KR100521241B1 - 디스펜서를 포함하는 패드 마크 인쇄기 - Google Patents

디스펜서를 포함하는 패드 마크 인쇄기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 소자(Semiconductor device)의 표면에 잉크로 임의의 마크(Mark)를 인쇄하는 패드 마크 인쇄기(Pad mark printing press)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 잉크를 외부환경으로부터 보호하여 잉크의 오염을 방지하는 것을 특징으로 하는 패드 마크 인쇄기에 관한 것이며, 이를 위하여 잉크가 외부로부터 밀폐되어 저장되는 용기인 시린저(Syringe)와 잉크를 인쇄면 위로 도포시키는 노즐(Nozzle)을 포함하는 디스펜서를 포함하는 패드 마크 인쇄기의 구조를 개시하며, 이러한 구조를 통하여 잉크가 먼지 및 에폭시 찌꺼기 등과 같은 불순물에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있고, 동시에 장시간동안 작업이 실시되지 않더라도 장치 내의 잉크가 경화되는 것을 방지할 수 있다. 이에 더하여, 불순물로 인하여 장치가 손상되는 것을 방지할 수 있으며 결국 인쇄공정의 품질향상을 도모할 수 있다.

Description

디스펜서를 포함하는 패드 마크 인쇄기{Pad mark printing press comprising dispenser}
본 발명은 반도체 소자(Semiconductor device)의 표면에 잉크로 임의의 마크(Mark)를 인쇄하는 패드 마크 인쇄기(Pad mark printing press)에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 잉크를 외부환경으로부터 보호하여 잉크의 오염을 방지하는 것을 특징으로 하는 패드 마크 인쇄기에 관한 것이다.
마킹 공정(Marking process)은 반도체 칩을 중심으로 성형된 패키지 몸체의 표면 위에 제품의 기능, 특성, 종류, 속도, 제조일 및 생산자 등의 제품정보를 인쇄하는 공정이며, 이러한 마킹 공정은 크게 레이저 마킹(Laser marking)과 잉크 마킹(Ink marking)으로 구분될 수 있다. 잉크 마킹은 레이저 마킹에 비하여 선명도가 높고 미려한 인쇄가 가능하여 고가의 제품 인쇄에 채용되고 있으며, 잉크 마킹 공정에 사용되는 대표적인 장치에 패드 마크 인쇄기가 있다.
도 1은 종래의 패드 마크 인쇄기(100)를 간략하게 도시한 사시도이며, 도 1을 참고로 하여 종래의 패드 마크 인쇄기(100)의 구조 및 작동원리를 살펴보면 다음과 같다.
종래의 패드 마크 인쇄기(100)는 임의의 패턴(14)이 음각된 인쇄면(12)을 갖는 평판(10), 평판의 하부에 놓여져 잉크(60)가 저장된 잉크 저장고(40), 평판의 인쇄면 위로 잉크를 도포하는 로울러(24) 및 인쇄면 위의 잉크를 제거하는 블레이드(30 ; Blade)를 포함하는 구조를 갖는다. 또한 패드 마크 인쇄기는 반도체 소자들(20)이 이송되는 이송레일(22)과 평판의 패턴을 흡착하여 반도체 소자의 표면에 전사하는 고무 재질의 패드(50 ; Pad)를 포함한다.
이와 같은 구조를 갖는 패드 마크 인쇄기의 작동 원리는 다음과 같다.
잉크 저장고에 담겨진 로울러가 잉크가 묻은 상태에서 위로 들어올려진 후에 로울러와 잉크 저장고의 사이로 평판이 오른쪽으로 움직이면서 인쇄면 위로 잉크가 도포된다. 평판의 위에 이격되어 있던 블레이드가 하강한 후 블레이드가 인쇄면 위에 밀착된 상태에서 다시 평판이 왼쪽으로 움직이면서 패턴을 제외한 인쇄면 위의 잉크가 제거된다. 결국 음각의 패턴 위에만 잉크가 남겨지고, 이러한 패턴 위로 패드가 압착되어 잉크를 흡착한 후 반도체 소자와 같은 피인쇄물의 표면에 전사한다.
이때, 잉크 저장고의 잉크는 외부에 노출된 상태로 저장되며, 블레이드에 의해 제거되는 인쇄면 위의 잉크가 다시 잉크 저장고 내로 유입되도록 되어 있다. 잉크는 인쇄공정에 알맞은 점도를 유지하기 위하여 휘발성 신나를 포함하고 있으며, 잉크가 외부에 노출되어 있기 때문에 휘발성 신나가 공기 중으로 휘발되고 신나가 휘발됨으로 인해 잉크의 점도가 변하므로 인쇄 공정이 진행되는 동안 지속적으로 신나를 첨가해 주어야 한다. 또한 패드 마크 인쇄기를 지속적으로 작동하지 않은 상태에서 약 8∼24시간 경과시에는 신나가 모두 휘발됨에 따라 상온에서 잉크가 경화될 수 있으며, 경화된 잉크는 모두 폐기되어 잉크의 소모가 크다.
또한, 블레이드에 의해 제거된 잉크가 잉크 저장고로 다시 유입되는 과정에서 먼지 또는 에폭시(Epoxy) 찌꺼기 등과 같은 불순물로 인해 잉크가 오염될 수 있으며, 이러한 불순물이 다시 로울러에 묻어 인쇄면 위로 도포될 경우에는 블레이드의 손상과 평판의 긁힘 등으로 인해 인쇄품질의 불량을 가져올 수 있다.
본 발명의 목적은 잉크가 외부환경에 노출되어 오염되거나 경화되는 것을 방지할 수 있는 패드 마크 인쇄기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 디스펜서를 이용하여 잉크를 공급하는 패드 마크 인쇄기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 임의의 패턴이 음각된 인쇄면을 가지며 수평으로 움직이는 평판; 평판의 인쇄면 위로 잉크를 도포하는 잉크 공급기; 인쇄면의 일 측에 밀착되어 평판이 움직임에 따라 패턴을 제외한 인쇄면 위에 도포된 잉크를 제거하는 블레이드; 평판의 하부에 놓여지며, 제거된 잉크가 유입되는 잉크 저장고; 및 패턴의 잉크를 흡착하여 피인쇄물 위로 패턴을 전사하는 패드;를 포함하는 패드 마크 인쇄기에 있어서, 잉크 공급기는 잉크가 외부로부터 밀폐되어 저장된 시린저; 인쇄면 위로 잉크를 도포하는 노즐; 및 시린저와 노즐에 양단이 각각 연결되며, 잉크가 전달되는 튜브;를 포함하는 디스펜서인 것을 특징으로 하는 패드 마크 인쇄기를 제공한다.
이에 더하여, 잉크가 저장된 시린저에 연결되며 잉크가 공급되는 압력과 시간을 조절할 수 있는 제어기와, 노즐의 출구에 결합되어 잉크가 공급되는 것을 조절할 수 있는 차단기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패드 마크 인쇄기(200)의 사시도이며, 도 3a는 도 2의 노즐(180)을 확대하여 나타낸 구성도이고, 도 3b는 도 3a의 저면도이다. 도 2 내지 도 3b를 참고로 하여 본 발명에 따른 패드 마크 인쇄기(200)의 구조를 설명하면 다음과 같다.
종래와 마찬가지로, 본 발명에 따른 패드 마크 인쇄기(200)는 임의의 패턴(114)이 음각된 인쇄면(112)을 갖는 평판(110), 인쇄면 위의 잉크를 제거하는 블레이드(130), 평판의 하부에 놓여지며 블레이드에 의해 제거된 잉크가 유입되는 잉크 저장고(140)를 포함하며, 또한 반도체 소자들(120)이 이송되는 이송레일(122)과 평판의 패턴(114)을 따라 잉크를 흡착하여 반도체 소자의 표면에 전사하는 고무 재질의 패드(150)가 패드 이송대(152)에 결합된 구조를 포함한다. 이에 더하여, 잉크(160)가 외부로부터 밀폐 저장되는 시린저(172 ; Syringe)와 인쇄면 위로 잉크를 도포하는 노즐(180)과 노즐(180)을 소정의 형식에 따라 구동시키는 노즐 이송대(176) 및 시린저와 노즐 사이를 연결하여 잉크를 전달하는 튜브(174)를 갖는 디스펜서(170 ; Dispenser)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
시린저(172) 내에 저장된 잉크는 외부로부터 밀폐되어 오염원으로부터 차단되며, 또한 신나의 휘발로 인한 경화가 발생되지 않는 특징이 있다. 이러한 시린저에 제어기(도시되지 않음)가 연결되어 있으며, 제어기를 통해 잉크가 공급되는 압력과 시간이 조절될 수 있는 구조를 갖는다.
또한, 노즐(180)에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 튜브(174)를 통해 잉크를 공급받는 노즐(180)은 그 출구에 차단기(182)가 결합되어 있으며, 인쇄작업이 진행되지 않는 경우에는 차단기(182)가 노즐의 출구를 차단하여 잉크가 경화되는 것을 방지할 수 있으며, 노즐의 출구를 분사구들(184)이 형성된 분사몸체(186)가 감싸고 있다.
차단기(182)는 장치 내에 연결된 공기의 압력을 이용한 공압 실린더로 구성될 수 있으며, 분사구들(184)은 격자형태로 분사몸체(186)의 하부에 형성되어 분사구들을 통하여 평판의 인쇄면 위로 잉크가 도포되도록 구성되어 있다.
분사몸체(186)가 결합된 노즐(180)은 노즐 이송대(176)를 통하여 인쇄면과 평행하게 구동되며, 노즐 이송대(176)는 X-Y 테이블(도시되지 않음)과 같은 구동수단에 연결되어 노즐(180)을 자유롭게 구동시키는 것이 바람직하다. 즉, 노즐은 인쇄면과 평행한 상태에서, 평판이 움직이는 방향을 따라 구동되거나 또는 평판이 움직이는 방향에 수직인 방향으로 구동될 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 도 2의 패드 마크 인쇄기를 이용한 인쇄공정의 각 단계를 간략하게 도시한 공정사시도이다. 도 4a 내지 도 4d를 참고로 하여 이를 설명하면 다음과 같다.
잉크 저장고(140) 위로 임의의 패턴(114)이 음각된 인쇄면(112)을 갖는 평판(110)이 놓여지며, 오른쪽으로 수평 이동한다(도 4a). 임의의 패턴(114)의 왼쪽 측면에 디스펜서(170)의 노즐(180)을 통하여 시린저(172) 내의 잉크(160)가 인쇄면(112) 위로 도포되며, 평판(110)이 다시 왼쪽으로 수평 이동한다(도 4b).
평판(110)이 수평 이동되기에 앞서, 블레이드(130)가 하강하여 인쇄면(112) 위에 밀착되며, 이에 따라 블레이드(130)를 통과한 인쇄면(112) 위의 잉크(160)는 제거되어 잉크 저장고(140)로 유입되고, 결국 음각으로 조각되어 있는 임의의 패턴(114')에만 잉크가 남아있게 된다(도 4c). 마지막으로, 패드 이송대(152)에 결합되어 있는 패드(150)가 평판(110) 위에 압착되어 임의의 패턴(114')을 따라 잉크를 흡착한 후 이송레일(122) 위의 반도체 소자(120)와 같은 피인쇄물의 표면에 전사함으로써 1회의 인쇄공정이 수행된다(도 4d).
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패드 마크 인쇄기(300)를 도시한 사시도이다. 도 5를 참고로 하여 이를 설명하면 다음과 같다.
도 2와 마찬가지로, 패드 마크 인쇄기(300)는 복수개의 패턴들(214)이 음각된 인쇄면(212)을 갖는 평판(210), 블레이드(230), 평판의 하부에 놓여지는 잉크 저장고(240)를 포함하며, 또한 반도체 소자들(220)이 이송되는 이송레일(222)과 평판의 패턴(214)을 따라 반도체 소자들의 표면에 전사하는 복수개의 패드들(250)을 포함한다. 이에 더하여, 잉크(260)가 저장되는 시린저(272)와 노즐(280)과 노즐(280)을 구동시키는 노즐 이송대(276) 및 시린저와 노즐 사이를 연결하는 튜브(274)를 갖는 디스펜서(270)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 패드 마크 인쇄기의 구조에서 인쇄하고자 하는 마크의 형태와 개수는 본 발명의 사상의 범위 내에서 자유롭게 적용할 수 있음은 자명하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 디스펜서를 포함하는 패드 마크 인쇄기는 공급되는 잉크가 시린저와 같은 밀폐된 저장용기 내에 저장되기 때문에, 외부환경으로부터 보호될 수 있으며 따라서 먼지 등으로 인하여 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 또는 잉크 내에 포함되어 있는 신나가 공기 중으로 휘발되지 않기 때문에 장시간 작업이 이루어지지 않더라도 잉크가 경화되지 않는 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 패드 마크 인쇄기는 잉크가 저장되는 용기인 시린저와 잉크가 평판 위로 도포하는 도구인 노즐을 포함하는 디스펜서를 포함하는 구조를 가지며, 이러한 구조를 통하여 인쇄공정을 진행함에 따라 종래의 패드 마크 인쇄기가 외부환경에 노출되는 잉크 저장고에서 잉크를 공급받던 것에 비하여, 잉크가 오염되거나 잉크가 경화되는 등의 불리함을 방지할 수 있다. 또한, 블레이드를 통해 제거된 잉크가 다시 인쇄면 위로 도포되지 않기 때문에 제거되는 과정에서 발생할 수 있는 불순물이 인쇄면 위로 도포된 잉크에 포함되지 않으며, 이에 따라 불순물로 인하여 발생되는 블레이드의 손상 및 평판의 긁힘 등과 같은 장치의 파손을 방지할 수 있고, 나아가 인쇄품질의 향상을 가져올 수 있다.
도 1은 종래의 패드 마크 인쇄기를 간략히 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패드 마크 인쇄기의 사시도,
도 3a는 도 2의 노즐을 확대하여 나타낸 단면도,
도 3b는 도 3a의 저면도,
도 4a 내지 도 4d는 도 2의 패드 마크 인쇄기의 작동모습을 순차적으로 나타낸 공정사시도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 패드 마크 인쇄기의 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
10, 110, 210 : 평판 12, 112, 212 : 인쇄면
14, 114, 114', 214 : 패턴 20, 120, 220 : 반도체 소자
22, 122, 222 : 이송레일 24 : 로울러
30, 130, 230 : 블레이드 40, 140, 240 : 잉크 저장고
50, 150, 250 : 패드(Pad) 60, 160, 260 : 잉크
100, 200, 300 : 패드 마크 인쇄기 152 : 패드 이송대
170, 270 : 디스펜서 172, 272 : 시린저
174, 274 : 튜브 176, 276 : 노즐 이송대
180, 280 : 노즐 182 : 차단기
184 : 분사몸체 186 : 분사구

Claims (6)

  1. 임의의 패턴이 음각된 인쇄면을 가지며 수평으로 움직이는 평판;
    상기 평판의 인쇄면 위로 잉크를 도포하는 잉크 공급기;
    상기 인쇄면의 일 측에 밀착되어 상기 평판이 움직임에 따라 상기 패턴을 제외한 상기 인쇄면 위에 도포된 잉크를 제거하는 블레이드;
    상기 평판의 하부에 놓여지며, 제거된 잉크가 유입되는 잉크 저장고; 및
    상기 패턴의 잉크를 흡착하여 피인쇄물 위로 상기 패턴을 전사하는 패드;
    를 포함하는 패드 마크 인쇄기에 있어서,
    상기 잉크 공급기는
    상기 잉크가 외부로부터 밀폐되어 저장된 시린저;
    상기 인쇄면 위로 상기 잉크를 도포하는 노즐; 및
    상기 시린저와 상기 노즐에 양단이 각각 연결되며, 상기 잉크가 전달되는 튜브;를 포함하는 디스펜서이며, 상기 노즐은 상기 인쇄면과 평행을 이루며 상기 평판이 움직이는 방향에 수직방향으로 구동되는 것을 특징으로 하는 패드 마크 인쇄기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 디스펜서는 상기 시린저에 연결되며 상기 잉크가 튜브로 공급되는 압력과 시간을 조절하는 제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패드 마크 인쇄기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 디스펜서는 상기 노즐의 출구에서 상기 잉크의 공급을 조절하는 차단기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패드 마크 인쇄기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 노즐은 상기 평판이 움직이는 방향으로도 구동되는 것을 특징으로 하는 패드 마크 인쇄기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 임의의 패턴은 적어도 하나 이상의 일정한 형태의 마크(Mark)이며, 상기 패드는 상기 임의의 패턴에 대응하여 적어도 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 패드 마크 인쇄기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 피인쇄물은 봉지수지로 성형된 패키지 몸체인 것을 특징으로 하는 패드 마크 인쇄기.
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