JP2759999B2 - 描画方法及び描画装置 - Google Patents

描画方法及び描画装置

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はパターン形成すべき描画面に導体ペーストな
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
描画方法に関するものである。
従来の技術 基板上にペーストを吐出して描画を行うには、吐出ノ
ズルの下端の吐出口から基板のパターン形成すべき描画
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が、ペースト
膜厚が一定でないと特性精度のよいペーストパターンを
得ることができない。
そこで従来は、第4図に示すように吐出ノズルaの側
方に配設した位置測定器bによって、X−Yテーブルc
上に設置された基板dの描画面eの高さ位置をパターン
形成経路の全体にわたって測定し、その位置データに基
づいて吐出ノズルaの吐出口fと描画面eとの間のギャ
ップを一定に保持できるように吐出ノズルaの上下位置
を制御しながら描画している。その後、第5図に示すよ
うに、乾燥工程においてサンプルを抜き取り、ペースト
膜厚が良であるものを焼成して実装工程に移している。
発明が解決しようとする課題 しかし上記従来例では、不良品を発見することしかで
きないため、不良品を減少させて歩止りを向上させるこ
とができないという問題がある。
本発明は上記問題点に鑑み、不良品の発生を未然に回
避して不良品を減少させ、歩止りを向上させることがで
きる描画方法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、テスト描画可能な
描画面に吐出ノズルから吐出されるペーストの膜厚を測
定し、測定膜厚値と予め設定した膜厚値とを比較し、所
定のペースト膜厚となるよう描画条件を調整した後に、
パターン形成すべき描画面に上記条件にてパターンペー
ストを描画する描画方法において、前記パターン形成す
べき描画面にパターンを描画中に、常時ペーストの厚膜
を測定しながら、その膜厚がテスト描画条件の膜厚とな
るように描画条件の調整を行い、描画することを特徴と
する。
上記描画条件の調整は、吐出ノズルの吐出口と描画面
との間のギャップを制御したり、吐出ノズルが描画面に
吐出するペーストの吐出圧を制御することによって行う
と好適である。
作用 上記構成によれば、吐出ノズルから吐出されるペース
トの実際の膜厚が所定膜厚となるよう描画条件を描画工
程の前に調整することにより、パターン形成すべき描画
面に所定膜厚のペーストパターンを描画することができ
るので、不良品の発生を未然に回避して大幅に減少させ
ることができ、歩止りを飛躍的に向上させることができ
る。
実 施 例 以下、本発明の一実施例を第1図〜第3図に基づいて
説明する。
基板1はその上面が描画面2とされ、導体ペースト3
のパターンが略全域にわたって形成される。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。X−Yテーブル4の上方に上下移動自在に支持
された倒立T字状の可動部材16の一側片部16aに、吐出
ノズル5がその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を吐出して前記パターンを形成す
る。吐出ノズル5に導体ペースト3を供給するバルブ42
には、バルブ42から吐出ノズル5に圧送される導体ペー
スト3の吐出圧を調整するレギュレータ43が付設されて
いる。
X−Yテーブル4の基板1設置位置の側方に、テスト
描画基板40を載置している。従来のテスト描画基板40は
待機時の吐出ノズル5において導体ペースト3が乾燥す
るのを防止するために、吐出ノズル5が導体ペースと3
をそのテスト描画面41に吐出し捨て書を行うものである
が、本実施例ではこのようなテスト描画基板40を利用し
て、吐出ノズル5から吐出される導体ペースト3の膜厚
が設定膜厚値を満たすように描画条件を描画工程前の描
画条件調整工程においても調整するものである。
X−Yテーブル4の上方に、回転体7が上下方向及び
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
に取付けられたプーリ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、
吐出ノズル5から導体ペースト3が吐出されるテスト描
画基板40のテスト描画面41の高さ位置を測定するための
第1の位置測定器11aと、吐出ノズル5から吐出された
導体ペースト3の上面高さ位置を測定するための第2の
位置測定器11bとが取付けられている。第1、第2の位
置測定器11a、11bが接続された膜厚制御部4では、これ
ら高さ位置データにより得られる導体ペースト3の測定
膜厚値と設定膜厚値とを比較し、吐出ノズル5から吐出
される導体ペースト3の膜厚が所定の膜厚となるよう描
画条件を調整する。
本実施例の位置測定器11a、11bはレーザ測長器から成
る。前記貫通孔8の部分には、吐出ノズル5が貫通する
貫通孔13を形成した反射プリズム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を備え、
この光反射面14によって第1、第2の位置測定器11a、1
1bからテスト描画面41又は導体ペースト3に至るL字状
に屈曲した光路15a、15bが形成される。これら位置測定
器11a、11bは前記光路15a、15bに沿ってレーザ光を投射
し、その反射光によってテスト描画面41の高さ位置及び
導体ペースト3の上面高さ位置を測定する。本実施例で
はこのような光反射面14を用いることによってテスト描
画面41の高さ測定位置及び導体ペースト3の高さ測定位
置を吐出口6の近傍に設定することができるので、導体
ペースト3の測定膜厚値を高い精度で得ることができ
る。
前記可動部材16の他側片部16bの上方には第3の位置
測定器17が配設され、この他側片部16bの上面の高さ位
置を測定することによって間接的に吐出ノズル5の高さ
位置を得ることができる。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45が連結されている。次にこの移動手段45の
構成を詳細に説明する。
ACサーボモータから成る上下用モータ18のモータ軸に
板カム19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21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の一側面には、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とから成る。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を有する固
定片26の垂直方向の腕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1レバー28が延出されると共
に、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、
且つ第1レバー28の先端と第2レバー30の第2支点29か
ら適当距離の部位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1レバー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
16のガイド片16cに結合されている。
このように構成された移動手段45と前記レギュレータ
43とは、前記膜厚制御部44に接続されている。この膜厚
制御部44には、第1、第2の位置測定器11a、11bからの
高さ位置データに基づいて得られた導体ペースト3の測
定膜厚値と設定膜厚値とを比較し、移動手段44及びレギ
ュレータ43の両方、又は一方を稼働する。
尚、X−Yテーブル4には、吐出ノズル5の交換時に
取付けられた吐出ノズル5の下端高さを測定するための
測定ステージ33が配設されている。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
ベアリング(図示せず)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1が所定位置に設置されたX−Yテーブル4に対
し、描画工程に移る前の描画条件調整工程として、先ず
吐出ノズル5をテスト描画基板40のテスト描画面41の上
方に位置させる。次に、第1の位置測定器11aにてテス
ト描画面41の高さ位置を測定した後、吐出ノズル5の高
さ位置を吐出口6とテスト描画面41との間が所定ギャッ
プ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の吐出を行う。吐出口6とテスト描画面41
との間のギャップは、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
を吐出させながらX−Yテーブル4を直線方向に移動さ
せて吐出ノズル5を所定の移動速度で相対移動させる。
このとき回転体7は、第1図に示すように、第1の位置
測定器11aによるテスト描画面41の測定位置が常に吐出
ノズル5に先行すると共に、第2の位置測定器11bによ
る測定位置が吐出ノズル5から吐出された導体ペースト
3に位置するように回転制御する。
これによって得られた導体ペースト3の測定膜厚値
は、膜厚制御部44で設定膜厚値と比較される。膜厚制御
部44はその結果に基き、移動手段45及びレギュレータ43
の両方又は一方を稼働する。移動手段45を稼働すれば、
吐出ノズル5を昇降させてギャップを制御することがで
きる。レギュレータ43を稼働すれば、吐出ノズル5から
吐出される導体ペースト3の吐出圧を制御することがで
きる。本実施例の移動手段45によれば、上下用モータ18
における1パルス毎の板カム19の回転によって、例えば
5μm程度の大きな幅で階段状の制御を素早く行い、ピ
エゾ素子25により上記5μmの幅内で微小な制御を行う
ことができるので、ギャップの制御を応答性良く、高精
度に行うことができる。尚、テスト描画面41に導体ペー
スト3を吐出しているときにこれらの制御を行うか否か
は任意である。
こうして吐出ノズル5から吐出される導体ペースト3
の実際の膜厚が所定膜厚となるよう描画条件を調整した
後、吐出ノズル5を一旦上昇させX−Yテーブル4を移
動させて描画工程に移る。
描画工程を具体的に説明すると、先ず吐出ノズル5が
基板1の描画面2における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の位置測定
器11aにて導体パターンの始端の描画面2の高さ位置を
測定した後、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共に、吐出ノズ
ル5の高さ位置を吐出口6と描画面2との間のギャップ
が前記描画条件に合致するように設定し、吐出ノズル5
から導体ペースト3を吐出させながらX−Yテーブル4
を移動させ、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。
本実施例の描画工程では、導体ペースト3の膜厚を測
定し、その膜厚が所定膜厚となるように補正を行うこと
により、更に特性精度のよいペーストパターンを得るよ
うにしている。又回転体7を回転させることにより、第
1の位置測定器11aによって測定される描画面2の高さ
位置が吐出ノズル5に先行して導体パターン経路上を移
動し、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
の間を所定ギャップに保持するようにしている。尚、第
2の位置測定器11bを前記回転体7とは別の回転体に取
付け、第2の位置測定器11bによって測定される導体ペ
ースト3の上面高さが吐出ノズル5に後行して導体パタ
ーン経路上を移動するように構成すれば、導体ペースト
3の膜厚をその全長にわたって測定することができる。
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、テスト描画とパターン形成と
を別個の基板で行っているが、テスト描画可能な描画面
とパターン形成すべき描画面とを兼備した同一基板にお
いて行うことができる。又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。尚、吐出ノズ
ルを昇降する移動手段、吐出ノズルから吐出される吐出
圧を調整する手段、各高さ位置を測定する手段などは上
記実施例に示すものに限定されず、公知技術を適宜採用
することができるのは勿論である。
発明の効果 本発明の描画方法によれば、所定のペースト膜厚とな
らない不良品の発生を大幅に減少させることができ、歩
止りを飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における側面図、第2図は同
実施例における工程図、第3図は同実施例における描画
装置を示す斜視図、第4図は従来例を示す側面図、第5
図は従来例の工程図である。 2……描画面、4……X−Yテーブル、5……吐出ノズ
ル、6……吐出口、11a……第1の位置測定器、11b……
第2の位置測定器、41……テスト描画面、42……バル
ブ、43……レギュレータ、44……膜厚制御部、45……移
動手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−200693(JP,A) 特開 平2−40993(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 3/10 - 3/26,3/38

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テスト描画可能な描画面に吐出ノズルから
    吐出されるペーストの膜厚を測定し、測定膜厚値と予め
    設定した膜厚値とを比較し、所定のペースト膜厚となる
    よう描画条件を調整した後に、パターン形成すべき描画
    面に上記条件にてパターンペーストを描画する描画方法
    において、 前記パターン形成すべき描画面にパターンを描画中に、
    常時ペーストの厚膜を測定しながら、その膜厚がテスト
    描画条件の膜厚となるように描画条件の調整を行うこと
    を特徴とした描画方法。
  2. 【請求項2】前記テスト描画及び前記パターンを描画中
    に形成されるペーストの膜厚は、前記描画面の高さ位置
    とペーストの上面の高さ位置を同時に測定し、所定の厚
    膜を設定することを特徴とする請求項1記載の描画方
    法。
  3. 【請求項3】前記測定される描画面の高さ位置は、前記
    ペーストパターンを描画中の吐出ノズルに先行してパタ
    ーン経路上を移動して測定し、かつ前記ペーストの上面
    高さ位置を前記ペーストパターン描画中の吐出ノズルに
    後行して、パターン経路上を移動して測定することを特
    徴とする請求項2記載の描画方法。
  4. 【請求項4】基板上にペーストを吐出する吐出ノズル
    と、前記吐出ノズルの近傍に設けられた反射手段と、前
    記反射手段に光を投射し、描画面の高さ位置及びペース
    トの上面高さ位置を同時に測定可能な位置測定手段と、
    前記高さ位置より得られた測定膜厚値と予め設定した膜
    厚値を比較し、その結果により描画条件を調整する膜厚
    制御部とを有することを特徴とした描画装置。
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