KR101543700B1 - 약액 토출 장치 및 그 히터 제어 방법, 그리고 약액 도포 설비 - Google Patents

약액 토출 장치 및 그 히터 제어 방법, 그리고 약액 도포 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 약액 토출 장치 및 그 히터 제어 방법, 그리고 약액 도포 설비에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 토출 장치는, 약액을 토출하는 노즐을 갖는 헤드; 상기 헤드가 탈착 가능하도록 결합되는 몸체; 상기 몸체 내에 형성되어 상기 약액을 보관하고, 상기 노즐로 상기 약액을 공급하는 보관부; 상기 몸체에 구비되어 상기 몸체의 온도를 감지하는 제 1 온도 센서; 상기 헤드에 설치되어 상기 약액을 가열하는 히터; 상기 헤드에 구비되어 상기 헤드의 온도를 감지하는 제 2 온도 센서; 및 상기 제 1 온도 센서 및 상기 제 2 온도 센서 중 어느 하나가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

약액 토출 장치 및 그 히터 제어 방법, 그리고 약액 도포 설비{CHEMICAL DISPENSING APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING HEATER THEREOF, AND SYSTEM FOR APPLYING CHEMICAL}
본 발명은 약액 토출 장치 및 그 히터 제어 방법, 그리고 약액 도포 설비에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 액정 층에 의해서 변조되는 광을 컬러 필터에 통과시킴으로써 풀 컬러를 표시한다. 그리고, 컬러 필터는 글래스 기판의 표면에 R(적색), G(녹색), B(청색)의 필터 요소를 스트라이프 배열, 델타 배열 또는 모자이크 배열 등으로 배열함으로써 형성된다.
액정 표시 장치의 제조 공정은 컬러 필터, 배향막 등을 제조하기 위하여 글래스 기판의 표면에 약액을 도포한다. 이러한 약액을 도포하는 약액 도포 장치로는 약액을 기판의 표면에 토출하여 도포하는 잉크젯 방식의 약액 도포 장치가 있다. 이 잉크젯 방식의 약액 도포 장치는 복수 개의 잉크젯 헤드 유닛들을 이용하여 잉크젯 인쇄 방식으로 약액을 도포한다. 잉크젯 헤드 유닛은 기판에 대해 여러 방향으로 이동하면서 약액을 공급하는 복수 개의 노즐들을 구비하는 헤드를 포함한다. 헤드는 상부에 약액을 임시로 저장하는 보관부(reservoir)로부터 약액을 공급받아서 노즐들을 통해 기판의 표면으로 약액을 토출한다.
보관부는 R, G 또는 B 색상의 약액으로 강솔벤트 성분을 함유하고 점성이 높은 약액을 저장한다. 보관부는 이러한 약액의 온도를 조절하여 각각의 노즐로 약액을 공급한다. 예를 들어, 잉크젯 헤드는 피에조 압전 소자를 이용하여 약액을 토출하는데, 이 때 헤드에 구비된 히터가 약액을 가열하여 점성을 낮춘다.
종래의 약액 도포 장치는 보관부에 구비된 온도 센서를 통해 약액의 온도를 측정하고, 이 온도를 기초로 히터를 제어하였다.
본 발명의 실시예는 약액의 온도를 조절하는 히터를 보다 효율적으로 제어할 수 있는 약액 토출 장치 및 그 히터 제어 방법, 그리고 약액 도포 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 토출 장치는, 약액을 토출하는 노즐을 갖는 헤드; 상기 헤드가 탈착 가능하도록 결합되는 몸체; 상기 몸체 내에 형성되어 상기 약액을 보관하고, 상기 노즐로 상기 약액을 공급하는 보관부; 상기 몸체에 구비되어 상기 몸체의 온도를 감지하는 제 1 온도 센서; 상기 헤드에 설치되어 상기 약액을 가열하는 히터; 상기 헤드에 구비되어 상기 헤드의 온도를 감지하는 제 2 온도 센서; 및 상기 제 1 온도 센서 및 상기 제 2 온도 센서 중 어느 하나가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 사용자의 입력에 따라 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서를 결정할 수 있다.
상기 헤드가 상기 몸체로부터 탈착되면, 상기 제어부는 상기 제 2 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어할 수 있다.
상기 약액 토출 장치는 상기 몸체에 대한 상기 헤드의 부착 또는 탈착 여부를 감지하는 탈부착 감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는: 상기 탈부착 감지부로부터 상기 헤드의 부착에 대응하는 신호를 수신하는 경우, 상기 제 1 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하고, 상기 탈부착 감지부로부터 상기 헤드의 탈착에 대응하는 신호를 수신하는 경우, 상기 제 2 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어할 수 있다.
상기 약액 토출 장치는 상기 제 1 온도 센서 및 상기 제 2 온도 센서 중 어느 하나가 감지한 온도를 기초로 상기 히터의 동작을 중단시키는 인터로크부를 더 포함하고, 상기 헤드가 상기 몸체로부터 탈착되면, 상기 인터로크부는 상기 제 2 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터의 동작을 중단시킬 수 있다.
상기 약액 토출 장치는 상기 몸체에 대한 상기 헤드의 부착 또는 탈착 여부를 감지하는 탈부착 감지부를 더 포함하고, 상기 인터로크부는: 상기 탈부착 감지부로부터 상기 헤드의 부착에 대응하는 신호를 입력받는 경우, 상기 제 1 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터의 동작을 중단시키고, 상기 탈부착 감지부로부터 상기 헤드의 탈착에 대응하는 신호를 입력받는 경우, 상기 제 2 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터의 동작을 중단시킬 수 있다.
상기 약액 토출 장치는 상기 보관부에 보관된 상기 약액의 수위를 감지하는 레벨 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는: 상기 약액의 수위가 기 설정된 기준치보다 높거나 같은 경우, 상기 제 1 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하고, 상기 약액의 수위가 상기 기준치보다 낮은 경우, 상기 제 2 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 히터 제어 방법은, 상기 제 1 온도 센서 및 상기 제 2 온도 센서 중 어느 하나가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 히터 제어 방법은, 사용자로부터 상기 제 1 온도 센서 및 상기 제 2 온도 센서 중 어느 하나를 선택하는 입력을 수신하는 단계; 및 상기 사용자의 입력에 따라 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서를 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 히터 제어 방법은, 상기 몸체에 대한 상기 헤드의 부착 또는 탈착 여부를 감지하는 탈부착 감지부로부터 상기 헤드의 부착에 대응하는 제 1 신호를 수신하는 단계; 상기 제 1 신호의 수신에 응답하여, 상기 제 1 온도 센서를 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서로 결정하는 단계; 상기 탈부착 감지부로부터 상기 헤드의 탈착에 대응하는 제 2 신호를 수신하는 단계; 및 상기 제 2 신호의 수신에 응답하여, 상기 제 2 온도 센서를 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서로 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 히터 제어 방법은, 상기 보관부에 보관된 상기 약액의 수위를 감지하는 레벨 센서로부터 상기 약액의 수위에 관한 데이터를 수신하는 단계; 상기 약액의 수위가 기 설정된 기준치보다 높거나 같은 경우, 상기 제 1 온도 센서를 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서로 결정하는 단계; 및 상기 약액의 수위가 상기 기준치보다 낮은 경우, 상기 제 2 온도 센서를 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서로 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 약액 도포 설비는, 기판이 반입되는 로딩부; 상기 기판에 약액을 토출하는 약액 토출부; 상기 약액 토출부로 상기 약액을 공급하는 약액 공급부; 상기 약액이 토출된 기판이 반출되는 언로딩부; 상기 기판을 상기 로딩부로부터 상기 약액 토출부를 거쳐 상기 언로딩부로 이송하는 기판 이송부; 및 상기 로딩부, 상기 약액 토출부, 상기 약액 공급부, 상기 언로딩부 및 상기 기판 이송부의 동작을 제어하는 메인 제어부를 포함하며, 상기 약액 토출부는: 상기 약액을 토출하는 노즐을 갖는 헤드; 상기 헤드가 탈착 가능하도록 결합되는 몸체; 상기 몸체 내에 형성되어 상기 약액을 보관하고, 상기 노즐로 상기 약액을 공급하는 보관부; 상기 몸체에 구비되어 상기 몸체의 온도를 감지하는 제 1 온도 센서; 상기 헤드에 설치되어 상기 약액을 가열하는 히터; 상기 헤드에 구비되어 상기 헤드의 온도를 감지하는 제 2 온도 센서; 및 상기 제 1 온도 센서 및 상기 제 2 온도 센서 중 어느 하나가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 두 개의 온도 센서를 이용하여 약액의 온도를 조절하기 위한 히터를 보다 효율적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 보관부가 마련된 몸체로부터 헤드가 탈착되더라도 히터를 제어할 수 있어, 헤드를 다시 부착한 뒤 설비의 재가동까지 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 도포 설비의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 토출 장치의 사시도 및 평면도다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 유닛의 사시도다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 유닛의 전면도 및 후면도다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 몸체로부터 헤드가 탈착된 헤드 유닛의 사시도다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 토출 장치의 히터 제어 방법을 설명하기 위한 예시적인 흐름도다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 토출 장치의 히터 제어 방법을 설명하기 위한 예시적인 흐름도다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 약액 토출 장치의 히터 제어 방법을 설명하기 위한 예시적인 흐름도다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 상술한 본 발명이 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 도포 설비(100)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 약액 도포 설비(100)는 대상물의 상부 표면에 약액을 도포하는 설비로서, 잉크젯 방식으로 대상물에 약액을 토출하는 약액 토출 장치(110)를 포함한다. 대상물은 직사각형의 평판, 예를 들어 액정 표시 패널의 컬러 필터(color filter), 배향막(alignment film) 등을 제작하기 위한 글래스(glass) 기판이나, 회로 패턴에 금속 박막을 형성하기 위한 인쇄회로기판, 및 잉크젯 방식으로 약액을 인쇄하는 플레이트 등을 포함한다. 이하에서는 대상물로서 컬러 필터를 제작하기 위한 글래스 기판(S)을 이용하여 상세히 설명한다.
약액 도포 설비(100)는 기판 표면을 잉크젯 방식으로 인쇄하는 약액 토출 장치(110)와, 복수 매의 기판이 적재되는 로더(loader)(102)와, 로더(102)로부터 기판을 인출하여 약액 토출 장치(110)로 공급하는 기판 이송부(106)와, 기판 이송부(106)로부터 약액이 도포된 기판을 받아서 베이킹하는 베이크 유닛(baker, oven)(108), 및 베이킹된 기판을 적재하는 언로더(unloader)(104)를 포함한다. 기판 이송부(106)는 로더(102), 약액 토출 장치(110), 베이킹 유닛(108) 및 언로더(104) 상호 간에 기판을 이송하는 이송 로봇(미도시)을 구비한다.
약액 도포 설비(100)는 약액 토출 장치(110)로 약액을 공급하는 약액 공급부(105)를 구비한다. 또한, 약액 도포 설비(100)는 전장 제어부로, 약액 도포 설비(100)의 제반 동작을 제어하는 메인 제어부(101)를 구비한다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 도포 설비(100)는 복수 개의 잉크젯 헤드 유닛(도 2의 210)들을 이용하여 기판 표면에 약액을 토출한다. 여기서, 잉크젯 헤드 유닛(210)는 내부에 버퍼 공간이 제공되는 잉크젯 헤드로 구비된다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 토출 장치(110)의 사시도 및 평면도다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 약액 토출 장치(110)는 잉크젯 방식으로 기판(S) 표면에 약액을 도포하는 장치로서, 스틸 재질의 베이스(116)와, 베이스(116) 상부에 배치되는 스테이지(112)와, 스테이지(112) 상부에 배치되어 스테이지(112)에 안착된 기판(S) 표면에 약액을 도포하는 복수 개의 잉크젯 헤드 유닛(210 : 210a ~ 210c)들을 구비하는 헤드 어셈블리(200), 및 헤드 어셈블리(200)를 지지하는 갠트리(gantry)(114)를 포함한다. 또한, 약액 토출 장치(110)는 베이스(116)와 스테이지(112) 사이에 진동을 차단하기 위한 복수 개의 방진부재(113)를 구비한다.
헤드 어셈블리(head assambly)(200)는 멀티 헤드 어레이(Multi Head Array : MHA) 유닛으로 구비된다. 헤드 어셈블리(200)는 잉크젯 방식으로 약액을 토출하는 복수 개의 잉크젯 헤드 유닛(210 : 210a ~ 210c)들과, 잉크젯 헤드 유닛(210)들이 설치되는 브래킷(202), 및 브래킷(202)과 결합되어 헤드 어셈블리(200)를 적어도 하나의 방향으로 이동시키는 구동 유닛(204)을 포함한다.
잉크젯 헤드 유닛(210)은 예컨대, 브래킷(202)의 전후면에 복수 개가 2 열로 설치된다. 즉, 잉크젯 헤드 유닛(210)들은 브래킷(202)의 Y 축 방향의 전후 양측에 복수 개가 나란히 배치된다. 잉크젯 헤드 유닛(210)들 각각은 약액 공급부(도 1의 105)와 연결되어 약액들을 공급받는다. 잉크젯 헤드 유닛(210)들 각각은 동일 또는 서로 상이한 약액들을 공급받을 수 있다.
잉크젯 헤드 유닛(210)은 기판(S) 표면으로 약액을 토출하는 장치로서, 잉크젯 헤드 유닛(210)들 각각은 헤드(도 4의 240)를 구비한다.
잉크젯 헤드 유닛(210)들은 대상물이 컬러 필터를 위한 기판(S)인 경우, R 색상, G 색상, 및 B 색상의 약액들 중 어느 하나를 각각 공급한다. 이 때, 약액은 R 색상, G 색상, 및 B 색상의 잉크들이다. R 색상, G 색상, 및 B 색상의 약액들을 각각 공급하는 잉크젯 헤드 유닛(210)들은 서로 인접하게 배치된다. 잉크젯 헤드 유닛(210)들은 브래킷(202)에 일정 간격을 유지하여 설치된다. 잉크젯 헤드 유닛(210)들은 브래킷(202)에서 간격이 조절 가능하도록 구비된다. 이 경우, 잉크젯 헤드 유닛(210)들은 적어도 3 개가 구비된다. 잉크젯 헤드 유닛(210)들은 서로 다른 약액을 각각 공급하는 3 개가 하나의 그룹으로 제공되며, 복수 개의 그룹들로 구비된다. 잉크젯 헤드 유닛(210)에 대한 구체적인 구성은 도 4에서 상세히 설명한다.
구동 유닛(204)은 잉크젯 헤드 유닛(210)들이 설치되는 브래킷(202)과 결합되어 헤드 어셈블리(200)를 제 1 방향으로 이동시키는 제 1 가이드 부재(150, 152)들, 헤드 어셈블리(200)를 제 2 방향으로 이동시키는 제 2 가이드 부재(206), 및 구동부(미도시)을 포함한다. 구동 유닛(204)은 갠트리(114)를 따라 제 1 방향(즉, Y 축) 또는 제 2 방향(즉, X 축)으로 이동된다. 또한, 구동 유닛(204)은 헤드 어셈블리(204)를 제 3 방향(즉, Z 축)으로 이동시킨다. 또한, 구동 유닛(204)은 잉크젯 헤드 유닛(210)들 각각의 중심축을 기준으로 회전 이동시킨다.
스테이지(stage)(112)는 석정반으로 구비되고, 상부 일측에 배치되어 기판(S)을 척킹하는 척킹부(120)와, 상부 타측에 배치되어 헤드 어셈블리(200)를 세정하는 세정부(130, 140)를 포함한다. 척킹부(120)는 기판 이송부(106) 측으로 직선 이동하여 기판(S)을 받고, 기판(S)이 안착되면 척킹하여 기판 이송부(106) 반대측 즉, 기판(S)에 약액을 도포할 위치로 이동하는 척(124)과, 척(124)을 적어도 하나의 직선 방향으로 이동시키거나 회전시키는 척 구동부(126), 및 척(124)을 직선 이동하도록 가이드하는 제 3 가이드 부재(122)를 포함한다. 척(124)은 하부가 척 구동부(126)와 결합되어 제 3 가이드 부재(122)를 따라 Y 축 방향으로 직선 이동된다.
또한, 스테이지(112)에는 갠트리(114)의 양단에 대응하여 제 1 가이드 부재(150, 152)들이 설치된다. 제 1 가이드 부재(150, 152)들은 Y 축 방향을 따라 연장되어 스테이지(112)와 동일한 폭을 가진다. 제 1 가이드 부재(150, 152)들은 Y 축 방향을 따라 스테이지(112)의 상부 양단에서 길게 제공되어 갠트리(114)를 Y 축 방향으로 직선 이동시킨다.
갠트리(114)는 일측면에 구동 유닛(204)과 결합되고 양측 하부에 슬라이더(154)가 결합되어, 헤드 어셈블리(200)를 Y 축 또는 X 축 방향으로 이동시킨다. 이를 위해 갠트리(114)는 헤드 어셈블리(200)를 X 축 방향으로 직선 이동되도록 제 2 가이드 부재(206), 및 구동 유닛(204)이 제 2 가이드 부재(206)를 따라 이동되도록 구동하는 구동 장치(미도시)(예를 들어, 모터, 기어, 풀리, 밸트, 볼 스크류, 리니어 모터) 등을 구비한다. 갠트리(114)의 상부 일측에는 약액 토출 장치(110)의 동작, 예를 들어 약액 토출 등의 제반 동작을 제어하는 헤드 제어부(118)가 설치된다. 갠트리(114)는 X 축 방향으로 스테이지(112)와 동일한 폭을 가진다. 즉, 갠트리(114)는 하부 양단에 슬라이더(154)와 결합되고, 슬라이더(154)가 제 1 가이드 부재(150, 152)를 따라 Y 축 방향으로 이동 가능하게 구비된다. 또한, 갠트리(114)는 헤드 어셈블리(200)를 X 축 방향으로 이동할 수 있도록 구동 유닛(204)을 X 축 방향으로 직선 이동시킨다.
이러한 약액 도포 설비(100)는 잉크젯 헤드 유닛(210)을 세정하기 위하여, 헤드 어셈블리(200)를 세정부(130 ~ 140)에 대응하는 위치(200a)로 이동시킨다.
즉, 세정부(maintenance zone)(130 ~ 140)는 복수 개의 잉크젯 헤드 유닛(210)들을 1 차 세정하기 위한 제 1 세정 유닛(130), 및 잉크젯 헤드 유닛(210)들의 약액이 토출되는 노즐면(242)을 2 차 세정하는 제 2 세정 유닛(140)을 포함한다.
제 1 세정 유닛(130)은 노즐면(242)에 잔존하는 약액을 비접촉 방식으로 제거하는 복수 개의 블레이드(blade)(도 3의 132)들과, 블레이드(132)들에 의해 제거된 약액을 수집하는 퍼지 탱크(purge tank)(134)를 포함한다. 또한, 퍼지 탱크(134)는 노즐들이 약액에 의해 막히는 현상을 방지하기 위해, 잉크젯 헤드 유닛(210)를 제 1 세정 유닛(130)의 상부에 위치시키고, 잉크젯 헤드 유닛(210)의 내부 압력을 가압하여 내부에 잔존하는 약액들을 토출할 때, 토출된 약액들을 수집한다. 블레이드(132)들은 퍼지 탱크(134)의 상부에 설치된다. 블레이드(132)들은 잉크젯 헤드 유닛(210)에 대응하여 복수 개가 구비된다. 블레이드(132)는 잉크젯 헤드 유닛(210)의 노즐면(242)에 맺혀 있는 약액을 제거하기 위하여, 노즐면(242)과 비접촉 방식으로 약액을 제거한다.
제 2 세정 유닛(140)은 롤(roll) 타입의 와이퍼(wiper)(142)를 이용하여 제 1 세정 유닛(130)에서 약액이 제거된 노즐면(242)을 세정한다. 세정 시, 와이퍼(142)는 노즐면(242)과 접촉된다. 이를 위해, 제 2 세정 유닛(140)은 와이퍼(142)를 회전시키는 다수의 롤러와, 와이퍼(142)가 노즐면(242)과 접촉시 와이퍼(142)의 접촉 부위를 노즐면(242) 방향으로 상승시키는 스펀지(미도시), 및 와이퍼, 스펀지 등을 구동하는 구동 장치(미도시)(예를 들어, 모터, 실린더 등)들을 포함한다.
이러한 세정부(130 ~ 140)는 헤드 어셈블리(200)가 구동 유닛(204)에 의해 X 축 방향으로 이동하여 스테이지(112)의 타측으로 이동하면, 먼저 제 1 세정 유닛(130)의 상부에 잉크젯 헤드 유닛(210)이 위치되도록 Y 축 방향으로 이동한다. 잉크젯 헤드 유닛(210)은 블레이드(132) 상부에서 일정 간격을 유지한 채, 직선 이동함으로써, 블레이드(132)에 의해 노즐면(242)의 약액이 제거된다. 이 때, 노즐면(242)에서 제거된 약액은 퍼지 탱크(134)에 수집된다. 이어서, 잉크젯 헤드 유닛(210)을 Y 축 방향으로 이동시켜 제 2 세정 유닛(140)의 상부로 위치시킨다. 제 2 세정 유닛(140)의 와이퍼(142)를 잉크젯 헤드 유닛(210)의 노즐면(242)과 접촉하도록 하고, 와이퍼(142)를 회전시켜서 노즐면(242)을 세정한다.
그리고, 헤드 제어부(118)는 약액 공급 시, 복수 개의 압전 소자(미도시)들을 개별적으로 제어하여 각각의 노즐들로부터 약액이 균일하게 토출하도록 제어한다. 즉, 헤드 제어부(118)는 각 노즐들에 대응하는 피에조(piezo) 압전 소자로의 인가 전압을 조정하여, 각 노즐의 토출량을 균등하게 제어한다.
도 4 내지 도 6은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 유닛(210)의 사시도, 전면도 및 후면도다.
도 4를 참조하면, 잉크젯 헤드 유닛(210)은 몸체(212)와, 몸체(212) 내부에 약액을 저장하는 보관부(reservoir 또는 buffer tank)(220)와, 보관부(220)로부터 약액을 공급받아서 기판 표면에 약액을 토출하는 헤드(240), 몸체(212)를 브래킷(도 1의 202)의 일측면에 결합시키는 결합부재(214), 약액을 가열하는 히터(250)를 포함한다. 또한, 잉크젯 헤드 유닛(210)은 보관부(220) 내부에 저장된 약액의 수위를 감지하는 적어도 하나의 레벨 센서(230 : 232, 234), 약액의 온도를 측정하는 제 1 온도 센서(252), 및 헤드(240)에 구비되어 상기 헤드(240)의 온도를 감지하는 제 2 온도 센서(254)를 포함한다.
몸체(212)는 하부면에 헤드(240)가 배치되고, 적어도 하나의 방향으로 이동 가능하도록 브래킷(202)과 결합된다. 몸체(212)는 내부 하단에 보관부(220)가 제공된다. 상기 헤드(240)는 몸체(212)에 탈착 가능하도록 결합된다.
헤드(240)는 척(124)에 안착된 기판 표면과 대향하는 하부면에 기판(S)으로 약액을 공급하는 복수 개의 노즐(미도시)들이 제공되는 노즐면(242)을 갖는다. 하나의 노즐면(242)에는 예를 들어, 128 또는 256 개의 노즐들이 제공될 수 있다. 노즐들은 일정 피치의 간격으로 일렬로 배치될 수 있다. 노즐들은 μg 단위의 양으로 액정을 토출할 수 있다.
각각의 헤드들(240)에는 노즐들에 대응하는 수만큼의 압전 소자가 제공될 수 있으며, 노즐들의 액적 토출 량은 압전 소자들에 인가되는 전압의 제어에 의해 각기 독립적으로 조절될 수 있다.
보관부(220)는 약액의 버퍼 탱크 역할을 한다. 즉, 보관부(220)는 몸체(212) 내부에 형성되어 약액 공급부(105)로부터 약액을 받아서 저장하고 노즐들로 약액을 공급한다. 보관부(220)는 상부벽(215) 중앙에 센서(230 : 232 ~ 236)들이 관통되어 내부에 저장된 약액의 수위를 감지한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 보관부(220)의 전면에는 투명 재질의 덮개(211)가 결합, 밀폐되어 내부를 모니터링할 수 있다. 또한, 보관부(220)의 후면에는 헤드(240)의 노즐들로부터 토출되는 약액의 유량을 조절하기 위한 복수 개의 압전 소자(미도시)들 및 이를 노즐들과 인터페이스하는 인터페이스부(213)가 결합된다. 인터페이스부(213)는 갠트리(114)의 상단부에 설치된 헤드 제어부(118)와 전기적으로 연결된다.
헤드 제어부(118)는 잉크젯 헤드 유닛에 전기적으로 연결되고, 잉크젯 헤드 유닛으로 제어신호를 인가한다. 잉크젯 헤드 유닛에는 노즐들에 대응하는 수의 압전소자가 제공되며, 헤드 제어부(118)는 압전소자들에 인가되는 전압을 제어하여 노즐들의 액적 토출량을 조절하게 된다.
보관부(220)의 하부면(217)은 양측에 노즐들로 약액을 공급하는 제 1 및 제 2 배출구(222, 224)들과, 하부면(217) 내부에 형성되어 노즐들과 제 1 및 제 2 배출구(222, 224)들을 연결하는 유로(228)를 포함한다. 따라서, 노즐들은 유로(228)를 통해 보관부(220)로부터 약액을 공급받는다. 또한, 보관부(220)의 하부면(217)은 제 1 및 제 2 배출구(222, 224)가 서로 다른 높이를 갖도록 단차가 제공된다. 이는 제 1 및 제 2 배출구(222, 224)의 압력차를 이용하여 보관부(220)에 저장된 약액에 포함된 기포를 용이하게 제거하기 위함이다.
또한, 보관부(220)의 후면에는 내부 압력을 조절하기 위한 제 1 연결부(216)와, 약액을 공급하는 제 2 연결부(218)가 제공된다. 제 1 연결부(216)는 압력을 안정적으로 제어하기 위하여 보관부(220) 상부에 배치된다. 제 1 연결부(216)는 압력이 안정되고 상부에 배치됨으로써, 약액이 제 1 연결부(216) 및 공압라인(262)으로 역류되는 현상을 제거할 수 있다.
상기 제어부(118)는 제 1 온도 센서(252) 및 제 2 온도 센서(254) 중 어느 하나가 감지한 온도를 기초로 상기 히터(250)를 제어할 수 있다. 즉, 상기 제어부(118)는 헤드 유닛(210)에 구비된 제 1 및 제 2 온도 센서(252, 254) 중 어느 하나를 이용하여 히터(250)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부(118)는 사용자의 입력에 따라 상기 히터(250)의 제어에 사용되는 온도 센서를 결정할 수 있다. 사용자는 설비에 연결된 입력 장치를 통해 제 1 및 제 2 온도 센서(252, 254) 중 히터(250)의 제어에 사용할 온도 센서를 입력하고, 상기 제어부(118)는 사용자가 입력한 온도 센서를 이용하여 히터(250)를 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 몸체(212)로부터 헤드(240)가 탈착된 헤드 유닛(210)의 사시도다.
전술한 바와 같이, 노즐을 갖는 헤드(240)는 몸체(212)로부터 분리 가능하다. 예를 들어, 기판(S)에 도포되는 약액이 변경되는 경우, 사용자는 몸체(212)로부터 헤드(240)를 분리하여 헤드 유닛(210)을 세척할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 헤드(240)가 상기 몸체(212)로부터 탈착되면, 상기 제어부(118)는 상기 헤드(240)에 구비된 제 2 온도 센서(254)가 감지한 온도를 기초로 상기 히터(250)를 제어할 수 있다.
이를 위해, 상기 약액 토출 장치(110)는 상기 몸체(212)에 대한 상기 헤드(240)의 부착 또는 탈착 여부를 감지하는 탈부착 감지부(260)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 헤드 유닛(210)은 탈부착 감지부(260)로 몸체(212)와 헤드(240) 간의 접촉면에 버튼을 구비하여, 헤드(240)가 몸체(212)에 부착되어 버튼이 눌리는 경우 상기 버튼은 제 1 신호를 출력하고, 헤드(240)가 몸체(212)로부터 탈착되어 버튼이 눌리지 않는 경우에는 상기 버튼은 제 2 신호를 출력할 수 있다.
그리고, 상기 제어부(118)는 상기 탈부착 감지부(260)로부터 상기 헤드(240)의 부착에 대응하는 신호를 수신하는 경우, 상기 제 1 온도 센서(252)가 감지한 온도를 기초로 상기 히터(250)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(118)는 상기 탈부착 감지부(260)로부터 상기 헤드(240)의 탈착에 대응하는 신호를 수신하는 경우, 상기 제 2 온도 센서(254)가 감지한 온도를 기초로 상기 히터(250)를 제어할 수 있다.
이와 같이, 상기 제어부(118)는 상기 탈부착 감지부(260)로부터 헤드(240)의 부착 또는 탈착에 관한 신호를 수신하고, 이에 응답하여 히터(250)의 제어에 사용되는 온도 센서를 결정할 수 있다.
상기 약액 토출 장치(110)는 인터로크(interlock)부를 더 포함할 수 있다. 상기 인터로크부는 제 1 온도 센서(252) 및 제 2 온도 센서(254) 중 어느 하나가 감지한 온도를 기초로 상기 히터(250)의 동작을 중단시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 인터로크부는 상기 헤드(240)가 상기 몸체(212)로부터 탈착되면, 상기 제 2 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터(250)의 동작을 중단시킬 수 있다.
마찬가지로, 상기 인터로크부는 상기 탈부착 감지부(260)로부터 상기 헤드(240)의 부착에 대응하는 신호를 입력받는 경우, 상기 제 1 온도 센서(252)가 감지한 온도를 기초로 상기 히터(250)의 동작을 중단시킬 수 있다. 그리고, 상기 인터로크부는 상기 헤드(240)의 탈착에 대응하는 신호를 입력받는 경우, 상기 제 2 온도 센서(254)가 감지한 온도를 기초로 상기 히터(250)의 동작을 중단시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제어부(118)는 사용자의 입력이나 탈부착 감지부(260)의 출력 신호 외에, 보관부(220)에 보관된 약액의 수위에 따라 히터(250)의 제어에 사용되는 온도 센서를 선택할 수도 있다.
이 실시예에 따르면, 상기 제어부(118)는 상기 레벨 센서(230)로부터 보관부(220)에 보관된 약액의 수위에 관한 정보를 제공받고, 상기 약액의 수위가 기 설정된 기준치보다 높거나 낮은 경우, 상기 제 1 온도 센서(252)가 감지한 온도를 기초로 상기 히터(250)를 제어할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(118)는 상기 약액의 수위가 상기 기준치보다 낮은 경우에는, 상기 제 2 온도 센서(254)가 감지한 온도를 기초로 상기 히터(250)를 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 약액 토출 장치(110)의 히터 제어 방법(300)을 설명하기 위한 예시적인 흐름도다.
상기 히터 제어 방법(300)은 몸체(212)에 구비되어 몸체(212)의 온도를 감지하는 제 1 온도 센서(252)와, 헤드(240)에 구비되어 헤드(240)의 온도를 감지하는 제 2 온도 센서(254) 중 어느 하나가 감지한 온도를 기초로 히터(250)를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 히터 제어 방법(300)은 사용자로부터 상기 제 1 온도 센서(252) 및 상기 제 2 온도 센서(254) 중 어느 하나를 선택하는 입력을 수신하는 단계(S310), 및 상기 사용자의 입력에 따라 상기 히터(250)의 제어에 사용되는 온도 센서를 결정하는 단계(S320)를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 약액 토출 장치(110)의 히터 제어 방법(300)을 설명하기 위한 예시적인 흐름도다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 히터 제어 방법(300)은, 탈부착 감지부(260)로부터 상기 헤드(240)의 부착에 대응하는 제 1 신호를 수신하는 단계(S330), 및 상기 제 1 신호의 수신에 응답하여 상기 제 1 온도 센서(252)를 상기 히터(250)의 제어에 사용되는 온도로 결정하는 단계(S340)를 포함할 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 히터 제어 방법(300)은, 상기 탈부착 감지부(260)로부터 상기 헤드(240)의 탈착에 대응하는 제 2 신호를 수신하는 단계(S350), 및 상기 제 2 신호의 수신에 응답하여 상기 제 2 온도 센서(254)를 상기 히터(250)의 제어에 사용되는 온도 센서로 결정하는 단계(S360)를 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 약액 토출 장치(110)의 히터 제어 방법(300)을 설명하기 위한 예시적인 흐름도다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 히터 제어 방법(300)은, 레벨 센서(230)로부터 약액의 수위에 관한 데이터를 수신하는 단계(S370), 상기 약액의 수위가 기 설정된 기준치보다 높거나 같은 경우(S380에서 예), 상기 제 1 온도 센서(252)를 상기 히터(250)의 제어에 사용되는 온도 센서로 결정하는 단계(S390), 및 상기 약액의 수위가 상기 기준치보다 낮은 경우(S380에서 아니오), 상기 제 2 온도 센서(254)를 상기 히터(250)의 제어에 사용되는 온도 센서로 결정하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 헤드 유닛에 두 개의 온도 센서를 구비하여, 이들 중 하나가 감지한 온도를 기초로 히터를 제어한다. 히터의 제어에 사용되는 온도 센서는 사용자 입력을 통해 결정될 수도 있고, 몸체에 대한 헤드의 탈부착을 감지하는 탈부착 감지부로부터 신호를 수신하여 결정될 수도 있고, 그리고 보관부에 보관된 약액의 수위에 따라 결정될 수도 있다.
그 결과, 본 발명의 실시예는 두 개의 온도 센서를 이용하여 히터를 보다 효율적으로 제어할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 몸체로부터 헤드가 탈착되더라도 헤드에 구비된 온도 센서를 이용하여 히터를 제어할 수 있어, 몸체에 헤드를 다시 부착한 뒤 설비의 재가동까지 걸리는 시간을 종래에 비해 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다.
이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.
100: 약액 도포 설비
101: 메인 제어부
102: 로더
104: 언로더
105: 약액 공급부
106: 기판 이송부
108: 베이크 유닛
110: 약액 토출 장치
118: 제어부
210: 헤드 유닛
212: 몸체
220: 보관부
230: 레벨 센서
240: 헤드
250: 히터
252: 제 1 온도 센서
254: 제 2 온도 센서
260: 탈부착 감지부

Claims (12)

  1. 약액을 토출하는 노즐을 갖는 헤드;
    상기 헤드가 탈착 가능하도록 결합되는 몸체;
    상기 몸체 내에 형성되어 상기 약액을 보관하고, 상기 노즐로 상기 약액을 공급하는 보관부;
    상기 몸체에 구비되어 상기 몸체의 온도를 감지하는 제 1 온도 센서;
    상기 헤드에 설치되어 상기 약액을 가열하는 히터;
    상기 헤드에 구비되어 상기 헤드의 온도를 감지하는 제 2 온도 센서; 및
    상기 제 1 온도 센서 및 상기 제 2 온도 센서 중 어느 하나가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 제어부는 사용자의 입력, 상기 헤드의 탈착 여부 및 상기 보관부에 보관된 약액의 수위 중 어느 하나에 따라 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서를 결정하는 약액 토출 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드가 상기 몸체로부터 탈착되면, 상기 제어부는 상기 제 2 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하는 약액 토출 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 약액 토출 장치는 상기 몸체에 대한 상기 헤드의 부착 또는 탈착 여부를 감지하는 탈부착 감지부를 더 포함하고,
    상기 제어부는:
    상기 탈부착 감지부로부터 상기 헤드의 부착에 대응하는 신호를 수신하는 경우, 상기 제 1 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하고,
    상기 탈부착 감지부로부터 상기 헤드의 탈착에 대응하는 신호를 수신하는 경우, 상기 제 2 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하는 약액 토출 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 토출 장치는 상기 제 1 온도 센서 및 상기 제 2 온도 센서 중 어느 하나가 감지한 온도를 기초로 상기 히터의 동작을 중단시키는 인터로크부를 더 포함하고,
    상기 헤드가 상기 몸체로부터 탈착되면, 상기 인터로크부는 상기 제 2 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터의 동작을 중단시키는 약액 토출 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 약액 토출 장치는 상기 몸체에 대한 상기 헤드의 부착 또는 탈착 여부를 감지하는 탈부착 감지부를 더 포함하고,
    상기 인터로크부는:
    상기 탈부착 감지부로부터 상기 헤드의 부착에 대응하는 신호를 입력받는 경우, 상기 제 1 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터의 동작을 중단시키고,
    상기 탈부착 감지부로부터 상기 헤드의 탈착에 대응하는 신호를 입력받는 경우, 상기 제 2 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터의 동작을 중단시키는 약액 토출 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 약액 토출 장치는 상기 보관부에 보관된 상기 약액의 수위를 감지하는 레벨 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는:
    상기 약액의 수위가 기 설정된 기준치보다 높거나 같은 경우, 상기 제 1 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하고,
    상기 약액의 수위가 상기 기준치보다 낮은 경우, 상기 제 2 온도 센서가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하는 약액 토출 장치.
  8. 약액을 토출하는 노즐을 갖는 헤드;
    상기 헤드가 탈착 가능하도록 결합되는 몸체;
    상기 몸체 내에 형성되어 상기 약액을 보관하고, 상기 노즐로 상기 약액을 공급하는 보관부;
    상기 몸체에 구비되어 상기 몸체의 온도를 감지하는 제 1 온도 센서;
    상기 헤드에 설치되어 상기 약액을 가열하는 히터;
    상기 헤드에 구비되어 상기 헤드의 온도를 감지하는 제 2 온도 센서; 및
    상기 히터를 제어하는 제어부를 포함하는 약액 토출 장치에서, 상기 제어부가 상기 히터를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 제 1 온도 센서 및 상기 제 2 온도 센서 중 어느 하나가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 히터를 제어하는 단계는,
    사용자의 입력, 상기 헤드의 탈착 여부 및 상기 보관부에 보관된 약액의 수위 중 어느 하나에 따라 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서를 결정하는 단계;를 포함하는 히터 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 몸체에 대한 상기 헤드의 부착 또는 탈착 여부를 감지하는 탈부착 감지부로부터 상기 헤드의 부착에 대응하는 제 1 신호를 수신하는 단계;
    상기 제 1 신호의 수신에 응답하여, 상기 제 1 온도 센서를 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서로 결정하는 단계;
    상기 탈부착 감지부로부터 상기 헤드의 탈착에 대응하는 제 2 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 제 2 신호의 수신에 응답하여, 상기 제 2 온도 센서를 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서로 결정하는 단계;
    를 더 포함하는 히터 제어 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 보관부에 보관된 상기 약액의 수위를 감지하는 레벨 센서로부터 상기 약액의 수위에 관한 데이터를 수신하는 단계;
    상기 약액의 수위가 기 설정된 기준치보다 높거나 같은 경우, 상기 제 1 온도 센서를 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서로 결정하는 단계; 및
    상기 약액의 수위가 상기 기준치보다 낮은 경우, 상기 제 2 온도 센서를 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서로 결정하는 단계;
    를 더 포함하는 히터 제어 방법.
  12. 기판이 반입되는 로딩부;
    상기 기판에 약액을 토출하는 약액 토출부;
    상기 약액 토출부로 상기 약액을 공급하는 약액 공급부;
    상기 약액이 토출된 기판이 반출되는 언로딩부;
    상기 기판을 상기 로딩부로부터 상기 약액 토출부를 거쳐 상기 언로딩부로 이송하는 기판 이송부; 및
    상기 로딩부, 상기 약액 토출부, 상기 약액 공급부, 상기 언로딩부 및 상기 기판 이송부의 동작을 제어하는 메인 제어부를 포함하며,
    상기 약액 토출부는:
    상기 약액을 토출하는 노즐을 갖는 헤드;
    상기 헤드가 탈착 가능하도록 결합되는 몸체;
    상기 몸체 내에 형성되어 상기 약액을 보관하고, 상기 노즐로 상기 약액을 공급하는 보관부;
    상기 몸체에 구비되어 상기 몸체의 온도를 감지하는 제 1 온도 센서;
    상기 헤드에 설치되어 상기 약액을 가열하는 히터;
    상기 헤드에 구비되어 상기 헤드의 온도를 감지하는 제 2 온도 센서; 및
    상기 제 1 온도 센서 및 상기 제 2 온도 센서 중 어느 하나가 감지한 온도를 기초로 상기 히터를 제어하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 제어부는 사용자의 입력, 상기 헤드의 탈착 여부 및 상기 보관부에 보관된 약액의 수위 중 어느 하나에 따라 상기 히터의 제어에 사용되는 온도 센서를 결정하는 약액 도포 설비.
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