JP5626278B2 - 基板へのインク塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の基準マークを有する基板へのインク塗布方法であって、特に、オンデマンド型印刷方式を用いたインクの塗布方法に関する。

セラミック基板、樹脂基板、半導体基板などの基板に導電パターン、導電バンプ、絶縁樹脂層などを形成する方式として、オンデマンド型印刷方式がある。オンデマンド型印刷方式は、インクジェットヘッド、ディスペンサーなどからインクを塗布することにより、基板に所望の印刷図形を形成する方式である。オンデマンド型印刷方式は、印刷版を用いずに印刷する方式なので、インクの塗布位置を容易に変更できる長所がある。

特許文献１（特開２０１１−１３１１５６号公報）には、インクジェット印刷方式により基板にインクを塗布する際の塗布位置の補正方法が記載されている。その方法は、図１０に示すとおり、基板１０３に設けた測定点（角部Ｃ）に基づき、基板１０３を仮想的に分割し、分割したそれぞれの領域１０６の位置を測定することにより位置ずれ量を求め、元の塗布位置を補正する方法である。

特開２０１１−１３１１５６号公報

しかし、特許文献１に記載された塗布位置の補正方法では、分割した領域１０６の角部Ｃの位置を測定し、基板１０３の端にある特定の角部Ｃを基準に他の領域１０６の角部Ｃの座標を設定している。基板１０３は一般的に、元の基板の形状に対して少なからず変形する。特に、基板１０３の端にある角部Ｃにおける変形は、基板１０３の端以外の角部Ｃに比べて大きい場合がある。変形の大きい角部Ｃを座標の基準として塗布位置の補正をすると、大きな位置ずれを含んだ状態で補正され、補正後の塗布位置が元の塗布位置に比べてかけ離れたものとなることもある。その場合、オンデマンド型印刷方式を用いたとしても、基板１０３の変形状況に応じた塗布位置の変更が困難となる。

本発明の目的は、基板に設けられた複数の基準マークをもとにインクの塗布位置を適切に補正した上で、オンデマンド型印刷方式により基板の所望の位置にインクを塗布する方法を提供することである。

本発明は、複数の基準マークを有する基板へのインク塗布方法に向けられるものであって、以下に示すように、第１の局面と第２の局面とがある。

第１の局面では、本発明に係る基板へのインク塗布方法は、複数の基準マークを結ぶ複数の仮想線により基板を仮想的に分割し、基板に、連続した複数の分割領域を設定した上で、それぞれの分割領域において、複数の基準マークの位置を測定する基準マーク測定工程と、基準マーク測定工程で得られた複数の基準マークの位置により規定される測定図形の重心と、設計上の複数の基準マークの位置により規定される設計図形の重心と、を比較することにより測定図形と設計図形との重心の位置ずれを取得する重心ずれ取得工程と、重心の位置ずれに基づき、設計上の塗布位置をずらして補正することにより、補正後の塗布位置を取得する塗布位置取得工程と、補正後の塗布位置に基づき、オンデマンド型印刷方式により基板にインクを塗布するインク塗布工程と、を備える。

この構成によれば、基準マークにより規定される図形の重心に基づいて塗布位置の補正をするので、基板の分割領域に大きな変形が起きたとしても、分割領域の平均的な変形に合わせた補正ができる。これにより、基板の変形状況に応じた位置にインクを塗布できる。

好ましくは、塗布位置取得工程は、さらに、測定図形および設計図形の各々の基準マークに基づき算出される寸法および面積のうちの一方の値を測定図形および設計図形の各々について取得し、測定図形および設計図形の各々について取得した上記一方の値同士を比較することにより、測定図形および設計図形の上記一方の値同士の比率である変化比率を求め、変化比率に基づき、設計上の塗布位置をずらして補正する。

この構成によれば、図形の変化比率に基づき補正するので、設計図形の縮尺を測定図形の縮尺に合わせた上で、塗布位置の補正ができる。これにより、さらに塗布位置の位置精度を高めることができる。

さらに好ましくは、上記一方の値とは、測定図形および設計図形の各々の基準マークに基づき算出される寸法であり、塗布位置取得工程の変化比率は、基準マーク測定工程で得られた複数の基準マークから測定図形の重心までの距離と、設計上の複数の基準マークから設計図形の重心までの距離と、を比較することにより求める。

この構成によれば、図形の重心と基準マークとの距離に基づき変化比率を求めるので、種々の設計図形に対応した塗布位置の補正が可能となる。

また、基準マーク測定工程およびインク塗布工程は、基板が、同じ温度に加熱された状態で実行されるのが好ましい。

この構成によれば、基板に着弾したインクの乾燥時間を短くできるとともに、基板の熱膨張による影響を考慮した上で、塗布位置の補正ができる。

第２の局面では、本発明に係る基板へのインク塗布方法は、複数の基準マークを結ぶ複数の仮想線により基板を仮想的に分割し、基板に、連続した複数の分割領域を設定した上で、それぞれの分割領域において、基準マークの位置を測定する第１の基準マーク測定工程と、第１の基準マーク測定工程で得られた複数の基準マークの位置により規定される傾斜図形と、設計上の複数の基準マークの位置により規定される設計図形と、を比較することにより、傾斜図形の設計図形に対する傾き角を取得する傾き取得工程と、傾き角を用いて傾斜図形の傾きを補正した上で、複数の基準マークの位置を測定する第２の基準マーク測定工程と、第２の基準マーク測定工程で得られた複数の基準マークの位置により規定される測定図形の重心と、設計図形の重心と、を比較することにより測定図形と設計図形との重心の位置ずれを取得する重心ずれ取得工程と、重心の位置ずれに基づき、設計上の塗布位置をずらして補正することにより、補正後の塗布位置を取得する塗布位置取得工程と、傾き角を用いて傾斜図形の傾きを補正した上で、補正後の塗布位置に基づいて、オンデマンド型印刷方式により基板にインクを塗布するインク塗布工程と、を備える。

第２の局面によれば、基準マークにより規定される図形の重心に基づいて塗布位置の補正をするので、基板の分割領域に大きな変形が起きたとしても、分割領域の平均的な変形に合わせた補正ができる。また、図形の傾きを補正した上で、塗布位置を補正するので、より適切な位置にインクを塗布できる。

好ましくは、塗布位置取得工程は、さらに、測定図形および設計図形の各々の基準マークに基づき算出される寸法および面積のうちの一方の値を測定図形および設計図形の各々について取得し、測定図形および設計図形の各々について取得した上記一方の値同士を比較することにより、測定図形および設計図形の上記一方の値同士の比率である変化比率を求め、変化比率に基づき、設計上の塗布位置をずらして補正する。

この構成によれば、図形の変化比率に基づき補正するので、設計図形の縮尺を測定図形の縮尺に合わせた上で、塗布位置の補正ができる。これにより、さらに塗布位置の位置精度を高めることができる。

さらに好ましくは、上記一方の値とは、測定図形および設計図形の各々の基準マークに基づき算出される寸法であり、塗布位置取得工程の変化比率は、第２の基準マーク測定工程で得られた複数の基準マークから測定図形の重心までの距離と、設計上の複数の基準マークから設計図形の重心までの距離と、を比較することにより求める。

この構成によれば、図形の重心と基準マークとの距離に基づき変化比率を求めるので、種々の設計図形に対応した塗布位置の補正が可能となる。

また、第１の基準マーク測定工程、第２の基準マーク測定工程およびインク塗布工程は、基板が、同じ温度に加熱された状態で実行されるのが好ましい。

この構成によれば、基板に着弾したインクの乾燥時間を短くできるとともに、基板の熱膨張による影響を考慮した上で、塗布位置の補正ができる。

本発明の第１の局面における基板へのインク塗布方法によれば、基準マークにより規定される図形の重心に基づいて塗布位置の補正をするので、基板の分割領域に大きな変形が起きたとしても、分割領域の平均的な変形に合わせた補正ができる。これにより、基板の変形状況に応じた位置にインクを塗布できる。

本発明の第２の局面における基板へのインク塗布方法によれば、第１の局面において得られた効果に加えて、さらに、図形の傾きを補正した上で塗布位置の補正をするので、図形の傾きによる変形状況に応じた位置にインクを塗布できる。

本発明の第１実施形態に係る基板へのインク塗布方法で用いるオンデマンド型印刷装置１の斜視図である。 図１に示したオンデマンド型印刷装置１の制御ブロック図である。 図３（Ａ）は、インク８を塗布する前の基板３を示す平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）にインク８を塗布した後の基板３を示す平面図であり、図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）を個片化した後の子基板３Ａを示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板へのインク塗布方法の一連の工程を示した図である。 基板３の分割領域Ａａを示す図であって、図５（Ａ）は、測定図形Ｆと設計図形ｆの位置ずれを示した図であり、図５（Ｂ）は、塗布位置取得工程Ｓ３における塗布位置ｐの補正のし方を説明するための図である。 基板３の分割領域Ａａを示す図であって、図６（Ａ）は、測定図形Ｆと設計図形ｆの変化比率Ｒの求め方を説明するための図であり、図６（Ｂ）は、設計図形ｆを相似形のまま縮小して塗布位置を補正する方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る基板へのインク塗布方法の一連の工程を示した図である。 基板３の分割領域Ａａを示す図であって、図８（Ａ）は、傾斜図形ＦＡの傾き角αの求め方を説明するための図であり、図８（Ｂ）は、傾斜図形ＦＡの傾き角αを補正した後の図である。 図３で示した基板３の分割領域Ａの変形例を示した図である。 特許文献１に記載された塗布位置の補正方法で用いる基板１０３を示した図である。

本発明は、複数の基準マークを有する基板へのインク塗布方法に関するものであって、前述した第１の局面と第２の局面とにそれぞれ対応する第１実施形態と第２実施形態とがあるが、これらの実施形態で使用する設備は共通する。そこで、共通する設備であるオンデマンド型印刷装置について、第１実施形態において先に説明する。

［第１実施形態］
（オンデマンド型印刷装置）
オンデマンド型印刷装置は、印刷ヘッドからインクを塗布することにより、基板に所望の印刷図形を形成する装置である。インク塗布する方式としては、たとえばインクジェット印刷方式またはディスペンス方式などのオンデマンド型印刷方式が挙げられる。

図１および図２に示すように、オンデマンド型印刷装置１は、基板３の基準マークＭを測定するカメラ２０と、測定した基準マークＭの位置をもとにインク８の塗布位置を補正演算する制御装置３０と、インク８を基板３へ塗布する印刷ヘッド１０と、印刷ヘッド１０またはカメラ２０を基板３の主面に対し平行方向に相対移動させる平行移動機構４４と、を備える。

なお、以下において、基板３の主面に対し直交する方向をＺ方向と呼び、基板３の主面に沿う所定の印刷方向をＸ方向と呼び、Ｚ方向およびＸ方向と直交する方向をＹ方向と呼び、Ｘ方向およびＹ方向に沿う回転方向をθ方向と呼ぶ。

図１に示すとおり、印刷ヘッド１０の下方には、印刷対象となる基板３が配置される。基板３に塗布されるインク８としては、たとえば金属ペースト、絶縁性樹脂に導電性フィラーを混合することにより導電性を持たせた導電性樹脂ペースト、導電性高分子ペースト、絶縁性樹脂ペーストなどが挙げられる。基板３にインク８が塗布されることにより、基板３に、たとえば導電パターン、導電バンプ、絶縁樹脂層などが形成される。ここでは、基板３に導電バンプを形成する実施形態を説明する。

基板３は、図３（Ａ）に示すとおり、基板本体４と、基板本体４に内蔵された内部電極（図示省略）と、内部電極と接続し基板本体４の主面に露出した外部電極５と、基板本体４の主面にマトリックス状に形成された基準マークＭ１〜Ｍ１６と、を有する。基板３の材質としては、たとえばセラミック、樹脂、半導体などが挙げられる。基板３の１辺の大きさは、たとえば２００ｍｍである。

基準マークＭ１〜Ｍ１６の材質は、たとえばＣｕやＡｕなどの金属である。図３（Ａ）に示した基準マークＭ１〜Ｍ１６の形状は、クロス形状であるが、その形状に限定されるものではなく、たとえば円形状、四角形状でもよい。また、基板本体４上の外部電極５が規則的に配列されているのであれば、外部電極５を基準マークとして代用してもよい。

なお、以下において、基板３に実際に形成された基準マークを基準マークＭと呼び、元々の設計上の基準マークを基準マークｍと呼ぶ。また、基準マークＭ１〜Ｍ１６を総称して基準マークＭと呼び、基準マークｍ１〜ｍ１６を総称して基準マークｍと呼ぶ。

基板３は、図３（Ａ）に示す状態を得るための前工程において、基板本体４上に外部電極５や基準マークＭなどが形成された後、焼成または熱硬化などの熱処理が施される。この熱処理により基板３に変形が起きるが、その変形状況は、熱処理条件や内部電極の形状の影響を受け、基板３内の区域によって異なる場合が多い。基板３の変形状況を適切に把握するためには、基板３の基準マークＭの位置を読み取り、設計上の基準マークｍの位置と比較する必要がある。

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す基板３の外部電極５上に、インク８が塗布された状態を示した図である。基板３の基準マークＭをもとにインク８の塗布位置が補正されることにより、基板３の変形状況に合わせた位置にインク８が塗布される。塗布されたインク８は、その後、乾燥などの熱処理を施される。これにより、基板３に導電バンプ８Ａが形成される。

図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）に示す基板３が、後工程にて個片化されて、子基板３Ａとなった状態を示した図である。導電バンプ８Ａが、子基板３Ａの適切な位置に形成されていなければ、基板３に対する子基板３Ａの収率が下がる。

図１および図２に示されたカメラ２０は、基板３に設けられた基準マークＭを撮像するものである。カメラ２０は、カメラ搬送機構４５またはテーブル搬送機構４６が駆動されることにより、基板３に対し相対移動し、基板３の基準マークＭを順に撮像する。カメラ２０により撮像された撮像データは、制御装置３０に送信される。これにより、基板３の基準マークＭの位置が認識される。

制御装置３０は、オンデマンド型印刷装置１における各種の信号入力と、演算処理と、各機構に対する制御出力を行なうものである。送信された撮像データを制御装置３０にて演算処理することにより、基板３の変形状況が把握される。基板３の変形状況に基づき、制御装置３０にて塗布位置が補正演算され、その結果をもとにオンデマンド型印刷装置１の各機構が駆動される。

印刷ヘッド１０は、インクジェットヘッド（図示省略）を備える。インクジェットヘッドは、インク８を吐出するための複数のノズル（図示省略）を有する。インクジェットヘッドの内部には、吐出前のインク８を溜めるインク室（図示省略）と、インク８を押し出すための圧電素子（図示省略）がある。この圧電素子を駆動することによりインク室のインク８が吐出され、基板３へインク８が塗布される。なお、インク８の塗布方式としては、上記で示した圧電素子による方式の代わりに、サーマル方式を採用してもよい。

平行移動機構４４は、基板３をＸ方向に搬送するテーブル搬送機構４６と、印刷ヘッド１０をＹ方向に搬送するヘッド搬送機構４７と、カメラ２０をＹ方向に搬送するカメラ搬送機構４５と、を備える。テーブル搬送機構４６およびヘッド搬送機構４７、カメラ搬送機構４５の駆動源としては、たとえば一軸ロボットなどが挙げられる。平行移動機構４４を駆動することにより、印刷ヘッド１０またはカメラ２０は、基板３の主面との平行状態を維持しながら、基板３に対して相対的に移動する。

以上が、オンデマンド型印刷装置１の主な構成であるが、オンデマンド型印刷装置１は、必要に応じて図１および図２に示すヘッド回転機構４０、加熱機構５０、またはテーブル回転機構４８を備えることもできる。

ヘッド回転機構４０は、印刷ヘッド１０をθ方向に回転させるものである。ヘッド回転機構４０を駆動することにより、印刷ヘッド１０のインク８の塗布ピッチが変更され、オンデマンド型印刷装置１の印刷解像度が変更される。これにより、基板３の変形状況に応じたインク８の塗布が、さらに確実に実行される。

加熱機構５０は、基板３の下方に配置されたテーブル４９を介して、基板３を常温以上の所定温度に加熱するものである。基板３に着弾したインク８の乾燥時間を短くするためには、加熱機構５０により、予め基板３を加熱するのが好ましい。基板３は温度上昇により熱膨張するが、基準マークＭに基づき、基板３の変形状況に応じた塗布位置の補正を行なえば、適切な位置にインク８を塗布できる。

テーブル回転機構４８は、テーブル４９を介して基板３のθ方向の傾きを補正するものであり、テーブル搬送機構４６とテーブル４９の間に配置される。テーブル回転機構４８の駆動源としては、たとえば、ダイレクトドライブモータが挙げられる。テーブル回転機構４８の駆動により、図形の傾きに応じた塗布位置の補正が可能となる。なお、テーブル回転機構４８を用いたθ方向の傾きの補正については、第２実施形態において説明する。

（基板へのインク塗布方法）
図３〜図６を参照して、第１実施形態に係る基板へのインク塗布方法を説明する。基板へのインク塗布方法は、図４に示すとおり、分割領域の設定Ｓ０と、基準マーク測定工程Ｓ１と、重心ずれ取得工程Ｓ２と、塗布位置取得工程Ｓ３と、インク塗布工程Ｓ４と、を備える。以下、これらの工程について順に説明する。

分割領域の設定Ｓ０では、図３（Ａ）および図３（Ｂ）示すように、基板３に複数の分割領域Ａａ〜Ａｉが設定される。分割領域Ａａ〜Ａｉの設定は、基板３の複数の基準マークｍを結ぶ複数の仮想線Ｌにより、基板３を仮想的に分割することにより行なわれる。複数の領域に分割するのは、後述する塗布位置取得工程Ｓ３において、それぞれの分割領域Ａａ〜Ａｉの変形状況に応じた塗布位置の補正をするためである。分割領域Ａの設定は、１枚の基板３ごとに設定されてもよいが、基板３の設計データをもとに、基板３の品種ごとに予め設定されるのが好ましい。

なお、以下において、仮想線Ｌにより分割された領域をそれぞれ分割領域Ａａ〜Ａｉと呼び、分割領域Ａａ〜Ａｉを総称して分割領域Ａと呼ぶ。第１実施形態で用いるその他のアルファベットの符号についても同様の扱いとする（「符号の説明」参照）。

基準マーク測定工程Ｓ１は、それぞれの分割領域Ａにおいて、基板３に形成された複数の基準マークＭの位置を測定する工程である。図１に示すように、平行移動機構４４を駆動することにより、カメラ２０が基板３の上方に配置され、基準マークＭの撮像が行なわれる。撮像された撮像データは、制御装置３０へ送信された後、演算処理され、それぞれの基準マークＭの位置が認識される。

重心ずれ取得工程Ｓ２は、それぞれの分割領域Ａにおいて、設計上の図形に対する実際の図形の位置ずれを求める工程である。その位置ずれを求める方法として、設計上の図形の重心および測定上の図形の重心に着目する。図形の重心に着目することにより、分割領域Ａの角部に大きな変形が起きたとしても、その影響をまともに受けることはなく、分割領域Ａの平均的な変形を把握できる。

以下、図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、重心の位置ずれを求める方法を説明する。なお、図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、図３（Ａ）で示した分割領域Ａａを抜き出して示した図である。

測定上の図形である測定図形Ｆは、基準マーク測定工程Ｓ１で得られた基準マークＭの位置により規定される図形である。具体的には、図５（Ａ）に示すとおり、測定図形Ｆａは、基準マークＭ１、Ｍ２、Ｍ５、Ｍ６を頂点として囲まれた四角形である。測定図形Ｆａの重心Ｇａの位置は、基準マークＭ１、Ｍ２、Ｍ５、Ｍ６の位置座標をもとに、制御装置３０にて演算することにより求められる。

設計上の図形である設計図形ｆは、設計上の基準マークｍの位置により規定される図形である。具体的には、図５（Ａ）に示すとおり、設計図形ｆａは、基準マークｍ１、ｍ２、ｍ５、ｍ６を頂点として囲まれた四角形である。設計図形ｆａの重心ｇａの位置は、基準マークｍ１、ｍ２、ｍ５、ｍ６の位置座標をもとに、制御装置３０にて演算することにより予め求められる。

分割領域Ａａにおける重心の位置ずれは、測定図形Ｆａの重心Ｇａの位置座標と、設計図形ｆａの重心ｇａの位置座標とを比較することにより求められる。他の分割領域Ａｂ〜Ａｉにおいても同様に、設計図形ｆｂ〜ｆｉの重心ｇｂ〜ｇｉに対する測定図形Ｆｂ〜Ｆｉの重心Ｇｂ〜Ｇｉの位置ずれが求められる。

塗布位置取得工程Ｓ３は、それぞれの分割領域Ａにおいて、測定図形Ｆと設計図形ｆの位置ずれに基づき、補正後の塗布位置Ｐを求める工程である。

具体的には、重心ずれ取得工程Ｓ２で得られた測定図形Ｆａの重心Ｇａと設計図形ｆａの重心ｇａの位置ずれに基づき、設計上の塗布位置ｐａを、位置ずれの起きた方向に対し、位置ずれの起きた距離だけずらして補正する。これにより、補正後の塗布位置Ｐａが求められる。

イメージで示すと、図５（Ｂ）に示すように、設計図形ｆａの重心ｇａが測定図形Ｆａの重心Ｇａと重なるように設計図形ｆａを移動させ、それに伴い、設計上の塗布位置ｐａも移動させることである。塗布位置ｐａの移動先が、補正後の塗布位置Ｐａとなる。これらの位置ずれに基づく補正演算も、制御装置３０にて実行される。他の分割領域Ａｂ〜Ａｉについても同様に、補正後の塗布位置Ｐｂ〜Ｐｉが求められる。

塗布位置Ｐの位置精度をさらに高めるためには、それぞれの分割領域Ａにおいて、以下に示す補正が行なわれる。その補正方法は、重心Ｇおよび重心ｇを一致させた上で、測定図形Ｆと設計図形ｆの変化比率Ｒに基づき、設計上の塗布位置ｐをさらにずらして補正する方法である。これによれば、設計図形ｆの縮尺を測定図形Ｆの縮尺に合わせて補正することになり、補正後の塗布位置Ｐ' の位置精度をさらに高めることができる。

以下、図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、この補正方法について説明する。なお、図６（Ａ）および図６（Ｂ）も、図３（Ａ）で示した分割領域Ａａを抜き出して示した図である。

図６（Ａ）に示すように、まず、測定図形Ｆａの重心Ｇａから基準マークＭ１、Ｍ２、Ｍ５、Ｍ６までの距離Ｄ１ａ〜Ｄ４ａが座標演算によりそれぞれ求められる。一方で、設計図形ｆａの重心ｇａから基準マークｍ１、ｍ２、ｍ５、ｍ６までの距離ｄ１ａ〜ｄ４ａが座標演算によりそれぞれ予め求められる。

その後、（式１）に示すように、重心Ｇから基準マークＭまでの距離と重心ｇから基準マークｍまでの距離との比を求め、それらの比の平均値が算出される。この平均値を、測定図形Ｆａと設計図形ｆａの変化比率Ｒａとする。
Ｒａ＝｛（Ｄ１ａ／ｄ１ａ＋Ｄ２ａ／ｄ２ａ＋Ｄ３ａ／ｄ３ａ＋Ｄ４ａ／ｄ４ａ）｝／４・・・（式１）
塗布位置Ｐａ' は、先に求めた塗布位置Ｐａの位置座標（重心ｇａを基準とした塗布位置Ｐａの位置座標）に、変化比率Ｒａを掛け合わせることにより求められる。

イメージで示すと、図６（Ｂ）に示すように、変化比率Ｒａに基づき、重心ｇａを基準として設計図形ｆａを相似形のまま縮小させ、この縮小にともない塗布位置Ｐａの位置座標を移動させることである。設計図形ｆａの縮小した図形が縮小図形ｆａ' であり、塗布位置Ｐａの移動先が、補正後の塗布位置Ｐａ' となる。

他の分割領域Ａｂ〜Ａｉにおいても同様に、変化比率Ｒｂ〜Ｒｉがそれぞれ求められ、設計図形ｆｂ〜ｆｉを相似形のまま縮小または拡大させることにより、補正後の塗布位置Ｐｂ' 〜Ｐｉ' がそれぞれ求められる。

なお、図６（Ａ）および図６（Ｂ）では、測定図形Ｆが縮小する過程を示したが、重心Ｇと基準マークＭとの距離ｄに基づき変化比率Ｒを求める方法を用いれば、変化比率Ｒａ＞１のように測定図形Ｆが拡大する場合であっても、同様の方法により塗布位置Ｐを補正できる。

また、重心Ｇと基準マークＭとの距離ｄに基づき変化比率Ｒを求める方法を用いれば、種々の設計図形ｆに対応した補正が可能となる。たとえば、設計図形ｆが、矩形、平行四辺形、台形などの四角形である場合のみならず、六角形などの多角形であっても塗布位置Ｐを補正できる。

また、第１実施形態では、塗布位置Ｐを点とみなして説明したが、２次元図形を描く場合は、２次元図形の頂点や変曲点を塗布位置Ｐとして扱うか、２次元図形そのものを点の集合体として扱い、塗布位置Ｐを補正すればよい。

インク塗布工程Ｓ４は、それぞれの分割領域Ａにおいて、インク８の塗布を行なう工程である。インク８の塗布に先立ち、平行移動機構４４を駆動することにより、基板３の上方のカメラ２０が退避し、基板３の上方に印刷ヘッド１０が配置される。その後、塗布位置取得工程Ｓ３で得られた補正後の塗布位置Ｐに基づき、インク８が塗布される。

実際に基板３へインク８を塗布するには、平行移動機構４４を駆動しながら印刷ヘッド１０からインク８を吐出することにより、分割領域Ａの塗布位置Ｐにインク８を塗布する。ヘッド回転機構４０を駆動することにより印刷ヘッド１０を回転させれば、インク８の塗布ピッチを容易に変更できる。

インク８を塗布する順序としては、まず、分割領域Ａａからインク８の塗布が開始される。一方で、図４に示すとおり、インク８の塗布を行なっている間に、制御装置３０にて、分割領域Ａｂにおける塗布位置ｐｂの補正演算が行なわれる。インク８の塗布動作と塗布位置ｐの補正演算が並行して実行されれば、塗布位置ｐの全ての補正演算を待つ必要なく、インク８の塗布動作を開始できる。これにより、基板へのインク塗布方法における一連の工程のスループットが向上する。

分割領域Ａａでのインク８の塗布が終了すれば、他の分割領域Ａｂ〜Ａｉについても同様に、補正後の塗布位置Ｐｂ〜Ｐｉに基づき、インク８の塗布が行なわれる。インク８の塗布後の厚みを厚くする場合は、基板３にインク８を重ね塗りすればよい。全ての分割領域Ａでのインク８の塗布が終了すれば、基板３へのインク塗布が終了する。

なお、基板３に着弾したインク８の乾燥時間を短くするために、インク塗布工程Ｓ４において、基板３を所定の温度に加熱することもできる。ただし、インク塗布工程Ｓ４と基準マーク測定工程Ｓ１における基板３の熱膨張量を同じにするため、基準マーク測定工程Ｓ１でも加熱する必要がある。その場合、基準マーク測定工程Ｓ１およびインク塗布工程Ｓ４での基板３の加熱温度は、同じ温度とするのが好ましい。

［第２実施形態］
（基板へのインク塗布方法）
第２実施形態は、図形のθ方向の傾きを補正した上で、塗布位置を補正する実施形態である。これにより、図形のθ方向に変形が起きたとしても、適切な位置にインク８を塗布できる。第１実施形態と共通する構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態に係る基板へのインク塗布方法は、図７に示すとおり、分割領域の設定Ｓ０と、第１の基準マーク測定工程ＳＡと、傾き角取得工程ＳＢと、第２の基準マーク測定工程ＳＣと、重心ずれ取得工程Ｓ２と、塗布位置取得工程Ｓ３と、インク塗布工程ＳＤと、を備える。第１の基準マーク測定工程ＳＡおよび傾き角取得工程ＳＢは、それぞれの分割領域Ａにおける図形の傾きを把握するための工程である。

以下、図７、図８（Ａ）および図８（Ｂ）を参照し、図形の傾きの補正方法について説明する。なお、図８（Ａ）および図８（Ｂ）も、図３（Ａ）で示した分割領域Ａａを抜き出して示した図である。

分割領域の設定Ｓ０は、第１実施形態の場合と同様に、基板３を仮想的に分割し、基板３に複数の分割領域Ａａ〜Ａｉを設定するものである。

第１の基準マーク測定工程ＳＡは、分割領域Ａにおける複数の基準マークＭ１〜Ｍ１６を測定する工程である。なお、後に出てくる工程と区別するため、ここでのマークの測定を第１の基準マーク測定工程ＳＡと呼び、後に出てくる工程でのマークの測定を第２の基準マーク測定工程ＳＣと呼ぶ。

傾き角取得工程ＳＢは、それぞれの分割領域Ａにおいて、傾斜図形ＦＡの傾き角αを求める工程である。ここでいう傾斜図形ＦＡとは、図５（Ａ）の測定図形Ｆに対しθ方向に傾いた図形のことを指す。傾斜図形ＦＡは、第１の基準マーク測定工程ＳＡで得られた基準マークＭの位置により規定される図形である。具体的には、図８（Ａ）に示すとおり、傾斜図形ＦＡａは、第１の基準マーク測定工程ＳＡで得られた基準マークＭ１、Ｍ２、Ｍ５、Ｍ６を頂点として囲まれた四角形である。

傾き角αは、第１の基準マーク測定工程ＳＡで得られた基準マークＭおよび傾斜図形ＦＡの重心ＧＡを結ぶ直線と、所定の基準線と、により形成される角度である。具体的な傾き角αの求め方について、図８（Ａ）を参照して説明する。まず、基準マークＭ１と傾斜図形ＦＡａの重心ＧＡａとを結ぶ直線と、設計上の基準線Ｌ０との角度α１ａが座標演算により求められる。同様に、基準マークＭ５と重心ＧＡａとを結ぶ直線と、基準線Ｌ０との角度α２ａが求められる。一方で、基準マークｍ１と設計図形ｆａの重心ｇａとを結ぶ直線と、基準線Ｌ０との角度α１が座標演算により求められる。同様に、基準マークｍ５と重心ｇａとを結ぶ直線と、基準線Ｌ０との角度α２が求められる。

そして、（式２）に示すように、基準マークＭ１またはＭ５に対応する箇所での角度差をそれぞれ求め、それらの角度差の平均値が算出される。この平均値を、分割領域Ａａでの傾き角αａとする。

αａ＝｛（α１ａ―α１）＋（α２ａ―α２）｝／２ ・・・・（式２）
他の分割領域Ａｂ〜Ａｉについても同様に、傾斜図形ＦＡｂ〜ＦＡｉの重心ＧＡｂ〜ＧＡｉが求められ、傾き角αｂ〜αｉが求められる。

第２の基準マーク測定工程ＳＣは、それぞれの分割領域Ａにおいて、傾斜図形ＦＡをθ方向に回転させて傾きを補正した上で、複数の基準マークＭを測定する工程である。回転させる角度は、傾き角取得工程ＳＢで得られた傾き角αである。θ方向の回転は、テーブル回転機構４８を駆動することにより行なわれる。

具体的には、図７および図８（Ｂ）に示すとおり、分割領域Ａａにおいて、傾斜図形ＦＡａを傾き角αａだけ回転させ、傾きを補正した後、基準マークＭ１、Ｍ２、Ｍ５、Ｍ６の測定が行なわれる。他の分割領域Ａｂ〜Ａｉにおいても同様に、求めた傾き角αｂ〜αｉを回転させた後、基準マークＭの測定が行なわれる。

重心ずれ取得工程Ｓ２は、第１実施形態の場合と同様に、それぞれの分割領域Ａａにおいて、第２の基準マーク測定工程ＳＣで得られた情報に基づき、測定図形Ｆの重心Ｇと設計図形ｆの重心ｇの位置ずれを求める工程である。

塗布位置取得工程Ｓ３も、第１実施形態の場合と同様であり、それぞれの分割領域Ａにおいて、測定図形Ｆと設計図形ｆの位置ずれに基づき、補正後の塗布位置Ｐを求める工程である。

インク塗布工程ＳＤは、それぞれの分割領域Ａにおいて、傾斜図形ＦＡをθ方向に回転させて傾きを補正した上で、インク８を塗布する工程である。回転させる角度は、傾き角取得工程Ｓ１Ｂで得られた傾き角αである。θ方向の回転は、テーブル回転機構４８を駆動することにより行なわれる。

具体的には、図７に示すとおり、分割領域Ａａにおいて、傾斜図形ＦＡａに対し傾き角αａを回転させた後、塗布位置取得工程Ｓ３で得られた補正後の塗布位置Ｐａに基づいて、基板３にインク８が塗布される。他の分割領域Ａｂ〜Ａｉにおいても同様に、補正後の塗布位置Ｐｂ〜Ｐｉに基づいて、インク８が塗布される。

なお、基板３に着弾したインク８の乾燥時間を短くするためには、基板３を常温以上の所定温度に加熱した状態で、第１の基準マーク測定工程ＳＡ、第２の基準マーク測定工程ＳＣおよびインク塗布工程ＳＤが実行される。

上述したそれぞれの実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものでなく、技術的思想の同一性が認められる範囲で種々の変形が可能である。

たとえば、図９に示すように、それぞれの分割領域Ｂａ〜Ｂｉは異なる形状や大きさでもよい。また、それぞれの分割領域Ｂａ〜Ｂｉにおける基準マークＭの数は４個に限られない。基準マークＭの数が６個または１２個の場合でも、それらの基準マークＭを用いて測定図形Ｆの重心Ｇ、変化比率Ｒ、傾き角αなどを求め、塗布位置を補正できる。

また、変化比率Ｒは、重心Ｇを使って求めるのでなく、たとえば、測定図形Ｆの面積と設計図形ｆの面積とを比較することにより求めてもよいし、測定図形Ｆにおける隣り合う基準マークＭ同士の距離の平均値と設計図形ｆにおける隣り合う基準マークｍ同士の距離の平均値とを比較することにより求めてもよい。

１：オンデマンド型印刷装置
３：基板
４：基板本体
５：外部電極
８：インク
１０：印刷ヘッド
２０：カメラ
３０：制御装置
４０：ヘッド回転機構
４４：平行移動機構
４５：カメラ搬送機構
４６：テーブル搬送機構
４７：ヘッド搬送機構
４８：テーブル回転機構
４９：テーブル
５０：加熱機構
Ｓ０：分割領域の設定
Ｓ１：基準マーク測定工程
Ｓ２：重心ずれ取得工程
Ｓ３：塗布位置取得工程
Ｓ４、ＳＤ：インク塗布工程
ＳＡ：第１の基準マーク測定工程
ＳＢ：傾き角取得工程
ＳＣ：第２の基準マーク測定工程
Ｌ：仮想分割線
Ａ、Ａａ〜Ａｉ：分割領域
ｍ、ｍ１〜ｍ１６：設計上の基準マーク
Ｍ、Ｍ１〜Ｍ１６：基板３に形成された基準マーク
ｆ、ｆａ〜ｆｉ：設計図形
Ｆ、Ｆａ〜Ｆｉ：測定図形
ｇ、ｇａ〜ｇｉ：設計図形の重心
Ｇ、Ｇａ〜Ｇｉ：測定図形の重心
ｄ：重心ｇから基準マークｍまでの距離
Ｄ：重心Ｇから基準マークＭまでの距離
Ｒ、Ｒａ〜Ｒｉ：変化比率
ｐ：設計上の塗布位置
Ｐ、Ｐ' ：補正後の塗布位置
ＦＡ、ＦＡａ〜ＦＡｉ：傾斜図形
ＧＡ、ＧＡａ〜ＧＡｉ：傾斜図形の重心
Ｌ０：設計上の基準線
α、αａ〜αｉ：傾斜図形の傾き角

Claims (8)

1. 複数の基準マークを有する基板へのインク塗布方法であって、
   前記複数の基準マークを結ぶ複数の仮想線により前記基板を仮想的に分割し、前記基板に、連続した複数の分割領域を設定した上で、
   それぞれの前記分割領域において、
   前記複数の基準マークの位置を測定する基準マーク測定工程と、
   前記基準マーク測定工程で得られた複数の基準マークの位置により規定される測定図形の重心と、設計上の複数の基準マークの位置により規定される設計図形の重心と、を比較することにより前記測定図形と前記設計図形との重心の位置ずれを取得する重心ずれ取得工程と、
   前記重心の位置ずれに基づき、設計上の塗布位置をずらして補正することにより、補正後の塗布位置を取得する塗布位置取得工程と、
   前記補正後の塗布位置に基づき、オンデマンド型印刷方式により前記基板にインクを塗布するインク塗布工程と、
   を備える基板へのインク塗布方法。
2. 前記塗布位置取得工程は、さらに、前記測定図形および前記設計図形の各々の基準マークに基づき算出される寸法および面積のうちの一方の値を前記測定図形および前記設計図形の各々について取得し、前記測定図形および前記設計図形の各々について取得した前記一方の値同士を比較することにより、前記測定図形および前記設計図形の前記一方の値同士の比率である変化比率を求め、前記変化比率に基づき、前記設計上の塗布位置をずらして補正することを特徴とする請求項１に記載された基板へのインク塗布方法。
3. 前記一方の値とは、前記測定図形および前記設計図形の各々の基準マークに基づき算出される寸法であり、
   前記塗布位置取得工程の前記変化比率は、前記基準マーク測定工程で得られた複数の基準マークから前記測定図形の重心までの距離と、設計上の複数の基準マークから前記設計図形の重心までの距離と、を比較することにより求めることを特徴とする請求項２に記載された基板へのインク塗布方法。
4. 前記基準マーク測定工程および前記インク塗布工程は、前記基板が、同じ温度に加熱された状態で実行されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載された基板へのインク塗布方法。
5. 複数の基準マークを有する基板へのインクの塗布方法であって、
   前記複数の基準マークを結ぶ複数の仮想線により前記基板を仮想的に分割し、前記基板に、連続した複数の分割領域を設定した上で、
   それぞれの前記分割領域において、
   前記基準マークの位置を測定する第１の基準マーク測定工程と、
   前記第１の基準マーク測定工程で得られた複数の基準マークの位置により規定される傾斜図形と、設計上の複数の基準マークの位置により規定される設計図形と、を比較することにより、前記傾斜図形の前記設計図形に対する傾き角を取得する傾き取得工程と、
   前記傾き角を用いて前記傾斜図形の傾きを補正した上で、前記複数の基準マークの位置を測定する第２の基準マーク測定工程と、
   前記第２の基準マーク測定工程で得られた複数の基準マークの位置により規定される測定図形の重心と、前記設計図形の重心と、を比較することにより前記測定図形と前記設計図形との重心の位置ずれを取得する重心ずれ取得工程と、
   前記重心の位置ずれに基づき、設計上の塗布位置をずらして補正することにより、補正後の塗布位置を取得する塗布位置取得工程と、
   前記傾き角を用いて前記傾斜図形の傾きを補正した上で、前記補正後の塗布位置に基づいて、オンデマンド型印刷方式により前記基板にインクを塗布するインク塗布工程と、
   を備える基板へのインク塗布方法。
6. 前記塗布位置取得工程は、さらに、前記測定図形および前記設計図形の各々の基準マークに基づき算出される寸法および面積のうちの一方の値を前記測定図形および前記設計図形の各々について取得し、前記測定図形および前記設計図形の各々について取得した前記一方の値同士を比較することにより、前記測定図形および前記設計図形の前記一方の値同士の比率である変化比率を求め、前記変化比率に基づき、前記設計上の塗布位置をずらして補正することを特徴とする請求項５に記載された基板へのインク塗布方法。
7. 前記一方の値とは、前記測定図形および前記設計図形の各々の基準マークに基づき算出される寸法であり、
   前記塗布位置取得工程の前記変化比率は、前記第２の基準マーク測定工程で得られた複数の基準マークから前記測定図形の重心までの距離と、設計上の複数の基準マークから前記設計図形の重心までの距離と、を比較することにより求めることを特徴とする請求項６に記載された基板へのインク塗布方法。
8. 前記第１の基準マーク測定工程、前記第２の基準マーク測定工程および前記インク塗布工程は、前記基板が、同じ温度に加熱された状態で実行されることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載された基板へのインク塗布方法。

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