KR101117121B1 - 스크린 프린터 - Google Patents

Abstract

스크린 프린터가 개시된다. 본 발명의 스크린 프린터는, 기판에 대한 스크린 프린팅 작업이 진행되는 작업 위치에 업/다운(up/down) 구동 가능하게 마련되며, 실질적으로 기판을 지지하는 다수의 서포트핀이 결합되는 워크 테이블; 워크 테이블의 상부 영역에 배치되어 기판과 선택적으로 도킹 또는 도킹 해제되는 스텐실(stencil); 스텐실과 기판의 도킹 시 스텐실을 통해 기판의 인쇄면으로 페이스트(paste)를 도포하는 스퀴지(squeegee); 스텐실과 부분적으로 연결되어 기판과 스텐실 간의 상대적인 얼라인(align) 작업을 진행하는 얼라인 스테이지; 워크 테이블의 상부 영역에 배치되어 기판의 사이드를 클램핑하는 사이드 클램프(side clamp); 워크 테이블에 연결되며, 기판을 사이드 클램프의 위치 또는 스텐실의 위치까지 업/다운(up/down) 구동시키는 테이블 업/다운 구동부; 및 워크 테이블에 부분적으로 연결되되 테이블 업/다운 구동부와 독립적으로 마련되며, 기판이 사이드 클램프에 의해 클램핑될 때 기판의 인쇄면이 사이드 클램프의 상면보다 상대적으로 높은 위치에 배치될 수 있도록 기판의 업/다운(up/down) 이동을 조절하는 업/다운 미세 조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 기판과 스텐실 간의 상대적인 얼라인(align) 작업, 특히 미세 얼라인 작업이 신속하게 진행된 이후에 기판과 스텐실이 도킹되어 프린팅 작업이 진행됨으로써 파인 피치(fine pitch) 제품 인쇄가 필요한 경우에도 기판 상에 페이스트를 균일하게 도포할 수 있다.

Description

스크린 프린터{Screen printer}

본 발명은, 스크린 프린터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판과 스텐실 간의 상대적인 얼라인(align) 작업, 특히 미세 얼라인 작업이 신속하게 진행된 이후에 기판과 스텐실이 도킹되어 프린팅 작업이 진행됨으로써 파인 피치(fine pitch) 제품 인쇄가 필요한 경우에도 기판 상에 페이스트를 균일하게 도포할 수 있는 스크린 프린터에 관한 것이다.

스크린 프린터(screen printer)는, 인쇄 막의 형상이 패터닝(patterning)된 스텐실(stencil, 스크린 마스크라고도 함)을 기판(substrate)의 인쇄면에 배치하고, 페이스트(paste)를 스텐실 위에 도포하면서 이를 스퀴지(squeegee)로 압착하여 인쇄면에 전사시킴으로써 원하는 막의 형상을 기판에 인쇄하는 장치이다.

종래기술에 따른 스크린 프린터는, 장치의 상부에 고정된 스텐실을 향해 기판이 업(up)되어 스텐실에 기판이 도킹(docking)되면, 그 상부에 위치된 스퀴지가 이동되면서 기판 상에 페이스트를 도포하는 일련의 프린팅 방법을 개시하고 있다.

그런데, 이러한 종래기술의 경우, 기판과 스텐실 간의 상대적인 얼라인(align) 작업, 특히 미세 얼라인 작업을 무시하고 단순히 스텐실에 기판을 도킹시켜 프린팅 작업을 진행하고 있기 때문에 파인 피치(fine pitch) 제품 인쇄가 사실상 곤란한 문제점이 있다.

참고로, 파인 피치 제품 인쇄가 필요한 경우 이에 대응하지 못하고 기판 상에 페이스트를 균일하게 도포하지 않으면 후공정인 다이 접착 공정에서 페이스트의 흘러내림(melt flow) 및 보이드(void) 현상이 발생될 소지가 높을 것으로 알려지고 있으므로 이에 대한 연구가 필요할 것으로 본다.

본 발명의 목적은, 기판과 스텐실 간의 상대적인 얼라인(align) 작업, 특히 미세 얼라인 작업이 신속하게 진행된 이후에 기판과 스텐실이 도킹되어 프린팅 작업이 진행됨으로써 파인 피치(fine pitch) 제품 인쇄가 필요한 경우에도 기판 상에 페이스트를 균일하게 도포할 수 있는 스크린 프린터를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판에 대한 스크린 프린팅 작업이 진행되는 작업 위치에 업/다운(up/down) 구동 가능하게 마련되며, 실질적으로 상기 기판을 지지하는 다수의 서포트핀이 결합되는 워크 테이블; 상기 워크 테이블의 상부 영역에 배치되어 상기 기판과 선택적으로 도킹 또는 도킹 해제되는 스텐실(stencil); 상기 스텐실과 상기 기판의 도킹 시 상기 스텐실을 통해 상기 기판의 인쇄면으로 페이스트(paste)를 도포하는 스퀴지(squeegee); 상기 스텐실과 부분적으로 연결되어 상기 기판과 상기 스텐실 간의 상대적인 얼라인(align) 작업을 진행하는 얼라인 스테이지; 상기 워크 테이블의 상부 영역에 배치되어 상기 기판의 사이드를 클램핑하는 사이드 클램프(side clamp); 상기 워크 테이블에 연결되며, 상기 기판을 상기 사이드 클램프의 위치 또는 상기 스텐실의 위치까지 업/다운(up/down) 구동시키는 테이블 업/다운 구동부; 및 상기 워크 테이블에 부분적으로 연결되되 상기 테이블 업/다운 구동부와 독립적으로 마련되며, 상기 기판이 상기 사이드 클램프에 의해 클램핑될 때 상기 기판의 인쇄면이 상기 사이드 클램프의 상면보다 상대적으로 높은 위치에 배치될 수 있도록 상기 기판의 업/다운(up/down) 이동을 조절하는 업/다운 미세 조절유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 업/다운 미세 조절유닛은, 상기 다수의 서포트핀의 하단부를 지지하는 핀지지플레이트; 상기 핀지지플레이트와 상기 워크 테이블 사이에 배치되며, 맞닿는 면이 상호간 나란하게 경사지게 형성되는 상부 및 하부 경사블록; 및 상기 상부 및 하부 경사블록 중 어느 하나와 연결되어 해당 경사블록을 수평 방향으로 왕복 구동시키는 블록구동부를 포함할 수 있다.

상기 블록구동부는 직결식 모터를 포함하며, 상기 블록구동부는 상기 하부 경사블록에 연결될 수 있다.

상기 얼라인 스테이지의 주변에 마련되어 상기 기판과 상기 스텐실 간의 상대적인 얼라인 위치를 감지하는 감지부; 상기 얼라인 스테이지에 결합되며, 상기 얼라인 스테이지를 상기 기판의 판면 방향인 X축, Y축 또는 θ축 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부; 및 상기 감지부의 신호에 기초하여 상기 스테이지 이동부의 이동을 제어하여 상기 기판에 대해 상기 스텐실의 얼라인 작업을 진행하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 얼라인 스테이지는 단층 구조를 가지면서 상기 X축, 상기 Y축 또는 상기 θ축 방향으로의 얼라인이 가능한 UVW 얼라인 스테이지일 수 있으며, 상기 스테이지 이동부는 상기 얼라인 스테이지의 하부 4 모서리 영역에 각각 하나씩 마련되는 4개의 이동유닛을 포함할 수 있다.

상기 이동유닛은, 상기 제어부에 의해 제어되는 모터; 상기 모터에 결합되어 상기 모터에 의해 정역 방향으로 회전 가능한 볼스크루; 상기 볼스크루에 결합되고, 상기 볼스크루의 회전 시 상기 볼스크루의 길이 방향을 따라 이동 가능한 이동블록; 상기 이동블록에 결합되며, 상기 이동블록이 이동하는 방향에 교차하는 방향으로 자유 이동 가능한 교차블록; 및 양단이 상기 교차블록의 상면 및 상기 얼라인 스테이지의 하면에 각각 고정되는 고정부를 포함할 수 있다.

상기 얼라인 스테이지의 하부 영역에서 상기 얼라인 스테이지와 이격간격을 두고 상기 얼라인 스테이지와 나란하게 마련되는 지지플레이트를 더 포함할 수 있으며, 상기 이동유닛은, 상기 지지플레이트의 상면에 마련되어 상기 이동블록의 이동을 안내하는 적어도 하나의 레일; 상기 이동블록의 상면으로부터 상방으로 돌출되고, 내부에 관통홀이 형성되어 있는 복수의 돌출부; 및 상기 관통홀을 통과하도록 상기 돌출부에 이동 가능하게 결합되고, 적어도 일부분이 상기 교차블록에 고정 되는 엘엠(LM) 가이드를 더 포함할 수 있다.

상기 이동유닛은, 상기 볼스크루를 사이에 두고 상기 모터의 대향측에 마련되어 상기 볼스크루의 단부를 회전 가능하게 지지하는 회전지지부를 더 포함할 수 있다.

상기 4개의 이동유닛들에 마련되는 볼스크루들 중 선택된 어느 2개는 서로 다른 방향으로 배열될 수 있다.

상기 감지부는 비전 카메라(vision camera)일 수 있으며, 상기 얼라인 스테이지의 주변에 마련되며, 상기 비전 카메라의 터닝(turning) 작업 또는 보정(calibration) 작업의 기준을 형성하는 원점 확인용 마스터 지그(master jig)를 더 포함할 수 있다.

상기 비전 카메라는, 상기 스텐실의 얼라인 위치를 촬영하는 상부 카메라; 및 상기 기판의 얼라인 위치를 촬영하는 하부 카메라를 포함할 수 있으며, 상기 원점 확인용 마스터 지그에는 상기 하부 카메라의 기준 촬영 위치를 확인하는 적어도 하나의 통공이 형성될 수 있다.

상기 사이드 클램프는 상기 기판의 사이드 폭보다 큰 사이즈(size)를 갖는 대면적 사이드 클램프일 수 있다.

상기 사이드 클램프는, 상기 기판의 일측에 고정되는 고정 클램프; 및 상기 기판을 사이에 두고 상기 고정 클램프의 반대편에 배치되어 상기 고정 클램프에 대해 접근 또는 이격 가능한 이동 클램프를 포함할 수 있다.

상기 고정 및 이동 클램프에 의해 상기 기판의 사이드가 균일한 압력으로 클 램핑될 수 있도록, 상기 이동 클램프에 직결식으로 연결되어 상기 이동 클램프를 직접 이동시키는 직결식 액추에이터를 더 포함할 수 있다.

상기 작업 위치에 배치되는 미들 레일(middle rail); 상기 작업 위치의 일측에 배치되어 상기 미들 레일로 상기 기판을 이송시키는 프론트 레일(front rail); 및 상기 미들 레일을 사이에 두고 상기 프론트 레일의 반대편에 배치되어 상기 스크린 프린팅 작업이 완료된 기판이 취출되는 리어 레일(rear rail)을 더 포함할 수 있다.

상기 미들 레일에 인접된 위치에 마련되며, 상기 프론트 레일을 통해 상기 작업 위치로 이송되는 기판의 이송 속도를 감속시키기 위한 감속 신호와 감속된 상기 기판이 상기 작업 위치에서 정지될 수 있도록 상기 기판을 정지시키기 위한 정지 신호를 발생시키는 적어도 하나의 기판 이송 제어 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 기판 이송 제어 센서는, 상기 감속 신호를 발생시키는 감속 신호 센서; 및 상기 정지 신호를 발생시키는 정지 신호 센서를 포함할 수 있다.

상기 감속 신호 센서와 상기 정지 신호 센서는 개별적으로 구비되는 초음파 센서일 수 있다.

상기 얼라인 스테이지는 잡 체인지(job change)가 가능하도록 일측이 개방된 한글 'ㄷ'자 형상을 가질 수 있으며, 상기 얼라인 스테이지의 개방부 영역에는 상기 개방부 영역으로 상기 얼라인 스테이지가 이동되는 거리를 단속하는 리미트 스위치가 더 마련될 수 있다.

상기 스텐실에 연결되어 상기 기판에 대한 상기 스텐실의 높이를 측정하는 스텐실 높이 측정유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 스퀴지에 연결되어 상기 기판에 대한 상기 스퀴지의 높이를 측정하는 스퀴지 높이 측정유닛을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판을 사이드 클램프의 위치까지 업(up)시키는 단계; 및 상기 기판의 인쇄면이 상기 사이드 클램프의 상면보다 상대적으로 높은 위치에 배치될 수 있도록 상기 기판의 업/다운(up/down) 이동을 미세 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터를 이용한 스크린 프린팅 방법에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 기판의 업/다운(up/down) 이동을 미세 조절하는 단계 후에, 상기 사이드 클램프가 상기 기판의 사이드를 양측에서 클램핑하는 단계; 상기 기판과 스텐실 간의 상대적인 얼라인(align) 작업을 진행하는 단계; 상기 기판과 상기 스텐실이 도킹되는 단계; 및 스크린 프린팅 작업이 진행되는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기판과 스텐실 간의 상대적인 얼라인(align) 작업, 특히 미세 얼라인 작업이 신속하게 진행된 이후에 기판과 스텐실이 도킹되어 프린팅 작업이 진행됨으로써 파인 피치(fine pitch) 제품 인쇄가 필요한 경우에도 기판 상에 페이스트를 균일하게 도포할 수 있다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도 면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린터의 개략적인 구조도로서 스크린 프린팅 과정을 단계적으로 도시한 도면들이고, 도 8은 도 5에 도시된 비전 카메라 및 원점 확인용 마스터 지그의 배치 구조도이며, 도 9는 얼라인 스테이지 영역의 개략적인 평면 구조도이고, 도 10은 얼라인 스테이지 영역의 개략적인 사시도이며, 도 11은 얼라인 스테이지에 대한 이동유닛의 배치 구조도이고, 도 12는 도 11의 A 영역에 대한 확대 사시도이며, 도 13은 도 12의 B-B선에 따른 단면도이고, 도 14는 얼라인 스테이지의 작용에 의해 스텐실이 X축으로 이동한 상태를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 15는 얼라인 스테이지의 작용에 의해 스텐실이 Y축으로 이동한 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 16은 얼라인 스테이지의 작용에 의해 스텐실이 θ축으로 이동한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

이들 도면을 참조하되 주로 도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예의 스크린 프린터는, 기판에 대한 스크린 프린팅 작업이 진행되는 작업 위치(도 9 참조)에 업/다운(up/down) 구동 가능하게 마련되는 워크 테이블(10)과, 워크 테이블(10)의 상부 영역에 배치되어 기판과 선택적으로 도킹 또는 도킹 해제되는 스텐실(20, stencil)과, 스텐실(20)과 기판의 도킹 시(도 7 참조) 스텐실(20)을 통해 기판의 인쇄면(상면)으로 페이스트(paste)를 도포하는 스퀴지(30, squeegee)와, 스텐 실(20)과 부분적으로 연결되며 스크린 프린팅 작업이 진행되기 전에 기판과 스텐실(20) 간의 상대적인 얼라인(align) 작업을 진행하는 얼라인 스테이지(50)를 포함한다.

각 구성들에 대해 살펴보면, 우선 워크 테이블(10)은 스텐실(20), 스퀴지(30) 및 얼라인 스테이지(50) 등을 제외한 나머지 대다수의 구성들을 지지하는 부분이다. 이러한 워크 테이블(10)은 그 하부의 프레임 구조체(11)에 지지된다.

전술한 바와 같이, 워크 테이블(10)은 기판에 대한 스크린 프린팅 작업이 진행되는 작업 위치(도 9 참조)에 업/다운 구동 가능하게 마련되는데, 이러한 워크 테이블(10)에는 실질적으로 기판을 지지하는 다수의 서포트핀(12)이 결합된다.

서포트핀(12)은 얇은 봉 형상을 가지며, 기판이 작업 위치에 도달되면 기판의 하면을 떠받쳐 지지하는 역할을 한다. 서포트핀(12)은 워크 테이블(10)과 연결되어 있기 때문에 워크 테이블(10)의 업/다운 구동 시 워크 테이블(10)과 함께 업/다운 구동되면서 기판을 업/다운 구동시킨다.

워크 테이블(10)의 업/다운 구동을 위해, 워크 테이블(10)에는 기판을 후술할 사이드 클램프(90) 또는 스텐실(20)의 위치까지 업/다운 구동시키는 테이블 업/다운 구동부(17)가 더 마련된다. 테이블 업/다운 구동부(17)는 별도의 액추에이터(Actuator), 실린더(Cylinder) 및 스테핑 모터(Stepping Motor) 등의 구성에 센서가 더 마련될 수 있다. 테이블 업/다운 구동부(17)의 동작에 의해 기판은 후술할 사이드 클램프(90)의 위치까지 1차로 업(up)되고, 이어 스텐실(20)의 위치까지 2차로 업(up)된다. 이의 동작은 후술한다.

도 1 내지 도 7을 포함하여 도 9를 참조하여 작업 위치 주변의 구조에 대해 살펴보면, 작업 위치에는 미들 레일(13b, middle rail)이 마련되고, 작업 위치를 전후로 하여 각각 프론트 레일(13a, front rail) 및 리어 레일(13c, rear rail)이 배치된다. 즉 본 실시예의 경우, 레일(13a,13b,13c)이 3부분으로 분리된 형태를 갖는다. 물론, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없다.

미들 레일(13b)은 실질적으로 스크린 프린팅 작업이 진행되는 장소에 배치되고, 프론트 레일(13a)은 미들 레일(13b)로 기판을 이송하는 역할을 하며, 리어 레일(13c)은 스크린 프린팅 작업이 완료된 기판이 취출되는 라인을 이룬다.

이때, 프론트 레일(13a)을 따라 이송되는 기판이 작업 위치의 미들 레일(13b)로 전해져 정지되기 위해서는 제어부(미도시)로 정지 신호를 발생시켜야 한다. 이를 위해 감속 신호 센서(14a)와 정지 신호 센서(14b)가 마련된다.

감속 신호 센서(14a)는 프론트 레일(13a)을 통해 작업 위치로 이송되는 기판의 이송 속도를 감속시키기 위한 감속 신호를 발생시키는 역할을 하고, 정지 신호 센서(14b)는 감속된 기판이 작업 위치에서 정지될 수 있도록 기판을 정지시키기 위한 정지 신호를 발생시키는 역할을 한다.

이들 감속 신호 센서(14a)와 정지 신호 센서(14b)는 모두 도 9에 도시된 바와 같이, 미들 레일(13b)에 인접된 위치에 마련될 수 있다. 본 실시예에서 감속 신호 센서(14a)와 정지 신호 센서(14b)는 모두 초음파 센서로 적용된다.

본 실시예와 같이 감속 신호 센서(14a)와 정지 신호 센서(14b)가 각각 개별적으로 마련되고, 또한 이들이 모두 초음파 센서로 적용됨으로써 기판의 고속 이송 에 따른 정지 위치 정도를 향상시킬 수 있다. 즉 프론트 레일(13a)을 따라 기판이 고속으로 이송되더라도 우선 그 속도를 감속시킨 후에 최종적으로 정지시키고 있기 때문에 고속 이송 시 미끄러짐 현상을 예방할 수 있고, 또한 감지 신호의 지연에 따른 정확성을 개선할 수 있다. 따라서 결과적으로 택트 타임(tact time) 감소에 따른 생산성 향상에 기여할 수 있다.

참고로, 본 실시예와 달리 감속 신호 센서(14a)와 정지 신호 센서(14b)를 레이저 센서 또는 근접 센서로 적용하는 것도 고려해볼 수 있지만, 레이저 센서의 경우 수광부와 발광부가 있어야 하고 또한 측정하는 부위에 반사 물질이 있을 경우 측정 오차가 발생될 소지가 높다. 그리고 근접 센서의 경우 민감도 저하에 따라 오차 발생이 크게 나타나는 단점이 있다.

이에 비해 본 실시예에서 적용하고 있는 초음파 센서의 경우에는 정확한 검출력을 제공할 수 있으면서도 다양한 재질의 측정이 가능하다. 또한 기판의 고속 이송에도 충분히 대응할 수 있으며, 검출 시간을 단축시키면서도 그 정확성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 특히, 초음파 센서의 경우, 다양한 재질의 측정이 가능하기 때문에, 본 실시예의 스크린 프린터가 반도체 SMD, PCB SMD, LED SMD 외의 모든 SMD 공정에 적용된다는 점을 감안할 때 다양한 재질의 기판에 모두 적용될 수 있는 이점이 있다.

스텐실(20)은 기판의 인쇄면에 도킹되는 구성이다. 스텐실(20)이 기판을 향하여 이동될 수도 있지만, 본 실시예의 경우 기판이 업(up)되어 기판의 인쇄면이 스텐실(20)의 하면에 도킹된다. 도면에는 스텐실(20)이 개략적으로 도시되어 있지 만 실제의 스텐실(20)은 페이스트(paste)가 통과될 수 있는 개구와 그렇지 않은 부분으로 형성된다. 이러한 스텐실(20)은 얼라인 스테이지(50)에 의해 X축, Y축 또는 θ축으로 미세 위치 조정될 뿐 실질적으로 워크 테이블(10)의 상부 영역에 고정된다.

스퀴지(30)는 기판이 업(up)되어 스텐실(20)과 기판이 도킹된 때 스텐실(20)의 상면으로 페이스트를 도포하면서 페이스트를 가압, 압착하는 역할을 하며, 이러한 동작을 통해 기판의 인쇄면에는 원하는 위치에만 국한되어 페이스트가 형성될 수 있게 된다.

스텐실(20)과 마찬가지로 스퀴지(30) 역시 일정한 위치에 이미 세팅되는 구성인데, 장치 상에서 스텐실(20)과 스퀴지(30)의 높이를 알아야만 기판의 업/다운 거리를 제어할 수 있다. 즉 기판의 종류 또는 유지 보수 등의 원인으로 스텐실(20)과 스퀴지(30)는 자주 교체될 수 있는데, 이러한 경우마다 작업자가 일일이 트라이 & 에러(Try & Error) 방식으로 기판의 업/다운 거리를 일일이 제어하는 것을 불편할 수 있다.

이에, 본 실시예의 스크린 프린터에는 스텐실(20)에 연결되어 기판에 대한 스텐실(20)의 높이를 측정하는 스텐실 높이 측정유닛(21)과, 스퀴지(30)에 연결되어 기판에 대한 스퀴지(30)의 높이를 측정하는 스퀴지 높이 측정유닛(31)이 구비된다.

도면에는 스텐실 높이 측정유닛(21)과 스퀴지 높이 측정유닛(31)이 개략적으로 도시되어 있는데, 이들은 별도의 액추에이터(Actuator), 실린더(Cylinder) 및 스테핑 모터(Stepping Motor) 등의 구성에 센서를 장착하여 자동으로 스텐실(20) 및 스퀴지(30)의 높이를 측정할 수 있도록 할 수 있다. 물론, 측정된 데이터(Data)는 제어부를 통해 인쇄 작업 시 기판의 상승 높이 및 스퀴지(30)의 하강 높이에 캘리브레이션(Calibration)을 실시함으로써 파인 피치 인쇄가 가능하도록 한다. 이처럼 스텐실 높이 측정유닛(21)과 스퀴지 높이 측정유닛(31)이 마련될 경우, 특히 스텐실(20)의 변형에 따른 교체, 기판의 변형에 따른 교체, 스텐실(20) 및 스퀴지(30)의 단순 교체, 두께가 다른 기판으로의 공정 교체 시 대응 및 보정이 용이하여 최적의 인쇄 조건이 가능하고, 나아가 생산성 향상에 기여할 수 있게 된다.

한편, 얼라인 스테이지(50)는 스텐실(20)과 부분적으로 연결되어 스크린 프린팅 작업이 진행되기 전에 기판과 스텐실(20) 간의 상대적인 얼라인 작업을 진행하는 역할을 한다. 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 다수의 연결부(55)에 의해 얼라인 스테이지(50)는 스텐실(20)과 부분적으로 연결된다.

이처럼 얼라인 스테이지(50)가 구비되고, 기판과 스텐실(20) 간의 상대적인 얼라인 작업을 진행된 이후에 기판과 스텐실(20)이 도킹되어 프린팅 작업이 진행됨으로써 파인 피치(fine pitch) 제품 인쇄가 필요한 경우에도 기판 상에 페이스트를 균일하게 도포할 수 있게 되는 것이다.

이러한 역할을 수행하는 본 실시예의 얼라인 스테이지(50)는 반드시 그러한 것은 아니지만, 도 9에 도시된 바와 같이, 잡 체인지(job change)가 가능하도록 일측이 개방된 한글 'ㄷ'자 형상을 가질 수 있다. 이러한 구조를 가질 경우, 얼라인 스테이지(50)의 개방부 영역에는 개방부 영역으로 얼라인 스테이지(50)가 이동되 는(Y축) 거리를 단속하는 리미트 스위치(51)가 더 마련될 수 있다. 리미트 스위치(51)로 인해 주변의 구조물에 대한 기구적인 충돌을 방지할 수 있다.

도 9 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 얼라인 스테이지(50)는 단층 구조를 가지면서 X축, Y축 또는 θ축 방향으로의 얼라인이 가능한 UVW 얼라인 스테이지로 마련된다.

종래의 스크린 프린터의 경우, X축, Y축 또는 θ축 방향의 이동이 가능한 스테이지(미도시)가 개시된 바 있으나, 이는 θ축 방향의 회전이 오로지 센터(center)에서만 진행되기 때문에 기판의 변형에 따른 혹은 스텐실(20)과의 미세 정렬 시에 θ축 방향으로의 얼라인 보정에 한계가 있을 수밖에 없었으며, 이에 따라 인쇄 품질이 저하되고, 특히 파인 피치 제품에 대응하기 어려웠다.

하지만, 본 실시예와 같이 단층 구조의 얼라인 스테이지(50)가 적용될 경우, 구조의 컴팩트화가 가능하고, 또한 센터(center) 또는 각 지지점인 크로스 롤러 베어링부(52) 위치에서의 다양한 θ축 방향 동작이 가능해지기 때문에, 기판의 변형에 따른 혹은 스텐실(20)에 대한 X축, Y축 또는 θ축 방향으로의 미세, 또는 초정밀 얼라인이 가능하여 고품질 인쇄 정도를 확보할 수 있어 특히 파인 피치 제품에 대응하기에 용이해진다. 또한 얼라인 스테이지(50)가 단층 구조를 가지기 때문에 전체적인 설비 높이가 낮아지게 되고, 프레임 구조체(11)와의 최단 높이 구성이 가능해져 기구적 강성 확보 및 얼라인의 반복 정밀도 향상을 도모할 수 있는 이점이 있다.

이러한 구조적인 특징을 갖는 얼라인 스테이지(50)가 동작되기 위해, 본 실 시예의 스크린 프린터에는 다음의 구성이 더 구비된다. 즉 본 실시예의 스크린 프린터는, 얼라인 스테이지(50)의 주변에 마련되어 기판과 스텐실(20) 간의 상대적인 얼라인 위치를 감지하는 감지부(60)와, 얼라인 스테이지(50)에 결합되며 얼라인 스테이지(50)를 기판의 판면 방향인 X축, Y축 또는 θ축 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부(70)와, 감지부(60)의 신호에 기초하여 스테이지 이동부(70)의 이동을 제어하여 기판에 대해 스텐실(20)의 얼라인 작업을 진행하는 제어부(미도시)와, 워크 테이블(10)의 상부 영역에 배치되며 스테이지 이동부(70)가 동작되기 전에 기판의 사이드를 클램핑하는 사이드 클램프(90, side clamp)를 구비한다.

감지부(60)는 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 비전 카메라(60, vision camera)로 마련될 수 있다. 비전 카메라(60)는 스텐실(20)의 얼라인 위치를 촬영하는 상부 카메라(61)와, 기판의 얼라인 위치를 촬영하는 하부 카메라(62)를 포함할 수 있는데, 얼라인 스테이지(50)의 주변에는 비전 카메라(60)의 터닝(turning) 작업 또는 보정(calibration) 작업의 기준을 형성하는 원점 확인용 마스터 지그(63, master jig)가 더 구비된다. 원점 확인용 마스터 지그(63)에는 하부 카메라(62)의 기준 촬영 위치를 확인하는 통공(63a)이 형성된다.

이에 대해 부연하면, 비전 카메라(60)를 적용하고 비전 카메라(60)를 고속으로 이송, 특히 X축 또는 Y축으로 고속 이송할 경우 외부 영향에 따라 비전 카메라(60)의 검출 정도가 저하될 수 있다. 즉 비전 카메라(60)의 위치 및 이동 정도가 틀어져서 검출 정도가 저하될 수 있다.

이러한 경우를 대비하여 본 실시예와 같이 원점 확인용 마스터 지그(63)를 마련하게 되면, 비전 카메라(60)의 효율적인 터닝 또는 보정이 가능해진다. 즉 비전 카메라(60)의 위치가 틀어진 경우, 하부 카메라(62)가 원점 확인용 마스터 지그(63)의 통공(63a)을 촬영하여 하부 카메라(62)의 틀어진 값에 대해 측정하고 그 값을 기초로 비전 카메라(60)에 대한 유지 보수를 진행할 수 있기 때문에 보다 짧은 시간 내에 셋업(setup)이 가능해지는 이점이 있다. 물론, 비전 카메라(60)를 셋업하지 않고, 비전 카메라(60)의 틀어진 값을 기초로 기판에 대한 스텐실(20)의 상대 위치를 연산하여 인쇄 작업을 진행해도 무방하다.

스테이지 이동부(70)는 얼라인 스테이지(50)에 결합되며 얼라인 스테이지(50)를 기판의 판면 방향인 X축, Y축 또는 θ축 방향으로 이동시키는 역할을 하며, 이러한 작업을 통해 스텐실(20)을 얼라인시킨다. 실제 스테이지 이동부(70)에 의해 얼라인 스테이지(50)가 X축, Y축 및 θ축 방향으로 이동되는 거리는 수 밀리미터(mm) 이내이다.

스테이지 이동부(70)는 적어도 일부분이 얼라인 스테이지(50)의 하부에 결합되며, 얼라인 스테이지(50)의 판면에 대해 실질적으로 사각 구도 배치되어 얼라인 스테이지(50)를 기판의 판면 방향인 X축, Y축 및 θ축 방향(도 10 참조)으로 이동 가능하게 지지하는 역할을 한다. 그리고 제어부는 앞서도 잠시 기술한 바와 같이, 비전 카메라(60)의 신호에 기초하여 스테이지 이동부(70)의 이동을 제어한다.

스테이지 이동부(70)는 그 대부분의 구성이 지지플레이트(65)의 상면에 결합되고, 일부분만이 얼라인 스테이지(50)의 하면에 결합되어 지지플레이트(65)와 얼라인 스테이지(50)를 연결한다. 이러한 스테이지 이동부(70)는 지지플레이트(65)의 상면 네 모서리 영역에 각각 마련되는 4개의 이동유닛(70a~70d)을 포함한다.

이처럼 4개의 이동유닛(70a~70d)을 지지플레이트(65)의 상면 네 모서리 영역에 사각 구도 배치할 경우, 일반적으로 예상할 수 있는 3점 지지의 형태에 비해서는 보다 안정적인 지지 구조를 갖기 때문에 밀림을 최소화할 수 있다.

이하, 설명의 편의를 위해 4개의 이동유닛(70a~70d) 각각을, 도 11의 A 영역을 기준으로 반시계 방향을 따라가면서 각각 제1 내지 제4 이동유닛(70a~70d)이라 하여 설명하기로 한다.

여기서, 제1 내지 제4 이동유닛(70a~70d)은 그 구조가 모두 동일할 수 있지만, 본 실시예의 경우, 제4 이동유닛(70d)에는 모터(71a~71c), 볼스크루(72a~72c) 및 회전지지부(73a~73c) 등의 구동원이 마련되지 않는다. 이는 θ축으로의 회전을 용이하게 수행할 수 있도록 하기 위한 하나의 방안일 수 있다. 하지만, 전술한 바와 같이, 동기제어만 가능하다면 제1 내지 제4 이동유닛(70a~70d)은 그 구조가 모두 동일해도 무방하다.

제1 내지 제4 이동유닛(70a~70d)은, 제1 내지 제3 모터(71a~71c)와, 제1 내지 제3 모터(71a~71c)에 결합되어 제1 내지 제3 모터(71a~71c)에 의해 정역 방향으로 회전 가능한 제1 내지 제3 볼스크루(72a~72c)와, 제1 내지 제3 볼스크루(72a~72c)를 사이에 두고 제1 내지 제3 모터(71a~71c)의 대향측에 마련되어 제1 내지 제3 볼스크루(72a~72c)의 단부를 회전 가능하게 지지하는 제1 내지 제3 회전지지부(73a~73c)와, 제1 내지 제3 볼스크루(72a~72c)에 결합되고, 제1 내지 제3 볼스크루(72a~72c)의 회전 시 제1 내지 제3 볼스크루(72a~72c)의 길이 방향을 따라 이동 가능한 제1 내지 제4 이동블록(74a~74d)과, 제1 내지 제4 이동블록(74a~74d)에 결합되며, 제1 내지 제4 이동블록(74a~74d)이 이동하는 방향에 교차하는 방향으로 자유 이동 가능한 제1 내지 제4 교차블록(76a~76d)과, 양단이 제1 내지 제4 교차블록(76a~76d)의 상면 및 얼라인 스테이지(50)의 하면에 각각 고정되는 제1 내지 제4 고정부(77a~77d)를 포함한다.

제1 내지 제3 모터(71a~71c)는 각각 제어부에 의해 독립적으로 제어된다. 즉, 앞서도 기술한 바와 같이, 기판에 대한 스텐실(20)의 상대 위치가 계산되면, 제어부는 제1 내지 제3 모터(71a~71c)를 개별적으로 독립 제어하여 제1 내지 제4 이동블록(74a~74d)과, 제1 내지 제4 교차블록(76a~76d)의 이동을 통해 얼라인 스테이지(50)가 이동될 수 있도록 한다.

제1 내지 제4 이동블록(74a~74d)의 안정적인 이동을 위해 지지플레이트(65)의 상면에는 제1 내지 제4 이동블록(74a~74d)의 이동을 안내하는 복수의 제1 내지 제4 레일(75a~75d)이 마련된다. 따라서 제1 내지 제3 볼스크루(72a~72c)의 회전에 의해 제1 내지 제3 볼스크루(72a~72c)의 길이 방향을 따라 이동하는 제1 내지 제4 이동블록(74a~74d)은 복수의 제1 내지 제4 레일(75a~75d)을 따라 안정적으로 이동할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 내지 제4 이동블록(74a~74d)은 제1 내지 제3 모터(71a~71c)의 동작에 의해 이동한다. 하지만, 제1 내지 제4 교차블록(76a~76d)은 제1 내지 제4 이동블록(74a~74d)과는 달리, 제1 내지 제4 이동블록(74a~74d) 상에서 자유 이동한다.

이를 위해, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 이동블록(74a)의 상면으로부터 상방으로 돌출되고, 내부에 관통홀(79a)이 형성되어 있는 복수의 돌출부(78a)와, 관통홀(79a)을 통과하도록 돌출부(78a)에 이동 가능하게 결합되고, 적어도 일부분이 제1 교차블록(76a)에 고정되는 엘엠(LM) 가이드(80a)가 더 마련된다.

이러한 구조를 통해서, 제1 교차블록(76a)은 제1 이동블록(74a)의 상면에서 엘엠(LM) 가이드(80a)의 길이 방향을 따라 자유 이동할 수 있다. 여기서, 돌출부(78a) 및 엘엠(LM) 가이드(80a)의 구성은 도 6 및 도 7에 도시된 제1 이동유닛(70a) 외에도 제2 내지 제4 이동유닛(70b,70c,70d)에 각각 마련될 수 있으나, 편의를 위해 제2 내지 제4 이동유닛(70b,70c,70d) 부분들에 대해서는 생략하기로 한다. 한편, 본 실시예에서 4개의 이동유닛(70a~70d)들 중 3개의 이동유닛(70a~70c)에 각각 마련되는 제1 내지 제3 볼스크루(72a~72c) 중 적어도 어느 2개는 서로 다른 방향으로 배열된다. 그래야만 θ축으로의 회전이 구현될 수 있다. 물론, θ축으로의 회전이 구현될 수 있다면, 4개의 이동유닛(70a~70d)들의 배열 구조가 반드시 도 11과 같을 필요는 없다.

한편, 다시 도 1 내지 도 7을 참조하면, 사이드 클램프(90)는 워크 테이블(10)의 상부 영역에 배치되며 스테이지 이동부(70)가 동작되기 전에 기판의 사이드를 클램핑하는 역할을 한다.

본 실시예에서 사이드 클램프(90)는 기판의 사이드 폭보다 큰 사이즈(size)를 갖는 대면적 사이드 클램프(90)로 적용된다. 따라서 기판의 안정적인 지지가 가 능해진다.

사이드 클램프(90)는 기판의 일측에 고정되는 고정 클램프(91)와, 기판을 사이에 두고 고정 클램프(91)의 반대편에 배치되어 고정 클램프(91)에 대해 접근 또는 이격 가능한 이동 클램프(92)를 구비한다.

이처럼 고정 클램프(91)에 대해 이동 클램프(92)가 이동하면서 기판을 클램핑할 때, 즉 고정 및 이동 클램프(91,92)에 의해 기판의 사이드가 균일한 압력으로 클램핑될 수 있도록, 이동 클램프(92)에는 이동 클램프(92)에 직결식으로 연결되어 이동 클램프(92)를 직접 이동시키는 직결식 액추에이터(93)가 결합된다.

이처럼 직결식 액추에이터(93)가 결합된 이동 클램프(92)가 적용됨에 따라 고정 클램프(91)와 함께 기판의 사이드를 균일한 힘으로 지지할 수 있게 된다. 따라서 흔들림(yawing)이 없고, 이웃하는 고정 클램프(91)와 평탄도를 맞출 수 있는 이점이 있다.

참고로, 직결식 액추에이터(93) 외에 링크 구조의 적용을 예상할 수도 있으나 링크 구조의 경우, 특성상 흔들림(yawing)이 심하여 이동 클램프(92)의 상면과 기판의 인쇄면인 상면이 수평을 이루기 어렵다. 또한 힘에 분력이 발생되어 기판의 사이드를 균일한 힘으로 지지하기 어렵고, 이웃하는 고정 클램프(91)와 평탄도를 맞추기도 힘들다. 따라서 본 실시예와 같이 직결식 액추에이터(93)를 사용하는 편이 바람직하다.

한편, 테이블 업/다운 구동부(17)의 동작에 의해 기판이 사이드 클램프(90)의 위치까지 업(up)되어 사이드 클램프(90)가 기판의 사이드를 클램핑할 때, 기판 의 인쇄면이 사이드 클램프(90)의 상면보다 동일한 선상에 있거나 낮은 위치에 있으면 인쇄 불량이 초래된다.

다시 말해, 사이드 클램프(90)가 기판의 사이드를 클램핑할 때, 사이드 클램프(90)의 상면은 적어도 기판의 인쇄면인 상면보다 낮은 위치에 있어야 한다. 이때, 사이드 클램프(90)의 상면이 기판의 인쇄면인 상면과 동일해도 인쇄 불량이 초래될 수 있다.

따라서 테이블 업/다운 구동부(17)가 동작될 때는 이러한 점을 감안하여 그 높이로 동작되어야 하지만 테이블 업/다운 구동부(17)의 동작만으로는 이를 맞추기가 용이하지 않다. 즉 테이블 업/다운 구동부(17)는 택트 타임의 감소를 위해 기판을 사이드 클램프(90)의 위치까지 빠르게 업(up)시켜야 하는 역할을 하기 때문에 테이블 업/다운 구동부(17)의 동작만으로 기판의 인쇄면이 사이드 클램프(90)의 상면보다 높은 위치에 배치되도록 제어하기는 용이하지 않다. 특히 기판의 두께가 다양하다는 점을 감안할 때 테이블 업/다운 구동부(17)의 동작으로 기판의 인쇄면이 사이드 클램프(90)의 상면보다 높은 위치에 배치되도록 제어하기는 용이하지 않다.

그럼에도 불구하고 종래기술의 경우에는 이를 무시하고 프린팅 작업을 진행하여 왔기 때문에 파인 피치(fine pitch) 제품 인쇄가 사실상 곤란한 문제점이 있다. 하지만, 본 실시예의 경우, 기판의 인쇄면이 사이드 클램프(90)의 상면보다 높은 위치에 배치되도록 미세 조정이라는 단계를 신속하게 진행시킨 이후에 프린팅 작업을 진행하고 있으므로 파인 피치(fine pitch) 제품 인쇄가 가능하게 된 것이다. 이를 위해, 본 실시예에서는 업/다운 미세 조절유닛(95)을 구비하고 있다.

이러한 업/다운 미세 조절유닛(95)은, 기판이 사이드 클램프(90)에 의해 클램핑될 때, 기판의 인쇄면이 사이드 클램프(90)의 상면보다 상대적으로 높은 위치에 배치될 수 있도록 기판의 업/다운 이동을 미세 조절하는 역할을 한다.

이러한 업/다운 미세 조절유닛(95)은, 다수의 서포트핀(12)의 하단부를 지지하는 핀지지플레이트(95a)와, 핀지지플레이트(95a)와 워크 테이블(10) 사이에 배치되고 맞닿는 면이 상호간 나란하게 경사지게 형성되는 한 쌍의 상부 및 하부 경사블록(95b,95c)과, 하부 경사블록(95c)에 연결되어 하부 경사블록(95c)을 수평 방향으로 왕복 구동시키는 블록구동부(95d)를 구비한다. 블록구동부(95d)는 도시 않은 직결식 모터를 포함하고 있는데, 이러한 블록구동부(95d)는 하부 경사블록(95c)에 연결된다.

이에 도 2에서 도 3과 같이, 블록구동부(95d)가 동작되어 하부 경사블록(95c)을 수평 방향으로 구동시키면 하부 경사블록(95c)이 그 경사면을 따라 상부 경사블록(95b)을 밀어 올리는 형태가 되기 때문에 기판의 업(up) 위치를 미세 조절할 수 있게 된다.

물론, 이러한 구조 외에, 정밀 제어가 가능한 실린더 등이 적용될 수도 있으나, 본 실시예와 같이 블록구동부(95d)를 직결로 연결한 경사 방식의 상부 및 하부 경사블록(95b,95c) 구조가 비용, 공간 최적화 및 이송 정밀도, 그리고 미세 조절 시간을 줄일 수 있는 측면에서 보다 유리할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 스크린 프린터의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

기판이 프론트 레일(13a)을 통해 작업 위치로 이송되면, 우선 초음파 센서인 감속 신호 센서(14a)가 프론트 레일(13a)을 통해 작업 위치로 이송되는 기판의 이송 속도를 감속시키기 위한 감속 신호를 발생시킨다.

이어 역시 초음파 센서인 정지 신호 센서(14b)가 감속된 기판이 작업 위치에서 정지될 수 있도록 기판을 정지시키기 위한 정지 신호를 발생시킴으로써 기판은 속도가 다운된 후에 작업 위치의 미들 레일(13b) 상에 정지되고 서포트핀(12)들에 의해 지지된다(도 1 참조).

기판이 작업 위치에 도달되어 서포트핀(12)들에 안착 지지되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 테이블 업/다운 구동부(17)의 동작에 의해 기판이 사이드 클램프(90)의 위치까지 1차로 업(up)된다.

그런 다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 업/다운 미세 조절유닛(95)이 동작이 진행된다. 즉 블록구동부(95d)가 동작되어 하부 경사블록(95c)을 수평 방향으로 구동시키면 하부 경사블록(95c)이 그 경사면을 따라 상부 경사블록(95b)을 밀어 올리면서 기판의 업(up) 위치를 미세 조절한다. 이러한 동작들에 의해 기판의 인쇄면은 사이드 클램프(90)의 상면보다 높은 위치에 배치된다.

기판의 인쇄면이 사이드 클램프(90)의 상면보다 높은 위치에 배치되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 직결식 액추에이터(93)가 동작되어 이동 클램프(92)를 고정 클램프(91) 쪽으로 이동시킴에 따라 기판의 사이드는 고정 및 이동 클램프(91,92)에 의해 안정적으로 지지된다. 물론, 이때는 앞서 기술한 바와 같이, 기판의 인쇄면이 사이드 클램프(90)의 상면보다 높은 위치에 배치된 상태이다.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 비전 카메라(60)가 기판과 스텐실(20)의 상 대 위치를 촬영하여 그 신호를 제어부로 전송하면, 제어부는 기판에 대한 스텐실(20)의 상대적인 얼라인 작업을 진행하기 위해 스테이지 이동부(70)를 통해 얼라인 스테이지(50)를 필요에 따라 X축, Y축 또는 θ축 방향으로 이동시킨다. 예컨대, 도 11의 기준 상태에서 얼라인 스테이지(50)가 도 14와 같이 X축 방향으로, 도 15와 같이 Y축 방향으로, 혹은 도 16과 같이 θ축 방향으로 소정 거리 이동 또는 회전해야 할 경우라면, 제어부는 제1 내지 제4 모터(71a~71d) 중에서 선택된 것들을 동작키면 된다.

이와 같이 얼라인 스테이지(50)의 얼라인 작업, 즉 기판에 대한 스텐실(20)의 얼라인 작업이 완료되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 테이블 업/다운 구동부(17)가 다시 동작되어 기판을 스텐실(20)의 위치까지 2차로 업(up)시키게 되고, 이로써 기판의 인쇄면인 상면이 스텐실(20)의 하면에 도킹(docking)된다.

기판과 스텐실(20)이 도킹되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 스퀴지(30)가 이동되면서 스텐실(20)을 통해 기판의 인쇄면으로 페이스트를 도포하면서 압착하여 인쇄 작업을 진행한다.

인쇄 작업이 완료되면, 위의 역순으로, 즉 기판이 1차로 다운(down)되며, 사이드 클램프(90)가 클램핑을 해제하면 다시 기판이 2차로 다운(down)된 다음에 리어 레일(13c)을 통해 취출된다.

이와 같은 구조 및 동작을 갖는 본 실시예에 따르면, 종래와 달리 기판과 스텐실(20) 간의 상대적인 얼라인(align) 작업, 특히 미세 얼라인 작업이 신속하게 진행된 이후에 기판과 스텐실(20)이 도킹되어 프린팅 작업이 진행됨으로써 파인 피 치(fine pitch) 제품 인쇄가 필요한 경우에도 기판 상에 페이스트를 균일하게 도포할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린터의 개략적인 구조도로서 스크린 프린팅 과정을 단계적으로 도시한 도면들이다.

도 8은 도 5에 도시된 비전 카메라 및 원점 확인용 마스터 지그의 배치 구조도이다.

도 9는 얼라인 스테이지 영역의 개략적인 평면 구조도이다.

도 10은 얼라인 스테이지 영역의 개략적인 사시도이다.

도 11은 얼라인 스테이지에 대한 이동유닛의 배치 구조도이다.

도 12는 도 11의 A 영역에 대한 확대 사시도이다.

도 13은 도 12의 B-B선에 따른 단면도이다.

도 14는 얼라인 스테이지의 작용에 의해 스텐실이 X축으로 이동한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 15는 얼라인 스테이지의 작용에 의해 스텐실이 Y축으로 이동한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 16은 얼라인 스테이지의 작용에 의해 스텐실이 θ축으로 이동한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 워크 테이블 11 : 프레임 구조체

12 : 서포트핀 13a : 프론트 레일

13b : 미들 레일 13c : 리어 레일

14a : 감속 신호 센서 14b : 정지 신호 센서

17 : 테이블 업/다운 구동부 20 : 스텐실

30 : 스퀴지 50 : 얼라인 스테이지

60 : 비전 카메라 61 : 상부 카메라

62 : 하부 카메라 63 : 원점 확인용 마스터 지그

70 : 스테이지 이동부 90 : 사이드 클램프

91 : 고정 클램프 92 : 이동 클램프

93 : 직결식 액추에이터 95 : 업/다운 미세 조절유닛

Claims (23)

1. 기판에 대한 스크린 프린팅 작업이 진행되는 작업 위치에 업/다운(up/down) 구동 가능하게 마련되며, 실질적으로 상기 기판을 지지하는 다수의 서포트핀이 결합되는 워크 테이블;

   상기 워크 테이블의 상부 영역에 배치되어 상기 기판과 선택적으로 도킹 또는 도킹 해제되는 스텐실(stencil);

   상기 스텐실과 상기 기판의 도킹 시 상기 스텐실을 통해 상기 기판의 인쇄면으로 페이스트(paste)를 도포하는 스퀴지(squeegee);

   상기 스텐실과 부분적으로 연결되어 상기 기판과 상기 스텐실 간의 상대적인 얼라인(align) 작업을 진행하는 얼라인 스테이지;

   상기 워크 테이블의 상부 영역에 배치되어 상기 기판의 사이드를 클램핑하는 사이드 클램프(side clamp);

   상기 워크 테이블에 연결되며, 상기 기판을 상기 사이드 클램프의 위치 또는 상기 스텐실의 위치까지 업/다운(up/down) 구동시키는 테이블 업/다운 구동부; 및

   상기 워크 테이블에 부분적으로 연결되되 상기 테이블 업/다운 구동부와 독립적으로 마련되며, 상기 기판이 상기 사이드 클램프에 의해 클램핑될 때 상기 기판의 인쇄면이 상기 사이드 클램프의 상면보다 상대적으로 높은 위치에 배치될 수 있도록 상기 기판의 업/다운(up/down) 이동을 조절하는 업/다운 미세 조절유닛을 포함하며,

   상기 업/다운 미세 조절유닛은,

   상기 다수의 서포트핀의 하단부를 지지하는 핀지지플레이트;

   상기 핀지지플레이트와 상기 워크 테이블 사이에 배치되며, 맞닿는 면이 상호간 나란하게 경사지게 형성되는 상부 및 하부 경사블록; 및

   상기 상부 및 하부 경사블록 중 어느 하나와 연결되어 해당 경사블록을 수평 방향으로 왕복 구동시키되 상기 하부 경사블록에 연결되는 직결식 모터를 구비하는 블록구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 얼라인 스테이지의 주변에 마련되어 상기 기판과 상기 스텐실 간의 상대적인 얼라인 위치를 감지하는 감지부;

   상기 얼라인 스테이지에 결합되며, 상기 얼라인 스테이지를 상기 기판의 판면 방향인 X축, Y축 또는 θ축 방향으로 이동시키는 스테이지 이동부; 및

   상기 감지부의 신호에 기초하여 상기 스테이지 이동부의 이동을 제어하여 상 기 기판에 대해 상기 스텐실의 얼라인 작업을 진행하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
5. 제4항에 있어서,

   상기 얼라인 스테이지는 단층 구조를 가지면서 상기 X축, 상기 Y축 또는 상기 θ축 방향으로의 얼라인이 가능한 UVW 얼라인 스테이지이며,

   상기 스테이지 이동부는 상기 얼라인 스테이지의 하부 4 모서리 영역에 각각 하나씩 마련되는 4개의 이동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
6. 제5항에 있어서,

   상기 이동유닛은,

   상기 제어부에 의해 제어되는 모터;

   상기 모터에 결합되어 상기 모터에 의해 정역 방향으로 회전 가능한 볼스크루;

   상기 볼스크루에 결합되고, 상기 볼스크루의 회전 시 상기 볼스크루의 길이 방향을 따라 이동 가능한 이동블록;

   상기 이동블록에 결합되며, 상기 이동블록이 이동하는 방향에 교차하는 방향으로 자유 이동 가능한 교차블록; 및

   양단이 상기 교차블록의 상면 및 상기 얼라인 스테이지의 하면에 각각 고정되는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
7. 제6항에 있어서,

   상기 얼라인 스테이지의 하부 영역에서 상기 얼라인 스테이지와 이격간격을 두고 상기 얼라인 스테이지와 나란하게 마련되는 지지플레이트를 더 포함하며,

   상기 이동유닛은,

   상기 지지플레이트의 상면에 마련되어 상기 이동블록의 이동을 안내하는 적어도 하나의 레일;

   상기 이동블록의 상면으로부터 상방으로 돌출되고, 내부에 관통홀이 형성되어 있는 복수의 돌출부; 및

   상기 관통홀을 통과하도록 상기 돌출부에 이동 가능하게 결합되고, 적어도 일부분이 상기 교차블록에 고정되는 엘엠(LM) 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
8. 제6항에 있어서,

   상기이동유닛은, 상기 볼스크루를 사이에 두고 상기 모터의 대향측에 마련되어 상기 볼스크루의 단부를 회전 가능하게 지지하는 회전지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
9. 제6항에 있어서,

   상기 4개의 이동유닛들에 마련되는 볼스크루들 중 선택된 어느 2개는 서로 다른 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
10. 제4항에 있어서,

    상기 감지부는 비전 카메라(vision camera)이며,

    상기 얼라인 스테이지의 주변에 마련되며, 상기 비전 카메라의 터닝(turning) 작업 또는 보정(calibration) 작업의 기준을 형성하는 원점 확인용 마스터 지그(master jig)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
11. 제10항에 있어서,

    상기 비전 카메라는,

    상기 스텐실의 얼라인 위치를 촬영하는 상부 카메라; 및

    상기 기판의 얼라인 위치를 촬영하는 하부 카메라를 포함하며,

    상기 원점 확인용 마스터 지그에는 상기 하부 카메라의 기준 촬영 위치를 확인하는 적어도 하나의 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
12. 제1항에 있어서,

    상기 사이드 클램프는 상기 기판의 사이드 폭보다 큰 사이즈(size)를 갖는 대면적 사이드 클램프인 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
13. 제12항에 있어서,

    상기 사이드 클램프는,

    상기 기판의 일측에 고정되는 고정 클램프; 및

    상기 기판을 사이에 두고 상기 고정 클램프의 반대편에 배치되어 상기 고정 클램프에 대해 접근 또는 이격 가능한 이동 클램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
14. 제13항에 있어서,

    상기 고정 및 이동 클램프에 의해 상기 기판의 사이드가 균일한 압력으로 클램핑될 수 있도록, 상기 이동 클램프에 직결식으로 연결되어 상기 이동 클램프를 직접 이동시키는 직결식 액추에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
15. 제1항에 있어서,

    상기 작업 위치에 배치되는 미들 레일(middle rail);

    상기 작업 위치의 일측에 배치되어 상기 미들 레일로 상기 기판을 이송시키는 프론트 레일(front rail); 및

    상기 미들 레일을 사이에 두고 상기 프론트 레일의 반대편에 배치되어 상기 스크린 프린팅 작업이 완료된 기판이 취출되는 리어 레일(rear rail)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
16. 제15항에 있어서,

    상기 미들 레일에 인접된 위치에 마련되며, 상기 프론트 레일을 통해 상기 작업 위치로 이송되는 기판의 이송 속도를 감속시키기 위한 감속 신호와 감속된 상기 기판이 상기 작업 위치에서 정지될 수 있도록 상기 기판을 정지시키기 위한 정지 신호를 발생시키는 적어도 하나의 기판 이송 제어 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
17. 제16항에 있어서,

    상기 기판 이송 제어 센서는,

    상기 감속 신호를 발생시키는 감속 신호 센서; 및

    상기 정지 신호를 발생시키는 정지 신호 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
18. 제17항에 있어서,

    상기 감속 신호 센서와 상기 정지 신호 센서는 개별적으로 구비되는 초음파 센서인 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
19. 제1항에 있어서,

    상기 얼라인 스테이지는 잡 체인지(job change)가 가능하도록 일측이 개방된 한글 'ㄷ'자 형상을 가지며,

    상기 얼라인 스테이지의 개방부 영역에는 상기 개방부 영역으로 상기 얼라인 스테이지가 이동되는 거리를 단속하는 리미트 스위치가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
20. 제1항에 있어서,

    상기 스텐실에 연결되어 상기 기판에 대한 상기 스텐실의 높이를 측정하는 스텐실 높이 측정유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
21. 제1항에 있어서,

    상기 스퀴지에 연결되어 상기 기판에 대한 상기 스퀴지의 높이를 측정하는 스퀴지 높이 측정유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
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