WO2018043537A1 - 液体塗布ユニットおよび液体塗布装置 - Google Patents
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- B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
- B05C1/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to separate articles
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
Definitions
- the present invention relates to a liquid application unit and a liquid application device, and more particularly to a liquid application unit and a liquid application device for applying a liquid material to an object using an application needle.
- Printed electronics technology for forming fine circuits such as RFID tags by a printing (coating) method is rapidly developing.
- a method using an application needle is one of the options in that fine application is possible using a material having a wide range of viscosity.
- Patent Document 1 As a method of performing fine application using an application needle, there is a method of using an application unit as described in JP-A-2015-112576 (Patent Document 1).
- the liquid material is contained in a liquid material container.
- the liquid material container two holes that connect the internal space and the outside and allow the application needle to pass therethrough are formed above and below the internal space containing the liquid material.
- the application unit includes a first state in which the tip of the application needle is immersed in the liquid material in the liquid material container, that is, a state in which the application needle is inserted through only the upper hole, and a position lower than the liquid material container.
- the second state in which the liquid material protrudes and can apply the liquid material to the object that is, the state in which the application needle is inserted into both the upper and lower holes is provided so as to be switchable.
- the application unit can also apply a highly viscous liquid material containing metal powder.
- a part of the liquid material adhering to the application needle adheres to the annular region, and the liquid material wets and spreads on the annular region and below the lower hole surrounded by the annular region.
- a part of the liquid material stored in the liquid material container flows along the inner peripheral surface of the lower hole to the annular region of the liquid material container and spreads wet. As a result, accumulation of the liquid material occurs.
- the liquid material pool can be a supply source of the liquid material to the coating needle.
- the application needle is switched from the first state to the second state, the application needle is immersed in such a reservoir of liquid material. Therefore, the amount of the liquid material adhering to the application needle in the second state changes according to the amount of the liquid material pool.
- the amount of the liquid material applied to the object changes according to the number of times of application when the liquid material is applied continuously a plurality of times.
- a main object of the present invention is to provide a liquid application unit and a liquid application apparatus in which a change in application amount when a high-viscosity liquid material is continuously applied a plurality of times is suppressed as compared with conventional liquid application units and liquid application apparatuses. Is to provide.
- a liquid application unit is a liquid application unit for applying a liquid material to the surface of an object using an application needle, the application needle, a liquid material container storing the liquid material, and a liquid material container
- a drive unit that raises and lowers the application needle is provided.
- the liquid material container a space for storing the liquid material and a first hole and a second hole for allowing the application needle to pass through the space are formed.
- the first hole is formed below the space in the gravity direction.
- the second hole is formed on the opposite side of the first hole across the space.
- the liquid material container includes a water repellent layer formed so as to extend from at least the inner peripheral surface of the first hole to a partial region surrounding the first first hole in the outer peripheral surface of the liquid material container.
- a liquid application unit and a liquid application device in which a change in application amount when a high-viscosity liquid material is continuously applied a plurality of times is suppressed compared to conventional liquid application units and liquid application devices. Can be provided.
- a liquid application unit 100 is for applying a liquid material to the surface of a substrate 140 (see FIG. 3) as an object using an application needle 1. It is.
- the liquid application unit 100 mainly includes an application needle 1, a servo motor 2, a base part 3, a liquid material container 5, and a container holding part 4.
- Application needle 1 has one end and the other end (needle tip 1E shown in FIGS. 3 and 6).
- the needle tip 1E of the application needle 1 only needs to have an arbitrary shape, but has, for example, a conical shape.
- the outer diameter of the part having one end of the application needle 1 (part 1B shown in FIGS. 3 and 6) is larger than the outer diameter of the part having the other end of the application needle 1 (part 1A shown in FIGS. 3 and 6). Is also big.
- One end of the application needle 1 is connected to a driven member 7 (application needle holder 11, application needle holder housing part 12, application needle holder fixing part 13, cam coupling part 15, and bearing 16) described later.
- the applicator needle 1 is provided so as to be movable along the direction of gravity by the servo motor 2 together with the driven member 7.
- the needle tip 1E of the application needle 1 is accommodated in a liquid material container 5 described later, and the needle tip 1E of the application needle 1 is the substrate.
- the second state that can contact the surface of 140 can be changed.
- the gravity direction is, for example, a direction along the axial direction of the application needle 1, and is, for example, the gravity direction (Z-axis direction in FIG. 1). 1 and 2 show the liquid application unit 100 in the first state.
- the liquid application unit 100 is provided by the cam member 6 and the driven member 7 so that the rotational movement of the servo motor 2 can be converted into movement (vertical movement) in the gravity direction of the application needle 1.
- the servo motor 2 has a rotating part 21 provided to be rotatable around an axis extending in the direction of gravity.
- a cam member 6 is connected to the rotating portion 21.
- the cam member 6 is rotatable around the rotation axis of the servo motor 2.
- An upper surface (surface on the servo motor 2 side) of the cam member 6 is a cam surface 6A.
- the cam surface 6 ⁇ / b> A is in contact with the outer peripheral surface of the outer ring of the bearing 16 of the driven member 7.
- the base unit 3 holds the application needle 1, the driven member 7, the servo motor 2, and the container holding unit 4.
- the base portion 3 includes a guide portion 33 that guides the movement of the driven member in the gravity direction and restricts the movement in a direction other than the gravity direction.
- the container holding part 4 is connected to the part located at the lowest position in the base part 3.
- the container holding unit 4 holds a liquid material container 5.
- the container holding unit 4 includes, for example, a magnet, and holds the liquid material container 5 by a magnetic force generated by the magnet.
- a space 50 for storing the liquid material L (see FIG. 3) is formed.
- a first hole 51 that connects the lower end of the space 50 and the outside is formed at the bottom of the liquid material container 5.
- a second hole 52 that connects the upper end of the space 50 and the outside is formed in the upper part of the liquid material container 5.
- the shape of the first hole 51 and the second hole 52 may be any shape, for example, a circular shape.
- the 1st hole 51 and the 2nd hole 52 are provided so that it may overlap in the direction of gravity.
- the hole axis of the first hole 51 and the hole axis of the second hole 52 are provided, for example, so as to overlap in the direction of gravity.
- FIG. 3 shows the application needle 1 and the liquid material container 5 of the liquid application unit 100 in the first state.
- FIG. 6 shows the application needle 1 and the liquid material container 5 of the liquid application unit 100 in the second state.
- the liquid material container 5 has a wall portion 54 formed so as to surround the first hole 51 on the outer peripheral surface thereof, and projects downward from the wall portion 54. And the convex portion 55.
- each of the wall portion 54 and the convex portion 55 is provided in an annular shape with the hole axis of the first hole 51 as a center, for example.
- the liquid material L is not shown.
- the inner peripheral end of the wall portion 54 in the plan view is connected to the lower end of the first hole 51.
- the outer peripheral end portion of the wall portion 54 in the plan view is connected to the upper end (root portion) of the convex portion 55.
- the wall portion 54 has a first surface 54A and a second surface 54B as lower surfaces facing the surface of the substrate 140 as an object.
- the first surface 54A is formed, for example, so as to extend in a direction intersecting the gravity direction and the horizontal direction.
- the second surface 54B is formed to extend along the horizontal direction, for example.
- An inner peripheral portion connected to the lower end of the first hole 51 in the wall portion 54 has, for example, a first surface 54A.
- the outer peripheral part connected to the convex part 55 in the wall part 54 has the 2nd surface 54B, for example.
- the smaller angle is, for example, more than 0 degree and less than 90 degrees, for example, 30 degrees or more and 60 degrees or less.
- the width of the first surface 54A in the radial direction around the hole axis of the first hole 51 is, for example, not less than 0.05 mm and not more than 1 mm, for example, about 0.2 mm.
- the width of the second surface 54B in the radial direction is, for example, not less than 0.05 mm and not more than 1 mm, for example, about 0.2 mm.
- the inner peripheral end of the convex portion 55 in the plan view is connected to the outer peripheral end of the wall portion 54.
- the convex portion 55 is formed so as to surround the periphery of the wall portion 54.
- the convex portion 55 has, for example, a top surface 55T extending along the horizontal direction and a side surface 55S extending along the gravity direction.
- the inner peripheral end of the top surface 55T is connected to the lower end of the side surface 55S.
- the top surface 55T is, for example, the lowermost surface on the outer peripheral surface of the liquid material container 5.
- the side surface 55S is closer to the hole axis of the first hole 51 than, for example, other side surfaces connected to the top surface 55T.
- the upper end of the side surface 55S is connected to the outer peripheral end portion of the second surface of the wall portion 54. That is, the first surface 54 ⁇ / b> A, the second surface 54 ⁇ / b> B of the wall portion 54, the side surface 55 ⁇ / b> S of the convex portion 55, and the top surface 55 ⁇ / b> T are sequentially connected in the radial direction with the hole axis of the first hole 51 as the central axis.
- Each of the first surface 54A, the second surface 54B, the side surface 55S and the top surface 55T of the convex portion 55 may be a curved surface, but is a flat surface, for example.
- the height of the convex portion 55 with respect to the second surface 54B of the wall portion 54 is, for example, 0.05 mm or more and 1 mm or less, for example, about 0.1 mm.
- the width of the convex portion 55 in the radial direction around the hole axis of the first hole 51 is, for example, 0.05 mm or more and 1 mm or less, for example, about 0.1 mm.
- the liquid material container 5 includes a water repellent layer 9 formed so as to extend from the inner peripheral surface of the first hole 51 to a partial region surrounding the first hole 51 in the outer peripheral surface of the liquid material container 5.
- the partial region includes the first surface 54A and the second surface 54B of the wall portion 54, and the side surface 55S and the top surface 55T of the convex portion 55. That is, the water repellent layer 9 is formed so as to cover the inner peripheral surface of the first hole 51, the first surface 54A and the second surface 54B of the wall portion 54, the side surface 55S and the top surface 55T of the convex portion 55.
- the water repellent layer 9 has higher water repellency than the liquid material container 5.
- the material constituting the water-repellent layer 9 may be any material that is more water-repellent than the material constituting the liquid material container 5, and is, for example, a fluororesin.
- the water repellent layer 9 has a contact angle with water larger than 0 °.
- the water repellent layer 9 has a contact angle with water of 45 ° or more.
- the water repellent layer 9 can be formed by any method, but is formed by, for example, partially forming a fluorine-based resin coating material on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the liquid material container 5. .
- a mask film is formed on the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the liquid material container 5 so as to open only the region where the water repellent layer 9 is to be formed and cover other regions.
- a fluororesin coating material is formed on the entire outer peripheral surface and inner peripheral surface of the liquid material container 5.
- the mask film is peeled off and removed from the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the liquid material container 5, whereby the coating layer formed on the mask film is removed.
- the film formation of the water repellent layer 9 may be performed by, for example, a plasma processing method. In this case, for example, a fluorine-based gas is used as the process gas.
- the lower surface of the liquid material L stored in the liquid material container 5 is formed on the first surface 54A of the wall portion 54. It is provided in contact with the water layer 9.
- the hole diameter of the first hole 51 is greater than or equal to the outer diameter of the portion 1A of the application needle 1 and less than the outer diameter of the portion 1B.
- the diameter of the second hole 52 is, for example, greater than the outer diameter of the portion 1B of the application needle 1.
- the driven member 7 includes an application needle holder 11, an application needle holder accommodating portion 12, an application needle holder fixing portion 13, a cam coupling portion 15, and a bearing 16.
- the driven member 7 is restricted by the guide portion 33 from moving in directions other than the direction of gravity, for example, moving in the intersecting direction.
- the follower member is restricted from moving in a direction other than the gravitational direction, for example, moving in the intersecting direction, by the guide portion 33 above the container holding portion 4 to be described later.
- the application needle holder 11 holds the application needle 1 as described above.
- the application needle holder 11 is accommodated in the application needle holder accommodating part 12 so that attachment or detachment is possible.
- the application needle holder accommodating portion 12 is fixed to the application needle holder fixing portion 13.
- the cam connecting portion 15 is fixed to the application needle holder fixing portion 13 and the inner ring (not shown) of the bearing 16.
- the inner ring of the bearing 16 is fixed to, for example, a portion of the cam coupling portion 15 that is positioned above the gravity direction of the portion connected to the application needle holder fixing portion 13.
- the outer ring of the bearing 16 is slidably connected to the cam member 6 (details will be described later).
- the outer peripheral surface of the outer ring of the bearing 16 is a sliding surface that can slide in contact with the cam surface 6A.
- the cam surface 6A 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 lower surface of the cam member 6 (the surface on the application needle 1 side) varies. .
- the cam surface 6A is disposed at a distance from the upper end flat region where the distance from the lower surface of the cam member 6 is the largest, and the upper end flat region, and the distance from the lower surface of the cam member 6 is the largest.
- a small lower end flat region and a slope portion connecting between the upper end flat region and the lower end flat region are included.
- the upper end flat region is a region in contact with the outer peripheral surface of the bearing 16 in FIGS. 1 and 2.
- the tension applying unit 8 includes a first part 81, a second part 82, and an elastic part 83.
- the elastic part 83 has one end and the other end. One end of the elastic part 83 is fixed to the first part 81, and the other end of the elastic part 83 is fixed to the second part 82.
- the first part 81 is fixed to the base part 3.
- the second part 82 is fixed to the application needle holder fixing part 13 above the first part 81.
- the elastic part 83 is provided between one end and the other end so as to be elastically deformable.
- the elastic part 83 is, for example, a spring member.
- the elastic portion 83 is provided so as to be able to apply a force directed downward in the direction of gravity to the driven member when in the first state and the second state.
- the force by the elastic portion 83 acts on the bearing 16 via the second portion 82, the application needle holder fixing portion 13, and the cam connecting portion 15.
- the tension applying unit 8 is provided so as to be able to maintain the state in which the bearing 16 is pressed against the cam surface 6A of the cam member 6 in both the first state and the second state.
- the distance in the direction of gravity between the first part 81 and the second part 82 is provided to be changeable by the adjusting part 84.
- the adjustment part 84 is provided so that the magnitude
- the liquid coating apparatus 200 includes the liquid coating unit 100 described above.
- the liquid coating apparatus 200 includes a liquid coating unit 100, an observation optical system 110, a CCD camera 111 connected to the observation optical system 110, a Z-axis table 120, an X-axis table 121, a Y-axis table 122, and a base.
- a stand 123 and a control unit 130 are included.
- the observation optical system 110 is provided for observing the application position of the substrate 140 to be applied.
- the CCD camera 111 of the observation optical system 110 converts the observed image into an electrical signal.
- the liquid application unit 100 and the observation optical system 110 are mounted on the moving body of the Z-axis table 120.
- the liquid application unit 100 and the observation optical system 110 are supported by the Z-axis table 120 so as to be movable in the Z-axis direction in FIG.
- the Z-axis table 120 is mounted on the moving body of the X-axis table 121.
- the Z-axis table 120 is supported by the X-axis table 121 so as to be movable in the X-axis direction in FIG.
- the substrate 140 to be applied is placed on the moving body of the Y-axis table 122. Thereby, the substrate 140 to be coated is supported by the Y-axis table 122 so as to be movable in the Y-axis direction in FIG.
- the Y-axis table 122 is installed on the upper surface of the base 123.
- the Y-axis table 122 is provided so that a substrate 140 as an object can be mounted.
- the Y-axis table 122 is provided so as to be movable in the Y-axis direction.
- the Z-axis direction in FIG. 7 is a direction along the direction of gravity.
- the control unit 130 includes an operation panel 131, a monitor 132, and a control computer 133.
- the control unit 130 controls the liquid application unit 100, the observation optical system 110, the Z-axis table 120, the X-axis table 121, and the Y-axis table 122.
- the operation panel 131 is used for inputting a command to the control computer 133.
- the monitor 132 displays image data converted by the CCD camera 111 of the observation optical system 110 and output data from the control computer 133.
- the X-axis table 121, the Y-axis table 122, and the Z-axis table 120 are set so that the first application position of the application position of the substrate 140, which is the application object, is located immediately below the observation optical system 110. Is moved. The application position of the substrate 140 is observed and determined by the observation optical system 110. The substrate 140 is moved by the X-axis table 121, the Y-axis table 122, and the Z-axis table 120 so that the coating position determined in this way comes directly below the liquid coating unit 100. The liquid application unit 100 at this time is in the first state.
- the liquid material is applied to the application position of the substrate 140 by setting the liquid application unit 100 to the second state at the determined application position. Thereafter, the liquid application unit 100 is again in the first state. Further, the substrate 140 is moved by the X-axis table 121, the Y-axis table 122, and the Z-axis table 120 so that the next application position is directly below the liquid application unit 100. After the movement is completed, the liquid application unit 100 is brought into the second state, whereby the liquid material is applied to the application position of the substrate 140.
- Each of these steps can be performed repeatedly in succession. As a result, a predetermined circuit pattern can be formed on the upper surface of the substrate 140 in a short time by the liquid application method according to the present embodiment.
- the liquid application unit 100 is a liquid application unit for applying a liquid material to the surface of an object using the application needle 1.
- the liquid application unit 100 includes an application needle 1, a liquid material container 5 that stores the liquid material L, and a drive unit 2 that moves the application needle 1 up and down relative to the liquid material container 5.
- the liquid material container 5 is formed with a space 50 for storing the liquid material L, and a first hole 51 and a second hole 52 for allowing the application needle 1 to pass through the space 50.
- the first hole 51 is formed below the space 50 in the direction of gravity.
- the second hole 52 is formed on the opposite side of the first hole 51 across the space 50.
- the liquid material container 5 includes a water repellent layer 9 formed so as to extend from the inner peripheral surface of the first hole 51 to a partial region surrounding the first hole 51 in the outer peripheral surface of the liquid material container 5. .
- a distribution path when the liquid material L spreads from the space 50 of the liquid material container 5 onto the outer peripheral surface of the liquid material container 5 and a distribution path when the liquid material L spreads wet on the outer peripheral surface of the liquid material container 5 via the application needle 1 Is formed between the inner peripheral surface of the first hole 51 and a part of the outer peripheral surface of the liquid material container 5 surrounding the first hole 51.
- the water repellent layer 9 is formed so as to extend from the inner peripheral surface of the first hole 51 to a part of the outer peripheral surface of the liquid material container 5 surrounding the first hole 51.
- the liquid material L is less likely to spread on the outer peripheral surface of the liquid material container 5 (for example, the first surface 54A and the second surface 54B of the wall portion 54). Therefore, in the liquid application unit 100, the liquid material L is not formed on the second surface 54B even in the first state and the second state after the liquid material L is continuously applied a plurality of times. Instead, a state substantially equivalent to the first state shown in FIG. 3 and the second state shown in FIG. 6 can be maintained. Therefore, in the liquid application unit 100, for example, the liquid material L is less likely to accumulate on the second surface 54B of the wall portion 54 adjacent to the first hole 51, compared to the conventional liquid application unit. It is difficult to increase the size of the pool. As a result, in the liquid application unit 100, the change in the application amount when the high-viscosity liquid material L is continuously applied a plurality of times is suppressed as compared with the conventional liquid application unit.
- the liquid material container 5 is formed so as to surround the periphery of the first hole 51 on the outer peripheral surface of the liquid material container 5 and the periphery of the wall portion 54.
- the convex part 55 which protrudes below rather than the wall part 54 is included.
- the partial region includes the first surface 54A and the second surface 54B that face the surface of the substrate 140 as an object in the wall portion 54, the top surface 55T of the convex portion 55, the top surface 55T of the convex portion 55, and the wall.
- a side surface 55S of the convex portion 55 that connects the first surface 54A and the second surface 54B of the portion 54.
- the water repellent layer 9 extends from the inner peripheral surface of the first hole 51 to the first surface 54A, the second surface 54B, the side surface 55S of the convex portion 55, and the top surface 55T of the convex portion 55. , So as to extend.
- the liquid application unit 100 compared to the conventional liquid application unit, the accumulation of the liquid material L is less likely to occur on the second surface 54B, and the accumulation of the liquid material L is less likely to occur on the first surface 54A, the second surface 54B, and the side surfaces. It is difficult to form a line on 55S and top surface 55T. As a result, in the liquid application unit 100, the change in the application amount when the high-viscosity liquid material L is continuously applied a plurality of times is suppressed as compared with the conventional liquid application unit.
- the liquid application unit 100 according to the present embodiment may have the following configuration, for example.
- the liquid material container 5 may not include the convex portion 55.
- the second surface 54 ⁇ / b> B of the wall 54 is in the radial direction with the hole axis of the first hole 51 as the central axis. Widely provided.
- the width of the second surface 54B of the wall 54 in the radial direction with the hole axis of the first hole 51 as the central axis is, for example, not less than 0.1 mm and not more than 2 mm, for example, about 0.2 mm.
- the water repellent layer 9 is formed to extend from the inner peripheral surface of the first hole 51 to the first surface 54A and the second surface 54B of the wall portion 54. Therefore, in such a modification of the liquid application unit 100 as well, the liquid material L accumulates on the second surface 54B of the wall portion 54 adjacent to the first hole 51, as compared with the conventional liquid application unit. It is difficult to increase the size of the liquid material L pool. As a result, the modification shown in FIG. 8 can achieve the same effects as the liquid application unit 100.
- the water repellent layer 9 may be formed on the entire surface of the liquid material container 5.
- the entire surface of the liquid material container 5 includes the outer peripheral surface of the liquid material container 5 and the inner peripheral surface of the liquid material container 5.
- the inner peripheral surface of the liquid material container 5 has inner peripheral surfaces of the first hole 51 and the second hole 52 and a surface facing the space 50.
- the water repellent layer 9 is formed on the second surface 54B of the wall portion 54 adjacent to the first hole 51, so that the liquid is applied on the second surface 54B.
- the accumulation of the material L is difficult to occur.
- the modification shown in FIG. 9 can achieve the same effects as the liquid application unit 100 described above.
- the water repellent layer 9 in the modification can be formed more easily than the water repellent layer 9 in the liquid application unit 100.
- the water repellent layer 9 in the modification can be formed without forming a mask film on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the liquid material container 5. Therefore, the manufacturing cost of the liquid application unit according to the modification is reduced as compared with the liquid application unit 100.
- the water repellent layer 9 may be formed by modifying the material constituting the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the liquid material container 5, for example.
- the liquid application unit 100 according to the present invention and the liquid application apparatus 200 including the liquid application unit 100 are, for example, an application of a conductive material in the mounting of a crystal resonator, and a catalyst material for a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) gas sensor. It can be suitably used for applications in which a small amount of liquid material is stably applied, such as application and application of an adhesive to an LED (Light Emitting Diode).
- MEMS Micro Electro Mechanical Systems
- the present invention is particularly advantageously applied to a liquid application unit including a liquid material container in which a highly viscous liquid material is stored, and a liquid material application apparatus including the liquid application unit.
Landscapes
- Coating Apparatus (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Abstract
高粘度の液体材料を複数回連続して塗布する際の塗布量の変化が従来の液体塗布ユニットおよび液体塗布装置と比べて抑制されている液体塗布ユニットおよび液体塗布装置を提供する。液体塗布ユニットは、塗布針(1)と、液体材料(L)を貯留する液体材料容器(5)と、液体材料容器(5)に対し塗布針(1)を昇降させる駆動部とを備える。液体材料容器(5)には、液体材料(L)を貯留するための空間(50)と、空間(50)に塗布針(1)を挿通させるための第1孔(51)および第2孔(52)が形成されている。第1孔(51)は、空間(50)よりも重力方向の下方に形成されている。第2孔(52)は、空間(50)を挟んで第1孔(51)と反対側に形成されている。液体材料容器(5)は、第1孔(51)の内周面上から液体材料容器(5)の外周面のうち第1第1孔(51)を囲む一部領域上まで、延びるように形成されている撥水層(9)を含む。
Description
本発明は、液体塗布ユニットおよび液体塗布装置に関し、塗布針を用いて対象物に液体材料を塗布するための液体塗布ユニットおよび液体塗布装置に関する。
RFIDタグなどの微細な回路を印刷(塗布)方式で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。プリンテッドエレクトロニクス技術において、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、その選択肢の一つである。
塗布針を用いて微細な塗布を行う方法として、特開2015-112576号公報(特許文献1)に記載のような塗布ユニットを用いて行う方法がある。当該塗布ユニットにおいて、液体材料は液体材料容器に収容されている。液体材料容器には、液体材料を収容している内部空間に対して上方および下方に、当該内部空間と外部とを接続しかつ塗布針を挿通可能な2つの孔が形成されている。
上記塗布ユニットは、塗布針の針先が液体材料容器内において液体材料に浸漬されている第1状態、すなわち上方の孔のみに塗布針が挿通されている状態と、液体材料容器よりも下方に突出して対象物に液体材料を塗布可能な第2状態、すなわち上方および下方の両孔に塗布針が挿通されている状態とを切替可能に設けられている。上記塗布ユニットは、金属粉を含む高粘度の液体材料も塗布可能である。
しかしながら、このような高粘度の液体材料を従来の塗布ユニットを用いて複数回連続して塗布を行っていくと、すなわち上記状態の切替の回数を連続的に重ねていくと、液体材料容器の外周面(下面)において上記下方の孔の周囲に位置する環状領域上、および上記下方の孔の下方に、液体材料の溜りが発生する。
例えば、塗布針に付着していた液体材料の一部が上記環状領域に付着し、上記環状領域上および環状領域に囲まれている上記下方の孔の下方に、液体材料が濡れ広がる。また、液体材料容器に貯留されている液体材料の一部が上記下方の孔の内周面を伝って液体材料容器の上記環状領域に流出し、濡れ広がる。その結果、上記液体材料の溜りが発生する。
上記塗布ユニットにおいて、このような液体材料の溜りは塗布針への液体材料の供給源となり得る。塗布針は、例えば第1状態から第2状態に切り替えられる際に、このような液体材料の溜りに浸される。そのため、第2状態における塗布針に付着している液体材料の量は、上記液体材料の溜りの量に応じて変化する。その結果、対象物に塗布される液体材料の量が、複数回連続して塗布される際に、塗布回数に応じて変化するという問題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、高粘度の液体材料を複数回連続して塗布する際の塗布量の変化が従来の液体塗布ユニットおよび液体塗布装置と比べて抑制されている液体塗布ユニットおよび液体塗布装置を提供することにある。
本発明に係る液体塗布ユニットは、塗布針を用いて対象物の表面に液体材料を塗布するための液体塗布ユニットであって、塗布針と、液体材料を貯留する液体材料容器と、液体材料容器に対し、塗布針を昇降させる駆動部とを備える。液体材料容器には、液体材料を貯留するための空間と、空間に塗布針を挿通させるための第1孔および第2孔が形成されている。第1孔は、空間よりも重力方向の下方に形成されている。第2孔は、空間を挟んで第1孔と反対側に形成されている。液体材料容器は、少なくとも第1孔の内周面上から液体材料容器の外周面のうち第1第1孔を囲む一部領域上まで、延びるように形成されている撥水層を含む。
本発明によれば、高粘度の液体材料を複数回連続して塗布する際の塗布量の変化が従来の液体塗布ユニットおよび液体塗布装置と比べて抑制されている液体塗布ユニットおよび液体塗布装置を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
[液体塗布ユニットの構成]
図1~図6を参照して、本実施の形態に係る液体塗布ユニット100は、塗布針1を用いて対象物としての基板140(図3参照)の表面に液体材料を塗布するためのものである。液体塗布ユニット100は、塗布針1と、サーボモータ2と、ベース部3と、液体材料容器5と、容器保持部4とを主に備える。
[液体塗布ユニットの構成]
図1~図6を参照して、本実施の形態に係る液体塗布ユニット100は、塗布針1を用いて対象物としての基板140(図3参照)の表面に液体材料を塗布するためのものである。液体塗布ユニット100は、塗布針1と、サーボモータ2と、ベース部3と、液体材料容器5と、容器保持部4とを主に備える。
塗布針1は、一端と他端(図3および図6に示される針先1E)とを有している。塗布針1の針先1Eは、任意の形状を有していればよいが、例えば円錐形状を有している。塗布針1の一端を有する部分(図3および図6に示される部分1B)の外径は、塗布針1の他端を有する部分(図3および図6に示される部分1A)の外径よりも大きい。塗布針1の一端は、後述する従動部材7(塗布針ホルダ11、塗布針ホルダ収容部12、塗布針ホルダ固定部13、カム連結部15、および軸受16)に接続されている。
塗布針1は、サーボモータ2によって、従動部材7とともに、重力方向に沿って移動可能に設けられている。液体塗布ユニット100は、サーボモータ2が駆動されることにより、塗布針1の針先1Eが後述する液体材料容器5内に収容されている第1状態と、塗布針1の針先1Eが基板140の表面に接触可能な第2状態とを変更可能である。重力方向は、例えば塗布針1の軸方向に沿った方向であり、例えば重力方向(図1中のZ軸方向)である。図1および図2は、上記第1状態にある液体塗布ユニット100を示している。
具体的には、液体塗布ユニット100は、カム部材6および従動部材7により、サーボモータ2の回転運動を塗布針1の重力方向における運動(上下運動)に変換可能に設けられている。サーボモータ2は、重力方向に延びる軸を中心として回転可能に設けられている回転部21を有している。回転部21にはカム部材6が接続されている。カム部材6は、サーボモータ2の回転軸を中心として回転可能になっている。カム部材6の上部表面(サーボモータ2側の表面)はカム面6Aとなっている。カム面6Aは、従動部材7の軸受16の外輪の外周面と接触している。
ベース部3は、塗布針1、従動部材7、サーボモータ2、および容器保持部4を保持している。ベース部3は、従動部材の重力方向への移動を案内し、重力方向以外の方向への移動を制限する案内部33を含む。容器保持部4は、ベース部3において最も下方に位置する部分と接続されている。
容器保持部4は、液体材料容器5を保持している。容器保持部4は、例えば磁石を含み、当該磁石により生じる磁力によって液体材料容器5を保持している。
液体材料容器5の内部には、液体材料L(図3参照)を貯留するための空間50が形成されている。図3および図6に示されるように、液体材料容器5の底部には、当該空間50の下方端部と外部とを接続している第1孔51が形成されている。液体材料容器5の上部には、当該空間50の上方端部と外部とを接続している第2孔52が形成されている。第1孔51および第2孔52の形状は、任意の形状であればよいが、例えば円形状である。第1孔51および第2孔52は、重力方向において重なるように設けられている。第1孔51の孔軸と第2孔52の孔軸とは、例えば重力方向において重なるように設けられている。第1孔51の内周面は、例えば重力方向に沿って延びるように形成されている。なお、空間50は、例えば第1孔51と第2孔52とに接続されている第3孔53の内部に形成されている。図3は、上記第1状態にある液体塗布ユニット100の塗布針1および液体材料容器5を示している。図6は、上記第2状態にある液体塗布ユニット100の塗布針1および液体材料容器5を示している。
図3および図4に示されるように、液体材料容器5は、その外周面上において第1孔51の周囲を囲むように形成されている壁部54と、壁部54よりも下方に突出している凸部55とを含む。液体材料容器5を重力方向の下方から平面視したときに、壁部54および凸部55の各々は、例えば第1孔51の孔軸を中心として環状に設けられている。なお、図4において、液体材料Lは図示されていない。
図3および図4に示されるように、上記平面視における壁部54の内周端部は第1孔51の下端と接続されている。上記平面視における壁部54の外周端部は凸部55の上端(根元部)と接続されている。壁部54は、対象物としての基板140の表面と対向する下面として、第1面54Aおよび第2面54Bを有している。第1面54Aは、例えば重力方向および水平方向に対して交差する方向に延びるように形成されている。第2面54Bは、例えば水平方向に沿って延びるように形成されている。壁部54において第1孔51の下端と接続されている内周部分は、例えば第1面54Aを有している。壁部54において凸部55と接続されている外周部分は、例えば第2面54Bを有している。第1孔51の孔軸に対し壁部54の第1面54Aが成す角度のうち小さい方の角度は、例えば0度超え90度未満であり、例えば30度以上60度以下である。第1孔51の孔軸を中心軸とする径方向における第1面54Aの幅は、例えば0.05mm以上1mm以下であり、例えば0.2mm程度である。当該径方向における第2面54Bの幅は、例えば0.05mm以上1mm以下であり、例えば0.2mm程度である。
図3および図4に示されるように、上記平面視における凸部55の内周端部は壁部54の上記外周端部と接続されている。凸部55は、壁部54の周囲を囲むように形成されている。凸部55は、例えば水平方向に沿って延びる頂面55Tと、重力方向に沿って延びる側面55Sとを有している。頂面55Tの内周端部は、側面55Sの下端と接続されている。頂面55Tは、例えば液体材料容器5の外周面において最も下方に位置する面である。側面55Sは、例えば頂面55Tと接続されている他の側面と比べて、第1孔51の孔軸に近い。側面55Sの上端は、壁部54の上記第2面の外周端部と接続されている。つまり、壁部54の第1面54A、第2面54B、凸部55の側面55Sおよび頂面55Tは、第1孔51の孔軸を中心軸とする径方向において、順に接続されている。壁部54の第1面54A、第2面54B、凸部55の側面55Sおよび頂面55Tの各々は、曲面であってもよいが、例えば平面である。壁部54の第2面54Bに対する凸部55の高さは、例えば0.05mm以上1mm以下であり、例えば0.1mm程度である。第1孔51の孔軸を中心軸とする径方向における凸部55の幅は、例えば0.05mm以上1mm以下であり、例えば0.1mm程度である。
液体材料容器5は、第1孔51の内周面上から液体材料容器5の外周面のうち第1孔51を囲む一部領域上まで、延びるように形成されている撥水層9を含む。当該一部領域は、壁部54の上記第1面54Aおよび第2面54B、ならびに凸部55の上記側面55Sおよび上記頂面55Tを含む。つまり、撥水層9は、第1孔51の内周面、壁部54の第1面54A、第2面54B,上記凸部55の側面55Sおよび頂面55T上を覆うように形成されている。撥水層9は、液体材料容器5と比べて高い撥水性を有している。撥水層9を構成する材料は、液体材料容器5を構成する材料よりも撥水性を有する任意の材料であればよいが、例えばフッ素系樹脂である。撥水層9は、水に対する接触角が0°よりも大きい。好ましくは、撥水層9は、水に対する接触角が45°以上である。
撥水層9は、任意の方法により成膜され得るが、例えばフッ素系樹脂コーティング材が液体材料容器5の外周面および内周面上に部分的に成膜されることにより、形成されている。例えば、まず、液体材料容器5の外周面および内周面上には、撥水層9が形成されるべき領域のみを開口し、他の領域を覆うマスク膜が形成される。次に、液体材料容器5の外周面および内周面の全面上にフッ素系樹脂コーティング材が成膜される。次に、マスク膜が液体材料容器5の外周面および内周面上から剥離、除去されることにより、当該マスク膜上に成膜されたコーティング層が除去される。このようにして、撥水層9が形成される。なお、撥水層9の成膜は、例えばプラズマ処理法により行われてもよい。この場合、プロセスガスとして、例えばフッ素系ガスが用いられる。
液体材料容器5は、例えば液体塗布ユニット100が第1状態にあるときに、液体材料容器5に貯留されている液体材料Lの下面が壁部54の第1面54A上に形成されている撥水層9と接するように設けられている。
第1孔51の孔径は、塗布針1の部分1Aの外径以上部分1Bの外径未満である。第2孔52の孔径は、例えば塗布針1の部分1Bの外径超えである。これにより、塗布針1の部分1Aは第1孔51に挿通され得る。塗布針1の部分1Bは、第2孔52に挿通され得るが、第1孔51に挿通され得ない。
従動部材7は、塗布針ホルダ11、塗布針ホルダ収容部12、塗布針ホルダ固定部13、カム連結部15、および軸受16を含む。従動部材7は、案内部33により、重力方向以外の方向への移動、例えば上記交差する方向への移動、が制限されている。従動部材は、後述する容器保持部4よりも重力方向の上方において、案内部33により、重力方向以外の方向への移動、例えば上記交差する方向への移動、が制限されている。
塗布針ホルダ11は、上述のように、塗布針1を保持している。塗布針ホルダ11は、塗布針ホルダ収容部12に着脱可能に収容されている。塗布針ホルダ収容部12は、塗布針ホルダ固定部13に固定されている。カム連結部15は、塗布針ホルダ固定部13および軸受16の内輪(図示しない)と固定されている。軸受16の内輪は、例えば、カム連結部15において塗布針ホルダ固定部13と接続されている部分よりも重力方向の上方に位置する部分に固定されている。軸受16の外輪は、カム部材6(詳細は後述する)と摺動可能に接続されている。軸受16の外輪の外周面は、カム面6Aと接触して摺動可能な摺動面である。
カム面6A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、カム部材6の下部表面(塗布針1側の表面)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。例えば、カム面6Aは、カム部材6の下部表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と、この上端フラット領域から間隔を隔てて配置され、カム部材6の下部表面からの距離が最も小さい下端フラット領域と、上端フラット領域と下端フラット領域との間を接続するスロープ部とを含む。上端フラット領域は、図1および図2中、軸受16の外周面と接触している領域である。
張力付与部8は、第1部81、第2部82、および弾性部83を含む。弾性部83は、一端および他端を有している。弾性部83の一端は第1部81に固定されており、弾性部83の他端は第2部82に固定されている。第1部81はベース部3に固定されている。第2部82は第1部81よりも上方において塗布針ホルダ固定部13に固定されている。
弾性部83は、一端と他端との間で、弾性変形可能に設けられている。弾性部83は、例えばバネ部材である。弾性部83は、上記第1状態および上記第2状態にあるときに、重力方向の下方に向かう力を従動部材に対して付与可能に設けられている。弾性部83による当該力は、第2部82、塗布針ホルダ固定部13、およびカム連結部15を介して軸受16に作用する。張力付与部8は、第1状態および第2状態のいずれの場合においても、軸受16をカム部材6のカム面6Aに押圧した状態を維持可能に設けられている。第1部81と第2部82との間の重力方向における距離は、調整部84により変更可能に設けられている。調整部84は、弾性部83により軸受16に付与される力の大きさを変更可能に設けられている。
[液体塗布装置の構成]
本実施の形態に係る液体塗布装置200は、上述した液体塗布ユニット100を備える。液体塗布装置200は、液体塗布ユニット100と、観察光学系110と、観察光学系110に接続されたCCDカメラ111と、Z軸テーブル120と、X軸テーブル121と、Y軸テーブル122と、基台123と、制御部130とを含む。
本実施の形態に係る液体塗布装置200は、上述した液体塗布ユニット100を備える。液体塗布装置200は、液体塗布ユニット100と、観察光学系110と、観察光学系110に接続されたCCDカメラ111と、Z軸テーブル120と、X軸テーブル121と、Y軸テーブル122と、基台123と、制御部130とを含む。
観察光学系110は、塗布対象の基板140の塗布位置を観察するために設けられる。観察光学系110のCCDカメラ111は、観察した画像を電気信号に変換する。液体塗布ユニット100および観察光学系110は、Z軸テーブル120の移動体に搭載されている。これにより、液体塗布ユニット100および観察光学系110は、Z軸テーブル120によって図7中のZ軸方向に移動可能に支持されている。Z軸テーブル120は、X軸テーブル121の移動体に搭載されている。これにより、Z軸テーブル120は、X軸テーブル121によって図7中のX軸方向に移動可能に支持されている。塗布対象の基板140は、Y軸テーブル122の移動体に載置されている。これにより、塗布対象の基板140は、Y軸テーブル122によって図7中のY軸方向に移動可能に支持されている。Y軸テーブル122は、基台123の上面に設置されている。Y軸テーブル122は、対象物としての基板140を搭載可能に設けられている。Y軸テーブル122は、Y軸方向に移動可能に設けられている。なお、図7中のZ軸方向は重力方向に沿う方向である。
制御部130は、操作パネル131、モニタ132、および制御用コンピュータ133を備える。制御部130は、液体塗布ユニット100、観察光学系110、Z軸テーブル120、X軸テーブル121、およびY軸テーブル122を制御する。操作パネル131は、制御用コンピュータ133への指令を入力するために用いられる。モニタ132は、観察光学系110のCCDカメラ111で変換された画像データおよび、制御用コンピュータ133からの出力データを表示する。
[液体塗布方法]
次に、液体塗布装置200を用いた液体塗布方法について説明する。液体塗布方法では、まず塗布対象物である基板140の塗布位置のうちの第1塗布位置が観察光学系110の直下に位置するように、X軸テーブル121、Y軸テーブル122およびZ軸テーブル120が移動される。基板140の塗布位置は、観察光学系110により観察され、決定される。このようにして決定された塗布位置が液体塗布ユニット100の直下に来るように、X軸テーブル121、Y軸テーブル122およびZ軸テーブル120によって基板140が移動される。このときの液体塗布ユニット100は上記第1状態にある。そして、決定された塗布位置において液体塗布ユニット100が上記第2状態とされることにより、基板140の当該塗布位置に液体材料が塗布される。その後、液体塗布ユニット100は再び第1状態とされる。さらに、次の塗布位置が液体塗布ユニット100の直下に来るように、X軸テーブル121、Y軸テーブル122およびZ軸テーブル120によって基板140が移動される。移動が完了した後、液体塗布ユニット100が上記第2状態とされることにより、基板140の当該塗布位置に液体材料が塗布される。これらの各工程は、連続して繰り返し実施され得る。その結果、本実施の形態に係る液体塗布方法により、基板140の上面上には所定の回路パターンが短時間に形成され得る。
次に、液体塗布装置200を用いた液体塗布方法について説明する。液体塗布方法では、まず塗布対象物である基板140の塗布位置のうちの第1塗布位置が観察光学系110の直下に位置するように、X軸テーブル121、Y軸テーブル122およびZ軸テーブル120が移動される。基板140の塗布位置は、観察光学系110により観察され、決定される。このようにして決定された塗布位置が液体塗布ユニット100の直下に来るように、X軸テーブル121、Y軸テーブル122およびZ軸テーブル120によって基板140が移動される。このときの液体塗布ユニット100は上記第1状態にある。そして、決定された塗布位置において液体塗布ユニット100が上記第2状態とされることにより、基板140の当該塗布位置に液体材料が塗布される。その後、液体塗布ユニット100は再び第1状態とされる。さらに、次の塗布位置が液体塗布ユニット100の直下に来るように、X軸テーブル121、Y軸テーブル122およびZ軸テーブル120によって基板140が移動される。移動が完了した後、液体塗布ユニット100が上記第2状態とされることにより、基板140の当該塗布位置に液体材料が塗布される。これらの各工程は、連続して繰り返し実施され得る。その結果、本実施の形態に係る液体塗布方法により、基板140の上面上には所定の回路パターンが短時間に形成され得る。
[作用効果]
本実施の形態に係る液体塗布ユニット100は、塗布針1を用いて対象物の表面に液体材料を塗布するための液体塗布ユニットである。液体塗布ユニット100は塗布針1と、液体材料Lを貯留する液体材料容器5と、液体材料容器5に対し塗布針1を昇降させる駆動部2とを備える。液体材料容器5には、液体材料Lを貯留するための空間50と、空間50に塗布針1を挿通させるための第1孔51および第2孔52が形成されている。第1孔51は、空間50よりも重力方向の下方に形成されている。第2孔52は、空間50を挟んで第1孔51と反対側に形成されている。液体材料容器5は、第1孔51の内周面上から液体材料容器5の外周面のうち第1孔51を囲む一部領域上まで、延びるように形成されている撥水層9を含む。
本実施の形態に係る液体塗布ユニット100は、塗布針1を用いて対象物の表面に液体材料を塗布するための液体塗布ユニットである。液体塗布ユニット100は塗布針1と、液体材料Lを貯留する液体材料容器5と、液体材料容器5に対し塗布針1を昇降させる駆動部2とを備える。液体材料容器5には、液体材料Lを貯留するための空間50と、空間50に塗布針1を挿通させるための第1孔51および第2孔52が形成されている。第1孔51は、空間50よりも重力方向の下方に形成されている。第2孔52は、空間50を挟んで第1孔51と反対側に形成されている。液体材料容器5は、第1孔51の内周面上から液体材料容器5の外周面のうち第1孔51を囲む一部領域上まで、延びるように形成されている撥水層9を含む。
液体材料Lが液体材料容器5の空間50から液体材料容器5の外周面上に濡れ広がる際の流通経路、および塗布針1を介して液体材料容器5の外周面上に濡れ広がる際の流通経路は、第1孔51の内周面から液体材料容器5の外周面のうち第1孔51を囲む一部領域上までの間に形成される。液体塗布ユニット100では、撥水層9が第1孔51の内周面から液体材料容器5の外周面のうち第1孔51を囲む一部領域上までの間に延びるように形成されているため、従来の液体塗布ユニットと比べて、液体材料Lが液体材料容器5の外周面(例えば壁部54の第1面54Aおよび第2面54B)上にまで濡れ広がりにくい。そのため、液体塗布ユニット100では、複数回連続して液体材料Lの塗布が行われた後の第1状態および第2状態においても、第2面54B上に液体材料Lの溜りが形成されておらず、図3に示される第1状態および図6に示される第2状態と略同等の状態が維持され得る。そのため、液体塗布ユニット100では、従来の液体塗布ユニットと比べて、例えば第1孔51に隣接している壁部54の第2面54B上に液体材料Lの溜りが発生しにくく、液体材料Lの溜りが大型化しにくい。その結果、液体塗布ユニット100は、高粘度の液体材料Lを複数回連続して塗布する際の塗布量の変化が従来の液体塗布ユニットと比べて抑制されている。
上記液体塗布ユニット100において、液体材料容器5は、その外周面上において第1孔51の周囲を囲むように形成されている壁部54と、壁部54の周囲を囲むように形成されておりかつ壁部54よりも下方に突出している凸部55とを含む。上記一部領域は、壁部54において対象物としての基板140の表面と対向する第1面54A、第2面54Bと、凸部55の頂面55Tと、凸部55の頂面55Tおよび壁部54の第1面54A、第2面54Bとを接続している凸部55の側面55Sとを有している。言い換えると、撥水層9は、第1孔51の内周面上から、壁部54の第1面54A、第2面54B、凸部55の側面55S、および凸部55の頂面55Tまで、延びるように形成されている。
このようにすれば、仮に液体材料Lが液体材料容器5の壁部54の第2面54B上にまで濡れ広がった場合にも、液体材料Lは凸部55の側面55Sおよび頂面55Tに濡れ広がり難い。そのため、液体塗布ユニット100では、従来の液体塗布ユニットと比べて、液体材料Lの溜りが第2面54B上に発生しにくく、液体材料Lの溜りが第1面54A、第2面54B、側面55Sおよび頂面55T上に連なるように形成されにくい。その結果、液体塗布ユニット100は、高粘度の液体材料Lを複数回連続して塗布する際の塗布量の変化が従来の液体塗布ユニットと比べて抑制されている。
[変形例]
本実施の形態に係る液体塗布ユニット100は、例えば以下のような構成を有していてもよい。
本実施の形態に係る液体塗布ユニット100は、例えば以下のような構成を有していてもよい。
図8に示されるように、液体材料容器5は凸部55を含んでいなくてもよい。このような液体材料容器5では、図3~図6に示される液体材料容器5と比べて、壁部54の第2面54Bが、第1孔51の孔軸を中心軸とする径方向において広く設けられている。第1孔51の孔軸を中心軸とする径方向における壁部54の第2面54Bの幅が、例えば0.1mm以上2mm以下であり、例えば0.2mm程度である。
このようにしても、撥水層9は、第1孔51の内周面上から、壁部54の第1面54A、第2面54Bまで、延びるように形成されている。そのため、このような液体塗布ユニット100の変形例においても、従来の液体塗布ユニットと比べて、第1孔51に隣接している壁部54の第2面54B上に液体材料Lの溜りが発生しにくく、液体材料Lの溜りが大型化しにくい。その結果、図8に示される当該変形例は、液体塗布ユニット100と同様の効果を奏することができる。
図9に示されるように、撥水層9は、液体材料容器5の全面上に形成されていてもよい。液体材料容器5の全面は、液体材料容器5の外周面と、液体材料容器5の内周面を含む。液体材料容器5の内周面は、第1孔51および第2孔52の内周面、ならびに空間50に面している面を有する。このような液体塗布ユニット100の変形例においても、撥水層9が第1孔51に隣接している壁部54の第2面54B上に形成されているため、第2面54B上に液体材料Lの溜りが発生しにくい。その結果、図9に示される当該変形例は、上述した液体塗布ユニット100と同様の効果を奏することができる。さらに、当該変形例における撥水層9は、上記液体塗布ユニット100における撥水層9よりも容易に形成され得る。当該変形例における撥水層9は、液体材料容器5の外周面および内周面上にマスク膜を形成することなく成膜され得る。そのため、当該変形例に係る液体塗布ユニットは、上記液体塗布ユニット100と比べて、製造コストが低減されている。
なお、撥水層9は、例えば液体材料容器5の外周面または内周面を構成する材料が改質されることにより形成されていてもよい。
また、本実施形態では、液体塗布装置200を用いて、基板140に回路パターンを形成する例を示したが、本発明は、これに限られるものではない。すなわち、本発明に係る液体塗布ユニット100および当該液体塗布ユニット100を備える液体塗布装置200は、たとえば水晶振動子の実装における導電性材料の塗布、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ガスセンサへの触媒材料の塗布、およびLED(Light Emitting Diode)への接着剤の塗布などの微量の液体材料を安定して塗布する用途に好適に用いることができる。
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請求の範囲によって示され、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。
本発明は、高粘度の液体材料が貯留される液体材料容器を備える液体塗布ユニット、および該液体塗布ユニットを備える液体材料塗布装置に特に有利に適用される。
1 塗布針、1A,1B 部分、1E 針先、2 サーボモータ(駆動部)、3 ベース部、4 容器保持部、5 液体材料容器、6 カム部材、7 従動部材、8 張力付与部、9 撥水層、11 塗布針ホルダ、12 塗布針ホルダ収容部、13 塗布針ホルダ固定部、15 カム連結部、16 軸受、21 回転部、33 案内部、34 調整部、50 空間、51 第1孔、52 第2孔、53 第3孔、54 壁部、54A 第1面、54B 第2面、55 凸部、55S 側面、55T 頂面、81 第1部、82 第2部、83 弾性部、100 液体塗布ユニット、110 観察光学系、111 カメラ、120 Z軸テーブル、121 X軸テーブル、122 Y軸テーブル、123 基台、130 制御部、131 操作パネル、132 モニタ、133 制御用コンピュータ、140 基板、200 液体塗布装置。
Claims (4)
- 塗布針を用いて対象物の表面に液体材料を塗布するための液体塗布ユニットであって、
前記塗布針と、
前記液体材料を貯留する液体材料容器と、
前記液体材料容器に対し、前記塗布針を昇降させる駆動部とを備え、
前記液体材料容器には、前記液体材料を貯留するための空間と、前記空間に前記塗布針を挿通させるための第1孔および第2孔が形成されており、
前記第1孔は、前記空間よりも重力方向の下方に形成されており、
前記第2孔は、前記空間を挟んで前記第1孔と反対側に形成されており、
前記液体材料容器は、少なくとも前記第1孔の内周面上から前記液体材料容器の外周面のうち前記第1孔を囲む一部領域上まで、延びるように形成されている撥水層を含む、液体塗布ユニット。 - 前記液体材料容器は、前記外周面上において前記第1孔の周囲を囲むように形成されている壁部と、前記壁部の周囲を囲むように形成されておりかつ前記壁部よりも下方に突出している凸部とを含み、
前記一部領域は、前記壁部において前記対象物の前記表面と対向する下面と、前記凸部の頂面と、前記凸部の前記頂面および前記壁部の前記下面とを接続している前記凸部の側面とを有している、請求項1に記載の液体塗布ユニット。 - 前記撥水層は、前記液体材料容器の全面上に形成されている、請求項1または請求項2に記載の液体塗布ユニット。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の液体塗布ユニットと、
前記対象物を保持する保持台とを備える、液体塗布装置。
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