JPH02181494A - 描画装置 - Google Patents

描画装置

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JPH02181494A
JPH02181494A JP1001750A JP175089A JPH02181494A JP H02181494 A JPH02181494 A JP H02181494A JP 1001750 A JP1001750 A JP 1001750A JP 175089 A JP175089 A JP 175089A JP H02181494 A JPH02181494 A JP H02181494A
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discharge nozzle
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discharge port
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JP1001750A
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Akira Kabeshita
朗 壁下
Takeo Ando
安藤 健男
Makoto Imanishi
今西 誠
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は基板上に導体ペーストなどのペーストを所望の
パターンで均一な厚みに塗布する描画装置に関するもの
である。
従来の技術 一般に描画装置は、吐出ノズルの下端の吐出口から基板
の描画面にペーストを吐出させながら吐出ノズルを所定
のパターンに沿ってX−Y方向に相対移動させることに
よりペーストパターンを描くように構成されている。こ
の吐出ノズルの全移動工程中において、吐出口と描画面
との間の間隔を一定に保持しないと、ペースト膜厚が一
定にならず、特性精度のよいパターンを描くことはでき
ない。
そこで従来は、第6図に示すように吐出ノズルaの側方
に配設した位置検出器すによって、XY子テーブルC上
設置された基板dの描画面eの高さ位置を、位置検出器
aの下方位置fでパターン形成経路の全体にわたって計
測し、その位置データをメモリしておき、次の描画工程
において、吐出ノズルaの吐出口gと描画面eとの間を
一定間隔に保持できるように、前記位置データに基づい
て吐出ノズルaの上下位置を制御しながら描画している
又、吐出口gと描画面eの間隔を一定に保持するために
吐出ノズルaを上下移動させる移動手段としては、高い
位置決め精度が確保できるようにパルスモータにて駆動
されるボールねじを用いたねし送り機構が採用されてい
る。
発明が解決しようとする課題 しかし、上記のように吐出ノズルの上下移動をねじ送り
機構によって行った場合には、かなり高い位置決め精度
が確保されるが、一方で位置調整に時間を要して応答性
が悪く、そのために高速で描画した場合には精度の高い
位置制御ができなくなるという問題があり、描画の高速
化ができないという問題がある。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、吐出ノズルの位置制
御を応答性良くかつ高精度で行うことができ、高速描画
を可能にする描画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 本発明は上記目的を達成するために、吐出口からペース
トを吐出する吐出ノズルを描画面に対して遠近方向に移
動可能に設け、モータにて回転駆動されるカム機構と、
ピエゾ素子とを備えた吐出ノズルの移動手段を設けたこ
とを特徴とする。
作   用 本発明によると、カム機構とピエゾ素子が共に動作の応
答性が良いため、応答性良く吐出ノズルの位置調整を行
うことができ、しかもカム機構にて大きな幅で位置al
jJ整し、その幅内で微小な位置調整をピエゾ素子によ
って行うことによって高精度で位置調整を行うことがで
き、従って吐出ノズルの位置調整を応答性良くかつ高精
度で行うことができ、高速描画が可能となる。
実施例 以下、本発明の一実施例を第1図〜第5図に基づいて説
明する。
基板lはその上面が描画面2とされ、導体ペースト3の
パターンが形成される。この基板1は、X−Y方向に移
動可能なX−Yテーブル4上に設置される。吐出ノズル
5がx−Yテーブル、1の上方に上下移動自在に支持さ
れた倒立′「字状の可vJ部材16の一側片部16aに
軸心を鉛直にして取付けられている。この吐出ノズル5
には、断面円形の丸ノズルが用いられ、その下端の円形
の吐出口6からいずれの方向に対しても同様に導体ペー
スト3を吐出して前記バ・ターンを形成する。
回転体7が上下方向並びに水平方向に固定で回転のみ可
能に配設され、前記吐出ノズル5はその軸心位置の貫通
孔8を非接触で貫通している。この回転体7は回転用モ
ータ9にて、そのモータ軸に取付られたプーリ9aと回
転体7との間に巻回された回転ベルト10を介して任意
の角度位置に回転駆動される。
回転体7の下面において、貫通孔8の側方位置に描画面
2の高さ位置を検出するためのレーザ測長器から成る第
1の位置検出器11が取付けられ、貫通孔8の部分に、
吐出ノズル5が貫通する貫通孔13を形成された反射プ
リズム12が取付けられている。この反射プリズム12
は、吐出ノズル5の軸心に対して45°の傾斜角で下向
きに傾斜した光反射面14を形成し、この光反射面14
によって第1の位置検出器11から描画面2に至るL字
状に屈曲した光路15が形成される。このように、光反
射面14を用いることによって描画面2の高さ検出位置
40を吐出口6の近傍に設定することができる。第1の
位置検出器11は光路15に沿ってレーザ光を描画面2
に投射し、その反射光によって描画面2の高さ位置を検
出する。
可動部材16の他側片部16bの上方には、第2の位置
検出器17が配設され、この他側片部16bの上面を検
出することによって間接的に吐出ノズル5の高さ位置を
検出する。
可動部材16の上方に延びるガイド片16Cの一側面に
、この可動部材16を上下移動させる移動手段が連結さ
れており、次にこの移動手段の構成を詳細に説明する。
吐出ノズル5の上下用モータ18のモータ軸に板カム1
9が取付けられ、この板カム19外周のカム面にガイド
ブロック20にて昇降自在に支持された昇降ブロック2
1から延出されたアーム22が係合している。昇降ブロ
ック21の一側面に微小移動機構23が取付けられてい
る。
この微小移動機構23は、2段拡大レバー機構24とピ
エゾ素子25を備えている。2段拡大レバー機構24は
、L字を90°時計方向に回転させた形状の固定片26
の下端から薄肉ヒンジの第1支点27を介して水平方向
に第ルバー28が延出され、固定片26の水平方向の腕
の先端から薄肉ヒンジの第2支点29を介して水平方向
に第2レバー30が延出され、第ルバー2Bの先端と第
2レバー30の第2支点29から適当距離の位置とが薄
肉ヒンジの第3支点31を介して連結されている。そし
て、固定片26と第ルバー28の第1支点27から適当
距離の部位との間にピエゾ素子25が介装され、第2レ
バー30の先端が連結ピン32にて可動部材L6のガイ
ド片16Cに結合されている。
X−Yテーブル4の基板【設置位置の側方に、吐出ノズ
ル5の高さを測定する測定ステージ33が配設されてい
る。この測定ステージ33の上面33aは水平に形成さ
れるとともに、下面から垂直に延出された支軸34とX
−Yテーブル4に設けられたリニアヘアリング35にて
昇降自在に支持され、かつバネ36にてその上面33a
が常に所定の高さに位置するように付勢されている。
次に、動作を説明する。
基板lをX−Yテーブル4上の所定位置に設置し、吐出
ノズル5を導体パターンの始端の手前位置の上方に対向
して位置させる。次に、第1の位置検出器11にて導体
パターンの始端の描画面2の高さ位置を検出した後、X
−Yテーブル4を移動させて吐出ノズル5を導体パター
ンの始端に対向させるとともに吐出ノズル5の高さ位置
を吐出口6と描画面20間が所定間隔となるように設定
し、吐出ノズル5の吐出口6から導体ペースト3の吐出
を開始する。
吐出口6と描画面2の間の間隔は、吐出ノズル5とX−
Yテーブル4との相対移動速度、導体ペースト3の粘度
、形成すべき導体パターンの断面寸法などによって適宜
設定されるが、通常は40μm程度である。
次いで、吐出ノズル5の吐出口6から導体ペースト3を
吐出させなからX−Yテーブル4を移動させて吐出ノズ
ル5を所定の移動速度で形成すべき導体パターンに沿っ
て相対移動させる。このとき回転体7は、第5図6.S
示すように第1の位置検出器11による検出位置40が
常に吐出ノズル5に先行してパターン形成経路上に移動
するように回転制御する。この移動に伴って描画面2の
高さ位置が変化すると、第1の位置検出器11によって
先行して検出された高さ位置データに基づいて吐出ノズ
ル5が4降する。この高さ位置データは描画面2の吐出
口6の近傍位置における高さ位置を絶対位置として検出
しているので、データ処理が筒車で高速処理できるため
、高精度に高さ位置を制御しながら高速で描画すること
ができる。また、高さ位置の検出位置40が、上記のよ
うに吐出ノズル5に先行して導体パターン経路上を移動
するので、導体パターン形成経路が屈曲部を有する複雑
な形状であってもその全長にわたって吐出口6と描画面
2との間を所定間隔に保持し、導体パターンを精度よく
形成することができる。又、非接触なので、描画面2に
(8を付けないことはいうまでもない。
又、吐出ノズル5の昇降は、ACサーボモータから成る
上下用モータ18により仮カム19を回転させて大きな
幅の位置制御を行い、その幅の中での微小な位置制御を
ピエゾ素子25によって行うことにより高精度の位置制
御を応答性良く行うことができ、高速で描画しても高精
度の位置制御が可能である。即ら、第3図(21)に示
すように吐出ノズル5の高さ位置を制御4゛る場合、上
F用モータ18におけるlパルス毎の阪カム19の回転
によって第3図(E))に示すように、例えば5μm程
度の幅で階段状に変位さけ、一方ピエゾ素子25により
第3図(C)に示すように上記5μmの幅内で変位させ
ることにより、これらの変位が合成されて、第3図(a
)のように吐出ノズル5の高さ位置を制御できる。また
、パルスモーク18と1反カム19による変位及びピエ
ゾ素子25による変位の応答性は共に大変良く、全体と
して応答性良く、高精度に位置制御できる。
また、吐出ノズル5の高さ位置を第2の位置検出器17
にて検出しており、第1の位置検出器11により得られ
た位置指令値に対して吐出ノズル5の現実の位置を検出
してサーボ制御を行うことにより、さらに高精度に吐出
ノズル5の高さ位置を匍口卸できる。
ところで、吐出ノズル5は、内部に収容した導体ペース
ト2を消費した場合や形成すべき導体パターンの幅等が
変わる場合に交換される。この交換によって、吐出ノズ
ル5の吐出口6の高さ位置が変化するため、この高さ位
置を正も育に検出しないと、吐出口6と描画面2との間
の間隔を所定値に設定することはできない。
そこで次に、測定ステージ33と第1と第2の位置検出
器11.17とを用いて、任意に交換した吐出ノズル5
の吐出口6の高さ位置を検出する方法を説明する。まず
、第4図(a)に示すように、吐出ノズル5を取付けた
状態で可動部材16を適当な高さ位置に設定するととも
に吐出ノズル5を測定ステージ33の上方に対向位置さ
せ、第1の位置検出器11にて測定ステージの高さSl
を検出するとともに、第2の位置検出器17にて吐出ノ
ズル5の高さ位置N1を間接的に検出する。次に、第4
図(b)に示すように、吐出ノズル5を適当距離下方に
移動させて吐出ノズル5にて測定ステージ33を適当距
離押し下げた後、第1と第2の位置検出器11.17に
てそれぞれ測定ステージ33の高さ位置S2と吐出ノズ
ル5の高さ位置N2を検出する。これらの検出値から吐
出ノズル5の移動量ΔN−(Nz  N+ )と測定ス
テージ33の下降■Δ5=(sz  Sl)が得られ、
さらにこのΔNとΔSから、第4図(a)に示すように
吐出ノズル5を適当高さ位置に設定したときのその吐出
口6と測定ステージの間の距離ΔH=(ΔNΔS)が得
られる。かくして、第1の位置検出器11による吐出ノ
ズル5の検出高さ位置と吐出口6の絶対高さ位置との対
応関係が判明し、吐出口6の絶対高さ位置を検出するこ
とができ、以降この吐出口6の高さ位置を基4(にして
位置制御を行えばよい。
本発明は上記実施例に示す外、種々の態様に構成するこ
とができる。
例えば、上記実施例では微小移動機構23として、2段
拡大しバーa +fi!−24とピエゾ素子25を用い
て作動させるようにしたものを用いたが、ピエゾ素子2
5にて直接又は他の連動機構を介して吐出ノズル5を移
動させるようにしてもよい。
さらに、上記実施例では導体ペーストのパターンを形成
する場合を例示したが、任意のペーストを用いた描画に
適用することができる。
発明の効果 本発明の描画装置によれば、カム機構とピエゾ素子が共
に動作の応答性が良いため、応答性良く吐出ノズルの位
置調整を行うことができ、しかもカム機構にて大きな幅
で位置調整し、その幅内で微小な位置調整をピエゾ素子
によって行うことによって高精度で位置調整を行うこと
ができ、従って吐出ノズルの位置調整を応答性良くかつ
高精度で行うことができ、高速描画が可能となるという
大なる効果を発渾する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概略構成を示す斜視図、第
2図は同要部の側面図、第3図(a)、(b)、(C)
は吐出ノズルの移動手段の動作説明図、第4図(a)、
(b)は吐出ノズルの絶対高さ位置の検出動作の説明図
、第5図はパターン形成経路に沿って高さ検出位置が移
動する状態を示す平面図、第6図は従来例の概略側面図
である。 2・・・・・・li、7画面、5・・・・・・吐出ノズ
ル、18・・・・・・−F下用モータ、19・・・・・
・板カム、21・・・・・・昇降ブロック、22・・・
・・・アーム、23・・・・・・微小移動機構、25・
・・・・・ピエゾ素子。 代理、A4弁理士 粟野 重孝 はか1名第 図 時間(a、t) 時PlJl(a、t) 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  吐出口からペーストを吐出する吐出ノズルを描画面に
    対して遠近方向に移動可能に設け、モータにて回転駆動
    されるカム機構と、ピエゾ素子とを備えた吐出ノズルの
    移動手段を設けたことを特徴とする描画装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6206066B1 (en) 1995-12-15 2001-03-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparatus for mounting an electronic component
JP2014148728A (ja) * 2013-02-04 2014-08-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 脱水素方法
CN108748096A (zh) * 2018-06-11 2018-11-06 深圳市小怪兽教育科技有限公司 一种绘图机械臂及其控制系统

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