KR20100072324A - 액체 재료의 도포 장치, 도포 방법 및 프로그램이 기억된 기억 매체 - Google Patents

액체 재료의 도포 장치, 도포 방법 및 프로그램이 기억된 기억 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 액체 재료의 응답 시간의 지연이나 경시적인 점도의 변화 등의 문제를 미리 다수의 제어 데이터를 준비하지 않아도 해소할 수 있는 액체 재료의 도포 장치, 도포 방법 및 프로그램을 제공하는 것으로서, 공작물과, 공작물과 대향하는 스크루식 디스펜서를 일정한 속도로 상대 이동시키고, 액체 재료의 토출량을 일정하지 않게 하여 연속 도포하는데 있어서, 도포 개시 전에 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간을 산출하는 응답 시간 산출 공정을 포함하는 도포 방법으로서, 응답 시간 산출 공정은, 이동 속도를 일정하게 한 도포의 도중에 디스펜서에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하고, 그 시간을 기억하는 제1 스텝과; 도포된 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 제2 스텝과; 제1 공정에서 기억한 시간과 제2 공정에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간으로서 기억하는 제3 스텝을 포함하는 액체 재료의 도포 방법, 도포 장치 및 프로그램에 관한 것이다.

Description

액체 재료의 도포 장치, 도포 방법 및 프로그램{LIQUID MATERIAL APPLICATOR, APPLICATION METHOD, AND PROGRAM}
본 발명은, 스크루의 회전수를 가변으로 하여 액체 재료의 토출량을 일정하지 않게 하여 연속 도포하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 예를 들면, 코너부와 직선부로 구성되는 도포 패턴에 기초하여 액체 재료를 패널형 부재에 도포할 때, 이동 속도의 변경에 따른 도포량의 조정을 행할 수 있는 도포 장치, 도포 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
액정이나 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)로 대표되는 플랫 패널 디스플레이를 제조하는 장치에 있어서, 패널에 대하여 점성(粘性) 재료를 소정의 패턴으로 형성하기 위해 디스펜서가 많이 사용되고 있다. 디스펜서 중 많이 사용되는 방식으로서, 압축 공기원으로부터 공급되는 공기를 저류 용기 내의 액체 재료에 인가하여 저류 용기와 연통된 노즐로부터 토출시키는 에어식 디스펜서가 있다.
에어식 디스펜서를 사용하는 도포 장치로서는, 예를 들면 특허 문헌 1에, 기판 상에 사각형상의 패턴을 묘화하는 도포 방법에 있어서, 코너부의 개시점에서 노즐과 기판과의 상대 속도를 감속하는 동시에 페이스트의 토출압을 감압하고, 코너부를 통과한 후, 코너부의 종료점에 이르기 전에 노즐과 기판과의 상대 속도를 가속하는 동시에 페이스트의 토출압을 증압함으로써, 코너부에 있어서 진동의 발생을 억제하고, 적정한 양의 도포를 행할 수 있는 것이 개시되어 있다. 또한, 상기한 제어는, 마이크로 컴퓨터의 RAM에 저장된 패턴 데이터에 기초하여 행해지고, 코너의 개시 및 종료 위치의 판정은, 리니어 스케일에 의해 계측하여 행하는 것으로 하고 있다.
한편, 고점성 액체 재료나 필러(filler)를 함유한 액체 재료를 토출하는 경우, 에어식 디스펜서를 사용한 토출에서는, 원하는 결과를 얻는 것이 곤란한 경우가 많았다. 그래서, 이 종류의 액체 재료를 토출하는 방식으로서, 봉형체(棒狀體)의 표면에 축방향으로 나선형의 플랜지를 구비하는 스크루를 회전시키고, 이 스크루의 회전에 의해 플랜지부가 액체 재료를 토출구에 반송(搬送)하여 액체 재료를 토출하는 스크루식 디스펜서가 사용되고 있다.
스크루식 디스펜서를 사용하는 도포 장치로서는, 예를 들면, 특허 문헌 2에 개시된 것이 있다. 특허 문헌 2에는, 나사홈식 디스펜서를 사용하여, 기판 상에 페이스트를 토출시키는 것에 의해 패턴을 형성하는 방법에 있어서, 토출 개시 시에는, 나사축의 회전수를 증가시킨 후에 일정한 회전을 유지하여 토출을 행하고, 토출 종료 시에는, 나사축의 회전수를 급속히 감소하여 정지시킴으로써, 도포선의 시점 및 종점에서의 결락(缺落), 가늘어짐, 굳어 떨어짐 등의 발생을 방지할 수 있는 것, 또한 디스펜서의 이동 속도와 동기한 도포량의 제어는, 제어 장치에 미리 프로그래밍된 도포 위치나 속도의 정보에 기초하여 행해지는 것이 개시되어 있다.
[특허 문헌 1] 일본공개특허 제2005－218971호 공보
[특허 문헌 2] 일본특허 제3769261호 공보
종래, 토출 압력을 변경함으로써 토출량을 변경하는 것이 행해지고 있었지만, 압력 변경 신호가 발해지고 나서 실제로 액체 재료에 압력이 전파되기까지의 시간이나, 압력 전파 후의 액체 재료의 응답 시간 등의 지연이 있으므로, 코너부와 직선부에서 도포량이나 형상을 균일하게 유지하는 것이 곤란했었다.
또한, 종래, 디스펜서의 이동 속도, 위치 정보, 도포량 등과 관련된 제어 데이터를, 제어 장치에 미리 설정하고, 그에 기초하여 도포량을 변경하는 제어가 행해지고 있었지만, 이러한 제어를 행하기 위해서는, 미리 최적의 제어 정보를 준비할 필요가 있었다. 그러나, 도포 패턴마다, 온도나 습도 등의 환경 조건의 변화, 액체 재료의 경시적인 점도의 변화 등 각종 요인을 고려한 다수의 제어 데이터를 준비해 두는 것은 곤란했었다.
본 발명은, 액체 재료의 응답 시간의 지연이나 경시적인 점도 변화 등의 문제를 미리 다수의 제어 데이터를 준비하지 않아도 해소할 수 있는 액체 재료의 도포 장치, 도포 방법 및 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이하의［1］내지［7］의 액체 재료의 도포 장치를 요지로 한다.
［1］액체 재료를 토출하는 스크루식 디스펜서를 구비한 토출 유닛과; 공작물을 탑재하는 테이블과; 토출 유닛과 공작물을 상대 이동시키는 구동 수단과; 공작물 상에 도포된 액체 재료의 토출량을 계측하는 계측 유닛과; 이들의 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 도포 장치로서, 상기 제어부는, 공작물과 토출 유닛을 일정하지 않은 속도로 상대 이동시키고, 액체 재료의 토출량을 일정하지 않은 묘화 패턴으로 연속 도포하는데 있어서, 도포 개시 전에 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간을 산출하는 응답 시간 산출 기능으로서, 이동 속도를 일정하게 한 도포의 도중에 토출 유닛에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하고, 그 시간을 기억하는 제1 스텝과; 도포된 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 제2 스텝과; 제1 스텝에서 기억한 시간과 제2 스텝에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간(Td)으로서 기억하는 제3 스텝을 포함하는 응답 시간 조정 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 재료의 도포 장치.
［2］상기 제어부는, 공작물과 토출 유닛을 일정하지 않은 속도로 상대 이동시키고, 액체 재료의 토출량을 일정하지 않은 묘화 패턴으로 연속 도포하는데 있어서, 도포 개시 전에 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간을 조정하는 응답 시간 조정 기능으로서, (A) 테이블과 토출 유닛을 일정한 속도로 상대 이동시켜 행하는 도포의 도중에, 토출 유닛에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하고, 그 시간을 기억하는 A1 스텝; 도포된 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 A2 스텝; 및 A1 스텝에서 기억한 시간과 A2 스텝에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간(Td)으로서 기억하는 A3 스텝과, (B) 테이블과 토출 유닛을 일정하지 않은 속도로 상대 이동시켜 행하는 도포의 도중에, 상기 상대 이동의 속도를 변화시키고, 그 시간을 기억하는 동시에 상기 응답 지연 시간(Td)에 기초하여, 토출 유닛에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하여 도포를 행하는 B1 스텝; 도포된 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 B2 스텝; B1 스텝에서 기억한 시간과 B2 스텝에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 어긋남 시간(Tdd)으로서 기억하는 B3 스텝과, (C) 액체 재료의 토출량 변화의 경사를 조정하고, 응답 지연 시간(Td)과 응답 어긋남 시간(Tdd)을 일치시키는 C 스텝을 포함하는 응답 시간 조정 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는［1］의 액체 재료의 도포 장치.
［3］상기 제어부는, 도포 개시 전에 도포된 액체 재료의 단위 길이당의 체적이 일정해지도록 조정하는 토출량 조정 기능으로서, 공작물에 도포된 액체 재료의 단위 길이당의 체적을 계측하고, 측정 도포량으로서 기억하는 제1 스텝과; 미리 설정된 목표값을 측정 도포량으로 제산(除算)하여 얻어지는 증감율을 산출하고, 기억하는 제2 스텝과; 현재의 토출량에 제2 스텝에서 기억한 증감율을 승산한 값에 기초하여 다음 회의 토출량 조건을 산출하고, 기억하는 제3 스텝을 포함하는 토출량 조정 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는［1］또는［2］의 액체 재료의 도포 장치. 여기서, 토출량 조건이란, 액체 재료에 인가하는 압력이나 스크루의 회전수 등의 설정값이다.
［4］상기 제어부는, 상기 제2 스텝에 있어서, 상기 측정 도포량이 상기 목표값의 허용 범위를 넘는 경우에만, 상기 증감율을 산출하고, 상기 제3 스텝을 실행하는 것을 특징으로 하는［3］의 액체 재료의 도포 장치.
［5］상기 제어부는, 상기 스크루의 회전수 및 액체 재료에 인가되는 압축 기체의 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는［1］내지［4］중 어느 하나의 액체 재료의 도포 장치.
［6］상기 계측 유닛은, 카메라 및/또는 레이저 변위계를 구비한 것을 특징으로 하는［1］내지［5］중 어느 하나의 액체 재료의 도포 장치.
［7］조정용 공작물을 탑재하는 조정용 테이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는［1］내지［6］중 어느 하나의 액체 재료의 도포 장치.
또한, 본 발명은, 이하의［8］내지［14］의 액체 재료의 도포 방법 및［15］의 프로그램을 요지로 한다.
［8］테이블 상에 탑재된 공작물과, 공작물과 대향하는 스크루식 디스펜서를 구비한 토출 유닛을 일정한 속도로 상대 이동시키고, 액체 재료의 토출량을 일정하지 않게 하여 연속 도포하는데 있어서, 도포 개시 전에 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간을 산출하는 응답 시간 산출 공정을 포함하는 도포 방법으로서, 응답 시간 산출 공정은, 이동 속도를 일정하게 한 도포의 도중에 토출 유닛에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하고, 그 시간을 기억하는 제1 스텝과; 도포된 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 제2 스텝과; 제1 스텝에서 기억한 시간과 제2 스텝에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간(Td)으로서 기억하는 제3 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 재료의 도포 방법.
［9］테이블 상에 탑재된 공작물과, 공작물과 대향하는 스크루식 디스펜서를 구비한 토출 유닛을 일정하지 않은 속도로 상대 이동시키고, 액체 재료의 토출량을 일정하지 않게 하여 연속 도포하는데 있어서, 도포 개시 전에 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간을 조정하는 응답 시간 조정 공정을 포함하는 도포 방법으로서, 응답 시간 조정 공정은, (A) 테이블과 토출 유닛을 일정한 속도로 상대 이동시켜 행하는 도포의 도중에, 토출 유닛에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하고, 그 시간을 기억하는 A1 스텝; 도포된 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 A2 스텝; 및 A1 스텝에서 기억한 시간과 A2 스텝에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간(Td)으로서 기억하는 A3 스텝과, (B) 테이블과 토출 유닛을 일정하지 않은 속도로 상대 이동시켜 행하는 도포의 도중에, 상기 상대 이동의 속도를 변화시키고, 그 시간을 기억하는 동시에 상기 응답 지연 시간(Td)에 기초하여, 토출 유닛에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하여 도포를 행하는 B1 스텝; 도포된 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 B2 스텝; B1 스텝에서 기억한 시간과 B2 스텝에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 어긋남 시간(Tdd)으로서 기억하는 B3 스텝과, (C) 액체 재료의 토출량 변화의 경사를 조정하고, 응답 지연 시간(Td)과 응답 어긋남 시간(Tdd)을 일치시키는 C 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 재료의 도포 방법.
［10］상기 상대 이동의 속도를 복수회 변화시키는 경우에 있어서, 상기 A2 스텝 및 상기 B2 스텝은, 상기 상대 이동의 속도가 변화된 각각의 위치의 근방 복수 개소에서 도포된 액체 재료의 계측을 행하고, 상기 각각의 계측값으로부터 토출량 변화의 평균값을 구하고, 그에 기초하여, 상기 토출량의 변화 개시 시간을 산출하는 것, 및 상기 C 스텝은, 상기 B2 스텝에서 산출한 토출량 변화의 평균값에 기초하여, 상기 액체 재료의 토출량 변화의 경사를 산출하는 것을 특징으로 하는［9］의 액체 재료의 도포 방법.
［11］직선부와 코너부로 구성되는 도포 패턴에 있어서, 코너부에서의 도포 속도를 직선부에서의 도포 속도와 비교하여 저속으로 하는 것을 특징으로 하는［9］또는［10］의 액체 재료의 도포 방법.
［12］코너부가 곡선으로 이루어지는 대략 사각형상의 도포 패턴인 것을 특징으로 하는［11］의 액체 재료의 도포 방법.
［13］테이블 상에 탑재된 공작물과, 공작물과 대향하는 스크루식 디스펜서를 구비한 토출 유닛을 일정하지 않은 속도로 상대 이동시키고, 액체 재료의 토출량을 일정하지 않게 하여 연속 도포하는데 있어서, 도포 개시 전에 도포된 액체 재료의 단위 길이당의 체적이 일정해지도록 조정하는 토출량 조정 공정을 포함하는 도포 방법으로서, 토출량 조정 공정은, 공작물에 도포된 액체 재료의 단위 길이당의 체적을 계측하고, 측정 도포량으로서 기억하는 제1 스텝과; 미리 설정된 목표값을 측정 도포량으로 제산하여 얻어지는 증감율을 산출하고, 기억하는 제2 스텝과; 현재의 토출량에 제2 스텝에서 기억한 증감율을 승산한 값에 기초하여 다음 회의 토출량 조건을 산출하고, 기억하는 제3 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 재료의 도포 방법. 토출량 조건의 의의는, 상기［3］과 같다.
［14］상기 제2 스텝에 있어서, 상기 측정 도포량이 상기 목표값의 허용 범위를 넘는 경우에만, 상기 제2 스텝은 상기 증감율을 산출하고, 상기 제3 스텝이 실행되는 것을 특징으로 하는［13］의 액체 재료의 도포 방법.
［15］［8］내지［14］중 어느 하나에 기재된 액체 재료의 도포 방법을 도포 장치로 하여금 실행하게 하는 프로그램.
본 발명은, 실제로 도포한 액체 재료를 계측하고, 이 계측 결과에 따라 상대 이동 속도와 토출량 등을 조정하므로, 도포 패턴마다, 온도나 습도 등의 환경 조건의 변화, 액체 재료의 경시적인 점도의 변화 등 각종 요인을 고려한 다수의 제어 데이터를 준비하는 것은 불필요하다.
또한, 환경 조건의 변화나 경시적 점도의 변화 등에도 신속히 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 도포 장치의 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 스크루식 디스펜서를 설명하기 위한 주요부 단면도이다.
도 3은 응답 지연 시간의 산출을 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 코너부에 있어서의 이동 속도의 변화를 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 XYZ 동작과 스크루 동작과의 조정에 있어서의 액체 재료의 응답에 대한 조정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 XYZ 동작과 스크루 동작과의 조정에 있어서의 토출량을 변경하는 비율에 대한 조정을 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 응답 지연 시간의 산출 수순을 나타낸 플로차트이다.
도 8은 토출량의 조정 수순을 나타낸 플로차트이다.
도 9는 XYZ 동작과 스크루 동작과의 조정에 있어서의 액체 재료의 응답에 대한 조정 수순을 나타낸 플로차트이다.
도 10은 XYZ 동작과 스크루 동작과의 조정에 있어서의 토출량을 변경하는 비율에 대한 조정 수순을 나타낸 플로차트이다.
도 11은 도포의 모양을 나타낸 개략 사시도이다.
본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 설명한다. 이하에서는, 노즐로부터 유출되는 액체 재료의 단위 시간당의 체적을 토출량이라고 하고, 공작물에 도포되는 액체 재료의 단위 길이당의 체적을 도포량이라고 한다.
(1) 응답 지연 시간의 산출
스크루식 디스펜서를 구비한 토출 유닛의 토출량을 변경할 때, 토출량 변경 신호를 송신하고 나서, 실제로 액체 재료의 양이 변경되기까지의 응답 지연 시간을 산출하는 수순을, 도 3의 (b)를 참조하면서 설명한다. 그리고, 스크루식 디스펜서의 이동 속도 V 및 회전수 ω가 일정한 경우의 토출량은 도 3의 (a)와 같다.
먼저, 이동 속도 V를 변경하지 않고, 스크루식 디스펜서의 스크루의 회전ω만 변경한 경우의 도포를 실행한다. 다음에, 도포된 액체 재료의 스크루 회전수 ω의 변경 개시점 A를 중심으로 한 전후 복수 개소에서의 도포량(단면적, 폭, 높이 등)을 계측한다. 이 복수개의 계측 결과로부터, 액체 재료의 토출량 Lω가 실제로 변화되기 시작하는 실(實)토출량 변경 개시점 B의 위치를 구한다. 그리고, 변경 개시점 A 및 실토출량 변경 개시점 B의 거리와, 이동 속도 V에 기초하여 토출량 변경 신호를 송신하고 나서 실제로 토출량이 변경되기까지의 시간(Td)를 산출한다. 이것이 응답 지연 시간(Td)이다. 여기서는, 도포 패턴에 코너부를 포함하고 있을 필요는 없고, 직선부만으로 이루어지는 도포 패턴이면 된다.
그리고, 안정화를 도모하기 위해서는, 복수회 같은 도포와 계측을 반복하여 평균하는 것이 바람직하다.
(2) 토출량의 조정
토출량의 조정에 대하여, 1개의 코너부와, 1개의 코너부를 사이에 협지하는 2개의 직선부로 이루어지는 도 4의 도포 패턴을 참조하면서 설명한다.
코너부를 가지는 도포 패턴에 기초하여 도포를 실행하는 경우, 코너부에 있어서는 이동 속도를 감속하여 도포를 행한다. 코너부에서의 속도의 변화는 다음과 같다.
먼저, 노즐이 도 4의 좌측으로부터 우측을 향해, 액체 재료를 토출하면서 속도 V1으로 이동하여 온다. 코너부의 바로 앞 C점에 다다르면 노즐은 감속을 시작하고, 코너부 직전의 D점 까지의 사이에서 속도 V2로 감속한다. 속도 V2를 일정하게 유지한 채 코너부를 돌아, 코너부 직후의 E점에 다다르면 가속을 시작하여 F점에 이르기까지 속도 V1으로 가속하고, 그대로 일정한 속도로 도 4의 위쪽으로 이동한다.
여기서, 코너부에서 속도를 변경할 때는, 노즐의 이동 속도의 변경에 맞추어 액체 재료의 토출량도 변경하지 않으면, 도포량이나 도포 형상이 불균일하게 되는 문제가 생긴다. 그래서, 본 실시예에서는, 스크루의 회전수의 변경에 따라 토출량의 변경을 행하고 있다. 스크루의 회전수의 변경에 따라 토출량의 조정은, 압력에 의해 조정하는 경우에 비해 응답성이 양호하여, 이동 속도의 변경 전후에 있어서 토출량이나 형상을 균일하고 일정하게 유지할 수 있으므로 바람직하다.
먼저, 직선부와 코너부에서 도포량이 원하는 양으로 되도록 토출량을 가(假)조정한다.
먼저, 코너부에 있어서 이동 속도와 스크루 회전수를 변경한 도포를 실행한다. 그리고, 코너부와 인접하는 직선부(CD간 및 EF간)에 있어서 도포한 액체 재료의 도포량(단면적, 폭, 높이)을 각각 복수 개소에서 측정한다. CD간 및 EF 사이의 각각에 있어서의 복수 개소의 측정값으로부터, 각각에 있어서의 도포량의 측정값의 평균값을 구한다.
도포량의 측정값이, 목표값에 대한 허용 범위(임계값)를 초과하는 경우에는, 토출량의 조정을 행한다. 토출량의 조정은, 측정 직전의 토출량 조건에, 증감율을 곱해 새로운 토출량 조건으로서 설정함으로써 행한다. 여기서, 증감율이란, 도포량의 목표값을, 도포량의 측정값(평균값)으로 나눔으로써 얻어지는 값이다. 토출량의 조건은, 저류 용기 내의 액체 재료에 인가하는 압축 기체의 압력이나, 모터에 의한 스크루의 회전수를 조정함으로써 설정한다.
측정값이 허용 범위 내에 수속되기까지, 상기한 수순이 반복된다.
(3) XYZ 동작과 스크루식 디스펜서 동작의 조정
코너부에서의 속도 변경에 따른 토출량의 조정 방법을 설명한다. 감속과 가속에서 방법은 기본적으로 동일하므로, 이하에서는 감속의 경우에 대하여만 설명한다.
노즐의 이동 속도를 감속하는 경우, 토출량을 일정하게 하면 감속 시에 도포량이 증가하므로, 감속에 맞추어 토출량이 감소하도록 조정을 행한다.
처음에, 이동 속도의 감속에 따라 토출량이 감소하고, 속도 변경의 전후에서 도포량이 균일하게 되도록, (1)에서 구한 응답 지연 시간(Td)을 고려하여 스크루 회전수 감소의 개시 위치의 조정을 행한다. 바람직하게는, 응답 지연 시간(Td)을 고려하는 것만으로는 조정되지 않는다. 예를 들면, 환경 조건의 변화나 액체 재료의 성질의 변화(점도 등의 경시적 변화)에 의한 토출량 조건의 변화에 따른 조정을 행한다.
상기한 조정에는, (가) 액체 재료의 응답에 대한 조정, (나) 토출량을 변경하는 비율의 조정이 있다. (가) 및 (나)의 조정 방법을 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한다. 그리고, 도 5 및 도 6에 있어서, 도포는 좌측으로부터 우측을 향해 진행하는 것으로 한다.
(가) 액체 재료의 응답에 대한 조정
도 5의 (a)는 이동 속도 V의 변화와 스크루 회전수 ω의 변화와의 관계를 나타낸다. 스크루 회전수 ω의 변화는 (1)에서 구한 응답 지연 시간(Td)의 분만큼 먼저 변화하도록 조정하고 있다. 이하에서는, 스크루 회전수의 변화에 따른 토출량의 변화의 비율은 일정한 것으로 하여 설명을 진행한다.
스크루 회전수 ω의 감소에 의한 토출량 Lω의 감소 개시 위치가, 이동 속도 V의 감속에 의한 도포량 LV의 증가에 대하여 적절한 경우, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, LV에 대하여 Lω가 정확히 정합하고, 도포 결과인 선폭 W는 일정해진다. 이 경우, 도포량은 일정하므로, 토출량의 조정이 필요없는 것은 물론이다.
이동 속도 V의 감속에 의한 도포량 LV의 증가 개시에 대하여, 스크루 회전수ω의 감소에 의한 토출량 Lω의 감소 개시 위치가 빠른 경우, 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이, LV에 대하여 Lω가 먼저 감소를 개시하므로, 도포 결과인 선폭 W는 먼저 감소한다. 그 후 LV가 증가를 개시하면, Lω와 LV와의 관계로부터 선폭 W는 증가 또는 일정해진다. 그리고, LV에 대하여 Lω가 먼저 변화가 종료되므로, 선폭 W는 LV의 변화가 종료되기까지 증가하게 된다. LV가 변화가 종료되면 선폭 W는 변화 전의 상태와 같아지게 된다.
도 5의 (c)의 어긋남의 원인인, 스크루 회전수 ω의 감소 개시에 대한 토출량 Lω의 감소 개시 위치를 구하기 위해, 먼저, 이동 속도 V의 감속 개시 위치를 중심으로 한 전후 복수 개소에서 도포량, 예를 들면, 선폭 W를 계측한다. 계측한 선폭 W 중, 선폭 W가 감소를 개시하는 개소가 존재하는 경우, Lω의 감소 개시가 빠른 것으로 판정하고, 이 위치를 Lω가 감소를 개시하는 위치로 한다. 그리고, 스크루 회전수 ω의 감소 개시로부터 토출량 Lω가 감소를 개시하기까지의 시간을 구하고, 이것을 응답 어긋남 시간(Tdd)으로 한다. 이 응답 어긋남 시간(Tdd)이 (1)에서 구한 응답 지연 시간(Td)과 일치하도록 스크루 회전수 ω의 감소 개시 위치를 지연시킴으로써 조정을 행한다.
이동 속도 V의 감속에 의한 도포량 LV의 증가 개시에 대하여, 스크루 회전수ω의 감소에 의한 토출량 Lω의 감소 개시 위치가 지연된 경우, 도 5의 (d)에 나타낸 바와 같이, Lω에 대하여 LV가 먼저 증가를 개시하므로, 도포 결과인 선폭 W는 먼저 증가한다. 그 후 Lω가 감소를 개시하면, Lω와 LV와의 관계로부터 선폭 W는 감소 또는 일정해진다. 그리고, Lω에 대하여 LV가 먼저 변화가 종료되므로, 선폭 W는 Lω의 변화가 종료되기까지 감소하게 된다. Lω의 변화가 종료되면 선폭 W는 변화 전의 상태와 같아지게 된다.
도 5의 (d)의 어긋남의 원인인, 스크루 회전수 ω의 감소 개시에 대한 토출량 Lω의 감소 개시 위치를 구하기 위해, 먼저, 이동 속도 V의 감속 개시 위치를 중심으로 한 전후 복수 개소에서 선폭 W를 계측한다. 계측한 선폭 W 중, 선폭 W가 증가로부터 감소(또는 일정)로 변화하는 개소가 존재하는 경우, Lω의 감소 개시가 지연되는 것으로 판정하고, 이 위치를 Lω가 감소 개시하는 위치로 한다. 그리고, 스크루 회전수 ω의 감소 개시로부터 토출량 Lω가 감소 개시하기까지의 시간을 구하고, 이것을 응답 어긋남 시간(Tdd)으로 한다. 이 응답 어긋남 시간(Tdd)이 (1)에서 구한 응답 지연 시간(Td)과 일치하도록 스크루 회전수 ω의 감소 개시 위치를 앞당김으로써 조정을 행한다.
(나) 토출량의 변경 비율에 대한 조정
도 6의 (a)는 이동 속도 V의 변화와 스크루 회전수 ω의 변화와의 관계를 나타낸다. 스크루 회전수 ω의 변화는 (1)에서 구한 응답 지연 시간(Td)의 분만큼 먼저 변화하도록 조정하고 있다. 이하에서는, 스크루 회전수의 변화에 따른 토출량 변화의 개시 위치는 일정한 것으로 하여 설명을 진행한다.
이동 속도 V의 감속 구간 SV 내에서의 도포량 LV의 증가의 비율에 대하여, 감속 구간 SV 내에서의 토출량 Lω의 감소 비율(경사로 표현되는)이 적절한 경우, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, LV에 대하여 Lω가 정확히 정합하고, 도포 결과인 선폭 W는 일정해진다. 이 경우, 도포량은 일정하므로, 조정이 필요없는 것은 물론이다.
감속 구간 SV 내에서의 도포량 LV의 증가에 대하여, 감속 구간 SV 내에서의 토출량 Lω의 감소 비율이 클 경우, 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이, Lω의 감소 비율이 크기 때문에, 도포 결과인 선폭 W는 먼저 감소한다. 그 후 Lω가 먼저 변화가 종료되므로, 선폭 W는 LV의 변화가 종료되기까지 증가하게 된다. LV의 변화가 종료되면 선폭 W는 변화 전의 상태와 같아지게 된다.
도 6의 (c)의 어긋남의 원인인, 스크루 회전수 ω의 감소 비율에 대한 토출량 Lω의 감소 비율을 구하기 위해, 먼저, 감속 구간 SV 내의 복수 개소에서 선폭 W를 계측한다. 계측한 선폭 W 중, 선폭 W가 감소하는 구간이 존재하는 경우, Lω의 감소 비율이 큰 것으로 판정하고, 이 구간에서의 선폭 W의 감소 비율과 이동 속도 V의 감속 비율로부터 토출량 Lω의 감소 비율을 구하고, 이동 속도 V의 감속의 비율과 일치하도록 스크루 회전수 ω의 감소 비율을 작게 함으로써 조정을 행한다.
감속 구간 SV 내에서의 도포량 LV의 증가에 대하여, 감속 구간 SV 내에서의 토출량 Lω의 감소 비율이 작을 경우, 도 6의 (d)에 나타낸 바와 같이, Lω의 감소 비율이 작으므로, 도포 결과인 선폭 W는 먼저 증가한다. 그 후 LV가 먼저 변화가 종료되므로, 선폭 W는 Lω의 변화가 종료되기까지 감소하게 된다. Lω의 변화가 종료되면 선폭 W는 변화 전의 상태와 같아지게 된다.
도 6의 (d)의 어긋남의 원인인, 스크루 회전수 ω의 감소 비율에 대한 토출량 Lω의 감소 비율을 구하기 위해, 먼저, 감속 구간 SV 내의 복수 개소에서 선폭 W를 계측한다. 계측한 선폭 W 중, 선폭 W가 증가하는 구간이 존재하는 경우, Lω의 감소 비율이 작은 것으로 판정하고, 이 구간에서의 선폭 W의 감소 비율과 이동 속도 V의 감속의 비율로부터 토출량 Lω의 감소 비율을 구하여, 이동 속도 V의 감속의 비율과 일치하도록 스크루 회전수 ω의 감소 비율을 크게 함으로써 조정을 행한다.
상기 (가) 및 (나)의 어긋남은, 개별적으로 발생하는 것이 아니고, 실제의 도포에서는 동시에 발생할 수 있는 것이므로, (가)에 의한 조정을 행한 후, 계속하여 (나)에 의한 조정을 행하여 조정의 정밀도를 향상시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 (가) 및 (나)의 일련의 방법을 복수회 반복하는 것에 의해, 또한 정밀도를 향상시키는 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명의 상세를 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 본 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
도 1에 본 실시예에 관한 방법을 실시하기 위한 도포 장치의 개략 사시도를 나타낸다.
도포 장치(1)는, 액체 재료를 토출하는 토출 유닛(2), 공작물(6) 상에 도포된 액체 재료의 도포량을 계측하는 계측 유닛(3), 액체 재료가 도포되는 공작물(6)을 탑재하는 테이블(7), 토출 유닛(2) 및 계측 유닛(3)이 설치되고, 테이블(7) 상을 XYZ 방향으로 상대 이동시키는 XYZ 구동 수단을 구비하고 있다.
또한, 공작물(6)을 탑재하는 테이블(7)과는 별도로, 조정용의 도포를 행하는 조정용 공작물을 탑재하는 조정용 테이블(8)이 설치되어 있다.
액체 재료를 토출하는 토출 유닛(2)은, 스크루를 모터로 회전시키고, 저류 용기로부터 압송(壓送)되는 액체 재료를 노즐로부터 토출하는 스크루식 디스펜서이다. 이 스크루식 디스펜서는, 도시하지 않은 토출 제어 수단인 디스펜스 컨트롤러에 연결되고, 이 디스펜스 컨트롤러에 의해 모터 회전수 및 저류 용기 내의 액체 재료에 인가하는 압축 기체의 압력을 제어하고 있다.
계측 유닛(3)은, 도포된 액체 재료를 촬상한 화상으로부터 도포 선폭을 구하는 카메라, 및 공작물의 면과 액체 재료 표면과의 거리의 차를 레이저에 의해 계측하여 도포된 액체 재료의 높이 또는 단면적을 구하는 레이저 변위계 중 어느 한쪽 또는 양쪽으로 구성되어 있다. 토출 유닛(2)과 계측 유닛(3)은 각각 개별적으로 설치해도 되고, 토출 유닛의 근방에 계측 유닛을 설치하여 일체로 해도 된다. 또한, 토출 유닛(2) 및 계측 유닛(3)은, Z 구동 수단에 의해 공작물의 면에 수직인 방향으로 이동 가능하게 하는 것이 바람직하다. 상기한 구성 요소는, 주기억부 및 연산부를 구비한 도시하지 않은 제어부에 연결되어, 그 동작이 제어된다.
도 2는 본 실시예의 스크루식 디스펜서를 설명하기 위한 주요부 단면도이다.
본 실시예의 스크루식 디스펜서는, 본체부(100)와, 봉형체의 표면에 축방향으로 나선형의 플랜지를 구비하는 스크루(101)와, 스크루(101)를 회전시키는 회전 구동 기구인 모터(102)와, 스크루 선단부(107) 측에 장착되고 스크루 삽입공(103)과 연통되는 노즐(105)과, 스크루(101)가 삽통(揷通)되는 실링 부재(106)를 구비한다.
본체부(100)에는, 스크루(101)가 삽입설치되는 스크루 삽입공(103)과, 스크루 삽입공(103)의 측면에 설치되고, 액체 재료(300)가 공급되는 액재 공급구(104)와, 연통 유로(200)가 형성되어 있다.
연통 유로(200)는, 액체 재료(300)를 액재 공급구(104)에 유입하는 유로이며, 저류 용기인 시린지(syringe)(201)를 장착하는 저류 용기 장착구(202)와, 저류 용기 장착구(202)와 연통되어 흐름 방향이 스크루 삽입공(103)의 중심축으로 향하도록 경사를 가지는 제1 유로(203)와, 제1 유로(203)와 본체부(100)의 액재 공급구(104)를 연통하여 흐름 방향이 스크루 삽입공(103)의 중심축에 대하여 직각인 제2 유로(204)로 구성된다. 본 실시예에서는, 연통 유로(200)와 본체부(100)가 일체로 형성되어 있으므로, 실링 부재의 수는 최소한으로 억제되어 있다.
시린지(201)는, 저류 용기 장착구(202)에 접속되어 있고, 그 상부에 장착된 어댑터 튜브(205)로부터 압축 기체가 공급됨으로써, 연통 유로(201)를 통해서 액체 재료(300)를 본체부 액재 공급구(104)로 압송한다. 본 실시예에서는, 제1 유로(203)에 경사를 형성함으로써, 압송 시의 저항을 낮게 하고 있다.
또한, 제1 유로(203)와 함께 저류 용기 장착구(202)에 장착되는 시린지(201)도 경사지게 함으로써, 시린지(201)의 형상의 자유도를 높이고 있다. 예를 들면, 시린지(201)의 사이즈가 폭방향으로 커져도 본체부(100)와 간섭되지 않으므로, 회피를 위해 연통 유로(201)를 연장할 필요가 없다. 즉, 시린지 사이즈의 대형화에 따른 연통 유로(200)의 연장이 최소한으로 억제되는 구조이므로, 시린지 사이즈의 대형화에 따른 압송 압력의 증대를 억제할 수 있다.
토출 공정에 있어서는, 시린지(201) 내에 어댑터 튜브(205)를 통하여 압축 기체를 공급함으로써, 시린지(201) 내에 저류된 액체 재료(300)가, 저류 용기 장착구(202)로부터 연통 유로(200)에 공급되고, 액재 공급구(104)로부터 스크루 삽입공(103)에 유입된다.
스크루 삽입공(103)에 유입되는 액체 재료(300)는, 압축 공기에 의해 가압되고 있으므로, 그 일부가 위쪽으로 향하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 실링 부재(106)와 인접하는 방액(放液) 공간이 형성되어 있으므로, 액체 재료(300)가 실링 부재(106)에 직접 도달되지 않고, 또한, 액재 공급구(104)보다 위쪽에 위치하는 플랜지에 의해 아래쪽으로 이송되므로, 실링 부재(106)의 근방에 액체 재료(300)가 잔류하지도 않는다. 이와 같이, 실링 부재(106)에 액체 재료가 도달하지 않기 때문에, 실링 부재(106)와 스크루(101)와의 접촉면 압력이 낮아지므로, 마모의 문제를 최소한으로 할 수 있다.
액재 공급구(104)로부터 스크루 삽입공(103)에 유입된 액체 재료(300)는, 모터(102)에 의해 회전되는 스크루(101)의 회전에 의해, 스크루 삽입공(103) 내를 스크루 선단부(107) 측으로 이송되고, 스크루 삽입공(103) 하단에 장착된 노즐(105)로부터 토출된다.
이상에서 설명한, 시린지(201)로부터 노즐(105)까지의 액체 재료(300)의 흐름은, 도 2의 화살표(301)로 나타낸 바와 같다.
토출 종료 시에는, 모터(102)의 회전을 정지시킴으로써 스크루(101)의 회전을 정지하고, 또한 시린지(201)에 공급되어 있었던 압축 기체의 공급을 정지하여 토출을 종료할 수 있다.
《토출량의 조정 수순》
코너부와 직선부로 구성되는 도포 패턴에 기초하여 액체 재료를 도포할 때, 노즐과 공작물과의 상대 이동 속도의 변경에 따른 토출량의 조정의 수순을, 도 7 내지 도 10을 참조하면서 설명한다.
첫째로, 도 7에 나타낸 응답 지연 시간(Td)의 산출을 행한다. 먼저, 공작물 또는 조정용 공작물에, 이동 속도를 일정하게 한 채, 스크루식 디스펜서의 스크루의 회전수만을 변경하여 도포를 행한다(스텝 101). 다음에, 액체 재료의 도포량을 스크루 회전수의 변경 개시점을 중심으로 한 전후 복수 개소에서 계측한다(스텝 102). 다음에, 스텝 102에서의 계측 결과로부터 토출량이 변화 개시하는 점을 구하고(스텝 103), 스크루 회전수를 변경 개시한 점 및 스텝 103에서 구한 점과, 이동 속도로부터 응답 지연 시간(Td)을 산출하고(스텝 104), 종료한다.
둘째로, 도 8에 나타낸 토출량의 조정을 행한다. 먼저, 공작물 또는 조정용 공작물에, 코너부와 직선부로 구성되는 도포 패턴에 기초하여, 코너부에 있어서 이동 속도 및 스크루 회전수를 변경한 도포를 행한다(스텝 201). 다음에, 도포한 액체 재료의 도포량을 각 코너부에서, 코너부와 인접하는 직선부에 대하여 각각 복수 개소에서 계측한다(스텝 202). 다음에, 스텝 202에서의 계측 결과로부터 코너부 및 직선부의 각각의 평균값을 구한다(스텝 203). 구한 평균값과 미리 설정하여 둔 목표값에 대한 허용 범위를 비교하여(스텝 204), 허용 범위 내이면 종료한다. 허용 범위를 넘는 경우, 각각의 평균값(측정값)과 목표값과의 비를 기초로 증감율을 산출한다(스텝 205). 원래의 토출량 조건에 스텝 205에서 산출한 증감율을 곱한 값을 새로운 토출량 조건으로서 설정한다(스텝 206). 그리고, 다시 스텝 201 내지 스텝 203을 실행하고, 스텝 204에서 판정을 행한 결과가 허용 범위 내이면 종료한다. 상기 수순을 허용 범위 내가 될 때까지 반복한다. 그리고, 상기 스텝 204는, 스텝 203의 전에 행하도록 해도 된다.
예를 들면, 직선부의 단면적의 목표값을 6000［㎛2］, 허용 범위를 목표값의 ±5%로 설정했을 때, 측정값이 6600［㎛2］이었다고 하면, 허용 범위의 상한값(목표값＋5%= 6300［㎛2］)을 넘고 있으므로 조정이 행해진다. 먼저, 목표값과 측정값과의 비를 구하면, (목표값)/(측정값)= 약 0.9로 된다. 이것을 증감율로 한다. 도포 실행 시의 토출량 조건인 스크루의 회전수가 3000［rpm］였던 경우, 이 회전수와 상기 증감율을 곱한 값(3000×0.9= 2700［rpm］)을 새로운 토출량 조건인 스크루 회전수로서 설정한다. 코너부에 있어서도 동일한 수순으로 토출량의 조정을 행한다.
셋째로, 도 9 및 도 10에 나타낸 XYZ 동작과 스크루 동작과의 조정을 행한다. 여기서는, 이동 속도를 감속하는 경우에 대하여만 설명한다.
먼저, 도 9에 나타낸 액체 재료의 응답에 대한 조정을 행한다. 먼저, 공작물 또는 조정용 공작물에, 코너부와 직선부로 구성되는 도포 패턴에 기초하여, 코너부에 있어서 이동 속도와 스크루 회전수를 변경한 도포를 행한다(스텝 301). 다음에, 도포한 액체 재료의 도포량을, 이동 속도의 변경 개시점을 중심으로 한 전후 복수 개소에서 계측한다(스텝 302). 다음에, 스텝 302에서의 계측 결과와 미리 설정하여 둔 허용 범위를 비교하여(스텝 304), 허용 범위 내이면 조정을 행하지 않고(스텝 312) 후술하는 토출량 변경 비율에 대한 조정 수순(스텝 401)으로 이행한다. 허용 범위를 넘는 경우, 스텝 302에서 계측한 복수개 점에서의 결과로부터 도포량이 감소하는 개소가 존재하는지를 판정한다(스텝 304). 존재하지 않는 경우, 스텝 308로 이행한다. 존재하는 경우, 스크루 회전수의 감소 개시에 대한 토출량의 감소 개시가 빠른 것으로 판정한다(스텝 305). 그리고, 스크루 회전수 감소 개시로부터 토출량 감소 개시까지의 시간(어긋남 시간(Tdd))을 산출하고(스텝 306), 이 어긋남 시간(Tdd)이 스텝 104에서 구한 지연 시간(Td)과 일치하도록 스크루 회전수 감소 개시 위치를 지연시키는 조정을 행한다(스텝 307). 조정 후에는 다시 스텝 301로부터의 수순을 실행한다. 스텝 304에서 도포량이 감소하는 개소가 존재하지 않는 것으로 되었을 경우, 스텝 302에서 계측한 복수개 점에서의 결과로부터 도포량이 증가로부터 감소로 변화하는 개소가 존재하는지를 판정한다(스텝 308). 존재하지 않을 경우, 후술하는 스텝 401로 이행한다. 존재하는 경우, 스크루 회전수의 감소 개시에 대한 토출량의 감소 개시가 늦은 것으로 판정한다(스텝 309). 그리고, 스크루 회전수 감소 개시로부터 토출량 감소 개시까지의 시간(어긋남 시간(Tdd))을 산출하고(스텝 310), 이 어긋남 시간(Tdd)이 스텝 104에서 구한 지연 시간(Td)과 일치하도록 스크루 회전수 감소 개시 위치를 앞당기는 조정을 행한다(스텝 311). 조정 후에는 다시 스텝 301로부터의 수순을 실행한다. 상기 수순을 허용 범위 내가 될 때까지 반복한다. 그리고, 응답에 대한 조정을 단독으로 행하는 경우에는, 스텝 401로 이행하지 않고 거기서 종료한다.
다음에, 도 10에 나타낸 토출량의 변경 비율에 대한 조정을 행한다. 먼저, 공작물 또는 조정용 공작물에, 코너부와 직선부로 구성되는 도포 패턴에 기초하여, 코너부에 있어서 이동 속도와 스크루 회전수를 변경한 도포를 행한다(스텝 401). 다음에, 도포한 액체 재료의 도포량을 이동 속도의 변경 구간 내의 복수 개소에서 계측한다(스텝 402). 다음에, 스텝 402에서의 계측 결과와 미리 설정하여 둔 허용 범위를 비교하여(스텝 404), 허용 범위 내이면 조정을 행하지 않고(스텝 412) 수순을 종료한다. 허용 범위를 넘는 경우, 스텝 402에서 계측한 복수개 점에서의 결과로부터 도포량이 감소하는 구간이 존재하는지를 판정한다(스텝 404). 도포량의 감소 구간이 존재하지 않는 경우, 스텝 408로 이행하고, 존재하는 경우, 스크루 회전수의 감소 비율(토출량의 감소 비율)에 대한 도포량의 감소 비율이 큰 것으로 판정한다(스텝 405). 그리고, 이 구간에서의 도포량의 감소 비율과 이동 속도의 감속 비율로부터 스크루 토출 유닛으로부터의 토출량의 감소 비율을 구하고(스텝 406), 이동 속도의 감속 비율과 일치하도록 스크루 회전수의 감소 비율을 작게 하여 조정을 행한다(스텝 407). 조정 후에는 다시 스텝 401로부터의 수순을 실행한다.
스텝 404에서 도포량이 감소하는 구간이 존재하지 않는 것으로 된 경우, 스텝 402에서 계측한 복수개 점에서의 결과로부터 도포량이 증가하는 구간이 존재하는지를 판정한다(스텝 408). 도포량의 증가 구간이 존재하지 않는 경우, 수순을 종료하고, 존재하는 경우, 스크루 회전수의 감소 비율(토출량의 감소 비율)에 대한 도포량의 감소 비율이 작은 것으로 판정한다(스텝 409). 그리고, 이 구간에서의 도포량의 감소 비율과 이동 속도의 감속 비율로부터 스크루 토출 유닛으로부터의 토출량의 감소 비율을 구하고(스텝 410), 이동 속도의 감속 비율과 일치하도록 스크루 회전수의 감소 비율을 크게 하여 조정을 행한다(스텝 411). 조정 후에는 다시 스텝 401로부터의 수순을 실행한다. 상기 수순을 허용 범위 내가 될 때까지 반복한다.
그리고, 스텝 308 또는 스텝 312 내지 스텝 401로 계속하여 이행하는 경우, 스텝 401을 행하지 않고 다음의 스텝으로 진행해도 된다. 또한, 도 9에 나타낸 조정 스텝과 도 10에 나타낸 조정 스텝은 순서가 반대로 행해져도 된다. 즉, 도 10에 나타낸 수순을 먼저 행하고, 도 9에 나타낸 수순을 후에 행해도 된다.
직선부와 코너부에서 이동 속도를 변경한 도포를 행하고, 토출량의 조정을 행한 결과의 구체예를 이하에 나타낸다. 예를 들면, 도포량의 계측을 단면적에 의해 행하는 경우를 고려한다. 목표로 하는 단면적을 6000［㎛2］으로 도포하는 경우, 직선부를 속도 150［mm/s］로 이동할 때 단면적이 목표값 6000［㎛2］으로 되는 스크루 회전수는 3000［rpm］으로 되고, 코너부를 속도 50［mm/s］까지 감속하여 이동했을 때 단면적이 목표값 6000［㎛2］으로 되는 스크루 회전수는 1000［rpm］으로 된다.
도 11에, 사각형상을 한 도포 패턴에 기초하여 도포를 행하는 예를 나타낸다. 도포는, 공작물의 바로 앞 대략 중앙으로부터 개시하고, 반시계 방향으로 진행한다. 그리고, 다시 개시 위치로 복귀하여 도포를 종료한다. 즉, 도포는 개시점과 종료점이 연결되어, 폐쇄된 도포 패턴으로 된다. 도포 패턴은, 4개의 직선부와 네 개의 코너부로 이루어지고, 코너부는 같은 크기의 반경을 가지는 원호로 되어 있다. 4개의 코너부 각각에서 이동 속도를 감속하고, 감속에 병행하여 스크루 회전수를 감소시키는 도포를 행한다. 그러므로, 4개의 코너부 각각에 대하여 조정을 행할 필요가 있다. 코너부에서의 조정은, 각각 개별적으로 행할 수도 있지만, 4개의 코너부에서의 계측을 모아서 행하고, 계측 결과의 평균값을 구하고 나서, 이 평균값에 기초하여 4개의 코너부의 조정을 모아서 행해도 된다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은, 점성 액체 재료나 필러를 함유하는 액체 재료를 토출하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며, 예를 들면, 반도체 기기나 FPD(Flat Panel Display)의 제조에 있어서, 크림 납땜, 은페이스트나 수지계 접착제 등을 토출하기 위해 사용된다.
1: 도포 장치
2: 토출 유닛
3: 계측 유닛
5: 구동부
6: 도포 대상물
7: 테이블
8: 조정용 테이블
9: 도포 패턴
10: 노즐
11: 코너부
12: 도포 개시점
13: 도포 방향
100: 본체부
101: 스크루
102: 회전 구동 기구(모터)
103: 스크루 삽입공
104: 액재 공급구
105: 노즐
106: 실링 부재
107: 스크루 선단부
108: 스크루 근원부
200: 연통 유로
201: 저류 용기(시린지)
202: 저류 용기 장착구
203: 제1 유로
204: 제2 유로
205: 어댑터 튜브
300: 액체 재료
301: 액체 재료의 흐름

Claims (15)

  1. 액체 재료를 토출하는 스크루식 디스펜서를 구비한 토출 유닛과; 공작물을 탑재하는 테이블과; 상기 토출 유닛과 상기 공작물을 상대 이동시키는 구동 수단과; 상기 공작물 상에 도포된 액체 재료의 토출량을 계측하는 계측 유닛과; 이들의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 도포 장치로서,
    상기 제어부는, 상기 공작물과 상기 토출 유닛을 일정하지 않은 속도로 상대 이동시키고, 상기 액체 재료의 토출량을 일정하지 않은 묘화 패턴으로 연속 도포하는데 있어서, 도포 개시 전에 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간을 산출하는 응답 시간 산출 기능으로서, 이동 속도를 일정하게 한 도포의 도중에 상기 토출 유닛에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하고, 그 시간을 기억하는 제1 스텝과; 도포된 상기 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 제2 스텝과; 상기 제1 스텝에서 기억한 시간과 상기 제2 스텝에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간(Td)으로서 기억하는 제3 스텝을 포함하는 응답 시간 조정 기능을 포함하는,
    액체 재료의 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 공작물과 상기 토출 유닛을 일정하지 않은 속도로 상대 이동시키고, 상기 액체 재료의 토출량을 일정하지 않은 묘화 패턴으로 연속 도포하는데 있어서, 도포 개시 전에 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간을 조정하는 응답 시간 조정 기능으로서,
    (A) 상기 테이블과 상기 토출 유닛을 일정한 속도로 상대 이동시켜 행하는 도포의 도중에, 상기 토출 유닛에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하고, 그 시간을 기억하는 A1 스텝; 도포된 상기 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 A2 스텝; 및 상기 A1 스텝에서 기억한 시간과 상기 A2 스텝에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간(Td)으로서 기억하는 A3 스텝과,
    (B) 상기 테이블과 상기 토출 유닛을 일정하지 않은 속도로 상대 이동시켜 행하는 도포의 도중에, 상기 상대 이동의 속도를 변화시키고, 그 시간을 기억하는 동시에 상기 응답 지연 시간(Td)에 기초하여, 상기 토출 유닛에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하여 도포를 행하는 B1 스텝; 도포된 상기 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 B2 스텝; 상기 B1 스텝에서 기억한 시간과 상기 B2 스텝에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 어긋남 시간(Tdd)으로서 기억하는 B3 스텝과,
    (C) 상기 액체 재료의 토출량 변화의 경사를 조정하고, 응답 지연 시간(Td)과 응답 어긋남 시간(Tdd)을 일치시키는 C 스텝
    을 포함하는 응답 시간 조정 기능을 포함하는, 액체 재료의 도포 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 도포 개시 전에 도포된 상기 액체 재료의 단위 길이당의 체적이 일정해지도록 조정하는 토출량 조정 기능으로서,
    상기 공작물에 도포된 상기 액체 재료의 단위 길이당의 체적을 계측하고, 측정 도포량으로서 기억하는 제1 스텝과,
    미리 설정된 목표값을 측정 도포량으로 제산(除算)하여 얻어지는 증감율을 산출하고, 기억하는 제2 스텝과,
    현재의 토출량에 상기 제2 스텝에서 기억한 증감율을 승산한 값에 기초하여 다음 회의 토출량 조건을 산출하고, 기억하는 제3 스텝
    을 포함하는 토출량 조정 기능을 포함하는, 액체 재료의 도포 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제2 스텝에 있어서, 상기 측정 도포량이 상기 목표값의 허용 범위를 넘는 경우에만, 상기 증감율을 산출하고, 상기 제3 스텝을 실행하는, 액체 재료의 도포 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 스크루의 회전수 및 상기 액체 재료에 인가되는 압축 기체의 압력을 제어하는, 액체 재료의 도포 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계측 유닛은, 카메라 및/또는 레이저 변위계를 포함하는, 액체 재료의 도포 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    조정용 공작물을 탑재하는 조정용 테이블을 더 포함하는, 액체 재료의 도포 장치.
  8. 테이블 상에 탑재된 공작물과, 상기 공작물과 대향하는 스크루식 디스펜서를 구비한 토출 유닛을 일정한 속도로 상대 이동시키고, 상기 액체 재료의 토출량을 일정하지 않게 하여 연속 도포하는데 있어서, 도포 개시 전에 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간을 산출하는 응답 시간 산출 공정을 포함하는 도포 방법으로서,
    상기 응답 시간 산출 공정은, 이동 속도를 일정하게 한 도포의 도중에 상기 토출 유닛에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하고, 그 시간을 기억하는 제1 스텝과,
    도포된 상기 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 제2 스텝과,
    상기 제1 스텝에서 기억한 시간과 상기 제2 스텝에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간(Td)으로서 기억하는 제3 스텝
    을 포함하는, 액체 재료의 도포 방법.
  9. 테이블 상에 탑재된 공작물과, 상기 공작물과 대향하는 스크루식 디스펜서를 구비한 토출 유닛을 일정하지 않은 속도로 상대 이동시키고, 상기 액체 재료의 토출량을 일정하지 않게 하여 연속 도포하는데 있어서, 도포 개시 전에 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간을 조정하는 응답 시간 조정 공정을 포함하는 도포 방법으로서,
    상기 응답 시간 조정 공정은,
    (A) 상기 테이블과 상기 토출 유닛을 일정한 속도로 상대 이동시켜 행하는 도포의 도중에, 상기 토출 유닛에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하고, 그 시간을 기억하는 A1 스텝; 도포된 상기 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 제A2 스텝; 및 상기 A1 스텝에서 기억한 시간과 상기 A2 스텝에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 지연 시간(Td)으로서 기억하는 A3 스텝과,
    (B) 상기 테이블과 상기 토출 유닛을 일정하지 않은 속도로 상대 이동시켜 행하는 도포의 도중에, 상기 상대 이동의 속도를 변화시키고, 그 시간을 기억하는 동시에 상기 응답 지연 시간(Td)에 기초하여, 상기 토출 유닛에 토출량을 변화시키는 신호를 송신하여 도포를 행하는 B1 스텝; 도포된 액체 재료를 계측함으로써 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고, 그 시간을 기억하는 B2 스텝; 상기 B1 스텝에서 기억한 시간과 상기 B2 스텝에서 기억한 시간과의 차분값을 토출량을 변화시킬 때의 응답 어긋남 시간(Tdd)으로서 기억하는 B3 스텝과,
    (C) 상기 액체 재료의 토출량 변화의 경사를 조정하고, 상기 응답 지연 시간(Td)과 상기 응답 어긋남 시간(Tdd)을 일치시키는 C 스텝
    을 포함하는, 액체 재료의 도포 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상대 이동의 속도를 복수회 변화시키는 경우에 있어서,
    상기 A2 스텝 및 상기 B2 스텝은, 상기 상대 이동의 속도가 변화된 각각의 위치의 근방 복수 개소에서 도포된 액체 재료의 계측을 행하고, 상기 각각의 계측값으로부터 토출량 변화의 평균값을 구하고, 그에 기초하여, 상기 토출량의 변화 개시 시간을 산출하고,
    상기 C 스텝은, 상기 B2 스텝에서 산출한 토출량 변화의 평균값에 기초하여, 상기 액체 재료의 토출량 변화의 경사를 산출하는, 액체 재료의 도포 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    직선부와 코너부로 구성되는 도포 패턴에 있어서, 상기 코너부에서의 도포 속도를 상기 직선부에서의 도포 속도와 비교하여 저속으로 하는, 액체 재료의 도포 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 코너부가 곡선으로 이루어지는 대략 사각형상의 도포 패턴인, 액체 재료의 도포 방법.
  13. 테이블 상에 탑재된 공작물과, 상기 공작물과 대향하는 스크루식 디스펜서를 구비한 토출 유닛을 일정하지 않은 속도로 상대 이동시키고, 액체 재료의 토출량을 일정하지 않게 하여 연속 도포하는데 있어서, 도포 개시 전에 도포된 액체 재료의 단위 길이당의 체적이 일정해지도록 조정하는 토출량 조정 공정을 포함하는 도포 방법으로서,
    상기 토출량 조정 공정은,
    상기 공작물에 도포된 상기 액체 재료의 단위 길이당의 체적을 계측하고, 측정 도포량으로서 기억하는 제1 스텝과,
    미리 설정된 목표값을 측정 도포량으로 제산하여 얻어지는 증감율을 산출하고, 기억하는 제2 스텝과,
    현재의 토출량에 상기 제2 스텝에서 기억한 증감율을 승산한 값에 기초하여 다음 회의 토출량 조건을 산출하고, 기억하는 제3 스텝
    을 포함하는, 액체 재료의 도포 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 스텝에 있어서, 상기 측정 도포량이 상기 목표값의 허용 범위를 넘는 경우에만, 상기 제2 스텝은 상기 증감율을 산출하고, 상기 제3 스텝이 실행되는, 액체 재료의 도포 방법.
  15. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 액체 재료의 도포 방법을 도포 장치로 하여금 실행하게 하는, 프로그램.
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