KR20180030379A - 3d printer - Google Patents

3d printer Download PDF

Info

Publication number
KR20180030379A
KR20180030379A KR1020170058881A KR20170058881A KR20180030379A KR 20180030379 A KR20180030379 A KR 20180030379A KR 1020170058881 A KR1020170058881 A KR 1020170058881A KR 20170058881 A KR20170058881 A KR 20170058881A KR 20180030379 A KR20180030379 A KR 20180030379A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal wire
metal line
insulating material
metal
unit
Prior art date
Application number
KR1020170058881A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김경현
양용석
오지영
이규성
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Publication of KR20180030379A publication Critical patent/KR20180030379A/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

The present invention relates to a 3D printer which stably bonds a metal wire. The 3D printer comprises a metal wire unit for discharging a metal wire on a bonding pad to bond the metal wire on the bonding pad; an insulating material unit for discharging an insulating material on the metal wire; and a camera unit for photographing the metal wire, wherein the metal wire unit uses an ultrasonic wave to bond the metal wire on the bonding pad, and the insulating material unit melts a solid insulating material to discharge as a liquid insulating material.

Description

3D 프린터{3D PRINTER}3D printer {3D PRINTER}

본 발명은 3D 프린터에 관한 것으로, 구체적으로, 성능이 개선된 3D 프린터에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D printer, and more particularly, to a 3D printer with improved performance.

일반적으로, 3D프린팅은 필라멘트 형태의 폴리머 소재를 열로 녹여서 2차원 단면 형상을 적층하여 3차원 형상을 만드는 것이다. 3D 프린팅을 통한 금속선 형성 기술은 열변형이 가능한 절연물질 소재의 기판 상에 전도성 폴리머, 금속 잉크, 또는 금속 페이스트를 제공하는 것을 포함한다. 하지만, 전도성 폴리머, 금속 잉크, 또는 금속 페이스트는 저항이 높고, 절연물질 기판 내부로 스며들 수 있어 문제된다. 전도성 폴리머, 금속 잉크, 또는 금속 페이스트의 저항을 낮추기 위해 열처리를 수행하는 경우, 상기 물질들은 절연물질 기판 내부로 더 스며들 수 있다. 이에 따라, 금속선의 전기전도도 특성이 저하될 수 있다. Generally, 3D printing is a process of melting a filament-type polymer material into heat and laminating a two-dimensional cross-sectional shape to form a three-dimensional shape. Metal line formation techniques through 3D printing include providing a conductive polymer, metal ink, or metal paste on a substrate of an insulating material material that is thermally deformable. However, conductive polymers, metal inks, or metal pastes are problematic because they have high resistance and can penetrate into the insulating material substrate. When a heat treatment is performed to lower the resistance of the conductive polymer, the metal ink, or the metal paste, the materials may further penetrate into the insulating material substrate. As a result, the electrical conductivity of the metal wire may be deteriorated.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 금속선을 안정적으로 본딩시키는 것에 있다. An object of the present invention is to stably bond a metal wire.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 개시에 한정되지 않는다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above disclosure.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 3D 프린터는 금속선을 본딩 패드 상에 배출하여, 본딩시키는 금속선 유닛; 상기 금속선 상에 절연물질을 토출하는 절연물질 유닛; 및 상기 금속선 및 상기 절연물질을 촬영하는 카메라부를 포함하되, 상기 금속선 유닛은 초음파를 이용하여, 상기 금속선을 상기 본딩 패드 상에 접합시키고, 상기 절연물질 유닛은 고체 절연물질을 용융하여 액체 절연물질을 토출할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a 3D printer including: a metal wire unit for discharging and bonding a metal wire onto a bonding pad; An insulating material unit for discharging an insulating material on the metal wire; And a camera unit for photographing the metal wire and the insulating material, wherein the metal wire unit joins the metal wire to the bonding pad using ultrasonic waves, and the insulating material unit melts the solid insulating material to form a liquid insulating material Can be discharged.

본 발명의 개념에 따른 3D 프린터는 낮은 저항을 갖는 금속선을 안정적으로 2차원 또는 3차원 기판 상에 제공할 수 있다. The 3D printer according to the concept of the present invention can stably provide a metal wire having a low resistance on a two-dimensional or three-dimensional substrate.

다만, 본 발명의 효과는 상기 개시에 한정되지 않는다.However, the effect of the present invention is not limited to the above disclosure.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 3D 프린터를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 3D 프린터의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 3D 프린팅 공정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 3D 프린팅 공정을 설명하기 위한 개념도들이다.1 is a block diagram illustrating a 3D printer according to exemplary embodiments of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a 3D printer according to exemplary embodiments of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a 3D printing process according to exemplary embodiments of the present invention.
FIGS. 4 to 8 are conceptual diagrams illustrating a 3D printing process according to exemplary embodiments of the present invention.

본 발명의 기술적 사상의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명 기술적 사상은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 기술적 사상의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. In order to fully understand the structure and effect of the technical idea of the present invention, preferred embodiments of the technical idea of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms and various modifications may be made. It is to be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 기술적 사상의 이상적인 예시도인 블록도 및/또는 개념도를 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 다양한 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다. The same reference numerals denote the same elements throughout the specification. The embodiments described herein will be described with reference to block diagrams and / or conceptual diagrams that are ideal illustrations of the technical spirit of the present invention. In the drawings, the thickness of the regions is exaggerated for an effective description of the technical content. Thus, the regions illustrated in the figures have schematic attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific types of regions of the elements and are not intended to limit the scope of the invention. Although various terms have been used in the various embodiments of the present disclosure to describe various elements, these elements should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. The embodiments described and exemplified herein also include their complementary embodiments.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상의 바람직한 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 3D 프린터를 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 3D 프린터의 개념도이다. 1 is a block diagram illustrating a 3D printer according to exemplary embodiments of the present invention. 2 is a conceptual diagram of a 3D printer according to exemplary embodiments of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 금속선 유닛(100), 절연물질 유닛(200), 카메라부(300), 및 제어부(400)를 포함하는 3D 프린터(10)가 제공될 수 있다. 3D 프린터(10)는 수평적 및 수직적으로 이동할 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2, a 3D printer 10 including a metal wire unit 100, an insulating material unit 200, a camera unit 300, and a control unit 400 may be provided. The 3D printer 10 can move horizontally and vertically.

금속선 유닛(100)는 금속선 제공부(110), 금속선 가이드(120), 본딩 툴(130), 금속선 클램프(140), 및 금속선 커터(150)를 포함할 수 있다. 금속선 제공부(110)는 금속선 가이드(120)와 금속선 커터(150) 사이에 금속선(ML)을 제공할 수 있다. 금속선(ML)은 낮은 저항을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속선(ML)은 금(Au), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 인듐(In), 니켈-금(Ni-Au) 합금, 구리-알루미늄(Cu-Al) 합금, 구리-은(Cu-Ag) 합금 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 금속선 제공부(110)는 롤러들(112)을 포함할 수 있다. 롤러들(112)은 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 롤러들(112) 중 하나는 시계 방향으로 회전하고, 다른 하나는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 롤러들(112)은 금속선(ML)을 금속선 가이드(120)와 금속선 커터(150) 사이로 밀어 넣을 수 있다. 금속선(ML)은 금속선 가이드(120)와 금속선 커터(150) 사이의 통로(MLP)를 따라 진행하여, 금속선 유닛(100) 외부로 배출될 수 있다. 롤러들(112)의 표면은 탄성을 갖는 물질로 덮일 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 롤러들(112)의 표면은 고무로 덮일 수 있다. 이에 따라, 롤러들(112)은 금속선(ML)을 손상시키지 않고, 상기 통로(MLP)로 밀어 넣을 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 롤러들(112)은 서로 멀어지는 방향으로 이동하여, 금속선(ML)으로부터 이격될 수 있다. The metal wire unit 100 may include a metal wire feeder 110, a metal wire guide 120, a bonding tool 130, a metal wire clamp 140, and a metal wire cutter 150. The metal wire feeder 110 may provide the metal wire ML between the metal wire guide 120 and the metal wire cutter 150. The metal line ML may comprise a material having a low resistance. For example, the metal line ML may be formed of gold (Au), aluminum (Al), copper (Cu), silver (Ag), nickel (Ni), indium (In), nickel- - aluminum (Cu-Al) alloy, a copper-silver (Cu-Ag) alloy, or a combination thereof. The metal wire feeder 110 may include rollers 112. The rollers 112 can rotate in opposite directions. For example, one of the rollers 112 may rotate in a clockwise direction and the other may rotate in a counterclockwise direction. The rollers 112 can push the metal wire ML between the metal wire guide 120 and the metal wire cutter 150. [ The metal wire ML can travel along the path MLP between the metal wire guide 120 and the metal wire cutter 150 and can be discharged outside the metal wire unit 100. [ The surface of the rollers 112 may be covered with a material having elasticity. In the exemplary embodiments, the surface of the rollers 112 may be covered with rubber. Accordingly, the rollers 112 can be pushed into the passage MLP without damaging the metal line ML. In the exemplary embodiments, the rollers 112 may move away from one another and may be spaced from the metal line ML.

본딩 툴(130)은 상기 금속선(ML)을 본딩 패드(미도시)에 접합시킬 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 본딩 툴(130)은 초음파를 이용한 본딩 장치일 수 있다. 예를 들어, 본딩 툴(130)은 금속선(ML)에 초음파를 제공하여, 금속선(ML)을 본딩 패드 상에 접합시킬 수 있다. 본딩 툴(130)은 하강 또는 상승할 수 있다. 금속선 유닛(100) 외부로 배출된 금속선(ML)을 본딩하는 공정이 수행될 경우, 본딩 툴(130)은 하강하여 상기 금속선(ML)에 접한 후, 상기 금속선(ML) 내부에 초음파를 제공할 수 있다. 금속선 유닛(100) 외부로 배출된 금속선(ML)을 본딩하는 공정이 수행되지 않을 경우, 본딩 툴(130)은 상승하여 상기 금속선(ML)으로부터 이격될 수 있다.The bonding tool 130 may bond the metal line ML to a bonding pad (not shown). In the exemplary embodiments, the bonding tool 130 may be an ultrasonic bonding apparatus. For example, the bonding tool 130 may provide ultrasonic waves to the metal line ML to bond the metal line ML on the bonding pad. The bonding tool 130 can be lowered or raised. When the process of bonding the metal line ML discharged to the outside of the metal line unit 100 is performed, the bonding tool 130 descends to contact the metal line ML and then provides ultrasonic waves to the metal line ML . When the process of bonding the metal line ML discharged to the outside of the metal line unit 100 is not performed, the bonding tool 130 may be lifted and separated from the metal line ML.

금속선 클램프(140)는 금속선(ML)의 위치를 고정시킬 수 있다. 금속선 클램프(140)는 금속선(ML)에 압력을 제공하여 금속선(ML)의 위치를 고정시킬 수 있다. 금속선 클램프(140)는 하강 또는 상승할 수 있다. 금속선 유닛(100) 외부로 배출된 금속선(ML)을 고정시키는 공정이 수행될 경우, 금속선 클램프(140)는 하강하여 상기 금속선(ML)을 누를 수 있다. 금속선 유닛(100) 외부로 배출된 금속선(ML)은 금속선 클램프(140)와 본딩 패드 사이에 삽입되어 고정될 수 있다. 금속선 유닛(100) 외부로 배출된 금속선(ML)을 고정시키는 공정이 수행되지 않을 경우, 금속선 클램프(140)는 상승하여 상기 금속선(ML)으로부터 이격될 수 있다. The metal line clamp 140 can fix the position of the metal line ML. The metal wire clamp 140 may provide a pressure to the metal wire ML to fix the position of the metal wire ML. The metal line clamp 140 can be lowered or raised. When the process of fixing the metal line ML discharged to the outside of the metal line unit 100 is performed, the metal line clamp 140 can be lowered to press the metal line ML. The metal wire ML discharged to the outside of the metal wire unit 100 may be inserted and fixed between the metal wire clamp 140 and the bonding pads. When the process of fixing the metal line ML discharged to the outside of the metal line unit 100 is not performed, the metal line clamp 140 can be lifted and separated from the metal line ML.

금속선 커터(150)는 금속선(ML)을 절단할 수 있다. 예를 들어, 금속선 커터(150)는 날카로운 단부를 가질 수 있다. 금속선 커터(150)는 하강 또는 상승할 수 있다. 금속선 유닛(100) 외부로 배출된 금속선(ML)을 절단하는 공정이 수행될 경우, 금속선 커터(150)는 하강하여, 상기 금속선(ML)을 절단할 수 있다. 금속선 유닛(100) 외부로 배출된 금속선(ML)을 절단하는 공정이 수행되지 않을 경우, 금속선 커터(150)는 상승하여 상기 금속선(ML)으로부터 이격될 수 있다. The metal wire cutter 150 can cut the metal wire ML. For example, the metal wire cutter 150 may have a sharp end. The metal wire cutter 150 can be lowered or raised. When the step of cutting the metal line ML discharged to the outside of the metal line unit 100 is performed, the metal line cutter 150 can be lowered to cut the metal line ML. When the step of cutting the metal line ML discharged to the outside of the metal line unit 100 is not performed, the metal line cutter 150 may be lifted and separated from the metal line ML.

절연물질 유닛(200)는 노즐부(210), 절연물질 제공부(220), 가열부(230), 및 압력부(240)를 포함할 수 있다. 절연물질 제공부(220)는 고체 절연물질(SDM)을 노즐부(210) 내에 제공할 수 있다. 예를 들어, 고체 절연물질(SDM)은 와이어 형상을 가질 수 있다. 가열부(230)는 노즐부(210) 내의 고체 절연물질(SDM)을 가열하여 용융시킬 수 있다. 고체 절연물질(SDM)이 용융되어, 액체 절연물질(LDM)이 형성될 수 있다. 압력부(240)는 노즐부(210) 내부에 압력을 제공하여, 액체 절연물질(LDM)을 노즐부(210) 외부로 토출시킬 수 있다. 토출된 액체 절연물질(LDM)은 냉각되어 다시 고체로 돌아갈 수 있다. The insulating material unit 200 may include a nozzle unit 210, an insulating material providing unit 220, a heating unit 230, and a pressure unit 240. The insulating material supplier 220 may provide a solid insulative material (SDM) in the nozzle part 210. For example, the solid insulative material (SDM) may have a wire shape. The heating unit 230 may heat and melt the solid insulation material SDM in the nozzle unit 210. The solid insulative material (SDM) may be melted and a liquid insulative material (LDM) may be formed. The pressure unit 240 may apply pressure to the inside of the nozzle unit 210 to discharge the liquid insulating material LDM to the outside of the nozzle unit 210. The discharged liquid insulating material (LDM) may be cooled and returned to solid.

카메라부(300)는 본딩된 금속선(ML) 및 토출된 액체 절연물질(LDM)을 촬영하여, 영상 데이터를 생성할 수 있다. 카메라(310)를 포함하는 카메라 헤드(320)가 카메라부(300)의 하단부에 제공될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 카메라 헤드(320)는 회전할 수 있다. 카메라(310)는 카메라 헤드(320)의 회전을 통해 상기 금속선(ML) 및 액체 절연물질(LDM)을 교대로 촬영할 수 있다. 예를 들어, 카메라(310)는 CCD 카메라일 수 있다. 카메라부(300)는 상기 영상 데이터를 제어부(400)에 제공할 수 있다. 상기 영상 데이터는 표시부(미도시)를 통해 출력될 수 있다. 3D 프린터의 사용자는 영상 데이터를 통해 금속선(ML)이 요구되는 위치에 제대로 본딩되었는지 및 액체 절연물질(LDM)이 요구되는 위치에 정확히 토출되었는지 확인될 수 있다. The camera unit 300 can image the bonded metal lines ML and the discharged liquid insulating material LDM to generate image data. A camera head 320 including a camera 310 may be provided at the lower end of the camera unit 300. [ In the exemplary embodiments, the camera head 320 is rotatable. The camera 310 can photograph the metal line ML and the liquid insulating material LDM alternately through the rotation of the camera head 320. [ For example, the camera 310 may be a CCD camera. The camera unit 300 may provide the image data to the control unit 400. FIG. The image data may be output through a display unit (not shown). The user of the 3D printer can confirm through the image data that the metal line ML is properly bonded to the required position and that the liquid insulating material (LDM) is accurately discharged at the required position.

제어부(400)는 금속선 유닛(100), 절연물질 유닛(200), 및 카메라부(300)의 작동들을 제어할 수 있다. 제어부(400)는 본딩 툴(130)을 제어하여, 금속선(ML)을 요구되는 위치 상에 제공한 후, 상기 금속선(ML)을 본딩할 수 있다. 제어부(400)는 절연물질 유닛(200)를 제어하여, 액체 절연물질(LDM)을 금속선(ML) 상에 토출할 수 있다. 제어부(400)는 카메라부(300)의 위치를 제어하여, 본딩된 금속선(ML) 및 토출된 액체 절연물질(LDM)을 촬영할 수 있다. The control unit 400 can control the operations of the metal wire unit 100, the insulating material unit 200, and the camera unit 300. [ The control unit 400 may control the bonding tool 130 to bond the metal line ML after providing the metal line ML on a required position. The control unit 400 may control the insulating material unit 200 to discharge the liquid insulating material LDM onto the metal line ML. The control unit 400 can control the position of the camera unit 300 and photograph the bonded metal line ML and the discharged liquid insulating material LDM.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 3D 프린팅 공정을 설명하기 위한 순서도이다. 도 4 내지 도 8은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 3D 프린팅 공정을 설명하기 위한 개념도들이다. 설명의 간결함을 위하여, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 것과 실질적으로 동일한 내용은 생략된다. 3 is a flowchart illustrating a 3D printing process according to exemplary embodiments of the present invention. FIGS. 4 to 8 are conceptual diagrams illustrating a 3D printing process according to exemplary embodiments of the present invention. For brevity of description, substantially the same contents as those described with reference to Figs. 1 and 2 are omitted.

도 3 및 도 4를 참조하면, 기판(20)이 제공될 수 있다. 예를 들어, 기판(20)은 절연물질(예를 들어, 절연성 폴리머)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 기판(20)은 반도체 패키지 기판일 수 있다. 기판(20) 상에 제1 본딩 패드(42)가 제공될 수 있다. 제1 본딩 패드(42)는 도전 물질(예를 들어, 금속)을 포함할 수 있다. 제1 본딩 패드(42)는 반도체 패키지의 외부로 연장된 도전 패턴(미도시)에 전기적으로 연결될 수 있다. 기판(20) 상에 제2 본딩 패드(44)를 포함하는 구조체(30)가 제공될 수 있다. 제2 본딩 패드(44)는 구조체(30) 상에 제공될 수 있다. 제2 본딩 패드(44)는 구조체(30) 내부의 전기 소자들과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 본딩 패드(44)는 도전 물질(예를 들어, 금속)을 포함할 수 있다. 제2 본딩 패드(44)는 제1 본딩 패드(42)로부터 기판(20)의 상면에 평행한 방향으로 이격될 수 있다. 3 and 4, a substrate 20 may be provided. For example, the substrate 20 may comprise an insulating material (e.g., an insulating polymer). In exemplary embodiments, the substrate 20 may be a semiconductor package substrate. A first bonding pad 42 may be provided on the substrate 20. The first bonding pad 42 may comprise a conductive material (e.g., a metal). The first bonding pad 42 may be electrically connected to a conductive pattern (not shown) extending outside the semiconductor package. A structure 30 including a second bonding pad 44 on the substrate 20 may be provided. A second bonding pad 44 may be provided on the structure 30. The second bonding pad 44 may be electrically connected to the electrical components within the structure 30. [ The second bonding pad 44 may comprise a conductive material (e.g., a metal). The second bonding pads 44 may be spaced apart from the first bonding pads 42 in a direction parallel to the upper surface of the substrate 20.

금속선(ML)이 제1 본딩 패드(42) 상에 본딩될 수 있다.(S10) 금속선(ML)을 제1 본딩 패드(42) 상에 본딩하는 공정은 3D 프린터(10)를 제1 본딩 패드(42) 상에 제공하는 것, 금속선(ML)을 제1 본딩 패드(42) 상에 제공하는 것, 및 금속선(ML)을 제1 본딩 패드(42)에 접합시키는 것을 포함할 수 있다. The metal wire ML may be bonded on the first bonding pad 42. (S10) In the process of bonding the metal wire ML onto the first bonding pad 42, the 3D printer 10 is bonded to the first bonding pad 42. [ Providing the metal line ML on the first bonding pad 42 and bonding the metal line ML to the first bonding pad 42. [

제어부(400)는 3D 프린터(10)를 제1 본딩 패드(42) 상으로 이동시킬 수 있다. 3D 프린터(10)는 금속선 가이드(120)의 출구가 제1 본딩 패드(42) 상에 배치되도록 이동될 수 있다. The control unit 400 may move the 3D printer 10 onto the first bonding pad 42. [ The 3D printer 10 can be moved so that the exit of the metal wire guide 120 is disposed on the first bonding pad 42. [

금속선 제공부(110)는 롤러들(112)을 포함할 수 있다. 롤러들(112)은 금속선(ML)을 금속선 가이드(120)와 금속선 커터(150) 사이의 통로(MLP)로 밀어 넣을 수 있다. 롤러들(112)의 작동은 제어부(400)에 의해 조절될 수 있다. 금속선(ML)은 롤러들(112)에 의해 밀려 금속선 가이드(120) 밖으로 배출될 수 있다. The metal wire feeder 110 may include rollers 112. The rollers 112 can push the metal wire ML into the passage MLP between the metal wire guide 120 and the metal wire cutter 150. [ The operation of the rollers 112 can be controlled by the control unit 400. [ The metal line ML can be pushed by the rollers 112 and discharged out of the metal wire guide 120.

롤러들(112)이 금속선(ML)을 금속선 가이드(120) 밖으로 배출하는 동안, 제어부(400)는 3D 프린터(10)를 이동시킬 수 있다. 3D 프린터(10)는 금속선(ML)이 배출되는 방향에 반대되는 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 3D 프린터(10)는 제1 방향(D1)으로 이동하고, 금속선(ML)은 제1 방향(D1)에 반대되는 제2 방향(D2)으로 배출될 수 있다. 금속선(ML)이 금속선 클램프(140) 아래에 배치될 경우, 제어부(400)는 3D 프린터(10)를 정지시킬 수 있다. 금속선(ML)이 금속선 클램프(140) 아래에 배치되는 것은 카메라(310)에 의해 촬영되어, 감지될 수 있다. 금속선 클램프(140)는 초기 위치로부터 하강하여, 금속선(ML)을 누를 수 있다. 금속선(ML)은 금속선 클램프(140)와 제1 본딩 패드(42) 사이에 고정될 수 있다. 금속선(ML)의 눌림 여부는 카메라(310)에 의해 촬영되어, 확인될 수 있다. 본딩 툴(130)이 초기 위치로부터 하강하여, 금속선(ML)의 상면에 접할 수 있다. 본딩 툴(130)은 금속선(ML)에 초음파를 제공하여, 금속선(ML)를 제1 본딩 패드(42)에 본딩시킬 수 있다. 금속선(ML)과 제1 본딩 패드(42)의 접합 여부는 카메라(310)에 의해 촬영되어, 검사될 수 있다. 상기 본딩 공정 종료 후, 본딩 툴(130) 및 금속선 클램프(140)는 상승하여, 초기 위치로 돌아갈 수 있다. The controller 400 can move the 3D printer 10 while the rollers 112 discharge the metal line ML out of the metal line guide 120. [ The 3D printer 10 can be moved in a direction opposite to the direction in which the metal line ML is discharged. For example, the 3D printer 10 may move in a first direction D1 and the metal line ML may be ejected in a second direction D2 opposite to the first direction D1. When the metal line ML is disposed below the metal line clamp 140, the control unit 400 can stop the 3D printer 10. It is sensed by the camera 310 that the metal line ML is disposed under the metal line clamp 140 and can be sensed. The metal wire clamp 140 is lowered from the initial position, and can press the metal wire ML. The metal line ML may be fixed between the metal line clamp 140 and the first bonding pad 42. Whether or not the metal line ML is pressed can be photographed by the camera 310 and confirmed. The bonding tool 130 can be lowered from the initial position and contacted with the upper surface of the metal line ML. The bonding tool 130 may apply ultrasonic waves to the metal line ML to bond the metal line ML to the first bonding pad 42. [ Whether or not the metal line ML and the first bonding pad 42 are bonded can be photographed and inspected by the camera 310. After the completion of the bonding process, the bonding tool 130 and the metal wire clamp 140 can be moved up to the initial position.

도 3 및 도 5를 참조하면, 3D 프린터(10)가 이동하며, 금속선(ML) 상에 액체 절연물질(LDM)을 토출할 수 있다.(S20) 제어부(400)는 3D 프린터(10)를 제2 본딩 패드(44)를 향해 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 3D 프린터(10)는 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 절연물질 유닛(200)는 액체 절연물질(LDM)을 금속선(ML) 상에 토출하여, 금속선(ML)을 덮을 수 있다. 액체 절연물질(LDM)은 금속선(ML)의 표면을 덮을 수 있다. 예를 들어, 액체 절연물질(LDM)은 금속선(ML)의 상면 및 양 측면들을 전부 덮을 수 있다. 액체 절연물질(LDM)은 금속선(ML) 상에서 냉각되어, 고체 상태로 변할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 액체 절연물질(LDM)이 요구되는 위치에 요구되는 양만큼 토출되었는지가 카메라(310)에 의해 촬영되어, 확인될 수 있다. 예를 들어, 카메라(310)는 카메라 헤드(320)의 회전을 통해 토출되는 액체 절연물질(LDM)을 촬영할 수 있다. 3 and 5, the 3D printer 10 moves and can discharge the liquid insulating material LDM on the metal line ML. (S20) The controller 400 controls the 3D printer 10 And can be moved toward the second bonding pad 44. For example, the 3D printer 10 can move in the first direction D1. The insulating material unit 200 can discharge the liquid insulating material LDM onto the metal line ML to cover the metal line ML. The liquid insulative material (LDM) may cover the surface of the metal line ML. For example, the liquid insulating material LDM may completely cover the upper surface and both sides of the metal line ML. The liquid insulative material (LDM) may be cooled on the metal line (ML) and may change to a solid state. In the exemplary embodiments, whether the liquid insulative material (LDM) is ejected in the required amount at the required amount can be photographed and confirmed by the camera 310. [ For example, the camera 310 can photograph a liquid insulating material (LDM) discharged through rotation of the camera head 320.

도 3 및 도 6을 참조하면, 3D 프린터(10)는 금속선(ML)을 제2 본딩 패드(44)에 본딩시킬 수 있다.(S30) 상기 금속선(ML)의 본딩 공정은 3D 프린터(10)를 제2 본딩 패드(44) 상으로 이동시키는 것, 금속선 클램프(140)로 금속선(ML)을 고정시키는 것, 및 본딩 툴(130)로 금속선(ML)을 제2 본딩 패드(44)에 본딩시키는 것을 포함할 수 있다. 3D 프린터(10)는 제어부(400)에 의해 제어되어, 제2 본딩 패드(44) 상으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 금속선(ML)은 제2 본딩 패드(44) 상에 제공될 수 있다. 제어부(400)는 3D 프린터(10)를 정지시킬 수 있다. 금속선 클램프(140)는 초기 위치로부터 하강하여, 금속선(ML)을 누를 수 있다. 금속선(ML)은 금속선 클램프(140)와 제2 본딩 패드(44) 사이에 고정될 수 있다. 금속선(ML)의 눌림 여부는 카메라(310)에 의해 촬영되어, 확인될 수 있다. 본딩 툴(130)이 초기 위치로부터 하강하여, 금속선(ML)의 상면에 접할 수 있다. 본딩 툴(130)은 금속선(ML)에 초음파를 제공하여, 금속선(ML)를 제2 본딩 패드(44)에 본딩시킬 수 있다. 금속선(ML)과 제2 본딩 패드(44)의 접합 여부는 카메라(310)에 의해 촬영되어, 확인될 수 있다.3 and 6, the 3D printer 10 may bond the metal line ML to the second bonding pad 44. (S30) The bonding process of the metal line ML is performed by the 3D printer 10, The metal wire ML is fixed by the metal wire clamp 140 and the metal wire ML is bonded to the second bonding pad 44 by the bonding tool 130, . The 3D printer 10 can be controlled by the control unit 400 and moved onto the second bonding pad 44. [ Accordingly, the metal line ML can be provided on the second bonding pad 44. [ The control unit 400 can stop the 3D printer 10. The metal wire clamp 140 is lowered from the initial position, and can press the metal wire ML. The metal line ML may be fixed between the metal line clamp 140 and the second bonding pad 44. Whether or not the metal line ML is pressed can be photographed by the camera 310 and confirmed. The bonding tool 130 can be lowered from the initial position and contacted with the upper surface of the metal line ML. The bonding tool 130 may apply ultrasonic waves to the metal line ML to bond the metal line ML to the second bonding pad 44. [ Whether or not the metal line ML and the second bonding pad 44 are bonded can be photographed and confirmed by the camera 310.

도 3 및 도 7을 참조하면, 금속선 커터(150)가 금속선(ML)을 절단할 수 있다.(S40) 예를 들어, 금속선 커터(150)는 초기 위치로부터 하강하여, 금속선(ML)을 절단할 수 있다. 상기 절단 공정 종료 후, 본딩 툴(130), 금속선 클램프(140), 및 금속선 커터(150)의 각각은 상승하여 초기 위치로 돌아갈 수 있다. 금속선(ML)의 절단 여부는 카메라(310)에 의해 촬영되어, 확인될 수 있다.3 and 7, the metal wire cutter 150 can cut the metal wire ML. (S40) For example, the metal wire cutter 150 descends from the initial position, can do. After completion of the cutting process, each of the bonding tool 130, the metal line clamp 140, and the metal wire cutter 150 can be raised and returned to the initial position. Whether or not the metal line ML is cut off can be photographed by the camera 310 and confirmed.

도 3 및 도 8을 참조하면, 액체 절연물질(LDM)이 금속선(ML) 상에 토출될 수 있다. 예를 들어, 3D 프린터(10)가 제1 방향(D1)으로 이동하며, 금속선(ML) 상에 액체 절연물질(LDM)을 토출할 수 있다. 금속선(ML)의 단부는 액체 절연물질(LDM)에 의해 덮일 수 있다.(S50) 금속선(ML)의 바닥면은 제2 본딩 패드(44)의 상면에 접하고, 금속선(ML)의 상면 및 측면들은 액체 절연물질(LDM)에 접할 수 있다. 액체 절연물질(LDM)은 금속선(ML) 상에서 냉각되어, 고체로 변할 수 있다. 3 and 8, a liquid insulating material LDM may be discharged onto the metal line ML. For example, the 3D printer 10 moves in the first direction D1 and can discharge the liquid insulating material LDM on the metal line ML. The bottom of the metal line ML is in contact with the upper surface of the second bonding pad 44 and the upper surface of the metal line ML and the side surface of the metal line ML are covered with the liquid insulating material LDM. May contact the liquid insulating material (LDM). The liquid insulative material (LDM) can be cooled on the metal line (ML) and converted to a solid.

본 발명의 개념에 따른 3D 프린터는 금속선을 안정적으로 폴리머 기판 상에 형성할 수 있다. The 3D printer according to the concept of the present invention can stably form metal lines on a polymer substrate.

본 발명의 기술적 사상의 실시예들에 대한 이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상의 설명을 위한 예시를 제공한다. 따라서 본 발명의 기술적 사상은 이상의 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다. The above description of embodiments of the technical idea of the present invention provides an example for explaining the technical idea of the present invention. Therefore, the technical spirit of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but various modifications and changes may be made by those skilled in the art within the technical scope of the present invention, It is clear that this is possible.

100:금속선 유닛 110:금속선 제공부
120:금속선 가이드 130:본딩 툴
140:금속선 클램프 150:금속선 커터
200:절연물질 유닛 210:노즐부
220:절연물질 제공부 230:가열부
240:압력부 300:카메라부
310:카메라 320:카메라 헤드
400:제어부 ML:금속선
SDM, LDM:절연물질 20:기판
30:구조체 42:제1 본딩 패드
44:제2 본딩 패드100: metal wire unit 110: metal wire supplier
120: metal wire guide 130: bonding tool
140: Metal wire clamp 150: Metal wire cutter
200: Insulating material unit 210:
220: Providing insulating material 230: Heating part
240: pressure unit 300: camera unit
310: camera 320: camera head
400: control part ML: metal wire
SDM, LDM: insulating material 20: substrate
30: Structure 42: First bonding pad
44: second bonding pad

Claims (1)

금속선을 본딩 패드 상에 배출하여, 상기 금속선을 상기 본딩 패드 상에 본딩시키는 금속선 유닛;
상기 금속선 상에 절연물질을 토출하는 절연물질 유닛; 및
상기 금속선을 촬영하는 카메라부를 포함하되,
상기 금속선 유닛은 초음파를 이용하여, 상기 금속선을 상기 본딩 패드 상에 접합시키고,
상기 절연물질 유닛은 고체 절연물질을 용융하여 액체 절연물질을 토출하는 3D 프린터.A metal wire unit for discharging a metal wire onto the bonding pad and bonding the metal wire to the bonding pad;
An insulating material unit for discharging an insulating material on the metal wire; And
And a camera unit for photographing the metal line,
Wherein the metal wire unit is formed by bonding the metal wire to the bonding pad using ultrasonic waves,
Wherein the insulating material unit melts the solid insulating material to discharge the liquid insulating material.
KR1020170058881A 2016-09-13 2017-05-11 3d printer KR20180030379A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20160118143 2016-09-13
KR1020160118143 2016-09-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180030379A true KR20180030379A (en) 2018-03-22

Family

ID=61901139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170058881A KR20180030379A (en) 2016-09-13 2017-05-11 3d printer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180030379A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11752687B2 (en) 2018-08-23 2023-09-12 Korea Institute Of Science And Technology Method for 3D printing and 3D printer using ultrasound

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11752687B2 (en) 2018-08-23 2023-09-12 Korea Institute Of Science And Technology Method for 3D printing and 3D printer using ultrasound

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6465276B2 (en) Power semiconductor package and method for making the same
US9184119B2 (en) Lead frame with abutment surface
JP2009537990A (en) Flip chip MLP with folded heat sink
KR102403569B1 (en) Thermocompression bonders, methods of operating thermocompression bonders, and interconnect methods for fine pitch flip chip assembly
JP5819052B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
TW200935532A (en) Dispensing solder for mounting semiconductor chips
TW201349365A (en) Integrated circuit packaging system with routable circuitry and method of manufacture thereof
CN205194694U (en) Surface mounting electron device
CN103545323A (en) Interconnect structure for CIS flip-chip bonding and methods for forming the same
KR20180030379A (en) 3d printer
US20130119113A1 (en) System for dispensing soft solder for mounting semiconductor chips using multiple solder wires
KR102047775B1 (en) Chip packaging structure and related inner lead bonding method
US9413158B2 (en) PTC device
JP2009513032A (en) Wire embedded bridge
JP2008078561A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
US7958632B2 (en) Flexible printed-circuit boards bonding method and printed circuit board
WO2015170738A1 (en) Method for manufacturing wire bonding structure, wire bonding structure, and electronic device
US20180211931A1 (en) Semiconductor structure and manufacturing method thereof
WO2018074173A1 (en) Corrosion inhibitor supply device, and method for producing terminal-equipped wire
JP5152506B2 (en) TAB tape carrier for semiconductor devices
JP5095957B2 (en) Circuit device manufacturing method
JP7400293B2 (en) Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method
TW200534407A (en) Sliding type thin fingerprint sensor package
US20140264949A1 (en) Gold die bond sheet preform
JP2016143826A (en) Power semiconductor device, ultrasonic bonding method and ultrasonic bonding device