(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容する散布チャンバ、基板上へのスペーサ散布密度に対応した一定体積のスペーサを計量する計量ユニット、及び、散布チャンバの天井部に設けられた散布ノズルを有し、
散布チャンバが、電気的に内層と外層が絶縁されたチャンバであって、チャンバの内層面が高抵抗導電面をなし、内層面に外部から電圧を供給する端子を有することを特徴とする乾式スペーサ散布装置。
【請求項２】
外部から電圧を供給する端子に、電圧及び極性の切り替え選択が可能な高電圧を供給する高電圧発生回路が接続されてなる請求項１記載の乾式スペーサ散布装置。
【請求項３】
散布ノズルが、スペーサを供給する１個の供給口及び供給されたスペーサを基板上に拡散散布する複数個の独立した散布孔を有するマルチプレックスノズルである請求項１または２記載の乾式スペーサ散布装置。
【請求項４】
マルチプレックスノズルが、スペーサの散布エリアを制約するフードを具備してなる請求項３記載の乾式スペーサ散布装置。
【請求項５】
散布チャンバの天井部に、複数個のマルチプレックスノズルを有する請求項２または３記載の乾式スペーサ散布装置。
【請求項６】
一定体積のスペーサを計量する計量ユニットが、複数個の計量皿を設けたテーブルであって、振動が加えられて計量皿にスペーサを供給するスペーサ供給ホッパー、計量皿へのスペーサの供給量を確認するセンサ、計量皿に供給されたスペーサを一定量にスリ切るスリ切りワイパ、スリ切ったスペーサが一定量にスリ切られたことを判別するセンサを有する計量確認センサユニット、及び、確認結果がGO判定された軽量皿上のスペーサを吸い上げ、散布ノズルに送り込むエジェクタユニットを有する請求項１〜５いずれか記載の乾式スペーサ散布装置。
【請求項７】
スペーサ供給ホッパーが、振動の高周波成分、振幅及び周波数を可変とする振動駆動制御回路、及び、計量皿に供給したスペーサの量を検知するセンサの検出位置の調整機構を有し、スペーサ供給量を調整するセンサユニットを具備してなる請求項６記載の乾式スペーサ散布装置。
【請求項８】
計量皿上のスリ切られたスペーサ量を確認するセンサ、テーブル上の複数の計量皿のスペーサ平面を確認する距離センサ、及び、モニタリング表示機能を有する計量確認センサ制御回路を有する請求項６または７記載の乾式スペーサ散布装置。
【請求項９】
計量皿のスペーサを圧送配管に送り込むエジェクタユニットが、電磁ソレノイドによりエジェクタ吸い込み口を上下移動し、吸い込み口と計量皿平面間距離を設定したのち、ソレノイドによりON−OFF駆動させてスペーサを吸い上げ、計量皿に圧接されるとき、計量皿に強い衝撃力を与えないソレノイド制御回路を有する請求項６〜８のいずれか記載の乾式スペーサ散布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式スペーサ散布装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、液晶セルの組み立て工程において、薄膜トランジスタ基板などとカラーフィルタ基板などを貼り合わせる際に、２枚の基板を平行間隔に固定するために、基板上にスペーサを散布するための乾式スペーサ散布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶セルの組み立て工程においては、表示素子間のギャップを精度よく、均一にするために、微小規定サイズの球形スペーサを基板上に散布する。スペーサ散布方式としては、湿式散布方式と乾式散布方式がある。湿式散布方式は、溶媒中にスペーサを分散し、液体として散布することによって、基板上にスペーサを均一に分布させる方法である。この方式は、装置が安価であり、スペーサ自体が帯電しないので、外部の静電気や、周囲の影響を最小限にして散布することができるというメリットがあり、捩れネマティック方式や、超捩れネマティック方式の液晶素子では多数使用されている。しかし、媒体としての溶媒が基板に到達するまでに確実に乾燥している必要がある。さもないと、基板上の溶媒の乾燥に従って、スペーサが凝集してしまうために、溶媒に揮発性の液体を用い、チャンバ内を高温にして乾燥させなければならない。また、散布過程で凝集が生じやすいことから、スペーサ分散液の準備の段階から装置における散布の瞬間まで、厳重な管理が必要とされる。しかし、この方式は、液晶表示装置メーカーがすでに相当の経験を蓄積し、それらを生かして運用していると考えられる。
乾式散布方式は、スペーサ自体を供給して散布する方式であり、スペーサに何も加える必要がないので、準備は非常に簡単である。乾式散布方式としては、スペーサを気流に乗せて圧送、散布する帯電方式と、強制的に帯電させて散布する静電方式が一般的である。静電方式は、スペーサを高電圧に帯電させるために、気流に乗せることなく散布できるので、スペーサの使用効率がよくなる反面、広範囲の散布には適さず、また、高電圧に帯電したスペーサが、そのまま基板上に到達するので、基板上のパターン破壊などに至る危険性がつきまとうという問題がある。帯電方式は、スペーサを分離、分散させることが難しく、さまざまな工夫やノウハウが必要であるが、スペーサの帯電が少ないので、静電方式のような心配はない。
現在、表示素子として液晶セルは、一般に広く使用されるようになり、さまざまな要求に合わせて表示構造の異なる液晶セルが使い分けられている。このような種類の増加や、サイズの大型化など、表示素子としての応用範囲が広がるにつれて、要求も多様化し、それに対応して多種類のスペーサが開発され、例えば、１μｍ程度の極小粒径のスペーサも開発されている。また、基板材料もガラスのみならず、プラスチックフィルムへの散布の要求もなされている。これに対して、現在の散布装置は、高速化、信頼性も含めた性能を必ずしも満足させるものではない。このために、より高性能化し、多岐にわたる要求に応えることができるスペーサ散布装置が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、スペーサの準備と取り扱いが簡単であり、大型の基板に対応することができ、小径のスペーサから大径のスペーサまでを、ガラス基板のみならずフィルム基板にも散布することができ、スペーサの散布効率が高く、散布動作が高速で信頼性の高い乾式スペーサ散布装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、散布チャンバ、スペーサ計量ユニット及び散布ノズルを有する乾式スペーサ散布装置において、計量皿上に一定体積のスペーサを計量し、このスペーサをマルチプレックスノズルに圧送して散布することにより、高速で信頼性の高い散布を行うことが可能となることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）基板を収容する散布チャンバ、基板上へのスペーサ散布密度に対応した一定体積のスペーサを計量する計量ユニット、及び、散布チャンバの天井部に設けられた散布ノズルを有し、散布チャンバが、電気的に内層と外層が絶縁されたチャンバであって、チャンバの最内層面が高抵抗導電面をなし、最内層面に外部から電圧を供給する端子を有することを特徴とする乾式スペーサ散布装置、
（２）外部から電圧を供給する端子に、電圧及び極性の切り替え選択が可能な高電圧を供給する高電圧発生回路が接続されてなる第１項記載の乾式スペーサ散布装置、
（３）散布ノズルが、スペーサを供給する１個の供給口及び供給されたスペーサを基板上に拡散散布する複数個の独立した散布孔を有するマルチプレックスノズルである第１項または第２項記載の乾式スペーサ散布装置、
（４）マルチプレックスノズルが、スペーサの散布エリアを制約するフードを具備してなる第３項記載の乾式スペーサ散布装置、
（５）散布チャンバの天井部に、複数個のマルチプレックスノズルを有する第３項または第４項記載の乾式スペーサ散布装置、
（６）一定体積のスペーサを計量する計量ユニットが、複数個の計量皿を設けたテーブルであって、振動が加えられて計量皿にスペーサを供給するスペーサ供給ホッパー、計量皿へのスペーサの供給量を確認するセンサ、計量皿に供給されたスペーサを一定量にスリ切るスリ切りワイパ、スリ切ったスペーサが一定量にスリ切られたことを判別するセンサを有する計量確認センサユニット、及び、確認結果がGO判定された計量皿上のスペーサを吸い上げ、散布ノズルに送り込むエジェクタユニットを有する第１項〜第５項いずれか記載の乾式スペーサ散布装置、
（７）スペーサ供給ホッパーが、振動の高周波成分、振幅及び周波数を可変とする振動駆動制御回路、及び、計量皿に供給したスペーサの量を検知するセンサの検出位置の調整機構を有し、スペーサ供給量を調整するセンサユニットを具備してなる第６項記載の乾式スペーサ散布装置、
（８）計量皿上のスリ切られたスペーサ量を確認するセンサ、テーブル上の複数の計量皿のスペーサ平面を確認する距離センサ、及び、モニタリング表示機能を有する計量確認センサ制御回路を有する第６項または第７項記載の乾式スペーサ散布装置、及び、
（９）計量皿のスペーサを圧送配管に送り込むエジェクタユニットが、電磁ソレノイドによりエジェクタ吸い込み口を上下移動し、吸い込み口と計量皿平面間距離を設定したのち、ソレノイドによりON−OFF駆動させてスペーサを吸い上げ、計量皿に圧接されるとき、計量皿に強い衝撃力を与えないソレノイド制御回路を有する第６項〜第８項記載の乾式スペーサ散布装置、
を提供するものである。
なお、上記（１）に記載の高抵抗導電面とは、抵抗値が数十ＭΩ以上の導電面のことをいう。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の乾式スペーサ散布装置は、基板を収容する散布チャンバ、基板上へのスペーサ散布密度に対応した一定体積のスペーサを計量する計量ユニット、及び、散布チャンバの天井部に設けられた散布ノズルを有する。本発明の乾式スペーサ散布装置においては、散布ノズルが、マルチプレックスノズルであることが好ましい。
図１(ａ)は、本発明の乾式スペーサ散布装置の一態様の斜視図であり、図１(ｂ)は、マルチプレックスノズルの一態様の説明図である。本態様の乾式スペーサ散布装置は、散布チャンバＡ、スペーサ計量ユニットＢ及びスペーサを散布する散布ノズルＣを有し、チャンバ内下方にスペーサを散布する基板を載置する基板台１が設けられている。
スペーサ計量ユニットＢは、外部より事前に供給されるスペーサを、散布に先立って自動的にユニット内の計量皿に供給し、一定体積が計量された計量皿上のスペーサを、マルチプレックスノズルに送り出すユニットである。基板台は、移動テーブル２に付属し、テーブル全体を外側に引き出すことができる。従って、外部からは、テーブル側面の密閉扉のみとして見える。装置全体の操作パネル３のスイッチ動作によって、エアシリンダにより、内部に設置されているテーブル側面の左右の移動ガイドに沿って、自動的にテーブル全体の引き出し、挿入を行うことができる。
【０００６】
本態様の乾式スペーサ散布装置において、基本動作は下記のように行われる。すなわち、操作パネルのテーブルOUTスイッチONにより移動テーブル２を引き出し、テーブルに付属する基板台上に基板を載置し、操作パネルのテーブルINスイッチONにより移動テーブルを散布チャンバ内に入れる。次いで、操作パネルの散布スタートスイッチを押すことにより、スペーサの計量を始め、散布への動作を開始する。散布への動作は、あらかじめ設定しておいた、散布モード、パラメータなどに従って行われる。これらの全体の制御は、チャンバ下部に設けられた装置コントローラにより行われる。
スペーサは、計量ユニットＢで計量され、計量されたスペーサは、散布チャンバの天井部に設けられたマルチプレックスノズル１２０のスペーサ供給口に送り出される（圧送１）。同時に、マルチプレックスノズルの散布孔に圧力気体が加えられ、散布モードによる領域１２１に、１回目の散布が行われる（散布１）。引き続いて、同様に、２回目の計量と散布モードによる領域１２２への２回目の散布（散布２）、３回目の計量と散布モードによる領域１２３への３回目の散布（散布３）、４回目の計量と散布モードによる領域１２４への４回目の散布（散布４）が行われる。スペーサの散布を、複数回に分割して行うことにより、スペーサの分布が平均化され、基板上に均一に分布した散布状態が得られる。また、スペーサの散布中に、使用するスペーサの特性に応じて、散布チャンバ内の排気や電界を設定することができる。本態様の乾式スペーサ散布装置は手動操作機であるが、基板のセット、取り出しなどを従来のスペーサ散布装置と同様に、ロボットで行うことにより、インライン自動機とすることもできる。
【０００７】
図２(ａ)は．計量ユニットの一態様の斜視図であり、図２(ｂ)は、ホッパーユニットの一態様の斜視図であり、図２(ｃ)は、計量センサユニットの一態様の斜視図であり、図２(ｄ)は、計量皿の一態様の斜視図である。本態様の計量ユニットは、散布するスペーサを一定体積量として計量する４個の計量皿ユニット２００ａ、２００ｂ、２００ｃ及び２００ｄが、９０度単位に配置された回転テーブル２０１を有し、回転テーブルは、その下に設けられた回転モータ（図示せず）により回転される。テーブル側面に、計量皿停止位置検出ピン２０３があり、４方向に配置された光電センサ２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ及び２０２ｄ（２０２ａのみ図示）が検出ピンを検知する位置で停止したとき、各々の計量皿位置と下記の各機能ステーション位置が正確に一致するように配置されている。各機能ステーションとは、計量皿にスペーサを供給するホッパー部２０Ａ、計量確認センサ部２０Ｂ及び計量後の計量皿上のスペーサを取り出すエジェクタ部２０Ｃであり、ホッパーと確認センサの間にスリ切りワイパ２０４が設けられている。
ホッパー部２０Ａは、計量皿にスペーサを供給するホッパーユニットと計量センサユニットの２つのユニットにより構成されている。ホッパーユニットは、ホッパー２ａ８に、スペーサを外部から供給するためのホッパー上蓋２ａ１を有し、ホッパー上蓋はホッパー本体にネジ込み固定される。スペーサ供給時には、ホッパー上蓋を取り外して、ホッパー上部からスペーサを供給する。ホッパー２ａ８は、計量皿２ａ２にスペーサを落とし込む小径のスペーサ供給穴２ａ３を有し、本体自体は、振動を加えてスペーサを落下させるための振動板２ａ４に固定されている。振動板は、一端でユニットベースにネジ２ａ５により固定され、ユニットベースに収容された振動源であるピエゾ素子２ａ６に密接している。ピエゾ素子は、停止時には振動板２ａ４によって与圧を与えられ、駆動時にはネジ２ａ５を支点として振動板を介してホッパーに振動を与える。また、スペーサはホッパーから回転テーブル上の計量皿２ａ２に供給され、スペーサ供給検出位置の仮想線で示す検出ビーム２ａ７により、計量確認センサによって供給量が確認される。
【０００８】
ピエゾ素子２ａ６は、駆動回路ボックス２０５に収容された振動駆動制御回路に接続され、装置コントローラからの信号によって駆動される。振動駆動制御回路により、振動の高周波成分、振幅及び周波数が可変とされ、散布する多様な特性を有するスペーサに合わせた最適な振動を発生することができる。通常は、高周波成分と振幅はあらかじめ装置調整時に設定し、オペレータは使用するスペーサに合わせて最適周波数のみを設定することが好ましい。
図３(ａ)は、振動駆動制御回路の一態様の回路図である。デューティサイクル５０％の周波数可変パルス発振器２ｄ１において、装置コントローラ２ｄ２からの駆動信号によってパルス２ｄ３を発生する。飽和型パルスパワーアンプ２ｄ４は、ハイサイドアンプ２ｄ４１及びロウサイドアンプ２ｄ４２で、各々の出力にそれぞれ立ち上がり時間調整抵抗２ｄ５１及び立ち下がり時間調整抵抗２ｄ５２を介してピエゾ素子２ｄ６に接続され、ユニットの構造に合わせて過度な振動高周波成分をカットする。可変電源２ｄ７は、各種のスペーサの供給に、標準的な振動振幅を得るために、パルスパワーアンプ２ｄ４の電源電圧を可変にして、ピエゾ素子２ｄ６に加えるパルスの波高値を変化させる。多くの場合、立ち上がり時間調整抵抗２ｄ５１及び立ち下がり時間調整抵抗２ｄ５２は１００〜２００Ωであることが好ましく、波高値は１００〜１５０Ｖであることが好ましく、周波数は０.３〜２kHzであることが好ましい。
【０００９】
図２(ｃ)に示す態様においては、計量センサユニットにより、スペーサを計量皿２ａ２に供給するために、ホッパー２ａ８に与えた振動を停止するタイミングを検出する。計量センサは、散布動作に先立って、装置コントローラから送られる振動開始信号によるスペーサの計量皿への供給開始と、供給停止を制御するためのファイバビームセンサである。図２(ｃ)に示されるように、検出用のファイバビームセンサは、発光ヘッド２ｂ２と受光ヘッド２ｂ１で構成され、仮想線で示される検出ビーム２ａ７がファイバビームのON−OFF検出位置である。検出ビーム２ａ７は、調整ネジ２ｂ７により上下方向２ｂ１１に移動調整され、調整後に止めネジ２ｂ９により固定される。また、左右のネジ２ｂ８１及び２ｂ８２をゆるめることにより、調整ネジ２ｂ７の垂直方向を中心に、回転方向２ｂ１０に調整することができる。このような手段により、検出ビーム２ａ７を上下に移動又は回転させ、検出位置を調整し設定する。図２(ｄ)に示されるように、ホッパーからスペーサが計量皿２ａ２の計量穴２ｃ３に供給され、さらに計量穴上２ｃ１に堆積する。スペーサが検出ビームの位置に達すると、スペーサの供給が停止される。
【００１０】
図２に示す態様においては、ホッパー２ａ８への振動が停止され、スペーサが供給されない状態では、スペーサ供給穴２ａ３の真下に計量皿２ａ２が位置して停止している。スペーサの粒径は、１〜１０μｍと非常に小さいために、粉体付着力により、振動を与えない限り落下することはない。たとえ多少落下したとしても、下に位置している計量皿２ａ２に供給されるだけで何ら問題はない。最近では、従来の散布装置ではこのような付着力のために計量できないという問題を解決するために、非常に流動性のよいスペーサも開発されているが、高価であったりして、まだほとんど実用化されていない。本発明の乾式スペーサ散布装置では、このような高流動性スペーサに対しては、ホッパーのスペーサ供給穴２ａ３の直径を、通常より小さくすることにより対応することができる。通常のスペーサに対しては、多くの場合、スペーサ供給穴の直径は１.０〜１.５mmであることが好ましく、必要に応じて１.０mm未満とすることもできる。
計量動作の開始に当たり、装置コントローラは、ピエゾ素子駆動回路を介してホッパー２ａ８に振動を与える。ホッパー中のスペーサは、適当な振動によって計量皿２ａ２上に一様に落下を始める。一様な落下とは、０.５秒程度で計量皿に相当量落下することを意味する。図２(ｄ)の計量皿２ａ２の破線で示されるスペーサ２ｃ３の部分が埋まり、上積みされてスペーサ２ｃ１の部分に達し始めると、スペーサは振動による落下力と自重によって横に拡がり始める。検知センサが検出ビーム２ａ７によりスペーサを検出したことを装置コントローラが感知すると、ピエゾ素子２ａ６の振動を停止する。このようなスペーサの供給方法をとることにより、スリ切りに必要なスペーサを過不足なく計量皿に供給することができる。また、落下量がホッパー２ａ８内のスペーサの残存量によって、多少変化しても、振動時間の長短によって自動的に補正されることになり、安定したスペーサの供給が可能であり、センサ検出位置を調整することにより、後のスリ切り量を最小かつ一定にすることが可能となる。さらに、このような検出方法は、スペーサの粒径に左右されず、表面色にも依存しないので、今後のあらゆる種類のスペーサにも対応することができ、その実施効果は大きい。
【００１１】
ホッパー部２０Ａにおいて、回転テーブル２０１に取り付けられた計量皿ユニット２００ａに供給されたスペーサは、回転テーブル２０１が回転することによって計量皿ユニット２００ａが移動し、スリ切りワイパ２０４を通過する際に平面にスリ切られて、計量確認センサ部２０Ｂに到達する。計量確認センサは、この位置での最終計量値を確認し、GO―NGを判定し、同時にスペーサ量をモニタリングする。
図３(ｂ)は、計量確認回路の一態様を示す回路図である。計量皿２ｅ１の計量穴２ｃ３には、スペーサが満たされている。距離センサ２ｅ２は、図のＬの長さに比例するアナログ電圧を出力する光電素子である。センサと計量皿のスペーサ表面間の距離を正確に計測することによって、スペーサの計量結果を判定することができる。アナログスイッチ２ｅ３により、入力に補正電圧２ｅ４１〜２ｅ４４を設定し、装置コントローラからのアナログスイッチ選択信号２ｅ５により、出力電圧２ｅ４１〜２ｅ４４を選択する。加算回路２ｅ６において、センサ出力と選択補正電圧が加算される。補正電圧により、回転テーブル上に取り付けられた４個の計量皿を取り付けた時点での高さを同一に、すなわちメカニカル誤差を電気的に補正することができ、これによって各々の計量皿の計量値を正確に検出することができる。従って、選択信号２ｅ５は、それぞれの計量皿ユニット２００ａ、２００ｂ、２００ｃ及び２００ｄに対応して、装置コントローラが補正電圧を選択する機構となっている。
【００１２】
図３(ｂ)に示す態様の計量確認回路においては、ウインドウコンパレータ２ｅ７及び２ｅ８により、計量結果のGO／NG判定を行い、判定結果は接続線２ｅ９により接続されたコントローラによって感知される。切り替えスイッチ２ｅ１０を“１”にセットすると、距離センサ２ｅ２の出力が接続線２ｅ１３へ出力される。また、切り替えスイッチ２ｅ１０を“２”にセットすると、加算回路２ｅ６で得られる補正後のセンサ出力が、計量値として接続線２ｅ１３に出力される。さらに、“３”にセットすると、判定回路の上限設定値２ｅ１１が、“４”にセットすると下限設定値２ｅ１２が出力される。切り替えスイッチ２ｅ１０の出力は、デジタルパネルメータ２ｅ１４に表示される。パネルメータの表示ホールド入力で出力表示値を保持したい場合には、接続線２ｅ１５を経由して、コントローラから指示することができる。
【００１３】
本発明の乾式スペーサ散布装置において、計量確認センサ部の操作は下記のごとく実施することができる。すなわち、回転テーブル上の４個の計量皿をそれぞれＮｏ.１、Ｎｏ.２、Ｎｏ.３及びＮｏ.４とし、切り替えスイッチ２ｅ１０を“１”にセットする。各々の計量皿にスペーサをマニュアルでスリ切った状態にしておき、回転テーブルを回して計量値を接続線２ｅ１３を経由してデジタルパネルメータ２ｅ１４に表示させることにより、テーブル上の計量皿の取り付け高さのバラツキを確認することができる。実施例においては、距離Ｌ＝４.００mmで４.００Ｖとなり、距離をそのまま測定することができる。この際のバラツキを確認しながら、取り付け高さの調整と、それぞれのバラツキを補正する。
次いで、切り替えスイッチ２ｅ１０を“２”にセットして、加算回路２ｅ６で補正されたセンサ出力を、デジタルパネルメータ２ｅ１４に表示させる。テーブルを回転させて、計量皿Ｎｏ.１〜４を順次センサ位置に移動し、それに応じてアナログスイッチ２ｅ３のアナログスイッチ選択信号２ｅ５を切り替えて、全ての計量結果が４.００Ｖ、すなわち、距離４.００mmになるように、補正電圧調整ボリウムにより調整電圧２ｅ４１〜２ｅ４４を調整する。この結果、計量皿の高さ方向のメカニカルなばらつき誤差が補正され、正確な計量結果を読み取ることが可能となる。
さらに、切り替えスイッチ２ｅ１０を“３”又は“４”にセットし、計量許容上限値と下限値を、それぞれボリウムにより上限設定値２ｅ１１及び下限設定値２ｅ１２として設定する。実施例では、上限値及び下限値を４.００±０.１０〜０.２５mm程度に設定し、計量結果が上限値と下限値の間にあるときは、コントローラにGO信号を出力し、上限値又は下限値を外れた場合には接続線２ｅ９にNG信号を出力し、計量確認エラーとして動作を停止させる。NG信号の場合、計量動作のリトライを行うことができる。以上の操作により事前調整は完了し、切り替えスイッチ２ｅ１０を“２”にセットして実際の動作に入る。
【００１４】
事前調整を終えた計量確認センサ部の実際の動作概要は、次のようになる。すなわち、回転テーブルを駆動し、ホッパー部で供給された計量皿Ｎｏ.１上のスペーサを、スリ切りワイパ部を通過させ、センサ部に到達した時点でコントローラからのアナログスイッチ選択信号２ｅ５によって、加算回路２ｅ６において補正電圧２ｅ４１で補正されたセンサ出力を表示すると同時に、GO／NGの判定結果をコントローラに送る。次に、Ｎｏ.２の計量皿を確認すべく、回転テーブルを駆動する。テーブル回転速度を調整することにより、次の計量皿が到達して計量を開始するまで、到達タイミングが約０.５秒となるようにすることが好ましい。順次計量、確認及び回転移動が起こるために、通常はパネルメータ２ｅ１４の値を目視することは困難であるが、接続線２ｅ１５からの指示により、約０.５秒の間パネルメータ２ｅ１４の値をホールド表示させることによって、目視による計量結果のモニタリングを可能とすることができる。さらに、ホールドタイミングに、一瞬ブザーを鳴らすことにより、テスト動作時などでの目視による確認を容易にすることができる。上述したように、計量皿Ｎｏ.１からＮｏ.４までを、テーブルの回転によって順次センサ部に停止する各計量皿に対応した補正値を選択して、計量値を監視し、GO判定を得た計量皿のスペーサを散布する。
【００１５】
現在、乾式散布方式に使用されるスペーサは、粉体として振舞うことになり、非常に微妙な挙動が現れる。計量ユニットにおいても、通常のスペーサのみならず、粒径１μｍ近辺の極微小な粒径を有するスペーサや、熱融着性接着剤をコーティングしたスペーサのような特殊な特性を有するスペーサまで、数mgないし１mg以下にもなる微少量の粉体を安定して計量することは、極めて困難である。例えば、湿度などの外的環境の影響を敏感に受けて、ホッパー部でのスペーサが小さな塊となって飛び散り、計量皿への供給の途中で、供給量確認センサが供給完了と判定する場合が時として生じ、あるいは、スリ切ワイパにスペーサが付着して正しくスリ切れない場合などがある。このような計量誤差の生じたスペーサを散布した後で、満足できない結果が得られた場合、原因の追及は非常に難しい。このような特性を有するスペーサ、特に最近開発された特殊なスペーサを取り扱い、安定した散布結果を得るためには、常に細心の注意と監視が必要であり、その意味で、本発明の乾式スペーサ散布装置に備えられた計量確認センサの存在価値と効果は大なるものがある。
【００１６】
本発明の乾式スペーサ散布装置においては、計量ユニットで計量されたスペーサをエジェクタユニット部により、散布チャンバ内に設けられた散布ノズルに送り込む。エジェクタは、計量ユニットの回転テーブル上に配置された計量皿に、体積計量されGO判定が与えられたスペーサを、計量皿から吸い上げ散布ノズルに送り出す機能を有する。図４は、エジェクタユニットの一態様の斜視図である。エジェクタ２ｆ１は、気体吸い込み機構部品であり、この減圧吸い込み気流を利用して、粉体としてのスペーサを吸い込ませることができる。方向２ｆ２から清浄な窒素ガスなどの供給圧気体が与えられると、方向２ｆ３に高速流体として抜ける。このとき、吸い込み口２ｆ４が、内部の気流による流速圧によって減圧される結果、スペーサは吸い込まれ、気流に乗って散布ノズルに圧送される。回転テーブルは事前にコントローラにより制御され、計量皿２ｆ５上のスペーサは吸い込み口２ｆ４の真下に位置する。さまざまな特性を有する多種類のスペーサ、特に極微小なスペーサなどを確実に吸い上げるためには、吸い込み口２ｆ４と計量皿の表面との間の距離が非常に重要である。
本発明の乾式スペーサ散布装置は、エジェクタによるスペーサの吸い上げを確実にするために、エジェクタ本体を移動する移動ユニットを有する。エジェクタ２ｆ１は、電磁ソレノイド２ｇ４を駆動することにより上下方向に移動する。本態様においては、エジェクタユニットのベース金具２ｇ１とスライダ２ｇ２が、電磁ソレノイド２ｇ４の移動シャフトに接続され、取り付け穴２ｇ３にエジェクタが固定される。また、電磁ソレノイド２ｇ４には、ソレノイド復帰バネ２ｇ５が接続されている。エジェクタ２ｆ１は、固定金具取り付け穴２ｆ６を介して、スライダ２ｇ２の取り付け穴２ｇ３にネジ２ｆ７で固定される。エジェクタユニット全体が、ネジ穴２ｇ６により計量ユニットのベースに固定される。また、調整ネジ２ｇ７により、スライダを上下方向に移動させることができ、ソレノイド２ｇ４の力をより有効に生かし、計量皿との距離を最適化して、スペーサ吸い込み力によりスペーサを確実に吸い込むことが可能な位置にする。実施例の標準的なスペーサにおいては、吸い込み面と計量皿との最適距離は０.５mmであった。
【００１７】
エジェクタ吸い込み口２ｆ４は、計量皿との間に一定の間隔を保ち、ソレノイド復帰バネ２ｇ５と調整ネジ２ｇ７とによって、設定位置に保持される。一方、計量皿２ｆ５がエジェクタ吸い込み口の真下の停止位置にある状態で、エジェクタはスペーサを吸い上げ、散布ノズルに送り出し始める。ある種のスペーサの特性、特に極微小径のスペーサの付着力は強固であり、確実に吸い上げることは非常に難しく、従来のスペーサ散布装置では不可能とされていた。本発明の乾式スペーサ散布装置は、エジェクタユニットの移動機構を有するので、温湿度やスペーサの特性にほとんど左右されることなく、確実にスペーサを吸い込むことができる。すなわち、計量皿２ｆ５上のスペーサは、気体の送圧に応じた量が吸い込まれ、エジェクタ吸い込み口と計量皿の間に最適なギャップを設けることによって、安定してスペーサを吸い込むことができる。しかし、付着力の大きいスペーサや、計量値が多い場合には、計量皿上の計量穴２ｃ３が大きくかつ深くなる場合があり、確実なスペーサの吸い上げが不十分になることが多い。さらに、このようなスペーサをそのままエジェクタ動作させると、吸い込み口付近の内部でのスペーサの付着量が多くなり、散布の再現性が損なわれる。本発明の乾式スペーサ散布装置は、エジェクタに移動機構を設け、吸い込み口と計量皿の距離を制御することにより、エジェクタがスペーサ吸い上げ動作をしている状態のまま、吸い込み口を計量皿に密着させ、吸い込み口内部に十分な減圧状態を形成したのち、次の瞬間に一気に吸い込み口を離し、通常の流速状態に戻すようにソレノイドをON−OFF制御する。このような制御によって、吸い込み気流の急激な変化と一瞬の高速気流を作り出し、確実なスペーサの吸い込みが可能となる。なお、計量皿をスプリング板の上に載置し、多少柔軟な構造を与えることにより、エジェクタ吸い込み口の密着時の衝撃も和らげることができる。
【００１８】
図３(ｃ)は、ソレノイド制御回路の一態様の回路図である。パルス発振器２ｈ１は、ボリウム２ｈ２によりデューティサイクル約５０％で周波数が可変であり、波高値がほぼ一定の出力が可能である。抵抗２ｈ３とボリウム２ｈ４は、波高値を分圧する。バッファアンプ２ｈ５は、分圧電圧をそのまま出力するインピーダンス変換器でもある。ボリウム２ｈ７は、コンデンサとの時定数設定用可変抵抗であり、電圧レギュレータ２ｈ８は、ボリウム２ｈ９により出力を可変とする。オペアンプ２ｈ１０、抵抗２ｈ１１及びパワートランジスタ２ｈ１６により、一般的な電圧―電流変換器が構成される。ソレノイド２ｈ１７は、駆動信号によってエジェクタを移動させ、ソレノイド駆動電源２ｈ１８により駆動される。入力端子２ｈ２０は、コントローラからのソレノイドON−OFF信号を受け付ける。動作前の調整は、回路のそれぞれのボリウムで行うことができる。ボリウム２ｈ２は、ソレノイドのONによって、計量皿にエジェクタ吸い込み口が密着した状態となり、エジェクタ吸い込み口内部が十分減圧される時間として設定する。また、ボリウム２ｈ４は、ソレノイドがONした瞬間の電流値を設定する。コンデンサ２ｈ６とボリウム２ｈ７により、エジェクタ移動時のソレノイド電流の減衰カーブ、すなわち移動時の力を設定し、ボリウム２ｈ９により、ON状態での保持電流、すなわち密着時の力を設定する。
【００１９】
コントローラからのソレノイド動作指示がないときは、ダイオード２ｈ１４を介して、トランジスタ２ｈ１６が強制的にOFFとなり、ソレノイド２ｈ１７は解放状態、すなわち、復帰バネにより計量皿との間にギャップがある状態となっている。入力端子２ｈ２０よりON指示が与えられると、ダイオード２ｈ１４が解放される。一方、パルス発振器２ｈ１の出力が“low”のときは、ダイオード２ｈ１３を介してトランジスタ２ｈ１６を強制的にOFFにし、ソレノイドを解放するが、パルス発振器２ｈ１の出力が“high”になると、抵抗２ｈ３とボリウム２ｈ４で設定された波高値を有するパルスが、バッファアンプ２ｈ５から出力される。出力パルスは、コンデンサ２ｈ６とボリウム２ｈ７との時定数で微分され、減衰曲線となり、最終的に電圧レギュレータ２ｈ８に設定された一定電圧となり保持される。
この電圧は、オペアンプ２ｈ１０、トランジスタ２ｈ１６及び電流検出抵抗２ｈ１５で構成される電圧―電流変換回路に入り、ソレノイド駆動電流となる。なお、抵抗２ｈ１１はダイオード２ｈ１３と２ｈ１４が導通したときのオペアンプ２ｈ１０の保護抵抗であり、ダイオード２ｈ１２は、トランジスタ２ｈ１６ベースに−電圧が加わらないための保護であり、素子２ｈ１９は、ソレノイドがOFFしたときのサージ吸収素子である。
エジェクタユニット部では、このような回路を構成し制御することにより、エジェクタ吸い込み口がほぼ一定の力で計量皿に圧接し、かつ圧接力も調節できることから、計量皿に無理な力を加えることなく、密着時のバウンスも軽減することができる。なお、ソレノイドON−OFF周波数は、装置全体の処理時間を適性にするために、３〜４Hzに設定することが好ましい。
本発明の乾式スペーサ散布装置においては、エジェクタユニット部の機構と制御によって確実なスペーサの吸い上げが可能となり、特に極小粒径のスペーサや、従来湿度などの外的環境の影響を受けやすい特殊なスペーサも取り扱うことが可能である。エジェクタユニット部の構成が、散布装置として多様なスペーサの散布を可能とした要因の一つである。
【００２０】
図５は、本発明の乾式スペーサ散布装置の回転テーブルの一態様の斜視図である。本態様の回転テーブルは、４個のスペーサ計量皿を付属させている。円盤状の回転テーブル２ｉ１は、モータ２ｉ２により図中の矢印方向に回転させられる。テーブル側面にホトセンサ検出ピン２ｉ３があり、モータを固定している計量ユニットベース上の停止位置検出センサ（図示せず）でテーブル回転停止位置、すなわち計量皿位置を規定する。４個の計量皿ユニット２ｉ４１、２ｉ４２、２ｉ４３及び２ｉ４４が、テーブル円周上の四分された位置にある。検出センサも、計量皿ユニットに対応した位置に配置されている。計量皿ユニットは、ベース２ｉ５１〜２ｉ５４に振動板２ｉ６１〜２ｉ６４の一端を固定し、間にピエゾ素子２ｉ７１〜２ｉ７４が組み込まれている。振動板の他方にネジ込みナットが設けられ、これに計量皿がネジ込み固定され、散布数、すなわち散布密度（計量値）を変更する場合には、計量皿を交換することができる。加振用ピエゾ素子２ｉ７１〜２ｉ７４により、コントローラ信号に応じて各計量皿を独立に振動させることができる。各計量皿ユニットに付属するピエゾ素子は、テーブル中心にあるロータリコネクタ２ｉ８を介して、外部のピエゾ素子ドライバに接続されている。
モータが原点復帰された状態では、計量皿Ｎｏ.１（２ｉ４１）はスペーサ供給位置、すなわち、検出ピンを位置検出センサが感知したホッパー位置で停止している。計量皿Ｎｏ.２（２ｉ４２）は、９０度前方にある。基板が小サイズであり、１つのマルチプレックスノズルを使用した装置の場合は、特にこの位置での機能はないが、大サイズの基板の場合のマルチノズル装置では、２つ目のエジェクタ部となる。計量皿Ｎｏ.３（２ｉ４３）はエジェクタ部にあり、計量皿Ｎｏ.４（２ｉ４４）は計量確認センサ部にある。
【００２１】
ここで、ホッパーに振動を加えて、計量皿Ｎｏ.１（２ｉ４１）にスペーサを供給する。次に、回転テーブルが９０度回転し、計量皿Ｎｏ.１（２ｉ４１）はスリ切りワイパを通過し、計量確認センサ部で停止してGO／NG判定処理を行う。同時に、計量皿Ｎｏ.２（２ｉ４２）は、ホッパー位置でスペーサの供給を受ける。さらに、回転テーブルが９０度回転する。回転開始と同時に、計量皿Ｎｏ.１（２ｉ４１）の計量値を保持して、装置操作パネルのパネルメータで目視によるモニタリングができるように、コントローラが０.５秒間の表示ホールド信号を発生する。
エジェクタ部に到達した時点で、計量皿Ｎｏ.１（２ｉ４１）のスペーサは、エジェクタの動作制御によって吸い上げられ、散布ノズルに圧送され、散布が行われる。この間に、計量皿Ｎｏ.２（２ｉ４２）が計量確認センサ位置まで移動し、GO／NG判定処理が行われ、計量皿Ｎｏ.３（２ｉ４３）にホッパーからスペーサが供給される。以後同様にして、回転テーブルが９０度ずつ回転するごとに、各ユニットの処理が行われ、計量皿Ｎｏ.４（２ｉ４４）の散布が終了すると、回転テーブルは原点に復帰して次の散布開始を待つ。計量皿ユニットのピエゾ素子は、各計量皿がホッパーからスペーサの供給を受けた直後と、エジェクタユニットで散布を開始する直前に振動を加え、粉体スペーサをよりバラケさせ、必要に応じて、ドライバを用いて振動のON−OFFと、周波数を選択することができる。本態様の乾式スペーサ散布装置は、回転円盤状テーブルを用いて構成されているが、直線状に移動するテーブルで構成することもでき、あるいは、計量皿を固定して機能ユニットを移動させる構成とすることもできる。
【００２２】
図６(ａ)は、本発明の乾式スペーサ散布装置の散布チャンバの一態様の斜視図である。本態様の散布チャンバは、手動型散布チャンバであり、散布チャンバ３１に、散布ノズル３２、チャンバ清掃時に開くための扉３３、基板を載置する基板台３４が設けられ、基板台は、側面扉３５を有する引き出しテーブルとなっている。基板の出し入れは、矢印方向３６にテーブルを移動し、外部に引き出した状態で基板台３４上に基板を載置したのち、テーブルをチャンバ内に引き込んでスペーサを散布する。散布チャンバは、チャンバの排気口３７を有する。また、チャンバ内制御のための電圧取り込み端子部３８が、高電圧発生ユニット３９に高電圧ケーブル４０を介して接続されている。
従来の一般的な乾式散布装置のチャンバは、ステンレス鋼や塩化ビニール樹脂で作製され、樹脂製チャンバの場合は、外面にステンレス鋼を用いた二重構造の場合などがあった。本発明の乾式スペーサ散布装置の散布チャンバの基本構造は、樹脂製で内層表面が高抵抗導電体でコーティングされ、あるいは、高抵抗フィルムなどが張り付けられた高抵抗一面体を形成していることが好ましい。また、外面も同様な導電体とし、外面はアースされ、内面と外面は絶縁されることが好ましい。外面のアースは、静電気帯電、感電防止などのためであるが、場合によっては、外面導電体は省略することもできる。また、外面を金属にして、アースすることもできるが、高価な装置となる。
【００２３】
チャンバ内面の高抵抗導電体は、抵抗値が数十ＭΩ以上であり、高電圧電極面として取り扱うが、人体に触れても感電のおそれがないものである。ここで重要なことは、チャンバ内面と外面が必ず絶縁されることであり、外表面に人体が触れるなど何らかかの形で内面電極から漏洩電流が流れると、本発明の目的の一つである内面に所定の電圧を加えることが不可能となる。高電圧ケーブル４０は、チャンバ内表面に高電圧発生ユニットの電圧を確実に接続するために、導電ラバーを圧接することが好ましい。基板を載置するテーブル及びチャンバ下部は、基本的にアースされているが、例えば、散布前に静電気除電がなされることなどにより、少なくとも散布中にアース電位になっていることが好ましい。
本発明の乾式スペーサ散布装置においては、散布チャンバの空間内壁面に、スペーサの有する帯電特性に合わせた電圧を加え、チャンバ空間に必要な電界を生じさせる制御を行うことが好ましい。計量ユニットから散布ノズルへの圧送によって帯電したスペーサを、制御された発生電界により、チャンバ下部に集中し、基板に到達させることができる。同時に、壁面付近に生じる反発力によって、スペーサの内壁面への付着を防止することができる。散布気流で拡散されるスペーサは、通常は気流の弱い壁面近辺、すなわち基板の周辺部では、散布数が少なくなるのが普通であるが、このように制御を行うことにより、壁面で反発されたスペーサが周辺部の密度を補正するスペーサとなり、均一な分布を得ることができる。
【００２４】
図６(ｂ)は、高電圧発生ユニットのコントロールボックスのパネルの一態様の斜視図である。本態様においては、ＬＥＤ３ａ１により、制御された高電圧が発生中であることが示され、高電圧制御のON−OFFは、装置コントローラが行っている。アダプタプラグ３ａ２は、使用するスペーサによって切り替えられ、ソケットになっている。図のようにアダプタがセットされている場合は、プラスチックスペーサを使用する場合であり、選択側ＬＥＤ３ａ３が、ＰＬが正字で点灯しており、ＳＩが逆文字でＬＥＤ３ａ４は消灯している。シリカ系スペーサを使用する場合は、アダプタプラグ３ａ２を抜き、１８０度回転させて挿入することによって、選択ＬＥＤ３ａ４が点灯し、ＳＩが正字となる。一方、ＰＬは逆文字でＬＥＤ３ａ３は消灯し、選択されていないことを示す。選択された高電圧出力部３ａ５は、高電圧ケーブルを介してチャンバ内層表面に接続される。
図６(ｃ)は、高電圧発生ユニット、アダプタソケット及びプラグの回路構成の一態様の回路図である。＋高電圧発生回路３ｂ１は、ボリウム３ｂ２により外部から可変であり、−高電圧発生回路３ｂ３は、ボリウム３ｂ４により外部から可変である。コントローラからのON−OFF入力線３ｂ５により、プラグ３ｂ１２の挿入に従って選択された高電圧を出力線３ｂ１６に発生させる。＋高電圧出力は、接続線３ｂ６を介して、アダプタのソケット３ｂ１１の一端に接続されている。−高電圧出力は接続線３ｂ７を介して、アダプタのソケット３ｂ１１の一端に接続されている。接続線３ｂ８及び３ｂ９は、極性選択線でアダプタ横のソケット端子に接続されており、端子３ｂ１０はアースされている。プラグ３ｂ１２側は、選択端子３ｂ１３と３ｂ１４に、ＬＥＤにそれぞれ接続されている。中側の３個の端子のうち、２個が接続線３ｂ１５によりショートされている。なお、プラグ側は、図６(ｂ)に示すように、抜き差しするために、ＬＥＤ３ａ３及び３ａ４を表示する窓を残して、安全のため樹脂封止し、蓋をすることが好ましい。
【００２５】
プラグ側のＬＥＤ３ａ３は、３ｂ８→ＬＥＤ→３ｂ１０→アースを介して点灯する。一方、高電圧側は、３ｂ６→３ｂ１５→出力線３ｂ１６が接続されているので、ＰＬ側出力として＋極性で設定されている電圧が出力されるようにセットされる。コントローラよりON−OFF入力線３ｂ５を経由してON指示が伝達されると、＋高電圧が出力線３ｂ１６を経由して外部に出力される。なお、ON−OFF入力線３ｂ５より指示されるON−OFFに従って、出力ＬＥＤ３ａ１が点灯―消灯する。また、確実な安全性のために、コントローラは散布中のみON指示を出し、高電圧出力時間は最小限にすることが好ましい。
本発明の乾式スペーサ散布装置においては、使用するスペーサに最適な電圧をチャンバ内面に加え、チャンバ空間に電界を発生させ、散布帯電スペーサを基板に集中させることにより、安全で、スペーサが壁面に付着しない効率の高い均一な散布が可能となる。本態様においては、手動機のためにアダプタプラグによるマニュアル切り替えによる出力選択とし、低コスト構成を取ったが、自動機の場合は、高電圧リードリレーを使用して、外部からコントローラを介して自動的に切り替えることができる。
【００２６】
図７は、散布ノズルの一態様の斜視図である。本態様の散布ノズルは、スペーサを供給する１個の供給口４２と、スペーサを拡散散布する複数個の独立した散布孔４３〜４６からなる本体及びフード４７で構成されたマルチプレックスノズルである。スペーサを散布したとき、スペーサは拡散方向４３ａ、４４ａ、４５ａ及び４６ａに拡散し、概念的に基板４８上の領域４３ｂ、４４ｂ、４５ｂ及び４６ｂに拡散散布される。本発明の乾式スペーサ散布装置に用いる散布ノズルは、１個の基板へのスペーサ散布に対して、供給されたスペーサを複数回に分け、複数個の独立した散布孔からの拡散気流を順次切り替えて拡散散布するマルチプレックスノズルであることが好ましい。供給されるスペーサは計量ユニットから圧送され、拡散散布圧が各散布孔４３〜４６に加えられる。圧力気体のON−OFFは、付属した電磁弁などにより制御することができる。
計量ユニットの計量皿Ｎｏ.１で計量されたスペーサが、エジェクタから圧送されてノズルの供給口４２に送り込まれ、１回目の散布が始まる。一方、スペーサが送り込まれる直前から散布孔４３に電磁弁を駆動し、窒素ガス圧を加えることにより、ノズルに供給されたスペーサは、拡散散布気流に乗せられ、基板上の散布領域４３ｂ付近に拡散散布される。次に、２回目の散布として、計量皿Ｎｏ.２のスペーサが同様にして散布され、散布領域４４ｂ付近に拡散散布される。引き続き、３回目の散布により散布領域４５ｂ付近、４回目の散布により散布領域４６ｂ付近に順次散布される。基板上の散布としては、密度差のある各回の散布ごとのスペーサが、基板上に４層重ねられた結果として得られる。
【００２７】
マルチプレックスノズルの採用によって、１個のノズルにより広い領域での散布が可能となり、スキャニングヘッドのような機械的に動く部分がなく、電磁弁を切り替えることによって散布方向を切り替えるだけなので、発塵の心配もない。また、散布の均一性についても、基板１枚の散布について複数回散布するので、平均化されることになる。このために、従来の散布ズルのように、中心付近が多く周辺部が極端に少なくなってしまうこともなく、均一な散布結果が得られる。粒径が数μｍのスペーサでは、従来の散布ノズルでは２００〜３００mm平方程度の領域にしか散布できなかったが、マルチプレックスノズルを用いることにより４００〜５００mm平方程度の領域まで拡大して散布することができる。粒径１μｍのような超微小な粒径のスペーサは、軽いために散布気流によく乗るので、１ｍ×１ｍ程度まで拡散散布することができる。本発明の乾式スペーサ散布装置においては、通常は散布ノズルにフード４７を設け、スペーサの散布エリアを制約することが好ましいが、粒径の大きいスペーサや、比重の大きいスペーサは、散布気流に乗るよりも、自重によって自らエリアを制限してしまう場合があり、必ずしも必要でない場合もある。このために、ノズル本体４１とフード４７を取り外せるようにネジ込みになっているノズルや、フードの放射角度の異なるものを準備することが好ましい。また、散布孔は１個ずつ順次切り替えることができ、あるいは、２個ずつ又は３個ずつ順次切り替えて散布することもできる。散布孔を２個ずつ又は３個ずつ切り替えて散布した方が、散布状態がより平均化されて良好になる場合もあるので、散布モードを指定し得る機構とし、コントローラの指定に従って制御することが好ましい。あらかじめテスト散布によって最適な散布モードを求めたのち、実際の散布を行うことができる。
【００２８】
図８は、本発明の乾式スペーサ散布装置に適用するマルチノズル散布方式の一態様の説明図である。本態様においては、４個のマルチプレックスノズル５１、５２、５３及び５４が、散布チャンバの天井部の平面の中心から、四分した放射上に等距離に配置され、各ノズルは、散布チャンバの中心から放射状に移動して固定することができる。固定位置は、テスト散布によって最適の位置を決めることができる。マルチプレックスノズル５１、５２、５３及び５４から、矢印方向５Ａ、５Ｂ、５Ｃ及び５Ｄにスペーサが拡散散布され、各ノズルはおのおの４回の散布を行い、各ノズルの散布領域５ａ１〜５ａ４、５ｂ１〜５ｂ４、５ｃ１〜５ｃ４、５ｄ１〜５ｄ４を割り当てることによって大サイズに対応することができる。
計量ユニットは、要求されるタクトタイムに合わせて設けることになる。各散布ノズルに対して、計量ユニットが１台ずつ設けられている場合、計量ユニットのスペーサが準備された段階で、散布モード１として、散布ノズル５１、５２、５３及び５４は、領域５ａ１、５ｂ１、５ｃ１及び５ｄ１にスペーサの散布を行い、次に領域５ａ２、５ｂ２、５ｃ２及び５ｄ２にスペーサの散布を行い、次いで領域５ａ３、５ｂ３、５ｃ３及び５ｄ３にスペーサの散布を行い、最後に領域５ａ４、５ｂ４、５ｃ４及び５ｄ４にスペーサの散布を行う。このように、順次重ねて散布することにより、散布密度を平均化し、大サイズの基板に対しても、均一な分散状態で散布することができる。
各散布ノズルに対して計量ユニットを１台ずつ設ける代わりに、回転テーブル上に２個のエジェクタを有する計量ユニットを２台設置し、４個の散布ノズルにスペーサを供給することもできる。１個のマルチプレックスノズルによる散布では、最も一般的な粒径が数μｍ程度のスペーサで、基板サイズ５００mm×５００mm程度までは散布することができる。しかし、最近では大サイズとして、１ｍ×１ｍ程度まで要求されている。マルチプレックスノズルを複数個配置したマルチノズル方式により、大サイズの基板にもスペーサを均一に散布することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の乾式スペーサ散布装置によれば、加振スペーサ供給ホッパー、エジェクタ、計量確認センサなどを設けた計量ユニットによる散布ノズルへのスペーサの供給を確実にし、マルチプレックスノズルによる広範囲な拡散散布によって大サイズの基板に対応することが可能となり、同時に散布チャンバ内を制御することによりクリーニングのためのメンテナンス時間を減少し、スペーサ使用効率を高めることができ、かつ多様なスペーサの散布が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の乾式スペーサ散布装置の一態様の斜視図及びマルチプレックスノズルの一態様の説明図である。
【図２】図２は、計量ユニットの一態様の斜視図である。
【図３】図３は、本発明の乾式スペーサ散布装置の制御回路の一態様の回路図である。
【図４】図４は、エジェクタユニットの一態様の斜視図である。
【図５】図５は、回転テーブルの一態様の斜視図である。
【図６】図６は、散布チャンバの一態様の斜視図及び回路図である。
【図７】図７は、散布ノズルの一態様の斜視図である。
【図８】図８は、マルチノズル散布方式の一態様の説明図である。
【符号の説明】
Ａ  散布チャンバ
Ｂ  スペーサ計量ユニット
Ｃ  散布ノズル
１  基板台
２  移動テーブル
３  操作パネル
１２０  マルチプレックスノズル
１２１〜１２４  領域
２０Ａ  ホッパー部
２０Ｂ  計量確認センサ部
２０Ｃ  エジェクタ部
２００ａ〜２００ｄ  計量皿ユニット
２０１  回転テーブル
２０２ａ〜２０２ｄ  光電センサ
２０３  計量皿停止位置検出ピン
２０４  スリ切りワイパ
２０５  駆動回路ボックス
２ａ１  ホッパー上蓋
２ａ２  計量皿
２ａ３  スペーサ供給穴
２ａ４  振動板
２ａ５  ネジ
２ａ６  ピエゾ素子
２ａ７  検出ビーム
２ａ８  ホッパー
２ｂ１  受光ヘッド
２ｂ２  発光ヘッド
２ｂ７  調整ネジ
２ｂ８１  左右のネジ
２ｂ８２  左右のネジ
２ｂ９  止めネジ
２ｂ１０  回転方向
２ｂ１１  上下方向
２ｃ１  スペーサ
２ｃ３  スペーサ
２ｄ１  周波数可変パルス発振器
２ｄ２  装置コントローラ
２ｄ３  パルス
２ｄ４  パルスパワーアンプ
２ｄ４１  ハイサイドアンプ
２ｄ４２  ロウサイドアンプ
２ｄ５１  立ち上がり時間調整抵抗
２ｄ５２  立ち下がり時間調整抵抗
２ｄ６  ピエゾ素子
２ｄ７  可変電源
２ｅ１  計量皿
２ｅ２  距離センサ
２ｅ３  アナログスイッチ
２ｅ４１〜２ｅ４４  電圧
２ｅ５  選択信号
２ｅ６  加算回路
２ｅ７  ウインドウコンパレータ
２ｅ８  ウインドウコンパレータ
２ｅ９  接続線
２ｅ１０  切り替えスイッチ
２ｅ１１  上限設定値
２ｅ１２  下限設定値
２ｅ１３  接続線
２ｅ１４  パネルメータ
２ｅ１５  接続線
２ｆ１  エジェクタ
２ｆ２  方向
２ｆ３  方向
２ｆ４  吸い込み口
２ｆ５  計量皿
２ｆ６  固定金具取り付け穴
２ｆ７  ネジ
２ｇ１  ベース金具
２ｇ２  スライダ
２ｇ３  取り付け穴
２ｇ４  ソレノイド
２ｇ５  ソレノイド復帰バネ
２ｇ６  ネジ穴
２ｇ７  調整ネジ
２ｈ１  パルス発振器
２ｈ２  ボリウム
２ｈ３  抵抗
２ｈ４  ボリウム
２ｈ５  バッファアンプ
２ｈ６  コンデンサ
２ｈ７  ボリウム
２ｈ８  電圧レギュレータ
２ｈ９  ボリウム
２ｈ１０  オペアンプ
２ｈ１１  抵抗
２ｈ１２  ダイオード
２ｈ１３  ダイオード
２ｈ１４  ダイオード
２ｈ１５  電流検出抵抗
２ｈ１６  トランジスタ
２ｈ１７  ソレノイド
２ｈ１８  ソレノイド駆動電源
２ｈ１９  素子
２ｈ２０  入力端子
２ｉ１  回転テーブル
２ｉ２  モータ
２ｉ３  ホトセンサ検出ピン
２ｉ４１〜２ｉ４４  計量皿ユニット
２ｉ５１〜２ｉ５４  ベース
２ｉ６１〜２ｉ６４  振動板
２ｉ７１〜２ｉ７４  ピエゾ素子
２ｉ８  ロータリコネクタ
３１  散布チャンバ
３２  散布ノズル
３３  扉
３４  基板台
３５  側面扉
３６  方向
３７  排気口
３８  電圧取り込み端子部
３９  高電圧発生ユニット
４０  高電圧ケーブル
３ａ１  ＬＥＤ
３ａ２  アダプタプラグ
３ａ３  ＬＥＤ
３ａ４  ＬＥＤ
３ａ５  高電圧出力部
３ｂ１  ＋高電圧発生回路
３ｂ２  ボリウム
３ｂ３  −高電圧発生回路
３ｂ４  ボリウム
３ｂ５  ON−OFF入力線
３ｂ６  接続線
３ｂ７  接続線
３ｂ８  接続線
３ｂ９  接続線
３ｂ１０  端子
３ｂ１１  ソケット
３ｂ１２  プラグ
３ｂ１３  選択端子
３ｂ１４  選択端子
３ｂ１５  接続線
３ｂ１６  出力線
４１  ノズル本体
４２  供給口
４３〜４６  散布孔
４３ａ〜４６ａ  拡散方向
４３ｂ〜４６ｂ  領域
４７  フード
４８  基板
５１〜５４  マルチプレックスノズル
５Ａ〜５Ｄ  矢印方向
５ａ１〜５ｄ４  領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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