JP2013102069A - Thin film coating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に薄膜材料を塗布する薄膜塗布装置に関する。 The present invention relates to a thin film coating apparatus for coating a substrate with a thin film material.
ノズルヘッドを含む薄膜塗布装置から薄膜材料を液滴として吐出して、塗布対象物の表面に、薄膜を所定パターンで塗布する技術が知られている(たとえば特許文献1)。 A technique is known in which a thin film material is ejected as droplets from a thin film coating apparatus including a nozzle head, and a thin film is coated in a predetermined pattern on the surface of a coating target (for example, Patent Document 1).
このような技術において、たとえば、塗布対象物にはプリント配線基板が、薄膜材料にはソルダーレジストが用いられる。プリント配線基板は、基材および配線を含み、所定の位置に電子部品等がはんだ付けされる。ソルダーレジストは、プリント配線基板への電子部品等のはんだ付けのために、必要な導体部分を露出し、はんだ付けが不要な部分にはんだが付かないように配線板上に形成される絶縁膜である。 In such a technique, for example, a printed wiring board is used as an application target, and a solder resist is used as a thin film material. The printed wiring board includes a base material and wiring, and an electronic component or the like is soldered to a predetermined position. Solder resist is an insulating film formed on the wiring board that exposes the necessary conductor parts for soldering of electronic components to the printed circuit board and prevents the soldering parts from being soldered. is there.
本発明の目的は、基板に所定パターンの薄膜を精細に塗布することができる薄膜塗布装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a thin film coating apparatus capable of finely coating a thin film with a predetermined pattern on a substrate.
本発明の一観点によれば、基板に薄膜材料を塗布する薄膜塗布装置であって、xyz直交座標系を定義したとき、z方向に向けて薄膜材料を吐出する複数のノズルがy方向に配列するノズル列を含む複数のノズルヘッドと、前記複数のノズルヘッドを保持するホルダと、を含み、前記複数のノズルヘッドは、x方向に配列され、x方向に配列した前記複数のノズルヘッド各々は、前記複数のノズルヘッドのノズル各々をyz平面に平行な仮想平面上に垂直投影したとき、該ノズル像各々が隣接するノズル像と相互に重ならないように配置され、前記ホルダは、前記複数のノズルヘッドを取り付ける際に、前記複数のノズルヘッド各々のy方向に対する配置位置を規定することができる位置決め機構を有する薄膜塗布装置、が提供される。 According to one aspect of the present invention, a thin film coating apparatus that coats a thin film material on a substrate, and when a xyz orthogonal coordinate system is defined, a plurality of nozzles that discharge the thin film material in the z direction are arranged in the y direction. A plurality of nozzle heads including a nozzle row and a holder for holding the plurality of nozzle heads, wherein the plurality of nozzle heads are arranged in the x direction, and each of the plurality of nozzle heads arranged in the x direction includes: When the nozzles of the plurality of nozzle heads are vertically projected onto a virtual plane parallel to the yz plane, the nozzle images are arranged so as not to overlap with adjacent nozzle images, and the holder includes the plurality of nozzles. There is provided a thin film coating apparatus having a positioning mechanism capable of defining an arrangement position in the y direction of each of the plurality of nozzle heads when the nozzle head is attached.
精細なパターンで薄膜が塗布された基板を得ることができる。 A substrate coated with a thin film with a fine pattern can be obtained.
図1は、実施例による薄膜塗布装置が搭載された薄膜形成装置の構成を示す側面図である。この薄膜形成装置は、薄膜塗布装置23、さらには定盤20、フレーム21、ステージ22、CCDカメラ30、および制御装置40を含む構成である。定盤20は、図中の座標系においてXY平面に平行な面内に設置される。ステージ22は、定盤20上に配置される。フレーム21は、定盤20に固定され、Y軸方向に沿って見たとき、ステージ22を門型に囲むように配置され、ノズルヘッド23およびCCDカメラ30が取り付けられる。制御装置40は、薄膜形成装置の動作を制御する。
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a thin film forming apparatus on which a thin film coating apparatus according to an embodiment is mounted. The thin film forming apparatus includes a thin
ステージ22は、たとえば、定盤20側から順に配置されるYステージ22y、Xステージ22xおよびθステージ22θ等の移動機構、およびチャックプレート22a等の保持機構を含む。Yステージ22y、Xステージ22xおよびθステージ22θは、それぞれボールネジやリニアモータ等の駆動機構を備える。チャックプレート22aは、塗布対象物、たとえばプリント配線基板50を吸着保持する。θステージ22θは、保持された塗布対象物50を、XY平面に平行な面内で、Z軸に平行な回転軸の周囲に回転させる。Xステージ22xおよびYステージ22yは、それぞれ塗布対象物50を、X軸方向およびY軸方向に移動させることができる。チャックプレート22aによる塗布対象物50の吸着は、制御装置40によって制御される。X,Y,θステージ22x,22y,22θによる塗布対象物50の移動は、各ステージの駆動機構を介して、制御装置40によって制御される。なお、移動機構は、塗布対象物をX,Y,θ方向にそれぞれ移動させることができる単一の可動ステージであってもかまわない。
The
フレーム21は、2本の支柱21a、21b、及び梁21cを含む。支柱21a、21bは、定盤20のY軸方向の略中央に立設される。梁21cは、X軸方向に沿うように、支柱21a、21bに支持される。
The
薄膜塗布装置23およびCCDカメラ30は、フレーム21の梁21cに取り付けられる。
The thin
薄膜塗布装置23は、薄膜材料、たとえば光硬化剤が添加されたソルダーレジストを液滴としてチャックプレート22aに保持された塗布対象物50に向けて吐出(滴下)する。薄膜塗布装置23からの薄膜材料の吐出は、制御装置40によって制御される。
The thin
CCDカメラ30は、チャックプレート22aに保持された塗布対象物50の表面を撮像する。移動機構により塗布対象物50を移動させることで、塗布対象物50上の任意の位置の撮像データを取得することができる。取得された撮像データは、制御装置40に送信される。取得された撮像データにより、制御装置40は、塗布対象物50に薄膜材料を塗布させるべき位置の計測や、塗布した薄膜材料の検査を行うことができる。CCDカメラ30による撮像、およびその撮像データの送信は、制御装置40によって制御される。
The
制御装置40は、記憶装置40aを含み、記憶装置40aには、塗布対象物50上に塗布すべきパターンを定義する画像データ(ガーバデータ、ビットマップ等)が記憶されている。制御装置40は、CCDカメラ30による撮像データおよび記憶装置40aに記憶される画像データに基づいて、塗布対象物50に塗布すべきパターンが塗布されるように、移動機構による塗布対象物50の移動、および薄膜塗布装置23からの薄膜材料の吐出を制御する。
The
塗布対象物50は、X軸およびY軸方向に移動され、薄膜塗布装置23の鉛直下方(Z軸方向)において薄膜材料を付着される。
The
なお、図1では、ステージ22に移動機構を備え、フレーム21が固定される構成であるが、フレーム21に移動機構を備える構成であってもかまわない。
In FIG. 1, the
図2Aは、薄膜塗布装置23の構成を示す底面図である。薄膜塗布装置23は、複数のノズルヘッド24a〜24dと、複数のノズルヘッド24a〜24dを保持するホルダ25と、を含む構成である。ホルダ25には、ノズルヘッド24a〜24dがX負方向に向かって順に配列するように取り付けられている。また、ホルダ25には、ノズルヘッド24a〜24dから吐出され、塗布対象物に塗布した薄膜材料、たとえば光硬化剤が添加された絶縁性を有するソルダーレジストを光硬化するための光源26が取り付けられている。
FIG. 2A is a bottom view showing the configuration of the thin
ノズルヘッド24aの底面には、薄膜材料を塗布対象物に向かって吐出する複数のノズル27が設けられている。複数のノズル27は、たとえばX軸負方向とX軸正方向とに1列ずつ、計2列のノズル列27I,27IIを構成する。ノズル列27Iおよびノズル列27IIを構成するノズル27は、それぞれY軸方向にピッチ2Pで等間隔に配置される。ノズル列27IIのノズル27は、ノズル列27Iのノズル27に対して、Y軸負方向にPずらして配置される。つまり、ノズルヘッド24aに設けられるノズル27は、Y軸方向に沿ってピッチPで千鳥配列した構成となる。ノズル列27IのY軸正方向側端部は、ノズルヘッド24aのY軸正方向側端面から距離L離れた位置に設けられている。ノズル27は、たとえばピッチPが80μm程度で配置される。
A plurality of
ノズルヘッド24b〜24dの構造は、ノズルヘッド24aの構造と同一である。ノズルヘッド24b〜24dは、ノズルヘッド24aに対してY軸負方向に、それぞれ2P/4,P/4,3P/4ずらして配置される。このとき、ノズルヘッド24a〜24dのノズル27をYZ平面に平行な仮想平面28に垂直投影した像は、Y軸方向にピッチP/4で等間隔に配列する。
The structure of the
ノズルヘッド24a〜24dのノズル27各々はピエゾ素子を含んで構成され、電圧の印加に応じて薄膜材料を吐出する。薄膜材料の吐出は制御装置40(図1)によって制御される。
Each of the
図2Bは、薄膜塗布装置23に対して塗布対象物50を相対的に移動させながら、ノズルヘッド24a〜24dから吐出される薄膜材料を塗布対象物50の表面に付着させる様子を示す側面図である。ノズルヘッド24a〜24dおよび光源26は、ホルダ25の底面に取り付けられている。
FIG. 2B is a side view showing a state in which the thin film material discharged from the nozzle heads 24 a to 24 d is attached to the surface of the
制御装置40(図1)は、薄膜塗布装置23に対して塗布対象物50を、ステージ22(図1)を介して、たとえばX軸負方向に等速で移動させる。CCDカメラ30(図1)による塗布対象物50の撮像データ、および記憶装置40a(図1)に記憶される塗布対象物50に塗布すべきパターンの画像データに基づいて、ノズルヘッド24a〜24dの薄膜材料を吐出させるノズル27各々に電圧パルスを印加する。ノズルヘッド24a〜24dのノズル27から吐出された薄膜材料は、塗布対象物50の表面に付着する。
The control device 40 (FIG. 1) moves the
薄膜塗布装置23を、塗布対象物50に薄膜材料を塗布しながら、塗布対象物50の一端側から他端側までX軸方向に沿って主走査する。その後、薄膜塗布装置23をY軸方向に副走査して、再度、塗布対象物50に薄膜材料を塗布しながら、塗布対象物50の他端側から一端側までX軸方向に沿って主走査する。このような塗布操作を繰り返し行い、塗布対象物50の表面全面に塗布すべきパターンの塗布を行う。なお、薄膜材料が光硬化剤を添加したソルダーレジストである場合、塗布対象物50上に塗布されたソルダーレジストは、光源26(この場合、X軸負方向側に配置される光源)の鉛直下方に移動してきたときに、光源26によって光硬化される。
The thin
任意の時刻において、ノズルヘッド24aのノズル列27Iから薄膜材料を吐出し、塗布対象物50上の位置X1に薄膜材料を塗布したとする。このとき、塗布対象物50上の位置X1のY軸方向には、薄膜材料がピッチ2Pで塗布される。
It is assumed that the thin film material is ejected from the nozzle row 27I of the
塗布対象物50のX軸負方向への移動に伴って、塗布対象物50上の位置X1もX軸負方向に移動する。塗布対象物50上の位置X1が、ノズルヘッド24aのノズル列27IIの鉛直下方まで移動したとき、ノズルヘッド24aのノズル列27IIから薄膜材料を吐出し、塗布対象物50上の位置X1に薄膜材料を塗布する。このとき、塗布対象物50上の位置X1のY軸方向には、ノズルヘッド24aのノズル列27Iによって塗布された薄膜材料と併せて、薄膜材料がピッチPで塗布される。
As the
さらに、塗布対象物50上の位置X1はX軸負方向に移動する。塗布対象物50上の位置X1が、ノズルヘッド24bのノズル列27I,27IIの鉛直下方までそれぞれ移動したとき、ノズルヘッド24bのノズル列27I,27IIからそれぞれ薄膜材料を吐出し、塗布対象物50上の位置X1に薄膜材料を塗布する。このとき、塗布対象物50上の位置X1のY軸方向には、ノズルヘッド24aによって塗布された薄膜材料と併せて、薄膜材料がピッチP/2で塗布される。
Further, the position X1 on the
同様に、ノズルヘッド24c,24dによって塗布対象物50上の位置X1にそれぞれ薄膜材料を塗布した場合、塗布対象物50上の位置X1のY軸方向には、ノズルヘッド24a,24bによって塗布された薄膜材料と併せて、薄膜材料がピッチP/4で塗布される。つまり、Y軸方向において、ノズルヘッド24a〜24dのノズル27をYZ平面に平行な仮想平面28(図2A)に垂直投影した像と同じピッチで塗布対象物50に薄膜材料が塗布される。たとえばノズルヘッド24a〜24d各々の千鳥配列したノズル27のピッチPが80μmの場合、薄膜塗布装置23は薄膜材料を20μm程度のピッチで塗布することが可能である。
Similarly, when the thin film material is applied to the position X1 on the
単一のノズルヘッド(たとえばノズルヘッド24a)を用いた場合、X軸方向への1回の主走査で、薄膜材料をY軸方向にピッチPで塗布することができる。薄膜塗布装置23を用いた場合、X軸方向への1回の主走査で、薄膜材料をY軸方向にピッチP/4で塗布することができる。複数のノズルヘッドがY軸方向にずれて配置された薄膜塗布装置を用いることにより、単一のノズルヘッドを用いた場合よりも、効率的に精細なパターンの塗布を行うことが可能である。なお、塗布対象物に塗布される薄膜材料のX軸方向におけるピッチは、塗布対象物の主走査速度、およびノズルから薄膜材料を吐出させるタイミング(ないし周波数)を変化させることにより、容易に調整することができる。
When a single nozzle head (for example, the
薄膜塗布装置に設けられた複数のノズルヘッド各々は、薄膜材料がノズルに詰まる等の理由により、交換が必要な場合がありうる。特に、薄膜材料に光硬化剤が添加されたソルダーレジストを用いた場合、塗布対象物に反射した光などによって、ソルダーレジストがノズルから吐出される前に光硬化してしまい、ノズルを塞いでしまうことがある。ノズルヘッドを交換する際、交換されるノズルヘッドのノズルは、そのほかのノズルヘッドのノズルと併せてYZ平面に平行な仮想平面に垂直投影した際に、それらノズル像が隣接するノズル像と相互に重ならないように、配置される必要がある。より言えば、YZ平面に平行な仮想平面に垂直投影されるノズル像が、Y軸方向に等間隔に配列される必要がある。薄膜塗布装置には、複数のノズルヘッドを所定の配置関係で容易に配置できるように、複数のノズルヘッド各々の配置位置を規定する位置決め機構が設けられていることが望ましいであろう。 Each of the plurality of nozzle heads provided in the thin film coating apparatus may need to be replaced because the thin film material is clogged with the nozzle. In particular, when a solder resist in which a photocuring agent is added to a thin film material is used, the solder resist is photocured before being ejected from the nozzle due to light reflected on the object to be coated, thereby blocking the nozzle. Sometimes. When replacing the nozzle head, the nozzles of the nozzle head to be replaced are mutually projected with the adjacent nozzle images when projected vertically onto a virtual plane parallel to the YZ plane together with the nozzles of the other nozzle heads. It needs to be arranged so that they do not overlap. More specifically, nozzle images that are vertically projected on a virtual plane parallel to the YZ plane must be arranged at equal intervals in the Y-axis direction. It would be desirable for the thin film coating apparatus to be provided with a positioning mechanism for defining the arrangement position of each of the plurality of nozzle heads so that the plurality of nozzle heads can be easily arranged in a predetermined arrangement relationship.
以下、位置決め機構を備える薄膜塗布装置の構成について説明する。なお、以下では、薄膜塗布装置に設けられる光源の図示を省略する。 Hereinafter, the configuration of the thin film coating apparatus including the positioning mechanism will be described. In the following, the illustration of the light source provided in the thin film coating apparatus is omitted.
図3Aおよび図3Bは、実施例1による薄膜塗布装置を示す底面図および側面図である。実施例1による薄膜塗布装置23aは、複数のノズルヘッド60a〜60dと、複数のノズルヘッド60a〜60dを保持するホルダ70と、を含む構成である。
3A and 3B are a bottom view and a side view showing the thin film coating apparatus according to the first embodiment. The thin
ホルダ70は、板状部材によって構成され、板厚部71および板薄部72を有する。板厚部71と板薄部72との境界には、XZ平面に平行な切り出し面73が形成される。さらに、ホルダ70には、切り出し面73に一方の面が接触して配置され、Y軸方向に対する厚みがそれぞれ異なる複数のスペーサ74a〜74dが設けられる。切り出し面73、およびスペーサ74a〜74d各々の他方の面は、ノズルヘッド60a〜60d各々のY軸方向に対する配置位置を規定する基準面となる。切り出し面73およびスペーサ74a〜74dは、ホルダ70の位置決め機構を構成する。
The
ノズルヘッド60aは、複数のノズル27がピッチPで千鳥配列される主要部61a、およびY軸正方向側にXZ平面に平行な端面63aを有し、主要部61aを支持する支持部62aを含む構成である。主要部61aに設けられるノズル27のY軸正方向端に配置されるノズル27aは、支持部62aのY軸正方向側端面63aから距離L離れて配置されている。ノズルヘッド60b〜60dは、ノズルヘッド60aと同一の構造である。つまり、ノズルヘッド60a〜60d各々は、ノズルピッチP、端面63a〜63dからノズル27aまでの距離Lなど、すべてのノズルヘッドで同じである。
The
スペーサ74a〜74dは、Y軸方向に対する厚みが、それぞれT,T+2P/4,T+P/4,T+3P/4で形成されている。スペーサ74a〜74d各々は、薄膜塗布装置23aを構成する1つの部品として、適当な強度を有している、つまり適当な厚みを有していることが好ましい。スペーサ74a〜74d各々の厚みは、少なくとも最小の厚みを有するスペーサ74a(T)と、2番目に小さい厚みを有するスペーサ74c(T+P/4)との差分の厚み(P/4)よりも厚くすることが好ましい。より言えば、最小の厚みを有するスペーサ74aの厚みTは、1mm以上であることが望ましい。
The
ノズルヘッド60a〜60d各々は、その端面63a〜63dがスペーサ74a〜74d各々の他方の面と接触するように取り付けられる。たとえば図3Bに例示するように、スペーサ74a〜74d各々およびノズルヘッド60a〜60d各々は、ホルダ70の板厚部71にネジ75などを介して固定される。このとき、ノズルヘッド60a〜60dのノズル27をYZ平面に平行な仮想平面に垂直投影した像は、Y軸方向にピッチP/4で等間隔に配列する。このように、ノズルヘッド各々の端面を、スペーサ各々の他方の面に突き当てるように配置することにより、ノズルヘッド各々をそれらが所定の配置関係になるよう容易に配置することが可能となる。
Each of the nozzle heads 60a to 60d is attached so that the end surfaces 63a to 63d are in contact with the other surfaces of the
次に、実施例2による薄膜塗布装置の構成について説明する。 Next, the configuration of the thin film coating apparatus according to the second embodiment will be described.
図4Aおよび図4Bは、実施例2による薄膜塗布装置を示す底面図および側面図である。実施例2による薄膜塗布装置23bは、複数のノズルヘッド60a〜60dと、複数のノズルヘッド60a〜60dを保持するホルダ70と、を含む構成である。
4A and 4B are a bottom view and a side view showing the thin film coating apparatus according to the second embodiment. The thin
ホルダ70は、板状部材によって構成され、板厚部71および板薄部72を有する。板厚部71と板薄部72との境界には、XZ平面に平行な切り出し面73が形成される。切り出し面73は、ノズルヘッド60a〜60d各々のY軸方向に対する配置位置を規定する基準面となる。切り出し面73は、ホルダ70の位置決め機構を構成する。
The
ノズルヘッド60aは、複数のノズル27がピッチPで千鳥配列される主要部61a、およびY軸正方向側にXZ平面に平行な端面63aを有し、主要部61aを支持する支持部62aを含む構成である。主要部61aに設けられるノズル27のY軸正方向端に配置されるノズル27aは、支持部62aのY軸正方向側端面63aから距離L離れて配置されている。
The
ノズルヘッド60b〜60dは、ノズルヘッド60aと同様の構成を有し、それぞれ主要部61b〜61d、および支持部62b〜62dを含む構成である。ただし、主要部61b〜61d各々のノズル27aは、支持部62b〜62d各々のY軸正方向側端面63b〜63dからそれぞれ距離L+2P/4,L+P/4,L+3P/4離れて配置されている。つまり、ノズルヘッド60a〜60d各々は、それら端面63a〜63dからノズル27aまでの距離がすべてのノズルヘッドで異なっている。
The nozzle heads 60b to 60d have the same configuration as the
ノズルヘッド60a〜60d各々は、その端面63a〜63dが切り出し面73と接触するように取り付けられる。たとえば図4Bに例示するように、たとえば図3Bに例示するように、ノズルヘッド60a〜60d各々は、ホルダ70の板厚部71にネジ75などを介して固定される。このとき、ノズルヘッド60a〜60dのノズル27をYZ平面に平行な仮想平面に垂直投影した像は、Y軸方向にピッチP/4で等間隔に配列する。このように、ノズルヘッド各々の端面を、切り出し面に突き当てるように配置することにより、ノズルヘッド各々をそれらが所定の配置関係になるよう容易に配置することが可能となる。
Each of the nozzle heads 60 a to 60 d is attached so that the end surfaces 63 a to 63 d are in contact with the
次に、実施例3による薄膜塗布装置の構成について説明する。 Next, the configuration of the thin film coating apparatus according to Embodiment 3 will be described.
図5は、実施例3による薄膜塗布装置を示す底面図である。実施例3による薄膜塗布装置23cは、複数のノズルヘッド60a〜60dと、複数のノズルヘッド60a〜60dを保持するホルダ70と、を含む構成である。
FIG. 5 is a bottom view showing the thin film coating apparatus according to the third embodiment. The thin
ホルダ70は、板状部材によって構成され、板厚部71および板薄部72を有する。板厚部71と板薄部72との境界には、XZ平面に平行で、Y軸方向位置が異なる第1および第2の切り出し面73a,73bが形成される。切り出し面73a,73bは、Y軸方向にP/4ずらして形成されている。切り出し面73a,73bは、ノズルヘッド60a〜60d各々のY軸方向に対する配置位置を規定する基準面となる。切り出し面73a,73bは、ホルダ70の位置決め機構を構成する。
The
ノズルヘッド60aは、複数のノズル27がピッチPで千鳥配列される主要部61a、およびY軸正方向側にXZ平面に平行な端面63aを有し、主要部61aを支持する支持部62aを含む構成である。主要部61aに設けられるノズル27のY軸正方向端に配置されるノズル27aは、支持部62aのY軸正方向側端面63aから距離L離れて配置されている。
The
ノズルヘッド60b〜60dは、ノズルヘッド60aと同様の構成を有し、それぞれ主要部61b〜61d、および支持部62b〜62dを含む構成である。ただし、主要部61b〜61d各々のノズル27aは、支持部62b〜62d各々のY軸正方向側端面63b〜63dからそれぞれ距離L+2P/4,L,L+2P/4離れて配置されている。つまり、ノズルヘッド60aとノズルヘッド60cとは同一の構造であり、ノズルヘッド60bとノズルヘッド60dとは同一の構造である。
The nozzle heads 60b to 60d have the same configuration as the
ノズルヘッド60a,60b各々は、その端面63a,63bが切り出し面73aと接触するように取り付けられる。つまり、同じ切り出し面73aに配置されるノズルヘッド60a,60bは、それら端面63a,63bからノズル27までの距離が相互に異なっている。また、ノズルヘッド60c,60d各々は、その端面63c,63dが切り出し面73bと接触するように取り付けられる。つまり、同じ切り出し面73bに配置されるノズルヘッド60c,60dは、それら端面63c,63dからノズル27までの距離が相互に異なっている。このとき、ノズルヘッド60a〜60dのノズル27をYZ平面に平行な仮想平面に垂直投影した像は、Y軸方向にピッチP/4で等間隔に配列する。
The nozzle heads 60a and 60b are attached so that the end surfaces 63a and 63b are in contact with the cut-out
このように、ノズルヘッド各々の端面を、第1および第2の切り出し面にそれぞれ突き当てるように配置することにより、ノズルヘッド各々をそれらが所定の配置関係になるよう容易に配置することが可能となる。なお、第1および第2の切り出し面のY軸方向におけるズレ量を2P/4とし、端面63a〜63d各々からノズル27aまでの距離をそれぞれL,L+P/4,L,L+P/4としてもよい。
Thus, by arranging the end faces of the nozzle heads so as to abut against the first and second cut-out faces, it is possible to easily arrange the nozzle heads so that they have a predetermined arrangement relationship. It becomes. The amount of deviation in the Y-axis direction between the first and second cut surfaces may be 2P / 4, and the distance from each of the end surfaces 63a to 63d to the
次に、実施例4による薄膜塗布装置の構成について説明する。 Next, the configuration of the thin film coating apparatus according to Example 4 will be described.
図6は、実施例4による薄膜塗布装置を示す底面図である。実施例4による薄膜塗布装置23dは、複数のノズルヘッド60a〜60dと、複数のノズルヘッド60a〜60dを保持するホルダ70と、を含む構成である。
FIG. 6 is a bottom view showing the thin film coating apparatus according to the fourth embodiment. The thin
ホルダ70は、板状部材によって構成され、板厚部71および板薄部72を有する。板厚部71と板薄部72との境界には、XZ平面に平行で、Y軸方向位置がそれぞれ異なり、ノズルヘッド60a〜60dに対応する複数の切り出し面73a〜73dが形成される。切り出し面73b〜73dは、切り出し面73aに対してY軸負方向にそれぞれ2P/4,P/4,3P/4ずらして形成されている。切り出し面73a〜73dは、ノズルヘッド60a〜60d各々のY軸方向に対する配置位置を規定する基準面となる。切り出し面73a〜73dは、ホルダ70の位置決め機構を構成する。
The
ノズルヘッド60aは、複数のノズル27がピッチPで千鳥配列される主要部61a、およびY軸正方向側にXZ平面に平行な端面63aを有し、主要部61aを支持する支持部62aを含む構成である。主要部61aに設けられるノズル27のY軸正方向端に配置されるノズル27aは、支持部62aのY軸正方向側端面63aから距離L離れて配置されている。ノズルヘッド60b〜60dは、ノズルヘッド60aと同一の構造である。つまり、ノズルヘッド60a〜60d各々は、ノズルピッチP、端面63a〜63dからノズル27aまでの距離など、すべてのノズルヘッドで同じである。
The
ノズルヘッド60a〜60d各々は、その端面63a〜63dが切り出し面73a〜73d各々と接触するように取り付けられる。このとき、ノズルヘッド60a〜60dのノズル27をYZ平面に平行な仮想平面に垂直投影した像は、Y軸方向にピッチP/4で等間隔に配列する。このように、ノズルヘッド各々の端面を、切り出し面各々に突き当てるように配置することにより、ノズルヘッド各々をそれらが所定の配置関係になるよう容易に配置することが可能となる。
Each of the nozzle heads 60a to 60d is attached such that the end surfaces 63a to 63d are in contact with the cut surfaces 73a to 73d. At this time, images obtained by vertically projecting the
実施例1〜4による薄膜塗布装置を用いることにより、所定の配置関係で容易に複数のノズルヘッド各々をホルダに取り付けることが可能となる。なお、ホルダに形成される切り出し面の相対的なズレ量、スペーサの厚み、ノズルヘッドの端面からその端面に最も近い位置に配置されるノズルまでの距離等は、±3μm程度の寸法精度で容易に形成することが可能である。 By using the thin film coating apparatus according to the first to fourth embodiments, each of the plurality of nozzle heads can be easily attached to the holder in a predetermined arrangement relationship. In addition, the relative displacement of the cut-out surface formed on the holder, the thickness of the spacer, the distance from the end surface of the nozzle head to the nozzle disposed closest to the end surface, etc. are easy with a dimensional accuracy of about ± 3 μm. Can be formed.
交換用ノズルヘッドの在庫管理コストの観点から、ノズルヘッド(ないしノズルヘッドの支持部)の種類は少ないほうが好ましい。したがって、在庫管理コストの観点から言えば、ノズルヘッド(ないしノズルヘッドの支持部)の種類が少ない、実施例1および実施例4による薄膜塗布装置が最も好ましく、実施例3による薄膜塗布装置が次に好ましい。 From the viewpoint of inventory management cost of the replacement nozzle head, it is preferable that the number of types of nozzle heads (or nozzle head support portions) is small. Therefore, from the viewpoint of inventory management cost, the thin film coating apparatus according to Example 1 and Example 4 with the few types of nozzle heads (or nozzle head support portions) is most preferable, and the thin film coating apparatus according to Example 3 is the next. Is preferable.
また、ホルダを製造する製造コストの観点から、ホルダに一体的に形成される切り出し面は、少ないほうが好ましく、単一の平坦面ないしY軸方向位置が異なる2つの平坦面で形成されることが好ましい。したがって、製造コストの観点から言えば、ホルダに一体的に形成される平坦面が少ない、実施例1および実施例2による薄膜塗布装置が最も好ましく、実施例3による薄膜塗布装置が次に好ましい。 Further, from the viewpoint of manufacturing cost for manufacturing the holder, the cut-out surface formed integrally with the holder is preferably small, and may be formed by a single flat surface or two flat surfaces having different Y-axis direction positions. preferable. Therefore, from the viewpoint of manufacturing cost, the thin film coating apparatus according to Example 1 and Example 2 with few flat surfaces integrally formed on the holder is most preferable, and the thin film coating apparatus according to Example 3 is the next most preferable.
さらに、薄膜塗布装置を構成する部品の部品コスト、および各種部品の組み立てコストの観点から、薄膜塗布装置を構成する部品点数は、少ないほうが好ましい。実施例1による薄膜塗布装置は複数のスペーサを含む分、実施例2〜4による薄膜塗布装置よりも部品点数が多くなる。したがって、部品コストおよび組み立てコストの観点から言えば、部品点数がより少ない、実施例2〜4による薄膜塗布装置が好ましい。 Furthermore, it is preferable that the number of parts constituting the thin film coating apparatus is smaller from the viewpoint of the part cost of the parts constituting the thin film coating apparatus and the assembling cost of various parts. Since the thin film coating apparatus according to the first embodiment includes a plurality of spacers, the number of parts is larger than that of the thin film coating apparatus according to the second to fourth embodiments. Therefore, from the viewpoint of component cost and assembly cost, the thin film coating apparatus according to Examples 2 to 4 having a smaller number of components is preferable.
ただし、複数のスペーサの部品コスト、およびそれらをホルダに取り付けるための組み立てコストは、交換用ノズルヘッドの在庫管理コストおよびホルダを製造する製造コストと比較すると、相対的に低い。したがって、総合的なコストの観点からは、実施例1による薄膜塗布装置が最も望ましいと考えられる。 However, the parts cost of the plurality of spacers and the assembly cost for attaching them to the holder are relatively low compared to the inventory management cost of the replacement nozzle head and the manufacturing cost of manufacturing the holder. Therefore, from the viewpoint of overall cost, the thin film coating apparatus according to Example 1 is considered to be most desirable.
次に、薄膜塗布装置に用いるノズルヘッドの変形例について、実施例3による薄膜塗布装置を例に説明する。 Next, a modified example of the nozzle head used in the thin film coating apparatus will be described using the thin film coating apparatus according to the third embodiment as an example.
図7は、実施例3による薄膜塗布装置の応用例を示す底面図である。ノズルヘッド60a〜60d以外は、上記で説明した実施例3による薄膜塗布装置と同じ構造である。 FIG. 7 is a bottom view showing an application example of the thin film coating apparatus according to the third embodiment. Except for the nozzle heads 60a to 60d, the structure is the same as that of the thin film coating apparatus according to the third embodiment described above.
ノズルヘッド60aは、複数のノズル27がピッチPで千鳥配列される主要部61aを含む。さらに、Y軸正方向側およびY軸負方向側にそれぞれXZ平面に平行な第1の端面63aおよび第2の端面64aを有し、主要部61aを支持する支持部62aを含む構成である。支持部62aのY軸正方向側端面63aから、その端面63aに最も近い位置に配置されるノズル27aまでの距離がLになるよう形成されている。さらに、支持部62aのY軸負方向側端面64aから、その端面64aに最も近い位置に配置されるノズル27bまでの距離がL+2P/4になるよう形成されている。
The
ノズルヘッド60b〜60dは、ノズルヘッド60aと同一の構造を有している。つまり、ノズルヘッド60a〜60d各々は、第1の端面63a〜63d各々からノズル27aまでの距離L、第2の側端面64a〜64d各々からノズル27bまでの距離L+2P/4などは、すべてのノズルヘッドで同じである。
The nozzle heads 60b to 60d have the same structure as the
ノズルヘッド60aは、その第1の端面63aがホルダ70の切り出し面73aと接触するように配置される。ノズルヘッド60bは、その第2の端面64bが切り出し面73aと接触するように配置される。ノズルヘッド60cは、その第1の端面63cが切り出し面73aに対してY軸負方向にP/4ずれて設けられる切り出し面73bと接触するように配置される。ノズルヘッド60dは、第2の端面64dが切り出し面73bと接触するように配置される。このとき、ノズルヘッド60a〜60dのノズル27をYZ平面に平行な仮想平面に垂直投影した像は、Y軸方向にピッチP/4で等間隔に配列する。
The
このように、ノズルヘッドの両端面とノズル列の両端部との相対位置関係が調整されたノズルヘッドを形成することにより、薄膜塗布装置に用いるノズルヘッドの種類を半減することができる。実施例3による薄膜塗布装置の場合では、用いるノズルヘッドの種類を2種類から1種類にすることができる。 Thus, by forming the nozzle head in which the relative positional relationship between the both end faces of the nozzle head and the both ends of the nozzle row is adjusted, the types of nozzle heads used in the thin film coating apparatus can be halved. In the case of the thin film coating apparatus according to the third embodiment, the type of nozzle head used can be changed from two types to one type.
また、実施例2による薄膜塗布装置の場合では、第1の端面からその端面に近いノズル列の端部までの距離がLであり、第2の端面からその端面に近いノズル列の端部までの距離がL+2P/4であるノズルヘッドと、第1の端面からその端面に近いノズル列の端部までの距離がL+P/4であり、第2の端面からその端面に近いノズル列の端部までの距離がL+3P/4であるノズルヘッドと、を用いることにより、ノズルヘッドの種類を4種類から2種類にすることができる。 In the case of the thin film coating apparatus according to the second embodiment, the distance from the first end surface to the end of the nozzle row close to the end surface is L, and from the second end surface to the end of the nozzle row close to the end surface. The distance from the first end face to the end of the nozzle row close to the end face is L + P / 4, and the end of the nozzle row close to the end face from the second end face is L + 2P / 4 By using a nozzle head having a distance up to L + 3P / 4, the type of nozzle head can be changed from four types to two types.
このようなノズルヘッドを用いることにより、在庫管理コストを低減させることが可能となる。 By using such a nozzle head, it is possible to reduce inventory management costs.
以上、実施例を用いて本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using the Example, this invention is not restrict | limited to these.
実施例では、2列のノズル列を有するノズルヘッドを4つ配列した薄膜塗布装置を用いたが、本発明はこれに限らない。ノズルヘッドは2つ以上で設けられていればよい。また、1つのノズルヘッドに設けられるノズル列は、1列、または3列以上で設けられてもよい。ノズルヘッド、ないし1つのノズルヘッドに設けられるノズル列を増加させることにより、1回の主走査でより精細なパターンの塗布を行うことが可能である。 In the embodiment, a thin film coating apparatus in which four nozzle heads having two nozzle rows are arranged is used, but the present invention is not limited to this. Two or more nozzle heads may be provided. Moreover, the nozzle row provided in one nozzle head may be provided in 1 row or 3 rows or more. By increasing the nozzle head or the number of nozzle rows provided in one nozzle head, it is possible to apply a finer pattern in one main scan.
また、実施例では、4つのノズルヘッドのY軸方向に対する相対的なズレ量をP/4単位としたが、たとえば(1+1/4)Pや(2+1/4)P単位でずらしてもよい。さらに、実施例では、ノズルヘッドの配置位置を規定する基準面を、ホルダと一体的に形成された切り出し面としたが、たとえば厚みの異なる別々の部材を組み合わせて、当該部材の平坦な側面を基準面として用いてもよい。 In the embodiment, the relative shift amount of the four nozzle heads with respect to the Y-axis direction is set to P / 4 units, but may be shifted by, for example, (1 + 1/4) P or (2 + 1/4) P units. Furthermore, in the embodiment, the reference surface that defines the arrangement position of the nozzle head is a cut-out surface formed integrally with the holder. However, for example, by combining different members with different thicknesses, It may be used as a reference plane.
そのほか、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
21 フレーム
21a,b 支柱、
21c 梁、
22 ステージ、
22a チャックプレート、
22θ θステージ、
22x xステージ、
22y yステージ、
23 薄膜塗布装置、
24a〜24d ノズルヘッド、
25 ホルダ、
26 光源、
27 ノズル、
27I,II ノズル列、
30 CCDカメラ、
40 制御装置、
40a 記憶装置、
50 塗布対象物、
60a〜60d ノズルヘッド、
61a〜61d 主要部、
62a〜62d 支持部、
63a〜63d 第1の端面、
64a〜64d 第2の端面、
70 ホルダ、
71 板厚部、
72 板薄部、
73 切り出し面、
74a〜74b スペーサ、
75 ネジ、
P ノズルピッチ、
T スペーサ厚さ。
21 frame 21a, b strut,
21c beams,
22 stages,
22a chuck plate,
22θ θ stage,
22x x stage,
22y y stage,
23 Thin film coating device,
24a-24d nozzle head,
25 holder,
26 light source,
27 nozzles,
27I, II nozzle row,
30 CCD camera,
40 controller,
40a storage device,
50 objects to be applied,
60a-60d nozzle head,
61a-61d main part,
62a-62d support part,
63a-63d first end face,
64a to 64d second end face,
70 holder,
71 Thick part,
72 Thin section,
73 Cut-out surface,
74a-74b spacer,
75 screws,
P nozzle pitch,
T Spacer thickness.
Claims (12)
z方向に向けて薄膜材料を吐出する複数のノズルがy方向に配列するノズル列を含む複数のノズルヘッドと、
前記複数のノズルヘッドを保持するホルダと、
を含み、
前記複数のノズルヘッドは、x方向に配列され、
x方向に配列した前記複数のノズルヘッド各々は、前記複数のノズルヘッドのノズル各々をyz平面に平行な仮想平面上に垂直投影したとき、該ノズル像各々が隣接するノズル像と相互に重ならないように配置され、
前記ホルダは、前記複数のノズルヘッドを取り付ける際に、前記複数のノズルヘッド各々のy方向に対する配置位置を規定することができる位置決め機構を有する薄膜塗布装置。 A thin film coating apparatus for coating a thin film material on a substrate, and when an xyz orthogonal coordinate system is defined,
a plurality of nozzle heads including a nozzle row in which a plurality of nozzles for discharging a thin film material in the z direction are arranged in the y direction;
A holder for holding the plurality of nozzle heads;
Including
The plurality of nozzle heads are arranged in the x direction,
Each of the plurality of nozzle heads arranged in the x direction does not overlap each other with adjacent nozzle images when the nozzles of the plurality of nozzle heads are vertically projected onto a virtual plane parallel to the yz plane. Arranged as
The holder is a thin film coating apparatus having a positioning mechanism capable of defining an arrangement position of each of the plurality of nozzle heads in the y direction when the plurality of nozzle heads are attached.
前記複数のノズルヘッド各々は、xz平面に平行な端面を有し、該端面が前記ホルダの基準面に接触して配置される請求項1記載の薄膜塗布装置。 The holder positioning mechanism has a reference surface provided parallel to the xz plane,
2. The thin film coating apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of nozzle heads has an end surface parallel to an xz plane, and the end surface is disposed in contact with a reference surface of the holder.
前記複数のノズルヘッド各々は、前記xz平面に平行な端面が前記複数のスペーサ各々の他方の面に接触して配置されており、該複数のスペーサ各々の他方の面と接触する端面から該端面に近い前記ノズル列の端部までの距離が全ノズルヘッドで同じになるように形成されている請求項2記載の薄膜塗布装置。 The reference surface provided on the holder is a single flat surface parallel to the xz plane, and the other surface of the plurality of spacers arranged such that one surface is in contact with the flat surface and each has a different thickness in the y direction. Composed by
Each of the plurality of nozzle heads is disposed such that an end surface parallel to the xz plane is in contact with the other surface of each of the plurality of spacers, and the end surface is in contact with the other surface of each of the plurality of spacers. The thin film coating apparatus according to claim 2, wherein the distance to the end of the nozzle row close to is the same for all nozzle heads.
前記複数のスペーサ各々は、前記第1のスペーサの厚みと前記第2のスペーサの厚みとの差分の厚みよりも厚くなるように形成されている請求項3記載の薄膜塗布装置。 The plurality of spacers include a first spacer having a minimum thickness and a second spacer having a second smallest thickness,
The thin film coating apparatus according to claim 3, wherein each of the plurality of spacers is formed to be thicker than a difference thickness between the thickness of the first spacer and the thickness of the second spacer.
前記複数のノズルヘッド各々は、前記xz平面に平行な端面が前記単一の平坦面に接触して配置されており、該単一の平坦面と接触する端面から該端面に近い前記ノズル列の端部までの距離が全ノズルヘッドで異なるように形成されている請求項2記載の薄膜塗布装置。 The reference surface provided on the holder is constituted by a single flat surface parallel to the xz plane,
Each of the plurality of nozzle heads is disposed such that an end surface parallel to the xz plane is in contact with the single flat surface, and an end surface of the nozzle row close to the end surface is in contact with the single flat surface. The thin film coating apparatus according to claim 2, wherein the distance to the end portion is different for all nozzle heads.
前記第1のノズルヘッドは、前記第1の端面が前記単一の平坦面に接触して配置され、
前記第2のノズルヘッドは、前記第2の端面が前記単一の平坦面に接触して配置される請求項5記載の薄膜塗布装置。 The plurality of nozzle heads have first and second end faces parallel to the xz plane, and a distance between the first end face and the end of the nozzle row close to the first end face is a first distance. The first and second nozzles are formed at a second distance that is different from the first distance in the distance between the second end face and the end of the nozzle row close to the second end face. Including the head,
The first nozzle head is disposed such that the first end surface is in contact with the single flat surface,
The thin film coating apparatus according to claim 5, wherein the second nozzle head is disposed such that the second end surface is in contact with the single flat surface.
前記複数のノズルヘッドは、前記xz平面に平行な端面が前記第1の平坦面に接触して配置される第1のノズルヘッド群、および前記xz平面に平行な端面が前記第2の平坦面に接触して配置される第2のノズルヘッド群を含み、
前記第1のノズルヘッド群を構成するノズルヘッド各々は、前記xz平面に平行な端面から該端面に近い前記ノズル列の端部までの距離が、前記第1のノズルヘッド群を構成する全ノズルヘッドで異なるように形成されおり、
前記第2のノズルヘッド群を構成するノズルヘッド各々は、前記xz平面に平行な端面から該端面に近い前記ノズル列の端部までの距離が、前記第2のノズルヘッド群を構成する全ノズルヘッドで異なるように形成されている請求項2記載の薄膜塗布装置。 The reference surface provided on the holder is constituted by first and second flat surfaces parallel to the xz plane and having different y-direction positions,
In the plurality of nozzle heads, an end face parallel to the xz plane is arranged in contact with the first flat surface, and an end face parallel to the xz plane is the second flat surface. A second nozzle head group disposed in contact with
Each of the nozzle heads constituting the first nozzle head group has a distance from an end face parallel to the xz plane to an end of the nozzle row close to the end face, so that all nozzles constituting the first nozzle head group It is formed differently at the head,
Each nozzle head constituting the second nozzle head group is configured such that the distance from the end face parallel to the xz plane to the end of the nozzle row close to the end face is all nozzles constituting the second nozzle head group. The thin film coating apparatus according to claim 2, wherein the thin film coating apparatus is formed differently at the head.
前記第1のノズルヘッド群に含まれる第1のノズルヘッドは、前記第1の端面が前記第1の平坦面に接触して配置され、
前記第1のノズルヘッド群に含まれる第2のノズルヘッドは、前記第2の端面が前記第1の平坦面に接触して配置され、
前記第2のノズルヘッド群に含まれる第1のノズルヘッドは、前記第1の端面が前記第2の平坦面に接触して配置され、
前記第2のノズルヘッド群に含まれる第2のノズルヘッドは、前記第2の端面が前記第2の平坦面に接触して配置される請求項8記載の薄膜塗布装置。 The first and second nozzle head groups each have first and second end faces parallel to the xz plane, and the first end face and the end of the nozzle row close to the first end face Is formed at a first distance, and the distance between the second end face and the end of the nozzle row close to the second end face is formed at a second distance different from the first distance. Including first and second nozzle heads;
The first nozzle heads included in the first nozzle head group are arranged such that the first end surface is in contact with the first flat surface,
The second nozzle head included in the first nozzle head group is disposed such that the second end surface is in contact with the first flat surface,
The first nozzle head included in the second nozzle head group is disposed such that the first end surface is in contact with the second flat surface,
The thin film coating apparatus according to claim 8, wherein the second nozzle head included in the second nozzle head group is arranged such that the second end surface is in contact with the second flat surface.
前記複数のノズルヘッド各々は、xz平面に平行な端面が前記複数の平坦面各々と接触するように配置されており、該複数の平坦面各々と接触する端面から該端面に近い前記ノズル列の端部までの距離が全ノズルヘッドで同じになるように形成されている請求項2記載の薄膜塗布装置。 The reference surface provided on the holder is parallel to the xz plane, is different in y-direction position, and includes a plurality of flat surfaces corresponding to the total number of the plurality of nozzle heads,
Each of the plurality of nozzle heads is disposed such that an end surface parallel to the xz plane is in contact with each of the plurality of flat surfaces, and the end of the nozzle row close to the end surface from the end surface in contact with the plurality of flat surfaces 3. A thin film coating apparatus according to claim 2, wherein the distance to the end is the same for all nozzle heads.
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