ光を照射されて硬化（ピニング）するまでの時間（以下、ピニング時間と称する）がノズル列毎に異なるため、用いるノズル列によっては形成された膜の密着性、滲み方、着弾径等に差が生じて印刷品質が低下する虞がある。
【０００７】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、印刷品質の低下を防止できる印刷方法及び印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の印刷方法は、第１方向に配列された複数のノズルを有するノズル列が前記第１方向と直交する第２方向に間隔をあけて複数配置された吐出ヘッドと基材とを前記第２方向に相対移動させて、前記ノズルから活性光線で硬化する液体の液滴を前記基材に吐出する吐出工程と、前記基材上の前記液滴に前記活性光線を照射する照射工程とを有する印刷方法であって、前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時（往路）と、前記第２方向の他方側への相対移動時（復路）との間で、前記基材に前記液滴が着弾してから前記活性光線が照射されるまでの時間が同一となるように、複数の前記ノズル列から前記液滴を吐出させるノズル列をそれぞれ選択する選択工程を有することを特徴とするものである。
【０００９】
従って、本発明の印刷方法においては、複数のノズル列を有する吐出ヘッドを用いて基材に液滴を吐出する場合でも、第２方向への相対移動の往路と復路との間で常に基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間が同一となるため、吐出した液滴により形成される膜を一定状態とすることで印刷品質を確保できる。
【００１０】
また、本発明では、前記活性光線を照射する照射部を、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に配置した場合、前記選択工程では、前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が同一となる前記ノズル列をそれぞれ選択する手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、往路と復路の移動速度を同一とした場合に、往路と復路との間で基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間を同一とすることができる。
【００１１】
また、本発明では、前記活性光線を照射する照射部を、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に配置し、前記選択工程で前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が異なる前記ノズル列を選択した場合、各ノズル列と前記後方側の照射部との距離に応じて、前記相対移動時の速度を調整する手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、相対移動の後方側に位置する照射部とノズル列との距離が往路と復路とで異なるノズル列が選択された場合でも、往路と復路の少なくとも一方の相対移動速度を調整することにより、往路と復路との間で基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間を同一とすることができる。
【００１２】
また、本発明では、前記吐出ヘッドを前記第１方向に沿って複数設ける構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、複数の吐出ヘッドから液滴を吐出することで、生産効率を向上させつつ、吐出した液滴により形成される膜を一定状態とすることで印刷品質を確保できる。
【００１３】
また、本発明では、前記吐出工程では前記基材に設けられた半導体装置に前記液滴を吐出する手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、半導体装置の属性情報等を示す印刷パターンを所定の印刷品質をもって成膜・印刷することができる。
【００１４】
一方、本発明の印刷装置は、第１方向に配列された複数のノズルを有するノズル列が前記第１方向と直交する第２方向に間隔をあけて複数配置され、基材に対して相対移動して前記ノズルから活性光線で硬化する液体の液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記基材上の前記液滴に前記活性光線を照射する照射部と、前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時と、前記第２方向の他方側への相対移動時との間で、前記基材に前記液滴が着弾してから前記活性光線が照射されるまでの時間が同一となるように、複数の前記ノズル列から前記液滴を吐出させるノズル列をそれぞれ選択する選択部を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
従って、本発明の印刷装置においては、複数のノズル列を有する吐出ヘッドを用いて基材に液滴を吐出する場合でも、第２方向への相対移動の往路と復路との間で常に基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間が同一となるため、吐出した液滴により形成される膜を一定状態とすることで印刷品質を確保できる。
【００１６】
前記照射部が、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に設けられる場合には、前記選択装置は、前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が同一となる前記ノズル列をそれぞれ選択する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、往路と復路の移動速度を同一とした場合に、往路と復路との間で基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間を同一とすることができる。
【００１７】
前記照射部が前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に設けられたときに、前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が異なる前記ノズル列が選択された場合には、各ノズル列と前記後方側の照射部との距離に応じて前記相対移動時の速度を調整する調整部が設けられる構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、相対移動の後方側に位置する照射部とノズル列との距離が往路と復路とで異なるノズル列が選択された場合でも、往路と復路の少なくとも一方の相対移動速度を調整することにより、往路と復路との間で基材に液滴が着弾してから活性光線が照射されるまでの時間を同一とすることができる。
【００１８】
前記吐出ヘッドとしては、前記第１方向に沿って複数設けられる構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、複数の吐出ヘッドから液滴を吐出することで、生産効率を向上させつつ、吐出した液滴により形成される膜を一定状態とすることで印刷品質を確保できる。
【００１９】
上記構成における前記照射部から照射される照射範囲としては、前記第１方向に関して前記複数の吐出ヘッドにおけるノズル列に跨る大きさに設定される好適に採用できる。
これにより、本発明では、複数の吐出ヘッドから基材に吐出された液体に対して、一対の照射部の一方、あるいは他方のいずれの場合でも、一括的に活性光線を照射することが可能となる。
【００２０】
また、本発明における前記吐出ヘッドとしては、前記基材に設けられた半導体装置に前記液滴を吐出する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、半導体装置の属性情報等を示す印刷パターンを所定の印刷品質をもって成膜・印刷することができる。
なお、本明細書における、直交する方向（第１方向及び第２方向）や鉛直方向については、製造・組立による誤差等によってずれる範囲も含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は半導体基板を示す模式平面図、（ｂ）は液滴吐出装置を示す模式平面図。
【図２】供給部を示す模式図。
【図３】（ａ）は、塗布部の構成を示す概略斜視図、（ｂ）は、キャリッジを示す模式側面図。
【図４】（ａ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図、（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図。
【図５】収納部を示す模式図。
【図６】搬送部の構成を示す図。
【図７】印刷方法を示すためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の印刷方法及び印刷装置の実施の形態を、図１乃至図７を参照して説明する。
なお、以下の実施の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
【００２３】
本実施形態では、本発明の特徴的な印刷装置と、この印刷装置を用いて液滴を吐出して印刷する印刷方法の例について、図１〜図７に従って説明する。
【００２４】
（半導体基板）
まず、印刷装置を用いて描画（印刷）する対象の一例である半導体基板について説明する。
図１（ａ）は半導体基板を示す模式平面図である。図１（ａ）に示すように、基材としての半導体基板１は基板２を備えている。基板２は耐熱性があり半導体装置３を実装可能であれば良く、基板２にはガラスエポキシ基板、紙フェノール基板、紙エポキシ基板等を用いることができる。
【００２５】
基板２上には半導体装置３が実装されている。そして、半導体装置３上には会社名マーク４、機種コード５、製造番号６等のマーク（印刷パターン、所定パターン）が描画されている。これらのマークが後述する印刷装置によって描画される。
【００２６】
（印刷装置）
図１（ｂ）は印刷装置を示す模式平面図である。
図１（ｂ）に示すように、印刷装置７は主に供給部８、前処理部９、塗布部（印刷部）１０、冷却部１１、収納部１２、搬送部１３、後処理部１４及び制御部（図示せず）から構成されている。なお、供給部８、収納部１２が並ぶ方向、及び前処理部９、冷却部１１、後処理部１４が並ぶ方向をＸ方向とする。Ｘ方向と直交する方向をＹ方向とし、Ｙ方向には塗布部１０、冷却部１１、搬送部１３が並んで配置されている。そして、鉛直方向をＺ方向とする。
【００２７】
供給部８は、複数の半導体基板１が収納された収納容器を備えている。そして、供給部８は中継場所８ａを備え、収納容器から中継場所８ａへ半導体基板１を供給する。中継場所８ａには、Ｘ方向に延びる一対のレール８ｂが、収納容器から送り出される半導体基板１の高さと略同一の高さに設けられている。
【００２８】
前処理部９は、半導体装置３の表面を加熱しながら改質する機能を有する。前処理部９により半導体装置３は吐出された液滴の広がり具合及び印刷するマークの密着性が調整される。前処理部９は第１中継場所９ａ及び第２中継場所９ｂを備え、処理前の半導体基板１を第１中継場所９ａまたは第２中継場所９ｂから取り込んで表面の改質を行う。その後、前処理部９は処理後の半導体基板１を第１中継場所９ａまたは第２中継場所９ｂに移動して、半導体基板１を待機させる。第１中継場所９ａ及び第２中継場所９ｂを合わせて中継場所９ｃとする。そして、前処理部９の内部で前処理が行われる場所を処理場所９ｄとする。
【００２９】
冷却部１１は、塗布部１０の中継場所に配置されており、前処理部９で加熱及び表面改質が行われた半導体基板１を冷却する機能を有している。冷却部１１は、それぞれが半導体基板１を保持して冷却する処理場所１１ａ、１１ｂを有している。処理場所１１ａ、１１ｂは、適宜、処理場所１１ｃと総称するものとする。
【００３０】
塗布部１０は、半導体装置３に液滴を吐出してマークを描画（印刷）するとともに、描画されたマークを固化または硬化する機能を有する。塗布部１０は中継場所としての冷却部１１から描画前の半導体基板１を移動させて描画処理及び硬化処理を行う。その後、塗布部１０は描画後の半導体基板１を冷却部１１に移動させて、半導体基板１を待機させる。
【００３１】
後処理部１４は、塗布部１０で描画処理が施された後、冷却部１１に載置された半導体基板１に対して後処理として再加熱処理を行うものである。後処理部１４は、第１中継場所１４ａ及び第２中継場所１４ｂを備えている。第１中継場所１４ａ及び第２中継場所１４ｂを合わせて中継場所１４ｃとする。
【００３２】
収納部１２は、半導体基板１を複数収納可能な収納容器を備えている。そして、収納部１２は中継場所１２ａを備え、中継場所１２ａから収納容器へ半導体基板１を収納する。中継場所１２ａには、Ｘ方向に延びる一対のレール１２ｂが、半導体基板１を収容する収納容器と略同一の高さに設けられている。操作者は半導体基板１が収納された収納容器を印刷装置７から搬出する。
【００３３】
印刷装置７の中央の場所には、搬送部１３が配置されている。搬送部１３は２つの腕部１３ｂを備えたスカラー型ロボットが用いられている。そして、腕部１３ｂの先端には半導体基板１を裏面（下面）から支持しつつ、側縁を片持ちで把持する把持部１３ａが設置されている。中継場所８ａ，９ｃ，１１、１４ｃ、１２ａは把持部１３ａの移動範囲内に位置している。従って、把持部１３ａは中継場所８ａ，９ｃ，１１、１４ｃ、１２ａ間で半導体基板１を移動することができる。制御部は、印刷装置７の全体の動作を制御する装置であり、印刷装置７の各部の動作状況を管理する。そして、搬送部１３に半導体基板１を移動する指示信号を出力する。これにより、半導体基板１は各部を順次通過して描画されるようになっている。
【００３４】
以下、各部の詳細について説明する。
（供給部）
図２（ａ）は供給部を示す模式正面図であり、図２（ｂ）及び図２（ｃ）は供給部を示す模式側面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、供給部８は基台１５を備えている。基台１５の内部には昇降装置１６が設置されている。昇降装置１６はＺ方向に動作する直動機構を備えている。この直動機構はボールネジと回転モーターとの組合せや油圧シリンダーとオイルポンプの組合せ等の機構を用いることができる。本実施形態では、例えば、ボールネジとステップモーターとによる機構を採用している。基台１５の上側には昇降板１７が昇降装置１６と接続して設置されている。そして、昇降板１７は昇降装置１６により所定の移動量だけ昇降可能になっている。
【００３５】
昇降板１７の上には直方体状の収納容器１８が設置され、収納容器１８の中には複数の半導体基板１が収納されている。収納容器１８はＸ方向の両面に開口部１８ａが形成され、開口部１８ａから半導体基板１が出し入れ可能となっている。収納容器１８のＹ方向の両側に位置する側面１８ｂの内側には凸状のレール１８ｃが形成され、レール１８ｃはＸ方向に延在して配置されている。レール１８ｃはＺ方向に複数等間隔に配列されている。このレール１８ｃに沿って半導体基板１をＸ方向からまたは−Ｘ方向から挿入することにより、半導体基板１がＺ方向に配列して収納される。
【００３６】
基台１５のＸ方向側には支持部材２１及び支持台２２を介して、押出装置２３が設置されている。押出装置２３には、昇降装置１６と同様の直動機構によりＸ方向に突出して半導体基板１をレール８ｂに向けて押し出す押出ピン２３ａが設けられている。従って、押出ピン２３ａは、レール８ｂと略同一の高さに設置されている。
【００３７】
図２（ｃ）に示すように、押出装置２３における押出ピン２３ａが＋Ｘ方向に突出することにより、レール１８ｃよりも僅かに＋Ｚ側の高さに位置する半導体基板１が収納容器１８から押し出されて、レール８ｂ上に移動して支持される。
【００３８】
半導体基板１がレール８ｂ上に移動した後に、押出ピン２３ａは、図２（ｂ）に示す待機位置に戻る。次に、昇降装置１６が収納容器１８を降下させて、次に処理される半導体基板１を押出ピン２３ａと対向する高さに移動させる。この後、上記と同様にして、押出ピン２３ａを突出させて半導体基板１をレール８ｂ上に移動させる。
このようにして供給部８は順次半導体基板１を収納容器１８からレール８ｂ上に移動する。収納容器１８内の半導体基板１を総て中継台２３上に移動した後、操作者は空になった収納容器１８と半導体基板１が収納されている収納容器１８とを置き換える。これにより、供給部８に半導体基板１を供給することができる。
【００３９】
（前処理部）
前処理部９は、中継場所９ａ、９ｂに搬送された半導体基板１に対して、処理場所９ｄにおいて前処理を行う。前処理としては、加熱した状態で、例えば、低圧水銀ランプ、水素バーナー、エキシマレーザー、プラズマ放電部、コロナ放電部等による活性光線の照射を例示できる。水銀ランプを用いる場合、半導体基板１に紫外線を照射することにより、半導体基板１の表面の撥液性を改質することができる。水素バーナーを用いる場合、半導体基板１の酸化した表面を一部還元することで表面を粗面化することができ、エキシマレーザーを用いる場合、半導体基板１の表面を一部溶融固化することで粗面化することができ、プラズマ放電或いはコロナ放電を用いる場合、半導体基板１の表面を機械的に削ることで粗面化することができる。本実施形態では、例えば、水銀ランプを採用している。
前処理が終了した後、前処理部９は半導体基板１を中継場所９ｃに移動する。続いて、搬送部１３が中継場所９ｃから半導体基板１を除材する。
【００４０】
（冷却部）
冷却部１１は、各処理場所１１ａ、１１ｂにそれぞれ設けられ、上面が半導体装置１の吸着保持面とされたヒートシンク等の冷却板１１０ａ、１１０ｂを有している。
処理場所１１ａ、１１ｂ（冷却板１１０ａ、１１０ｂ）は、把持部１３ａの動作範囲内に位置しており、処理場所１１ａ、１１ｂにおいて冷却板１１０ａ、１１０ｂは露出する。従って、搬送部１３は容易に半導体基板１を冷却板１１０ａ、１１０ｂに載置することができる。半導体基板１に冷却処理が行われた後、半導体基板１は、処理場所１１ａに位置する冷却板１１０ａ上または処理場所１１ｂに位置する冷却板１１０ａ上にて待機する。従って、搬送部１３の把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持して移動させることができる。
【００４１】
（塗布部）
次に、半導体基板１に液滴を吐出してマークを形成する塗布部１０について図３及び図４に従って説明する。液滴を吐出する装置に関しては様々な種類の装置があるが、インクジェット法を用いた装置が好ましい。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、微細加工に適している。
【００４２】
図３（ａ）は、塗布部の構成を示す概略斜視図である。塗布部１０により半導体基板１に液滴が吐出される。図３（ａ）に示すように、塗布部１０には、直方体形状に形成された基台３７を備えている。液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とが相対移動する方向を主走査方向とする。そして、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。副走査方向は改行するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とを相対移動する方向である。本実施形態ではＹ方向（第２方向）を主走査方向とし、Ｘ方向（第１方向）を副走査方向とする。
【００４３】
基台３７の上面３７ａには、Ｘ方向に延在する一対の案内レール３８がＸ方向全幅にわたり凸設されている。その基台３７の上側には、一対の案内レール３８に対応する図示しない直動機構を備えたステージ３９が取付けられている。そのステージ３９の直動機構は、リニアモーターやネジ式直動機構等を用いることができる。本実施形態では、例えば、リニアモーターを採用している。そして、ステージ３９は、Ｘ方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と称す。さらに、基台３７の上面３７ａには、案内レール３８と平行に副走査位置検出装置４０が配置され、副走査位置検出装置４０によりステージ３９の位置が検出される。
【００４４】
そのステージ３９の上面には載置面４１が形成され、その載置面４１には図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。載置面４１上に半導体基板１が載置された後、半導体基板１は基板チャック機構により載置面４１に固定される。
【００４５】
ステージ３９が、例えば、＋Ｘ側に位置するときの載置面４１の場所が半導体基板１のロード位置またはアンロード位置の中継場所となっている。この載置面４１は把持部１３ａの動作範囲内に露出するように設置されている。従って、搬送部１３は容易に半導体基板１を載置面４１に載置することができる。半導体基板１に塗布（マーク描画）が行われた後、半導体基板１は中継場所である載置面４１上にて待機する。従って、搬送部１３の把持部１３ａは容易に半導体基板１を把持して移動することができる。
【００４６】
基台３７のＹ方向両側には一対の支持台４２が立設され、その一対の支持台４２にはＹ方向に延びる案内部材４３が架設されている。案内部材４３の下側にはＹ方向に延びる案内レール４４がＸ方向全幅にわたり凸設されている。案内レール４４に沿って移動可能に取り付けられるキャリッジ（移動手段）４５は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ４５は直動機構を備え、その直動機構は、例えば、ステージ３９が備える直動機構と同様の機構を用いることができる。そして、キャリッジ４５がＹ方向に沿って走査移動する。案内部材４３とキャリッジ４５との間には主走査位置検出装置４６が配置され、キャリッジ４５の位置が計測される。キャリッジ４５の下側にはヘッドユニット４７が設置され、ヘッドユニット４７のステージ３９側の面には図示しない液滴吐出ヘッドが凸設されている。
【００４７】
図３（ｂ）は、キャリッジを示す模式側面図である。図３（ｂ）に示すようにキャリッジ４５の半導体基板１側にはヘッドユニット４７と一対の照射部としての硬化ユニット４８が、Ｙ方向に関してキャリッジ４５の中心からそれぞれ等間隔で配置されている。ヘッドユニット４７の半導体基板１側には液滴を吐出する液滴吐出ヘッド（吐出ヘッド）４９が凸設されている。
【００４８】
硬化ユニット４８の内部には吐出された液滴を硬化させる紫外線を照射する照射装置が配置されている。硬化ユニット４８は主走査方向（相対移動方向）においてヘッドユニット４７を挟んだ両側の位置に配置されている。照射装置は発光ユニットと放熱板等から構成されている。発光ユニットには多数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子が配列して設置されている。このＬＥＤ素子は、電力の供給を受けて紫外線の光である紫外光を発光する素子である。
【００４９】
キャリッジ４５の図中上側には収容タンク５０が配置され、収容タンク５０には機能液が収容されている。液滴吐出ヘッド４９と収容タンク５０とは図示しないチューブにより接続され、収容タンク５０内の機能液がチューブを介して液滴吐出ヘッド４９に供給される。
【００５０】
機能液は樹脂材料、硬化剤としての光重合開始剤、溶媒または分散媒を主材料とする。この主材料に顔料または染料等の色素や、親液性または撥液性等の表面改質材料等の機能性材料を添加することにより固有の機能を有する機能液を形成することができる。本実施形態では、例えば、白色の顔料を添加している。機能液の樹脂材料は樹脂膜を形成する材料である。樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによりポリマーとなる材料であれば特に限定されない。さらに、粘性の小さい樹脂材料が好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。モノマーの形態であればさらに好ましい。光重合開始剤はポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤であり、例えば、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール等を用いることができる。溶媒または分散媒は樹脂材料の粘度を調整するものである。機能液を液滴吐出ヘッドから吐出し易い粘度にすることにより、液滴吐出ヘッドは安定して機能液を吐出することができるようになる。
【００５１】
図４（ａ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図である。図４（ａ）に示すように、ヘッドユニット４７には、２つの液滴吐出ヘッド４９が副走査方向（Ｘ方向）に間隔をあけて配置され、各液滴吐出ヘッド４９の表面にはノズルプレート５１（図４（ｂ）参照）がそれぞれ配置されている。各ノズルプレート５１には複数のノズル５２が配列して形成されている。本実施形態においては、各ノズルプレート５１に、１５個のノズル５２が副走査方向に沿って配置されたノズル列６０Ｂ〜６０ＥがＹ方向に間隔をあけて配置されていえる。また、２つの液滴吐出ヘッド４９における各ノズル列６０Ｂ〜６０Ｅは、Ｘ方向に沿って直線上に配置されている。ノズル列６０Ｂ、６０Ｅは、Ｙ方向に関してキャリッジ４５の中心から等間隔で配置されている。同様に、ノズル列６０Ｃ、６０Ｄは、Ｙ方向に関してキャリッジ４５の中心から等間隔で配置されている。従って、＋Ｙ側の硬化ユニット４８とノズル列６０Ｂとの距離と、−Ｙ側の硬化ユニット４８とノズル列６０Ｅとの距離とは同一となる。また、＋Ｙ側の硬化ユニット４８とノズル列６０Ｃとの距離と、−Ｙ側の硬化ユニット４８とノズル列６０Ｄとの距離とは同一となる。
【００５２】
硬化ユニット４８の下面には、照射口４８ａが形成されている。照射口４８ａは、Ｙ方向における吐出ヘッド４９、４９の長さ、これら吐出ヘッド４９、４９間の距離の和以上の長さの照射範囲を有して設けられている。そして、照射装置が発光する紫外光が照射口４８ａから半導体基板１に向けて照射される。
【００５３】
図４（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。図４（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド４９はノズルプレート５１を備え、ノズルプレート５１にはノズル５２が形成されている。ノズルプレート５１の上側であってノズル５２と相対する位置にはノズル５２と連通するキャビティ５３が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド４９のキャビティ５３には機能液（液体）５４が供給される。
【００５４】
キャビティ５３の上側には上下方向に振動してキャビティ５３内の容積を拡大縮小する振動板５５が設置されている。振動板５５の上側でキャビティ５３と対向する場所には上下方向に伸縮して振動板５５を振動させる圧電素子５６が配設されている。圧電素子５６が上下方向に伸縮して振動板５５を加圧して振動し、振動板５５がキャビティ５３内の容積を拡大縮小してキャビティ５３を加圧する。それにより、キャビティ５３内の圧力が変動し、キャビティ５３内に供給された機能液５４はノズル５２を通って吐出される。
【００５５】
液滴吐出ヘッド４９が圧電素子５６を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子５６が伸張して、振動板５５がキャビティ５３内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド４９のノズル５２から縮小した容積分の機能液５４が液滴５７となって吐出される。本実施形態においては、液滴を吐出するノズル５２は、制御部の制御によってノズル列毎に選択される。機能液５４が塗布された半導体基板１に対しては、照射口４８ａから紫外光が照射され、硬化剤を含んだ機能液５４を固化または硬化させるようになっている。
【００５６】
（収納部）
図５（ａ）は収納部を示す模式正面図であり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）は収納部を示す模式側面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、収納部１２は基台７４を備えている。基台７４の内部には昇降装置７５が設置されている。昇降装置７５は供給部８に設置された昇降装置１６と同様の装置を用いることができる。基台７４の上側には昇降板７６が昇降装置７５と接続して設置されている。そして、昇降板７６は昇降装置７５により昇降させられる。昇降板７６の上には直方体状の収納容器１８が設置され、収納容器１８の中には半導体基板１が収納されている。収納容器１８は供給部８に設置された収納容器１８と同じ容器が用いられている。
【００５７】
搬送部１３によって中継場所としてのレール１２ｂに載置された半導体基板１は、当該搬送部１３によってレール１２ｂから収納容器１８に移動する。または、搬送部１３によってレール１２ｂから収納容器１８への中途まで移動した後に、例えば、図５（ｃ）に示すように、レール１２ｂの下方で、Ｙ方向ではレール１２ｂ、１２ｂ間に位置し、上記押出装置２３と同様の構成を有し、図示しない昇降装置により上記の中途位置にある半導体基板１と対向する位置まで上昇可能な押出装置８０を設け、搬送部１３が半導体基板１をレール１２ｂに載置する際には押出装置８０をレール１２ｂの下方で待機させ、搬送部１３がレール１２ｂから退避した際には、押出装置８０を上昇させて半導体基板１の側面と対向させ、押出ピン２３ａを＋Ｘ方向に突出することにより、半導体基板１を収納容器１８に移動させる構成としてもよい。
【００５８】
上記のように、半導体基板１の収納容器１８への収納と、昇降装置７５による収納容器１８のＺ方向への移動とを繰り返して、収納容器１８内に所定の枚数の半導体基板１が収納された後、操作者は半導体基板１が収納された収納容器１８と空の収納容器１８とを置き換える。これにより、操作者は複数の半導体基板１をまとめて次の工程に持ち運ぶことができる。
【００５９】
（搬送部）
次に、半導体基板１を搬送する搬送部１３について図１及び図６に従って説明する。
搬送部１３は、装置内の天部に設けられた支持体８３を備えており、支持体８３の内部にはモーター、角度検出器、減速機等から構成される回転機構が設置されている。そして、モーターの出力軸は減速機と接続され、減速機の出力軸は支持体８３の下側に配置された第１腕部８４と接続されている。また、モーターの出力軸と連結して角度検出器が設置され、角度検出器がモーターの出力軸の回転角度を検出する。これにより、回転機構は第１腕部８４の回転角度を検出して、所望の角度まで回転させることができる。
【００６０】
第１腕部８４上において支持体８３と反対側の端には回転機構８５が設置されている。回転機構８５はモーター、角度検出器、減速機等により構成され、支持体８３の内部に設置された回転機構と同様の機能を備えている。そして、回転機構８５の出力軸は第２腕部８６と接続されている。これにより、回転機構８５は第２腕部８６の回転角度を検出して、所望の角度まで回転させることができる。
【００６１】
第２腕部８６上において回転機構８５と反対側の端には昇降装置８７が配置されている。昇降装置８７は直動機構を備え、直動機構を駆動することにより伸縮することができる。この直動機構は、例えば、供給部８の昇降装置１６と同様の機構を用いることができる。
【００６２】
図６（ａ）は、腕部１３ｂの−Ｚ側に把持部１３ａが設けられた正面図、図６（ｂ）は平面図（ただし、腕部１３ｂは図示せず）、図６（ｃ）は左側面図である。
なお、把持部１３ａは、腕部１３ｂに対してθＺ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に回転移動可能に設けられ、ＸＹ平面における位置が変動するため、以下の説明では便宜上、ＸＹ平面と平行な一方向をｘ方向、ＸＹ平面と平行でｘ方向と直交する方向をｙ方向として説明する（Ｚ方向は共通）。
【００６３】
把持部１３ａは、腕部１３ｂに対してθＺ方向には回転可能、且つ半導体基板１の把持の際に固定状態で用いられる固定部１００と、固定部１００に対してＺ方向に移動自在に設けられた移動部１１０とを備えている。
【００６４】
固定部１００は、Ｚ軸部材１０１、懸架部材１０２、連結部材１０３、連結板１０４、挟持板１０５、フォーク部１０６を主体として構成されている。Ｚ軸部材１０１は、Ｚ方向に延在し腕部１３ｂにＺ軸回りに回転可能に設けられている。懸架部材１０２は、ｘ方向に延在する板状に形成されており、ｘ方向の中央部においてＺ軸部材１０１の下端に固定されている。連結板１０４は、懸架部材１０２と平行に互いに隙間をあけて配置され、当該懸架部材１０４とｘ方向両端側で連結部材１０３によって連結されている。挟持板１０５は、ｘ方向に延在する板状に形成されており、図６（ｃ）に示すように、＋Ｚ側の表面における＋ｙ側の端縁で連結板１０４の下端に固定されている。そして、挟持板１０５における＋Ｚ側の表面のうち、−ｙ側の端縁側が半導体基板１を挟持する際の挟持面１０５ａとなっている。
【００６５】
フォーク部１０６は、挟持面１０５ａで挟持された半導体基板１の下面（−Ｚ側の面）を下方から支持するものであって、挟持板１０５の−ｙ側の側面からｙ方向に延出させ、且つｘ方向に間隔をあけて複数（ここでは４本）設けられている。フォーク部１０６の配置間隔及び本数は、半導体基板１の長さが機種等に応じて変動した場合でも、少なくとも長さ方向で１箇所、好ましくは２箇所以上で支持可能に設定される。
【００６６】
移動部１１０は、昇降部１１１、把持板１１２を主体として構成されている。昇降部１１１は、エアシリンダ機構等で構成されており、Ｚ軸部材１０１に沿って昇降する。把持板１１２は、昇降部１１１と一体的に昇降可能に設けられており、連結部材１０３、１０３間のｘ方向の隙間長よりも短く、懸架部材１０２と連結板１０４との間の隙間よりも小さな幅を有し、これら連結部材１０３、１０３間の隙間及び懸架部材１０２と連結板１０４との間の隙間にＺ方向に移動可能に挿入された挿入部１１２ａと、挿入部１１２ａよりも下方に位置し、懸架部材１０２よりも下方で挟持板１０５とほぼ同じ長さでｘ方向に延在する挟持板１１２ｂとが一体的に形成されてなるものである。
【００６７】
上記挿入部１１２ａ及び挟持板１１２ｂとからなる把持板１１２は、昇降部１１１の昇降に応じて一体的にＺ方向に移動する。把持板１１２が下降した際には、挟持板１１５との間で半導体基板１の一端縁を挟持して把持可能であり、把持板１１２が上昇した際には、挟持板１１５から離間することで半導体基板１に対する把持が解除される。
【００６８】
そして、搬送部１３に配置された検出器の出力を入力して把持部１３ａの位置と姿勢とを検出し、回転機構８５等を駆動して把持部１３ａを所定の位置に移動させることにより、把持部１３ａで把持する半導体基板１を所定の処理部に搬送することができる。
【００６９】
（印刷方法）
次に上述した印刷装置７を用いた印刷方法について図７にて説明する。図７は、印刷方法を示すためのフローチャートである。
図７のフローチャートに示されるように、印刷方法は、半導体基板１を収納容器１８から搬入する搬入工程Ｓ１、搬入された半導体基板１の表面に対して前処理を施す前処理工程Ｓ２、前処理工程Ｓ２で温度上昇した半導体基板１を冷却する冷却工程Ｓ３、冷却された半導体基板１に対して各種マークを描画印刷する印刷工程Ｓ４、各種マークが印刷された半導体基板１に対して後処理を施す後処理工程Ｓ５、後処理が施された半導体基板１を収納容器１８に収納する収納工程Ｓ６を主体に構成される。
【００７０】
上記の工程の中、印刷工程Ｓ４が本発明の特徴部分であるため、以下の説明においては、この特徴部分について説明する。
前処理工程で前処理が施され、冷却工程Ｓ３で冷却処理が施された半導体基板１は、搬送部１３により塗布部１０のステージ３９上に搬送される。印刷工程Ｓ４において、塗布部１０はチャック機構を作動させてステージ３９上に載置された半導体基板１をステージ３９に保持する。そして、塗布部１０は、ステージ３９に対してキャリッジ４５を、例えば往路では＋Ｙ方向に走査移動（相対移動）しながら、各液滴吐出ヘッド４９に形成された所定のノズル列におけるノズル５２から液滴５７を半導体装置３に向けて吐出する。また、復路においては、ステージ３９に対してキャリッジ４５を−Ｙ方向に、往路と同一の移動速度で走査移動（相対移動）しながら、各液滴吐出ヘッド４９に形成された所定のノズル列におけるノズル５２から液滴５７を吐出する。
【００７１】
これにより、半導体装置３の表面には会社名マーク４、機種コード５、製造番号６等のマークが描画される。そして、上記往路においては走査移動方向における後方側であるキャリッジ４５の−Ｙ側に設置された硬化ユニット４８からマークに紫外線が照射され、復路においては、走査移動方向における後方側であるキャリッジ４５の＋Ｙ側に設置された硬化ユニット４８からマークに紫外線が照射される。これにより、マークを形成する機能液５４には紫外線により重合が開始する光重合開始剤が含まれているため、マークの表面が直ちに固化または硬化される。
【００７２】
このとき、制御部は、半導体基板１に液滴５７が着弾してから紫外線照射により硬化するまでの時間が往路と復路とで同一となるように、選択部として、各走査移動時において使用するノズル列を選択する（選択工程）。具体的には、例えば、制御部は往路においてノズル列６０Ｅを選択してこのノズル列６０Ｅのノズル５２から液滴を吐出させ、往路においてノズル列６０Ｂを選択してこのノズル列６０Ｂのノズル５２から液滴を吐出させる。
【００７３】
往路で用いられるノズル列６０Ｅと硬化ユニット４８との距離と、復路で用いられるノズル列６０Ｂと硬化ユニット４８との距離とは同一であり、また往路と復路とでは移動速度が同一であるため、往路と復路とではピニング時間が同一となる。
なお、ノズル列から吐出する液滴の色等の都合で、例えば往路でノズル列６０Ｄを選択して用いた場合には、往路ではピニング時間が同一となるノズル列６０Ｃを選択して用いればよい。
【００７４】
また、二つの液滴吐出ヘッド４９は、副走査方向であるＸ方向に沿って配置され、ノズル列６０Ｂ〜６０ＥについてもＸ方向に直線状に配置されているため、液滴５７が半導体装置３に吐出されてから紫外線に照射されて硬化するまでのピニング時間は、二つの液滴吐出ヘッド４９間で差が生じずに同一となる。
【００７５】
半導体基板１に対する印刷が完了すると、塗布部１０は半導体基板１が載置されたステージ３９をアンロード位置に移動させる。これにより、搬送部１３が半導体基板１を把持し易くすることができる。そして、塗布部１０はチャック機構の動作を停止して半導体基板１の保持を解除する。
【００７６】
この後、半導体基板１は、後処理工程Ｓ５において後処理が施された後に、収納工程Ｓ６において、搬送部１３により収納部１２に搬送され、収納容器１８に収納される。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態では、相対移動時の往路と復路とでピニング時間が同一となるノズル列を相対移動毎に選択しているため、往路及び復路で吐出した液滴５７のピニング時間を同一とすることができる。そのため、本実施形態では、形成されたマークの描画品質を一定とすることができ印刷品質を確保することが可能になる。
また、本実施形態では、二つの液滴吐出ヘッド４９を副走査方向であるＸ方向に沿って配置しているため、各液滴吐出ヘッド４９から吐出した液滴５７のピニング時間を同一とすることができる。そのため、本実施形態では、形成されたマークの描画品質を一定として印刷品質を確保しつつ生産効率の向上も実現することが可能になる。
【００７８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００７９】
例えば、上記実施形態では、往路と復路とで、半導体基板１に対する相対移動方向の後方側に位置する硬化ユニット４８からの距離が同一となるノズル列が選択可能な場合を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、キャリッジ４５に対する液滴吐出ヘッド４９や硬化ユニット４８の組立位置の誤差も含めて、相対移動方向の後方側に位置する硬化ユニット４８からの距離が同一となるノズル列が選択できない場合には、選択したノズル列と硬化ユニット４８との距離に応じて相対移動速度を調整する（ノズル列と硬化ユニット４８との距離が大きい場合には相対移動速度を大きくし、逆にノズル列と硬化ユニット４８との距離が小さい場合には相対移動速度を小さくする）ことで、往路と復路とでピニング時間を同一とすればよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、各液滴吐出ヘッド４９が４つのノズル列を有する構成としたが、これに限られず、２つや３つのノズル列、あるいは５つ以上のノズル列を有する構成であってもよいことは言うまでもない。
さらに、液滴吐出ヘッド４９についても、複数を配置する構成を例示したが、これに限定されるものでなく、例えば一つのみ配置する構成や、三つ以上配置する構成としてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、ＵＶインクとして紫外線硬化型インクを用いたが、本発明はこれに限定されず、可視光線、赤外線を硬化光として使用することができる種々の活性光線硬化型インクを用いることができる。
また、光源も同様に、可視光等の活性光を射出する種々の活性光光源を用いること、つまり活性光線照射部を用いることができる。
【００８２】
ここで、本発明において「活性光線」とは、その照射によりインク中において開始種を発生させうるエネルギーを付与することができるものであれば、特に制限はなく、広く、α線、γ線、Ｘ線、紫外線、可視光線、電子線などを包含するものである。中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点からは、紫外線及び電子線が好ましく、特に紫外線が好ましい。従って、活性光線硬化型インクとしては、本実施形態のように、紫外線を照射することにより硬化可能な紫外線硬化型インクを用いることが好ましい。
【００８３】
１…半導体基板（基材）、 ３…半導体装置、 ７…印刷装置、 ９…前処理部、 １０…塗布部（印刷部）、 １４…制御部、 ４５…キャリッジ（移動手段）、 ４８…硬化ユニット（照射部）、 ４９…液滴吐出ヘッド（吐出ヘッド）、 ５２…ノズル、 ５４…機能液（液体）、 ５７…液滴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に配列された複数のノズルを有するノズル列が前記第１方向と直交する第２方向に間隔をあけて複数配置された吐出ヘッドと基材とを前記第２方向に相対移動させて、前記ノズルから活性光線で硬化する液体の液滴を前記基材に吐出する吐出工程と、前記基材上の前記液滴に前記活性光線を照射する照射工程とを有する印刷方法であって、
前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時と、前記第２方向の他方側への相対移動時との間で、前記基材に前記液滴が着弾してから前記活性光線が照射されるまでの時間が同一となるように、複数の前記ノズル列から前記液滴を吐出させるノズル列をそれぞれ選択する選択工程を有することを特徴とする印刷方法。
【請求項２】
請求項１記載の印刷方法において、
前記活性光線を照射する照射部を、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に配置した場合、前記選択工程では、前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が同一となる前記ノズル列をそれぞれ選択することを特徴とする印刷方法。
【請求項３】
請求項１記載の印刷方法において、
前記活性光線を照射する照射部を、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に配置し、前記選択工程で前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が異なる前記ノズル列を選択した場合、各ノズル列と前記後方側の照射部との距離に応じて、前記相対移動時の速度を調整することを特徴とする印刷方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の印刷方法において、
前記吐出ヘッドを前記第１方向に沿って複数設けることを特徴とする印刷方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の印刷方法において、
前記吐出工程では、前記基材に設けられた半導体装置に前記液滴を吐出することを特徴とする印刷方法。
【請求項６】
第１方向に配列された複数のノズルを有するノズル列が前記第１方向と直交する第２方向に間隔をあけて複数配置され、基材に対して相対移動して前記ノズルから活性光線で硬化する液体の液滴を吐出する吐出ヘッドと、
前記基材上の前記液滴に前記活性光線を照射する照射部と、
前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時と、前記第２方向の他方側への相対移動時との間で、前記基材に前記液滴が着弾してから前記活性光線が照射されるまでの時間が同一となるように、複数の前記ノズル列から前記液滴を吐出させるノズル列をそれぞれ選択する選択部を備えることを特徴とする印刷装置。
【請求項７】
請求項６記載の印刷装置において、
前記照射部は、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に設けられ、
前記選択装置は、前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が同一となる前記ノズル列をそれぞれ選択することを特徴とする印刷装置。
【請求項８】
請求項６記載の印刷装置において、
前記照射部は、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に設けられ、
前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が異なる前記ノズル列が選択された場合に、各ノズル列と前記後方側の照射部との距離に応じて前記相対移動時の速度を調整する調整部が設けられることを特徴とする印刷装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一項に記載の印刷装置において、
前記吐出ヘッドは、前記第１方向に沿って複数設けられることを特徴とする印刷装置。
【請求項１０】
請求項９記載の印刷装置において、
前記照射部から照射される照射範囲は、前記第１方向に関して前記複数の吐出ヘッドにおけるノズル列に跨る大きさに設定されることを特徴とする印刷装置。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか一項に記載の印刷装置において、
前記吐出ヘッドは、前記基材に設けられた半導体装置に前記液滴を吐出することを特徴とする印刷装置。
【請求項１】
第１方向に配列された複数のノズルを有するノズル列が前記第１方向と直交する第２方向に間隔をあけて複数配置された吐出ヘッドと基材とを前記第２方向に相対移動させて、前記ノズルから活性光線で硬化する液体の液滴を前記基材に吐出する吐出工程と、前記基材上の前記液滴に前記活性光線を照射する照射工程とを有する印刷方法であって、
前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時と、前記第２方向の他方側への相対移動時との間で、前記基材に前記液滴が着弾してから前記活性光線が照射されるまでの時間が同一となるように、複数の前記ノズル列から前記液滴を吐出させるノズル列をそれぞれ選択する選択工程を有することを特徴とする印刷方法。
【請求項２】
請求項１記載の印刷方法において、
前記活性光線を照射する照射部を、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に配置した場合、前記選択工程では、前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が同一となる前記ノズル列をそれぞれ選択することを特徴とする印刷方法。
【請求項３】
請求項１記載の印刷方法において、
前記活性光線を照射する照射部を、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に配置し、前記選択工程で前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が異なる前記ノズル列を選択した場合、各ノズル列と前記後方側の照射部との距離に応じて、前記相対移動時の速度を調整することを特徴とする印刷方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の印刷方法において、
前記吐出ヘッドを前記第１方向に沿って複数設けることを特徴とする印刷方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の印刷方法において、
前記吐出工程では、前記基材に設けられた半導体装置に前記液滴を吐出することを特徴とする印刷方法。
【請求項６】
第１方向に配列された複数のノズルを有するノズル列が前記第１方向と直交する第２方向に間隔をあけて複数配置され、基材に対して相対移動して前記ノズルから活性光線で硬化する液体の液滴を吐出する吐出ヘッドと、
前記基材上の前記液滴に前記活性光線を照射する照射部と、
前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時と、前記第２方向の他方側への相対移動時との間で、前記基材に前記液滴が着弾してから前記活性光線が照射されるまでの時間が同一となるように、複数の前記ノズル列から前記液滴を吐出させるノズル列をそれぞれ選択する選択部を備えることを特徴とする印刷装置。
【請求項７】
請求項６記載の印刷装置において、
前記照射部は、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に設けられ、
前記選択装置は、前記吐出ヘッドの前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が同一となる前記ノズル列をそれぞれ選択することを特徴とする印刷装置。
【請求項８】
請求項６記載の印刷装置において、
前記照射部は、前記吐出ヘッドを挟んだ前記第２方向の両側に該吐出ヘッドと一体的に設けられ、
前記第２方向の一方側への相対移動時及び前記第２方向の他方側への相対移動時に、前記相対移動の後方側に位置する前記照射部との距離が異なる前記ノズル列が選択された場合に、各ノズル列と前記後方側の照射部との距離に応じて前記相対移動時の速度を調整する調整部が設けられることを特徴とする印刷装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一項に記載の印刷装置において、
前記吐出ヘッドは、前記第１方向に沿って複数設けられることを特徴とする印刷装置。
【請求項１０】
請求項９記載の印刷装置において、
前記照射部から照射される照射範囲は、前記第１方向に関して前記複数の吐出ヘッドにおけるノズル列に跨る大きさに設定されることを特徴とする印刷装置。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか一項に記載の印刷装置において、
前記吐出ヘッドは、前記基材に設けられた半導体装置に前記液滴を吐出することを特徴とする印刷装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６６１５０（Ｐ２０１２−１６６１５０Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２９４８８（Ｐ２０１１−２９４８８）
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【公序良俗違反の表示】
特許法第６４条第２項第４号の規定により図面の一部または全部を不掲載とする。
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【公序良俗違反の表示】
特許法第６４条第２項第４号の規定により図面の一部または全部を不掲載とする。
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]