KR101980839B1 - 레이저 패터닝 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치는 레이저 빔을 조사하는 레이저 발생기, 잉크를 분사하는 잉크젯 노즐, 상기 잉크를 수용하는 기판이 탑재되는 스테이지, 상기 레이저 발생기와 상기 스테이지 사이에 위치하며 상기 레이저 빔의 스팟 위치를 조절하는 스캐너, 상기 스캐너에 연결되며 회전하는 회전 프레임, 그리고 상기 회전 프레임에 설치되며 상기 잉크젯 노즐에 연결되는 노즐 위치 조절부를 포함한다.

Description

레이저 패터닝 장치 및 방법{LASER PATTERNING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 레이저 패터닝 장치 및 방법에 관한 것이다.
실리콘 기반의 반도체 기술은 비용 및 환경 등의 문제 때문에, 대체 기술에 의한 소자 개발을 상용화하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그 중 용액 공정을 이용한 구조체의 패턴 형성 기술은 많은 연구 결과가 나오고 있다. 또한 패턴을 일부 제거하거나 연결하는 리페어(repair) 공정에 관한 연구도 지속적으로 진행되고 있다.
일반적으로 용액 공정을 이용한 구조체의 패턴 형성 기술은 레이저 발생기 및 잉크젯 노즐을 포함하는 레이저 패터닝 장치를 이용한다.
일반적으로 레이저 패터닝 장치는 일 방향으로만 움직일 수 있으므로 기판이 탑재된 스테이지를 회전시켜 3차원 구조체를 제조한다. 이러한 레이저 패터닝 장치는 3차원 구조체의 모서리 부분의 각도 조절에 제한이 있다. 이를 해결하기 위해 스테이지가 회전을 하여야 하므로, 대면적의 3차원 구조체를 제조하기 어렵다. 또한, 레이저 빔을 이용하여 리페어 공정을 진행하기 위해서는 별도의 장치를 사용해야 하므로 제조 비용 및 시간이 증가하게 된다. 또한, 레이저 빔을 이용한 리페어 공정에서 불량 부분을 연결하는 기술에 대해서는 아직 연구가 미흡하여 불량 소자를 재활용하지 못한다.
본 발명은 대면적의 구조체를 제조할 수 있고 리페어 공정이 용이한 레이저 패터닝 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치는 레이저 빔을 조사하는 레이저 발생기, 잉크를 분사하는 잉크젯 노즐, 상기 잉크를 수용하는 기판이 탑재되는 스테이지, 상기 레이저 발생기와 상기 스테이지 사이에 위치하며 상기 레이저 빔의 스팟 위치를 조절하는 스캐너, 상기 스캐너에 연결되며 회전하는 회전 프레임, 그리고 상기 회전 프레임에 설치되며 상기 잉크젯 노즐에 연결되는 노즐 위치 조절부를 포함한다.
상기 레이저 빔의 스팟 위치는 상기 잉크젯 노즐의 분사 위치와 소정 간격 이격될 수 있다.
상기 회전 프레임은 상기 스캐너에 연결되는 복수개의 연결부, 그리고 상기 복수개의 연결부와 연결되며 상기 스캐너를 둘러싸는 외주부를 포함할 수 있다.
상기 노즐 위치 조절부는 상기 잉크젯 노즐과 연결되는 제1 프레임, 상기 제1 프레임과 이격되어 위치하는 제2 프레임, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임 각각 위치하며 회전하는 제1 롤러 및 제2 롤러, 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러의 회전을 조절하는 조절기를 포함하고, 상기 회전 프레임의 외주부는 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러 사이에 위치하며, 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러의 회전에 의해 상기 외주부를 따라 상기 잉크젯 노즐이 이동할 수 있다.
상기 조절기는 상기 제2 프레임에 위치할 수 있다.
상기 잉크젯 노즐은 상기 노즐 위치 조절부의 제1 프레임에 연결되는 노즐 본체, 그리고 상기 노즐 본체의 단부에 위치하며 상기 잉크가 분사되는 노즐 팁을 포함할 수 있다.
상기 스테이지의 위치를 조절하는 스테이지 위치 조절부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 방법은 레이저 빔을 조사하는 레이저 발생기, 잉크를 분사하는 잉크젯 노즐, 상기 잉크를 수용하는 기판이 탑재되는 스테이지, 상기 레이저 발생기와 상기 스테이지 사이에 위치하며 상기 레이저 빔의 스팟 위치를 조절하는 스캐너, 상기 스캐너에 연결되며 회전하는 회전 프레임, 그리고 상기 회전 프레임에 설치되며 상기 잉크젯 노즐에 연결되는 노즐 위치 조절부를 포함하는 레이저 패터닝 장치를 이용한 레이저 패터닝 방법에 있어서, 상기 레이저 빔의 스팟 위치를 상기 잉크젯 노즐의 분사 위치와 제1 간격으로 이격되게 위치시키는 단계, 상기 제1 간격을 유지하며 상기 레이저 빔의 스팟 위치와 상기 잉크젯 노즐의 분사 위치를 함께 제1 방향으로 이동시키는 단계, 상기 노즐 위치 조절부를 이용하여 상기 회전 프레임을 회전시켜 상기 잉크젯 노즐의 위치를 변경시키는 단계, 상기 스캐너를 이용하여 상기 레이저 빔의 스팟 위치를 변경시키는 단계, 그리고 상기 레이저 빔의 스팟 위치와 상기 잉크젯 노즐의 분사 위치를 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이동시키는 단계를 포함한다.
상기 잉크젯 노즐의 분사 위치를 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이동시키는 동시에 상기 스캐너를 이용하여 상기 레이저 빔의 스팟 위치를 변경시킬 수 있다.
상기 잉크젯 노즐의 분사 위치가 상기 제1 방향으로 이동하는 경우의 제1 간격은 상기 잉크젯 노즐의 분사 위치가 상기 제2 방향으로 이동하는 경우의 제1 간격과 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치 및 방법은 레이저 빔의 스팟 위치를 조절할 수 있는 스캐너, 잉크젯 노즐의 분사 위치를 조절할 수 있는 노즐 위치 조절부, 그리고 360도 회전 가능한 회전 프레임을 포함함으로써, 3차원 구조체의 모서리 각도에 대한 제한이 없고, 대면적의 구조체를 제조할 수 있다.
또한, 리페어 공정에 적용하여 불량 소자의 식각 및 연결을 통해 불량 소자를 용이하게 복구할 수 있다.
또한, 레이저 발생기와 잉크젯 노즐을 포함함으로써, 하나의 장치로 3차원 구조체를 제조하고 리페어 공정을 진행할 수 있으므로, 구조체의 제조 공정에서 사용되는 장치를 최소화하고, 공정 속도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 스캐너, 회전 프레임, 잉크젯 노즐의 연결 관계를 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1의 스캐너, 회전 프레임, 잉크젯 노즐의 연결 관계를 도시한 상면도이다.
도 4는 도 1의 스캐너, 회전 프레임, 잉크젯 노즐의 연결 관계를 도시한 배면도이다.
도 5는 도 1의 노즐 위치 조절부의 확대 측면도이다.
도 6은 도 1의 노즐 위치 조절부의 확대 정면도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치를 이용한 레이저 패터닝 방법을 순서대로 도시한 도면이다.
도 11 내지 13은 도 8의 패터닝 단계를 구체적으로 설명한 도면이다.
도 14 내지 도 16은 도 9의 패터닝 단계를 구체적으로 설명한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치에 대하여 도 1 내지 도 4를 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치의 개략적인 도면이고, 도 2는 도 1의 스캐너, 회전 프레임, 잉크젯 노즐의 연결 관계를 도시한 측면도이며, 도 3은 도 1의 스캐너, 회전 프레임, 잉크젯 노즐의 연결 관계를 도시한 상면도이고, 도 4는 도 1의 스캐너, 회전 프레임, 잉크젯 노즐의 연결 관계를 도시한 배면도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치는 레이저 빔(1)을 조사하는 레이저 발생기(10), 잉크를 분사하는 잉크젯 노즐(20), 잉크를 수용하는 기판(2)이 탑재되는 스테이지(30), 레이저 발생기(10)와 스테이지(30) 사이에 위치하는 스캐너(40), 스캐너(40)에 연결되며 회전하는 회전 프레임(50), 그리고 회전 프레임(50)에 설치되며 잉크젯 노즐(20)에 연결되는 노즐 위치 조절부(60)를 포함한다. 스테이지(30)에 연결되며 스테이지(30)를 이동시키는 스테이지 위치 조절부(70)를 더 포함할 수 있다.
레이저 발생기(10)는 레이저 빔(1)을 잉크에 조사하여 잉크를 소결시켜 소정 형상의 구조체를 만들거나, 구조체를 식각하여 패터닝할 수 있다. 메인 컴퓨터를 이용하여 소결 시 사용하는 레이저 빔(1)을 식각 시 사용하는 레이저 빔(1)으로 변경할 수 있다. 레이저 소결과 식각에 사용되는 레이저 빔(1)은 355nm, 532nm, 1030 nm 파장을 가진 팸토초, 나노초, 또는 연속파 레이저를 사용할 수 있고 메인 컴퓨터를 이용하여 변경할 수 있다. 그러나 레이저 빔(1)의 종류와 파장은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다.
레이저 발생기(10)와 스캐너(40) 사이의 광 경로상에는 광학 미러(11)가 설치될 수 있다. 광학 미러(11)는 다이크로닉 미러(dichroic mirror) 또는 콜드 미러(cold mirror)를 포함할 수 있다. 다이크로닉 미러는 복수개의 서로 다른 굴절률을 가지는 층으로 이루어지는 반사경으로, 어떤 색의 빛을 반사하고, 다른 색의 빛을 모두 투과하는 성질을 가진다. 콜드 미러는 자외선은 반사하고, 가시광선 및 적외선은 투과하는 미러이다. 광학 미러(11)를 이용하여 레이저 빔(1)을 스캐너(40)에 입사시킬 수 있다.
스캐너(40)와 기판(2) 사이의 광 경로 상에는 광학 렌즈(12)가 설치될 수 있다. 광학 렌즈(12)를 통해 레이저 빔(1)이 초점을 형성하여 기판(2)에 주사된다.
레이저 빔(1)을 온/오프하기 위한 셔터(13)와 레이저 빔(1)의 파워를 측정하기 위한 파워 미터(14)가 더 설치될 수 있다. 또한, 레이저 빔(1)의 변화를 실시간으로 확인할 수 있는 CCD 카메라(15)를 더 설치할 수 있다.
잉크젯 노즐(20)은 노즐 위치 조절부(60)에 연결되는 긴 막대 형상의 노즐 본체(21), 노즐 본체(21)의 단부에 위치하며 잉크가 분사되는 노즐 팁(22)을 포함한다. 노즐 본체(21)에 함유된 잉크는 외부 압력기(도시하지 않음)를 이용하여 노즐 팁(22)을 통해 분사될 수 있다. 외부 압력기(도시하지 않음)는 노즐 위치 조절부(60) 내부에 위치하거나, 외부에 위치할 수 있다.
노즐 팁(22)은 기판(2)과 소정 간격 이격되어 위치한다. 잉크는 액체 금속을 포함하는 도전 물질일 수 있다. 도전 물질은 액체 금속을 포함하며, 액체 금속은 GaIn, GaInSn, GaInSnZn 등의 갈륨(Gallium)계 합금을 포함할 수 있다.
스테이지(30)는 X-Y 평면상을 이동할 수 있다. 원하는 패턴의 구조체(B)를 형성하기 위해 스테이지(30)는 구조체(B)의 형성 방향과 반대되는 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 구조체(B)의 형성 방향이 X1 방향이면 스테이지(30)는 X2 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)와 잉크젯 노즐(20)의 분사 위치(P2)는 구조체(B)의 형성 방향(X1)으로 함께 이동하게 된다. 본 실시예에서는 구조체의 형성 방향을 X1 방향으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방향으로 구조체를 형성할 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 스캐너(40)는 직육면체 형상을 가질 수 있다. 본 실시예에서는 직육면체 형상을 스캐너(40)를 예시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 변형이 가능하다. 스캐너(40)는 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)를 조절할 수 있다.
스캐너(40)는 구조체(B)의 형성 방향이 변경되는 경우 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)를 이동시킬 수 있다.
스캐너(40)는 갈바노 스캐너(Galvano scanner)일 수 있다. 본 실시예에서는 갈바노 스캐너를 예시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 레이저 빔(1)의 스팟 위치를 조절할 수 있는 스캐너라면 다양한 스캐너가 가능하다.
회전 프레임(50)은 스캐너(40)의 측벽에 연결되는 4개의 연결부(51), 그리고 4개의 연결부(51)와 연결되며 스캐너(40)를 둘러싸는 고리 형상의 외주부(52)를 포함할 수 있다. 연결부(51)는 외주부(52)를 스캐너(40)에 고정시킨다.
본 실시예에서 연결부(51)는 4개가 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다.
도 5는 도 1의 노즐 위치 조절부의 확대 측면도이고, 도 6은 도 1의 노즐 위치 조절부의 확대 정면도이다.
도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 노즐 위치 조절부(60)는 잉크젯 노즐(20)의 노즐 본체(21)와 연결되는 제1 프레임(61), 제1 프레임(61)과 이격되어 마주보며 위치하는 제2 프레임(62), 제1 프레임(61)과 제2 프레임(62) 각각 위치하며 회전하는 제1 롤러(63) 및 제2 롤러(64), 제1 롤러(63) 및 제2 롤러(64)의 회전을 조절하는 조절기(65)를 포함할 수 있다.
회전 프레임(50)의 외주부(52)는 제1 롤러(63)와 제2 롤러(64) 사이에 위치하며, 회전 프레임(50)의 외주부(52)의 하면은 제1 롤러(63)와 접촉하고, 회전 프레임(50)의 외주부(52)의 상면은 제2 롤러(64)와 접촉한다. 따라서, 제1 롤러(63)와 제2 롤러(64)의 회전에 의해 노즐 위치 조절부(60)가 외주부(52)를 따라 원주 방향(R)으로 이동하게 된다. 따라서, 노즐 위치 조절부(60)에 연결된 잉크젯 노즐(20)이 회전하게 된다. 노즐 위치 조절부(60)의 조절기(65)는 블루투스 장치 등을 포함할 수 있으며, 메인 컴퓨터(도시하지 않음)의 신호를 받아 제1 롤러(63) 및 제2 롤러(64)를 회전시켜 잉크젯 노즐(20)의 위치를 변경시킬 수 있다. 조절기(65)는 제2 프레임(62)에 위치할 수 있다. 이와 같이, 노즐 위치 조절부(60)를 이용하여 잉크젯 노즐(20)의 위치를 원하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 그러나, 노즐 위치 조절부(60)를 이용하여 잉크젯 노즐(20)의 위치를 변경시켜도 잉크젯 노즐(20)의 노즐 팁(22)의 단부는 일정한 위치에 있게 되므로 노즐 팁(22)의 분사 위치(P2)는 고정된다.
스테이지 위치 이동부(70)는 스테이지(30)의 위치를 조절할 수 있으며, 스테이지(30)가 이동함으로써, 스테이지(30)에 탑재된 기판(2)도 함께 이동시킬 수 있다. 따라서, 기판(2)의 이동 방향(X2)과 반대 방향인 X1 방향으로 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)을 이동시킬 수 있다. 또한, 기판(2) 의 이동 방향(X2)과 반대 방향인 X1 방향으로 잉크젯 노즐(20)의 분사 위치(P2)를 함께 이동시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 구조체(B)의 형성 방향에 맞추어 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)와 잉크젯 노즐(20)의 분사 위치(P2)를 이동시킴으로써, 구조체를 끊지 않고 모든 방향으로 구조체를 용이하게 형성할 수 있다.
상기 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치를 이용한 레이저 패터닝 방법에 대해 이하에서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 패터닝 장치를 이용한 레이저 패터닝 방법을 순서대로 도시한 도면이다.
우선, 도 7에 도시한 바와 같이, 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)를 잉크젯 노즐(20)의 노즐 팁(22)의 분사 위치(P2)와 제1 간격(d1)으로 이격되게 위치시킨다. 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)와 잉크젯 노즐(20)의 분사 위치(P2)가 서로 일치하게 되면 잉크가 기판(2)에 분사되는 즉시 레이저 빔(1)에 의해 소결된다. 이 경우, 열 전달에 의해 잉크젯 노즐(20)의 노즐 팁(22)이 막혀 잉크가 분사되지 않게 되므로, 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)와 노즐 팁(22)의 분사 위치(P2)를 일정한 제1 간격(d1)으로 이격시킨다. 따라서, 잉크젯 노즐(20)의 노즐 팁(22)이 막히지 않으면서 레이저 빔(1)으로 잉크를 용이하게 소결시킬 수 있다. 이러한 제1 간격(d1)은 대략 mm 단위일 수 있다.
그리고, 제1 간격(d1)을 유지하며 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)와 잉크젯 노즐(20)의 분사 위치(P2)를 함께 제1 방향(X1)으로 이동시킨다. 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)를 제1 방향(X1)으로 이동시키기 위해 스테이지(30)를 제1 방향의 반대 방향(X2)으로 이동시킨다.
레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)가 제1 방향(X1)으로 이동하는 경우, 레이저 빔(1)의 열 에너지는 소정 영역(A)에 미치게 된다. 본 실시예에서는 레이저 빔(1)이 오른쪽 방향으로 이동하므로, 레이저 빔(1)의 열 에너지가 미치는 소정 영역은 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)의 오른쪽에 형성된다.
레이저 빔(1)에 의해 소결된 잉크는 선형의 구조체(B)를 형성하게 되고, 구조체(b)는 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)의 왼쪽에 위치하게 된다. 노즐 위치 조절부(60)는 구조체(B)의 형성 방향(X1)이 변경되는 변경점(P3)을 미리 확인한다. 잉크젯 노즐(20)의 분사 위치(P2)와 변경점(P3)은 제2 간격(d2)을 두고 이격된다.
다음으로, 도 8에 도시한 바와 같이, 분사 위치(P2)와 변경점(P3)이 일치하게 되면, 노즐 위치 조절부(60)를 이용하여 회전 프레임(50)을 원주 방향(R)으로 회전시켜 잉크젯 노즐(20)의 위치를 변경시킨다. 따라서, 잉크젯 노즐(20)의 진행 방향도 변경된다. 이 때에도 제1 간격(d1)은 유지된다.
다음으로, 도 9에 도시한 바와 같이, 구조체(B)의 형성 방향이 수직 하방인 제2 방향(X2)으로 변경되므로, 스테이지(30)를 수직 상방(X4)으로 이동시킨다. 따라서, 잉크젯 노즐(20)의 분사 위치(P2)는 제2 방향(X3)으로 이동한다.
이 때, 스캐너(40)를 이용하여 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)를 변경시키면서 잉크를 소결시킨다. 그리고, 계속 스캐너(40)를 이용하여 스팟 위치(P1)를 이동시켜 스팟 위치(P1)와 변경점(P3)을 일치시킨다. 이 때, 제1 간격(d1)은 유지된다. 스팟 위치(P1)와 변경점(P3)이 일치하면 스캐너(40)의 동작을 정지시킨다.
다음으로, 도 10에 도시한 바와 같이, 제1 간격(d1)을 유지하며 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)와 잉크젯 노즐(20)의 분사 위치(P2)를 함께 제2 방향(X3)으로 이동시킨다. 따라서, 제2 방향(X3)으로 구조체(B)를 끊김없이 연속하여 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 제2 방향(X3)이 수직 하방에 해당하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 사선 방향 등 다양한 방향이 가능하다.
이와 같이, 레이저 빔의 스팟 위치를 조절할 수 있는 스캐너와, 잉크젯 노즐의 위치를 조절할 수 있는 노즐 위치 조절부를 회전 프레임에 설치함으로써, 잉크젯 노즐의 진행 방향을 용이하게 변경할 수 있다.
따라서, 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)와 잉크젯 노즐(20)의 분사 위치(P2)를 실시간으로 용이하게 변경할 수 있으므로, 구조체의 모서리 각도에 대한 제한을 없애고 대면적의 구조체를 용이하게 제작할 수 있다.
도 11 내지 13은 도 8의 패터닝 단계를 구체적으로 설명한 도면이다.
우선, 도 7에 도시한 바와 같이, 스팟 위치(P1)와 분사 위치(P2)가 제1 방향(X1)으로 함께 진행하다가 분사 위치(P2)와 변경점(P3)이 제2 간격(d2)을 가지게 되면, 메인 컴퓨터에서 노즐 위치 조절부(60)에 소정 신호를 전달한다.
다음으로, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 소정 신호를 전달받은 노즐 위치 조절부(60)는 소정 신호에 맞추어 분사 위치(P2)가 변경점(P3)에 도달하기 전까지 잉크젯 노즐(20)의 노즐 팁(22)을 원주 방향(R)으로 이동시킨다. 이 때, 제1 간격(d1)은 그대로 유지되고, 제2 간격(d2', d2")은 점차로 줄어든다.
다음으로, 도 13에 도시한 바와 같이, 분사 위치(P2)가 변경점(P3)에 도달하면, 노즐 팁(22)의 연장 방향은 제2 방향(X3)을 향하게 된다. 이 때, 제1 간격(d1)은 그대로 유지된다.
이와 같은 공정을 통해, 도 8에 도시된 바와 같이, 분사 위치(P2)와 변경점(P3)이 일치하게 되면, 노즐 위치 조절부(60)를 이용하여 회전 프레임(50)을 원주 방향(R)으로 회전시켜 잉크젯 노즐(20)의 위치를 변경시킬 수 있다.
도 14 내지 도 16은 도 9의 패터닝 단계를 구체적으로 설명한 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 분사 위치(P2)가 변경점(P3)에 도달하면, 스팟 위치(P1)와 분사 위치(P2)는 제1 간격(d1)을 유지한다. 그리고, 도 9에 도시한 바와 같이, 스팟 위치(P1)가 변경점(P3)에 도달하면, 스팟 위치(P1)와 분사 위치(P2)는 제1 간격(d1)을 유지한다. 이와 같이, 구조체(B)의 형성 방향이 변경되어도 스팟 위치(P1)와 분사 위치(P2)의 제1 간격(d1)은 유지되어야 한다. 이를 위해 메인 컴퓨터에서 스캐너(40)에 신호를 보내 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)를 변경시킨다. 만약 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)가 변경되지 않고, 분사 위치(P2)만 변경된다면 레이저 빔(1)은 원치 않는 곳에 조사된다.
도 14에 도시한 바와 같이, 스테이지(30)가 수직 상방(X4)으로 이동하여 잉크젯 노즐(20)의 분사 위치(P2)가 제2 방향(X3)으로 b 간격만큼 이동하는 경우, C 원 안에 도시된 바와 같이, 스캐너(40)를 이용하여 레이저 빔(1)의 스팟 위치(P1)를 사선 방향(X5)으로 이동시킨다. 따라서, 스테이지(30)의 이동에 상관없이 잉크를 소결시킬 수 있다. 이 때, 스팟 위치(P1)는 제1 방향(X1)으로 조금 이동하여 변경점(P3)와 a 간격만큼 이격된다.
다음으로, 계속하여 분사 위치(P2)가 제2 방향(X3)으로 b' 간격만큼 이동하는 경우, 스캐너(40)를 이용하여 스팟 위치(P1)를 사선 방향(X5)으로 이동시키고, 결과적으로 스팟 위치(P1)는 제1 방향(X1)으로 조금 이동하여 변경점(P3)과 a'의 간격만큼 이격된다.
다음으로, 분사 위치(P2)가 제2 방향(X3)으로 b" 간격만큼 이동하는 경우, 스캐너(40)를 이용하여 스팟 위치(P1)를 사선 방향(X5)으로 이동시키고, 결과적으로 스팟 위치(P1)는 변경점(P3)과 일치하게 된다. 스팟 위치(P1)와 분사 위치(P2)는 제1 간격(d1)을 유지하여야 하므로, a' 간격과 b' 간격의 합과, a" 간격과 b" 간격의 합은 제1 간격(d1)과 동일하다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10: 레이저 발생기 20: 잉크젯 노즐
30: 스테이지 40: 스캐너
50: 회전 프레임 60: 노즐 위치 조절부
P1: 스팟 위치 P2: 분사 위치

Claims (10)

  1. 레이저 빔을 조사하는 레이저 발생기,
    잉크를 분사하는 잉크젯 노즐,
    상기 잉크를 수용하는 기판이 탑재되는 스테이지,
    상기 레이저 발생기와 상기 스테이지 사이에 위치하며 상기 레이저 빔의 스팟 위치를 조절하는 스캐너,
    상기 스캐너에 연결되며 회전하는 회전 프레임, 그리고
    상기 회전 프레임에 설치되며 상기 잉크젯 노즐에 연결되는 노즐 위치 조절부
    를 포함하고,
    상기 노즐 위치 조절부는
    상기 잉크젯 노즐과 연결되는 제1 프레임,
    상기 제1 프레임과 이격되어 위치하는 제2 프레임,
    상기 제1프레임에 위치하며 회전하는 제1롤러 및 상기 제2프레임에 위치하며 회전하는 제2롤러,
    상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러의 회전을 조절하는 조절기
    를 포함하고,
    상기 회전 프레임의 외주부는 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러 사이에 위치하며, 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러의 회전에 의해 상기 외주부를 따라 상기 잉크젯 노즐이 이동하는 레이저 패터닝 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 레이저 빔의 스팟 위치는 상기 잉크젯 노즐의 분사 위치와 소정 간격 이격되는 레이저 패터닝 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 회전 프레임은 상기 스캐너에 연결되는 복수개의 연결부, 그리고
    상기 복수개의 연결부와 연결되며 상기 스캐너를 둘러싸는 외주부
    를 포함하는 레이저 패터닝 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 조절기는 상기 제2 프레임에 위치하는 레이저 패터닝 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 잉크젯 노즐은
    상기 노즐 위치 조절부의 제1 프레임에 연결되는 노즐 본체, 그리고
    상기 노즐 본체의 단부에 위치하며 상기 잉크가 분사되는 노즐 팁
    을 포함하는 레이저 패터닝 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 스테이지의 위치를 조절하는 스테이지 위치 조절부를 더 포함하는 레이저 패터닝 장치.
  8. 레이저 빔을 조사하는 레이저 발생기, 잉크를 분사하는 잉크젯 노즐, 상기 잉크를 수용하는 기판이 탑재되는 스테이지, 상기 레이저 발생기와 상기 스테이지 사이에 위치하며 상기 레이저 빔의 스팟 위치를 조절하는 스캐너, 상기 스캐너에 연결되며 회전하는 회전 프레임, 그리고 상기 회전 프레임에 설치되며 상기 잉크젯 노즐에 연결되는 노즐 위치 조절부를 포함하는 레이저 패터닝 장치를 이용한 레이저 패터닝 방법에 있어서,
    상기 레이저 빔의 스팟 위치를 상기 잉크젯 노즐의 분사 위치와 제1 간격으로 이격되게 위치시키는 단계,
    상기 제1 간격을 유지하며 상기 레이저 빔의 스팟 위치와 상기 잉크젯 노즐의 분사 위치를 함께 제1 방향으로 이동시키는 단계,
    상기 노즐 위치 조절부를 이용하여 상기 회전 프레임을 회전시켜 상기 잉크젯 노즐의 위치를 변경시키는 단계,
    상기 스캐너를 이용하여 상기 레이저 빔의 스팟 위치를 변경시키는 단계, 그리고
    상기 레이저 빔의 스팟 위치와 상기 잉크젯 노즐의 분사 위치를 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이동시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 노즐 위치 조절부는
    상기 잉크젯 노즐과 연결되는 제1 프레임,
    상기 제1 프레임과 이격되어 위치하는 제2 프레임,
    상기 제1프레임에 위치하며 회전하는 제1롤러 및 상기 제2프레임에 위치하며 회전하는 제2롤러,
    상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러의 회전을 조절하는 조절기
    를 포함하고,
    상기 회전 프레임의 외주부는 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러 사이에 위치하며, 상기 제1 롤러와 상기 제2 롤러의 회전에 의해 상기 외주부를 따라 상기 잉크젯 노즐이 이동하는 레이저 패터닝 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 잉크젯 노즐의 분사 위치를 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이동시키는 동시에 상기 스캐너를 이용하여 상기 레이저 빔의 스팟 위치를 변경시키는 레이저 패터닝 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 잉크젯 노즐의 분사 위치가 상기 제1 방향으로 이동하는 경우의 제1 간격은 상기 잉크젯 노즐의 분사 위치가 상기 제2 방향으로 이동하는 경우의 제1 간격과 동일한 레이저 패터닝 방법.
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