KR20180054679A - 디스펜스 모니터링 및 제어 - Google Patents

Abstract

기판상에 점성 유체를 정확하게 디스펜싱하는 방법들 및 시스템들(10). 일 실시예에서, 방법은 전기적 유량계 출력 신호들을 생성하기 위해 전자 유량계 장치(32a, 32b)를 사용하는 단계, 및 출력 데이터 세트와 기준 데이터 세트 사이의 차이를 보정하기 위해 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정함으로써 폐루프 방식으로 응답식 제어 기능을 수행하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템(10)은 중량계(72) 및 가스 유량계 장치(32a, 32b)에 동작 가능하게 결합되는 제어 장치를 포함하여 점성 재료의 양의 밀도가 결정되게 한다.

Description

디스펜스 모니터링 및 제어

본 출원은 2015년 9월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 제 14/855,487 호의 우선권을 주장하고, 그의 개시 내용은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 통합된다.

본 발명은 일반적으로 도트들 또는 액적들 또는 라인들과 같은 다양한 형태들의 소량의 점성 유체들을 정확하게 디스펜스하는 유체 디스펜서들의 분야에 관한 것이다.

인쇄 회로("PC") 기판과 같은 다양한 품목의 제조에서, 소량의 점성 유체 재료들, 즉 50 센티푸아즈 이상의 점도를 갖는 점성 유체 재료를 기판들에 종종 도포하는 것이 필요하다. 이러한 재료들은 범용 접착제들, 솔더 페이스트, 솔더 플럭스, 솔더 마스크, 그리즈, 오일, 봉합재들(encapsulants), 포팅 화합물들(potting compounds), 에폭시, 다이 부착 페이스트들(die attach pastes), 실리콘들, RTV 및 시아노아크릴레이트들을 포함하고, 이에 제한되지 않는다.

일 예로서, 점성 유체 디스펜싱을 필요로 하는 다수의 프로세스들을 갖는 플립 칩 기술로 알려진 제조 공정이 개발되었다. 예를 들어, 반도체 다이 또는 플립 칩이 먼저 솔더 볼들 또는 패드들을 통해 PC 보드에 부착되고, 이 프로세스에서 점성 솔더 플럭스가 플립 칩과 PC 보드 사이에 적용된다. 다음으로, 점성 액체 에폭시가 디스펜스되고 흐르게 되어 칩 밑면을 완전히 덮게 된다. 이러한 언더필 작업(underfill operation)은 액상 에폭시의 정확한 양이 반도체 칩의 적어도 하나의 측면 에지를 따라 침착될 것을 요구한다. 경화 공정 중에 에폭시의 체적이 감소함에 따라, 솔더 볼들 또는 패드들에 응력의 의사 유체 정역학 상태(pseudo-hydrostatic state)가 가해지며, 이는 솔더 볼들 또는 패드들의 변형에 대한 저항력을 제공할 것이고, 파단(fracture)에 대한 저항력을 제공할 것이다. 액체 에폭시는 칩의 아래쪽과 PC 보드의 상면 사이의 작은 간격으로 인해 모세관 작용으로 인해 칩 아래로 흐른다. 일단 언더필 작업이 완료되면, 모든 전기적 상호 연결부를 캡슐화하기에 충분한 액상 에폭시가 증착되어서 칩의 측면 가장자리들을 따라 필렛(fillet)이 형성되는 것이 바람직하다. 적절히 형성된 필렛은 칩과 PC 보드 사이의 본드의 최대 기계적 강도를 제공하기에 충분한 에폭시가 증착되도록 한다. 언더필 공정의 품질면에서 정확한 양의 에폭시가 정확한 위치에 증착되는 것이 중요하다. 에폭시가 너무 적으면 부식 및 과도한 열 응력이 발생할 수 있다. 너무 많은 에폭시가 칩의 아래쪽으로 흐르고 다른 반도체 장치 및 상호 연결을 방해할 수 있다. 이들 파라미터들은 고속 생산성을 요구하는 제조 환경들의 환경에서 정확하게 제어되어야 한다.

다른 적용에서, 칩은 PC 보드에 본딩된다. 이 적용에서, 접착제의 패턴은 PC 보드 상에 증착된다; 칩은 하향 압력으로 접착제 위에 놓인다. 접착제 패턴은 접착제가 칩의 바닥과 PC 보드 사이에서 균등하게 흐르고 칩 아래에서 유출되지 않도록 설계된다. 다시, 이러한 적용에서, 정확한 양의 접착제를 PC 보드상의 정확한 위치들에 증착하는 것이 중요하다.

PC 보드는 종종 PC 보드 위에 모션의 두 개의 축들에 대해 장착되는 점성 재료 디스펜서를 지나 컨베이어에 의해 운반된다. 움직이는 디스펜서는 종종 PC 보드의 원하는 위치에 점성 재료의 작은 점들 또는 액적들을 증착할 수 있는 유형이다. 이러한 유형의 디스펜서는 일반적으로 비접촉식 분사 디스펜서(non-contact jetting dispenser)라고 한다. 고품질의 점성 재료 디스펜싱 공정을 제공하기 위해 종종 통제되는 몇 가지 변수들이 있다. 먼저, 도트들의 각각의 무게 또는 크기가 제어된다. 알려진 점성 재료 디스펜서들은 재료 디스펜싱 공정 중에 도트 크기를 일정하게 유지하도록 설계되는 폐루프 제어부들을 갖는다. 점성 재료의 공급 압력, 디스펜서 내의 디스펜싱 밸브의 온-타임 및 분사 디스펜서의 밸브 부재의 스트로크 길이를 변화시킴으로써 디스펜스된 무게 또는 도트 크기를 제어하는 것이 공지되어 있다. 알려진 제어 루프들은 특정 디스펜서 및 디스펜스되는 점성 재료의 설계에 따라 장단점들을 갖는다. 그러나, 공지된 기술들은 종종 중량계와 같은 추가적인 구성요소들 및 기계적 구조를 필요로 하므로, 추가 비용, 시간 및 신뢰성 문제들을 도입한다. 또한, 공지된 방법들은 제조 공정과는 별도로 교정 절차들의 사용을 포함하여, 생산성을 감소시킨다. 따라서, 도트 크기 및 디스펜스된 유체 체적 또는 무게와 같은 파라미터들을 제어하기 위한 보다 빠르고 간단한 수단을 계속 제공할 필요가 있다.

디스펜싱 공정에서 제어될 수 있는 또 다른 중요한 변수는 특정 사이클에서 디스펜싱될 점성 재료의 총량이다. 종종 칩의 설계자는 원하는 언더필링(underfilling) 또는 본딩 프로세스를 제공하기 위해 사용되는, 예를 들면, 언더필링의 에폭시 또는 본딩의 접착제(adhesive)와 같은 점성 재료의 총량을 지정한다. 예를 들어, 주어진 도트 크기 및 디스펜서 속도에 대한 분사에서, 디스펜서는 원하는 위치에 원하는 라인 또는 패턴으로 지정된 양의 점성 재료를 디스펜싱하기 위해 적절한 수의 도트들을 디스펜싱한다. 이러한 시스템은 디스펜싱 파라미터들이 일정하게 유지될 때 상당히 효과적이다. 그러나, 이러한 파라미터는 단기간에 걸쳐서도 약간 변하기는 하지만 끊임없이 변화하고 있다. 이러한 변화들의 누적 효과는 디스펜서에 의해 디스펜스되는 유체의 체적에서 바람직하지 않은 변화를 초래할 수 있다. 따라서, 디스펜스된 양의 변화들을 검출하고 자동 조정들을 행할 수 있어서, 원하는 점성 재료 총량이 디스펜스 사이클 전체에 걸쳐 균일하게 디스펜스되는 제어 시스템이 필요하다.

현재의 시스템은 점성 재료의 밀도가 일정하게 유지된다고 가정한다. 그러나, 밀도는 계속 변화하여, 실제로 디스펜스되거나 분사되는 유체의 양이 바람직하지 않게 변한다. 점성 재료의 디스펜스된 양은 특정 질량, 체적 및 밀도값들을 가지거나, 질량, 체적 및 밀도값들의 수용 가능한 허용 오차를 갖는 것이 바람직하다. 디스펜스된 점성 재료의 밀도의 정확한 값들을 가짐으로써 원하는 양의 점성 재료를 기판상에 디스펜스할 때 더 정밀하게 할 수 있다. 따라서, 점성 재료가 디스펜스될 때 점성 재료의 밀도를 정확하게 얻고, 밀도 또는 비중에 기초하여 디스펜싱 파라미터들을 조정하는 것이 계속 필요하다.

일반적으로, 생산성이 높은 제조 공정 등에서 소량의 점성 유체를 정확하게 디스펜싱하는 이들 및 다른 도전 과제들을 해결하는 개선된 컴퓨터 제어 점성 유체 디스펜싱 시스템이 필요하다.

본 발명은 점성 유체를 다양한 방식들로 기판상에 정확하게 디스펜스하도록 비접촉 분사 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 점성 유체 공급부으로부터 점성 유체를 비접촉 분사 디스펜서로 지향시키는 단계를 포함한다. 비접촉 분사 디스펜서는 입구와 출구를 가지고 있다. 상기 방법은 비접촉 분사 디스펜서의 출구로부터 점성 유체를 배출하는 단계를 더 포함한다. 비접촉 분사 디스펜서는 출구로부터 기판상으로의 점성 유체의 흐름을 개시 및 정지시키도록 작동될 수 있다. 상기 방법은 흐름 경로를 통해 흐르는 점성 유체의 흐름 레이트(flow rate)에 비례하는 전기적 유량계 출력 신호들을 생성하기 위해 점성 유체 공급부와 출구 사이의 흐름 경로 내에 동작 가능하게 결합된 전자 유량계 장치를 사용하는 단계를 더 포함한다. 전기적 유량계 출력 신호들은 출력 데이터 세트를 형성한다. 상기 방법은 제어에서 저장된 기준 데이터 세트와 출력 데이터 세트를 비교하는 단계 및 디스펜싱 파라미터를 조정함으로써 폐루프 방식으로 응답식 제어 기능의 적어도 하나의 수행 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 조정은 출력 데이터 세트와 기준 데이터 세트간의 차이를 수정한다.

점성 유체를 기판상으로 정확하게 디스펜스하기 위한 점성 유체 디스펜싱 시스템이 또한 개시된다. 상기 시스템은 입구 및 출구를 포함하는 점성 유체 디스펜서를 포함한다. 상기 시스템은 또한 점성 유체 공급부 및 점성 유체 디스펜서의 출구 사이의 점성 유체에 대한 흐름 경로를 확립하기 위해 점성 유체 디스펜서의 입구와 유체 소통 결합되고 점성 유체를 유지하도록 적응되는 점성 유체 공급부를 포함한다. 상기 시스템은 또한 흐름 경로에 동작 가능하게 결합되어 제 1 양의 점성 유체에 상응하는 대응하는 가스 유량계 출력 신호들을 생성하는 가스 유량계 장치를 포함한다. 상기 시스템은 또한 제 1 양을 수용 및 계량하고 대응하는 중량계 출력 신호들을 생성하도록 구성된 중량계(weigh scale)를 포함한다. 상기 시스템은 또한 가스 유량계 및 중량계에 동작 가능하게 결합된 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치는 중량계로부터 수신된 중량계 출력 신호들을 사용하여 제 1 양의 질량을 결정하고, 가스 유량계 장치로부터 수신된 가스 유량계 출력 신호들을 통합함으로써 제 1 양의 체적을 결정하고, 이후 제 1 양의 질량 및 제 1 양의 체적을 이용하여 상기 제 1 양의 밀도를 결정한다. 다양한 부가적인 또는 대안적인 양태들이 시스템에 포함될 수 있다.

점성 유체 디스펜싱 시스템을 제어하여 점성 유체를 기판상으로 정확하게 디스펜스하는 방법이 또한 개시된다. 상기 방법은 제 1 양의 점성 유체를 점성 유체 공급부로부터 점성 유체 디스펜서로 지향시키는 단계를 포함한다. 점성 유체 디스펜서는 점성 유체 디스펜서의 출구를 통해 기판상으로의 점성 유체의 흐름을 개시 및 정지시키도록 동작 가능하다. 상기 방법은 또한 점성 유체 공급부과 출구 사이의 흐름 경로에 동작 가능하게 결합된 가스 유량계 장치를 사용하여 흐름 경로를 통해 흐르는 제 1 양의 유량에 비례하는 가스 유량계 출력 신호들을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 출구로부터 제어 장치에 연결된 계량기로 제 1 양을 배출하는 단계를 포함한다. 중량계는 제 1 양의 질량에 비례하는 중량계 출력 신호들을 생성한다. 상기 방법은 또한 가스 유량계 출력 신호들 및 중량계 출력 신호들을 사용하여 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정함으로써 폐루프 방식으로 응답식 제어 기능을 수행하는 단계를 포함한다.

상기 방법의 추가 양태들은 위에서 논의되고 이하에서 더 상세하게 설명되는 시스템 동작의 리뷰로부터 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 출력 데이터 세트는 전기적 유량계 출력 신호들을 포함할 수 있고, 또는 다른 실시예들에서 출력 데이터 세트는 가스 유량계 출력 신호들 및 중량계 출력 신호들을 포함한다. 또한 디스펜싱은 점성 유체들의 도트들, 액적 또는 라인들 또는 다른 유형들의 출력들과 같은 다양한 유형들의 개별 체적 출력들을 포함할 수 있다. 본 발명의 이들 및 다른 목적들 및 이점들은 본 명세서에서 도면들과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명 중에 더욱 쉽게 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 예시적인 실시예에 따라 구성된 점성 유체 디스펜싱 시스템의 정면도.
도 2는 도 1에 도시된 시스템과 연관된 제어에 의해 수행되는 단계들의 일 실시예를 도시하는 흐름도.
도 3은 도 1에 도시된 시스템과 연관된 제어에 의해 수행되는 단계들의 다른 실시예를 도시하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라 구성된 점성 유체 디스펜싱 시스템의 정면도.
도 5는 도 4에 도시된 시스템과 연관된 제어에 의해 수행되는 단계들의 일 실시예를 나타내는 흐름도.

도 1은 점성 유체를 정확하게 디스펜스하고 디스펜싱 동작을 제어하기 위한 점성 유체 디스펜싱 시스템(10)의 개략도이다. 시스템(10)은 점성 유체 입구(14), 점성 유체용 디스펜싱 출구(16) 및 기판(22)상에 점성 유체(20)의 온/오프 디스펜싱 동작을 제어하기 위한 내부의 가동 밸브(18)를 구비하는 점성 유체 디스펜서(12)를 포함한다. 밸브(18)는 점성 유체(20)를 출구(16)를 통해 기판(22)상으로 예를 들어 불연속 체적들로 디스펜스하기 위해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하다. 본 발명은 디스펜서로부터의 흐름을 개시 및 정지시키는 이러한 유형의 방법 또는 구조에 제한되지 않는다. 예를 들어, 흐름의 시작 및 정지의 압력에 의한 유도 방식들에 의존하는 다른 유형의 디스펜서들이 사용될 수 있다. 디스펜서(12)는 사용자의 디스펜싱 적용 및 필요들에 따라 임의의 적합한 유형 및 구성일 수 있다. 일반적으로, 디스펜서는 점성 유체(20)의 연속적인 라인들 또는 다른 패턴들을 기판(22)상에 디스펜스할 수 있거나 점성 유체의 작고 이산된 체적들을 도트들 또는 액적들의 형태로 신속하게 디스펜스하는 분사형 디스펜서일 수 있다. 예를 들어, 이러한 분사 디스펜서들은 Nordson ASYMTEK, Carlsbad, CA에서 DispenseJet® 및 NexJet ™이라는 이름으로 이용 가능하다. 디스펜서(12)는 예를 들어 공압 또는 전기적으로 동작될 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스펜서(12)는 공지된 방식으로 라인 또는 도관(25)을 통해 가압된 동작 공기의 도입을 조절하여 밸브(18)를 적어도 개방 위치로 이동시키는 솔레노이드 밸브(24)를 포함하거나 그와 결합된다. 듀얼 공기 챔버 디스펜서에서, 밸브(18)를 폐쇄 위치로 이동시키기 위해 가압된 공기가 또한 사용된다. 다른 실시예들에서, 밸브(18)를 폐쇄 위치로 이동시키기 위해 스프링이 사용될 수 있다.

시스템(10)은 점성 유체 공급 컨테이너(26)와 점성 유체 디스펜서(12) 사이에 점성 유체를 위한 흐름 경로를 확립하기 위해 디스펜서(12)의 입구(14)와 유체 소통 결합되고 점성 유체(20)를 유지하도록 적응되는 점성 유체 공급 컨테이너(26)를 더 포함한다. 이러한 실시예에서, 컨테이너(26) 내의 유체(20)의 공급부는 압력 조절기(30)에 의해 조절되는 적절한 공급원(28)으로부터의 공기로 가압된다. 액체 유량계(32a), 또는 흐름 레이트 센서 장치는 밸브(18)가 개방 위치에 있을 때 흐름 경로를 통해 흐르는 유체(20)의 흐름 레이트에 비례하는 전기적 유량계 출력 신호들을 생성하기 위해 흐름 경로 내에 결합된다. 액체 유량계(32a)는 공급 컨테이너(26)의 출구(36)로부터 디스펜서(12)의 입구(14)까지 연장되는 유체 라인 또는 도관(34)에 직접 결합될 수 있다. 이러한 실시예에서, 액체 유량계(32a)는 바람직하게는 Sensirion AG, 스위스에서 이용 가능한 Sensirion 모델 LG 16-2000 또는 LG 16-1000 액체 유량 센서 또는 모델 SLQ-QT105 유량 센서이다. 선택된 유량계의 특정 모델은 일반적으로 적용에 필요한 흐름 레이트들 및 응답 시간 및 민감도와 같은 이러한 팩터들에 의존할 것이다. 다른 실시예들에서, 액체 유량계(32a)는 도 1에 점선들로 도시된 바와 같이 출구(16)를 통해 업스트림인 흐름 경로 내의 어느 곳에서나 디스펜서(12) 내에 직접 통합될 수 있다. 다른 대안은, 예를 들면, 노즐(16)에서 액체 유량계(32a)에 위치할 것이다. 또 다른 실시예에서, 가스 유량계(32b)는 시스템의 공기압 작동면에 결합될 수 있다. 예를 들어, 가스 유량계(32b)는 압력 조절기(30)와 컨테이너(26)의 입구(38) 사이에 결합될 수 있다. 이러한 실시예에서, 가스 유량계(32b)는 바람직하게는 Sensirion AG, 스위스로부터 이용 가능한 Sensirion 모델 SFM 3100 또는 SFM 4100 가스 유량 센서이다. 제어 장치(40)는 시스템의 위치에 상관없이 전자식 유량계(32a 또는 32b) 중 어느 하나에 동작 가능하게 결합된다. 제어 장치(40)는 유량계(32a 또는 32b)로부터 점성 유체 또는 가스 흐름 레이트 데이터 포인트들 각각을 나타내는 전기적 유량계 출력 신호들을 연속적으로 수신하여 처리하고, 이하에 더 논의되는 바와 같이 폐루프 방식으로 응답식 제어 기능을 수행한다. 예를 들어, 제어 장치(40)는 PLC 또는 프로그램 가능 논리 제어기, 또는 액체 유량계(32a 또는 32b)로부터의 신호들을 처리하고 이하에 논의될 기능들을 수행할 수 있는 임의의 다른 적절한 컴퓨터 기반 제어 장치일 수 있다. 디스펜스될 유체 재료들뿐만 아니라 시스템(10)을 위한 적용은 상기 배경에서 논의된 것을 포함하여 임의의 바람직한 유형일 수 있다.

도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 제어 장치(40)에 의해 구현되고 수행되는 소프트웨어의 일반적인 흐름도들의 상이한 실시예들을 도시한다. 도 2의 제 1 단계(50)에 도시된 바와 같이, 유량계(32a 또는 32b), 압력 조절기(30) 및 디스펜서(12)와 연관된 임의의 다른 제어 구성 요소들이 디스펜싱 동작을 개시하도록 초기화된다. 다음 단계(52)에서, 디스펜서(12)는, 예를 들어, 기판(22) 상에 유체(20)의 다수의 도트들 또는 액적들 또는 라인을 신속하게 디스펜싱하기 위해 제어 장치(40)에 의해 프로그래밍되고 실행되는 바와 같이 원하는 방식으로 점성 유체를 디스펜싱하기 시작한다(도 1). 디스펜싱 동작이 수행되는 동안, 점성 유체 또는 가스 흐름 레이트 데이터 포인트들(신호들)은 유량계(32a 또는 32b)로부터 제어 장치(40)에 의해 수집된다. 이러한 데이터는 이하에서 더 논의될 하나 이상의 방식들로 단계(54)에서 처리된다. 예를 들어, 단계(54)에서의 프로세싱은 수집된 데이터 세트를 저장된 기준 데이터 세트 또는 다른 분석과의 비교를 포함할 수 있다. 단계(56)에서, 제어 장치(40)는 점성 유체의 흐름 레이트가 허용 범위 내에 있는지의 여부를 결정한다. 흐름 레이트가 허용 오차 내에 있다면, 프로세스는 단계(52)로 되돌아가 디스펜싱 동작을 계속한다. 흐름 레이트가 허용 오차 내에 있지 않으면, 디스펜스 파라미터들은 단계(58)에서 적절히 조정된다. 이후, 제어 장치(40)는 디스펜싱 동작 및 제어 기능을 폐루프 방식으로 계속 수행한다.

유량계(32a 또는 32b)로부터 수집된 데이터 또는 신호들을 분석하기 위해, 제어 장치(40)는 예를 들어 유량계(32a 또는 32b)로부터의 출력 데이터를 저장된 기준 데이터와 비교할 수 있다. 예를 들어, 유량계(32a 또는 32b)로부터의 출력 데이터는 데이터 세트일 수 있다. 데이터 세트는 흐름 레이트 대 시간으로 그래프로 표시될 수 있다. 결과적으로, 곡선 또는 파형이 제어 장치(40)에 의해 생성될 수 있다. 일반적으로, 방형파가 생성될 수 있는데, 디스펜서 밸브(18)가 열려 있는 동안 신호가 최고점에 도달하고, 밸브가 폐쇄될 때 급격하게 떨어지게 된다. 분사 동작 중에, 유량계(32a 또는 32b)로부터 출력된 흐름 신호 데이터에 의해 생성된 파 또는 곡선은 유체 재료(20)가 디스펜서 출구(16)로부터 도트들로서 빠르게 분사되기 때문에 밸브(18)의 신속한 온 및 오프 또는 개방 및 폐쇄 상태들을 나타내는 곡선을 따라 톱니형 패턴과 유사할 것이다. 디스펜서 출구(16)로부터 도트로서 신속하게 분사된다. 밸브(18)가 분사 동작의 끝에서 폐쇄 위치로 유지될 때, 파형 또는 곡선은 0으로 떨어질 것이다. 이러한 동작에서, 제어 장치(40)에 의해 수행된 분석은 유량계(32a 또는 32b)로부터의 데이터(신호들)에 의해 생성된 파형을 보다 이상적인 흐름 패턴을 나타내는 기준 파형과 비교할 수 있다. 비교되는 두 개의 파형들 또는 곡선들이 다를 경우, 제어 장치(40)는 시스템(10)에 대한 조정들을 행한다. 보다 일반적으로, 제어 장치(40)는 유량계(32a 또는 32b)로부터의 신호들에 기초하고, 점성 유체 또는 가스 흐름을 나타내는 현재 또는 실시간 데이터 세트를 비교하고, 상기 실시간 데이터 세트를 점성 유체 또는 가스 흐름의 유사한 기준 데이터 세트와 비교한다. 비교되는 2 개의 데이터 세트들 사이의 불일치를 검출하는 것에 기초하여, 제어 장치는 시스템(10)의 다양한 프로세스 파라미터들에 이후 조정들을 수행하도록 프로그램된다. 데이터 세트가 실제로 제어 장치(40)에 의해 파형으로 조립될 필요는 없다. 밸브(18)가 연속적으로 개방되는 디스펜싱 사이클, 예를 들어 점성 유체(20)의 라인을 갖는 연속 디스펜스 동작의 경우, 파형은 더욱 정사각형일 수 있다.

유량계(32a 또는 32b)로부터의 신호들/데이터를 수집할 때 수행되는 분석은 다양한 프로세스들 및/또는 알고리즘들을 포함할 수있다. 하나의 프로세스는 검출된 파형의 피크들의 평균을 제어 장치(40)에 저장된 기준 파형 또는 이상적 파형과 비교하는 것을 포함할 수 있다. 다른 방법은 파형 아래의 영역을 결정하는 단계(즉, 곡선 아래의 통합) 및 기준 데이터가 있는 영역과 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

유체(20)의 디스펜싱 라인 또는 유체(20)의 분사 도트들의 경우, 디스펜싱 또는 분사 동안 적절한 흐름을 나타내는 데이터 세트는 기준 데이터 세트로서 저장될 수 있고, 이후 유량계(32a 또는 32b)로부터의 실시간 데이터 세트와 비교될 수 있다. 실시간 데이터 세트가 기준 데이터 세트와 상이한 경우, 디스펜싱 또는 분사에 보정들이 수행될 수 있다. 시스템에 대한 변경들은, 예를 들어 유체(20)를 공급하는 주입기 또는 컨테이너(26)로의 기압의 변경, 디스펜서가 점성 유체(20)를 디스펜스하는 시간, 디스펜서(12)의 온도, 점성 유체(20)의 디스펜싱의 레이트(발화 속도), 또는 특정 패턴으로 디스펜스된 도트들의 수를 조정하는 것을 포함할 수 있다. 보정들은 40 밀리초의 응답 시간 이내와 같이 매우 신속하게 이루어질 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 두 개의 연속 디스펜스들 사이에서 약 100 밀리초의 차수가 존재하며, 이러한 시간이 처리 시간에 영향을 미치지 않고 디스펜스된 점성 유체(20)의 양을 조정하거나 보정하는데 사용될 수 있다. 결과적으로, 하나의 디스펜스 또는 분사의 종료와 다음 디스펜스 또는 분사 동작의 시작 사이에 보정들이 이루어질 수 있다. 이러한 매우 짧은 응답 시간은 이전의 교정 절차들에 따라 유체 재료(20)를 중량계에 디스펜스하고, 유체 재료(20)의 중량을 측정하고, 흐름을 계산하는 등에 요구되는 수 분과 비교된다.

시스템(10)은 또한 출구(16)를 통해 배출되는 하나 이상의 기포들을 검출하는데 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 유량계(32a 또는 32b)는 기포가 디스펜서 출구(16)를 통과할 때 흐름 레이트에서 순간적인 증가를 검출할 것이다. 흐름 레이트에서 이러한 순간적인 증가는, 유량계(32a 또는 32b)로부터의 신호들에 기초하여 제어기(40)에 의해 검출되는 경우, 알람, 신호 광 또는 제어 또는 컴퓨터 스크린상의 다른 표시자와 같이 운영자에게 문제를 표시하기 위해 사용될 수 있다. 그 후, 운영자는 임의의 품질 문제들에 대해 기판들(22)을 검사하고 시스템(10)의 임의의 필요한 유지 보수를 수행할 수 있다. 또한, 시스템(10)은 디스펜서(12)와 연관된 및 더 가능성 있게는 디스펜서(12)의 출구(16) 또는 노즐과 연관된 막힘 또는 반-막힘 상태를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 경우, 유량계(32a 또는 32b)는 흐름이 없거나 상당히 감소된 흐름을 검출할 것이다. 이러한 상태가 검출되면, 유량계(32a 또는 32b)로부터의 신호들은 제어 장치(40)에 의해 사용되어, 경보 음, 광 또는 컴퓨터 또는 제어 스크린상과 같은 다른 표시자의 사용에 의해서와 같이 운영자에게 상태를 표시할 수 있다. 이는 운영자가 유지 보수 목적들을 위해 시스템을 셧 다운하게 할 수 있다. 기포들 또는 막힌 상태들과 같은 문제로 인해 시스템(10)의 빠른 셧 다운은 제품 낭비를 최소화하고 수율을 증가시킬 수 있다.

도 3의 제 1 단계(60)에 도시된 바와 같이, 유량계(32a 또는 32b), 압력 조절기(30) 및 디스펜서(12)와 연관된 임의의 다른 제어 구성 요소들은 디스펜싱 동작을 개시하도록 초기화된다. 다음 단계(62)에서, 디스펜서(12)는, 예를 들어, 기판(12)상에 유체(20)의 다수의 도트들 또는 액적들 또는 라인을 빠르게 디스펜스하기 위해, 제어 장치(40)에 의해 프로그래밍되고 실행되는, 원하는 방식으로 점성 유체(20)를 디스펜싱하기 시작한다. 앞서 논의된 바와 같이, 디스펜싱 동작이 수행되는 동안, 점성 유체 또는 가스 유량계 데이터 포인트들은 유량계(32a 또는 32b)로부터 제어 장치(40)에 의해 수집된다. 이들 신호들은 전자적 유량계 장치 신호들을 포함할 수 있다. 이러한 데이터는 단계(64)에서 이하에서 더 논의될 하나 이상의 방식들로 처리될 수 있다. 예를 들어, 단계(64)에서의 처리는 점성 유체 또는 가스 유량계 데이터를 통합하는 것을 포함하여, 유량계(32a 또는 32b)를 통과하는 점성 유체(20)의 양의 체적을 결정할 수 있다. 다시 말해서, 시간에 대해 유량계 데이터를 통합하는 것은 점성 유체(20)의 제 1 양의 체적을 생성한다. 출력 데이터 세트의 체적은 이후 기준 데이터 세트의 기준 체적과 비교될 수 있다. 원한다면, 제 1 양의 점성 유체(20)의 질량은 기준 데이터를 사용하여 결정될 수 있고, 질량은 유량계(32a 또는 32b)를 통해 흐르는 점성 유체(20)의 특정 체적에 대응한다. 이들 기준값들은 제어 장치(40)에 저장될 수 있다. 단계(66)에서, (데이터 또는 신호들의 형태로) 체적, 또는 조합된 질량 및 체적(신호들 또는 데이터의 형태로)은 총 질량 또는 총 체적을 총 도트 수로 나눔으로써 도트당 계산될 수 있다. 단계(68)에서, 제어 장치(40)는 값(예를 들어, 체적/질량 값)이 수용 가능한 허용 오차 내에 있는지를 결정할 수 있다. 값이 수용 가능한 허용 오차 내에 있는 경우, 점성 유체가 디스펜스되고 디스펜싱 공정이 진행된다. 대안으로, 값이 수용 가능한 허용 오차 내에 있지 않은 경우, 하나 이상의 디스펜싱 파라미터들이 조정될 수 있다. 또한, 사용자는 이하에 더 상세히 논의되는 바와 같이 경고받을 수 있다.

디스펜싱 파라미터들을 조정하는 것은, 예를 들어, 디스펜서(12)의 출구(16)를 통해 흐르고 디스펜스되는 점성 유체(20)의 흐름 레이트를 조정하고, 디스펜싱 시간을 더 짧거나 더 길게 조정하고, 주어진 시간 기간에 걸쳐 디스펜싱 동작들의 수를 증가시킴으로써 점성 유체가 출구를 통해 기판상으로 디스펜스되는 횟수를 조정하고, 점성 유체(20)의 다중 투여량을 사용하여 불연속 도트 또는 액적들의 수를 조정하고, 디스펜서(12)와 기판 사이의 상대 운동의 속도를 조정하는 것을 포함할 수 있다. 이들 디스펜싱 파라미터들의 각각은 출력 데이터 세트와 기준 데이터 세트간의 차이를 보정하기 위해 개별적으로 또는 다른 디스펜싱 파라미터들과 조합하여 조정될 수 있다. 디스펜서(12)의 출구(16)를 통해 흐르고 디스펜서(12)의 출구(16)를 통해 디스펜스되는 흐름 레이트를 조정하는 것은 예를 들어, 점성 유체(20)의 온도를 조정함으로써 유체(20)의 점도를 조절하는 것을 포함할 수 있다. 점성 유체(20)의 온도는 히터(도시하지 않음)를 사용하여 조정될 수 있다. 히터는 디스펜서(12)에 의해 디스펜스되는 점성 유체(20)의 온도를 증가 및 감소시키도록 구성될 수 있다. 또한, 히터는 히터를 조작하도록 구성된 제어 장치(40)와 전기적으로 결합될 수 있다. 그러나, 출구(16)로부터 디스펜스되는 유체(20)의 흐름 레이트를 조정하는 다른 방법들도 또한 고려된다.

디스펜서(12)와 기판 사이의 상대 운동의 속도를 조정하는 것은 다음과 같은 방식으로 수행될 수 있다. 시스템(10)은 노즐(48)과 기판(22) 사이의 상대 속도가 점성 유체 분배 특성들 및 기판(22) 상에 사용될 재료의 특정된 총 체적의 함수로서 자동으로 최적화되도록 할 수 있다. 또한, 시스템(10)은 디스펜서(12)의 출구(16)와 기판(22) 사이의 상대 속도의 함수로서 각각의 도트들이 디스펜스되는 위치들을 최적화할 수 있다. 상세하게는, 출력 데이터 세트를 기준 데이터 세트와 비교하는 것은 출력 데이터를 사용하여 기판(22)상으로 방출되는 목표량의 점성 유체(20)를 초래하는 디스펜서(12)와 기판(22) 사이의 상대 운동의 속도를 결정하는 것을 포함할 수 있다.

상대 운동의 속도는 먼저 목표량과 실질적으로 동일하게 되는 데 필요한 도트들의 총 개수의 형태로 결정되는 점성 유체(20)의 양을 결정함으로써 결정될 수 있다. 이는 출력 데이터 세트의 도트 체적당 평균을 계산함으로써 결정될 수 있다. 추가로, 도트들 또는 액적들을 분배하는데 필요한 도트들의 총 개수 각각의 사이의 거리가 결정된다. 추가로, 도트들 또는 액적들의 총 개수가 디스펜서(12)로부터 디스펜스될 레이트가 결정된다. 이것은 도트들 또는 액적들의 총 개수가 디스펜스되는 레이트 및 도트들 또는 액적들의 총 수에서 도트들의 각각의 사이의 거리이다. 이러한 레이트는 이후 기판(22)상에 목표량의 점성 유체(20)를 방출하기 위해 디스펜서(12)와 기판(22) 사이의 상대 운동의 속도를 조정하기 위해 이용될 수 있다. 추가의 상세들은 본 출원인에 의해 출원 번호 미국 특허 제 8,257,779 호로서 현재 발행된 "점성 재료 비접촉 분사 시스템"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제 13/079,300 호에 도시 및 설명된다.

도 4는 점성 유체(20)를 정확하게 디스펜스하고 디스펜싱 동작을 제어하기 위한 점성 유체 디스펜싱 시스템(100)의 개략도이다. 도 4의 시스템(100)은 도 1의 시스템(10)과 유사하지만, 제어 장치(40)에 전기적으로 결합된 중량계(72)를 추가로 포함한다. 중량계(72)는 점성 유체(20)를 수용하기 위한 캘리브레이션 표면(calibration surface; 73)을 포함할 수 있다. 중량계(72)는 캘리브레이션 표면(73) 상에 증착된 점성 유체(20)의 양을 수용하고 중량을 측정하고 점성 유체(20)의 양의 질량에 비례하는 중량계 출력 신호들을 생성하도록 구성된다. 중량계(72)는 소량의 점성 유체들이 도트들 또는 액적들 또는 라인들과 같은 다양한 형태들로 정확하게 계량되게 한다. 점성 유체(20)는 원하는 용도에 따라 증착되거나 분사될 수 있다. 제어 장치(40)가 중량계(72)에 동작 가능하게 결합되는 것 외에, 제어 장치(40)는 또한 액체 유량계(32a) 또는 가스 유량계(32b)에 동작 가능하게 결합된다. 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이, 중량계(72) 및 가스 유량계(32b)를 사용하는 것은 중량계(72) 및 액체 유량계(32a)를 사용하는 것보다 상이한 이점들을 제공한다.

중량계(72) 및 가스 유량계(32b) 모두를 사용하는 것은 점성 유체(20)의 밀도가 결정되게 할 수 있고, 이는 단지 제어 장치(40)에 결합된 가스 유량계(32b) 또는 중량계(72) 중 어느 하나를 사용하는 것과 연관된 문제들을 해결한다. 예를 들어, 중량계(72)만을 사용하는 것은 질량이 결정되게 하지만, 중량계(72)로부터 질량을 얻기 위해, 디스펜싱 동작은 정지한다. 이는 점성 유체 디스펜서(12)의 처리량을 감소시키며, 이는 당연히 바람직하지 않다. 본원에 사용된 "질량"은 예를 들어, 질량, 질량 흐름 레이트, 및 이하에 논의되는 중량을 포함하는 질량의 임의의 측정을 포함하는 것으로 의도된다. 질량 흐름 레이트는 주어진 시간 단위 동안 디스펜서(12)의 출구(16)를 통해 흐르는 점성 유체(20)의 질량의 측정치이며, 통상 파운드/초 또는 킬로그램/초으로 측정된다. 무게는 W = m x g의 공식을 사용하여 질량과 관련이 있고, 여기서 무게(W)는 질량(m)에 중력 가속도(g)를 곱한 것과 같다. 대안으로, 가스 유량계(32b)를 통해 흐르는 가스의 온도 및 압력이 알려지기 때문에, 이는 가스의 체적이 결정되게 한다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 이는 점성 유체(20)의 체적이 결정되게 한다. 본원에 사용된 "체적"은 체적 및 체적 흐름 레이트(체적 측정의 흐름 레이트(volumetric flow rate)로도 알려짐)을 포함하는 체적의 임의의 측정을 포함하는 것으로 의도된다. 체적 흐름 레이트는 주어진 시간 단위 동안 디스펜서(12)의 출구(16)를 통해 흐르는 점성 유체(20)의 체적의 측정치이다. 그러나, 체적은 점성 유체(20)의 질량에 관한 정보를 제공하지 않는다.

결과적으로, 전면적인 디스펜싱을 개시하기 전에 가스 유량계(32b)와 함께 "설정 도구"로서 중량계(72)을 사용하면 점성 유체(20)의 양에 대해 밀도 및 비중이 결정되게 할 수 있다. 구체적으로, 가스 유량계(32b)는 흐름 경로를 통해 흐르고 출구(36)를 통해 디스펜스된 제 2 양의 점성 유체의 흐름 레이트에 비례하는 가스 유량계 출력 신호들을 생성한다. 이는 제 2 양의 질량을 추정하기 위해 제어 장치(40)가 제 1 양의 밀도 및 제 2 양의 체적을 사용하게 한다. 이는 점성 유체(20)의 보다 정확한 디스펜싱을 허용한다. 제 1 및 제 2 양에 관한 이력 데이터를 사용하는 것은 시스템(10)이 디스펜싱 파라미터들을 실시간으로 조정하게 한다.

도 5는 제어 장치(40)에 의해 구현되고 수행되는 소프트웨어의 일반적인 흐름도를 도시한다. 도 5는 중량계(72) 및 가스 유량계(32b) 모두를 이용하여 디스펜스된 유체의 밀도 또는 비중을 획득할 수 있다. 제 1 단계(74)에서, 가스 유량계(32b), 압력 조절기(30) 및 디스펜서(12)와 연관된 임의의 다른 제어 구성 요소들이 초기화되어 디스펜싱 동작을 개시하기 위해 초기화된다. 다음 단계(76)에서, 디스펜서(12)는 원하는 방식으로 점성 유체(20)를 디스펜싱하기 시작한다. 이는 중량계(72)에 분배되는 제 1 양의 점성 유체(20)를 포함하고, 가스 유량계 출력 데이터를 수집하고 중량계 출력 데이터를 수집한다. 결과적으로, 제 1 양의 질량은 중량계 출력 신호들을 사용하여 결정될 수 있다. 마찬가지로, 제 1 양의 체적은 가스 유량계 출력 신호들을 사용하여 잠재적으로 동시에 결정될 수 있다. 이러한 데이터는 이하에서 더 논의될 하나 이상의 방식들로 단계(78)에서 처리될 수 있다. 예를 들어, 단계(78)에서의 처리는 가스 유량계(32b)를 통과하는 제 1 양의 점성 유체(20)의 체적을 결정하기 위해 가스 유량계 데이터를 통합하는 것을 포함할 수 있다. 시간과 관련하여 점성 유체 또는 가스 유량계 데이터를 통합하는 것은 제 1 양의 점성 유체(20)의 체적을 생성한다.

다음 단계(80)에서, 밀도(질량을 체적으로 나눈 것과 같음)는 중량계(72)를 사용하여 얻은 질량을 가스 유량계(32b)를 사용하여 얻은 체적으로 일반적으로 나눔으로써 결정될 수 있다. 비중은 밀도를 사용하여 결정할 수도 있다. 비중은 특정 온도에서 기준 재료, 일반적으로 물의 밀도에 대한 점성 유체(20)의 밀도(상술한 바와 같이)의 비율이다. 원한다면, 점성 유체(20)의 제 1 양의 질량 및 체적은 도트당, 액적당 또는 라인당 결정될 수 있다. 다시 말하면, 밀도는 점성 유체(20)의 다수의 도트들 또는 액적들 또는 라인들을 사용하여 결정될 수 있거나, 또는 대안적으로, 밀도는 점성 유체(20)의 단일 도트, 단일 액적 또는 단일 라인를 사용하여 결정될 수 있다. 단계(82)에서, 제어 장치(40)는 점성 유체(20)의 밀도가 미리 결정된 값들의 수용 가능한 허용 오차 내에 있는지 여부를 결정한다. 밀도가 허용 오차 이내이면, 프로세스는 더 큰 동작 정밀도를 보장하기 위해 변환 계수(역 밀도가 부피/질량과 같은 것과 같은)를 이용할 수 있다. 수용 가능한 허용 오차는 제어 장치(40)에 저장된 기준 데이터 세트를 사용하여 또는 다른 허용 가능한 방법들에 의해 결정될 수 있다. 밀도가 수용 가능한 허용 오차 내에 있지 않으면, 사용자에게 경고한다. 예를 들어, 제어 장치(40)는 경보 음 또는 광 표시자와 같은 운영자에게 적절한 표시 또는 제어 장치와 연관된 스크린 또는 모니터상의 표시를 제공할 수 있다. 운영자에게 표시를 추가하여 또는 표시 대신에, 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터는 이전에 논의된 바와 같이 조정될 수 있다. 밀도가 도 5와 관련하여 도시 및 설명되지만, 비중이 또한 결정될 수 있고 원하는대로 조정될 수 있다.

제어 장치(40)가 가스 유량계 출력 신호들 및 중량계 출력 신호들을 수신하고 처리하여 제 1 양의 밀도를 결정한 후에, 제어 장치(40)는 제 1 양의 밀도 및 제 2 양의 체적을 사용하여 제 2 양의 추정된 질량을 결정할 수 있다. 제 2 양의 추정된 질량을 가지면, 제어 장치(40)는 출구를 통해 디스펜스된 점성 유체의 다른 양에 대해 상기에 논의된 바와 같이 하나 이상의 디스펜싱 파라미터들을 조정할 수 있다. 결과적으로, 점성 유체 디스펜싱 시스템(10)은 질량을 추정하고 디스펜싱 동작을 지속적으로 개선하기 위해 이전의 양의 밀도 및 체적을 계속 사용할 수 있다. 이는 모든 체적 측정들이 가스 유량계를 사용하여 취해지게 하고, 동시에 가스 유량계(32b) 및 계량 스케일(72)로부터 밀도를 얻어서 생산을 중단하지 않고 질량을 계산하고 프로세스를 조정한다.

시스템(100)의 다른 예시적인 실시예에서, 제어 장치는 중량계(72) 및 액체 유량계(32a) 모두에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 실시예에서, 중량체(72) 및 액체 유량계(32a) 모두를 사용하는 것은 액체 유량계(32a)가 신속하고 정확하게 교정되게 한다. 중량계(72)가 먼저 중량계(72)의 캘리브레이션 표면(73) 상에 알려진 중량의 물체를 위치시킴으로써 신속하고 정확하게 교정되는 반면, 액체 유량계(32a)를 교정하기 위한 프로세스는 훨씬 더 어렵다. 그러나, 일정량의 점성 유체(20)를 액체 유량계(32a)를 통해 중량계(72)의 캘리브레이션 표면(73)상에 디스펜싱하는 것은 액체 유량계(32a)의 신속하고 정확한 교정을 가능하게 한다. 결과적으로, 중량계(72)와 액체 유량계(32a)를 통합하는 것은 중량계(72)가 액체 유량계(32a)를 효과적으로 교정하게 한다.

시스템(10, 100)은 디스펜싱 동작을 수반하는 제조 프로세스가 진행되는 동안, 위에서 논의된 바와 같이 디스펜스 파라미터들 및 온-더-플라이(on-the-fly) 검출 목적들에 대한 온-더-플라이(on-the-fly) 조정들을 위해 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 즉, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 루틴은 제조 프로세스 중에 연속적으로 사용되어 제조 과정 동안 디스펜스 파라미터들이 조정되어 생산성을 높일 수 있다. 도 5의 루틴은 전술한 바와 같이 전면 디스펜싱 전에 밀도를 결정하는 것을 포함한다. 시스템들(10, 100)은 또한 디스펜서(12)가 교정 스테이션에 오프-라인되고 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 루틴은 제조 프로세스 동안 온-더-플라이로 수행되는 것과 반대로 교정 스테이션에서 수행된다. 심지어 교정 스테이션에서 시스템들(10, 100)의 이러한 사용은 이점들을 갖는다. 예를 들어, 중량계를 사용하는 일반적인 교정 스테이션들에서보다 더 적은 유체 재료(20)가 사용될 것이고 교정 및 조정 프로세스는 더 빠르고 잠재적으로 더 정확할 것이다. 플럭스(flux)와 같은 특정 유체 재료들은 휘발성이며 이들 유체들과 연관된 용매들은 대기에 노출될 때 증발할 것이다. 따라서, 중량계 프로세스가 증발을 허용하기에 충분한 시간이 걸리면, 결과들은 덜 정확할 것이다. 본 발명의 시스템(10)에 있어서, 흐름 데이터는 실시간에 접근하는 시간량으로 제어 장치(40)에 의해 수집된다. 유체와 연관된 용매들의 증발은 이러한 계측의 한 요인이 아니다. 또한, 시스템(10, 100)에 여전히 연결된 디스펜서(12)가 점성 유체(20)를 기판 근접하게 또는 그와 달리 그 근처에 위치된 중량계(72)의 캘리브레이션 표면(73) 상에 유체를 디스펜스하는 것이 오프라인으로 구성된다.

본 발명은 몇몇 실시예들의 설명에 의해 예시되었고, 그러한 실시예들이 상당히 상세하게 설명되었지만, 첨부된 청구 범위의 범위를 그러한 세부 사항으로 제한하거나 임의의 방식으로 한정하려는 의도는 없다. 추가적인 이점들 및 수정들은 당업자에게 쉽게 나타날 것이다. 따라서, 가장 넓은 양태들에서 본 발명은 도시되고 설명된 특정 세부 사항들로 제한되지 않는다. 본원에 개시된 다양한 특징들은 특정 응용을 위해 필요하거나 요구되는 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 결과적으로, 후속하는 청구 범위의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 상세들로부터 변경들이 행해질 수 있다.

Claims (31)

1. 기판상에 점성 유체를 정확하게 디스펜스하도록 비접촉 분사 디스펜싱 시스템(non-contact jetting dispensing system)을 제어하는 방법에 있어서,
   점성 유체 공급부로부터 입구 및 출구를 갖는 비접촉 분사 디스펜서로 상기 점성 유체를 지향시키는 단계;
   상기 비접촉 분사 디스펜서의 상기 출구를 통해 상기 점성 유체를 방출하는 단계로서, 상기 비접촉 분사 디스펜서는 상기 출구를 통해 상기 기판상으로 상기 점성 유체의 흐름을 개시 및 정지시키도록 동작 가능한, 상기 점성 유체를 방출하는 단계;
   흐름 경로를 통해 흐르는 상기 점성 유체의 흐름 레이트에 비례하는 전기적 유량계 출력 신호들을 생성하기 위해 상기 점성 유체 공급부와 상기 비접촉 분사 디스펜서의 상기 출구 사이에 상기 흐름 경로에 동작 가능하게 결합된 전자 유량계 장치를 사용하는 단계로서, 상기 전기적 유량계 출력 신호들은 출력 데이터 세트를 형성하는, 상기 전자 유량계 장치를 사용하는 단계;
   상기 출력 데이터 세트를 제어 장치에 저장된 기준 데이터 세트와 비교하는 단계; 및
   상기 출력 데이터 세트와 상기 기준 데이터 세트 간의 차이를 보정하기 위해 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정함으로써 폐루프 방식으로 응답식 제어 기능을 수행하는 단계를 포함하는, 비접촉 분사 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는 상기 비접촉 분사 디스펜서의 상기 출구를 통해 흐르고 디스펜스되는 상기 점성 유체의 상기 흐름 레이트를 조정하는 단계를 더 포함하는, 비접촉 분사 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 흐름 레이트를 조정하는 단계는 상기 점성 유체의 점도를 조정하는 단계를 더 포함하는, 비접촉 분사 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는 디스펜싱 시간을 조정하는 단계를 더 포함하는, 비접촉 분사 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는 상기 점성 유체가 상기 출구를 통해 상기 기판상으로 디스펜스되는 횟수를 조정하는 단계를 더 포함하는, 비접촉 분사 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 점성 유체 공급부는 상기 점성 유체 공급부의 공기압 입력부를 통해 흐르는 가압된 공기를 사용하는 가압된 공급부를 더 포함하고, 상기 전자식 유량계 장치는 상기 공기압 입력부에 동작 가능하게 결합되어 상기 공기압 입력부를 통해 흐르는 가압된 공기의 흐름 레이트에 비례하여 전기적 유량계 출력 신호들을 생성하기 위해 더 포함하고, 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정하는 단계는 상기 가압된 공급부의 압력을 조정하는 단계를 더 포함하는, 비접촉 분사 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 출구를 통해 상기 점성 유체를 방출하는 단계 및 상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는:
   상기 비접촉 분사 디스펜서와 상기 기판 사이의 상대 운동 동안 상기 출구를 통해 상기 점성 유체를 방출하는 단계; 및
   상기 비접촉 분사 디스펜서와 상기 기판 사이의 상기 상대 운동의 속도를 조정하는 단계를 더 포함하는, 비접촉 분사 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 출력 데이터 세트를 기준 데이터 세트와 비교하는 단계 및 상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는,
   상기 출력 데이터 세트를 사용하여 상기 기판상으로 방출되는 목표량의 점성 유체를 초래하는 상기 비접촉 분사 디스펜서와 상기 기판 사이의 상대 운동의 속도를 결정하는 단계로서:
   상기 출력 데이터 세트의 도트 체적당 평균을 결정함으로써 상기 목표량과 실질적으로 동일하게 하기 위해 요구되는 도트들의 총 수의 형태로 상기 점성 유체의 양을 결정하는 단계;
   상기 도트를 분배하기 위해 요구되는 상기 도트들의 총 수의 각각의 사이의 거리를 결정하는 단계;
   상기 비접촉 분사 디스펜서로부터 상기 도트들의 총 수가 디스펜스되는 레이트를 결정하는 단계; 및
   상기 도트들의 총 수를 디스펜스할 레이트와 상기 도트들의 총 수의 도트들의 각각의 사이의 거리를 사용하는 단계를 포함하는, 상기 상대 운동의 속도를 결정하는 단계; 및
   상기 목표량의 점성 유체를 상기 기판상으로 방출하기 위해 상기 비접촉 분사 디스펜서와 상기 기판 사이의 상기 상대 운동의 속도를 조정하는 단계를 더 포함하는, 비접촉 분사 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 출력 데이터 세트를 상기 제어 장치에 저장된 기준 데이터 세트와 비교하는 단계는 상기 출력 데이터 세트의 체적을 결정하기 위해 상기 출력 데이터 세트를 통합하는 단계를 더 포함하는, 비접촉 분사 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 출력 데이터 세트를 상기 기준 데이터 세트와 비교하는 단계 및 상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는:
    상기 출력 데이터 세트의 체적을 상기 기준 데이터 세트의 기준 체적과 비교하는 단계; 및
    상기 출력 데이터 세트의 상기 체적과 상기 기준 데이터 세트의 상기 기준 체적 간의 차이를 보정하기 위해 상기 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정함으로써 폐루프 방식으로 응답식 제어 기능을 수행하는 단계를 더 포함하는, 비접촉 분사 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는 상기 비접촉 분사 디스펜서를 통해 흐르는 상기 점성 유체 내의 기포를 검출하는 단계를 더 포함하는, 비접촉 분사 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
12. 기판상에 점성 유체를 정확하게 디스펜스하기 위한 점성 유체 디스펜싱 시스템에 있어서,
    입구 및 출구를 포함하는 점성 유체 디스펜서;
    상기 점성 유체 디스펜서의 입구와 유체 소통 결합되고 상기 점성 유체를 유지하도록 적응되는 점성 유체 공급부로서, 상기 점성 유체 공급부와 상기 점성 유체 디스펜서의 출구 사이의 상기 점성 유체의 흐름 경로를 확립하기 위한, 상기 점성 유체 공급부;
    제 1 양의 상기 점성 유체에 대응하는 대응 가스 유량계 출력 신호들을 생성하기 위해 상기 흐름 경로에 동작 가능하게 결합되는 가스 유량계 장치;
    상기 제 1 양을 수신 및 계량하고 대응 중량계 출력 신호들을 생성하도록 구성된 중량계; 및
    상기 가스 유량계 장치 및 상기 계량기에 동작 가능하게 결합되는 제어 장치로서, 상기 제어 장치는 상기 중량계로부터 수신된 상기 중량계 출력 신호들을 사용하여 상기 제 1 양의 질량을 결정하고, 상기 가스 유량계 장치로부터 수신된 상기 가스 유량계 출력 신호들을 통합함으로써 상기 제 1 양의 체적을 결정하고, 이후 상기 제 1 양의 질량 및 상기 제 1 양의 체적을 사용하여 상기 제 1 양의 밀도를 결정하는, 상기 제어 장치를 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 제 1 양의 밀도를 미리 결정된 허용 오차와 비교하고, 상기 밀도가 상기 미리 결정된 허용 오차를 벗어난 경우 사용자에게 경고하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 흐름 경로를 통해 흐르고 상기 출구를 통해 디스펜스되는 제 2 양의 점성 유체의 체적에 비례하는 가스 유량계 출력 신호들을 생성하는 상기 가스 유량계 장치를 더 포함하고,
    상기 제어 장치는 상기 제 2 양의 질량 흐름 레이트를 결정하기 위해 상기 제 1 양의 밀도 및 상기 제 2 양의 체적을 사용하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 양의 상기 질량 흐름 레이트를 조정하기 위해 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정하는 것은 상기 점성 유체 공급부의 유체 공급 압력을 조정하는 것을 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템.
17. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정하는 것은 상기 점성 유체의 연속적인 양들이 상기 출구를 통해 디스펜스되는 횟수를 조정하는 것을 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템.
18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 장치에 결합된 온도 제어기를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터의 조정은 상기 점성 유체 디스펜서의 온도를 조정하기 위해 상기 온도 제어기를 사용하는 단계를 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템.
19. 제 14 항에 있어서,
    상기 점성 유체 디스펜서는 상기 점성 유체의 도트들을 분사하도록 구성된 분사 디스펜서이고, 상기 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정하는 것은 상기 도트들이 상기 분사 디스펜서로부터 분사되는 발사율(firing rate)를 조정하는 것을 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템.
20. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 점성 유체의 도트들을 분사하도록 구성된 분사 디스펜서이고, 상기 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정하는 것은 패턴으로 분사된 도트들의 수를 조정하는 것을 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템.
21. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 점성 유체 디스펜서를 통해 흐르는 상기 점성 유체 내의 기포를 검출하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템.
22. 기판상에 점성 유체를 정확하게 디스펜스하도록 점성 유체 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    점성 유체 공급부로부터 점성 유체 디스펜서로 제 1 양의 점성 유체를 지향시키는 단계로서, 상기 점성 유체 디스펜서는 상기 점성 유체 디스펜서의 출구를 통해 기판상으로 상기 점성 유체의 흐름을 개시 및 정지시키도록 동작 가능한, 상기 제 1 양의 점성 유체를 지향시키는 단계;
    흐름 경로를 통해 흐르는 상기 제 1 양의 흐름 레이트에 비례하는 가스 유량계 출력 신호들을 생성하기 위해 상기 점성 유체 공급부와 상기 출구 사이의 상기 흐름 경로에 동작 가능하게 결합된 가스 유량계 장치를 사용하는 단계;
    상기 출구로부터 상기 제어 장치에 결합된 중량계상에 상기 제 1 양을 방출하는 단계로서, 상기 중량계는 상기 제 1 양의 질량에 비례하는 중량계 출력 신호들을 생성하는, 상기 제 1 양을 방출하는 단계; 및
    상기 가스 유량계 출력 신호들 및 상기 중량계 출력 신호들을 사용하여 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정함으로써 폐루프 방식으로 응답식 제어 기능을 수행하는 단계를 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는 상기 제 1 양의 비중을 사용하여 상기 점성 유체 디스펜서의 상기 출구를 통해 흐르고 디스펜스되는 상기 점성 유체의 흐름 레이트를 조정하는 단계를 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
24. 제 22 항에 있어서,
    상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는 상기 제 1 양의 비중을 사용하여 디스펜싱 시간을 조정하는 단계를 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
25. 제 22 항에 있어서,
    상기 중량계 출력 신호들을 사용하여 상기 제 1 양의 질량을 결정하는 단계; 및
    상기 가스 유량계 출력 신호들을 사용하여 상기 제 1 양의 체적을 결정하는 단계를 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제 1 양의 체적을 결정하는 단계는 상기 제어 장치를 사용하여 상기 가스 유량계 장치로부터 획득된 상기 가스 유량계 출력 신호들을 통합하는 단계를 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
27. 제 26 항에 있어서,
    상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는:
    상기 제 1 양의 질량 및 체적을 사용하여 상기 제 1 양의 비중을 계산하는 단계; 및
    상기 제 1 양의 비중을 사용하여 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
28. 제 26 항에 있어서,
    상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는:
    상기 제 1 양의 질량 및 체적을 사용하여 상기 제 1 양의 밀도를 계산하는 단계; 및
    상기 제 1 양의 밀도를 사용하여 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
29. 제 22 항에 있어서,
    상기 가스 유량계 출력 신호들 및 상기 중량계 출력 신호들은 출력 데이터 세트를 형성하고, 상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는 상기 출력 데이터 세트를 사용하여 계산된 비중을 사용하여 상기 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
30. 제 22 항에 있어서,
    상기 가스 유량계 출력 신호들 및 상기 중량계 출력 신호들은 출력 데이터 세트를 형성하고, 상기 응답식 제어 기능을 수행하는 단계는 상기 출력 데이터 세트를 사용하여 계산된 밀도를 사용하여 상기 적어도 하나의 디스펜싱 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.
31. 제 22 항에 있어서,
    상기 가스 유량계 출력 신호들 및 상기 중량계 출력 신호들은 출력 데이터 세트를 형성하고, 상기 방법은 상기 출력 데이터 세트를 상기 제어 장치에 저장된 기준 데이터 세트와 비교하는 단계를 더 포함하는, 점성 유체 디스펜싱 시스템을 제어하는 방법.

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