JP3139945B2

JP3139945B2 - ペースト塗布機

Info

Publication number: JP3139945B2
Application number: JP07253444A
Authority: JP
Inventors: 正行齊藤; 茂石田; 弘史堤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 2001-03-05
Anticipated expiration: 2015-09-29
Also published as: JPH0994500A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テーブル上に載置
した基板上にノズルからペーストを吐出させながらノズ
ルとテーブルを相対的に移動させて、該基板上に所望の
パターンでペーストを塗布するペースト塗布機に係り、
特に、ノズルが先端に固定されたペースト収納筒のペー
ストがなくなり、新たにペーストが満たされたペースト
収納筒に交換した際に、ペースト吐出口の位置が変動し
ても、所望の位置からペーストを塗布することができる
ようにしたペースト塗布機に関する。

【０００２】

【従来の技術】テーブル上に載置・保持した基板にペー
スト収納筒（シリンジ）の先端に固定したノズルを対向
させ、ノズルからペーストを吐出させながらノズルとテ
ーブルを相対的に移動させて、基板上に所望のパターン
でペーストを塗布する吐出描画技術により、絶縁基板に
抵抗ペーストを吐出して所望の抵抗パターンを形成する
ことが、例えば、特開平２−５２７４２号公報などで知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によって
所望のペーストパターンの描画を行なっている場合、ペ
ースト収納筒内のペーストが充分吐出されてしまい、次
の基板でのパターン描画の途中でペーストが途切れてし
まうことがある。このような場合、描画の途中でそのペ
ースト収納筒にペーストを充填することは、精密機器と
しての構成上問題があるので、ある基板の描画が終わっ
て次の基板での描画を行なう前に、ペーストが満たされ
ている新たなペースト収納筒に交換できるようにするこ
とが普通である。この場合、ペースト収納筒とノズルは
一体になっており、従って、ノズルも同時に交換され
る。このような交換を、以下、ノズル交換という。

【０００４】このようなノズル交換の場合、ペースト収
納筒やノズルなどの加工精度やこれらの取付け精度のば
らつきにより、ノズル交換の前後でペースト吐出口の位
置が変動し、次の基板では、所望位置にペーストの塗布
描画ができないことが多い。

【０００５】このことからして、例えば、液晶表示装置
の液晶封止基板にシール材を描画塗布する場合、シール
材のパターンに位置ずれがあると、かかる基板同士を重
ねたときに、表示画素の一部がシール剤パターンの外側
に位置してしまい、正しい表示をすることができない表
示装置になってしまう恐れがある。

【０００６】本発明の目的は、かかる問題を解消し、ノ
ズル交換によって新たなノズルのペースト吐出口の位置
が変動しても、ノズルと基板を所望の位置関係に位置決
めして正確にペーストを塗布描画することができるよう
にしたペースト塗布機を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、ノズル交換に伴うペ
ースト吐出口の位置変動に対して、自動的にノズルと基
板を所望の位置関係に位置決めして正確にペーストを塗
布描画することができるようにしたペースト塗布機を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ノズル交換による新たなノズルを用い
て、テーブル上に載置された基板上に互いに交差する直
線状の第１，第２のペーストパターンを形成し、該第
１，第２のペーストパターンの交差点の中心点を計測し
て該新たなノズルのペースト吐出口の中心位置とする計
測手段と、該計測手段による計測結果から該新たなノズ
ルのペースト吐出口の位置変動を算出する算出手段と、
該算出手段で得られた結果から該新たなノズルのペース
ト吐出口に対して該所望のパターンでペーストを塗布す
るために該テーブルに搭載された基板を所望位置に位置
決めする位置決め手段とを設ける。

【０００９】上記他の目的を達成するために、本発明
は、上記計測手段が、ノズル交換後の新たなノズルを用
いて互いに交差する第１，第２のペーストパターンを塗
布描画するにあたって、最初に描く該第１のペーストパ
ターンの長さがこれに交差するように次に描かれる該第
２のペーストパターンよりも長く、その長い部分が書出
し部になるように、基板を載置したテーブルとノズルと
の相対移動を行なわせる相対移動手段を備える。

【００１０】ペースト吐出口に僅かに吐出したペースト
を基板上に点打ちし、画像処理技術などにより、この点
打ちしたペースト位置を読み取ってノズル交換後の新た
なノズルのペースト吐出口の位置変動を算出しようとす
る場合、この新たなノズルのペースト吐出口に僅かに吐
出したペーストの中心がペースト吐出口の中心に一致し
ていることは稀である。

【００１１】本発明者等の検討によると、基板とノズル
の相対移動速度を一定にして同一方向にペーストを塗布
すると、そのペーストパターンはノズル径とほぼ同じ幅
になることが確認された。

【００１２】この事実に基づき、ペーストが満たされた
ノズル交換後の新たなペースト収納筒のノズルから基板
上に互いに交差した第１，第２のペーストパターンを描
き、これらペーストパターンの交差点の中心点の位置を
上記計測手段で計測して、この計測位置を新たなノズル
の吐出口の中心位置として読み取る。その計測結果か
ら、新たなノズルのペースト吐出口の位置変動を算出す
る。そして、その位置変動を補正することにより、基板
に対してこのペースト吐出口を所望の位置に位置決めす
ることができ、ノズル交換の前後でのノズルの位置ずれ
がなくなる。

【００１３】また、ノズル交換後の新たなノズルで互い
に交差する第１，第２のペーストパターンを塗布描画す
るにあたって、最初に描く第１のペーストパターンの長
さをこれに交差するように描かれる第２のペーストパタ
ーンよりも長くし、その長い部分が書出し部になるよう
にすることにより、新たなノズルのペースト吐出口に僅
かに吐出したペーストがこの書出し部を描画することに
なり、新たなノズルの吐出口の中心位置として読み取る
べき第１，第２のペーストパターンの交差点の位置から
離れた位置がこの書出し部になる。従って、この交差点
付近では、ペーストパターンの中心線が新たなノズルの
ペースト吐出口の中心に一致し、第１，第２のペースト
パターンの交差点の中心点がこのペースト吐出口の中心
に完全に一致する。

【００１４】ノズル交換時に、新たなノズルに対して上
記の位置ずれ補正を行なったか否かを示す情報を記憶手
段に記憶させておく。これにより、装置は、新たな基板
がテーブル搭載されたときなどに、該記憶手段での該情
報に基づいて上記位置ずれ補正の有無を自動的に確認
し、位置ずれ補正がなされていなければ、ノズル交換前
後のノズルの位置ずれを求めて新たなノズルと基板との
位置関係を調整し、各基板毎にこれを行なうことによ
り、各基板で同じ位置からのペーストパターンの塗布描
画が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。

【００１６】図１は本発明によるペースト塗布機の一実
施形態の全体構成を示す概略斜視図であって、１はノズ
ル、２はペースト収納筒、３は光学式変位計、４ａはＺ
軸テーブル、４ｂはカメラ支持部、５はＸ軸テーブル、
６はＹ軸テーブル、７は基板、８はθ軸テーブル、９は
架台部、１０はＺ軸テーブル支持部、１１ａは画像認識
カメラ（基板位置決め用カメラ）、１１ｂは鏡筒、１２
はノズル支持具、１３は基板吸着台、１４は制御装置、
１５ａはＺ軸モータ、１５ｂはＸ軸モータ、１５ｃはＹ
軸モータ、１６はモニタ、１７はキーボード、１８は外
部記憶装置である。

【００１７】同図において、架台部９上にＸ軸テーブル
５が固定され、このＸ軸テーブル５上にＸ軸方向に移動
可能にＹ軸テーブル６が搭載され、さらに、このＹ軸テ
ーブル６上にＹ軸方向に移動可能にθ軸テーブル８が搭
載されている。このθ軸テーブル８には基板吸着台１３
が搭載されており、この基板吸着台１３に基板７が真空
吸着されて載置される。載置された基板７は、θテーブ
ル８を回転させることにより、例えばその四辺が夫々
Ｘ，Ｙ軸方向に平行になるように、設定される。

【００１８】Ｘ軸テーブル５にＸ軸モータ１５ｂが、Ｙ
軸テーブル６にＹ軸モータ１５ｃが夫々取り付けられて
おり、これらＸ軸モータ１５ｂとＹ軸モータ１５ｃと
は、例えば、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと
いう）などからなる制御装置１４で制御駆動される。即
ち、Ｘ軸モータ１５ｂが駆動されると、Ｙ軸テーブル６
とθ軸テーブル８と基板吸着台１３とがＸ軸方向に移動
し、Ｙ軸モータ１５ｃが駆動されると、θ軸テーブル８
と基板吸着台１３とがＹ軸方向に移動する。従って、制
御装置１４でＹ軸テーブル６とθ軸テーブル８とを夫々
任意の距離だけ移動させることにより、基板７を架台部
９に平行な面内で任意の方向、任意の位置に移動させる
ことができる。また、制御装置１４でθ軸テーブル８を
回転駆動することにより、基板７をＺ軸廻りにθ軸方向
に回転させることができる。

【００１９】架台部９の面上にＺ軸テーブル支持部１０
が設置され、これにＺ軸テーブル４ａが取り付けられて
いる。このＺ軸テーブル４ａには、ノズル１を備えたペ
ースト収納筒２がＺ軸方向（上下方向）に移動可能に設
けられている。ここで、ノズル１はノズル支持具１２を
介してペースト収納筒２に結合されており、このノズル
１は、ノズル支持具１２により、距離計として働く光学
式変位計３の下側近傍に位置決めされている。

【００２０】この実施形態では、ノズル１とペースト収
納筒２及びこれらを結合するノズル支持具１２がペース
トカートリッジを形成している。Ｚ軸テーブル４ａの制
御駆動は、これに取り付けられているＺ軸モータ１５ａ
を制御装置１４が制御することによって行なわれる。

【００２１】Ｙ軸テーブル６やθ軸テーブル８を駆動し
ながら、ペースト収納筒２の内部に圧力を加えることに
より、ノズル１のペースト吐出口から基板７上にペース
トが吐出され、これによって基板７上にペーストパター
ンが描画される。

【００２２】キーボード１７からは、基板７上に描画す
るペーストパターンの形状を指示するためのデータや、
ノズル１のペースト吐出口と基板７の表面との間の距離
を所望に指示するデータなどが入力される。また、ハー
ドディスクなどからなる外部記憶装置１８は、ペースト
塗布機の電源立上げ時に制御装置１４におけるマイコン
のＲＡＭに格納するための各種設定値を、電源オフ時に
一時的に回避させるために、記憶しておくためのもので
ある。

【００２３】カメラ支持部４ｂには、鏡筒１１ｂを備え
た画像認識用カメラ１１ａが取り付けられており、基板
７の初期位置設定時などでこの基板７の位置を認識する
ために用いられる。かかる画像データは制御装置１４に
供給され、各部の制御に用いられる。また、モニタ１６
では、かかる画像やキーボード１７の入力データなどを
表示する。

【００２４】図２は図１におけるペースト収納筒２及び
光学式変位計３の部分を拡大して示す斜視図であって、
１２ａは連通部であり、図１に対応する部分には同一符
号をつけている。

【００２５】同図において、光学式変位計３の下端部に
三角形状の切込部が形成され、この切込部に図示しない
発光素子と受光素子とが設けられている。ペースト収納
筒２の下端部には、光学式変位計３のこの切込部の下部
にまで伸延したノズル支持具１２の連通部１２ａが設け
られており、この連通部１２ａの先端部下面に、光学式
変位計３の切込部の下方に位置するように、ノズル１が
取り付けられている。

【００２６】光学式変位計３は、ノズル１の先端から基
板７の表面までの距離を非接触の三角測法で計測するも
のである。即ち、光学式変位計３の上記発光素子から放
射されたレーザ光Ｌは基板７上の計測点Ｓで反射して光
学式変位計３の受光素子で受光されるが、この場合、ノ
ズル支持具１２によってこのレーザ光Ｌが遮られないよ
うに、これに発光素子，受光素子が上記切込部の異なる
側面に設けられ、レーザ光Ｌが斜めの方向に放射されて
斜めの方向に反射されるようにしている。

【００２７】ここで、レーザ光Ｌによる計測点Ｓとノズ
ル１の直下の位置とは基板７上でΔＸ，ΔＹだけ僅かに
ずれているが、この程度のずれでは、基板７の表面での
計測点Ｓとノズル先端の直下の位置とでは殆ど基板７の
表面の凹凸に差がないから、光学式変位計３でノズル１
の先端からその直下の基板７の表面までの距離をほぼ正
確に計測することができる。

【００２８】制御装置１４（図１）は、ペーストの塗布
描画を開始するときには、光学式変位計３の測定結果を
もとに、Ｚ軸モータ１５ａを駆動することにより、ノズ
ル１の先端と基板７の表面までの距離が指定される値と
なるまでペースト収納筒２を降下させ、また、ペースト
の塗布描画時には、キーボード１７から入力されるパタ
ーンデータに応じてＸ軸モータ１５ｂやＹ軸モータ１５
ｃを駆動して基板７をＸ，Ｙ軸方向に移動させながら、
ノズル１のペースト吐出口から基板７上にペーストを吐
出させることにより、所望のパターンでペーストが塗布
されるが、この場合、基板７の表面にうねりがあって
も、光学式変位計３の計測結果に基いてＺ軸テーブル４
ａに対しペースト収納筒２を上下方向に変位させること
により、ノズル１のペースト吐出口が基板７の表面から
所望の距離を保ち、塗布されるペーストの幅や厚さが全
ペーストパターンで一様になるようにしている。

【００２９】なお、上記の計測点Ｓが基板７上の既に塗
布されたペーストパターンをできるだけ横切らないよう
にするためには、この計測点Ｓがノズル１の吐出口から
のペーストの落下点から、Ｘ，Ｙ両軸に関して、斜め方
向になるようにすればよい。

【００３０】図３は図１における制御装置１４の一具体
例を示すブロック図であって、１４ａはマイコン、１４
ｂはモータコントローラ、１４ｃｂはＸ軸ドライバ、１
４ｃｃはＹ軸ドライバ、１４ｃｄはθ軸ドライバ、１４
ｃａはＺ軸ドライバ、１４ｄは画像処理装置、１４ｅは
外部インターフェース、１５ｄはθ軸モータ、Ｅはエン
コーダ、ＰＰはペーストパターンであり、図１に対応す
る部分には同一符号をつけている。

【００３１】同図において、マイコン１４ａは、主演算
部や、後述するペーストパターンＰＰの描画などのため
のソフト処理プログラムを格納したＲＯＭ、主演算部で
の処理結果や外部インターフェース１４ｅ及びモータコ
ントローラ１４ｂからの入力データを格納するＲＡＭ、
外部インターフェース１４ｅ及びモータコントローラ１
４ｂとデータをやりとりする入出力部などを備えてい
る。

【００３２】キーボード１７からは描画しようとするペ
ーストパターンの形状を所望に指定するデータや、ノズ
ル１と基板７と間の距離を所望に指定するデータなどが
入力され、外部インターフェース１４ｅを介してマイコ
ン１４ａに供給される。マイコン１４ａでは、これらデ
ータがＲＯＭに格納されているソフトプログラムに従っ
て主演算部やＲＡＭを用いて処理される。

【００３３】このように処理されたペーストパターンの
形状を指定するデータに従ってモータコントローラ１４
ｂが制御され、Ｘ軸ドライバ１４ｃｂ，Ｙ軸ドライバ１
４ｃｃまたはθ軸ドライバ１４ｃｄによってＸ軸モータ
１５ｂ，Ｙ軸モータ１５ｃまたはθ軸モータ１５ｄが回
転駆動される。また、これらモータの回転軸にエンコー
ダＥが設けられ、これによって夫々のモータの回転量
（駆動操作量）が検出されてＸ軸ドライバ１４ｃｂ，Ｙ
軸ドライバ１４ｃｃまたはθ軸ドライバ１４ｃｄやモー
タコントローラ１４ｂを介してマイコン１４ａにフィー
ドバックされ、Ｘ軸モータ１５ｂ，Ｙ軸モータ１５ｃま
たはθ軸モータ１５ｄがマイコン１４ａによって指定さ
れる回転量だけ正確に回転するように制御される。これ
により、基板７上に上記所定のペーストパターンが描画
される。

【００３４】また、ペーストパターンの描画中、光学式
変位計３の計測データは図示しないＡーＤ変換器でディ
ジタルデータに変換され、外部インターフェース１４ｅ
を介してマイコン１４ａに供給され、ここで上記のノズ
ル１，基板７間の距離を指定するデータとの比較処理な
どがなされる。基板７の表面にうねりがあると、これが
入力データに基づいてマイコン１４ａによって検出さ
れ、モータコントローラ１４ｂが制御されてＺ軸ドライ
バ１４ｃａによってＺ軸モータ１５ａを回転駆動する。
これにより、ペースト収納筒２（図１）が上下方向に変
位してノズル１（図２）のペースト吐出口と基板７の表
面との間の距離を一定に保つ。このＺ軸モータ１５ａの
回転軸にもエンコーダＥが設けられており、これによっ
てＺ軸モータ１５ａの回転量をＺ軸ドライバ１４ｃａや
モータコントローラ１４ｂを介してマイコン１４ａにフ
ィードバックすることにより、Ｚ軸モータ１５ａがマイ
コン１４ａによって指定される回転量だけ正確に回転す
るように制御される。

【００３５】描画すべきペーストパターンのデータやノ
ズル交換時のデータなど、キーボード１７から入力され
る各種データやマイコン１４ａで処理されて生産された
各種データなどは、マイコン１４ａに内蔵のＲＡＭに格
納される。

【００３６】次に、この実施形態におけるペースト塗布
描画とノズル交換の動作について説明する。

【００３７】図４において、電源が投入され（ステップ
１００）、まず、塗布機の初期設定が実行される（ステ
ップ２００）。

【００３８】この初期設定は図５に示すように行なわれ
る。

【００３９】即ち、図５において、まず、ペースト収納
筒２，Ｙ軸テーブル６及びθテーブル８が所定の原点位
置に位置決めされる（ステップ２０１）。次いで、ペー
ストパターンデータと基板位置データとペースト吐出終
了位置データとの設定を行なう（ステップ２０２、２０
３）。この設定のためのデータ入力は図１のキーボード
１７から行なわれる。入力データは、前述のように、マ
イコン１４ａ（図３）に内蔵のＲＡＭに格納される。

【００４０】図４に戻って、ペースト収納筒２の交換、
即ち、ノズル交換があったかどうか（ノズル交換につい
ては、図１０に示す図４のペーストパターン形成処理工
程（ステップ７００）で詳細に説明する）の確認判断が
行なわれる（ステップ３００）。ノズル交換があれば、
ノズル位置ずれ量の計測（ステップ４００）が行なわれ
て基板７が搭載され（ステッブ５００）、ノズル交換が
なければ、直接ステップ５００に進む。

【００４１】ここで、ノズル位置ずれ量計測処理工程
（ステップ４００）について、図１，図６及び図７によ
り説明する。

【００４２】まず、基板吸着台１３に仮基板を搭載して
（ステップ４０１）吸着保持させる（ステップ４０
２）。そして、この仮基板上に画像認識カメラ１１ａの
視野Ｇがあるようにこの仮基板の位置を設定し（図７
（ａ）がかかる状態を示す）、図７（ｂ）に示すよう
に、この視野Ｇの中心点ＰＣからＸ軸方向に任意な距離
Ｘ１だけずらした位置にあたる仮基板の部分ＰＡをノズ
ル１の直下の位置Ｎに移動させる（ステップ４０３）。
ここで、Ｐ０は図７（ａ）に示す状態にあるときの画像
認識カメラ１１ａの視野Ｇの中心点ＰＣに対応する仮基
板上での位置であり、仮基板の上記移動とともに移動
し、図７（ｂ）に示すように、仮基板の部分がノズル１
の直下の位置Ｎに位置付けられると、図７（ａ）の状態
での仮基板の視野中心点ＰＣにあった部分が位置ＰＯと
して示される。

【００４３】そして、Ｚ軸モータ１５ａによってノズル
１を降下させ（ステップ４０４）、ペースト収納筒２に
充填されているペーストを仮基板上に吐出させるととも
に、Ｘ軸モータ１５ｂによって仮基板を画像認識カメラ
１１ａの視野Ｇの中心ＰＣとは逆の方向に所定距離Ｘだ
け移動させて、図７（ｃ）に示すように、Ｘ軸方向に伸
びる直線状のペーストパターンＰ１を形成する（ステッ
プ４０５）。

【００４４】なお、この距離Ｘは、ここでは、画像認識
カメラ１１ａの視野ＧのＸ軸方向の長さよりも大きく設
定されるが、これは必ずしもそうする必要はない。

【００４５】しかる後、図７（ｄ）に示すように、仮基
板をＸ軸方向に所定の距離Ｘ２だけ戻し、そのときのペ
ーストパターンＰ１でのノズル１の直下の位置をＰＣ’
とする。そして、図７（ｅ）に示すように、仮基板をＹ
軸方向に所定距離Ｙだけ移動させ（ステップ４０６）、
ペーストを仮基板上に吐出させるとともに、これとは逆
の方向に２×Ｙの距離だけ移動させる。これにより、図
７（ｆ）に示すように、ペーストパターンＰ１と位置Ｐ
Ｃ’で直交し、長さ２×ＹのＹ軸方向に延びた直線状の
ペーストパターンＰ２が形成される（ステップ４０
７）。そして、ノズル１を上昇させる（ステップ４０
８）。

【００４６】なお、上記距離２×Ｙは、ここでは、画像
認識カメラ１１ａの視野ＧのＹ軸方向の長さよりも大き
く設定されるが、これは必ずしもそうする必要はない。

【００４７】次に、ペーストパターンＰ１，Ｐ２の交点
ＰＣ’の中心点が画像認識カメラ１１ａの視野Ｇの中心
点ＰＣと一致するように、仮基板を移動させ（ステップ
４０９）、後に説明するように、画像認識カメラ１１ａ
でペーストパターンＰ１，Ｐ２の交点ＰＣ’を計測する
（ステップ４１０）。この計測データはマイコン１４ａ
（図３）のＲＡＭに格納される。

【００４８】なお、図７に示す各距離は予め設定されて
いるものである。

【００４９】図８は以上のようにして仮基板上に形成さ
れたペーストパターンＰ１，Ｐ２をその交点ＰＣ’が画
像認識カメラ１１ａの視野Ｇの中心点ＰＣに合わせるよ
うにしたときの状態を示す図であって、図７に対応する
部分には同一符号を付けている。

【００５０】図７での各距離及び画像認識カメラ１１ａ
の視野Ｇの中心点ＰＣとノズル１のペースト吐出口の中
心との位置関係は予めわかっているので、これらの数値
に基づいて、図７（ｆ）の状態から仮基板を移動させ、
ペーストパターンＰ１，Ｐ２の交点ＰＣ’の中心が、図
８に示すように、画像認識カメラ１１ａの視野Ｇの中心
点ＰＣと一致すべく仮基板の位置を設定した場合、ペー
ストパターンＰ１，Ｐ２の交点ＰＣ’の中心と画像認識
カメラ１１ａの視野Ｇの中心ＰＣとは一致する筈であ
る。しかしながら、実際には、これら間に位置ずれが生
ずる。

【００５１】かかる位置ずれが生ずる原因としては、ペ
ースト収納筒２やノズル１などの加工精度や、これらの
取付け精度のばらつきによるものと、ノズル交換による
新たなノズルのペースト吐出口に僅かに吐出したペース
トがこのペースト吐出口の中心から片寄っていることに
よるものとがある。このように片寄りが生ずる１つの理
由としては、交換する新たなノズルのペースト吐出口の
清掃状態がある。丁寧に清掃をすれば、かかる問題は解
消するが、その代わり、ノズル交換時に必要以上の時間
が掛り、作業性が低下する。

【００５２】この実施形態では、後者の原因による位置
ずれを、以下に説明する処理により、短時間で解消す
る。

【００５３】即ち、図８に示すように、最初に描画する
直線状のペーストパターンＰ１をこれに交差するように
次に描画するペーストパターンＰ２よりも長くし、この
ペーストパターンＰ１を塗布するに際し、その書出し部
に任意の距離Ｗの助走区間を設ける。つまり、ペースト
パターンＰ１を、少なくともこの距離Ｗの助走区間分、
ペーストパターンＰ２よりも長くする。

【００５４】このようにすると、ノズル交換後の新たな
ノズルのペースト吐出口に僅かに片寄って吐出されてい
るペーストの垂れは、この書出し部の助走区間で仮基板
上に塗布されて取り除かれ、この助走路を過ぎたところ
では、即ち、図８での画像認識カメラ１１ａの視野Ｇ内
では、ペーストパターンＰ１，Ｐ２はノズル径とほぼ同
じ幅であって、それらの幅方向の中心とペースト吐出口
の中心とが一致する。

【００５５】さて、以上のようにして、ペースト吐出口
で片寄ったペースト垂れの影響が除かれたペーストパタ
ーンＰ１，Ｐ２を形成し、図８に示す状態に設定した
後、画像認識カメラ１１ａでその視野Ｇ内の画像を読み
取り、その画像情報を制御装置１４（図１）で処理する
ことにより、図６のステップ４１０であるペーストパタ
ーンＰ１，Ｐ２の交点ＰＣ’の中心点の計測動作に移
る。

【００５６】即ち、図８において、画像認識カメラ１１
ａの視野Ｇ内でペーストパターンＰ１，Ｐ２を横切る仮
想線を画像処理上で設定し、その仮想線上での画像の輝
度の微分値を求めて輝度変化が最大となる２つの位置を
ペーストパターンＰ１，Ｐ２夫々の両側の縁部上の位置
と定め、同一仮想線上で得られた２つのかかる位置の中
心位置を求め、これら中心位置をペーストパターンＰ
１，Ｐ２の幅方向の中心点Ｐ３〜Ｐ６とする。そして、
ペーストパターンＰ１の２つの中心点Ｐ３，Ｐ４を結ぶ
仮想線とペーストパターンＰ２の２つの中心点Ｐ５，Ｐ
６を結ぶ仮想線とを求めて、これら２つの仮想線の交点
の位置をペーストパターンＰ１，Ｐ２の交点ＰＣ’の中
心点とする。この中心点は、取りも直さず、ノズル１の
ペースト吐出口の中心位置である。

【００５７】以上の処理は図６でのステップ４１０での
処理であり、次に、このようにして得られたノズル１の
ペースト吐出口の中心位置のデータを用いて、画像認識
カメラ１１ａの視野Ｇの中心点ＰＣからのノズルのペー
スト吐出口の中心点の位置ずれ量、即ち、ノズル１の位
置ずれ量を算出する（ステップ４１１）。このノズル１
の位置ずれ量はマイコン１４ａ（図３）のＲＡＭに格納
する。

【００５８】そして、最後に、基板吸着台１３から仮基
板を取り除き（ステップ４１２）、図４でのノズル位置
ずれ量計測処理（ステップ４００）を終了する。

【００５９】なお、図８において、ペーストパターンＰ
１，Ｐ２の交点ＰＣ’では、ペーストが重ねって塗布さ
れ、交点ＰＣ’以外の部分よりもペースト分量が多くな
っており、このため、この部分でペーストが多少垂れ拡
がることがあるが、この交点ＰＣ’の領域の画像を画像
処理してこの交点ＰＣ’の中心位置を割り出すものでは
ないから、ペーストパターンの垂れ拡がりは何等問題に
ならない。

【００６０】また、ペーストパターンＰ１，Ｐ２は交点
ＰＣ’の領域で切れることがあるか或いは垂れ拡がりを
避けるために途切れるように塗布した場合でも、交点Ｐ
Ｃ’は容易に得ることができる。例えば、ペーストパタ
ーンＰ１は連続させ、ペーストパターンＰ２はペースト
パターンＰ１との交差部で途切れるように塗布したとき
には、ペーストパターンＰ２が直線状に分かれているか
ら、このペーストパターンＰ２の幅方向の中心点Ｐ５，
Ｐ６を求めることができ、従って、ペーストパターンＰ
１との交点ＰＣ’は容易に求めることができる。

【００６１】さらにまた、ステップ４０９では、ペース
トパターンＰ１，Ｐ２の交点ＰＣ’の中心点が画像認識
カメラ１１ａの視野Ｇの中心点ＰＣと一致させる必要は
ない。即ち、ペーストパターンＰ１，Ｐ２の交点ＰＣ’
の中心が画像認識カメラ１１ａの視野Ｇに入っていれ
ば、その移動距離はマイコン１４ａ自体で分かるので、
移動させた距離を視野Ｇの中心点ＰＣとの偏差で視野Ｇ
の中心点ＰＣの方向にペーストパターンＰ１，Ｐ２の交
点ＰＣ’の中心点を演算処理で移動させて、そのときの
仮のペーストパターンＰ１，Ｐ２の交点ＰＣ’の中心点
と視野Ｇの中心点ＰＣとからノズル１の位置ずれ量を求
めてもよい。

【００６２】以上のようにして、図４におけるステップ
４００の処理が終了すると、次に、所望のパターンでペ
ーストを塗布描画すべき基板７（図１）を基板吸着台１
３に搭載して吸着保持し（ステップ５００）、基板予備
位置決め処理を行なう（ステップ６００）。以下、図１
を用いて、図９により、この基板予備位置決め処理につ
いて説明する。

【００６３】まず、基板吸着台１３に搭載された基板７
の位置決め用マークを画像認識カメラ１１ａで撮影し
（ステップ６０１）、画像認識カメラ１１ａの視野（図
８に示した視野Ｇ）内での位置決め用マークの重心位置
を画像処理で求める（ステップ６０２）。そして、画像
認識カメラ１１ａの視野Ｇの中心点ＰＣと重心位置との
ずれ量を算出し（ステップ６０３）、基板７を所望の塗
布開始位置にセットするために、このずれ量を用いてＸ
軸テーブル５やＹ軸テーブル６，θテーブル８の移動量
を算出し（ステップ６０４）、これらをＸ軸モータ１５
ｃ，Ｙ軸モータ１５ｂの操作量に変換し（ステップ６０
５）、Ｘ軸テーブル５やＹ軸テーブル６，θテーブル８
を移動させて基板７を所望の位置に移す（ステップ６０
６）。

【００６４】次に、基板７が所望の位置に移されている
か否か確認するために、再び位置決め用マークを画像認
識カメラ１１ａで撮影してその視野Ｇ内での位置決め用
マークの中心（重心）位置を計測し（ステップ６０
７）、その視野Ｇの中心点ＰＣに対する位置決め用マー
クの中心位置の位置ずれ量を求め（ステップ６０８）、
この位置ずれ量が許容範囲にあるかどうか確認して（ス
テップ６０９）、この許容範囲内にあるならば、この基
板予備位置決め処理（ステップ６００）を終了し、許容
範囲外ならは、ステップ６０４に戻って以上の処理を繰
り返す。

【００６５】図４において、上記のようにして基板予備
位置決め処理（ステップ６００）が終了すると、次に、
ペーストパターン形成工程（処理）（ステップ７００）
に進む。この工程を、図１を用いて、図１０により説明
する。

【００６６】まず、塗布開始位置へ基板７を移動させ
（ステップ７０１）、基板７の位置の比較・調整移動を
行なう（ステップ７０２）。これは、図６及び図８で先
に説明したノズル１の位置ずれ量計測処理（ステップ４
００）に基づくものである。以下、これを図１１により
説明する。

【００６７】始めに、図６のステップ４１１で求めてマ
イコン１４ａ（図３）のＲＡＭに格納したノズル１の位
置ずれ量が、図２に示したノズル１の位置ずれ量の許容
範囲△Ｘ，△Ｙにあるか否かの判断を行なう（ステップ
７０２ａ）。この許容範囲内であれば、図１０のステッ
プ７０３のノズル高さ設定（Ｚ軸）処理に移る。許容範
囲外であれば、先の位置ずれ量から基板７の移動を行な
うためのＸ軸テーブル５とＹ軸テーブル６の移動量を算
出をして（ステップ７０２ｂ）、モータコントローラ１
４ｂ（図３）に操作量を設定する（ステップ７０２
ｃ）。

【００６８】その後、Ｘ軸ドライバ１４ｃｂ，Ｙ軸ドラ
イバ１４ｃｃを介してＸ軸モータ１５ｂ，Ｙ軸モータ１
５ｃを指定しただけ夫々に回転させることにより、Ｘ軸
テーブル５とＹ軸テーブル６と夫々Ｘ，Ｙ軸方向に移動
させ（ステップ７０２ｄ）、ノズル交換したことによっ
て生じた新たなノズル１の吐出口と基板７の所望位置と
の位置ずれを基板７を移動することによって解消させ、
基板７を所望位置に位置決めして図１０での基板位置比
較・調整移動工程（ステップ７０２）を終了する。

【００６９】図１０において、次に、ノズル１の高さ設
定を行なう（ステップ７０３）。即ち、ノズル１の吐出
口から基板７までの間隔が塗布されるペーストパターン
の厚みに等しくなるようにする。基板７は図９で説明し
た基板予備位置決め処理（ステップ６００）と図１１で
説明した基板位置比較・調整移動処理（ステップ７０
２）とで所望位置にセットされているので、ペーストの
吐出を開始する（ステップ７０４）。

【００７０】そして、制御装置１４は光学式変位計３か
ら実測データを入力して基板７の表面のうねりを測定し
（ステップ７０５）、また、引き続き光学式変位計３の
実測データから光学式変位計３の計測位置が塗布された
ペーストパターン上であるか否かを判定する（ステップ
７０６）。この判定は、光学式変位計３からの実測デー
タがペーストパターンを横断することによって極端に変
化したかどうかや、うねりが許容値を越えたかどうかな
どで判断する。光学式変位計３の計測位置が塗布された
ペーストパターン上でない場合には、光学式変位計３か
らの実測データを基に、ノズル１を上下に移動させるた
めの補正データの算出を行ない（ステップ７０７）、Ｚ
軸モータ１５ａを駆動してノズル１の高さ補正をして、
Ｚ軸方向でのノズル１の位置を設定値に維持する（ステ
ップ７０８）。

【００７１】しかし、光学式変位計３からの実測データ
によってその計測位置がペーストパターン上を通過中と
判定した場合には、ノズル１の高さをペーストパターン
を検出する前の高さに保持させてペーストパターンの吐
出を継続する（ステップ７０６）。僅かな幅のペースト
パターン上を計測位置が通過中であるときには、基板７
のうねりには殆ど変化がないことが多いので、ノズル１
の高さを変えないでおくと、ペーストの吐出形状に変化
はなく、これにより、所望のペーストパターンを描くこ
とができる。

【００７２】さらに、描画動作を進めて、設定されたパ
ターン動作が完了しているかどうかによってペースト吐
出の継続または終了の判定を行なう（ステップ７０
９）。ペーストパターン形成は、基板７が位置決めされ
ているパターンの終端であるか否かを判断することによ
り（ステップ７１１）、パターンの終端でなければ、再
び基板表面うねり測定処理（ステップ７０５）に戻って
以上の工程を繰り返し、ペーストパターン上を計測しな
くなった時点で元のノズル高さ補正工程に戻る。このよ
うにして、ペーストパターン形成をパターン終端まで継
続する。

【００７３】パターン終端になると、Ｚ軸モータ１５ａ
を駆動してノズル１を上昇させ、ペーストパターン形成
工程（ステップ７００）を終了する。

【００７４】しかる後、図４において、ペースト描画の
終わった基板７を基板吸着台１３から排出する（ステッ
プ８００）。そして、図４での以上の全工程を停止する
か否かを判定する（ステップ９００）。即ち、複数枚の
基板に同じペーストパターンを形成する場合には、ノズ
ル交換判定工程（ステップ３００）に戻って基板排出工
程（ステップ８００）までの工程を繰り返し、同じペー
ストパターンを塗布すべき全ての基板でペーストパター
ンが塗布されると、図４に示す処理が終了となる。

【００７５】なお、図４における停止判定処理（ステッ
プ９００）では、ペースト収納筒２におけるペースト残
量が充分であるかどうかを、例えば、作業者が確認した
り、交換後のペースト吐出量累積からマイコン１４ａで
判定したりして、残量が僅かであれば、ここでペースト
収納筒２の交換を行なう。交換の事実はキーボード１７
から入力されてマイコン１４ａのＲＡＭに記憶され、ノ
ズル交換判定工程（ステップ３００）に戻った場合に、
マイコン１４ａのＲＡＭにおけるノズル交換に関するデ
ータテーブルのフラグの有無を確認することにより、次
のノズル位置ずれ量計測工程（ステップ４００）で偏差
を自動的に求めることができる。

【００７６】マイコン１４ａのＲＡＭのノズル交換に関
するデータテーブルのフラグの有無を確認し、次のノズ
ル位置ずれ量計測工程（ステップ４００）で偏差を自動
的に求めた場合には、このＲＡＭのノズル交換に関する
データテーブルのフラグを消去し、このフラグでノズル
位置ずれ量計測工程（ステップ４００）が再実行されな
いようにする。

【００７７】もし、図１０におけるペーストパターン形
成工程（ステップ７００）の途中でペースト収納筒２の
ペーストがなくなり、これによってノズル交換を行なっ
た場合でも、交換時点で図４での基板排出工程（ステッ
プ８００）に移ったり、取替えをしないでそのまま塗布
描画を継続して差し支えない基板の場合には、図４のノ
ズル交換判定工程（ステップ３００）とノズル位置ずれ
量計測工程（ステップ４００）とをペーストパターン形
成工程（ステップ７００）の再開の前に行なうようにし
ておけばよい。

【００７８】なお、図１１に示した基板位置比較・調整
移動工程では、ノズル１の位置ずれ量が図２に示したノ
ズル１の位置ずれ許容範囲△Ｘ，△Ｙ外であると、基板
７の移動を行なっているが、図１において、カメラ支持
部４ｂをＺ軸テーブル支持部１０に対してＸ軸方向に調
整移動可能に取り付け、基板７は動かす代わりに、画像
認識カメラ１１ａを移動させてノズル１の位置ずれ量が
上記の許容範囲△Ｘ，△Ｙ内に入るようにしてもよい。

【００７９】また、以上の実施形態では、基板７をペー
スト収納筒２に対してＸ，Ｙ両軸方向に移動させている
が、基板７を固定とし、ペースト収納筒２をＸ，Ｙ両軸
方向に移動させるようにした構成であってもよい。

【００８０】さらに、図５における塗布機初期設定処理
工程（ステップ２００）での所要時間短縮を図るため
に、外部インターフェース１４ｅ（図３）にＩＣカード
あるいはフロッピディスクやハードディスクなどの外部
記憶手段１８（図３）についての記憶読出装置を接続
し、一方、パーソナルコンピュータなどで上記塗布機初
期設定処理工程のための諸データ設定を前もって実行し
ておき、この塗布機初期設定処理時に、外部インターフ
ェース１４ｅに接続された上記記憶読出装置を介して、
外部記憶手段１８からオフラインで各データをマイコン
１４ａ（図３）のＲＡＭに移すようにしてもよい。

【００８１】そして、以上の変形例は、任意に組み合せ
て実施してもよい。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノズル交換によって基板に対するペースト吐出口の位置
が変動しても、ノズルと基板とを所望の位置関係に位置
決めし、正確にペーストパターンを塗布描画することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるペースト塗布機の一実施形態の全
体構成を示す概略斜視図である。

【図２】図１におけるペースト収納筒及び光学式距離計
の部分を拡大して示す斜視図である。

【図３】図１における制御装置の一具体例を示すブロッ
ク図である。

【図４】図１に示した実施形態の全体動作を示すフロー
チャートである。

【図５】図４における塗布初期設定ステップの詳細を示
すフローチャートである。

【図６】図４におけるノズル位置ずれ量計測ステップの
詳細を示すフローチャートである。

【図７】図６における互いに交差する２つの直線状のペ
ーストパターンの描画動作を示す図である。

【図８】図６における交差する２つのペーストパターン
の交差点の中心点と画像認識カメラの視野の中心点との
ずれる量を算出する方法の説明図である。

【図９】図４での基板予備位置決めステップの詳細を示
すフローチャートである。

【図１０】図４におけるペーストパターン形成ステップ
の詳細を示すフローチャートである。

【図１１】図１０における基板位置比較・調整移動ステ
ップの詳細を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ノズル２ペースト収納筒３光学式距離計４ａＺ軸テーブル４ｂカメラ支持部５Ｘ軸テーブル６Ｙ軸テーブル７基板８ θ軸テーブル９架台部１０Ｚ軸テーブル支持部１１ａ画像認識カメラ１１ｂ鏡筒１２ノズル支持具１３吸着台１４制御装置１５ａ〜１５ｄサーボモータ１６モニタ１７キーボード１８外部記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石田茂茨城県竜ケ崎市向陽台５丁目２番日立テクノエンジニアリング株式会社開発研究所内 (72)発明者堤弘史千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所電子デバイス事業部内 (56)参考文献特開平５−329423（ＪＰ，Ａ) 特開平１−261886（ＪＰ，Ａ) 特開平７−31916（ＪＰ，Ａ) 特開平４−37090（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05C 5/00 - 5/02 H05K 3/34 504 H05K 3/34 505 H05K 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】テーブル上に載置された基板上にノズル
からペーストを吐出させながら、該ノズルと該テーブル
を相対的に移動させて、該基板上に所望のパターンでペ
ーストを塗布するペースト塗布機において、ノズル交換による新たなノズルを用いて、該テーブル上
に載置された基板上に互いに交差する直線状の第１，第
２のペーストパターンを形成し、該第１，第２のペース
トパターンの交差点の中心点を計測して該新たなノズル
のペースト吐出口の中心位置とする計測手段と、該計測手段による計測結果から、該新たなノズルのペー
スト吐出口の位置変動を算出する算出手段と、該算出手段で得られた結果から、該新たなノズルのペー
スト吐出口に対して該所望のパターンでペーストを塗布
するために該テーブルに搭載された該基板を所望位置に
位置決めする位置決め手段とを設けたことを特徴とする
ペースト塗布機。
【請求項２】請求項１において、前記計測手段は、ノズル交換後の前記新たなノズルを用
いて互いに交差する前記第１，第２のペーストパターン
を塗布描画するにあたって、最初に描く前記第１のペー
ストパターンの長さがこれに交差するように次に描かれ
る前記第２のペーストパターンよりも長くなるようにし
て、その長い部分が書出し部になるように、前記基板を
載置した前記テーブルと前記ノズルとの相対移動を行な
わせる相対移動手段を備えていることを特徴とするペー
スト塗布機。
【請求項３】請求項１または２において、前記位置決め手段は、前記所望のパターンでペーストを
塗布するために前記テーブルに搭載された前記基板を所
望位置に位置調整する手段と、前記基板への互いに離れ
た任意個数のペースト塗布点を読み取る基板位置決め用
カメラの固定位置を位置調整する手段とのいずれかであ
ることを特徴とするペースト塗布機。
【請求項４】請求項１または２において、ノズル交換後の前記新たなノズルのペースト吐出口に対
する前記基板の位置決め動作を行なったか否かを示す情
報を記憶する記憶手段を備え、該記憶手段の該情報によって該位置決め動作が行なわれ
ていないことが判定されたとき、前記計測手段，前記算
出手段及び前記位置決め手段により、前記新たなノズル
のペースト吐出口に対して前記所望のパターンでペース
トを塗布するために前記テーブルに搭載された前記基板
を所望位置に位置決めすることを特徴とするペースト塗
布機。