(57)【要約】      （修正有）【課題】インクジェットヘッド及び光学装置を用いて容易でかつ正確にマルチノズルヘッドを位置合わせすることができるインクジェットヘッドの位置合わせ方法を提供する。【解決手段】ノズル測定カメラを用いて第１ノズルの位置を認識する工程と、上記ノズル測定カメラを水平方向に移動させて第２ノズルの位置を認識する工程と、上記第１ノズルと第２ノズルとの間のチルティング角を算出する工程と、上記チルティング角に応じて上記インクジェットヘッドを回転させる工程と、を含む、複数のノズルが形成されたインクジェットヘッドの位置合わせ方法である。【選択図】図２
2010104978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルが形成されたインクジェットヘッドの位置合わせ方法であって、
ノズル測定カメラを用いて第１ノズルの位置（ｘ１，ｙ１）を認識する工程と、
前記ノズル測定カメラを水平方向に移動させて第２ノズルの位置（ｘ２，ｙ２）を認識する工程と、
前記第１ノズルと第２ノズルとの間のチルティング角（θ）を算出する工程と、
前記チルティング角に応じて前記インクジェットヘッドを回転させる工程と、
を含むインクジェットヘッドの位置合わせ方法。
【請求項２】
前記チルティング角を算出する工程が、下記の式（１）により行われることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの位置合わせ方法。
【数１】
2010104978.tif 000005
【請求項３】
前記インクジェットヘッドを用いてテストパターンを印刷する工程と、
パターン測定カメラを用いて前記テストパターンのイメージを取得する工程と、
前記パターン測定カメラの基準中心点と前記テストパターンのイメージとの間のオフセットデータを算出する工程と、
前記オフセットデータを前記インクジェットヘッドの印刷データに反映する工程と、
をさらに含む請求項１または２に記載のインクジェットヘッドの位置合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドの位置合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低価電子機器に対する要求が増大しており、低コストの製造工程、特にフォトリソグラフィ（photolithography）工程を代替できる新たな工法に対する開発の要求がさらに高まっている。
【０００３】
従来の印刷回路基板の製造技術では電極及び信号パターンを形成するために露光及びエッチング工程を繰り返して行うが、露光工程に用いられるマスク及びユーティリティ設備の維持費用に対する問題があった。
【０００４】
印刷は同一のパターン製版を用いて製品を多量に生産する技術であって、低費用で容易に導電性パターン、画像パターンなどを生産できる技術である。特に、インクジェット印刷技術は、従来のグラビア、スクリーン印刷などが高価の製版工程を必要としたこととは異なって、データをデジタル信号に変換して直接パターニングすることにより、工程費用を画期的に節減でき、最近の電子機器の製造傾向である多品種少量生産に非常に好適な技術と言える。
【０００５】
ＤｏＤ（Drop on Demand）方式のインクジェットは家庭用プリンタとして開発されて広く普及された技術であって、この技術を印刷回路基板（ＰＣＢ）の製造技術に転用すれば、環境に優しい生産工程となり、部品実装密度の増大やコストダウン効果が期待できる。
【０００６】
従来、印刷回路基板を始めとした各種基板の印刷のためには、プレートに基板を配置する際にプレートのＸ、Ｙ軸上にガイドピンを用いて位置合わせするか、基板に孔や位置合わせマークなどを形成してビジョンシステムを用いて位置合わせを行った。
【０００７】
しかし、ガイドピンを用いる場合、作業者がマニュアルで基板を位置合わせすることから生じる位置誤差やガイドピンの加工誤差などで精緻な基板位置合わせが困難であった。また、多様なサイズや材質の基板を必要とするインクジェット基板において、基板に孔、位置合わせマークを一律に形成することは困難であった。
【０００８】
一方、特許文献１は、基板プレアライン装置（Substrate board pre-align apparatus）に対して記述している。図１は、上記特許文献１に開示された基板プレアライン装置の概略的な図である。上記特許文献１は、基板を扱う各種生産及び加工工程、例えば、露光器にて基板を位置合わせするための基板プレアライン装置に関するもので、ローディング部１、プレアラインメント部２、及び露光など必要とされる工程を行うためのワーキング部３が長手方向に配置されている。
【０００９】
しかし、上記特許文献１に開示された方法は、基板が通過する時点を検出するための位置合わせセンサ１１，１２、基板Ｓの最初のセット時の位置を検出するための基準点検出センサ１３、位置合わせセンサの位置を調節するための位置調節装置、及びイメージ装置など、複雑な機械装置を必要とする。図１の「Ｃ」は基板Ｓの中心を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】韓国特許登録第０３６９３９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
こうした従来技術の問題点に鑑み、本発明は、インクジェットヘッドにおいてマルチノズルを有するインクジェットヘッドと、ノズル測定器、パターン測定器に用いられる光学系とを用いてインクジェットヘッドの位置合わせ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、複数のノズルが形成されたインクジェットヘッドの位置合わせ方法であって、ノズル測定カメラを用いて第１ノズルの位置（ｘ１，ｙ１）を認識する工程と、上記ノズル測定カメラを水平方向に移動させて第２ノズルの位置（ｘ２，ｙ２）を認識する工程と、上記第１ノズルと第２ノズルとの間のチルティング（tilting）角（θ）を算出する工程と、上記チルティング角により上記インクジェットヘッドを回転させる工程と、を含むインクジェットヘッドの位置合わせ方法が提供される。
【００１３】
ここで、上記チルティング角を算出する工程は、下記の式（１）により行われることができる。
【数１】
2010104978.tif 000003
【００１４】
一方、上記インクジェットヘッドを用いてテストパターンを印刷する工程と、パターン測定カメラを用いて上記テストパターンのイメージを取得する工程と、上記パターン測定カメラの基準中心点と上記テストパターンのイメージとの間のオフセットデータを算出する工程と、上記オフセットデータを上記インクジェットヘッドの印刷データに反映する工程と、をさらに行うこともできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の好ましい実施例によれば、インクジェットヘッド及び光学装置を用いて容易でかつ正確にマルチノズルヘッドを位置合わせすることができる。
【００１６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来技術によるインクジェットヘッドの位置合わせ方法を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドの位置合わせ方法を示す順序図である。
【図３】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドの位置合わせ方法を実現するためのシステムを示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドの位置合わせ方法の各工程を示す面である。
【図５】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドの位置合わせ方法の各工程を示す面である。
【図６】本発明の一実施例によるインクジェットヘッドの位置合わせ方法の各工程を示す面である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、本願では特定実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明を説明するに当たって、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００１９】
「第１」、「第２」などの用語は多様な構成要素を説明するために用いられるに過ぎず、構成要素がそれらの用語により限定されるものではない。それらの用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的だけに用いられる。
【００２０】
本願で用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するために用いたものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文の中で明らかに表現しない限り、複数の表現を含む。本願において、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組合せたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、またはこれらを組合せたものの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解しなくてはならない。
【００２１】
以下、本発明によるインクジェットヘッドの位置合わせ方法の好ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明し、添付図面を参照して説明するに当たって、同一かつ対応する構成要素は同一の図面番号を付し、これに対する重複説明は省略する。
【００２２】
インクジェット装備を研究する際には、様々なヘッドを入れ替えながら実験を行うが、手動でインクジェットヘッドを入れ替える過程から機械的な誤差が生じることになる。本実施例では、このような装着誤差を最小化できる方法を提示する。
【００２３】
図４は手動でヘッドを装着する際に発生し得ることを図式化したものであって、この場合、ヘッドから吐出される液滴の直進性が確保されないという問題が発生する。その結果、印刷されたライン同士の間隔が狭くなり、印刷されたパターンが設計値と異なるか、印刷不良が発生する。具体的に、ヘッドが回転方向に移動されて印刷する場合、水平方向及び斜線方向への印刷時に不良が発生することになる。
【００２４】
このような問題を解決するために、本実施例ではノズルを観察するためのノズル測定カメラを用いてヘッドのチルティング角、すなわち、回転の程度を調べた後、ヘッドを回転することで位置合わせ誤差を補正する方法を提示する。以下では、これについて、図２から図４を参照してより詳細に説明する。
【００２５】
図２は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドの位置合わせ方法を示す順序図であり、図３は本発明の一実施例によるインクジェットヘッドの位置合わせ方法を示す概略図である。図３を参照すると、インクジェットヘッド２０、ガイドレール２５、パターン測定カメラ３０、プレート４０、ガイドレール４５、ノズル測定カメラ５０が示されている。
【００２６】
先ず、ステップＳ１１０で、ノズル測定カメラ５０を用いて第１ノズル２１の位置を認識する。ノズル測定カメラ５０としては、ＣＣＤカメラなどを用いることができ、必要により倍率レンズをさらに用いることもできる。倍率レンズは、測定対象であるノズルのサイズを考慮してそれに適当な倍率のものを用いればよい。
【００２７】
３０μｍ以下の微細なサイズのノズルの場合には認識しにくいので、先ずインクジェットヘッド２０の下面に形成された認識マーク（図示せず）を確認し、その後、認識マーク（図示せず）に基づいてノズルを確認する方法を用いることができる。
【００２８】
このように第１ノズル２１を確認した後には、正確な測定及び位置合わせのために焦点調節を行い、第１ノズル２１に対する座標値（ｘ１，ｙ１）を取得することにより、第１ノズル２１に対する位置認識を完了することができる。
【００２９】
次に、ステップＳ１２０で、ノズル測定カメラ５０を水平方向に移動させて第２ノズル２３の位置を認識する。すなわち、第１ノズル２１の位置認識と同様な方法で第２ノズル２３の座標値（ｘ２，ｙ２）を取得することができる。
【００３０】
その後、ステップＳ１３０で、第１ノズル２１と第２ノズル２３との間のチルティング角を算出する。第１ノズル２１と第２ノズル２３との間のチルティング角（θ）、すなわち、回転程度は、下記の簡単な式（１）により算出することができる。
【数２】
2010104978.tif 000004
【００３１】
一方、本実施例では、インクジェットヘッドの第１ノズル２１と最後のノズルである第２ノズル２３とを用いてチルティング角（θ）を算出する方法を提示したが、第１ノズル２１と中央部分に位置したノズル２２とを用いてチルティング角を算出することもできることは明らかである。
【００３２】
その後、ステップＳ１４０で、このように算出されたチルティング角に応じてインクジェットヘッド２０を回転させて角度誤差を補正することにより、インクジェットヘッド２０を位置合わせすることができる。
【００３３】
以上のように、インクジェットヘッド２０及びノズル測定カメラ５０を用いることで、インクジェットヘッド２０の装着時に生じる機械的誤差を補正することができる。
【００３４】
以上では、インクジェットヘッド２０装着時に発生し得る回転方向への位置合わせ誤差を補正する方法について説明したが、以下では、Ｘ−Ｙ軸方向への位置合わせ誤差を補正する方法について説明する。このようなＸ−Ｙ軸の補正方法は、上述した回転方向の位置合わせ誤差を補正する前に行ってもよく、後に行ってもよい。
【００３５】
インクジェットヘッド２０を備えた印刷システムによる印刷工程には、印刷されたパターンを実時間（In-situ）で観察できる機能が利用される。この時、パターンの測定のためのカメラ３０は、図５に示すように、最初の設計値だけインクジェットヘッド２０から機械的に離れて所定のオフセット距離を維持しながらパターンを観察する。具体的に、パターン測定カメラ３０のような光学装置は、インクジェットヘッド２０からＸ軸にｄｘ、Ｙ軸にｄｙだけ離れて装着されていて、印刷されたパターンを観察する。
【００３６】
上述したように、インクジェット装備を研究する際に、様々なヘッドを入れ替えながら実験を行うが、手動でインクジェットヘッドを入れ替える過程から機械的誤差が発生することがある。本実施例では、このような装着誤差を最小化できる方法を提示する。
【００３７】
先ず、ステップＳ１５０で、インクジェットヘッド２０に形成されたノズルの現在位置（Ｈｘ，Ｈｙ）を認識して格納した後、図６の（ａ）に示すように、テストパターン２６を印刷する。
【００３８】
次に、ステップＳ１６０で、パターン測定カメラ３０を用いて上記テストパターン２６のイメージを取得する。パターン測定カメラ３０としてはＣＣＤカメラなどを用いることができ、必要により倍率レンズをさらに用いることもできる。倍率レンズは、測定対象であるパターン２６のサイズを考慮して、それに適当な倍率のものを用いればよい。パターン測定カメラ３０はインクジェットヘッド２０と同じモジュールまたは別個のモジュールで装着でき、これは印刷システムの機械設計に応じて変更可能である。
【００３９】
その後、ステップＳ１７０で、パターン測定カメラ３０の基準中心点とテストパターン２６のイメージとの間のオフセットデータ（ｄｘ，ｄｙ）を算出する。このために、図６の（ａ）に示すように、テストパターン２６の印刷時にパターン測定カメラ３０の基準中心点の位置を格納し、図６の（ｂ）に示すように、印刷されたテストパターンに合わせてパターン測定カメラ３０の基準中心点を移動させた後、カメラの基準中心点の移動距離を算出する方法などを用いることができる。
【００４０】
このように、オフセットデータ（ｄｘ，ｄｙ）を取得した後、ステップＳ１８０で、オフセットデータ（ｄｘ，ｄｙ）をインクジェットヘッド２０の印刷データに反映する。具体的に、印刷のためにインクジェットヘッド２０に入力される印刷データにオフセットデータが適用されるようにして、後のプロセス実行時に、インクジェットヘッド２０の印刷結果をパターン測定器を用いて正確に測定できるように位置合わせすることである。
【００４１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００４２】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、および方法における動作、手順、ステップ、および工程等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「先ず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００４３】
２０  インクジェットヘッド
２５，４５  ガイドレール
３０  パターン測定カメラ
４０  プレート
５０  ノズル測定カメラ
【図１】
2010104978.tif 000006
【図２】
2010104978.tif 000007
【図３】
2010104978.tif 000008
【図４】
2010104978.tif 000009
【図５】
2010104978.tif 000010
【図６】
2010104978.tif 000011