KR20090109222A

KR20090109222A - 디스펜서

Info

Publication number: KR20090109222A
Application number: KR1020080034560A
Authority: KR
Inventors: 신동익; 김현준; 이석천; 김순옥
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-04-15
Filing date: 2008-04-15
Publication date: 2009-10-20
Also published as: US20090256001A1

Abstract

본 발명은 웨이퍼 렌즈 제작시 사용되는 디스펜서에 관한 것이다.

본 발명의 디스펜서는, 내부에 액상 수지가 충진되는 디스펜서 본체; 하부로 연장된 관로의 단부측에 노즐이 장착되어 상기 디스펜서 본체의 하부에 결합되는 니들; 및 원주면의 하부측과 하단부에 에어 주입구와 에어 토출구가 구비되어 상기 디스펜서의 외주면을 감싸며 장착되는 디스펜서 케이스;를 포함하며, 액상 수지의 토출량 오차를 줄일 수 있음과 아울러 항상 정확한 양의 수지가 토출되는 장점이 있다.

디스펜서, 니들, 노즐, 에어 주입구, 에어 토출구, 폴리머

Description

디스펜서{Dispenser}

본 발명은 웨이퍼 렌즈 제작시 사용되는 디스펜서에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 렌즈 제작용 수지가 토출되는 디스펜서 본체 하부에 에어 주입구를 설치하여 공압에 의해 노즐 단부의 액상 수지의 찌거기가 제거되도록 하여 정량의 용액이 토출될 수 있도록 한 디스펜서에 관한 것이다.

일반적으로, 웨이퍼 렌즈는 웨이퍼 상에 마스터링(mastering) 공정, 스탬핑(stamping) 공정, 엠보싱(embossing) 공정 및 다이싱(dicing) 공정을 이용하여 다량의 렌즈가 단렌즈 형태로 제작된다.

상기 마스터링 공정에서는 금형 코어에 UV에 의해서 경화되는 폴리머를 주입하고 경화시켜 웨이퍼 기판에 렌즈를 접착되는 공정이다.

상기의 제작 공정을 통해 제작되는 웨이퍼 렌즈는 설계시의 해상도를 유지하기 위하여 각 단계에서 수㎛ 이하의 엄격한 기준 공차로 관리되는 바, 상기 마스터링 공정에서는 어레이 형태로 각 렌즈가 제작됨에 따라 오차 발생시 다음의 공정을 거쳐 최종 제품이 제작될 때까지 전수되므로 더욱 엄격하게 기준 공차가 관리되어야 한다.

이때, 금형 코어에 폴리머를 주입하기 위해서는 폴리머가 내장된 디스펜서를 이용하게 되며, 디스펜서를 통해 금형 코어에 주입되는 폴리머는 10㎍ 이하의 토출량을 갖도록 관리되어야 함에 따라 토출 후 디스펜서 니들에 묻어있는 폴리머 찌꺼기가 렌즈의 제작 결과에 큰 영향을 주게 된다.

이와 같은 마스터링 공정에서는 우선, 금형의 중심에 정량의 폴리머가 디스펜서의 하단부에 구비된 니들을 통해서 토출될 수 있도록 한다.

여기서, 금형의 깊이는 통상 수십 내지 수백 ㎛이고 니들에서 한번에 토출되어 니들의 끝에 매달리는 폴리머의 두께는 50 내지 100㎛ 정도이므로 금형의 중심에 폴리머가 토출되는 니들이 정확하게 일치되도록 해야 한다. 만약, 니들의 폴리머 토출구와 금형의 중심이 일치하지 않게 되면 금형의 폴리머 주입면에 니들의 단부가 접촉되어 스크래치가 발생될 확률이 높으며, 렌즈 제작 후 렌즈의 광학면이 기울어질 수 있는 문제점이 지적되고 있다.

또한, 디스펜서 단부에 형성된 니들의 토출 단부를 통해 렌즈 제작을 위한 폴리머 액이 자중에 의해서 수십 내지 수백 ㎛의 양으로 누설되어 니들 단부에 일부가 경화될 경우도 있으며, 누설액 뿐만 아니라 니들의 옆면으로도 폴리머액이 장력에 의해 타고 올라가는 현상이 발생하게 된다.

이러한 폴리머액의 누설을 방지하기 위하여 니들과 니들이 형성된 디스펜서 내부에 기구적인 스토퍼(stopper)를 구비하여 토출량이 스토퍼에 의해 조절될 수 있도록 한 디스펜서가 개발되고 있으나, 스토퍼가 구비된 고가의 니들이 사용되어야 하는 단점이 있다.

또한, 스토퍼에 의해서 디스펜서 내에 충진된 폴리머액의 흐름이 강제적으로 조정되어야 하기 때문에 디스펜서에서 토출되는 폴리머 액의 토출 압력이 불균일해지게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 디스펜서에서 제기되고 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 액상의 수지가 충진된 디스펜서 본체로부터 노즐을 통해 누설되는 액상 수지의 누설 찌거기가 공압에 의해 제거되도록 함으로써, 노즐 단부에 반구형으로 정확한 양의 액상 수지가 토출될 수 있도록 한 디스펜서가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 내부에 액상 수지가 충진되는 디스펜서 본체와, 하단부에 노즐이 구비되어 디스펜서 본체의 하부에 결합되는 니들과, 원주면 상에 에어 주입구가 구비되어 상기 디스펜서의 외주면을 감싸며 설치되는 디스펜서 케이스를 포함하는 디스펜서가 제공됨에 의해서 달성된다.

상기 디스펜서 본체는 시린지(syringe) 형태로 중앙부에 액상의 수지가 충진되는 공간인 수지 충진부가 구비된다.

상기 수지 충진부 내에는 주로 웨이퍼 렌즈 제작시 사용되는 액상의 폴리머가 충진되며, 상기 수지 충진부에 작용하는 소정의 압력에 의해서 디스펜서 외부로 액상 수지가 일정량 토출된다.

또한, 상기 디스펜서 본체의 하단부에는 액상 수지를 디스펜서 외부로 일정량 배출하기 위한 니들이 결합되며, 상기 니들은 하부로 좁은 관로가 연장 형성되 고, 관로의 단부측에 노즐이 장착된다.

한편, 상기 디스펜서의 외주면에는 디스펜서 케이스가 밀착 결합되며, 원주면의 하부측에 외부로부터 에어를 공급받기 위한 에어 주입구가 구비되고, 하단부에 에어 토출구가 형성된다.

이때, 상기 디스펜서 케이스는 디스펜서 본체와 니들을 감싸며 결합되고, 하단부에 형성된 에어 토출구를 통해 니들의 하부로 연장된 관로가 관통 결합된다.

따라서, 상기 디스펜서 케이스의 에어 주입구를 통해 소정의 공기압으로 주입된 에어가 디스펜서 케이스의 에어 토출구로 토출됨으로써, 상기 관로 단부에 장착된 노즐의 주위에 묻어있는 액상 수지의 찌거기가 송풍에 의해 제거되도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 웨이퍼 렌즈 제작용 디스펜서는, 디스펜서 본체에 결합된 니들의 단부에서 노즐을 통해 누설되는 액상 수지 찌거기가 디스펜서 본체 하단부의 에어 토출구를 통해 배출되는 소정 압력의 에어에 의해 제거되도록 함으로써, 액상 수지의 토출량 오차를 줄일 수 있음과 아울러 항상 정확한 양의 수지가 토출되는 장점이 있다.

또한, 상기 디스펜서 본체에 결합되는 니들이 범용의 니들로 사용됨에 따라 교체가 용이하고, 정확한 토출량 제어를 위한 기구성 구성이 불필요함에 따라 디스펜서의 제작 단가를 낮출 수 있는 이점이 있다.

본 발명에 따른 웨이퍼 렌즈 제작용 디스펜서의 상기 목적을 실현하기 위한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 아래 도시된 도면을 참조한 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 1은 디스펜서를 이용한 액상 수지 토출 상태의 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 디스펜서의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서(100)는 디스펜서 본체(100)와, 디스펜서 본체(110)에 결합된 니들(120)과, 상기 디스펜서 본체(110)와 니들(120)을 감싸며 결합되는 디스펜서 케이스(130)로 구성된다.

도 1과 같이, 상기 디스펜서(100)는 단부측에 돌출되게 형성된 니들의 관로(121) 단부를 통해 액상의 수지(150)를 배출하고, 니들(131)을 통해 배출된 액상 수지(150)는 금형(200)에 형성된 가공면(도면 미도시)에 주입되어 상기 금형(200)을 통한 수지(150)의 사출 성형이 이루어지도록 한다.

상기 디스펜서(100)를 통해 배출되는 액상 수지(150)는 금형(200)의 가공면 중앙부에 위치하여 소정량의 액상 수지(150)가 배출되도록 하며, 이때 상기 니들 관로(121)의 단부측에서 항상 일정한 양으로 액상 수지(150)가 토출되도록 하여야 한다.

도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서(100)에 채용되는 디스펜서 본체(110)는 통상적인 시린지 형태로 구성되어 내부 중앙에 액상 수지가 충진되는 공간으로 수지 충진부(111)가 형성되고, 상기 수지 충진부(111) 내에 사출물이나 렌즈 제작을 위한 액상의 수지(150)가 주입된다.

상기 액상 수지(150)는 사출 성형물의 재료로서, 주로 액상 실리콘이나 레진, 폴리머 등으로 구성되며, 상기 디스펜서 본체(110)의 수지 충진부(111)에 가해지는 소정의 압력에 의해 디스펜서 본체(110) 외부로 배출된다.

또한, 상기 디스펜서 본체(110)는 하단부에 액상 수지(150) 배출을 위한 니들(120)이 결합되는 바, 상기 니들(120)은 디스펜서 본체(110)의 하부로 연장된 결합 단부(112)가 내부에 삽입되어 견고하게 결합된다.

상기 니들(120)은 하부로 그 직경이 100㎛ 내외로 형성된 비교적 좁은 관로(121)가 연장 형성되고, 상기 관로(121)의 단부에 노즐(125)이 결합된다.

상기 니들(120)은 디스펜서 본체(110)의 수지 충진부(111)에 주입된 액상 수지(150)를 관로(121)를 따라 외부로 토출하는 역할을 하게 되며, 수지 충진부(111)에 비해 상당히 좁고 비교적 긴 길이의 관로(121)로 형성되기 때문에 수지 충진부(111)에 주입된 액상 수지(150)의 압력 조절에 의해서 일정량씩 그 단부측에 장착된 노즐(125)을 통해 수지(150)를 배출하게 된다.

한편, 상기 디스펜서 본체(110)와 니들(120)의 외측에는 에어 주입구(131)와 에어 토출구(132)가 구비된 디스펜서 케이스(130)가 장착된다.

이때, 상기 디스펜서 케이스(130)는 그 내주면이 디스펜서 본체(110)의 외주면과 밀착되어 하부 내측에 에어 충진 공간(160)이 형성된다.

상기 디스펜서 케이스(130)에 형성된 에어 주입구(131)는 디스펜서 본 체(110) 하부의 에어 충진 공간(160)과 인접한 위치에 디스펜서 케이스(130)의 내, 외부가 관통되게 형성되며, 상기 에어 주입구(131)를 통해 에어 충진 공간(160) 내부로 소정 압력의 에어가 주입된다.

또한, 상기 에어 토출구(132)는 디스펜서 케이스(130)의 하단부 중앙에 구비되는 바, 상기 에어 토출구(131)를 통해 니들(120)에서 연장 형성된 관로(121)가 관통 결합되어 상기 니들(121) 단부에 결합된 노즐(125)이 디스펜서 케이스(130)의 외측, 즉 에어 토출구(131)의 하부측에 위치하도록 한다.

이와 같이, 상기 디스펜서 본체(110)에 디스펜서 케이스(130)가 밀착되게 결합되어 형성된 에어 충진 공간(160)으로 에어 주입구(131)를 통해 주입된 에어는 관로(121)가 관통 결합된 에어 토출구(132)를 통해 배출되며, 상기 에어 토출구(132)에 관통 결합된 관로(121)를 따라 배출된 에어가 유동하면서 관로(121) 단부의 노즐(125)에 묻어있는 액상 수지(150) 찌거기를 제거한다.

상기와 같은 기술적 구성을 갖는 본 실시예의 디스펜서(100)의 작동 과정을 간략하게 살펴보면, 먼저, 디스펜서 본체(110)의 수지 충진부(111)에 소정의 압력을 가하여 액상 수지(150)가 토출되기 전에 디스펜서 케이스(130)에 형성된 에어 토출구(132)를 통해 에어를 배출하여 노즐(125)의 측면과 단부에 묻어있는 액상 수지(150) 찌꺼기를 제거한다.

이를 다시 설명하면, 도 1과 같이 마스터링 공정에 의한 웨이퍼 렌즈를 제작하기 위하여 금형(200)의 중앙부에 형성된 렌즈 가공면 상에 디스펜서(100)의 니 들(120) 단부에 결합된 노즐(125)을 위치시킨다.

그리고, 디스펜서(100)에 소정의 압력을 가하여 내부 충진된 액상 수지(150)를 토출하기 전에 디스펜서 본체(110)와 내주면이 밀착되어 밀봉되어 있는 디스펜서 케이스(130)의 에어 주입구(131)를 통해 에어를 공급한다.

상기 에어 주입구(131)를 통해 공급된 에어는 디스펜서 케이스(130) 내의 에어 충진 공간(160)을 통과하여 니들(120)의 관로(121)가 관통 결합된 에어 토출구(132)를 통해 배출되며, 배출되는 에어는 그 배출 압력에 의해서 니들(120) 단부에 장착된 노즐(125)에 누설된 채로 묻어있는 수지 찌꺼기를 제거한다.

이때, 상기 에어 토출구(132)를 통해 배출되는 에어의 공기압이 약하면 액상의 수지 찌꺼기가 제대로 제거되지 못하고, 에어의 공기압이 너무 강하면 니들(120)의 관로(121)를 타고 유동되는 에어에 의해 니들(121) 내에 토출되기 직전의 액상 수지(150)도 함께 제거됨에 따라 배출 에어의 적절한 공기압과 배출 시간이 결정되어야 한다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 디스펜서를 이용한 액상 수지 토출 상태의 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 디스펜서의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100. 디스펜서 120. 니들

125. 노즐 130. 디스펜서 케이스

131. 에어 주입구 132. 에어 토출구

150. 액상 수지

Claims

내부에 액상 수지가 충진되는 디스펜서 본체;

하부로 연장된 관로의 단부측에 노즐이 장착되어 상기 디스펜서 본체의 하부에 결합되는 니들; 및

원주면의 하부측과 하단부에 에어 주입구와 에어 토출구가 구비되어 상기 디스펜서의 외주면을 감싸며 장착되는 디스펜서 케이스;

를 포함하는 디스펜서.
제1항에 있어서,

상기 디스펜서 본체는, 중앙부에 수지 충진부가 구비된 디스펜서.
제2항에 있어서,

상기 수지 충진부에 충진되는 액상 수지는 사출 성형물의 재료인 액상 실리콘이나 레진, 폴리머 중 어느 하나로 구성되는 디스펜서.
제1항에 있어서,

상기 니들은, 상기 디스펜서 케이스의 하단부에 형성된 에어 토출구를 관통하여 그 단부측이 상기 디스펜서 케이스 외부로 돌출된 디스펜서.
제1항에 있어서,

상기 디스펜서 케이스는, 내주면이 상기 디스펜서 본체의 외주면과 밀착되어 하부 내측에 에어 충진 공간이 형성되는 디스펜서.
제1항에 있어서,

상기 니들 단부의 노즐의 측면과 단부에 묻어있는 액상 수지의 찌꺼기는 상기 디스펜서 케이스의 에어 토출구로 배출되는 에어에 의해 제거되는 디스펜서.