KR100463382B1 - 기판 자동 인쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신규한 구성의 기판 자동인쇄장치를 개시한다.

다른 공정에서 기판을 로트단위로 취급할 수 있다 하더라도 인쇄공정에서는 기판을 하나씩 처리할 수밖에 없으며, 취약하고 인쇄된 기판의 취급이 곤란하였던 바, 본 발명에서는 카세트수단에 적재된 복수의 기판을 승강수단에 의해 순차적으로 인쇄에 투입및 복귀시킬수 있게 함으로써 평판소자 제조의 작업성과 생산성을 크게 개선하였다.

Description

기판 자동인쇄장치

본 발명은 평판소자의 제조에 관한 것으로, 더 상세히는 그 기판을 자동 인쇄하는 장치에 관한 것이다.

주지하다시피 평판소자는 기판상에 기능층을 적층하여 구성한 박형(薄型)의 기능소자로, 특히 최근 휴대용 화상장치의 확대에 따라 눈부신 발전을 보이고 있다.

이러한 휴대용 화상장치에 사용되는 LCD나 PDP등의 평판표시소자는 주로 인쇄방법으로 제조되는 바, 이는 도 1에 도시된 바와 같이 기판(P)을 적재하는 테이블(table;T)상에 소정패턴이 형성된 마스크(mask;M)를 거치하고 그 위에서 스퀴이지(squeegee:Q)등으로 페이스트(paste:S)를 가압함으로써 수행된다.

그런데 평판소자의 제조를 위해서는 복수의 기능층의 적층이 필요할 뿐아니라, 격벽등 두꺼운 기능층은 복수회의 반복인쇄로 구성되는 바, 한 인쇄층의 인쇄후 건조 또는 소성(燒成)에는 장시간이 소요되며 별도의 건조장치와 소성장치가 필요하게 된다.

즉 종래의 평판소자의 제조과정은 기판(P)을 인쇄장치와 건조장치, 그리고 소성장치간을 반복적으로 이동시켜가며 이루어지게 된다.

더구나 인쇄장치에 설치된 마스크(M)를 교체하면 그 세팅(setting)에 상당한 공수가 소요되므로, 평판소자의 양산(量産)을 위해서는 각각 인쇄될 패턴별로 별도의 인쇄장치를 구비하게 된다.

이에 따라 종래의 평판소자의 제조과정은 한 기판이 복수의 인쇄장치와 적어도 하나 이상의 건조장치, 그리고 열처리 과정에 따라 다른 복수의 소성장치간을 빈번하게 왕복이동해가며 수행되는 매우 복잡한 공정이다. 이는 또한 이들 장치간을 연결하는 컨베이어수단의 구성과, 장치와 컨베이어수단간에 기판을 로딩/언로딩하는 이재(移載)수단들의 복잡한 구성을 요구하며, 평판소자 제조의 시설원가와 점유면적을 매우 크게 요구한다.

이러한 기판 제조공정은 잘 계획되고 통제되지 않으면 적절한 생산성의 달성이 곤란한데, 최근 다품종 소량의 생산형태의 채택은 이와 같이 번잡한 기판(P)의 이동과정을 더욱 복잡하게 하고 있다.

기판(P)은 취약한 유리재질로 구성되므로 이와 같은 이동과정에서 파손되기 쉬울 뿐아니라 채 건조되지 않은 인쇄층을 가지는 기판(P)의 로딩/언로딩과 이동은 많은 어려움이 있어서, 컨베이어및 이재수단의 구성에도 많은 제약을 가하고 있다.

이상과 같은 종래의 여러 가지 문제점들은 평판소자의 양산을 곤란하게 하여 그 제조공수와 원가를 크게 상승시키고 있는바, 본 발명의 목적은 평판소자의 신속하고 저렴한 양산에 적합한 자동인쇄장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적의 달성을 위해 본 발명자는 평판소자의 제조공정을 전체적으로 검토한 바, 인쇄장치의 개선이 평판소자 제조 전체공정의 생산성 향상의 핵심이라는 결론에 도달하였다.

즉 복수의 기판을 한꺼번에 이송시켜 온다고 하더라도 인쇄장치에는 기판을 하나씩 투입한 뒤, 기능층이 인쇄된 기판을 하나씩 주의깊게 이송하여 건조및 소성장치로 투입해야 하는 것이다. 건조나 소성은 수분에서 수시간까지 소요되므로 이 경우 장치(건조로 또는 소성로)의 효율향상을 위해 기판을 역시 복수단위로 투입하는 것이 일반적이다.

다시 말해 다른 공정에서는 기판을 복수 단위의 로트(lot)로 처리할 수 있으나 인쇄공정에서는 기판을 하나씩 처리할밖에 없다는 것인바, 이러한 문제는 단순히 인쇄공정자체만의 문제로 그치는 것이 아니라 복수로 조합된 로트를 해체하였다가 재조합하는 과정이 포함되므로 전체공정의 흐름을 저해하여 전체적인 생산성의 저하를 가져오는 것이다.

이러한 관찰에 기초하여 본 발명자는 인쇄를 로트단위로 수행할 수 있게 되면, 최초 기판의 투입으로부터 인쇄와 건조 및 소성까지 이 로트를 단위로 하여 일관적으로 처리할 수 있게 되므로 평판소자 제조의 전체적 생산성을 현저히 향상시킬수 있을 것이라는 결론에 도달하였다.

이에 따라 본 발명 자동인쇄장치는 한 로트의, 즉 복수의 기판을 카세트(cassette)수단에 상하로 수평적재하여 이 카세트 수단을 기판투입으로부터 인쇄, 건조, 소성까지 한 단위로 취급하도록 구성하였다.

인쇄장치의 테이블에는 이 카세트 수단을 적재하여 카세트수단의 각 기판을 순차적으로 인쇄레벨로 설정해주는 승강수단과, 인쇄레벨에 설정된 기판을 인쇄위치로 투입및 복귀시키는 인쇄투입수단을 구비한다.

그러면 카세트수단채로 이송되어 승강수단에 적재된 후, 승강수단의 승강 및 인쇄투입수단에 의해 복수기판의 순차적인 인쇄가 완료되면, 다시 카세트 수단채로 건조및 소성등의 후속공정으로 이송될 수 있게 된다.

이러한 구성은 자동인쇄에 극히 적합할 뿐아니라, 인쇄층이 형성된 취약한 기판을 취급할 필요가 없으므로 이재수단이나 컨베이어수단의 구성도 매우 자유롭게 되고 이 과정에서의 기판의 손상도 방지된다. 더구나 로트를 해체및 재조합하는 과정에 소요되는 추가적 공수없이 전공정을 카세트수단을 단위로 수행할 수 있게 되어 매우 간편하고, 생산계획과 통제등의 생산관리면에서도 공정통제의 목적물(object)수가 작아지므로 생산관리도 용이해지게 된다.

이에 따라 본 발명은 평판소자를 낮은 제조공수및 불량률과 높은 생산성으로 그리고 낮은 시설원가로 양산하는데 매우 큰 효과가 있다.

[실시예]

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예들의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 2에서, 본 발명에 의한 자동인쇄장치는 테이블(T)상에 마스크(M)및 스퀴이지(Q)가 설치되고, 그 일측에 카세트수단(1)이 장착되어 승강되는 승강수단(2)이 설치되어 있다.

카세트수단(1)에는 한 로트를 구성하는 복수의 기판(P)이 수납되는 바, 각 기판(P)은 카세트수단(1)의 지지레일(12)상에 상하로 적재되어 있다.

이 실시예에서 기판투입수단(3)은 카세트수단(1) 좌측과 마스크(M) 우측의 두 푸셔(pusher:31A,31B)로 구성되어 있어서, 승강수단(2)에 의해 카세트수단(1)의 한 기판(P)이 인쇄레벨, 즉 테이블(T)의 상면 레벨에 위치하면 좌측의 푸셔(31A)가 이 기판(p)을 밀어 접선과 같은 마스크(M) 하부위치, 즉 인쇄위치로 밀어 투입해주고, 인쇄가 완료되면 우측의 푸셔(31B)가 기판(P)을 다시 밀어 카세트수단(1)상의 원위치로 복귀시킨다.

그러면 승강수단(2)이 카세트수단(1)을 한 단위만큼 승강시켜 다음 기판(P)을 인쇄레벨로 설정함으로써 다음 단계의 인쇄를 진행하고, 이와 같은 과정의 반복으로 모든 기판(P)의 인쇄가 완료되면 카세트수단(1)을 승강수단(2)에서 반출하여 건조 및/또는 소성장치등 다음 공정으로 이송시키게 된다.

도 3의 실시예에서는 기판투입수단(3)이 기판(P) 자체를 이송하는 대신, 마스크(M)와 스퀴이지(Q)가 설치된 캐리지(carriage;32)로 구성되어 이 캐리지(32)가 카세트수단(1)내의 기판(P) 상부로 진입하여 인쇄를 수행한다.

이러한 구성은 캐리지(32)및 스퀴이지(Q)의 구동구성이 다소 복잡해지고 카세트수단(1)에 적재가능한 기판(P)수가 감소되는 단점은 있으나, 기판(P)이 대형이어서 이동이 곤란한 경우에 적절한 구성이다.

도4의 실시예에서는, 테이블(T)의 상판의 일부가 기판투입수단(3)을 구성한다. 즉 테이블(T)의 인쇄부위의 상판이 이동판(33)을 구성하여 이 이동판(33)이 예를들어 볼스크류(ball screw;34a)등을 포함하는 리니어모터(linear motor;34)에 의해 카세트수단(1)내를 출입하며 기판(P)을 투입및 복귀시키게 된다.

이러한 구조에서 기판(P)을 투입및 복귀시키기 위해서는 이동판(33)이 기판(P)에 대해 약간의 높이만큼 승강하는 것이 필요한 바, 이는 승강수단(2)에 의해 달성될 수 있다. 즉 승강수단(2)이 기판(P)을 인쇄레벨로부터 약간 상위에 위치시킨 상태에서, 이동판(33)이 진입되면 승강수단(2)이 하강하여 기판(P)을 이동판(33)에 내려놓게 된다. 다음 인쇄레벨에서 약간 하위에서 대기하다가 이동판(33)이 진입되면 다시 상승함으로써 기판(P)을 넘겨 받게 된다.

이에 따라 승강수단(2)은 적재된 복수의 기판(P)의 피치(pitch)만큼의 순차적 승강뿐아니라 기판(P)의 투입 및 복수를 위한 소정범위의 상승및 하강을 수행해야 하지만, 이러한 작동은 후술하는 리니어모터(도 7참조)의 구성에 의하면 간단히 달성될 수 있게 된다.

이와 같은 도 4의 실시예는 도 3과 같은 기판(P) 이송시의 기판(P)의 걸림이나 긁힘등이 발생될 우려가 없으며, 도 4와 같이 인쇄수단자체가 이동하는 구조상의 어려움이 없어서 대소형을 막론하고 여러 규격의 기판(P) 이송에 특히 바람직하다.

한편 도 5에 도시된 실시예는 카세트수단(1)의 양측으로부터 액튜에이터(actuator:36)로 작동되는 홀더(holder:35)가 진입되어 기판(P)을 파지함으로써 테이블(T)상에 일점쇄선으로 표시된 인쇄위치로 기판(P)을 이송하는 구성이다.

이러한 구성은 카세트수단(1)의 기판(P) 출입측이 개방되어야 하며 기판(P)의 크기에도 제한이 있지만, 비교적 소형의 기판(P)을 양산하는 경우에는 가장 신속한 기판(P) 이동이 가능한 구조라고 할수 있다.

도 6에는 이상의 본 발명 장치에 사용되기에 적합한 카세트수단(1)의 한 구성을 도시하고 있다. 이 카세트수단(1)은 기본적으로 육면체인 프레임(11)에 다수쌍의 지지레일(12)을 설치함으로써 각 쌍의 지지레일(12)상에 각각 기판(P)을 지지할 수 있도록 되어 있으며, 프레임(11)의 상측에는 인력이나 기계력을 인가할 수 있는 핸들(handle;13)이 구비되어 이송이나 이재에 사용한다.

한편 이 카세트수단(1)을 자동인쇄에만 사용하는 경우에는 기판(P)이 출입되는 측, 예를들어 도 6의 우전방측을 제외하고 나머지 면들은 모두 적절한 외벽에 의해 차폐되고 기판(P)의 지지도 판(板)으로 이뤄지는 것이 바람직하다.

그러나 이 카세트수단(1)에 복수의 기판(P)을 적재한 상태로 건조나 소성 장치등 열처리공정에 투입하기 위해서는 각 면이 모두 개방되고 기판(P)의 지지도 그 사이가 공간인 한쌍의 지지레일(12)로 이뤄지는 것이 균일한 열처리에 바람직하다. 이 경우 기판(P)의 이탈은 약간의 돌출턱(도시안됨)등의 구비로 간단히 방지될 수 있을 것이다. 이에 따라 카세트수단(1)은 골격만으로 이루어진 케이지(cage), 즉 새장형태로 구성되는 것이 가장 바람직하다.

한편 도 7에는 승강수단(2)의 한 바람직한 구성이 도시되어 있다.

일반적으로 상당한 중량을 가지는 물체를 일정거리 범위에서 승강시키는 구성으로 와이어(wire)및 풀리(pulley)를 이용한 도르래방식이 가장 간단할 것이나, 카세트수단(1)은 적재된 기판(P)의 피치단위로 승강해야 하고 특히 도 4나 도 5의 실시예의 구현을 위해서는 다시 작은 범위의 승강이 가능해야 한다.

이를 위해 승강수단(2)은 리니어 모터(21)로 구성되는 것이 바람직한 바, 리니어모터(21)는 구동모터(21a)에 의해 회전하는 스크류(screw;21b)와 볼홀더(ball holder;21c)를 가지는 볼스크류(21)로 구성되어 구동모터(21a)에 의한 스크류(21b)의 회전에 의해 볼홀더(21c)를 스크류(21b)에 대해 상대이동시키는 구성이다.

승강수단(2)은 카세트수단(1)을 지지하는 지지판(22)과 이 지지판(22)을 지지하며 볼스크류(21)에 결합된 브라켓(23), 그리고 볼스크류(21)를 상하로 지지하는 수직의 포스트(post;24)를 구비한다.

지지판(22)의 전후방향(도 7에서는 좌우방향)의 처짐을 방지하기 위해서 브라켓(23)에는 둘 또는 충분히 긴 길이의 볼홀더(21c)가 결합되는 것이 바람직하다.

한편 지지판(22)의 좌우방향(도 7에서는 전후방향)의 경사없는 균일한 승강을 위해 도시된 승강수단(2)은 지지판(22)의 양측에 한쌍으로 배열되든가, 지지판(22)의 양측에 도시되지 않은 한쌍의 가이드(guide)수단을 배치하고 지지판(22)의 중앙에 도시된 승강수단(2)을 구비하는 구성이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 인쇄장치에서 로트단위로 기판을 순차적으로 자동인쇄할 수 있어서, 기판의 전체 처리공정을 로트단위로 수행할 수 있게 하여 평판소자제조의 생산성을 향상시키고, 제조과정에서 기판취급의 곤란과 손상등을 방지하여 그 작업성을 크게 개선할 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 인쇄장치를 보이는 개략 단면도,

도 2내지 도 5는 본 발명 인쇄장치의 여러 가지 실시예들을 보이는 단면도 및 평면도들,

도 6은 본 발명에 사용되는 카세트수단의 한 구성을 보이는 사시도,

도 7은 본 발명에 사용되는 승강수단의 한 구성을 보이는 측단면도이다.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>

P: 기판

T: 테이블(table)

M: 마스크(mask)

Q: 스퀴이즈(squeegee)

I: 카세트(cassette)수단

12: 지지레일

2: 승강수단

21: 리니어모터(linear motor)

22: 지지판

3: 기판투입수단

31A,31B: 푸셔(pusher)

32: 캐리지(carriage)

33: 이동판

35: 홀더(holder)

Claims (7)

1. 테이블상에 마스크및 스퀴이지가 구비되어 기판을 인쇄하는 장치에 있어서,

   복수의 기판이 상하로 수평 적재된 카세트수단과,

   상기 카세트수단을 지지하여 상기 복수의 기판을 하나씩 순차적으로 상기 테이블의 인쇄레벨로 설정해주도록 승강시키는 승강수단과,

   상기 인쇄레벨에 설정된 기판을 상기 테이블의 인쇄위치로 투입및 복귀시키는 기판투입수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 자동인쇄장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기판 투입수단이, 상기 카세트수단과 테이블의 양측에 위치한 두 푸셔를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 자동인쇄장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 기판투입수단이, 상기 마스크및 스퀴이지를 탑재하여 상기 카세트수단내를 출입하는 캐리지를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 자동인쇄장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 기판 투입수단이, 상기 테이블의 상판의 일부인 이동판과 이 이동판을 상기 카세트 수단내로 출입시키는 리니어 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 자동인쇄장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 기판 투입수단이, 상기 카세트수단의 양측에서 진입되는 두 홀더를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 자동인쇄장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 카세트수단이, 기판의 양측을 지지하며 그 사이가 공간인 복수쌍의 지지레일을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 자동인쇄장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 승강수단이,

   상기 카세트수단을 지지하는 지지판과,

   상기 테이블에 수직으로 연장되는 포스트와,

   상기 포스트에 설치된 리니어모터와,

   상기 지지판을 상기 리니어모터에 결합하는 브라켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 자동인쇄장치.