KR20160001624A - 액적토출장치 및 노즐헤드 클리닝방법 - Google Patents

액적토출장치 및 노즐헤드 클리닝방법

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KR20160001624A
KR20160001624A KR1020150073607A KR20150073607A KR20160001624A KR 20160001624 A KR20160001624 A KR 20160001624A KR 1020150073607 A KR1020150073607 A KR 1020150073607A KR 20150073607 A KR20150073607 A KR 20150073607A KR 20160001624 A KR20160001624 A KR 20160001624A
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Abstract

세정액을 공급하는 공급장치를 준비하지 않고, 작은 잔사를 제거하는 것이 가능한 액적토출장치를 제공한다.
노즐헤드의 노즐면에, 액적을 토출하는 복수의 노즐구멍이 제1 방향으로 배열되어 있다. 노즐면으로부터 간격을 둔 상태로, 노즐면을 따라 제1 방향으로 이동 가능하게 와이퍼가 지지된다. 이동기구가, 와이퍼를 노즐면을 따라 제1 방향으로 이동시킨다. 제어장치가, 노즐헤드 및 이동기구를 제어한다. 제어장치는, 와이퍼를 제1 방향으로 이동시킴과 함께, 와이퍼의 이동에 동기하여, 제1 방향을 향하여 차례로 노즐구멍으로부터 액적을 토출시킨다.

Description

액적토출장치 및 노즐헤드 클리닝방법{Liquid droplet discharging device and method for cleaning nozzle head}
본 출원은 2014년 6월 27일에 출원된 일본 특허출원 제2014-131992호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.
본 발명은, 노즐헤드로부터 대상물을 향하여 막재료를 액적화하여 토출하는 액적토출장치, 및 액적토출장치에 이용되고 있는 노즐헤드의 클리닝방법에 관한 것이다.
노즐헤드로부터 막재료를 액적화하여 토출하고, 대상물의 표면에 막을 형성하는 기술이 알려져 있다. 막을 형성하는 대상물은, 예를 들면 프린트기판이며, 프린트기판에 형성되는 막은, 예를 들면 솔더레지스트막이다. 노즐헤드의 노즐구멍이 마련되어 있는 면(이하, “노즐면”이라고 함)에, 노즐구멍으로부터 토출된 액적의 일부가 잔사로서 남는 경우가 있다. 노즐면에 액상의 잔사가 남아 있으면, 액적의 정상적인 토출을 행할 수 없는 경우가 있다.
특허문헌 1~3에, 클리닝부재를 노즐면에 접촉시키지 않고 노즐면을 세정하는 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 방법에서는, 청소부재를 노즐면으로부터 떨어진 상태로 소인(掃引)한다. 노즐면에 남아 있는 액상의 잔사에 청소부재가 접촉함으로써, 잔사를 제거할 수 있다. 특허문헌 2, 3에 개시된 방법에서는, 노즐면과 클리닝부재의 사이에, 세정액의 액상막을 형성한다. 세정액의 액상막이 형성되어 있는 상태로 클리닝부재를 소인함으로써, 노즐면이 클리닝된다.
선행기술문헌
(특허문헌)
특허문헌 1: 일본공개특허공보 2014-69309호
특허문헌 2: 일본공개특허공보 2011-189647호
특허문헌 3: 일본공개특허공보 2013-31962호
청소부재를 노즐면으로부터 떼어 놓은 상태로 소인하는 방법으로는, 노즐면과 청소부재의 간격보다 작은 잔사를 닦아낼 수 없다. 세정액의 액상막을 형성하는 방법에서는, 노즐면과 클리닝부재의 사이에 세정액을 공급하기 위한 공급장치를 준비해야 한다.
본 발명의 목적은, 세정액을 공급하는 공급장치를 준비하지 않고, 작은 잔사를 제거하는 것이 가능한 액적토출장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 세정액을 공급하는 공급장치를 이용하지 않고, 작은 잔사를 제거하는 것이 가능한 노즐헤드 클리닝방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점에 의하면,
액적을 토출하는 복수의 노즐구멍이 제1 방향으로 배열된 노즐면을 가지는 노즐헤드와,
상기 노즐면으로부터 간격을 둔 상태로, 상기 노즐면을 따라 상기 제1 방향으로 이동 가능하게 지지되는 와이퍼와,
상기 와이퍼를, 상기 노즐면을 따라 상기 제1 방향으로 이동시키는 이동기구와,
상기 노즐헤드 및 상기 이동기구를 제어하는 제어장치를 가지고,
상기 제어장치는, 상기 와이퍼를 상기 제1 방향으로 이동시킴과 함께, 상기 와이퍼의 이동에 동기하여, 상기 제1 방향을 향하여 차례로 상기 노즐구멍으로부터 상기 액적을 토출시키는 액적토출장치가 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 의하면,
액적을 토출하는 복수의 노즐구멍이 제1 방향으로 배열된 노즐면을 가지는 노즐헤드의 상기 노즐면으로부터 간격을 두고, 와이퍼를 배치하는 공정과,
상기 와이퍼를 상기 제1 방향으로 이동시키면서, 상기 와이퍼의 이동에 동기하여, 상기 제1 방향을 향하여 차례로 상기 노즐구멍으로부터 상기 액적을 토출시키고, 토출된 상기 액적을, 상기 노즐면과 상기 와이퍼의 사이에 일시적으로 유지하여, 상기 제1 방향으로 이동시키는 공정을 가지는 노즐헤드 클리닝방법이 제공된다.
와이퍼의 이동에 동기하여 액적을 토출시키면, 토출한 액적이 노즐면과 와이퍼의 사이에 일시적으로 유지된다. 일시적으로 유지된 액적이, 와이퍼와 함께 이동함으로써, 작은 잔사가 액적에 흡수되어 제거된다. 이로 인하여, 세정액공급장치를 준비하지 않고, 작은 잔사를 제거할 수 있다.
도 1은, 실시예에 의한 액적토출장치의 개략도이다.
도 2는, 노즐유닛의 저면도이다.
도 3은, 노즐헤드, 와이퍼, 및 이동기구의 정면도이다.
도 4a~도 4d는, 와이퍼의 상단, 및 그 근방의 노즐면의 단면도이다.
도 4e~도 4g는, 와이퍼의 상단, 및 그 근방의 노즐면의 단면도이다.
도 4h~도 4k는, 와이퍼 및 노즐헤드의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는, 비교예에 의한 노즐헤드 및 클리닝부재의 개략도이다.
도 6a는, 다른 실시예에 의한 액적토출장치의 와이퍼의 상단 및 노즐헤드의 일부분의 단면도이며, 도 6b는, 와이퍼, 이동기구, 및 노즐헤드의 개략도이다.
도 1에, 실시예에 의한 액적토출장치의 개략도를 나타낸다. 정반(10) 상에, 이동기구(11)에 의하여 스테이지(12)가 지지되어 있다. 스테이지(12)의 상면(유지면)에, 프린트 배선판 등의 대상물(15)이 유지된다. 수평면 내에서 서로 직교하는 2방향을 x방향 및 y방향으로 하고, 연직 방향을 z방향으로 하는 xyz 직교좌표계를 정의한다. 이동기구(11)는, 스테이지(12)를 x방향 및 y방향으로 이동시킨다.
스테이지(12)의 상방에, 노즐유닛(20) 및 촬상장치(14)가, 지지부재(13)에 의하여 지지되어 있다. 노즐유닛(20)은, 노즐유닛 지지기구(21)를 통하여 지지부재(13)에 승강 가능하게 지지되어 있다. 노즐유닛(20) 및 촬상장치(14)는, 스테이지(12)에 유지된 대상물(15)에 대향한다. 촬상장치(14)는, 대상물(15)의 표면에 형성되어 있는 얼라이먼트 마크 등을 촬상한다. 촬상되어 얻어진 화상 데이터가, 제어장치(17)에 입력된다. 노즐유닛(20)은, 복수의 노즐구멍으로부터 대상물(15)을 향하여, 광 경화성(예를 들면 자외선 경화성)의 막재료를 액적화하여 토출한다. 토출된 막재료가, 대상물(15)의 표면에 도포된다.
와이퍼(50)가, 스테이지(12)의 측방의 퇴피 위치에 배치되어 있다. 스테이지(12)가 노즐유닛(20)의 바로 밑으로부터 벗어난 위치까지 y방향으로 이동한 상태로, 이동기구(51)가, 와이퍼(50)를 노즐유닛(20)의 바로 밑까지 이동시킬 수 있다. 이동기구(51)는, 또한 와이퍼(50)를 승강시킬 수 있다. 노즐유닛(20)으로부터 막재료를 액적화하여 토출하고 있는 기간은, 와이퍼(50)는 퇴피 위치에 퇴피된다.
제어장치(17)가, 이동기구(11, 51), 노즐유닛(20), 노즐유닛 지지기구(21), 촬상장치(14)를 제어한다. 제어장치(17)에는, 대상물(15)에 형성해야 할 막의 형상을 정의하는 화상 데이터 등이 기억되어 있다. 제어장치(17)가 화상 데이터에 근거하여, 이동기구(11) 및 노즐유닛(20)을 제어함으로써, 대상물(15)의 표면에 원하는 평면 형상을 가지는 막을 형성할 수 있다.
도 2에, 노즐유닛(20)의 저면도를 나타낸다. 지지플레이트(30)에 복수의 개구(31)가 형성되어 있다. 예를 들면, 합계 10개의 개구(31)가 2열로 나열되어 있다. 2열의 각각은, x방향으로 동일 피치로 나열되는 5개의 개구(31)로 구성된다. 일방의 열의 개구(31)는, 타방의 열의 개구(31)에 대하여, x방향으로 반피치만큼 어긋나 있다.
개구(31)의 각각의 내측에, 2개의 노즐헤드(22)가 y방향으로 나열되어 배치되어 있다. 2개의 노즐헤드(22)의 사이, 및 노즐헤드(22)의 각각의 외측에, 각각 경화용 광원(23)이 배치되어 있다. 노즐헤드(22) 및 경화용 광원(23)은, 브래킷(24)을 통하여 지지플레이트(30)에 장착되어 있다.
노즐헤드(22)의 노즐면(25)에, 복수의 노즐구멍(26)이 마련되어 있다. 노즐헤드(22)의 각각은 2개의 노즐열을 포함하고, 노즐열의 각각은, x방향으로 주기 P로 배열된 복수의 노즐구멍(26)으로 구성된다. 일방의 노즐열의 노즐구멍(26)은, 타방의 노즐열의 노즐구멍(26)에 대하여 x방향으로 (1/2)P만큼 어긋나 있다. 1개의 개구(31) 내에 배치되어 있는 2개의 노즐헤드(22)의 일방은, 타방에 대하여 (1/4)P만큼 x방향으로 어긋나 있다. 이로 인하여, 1개의 개구(31) 내의 2개의 노즐헤드(22)에 마련된 노즐구멍(26)은, 전체적으로, x방향으로 (1/4)P의 주기로 분포한다. 또한, 1장의 지지플레이트(30)에 장착된 20개의 노즐헤드(22)에 마련된 노즐구멍(26)은, 전체적으로, x방향으로 (1/4)P의 주기로 분포한다.
스테이지(12)(도 1) 및 대상물(15)(도 1)을 y방향으로 이동시키면서, 노즐헤드(22)로부터 막재료를 액적화하여 토출함으로써, 대상물(15)에 막재료를 도포할 수 있다. 대상물(15)에 도포된 막재료에, 경화용 광원(23)으로부터 방사된 경화용 빛이 조사됨으로써, 대상물(15)에 도포된 막재료가 경화한다.
도 3에, 노즐헤드(22), 와이퍼(50), 및 이동기구(51)의 정면도를 나타낸다. 와이퍼(50)가 노즐면(25)으로부터 간격(D)을 둔 상태로, 노즐면(25)을 따라 x방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 노즐면(25)에는 발액처리가 되어 있다. 와이퍼(50)의 표면은, 노즐면(25)보다 높은 친액성을 가진다.
와이퍼(50)의 상단은, 나이프 에지 형상으로 가공되어 있다. 나이프 에지 형상으로 가공된 와이퍼(50)의 상단의 능선은, y방향과 평행하다. 와이퍼(50)는, 그 상단으로부터 내려간 위치에, 저장부(52)를 가진다. 상단으로부터 와이퍼(50)를 타고 하방으로 이동한 액적이, 저장부(52)에 저장된다.
노즐면(25)에, x방향으로 배열된 복수의 노즐구멍(26)이 마련되어 있다. 제어장치(17)가, 노즐헤드(22) 및 이동기구(51)를 제어한다. 노즐헤드(22)를 클리닝할 때에는, 이동기구(51)가, 와이퍼(50)를 x축의 정방향으로 이동시킨다.
도 4a~도 4l을 참조하여, 노즐헤드(22)의 클리닝방법에 대하여 설명한다. 도 4a~도 4g는, 와이퍼(50)의 상단, 및 노즐면(25)의 일부분의 단면도를 나타내고, 도 4h~도 4l은, 노즐헤드(22) 및 와이퍼(50)의 단면도를 나타낸다.
도 4a에 나타내는 바와 같이, 노즐면(25)에 막재료의 잔사(40)가 부착되어 있다. 잔사(40)의 높이 방향의 치수는, 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 간격(D)보다 작다. 노즐헤드(22)의 클리닝을 할 때에는, 와이퍼(50)를 x방향으로 이동시킴과 함께, 와이퍼(50)의 이동에 동기하여, x방향을 향하여 차례로, 노즐구멍(26)으로부터 액적을 토출시킨다. 와이퍼(50)의 이동과, 노즐구멍(26)으로부터의 액적의 토출은, 제어장치(17)(도 4)에 의하여 제어된다.
도 4b에 나타내는 바와 같이, 와이퍼(50)의 상단이 1개의 노즐구멍(26)의 바로 밑까지 이동한 시점에서, 와이퍼(50)의 바로 윗쪽의 노즐구멍(26)으로부터 액적(41a)을 토출시킨다. 액적(41a)의 표면장력에 의하여, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 토출된 액적(41a)이, 노즐면(25)으로부터 와이퍼(50)까지 연속해서, 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 사이에 일시적으로 유지된다. 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 간격(D)은, 노즐구멍(26)으로부터 토출된 액적(41a)이, 노즐면(25)으로부터 와이퍼(50)까지 연속해서, 양자 간에 일시적으로 유지되도록 조정되어 있다.
도 4d에 나타내는 바와 같이, 와이퍼(50)의 상단이, 다음 노즐구멍(26)의 바로 밑까지 이동한 시점에서, 와이퍼(50)의 바로 위쪽의 노즐구멍(26)으로부터 액적(41b)을 토출시킨다. 도 4e에 나타내는 바와 같이, 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 사이에 유지되고 있던 액적(41a)(도 4d)과, 새롭게 토출된 액적(41b)(도 4d)이 합체하여, 보다 큰 액적(41)이 형성된다.
도 4f에 나타내는 바와 같이, 와이퍼(50)가 더 이동하여, 액적(41)이, 잔사(40)에 접촉하면, 잔사(40)가 액적(41)에 합체된다. 도 4g에 나타내는 바와 같이, 와이퍼(50)를 더 이동시키면, 잔사(40)를 흡수한 액적(41)도, 와이퍼(50)의 이동에 따라 x방향으로 이동한다. 이로 인하여, 잔사(40)가 남아 있던 위치로부터 잔사(40)가 제거된다.
도 4h에 나타내는 바와 같이, 와이퍼(50)를 이동시킴에 따라, 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 사이에 일시적으로 유지되고 있는 액적(41)이 서서히 커진다. 도 4i에 나타내는 바와 같이, 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 사이에 일시적으로 유지되고 있는 액적(41)이 소정의 크기를 넘으면, 중력의 영향을 받아, 액적(41)의 일부 또는 전부가 와이퍼(50)의 표면을 타고 하방으로 이동한다. 도 4j에 나타내는 바와 같이, 하방으로 이동한 액적(41)은, 저장부(52)에 모인다. 와이퍼(50)가 이동하면, 와이퍼(50)의 이동에 동기하여, 다음 노즐구멍(26)으로부터 액적(41)이 토출된다. 이로 인하여, 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 사이에 일시적으로 유지되고 있던 액적(41)(도 4h)의 전부가 하방으로 이동한 경우에도, 도 4j에 나타내는 바와 같이 새로운 액적(41)이 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 사이에 유지된다.
도 4k에, 와이퍼(50)가 노즐헤드(22)의 모든 노즐구멍(26)을 소인한 직후 상태를 나타낸다. 와이퍼(50)를 더 이동시키면, 도 4l에 나타내는 바와 같이, 와이퍼(50)가 노즐면(25)으로부터 x방향으로 멀어진다. 와이퍼(50)와 노즐면(25)의 간격이 멀어지면, 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 사이에 유지되고 있던 액적(41)이 와이퍼(50)의 표면을 타고 하방으로 이동하여, 저장부(52)에 모인다. 노즐면(25)이 발액성이며, 와이퍼(50)의 표면이 노즐면(25)보다 높은 친액성을 가지기 때문에, 액적(41)이 노즐면(25)에 남지 않고, 액적(41)의 전체가 와이퍼(50)의 표면을 타고 하방으로 이동하여, 저장부(52)에 모인다.
상기 실시예의 효과에 대하여 설명하기 전에, 비교예에 대하여 설명한다.
도 5a에, 비교예에 의한 노즐헤드 및 클리닝부재의 개략도를 나타낸다. 이 비교예에 있어서는, 노즐면(25)으로부터 간격을 두고 클리닝부재(55)가 배치된다. 클리닝부재(55)를 노즐면(25)을 따라 x방향으로 이동시킴으로써, 노즐면(25)의 클리닝이 행해진다. 노즐면(25)에, 노즐면(25)과 클리닝부재(55)의 간격보다 작은 잔사(40)가 남아 있다. 상기 실시예와는 상이하게, 클리닝부재(55)를 소인할 때에, 노즐구멍(26)으로부터 액적을 토출시키지 않는다.
도 5b에 나타내는 바와 같이, 클리닝부재(55)가 잔사(40)의 위치를 통과할 때, 클리닝부재(55)가 잔사(40)에 접촉하지 않는다. 이로 인하여, 잔사(40)를 제거할 수 없다.
상기 실시예에 있어서는, 도 4f에 나타낸 바와 같이, 잔사(40)가, 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 사이에 일시적으로 유지되고 있는 액적(41)에 흡수됨으로써, 잔사(40)가 제거된다. 이와 같이, 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 간격(D)(도 3)보다 작은 잔사(40)를 제거할 수 있다. 또, 상기 실시예에서는, 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 사이에 유지하는 액적(41)으로서, 노즐구멍(26)으로부터 토출된 액적이 이용된다. 이로 인하여, 세정액 등을 공급하기 위한 공급장치를 새롭게 준비하지 않고, 작은 잔사(40)를 제거할 수 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하여, 다른 실시예에 대하여 설명한다. 이하, 상기 실시예와의 상이점에 대하여 설명하고, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 6a에, 와이퍼(50)의 상단, 및 노즐헤드(22)의 일부분의 단면도를 나타낸다. 상기 실시예에서는, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 와이퍼(50)의 상단이 나이프 에지 형상으로 가공되어 있었다. 도 6a에 나타낸 실시예에서는, 와이퍼(50)의 상단이, 노즐면(25)에 대하여 대략 평행한 상면을 가진다. 이로 인하여, 노즐면(25)과 와이퍼(50)의 사이에, 보다 많은 액적을 일시적으로 유지할 수 있다.
도 6b에, 와이퍼(50), 이동기구(51), 및 노즐헤드(22)의 개략도를 나타낸다. 와이퍼(50)의 이동 방향(x방향)에 있어서, 와이퍼(50)의 상단의 양측에 저장부(52)가 배치되어 있다. 이로 인하여, 와이퍼(50)의 상단으로부터, 이동 방향의 전방측의 표면 및 후방측의 표면 중 어느 것을 타고 낙하하는 액적도, 저장부(52)에 모을 수 있다.
이상 실시예에 따라 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 다양한 변경, 개량, 조합 등이 가능한 것은 당업자에게 자명하다.
10 정반
11 이동기구
12 스테이지
13 지지부재
14 촬상장치
15 대상물
17 제어장치
20 노즐유닛
21 노즐유닛 지지기구
22 노즐헤드
23 경화용 광원
24 브래킷
25 노즐면
26 노즐구멍
30 지지 플레이트
31 개구
40 잔사
41, 41a, 41b 액적
50 와이퍼
51 이동기구
52 저장부
55 클리닝부재

Claims (5)

  1. 액적을 토출하는 복수의 노즐구멍이 제1 방향으로 배열된 노즐면을 가지는 노즐헤드와,
    상기 노즐면으로부터 간격을 둔 상태로, 상기 노즐면을 따라 상기 제1 방향으로 이동 가능하게 지지되는 와이퍼와,
    상기 와이퍼를, 상기 노즐면을 따라 상기 제1 방향으로 이동시키는 이동기구와,
    상기 노즐헤드 및 상기 이동기구를 제어하는 제어장치를 가지고,
    상기 제어장치는, 상기 와이퍼를 상기 제1 방향으로 이동시킴과 함께, 상기 와이퍼의 이동에 동기하여, 상기 제1 방향을 향하여 차례로 상기 노즐구멍으로부터 상기 액적을 토출시키는 액적토출장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 와이퍼를 상기 제1 방향으로 이동시킬 때의, 상기 노즐면으로부터 상기 와이퍼까지의 간격이, 상기 노즐구멍으로부터 토출한 상기 액적이 상기 노즐면으로부터 상기 와이퍼까지 연속하도록 조정되어 있는 액적토출장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 와이퍼는, 상기 와이퍼의 상단으로부터 상기 와이퍼를 타고 하방으로 이동한 상기 액적을 저장하는 저장부를 포함하는 액적토출장치.
  4. 액적을 토출하는 복수의 노즐구멍이 제1 방향으로 배열된 노즐면을 가지는 노즐헤드의 상기 노즐면으로부터 간격을 두고, 와이퍼를 배치하는 공정과,
    상기 와이퍼를 상기 제1 방향으로 이동시키면서, 상기 와이퍼의 이동에 동기하여, 상기 제1 방향을 향하여 차례로 상기 노즐구멍으로부터 상기 액적을 토출시키고, 토출된 상기 액적을, 상기 노즐면과 상기 와이퍼의 사이에 일시적으로 유지하여, 상기 제1 방향으로 이동시키는 공정을 가지는 노즐헤드 클리닝방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 와이퍼의 상단으로부터 상기 와이퍼를 타고 하방으로 이동한 상기 액적을, 상기 와이퍼에 마련된 저장부에 일시적으로 저장하는 공정을 더 포함하는 노즐헤드 클리닝방법.
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