JPH09122554A

JPH09122554A - ペースト塗布機

Info

Publication number: JPH09122554A
Application number: JP28206895A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ishida; 茂石田; Haruo Sankai; 春夫三階; Fukuo Yoneda; 福男米田; Yukihiro Kawasumi; 幸宏川隅; Yoshihiro Nakagami; 義広中上
Original assignee: Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 1995-10-30
Filing date: 1995-10-30
Publication date: 1997-05-13

Abstract

(57)【要約】【課題】基板上の所望の位置に所望形状のペーストパ
ターンを高精度をもって高速に塗布描画することができ
るようにする。【解決手段】ノズル１に対向して基板７を吸着台１３
に載置し、ペースト収納筒２に収納したペーストをノズ
ル１から基板７上に吐出させながら、ボールねじ２０，
２１の回転に応じて基板７をＸ軸，Ｙ軸方向に移動させ
ることにより、基板７上に所望形状のペーストパターン
を描画するものであって、吸着台１３に熱伸縮量測定用
マーク１９を設け、画像認識カメラ１１ａで監視しなが
ら、ボールねじ２０，２１を所定量回転させ、この回転
によって移動した熱伸縮量測定用マーク１９の実際の位
置とこのボールねじ２０，２１の所定量の回転によって
あるべき熱伸縮量測定用マーク１９の位置との偏差を測
定し、この偏差に応じて、吸着台１３の移動距離に対す
るボールねじ２０，２１の回転量を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペースト塗布機に
係り、特に、テーブル上に載置された基板上にノズルか
らペ−ストを吐き出させながらボールねじの回転に応じ
て該基板と該ノズルとの間の相対位置関係を変化させる
ことにより、該基板上に所望形状のペーストパターンを
塗布描画するようにしたペースト塗布機に関する。

【０００２】

【従来の技術】ペーストが収納されたペースト収納筒の
先端に固定されたノズルにテーブル上に載置された基板
を対向させ、ノズルのペースト吐出口からペーストを吐
出させながら、ノズルと基板との少なくともいずれか一
方を他方に対してＸ，Ｙ軸方向に移動させてこれら間の
相対位置関係を変化させることにより、基板上に所望の
パタ−ンでペ−ストを塗布する吐出描画技術を用いたペ
ースト塗布機では、例えば、ナットを備えたテーブルを
リニヤガイド上を自由に摺動可能に設置し、このナット
に螺合されたボールねじを回転させることにより、この
ボールねじの回転をテーブルの直進運動に変えて、ノズ
ルと基板との間の相対位置関係を変化させている。

【０００３】このようなペースト塗布機の一例が、例え
ば、特開平２−５２７４２号公報に記載されており、こ
れによると、基板として絶縁基板が使用され、この絶縁
基板上にノズル先端のペースト吐出口から抵抗ペ−スト
を吐出させることにより、絶縁基板上に所望の抵抗ペー
ストパタ−ンを形成するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術においては、生産性を向上させるために塗布速度を上
げると、例えば、テーブルを駆動するボールねじとナッ
トとの間で摩擦が生じ、このため、ボールねじが温度上
昇してその長さ方向にも膨張し、ボールねじの全長が伸
びてしまうというようなことが起こる。

【０００５】一方、ノズルと基板の相対位置関係、つま
り、基板を載置しているテ−ブルの移動量はボ−ルねじ
の回転量によって決まるものであるが、上記のように、
ボールねじが伸長すると、ボ−ルねじの実リード、即
ち、ボールねじの回転量に対するテーブルの駆動量（移
動量）が大きくなって、所望形状のペ−ストパタ−ンが
得られなくなる。このようなボールねじの伸縮が起きな
いようにするためには、ゆっくりテ−ブルを移動させる
しかない。

【０００６】このように、塗布描画する基板上の位置や
パタ−ンの形状を位置情報で設定し、それらの位置情報
を基にしてボ−ルねじを回転させてテーブルとノズルと
の間の相対的位置関係を変化させるような構成のペース
ト塗布機では、ペーストパタ−ンを高速に描画しようと
すると、描画されたペーストパターンに充分な精度が得
られないという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、かかる問題を解消し、基
板上の所望の位置に所望形状のペーストパターンを高精
度に、しかも、高速に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】本発明の他の目的は、塗布描画開始時での
周囲温度にかかわらず、基板上の所望の位置に所望形状
のペーストパターンを高精度に、しかも、高速に継続し
て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。

【０００９】

【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、ペースト収納筒に収納されているペース
トをノズルから基板上に吐出させながら、ボールねじの
回転を直進運動に変えて該ノズルと該基板を搭載したテ
ーブルとの少なくともいずれか一方を移動部材として任
意の方向に移動させることにより、該基板上に所望形状
のペーストパターンを描画するようにしたペースト塗布
機において、該移動部材にマ−クが設けられ、かつ、該
所望形状のペーストパターンを該基板上に描画するため
の該移動部材の位置と該ボールねじの回転量との関係を
示す情報を記憶する記憶手段と、該移動部材の移動に伴
う該マ−クの移動量を検出して該ボールねじの伸縮量を
計測する計測手段と、該計測手段による計測デ−タに応
じて該記憶手段に記憶された該情報における該移動部材
の夫々の位置に対する該ボールねじの回転量を補正する
補正手段と、該補正手段で補正された該情報に応じて該
移動部材を移動させることにより、該基板上に該所望の
ペーストパターンを描画させる描画手段とを備える。

【００１０】かかる構成により、例えば、上記移動部材
を上記テーブルとした場合、このテーブルに設けたマー
クの移動量から、テーブルを駆動するボールねじの熱伸
びによるテーブルのＸ，Ｙ軸方向の位置の変化を測定
し、この測定データからペーストパターンの位置情報に
対応するボールねじの回転量を補正する。このため、ボ
ールねじの熱伸びがあっても、ノズルと基板との相対移
動量は変わらず、ペーストパターンを所望の場所に所望
の形状で高精度で、かつ高速に連続して塗布描画するこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を参照し
て説明する。

【００１２】図１は本発明によるペ−スト塗布機の一実
施形態を示す概略斜視図であって、１はノズル、２はペ
−スト収納筒（またはシリンジ）、３は光学式距離計、
４ａはＺ軸テ−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、１１ｂは鏡筒、１２はノズル支持具、
１３は基板７の吸着台、１４は制御装置、１５ａ〜１５
ｃはサーボモータ、１６はモニタ、１７はキーボード、
１８は外部記憶装置、１９は熱伸縮量測定用マーク、２
０はＸ軸ボールねじ、２１はＹ軸ボールねじである。

【００１３】同図において、架台部９上にＸ軸テーブル
５が固定され、これにサーボモータ１５ｂにより回転可
能なＸ軸ボールねじがＸ軸方向に伸延して設けられてい
る。このＸ軸テーブル５上に、そこに設けられたリニア
ガイドにより、Ｘ軸方向に移動可能にＹ軸テーブル６が
搭載されており、このＹ軸テーブル６の底面に設けられ
た図示しないナットにＸ軸ボルトねじ２０が螺合してい
る。また、このＹ軸テーブル６上には、サーボモータ１
５ｃにより回転可能なＹ軸ボールねじ２１がＹ軸方向に
伸延して設けられている。そして、さらに、このＹ軸テ
ーブル６上に、そこに設けられたリニアガイドにより、
Ｙ軸方向に移動可能にθ軸テーブル８が搭載されてお
り、このθ軸テーブル８の底面に設けられた図示しない
ナットにＹ軸ボルトねじ２１が螺合している。θ軸テー
ブル８上に吸着台１３が固定されている。この吸着台１
３上に基板７が、例えばその各辺がＸ、Ｙ軸方向に平行
になるように、真空吸着により固定される。このθ軸テ
ーブル８は、また、吸着台１３が固定された上部分とＹ
軸テーブル６のリニアガイドに取り付けられたした部分
とからなり、この上部分は下部分に対してその中心位置
を中心にθ軸方向に回動可能となっている。

【００１４】吸着台１３上に搭載された基板７は、制御
装置１４によるサーボモータ１５ｂ，１５ｃの制御駆動
により、Ｘ，Ｙ軸方向に移動することができる。即ち、
サーボモータ１５ｂが制御装置１４によって駆動される
と、Ｘ軸ボールねじ２０が回転し、Ｙ軸テーブル６がＸ
軸方向に移動して基板７がＸ軸方向へ移動し、サーボモ
ータ１５ｃが駆動されると、Ｙ軸ボールねじ２１が回転
し、θ軸テーブル８がＹ軸方向に移動して基板７がＹ軸
方向へ移動する。従って、制御装置１４によってサーボ
モータ１５ｂ，１５ｃが駆動されると、基板７は、Ｘ軸
テーブル５とＹ軸テーブル６とを介して、架台部９に平
行な面内で任意の方向に任意の距離だけ移動することに
なる。また、θ軸テーブル８は、図３で示すサーボモー
タ１５ｄにより、その中心位置を中心にθ軸方向に回動
させられる。

【００１５】また、架台部９上には、Ｚ軸テーブル支持
部１０が設置されており、これにＺ軸方向（上下方向）
に移動可能にＺ軸テーブル４ａが取り付けられている。
そして、このＺ軸テーブル４ａには、ノズル１やペース
ト収納筒２，光学式距離計３が載置されている。Ｚ軸テ
ーブル４ａのＺ軸方向（上下方向）の制御駆動は制御装
置１４によって行なわれる。即ち、サーボモータ１５ａ
が制御装置１４によって駆動されると、Ｚ軸テーブル４
ａがＺ軸方向に移動し、これに伴ってノズル１やペース
ト収納筒２，光学式距離計３がＺ軸方向に移動する。

【００１６】ノズル１は、ペースト収納筒２の先端に取
り付けられたノズル支持具１２を介してペースト収納筒
２に結合されており、このノズル支持具１２により、距
離計としての光学式変位計３の下側近傍に位置決めされ
ている。

【００１７】図２は図１におけるペースト収納筒２及び
光学式距離計３の部分を拡大して示す斜視図であって、
１２ａは連結部であり、図１に対応する部分には同一符
号を付けている。

【００１８】同図において、光学式距離計３はノズル１
の先端（下端）であるペースト吐出口と基板７の上面と
の間の距離を、非接触でかつ三角測法によって測定す
る。

【００１９】即ち、光学式距離計３の下端部は三角状に
切り込まれており、この切込み部分に対向する２つの斜
面が形成され、これら斜面の一方に１個の発光素子が、
他方に複数の受光素子が夫々設けられている。ノズル支
持具１２はペースト収納筒２の先端に取り付けられ、そ
の連結部１２ａが光学式距離計３の上記切込み部の下方
まで伸延しており、その先端下面にノズル１が取り付け
られている。

【００２０】光学式距離計３の上記切込み部に設けられ
た発光素子から発せられた光Ｌは、一点鎖線で示すよう
に、基板７（図１）上のノズル１の下方位置を照射し、
そこからの反射光を上記複数の受光素子のうちの１個が
受光し、その受光した受光素子の位置からノズル１のペ
ースト吐出口と基板７の間隔（距離）が決定される。

【００２１】ノズル１の先端のペースト吐出口と基板７
の上面との間の距離が正しい距離である場合に、発光素
子からの光Ｌがノズル１の真下の基板７の表面を照射す
るように、ノズル１と光学式距離計３との位置関係や光
学式距離計３での発光素子，受光素子の配置などが設定
されている。従って、ノズル１のペースト吐出口と基板
７との間の距離が変化すると、発光素子からの光Ｌの照
射位置が基板７上のノズル１の真下の位置からずれ、こ
の結果、受光素子での受光状態が変化する。これによ
り、ノズル１のペースト吐出口と基板７との間の距離を
計測することができる。

【００２２】後述するように、基板７がＸ，Ｙ軸方向に
移動してペーストパターンを形成しているとき、発光素
子からの光Ｌの基板７上での照射点（以下、これを計測
点という）Ｓが既に形成されたペーストパターンを横切
ると、光学式距離計３によるノズル１のペースト吐出口
と基板７の表面との間の距離の計測値にペーストパター
ンの厚み分だけ誤差が生ずる。そこで、計測点Ｓがペー
ストパターンをできるだけ横切らないようにするため、
ノズル１から基板７上へのペースト滴下点（以下、塗布
点という）からＸ，Ｙ軸に対して斜め方向にずれた位置
を計測点Ｓとするとよい。

【００２３】なお、ペースト収納筒２中のペーストが使
い尽くされると、ユニット化されているペースト収納筒
２やノズル支持具１２，ノズル１の交換（かかる交換を
ノズル交換という）が行なわれ、塗布点が基板７上のペ
ーストを塗布しようとするある設定位置と一致するよう
にノズル１が取り付けられるが、ペースト収納筒２やノ
ズル支持具１２，ノズル１の取付け精度のばらつきなど
により、ノズル交換の前後でノズル１の位置が変わるこ
とがある。

【００２４】しかし、塗布点が実際に塗布すべき設定位
置を中心に予め設定された大きさの許容範囲（ΔＸ，Δ
Ｙ）内にあるとき、ノズル１は正常に取り付けられてい
るものとする。但し、ΔＸは許容範囲のＸ軸方向の幅、
ΔＹは同じくＹ軸方向の幅である。

【００２５】図１に戻って、吸着台１３でのこれに搭載
される基板７によって隠されないような位置に、Ｘ軸ボ
ールねじ２０やＹ軸ボールねじ２１の伸縮を測定するた
めの熱伸縮量測定用マーク１９が設けられている。

【００２６】また、Ｚ軸テーブル支持部１０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の位置の認識や
ノズル１の交換後の位置確認，ノズル１の間隔の計測，
熱伸縮量測定用マーク１９の読取りなどのために用いら
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。

【００２７】制御装置１４は光学式距離計３や画像処理
装置（図３）などからのデータが外部インタ−フェ−ス
（図３）を通して供給され、これに応じてサーボモータ
１５ａ〜１５ｄ（サーボモータ１５ｄについては、図３
を参照）を駆動する。また、これらのサーボモータ１５
ａ〜１５ｄに設けられたエンコーダから各モータ１５ａ
〜１５ｄの駆動状況についてのデータが、制御装置１４
にフィードバックされる。

【００２８】かかる構成において、方形状をなす基板７
が吸着台１３上に載置されると、吸着台１３は基板７を
真空吸着して固定保持する。そして、θ軸テーブル８を
回動させることにより、基板７の各辺がＸ，Ｙ軸夫々に
平行となるように向きが設定される。しかる後、光学式
距離計３の測定結果をもとにサーボモータ１５ａが駆動
制御されることにより、Ｚ軸テーブル４ａが下方に移動
し、基板７の上方からノズル１のペースト吐出口と基板
７の表面との間の距離が規定の距離になるまで下降させ
られる。

【００２９】その後、ペースト収納筒２からノズル支持
具１２を介して供給されるペーストがノズル１のペース
ト吐出口から吐出され、これとともに、サーボモータ１
５ｂ，１５ｃの駆動制御によってＸ軸テーブル５とＹ軸
テーブル６が適宜移動し、これによって基板７上に所望
形状のパターンでペーストが塗布される。

【００３０】形成しようとするペーストパターンはＸ，
Ｙ軸方向の距離で換算できる。このため、所望形状のパ
ターンを形成するためのデータをキーボード１７から入
力すると、制御装置１４はこのデータをサーボモータ１
５ｂ，１５ｃに与えるパルス数に変換して命令を出力
し、描画が自動的に行なわれる。

【００３１】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はマイクロコンピ
ュータ、１４ｂはモータコントローラ、１４ｃｂはＸ軸
ドライバ、１４ｃｃはＹ軸ドライバ、１４ｃｄはθ軸ド
ライバ、１４ｃａ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、１９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。

【００３２】同図において、マイコン１４ａは、処理プ
ログラムを格納したＲＯＭや各種データを記憶するＲＡ
Ｍ、各種データの演算を行なうＣＰＵなどを内蔵してい
る。

【００３３】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との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ＣＰＵやＲＡＭを用いて処理される。

【００３４】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上に上記所望のペーストパターン１９が
描画される。

【００３５】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。

【００３６】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で処理されて生成された
各種データなどは、マイコン１４ａに内蔵のＲＡＭに格
納される。

【００３７】図４は図１におけるＸ軸ボールねじ２０や
Ｙ軸ボールねじ２１の熱伸縮量の計測状況を示す図であ
り、具体的には、テーブル駆動用の各ボールねじ２０，
２１が装置の運転中に熱伸縮したとき、画像認識カメラ
１１ａの視野ＢＦ内で吸着台１３に設けられた熱伸縮量
測定用マーク１９がどのように変位するかを示したもの
である。

【００３８】図１において、ボールねじ２０，２１は、
上記のように、そのねじ部とそれが螺合したナットとの
摩擦により発熱し、その発熱に応じてこれらボールねじ
２０，２１が伸びたり縮んだりする。ここで、ボールね
じ２０，２１は、伸縮を自由なものとする（即ち、伸縮
を逃す）ために、モータ取付端とは逆方向に伸びるよう
に構成されている。

【００３９】吸着台１３上に載置されている基板７はボ
ールねじ２０，２１の伸縮に無関係に同じ寸法を保って
いる。基板７に塗布するペ−ストの位置や長さは吸着台
１３の基準位置からの距離で設定され、サ−ボモ−タ１
５ｂ，１５ｃの回転量で与えられる。ボールねじ２０，
２１の長さが不変であれば、指定された回転量はそのま
ま吸着台１３の移動距離になるが、ボールねじ２０，２
１が伸縮すると、指定された回転量で吸着台１３を移動
させても、基板７はＸ軸，Ｙ軸方向の設定位置とは異な
る位置まで移動し、この設定位置との間に偏差が生ず
る。

【００４０】このことは、ペーストパターンを形成する
際、ペーストの塗布位置にずれが生ずることとなり、所
望の位置に精度良くペーストパターンを形成することが
できなくなる。従って、この熱伸縮を把握してサ−ボモ
−タ１５ｂ，１５ｃの回転量を補正する必要がある。

【００４１】そこで、図４に示すように、画像認識カメ
ラ１１ａ（図１）の視野ＢＦ内において、吸着台１３
（図１）に設けられた熱伸縮量測定用マーク１９の中心
が視野ＢＦの原点ＯＰから（Ｘ₀，Ｙ₀）の位置に在った
とする。この熱伸縮量測定用マーク１９の中心位置は、
画像認識カメラ１１ａで読み取られたこの熱伸縮量測定
用マーク１９の画像の重心を画像処理装置１４ｄ（図
３）で画像処理することによって得られる。得られたこ
の熱伸縮量測定用マーク１９の中心位置を表わすデータ
は、マイクロコンピュ−タ１４ａ（図３）に内蔵された
ＲＡＭに格納させておく。

【００４２】さて、サ−ボモ−タ１５ｂ，１５ｃを駆動
し、熱伸縮量測定用マーク１９の中心が視野ＢＦの原点
ＯＰから〔Ｘ₀＋ＤＸ〕，〔Ｙ₀＋ＤＹ〕の位置に移動す
るように回転させたとする。ここで、距離ＤＸ，ＤＹと
サ−ボモ−タ１５ｂ，１５ｃの回転量との関係は任意の
基準温度で設定され、熱伸縮量測定用マーク１９が視野
ＢＦから外れないような距離とする。しかしながら、ボ
ールねじ２０，２１の伸長により、さらに、距離ｄＸ，
ｄＹの距離だけずれた位置に熱伸縮量測定用マーク１９
の中心が移動したとすると、これによる距離〔ＤＸ＋ｄ
Ｘ〕，〔ＤＹ＋ｄＹ〕は熱伸縮量測定用マーク１９を画
像認識カメラ１１ａで読み取って画像処理装置１４ｄで
画像処理することによって得られる。なお、熱伸縮量測
定用マーク１９を移動させる場合、サ−ボモ−タ１５
ｂ，１５ｃは同時に駆動するようにしてもよいし、個別
に駆動するようにしてもよい。

【００４３】この場合、距離ｄＸ，ｄＹはボールねじ２
０，２１の伸びによるものであり、この伸びは元に戻せ
ないから、距離ＤＸ，ＤＹの位置に熱伸縮量測定用マー
ク１９の中心が来るようにするためには、サ−ボモ−タ
１５ｂ，１５ｃによるボ−ルねじ２０，２１の回転量を
減らしておく必要がある。しかし、ペ−ストの塗布描画
中に距離ｄＸ，ｄＹを求めることができないので、マ−
ク１９の移動量からボ−ルねじ２０，２１の回転量を補
正しておく。

【００４４】Ｘ軸，Ｙ軸方向の基板７の移動設定量Ｌ
Ｘ，ＬＹは夫々、基板７の目標移動量を夫々ＯＸ，Ｏ
Ｙ、ボ−ルねじ２０，２１のＸ軸，Ｙ軸方向での熱伸縮
率を夫々αｘ，αｙとすると、次式で表わすことができ
る。

【００４５】移動設定量ＬＸ＝（１−αｘ）×目標移動量ＯＸ …（１）移動設定量ＬＹ＝（１−αｙ）×目標移動量ＯＹ …（２）但し、αｘ＝ｄＸ／Ｄｘ、αｙ＝ｄＹ／ＤＹである。

【００４６】基板７上に塗布描画するペ−ストパタ−ン
の始端や終端の位置は、基板７の移動とノズル１からの
ペ−スト吐出のタイミングで決まるので、これら始端や
終端の位置も上記両式で設定しておくことができる。

【００４７】なお、上記式（１），（２）において、熱
伸縮率αｘ，αｙはボ−ルねじ２０，２１が伸長する場
合には正の符号、収縮する場合には負の符号を夫々もつ
ものとしている。

【００４８】従って、ボ−ルねじ２０，２１が過熱で伸
長する場合だけでなく、外気などで冷えて収縮する場合
でも、そのまま上記式（１），（２）を適用することが
できる。正負のいずれを用いるかについては、距離〔Ｄ
Ｘ＋ｄＸ〕，〔ＤＹ＋ｄＹ〕が増加しているか、または
減少しているかを以前の測定時のデ−タと比較すること
で容易に判定できる。

【００４９】制御装置１４では、目標移動量ＯＸ，Ｏ
Ｙ、ペ−ストパタ−ンの始端や終端の位置のデータがキ
−ボ−ド１７から入力されると、上記両式で演算を行な
い、吸着台１３と移動設定量ＬＸ，ＬＹを求めて、この
設定量ＬＸ，ＬＹに見合うボ−ルねじ２０，２１の回転
量を得、マイクロコンピュ−タ１４ａのＲＡＭに格納し
ておき、以下のフロ−チャ−トで示される処理動作に従
って、基板７上の所望の位置に所望の長さのペ−ストパ
タ−ンを塗布描画する。

【００５０】以下、この実施形態でのペ−スト塗布描画
に際しての制御装置１４の処理動作について説明する。

【００５１】図５において、電源が投入されると（ステ
ップ１００）、まず、ペースト塗布機の初期設定動作を
実行する（ステップ２００）。この初期設定は、図６に
示すように行なわれる。

【００５２】即ち、図６において、Ｚ軸テーブル４ａや
Ｘ軸テ−ブル５，Ｙ軸テ−ブル６，θ軸テ−ブル８を予
め決められた原点位置に位置決めし（ステップ２０
１）、ペ−ストパタ−ンについてのデ−タ、即ち、使用
するノズルに関するデ−タや、ペ−ストパタ−ンの高さ
に関係するペ−ストの吐出圧力に関するデータ、ノズル
の高さに関するデ−タ、ペ−ストの吐出開始位置に関す
るデ−タ、ペ−ストパタ−ンと基板７の関係についての
位置デ−タなどをこの制御装置１４に一旦格納する設定
処理を行ない（ステップ２０２）、ペ−ストの吐出終了
位置に関するデ−タの設定（ステップ２０３）を行な
う。

【００５３】これら設定のためのデ−タ入力はキ−ボ−
ド１７から行なわれ、かかる入力デ−タなどは、前述し
たように、マイクロコンピュ−タ１４ａ（図３）に内蔵
のＲＡＭに格納される。

【００５４】以上の初期設定処理（ステップ２００）が
終わると、図５において、運転開始時（ボ−ルねじ２
０，２１が熱伸縮していない状態）での熱伸縮量測定用
マーク１９の位置を測定する（ステップ３００）。この
位置測定は、図４に示したように、熱伸縮量測定用マー
ク１９を画像認識カメラ１１ａの視野ＢＦ内に移動させ
た後、画像処理装置１４ｄによって画像認識カメラ１１
ａで撮影した熱伸縮量測定用マーク１９の座標上の中心
位置（図４における視野ＢＦの原点ＯＰからの距離（Ｘ
₀，Ｙ₀））を計測するものである。

【００５５】次に、ペーストパターンの描画対象の基板
７を吸着台１３に搭載して吸着保持させ（ステップ４０
０）、運転中での熱伸縮量測定用マーク１９の位置（図
４での距離〔ＤＸ＋ｄＸ〕，〔ＤＹ＋ｄＹ〕）の測定を
行ない（ステップ５００）、先にステップ３００で測定
している熱伸縮量測定用マーク１９の座標位置との差を
求め、前記式（１）（２）に基づいて、データを実長さ
に換算し、サ−ボモ−タ１５ｂ，１５ｃの回転量を補正
する（ステップ６００）。

【００５６】このステップ６００では、１枚の基板７上
に塗布描画される全てのペ−ストパタ−ンの塗布描画に
先立って、一括してサ−ボモ−タ１５ｂ，１５ｃの回転
量の補正が行なわれ、この補正の演算で得られたデ−タ
はマイクロコンピュ−タ１４ａに内蔵のＲＡＭに格納さ
れる。これは、ペ−スト収納筒２中のペ−ストが時間経
過とともに変質して、所望のペ−ストパタ−ンが得られ
なくなることを避けるためである。即ち、塗布描画に必
要な諸デ−タは前もって準備しておき、一気に基板７上
にペ−ストパタ−ンを均質に描いていくことを狙ったも
のである。

【００５７】そして、基板予備位置決め処理（ステップ
７００）を行なうが、これを図７でもって詳細に説明す
る。

【００５８】図７において、先ず、吸着台１３に搭載さ
れた基板７（図１）に予め付されている位置決め用マ−
ク（図１に図示せず）を画像認識カメラ１１ａで撮影さ
せ（ステップ７０１）、画像認識カメラ１１ａの視野内
での位置決め用マ−クの重心（中心）位置を画像処理で
求める（ステップ７０２）。そして、この視野の中心と
位置決め用マークの重心位置とのずれ量を算出し（ステ
ップ７０３）、このずれ量を用いて、基板７を所望位置
に移動させるためのＸ軸テ−ブル５，Ｙ軸テ−ブル６及
びθ軸テ−ブル８（図１）の移動量を算出する（ステッ
プ７０４）。算出したこれら移動量をサーボモータ１５
ｂ，１５ｃ，１５ｄ（図１，図３）の操作量に換算し
（ステップ７０５）、かかる操作量に応じてサーボモー
タ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを駆動する（ステップ７０
６）。これにより、これらＸ軸テ−ブル５，Ｙ軸テ−ブ
ル６，θ軸テ−ブル８が移動して基板７が所望の位置に
移動する。

【００５９】この移動とともに、再び基板７上の位置決
め用マ−クを画像認識カメラ１１ａで撮影させて、その
視野内での位置決め用マ−クの重心（中心）を計測し
（ステップ７０７）、その視野の中心と位置決め用マ−
クの中心との偏差を求め、基板７の位置ずれ量としてマ
イクロコンピュータ１４ａ内蔵のＲＡＭに格納する（ス
テップ７０８）。そして、位置ずれ量が図２に示した許
容範囲ΔＸ，ΔＹにあるか否か確認する（ステップ７０
９）。位置ずれ量がこの範囲内にあれば、この基板予備
位置決め処理（ステップ７００）が終了したことになる
が、位置ずれ量がこの範囲外にあれば、ステップ７０４
に戻って以上の一連の処理を再び行ない、位置ずれ量が
上記許容範囲ΔＸ，ΔＹに入るようになるまで繰り返
す。これにより、基板７のこれから塗布を開始しようと
する所望塗布点がノズル１の吐出口の真下より許容範囲
（△Ｘ，△Ｙ）内にあるように、基板７が位置決めされ
たことになる。

【００６０】再び、図５に戻って、以上のようにしてス
テップ７００の処理が終了すると、次に、ペ−スト膜形
成処理（ステップ８００）に移る。これを、以下、図８
で説明する。

【００６１】図８において、先ず、制御装置１４は塗布
開始位置へ基板７を移動させる（ステップ８０１）。こ
の開始位置への移動は、先に求めたボ−ルねじ２０，２
１についての熱伸縮量測定データの補正値を使用して行
なう。このとき、基板７は、先に説明した基板位置決め
処理（図４のステップ７００）によって所望位置に位置
決めされているので、基板７を精度良く塗布開始位置に
移動させることができる。

【００６２】さらに、ノズル１を設定された高さ位置に
移動させる（ステップ８０２）。即ち、ノズル１の吐出
口から基板７の表面までの間隔が、形成すべきペ−スト
膜の厚みに等しくなるようにする。ノズル１の移動が完
了したのを受けて、制御装置１４はこの塗布開始位置か
らノズル１がペ−ストの吐出を開始させる（ステップ８
０３）。

【００６３】次に、制御装置１４は、光学式距離計３
（図１）によるノズル１のペースト吐出口から基板７ま
での間隔の実測デ−タを取り込んで、基板７の表面のう
ねりを測定し（ステップ８０４）、また、この光学式距
離計３の計測位置がペ−スト膜上であるか否かを判定す
る（ステップ８０５）。例えば、光学式距離計３の実測
デ−タが極端に変化したり、うねりが許容値を越えたり
すると、測定位置がペ−スト膜を横断したと判定する。
光学式距離計３の計測位置がペ−スト膜上にないときに
は、この実測デ−タを基にＺ軸テ−ブル４ａを移動させ
るための修正デ−タを算出する（ステップ８０６）。そ
して、Ｚ軸テ−ブル４ａを用いてノズル１の高さを修正
し、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８０７）。

【００６４】これに対し、光学式距離計３の計測位置が
ペ−スト膜上を通過中と判定した場合には（ステップ８
０５）、ステップ８０６，８０７の処理をすることな
く、ノズル１の高さをこの判定前の高さに保持してペ−
ストの吐出を継続する。僅かな幅のペ−スト膜上を計測
位置が通過中のときには、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−ストの吐出形状に変化はなく、これにより、
所望の厚さのペ−ストパターンを描くことができる。

【００６５】次に、制御装置１４は、設定されたペ−ス
ト吐出を終了したか否かを判定する（ステップ８０
８）。終了ならばペ−スト吐出を終了し（ステップ８０
９）、終了していなければ、ペースト吐出を継続する。
さらに、設定されたパターン動作が終了したか否かを判
定する（ステップ８１０）。この処理は、これまで連続
して描画していたペーストパタ−ンの終了点に達したか
否かを判定する処理動作である。この終了点は必ずしも
基板７に描画する所望形状全体のパターンの終了点では
ない。

【００６６】終了点でなければ、基板表面うねり計測処
理（ステップ８０４）に戻って以上の一連の処理を繰り
返す。なお、計測位置がペ−スト膜上を通過し終ると、
元のノズル高さ修正処理（ステップ８０６，８０７）に
戻る。

【００６７】このようにして、ペ−スト膜の形成が所望
形状のパターン全体にわたって行なわれると（ステップ
８１０）、ノズル１を上昇させて（ステップ８１１）、
このペ−スト膜形成処理（ステップ８００）を終了す
る。

【００６８】さて、このようにして、所望のパタ−ンの
ペ−スト膜形成処理（ステップ８００）が終了すると、
図５に戻って、吸着台１３に載置保持されている基板７
でのペ−ストの塗布描画動作が終了したことになるの
で、その基板７を吸着台１３から排出し（ステップ９０
０）、ステップ９００以前の全処理を停止するかどうか
を判定する（ステップ１０００）。即ち、複数枚の基板
７に同じパタ−ンでペ−ストを塗布描画する場合には、
ステップ４００に戻ってステップ９００までの処理を繰
り返し実行する。これにより、量産性が高くなって、製
作される商品のコストの低減を図ることができる。

【００６９】以上のように、この実施形態では、テーブ
ルを駆動するボールねじ２０，２１の熱伸縮を基板毎に
簡易的に測定してからペーストパターンを描画するた
め、描かれたペ−ストパタ−ンの位置や寸法が精度良く
所望のものになる。

【００７０】また、ボールねじ２０，２１の熱伸縮を測
定し、この測定結果に基づいてこれらボールねじ２０，
２１の回転量を補正するものであるから、高速に回転さ
せることによってボールねじ２０，２１の長さにどのよ
うな変動が生じても、基板７上に描かれたペ−ストパタ
−ンの位置や寸法が精度良く所望のものになる。

【００７１】ボールねじ２０，２１の熱伸縮が基板７毎
に大幅に変動しない場合には、図５の基板搭載処理（ス
テップ４００）と運転中のマ−ク測定処理（ステップ５
００）との間に、図９に示すように、基板７の処理枚数
を確認する設定回数カウント処理（ステップ４５０）を
設け、設定した回数になった場合にのみ、図８で説明し
た運転中のマ−ク測定処理（ステップ５００）やデ−タ
換算処理（ステップ６００）を行ない、設定回数に至ら
ない場合には、かかるステップ５００，６００の処理を
省略して、基板搭載処理（ステップ４００）から基板予
備位置決め処理（ステップ７００）に進むようにするこ
とができ、これによって処理の高速化を図ることができ
る。

【００７２】なお、以上の実施形態では、図１におい
て、熱伸縮量測定用マーク１９をθ軸テ−ブル８上の吸
着台１３に設けているが、θ軸テ−ブル８に基板７の固
定手段が設けられている場合には、θ軸テ−ブル８にこ
の熱伸縮量測定用マ−ク１９を設けるようにしてもよ
い。また、θ軸テ−ブル８を備えていないものでは、Ｙ
軸テ−ブル６上の吸着台１３などにこの熱伸縮量測定用
マ−ク１９を設けるようにすればよい。要するに、熱伸
縮量測定用マ−ク１９を設けるものとしては、Ｘ，Ｙ軸
方向に移動するものであればよく、このように熱伸縮量
測定用マ−ク１９をものを、総称して、熱伸縮量測定用
マ−ク１９を設けたテ−ブルという。熱伸縮量測定用マ
−ク１９の形状としては、画像処理でその中心位置を明
確かつ容易に特定できる形状であればよく、図４に示し
たような円形状のものに限定されるものではない。

【００７３】また、図５における塗布機初期設定処理
（ステップ２００）での所要時間の短縮化を図るため
に、外部インタ−フェ−ス１４ｅ（図３）を介して接続
された外部記憶装置１８に前もって格納した各デ−タ
を、マイクロコンピュ−タ１４ａ（図３）内蔵のＲＡＭ
（図３）に移すようにしてもよい。

【００７４】さらに、計測したデ−タなどを外部記憶装
置１８（図１，図３）に格納して、マイクロコンピュ−
タ１４ａ内蔵のＲＡＭの記憶容量拡大化を計ったり、計
測結果についてのデ−タを外部記憶装置１８に格納して
後日の利用のための便宜を計るようにすることもでき
る。

【００７５】さらに、基板７が載置される吸着台１３が
固定され、ノズル１の方が、ペ−スト収納筒２や光学式
距離計３とともに、Ｘ，Ｙ軸方向に移動するようにした
ペースト塗布機においては、ノズル１，ペ−スト収納筒
２，光学式距離計３あるいはこれらの支持物に上記の熱
伸縮量測定用マ−ク１９が設けられるようにする。これ
により、吸着台１３などに熱伸縮量測定用マ−ク１９を
設けた場合の処理動作と同様の処理動作を行なうことに
より、同様の効果が得られる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板上の所望の位置に所望形状のペーストパターンを高
精度をもって高速に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−スト塗布機の一実施形態を示
す概略斜視図である。

【図２】図１に示したノズルと光学式距離計との配置関
係を示す斜視図である。

【図３】図１に示したペ−スト塗布機における制御装置
の一具体例を示すブロック図である。

【図４】図１に示した実施形態でのボールねじの熱伸縮
量計測の状況を説明する図である。

【図５】図１に示した実施形態の全体動作の一具体例を
示すフローチャートである。

【図６】図５におけるフローチャートでの初期設定処理
を示すフローチャートである。

【図７】図５におけるフローチャートでの基板予備位置
決め処理を示すフローチャートである。

【図８】図５におけるフローチャートでのペ−スト膜形
成処理を示すフローチャートである。

【図９】図１に示した実施形態の全体動作の他の具体例
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ノズル２ペ−スト収納筒３光学式距離計４ａＺ軸テ−ブル５Ｘ軸テ−ブル６Ｙ軸テ−ブル７基板８ θ軸テ−ブル９架台部１０Ｚ軸テ−ブル支持部１１ａ画像認識カメラ１２ノズル支持具１３吸着台１４制御装置１４ａマイクロコンピュ−タ１４ｂモ−タコントロ−ラ１４ｃａ〜１４ｃｄドライバ１４ｄ画像処理装置１４ｅ外部インタ−フェ−ス１５ａ〜１５ｄサ−ボモ−タ１６画像モニタ１７キ−ボ−ド１８外部記憶装置１９熱伸縮量測定用マーク２０Ｘ軸ボールねじ２２Ｙ軸ボールねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米田福男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)発明者川隅幸宏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)発明者中上義広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竜ケ崎工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズルのペースト吐出口に対向するよう
に基板をテーブル上に載置し、ペースト収納筒に収納さ
れているペーストを該ペースト吐出口から該基板上に吐
出させながら、ボールねじの回転を直進運動に変えて該
ノズルと該テーブルとの少なくともいずれか一方を移動
部材として任意の方向に移動させることにより、該基板
上に所望形状のペーストパターンを描画するようにした
ペースト塗布機において、該移動部材にマ−クが設けられ、かつ、該所望形状のペーストパターンを該基板上に描画するた
めの該移動部材の位置と該ボールねじの回転量との関係
を示す情報を記憶する記憶手段と、該移動部材の移動に伴う該マ−クの移動量を検出して該
ボールねじの伸縮量を計測する計測手段と、該計測手段による計測デ−タに応じて該記憶手段に記憶
された該情報における該移動部材の夫々の位置に対する
該ボールねじの回転量を補正する補正手段と、該補正手段で補正された該情報に応じて該移動部材を移
動させることにより、該基板上に該所望のペーストパタ
ーンを描画させる描画手段とを備え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、前記補正手段は、前記計測手段による計測データからボ
ールねじの伸縮率を得て、該伸縮率に応じて、基板の所
望位置に所望形状のペーストパターンが描画されるよう
に、前記記憶手段に記憶された情報での前記ボールねじ
の回転量を補正するものであることを特徴とするペース
ト塗布機。
【請求項３】請求項１において、基板上に複数のペーストパターンを描画するに際し、前
記補正手段は、夫々の該ペーストパターンについての前
記ボールねじの回転量の補正を一括して行ない、その補
正した各回転量を前記記憶手段に格納しておくものであ
って、前記描画手段は、前記記憶手段に格納されている
該補正した各回転量を読み出して前記ボールねじを夫々
の回転量だけ回転させることにより、前記基板上に複数
のペーストパターンを連続して描画することを特徴とす
るペースト塗布機。
【請求項４】請求項３において、前記計測手段は、任意数のペーストパターンを描画した
後毎に、次の任意数のペーストパターンの描画のため
に、前記ボールねじの伸縮を計測するものであることを
特徴とするペースト塗布機。