KR102287442B1 - 도포 장치 및 이를 이용한 도포방법 - Google Patents

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Abstract

실시예는 도포 대상체가 배치되는 스테이지; 상기 도포 대상체에 접착제를 분사하는 분사 유닛; 상기 스테이지와 분사 유닛을 구동하는 구동 유닛; 및 상기 분사 유닛 및 상기 구동 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 접착제 도포시 상기 도포 대상체의 단차가 미리 정해진 높이 이상인 영역에서만 상기 스테이지 또는 분사 유닛을 회전시키는 접착제 도포 장치 및 이를 이용한 접착제 도포 방법을 개시한다.

Description

도포 장치 및 이를 이용한 도포방법{COATING DEVICE AND COATING METHOD USING THE SAME}
실시 예는 도포 장치 및 이를 이용한 도포방법에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치와 같은 전자 제품은 접착제와 같은 본딩 액체를 도포하는 공정을 통해 이종의 재료를 접합할 필요가 있다. 종래에는 수직 또는 수평 방향으로 이동하는 도포 장치를 이용하여 수평 상태의 자재에 접착제를 도포하였다.
최근에는 곡면 디스플레이 또는 플렉시블 디스플레이 기술이 도입되면서 곡면부에 접착제를 도포하는 공정이 필요하게 되었다. 이를 위해 X축, Y축, Z축, A축, C축으로 회전할 수 있는 도포 장치가 개발되어 단차가 형성된 곡면에도 분사 노즐이 회전함으로써 수직하게 접착제를 도포할 수 있다.
일반적으로 곡면 영역은 평면 영역과 달리 곡면과 평면의 연결 부분 또는 곡면간 연결 부분에 다수의 단차가 형성될 수 있다. 이 중에는 단차가 작아 분사 노즐의 회전이 불필요한 경우도 다수 존재한다.
그러나, 종래에는 접착제 도포시 단차 높이에 관계없이 단차가 형성된 모든 영역에서 스테이지 또는 분사 유닛이 회전함으로써 작업시간(tact time)이 증가하고 정량 토출이 어려운 문제가 있다.
실시예는 작업시간(tact time)이 감소하고 접착제를 정량 토출하는 접착제 도포 장치 및 도포 방법을 제공한다.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 접착제 도포 장치는, 도포 대상체가 배치되는 스테이지; 상기 도포 대상체에 접착제를 분사하는 분사 유닛; 상기 스테이지와 분사 유닛을 구동하는 구동 유닛; 및 상기 분사 유닛 및 상기 구동 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 접착제 도포시 상기 도포 대상체의 단차가 미리 정해진 높이 이상인 영역에서만 상기 스테이지 또는 분사 유닛을 회전시킨다.
상기 제어부는 상기 도포 대상체의 단차가 미리 정해진 높이 이상이면 상기 분사 유닛이 상기 단차의 경사면을 향해 접착제를 도포하도록 상기 스테이지 또는 분사 유닛을 회전시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 도포 대상체의 단차가 미리 정해진 높이보다 작으면 상기 스테이지 또는 분사 유닛을 회전시키지 않을 수 있다.
상기 제어부는 상기 도포 대상체의 단차가 미리 정해진 높이보다 작으면 상기 높이를 보상하도록 상기 스테이지 또는 분사 유닛의 높이를 조절할 수 있다.
상기 도포 대상체의 높이를 측정하는 높이 센서; 및 상기 도포 대상체의 이미지를 획득하는 이미지 획득 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 높이 센서의 측정 간격과 측정된 단차의 높이를 이용하여 상기 단차의 기울기를 측정하고, 상기 단차의 기울기를 미리 설정된 기준 기울기와 비교하여 상기 스테이지 또는 분사 유닛의 회전 여부를 결정할 수 있다.
상기 구동 유닛은 상기 스테이지를 구동하는 제1 구동 유닛 및 상기 분사 유닛을 구동하는 제2 구동 유닛을 포함할 수 있다.
상기 제1 구동 유닛 및 제2 구동 유닛 중 적어도 하나는 상기 스테이지 또는 상기 분사 유닛을 회전시킬 수 있다.
상기 미리 정해진 높이는 상기 분사 유닛의 노즐의 외경과 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 접착제 도포 방법은, 상기 접착제 도포 경로의 이미지 정보를 획득하는 단계; 상기 접착제 도포 경로의 높이 정보를 획득하는 단계; 상기 접착제 도포 경로의 이미지 정보 및 높이 정보를 이용하여 상기 접착제 도포 경로를 수정하는 단계; 및 상기 수정된 접착제 도포 경로를 따라 접착제를 도포하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 접착제 도포 방법은, 접착제 도포 경로의 이미지 정보를 획득하는 단계; 상기 접착제 도포 경로의 높이 정보를 획득하는 단계; 상기 접착제 도포 경로의 이미지 정보 및 높이 정보를 이용하여 상기 접착제 도포 경로를 수정하는 단계; 상기 접착제 도포 경로의 단차 정보를 보정하는 단계; 및 상기 수정된 접착제 도포 경로를 따라 접착제를 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단차 정보를 보정하는 단계는, 높이 측정 간격과 측정된 단차 높이를 이용하여 단차의 기울기 정보를 생성하는 단계; 및 상기 생성된 기울기 정보를 미리 설정된 기울기 정보와 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 접착제를 도포하는 단계 이후에 상기 접착제 도포 경로를 따라 도포된 접착제의 높이를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 작업시간(tact time)이 감소하고 접착제를 정량 토출하는 접착제 도포 장치 및 도포 방법을 제공함으로써 균일한 접착제 도포가 가능해지는 효과가 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도포장치의 개념도이고,
도 2는 도포 대상체를 접합하는 과정을 보여주는 개념도이고,
도 3은 또 다른 형태의 도포 대상체를 접합하는 과정을 보여주는 개념도이고,
도 4는 곡면 형상의 도포 대상체를 보여주는 도면이고,
도 5는 도포 대상체의 단차에 따라 노즐을 회전시켜 접착제를 수직 도포하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 6은 도포 대상체의 단차가 작은 경우 노즐을 회전시키지 않고 접착제를 도포하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 7은 도포 대상체에 형성된 다양한 크기의 단차를 보여주는 도면이고,
도 8은 단차 보정 방법을 설명하기 위한 순서도이고,
도 9는 높이 센서가 도포 대상체의 높이를 측정하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 10은 단차의 기울기를 측정하는 개념을 설명하기 위한 도면이고,
도 11은 단차에 접착제를 수직 도포하기 위해 스테이지가 회전하는 상태를 보여주는 도면이고,
도 12는 단차에 접착제를 수직 도포하기 위해 분사 유닛이 회전하는 상태를 보여주는 도면이고,
도 13은 도포 대상체에 접착제가 도포될 영역의 단면도이고,
도 14는 접착제가 도포될 영역의 미리 저장된 입체 형상 정보 및 접착제가 도포될 영역을 실제 측정한 입체 형상 정보이고,
도 15는 미리 저장된 입체 형상 정보 및 실제 측정한 입체 형상 정보를 비교하여 도포 위치의 X축 및 Y축을 보정하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 16은 미리 저장된 입체 형상 정보 및 실제 측정한 입체 형상 정보를 비교하여 도포 위치의 Z축을 보정하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 17은 미리 저장된 입체 형상 정보 및 실제 측정한 입체 형상 정보를 비교하여 보정된 접착제 도포 경로를 보여주는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포 방법을 보여주는 순서도이고,
도 19는 접착제 도포 경로의 단차 정보를 수정하는 단계의 순서도이고,
도 20은 접착제 도포 경로의 단차 정보를 수정하기 전 도면이고,
도 21은 접착제 도포 경로의 단차 정보를 수정한 후 도면이고,
도 22는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도포 방법을 보여주는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도포장치의 개념도이고, 도 2는 도포 대상체를 접합하는 과정을 보여주는 개념도이고, 도 3은 또 다른 형태의 도포 대상체를 접합하는 과정을 보여주는 개념도이고, 도 4는 곡면 형상의 도포 대상체를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시 예에 따른 도포 장치는 도포 대상체(300)가 배치되는 스테이지(124), 도포 대상체(300)에 접착제를 도포하는 분사 유닛(210), 스테이지(124) 또는 분사 유닛(210)을 구동하는 구동 유닛(100, 240) 및 도포 대상체(300)의 입체 형상 정보를 획득하는 센서(220, 230)를 포함할 수 있다.
구동 유닛(100, 240)은 스테이지(124)를 구동하는 제1 구동 유닛(100) 및/또는 분사 유닛(210)을 구동하는 제2 구동 유닛(240)을 포함할 수 있다. 구동 유닛(100, 240)은 제1 구동 유닛(100) 또는 제2 구동 유닛(240)을 선택적으로 포함할 수도 있고, 모두 포함할 수도 있다.
제1 구동 유닛(100)은 기판(110) 상에서 X축, Y축, Z축으로 이동하거나 A축 또는 C축으로 회전할 수 있다. 여기 A축 회전은 X축을 기준으로 축회전하는 것으로 정의할 수 있고, C축 회전은 Z축을 기준으로 축회전하는 것으로 정의할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 분사 유닛(210)이 고정된 상태에서 제1 구동 유닛(100)이 스테이지(124)를 이동시켜 미리 정해진 영역에 접착제를 도포할 수 있다.
그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고, 제2 구동 유닛(240)에 의해 분사 유닛(210)이 X축, Y축, Z축으로 이동하거나 A축 또는 C축으로 회전할 수도 있다. 즉, 분사 유닛(210)과 스테이지(124)가 상대적으로 X축, Y축, Z축 및 회전할 수 있는 구성이면 특별히 제한하지 않는다.
실시 예에 따르면, 센서(220, 230)에 의해 도포 대상체(300)의 접착제 도포 경로의 정보를 획득할 수 있다. 센서(220, 230)는 접착제 도포 경로의 형상 정보를 수집할 수 있는 것이면 특별하게 제한하지 않는다.
예시적으로 센서(220, 230)는 카메라와 같이 이미지를 획득하는 이미지 획득 장치(220) 및 레이저 센서와 같은 높이 센서(230)를 포함할 수 있다. 카메라는 이미지 센서를 포함하는 다양한 종류의 카메라가 선택될 수 있으며, 높이 센서는 레이저를 조사하는 발광부(미도시)와 반사된 레이저를 수신하는 수광부(미도시)를 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 이미지 획득 장치(220)에 의해 평면 이미지 정보를 획득하고, 높이 센서(230)에 의해 높이 정보를 획득할 수 있으므로 이를 이용하여 입체 형상 정보를 얻을 수 있다.
그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 센서(220, 230)는 2D 측정 센서를 이용하여 높이 별로 단면 정보를 측정하고, 이를 누적시켜 입체 형상 정보를 얻을 수도 있다.
실시 예에 따른 센서(220, 230)는 분사 유닛(210)의 분사 헤더(212)에 부착되어 함께 이동할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 센서(220, 230)는 별도의 구동장치에 의해 분사 유닛(210)과 별도로 구동될 수도 있다. 이때, 센서(220, 230)를 구동하는 별도의 구동부가 배치될 수 있다.
제어부(400)는 스테이지(124)에 도포 대상체(300)가 배치되면 접착제 도포 경로를 따라 센서(220, 230)를 이동시켜 접착제 도포 경로의 형상 정보를 수집할 수 있다. 제어부(400)는 메모리(미도시)에 미리 저장된 접착제 도포 정보에 따라 센서(220, 230)를 이동시킬 수 있다.
제어부(400)는 도포 대상체(300)에 단차가 있는 경우 해당 단차가 형성된 영역에서 분사 유닛(210)을 회전시켜야 하는지, 회전시키지 않고 단차에 따른 높이만을 보정할 것인지를 판단할 수 있다. 모든 단차에서 분사 유닛을 회전시키는 경우 작업 시간이 증가하고 정량 토출이 어렵기 때문이다.
또한, 제어부(400)는 접착제 도포 경로를 수정하는 작업을 수행할 수 있다. 도포 대상체(300)는 플라스틱 또는 금속 재질로 제작되므로 외력 또는 열에 의해 변형이 발생할 수 있다. 따라서, 접착제 도포 경로의 위치 또는 면적 역시 최초 설계된 위치 또는 면적과 달라질 수 있다.
따라서, 균일한 도포를 위해 도포 용역의 형상 정보와 미리 저장된 입체 형상 정보를 비교하여 도포 위치를 보정할 필요가 있다. 이러한 구성에 의하면, 도포 대상체(300)에 변형이 발생한 경우에도 정확한 위치에 접착제를 도포할 수 있는 장점이 있다. 또한, 균일한 접착제를 도포할 수 있다.
제어부(400)는 보정된 도포 위치를 따라 접착제가 도포 대상체(300)에 도포되도록 스테이지(124)와 분사 유닛(210)을 제어할 수 있다.
제어부(400)는 도포된 접착제가 균일한 두께로 도포되었는지를 검사할 수 있다. 예시적으로 접착제가 도포되기 전에 높이 센서(230)로 높이를 검출한 후, 접착제가 도포된 후, 높이 센서(230)로 다시 높이를 검출하면 접착제의 도포 두께를 산출할 수 있다.
도 2를 참조하면, 도포 대상체(300)는 휴대폰과 같은 이동 단말의 후면 케이스일 수 있다. 후면 케이스는 다양한 부품이 실장되기 위해 많은 단차를 포함할 수 있다.
후면 케이스에는 회로 기판(320)이 접착될 수 있다. 회로 기판(320)은 설계에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 도포 대상체(300)의 일면에는 회로 기판(320)의 형상과 대응되는 영역(310)에 접착제(P1)를 도포할 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 도포 대상체(300)는 다양한 기판일 수 있다. 예시적으로 도 3과 같이 도포 대상체(300)는 디스플레이 패널일 수 있다. 이때, 디스플레이 패널에는 커버 글라스(330)가 부착될 수 있다. 따라서, 커버 글라스(330)의 가장자리와 대응되는 영역에 접착제 도포 경로(310)가 형성될 수 있다. 또는 도포 대상체(300)는 양측 기판 사이에 액정이 충진되는 액정 패널의 기판일 수도 있다.
도 4를 참조하면, 도포 대상체(300)는 양 끝단에 곡면 영역(CA)이 다수 형성될 수 있다. 이러한 도포 대상체(300)는 곡면 디스플레이에 주로 사용될 수 있다. 평면 영역(HA)에 비해 곡면 영역(CA)은 곡면과 평면의 경계 영역 및 곡면과 곡면의 경계 영역에서 단차(302)가 다수 발생할 수 있다.
도 5는 도포 대상체의 단차에 따라 노즐을 회전시켜 접착제를 수직 도포하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 6은 도포 대상체의 단차가 작은 경우 노즐을 회전시키지 않고 접착제를 도포하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 7은 도포 대상체에 형성된 다양한 크기의 단차를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제어부(400)는 도포 대상체(300)의 단차(302)에 따라 분사 노즐(211)을 회전시킬 수 있다. 이러한 구성에 의하면 평탄면(301) 상에서 수직하게 배치되어 이동하는 분사 노즐(211)은 단차(302)의 경사면을 따라 회전할 수 있다.
따라서, 단차(302)의 경사면과 분사 노즐(211)이 수직하게 배치되므로 접착제를 경사면에 수직하게 도포할 수 있다. 그 결과, 단차(302)의 경사면에 균일하게 접착제를 도포할 수 있다.
만약, 단차(302)가 상대적으로 큼에도 불구하고 분사 노즐(211)을 회전시키지 않는다면 단차(302)의 경사면의 일부 영역에는 접착제가 도포되지 않을 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치의 기계적 또는 전기적 신뢰성이 저하될 수 있다.
이와 반대로 도 6과 같이 제어부(400)는 도포 대상체(300)의 단차(302)가 상대적으로 작은 경우에는 분사 노즐(211)을 회전시키지 않을 수 있다. 단차(302)가 상대적으로 작은 경우에는 분사 노즐(211)을 회전시키지 않아도 단차(302)의 경사면에 접착제가 충분히 도포될 수 있기 때문이다. 또한, 작은 단차(302)에서도 노즐을 회전시키면 작업시간(tact time)이 증가하고 정량 토출이 어려운 문제가 있다.
상대적으로 작은 단차(302)는 분사 노즐(211)을 회전시키지 않아도 경사면에 접착제가 도포될 수 있는 정도의 높이를 갖는 단차로 정의할 수 있다. 예시적으로 상대적으로 작은 단차(302)는 분사 노즐(211)의 외경보다 작은 단차로 정의할 수 있다. 이 경우 단차 높이에 맞춰 분사 노즐(211)의 Z축 높이만을 조절하여 접착제를 도포할 수 있다.
도 7을 참조하면, 도포 대상체(300)에는 다수의 큰 단차(302a)와 작은 단차(302b)가 존재하므로 모든 단차(302)에서 분사 유닛(210)을 회전시킨다면 작업시간(tact time)이 증가하고 정량 토출이 어려운 문제가 있다. 또한 단차가 낮은 경우에도 분사 유닛(210)이 회전하면 상대적으로 접착제의 토출량이 증가하여 균일한 도포가 어려워질 수 있다.
실시 예에 따르면, 접착제가 수직 도포되지 않으면 경사면에 접착제 도포가 어려운 큰 단차(302a)에서만 분사 노즐(211)을 회전시키고, 접착제가 수직 도포되지 않아도 경사면에 접착제 도포가 가능한 작은 단차(302b)에서는 분사 노즐(211)을 회전시키지 않을 수 있다.
제어부(400)는 단차(302)가 미리 정해진 높이 (또는 기울기) 이상인 경우에만 분사 노즐(211)이 회전되도록 제어하고, 단차(302)가 미리 정해진 높이 (또는 기울기) 보다 작은 경우에는 분사 노즐(211)을 회전시키지 않고 분사 노즐(211)의 높이만을 제어할 수 있다. 또한, 단차(302)가 매우 작은 경우에는 분사 노즐(211)의 높이를 조절하지 않을 수도 있다.
제어부(400)는 단차(302)의 높이가 분사 노즐(211)의 외경보다 큰 경우에만 분사 노즐(211)을 회전시킬 수 있다. 단차(302)의 높이가 분사 노즐(211)의 외경보다 작은 경우에는 단차(302)가 낮으므로 분사 노즐(211)을 회전시키지 않아도 단차(302)의 경사면에 전체적으로 접착제가 도포될 수 있기 때문이다. 따라서, 미리 정해진 높이는 분사 노줄의 외경과 동일할 수 있다.
도 8은 단차 보정 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 9는 높이 센서가 도포 대상체의 높이를 측정하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 10은 단차의 기울기를 측정하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 단차를 보정하는 방법은, 기준 기울기를 설정하는 단계(S101), 높이 센서의 측정 간격을 설정하는 단계(S102), 접착제 도포 경로의 단차를 측정하는 단계(S103), 및 측정된 단차의 기울기와 기준 기울기를 비교하는 단계(S104)를 포함할 수 있다.
기준 기울기를 설정하는 단계(S101)는, 접착제의 수직 도포가 필요한 단차(302)의 적정 기울기를 설정할 수 있다. 예시적으로 기울기는 단차(302)의 경사면과 수평면이 이루는 각도(θ1)가 30도 이상인 경우로 설정할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 기준 기울기는 도포 장치의 종류 또는 도포 대상체(300)의 크기 및 형상에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예시적으로 기울기는 15도 이상일 수도 있고, 45도 이상일 수도 있다.
높이 센서의 측정 간격을 설정하는 단계(S102)는, 높이 센서(230)가 도포 대상체(300)의 높이를 측정하는 간격(d1)을 설정할 수 있다. 간격이 너무 넓으면 단차(302)가 형성된 영역을 정확히 검출하기 어려우므로 측정 간격(d1)은 도포 대상체(300)에 형성된 단차(302)를 검출할 수 있도록 적절히 조절될 수 있다.
단차를 측정하는 단계(S103)는, 높이 센서(230)의 측정 간격(d1)과 해당 지점에서의 단차 높이(d2)를 이용하여 경사면의 기울기를 각각 산출할 수 있다.
비교하는 단계(S104)는, 측정된 단차(302)의 기울기가 기준 기울기와 동일하거나 큰 경우 분사 유닛을 회전시켜 단차(302)의 경사면에 수직하게 접착제를 도포할 수 있다(S106). 또한, 측정된 단차(302)의 기울기가 기준 기울기보다 작은 경우에는 분사 유닛(210)을 회전시키지 않고 분사 유닛(210)의 높이만을 조절하여 단차(302)의 경사면에 접착제를 도포할 수 있다(S105).
실시예에 따르면, 기울기가 낮은 경우에는 단차 높이가 크더라도 분사 노즐(211)을 회전시키지 않을 수 있다. 기울기가 완만하면 분사 노즐(211)을 회전시키지 않아도 경사면에 충분히 접착제를 도포할 수 있기 때문이다. 또한, 단차(302)가 분사 노즐(211)을 회전시켜야 할 정도의 기울기를 갖는 경우 산출된 기울기 정보를 기초로 분사 노즐(211)을 회전시킬 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 제어부는 단차의 기울기 정보 이외에 높이 정보를 이용하여 회전 여부를 결정할 수도 있다. 즉, 기울기가 급격한 경우에도 높이가 충분히 낮다면 분사 노즐을 회전시키지 않아도 접착제 도포가 가능할 수 있다. 따라서, 제어부는 단차의 높이가 미리 정해진 높이 이상이고, 기울기가 미리 정해진 각도 이상인 경우에만 분사 노즐을 회전시킬 수도 있다.
도 11은 단차에 접착제를 수직 도포하기 위해 스테이지가 회전하는 상태를 보여주는 도면이고, 도 12는 단차에 접착제를 수직 도포하기 위해 분사 유닛이 회전하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 11을 참조하면, 분사 유닛(210)은 스테이지(124)를 기준으로 상대적으로 회전할 수 있다. 따라서, 스테이지(124)가 회전하면 분사 유닛(210)은 단차(302)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 도 12와 같이 분사 유닛(210)이 회전할 수도 있다. 또는 분사 유닛(210)과 스테이지(124)가 각각 회전할 수도 있다.
실시 예에 따르면, 분사 유닛(210)이 도포 대상체(300)의 단차(302)에 접착제를 도포할 수 있도록 제1 구동 유닛(100)이 스테이지(124)를 회전시키거나 제2 구동 유닛(240)이 분사 유닛(210)을 회전시킬 수 있다.
도 13은 도포 대상체에 접착제가 도포될 영역의 단면도이고, 도 14는 접착제가 도포될 영역의 미리 저장된 입체 형상 정보 및 접착제가 도포될 영역을 실제 측정한 입체 형상 정보이고, 도 15는 미리 저장된 입체 형상 정보 및 실제 측정한 입체 형상 정보를 비교하여 도포 위치의 X축 및 Y축을 보정하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 16은 미리 저장된 입체 형상 정보 및 실제 측정한 입체 형상 정보를 비교하여 도포 위치의 Z축을 보정하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 17은 미리 저장된 입체 형상 정보 및 실제 측정한 입체 형상 정보를 비교하여 보정된 접착제 도포 경로를 보여주는 도면이다.
도 13을 참조하면, 도포 대상체(300)의 실제 단면 중 일부 영역에는 접착제 도포 경로(310)가 마련될 수 있다. 도 13은 도 2의 A-A 단면일 수 있다.
도포 대상체(300)는 플라스틱 또는 금속 재질로 제작되므로 외력 또는 열에 의해 변형이 발생할 수 있다. 따라서, 접착제 도포 경로의 위치 또는 면적 역시 최초 설계된 위치 또는 면적과 달라질 수 있다.
따라서, 제어부(400)는 균일한 도포를 위해 도포 용역의 형상 정보와 미리 저장된 입체 형상 정보를 비교하여 도포 위치를 보정할 필요가 있다.
구체적으로 제어부(400)는 도 14의 (a)의 미리 저장된 입체 형상 정보와 도 14의 (b)의 실제 측정한 입체 형상 정보를 비교할 수 있다. 도 14의 (b)의 입체 형상 정보는 2D 이미지와 높이 정보를 이용하여 입체 형상 정보를 생성할 수 있다. 2D 이미지와 높이 정보를 이용하여 입체 형상 정보를 생성하는 구성은 일반적인 모델링 기술 또는 영상 처리 기술이 모두 적용될 수 있다. 도면에서는 2D 그래프로 예시하였으나 설계 기법에 따라 3D 그래프로 구현될 수도 있다.
도 15를 참조하면, 제1 방향(D1)으로 이동하면서 미리 저장된 입체 형상 정보의 X축 정보를 실제 측정한 입체 형상 정보의 X축 정보와 비교할 수 있다. 예시적으로 실제 측정한 입체 형상의 X축 좌표가 좌측으로 시프트되어 제1이격영역(S1) 만큼 오차가 발생했음을 확인할 수 있다. 따라서, 양 그래프가 중첩되는 영역을 접착제 도포 경로로 보정할 수 있다. 즉, 제1이격영역(S1)은 접착제 도포 경로에서 제외될 수 있다.
도 16을 참조하면, 제2 방향(D2)으로 이동하면서 미리 저장된 입체 형상 정보의 Z축 정보를 실제 측정한 입체 형상 정보의 Z축 정보와 비교할 수 있다. 예시적으로 실제 측정한 입체 형상의 Z축 좌표가 높아져 제2이격영역(S2) 만큼 오차가 발생했을 확인할 수 있다. 따라서 제2이격영역(S2)은 접착제 도포 경로에서 제외될 수 있다.
따라서, 도 17과 같이 접착제 도포 경로는 미리 저장된 입체 형상 그래프와 실제 측정된 입체 형상 그래프가 중첩되지 않는 제1이격영역(S1) 및 제2 이격영역(S2)은 제외되도록 보정될 수 있다. 즉, 보정된 접착제 도포 경로(310-1)는 미리 저장된 입체 형상 그래프와 실제 측정된 입체 형상 그래프가 중첩되는 영역으로 축소될 수 있다. 이러한 구성에 의하면 평면 이미지만으로 일치 여부를 판단하는 구성에 비해 도포 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도포 방법을 보여주는 순서도이고, 도 19는 접착제 도포 경로의 단차 정보를 수정하는 단계의 순서도이고, 도 20은 접착제 도포 경로의 단차 정보를 수정하기 전 도면이고, 도 21은 접착제 도포 경로의 단차 정보를 수정한 후 도면이다.
도 18 및 19를 참조하면, 실시 예에 따른 접착제 도포 방법은, 접착제 도포 경로의 단차 정보를 생성하는 단계(S11), 접착제 도포 경로의 이미지 정보를 획득하는 단계(S12), 접착제 도포 경로의 높이 정보를 획득하는 단계(S13), 및 접착제 도포 경로의 이미지 정보 및 높이 정보를 이용하여 접착제 도포 경로를 수정하는 단계(S14)를 포함한다.
접착제 도포 경로의 단차 정보를 생성하는 단계(S11)는 기울기를 측정하는 단계(S111) 및 기울기를 비교하는 단계(S112)를 포함할 수 있다. 기울기를 측정하는 단계(S111)는 기울기를 설정하는 단계, 측정 간격을 설정하는 단계, 및 단차를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
기준 기울기를 설정하는 단계는 접착제의 수직 도포가 필요한 단차(302)의 적정 기울기를 설정할 수 있다. 예시적으로 기울기는 단차(302)의 경사면과 수평면이 이루는 각도가 30도 이상인 경우로 설정할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 기준 기울기는 도포 장치의 종류 또는 도포 대상체(300)의 크기 및 형상에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
측정 간격을 설정하는 단계는, 높이 센서(230)가 도포 대상체(300)의 높이를 측정하는 간격을 설정할 수 있다. 간격이 너무 넓으면 단차(302)가 형성된 영역을 정확히 검출하기 어려우므로 측정 간격은 도포 대상체(300)에 형성된 단차(302)를 검출할 수 있도록 적절히 조절될 수 있다.
단차를 측정하는 단계는, 높이 센서(230)의 측정 간격과 해당 지점에서의 단차(302) 높이를 이용하여 경사면의 기울기를 각각 산출할 수 있다. 이때, 단차(302) 정보를 생성한 이후에 접착제 도포 경로를 생성할 수 있다. 접착제 도포 경로는 미리 저장된 좌표값(예: NC 코드)을 이용하여 설정할 수 있다.
비교하는 단계(S112)는, 접착제 수직 도포가 필요한 단차(302)는 그대로 유지하고 접착제 수직 도포가 필요하지 않은 단차(302)를 삭제하는 모델링 단계를 포함할 수 있다. 즉, 도 20과 같이 접착제 수직 도포가 필요한 큰 단차(302a)와 접착제 수직 도포가 필요하지 않은 작은 단차(302b)가 혼재된 경우, 모델링 작업 이후에는 도 21과 같이 수직 도포가 필요한 단차(302)만 있는 것으로 보정할 수 있다.
접착제 도포 경로의 이미지 정보를 획득하는 단계(S12)는 접착제 도포 경로를 따라 이미지 획득 장치(220)가 이동하면서 접착제 도포 경로의 평면 형상 이미지를 획득할 수 있다.
접착제 도포 경로의 높이 정보를 획득하는 단계(S13)는 높이 센서(230)가 접착제 도포 경로를 따라 이동하면서 높이를 측정할 수 있다. 이때, 미리 정해진 지점에서 접착제 도포 경로와 수직한 방향으로 이동하여 접착제 도포 경로의 선폭을 측정할 수도 있다.
접착제 도포 경로를 수정하는 단계(S14)는 미리 저장된 접착제 도포 경로의 입체 형상 정보와 측정된 입체 형상 정보를 비교하여 접착제 도포 경로를 수정할 수 있다.
접착제 도포 단계(S15)에서, 제어부(400)는 미리 저장된 접착제 도포 경로의 입체 형상 정보와 측정된 입체 형상 정보를 비교한 결과 변형이 발생한 경우, 변형된 정보와 단차 정보를 반영하여 접착제를 도포하도록 제어할 수 있다.
제어부(400)는 비교 결과 측정된 단차(302)의 기울기가 기준 기울기보다 큰 경우 분사 유닛(210)을 회전시켜 단차(302)의 경사면에 수직하게 접착제를 도포할 수 있다. 또한, 측정된 단차(302)의 기울기가 기준 기울기보다 작은 경우에는 분사 유닛(210)을 회전시키지 않고 분사 유닛(210)의 높이만을 조절하여 단차(302)의 경사면에 접착제를 도포할 수 있다.
그러나, 미리 저장된 접착제 도포 경로의 입체 형상 정보와 측정된 입체 형상 정보를 비교한 결과 변형이 없는 경우에는 보정된 단차 정보만을 이용하여 접착제 도포 작업을 진행할 수 있다.
추가적으로, 접착제를 도포한 이후에 높이 센서(230)가 다시 접착제 도포 경로를 따라 높이를 측정함으로써 도포된 접착제의 높이를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 접착제의 두께를 측정할 수 있으므로 접착제가 균일하게 도포되었는지 확인할 수 있는 장점이 있다.
도 22는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도포 방법을 보여주는 순서도이다.
도 22를 참조하면, 실시 예에 따른 도포 방법은, 접착제 도포 경로의 이미지 정보를 획득하는 단계(S21), 접착제 도포 경로의 높이 정보를 획득하는 단계(S22), 접착제 도포 경로의 이미지 정보 및 높이 정보를 이용하여 접착제 도포 경로를 수정하는 단계(S23), 및 접착제 도포 경로의 단차 정보를 보정하는 단계(S24)를 포함한다.
이미지 정보를 획득하는 단계(S21), 높이 정보를 획득하는 단계(S22), 접착제 도포 경로를 수정하는 단계(S23), 및 단차 정보를 보정하는 단계(S24)는 각각 전술한 바와 동일할 수 있다. 본 실시 예에서는 접착제 도포 경로를 수정한 이후에 단차 정보를 보정하는 점에서 차이가 있다.
접착제 도포 경로를 수정하기 위해서는 높이 센서(230)가 접착제 도포 경로를 따라 이동하면서 높이 정보를 수집할 수 있다. 이때, 높이 센서(230)가 수집한 정보를 이용하여 단차(302) 정보도 동시에 보정할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 높이 센서가 한번 측정한 값을 이용하여 접착제 도포 경로의 형상 정보를 수정하는 동시에 단차 정보도 수정할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 도포 대상체가 배치되는 스테이지;
    상기 도포 대상체에 접착제를 분사하는 분사 유닛;
    상기 스테이지와 분사 유닛을 구동하는 구동 유닛;
    상기 도포 대상체의 높이를 측정하는 높이 센서; 및
    상기 분사 유닛 및 상기 구동 유닛을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 높이 센서의 측정 간격과 측정된 단차의 높이를 이용하여 상기 도포 대상체의 단차가 미리 정해진 높이 이상인 영역에서만 상기 스테이지 또는 분사 유닛을 회전시키고,
    상기 미리 정해진 높이는 상기 스테이지 또는 분사 유닛을 회전시키지 않아도 상기 단차에 접착제가 도포될 수 있는 높이인 접착제 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 도포 대상체의 단차가 미리 정해진 높이 이상이면 상기 분사 유닛이 상기 단차의 경사면을 향해 접착제를 도포하도록 상기 스테이지 또는 분사 유닛을 회전시키는 접착제 도포 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 도포 대상체의 단차가 미리 정해진 높이보다 작으면 상기 스테이지 또는 분사 유닛을 회전시키지 않는 접착제 도포 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 도포 대상체의 단차가 미리 정해진 높이보다 작으면 상기 높이를 보상하도록 상기 스테이지 또는 분사 유닛의 높이를 조절하는 접착제 도포 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도포 대상체의 이미지를 획득하는 이미지 획득 장치를 더 포함하는 접착제 도포 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 높이 센서의 측정 간격과 측정된 단차의 높이를 이용하여 상기 단차의 기울기를 측정하고,
    상기 단차의 기울기를 미리 설정된 기준 기울기와 비교하여 상기 스테이지 또는 분사 유닛의 회전 여부를 결정하는 접착제 도포 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동 유닛은 상기 스테이지를 구동하는 제1 구동 유닛 및 상기 분사 유닛을 구동하는 제2 구동 유닛을 포함하는 접착제 도포 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 구동 유닛 및 제2 구동 유닛 중 적어도 하나는 상기 스테이지 또는 상기 분사 유닛을 회전시키는 접착제 도포 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 높이는 상기 분사 유닛의 노즐의 외경과 동일한 접착제 도포 장치.
  10. 접착제 도포 경로의 단차 정보를 보정하는 단계;
    상기 접착제 도포 경로의 이미지 정보를 획득하는 단계;
    상기 접착제 도포 경로의 높이 정보를 획득하는 단계;
    상기 접착제 도포 경로의 이미지 정보 및 높이 정보를 이용하여 상기 접착제 도포 경로를 수정하는 단계; 및
    상기 수정된 접착제 도포 경로를 따라 접착제를 도포하는 단계를 포함하고,
    상기 단차 정보를 보정하는 단계는, 높이 센서의 측정 간격과 측정된 단차의 높이를 이용하여 도포 대상체의 단차가 미리 정해진 높이 이상인 영역에서만 스테이지 또는 분사 유닛을 회전시키고,
    상기 미리 정해진 높이는 상기 스테이지 또는 분사 유닛을 회전시키지 않아도 상기 단차에 접착제가 도포될 수 있는 높이인 접착제 도포 방법.
  11. 접착제 도포 경로의 이미지 정보를 획득하는 단계;
    상기 접착제 도포 경로의 높이 정보를 획득하는 단계;
    상기 접착제 도포 경로의 이미지 정보 및 높이 정보를 이용하여 상기 접착제 도포 경로를 수정하는 단계;
    상기 접착제 도포 경로의 단차 정보를 보정하는 단계; 및
    상기 수정된 접착제 도포 경로를 따라 접착제를 도포하는 단계를 포함하고,
    상기 단차 정보를 보정하는 단계는, 높이 센서의 측정 간격과 측정된 단차의 높이를 이용하여 도포 대상체의 단차가 미리 정해진 높이 이상인 영역에서만 스테이지 또는 분사 유닛을 회전시키고,
    상기 미리 정해진 높이는 상기 스테이지 또는 분사 유닛을 회전시키지 않아도 상기 단차에 접착제가 도포될 수 있는 높이인 접착제 도포 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 단차 정보를 보정하는 단계는,
    높이 측정 간격과 측정된 단차 높이를 이용하여 단차의 기울기 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 기울기 정보를 미리 설정된 기울기 정보와 비교하는 단계를 포함하는 접착제 도포 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 접착제를 도포하는 단계 이후에 상기 접착제 도포 경로를 따라 도포된 접착제의 높이를 측정하는 단계를 더 포함하는 접착제 도포 방법.
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