KR102324104B1 - 변위 측정에 의해 분사 분배를 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

변위 측정에 의해 분사 분배를 제어하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

기판(23) 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 방법이 개시된다. 이 방법은 이젝터(1)의 분사 챔버(5)에 점성 매체를 제공하는 단계(110), 점성 매체가 챔버에 연결된 노즐(4)을 통해 기판을 향해 분사되도록 챔버 내의 점성 매체의 부피에 충격을 가하도록 충격 디바이스(6, 7)를 작동시키는 단계(120), 및 충격 동안 충격 디바이스의 변위를 감시하는 단계(130)를 포함한다. 이젝터 및 이러한 이젝터 및 제어 유닛(32)을 포함하는 시스템이 또한 개시된다. 변위의 감시는 충격 디바이스의 작동이 그에 따라 제어되도록 허용하여, 이로써 분사 공정의 개선된 제어를 제공한다.

Description

변위 측정에 의해 분사 분배를 제어하기 위한 방법 및 장치
본원에 개시된 발명은 기판 상으로 점성 매체(viscous medium)를 분사하는(jetting) 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이젝터(ejector)의 충격 디바이스(impacting device)의 변위가 감시되는(monitored) 이젝터 및 시스템 그리고 방법에 관한 것이다.
점성 매체 또는 유체, 예를 들어, 솔더 페이스트(solder paste), 플럭스(flux) 또는 접착제의 액적들(droplets)을 인쇄 배선 기판(PWB)과 같은 기판 상으로 분사하여, 따라서 예를 들어, 전기 구성 요소들을 기판에 연결하기 위해 사용될 수 있는 증착물들(deposits)을 형성하기 위한 이젝터들 및 방법들이 당업계에 공지되어 있다. 이러한 이젝터는 일반적으로 그 분사 전에 일정 부피의 점성 매체를 수용하기 위한 챔버, 노즐 공간과 연통하는 분사 노즐, 및 점성 매체를 챔버로부터 노즐을 통해 액적들의 형태로 충격을 가하고 분사하기 위한 충격 디바이스를 포함한다. 또한, 매체를 노즐 공간으로 이송하기(feed) 위해 피더(feeder)가 활용될 수 있다. 기판 상의 상이한 위치들에서 증착된 점성 매체의 양 또는 부피는 수 개의 액적들을 서로의 상단에 도포하여, 따라서 더 큰 증착물을 형성함으로써, 또는 예를 들어, 더 큰 또는 더 작은 부피의 점성 매체를 챔버 내로 이송하여 분사된 액적의 부피를 변경함으로써 변경될 수 있다.
높은 생산 정확도 및 신뢰성은 예를 들어, 인쇄 회로 기판(PCB) 조립체들의 제조를 위해 관심이 있는 팩터들이다. 특히, 예를 들어, 분사 공정의 정확성 및 반복성과 같은 신뢰성은 예를 들어, PCB 조립체와 같은 최종 제품의 성능 및 품질에 대한 그 영향으로 인해 관심이 있다. 너무 적은 부피들의 증착된 매체 또는 불완전하게 형상화된 또는 위치 결정된 증착물들은, 예를 들어, 건식 조인트들(dry joints) 또는 느슨한 구성 요소들로 이어질 수 있고, 한편 너무 많은 부피들의 증착된 매체는, 예를 들어, 접착제의 오염 또는 언더필(underfill)로 인한 결합이 있는 접점들, 또는 솔더 볼들에 의해 야기되는 단락(short-circuiting)으로 이어질 수 있다.
공정 신뢰성 및 성능을 증가시키기 위해, 의도하지 않은 쇼트 커트들(shortcuts), 오염 및 잘못된 부피들에 대한 위험을 줄이기 위해 증착된 매체의 도포에 대한 개선된 제어가 바람직하다.
개시된 기술의 목적은 분사된 액적들을 기판 상에 개선되고 보다 신뢰성 있게 도포하는 것을 제공하는 것이다.
개시된 기술의 이러한 목적 및 다른 목적은 독립항들에 정의된 특징들을 갖는 방법, 이젝터 및 시스템에 의해 달성된다. 개시된 기술의 상이한 구현예들이 종속항들에 정의되어 있다.
개시된 기술의 충격 디바이스는 "자유롭게 운동하는" 피스톤, 즉 밸브, 시트 또는 정지부(stop)에 의해 그 운동이 제한되지 않는 피스톤(piston)을 포함하고, 이 운동은 시간 경과에 따라 전압 및/또는 전류에 의해 제어되고, 시간 경과에 따라 변하는 그 왕복 운동, 즉 시간 경과에 따라 변하는 스트로크의 길이에 대한 복귀 포지션 또는 단부 포지션을 갖는다.
개시된 기술의 양태들에 따라 시간 경과에 따른 전압 및 전류를 감시하고 변위 센서와 비교함으로써, 복귀 포지션 및 스트로크의 길이의 불필요한 변동들을 야기하는 분사 매체 등의 유동학적 차이들(rheology diffrences)과 같은 하드웨어 및 점성 매체 자체의 변동들은 충격 디바이스 및 피스톤의 왕복 운동을 제어하기 위해 인가되는 전압 및/또는 전류를 조정함으로써 폐쇄 루프 방식으로 검출 및 보상될 수 있다.
개시된 기술의 이젝터는 또한 임의의 시간에 연결부를 폐쇄하는 밸브 또는 시트가 없다는 점에서 피더의 채널에 대한 개방 연결부 또는 입구를 갖는다. 따라서, 채널은 항상 개방된 상태로 유지된다.
개시된 기술의 분사 원리는 매체를 전단하고 충격을 가하며 전방 및 후방 모두로 매체를 변위시키는 것에 기초한다. 포지티브 변위 방식(positive displacement manner)으로 충격 디바이스 및 시트에 의해 채널을 폐쇄하는 다른 소위 분사 밸브들과 대조적으로, 노즐을 통해 단지 전방으로의 유동만이 분사된다.
개시된 기술의 이젝터와 다른 이젝터들, 예를 들어, 폐쇄 시스템을 생성하기 위한 시트 또는 정지부를 갖는 이젝터들 사이의 다른 중요한 차이점들은, 개시된 기술의 이젝터의 피스톤이 챔버 내의 점성 매체를 전방 및 후방 모두로 변위시키는 전방 및 후방 이동 모두를 포함하는 피스톤의 전체 왕복 운동을 시간 경과에 따라 제어하는 인가된 전압 및/또는 전류에 의해 구동된다는 것이다.
개시된 기술의 양태에 따라 시간 경과에 따른 전압 및 전류를 감시하고 변위 센서와 비교함으로써, 분사 매체 등의 유동학적 차이들이 검출되고 보상될 수 있다.
노즐 직경 및 형상과 조합되어 각 매체는 분사 품질 및 성능이 가장 양호한 프로세스 윈도우를 갖는다. 품질은 수 개의 양태들, 응집 적하(cohesive drop), 안정적인 적하 형태(formulation), 의도된 타겟에 이르는(hitting) 높은 정확성, 볼륨 안정성 및 직경 안정성 등으로 구성된다. 이 프로세스 윈도우는 시간 경과에 따른 전압 및 전류에 의해 제어되며, 하드웨어 및 점성 매체 자체의 변동들을 보상할 수 있다.
따라서, 개시된 기술의 제1 양태에 따르면, 기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 점성 매체를 이젝터의 분사 챔버에 제공하는 단계, 점성 매체가 챔버에 연결된 노즐을 통해 기판을 향해 분사되도록 챔버 내의 점성 매체의 부피에 충격을 가하기 위해 충격 디바이스를 작동시키는 단계, 및 충격 동안 충격 디바이스의 변위를 감시하는 단계를 포함한다. 이 방법은 다음 액션들을 포함할 수 있다:
이젝터(1)의 분사 챔버(5)에 점성 매체를 제공하는 단계(110) ― 상기 분사 챔버는 점성 매체를 챔버에 제공하는 피더(12)의 채널에 대한 개방 연결부, 또는 입구를 포함함 ― ;
충격 디바이스(6, 7)를 작동시키는 단계(120) ― 이 충격 디바이스는 점성 매체와 직접 접촉하도록 구성되고, 챔버 내에서 자유롭게 왕복하는 운동으로, 충격 디바이스 상에 작용하는 액추에이터(actuator)에 인가된 전압 및/또는 전류에 의해 제어되어, 챔버 내의 점성 매체의 부피에 직접 충격을 가하여 이를 변위시킴으로써, 점성 매체가 챔버에 연결된 노즐(4)을 통해 기판을 향해 분사됨 ― ; 및
하드웨어 및 점성 매체 자체의 변동들 중 적어도 하나에 의해 야기되는 복귀 포지션의 변동들을 보상하기 위해 충격 디바이스의 변위를 감시하는 단계(130). 개시된 기술의 특정 양태들에서, 복귀 포지션의 변동들은 (스트로크의 복귀 포지션 및 길이를 조정하기 위해) 충격 디바이스 상에 작용하는 액추에이터에 인가된 전압 및/또는 전류 및 분사 챔버에 대한 점성 매체의 이송률(feeding rate)에 영향을 주는 입력 데이터를 조정하는 후속 액션들 중 적어도 하나에 의해 위의 방법에 의해 보상된다.
제2 양태에 따르면, 기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 이젝터가 제공된다. 이젝터는 점성 매체를 수용하도록 적응된 분사 챔버, 챔버에 연결된 노즐, 점성 매체가 기판을 향해 노즐을 통해 분사되도록 챔버 내의 점성 매체의 부피에 충격을 가하도록 적응된 충격 디바이스, 및 충격 동안 충격 디바이스의 변위를 반영하는 센서 파라미터를 출력하도록 배열된 센서를 포함한다.
제3 양태에 따르면, 기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은 제2 양태에 따른 이젝터 및 센서 파라미터에 기초하여 충격 디바이스의 작동을 제어하도록 적응된 제어 유닛을 포함한다.
특정 양태들에 따르면, 개시된 기술은 기판(23) 상에 점성 매체를 분사하기 위한 방법을 제공하며, 이 방법은,
이젝터(1)의 분사 챔버(5)에 점성 매체를 제공하는 단계(110) ― 이 분사 챔버는 점성 매체를 챔버에 제공하는 피더(12)의 채널에 대한 개방 연결부 또는 입구를 포함함 ― ;
충격 디바이스(6, 7)를 작동시키는 단계(120) - 이 충격 디바이스는 점성 매체와 직접 접촉하도록 구성되어, 챔버 내의 점성 매체의 부피에 직접 충격을 가하여 이를 변위시킴으로써, 점성 매체가 챔버에 연결된 노즐(4)을 통해 기판을 향해 분사됨 ― ; 및
상기 분사 챔버 내부에서 왕복 운동을 수행하는 충격 디바이스의 변위를 감시하는 단계(130)를 포함한다.
특정 양태들에 따르면, 개시된 기술은 기판(23) 상에 점성 매체를 분사하기 위한 방법을 제공하며, 이 방법은,
이젝터(1)의 분사 챔버(5)에 점성 매체를 제공하는 단계(110) ― 상기 분사 챔버는 점성 매체를 챔버에 제공하는 피더(12)의 이송 채널에 대한 개방 연결부, 또는 입구를 포함함 ― ;
충격 디바이스(6, 7)를 작동시키는 단계(120) ― 이 충격 디바이스는 점성 매체와 직접 접촉하도록 구성되어, 이로써 챔버 내의 점성 매체의 부피에 직접 충격을 가하여 이를 변위시킴으로써, 점성 매체가 챔버에 연결된 노즐(4)을 통해 상기 기판을 향해 분사됨 ― ; 및
분사 챔버 내의 충격 디바이스의 변위를 감시하는 단계(130)를 포함한다.
개시된 기술의 특정 양태들에 따르면, 감시하는 위의 방법 단계는 충격 디바이스의 포지션(예를 들어, 스트로크 또는 전방 충격 운동의 단부 포지션, 또는 복귀 포지션)을 결정하기 위해 충격 디바이스의 포지션을 감시하는 단계를 포함한다.
개시된 기술의 특정 양태들에 따르면, 감시하는 위의 방법 단계는 충격 디바이스의 전방 충격 운동 및 충격 디바이스의 초기 포지션으로의 제어된 후퇴(controlled retraction) 중 적어도 하나 동안 시간 도메인에서의 그 조립체 하우징(10)에 대한 충격 디바이스의 포지션들의 시퀀스를 감시하는 단계를 포함한다.
개시된 기술의 특정 양태들에 따르면, 상기 충격 디바이스의 변위를 감시하는 위의 방법 단계는,
충격 동안 충격 디바이스의 스트로크의 길이를 결정하는 단계; 및
스트로크의 결정된 길이와 기준 길이 값 사이의 비교에 기초하여 보정 팩터를 계산하는 단계를 포함하고,
상기 보정 팩터는 충격 디바이스의 후속 작동을 조정하기 위해 사용된다.
개시된 기술의 특정 양태들에 따르면, 충격 디바이스의 변위를 감시하는 위의 방법 단계는,
충격 동안 충격 디바이스의 스트로크 길이를 결정하는 단계; 및
결정된 스트로크의 길이와 기준 길이 값 사이의 비교에 기초하여 보정 팩터를 계산하는 단계를 포함하고,
보정 팩터는 통계 처리 및 보정에 사용된다.
개시된 기술의 특정 양태들에 따르면, 충격 디바이스의 변위를 감시하는 위의 방법 단계는,
충격 동안 충격 디바이스의 속도 및 가속도 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및
결정된 가속도와 기준 가속도 값 사이의 비교에 기초하여 보정 팩터를 계산하는 단계를 포함하고,
보정 팩터는 충격 디바이스의 후속 작동을 조정하는 것 및 통계 처리 및 보정 중 적어도 하나에 사용된다.
개시된 기술의 특정 양태들에 따르면, 충격 디바이스의 변위를 감시하는 위의 방법 단계는,
충격 동안 충격 디바이스의 속도 및 가속도 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및
결정된 포지션(예를 들어, 스트로크 또는 전방 충격 운동의 단부 포지션 또는 복귀 포지션), 속도 및/또는 가속도와 기준 포지션, 속도 및/또는 가속도 값 사이의 비교에 기초하여 보정 팩터를 계산하는 단계를 포함하고,
보정 팩터는 진행 중인 분사 인쇄 작업에 대한 충격 디바이스의 후속 작동을 조정하기 위해 사용된다.
개시된 기술의 특정 양태들에 따르면, 충격 디바이스의 변위를 감시하는 위의 방법 단계는,
충격 동안 충격 디바이스의 포지션(예를 들어, 스트로크 또는 전방 충격 운동의 단부 포지션 또는 복귀 포지션), 속도 및 가속도 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및
결정된 포지션, 속도 및/또는 가속도와 기준 포지션, 속도 및/또는 가속도 값 사이의 비교에 기초하여 보정 팩터를 계산하는 단계를 포함하고,
보정 팩터는 다음 스트로크를 위한 충격 디바이스의 후속 작동의 실시간 조정들에 사용된다.
개시된 기술의 특정 양태들에 따르면, 기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 시스템이 제공되며, 이 시스템은,
제9 항에 따른 이젝터(1); 및
센서 파라미터에 기초하여 충격 디바이스의 작동을 제어하도록 적응된 제어 유닛(32)을 포함하고,
이 제어 유닛은,
센서 파라미터에 기초하여, 충격 동안 임의의 주어진 시간에서 충격 디바이스의 속도, 가속도 포지션(예를 들어, 스트로크 또는 전방 충격 운동의 단부 포지션 또는 복귀 포지션) 또는 스트로크의 길이 중 적어도 하나를 결정하도록;
결정된 속도, 가속도, 포지션(예를 들어, 스트로크 또는 전방 충격 운동의 단부 포지션 또는 복귀 포지션) 및/또는 스트로크의 길이와 기준 값 사이의 비교에 기초하여 보정 팩터를 계산하도록; 그리고
충격 디바이스의 후속 작동을 조정하기 위해 상기 보정 팩터를 사용하도록 적응된다.
개시된 기술의 특정 양태들에 따르면, 기판(23) 상에 점성 매체를 분사하기 위한 이젝터(1)가 제공되며, 이 이젝터는,
점성 매체를 수용하도록 적응된 분사 챔버(5);
챔버에 연결된 노즐(4);
점성 매체가 노즐을 통해 기판을 향해 분사되도록 챔버 내의 점성 매체의 부피에 충격을 가하도록 적응된 충격 디바이스(6, 7); 및
충격 동안 충격 디바이스의 변위를 반영하는 센서 파라미터를 출력하도록 배열된 센서(15)를 포함한다.
위의 이젝터의 특정 양태들에 따르면, 센서는 챔버(5) 내부에 구성되고, 충격 디바이스의 포지션(예를 들어, 스트로크 또는 전방 충격 운동의 단부 포지션 또는 복귀 포지션), 속도 및 가속도 중 적어도 하나의 비-접촉 측정을 위해 배열된다.
개시된 기술의 특정 양태들에 따르면, 이젝터 및 시스템에는 제어 유닛이 제공되고, 이 제어 유닛은,
검출기로부터 수신된 신호 또는 센서 파라미터에 기초하여, 충격 동안 충격 디바이스의 상이한 포지션들에 대한 운동 곡선을 시간 도메인에서 결정하도록;
결정된 운동 곡선과 기준 운동 곡선 사이의 비교에 기초하여 적어도 하나의 보정 팩터를 계산하도록; 그리고
충격 디바이스에 대한 시간 도메인에서 조정된 운동 곡선을 달성하기 위해 충격 디바이스의 후속 작동을 조정하기 위해 상기 보정 팩터를 사용하도록 적응된다.
충격 디바이스의 충격은 분사되는 점성 매체의 압력에 영향을 준다. 챔버 내의 압력은 예를 들어, 충격 디바이스에 의한 점성 매체에 대한 직접 임팩트의 강도, 스트로크의 길이, 및 점성 매체의 유동학적 특성들에 의해 결정될 수 있다(더 높은 점도는 예를 들어, 더 높은 압력을 발생시키고, 그 반대도 가능함). 충격 디바이스에 의해 유도된 압력은 또한 챔버에 존재하는 점성 매체의 양, 이젝터를 형성하는 부분들의 기계적 허용 오차들, 그 운동 동안 충격 디바이스 상에 작용하는 마찰력들 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 충격 디바이스의 변위는 챔버 내의 압력 및 현재 사용되는 특정 이젝터 및/또는 점성 매체의 작동에 영향을 주는 다른 파라미터들에 대한 지식을 간접적으로 얻는데 사용될 수 있다.
본 발명은 충격 디바이스의 실제 변위가 충격 디바이스의 후속 운동을 제어할 때 입력으로서 사용될 수 있다는 인식에 기초한다. 충격 동안 변위를 감시함으로써, 이젝터의 작동은 상이한 이젝터들 사이의 개별적인 변동들 및/또는 분사될 매체의 유동학적 특성들의 변동들을 보상하기 위해 감시된 변위(및 챔버 내의 간접적으로 감시된 압력)에 응답하여 조정될 수 있다. 이젝터들은 예를 들어, 기계적 허용 오차들, 챔버에 대한 마찰 및 공급률의 면에서 변경될 수 있고, 한편 점성 매체의 점성 특성들은 예를 들어, 전체 점도, 전단 박화 특성들(shear thinning properties) 및 요변성(thixotropy)의 면에서 변경될 수 있다. 따라서, 스트로크 동안 감시된 변위는 폐쇄 루프 방식으로 사용될 수 있어, 분사의 품질 및 신뢰성을 동적으로 향상시키기 위해 분사 공정 동안 예를 들어, 충격 디바이스의 스트로크의 속도 및 강도의 면에서 후속 작동을 제어할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 감시된 변위는 분사 파라미터들, 즉, 상이한 유체 동적 거동을 갖는 점성 매체 및/또는 상이한 유형들의 점성 매체에 대한, 분사에 요구되는 하드웨어의 작동을 제어하는 파라미터들을 교정하거나 또는 조정하는데 사용될 수 있다. 예시적인 교정 공정에서, (하나 또는 수 개의 이젝터들에서) 특정 유형의 점성 매체의 하나 또는 수 개의 샘플들을 분사하는 동안 변위가 감시될 수 있다. 그 다음에, 감시된 변위는 그 특정 유형의 점성 매체의 후속 분사를 위해 사용될 수 있는 분사 파라미터들 세트를 결정하는데 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 분사 공정의 다소 연속적인 또는 실시간 감시를 위해서 뿐만 아니라 상이한 유형들의 점성 매체 또는 이젝터들에 대한 분사 공정을 교정하기 위해서도 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 분사의 실시간 감시는 이젝터가 생산에 사용될 때 수행될 수 있고, 한편 교정은 예를 들어, 점성 매체 또는 이젝터의 각 유형에 대해 한 번, 품질 체크를 위해 미리 결정된 간격으로, 또는 작동자에 의한 시동 시에 수행될 수 있다.
점성 매체는 분사 공정 중에 전단 속도들을 상당히 변경시킬 수 있기 때문에, 분사 공정의 상이한 단계들 동안 다양한 유동학적 레짐들(rheological regimes)이 적용될 수 있다. 일 관점에서, 점성 매체를 챔버에 펌핑하여 공급하는 것을 용이하게 하기 위해 점성 매체가 예를 들어, 100 s-1 미만과 같은 비교적 낮은 전단 속도들에서 전단 박화되는 것이 유리하다. 또 다른 관점에서 볼 때, 노즐 출구를 떠날 때 그리고/또는 기판 상의 충격 시에 양호하게 규정된 형상 및/또는 부피의 분사된 액적들의 형성을 촉진하고 변형 또는 스프레잉을 방지하기 위해, 점성 매체가 예를 들면 10.000 s-1 초과와 같은 비교적 높은 전단 속도들에서 전단 박화되는 것이 유리하다.
따라서, 점성 매체의 전단 후화(shear thickening)는 충격 디바이스의 운동(및 이에 따라 변하는 전단 속도)에 의해 결정되거나 또는 적어도 영향을 받을 수 있다. 점성 매체의 유동학적 거동은 특히 예를 들어, 충격 디바이스의 충격의 강도, 가속도 및 스트로크의 길이에 의존할 수 있다. 이러한 운동 파라미터들 중 하나 또는 수 개를 변경시킴으로써, 유동학적 거동(예를 들어, 전단 후화)을 그에 대응되게 변경시킬 수 있다. 운동의 속도 및/또는 가속도를 증가시키는 것은 예를 들어, 솔더 페이스트의 증가된 점도(또는 전단 후화)를 발생시킬 수 있고, 한편 감소된 속도 및/또는 가속도는 감소된 점도를 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 점성 매체의 점도를 보다 양호하게 제어할 수 있게 한다. 노즐을 통한 분사 중에 점성 매체의 점도가 분사된 액적의 속도 및 형상에 영향을 줄 수 있기 때문에, 액적이 예를 들어, 기판으로의 그 도중에 분무(spray), 개질(deform) 또는 확산되는(spread) 경향이 제어될 수 있다.
충격 디바이스의 변위 또는 가속도는 상한 및/또는 하한과 관련하여 추가로 감시될 수 있으며, 이 경우 한도 이탈 변위는 이젝터의 고장 모드를 나타낼 수 있다. 상대적으로 큰 변위 또는 가속도는 예를 들어, 챔버 내의 점성 매체의 부재 또는 불충분한 양을 나타낼 수 있다. 이것은 예를 들어, 점성 매체에 둘러싸인 공극들(air voids), 노즐 챔버로의 매체의 공급의 불연속성, 또는 결함 있는 이젝터에 의해 야기된다. 한편 상대적으로 작은 변위, 또는 낮은 가속도는 막히거나 또는 차단된 노즐을 나타낼 수 있다. 양자 모두의 고장 모드들은 미리 결정된 범위를 벗어나는 운동 특성들에 의해 검출될 수 있고, 기판 상의 분사된 점성 매체의 누락된 샷들(shots) 및/또는 불충분한 양들을 초래할 수 있다. 선행 기술에서, 결함 있는 인쇄 결과(즉, 누락된 적층물들 또는 잘못된 또는 부적합한 부피의 적층물들)가 점성 매체의 증착 후에, 예를 들어, 하류 검사 단계에서 또는 제품의 최종 검사 중에 검출될 수 있다. 따라서, 결함 인쇄 결과를 갖는 수 개의 기판들이 에러가 검출되기 전에 처리되어, 따라서 재작업되거나 또는 폐기되어야 하는 위험이 있다. 따라서, 본 발명은 분사 공정의 차단들 또는 방해들이 분사 공정 중에 실시간으로 또는 적어도 일찍 검출될 수 있도록 분사 공정 또는 분사 프로그램 중에 액적들의 분사를 감시할 수 있는 가능성을 제공한다는 점에서 유리하다. 따라서, 인쇄 결과의 잠재적인 결함들이 처리 라인의 하류로 기판들을 포워딩하기 전에 검출될 수 있으며, 이는 생산 수율을 향상시키고, 거부률을 감소시키며, 기판들의 재작업을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 예를 들어, 수동 검사 또는 AOI(Automatical Optical Inspection)와 같은 추가적인 하류 검사 단계들을 절약할 수 있는 가능성을 제공한다는 점에서 유리하다. 생산 라인의 공구들의 개수 및/또는 작동자들의 수를 줄이면 유리하게 생산 비용들을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 별도의 검사를 수행하지 않고 점성 매체의 액적들을 기판 상으로 보충 분사함으로써 인쇄 오류들을 보정할 수 있는 가능성을 제공한다.
본 출원의 맥락에서, "점성 매체"라는 용어는 예를 들어, 솔더 페이스트, 솔더 플럭스, 접착제, 전도성 접착제, 또는 기판 상에 구성 요소들을 고정시키는데 사용되는 임의의 다른 유형의 매체 또는 유체, 전도성 잉크, 저항성 페이스트 등을 포함하는 매체로서 이해되어야 하는 것에 주목한다. 적어도 일부 솔더 페이스트 적용들의 경우, 솔더 페이스트는 솔더 볼들의 약 40 부피 % 내지 약 60 부피 %를 포함할 수 있다. 나머지 부피는 솔더 플럭스일 수 있다. 솔더 볼들은 전형적으로 직경이 약 20 마이크론, 또는 직경이 약 10 이상 내지 약 30 이하 마이크론이다.
"분사된 액적" 또는 "샷"이라는 용어는 분사 노즐을 통해 충격 디바이스의 충격에 반응하여 기판을 향해 이동하는 점성 매체의 부피로 이해되어야 한다. 그러나, 충격 디바이스의 단일 스트로크에 반응하여 복수의 액적들이 노즐로부터 배출될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 논의된 바와 같이, 용어 "적층물 크기"는 적층물이 커버할 기판과 같은 작업물 상의 영역을 지칭한다. 액적 부피의 증가는 일반적으로 적층물 높이뿐만 아니라 적층물 크기도 증가시킨다.
"작업물"은 보드(예를 들어, 인쇄 회로 기판(PCB)), 가요성 PCB 또는 인쇄 배선 기판(PWB), 볼 그리드 어레이(BGA)용 기판, 가요성 기판(예를 들어, 종이), 칩 스케일 패키지들(CSP), 쿼드 플랫 패키지들(QFP), 웨이퍼들, 플립 칩들 등일 수 있다.
본 출원의 맥락에서, "분사"라는 용어는 "유체 습윤(fluid wetting)"과 같은 접촉 분배 공정과 비교하여, 유체 분사를 이용하여 기판 상에 분사 노즐로부터 점성 매체의 액적들을 형성하고 슈팅하는(shooting) 비-접촉 증착 공정으로서 해석되어야 한다는 점을 유의해야 한다. 니들이, 접촉 분배를 위해, 표면에 대한 중력 및 접착력과 조합되어 표면 상의 점성 매체를 분배하는데 사용되는 디스펜서 및 분배 공정과 달리, 점성 매체를 분사 또는 슈팅하기 위한 이젝터 또는 분사 헤드 조립체는 약 1 마이크로 초보다 크지만 약 50 마이크로 초보다 작은 기간에 걸쳐 충격 디바이스의 신속한 운동(예를 들어, 신속한 제어된 기계적 운동)(예를 들어, 플런저의 신속한 운동)에 의해 유체 챔버에서 압력을 신속하게 형성하여 이로써 분사 노즐을 통해 점성 매체의 액적들을 강제하는 챔버 내의 유체의 변형을 제공하기 위한 예를 들어, 압전 액추에이터 및 플런저를 포함하는 충격 디바이스와 같은 충격 디바이스를 포함하는 장치로 해석되어야 한다. 일 구현예에서, 이젝션 제어 유닛은 압전 액추에이터에 간헐적으로 구동 전압을 인가하여, 이로써 그 간헐적인 연장, 및 이젝터 또는 분사 조립체 헤드의 조립체 하우징에 대한 플런저의 왕복 운동을 발생시킨다.
점성 매체의 "분사"는 점성 매체의 액적들을 이젝팅 또는 슈팅하는 공정을 지칭할 수 있으며, 이 경우 적어도 하나의 분사 노즐이 점성 매체가 증착될 작업물 또는 기판 상의 각 위치에서 정지하지 않고 움직이고 있는 동안, 표면 상으로의 점성 매체의 액적들의 분사가 수행될 수 있다.
일반적으로 이젝터는 소프트웨어로 제어된다. 소프트웨어는 점성 매체를 특정 기판에 도포하는 방법에 대한 또는 주어진(또는 대안적으로, 원하는 또는 미리 결정된) 분사 스케줄 또는 분사 공정에 따른 명령어들을 필요로 한다. 이러한 명령어들을 "분사 프로그램"이라고 한다. 따라서, 분사 프로그램은 기판 상으로 점성 매체의 액적들을 분사하는 공정를 지원하는데, 이 공정은 또한 "분사 공정" 또는 "인쇄 공정"으로 지칭될 수도 있다. 분사 프로그램은 분사 공정 전에 오프라인으로 수행되는 전처리 단계에 의해 생성될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 충격 디바이스의 변위를 감시하는 단계는,
― 충격 디바이스의 스트로크의 길이를 결정하는 단계;
― 충격 디바이스의 가속도를 결정하는 단계;
― 충격 디바이스의 속도를 결정하는 단계; 및
― 상이한 시간들에서 충격 디바이스의 포지션을 결정하는 단계: 중 하나 또는 수 개를 포함할 수 있다.
결정된 파라미터들은 예를 들어, 룩업 테이블에 제공될 수 있는 미리 결정된 또는 저장된 기준 값과 비교될 수 있다. 이 비교의 결과는 충격 디바이스의 작동을 결정하는 적어도 하나의 작동 파라미터를 조정하여 스트로크 동안 상이한 시간들에서 스트로크의 길이, 충격 디바이스의 가속도 또는 속도, 또는 충격 디바이스의 포지션을 조정하도록 사용된다. 작동 파라미터들의 예들로는, 예를 들어, 충격 디바이스 상에 작용하는 예를 들어, 압전 액추에이터와 같은 액추에이터에 인가되는 전압, 또는 챔버에 공급되는 점성 매체의 이송률을 포함한다. 충격 디바이스의 감시된 변위가 챔버 내의 압력이 기준 값 이하라는 것을 지시하는 경우, 액추에이터에 의해 가해진 힘은 예를 들어, 증가될 수 있고 그리고/또는 챔버에 공급되는 점성 매체의 양이 증가될 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다. 충격 디바이스의 후속 작동의 조정은 예를 들어, 충격 디바이스의 작동 파라미터들을 조정하기 위한 보정 팩터의 계산에 의해 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서는 광학 센서, 용량성 센서, 자기 센서, 선형 가변 차동 변압기(LVDT) 센서, 보이스 코일 또는 압전 센서일 수 있다. 이러한 센서들은 비-접촉 센서들이라고도 하며, 충격 디바이스의 운동의 변위를 직접 측정하도록 구성될 수 있다. 광학 센서들의 예들로는 비교적 작고, 정확하며, 충격 디바이스가 작동될 수 있는 예를 들어, 100 내지 500 Hz의 비교적 높은 주파수들에서 많은 양들의 데이터를 포착하기 위한 상대적으로 높은 대역폭을 갖는 예를 들어, 광섬유 포토닉 센서들(fibre optic fotonic sensors)을 포함한다. 또한 광섬유 센서들은 다른 센서들보다 적은 공간을 필요로 할 수 있기 때문에 이젝터에 설치하기가 상대적으로 용이할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서는 변위의 접촉 측정을 위해 구성될 수 있다. 이러한 센서는 예를 들어, 충격 디바이스 또는 충격 디바이스와 함께 움직이는 다른 구조에 부착될 수 있는 스트레인 센서(strain sensor)일 수 있다.
충격 디바이스의 변위의 감시는, 추가적인 또는 대안적인 실시예들에서, 충격 디바이스의 액추에이터로부터의 응답을 분석함으로써 수행될 수 있다. 액추에이터는 예를 들어, 충격 디바이스의 운동 및/또는 충격 디바이스 상에 가해지는 기계적 부하를 나타내는 전기적 응답을 생성하도록 적응될 수 있는 압전 액추에이터일 수 있다. 따라서, 액추에이터로부터의 전기적 응답을 감시함으로써, 분사 공정은 예를 들어, 분사 챔버 내의 압력 및 노즐을 통해 점성 매체를 방출하는 충격 디바이스의 운동의 면에서 평가될 수 있다. 그 다음에, 이 정보는 임의의 추가적인 센서들 없이 분사 공정을 제어, 교정 또는 조정하기 위한 입력으로 사용될 수 있다.
개시된 기술은 이젝터들 또는 시스템으로 하여금 상술한 방법을 수행하게 하는 방식으로 프로그래밍 가능한 컴퓨터를 제어하기 위한 컴퓨터 판독 가능 명령어들로서 구현될 수 있다. 이러한 명령어들은 명령어들을 저장하는 비-휘발성 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품의 형태로 분배될 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따른 방법에 대해 상술된 실시예들에서의 특징들 중 임의의 것은 본 발명의 다른 양태들에 따른 이젝터 및 시스템과 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 이하의 상세한 개시, 도면들 및 첨부된 청구항들을 연구할 때 명백해질 것이다. 당업자들은 본 발명의 상이한 특징들이 이하에 설명된 것들 이외의 생성된 실시예와 결합될 수 있다는 것을 알 것이다.
본 발명의 위에서 설명된 것들 뿐만 아니라 추가적인 목적, 특징 및 장점들도 본 발명의 실시예들에 대한 다음의 예시적이고 비-제한적인 상세한 설명을 통해 더 양호하게 이해될 것이다. 첨부된 도면들을 참조하도록 한다.
도 1은 충격 디바이스, 노즐 및 챔버를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝터의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 이젝터들의 단면도들이다.
도 5는 이젝터 및 제어 유닛을 포함하는, 일 실시예에 따른 시스템의 개략도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 점성 매체를 분사하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
모든 도면들은 개략적인 것으로서, 반드시 축척은 아니며, 일반적으로 본 발명을 명료하게 하기 위해 필요한 부분들만을 도시하고, 다른 부분들은 생략되거나 또는 단지 제안될 수 있다.
도 1을 참조하면, 설명된 기술의 구현예에 따른 이젝터의 개략도가 도시되어 있다.
이젝터(1)는 조립체 하우징(10) 및 충격 디바이스를 포함하며, 이는 이 구현예에서는 압전 액추에이터(7) 및 압전 액추에이터(7)에 작동 가능하게 연결된 플런저 또는 피스톤(6)을 포함할 수 있다. 플런저(6)는 부싱(8)의 보어 구멍을 통해 미끄러짐 가능하게 연장되는 한편, 축 방향으로 이동 가능할 수 있다. 컵 스프링들(9)은 플런저(6)를 조립체 하우징(10)에 대해 탄성적으로 밸런싱하도록, 그리고 압전 액추에이터(7)에 예압을 제공하도록 제공될 수 있다. 제어 유닛(도시하지 않음)은 압전 액추에이터(7)에 간헐적으로 구동 전압을 인가하여, 이로써 그 간헐적인 연장, 및 이에 따라 솔더 패턴 인쇄 데이터에 따라, 조립체 하우징(10)에 대한 플런저(6)의 왕복 운동을 발생시킬 수 있다.
또한, 이젝터(1)는 점성 매체의 액적(22)이 분사되는 기판(23)에 대해 작동 가능하게 지향될 수 있는 분사 노즐(2)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따르면 노즐(2)은 노즐 공간(3) 및 노즐 출구(4)를 포함하며, 이 노즐 출구를 통해 액적(22)이 기판(23)을 향해 분사된다. 노즐 출구(4)는 노즐(2)의 하부 부분과 같은 일 단부에 위치될 수 있다.
챔버(5)는 플런저(6)의 단부 표면(11)과 노즐(2) 사이에 규정될 수 있다. 플런저(6)가 노즐(2)을 향해 축 방향으로 이동하면 챔버(5)의 부피가 급격히 감소될 수 있다. 따라서, 플런저(6)에 의한 이러한 충격은 노즐 출구(4)를 통한 점성 매체의 신속한 가압 및 분사를 야기할 수 있다.
다른 유형의 이젝터를 사용하여 개시된 기술의 다른 구현예들에서, 피스톤을 포함하는 플런저는 피스톤과 마찬가지로 시간 경과에 따라 전압 및 전류에 의해 여전히 제어되는 다른 유형의 자유롭게 운동하는 충격 디바이스로 대체될 수 있고, 여기서 충격 디바이스는, 피스톤과 마찬가지로, 또한 시간 경과에 따라 변하는 왕복 운동을 위한 복귀 포지션을 갖는다.
개시된 기술의 이젝터는 임의의 시간에 연결부를 폐쇄하는 밸브 또는 시트가 없다는 점에서, 피더의 채널에 대한 개방 연결부, 또는 입구를 더 가져야 한다. 가장 작은 제한인 분사 원리는 매체를 전단하고 충격을 가하며 전방 및 후방 모두로 매체를 변위시키는 것에 기초하여 채널은 항상 개방된 상태로 유지된다. 포지티브 변위 방식으로 충격 디바이스 및 시트에 의해 채널을 폐쇄하는 다른 소위 분사 밸브들과 대조적으로, 노즐을 통해 단지 전방으로의 유동만이 분사된다.
이러한 모든 충격 디바이스들은 충격 디바이스의 왕복 운동 또는 진동 운동에 의해 압력 임펄스를 신속하게 발생시킴으로써 분사 노즐로부터 기판 상으로 점성 매체의 액적을 형성하고 슈팅하기 위한 비-접촉 분사 공정을 제공하도록 구성된다는 공통점이 있다.
충격 디바이스들은 약 0.1 나노리터 내지 30 나노리터, 예를 들어, 1 내지 5 나노리터, 5 내지 15 나노리터 또는 10 내지 20 나노리터의 증착물 부피를 갖는 개별 액적들을 슈팅하기 위해 약 1 내지 50 마이크로 초의 시간 주기 동안 시작 포지션으로부터 종료 포지션을 향해 이동할 수 있다. 압력 임펄스로 노즐에 충격을 가하기 위한 충격 디바이스의 속도는 약 5 m/s 내지 약 50 m/s 일 수 있다.
점성 매체는 피더(12)의 이송 채널을 통해 공급 용기(도 1에 도시되지 않음)로부터 노즐 공간(3)으로 공급될 수 있다. 피더(12)는 이젝터 하우징(10)을 통해, 채널을 통해 챔버(5)와 연통하는 출구 포트로 연장되는 관형 보어 내에 부분적으로 제공되는 모터 샤프트(13)를 갖는 전기 모터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 회전 가능한 모터 샤프트 또는 피드 스크류(13)의 적어도 일부는 관형 보어 내에서 이와 동축으로 배열된 엘라스토머 등으로 제조된 튜브(14)에 의해 둘러싸일 수 있으며, 여기서 회전 가능한 피드 스크류(13)의 스레드들은 튜브의 최내측 표면과 미끄러짐 접촉할 수 있다. 그 다음에, 피드 스크류(13)의 스레드들과 내부 표면 사이에 포획된 점성 매체는 피드 스크류(13)의 회전 운동에 따라 챔버(5)를 향해 강제될 수 있다.
도 2는 도 1을 참조하여 설명된 이젝터와 유사하게 구성될 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝터를 도시한다. 본 실시예에서, 센서(15)는 분사 공정 동안 충격 디바이스의 변위를 반영하는 센서 파라미터를 운반하는 신호를 출력하도록 배열된다. 본 예시적인 실시예의 충격 디바이스는 액추에이터 부분(7)을 형성하도록 함께 적층된 다수의 얇은 압전 요소들을 포함하는 압전 액추에이터를 구성한다. 액추에이터 부분(7)의 하나의 상부 단부는 조립체 하우징에 강성으로 연결되는 반면, 하부 부분은 플런저(6) 상에 놓인다.
플런저(6)의 상부 부분, 즉 액추에이터가 작용하는 플런저(6)의 부분(7)은 센서(15)가 볼 수 있는 돌출부 또는 플랜지를 가질 수 있다. 센서(15)는 예를 들어, 돌출부에 대한 반사율 측정에 기초하여 플런저(6)의 변위를 측정하도록 구성된 비-접촉 광섬유 변위 센서일 수 있다.
그러나 변위 측정 및/또는 이젝터의 다른 부분들 측정에 대한 다른 원리들을 이용하는 다른 구성들도 고려될 수 있다. 몇 가지 예들이 이제 논의될 것이다.
도 3은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 이젝터들과 유사하게 구성될 수 있는 이젝터를 도시한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 센서(15)는 플런저(6)의 오목부 또는 슬릿을 통한 충격 디바이스의 변위를 측정하도록 적응될 수 있다. 센서는 예를 들어, 플런저(6)의 측 방향 측면에 도달하도록 하우징(10) 내의 채널을 통해 도입될 수 있고, 또한 플런저(6)의 오목부 또는 슬릿에 삽입되어 변위가 측정될 수 있도록 허용한다. 측정은 바람직하게는 플런저(6)의 이동 축과 정렬된 법선을 갖는 표면 상에서, 슬릿 내의 비-접촉 반사율 측정에 의해 수행될 수 있다.
도 4는 충격 디바이스의 변위를 결정하기 위해 접촉 센서(15)가 사용될 수 있는, 이전에 개시된 실시예들과 유사할 수 있는 이젝터를 도시한다. 센서(15)는 예를 들어, 스트로크 동안 액추에이터(7)의 스트레인 또는 변형을 측정하도록 적응된 스트레인 센서일 수 있다. 액추에이터(7)는 예를 들어, 인가된 전압에 반응하여 축 방향으로 팽창하고 이로써 플런저(6)의 변위를 발생시키는 압전 액추에이터일 수 있다. 액추에이터(7)의 팽창(또는 변형)을 측정함으로써, 플런저(6)의 변위가 계산될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 개략적인 표현이다. 시스템은 위에서 설명한 실시예들 중 임의의 것에 따른 이젝터(1) 및 제어 유닛(32)을 포함할 수 있다. 이젝터(1)는 충격 디바이스의 직접 또는 간접적으로 측정된 변위를 나타내는 센서 신호(S)를 출력하도록 구성된 센서(도시되지 않음)를 포함한다. 센서 신호(S)는 제어 유닛(1)으로 전송될 수 있으며, 여기서 이는 처리될 수 있고 측정된 변위는 기준 값과 비교되거나 또는 챔버 내의 추정된 압력으로 변환된다. 기준 값은 예를 들어, 룩업 테이블에서 리스트 엔트리(list entry) 또는 포스트(post)의 형태로 제공될 수 있다. 측정된 변위와 기준 값 사이의 비교에 기초하여, 보정 팩터가 계산될 수 있고 이젝터(1)를 작동시키기 위한 새로운 작동 파라미터들 세트를 생성하는데 사용될 수 있다. 작동 파라미터들은 제어 유닛(32)으로부터 제어 신호(O)의 형태로 출력되어 이젝터(1)로 전송될 수 있다. 따라서, 충격 디바이스의 감시된 운동은 이젝터의 작동을 조정하기 위해 폐쇄 루프 방식으로 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 점성 매체를 분사하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다. 이 방법은 이전에 설명된 이젝터들 또는 시스템들 중 임의의 것과 유사하게 구성될 수 있는 이젝터 또는 시스템에서 수행될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 이 방법은 이젝터의 분사 챔버에 점성 매체를 제공하는 단계(110)를 포함할 수 있다. 이것은 예를 들어, 전기 모터, 회전 가능한 피드 스크류 및 피드 스크류와 미끄러짐 접촉하는 엘라스토머 튜브를 포함하는 피더에 의해 달성될 수 있다. 점성 매체의 이송률은, 예를 들어, 스텝 모터의 작동 속도를 변화시킴으로써 제어될 수 있다.
또한, 이 방법은 이것이 분사 챔버 내의 점성 매체에 충격을 가하여 노즐을 통해 점성 매체의 적어도 일부를 배출하도록 충격 디바이스를 작동시키는 단계(120)를 포함할 수 있다. 충격 디바이스는 예를 들어, 제어 유닛으로부터 공급되고 예를 들어, 충격의 강도와 속도를 제어하는 작동 파라미터들 세트에 따라 작동될 수 있다.
이 방법은 또한 점성 매체가 분사될 때 충격 디바이스의 변위를 반영하는 센서로부터의 신호 또는 센서 파라미터를 감시하는 단계(130)를 포함한다. 그 다음에, 감시된 신호 또는 센서 파라미터는 점성 매체를 챔버에 제공하는 단계(110) 및/또는 충격 디바이스를 작동시키는 단계(120)로 피드백될 수 있는 보정 팩터들을 생성하도록 평가될 수 있다(140). 이들 피드백 루프들은 도면에서 화살표들로 표시된다. 감지된 변위와 기준 값 사이의 결정된 차이에 기초할 수 있는 보정 팩터들은 예를 들어, 후속 단계들에서 충격 디바이스의 속도 및 가속도와 같은 이송률 및 운동을 조정하는데 사용될 수 있다. 따라서, 분사 공정은 품질 및 신뢰성이 증가되는 방식으로 제어될 수 있다.
상술한 바와 같이, 이 방법은 그러한 명령어들을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품의 형태로 분배되어 사용되는 컴퓨터 실행 가능 명령어들로서 구현될 수 있다. 예로서, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함할 수 있다. 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령어들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들과 같은 정보 또는 다른 데이터의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비-휘발성, 제거 가능한 또는 비-제거 가능한 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital versatile disks) 또는 다른 광학 디스크 저장 장치, 자기 카세트들, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 다른 자기 저장 디바이스들을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 통신 매체는 전형적으로 반송파 또는 다른 전송 메커니즘과 같은 변조된 데이터 신호로 컴퓨터 판독 가능 명령어들, 데이터 구조, 프로그램 모듈들 또는 다른 데이터를 구현하고 임의의 정보 전달 매체를 포함한다는 것은 당업자에게 공지되어 있다.

Claims (19)

  1. 기판(23) 상으로 점성 매체(viscous medium)를 분사하기 위한 방법으로서,
    이젝터(ejector)(1)의 분사 챔버(5)에 점성 매체를 제공하는 단계(110) ― 상기 분사 챔버는 상기 점성 매체를 상기 챔버에 제공하는 피더(feeder)(12)의 채널에 대한 개방 연결부, 또는 입구를 포함함 ― ;
    충격 디바이스(impacting device)(6, 7)를 작동시키는 단계(120) ― 상기 챔버 내의 상기 점성 매체의 부피에 직접 충격을 가하여 이를 변위시킴으로써, 점성 매체가 상기 챔버에 연결된 노즐(4)을 통해 상기 기판을 향해 분사되도록, 상기 충격 디바이스는 상기 점성 매체와 직접 접촉하도록 구성됨 ― ; 및
    상기 충격 디바이스의 변위를 감시하는 단계(130)를 포함하고,
    감시된 상기 변위(the monitored displacement)는,
    상기 분사 챔버로의 점성 매체의 이송률(feeding rate)에 영향을 주는 입력 데이터로서 사용되는 것; 및
    상기 충격 디바이스의 상기 변위와 적어도 하나의 기준 파라미터 값(reference parameter value) 사이의 비교에 기초하여 고장 모드를 식별하기 위하여 사용되는 것; 중의 한 가지 이상의 방식으로 사용되는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 감시하는 단계의 액션은, 상기 충격 디바이스의 포지션을 감시하여 이로써 상기 충격 디바이스의 전방 충격 운동의 복귀 포지션을 결정하는 단계를 포함하는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 감시하는 단계의 액션은, 상기 충격 디바이스의 전방 충격 운동 및 상기 충격 디바이스의 초기 포지션으로의 제어된 후퇴(retraction) 중 적어도 하나 동안 시간 도메인에서의 그 조립체 하우징(10)에 대한 상기 충격 디바이스의 포지션들의 시퀀스를 감시하는 단계를 포함하는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 방법.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    감시된 상기 변위는 상기 충격 디바이스의 후속 작동에 영향을 주는 입력 데이터로서 사용되는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 방법.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 충격 디바이스의 상기 변위를 감시하는 상기 단계는,
    상기 충격 동안 상기 충격 디바이스의 포지션(들), 속도, 가속도 및 스트로크의 길이 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 포지션(들), 속도, 가속도 및/또는 스트로크의 길이와 적어도 하나의 기준 값 사이의 비교에 기초하여 보정 팩터(correction factor)를 계산하는 단계를 포함하고,
    상기 보정 팩터는 상기 충격 디바이스의 후속 작동을 조정하기 위해 사용되는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 방법.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 분사 챔버 내의 점성 매체의 존재를 식별하기 위해 상기 변위와 기준 변위 값 사이의 비교에 기초하여 적어도 하나의 존재 값을 계산하는 단계를 더 포함하는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 방법.
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 충격 디바이스의 변위를 감시하는 상기 단계는, 상기 충격 디바이스의 전방 충격 운동 및 상기 충격 디바이스의 초기 포지션으로의 제어된 후퇴 중 적어도 하나 동안, 상이한 시간들에서 상기 충격 디바이스의 포지션을 결정하는 단계를 포함하는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 방법.
  9. 삭제
  10. 기판(23) 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 이젝터(1)로서,
    상기 점성 매체를 수용하도록 구성된 분사 챔버(5) ― 상기 분사 챔버는 상기 점성 매체를 상기 챔버에 제공하는 피더(12)의 채널에 대한 개방 연결부, 또는 입구를 포함함 ― ;
    상기 챔버에 연결된 노즐(4);
    충격 디바이스(6, 7) ― 상기 충격 디바이스는 상기 챔버 내의 상기 점성 매체의 부피에 충격을 가하도록 구성되어, 점성 매체가 상기 노즐을 통해 상기 기판을 향해 분사됨 ― ; 및
    상기 충격 동안 상기 충격 디바이스의 변위를 반영하는 신호 또는 센서 파라미터를 출력하도록 배열된 센서(15)를 포함하고,
    감시된 상기 변위는,
    상기 분사 챔버로의 점성 매체의 이송률에 영향을 주는 입력 데이터로서 사용되는 것; 및
    상기 충격 디바이스의 상기 변위와 적어도 하나의 기준 파라미터 값 사이의 비교에 기초하여 고장 모드를 식별하기 위하여 사용되는 것; 중의 한 가지 이상의 방식으로 사용되는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 이젝터.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 센서는 상기 챔버(5) 내부에 포함되고, 상기 충격 디바이스의 포지션(예를 들어, 스트로크 또는 전방 충격 운동의 단부 포지션 또는 복귀 포지션), 속도 및 가속도 중 적어도 하나의 비-접촉 측정을 위해 배열되는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 이젝터.
  12. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 센서는 광학 센서, 용량성 센서(capacitive sensor), 자기 센서, 선형 가변 차동 변압기 센서(linear variable differential transformer sensor), 보이스 코일, 압전 센서 또는 스트레인 센서인,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 이젝터.
  13. 기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 시스템으로서,
    제10 항에 따른 이젝터(1); 및
    신호 또는 센서 파라미터에 기초하여 충격 디바이스의 작동을 제어하도록 구성된 제어 유닛(32)을 포함하는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 신호 또는 센서 파라미터에 기초하여, 충격 동안 상기 충격 디바이스의 속도, 가속도, 포지션 또는 스트로크의 길이 중 적어도 하나를 결정하도록;
    상기 결정된 속도, 가속도, 포지션 및/또는 스트로크의 길이와 적어도 하나의 기준 값 사이의 비교에 기초하여 보정 팩터를 계산하도록; 그리고
    상기 충격 디바이스의 후속 작동을 조정하기 위해 상기 보정 팩터를 사용하도록 구성되는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 시스템.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 신호 또는 센서 파라미터에 기초하여, 상기 충격 동안 상기 충격 디바이스의 가속도를 결정하도록;
    상기 결정된 가속도와 기준 가속도 값 사이의 비교에 기초하여 보정 팩터를 계산하도록; 그리고
    상기 충격 디바이스의 후속 작동을 조정하기 위해 상기 보정 팩터를 사용하도록 구성되는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 시스템.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 신호 또는 센서 파라미터에 기초하여, 상기 충격 동안 상기 충격 디바이스의 상이한 포지션들에 대한 운동 곡선을 시간 도메인에서 결정하도록;
    상기 결정된 운동 곡선과 기준 운동 곡선 사이의 비교에 기초하여 적어도 하나의 보정 팩터를 계산하도록; 그리고
    상기 충격 디바이스에 대한 상기 시간 도메인에서의 조정된 운동 곡선을 달성하기 위해 상기 충격 디바이스의 후속 작동을 조정하기 위해 상기 보정 팩터를 사용하도록 구성되는,
    기판 상으로 점성 매체를 분사하기 위한 시스템.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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