KR20060105752A - 비접촉식 살포를 사용하는 등각 코팅 방법 - Google Patents

비접촉식 살포를 사용하는 등각 코팅 방법 Download PDF

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노드슨 코포레이션
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Abstract

본 발명의 비접촉식 살포 방법은 기판(36) 상에 점성 재료(100)를 분사하는 등각 코팅 응용예를 위해 제공된다. 분사 과정에 의해 살포하면 젖는(wetting) 면적이 작아져 구별성(discrete)이 높고 선택적인 등각 코팅 능력을 제공한다. 개선된 선택성은 작은 영역(100)과 기하학적 형상부들을 코팅할 수 있게 하고 기판(36)의 코팅되지 않은 영역들과 코팅된 영역(100)들 사이에 우수한 에지 선명도를 제공한다.
코팅, 기판, 점성, 프라이밍, 노즐

Description

비접촉식 살포를 사용하는 등각 코팅 방법{Method of conformal coating using noncontact dispensing}
본 발명은 일반적으로 점성 재료를 살포하는 것에 대한 것이고, 보다 상세하게는, 전기적 구성요소들에 등각 코팅을 적용하기 위해 미세한 양의 점성 재료를 살포하는 방법에 대한 것이다.
등각 코팅은 전기적 구성요소들을 습기, 균, 먼지, 부식, 마모 및 다른 환경적 변형요소들로부터 보호하기 위해 전기적 구성요소들, 예를 들어, 인쇄회로(PC) 기판 또는 그 위에 장착된 소자 상에 유전체 재료를 적용하는 과정이다. 통상적인 등각 코팅 재료에는 비제한적인 예로서 실리콘, 아크릴, 폴리우레탄, 에폭시 합성 수지 및 다양한 중합체가 포함된다. PC 기판에 적용될 때, 용매가 증발할 때 또는 무-용매 재료가 경화될 때 균일한 두께의 절연성 수지 필름이 형성된다. 침지(dip) 코팅, 브러쉬 도포(application), 안개화된 공기 스프레이 등을 포함하는 등각 코팅을 적용하는 몇가지 상이한 과정들이 공지되어 있다. 이들 방법 중 대다수의 비-선택적 속성으로 인해, 등각 코팅은 종종 바람직하지 않은 영역들에의 코팅을 방지하기 위해 기판 또는 구성요소들에 마스크를 적용할 필요가 있다. 마스크 적용은 종종 수작업으로 이루어지고 이는 보다 높은 제조 비용을 초래하거나 제품 생산량 을 감소시킨다. 보다 최근의 응용예에서는 등각 코팅을 적용하기 위해 로봇과 같은 자동화된 과정들을 사용한다. 등각 코팅 과정에서의 주요 개선점은 특정한 코팅되지 않은 영역들 상에 전기적 및/또는 열적 특성들을 보존하기 위해 PC 기판과 구성요소들의 선택된 영역들 위에 코팅을 적용하는 자동화된 시스템을 사용하여 실현될 수 있다. 이들 선택적 코팅 시스템은 이동하여 PC 기판의 지정된 위치들에 재료를 살포하게 프로그래밍된 로봇에 장착된 살포기를 갖는다.
다양한 증착 정밀도를 갖고 다양한 패턴으로 재료를 살포하며 다양한 두께로 코팅을 형성하는 등각 코팅 살포기를 갖는 자동화된 선택적 코팅 시스템이 공지되어 있다. 예를 들어, 살포기는 직선형 비드(bead), 만곡된 또는 원형 패턴으로 연속적으로 회전된 비드, 및/또는 분쇄된 비드 형태의 재료를 살포할 수 있다. 비드는 세분화된 분무보다 일반적으로 더 두꺼운 코팅을 생성하는 경향이 있다. 또한, 재료 점성 및 재료/기판 표면 장력 상호작용에 따라, 기판 상에 증착된 비드는 코팅하고 싶지 않은 위치들로 퍼질 수 있다. 또한, 세분화된 분무에서, 세분화를 달성하기 위해 가압된 공기로 일정 공급량의 재료를 분사하면 종종 상당한 과다 분무를 일으켜 목표 영역 밖에 세분화된 액체방울들(droplet)이 증착하게 된다.
이들 최근의 살포 방법은 몇몇 응용예에서, 원하는 최소 코팅 영역보다 크고 원하는 에지 형성 능력이 부족함을 포함하는 바람직하지 않은 코팅 결과를 내는 특징들을 갖는다. 몇몇 등각 코팅 응용예에서, 다소 작은 영역 또는 작은 기하학적 형상부들을 코팅하는 능력을 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 능력은 코팅 재료를 적용하는데 사용되는 살포기의 타입에 주로 의존하고 아마도 보다 상세하게 는, 살포되는 재료에 대한 살포기의 제어에 의존한다. 비드 또는 세분화된 분무를 살포하는 것과 같은, 최근의 살포기들에서, 젖는(wetting) 영역의 사이즈, 또는 구성요소 상의 비드 또는 분무의 접촉 영역이 최소화될 수 있는데는 한계가 있다. 결과적으로, 최근의 살포기들은 최소의 코팅 영역들, 즉 등각 코팅 응용예들을 위한 이러한 살포기를 사용하기에 실용적인 영역을 갖고, 이는 몇몇 최근의 응용예들에 대해는 너무 클 수 있다. 이는 기판 및 구성요소들이 작아지고 이러한 기판 상의 구성요소 밀도가 증가함에 따라 더욱 중요해진다.
PC 기판과 관련 구성요소들의 소형화는 한 영역의 코팅된 부분과 코팅되지 않은 부분 사이의 에지 형성력이 더욱 중요하게 한다. 공지된 살포기에서, 마스크가 기판 상에서 코팅하고 싶지 않은 부분들을 커버하는데 사용된다. 이는 특정 영역들의 코팅을 방지하는데 시간 소모적이고 비효율적인 방식이다. 선택적 코팅 기계들에서 종래의 살포기들이 마스크 적용 필요성은 감소하는 반면, 코팅된 부분과 코팅되지 않은 부분 사이의 에지 형성이 종종 충분히 날카롭지 않게 된다. 상술한 바와 같이, 비드 살포기를 사용할 때 코팅 에지의 위치를 정밀하게 제어하는 것이 어려울 수 있다. 온도에 의존하는 점성 및 표면장력 효과는 비교적 두꺼운 코팅 재료층이 얼마나 멀리 퍼질지 예측하기 어렵게 한다. 분무 응용예에서, 세분화 과정은 흐름(stream)을 액체방울 집합체로 확산시킨다. 이 과정은 종종 제어하기 어려울 수 있고 종종 목표 영역 밖에 내려않는 많은 개수의 위성(satellite) 액체방울이 생기게 한다. 이는 코팅된 부분과 코팅되지 않은 부분 사이의 에지가 다소 울퉁불퉁한 모양을 갖게 한다.
그러므로, P.C. 보드와 같은 기판 또는 그 위의 소자를 등각 코팅하기 위해 재료 증착 정밀도 및 선택성을 계속 개선할 필요가 있다.
본 발명은 기판 상에 점성 등각 코팅 재료를 분사하는 등각 코팅 응용예를 위한 비접촉식 살포 방법들을 제공한다. 본 발명의 방법들은 살포되는 재료의 접촉 영역 또는 젖는 영역이 최소화되어 구별성이 높고 선택적인 등각 코팅 능력을 제공하는 살포된 재료의 개선된 제어성을 제공한다. 또한, 살포된 재료의 접촉 영역의 개선된 제어 능력은 마스크없는 이전의 과정들로 코팅했을 때보다 작은 영역 및 기하학적 형상부들을 코팅할 수 있게 한다. 본 발명의 증가된 선택성은 땜납 마스크, 즉 땜납 조인트의 뒷면(the reverse)만이 코팅되도록 허용하여, 재료, 기계가공시간, 및 노동을 상당히 절약하게 하므로, 제조 비용 및 제품 비용을 감소시킨다.
본 발명의 점성 재료 비접촉식 살포 방법은 과다분무를 추가로 제거하고 마스크를 적용할 필요없이 코팅된 영역과 코팅되지 않은 영역 사이에 우수한 에지 선명도(edge definition)를 제공한다. 과다분무를 제거하면 장치 오염을 제거하여, 시간 및 재료 모두의 유지보수 비용을 감소시킨다.
본 발명의 일 특징에서, 기판은 그 위에 장착된 전기 소자를 갖는다. 이 방법은 기판에 관해 분사 밸브를 이동시키고; 분사 밸브 이동시, 반복적으로 분사밸브가 등각 코팅 재료의 유동이 노즐을 통해 전방 운동량을 갖고 추진하게 하고, 전방 운동량을 사용하여 등각 코팅 재료의 유동을 분해하여 등각 코팅 재료의 액체방울을 형성함으로써, 기판 표면 및 소자에 등각 코팅 재료의 액체 방울을 적용하는 것을 필요로 한다.
본 발명의 추가 특징에서, 기판은 그 위에 땜납 접점들을 갖는다. 이 방법은 기판에 관해 분사 밸브를 이동시키고; 분사 밸브를 이동시키는 동안, 분사밸브가 등각 코팅 재료의 유동이 전방 운동량을 갖고 노즐을 통해 반복적으로 추진하게 하고, 전방 운동량을 사용하여 등각 코팅 재료의 유동을 분해해서 등각 코팅 재료의 액체방울을 형성함으로써 땜납 접점들에 등각 코팅 재료의 액체 방울을 적용할 것을 요구한다.
본 발명의 원리들에 따라 그리고 상술한 실시예들에 따르면, 본 발명은 기판 표면 상에 등각 코팅 재료를 비접촉식 살포하는 방법을 제공한다. 이 방법은 기판에 관해 분사 밸브를 이동시키기 위해 분사 밸브를 지지하는 포지셔너(positioner)를 사용한다. 분사 밸브가 이동할 때, 반복적으로 분사밸브가 등각 코팅 재료의 유동이 노즐을 통해 전방 운동량을 갖고 추진하게 하고 전방 운동량을 사용하여 등각 코팅 재료의 유동을 분해하여 등각 코팅 재료의 액체방울을 형성함으로써 기판 표면에 등각 코팅 재료의 액체 방울이 적용된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적들과 장점들은 본원의 도면과 연계하여 하기의 상세한 설명을 읽으면 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 원리들에 따른 등각 코팅 재료의 분사를 제공하는 컴퓨터에 의해 제어되고, 비접촉식인 점성 재료 분사 시스템의 개략도.
도 2는 도 1의 컴퓨터에 의해 제어되고, 비접촉식인 점성 재료 분사 시스템 의 개략 블록도.
도 3은 기판에 장착되는 구성요소들의 선택적 등각 코팅을 예시하는 PC 기판 사시도.
도 1은 컴퓨터에 의해 제어되고, 비접촉식인 점성 재료 분사 시스템, 예를 들어, 미국 캘리포니아 칼스바드 소재의 아심텍(Asymtek)으로부터 상업적으로 입수가능한 "ASIOM" X-1020 시리즈의 개략도이다. 액체방울 생성기(12)가 공지된 방식으로 X, Y, Z 포지셔너(14)로부터 현가된 Z축 구동장치 상에 장착되어 있다. X, Y 위치(14)는 프레임(11) 상에 장착되어 있고, 제 1 및 제 2 비-평행 운동축을 형성한다. X, Y 포지셔너는 공지된 방식으로 한 쌍의 독립적으로 제어가능한 스테퍼(stepper) 모터(도시않음)에 커플링된 케이블 구동장치를 포함한다. 비디오 카메라 및 LED 광 링(light ring) 조립체(16)가 도트들을 검사하고 기준 표준 점(reference fiducial point)들을 위치시키기 위해 X, Y, 및 Z 축을 따라 운동하도록 액체방울 생성기(12)에 연결된다. 비디오 카메라 및 LED 광 링 조립체(16)는 발명의 명칭이 "가공물 표면 상 일정 높이에서 점성 재료를 살포하는 장치"인 미국 특허 제 5,052,338호에 설명된 타입의 것일 수 있고, 그 내용 전체는 본원에 참고문헌으로서 포함된다.
컴퓨터(18)는 전체 시스템 제어를 제공하고 프로그래밍가능한 로직 제어기("PLC") 또는 다른 마이크로프로세서 기반의 제어기, 강화된 개인용 컴퓨터 또는 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이 본원에 설명된 기능들을 실시할 수 있는 다른 종래의 제어 장치일 수 있다. 사용자는 키보드(도시않음)와 비디오 모니터(20)를 통해 컴퓨터(18)와 상호작용한다. 컴퓨터(18)는 표준 RS-232 및 SMEMA CIM 통신 버스(50)들을 구비하며 이는 기판 생산 조립 라인에 사용되는 대부분의 다른 타입의 자동화된 장비와 양립한다.
실리콘, 아크릴 수지, 또는 폴리우레탄 수지와 같은 등각 코팅 재료가 소자 상에 적용되는 기판 표면 상에 소자가 장착된 기판(도시않음)이 액체방울 생성기(12) 바로 아래에 위치한다. 기판은 자동 컨베이어(22)에 의해 수송 또는 수작업으로 적재될 수 있다. 컨베이어(22)는 종래의 디자인이고 상이한 치수의 PC 기판을 수용하기 위해 수정될 수 있는 폭을 갖는다. 컨베이어(22)는 공기압에 의해 작동하는 리프트 및 잠김 메커니즘을 또한 포함한다. 이 실시예는 노즐 프라이밍 스테이션(24; nozzle priming station)과 노즐 보정 설정 스테이션(26; nozzle calibration set-up station)을 추가로 포함한다. 제어 패널(28)은 컨베이어(22)의 레벨 바로 아래에서 프레임(11)에 장착되고 설정, 보정 및 점성 재료 적재 중에 특정 기능들의 수동 개시를 위해 다수의 누름 버튼을 포함한다.
도 2를 참조하면, 액체방울 생성기(12)는 전기적 구성요소(39), 예를 들어, 반도체 칩 또는 다이 등을 지지하는 기판(36), 예를 들어, PC 기판 상에 등각 코팅 재료의 액체 방울(37)을 분사하는 것이 도시되어 있다. PC 기판(36)은 그 위에 구성요소 표면이 장착되게 설계된 타입이다. PC 기판은 컨베이어(22)에 의해 원하는 위치로 이동된다.
축 구동장치(38)는 종종 X, Y 포지셔너(14; 도 1)와 Z축 구동 시스템을 포함 하며, 이는 PC 기판(36)에 대해 X, Y 및 Z축(77, 78, 79) 각각을 따라 분사 살포기(40)를 빠르게 이동시킬 수 있다. 액체방울 생성기(12)는 하나의 고정된 Z 높이로부터 등각 코팅 재료의 액체방울들을 방출하거나, 또는 액체방울 생성기(12)는 다른 Z 높이들에서 살포하거나 또는 기판 상에 장착된 다른 구성요소들을 청소하기 위해 작동 사이클 중에 프로그램 제어하에 상승될 수 있다.
액체방울 생성기(12)는 ON/OFF 살포기(40)를 포함하며 이는 등각 코팅 재료와 같은 미세량의 점성 재료를 분사하기 위해 특별히 설계된 비접촉식 살포기이다. 살포기(40)는 실린더(43) 내에 배치되는 피스톤(41)을 갖는 분사 밸브(44)를 갖는다. 피스톤(41)은 재료 챔버(47)를 통해 피스톤으로부터 연장하는 하부 로드(45; lower rod)를 갖는다. 하부 로드(45)의 말단 하단부는 복귀 스프링(46)에 의해 시트(49; seat)에 대해 편향된다. 피스톤(41)은 마이크로미터(55)의 나사(53)의 단부 상에서 정지면에 인접하게 배치된 말단 상단부를 갖는, 피스톤으로부터 연장하는 상부 로드(51)를 추가로 갖는다. 마이크로미터 나사(53)를 조정하면 피스톤(41)의 행정의 상한이 변한다. 살포기(40)는 공지된 방식으로 등각 코팅 재료(35)의 공급장치에 유체가 통하게 연결된 주사기-스타일의 공급 장치(42)를 포함할 수 있다. 액체방울 생성기 제어기(70)는 전압-대-압력 변환기(72), 예를 들어, 가압된 유체원에 연결된, 즉 공급 장치(42)에 가압된 공기를 보내는 공압 솔레노이드에 출력 신호를 제공한다. 그러므로, 공급 장치(42)는 챔버(47)에 가압된 등각 코팅 재료를 공급할 수 있다.
분사 작동은 액체방울 생성기 제어기(70)에 명령 신호를 제공하는 컴퓨터에 의해 개시되며, 이는 제어기(70)가 전압-대-압력 변환기(76), 예를 들어, 가압된 유체원에 연결된 공압 솔레노이드에 출력 신호를 제공하게 한다. 변환기(76)의 펄스식 작동은 가압된 공기의 펄스를 실린더(43)에 보내고 피스톤(41)이 빠르게 들어올려지게 한다. 피스톤 하부 로드(45)를 시트(49)로부터 들어올리면 챔버(47) 내의 등각 코팅 재료를 피스톤 하부 로드(45)와 시트(49) 사이의 위치로 인입시킨다. 출력 펄스의 끝에서, 변환기(76)는 그 원상태로 복귀하여, 실린더(43) 내 가압된 공기를 방출하고, 복귀 스프링(46)은 피스톤 하부 로드(45)를 시트(49)에 대해 빠르게 내려가게 한다. 이 과정에서, 등각 코팅 재료의 액체 방울(37)이 노즐(48)의 구멍 또는 살포 오리피스(49)를 통해 빠르게 압출 또는 분사된다. 도 2에 확대된 형태로 개략적으로 도시한 바와 같이, 매우 작은 등각 코팅 재료 액체 방울(37)이 그 자체의 전방 운동량으로 인해 나오고(break away) 기판(36) 상에 등각 코팅 재료의 점(dot)으로서 증착된다. 실린더(43)의 연속적인 작동은 재료(37)의 각각의 액체방울을 제공한다. 본원에서 사용될 때, 용어 "분사(jetting)"는 등각 코팅 재료의 액체 방울(37)을 형성하기 위한 상술한 과정을 의미한다. 살포기(40)는 매우 빠른 속도, 예를 들어, 초당 100개 이상의 액체방울 이하로 액체방울들을 노즐(48)로부터 분사할 수 있다. 등각 코팅 재료 도트의 라인 패턴은 살포기(40)를 선형적으로 이동시키는 포지셔너(14)에 의해 기판 상에 형성되며 살포기(40)는 빠르고 연속적으로 다수의 액체방울을 분사한다. 액체방울 생성기 제어기(70)에 의해 제어가능한 모터(61)는 마이크로미터 나사(53)에 기계적으로 커플링되어, 피스톤(41)의 행정이 자동적으로 수정될 수 있게 하고, 이는 각각의 액체방울을 형성하는 등각 코팅 재 료의 체적을 변화시킨다.
액체방울 생성기(12)와 이에 연결된 카메라 및 광 링 조립체(16)의 운동은 운동 제어기(62)에 의해 지배된다. 운동 제어기(62)는 X, Y, Z 축 모터에 대한 개별적인 구동 회로들에 명령 신호들을 제공한다. 컨베이어 제어기(66)는 기판 컨베이어(22)에 연결된다. 컨베이어 제어기(66)는 컨베이어(22)의 리프트 및 잠금 메커니즘과 폭 수정을 제어하기 위해 컨베이어(22)와 운동 제어기(62) 간에 상호작용한다. 컨베이어 제어기(66)는 기판(36)의 시스템으로의 진입 및 도트 증착 완료시 이로부터의 이탈도 제어한다. 몇몇 응용예에서, 기판이 시스템을 통해 운송될 때 등각 코팅 재료의 원하는 온도 프로파일을 유지하기 위해 기판 및/또는 노즐을 가열하기 위해 기판 가열 시스템(68) 및/또는 노즐 가열/냉각 시스템(56)이 공지된 방식으로 작동한다.
노즐 설정 스테이션(26)은 비행중(on-the-fly)에, 즉 액체방울 생성기(12)가 기판(36)에 대해 이동할 때에 살포되는, 등각 코팅 재료 도트들을 정확히 위치시키기 위한 도트 배치 보정과, 살포되는 액체방울(37)의 무게 또는 사이즈를 정확히 제어하기 위한 도트 사이즈 보정을 제공하기 위해 보정 목적으로 사용된다. 부가적으로, 노즐 설정 스테이션은 현재 재료 살포 특성의 함수로서 액체방울 생성기(12)의 속도, 액체방울들이 증착되는 속도 및 도트 패턴으로 살포되는 등각 코팅 재료의 원하는 총 체적을 정확히 제어하기 위해 재료 체적 보정을 제공하는데 사용된다. 노즐 설정 스테이션(26)은 고정적 작업면(74)과 측정 장치(52), 예를 들어, 저울(52)에 의해 무게가 측정되는 재료의 무게를 나타내는 피드백 신호를 컴퓨터(18) 에 제공하는 무게 저울을 포함한다. 무게 저울(52)은 컴퓨터(18)에 작동가능하게 연결되며, 이는 등각 코팅 재료의 무게를 이전에 예정한 특정한 값, 예를 들어, 컴퓨터 메모리(54)에 저장된 등각 코팅 재료 무게 설정기준(setpoint)값과 비교할 수 있다. 다른 타입의 장치들이 무게 저울(24)과 대체될 수 있고, 예를 들어, 살포된 재료의 직경, 면적 및/또는 체적을 측정하기 위한 카메라, LED 또는 광 트랜지스터들을 포함하는 시각 시스템들과 같은 다른 도트 사이즈 측정 장치들을 포함할 수 있다. 작동 전에, 노즐 조립체가 설치되고 이는 유체 유동 경로 내 공기 기포들을 제거하도록 설계된 공지된 1회용 타입에서 종종 있다. 이러한 살포 시스템은 2003년 5월 23일 출원된 계류중인 발명의 명칭이 "점성 재료 비접촉식 살포 시스템"인 미국 임시특허출원 제 60/473,1616호에 보다 완전히 설명되어 있으며, 이는 본원에 전체가 참고문헌으로서 포함된다.
작동시, 디스크 또는 컴퓨터 통합 생산("CIM") 제어기로부터의 CAD 데이터가 사용자 시방서 또는 구성요소 라이브러리(component library)에 근거하여 특정한 구성요소들에 도트 사이즈를 자동적으로 할당하도록 컴퓨터(18)에 의해 사용될 수 있다. 그 다음에, 컴퓨터(18)는 액체방울 생성기(12)를 이동시키도록 운동 제어기(62)에 명령한다. 이는 등각 코팅 재료의 미세한 도트들이 원하는 위치에서 기판(36) 상에 정확히 배치됨을 보장한다. CAD 데이터를 사용할 수 없는 응용예들에서는, 컴퓨터(18)에 의해 사용되는 소프트웨어가 도트들의 위치들이 직접 프로그래밍되게 한다. 공지된 방식에서, 컴퓨터(18)는 얼마나 많은 등각 코팅 재료 도트들이 어디에서 기판(36)의 상부 표면(80) 상에 증착할지 결정하는 구성요소 타입과 구성요소 배향, X 및 Y 위치들을 사용한다.
도 3을 참조하면, PC 기판(36)은 선택적 등각 코팅을 위해 그 위에 전기 소자(39a-39d)들이 장착된 것을 도시한다. 컴퓨터(18)는 컴퓨터(18)가 결정하는 바에 따른 기판/장치 구성에 근거하여 운동 제어기(62)에 신호를 보낸다. 운동 제어기(62)는 X 방향(77)과 같은 제 1 운동축에 평행한 경로를 따라 분사 살포기(40)를 이동시키도록 X, Y 포지셔너(14)에 신호를 보낸다. 살포기(40)가 이동할 때, 액체방울 생성기 제어기(70)는 장치들 중 하나, 예를 들어, 장치(39b) 상에 선형 패턴으로 등각 코팅 재료의 액체방출(37)을 분사하도록 분사 밸브(44)를 작동시킨다. 제 1 경로를 따라 등각 코팅을 분사한 후, 운동 제어기(62)는 Y 방향(78)과 같은 제 2 운동축에서 살포기(40)를 소정의 중분만큼 이동시킨 다음에, Y축을 따라 다시 운동을 개시한다. 동시에 운동 제어기(62)는 제 1 선형 패턴에 인접하게 그리고 연속적으로 제 2 선형 패턴의 등각 코팅 재료를 적용하도록 분사 밸브를 작동시킨다. 이 선형 패턴의 등각 코팅 재료를 적용시키는 과정은 장치(39b) 상에 코팅된 영역(100)을 제공하도록 반복된다. 상술한 과정은 기판(36) 상의 나머지 장치(39a, 39c, 39d) 상에 등각 코팅을 분사하도록 추가로 반복된다.
축 구동장치(38)는 종종 X, Y, Z 구동장치를 갖는다; 그러나, 알 수 있듯이, 다른 실시예에서, 살포기(40)는 C 축(96)에서 피벗될 수 있도록, 즉 Z 축(79) 둘레로 회전할 수 있도록 Z축 포지셔너 상에 장착될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 분사 살포기는 A축 둘레에서의 피벗 즉, X 축(77) 둘레에서의 회전, 또는 B축 둘레에서의 피벗 즉, Y축(78) 둘레에서의 회전 중의 하나를 실시하도록 장착될 수 있다. 그러므로, 분사 살포기는 수동으로 일정각도로 설정될 수 있다. 다르게는, 다른 실시예들에서, 전기 또는 유체 모터들이 사용되어 하나 이상의 회전 각도로 구동될 수 있다. 또한, 전기 및 유체 모터들은 컴퓨터(16) 또는 운동 제어기(26)의 프로그램 제어하에서 배치될 수 있다. 각 운동의 프로그래밍 가능한 축들을 갖는 예시적인 분사 시스템이 미국 특허 제 6,447,847호 및 제 5,141,165호에 도시 및 설명되어 있고, 이는 본원에 전체가 참고문헌으로서 포함된다.
기판 상에 등각 코팅 재료를 분사하는 것은 기존의 등각 코팅 방법에 대해 몇가지 장점을 갖는다. 예를 들어, 한가지 장점은 분사가 방출되는 액체방울들의 체적의 정확한 제어를 통해 작은 젖는 면적을 제공한다는 것이다. 등각 코팅 도트들의 작은 젖는 면적은 작은 면적의 정확한 코팅을 가능하게 하여 등각 코팅 시스템의 선택성을 개선한다. 과다 분무없이 기판상에 등각 코팅을 정확하고 선택적으로 배치하여, 코팅된 영역과 코팅되지 않은 영역 간의 에지 형성이 개선된다. 또한, 과다 분무를 제거하여, 기판의 원하는 영역들만 코팅되고; 바람직하지 않은 장치 오염이 상당히 감소된다. 그러므로, 마스크의 필요가 실질적으로 제거되어, 제조 및 유지보수 비용이 감소된다. 또한, 등각 코팅 재료를 분사하는 것은 땜납 마스크 즉, 땜납 조인트들의 뒷면만을 코팅하도록 허용한다. 그 최종 결과, 사용되는 등각 코팅 재료가 상당히 절약되어, 부가적인 비용 절약을 제공한다.
본 발명이 일 실시예의 설명에 의해 예시되었고 그 실시예가 상당히 상세히 설명되었지만, 이는 첨부된 청구범위를 이러한 세부사항에 어떠한 방식으로도 한정하고자 하는 것은 아니다. 부가적인 장점 및 수정들이 당업자에게 쉽게 떠오를 것 이다. 예를 들어, 상술한 실시예에서, 단 하나의 살포기(40)만이 예시되었다; 그러나, 알 수 있듯이, 다른 실시예들에서, 하나 이상의 포지셔너 상의 여러 개의 살포기가 사용되어 순차적으로 또는 동시에 공통의 또는 상이한 등각 코팅 재료를 분사할 수 있다.
그러므로, 넓은 의미의 본 발명은 도시 및 설명된 특정 세부사항들에 한정되지 않는다. 따라서, 출원인의 청구범위의 진의를 벗어나지 않고 이러한 세부사항으로부터 출발할 수 있다.

Claims (11)

  1. 기판 표면 상에 등각 코팅 재료를 비접촉식 살포하는 방법에 있어서,
    노즐을 갖는 분사 밸브를 지지하고 분사 밸브를 이동시키도록 작동할 수 있는 포지셔너를 제공하고;
    기판에 대해 분사 밸브를 이동시키고;
    분사 밸브를 이동시키는 동안, 반복적으로 분사 밸브가 등각 코팅 재료의 유동을 노즐을 통해 전방 운동량을 갖고 추진시키도록 하고, 상기 전방 운동량을 사용하여 등각 코팅 재료의 유동을 분해해서 등각 코팅 재료의 액체방울을 형성함으로써, 기판 표면에 등각 코팅 재료의 액체방울들을 적용하는 것을 포함하는 비접촉식 살포 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    기판은 그 위에 장착되는 전기 소자를 갖고:
    기판에 대해 분사 밸브를 이동시키고;
    분사 밸브를 이동시키는 동안, 반복적으로 분사 밸브가 등각 코팅 재료의 유동을 노즐을 통해 전방 운동량을 갖고 추진시키도록 하고, 상기 전방 운동량을 사용하여 등각 코팅 재료의 유동을 분해해서 등각 코팅 재료의 액체방울을 형성함으로써, 상기 소자 및 기판 표면에 등각 코팅 재료의 액체방울들을 적용하는 것을 포함하는 비접촉식 살포 방법.
  3. 기판 표면 상의 땜납 접점들 상에 등각 코팅 재료를 비접촉식 살포하는 방법에 있어서,
    노즐을 갖는 분사 밸브를 지지하고 2개 이상의 운동 축에서 분사 밸브를 이동시키도록 작동할 수 있는 포지셔너를 제공하고;
    기판에 대해 분사 밸브를 이동시키고;
    분사 밸브를 이동시키는 동안, 반복적으로 분사 밸브가 등각 코팅 재료의 유동을 노즐을 통해 전방 운동량을 갖고 추진시키도록 하고, 상기 전방 운동량을 사용하여 등각 코팅 재료의 유동을 분해해서 등각 코팅 재료의 액체방울을 형성함으로써 땜납 접점들에 등각 코팅 재료의 액체방울들을 적용하는 것을 포함하는 비접촉식 살포 방법.
  4. 표면에 등각 코팅 재료를 적용하는 방법에 있어서,
    노즐을 갖는 분사 밸브를 지지하고 X, Y, Z 운동축을 따라 분사 밸브를 이동시키도록 작동할 수 있는 포지셔너를 제공하고;
    분사 밸브를 X, Y, Z 운동축을 따라 이동시키고;
    분사 밸브를 이동시키는 동안, 반복적으로 분사 밸브가 등각 코팅 재료의 유동을 노즐을 통해 전방 운동량을 갖고 추진시키도록 하고, 상기 전방 운동량을 사용하여 등각 코팅 재료의 유동을 분해하여 등각 코팅 재료의 액체방울을 형성하고, 기판 표면에 등각 코팅 재료의 액체방울을 적용함으로써, 표면 상에 제 1 선형 패 턴으로 등각 코팅 재료의 액체방울들을 생성하는 것을 포함하는 코팅 재료 적용 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    분사 밸브를 X, Y, Z 운동축 중 하나에 대하여 제 1 각운동(angular motion) 축으로 이동시키는 것을 추가로 포함하는 코팅 재료 적용 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    분사 밸브를 X, Y, Z 운동축 중 다른 하나에 대하여 제 2 각운동 축으로 이동시키는 것을 추가로 포함하는 코팅 재료 적용 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    (a) X, Y 운동축 중 다른 하나를 따라 하나의 증분 만큼 분사 밸브를 이동시키고;
    (b) X, Y 운동축 중 하나를 따라 분사 밸브를 이동시키고;
    (c) 분사 밸브를 이동시키는 동안, 반복적으로 분사 밸브가 등각 코팅 재료의 유동을 노즐을 통해 전방 운동량을 갖고 추진시키도록 하고, 상기 전방 운동량을 사용하여 등각 코팅 재료의 유동을 분해해서 등각 코팅 재료의 액체방울을 형성하고, 기판 표면에 등각 코팅 재료의 액체방울을 적용함으로써 제 1 선형 패턴과 접촉하여 기판 상에 제 2 선형 패턴의 등각 코팅 재료의 액체 방울을 생성하는 것 을 추가로 포함하는 코팅 재료 적용 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    단계 (a) 내지 (c)를 반복함으로써 표면 상의 영역을 코팅하는 것을 추가로 포함하는 코팅 재료 적용 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    5nL(나노리터)의 최대 체적을 갖는 등각 코팅 재료의 액체방울을 적용하는 것을 포함하는 코팅 재료 적용 방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    제 1 선형 패턴의 등각 코팅 재료를 기판에 연속적으로 적용하기 위해 초당 약 100개의 액체방울의 비율로 추진, 분해, 적용하는 단계들을 반복하는 것을 추가로 포함하는 코팅 재료 적용 방법.
  11. 제 4 항에 있어서,
    약 200μm2의 기판 상 최대 면적으로 코팅하도록 액체방울을 적용하는 것을 추가로 포함하는 코팅 재료 적용 방법.
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