KR102537372B1 - 에너지 출력 장치들을 갖는 분사 장치들 및 그 제어 방법들 - Google Patents

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Abstract

노즐(26)의 출구(27)를 통해 점성 매체(510)의 하나 이상의 액적들을 분사하도록 구성된 분사 장치는 에너지 출력 장치(500)를 포함한다. 에너지 출력 장치(500)는 노즐(26)로부터 액적(524)의 파단을 제어하기 위해 출구(27)를 통해 분사된 점성 매체(510)의 체적부의 적어도 일부(522) 내로 에너지 양자(590)를 지향시키도록 구성된다. 에너지 출력 장치는 음향 변환기 또는 압전 재료 또는 레이저 방출기 또는 히터를 포함할 수 있다.

Description

에너지 출력 장치들을 갖는 분사 장치들 및 그 제어 방법들
[0001] 본원에 설명된 예시적인 실시예들은 일반적으로 점성 매체(viscous medium)의 액적들(droplets)을 기판 상에 "분사(jetting)"하는 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 예시적인 실시예들은 분사 장치의 성능 개선, 및 점성 매체의 액적들을 기판 상에 "분사"하도록 구성된 분사 장치(jetting device)에 관한 것이다.
[0002] 분사 장치들은 알려져 있으며, 주로 기판, 예를 들어 전자 회로 보드(electronic circuit board) 상에, 구성요소들의 실장 이전에, 점성 매체, 예를 들어 땜납 페이스트(solder paste) 또는 접착제(glue)의 액적들을 분사하는데 사용되도록 의도되고, 액적들을 분사하는 것을 구현하도록 구성될 수 있다. 그러한 분사 장치의 예는 WO 99/64167에 개시되어 있으며, 이 문헌은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
[0003] 분사 장치는 분사 이전에 비교적 소량의 점성 매체를 수용하도록 구성된 노즐 공간(nozzle space)(본원에서 토출 챔버(eject chamber)로도 지칭됨), 노즐 공간에 결합된(예를 들어, 노즐 공간과 연통하는) 분사 노즐(jetting nozzle)(예를 들어, 본원에서 토출 노즐(eject nozzle)로도 지칭됨), 노즐 공간으로부터 분사 노즐을 통해 액적들의 형태로 점성 매체를 충격 및 분사하도록 구성된 충격 장치(impacting device), 및 매체를 노즐 공간 내로 공급하도록 구성된 공급기(feeder)를 포함할 수 있다.
[0004] 생산 속도는 전자 회로 보드들의 제조에서 비교적 중요한 요소이기 때문에, 점성 매체의 도포는 전형적으로 "온 더플라이(on the fly)"로(즉, 점성 매체가 침착될 워크피스(workpiece) 상의 각 위치에 대해 정지하지 않고) 수행된다. 전자 회로 보드들의 제조 속도를 향상시키는 다른 방법은 조작자의 개입들에 대한 필요성을 제거하거나 감소시키는 것이다.
[0005] 일부 경우들에서, 장치의 양호하고 신뢰성있는 성능은 상기 2 가지 수단들의 구현뿐만 아니라, 연장된 시간 기간 동안 높은 정확도 및 높은 수준의 재현성 유지에서 비교적 중요한 요소일 수 있다. 일부 경우들에서, 그러한 요소들의 부존재는 워크피스들(예를 들어, 회로 보드들) 상의 침착물들의 의도치 않은 변동을 초래할 수 있고, 이는 그러한 워크피스들 내의 에러들의 존재를 초래할 수 있다. 그러한 에러들은 그러한 워크피스들의 신뢰성을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 회로 보드인 워크피스 상의 침착물 크기, 침착물 배치, 침착물 형상 등 중 하나 이상의 의도치 않은 변동은 회로 보드를 브리징(bridging), 단락 등에 보다 취약하게 할 수 있다.
[0006] 일부 경우들에서, 액적 크기의 양호하고 신뢰성있는 제어는 상기 2 가지 수단들의 구현에서 비교적 중요한 요소일 수 있다. 일부 경우들에서, 그러한 제어의 부존재는 워크피스들(예를 들어, 회로 보드들) 상의 침착물들의 의도치 않은 변동을 초래할 수 있고, 이는 그러한 워크피스들 내의 에러들의 존재를 초래할 수 있다. 그러한 에러들은 그러한 워크피스들의 신뢰성을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 회로 보드인 워크피스 상의 침착물 크기, 침착물 배치, 침착물 형상 등 중 하나 이상의 의도치 않은 변동은 회로 보드를 브리징, 단락 등에 보다 취약하게 할 수 있다.
[0007] 일부 경우들에서, 워크피스 상의 침착물 크기, 침착물 배치, 침착물 형상 등 중 하나 이상의 의도치 않은 변동은 분사 작동 동안에 분사 장치의 노즐로부터 별개의 개별 액적들의 파단(breakage)의 변동들에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 별개의 액적들의 파단에 있어서의 그러한 변동들은, 침착물 크기, 형상, 포지션(position), 형태 등 중 하나 이상의 변동들을 포함하여, 별개의 액적들에 의해 형성된 침착물들 중 하나 이상에 있어서의 변동들을 초래할 수 있다. 그러한 변동은 워크피스의 성능 저하를 초래할 수 있다.
[0008] 히라하라(Hirahara)의 미국 특허 제 6,045,208 호는 초음파 빔의 압력에 의해 잉크 표면으로부터 잉크-액적을 비산(flying)시킴으로써 기록 매체 상에 이미지를 기록할 수 있는 잉크젯 기록 장치(ink-jet recording apparatus)를 개시하고 있다. 이 장치는 초음파 빔들을 방출하기 위한 어레이(array)에 배열된 복수의 초음파 요소들을 갖는 초음파 발생 요소 어레이(ultrasonic generating element array), 서로 상이한 위상들을 갖는 복수의 펄스들을 인가하기 위한 구동 장치(driving device), 및 초음파 빔들을 서로 간섭시킴으로써 초음파 빔들을 수렴시키기 위한 수렴 장치(converging device)를 포함할 수 있다. 발생 요소들은 어레이 방향으로 동시에 구동되고 순차적으로 시프팅(shifting)될 수 있으며, 수렴 장치는 어레이 방향에 수직인 방향으로 초음파 빔들을 수렴시킬 수 있다.
[0009] 일부 예시적인 실시예들에 따르면, 점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치는 출구를 포함하는 노즐을 포함할 수 있으며, 노즐은 출구를 통해 액적을 분사하도록 구성된다. 상기 장치는 출구를 통해 분사된 점성 매체의 적어도 일부 내로 에너지 양자(quantum of energy)를 지향시켜 노즐로부터 액적의 파단을 제어하도록 구성된 에너지 출력 장치(energy output device)를 더 포함할 수 있다.
[0010] 에너지 출력 장치는, 출구를 통해 분사된 점성 매체의 부분 내로 음향 신호를 방출하여, 점성 매체의 부분의 음향 작동에 기초하여 노즐로부터 액적의 파단을 제어하도록 구성된 음향 변환기(acoustic transducer)를 포함할 수 있다.
[0011] 음향 작동은 점성 매체의 부분의 전단-박화(shear-thinning)를 유도하는 것을 포함할 수 있다.
[0012] 노즐은 출구로부터 장치의 내부로 연장되는 도관을 포함할 수 있다. 음향 변환기는 도관에 위치될 수 있고, 그에 따라 음향 변환기는 도관을 통해 출구로 통과하는 점성 매체로 음향파들(acoustic waves)을 전달하는 음향 신호들을 방출하도록 구성된다.
[0013] 에너지 출력 장치는, 출구를 통해 분사된 점성 매체의 부분에 충돌하는 레이저 빔(laser beam)을 방출하여, 광자 압력(photon pressure)을 통해 점성 매체의 부분 내에 모멘텀(momentum)을 부여하는 것, 점성 매체의 부분의 적어도 부분적인 기화를 유도하는 것, 및 점성 매체의 부분의 국부적인 가열을 유도하는 것 중 적어도 하나에 기초하여, 노즐로부터 액적의 파단을 제어하도록 구성된 레이저 방출기(laser emitter)를 포함할 수 있다.
[0014] 레이저 방출기는 노즐의 외부에 위치될 수 있고, 그에 따라 레이저 방출기는 출구를 통해 노즐을 빠져나간 점성 매체의 부분에 충돌하게 레이저 빔을 방출하도록 구성된다.
[0015] 에너지 출력 장치는 압전 요소(piezoelectric element)를 포함할 수 있고, 노즐의 단면 유동 영역의 조정에 기초하여 점성 매체의 적어도 일부 내로 에너지 양자를 지향시키도록 구성될 수 있다.
[0016] 에너지 출력 장치는 히터 요소(heater element)를 포함할 수 있고, 열 발생에 기초하여 점성 매체의 적어도 일부 내로 에너지 양자를 지향시키도록 구성될 수 있다.
[0017] 상기 장치는 제어 장치를 포함할 수 있다. 제어 장치는 액적을 분사하기 위해 노즐을 통해 노즐의 출구로 점성 매체의 체적부(volume)를 이동시키도록 점성 매체 공급부(viscous medium supply)를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 장치는 체적부를 이동시키도록 점성 매체 공급부를 제어한 후 특정 경과 시간 기간에 점성 매체의 적어도 일부 내로 에너지 양자를 지향시키도록 에너지 출력 장치를 제어하도록 구성될 수 있다.
[0018] 일부 예시적인 실시예들에 따르면, 노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법은, 노즐을 통해 노즐의 출구로 점성 매체의 체적부를 이동시키도록 점성 매체 공급부를 제어하는 단계, 및 액적을 형성하기 위해, 점성 매체의 체적부의 제1 부분으로 에너지 양자를 전달하여 점성 매체의 체적부의 적어도 별개의 제2 부분이 노즐로부터 파단되게 하도록 에너지 출력 장치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
[0019] 에너지 양자는 점성 매체의 체적부의 별개의 제2 부분과 독립적으로, 오직 점성 매체의 체적부의 제1 부분에만 전달될 수 있다.
[0020] 에너지 출력 장치는 음향 변환기를 포함할 수 있다. 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는, 노즐을 통해 분사된 점성 매체의 제1 부분 내로 음향 신호를 방출하여, 점성 매체의 제1 부분의 음향 작동에 기초하여 체적부의 적어도 별개의 제2 부분이 노즐로부터 파단되게 하도록 음향 변환기를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
[0021] 체적부의 적어도 별개의 제2 부분이 노즐로부터 파단되게 하는 것은 음향 작동에 기초하여 점성 매체의 체적부의 제1 부분에 전단-박화를 유도하는 것을 포함할 수 있다.
[0022] 에너지 출력 장치는 레이저 방출기를 포함할 수 있다. 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는, 출구를 통해 분사된 점성 매체의 적어도 제1 부분에 충돌하는 레이저 빔을 방출하여, 광자 압력을 통해 체적부의 적어도 제1 부분 내에 모멘텀을 부여하는 것, 체적부의 제1 부분의 적어도 부분적인 기화를 유도하는 것, 및 점성 매체의 제1 부분의 국부적인 가열을 유도하는 것 중 적어도 하나에 기초하여, 체적부의 적어도 별개의 제2 부분이 노즐로부터 파단되게 하도록 레이저 방출기를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
[0023] 에너지 출력 장치는 압전 요소를 포함할 수 있으며, 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는 노즐의 단면 유동 영역을 조정하도록 압전 요소를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
[0024] 에너지 출력 장치는 히터 요소를 포함할 수 있으며; 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는 열 발생에 기초하여 점성 매체의 적어도 일부 내로 에너지 양자를 지향시키도록 히터 요소를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
[0025] 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는, 체적부를 이동시키도록 점성 매체 공급부를 제어한 후 특정 경과 시간 기간에 체적부의 적어도 제1 부분 내로 에너지 양자를 지향시키도록 에너지 출력 장치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
[0026] 일부 예시적인 실시예들에 따르면, 점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치는, 출구를 포함하는 노즐―노즐은 점성 매체의 체적부가 출구의 종축을 따라 출구를 통해 이동하는 것에 기초하여 액적을 분사하도록 구성됨―; 및 출구의 종축과 교차하도록 에너지 양자를 지향시키도록 구성된 에너지 출력 장치―에너지 출력 장치는 점성 매체의 체적부의 적어도 일부 내로 에너지 양자를 지향시키도록 구성됨―;를 포함할 수 있다.
[0027] 에너지 출력 장치는 출구의 종축과 교차하는 음향 신호를 방출하도록 구성된 음향 변환기를 포함할 수 있다.
[0028] 노즐은 출구의 종축을 따라 출구로부터 장치의 내부로 연장되는 도관을 포함할 수 있다. 음향 변환기는 출구의 종축을 따라 도관을 통과하는 점성 매체로 음향파들을 전달하는 음향 신호들을 방출하도록 구성될 수 있다.
[0029] 음향 변환기는 출구의 종축과 교차하는 음향 신호를 방출하여, 점성 매체의 체적부의 적어도 일부의 음향 작동에 기초하여 노즐로부터 액적의 파단을 제어하도록 구성될 수 있다.
[0030] 음향 작동은 점성 매체의 부분의 전단-박화를 유도하는 것을 포함한다.
[0031] 에너지 출력 장치는 출구의 종축과 교차하는 레이저 빔을 방출하도록 구성된 레이저 방출기를 포함한다.
[0032] 레이저 방출기는, 출구의 종축과 교차하는 레이저 빔을 방출하여, 광자 압력을 통해 점성 매체의 체적부의 적어도 일부 내에 모멘텀을 부여하는 것, 점성 매체의 체적부의 적어도 일부의 적어도 부분적인 기화를 유도하는 것, 및 점성 매체의 적어도 일부의 국부적인 가열을 유도하는 것 중 적어도 하나에 기초하여, 노즐로부터 액적의 파단을 제어하도록 구성된다.
[0033] 레이저 방출기는 노즐의 외부에 위치되고, 그에 따라 레이저 방출기는 출구를 통해 노즐을 빠져나간 점성 매체의 부분에 충돌하게 레이저 빔을 방출하도록 구성된다.
[0034] 에너지 출력 장치는 압전 요소를 포함할 수 있고, 출구의 종축과 교차하는 기계적 신호를 방출하도록 구성될 수 있다.
[0035] 에너지 출력 장치는 히터 요소를 포함할 수 있고, 출구의 종축과 교차하는 열적 신호를 방출하도록 구성될 수 있다.
[0036] 상기 장치는 제어 장치를 포함할 수 있다. 제어 장치는 액적을 분사하기 위해 노즐을 통해 노즐의 출구로 점성 매체의 체적부를 이동시키도록 점성 매체 공급부를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어 장치는 체적부를 이동시키도록 점성 매체 공급부를 제어한 후 특정 경과 시간 기간에 출구의 종축과 교차하도록 에너지 양자를 지향시키도록 에너지 출력 장치를 제어하도록 구성될 수 있다.
[0037] 일부 예시적인 실시예들에 따르면, 노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법은 노즐을 통해 노즐의 출구로 출구의 종축을 따라 점성 매체의 체적부를 이동시키도록 점성 매체 공급부를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 출구의 종축과 교차하도록 에너지 양자를 전달하여, 점성 매체의 체적부의 별개의 제2 부분이 출구를 통해 노즐을 빠져나간 후에 에너지 양자가 점성 매체의 체적부의 제1 부분 내로 전달되도록 에너지 출력 장치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
[0038] 에너지 양자는 점성 매체의 체적부의 별개의 제2 부분과 독립적으로, 오직 점성 매체의 체적부의 제1 부분에만 전달될 수 있다.
[0039] 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는, 체적부를 이동시키도록 점성 매체 공급부를 제어한 후 특정 경과 시간 기간에 출구의 종축과 교차하도록 에너지 양자를 지향시키도록 에너지 출력 장치를 제어하는 단계를 포함한다.
[0040] 일부 예시적인 실시예들이 도면들과 관련하여 설명될 것이다. 본원에 설명된 도면들은 단지 예시 목적들을 위한 것이며, 어떠한 방식으로도 본 개시의 범위를 제한하도록 의도된 것은 아니다.
[0041] 도 1은 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른 분사 장치(1)를 예시하는 사시도이다.
[0042] 도 2는 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른 도킹 장치 및 분사 조립체를 예시하는 개략도이다.
[0043] 도 3은 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른 분사 조립체를 예시하는 개략도이다.
[0044] 도 4는 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른 분사 장치의 일부의 단면도이다.
[0045] 도 5a는 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른, 도 4에 예시된 분사 장치의 일부의 단면도이다.
[0046] 도 5b는 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른, 도 4에 예시된 분사 장치의 일부의 단면도이다.
[0047] 도 6은 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른, 분사 장치의 적어도 일부 요소들이 적어도 하나의 작동을 수행하게 하기 위해 분사 장치의 적어도 일부 요소들에 시간에 따라 전송되는 제어 신호들을 예시하는 타이밍 차트이다.
[0048] 도 7은 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른, 제어 장치를 포함하는 분사 장치를 예시하는 개략도이다.
[0049] 이제, 일부 예시적인 실시예들이 도시된 첨부 도면들을 참조하여 예시적인 실시예들이 보다 충분하게 설명될 것이다. 도면들에서, 층들 및 영역들의 두께들은 명확화를 위해 과장되어 있다. 도면들에서 유사한 참조 부호들은 유사한 요소들을 나타낸다.
[0050] 본원에는 상세한 예시 실시예들이 개시되어 있다. 그러나, 본원에 개시된 특정 구조적 및 기능적 세부사항들은 예시적인 실시예들을 설명하는 목적들을 위한 대표적인 것일 뿐이다. 예시적인 실시예들은 많은 대안적인 형태들로 구체화될 수 있으며, 본원에 기술된 예시적인 실시예들에만 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
[0051] 예시적인 실시예들을 개시된 특정 것들에 제한하려는 의도는 없으며, 그와는 반대로 예시적인 실시예들이 적절한 범위 내에 속하는 모든 변형들, 동등물들 및 대안들을 커버하는 것으로 이해되어야 한다. 도면들의 설명 전체에 걸쳐서 유사한 부호들은 유사한 요소들을 지칭한다.
[0052] 본원에 개시된 기술의 예시적인 실시예들은 본 개시가 철저하고 당업자에게 범위를 완전히 전달하도록 제공된다. 본원에 개시된 기술의 구현들에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해, 특정 구성요소들, 장치들 및 방법들의 예들과 같은 다수의 특정 세부사항들이 기술되어 있다. 특정 세부사항들이 이용될 필요는 없고, 본원에 개시된 기술의 예시적인 실시예들은 많은 상이한 형태들로 구체화될 수 있으며, 이들은 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에서, 잘 알려진 프로세스들, 잘 알려진 장치 구조들 및 잘 알려진 기술들은 상세하게 설명되지 않는다.
[0053] 본원에 사용된 전문용어는 본원에 개시된 기술의 특정의 예시적인 실시예들을 설명하는 목적을 위한 것일 뿐이며, 제한하는 것으로 의도된 것은 아니다. 본원에 사용된 바와 같이, 단수 형태들은, 문맥상 명백하게 달리 지시되지 않는 한, 복수 형태들을 포함하도록 의도될 수 있다. 용어들 "포함하다", "포함하는", "구비하다", "구비하는", "갖다" 및 "갖는"은 포괄적인 것이며, 따라서 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 요소들 및/또는 구성요소들의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 요소들, 구성요소들 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다. 본원에 설명된 방법 단계들, 프로세스들 및 작동들은, 성능의 순서로서 구체적으로 식별되지 않는 한, 논의되거나 예시된 특정 순서로 반드시 그들의 성능을 요구하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 추가적인 또는 대안적인 단계들이 이용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[0054] 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층 "위에" 있거나, 다른 요소 또는 층에 "맞물림 결합", "연결" 또는 "결합되는" 것으로 언급되는 경우, 요소 또는 층은 다른 요소 또는 층 바로 위에 있거나, 다른 요소 또는 층에 직접 맞물림 결합, 연결 또는 결합될 수 있거나, 또는 개재 요소들 또는 층들이 존재할 수 있다. 그와 반대로, 요소가 다른 요소 또는 층 "바로 위에" 있거나, 다른 요소 또는 층에 "직접 맞물림 결합", "직접 연결" 또는 "직접 결합되는" 것으로 언급되는 경우, 개재 요소들 또는 층들이 존재하지 않을 수 있다. 요소들 사이의 관계를 설명하는데 사용되는 다른 단어들은 유사한 방식으로 해석되어야 한다(예를 들어, "사이에" 대 "직접 사이에", "인접한" 대 "바로 인접한" 등). 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 연관된 열거 물품들 중 하나 이상의 임의의 및 모든 조합들을 포함한다.
[0055] 본원에서는 용어들 제1, 제2, 제3 등이 다양한 요소들, 구성요소들, 영역들, 층들 및/또는 섹션들(sections)을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이들 요소들, 구성요소들, 영역들, 층들 및/또는 섹션들은 이들 용어들에 의해 제한되어서는 안 된다. 이들 용어들은 하나의 요소, 구성요소, 영역, 층 및/또는 섹션을 다른 영역, 층 및/또는 섹션과 구별하는데만 사용될 수 있다. 본원에 사용될 때 "제1", "제2" 및 다른 숫자 용어들과 같은 용어들은, 문맥상 명확하게 지시되지 않는 한, 시퀀스 또는 순서를 시사하지는 않는다. 따라서, 하기에서 논의되는 제1 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 섹션은 본원에 개시된 기술의 예시적인 실시예들의 교시들을 벗어남이 없이 제2 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 섹션으로 지칭될 수 있다.
[0056] 본원에서는, "내부", "외부", "아래", "밑", "하부", "위", "상부" 등과 같은 공간적인 상대 용어들이 설명의 용이화를 위해 도면들에 예시된 바와 같이 다른 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 하나의 요소 또는 특징부의 관계를 설명하는데 사용될 수 있다. 공간적인 상대 용어들은 도면들에 묘사된 배향 외에, 사용 또는 작동 시의 장치의 상이한 배향들을 포함하도록 의도될 수 있다. 예를 들어, 도면들의 장치가 반전되면, 다른 요소들 또는 특징부들 "아래" 또는 "밑"으로 설명된 요소들은 다른 요소들 또는 특징부들 "위"에 배향될 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 위 및 아래의 배향 둘 모두를 포함할 수 있다. 장치는 다르게 배향될 수 있으며(90도 또는 다른 배향들로 회전됨), 그에 맞춰 본원에 사용된 공간적인 상대 기술어들이 해석될 수 있다.
[0057] 본원에서 논의된 바와 같이, "점성 매체(viscous medium)"는 땜납 페이스트, 플럭스(flux), 접착제, 전도성 접착제, 또는 기판 상에 구성요소들을 고정시키는데 사용되는 임의의 다른 종류("유형")의 매체, 전도성 잉크, 저항성 페이스트 등일 수 있다. 그러나, 본원에 개시된 기술의 예시적인 실시예들은 이들 예들에만 제한되어서는 안 된다.
[0058] "기판(substrate)"은 보드(예를 들어, 인쇄 회로 보드(PCB) 및/또는 플렉시블 PCB), 볼 그리드 어레이들(ball grid arrays; BGA), 칩 스케일 패키지들(chip scale packages; CSP), 쿼드 플랫 패키지들(quad flat packages; QFP), 웨이퍼들(wafers), 플립-칩들(flip chips)을 위한 기판 등일 수 있다.
[0059] 또한, 용어 "분사(jetting)"는, "유체 습윤(fluid wetting)"과 같은 접촉식 분배 프로세스와 비교하여, 유체 제트(fluid jet)를 이용하여 점성 매체의 하나 이상의 액적들을 분사 노즐로부터 기판 상에 형성 및 발사하는 비접촉식 분배 프로세스로서 해석되어야 한다는 것에 주목해야 한다.
[0060] 용어 "가스 유동"은 공기, 압축 공기, 질소와 같은 임의의 적합한 유형의 가스, 또는 가스 유형의 임의의 다른 매체로서 해석되어야 한다.
[0061] 용어 "침착물(deposit)"은 하나 이상의 분사된 액적들의 결과로서 워크피스 상의 소정 포지션에 도포되는 연결된 양의 점성 매체를 지칭할 수 있다.
[0062] 일부 예시적인 실시예들에서, 땜납 페이스트는 약 40 체적% 내지 약 60 체적%의 땜납 볼들을 포함할 수 있으며, 나머지 체적부는 땜납 플럭스이다.
[0063] 일부 예시적인 실시예들에서, 평균 크기의 땜납 볼들의 체적 백분율은 땜납 페이스트 내의 고체상 재료의 전체 체적의 약 5% 내지 약 40%의 범위에 있을 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 땜납 볼들의 제1 분율의 평균 직경은 약 2 내지 약 5 미크론의 범위 내에 있을 수 있는 한편, 땜납 볼들의 제2 분율의 평균 직경은 약 10 내지 약 30 미크론일 수 있다.
[0064] 용어 "침착물 크기"는 침착물이 덮는 기판과 같은 워크피스 상의 면적을 지칭한다. 액적 체적의 증가는 일반적으로 침착물 크기뿐만 아니라 침착물 높이의 증가를 초래한다.
[0065] 본 출원의 맥락에서, 용어 "점성 매체"는 땜납 페이스트, 땜납 플럭스, 접착제, 전도성 접착제, 또는 기판 상에 구성요소들을 고정시키는데 사용되는 임의의 다른 종류의 매체, 전도성 잉크, 저항성 페이스트 등으로 이해되어야 하며, 용어 "분사된 액적(jetted droplet)" 또는 "샷(shot)"은 충격 장치의 충격에 응답하여 분사 노즐을 통해 강제되고 기판을 향해 이동하는 점성 매체의 체적부로서 이해되어야 한다는 것에 주목해야 한다. 분사된 액적은 또한 충격 장치의 충격으로 인해 분사된 액적들의 클러스터(cluster)를 포함할 수 있다. 또한, 용어 "침착물" 또는 "침착된 매체"의 체적부는 하나 이상의 분사된 액적들의 결과로서 기판 상의 소정 포지션에 도포되는 연결된 양의 점성 매체를 지칭하고, 용어 "기판"은 인쇄 배선 보드(printed wiring board; PWD), 인쇄 회로 보드(PCB), 볼 그리드 어레이들(BGA), 칩 스케일 패키지들(CSP), 쿼드 플랫 패키지들(QFP), 웨이퍼들, 플립-칩들을 위한 기판 등으로 해석되어야 한다는 것에 주목해야 한다.
[0066] 또한, 용어 "분사"는, "유체 습윤"과 같은 접촉식 분배 프로세스와 비교하여, 유체 제트를 이용하여 점성 매체의 액적들을 분사 노즐로부터 기판 상에 형성 및 발사하는 비접촉식 분배 프로세스로서 해석되어야 한다는 것에 주목해야 한다.
[0067] 개시된 기술의 특정 양태들에서, 청구범위에 의해 규정된 방법을 수행하는 장치는 소프트웨어 제어식 이젝터(software controlled ejector)이다. 소프트웨어는 점성 매체를 특정 기판에 도포하는 방법에 대한 명령들 및 사전결정된 분사 스케줄 또는 분사 프로세스에 따른 명령들을 필요로 한다. 이들 명령들은 "분사 프로그램(jetting program)"으로 불린다. 따라서, 분사 프로그램은 점성 매체의 액적들을 기판 상에 분사하는 프로세스를 지원하며, 이 프로세스는 또한 "분사 프로세스" 또는 "인쇄 프로세스"로도 지칭될 수 있다. 분사 프로그램은 분사 프로세스 이전에 오프라인으로 수행된 사전 프로세싱 단계에 의해 생성될 수 있다.
[0068] 따라서, 분사 프로그램의 생성은 고유하거나 사전결정된 기판 또는 동일한 기판들의 고유하거나 사전결정된 세트와 관련된 기판 데이터를 생성 프로그램에 불러오는 것; 및 기판 데이터에 기초하여, 액적들이 분사될 기판 상의 위치를 규정하는 것을 포함한다. 다시 말해서, 점성 매체는 사전결정된 분사 프로그램에 따라 기판 상에 분사되도록 배열된다.
[0069] 일 예로서, 컴퓨터 프로그램이 기판에 관한 CAD 데이터 등을 불러오고 프로세싱하는데 사용된다. CAD 데이터는, 예를 들어 기판 상에 장착될 각각의 개별 구성요소의 포지션, 명칭 및 리드들(leads)을 나타내는 데이터뿐만 아니라, 접촉 패드들(contact pads)의 포지션 및 연장부를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 이 프로그램은 각 구성요소에 필요한 체적, 측방향 연장부 및/또는 높이를 갖는 침착물들이 제공되도록, 액적이 분사될 기판 상의 위치를 결정하는데 사용될 수 있다. 이것은 단일 액적의 크기 및 체적, 특정 구성요소의 요구들을 커버하기에 충분한 액적들의 양, 및 각 액적이 배치되어야 하는 기판 상의 위치의 지식을 필요로 하는 프로세스이다.
[0070] 모든 구성요소에 대한 모든 액적 구성들이 프로그래밍된 경우, 분사 경로 템플릿(jetting path template)이 생성될 수 있으며, 이는 점성 매체의 액적들을 기판 상에 분사하기 위해, 예를 들어 하나 이상의 이젝터들을 작동시키는 분사 기계에 의해, 분사 노즐이 어떻게 이동될 것인지를 설명한다. 이젝터들은 동시에 또는 연속적으로 작동할 수 있는 것으로 이해된다. 분사 경로 템플릿은 그에 맞춰 분사 기계 및 따라서 이젝터(들)를 작동시키는데 사용되는 분사 프로그램으로 전달된다. 또한, 분사 프로그램은 요구 침착물들을 기판에 제공하기 위해, 예를 들어 노즐 공간 내로의 점성 매체의 공급을 제어하고 충격 장치의 충격을 제어하기 위한 분사 파라미터들(jetting parameters)을 포함할 수 있다.
[0071] 분사 프로그램을 생성하는 사전 프로세싱 단계는 조작자에 의해 수행되는 일부 수동 단계들을 포함할 수 있다. 이것은, 예를 들어 CAD 데이터를 불러오고 액적들이 특정 구성요소에 대해 위치결정되어야 하는 패드 상의 위치를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 사전 프로세싱은 예를 들어 컴퓨터에 의해 자동으로 수행될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
[0072] 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에서, 점성 매체의 하나 이상의 액적들을 기판 상에 분사하도록 구성된 분사 장치는 출구를 포함하는 노즐을 포함할 수 있고, 여기서 노즐은 하나 이상의 액적들을 출구를 통해 분사하도록 구성된다. 분사 장치는 에너지 출력 장치를 더 포함할 수 있다. 에너지 출력 장치는 출구의 종축과 교차하도록 에너지 양자(별개의 에너지량 및/또는 결정된 에너지량으로도 지칭됨)를 지향시키도록 구성될 수 있다. 에너지 출력 장치는 출구를 통해 분사된 점성 매체의 체적부의 적어도 일부 내로 에너지 양자를 지향시키도록 구성될 수 있다. 에너지 출력 장치는 노즐로부터 액적의 파단을 제어하기 위해 출구를 통해 분사된 점성 매체의 적어도 일부 내로 에너지 양자를 지향시키도록 구성될 수 있다. 점성 매체의 그러한 부분은 본원에서 "국부 점성 매체"로 지칭될 수 있다.
[0073] 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치는 적어도 국부 점성 매체로 에너지 양자를 지향시키는 것에 기초하여 노즐로부터 점성 매체의 액적들의 분리를 제어하도록 구성된다. 그러한 제어는 에너지가 국부 점성 매체 내로 전달되는 하나 이상의 다양한 메커니즘들 및/또는 형태들에 기초하여 제공될 수 있다. 그러한 다양한 메커니즘들은 본원에서 총괄적으로 "강제 메커니즘들(forcing mechanisms)"로 지칭될 수 있다.
[0074] 하기에서 추가로 설명되는 바와 같이, 에너지 출력 장치가 에너지 양자를 지향시킬 수 있는 "국부 점성 매체"는 점성 매체의 액적과 분사 장치 내에 위치된 점성 매체의 나머지 부분을 연결하는 필라멘트(filament)를 적어도 부분적으로 포함하는 점성 매체의 부분일 수 있다. 노즐로부터 액적의 분리를 제어하기 위해, 에너지 출력 장치는 노즐로부터 액적의 분리가 필라멘트의 특정 지점에서 일어나도록 유도하기 위해 국부 점성 매체 내로 에너지 양자를 전달할 수 있다.
[0075] 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치는 특정 시점에 그리고 특정 경과 시간 기간에 걸쳐 특정 에너지량 및/또는 특정 에너지 전달 속도를 포함하는 에너지 양자를 전달하도록 제어될 수 있다. 에너지량, 에너지 전달 속도, 에너지 전달 개시의 시간, 및/또는 에너지 전달 경과 시간 기간 중 하나 이상이 제어될 수 있다. 그러한 제어는 점성 매체의 액적이 노즐로부터 분리되는 시간 및/또는 방식을 제어하는 것을 초래할 수 있다.
[0076] 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치는 적어도 하나의 음향 변환기를 포함한다. 음향 변환기는 점성 매체 도관 내에 위치되고, 그리고/또는 점성 매체 도관의 일부를 통해 유동하는 점성 매체의 적어도 일부로 음향파들을 전달하는 음향 신호들을 방출하도록 구성될 수 있다. 음향 변환기가 방출된 음향 신호들을 통해 음향파들을 전달하도록 구성된 그러한 점성 매체는 본원에서 음향 변환기와 관련된 국부 점성 매체로 지칭될 수 있다.
[0077] 음향 변환기는 음향 변환기에 의해 방출된 음향 신호에 포함된 에너지 양자를 전달하도록 구성될 수 있다. 음향 변환기가 음향파들을 점성 매체의 일부("국부 점성 매체") 내로 전달하는 음향 신호들을 방출하는 것에 기초하여, 음향 변환기는 에너지 양자를 국부 점성 매체 내로 전달하도록 구성될 수 있다. 음향 신호는 적어도 국부 점성 매체의 하나 이상의 부분들의 음향 작동을 유도할 수 있다.
[0078] 일부 예시적인 실시예들에서, 음향 신호는 초음파 신호(예를 들어, 20,000 헤르츠보다 큰 주파수를 갖는 음향 신호)이며, 그에 따라 초음파 신호를 방출하도록 구성된 음향 변환기는 "초음파 변환기(ultrasonic transducer)"로 지칭될 수 있다. 그러나, 본원에 설명된 바와 같은 음향 변환기는 초음파 신호들인 음향 신호들을 생성하는 것에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 본원에 설명된 바와 같은 음향 변환기는 20 헤르츠 내지 20,000 헤르츠의 주파수를 갖는 음향 신호들을 생성하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 본원에 설명된 바와 같은 음향 변환기는 20 헤르츠 미만의 주파수(예를 들어, 초저음파 신호들(infrasonic signals))를 갖는 음향 신호들을 생성하도록 구성될 수 있으며, 그에 따라 음향 변환기는 초저음파 변환기(infrasonic transducer)로 지칭될 수 있다.
[0079] 일부 예시적인 실시예들에서, 음향 변환기는 국부 점성 매체 내로의 음향 신호의 방출을 통해 액적 필라멘트를 적어도 부분적으로 포함하는 적어도 국부 점성 매체의 음향 작동에 기초하여 노즐로부터 점성 매체의 액적의 분리를 제어할 수 있다(노즐로부터 액적의 파단의 제어로도 지칭됨). 음향 신호는 적어도 국부 점성 매체의 음향 작동을 유도할 수 있다.
[0080] 국부 점성 매체의 음향 작동은 국부 점성 매체의 적어도 일부의 전단-박화(shear-thinning)를 유도할 수 있다. 예를 들어, 점성 매체가 비-뉴턴 유체(Non-Newtonian fluid)를 포함하는 캐리어 유체(carrier fluid) 내의 하나 이상의 입자들의 현탁액인 경우, 국부 점성 매체의 음향 작동은 캐리어 유체의 전단-박화를 유도하는 것을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 점성 매체가 비-뉴턴 유체를 포함하는 균질한 유체인 경우, 국부 점성 매체의 음향 작동은 균질한 유체의 전단-박화를 유도하는 것을 포함할 수 있다.
[0081] 일부 예시적인 실시예들에서, 점성 매체가 캐리어 유체 내의 입자들의 현탁액이면 그리고/또는 현탁액인 경우, 국부 점성 매체의 음향 작동은 입자들의 진동 분리에 기초하여 국부 점성 매체에서의 체적 분율의 국부적인 감소를 유도할 수 있다. 다시 말해서, 현탁액을 포함하는 국부 점성 매체 상에의 음향 신호 도입은 현탁액의 입자들의 정렬된 이동을 유도하고 체적 분율이 바로 근접부(예를 들어, 국부 점성 매체의 외부에 있는 점성 매체의 별개 부분)보다 낮은 체적 감소 영역을 형성할 수 있다.
[0082] 국부 점성 매체의 음향 작동은 필라멘트를 적어도 부분적으로 포함하는 국부 점성 매체의 전단-박화에 적어도 부분적으로 기초하여 액적을 노즐에 연결하는 필라멘트의 분리를 유도할 수 있다. 액적의 크기 및/또는 형상은 음향 변환기에 의해 방출된 음향 신호(들)에 포함된 에너지의 양 및 타이밍(예를 들어, 에너지 전달의 개시 시간 및/또는 시간 기간) 중 적어도 하나를 제어하는 것에 기초하여 제어될 수 있다. 결과적으로, 음향 변환기의 제어에 기초하여, 노즐로부터 액적의 분리가 보다 정확하고 정밀하게 제어될 수 있다.
[0083] 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치는 적어도 하나의 레이저 방출기를 포함한다. 레이저 방출기가 분사 장치의 노즐의 출구의 종축과 교차하는 레이저 빔을 방출 및/또는 지향시키도록 구성되도록, 레이저 방출기는 분사 장치 내 및/또는 분사 장치 상의 포지션에 위치될 수 있다. 그러한 포지션은 분사 장치의 외부면 상에 있을 수 있어, 레이저 방출기가 분사 장치의 외부면에 고정된다.
[0084] 레이저 방출기는 분사 장치의 노즐의 출구로부터 분사된 점성 매체의 적어도 일부에 충돌시키기 위해 레이저 빔을 방출 및/또는 지향시키도록 구성될 수 있다. 레이저 빔에 의해 충돌된 점성 매체의 부분은 또한 레이저 방출기와 관련된 국부 점성 매체로도 지칭될 수 있다.
[0085] 레이저 방출기는 레이저 빔을 방출 및/또는 지향시키는 것에 기초하여 레이저 빔에 포함된 에너지 양자를 국부 점성 매체 내로 전달하도록 구성될 수 있다. 레이저 빔은 광자 압력(광 압력, 방사력(radiation force), 방사 압력(radiation pressure) 등으로도 지칭됨)에 기초하여 국부 점성 매체 내에 모멘텀을 부여할 수 있고, 그에 따라 레이저 빔은 국부 점성 매체와 점성 매체의 인접 부분 사이의 전단을 유도하여 점성 매체의 인접 부분이 국부 점성 매체로부터 파단되게 할 수 있다. 레이저 빔은 레이저 빔으로부터 국부 점성 매체 내로의 에너지 전달에 기초하여 국부 점성 매체를 가열하고 그리고/또는 적어도 부분적으로 기화시키고, 이에 의해 국부 점성 매체와 점성 매체의 다른 인접 부분 사이의 분리를 유도할 수 있다.
[0086] 일부 예시적인 실시예들에서, 레이저 방출기는 레이저 빔을 방출 및/또는 지향시키는 것에 기초하여 레이저 빔에 포함된 에너지 양자를 국부 점성 매체 내로 전달하도록 구성될 수 있으며, 여기서 레이저 빔은 국부 점성 매체의 국부적인 가열을 유도할 수 있다. 국부 점성 매체의 국부적인 가열은, 예를 들어 점도 감소를 포함하여, 국부 점성 매체의 하나 이상의 특성들의 변화를 유도할 수 있다. 국부 점성 매체의 하나 이상의 특성들의 그러한 국부적인 변화는 국부 점성 매체에서 점성 매체의 액적의 국부적인 분리를 유도할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 레이저 빔은 국부 점성 매체의 적어도 부분적인 기화를 유도하지 않고 국부 점성 매체의 국부적인 가열을 유도할 수 있다.
[0087] 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치가 레이저 방출기인 경우, 레이저 방출기는 광자 압력을 통해 국부 점성 매체 내에 모멘텀을 부여하는 것, 국부 점성 매체의 국부적인 가열을 유도하는 것, 및 국부 점성 매체의 적어도 부분적인 기화를 유도하는 것 중 적어도 하나에 기초하여 노즐로부터 점성 매체의 액적의 분리를 제어할 수 있다(노즐로부터 액적의 파단의 제어로도 지칭됨).
[0088] 광자 압력을 통해 국부 점성 매체 내에 모멘텀을 부여하는 것, 국부 점성 매체의 국부적인 가열을 유도하는 것, 및 국부 점성 매체의 적어도 부분적인 기화를 유도하는 것 중 하나 이상은 액적을 노즐에 연결하는 필라멘트의 분리를 유도할 수 있다. 액적의 크기 및/또는 형상은 레이저 방출기에 의해 방출된 레이저 빔에 포함된 에너지의 양 및 타이밍(예를 들어, 에너지 전달의 개시 시간 및/또는 시간 기간) 중 적어도 하나를 제어하는 것에 기초하여 제어될 수 있다. 결과적으로, 레이저 방출기의 제어에 기초하여, 노즐로부터 액적의 분리가 보다 정확하고 정밀하게 제어될 수 있다.
[0089] 일부 예시적인 실시예들에서, 레이저 방출기는 하나 이상의 특정 파장 범위들에 있는 파장을 갖는 레이저 빔을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 예시적인 실시예들에서, 레이저 방출기는 근적외광(near-infrared light) 및 원적외광(far-infrared light) 중 적어도 하나를 포함하는 적외선 레이저 빔을 방출하도록 구성된 적외선 레이저 방출기이다.
[0090] 일부 예시적인 실시예들에서, 국부 점성 매체 상에 강제 메커니즘(예를 들어, 음향 작동, 광자 압력, 점성 매체 기화, 이들의 일부 조합 등)을 이용함으로써, 액적 필라멘트(본원에서는 간단히 "필라멘트"로도 지칭됨)를 적어도 부분적으로 포함하는 국부 점성 매체의 하나 이상의 특성들이 조정될 수 있다. 그러한 특성들은 점도를 포함하는 하나 이상의 유변학적 특성들(rheological properties)을 포함할 수 있다.
[0091] 국부 점성 매체의 하나 이상의 특성들의 그러한 조정은 노즐로부터 액적의 집중된 분리 지점을 유도하는 것을 초래할 수 있다. 예를 들어, 국부 점성 매체는 점성 매체의 필라멘트가 액적을 노즐에 연결하도록, 액적 분사(예를 들어, 액적 형성) 동안에 형성된 점성 매체의 필라멘트를 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 따라서, 국부 점성 매체는 액적에 비하여 비교적 작고 집중된 양의 점성 매체일 수 있다. 에너지 양자를 국부 점성 매체에 전달하는 것에 기초하여, 국부 점성 매체의 하나 이상의 특성들의 조정은 필라멘트에서 집중된 분리 지점을 유도하여 액적이 노즐로부터 분리되게 할 수 있다.
[0092] 다시 말하면, 국부 점성 매체로의 에너지 양자의 전달은, 국부 점성 매체가 액적 필라멘트를 적어도 부분적으로 포함하는 경우, 필라멘트에 대한 국부적인 유변학적 조정이 국부화되고 시간적으로 동기화된 유변학적 섭동들(rheological perturbations)을 구현하여 필라멘트에 세밀한 공간적 액적 분리 국부화를 유도하게 할 수 있다.
[0093] 일부 예시적인 실시예들에서, 점성 매체의 액적의 필라멘트에 공간적 및 시간적으로 잘 규정된 분리 지점을 유도("도입")하는 것은 액적의 체적 변동에 대한 제어를 향상시킬 뿐만 아니라, 워크피스 상의 액적들의 위치결정 변동에 대한 제어(예를 들어, 분사된 액적이 워크피스 상에 내려앉는 특정 포지션에 대한 제어)를 향상시킬 수 있다. 결과적으로, 그러한 체적 변동 및 포지션 변동이 감소될 수 있으며, 이에 의해 액적 크기 및 위치결정 제어의 정확도 및 정밀도를 향상시킨다.
[0094] 또한, 잘 규정된 분리 지점을 유도하는 것은 점성 매체의 위성 액적들(satellite droplets)의 수(양)를 감소시킬 수 있으며, 따라서 워크피스 상에의 의도치 않은 위성 침착물의 발생을 감소시킬 수 있다. 본원에 언급된 바와 같이, 위성 액적들은 노즐로부터 보다 큰 액적의 파단에 기초하여 형성될 수 있는 비교적 작은 액적들을 지칭할 수 있다. 그러한 위성 액적 형성은 필라멘트의 국부화되지 않은 파단에 기인할 수 있다. 그러한 위성 액적들은 워크피스 상의 다양한 위치들에 내려앉을 수 있고, (예를 들어, 워크피스를 가로지르는 전기적 단락들 및/또는 브리지들(bridges)을 유도함으로써) 워크피스의 성능 저하에 기여할 수 있다. 워크피스 상의 위성 액적들의 발생 감소는 워크피스 성능 및/또는 신뢰성의 향상, 및 그에 따라 워크피스의 수명 향상을 야기할 수 있으며, 이는 워크피스 상에 분사된 액적들의 필라멘트들 상의 분리 지점에 대한 향상된 제어에 기초하여, 위성 침착물의 존재의 결과로 초래된 에러들 및/또는 손상(예를 들어, 위성 침착물들을 가로지르는 전기적 단락들)의 가능성이 감소되기 때문이다.
[0095] 일부 예시적인 실시예들에서, 점성 매체의 액적의 필라멘트에 공간적 및 시간적으로 잘 규정된 분리 지점을 유도("도입")하는 것은 분사된 액적들의 균일성을 향상시킬 수 있고, 그에 따라 형성되는 각각의 개별 액적에 대한 향상된 제어된 분할 지점("분리")을 통해 액적들의 특성들(예를 들어, 크기, 형상 등)의 의도치 않은 변동들을 감소시킬 수 있다. 또한, 액적 파단에 대한 향상된 제어는 점성 매체 필라멘트에 예측 가능한 분리 지점을 허용하는 것에 기초하여 향상된 위치결정 정확도, 즉 워크피스 상에의 액적의 향상된 위치결정 정확도를 야기할 수 있다. 그러한 향상된 위치결정 정확도 및 액적 균일성은, 침착물들을 형성하기 위해 액적들이 분사되는 워크피스의 성능 및/또는 신뢰성의 향상, 그에 따라 워크피스의 수명 향상을 야기할 수 있으며, 이는 워크피스 상에 분사된 액적들의 필라멘트들 상의 분리 지점에 대한 향상된 제어에 기초하여, 침착물 특성들의 의도치 않은 변동들의 결과로 초래된 에러들 및/또는 손상(예를 들어, 최적이 아닌 액적 제어로 인해 의도된 것보다 큰 침착물을 가로지르는 전기적 단락들)의 가능성이 감소되기 때문이다.
[0096] 또한, 음향 신호들 및/또는 레이저 빔들을 통해, 액적 필라멘트를 적어도 부분적으로 포함하는 국부 점성 매체에 에너지 양자를 전달하는 것에 기초한 액적 분리에 대한 제어는 모세관 효과들에 비교적 둔감한 비교적 고점도의 점성 매체들의 분사된 액적들에 대한 향상된 제어를 가능하게 하고, 이에 의해 모세관 효과들에 둔감한 비교적 고점도 유체들에 대한 액적 필라멘트 분리를 유도하는 문제를 해결할 수 있다. 모세관력들의 이용 및/또는 영향을 통해 유체 필라멘트 분리를 도입하는 필라멘트 분리 제어 해결책들과는 달리, 분사 장치가 본원에 설명된 바와 같은 하나 이상의 에너지 출력 장치들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에 의해 가능하게 되는 액적 분리에 대한 제어는 모세관력들이 우세하지 않은 비교적 점성 매체에 대한 액적 필라멘트 분리에 대한 제어를 가능하게 한다.
[0097] 일부 예시적인 실시예들에서, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 에너지 출력 장치를 포함하는 분사 장치는, 그러한 에너지 출력 장치들이 존재하지 않는 분사 장치들에 비하여, 워크피스 상에 형성된 침착물들에 대해 향상된 균일성 및 위치결정 정확도 및 정밀도를 제공하도록 구성될 수 있다. 이것은, 그러한 에너지 출력 장치가 존재하지 않는 분사 장치들에 비해, 적어도 하나의 에너지 출력 장치가 특정 국부 점성 매체에 대한 필라멘트 분리의 제어된 공간적 및 시간적 국부화를 가능하게 하는 것에 적어도 부분적으로 기초한다. 결과적으로, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 에너지 출력 장치를 포함하는 분사 장치는 그러한 에너지 출력 장치가 존재하지 않는 분사 장치들에 비해, 향상된 균일성, 및/또는 크기 및/또는 위치결정의 정밀도를 갖는 액적들을 분사하도록 구성될 수 있다.
[0098] 또한, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 에너지 출력 장치를 포함하는 분사 장치는, 비교적 저점도 유체들의 액적들을 분사하도록 구성된 장치들에 비해, 비교적 고점도 유체들(예를 들어, 점성 매체)의 액적들에 대해 향상된 균일성 및 위치결정 정확도 및 정밀도를 제공하도록 구성될 수 있다. 비교적 저점도 유체들의 액적들의 분사를 제어하기 위해 에너지 출력 장치들을 사용할 수 있는 장치―그러한 제어는 모세관력들이 영향을 주어 액적 분리를 유도하는 것을 포함할 수 있음―와 대조적으로, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 에너지 출력 장치를 포함하는 분사 장치는 비-뉴턴 유체들을 포함하여, 모세관력들이 우세적이지 않은 비교적 고점도 유체들(예를 들어, 모세관력에 둔감한 유체들)에 대한 액적 분리 제어를 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 에너지 출력 장치를 포함하는 분사 장치는, 비교적 저점도를 갖는 유체들의 액적들을 분사하도록 구성된 장치들에 비해, 비교적 고점도 유체들의 비교적 균일하고 적절하게 위치결정된 액적들을 분사하도록 구성될 수 있다.
[0099] 또한, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 에너지 출력 장치를 포함하는 분사 장치는, 잉크 액적들이 광 압력에 따라 잉크 표면으로부터 비산하게 하도록 구성된 하나 이상의 에너지 출력 장치들을 포함할 수 있는 분사 장치들에 비하여, 점성 매체의 액적들에 대해 향상된 균일성 및 위치결정 정확도 및 정밀도를 제공하도록 구성될 수 있다. 에너지 출력 장치들을 사용하여 광 압력에 따라 잉크 액적들을 이동시키는 장치에 비해, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 에너지 출력 장치를 포함하는 분사 장치는, 액적 필라멘트를 적어도 부분적으로 포함하는 국부 점성 매체 내로 에너지 양자를 지향시킴으로써, 필라멘트 분리 및/또는 액적 분리의 공간적 및 시간적 국부화의 향상된 제어를 가능하게 할 수 있다.
[00100] 상기에 언급된 장점들의 결과로서, 전술한 바와 같은 에너지 출력 장치들 중 하나 이상을 포함하는 분사 장치는 보드를 형성하기 위해 워크피스 상에 침착물들을 형성하도록 구성될 수 있으며, 여기서 침착물들은 하나 이상의 에너지 출력 장치들에 의해 가능하게 되는 각각의 액적에 대한 필라멘트 분리의 공간적 및 시간적 국부화에 대한 향상된 제어에 기초하여 크기, 형태 및/또는 포지션의 의도치 않은 변동의 감소(예를 들어, 향상된 균일성, 향상된 반복성, 향상된 신뢰성 등)를 갖는다. 따라서, 보드는 보드 상의 침착물들의 의도치 않은 변동으로 인해 기인할 수 있는 에러들(예를 들어, 침착물들을 가로지르는 단락들)에 대한 민감성이 감소될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같은 에너지 출력 장치들 중 하나 이상을 포함하는 분사 장치는 액적들의 하나 이상의 스트립들의 분사를 통해 워크피스 상에 형성된 침착물들을 통해 생성된 보드들의 신뢰성, 성능 및/또는 수명의 감소 문제를 적어도 부분적으로 완화 및/또는 해결할 수 있으며, 여기서 감소된 신뢰성은 분사 작동 동안에 분사된 다양한 액적들에 걸친 액적 분리 및/또는 필라멘트 분리의 공간적 및/또는 시간적 변동에 의해 유발된 침착물들의 포지션, 형태 및/또는 크기의 의도치 않은 변동들에 기초한다.
[00101] 일부 예시적인 실시예들에서, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 에너지 출력 장치를 포함하는 분사 장치는, 그러한 에너지 출력 장치가 존재하지 않는 분사 장치들에 비하여, 워크피스 상에 형성되는 위성 액적들의 발생을 감소시키도록 구성될 수 있다. 이것은, 그러한 에너지 출력 장치가 존재하지 않는 분사 장치들에 비해, 적어도 하나의 에너지 출력 장치가 특정 국부 점성 매체에 대한 필라멘트 분리의 제어된 공간적 및 시간적 국부화를 가능하게 하는 것에 적어도 부분적으로 기초한다. 결과적으로, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 에너지 출력 장치를 포함하는 분사 장치는 그러한 에너지 출력 장치가 존재하지 않는 분사 장치들에 비해, 위성 액적들의 형성을 감소 및/또는 방지하도록 구성될 수 있다.
[00102] 또한, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 에너지 출력 장치를 포함하는 분사 장치는, 잉크 액적들이 광 압력에 따라 잉크 표면으로부터 비산하게 하도록 구성된 하나 이상의 에너지 출력 장치들을 포함할 수 있는 분사 장치들에 비하여, 워크피스 상에 형성되는 위성 액적들의 발생을 감소시키도록 구성될 수 있다. 에너지 출력 장치들을 사용하여 광 압력에 따라 잉크 액적들을 이동시키는 장치에 비해, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 에너지 출력 장치를 포함하는 분사 장치는, 필라멘트 분리 및/또는 액적 분리의 공간적 및 시간적 국부화의 향상된 제어를 가능하게 함으로써, 분리의 결과로서의 위성 액적들의 형성을 적어도 부분적으로 완화 및/또는 방지하도록 구성될 수 있다.
[00103] 상기 언급된 장점들의 결과로서, 전술한 바와 같은 에너지 출력 장치들 중 하나 이상을 포함하는 분사 장치는 보드를 형성하기 위해 워크피스 상에 침착물들을 형성하도록 구성될 수 있으며, 여기서 보드는 적어도 하나의 에너지 출력 장치에 의해 가능하게 되는 향상된 액적 분리 제어에 기초한, 의도치 않은 위성 침착물들의 감소 및/또는 억제된 양 및/또는 농도를 포함한다. 따라서, 보드는 보드 상의 의도치 않은 위성 침착물들로 인해 기인할 수 있는 에러들(예를 들어, 침착물들을 가로지르는 단락들)에 대한 민감성이 감소될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같은 에너지 출력 장치들 중 하나 이상을 포함하는 분사 장치는 기판 상의 침착물들을 통해 생성된 보드들의 신뢰성의 감소 문제를 적어도 부분적으로 완화 및/또는 해결할 수 있으며, 여기서 감소된 신뢰성은 국부화되지 않은 필라멘트 분리에 의해 유발된 위성 침착물들의 발생 및/또는 형성에 기초한다.
[00104] 본원에 언급된 바와 같이, "필라멘트 분리", "필라멘트의 분리" 등 및 "액적 분리", "액적의 분리" 등은 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다.
[00105] 도 1은 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른 분사 장치(1)를 예시하는 사시도이다.
[00106] 분사 장치(1)는 점성 매체의 하나 이상의 액적들을 기판(예를 들어, 보드(2)) 상에 분배("분사")하여 하나 이상의 침착물들을 내부에 갖는 보드(2)를 생성("확립", "형성", "제공" 등)하도록 구성될 수 있다. 분사 장치(1)에 의해 수행되는 상기 "분배" 프로세스는 "분사"로 지칭될 수 있다.
[00107] 설명의 용이화를 위해, 이하, 점성 매체는 상기에 규정된 대안들 중 하나인 땜납 페이스트로 지칭될 수 있다. 동일한 이유로, 기판은 본원에서 전기 회로 보드로 지칭될 수 있고, 가스는 본원에서 공기로 지칭될 수 있다.
[00108] 도 1에 예시된 예시적인 실시예들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 X-빔(beam)(3) 및 X-왜건(wagon)(4)을 포함한다. X-왜건(4)은 X-레일(rail)(16)을 통해 X-빔(3)에 연결될 수 있고, X-레일(16)을 따라 왕복 이동 가능할 수 있다(예를 들어, 왕복 이동되도록 구성됨). X-빔(3)은 Y-레일(17)에 왕복 이동 가능하게 연결될 수 있고, 이에 의해 X-빔(3)은 X-레일(16)에 수직으로 이동 가능하다(예를 들어, 이동되도록 구성됨). Y-레일(17)은 분사 장치(1)에 견고하게 장착될 수 있다. 일반적으로, 전술한 이동 가능한 요소들은 분사 장치(1)에 포함될 수 있는 하나 이상의 선형 모터들(linear motors)(도시되지 않음)의 작동에 기초하여 이동되도록 구성될 수 있다.
[00109] 도 1에 예시된 예시적인 실시예들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 분사 장치(1)를 통해 보드(2)를 운반하도록 구성된 컨베이어(18), 및 분사가 일어날 때 보드(2)를 잠금하기 위한 잠금 장치(locking device)(19)를 포함한다.
[00110] 도킹 장치(docking device)(8)는 도킹 장치(8)에서 조립체(5)의 해제 가능한 장착을 가능하게 하도록 X-왜건(4)에 연결될 수 있다. 조립체(5)는 보드(2) 상에 침착들물을 충돌시키고 형성하는 땜납 페이스트의 액적들을 분배, 즉 분사하도록 배열될 수 있다. 분사 장치(1)는 또한 비전 장치(vision device)(7)를 포함할 수 있다. 도 1에 예시된 예시적인 실시예들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에서, 비전 장치는 카메라이다. 카메라(7)는 분사 장치(1)의 제어 장치(도 1에는 도시되지 않음)에 의해, 보드(2)의 포지션 및/또는 회전을 결정하고, 그리고/또는 보드(2) 상의 침착물들을 관찰함으로써 분배 프로세스의 결과를 체크하는데 사용될 수 있다.
[00111] 도 1에 예시된 예시적인 실시예들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 유동 발생기(6)를 포함한다. 도 1에 예시된 예시적인 실시예들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에서, 유동 발생기(6)는 X-왜건(4) 상에 배열("위치", "위치결정" 등)된 진공 이젝터(vacuum ejector)(본원에서 "진공 펌프(vacuum pump)"로도 지칭됨), 및 압축 공기의 소스(도시되지 않음)이다. 압축 공기의 소스뿐만 아니라, 유동 발생기(6)는 상보적인 공기 도관 인터페이스(air conduit interface)에 연결 가능할 수 있는 공기 도관 인터페이스를 통해 도킹 장치(8)와 연통할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 공기 도관 인터페이스는 도 2에 도시된 바와 같이 도킹 장치(8)의 입력 니플들(input nipples)(9)을 포함할 수 있다.
[00112] 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 분사 장치(1)는 분사 장치(1)를 작동하는 소프트웨어를 실행하도록 구성된 제어 장치(도 1에는 명시적으로 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 그러한 제어 장치는 명령들의 프로그램을 저장하는 메모리(memory), 및 "분사" 작동을 수행하기 위해 분사 장치(1)의 하나 이상의 부분들을 작동 및/또는 제어하도록 명령들의 프로그램을 실행하도록 구성된 프로세서(processor)를 포함할 수 있다.
[00113] 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 하기와 같이 작동하도록 구성될 수 있다. 보드(2)는 보드(2)가 그 위에 배치될 수 있는 컨베이어(18)를 통해 분사 장치(1) 내로 공급될 수 있다. 보드(2)가 X-왜건(4) 아래의 특정 포지션에 있다면, 그리고/또는 특정 포지션에 있는 경우, 보드(2)는 잠금 장치(19)의 도움으로 고정될 수 있다. 카메라(7)에 의해, 기준 마커들(fiducial markers)이 위치될 수 있으며, 이 마커들은 보드(2)의 표면 상에 사전 배열되고 그것의 정확한 포지션을 결정하는데 사용된다. 다음에, 특정 패턴(또는 대안적으로, 사전결정된 패턴, 사전 프로그래밍된 패턴 등)에 따라 보드(2) 위로 X-왜건을 이동시키고 사전결정된 위치들에서 분사 조립체(5)를 작동시킴으로써, 땜납 페이스트가 원하는 위치들에서 보드(2) 상에 도포된다. 그러한 작동은 분사 장치(1)의 하나 이상의 부분들을 제어하는 제어 장치에 의해 적어도 부분적으로 구현될 수 있다(예를 들어, 카메라(7)에 의해 캡처된 이미지들을 프로세싱함으로써 기준 마커들을 위치시키는 것, 모터를 제어하여 X-왜건이 특정 패턴에 따라 보드(2) 위로 이동되게 하는 것, 분사 조립체(5)를 작동시키는 것 등).
[00114] 도 2는 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른 도킹 장치(8) 및 분사 조립체(5)를 예시하는 개략도이다. 도 3은 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른 분사 조립체(5)를 예시하는 개략도이다. 도킹 장치(8) 및 분사 조립체(5)는 도 1에 예시된 분사 장치(1)를 포함하는, 분사 장치(1)의 하나 이상의 예시적인 실시예들에 포함될 수 있다.
[00115] 도 2 및 도 3에 예시된 예시적인 실시예들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 조립체(5)는, 분사 조립체(5)를 도킹 장치(8)의 조립체 지지부(10)에 연결하도록 구성된 조립체 홀더(assembly holder)(11)를 포함할 수 있다. 또한, 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 조립체(5)는 땜납 페이스트의 공급을 제공하도록 구성된 공급 용기(12), 및 조립체 하우징(assembly housing)(15)을 포함할 수 있다. 분사 조립체(5)는 도킹 장치(8)의, 출구들(41)을 포함하는 상보적인 공압 인터페이스와 기밀하게 맞물림 결합하도록 위치결정(예를 들어, "구성")된, 입구들(42)을 포함하는 공압 인터페이스를 통해 유동 발생기(6) 및 가압 공기의 소스에 연결될 수 있다.
[00116] 도 4는 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른 분사 장치(1)의 일부의 단면도이다.
[00117] 이제 도 4를 참조하면, 조립체 하우징 내에 밀폐된 장치의 내용물들 및 기능이 보다 상세하게 설명될 것이다. 도 4에 예시된 예시적인 실시예들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 조립체 하우징(15)에서 액추에이터(actuator)를 지지하기 위한 액추에이터 잠금 스크루(actuator locking screw), 및 압전 액추에이터(piezoelectric actuator)(21)(본원에서는 간단히 "액추에이터(21)"로도 지칭됨)를 포함할 수 있으며, 압전 액추에이터(21)는 액추에이터(21)를 형성("적어도 부분적으로 포함")하기 위해 함께 적층된 다수("다량")의 얇은 압전 요소들에 의해 형성된다(예를 들어, 이들을 "적어도 부분적으로 포함함"). 액추에이터(21)는 잠금 스크루에 견고하게 연결될 수 있다.
[00118] 도 4에 예시된 예시적인 실시예들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 조립체 하우징(15)에 견고하게 연결된 부싱(bushing)(25), 및 잠금 스크루의 포지션과 반대일 수 있는 액추에이터(21)의 단부에 견고하게 연결된 플런저(plunger)(23)를 더 포함한다. 플런저(23)는 부싱(25)의 보어(bore)를 통해 슬라이딩 가능하게 연장되면서 축방향으로 이동 가능하다. 분사 장치(1)는 플런저(23)를 조립체 하우징(15)에 대해 탄성적으로 밸런싱(balancing)하고 액추에이터(21)에 예하중(preload)을 제공하도록 구성된 컵 스프링들(cup springs)을 포함할 수 있다.
[00119] 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 제어 장치(700)를 포함한다. 제어 장치(700)는 압전 액추에이터(21)에 간헐적으로 구동 전압을 인가하도록 구성되고, 이에 의해 땜납 패턴 인쇄 데이터에 따라, 압전 액추에이터(21)의 간헐적인 연장 및 따라서 조립체 하우징(15)에 대한 플런저의 왕복 이동을 유발할 수 있다. 그러한 데이터는 제어 장치에 포함된 메모리에 저장될 수 있다. 구동 전압은 본원에서 "액추에이터 제어 신호"를 포함하는 "제어 신호"를 포함하고 그리고/또는 그에 포함하는 것으로 추가로 설명될 수 있다.
[00120] 도 4에 예시된 예시적인 실시예들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 땜납 페이스트의 하나 이상의 액적들이 그 위에 분사될 수 있는 보드(2)에 대해 작동적으로 지향되도록 구성된 토출 노즐(26)을 포함한다. 노즐(26)은 액적들을 분사할 수 있는 분사 오리피스(예를 들어, 출구(27))를 포함할 수 있다. 출구(27)를 둘러싸고 보드(2)와 대면하는 노즐(26)의 표면들(예를 들어, 도 4에 예시된 예시적인 실시예들에서 분사 오리피스를 둘러싸는 노즐(26)의 하부면들)은 본원에서 분사 출구로 지칭될 것이다. 플런저(23)는 피스톤 보어(piston bore)를 통해 슬라이딩 가능하고 축방향으로 이동 가능하게 연장되도록 구성된 피스톤 부분을 포함하고, 플런저(23)의 상기 피스톤 부분의 단부면은 상기 노즐(26)에 근접하게 배열되어 있다. 토출 챔버(28)는 상기 플런저(23)의 단부면의 형상, 부싱(25)의 내경 및 출구(27)에 의해 규정된다.
[00121] 플런저(23)의 단부면의 형상, 부싱(25)의 내경 및 노즐(26)의 상부면에 의해 규정된 토출 챔버(28)의 부분은 본원에서 내부 공동(internal cavity)(412)으로 지칭될 수 있다. 노즐을 통해 연장되는 도관의 내부면에 의해 규정된 토출 챔버(28)의 부분은 본원에서 노즐 공동(nozzle cavity)(414)으로 지칭될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 노즐 공동(414)은 절두 원추형 공간과 유사한 체적 형상을 가질 수 있다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 노즐 공동(414)은 적어도 절두 원추형 공간 및 원통형 공간의 조합인 체적 형상을 가질 수 있다. 그러나, 노즐 공동(414)의 예시적인 실시예들은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 노즐 공동(414)의 체적 형상에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
[00122] 노즐(26)을 향한 플런저(23)의 축방향 이동―상기 이동은 압전 액추에이터(21)의 간헐적인 연장에 의해 유발되고, 플런저(23)를 수반하는 상기 이동은 내부 공동(412)의 체적부 내로 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 수용됨―은, 토출 챔버(28)의 체적의 급속한 감소, 및 그에 따라 내부 공동(412) 내에 수용된 임의의 땜납 페이스트의 내부 공동(412)으로부터 노즐 공동(414)을 통해 출구(27)로의 이동을 포함하여, 토출 챔버(28)에 수용된 임의의 땜납 페이스트의, 출구(27)를 통한 급속한 가압 및 분사를 유발할 것이다.
[00123] 땜납 페이스트는 공급 용기(12)(도 2 참조)로부터 공급 장치를 통해 토출 챔버(28)로 공급될 수 있다. 공급 장치는 본원에서 점성 매체 공급부(430)로 지칭될 수 있다. 공급 장치는 하나 이상의 도관들을 통해 노즐(26)로 점성 매체(예를 들어, "땜납 페이스트")의 유동을 유도하도록 구성될 수 있다. 공급 장치는 관형 보어 내에 부분적으로 제공된 모터 샤프트(motor shaft)를 갖는 모터(도시되어 있지 않고, 전기 모터일 수 있음)를 포함할 수 있으며, 관형 보어는 피스톤 보어와 도관(31)을 통해 연통하는 출구까지 조립체 하우징(15)을 통해 연장된다. 모터 샤프트의 단부 부분은 관형 보어 내에 제공되고 관형 보어와 동축인 회전식 공급 스크루를 형성할 수 있다. 회전식 공급 스크루의 일부는 관형 보어 내에 그와 동축으로 배열된 탄성의 탄성중합체 a-링들의 어레이에 의해 둘러싸일 수 있으며, 회전식 공급 스크루의 나사산들은 a-링들의 최내측면과 슬라이딩 접촉한다.
[00124] 상기에 언급된 가압 공기의 소스(도시되지 않음)로부터 얻어진 가압 공기는 공급 용기(12)에 수용된 땜납 페이스트에 압력을 인가하도록 배열되고, 이에 의해 상기 땜납 페이스트를 점성 매체 공급부(430)와 연통하는 입구 포트(34)에 공급한다.
[00125] 분사 장치(1)의 제어 장치(700)에 의해 모터에 제공된 전자 제어 신호는 모터 샤프트, 및 그에 따라 회전식 공급 스크루가 원하는 각도 또는 원하는 회전 속도로 회전하게 할 수 있다. 다음에, 회전식 공급 스크루의 나사산들과 a-링들의 내부면 사이에 포획된 땜납 페이스트는, 모터 샤프트의 회전 운동에 따라, 입구 포트(34)로부터 출구 포트 및 도관(31)을 통해 피스톤 보어로 이동하게될 수 있다. 피스톤 보어 및 부싱(25)의 상부에는 밀봉 a-링이 제공될 수 있고, 그에 따라 피스톤 보어를 향해 공급된 임의의 땜납 페이스트는 피스톤 보어로부터 빠져나와서 아마도 플런저(23)의 작용을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
[00126] 다음에, 땜납 페이스트는 도관(31) 및 채널(37)을 통해 토출 챔버(28) 내로 공급될 수 있다. 도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 채널(37)은 부싱(25)을 통해 토출 챔버(28)의 측벽을 통해 토출 챔버(28)로 연장될 수 있다. 도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 채널(37)은 도관(31)과 유체 연통하는 제1 단부, 및 토출 챔버(28)의 측벽(예를 들어, 도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같은 내부 공동(412)의 측벽)을 통해 토출 챔버(28)와 유체 연통하는 제2 단부를 갖는다.
[00127] 적어도 도 4에 예시된 예시적인 실시예들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 분사 방향에서 볼 때, 출구(27)의 아래 또는 하류에 위치된 지지 플레이트(support plate)를 포함한다. 지지 플레이트는 관통 구멍을 포함할 수 있으며, 분사된 액적들은 지지 플레이트에 의해 방해받거나 부정적인 영향을 받지 않고 이 관통 구멍을 통과할 수 있다. 결과적으로, 구멍은 출구(27)와 동심일 수 있다.
[00128] 하기에서 추가로 설명되는 바와 같이, 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 노즐(26)로부터 하나 이상의 액적들의 파단의 향상된 제어를 제공하도록 구성된다. 그러한 향상된 제어는 향상된 공간적 및 시간적 필라멘트 분리 국부화를 제공하는 것에 기초하여 액적을 노즐에 연결하는 필라멘트의 분리의 향상된 제어를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 결과적으로, 분사 장치(1)는 기판 상에 분사 장치에 의해 분사된 액적들의 향상된 균일성(및/또는 의도치 않은 변동 감소), 및/또는 위성 액적 형성의 감소를 제공하도록 구성될 수 있다. 따라서, 분사 장치는 향상된 균일성, 및 변동 그리고 의도치 않은 위성 침착물들의 감소를 갖는 침착물들을 그 위에 갖는 워크피스들을 제공하고, 이에 의해 향상된 성능 및/또는 신뢰성과 연관된 워크피스들을 제공하도록 구성될 수 있다.
[00129] 도 5a는 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른, 도 4에 예시된 분사 장치(1)의 일부의 단면도이다. 도 5b는 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른, 도 4에 예시된 분사 장치(1)의 일부의 단면도이다.
[00130] 일부 예시적인 실시예들에서, 토출 챔버(28)의 내부 공동(412) 및/또는 노즐 공동(414) 내에 위치되고 그리고/또는 이를 통해 유동하는 점성 매체(510)의 적어도 일부를 포함하여, 분사 장치(1)의 토출 챔버(28) 내에 위치된 점성 매체(510)의 일부는 플런저(23)에 의해 노즐(26)의 출구(27)를 통해 강제되어, 노즐(26)의 외부에 있고, 적어도 점성 매체의 필라멘트(522)에 의해 노즐(26) 및/또는 노즐(26) 내의 점성 매체(510)의 나머지에 연결된 액적(524)을 형성할 수 있다.
[00131] 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는, 필라멘트(522)를 포함하는 점성 매체의 적어도 일부에 적어도 에너지 양자를 전달하여 국부화되고 공간적 및 시간적으로 잘 규정된 필라멘트(522)의 분리 지점을 유도하여 액적(524)이 노즐(26)로부터 분리되게 하도록 구성된 에너지 출력 장치를 포함한다.
[00132] 먼저 도 5a를 참조하면, 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 적어도 에너지 양자를 국부 점성 매체(516) 내로 전달하는 신호들(590)을 방출하도록 구성된 에너지 출력 장치(500)를 포함한다.
[00133] 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치는 음향 변환기, 압전 재료, 히터 요소, 이들의 일부 조합 등의 하나 이상의 장치들을 포함할 수 있다.
[00134] 예를 들어, 도 5a에 예시된 에너지 출력 장치(500)는 음향 신호들을 포함하는 신호들(590)을 방출하도록 구성된 음향 변환기를 포함할 수 있다. 음향 변환기는 음향파들(본원에서 상호 교환 가능하게 "음향 에너지"로도 지칭됨)을 국부 점성 매체 내로 전달하는 음향 신호들을 방출하는 것에 기초하여 토출 챔버(28) 내의 국부 점성 매체(516) 내로 에너지 양자를 전달하도록 구성될 수 있다.
[00135] 다른 예에서, 도 5a에 예시된 에너지 출력 장치(500)는 토출 챔버(28)의 적어도 일부의 단면 유동 영역을 기계적으로 조정하도록 구성된 압전 재료를 포함할 수 있다. 그러한 에너지 출력 장치(500)는 본원에서 피에조-메커니컬 액추에이터(piezo-mechanical actuator) 및/또는 압전 액추에이터로 상호 교환 가능하게 지칭될 수 있다. 본원에 언급된 바와 같이, 압전 재료는 PZT로도 지칭되는 티탄산 지르콘산 납(lead zirconate titanate)을 포함하는 압전 효과를 나타내도록 구성된 재료를 포함할 수 있다.
[00136] 피에조-메커니컬 액추에이터를 포함하는 에너지 출력 장치(500)는 전압 소스(예를 들어, 전원 공급장치)에 전기적으로 결합될 수 있고, 전기 신호를 수신하는 것에 기초하여, 노즐(26)의 적어도 일부의 단면 유동 영역을 기계적으로 조정하도록 구성될 수 있다. 도 5a에 도시된 예시적인 실시예들에서, 예를 들어, 압전 재료(예를 들어, 피에조-메커니컬 액추에이터)를 포함하는 에너지 출력 장치(500)는 전기적 신호를 수신하는 것에 기초하여, 노즐 공동(414)의 단면 유동 영역을 적어도 부분적으로 수축시킬 수 있다. 그러한 기계적인 조정은 에너지 신호 장치(500)가 기계적 신호인 신호(590)를 방출하는 것으로 지칭될 수 있다.
[00137] 일부 예시적인 실시예들에서, 압전 재료를 포함하는 에너지 출력 장치(500)는 노즐 공동(414)의 둘레부 주위로 적어도 부분적으로 연장될 수 있고, 그에 따라 에너지 출력 장치(500)는 에너지 출력 장치(500)가 전기 신호를 수신하는 것에 기초하여, 노즐 공동(414)의 단면 유동 영역의 반경을 균일하게 또는 실질적으로 균일하게(예를 들어, 제조 공차들 및/또는 재료 공차들 이내에서 균일하게) 수축시키도록 구성될 수 있다.
[00138] 일부 예시적인 실시예들에서, 압전 재료를 포함하는 에너지 출력 장치(500)는 전기 신호 "펄스"를 수신하는 것에 기초하여, 노즐 공동(414)의 단면 유동 영역을 급속하게 수축 및 팽창시키도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 에너지 출력 장치(500)는 노즐 공동(414)의 유동 영역의 기계적인 조정(예를 들어, 수축 및 팽창)을 유도하는 "펄스" 신호(590)를 방출할 수 있다. 그러한 펄스식 조정은 에너지 출력 장치(500)가 펄스식 기계적인 신호인 신호(590)를 방출하는 것으로 지칭될 수 있다. 그러한 기계적인 신호를 국부 점성 매체(516) 내로 방출하는 것은 노즐 공동(414) 내의 국부 점성 매체(516)의 피에조-메커니컬 작동으로도 지칭될 수 있다. 피에조-메커니컬 작동은 노즐 공동(414) 내의 국부 점성 매체(516)를 압축하는 것을 포함할 수 있다. 결과적으로, 일부 예시적인 실시예들에서, 압전 요소를 포함하는 에너지 출력 장치(500)는 노즐 공동(414)의 유동 영역의 기계적인 "펄스" 수축(본원에서는 기계적인 "펄스" 압축으로도 지칭됨)을 포함하는 신호(590)를 방출하여, 그러한 펄스 수축을 통해 기계적 에너지를 국부 점성 매체(516) 내로 전달할 수 있다. 에너지 출력 장치(500)에 의한 국부 점성 매체의 피에조-메커니컬 작동은 에너지 출력 장치(500)에 의한 국부 점성 매체(516)의 기계적 압축에 기초하여 기계적 에너지를 국부 점성 매체(516) 내로 전달하는 것을 포함할 수 있다. 국부 점성 매체(516)의 피에조-메커니컬 작동(예를 들어, 압축)은, 예를 들어 점도를 포함하는 국부 점성 매체(516)의 하나 이상의 특성들의 변화를 유도할 수 있다.
[00139] 일부 예시적인 실시예들에서, 도 5a에 예시된 에너지 출력 장치(500)는 열을 발생시키도록 구성된 히터 요소를 포함할 수 있다. 그러한 에너지 출력 장치(500)는 에너지 출력 장치에서 수신되는 전기 신호에 기초하여 열을 발생시킬 수 있는 전기 저항 요소를 포함할 수 있다. 히터 요소를 포함하는 에너지 출력 장치(500)는 열(예를 들어, 열적 신호)을 포함하는 신호(590)를 방출하도록 구성될 수 있다. 그러한 열적 신호는 열 에너지를 국부 점성 매체(516) 내로 전달하고, 이에 의해 국부 점성 매체(516)의 적어도 국부적인 가열을 유도할 수 있다. 국부 점성 매체(516)의 가열은, 예를 들어 점도의 감소를 포함하여, 국부 점성 매체(516)의 하나 이상의 특성들의 변화를 유도할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치(500)는 에너지 출력 장치(500)에서 펄스 전기 신호를 수신하는 것에 기초하여 열 에너지를 펄스 신호(예를 들어, 열 에너지 펄스)로서 포함하는 신호(590)를 방출할 수 있다. 따라서, 펄스 신호(590)는 열 에너지 펄스를 국부 점성 매체(516) 내로 전달할 수 있고, 그에 따라 국부 점성 매체(516)의 적어도 일시적으로 그리고 적어도 부분적으로 국부적인 가열을 유도하고, 이에 의해 국부 점성 매체(516)의 하나 이상의 특성들(예를 들어, 점도)의 적어도 일시적으로 그리고 적어도 부분적으로 국부적인 조정을 추가로 유도할 수 있다.
[00140] 일부 예시적인 실시예들에서, 도 5a의 에너지 출력 장치(500)를 포함하는 에너지 출력 장치는 점성 매체 도관의 내부면(예를 들어, 토출 챔버(28)의 내부면(511))으로부터 격리될 수 있다. 그러나, 에너지 출력 장치는 분사 장치(1)와 관련하여 임의의 위치에 위치될 수 있으며, 에너지 출력 장치는 에너지(예를 들어, 음향파들, 기계적 에너지, 열 에너지, 이들의 일부의 조합 등)를 점성 매체 도관의 적어도 일부 내의 점성 매체(510)의 적어도 일부 내로 전달하는 신호(예를 들어, 음향 신호, 기계적 신호, 열적 신호, 이들의 일부 조합 등)를 방출하도록 구성된다는 것이 이해될 것이다.
[00141] 예를 들어, 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 토출 챔버의 내부면(511)과의 직접 접촉으로부터 격리된 에너지 출력 장치(500)를 포함하고, 그에 따라 에너지 출력 장치(500)는 토출 챔버(28) 내의 점성 매체(510)와의 직접 유체 연통으로부터 격리될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 그러한 에너지 출력 장치(500)는 분사 장치(1)의 적어도 일부(예를 들어, 분사 장치의 조립체 하우징(15)의 일부)를 통해 전파되어 점성 매체 도관(예를 들어, 토출 챔버(28))에 도달하는 신호(590)(예를 들어, 음향 신호, 기계적 신호, 열적 신호, 이들의 일부 조합 등)를 방출하여, 방출된 신호(590) 내의 에너지(예를 들어, 음향파들, 기계적 에너지, 열 에너지, 이들의 일부 조합 등)를 점성 매체 도관 내에 위치된 점성 매체(510)(예를 들어, 토출 챔버(28) 내의 국부 점성 매체(516)) 내로 전달하도록 구성될 수 있다.
[00142] 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치는 분사 장치(1)의 외부면에 위치될 수 있다. 예를 들어, 도 5a를 참조하면, 에너지 출력 장치(500)는 노즐(26)의 출구(27)(예를 들어, 토출 챔버(28)의 외부면, 노즐 공동(414)의 외부면 등)에 근접하고 그리고/또는 인접한 노즐(26)의 외부면(예를 들어, 외부면(592)) 상의 소정 위치에서 분사 장치(1)의 외부면 상에 위치(예를 들어, 부착, 접착 등)될 수 있으며, 그에 따라 에너지 출력 장치(500)는 에너지(예를 들어, 음향파들, 기계적 에너지, 열 에너지, 이들의 일부 조합 등)를 점성 매체 도관 내의 점성 매체(510)(예를 들어, 노즐 공동(414) 내의 국부 점성 매체(516))의 적어도 일부로 전달하는 신호들(590)(예를 들어, 음향 신호들, 기계적 신호들, 열적 신호들, 이들의 일부 조합 등)을 방출하도록 구성된다.
[00143] 도 5a에 도시된 바와 같이, 적어도 토출 챔버(28)의 내부면들(511)은 노즐(26)의 출구(27)로부터 출구(27)의 종축(502)을 따라 분사 장치(1)의 내부로 연장되는 도관을 규정한다. 도 5a에 추가로 도시된 바와 같이, 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치(500)는 도관의 내부면(511)에 위치되어, 에너지 출력 장치(500)는 적어도 점성 매체(510)의 특정 부분과 직접 유체 연통하도록 구성된다. 그러나, 상기에서 언급된 바와 같이, 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치(500)는 점성 매체(510)와의 직접 유체 연통으로부터 격리될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 점성 매체의 특정 부분은 본원에서 에너지 출력 장치(500)와 관련된 국부 점성 매체(516)로 지칭될 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 국부 점성 매체(516)는 필라멘트(522)의 적어도 일부를 포함한다.
[00144] 도 5a에 도시된 바와 같이, 일부 예시적인 실시예들에서, 점성 매체 공급부(430)는 노즐(26)을 통해 그리고 적어도 부분적으로 노즐(26)의 출구(27)를 통해 점성 매체(510)의 체적부(520)를 이동시키도록 제어되며, 여기서 체적부(520)는 국부 점성 매체(516)인 제1 부분, 및 제2 부분(518)을 포함한다. 제2 부분(518)은 출구(27)를 통해 이동되는 체적부(520)의 부분이고, 제1 부분은 노즐(26)의 노즐 공동(414) 내에 적어도 부분적으로 위치되고 그리고/또는 이를 통해 유동하는 국부 점성 매체(516)이며―에너지 출력 장치(500)가 신호들(590)(예를 들어, 음향 신호들, 기계적 신호들, 열적 신호들, 이들의 일부 조합 등)을 방출하는 것에 기초하여 에너지를 국부 점성 매체(516)에 전달하도록 구성됨―, 그에 따라 국부 점성 매체(516)는 제2 부분(518)을 분사 장치(1) 내의 점성 매체(510)의 나머지에 연결하고 제2 부분(518)을 노즐(26)에 추가로 연결한다.
[00145] 도 5a에 도시된 바와 같이, 점성 매체의 체적부(520)의 제2 부분(518)은 점성 매체의 액적(524)을 적어도 부분적으로 형성할 수 있으며, 점성 매체의 체적부(520)의 제1 부분(예를 들어, 국부 점성 매체(516))은 점성 매체의 액적(524)을 노즐(26)에 연결하는 필라멘트(522)를 적어도 부분적으로 형성할 수 있다.
[00146] 도 5a에 추가로 도시된 바와 같이, 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치(500)는 필라멘트(522)를 적어도 부분적으로 포함하는 국부 점성 매체(516) 내로 신호(590)(예를 들어, 음향 신호, 기계적 신호, 열적 신호, 이들의 일부 조합 등)를 방출하도록 제어될 수 있으며, 그에 따라 에너지 출력 장치(500)는 에너지 양자를 국부 점성 매체(516) 내로 전달한다. 전술한 바와 같이, 국부 점성 매체(516)로의 에너지 양자의 전달은 국부 점성 매체(516) 내에 있는 공간적으로 국부화된 지점에서 필라멘트(522)의 분리를 유도하고, 이에 의해 노즐(26)로부터, 체적부(520)의 제2 부분(518)을 적어도 부분적으로 포함하는 액적(524)의 정밀하고 제어된 분리를 유도할 수 있다. 또한, 에너지 출력 장치(500)는 에너지 양자를 국부 점성 매체(516) 내로 지향시키는 것에 기초하여 필라멘트(522) 분리를 유도할 수 있기 때문에, 따라서 에너지 출력 장치(500)는 공간적으로 국부화된 것에 부가하여 또는 그에 대안적으로, 시간적으로 국부화인 필라멘트(522) 분리를 유도할 수 있다.
[00147] 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치(500)는, 적어도 체적부(520)의 제2 부분(518) 및 분사 장치(1) 내의 점성 매체(510)의 나머지에 대하여(예를 들어, 체적부(520)의 제2 부분(518) 및 분사 장치(1) 내의 점성 매체(510)의 나머지를 제외하고), 오직 국부 점성 매체(516) 내로만 신호(590)를 방출하도록 구성된다.
[00148] 도 5a에 도시된 바와 같이, 에너지 출력 장치(500)는 에너지(예를 들어, 음향파들, 기계적 에너지, 열 에너지, 이들의 일부 조합 등)를 노즐 공동(414)으로 전달하는 신호들(590)을 방출하도록 구성될 수 있으며, 여기서 노즐 공동(414)은 출구(27)로부터 분사 장치(1)의 내부로 연장되는 점성 매체 공동의 적어도 일부를 포함하며, 그에 따라 에너지 출력 장치(500)는 출구(27)의 종축(502)과 교차하는 신호(590)를 방출하도록 구성된다. 에너지 출력 장치(500)는 노즐 공동(414) 내에 위치되고 그리고/또는 이를 통해 유동하는 적어도 국부 점성 매체(516)로 에너지(예를 들어, 음향파들, 기계적 에너지, 열 에너지, 이들의 일부 조합 등)를 전달하는 신호들(590)을 방출하도록 구성될 수 있으며, 그에 따라 에너지 출력 장치(500)는 적어도 국부 점성 매체(516)의 작동(예를 들어, 음향 작동, 피에조-메커니컬 작동, 열적 작동, 이들의 일부 조합 등)을 유도하는 신호들(590)을 방출하도록 구성된다.
[00149] 상기에서 추가로 설명되고, 도 5a에 도시된 바와 같이, 에너지 출력 장치(500)는, 국부 점성 매체(516)에서 국부화되고 시간적으로 동기화된 유변학적 섭동들을 추가로 유도하는 국부 점성 매체(516)의 작동을 유도하는 것에 기초하여, 국부 점성 매체(516)를 적어도 부분적으로 포함하는 필라멘트(522)의 제어된 분리 지점을 유도할 수 있으며, 여기서 분리 지점은 국부 점성 매체(516)에 있도록 제어된다. 예를 들어, 에너지 출력 장치(500)에 의해 방출된 신호들(590)(예를 들어, 음향 신호들, 기계적 신호들, 열적 신호들, 이들의 일부 조합 등)은 국부 점성 매체(516)의 적어도 일부의 전단-박화를 유도할 수 있다. 에너지 출력 장치(500)는 국부 점성 매체(516)의 점도가 감소되게 하는 신호(590)를 방출하고, 이에 의해 필라멘트(522)가 국부 점성 매체(516)에서 파단되게 할 수 있다. 상기 강제 메커니즘들 중 하나 이상은 국부 점성 매체(516)에서 필라멘트(522)의 국부 박화(예를 들어, "잘록부(waist)")를 유도할 수 있고, 이는 국부 점성 매체(516)에서 필라멘트(522) 분리 및 그에 따라 액적(524) 분리를 추가로 유도할 수 있다.
[00150] 국부 점성 매체(516)에서 필라멘트(522)의 제어된 분리 지점을 유도하는 것에 기초하여, 에너지 출력 장치(500)는 필라멘트(522) 분리 및 그에 따라 노즐(26)로부터 액적(524)의 분리를 유도할 수 있으며, 여기서 액적(524)은 적어도 점성 매체의 체적부(520)의 제2 부분(518)을 포함한다.
[00151] 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치(500)가 종축(502)과 교차하는 신호(590)를 방출하도록 구성되고, 그리고/또는 에너지(예를 들어, 음향파들, 기계적 에너지, 열 에너지, 이들의 일부 조합 등)를 점성 매체의 체적부(520)의 적어도 일부로 전달하는 신호들(590)을 방출하도록 구성되도록, 에너지 출력 장치(500)는 분사 장치(1)에서 하나 이상의 다양한 위치들에 위치될 수 있다. 예를 들어, 일부 예시적인 실시예들에서, 에너지 출력 장치(500)는 노즐(26)의 외부면(592) 상에 위치될 수 있고, 그에 따라 에너지 출력 장치(500)는 노즐(26)의 출구(27)를 통해 이동되는 점성 매체(510)의 적어도 일부로 에너지(예를 들어, 음향파들, 기계적 에너지, 열 에너지, 이들의 일부 조합 등)를 전달하는 신호들(590)(예를 들어, 음향 신호들, 기계적 신호들, 열적 신호들, 이들의 일부 조합 등)을 방출하도록 구성된다. 따라서, 에너지 출력 장치(500)는 그러한 점성 매체의 적어도 일부 내로 신호들(590)을 방출하여 노즐(26)로부터 점성 매체의 액적(524)의 분리를 제어하도록 구성될 수 있다.
[00152] 다음으로 도 5b를 참조하면, 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 장치(1)는 레이저 방출기(550)인 에너지 출력 장치를 포함할 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 레이저 방출기(550)는 노즐(26)의 외부면(592)에 위치될 수 있고, 그에 따라 레이저 방출기(550)는 분사 장치(1)를 통해 이동된 점성 매체(510)의 체적부(520)의 특정 부분에 충돌하도록 레이저 빔(552)을 지향시키도록 구성된다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 점성 매체의 특정 부분은 본원에서 레이저 방출기(550)와 관련된 국부 점성 매체(566)로 지칭될 수 있다.
[00153] 도 5b에 도시된 바와 같이, 일부 예시적인 실시예들에서, 점성 매체 공급부(430)는 노즐(26)을 통해 그리고 적어도 부분적으로 노즐(26)의 출구(27)를 통해 점성 매체(510)의 체적부(520)를 이동시키도록 제어되며, 여기서 체적부(520)는 제1 부분 및 제2 부분(568)을 포함한다. 제2 부분(568)은 출구(27)를 통해 이동되는 체적부(520)의 부분이고, 제1 부분은 노즐(26) 내부에 남아있는 부분(517)을 포함하고, 노즐(26)의 외부에 있고 노즐(26)에 근접하여 있는 국부 점성 매체(566)로서 도 5b에 도시된 다른 부분을 더 포함하는 체적부(520)의 부분이며, 그에 따라 점성 매체의 다른 부분(예를 들어, 국부 점성 매체(566))은 점성 매체의 체적부(520)의 제2 부분(568)을 노즐(26) 내에 있는 점성 매체의 부분(517)에 연결한다. 따라서, 점성 매체의 체적부의 다른 부분(예를 들어, 국부 점성 매체 (566))은 점성 매체의 체적부(520)의 제2 부분(568)을 노즐(26)에 연결한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 점성 매체의 체적부(520)의 제2 부분(568)은 점성 매체의 체적부(520)를 노즐(26)을 통해 그리고 적어도 부분적으로 출구(27)를 통해 이동시키는 것에 기초하여 형성된 점성 매체(510)의 액적(524)을 적어도 부분적으로 포함할 수 있다.
[00154] 도 5b에 도시된 바와 같이, 레이저 방출기(550)는 출구(27)의 종축(502)과 교차하는 레이저 빔(552)을 방출하도록 구성되고, 그에 따라 레이저 빔(552)이 필라멘트(522)의 특정 부분에 충돌하게 된다. 따라서, 점성 매체의 특정 부분은 본원에서 레이저 방출기(550)와 관련된 국부 점성 매체(566)로 지칭될 수 있다.
[00155] 일부 예시적인 실시예들에서, 레이저 방출기(550)는, 적어도 체적부(520)의 제2 부분(568), 점성 매체의 부분(517), 및 분사 장치(1) 내의 점성 매체(510)의 나머지에 대하여(예를 들어, 체적부(520)의 제2 부분(568), 점성 매체의 부분(517), 및 분사 장치(1) 내의 점성 매체(510)의 나머지를 제외하고), 오직 국부 점성 매체(566) 내로만 레이저 빔(552)을 지향시키도록 구성된다.
[00156] 도 5b에 도시된 바와 같이, 점성 매체의 체적부(520)의 제2 부분(568)은 점성 매체의 액적(524)을 적어도 부분적으로 형성할 수 있고, 국부 점성 매체(566)를 포함하는 점성 매체의 체적부(520)의 제1 부분은 액적(524)을 노즐(26)에 연결하는 필라멘트(522)를 적어도 부분적으로 형성할 수 있다.
[00157] 도 5b에 추가로 도시된 바와 같이, 일부 예시적인 실시예들에서, 필라멘트(522)는 국부 점성 매체(566)에 의해 적어도 부분적으로 구성되고, 그에 따라 레이저 방출기(550)는 필라멘트(522)의 특정 제한된 부분에 충돌하는 레이저 빔(552)을 방출하도록 구성된다. 레이저 방출기(550)는 필라멘트(522)를 적어도 부분적으로 포함하는 국부 점성 매체(566) 내로 레이저 빔(552)을 방출하도록 제어될 수 있으며, 그에 따라 레이저 방출기(550)는 국부 점성 매체(566) 내로 에너지 양자를 전달한다. 전술한 바와 같이, 국부 점성 매체(566) 내로의 에너지 양자의 전달은 국부 점성 매체(566)에서 필라멘트(522)의 공간적 및 시간적으로 국부화된 분리를 유도하고, 이에 의해 노즐(26)로부터 액적(524)의 정밀하고 제어된 분리를 유도할 수 있다.
[00158] 상기에서 추가로 설명된 바와 같이, (국부 점성 매체(566)와 제2 부분(568) 및 부분(517) 사이에 전단을 유도하여 국부 점성 매체(566)가 부분(517) 및 제2 부분(568) 중 적어도 하나로부터 파단되게 하기 위해) 레이저 빔(552)에 의해 전달된 광자 압력을 통해 국부 점성 매체(566) 내에 모멘텀을 부여하는 것, (유도 가열에 의해 유발된 변경된 점도와 같은 국부 점성 매체(566)의 변경된 특성들에 기초하여 국부 점성 매체(566)가 부분(517) 및 제2 부분(568) 중 적어도 하나로부터 파단되게 하기 위해) 국부 점성 매체의 적어도 부분적인 기화를 유도하지 않고 레이저 빔(552)에 의해 국부 점성 매체(566)를 가열하는 것(예를 들어, 국부 점성 매체(566)의 국부적인 가열을 유도함), 및 (국부 점성 매체(566)가 부분(517) 및 제2 부분(568) 중 적어도 하나로부터 파단되게 하기 위해) 레이저 빔(552)에 의해 국부 점성 매체(566)를 가열하여 국부 점성 매체(566)의 적어도 부분적인 기화를 유도하는 것 중 적어도 하나에 기초하여, 레이저 방출기(550)는 국부 점성 매체(566)를 적어도 부분적으로 포함하는 필라멘트(522)의 제어된 분리 지점을 유도할 수 있으며, 여기서 분리 지점은 국부 점성 매체(566)에 있도록 제어된다. 상기 강제 메커니즘들 중 하나 이상은 국부 점성 매체(566)에서 필라멘트(522)의 국부 박화(예를 들어, "잘록부")를 유도할 수 있고, 이는 국부 점성 매체(566)에서 필라멘트(522) 분리 및 그에 따라 액적(524) 분리를 추가로 유도할 수 있다.
[00159] 국부 점성 매체(566)에서 필라멘트(522)의 제어된 분리 지점을 유도하는 것에 기초하여, 레이저 방출기(550)는 공간적 및 시간적으로 국부화된 필라멘트(522) 분리, 및 그에 따라 노즐(26)로부터 액적(524)의 분리를 유도할 수 있으며, 여기서 액적(524)은 적어도 점성 매체의 체적부(520)의 제2 부분(568)을 포함한다.
[00160] 일부 예시적인 실시예들에서, 레이저 방출기(550)가 종축(502)과 교차하는 음향 신호를 방출하도록 구성되고, 그리고/또는 적어도 점성 매체(510)의 국부 점성 매체에 충돌하게 레이저 빔(552)을 지향시키도록 구성되게, 레이저 방출기(550)는 분사 장치(1)에서 하나 이상의 다양한 위치들에 위치될 수 있다. 예를 들어, 일부 예시적인 실시예들에서, 레이저 방출기(550)는 도 5a를 참조하여 전술한 바와 같이 노즐(26)의 노즐 공동(414)의 내부면(511)에 위치될 수 있으며, 그에 따라 레이저 방출기(550)는 노즐(26)의 출구(27)를 통해 이동되는 점성 매체(510)의 적어도 일부와 직접 유체 연통하도록 구성된다. 따라서, 레이저 방출기(550)는 레이저 빔(552)을 그러한 점성 매체의 적어도 일부 내로 직접 방출하여 노즐(26)로부터 점성 매체의 액적(524)의 분리를 제어하도록 구성될 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 일부 예시적인 실시예들에서, 레이저 방출기(550)는 점성 매체(510)와의 직접 유체 연통으로부터 격리될 수 있고, 점성 매체의 적어도 일부를 향해 레이저 빔(552)을 방출하도록 구성된다.
[00161] 도 6은 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른, 분사 장치(1)의 적어도 일부 요소들이 적어도 하나의 작동을 수행하게 하기 위해 분사 장치(1)의 적어도 일부 요소들에 시간에 따라 전송되는 제어 신호들을 예시하는 타이밍 차트(timing chart)이다.
[00162] 도 6에 도시된 바와 같이, 에너지 출력 장치는 분사 작동 중의 적어도 하나의 특정 제한된 시간 기간 동안에 노즐(26)로부터 액적의 파단을 제어하기 위해, 노즐(26)의 출구(27)를 통해 분사된 점성 매체의 적어도 일부(예를 들어, 국부 점성 매체) 내로 에너지 양자(예를 들어, 음향 신호, 레이저 빔 등)를 지향시키도록 제어될 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 에너지 출력 장치는 분사 장치(1)의 하나 이상의 다른 요소들에 대해 생성 및/또는 전송되는 하나 이상의 제어 신호들에 기초하여 제어될 수 있다.
[00163] 도 6은 분사 작동 동안에 분사 장치(1)의 하나 이상의 제어 장치들에 의해 생성 및/또는 전송될 수 있는 다양한 제어 신호들의 크기 및/또는 타이밍을 나타내는 타이밍 차트를 예시하고 있다. 도 6에 예시된 타이밍 차트는 분사 장치 내의 점성 매체의 적어도 일부의 유변학적 특성의 크기를 추가로 나타내고, 여기서 이 일부는, 분사 작동 동안의 상이한 시간들에서 그리고 액추에이터(21) 및/또는 에너지 출력 장치에 대하여 생성 및/또는 전송되는 제어 신호들과 관련하여, 에너지 출력 장치와 관련된 국부 점성 매체를 포함한다.
[00164] 도시된 바와 같이, 도 6의 타이밍 차트는 분사 장치 내의 액추에이터(21)에 전송되는 제어 신호(610)("액추에이터 제어 신호"), 에너지 출력 장치(도 5a 및 도 5b에 각각 예시된 에너지 출력 장치(500) 및 레이저 방출기(550) 중 하나 이상을 포함할 수 있음)에 전송되는 제어 신호(620)("에너지 출력 장치 제어 신호"), 및 제어 신호(620)가 전송될 수 있는 에너지 출력 장치와 관련된 적어도 국부 점성 매체의 유변학적 특성(630)을 예시하고 있다. 제어 신호(620)가 단일의 개별 에너지 출력 장치에 대해 생성 및/또는 전송되는 제어 신호로서 예시되어 있지만, 다수의 제어 신호들이 분사 작동 동안에 분사 장치 내의 별개의 각각의 에너지 출력 장치들에 대해 개별적으로 및/또는 독립적으로 생성 및/또는 전송될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
[00165] 여전히 도 6을 참조하면, 라인(630)은 에너지 출력 장치와 관련된 적어도 국부 점성 매체의 적어도 하나의 유변학적 특성의 값을 나타낸다. 예를 들어, 라인(630)은 국부 점성 매체의 점도의 크기를 나타낼 수 있다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 도 6에 도시된 바와 같은 점도를 포함하는 국부 점성 매체의 적어도 하나의 유변학적 특성은 분사 장치(1)의 에너지 출력 장치로 생성 및/또는 전송되는 제어 신호(620)에 기초하여 조정될 수 있다.
[00166] 도 6에 도시된 바와 같이, 일부 예시적인 실시예들에서, 분사 작동은 다수의 신호 "펄스들"(612, 614)로 제어 신호(610)를 생성 및/또는 전송하는 것을 포함할 수 있다. 제어 신호(610)는 전압 신호일 수 있으며, 그에 따라 각각의 펄스(612, 614)는 전송 라인 상에서 및/또는 액추에이터(21)와 통신하는 통신 네트워크에 대한 전압의 크기의 변화이다. 각각의 개별 제어 신호(610) 펄스(612, 614)는 분사 장치(1)의 액추에이터(21)가 노즐(26)로부터 개별 액적을 분사하게 할 수 있다. 개별 액적의 개별 분사는 본원에서 "샷(shot)"으로 지칭될 수 있다.
[00167] 도 6에 추가로 도시된 바와 같이, 펄스(612, 614)는 특정 시점에서 개시되고, 초기 크기(611)로부터 특정 크기 값(613)까지 크기가 급속하게 증가하고, 소정 시간 기간에 걸쳐 신호(610) 크기(613)를 유지하고, 다음에 초기 크기(611)까지 크기가 감소될 수 있다. 그러한 시변 신호(610) 크기 거동은 특정 시간 기간 동안 신호(610) 크기를 개시 및 유지하는 것에 대응할 수 있으며, 여기서 신호(610)는 액추에이터(21)가 개별 액적을 토출시키게 하는 것과 연관된 특정 크기(또는 대안적으로, 사전결정된 크기)(613)로 증가하고, 액추에이터(21)가 개별 액적을 토출시키게 하는 것과 연관된 시간 기간 동안 그 크기(613)로 유지된다. 특정 시간 기간의 경과 시에, 펄스(612, 614)는 중단될 수 있고, 신호(610)의 크기는 소정 시간 기간에 걸쳐 초기 크기(611)로 감소될 수 있다.
[00168] 각각의 펄스(612, 614)는, 생성 및/또는 전송될 때, 액추에이터(21)가 분사 장치의 노즐(26)을 통해 점성 매체의 체적부를 이동시키도록 작동하게 할 수 있고, 그에 따라 점성 매체의 개별 액적이 노즐(26)로부터 분사된다. 따라서, 도 6에 예시된 예시적인 실시예들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에서, 제어 신호(610)의 각 펄스(612, 614)는 점성 매체의 개별 액적의 분사를 나타낼 수 있다.
[00169] 여전히 도 6을 참조하면, 제어 신호(620)는 분사 작동 동안에 분사 장치의 에너지 출력 장치로 생성 및/또는 전송되는 신호(예를 들어, 전압 신호)의 크기이다. 도 6에 추가로 도시된 바와 같이, 제어 신호(620)의 하나 이상의 펄스들(622, 624)은 분사 작동 동안에 에너지 출력 장치로 생성 및/또는 전송될 수 있다. 각각의 개별 펄스(622, 624)는 에너지 출력 장치가 노즐(26)의 출구(27)의 종축과 교차하고 에너지 출력 장치와 관련된 적어도 국부 점성 매체에 충돌하도록 특정 에너지 양자를 지향시키게 할 수 있다. 에너지 양자에 포함된 에너지의 양은 신호 펄스(622, 624)의 크기(623) 및/또는 펄스(622)가 유지되는 시간 기간에 기초하여 설정 및/또는 제어될 수 있다.
[00170] 여전히 도 6을 참조하면, 라인(630)의 크기의 변동은 에너지 출력 장치에 의해 국부 점성 매체로 지향된 에너지의 양자에 기초한 국부 점성 매체의 적어도 하나의 특성의 변동을 예시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 신호 펄스(622)의 생성 및/또는 전송은 에너지 출력 장치가 에너지 양자를 국부 점성 매체로 지향시키게 하여, 국부 점성 매체의 하나 이상의 특성들(630)이 조정되게 한다.
[00171] 예를 들어, 에너지 출력 장치가 음향파들을 국부 점성 매체로 전달하는 음향 신호들을 방출하는 음향 변환기인 경우, 신호 펄스(622)는 음향 변환기가 음향 신호를 국부 점성 매체로 지향시키게 하여, 라인(630)으로 나타낸 바와 같이, 또한 국부 점성 매체의 점도가 감소되게 할 수 있다.
[00172] 도 6에 도시된 바와 같이, 신호 펄스(622)가 중단될 때, 라인(630)으로 표시된 바와 같은 국부 점성 매체의 하나 이상의 특성들은 조정된 상태와 연관된 새로운 값(633)으로부터 초기 상태와 연관된 초기 값(631)으로 복귀될 수 있다.
[00173] 여전히 도 6을 참조하면, 분사 작동은 시간 t000에서 개시될 수 있고, 시간 t010에서 제어 신호(610) 펄스(612)를 개시하고 특정 경과 시간 기간(t1,shot) 동안 펄스를 유지하는 것을 포함할 수 있다. 분사 작동은 이어서 시간 t050에서 다른 펄스(614)를 개시하고 시간 기간(t2,shot) 동안 펄스를 신호 펄스(614)를 유지하는 것을 더 포함할 수 있다. 펄스들(612, 614)의 특정 신호 크기들(613)은 동일하거나 상이할 수 있다. t1,shot 및 t2,shot의 크기들은 동일한 양의 경과 시간 또는 상이한 양들의 경과 시간일 수 있다.
[00174] 도 6에 추가로 도시된 바와 같이, 각각의 신호 펄스(612, 614)는 펄스의 개시 시간에서 시작하여, 펄스의 초기 크기(611)로부터 특정 크기(613)까지 신호(610) 크기의 급속한 증가를 포함하며, 펄스 크기(613)는 신호 펄스의 개시 시간으로부터의 특정 경과 시간 기간 때까지 유지되고, 그 시간 기간 후에 신호 펄스 크기는 초기 신호(610) 크기(611)로 감소된다. 예를 들어, 신호 펄스(612)는 시간 t010에서 개시되고, 신호(610) 크기는 시간 t010으로부터 시간 t020까지, 펄스(612)와 연관된 특정 신호 크기(613)(예를 들어, 특정 전압)로 급속하게 증가한다. 신호(610)는 펄스(612)가 개시되는 시간 t010으로부터 특정 시간 기간(t1,shot)이 경과된 시간 t030까지 특정 크기(613)로 유지될 수 있다. 시간 t030에서, 펄스(612)는 중단될 수 있고, 그에 따라 신호(610) 크기는 시간 t030에서 시작하여, 특정 신호 크기(613)로부터 시간 t040에서 초기 크기(611)로 다시 감소된다. 이어서, 펄스(614)는 시간 t050에서 개시될 수 있고, 그에 따라 신호(610)의 크기는 시간 t060에서 펄스(614)와 연관된 특정 신호 크기(613)로 증가한다. 펄스(614)는 시간 t070에서, 펄스(614)와 연관된 특정 시간 기간(t2,shot)의 경과 때까지 유지될 수 있고(예를 들어, 신호(610)는 특정 크기(613)로 유지됨), 신호(610) 크기는 t070으로부터 t080에서 초기 크기(611)로 크기가 감소될 수 있다.
[00175] 일부 예시적인 실시예들에서, 상기에 언급된 바와 같이, 각각의 펄스(612, 614)는 특정 크기를 갖는 액적이 형성되게 하도록 액추에이터(21)가 노즐을 통해 특정 양의 점성 매체를 이동시키게 하는 특정 크기(613) 및 시간 기간(t1,shot 및 t2,shot)을 각각 가질 수 있다.
[00176] 여전히 도 6을 참조하면, 에너지 출력 장치(예를 들어, 음향 변환기 및/또는 레이저 방출기)는 액추에이터(21)가 개별 액적을 분사하게 하기 위해 제어 신호 펄스의 개시로부터 특정 양의 시간 경과 후에 에너지 양자를 국부 점성 매체로 지향시키도록 작동(예를 들어, 활성화, 제어 등)될 수 있다. 다시 말하면, 에너지 출력 장치는 액추에이터가 노즐(26)을 통해 점성 매체의 체적부를 이동시키고, 그리고/또는 노즐(26)로부터 개별 액적을 분사하도록 제어되는 것에 기초하여 에너지 양자를 지향시키도록 제어될 수 있다.
[00177] 도 6에 도시된 바와 같이, 에너지 출력 장치를 제어하기 위한 신호(620)의 별개 펄스들(622, 624)은 액추에이터(21)를 제어하기 위한 신호(610)의 대응하는 펄스들(612, 614)에 기초하여 생성 및/또는 전송된다. 추가로 도시된 바와 같이, 각각의 별개 펄스(622, 624)는 신호(620)의 초기 크기(621)보다 큰 특정 신호 크기(623)(예를 들어, 전압 크기)를 가지며, 대응하는 액추에이터 제어 신호 펄스(612, 614)의 개시에 이어서 특정 양의 경과 시간에서 개시되고, 특정 경과 시간 기간 동안 유지된다. 신호(620)의 펄스 크기(623), 대응하는 제어 신호(610) 펄스가 개시된 후에 신호(620)의 각 펄스가 개시되는 시간 기간, 및 신호 펄스(620)가 유지되는 시간 기간 중 하나 이상은 펄스들(612, 614)에 의해 작동되는 에너지 출력 장치에 의해 야기될 수 있는 액적 필라멘트의 분리를 제어하도록 제어될 수 있다.
[00178] 도 6에서, 펄스(622)는 대응하는 액추에이터 제어 신호 펄스(612)가 시간 t010에서 개시되는 시간에 이어서 특정 양의 시간(t1,drop)에서 개시된다. 따라서, 펄스(622)는 시간 t022에서 개시되고 시간 t024에서 종료된다. 펄스(622)는 특정 경과 시간 기간(t1,energy) 동안 펄스(622)와 관련된 신호 크기(623)로 더 유지된다. 도 6에서, 펄스(622)는 구형파(square wave) 신호이지만, 펄스(622)는 대응하는 신호 펄스(612)와 관련하여 도시된 바와 같이 시변 신호(time-varying signal)일 수 있다.
[00179] 도 6에 도시된 바와 같이, 펄스(622)는 에너지 출력 장치가 시간 t022로부터 시간 t024까지 에너지 양자를 국부 점성 매체로 전달하게 한다. 결과적으로, 국부 점성 매체의 특성은 라인(630)으로 표시된 바와 같이, 시간 t022에서 새로운 값(633)으로 변화하기 시작하고, 시간 t024에서 초기 값(631)으로 복귀하기 시작한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 국부 점성 매체 특성의 변화는 순간적이지 않을 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 신호 펄스(622)에 기초한, 라인(630)으로 제시된 바와 같은 국부 점성 매체 특성의 변화는 순간적이거나 실질적으로 순간적일 수 있다(예를 들어, 제조 공차들 및/또는 재료 공차들 이내에서 순간적임).
[00180] 시간 t022로부터 시간 t024까지의 국부 점성 매체 특성(예를 들어, 온도, 점도, 모멘텀 등)의 변화는 국부 점성 매체로 적어도 부분적으로 구성된 액적 필라멘트의 분리를 유도할 수 있다. 결과적으로, 신호 펄스(622)는 노즐(26)로부터 신호 펄스(612)에 의해 형성된 액적의 제어된 분리를 야기한다. 펄스(622)의 크기에 부가하여 또는 그에 대한 대안으로, 타이밍(t1,drop 및/또는 t1,energy)은 필라멘트 분리 지점을 공간적 및/또는 시간적으로 제어하고, 그에 따라 노즐로부터 액적의 분리를 제어하도록 제어될 수 있다.
[00181] 여전히 도 6을 참조하면, 펄스(624)는 대응하는 액추에이터 제어 신호 펄스(614)가 시간 t050에서 개시된 시간에 이어서 특정 양의 시간(t2,drop)에서 개시된다. 따라서, 펄스(624)는 시간 t062에서 개시되고 시간 t064에서 종료된다. 펄스(624)는 특정 경과 시간 기간(t2,energy) 동안 펄스(622)와 관련된 신호 크기(623)로 더 유지된다. 도 6에서, 펄스(624)는 구형파 신호이지만, 펄스(624)는 대응하는 신호 펄스(614)와 관련하여 도시된 바와 같이 시변 신호일 수 있다.
[00182] 도 6에 도시된 바와 같이, 펄스(624)는 에너지 출력 장치가 시간 t062로부터 시간 t064까지 에너지 양자를 국부 점성 매체로 전달하게 한다. 결과적으로, 국부 점성 매체의 특성은 라인(630)으로 표시된 바와 같이, 시간 t062에서 새로운 값(633)으로 변화하기 시작하고, 시간 t064에서 초기 값(631)으로 복귀하기 시작한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 국부 점성 매체 특성의 변화는 순간적이지 않을 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 신호 펄스(624)에 기초한, 라인(630)으로 제시된 바와 같은 국부 점성 매체 특성의 변화는 순간적이거나 실질적으로 순간적일 수 있다(예를 들어, 제조 공차들 및/또는 재료 공차들 이내에서 순간적임).
[00183] 시간 t062로부터 시간 t064까지의 국부 점성 매체 특성(예를 들어, 온도, 점도, 모멘텀 등)의 변화는 국부 점성 매체로 적어도 부분적으로 구성된 액적 필라멘트의 분리를 유도할 수 있다. 결과적으로, 신호 펄스(624)는 노즐(26)로부터 신호 펄스(614)에 의해 형성된 액적의 제어된 분리를 야기한다. 펄스(624)의 크기에 부가하여 또는 그에 대한 대안으로, 타이밍((t2,drop 및/또는 t2,energy)은 필라멘트 분리 지점을 제어하고, 그에 따라 노즐로부터 액적의 분리를 제어하도록 제어될 수 있다.
[00184] 펄스들(622 및 624)과 관련하여 도 6에 도시된 바와 같이, 필라멘트 분리 지점을 제어하고, 그에 따라 노즐(26)로부터 액적의 분리를 제어하는 것에 기초하여, 액적의 크기 및/또는 형상을 포함하여, 액적의 하나 이상의 특성들이 제어될 수 있다. 또한, 펄스들(622, 624)에 기초한 특정의 제어된 공간적 및/또는 시간적 분리 지점에서 발생하도록 필라멘트 분리를 유도하는 것에 기초하여 액적 분리를 유도하는 것에 기초하여, 액적 분리의 결과로서의 위성 액적들의 생성("형성")이 감소될 수 있다. 결과적으로, 액적 특성들을 제어하여, 액적들에 기초하여 워크피스(예를 들어, 회로 보드) 상에 형성된 침착물들의 균일성 향상 및 의도치 않은 변동의 감소를 초래할 수 있는 것에 부가하여, 위성 액적 형성으로부터의 위성 침착물들의 발생이 감소될 수 있다. 그러한 향상들은 향상된 성능 및 향상된 신뢰성(예를 들어, 의도치 않은 크기를 갖는 침착물들 및/또는 위성 침착물들을 수반하는 전기 단락들의 가능성 감소)을 갖는 워크피스를 초래할 수 있다.
[00185] 도 7은 본원에 개시된 기술의 일부 예시적인 실시예들에 따른, 제어 장치(700)를 포함하는 분사 장치(1)를 예시하는 개략도이다. 도 7에 도시된 분사 장치(1)는 도 1 내지 도 3, 도 4, 도 5a 및 도 5b에 예시된 분사 장치들(1) 중 어느 하나를 포함하여, 본원에 예시 및 설명된 임의의 예시적인 실시예들에 따른 분사 장치(1)일 수 있다.
[00186] 도 7을 참조하면, 제어 장치(700)는 메모리(720), 프로세서(730), 통신 인터페이스(communication interface)(750) 및 제어 인터페이스(control interface)(760)를 포함한다.
[00187] 도 7에 도시된 예시적인 실시예들을 포함하는 일부 예시적인 실시예들에서, 제어 장치(700)는 분사 장치(1)에 포함될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 제어 장치(700)는 하나 이상의 컴퓨팅 장치들(computing devices)을 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 개인용 컴퓨터(PC), 태블릿 컴퓨터(tablet computer), 랩톱 컴퓨터(laptop computer), 넷북(netbook), 이들의 일부 조합 등을 포함할 수 있다.
[00188] 메모리(720), 프로세서(730), 통신 인터페이스(750) 및 제어 인터페이스(760)는 버스(bus)(710)를 통해 서로 통신할 수 있다.
[00189] 통신 인터페이스(750)는 다양한 네트워크 통신 프로토콜들(network communication protocols)을 사용하여 외부 장치로부터 데이터를 통신할 수 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(750)는 제어 장치(700)의 센서(예시되지 않음)에 의해 생성된 센서 데이터를 외부 장치에 통신할 수 있다. 외부 장치는, 예를 들어 이미지 제공 서버(image providing server), 디스플레이 장치(display device), 휴대폰, 스마트폰, 개인용 정보 단말기(personal digital assistant; PDA), 태블릿 컴퓨터 및 랩톱 컴퓨터와 같은 모바일 장치(mobile device), 개인용 컴퓨터(PC), 태블릿 PC 및 넷북과 같은 컴퓨팅 장치, TV 및 스마트 TV와 같은 이미지 출력 장치, 및 카메라 및 캠코더(camcorder)와 같은 이미지 캡처 장치(image capturing device)를 포함할 수 있다.
[00190] 프로세서(730)는 명령들의 프로그램을 실행하고 제어 장치(700)를 제어할 수 있다. 프로세서(730)는 하나 이상의 제어 인터페이스들(760)을 통해 분사 장치(1)의 하나 이상의 요소들에 제어 신호들을 생성 및/또는 전송함으로써 분사 장치(1)의 하나 이상의 부분들을 제어하기 위해 명령들의 프로그램을 실행할 수 있다. 프로세서(730)에 의해 실행될 명령들의 프로그램은 메모리(720)에 저장될 수 있다.
[00191] 메모리(720)는 정보를 저장할 수 있다. 메모리(720)는 휘발성 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 메모리(720)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체일 수 있다. 메모리는, 적어도 프로세서(730)에 의해 실행될 때, 적어도 프로세서(730)가 본원에 설명된 바와 같은 하나 이상의 방법들, 기능들, 프로세스들 등을 실행하게 하는 컴퓨터 판독 가능 명령들을 저장할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 프로세서(730)는 메모리(720)에 저장된 컴퓨터 판독 가능 명령들 중 하나 이상을 실행할 수 있다.
[00192] 일부 예시적인 실시예들에서, 제어 장치(700)는 하나 이상의 액적들이 기판에 분사되고 하나 이상의 음향 변환기들이 하나 이상의 음향 신호들을 방출하도록 제어되는 분사 작동을 실행 및/또는 제어하기 위해 분사 장치(1)의 요소들 중 하나 이상에 제어 신호들을 전송할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(700)는 하나 이상의 명령 프로그램들에 따라, 제어 신호의 하나 이상의 세트들을 하나 이상의 액추에이터들, 유동 발생기들, 음향 변환기들, 이들의 일부 조합 등에 전송할 수 있다. 그러한 명령 프로그램은, 제어 장치(700)에 의해 구현될 때, 분사 장치(1)가 하나 이상의 분사 작동을 수행하게 하도록 제어 장치(700)가 분사 장치(1)의 하나 이상의 요소들에 제어 신호들을 생성 및/또는 전송하게 할 수 있다.
[00193] 일부 예시적인 실시예들에서, 제어 장치(700)는 도 6에 예시된 타이밍 차트를 포함하여, 본원에 예시 및 설명된 임의의 타이밍 차트들에 따라 제어 신호들의 하나 이상의 세트들을 생성 및/또는 전송할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 도 6에 예시된 타이밍 차트를 포함하여, 본원에 예시 및 설명된 임의의 타이밍 차트들에 따라 프로세서(730)가 제어 신호들의 하나 이상의 세트들을 생성 및/또는 전송하게 하도록, 프로세서(730)는 메모리(720)에 저장된 하나 이상의 명령 프로그램들을 실행할 수 있다.
[00194] 일부 예시적인 실시예들에서, 통신 인터페이스(750)는 디스플레이 패널(display panel), 터치스크린 인터페이스(touchscreen interface), 촉각(예를 들어, "버튼(button)", "키패드(keypad)", "키보드(keyboard)", "마우스(mouse)", "커서(cursor)" 등) 인터페이스, 이들의 일부 조합 등 중 하나 이상을 포함하는 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 정보는 통신 인터페이스(750)를 통해 제어 장치(700)에 제공되고, 메모리(720)에 저장될 수 있다. 그러한 정보는 보드(2)와 연관된 정보, 보드(2)에 분사될 점성 매체와 연관된 정보, 점성 매체의 하나 이상의 액적들과 연관된 정보, 이들의 일부 조합 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 그러한 정보는 점성 매체와 연관된 하나 이상의 특성들, 보드(2)에 분사될 하나 이상의 액적들과 연관된 하나 이상의 특성들(예를 들어, 크기), 또는 이들의 일부 조합 등을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
[00195] 일부 예시적인 실시예들에서, 통신 인터페이스(750)는 USB 및/또는 HDMI 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 통신 인터페이스(750)는 무선 네트워크 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
[00196] 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 그것은 총망라한 것으로 의도되지 않는다. 특정 예시적인 실시예의 개별 요소들 또는 특징들은 일반적으로 해당 특정 예에 제한되지 않지만, 구체적으로 도시되거나 설명되지 않더라도, 적용 가능한 경우에 상호 교환 가능하고, 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 이것은 또한 많은 방식들로 변경될 수도 있다. 그러한 변형들은 예시적인 실시예들로부터 벗어난 것으로 간주되어서는 안 되며, 그러한 모든 변경들은 본원에 기술된 예시적인 실시예들의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
항목별 실시예들
1. 점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 소프트웨어 제어식 이젝터로서,
출구를 포함하는 노즐―상기 노즐은 상기 출구를 통해 상기 액적을 분사하도록 구성됨―;
상기 출구를 통해 분사된 상기 점성 매체의 적어도 일부 내로 에너지 양자를 지향시켜 상기 노즐로부터 상기 액적의 파단을 제어하도록 구성된 에너지 출력 장치;
명령들의 프로그램을 저장하도록 구성된 메모리; 및
프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 명령들의 프로그램을 실행하여,
점성 매체의 액적들의 시퀀스를 분사 장치의 분사 출구를 통해 기판 상에 분사하기 위해, 사전결정된 액추에이터 제어 시퀀스에 따라, 상기 분사 장치의 액추에이터를 제어하고;
상기 액추에이터 제어 시퀀스에 기초하거나 의존하여, 상기 출구를 통해 분사된 상기 점성 매체의 적어도 일부 내로 에너지 양자를 지향시켜 상기 노즐로부터 상기 액적의 파단을 제어하도록 구성된 에너지 출력 장치를 제어하고, 이에 의해 상기 노즐로부터 상기 액적들의 파단을 제어하도록 구성되는,
점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 소프트웨어 제어식 이젝터.
2. 제1 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치는, 상기 출구를 통해 분사된 상기 점성 매체의 부분 내로 음향 신호를 방출하여, 상기 점성 매체의 부분의 음향 작동에 기초하여 상기 노즐로부터 상기 액적의 파단을 제어하도록 구성된 음향 변환기를 포함하는,
장치.
3. 제2 항목에 있어서,
상기 음향 작동은 상기 점성 매체의 부분의 전단-박화를 유도하는 것을 포함하는,
장치.
4. 제2 항목에 있어서,
상기 노즐은 상기 출구로부터 상기 장치의 내부로 연장되는 도관을 포함하고;
상기 음향 변환기는 상기 도관에 위치되고, 그에 따라 상기 음향 변환기는 상기 도관을 통해 상기 출구로 통과하는 점성 매체로 음향파들을 전달하는 음향 신호들을 방출하도록 구성되는,
장치.
5. 제1 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치는, 상기 출구를 통해 분사된 상기 점성 매체의 부분에 충돌하는 레이저 빔을 방출하여,
광자 압력을 통해 상기 점성 매체의 부분 내에 모멘텀을 부여하는 것,
상기 점성 매체의 부분의 적어도 부분적인 기화를 유도하는 것, 및
상기 점성 매체의 부분의 국부적인 가열을 유도하는 것 중 적어도 하나에 기초하여,
상기 노즐로부터 상기 액적의 파단을 제어하도록 구성된 레이저 방출기를 포함하는,
장치.
6. 제5 항목에 있어서,
상기 레이저 방출기는 상기 노즐의 외부에 위치되고, 그에 따라 상기 레이저 방출기는 상기 출구를 통해 상기 노즐을 빠져나간 상기 점성 매체의 부분에 충돌하게 레이저 빔을 방출하도록 구성되는,
장치.
7. 제1 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치는 압전 요소를 포함하고, 상기 노즐의 단면 유동 영역의 조정에 기초하여 상기 점성 매체의 적어도 일부 내로 상기 에너지 양자를 지향시키도록 구성되는,
장치.
8. 제1 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치는 히터 요소를 포함하고, 열 발생에 기초하여 상기 점성 매체의 적어도 일부 내로 상기 에너지 양자를 지향시키도록 구성되는,
장치.
9. 제1 항목에 있어서,
제어 장치를 더 포함하며, 상기 제어 장치는,
상기 액적을 분사하기 위해 상기 노즐을 통해 상기 노즐의 출구로 상기 점성 매체의 체적부를 이동시키도록 점성 매체 공급부를 제어하고;
상기 체적부를 이동시키도록 상기 점성 매체 공급부를 제어한 후 특정 경과 시간 기간에 상기 점성 매체의 적어도 일부 내로 상기 에너지 양자를 지향시키도록 상기 에너지 출력 장치를 제어하도록 구성되는,
장치.
10. 노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법으로서,
점성 매체의 액적들의 시퀀스를 분사 장치의 분사 출구를 통해 기판 상에 분사하기 위해, 사전결정된 액추에이터 제어 시퀀스에 따라, 상기 분사 장치의 액추에이터를 제어하는 단계;
상기 노즐을 통해 상기 노즐의 출구로 상기 점성 매체의 체적부를 이동시키도록 점성 매체 공급부를 제어하는 단계; 및
상기 액적을 형성하기 위해, 상기 점성 매체의 체적부의 제1 부분으로 에너지 양자를 전달하여 상기 점성 매체의 체적부의 적어도 별개의 제2 부분이 상기 노즐로부터 파단되게 하도록 에너지 출력 장치를 제어하는 단계―상기 에너지 출력 장치의 제어 및 이에 의해 상기 노즐로부터 상기 액적의 파단의 타이밍은 상기 액추에이터 제어 시퀀스의 타이밍에 기초하거나 의존하며, 이에 의해 상기 노즐로부터 상기 액적들의 파단을 제어함―;를 포함하는,
노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
11. 제10 항목에 있어서,
상기 에너지 양자는 상기 점성 매체의 체적부의 별개의 제2 부분과 독립적으로, 오직 상기 점성 매체의 체적부의 제1 부분에만 전달되는,
노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
12. 제10 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치는 음향 변환기를 포함하며;
상기 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는, 상기 노즐을 통해 분사된 상기 점성 매체의 제1 부분 내로 음향 신호를 방출하여, 상기 점성 매체의 제1 부분의 음향 작동에 기초하여 상기 체적부의 적어도 별개의 제2 부분이 상기 노즐로부터 파단되게 하도록 상기 음향 변환기를 제어하는 단계를 포함하는,
노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
13. 제12 항목에 있어서,
상기 체적부의 적어도 별개의 제2 부분이 상기 노즐로부터 파단되게 하는 것은 상기 음향 작동에 기초하여 상기 점성 매체의 체적부의 제1 부분에 전단-박화를 유도하는 것을 포함하는,
노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
14. 제10 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치는 레이저 방출기를 포함하며;
상기 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는, 상기 출구를 통해 분사된 상기 점성 매체의 적어도 제1 부분에 충돌하는 레이저 빔을 방출하여,
광자 압력을 통해 상기 체적부의 적어도 제1 부분 내에 모멘텀을 부여하는 것,
상기 체적부의 제1 부분의 적어도 부분적인 기화를 유도하는 것, 및
상기 점성 매체의 제1 부분의 일부의 국부적인 가열을 유도하는 것 중 적어도 하나에 기초하여,
상기 체적부의 적어도 별개의 제2 부분이 상기 노즐로부터 파단되게 하도록 상기 레이저 방출기를 제어하는 단계를 포함하는,
노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
15. 제10 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치는 압전 요소를 포함하며;
상기 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는 상기 노즐의 단면 유동 영역을 조정하도록 상기 압전 요소를 제어하는 단계를 포함하는,
노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
16. 제10 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치는 히터 요소를 포함하며;
상기 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는 열 발생에 기초하여 상기 점성 매체의 적어도 일부 내로 상기 에너지 양자를 지향시키도록 상기 히터 요소를 제어하는 단계를 포함하는,
노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
17. 제10 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는, 상기 체적부를 이동시키도록 상기 점성 매체 공급부를 제어한 후 특정 경과 시간 기간에 상기 체적부의 적어도 제1 부분 내로 상기 에너지 양자를 지향시키도록 상기 에너지 출력 장치를 제어하는 단계를 포함하는,
노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
18. 점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치로서,
분사 장치의 액추에이터―상기 액추에이터는, 점성 매체의 액적들의 시퀀스를 상기 분사 장치의 분사 출구를 통해 기판 상에 분사하기 위해, 사전결정된 액추에이터 제어 시퀀스에 따라 제어됨―;
상기 출구를 포함하는 노즐―상기 노즐은 상기 점성 매체의 체적부가 상기 출구의 종축을 따라 상기 출구를 통해 이동하는 것에 기초하여 상기 액적을 분사하도록 구성됨―; 및
상기 출구의 종축과 교차하도록 에너지 양자를 지향시키도록 구성된 에너지 출력 장치―상기 에너지 출력 장치는 상기 점성 매체의 체적부의 적어도 일부 내로 상기 에너지 양자를 지향시키도록 구성되고, 상기 에너지 출력 장치는 상기 출구의 종축과 교차하도록 양자 에너지를 지향시키는 타이밍이 상기 액추에이터 제어 시퀀스에 기초하거나 의존하며, 이에 의해 상기 노즐로부터 상기 액적들의 파단을 제어하도록 구성됨―;를 포함하는,
점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
19. 제18 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치는 상기 출구의 종축과 교차하는 음향 신호를 방출하도록 구성된 음향 변환기를 포함하는,
점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
20. 제19 항목에 있어서,
상기 노즐은 상기 출구의 종축을 따라 상기 출구로부터 상기 장치의 내부로 연장되는 도관을 포함하고;
상기 음향 변환기는 상기 출구의 종축을 따라 상기 도관을 통과하는 점성 매체로 음향파들을 전달하는 음향 신호들을 방출하도록 구성되는,
점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
21. 제19 항목에 있어서,
상기 음향 변환기는 상기 출구의 종축과 교차하는 음향 신호를 방출하여, 상기 점성 매체의 체적부의 적어도 일부의 음향 작동에 기초하여 상기 노즐로부터 상기 액적의 파단을 제어하도록 구성되는,
점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
22. 제21 항목에 있어서,
상기 음향 작동은 상기 점성 매체의 부분의 전단-박화를 유도하는 것을 포함하는,
점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
23. 제18 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치는 상기 출구의 종축과 교차하는 레이저 빔을 방출하도록 구성된 레이저 방출기를 포함하는,
점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
24. 제23 항목에 있어서,
상기 레이저 방출기는, 상기 출구의 종축과 교차하는 레이저 빔을 방출하여,
광자 압력을 통해 상기 점성 매체의 체적부의 적어도 일부 내에 모멘텀을 부여하는 것,
상기 점성 매체의 체적부의 적어도 일부의 적어도 부분적인 기화를 유도하는 것, 및
상기 점성 매체의 적어도 일부의 국부적인 가열을 유도하는 것 중 적어도 하나에 기초하여,
상기 노즐로부터 상기 액적의 파단을 제어하도록 구성되는,
점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
25. 제24 항목에 있어서,
상기 레이저 방출기는 상기 노즐의 외부에 위치되고, 그에 따라 상기 레이저 방출기는 상기 출구를 통해 상기 노즐을 빠져나간 상기 점성 매체의 부분에 충돌하게 레이저 빔을 방출하도록 구성되는,
점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
26. 제18 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치는 압전 요소를 포함하고, 상기 출구의 종축과 교차하는 기계적 신호를 방출하도록 구성되는,
점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
27. 제18 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치는 히터 요소를 포함하고, 상기 출구의 종축과 교차하는 열적 신호를 방출하도록 구성되는,
점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
28. 제18 항목에 있어서,
제어 장치를 더 포함하며, 상기 제어 장치는,
상기 액적을 분사하기 위해 상기 노즐을 통해 상기 노즐의 출구로 상기 점성 매체의 체적부를 이동시키도록 점성 매체 공급부를 제어하고;
상기 체적부를 이동시키도록 상기 점성 매체 공급부를 제어한 후 특정 경과 시간 기간에 상기 출구의 종축과 교차하도록 상기 에너지 양자를 지향시키도록 상기 에너지 출력 장치를 제어하도록 구성되는,
점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
29. 노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법으로서,
점성 매체의 액적들의 시퀀스를 분사 장치의 분사 출구를 통해 기판 상에 분사하기 위해, 사전결정된 액추에이터 제어 시퀀스에 따라, 상기 분사 장치의 액추에이터를 제어하는 단계;
상기 노즐을 통해 상기 노즐의 출구로 상기 출구의 종축을 따라 상기 점성 매체의 체적부를 이동시키도록 점성 매체 공급부를 제어하는 단계; 및
상기 출구의 종축과 교차하도록 에너지 양자를 전달하여, 상기 점성 매체의 체적부의 별개의 제2 부분이 상기 출구를 통해 상기 노즐을 빠져나간 후에 상기 에너지 양자가 상기 점성 매체의 체적부의 제1 부분 내로 전달되도록 에너지 출력 장치를 제어하는 단계―상기 에너지 출력 장치의 제어 및 이에 의해 상기 노즐로부터 상기 액적의 파단의 타이밍은 상기 액추에이터 제어 시퀀스의 타이밍에 기초하거나 의존하며, 이에 의해 상기 노즐로부터 상기 액적들의 파단을 제어함―;를 포함하는,
노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
30. 제29 항목에 있어서,
상기 에너지 양자는 상기 점성 매체의 체적부의 별개의 제2 부분과 독립적으로, 오직 상기 점성 매체의 체적부의 제1 부분에만 전달되는,
노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
31. 제29 항목에 있어서,
상기 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는, 상기 체적부를 이동시키도록 상기 점성 매체 공급부를 제어한 후 특정 경과 시간 기간에 상기 출구의 종축과 교차하도록 상기 에너지 양자를 지향시키도록 상기 에너지 출력 장치를 제어하는 단계를 포함하는,
노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.

Claims (31)

  1. 점성 매체(viscous medium)의 액적(droplet)을 분사하도록 구성된 장치로서,
    하우징(housing);
    액추에이터(actuator); 및
    출구를 포함하는 노즐(nozzle)을 포함하고,
    상기 액추에이터는 상기 하우징 내의 상기 점성 매체의 체적부(volume)가 상기 노즐을 통해 이동하는 것을 야기하도록 구성되어, 상기 체적부는 상기 출구의 외부에 배열되고, 상기 체적부의 제1 부분은 상기 체적부의 제2 부분을 상기 노즐 내에 있는 상기 점성 매체의 나머지(remainder)에 연결하는 필라멘트(filament)를 형성하며,
    상기 장치는:
    상기 액추에이터와는 별개이며, 상기 액적을 형성하기 위해 상기 제2 부분이 상기 노즐로부터 파단되는 것을 야기하도록 상기 필라멘트 내로 기계적 에너지 양자(quantum of mechanical energy)를 전달하도록 구성된 에너지 출력 장치(energy output device)를 더 포함하는,
    점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 에너지 출력 장치는, 상기 점성 매체의 음향 작동에 의해 상기 노즐로부터의 상기 제2 부분의 파단을 제어하기 위해 상기 필라멘트 내로 전달되는 음향 신호를 방출하도록 구성된 음향 변환기(acoustic transducer)를 포함하는,
    점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 장치는 전단-박화(shear-thinning)되는 점성 매체를 분사하도록 구성되고,
    상기 음향 작동은 상기 필라멘트의 상기 점성 매체의 전단-박화를 유도하도록 구성되는,
    점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 노즐은 상기 출구로부터 상기 장치의 내부로 연장되는 도관을 포함하고;
    상기 음향 변환기는 상기 도관에 위치되고, 그에 따라 상기 음향 변환기는 상기 도관을 통해 상기 출구로 통과하는 점성 매체로 음향파들을 전달하는 음향 신호들을 방출하도록 더 구성되는,
    점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 에너지 출력 장치는,
    광자 압력(photon pressure)을 통해 상기 필라멘트의 상기 점성 매체 내에 모멘텀(momentum)을 부여하기 위해 상기 필라멘트에 충돌하는 레이저 빔(laser beam)을 방출하도록 구성된 레이저 방출기(laser emitter)를 포함하는,
    점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 레이저 방출기는 상기 노즐의 외부에 위치되는,
    점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 에너지 출력 장치는 압전 요소(piezoelectric element)를 포함하는,
    점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 액추에이터의 이동과 상기 에너지 출력 장치의 작동을 조정(coordinate)하도록 구성된 제어 장치를 더 포함하는,
    점성 매체의 액적을 분사하도록 구성된 장치.
  9. 노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 점성 매체의 체적부가 상기 노즐의 출구를 통해 이동하는 것을 야기하도록 액추에이터를 제어하여, 상기 체적부는 상기 출구의 외부에 배열되고, 상기 체적부의 제1 부분은 상기 체적부의 제2 부분을 상기 노즐 내에 있는 상기 점성 매체의 나머지에 연결하는 필라멘트를 형성하는, 액추에이터를 제어하는 단계; 및
    상기 액적을 형성하기 위해 상기 제2 부분이 상기 노즐로부터 파단되는 것을 야기하도록 상기 필라멘트 내로 기계적 에너지 양자를 전달하기 위해, 상기 액추에이터와는 별개인 에너지 출력 장치를 제어하는 단계를 포함하는,
    노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 기계적 에너지 양자는, 상기 점성 매체의 상기 체적부의 상기 제2 부분과는 독립적으로, 오직 상기 필라멘트에만 전달되는,
    노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 에너지 출력 장치는 음향 변환기를 포함하며;
    상기 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는, 상기 필라멘트의 상기 점성 매체의 음향 작동에 기초하여 상기 제2 부분이 상기 노즐로부터 파단되는 것을 야기하도록 상기 음향 변환기가 상기 필라멘트 내로 음향 신호를 방출하도록 제어하는 단계를 포함하는,
    노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 장치는 전단-박화되는 점성 매체를 분사하도록 구성되고,
    상기 음향 작동은 상기 필라멘트의 상기 점성 매체에 전단-박화를 유도하도록 구성되는,
    노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 에너지 출력 장치는 레이저 방출기를 포함하며;
    상기 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는, 광자 압력을 통해 상기 필라멘트의 상기 점성 매체 내에 모멘텀을 부여하기 위해 상기 레이저 방출기가 상기 필라멘트에 충돌하는 레이저 빔을 방출하도록 제어하는 단계를 포함하는,
    노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 에너지 출력 장치는 압전 요소를 포함하며;
    상기 에너지 출력 장치를 제어하는 단계는 상기 노즐의 단면 유동 영역을 조정하도록 상기 압전 요소를 제어하는 단계를 포함하는,
    노즐을 통한 점성 매체의 액적의 분사를 제어하기 위한 방법.
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