KR102104405B1

KR102104405B1 - 솔더 페이스트 프린팅 방법

Info

Publication number: KR102104405B1
Application number: KR1020130128017A
Authority: KR
Inventors: 편승현; 정광민
Original assignee: 한화정밀기계 주식회사
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2020-04-24
Also published as: KR20150047928A

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 챔버와, 제2 챔버와, 병목 연결부와, 제1 가압판을 구비한 제1 가압부와, 제2 가압판을 구비한 제2 가압부와, 노즐부를 포함하는 솔더 페이스트 프린팅 장치를 이용한 솔더 페이스트 프린팅 방법에 있어서, (a) 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 스트로크 길이, 솔더 페이스트의 프린팅 거리, 솔더 페이스트의 프린팅 속도의 값들을 결정하는 단계와, (b) 상기 결정된 값들을 바탕으로 하여 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 이동 속도를 연산하는 단계와, (c) 상기 연산된 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 이동 속도에 따라 상기 제1 가압부 및 상기 제2 가압부를 제어하여 솔더 페이스트를 기판에 도포하는 단계를 포함하는 솔더 페이스트 프린팅 방법을 제공한다.

Description

솔더 페이스트 프린팅 방법{Method for printing solder paste}

본 발명은 솔더 페이스트 프린팅 방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판에는 반도체 칩 등의 전자 부품이 실장될 수 있도록 용융 상태의 솔더 페이스트가 일정한 패턴으로 프린팅(도포)된다.

솔더 페이스트의 도포는 스크린 프린터 등의 도포 장치에 의해 수행되는데, 일반적으로 도포 장치는 특정 패턴의 개구부가 형성된 마스크 상에 솔더 페이스트를 공급한 후, 공급된 솔더 페이스트를 압착시킴으로써, 인쇄회로기판의 부품 장착부에 솔더 페이스트를 프린팅하게 된다.

따라서, 솔더 페이스트를 공급하는 장치의 개발도 지속적으로 이루어져 왔는데, 등록특허번호 1196284호에는 공정이 완료될 때까지 동일한 품질의 솔더 페이스트를 공급할 수 있는 솔더 페이스트 공급 장치가 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 향상된 프린팅 품질을 구현할 수 있는 솔더 페이스트 프린팅 방법을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 챔버와, 상기 제1 챔버와 이웃하는 제2 챔버와, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 연결하는 병목 연결부와, 상기 제1 챔버에 수용된 솔더 페이스트에 압력을 가하여 상기 제2 챔버 쪽으로 이동시키는 제1 가압판을 구비한 제1 가압부와, 상기 제2 챔버에 수용된 솔더 페이스트에 압력을 가하여 상기 제1 챔버쪽으로 이동시키는 제2 가압판을 구비한 제2 가압부와, 상기 병목 연결부에 형성되어 내부의 솔더 페이스트를 외부로 분사시키는 노즐부를 포함하는 솔더 페이스트 프린팅 장치를 이용한 솔더 페이스트 프린팅 방법에 있어서, (a) 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 스트로크 길이, 솔더 페이스트의 프린팅 거리, 솔더 페이스트의 프린팅 속도의 값들을 결정하는 단계;와, (b) 상기 결정된 값들을 바탕으로 하여, 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 이동 속도를 연산하는 단계;와, (c) 상기 연산된 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 이동 속도에 따라 상기 제1 가압부 및 상기 제2 가압부를 제어하여 솔더 페이스트를 기판에 도포하는 단계;를 포함하는 솔더 페이스트 프린팅 방법을 제공한다.

여기서, 상기 (a) 단계에서, 상기 솔더 페이스트의 프린팅 거리는, 상기 기판의 폭에 마진 거리를 추가하여 결정될 수 있다.

여기서, 상기 (c) 단계에서, 상기 솔더 페이스트는 마스크를 경유하여 상기 기판에 도포될 수 있다.

여기서, 상기 (c) 단계 후에, 상기 도포된 솔더 페이스트의 도포량을 검사하고, 상기 솔더 페이스트의 도포량이 기준 범위에 미달 또는 초과인 경우, 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판 중 적어도 하나의 이동 속도를 재조정할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 챔버와, 상기 제1 챔버와 이웃하는 제2 챔버와, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 연결하는 병목 연결부와, 상기 제1 챔버에 수용된 솔더 페이스트에 압력을 가하여 상기 제2 챔버 쪽으로 이동시키는 제1 가압판을 구비한 제1 가압부와, 상기 제2 챔버에 수용된 솔더 페이스트에 압력을 가하여 상기 제1 챔버쪽으로 이동시키는 제2 가압판을 구비한 제2 가압부와, 상기 병목 연결부에 형성되어 내부의 솔더 페이스트를 외부로 분사시키는 노즐부를 포함하는 솔더 페이스트 프린팅 장치를 이용한 솔더 페이스트 프린팅 방법에 있어서, (a) 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 이동 속도, 솔더 페이스트의 프린팅 거리, 솔더 페이스트의 프린팅 속도의 값들을 결정하는 단계;와, (b) 상기 결정된 값들을 바탕으로 하여, 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 스트로크 길이를 연산하는 단계;와, (c) 상기 연산된 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 스트로크 길이에 따라 상기 제1 가압부 및 상기 제2 가압부를 제어하여 솔더 페이스트를 기판에 도포하는 단계;를 포함하는 솔더 페이스트 프린팅 방법을 제공한다.

여기서, 상기 (c) 단계 후에, 상기 도포된 솔더 페이스트의 도포량을 검사하고, 상기 솔더 페이스트의 도포량이 기준 범위에 미달 또는 초과인 경우, 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판 중 적어도 하나의 스트로크 길이를 재조정할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 솔더 페이스트 프린팅 방법은, 프린팅이 완료되는 시점에 맞도록 제1 가압판 및 제2 가압판의 이동 속도 또는 스트로크 길이를 결정하므로, 프린팅 시에 솔더 페이스트가 부족하여 프린팅의 품질이 떨어지거나 프린팅 작업이 중단되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 솔더 페이스트 프린팅 방법에 따르면, 검사부가 도포된 솔더 페이스트의 형상을 촬영하고 그 촬영 결과를 바탕으로 피드백 제어를 하므로, 더욱 훌륭한 품질의 솔더 페이스트의 프린팅 작업이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 솔더 페이스트 프린팅 장치의 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 솔더 페이스트 프린팅 장치가 기판에 솔더 페이스트를 프린팅하는 모습을 도시한 평면도인데, 설명을 위해 마스크를 생략한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 관한 솔더 페이스트 프린팅 장치의 제1 가압부와 제2 가압부가 작동하면서 노즐부를 통하여 솔더 페이스트가 도포되는 모습을 도시한 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 솔더 페이스트 프린팅 방법을 도시한 개략적인 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관한 솔더 페이스트 프린팅 방법을 도시한 개략적인 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 솔더 페이스트 프린팅 장치의 모습을 도시한 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 솔더 페이스트 프린팅 장치가 기판에 솔더 페이스트를 프린팅하는 모습을 도시한 평면도인데, 설명을 위해 마스크(M)를 생략한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)는 솔더 페이스트(P)를 공급받아 마스크(M)를 통해 기판(S)에 솔더 페이스트(P)를 프린팅하는 장치로서, 전술한 등록특허번호 1196284호에 개시된 솔더 페이스트 공급 장치의 구성을 개량한 장치이다.

본 실시예에 따른 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)는, 제1 챔버(110), 제2 챔버(120), 병목 연결부(130), 제1 가압부(140), 제2 가압부(150), 노즐부(160), 차단부(170), 센서부(180), 탱크부(190), 제어부(195), 입력부(197), 검사부(199)를 포함하여 구성되어 있으며, 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)는 전체 프린팅 시스템의 X-Y 갠츄리 장치(G)에 설치되어, 솔더 페이스트 도포시 기판(S)의 X-Y 방향으로 이동할 수 있도록 설치되고 제어된다. 여기서, X-Y 갠츄리 장치(G)는 기존의 스크린 프린터 장치, 칩 마운터 장치 등의 헤드의 이동에 사용되는 공지의 장치이다.

제1 챔버(110)와 제2 챔버(120)는 내부에 솔더 페이스트(P)를 수용하는 수용 공간을 가지는데, 튜브 형상, 중공 원통형, 중공 사각기둥 형상 등의 형상을 가질 수 있다.

본 실시예에 따른 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120)는 서로 평행하게 배치되는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 전술한 등록특허번호 1196284호에 개시된 바와 같이 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120)가 서로 "V"자 형태로 소정의 각도로 배치될 수도 있다.

본 실시예에 따른 제1 챔버(110)의 단면적(수용 공간의 단면적으로서, 솔더 페이스트의 이동 방향에 수직한 가상면을 의미함)은 제2 챔버(120)의 단면적과 동일한 면적으로 형성되지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120)의 단면적은, 서로 다른 면적을 가지도록 형성될 수 있다.

한편, 병목 연결부(130)는 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120) 사이에 형성되어, 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120)를 연결한다. 병목 연결부(130)의 단면의 면적은 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120)의 단면적보다 작게 형성된다.

제1 가압부(140)는 제1 챔버(110)에 수용되는 솔더 페이스트(P)에 압력을 가하여 제2 챔버(120)쪽으로 이동시키는 기능을 수행한다. 이를 위해 제1 가압부(140)는, 제1 가압판(141)과, 제1 가압판(141)을 움직이는 제1 가압 구동부(142)를 구비한다.

제1 가압판(141)은 제1 챔버(110)의 내부에서 왕복 이동하며, 제1 챔버(110)에 수용된 솔더 페이스트(P)에 접촉하여 솔더 페이스트(P)를 가압하는 기능을 수행한다.

제1 가압 구동부(142)는 제1 가압판(141)에 결합되는 로드(142a)를 구비하고 있으며, 로드(142a)의 움직임으로 제1 가압판(141)을 왕복 운동시킨다. 제1 가압 구동부(142)는 공압 실린더, 유압 실린더, 볼 스크류와 모터를 조합한 구조 등에 의해 구현될 수 있다.

제1 가압 구동부(142)는 제어부(195)에 의해 제어되고, 제1 가압판(141)의 움직임을 조정한다. 아울러, 제1 가압판(141)의 이동 속도, 스트로크 길이 등도 필요에 따라 제어부(195)에 의해 조절할 수 있다.

제어부(195)가 제1 가압부(140)를 제어하여 제1 챔버(110)에 수용된 솔더 페이스트(P)에 압력을 가하면, 제1 챔버(110)에 수용되었던 솔더 페이스트(P)는 병목 연결부(130)를 경유하여 노즐부(160)를 통해 도포되거나 제2 챔버(120)로 이동하게 된다.

한편, 제2 가압부(150)는 제2 챔버(120)에 수용되는 솔더 페이스트(P)에 압력을 가하여 제1 챔버(110)쪽으로 이동시키는 기능을 수행한다. 이를 위해 제2 가압부(150)는, 제2 가압판(151)과, 제2 가압판(151)을 움직이는 제2 가압 구동부(152)를 구비한다.

제2 가압판(151)은 제2 챔버(120)의 내부에서 왕복 이동하며, 제2 챔버(120)에 수용된 솔더 페이스트(P)에 접촉하여 솔더 페이스트(P)를 가압하는 기능을 수행한다.

제2 가압 구동부(152)는 제2 가압판(151)에 결합되는 로드(152a)를 구비하고 있으며, 로드(152a)의 움직임으로 제2 가압판(151)을 왕복 운동시킨다. 제2 가압 구동부(152)는 공압 실린더, 유압 실린더, 볼 스크류와 모터를 조합한 구조 등에 의해 구현될 수 있다.

제2 가압 구동부(152)는 제어부(195)에 의해 제어되고, 제2 가압판(151)의 움직임을 조정한다. 아울러, 제2 가압판(151)의 이동 속도, 스트로크 길이 등도 필요에 따라 제어부(195)에 의해 조절할 수 있다.

제어부(195)가 제2 가압부(150)를 제어하여 제2 챔버(120)에 수용된 솔더 페이스트(P)에 압력을 가하면, 제2 챔버(120)에 수용되었던 솔더 페이스트(P)는 병목 연결부(130)를 경유하여 노즐부(160)를 통해 도포되거나 제1 챔버(110)로 이동하게 된다.

한편, 노즐부(160)는 병목 연결부(130)에 형성되며, 병목 연결부(130)를 경유하는 솔더 페이스트(P)를 외부로 분사시킨다. 노즐부(160)는 패턴 개구(PA)가 형성된 마스크(M)를 마주보도록 하측을 향해 형성된다.

차단부(170)는 병목 연결부(130)에 설치된다. 차단부(170)는 차단판(171)과, 차단판(171)을 구동하는 차단 구동부(172)를 포함하여 구성된다.

차단판(171)은 병목 연결부(130)에 설치되어, 병목 연결부(130)의 일부 단면을 차단시킨다.

차단 구동부(172)는 차단판(171)을 이동시켜 차단판(171)에 의해 병목 연결부(130)가 차단되는 영역을 조정한다. 차단 구동부(172)는 공압에 의해 작동하는 공압 실린더, 유압에 의해 작동하는 유압 실린더 또는 모터 및 볼스크류를 조합한 구조 등에 의해 구현될 수 있으며, 이러한 구성은 통상의 기술자에게 자명하므로 상세한 설명은 생략한다.

제어부(195)는 차단판(171)의 움직임을 이용하여 병목 연결부(130)가 개방되는 정도를 조정함으로써, 병목 연결부(130)를 통과하는 솔더 페이스트(P)에 가해지는 압력을 조정할 수 있다. 예를 들어, 차단 구동부(172)에 의해 차단판(171)이 상측으로 이동하여 병목 연결부(130)가 상대적으로 많이 개방되면, 병목 연결부(130)를 통과하는 솔더 페이스트(P)에 상대적으로 낮은 압력이 작용한다. 반대로, 차단 구동부(172)에 의해 차단판(172)이 하측으로 이동하여 병목 연결부(130)가 상대적으로 조금 개방되면, 병목 연결부(130)를 통과하는 솔더 페이스트(P)에 상대적으로 높은 압력이 작용한다.

한편, 센서부(180)는 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120)에 설치되는데, 제1 챔버(110) 또는 제2 챔버(120)에 내부에 수용된 솔더 페이스트(P)의 양을 감지하여 제어부(195)로 감지 결과를 송신하는 기능을 수행한다.

제어부(195)는 센서부(180)로부터 받은 감지 결과를 바탕으로 하여 판단하고, 제1 챔버(110) 또는 제2 챔버(120) 내부에 수용된 솔더 페이스트(P)의 양이 미리 설정된 기준 수용량 이하인 경우, 제1 챔버(110) 또는 제2 챔버(120)에 솔더 페이스트(P)를 추가로 공급하도록 하는 공급 신호를 탱크부(190)로 전송한다.

탱크부(190)는, 제어부(195)로부터 제어 신호를 수신하여, 공급밸브(191)(192)를 작동시킴으로써 솔더 페이스트(P)를 제1 챔버(110) 또는 제2 챔버(120)로 공급한다. 따라서, 탱크부(190)의 존재로 인해, 제1 챔버(110) 또는 제2 챔버(120) 내부의 솔더 페이스트(P)의 감소량을 프린팅 공정의 중단 없이 적시에 보충할 수 있다.

한편, 제어부(195)는 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)의 각 구성을 제어하는 장치로, 특히, 입력부(197)로부터 입력을 받고, 센서부(180)로부터 신호를 받아, 제1 가압부(140), 제2 가압부(150), 차단부(170), 탱크부(190) 등을 제어한다. 아울러, 제어부(195)는 X-Y 갠츄리 장치(G)도 적절히 제어하여, 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)의 X-Y 평면상에서의 움직임을 제어한다.

제어부(195)는 집적회로칩 등의 회로 소자가 포함된 회로 장치로 구성될 수 있는데, 회로 장치는 데이터 저장과 연산 기능을 수행할 수 있게 된다.

입력부(197)는 사용자의 지시를 입력하는 장치로서, 제어부(195)와 전기적으로 연결되어 있다. 입력부(197)는 일반적인 입력 장치에 사용되는 키패드, 터치패드, 키보드, 마우스 등으로 구성될 수 있으며, 필요에 따라 모니터, 표시창 등을 구비할 수 있다.

검사부(199)는 기판(S)에 프린팅된 솔더 페이스트를 촬영하여 프린팅된 솔더 페이스트의 불량 여부를 측정한다. 이를 위해 검사부(199)는 도포 부위의 촬영을 위한 촬상 장치(미도시)를 구비하고, 촬영된 도포양이 기준 범위에 못미치면 '미달 도포'로 판단하고, 기준 범위를 초과하면 '과다 도포'로 판단하여 제어부(195)로 결과를 송신한다. 제어부(195)는 해당 결과를 바탕으로 피드백 제어를 수행한다.

이하, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 실시예에 따른 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)의 기본적인 작동을 설명한다. 또한, 도 4를 참조하여 그러한 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)를 이용하여 프린팅을 수행하는 방법에 대해 살펴본다.

도 3a 및 도 3b를 참조하여, 본 실시예의 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)의 기본적인 작동은 다음과 같다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 가압부(140)의 제1 가압판(141)이 병목 연결부(130)와 가까워지는 방향으로 이동하면 제1 챔버(110)에 수용된 솔더 페이스트(P)에 압력이 가해지면서 솔더 페이스트(P)는 병목 연결부(130)로 이동하게 된다. 이때, 병목 연결부(130)의 단면이 좁아지므로, 병목 연결부(130)에서의 유속이 감소하면서 압력은 증가하게 된다. 병목 연결부(130)에서의 압력 증가로 인해 솔더 페이스트(P)는 노즐부(160)를 통해 마스크(M) 쪽으로 분사된다. 이 때, 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)는 X-Y 갠츄리 장치(G)의 작동으로 후방으로 이동하게 된다.

이 경우, 제1 챔버(110)내의 솔더 페이스트(P)의 체적 감소량과 노즐부(160)를 통해 외부로 분사되는 솔더 페이스트(P)의 분사량이 동일하다면, 제2 챔버(120)에 설치된 제2 가압판(151)은 병목 연결부(130)로부터 멀어지는 방향으로 이동될 필요는 없다. 그러나, 제1 챔버(110)내의 솔더 페이스트(P)의 체적 감소량이 노즐부(160)를 통해 외부로 분사되는 솔더 페이스트(P)의 분사량 보다 많다면, 도 3a에 도시된 바와 같이 제2 가압판(151)은 병목 연결부(130)로부터 멀어지는 방향으로 이동되고, 노즐부(160)를 통해 분사되지 않은 솔더 페이스트(P)는 병목연결부(130)를 경유하여 제2 챔버(120) 측으로 이동한다.

또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 가압부(150)의 제2 가압판(151)이 병목 연결부(130)와 가까워지는 방향으로 이동하면 제2 챔버(120)에 수용된 솔더 페이스트(P)에 압력이 가해지면서 솔더 페이스트(P)는 병목 연결부(130)로 이동하게 된다. 이때, 병목 연결부(130)의 단면이 좁아지므로, 병목 연결부(130)에서의 유속이 감소하면서 압력은 증가하게 된다. 병목 연결부(130)에서의 압력 증가로 인해 노즐부(160)를 통해 솔더 페이스트(P)는 마스크(M) 쪽으로 분사된다. 이 때, 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)는 X-Y 갠츄리 장치(G)의 작동으로 전방으로 이동하게 된다.

이 경우, 제2 챔버(120)내의 솔더 페이스트(P)의 체적 감소량과 노즐부(160)를 통해 외부로 분사되는 솔더 페이스트의 분사량이 동일하다면, 제1 챔버(110)에 설치된 제1 가압판(141)은 병목 연결부(130)로부터 멀어지는 방향으로 이동될 필요는 없다. 그러나, 제2 챔버(120)내의 솔더 페이스트(P)의 체적 감소량이 노즐부(160)를 통해 외부로 분사되는 솔더 페이스트(P)의 분사량보다 많다면, 도 3b에 도시된 바와 같이 제1 가압판(141)은 병목 연결부(130)로부터 멀어지는 방향으로 이동되고, 노즐부(160)를 통해 분사되지 않은 솔더 페이스트(P)는 병목 연결부(130)를 경유하여 제1 챔버(110) 측으로 이동한다.

한편, 솔더 페이스트(P)가 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120) 사이를 왕복하게 되면 솔더 페이스트(P)를 구성하는 솔더 입자와 플럭스가 균일하게 혼합되어 솔더 페이스트(P) 전체가 균일한 점도를 가질 수 있다. 특히, 분사 공정을 시작하기 전 일정 시간 동안 노즐부(160)를 폐쇄하고 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120) 사이에서 솔더 페이스트(P)를 왕복시켜 솔더 페이스트(P)의 점도를 균일하게 한 후 노즐부(160)를 개방하여 분사 공정을 시작하면, 분사 공정이 완료될 때까지 항상 균일한 점도의 솔더 페이스트(P)를 공급할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 관한 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)의 내부의 기본적인 작동을 살펴보았다. 다음으로, 도 4를 참조로 하여, 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)의 운용을 위한 프린팅 방법에 대해 설명한다.

우선, 사용자는 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)의 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각각의 스트로크 길이(SL1, SL2), 솔더 페이스트(P)의 프린팅 거리(PD), 솔더 페이스트(P)의 프린팅 속도(PV)를 일정한 값으로 결정한 후, 그 결정된 값을 입력부(197)를 통해 제어부(195)에 입력한다(단계 S110).

여기서, 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각 스트로크 길이(SL1, SL2)는 제1 챔버(110) 및 제2 챔버(120)의 내부 형상에 의해 제약되기는 하지만, 내부 형상에 의해 제약되는 부분의 범위내에서 사용자는 각 스트로크 길이(SL1, SL2)를 결정한다. 예를 들어, 제1 챔버(110)의 내부 공간 중 제1 가압판(141)이 이동할 수 있는 최대 길이가 10cm라고 가정할 때, 사용자는 임의로 스트로크 길이를 8cm로 결정할 수 있다. 여기서, 스트로크 길이를 결정하는 것은 1회의 스트로크 당 배출되는 솔더 페이스트의 양과 관련이 있다. 예를 들어, 스트로크 길이가 8cm라고 하고, 제1 챔버(110)의 단면적을 2㎠라고 하면, 제1 챔버(110)의 1회 스트로크로 최대 16㎤의 솔더 페이스트가 노즐부(160)로 배출될 수 있다.

또한, 사용자는 기판에서의 1회의 프린팅 거리(PD)를 결정한다. 예를 들어 솔더 페이스트가 도포되는 기판(S)의 폭이 W라고 한다면(도 2 참조), 마진 거리를 추가하여 프린팅 거리를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기판(S)의 폭이 20cm라고 한다면, 프린팅 거리(PD)는 기판의 폭 20cm에다가 전방 마진 거리(M1)로 1cm를 추가하고 후방 마진 거리(M2)로 1cm를 추가한다면, 한번에 프린팅이 수행되는 프린팅 거리(PD)는 22cm가 된다. 부언하면, 본 실시예의 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이 4회의 프린팅 거리들을 프린팅 해야만 기판(S)의 일면을 모두 프린팅 완료하게 된다. 즉, 1회의 프린팅 거리(PD)는 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)가 전방 또는 후방으로 단방향 편도로 움직이는 거리(도 2에서 점 A와 점 B를 연결하는 선분 AB의 길이)이고, 그 경우, 제1 가압판(141)과 제2 가압판(152) 중 어느 하나만이 움직여 솔더 페이스트(P)를 가압하도록 제어된다. 물론, 본 발명에 따르면 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)가 전방 또는 후방으로 단방향 편도로 움직이는 동안에 제1 가압판(141)과 제2 가압판(152)이 번갈아 왕복하면서 움직이도록 설계될 수 있지만, 본 실시예에서는 제어의 편의성을 고려하여 상기와 같이 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)가 전방 또는 후방으로 단방향 편도로 움직이는 동안에 제1 가압판(141)과 제2 가압판(152) 중 어느 하나만이 움직여 가압하도록 구성된다.

또한, 사용자는 솔더 페이스트(P)의 프린팅 속도(PV)를 결정한다. 예를 들어, 솔더 페이스트가 기판(S) 위에서 프린팅되는 속도는 초당 10cm(10cm/s)가 될 수 있다. 본 실시예의 경우, 솔더 페이스트(P)의 프린팅 속도(PV)는 X-Y 갠츄리 장치(G)에 의한 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)의 이동 속도와 동일하다.

이상과 같이, 사용자가 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각각의 스트로크 길이(SL1, SL2), 솔더 페이스트(P)의 프린팅 거리(PD), 솔더 페이스트(P)의 프린팅 속도(PV)를 결정한 후에는, 제어부(195)가 프린팅 시간(PT)을 연산하고, 그 연산된 값을 이용하여 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각각의 이동 속도(MV1)(MV2)를 연산한다(단계 S120).

즉, 프린팅 시간(PT)은, 다음의 수학식 1에 따라, 1회의 프린팅 거리(PD)를 프린팅 속도(PV)로 나눈 값이 된다. 예를 들어, 1회의 프린팅 거리가 22cm이고, 프린팅 속도가 10cm/s인 경우, 1회의 프린팅 시간은 2.2초가 된다.

이어, 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각각의 이동 속도(MV1)(MV2)는, 다음의 [수학식 2] 및 [수학식 3]에 도시된 바와 같이 구할 수 있다.

한편, 상기의 [수학식 2]와 [수학식 3]에 의해, 제1 가압판(141)의 이동 속도(MV1) 및 제2 가압판(151)의 이동 속도(MV2)의 값이 연산되어 결정되면, 제어부(195)는 솔더 페이스트의 도포 시, 제1 가압판(141)의 이동 속도(MV1) 및 제2 가압판(151)의 이동 속도(MV2)가 결정된 값을 유지하도록 제1 가압 구동부(142)와 제2 가압 구동부(152)를 적절히 제어하게 된다(단계 S130).

그렇게 되면 1회의 프린팅 거리(PD)를 프린팅하는 과정에서 솔더 페이스트(P)의 공급량의 부족함이 없게 된다. 즉, 본 실시예에서는, 1회의 프린팅 거리(PD)를 프린팅하는 시간(PT)과 제1 가압판(141)(또는 제2 가압판(151))이 움직이는 시간을 동일하게 함으로써, 1회의 프린팅 거리(PD)를 프린팅하는 공정과 제1 가압판(141)(또는 제2 가압판(151))의 움직이는 동작이 함께 종료되도록 함으로써, 프린팅 과정에서 도포되는 솔더 레지스트(P)의 양이 부족하게 되는 현상이 방지된다.

이상과 같은 과정을 기판(S)에 솔더 페이스트의 도포가 모두 완료될 때까지, 복수회의 프린팅 거리(PD)의 프린팅 작업을 반복하여 수행한다. 이 경우, 각 회의 프린팅 거리(PD)의 프린팅 작업 사이에는, X-Y 갠츄리 장치(G)에 의해 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)를 기판(S)의 길이(L)의 방향으로 소정의 거리(FL)만큼 이동하는 공정이 포함된다. 본 실시예에서는 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)가 도 2에 도시된 작업 경로(WP)를 따라 움직이면서 기판(S) 전체에 대해 프린팅 작업을 수행하게 된다.

한편, 솔더 페이스트(P)의 도포를 완료한 후에는, 검사부(199)는 기판(S)에 프린팅된 솔더 페이스트의 상태를 촬영하여 프린팅된 솔더 페이스트의 불량 여부를 결정한다. 촬영된 솔더 페이스트의 양이 기준 범위에 못미치면 '미달 도포'로 판단하고, 기준 범위를 초과하면 '과다 도포'로 판단하여 제어부(195)로 결과를 송신한다. 제어부(195)는 해당 결과를 바탕으로 다음 기판의 솔더 페이스트 도포 시에 피드백 제어를 수행한다. 즉, 그 경우 제어부(195)는 별도의 모니터(미도시) 등으로 사용자에게 프린팅 거리(PD) 또는 프린팅 속도(PV)을 조절하도록 유도한 후, 제1 가압판(141)의 이동 속도(MV1) 및 제2 가압판(151)의 이동 속도(MV2) 중 적어도 하나를 재조정함으로써 적절한 양의 솔더 페이스트(P)가 기판(S)에 도포되도록 한다.

본 실시예에 따르면, 하나의 기판(S)에 대해 솔더 페이스트의 도포를 완료한 후에, 검사부(199)가 기판(S)의 표면을 촬상한 후, 그 검사 결과를 피드백 제어로 다음 기판에 대한 프린팅 작업시 이용하지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)가 매회의 프린팅 거리(PD)를 주파할 때마다 검사부(199)가 검사를 수행하여 다음 프린팅 거리를 주파할 때 피드백 결과를 이용하여 제어를 수행할 수도 있다.

이상과 같이 설명한 본 발명의 일 측면에 따른 솔더 페이스트 프린팅 방법은, 1회의 프린팅 거리(PD)의 프린팅 작업이 완료되는 시점에 맞추어 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각각의 이동 속도(MV1)(MV2)를 결정하고, 그 결정된 결과에 따라 솔더 페이스트 프린팅 공정을 제어하므로, 1회의 프린팅 거리(PD)의 프린팅 작업 시에 솔더 페이스트가 부족하여 프린팅의 품질이 떨어지거나 프린팅 작업이 중단되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 솔더 페이스트 프린팅 방법에 따르면, 검사부(199)가 도포된 솔더 페이스트의 형상을 촬영하고 그 촬영 결과를 바탕으로 피드백 제어를 하므로, 더욱 훌륭한 품질의 솔더 페이스트의 프린팅 작업이 이루어질 수 있다.

이하, 도 5를 참조로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 솔더 페이스트 프린팅 방법에 대해 설명한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 솔더 페이스트 프린팅 방법이 운용되는 솔더 페이스트 프린팅 장치는, 전술한 실시예에서 설명한 솔더 페이스 프린팅 장치(100)의 구성 및 내부의 기본적인 작동을 그대로 이용하므로, 그와 관련된 중복된 설명은 가급적 피하고, 상이한 부분을 중심으로 하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관한 솔더 페이스트 프린팅 방법을 도시한 개략적인 흐름도이다.

우선, 사용자는 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)의 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각각의 이동 속도(MV1)(MV2), 솔더 페이스트(P)의 프린팅 거리(PD), 솔더 페이스트(P)의 프린팅 속도(PV)를 일정한 값으로 결정한 후, 그 결정된 값을 입력부(197)를 통해 제어부(195)에 입력한다(단계 S210).

여기서, 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각각의 이동 속도(MV1)(MV2)는 제1 챔버(110)와 제2 챔버(120)의 내부에서의 이동 속도를 의미한다. 예를 들면, 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각각의 이동 속도(MV1)(MV2)는 각각 초당 2cm(2cm/s)가 될 수 있다.

또한, 사용자는 기판에서의 1회의 프린팅 거리(PD)를 결정한다. 예를 들어 솔더 페이스트가 도포되는 기판(S)의 폭이 W라고 한다면, 마진 거리를 추가하여 프린팅 거리를 결정할 수 있다. 예를 들어, 기판(S)의 폭이 20cm라고 한다면, 프린팅 거리는 기판의 폭 20cm에다가 전방 마진 거리(M1)로 1cm를 추가하고 후방 마진 거리(M2)로 1cm를 추가한다면, 한번에 프린팅이 수행되는 프린팅 거리는 22cm가 된다. 여기서, 1회의 프린팅 거리(PD)에 대한 개념은, 전술한 일 실시예의 경우와 동일하다. 즉, 1회의 프린팅 거리(PD)란 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)가 전방 또는 후방으로 단방향 편도로 움직이는 거리이고, 그 경우, 제1 가압판(141)과 제2 가압판(152) 중 어느 하나만이 움직여 솔더 페이스트(P)를 가압하도록 제어된다.

또한, 사용자는 솔더 페이스트(P)의 프린팅 속도(PV)를 결정한다. 예를 들어, 솔더 페이스트가 기판(S) 위에서 프린팅되는 속도는 초당 10cm(10cm/s)가 될 수 있다. 본 실시예에 따른 솔더 페이스트(P)의 프린팅 속도(PV)는, 전술한 일 실시예의 경우와 동일하게, X-Y 갠츄리 장치(G)에 의한 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)의 이동 속도와 동일하다.

이상과 같이, 사용자가 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각각의 이동 속도(MV1)(MV2), 솔더 페이스트(P)의 프린팅 거리(PD), 솔더 페이스트(P)의 프린팅 속도(PV)를 결정한 후에는, 제어부(195)가 프린팅 시간(PT)을 연산하고, 그 연산된 값을 이용하여 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각각의 스트로크 길이(SL1, SL2)를 연산한다(단계 S220).

즉, 프린팅 시간(PT)은 전술한 [수학식 1]에 따라 1회의 프린팅 거리(PD)를 프린팅 속도(PV)로 나눈 값이 된다.

이어, 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각각의 스트로크 길이(SL1, SL2)는, 다음의 [수학식 4] 및 [수학식 5]에 도시된 바와 같이 구할 수 있다.

상기의 [수학식 4]와 [수학식 5]에 표시된 것과 같이, 제1 가압판(141)과 제2 가압판(151)의 각각의 스트로크 길이(SL1, SL2)의 값이 연산되어 결정되면, 제어부(195)는 솔더 페이스트의 도포 시, 제1 가압판(141)의 스트로크 길이(SL1) 및 제2 가압판(151)의 스트로크 길이(SL2)가 결정된 값을 유지하도록 제1 가압 구동부(142)와 제2 가압 구동부(152)를 적절히 제어하게 된다(단계 S230).

이상과 같은 과정을 기판(S)에 솔더 페이스트의 도포가 모두 완료될 때까지, 복수회의 프린팅 거리(PD)의 프린팅 작업을 반복하여 수행한다. 이 경우, 각 회의 프린팅 거리(PD)의 프린팅 작업 사이에는, X-Y 갠츄리 장치(G)에 의해 솔더 페이스트 프린팅 장치(100)를 기판(S)의 길이(L)의 방향으로 소정의 거리(FL)만큼 이동하는 공정이 포함된다.

한편, 솔더 페이스트(P)의 도포를 완료한 후에는, 검사부(199)는 기판(S)에 프린팅된 솔더 페이스트의 상태를 촬영하여 프린팅된 솔더 페이스트의 불량 여부를 결정한다. 촬영된 솔더 페이스트의 양이 기준 범위에 못미치면 '미달 도포'로 판단하고, 기준 범위를 초과하면 '과다 도포'로 판단하여 제어부(195)로 결과를 송신한다. 제어부(195)는 해당 결과를 바탕으로 다음 기판의 솔더 페이스트 도포 시에 피드백 제어를 수행한다. 즉, 그 경우 제어부(195)는 별도의 모니터(미도시) 등으로 사용자에게 프린팅 거리(PD) 또는 프린팅 속도(PV)을 조절하도록 유도한 후, 제1 가압판(141)의 스트로크 길이(SL1) 및 제2 가압판(151)의 스트로크 길이(SL2) 중 적어도 하나를 재조정함으로써 적절한 양의 솔더 페이스트(P)가 기판(S)에 도포되도록 한다.

이상과 같이 설명한 본 발명의 다른 측면에 따른 솔더 페이스트 프린팅 방법은, 1회의 프린팅 거리(PD)의 프린팅 작업이 완료되는 시점에 맞추어 제1 가압판(141) 및 제2 가압판(151)의 각각의 스트로크 길이(SL1)(SL2)를 결정하고, 그 결정된 결과에 따라 솔더 페이스트 프린팅 공정을 제어하므로, 1회의 프린팅 거리(PD)의 프린팅 작업 시에 솔더 페이스트가 부족하여 프린팅의 품질이 떨어지거나 프린팅 작업이 중단되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 솔더 페이스트 프린팅 방법에 따르면, 검사부(199)가 도포된 솔더 페이스트의 형상을 촬영하고 그 촬영 결과를 바탕으로 피드백 제어를 하므로, 더욱 훌륭한 품질의 솔더 페이스트의 프린팅 작업이 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 측면들은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명은 솔더 페이스트를 도포하는 장치 및 그 운용 방법에 사용될 수 있다.

100: 솔더 페이스트 프린팅 장치 110: 제1 챔버
120: 제2 챔버 130: 병목 연결부
140: 제1 가압부 150: 제2 가압부
160: 노즐부 170: 차단부
180: 센서부 190: 탱크부
195: 제어부 197: 입력부
199: 검사부 M: 마스크
S: 기판

Claims

제1 챔버와, 상기 제1 챔버와 이웃하는 제2 챔버와, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 연결하는 병목 연결부와, 상기 제1 챔버에 수용된 솔더 페이스트에 압력을 가하여 상기 제2 챔버 쪽으로 이동시키는 제1 가압판을 구비한 제1 가압부와, 상기 제2 챔버에 수용된 솔더 페이스트에 압력을 가하여 상기 제1 챔버쪽으로 이동시키는 제2 가압판을 구비한 제2 가압부와, 상기 병목 연결부에 형성되어 내부의 솔더 페이스트를 외부로 분사시키는 노즐부를 포함하는 솔더 페이스트 프린팅 장치를 이용한 솔더 페이스트 프린팅 방법에 있어서,
(a) 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 스트로크 길이, 솔더 페이스트의 기판에서의 1회의 프린팅 거리, 솔더 페이스트의 프린팅 속도의 값들을 결정하는 단계;
(b) 상기 결정된 값들을 바탕으로 하여, 상기 기판에서의 1회의 프린팅 거리의 프린팅 작업이 완료되는 시점에 맞추어 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 이동 속도를 결정하는 단계; 및
(c) 상기 결정된 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 이동 속도에 따라 상기 제1 가압부 및 상기 제2 가압부를 제어하여 솔더 페이스트를 기판에 도포하는 단계를 포함하는 솔더 페이스트 프린팅 방법.
삭제
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제1항에 있어서,
상기 (c) 단계 후에,
상기 도포된 솔더 페이스트의 도포량을 검사하고, 상기 솔더 페이스트의 도포량이 기준 범위에 미달 또는 초과인 경우, 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판 중 적어도 하나의 이동 속도를 재조정하는 솔더 페이스트 프린팅 방법.
제1 챔버와, 상기 제1 챔버와 이웃하는 제2 챔버와, 상기 제1 챔버와 상기 제2 챔버를 연결하는 병목 연결부와, 상기 제1 챔버에 수용된 솔더 페이스트에 압력을 가하여 상기 제2 챔버 쪽으로 이동시키는 제1 가압판을 구비한 제1 가압부와, 상기 제2 챔버에 수용된 솔더 페이스트에 압력을 가하여 상기 제1 챔버쪽으로 이동시키는 제2 가압판을 구비한 제2 가압부와, 상기 병목 연결부에 형성되어 내부의 솔더 페이스트를 외부로 분사시키는 노즐부를 포함하는 솔더 페이스트 프린팅 장치를 이용한 솔더 페이스트 프린팅 방법에 있어서,
(a) 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 이동 속도, 솔더 페이스트의 기판에서의 1회의 프린팅 거리, 솔더 페이스트의 프린팅 속도의 값들을 결정하는 단계;
(b) 상기 결정된 값들을 바탕으로 하여, 상기 기판에서의 1회의 프린팅 거리의 프린팅 작업이 완료되는 시점에 맞추어 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 스트로크 길이를 결정하는 단계; 및
(c) 상기 결정된 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판의 각 스트로크 길이에 따라 상기 제1 가압부 및 상기 제2 가압부를 제어하여 솔더 페이스트를 기판에 도포하는 단계를 포함하는 솔더 페이스트 프린팅 방법.
삭제
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제5항에 있어서,
상기 (c) 단계 후에,
상기 도포된 솔더 페이스트의 도포량을 검사하고, 상기 솔더 페이스트의 도포량이 기준 범위에 미달 또는 초과인 경우, 상기 제1 가압판 및 상기 제2 가압판 중 적어도 하나의 스트로크 길이를 재조정하는 솔더 페이스트 프린팅 방법.