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JP6560108B2 - COATING UNIT, COATING DEVICE, METHOD FOR PRODUCING OBJECT TO BE COATED, AND METHOD FOR PRODUCING SUBSTRATE - Google Patents
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JP6560108B2 - COATING UNIT, COATING DEVICE, METHOD FOR PRODUCING OBJECT TO BE COATED, AND METHOD FOR PRODUCING SUBSTRATE - Google Patents

COATING UNIT, COATING DEVICE, METHOD FOR PRODUCING OBJECT TO BE COATED, AND METHOD FOR PRODUCING SUBSTRATE Download PDF

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Description

本発明は、液体状の塗布材料を塗布する塗布ユニットおよびそれを用いた塗布装置に関し、より特定的には、塗布針を用いて被塗布物に塗布材料を塗布して、導電性のパターン描画または導電性パターンのオープン欠陥を修正するための塗布ユニットおよびそれを用いた塗布装置に関する。さらに、本発明は、そのような塗布ユニットまたは塗布装置を用いた被塗布対象物の製造方法、および基板の製造方法に関する。   The present invention relates to an application unit for applying a liquid application material and an application apparatus using the same, and more specifically, an application material is applied to an object to be applied using an application needle to draw a conductive pattern. Or it is related with the coating unit for correcting the open defect of an electroconductive pattern, and the coating device using the same. Furthermore, this invention relates to the manufacturing method of the to-be-coated object using such a coating unit or a coating device, and the manufacturing method of a board | substrate.

近年、RFID(Radio Frequency Identification)タグなどの微細な回路を印刷(以下、塗布とも称する。)方式で描画して形成するプリンテッドエレクトロニクス技術が急速に発展してきている。微細な回路のパターンや電極パターンを形成する方式としては、印刷方式、インクジェット方式などが一般的であるが、塗布針を用いた方式も、広範囲の粘度の材料を用いて微細な塗布が可能な点で、注目されている。   In recent years, printed electronics technology for drawing and forming a fine circuit such as an RFID (Radio Frequency Identification) tag by a printing (hereinafter also referred to as coating) method has been rapidly developed. As a method for forming a fine circuit pattern or electrode pattern, a printing method, an ink jet method, etc. are common, but a method using a coating needle can also be finely applied using a material with a wide range of viscosity. It is attracting attention in terms of points.

塗布針を用いて塗布材料の微細な塗布を行なう方法については、たとえば特許第4802027号(特許文献1)に開示されている塗布ユニットを用いる方法が提案されている。   As a method for finely coating a coating material using a coating needle, for example, a method using a coating unit disclosed in Japanese Patent No. 4802627 (Patent Document 1) has been proposed.

このような塗布ユニットは、微細パターンの欠陥を修正することを目的とするもので、広範囲な粘度の塗布材料を用いて微細な塗布を行なうことが可能である。塗布動作の際、塗布材料を保持する塗布材料容器の底部に形成された貫通孔から、1本の塗布針を突出させる。塗布針は、先端に付着している塗布材料を塗布対象物(以下、被塗布物と称する。)に接触させて転写塗布(以下、塗布と称する。)を行なう。   Such a coating unit is intended to correct defects in a fine pattern, and can perform fine coating using a coating material having a wide range of viscosity. During the coating operation, one coating needle is projected from a through hole formed in the bottom of the coating material container that holds the coating material. The application needle performs transfer application (hereinafter referred to as application) by bringing an application material adhering to the tip into contact with an object to be applied (hereinafter referred to as an object to be applied).

特許第4802027号公報Japanese Patent No. 4802027

しかしながら、塗布動作を繰り返すことによって、以下のような問題が生じる。
図6および図7は、塗布動作を繰り返す場合の塗布ユニットの状態の例を表わす図である。図6は、繰返し回数が少ないため、塗布ユニットが正常に動作する場合を示し、図7は、繰り返し回数が多いため、塗布ユニットの動作に異常が生じる場合を示す。
However, repeating the coating operation causes the following problems.
6 and 7 are diagrams illustrating examples of the state of the coating unit when the coating operation is repeated. FIG. 6 shows a case where the coating unit operates normally because the number of repetitions is small, and FIG. 7 shows a case where an abnormality occurs in the operation of the coating unit because the number of repetitions is large.

図6(a)は、塗布待機状態を表わす図である。図6(b)は、図6(a)の状態から遷移後の塗布針突出状態を表わす図である。図6(c)は、図6(b)の状態から遷移後の塗布待機状態を表わす図である。   FIG. 6A is a diagram illustrating a coating standby state. FIG. 6B is a diagram illustrating the protruding state of the application needle after the transition from the state of FIG. FIG. 6C is a diagram illustrating a coating standby state after transition from the state of FIG.

図6(a)〜(c)に示すように、塗布材料容器121には、塗布材料100が収納されている。   As shown in FIGS. 6A to 6C, the coating material container 121 stores the coating material 100.

塗布材料容器121の底部分28に第1の孔22が開口され、上蓋部分129に第2の孔27が開口されている。塗布針24は、第1の孔22および第2の孔27を通る直線に沿って移動可能に設けられている。   A first hole 22 is opened in the bottom portion 28 of the coating material container 121, and a second hole 27 is opened in the upper lid portion 129. The application needle 24 is provided so as to be movable along a straight line passing through the first hole 22 and the second hole 27.

図6(a)〜図6(c)に示すように、正常に動作する場合には、後述するような塗布材料溜まりが発生しない。   As shown in FIGS. 6A to 6C, in the case of normal operation, a coating material pool as described later does not occur.

図7(a)は、塗布待機状態を表わす図である。図7(b)は、図7(a)の状態から遷移後の塗布針突出状態を表わす図である。図7(c)は、図7(b)の状態から遷移後の塗布待機状態を表わす図である。   FIG. 7A shows a coating standby state. FIG.7 (b) is a figure showing the application needle | hook protrusion state after the transition from the state of Fig.7 (a). FIG.7 (c) is a figure showing the application | coating standby state after a transition from the state of FIG.7 (b).

図7(c)に示すように、第1の孔22に塗布材料溜まり((2)に示す)が発生している。これにより、塗布針24の先端23に付着する塗布材料100の量が変化するので、塗布対象部に塗布される塗布材料100の量がばらつくという問題が生じる。このような塗布材料溜まりが発生する原因は、以下である。   As shown in FIG. 7C, a coating material pool (shown in (2)) is generated in the first hole 22. Thereby, since the amount of the coating material 100 adhering to the tip 23 of the coating needle 24 changes, there arises a problem that the amount of the coating material 100 applied to the application target portion varies. The reason why such a coating material pool is generated is as follows.

図7(a)〜(c)に示すように、複数回塗布動作を繰り返す間に、(1)に示すように、塗布材料100が塗布針24の上部に付着するとともに、塗布針24の上部と第2の孔27の壁との隙間にも付着することによって、塗布材料容器21の上蓋部分129が密閉される。そのため、塗布時に塗布針24の大径軸が塗布材料容器121内に挿入される時に、塗布材料容器121内の空気が加圧され、塗布材料容器121の第1の孔22に塗布材料が押し出されてしまうことによって、塗布材料溜まりが発生する。この問題は、塗布材料100が、金属粉を含んだ導電性の高粘度材料の場合に特に顕著となる。   As shown in FIGS. 7A to 7C, while the application operation is repeated a plurality of times, the application material 100 adheres to the upper part of the application needle 24 and the upper part of the application needle 24 as shown in (1). And the upper lid portion 129 of the coating material container 21 is sealed by adhering to the gap between the first hole 27 and the wall of the second hole 27. Therefore, when the large-diameter shaft of the application needle 24 is inserted into the application material container 121 during application, the air in the application material container 121 is pressurized and the application material is pushed out into the first hole 22 of the application material container 121. As a result, a coating material pool is generated. This problem is particularly noticeable when the coating material 100 is a conductive high-viscosity material containing metal powder.

RFIDタグなどの微細な回路を描画するためには、高粘度の金属材料を長時間安定して塗布できることが必要であるが、上述のように、従来方式では、その構成上、高粘度の金属導電材料を長時間安定して塗布することが難しかった。   In order to draw a fine circuit such as an RFID tag, it is necessary that a high-viscosity metal material can be stably applied for a long time. However, as described above, in the conventional system, a high-viscosity metal material is required. It was difficult to apply the conductive material stably for a long time.

本発明の主たる目的は、上記従来の課題を鑑み、塗布材料を長時間安定して塗布することが可能な塗布ユニットおよびそれを用いた塗布装置を提供することである。   In view of the above-described conventional problems, a main object of the present invention is to provide a coating unit capable of stably coating a coating material for a long time and a coating apparatus using the coating unit.

本発明の塗布ユニットは、塗布材料を収納する容器と、容器内に収容された塗布材料を塗布対象面に塗布するための塗布針とを備える。容器の底部分に第1の孔が開口され、容器の上蓋部分に第2の孔が開口される。塗布針は、第1および第2の孔を通る直線に沿って移動可能に設けられる。空気を通すために容器の一部に第3の孔が開口されている。   The application unit of the present invention includes a container for storing an application material, and an application needle for applying the application material accommodated in the container to an application target surface. A first hole is opened in the bottom portion of the container, and a second hole is opened in the upper lid portion of the container. The application needle is provided so as to be movable along a straight line passing through the first and second holes. A third hole is opened in a part of the container to allow air to pass through.

好ましくは、上蓋部分に第3の孔が開口されている。
本発明の塗布装置は、上記塗布ユニットを用いて、塗布対象面に塗布材料を塗布する。
Preferably, a third hole is opened in the upper lid portion.
The coating apparatus of the present invention applies a coating material to the surface to be coated using the coating unit.

本発明の被塗布対象物の製造方法は、上記塗布ユニット、および上記塗布装置のうちのいずれかを用いる。   The method for manufacturing an object to be coated according to the present invention uses any one of the coating unit and the coating apparatus.

本発明の基板の製造方法は、上記塗布装置によって、基板の塗布対象面に塗布材料である導電性の材料を塗布することによって基板の回路パターンを描画する工程を含む。   The substrate manufacturing method of the present invention includes a step of drawing a circuit pattern of the substrate by applying a conductive material, which is a coating material, onto the surface to be coated of the substrate by the coating apparatus.

本発明によれば、塗布材料を長時間安定して塗布することが可能となる。   According to the present invention, the coating material can be stably applied for a long time.

本発明の実施の形態に従った塗布装置の模式的な斜視図である。It is a typical perspective view of the coating device according to an embodiment of the present invention. (A)は、塗布ユニットの正面図である。(B)は、塗布ユニットの側面図である。(A) is a front view of a coating unit. (B) is a side view of a coating unit. カム面を含むフランジ部を側面から見た展開図である。It is the expanded view which looked at the flange part containing a cam surface from the side surface. 図1に示した塗布ユニットに含まれる塗布材料容器および塗布針を表わす図である。It is a figure showing the coating material container and coating needle which are contained in the coating unit shown in FIG. 図4(A)に示す領域350の部分を拡大した図である。It is the figure which expanded the part of the area | region 350 shown to FIG. 4 (A). 塗布動作の繰り返し回数が少ない場合の塗布ユニットの状態の例を表わす図である。It is a figure showing the example of the state of a coating unit in case the frequency | count of repetition of coating operation is few. 塗布動作の繰り返し回数が多い場合の塗布ユニットの状態の例を表わす図である。It is a figure showing the example of the state of an application unit in case the repetition frequency of application | coating operation is large.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

[塗布装置全体の構成]
図1は、本発明の実施の形態に従った塗布装置200の模式的な斜視図である。図1を参照して、本発明の実施の形態の塗布装置200は、床面に配置された基台12と、X軸テーブル1と、Y軸テーブル2と、Z軸テーブル3と、塗布ユニット4と、観察光学系6と、観察光学系6に接続されたCCDカメラ7と、制御部11とを含む。
[Configuration of the entire coating apparatus]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a coating apparatus 200 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a coating apparatus 200 according to an embodiment of the present invention includes a base 12, an X-axis table 1, a Y-axis table 2, a Z-axis table 3, and a coating unit arranged on a floor surface. 4, an observation optical system 6, a CCD camera 7 connected to the observation optical system 6, and a control unit 11.

基台12の上面には、図1中のY軸方向に移動可能に構成されたY軸テーブル2が設置されている。具体的には、Y軸テーブル2の下面にガイド部が設置されており、基台12の上面に設置されたガイドレールに沿って摺動可能に接続されている。また、Y軸テーブル2の下面には、ボールねじが接続されている。ボールねじをモータなどの駆動部材により動作させることにより、Y軸テーブル2はガイドレールに沿って(Y軸方向に)移動可能になっている。また、Y軸テーブル2の上面部は、被塗布物である基板5を搭載する搭載面となっている。   On the upper surface of the base 12, a Y-axis table 2 configured to be movable in the Y-axis direction in FIG. 1 is installed. Specifically, a guide portion is installed on the lower surface of the Y-axis table 2 and is slidably connected along a guide rail installed on the upper surface of the base 12. A ball screw is connected to the lower surface of the Y-axis table 2. By operating the ball screw by a driving member such as a motor, the Y-axis table 2 can move along the guide rail (in the Y-axis direction). Further, the upper surface portion of the Y-axis table 2 is a mounting surface on which a substrate 5 that is an object to be coated is mounted.

基台12上には、X軸方向にY軸テーブル2のガイドレールを跨ぐように設置された門型の構造体が設けられている。この構造体上には、X軸方向に移動可能なX軸テーブル1が搭載されている。X軸テーブル1は、たとえばボールねじを用いてX軸方向に移動可能である。   On the base 12, a gate-shaped structure is provided so as to straddle the guide rail of the Y-axis table 2 in the X-axis direction. On this structure, an X-axis table 1 that is movable in the X-axis direction is mounted. The X-axis table 1 can move in the X-axis direction using, for example, a ball screw.

X軸テーブル1の移動体には、Z軸テーブル3が搭載されており、このZ軸テーブル3に塗布ユニット4および観察光学系6が搭載されている。塗布ユニット4および観察光学系6は、Z軸テーブル3とともにX方向へ移動可能である。塗布ユニット4は、塗布ユニット4に設けられた塗布針を用いて、基板5の被塗布面(上面側)に塗布材料を塗布するために設けられる。観察光学系6は、塗布対象の基板5の塗布位置を観察するために設けられる。観察光学系6のCCDカメラ7は、観察した画像を電気信号に変換する。Z軸テーブル3は、これらの塗布ユニット4および観察光学系6をZ軸方向に移動可能に支持している。   A Z-axis table 3 is mounted on the moving body of the X-axis table 1, and a coating unit 4 and an observation optical system 6 are mounted on the Z-axis table 3. The coating unit 4 and the observation optical system 6 can move in the X direction together with the Z-axis table 3. The coating unit 4 is provided to apply a coating material to the coated surface (upper surface side) of the substrate 5 using a coating needle provided in the coating unit 4. The observation optical system 6 is provided for observing the application position of the substrate 5 to be applied. The CCD camera 7 of the observation optical system 6 converts the observed image into an electrical signal. The Z-axis table 3 supports the coating unit 4 and the observation optical system 6 so as to be movable in the Z-axis direction.

制御部11は、操作パネル8、モニタ9、および制御用コンピュータ10を備える。制御部11は、X軸テーブル1、Y軸テーブル2、Z軸テーブル3、塗布ユニット4および観察光学系6を制御する。操作パネル8は、制御用コンピュータ10への指令を入力するために用いられる。モニタ9は、観察光学系6のCCDカメラ7で変換された画像データ、および制御用コンピュータ10からの出力データを表示する。   The control unit 11 includes an operation panel 8, a monitor 9, and a control computer 10. The control unit 11 controls the X-axis table 1, the Y-axis table 2, the Z-axis table 3, the coating unit 4 and the observation optical system 6. The operation panel 8 is used for inputting a command to the control computer 10. The monitor 9 displays image data converted by the CCD camera 7 of the observation optical system 6 and output data from the control computer 10.

基板5に回路パターンを初めから形成する場合、または基板5に形成されている回路パターンの欠陥部分を修正する場合は、塗布対象の基板5の描画する位置を観察光学系6の直下までX軸テーブル1およびY軸テーブル2で移動させ、観察光学系6で描画開始位置を観察および確認し、描画開始位置を決定する。そして、決定した描画開始位置を基準に回路パターンを描画する。描画開始位置から、順次、描画位置が塗布ユニット4の直下にくるようにX軸テーブル1およびY軸テーブル2で基板5を移動させる。移動が完了した時点で、塗布ユニット4を駆動して塗布を行なう。これを連続して繰り返すことで、回路パターンを描画することができる。   When the circuit pattern is formed on the substrate 5 from the beginning, or when a defective portion of the circuit pattern formed on the substrate 5 is corrected, the drawing position of the substrate 5 to be coated is set to the position just below the observation optical system 6 in the X axis. The drawing is moved by the table 1 and the Y-axis table 2, the drawing start position is observed and confirmed by the observation optical system 6, and the drawing start position is determined. Then, a circuit pattern is drawn based on the determined drawing start position. From the drawing start position, the substrate 5 is moved by the X-axis table 1 and the Y-axis table 2 so that the drawing position is directly below the coating unit 4. When the movement is completed, the coating unit 4 is driven to perform coating. By repeating this continuously, a circuit pattern can be drawn.

塗布針24の下降端位置と観察光学系6のフォーカス位置の関係は予め記憶されており、描画時には、観察光学系6で画像のフォーカスを合わせた位置をZ軸方向基準に、塗布針24が基板5に接触する高さまで、Z軸テーブルでZ軸方向位置を移動させてから塗布を行なう。描画する回路パターンの面積が広く、描画途中での塗布対象の基板5の基板面高さの変化が大きい場合は、必要に応じて途中でフォーカス位置を確認し、Z軸方向の位置を修正してから塗布を行なう。この時のフォーカス位置の調整は、画像処理を用いて自動でフォーカスする方法でも良いし、レーザセンサ等を用いて、常に塗布対象の基板5の表面の高さ位置を検出し、リアルタイムで補正を掛ける方法でも良い。   The relationship between the descending end position of the application needle 24 and the focus position of the observation optical system 6 is stored in advance, and at the time of drawing, the application needle 24 is positioned with the position where the image is focused by the observation optical system 6 as the Z-axis direction reference. The application is performed after the position in the Z-axis direction is moved by the Z-axis table to a height at which it contacts the substrate 5. If the area of the circuit pattern to be drawn is large and the change in the substrate surface height of the substrate 5 to be coated during drawing is large, the focus position is confirmed in the middle if necessary and the position in the Z-axis direction is corrected. Then apply. The adjustment of the focus position at this time may be a method of automatically focusing using image processing, or the height position of the surface of the substrate 5 to be coated is always detected and corrected in real time using a laser sensor or the like. You can hang it.

上述のような基板5に回路パターンを描画する方法によって基板の回路パターンを初めから形成する工程を含む基板の製造方法によって、パターンが形成された基板を得ることができる。   A substrate on which a pattern is formed can be obtained by a substrate manufacturing method including a step of forming a circuit pattern of a substrate from the beginning by a method of drawing a circuit pattern on the substrate 5 as described above.

また、上述のような基板5に回路パターンを描画する方法によって、印刷方式またはインクジェット方式などの他の方法で既に形成されている基板の回路パターンの欠陥を修正する工程を含む基板の製造方法によって、パターンに欠陥のない基板を得ることができる。   In addition, by the method for drawing a circuit pattern on the substrate 5 as described above, the substrate manufacturing method includes a step of correcting a defect in the circuit pattern of the substrate already formed by another method such as a printing method or an inkjet method. A substrate having no defect in the pattern can be obtained.

(塗布ユニットの構成)
上述した塗布ユニット4に関して、図2および図3を参照してより詳しく説明する。図1に示したZ軸テーブル3に固定された塗布ユニット4は、サーボモータ41と、カム43と、軸受44と、カム連結板45と、可動部46と、塗布針ホルダ20と、当該塗布針ホルダ20に保持された塗布針24と、塗布材料容器21とを主に含んでいる。サーボモータ41は、図1に示したZ軸方向に沿った方向に回転軸が延びるように設置されている。サーボモータ41の回転軸にはカム43が接続されている。カム43は、サーボモータ41の回転軸を中心として回転可能になっている。
(Configuration of coating unit)
The coating unit 4 described above will be described in more detail with reference to FIGS. The application unit 4 fixed to the Z-axis table 3 shown in FIG. 1 includes a servo motor 41, a cam 43, a bearing 44, a cam connecting plate 45, a movable portion 46, an application needle holder 20, and the application. An application needle 24 held by the needle holder 20 and an application material container 21 are mainly included. The servo motor 41 is installed such that the rotation axis extends in a direction along the Z-axis direction shown in FIG. A cam 43 is connected to the rotation shaft of the servo motor 41. The cam 43 is rotatable about the rotation axis of the servo motor 41.

カム43は、サーボモータ41の回転軸に接続された中心部と、当該中心部の一方端部に接続されたフランジ部とを含む。図3(A)に示すように、フランジ部の上部表面(サーボモータ41側の表面)はカム面61となっている。このカム面61は、中心部の外周に沿って円環状に形成されているとともに、フランジ部の底面からの距離が変動するようにスロープ状に形成されている。具体的には、図3(B)に示すように、カム面61はフランジ部の底面からの距離が最も大きくなっている上端フラット領域62と、この上端フラット領域62から間隔を隔てて配置され、フランジ部の底面からの距離が最も小さい下端フラット領域63と、上端フラット領域62と下端フラット領域63との間を接続するスロープ部とを含む。ここで、図3(B)は、中心部を囲むように環状に配置されたカム面61を含むフランジ部を側面から見た展開図である。   The cam 43 includes a center portion connected to the rotation shaft of the servo motor 41 and a flange portion connected to one end portion of the center portion. As shown in FIG. 3A, the upper surface (surface on the servo motor 41 side) of the flange portion is a cam surface 61. The cam surface 61 is formed in an annular shape along the outer periphery of the center portion, and is formed in a slope shape so that the distance from the bottom surface of the flange portion varies. Specifically, as shown in FIG. 3 (B), the cam surface 61 is disposed at a distance from the upper end flat region 62 having the largest distance from the bottom surface of the flange portion, and the upper end flat region 62. The lower end flat region 63 having the smallest distance from the bottom surface of the flange portion and the slope portion connecting the upper end flat region 62 and the lower end flat region 63 are included. Here, FIG. 3B is a developed view of the flange portion including the cam surface 61 arranged in an annular shape so as to surround the center portion, as viewed from the side.

このカム43のカム面61に接するように軸受44が配置されている。軸受44は、図2(A)に示すようにカム43から見て特定の方向(サーボモータ41の右側)に配置されており、サーボモータ41の回転軸が回転することでカム43が回転したとき、カム面61に接触した状態を保つ。この軸受44にカム連結板45が接続されている。カム連結板45において、軸受44と接続された一方端部と反対側の他方端部は可動部46に固定されている。可動部46には、塗布針ホルダ固定部47および塗布針ホルダ収納部48が接続されている。この塗布針ホルダ収納部48に塗布針ホルダ20が収納されている。   A bearing 44 is disposed so as to contact the cam surface 61 of the cam 43. The bearing 44 is arranged in a specific direction (on the right side of the servo motor 41) as viewed from the cam 43 as shown in FIG. 2A, and the cam 43 is rotated by rotating the rotation shaft of the servo motor 41. At this time, the state in contact with the cam surface 61 is maintained. A cam coupling plate 45 is connected to the bearing 44. In the cam connecting plate 45, the other end opposite to the one end connected to the bearing 44 is fixed to the movable portion 46. An application needle holder fixing part 47 and an application needle holder storage part 48 are connected to the movable part 46. The application needle holder 20 is stored in the application needle holder storage portion 48.

塗布針ホルダ20は塗布針24を含む。塗布針24は、塗布針ホルダ20の下面(サーボモータ41が位置する側と反対側である下側)において塗布針ホルダ20から突出するように配置されている。塗布針ホルダ20下には塗布材料容器21が配置されている。塗布材料容器21に塗布針24は挿入された状態で保持されている。   The application needle holder 20 includes an application needle 24. The application needle 24 is arranged so as to protrude from the application needle holder 20 on the lower surface of the application needle holder 20 (the lower side opposite to the side where the servo motor 41 is located). A coating material container 21 is disposed under the coating needle holder 20. The application needle 24 is held in the application material container 21 in an inserted state.

可動部46には固定ピン52が設置されている。また、サーボモータ41を保持している架台には他方の固定ピン51が設置されている。この固定ピン51、52の間を繋ぐようにバネ50が設置されている。このバネ50により、可動部46は塗布材料容器21側に向けた引張り力を受けた状態になっている。また、このバネ50による引張り力は、可動部46およびカム連結板45を介して軸受44に作用する。このバネ50の引張り力によって、軸受44はカム43のカム面61に押圧された状態を維持している。   A fixed pin 52 is installed on the movable portion 46. In addition, the other fixing pin 51 is installed on the gantry holding the servo motor 41. A spring 50 is installed so as to connect the fixing pins 51 and 52. Due to the spring 50, the movable portion 46 is in a state of receiving a tensile force toward the coating material container 21 side. Further, the tensile force generated by the spring 50 acts on the bearing 44 via the movable portion 46 and the cam connecting plate 45. The bearing 44 is kept pressed against the cam surface 61 of the cam 43 by the tensile force of the spring 50.

また、可動部46、塗布針ホルダ固定部47、塗布針ホルダ収納部48は、上記架台に設置されたリニアガイド49に接続されている。リニアガイド49は、Z軸方向に延びるように配置されている。そのため、可動部46、塗布針ホルダ固定部47、塗布針ホルダ収納部48はZ軸方向に沿って移動可能になっている。   The movable portion 46, the application needle holder fixing portion 47, and the application needle holder storage portion 48 are connected to a linear guide 49 installed on the gantry. The linear guide 49 is disposed so as to extend in the Z-axis direction. Therefore, the movable part 46, the application needle holder fixing part 47, and the application needle holder storage part 48 are movable along the Z-axis direction.

[塗布材料容器および塗布針]
図4は、図1に示した塗布ユニット4に含まれる塗布材料容器21および塗布針24を表わす図である。図4(A)は、塗布針24が上昇した塗布待機状態を表わし、図4(B)は、塗布針24が下降した塗布状態を表わしている。図5は、図4(A)に示す領域350の部分を拡大した図である。
[Coating material container and coating needle]
FIG. 4 is a diagram showing the coating material container 21 and the coating needle 24 included in the coating unit 4 shown in FIG. 4A shows an application standby state in which the application needle 24 is raised, and FIG. 4B shows an application state in which the application needle 24 is lowered. FIG. 5 is an enlarged view of a region 350 shown in FIG.

塗布材料容器21には、パターンの描画を行なう際に用いる塗布材料100が収納されている。この塗布材料100は、高粘度の金属導電材料などである。塗布材料容器21の底部分28に第1の孔22が開口され、上蓋部分29に第2の孔27が開口されている。さらに、本実施の形態では、従来方式における塗布材料溜りの発生を防止するために、蓋部分29に第3の孔80が開口されている。第3の孔80を通って、塗布材料容器21と外部との間で空気が出入りすることが可能である。   The coating material container 21 stores a coating material 100 used when drawing a pattern. The coating material 100 is a highly viscous metal conductive material or the like. A first hole 22 is opened in the bottom portion 28 of the coating material container 21, and a second hole 27 is opened in the upper lid portion 29. Furthermore, in the present embodiment, a third hole 80 is opened in the lid portion 29 in order to prevent the occurrence of a coating material pool in the conventional method. Air can enter and exit between the coating material container 21 and the outside through the third hole 80.

塗布針24は、第1の孔22および第2の孔27を通る直線に沿って移動可能に設けられている。後述の塗布ユニット4の直動機構によって、塗布針24の先端23を上,下方向に往復移動させることができる。   The application needle 24 is provided so as to be movable along a straight line passing through the first hole 22 and the second hole 27. The tip 23 of the application needle 24 can be reciprocated upward and downward by a linear motion mechanism of the application unit 4 described later.

第1の孔22は、塗布針24を貫通させて下方へ向けて先端23を突出させることができる大きさで、かつ、塗布材料容器21に保持された塗布材料が垂れ落ちない大きさに設定されている。第2の孔27は、塗布針24を上下方向に往復移動させることができる大きさである。つまり、塗布針24が上下方向に移動可能となるために、第2の孔27の壁と塗布針24の間に微小な隙間が形成されている。   The first hole 22 is set to a size that allows the coating needle 24 to penetrate and the tip 23 to protrude downward, and to prevent the coating material held in the coating material container 21 from dripping down. Has been. The second hole 27 has a size that allows the application needle 24 to reciprocate in the vertical direction. That is, since the application needle 24 can move in the vertical direction, a minute gap is formed between the wall of the second hole 27 and the application needle 24.

上下方向に往復移動可能な塗布針24が下向きに移動すると、塗布針24は、先端23の表面に塗布材料を付着させた状態で、第1の孔22から被塗布物に向けて突出される。   When the application needle 24 that can reciprocate in the vertical direction moves downward, the application needle 24 protrudes from the first hole 22 toward the object to be applied with the application material attached to the surface of the tip 23. .

図4(A)を参照して、塗布針24は、その移動が可能な範囲の上端位置に移動している。このとき、塗布針24の先端23は、塗布材料容器21内に収納されている塗布材料100内に浸されている。   Referring to FIG. 4A, the application needle 24 has moved to the upper end position within the range in which the application needle 24 can move. At this time, the tip 23 of the application needle 24 is immersed in the application material 100 accommodated in the application material container 21.

図4(B)には、塗布針24が下降し基板5の被塗布面に塗布針24の先端23が接触し、塗布材料100が塗布されている状態が示されている。   FIG. 4B shows a state where the application needle 24 is lowered and the tip 23 of the application needle 24 is in contact with the surface to be applied of the substrate 5 and the application material 100 is applied.

図4(B)を参照して、塗布針24が下端位置に移動すると、先端23は、塗布材料容器21の底部に形成された第1の孔22を貫通して塗布材料容器21の底面から下向きに突出される。   Referring to FIG. 4B, when the application needle 24 moves to the lower end position, the tip 23 penetrates the first hole 22 formed in the bottom of the application material container 21 from the bottom surface of the application material container 21. It protrudes downward.

複数回塗布動作を繰り返す間に、背景技術で説明したときと同様に、(1)に示すように、塗布材料が塗布針24の上部に付着するとともに、塗布針24の上部と第2の孔27の壁との隙間にも付着することによって、塗布材料容器21の上蓋部分29が密閉される。しかしながら、塗布針24の大径軸が塗布材料容器21内に挿入される時に、第3の孔80を通って空気が排出されるので、塗布材料容器21内の空気が加圧されず、塗布材料容器21の第1の孔22に塗布材料100が押し出されてしまうことがない。それゆえ、本実施の形態では、塗布材料溜まりが発生することがない。   While repeating the application operation a plurality of times, as described in the background art, as shown in (1), the application material adheres to the upper part of the application needle 24 and the upper part of the application needle 24 and the second hole. The upper lid portion 29 of the coating material container 21 is sealed by adhering to the gap with the wall 27. However, since the air is discharged through the third hole 80 when the large-diameter shaft of the application needle 24 is inserted into the application material container 21, the air in the application material container 21 is not pressurized and applied. The coating material 100 is not pushed out into the first hole 22 of the material container 21. Therefore, in this embodiment, the coating material pool does not occur.

[塗布ユニットの動作]
次に、上述した塗布ユニット4の動作について説明する。上述した塗布ユニット4においては、サーボモータ41を駆動することによりサーボモータ41の回転軸を回転させてカム43を回転させる。この結果、カム43のカム面61は、Z軸方向における高さが変化するため、図2(A)におけるカム43の右側においてカム面61に接触している軸受44のZ軸方向における位置もサーボモータ41の駆動軸の回転に応じて変動する。そして、この軸受44のZ軸方向での位置変動に応じて、可動部46、塗布針ホルダ固定部47、塗布針ホルダ収納部48がZ軸方向に移動する。この結果、塗布針ホルダ収納部48に保持されている塗布針ホルダ20もZ軸方向に移動するので、当該塗布針ホルダ20に設置されている塗布針24のZ軸方向における位置を変化させることができる。
[Application unit operation]
Next, the operation of the coating unit 4 described above will be described. In the coating unit 4 described above, the cam 43 is rotated by driving the servo motor 41 to rotate the rotation shaft of the servo motor 41. As a result, since the cam surface 61 of the cam 43 changes in height in the Z-axis direction, the position of the bearing 44 in contact with the cam surface 61 on the right side of the cam 43 in FIG. It fluctuates according to the rotation of the drive shaft of the servo motor 41. Then, according to the position variation of the bearing 44 in the Z-axis direction, the movable portion 46, the application needle holder fixing portion 47, and the application needle holder storage portion 48 move in the Z-axis direction. As a result, the application needle holder 20 held in the application needle holder storage 48 also moves in the Z-axis direction, so that the position of the application needle 24 installed in the application needle holder 20 in the Z-axis direction can be changed. Can do.

具体的には、図2および図3を参照して、軸受44がカム43のカム面61における上端フラット領域62に接している場合には、図4(A)に示すように塗布針24はその上端位置(サーボモータ41に最も近い位置)に配置されることになる。このとき、塗布針24の先端部は、塗布材料容器21内に保持されている塗布材料100内に浸漬された状態になっている。   Specifically, referring to FIG. 2 and FIG. 3, when the bearing 44 is in contact with the upper end flat region 62 on the cam surface 61 of the cam 43, the application needle 24 is moved as shown in FIG. It is arranged at the upper end position (position closest to the servo motor 41). At this time, the tip end portion of the application needle 24 is immersed in the application material 100 held in the application material container 21.

次に、サーボモータ41が回転軸を回転させることにより、カム43が回転し、軸受44がカム面61の下端フラット領域63が軸受44に接する位置に来た場合には、図4(B)に示すように塗布針24は塗布材料容器21の底部に形成された第1の孔22を通り、塗布材料容器21の底面から下向きに突出した状態になる。このとき、塗布材料容器21の底面から突出した塗布針24の表面には塗布材料100の一部が付着した状態となっている。そして、Z軸テーブル3(図1参照)が塗布ユニット4を基板5側に移動させることにより、基板5の表面に塗布針24の先端部が接触して、塗布材料100を基板5の表面に塗布することができる。なお、Z軸テーブル3の移動を先に行なってからサーボモータ41を駆動させてもよいし、Z軸テーブル3とサーボモータ41との動作をほぼ同時に実施してもよい。   Next, when the servo motor 41 rotates the rotating shaft, the cam 43 rotates and the bearing 44 comes to a position where the lower end flat region 63 of the cam surface 61 is in contact with the bearing 44. FIG. 2, the application needle 24 passes through the first hole 22 formed in the bottom of the application material container 21 and protrudes downward from the bottom surface of the application material container 21. At this time, a part of the coating material 100 is attached to the surface of the coating needle 24 protruding from the bottom surface of the coating material container 21. Then, the Z-axis table 3 (see FIG. 1) moves the coating unit 4 toward the substrate 5, so that the tip of the coating needle 24 comes into contact with the surface of the substrate 5, and the coating material 100 is placed on the surface of the substrate 5. Can be applied. The servo motor 41 may be driven after the movement of the Z-axis table 3 first, or the operations of the Z-axis table 3 and the servo motor 41 may be performed almost simultaneously.

このように上記塗布ユニット4では、サーボモータ41の回転運動を塗布針24のZ軸方向における運動(上下運動)に変換することができる。このような構成とすることにより、塗布針24を迅速かつ正確にZ軸方向において移動させることができる。   Thus, in the coating unit 4, the rotational motion of the servo motor 41 can be converted into motion (vertical motion) of the coating needle 24 in the Z-axis direction. With such a configuration, the application needle 24 can be moved quickly and accurately in the Z-axis direction.

以上のように、本実施の形態によれば、高粘度の金属導電材料などの塗布材料を、長時間安定して塗布することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, a coating material such as a high-viscosity metal conductive material can be stably applied for a long time.

なお、上記塗布装置の構成は一例であり、塗布対象基板の塗布対象面の任意の位置に塗布ができる構成であれば良く、上記構成に限定されるものではない。   In addition, the structure of the said coating device is an example, What is necessary is just a structure which can apply | coat to the arbitrary positions of the application | coating surface of a coating object board | substrate, and is not limited to the said structure.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明は、導電性のパターン描画や、導電性パターンのオープン欠陥の修正、さらにはRFIDタグなどの微細な回路パターンの形成や欠陥修正、導電性接着剤の塗布などを実施するための塗布ユニット、塗布装置、被塗布対象物の製造方法、および基板の製造方法などに特に有利に適用される。   The present invention provides a coating unit for conducting conductive pattern drawing, correcting open defects in conductive patterns, forming fine circuit patterns such as RFID tags, correcting defects, and applying a conductive adhesive. The present invention is particularly advantageously applied to a coating apparatus, a method for manufacturing an object to be coated, a method for manufacturing a substrate, and the like.

4 塗布ユニット、5 基板、6 観察光学系、7 カメラ、8 操作パネル、9 モニタ、10 制御用コンピュータ、11 制御部、12 基台、21,121 塗布材料容器、22 第1の孔、23 先端、24 塗布針、27 第2の孔、28,128 底部分、29,129 上蓋部分、41 サーボモータ、43 カム、44 軸受、45 カム連結板、46 可動部、47 塗布針ホルダ固定部、48 塗布針ホルダ収納部、49 リニアガイド、50 バネ、51,52 固定ピン、61 カム面、62 上端フラット領域、63 下端フラット領域、80 第3の孔、100 塗布材料、200 塗布装置。   4 coating unit, 5 substrate, 6 observation optical system, 7 camera, 8 operation panel, 9 monitor, 10 control computer, 11 control unit, 12 base, 21,121 coating material container, 22 first hole, 23 tip , 24 Application needle, 27 Second hole, 28, 128 Bottom part, 29, 129 Upper lid part, 41 Servo motor, 43 Cam, 44 Bearing, 45 Cam connecting plate, 46 Movable part, 47 Application needle holder fixing part, 48 Application needle holder storage section, 49 linear guide, 50 spring, 51, 52 fixing pin, 61 cam surface, 62 upper end flat area, 63 lower end flat area, 80 third hole, 100 application material, 200 application apparatus.

Claims (5)

塗布材料を収納する容器と、
前記容器内に収容された前記塗布材料を塗布対象面に塗布するための塗布針とを備え、
前記容器の底部分に第1の孔が開口され、前記容器の上蓋部分に第2の孔が開口され、前記塗布針は、前記第1および第2の孔を通る直線に沿って移動可能に設けられ、空気を通すために前記容器の一部に第3の孔が開口されている、塗布ユニット。
A container for storing the coating material;
An application needle for applying the application material contained in the container to the application target surface;
A first hole is opened in the bottom portion of the container, a second hole is opened in the upper lid portion of the container, and the application needle is movable along a straight line passing through the first and second holes. A coating unit that is provided and has a third hole opened in a part of the container to allow air to pass through.
前記上蓋部分に前記第3の孔が開口されている、請求項1記載の塗布ユニット。   The coating unit according to claim 1, wherein the third hole is opened in the upper lid portion. 請求項1または2に記載の塗布ユニットを用いて、前記塗布対象面に前記塗布材料を塗布する、塗布装置。   A coating apparatus that coats the coating material on the coating target surface using the coating unit according to claim 1. 請求項1に記載の塗布ユニット、請求項2に記載の塗布ユニット、および請求項3に記載の塗布装置のうちのいずれかを用いた被塗布対象物の製造方法。   A method for manufacturing an object to be coated using any one of the coating unit according to claim 1, the coating unit according to claim 2, and the coating apparatus according to claim 3. 請求項3に記載の塗布装置によって、基板の前記塗布対象面に前記塗布材料である導電性の材料を塗布することによって前記基板の回路パターンを描画する工程を含む、基板の製造方法。   A method for manufacturing a substrate, comprising: a step of drawing a circuit pattern of the substrate by applying a conductive material, which is the coating material, to the surface to be coated of the substrate by the coating apparatus according to claim 3.
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