【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はペースト収納筒に充填されたペーストを、ノズルの吐出口から基板上に吐出させながら基板とノズルの相対位置関係を変化させ、基板上に所望形状のペーストパターンを描画するペースト塗布機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術としては、特開平１１−２６２７１２号公報では、ペースト収納筒とノズル及び基板うねり測定用の距離計を直動ガイドで案内したＺ軸テーブルを、ボールねじとサーボモータにより上下方向に制御し、基板表面にペーストパターンを塗布描画する構成にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の技術としては、塗布機にて高速にペーストパターンを塗布描画する場合に、基板を搭載して、ＸＹ方向に移動する基板保持機構の加減速動作により、装置内にて加振力が発生する。そして、この加振力により、装置各部に振動が発生する。特に、基板塗布面とノズル先端での相対振動により、塗布形状が不安定になり、塗布精度が低下する問題があり、振動の低減が求められている。
【０００４】
上述のように、本発明の目的は、塗布動作時における架台面から塗布ヘッド部を支持しているＺ軸テーブル支持架台（門型フレーム）への振動伝達を防止することで、高速動作時に発生するノズルと基板表面の相対振動を低減し、高速・高精度のペースト塗布の行えるペースト塗布機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は塗布機の塗布ヘッドを支持するＺ軸テーブル支持架台（門型フレーム）の支柱の両端に振動絶縁手段又は、振動減衰手段を設置し、塗布動作時のノズルと基板表面の相対振動を低減するように構成した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は本発明によるペースト塗布機の一実施形態を示す斜視図である。
【０００７】
図１において、架台１の上部の面上には、Ｘ軸方向への移動ガイドを備えたＸ軸移動テーブル３が設けられている。このＸ軸移動テーブル３に直交するように、Ｙ軸方向への移動ガイドを備えたＹ軸移動テーブル５が設けてある。更に、Ｘ軸移動テーブル３上には、Ｙ軸移動テーブル５をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸サーボモータとボールネジが設けられいる。また、Ｙ軸移動テーブル５上にはθ軸移動テーブル８が設けてあり、Ｙ軸移動テーブルにθ軸移動テーブル８をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸サーボモータ６とボールネジが設けてある。θ軸移動テーブル８上には基板保持機構を備えた基板保持テーブル７が設けてある。θ軸移動テーブル８には、基板保持テーブル７をθ軸方向に回転させるためのθ軸サーボモータ８ａが設けてある。ここで、基板保持機構は、基板９を負圧により吸引し吸着させる吸引吸着機構でも、静電気により吸着させる静電吸着機構のどちらを用いても良い。
【０００８】
また、架台１上面にはＺ軸テーブル支持架台２が、２本の支柱２ｓ１、２ｓ２上に基板保持テーブル７を跨いで設けてある（門型フレーム形状としてある）。Ｚ軸テーブル支持架台２には、Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット１０が設けられ、このＺ軸移動テーブル支持ブラケット１０に、Ｚ軸方向の移動ガイドを備えたＺ軸移動テーブル１１が固定されている。Ｚ軸移動テーブル１１上には、距離計１６やペースト収納（シリンジ）１３等を取り付けた支持台（可動部）が設けられている。さらに、Ｚ軸移動テーブル１１には、この支持台をＺ軸方向に移動させるためのＺ軸サーボモータ１２やボールネジが設けてある。また、ペースト収納筒１３は、支持台（可動部）に着脱自在に取り付けられている。ペースト収納筒１３の先端側にはノズル支持具１４が設けてある。
【０００９】
また、照明の可能な光源を有する鏡筒を備えた画像認識カメラ１５も、基板の位置合わせやペーストパターンの形状認識などのために、支持台に基板に対向するように設けられている。
【００１０】
更に、架台１上の支柱２ｓ１、２ｓ２とＺ軸テーブル支持架台２の間及び架台１と支柱２ｓ１、２ｓ２との間に、ばね又はゴム等の弾性体からなる振動絶縁手段２ａ１、２ａ２、２ａ３、２ａ４を設けてある。尚振動絶縁手段に換えてダンパ等の振動減衰手段を設けるか、振動絶縁手段に振動減衰手段を併設する構成としても良い。
【００１１】
更に、架台１の内部（架台のテーブル面より下部）には、各サーボモータ４、６、８ａ、１２などを制御する主制御部１７が設けられている。この主制御部１７は、ケーブル２１を介して副制御部１８に接続されている。副制御部１８にはモニタ１９と、キーボード２０と外部記憶装置１８ａとが接続されている。キーボード２０からは、かかる主制御部１７での各種処理のためのデータが入力される。また、画像認識カメラ１５で捉えた画像や主制御部１７での処理状況がモニタ１９で表示される。更に、キーボード２０から入力されたデータなどは、外部記憶装置であるハードディスク１８ａやフロッピディスク１８ｂなどの記憶媒体に記憶保管される。
【００１２】
図２に図１におけるペースト収納筒１３と距離計１６との部分を拡大して示す斜視図を示す。本図において、図１に対応する部分には同一符号を付けている。
【００１３】
図２において、距離計１６は、下端部に三角形の切込部があって、その切込部に発光素子と複数の受光素子とが設けられている。ノズル１３ａは、距離計１６の切込部の下部に位置付けられている。距離計１６は、ノズル１３ａの先端部からガラス基板９の表面（上面）までの距離を非接触の三角測法で計測する。即ち、上記三角形の切込部での片側の斜面に発光素子が設けられ、この発光素子から放射されたレーザ光Ｌは基板９上の計測点Ｓで反射し、上記切込部の他方の斜面に設けられた複数の受光素子のいずれかで受光される。従って、レーザ光Ｌはペースト収納筒１３やノズル１３ａで遮られることはない。
【００１４】
また、基板９上でのレーザ光Ｌの計測点Ｓとノズル１３ａの直下位置とは基板９上で僅かな距離ΔＸ、ΔＹだけずれる。この僅かな距離ΔＸ、ΔＹ程度のずれでは、基板９の表面の凹凸に差がないので、距離計１６の計測結果とノズル１３ａの先端部から基板２８の表面（上面）までの距離との間に差は殆ど存在しない。 従って、この距離計１６の計測結果に基いてＺ軸サーボモータ１２を制御することにより、基板９の表面の凹凸（うねり）に合わせてノズル１３ａの先端部から基板９の表面（上面）までの距離（間隔）を一定に維持することができる。なお、距離計等は本構成に限られたものではなく、反射鏡等を用いた方式を採用しても問題ない。
【００１５】
このようにして、ノズル１３ａの先端部から基板９の表面（上面）までの距離（間隔）は一定に維持され、かつ、ノズル１３ａから吐出される単位時間当りのペースト量が定量に維持されることにより、基板９上に塗布描画されるペーストパターンは幅や厚さが一様になる。
【００１６】
ところで、従来の塗布機においては、高速にペーストパターンを塗布描画する場合に、基板を搭載して、ＸＹ方向に移動する基板保持機構が加減速動作することにより、装置内に加振力が発生し、これに起因した振動が各部に生じる。特に、基板塗布面とノズル先端の相対振動により、塗布形状が不安定になり、また塗布精度が低下する問題がある。
【００１７】
このため、本発明の実施形態では、先に説明したように、塗布動作時に各駆動部から発生する振動、特に架台１側とノズル１３ａ側とで発生する振動の伝達を絶縁するために、Ｚ軸テーブル支持架台２と架台１との間に設けた支柱の両端部に振動絶縁手段を設けた構成とした。本構成とすることにより、高速動作時に装置に発生するノズルと基板表面の相対振動を低減することができる。
【００１８】
次に、本実施形態における制御系の構成を説明する。
図３は、図１における制御部の構成を示すブロック図である。同図において、主制御部１７は、マイクロコンピュータ１７ａと、データ通信バス１７ｃと、モータコントローラ１７ｂと、各軸ドライバ１７ｆ〜１７ｉと、画像処理装置１７ｅと、外部インターフェース１７ｄとを内蔵している。
【００１９】
この主制御部１７において、マイクロコンピュータ１７ａがデータ通信バス１７ｃに接続されている。更に、このデータ通信バス１７ｃには、モータコントローラ１７ｂと、画像認識カメラ１５で得られる映像信号を処理する画像処理装置１７ｅと、副制御部１８との間の信号伝送やレギュレータ２２ａ、２３ａ、バルブユニット２４の制御、及び、距離計１６の入力を行なう外部インターフェース１７ｄが接続されている。また、モータコントローラ１７ｂには、Ｘ、Ｙ、θ、Ｚの各軸ドライバ１７ｆ〜１７ｉが接続されている。
【００２０】
また、マイクロコンピュータ１７ａには図示しないが、主演算部や後述する塗布描画を行なうための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１７ｄ及びモータコントローラ１７ｂからの入力データを格納するＲＡＭ、外部インターフェース１７ｄやモータコントローラ１７ｂとデータをやりとりする入出力部などを備えている。
【００２１】
各軸ドライバ１７ｆ〜１７ｉには、それぞれ各サーボモータ４、６、８ａ、１２が接続されており、各サーボモータに設けてあるエンコーダにより回転量を検出し、その検出結果をＸ、Ｙ、Ｚ、θの各軸ドライバ１７ｆ〜１７ｉに戻して位置制御を行なっている。
【００２２】
各サーボモータ４、６、８ａ、１２が、キーボード２０から入力されてマイクロコンピュータ１７ａのＲＡＭに格納されているデータに基いて正逆回転することにより、基板保持テーブル７（図１）に保持された基板９が、Ｚ軸移動テーブル１１（図１）を介して、支持したノズル１３ａ（図２）に対し、Ｘ、Ｙ軸方向に任意の距離を移動する。その移動中、予め設定してあるデータに基づいてペースト収納筒１３に所定の空気圧を継続して印加することで、ノズル１３ａの先端部の吐出口からペーストが吐出され、基板９に所望のペーストパターンが塗布描画される。
【００２３】
尚、本実施形態の空圧系は、正圧源２３と負圧源２２を有しており、正圧源２３からの配管には正圧レギュレータ２３ａが設けてあり、負圧源２２には負圧レギュレータ２２ａが設けてある。この正、負のレギュレータ２２ａ、２３ａは外部インターフェース１７ｄからの制御信号に応じて送出する空圧を所定の圧力に調整して、バルブユニット２４を介してペースト収納筒１３に送り込む。
【００２４】
基板保持テーブル７に保持された基板９がＸ、Ｙ軸方向への水平移動中に距離計１６がノズル１３ａと基板９との間隔を計測し、これを常に一定の間隔を維持するように、サーボモータ１２がＺ軸ドライバ１７ｉで制御される。
【００２５】
次に、図４により、この実施形態での装置の動作について説明する。図４において、電源が投入されると（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）。この初期設定工程では、図１において、サーボモータ４、６、８ａ、１２を駆動することにより、基板保持テーブル７をＸ、Ｙ、θ方向に移動させて所定の基準位置に位置決めする。
【００２６】
次に、ノズル１３ａ（図２）を、そのペースト吐出口がペースト塗布を開始する位置（即ち、ペースト塗布開始点）となるように、所定の原点位置に設定する。さらに、前回装置を停止した時に設定されていた、品種のペーストパターンの塗布に関係する全てのデータや基板位置データの設定を行なうものである。
【００２７】
かかるデータの入力は、キーボード２０（図１）から行なわれ、入力されたデータは、前述したように、マイクロコンピュータ１７ａ（図３）に内蔵されたＲＡＭに格納される。
【００２８】
この初期設定工程（ステップ２００）が終了すると、次に、基板９を装置内に搬入し、基板吸着機構７（図１）に搭載して保持させる（ステップ３００）。以上の工程が終了すると、次に、基板に塗布描画するペーストパターンに関する塗布条件としてギャップ、塗布スピード、と負圧力などのデータを読み込む処理を行う（ステップ４００）。続いて、基板予備位置決め処理（ステップ５００）を行なう。この処理では、基板保持機構７に搭載された基板９の位置決め用マークを画像認識カメラ１５で撮影し、位置決め用マークの重心位置を画像処理で求めて基板９のθ方向での傾きを検出する。そして、これに応じてサーボモータ８ａ（図３）を駆動し、このθ方向の傾きも補正する。
【００２９】
なお、ペースト収納筒１３内の残りペーストが少ない場合には、次のペースト塗布作業では、この作業の途中でペーストの途切れがないようにするために、前以てペースト収納筒１３をノズル１３ａとともに交換する。但し、このようにノズル１３ａを交換すると、その位置ずれが生ずることがある。このため、基板９のペーストパターンを形成しない箇所に、交換した新たなノズル１３ａを用いて十字描画を行ない、この十字描画交点の重心位置を画像処理で求める。この重心位置と基板９上の位置決め用マークの重心位置との間の距離を算出して、これをノズル１３ａのペースト吐出口の位置ずれ量ｄｘ、ｄｙとしてマイクロコンピュータ１７ａに内蔵のＲＡＭに格納する。これにより、基板予備位置決め処理（ステップ５００）を終了する。かかるノズル１３ａの位置ずれ量ｄｘ、ｄｙは、後に行なうペーストパターンの塗布描画の動作時に、この位置ずれを補正する。
【００３０】
次に、ペーストパターン描画処理（ステップ６００）を行なう。
【００３１】
この処理では、塗布開始位置にノズル１３ａの吐出口を位置付けるために、基板９を移動させ、ノズル位置の比較・調整移動を行なう。すなわちまず、先の基板予備位置決め処理（ステップ５００）で得られてマイクロコンピュータ１７ａのＲＡＭに格納されたノズル１３ａの位置ずれ量ｄｘ、ｄｙが、図２に示したノズル１３ａ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。許容範囲内（△Ｘ≧ｄｘ及び△Ｙ≧ｄｙ）であればそのままとし、許容範囲外（△Ｘ＜ｄｘまたは△Ｙ＜ｄｙ）であれば、この位置ずれ量ｄｘ、ｄｙを基に基板９を移動させる。これにより、ノズル１３ａのペースト吐出口と基板９の所望位置との間のずれを解消させ、ノズル１３ａを所望位置に位置決めする。
【００３２】
次に、ノズル１３ａの高さをペーストパターン描画高さに設定する。ノズルの初期移動距離データに基づいて、ノズル１３ａを初期移動距離分下降させる。続く動作では、基板９表面高さを距離計１６により測定し、ノズル１３ａ先端がペーストパターンを描画する高さに設定されているか否かを確認する。そして、描画高さに設定できていない場合は、ノズル１３ａを微小距離下降をさせ、上記の基板９表面計測とノズル１３ａの微小距離下降を繰返し動作を行い、ノズル１３ａ先端をペーストパターンを塗布描画する高さに設定する。また、ペースト収納筒１３が交換されていないときには、ノズル１３ａの位置ずれ量ｄｘ、ｄｙのデータはないので、ペーストパターン描画処理（ステップ６００）に入ったところで、直ちに、上記で説明したノズル１３ａの高さ設定を行なう。
【００３３】
以上の処理が終了すると、次に、マイクロコンピュータ１７ａのＲＡＭに格納されたペーストパターンデータに基づいてサーボモータ４、６を駆動する。これにより、ノズル１３ａのペースト吐出口が基板２８に対向した状態で、このペーストパターンデータに応じて、基板９がＸ、Ｙ方向に移動する。この移動と同時に、ペースト収納筒１３に僅かな気圧を印加してノズル１３ａのペースト吐出口からのペーストの吐出を開始する。これにより、基板９へのペーストパターンの塗布描画が開始する。
【００３４】
そして、先に説明したように、マイクロコンピュータ１７ａは距離計１６からノズル１３ａのペースト吐出口と基板９の表面との間隔の実測データを受取る。そして、その実測データから基板９の表面のうねりを求める。この求めた値に応じてサーボモータ１２を駆動する。これにより、基板９の表面からのノズル１３ａの設定高さが一定に維持される。
【００３５】
高速にペーストパターンを塗布描画する場合に、基板を搭載してＸＹ方向に移動する基板保持機構を乗せたＸＹθテーブルが、曲線部（コーナ部）において、直線部とほぼ等速になるように、ＸＹ軸を協調制御し、加減速動作を行う。この加減速動作によって、装置内に加振力が発生し、装置各部に振動を発生する。
【００３６】
特に、基板塗布面とノズル先端での相対振動が発生すると、パターンの潰れや細りが発生し、塗布形状が不安定になる。また、塗布幅や高さが変動し、塗布精度が低下する問題が発生する。
【００３７】
このことから、塗布ヘッド部を支持するＺ軸テーブル支持架台２の両端の支持部（支柱２ｓ１、２ｓ２）に振動絶縁手段（２ａ１、２ａ２、２ａ３、２ａ４）又は振動減衰手段、又は振動絶縁と振動減衰の両手段を設置し、Ｚ軸テーブル支持架台２への振動伝達を防止し、塗布動作時のノズルと基板表面の相対振動を低減するようにしている。
【００３８】
又、他の方法として、Ｘ軸移動テーブルと架台の間に、振動絶縁手段または振動減衰手段を組合わせて設置しても良い。なお、振動絶縁としては、静圧軸受浮上構造、空気ばね、ゴムシート等を使用することができる。
【００３９】
ペーストパターンの描画が動作中に、ノズル１３ａのペースト吐出口が基板９上のペーストパターンデータによって決まる描画パターンの終端であるか否かの判断を行う。判定結果が終端でなければ、再び基板９の表面うねりの測定処理に戻る。。そして以下、上記の塗布描画を繰り返して、ペーストパターン形成が描画パターンの終端に達するまで継続する。判定結果が描画パターン終端の場合には、サーボモータ１２を駆動してノズル１３ａを上昇させ、このペーストパターン描画工程（ステップ６００）が終了する。
【００４０】
次に、基板排出処置（ステップ７００）に進み、図１において、基板９の保持を解除し、装置外に排出する。そして、以上の全工程を停止するか否かを判定する（ステップ８００）。判定結果が、複数枚の基板に同じパターンでペースト膜を形成する場合には、ステップ３００から繰り返される。そして、全ての基板についてかかる一連の処理が終了すると、作業が全て終了（ステップ９００）となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、塗布動作時における架台面から塗布ヘッド部を支持しているＺ軸テーブル支持架台への振動伝達を防止し、高速動作により、装置に発生するノズルと基板表面の相対振動を低減し、基板上に吐出したペーストの描画パターン精度を向上できる。
【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を示す斜視図である。
【図２】図１に示した実施形態でのペースト収納筒と距離計との配置関係を示す斜視図である。
【図３】図１に示した実施形態での制御系統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。
【符号の説明】
１…架台、２…Ｚ軸テーブル支持架台、２−ｓ１、ｓ２…支柱、２ａ１、２ａ２、２ａ３、２ａ４…振動絶縁手段、３…Ｘ軸移動テーブル、４…Ｘ軸サーボモータ、５…Ｙ軸移動テーブル、６…Ｙ軸サーボモータ、７…基板保持機構、８…θ軸移動テーブル、９…基板、１０…Ｚ軸移動テーブル支持ブラケット、１１…Ｚ軸移動テーブル、１２…Ｚ軸サーボモータ、１３…ペースト収納筒、１４…ノズル支持具、１５…画像認識カメラ、１６…距離計、１７…主制御部、１８…副制御部、１８ａ、ハードディスク、１８ｂ…フロッピィーディスク、１９…モニタ、２０…キーボード、２１…接続ケーブル、２２…負圧源、２２ａ…負圧レギュレータ、２３…正圧源、２３ａ…正圧レギュレータ、２４…バルブユニット、２７…吸引手段。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a paste coating machine that draws a paste pattern of a desired shape on a substrate by changing the relative positional relationship between the substrate and the nozzle while discharging the paste filled in the paste storage tube from the discharge port of the nozzle onto the substrate. .
[0002]
[Prior art]
As a conventional technique, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-262712 discloses a Z-axis table in which a paste storage cylinder, a nozzle, and a distance meter for measuring substrate undulation are guided by a linear motion guide, and the Z-axis table is vertically controlled by a ball screw and a servomotor. Then, a paste pattern is applied and drawn on the substrate surface.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as a conventional technique, when a paste pattern is applied and drawn at a high speed by an applicator, a substrate is mounted, and an acceleration / deceleration operation of a substrate holding mechanism that moves in the X and Y directions causes an excitation force in the apparatus. Occurs. Then, the vibrating force generates vibration in each part of the apparatus. In particular, there is a problem in that the application shape becomes unstable due to relative vibration between the substrate application surface and the tip of the nozzle, and the application accuracy decreases, and reduction of the vibration is required.
[0004]
As described above, the object of the present invention is to prevent the transmission of vibration from the gantry surface during the coating operation to the Z-axis table support gantry (portion-type frame) supporting the coating head portion, thereby generating a high-speed operation. It is an object of the present invention to provide a paste dispenser capable of reducing the relative vibration between a nozzle and a substrate surface to perform paste application with high speed and high accuracy.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a vibration isolating means or a vibration damping means at both ends of a column of a Z-axis table support gantry (port frame) for supporting a coating head of a coating machine, so that a It was configured to reduce the relative vibration between the nozzle and the substrate surface.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of a paste coating machine according to the present invention.
[0007]
In FIG. 1, an X-axis moving table 3 provided with a moving guide in the X-axis direction is provided on the upper surface of the gantry 1. A Y-axis moving table 5 having a moving guide in the Y-axis direction is provided so as to be orthogonal to the X-axis moving table 3. Further, on the X-axis moving table 3, an X-axis servomotor and a ball screw for moving the Y-axis moving table 5 in the X-axis direction are provided. A θ-axis moving table 8 is provided on the Y-axis moving table 5, and a Y-axis servo motor 6 and a ball screw for moving the θ-axis moving table 8 in the Y-axis direction are provided on the Y-axis moving table. . A substrate holding table 7 having a substrate holding mechanism is provided on the θ axis moving table 8. The θ-axis moving table 8 is provided with a θ-axis servo motor 8a for rotating the substrate holding table 7 in the θ-axis direction. Here, as the substrate holding mechanism, either a suction suction mechanism for sucking and sucking the substrate 9 by negative pressure or an electrostatic suction mechanism for sucking the substrate 9 by static electricity may be used.
[0008]
Further, a Z-axis table support base 2 is provided on the upper surface of the base 1 so as to straddle the substrate holding table 7 on the two columns 2s1 and 2s2 (in the form of a gate-shaped frame). The Z-axis table support base 2 is provided with a Z-axis movement table support bracket 10, and a Z-axis movement table 11 having a movement guide in the Z-axis direction is fixed to the Z-axis movement table support bracket 10. On the Z-axis moving table 11, a support (movable part) to which a distance meter 16, a paste storage (syringe) 13, and the like are attached is provided. Further, the Z-axis moving table 11 is provided with a Z-axis servo motor 12 and a ball screw for moving the support in the Z-axis direction. Further, the paste storage cylinder 13 is detachably attached to a support base (movable part). A nozzle support 14 is provided on the tip side of the paste storage cylinder 13.
[0009]
Further, an image recognition camera 15 having a lens barrel having a light source capable of illumination is also provided on the support base so as to face the substrate for alignment of the substrate and recognition of the shape of the paste pattern.
[0010]
Further, vibration insulating means 2a1, 2a2, 2a3 made of an elastic body such as a spring or rubber are provided between the columns 2s1, 2s2 on the gantry 1 and the Z-axis table support gantry 2 and between the gantry 1 and the columns 2s1, 2s2. 2a4 is provided. Note that a vibration damping means such as a damper may be provided instead of the vibration insulating means, or a vibration damping means may be provided in addition to the vibration insulating means.
[0011]
Further, a main controller 17 for controlling the servomotors 4, 6, 8a, 12 and the like is provided inside the gantry 1 (below the table surface of the gantry). The main controller 17 is connected to the sub controller 18 via a cable 21. A monitor 19, a keyboard 20, and an external storage device 18a are connected to the sub control unit 18. From the keyboard 20, data for various processes in the main control unit 17 is input. Further, the image captured by the image recognition camera 15 and the processing status of the main control unit 17 are displayed on the monitor 19. Further, data and the like input from the keyboard 20 are stored and stored in a storage medium such as a hard disk 18a or a floppy disk 18b which is an external storage device.
[0012]
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a portion of the paste storage cylinder 13 and the distance meter 16 in FIG. In this figure, parts corresponding to those in FIG.
[0013]
In FIG. 2, the distance meter 16 has a triangular cutout at the lower end, and a light emitting element and a plurality of light receiving elements are provided in the cutout. The nozzle 13a is positioned below the cut portion of the distance meter 16. The distance meter 16 measures the distance from the tip of the nozzle 13a to the surface (upper surface) of the glass substrate 9 by non-contact triangulation. That is, a light-emitting element is provided on one slope at the triangular cut portion, and the laser light L emitted from this light-emitting device is reflected at the measurement point S on the substrate 9 and the other slope of the cut portion is provided. The light is received by any of the plurality of light receiving elements provided in the light emitting element. Therefore, the laser beam L is not blocked by the paste container 13 or the nozzle 13a.
[0014]
The measurement point S of the laser beam L on the substrate 9 and the position immediately below the nozzle 13a are shifted by a small distance ΔX, ΔY on the substrate 9. With this slight displacement of the distances ΔX and ΔY, there is no difference in the unevenness of the surface of the substrate 9. Therefore, the distance between the measurement result of the distance meter 16 and the distance from the tip of the nozzle 13 a to the surface (upper surface) of the substrate 28 is small. There is little difference. Therefore, by controlling the Z-axis servo motor 12 based on the measurement result of the distance meter 16, the distance from the tip of the nozzle 13 a to the surface (upper surface) of the substrate 9 is adjusted in accordance with the unevenness (undulation) of the surface of the substrate 9. The distance (interval) can be kept constant. The rangefinder and the like are not limited to this configuration, and there is no problem even if a system using a reflecting mirror or the like is adopted.
[0015]
In this way, the distance (interval) from the tip of the nozzle 13a to the surface (upper surface) of the substrate 9 is kept constant, and the amount of paste discharged from the nozzle 13a per unit time is kept constant. Thus, the width and thickness of the paste pattern applied and drawn on the substrate 9 become uniform.
[0016]
By the way, in a conventional coating machine, when a paste pattern is applied and drawn at a high speed, a substrate is mounted and a substrate holding mechanism that moves in the X and Y directions performs an acceleration / deceleration operation, so that an excitation force is generated in the apparatus. Then, vibrations resulting from this are generated in each part. In particular, there is a problem in that the application shape becomes unstable and the application accuracy decreases due to the relative vibration between the substrate application surface and the nozzle tip.
[0017]
Therefore, in the embodiment of the present invention, as described above, in order to insulate the transmission of the vibration generated from each drive unit during the coating operation, in particular, the transmission of the vibration generated on the gantry 1 side and the nozzle 13a side, Vibration insulating means was provided at both ends of a support provided between the shaft table support base 2 and the mount 1. With this configuration, it is possible to reduce the relative vibration between the nozzle and the substrate surface, which occurs in the device during high-speed operation.
[0018]
Next, the configuration of the control system in the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the control unit in FIG. In the figure, the main control unit 17 includes a microcomputer 17a, a data communication bus 17c, a motor controller 17b, axis drivers 17f to 17i, an image processing device 17e, and an external interface 17d.
[0019]
In the main controller 17, a microcomputer 17a is connected to a data communication bus 17c. Further, the data communication bus 17c includes a motor controller 17b, an image processing device 17e that processes a video signal obtained by the image recognition camera 15, a signal transmission between the sub-control unit 18, the regulators 22a and 23a, and a valve. An external interface 17d for controlling the unit 24 and inputting the distance meter 16 is connected. Further, X, Y, θ, and Z axis drivers 17f to 17i are connected to the motor controller 17b.
[0020]
Although not shown, the microcomputer 17a stores a main processing unit, a ROM storing a processing program for performing coating drawing described later, processing results in the main processing unit, and input data from the external interface 17d and the motor controller 17b. It has a RAM for storing, an input / output unit for exchanging data with the external interface 17d and the motor controller 17b, and the like.
[0021]
Servo motors 4, 6, 8a, and 12 are connected to the axis drivers 17f to 17i, respectively, and the amount of rotation is detected by an encoder provided in each servo motor, and the detection result is X, Y, Z. , Θ to return to the respective axis drivers 17f to 17i to perform position control.
[0022]
Each of the servomotors 4, 6, 8a, and 12 rotates in forward and reverse directions based on data input from the keyboard 20 and stored in the RAM of the microcomputer 17a, thereby being held on the substrate holding table 7 (FIG. 1). The substrate 9 moves an arbitrary distance in the X and Y axis directions with respect to the supported nozzle 13a (FIG. 2) via the Z axis moving table 11 (FIG. 1). During the movement, a predetermined air pressure is continuously applied to the paste storage cylinder 13 based on preset data, whereby the paste is discharged from the discharge port at the tip of the nozzle 13a, and the desired paste is deposited on the substrate 9. The pattern is applied and drawn.
[0023]
The pneumatic system of the present embodiment has a positive pressure source 23 and a negative pressure source 22, and a pipe from the positive pressure source 23 is provided with a positive pressure regulator 23 a. A negative pressure regulator 22a is provided. The positive and negative regulators 22a and 23a adjust the air pressure to be sent out to a predetermined pressure in accordance with a control signal from the external interface 17d, and send the adjusted air pressure to the paste container 13 via the valve unit 24.
[0024]
The distance meter 16 measures the distance between the nozzle 13a and the substrate 9 during horizontal movement of the substrate 9 held on the substrate holding table 7 in the X and Y axis directions, and constantly maintains the distance between the nozzle 13a and the substrate 9. The servo motor 12 is controlled by a Z-axis driver 17i.
[0025]
Next, the operation of the apparatus in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, when the power is turned on (step 100), first, initial setting of the coating machine is executed (step 200). In this initial setting step, in FIG. 1, the servo motors 4, 6, 8a, and 12 are driven to move the substrate holding table 7 in the X, Y, and θ directions to position it at a predetermined reference position.
[0026]
Next, the nozzle 13a (FIG. 2) is set at a predetermined origin position such that the paste discharge port is located at a position where paste application is started (that is, a paste application start point). Further, it sets all data and board position data related to the application of the paste pattern of the type, which were set when the apparatus was stopped last time.
[0027]
The input of such data is performed from the keyboard 20 (FIG. 1), and the input data is stored in the RAM built in the microcomputer 17a (FIG. 3) as described above.
[0028]
When this initial setting step (step 200) is completed, the substrate 9 is then carried into the apparatus, and mounted and held on the substrate suction mechanism 7 (FIG. 1) (step 300). When the above steps are completed, a process of reading data such as a gap, a coating speed, and a negative pressure as coating conditions for the paste pattern to be coated and drawn on the substrate is performed (step 400). Subsequently, a substrate pre-positioning process (step 500) is performed. In this process, the positioning mark of the substrate 9 mounted on the substrate holding mechanism 7 is photographed by the image recognition camera 15, the center of gravity of the positioning mark is obtained by image processing, and the inclination of the substrate 9 in the θ direction is detected. . Then, the servo motor 8a (FIG. 3) is driven in response to this, and the inclination in the θ direction is also corrected.
[0029]
When the remaining paste in the paste container 13 is small, in the next paste application operation, the paste container 13 is moved in advance together with the nozzle 13a so that the paste is not interrupted during this operation. Exchange. However, when the nozzle 13a is replaced in this way, the positional shift may occur. Therefore, a cross drawing is performed using a new nozzle 13a that has been replaced on a portion of the substrate 9 where the paste pattern is not formed, and the center of gravity of the cross drawing intersection is obtained by image processing. The distance between the position of the center of gravity and the position of the center of gravity of the positioning mark on the substrate 9 is calculated, and the calculated distance is stored in the RAM built in the microcomputer 17a as the displacement amount dx, dy of the paste discharge port of the nozzle 13a. . Thus, the substrate pre-positioning process (Step 500) ends. The positional deviation amounts dx and dy of the nozzle 13a correct this positional deviation in the later-described paste pattern application / drawing operation.
[0030]
Next, paste pattern drawing processing (step 600) is performed.
[0031]
In this process, the substrate 9 is moved and the nozzle position is compared and adjusted to position the ejection port of the nozzle 13a at the application start position. That is, first, the positional deviation amounts dx and dy of the nozzle 13a obtained in the previous substrate pre-positioning process (step 500) and stored in the RAM of the microcomputer 17a correspond to the allowable positional deviation amount of the nozzle 13a shown in FIG. It is determined whether or not it is in the range △ X, △ Y. If it is within the allowable range (ΔX ≧ dx and ΔY ≧ dy), it is left as it is. If it is out of the allowable range (ΔX <dx or ΔY <dy), the substrate 9 is determined based on the displacements dx and dy. To move. Thereby, the displacement between the paste discharge port of the nozzle 13a and the desired position of the substrate 9 is eliminated, and the nozzle 13a is positioned at the desired position.
[0032]
Next, the height of the nozzle 13a is set to the paste pattern drawing height. The nozzle 13a is lowered by the initial moving distance based on the initial moving distance data of the nozzle. In the subsequent operation, the height of the surface of the substrate 9 is measured by the distance meter 16, and it is confirmed whether or not the tip of the nozzle 13a is set to the height at which the paste pattern is drawn. If the drawing height has not been set, the nozzle 13a is lowered by a minute distance, and the above-described measurement of the surface of the substrate 9 and the minute distance of the nozzle 13a are repeatedly performed to apply a paste pattern to the tip of the nozzle 13a. Set to the desired height. Further, when the paste storage cylinder 13 is not replaced, there is no data of the positional deviation amounts dx and dy of the nozzle 13a. Therefore, when the paste pattern drawing process (step 600) is started, the nozzle 13a described above is immediately started. Set the height.
[0033]
When the above processing is completed, next, the servo motors 4 and 6 are driven based on the paste pattern data stored in the RAM of the microcomputer 17a. Thus, the substrate 9 moves in the X and Y directions in accordance with the paste pattern data with the paste discharge port of the nozzle 13a facing the substrate 28. Simultaneously with this movement, a slight pressure is applied to the paste container 13 to start discharging the paste from the paste discharge port of the nozzle 13a. Thereby, the application drawing of the paste pattern on the substrate 9 starts.
[0034]
Then, as described above, the microcomputer 17a receives from the distance meter 16 actual measurement data of the distance between the paste discharge port of the nozzle 13a and the surface of the substrate 9. Then, the undulation of the surface of the substrate 9 is obtained from the measured data. The servo motor 12 is driven according to the obtained value. Thereby, the set height of the nozzle 13a from the surface of the substrate 9 is kept constant.
[0035]
When applying and drawing a paste pattern at a high speed, an XYθ table on which a substrate holding mechanism that mounts a substrate and moves in the XY directions is placed at substantially the same speed as a linear portion in a curved portion (corner portion). The XY axes are coordinately controlled to perform an acceleration / deceleration operation. By this acceleration / deceleration operation, a vibration force is generated in the device, and vibration is generated in each part of the device.
[0036]
In particular, when relative vibration occurs between the substrate application surface and the nozzle tip, the pattern is crushed or thinned, and the application shape becomes unstable. In addition, there is a problem in that the application width and height fluctuate and the application accuracy is reduced.
[0037]
For this reason, the vibration insulating means (2a1, 2a2, 2a3, 2a4) or the vibration damping means, or the vibration insulating and vibration is provided on the support portions (posts 2s1, 2s2) at both ends of the Z-axis table support base 2 supporting the coating head. Both damping means are installed to prevent the transmission of vibration to the Z-axis table support gantry 2 and to reduce the relative vibration between the nozzle and the substrate surface during the coating operation.
[0038]
As another method, a vibration insulating means or a vibration damping means may be installed in combination between the X-axis moving table and the gantry. In addition, as the vibration isolation, a floating structure of a static pressure bearing, an air spring, a rubber sheet, or the like can be used.
[0039]
During drawing of the paste pattern, it is determined whether or not the paste discharge port of the nozzle 13a is the end of the drawing pattern determined by the paste pattern data on the substrate 9. If the determination result is not the end, the process returns to the measurement processing of the surface undulation of the substrate 9 again. . Thereafter, the above coating and drawing are repeated, and the formation of the paste pattern is continued until the end of the drawing pattern is reached. If the determination result is the end of the drawing pattern, the servo motor 12 is driven to raise the nozzle 13a, and the paste pattern drawing step (step 600) ends.
[0040]
Next, the process proceeds to a substrate discharging process (step 700), and in FIG. 1, the holding of the substrate 9 is released and the substrate 9 is discharged outside the apparatus. Then, it is determined whether or not to stop all the above processes (step 800). If the result of the determination is that a paste film is to be formed on a plurality of substrates in the same pattern, the process is repeated from step 300. When the series of processes is completed for all the substrates, all the operations are completed (Step 900).
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the transmission of vibration from the gantry surface during the coating operation to the Z-axis table support gantry supporting the coating head unit, and to perform high-speed operation to reduce the number of nozzles generated in the apparatus. The relative vibration of the substrate surface can be reduced, and the drawing pattern accuracy of the paste discharged onto the substrate can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a paste applicator according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement relationship between a paste storage cylinder and a distance meter in the embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a control system in the embodiment shown in FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing an overall operation of the embodiment shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stand, 2 ... Z-axis table support stand, 2-s1, s2 ... Post, 2a1, 2a2, 2a3, 2a4 ... Vibration insulation means, 3 ... X-axis moving table, 4 ... X-axis servo motor, 5 ... Y-axis Moving table, 6: Y-axis servo motor, 7: substrate holding mechanism, 8: θ-axis moving table, 9: substrate, 10: Z-axis moving table support bracket, 11: Z-axis moving table, 12: Z-axis servo motor, DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Paste storage cylinder, 14 ... Nozzle support, 15 ... Image recognition camera, 16 ... Distance meter, 17 ... Main control part, 18 ... Sub-control part, 18a, hard disk, 18b ... Floppy disk, 19 ... Monitor, 20 ... Keyboard, 21: Connection cable, 22: Negative pressure source, 22a: Negative pressure regulator, 23: Positive pressure source, 23a: Positive pressure regulator, 24: Valve unit, 27: Suction means.
