NL2008067C2

NL2008067C2 - Inkjet system comprising a holder positioning device for positioning a substrate holder and holder calibration method.

Info

Publication number: NL2008067C2
Application number: NL2008067A
Authority: NL
Inventors: Henk Jan Zwiers
Original assignee: Mutracx B V
Priority date: 2012-01-02
Filing date: 2012-01-02
Publication date: 2013-07-03

Claims

1. Inkjet systeem IS voor het printen van een inktpatroon op een substraat omvattende: - een substraathouder voor het houden van een substraat; - een substraat positioneerslede PS voor het positioneren van de substraathouder in een print richting, waarbij de substraathouder afgesteund door de substraat positioneerslede, 5 waarbij de substraat positioneerslede PS beweegbaar is door een slede positioneer inrichting; - een printkophouder voor het houden van een printkop samenstel welke ten minste een printkop voor het uitspuiten van inkt vanuit een spuitmond naar het substraat omvat; waarbij het inkjet systeem verder een houder positioneerinrichting H D omvat voor het 10 positioneren van de substraathouder in ten minste één graad van vrijheid ten opzichte van de substraat positioneerslede.

2. Inkjet systeem volgens conclusie 1, waarbij de ten minste ene graad van vrijheid gericht is in de print richting. 15

3. Inkjet systeem volgens conclusie 1, waarbij de houder positioneer inrichting HD de substraathouder SH in ten minste drie graden van vrijheid positioneert, waarbij de substraathouder SH in opwaartse richting (Z-richting), in een rotatierichting Ry over een longitudinale as (Y- as) en een rotatierichting Rx over een laterale as (X-as) is 20 gepositioneerd.

4. Inkjet systeem volgens conclusie 1, waarbij de houder positioneer inrichting HD de substraathouder in alle graden van vrijheid positioneert (X, Y, Z, Rx, Ry, Rz) ten opzichte van de substraat positioneerslede. 25

5 Y- richting, uitstrekt parallel aan een vlak georiënteerd in de Z- en Y-as, waarbij de substraathouder ten minste twee X-sensoren omvat voor het meten van een relatieve afstand in X-richting tussen de substraathouder en het calibratie element X-referentie oppervlak, waarbij de ten minste twee X-sensoren op een afstand in een Y-richting van elkaar over een vooraf bepaalde verschuiving 'S' zijn gepositioneerd, het uitvoeren van een 10 meting door het meten van een relatieve afstand in X-richting als een functie van een positie langs de Y-as van de substraat positioneerslede over ten minste een gedeelte van een slag van de substraat positioneerslede om een set van X1 -waarden en een set van X2-waarden als een functie van een Y-positie te genereren, het uitvoeren van een berekening waarbij de vooraf bepaalde verschuiving 'S' tussen de eerste en tweede sensor gebruikt wordt om de 15 twee sets van gemeten waarden X1 en X2 waarden op respectievelijk een eerste en tweede Y-positie te vergelijken welke correspondeert met de verschuiving 'S' om een vlakheid van het calibratie element te bepalen om te compenseren gedurende een gecontroleerde beweging van de substraat positioneerslede; - het uitlijnen van de substraathouder door gebruikmaking van een calibratie element, welke 20 een calibratie element Z-referentie oppervlak heeft welke zich in de printrichting, de Y- richting, uitstrekt parallel aan een vlak georiënteerd in de X- en Y-as, waarbij de substraathouder ten minste twee Z-sensoren omvat voor het meten van een relatieve afstand in Z-richting tussen de substraathouder en het calibratie element Z-referentie oppervlak, waarbij de ten minste twee Z-sensoren op een afstand in een Y-richting van 25 elkaar over een vooraf bepaalde verschuiving 'S' zijn gepositioneerd, het uitvoeren van een meting door het meten van een relatieve afstand in Z-richting als een functie van een positie langs de Y-as van de substraat positioneerslede over ten minste een gedeelte van een slag van de substraat positioneerslede om een set van Z1 -waarden en een set van Z2-waarden als een functie van een Y-positie te genereren, het uitvoeren van een berekening waarbij de 30 vooraf bepaalde verschuiving 'S' tussen de eerste en tweede sensor gebruikt wordt om de twee sets van gemeten waarden Z1 en Z2 waarden op respectievelijk een eerste en tweede Y-positie te vergelijken welke correspondeert met de verschuiving 'S' om een vlakheid van het calibratie element te bepalen om te compenseren gedurende een gecontroleerde beweging van de substraat positioneerslede; 35. het uitlijnen van de substraathouder door gebruikmaking van een scaneenheid voor het scannen van een substraat, waarbij de scaneenheid is ingericht voor het bepalen van een rotatie-afwijking, in het bijzonder over de Z-as, van ten minste twee fiducial elementen in een -24- een substraat referentie-oppervlak van een substraat gehouden door de substraathouder ten opzichte van een scanreferentie as welke rotatie afwijking gecompenseerd moet worden door een rotatiebeweging van de substraathouder gedurende een gecontroleerde beweging van de substraat positioneerslede. 5

5. Inkjet systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de houder positioneerinrichting ten minste een houder aktuator omvat waarbij de ten minste ene houder aktuator een graad van vrijheid in translatie (X, Y, Z) positioneert en waarbij twee gepaarde houder aktuatoren samen een graad van rotatiebewegingsvrijheid beperkt (Rx, Ry, Rz).

6. Inkjet systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de printkophouder H stationair is gemonteerd in het inkjet systeem.

7. Inkjet systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de printkophouder -21 - printkophouder ten minste drie referentie markeringen omvat welke een virtueel vlak definiëren, waarbij het virtueel vlak parallel is aan een imaginair vlak gevormd door een gemeenschappelijke positionering, in het bijzonder een gemeenschappelijk hoogte niveau in een Z-richting, van een groep spuitmonden van de printkop, zodanig dat een 5 substraathouder positioneerbaar is op een constante afstand, in het bijzonder een afstand gelijk aan nul, ten opzichte van de referentiemarkeringen van de printkophouder om te substraathouder uit de lijnen ten opzichte van de printkophouder om de substraathouder uit te lijnen ten opzichte van het virtueel vlak.

8. Inkjet systeem volgens conclusie 7, waarbij de houder positioneer inrichting geprogrammeerd is om de substraathouder parallel te houden ten opzichte van het virtueel vlak.

9. Inkjet systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het inkjet systeem 15 HS een krachtframe (FF) omvat welke een metrologie frame (MF) steunt, waarbij een vibratie isolatie systeem (VIS) is voorzien tussen het krachtframe (FF) en het metrologie frame (MF) om het metrologie frame (MF) te steunen ten opzichte van het krachtframe (FF) terwijl het metrologie frame (MF) geïsoleerd wordt van trillingen in het krachtframe (FF), waarbij het metrologie frame (MF) de substraat positioneerslede (PS) en de printkop houder steunt.

10. Inkjet systeem volgens conclusie 9, waarbij de slede positioneer inrichting een sledegeleiding, een slede positioneer meetsysteem en een slede aktuator omvat, waarbij de slede geleiding en slede positioneer inrichting gesteund worden door het metrologie frame 25 en waarbij de slede aktuator gesteund wordt door het krachtframe.

11. Inkjet systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het inkjetsysteem en calibratie element omvat met een calibratie element referentie-oppervlak welke zich in de longitudinale as, de Y-inrichting, parallel aan een vlak georiënteerd in de Z- en Y-as uitstrekt, 30 waarbij de substraathouder ten minste twee sensoren omvat voor het meten van een relatieve afstand in X-richting tussen de substraathouder en het calibratie element referentie-oppervlak.

12. Inkjet systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de inkjet systeem 35 een markeereenheid omvat voor het markeren van een substraat door het aanbrengen van ten minste twee fiducial elementen in een substraat referentie-oppervlak. -22-

13. Inkjet systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het inkjet systeem verder een scaneenheid omvat voor het scannen van een substraat, in het bijzonder voor het scannen van een substraat referentie-oppervlak om de ten minste twee fiducial elementen te detecteren. 5

14. Inkjet systeem volgens conclusie 13, waarbij de scaneenheid is ingericht om een positie te bepalen van de ten minste twee fiducial elementen in een substraat referentie-oppervlak van een substraat ten opzichte van een scanreferentie as.

15. Inkjet systeem volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het inkjet systeem besturingselectronica omvat welke software omvat welke is ingericht om een werkwijze uit te voeren voor het kalibreren van de substraathouder ten opzichte van het virtueel vlak zoals gedefinieerd in een van de conclusies 16-22.

16. Werkwijze voor het kalibreren van een substraathouder ten opzichte van een virtueel vlak in een inkjet systeem welke virtueel vlak parallel is aan een imaginair vlak gevormd door een positionering van een groep spuitmonden van een printkop welke gepositioneerd zijn in een gemeenschappelijk vlak, omvattende een stap van het verschaffen van het inkjetysteem omvattende: 20. een substraathouder voor het houden van een substraat; - een substraat positioneerslede PS voor het positioneren van de substraathouder in een print richting, waarbij de substraathouder gesteund is door de substraat positioneerslede, waarbij de substraat positioneerslede PS beweegbaar is door een slede positioneerinrichting; 25. een printkop houder voor het houden van een printkop samenstel welke ten minste een printkop omvat voor het uitspuiten van inkt uit een spuitmond naar het substraat; waarbij het inkjet systeem verder een houder positioneerinrichting HD omvat voor het positioneren van de substraathouder in ten minste een graad van vrijheid ten opzichte van de substraat positioneerslede; 30 waarbij de werkwijze ten minste een van de volgende stappen voor het kalibreren van ten minste een graad van vrijheid (DOF) van de substraathouder ten opzichte van de substraat positioneerslede omvat: - het uitlijnen van de substraathouder ten opzichte van de printkophouder door het positioneren van de substraathouder op een constante afstand ten opzichte van ten minste 35 drie referentie markeringen van de printkophouder, welke een virtueel vlak definiëren, waarbij het virtueel vlak parallel is aan een imaginair vlak gevormd door een -23- gemeenschappelijke positionering, in het bijzonder een gemeenschappelijk hoogteniveau in een Z- inrichting, van een groep spuitmonden van de printkop; - het uitlijnen van de substraathouder door gebruikmaking van een X- calibratie element, welke een calibratie element X- referentie oppervlak heeft welke zich in de printrichting, de

17. Werkwijze volgens conclusie 16, waarbij een substraat door de substraathouder wordt gehouden gedurende de houder calibratie werkwijze.

18. Werkwijze volgens conclusie 16 of 17, waarbij de substraathouder is uitgelijnd door 10 een mechanisch contact tussen de substraathouder en de printkop houder.

19. Werkwijze volgens een van de conclusie 16-18, waarbij de substraathouder is uitgelijnd met het virtueel vlak over een verscheidenheid van y-posities van een substraat positioneerslede om de substraathouder te kalibreren over een gedeelte van de slag in de 15 printrichting.

20. Werkwijze volgens een van de conclusies 16-19, waarbij de calibratie werkwijze een voorbereidende stap omvat voor het verschaffen van een substraat met ten minste twee fiducial elementen in een substraat referentie-oppervlak. 20

21. Werkwijze volgens een van de conclusies 16- 20, waarbij de werkwijze verder een stap van een gecontroleerde beweging van het inkjet systeem omvat met behulp van besturingselektronica, waarbij de besturingselectronica geprogrammeerd is om te compenseren voor afwijkingen welke gemeten zijn gedurende de stap van calibratie. 25

22. Werkwijze volgens een van de conclusies 16- 21, waarbij een inkjet systeem is verschaft welke een Z-calibratie element omvat met een calibratie element Z-referentie oppervlak, welk calibratie element Z-referentie-oppervlak zich uitstrekt in de printrichting, de Y- richting, en parallel georiënteerd is aan een vlak in de X- en Y-as, waarbij de 30 substraathouder ten minste een derde sensor, een Z3-sensor, omvat voor het meten van een relatieve afstand in Z-richting tussen de substraathouder en het calibratie element Z-referentie oppervlak, waarbij de ten minste derde Z3-sensor is ingericht op een vooraf bepaalde afstand in X-richting, een verschuiving, ten opzichte van de ten minste ene andere Z- sensor, waarbij de werkwijze verder een stap van het meten van een relatieve afstand in 35 Z-richting omvat met gebruikmaking van de ten minste twee Z-sensoren inclusief de Z3-sensor en het bepalen van een rotatie afwijking Ry van de substraathouder over de -25- longitudinale as van het inkjetsysteem, Y-as, ten opzichte van het calibratie element Z-referentie-oppervlak en vervolgens het compenseren van de positie van de substraathouder.