JP2012206476A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】種々の大きさの基板を下方から支持して搬送する場合でも、テーブル部の所定位置に載置して安定した状態で処理可能な印刷装置を提供する。
【解決手段】保持面１４０ａで基材１を保持するテーブル部１４０を有し、テーブル部で保持した基材に対して印刷に関する所定の処理を行う処理装置と、テーブル部の保持面に対して出没自在、且つ保持面に沿う方向に間隔をあけて設けられ、それぞれが基材の下面を吸着する複数の吸着部１６１と、複数の吸着部を一括的に昇降させる昇降装置１６３と、吸着部の昇降に応じて吸着部の吸着を制御する制御部ＣＯＮＴと、を備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、印刷装置に関するものである。

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。

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。

上記の紫外線硬化型インクを液滴吐出方式で、基板上のＩＣに製造番号や製造会社等の属性情報を印刷する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。上記の基板に対して印刷処理等の処理を実施する際には、基板搬送装置によって液滴吐出装置、前処理装置等、印刷に関連する各種の処理装置に基板が順次搬送され、テーブル部に吸着保持された状態で所定の処理が行われる。上記の基板搬送装置としては、例えば基板を下方から支持しつつ基板の周囲を保持する装置（例えば、特許文献２）が提供されている。

特開２００３−０８０６８７号公報 特開２０１０−１８６８５０号公報

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。
搬送装置の支持部により基板を下方から支持した状態でテーブル部の表面に載置する場合には、支持部がテーブル部の表面と接触して基板の載置に不都合が生じてしまう。そこで、支持部と対向するテーブル部の表面に、支持部と対応する大きさ及び深さで溝部を形成することが考えられる。ところが基板の大きさが変動し、且つ基板の中心位置が支持部に対して変位する場合、当該基板中心位置をテーブル部の中心位置に合わせて載置することが困難になる。また、溝部の大きさを支持部の大きさに対して十分に大きくとることも考えられるが、この場合、テーブル部における支持面が大幅に小さくなり、基板を安定して支持できなくなるため現実的ではない。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、種々の大きさの基板を下方から支持して搬送する場合でも、テーブル部の所定位置に載置して安定した状態で処理可能な印刷装置を提供することを目的とする。

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。
本発明の印刷装置は、保持面で基材を保持するテーブル部を有し、前記テーブル部で保持した前記基材に対して印刷に関する所定の処理を行う処理装置と、前記テーブル部の前記保持面に対して出没自在、且つ前記保持面に沿う方向に間隔をあけて設けられ、それぞれが前記基材の下面を吸着する複数の吸着部と、前記複数の吸着部を一括的に昇降させる昇降装置と、前記吸着部の昇降に応じて前記吸着部の吸着を制御する制御部と、を備えることを特徴とするものである。

従って、本発明の印刷装置では、保持面の上方に隙間をあけて搬送した基材に対して、吸着部を上昇させて搬送装置の支持部に支持されていない基材の裏面を吸着させることで、支持部から吸着部に基材を受け渡すことができる。そして、基材から支持部を離脱させた後に吸着部を下降させることにより、基材を保持面に吸着保持させることができる。

上記の吸着部としては、可撓性材料で形成される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、基材に反り等が生じていた場合でも、吸着部が反りに応じて撓むことにより、基材の吸着を維持することができる。

また、本発明では、前記基材を下方から互いに間隔をあけて支持する複数の支持部を有し、前記基材を前記テーブル部に搬送する搬送装置を備える構成においては、前記複数の吸着部が、前記複数の支持部の配置間隔と略同一の間隔をあけて配置される構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、支持部と吸着部との位置関係が重ならないようにずらせた際に、全ての支持部と吸着部とについて接触させないことが可能になる。

前記所定の処理としては、前記基材に対して活性光線で硬化する液体の液滴を吐出する吐出処理を含む構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、円滑にテーブル部に保持された基材に対して活性光線を照射することで、迅速且つ小さな環境負荷で印刷処理を実行することができる。

また、本発明では、前記吐出処理で前記基材の表面に設けられた半導体装置に前記液滴を塗布する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、円滑にテーブル部に保持された基材における半導体装置の属性情報等を示す印刷パターンを成膜・印刷することができる。
なお、本明細書における、相対移動方向や直交する方向については、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。

（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。 供給部を示す模式図。 （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。 （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。 収納部を示す模式図。 搬送部の構成を示す図。 検出装置から半導体基板１に検知光が投光されている図。 基板吸着機構の構成・動作を示す図。 制御系を示すブロック図。 印刷方法を示すためのフローチャート。

以下、本発明の搬送装置及び印刷装置の実施の形態を、図１乃至図１０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。

（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及び半導体装置３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。被記録媒体としての半導体装置３は、パッケージ基材であってもよいし、半導体基材であってもよい。

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。

（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ＣＯＮＴ（図８参照）の各種印刷に関連する処理を行う複数の処理装置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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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ＣＯＮＴ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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

（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乃至図６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。

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。

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（テーブル部）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。

そのステージ３９の上面には載置面（保持面）４１が形成され、その載置面４１には後述する吸引式の基板吸着機構１４２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は基板吸着機構１４２により載置面４１に固定される。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

硬化ユニット４８は、図３（ｂ）及び図４（ａ）に示すように、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。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。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。硬化ユニット４８の下面には、照射口４８ａが形成されている。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。

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。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。

（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。

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。

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。

（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、図６乃び図７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Ｚ方向（第３方向）と平行な軸線周り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。

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。

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及び回転機構（駆動部）８８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Ｚ方向に伸縮することで把持部１３ａを第２腕部８６に対して昇降させることができる。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。回転機構８８は、上記回転機構８５と同様の構成を有しており、第２腕部８６に対して把持部１３ａをＺ方向と平行な軸線１３ｃ（図６（ｃ）参照）周りに回転させる。

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、回転機構８８によって腕部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）。

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。

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（第１把持部）１０５、フォーク部（支持部）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。

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、図６（ｂ）に示すように、ｘ方向に間隔Ｌ３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。

移動部１１０は、昇降部１１１、把持板（第２把持部）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。

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１０５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１０５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。

半導体基板１を把持可能なこれら挟持板１０５及び把持板１１２は、対向する隙間に当該挟持板１０５及び把持板１１２に亘る長さでｘ方向に連続的に延在する把持領域１３ｄを形成する。図６（ｂ）に示すように、挟持板１０５及び把持板１１２並びに把持領域１３ｄの長さＬ１は、上記フォーク部１０６の長さＬ２よりも大きく形成されている。

また、本実施形態では、回転機構８８により把持部１３ａが回転する際の回転中心軸線（軸線）１３ｃは、フォーク部１０６の長さ方向であるｙ方向に関しては、図６（ｃ）に示されるように、フォーク部１０６が配置される領域に位置するように設定される。また、回転中心軸線１３ｃは、挟持板１０５及び把持板１１２の長さ方向であるｘ方向に関しては、図６（ａ）に示すように、把持領域１３ｄの略中央に配置されている。

上記の搬送部１３で半導体基板１を搬送する際には、フォーク部１０６が半導体基板１を下方から支持しているため、搬送された半導体基板１が表面に載置される前処理部９の第１、第２中継場所９ａ、９ｂ、冷却部１１の処理場所１１ａ、１１ｂ、塗布部１０のステージ３９、後処理部１４の第１、第２中継場所１４ａ、１４ｂ（以下、載置部（テーブル部）１４０と総称する）には、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、搬送部１３との間で半導体基板１を受け渡すとともに、載置部１４０に対して半導体基板１を吸着保持させる基板吸着機構１４２が設けられている。

基板吸着機構１４２は、図８（ａ）に示すように、複数の吸着部１６１と、複数の吸着部１６１を一括して支持する支持部１６２と、支持部１６２を介して複数の吸着部１６１を一括的に昇降させる昇降装置１６３と、吸着部１６１及び支持部１６２に跨って設けられた吸引路１６１ａを負圧吸引する吸引装置１６４とを備えている。昇降装置１６３及び吸引装置１６４の駆動は、制御部ＣＯＮＴにより制御される（図９参照）。

吸着部１６１は、載置部１４０にＺ方向に貫通して形成された孔部１４１に挿通して設けられており、内部に上方に開口する吸引路１６１ａが形成されている。また、吸着部１６１の上端部は、上方に向かうに従って漸次拡径して形成されており、吸引装置の吸引動作と協働することにより、当該上端部において半導体基板１の裏面に当接して吸着する。これら吸着部１６１は、図７（ｂ）に示すように、半導体基板１の搬送時に下方から支持するフォーク部１０６の長さ方向及び配列方向に沿ってそれぞれ複数設けられているが、フォーク部１０６の配列方向における間隔Ｌ３は、図７（ｂ）及び図８（ａ）に示すように、複数のフォーク部１０６が配列される間隔Ｌ３と略同一に設定されている。

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を所定の処理部における載置部１４０に搬送することができる。

図９は、印刷装置７に係る制御系のブロック図である。
図９に示すように、上述した供給部８、前処理部９、塗布部１０、後処理部１４、収納部１２、搬送部１３、昇降装置１６３、吸引装置１６４の動作は制御部ＣＯＮＴにより統括的に制御される。

（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１０にて説明する。図１０は、印刷方法を示すためのフローチャートである。
図１０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。

上記の各工程で半導体基板１を処理する際には、まず、搬送部１３における把持部１３ａで半導体基板１の一側縁を挟持しつつ、フォーク部１０６で下方から支持することで半導体基板１を把持する。具体的には、図６（ｃ）に示すように、昇降部１１１によって把持板１１２を挟持板１０５に対して離間させた状態で挟持板１０５及びフォーク部１０６上に半導体基板１を載置させた後に、図７（ａ）に示すように、昇降部１１１によって把持板１１２を下降させて挟持１０５との間で半導体基板１の側縁を挟持して把持させる。

このとき、把持領域１３ｄの長さは、フォーク部１０６の長さよりも大きく、また半導体基板１の長辺よりも大きいため、例えば前処理時の加熱で半導体基板１に反りが生じていた場合でも、半導体基板１の一側縁を一括的に挟持することで反りを矯正した状態で安定して把持することができる。

そして、昇降装置８７により把持部１３ａを所定高さに移動させた後に、回転機構８５、８８等の回転角度を制御して駆動することにより、把持部１３ａに把持された半導体基板１を所定の載置部１４０と対向する位置にＸＹ平面に沿って移動させる。

このとき、把持部１３ａは回転機構８８の作動により回転中心軸線１３ｃを中心として回転するが、ｙ方向に関しては、回転中心軸線１３ｃがフォーク部１０６が配置される領域に位置しているため、すなわち、半導体基板１が支持されている領域に位置しているため、例えば回転中心軸線１３ｃが把持板１１２及び挟持板１０５により形成される把持領域１３ｄに位置する場合と比較して、回転中心軸線１３ｃから半導体基板１の外縁部までの距離が短くなる。つまり、半導体基板１が回転移動する際の回転半径が小さくなり、結果として半導体基板１に作用する遠心力が小さくなる。

同様に、回転中心軸線１３ｃを中心とする把持部１３ａの回転時、ｘ方向に関しては回転中心軸線１３ｃが把持領域１３ｄの略中央に配置されているため、回転中心軸線１３ｃから半導体基板１の外縁部までの距離が短くなり、半導体基板１が回転移動する際の回転半径が小さくなり、結果として半導体基板１に作用する遠心力が小さくなる。
つまり、把持部１３ａ及び半導体基板１の回転に伴って、半導体基板１との干渉を避けるために周辺機器の離間距離を小さくすることで、装置の大型化を避けることができるとともに、遠心力により把持部１３ａに対して半導体基板１がずれることを防止でき、安定した搬送を実施することが可能になる。また、半導体基板１に対する把持力（挟持力）を小さくすることができるため、昇降部１１１の駆動力も小さくすることができ、一層の小型化を図ることができる。

搬送部１３が、載置部１４０の保持面１４０ａとフォーク部１０６が接触しない高さで、所定の載置部１４０と対向する位置まで半導体基板１を搬送すると、制御部ＣＯＮＴは、図８（ａ）に示すように、昇降装置１６３を制御して支持部１６２及び吸着部１６１を上昇させて支持部１６２の上端部を載置部１４０の保持面１４０ａから、半導体基板１の裏面に吸着する高さまで突出させるとともに、吸引装置１６４による吸引動作を実行させる。これにより吸着部１６１は半導体基板１の裏面を吸着保持する。

このとき、搬送部１３は、フォーク部１０６が吸着部１６１と当接せず、且つ半導体基板１の中心が載置部１４０の中心と略一致する位置に半導体基板１を搬送するために、予めフォーク部１０６の配列方向（図７（ｂ）における上下方向、図８（ａ）における左右方向）で半導体基板１の位置を調整しておく。ここで、吸着部１６１の配列間隔Ｌ３がフォーク部１０６の配列間隔と同一であるため、一つのフォーク部１０６について吸着部１６１との接触を回避させる位置に移動させることで、全てのフォーク部１０６について吸着部１６１との接触を回避することができる。

このように、半導体基板１が吸着部１６１に保持されると、制御装置ＣＯＮＴは搬送部１３を制御して載置部１４０と対向する位置から後退させる。これにより、半導体基板１は搬送部１３から吸着部１６１に受け渡される。

フォーク部１０６が載置部１４０と対向する位置から退避すると、制御部ＣＯＮＴは半導体基板１への吸着を保持した状態で、図８（ｂ）に示すように、昇降装置１６３を介して吸着部１６１を下降させる。このとき、半導体基板１が載置部１４０へ高速で接触することを避けるために、半導体基板１が載置部１４０の保持面１４０ａに接触する直前までを高速で下降させ、その後は低速で半導体基板１を下降させ、図８（ｃ）に示すように、半導体基板１を保持面１４０ａに載置させる。吸着部１６１は保持面１４０ａから孔部１４１に僅かに没入した状態で吸引装置１６４による吸引動作を継続することで、半導体基板１を保持面１４０ａに吸着保持できる。

載置部１４０の保持面１４０ａに受け渡されて保持された半導体基板１は、基板吸着機構１４２によって載置部１４０の表面に吸着保持された状態で所定の処理（例えば、冷却処理）が施されるか、塗布処理や前処理が行われる。

上述した搬送部１３で搬送された半導体基板１は、前処理工程Ｓ２で半導体基板１の前処理（加熱した状態で表面の改質処理）が施され、冷却工程Ｓ３で冷却された後に、印刷工程Ｓ４で半導体装置３上に各種マークの印刷処理が行われる。各種マークの印刷処理が行われた半導体基板１は、後処理工程Ｓ５で後処理が施された後に収納工程Ｓ６で収納容器１８に収納され、収納容器１８を介して搬出される。

以上説明したように、本実施形態では、吸着部１６１が上昇して半導体基板１を吸着保持して受け取るため、載置部１４０にはフォーク部１０６との接触を回避するための溝部を形成する必要がなくなり、半導体基板１を安定して保持することが可能になる。また、本実施形態では、吸着部１６１が間隔をあけて設けられているため、半導体基板１の中心位置を載置部１４０の中心位置に合わせる際にも調整代が確保されており、載置部１４０の所定位置に容易に載置することが可能である。

加えて、本実施形態では、複数の吸着部１６１の配列間隔を複数のフォーク部１０６の配列間隔と同一としているため、各フォーク部１０６毎に吸着部１６１との接触を確認する必要がなく、迅速に半導体基板１を載置部１４０に載置することが可能になる。

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。

例えば、上記実施形態では、吸着部１６１における上端部を可撓性材料で蛇腹状に形成する構成としてもよい。このような構成とすることで、例えば半導体基板１に反りが生じている場合でも、吸着部１６１が反りに応じて撓むことにより、半導体基板１の吸着を確実に維持することができる。

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。

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。

上記実施形態では、基材としての半導体基板１は、半導体装置３が実装された基板２であったが、シリコンなどの半導体で形成された基板であってもよい。被記録媒体としての半導体装置３は、樹脂でモールドした半導体装置であってもよいし、半導体装置そのものであってもよい。

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、吐出装置、処理装置）、 ３９…ステージ（テーブル部）、 ４９…液滴吐出ヘッド（吐出ヘッド）、 ５７…液滴、 １０６…フォーク部（支持部）、 １４０…載置部（テーブル部）、 １６１…吸着部、 ＣＯＮＴ…制御部

Claims (5)

1. 保持面で基材を保持するテーブル部を有し、前記テーブル部で保持した前記基材に対して印刷に関する所定の処理を行う処理装置と、
   前記テーブル部の前記保持面に対して出没自在、且つ前記保持面に沿う方向に間隔をあけて設けられ、それぞれが前記基材の下面を吸着する複数の吸着部と、
   前記複数の吸着部を一括的に昇降させる昇降装置と、
   前記吸着部の昇降に応じて前記吸着部の吸着を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１記載の印刷装置において、
   前記吸着部は、可撓性材料で形成されることを特徴とする印刷装置。
3. 請求項１または２記載の印刷装置において、
   前記基材を下方から互いに間隔をあけて支持する複数の支持部を有し、前記基材を前記テーブル部に搬送する搬送装置を備え、
   前記複数の吸着部は、前記複数の支持部の配置間隔と略同一の間隔をあけて配置されることを特徴とする印刷装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の印刷装置において、
   前記所定の処理は、前記基材に対して活性光線で硬化する液体の液滴を吐出する吐出処理を含むことを特徴とする印刷装置。
5. 請求項４記載の印刷装置において、
   前記吐出処理では、前記基材の表面に設けられた半導体装置に前記液滴を塗布することを特徴とする印刷装置。

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