KR20170080980A

KR20170080980A - 페이스트 디스펜서

Info

Publication number: KR20170080980A
Application number: KR1020150191226A
Authority: KR
Inventors: 조용주
Original assignee: 주식회사 탑 엔지니어링
Priority date: 2015-12-31
Filing date: 2015-12-31
Publication date: 2017-07-11

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 페이스트 디스펜서는, 페이스트 디스펜서를 구성하는 부품의 조립 상태에 미세한 편차가 있는 경우에도, 대상 기판에 적합한 형태의 페이스트 패턴을 형성하기 위한 것으로, 기판으로 페이스트를 토출하는 노즐이 구비되는 디스펜싱 헤드 유닛과, 디스펜싱 헤드 유닛에 구비되며, 기판에 표시된 기준 라인을 인식하는 촬상 유닛과, 촬상 유닛에 의하여 인식된 기준 라인을 기준으로 노즐을 기판에 대하여 상대적으로 이동시켜 기판에 페이스트 패턴을 형성하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.

Description

페이스트 디스펜서{PASTE DISPENSER}

본 발명은 기판에 페이스트를 도포하는 페이스트 디스펜서에 관한 것이다.

일반적으로, 액정 패널을 제조하는 과정에서는, 기판 사이의 간격을 유지하고 기판 사이에 채워진 액정이 외부로 새는 것을 방지하기 위하여, 적어도 어느 하나의 기판에 페이스트를 소정의 패턴으로 도포한다.

기판에 페이스트 패턴을 형성하기 위하여 페이스트 디스펜서라는 장비가 사용되고 있다. 페이스트 디스펜서는, 프레임 상에 배치되며 기판을 지지하는 스테이지와, 페이스트가 수용되는 시린지 및 시린지와 연통되는 노즐을 구비하는 디스펜싱 헤드 유닛과, 디스펜싱 헤드 유닛을 지지하는 디스펜싱 헤드 유닛 지지 프레임으로 구성된다.

이러한 페이스트 디스펜서는 노즐과 기판 사이의 상대 위치를 변화시켜가면서 기판 상에 페이스트 패턴을 형성한다. 즉, 페이스트 디스펜서는, 디스펜싱 헤드유닛에 장착된 노즐을 수직 방향으로 이동시켜 노즐과 기판 사이의 갭을 일정하게 조절하면서, 노즐 및/또는 기판을 수평 방향으로 이동시키고, 노즐로부터 페이스트를 토출시켜 기판 상에 페이스트 패턴을 형성한다.

한편, 종래의 경우에는, 기판에 페이스트를 도포하기 전에 기판을 정렬시킨 다음, 노즐을 미리 설정된 데이터를 기준으로 선형으로 이동시키면서 기판에 페이스트를 도포하는 공정이 진행되었다. 따라서, 페이스트 디스펜서를 구성하는 부품의 조립 상태에 미세한 편차가 있는 경우에도, 예를 들면, 디스펜싱 헤드 유닛 지지 프레임이 변형되거나 경사진 경우에도, 노즐이 미리 설정된 데이터를 기준으로만 선형으로 이동되었으므로, 대상 기판에 적합하지 않은 패턴으로 페이스트가 도포되는 문제가 발생할 수 있다.

대한민국 공개특허번호 제2012-0069141호

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 페이스트 디스펜서를 구성하는 부품의 조립 상태에 미세한 편차가 있는 경우에도, 대상 기판에 적합한 형태의 페이스트 패턴을 형성할 수 있는 페이스트 디스펜서를 제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 페이스트 디스펜서는, 기판으로 페이스트를 토출하는 노즐이 구비되는 디스펜싱 헤드 유닛과, 디스펜싱 헤드 유닛에 구비되며, 기판에 표시된 기준 라인을 인식하는 촬상 유닛과, 촬상 유닛에 의하여 인식된 기준 라인을 기준으로 노즐을 기판에 대하여 상대적으로 이동시켜 기판에 페이스트 패턴을 형성하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 페이스트 디스펜서에 의하면, 촬상 유닛을 사용하여 기판에 표시된 기준 라인을 실시간으로 인식하고, 인식된 기준 라인을 기준으로 노즐을 기판에 대하여 상대적으로 이동시켜 기판에 페이스트 패턴을 형성할 수 있으므로, 페이스트 디스펜서를 구성하는 부품의 조립 상태에 미세한 편차가 있는 경우에도 대상 기판에 적합한 형태의 페이스트 패턴을 형성할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 페이스트 디스펜서가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1의 페이스트 디스펜서의 디스펜싱 헤드 유닛이 도시된 사시도이다.
도 3은 도 1의 페이스트 디스펜서의 디스펜싱 헤드 유닛의 다른 예가 도시된 측면도이다.
도 4 내지 도 6은 도 1의 페이스트 디스펜서의 디스펜싱 헤드 유닛을 사용하여 기판에 페이스트를 도포하는 동작이 개략적으로 도시된 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 페이스트 디스펜서에 대하여 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 페이스트 디스펜서는, 프레임(10)과, 프레임(10) 상에 설치되며 기판(S)이 탑재되는 스테이지(20)와, 스테이지(20)의 양측에 설치되고 Y축 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(30)과, 한 쌍의 가이드 레일(30)에 양단이 지지되어 스테이지(20)의 상부에 설치되고 X축 방향으로 연장되는 디스펜싱 헤드 유닛 지지 프레임(40)과, 디스펜싱 헤드 유닛 지지 프레임(40)에 X축 방향으로 이동이 가능하게 설치되며 노즐(53)이 구비되는 디스펜싱 헤드 유닛(50)과, 페이스트의 도포를 위하여 각 구성의 동작을 제어하는 제어 유닛(미도시)을 포함할 수 있다.

프레임(10)에는, 스테이지(20)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 테이블(21)과 스테이지(20)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 테이블(22)이 설치될 수 있다. 이에 따라, 스테이지(20)는 X축 테이블(21) 및 Y축 테이블(22)에 의하여 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동될 수 있다. 물론, X축 테이블(21) 및 Y축 테이블(22) 중 어느 하나만이 적용되어, 스테이지(20)를 X축 방향 및 Y축 방향 중 어느 한 쪽 방향으로만 이동시키는 구성이 적용될 수 있다.

디스펜싱 헤드 유닛 지지 프레임(40)의 양단에는 가이드 레일(30)과 연결되는 가동자(41)가 설치될 수 있다. 가이드 레일(30)과 가동자(41)의 상호작용에 의하여 디스펜싱 헤드 유닛 지지 프레임(40)이 가이드 레일(30)의 길이 방향, 즉, Y축 방향으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 디스펜싱 헤드 유닛(50)은 디스펜싱 헤드 유닛 지지 프레임(40)의 Y축 방향으로의 이동에 의하여 Y축 방향으로 이동될 수 있다.

디스펜싱 헤드 유닛 지지 프레임(40)에는 X축 방향으로 배치되는 헤드 이동가이드(42)가 설치될 수 있고, 디스펜싱 헤드 유닛(50)에는 디스펜싱 헤드 유닛 지지 프레임(40)의 헤드 이동 가이드(42)와 연결되는 헤드 이동 장치(51)가 설치될 수 있다. 헤드 이동 가이드(42)와 헤드 이동 장치(51)의 상호 작용에 의하여 디스펜싱 헤드 유닛(50)이 디스펜싱 헤드 유닛 지지 프레임(40)의 길이 방향, 즉, X축 방향으로 이동될 수 있다.

이와 같이, 디스펜싱 헤드 유닛(50)은 X축 및 Y축으로 규정되는 XY 장비 좌표계에 따라 X축 방향 및/또는 Y축 방향으로 이동될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 페이스트 디스펜서에서는, 디스펜싱 헤드 유닛(50)이 정지된 상태에서 스테이지(20)가 이동되거나, 스테이지(20)가 정지된 상태에서 디스펜싱 헤드 유닛(50)이 이동되면서 기판(S) 상에 페이스트(P)가 도포될 수 있다. 이하, 이와 같은 스테이지(20)와 디스펜싱 헤드 유닛(50)의 상대 이동을 기판(S)에 대한 노즐(53)의 상대 이동이라 정의한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 디스펜싱 헤드 유닛(50)은, 페이스트가 수용되는 시린지(52)와, 시린지(52)와 연통되며 페이스트가 토출되는 노즐(53)과, 노즐(53)에 인접되게 배치되어 노즐(53)과 기판(S) 사이의 간격을 측정하기 위한 변위 센서(54)와, 노즐(53) 및 변위 센서(54)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 구동 유닛(55)과, 노즐(53) 및 변위 센서(54)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 구동 유닛(56)을 포함할 수 있다.

변위 센서(54)는 레이저를 발광하는 발광부(541)와, 발광부(541)와 소정의 간격으로 이격되며 기판(S)에서 반사된 레이저가 수광되는 수광부(542)로 구성되며, 발광부(541)에서 발광되고 기판(S)에서 반사된 후 수광부(542)에 결상되는 레이저의 결상 위치에 따른 전기 신호를 제어 유닛으로 출력하며, 제어 유닛은 이러한 전기 신호를 근거로 하여 기판(S)과 노즐(53) 사이의 간격을 계측한다.

또한, 디스펜싱 헤드 유닛(50)에는 기판(S)에 형성된 페이스트 패턴(P)의 단면적을 측정하는 단면적 센서(57)가 설치될 수 있다. 이와 같은 단면적 센서(57)는 기판(S)으로 레이저를 연속적으로 방출하여 페이스트 패턴(P)을 스캔하는 것을 통하여 페이스트 패턴(P)의 단면적을 측정한다. 단면적 센서(57)로부터 측정된 페이스트 패턴(P)의 단면적에 관한 데이터는 페이스트 패턴(P)의 불량여부를 측정하는 데에 이용될 수 있다.

또한, 디스펜싱 헤드 유닛(50)에는 노즐(53)과 인접한 부위에 기판(S)을 향하도록 설치되는 촬상 유닛(70)가 구비될 수 있다. 디스펜싱 헤드 유닛 지지 프레임(40)의 Y축 방향으로의 이동 및 디스펜싱 헤드 유닛(50)의 X축 방향으로의 이동에 의하여 노즐(53)이 이동할 때, 이러한 촬상 유닛(58)는 기판(S) 상에 표시된 기준 라인(R)을 인식하면서 노즐(53)의 현재의 위치를 측정하는 데에 이용될 수 있다.

여기에서, 기준 라인(R)은, 페이스트 패턴(P)을 선형으로 형성하는 데에 있어, 노즐(53)을 선형으로 이동시키는 데에 기준이 되는 라인이다. 예를 들면, 기판(S)이 컬러 필터(CF) 기판 또는 박막 트랜지스터(TFR) 기판인 경우 기판(S)에 이미 표시된 회로 라인, 패턴, 증착 라인, 금속 라인, 전극, RGB 패턴, 블랙 매트릭스 등이 기준 라인(R)으로 활용될 수 있다. 또한, 기준 라인(R)은 페이스트를 도포하기 위한 용도로만 사용하기 위하여 기판(S)에 그려진 라인일 수 있다.

촬상 유닛(70)은 기판(S)에 표시된 기준 라인(R)을 인식하도록 기판(S)을 향하여 형성되는 카메라(74)와, 카메라(74)가 기준 라인(R)을 따라 이동하도록 카메라(74)를 이동시키는 이동 장치(77)를 포함할 수 있다.

카메라(74)는 기판(S)을 향하여 연장될 수 있다. 다만, 카메라(74)가 기판(S)을 향하여 배치될 수 있다면, 카메라(74)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

이동 장치(77)는, 디스펜싱 헤드 유닛(50)에 고정되는 회전 모터(771)와, 회전 모터(771)와 연결되어 회전 모터(771)의 구동력에 의하여 회전되는 회전축(772)과, 회전축(772)과 카메라(74)를 연결하는 연결 부재(773)를 포함할 수 있다. 이러한 이동 장치(77)는 카메라(74)와 연결되어 카메라(74)를 수직축(예를 들면, Z축과 평행한 축)을 기준으로 회전시키며, 이에 따라, 카메라(74)가 노즐(53)을 중심으로 회전된다. 카메라(74)의 회전 중심과 회전축(772)의 회전 중심은 동일할 수 있다.

다른 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 카메라(74)는 수직축(A)을 기준으로 소정의 각도(D)로 경사지게 설치될 수 있다. 이에 따라, 카메라(74)의 회전의 중심이 되는 수직축(A)과 카메라(74)의 축(B)은 소정의 각도(D)를 이룰 수 있다. 카메라(74)의 축(B)이 수직축(A)에 대하여 소정의 각도(D)로 경사지는 경우, 카메라(74)가 촬상할 수 있는 영역의 면적이 카메라(74)의 축(B)이 기판(S)의 상면과 직교하는 경우에 비하여 증가될 수 있다.

이와 같은 구성에 따르면, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제어 유닛의 동작에 의해, 카메라(74)는 기판(S)에 표시된 기준 라인(R)을 인식하면서 기준 라인(R)을 따라 이동한다. 그리고, 제어 유닛은 카메라(74)에 의하여 인식된 기준 라인(R)을 기준으로 노즐(53)을 기판(S)에 대하여 상대적으로 이동시키는 것과 동시에 노즐(53)의 토출구(532)로부터 페이스트(P)를 토출시켜, 기판(S)에 가상의 도포 궤적(L)을 따라 페이스트 패턴(P)을 형성한다.

카메라(74)가 기준 라인(R)을 따라 이동하면서 기준 라인(R)을 인식할 수 있도록, 이동 장치(77)의 구동에 의하여 카메라(74)가 노즐(53)을 중심으로 회전된다. 그리고, 기준 라인(R)을 따라 이동하는 카메라(74)의 위치에 따라, 헤드 이동 장치(51), 가동자(41) 및/또는 Y축 구동 유닛(55)이 작동하면서, 노즐(53)이 기준 라인(R)에 대하여 미리 설정된 도포 궤적(L)상에 정확하게 위치될 수 있다.

이와 같은 과정에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(S)상의 직선형의 도포 구간에서는, 카메라(74)가 직선형의 기준 라인(R)을 따라 이동함에 따라, 노즐(53)이 이동하면서 페이스트(P)의 도포가 진행된다. 그리고, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(S)상의 곡선형의 도포 구간에 페이스트(P)의 도포가 진행되는 경우, 카메라(74)가 기준 라인(R)을 따르도록 카메라(74)가 수직축(A)을 중심으로 회전한 후, 다시 기준 라인(R)을 따라 이동하며, 이에 따라, 노즐(53)이 곡선형의 도포 구간을 이동하면서 페이스트(P)의 도포가 진행된다. 그리고, 이와 같은 동작이 순차적이고 연속적으로 진행되면서, 기판(S)상의 직선형의 도포 구간 및 곡선형의 도포 구간을 따라 페이스트(P)가 도포될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 페이스트 디스펜서에 의하면, 촬상 유닛(70)을 사용하여 기판(S)에 표시된 기준 라인(R)을 실시간으로 인식하고, 인식된 기준 라인(R)을 기준으로 노즐(53)을 기판(S)에 대하여 상대적으로 이동시켜 기판(S)에 페이스트 패턴을 형성할 수 있으므로, 페이스트 디스펜서를 구성하는 부품의 조립 상태에 미세한 편차가 있는 경우에도 대상 기판(S)에 적합한 형태의 페이스트 패턴(P)을 형성할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.

50: 디스펜싱 헤드 유닛 53: 노즐
70: 촬상 유닛 74: 카메라
77: 이동 장치 L: 도포 궤적
P: 페이스트 패턴 R: 기준 라인

Claims

기판으로 페이스트를 토출하는 노즐이 구비되는 디스펜싱 헤드 유닛;
상기 디스펜싱 헤드 유닛에 구비되며, 상기 기판에 표시된 기준 라인을 인식하는 촬상 유닛; 및
상기 촬상 유닛에 의하여 인식된 상기 기준 라인을 기준으로 상기 노즐을 상기 기판에 대하여 상대적으로 이동시켜 상기 기판에 페이스트 패턴을 형성하는 제어 유닛을 포함하는 페이스트 디스펜서.
청구항 1에 있어서,
상기 촬상 유닛은, 상기 디스펜싱 헤드 유닛에 설치되는 카메라와, 상기 카메라가 상기 기준 라인을 따라 이동하면서 상기 기준 라인을 인식하도록 상기 카메라를 이동시키는 이동 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 디스펜서.
청구항 2에 있어서,
상기 이동장치는,
상기 디스펜싱 헤드 유닛에 고정되는 회전 모터;
상기 회전 모터와 연결되는 회전축; 및
상기 회전축과 상기 카메라를 연결하는 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 디스펜서.
청구항 3에 있어서,
상기 카메라는 상기 카메라의 회전의 중심이 되는 수직축에 대하여 소정의 각도로 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 페이스트 디스펜서.