KR101041067B1

KR101041067B1 - 레진 도포 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101041067B1
Application number: KR1020080104733A
Authority: KR
Inventors: 홍승민; 문찬영; 이용훈
Original assignee: 주식회사 프로텍
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2011-06-13
Also published as: KR20100045678A

Abstract

본 발명에 의한 레진 도포 장치는, 레진이 수용되는 레진 챔버를 갖는 하우징과, 하우징에 노즐과, 레진을 토출구를 통해 토출시키기 위해 레진 챔버에 수용된 레진을 반복적으로 가압하는 레진 가압 수단을 포함한다. 노즐은 하우징의 하측에 결합되며 하우징의 하측 방향으로 연장되도록 형성되는 노즐 바디와, 레진을 토출하기 위해 노즐 바디의 끝단에 형성된 토출구와, 레진 챔버와 토출구를 직선으로 연결하는 유로를 구비한다. 유로는 유로를 따라 유동하는 레진이 유동저항 증가로 그 유동 속도가 감소함으로써 토출구에서 스트림(Stream) 형태로 토출될 수 있도록 가늘고 길게 형성된다. 본 발명에 의하면, 레진이 토출구에서 스트림 형태로 분사되기 때문에, 레진이 노즐에서 액적 형태로 분사되어 대상 부위에서 중첩되는 종래에 비해 레진이 대상 부위에 고르고 정확하게 도포될 수 있고, 레진이 다른 위치로 튀는 현상을 줄일 수 있다.

Description

레진 도포 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISPENSING RESIN}

본 발명은 레진 도포 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레진을 스트림 형태로 분사할 수 있는 레진 도포 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 칩은 금속볼(Bump)과 같은 미세한 도전성 부재를 통해 회로 패턴이 형성되어 있는 기판에 전기적으로 연결된다. 기판의 일면에 다수의 금속볼을 배열하고 그 위에 반도체 칩을 올려놓은 후 열을 가하면 금속볼의 일부가 녹으면서 반도체 칩이 기판에 결합되는 것이다. 그런데 금속볼 만으로는 반도체 칩과 기판 사이의 결합력이 약하기 때문에, 반도체 칩과 기판의 사이에 에폭시수지와 같은 점성 있는 레진(Resin)을 도포하여 결합력을 높인다.

금속볼에 의해 기판에 연결된 반도체 칩의 둘레에 레진을 도포하면 레진이 모세관 현상에 의해 반도체 칩과 기판의 사이의 공간으로 스며들어 금속볼들 사이의 공간을 채우게 되는데, 이러한 공정을 언더필(Underfill)이라 하며, 이때 레진 도포 장치(Dispensor)가 이용된다. 금속볼들 사이의 공간을 채운 레진은 반도체 칩과 기판 사이의 결합력을 높여줄 뿐만 아니라, 외부의 충격을 완화시키고, 절연성을 부여하고, 재료들의 열팽창 계수 차이에 의해 발생되는 열응력에 대해 반도체 칩, 금속볼, 기판을 안정적으로 잡아주는 역할을 한다.

레진 도포 장치는 로봇과 같은 이송수단에 탑재되어 상하전후좌우로 이동하면서 대상 부위에 레진을 도포한다. 일반적으로, 레진 도포 장치는 레진을 수용하는 시린지(Syringe), 레진이 분사되는 노즐, 레진을 노즐 쪽으로 가압하는 펌핑 수단을 포함한다. 펌핑 수단의 종류로는 솔레노이드 타입, 캠 타입, 스크류 타입 등이 알려져 있다.

종래 레진 도포 장치에 있어서, 솔레노이드 타입이나 캠 타입은 밸브 부재를 왕복운동시켜 레진을 반복적으로 가압함으로써 고속으로 레진 액적(Droplet)을 분사시키고, 분사된 레진 액적은 대상 부위에 중첩됨으로써 레진 라인을 형성한다. 이러한 젯(Jet) 방식은 레진이 노즐에서 액적 형태로 토출되기 때문에 레진 액적이 정확한 위치에 떨어지지 않고 옆으로 튀기 쉬워 불량이 발생할 가능성이 높다.

반면, 스크류 타입은 레진이 스트림(Stream) 형태로 토출되기 때문에 젯 방식에 비해 불량 발생 가능성은 낮지만, 속도가 느린 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 젯 방식을 취해 고속 분사가 가능하면서 액적 형태가 아닌 스트림 형태로 레진을 도포할 수 있는 레진 도포 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 레진 도포 장치는, 레진이 수용되는 레진 챔버를 갖는 하우징과; 상기 하우징에 하측에 결합되며 상기 하우징의 하측 방향으로 연장되도록 형성되는 노즐 바디와, 상기 레진을 토출하기 위해 상기 노즐 바디의 끝단에 형성된 토출구와, 상기 레진 챔버와 상기 토출구를 직선으로 연결하는 유로를 구비하는 노즐과; 상기 레진을 상기 토출구를 통해 토출시키기 위해 상기 레진 챔버에 수용된 상기 레진을 반복적으로 가압하는 레진 가압 수단;을 포함하고, 상기 유로는 상기 유로를 따라 유동하는 상기 레진이 상기 토출구에서 스트림(Stream) 형태로 토출될 수 있도록 가늘고 길게 형성된다.

여기에서, 상기 유로의 전체길이는 상기 유로의 내경의 10배 이상 70배 이하인 것이 좋다.

그리고 상기 유로의 내경은 0.05 ~ 2.5 mm 사이의 크기인 것이 좋다.

또한, 상기 노즐 바디는 상기 하우징에서 멀어지는 방향으로 그 단면적이 감소되는 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 유로는, 상기 레진 챔버와 연결되는 중간 오리피스와, 상기 중간 오리피스 및 상기 토출구를 연결하는 토출 오리피스로 구성되고, 상기 토출 오리피스의 내경은 상기 중간 오리피스의 내경보다 작은 2단 구조로 이루어질 수 있다.

여기에서, 상기 중간 오리피스의 내경은 0.1 ~ 2.5 mm 사이의 크기이고, 상기 토출 오리피스의 내경은 0.05 ~ 1 mm 사이의 크기인 것이 좋다.

또한, 상기 토출 오리피스의 길이는 상기 중간 오리피스의 길이와 같거나 이보다 긴 것이 좋다.

또한, 상기 노즐은, 상기 레진을 저장할 수 있도록 상기 레진 챔버와 상기 유로 사이에 배치되고 상기 유로의 내경보다 큰 내경을 갖는 임시 저장 챔버를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 레진 가압 수단은, 상기 레진 챔버에 수용된 상기 레진을 가압하기 위해 상기 레진 챔버에 왕복 이동 가능하게 설치된 밸브 부재와, 상기 밸브 부재와 결합되고 롤러베어링을 갖는 캠팔로우와, 상기 캠팔로우를 움직이기 위해 상 기 롤러베어링을 미는 캠돌기를 갖는 회전캠과, 상기 캠팔로우에 대해 상기 회전캠 쪽으로 탄성력을 가하는 스프링과, 상기 회전캠을 회전시키기 위한 구동 수단을 포함할 수 있다.

또한, 상기 밸브 부재의 끝단은 구면 형상으로 이루어지고, 상기 노즐은, 상기 밸브 부재의 끝단이 접하는 구면 형상의 밸브 시트를 더 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 레진 토출 방법은, 토출구 및 상기 토출구와 연결된 유로를 갖는 노즐을 통해 레진을 분사하여 대상 부위에 상기 레진을 도포하기 위한 것으로, (a) 상기 레진을 상기 토출구 쪽으로 반복적으로 가압하는 단계와; (b) 상기 유로를 따라 유동하는 상기 레진의 유동저항을 크게 하여 상기 레진의 유동 속도를 감소시키는 단계와; (c) 상기 토출구를 통해 상기 레진을 연속적으로 이어진 스트림(Stream) 형태로 상기 대상 부위에 분사하는 단계;를 포함한다.

여기에서, 상기 (c) 단계는 상기 레진을 스트림 형태로 분사하면서 상기 노즐을 상기 대상 부위를 따라 이동시킬 수 있다.

그리고 상기 노즐을 이동시킬 때 상기 토출구의 상기 대상 부위에 대한 높이를 0.5~3 mm 의 범위로 유지시키는 것이 좋다.

또한, 상기 (b)단계는 상기 레진의 유동저항을 2단 구조로 증가시켜서 상기 레진이 액적(Droplet)을 형성하지 않고 스트림 형태로 토출되도록 할 수 있다.

또한, 상기 (a) 단계는 원통캠 및 스프링에 의해 왕복 이동하는 캠팔로우에 결합된 밸브 부재를 이용하여 상기 레진을 반복적으로 가압할 수 있다.

본 발명에 의하면, 노즐의 토출구 쪽으로 가압되는 레진이 노즐의 가늘고 긴 유로를 통과할 때 유동저항의 증가로 유동 가속도 및 속도가 노즐이 가늘거나 길지 않은 경우에 비해 감소함으로써, 토출구에서 스트림 형태로 분사된다. 따라서, 레진이 노즐에서 액적 형태로 분사되어 대상 부위에서 중첩되는 종래에 비해 레진이 대상 부위에 고르고 정확하게 도포될 수 있고, 레진이 다른 위치로 튀는 현상을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 레진이 끊어지지 않고 연속적으로 이어진 스트림 형태로 분사됨으로써 레진이 액적 형태로 분사되는 종래에 비해 레진의 공기 포집 가능성이 줄어들고 대상 부위에 도포된 레진의 기포 수를 크게 줄일 수 있다. 그리고 레진의 기포 수가 감소하면 제품의 품질이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 노즐의 끝단이 뾰족하여 대상 부위로의 접근성이 용이하기 때문에, 노즐의 토출구를 대상 부위에 가까이 근접시킨 상태로 레진을 도포할 수 있다. 따라서, 레진을 정위치에 도포할 수 있고, 레진이 다른 부위로 튀는 등의 불량 발생을 크게 줄일 수 있다.

이러한 본 발명은 고속 분사의 특성을 갖는 젯 방식과 스트림 분사의 특성을 갖는 스크류 방식의 장점을 모두 가지고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 레진 도포 장치에 대하여 설명한다. 도면에서 구성요소의 크기와 형상 등은 발명의 이해를 돕기 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 레진 도포 장치(10)는 이송수단의 구동헤드에 결합되는 프레임(11), 레진(R)을 저장하는 시린지(12), 연결관(13)을 통해 시린지(12)와 연결된 하우징(14), 하우징(14) 내부의 레진 챔버(15)에 상하 왕복운동 가능하게 설치된 밸브 부재(16), 밸브 부재(16)를 구동시켜 레진(R)을 가압하는 가압 수단(17), 하우징(14)의 하부에 결합되고 레진(R)을 스트림(Stream) 형태로 분사하는 노즐(18)을 포함한다. 이러한 레진 도포 장치(10)는 이송수단에 의해 이동하면서 대상 부위에 고속으로 레진(R)을 분사한다.

가압 수단(17)은 레진(R)을 반복적으로 상하 운동을 하는 밸브 부재(16)를 이용하여 분사시킨다. 도 2에 도시된 것과 같이, 가압 수단(17)은 밸브 부재(16)와 결합된 커넥팅로드(21), 커넥팅로드(21)와 결합된 캠팔로우(22), 캠팔로우(22)를 하부 방향으로 탄성 지지하는 스프링(24), 스프링(24)의 탄성력을 이기고 캠팔로우(22)를 상승시키는 원통캠(25), 원통캠(25)을 회전시키기 위해 원통캠(25)에 결합된 연동풀리(27)를 포함한다. 밸브 부재(16)는 도시된 것과 같은 로드(Rod) 형태 이외의 왕복 이동하면서 레진(R)을 가압할 수 있는 다른 형태로 변경될 수 있다.

캠팔로우(22)는 원통캠(25)의 상면에 접하는 한 쌍의 롤베어링(23)을 가지고 있고, 원통캠(25)의 상면에는 복수의 캠돌기(26)가 구비되어 있다. 원통캠(25)이 회전하면 복수의 캠돌기(26)가 롤베어링(23)에 접했다가 떨어지면서 캠팔로우(22)가 승강 동작을 반복하게 된다. 즉, 롤베어링(23)이 캠돌기(26)에 접하면 스프링(24)이 압축되면서 캠팔로우(22)가 상승하고, 롤베어링(23)이 캠돌기(26)에서 떨어지면 스프링(24)의 탄성력에 의해 캠팔로우(22)가 하강한다. 캠팔로우(22)는 축 지지부재(28)에 결합되어 회전이 억제되고 상하 직선 이동만 가능한 스플라인 축(29)과 결합됨으로써 원통캠(25)의 회전 시 승강 운동만 할 수 있다.

원통캠(25)은 연동풀리(27)와 직접 결합되어 있어서 연동풀리(27)가 회전하면 연동풀리(27)와 함께 회전한다. 도면에 나타나 있지 않으나, 연동풀리(27)는 서보모터에 연결된 구동풀리와 벨트를 통해 연결되어 있다. 따라서, 서보모터가 작동하면 원통캠(25)이 회전하고, 원통캠(25)이 회전하면 캠팔로우(22)가 움직이면서 커넥팅로드(21) 및 밸브 부재(16)가 고속으로 승강 운동한다. 그리고 승강 운동하는 밸브 부재(16)는 하우징(14)의 레진 챔버(15)에 충전된 레진(R)을 노즐(18) 쪽으로 밀어낸다.

본 발명에 있어서, 스프링(24)과 원통캠(25)의 설치 위치는 바뀔 수 있다. 즉, 스프링(24)이 캠팔로우(22)의 하부를 탄성 지지하여 캠팔로우(22)를 상승시키고, 원통캠(25)이 캠팔로우(22)의 상부에 설치되어 캠팔로우(22)의 상면을 가압함으로써 스프링(24)의 탄성력을 이기고 캠팔로우(22)을 하강시킬 수도 있다. 그리고, 연동풀리(27), 벨트, 구동풀리, 서보모터로 구성되는 구동 수단은 원통캠(25)을 회전시킬 수 있는 다른 장치로 대체될 수 있다.

도 2에 도시된 것과 같이, 레진 챔버(15)에는 밸브 부재(16)의 직선 이동을 가이드하기 위한 로드 가이드(31)가 설치되어 있고, 하우징(14)의 개방된 하부에는 노즐(18)이 캡(32)에 의해 고정되어 있다. 밸브 부재(16)의 작동으로 레진 챔버(15)의 레진(R)이 노즐(18)을 통해 분사되면, 시린지(12)에 저장되어 있는 레진(R)이 연결관(13) 및 연결관(13)과 연결되어 있는 하우징(14)의 공급구(33)를 통 해 레진 챔버(15)로 공급된다.

도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 노즐(18)은 하우징(14)의 하단부에 접하는 원판형의 베이스(34)와 베이스(34)의 하면 중앙에 원추형으로 돌출된 노즐 바디(35)를 포함한다. 베이스(34)는 원판형 이외의 다른 형상으로 변경될 수 있고, 노즐 바디(35)는 원추형 이외에 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 다른 형태로 변경될 수 있다. 베이스(34)의 상면에는 밸브 부재(16)의 하부 끝단 형상에 대응하는 구면 형상으로 된 밸브 시트(36)가 형성되어 있다.

밸브 부재(16)의 하부 끝단과 밸브 시트(36)가 구면으로 되어 있는 것은, 고속으로 승강 운동하는 밸브 부재(16)가 흔들리더라도 밸브 부재(16)의 하부 끝단이 밸브 시트(36)에 접촉하도록 하고, 밸브 부재(16)와 노즐(18) 사이의 마모를 줄이고, 가공 오차로 인한 밸브 부재(16)의 흔들림을 줄이기 위한 것이다. 본 발명에 있어서 베이스(34)는 생략될 수 있으며, 이 경우 밸브 시트(36)는 노즐 바디(35)의 상면에 구비될 수 있다.

노즐 바디(35)의 끝단에는 노즐 바디(35)의 끝단보다 외경이 작은 실린더 형상의 토출부(37)가 돌출되어 있다. 토출부(37)의 끝단에는 토출구(38)가 형성되어 있고, 베이스(34), 노즐 바디(35) 및 토출부(37)의 중심에는 레진(R)이 유동할 수 있도록 레진 챔버(15)와 토출구(38)를 연결하는 유로(41)(42)가 형성되어 있다. 여기에서, 토출부(37)는 그 외경이 노즐 바디(35)의 끝단 외경보다 작은 실린더 형상 이외의 다른 형상으로 변경될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 의한 노즐(18)은 길이가 길고 끝이 뾰족하기 때문에 토출구(38)를 대상 부위에 접근시키는데 유리하다. 따라서, 노즐(18)을 대상 부위에 가까이 접근시킨 상태로 레진(R)을 도포할 수 있어서 레진(R)이 다른 곳으로 튀거나 대상 부위를 벗어난 위치에 묻는 등의 도포 불량을 줄일 수 있다. 여기에서, 토출부(37)는 생략될 수 있으며, 이 경우 토출구(38)는 노즐 바디(35)의 끝단에 형성된다.

도 5에 도시된 것과 같이, 레진(R)이 유동할 수 있도록 노즐(18)의 중앙에 형성되어 있는 유로(41)(42)는 가늘고 길기 때문에, 레진 챔버(15)에 있는 레진(R)이 밸브 부재(16)에 의해 토출구(38) 쪽으로 가압될 때 노즐(18)을 통과하는 레진(R)의 유동저항이 크다. 이렇게 토출구(38) 쪽으로 유동하는 레진(R)의 유동저항이 크면 유동하는 레진(R)의 가속도 및 속도가 종래의 경우에 비해 줄어들며, 이에 의해 토출구(38)를 통해 토출되는 레진(R)이 종래와 같이 액적을 형성하지 않고 스트림 형태로 분사된다.

이렇게 레진(R)이 스트림 형태로 토출되면, 분사되는 레진(R)이 대상 부위에서 튀는 것을 막을 수 있고, 레진(R)이 대상 부위에 고르고 정확하게 도포될 수 있다. 또한, 종래와 같이 레진(R)이 액적 형태로 분사되는 것에 비해 레진(R)의 공기 포집 가능성이 줄어들어 대상 부위에 도포된 레진(R)의 기포 수가 크게 줄어든다. 유로(41)(42)의 단면 형상은 원형인 것이 가공상 유리하나, 원형 이외의 다른 형상으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 유로(41)(42)의 단면 형상이 원형인 것으로 설명한다.

앞서 설명한 것과 같이, 레진(R)이 스트림 형태로 분사되기 위해서는 밸브 부재(16)에 의해 가압되어 토출구(38) 쪽으로 유동하는 레진(R)의 가속도 및 속도가 줄어들어야 한다. 따라서, 레진(R)의 유동저항과 관계가 깊은 유로(41)(42)의 길이 및 내경은 노즐(18) 설계에 있어 중요한 설계 인자가 된다. 도 5에 도시된 실시예에 있어서, 노즐(18)의 유로(41)(42)는 레진 챔버(15)와 연결되는 중간 오리피스(41) 및 토출구(38)와 연결되는 토출 오리피스(42)의 2단 구조로 되어 있다.

중간 오리피스(41)의 내경(D)은 토출 오리피스(42)의 내경(d) 보다 크다. 중간 오리피스(41)는 레진(R)을 일정량 저장할 수 있는 임시 저장 챔버의 기능을 갖는다. 따라서, 밸브 부재(16)가 밸브 시트(36)에 접촉하거나 밸브 부재(16)가 밸브 시트(36)로부터 멀어지는 방향으로 후퇴하여 중간 오리피스(41)로 레진(R)이 공급되지 않는 순간에도 중간 오리피스(41)에 저장된 레진(R)이 토출 오리피스(41)로 공급되므로, 레진(R)이 액적(Droplet) 형태로 끊어지지 않고 스트림 형태로 이어져서 연속적으로 토출된다. 따라서, 레진 도포 시 레진(R)의 공급이 다소 불안정하더라도 레진(R)이 끊김없이 토출될 수 있다.

그리고 2단 구조의 유로(41)(42)는 노즐(18) 가공에 있어서 유리하게 작용한다. 즉, 노즐(18)의 긴 유로(41)(42)를 단일 가공할 경우 불량 발생의 위험이 높아지지만, 2회 가공으로 유로(41)(42)를 형성함으로써 가공 오차를 줄일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 레진 도포 장치(10)에 있어서, 레진(R)을 스트림 형태로 토출시키면서 레진(R)의 도포 속도를 고속으로 유지하기 위해서는 유로(41)(42) 전체의 길이(L)가 토출 오리피스(42)의 내경(d)의 10배 이상 70배 이하인 것이 좋다. 유로(41)(42) 전체의 길이(L)가 토출 오리피스(42)의 내경(d)의 10 배보다 작으면 레진(R)의 유동저항이 크지 않아 레진(R)의 스트림 형성이 원활하지 못하고, 유로(41)(42) 전체의 길이(L)가 토출 오리피스(42)의 내경(d)의 70배보다 크면 노즐(18)이 길이가 길어져 전체적인 크기가 증가하고 레진(R)의 분사가 원활하지 못한 문제가 있다.

또한, 토출 오리피스(42)의 내경(d)은 중간 오리피스(41)의 내경(D)의 40%인 것이 좋고, 중간 오리피스(41)의 길이(l₁)와 토출 오리피스(42)의 길이(l₂)는 서로 같거나 토출 오리피스(42)가 다소 긴 것이 좋다. 실험예로, 중간 오리피스(41)의 내경(D)을 0.48 ~ 0.52 mm, 토출 오리피스(42)의 내경(d)을 0.19 ~ 0.21 mm, 중간 오리피스(41)의 길이(l₁) 및 토출 오리피스(42)의 길이(l₂)를 각각 2.98 mm 및 3 mm로 할 때, 레진(R)을 스트림 형태로 고속으로 분사하는 것이 가능하다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 레진 도포 장치(10)를 이용한 언더필 공정을 나타낸 것이다.

서보모터가 작동으로 연동풀리(27)가 회전하면 원통캠(25)이 연동풀리(27)와 함께 회전하면서 원통캠(25)이 회전한다. 이때, 캠팔로우(22)가 원통캠(25)의 캠돌기(26)와 스프링(24)의 작용으로 승강 운동을 반복하면서 밸브 부재(16)가 연속적으로 레진 챔버(15)의 레진(R)을 노즐(18) 쪽으로 밀어낸다. 그리고 노즐(18)의 유로(41)(42)로 유동한 레진(R)은 노즐(18)의 토출구(38)를 통해 다수의 금속볼(2)로 연결된 기판(4)과 반도체 칩(6) 사이로 분사된다.

레진 도포 시 노즐(18)의 토출부(37)는 기판(4)과 반도체 칩(6) 사이의 간극 에 가까이 접근하여 레진(R)을 스트림 형태로 분사한다. 이와 동시에 노즐(18)을 반도체 칩(6)의 측면을 따라 이동시키되, 노즐(18)의 이동 속도를 레진(R)의 토출 속도 보다 느리게 한다. 이에 의해, 스트림 형태로 연속적으로 도포되는 레진(R)은 기판(4) 위에서 중첩되면서 기판(4)과 반도체 칩(6) 사이의 간극과 같거나 이보다 두꺼운 레진 라인(R')을 형성한다. 그리고 레진 라인(R')을 형성하는 레진(R)은 모세관 현상에 의해 반도체 칩(6)과 기판(4) 사이로 흡수되어 금속볼(2) 사이사이를 채우게 된다. 노즐(18)이 레진(R)을 분사하면서 이동할 때 노즐(18)의 끝단과 기판(4)의 표면 사이의 거리는 기판(4)과 반도체 칩(6) 사이에 형성된 레진 라인(R')의 높이보다 크고 스트림 형태의 레진(R)이 끊기지 않도록 약 3 mm 이하로 유지되는 것이 좋다. 바람직하게, 노즐(18)의 끝단과 기판(4)의 표면 사이의 거리는 0.5 ~ 3 mm인 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 노즐(18)이 갖는 유로(41)(42)의 길이(L) 및 내경(D)(d)은 레진(R)이 유동저항의 증가로 스트림 형태로 토출되는 조건 하에서 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 유로(41)(42)의 길이(L) 및 내경(D)(d)은 레진(R)의 점도에 따라 달라질 수 있다. 통상적으로, 언더필 공정에 사용되는 레진(R)의 점도 범위는 300 ~ 7500CP(여기에서, 100CP = 1g/cm·s)로 광범위하다. 점도가 낮은 레진(R)을 사용할 경우 레진(R)을 스트림 형태로 분사하기 위해서는 레진(R)의 유동저항을 더욱 크게 할 필요가 있으므로 유로(41)(42)의 길이(L)를 길게 하거나 유로(41)(42)의 내경(D)(d)을 작게 할 수 있다. 반대로, 점도가 높은 레진(R)을 사용할 경우 유로(41)(42)의 길이(L)를 상대적으로 짧게하거나 유로(41)(42)의 내경(D)(d)을 상대 적으로 크게 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 레진(R)을 토출시키기 위한 레진 가압 수단은 상술한 것과 같은 밸브 부재(16) 및 캠 타입의 가압 수단(17)을 포함하는 구조로 한정되는 것이 아니며, 레진(R)이 노즐(18)을 통해 분사될 수 있도록 레진(R)을 노즐(18) 쪽으로 가압하는 다양한 액체 가압 장치가 이용될 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 레진 도포 장치의 다양한 노즐 형태를 나타낸 단면도이다.

도 7에 도시된 노즐(50)은 원판형의 베이스(51)와 베이스(51)의 하면에 돌출된 원기둥 형상의 노즐 바디(52)로 구성된다. 물론, 베이스(51)는 원판형 이외에 다양한 형상으로 변경될 수 있고, 노즐 바디(52)는 원기둥 형상 이외에 단면적이 일정한 다른 기둥 형상으로 변경될 수 있다. 노즐 바디(52)의 끝단에는 레진을 토출하기 위한 토출구(53)가 형성되어 있다. 노즐(50)은 레진을 토출구(53)로 안내하기 위한 토출 오리피스(54)를 갖는다. 토출 오리피스(54)는 밸브 부재(16)의 작동으로 가압되는 레진이 가속도 및 속도가 감소되어 스트림 형태로 분사될 수 있도록 가늘고 긴 형상으로 이루어진다. 구체적으로 토출 오리피스(54)는 그 길이가 그 내경의 10배 이상 30배 이하이다.

도 8에 도시된 노즐(60)은 원판형의 베이스(61)와 베이스(61)의 하면에 돌출된 원추형의 노즐 바디(62)로 구성된다. 베이스(61)는 원판형 이외의 다른 평판 형상으로 변경될 수 있고, 노즐 바디(62)는 원추형 이외에 끝단 쪽으로 갈수록 단면적이 작아지는 다른 형태로 변경될 수 있다. 노즐(60)은 레진 챔버(15)와 연결되어 레진을 임시 저장할 수 있는 임시 저장 챔버(63)와 노즐 바디(62) 끝단에 형성되어 있는 토출구(64)와 임시 저장 챔버(63)를 연결하는 토출 오리피스(65)를 갖는다. 토출 오리피스(65)는 밸브 부재(16)의 작동으로 가압되는 레진이 유동저항의 증가로 감속될 수 있도록 그 길이가 내경의 10배 이상 70배 이하로 가늘고 긴 형상으로 이루어진다. 레진 도포 시, 레진 챔버(15)로부터의 레진 공급이 다소 불안정하게 이루어지더라도 임시 저장 챔버(63)에 저장되어 있는 레진이 토출 오리피스(65)로 공급됨으로써 토출구(64)를 통한 레진의 토출은 안정적으로 이루어질 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시된 노즐(50)(60)에 있어서, 각 토출 오리피스(54)(65)의 길이와 내경은 레진이 스트림 형태로 토출될 수 있도록 가늘고 긴 기본 조건 하에서 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 사용되는 레진의 점도에 따라 각 토출 오리피스(54)(65)의 길이와 내경이 변경될 수 있다.

이러한 본 발명에 의한 레진 도포 장치(10)는 상술한 것과 같은 언더필 공정 뿐만아니라 레진을 접착제로 사용하는 다양한 제조 공정에 이용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 기재된 특허청구범위의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 레진 도포 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 레진 도포 장치의 레진 가압 수단을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시된 레진 도포 장치의 일부분을 확대하여 나타낸 확대도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 레진 도포 장치의 노즐을 나타낸 측면도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 레진 도포 장치의 노즐의 작용을 나타낸 단면도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 레진 도포 장치의 노즐을 이용한 언더필 공정을 나타낸 측면도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10 : 레진 도포 장치 11 : 프레임

12 : 시린지 13 : 연결관

14 : 하우징 15 : 레진 챔버

16 : 밸브 부재 17 : 펌핑 장치

18, 50, 60 : 노즐 21 : 커넥팅로드

22 : 캠팔로우 24 : 스프링

25 : 원통캠 27 : 연동풀리

29 : 스플라인 축 31 : 로드 가이드

34, 51, 61 : 베이스 35, 52, 62 : 노즐 바디

36 : 밸브 시트 37 : 토출부

38, 53, 64 : 토출구 41 : 중간 오리피스

42, 54, 65 : 토출 오리피스 63 : 임시 저장 챔버

Claims

레진이 수용되는 레진 챔버를 갖는 하우징과;

상기 하우징에 하측에 결합되며 상기 하우징의 하측 방향으로 연장되도록 형성되는 노즐 바디와, 상기 레진을 토출하기 위해 상기 노즐 바디의 끝단에 형성된 토출구와, 상기 레진 챔버와 상기 토출구를 직선으로 연결하는 유로를 구비하는 노즐과;

상기 레진을 상기 토출구를 통해 토출시키기 위해 상기 레진 챔버에 수용된 상기 레진을 반복적으로 가압하는 레진 가압 수단;을 포함하고,

상기 유로는 그 유로를 따라 유동하는 상기 레진이 상기 토출구에서 스트림(Stream) 형태로 토출될 수 있도록 상기 유로의 전체 길이는 상기 유로의 내경의 10배 이상 70배 이하의 정도로 가늘고 길게 형성된 것을 특징으로 하는 레진 도포 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 유로의 내경은 0.05 ~ 2.5 mm 사이의 크기인 것을 특징으로 하는 레진 도포 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 노즐 바디는 상기 하우징에서 멀어지는 방향으로 그 단면적이 감소되는 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 레진 도포 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 유로는, 상기 레진 챔버와 연결되는 중간 오리피스와, 상기 중간 오리피스 및 상기 토출구를 연결하는 토출 오리피스로 구성되고, 상기 토출 오리피스의 내경은 상기 중간 오리피스의 내경보다 작은 2단 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 레진 도포 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 중간 오리피스의 내경은 0.1 ~ 2.5 mm 사이의 크기이고, 상기 토출 오리피스의 내경은 0.05 ~ 1 mm 사이의 크기인 것을 특징으로 하는 레진 도포 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 토출 오리피스의 길이는 상기 중간 오리피스의 길이와 같거나 이보다 긴 것을 특징으로 하는 레진 도포 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 노즐은, 상기 레진을 저장할 수 있도록 상기 레진 챔버와 상기 유로 사이에 배치되고 상기 유로의 내경보다 큰 내경을 갖는 임시 저장 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레진 도포 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 레진 가압 수단은, 상기 레진 챔버에 수용된 상기 레진을 가압하기 위해 상기 레진 챔버에 왕복 이동 가능하게 설치된 밸브 부재와, 상기 밸브 부재와 결합되고 롤러베어링을 갖는 캠팔로우와, 상기 캠팔로우를 움직이기 위해 상기 롤러베어링을 미는 캠돌기를 갖는 회전캠과, 상기 캠팔로우에 대해 상기 회전캠 쪽으로 탄성력을 가하는 스프링과, 상기 회전캠을 회전시키기 위한 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 레진 도포 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 밸브 부재의 끝단은 구면 형상으로 이루어지고,

상기 노즐은, 상기 밸브 부재의 끝단이 접하는 구면 형상의 밸브 시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레진 도포 장치.
토출구 및 상기 토출구와 연결된 유로를 갖는 노즐을 통해 레진을 분사하여 대상 부위에 상기 레진을 도포하기 위한 레진 도포 방법에 있어서,

(a) 상기 레진을 상기 토출구 쪽으로 반복적으로 가압하는 단계와;

(b) 전체 길이가 내경의 10배 이상 70배 이하의 정도로 가늘고 길게 형성된 상기 유로를 통해 상기 레진이 유동하도록 하여 상기 유로를 따라 유동하는 상기 레진의 유동저항을 상기 유로로 상기 레진을 상기 유로로 공급하는 레진 챔버 내부의 유동저항보다 크게 하는 단계와;

(c) 상기 토출구를 통해 상기 레진을 연속적으로 이어진 스트림(Stream) 형태로 상기 대상 부위에 분사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레진 도포 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 (c) 단계는 상기 레진을 스트림 형태로 분사하면서 상기 노즐을 상기 대상 부위를 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 레진 도포 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 노즐을 이동시킬 때 상기 토출구의 상기 대상 부위에 대한 높이를 0.5 ~ 3 mm 의 범위로 유지시키는 것을 특징으로 하는 레진 도포 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 (b)단계는 상기 레진의 유동저항을 2단 구조로 증가시켜서 상기 레진이 액적(Droplet)을 형성하지 않고 스트림 형태로 토출되도록 하는 것을 특징으로 하는 레진 도포 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 (a) 단계는 원통캠 및 스프링에 의해 왕복 이동하는 캠팔로우에 결합된 밸브 부재를 이용하여 상기 레진을 반복적으로 가압하는 것을 특징으로 하는 레진 도포 방법.