KR20180064582A - 디스펜서 및 디스펜서의 토출량 검사 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스펜서 및 디스펜서의 토출량 검사 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 색수차 공초점 센서를 이용하여 디스펜싱 헤드 유닛에 의해 토출된 도포액 방울의 부피를 측정하고, 이를 토대로 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량을 도출함으로써, 생산량 개선 및 도포액 낭비 방지가 가능한 디스펜서 및 디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 디스펜서는, 프레임, 마더 기판이 상면에 배치되고, 프레임의 상부에 설치되는 스테이지, 프레임의 상부에 구비되고, 스테이지의 양 측에 Y축 방향으로 연장되도록 배치되는 레일, 레일을 따라 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 디스펜싱 헤드 유닛 지지대, 디스펜싱 헤드 유닛 지지대에 Y축 방향과 직교하는 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 마더 기판 상에 도포액 방울을 토출하는 디스펜싱 헤드 유닛, 레일을 따라 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 디스펜싱 헤드 유닛 지지대의 반대편에 배치되는 센서 지지대 및 센서 지지대에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 토출된 도포액 방울의 상면의 높이를 측정하는 센서를 포함한다.

Description

디스펜서 및 디스펜서의 토출량 검사 방법{DISPENSER AND METHOD FOR INSPECTING AMOUNT OF PASTE DISCHARGED BY THE SAME}
본 발명은 디스펜서 및 디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 색수차 공초점 센서를 이용하여 디스펜싱 헤드 유닛에 의해 토출된 도포액 방울의 부피를 측정하고, 이를 토대로 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량을 도출함으로써, 생산량 개선 및 도포액 낭비 방지가 가능한 디스펜서 및 디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 평판디스플레이(Flat Panel Display)란 브라운관을 채용한 텔레비전이나 모니터보다 두께가 얇고 가벼운 영상표시장치이다. 평판디스플레이로는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이(Plasma Display Panel), 전계방출 디스플레이(Field Emission Display), 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diodes) 등이 개발되어 사용되고 있다.
이러한 디스플레이 장치들의 제조 공정에는 디스펜서를 통해 레진, 액정 등의 도포액을 토출하는 공정이 적용되고, 이러한 디스펜서의 토출 작업중 여러가지 요인으로 인해 토출량이 기준치 이하 또는 이상으로 토출되는 경우가 종종 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 매장 검사(예를 들어, 토출 대상 기판 수를 정해 놓고 정해진 기판 수만큼 토출 작업이 완료되면 발란스(복수의 도포액 방울이 중첩되어 적하된 물질)를 형성 후 해당 발란스의 양을 측정하여 디스펜서의 도포액 토출량의 양불 여부를 검사한다.
그러나, 이 경우, 발란스를 형성하는 시간만큼 작업이 지연되어 생산성이 저하될 수 있고, 검사가 완료된 발란스는 폐기된다는 점에서 경제성이 악화될 수 있다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 센서, 즉, 색수차 공초점 센서를 통해 디스펜싱 헤드 유닛에 의해 토출된 도포액 방울의 부피를 측정하고, 이를 토대로 토출량을 유추함으로써 토출량 검사를 위해 발란스를 별도로 형성할 필요가 없는바, 생산성 개선 및 도포액 낭비 방지가 가능한 디스펜서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 토출량 검사를 위해 발란스를 별도로 형성할 필요 없이 디스펜싱 헤드 유닛의 토출량을 검사할 수 있는바, 생산성 개선 및 도포액 낭비 방지가 가능한 디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서는, 프레임, 마더 기판이 상면에 배치되고, 프레임의 상부에 설치되는 스테이지, 프레임의 상부에 구비되고, 스테이지의 양 측에 Y축 방향으로 연장되도록 배치되는 레일, 레일을 따라 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 디스펜싱 헤드 유닛 지지대, 디스펜싱 헤드 유닛 지지대에 Y축 방향과 직교하는 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 마더 기판 상에 도포액 방울을 토출하는 디스펜싱 헤드 유닛, 레일을 따라 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 디스펜싱 헤드 유닛 지지대의 반대편에 배치되는 센서 지지대 및 센서 지지대에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 토출된 도포액 방울의 상면의 높이를 측정하는 센서를 포함한다.
또한 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법은, 마더 기판 상에 도포액 방울을 토출하는 단계, 토출된 도포액 방울의 상면의 높이를 측정하는 단계, 측정된 도포액 방울의 상면의 높이를 토대로 도포액 방울의 부피를 계산하는 단계, 계산된 도포액 방울의 부피를 토대로 도포액 방울의 무게를 계산하는 단계, 계산된 도포액 방울의 무게를 미리 정의된 기준 무게와 비교하는 단계 및 비교 결과를 토대로 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 디스펜서는 색수차 공초점 센서를 통해 디스펜싱 헤드 유닛에 의해 토출된 도포액 방울의 부피를 측정하고, 이를 토대로 토출량을 유추함으로써 토출량을 검사할 때마다 발란스를 별도로 형성할 필요가 없다. 따라서, 발란스 형성으로 인해 작업이 지연되어 생산성이 저하되는 것을 방지함으로써 종래 대비 생산성 개선이 가능하고, 발란스 형성 후 폐기로 인해 도포액이 낭비되는 문제를 방지함으로써 경제성 개선이 가능하다.
또한 본 발명에 따른 디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법은 토출량 검사를 위해 발란스를 별도로 형성할 필요 없이 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량을 검사할 수 있다. 따라서 발란스 형성으로 인해 작업이 지연되어 생산성이 저하되는 것을 방지함으로써 종래 대비 생산성 개선이 가능하고, 발란스 형성 후 폐기로 인해 도포액이 낭비되는 문제를 방지함으로써 경제성 개선이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스펜서를 설명하는 사시도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 센서가 도포액 방울의 상면의 높이를 측정하는 방법을 설명하는 개략도이다.
도 6은 도 1의 디스펜서의 도포액 토출량 검사 및 이에 따른 디스펜싱 헤드 유닛의 제어 과정을 설명하는 블록도이다.
도 7은 도 1의 센서에 의해 측정된 도포액 방울의 상면의 높이 데이터를 토대로 도포액 방울의 부피를 계산하여 도포액 방울의 모형을 3D로 구현한 개략도이다.
도 8은 도 1의 센서에 의해 반복 측정된 도포액 방울의 상면의 프로파일을 설명하는 개략도이다.
도 9 및 도 10은 도 1의 디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법을 설명하는 순서도이다.
본 발명을 더 쉽게 이해하기 위해 편의상 특정 용어를 본원에 정의한다. 본원에서 달리 정의하지 않는 한, 본 발명에 사용된 과학 용어 및 기술 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 가질 것이다. 또한, 문맥상 특별히 지정하지 않는 한, 단수 형태의 용어는 그것의 복수 형태도 포함하는 것이며, 복수 형태의 용어는 그것의 단수 형태도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스펜서를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스펜서를 설명하는 사시도이다. 도 2 내지 도 5는 도 1의 센서가 도포액 방울의 상면의 높이를 측정하는 방법을 설명하는 개략도이다. 도 6은 도 1의 디스펜서의 도포액 토출량 검사 및 이에 따른 디스펜싱 헤드 유닛의 제어 과정을 설명하는 블록도이다. 도 7은 도 1의 센서에 의해 측정된 도포액 방울의 상면의 높이 데이터를 토대로 도포액 방울의 부피를 계산하여 도포액 방울의 모형을 3D로 구현한 개략도이다. 도 8은 도 1의 센서에 의해 반복 측정된 도포액 방울의 상면의 프로파일을 설명하는 개략도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스펜서(1)는 프레임(100), 스테이지(150), 레일(200), 디스펜싱 헤드 유닛 지지대(250), 디스펜싱 헤드 유닛(300), 센서 지지대(350), 센서(400), Z축 구동부(370)를 포함할 수 있다.
프레임(100)은 디스펜서(1)의 구성 요소들이 실장되는 부분으로, 프레임(100)의 상부에는 스테이지(150), 레일(200) 등이 실장될 수 있다.
스테이지(150)는 프레임(100)의 상부에 설치되고, 상면에는 마더 기판(M)이 배치될 수 있다.
구체적으로, 스테이지(150)의 상면에는 마더 기판(M)이 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)될 수 있고, 마더 기판(M) 상에 디스펜싱 헤드 유닛(300)에 의해 도포액이 토출될 수 있다.
여기에서, 도포액은 예를 들어, 레진(즉, 수지), 액정 등을 포함할 수 있다.
레일(200)은 프레임(100)의 상부에 구비되고, 스테이지(150)의 양 측에 Y축 방향(Y)으로 연장되도록 배치될 수 있다.
구체적으로, 레일(200)은 스테이지(150)의 일측에 배치된 제1 가이드 레일(200a)과 타측에 배치된 제2 가이드 레일(200b)을 포함하며, 이러한 레일(200)을 따라 센서 지지대(350)와 디스펜싱 헤드 유닛 지지대(250)가 Y축 방향(Y)으로 이동 가능하다.
디스펜싱 헤드 유닛 지지대(250)는 레일(200)을 따라 Y축 방향(Y)으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
구체적으로, 디스펜싱 헤드 유닛 지지대(250)는 레일(200)에 이동 가능하게 설치되어, Y축 방향(Y)으로 왕복 이동 가능하다.
따라서, 디스펜싱 헤드 유닛 지지대(250)에 설치되는 디스펜싱 헤드 유닛(300)이 마더 기판(M) 상에 Y축 방향(Y)으로 도포액을 토출할 수 있는 것이다. 또한 디스펜싱 헤드 유닛 지지대(250)에는 X축 방향(X)으로 연장되도록 제1 보조 레일(260)이 설치되는바, 디스펜싱 헤드 유닛(300)은 제1 보조 레일(260)을 따라 X축 방향(X)으로 이동하면서 도포액을 토출할 수 있다.
여기에서, X축 방향(X)은 Y축 방향(Y)과 직교하는 방향을 의미한다.
디스펜싱 헤드 유닛(300)은 디스펜싱 헤드 유닛 지지대(250)에 X축 방향(X)으로 이동 가능하게 설치되고, 마더 기판(M) 상에 도포액 방울을 토출할 수 있다.
참고로, 도포액 방울은 디스펜싱 헤드 유닛(300)에 의해 1회에 토출되는 단일한 방울을 의미한다.
구체적으로, 디스펜싱 헤드 유닛(300)은 디스펜싱 헤드 유닛 지지대(250)에 구비된 제1 보조 레일(260)을 따라 X축 방향(X)으로 왕복 이동 가능하고, 마더 기판(M) 상에 도포액을 토출할 수 있다.
따라서, 디스펜싱 헤드 유닛(300)은 디스펜싱 헤드 유닛 지지대(250)에 의해 Y축 방향(Y)으로 이동하면서 자체적으로 제1 보조 레일(260)을 따라 X축 방향(X)으로도 이동 가능한바, 마더 기판(M) 상에 용이하게 도포액을 토출할 수 있다.
또한 디스펜싱 헤드 유닛(300)은 복수개가 설치될 수 있다. 물론, 디스펜싱 헤드 유닛(300)이 한 개만 설치될 수 있으나, 설명의 편의를 위해 본 발명에서는 디스펜싱 헤드 유닛(300)이 복수개 설치된 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
디스펜싱 헤드 유닛(300)은 전술한 바와 같이, X축 방향(X) 및 Y축 방향(Y)으로 이동 가능한바, 마더 기판(M) 상에 다양한 패턴 또는 방식으로 도포액을 토출할 수 있다.
센서 지지대(350)는 레일(200)을 따라 Y축 방향(Y)으로 이동 가능하게 설치되고, 디스펜싱 헤드 유닛 지지대(250)의 반대편에 배치될 수 있다.
구체적으로, 센서 지지대(350)는 레일(200)에 이동 가능하게 설치되어, Y축 방향(Y)으로 왕복 이동 가능하다.
따라서, 센서 지지대(350)에 설치되는 센서(400)가 마더 기판(M) 상에 토출된 도포액 방울의 상면의 높이를 측정하기 위해 Y축 방향(Y)으로 이동할 수 있는 것이다. 또한 센서 지지대(350)에는 X축 방향(X)으로 연장되도록 제2 보조 레일(360)이 설치되는바, 센서(400)는 제2 보조 레일(360)을 따라 X축 방향(X)으로 이동하면서 도포액 방울의 상면의 높이를 측정할 수 있다.
Z축 구동부(370)는 센서 지지대(350)에 설치되어 센서(400)를 X축 및 Y축과 직교하는 Z축 방향(Z)으로 승하강시킬 수 있다.
따라서, 센서(400)는 필요에 따라 Z축 구동부(370)를 통해 Z축 방향(Z)으로 승하강됨으로써 높이 조정이 가능하고, 이를 통해 측정 정밀도가 개선될 수 있다.
센서(400)는 센서 지지대(350)에 X축 방향(X)으로 이동 가능하게 설치되고, 토출된 도포액 방울의 상면의 높이를 측정할 수 있다.
구체적으로, 센서(400)는 센서 지지대(350)에 구비된 제2 보조 레일(360)을 따라 X축 방향(X)으로 왕복 이동 가능하고, 마더 기판(M) 상에 토출된 도포액 방울의 상면의 높이를 측정할 수 있다.
따라서, 센서(400)는 센서 지지대(350)에 의해 Y축 방향(Y)으로 이동하면서 자체적으로 제2 보조 레일(360)을 따라 X축 방향(X)으로도 이동 가능한바, 마더 기판(M) 상의 다양한 위치에 토출된 도포액 방울의 상면의 높이를 측정할 수 있다.
또한 센서(400)는 도면에 도시된 바와 같이, 복수개가 설치될 수 있다. 물론, 센서(400)는 한 개만 설치될 수 있으나, 설명의 편의를 위해 본 발명에서는 센서(400)가 복수개 설치된 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
센서(400)는 전술한 바와 같이, X축 방향(X) 및 Y축 방향(Y)으로 이동 가능한바, 마더 기판(M) 상의 다양한 위치에 토출된 도포액 방울의 상면의 높이를 측정할 수 있다.
또한 센서(400)는 예를 들어, 색수차 공초점 센서(chromatic confocal sensor)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 센서(400), 즉, 색수차 공초점 센서의 도포액 방울의 상면 높이 측정 방법을 확인할 수 있다.
구체적으로, 색수차 공초점 센서는 레이저 공초점 센서와 달리 백색 LED 광원(L)을 이용한다. 백색 LED 광원(L)의 경우 400~700nm 파장의 빛을 조사하는바, 가시광선 영역을 모두 포함하며, 백색 LED 광원(L)에서 조사된 빛은 제1 핀홀(PH1)을 통과한 후 색수차 렌즈(CL)도 통과하여 대상체(PA)의 표면(즉, 도포액 방울 상면)에 조사된다.
여기에서, 색수차 렌즈(CL)는 각 파장(예를 들어,
Figure pat00001
)을 분리하여 파장별로 초점 거리에 차이를 준다. 즉, 청색의 단파장 영역은 짧은 거리에 초점이 맺히고, 적색의 장파장 영역은 먼 거리에 초점이 맺히게 된다.
참고로, 색수차 공초점 센서의 측정 범위(MR)를 한정함으로써, 오차를 줄일 수 있다.
또한 대상체(PA)에 조사된 빛 중 대상체(PA)의 위치에 따라 초점이 맞은 파장만이 빔 스플리터(BS; Beam Splitter)에서 반사되어 제2 핀홀(PH2)을 통과 후 스펙트로미터(SM; Spectrometer)로 입사될 수 있다. 물론, 초점이 맞지 않은 파장은 빔 스플리터(BS)에서 반사된 후 제2 핀홀(PH2)을 통과하지 못하게 된다.
이러한 스펙트로미터(SM)는 수광된 빛의 파장을 분석하여 대상체(PA)의 거리, 즉, 대상체(PA)의 표면의 높이를 측정할 수 있다.
이어서, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 센서(400)가 도포액 방울(PA)의 상면의 높이를 측정하는 방법이 상세하게 도시되어 있다.
먼저, 도 3을 참조하면, 센서(400)는 도 2에서 설명한 방식을 통해 도포액 방울(PA)의 상면의 높이를 측정할 수 있다. 이 때, 센서(400)는 전술한 도 1의 센서 지지대(350)를 통해 Y축 방향(Y)으로 이동하며, 도포액 방울(PA)의 상면 전체의 높이를 측정할 수 있다.
참고로, 센서(400)가 Y축 방향(Y)으로 천천히 이동할수록 분해능이 증가하게 된다.
또한, 도 4를 참조하면 알 수 있듯이, 센서(400)는 디스펜싱 헤드 유닛(300)에 의해 토출된 도포액 방울(PA'; 즉, 변형이 완료되지 않은 도포액 방울)을 바로 측정하는 것이 아니라 토출된 도포액 방울(PA')이 일정 시간이 경과되어 형상 변화가 완료되었을 때 해당 변형 도포액 방울(PA; 굳으면서 옆으로 퍼지는 모양으로 변형된 도포액 방울)을 측정할 수 있다.
이는 센서(400)가 변형이 완료되지 않은 도포액 방울(PA')을 바로 측정하는 경우, 측정 도중에도 도포액 방울(PA')의 형상이 계속 변화하여 부피 측정 오차가 커질 수 있기 때문이다.
도 5를 참조하면, 센서(400)가 도포액 방울(PA)의 상면의 높이를 측정하는 방식이 상세하게 도시되어 있다.
구체적으로, 센서(400)는 도포액 방울(PA)의 상면에 Y축 방향(Y)으로 서로 이격된 복수의 포인트 그룹(예를 들어, 제1 포인트 그룹(PG1), 제2 포인트 그룹(PG2))의 높이를 Y축 방향(Y)으로 이동하면서 측정할 수 있다.
여기에서, 복수의 포인트 그룹에 포함된 각 포인트 그룹(예를 들어, 제1 포인트 그룹(PG1), 제2 포인트 그룹(PG2))은 센서(400)의 Y축 방향(Y) 이동 속도에 따라 개수 및 Y축 방향(Y) 이격 거리가 달라질 수 있다.
또한 포인트 그룹(예를 들어, 제1 포인트 그룹(PG1), 제2 포인트 그룹(PG2))은 각각 X축 방향(X)으로 일렬로 배치된 복수의 포인트(P, P')를 포함할 수 있다.
참고로, 도면에 도시된 복수의 포인트(P, P')는 임의의 개수로 도시된 것으로, 예를 들어, 제1 포인트 그룹(PG1)에 포함되는 복수의 포인트(P)는 약 180개의 포인트를 포함할 수도 있다.
여기에서, 포인트(P, P')는 실제로 도포액 방울의 상면에 존재하는 것이 아니고, 센서(400)에 의해 측정되는 도포액 방울(PA)의 상면 상의 일 지점을 의미한다.
즉, 센서(400)는 센서 지지대(350)를 통해 Y축 방향(Y)으로 이동하면서 복수의 포인트 그룹(예를 들어, 제1 포인트 그룹(PG1), 제2 포인트 그룹(PG2))의 높이를 순차적으로 측정할 수 있다.
다시 말하자면, 센서(400)는 도포액 방울(PA)의 상면 상의 일 지점과 X축 방향(X)으로 동일 선상에 있는 지점들의 높이를 측정한 후, 센서 지지대(350)를 통해 Y축 방향(Y)으로 이동하여, 상기 일 지점으로부터 Y축 방향(Y)으로 이격된 다른 지점 및 상기 다른 지점과 X축 방향(X)으로 동일 선상에 있는 지점들의 높이를 측정할 수 있다.
이러한 이동 및 측정 작업을 반복함으로써 센서(400)는 도포액 방울(PA)의 상면 전체의 높이를 측정할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 6을 참조하면, 도 1의 디스펜서(1)의 도포액 토출량 검사 및 이에 따른 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 제어 과정이 도시되어 있다.
참고로, 디스펜서(1)는 메모리(500), 연산부(550), 제어부(600)를 더 포함할 수 있고, 메모리(500), 연산부(550), 제어부(600)는 디스펜서(1)의 내부 또는 외부에 장착될 수 있는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
구체적으로, 센서(400)는 전술한 방식으로 도포액 방울의 상면의 높이를 측정할 수 있고, 측정된 도포액 방울의 높이 데이터를 메모리(500)에 제공할 수 있다.
메모리(500)는 센서(400)로부터 도포액 방울의 높이 데이터를 제공받아 저장할 수 있다.
연산부(550)는 메모리(500)에 저장된 도포액 방울의 상면의 높이 데이터를 토대로 도포액 방울의 부피를 계산하고, 계산된 도포액 방울의 부피를 토대로 도포액 방울의 무게를 계산할 수 있다.
참고로, 센서(400)는 도포액 방울의 상면의 높이를 복수회 반복해서 측정할 수 있고, 연산부(550)는 반복 측정된 각각의 높이 데이터를 토대로 도출된 부피값들의 평균값을 사용하거나 상기 부피값들에 대한 반복정밀도 값이 미리 정의된 기준값 이하로 나오는지 여부를 별도로 확인함으로써 측정 오차를 저감할 수 있다.
제어부(600)는 계산된 도포액 방울의 무게를 미리 정의된 기준 무게와 비교하여 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량에 대한 양불 판정을 수행할 수 있다.
구체적으로, 제어부(600)는 연산부(550)로부터 도포액 방울의 무게 데이터를 제공받고, 제공받은 도포액 방울의 무게가 미리 정의된 기준 무게와 동일하거나 미리 정의된 오차 범위 내에서 차이가 나는 것으로 판단되는 경우, 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량이 양호하다고 판단할 수 있다. 이에 따라, 제어부(600)는 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량을 유지할 수 있다.
반면에, 제어부(600)는 제공받은 도포액 방울의 무게가 미리 정의된 기준 무게와 오차 범위 이상으로 차이가 나는 것으로 판단되는 경우, 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량이 불량하다고 판단할 수 있다. 이에 따라, 제어부(600)는 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량을 보정할 수 있다.
즉, 제어부(600)는 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량을 증가 또는 감소시킬 수 있다.
참고로, 연산부(550)와 제어부(600)는 통합되어 하나로 존재할 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 본 발명에서는, 연산부(550)와 제어부(600)가 별개로 존재하는 것을 예를 들어 설명하기로 한다.
여기에서, 도 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 센서(400)에 의해 측정된 도포액 방울의 프로파일이 도시되어 있다.
참고로, 도 7 및 도 8의 눈금 단위는 예를 들어, 마이크로미터(um) 단위일 수 있다.
구체적으로, 도 7에는 센서(400)에 의해 측정된 도포액 방울의 상면의 높이 데이터를 토대로 도포액 방울의 부피를 계산하여 3D로 구현한 도포액 방울의 모형이 도시되어 있다. 물론 이러한 3D 도포액 방울의 모형은 예시적인 것이다.
이러한 3D 모형은 사용자가 별도의 장치 또는 소프트웨어 등을 통해 구현 및 확인할 수 있다.
또한 도 8에는 센서(400)에 의해 반복 측정된 도포액 방울의 상면의 프로파일이 도시되어 있다.
전술한 바와 같이, 센서(400)는 도포액 방울의 상면의 높이를 복수회 반복해서 측정할 수 있고, 연산부(550)는 반복 측정된 각각의 높이 데이터를 토대로 도출된 부피값들의 평균값을 사용하거나 상기 부피값들에 대한 반복정밀도 값이 미리 정의된 기준값 이하로 나오는지 여부를 별도로 확인함으로써 측정 오차를 저감할 수 있다.
이하에서는, 도 9 및 도 10을 참조하여, 도 1의 디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 9 및 도 10은 도 1의 디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법을 설명하는 순서도이다.
도 1, 도 6, 도 9 및 도 10을 참조하면, 먼저, 마더 기판(M) 상에 도포액 방울을 토출한다(S100).
구체적으로, 디스펜싱 헤드 유닛(300)은 X축 방향(X) 및 Y축 방향(Y)으로 이동하여 마더 기판(M) 상에 도포액, 즉, 도포액 방울을 토출할 수 있다.
토출된 도포액 방울의 상면의 높이를 측정한다(S150).
구체적으로, 센서(400)는 전술한 방식을 통해 Y축 방향(Y)으로 이동하면서 도포액 방울의 상면에 Y축 방향(Y)으로 서로 이격된 복수의 포인트 그룹의 높이를 측정함으로써 도포액 방울의 상면 전체의 높이를 측정할 수 있다. 이 후, 센서(400)는 측정된 높이 데이터를 메모리(500)에 제공할 수 있다.
도포액 방울의 부피를 계산한다(S200).
구체적으로, 연산부(550)는 메모리(500)에 저장된 도포액 방울의 높이 데이터를 토대로 도포액 방울의 부피를 계산할 수 있다.
도포액 방울의 무게를 계산한다(S250).
구체적으로, 연산부(550)는 계산된 도포액 방울의 부피를 토대로 도포액 방울의 무게를 계산할 수 있다. 이후 연산부(550)는 계산된 도포액 방울의 무게 데이터를 제어부(600)에 제공할 수 있다.
계산된 도포액 방울의 무게를 미리 정의된 기준 무게와 비교한다(S300).
구체적으로, 제어부(600)는 계산된 도포액 방울의 무게가 미리 정의된 기준 무게와 동일하거나 미리 정의된 오차 범위 내에서 차이가 나는 것으로 판단되는 경우, 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량이 양호하다고 판단할 수 있다.
반면에, 제어부(600)는 계산된 도포액 방울의 무게가 미리 정의된 기준 무게와 미리 정의된 오차 범위 이상으로 차이가 나는 것으로 판단되는 경우, 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량이 불량하다고 판단할 수 있다.
디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량을 제어한다(S350).
구체적으로, 제어부(600)는 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량이 양호하다고 판단되는 경우, 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량을 기존과 동일하게 유지할 수 있다(S350a).
반면에, 제어부(600)는 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량이 불량하다고 판단되는 경우, 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량을 보정할 수 있다(S350b). 즉, 제어부(600)는 디스펜싱 헤드 유닛(300)의 도포액 토출량을 증가 또는 감소시킬 수 있다.
참고로, 본 발명의 디스펜서(1)는 도포액 토출량 검사를 매 기판(즉, 마더 기판(M))마다 수행할 수 있다. 즉, 디스펜서(1)는 마더 기판(M) 상에 도포액 토출 작업을 완료하면, 실시간으로 해당 마더 기판(M)에 대해 전술한 도포액 토출량 검사 작업을 수행할 수 있다.
물론, 도포액 토출량 검사시 마더 기판(M) 상의 모든 도포액 방울에 대해 부피 및 무게 계산을 하는 것은 아니다. 즉, 디스펜서(1)는 마더 기판(M) 상의 일부 또는 특정 도포액 방울에 대해서만 부피 및 무게 계산을 수행하고, 이를 통해 해당 마더 기판(M) 상에 도포액이 적정량으로 토출되었는지를 검사하는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 도포액 토출량 검사 작업은 택 타임에 별다른 영향을 미치지 않는바, 생산성을 저하시키지 않는다.
다만, 기준 무게 정의를 위해 초기에 한번 발란스를 형성할 수 있다. 즉, 초기 세팅시 발란스를 한번 형성하여 기준 무게를 미리 정의하고, 초기 토출량을 기준으로 하여 각각의 마더 기판(M) 상에 토출되는 도포액 토출량이 일정한지(즉, 적정한지) 검사하는 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스펜서(1)는 센서(400), 즉, 색수차 공초점 센서를 통해 디스펜싱 헤드 유닛(300)에 의해 토출된 도포액 방울의 부피를 측정하고, 이를 토대로 토출량을 유추함으로써 토출량을 검사할 때마다 발란스를 별도로 형성할 필요가 없다(초기에 한번 기준 무게를 정의하기 위해 발란스를 형성하는 작업은 논외임). 따라서, 발란스 형성으로 인해 작업이 지연되어 생산성이 저하되는 것을 방지함으로써 종래 대비 생산성 개선이 가능하고, 발란스 형성 후 폐기로 인해 도포액이 낭비되는 문제를 방지함으로써 경제성 개선이 가능하다.
이상, 본 발명에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1: 디스펜서 100: 프레임
150: 스테이지 200: 레일
250: 디스펜싱 헤드 유닛 지지대 260: 제1 보조 레일
300: 디스펜싱 헤드 유닛 350: 센서 지지대
360: 제2 보조 레일 370: Z축 구동부
400: 센서

Claims (14)

  1. 프레임;
    마더 기판이 상면에 배치되고, 상기 프레임의 상부에 설치되는 스테이지;
    상기 프레임의 상부에 구비되고, 상기 스테이지의 양 측에 Y축 방향으로 연장되도록 배치되는 레일;
    상기 레일을 따라 상기 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 디스펜싱 헤드 유닛 지지대;
    상기 디스펜싱 헤드 유닛 지지대에 상기 Y축 방향과 직교하는 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 마더 기판 상에 도포액 방울을 토출하는 디스펜싱 헤드 유닛;
    상기 레일을 따라 상기 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 디스펜싱 헤드 유닛 지지대의 반대편에 배치되는 센서 지지대; 및
    상기 센서 지지대에 상기 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 토출된 도포액 방울의 상면의 높이를 측정하는 센서를 포함하는
    디스펜서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서에서 측정된 도포액 방울의 상면의 높이 데이터를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 상기 도포액 방울의 상면의 높이 데이터를 토대로 상기 도포액 방울의 부피를 계산하고, 상기 계산된 도포액 방울의 부피를 토대로 상기 도포액 방울의 무게를 계산하는 연산부를 더 포함하는
    디스펜서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서는 상기 토출된 도포액 방울의 상면에 상기 Y축 방향으로 서로 이격된 제1 포인트 그룹 및 제2 포인트 그룹의 높이를 측정하되,
    상기 제1 포인트 그룹 및 상기 제2 포인트 그룹은 각각 상기 X축 방향으로 일렬로 배치된 복수의 포인트를 포함하는
    디스펜서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센서는 상기 센서 지지대를 통해 상기 Y축 방향으로 이동하면서 상기 제1 포인트 그룹 및 상기 제2 포인트 그룹의 높이를 순차적으로 측정한 후, 상기 측정된 높이 데이터를 상기 메모리에 제공하는
    디스펜서.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 계산된 도포액 방울의 무게를 미리 정의된 기준 무게와 비교하여 상기 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량에 대한 양불 판정을 수행하는 제어부를 더 포함하는
    디스펜서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 계산된 도포액 방울의 무게가 상기 기준 무게와 동일하거나 미리 정의된 오차 범위 내에서 차이가 나는 것으로 판단되는 경우, 상기 디스펜싱 헤드 유닛의 토출량을 유지하고,
    상기 계산된 도포액 방울의 무게가 상기 기준 무게와 상기 오차 범위 이상으로 차이가 나는 것으로 판단되는 경우, 상기 디스펜싱 헤드 유닛의 토출량을 보정하는
    디스펜서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센서 지지대에 설치되어 상기 센서를 상기 X축 및 Y축과 직교하는 Z축 방향으로 승하강시키는 Z축 구동부를 더 포함하는
    디스펜서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 색수차 공초점 센서(chromatic confocal sensor)를 포함하는
    디스펜서.
  9. 디스펜싱 헤드 유닛에 의해 마더 기판 상에 토출되는 도포액 토출량을 검사하는 방법에 있어서,
    상기 마더 기판 상에 도포액 방울을 토출하는 단계;
    상기 토출된 도포액 방울의 상면의 높이를 측정하는 단계;
    상기 측정된 도포액 방울의 상면의 높이를 토대로 상기 도포액 방울의 부피를 계산하는 단계;
    상기 계산된 도포액 방울의 부피를 토대로 상기 도포액 방울의 무게를 계산하는 단계;
    상기 계산된 도포액 방울의 무게를 미리 정의된 기준 무게와 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과를 토대로 상기 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량을 제어하는 단계를 포함하는
    디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 토출된 도포액 방울의 상면의 높이를 측정하는 단계는,
    상기 토출된 도포액 방울의 상면에 Y축 방향으로 서로 이격된 제1 포인트 그룹 및 제2 포인트 그룹의 높이를 측정하는 단계와,
    상기 측정된 높이 데이터를 메모리에 제공하는 단계를 포함하는
    디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 계산된 도포액 방울의 무게를 미리 정의된 기준 무게와 비교하는 단계에서,
    상기 계산된 도포액 방울의 무게가 상기 기준 무게와 동일하거나 미리 정의된 오차 범위 내에서 차이가 나는 것으로 판단되는 경우, 상기 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량이 양호하다고 판단하는
    디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량을 제어하는 단계에서,
    상기 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량이 양호하다고 판단되는 경우, 상기 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량을 유지하는
    디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 계산된 도포액 방울의 무게를 미리 정의된 기준 무게와 비교하는 단계에서,
    상기 계산된 도포액 방울의 무게가 상기 기준 무게와 상기 오차 범위 이상으로 차이가 나는 것으로 판단되는 경우, 상기 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량이 불량하다고 판단하는
    디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량을 제어하는 단계에서,
    상기 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량이 불량하다고 판단되는 경우, 상기 디스펜싱 헤드 유닛의 도포액 토출량을 보정하는
    디스펜서의 도포액 토출량 검사 방법.
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