KR20070041391A - 페이스트 도포장치 - Google Patents

Abstract

하나의 프레임 위에 복수의 도포 헤드를 구비한 페이스트 도포기에 있어서, 도포 헤드부의 특히 페이스트를 토출하는 노즐을 포함하는 노즐 수납통의 교환에 따라 노즐의 위치 어긋남을 간단하게 수정하는 것이 요망되고 있다.

이를 위하여 본 발명에서는 복수 노즐의 페이스트 토출구와 대향하도록 기판을 테이블 위에 탑재하고, 페이스트 수납통에 수납한 페이스트를 상기 토출구로부터 상기 기판 위로 토출시키면서 상기 노즐과 상기 기판과의 상대위치 관계를 변화시켜 상기 기판 위에 소망형상의 페이스트 패턴을 묘화 형성하는 페이스트 도포기에 있어서, 각 노즐은 하나의 프레임 위에 X 방향으로 구비되어 있고, 각 노즐 사이의 X 방향의 간격을 조정하는 수단과, 각 노즐 사이의 Y 방향의 상대위치를 조정하는 수단과, 각 노즐 사이의 Z 방향의 상대위치를 조정하는 수단을 구비한 구성으로 하였다.

Description

페이스트 도포장치{PASTE COATING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 의한 페이스트 도포기의 일 실시예를 나타내는 개략 사시도,

도 2는 상기 실시예의 Y 방향 미소 이동기구의 개략도,

도 3은 상기 실시예의 제어장치의 일 구체예를 나타내는 블럭도,

도 4는 Y 방향 미소 이동기구의 도 2와는 다른 실시예의 개략도이다.

본 발명은 플랫 패널의 제조공정에서 기판 위에 페이스트를 도포 또는 액정을 적하하기 위한 도포장치에 관한 것이다.

종래의 기술로서는, 일본국 특개2002-346452호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 노즐의 X 방향의 간격을 조정하는 것과, 특허 제2740588호에 있는 바와 같이 노즐의 Z 방향의 위치조정을 하는 것이 있다.

종래기술에서는 Y 방향의 노즐 사이의 위치조정은 장치의 설치시에 조정하는 것을 전제로 하고 있다. 그러나 요즘은 기판 위에 묘화하는 페이스트 패턴의 다양화와 페이스트의 종류의 다양화, 또한 페이스트 보충시의 작업성 향상을 위하여 노 즐도 포함하여 교환하도록 되어, 노즐 교환마다 각 노즐 사이의 X 방향, Y 방향, Z 방향의 노즐위치 조정이 필요하게 되었다. 또 본 발명의 기술분야에서는 유리기판의 대형화가 진행되고 있어, 그것에 따른 도포장치 1대당에 탑재하는 노즐의 수가 증가함에 따라 노즐의 위치조정에 관한 시간의 증가가 문제로 되어 있었다. 또 유리기판의 대형화에 따라 오퍼레이터의 조작위치와 노즐의 거리가 길어져 수작업으로 노즐의 위치조정을 행하는 것이 곤란한 상황이 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 하나의 프레임 위에 복수의 노즐을 설치하는 도포장치에 있어서, 각 노즐 사이의 프레임의 길이방향에 대하여 직각방향의 위치맞춤을 정밀도 좋고 간단하게 행할 수 있는 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하나의 노즐위치를 기준으로 하여, 다른 노즐의 X, Y, Z 방향의 위치 어긋남량을 계측하고, 그 계측결과에 의거하여 각 노즐마다 X, Y, Z 각 방향으로 각각 독립으로 이동 조정하는 기구와, 그것들을 제어하는 제어수단을 설치한 구성으로 하였다.

상기 구성으로 함으로써, 종래 곤란하였던 각 노즐 사이의 위치조정을 단시간에 행하는 것이 가능해졌다.

본 발명은 복수의 노즐을 구비한 페이스트 도포장치에서의 노즐의 초기위치 조정의 효율화에 적합하다. 도 1은 본 발명에 의한 페이스트 도포기의 일 실시예를 나타내는 개략 사시도이다.

도 1에서, 도포 헤드는 페이스트 수납통(또는 실린지)(2a, 2b)에 노즐(1a, 1b)을 설치한 구성이다. 3a, 3b는 광학식 거리계, 4a, 4b는 Z축 테이블, 5는 X축 테이블, 6은 Y축 테이블, 7은 페이스트 패턴이 묘화되는 기판, 8은 θ축 테이블, 9는 가대부, 10은 프레임, 11a, 11b는 화상인식 카메라, 12a, 12b는 노즐 지지구, 13은 기판(7)을 흡착 고정하고 있는 흡착대, 14a는 주제어장치, 14b는 부제어장치, 15는 화상처리장치, 16은 외부 기억장치, 17은 화상 모니터, 18은 양 제어장치(14a, 14b)에 의한 제어처리 상황을 표시하는 디스플레이, 19는 키보드, 20a, 20b는 각각 화상인식 카메라(11a, 11b)의 경통, 21a 및 21c∼21e는 서보 모터, 22는 카메라 지지부이다. 또한 도면의 번잡화를 피하기 위하여 프레임(10)에 대한 Z축 테이블(4a, 4b)의 X 방향 이동기구는 도시 생략하고 있다.

상기 도면에 있어서, 가대부(9) 위에 X축 테이블(5)이 고정되고, 이 X축 테이블(5) 위에 X축 방향으로 이동 가능하게 Y축 테이블(6)이 탑재되어 있다. Y축 테이블(6)은 서보 모터(21a)에 의하여 X축 방향으로 이동된다. 그리고 이 Y축 테이블(6)위에 Y축 방향으로 이동 가능하고 또한 회동 가능하게 θ축 테이블(8)이 탑재되어 있다. θ축 테이블(8)은 서보 모터(21b)를 구동함으로써 Y축 방향으로 이동된다. 이 θ축 테이블(8) 위에는 흡착대(13)가 고정되어 있다. 또한 θ축 테이블(8)은 Y축 테이블(6)에 설치하고 있는 서보 모터(21e)에 의하여 θ 회전할 수 있도록 하고 있다. 이 흡착대(13) 위에는 도포 대상물인 기판(7)(유리기판)이, 예를 들면 그 각 변이 X, Y 각 축방향에 평행하게 되도록 흡착하여 고정할 수 있도록 되어 있다. 즉 흡착대(13)에는 부압을 공급하는 부압원에 접속된 복수의 흡착구멍이 설치되어 있고, 흡착구멍에 공급된 부압에 의하여 기판을 흡인 흡착할 수 있도록 구성되어 있다.

또, 가대부(9) 위에는 상기한 XYθ축 테이블에 걸쳐지도록 프레임(10)이 설치되어 있고, 이 프레임(10)에 X축방향으로 이동 가능하게 복수의 도포 헤드가 설치되어 있다.

가대부(9)의 아래쪽에는 주제어장치(14a)나 부제어장치(14b), 화상처리장치(16), 외부 기억장치(15)가 신호선으로 접속되어 설치되어 있다. 또 화상 모니터장치(17)와 제어처리 상황 등을 표시하는 디스플레이(17)가 주제어장치(14a)에 접속되어 보기 쉬운 위치에 설치되어 있다. 또한 주제어장치(14a) 또는 부제어장치(14b)의 제어조건 등을 입력하기 위한 키보드 등으로 이루어지는 입력수단(19)이 주제어장치(14a)에 접속되어 있다.

도 2에 Z축 테이블부의 개략 구성을 나타낸다. 또한 이 도면은 Z축 테이블부(4b)를 나타낸 것으로 Z축 테이블부(4a)도 동일한 구성이다.

프레임(10)은 X축 방향으로 이동 가능한 Z축 테이블 지지부(35b)가 설치되어 있다. 프레임(10)에는 도시 생략한 리니어 모터가 길이방향(Y축 방향)에 설치되어 있고, Z축 테이블 지지부(35b)가 이 리니어 모터에 의하여 이동되는 것이다. 이 Z축 테이블 지지부(35b)에는 복수의 슬라이드 가이드(31)가 설치되고, 슬라이드 가이드(31)를 따라 Z축 테이블(4b)이 Y축 방향으로 이동하도록 지지되어 있다. 또 Z축 테이블 지지부(35b)에 설치되어 있는 구동용의 직동 모터(30)에 의하여 Z축 테이블(4b)을 Y축 방향으로 이동하는 구성으로 되어 있다. Z축 테이블(4b)의 가동 부(32)에는 페이스트 수납통(2b)과 광학식 거리센서(3b)가 설치되어 있고, 페이스트 수납통(2b)의 하단에는 노즐 지지구를 거쳐 노즐(1b)이 설치되어 있다. 또한 Z축 테이블(4b)의 가동부(32)는 서보 모터(21d)에 의하여 Z축 방향으로 이동할 수 있도록 Z축 테이블(4b)에 설치되어 있는 리니어 레일(도시 생략) 위를 슬라이드할 수 있도록 구성되어 있다.

상기한 바와 같이 슬라이드 가이드(31)와 직동 모터(30)로 이루어지는 도포 헤드의 Y축 방향 조정용 구동기구(Y 방향 미소 이동기구)를 설치함으로써 자동적으로 복수의 도포 헤드 사이의 위치를 조정하는 것이 가능해진다.

도 3에 주제어장치와 부제어장치의 구성의 블록선도를 나타낸다. 본 도면에 서는 주로 주제어장치(14a)에서는 가대부(9) 위에 설치된 각 테이블의 구동제어와 화상처리를 행하고, 부제어장치(14b)는 Z축 테이블의 각 이동제어를 행하도록 구성되어 있다.

마이크로 컴퓨터(14a1)에 모터 컨트롤러(14a3)와 외부 인터페이스(14a2)가 접속되고, 이 모터 컨트롤러에는 X, Y, θ 각 테이블의 각 축 드라이버(14a4, 14a5, 14a6)가 접속되어 주제어장치(14a)를 구성하고 있다. 또한 외부 인터페이스(14a2)에는 주제어장치(14a)의 밖에 설치되어 있는 키보드(19), 디스플레이(18), 외부 기억장치(16), 화상처리장치(15) 및 부제어장치(14b)에 설치되어 있는 외부 인터페이스(14b2)가 접속되어 있다. 또한 화상처리장치(15)에는 CCD 카메라(11a, 11b)와, 화상모니터(17)가 접속되어 있다. 또 X축 드라이버(14a4)에는 X축 테이블(5)에 설치한 서보 모터(21a)가, Y축 드라이버(14a5)에는 Y축 테이블(6)에 설치 한 서보 모터(21b)가, θ축 드라이버(14a6)에는 θ축 테이블(8)을 θ회전시키는 서보 모터(21e)가 각각 접속되어 있다.

또, 부제어장치(14b)도 주제어장치(14a)와 동일한 구성으로, 마이크로 컴퓨터(14b1)에 외부 인터페이스(14b2)와 모터 컨트롤러(14b3)가 접속되고, 또한 모터 컨트롤러(14b3)에는 Z축 테이블(4a, 4b)을 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 드라이버(14b4, 14b5)와 Y-Y축 드라이버(14b6)가 접속되어 있다. 또한 본 도면에서는 Y-Y축 드라이버를 하나로 하고 있으나, Z축 드라이버와 마찬가지로 Z축 테이블의 수만큼 설치하고 있다. 또한 도시 생략하였으나, Z축 테이블을 X축 방향으로 이동시키기 위한 모터 드라이버도 Z축 테이블의 수만큼 설치하고 있다. 이 부제어장치(14b)의 외부 인터페이스(14b2)에는 광학식 거리계(3a, 3b)가 접속되고, Z축 드라이버(14b4)에는 서보 모터(21c)가, 마찬가지로 Z축 드라이버(14b5)에는 서보 모터(21d)가 Y-Y축 드라이버에는 서보 모터(30)가 접속되어 있다.

흡착대(13) 위에 탑재된 기판(7)은, 주제어장치(14a)의 제어구동에 의하여 X, Y 각 축방향으로 이동할 수 있다. 즉, 서보 모터(21a)가 주제어장치(14a)에 의하여 구동되면 Y축 테이블(6)이 X축 방향으로 이동하여 기판(7)이 X축 방향으로 이동하고, 도 3에 나타내는 서보 모터(21b)가 주제어장치(14a)에 의하여 구동되면 θ축 테이블(8)이 Y축 방향으로 이동하여 기판(7)이 Y축 방향으로 이동한다. 따라서 주제어장치(14a)에 의하여 Y축 테이블(6)과 θ축 테이블(8)을 각각 임의의 거리만큼 이동시키면기판(7)은 가대부(9)에 평행한 면내에서 임의의 방향으로 임의의 거리만큼 이동하게 된다. 또한 θ축 테이블(8)은 서보 모터(21e)에 의하여 그 중 심위치를 중심으로 θ방향으로 임의량만큼 회동시킬 수 있다.

또, 가대부(9) 위에는 Z축 테이블 지지부(35)를 지지하는 프레임(10)이 설치되어 있다. Z축 테이블 지지부(35)에는 Z축 방향(상하방향)으로 이동 가능하게 Z축 테이블(4a, 4b)이 설치되어 있다. 그리고 한쪽의 Z축 테이블(4a)에 설치한 가동부(32a)에는 노즐(1a)과 페이스트 수납통(2a)과 광학식 거리계(3a)가 탑재되어 있고, 다른쪽 Z축 테이블(4b)의 가동부(32b)에는 노즐(1b)과 페이스트 수납통(2b)과 광학식 거리계(3b)가 탑재되어 있다. Z축 테이블(4a, 4b)의 X, Y, Z축 방향의 제어구동은 부제어장치(14b)에 의하여 행하여진다. 즉, 서보 모터(21c, 21d)가 부제어장치(14b)에 의하여 구동되면 Z축 테이블(4a, 4b)이 Z축 방향으로 이동하고, 이것에 따라 노즐(1a, 1b)과 페이스트 수납통(2a, 2b)과 광학식 거리계(3a, 3b)가 Z축 방향으로 이동한다. 또한 노즐(1a, 1b)은 각각 페이스트 수납통(2a, 2b)의 선단에 설치되어 있으나, 노즐(1a, 1b)과 페이스트 수납통(2a, 2b)의 하단은 각각 연결부를 구비한 노즐 지지구(12a, 12b)를 거쳐 약간 떨어져 있다.

광학식 거리계(3a, 3b)는 각각 노즐(1a, 1b)의 선단(하단)인 페이스트 토출구와 기판(7)의 상면과의 사이의 거리를 비접촉의 삼각측법에 의하여 측정한다.

Z축 테이블(4a)은 Z축 테이블 지지부(35)에 고정되어 있으나, Z축 테이블(4b)은 도 2에 나타내는 바와 같이 복수의 슬라이드 가이드(31)를 거쳐 Z축 테이블 지지부(35)에 대하여 직동 모터(30)에 의하여 Y 방향으로 이동할 수 있는 구조로 되어 있다. 또 Z축 테이블 지지부(35)는 서보 모터에 의하여 프레임(10) 위를 X축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

다음에 노즐위치의 조정동작에 대하여 설명한다. 또한 기판(7)과 노즐(1a 및 1b)과의 Z 방향의 거리는 미리 동일하게 되도록 조정되어 있는 것으로 하고, 여기서는 상세한 설명에 대해서는 생략한다.

먼저, 흡착대(13) 위에 탑재된 기판(7)을 XYθ축 테이블을 구동하여 미리 규정한 위치로 이동시킨다. 다음에 기판(7)을 XYθ축 테이블을 구동함으로써 이동시키면서 기판(7) 위에 노즐(1a) 및 노즐(1b)로 십(十)자 모양으로 페이스트를 도포한다. 다음에 기판(7)을 카메라(20a)의 위치로 이동하여 카메라(20a)로 각 십자의 교점의 좌표를 판독한다. 노즐(1a)과 노즐(1b)의 좌표값이 미리 정해진 수치로 되어 있는지의 여부를 판정한다. 미리 정해진 수치로 되어 있으면 조정은 불필요하다. 미리 정해진 수치로 되어 있지 않은 경우는, 노즐 사이의 조정을 실시한다. 그 경우, 먼저 노즐(1a)로 도포한 페이스트로 묘화된 십자의 교점의 X 좌표에 대하여, 노즐(1b)로 도포한 페이스트로 묘화된 십자의 교점의 X 좌표가, 미리 정해진 수치가 되도록 조정한다. 즉, 노즐(1b)이 붙어 있는 Z축 테이블(4b)을 도시 생략한 X 방향조정기구(리니어모터)에 의하여 이동시켜 노즐(1b)의 X 방향의 위치를 조정한다. 종래 구성의 도포장치에서도 이 X축 방향의 조정은 가능한 것은 물론이다.

다음에 노즐(1a)로 도포한 페이스트로 묘화한 십자의 교점의 Y 좌표를 기본으로 하고, 그것에 대하여 노즐(1b)로 도포한 페이스트로 묘화한 십자의 교점의 Y 좌표의 차분을 산출한다. 그리고 그 차분만큼 Z축 테이블 지지부(35)에 설치한 직동 모터(30)에 의하여 Z축 테이블(4b)을 Y 방향으로 이동하여 Y 좌표가 미리 정한 오차 내에 들어 가도록 조정한다. 이것에 의하여 노즐(1a)과 노즐(1b)의 X, Y축 방향의 상대적인 위치의 조정이 완료된다.

이 조정이 완료되면, 프레임(10) 위의 각 도포 헤드의 XY 방향은 고정으로 하고, XYθ축 테이블을 구동하여 기판을 도포 개시위치로 이동시키고, 각 페이스트 수납통(2a, 2b)에 가압력을 가하여 노즐(1a, 1b)로부터 페이스트를 토출시킨다. 동시에 XYθ축 테이블을 구동하여 기판(7)을 이동함으로써 동시에 복수의 페이스트상을 묘화할 수 있다. 또한 이 묘화 중에는 광학식 거리계(3a, 3b)에 의하여 각 노즐마다 기판과 노즐의 토출구 사이의 거리를 측정하고, 그 결과에 의거하여 서보 모터(21C, 21d)를 구동하여 각 노즐과 기판 사이의 거리를 일정하게 유지하도록 하고 있다.

여기서는 노즐이 2개인 경우를 예로 들어 설명하였으나, 복수의 노즐이 설치된 경우에도 노즐(1a)을 기준으로 하고, 각 노즐에 대하여 상기 순서를 반복함으로써 각 노즐의 X 방향, Y 방향의 위치조정을 행할 수 있다.

또, Z축 테이블을 설치하고 있는 프레임부에 기준위치 마크를 설치하여, 이 기준위치와, 노즐의 토출구의 위치를 관측하는 이동용 카메라를 사용하여 관측하여 기준위치로부터의 어긋남을 구하여 보정하는 것도 가능하고, 하나의 노즐의 토출구를 기준으로 하여 다른 노즐의 토출구를 관측하여, 그 관측결과로부터 어긋남을 구하여 위치의 보정을 행하는 것도 가능하다.

이상과 같이 하나의 노즐을 기준으로 하여, 각 노즐의 Y축 방향의 위치 어긋남을 자동적으로 조정이 가능하게 되고, 복수의 도포 헤드를 사용하여 동시에 고정 밀도로 복수의 페이스트 도포가 가능해진다.

도 4에는 도 2에 나타낸 Z축 테이블부의 다른 실시예를 나타낸다.

도 4에서는 Z축 테이블(4b)을 Y축 방향으로 이동시키기 위하여 도 2의 복수의 슬라이드 가이드(31)와 직동 모터(30)로 이루어지는 Y축 방향 조정용 구동기구(Y 방향 미소 이동기구) 대신에 펄스모터(41)와 편심캠(40)으로 이루어지는 Y축 방향 조정용의 구동기구(Y 방향 미소 이동기구)를 사용한 구성으로 한 것이다. 또한 이 도면에서는 광학식 거리계(3b)를 도시 생략하나, 실제로는 노즐 출사구로부터 기판면까지의 거리를 계측할 수 있도록 설치하고 있다.

본 구성에서는 Z축 테이블 지지부(35b)에 설치한 펄스 모터(41)를 회전함으로써 편심캠(40)을 회전시켜 Z축 테이블(4b)이 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 Z축 테이블 지지부(35b)와 Z축 테이블(4b) 사이에 리니어 베어링을 설치한 것이다.

도포 헤드의 위치의 조정방법은 상기한 실시예에서 설명한 방법과 동일하기 때문에 하나하나의 설명은 생략한다.

이와 같이 구성함으로써 노즐부의 Y축 방향의 위치 어긋남을 상기한 방법으로 간단하게 수정할 수 있다.

또, Y축 방향 조정용 구동기구로서, 리니어 모터를 사용하여 Z축 테이블을 이동시키는 구성으로 하는 것도 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 종래 곤란하였던 각 노즐 사이의 위치조정을 단시간에 행하는 것이 가능하게 되었다.

Claims (5)

1. 복수의 도포 헤드에 설치한 노즐의 페이스트 토출구에 대향하도록 기판을 테이블 위에 탑재하고, 페이스트 수납통에 수납한 페이스트를 상기 토출구로부터 상기기판 위에 토출시키면서 상기 노즐과 상기 기판과의 상대위치 관계를 변화시켜, 상기기판 위에 소망형상의 페이스트 패턴을 묘화 형성하는 페이스트 도포장치에 있어서,

   상기 각 노즐은 프레임 위에 X축 방향으로 구비되어 있고, 각 노즐 사이의 X축 방향의 간격을 조정하는 수단과, 각 노즐 사이의 Y축 방향의 상대위치를 조정하는 수단과, 각 노즐 사이의 Z 방향의 상대 위치를 조정하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 페이스트 도포장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 복수의 도포 헤드 중 적어도 하나를 교환한 경우에, 각각의 도포 헤드를 사용하여 위치 맞춤하도록 마크를 묘화하고, 그 묘화된 마크위치로부터 노즐의 위치 어긋남량을 구하여 각 노즐의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 페이스트 도포장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 프레임에 Z축 테이블 지지부를 X축 방향으로 이동시키기 위한 리니어 모터를 설치하고, 상기 Z축 테이블 지지부에 상기 도포 헤드를 구비한 Z축 테이블을 Y축 방향으로 이동시키기 위하여 복수의 슬라이드 가이드와 직동 모터로 이루어지는 Y축 방향 조정용 구동기구를 설치한 것을 특징으로 하는 페이스트 도포장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 프레임에 Z축 테이블 지지부를 X축 방향으로 이동시키기 위한 리니어 모터를 설치하고, 상기 Z축 테이블 지지부에 상기 도포 헤드를 구비한 Z축 테이블을 Y축 방향으로 이동시키기 위하여 펄스 모터를 구비한 편심캠으로 이루어지는 Y축 방향조정용 구동기구를 설치한 것을 특징으로 하는 페이스트 도포장치.
5. 복수의 도포 헤드에 설치한 노즐의 페이스트 토출구에 대향하도록 기판을 테이블 위에 탑재하고, 페이스트 수납통에 수납한 페이스트를 상기 토출구로부터 상기기판 위에 토출시키면서 상기 노즐과 상기 기판과의 상대위치 관계를 변화시켜 상기기판 위에 소망형상의 페이스트 패턴을 묘화 형성하는 페이스트 도포장치의 도포 헤드위치 조정방법에 있어서,

   프레임 위에 탑재된 각 도포 헤드로부터 십(十)자로 페이스트를 도포하여 각 도포된 페이스트의 십(十)자의 교점의 좌표를 구하고, 하나의 도포 헤드의 묘화한 교점 좌표를 기준으로 하여 미리 정해진 값으로 되어 있지 않을 때는, X축 방향 조정기구 및 Y축 방향 조정용 기구에 의하여 각 노즐 사이의 상대위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 도포 헤드위치 조정방법.

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