KR102380078B1 - 리니어 펌핑 디스펜서 - Google Patents

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syringe
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조휘원
김지훈
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(주)나노젯코리아
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Abstract

리니어 펌핑 디스펜서는, 수직 방향으로 따라 중공이 형성된 몸체부, 상기 몸체부의 측부에 수평 방향으로 연장되고, 내부에 용액을 저장하는 시린지부, 상기 몸체부의 하단부에 구비되고, 상기 시린지부로 유입된 용액을 토출하는 토출부, 상기 중공을 따라 승강함으로써, 상기 중공 내부에 유입된 용액을 상기 토출부의 중공 개폐에 따라 토출하는 피스톤부 및 상기 시린지부를 회전시켜 상기 시린지부 내부에 저장된 용액을 교반하는 회전 구동부를 포함한다. 이로써, 시린지부 내의 용액에 대한 침전이나 경화가 억제될 수 있다.

Description

리니어 펌핑 디스펜서 {Linear Pumping Dispenser}
본 발명의 실시예들은 리니어 펌핑 디스펜서에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명의 실시예들은 형광체와 같은 파티클이 포함된 분사액을 외부로 배출하는 리니어 펌핑 디스펜서에 관한 것이다.
다수의 산업 분야에서 분사액을 디스펜싱하기 위한 디스펜서가 사용되고 있다. 예를 들면, 반도체, LED, 램프 등의 제조 관련 공정에는 정밀제어를 통한 정량토출이 요구되고 있다.
예를 들면, LED소자는, LED 발광 칩 및 상기 발광 칩과 전기적으로 연결되는 리드 프레임을 포함한다. 이때, 상기 발광 칩은 전기 소자 및 상기 전기 소자가 제어하는 신호에 따라 광을 발생하는 형광층을 포함한다. 상기 형광층은, 형광체 용액을 정량으로 주입하는 디스펜싱 공정을 통하여 형성될 수 있다.
상기 디스펜싱 공정에 있어서, 상기 형광체 용액은 파티클 형태의 형광체(phosphor), 경화제 및 실리콘 계열의 용매를 포함할 수 있다.
이때, 형광체 용액의 도포량에 따라 그 밝기가 미세한 차이가 발생하므로 제품의 품질을 높이기 위해서 정량의 도포가 무엇보다 중요하게 요구된다.
상기 디스펜싱 공정에 있어서, 상기 형광체 용액을 토출하는 방식은 밸브의 종류에 따라 분류될 수 있다.
스크류 회전을 통해 펌핑하는 스크류 밸브, 주사기 원리를 이용한 리니어 밸브 및 공이를 때려 작은 구멍을 통해 한 방울을 제팅(jetting)하는 제팅 밸브 들이 있다.
특히, 리니어 밸브를 이용하여 형광체 용액을 토출하는 리니어 펌핑 디스펜서는 상기 형광체 용액을 저장하는 시린지부, 상기 시린지로부터 공급되는 형광체 용액을 피스톤부를 이용하여 토출하는 토출부를 포함한다. 상기 리니어 펌핑 디스펜서의 경우 주사기 원리를 이용하여 용액을 정해진 양만큼 형광체 용액을 토출할 수 있는 장점이 있다.
하지만, 상기 리니어 펌핑 디스펜서는 상기 시린지부에 저장된 형광체 용액 내의 형광체 분말이 침전되고 심지어 경화되는 현상이 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 형광체 용액 내의 형광체 분말의 침전을 억제할 수 있는 리니어 펌핑 디스펜서를 제공한다.
본 발명의 실시예들에 따른 리니어 펌핑 디스펜서는, 수직 방향으로 따라 중공이 형성된 몸체부, 상기 몸체부의 측부에 수평 방향으로 연장되고, 내부에 용액을 저장하는 시린지부, 상기 몸체부의 하단부에 구비되고, 상기 시린지부로 유입된 용액을 토출하는 토출부, 상기 중공을 따라 승강함으로써, 상기 중공 내부에 유입된 용액을 상기 토출부의 중공 개폐에 따라 토출하는 피스톤부 및 상기 시린지부를 회전시켜 상기 시린지부 내부에 저장된 용액을 교반하는 회전 구동부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시린지부는, 상기 수평 방향을 따라 연장되고, 상기 용액을 수용하는 수용 용기, 상기 수용 용기의 단부에 구비되며, 상기 용액을 몸체부에 공급하는 공급 라인 및 상기 공급 라인 및 상기 몸체부를 상호 연결시키는 커플링를 포함한다.
여기서, 상기 회전 구동부는 상기 커플링을 회전시켜 상기 수용 용기를 회전시킬 수 있다.
한편, 상기 커플링은 고분자 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 회전 구동부는 서보 모터 및 상기 서보 모터의 출력을 제어하여 상기 시린지부의 회전 속도, 회전 방향 및 회전 주기를 조절하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피스톤부는, 상기 중공 내부로 인입하거나 배출되는 피스톤 로드, 상기 피스톤 로드의 상단부와 연결되며 구동원을 제공하는 피스톤 구동원, 상기 피스톤 로드의 상단부와 연결된 피스톤 몸체 및 상기 몸체부에 일측에 수직 방향으로 연장되고, 상기 피스톤 몸체의 승강 운동을 가이드 하는 가이드 블록을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 토출부는, 상기 몸체부에 형성된 중공의 하단부를 개폐할 수 있도록 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 리니어 펌핑 디스펜서는, 몸체부의 측부에 수평 방향으로 연장되고, 내부에 용액을 저장하는 시린지부 및 상기 시린지부를 회전시켜 상기 시린지부 내부에 저장된 용액을 교반하는 회전 구동부를 구비한다. 이로써, 상기 시린지부 내부에 용액을 교반하여, 용액 내의 형광체 분말의 침전 또는 용액의 경화가 억제될 수 있다.
한편 시린지부는 공급 라인 및 상기 몸체부를 상호 연결시키는 커플링을 포함한다. 이로써, 상기 공급 라인으로부터 공급되는 용액이 연결 부위에서 누설되는 것이 억제될 수 있다. 나아가, 상기 커플링을 고분자 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다. 이로써, 커플링은 리크 억제 및 나아가 마모에 따른 파티클 발생이 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 펌핑 디스펜서를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 리니어 펌핑 디스펜서를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 대상물들의 크기와 양은 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 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 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 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 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 펌핑 디스펜서를 설명하기 위한 사시도이다. 도 2는 도 1의 리니어 펌핑 디스펜서를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 펌핑 디스펜서(100)는 몸체부(110), 시린지부(120), 토출부(130), 피스톤부(140) 및 회전 구동부(150)를 포함한다.
상기 리니어 펌핑 디스펜서(100)는 시린지부(110) 내에 저장된 형광체 용액을 토출부(130) 및 피스톤부(140)를 이용하여 디스펜싱할 수 있다. 예를 들면, 상기 형광체 용액은 파티클 형태의 형광체(phosphor), 경화제 및 실리콘 계열의 용매를 포함할 수 있다.
상기 몸체부(110)는, 수직 방향으로 따라 중공이 형성된다. 상기 몸체부(110)는 예를 들면, 원통 형상을 가질 수 있다. 상기 중공에는 피스톤부(140)에 포함된 피스톤 로드(141)가 관통하여 승강할 수 있도록 구비된다.
상기 몸체부(110)는 상기 중공의 하단부와 연결된 니들(111)을 포함할 수 있다.
시린지부(130)는 상기 몸체부(110)의 일 측부에 구비된다. 상기 시린지부(130)는 수평 방향으로 연장된다. 상기 시린지부(130)는 그 내부에 용액을 저장할 수 있도록 구비된다. 상기 시린지부(130)는 수평 방향으로 연장됨에 따라 상기 형광체 용액이, 상기 시린지부의 하부에 넓은 영역에 퍼질 수 있다.
토출부(120)는, 상기 몸체부(110)의 하단부에 구비된다. 토출부(120)는 몸체부(110)의 타 측부에 배치될 수 있다. 상기 토출부(120)는 몸체부(110)의 하단부를 중심으로 시린지부(130)와 대칭되도록 구비될 수 있다. 상기 토출부(120)는 상기 시린지부(130)로 유입된 용액을 토출할 수 있도록 한다. 예를 들면, 상기 토출부(120)는, 상기 몸체부(110)에 형성된 중공의 하단부를 개폐할 수 있다.
상기 토출부(120)는 토출부 몸체(123), 상기 토출부 몸체(123) 내에 스프링(125)으로 탄성적으로 구비된 실린더 로더(122) 및 피팅(121)을 포함할 수 있다.
상기 스프링(125)의 복원력에 의해 실린더 로더(122)가 후퇴할 경우, 중공이 개방되되어 용액이 토출될 수 있는 상태인 반면에, 피팅(121)을 통해 공기가 주입되면 실린더 로더(122)가 스프링(125)을 압축시키며 이동하여 실린더 로더(122)가 중공을 폐쇄시켜 용액의 흐름을 억제할 수 있다.
피스톤부(140)는, 상기 중공을 따라 승강한다. 상기 피스톤부(140)는 상기 중공의 상단부를 통하여 인입하하여 승강할 수 있다.
이로써, 상기 피스톤부(140)는, 중공 개폐에 따라 상기 중공 내부에 용액을 유입하거나 용액을 토출할 수 있다.
즉, 상기 피스톤부(140)가 상승하고 상기 토출부(120)가 중공을 폐쇄할 경우, 상기 시린지부(130)로부터 상기 중공 내부에 용액이 충진될 수 있다. 이어서, 상기 피스톤부(140)가 하강하고, 상기 토출부(120)가 중공을 개방할 경우, 상기 중공과 연통된 니들(111)을 통하여 용액을 배출할 수 있다. 이 때 피스톤부(140)가 승강하는 승강 거리에 따라 충진량 및 토출량이 정해지므로 정밀한 이동에 의해 정밀 토출이 가능하게 된다.
상기 회전 구동부(150)는, 상기 시린지부(130)를 회전시킨다. 상기 회전 구동부(150)는 상기 시린지부(130) 내부에 저장된 용액을 교반할 수 있다. 즉, 상기 시린지부(130)가 회전함에 따라 그 내부에 저장된 용액에 흐름이 발생하고, 이로써, 상기 용액 내부에 포함된 형광체가 교반될 수 있다.
결과적으로, 상기 형광체가 상기 시린지부(130) 내에서 침전되는 것이 억제되며, 나아가, 상기 용액이 경화되는 것이 억제될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시린지부(130)는, 수용 용기(131), 공급 라인(133) 및 커플링(135)을 포함한다.
상기 수용 용기(131)는 상기 수평 방향을 따라 연장된다. 상기 수용 용기(131)는 상기 용액을 수용할 수 있다.
상기 공급 라인(133)은 상기 수용 용기(131)의 단부에 구비로부터 연장된다. 상기 공급 라인(133)은 상기 용액을 몸체부(110)에 공급할 수 있다.
상기 커플링(135)은 상기 공급 라인(133) 및 상기 몸체부(110)를 상호 연결시킨다. 이로써, 상기 공급 라인(133)으로부터 공급되는 용액이 연결 부위에서 누설되는 것이 억제될 수 있다.
상기 회전 구동부(150)는 상기 커플링(135)을 회전시켜 상기 수용 용기(131)를 회전시킬 수 있다. 즉, 상기 회전 구동부(150)는 상기 커플링(135)을 회전시켜, 공급 라인(133) 및 수용 용기(130)를 회전시킬 수 있다. 이로써, 용액의 리크 없이 상기 수용 용기에 저장된 용액이 교반될 수 있다.
상기 커플링(135)을 고분자 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다. 이로써, 커플링(135)은 리크 억제 및 나아가 마모에 따른 파티클 발생이 억제될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 회전 구동부(150)는 서보 모터(151) 및 컨트롤러(155)를 포함한다.
상기 서보 모터(151)는 정격 출력을 제어한다. 이로써, 서보 모터(151)는 회전량을 정밀 제어할 수 있다. 상기 컨트롤러(155)는 상기 서보 모터(151)의 출력을 제어한다. 이로써, 상기 컨트롤러(155)는 상기 시린지부(130)의 회전 속도, 회전 방향 및 회전 주기를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피스톤부(140)는, 피스톤 로드(141), 피스톤 구동원(143), 피스톤 몸체(147) 및 가이드 블록(145)을 포함할 수 있다.
상기 피스톤 로드(141)는 상기 중공 내부로 인입하거나 배출될 수 있다. 이로써, 상기 피스토 로드(141)는, 중공 내부에 용액을 유입시키거나 중공 내부로부터 용액을 배출할 수 있다.
상기 피스톤 구동원(143)은 상기 피스톤 로드(141)의 상단부와 연결된다. 상기 피스톤 구동원(143)은 상기 피스톤 로드(141)의 승강 운동을 위한 구도력을 제공한다. 예를 들면, 상기 피스톤 구동원(143)은, 예를 들면 공압 실린더, 유압 실린더를 포함할 수 있다.
상기 피스톤 몸체(147)는, 상기 피스톤 구동원(143)의 일측을 지지한다. 상기 피스톤 몸체(147)는 예를 들면, 수직 방향으로 연장된 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 피스톤 구동원(143)는 볼트 체결 방식으로 상기 피스톤 몸체(147)의 내측벽에 체결될 수 있다. 피스톤 구동원 예를 들면, 공압 또는 유압 실린더를 포함할 수 있다.
상기 가이드 블록(145)은 상기 피스톤 몸체(147)에 일측에 수직 방향으로 연장된다. 상기 가이드 블록(145)은, 상기 피스톤 구동원과 연결된다. 이로써, 상기 가이드 블록(145)은 상기 피스톤 로드(141)의 승강 운동을 가이드 할 수 있다. 이로써, 상기 가이드 블록(145)은 상기 피스톤 로드(141)가 상기 중공 내부에 정확하게 인입될 수 있도록 한다.
이하, 리니어 펌핑 디스펜서의 동작은 다음과 같다.
시린지부(130)에 용액을 저장한다. 이후, 상기 시린지부(130)는 회전함으로써, 상기 시린지부(130) 내의 용액이 교반될 수 있다. 이로써, 용액 내에 포함된 형광체가 침전되거나 용액이 경화되는 것이 억제될 수 있다.
이어서, 토출부(120)에 실린더 내부에 공기를 넣어 토출부 로더(122)가 중공을 향하여 진입하여 상기 중공의 하단부를 폐쇄한 상태에서 피스톤부(140)에 있는 피스톤 로드(141)를 위쪽으로 상승시킨다 이로써, 시린지부에 저장되어 있는 용액이 중공 내부에 충전되게 된다.
이후, 토출부(120)에 공기를 빼고 토출부 로더(122)가 중공으로부터 후퇴하여 상기 중공의 하단부를 개방한다. 이어서, 피스톤부가 하강하여 중공 내부에 잔류하는 용액이 중공 외부로 토출될 수 있다.
100 : 리니어 펌핑 디스펜서 110 : 몸체부
120 : 토출부 121 : 피팅
122 : 실린더 로드 123 : 토출부 몸체
125 : 스프링 130 : 시린지부
131 : 수용 용기 133 : 공급 라인
135 : 커플링 140 : 피스톤부
141 : 니들 150 : 회전 구동부
151 : 서보 모터 155 : 회전 제어부

Claims (6)

  1. 수직 방향으로 따라 중공이 형성된 몸체부;
    상기 몸체부의 측부에 인접하게 배치되며 수평 방향으로 연장되고, 내부에 용액을 저장하는 시린지부;
    상기 몸체부의 하단부에 구비되고, 상기 시린지부로 유입된 용액을 토출하는 토출부;
    상기 중공을 따라 승강함으로써, 상기 중공 내부에 유입된 용액을 상기 토출부의 중공 개폐에 따라 토출하는 피스톤부; 및
    상기 시린지부를 상기 수평 방향을 회전축으로 하여 회전시켜 상기 시린지부 내부에 저장된 용액을 교반하는 회전 구동부를 포함하고,
    상기 시린지부는,
    상기 수평 방향을 따라 연장되고, 상기 용액을 수용하는 수용 용기;
    상기 수용 용기의 단부에 구비되며, 상기 용액을 몸체부에 공급하는 공급 라인; 및
    상기 공급 라인 및 상기 몸체부를 상호 연결시키는 커플링를 포함하고,
    상기 회전 구동부는 상기 커플링을 회전시켜 상기 수용 용기를 회전시키는 것을 특징으로 하는 리니어 펌핑 디스펜서.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 커플링은 고분자 플라스틱 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 펌핑 디스펜서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전 구동부는 서보 모터; 및
    상기 서보 모터의 출력을 제어하여 상기 시린지부의 회전 속도, 회전 방향 및 회전 주기를 조절하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 펌핑 디스펜서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 피스톤부는,
    상기 중공 내부로 인입하거나 배출되는 피스톤 로드;
    상기 피스톤 로드의 상단부와 연결되며 구동원을 제공하는 피스톤 구동원;
    상기 피스톤 로드의 상단부와 연결된 피스톤 몸체; 및
    상기 몸체부에 일측에 수직 방향으로 연장되고, 상기 피스톤 몸체의 승강 운동을 가이드 하는 가이드 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 펌핑 디스펜서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 토출부는, 상기 몸체부에 형성된 중공의 하단부를 개폐할 수 있도록 구비된 것을 특징으로 하는 리니어 펌핑 디스펜서.
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