KR20200004463A - 인쇄회로기판을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템 - Google Patents

인쇄회로기판을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20200004463A
KR20200004463A KR1020207000005A KR20207000005A KR20200004463A KR 20200004463 A KR20200004463 A KR 20200004463A KR 1020207000005 A KR1020207000005 A KR 1020207000005A KR 20207000005 A KR20207000005 A KR 20207000005A KR 20200004463 A KR20200004463 A KR 20200004463A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
contour
printing
print head
ink
Prior art date
Application number
KR1020207000005A
Other languages
English (en)
Inventor
헹크 얀 즈위어스
야코버스 헨드리쿠스 요하네스 얀센
주스트 안네 베르만
Original Assignee
머트락스 인터내셔널 비.브이.
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
Priority claimed from NL2008068A external-priority patent/NL2008068C2/en
Priority claimed from NL2008066A external-priority patent/NL2008066C2/en
Priority claimed from NL2008063A external-priority patent/NL2008063C2/en
Priority claimed from NL2008067A external-priority patent/NL2008067C2/en
Priority claimed from NL2008064A external-priority patent/NL2008064C2/en
Priority claimed from NL2008065A external-priority patent/NL2008065C2/en
Application filed by 머트락스 인터내셔널 비.브이. filed Critical 머트락스 인터내셔널 비.브이.
Publication of KR20200004463A publication Critical patent/KR20200004463A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1241—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing
    • H05K3/125—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing by ink-jet printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/0041—Digital printing on surfaces other than ordinary paper
    • B41M5/0047—Digital printing on surfaces other than ordinary paper by ink-jet printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517—Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/16535—Cleaning of print head nozzles using wiping constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/08—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape of pulsating nature, e.g. delivering liquid in successive separate quantities ; Fluidic oscillators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/16—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling the spray area
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0221—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work characterised by the means for moving or conveying the objects or other work, e.g. conveyor belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517—Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/16535—Cleaning of print head nozzles using wiping constructions
    • B41J2/16538—Cleaning of print head nozzles using wiping constructions with brushes or wiper blades perpendicular to the nozzle plate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517—Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/16535—Cleaning of print head nozzles using wiping constructions
    • B41J2/16541—Means to remove deposits from wipers or scrapers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517—Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/16535—Cleaning of print head nozzles using wiping constructions
    • B41J2/16544—Constructions for the positioning of wipers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2132—Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J25/00—Actions or mechanisms not otherwise provided for
    • B41J25/001—Mechanisms for bodily moving print heads or carriages parallel to the paper surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G54/00—Non-mechanical conveyors not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95607—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/544—Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0073—Masks not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46, e.g. for photomechanical production of patterned surfaces
    • H05K3/0079—Masks not provided for in groups H05K3/02 - H05K3/46, e.g. for photomechanical production of patterned surfaces characterised by the method of application or removal of the mask
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
    • B41J3/60—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for printing on both faces of the printing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2201/00—Indexing codes relating to handling devices, e.g. conveyors, characterised by the type of product or load being conveyed or handled
    • B65G2201/02—Articles
    • B65G2201/0214—Articles of special size, shape or weigh
    • B65G2201/022—Flat
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95607—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method
    • G01N2021/95615—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method with stored comparision signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N2021/95638—Inspecting patterns on the surface of objects for PCB's
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0104—Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
    • H05K2203/013—Inkjet printing, e.g. for printing insulating material or resist
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/13—Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
    • H05K2203/1333—Deposition techniques, e.g. coating
    • H05K2203/1344—Spraying small metal particles or droplets of molten metal
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/14—Related to the order of processing steps
    • H05K2203/1461—Applying or finishing the circuit pattern after another process, e.g. after filling of vias with conductive paste, after making printed resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15—Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1563—Reversing the PCB
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15—Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1572—Processing both sides of a PCB by the same process; Providing a similar arrangement of components on both sides; Making interlayer connections from two sides
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/16—Inspection; Monitoring; Aligning
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/16—Inspection; Monitoring; Aligning
    • H05K2203/162—Testing a finished product, e.g. heat cycle testing of solder joints
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/16—Inspection; Monitoring; Aligning
    • H05K2203/163—Monitoring a manufacturing process
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/06—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed chemically or electrolytically, e.g. by photo-etch process
    • H05K3/061—Etching masks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 인쇄 공정이 제공된다. 인쇄될 상기 잉크 패턴은 사용 가능한 패턴 레이아웃을 기반으로 한다. 상기 패턴 레이아웃은 인쇄될 상기 잉크 패턴의 요구되는 레이아웃을 정의한다. 상기 패턴 레이아웃에 근거하여, 상기 잉크 패턴의 도트 위치를 할당하기 위한 입력 이미지가 생산된다. 상기 인쇄 공정은 상기 인쇄된 잉크 패턴의 어느 프린트 결함을 탐지하기 위한 품질 검사를 수행하기 위하여 스캔 이미지와 입력 이미지를 비교하는 단계를 포함한다. 상기 인쇄 공정은 상기 인쇄된 잉크 패턴의 승인 또는 거절 결정을 제공하는 단계를 포함한다. 승인결정된 경우, 상기 기판은 상기 기판을 마무리하기 위한 차후의 공정 스테이션으로 공급될 수 있다. 거절결정된 경우, 프린트 결함을 갖는 상기 기판은 재활용될 수 있다.

Description

인쇄회로기판을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템{INKJETSYSTEM FOR PRINTING A PRINTED CIRCUIT BOARD}
일반적으로, 본 발명은 잉크 패턴을 포함하는 기판을 제조하기 위한 장치, 방법 및 사용에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 방법의 몇 가지 사항 및 기판에 잉크 패턴을 인쇄함으로써 인쇄회로기판을 제조하기 위한 잉크젯 시스템과 관련이 있다.
도 1A는 본 발명의 첫 번째 사항에 따른 품질 검사를 포함하는 인쇄 공정의 흐름도를 나타내고;
도 1B는 도 1A의 흐름도에서 래스터 입력 이미지로부터 확장되는 제어 특성들의 단계를 준비하는 것을 더 포함하는 흐름도를 나타내고;
도 2는 도 1A에 나타난 인쇄 공정을 수행하기 위하여 구성되는 잉크젯 시스템의 도식 도를 나타내고;
도 3은 본 발명의 두 번째, 세 번째 및 네 번째 사항의 특정 일실시예에 따른 잉크젯 시스템을 나타내고;
도 4는 도 3의 잉크젯 시스템의 프린트 헤드 어셈블리의 상부 도식 도를 나타내고;
도 5는 도 3의 잉크젯 시스템에서 프린트 헤드를 위치시키기에 적합한 본 발명의 두 번째 사항에 따른 프린트 헤드 위치지정 장치의 도식 도를 나타내고;
도 6은 본 발명에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템을 도식적으로 나타내고;
도 7은 도 6의 투여 시스템의 저장소를 도식적으로 나타내고;
도 8은 본 발명에 따른 핫-멜트 잉크 카트리지를 도식적으로 나타내고;
도 9는 도 3의 잉크젯 시스템의 부분을 나타내고 본 발명의 일실시예에 따른 유지 유닛을 도식적으로 나타내고;
도 10A는 도 3의 잉크젯 시스템에 사용되기에 적절한, 본 발명의 네 번째 사항의 첫 번째 부 사항의 일실시예에 따른 유지 유닛의 부분을 더욱 상세히 나타내고;
도 10B는 도 3의 잉크젯 시스템에 사용되기에 적절한, 본 발명의 네 번째 사항의 두 번째 부 사항의 일실시예에 따른 유지 유닛의 부분을 더욱 상세히 나타내고;
도 11A는 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 흐름도를 나타내고;
도 11B는 패턴 레이아웃의 예시를 포함하는 도 11A의 흐름도를 나타내고;
도 12는 카테시안 시스템(Cartesian system)에서 분류 시스템을 나타내고;
도 13A-13D는 몇몇 방향으로 윤곽의 배향의 몇몇 예시들을 나타내고;
도 14는 윤곽 프린트 알고리즘이 커버리지 알고리즘 및 잉크 흐름 알고리즘으로 분할되는 흐름도를 나타내고;
도 15는 잉크 흐름 알고리즘의 흐름도를 나타내고, 상기 커버리지 요소들의 일습은 잉크 패턴으로 전환되고;
도 16A는 잉크 흐름 효과로써 좁은 영향을 포함하는 커버리지 요소들의 조합을 나타내고;
도 16B는 도 16A에 나타난 두 가지 커버리지의 동일한 조합을 나타내지만, 다른 시간 간격을 적용하는 것을 나타내고;
도 16C는 특정한 폭의 잉크 패턴을 얻기 위하여 커버리지 요소들의 다른 조합을 나타내고;
도 17A 및 도 17B는 시험 패턴들의 두 가지 다른 조합의 바람직한 실례를 나타내고;
도 18은 본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 잉크젯 시스템의 도식 도를 나타내고;
도 19는 도 18의 잉크젯 시스템의 횡 단면도를 나타내고;
도 20은 프린트 헤드 어셈블리가 수직한 방향으로 기판 홀더에 기판으로부터 위치되는 것을 상세하게 보여주는 프린트 헤드 어셈블리의 도식 도를 나타내고;
도 21은 측 방향으로 기판 홀더를 의도하는 보정 방법의 단계의 도식 도를 나타내고;
도 22는 프린트 헤드 홀더가 추가적인 Z-센서와 함께 제공되는 프린트 헤드 어셈블리를 상세하게 나타내는 도식 도이고;
도 23A는 본 발명에 따른 기판 컨베이어의 일실시예의 상면도를 나타내고;
도 23B는 도 23A에 보인 바와 같이 상기 기판 컨베이어의 정면도를 나타내고;
도 24A는 낮은 위치에서 이송 유닛의 측면도를 나타내고;
도 24B는 높은 위치에서 이송 유닛의 측면도를 나타내고;
도 25A는 상기 이송 유닛의 그리퍼의 투시도를 나타내고; 및
도 25B는 도 25A의 그리퍼가 이송 유닛에 내장된 투시도를 나타낸다.
본 발명의 첫 번째 사항은 가용 패턴 레이아웃 기반의 기판에 잉크패턴을 인쇄하기 위한 인쇄공정과 관련이 있다. 기판은 전자 기판으로, 특히 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)이다. 상기 전자기판은 비-전도 베이스 패널과 베이스 패널 상부에 전도 층을 갖는다. 인쇄공정은 전자 기판의 상부에 전도 패턴을 제공하기 위하여 수행된다. 상기 패턴 레이아웃은 기판의 상부 표면에 인쇄되는 잉크 패턴의 원하는 레이아웃으로 정의된다. 더욱이, 상기 본 발명에 따른 첫 번째 사항은 잉크젯 시스템과 관련이 있다. 상기 인쇄공정에 있어서, 잉크 패턴은 기판 위에 잉크젯 시스템으로 인하여 인쇄되며 결국 도전성 패턴이 제작된다. 기판 위에 잉크 패턴을 인쇄한 후, 상기 기판은 에칭 및 스트리핑 스테이션과 같은 공정 스테이션에 의하여 더 처리되고 완성된다. 기판을 마케팅 하기 전에, 상기 기판들은 기판들이 품질 적인 면에서 점검되는 최종 품질 검사를 개별적으로 받는다. 품질 검사는 기판이 어떠한 결함을 갖는지 점검되는 것을 의미한다. 결함은 인쇄된 잉크 패턴의 부족, 에칭 실패, 스크래치 등일 수 있다.
US2007/0154081는 전기회로의 점검 및 검사를 위한 시스템을 개시하고 있다. 상기 시스템은 첫 번째 스테이션과 함께 전기회로의 결함 후보를 확인하기 위한 전기 회로의 AOI를 수행하는 자동광학검사(automatic optical inspection, AOI) 장치를 포함하는 섀시(chassis)를 갖는다. 더욱이, 상기 섀시는 두 번째 스테이션과 함께 AOI 장치에 의하여 밝혀진 결함 후보의 검증을 수행하는 검증 장치를 포함한다. 상기 시스템은 첫 번째 및 두 번째 스테이션 사이에 첫 번째 및 두 번째 전기회로에 독립적으로 지탱하거나 운송하기 위한 첫 번째 및 두 번째 운반 가능한 테이블을 포함한다. 전기회로를 제조한 후, 상기 기판들은 검사 및 점검을 위하여 배취(batch)에 수집되고, 시스템으로 전송된다. 기판들의 배취 내 각 기판은 통합적인 점검, 검사 및 교정 시스템이 연속적으로 제공된다. 통합 검사는 일반적으로 새로운 기판의 검사와 함께 연속적으로 수행되는, 점검받은 기판에서 의심되는 결함의 점검 및 교정을 의미한다. 검사, 점검 및 교정을 수행한 후, 솔더 마스크(solder mask)의 적용과 같이, 추가적인 인쇄회로기판 공정 단계들이 인쇄회로기판을 완성하기 위하여 수행될 수 있다.
상기 검사, 점검 및 교정은 생산율을 증가시키기 위하여 동시에 수행된다. 공개된 시스템의 문제점은 이러한 동시적인 수행에도 불과하고, 완전한 생산 시간 당 기판이 너무 긴 시간 간격을 요구한다는 것이다. 기판 배취(batch)의 공정 및 검사는 인쇄회로기판의 생산에 시간-소비적이고 지체되게끔 한다.
본 발명에 따른 첫 번째 사항의 일반적인 목적은 상기 언급한 문제점을 최소한 부분적으로 제거하고 및/또는 유용한 대안을 제공하는 것이다. 구체적으로, 본 발명에 따른 첫 번째 사항의 목적은 전기회로의 인쇄 공정 및 덜 시간-소비적으로 생산율 증가를 제공하는 품질 검사를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 첫 번째 사항에 있어서, 본 목적은 청구항 1항에 따른 인쇄공정에 의하여 성취된다.
본 발명의 첫 번째 사항에 있어서, 기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 인쇄공정이 제공된다. 구체적으로, 상기 기판은 전기적으로 연결되는 전자장치를 위한 전자 기판이고, 더욱 구체적으로, 인쇄회로기판이다. 인쇄되는 잉크 패턴은 가용 패턴 레이아웃에 기반을 두고 있다. 상기 패턴 레이아웃은 인쇄되는 잉크 패턴의 원하는 레이아웃으로 정의된다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정은 잉크젯 시스템을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 잉크젯 시스템은 상기 잉크젯 시스템의 부품을 고정하기 위한 프레임워크를 포함한다. 상기 잉크젯 시스템은 기판에 잉크의 액적 분사(ejecting droplets)을 위한 프린트 헤드 어셈블리를 포함한다. 상기 프린트 헤드 어셈블리는 상기 프레임워크에 설치된다. 상기 프린트 헤드 어셈블리는 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 영역에 위치한다. 상기 인쇄공정에서, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위하여 사용된다. 상기 잉크젯 시스템은 잉크젯 시스템을 제어하기 위한 제어 전자장치를 포함한다. 상기 잉크젯 시스템은 기판에 인쇄된 잉크 패턴을 스캐닝하기 위한 스캐닝 유닛을 더 포함한다. 상기 스캐닝 유닛은 상기 잉크젯 시스템의 프레임워크에 설치된다. 바람직하게, 상기 스케닝 유닛은 인쇄된 잉크 패턴을 즉시 스캐닝하기 위하여 상기 프린트 헤드 어셈블리와 인접하게 위치한다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정은 프린트 헤드 어셈블리에 의하여 인쇄되는 상기 잉크 패턴의 도트(dot) 위치를 할당하기 위한 입력 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 입력 이미지는 상기 패턴 레이아웃에 기반을 두고 있다. 바람직하게, 상기 입력 이미지의 생성은 입력 이미지를 래스터(raster)하기 위한 패턴 레이아웃의 래스터화(rasterizing)를 의미한다. 상기 래스터 입력 이미지는 인쇄되는 잉크 패턴의 도트(dot) 위치의 할당을 제공한다. 상기 프린트 헤드 어셈블리는 입력된 입력 이미지를 기반으로 잉크 액적(ink droplets)을 사용하고 분사하기 위하여 구성된다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정은 인쇄되는 상기 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 기판은, 상기 기판의 상부 표면에 잉크 패턴을 인쇄하기 위하여 기판 컨베이어에 의하여 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 영역으로 이송될 수 있다. 상기 기판의 상기 상부 표면은 상기 기판의 상- 또는 하부일 수 있다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄 공정은, 상기 잉크젯 시스템의 상기 프린트 헤드 어셈블리에 의하여 상기 기판에 상기 입력 이미지에 근거한 잉크패턴을 인쇄하는 단계를 포함한다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄 공정은 스캐닝 유닛에 의하여 인쇄되는 잉크 패턴을 스캐닝하는 단계를 포함한다. 상기 스캐닝 유닛은 스캔 이미지, 구체적으로는 인쇄되는 잉크 패턴의 래스터(raster) 스캔 이미지를 얻기 위하여 배열된다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄 공정은 품질 검사를 수행하기 위하여 상기 스캔 이미지와 입력 이미지를 비교하는 단계를 포함한다. 상기 품질 검사는 상기 인쇄된 잉크 패턴에서, 어떤 인쇄 결함을 탐색하기 위하여 수행된다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정은 기판에 인쇄된 잉크 패턴의 승인 또는 거절 결정을 제공하는 단계를 포함한다. 승인 결정된 경우, 상기 기판은 기판을 마무리하기 위한 후처리 스테이션으로 제공될 수 있다. 상기 다음 공정 스테이션은 잉크젯 시스템에 인접하게 위치할 수 있다. 구체적으로, 상기 공정 스테이션은 기판을 에칭하기 위한 식각(etch) 스테이션이다. 거절 결정된 경우, 인쇄 결함을 포함하는 상기 기판은 방출될 수 있다.
본 발명에 따른 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄 공정은 인쇄된 기판의 품질 검사를 제공하고, 상기 품질 검사는 상기 인쇄공정에 통합된다. 유리하게, 상기 품질 검사는 상기 스캔 이미지를 입력된 패턴 레이아웃과 비교함으로써 비교적 간단하게 수행된다. 구체적으로, 상기 스캔 이미지는 상기 입력 이미지와 비교된다. 바람직하게, 상기 스캔 이미지는 래스터(raster) 스캔 이미지이고, 이는 래스터(raster) 입력 이미지와 비교된다.
개별적으로 인쇄된 기판은 후속 공정 단계들이 수행되기 이전에 즉시 점검될 수 있다. 오식(misprints)을 포함하는 기판들은 잉크젯 시스템으로부터 즉시 방출될 수 있다. 오식을 갖는 기판들은 상기 시스템의 생산율을 증가시키는 인쇄공정에 더 이상 유지되지 않는다. 개별적인 기판에 오식이 탐지되면, 제어 전자장치에 의하여 알람 신호가 발생할 수 있다. 상기 알람 신호는 상기 오식의 발생과 관련되는 것을 나타낸다. 차후 기판의 유사한 오식을 예방하기 위하여 관리될 수 있다. 여기서, 상기 인라인 품질 검사는 오식과 이로부터 발생하는 모든 것, 예를 들면, 불량 노즐(disturbed nozzle)과 같은 것을 포함하는 일련의 기판들을 예방할 수 있다.
상기 품질 검사는 인-라인에서 수행되고, 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치에 의하여 제어된다. 인-라인은 상기 품질 검사가 기판에 잉크 패턴이 인쇄된 후와 기판을 에칭하기 전에 수행되는 것을 의미한다. 상기 품질 검사는 후속 기판에 잉크 패턴을 인쇄하는 단계 중 첫 번째 기판에서 수행될 수 있다. 상기 품질 검사는 바람직하게 잉크젯 시스템에서 수행된다. 상기 품질 검사는 바람직하게 잉크젯 시스템에서 수행되고, 이는 상기 품질 검사가 잉크젯 시스템에 위치해 있는 기판을 위하여 수행된다는 것을 의미한다. AIO 장치와 같은, 추가적인 독립형 검사 시스템은 필요하지 않다. 제어 전자장치 및 잉크젯 시스템의 스캐닝 유닛은 상기 품질 검사를 수행하는데 스스로 사용된다.
상기 품질 검사는 잉크 패턴을 기판에 인쇄한 후, 및 기판에 처리하는 에칭 또는 스트리핑(stripping)과 같은 마무리 공정을 더 수행하기 전에 수행되는 중간의 품질 검사이다. 상기 중간의 품질 검사는 기판의 동일한 표면에 두 가지의 인쇄 단계 사이에서 수행될 수 있다. 상기 중간의 품질 검사는 상기 기판의 제조를 완료한 후 최종 품질 검사가 계속될 수 있다. 상기 품질 검사는 상기 기판의 중간 상태에서 수행될 수 있다. 유리하게, 상기 기판의 에칭 후에, 최종 품질 검사는 넓지 않을 수 있다. 상기 기판은 제조 공정의 중간 스테이지에서 중간의 품질 검사를 수행하는 동안 대표적인 결함이 이미 점검되었고, 이는 상기 제조 공정의 마무리 단계에서 최종 품질 검사가 더 빠르게 수행되게끔 한다.
상기 잉크젯 시스템에서 상기 중간의 품질 검사는 몇 가지 유리한 일실시예가 가능하게끔 한다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 상기 스캔 이미지는 래스터(raster) 스캔 이미지이고, 이는 래스터 입력 이미지인 입력 이미지와 비교된다. 상기 래스터 입력 이미지는 상기 입력 이미지은 상기 프린트 헤드 어셈블리에 의하여 인쇄될 잉크 패턴의 도트(dot) 위치를 할당하기 위한 래스터(raster) 입력 이미지에 상기 패턴 레이아웃을 래스터화(rasterizing) 함으로써 생성된다. 유리하게, 상기 품질 검사는 상기 래스터 스캔 이미지와 상기 래스터 입력 이미지를 단지 비교함으로써 상대적으로 빠르게 수행될 수 있다. 상기 빠른 품질 검사는 기판의 지체를 감소시키고, 상기 잉크젯 시스템의 생산율을 증가시킨다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 상기 기판이 거절된 경우, 상기 기판은 방출 스테이션으로 방출된다. 상기 방출 스테이션은 거절된 기판을 완충(buffering)하기 위한 폐기물 스테이션일 수 있다. 각 개별적인 기판은 에칭 공정에 의하여 상기 기판이 완성되기 전 인라인 품질검사를 받을 수 있다. 오식(misprint)을 포함하는 거절된 기판은 잉크젯 시스템을 통해 이송되는 기판들의 주생산 스트림(stream)으로부터 분리될 수 있고, 상기 주생산 스트림으로부터 방출될 수 있다. 거절된 기판들은 에칭 배취(batch) 및 스트리핑(stripping) 스테이션과 같은 마무리 스테이션에 전송되지 않는다. 조기에 거절되고 방출된 기판들은 인쇄공정 후 마무리 공정의 효율을 더 이상 감소시키지 않는다. 유리하게, 상기 마무리 스테이션은, 이미 오식 검사를 마친 기판들을 단지 마무리하기 위하여 사용될 수 있다. 오직 승인된 기판들이 전자 기판을 위한 제조공정의 높은 효율 및 수율이 가능하게끔 더 공정 될 수 있다. 오식을 포함하는 기판들은 이후 마무리 공정의 작업 능력에 부정적인 영향을 주지 않을 것이다. 또한, 상기 거절된 인쇄 기판들은 일반적으로 오랜 시간 사용되어 진 자동 광학 검사(Automated Optical Inspection, AOI) 유닛에 의한 최종 검사의 대상이 되지 않는다. 여기서, 상기 전체의 인쇄공정 및 전자기판의 제조는 더욱 효율적으로 진행될 수 있다. 상기 생산율은 증가한다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 상기 방출 스테이션은 기판들을 재활용하기 위한 재활용 스테이션이다. 잉크젯 시스템에서 품질 검사를 수행한 후, 거절된 기판은 재활용 스테이션으로 방출된다. 재활용 스테이션에서, 상기 거질된 기판은 인쇄된 잉크 패턴을 제거함으로써 세척된다. 이후, 상기 세척된 기판은 상기 잉크젯 시스템에서 다시 재사용될 수 있다. 상기 세척된 기판은 기판들을 상기 잉크젯 시스템으로 입력하기 위한 입력 스테이션으로 되돌아갈 수 있다. 유리하게, 상기 품질 검사는 잉크 패턴을 인쇄한 후 수행되거나, 에칭과 같은 마무리 공정 이전에 수행되며, 이는 인쇄된 기판의 재활용을 가능하게끔 한다. 기판들의 재활용은 에칭을 수행한 후에 간단한 방법으로는 불가능하다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 품질 검사는 잉크젯 시스템의 버퍼 유닛 내 기판을 위하여 수행된다. 상기 버퍼 유닛은 잉크젯 시스템의 프레임워크와 연결되어 있다. 기판은 잉크젯 시스템의 버퍼 유닛으로 이송된다. 상기 기판의 상기 품질 검사는 버퍼 유닛 내에서 수행된다. 바람직하게, 상기 버퍼 유닛은 잉크젯 시스템의 스캐닝 유닛과 인접하게 위치한다. 상기 품질 검사를 통해 상기 스캔 이미지와 상기 입력 이미지의 비교를 수행하는 동안, 상기 기판은 일시적으로 상기 버퍼 유닛에 저장된다. 상기 잉크젯 시스템을 통한 기판들의 스트림(stream) 내 상부 스트림 기판은 상기 버퍼 유닛 내 하부 스트림에 위치한 기판의 품질 검사 중에 인쇄될 수 있다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 품질 검사 단계는 첫 번째 기판을 위하여 수행되고, 이와 동시에 기판의 생산 스트림 내 두 번째 기판에 잉크 패턴을 인쇄하는 인쇄 단계가 함께 수행된다. 상기 첫 번째 기판은 잉크젯 시스템을 통한 기판들의 스트림 내 상기 두 번째 기판의 하부 스트림에 위치해 있다. 상기 첫 번째 기판은 두 번째 기판이 인쇄되는 동안 품질 검사를 받는다. 상기 첫 번째 기판은 인쇄 영역의 바깥부분에 위치하게 되고, 상기 두 번째 기판은 인쇄 영역의 안쪽부분에 위치하게 된다. 상기 첫 번째 기판은 품질 검사를 수행하기 위하여 인쇄 영역으로부터 분리된 위치로 이송된다. 상기 분리된 위치는 적어도 하나의 기판을 일시적으로 저장하기 위한 상기 버퍼 유닛 내에 위치할 수 있다. 상기 버퍼 유닛 내 기판들의 품질 검사를 수행함에 있어서, 상기 품질 검사는 기판들의 생산 스트림을 지체시키지 않는다. 유리하게, 상기 잉크젯 시스템에 의하여 수행되는 고효율 인쇄공정이 성취될 수 있다.
구체적으로, 상기 버퍼 유닛은 기판을 회전시키기 위한 회전 유닛을 포함하는 회전 버퍼 유닛(turn buffer unit)일 수 있다. 첫 번째 단계에서, 기판은 상기 회전 버퍼 유닛 내에서 받을 수 있고, 잉크 패턴은 상기 기판의 상부에 인쇄될 수 있다. 이후, 첫 번째 품질 검사는 상부에 인쇄된 잉크 패턴을 점검하기 위하여 수행될 수 있다. 승인된 이후, 상기 첫 번째 기판은 상기 회전-버퍼 유닛에 의하여 회전될 수 있고, 연속적인 단계로 상기 기판의 하부에 잉크 패턴이 제공되는 다음 인쇄 단계를 위하여 잉크젯 시스템의 인쇄 영역 내에 재-공급될 수 있다. 상기 기판의 하부를 인쇄한 후, 두 번째 품질 검사가 상기 기판의 하부에 인쇄된 잉크 패턴의 어떤 결함들을 점검하기 위하여 수행될 수 있다. 상기 첫 번째 품질 검사에서, 상기 잉크 패턴의 상부에 어떤 결함들이 발견된다면, 상기 기판은 기판들의 생산 스트림으로부터 방출될 수 있다.
특정한 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 회전-버퍼 유닛으로써 배열되는 입력 유닛을 포함한다. 첫 번째 부분에서, 상기 입력 유닛은 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 영역에 블랭크용 기판을 입력하기 위하여 배열된다. 두 번째 부분에서, 상기 입력 유닛은 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 영역으로부터 상부 인쇄된 기판을 받고, 회전하고 및 입력하기 위하여 배열된다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 상기 인쇄공정은 상기 품질 검사를 수행하기 이전에 상기 입력 이미지, 특히 상기 래스터(raster) 입력 이미지로부터 적어도 하나의 제어 기능을 필터링하는 준비 단계를 포함한다. 상기 제어 기능들은 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치로 인하여 필터된다. 제어 기능은 잉크 패턴의 결함 후보를 정의한다. 상기 결함 후보는 품질 검사 도중 점검되는 제어 기능에 의하여 정의된다. 제어 기능은 특정 위치 및/또는 오식(misprint)이 발생하기 쉬운 입력 이미지의 형상(geometry)으로 정의할 수 있다. 상기 제어 기능들은 임계 형상(critical geometries) 및/또는 상기 입력 이미지의 얼룩을 나타낼 수 있다. 제어 기능은 트랙, 패드 또는 영역을 정의할 수 있다. 임계 얼룩(critical spot)은, 예를 들면, 분리된 형상 사이의 작은 공간에 의하여 형성될 수 있다. 상기 제어 기능은 인쇄공정 동안 인쇄 오류에 대하여 높은 위험성을 갖는 잉크 패턴의 부분을 정의할 수 있다. 품질 검사 단계를 준비하는 동안, 오식(misprint)의 높은 위험성에 기여하는 상기 입력 이미지의 제어 기능들은 인지되고 표시된다. 상기 품질 검사의 비교 단계 동안, 상기 제어 기능들은 상기 입력 이미지와 상기 스캔 이미지, 특히 래스터(raster) 스캔 이미지를 비교하는데 사용될 수 있다. 상기 비교에서 단지 제어 기능들을 체킹(checking)할 때, 상기 품질 검사는 짧은 시간 동안 수행될 수 있다. 필터된 제어 기능들 때문에, 상기 스캔 이미지의 모든 세부사항들이 비교될 필요성은 없다. 여기서, 상기 품질 검사 단계는 약 30초의 상대적으로 짧은 기간 내에 수행될 수 있다. 상기 인라인 품질 검사는 신속하고 매우 연속적인 인쇄공정이 가능하게 한다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 상기 입력 이미지로부터 결함 후보를 정의하기 위한 적어도 하나의 제어 기능을 필터링하는 상기 준비 단계는 인쇄공정의 인쇄 및/또는 스캐닝 단계 동안 적어도 부분적으로 수행된다. 상기 품질 검사의 상기 준비 단계는 상기 인쇄공정의 다른 단계들과 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수 있다. 상기 준비 품질 검사 단계는 약 5분의 기간으로 수행될 수 있다. 상기 품질 검사의 단계는 잉크 패턴이 상기 기판에 침전되는 인쇄 단계를 마무리하기 전에 수행될 수 있다. 상기 품질 검사는 입력 이미지, 바람직하게는 상기 잉크 패턴을 인쇄하기 전에 이미 사용 가능한 래스터(raster) 입력 이미지에 근거하여 수행된다. 상기 입력 이미지에 근거하여, 결함 후보들은 이미 발견되었을 것이다. 상기 준비 품질 검사 단계는 상기 인쇄공정의 단계 스캐닝이 마무리할 때 완료될 수 있다. 이후, 상기 품질 검사의 상기 비교 단계는 상기 입력 이미지의 제어 기능들과 상기 스캔 이미지를 비교함으로써 직접 수행될 수 있다. 분리된 연속적인 단계에서 품질 검사를 함께 비교할 때, 상기 인쇄공정 동안 적어도 부분적으로 동시에 수행되는 본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 중간의 품질 검사는 짧은 시간 기간으로 수행될 수 있다. 상기 품질 검사는 덜 시간 소비적일 수 있다. 기판들의 생산율은 유리하게 증가한다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 제어 기능은 특정 타입일 수 있다. 상기 제어 기능의 타입은, 예를 들면, 인쇄된 잉크 패턴의 아크 부분(arc portion) 또는 챔퍼처리된 코너 부분(chamfered corner portion)일 수 있다. 제어 기능은 잉크 패턴의 두 가지 전형적으로 분리가능한 형상 사이에 연결 부분에 위치할 수 있다. 제어 기능은, 예를 들면, 라인 부분이 아크 부분과 연결된 입력 이미지의 위치를 나타낸다. 상기 잉크 패턴의 연결된 부분은 높은 오식(misprint) 위험성을 제공할 수 있다. 상기 연결 부분이 고체 조인트(solid joint)를 제공하지 않는다면, 이는 약한 전기적인 연결로 이어질 것이다. 유리하게, 제어 기능들을 분리함으로써, 상기 품질 검사는 오식 위험을 최소화하기 위하여 수행될 수 있다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 제어 기능들의 각 타입은 이들이 대응하는 군으로 그룹화될 수 있다. 제어 기능들의 첫 번째 군은, 예를 들면, 상기 잉크 패턴의 원형 부분 또는 패드에 의하여 정의될 수 있다. 제어 기능들의 두 번째 군은 신호 트레이스를 형성하는 라인 성분들을 정의할 수 있다. 세 번째 군은 합판으로 된 다층의 기판 사이에 전기적인 연결을 형성하는 구멍들을 정의할 수 있다. 제어 기능들의 네 번째 군은 잉크 패턴의 공간과 같은, 임계 얼룩(critical spot)을 정의할 수 있다. 유리하게, 상기 품질 검사는 제어 기능들의 개별적인 군을 위하여 수행될 수 있다. 여기서, 상기 품질 검사는 융통성이 있다. 품질 검사의 정확도 및 작업 시간은 점검될 제어 기능들을 하나 또는 그 이상을 선택함으로써 인쇄공정의 오퍼레이터(operator)에 의하여 영향받을 수 있다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 상기 제어 기능들은 입력 이미지, 특히 래스터(raster) 입력 이미지에 마스크를 적용함으로써 선택된다. 상기 마스크는 입력 이미지로부터 제어 기능들의 타입을 필터링하기 위하여 배열된다. 상기 마스크는 상기 입력 이미지로부터 제어 기능들의 타입을 필터하기 위하여, 상기 입력 이미지의 관련 없는 영역에 마스킹하기 위하여 적용될 수 있다. 마스크는 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치에서 사전-프로그래밍 될 수 있다. 유리하게, 마스크에 의한 제어 기능들의 선택은 품질 검사중 체크되는 잉크 패턴과 관련되는 위치 및 형상들을 제하는 간단한 방식을 제공한다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 상기 제어 기능들의 필터링은 입력 이미지의 적어도 하나의 주요한 부분에서 필터하기 위한 적어도 하나의 선택 기준을 포함한다. 선택 기준은 생산 환경에 의존한 제어 기능들의 필터링을 만든다. 선택 기준은 상기 제어 기능들이 선택되는 환경을 정의한다. 상기 선택 기준은 상기 잉크젯 시스템의 오퍼레이터(operator)에 의하여 조절 가능한 입력 파라미터를 포함할 수 있다. 상기 선택 기준은, 예를 들면 독립적으로 상기 잉크 패턴의 주요한 부분을 고려하거나 또는 고려하지 않기 위하여 스위치 온(on) 또는 오프(off)될 수 있다. 바람직하게, 상기 선택 기준은 제어 전자장치에 의하여 자동적으로 제어된다. 상기 선택 기준은 인쇄 모드와 연관될 수 있고, 요구되는 정확도 또는 요구되는 인쇄속도와 관련될 수 있다. 또한, 다른 인쇄 특징들이 상기 기준을 결정할 수 있다. 상기 선택 기준은 인쇄 작업에 의존할 수 있다. 유리하게, 상기 선택 기준을 선택적으로 정의함에 있어서, 제어 특징들 및 품질 검사의 추출은 선택적이고 효율적인 방안으로 수행될 수 있다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 상기 스캐닝 단계는 상기 잉크젯 시스템의 스캐닝 유닛에 의하여 수행된다. 상기 스캐닝 유닛은 상기 잉크젯 시스템의 프레임워크에 연결된다. 바람직하게, 상기 스캐닝 유닛은 상기 잉크젯 시스템의 프린트 헤드 어셈블리와 인접하게 위치한다. 상기 스캐닝 유닛은 상기 기판의 상기 잉크 패턴의 최소 부분을 조명하기 위한 광원을 포함한다. 더욱이, 상기 스캐닝 유닛은 래스터(raster) 스캔 이미지를 캡처링 하기 위한 촬상 유닛(imaging unit)을 포함한다. 바람직하게, 상기 광원은 상기 기판에 인쇄된 상기 잉크 패턴과 상기 잉크 패턴 바깥부분에 상기 기판의 상부 표면 영역에 의하여 형성되는 배경 사이 최적의 콘트라스트(optimal contrast)를 제공하기 위하여 배열된다. 상기 광원은 특정 광 색(light colour)으로 상기 잉크 패턴의 조명을 발생시킨다. 바람직하게, 상기 광 원은 단색(monochrome)이다. 상기 광원의 발광 된 광 색(light colour)은 잉크 패턴 및/또는 배경 표면의 극단 반사 값과 동조 된다. 실제로, 상기 발광 된 광 색(light colour)은 적용된 잉크 액적의 색 또는 상기 기판의 상부 표면의 색과 일치한다. 실제로, 선택된 저항 색(resist colour)은 기판의 구리 상부 표면과 함께 최적의 광학 콘트라스트를 성취하기 위한 파란색이고, 상기 해당하는 조명은 저항(resist)에서 최대 흡수와 구리 상부 표면에서의 최대 반사를 위한 빨간색이다. 여기서, 광학 콘트라스트가 얻어질 수 있고, 이는 스캐닝 공정을 향상시키고 상기 품질 검사의 정확도를 증가시킨다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 인쇄 공정의 일실시예에 있어서, 상기 인쇄공정은 승인된 기판을 이후 공정 스테이션에 전송하기 전에 기판을 마킹(marking)하는 단계를 포함한다. 상기 기판은 제조 공정 동안 및 마켓에서 상기 기판의 추적이 가능하게끔 하기 위하여 마킹 스테이션에 의하여 식별자(unique identification)와 함께 마크될 수 있다. 상기 승인된 기판은 시리얼 번호와 함께 마크될 수 있다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 상기 인쇄공정은 전자 기판을 제조하기 위한 제조 공정에 통합될 수 있다. 상기 인쇄공정은 상기 제조공정의 첫 번째 단계에서 수행될 수 있다. 상기 제조공정의 마지막 단계에서, 인쇄된 기판은 식각(etched) 되고, 스트립(stripped) 된다.
더욱이, 본 발명의 첫 번째 사항은 전자 기판을 제조하기 위한 인쇄공정의 사용과 관련이 있다. 본 발명의 첫 번째 사항은 인쇄된 전자 기판을 제조하기 위한 제조 공정과 관련이 있다. 전자 기판은, 예를 들면, 디스플레이 패널 또는 인쇄회로기판이다. 특히, 본 발명은 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)을 제조하기 위한 인쇄공정과 관련이 있다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 제조공정의 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템 다음으로 위치한 공정 스테이션은 상기 기판을 에칭하기 위한 식각(etch) 스테이션이다. 상기 식각 스테이션은 식각액(etch liquid)으로 채워진 식각 배스(etch bath)를 포함할 수 있다. 상기 기판은 상부 층, 특히 구리층을 상기 기판으로부터 제거하기 위하여 상기 식각 배스(etch bath)에 넣어질 수 있다. 상기 기판을 에칭한 후, 상기 기판은 식각 저항성 잉크를 벗겨내기 위한 스트리핑(stripping) 스테이션에 더 공정될 수 있다. 기판의 상기 잉크 패턴을 제거한 후, 상기 기판은 사용하기 위한 준비가 완료된다. 상기 기판의 최종 품질 검사가 자동 광학 검사(automated optical inspection)에 의하여 수행될 수 있다. 유리하게, 상기 최종 검사는 상기 기판의 에칭 또는 스트리핑 공정 중 발생할 수 있는 전형적인 결함들에 초점을 맞출 수 있다. 인쇄 단계로부터 발생할 수 있는 전형적인 결함들은 이미 중간 인라인 품질 검사를 수행하는 동안 점검되었으므로, 최종 단계 점검 범위에서 제외될 수 있다. 이는 점검이 더욱 효율적이고 시간 소모를 줄일 수 있게끔 한다.
더욱이, 일실시예들은 종속항에 정의되어 있다.
더욱이, 본 발명의 첫 번째 사항은 인쇄를 위한 잉크젯 시스템과 기판의 잉크 패턴과 관련이 있다. 상기 잉크젯 시스템은 기판을 이동 및 운반하기 위한 기판 컨베이어를 포함한다. 상기 잉크젯 시스템은 상기 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 기판의 상부 표면에 잉크의 액적 분사를 위한 잉크젯 프린트 헤드 어셈블리를 포함한다. 더욱이, 상기 잉크젯 시스템은 상기 기판의 인쇄된 잉크 패턴을 스캐닝하기 위한 스캐닝 유닛을 포함한다. 상기 잉크젯 시스템은 상기 잉크젯 시스템을 제어하기 위한 제어 전자장치들을 포함한다. 상기 제어 전자장치들은 본 발명의 첫 번째 사항에 따른 인쇄공정을 수행하기 위하여 구성된다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 제어 전자장치들은 스캔 이미지, 특히 스캐닝 유닛으로부터 발생하는 래스터(raster) 스캔 이미지와 입력 이미지, 특히 패턴 레이아웃으로부터 발생하는 래스터(raster) 입력 이미지를 비교함으로써 수행되는 품질 검사를 수행하기 위하여 구성되는 로직(logic)을 포함한다. 특히, 상기 로직은 품질 검사를 준비하기 위한 입력 이미지로부터 제어 기능들을 추출하기 위하여 구성된다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 로직은 칩에 내장되어 있다. 바람직하게, 상기 칩은 필드 프로그램 가능 칩(field programmable chip)인 FPGA 칩이다. 상기 칩에 내장되어 있는 상기 로직은 선형성 증가(increase linearity), 해상도를 증가시키기 위한 업-샘플링(up-sampling), 노이즈 필터링(noise filtering) 및 한계값 함수(threshold functionality)를 교정하기 위한 이미지를 포함한다. 유리하게, 상기 칩 내에 위치하는 상기 로직은 소프트웨어에 기재된 로직보다 더욱 빠르고 더욱 신뢰성 있게 기능을 수행한다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 인쇄공정의 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 기판을 일시적으로 저장하기 위한 버퍼 유닛을 포함한다. 기판을 위한 상기 품질 검사는 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 영역에서 후속 기판이 인쇄되는 동안, 상기 버퍼 유닛 내에 일시적으로 저장된 기판에서 수행된다. 상기 인쇄공정의 첫 번째 단계에서, 상기 기판은 상기 잉크젯 시스템의 인쇄영역에서 받아들여지고, 상부에서 인쇄된다. 이후, 상기 인쇄된 잉크 패턴은 상기 버퍼 유닛 내에서 오식의 품질 검사에 의하여 점검된다. 상기 품질 검사를 수행하고 상기 기판을 승인한 후, 상기 기판은 상기 잉크젯 시스템으로부터 다음 공정 스테이션으로 이송될 수 있다.
구체적으로, 상기 버퍼 유닛은 기판을 일시적으로 저장하거나 회전시키기 위한 회전-버퍼 유닛이다. 상기 회전-버퍼 유닛은 받아들여진 기판들의 회전을 위하여 회전 유닛을 갖는다. 받아들여진 기판들은 상기 회전 유닛에 의하여 회전될 수 있다. 상기 인쇄 공정은 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 영역에 기판을 재-공급하기 전에 상기 회전-버퍼 유닛 내 기판을 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기판의 상부 및 하부가 인쇄될 수 있다.
기판은 상기 잉크젯 시스템의 회전-버퍼 유닛에 의하여 회전될 수 있다. 첫 번째 인쇄 단계 및 첫 번째 품질 검사를 포함하는 상기 인쇄공정의 첫 번째 단계 이후에, 상기 기판은 하부를 인쇄하기 위하여 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 영역으로 전달되는 상기 인쇄공정의 두 번째 단계로 공급될 수 있다.
특정 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 영역으로 기판들을 입력하기 위한 입력 유닛을 포함하고, 상기 입력 유닛은 회전-버퍼 유닛으로써 배열된다. 인쇄 공정의 첫 번째 단계에서, 상기 입력 유닛은 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 영역으로 블랭크용 기판을 입력하기 위하여 배열될 수 있다. 블랭크용 기판들은 비-인쇄된 상부- 및 하부를 갖는다. 상기 인쇄공정의 두 번째 단계에서, 상기 입력 유닛은 상부 인쇄된 기판을 수신, 회전 및 입력하기 위하여 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 영역으로 배열될 수 있다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 스캐닝 유닛은 상기 기판의 상기 잉크 패턴의 최소 부분을 조명하기 위한 광원을 포함한다. 더욱이, 상기 스캐닝 유닛은 래스터(raster) 스캔 이미지를 캡처링하기 위한 촬상 유닛(imaging unit)을 포함한다. 바람직하게, 상기 광원은 상기 광원은 상기 기판에 인쇄된 상기 잉크 패턴과 상기 잉크 패턴 바깥부분에 상기 기판의 상부 표면 영역에 의하여 형성되는 배경 사이 최적의 콘트라스트(optimal contrast)를 제공하기 위하여 배열된다. 상기 광원은 특정 광 색으로 상기 잉크 패턴의 조명을 발생시킨다. 바람직하게, 상기 광원은 단색(monochrome)이다. 상기 광원의 발광 된 광 색(light colour)은 잉크 패턴 및/또는 배경 표면의 극단 반사 값과 동조 된다. 실제로, 상기 발광 된 광 색(light colour)은 적용된 잉크 액적의 색 또는 상기 기판의 상부 표면의 색과 일치한다. 실제로, 선택된 저항 색(resist colour)은 기판의 구리 상부 표면과 함께 최적의 광학 콘트라스트를 성취하기 위한 파란색이고, 상기 해당하는 조명은 저항(resist)에서 최대 흡수와 구리 상부 표면에서의 최대 반사를 위한 빨간색이다. 여기서, 광학 콘트라스트가 얻어질 수 있고, 이는 스캐닝 공정을 향상시키고 상기 품질 검사의 정확도를 증가시킨다.
본 발명의 첫 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 스캐닝 유닛은 광원으로써 LED 바를 포함한다. 유리하게, 상기 LED 바는 단색 조명을 제공하기 위하여 적합하다. 또한, 상기 조명 강도는 충분히 조절 가능하다.
더욱이, 본 발명은 전자 기판, 특히 인쇄회로기판의 생산을 위한 기판 생산 라인과 관련이 있다. 상기 기판 생산 라인은 본 발명의 첫 번째 사항에 따른 잉크젯 시스템을 포함하고, 기판을 에칭하기 위한 식각 스테이션을 더 포함한다. 상기 기판 생산 라인은 기판들의 주생산 스트림을 갖고, 상기 기판들은 상기 잉크젯 시스템에서 첫 번째로 인쇄되고, 연속적으로 식각 스테이션에서 에칭된다. 상기 식각 스테이션은 상기 잉크젯 시스템의 후속에 위치한다. 상기 주생산 스트림은 브랜치(branched) 된다. 상기 주생산 스트림은 식각 스테이션 이전에 브랜치 된다. 상기 주생산 스트림은 상기 잉크젯 시스템으로부터, 상기 주생산 스트림에서 거절된 기판들을 위한 방출 스테이션까지 확장되는 식각 스테이션인 상부 브랜치 스테이션을 포함한다. 기판들은 상기 기판의 인쇄된 잉크 패턴에서 품질 검사를 수행한 후, 브랜치 스트림에 의하여 분기될 수 있다.
본 발명의 첫 번째 사항의 추가적인 일실시예들은 청구항에 의하여 정의된다.
이하, 본 발명의 두 번째 사항에 대하여 설명한다.
본 발명의 두 번째 사항은 잉크젯 시스템, 특히 산업적인 적용을 위한 드롭-온-디맨드 잉크젯 시스템과 관련이 있다. 드롭-온-디맨드 잉크젯 시스템들은 잘 알려져 있으며, 특히 종이에 적용을 위한 잉크젯 프린터들의 소비 시장은 수년간 매우 성공적인 것으로 증명되었다. 충격식 인쇄(impact printing)와 같은 다른 인쇄 기술에 대한 잉크젯 시스템들의 이점은 요구되는 패턴을 갖는 기판을 제공하기 위하여 잉크젯 시스템과 기판을 직접적으로 접촉시키지 않아도 된다는 점이다. 또한, 잉크젯 프린터들의 소비 성공 부분은 제조업자들이 작고 상대적으로 값싼 잉크젯 프린터들을 개발하기 위한 방법을 발견하였다는 것이다. 최근에는, 잉크젯 시스템들을 종래에 종이 적용 등 대신에, 다른 적용을 위한 방향으로 개발이 이루어지고 있다. 그러나, 이러한 개발들은 성공적이지 못하였고, 특히 필요로 하는 고정밀 및 신뢰성에 도달하지 못하였다.
하기와 같은 잉크젯 시스템들의 적용 예시들은 이들의 간편함과 속도 때문에 유망한 제조 도구로써 고려되었다:
- 인쇄회로기판(Printed Circuit Boards, PCB)에 식각 저항 마스크를 제공;
- PCB 제조를 위한 솔더 마스크(solder masks)를 제공;
- 태양전지를 위한 전극패턴의 마스크를 제공; 또는
- 능동 또는 수동의 회로 부품, 디스플레이 부품, 안테나 및/또는 유연 기판을 포함하는 기판에 사용되는 전자부품을 제조;
잉크젯 시스템들은 요구되는 마스크 층 또는 요구되는 패턴 내 기판들, 예를 들면, PCB 상 전자배선에 상응하는 패턴을 증착하기 위하여 사용될 수 있다. 전자배선의 요구되는 라인 폭 및 사용되는 액적의 크기에 의존하여, 손실되거나 부적절한 액적은 상기 전자 배선 및 상기 PCB의 작업에 막대한 충격을 줄 수 있다. 예를 들면, 손실된 액적은 배선이 바람직하지 않게 높은 부분 전기저항을 갖도록 할 수 있으며, 전자 이주의 원인이 될 수 있다. 결과적으로 불량 PCB가 발생할 수 있다.
현재 잉크젯 시스템들의 작은 액적 크기(전형적으로 5-50 pL) 때문에, 많은 액적들이 평균 패턴을 생산하도록 요구된다. 예를 들면, 기판에 적용되는 액적들의 양, 예를 들면, 전형적으로 21×24 인치의 PCB 패널은 일반적으로 약 109이다. 예를 들어 99%의 합리적인 수율이 요구될 때, 단지 1011 액적들에서 하나의 오류가 허용된다. 잉크젯 시스템의 높은 신뢰성은 아직 달성되지 않았다. 따라서, 산업적으로 발전하는 적용가능한 잉크젯 시스템들에서 두 가지의 주요한 과제는 상기 액적의 정밀한 배치 및 신뢰성의 향상이며, 이는 패턴을 위하여 요구되는 모든 액적이 실제로 발생하고 기판에 위치되어 진다는 것이 확신 될 수 있다. 따라서, 본 발명의 두 번째 사항에 따른 목적은 향상된 정밀도 및/또는 향상된 신뢰성을 갖는 잉크젯 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 절(clause) 1 접두(prefix) 971에 따른 잉크젯 시스템이 제공된다.
상기 잉크젯 시스템의 이점은 각 노즐이 신뢰성을 향상시키는 백-업 노즐을 갖고있다는 것이며, 이는 결함이 있는 노즐이 발생한 경우 다른 노즐이 상기 결함이 있는 노즐의 인쇄 작업을 대신하여 수행할 수 있기 때문이다. 더욱이, 백-업 프린트 헤드의 형태로 백-업 노즐들을 제공함으로써, 모든 프린트 헤드에 영향을 주는 기능 불량이 다른 프린트 헤드에 영향을 줄 가능성이 없으므로, 더욱 신뢰성이 증가 될 수 있다. 이는 백-업 노즐들이 동일한 프린트 헤드에 제공되는 상황에 대한 것이다. 일실시예에 있어서, 각 프린트 헤드는 노즐들의 열(row)을 제공하고, 상기 열은 인쇄 방향, 예들 들면, 인쇄 방향에 대하여 상대적으로 45 내지 65도 사이의 각도에 대하여 비-수직적으로 위치한다.
상기 노즐들의 이러한 방향 때문에, 상기 노즐들은 인쇄 방향에 대하여 직각 방향으로 충분한 해상도를 얻기 위하여 필연적으로 서로 가깝게 위치하지 않는다. 상기 노즐들은 인쇄 방향에 대하여 직각 방향으로 상대적으로 가까운 거리에 서로 위치하고, 인쇄 방향으로 서로 상대적으로 먼 거리에 위치한다. 결과적으로, 상기 노즐들의 모든 거리는 인접한 노즐들 사이에 크로스-토크(cross-talk)를 예방하거나 최소화하기 위하여 충분히 멀다. 이점으로, 서로에 대하여 적절하게 배열되어야만 하는 다중 프린트 헤드를 조합함에 의한 것이 아닌, 단일 프린트 헤드에 의하여 요구되는 해상도를 얻을 수 있다는 것이다.
다른 일실시예에 있어서, 상기 인쇄 방향에 대하여 수직한 수평 방향에서, 상기 노즐들 사이의 피치(pitch)는 상기 기판의 단일 패싱(single passing)에서 요구되는 해상도를 얻기에 충분하지 않지만, 상기 해상도는 패싱 다중 시간(multiple times), 즉, 상기 기판이 상기 인쇄 방향에 대하여 수직한 상기 방향에서 다르게 위치되는 다중 스워스(swaths)을 사용함으로써 얻을 수 있다. 비록, 상기 실시예는 인쇄되는 패턴에 따른 다중 스워스(swaths)을 요구하지만, 상기 이점은 노즐들 및/또는 프린트 헤드가 덜 요구된다는 것이다.
일실시예에 있어서, 각 일차 프린트 헤드는 상기 인쇄 방향에서 상기 일차 및 이차 프린트 헤드로부터 멀리 배열된 삼차 프린트 헤드와 관련성을 갖고, 상기 일차 프린트 헤드의 각 노즐은 관련된 삼차 프린트 헤드에서 상응하는 노즐을 갖고, 및 상기 일차 프린트 헤드와 이와 관련된 삼차 프린트 헤드는 서로에 대하여 배열되어 이와 상응하는 가상의 인쇄 라인(virtual printing lines)이 대체로 동일한 위치로 눕게 된다. 이는 결함이 생긴 경우, 인쇄 작업을 수행할 수 있게끔 하는 두 개의 여분의 노즐들을 갖는 각 노즐로 인하여 신뢰성이 더 증가하게끔 한다. 또한 상기 세 개의 여분의 노즐들은, 결함 문제를 측정 또는 분석하거나, 회복하기 위하여 한 개의 노즐이 사용할 수 없게끔 되는 것을 허용한다. 이는 다른 두 개의 노즐들이 계속해서 인쇄 작업을 수행할 수 있기 때문이며, 상기 두 개의 노즐들 중 한 개가 다른 두 개의 노즐들을 대신하여 인쇄를 수행할 수 있으므로 신뢰성을 잃지 않는다.
일실시예에 있어서, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 다중 프린트 헤드들을 고정하기 위한 프린트 헤드 홀더(holder)를 포함한다. 상기 프린트 헤드 홀더는 바람직하게 세 개의 분리된 위치에서 프레임(frame)에 의하여 지지 되며, 이는 상기 프린트 헤드 홀더가 안정적이고 정적이고 명확하게 지지받게끔 한다. 이로 인하여 상기 프린트 헤드들의 위치 정확도가 증가하여 상기 프린트 헤드들에 의한 액적 배치가 정확해진다.
일실시예에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 계속해서 움직이지 않으며, 상기 기판 홀더는 상기 프린트 헤드 홀더에 대하여 상대적으로 움직임이 허용된다. 결과적으로, 상기 프린트 헤드 홀더의 움직임 및 작동 때문에, 상기 프린트 헤드 홀더에 어떠한 장애도 발생하지 않고, 이로 인하여 서로에 대해 고정하며 상기 프린트 헤드들의 정확한 배치를 허용한다. 또한, 상기 정확한 배치는 발생할 수 있는 역동적인 변화 없이 한번 설립되면 유지하기 쉬울 것이다.
일실시예에 있어서, 상기 인쇄 방향에 대하여 수직인 방향으로 인쇄되는 면의 치수(dimension)는 상기 기판 홀더에 의하여 취급될 수 있는, 상기 방향에서 허용 가능한 가장 큰 기판 치수만큼 크다. 결과적으로, 상기 기판의 비 움직임은 상기 패턴의 인쇄를 마무리하기 위하여 요구되며, 이는 상기 인쇄되는 면이 작은 치수일수록 상기 상황에 대하여 얻을 수 있는 정확성이 증가한다.
잉크젯 시스템들의 종래에 알려진 분야에서, 다중 프린트 헤드는 특히 상기 프린트 헤드 홀더의 열팽창과 같은 열적 효과를 고려하며 서로에 대하여 상기 프린트 헤드를 배열하는 것이 도전 과제였다.
일실시예에 있어서, 각 프린트 헤드는 상기 프린트 헤드 및 상기 프린트 헤드 홀더 사이에 배열되는 프린트 헤드 위치지정 장치와 관련성을 갖는다. 상기 프린트 헤드 위치지정 장치는 상기 프린트 헤드 홀더에 대하여 상기 프린트 헤드를 위치시키기 위한 것이며, 이는 상응하는 노즐들의 가상의 인쇄 라인(virtual printing lines) 및 각각에 대하여 일차 프린트 헤드들을 조절하기 위하여 일차 프린트 헤드들을 이들과 관련되는 이차 프린트 헤드들과의 조절을 허용하기 위한 것이다. 또한, 삼차 프린트 헤드들 또는 더 많은 프린트 헤드들이 일차 프린트 헤드와 연관될 수 있으며, 이들은 또한 적절하게 조절될 수 있다.
상기 프린트 헤드 홀더로부터 프린트 헤드 위치지정 장치를 분리시키는 이점으로는 정확성이 떨어지는 것을 방지하고, 상기 프린트 헤드들의 위치와 관련하여 어떠한 문제점 없이 기계적으로 (강도 및 단단함) 및 열적으로 (안정성) 최적화될 수 있다는 것이다. 상기 프린트 헤드 홀더의 부정확성은 상기 프린트 헤드 위치지정 장치로 인하여 극복될 수 있다.
바람직하게, 각 프린트 헤드 위치지정 장치는 상기 프린트 헤드 홀더에 탑재 가능한 베이스 부재(base member)와 상기 프린트 헤드를 고정하기 위한 베이스 부재에 연결되는 본체를 포함하며, 상기 본체는 인쇄 면에 대하여 매우 평행한 면으로 적어도 하나의 작동기(actuator)에 의하여 상기 베이스 부재에 대하여 움직일 수 있다. 상기 베이스 부재의 용출은 프린트 헤드 위치지정 장치를 포함하는 프린트 헤드는 단일 유닛으로써 상기 프린트 헤드 홀더로 조립되거나 도입될 수 있는 이점을 갖는다. 결함이 발생한 경우 이를 제거하거나, 프린트 헤드 및 프린트 헤드 위치지정 장치를 포함하는 다른 유닛으로 대체하는 것이 용이하다.
프린트 헤드 위치지정 장치의 본체를 위치시키는 작동기들은 바람직하게 베이스 부재(base member)와 상기 유닛에 따라 대체될 상기 본체 사이에 배열되지만, 이의 대안으로 상기 프린트 헤드 홀더와 상기 본체 사이에 배열될 수도 있다. 결과적으로, 상기 작동기들은 상기 유닛에 따라 대체되지 않으며, 이는 출력 및 데이터가 상기 프린트 헤드 홀더를 경유하여 상기 작동기들로 제공되기 때문에 전기적인 연결 부분에서 이점을 가질 것이다.
일실시예에 있어서, 상기 본체는 상기 베이스 부재에 대하여 번역 방향(translational direction) 및 회전 방향으로 움직일 수 있으며, 상기 번역 방향은 바람직하게 인쇄 방향에 수직한 방향으로 부품을 갖는다. 프린트 헤드가 노즐들의 열(row)을 포함하고, 상기 열이 상기 인쇄 방향에 대하여 비-수직적일 때, 상기 번역 방향은 바람직하게 열에 대하여 수직이다. 만약 다른 움직임들이 허용되지 않는다면, 이러한 두 개의 자유도가 인접한 노즐들 사이 상기 인쇄 방향에 대하여 수직한 방향으로 요구되는 거리를 맞출 수 있으며 (즉, 상기 피치 또는 해상도), 상기 방향으로 하나의 프린트 헤드를 다른 프린트 헤드로 조절할 수 있다. 또한, 상기 회전 방향은 상기 번역 방향이 상기 인쇄 방향에 대하여 수직한 방향으로 각자의 프린트 헤드들을 조절할 수 있으므로, 해상도를 조절할 수 있다.
일실시예에 있어서, 동시에 상기 프린트 헤드들을 인쇄 방향으로 조절하는 것을 불가능할 것이다. 그러나, 방향의 조절은 다른 방식, 예를 들면, 프린트 헤드들 사이의 거리를 측정하거나 각 노즐의 시간을 조절함으로써 해결될 것이다.
일실시예에 있어서, 상기 본체는 탄성힌지(elastic hinges)를 경유하여 베이스 부재와 연결되고, 이로 인하여 상기 본체는 단지 상기 인쇄 면에 대하여 평행한 면으로 베이스 부재에 대하여 움직일 수 있다. 이러한 연결로 인한 이점으로는, 상기 프린트 헤드들의 더 정확한 위치가 결과로써 나타난다는 것이다. 더욱이, 상기 프린트 헤드의 히스테리시스-자유(hysteresis-free) 위치를 얻을 수 있다. 바람직하게, 상기 탄성힌지는 잔류 재료의 탄성 변형을 허용하기 위하여 재료를 부분적으로 제거함으로써 제조된다.
유닛이 프린트 헤드에 의하여 형성되고 프린트 헤드 위치지정 장치가 상기 프린트 헤드 홀더로부터 제거되거나 및/또는 위치될 때, 상기 프린트 헤드 및 상기 프린트 헤드 홀더 사이에 연결은 바람직하고 쉽게 연결될 수 있고, 쉽게 끊어질 수 있다. 그러나, 상기 프린트 헤드 홀더에 대하여 상기 프린트 헤드의 가동성으로 인하여 간단하지 않다.
이를 해결하기 위하여, 프린트 헤드와 프린트 헤드 홀더 사이에 하나 또는 그 이상의 전기적인 연결이 상기 프린트 헤드 위치지정 장치에 의한 베이스 부재를 경유하여 만들어질 수 있다. 즉, 각각의 프린트 헤드는 프린트 헤드 위치지정 장치와 관련되는 베이스 부재를 경유하여 상기 프린트 헤드 홀더와 전기적으로 연결될 수 있다. 항상 비슷한 방법으로 상기 프린트 헤드 홀더에 더욱 또는 덜 연결되는 상기 베이스 부재로 인하여 상기 연결이 쉽게 이루어질 수 있다. 베이스 부재로부터 프린트 헤드로의 상기 연결은 상기 유닛에 통합될 수 있고, 상기 프린트 헤드의 가동성에 대응하기 위하여 바람직하게 유연할 수 있다.
전기적인 연결 이외에, 상기 프린트 헤드는 또한 압력 공급(pressure supply)에의 연결을 필요로 한다. 또한, 이러한 압력은 프린트 헤드 위치지정 장치에 관련되는 베이스 부재를 경유하여 상기 프린트 헤드 홀더로부터 각 프린트 헤드로 공급될 수 있다. 일반적으로, 프린트 헤드는 압력 공급의 두 가지 타입을 필요로 한다. 하나의 압력 공급은 상기 프린트 헤드에 압력을 제공하고, 상기 압력은 중력으로 인하여 노즐들로부터 잉크가 '떨어지는' (즉, 새는) 흐름을 방지하기 위하여 사용될 수 있다.
과압(overpressure) 공급은 상기 프린트 헤드에 과압을 공급하고, 상기 과압은 일반적인 작업 도중 액적 분사를 위하여 사용되는 작동기를 사용하지 않고, 상기 노즐들을 통해 잉크 흐름을 강제함으로써 유지하며 상기 노즐들을 제거하는데 사용될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 하나 또는 그 이상의 상기 프린트 헤드들에 감압을 제공하기 위한 적어도 하나의 챔버를 포함하고, 상기 챔버는 프린트 헤드 위치지정 장치와 관련되는 상기 베이스 부재를 경유하여 상기 프린트 헤드들에 연결된다.
일실시예에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 하나 또는 그 이상의 프린트 헤드들에 과압을 가하기 위한 적어도 하나의 챔버를 포함하고, 상기 챔버는 프린트 헤드 위치지정 장치의 베이스 부재를 경유하여 상기 프린트 헤드들과 연결된다.
바람직한 일실시예에 있어서, 적어도 하나의 감압 챔버들 및/또는 적어도 하나의 과압 챔버들은 프린트 헤드 홀더에 통합된다.
프린트 헤드 위치지정 장치와 관련되는 베이스 부재를 경유하여 상기 프린트 헤드 및 상기 프린트 헤드 홀더 사이의 연결을 수행하는 것과 같이 상기 언급한 하나 또는 그 이상의 기능들을 사용하여, 상기 프린트 헤드 홀더는 유리하게 압력 공급 및 제어 전자장치와 같은 필수품을 지지하기 위하여 사용될 수 있고, 상기 전자 제어장치는 상기 프린트 헤드 홀더에 의하여 지지 되기 위한 PCB 기판에 제공될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 또한 제어 전자장치 및/또는 상기 프린트 헤드와 같은, 상기 프린트 헤드 홀더의 상술한 부분들을 냉각하기 위하여 냉각 유닛(cooling unit)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 냉각 유닛은 상기 제어 전자장치 및 상기 프린트 헤드 홀더 사이, 및/또는 상기 제어 전자장치 및 상기 프린트 헤드 사이에 냉각된 공기를 제공하며, 이는 프린트 헤드 홀더 및/또는 프린트 헤드로부터 제어 전자장치로 열이 전이하는 것을 감소시키기 위한 것이다.
일실시예에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 열적 팽창을 최소화하고 열적 안정성을 증가시키기 위하여 탄소 섬유 강화 플라스틱과 같은, 복합 재료를 포함한다. 더욱이, 상기 인쇄 면에 평행한 면으로 상기 프린트 헤드 홀더의 단단함을 부여하는 상기 복합 재료는 상기 프린트 헤드들의 정확한 위치를 선정하기에 충분하다. 더욱이, 상기 프린트 헤드 홀더의 단단한 정도는, 60개의 프린트 헤드들을 갖는 경우 45 킬로그램 이상인 상기 프린트 헤드들의 무게를 안정하게 지지할 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 프린트 헤드 및 프린트 헤드 위치지정 장치에 의하여 형성되는 상기 유닛은 유닛의 상태를 나타내기 위한 시각적 표시자(visual indicator)를 포함하므로, 적절하게 기능을 수행하는 프린트 헤드와, 유지 또는 대체를 필요로 하는 비적절한 기능을 수행하는 유닛 사이를 최소한으로 구별할 수 있게 된다. 상기 시각적 표시자로 인하여 제공되는 정보는 프린트 헤드의 상태를 탐지할 수 있는 적절한 탐지 시스템으로부터 바람직하게 비롯될 수 있다. 유지관리자(Maintenance personnel)는 상기 시각적 표시자로 인하여 어떤 유닛이 대체/유지를 필요로 하는지, 또는 필요로 하지 않는지 쉽게 확인할 수 있다.
상기 프린트 헤드의 위치에서 열적 효과를 최소화하기 위하여, 상기 프린트 헤드 위치지정 장치가 대칭적인 배열을 갖는다.
몇 가지 잉크젯 시스템에 있어서, 열이 발생할 수 있다. 이는 액적이 상업적으로 사용 가능한 버블-젯 프린터들에 사용되는 열적 작용기를 사용함으로써 발생한다. 다른 가능성으로, 상기 잉크 흐름은 적절한 점도 및/또는 핫-멜트 잉크(hot-melt ink)와 같이 액체 상으로 존재하기 위하여 높은 작업 온도를 필요로 한다.
그러나, 열은 다른 부품의 기능에 영향을 줄 것이고, 특히 상기 잉크젯 시스템의 정확정밀도에 극적인 영향을 줄 것이다. 열 효과를 최소화하기 위해서, 하기와 같은 하나 또는 그 이상의 방안이 수행될 수 있다.
- 각 프린트 헤드는 상기 프린트 헤드들 및 상기 프린트 헤드 홀더로 구성되는 구동용 전자장치(driving electronics)를 포함하고, 상기 구동용 전자장치는 상기 프린트 헤드 홀더 바깥부분으로 확장되어 상기 프린트 헤드의 부분으로 배열되고, 상기 프린트 헤드 홀더는 열 차폐물을 포함하고, 구동용 전자장치로 열이 전달되는 것을 최소화하기 위하여 상기 구동용 전자장치를 향해 마주보는 프린트 헤드 홀더의 표면은 바람직하게 열적으로 절연막 형태를 갖고,
- 상기 프린트 헤드 홀더는 바람직하게, 인쇄되는 동안 상기 기판으로 열이 전이되는 것을 최소화하기 위하여 상기 기판을 향해 마주보는 상기 프린트 헤드 홀더의 표면에 절연막 형태를 갖는 열 차폐물을 포함하고,
- 상기 프린트 헤드 홀더는 탄소 섬유 강화 플라스틱과 같은 적절한 재료를 사용함으로써, 상기 잉크젯 시스템의 작업 온도 범위(예를 들면, 섭씨 온도 40-120)에서 열적 팽창을 최소화하기 위하여 구성된다.
열로 인한 영향을 최소화하기 위한 상기 언급한 방안들은 전자장치 또는 프린트 헤드들을 제어하기 위한 냉각 장치로부터 냉각된 공기를 제공하기 위한 활성 냉각 부분들과 조합하여 사용될 수 있다. 상기 프린트 헤드들을 각각에 대하여 위치시키기 위하여, 상기 잉크젯 시스템은 바람직하게 인쇄 방향에 대하여 수직한 방향으로 기판에 분출된 액적의 위치를 탐지하기 위하여 구성되는 액적 탐지 유닛(droplet detection unit)을 포함한다.
보정 유닛(calibration unit)은 프린트 헤드 위치지정 장치 각각의 작동기들을 작동시킴에 따라 액적 탐지 유닛의 출력에 근거한 프린트 헤드들의 인접한 위치에 제공될 수 있다. 다시 말해서, 상기 보정 유닛은 상기 인쇄 방향에 수직한 방향으로 일차 프린트 헤드들을 각각 서로에 대하여 조절하고, 이차 프린트 헤드들을 이들과 관련되는 일차 프린트 헤드에 대하여 조절하기 위하여 상기 프린트 헤드 위치지정 장치 각각을 작동시킨다. 각각의 프린트 헤드 위치지정 장치들의 작동은 상기 액적 탐지 유닛의 출력에 의존하여 수행된다.
상기 프린트 헤드들의 위치를 탐지하고 조절하는 순서는 분사된 액적의 요구되는 위치의 정확정밀도가 얻어질 때까지 몇 차례 반복하여 수행된다.
필요 시, 상기 액적 탐지 장치가 인쇄 방향으로 기판에 분사된 액적의 위치를 탐지하기 위하여 구성될 수 있다. 이후, 상기 보정 유닛은 상기 기판의 요구되는 위치에 각각의 액적 위치를 얻기 위하여 노즐의 분사 시간을 정확정밀하게 하기 위한 각 노즐의 시간 정보를 결정하기 위하여 바람직하게 구성될 수 있다.
상기 액적 탐지 유닛의 정확정밀도를 향상시키기 위하여, 상기 액적 탐지 유닛은 상기 기판 또는 상기 다른 방법들이 아닌, 상기 잉크 흐름에 의하여 쉽게 흡수되는 진동수를 갖는 빛에 민감하거나 및/또는 발할 수 있다. 이는 최적의 콘트라스트(optimal contrast)를 얻는 데 이점이 있다.
일실시예에 있어서, 상기 액적 탐지 유닛은 상기 인쇄 방향으로 상기 프린트 헤드 어셈블리 바로 옆에 배열된다. 상기 액적 탐지 유닛은 바람직하게 상기 기판이 상대적으로 상기 액적 탐지 유닛보다 아래로 이동하는 동안 상기 기판 표면을 스캔하는 라인 스캐너(line scanner)이다. 스캐닝은 최대 통과 속도로 수행되어 상기 기판의 전체 이미지가 빠르게 얻어질 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 액적 탐지 유닛은, 상기 기판 표면의 부분을 각각 스캔할 수 있는 다중 광학 유닛을 포함하고, 상기 다중 광학 유닛은 각각 인접한 광학 유닛의 탐지 범위와 함께 적어도 부분적으로 겹치는 탐지 범위를 갖고, 및 상기 탐지 범위는 전기적으로 또는 단일 광학 유닛으로써 작동하는 소프트웨어를 사용함으로써 조합된다. 광학 유닛은 렌즈 이미지 시스템과 전자장치 하드웨어를 캡처링하는 이미지와 함께 조합되는 라인 CMOS 센서를 포함한다. 적어도 부분적으로 겹치는 탐지 범위는 유리하게, 겹치는 범위에서 정확정밀도의 탐지를 향상시키는데 사용될 수 있으며, 이는 겹치는 범위에서 얻어지는 데이터가 두 배 이상이기 때문이다.
일실시예에 있어서, 상기 액적 탐지 유닛은 안정하고 단단한 지지 부재(supporting member)에 의하여 지지될 수 있고, 상기 지지 부재는 높은 열적 안정성과 함께 바람직한 복합재료, 예를 들면, 탄소 섬유 강화 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
바람직하게 상기 액적 탐지 유닛은 액적 탐지 유닛을 조절하거나 또는 상기 기판의 위치를 조절하는 것 없이, 기판의 두께 또는 높이의 변화를 가능하게 하기 위하여 상대적으로 큰 초점 심도(depth of focus), 예를 들면 약 50 마이크로미터를 갖는다.
일실시예에 있어서, 상기 액적 탐지 유닛은 정확정밀한 조립식의 패턴을 스캔함으로써 교정될 수 있고, 상기 패턴은 다중 광학 유닛이 존재하는 경우 단일 광학 유닛으로써 작동하기 위하여 다른 광학 유닛들을 조합하는데 사용될 수 있고, 하나 또는 그 이상의 광학 유닛에서 렌즈 왜곡을 보상하기 위하여 사용될 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 액적 탐지 유닛은 또한 특정 인쇄 작업에서 인쇄 수행을 체크 하여 인쇄 패턴을 점검하기 위하여 사용될 수 있다. 즉, 상기 얻어진 패턴은 제조된 장치들의 잉크젯 시스템으로 인한 품질 체크와 같이 요구되는 패턴과 비교된다.
또한, 본 발명의 두 번째 사항은 서로에 대해 정확정밀하게 프린트 헤드를 위치시키기 위한 방법과 관련되며, 상기 방법은 적어도 하기 단계들을 포함한다:
- 모든 프린트 헤드를 사용하여 시험 기판에 시험 패턴을 인쇄하는 단계;
- 액적 탐지 유닛에 의하여 인쇄된 시험 기판의 이미지를 얻는 단계;
- 얻어진 이미지로부터 각 인쇄된 액적을 위한 덩어리 중심(centre of mass)을 결정하는 단계;
- 결정된 덩어리 중심(centre of mass)을 각 액적에서 요구되는 덩어리 중심과 비교하는 단계;
- 비교한 각 프린트 헤드를 위한 위치 보정 정보를 결정하는 단계; 및
- 위치 보정 정보에 기반을 둔 상기 프린트 헤드의 위치를 조정하는 단계.
상기 프린트 헤드들의 요구되는 정확정밀한 위치를 얻기 위하여 상기 방법이 여러차례 반복하여 수행된다.
상기 시험 기판은 액적 탐지 유닛에 의하여 첫 번째로 측정되고, 상기 액적 탐지 유닛 스스로 보정하는데 유리하게 사용 가능하고, 또는 상기 인쇄된 시험 패턴을 요구되는 시험 패턴과 비교하기 위한 참조(reference)로써 사용될 수 있는 조립식의 보정 패턴을 포함한다.
추가적으로, 각 프린트 헤드들을 위한 위치 조절과 관련되는 정보를 얻기 위하여, 상기 방법이 프린트 헤드들의 시간 정보를 얻기 위하여 사용될 수 있다. 이때, 상기 프린트 헤드들은 노즐의 분사 시간을 정확하게 사용할 수 있게끔 하여 상기 액적이 바람직한 위치로 기판에 위치되게끔 한다. 이와 같은 경우, 상기 시간은 상기 인쇄 방향으로 기판 위에 액적의 위치를 결정하고, 상기 노즐의 위치, 즉, 상기 프린트 헤드 정렬은 상기 인쇄 방향에 대하여 수직한 방향으로 기판 위에 액적의 위치를 결정한다.
본 발명의 두 번째 사항은 상술한 일차, 이차 및 삼차 프린트 헤드들을 갖는 잉크젯 시스템에 사용하는 기판에 패턴을 인쇄하기 위한 방법과 관련이 있으며, 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다:
- 적어도 하나의 일차 프린트 헤드와 이와 관련되는 이차 프린트 헤드를 함께 교대로 인쇄하는 단계;
- 상기 일차 또는 이와 관련되는 이차 프린트 헤드와 함께 인쇄하는 동안, 상기 일차 또는 이와 관련되는 이차 프린트 헤드, 즉 상기 비-인쇄 일차 또는 이와 관련되는 이차 프린트 헤드 중 다른 하나의 각 노즐에 대한 인쇄 성능을 측정하는 단계;
- 인쇄 성능을 측정하는 것으로부터 각 노즐의 인쇄 성능을 더 예측하는 단계;
- 예측된 노즐의 인쇄 성능이 만족스럽지 못한 경우, 상기 노즐을 사용한 인쇄를 중지하고 상기 노즐의 상기 인쇄 성능 및 예측된 인쇄 성능이 요구되는 수준으로 개선될 때까지 삼차 프린트 헤드의 노즐을 사용하여 계속 인쇄하는 단계.
일실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 프린트 헤드 어셈블리에 대하여 상기 기판이 움직이는 방향에 의존한다. 상기 인쇄 방향으로 상기 프린트 헤드 어셈블리에 대하여 상기 기판이 움직일 수 있으므로, 두 가지 방향으로 움직이는 것이 가능하다. 상기 두 가지 방향은 양의 인쇄 방향, 다르게는 전방 스워스(forward swath)로 언급되는 방향 및 음의 인쇄 방향, 다르게는 후방 스워스(backward swath)로 언급되는 방향이 있다.
스워스(swath) 동안 상기 기판에 의하여 통과된 첫 번째의 두 프린트 헤드들은 바람직하게 교대로 인쇄하고, 통과될 마지막 프린트 헤드는 필요하다면 첫 번째의 두 프린트 헤드의 노즐들을 대체하기 위하여 사용된다. 노즐을 대체하는 것은 인쇄될 상기 기판의 영역에서 항상 수행될 수 있고, 마지막 프린트 헤드를 통과해야 하는 이점을 갖는다.
일실시예에 있어서, 제어 전자장치들은 요구되는 패턴을 얻기 위한 액적 분사를 갖는 노즐들을 결정하기 위하여 제공된다. 제어 전자장치들 시점에서, 상기 일차 프린트 헤드 및 이와 관련되는 이차 및 삼차 프린트 헤드들은 바람직하게 하나의 프린트 헤드로써 고려된다. 상기 제어 전자장치들은 인쇄되는 노즐들에 대한 정보를 프린트 헤드 그룹 제어장치로 전송한다. 상기 그룹 제어장치는 상기 노즐들 및 알려진 것들의 인쇄 성능에 대한 정보를 받고, 필요하다면, 전방 스워스(forward swath) 또는 후방 스워스(backward swath)가 수행된다. 이러한 정보에 근거하여, 상기 다른 그룹 콘트롤러(controllers) 및 상기 제어 전자장치들과는 독립적으로 상기 그룹 콘트롤러는 어떤 프린트 헤드, 즉, 어떤 일차, 이차 또는 삼차 프린트 헤드가 제어 전자장치로부터 받은 패턴을 인쇄할지 결정한다. 이러한 방법으로, 시스템을 통해 운송되는 데이터의 양은 상기 제어 전자장치들이 개별적으로 모든 프린트 헤드들(일차, 이차 및 삼차)을 작동시켜야 하는 상황에 따라 감소한다.
일실시예에 있어서, 상기 삼차 프린트 헤드가 일차 또는 이차 프린트 헤드의 노즐들 중 최소 하나의 인쇄 작업을 수행할 때, 일차 또는 이차 프린트 헤드를 인쇄하는 노즐 또는 상기 삼차 프린트 헤드가 만족스럽지 못한 작용을 보이는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 남아있는 노즐이 두 개의 프린트 헤드들을 대체하지 않고 계속해서 인쇄하는데 사용될 수 있다. 바람직하게, 상기 방법은 노즐들에 해당하는 그룹 중 하나의 노즐이 상술한 바와 같이 인쇄하는데 사용 가능한 경우 액적 손실의 위험성이 바람직하지 못하게 높아질 수 있으므로, 경고 신호를 제공하는 것을 포함한다.
경고 신호에 근거하여, 인쇄는 일시적으로 와이퍼(wiper)와 같은 유지 유닛(maintenance unit)을 사용한 자동화 유지 공정으로 인하여 수행되거나, 또는 유지 관리자(maintenance personnel)가 상기 시스템을 수동으로 수행함으로써 중단 및/또는 유지될 수 있다.
본 발명의 두 번째 사항은, 본 발명의 두 번째 사항에 따른 잉크젯 시스템으로 구성되는 기판에 패턴을 인쇄하는 방법과 더 관련이 있고, 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다:
- 노즐의 상기 인쇄 성능을 측정하는 단계;
- 일차 프린트 헤드의 노즐들에 상응하는 측정된 인쇄 성능을, 이의 이차, 및 존재한다면 삼차 프린트 헤드와 비교하고, 최고의 인쇄 성능을 보이는 노즐을 선택하는 단계;
- 최고의 인쇄 성능을 보이는 노즐을 사용하여 인쇄하는 단계.
*상기 방법은 상기 인쇄 성능이 예기치 못한 수준으로 떨어지는 위험성을 최소화하기 위하여 규칙적으로 또는 지속적으로 수행될 수 있다. 상기 방법을 수행하기 위하여, 인쇄는 일시적으로 및 정기적으로 중단될 수 있으며, 이로 인하여 최고의 인쇄 성능을 갖는 노즐을 사용하여 지속적으로 인쇄할 수 있게 된다. 이는 최고의 성능을 갖는 노즐을 인쇄에 사용하는 이점을 있어, 정확정밀도 및 신뢰성이 증가한다.
본 발명에 따른 두 번째 사항의 일실시예는 하기 접두(prefix) 971을 갖는 절(clause)에 따라 정의된다:
971_1. 하기를 포함하는 잉크젯 시스템:
- 다중 프린트 헤드들을 갖는 프린트 헤드 어셈블리, 상기 각 프린트 헤드는 분사 방향으로 상기 기판에 분사될 수 있는 잉크 흐름의 액적을 갖는 적어도 하나의 노즐을 포함하고, 상기 다중 프린트 헤드들은 함께 분사 방향에 대하여 수직 면으로 인쇄되는 것으로 정의되고,
- 상기 기판을 고정하기 위한 기판 홀더,
상기 기판 홀더는 상기 인쇄 면에 대하여 평행인 방향으로 인쇄되는 상기 프린트 헤드 어셈블리에 대하여 이동 가능하고,
및 상기 각 노즐은 기판상 가상의 인쇄 라인(virtual printing lines)을 갖고, 잉크 흐름 액적은 상기 기판이 오직 상기 인쇄 방향으로 상기 프린트 헤드 어셈블리에 대하여 이동할 때 증착될 수 있고,
상기 다중 프린트 헤드들은 적어도 하나의 일차 프린트 헤드를 포함하고, 각 일차 프린트 헤드는 상기 인쇄 방향으로 상기 일차 프린트 헤드로부터 거리를 두고 배열되는 이차 프린트 헤드와 관련이 있고, 상기 일차 프린트 헤드의 각 노즐은 이와 관련되는 이차 프린트 헤드에서 상응하는 노즐을 갖고, 상기 일차 프린트 헤드 및 이와 관련되는 이차 프린트 헤드는 동일한 위치에서 상응하는 노즐들의 가상의 인쇄 라인에 서로 배열되는 것을 특징으로 한다.
971_2. 971_1 절에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 각 프린트 헤드는 노즐들의 열(row)을 포함하고, 상기 열은 상기 인쇄 방향에 대하여 비-수직적으로 위치한다. 바람직하게는, 상기 인쇄 방향에 대하여 45도 각도에 위치한다.
971_3. 절 971_1 또는 971_2에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 각 일차 프린트 헤드는 상기 인쇄 방향으로 상기 일차 및 이차 프린트 헤드로부터 일정 거리에 배열되는 것과 관련된 삼차 프린트 헤드를 갖고, 일차 프린트 헤드의 상기 각 노즐은 관련된 삼차 프린트 헤드에서 상응하는 노즐을 갖고, 및 상기 일차 프린트 헤드 및 이와 관련되는 삼차 프린트 헤드는 동일한 위치에서 상응하는 노즐들의 가상의 인쇄 라인에 서로 배열된다.
971_4. 이전 971_절의 하나 또는 그 이상에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 다중 프린트 헤드들을 고정하기 위한 프린트 헤드 홀더를 포함한다.
971_5. 절 971_4에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 단지 세 가지의 구분되는 위치에서 지지 된다.
971_6. 이전 971_절의 하나 또는 그 이상에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 고정되어 있고, 상기 기판 홀더는 움직일 수 있다.
971_7. 절 971_6에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 인쇄 방향에 대하여 수직인 방향으로 인쇄되는 면의 치수(dimension)는 상기 기판 홀더에 의하여 처리될 수 있는, 상기 방향으로 허용 가능한 가장 큰 기판 치수이다.
971_8. 절 971_4에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 각 프린트 헤드는 상기 프린트 헤드를 상기 프린트 헤드 홀더에 상대적으로 위치시키기 위하여, 상기 프린트 헤드와 상기 프린트 헤드 홀더 사이에 배열되는 프린트 헤드 위치지정 장치를 갖고, 이는 일차 프린트 헤드들을 이들과 관련되는 이차 프린트 헤드들과 함께 배열되게 허용하여 상응하는 노즐들의 가상의 인쇄 라인이 동일한 위치에서 배열되도록 한다.
971_9. 절 971_8에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 각 프린트 헤드 위치지정 장치는 상기 프린트 헤드 홀더에 부착 가능한 베이스 부재(base member)와 상기 프린트 헤드를 고정하기 위하여 상기 베이스 부재에 연결된 본체를 포함하고, 상기 본체는 상기 인쇄 면에 대하여 평행인 면에 있는 작동기에 의하여 움직여질 수 있다.
971_10. 절 971_9에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 본체는 상기 베이스 부재에 대하여 번역 방향(translational direction) 및 회전 방향으로 움직일 수 있다.
971_11. 절 971_2 및 971_10에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 번역 방향은 상기 열 확장(row extends) 방향에 대하여 수직인 방향이다.
971_12. 절 971_9에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 본체는 탄성힌지(elastic hinges)를 경유하여 베이스 부재와 연결되고, 이로 인하여 상기 본체는 단지 상기 인쇄 면에 대하여 평행한 면으로 베이스 부재에 대하여 움직일 수 있다.
971_13. 절 971_9에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 각 프린트 헤드는 관련되는 프린트 헤드 위치지정 장치의 베이스 부재를 경유하여 상기 프린트 헤드 홀더에 전기적으로 연결된다.
971_14. 절 971_9에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 압력은 관련되는 프린트 헤드 위치지정 장치의 베이스 부재를 경유하여 상기 프린트 헤드 홀더로부터 각 프린트 헤드로 공급된다.
971_15. 절 971_14에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 상기 프린트 헤드들의 하나 또는 그 이상에 감압을 가하기 위한 챔버(chamber)를 포함하고, 상기 챔버는 관련되는 프린트 헤드 위치지정 장치의 베이스 부재를 경유하여 상기 프린트 헤드들과 연결된다.
971_16. 절 971_14에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 상기 프린트 헤드들의 하나 또는 그 이상에 과압을 가하기 위한 챔버를 포함하고, 상기 챔버는 관련되는 프린트 헤드 위치지정 장치의 베이스 부재를 경유하여 상기 프린트 헤드들과 연결된다.
971_17. 이전 971_절들 중 하나 또는 그 이상에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 상기 프린트 헤드 홀더의 상술한 부분들 및/또는 상기 프린트 헤드를 냉각하기 위하여 냉각 유닛(cooling unit)을 포함할 수 있다.
971_18. 절 971_8에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 프린트 헤드 및 프린트 헤드 위치지정 장치에 의하여 형성된 유닛은 상기 유닛의 상태를 나타내기 위한 시각적 표시자(visual indicator)를 포함하므로, 적절하게 기능을 수행하는 프린트 헤드와, 대체를 필요로 하는 비적절한 기능을 수행하는 유닛 사이를 최소한으로 구별할 수 있게 된다.
971_19. 절 971_8에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 프린트 헤드 위치지정 장치는 열적 효과를 최소화하기 위하여 대칭적인 배열을 갖는다.
971_20. 절 971_4에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 각 프린트 헤드는 상기 프린트 헤드들 및 상기 프린트 헤드 홀더로 구성되는 구동용 전자장치(driving electronics)를 포함하고, 상기 구동용 전자장치는 상기 프린트 헤드 홀더 바깥부분으로 확장되어 상기 프린트 헤드의 부분으로 배열되고, 상기 프린트 헤드 홀더는 열 차폐물을 포함하고, 구동용 전자장치로 열이 전달되는 것을 최소화하기 위하여 상기 구동용 전자장치를 향해 마주보는 프린트 헤드 홀더의 표면은 바람직하게 열적으로 절연막 형태를 갖는다.
971_21. 절 971_4에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 바람직하게, 인쇄되는 동안 상기 기판으로 열이 전이되는 것을 최소화하기 위하여 상기 기판을 향해 마주보는 상기 프린트 헤드 홀더의 표면에 절연막 형태를 갖는 열 차폐물을 포함한다.
971_22. 절 971_4에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 열적 팽창을 최소화하기 위하여 탄소 섬유 강화 플라스틱과 같은 복합재료를 포함한다.
971_23. 절 971_8에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 인쇄 방향에 대하여 수직인 방향으로 기판에 분사되는 액적의 위치를 탐지하기 위하여 액적 탐지 장치가 제공된다.
971_24. 절 971_23에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 보정 유닛(calibration unit)은 프린트 헤드 위치지정 장치 각각의 작동기들을 작동시킴에 따라 액적 탐지 유닛의 출력에 근거한 프린트 헤드들의 인접한 위치에 제공될 수 있다. 다시 말해서, 상기 보정 유닛은 상기 인쇄 방향에 수직한 방향으로 일차 프린트 헤드들을 각각 서로에 대하여 조절하고, 이차 프린트 헤드들을 이들과 관련되는 일차 프린트 헤드에 대하여 조절하기 위하여 상기 프린트 헤드 위치지정 장치를 작동시킨다.
971_25. 절 971_23에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 액적 탐지 장치는 또한 상기 인쇄 방향으로 기판에 분사되는 액적의 위치를 탐지하기 위하여 구성된다.
971_26. 절 971_24에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 보정 유닛은 상기 기판의 요구되는 위치에 각각의 액적 위치를 얻기 위하여 노즐의 분사 시간을 정확정밀하게 하기 위한 각 노즐의 시간 정보를 결정하기 위하여 구성될 수 있다.
971_27. 절 971_23에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 액적 탐지 장치는 상기 기판이 아닌, 상기 잉크 흐름에 의하여 쉽게 흡수되는 진동수를 갖는 빛에 민감하거나 및/또는 발할 수 있다.
971_28. 절 971_23에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 액적 탐지 유닛은 상기 인쇄 방향으로, 상기 프린트 헤드 어셈블리 옆에 배열될 수 있다.
971_29. 절 971_23에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 액적 탐지 유닛은 상기 액적 탐지 유닛에 대하여 상기 기판이 움직이는 동안 기판의 표면을 스캔하는 라인 스캐너(line scanner)이다.
971_30. 절 971_23에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 액적 탐지 유닛은, 상기 기판 표면의 부분을 각각 스캔할 수 있는 다중 광학 유닛을 포함하고, 상기 다중 광학 유닛은 각각 인접한 광학 유닛의 탐지 범위와 함께 적어도 부분적으로 겹치는 탐지 범위를 갖고, 및 상기 탐지 범위는 전기적으로 또는 단일 광학 유닛으로써 작동하는 소프트웨어를 사용함으로써 조합된다.
971_31. 절 971_23에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 액적 탐지 유닛은 안정하고 단단한 지지 부재(supporting member)에 의하여 지지될 수 있고, 상기 지지 부재는 높은 열적 안정성과 함께 바람직한 복합재료, 예를 들면, 탄소 섬유 강화 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
971_32. 서로에 대하여 정확정밀하게 프린트 헤드를 위치시키기 위한 방법은 적어도 하기 단계들을 포함한다:
- 모든 프린트 헤드를 사용하여 시험 기판에 시험 패턴을 인쇄하는 단계;
- 액적 탐지 유닛에 의하여 인쇄된 시험 기판의 이미지를 얻는 단계;
- 얻어진 이미지로부터 각 인쇄된 액적을 위한 덩어리 중심(centre of mass)을 결정하는 단계;
- 결정된 덩어리 중심(centre of mass)을 각 액적에서 요구되는 덩어리 중심과 비교하는 단계;
- 비교한 각 프린트 헤드를 위한 위치 보정 정보를 결정하는 단계; 및
- 위치 보정 정보에 기반을 둔 상기 프린트 헤드의 위치를 조정하는 단계.
971_33. 절 971_3에 따른 잉크젯 시스템으로 에 있어서, 기판에 패턴을 인쇄하는 인쇄 방법은 하기 단계들을 포함한다:
- 적어도 하나의 일차 프린트 헤드와 이와 관련되는 이차 프린트 헤드를 함께 교대로 인쇄하는 단계;
- 상기 일차 또는 이와 관련되는 이차 프린트 헤드와 함께 인쇄하는 동안, 상기 일차 또는 이와 관련되는 이차 프린트 헤드, 즉 상기 비-인쇄 일차 또는 이와 관련되는 이차 프린트 헤드 중 다른 하나의 각 노즐에 대한 인쇄 성능을 측정하는 단계;
- 인쇄 성능을 측정하는 것으로부터 각 노즐의 인쇄 성능을 더 예측하는 단계;
- 예측된 노즐의 인쇄 성능이 만족스럽지 못한 경우, 상기 노즐을 사용한 인쇄를 중지하고 상기 노즐의 상기 인쇄 성능 및 예측된 인쇄 성능이 요구되는 수준으로 개선될 때까지 삼차 프린트 헤드의 노즐을 사용하여 계속 인쇄하는 단계.
971_34. 절 971_1에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 기판에 패턴을 인쇄하기 위한 인쇄 방법은 하기 단계들을 포함한다:
- 일차 프린트 헤드 및 이의 이차, 및 존재한다면 삼차 프린트 헤드의 노즐의 상기 인쇄 성능을 측정하는 단계;
- 일차 프린트 헤드의 노즐들에 상응하는 측정된 인쇄 성능을, 이의 이차, 및 존재한다면 삼차 프린트 헤드와 비교하고, 최고의 인쇄 성능을 보이는 노즐을 선택하는 단계;
- 최고의 인쇄 성능을 보이는 노즐을 사용하여 인쇄하는 단계.
이하, 본 발명의 세 번째 사항에 대하여 설명한다.
본 발명의 세 번째 사항은 핫-멜트 잉크(hot-melt ink) 공급 시스템과 관련이 있다. 핫-멜트 잉크는 잉크젯 시스템으로부터 분사될 수 있는 재료이다. 핫-멜트 잉크는 일반적인 상온에서 고체 형태를 갖는 고유한 특성 때문에, 잉크젯 시스템으로부터 기판으로 분사될 수 있게끔 녹이기 위하여 온도를 올릴 필요성이 있으며, 상기 기판에 요구되는 패턴을 형성하기 위하여 기판에서 상기 잉크는 고체화될 수 있다.
수성 잉크와 비교하여, 핫-멜트 잉크는 잉크젯 시스템의 프린트 헤드들에 상기 핫-멜트 잉크의 공급과 관련하여 몇 가지 해결해야 할 과제가 있다. 상기 해결 과제들 중 한 가지는, 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 작업 중 어느 때에도 충분히 적절하게 준비된 핫-멜트 잉크가 분사되는 프린트 헤드들을 위하여, 미리 결정된 작업 온도를 필요로 한다는 것이다.
또 다른 해결 과제들 중 하나로는, 상기 핫-멜트 잉크가 미리 결정된 작업 온도에서 핫-멜트 잉크를 유지하기 위하여 공급되는 열 부하(thermal load)로 인한 에이지(age)이며, 이는 상기 핫-멜트 잉크가 바람직하지 않게 특성이 변형된다는 것을 의미한다. 에이징(Aging)은 특히 수많은 프린트 헤드들이 증가할 때 문제가 되며, 이는 오랜 기간 동안 높은 온도로 유지되며 보관된 많은 양의 잉크 및 거대한 크기의 저장소(reservoir) 때문이다. 상기 저장소로부터, 상기 핫-멜트 잉크는 상응하는 공급 라인을 경유하여 각각의 프린트 헤드들로 공급된다.
거대한 저장소를 갖는 또 다른 단점은 상기 시스템을 시동거는 동안 많은 양의 핫-멜트 잉크에 상응하는 열을 가하기 위하여 시스템에 오랜 시간이 걸린다는 것이다.
따라서, 본 발명의 세 번째 사항에 따른 목적은 핫-멜트 잉크가 필요할 때 사용 가능하게끔 미리 결정된 작업 온도를 보장하면서, 상기 핫-멜트 잉크의 에이징 위험성이 감소된 핫-멜트 잉크 공급 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 절 972_1에 따른 핫-멜트 잉크 공급 시스템을 제공함으로써 달성된다.
상기 유체 커넥션들(fluid connections)을 통과하는 폐 회로(closed circuit) 내 상기 핫-멜트의 순환은 상기 저장소가 상기 핫-멜트 잉크 공급 시스템과 연결된 프린트 헤드들의 양에 의존한다는 강점을 갖는다. 동시에, 상기 순환하는 핫-멜트 잉크의 미리 결정된 작업 온도는 종래에 고정되는 핫-멜팅 잉크 시스템에 대한 신뢰성 목적과 함께 쉽게 유지될 수 있다. 프린트 헤드들의 양 및 크기를 조절할 필요성이 있는 것은 폐 회로 및 유체 커넥션들(fluid connections)의 유체 라인 길이이다. 상기 저장소의 크기는 상기 공급 시스템에서 녹은 핫-멜트 잉크의 양을 최소화하기 위하여, 프린트 헤드들의 각 소비 속도를 측정하거나, 요구되는 보충 속도(replenishing rate)를 설계할 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 저장소는 폐 회로를 채우기 위한 고체 핫-멜트 잉크가 미리 결정된 양만큼을 함유하는 핫-멜트 잉크 카트리지와 연결되어 있다. 상기 가열 시스템은 상기 저장소에 연결되었을 때 열을 상기 핫-멜트 잉크 카트리지에 공급하기 위한 분리된 가열 요소를 포함하고, 이로 인하여 상기 핫-멜트 잉크는 녹을 수 있고 액체 상으로 상기 저장소에 공급될 수 있다. 상기 폐 회로에서 순환하는 핫-멜트 잉크의 양에 의존하는 상기 가열 요소를 제어하는 제어 시스템이 제공될 수 있다. 상기 제어 시스템은 상기 폐 회로 내 핫-멜트 잉크의 양이 미리 결정된 최소량 이하로 떨어져, 상기 폐 회로를 녹은 핫-멜트 잉크와 함께 보충하기 위하여 구성되는 것과 함께 핫-멜트 잉크가 단지 상기 잉크젯 시스템의 소비에 의하여 요구되는 열 부하(thermal load)에 노출될 수 있다. 이는 상기 공급 시스템의 액체 상 핫-멜팅 잉크 양이 상대적으로 적고, 상기 핫-멜팅 잉크 공급 시스템의 평균 잔류 시간이 짧기 때문에, 에이징(aging)에 의한 상기 핫-멜팅 잉크의 특성이 변화하는 것을 감소시킨다. 상기 공급 시스템 내 액체 상의 핫-멜트 잉크의 상대적으로 적은 양은 폐 회로 내 녹아야 하는 핫-멜트 잉크가 감소하므로, 상기 시스템의 시동 시간에 있어서 더 이점을 갖는다.
상기 폐 회로 내 핫-멜트 잉크의 양을 측정하기 위하여, 상기 공급 시스템은 저장소 내 핫-멜트 잉크의 레벨을 측정하는 레벨 센서(level sensor)를 포함할 수 있다. 상기 수준 센서의 출력은 상기 가열 시스템을 운전하는 것으로 전환되는 상기 제어 시스템으로 공급된다.
일실시예에 있어서, 상기 레벨 센서는 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크의 레벨이 미리 예측된 최소 레벨보다 그 이상인지 또는 이하인지 탐지하기 위하여 구성될 수 있으며, 상기 레벨 센서는 미리 예측된 최소 레벨에 상응하는 저장소 높이에 배열된 하부 오픈-엔드형(bottom open end)을 갖는 튜브형 측정 챔버(tubular measuring chamber), 상기 측정 챔버에 미리 결정된 양의 공기를 공급하기 위한 측정 챔버에 연결된 풍량 대체 장치(air volume displacing device), 및 상기 측정 챔저 내 공기-압력과 상기 핫-멜트 잉크 상부의 상기 저장소의 공기-압력 사이에 공기-압력 차를 측정하기 위한 압력 센서를 포함한다.
상기 풍량 대체 장치(air volume displacing device)와 함께 상기 측정 챔버에 미리 결정된 공기 양을 공급하는 것은 상기 측정 챔버와 상기 핫-멜트 잉크 상부의 상기 저장소 사이의 공기-압력 차를 발생시킨다. 만약, 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크의 레벨이 최소 레벨 이상일 경우, 상기 측정 챔버 내 공기-압력과 상기 핫-멜트 잉크 상부의 저장소 내 공기-압력 사이에 차이를 발생시키지 않을 것이다. 따라서, 정기적으로 상기 측정 챔버에 미리 결정된 공기 양을 공급하는 것과 압력 차이를 측정하는 것은 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크의 레벨이 핫-멜트 잉크를 보충하는 제어 시스템에 의하여 결정될 수 있는 미리 결정된 최소 레벨보다 이상인지 또는 이하인지에 대한 정보를 제공한다.
일실시예에 있어서, 핫-멜트 잉크가 상기 미리 결정된 최소 레벨 이하로 떨어졌을 때, 핫-멜트 잉크의 미리 결정된 양이 자동적으로 핫-멜트 잉크 카트리지로부터 상기 저장소로 제공될 수 있다. 이러한 경우, 상기 미리 결정된 양에 대하여 상기 카트리지 내 핫-멜트 잉크의 양이 바람직하게 제공된다. 하지만, 상기 가열 시스템은 저장소 내 레벨이 미리 결정된 최대 레벨에 도달할 때까지 상기 카트리지 내 핫-멜트 잉크를 녹이기 위하여 작동할 수 있다. 이를 가능하게 하기 위하여, 상기 최소 레벨을 위하여 상술한 레벨 센서와 비슷한 것으로 구성된 것을 사용할 수 있고, 이는 상기 레벨 센서가 저장소 내 핫-멜트 잉크의 레벨이 미리 결정된 최대 레벨에 대하여 그 이상인지 또는 이하인지 결정하기 위하여 구성될 수 있다. 상기 레벨 센서는 미리 예측된 최소 레벨에 상응하는 저장소 높이에 배열된 하부 오픈-엔드형(bottom open end)을 갖는 튜브형 측정 챔버(tubular measuring chamber), 상기 측정 챔버에 미리 결정된 양의 공기를 공급하기 위한 측정 챔버에 연결된 풍량 대체 장치(air volume displacing device), 및 상기 측정 챔저 내 공기-압력과 상기 핫-멜트 잉크 상부의 상기 저장소의 공기-압력 사이에 공기-압력 차를 측정하기 위한 압력 센서를 포함한다.
핫-멜트 잉크의 미리 결정된 작동 온도는 섭씨 100도 이상이 가능하고 및/또는 상기 핫-멜트 잉크는 매우 낮은 pH를 갖는 등 매우 공격적(aggressive)일 수 있으므로, 상기 레벨 센서는 이러한 상태들의 범위에 사용 가능하여야 한다. 센서들의 상술한 타입은 고정된 부품과 함께 조합하여 공기-압력을 사용하므로 이러한 환경에서 사용하기에 적절하다. 결과적으로, 상기 레벨 센서는 가동 부분이 적으므로 신뢰할 수 있다. 더욱이, 압력 센서를 위한 전기 부품들 및 풍량 대체 장치(air volume displacing device)를 위한 구동용 전자장치는 상기 저장소로부터 안전한 거리만큼 위치되어 질 수 있고, 배관(tubing)에 의하여 상기 측정 챔버 및 상기 저장소에 연결되어 폭발 및 스파크에 자유로운 레벨 센서를 제공할 수 있다. 상기 배관의 양은 측정 챔버의 양과 비교하여 적은 것이 바람직하다.
상기 레벨 센서의 추가적인 이점으로는 상기 레벨 센서가 핫-멜트 잉크 재료 및/또는 온도에 독립적이라는 것이다.
상기 측정 챔버와 같이, 상기 핫-멜트 잉크와 접촉하는 상기 부품들은 부식을 견딜 수 있게 상기 핫-멜트 잉크에 비활성인 적절한 재료로 만들어질 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 저장소는 단위 체적당 표면적 비율(surface-area-to-volume ratio)이 최소한 50 [1/m]이고, 바람직하게는 최소 100 [1/m]이고, 가장 바람직하게는 최소 150 [1/m]이다. 상기 저장소의 외부 표면을 경유하여 상기 저장소에 열을 가하기 위하여 보통 구성되는 가열 시스템은 단위 체적당 표면적 비율이 더 크고, 상기 저장소 내가 더 빠르게 외부 표면을 통해 가열되는 이점이 있다. 치수(dimensions)가 매우 거대하게 되는 거대한 단위 체적당 표면적 비율에 있어서, 상기 저장소는 U-자형 단면을 얻기 위하여 접힐 수 있으므로 미리 결정된 값으로 상기 저장소의 전체적인 치수가 유지될 수 있다. 바람직하게, 상기 저장소는 상기 저장소 벽에 가장 가까운 최대 거리가 약 10 mm, 바람직하게는 약 5 mm인 내부 저장소로 구성된다.
상기 핫-멜트 카트리지들은 모두 사용된 후 새로운 카트리지로 바람직하게 대체될 수 있는 유닛이다. 상기 저장소는 하나 이상의 카트리지에 동시에 연결될 수 있도록 구성되어 상기 저장소 내 레벨이 미리 결정된 최소 레벨 이하로 떨어진 경우 상기 카트리지들로 즉시 대체되지 않은 경우 카트리지는 상기 저장소로 비워질 수 있다. 마지막 카트리지가 비는 경우에만 수동으로 대체한다.
일실시예에 있어서, 상기 저장소에 연결된 상기 핫-멜트 잉크 카트리지는 상기 저장소와 함께 유체 전달용 저면 개구(bottom opening)를 갖고, 상기 녹은 핫-멜트 잉크는 자동적으로 중력에 의하여 상기 저장소로 흘러간다. 바람직하게, 스페이서(spacer)가 고체 핫-멜트 잉크와 개구(opening) 사이에서, 개구 위의 거리에 상기 핫-멜트 잉크 카트리지 내부에 위치할 수 있고, 상기 스페이서는 적어도 개구 만큼 큰 표면 영역을 갖고, 및 상기 스페이서는 상기 핫-멜트 잉크 카트리지 내부에 배열될 수 있고, 녹은 핫-멜트 잉크는 개구를 향해서 스페이서 주위를 흘러간다. 결과적으로, 상기 카트리지 내부에 진공상태가 형성되어 상기 카트리지로부터 핫-멜트 잉크가 흐르는 것을 방지하는 것이 예측 가능하다. 따라서, 상기 카트리지들을 비우는 것이 보장되고, 이는 잉크젯 시스템에서 투여 시스템을 사용할 때 더 신뢰성 향상시킨다.
일실시예에 있어서, 상기 스페이서는 릿지(ridges)를 갖는 플레이트이고, 상기 릿지는 플레이트와 상기 핫-멜트 잉크 카트리지 사이 요구되는 거리를 자동적으로 제공한다.
일실시예에 있어서, 상기 스페이서는 플레이트 및 상기 핫-멜트 잉크 카트리지의 측벽(sidewall) 사이에 요구되는 거리를 제공하기 위하여, 옆으로 확장되는 돌출부분들을 갖는 플레이트이다.
일실시예에 있어서, 상기 핫-멜트 잉크 카트리지는 저장소의 연결 요소에 연결 가능하고, 상기 연결 요소는 상기 저장소의 내부 공기 및 상기 저장소의 외부 공기 사이에 가스 분리를 제공하기 위한 사이펀(siphon)을 포함한다. 어떠한 카트리지도 상기 저장소에 연결되지 않은 경우에도, 상기 저장소 내부가 상대적으로 높은 온도 때문에 매연(fumes) 또는 가스가 상기 연결 요소를 통해 상기 저장소로부터 배출되지 않아 다른 부품들 또는 상기 투여 시스템에서 가까지 작업하는 사람에게 위협적인 상황을 예방할 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 투여 값은 공기-압력에 의하여 운영되므로 상기 레벨 센서가 공기-압력을 사용함에 있어서 발생하는 이점과 동일하게, 투여 값의 작동은 폭발 및 스파크로부터 자유로운 이점이 있다.
본 발명의 세 번째 사항은 핫-멜트 잉크를 잉크젯 시스템의 다중 프린트 헤드에 투여하는 방법과 관련이 있으며, 상기 방법을 하기 단계들을 포함한다:
- 핫-멜트 잉크의 부분을 미리 결정된 작동 온도로 가열하여 한-멜트 잉크가 흐를수 있도록 가열하는 단계;
- 폐 회로 내에서 가열된 핫-멜트 잉크가 순환하는 단계;
- 필요한 경우, 폐 회로로부터 프린트 헤드로 가열된 핫-멜트 잉크를 탭(tap) 하는 단계.
일실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 폐 회로 내 핫-멜트 잉크가 미리 결정된 최소값 양 이하로 떨어진 경우 이를 보충하는 단계를 더 포함한다. 바람직하게, 상기 보충은 상기 폐 회로 내 핫-멜트 잉크가 미리 결정된 최대값에 도달하면 중단한다.
본 발명의 세 번째 사항은 또한 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크의 레벨이 미리 결정된 레벨과 비교하여 그 이상인지 또는 그 이하인지 탐지하기 위한 레벨 센서와 관련이 있다. 상기 레벨 센서는 미리 예측된 최소 레벨에 상응하는 저장소 높이에 배열된 하부 오픈-엔드형(bottom open end)을 갖는 튜브형 측정 챔버(tubular measuring chamber), 상기 측정 챔버에 미리 결정된 양의 공기를 공급하기 위한 측정 챔버에 연결된 풍량 대체 장치(air volume displacing device), 및 상기 측정 챔저 내 공기-압력과 상기 핫-멜트 잉크 상부의 상기 저장소의 공기-압력 사이에 공기-압력 차를 측정하기 위한 압력 센서를 포함한다.
본 발명의 세 번째 사항은 개구(opening)를 포함하는 잉크젯 시스템을 위한 핫-멜트 잉크 카트리지와 더 관련이 있다. 여기서, 스페이서가 상기 핫-멜트 잉크 카트리지 내부에서 고체 핫-멜트 잉크 및 개구 사이 개구로부터 일정 거리에 위치할 수 있고, 상기 스페이서는 녹은 핫-멜트 잉크가 상기 핫-멜트 잉크 카트리지를 벗어나기 위하여 개구를 향해 스페이서 주위를 흐르는 상기 핫-멜트 잉크 카트리지의 내부에 배열될 수 있다.
본 발명의 세 번째 사항은 잉크젯 시스템, 특히 본 발명에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템을 포함하는 드롭-온-디맨드 잉크젯 시스템과 더 관련성이 있다.
본 발명의 다른 사항들은 가능한 경우 서로 조합될 수 있다.
본 발명에 따른 세 번째 사항의 일실시예는 하기 접두(prefix) 972을 갖는 절(clause)에 따라 정의된다:
972_1. 하기를 포함하는 잉크젯 시스템의 다중 프린트 헤드들에 핫-멜트 잉크를 투여하기 위한 핫-멜트 잉크 투여 시스템:
- 유체 라인, 저장소, 펌프 및 가열 시스템을 함유하는 폐 회로에서, 상기 저장소는 상기 유체 라인 내에서 배열되고 및 핫-멜트 잉크를 고정하기 위하여 구성되며, 상기 펌프는 상기 유체 라인 내에서 배열되고 및 상기 폐 회로 내에서 핫-멜트 잉크를 순환시키기 위하여 구성되고, 및 상기 가열 시스템은 상기 폐 회로에서 상기 핫-멜트 잉크가 흐르기 위하여 요구되는 미리 결정된 작업 온도에 도달시키기 위하여 폐 회로 내 핫-멜트 잉크를 가열시키기 위하여 구성된다;
- 프린트 헤드 당 유체 접속부(fluid connection)에 있어서, 상기 유체 접속부는 상기 폐 회로의 유체 라인에 연결되고, 상기 유체 접속부는 각각의 프린트 헤드에 공급될 핫-멜트 잉크의 투여 양을 제공하기 위한 투여 벨브를 포함한다.
972_2. 절 972_1에 따른 핫 멜트 잉크 투여 시스템에 있어서, 상기 저장소는 상기 폐 회로에 핫-멜트 잉크를 보충하기 위한 핫-멜트 잉크의 양을 함유하는 핫-멜트 잉크 카트리지에 연결될 수 있다.
972_3. 절 972_2에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템에 있어서, 상기 가열 시스템은 상기 저장소가 상기 핫-멜트 잉크 카트리지에 연결된 경우 핫-멜트 잉크 카트리지에 열을 공급할 수 있는 가열 요소를 포함한다.
972_4. 절 972_1에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템은 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크 레벨을 탐지하기 위한 레벨 센서를 포함한다.
972_5. 절 972_4에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템에 있어서, 상기 레벨 센서는 저장소 내 핫-멜트 잉크의 레벨이 미리 결정된 최소 레벨에 대하여 그 이상인지 또는 그 이하인지 탐지하기 위하여 구성되고, 상기 레벨 센서는 상기 저장소에서 미리 결정된 최소 레벨에 상응하는 높이에서 배열되는 오픈 앤드(open end)를 갖는 튜브형 측정 챔버, 상기 측정 챔버의 미리 결정된 부피의 공기를 공급하기 위한 측정 챔버에 연결된 공기량 변위 장치(air volumedisplacing device) 및 상기 측정 챔버 내 공기-압력과 상기 핫-멜트 잉크 위 저장소 내 공기-압력 사이의 공기-압력 차이를 측정하기 위한 압력 센서를 포함한다.
972_6. 절 972_4에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템에 있어서, 상기 레벨 센서는 핫-멜트 잉크가 상기 저장소 내 미리 결정된 최대 레벨에 대하여 그 이상인지 또는 그 이하인지 탐지하기 위하여 구성되고, 상기 레벨 센서는 상기 저장소에서 미리 결정된 최소 레벨에 상응하는 높이에서 배열되는 오픈 앤드(open end)를 갖는 튜브형 측정 챔버, 상기 측정 챔버의 미리 결정된 부피의 공기를 공급하기 위한 측정 챔버에 연결된 공기량 변위 장치(air-volume displacing device) 및 상기 측정 챔버 내 공기-압력과 상기 핫-멜트 잉크 위 저장소 내 공기-압력 사이의 공기-압력 차이를 측정하기 위한 압력 센서를 포함한다.
972_7. 절 972_1에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템에 있어서, 상기 저장소는 단위 체적당 표면적 비율을 최소 50[1/m], 바람직하게는 최소 100[1/m] 및 더욱 바람직하게는 최소 150 [1/m]인 것을 특징으로 한다.
972_8. 절 972_7에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템에 있어서, 상기 저장소는 U-형상 단면을 갖는다.
972_9. 절 972_7에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템에 있어서, 상기 저장소는 저장소의 가장 가까운 벽과의 최대 거리가 약 10 mm. 바람직하게는 5 mm인 것으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
972_10. A 절 972_2에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템은 적어도 하나의 핫-멜트 잉크 카트리지를 포함한다.
972_11. 절 972_10에 따른 핫-멜트 투여 시스템에 있어서, 상기 핫-멜트 카트리지가 상기 저장소와 연결된 경우, 상기 핫-멜트 잉크 카트리지는 상기 핫-멜트 잉크 카트리지의 하부에 개구(opening)을 포함하여 녹은 핫-멜트 잉크가 중력에 의하여 저장소 내부로 흐를 수 있게 되고, 상기 스페이서는 고체 핫-멜트 잉크와 개구 사이에 배열되는 개구로부터 거리를 두고 상기 핫-멜트 잉크 카트리지 내부에 위치되고, 상기 스페이서는 상기 개구만큼 적어도 큰 표면 영역을 갖고 및 상기 스페이서는 녹은 핫-멜트 잉크가 스페이서 주변을 흘러 상기 개구를 향할 수 있도록 상기 핫-멜트 잉크 카트리지 내부에 배열된다.
972_12. A 절 972_11에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템에 있어서, 상기 스페이서는 리지(ridges)를 갖는 플레이트이고, 상기 리지는 플레이트와 상기 핫-멜트 잉크 카트리지의 하부 사이에 요구되는 거리를 자동적으로 제공한다.
972_13. A 절 972_11에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템에 있어서, 상기 스페이서는 상기 핫-멜트 잉크 카트리지의 측벽과 플레이트 사이에 요구되는 거리를 제공하기 위하여 옆으로 확장된 돌기들을 갖는 플레이트이다.
972_14. A 절 972_2에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템에 있어서, 상기 핫-멜트 잉크 카트리지는 상기 저장소의 연결 요소에 연결 가능하고, 상기 연결 요소는 상기 저장소 내 공기와 상기 저장소 바깥 공기 사이에 가스 분리를 제공하기 위한 사이펀(siphon)을 포함한다.
972_15. A 절 972_1에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템에 있어서, 상기 투여 벨브는 공기-압력에 의하여 작동된다.
972_16. A 잉크젯 시스템의 다중 프린트 헤드들에 핫-멜트 잉크를 투여하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다:
- 상기 핫-멜트 잉크가 흐를 수 있도록 미리 결정된 작업 온도로 핫-멜트 잉크 부분을 가열하는 단계;
- 가열된 핫-멜트 잉크가 폐 회로 내 순환하는 단계;
- 필요하다면, 상기 폐 회로로 부터 프린트 헤드로 가열된 핫-멜트 잉크를 이용하는 단계;
972_17. A 절 972_16에 따른 방법에 있어서, 상기 방법은 폐 회로 내 핫-멜트 잉크의 양이 미리 결정된 최소 양 이하로 어진 경우, 상기 핫-멜트 잉크를 보충하는 단계를 더 포함한다.
972_18. A 절 972_17에 따른 방법에 있어서, 상기 보충은 폐 회로 내 핫-멜트 잉크의 양이 미리 결정된 최대값에 도달한 경우 중단한다.
이하, 본 발명의 네 번째 사항에 대하여 설명한다.
본 발명의 네 번째 사항은 잉크젯 시스템, 특히 산업적인 적용을 위한 드롭-온-디맨드 잉크젯 시스템과 관련이 있다.
드롭-온-디맨드 잉크젯 시스템은 특히 소비 시장에 잘 알려져 있으며, 종이 적용을 위한 잉크젯 프린터는 수년 간 매우 성공적인 것으로 증명되었다. 잉크젯 시스템은 충격 인쇄와 같은 다른 인쇄 기술들과 비교하여 기판에 요구되는 패턴을 제공하기 위하여 잉크젯 시스템과 기판 사이에 직접적인 접촉이 불필요하다는 장점을 갖고 있다. 또한, 잉크젯 시스템의 성공적인 소비의 부분으로, 제조업자들이 잉크젯 프린터를 더 작고 상대적으로 값싼 방향을 찾았다는 것이다.
최근 개발은, 잉크젯 시스템을 잘 알려진 일반적인 종이 적용이 아닌, 다른 적용으로 방향을 잡고 있다. 그러나, 이러한 개발은 특히 높은 정확정밀성과 신뢰성이 요구되는 곳에서 아직 성공적이지 못하다.
잉크젯 시스템은 이의 간단함 및 속도에 의하여 유망한 제조 도구로써 고려되며, 적용의 예시는 하기와 같다:
- 인쇄회로기판(printed circuit boards, PCB)에 식각 저항 마스크를 제공;
- PCB 제조를 위한 숄더 마스크(solder masks)를 제공;
- 태양 전지의 전극 패터닝(electrode patterning)을 위한 마스크를 제공;
- 능동 및 수동 회로 부품, 디스플레이 부품, 안테나 및/또는 유연 기판을 포함하는 기판의 전기 부품을 제조;
잉크젯 시스템은 요구되는 패턴 내 요구되는 마스크 층 또는 구조를 증착하는데 사용될 수 있고, 상기 패턴은 PCB의 전자 배선에 상응한다. 상기 전자 배선의 요구되는 라인 폭(width) 및 사용되는 액적의 크기에 의존하여, 액적의 손실 또는 잘못된 위치는 전자배선 및 PCB의 작동에 지대한 영향을 끼칠 수 있다. 예를 들면, 액적의 손실은 배선이 바람직하지 못한 높은 부분 전기 저항을 갖게 되며, 이는 전자이동(electromigration)을 발생시킬 수 있다.
잉크젯 시스템은 적어도 하나의 프린트 헤드와 함께 프린트 헤드 어셈블리를 포함하고, 상기 프렌트 헤드는 기판을 향하여 상기 프린트 헤드의 표면에 배열된 노즐로부터 잉크 유체의 액적 분사를 위하여 구성되는 통합 유닛이다. 액적의 잘못된 위치는 상기 프린트 헤드의 표면에 잉크 유체가 축적될 수 있고, 이는 노즐 내 잉크 유체 또는 노즐로부터 분사되는 액적과 상호작용하여 분사된 액적의 의도되는 궤적을 변형시킬 수 있다.
액적의 손실은 잉크 유체의 건조 또는 고체화에 의하여 막힌 노즐로부터 발생할 수 있다. 이는 잉크 유체에 과압을 사용하여 노즐을 막고 있는 유체 부분을 제거함으로써 해결할 수 있다. 상기 제거의 단점으로는, 잉크 유체가 프린트 헤드의 표면에 축적되어 상기 액적의 잘못된 위치가 결과적으로 발생할 수 있다는 것이다.
상기 프린트 헤드의 표면에 잉크 유체로 인한 액적의 잘못된 위치를 예방하기 위하여, 종래의 잉크젯 시스템은 와이퍼와 함께 유지 유닛을 사용하며, 상기 와이퍼는 표면에 위치한 잉크 유체를 제거하기 위하여 상기 프린트 헤드의 표면으로 움직인다. 이때, 프린트 헤드는 고정된 채로 상기 와이퍼가 움직이거나, 상기 와이퍼는 고정된 채로 상기 프린트 헤드가 움직이거나, 또는 상기 프린트 헤드 및 상기 와이퍼가 동시에 움직일 수 있다.
현재 사용되는 유지 유닛의 단점은 상기 와이핑 작동이 안정적이지 못하는 것이다. 예를 들면, 와이퍼의 특성 변화로 인하여 상기 와이퍼의 에이징(aging)이 유발될 수 있다. 결과적으로, 모든 잉크 유체가 프린트 헤드의 표면으로부터 모두 제거될 수는 없으며, 상기 잉크젯 시스템의 정확정밀성 및 신뢰성을 얻는데 부정적인 영향을 끼쳐 상기 잉크젯 시스템이 사용될 수 있는 산업적인 적용에 제한이 있을 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 네 번째 사항의 목적은 향상된 와이핑 작동을 갖는 유지 유닛을 제공하는 것이며, 이는 바람직하게 잉크젯 시스템의 정확정밀성 및 신뢰성을 제공할 것이다.
본 발명의 네 번째 사항의 첫 번째 부 측면에 있어서, 상기 목적은 절 973_1에 따른 유지 유닛을 제공함으로써 성취될 수 있다. 본 발명의 네 번째 사항의 첫 번째 부 측면은 와이핑 동작의 중요한 파라미터는 힘, 즉 와이핑 힘이며, 이는 와이퍼가 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 압력을 받아 상기 와이퍼의 특성이 변화하는 것에 대항하여 제어되는 것이다. 종래에 사용되는 상기 와이퍼의 위치 제어는 상기 와이퍼의 특성이 에이징에 의해 변화하여 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 압력을 받는 것이 바람직하지 못하게 변화되거나 상기 와이퍼가 동일한 위치에 남는 등 와이퍼 힘이 바람직하게 제어되지 못하였다.
본 발명의 첫 번째 부 사항에 따른 유지 유닛은 미리 결정된 값만큼 와이핑 힘을 제공하는 것으로 구성되며, 이로 인하여 와이핑 수행이 일정하게 되어 잉크젯 시스템의 정확정밀성과 신뢰성을 증가시킨다. 상기 와이핑 힘의 미리 결정된 값은 힘 작동기의 최대 힘 적용을 제한하는 것과 조합하여 상기 프린트 헤드의 존재로 인하여 상기 와이퍼에 의하여 도달할 수 없는 설정값을 사용하는 위치 제어에 의하여 얻어질 수 있다. 결과적으로, 상기 제어기기는 상기 설정값에 상응하는 와이퍼 위치를 고수하기 위하여 상기 와이퍼에 최대 힘을 지속적으로 공급한다. 상기 와이퍼의 특성이 변화할 때, 상기 제어기기는 자동적으로 상기 와이퍼의 위치를 변화시켜 상기 힘 작동기에 의하여 힘이 지속적으로 공급되고 와이핑 작동이 변화하지 않고 유지되게끔 한다.
상기 와이퍼가 사용될 필요성이 없을 때, 상기 설정값 발생기는 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면으로부터 거리를 둔 위치에 상기 와이퍼를 위치시키는 것과 상응하는 설정값을 제어기기에 제공하는 것으로 바람직하게 구성된다. 이러한 방법으로, 상기 와이퍼가 사용될 필요성이 없을 때 후퇴 위치(retracted position)에 위치되게 된다. 또한, 상기 와이퍼가 사용될 필요성이 있을 때, 상기 설정값 발생기는 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 수직한 방향으로 적어도 하나의 프린트 헤드의 내부 부분에 상기 와이퍼를 위치시키는 것에 상응하는 설정값을 제공할 것이다.
일실시예에 있어서, 상기 유지 유닛은 상기 와이퍼를 작동시키기 위한 와이퍼 작동 장치를 포함하고, 상기 제어기기는 상기 와이퍼 작동 장치에 연결되어 있고, 상기 제어기기는 적어도 하나의 프린트 헤드 표면에 남아있는 잉크를 제거하기 위하여 표면을 따라 와이퍼를 작동시키는 상기 와이퍼 작동 기기를 작동시키기 위하여 구성된다.
바람직하게, 상기 힘 작동기는 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 수직한 방향으로 위치를 제어하기 위하여 공급되어 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 대하여 평행하게 상기 와이퍼를 움직이도록 하는 상기 와이퍼 작동 기기가 단지 제공되는 동안 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼에 압력을 줄 수 있게 된다. 일실시예에 있어서, 상기 와이핑 동작은 상기 힘 작동기 및 상기 와이퍼 작동 기기를 동작시키는 것의 조합이다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼는 상기 힘 작동기에 의하여 제공되는 화이핑 힘에 평행한 방향으로, 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 수직한 방향의 틀에 대한 가이드(guide)에 의하여 가이드 된다. 바람직하게, 상기 와이퍼는 오직 상술한 방향으로 가이드 된다. 상기 가이드는 상기 와이퍼가 움직일 수 있는 가동 범위를 한정한다.
일실시예에 있어서, 상기 유지 유닛은 틀(frame)을 포함하고, 상기 와이퍼 작동 기기는 상기 와이퍼를 움직이기 위한 유지 유닛의 틀에서 작동시키기 위하여 구성된다. 상기 힘 작동기는 상기 와이퍼 작동 기기를 독립적으로 제어하기 위하여 상기 틀 및 상기 와이퍼 사이에 위치할 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 힘 작동기는 전자기 작동기이고, 바람직하게는 로렌츠 작동기(Lorentz actuator)이다. 바람직하게, 상기 전자기 작동기에 의하여 발생하는 힘은 상기 힘 작동기에 공급되는 전류에 비례한다. 상기 제어기기는 상기 힘 작동기에 공급되는 전류를 제한함으로써 상기 힘 작동기의 적용 가능한 최대 힘을 제한할 수 있다. 바람직하게, 상기 전류-힘 관계는 와이퍼의 동작 범위에서 일정하므로, 상기 전류는 전체 동작 범위에 적용되는 힘에 대하여 대표적일 것이다.
일실시예에 있어서, 상기 가이드는 상기 와이핑 힘에 평행한 방향으로 상기 와이퍼에 주요한 힘을 공급하지 않는다. 상기 가이드가 힘을 공급하는 경우, 상기 힘은 바람직하게 와이퍼의 동작 범위 내에서 일정하고 독립적이다. 결과적으로, 상기 일정한 힘이 공급된 경우, 상기 힘 작동기에 의하여 공급된 힘은 와이퍼가 상기 표면에 대하여 압력 받는 와이핑 힘에 비례한다. 따라서, 상기 힘 작동기에 의하여 공급되는 최대 적용 가능한 힘을 규제하는 것은 와이퍼가 상기 표면에 대하여 압력 받는 것과 함께 와이핑 힘을 자동적으로 규제할 것이다.
일실시예에 있어서, 상기 가이드는 판 용수철(leaf springs)을 서로에 대하여 평행한 방향으로 배열하여 선형 가이드를 제공함으로써, 상기 와이퍼를 자기 이력 현상으로부터 매우 자유롭게 한다.
일실시예에 있어서, 상기 힘 작동기는 두 부분을 포함하며, 첫 번째 부분은 상기 틀에 설치되고, 두 번째 부분은 상기 와이퍼에 설치된다. 상기 첫 번째 및 두 번째 부분은 상기 첫 번째 및 두 번째 부분 사이에 힘을 공급하기 위하여 서로 상호작용 한다. 예를 들면, 상기 첫 번째 부분은 코일(coil)일 수 있고, 상기 두 번째 부분은 독립적인 자기장을 경유하여 상기 코일과 상호작용 하는 영구자석일 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 위치 센서는 상기 유지 유닛의 틀에 대하여 상기 와이퍼의 위치를 측정하기 위하여 구성된다. 예를 들면, 상기 위치 센서는 상기 첫 번째 부분에 대하여 상기 두 번째 부분의 위치를 측정한다. 바람직하게, 틀과 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면 사이의 거리는 알려져 있으며 일정하므로, 상기 틀에 대한 상기 와이퍼의 위치의 측정은 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼의 위치와 독립적이다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼 가동 장치는 상기 표면을 따라 단일 방향으로 상기 와이퍼를 움직이기 위하여 구성된다. 이는 상기 유지 유닛이 잉크젯 시스템에 제공될 때 상기 와이퍼 가동 장치와 상기 프린트 헤드의 표면 사이에 몇 가지 초기 배열이 필요하지만, 상기 와이퍼의 제어는 상대적으로 간단한 장점이 있다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼 폭은 상기 표면의 폭보다 크며, 상기 와이퍼 작동 장치는 상기 표면의 종 방향(longitudinal direction)으로 상기 와이퍼를 움직이기 위하여 구성된다.
상기 와이퍼 가동 장치는 요구되는 배열 정확정밀도는 감소시키지만, 디맨드 제어를 증가시키는 두 가지의 자유도로 상기 와이퍼를 움직이기 위하여 구성된다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼 가동 장치는 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 대하여 평행한 방향으로 하나 또는 그 이상으로 상기 와이퍼를 움직이기 위하여 구성된다.
*일실시예에 있어서, 와이퍼 가동 장치에 독립적인 다중 와이퍼는 공통적인 와이퍼지지 틀에 제공되어 각 와이퍼가 다른 와이퍼에 대하여 독립적으로 움직일 수 있게 한다. 또한, 상기 다중 와이퍼는 상기 와이퍼를 동시에 움직이게 하기 위한 공통적인 와이퍼지지 틀에 고정적으로 설치될 수 있다. 이는 상기 유지 유닛의 제어 복잡성을 감소시키지만, 상기 와이퍼 움직임의 개별적인 제어는 허용하지 않는다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼지지 틀은 한 방향으로 움직일 수 있고, 상기 와이퍼 가동 장치는 각각의 와이퍼를 다른 방향으로 움직이기 위하여 구성되므로, 상대적으로 간단하게 제어를 유지시키는 동안 상기 와이퍼의 두 가지의 가동 자유도를 얻을 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼지지 틀은 상기 프린트 헤드 어셈블리에 대하여 상기 와이퍼지지 틀을 위치시키기 위한 단계별 방안으로 제어가능하고, 상기 와이퍼 가동 장치는 상기 프린트 헤드 어셈블리에 대하여 상기 와이퍼지지 프레임이 고정되도록 유지시키는 동안 상기 와이퍼가 와이핑 작동을 수행하게끔 한다. 상기 와이핑 작동을 수행한 후, 상기 와이퍼지지 틀은 상기 와이퍼가 다른 프린트 헤드에서 와이핑 작동을 수행하기 위하여 다른 방향으로 움직이게 된다. 또한, 상기 와이퍼지지 틀은 상기 와이퍼의 요구되는 움직임을 제공하기 위한 상기 와이퍼 가동 장치와 함께 와이핑 작동을 수행하는 동안 움직이기 위하여 구성된다. 상기 와이퍼지지 틀의 작동 모드는 상기 프린트 헤드의 방향에 의존한다. 모든 프린트 헤드가 동일한 방향으로 위치된 경우 상기 단계별 모드가 적용될 수 있지만, 상기 프린트 헤드가 다른 방향으로 위치된 경우, 상기 와이퍼 작동 도중 상기 와이퍼지지 틀을 움직이는 것이 필요하다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼를 가열하기 위한 가열 장치가 제공된다. 이는 잉크 유체가 상온보다 높은 녹는점을 갖는 핫-멜트 잉크 유체인 경우 상기 와이퍼의 와이핑 수행에 부정적인 영향을 줄 수 있는 상기 와이퍼에 잉크 유체가 유지되는 점이 해결될 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 네 번째 사항의 첫 번째 부 사항은 프린트 헤드 어셈블리와 상기 프린트 헤드 어셈블리를 위한 유지 유닛을 포함하는 잉크젯 시스템과 관련이 있으며, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 적어도 하나의 프렌트 헤드를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프린트 헤드는 기판에 대하여 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 배열되는 노즐로부터 잉크 유체의 액적을 분사하는 것으로 구성되는 통합 유닛이고, 상기 유지 유닛은 본 발명의 첫 번째 부 사항의 일실시예에 따른 유지 유닛인 것을 특징으로 한다.
일실시예에 있어서, 상기 유지 유닛의 와이퍼는 상기 와이퍼가 상기 적어도 하나의 프린트 헤드에 대하여 와이핑 동작을 수행할 수 있는 유지 위치와 상기 와이퍼가 상기 프린트 헤드 어셈블리로부터 일정 거리에서 배열되는 비-동작 위치 사이에서 움직일 수 있고, 상기 유지 유닛은 상기 프린트 헤드 어셈블리 아래 기판의 움직임에 보통 영향을 주는 일반적인 인쇄 활동을 방해하지 않는다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼의 상술한 가동성은 와이퍼 가동 장치를 경유하여 제공된다.
바람직하게, 상기 와이퍼의 상술한 가동성은 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 평행한 면으로 제공된다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼는 고정적으로 제공되고, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 상기 프린트 헤드 어셈블리가 인쇄 동작을 수행할 수 있는 작동 위치와, 상기 프린트 어셈블리가 상기 유지 유닛과 가까지 위치하여 상기 유지 유닛에 의하여 적어도 하나의 프린트 헤드의 유지가 가능한 유지 위치 사이에서 움직일 수 있다.
상기 잉크젯 시스템은 인쇄 방향을 결정할 수 있고, 상기 인쇄 방향은 인쇄를 목적으로 상기 프린트 헤드 어셈블리를 통과하는 상기 기판의 방향을 나타낸다. 일실시예에 있어서, 유지 목적으로 상기 유지 유닛 또는 상기 프린트 헤드 어셈블리의 가동성은 상기 인쇄 방향에 대하여 수직이며, 바람직하게는 수평 방향이다.
본 발명의 네 번째 사항의 첫 번째 부 사항은 또한 프린트 헤드 어셈블리의 프린트 헤드에서 유지를 수행하는 방법과 관련이 있으며, 상기 프린트 헤드는 기판에 대하여 상기 프린트 헤드의 표면에서 배열되는 노즐로부터 잉크 유체의 액적을 분사하는 것으로 구성되는 통합 유닛이 될 수 있으며, 상기 방법을 하기 단계들을 포함한다:
- 상기 프린트 헤드의 표면으로부터 잉크를 제거하기 위하여, 상기 프린트 헤드의 표면에 상대적으로 움직일 수 있는 와이퍼를 제공하는 단계;
- 상기 와이퍼가 상기 프린트 헤드의 표면을 따라 움직이는 동안, 힘 작동기와 함께 상기 프린트 헤드의 내부에 도달할 수 없는 위치로 와이퍼를 넣는 단계;
- 상기 위치에 상기 와이퍼를 넣는 동안, 미리 결정된 값 이하로 힘 작동기에 의하여 제공되는 힘을 최대치로 유지시키는 단계.
결과적으로, 상기 와이퍼가 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 압력을 받을 때, 상기 와이핑 힘은 와이핑 동작 도중뿐만 아니라 이후의 와이핑 동작에 상대적으로 일정하므로, 상기 와이퍼의 특성이 변화하는 것과 관련이 없다.
일실시예에 있어서, 잉크 유체는 상기 프린트 헤드의 표면을 따라 상기 와이퍼가 움직이기 이전에 상기 노즐로부터 제거된다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼는 어떠한 유지도 수행되지 않은 경우, 상기 프린트 헤드의 표면으로부터 바깥 위치로 움직인다.
본 발명의 네 번째 사항의 두 번째 부 사항에 있어서, 본 발명의 목적은 프린트 헤드 어셈블리와 함께 잉크젯 시스템을 위한 유지 유닛을 제공함으로써 성취되고, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 적어도 하나의 프린트 헤드를 포함하고, 상기 프린트 헤드는 기판에 대하여 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면으로 배열되는 노즐로부터 잉크 유체의 액적을 분사하기 위하여 구성되는 통합 유닛이고, 상기 유지 유닛은 와이퍼를 포함하고, 상기 유지 유닛은 와이퍼를 적어도 하나의 프린트 헤드에 압력을 주기 위한 힘 작동기, 와이퍼가 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 대하여 압력을 받는 와이핑 힘을 결정하기 위하여 구성되는 힘 측정 유닛 및 미리 결정된 와이핑 힘과 함께 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼에 압력을 주기 위한 상기 힘 측정 유닛의 출력에 의존하는 힘 작동기에 의하여 힘 공급을 제어하기 위하여 구성되는 제어기기를 더 포함한다.
본 발명의 네 번째 사항의 두 번째 부 사항은 와이핑 동작의 주요한 파라미터는 힘, 즉 와이핑 힘과 관련이 있으며, 이는 상기 와이퍼를 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 압력을 주고, 상기 와이핑 힘은 상기 와이퍼의 특성을 변화에 대항하기 위하여 제어되어야만 한다. 만약, 상기 와이퍼의 특성이 에이징에 의하여 변화한다면, 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 와이퍼를 압력하는 와이핑 힘 또한 변화할 것이다. 본 발명의 두 번째 부 사항에 따른 상기 유지 유닛은 상기 와이핑 힘이 미리 결정된 값으로 유지되도록 하여 와이핑 수행이 유지되고 잉크젯 시스템의 정확정밀성 및 신뢰성을 향상시키는 등, 이의 설정을 자동적으로 조절하기 위하여 구성된다.
본 발명의 네 번째 사항의 첫 번째 및 두 번째 부 사항 사이의 차이점은 다른 방법으로 얻어지는 미리 결정된 와이핑 힘이 더 많은지 적인지에 관한 것이다. 본 발명의 네 번째 사항의 첫 번째 부 사항에 있어서, 상기 힘 작동기에 의하여 공급되는 한정된 힘과 함께 조합한 위치 제어의 스마트 사용(smart use)이 미리 결정된 와이핑 힘으로 결과를 얻었으며, 반면에 본 발명의 네 번째 사항의 두 번째 부 사항에 있어서, 상기 미리 결정된 와이핑 힘은 상기 힘 작동기에 의하여 공급되는 힘을 적절하게 제어함으로써 얻었다.
일실시예에 있어서, 상기 유지 유닛은 와이퍼를 움직이기 위한 와이퍼 가동 장치를 포함하고, 상기 제어기기는 상기 와이퍼 가동 장치에 연결되고 및 상기 제어기기는 상기 와이퍼 가동 장치를 동작시키기 위하여 구성되며, 상기 와이퍼는 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면을 따라 움직여 상기 와이퍼와 함께 상기 표면으로부터 잉크를 제거한다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼는 가이드, 즉 가동 지지형(moveably supported)과 함께, 힘 작동기에 의하여 생산될 수 있는 와이핑 힘에 평행한 방향의 틀과 함께 가이드 된다. 바람직하게, 상기 와이퍼는 단지 상술한 방향으로 가이드 된다. 상기 가이드는 상기 와이퍼가 움직일 수 있는 가동 범위를 한정한다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼 가동 장치는 상기 와이퍼를 움직이기 위하여 상기 유지 유닛의 틀에서 작동하기 위하여 구성된다. 상기 힘 작동기는 상기 와이퍼 작동 장치로부터 독립적으로 제어될 수 있다. 일실시예에 있어서, 상기 와이퍼 가동 장치는 상기 힘 작동기에 의하여 생산되는 와이핑 힘의 방향에 수직인 방향으로 상기 와이퍼를 움직이기 위하여 구성된다.
일실시예에 있어서, 상기 가이드는 상기 와이핑 힘에 평행한 방향으로 상기 와이퍼에 어떠한 주요한 힘도 공급하지 않는다. 상기 가이드가 힘을 공급하는 경우, 상기 힘은 바람직하게 유지되고, 상기 와이퍼의 가동 범위의 위치에 대하여 독립적이다. 결과적으로, 상기 일정한 힘이 필요한 경우 보충되면, 상기 힘 작동기에 의하여 공급된 힘은 와이퍼가 상기 표면에 대하여 압력 받는 상기 와이핑 힘과 비례한다. 따라서, 상기 힘 작동기에 의하여 공급되는 힘의 규제는 자동적으로 상기 표면에 대하여 압력을 받는 와이퍼의 와이핑 힘을 규제할 것이다. 이는 상기 힘 작동기에 의하여 공급되는 힘을 직접적으로 또는 간접적으로 측정하기 위한 힘 측정 유닛에 충분하다.
일실시예에 있어서, 상기 힘 작동기는 전자기 작동기이고, 바람직하게는 로렌츠 작동기(Lorentz actuator)이다. 바람직하게, 상기 전자기 작동기에 의하여 발생하는 힘은 상기 힘 작동기에 공급되는 전류에 비례한다. 상기 제어기기는 상기 힘 작동기에 공급되는 전류를 제한함으로써 상기 힘 작동기의 적용 가능한 최대 힘을 제한할 수 있다. 바람직하게, 상기 전류-힘 관계는 와이퍼의 동작 범위에서 일정하므로, 상기 전류는 전체 동작 범위에 적용되는 힘에 대하여 대표적일 것이다.
일실시예에 있어서, 상기 가이드는 상기 와이퍼에 일정하지 않은 가이드 힘을 공급하는 탄성 부재(resilient members)를 포함한다. 예를 들면, 상기 가이드 힘은 가동 범위 내 상기 와이퍼의 위치에 의존하고, 상기 가이드는 용수철-유사 행동을 갖는다. 상기 탄성 부재는 상기 와이퍼가 특히 비-가동인 경우 평형 위치에 도달하는 데 장점이 있다. 그러나, 상기 탄성 부재에 의하여 공급되는 가이드 힘은 상기 힘 작동기에 의하여 공급되는 힘에 대항하는 주요한 외란 힘일 수 있으므로, 상기 힘 작동기에 의하여 상기 와이퍼에 공급되는 힘은 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 와이퍼가 압력 받는 와이핑 힘에 더 이상 비례하지 않게 된다.
상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 압력 받는 와이퍼의 와이핑 힘을 결정하기 위하여, 상기 가이드에 의해 와이퍼에 공급되는 가이드 힘을 위한 대표적인 파라미터를 측정하기 위한 힘 측정 유닛이 필요하고, 상기 표면에 대하여 압력 받는 와이퍼의 와이핑 힘을 결정하기 위한 힘 작동기에 의하여 공급되는 힘을 측정하기 위한 정보들을 조합할 수 있다. 상기 가이드에 의하여 공급받는 가이드 힘이 상기 가이드에 대한 상기 와이퍼의 상대적인 위치에 의존적인 경우, 상기 힘 측정 유닛은 상술한 상대적인 위치를 측정하기 위한 위치 센서를 포함한다. 이는 상기 가이드에 의하여 공급되는 가이드 힘이 보충될 수 있는 방안으로 상기 힘 작동기를 작동시키는 제어기기를 허용한다.
다른 의미에서, 상기 가이드는 상기 와이퍼를 평형 위치로 유도하는 탄성 부재를 포함하고, 상기 힘 측정 유닛은 상기 힘 작동기에 의하여 가이드 되는 힘의 보충을 허용하기 위하여, 상기 가이드에 의하여 상기 와이퍼에 공급되는 가이드 힘을 결정하기 위하여 구성된다. 바람직하게, 상기 힘 측정 유닛은 상기 가이드에 의하여 상기 와이퍼에 공급되는 가이드 힘을 결정하기 위하여 상기 평형 위치로부터 편차 레벨을 측정하기 위하여 구성된다.
일실시예에 있어서, 상기 힘 측정 유닛은 상기 힘 측정기에 의하여 공급되는 힘을 결정하고, 상기 와이핑 힘을 결정하기 위하여 이를 상기 결정된 가이드 힘으로부터 제하고, 상기 와이핑 힘은 상기 와이핑 힘을 제어하기 위하여 제어기기에 공급된다.
일실시예에 있어서, 상기 작동기가 상기 와이퍼에 공급할 수 있는 힘의 방향은 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 수직한 방향이다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼 가동 장치는 상기 표면을 따라 단일한 방향으로 이동시키기 위하여 구성된다. 이는 상기 유지 유닛이 잉크젯 시스템에 제공될 때 상기 와이퍼 가동 장치와 상기 프린트 헤드의 표면 사이에 몇 가지 초기 배열이 필요하지만, 상기 와이퍼의 제어는 상대적으로 간단한 장점이 있다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼 폭은 상기 표면의 폭보다 크며, 상기 와이퍼 작동 장치는 상기 표면의 종 방향(longitudinal direction)으로 상기 와이퍼를 움직이기 위하여 구성된다.
상기 와이퍼 가동 장치는 요구되는 배열 정확정밀도는 감소시키지만, 디맨드 제어를 증가시키는 두 가지의 자유도로 상기 와이퍼를 움직이기 위하여 구성된다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼 가동 장치는 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 대하여 평행한 방향으로 하나 또는 그 이상으로 상기 와이퍼를 움직이기 위하여 구성된다.
일실시예에 있어서, 와이퍼 가동 장치에 독립적인 다중 와이퍼는 공통적인 와이퍼지지 틀에 제공되어 각 와이퍼가 다른 와이퍼에 대하여 독립적으로 움직일 수 있게 한다. 또한, 상기 다중 와이퍼는 상기 와이퍼를 동시에 움직이게 하기 위한 공통적인 와이퍼지지 틀에 고정적으로 설치될 수 있다. 이는 상기 유지 유닛의 제어 복잡성을 감소시키지만, 상기 와이퍼 움직임의 개별적인 제어는 허용하지 않는다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼지지 틀은 한 방향으로 움직일 수 있고, 상기 와이퍼 가동 장치는 각각의 와이퍼를 다른 방향으로 움직이기 위하여 구성되므로, 상대적으로 간단하게 제어를 유지시키는 동안 상기 와이퍼의 두 가지의 가동 자유도를 얻을 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼지지 틀은 상기 프린트 헤드 어셈블리에 대하여 상기 와이퍼지지 틀을 위치시키기 위한 단계별 방안으로 제어가능하고, 상기 와이퍼 가동 장치는 상기 프린트 헤드 어셈블리에 대하여 상기 와이퍼지지 프레임이 고정되도록 유지시키는 동안 상기 와이퍼가 와이핑 작동을 수행하게끔 한다. 상기 와이핑 작동을 수행한 후, 상기 와이퍼지지 틀은 상기 와이퍼가 다른 프린트 헤드에서 와이핑 작동을 수행하기 위하여 다른 방향으로 움직이게 된다. 또한, 상기 와이퍼지지 틀은 상기 와이퍼의 요구되는 움직임을 제공하기 위한 상기 와이퍼 가동 장치와 함께 와이핑 작동을 수행하는 동안 움직이기 위하여 구성된다. 상기 와이퍼지지 틀의 작동 모드는 상기 프린트 헤드의 방향에 의존한다. 모든 프린트 헤드가 동일한 방향으로 위치된 경우 상기 단계별 모드가 적용될 수 있지만, 상기 프린트 헤드가 다른 방향으로 위치된 경우, 상기 와이퍼 작동 도중 상기 와이퍼지지 틀을 움직이는 것이 필요하다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼를 가열하기 위한 가열 장치가 제공된다. 이는 잉크 유체가 상온보다 높은 녹는점을 갖는 핫-멜트 잉크 유체인 경우 상기 와이퍼의 와이핑 수행에 부정적인 영향을 줄 수 있는 상기 와이퍼에 잉크 유체가 유지되는 점이 해결될 수 있는 장점이 있다. 상기 와이퍼를 잉크 유체의 녹는점보다 높은 온도로 가열함에 따라, 상기 잉크 유체가 제거되어 상기 와이퍼의 와이핑 수행을 증가시킬 것이다.
본 발명의 네 번째 사항의 두 번째 부 사항은 프린트 헤드 어셈블리와 상기 프린트 헤드 어셈블리를 위한 유지 유닛을 포함하는 잉크젯 시스템과 관련이 있으며, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 적어도 하나의 프렌트 헤드를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프린트 헤드는 기판에 대하여 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 배열되는 노즐로부터 잉크 유체의 액적을 분사하는 것으로 구성되는 통합 유닛이고, 상기 유지 유닛은 본 발명의 일실시예에 따른 유지 유닛인 것을 특징으로 한다.
일실시예에 있어서, 상기 유지 유닛의 와이퍼는 상기 와이퍼가 상기 적어도 하나의 프린트 헤드에 대하여 와이핑 동작을 수행할 수 있는 유지 위치와 상기 와이퍼가 상기 프린트 헤드 어셈블리로부터 일정 거리에서 배열되는 비-동작 위치 사이에서 움직일 수 있고, 상기 유지 유닛은 상기 프린트 헤드 어셈블리 아래 기판의 움직임에 보통 영향을 주는 일반적인 인쇄 활동을 방해하지 않는다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼의 상술한 가동성은 와이퍼 가동 장치를 경유하여 제공된다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼는 고정적으로 제공되고, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 상기 프린트 헤드 어셈블리가 인쇄 동작을 수행할 수 있는 작동 위치와, 상기 프린트 어셈블리가 상기 유지 유닛과 가까지 위치하여 상기 유지 유닛에 의하여 적어도 하나의 프린트 헤드의 유지가 가능한 유지 위치 사이에서 움직일 수 있다.
상기 잉크젯 시스템은 인쇄 방향을 결정할 수 있고, 상기 인쇄 방향은 인쇄를 목적으로 상기 프린트 헤드 어셈블리를 통과하는 상기 기판의 방향을 나타낸다. 일실시예에 있어서, 유지 목적으로 상기 유지 유닛 또는 상기 프린트 헤드 어셈블리의 가동성은 상기 인쇄 방향에 대하여 수직이며, 바람직하게는 수평 방향이다.
본 발명의 네 번째 사항의 두 번째 부 사항은 또한 프린트 헤드 어셈블리의 프린트 헤드에서 유지를 수행하는 방법과 관련이 있으며, 상기 프린트 헤드는 기판에 대하여 상기 프린트 헤드의 표면에서 배열되는 노즐로부터 잉크 유체의 액적을 분사하는 것으로 구성되는 통합 유닛이 될 수 있으며, 상기 방법을 하기 단계들은 포함한다:
- 상기 프린트 헤드의 표면으로부터 잉크를 제거하기 위하여, 상기 프린트 헤드의 표면에 상대적으로 움직일 수 있는 와이퍼를 제공하는 단계;
- 힘 작동기와 함께, 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼에 압력을 가하는 동안, 상기 와이퍼를 상기 프린트 헤드의 표면에 따라 움직이는 단계;
- 상기 힘 작동기에 의한 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼에 압력을 가하는 동안 와이핑 힘을 결정하는 단계;
- 미리 결정된 와이핑 힘으로, 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼에 암력을 가하기 위하여 상기 결정된 와이핑 힘에 기반을 둔 힘 작동기를 작동시키는 단계.
일실시예에 있어서, 잉크 유체는 상기 프린트 헤드의 표면을 따라 상기 와이퍼가 움직이기 이전에 상기 노즐로부터 제거된다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼 힘을 결정하는 것은 상기 와이퍼에 방해되지 않는 힘을 유도하는 가이드에 의하여 상기 와이퍼가 가이드될 때 상기 힘 작동기에 의하여 상기 와이퍼에 공급되는 힘의 대표 값인 파라미터를 힘 작동기로 측정함으로써 간접적으로 수행된다.
일실시예에 있어서, 상기 와이퍼 힘을 결정하는 것은 상기 힘 작동기에 의하여 상기 와이퍼에 공급되는 힘의 대표 값인 파라미터를 힘 작동기로 측정하거나, 가이드에 의하여 상기 와이퍼에 공급되는 힘의 대표 값 가이드의 파라미터를 측정하거나, 상기 와이퍼를 가이드 하는 동안 상기 와이퍼에 주요한 방해 힘을 가이드 함으로써 와이퍼가 가이드 될 때 양 측정의 결과를 조합함으로써 간접적으로 수행된다.
본 발명에 따른 네 번째 사항의 일실시예는 하기 접두(prefix) 973을 갖는 절(clauses)에 의하여 정의될 수 있다.
973_1. 프린트 헤드 어셈블리와 함께 잉크젯 시스템을 위한 유지 유닛에 있어서, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 적어도 하나의 프린트 헤드를 포함하고, 상기 프린트 헤드는 기판에 대하여 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면으로 배열되는 노즐로부터 잉크 유체의 액적을 분사하기 위하여 구성되는 통합 유닛이고, 상기 유지 유닛은 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면을 닦기 위한 와이퍼를 포함하고, 상기 유지 유닛은 상기 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면을 따라 수직한 방향으로 와이퍼에 힘을 공급하기 위한 힘 작동기, 상기 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼의 상대적인 위치를 측정하기 위한 위치 센서, 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 수직한 방향으로 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼에 요구되는 상대적인 위치에 상응하는 설정값을 발생시키기 위한 설정값 발생기 및 상기 위치 센서 및 상기 설정 값에 독립적인 힘 작동기를 작동시키는 제어기기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면을 따라 닦기 위하여, 상기 설정값 발생기는 상기 와이퍼가 상기 적어도 하나의 프린트 헤드 내부에 적어도 부분적인 위치에 상응하는 설정값을 출력하기 위하여 구성되고, 상기 제어기기는 미리 결정된 값에 상기 힘 작동기의 공급 가능한 힘의 최대치를 한정하기 위하여 구성된다.
973_2. 절 973_1에 따른 유지 유닛에 있어서, 상기 유지 유닛은 상기 와이퍼를 움직이게 하기 위한 와이퍼 가동 장치를 포함하고, 상기 제어기기는 상기 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면을 따라 와이퍼를 움직이게 하는 상기 와이퍼 가동 장치를 작동시키기 위하여 구성된다.
973_3. 절 973_1에 따른 유지 유닛에 있어서, 상기 유지 유닛은 틀 및 상기 와이핑 힘의 방향에 평행한 방향으로 틀과 함께 상기 와이퍼의 움직임을 가이드 하기 위한 가이드를 포함한다.
973_4. 절 973_2 및 973_3에 따른 유지 유닛에 있어서, 상기 와이퍼 가동 장치는 상기 틀을 상기 와이퍼로 이동시키기 위하여 작동하는 것으로 구성된다.
973_5. 절 973_1에 따른 유지 유닛에 있어서, 상기 힘 작동기는 전자기 작동기이고, 바람직하게는 로렌츠 작동기(Lorentz actuator)이다.
973_6. 절 973_3에 따른 유지 유닛에 있어서, 상기 가이드는 상기 와이퍼에 주요한 힘을 공급하지 않은 채로 상기 와이퍼의 움직임을 가이드 하기 위하여 구성되고, 또는 상기 가이드는 상기 와이퍼에 일정한 힘을 공급하며 상기 와이퍼의 움직임을 가이드 한다.
*973_7. 절 973_2에 따른 유지 유닛에 있어서, 상기 와이퍼 가동 장치는 상기 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 평행한 면에서 두 가지의 자유도로 상기 와이퍼를 움직이기 위하여 구성된다.
973_8. 절 973_1에 따른 유지 유닛에 있어서, 상기 다중 와이퍼는 동일한 와이퍼지지 틀에 배열된다.
973_9. 절 973_8에 따른 유지 유닛에 있어서, 상기 독립적인 와이퍼 가동 장치는 상기 독립적인 와이퍼 및 상기지지 틀 사이에 제공될 수 있으며, 각 와이퍼의 움직임은 개별적으로 상기 제어기기에 의하여 제어될 수 있다.
973_10. 절 973_8에 따른 유지 유닛에 있어서, 상기 와이퍼지지 틀은 단지 한 방향으로 상기 프린트 헤드 어셈블리에 상대적으로 움직일 수 있고, 상기 와이퍼지지 틀의 와이퍼 가동 장치는 상기 와이퍼지지 틀의 상술한 한 방향으로부터 다른 방향으로 상기 독립적인 와이퍼를 움직이는 것으로 구성되고, 상기 와이퍼는 상기 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 평행한 이차원 면으로 움직일 수 있다.
973_11. 절 973_1에 따른 유지 유닛은 상기 와이퍼로부터 상기 잉크 유체를 제거하기 위하여, 상기 와이퍼에 축적된 잉크 유체를 녹이기 위한 상기 와이퍼를 가열하는 가열 장치를 포함한다.
973_12. 프린트 헤드 어셈블리와 함께 잉크젯 시스템을 위한 유지 유닛에 있어서, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 적어도 하나의 프린트 헤드를 포함하고, 상기 프린트 헤드는 기판에 대하여 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면으로 배열되는 노즐로부터 잉크 유체의 액적을 분사하기 위하여 구성되는 통합 유닛이고, 상기 유지 유닛은 와이퍼를 포함하고, 상기 유지 유닛은 상기 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 대하여 와이를 압력하기 위한 힘 작동기, 상기 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼에 압력을 가하기 위한 와이핑 힘을 결정하기 위하여 구성되는 힘 측정 유닛 및 미리 결정된 와이핑 힘으로 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼에 압력을 가하기 위한 상기 힘 측정 유닛의 출력에 독립적인 상기 힘 작동기에 의하여 공급되는 힘을 제어하기 위하여 공급되는 제어기기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
973_13. 잉크젯 시스템은 적어도 하나의 프린트 헤드와 함께 프린트 헤드 어셈블리를 포함하고, 상기 프린트 헤드는 기판에 대하여 상기 적어도 하나의 프린트 헤드의 표면에 배열되는 노즐로부터 잉크 유체의 액적을 분사하기 위하여 구성되는 통합 유닛이고, 상기 잉크젯 시스템은 상기 적어도 하나의 프린트 헤드의 유지를 수행하기 위한 하나 또는 그 이상의 절 973_1-973_12에 따른 유지 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
973_14. 절 973_13에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 유지 유닛의 와이퍼는 적어도 하나의 프린트 헤드에서 와이핑 동작을 수행할 수 있는 와이퍼의 동작 위치와 상기 프린트 헤드 어셈블리로부터 거리를 두어 배열되는 상기 와이퍼의 비-동작 위치 사이에서 움직일 수 있고, 상기 유지 유닛은 일반적인 인쇄 작동을 방해하지 않는다.
973_15. 절 973_14에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 인쇄 방향은 인쇄 목적을 위한 상기 프린트 헤드 어셈블리를 통과하는 기판의 방향에 상응하고, 상기 유지 유닛은 상기 인쇄 방향에 대하여 수직한 수평 방향으로 움직일 수 있다.
973_16. 프린트 헤드 어셈블리의 프린트 헤드에서 유지를 수행하는 방법에 있어서, 상기 프린트 헤드는 기판에 대하여 상기 프린트 헤드의 표면에 배열되는 노즐로부터 잉크 유체의 액적을 분사하기 위하여 구성되는 통합 유닛이고, 상기 방법은 하기 단계들을 포함한다:
- 상기 프린트 헤드의 표면으로부터 잉크를 제거하기 위하여, 상기 프린트 헤드의 표면에 상대적으로 움직일 수 있는 와이퍼를 제공하는 단계;
- 상기 와이퍼가 상기 프린트 헤드의 표면을 따라 움직이는 동안, 힘 작동기와 함께 상기 프린트 헤드의 내부에 도달할 수 없는 위치로 와이퍼를 넣는 단계;
- 상기 위치에 상기 와이퍼를 넣는 동안, 미리 결정된 값 이하로 힘 작동기에 의하여 제공되는 힘을 최대치로 유지시키는 단계.
973_17. 프린트 헤드 어셈블리의 프린트 헤드의 유지를 수행하는 방법에 있어서, 상기 프린트 헤드는 기판에 대하여 상기 프린트 헤드의 표면에서 배열되는 노즐로부터 잉크 유체의 액적을 분사하는 것으로 구성되는 통합 유닛이 될 수 있으며, 상기 방법은 하기 단계들은 포함한다:
- 상기 프린트 헤드의 표면으로부터 잉크를 제거하기 위하여, 상기 프린트 헤드의 표면에 상대적으로 움직일 수 있는 와이퍼를 제공하는 단계;
- 힘 작동기와 함께, 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼에 압력을 가하는 동안, 상기 와이퍼를 상기 프린트 헤드의 표면에 따라 움직이는 단계;
- 상기 힘 작동기에 의한 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼에 압력을 가하는 동안 와이핑 힘을 결정하는 단계;
- 미리 결정된 와이핑 힘으로, 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 상기 와이퍼에 암력을 가하기 위하여 상기 결정된 와이핑 힘에 기반을 둔 힘 작동기를 작동시키는 단계.
973_18. 절 973_16 또는 973_17에 따른 방법에 있어서, 상기 잉크 유체는 상기 프린트 헤드의 표면을 따라 상기 와이퍼가 움직이기 이전에 상기 노즐로부터 제거된다.
이하, 본 발명의 다섯 번째 사항에 대하여 설명한다.
본 발명의 다섯 번째 사항은 잉크젯 시스템, 상기 잉크젯 시스템을 사용하여 기판에 잉크 패턴을 인쇄하는 방법 및 수신 패턴 레이아웃에 근거하여 관련성이 있다. 상기 방법은 요구되는 인쇄 패턴의 매끄러운 벽(smooth-walled) 특성인 균일한 어느 상황에도 적용할 수 있다. 특히, 상기 잉크 패턴은 집적회로(integrated circuit, IC) 패턴이다.
잉크젯 기술은 상기 잉크 패턴을 인쇄하기 위하여 적용된다.
인쇄회로기판을 인쇄하는 것을 포함하는 집적회로(IC) 인쇄는 값비싼 리소그래피 공정(lithographic processes)을 간단한 인쇄 작업으로 대체함에 따라 IC 생산과 관련되는 가격을 감소시키는데 목적이 있는 유망한 기술이다. 종래의 IC 제조에서 사용되는 까다롭고 시간-소비적인 리소그래피 공적을 사용하는 대신에 상기 기판에 직접 IC 패턴을 인쇄함으로써, IC 인쇄 시스템은 현저하게 IC 생산 값을 감소시킬 수 있다. 상기 인쇄된 IC 패턴은 실제의 IC 특성 (즉, 요소들이 게이트, 소스, 얇은 막 트랜지스터의 드레인 영역, 신호 라인, 광-전자 장치 부품 등의 최종 IC에 통합될 수 있다.)을 포함할 수 있고, 또는 차후의 반도체 공정을 위한 마스크일 수 있다 (예를 들면, 식각, 임플란트 등.).
전형적으로, IC 인쇄는 고체 기판을 가로지르는 단일 프린트 운동 축 (상기 "인쇄 방향")을 따른 래스터 비트맵(raster bitmap)으로써 프린트 용액을 증착하는 것을 포함한다. 프린트 헤드들 및 이들의 프린트 헤드에 통합되는 분사기(들)의 특정한 배열은 이러한 프린트 운동 축을 따라 인쇄되기 위하여 최적화된다. IC 패턴의 인쇄는 상기 기판 위에 프린트 용액의 개별적인 액적을 제공하는 상기 프린트 헤드에서 상기 분사기(들)로써 상기 기판을 가로지르는 "인쇄 통과(printing passes)"를 만드는 프린트 헤드와 함께 래스터 방식으로 수행된다. 일반적으로, 각 인쇄 통과의 마무리 단계에서, 상기 프린트 헤드는 새로운 인쇄 통과를 시작하기 이전에 상기 프린트 운동 축에 상대적으로 수직 하게 이동하도록 만든다. 상기 프린트 헤드는 상기 IC 패턴이 완전히 인쇄되기까지 이러한 방식으로 상기 기판을 가로질러 인쇄 통과를 계속해서 만든다.
상기 프린트 헤드가 상기 분사기들로부터 나올 때, 프린트 용액 액적은 습윤화 작용(wetting action)을 통해 그들 스스로 상기 기판에 붙으며, 고체화가 진행된다. 상기 증착재(deposited material)의 크기와 프로파일은 고체화 및 습윤화의 경쟁 공정에 의하여 가이드 된다. 잉크 타입과는 독립적으로, 상기 잉크는 폴리머화, 결정화, 적외선 복사에 의한 열 전달 등에 의하여 고체화된다. 식각 마스크 생산을 위한 인쇄상-변화 재료의 경우, 고체화는 인쇄된 방울이 이의 열적 에너지를 기판에 잃을 때 일어나 고체 형태로 되돌아가며 발생한다. 다른 경우, 유기 폴리머와 같은 콜로이드 서스펜션 및 용매 또는 캐리어 내 전자 재료의 서스펜션은 인쇄 특성을 남겨둔 채 상기 기판에 인쇄되고 습윤 된다. 주변 기상상태에 따른, 프린트 용액 및 기판의 열적 상태 및 재료 특성은 증착된 프린트 용액이 액체에서 고체로 변화하는 특정 속도를 결정한다.
첫 번째 액적 및 두 번째 인접한 액적이 상기 첫 번째 액적이 상 변화를 하기 이전에 상기 기판에 적용될 때, 상기 두 번째 액적은 액체상 또는 반-액체 상으로 상기 첫 번째 액적에 젖게 되고 합쳐져 연속적인 인쇄 특성을 형성하게 된다.
단일 인쇄 통과로 인쇄 특성이 인쇄될 때, 소위 스워스(swath)는, 액적에 인접한 인쇄 방향으로 단일 인쇄 통과 동안 증착될 수 있고, 분사되는 사이 건조될 시간이 없다. 요구되는 균질성 및 매끄러운 양쪽 벽 프로파일은 최적의 액적 융합이 발생할 때 결과로써 나타난다. 하지만, 특히 상기 인쇄 방향에 대하여 수직한 방향으로 래스터 인쇄를 수행할 때 종종 잉크 패턴이 스캘럽 에지(scalloped edge)가 결과로써 나타난다. 상기 인쇄 방향에 대하여 수직한 방향으로 잉크 패턴의 확장은 전형적으로 "다중-패스" 특성이다; 즉, 상기 프린트 헤드의 다중 통과에 의하여 형성되는 인쇄된 특성, 소위 다중 스워스(swaths) 이다. 다중-패스 특성에 있어서, 상기 프린트 헤드의 순차적인 통과 동안 증착된 액적은 전형적으로 다음의 인쇄 통과에서 액적이 증착되기 이전에 건조된다. 따라서, 상기 다중-패스 특성을 이루는 프린트 용액의 방울은 합쳐질 수 없으므로, "스캘럽(scalloped)" 특성 보더(borders)를 제조한다. 이러한 에지 스캘럽핑(edge scalloping)은 명확하게 가시적인 상기 잉크 패턴을 형성하는데 사용되는 개별적인 프린트 용액 액적으로 인지될 수 있다.
상기 에지 스캘럽핑은 다양한 문제가 있는 주제와 관련이 있다. 예를 들면, 상기 IC 패턴이 마스크인 경우, 상기 특성의 불규칙한 에지는 신뢰성이 떨어지는 프린트 품질 및 일정하지 못한 장치 수행으로 이끄는 패터닝 결함이 결과적으로 발생할 수 있다.
보다 구체적으로, 실제의 IC 특성에서 에지 스캘럽핑은 잠재적으로 심각한 기본적인 결함을 나타낸다. 상기 IC 특성의 전자적인 행동은 이의 분자구조에 영향을 받는다. 특히, 상기 인쇄 유체의 유기 분자들은 전형적으로 특정 순으로 자기-조립할 필요성이 있는 긴 사슬들을 갖는다. 상기 인쇄 용액의 액적이 인접한 액적이 증착되기 이전에 고체화되는 경우, 이들의 사슬들은 적절하게 조합되도록 허용되지 않으며, 상기 두 액적 사이에 전기적인 연속성의 현저한 감소로 이끈다. 이는 상기 스캘럽(scalloped) 인쇄된 특성을 통합하는 장치의 수행을 현저하게 감소시킬 수 있다.
EP1.392.091는 인쇄 시스템 및 상기 스캘럽핑 효과(scalloping effect)를 감소시키는 방법에 대하여 개시하고 있지만, 상기 인쇄 시스템 및 방법은 여전히 안정적이지 못하다. 상기 공개된 방법은 잉크 패턴을 첫 번째 디자인 층 및 두 번째 디자인 층으로 분리시키다. 상기 첫 번째 디자인 층은 상기 인쇄 방향으로 배열되는 첫 번째 기준 축에 대하여 평행한 방향으로 수행하는 특성으로 구성된다. 상기 두 번째 디자인 층은 상기 인쇄 방향에 대하여 비-평행한 두 번째 기준 축에 대하여 평행한 방향으로 수행하는 특성으로 구성된다. 상기 두 번째 디자인 층은 상기 첫 번째 디자인 층이 인쇄된 이후 인쇄된다. 인쇄된 패턴은 인쇄 작업의 연쇄로 인하여 형성될 수 있고, 상기 각 인쇄 작업의 인쇄 방향은 인쇄되는 디자인 층의 평행한 레이아웃 특성으로 배열된다.
상기 방법의 결점은 곡선의 기하학적 형태를 갖는 잉크 패턴에 만족스럽지 못한 용액을 제공한다는 것이다. 특히, 순환 잉크 패턴은 스캘럽 에지(scalloped edges)를 여전히 가질 수 있다. IC 인쇄는 IC 부품을 전자적으로 연결시키기 위한 순환 라인의 끝 부분, 특히 연결 부분에서 많은 순환 잉크 패턴을 갖는다.
본 발명의 다섯 번째 사항의 일반적인 목적은 적어도 부분적으로 상술한 결점들을 제거하고 및/또는 유용한 대안을 제공하는 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 다섯 번째 사항의 목적은 잉크 패턴을 인쇄하는 방법을 제공하는 것이며, 상기 인쇄된 잉크 패턴은 균일성이 증가하고, 향상된 매끄러운 양 벽을 갖는다. 구체적인 목적은 향상된 정확정밀도 외곽선을 갖는 잉크 패턴을 얻는 것이다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 있어서, 상기 목적은 절 974_1에 따른 잉크 패턴의 인쇄 방법에 의하여 성취된다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법은 패턴 레이아웃에 근거한 기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위하여 제공된다. 상기 방법의 단계에 있어서, 상기 패턴 레이아웃은 별개의 윤곽 층 및 별개의 내부 영역 층으로 분리된다. 상기 패턴 레이아웃은 적어도 하나의 윤곽 부분을 포함하는 적어도 하나의 별개의 윤곽 층으로 적어도 하나의 단계로 분리된다. 더욱이, 상기 패턴 레이아웃은 적어도 하나의 내부 영역 부분을 포함하는 적어도 하나의 별개의 내부 영역 층으로 분리된다. 첫 번째(X) 및 두 번째(Y) 축을 포함하는 가상적인 X-Y 면은 사용된 잉크젯 시스템과 함께 정의된다. 상기 첫 번째 축 X는 선형 가동 기판 위치결정 스테이지의 움직임 방향에 대하여 수직인 방향으로 확장하는 상기 잉크젯 시스템에 대하여 정의된다. 상기 두 번째 축 Y는 상기 첫 번째 축 X에 대하여 수직한 방향 및 상기 선형 가동 기판 위치결정 스테이지의 움직임 방향에 대하여 평행한 상기 잉크젯 시스템의 투사 방향으로 배열된다. 상기 패턴 레이아웃의 윤곽 층의 각 윤곽 부분은 상기 가상적인 X-Y 면으로 배열된다. 상기 패턴 레이아웃의 선택적인 부분의 각 윤곽 부분은 수반하는 내부 영역 부분을 갖는다. 상기 Y-축에 대하여 비-평행한 방향을 갖는 상기 패턴 레이아웃의 선택적인 부분의 적어도 하나의 윤곽 부분은 충전용 액적에 의한 상기 패턴 레이아웃의 상기 선택적인 부분의 상기 내부 영역 층의 내부 영역 부분을 인쇄하기 이전에 윤곽 액적에 의하여 인쇄된다. 바람직하게, 상기 적어도 하나의 윤곽 부분은 상기 X-축에 대하여 평행한 방향을 갖는다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법에 있어서, 잉크젯 시스템이 사용된다. 상기 잉크젯 시스템은 패턴 레이아웃, 특히 이미지 파일을 수신한다. 예를 들면, 상기 이미지 파일은 비트맵이다. 상기 패턴 레이아웃은 USB-스틱, CD-롬 등의 정보 캐리어로부터 수신될 수 있다. 상기 잉크젯 시스템은 상기 잉크젯 시스템을 제어하기 위한 제어 전자장치를 포함한다. 상기 제어 전자장치는 수신된 패턴 레이아웃을 윤곽 층 및 내부 영역 층으로 분리하기 위한 로직(logic)을 포함하는 소프트웨어를 포함한다. 상기 윤곽 층은 상기 내부 영역 층으로부터 분리되어 정의된다. 본 발명에 따른 방법에 있어서, 상기 윤곽 층은 첫 번째 단계에서 인쇄되고, 상기 내부 영역 층은 다음 단계에서 인쇄된다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법은 기판에 증착된 후 인접한 액적들 사이의 상호작용 메커니즘과 관련되는 이해를 근거로 한다. 상기 상호작용 메커니즘은 상기 잉크 패턴의 정확정밀도를 최종적으로 얻는데 적절한 요소이다.
잉크 패턴은 요구되는 모양을 얻기 위하여 재결합되어야 하는 많은 인접한 액적들에 의하여 만들어진다. 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 액적은 전형적으로 구조화된 방식으로 증착된다. 기판의 움직임 방향인 인쇄 방향에 있어서, 액적은 전형적으로 다중 스워스들(swaths)에서 증착된다. 상기 스워스들은 성공적으로 서로에 대하여 평행하기 위치한다. 동일한 스워스 내 인접한 액적은 성공적인 스워스의 인접한 액적들 사이 상호작용 메커니즘과는 다른 서로 특정한 상호작용 메커니즘을 갖는다. 상기 스워스 내 액적은 각각이 상기 스워스를 형성한 후 짧게 증착된다. 동일한 스워스 내 인접한 액적들의 증착 시간 간격은 전형적으로 약 0.1msec이다. 액적을 증착한 후, 상기 액적은 고체화를 시작하여 습윤 상태에서 고체 상태로 변화한다. 상기 고체화는 증착 후 약 10초의 시간 간격을 두고 발생한다. 성공적인 스워스 내 인접한 액적의 증착 시간 간격은 전형적으로 동일한 스워스 내 인접한 액적들의 증착 시간 간격보다 긴 10초 이상이다. 이러한 시간 간격 차이는 다른 일련의 행위를 유발하고, 인접한 액적 사이 다른 상호작용 메커니즘이 발생한다. 액적의 다른 상호작용에 의하여, 액적의 재조합으로 인하여 얻어진 잉크 패턴은 기하학적으로 다양하다. 상기 잉크 패턴의 첫 번째 위치에서, 인접하는 액적은 두 번째 위치의 인접한 액적이, 예를 들어 10초 후 융합을 시작하는 동안 몇 밀리 초 후에 융합을 시작할 것이다. 상기 잉크 패턴은 상기 패턴 레이아웃의 덜 정확정밀한 이유가 될 것이다.
유리하게, 다른 상호작용의 부정적인 영향은 본 발명에 따른 방법에 의하여 감소된다. 본 발명에 있어서, 상기 패턴 레이아웃은 윤곽 및 내부 영역으로 분리되고, 상기 윤곽은 내부 영역을 인쇄하기 전에 인쇄된다. 상기 얻어진 잉크 패턴 윤곽의 정확정밀도는 주요하게 상기 잉크 패턴이 상기 패턴 레이아웃의 허용 가능한 표시를 결정한다. 첫 번째 윤곽을 인쇄함으로써, 얻어진 잉크 패턴의 더 정확정밀한 바깥 치수가 성취된다. 또한 에지 스캘럽핑(edge scalloping) 효과가 감소한다.
구체적으로, 상기 윤곽은 잉크의 고체화가 발생하기 전에, 윤곽 액적을 증착하여 상기 내부 영역이 충전용 액적에 의하여 채워짐으로써 첫 번째로 인쇄된다. 상기 잉크 패턴의 윤곽은 상기 정확정밀도를 주요하게 결정한다. 유리하게, 상기 윤곽은 상대적으로 짧은 시간에 만들어지며, 잉크 흐름 행동의 다양성은 잉크 패턴의 더 정확정밀한 결과를 제한한다.
패턴 레이아웃은 완벽한 IC 패턴을 나타내지만, 또한 상기 IC 패턴의 부분을 나타내기도 한다. 상기 패턴 레이아웃은 적어도 하나의 단계로 분리될 수 있다. 상기 완벽한 패턴 레이아웃은 윤곽 및 내부 영역으로 하나의 단계로 분리될 수 있다. 대신에, 상기 완벽한 패턴 레이아웃은 적어도 하나의 윤곽 층 및 적어도 하나의 내부 영역 층으로 다중 단계로 분리될 수 있다. 완벽한 IC 패턴의 패턴 레이아웃은 인쇄되기 이전에 패턴 레이아웃 층의 일습으로 분할될 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 다섯 번째 사항에 있어서, 각 패턴 레이아웃 층은 개별적인 패턴 레이아웃으로 고려되고, 별개의 윤곽 및 내부 영역으로 분리된다. 상기 패턴 레이아웃 부분의 윤곽은 상기 패턴 레이아웃 부분의 내부 영역 이전에 인쇄된다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 수신된 패턴 레이아웃은 별개의 윤곽 및 별개의 내부 영역으로 하나의 단계로 분리된다. 상기 잉크 패턴은 첫 번째 별개의 윤곽 및 이후 상기 내부 영역을 인쇄함으로써 인쇄된다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 패턴 레이아웃은 성공적인 인쇄 단계로 인쇄되는 적어도 두 개의 패턴 레이아웃 층들을 포함한다. 각 패턴 레이아웃 층은 상기 패턴 레이아웃 층의 내부 영역 이전에 윤곽을 인쇄함으로써 인쇄된다.
본 발명에 따른 방법의 특정 일실시예에 있어서, 상기 패턴 레이아웃은 적어도 두 개의 패턴 레이아웃 층을 포함할 수 있고, 상기 첫 번째 패턴 레이아웃 층은 일정한 X-좌표에서 인쇄된다. 상기 완벽한 패턴 레이아웃은 상기 잉크젯 시스템 내 상기 기판의 이동 움직임에 근거하여 패턴 레이아웃 층들의 일습으로 분할된다. 첫 번째 인쇄 단계 도중에, 상기 X-좌표는 X-방향으로 상기 기판의 움직임을 예방함으로써 일정하게 유지된다.
상기 차후의 두 번째 패턴 레이아웃 층은 상기 기판을 X-방향으로 이동한 후 두 번째 인쇄 단계로 그 뒤에 인쇄된다. 상기 이동은 X-방향으로 최대 100μm, 바람직하게는 0.50μm, 가장 바람직하게는 0.25μm의 거리로 이동한다. 상기 첫 번째 패턴 레이아웃 층은 첫 번째 윤곽을 인쇄하고, 그 다음으로 상기 첫 번째 패턴 레이아웃 층의 내부 영역을 인쇄함으로써 인쇄된다. 여기서, 상기 첫 번째 패턴 레이아웃 층은 완전히 인쇄된다. 결과적으로, 상기 두 번째 패턴 레이아웃 층은 첫 번째 윤곽을 인쇄하고, 그 다음으로 상기 두 번째 패턴 레이아웃 층의 내부 영역을 인쇄함으로써 인쇄된다. 여기서, 상기 두 번째 패턴 레이아웃 층은 상기 첫 번째 패턴 레이아웃 층을 완전히 인쇄한 후 완벽하게 인쇄된다. 상기 내부 영역으로써 상기 두 윤곽을 인쇄함으로써 다음의 패턴 레이아웃을 인쇄하기 이전에, 패턴 레이아웃 층을 완성하는 것은 이점이 있으며, 이는 상기 잉크 패턴을 완성하기 위한 전체 인쇄 단계들의 감소를 허용하기 때문이다. 상기 완전한 잉크 패턴은 짧은 인쇄 시간 동안 인쇄될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 특정 일실시예에 있어서, 상기 패턴 레이아웃은 적어도 두 가지의 패턴 레이아웃 층들을 포함할 수 있으며, 상기 첫 번째 패턴 레이아웃 층은 윤곽 타입의 첫 번째 클래스를 포함할 수 있고, 상기 두 번째 패턴 레이아웃 층은 윤곽 타입의 두 번째 클래스를 포함할 수 있다. 이하, 윤곽의 적어도 한 부분의 방향과 독립적인, 윤곽의 특정한 분류를 설명한다. 상기 첫 번째 패턴 레이아웃 층은 완전히 인쇄될 첫 번째 클래스의 윤곽을 포함하고, 상기 윤곽 및 상기 내부 영역 둘 다 인쇄 단계를 시작하기 전에 포함되고, 상기 두 번째 패턴 레이아웃 층은 상기 수신된 패턴 레이아웃과 함께 상응하는 최종 잉크 패턴을 얻기 위한 상기 두 번째 클래스의 윤곽을 포함하여 인쇄된다. 윤곽 타입의 클래스는 잉크 액적을 증착하는 특정 시간 간격에 의하여 특징지어진다. 기판 위치결정 스테이지의 속도는 침착되어야 할 윤곽 타입의 클래스에 상응한다. 상기 잉크 패턴은 상기 첫 번째 및 두 번째 패턴 레이아웃 층을 성공적으로 인쇄함으로써 얻을 수 있다. 유리하게, 상기 수신된 패턴 레이아웃을 윤곽 타입의 분류에 근거한 몇몇의 패턴 레이아웃 층으로 분할함으로써, 상기 완벽한 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 전체 인쇄 시간이 감소할 수 있다. 본 발명의 다섯 번째 사항에 있어서, 상기 패턴 레이아웃 층들의 복수(plurality)는 개별적인 패턴 레이아웃으로써 각각 고려되고, 상기 개별적인 패턴 레이아웃은 별개의 윤곽 및 별개의 내부 영역으로 분리되고, 상기 패턴 레이아웃의 윤곽은 충전용 액적에 의한 상기 패턴 레이아웃의 내부 영역을 인쇄하기 이전에 윤곽 액적에 의하여 인쇄된다.
본 발명에 따른 방법의 특정 일실시예에 있어서, 패턴 레이아웃은 상기 잉크 패턴을 인쇄하기 이전에, 패턴 레이아웃 특성들의 일습으로 분할될 수 있다. 예를 들면, 특성은 인쇄회로기판에서 전자적인 부품을 위한 접속점일 수 있다. 이러한 특성은 전형적으로 순환형 기하구조이다. 상기 패턴 레이아웃 특성은 별개의 윤곽 및 별개의 내부 영역으로 분리된다. 상기 패턴 레이아웃 특성의 윤곽은 상기 패턴 레이아웃 특성의 내부 영역을 인쇄하기 이전에 인쇄된다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 패턴 레이아웃은 윤곽 층 및 내부 영역 층으로 분리된다. 특정 일실시예에 있어서, 패턴 레이아웃은 단지 윤곽을 포함한다. 상기 패턴 레이아웃을 분리하기 위하여 상기 로직(logic)을 공급한 후, 상기 내부 영역은 블랭크 영역(blank region)이 될 수 있고, 이에 내부 영역의 인쇄가 생략될 수 있다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 패턴 레이아웃의 윤곽 층은 충전용 액적을 증착함으로써 상기 패턴 레이아웃의 내부 영역 층을 인쇄하기 이전에 윤곽 액적을 증착함으로써 인쇄된다. 모든 윤곽 부분들은 내부 영역 부분 이전에 인쇄된다. 유리하게, 상기 Y-축에 평행한 방향을 갖는 윤곽 부분들을 위한 상기 제어 전자장치들은 예외적인 상황에 대하여 프로그램될 필요가 없다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 윤곽 프린트 알고리즘은 상기 윤곽을 인쇄하기 위하여 적용되고, 상기 윤곽 프린트 알고리즘은 상기 윤곽을 액적 위치의 일습으로 전환한다. 상기 사용된 잉크젯 시스템은 상기 시스템을 제어하기 위하여 제어 전자장치를 포함한다. 상기 제어 전자장치는 수신된 패턴 레이아웃을 액적 위치의 일습으로 전환하기 위하여 구성되는 소프트웨어를 포함한다. 상기 소프트웨어는 상기 패턴 레이아웃을 별개의 윤곽 및 내부 영역으로 분리하기 위한 로직(logic)을 포함한다. 상기 로직은 상기 윤곽 프린트 알고리즘을 포함한다. 상기 윤곽 프린트 알고리즘을 적용함으로써, 상기 패턴 레이아웃의 윤곽이 액적 위치의 일습으로 전환된다. 다음 단계에서, 상기 잉크젯 시스템은 상기 계산된 액적 위치에 윤곽 액적을 증착하기 위하여 작동된다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 패턴 레이아웃 윤곽의 적어도 하나의 부분의 배향을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 윤곽의 배향은 기준 축에 대한 면의 각도에 의하여 정의된다. 특히, 상기 기준 축은 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 방향에 상응한다. 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 방향은 프린트 헤드의 움직임으로 통과하는 기판 위치지정 스테이지의 움직임 방향에 의하여 정의된다.
예를 들면, 상기 윤곽 또는 윤곽의 한 부분은 라인일 수 있다. 상기 라인의 배향은 상기 라인 및 상기 기준 축 사이의 각을 측정함으로써 결정될 수 있다. 패턴 레이아웃의 적어도 한 부분의 윤곽의 배향은 카테시안 시스템(Cartesian system)에서 상기 윤곽의 적어도 이차원적인 위치 좌표를 결정함으로써 정의될 수 있다. 상기 배향은 상기 위치 좌표를 뺌으로써 결정될 수 있다.
예를 들면, 상기 윤곽 또는 상기 윤곽의 한 부분은 원호 모양(arc shaped)일 수 있다. 상기 원호 모양 윤곽의 배향은 탄젠트 라인(tangent line) 및 상기 기준 축 사이의 각을 측정함으로써 결정될 수 있다.
상기 윤곽의 적어도 한 부분으로 얻을 수 있는 배향과 독립적으로, 상기 윤곽의 적어도 한 부분은 분류(classification) 시스템의 윤곽 클래스에 상응하여 차후에 분류될 수 있다.
상기 방법의 차후 단계에 있어서, 윤곽 프린트 알고리즘은 상기 분류된 윤곽 클래스와는 독립적으로 선택된다. 상기 선택된 윤곽 프린트 알고리즘을 적용함으로써, 상기 패턴 레이아웃 윤곽의 적어도 한 부분은 윤곽 액적 위치의 일습으로 전환되고, 상기 윤곽의 적어도 한 부분의 윤곽 액적은 상기 기판에 인쇄된다.
분류 시스템의 몇몇 클래스들을 위하여 전용 윤곽 프린트 알고리즘을 사용함으로써, 패턴 레이아웃 부분의 배향에 의존하는 잉크 흐름 행동을 설명하는 것이 가능해진다. 유리하게, 여기서 더욱 정확정밀한 잉크 패턴을 생산하는 것이 가능해진다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 윤곽 클래스는 가상의 면으로 배향되는 첫 번째 X 및 두 번째 Y 축을 포함하는 가상의 면으로 윤곽의 배향이 결정되고, 상기 첫 번째 축은 작동 도중 상기 기판의 선형 움직임에 수직한 방향으로 정의되고, 상기 두 번째 축 Y는 상기 첫 번째 축에 대하여 수직한 방향으로 배향되고, 선형 가동 기판 위치지정 스테이지의 움직임 방향과 함께 평행하게 잉크젯 시스템에 투사된다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 분류 시스템은 첫 번째 윤곽 클래스, 두 번째 윤곽 클래스 및 세 번째 윤곽 클래스를 포함하고, 상기 첫 번째, 두 번째 및 세 번째 윤곽 클래스는 X 및 Y 축을 포함하는 카테시안 시스템(Cartesian system)의 첫 번째 사분면으로 윤곽 배향을 포함하고, 상기 Y-축은 상기 기판의 움직임 방향을 갖는 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 방향과 함께 상응한다.
상기 첫 번째 윤곽 클래스 (I)은 상기 Y-축에 대하여 각도 α로 미리 정의되는 방향 및 상기 X-축에 대하여 평행한 방향으로써 묶이는 사분면 영역에서 배향되는 윤곽 부분들의 군과 함께 상응한다. 상기 첫 번째 윤곽 클래스 I은 또한 X-X'-배향으로써 나타내어 질 수 있고, 상기 배향은 X 방향으로 기준 축, 상기 X-축, 또는 상기 X-축에 대하여 경사하에, X'-축과 함께 배열될 수 있다.
상기 두 번째 윤곽 클래스 (II)는 각도 α로 미리 정의되는 방향 및 상기 Y-축에 대하여 평행한 방향 사이에 사분면 영역으로 배향되는 윤곽 부분들의 군과 함께 상응한다. 상기 두 번째 클래스는 X-Y 배향을 갖는 윤곽 부분들의 군으로써 또한 나타난다.
상기 세 번째 윤곽 클래스(III)는 상기 Y-축에 대하여 평행한 방향으로 배향되는 윤곽 부분들의 군과 함께 상응한다. 상기 세 번째 클래스는 Y 배향을 갖는 윤곽 부분들의 군으로써 나타난다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 분류 시스템은 상기 카테시안 시스템(Cartesian system)의 두 번째, 세 번째 및/또는 네 번째 사분면으로 배향되는 것과 함께 상응하는 추가적인 클래스들을 포함한다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 방법은 상기 패턴 레이아웃의 적어도 한 부분의 윤곽의 정의된 배향을 첫 번째 사분면에 해당하는 배향으로 전환하는 단계를 포함한다. 상기 첫 번째 사분면으로의 전환은 상기 첫 번째 및/또는 두 번째 기준 축에 대한 배향을 미러링(mirroring)함으로써 얻을 수 있다. 선택된 윤곽 프린트 알고리즘을 공급한 후, 상기 패턴 레이아웃의 적어도 한 부분의 윤곽은 윤곽 액적 위치의 일습으로 전환된다. 결과적으로, 상기 첫 번째 사분면으로 결정된 상기 윤곽 액적 위치의 일습은 두 번째, 세 번째 또는 네 번째 사분면으로 재 전환된다. 상기 재 전환 후, 상기 마지막 위치의 일습이 얻어지며, 상기 적어도 한 부분의 윤곽의 상기 윤곽 액적은 상기 기판에 쉽게 인쇄된다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 윤곽 프린트 알고리즘은 적어도 한 부분의 윤곽을 액적 위치의 일습을 발생시키기 전에 커버리지(coverage) 요소들의 일습으로 전환 시키기 위한 커버리지 알고리즘을 포함한다. 상기 패턴 레이아웃으로부터 위치 일습으로의 한 단계 방향 전환 대신에, 패턴 레이아웃의 적어도 한 부분의 윤곽을 적어도 하나의 커버리지 요소로 전환하기 위하여 중간 단계가 도입된다. 결과적으로, 상기 알고리즘에 의하여 정의되는 계산결과들은 상기 커버리지 요소에서 수행된다. 상기 커버리지 요소는 상기 윤곽의 적어도 한 부분으로부터 쉽게 형성될 수 있다. 상기 커버리지 요소는 예를 들면, 라인, 원호 또는 원형 요소일 수 있다. 바람직하게, 상기 커버리지 요소는 라인 요소이고, 또한 스트립 요소로도 불린다. 유리하게, 상기 윤곽 프린트 알고리즘의 특성으로써 커버리지 알고리즘을 적용함으로써, 상기 윤곽 프린트 알고리즘이 간단해진다. 상기 윤곽 프린트 알고리즘 내 많은 계산결과들은 상기 적어도 한 부분의 윤곽을 상기 커버리지 요소를 전환함으로써 감소할 수 있다. 상기 제어 전자장치의 계산 용량은 덜 적재될 수 있다. 유리하게, 상기 잉크젯 시스템은 향상된 속도 및 생산 용량을 갖는다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 첫 번째 윤곽 클래스 I의 윤곽 프린트 알고리즘은 하기에 표시한 적어도 하나의 파라미터를 갖는 커버리지 알고리즘을 포함한다: 액적의 수를 정의하는 파라미터; 액적의 크기를 정의하는 파라미터; 액적 사이 서로의 일정한 거리를 정의하는 파라미터; 및 적어도 하나의 완벽한 액적 위치를 정의하는 파라미터.
상기 첫 번째 윤곽 클래스의 커버리지 알고리즘의 결과는 커버리지 요소들로써의 스트립 요소일 수 있다. 상기 스트립 요소는 X-방향으로 배향된다. 상기 스트립 요소는 각도 하에서 X-방향으로 확장될 수 있다. 상기 스트립은 액적 사이 서로의 일정한 거리로 구성된다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 두 번째 윤곽 클래스의 윤곽 프린트 알고리즘은 하기에 표시한 적어도 하나의 파라미터를 갖는 커버리지 알고리즘을 포함한다: 액적의 크기를 정의하는 파라미터; 적어도 하나의 완전한 액적 위치를 정의하는 파라미터; Y 방향으로 확장하는 X-위치에서 액적의 수를 정의하는 파라미터; 및 완벽한 액적 위치의 기능으로써 액적 사이 적어도 하나의 서로 간의 거리를 정의하는 파라미터.
상기 두 번째 윤곽 클래스의 커버리지 알고리즘의 결과는 커버리지 요소들로써의 스트립 요소일 수 있다. 바람직하게, 상기 커버리지 요소는 상기 Y-축에 대하여 평행한 방향으로 배향되는 스트립 요소이다.
상기 스트립은 윤곽의 길이에 따른 액적 사이 다양한 서로 간의 거리로 구성된다. 유리하게, 액적 사이 다양한 서로간의 거리는 상기 잉크 패턴의 더욱 정확정밀한 윤곽을 가능하게 한다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 세 번째 윤곽 클래스의 윤곽 프린트 알고리즘은 하기에 표시한 적어도 하나의 파라미터를 갖는 커버리지 알고리즘을 포함한다: 액적의 크기를 정의하는 파라미터; 적어도 하나의 윤곽을 위한 액적의 서로 간의 일정한 거리를 정의하는 파라미터; 적어도 하나의 완벽한 액적 위치를 정의하는 파라미터.
상기 세 번째 윤곽 클래스의 커버리지 알고리즘의 결과는 커버리지 요소로써의 스트립 요소일 수 있다. 상기 스트립 요소는 Y-방향으로 배향된다. 상기 스트립 요소는 액적 사이 서로 간의 일정한 거리로 구성된다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 첫 번째 윤곽 클래스의 윤곽 프린트 알고리즘은 윤곽 액적과 충전용 액적 사이의 거리를 정의하는 파라미터를 포함하는 커버리지 알고리즘을 포함한다. 여기서, 두 가지의 인접한 커버리지 요소를 정확정밀하게 위치시키는 것이 가능하고, 상기 잉크 흐름 효과가 특정 배향을 포함하는 두 가지의 커버리지 요소들이 서로 인접하게 위치될 때 설명되어 질 수 있다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 내부 영역 프린트 알고리즘이 충전용 액적에 의한 상기 패턴 레이아웃의 내부 영역을 인쇄하기 위하여 적용된다. 상기 내부 영역 프린트 알고리즘은 상기 내부 영역을 충전용 액적의 일습으로 전환한다. 상기 서술한 윤곽 프린트 알고리즘의 아날로그에 있어서, 상기 내부 영역 프린트 알고리즘은 또한 적어도 한 부분의 상기 내부 영역을 충전용 액적 위치의 일습을 발생시키기 이전에 커버리지 요소의 일습으로 전환하기 위한 커버리지 알고리즘을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 커버리지 요소는 Y-방향으로 배향을 갖는 스트립 요소이다. 본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 윤곽 프린트 알고리즘은 액적 위치의 일습을 발생시키기 이전에 잉크 흐름 효과를 성명하기 위한 잉크 흐름 알고리즘을 포함한다. 상기 잉크 흐름 효과는 예를 들면, 잉크 및 기판에 적용된 조합 또는 인접한 액적을 증착할 때 시간 간격에 의존한다. 유리하게, 상기 윤곽 프린트 알고리즘 내 상기 잉크 흐름 알고리즘의 병합은 얻어진 잉크 패턴의 정확정밀도를 향상시킨다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 커버리지 알고리즘 및 상기 잉크 흐름 알고리즘은 상기 윤곽 프린트 알고리즘으로 병합될 수 있다. 윤곽 프린트 알고리즘의 첫 번째 단계에 있어서, 패턴 레이아웃의 윤곽은 특정 커버리지 요소로 전환될 수 있다. 차후 단계에서, 상기 커버리지 요소는 액적 위치의 일습으로 전환되고, 상기 연체(due account)는 현재 환경에 독립적으로 상기 특정 커버리지 요소를 형성하기 위한 잉크 액적의 흐름 행동에 해당한다.
예를 들면, 상기 잉크 타입 및 기판 재료는 특정 커버리지 요소를 위한 액적 위치의 일습을 결정할 때 고려될 수 있다. 유리하게, 상기 윤곽 프린트 알고리즘 내 잉크 흐름 알고리즘으로써 상기 양 커버리지의 병합은 얻어진 잉크 패턴의 정확정밀도를 향상시킨다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 잉크 흐름 알고리즘은 적어도 하나의 시험 패턴의 측정으로부터 배향되는 잉크 흐름 파라미터를 포함한다. 상기 방법에 있어서, 상기 잉크 흐름 파라미터는 상기 인쇄된 시험 패턴과 요구되는 패턴, 즉 패턴 레이아웃을 비교함으로써 결정된다.
상기 시험 패턴은 적어도 하나의 커버리지 요소를 포함할 수 있다. 특히, 상기 시험 패턴은 측정된 잉크 흐름 효과로써 고려되는 잉크 흐름 파라미터를 결정하기 위하여 쌍 커버리지 요소들 사이에서 잉크 흐름 효과를 결정하기 위하여 서로 인접하게 위치하는 한 쌍의 커버리지 요소들을 포함한다. 상기 잉크 흐름 효과는 좁은 영향(narrowing effect) 또는 액적의 크기 또는 위치를 조절함으로써 보충될 수 있는 시간 의존적인 효과일 수 있다. 바람직하게, 상기 측정은 상기 잉크젯 시스템에서 수행되고, 상기 잉크젯 시스템은 상기 인쇄된 시험 패턴의 이미지를 캡처링하기 위한 보정된 스캐닝 유닛을 포함한다. 유리하게, 온라인 측정은 상기 잉크 흐름 파라미터를 결정하기 위하여 수행될 수 있다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 시험 패턴의 폭은 결함을 결정하기 위하여, 및 상기 결함을 보충하기 위한 상기 잉크 흐름 파라미터를 결정하기 위하여 측정되고 패턴 레이아웃과 비교된다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 잉크 흐름 알고리즘의 결과는 상기 분류 시스템의 첫 번째 및 두 번째 클래스 사이 경계로써 미리 정의된 각도 α를 결정한다. 유리하게, 상기 윤곽 프린트 알고리즘은 다른 커버리지 요소의 사용을 최적화함으로써 최적화될 수 있다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 잉크 흐름 알고리즘의 결과는 상기 커버리지 알고리즘의 파라미터 값을 결정한다.
더욱이, 본 발명의 상기 다섯 번째 사항은 잉크젯 시스템, 특히 산업적인 적용을 위한 드롭-온-디맨드 잉크젯 시스템과 관련성이 있다. 상기 잉크젯 시스템은 잉크 패턴을 인쇄하기 위하여, 특히 기판에 IC 패턴을 인쇄하기 위하여 배열된다. 상기 잉크젯 시스템은 상기 기판에 잉크의 액적을 분사하기 위한 적어도 하나의 잉크젯 프린트 헤드를 포함한다. 상기 잉크젯 시스템은 상기 기판을 이송하고 움직이기 위한 기판 위치지정 스테이지를 포함한다. 상기 잉크젯 시스템은 상기 잉크젯 시스템을 제어하기 위한 제어 전자장치를 더 포함한다. 상기 제어 전자장치는 수신된 패턴 레이아웃에 근거하는 기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법을 적용하기 위하여 구성되는 소프트웨어를 포함한다. 상기 소프트웨어는 상기 패턴 레이아웃을 별개의 윤곽 및 별개의 내부 영역으로 분리하기 위한 로직(logic)을 포함한다. 상기 소프트웨어는 상기 수신된 패턴 레이아웃으로부터 상기 별개의 윤곽 및 상기 별개의 내부 영역을 추출하기 위한 로직(logic)을 포함한다. 상기 제어 전자장치들은 충전용 액적에 의하여 상기 패턴 레이아웃의 내부 영역이 인쇄되기 이전에 윤곽 액적에 의하여 상기 패턴 레이아웃의 상기 윤곽을 인쇄하기 위하여 프로그램되었다.
본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 일실시예들은 하기 접두(prefix) 974를 갖는 절(clauses)에 의하여 정의된다:
974_1. 잉크젯 시스템을 사용함으로써 수신된 패턴 레이아웃에 근거한 기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 방법에 있어서, 상기 패턴 레이아웃은 별개의 윤곽 층 및 별개의 내부 영역 층으로 분리된다. 상기 패턴 레이아웃은 적어도 하나의 윤곽 부분을 포함하는 적어도 하나의 별개의 윤곽 층으로 적어도 하나의 단계로 분리된다. 더욱이, 상기 패턴 레이아웃은 적어도 하나의 내부 영역 부분을 포함하는 적어도 하나의 별개의 내부 영역 층으로 분리된다. 첫 번째(X) 및 두 번째(Y) 축을 포함하는 가상적인 X-Y 면은 사용된 잉크젯 시스템과 함께 정의된다. 상기 첫 번째 축 X는 선형 가동 기판 위치결정 스테이지의 움직임 방향에 대하여 수직인 방향으로 확장하는 상기 잉크젯 시스템에 대하여 정의된다. 상기 두 번째 축 Y는 상기 첫 번째 축 X에 대하여 수직한 방향 및 상기 선형 가동 기판 위치결정 스테이지의 움직임 방향에 대하여 평행한 상기 잉크젯 시스템의 투사 방향으로 배열된다. 상기 패턴 레이아웃의 윤곽 층의 각 윤곽 부분은 상기 가상적인 X-Y 면으로 배열된다. 상기 패턴 레이아웃의 선택적인 부분의 각 윤곽 부분은 수반하는 내부 영역 부분을 갖는다. 상기 Y-축에 대하여 비-평행한 방향을 갖는 상기 패턴 레이아웃의 선택적인 부분의 적어도 하나의 윤곽 부분은 충전용 액적에 의한 상기 패턴 레이아웃의 상기 선택적인 부분의 상기 내부 영역 층의 내부 영역 부분을 인쇄하기 이전에 윤곽 액적에 의하여 인쇄된다.
974_2. 절 974_1에 따른 방법에 있어서, 상기 윤곽 프린트 알고리즘은 상기 윤곽을 인쇄하기 위하여 적용되고, 상기 윤곽 프린트 알고리즘은 상기 윤곽을 윤곽 액적 위치의 일습으로 전환한다.
974_3. 절 974_1 또는 974_2에 따른 방법에 있어서, 상기 방법을 하기 단계들을 포함한다:
- 상기 패턴 레이아웃의 최소 윤곽 부분의 배향을 결정하는 단계;
- 분류 시스템의 상응하는 윤곽 클래스로 정의된 배향에 독립적으로 최소 윤곽 부분을 분류하는 단계;
- 상기 분류된 윤곽 클래스와 독립적으로 윤곽 프린트 알고리즘을 선택하는 단계; 및
- 상기 선택된 윤곽 프린트 알고리즘을 적용함으로써, 상기 패턴 레이아웃의 최소 윤곽 부분의 윤곽 액적을 인쇄하는 단계.
974_4. 절 974_3에 따른 방법에 있어서, 상기 윤곽 클래스는 가상적인 면으로 배향된 첫 번째 (X) 및 두 번째 (Y)를 포함하는 가상적인 면으로 윤곽 부분의 배향으로 인하여 특징지어지고, 상기 첫 번째 축은 선형 가동 기판 위치지정 스테이지의 움직임 방향에 대하여 수직인 방향으로 확장하는 잉크젯 시스템과 함께 정의되고, 상기 두 번째 축은 상기 첫 번째 축에 대하여 수직하게 배향되고, 상기 선형 가동 기판 위치결정 스테이지의 움직임 방향에 대하여 평행한 상기 잉크젯 시스템의 투사 방향으로 배열된다.
974_5. 절 974_3 또는 974_4에 따른 방법에 있어서, 상기 분류 시스템은 첫 번째 윤곽 클래스 I, 두 번째 윤곽 클래스 II 및 세 번째 윤곽 클래스 III을 포함하고, 상기 첫 번째, 두 번째 및 세 번째 윤곽 클래스는 X 및 Y축을 포함하는 카테시안 시스템(Cartesian system)의 첫 번째 사분면에서 윤곽 배향을 포함하고, 상기 Y-축은 선형 가동 기판 위치지정 스테이지의 움직임 방향과 함께 평행한 잉크젯 시스템의 투사 방향인 인쇄 방향과 함께 상응하고, 상기 첫 번째 윤곽 클래스 (I)은 상기 Y-축에 대하여 각도 α로 미리 정의되는 방향 및 상기 X-축에 대하여 평행한 방향으로써 묶이는 사분면 영역에서 배향되는 윤곽 부분들의 군과 함께 상응하고; 상기 두 번째 윤곽 클래스 (II)는 각도 α로 미리 정의되는 방향 및 상기 Y-축에 대하여 평행한 방향 사이에 사분면 영역으로 배향되는 윤곽 부분들의 군과 함께 상응하고; 상기 세 번째 윤곽 클래스(III)는 상기 Y-축에 대하여 평행한 방향으로 배향되는 윤곽 부분들의 군과 함께 상응한다.
974_6. 절 974_2 내지 974_5 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 윤곽 프린트 알고리즘은 적어도 하나의 윤곽 부분을 액적 위치의 일습을 발생시키기 이전에 적어도 하나의 커버리지 요소의 일습으로 전환하기 위한 커버리지 알고리즘을 포함한다.
974_7. 절 974_6에 따른 방법에 있어서, 상기 커버리지 요소는 상기 Y-축과 함께 평행한 방향으로 배향되는 스트립 요소이다.
974_8. 절 974_6 또는 974_7에 따른 방법에 있어서, 상기 첫 번째 윤곽 클래스의 상기 윤곽 알고리즘(I : X-X;-배향)은 하기 파라미터들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 커버리지 알고리즘을 포함한다:
- 액적의 수를 정의하는 파라미터;
- 액적의 크기를 정의하는 파라미터;
- 액적 사이 일정한 서로 간의 거리를 정의하는 파라미터; 및
- 적어도 하나의 완벽한 액적 위치를 정의하는 파라미터.
974_9. 절 974_6 내지 974_8 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 첫 번째 윤곽 클래스 I의 윤곽 프린트 알고리즘은 윤곽 액적과 충전용 액적 사이 거리를 정의하는 파라미터를 포함하는 커버리지 알고리즘을 포함한다.
974_10.절 974_6 또는 974_7에 따른 방법에 있어서, 상기 두 번째 윤곽 클래스의 상기 윤곽 프린트 알고리즘(II: X-Y 배향)은 하기 파라미터들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 커버리지 알고리즘을 포함한다:
- 액적의 크기를 정의하는 파라미터;
- 적어도 하나의 완벽한 액적 위치를 정의하는 파라미터;
- Y 방향으로 확장하는 X-위치에서 액적의 수를 정의하는 파라미터; 및
- 완벽한 액적 위치의 기능으로써 액적 적어도 하나의 서로 간의 거리를 정의하는 파라미터.
974_11. 절 974_6 또는 974_7에 따른 방법에 있어서, 상기 세 번째 윤곽 클래스(III: Y-배향)의 윤곽 프린트 알고리즘은 하기 파라미터들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 커버리지 알고리즘을 포함한다:
- 액적의 크기를 정의하는 파라미터;
- 적어도 한 부분의 윤곽을 위하여 서로 간의 일정한 액적 거리를 정의하는 파라미터;
- 적어도 하나의 완벽한 액적 위치를 정의하는 파라미터.
974_12. 상술한 절들 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 프린트 알고리즘은 액적 위치의 일습을 발생시키기 이전에 잉크 흐름 효과를 고려하기 위한 잉크 흐름 알고리즘을 포함한다.
974_13. 절 974_12에 따른 방법에 있어서, 상기 잉크 흐름 알고리즘은 적어도 하나의 시험 패턴의 측정으로부터 적어도 하나의 흐름 파라미터 배향을 포함한다.
974_14. 절 974_13에 따른 방법에 있어서, 상기 시험 패턴은 적어도 하나의 커버리지 요소를 포함한다.
974_15. 절 974_13에 따른 방법에 있어서, 상기 커버리지 요소는 상기 Y-축에 대하여 평행한 방향으로 배향되는 스트립 요소이다.
974_16. 절 974_13 내지 974_15 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 시험 패턴은 측정된 잉크 흐름 효과로써 고려되는 잉크 흐름 파라미터를 결정하기 위하여 쌍 커버리지 요소들 사이에서 잉크 흐름 효과를 결정하기 위하여 서로 인접하게 위치하는 한 쌍의 커버리지 요소들을 포함한다.
974_17. 절 974_12 내지 974_16 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 측정은 상기 잉크젯 시스템에서 수행되고, 상기 잉크젯 시스템은 상기 인쇄된 시험 패턴의 이미지를 캡처링하기 위한 보정된 스캐닝 유닛을 포함하고, 상기 잉크 흐름 파라미터는 인쇄된 시험 패턴을 패턴 레이아웃과 비교함으로써 결정된다.
974_18. 절 974_12 내지 974_17 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 시험 패턴의 폭은 결함을 결정하기 위하여, 및 상기 결함을 보충하기 위한 상기 잉크 흐름 파라미터를 결정하기 위하여 측정되고 패턴 레이아웃과 비교된다.
974_19. 절 974_5 내지 974_18 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 잉크 흐름 알고리즘의 결과는 상기 분류 시스템의 첫 번째 및 두 번째 클래스 사이 경계로써 미리 정의된 각도 α를 결정한다.
974_20. 절 974_11 내지 974_19 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 잉크 흐름 알고리즘의 결과는 상기 커버리지 알고리즘의 파라미터 값을 결정한다.
974_21. 잉크젯 시스템, 기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위하여, 특히 산업적인 적용을 위한 드롭-온-디맨드 잉크젯 시스템은 하기를 포함한다:
기판에 잉크 액적을 분사하기 위한 잉크젯 프린트 헤드;
상기 기판을 이송하고 움직이기 위한 기판 위치지정 스테이지;
상기 잉크젯 시스템을 제어하기 위한 제어 전자장치에 있어서, 상기 제어 전자장치는 절 974_1 내지 974_19 중 어느 한 절에 따른 방법을 수행하기 위하여 구성되고, 수신된 패턴 레이아웃에 근거한 기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 방법에 적용하기 위하여 구성되는 소프트웨어를 포함하고, 상기 패턴 레이아웃은 별개의 윤곽 및 별개의 내부 영역으로 분리되고, 상기 패턴 레이아웃의 상기 윤곽은 충전용 액적에 의하여 상기 패턴 레이아웃의 내부 영역이 인쇄되기 이전에 윤곽 액적에 의하여 인쇄되고, 상기 소프트웨어는 수신된 패턴 레이아웃으로부터 별개의 윤곽 및 별개의 내부 영역을 추출하기 위한 로직(logic)을 포함한다.
974_22. 절 974_1 내지 974_20에 중 어느 한 절에 따른 방법은 통합된 회로 패턴, 특히 인쇄회로기판(PCB)를 위한 패턴 레이아웃을 인쇄하기 위하여 사용된다.
이하, 본 발명의 여섯 번째 사항에 대하여 설명한다.
본 발명의 여섯 번째 사항은 잉크젯 시스템, 특히 집적 회로(Integrated circuit)를 인쇄하기 위한 IC 잉크젯 시스템과 관련이 있으며, 프린트 헤드의 노즐들로 이루어지는 군의 동일한 위치에 의하여 형성되는 가상적인 면과 함께 평행하게 실제의 면에 대하여 기판 홀더를 보정하고 제어하기 위한 방법과 관련이 있다.
집적 회로 (IC), 특히 인쇄회로기판의 인쇄는 값비싼 리소그래피 공정(lithographic processes)을 간단한 인쇄 작업으로 대체함에 따라 IC 생산과 관련되는 가격을 감소시키는데 목적이 있는 유망한 기술이다. 종래의 IC 제조에서 사용되는 까다롭고 시간-소비적인 리소그래피 공적을 사용하는 대신에 상기 기판에 직접 IC 패턴을 인쇄함으로써, IC 인쇄 시스템은 현저하게 IC 생산 값을 감소시킬 수 있다. 상기 인쇄된 IC 패턴은 실제의 IC 특성 (즉, 요소들이 게이트, 소스, 얇은 막 트랜지스터의 드레인 영역, 신호 라인, 광-전자 장치 부품 등의 최종 IC에 통합될 수 있다.)을 포함할 수 있고, 또는 차후의 반도체 공정을 위한 마스크일 수 있다 (예를 들면, 식각, 임플란트 등.).
전형적으로, IC 인쇄는 고체 기판을 가로지르는 단일 프린트 운동 축 (상기 "인쇄 방향")을 따른 래스터 비트맵(raster bitmap)으로써 프린트 용액을 증착하는 것을 포함한다. 프린트 헤드들 및 이들의 프린트 헤드에 통합되는 분사기(들)의 특정한 배열은 이러한 프린트 운동 축을 따라 인쇄되기 위하여 최적화된다. IC 패턴의 인쇄는 상기 기판 위에 프린트 용액의 개별적인 액적을 제공하는 상기 프린트 헤드에서 상기 분사기(들)로써 상기 기판을 가로지르는 "인쇄 통과(printing passes)"를 만드는 프린트 헤드와 함께 래스터 방식으로 수행된다. 일반적으로, 각 인쇄 통과의 마무리 단계에서, 상기 프린트 헤드는 새로운 인쇄 통과를 시작하기 이전에 상기 프린트 운동 축에 상대적으로 수직 하게 이동하도록 만든다. 상기 프린트 헤드는 상기 IC 패턴이 완전히 인쇄되기까지 이러한 방식으로 상기 기판을 가로질러 인쇄 통과를 계속해서 만든다.
여기서 존재하는 결점으로는, 상기 IC 인쇄 시스템의 정확정밀도가 제한된다는 것이다. 상기 IC 인쇄 시스템의 정확정밀도의 제한은 상기 프린트 헤드 및 상기 기판의 인쇄 움직임 동안 발생하는 편차로부터 발생한다. 편차는 IC 인쇄 시스템의 유도(guidances) 및 베어링(bearings)에 의하여 전형적으로 발생한다.
본 발명의 여섯 번째 사항의 일반적인 목적은 적어도 부분적으로 상술한 결점들을 제거하고 및/또는 유용한 대안을 제공하는 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 여섯 번째 사항의 목적은 상대적으로 간단한 구성을 갖지만, 높은 정확정밀성 수행을 하는 잉크젯 시스템과 높은 정밀성과 함께 잉크젯 시스템에서 기판의 위치지정을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 있어서, 상기 목적은 절 975_1에 따른 잉크젯 시스템으로부터 성취된다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 있어서, 잉크젯 시스템은 기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위하여 제공된다. 상기 잉크젯 시스템은 기판을 고정하기 위한 기판 홀더를 포함한다.
더욱이, 상기 잉크젯 시스템은 기판 홀더를 인쇄 방향으로 위치시키기 위한 기판 위치지정 스테이지를 포함한다. 상기 인쇄 방향은 상기 잉크젯 시스템의 세로 축에 대하여 상기 기판 위치지정 스테이지의 방향으로써 정의된다. 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 방향은 상기 기판에 스워스(swath)를 인쇄하기 위한 프린트 헤드 어셈블리를 통과할 때 기판의 움직임 방향으로써 정의된다. 상기 기판 홀더는 상기 기판 위치지정 스테이지에 의하여 지지 된다.
더욱이, 상기 잉크젯 시스템은 스테이지 위치지정 장치를 포함한다. 상기 기판 위치지정 스테이지는 상기 스테이지 위치지정 장치에 의하여 움직일 수 있다. 특히, 상기 기판 위치지정 스테이지는 최소 0.5m 및 최대 2m의 약 긴 스트로크(long stroke)로 인쇄방향으로 움직일 수 있다.
더욱이, 상기 잉크젯 시스템은 상기 기판에 노즐로부터 잉크를 분사하기 위한 적어도 하나의 프린트 헤드를 포함하는 프린트 헤드 어셈블리를 고정하기 위한 프린트 헤드 홀더를 포함한다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템은 상기 기판 위치지정 스테이지와 함께 적어도 하나의 자유도로 상기 기판 홀더를 위치시키기 위한 홀더 위치지정 장치를 더 포함하는 상기 잉크젯 시스템으로 발전하였다. 특히, 상기 기판 위치지정 스테이지는 최소 0.5mm 및 최대 10mm, 바람직하게는 최소 2mm 및 최대 8mm의 약 짧은 스트로크의 적어도 하나의 자유도로 움직일 수 있다. 특히, 상기 홀더 위치지정 장치는 기판 위치지정 스테이지에 의하여 지지 된다.
유리하게, 상기 기판 위치지정 스테이지와 함께 상기 기판 홀더의 위치지정은 상기 기판 위치지정 스테이지의 작동 동안 발생하는 편차를 보상할 수 있다. 상기 기판 위치지정 스테이지의 이론적으로 이상적인 직선구간으로부터의 편차는 스테이지 유도의 곧음에서 편차로 인하여 유발될 수 있다. 상기 발생하는 편차는 상기 기판 위치지정 스테이지의 작동 도중 측정될 수 있으며, 상기 기판 홀더를 상기 기판 위치지정 스테이지에 대하여 상대적으로 움직임으로써 충분히 보상될 수 있다. 여기서, 상기 기판 홀더의 고정 기판은 상기 잉크젯 시스템의 세로 축에 따라 더욱 정확정밀하게 가이드 될 수 있고, 프린트 헤드를 따라 통과할 수 있다.
상기 기판 홀더는 루프(loops)의 제어 및 측정을 통해 온-더-플라이(on-the-fly)로 정확하게 위치시킬 수 있기 때문에, 상기 지지 기판 위치지정 스테이지는 스스로 높은 정확정밀도를 필요로 하지 않는다. 이에 값싼 디자인이 가능하게 된다. 상기 인쇄 방향으로 상기 기판 위치지정 스테이지를 운전하기 위한 벨트 구동(belt drive)을 사용하는 것이 가능하다. 틀 및 가이드 곧음 사이 편차 때문에 낮게 배열된 기판 위치지정 스테이지로 인하여 유발된 모든 위치 에러를 위하여 상기 기판 홀더를 바로잡는 것이 가능하다.
X, Y 및 Z-축을 포함하는 직교 시스템은 상기 잉크젯 시스템에 투사될 수 있다. Y-축은 인쇄 방향에 대하여 세로 방향으로 정의될 수 있다. X-축은 횡측 방향으로 정의될 수 있다. 상기 X-축은 상기 인쇄 방향을 횡단하는 방향으로 확장한다. 특히, 상기 X-축 및 Y-축은 수평면을 정의한다. Z-축은 위쪽 방향으로 정의될 수 있다. 상기 Z-축은 위-아래 축이며, 특히 상기 Z-축은 수직 방향을 정의한다. 회전 방향은 X-, Y-, 및 Z-축에 관련되어 정의될 수 있다. 상기 X-축에 대한 회전 방향인 Rx, 피치 운동(pitch motion)은 상기 기판을 상기 수평 축에 대하여 회전하는 것으로써 정의될 수 있다. Y-축에 대한 회전 방향인 Ry, 횡 동요(roll motion)는 상기 기판을 세로 축에 대하여 회전하는 것으로써 정의될 수 있다. Z-축에 대한 회전 방향인 Rz, 요 운동(yaw motion)은 상기 기판을 위-아래 축으로 회전하는 것으로써 정의될 수 있다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 기판의 적어도 하나의 자유도는 상기 직교 시스템의 축에 의하여 정의되는 방향과 일치하게 위치된다. 특히, 상기 기판 홀더는 상기 인쇄 방향으로 최대 10mm, 바람직하게 최대 5mm로 상기 기판 위치지정 스테이지에서 움직일 수 있다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 기판 홀더의 적어도 하나의 자유도는 상기 인쇄 방향으로 유도된다. 전형적으로, 노즐로부터 상기 적어도 하나의 프린트 헤드 분사 잉크 액적은 일정한 빈도 수를 갖는다. 정확정밀한 잉크 패턴을 얻기 위하여, 상기 기판을 상기 프린트 헤드에 일정한 속도로 통과시키는 것이 바람직하며, 이는 잉크 액적이 일정한 간격으로 증착되도록 한다. 상기 기판 홀더 속도는 일정한 속도를 얻기 위한 마스터 슬레이브(master slave) 제어 시스템을 통해 제어될 수 있고, 상기 기판 홀더는 상기 세로 방향으로 상기 기판 위치지정 스테이지의 운동을 따라 작은 속도 에러를 보상한다.
본 발명에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 기판 홀더가 상기 기판 위치지정 스테이지와 함께 위치되는 상기 적어도 하나의 자유도는 위쪽 방향으로 유도된다. 유리하게, 상기 홀더 위치지정 장치는 상기 기판 위치지정 스테이지의 동작 중 위쪽 또는 아래쪽 방향의 편차를 보상할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 홀더 위치지정 장치는 상기 기판을 적어도 세 개의 자유도로 위치시킨다. 특히, 상기 홀더 위치지정 장치는 상기 기판 홀더를 위쪽 방향 (Z-방향)으로, 세로축 (Y-축)에 따른 회전 방향 Ry으로, 및 측 방향 축(lateral axis)에 따른 회전 방향 Rx으로 위치시킨다.
상기 홀더 위치지정 장치는 상기 기판 홀더 내 고정 기판을 가상 평면으로 배향할 수 있는 가능성을 제공한다. 특히, 상기 가상 면은 수평면으로 직교 시스템의 X-Y 면과 함께 평행한 면과 일치한다. 상기 가상 평면은 노즐들의 군이 배열되는 가상적인 면과 함께 평행한 배열을 갖는다. 상기 가상 평면에 대하여 평행하게 기판을 위치시킴으로써, 상기 기판은 노즐들의 군으로부터 형성되는 가상적인 면과 함께 평행하게 배열될 수 있다. 상기 기판은 상기 기판의 상부에서 잉크 액적의 더욱 정확정밀한 위치지정을 가능하게 하는 노즐들의 군으로부터 일정한 거리에 위치될 수 있다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 홀더 위치지정 장치는 상기 기판 위치지정 스테이지에서 모든 자유도로 기판 홀더를 위치시킨다. 유리하게, 상기 위치지정 장치는 상기 기판의 모든 가능한 움직임의 완전한 제어를 제공한다. 상기 위치지정 장치는 상기 기판 위치지정 스테이지에서 상기 기판 홀더의 모든 방향으로 모든 편차의 보상을 허용한다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 홀더 위치지정 장치는 적어도 하나의 홀더 작동기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 홀더 작동기는 변형에 하나의 자유도를 위치시킨다. 상기 홀더 작동기는 상기 남아있는 다섯 개의 자유도를 자유롭게 남겨둔 채로 하나의 자유도를 결정한다. 두 쌍의 상기 홀더 작동기는 회전 자유도로 상기 기판 홀더의 위치지정을 협력하여 허용한다.
본 발명에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 홀더 위치지정 장치는 적어도 하나의 홀더 작동기 및 적어도 하나의 홀더 위치 측정 시스템을 포함한다. 특히, 상기 홀더 작동기는 보이스 코일 작동기(voice coil actuator)이다. 상기 홀더 위치 측정 시스템은 상기 홀더 작동기와 함께 통합될 수 있다. 상기 홀더 위치 측정 시스템은 최소 1μm의 정확정밀도와 함께 붙박이의 부호기(built-in encoder)일 수 있다. 상기 홀더 작동기는 상기 기판 위치지정 스테이지와 연결 가능한 홀더 작동기 베이스이고, 홀더 작동기 본체는 상기 기판 홀더에 연결할 수 있다. 상기 홀더 작동기 본체는 상기 홀더 작동기 베이스에 대하여 움직일 수 있다. 특히, 상기 홀더 작동기 본체는 허용 가능한 방향의 움직임에 대하여 오직 하나의 자유도를 결정하는 본채 부재를 갖는다. 특히, 상기 본체 부재는 긴 부분을 갖는다. 특히 상기 본체 부재는 안테나 모양을 갖는다. 상기 본체 부재는 다섯 가지의 자유도 움직임에 있어서, 상기 움직임에 대항하여 변화에 더욱 정확하게 긴 부분에 대하여 평행한 방향을 허용한다.
본 발명에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 상기 잉크젯 시스템에 고정적으로 내장된다. 상기 프린트 헤드 홀더는 상기 잉크젯 시스템의 틀에 유연하게 연결된다. 상기 프린트 헤드 홀더는 빔-형(beam-shaped)일 수 있다. 결과적으로, 적어도 하나의 프린트 헤드는 잉크 액적이 분사되는 인쇄 단계 도중 상기 잉크젯 시스템에 고정적으로 내장된다. 프린트 헤드에 대하여 기판의 상대적인 움직임의 필요성은 프린트 헤드 홀더의 고정적인 배열에 대하여 상기 기판 홀더의 움직임에 의하여 얻어진다. 유리하게, 상기 고정적으로 내장된 프린트 헤드 홀더는 더욱 정확정밀한 잉크젯 시스템을 포함한다. 프린트 헤드 홀더의 움직임으로 인하여 발생할 수 있는 어떠한 편차도 발생하지 않는다.
본 발명에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더는 적어도 세 개의 기준 마크들(marks)울 포함한다. 상기 세 개의 기준 마크들은 하나의 프린트 헤드 홀더 기준 표면에 통합될 수 있다. 상기 세 개의 기준 마크들은 프린트 헤드의 노즐들의 군으로부터 형성되는 상기 가상적인 면을 정의한다. 특히, 상기 가상적인 면은 상부 방향인 Z-방향으로 일반적인 벡터를 갖는다. 유리하게, 기판 홀더는 상기 기판 홀더를 상기 가상의 면과 함께 배열하기 위한 상기 프린트 헤드 홀더의 기준 표면에 접촉함으로써 배열될 수 있다. 배열 단계 후, 정 위치(homing position)에서 상기 기판을 고정하고, 상기 홀더 위치지정 장치는 상기 가상의 면에 대하여 평행하게 상기 기판 홀더를 제어하기 위하여 프로그램된다. 특히, 상기 가상적인 면에 대하여 상기 기판 홀더의 정 위치를 잡는 동안, z-, y-, 및 x- 좌표들이 상기 홀더 위치지정 장치에 프로그램되어 전체 인쇄 영역에 대하여 상기 가상적인 면에 평행하게 기판을 유지시키게 되며, 상기 인쇄 영역은 노즐들의 역에 의하여 결정된다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 보정 요소 X-기준 표면을 갖는 X-보정 요소를 포함한다. 상기 X-보정 요소 기준 표면은 상기 인쇄 방향, 상기 Y-방향, Z- 및 Y-축으로 배향된 면에 대하여 평행한 방향으로 확장된다. 상기 X-보정 요소는 상기 잉크젯 시스템의 틀에 유연하게 연결된다. 상기 기판 홀더는 적어도 두 가지의 센서들, 상기 기판 홀더와 상기 보정 요소 X-기준 표면 사이 X-방향으로의 상대적인 거리를 측정하기 위한 소위 X-센서들을 포함한다. 바람직하게, 상기 적어도 두 가지의 X-센서들은 Y-방향으로 서로 이동하여 미리 결정된 거리에서 배열된다. 상기 적어도 두 가지의 X-센서들은 Z-방향으로 동일한 높이 레벨에 위치한다. 유리하게, 적어도 두 가지의 X-센서들을 포함하는 상기 기판 홀더의 배열은 후술할 본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 홀더 보정 방법으로 사용할 수 있다. 특히, 상기 적어도 두 가지의 X-센서들은 X-방향으로 상기 기판 홀더의 보다 정확정밀한 위치를 제공하는 데 사용될 수 있다. 유리하게, 상기 기판을 정 위치에서 가상적인 면에 정 위치시킨 후, 상기 기판 홀더의 정 위치는 상기 기판 위치지정 스테이지의 작동 도중 더욱 정확정밀하게 유지될 수 있다. 더욱이, 상부 축 Rz에 대하여 보다 정확정밀한 회전 위치를 얻을 수 있다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 보정 요소 Z-기준 표면을 갖는 Z-보정 요소를 포함한다. 상기 보정 요소 기준 표면은 인쇄 방향, 상기 Y-방향, 상기 X- 및 Y-축으로 배향된 면으로 확장한다. 상기 Z-보정 요소는 상기 잉크젯 시스템의 틀에 유연하게 연결된다. 상기 기판 홀더는 적어도 두 가지의 센서들, 상기 기판 홀더 및 상기 보정 요소 Z-기준 표면 사이 Z-방향으로 상대적인 거리를 측정하기 위한 소위 Z-센서들을 포함한다. 상기 적어도 두 가지의 Z-센서들은 Y-방향으로 서로 이동하는 미리 결정된 거리에서 배열된다. 상기 적어도 두 가지의 Z-센서들은 Z-방향의 동일한 높이 레벨에 위치한다. 유리하게, 상기 적어도 두 가지의 센서들을 포함하는 상기 기판 홀더의 배열은 후술할 본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 홀더 보정 방법으로 사용할 수 있다. 특히, 상기 적어도 두 가지의 Z-센서들은 Z-방향으로 상기 기판 홀더의 보다 정확정밀한 위치를 제공하는 데 사용될 수 있다. 특히, 상기 적어도 두 가지의 Z-센서들은 횡 축 Rx에 대하여 보다 정확정밀한 회전 위치를 얻을 수 있다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 보정 요소 Z-기준 표면을 갖는 Z-보정 요소를 포함한다. 상기 보정 요소 기준 표면은 인쇄 방향, 상기 Y-방향, 상기 X- 및 Y-축으로 배향된 면으로 확장한다. 상기 기판 홀더는 적어도 세 가지의 센서들, 상기 기판 홀더 및 상기 보정 요소 Z-기준 표면 사이 Z-방향으로 상대적인 거리를 측정하기 위한 소위 Z3-센서를 포함한다. 상기 적어도 세 개의 Z3-센서는 상기 적어도 하나의 다른 Z-센서로부터 이동하여 X-방향으로 미리 결정된 거리에서 배열된다. 유리하게, 상기 적어도 세 개의 센서들을 포함하는 상기 기판 홀더의 배열은 후술할 본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 홀더 보정 방법으로 사용할 수 있다. 특히, 상기 적어도 세 가지의 Z-센서들은 Z-방향으로 상기 기판 홀더의 보다 정확정밀한 위치를 제공하는 데 사용될 수 있고, 세로축 Ry에 대하여 보다 정확정밀한 회전 위치를 얻을 수 있다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 X-보정 요소 및 Z-보정 요소는 하나의 XZ-보정 요소로 통합된다. 두 가지의 개별적인 보정 요소들 대신에, 상기 XZ-보정 요소는 유리하게 높은 기능성을 갖는 하나의 부품을 제공한다. 상기 XZ-보정 요소는 X-기준 표면 및 Z-기준 표면을 포함한다. 상기 XZ-보정 요소는 상기 잉크젯 시스템의 틀에 유연하게 연결된다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 기판 기준 표면에서 적어도 두 가지의 기준 부재를 공급함으로써 기판을 마킹(marking)하기 위한 마킹 유닛을 포함한다. 특히, 상기 기판 기준 표면은 상기 기판의 상부 표면이다. 더욱이, 상기 잉크젯 시스템은 기준 부재의 위치를 결정하기 위한 기판의 기준 표면을 스캐닝하기 위한 스캐닝 유닛을 포함한다. 바람직하게, 상기 계측 틀은 기판을 스캐닝하기 위하여 상기 스캐닝 유닛을 지지한다. 특히, 상기 스캐닝 유닛은 스캐닝 기준 축에서 기판의 기준 표면에서 적어도 두 개의 기준 부재를 결정하기 위하여 배열된다. 상기 스캐닝 기준 축은 상기 X-Y 면, 예를 들면, 상기 X-방향 또는 Y-방향으로 미리 결정된 배향을 갖는다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 스캐닝 기준 축은 상기 잉크젯 시스템의 X-축에 평행하게 확장한다. 상기 스캐닝 유닛은 적어도 두 개의 기준 부재의 스캔된 위치를 산출한다. 상기 스캔된 위치는 X-방향에서 첫 번째 좌표 및 Y-방향에서 두 번째 좌표를 포함한다. 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치는 상기 Z-축, Rz에 대한 회전 방향에서 상기 기판의 적어도 두 가지로 스캔된 처음 위치와의 편차 위치를 결정하기 위하여 구성된다. 상기 편차는 상기 기판을 인쇄 위치로 가져가기 위한 상기 기판의 회전 움직임에 의하여 보상될 수 있다. 더욱이, 상기 제어 전자장치는 상기 인쇄 위치에서 상기 기판의 X-위치 및/또는 Y-위치를 독립적으로 설정하기 위한 X-보상 값 및/또는 Y-보상 값으로 구성된다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 상술한 상기 가상적인 면에 대하여 상기 기판 홀더를 보정 하기 위한 방법을 수행하기 위하여 구성되는 소프트웨어를 갖는 제어 전자장치를 포함한다. 상기 가상적인 면과 함께 상기 기판 홀더의 보정 방법은 상기 잉크젯 시스템에서 수행된다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 인쇄회로기판 잉크젯 시스템, 소위 PCB 잉크젯 시스템이다. 상기 잉크젯 시스템은 인쇄회로기판에 적합한 기판을 인쇄하기 위하여 디자인된다. 상기 잉크젯 시스템은 인쇄회로기판을 생산하기 위하여 디자인된다.
더욱이, 본 발명의 여섯 번째 사항은 상기 가상적인 면에 대하여 상기 기판 홀더를 보정 하는 방법과 관련이 있다. 상기 방법은 또한 홀더 보정 방법이라고 불린다. 상기 방법은 상기 가상적인 면에 대하여 상기 기판 홀더의 적어도 하나의 자유도를 보정 하기 위한 적어도 하나의 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 홀더 보정 방법 도중 기판은 상기 기판 홀더에 의하여 고정된다. 상기 홀더 보정 방법은 상기 기판에 잉크 액적을 증착하는 인쇄 작업을 시작하기 이전에 준비 단계로써 각 개별적인 기판을 위하여 수행된다. 고정된 기판의 상기 상부 표면은 기판 기준 표면으로써 사용될 수 있다. 유리하게, 이는 기판의 두께를 다양하게 할 수 있어 인쇄 공정의 정확정밀성을 높일 수 있게 된다.
상기 방법의 일실시예에 있어서 상기 홀더 보정 방법의 단계가 수행될 때, 상기 기판 홀더는 상기 프린트 헤드 홀더와 함께 배열된다. 상기 기판 홀더, 특히 고정된 기판의 기판 기준 표면은 상기 기판 홀더를 위치시킴으로써 상기 프린트 헤드 홀더의 상기 가상적인 면에 Z-방향으로 일정한 거리에서 적어도 세 개의 공간 점에서 상기 프린트 헤드 홀더에 배열된다. 상기 배열 단계는 또한 상기 기판 홀더의 홈 위치를 설정하는 것으로 언급된다. 상기 기판 홀더는 상기 기판 위치지정 스테이지의 개별적인 Y-위치에서 가상적인 면으로 홈 위치가 설정될 수 있다. 상기 기판 홀더의 홈 위치를 설정한 후, 상기 기판 홀더는 상기 가상적인 면에서 위치 되어지는 상기 기판 홀더를 유지시키기 위한 상기 기판 위치지정 장치에 의하여 유발되는 편차를 보상하기 위하여 제어되는 홀더 위치지정 장치인 상기 긴 스트로크에 따른 기판 위치지정 스테이지에 의하여 움직일 수 있다. 상기 기판 위치지정 스테이지에 의하여 발생하는 편차는 상기 기판 홀더를 제어하기 위하여 사용되는 보정 값에 의하여 보정되고 및 정의될 수 있다.
특히, 상기 프린트 헤드 홀더의 가상적인 면에 대한 Z-방향에서 일정한 거리는 0이다. 일실시예에 있어서, 상기 기판 홀더는 상기 프린트 헤드 홀더와 상기 기판 홀더를 기계적으로 접촉시킴으로써 배열된다. 바람직하게, 상기 기판 홀더는 상기 기판 홀더의 상부에 고정된 기판을 경유하여 상기 프린트 헤드와 접촉한다. 상기 기판 홀더는 상기 프린트 헤드 홀더에 상기 기판 홀더가 인접할 때까지 상부 방향으로 움직일 수 있다. 상기 기판 홀더는 상기 프린트 헤드 홀더가 더 이상의 움직임을 방해할 때까지 상부 방향으로 움직인다. 상기 기판 홀더는 상기 프린트 헤드 홀더의 세 가지 기준 마크와 함께 접촉할 수 있다. 상기 기판 홀더는 상기 프리느ㅌ 헤드 홀더와 함께 상기 기판 홀더를 배열하여 상기 가상적인 면과 함께 상기 기판 홀더를 배열하기 위하여 상기 프린트 헤드 홀더의 기준 표면과 함께 접촉할 수 있다. 상기 홀더 보정 방법의 단계를 수행한 후, 상기 기판 홀더는 Z-방향, 상기 X-축 Rx 및 상기 Y-축 Ry의 회전방향으로 위치되어 진다. 상기 기판 홀더의 위치지정은 Y-위치의 기능으로써 수행되고, 보정 값으로써 저장된다. 상기 보정 값은 상기 홀더 작동기, 특히 세 개의 수직한 방향의 홀더 작동기들에 상기 기판 위치지정 스테이지의 Y-위치 값의 기능으로써 위치 값을 저장함으로써 결정된다.
상기 홀더 보정 방법의 일실시예에 있어서, 상기 기판 홀더는 상기 인쇄 방향으로 작동하는 범위에서 상기 기판 홀더를 보정 하기 위한 상기 기판 위치지정 스테이지의 y-위치의 복수에서 상기 프린트 헤드 홀더에 접촉할 수 있다.
상기 홀더 보정 방법의 일실시예에 있어서, 상기 홀더 보정 방법의 다른 단계가 수행되며, 상기 기판 홀더는 상기 Z-축, Rz에 대한 회전 방향으로 보정된다. 준비 단계에서 기판은, 상기 기판 기준 표면에서 적어도 두 가지의 기준 부재가 제공된다. 특히, 상기 기준 부재는 적어도 하나의 링에 의한 교차 회피(cross circumvented)에 의하여 나타난다. 마킹 유닛은 상기 기판에 적어도 두 가지의 기준 포인트를 적용하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 홀더 보정 방법에 있어서, 상기 적어도 두 가지의 기준 부재를 포함하는 기판은 상기 기판 홀더에 의하여 고정된다. 상기 잉크젯 시스템은 기판을 스캐닝하기 위한 스캐닝 유닛을 포함한다. 상기 스캐닝 유닛은 계측 틀에 내장된다. 상기 스캐닝 유닛은 상기 기판 홀더의 상부 위치에서 상기 잉크젯 시스템의 상부 위치에서 배열되고, 상기 기판의 상부 표면이 스캔될 수 있다. 상기 스캐닝 유닛은 스캐닝 기준 축으로 상기 적어도 두 가지의 기준 부재의 위치를 결정하기 위하여 배열된다. 특히, 상기 스캐닝 기준 축은 상기 잉크젯 시스템의 X-축에 대하여 평행하게 확장한다. 상기 스캐닝 유닛은 상기 적어도 두 가지의 기준 부재에서 스캔된 위치를 산출한다. 상기 스캔된 위치는 X-방향에서 첫 번째 좌표 및 Y-방향에서 두 번째 좌표를 포함한다. 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치는 적어도 두 가지의 스캔된 위치로부터 상기 Z-축, Rz의 회전 방향으로 상기 기판의 위치 편차를 결정하기 위하여 구성된다. 상기 편차는 상기 기판 홀더의 회전 움직임으로부터 보상될 수 있다. 더욱이, 상기 제어 전자장치는 상기 기판의 X-위치를 결정하기 위한 X-보정 값을 저장하기 위하여 구성될 수 있다. 추가적으로, 상기 제어 전자장치는 상기 기판의 X-위치를 결정하기 위한 X-보정 값을 저장하기 위하여 구성될 수 있다.
상기 기판 위치지정 스테이지의 작동 도중, 적어도 한 방향의 작동 편차가 기판의 요구되는 직선 경로로부터 발생한다. 본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 홀더 보정 방법의 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 보정 요소, 구체적으로 긴(elongated) 보정 요소, 더욱 구체적으로 X-방향, 소위 X-편차 또는 Z-방향, 소위 Z-편차의 작동 편차를 보상하기 위한 보정 스트립과 함께 제공될 수 있다. 상기 보정 스트립은 상기 인쇄 방향인 Y-방향으로 확장한다. 상기 보정 스트립은 상기 잉크젯 시스템의 틀에 유연하게 연결된다. 상기 보정 스트립 기준은
X-방향으로 편차를 측정하기 위하여 Z- 및 Y-축으로 배향되는 면에 평행하게 위치되거나, Z-방향으로 편차를 측정하기 위하여 X- 및 Y-축으로 배향되는 면에 평행하기 위치되어 진다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 상기 홀더 보정 방법의 일실시예에 있어서, 상기 기판 위치지정 스테이지는 상기 보정 스트립에 따라 작동한다. 특히, 상기 보정 스트립은 약 1.5미터의 스트로크와 약 100μm의 상대적으로 현저히 낮은 평탄함을 갖는 적어도 하나의 보정 스트립 기준 표면을 갖는다. 상기 기판은 정확정밀도를 약 25μm, 바람직하게는 약 10μm, 더욱 바람직하게는 약 5μm으로 X-방향에 위치되기 위하여 상기 평탄함이 현저히 낮은 것이다.
일실시예에 있어서, 상기 기판 홀더는 X-방향으로 상기 기판 홀더와 상기 보정 스트립 기준 표면 사이 상대적인 거리를 측정하기 위한 적어도 두 가지의 센서들을 포함한다. 바람직하게, 상기 센서들은 최소 1μm, 바람직하게는 최소 0.5μm, 더욱 바람직하게는 최소 0.1μm의 높은 정확정밀성을 갖는다.
적어도 하나의 센서가 상기 기판 위치지정 스테이지가 상기 긴 스트로그를 따라 작동할 때 발생하는 X-방향으로의 주요한 편차를 측정하기 위하여 필요하다. 상기 측정된 X-편차는 X-방향에 대하여 반대 방향으로 상기 기판 홀더를 움직임으로써 보상된다.
상기 보정 스트립의 상대적으로 낮은 평탄함을 보상하기 위하여 적어도 두 가지의 센서들이 필요하다. 상기 적어도 두 가지의 센서들은 미리 결정된 거리 'S'만큼 Y-방향으로 서로 간에 배치된다. 상기 적어도 두 가지의 센서들은 상기 기판 위치지정 스테이지의 Y-축에 따른 위치의 기능으로써 X-방향으로 양쪽의 상대적인 거리를 측정한다. 따라서, 첫 번째 센서는 특정 Y-위치에서 첫 번째 상대적인 거리 X1을 측정하고, 두 번째 센서는 기판 위치지정 스테이지의 동일한 Y-위치에서 두 번째 상대적인 거리 X2를 측정한다. 상기 상대적인 거리의 측정은 Y-위치의 기능으로써 X1-값의 일습 및 X2-값의 일습을 산출하기 위하여 상기 기판 위치지정 스테이지의 전체적인 작동 거리에 대하여 수행될 수 있다. 상기 첫 번째 및 두 번째 센서 사이 거리 'S'는 측정된 X1 및 X2 값의 Y-방향으로 이동하는 것과 연관되어 있다. 거리 'S'에서의 상기 이동과 상응하는 첫 번째 및 두 번째 Y-위치에서 측정된 값인 X1 및 X2의 두 가지 일습을 비교함으로써, 상기 보정 스트립의 평탄함이 결정될 수 있다. 측정된 값 X1 및 X2의 두 가지 일습의 비교는 상기 X1 및 X2를 이에 상응하는 Y 위치에서 제함으로써 수행될 수 있다. 차후에, 상기 보정 스트립의 평탄함은 상기 기판 위치지정 스테이지의 제어된 움직임 동안 고려될 수 있다. 상기 보정 스트립의 평탄함 및 주 X-편차는 상기 제어 전자장치의 피드 포워드 제어(feed forward control)로 인하여 보상될 수 있다.
일실시예의 아날로그에 있어서, 상기 기판 홀더는 상기 기판 홀더와 상기 보정 스트립 기준 표면 사이 Z-방향으로 상대적인 거리를 측정하기 위한 적어도 두 가지의 센서들을 포함한다. 바람직하게, 상기 센서들은 최소 1μm, 바람직하게 최소 0.5μm, 더욱 바람직하게 최소 0.1μm의 높은 정확정밀도를 갖는다.
상기 기판 위치지정 스테이지가 상기 긴 스트로크를 따라 운동할 때, Z-방향으로의 주요 편차를 측정하기 위하여 적어도 하나의 센서가 필요하다. 상기 측정된 Z-편차는 Z-방향에 반대 방향으로 상기 기판 홀더의 움직임으로 인하여 보상될 수 있다.
상기 보정 스트립의 상대적으로 낮은 평탄함을 보상하기 위하여 적어도 두 가지의 센서들이 필요하다. 상기 적어도 두 가지의 센서들은 미리 결정된 거리 'S'에 대하여 Y-방향으로 서로 떨어져 위치한다. 상기 적어도 두 가지의 센서들은 상기 기판 위치지정 스테이지의 Y-축을 따라 위치하는 기능으로써 X-방향에 대한 상대적인 거리를 측정한다. 따라서, 첫 번째 센서는 특정 Y-위치에서 첫 번째로 상대적인 거리 Z1을 측정하고, 두 번째 센서는 상기 기판 위치지정 스테이지의 동일한 Y-위치에서 두 번째 상대적인 거리 Z2를 측정한다. 상기 상대적인 거리 측정은 Y-위치의 기능으로써 Z1-값의 일습 및 Z2-값의 일습을 산출하기 위하여 상기 기판 위치지정 스테이지의 전체 운동 거리를 수행할 수 있다. 상기 첫 번째 및 두 번째 센서 사이 거리 'S'는 측정된 Z1 및 Z2 값의 Y-방향으로 이동하는 것과 연관된 것으로 알려져 있다. 거리 'S'에서의 상기 이동과 상응하는 첫 번째 및 두 번째 Y-위치에서 측정된 값인 Z1 및 Z2의 두 가지 일습을 비교함으로써, 상기 보정 스트립의 평탄함이 결정될 수 있다. 차후에, 상기 보정 스트립의 평탄함은 상기 기판 위치지정 스테이지의 제어된 움직임 동안 고려될 수 있다. 상기 보정 스트립의 평탄함 및 주 Z-편차는 상기 제어 전자장치의 피드 포워드 제어(feed forward control)로 인하여 보상될 수 있다.
더욱이, 상기 발명은 상기 홀더 보정 방법의 단계를 수행한 후 기판 홀더의 위치를 제어하는 방법과 관련이 있다.
본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 여섯 번째 사항의 일실시예는 하기 접두(prefix) 975를 갖는 절(clauses)에 의하여 정의될 수 있다.
975_1. 기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템 IS는 하기를 포함한다:
- 기판을 고정하기 위한 기판 홀더;
- 상기 기판 홀더를 인쇄 방향으로 위치시키기 위한 기판 위치지정 스테이지 PS에 있어서, 상기 기판 홀더는 상기 기판 위치지정 스테이지에 의하여 지지 되고, 상기 기판 위치지정 스테이지 PS는 스테이지 위치지정 장치에 의하여 움직일 수 있다;
- 상기 기판에 노즐로부터 잉크를 분사하기 위한 적어도 하나의 프린트 헤드를 포함하는 프린트 헤드 어셈블리를 고정하기 위한 프린트 헤드 홀더;
여기서, 상기 잉크젯 시스템은 상기 기판 위치지정 스테이지와 함께 적어도 하나의 자유도로 상기 기판 홀더를 위치시키기 위한 홀더 위치지정 장치 HD를 더 포함한다.
975_2. 절 975_1에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유도는 상기 인쇄 방향으로 배향된다.
975_3. 절 975_1에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 홀더 위치지정 장치 HD는 적어도 세 가지의 자유도로 상기 기판 홀더 SH를 위치시키고, 상기 기판 홀더 SH는 상부 방향 (Z-방향)으로, 세로축 (Y-축)에 따른 회전 방향 Ry 및 방향 축 (X-축)에 따른 회전 방향 Rx에 위치한다.
975_4. 절 975_1에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 홀더 위치지정 장치 HD는 상기 기판 위치지정 스테이지와 함께 모든 자유도(X,Y,Z, Rx, Ry, Rz)로 상기 기판 홀더를 위치시킨다.
975_5. 상기 975_절 중 어느 한 절에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 홀더 위치지정 장치는 적어도 하나의 홀더 작동기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 홀더 작동기는 변화에 있어서 적어도 하나의 자유도를 위치시키고, 상기 두 쌍의 홀더 작동기는 움직임에 있어서 회전 자유도(Rx,Ry,Rz)를 함께 제한한다.
975_6. 상기 975_절 중 어느 한 절에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 프린트 헤드 홀더 H는 상기 잉크젯 시스템에 고정적으로 내장된다.
975_7. 상기 975_절 중 어느 한 절에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 잉크젯 시스템 홀더는 가상적인 면을 정의하는 적어도 세 가지의 기준 마크 Z1,Z2,Z3를 포함하고, 상기 가상적인 면은 공통적인 위치지정에 의하여 형성되는 가상적인 면에 평행하다. 특히, 상기 프린트 헤드 홀더의 가상적인 면에 대한 Z-방향에서 일정한 거리는 0이다.
975_8. 절 975_7에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 홀더 위치지정 장치는 상기 가상적인 면에 대하여 평행하게 상기 기판 홀더를 제어하기 위하여 프로그램된다.
975_9. 상기 975_절 중 어느 한 절에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 잉크젯 시스템 IS는 계측 틀(MF)을 지지하는 힘 틀 (FF)을 포함하고, 상기 진동 절연 시스템 (VIS)은 상기 힘 층 (FF)의 진동으로부터 상기 계측 틀 (MF)를 절연하는 동안 상기 힘 틀 (FF)로부터 상기 계측 틀 (MF)을 지지하기 위하여 상기 힘 틀 (FF) 및 상기 계측 틀 (MF)사이에 제공되고, 상기 계측 틀 (MF)는 상기 기판 위치지정 스테이지 PS 및 상기 프린트 헤드 홀더를 지지한다.
975_10. 절 975_9에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 스테이지 위치지정 장치는 스테이지 가이던스(stage guidance) 스테이지 위치지정 측정 시스템 및 스테이지 작동기를 포함하고, 상기 스테이지 가이던스 및 스테이지 위치지정 장치는 상기 계측 틀에 의하여 지지 되고, 상기 스테이지 작동기는 상기 힘 틀에 의하여 지지 된다.
975_11. 절 975_6 내지 975_10 중 어느 한 절에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 인쇄 공정 동안 상기 적어도 하나의 Z-센서 (z)로부터 신호를 수신하기 위하여 구성되는 제어 전자장치 (CE) 및 기판의 상부 표면과 상기 가상적인 면 사이에 일정한 거리를 유지시키기 위하여 관련되는 상부 표면에 Z-거리를 측정하기 위하여 상기 계측 틀 (MF)에 고정적으로 내장된 적어도 하나의 Z-센서 (z)를 포함하고, 상기 제어 전자장치는 최소 하나의 Z-센서에 의하여 탐지된 편차를 보상하기 위하여 상기 홀더 위치지정 장치 HD 인쇄 공정 도중의 단계를 제어하기 위하여 프로그램된다.
975_12. 상기 975_절 중 어느 한 절에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 상기 Z- 및 Y-축으로 배향된 평면과 평행하게, 상기 Y-방향인 세로축으로 확장되는 보정 요소 기준 표면을 갖는 보정 요소를 포함하고, 상기 기판 홀더는 상기 기판 홀더 및 상기 보정 요소 기준 표면 사이 X-방향으로 관련된 거리를 측정하기 위한 적어도 두 가지의 센서들을 포함한다.
975_13. 상기 975_절 중 어느 한 절에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 기판 기준 표면에서 적어도 두 가지의 기준 부재를 적용함으로써 기판을 마킹(marking)하기 위한 마킹 유닛을 포함한다.
975_14. 상기 975_절 중 어느 한 절에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 기판을 스캐닝하기 위한, 특히 적어도 두 가지의 기준 부재를 탐지하기 위한 기판 기준 표면을 스캐닝하기 위한 스캐닝 유닛을 더 포함한다.
975_15. 절 975_14에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 스캐닝 유닛은 스캐닝 기준 축으로 기판의 기판 기준 표면에 적어도 두 가지의 기준 부재의 위치를 결점하기 위하여 배열된다.
975_16. 상기 975_절 중 어느 한 절에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 상기 절 17 - 23 중 어느 한 절에 정의되는 상기 가상적인 면에 대하여 상기 기판 홀더를 보정 하기 위한 방법을 수행하기 위하여 구성되는 소프트웨어를 갖는 제어 전자장치를 포함한다.
975_17. 잉크젯 시스템에서 가상적인 면에 대하여 기판 홀더를 보정 하기 위한 방법에 있어서, 상기 가상적인 면은 하기를 포함하는 상기 잉크젯 시스템을 제공하는 단계를 포함하고, 공통되는 면으로 위치되는 프린트 헤드 노즐들의 군을 위치시킴에 따라 형성되는 가상적인 면과 평행하다:
- 기판을 고정하기 위한 기판 홀더;
- 상기 기판 홀더를 위치시키기 위한 기판 위치지정 스테이지 PS에 있어서, 상기 기판 홀더는 상기 기판 위치지정 스테이지에 의하여 지지 되고, 상기 기판 위치지정 스테이지 PS는 스테이지 위치지정 장치에 의하여 움직일 수 있다;
- 상기 기판에 노즐로부터 잉크를 분사하기 위한 적어도 하나의 프린트 헤드를 포함하는 프린트 헤드 어셈블리를 고정하기 위한 프린트 헤드 홀더;
여기서, 상기 잉크젯 시스템은 상기 기판 위치지정 스테이지에서 적어도 하나의 자유도로 상기 기판 홀더를 위치시키기 위한 홀더 위치지정 장치 HD를 더 포함하고;
여기서, 상기 방법은 상기 기판 위치지정 스테이지에서 상기 기판 홀더의 적어도 하나의 자유도 (DOF)에서 보정 하기 위한 적어도 하나의 하기 단계들을 포함한다:
- 가상적인 면을 정의하는 상기 프린트 헤드 홀더의 적어도 세 가지의 기준 마크 Z1, Z2, Z3에 일정한 거리에서 상기 기판 홀더를 위치시킴으로써 상기 기판 홀더를 상기 프린트 헤드 홀더에 배열하는 단계에 있어서, 상기 가상적인 면은 공통적인 위치지정, 특히 상기 프린트 헤드 노즐들의 군에 Z-방향으로 공통된 높이 레벨에 의하여 형성되는 가상적인 면과 평행하고;
- 인쇄 방향, 상기 Y-방향, Z- 및 Y-축으로 배향된 면과 평행하게 확장하는 보정 요소 X-기준 표면을 포함하는 X-보정 요소를 사용함으로써 상기 기판 홀더를 배열하는 단계에 있어서, 상기 기판 홀더는 상기 기판 홀더와 상기 보정 요소 X-기준 표면 사이 X-방향으로 상대적인 거리를 측정하기 위한 적어도 두 가지의 X-센서들을 포함하고, 상기 적어도 두 가지의 X-센서들은 미리 결정된 이동 'S'에 Y-방향으로 서로 떨어져 위치하고, Y-위치의 기능으로써 X1-값의 일습 및 X2-값의 일습을 산출하기 위한 상기 기판 위치지정 스테이지의 적어도 한 부분의 운동 거리에 대하여 상기 기판 위치지정 스테이지의 Y-축을 따라 위치하는 기능으로써 X-방향으로 상대적인 거리를 측정함으로써 측정을 수행하고, 상기 기판 위치지정 스테이지의 제한되는 움직임 동안 보상될 상기 보정 요소의 평탄함을 결정하기 위한 상기 이동 'S'에 상응하는 개별적인 첫 번째 및 두 번째 Y-위치에서 측정된 값 X1 및 X2의 두 가지 일습을 비교하기 위하여 사용되는 상기 첫 번째 및 두 번째 센서 사이 상기 미리 결정된 이동 'S'를 계산하기 위하여 수행한다;
- 인쇄 방향, 상기 Y-방향, X- 및 Y-축으로 배향된 면과 평행하게 확장하는 보정 요소 Z-기준 표면을 포함하는 보정 요소를 사용함으로써 상기 기판 홀더를 배열하는 단계에 있어서, 상기 기판 홀더는 상기 기판 홀더와 상기 보정 요소 Z-기준 표면 사이 Z-방향으로 상대적인 거리를 측정하기 위한 적어도 두 가지의 Z-센서들을 포함하고, 상기 적어도 두 가지의 Z-센서들은 미리 결정된 이동 'S'에 Y-방향으로 서로 떨어져 위치하고, Y-위치의 기능으로써 Z1-값의 일습 및 Z2-값의 일습을 산출하기 위한 상기 기판 위치지정 스테이지의 적어도 한 부분의 운동 거리에 대하여 상기 기판 위치지정 스테이지의 Y-축을 따라 위치하는 기능으로써 Z-방향으로 상대적인 거리를 측정함으로써 측정을 수행하고, 상기 기판 위치지정 스테이지의 제한되는 움직임 동안 보상될 상기 보정 요소의 평탄함을 결정하기 위한 상기 이동 'S'에 상응하는 개별적인 첫 번째 및 두 번째 Y-위치에서 측정된 값 Z1 및 Z2의 두 가지 일습을 비교하기 위하여 사용되는 상기 첫 번째 및 두 번째 센서 사이 상기 미리 결정된 이동 'S'를 계산하기 위하여 수행한다;
- 기판을 스캔하기 위한 스캐닝 유닛을 사용함으로써 상기 기판 홀더를 배열하는 단계에 있어서, 상기 스캐닝 유닛은 회전 편차, 특히 Z-축에 있어서, 스캐닝 기준 축에 대하여 상기 기판 홀더에 의하여 고정되는 기판의 기판 기준 표면에서 적어도 두 가지의 기준 부재를 결정하기 위하여 배열되고, 상기 회전 편차는 상기 기판 위치지정 스테이지의 제어된 움직임 동안 상기 기판 홀더의 회전 움직임에 의하여 보상된다.
975_18. 절 975_17에 따른 방법에 있어서, 상기 기판은 상기 홀더 보정 방법 도중 상기 기판 홀더에 의하여 고정된다.
975_19. 절 975_17 또는 975_18에 따른 방법에 있어서, 상기 기판 홀더는 상기 기판 홀더를 상기 프린트 헤드 홀더에 기계적으로 접촉시킴으로써 배열된다.
975_20. 절 975_17 내지 975_19 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 기판 홀더는 상기 인쇄 방향의 운동 범위에서 상기 기판 홀더를 보정 하기 위한 상기 기판 위치지정 스테이지의 다중 y-위치에서 상기 가상적인 면과 함께 배열된다.
975_21. 절 975_17 내지 975_20의 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 보정 방법은 기판 기준 표면에서 적어도 두 가지의 기준 부재와 함께 기판을 제공하는 준비 단계를 포함한다.
975_22. 절 975_17 내지 975_21 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 방법은 제어 전자장치에 의한 상기 잉크젯 시스템의 동작을 제어하는 단계를 더 포함하고, 상기 제어 전자장치는 보정 단계 도중 측정되는 편차를 보상하기 위하여 프로그램된다.
975_23. 절 975_17 내지 975_22 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 보정 요소 Z-기준 표면을 갖는 Z-보정 요소를 포함하고, 상기 보정 요소 기준 표면은 인쇄 방향, 상기 Y-방향, 상기 X- 및 Y-축으로 배향된 면으로 확장하고, 상기 기판 홀더는 적어도 세 가지의 센서들, 상기 기판 홀더 및 상기 보정 요소 Z-기준 표면 사이 Z-방향으로 상대적인 거리를 측정하기 위한 소위 Z3-센서를 포함하고, 상기 적어도 세 개의 Z3-센서는 상기 적어도 하나의 다른 Z-센서로부터 이동하여 X-방향으로 미리 결정된 거리에서 배열되고, 상기 방법은 상기 Z3-센서를 포함하는 적어도 두 개의 Z-센서들을 사용함으로써 Z-방향으로 상대직인 거리를 측정하고, 상기 보정 요소 Z-기준 표면에 대하여 Y-축으로 상기 잉크젯 시스템의 세로축에 상기 기판 홀더의 회전 편차 Ry를 결정하고, 이후 상기 기판 홀더의 위치를 보정 하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 일곱 번째 사항에 대하여 설명한다.
본 발명의 일곱 번째 사항은 잉크젯 시스템을 위한 기판 컨베이어 및 상기 기판 컨베이어에 기판을 이송하기 위한 방법과 관련이 있다. 특히, 본 발명은 통합된 회로를 인쇄하는 것과 같이 높은 정확정밀성과 함께 기판을 인쇄하는 분야와 관련이 있다. 본 발명은 잉크젯 시스템을 사용함으로써 인쇄회로기판을 인쇄하는 분야와 관련이 있다. 상기 기판 컨베이어는 높은 정확정밀성을 위한 잉크젯 시스템의 사용에 바람직하다.
인쇄 기판을 위한 종래에 알려진 잉크젯 시스템은 기판을 이송 및 이동시키기 위한 기판 컨베이어를 포함한다. 기판은 인쇄 작업 도중 기판 컨베이어에 의하여 지지 되고 상기 잉크젯 시스템을 통해 이동된다. 동일한 위치에서, 상기 기판은 한 기판 컨베이어로부터 다른 기판 컨베이어로 이송되어야 한다. 보통, 상기 기판의 이송을 위하여 로봇 팔이 사용된다. 상기 로봇 팔은 평평한 상부 표면에서 상기 기판을 잡기 위한 흡착 노즐들을 다수 갖는 흡착 그리퍼(suction gripper)를 포함한다. 상기 로봇 팔은 첫 번째 기판 컨베이어로부터 두 번째 기판 컨베이어로 옴기이 위하여 상기 기판을 들어올린다.
상기 로봇 팔의 첫 번째 결점으로는, 상기 기판을 다룰 때 실리콘 고무의 잔여물을 남기거나 또는 상기 기판 표면의 상부가 오염될 수 있다는 것이다. 이러한 오염은 인쇄 공정을 방해한다.
상기 로봇 팔의 두 번째 결점으로는, 상기 이송의 정확정밀성이 안정적이지 못하다는 것이다. 상기 두 번째 기판 컨베이어의 상부에 상기 기판의 위치지정이 불정확정밀하면 인쇄공정 도중 떨어져 실패할 것이다.
본 발명의 일곱 번째 사항의 일반적인 목적은 상술한 결점을 적어도 부분적으로 제거하고 및/또는 유용한 대안을 제공하는 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일곱 번째 사항의 목적은 첫 번째 기판 컨베이어에서 두 번째 기판 컨베이어로 지지되는 기판을 효율적이고 정확정밀하게 이동하는 것을 가능하게끔 하는 이송 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 있어서, 상기 목적은 절 976_1에 정의된 기판 컨베이어에 의하여 성취될 수 있다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 있어서, 기판 컨베이어는 잉크젯 시스템에서 기판을 지지하고 이송하기 위하여 제공된다. 기판은 컨베이어 방향으로 상기 잉크젯 시스템을 통해 상기 기판 컨베이어와 함께 이동한다. 상기 기판 컨베이어는 상기 기판을 지지하기 위한 컨베이어 지지 면을 갖는 컨베이어 본체를 포함한다. 상기 기판 컨베이어는 컨베이어 본체를 가이드 하기 위한 컨베이어 가이던스(guidance)를 포함한다.
상기 기판 컨베이어는 상기 기판을 상기 컨베이어 지지 면으로 및 면으로부터 이송하기 위한 기판 이송 유닛을 더 포함한다. 상기 기판 이송 유닛은 기판을 잡기 위한 적어도 하나의 그리퍼(gripper)를 포함한다. 상기 기판 이송 유닛은 적어도 하나의 그리퍼를 고정하기 위한 그리퍼 홀더 및 상기 그리퍼 홀더를 가이드하기 위한 이송 가이던스를 를 더 포함한다. 더욱이, 상기 이송 유닛은 상기 기판 컨베이어에 따른 이송 방향으로 상기 이송 가이던스를 따라 상기 그리퍼 홀더를 작동시키기 위한 첫 번째 홀더 작동기를 포함한다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어는 상기 기판 이송 가이던스가 상기 컨베이어 본체에 고정되고, 상기 기판 컨베이어 본체의 움직임 동안 상기 기판 이송 가이던스는 상기 컨베이어 본체와 함께 이동하여 개선되었다.
유리하게, 상기 컨베이어 지지 면에 기판의 이송 및 연쇄적인 위치지정은 높은 정밀도로 수행될 수 있다. 상기 이송 가이던스가 상기 컨베이어 본체에 고정되어 있으므로, 상기 기판은 상기 컨베이어 지지 면에 더욱 정확정밀하게 위치할 수 있다. 상기 이송 가이던스를 잉크젯 시스템의 틀에 내장하는 대신에, 본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 이송 유닛이 상기 컨베이어 본체에 직접 내장된다. 상기 이송 유닛은 상기 이송 유닛의 현저히 정확정밀한 위치지정이 가능하게끔 하는 상기 컨베이어 본체에 위치하는 이송 유닛 기준을 갖는다. 인쇄 공정 동안 발생할 수 있는 낮은 정확정밀성을 유발하는 상기 잉크젯 시스템의 조립 도중 위치지정 오차의 결과로써 발생하는 결함들이 감소할 수 있다. 추가적으로, 더욱 정밀한 기판의 이송은 작업 도중 결함을 감소시키고, 상기 잉크젯 시스템의 신뢰성을 향상시킨다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어의 일실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 그리퍼(gripper)는 그리퍼 통로을 따라 움직일 수 있다. 상기 그리퍼 통로는 첫 번째 위치로부터 두 번째 위치의 컨베이어 방향으로 상기 컨베이어 지지 면을 따라 확장할 수 있다. 적어도 하나의 그리퍼는 상기 컨베이어 본체에 대하여 첫 번째 위치로부터 두 번째 위치로 움직일 수 있다. 상기 첫 번째 위치는 상기 기판 컨베이어 본체의 앞 영역에 위치할 수 있고, 상기 두 번째 위치는 상기 기판 컨베이어 본체의 뒷 영역에 위치할 수 있다. 상기 잉크젯 시스템의 작업에 있어서, 상기 컨베이어 방향으로, 상기 적어도 하나의 그리퍼는 이의 측변부 에지(lateral edges) 대신에 앞 또는 뒤에 위치한 에지에서 직사각형의 기판을 잡는다. 여기서, 최소 하나의 그리퍼는 이송 작업 도중 상기 컨베이어 지지 면으로 상기 기판을 밀거나 당긴다. 상대적으로 얇은 기판들을 운송할 때, 이동 작업 도중 상기 기판이 굽을 수 있으므로 한 방향으로 밀거나 당기는 운송 작업을 수행하여 손상의 위험성을 감소시킬 수 있다. 양쪽 방향의 측변부 동작은 상기 얇은 기판에 손상을 줄 수 있다. 바람직하게, 상기 적어도 하나의 그리퍼는 운송 작업 도중 상기 기판의 찌그러짐을 방지하기 위하여 상기 기판을 상기 컨베이어 지지 면으로 끌어당긴다. 당김 이송 작업을 수행하기 위하여, 이송 유닛의 상기 적어도 하나의 그리퍼는 에지의 앞 또는 뒤에서 상기 기판을 잡는다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어의 일실시예에 있어서,상기 적어도 하나의 그리퍼의 상기 그리퍼 통로는 선형이고, 상기 컨베이어 방향으로 상기 기판들의 컨베이어를 가로질러 확장한다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어의 일실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 그리퍼의 상기 그리퍼 통로는 아래쪽으로 확장하는 끝 부분을 포함한다. 상기 그리퍼 통로는 상기 기판 컨베이어 지지 면으로 상기 그리퍼를 내리기 위하여 아래쪽으로 확장하는 그리퍼 통로 구획을 포함한다. 상기 그리퍼가 상기 그리퍼 통로를 따라 움직일 때, 상기 그리퍼는 상기 그리퍼 통로의 끝 부분에서 아래쪽으로 이동한다. 여기서, 상기 그리퍼는 상기 컨베이어 지지 면에 대하여 내려간다. 상기 그리퍼는 상기 컨베이어 지지 면의 높이 레벨 아래로 내려가며, 이로 인하여 기판이 활강 이동으로 상기 그리퍼를 위로 통과할 수 있게 된다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어의 일실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 그리퍼는 기판을 에지 영역에 클램핑(clamping)하기 위한 클램프 요소를 포함한다. 상기 클램프 요소는 상기 첫 번째 및 두 번째 클램핑 부재 사이에서 기판의 에지를 클램핑하기 위하여 서로 연결되어 움직일 수 있는 첫 번째 및 두 번째 클램핑 부재를 포함한다. 유리하게, 상기 클램핑 요소는 상기 기판의 에지에서 상대적으로 작은 영역을 잡음으로써, 상기 기판의 상부 표면이 오염될 위험성을 감소시킨다. 인쇄 작업에 있어서, 극소량의 실리콘 잔여물 또는 고무가 잉크 흐름 행동에 지대한 영향을 끼칠 수 있다. 추가적으로, 상기 클램핑 요소와의 작업은 신뢰성 있는 작업과 인쇄 작업을 망칠 수 있는 상기 기판의 손상 위험성을 감소시킨다.
본 발명에 따른 기판 컨베이어의 일실시예에 있어서, 상기 그리퍼 홀더는 적어도 한 쌍의 첫 번째 그리퍼 및 두 번째 그리퍼를 고정하고, 상기 쌍의 첫 번째 및 두 번째 그리퍼는 서로 반대 방향으로 배향된다. 유리하게, 상기 쌍의 그리퍼들은 기판을 다른 컨베이어 본체로 밀거나 또는 당기는 작업을 선택할 수 있다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어의 다른 일실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 그리퍼는 흡착 힘으로써 상기 그리퍼가 기판을 잡기 위한 흡착 헤드를 포함한다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어의 다른 일실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 그리퍼는 독립적으로 정전기의, 자성의 또는 전기 용량의 힘에 의하여 상기 그리퍼가 기판을 잡기 위한 정전기의(electrostatic), 자성의 또는 전기 용량의(capacitive) 헤드를 포함한다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어의 일실시예에 있어서, 상기 그리퍼 홀더는 길게 늘어난다. 상기 그리퍼 홀더는 빔 형(beam shaped)일 수 있다. 상기 그리퍼 홀더는 상기 컨베이어 본체의 전체 폭에 교차하는 상기 컨베이어 방향에 대하여 횡단하는 방향으로 확장할 수 있다. 상기 이송 가디언스(guidance)는 상기 컨베이어 본체의 측면에 각각 내장된 두 가지의 이송 레일을 포함한다. 상기 그리퍼 홀더는 상기 이송 레일에 연결된 볼 베어링(ball bearings)에 의하여 양 끝쪽에서 선형으로 움직일 수 있다. 유리하게, 여기서 단단한 지지체가 상기 컨베이어 지지 면에 교차하여 상기 적어도 하나의 그리퍼의 정확정밀한 선형 움직임을 얻기 위하여 제공된다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어의 일실시예에 있어서, 상기 이송 유닛은 상기 그리퍼 홀더를 위-아래 방향으로 작동시키기 위한 두 번째 홀더 작동기를 포함한다. 특히, 상기 그리퍼 홀더는 주로 수직한 방향으로 움직일 수 있다. 바람직하게, 상기 두 번째 홀더 작동기는 보이스 코일(voice coil) 작동기이다. 상기 이송 유닛은 상기 그리퍼 홀더를 위-아래 방향으로 가이드하기 위한 그리퍼 홀더 가디언스를 포함한다. 바람직하게, 상기 그리퍼 홀더 가디언스는 탄성 가디언스, 즉 하나 또는 두 개의 평행하게 배열된 판 용수철(spring leafs)을 포함하는 판 용수철 가디언스이다. 여기서, 적어도 하나의 그리퍼를 위치시키는 상기 그리퍼 홀더는 상기 컨베이어 지지 면의 높이 레벨 아래에 상기 그리퍼 홀더를 내리기 위하여 상기 컨베이어 지지 면에 대하여 위 아래로 움직일 수 있으며, 이에 기판이 상기 그리퍼 홀더 위로 통과할 수 있게 된다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어의 일실시예에 있어서, 상기 컨베이어 본체의 컨베이어 지지면은 흡착함으로써 상기 컨베이어 지지 면과 함께 인접하도록 작업할 때 기판을 유지시키기거나 또는 상기 컨베이어 지지 면으로부터 기판의 방출을 위한 가스 개구를 다수 포함한다.
바람직하게, 상기 기판의 이송 도중에, 상기 기판은 상기 가스 개구를 통해 가스, 특히 공기를 흡착함으로써 발생하는 흡착 힘으로 인하여 기판이 상기 컨베이어 지지 면으로 이동한다. 이러한 방식으로, 상기 컨베이어 본체의 상부에 위치한 가벼운 무게의 기판이 유지될 수 있다. 상기 컨베이어 지지 면으로부터 상기 기판이 이송될 때, 상기 흡착 힘이 제거되는 대신에 상기 컨베이어 본체의 가스 개구를 통해 가스, 특히 공기를 불어줌으로써 분출 힘(blowing force)이 발생할 수 있다. 상기 기판은 상기 분출 힘에 의하여 상기 컨베이어 지지 면으로부터 들어올려 질 수 있다. 결과적으로, 상기 이송 유닛은 상기 기판을 상기 컨베이어 본체로부터 이송시키기 위하여 맞물릴 수 있다. 유리하게, 상기 가스 과압은 잉크젯 시스템을 통해 비접촉식 기판 수송을 허용한다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어의 일실시예에 있어서, 상기 컨베이어 본체의 컨베이어 지지면은 교전 지대(engagement zones)에 다중으로 분할된다. 상기 교전 지대의 양은 특정 기판의 바깥 치수에 의존하여 작동될 수 있다. 유리하게, 상기 컨베이어 본체 내 교전 지대는 기판을 다양한 크기로 취급할 수 있도록 한다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어의 일실시예에 있어서, 상기 기판 컨베이어는 프린트 헤드에서 인쇄 작업을 수행하는 동안 기판을 이송시키기 위한 잉크젯 시스템의 인쇄 컨베이어로써 배열된다. 상기 인쇄 컨베이어는 기판을 지지하고 인쇄 공정 동안 기판과 함께 움직이는 컨베이어 본체를 포함한다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 인쇄 컨베이어의 특정 일실시예에 있어서, 상기 인쇄 컨베이어의 컨베이어 본체는 상기 인쇄 작업 도중에 상기 프린트 헤드 홀더에 대하여 인쇄 방향으로 지지 되는 기판을 움직이기 위한 기판 위치지정 스테이지를 포함한다. 더욱이, 상기 인쇄 컨베이어의 컨베이어 본체는 상기 잉크젯 시스템의 틀에 대하여 상기 기판 위치지정 스테이지를 위한 스테이지 위치지정 장치를 포함한다. 또한, 상기 인쇄 컨베이어의 컨베이어 본체는 기판을 고정하기 위하여 상기 기판 위치지정 스테이지에 연결되는 기판 홀더를 포함한다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 인쇄 컨베이어의 일실시예에 있어서, 상기 기판 이송 유닛은 상기 기판 홀더에 연결된다. 상기 기판 홀더는 상기 기판 위치지정 스테이지에서 적어도 하나의 자유도와 연결되어 움직일 수 있다. 홀더 위치지정 장치는 적어도 하나의 자유도로 상기 기판 위치지정 스테이지에 대하여 상기 기판 홀더를 위치시키기 위하여 제공된다. 특히, 상기 이송 가이던스는 유연하게 상기 기판 홀더에 연결될 수 있다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 인쇄 컨베이어의 다른 일실시예에 있어서, 상기 기판 이송 유닛은 기판 위치지정 스테이지에 연결된다. 상기 주 이송 유닛의 이송 가이던스는 상기 기판 위치지정 스테이지에 유연하게 연결될 수 있다. 상기 기판 홀더는 상기 이송 가이던스에 대하여 적어도 하나의 자유도로 이동할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 기판 컨베이어의 일실시예에 있어서, 상기 기판 컨베이어는 기판을 취급하기 위한 스테이션 컨베이어로써 배열될 수 있다. 상기 잉크젯 시스템은 상기 기판을 취급하기 위한 스테이션을 포함할 수 있다. 상기 스테이션은 기판들을 상기 잉크젯 시스템의 프린트 영역으로 공급하기 위한 공급 스테이션이다. 상기 스테이션은 상기 잉크젯 시스템 내 기판을 일시적으로 보관하기 위한 버퍼 스테이션일 수 있다. 상기 스테이션은 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 영역에서 공정을 마친 후, 기판들을 방출하기 위한 방출 스테이션일 수 있다.
더욱이, 본 발명은 기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템과 관련성이 있다. 상기 잉크젯 시스템은 상술한 일실시예에서 기판 컨베이어를 포함한다. 상기 잉크젯 시스템은 상기 잉크젯 시스템의 고정 부품을 의한 틀과 적어도 하나의 프린트 헤드를 고정하기 위한 프린트 헤드 홀더를 더 포함하고, 상기 프린트 헤드 홀더는 틀에 연결된다. 상기 기판 컨베이어는 상기 틀에 대하여 상대적으로 움직일 수 있는 컨베이어 본체를 갖는다. 상기 기판 이송 유닛은 상기 기판 컨베이어에 연결될 수 있고, 이에 상기 기판 컨베이어 본체가 움직이는 동안 상기 기판 이송 유닛이 상기 컨베이어 본체와 함께 움직인다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 인쇄 공정 도중에 기판을 인쇄 영역으로 이송시키기 위한 인쇄 컨베이어로써 본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 기판 컨베이어를 포함한다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 기판을 취급하기 위한 취급 스테이션을 포함하고, 상기 취급 스테이션은 기판을 이송하기 위한 스테이션 컨베이어로써 기판 컨베이어를 포함하고, 상기 스테이션 컨베이어는 기판을 상기 스테이션 컨베이어로부터 상기 인쇄 컨베이어로 이송시키기 위하여 배열되는 이송 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 일곱 번째 사항에 따른 상기 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 취급 스테이션은 기판을 인쇄 컨베이어에 공급하기 위한 공급 스테이션이거나, 기판을 일시적으로 저장하기 위한 버퍼 스테이션이거나, 또는 기판을 상기 인쇄 컨베이어로부터 방출하기 위한 방출 스테이션이다.
또한, 본 발명의 일곱 번째 사항은 기판을 잉크젯 시스템의 첫 번째 기판 컨베이어로부터 두 번째 기판 컨베이어로 이송시키는 방법과 관련이 있다. 상기 방법은 첫 번째 및 두 번째 기판 컨베이어와 적어도 하나의 이송 유닛을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 적어도 하나의 이송 유닛은 적어도 하나의 첫 번째 또는 두 번째 기판 컨베이어에 연결된다. 오직 하나 또는 양 기판 컨베이어들은 이송 유닛과 함께 제공될 수 있다. 상기 이송 유닛은 상기 첫 번째 또는/및 두 번째 기판 컨베이어에 내장될 수 있다. 상기 이송 유닛은 상기 기판 컨베이어의 앞 영역의 첫 번째 위치로부터 상기 기판 컨베이어의 뒤 영역의 두 번째 위치로 그리퍼 통로를 따라 이동할 수 있는 적어도 하나의 그리퍼를 포함하는 그리퍼 홀더를 포함한다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 방법은 상기 첫 번째 컨베이어의 컨베이어 지지 면에 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 더욱이, 본 발명에 따른 상기 방법은 상기 첫 번째 기판 컨베이어에 인접하게 상기 두 번째 기판 컨베이어를 위치시키는 단계를 포함한다. 독립적으로, 상기 첫 번째 기판 컨베이어는 상기 두 번째 기판 컨베이어의 앞쪽에 위치할 수 있거나 반대로 위치할 수 있다. 독립적으로, 기판은 이송 방향의 앞쪽 또는 뒤쪽으로 이송될 수 있다. 상기 기판은 상기 두 번째 기판 컨베이어에 당겨지거나 밀려질 수 있다. 상기 인접한 첫 번째 및 두 번째 기판 컨베이어는 이들의 컨베이어 지지 면에 대하여 배열된다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 방법은 상기 첫 번째 위치 또는 두 번째 위치에 개별적으로 상기 그리퍼 홀더를 위치시키는 단계를 포함하고, 이에 상기 적어도 하나의 그리퍼는 에지 영역의 상기 첫 번째 컨베이어에서 기판을 잡을 수 있게 된다. 상기 적어도 하나의 그리퍼는 상기 기판의 앞쪽 또는 뒤쪽 에지의 작은 영역에서 기판을 잡는다. 이후, 상기 첫 번째 기판 컨베이어의 기판은 에지 영역에서 잡힌다. 상기 그리퍼 홀더는 상기 기판을 잡고 상기 기판을 첫 번째 기판 컨베이어로부터 두 번째 기판 컨베이어로 이동하는 동안 독립적으로 첫 번째 또는 두 번째 위치로 움직인다. 상기 기판을 상기 두 번째 기판 컨베이어로 위치시킨 후, 상기 기판은 상기 이송 유닛으로부터 방출된다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 기판은 부동 상태로 상기 첫 번째 기판 컨베이어로부터 상기 두 번째 기판 컨베이어로 이송된다. 상기 부동 상태는 지지 되는 기판 아래에 가스 막을 형성함으로써 제공된다. 상기 부동 상태는 상기 지지 되는 기판 아래 상기 기판 컨베이어 지지 면으로 가스를 공급함으로써 얻는다. 유리하게, 상기 기판은 상기 기판 컨베이어와 접촉하지 않고 이송되며, 이에 기판의 손상 위험성 및 이송 에너지의 필요성을 감소시킨다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 두 번째 기판 컨베이어를 상기 첫 번째 기판 컨베이어에 위치시키기 위한 준비 단계에서 보정이 수행될 수 있다. 상기 보정은 상기 첫 번째 및 두 번째 기판 컨베이어를 서로 도킹(docking)함으로써 수행될 수 있다. 상기 첫 번째 기판 컨베이어는 기계적으로 상기 두 번째 기판 컨베이어에 도킹 된다. 핀(pin) 및 소켓(socket) 구조는 상기 첫 번째 및 두 번째 기판 컨베이어를 기계적으로 도킹하기 위하여 제공될 수 있다. 상기 첫 번째 및 두 번째 기판 컨베이어의 도킹 위치는 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치에 의하여 저장될 수 있고, 인쇄 공정 도중에 상기 첫 번째 및 두 번째 기판 컨베이어는 기판을 이송시키기 위하여 저장된 도킹 위치로 되돌아갈 수 있다. 유리하게, 상기 저장된 도킹 위치는 상기 인쇄 공정 도중 정확정밀도를 향상시키고, 이송 도중에 상기 기판에 이송-실패 또는 손상의 위험성을 감소시킨다.
본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 방법의 일실시예에 있어서, 상기 첫 번째 또는 두 번째 기판 컨베이어는 인쇄 컨베이어이고, 상기 적어도 하나의 그리퍼는 기판을 인쇄 컨베이어에 이송시킨 후, 상기 인쇄 컨베이어의 컨베이어 지지 면에 대하여 가라앉는다. 유리하게, 인쇄 공정은 상기 이송 유닛과 함께 방해받지 않고 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 일곱 번째 사항의 일실시예들은 접두(prefix) 976을 갖는 하기 절(clauses)에 의하여 정의될 수 있다:
976_1 잉크젯 시스템에서 움직이는 동안 기판을 지지하기 위한 기판 컨베이어에 있어서, 상기 기판 컨베이어는 기판을 지지하기 위한 컨베이어 지지 면을 갖는 컨베이어 본체와 컨베이어 방향으로 상기 컨베이어 본체를 가이드 하기 위한 컨베이어 가이던스를 포함하고, 상기 기판 컨베이어는 상기 기판을 상기 컨베이어 지지 면으로 및 면으로부터 이송하기 위한 기판 이송 유닛을 더 포함하고, 상기 기판 이송 유닛을 하기를 포함한다:
- 상기 기판을 잡기 위한 적어도 하나의 그리퍼;
- 적어도 하나의 그리퍼를 잡기 위한 그리퍼 홀더;
- 상기 그리퍼 홀더를 가이드 하기 위한 이송 가이던스(guidance);
- 상기 기판 컨베이어의 방향에 따른 이송 방향으로 상기 이송 가이던스에 따라 상기 그리퍼 홀더를 작동시키기 위한 첫 번째 홀더 작동기;
여기서, 상기 기판 이송 가이던스는 상기 컨베이어 본체에 고정되어, 상기 기판 컨베이어 본체의 이동 도중에 상기 기판 이송 가이던스는 상기 컨베이어 본체와 함께 움직인다.
976_2. 절 976_1에 따른 기판 컨베이어에 있어서, 상기 적어도 하나의 그리퍼는 첫 번째 위치로부터 두 번째 위치의 그리퍼 통로를 따라 상기 컨베이어 지지 면 위로 움직일 수 있고, 상기 첫 번째 위치는 상기 기판 컨베이어 본체의 앞쪽 영역에 위치하고, 상기 두 번째 위치는 상기 기판 컨베이어 본체의 뒤쪽 영역에 위치한다.
976_3. 절 976_1 또는 976_2에 따른 기판 컨베이어에 있어서, 상기 그리퍼 통로는 상기 기판 컨베이어 지지 면에 대하여 적어도 하나의 그리퍼를 내리기 위하여 아래쪽으로 확장하는 그리퍼 통로를 포함한다.
976_4. 절 976_1 내지 976_3 중 어느 한 절에 따른 기판 컨베이어에 있어서, 상기 적어도 하나의 그리퍼는 기판을 에지 영역에서 클램핑 하기 위한 클램프 요소를 포함한다.
976_5. 절 976_1 내지 976_4 중 어느 한 절에 따른 기판 컨베이어에 있어서, 상기 그리퍼 홀더는 적어도 한 쌍의 첫 번째 그리퍼 및 두 번째 그리퍼를 고정하고, 상기 쌍의 첫 번째 및 두 번째 그리퍼는 서로 반대 방향으로 배향된다.
976_6. 절 976_1 내지 976_5 중 어느 한 절에 따른 기판 컨베이어에 있어서, 상기 컨베이어 지지면은 흡착함으로써 상기 컨베이어 지지 면과 함께 인접하게 작동할 때 기판을 유지시키기 위한 가스 개구를 다수 포함한다.
976_7. 상기 976_절 중 어느 한 절에 따른 기판 컨베이어에 있어서, 상기 기판 컨베이어는 인쇄 작업 도중에 기판을 이송시키기 위한 인쇄 컨베이어이고, 상기 인쇄 컨베이어는 하기를 포함한다:
- 상기 인쇄 작업 도중 상기 프린트 헤드 홀더에 대하여 인쇄 방향으로 기판을 움직이기 위한 기판 위치지정 스테이지;
- 상기 틀에 대하여 상기 기판 위치지정 스테이지를 위치시키기 위한 스테이지 위치지정 장치; 및
- 기판을 고정시키기 위한 상기 기판 위치지정 스테이지와 연결되는 기판 홀더;
여기서, 상기 기판 홀더는 상기 기판 위치지정 스테이지에 대하여 적어도 하나의 자유도로 연결되어 움직일 수 있고, 상기 홀더 위치지정 장치는 상기 기판 위치지정 스테이지에 대하여 상기 기판 홀더를 위치시키기 위하여 제공되고, 상기 기판 이송 유닛의 이송 가이던스는 상기 기판 홀더에 고정된다.
976_8. 절 976_1 내지 976_6 중 어느 한 절에 따른 기판 컨베이어에 있어서, 상기 기판 컨베이어는 상기 취급 스테이션에서 기판을 취급하기 위한 취급 스테이션의 스테이션 컨베이어이다.
976_9. 기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템은 상술한 절들 중 어느 한 절에 따른 기판 컨베이어를 포함하고, 하기를 더 포함한다:
- 상기 잉크젯 시스템의 부품을 고정하기 위한 틀;
- 상기 틀에 연결되고 적어도 하나의 프린트 헤드를 고정하기 위한 프린트 헤드 홀더;
여기서, 상기 기판 컨베이어는 상기 기판에 대하여 움직일 수 있는 컨베이어 본체를 갖고, 상기 기판 이송 유닛은 상기 컨베이어 본체에 연결되어 상기 컨베이어 본체가 움직이는 동안 상기 기판 이송 유닛은 상기 컨베이어 본체와 함께 움직인다.
976_10. 절 976_9에 따른 잉크젯 시스템은 인쇄 작업 도중 기판을 인쇄 영역으로 이송시키기 위한 인쇄 컨베이어로써 기판 컨베이어를 포함한다.
976_11. 절 976_9 또는 976_10에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 잉크젯 시스템은 기판을 취급하기 위한 취급 스테이션을 포함하고, 상기 취급 스테이션은 기판을 이송시키기 위한 스테이션 컨베이어로써 기판 컨베이어를 포함하고, 상기 스테이션 컨베이어는 기판을 상기 스테이션 컨베이어로부터 상기 인쇄 컨베이어로 이송시키기 위하여 배열되는 이송 유닛을 포함한다.
976_12. 절 976_11에 따른 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 취급 스테이션은 기판을 인쇄 컨베이어로 공급하기 위한 공급 스테이션이거나, 기판을 일시적으로 저장하기 위한 버퍼 스테이션이거나, 또는 기판을 상기 인쇄 컨베이어로부터 방출하기 위한 방출 스테이션이다.
976_13. 기판을 첫 번째 기판 컨베이어로부터 두 번째 기판 컨베이어로 이송시키기 위한 방법에 있어서, 잉크젯 시스템은 하기를 포함한다:
- 첫 번째 및 두 번째 기판 컨베이어를 제공하고, 상기 적어도 하나의 첫 번째 및 두 번째 기판 컨베이어는 이송 유닛을 포함하고, 상기 이송 유닛은 상기 기판 컨베이어에 내장되고, 상기 이송 유닛은 상기 기판 컨베이어의 앞쪽 영역의 첫 번째 위치로부터 상기 기판 컨베이어의 뒤쪽 영역의 두 번째 위치인 그리퍼 통로를 따라 움직일 수 있는 적어도 하나의 그리퍼를 갖는 그리퍼 홀더를 포함하고;
- 상기 첫 번째 컨베이어의 컨베이어 지지 면으로 기판을 제공하고;
- 상기 첫 번째 기판 컨베이어와 인접하게 상기 두 번째 기판 컨베이어를 위치시키고;
-상기 그리퍼 홀더를 독립적으로 첫 번째 위치 또는 두 번째 위치에 위치시킴으로써, 적어도 하나의 그리퍼가 에지 영역의 첫 번째 컨베이어에서 상기 기판을 잡을 수 있게 되고;
- 상기 에지 영역의 첫 번째 기판 컨베이어에서 기판을 잡고;
- 기판을 잡는 동안 및 기판을 첫 번째 기판 컨베이어로부터 두 번째 기판 컨베이어로 이동시키는 동안 독립적으로 두 번째 또는 첫 번째 위치에 상기 그리퍼 홀더를 움직이고;
- 상기 기판이 두 번째 기판 컨베이어에 위치되었을 때 기판을 방출한다.
976_14. 절 976_13에 따른 방법에 있어서, 상기 기판은 부동 상태로 상기 첫 번째 기판 컨베이어로부터 상기 두 번째 기판 컨베이어로 이송되고, 상기 부동 상태는 지지 되는 기판 아래 상기 기판 컨베이어 지지 면으로 가스를 공급함으로써 얻을 수 있다.
976_15. 절 976_13 또는 976_14에 따른 방법에 있어서, 상기 기판은 상기 기판 컨베이어 지지 면에서 흡착 힘으로 인하여 상기 두 번째 기판 컨베이어에서 위치가 유지된다.
976_16. 절 976_13 내지 976_15 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 두 번째 기판 컨베이어를 상기 첫 번째 기판 컨베이어와 인접하게 위치시키기 위한 보정은 상기 첫 번째 및 두 번째 기판 컨베이어를 서로 기계적으로 도킹함으로써 수행될 수 있고, 상기 보정은 제어 전자장치에 의하여 상기 첫 번째 기판 컨베이어를 상기 두 번째 기판 컨베이어에 도킹 되는 도킹 위치를 저장하는 단계를 포함한다.
976_17. 절 976_13 내지 976_16 중 어느 한 절에 따른 방법에 있어서, 상기 첫 번째 또는 두 번째 기판 컨베이어는 인쇄 컨베이어이고, 상기 적어도 하나의 그리퍼는 상기 인쇄 컨베이어에 기판을 이송시킨 후 상기 인쇄 컨베이어의 컨베이어 지지 면에 대하여 내려갈 수 있다.
따라서, 본 특허 적용은 본 발명의 몇 가지 방안, 특성 및 사항을 나타내고, 이는 독립되는 발명 또는 사항으로 고려될 수 있지만, 상기 발명 또는 사항은 서로 상보적인 하나의 일실시예와 조합하여 얻을 수 있는 효과를 증대시킬 수 있다. 상술한 본 발명의 첫 번째 내지 일곱 번째 사항들은 뚜렷하게 정의되고, 특허성이 있는 것으로 고려되며, 분할되는 특허 적용으로도 가능하다. 특히, 독립적인 사항을 위하여 제공된 절들은 본 발명의 독립적인 사항들에 관련되어 특허성이 있는 주요한 방안으로 고려된다. 제공된 절들은 본 발명의 개별적인 사항을 위한 분할 적용 가능성을 위하여 청구항으로 고려될 수 있다.
본 발명의 몇 가지 사항들은 도면을 통해 더욱 상세히 설명되어 질 것이다. 상기 도면들은 본 발명의 사항들 중 어느 사항에 따른 특정 일실시예를 나타내지만, 본 발명을 이에 한정하지는 않는다. 문헌들과 함께 본 발명의 하나의 사항이 설명된 방안들은 본 발명의 다른 사항의 문헌들과 쉽게 조합될 수 있다. 나타난 일실시예 또는 사항뿐만 아니라 첨부된 청구항들 및/또는 나타난 청구항들 내 어느 사항들의 모든 일실시예들을 위한 공통된 특성들에 있어서, 특정한 특성들은 서술한 일실시예 들로부터 고려될 수 있고, 비 제한적인 특성들로써 확장되는 내용으로 설명되어 질 수 있다.
상기 첫 번째 사항에 있어서,
도 1A는 본 발명의 첫 번째 사항에 따른 품질 검사를 포함하는 인쇄 공정의 흐름도를 나타내고;
도 1B는 도 1A의 흐름도에서 래스터 입력 이미지로부터 확장되는 제어 특성들의 단계를 준비하는 것을 더 포함하는 흐름도를 나타내고;
도 2는 도 1A에 나타난 인쇄 공정을 수행하기 위하여 구성되는 잉크젯 시스템의 도식 도를 나타내고;
상기 두 번째 사항에 있어서,
도 3은 본 발명의 두 번째, 세 번째 및 네 번째 사항의 특정 일실시예에 따른 잉크젯 시스템을 나타내고;
도 4는 도 3의 잉크젯 시스템의 프린트 헤드 어셈블리의 상부 도식 도를 나타내고;
도 5는 도 3의 잉크젯 시스템에서 프린트 헤드를 위치시키기에 적합한 본 발명의 두 번째 사항에 따른 프린트 헤드 위치지정 장치의 도식 도를 나타내고;
상기 세 번째 사항에 있어서,
도 6은 본 발명에 따른 핫-멜트 잉크 투여 시스템을 도식적으로 나타내고;
도 7은 도 6의 투여 시스템의 저장소를 도식적으로 나타내고; 및
도 8은 본 발명에 따른 핫-멜트 잉크 카트리지를 도식적으로 나타낸다.
상기 네 번째 사항의 첫 번째 및 두 번째 부 사항에 있어서,
도 9는 도 3의 잉크젯 시스템의 부분을 나타내고 본 발명의 일실시예에 따른 유지 유닛을 도식적으로 나타내고;
도 10A는 도 3의 잉크젯 시스템에 사용되기에 적절한, 본 발명의 네 번째 사항의 첫 번째 부 사항의 일실시예에 따른 유지 유닛의 부분을 더욱 상세히 나타내고;
도 10B는 도 3의 잉크젯 시스템에 사용되기에 적절한, 본 발명의 네 번째 사항의 두 번째 부 사항의 일실시예에 따른 유지 유닛의 부분을 더욱 상세히 나타내고;
상기 다섯 번째 사항에 있어서,
도 11A는 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 본 발명의 다섯 번째 사항에 따른 방법의 흐름도를 나타내고;
도 11B는 패턴 레이아웃의 예시를 포함하는 도 11A의 흐름도를 나타내고;
도 12는 카테시안 시스템(Cartesian system)에서 분류 시스템을 나타내고;
도 13A-13D는 몇몇 방향으로 윤곽의 배향의 몇몇 예시들을 나타내고;
도 14는 윤곽 프린트 알고리즘이 커버리지 알고리즘 및 잉크 흐름 알고리즘으로 분할되는 흐름도를 나타내고;
도 15는 잉크 흐름 알고리즘의 흐름도를 나타내고, 상기 커버리지 요소들의 일습은 잉크 패턴으로 전환되고;
도 16A는 잉크 흐름 효과로써 좁은 영향을 포함하는 커버리지 요소들의 조합을 나타내고;
도 16B는 도 16A에 나타난 두 가지 커버리지의 동일한 조합을 나타내지만, 다른 시간 간격을 적용하는 것을 나타내고;
도 16C는 특정한 폭의 잉크 패턴을 얻기 위하여 커버리지 요소들의 다른 조합을 나타내고; 및
도 17A 및 도 17B는 시험 패턴들의 두 가지 다른 조합의 바람직한 실례를 나타낸다.
상기 여섯 번째 사항에 있어서,
도 18은 본 발명의 여섯 번째 사항에 따른 잉크젯 시스템의 도식 도를 나타내고;
도 19는 도 18의 잉크젯 시스템의 횡 단면도를 나타내고;
도 20은 프린트 헤드 어셈블리가 수직한 방향으로 기판 홀더에 기판으로부터 위치되는 것을 상세하게 보여주는 프린트 헤드 어셈블리의 도식 도를 나타내고;
도 21은 측 방향으로 기판 홀더를 의도하는 보정 방법의 단계의 도식 도를 나타내고; 및
도 22는 프린트 헤드 홀더가 추가적인 Z-센서와 함께 제공되는 프린트 헤드 어셈블리를 상세하게 나타내는 도식 도이다.
상기 일곱 번째 사항에 있어서,
도 23A는 본 발명에 따른 기판 컨베이어의 일실시예의 상면도를 나타내고;
도 23B는 도 23A에 보인 바와 같이 상기 기판 컨베이어의 정면도를 나타내고;
도 24A는 낮은 위치에서 이송 유닛의 측면도를 나타내고;
도 24B는 높은 위치에서 이송 유닛의 측면도를 나타내고;
도 25A는 상기 이송 유닛의 그리퍼의 투시도를 나타내고; 및
도 25B는 도 25A의 그리퍼가 이송 유닛에 내장된 투시도를 나타낸다.
인쇄회로기판, 소위 PCB는 전자 부품을 기계적으로 지지하거나 전자적으로 연결한다. PCB는 또한 인쇄 배선 판 (printed wiring board, PWB) 또는 식각 배선 판으로 언급된다. 인쇄회로기판들은 모두 가상적으로 사용되지만, 가장 간단하게 상업적으로 생산되는 전자 장치이다. PCB는 비-전도 베이스 패널에 합판으로 적어도 하나의 구리가 식각된 적어도 하나의 전도 통로를 포함한다. 상기 기판은 비-전도 베이스 패널을 포함한다. 상기 베이스 패널은 섬유가 결합한 수지를 포함한다. 상기 베이스 패널은 에폭시 수지와 함께 합판으로 된 절연 유전체 층으로 인하여 형성된다. 상기 판은 거의 초록색인 솔더 마스크(solder mask)로 코팅된다. 상기 비-전도 베이스 패널은 블랭크(blank) PCB, 또는 간단히 '블랭크'라고 불리는 것을 형성하기 위하여 적어도 하나의 구리 시트와 함께 합판으로 된다. 블랭크는 PCB를 제조하기 위한 기초 제품을 형성한다.
인쇄회로기판은 몇몇 방법으로 제조될 수 있다. PCB를 다량으로 및 트랙 또는 신호 트레이스를 제조하기 위한 가느다란 선 폭으로 제조하기 위하여, 상기 PCB를 인화법(photographic process)을 사용함으로써 제조할 수 있다.
상기 인화법에서, 포토 레지스트(photo resist) 코팅을 선택적으로 제거하기 위하여 포토마스크(photomask) 및 개발자를 사용한 사진 제판(photoengraving) 단계가 수행된다. 상기 남아있는 포토 레지스트는 상기 구리 시트를 보호한다. 이후 에칭은 바람직하지 못한 구리를 제거한다. 상기 포토마스크는 CAM, 또는 컴퓨터-초점 제조 소프트웨어로 인하여 생산되는 데이터로부터 광 플로터(photo plotter)와 함께 준비된다.
이러한 측면에서, 상기 인쇄회로기판의 제조는 인화법을 사용하는 대신에, 잉크젯 시스템으로 상기 기판에 식각 저항성 잉크를 인쇄하는 단계를 포함한다. 간단히 '저항성'이라 불리는 상기 식각 저항성 잉크는 잉크젯 시스템으로 인하여 상기 블랭크의 표면에 떨어진다. 상기 식각 저항성 잉크는 이후 에칭 작업 도중 유지되는 구리 영역을 덮기 위한 블랭크에 적용된다. 상기 저항성을 적용한 후, 상기 기판은 상기 구리 시트를 덮어진 영역 바깥으로 제거하기 위하여 에칭된다.
도 1A는 인쇄회로기판을 제조하기 위한 방법의 단계에 대한 흐름도를 나타낸다. 상기 인쇄회로기판의 제조는 전자 기판을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템에 의하여 수행된다. 상기 잉크젯 시스템은 기판에 잉크 액적을 분사하기 위한 프린트 헤드 어셈블리와 상기 잉크젯 시스템을 제어하기 위한 제어 전자장치를 포함한다. 상기 흐름도는 패턴 레이아웃이 상기 잉크젯 시스템에 의하여 수신되는 첫 번째 단계, 시작 단계를 나타낸다. 상기 패턴 레이아웃은 상기 기판에 인쇄될 잉크 패턴의 요구되는 레이아웃을 정의한다. 상기 패턴 레이아웃은 제어 전자장치들로 인하여 디지털 방식으로 수신된다. 상기 패턴 레이아웃은 소프트웨어 데이터를 포함한다. 상기 패턴 레이아웃은 네트워크 또는 메모리 스틱과 같은 데이터 캐리어를 경유하여 이송함으로써 상기 제어 전자장치로 제출될 수 있다. 상기 수신된 패턴 레이아웃은 생산된 PCB의 요구되는 레이아웃을 정의한다. 상기 패턴 레이아웃은 이미 래스터 이미지를 포함할 수 있지만, 일반적으로 상기 제공된 패턴 레이아웃은 요구되는 PCB의 벡터 이미지를 나타낸다. 상기 수신된 패턴 레이아웃은 읽혀질 수 있고 또는 상기 잉크젯 시스템으로 인하여 전환될 수 있는 데이터를 포함한다. 상기 패턴 레이아웃은 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치에 의하여 읽혀질 수 있고 래스터 입력 이미지로 정의되거나, 또는 읽혀질 수 있고 래스터 입력 이미지로 전환될 수 있다.
상기 패턴 레이아웃을 수신한 후, 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치에 의하여 상기 수신된 패턴 레이아웃을 읽거나, 전환하거나, 또는 래스터 입력 이미지 'rii'에 각색되는 래스터화 단계 R이 수행된다. 상기 얻은 래스터 입력 이미지 'rii'는 제조 방법에 사용되는 잉크젯 시스템의 기술적인 입력 요구에 따른다. 상기 입력 요구들은 상기 프린트 헤드 어셈블리의 사용 가능한 노즐들의 양 및 위치지정과 같이, 상기 잉크젯 시스템의 기술적인 설명서에 의존한다. 상기 래스터 입력 이미지는 도트 매트릭스(dot matrix) 데이터 구조이고, 잉크 도트 위치를 할당하기 위한 그리드(grid)를 제공한다. 일반적으로, 상기 그리드는 직사각형의 그리드이다. 상기 래스터 입력 이미지는 잉크 도트 위치의 X-Y 면으로 상기 잉크 패턴의 이차원 표상(dimensional representation)을 제공한다. 상기 래스터 이미지는 길이 Y 및 폭 X 좌표인 상기 잉크 패턴의 각 잉크 도트를 제공한다.
세 번째 단계인 인쇄 단계 P에 있어서, 잉크 패턴은 상기 잉크젯 시스템의 상기 프린트 헤드 어셈블리에 의하여 상기 기판에 잉크 도트를 떨어뜨림으로써 인쇄된다. 상기 래스터 입력 이미지에 근거하여, 상기 잉크 패턴은 기판에 인쇄된다. 상기 프린트 헤드 어셈블리는 상기 기판의 상부 표면에 잉크 액적을 떨어뜨리기 위하여 배열되고, 잉크 액적을 분사하기 위한 다수 노즐들을 갖는다. 상기 잉크젯 시스템에 있어서, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 상기 기판을 이송하기 위하여 기판 컨베이어 위로 배열된다. 상기 기판 컨베이어를 작동시킴으로써 기판은 상기 프린트 헤드 어셈블리 아래로 움직일 수 있다.
네 번째 단계인 스캐닝 단계 S에 있어서, 상기 인쇄된 잉크 패턴은 상기 잉크젯 시스템의 스캐닝 유닛에 의하여 스캔 된다. 상기 스캐닝 유닛은 상기 기판의 상부 표면에서 인쇄되는 잉크 패턴을 스캔하기 위하여 배열된다. 상기 인쇄된 기판의 상부 표면을 스캔함으로써, 상기 인쇄된 잉크 패턴의 래스터 스캔 이미지가 얻어진다. 상기 스캐닝 유닛은 상기 인쇄된 기판의 상기 인쇄 패턴으로부터 래스터 스캔 이미지인 'rsi'를 캡처링한다.
다음 단계 Q에서, 품질 검사가 수행된다. 상기 품질 검사는 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치에 의하여 수행된다. 상기 품질 검사는 인라인으로 수행된다. 상기 품질 검사는 상기 잉크젯 시스템에서 인쇄된 기판이 존재하는 동안 수행된다. 상기 인쇄된 기판은 상기 품질 검사가 수행되는 동안 상기 잉크젯 시스템의 스캐닝 또는 인쇄 영역에 머무른다. 상기 인쇄 영역은 인쇄 작업 중 기판이 움직이는 영역으로 정의된다. 상기 스캐닝 영역은 인쇄 영역과 인접하게 놓인다. 상기 인쇄된 기판은 품질 검사 도중 상기 잉크젯 시스템의 버퍼 영역에 머무른다. 상기 버퍼 영역은 상기 잉크젯 시스템에 통합된다. 상기 버퍼 영역은 상기 잉크젯 시스템의 인라인에 위치한다. 상기 품질 검사는 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치에 의하여 수행된다. 상기 품질 검사 도중, 상기 얻어진 래스터 스캔 이미지 'rsi'는 상기 래스터 입력 이미지인 'rii'와 비교되며, 인쇄된 기판의 승인 또는 거절 결정을 수행한다. 상기 품질 검사를 수행한 후, 출력 신호 'os'가 상기 인쇄된 기판의 공정을 더 나타내기 위하여 제공된다. 첫 번째 출력 신호는 상기 기판의 에칭을 위한 식각 스테이션에 연쇄적으로 기판을 승인하는 것을 나타낸다. 두 번째 출력 신호는 거절을 나타내며, 거절된 기판이 연쇄적으로 재활용 스테이션으로 방출되는 것을 나타낸다.
상기 인라인 품질 검사를 수행한 후, 승인된 인쇄된 기판은 공정 스테이션에 위치한 상기 잉크젯 시스템의 다음 단계로 상기 인쇄된 기판을 추진함으로써 다음 공정이 수행된다. 다음 공정 스테이션은 상기 기판의 하부를 인쇄하기 위한 차후의 잉크젯 시스템이거나, 상기 인쇄된 기판을 에칭하기 위한 식각 스테이션 E이다. 다음으로, 상기 기판은 전도 패턴을 노출하기 위하여 상기 기판으로부터 잉크 패턴을 스트립핑 하기 위한 스트립핑 스테이션 S으로 전송될 수 있다. 마지막 단계에서, 상기 기판은 자동 광학 검사 유닛에 의하여 검사될 수 있다. 상기 자동 광학 검사는 에칭 또는 스트립 공정 도중 발생하는 상기 전도 패턴의 전형적인 결함들을 검사하기 위하여 수행된다. 마지막 검사를 수행한 후, 상기 기판은 사용이 최종적으로 승인된다.
인-라인 품질 검사를 수행한 후, 거절된 인쇄된 기판은 상기 잉크젯 시스템으로부터 방출될 수 있다. 상기 거절된 기판은 상기 잉크젯 시스템과 인접하게 위치한 방출 스테이션 D로 방출될 수 있다. 상기 방출 스테이션 D는 거절된 기판을 재활용하기 위한 재활용 스테이션일 수 있고, 거절된 기판을 저장하기 위한 저장 스테이션일 수 있다. 상기 재활용 스테이션은 거절된 기판으로부터 잉크 패턴을 제거하기 위한 세척 유닛을 포함할 수 있다. 세척된 기판은 재사용될 수 있고, 상기 잉크젯 시스템에 투입된다.
도 1B는 인라인 품질 검사 Q를 포함하는 인쇄 공정의 흐름도를 나타낸다. 상기 품질 검사 Q는 래스터 입력 이미지 'rii'로부터 적어도 하나의 제어 기능 'cf'을 추출하는 준비 단계 PQ로 인하여 향상된다. 제어 기능은 특정 부분, 즉 프린트 결함에 민감한 상기 래스터 입력 이미지의 위치 또는 기하학을 정의할 수 있다. 상기 제어 기능들은 인쇄 공정 동안 프린트 결함의 위험성이 높은 상기 잉크 패턴의 프린트 영역을 정의한다. 품질 검사 단계를 준비하는 동안, 높은 오식 위험성에 기여하는 상기 래스터 입력 이미지의 기능들이 인식된다.
도 2는 상기 기판에 액체 액적을 분사함으로써 기판 S에 요구되는 잉크 패턴으로 재료를 증착하기 위한 본 발명의 첫 번째 사항의 특정 일실시예에 따른 잉크젯 시스템 IS를 나타낸다. 상기 잉크젯 시스템은 바람직하게 필요한 경우 액적이 분사되는 드롭-온-디맨드 잉크젯 시스템이다. 이는 지속적인 잉크젯 시스템에 대하여 액적이 연속적으로 미리 결정된 빈도수로 분사되고, 상기 패턴을 형성하기 위하여 요구되는 액적이 기판을 향하여 배향되고, 상기 남아있는 액적은 제거되어 기판에 도달하는 것을 예방한다.
도 2의 잉크젯 시스템은 산업적인 잉크젯 시스템 IS이고, 상기 잉크젯 시스템은 리소그래피(lithography)를 사용하는 마스크 층을 제공하는 종래의 공정 대신에 인쇄회로기판의 마스크 층과 같이, 저항성 재료를 증착하기 위하여 사용된다. 상기 마스크 층이 상기 잉크젯 시스템의 의하여 직접 증착될 수 있으므로, 공정 단계의 양은 현저하게 감소할 수 있고, 이에 PCB 제조 시간이 단축된다. 이와 같은 적용은 높은 액적의 정확정밀한 위치 및 높은 신뢰성(모든 액적 수)을 요구한다.
상기 잉크젯 시스템 IS는 본 발명에 따른 방법에 사용하기에 특히 적합하다. 상기 적용된 재료는 저항성이라고도 언급되는 특정 잉크이다. 상기 잉크 패턴은 사용 가능한 패턴 레이아웃에 따라 생산되어야 한다. 첫 번째 단계에서, 상기 패턴 레이아웃은 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치 CE에 공급된다.
직교 시스템은 상기 잉크젯 시스템에 투사되는 X, Y 및 Z-축을 포함한다.
상기 Y-축은 세로축이다. 상기 Y-축은 인쇄 방향으로 확장하는 방향으로써 정의된다. 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 방향은 상기 기판에 스워스(swath)를 인쇄하기 위하여 프린트 헤드 어셈블리를 통과할 때 기판의 움직임 방향으로써 정의된다. 상기 인쇄 방향은 상기 기판 위치지정 스테이지의 운동과 상응한다. 상기 기판 위치지정 스테이지의 운동은 상기 인쇄 어셈블리에 대하여 상기 기판의 가장 큰 스트로크(stroke)와 상응한다.
상기 X-축은 상기 Y-축에 대하여 수직한 방향으로 정의된다. 상기 X-축은 상기 인쇄 방향을 횡단하는 방향으로 확장한다. 상기 X-축은 방향 축이다. 상기 X-축 및 Y-축은 상기 잉크젯 시스템에서 수평면으로 정의된다.
상기 Z-축은 상기 X- 및 Y-축에 대하여 수직한 방향으로 정의된다. 상기 Z-축은 상부 방향으로 확장한다. 상기 Z-축은 위-아래 축이다. 상기 Z-축은 매우 수직한 방향으로 확장한다.
상기 X-축에 대한 회전 방향인 Rx, 피치 운동(pitch motion)은 상기 기판을 상기 수평 축에 대하여 회전하는 것으로써 정의될 수 있다.
Y-축에 대한 회전 방향인 Ry, 횡 동요(roll motion)는 상기 기판을 세로 축에 대하여 회전하는 것으로써 정의될 수 있다.
Z-축에 대한 회전 방향인 Rz, 요 운동(yaw motion)은 상기 기판을 위-아래 축으로 회전하는 것으로써 정의될 수 있다.
상기 잉크젯 시스템 IS는 상기 잉크젯 시스템 IS의 부품 주변에 클리메이트 제어 지대를 생성하기 위한 클리메이트 박스(climate box, CB)를 포함한다. 상기 클리메이트 박스는 인쇄 도중 적절한 클리메이트 상태를 발생하기 위한 온도 제어 장치를 포함한다.
높은 정확정밀성의 잉크젯 시스템을 제공하기 위하여, 상기 잉크젯 시스템 IS는 지면 GR로 부터 계측 틀 MF를 지지하는 힘 틀 FF를 갖는 프레임워크를 포함한다. 상기 힘 틀 FF 및 계측 틀 FF 사이에, 상기 힘 틀 FF에서의 진동으로부터 상기 계측 틀 MF를 절연하는 동안 상기 힘 틀 FF로부터 상기 계측 틀 MF를 지지하기 위하여 진동 절연 시스템이 제공된다. 결과적으로, 상대적으로 안정적이고 빠른 인쇄 환경이 계측 틀에서 만들어져 정확정밀성이 향상된다.
상기 잉크젯 시스템은 프린트 헤드 홀더 H를 더 포함한다. 여기서, 상기 프린트 헤드 홀더 H는 상기 잉크젯 시스템에 고정적으로 내장된다. 상기 프린트 헤드 홀더 H는 계측 틀 MF에 유연하게 연결된다. 상기 프린트 헤드 홀더는 빔 형을 갖는다. 상기 프린트 헤드 홀더는 X-방향으로 확장한다. 상기 프린트 헤드 홀더는 기판 S의 표면에 공급되는 잉크 패턴의 인쇄 영역 PA에 연결된다. 상기 프린트 헤드 홀더는 적어도 하나의 프린트 헤드 PH를 포함하는 프린트 헤드 어셈블리를 고정한다. 각 프린트 헤드 PH는 하나 또는 그 이상으로 많은, 기판 S에 액적을 분사할 수 있는 노즐들을 포함한다. 상기 프린트 헤드 어셈블리는 전방 또는 후방 스워스 동안 액적이 위치할 수 있는 X-방향으로 인쇄 범위를 정의한다. 상기 X-방향으로의 인쇄 범위는 인쇄 영역 PA의 폭을 결정한다. Y-방향으로 노즐들의 열에서 첫 번째 및 마지막 노즐 사이의 거리는 인쇄 영역 PA의 길이를 정의한다.
더욱이, 상기 잉크젯 시스템은 기판 S를 고정하기 위한 기판 홀더 SH를 포함한다. 상기 기판 홀더 SH는 상기 프린트 헤드 PH에 대하여 상대적으로 움직일 수 있고, 인쇄 방향 PD로 스캐닝 유닛 SU는 기판 S가 상기 프린트 헤드 어셈블리 아래로 통과할 수 있도록 Y-방향과 평행하다.
일실시예에 있어서, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 상기 기판 홀더 SH가 취급할 수 있는 기판의 X-방향으로 최대로 가능한 치수만큼 적어도 큰 X-방향으로 인쇄 범위를 갖는다. 상기 프린트 헤드 어셈블리는 계측 틀 MF에 대하여 고정적으로 내장된다.
도 2의 일실시예에 있어서, 상기 기판 홀더 SH는 기판 위치지정 스테이지 PS에 의하여 지지 된다. 상기 기판 위치지정 스테이지 PS는 상기 계측 틀 MF에 의하여 지지 된다. 상기 기판 위치지정 스테이지 PS는 상기 인쇄 방향 PD로 움직일 수 있는 계측 틀에 의하여 지지 되어 상기 기판 S가 Y-방향으로 상기 기판 홀더 SH를 위치시킬 수 있게 허용한다. 상기 기판 위치지정 스테이지의 위치지정은 스테이지 위치지정 장치 SD를 사용함으로써 수행된다. 상기 스테이지 위치지정 장치는 스테이지 가이던스, 스테이지 위치 측정 시스템 및 스테이지 작동기를 포함한다.
상기 스테이지 가디언스는 선형 가디언스이다. 상기 스테이지 가디언스는 상기 기판 위치지정 스테이지를 지지하고 가이드 하기 위한 한 쌍의 바 요소들을 포함한다. 상기 기판 위치지정 스테이지는 볼 베어링(ball bearings)에 의하여 상기 스테이지 가디언스로 나아갈 수 있다. 상기 스테이지 가디언스는 계측 틀 MF에 연결된다. 여기서, 지면으로부터의 진동은 상기 기판 위치지정 스테이지의 선형 가디언스를 방해하지 않는다.
상기 스테이지 위치지정 측정 시스템은 선형 부호기(encoder)를 포함한다. 상기 선형 부호기는 Y-방향으로 확장하는 긴 자(ruler)와 상기 기판 위치지정 스테이지에 내장된 광학 리더기를 포함한다. 작업 시, 상기 기판 위치지정 스테이지는 상기 기판 위치지정 스테이지의 Y-위치를 얻기 위하여 상기 자를 따라 통과한다.
상기 스테이지 작동기는 벨트(belt) 및 구동 부재(driving member)를 포함한다. 상기 위치지정 스테이지는 상기 벨트에 의하여 구동 요소로 연결된다. 상기 구동 요소는 힘 틀 FF에 내장된다. 상기 구동 요소는 기어 휠(gearwheel) 및 모터를 포함한다. 여기서, 구동 힘 F가 상기 기판 위치지정 스테이지 PS와 상기 힘 틀 FF사이에 공급된다. 결과적으로, 상기 구동 힘 F는 상기 계측 틀 MF에 어떠한 방해도 하지 않으나, 상기 힘 틀을 경유하여 지면 GR으로 전송되어 상기 잉크젯 시스템의 높은 정확정밀도를 얻을 수 있게 된다.
도 2는 기판에 인쇄되는 잉크 패턴을 스캐닝하기 위한 스캐닝 유닛 SU를 나타낸다. 상기 스캐닝 유닛 SU는 상기 계측 틀 MF에 유연하게 연결된다. 특히, 상기 스캐닝 유닛 SU는 상기 프린트 헤드 홀더 H에 내장된다. 상기 스캐닝 유닛 SU는 상기 인쇄 영역 PA와 인접하게 위치된다. 상기 스캐닝 유닛 SU는 상기 기판의 잉크 패턴의 적어도 하나의 부분을 조명하기 위한 광 원을 포함한다. 더욱이, 상기 스캐닝 유닛 SU는 스캔 이미지, 특히 래스터 스캔 이미지를 캡처링하기 위한 촬상 유닛(imaging unit)을 포함한다. 상기 광 원은 특정 광 색(light colour)으로 상기 잉크 패턴의 조명을 발생시킨다. 바람직하게, 상기 광 원은 단색(monochrome)이고, 상기 광원의 발광 된 광 색(light colour)은 잉크 패턴 및/또는 배경 표면의 극단 반사 값과 동조 된다.
제어 전자장치 CE는 상기 잉크젯 시스템 IS를 제어하기 위하여 제공된다. 특히, 상기 제어 전자장치는 상기 기판 위치지정 스테이지의 위치 및 속도를 제어하기 위하여 배열된다. 분사되는 액적의 빈도수가 일정하므로, 상기 기판 위치지정 스테이지의 일정한 속도가 요구된다. 프린트 헤드를 통과하는 상기 기판의 속도의 다양성이 분사되는 트랙에서 차이를 발생시킨다.
상기 제어 전자장치 CE는 상기 잉크젯 시스템에서 기판의 스트립을 제어하기 위하여 구성된다. 인쇄 공정 도중에, 기판 S의 스트림은 상기 잉크젯 시스템 IS를 통해 이동한다. 첫 블랭크 기판 S는 블랭크 기판, 예를 들면, 공급 컨베이어를 공급하기 위한 공급 스테이션 SS에 의하여 상기 잉크젯 시스템 IS에 공급될 수 있다. 상기 잉크젯 시스템 IS는 상기 공급 스테이션 SS로부터 블랭크 기판을 전달받기 위하여 상기 잉크젯 시스템의 입구에 첫 번째 버퍼 유닛 1BU를 갖는다. 상기 첫 번째 버퍼 유닛 1BU는 상기 클리메이트 박스(climate box, CB) 내부에 위치한다. 상기 버퍼 유닛 BU는 기판 S를 일시적으로 저장하기 위한 버퍼 영역을 제공한다. 상기 첫 번째 버퍼 유닛 1BU는 상기 공급 스테이션으로부터 전달받은 기판을 저장하고, 상기 전달받은 기판은 안정한 상태로 전환한다. 안정화 이후, 상기 블랭크 기판은 상기 첫 번째 버퍼 유닛 1BU로부터 상기 기판 홀더 SH 내부에 상기 기판의 표면을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템의 상기 인쇄 영역 PA으로 전송된다. 상기 첫 번째 버퍼 유닛은 회전 버퍼 유닛일 수 있다. 상기 잉크젯 시스템 IS는 상기 잉크젯 시스템 IS으로부터 인쇄된 기판들을 방출하기 이전에 기판들을 저장하기 위한 두 번째 버퍼 유닛 2BU를 갖는다. 상기 두 번째 버퍼 유닛 2BU는 상기 잉크젯 시스템의 출구에서 상기 계측 틀 MF에 인접한 상기 클리메이트 박스(climate box, CB) 내부에 위치한다. 인쇄된 기판은 상기 기판 홀더 SH로부터 상기 두 번째 버퍼 유닛 2BU로 이송된다. 상기 인쇄된 기판은 상기 제어 전자장치 CE가 상기 기판이 차후 공정으로 전달될지 전달되지 않을지 결정하기까지 상기 두 번째 버퍼 유닛에서 저장된다. 상기 제어 전자장치가 상기 기판이 차후 공정을 수행하기 위하여 승인되는 것으로 결정하는 경우, 상기 저장된 기판은 상기 잉크젯 시스템으로부터 방출 스테이션 DS로 방출된다. 대신에, 상기 저장된 기판은 기판의 뒷면을 인쇄하기 위한 상기 인쇄 영역 PA로 되돌아갈 수 있다. 상기 방출 스테이션 DS는 방출 컨베이어를 포함하는 식각 스테이션일 수 있다. 상기 제어 전자장치가 기판의 거절 결정을 내린 경우, 상기 기판은 빈(bin)으로 분기될 수 있다. 상기 첫 번째 및/또는 두 번째 버퍼 유닛은 기판의 스트림으로부터 거절 기판들을 수집하기 위한 빈 B를 포함할 수 있다. 수집된 거절 기판들은 블랭크 기판을 얻기 위하여 재활용될 수 있다.
인쇄된 기판의 승인 또는 거절 결정을 하기 위하여, 상기 제어 전자장치 CE는 도 1A 및 도 1B에 의하여 설명되어 지는 품질 검사 Q를 수행하기 위하여 구성된다. 상기 품질 검사는 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치에 의하여 수행된다. 상기 제어 전자장치 CE는 패턴 레이아웃을 디지털 방식으로 수신하기 위하여 구성된다. 상기 패턴 레이아웃은 기판 S의 표면에 인쇄되는 잉크 패턴의 요구되는 레이아웃을 정의 한다. 상기 제어 전자장치는 상기 패턴 레이아웃을 입력 이미지로 전환한다. 상기 입력 이미지는 인쇄되는 상기 잉크 패턴의 도트 위치를 정의한다. 상기 제어 전자장치는 스캐닝 유닛 SU로부터 스캔 이미지를 더 수신한다. 상기 제어 전자장치는 수신된 스캔 이미지를 상기 입력 이미지와 비교하기 위하여 구성된다. 상기 스캔 및 입력 이미지의 비교는 인쇄된 기판의 승인 또는 거절을 결정한다. 상기 품질 검사를 수행한 후, 상기 제어 전자장치는 상기 기판의 차후 공정을 위한 출력 신호를 발생시킨다. 상술한 일실시예들과 더불어, 첨부된 청구항에 의하여 정의되는 보호 범위 내에 몇몇 다양한 변형이 가능하다. 인쇄회로기판 대신에, 상기 인쇄 공정은 다른 전자 기판, 예를 들면 디스플레이 패널을 제조하기 위하여 수행될 수 있다. 덧붙여, 방안들이 본 청구항 및 종속항에 기재됐으며, 특히 기재된 방안들이 특허를 받을 수 있음이 주목되고 있어, 특허성이 있는 것으로 간주 된다.
도 3-5는 본 발명의 두 번째 사항과 특히 관련이 있다.
도 3은 본 발명에 따른 두 번째, 세 번째 및 네 번째 사항과 특히 관련이 있다.
도 3은 상기 기판에 대하여 상기 잉크 유체의 액체 액적 DR을 분사 방향 JD로 분사함으로써 기판 S에 요구되는 패턴으로 잉크 유체를 증착하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 잉크젯 시스템 IS를 나타낸다. 상기 잉크젯 시스템은 바람직하게 액적이 요구되는 때에만 분사되는 드롭-온-디맨드 잉크젯 시스템이다. 이는 지속적인 잉크젯 시스템에 대하여 액적이 연속적으로 미리 결정된 빈도수로 분사되고, 상기 패턴을 형성하기 위하여 요구되는 액적이 기판을 향하여 배향되고, 상기 남아있는 액적은 제거되어 기판에 도달하는 것을 예방한다.
도 3의 잉크젯 시스템은 산업적인 잉크젯 시스템이고, 상기 잉크젯 시스템은 리소그래피(lithography)를 사용하는 마스크 층을 제공하는 종래의 공정 대신에 인쇄회로기판(PCB)의 마스크 층과 같이, 저항성 재료를 증착하기 위하여 사용된다. 상기 마스크 층이 상기 잉크젯 시스템의 의하여 직접 증착될 수 있으므로, 공정 단계의 양은 현저하게 감소할 수 있고, 이에 PCB 제조 시간이 단축된다. 이와 같은 적용은 높은 액적의 정확정밀한 위치 및 높은 신뢰성(모든 액적 수)을 요구한다.
높은 정확정밀성을 갖는 잉크젯 시스템을 제공하기 위하여, 상기 잉크젯 시스템 IS는 상기 지면 GR로부터 계측 틀 MF을 지지하는 힘 틀 FF를 포함한다. 상기 힘 틀 FF 및 상기 계측 틀 MF 사이에 상기 힘 틀 FF에서의 진동으로부터 상기 계측 틀 MF를 절연하는 동안 상기 힘 틀 FF로부터 상기 계측 틀 MF를 지지하기 위하여 진동 절연 시스템 VIS이 제공된다. 결과적으로, 상대적으로 안정적이고 빠른 인쇄 환경이 계측 틀 MF에서 만들어져 정확정밀성이 향상된다.
상기 잉크젯 시스템은 프린트 헤드 어셈블리와 함께, 프린트 헤드 홀더 H에 의하여 고정되는 하나 또는 그 이상의 프린트 헤드 PH, 및 상기 기판 S를 고정하기 위한 기판 홀더 SH를 더 포함한다. 각 프린트 헤드 PH는 하나 또는 그 이상으로 많은, 기판 S에 액적 DR을 분사할 수 있는 노즐들을 포함한다. 상기 노즐들은 바람직하게 하나 또는 그 이상의 열 어레이(array)로 배열된다. 상기 프린트 헤드는 분사 방향 JD에 수직인 인쇄 면을 정의하고, 상기 인쇄 면은 상기 프린트 헤드로부터 분사된 액적을 수신하기 위하여 위치되어야 하는 기판을 나타낸다.
상기 기판 홀더 SH는 상기 프린트 헤드 PH에 대하여 상대적으로 움직일 수 있고, 인쇄 방향 PD로 스캐닝 유닛 SU는 기판 S가 상기 프린트 헤드 어셈블리 아래로 통과할 수 있도록 Y-방향과 평행하다. 이러한 적용으로, 도 3과 같이, 상기 기판 홀더를 양의 Y-방향으로, 왼쪽에서 오른쪽으로 움직이는 동안 상기 프린트 헤드 어셈블리가 통과하는 것과, 상기 기판 홀더를 음의 Y-방향으로, 오른쪽에서 왼쪽으로 움직이는 동안 상기 프린트 어셈블리가 통과하는 것 사이에 차이가 발생한다. 상기 오른쪽에서 왼쪽으로의 움직임은 전방 스워스로써 언급되고 및 왼쪽에서 오른쪽으로의 움직임은 후방 스워스로써 언급된다.
상기 기판 S의 상부 표면 TS을 모두 덮기 위하여, 많은 배치 형태가 가능하다. 첫 번째 배치에 있어서, 상기 X-방향으로의 인쇄 면은 상기 기판 홀더 SH에 의하여 고정될 수 있는 기판 S의 X-방향으로 적어도 가장 클 수 있는 치수만큼 크다. 이러한 경우, 상기 기판 홀더 SH의 단일 스워스(swath)는 액적과 함께 상부 표면 전체를 덮기에 충분하다. 두 번째 배치에 있어서, 상기 X-방향으로의 인쇄 면은 상기 기판 홀더 SH에 의하여 고정될 수 있는 기판 S의 X-방향으로 적어도 가장 클 수 있는 치수보다 작다. 이러한 경우, 다중 평행 스워스들은 상기 기판 S의 상부 표면 TS 전체를 덮을 필요성이 있다. 다중 평행 스워스를 허용하기 위하여, 상기 프린트 헤드 어셈블리 및/또는 상기 기판 홀더 SH는 인쇄 방향 PD에 대하여 수직한 X-방향으로 움직일 수 있다.
상기 X-방향으로의 인쇄 면은 상기 기판 홀더 SH에 의하여 고정될 수 있는 기판 S의 X-방향으로 적어도 가장 클 수 있는 치수만큼 큰 경우, 인접한 노즐들 사이 혼선을 예방하거나 줄이기 위하여 상기 프린트 헤드 PH의 노즐들은 서로 간의 피치에 상응하는 거리보다 더 먼 거리로 배열되기 때문에, 다중 스워스들은 요구되는 인쇄 해상도를 얻기 위하여 여전히 필요할 것이다. 이후, 상기 기판은 상기 프린트 헤드 어셈블리를 다중 시간 통과할 것이고, 상기 각 시간에서 상기 기판은 전체 패턴을 인쇄하기 위한 해상도에 상응하는 X-방향으로 움직일 것이다.
일실시예에 있어서, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 상기 기판 홀더 SH가 취급할 수 있는 기판의 X-방향으로 최대로 가능한 치수만큼 적어도 큰 X-방향으로 인쇄 면을 갖는다. 결과적으로, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 계측 틀 MF에 대하여 고정적으로 내장될 수 있다.
도 3의 일실시예에 있어서, 상기 기판 홀더 SH는 기판 위치지정 스테이지 PS에 의하여 지지 되고, 상기 기판 위치지정 스테이지 PS는 상기 계측 틀 MF에 의하여 지지 된다. 상기 기판 위치지정 스테이지 PS는 상기 계측 틀에 의하여 지지 되어 상기 인쇄 방향 PD로 움직일 수 있으므로, 상기 기판 홀더 SH 및 기판 S를 Y-방향으로 배치하는 것을 허용한다. 상기 기판 위치지정 스테이지 PS의 위치지정은 스테이지 위치지정 장치 SD를 사용함으로써 수행되고, 이는 상기 기판 위치지정 스테이지 PS 및 상기 힘 틀 FF 사이 힘 F를 적용하는 것이 가능하게 된다. 결과적으로, 상기 힘 F는 상기 계측 틀 MF에 어떠한 방해도 하지 않으나, 상기 힘 틀 FF를 경유하여 지면으로 전송되어 상기 잉크젯 시스템의 높은 정확정밀도를 얻을 수 있게 된다.
상기 기판 위치지정 스테이지 PS 및 상기 기판 홀더 SH 사이에, 홀더 위치지정 장치 HD가 상기 기판 홀더 SH를 하나 또는 그 이상의 자유도,바람직하게 상기 기판 위치지정 스테이지 PS에 대하여 상대적으로 최소 인쇄 방향 PD로 위치시키기 위하여 제공된다. 이러한 배치를 사용하여, 상기 스테이지 위치지정 장치 SD는 상기 인쇄 방향으로 상기 기판 홀더 SH를 위치시키기 위하여 사용될 수 있는 반면, 상기 홀더 위치지정 장치 HD는 상기 프린트 헤드 어셈블리에 상대적인 상기 인쇄 방향으로 상기 기판 홀더의 적절한 위치지정을 위하여 사용될 수 있다. 필요하다면, 상기 홀더 위치지정 장치 HD는 상기 기판 홀더를 다른 방향, 예를 들면 X-방향 및/또는 Z-방향, 및 Rx, Ry 및 Rz와 같은 회전 방향으로 적절하기 위치시키기 위하여 사용될 수 있다. 바람직하게, 상기 홀더 위치지정 장치 HD는 상기 기판 위치지정 스테이지에 대하여 여섯 개의 자유도로 상기 기판 홀더를 위치시킬 수 있다.
상기 계측 틀 MF에 대하여 상대적인 상기 기판 홀더 SH의 위치 정보는 측정 시스템 MS에 의하여 측정된다. 상기 측정 시스템은 인쇄 방향 PD로 상기 기판 홀더의 실제 위치, 속도 또는 가속과 같은 위치 량(position quantity)을 측정하기 위하여 구성된다. 일실시예에 있어서, 상기 측정 시스템은 적용되고/요구되는 제어 레벨에 따른 여섯 가지의 자유도로 상기 기판 홀더에 대한 위치 정보를 측정한다.
상기 측정 시스템 MS의 출력은 제어 전자장치 CE에 제공된다. 상기 제어 전자장치는 상기 잉크젯 시스템 IS의 모든 공정을 제어하는 블랙 박스(black box)로써 나타난다. 예로써, 상기 측정 시스템 MS의 출력은 상기 스테이지 위치지정 장치 SD를 작동시키기 위한 제어 전자장치 및 상기 기판 홀더를 상기 프린트 헤드 어셈블리에 대하여 정확정밀하게 위치시키기 위한 상기 홀더 위치지정 장치 HD(점선으로 나타냄)에 의하여 사용될 수 있다. 상기 제어 전자장치는 상기 기판 S가 프린트 헤드 PH를 통과하는 동안 상기 기판에 요구되는 패턴을 인쇄하기 위하여 구동 신호를 상기 프린트 헤드 PH로 더 보낼 수 있다(점선으로 나타냄).
상기 잉크젯 시스템 IS는 상기 기판을 향하여 빛을 발하거나 반사된 빛을 탐지함으로써, 상기 기판에 위치한 액적의 위치를 측정하는 액적 탐지 장치 DD를 더 포함한다. 상기 얻어진 정보는 상기 액적 탐지 장치에 의하여 얻어진 액적 위치 정보에 근거하여 서로 간에 상대적인 상기 프린트 헤드의 위치를 조정하기 위하여 보정 유닛을 포함하는 제어 전자장치로 또한 전송된다. 상기 액적 탐지 장치 DD는 노즐들을 사용하기 위한 시간을 보정 하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 잉크젯 시스템 IS의 상세한 설명은 상기 독립적인 도면들과 함께, 하기에서 찾을 수 있다.
도 4는 하기와 같이 여섯 개의 프린트 헤드들 1, 3, 5, 7, 9, 11와 함께 프린트 헤드 어셈블리를 도식적으로 나타낸다. 상기 나타난 프린트 헤드 어셈블리는 도 3과 관련하여 나타난 잉크젯 시스템 IS의 부분일 수 있다.
일실시예에 있어서, 모든 프린트 헤드들은 동일하다. 상기 일실시예의 각 프린트 헤드는 여섯 개의 노즐들의 두 가지 열에 배열되는 12 개의 노즐들을 포함한다(기준 숫자 프린트 헤드 7 참조). 상기 노즐들은 간단한 이유로, 단지 상부 프린트 헤드들 1,7만이 나타난다. 상기 프린트 헤드들의 세 개의 프린트 헤드들의 군 특히, 프린트 헤드들 1, 3, 5 및 프린트 헤드들 7, 9, 11로 그룹화되고, 상기 각 군은 일차 프린트 헤드 1, 7, 이와 관련된 이차 프린트 헤드 3,9 및 이와 관련된 삼차 프린트 헤드 5, 11을 포함한다.
각 노즐은 상기 기판이 상기 프린트 헤드 어셈블리에 대하여 인쇄 방향 PD으로 오직 움직일 때, 잉크 유체 액적이 증착될 수 있는 기판의 가상적인 인쇄 라인을 갖는다. 상기 일차 프린트 헤드 1의 노즐 NO1을 위한 상기 인쇄 라인 PL1을 도 4에 나타내었다.
상기 이차 및 삼차 프린트 헤드들은 상기 인쇄 방향으로 이와 관련된 일차 프린트 헤드로부터 거기를 두고 배열된다. 상기 프린트 헤드들이 노즐들의 양 및 노즐 위치에 대하여 동일하므로, 상기 일차 프린트 헤드의 각 노즐은 상기 이차 및 삼차 프린트 헤드에서 상응하는 노즐을 갖는다. 상기 일차 프린트 헤드의 노즐 NO1에 대하여 상응하는 노즐들 NO2 및 NO3을 도 4에 나타내었다.
상기 일차, 이차 및 삼차 프린트 헤드들에 있어서, 상기 노즐들 NO2 및 NO3의 개별적인 가상의 인쇄 라인 PL2, PL3은 상기 노즐 NO1의 인쇄 라인 PL1과 동일한 위치에 놓이게 됨으로써 배열된다.
각 프린트 헤드의 상기 노즐들 NO의 열들(rows)은 상기 인쇄 방향에 비-수직하게 위치하고, 상기 열들은 상기 인쇄 방향 PD에 수직한 방향으로 0이 아닌 각도 α를 갖는다. 결과적으로, 다른 노즐들의 가상적인 인쇄 라인 사이의 거리 Δx는 매우 작으며, 이는 상기 해상도가 높아질 수 있음을 의미하는 반면에, 상기 노즐들 사이의 거리 D는 종래의 시스템에서 수행되는 추가적인 프린트 헤드들 없이 이웃하는 노즐들 사이 혼선을 최소화하기 위하여 커질 수 있다.
세 개의 노즐들이 동일한 가상적인 인쇄 라인에 위치되기 때문에, 이들은 상기 시스템의 신뢰성을 향상시키는 데 유리하게 사용될 수 있다.
일실시예에 있어서, 노즐의 인쇄 수행을, 상기 노즐들의 막힘 등 상기 작동 챔버에서 기포의 존재에 대한 정보를 제공하는 상기 노즐에 연결된 작동 챔버의 음향(acoustics)을 검토함으로써 측정하기 위한 인쇄 수행 측정 유닛이 제공될 수 있다.
이러한 인쇄 수행 측정 유닛은 정기적으로 각 노즐들의 인쇄 수행을 측정할 수 있다. 상기 노즐의 인쇄 수행은 상기 군 내에 상응하는 노즐들의 인쇄 수행과 함께 비교될 수 있다. 이후, 최고의 인쇄 수행을 하는 노즐은 다른 노즐이 최고의 인쇄 수행을 갖는 것으로 측정되어 인쇄를 위하여 사용되기까지 사용될 수 있다. 이렇게 하여, 최고의 성능을 갖는 노즐이 항상 인쇄에 사용되며, 이는 상기 잉크젯 시스템의 신뢰성 및 정확정밀성을 향상시킨다.
상기 인쇄 수행 측정 유닛은 차후 인쇄 수행을 예측할 수 있다. 이는 하기 방법에 의하여 가능하게 된다:
상기 기판 홀더의 백워드 스워스(backward swath) 동안, 상기 기판은 상기 일차 프린트 헤드를 첫 번째로 통과하고, 이후 상기 이차 프린트 헤드 및 최종적으로 삼차 프린트 헤드를 통과한다. 일실시예에 있어서, 상기 일차 및 이차 프린트 헤드들은 각 프린트 헤드가 10 ms 동안 인쇄하는 교호하는 방식으로 인쇄하기 위하여 사용될 수 있다. 일차 또는 이차 프린트 헤드들 중 하나의 프린트 헤드가 인쇄 작업을 하지 않을 때, 상기 인쇄 수행 측정 유닛은 상기 인쇄 수행을 측정하거나, 그것으로부터 이후 인쇄 수행을 유도하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 인쇄 수행 측정 유닛이 특정 시간이 흐른 후 노즐 NO1이 만족스럽지 못한 작동을 예측한다면, 노즐 NO1와의 인쇄는 중단되고, 상기 삼차 프린트 헤드의 노즐 NO3에 의하여 지속되는 등, 노즐 NO2 및 NO3이 인쇄 수행에 대신 사용될 것이다.
상기 기판 홀더가 전방 스워스(forward swath, FS)를 만들 때, 상기 인쇄 방향이 반대로 되는 경우 상기 삼차 및 이차 프린트 헤드는 교대로 인쇄를 하고, 상기 일차 프린트 헤드는 곧 발생할 노즐 결함에 대하여 백-업 프린트 헤드로써 사용된다.
두 개의 상응하는 노즐들이 결함을 가지거나 만족스럽지 못하게 작동하는 경우, 상기 세 번째로 상응하는 노즐이 인쇄를 위하여 사용될 수 있지만, 이는 상기 노즐이 계속해서 인쇄를 수행해야 하므로 오류가 발생할 위험성이 증가한다. 경고 신호가 바람직하게 유지 관리자(maintenance personnel)에게 전달될 수 있다.
도 5는 프린트 헤드 홀더에 대하여, 도 1의 잉크젯 시스템 IS에서 프린트 헤드를 위치시키기 위한 프린트 헤드 위치지정 장치의 부분을 도식적으로 나타낸다. 상기 프린트 헤드 위치지정 장치는 상기 프린트 헤드 홀더에 해제 가능하게 내장된 두 부분 BM1 및 BM2를 포함하는 일실시예의 베이스 부재를 포함한다.
상기 베이스 부재에 연결되는 것은 프린트 헤드를 받기 위한 개구 OP를 갖는 본체 BO이고, 상기 본체는 상기 프린트 헤드를 지지할 수 있다. 상기 본체는 탄성힌지(elastic hinges) H1, H2, H3 및 H4를 사용하여 번역 방향(translational direction) 및 회전 방향 RD에 따라 상기 베이스 부재 부분들인 BM1, BM2에 대하여 움직일 수 있다.
상기 프린트 헤드 위치지정 장치는 상기 본체를 상기 베이스 부재에 대하여 위치시키기 위한 작동기를 더 포함할 수 있다. 상기 작동기들은 이들이 공급할 수 있는 힘 F1 및 F2에 의하여 도식적으로 나타난다. 상기 나타난 힘 F1 및 F2는 서로 반대방향을 가져 상기 본체의 회전이 결과로써 발생할 수 있다. 동일한 방향으로 힘들을 공급함으로써 본체의 번역이 수행될 수 있다. 상기 작동기들은, 예를 들면 스테퍼 모터(stepper motors)일 수 있다.
프린트 헤드 홀더와 프린트 헤드 사이의 연결은 바람직하게 상기 베이스 부재에서 제공될 수 있으며, 이에 전력, 데이터, 압력 등의 전송이 상기 베이스 부재로부터 상기 프린트 헤드로 수행될 수 있다. 결과적으로, 프린트 헤드 및 프린트 헤드 위치지정 장치로 인하여 형성되는 유닛의 배치는 상기 위치 정확정밀성에 대한 우려 없이 쉽게 수행될 수 있다.
도 3, 6-8은 본 발명의 세 번째 사항과 관련성이 있다.
본 발명의 세 번째 사항에 있어서, 도 3에 나타난 잉크젯 시스템은 상기 잉크젯 시스템의 다중 프린트 헤드에 잉크를 투여하기 위한 잉크 투여 시스템을 더 포함한다. 도 3의 일실시예에 있어서, 상기 사용되는 잉크는 상온에서는 고체 재료이므로 분사하기 위하여 액체가 되려면 온도를 올려야 하는 특성을 갖는 핫-멜트 잉크이다. 따라서, 상기 잉크 투여 시스템은 핫-멜트 잉크 투여 시스템이고, 간단한 이유로, 도 3에는 나타내지 않았지만, 그 대신에, 도 6에 도식적으로 나타내었다. 상기 다중 프린트 헤드들에 연결을 보이기 위하여, 몇몇 프린트 헤드들 PH를 도 6에 나타내었다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 프린트 헤드 PH에 핫-멜트 잉크를 투여하기 위한 핫-멜트 잉크 투여 시스템 1을 도식적으로 나타낸다. 도 6의 핫-멜트 잉크 투여 시스템 1은 도 3에 따른 잉크젯 시스템에 사용되기에 적절하다.
상기 투여 시스템 1은 유체 라인 3을 갖는 폐 회로(closed circuit)를 포함하고, 저장소 5 및 펌프 7의 유체 라인으로 배열된다. 상기 저장소 5는 핫-멜트 잉크를 고정하기 위하여 구성되고, 상기 펌프 7은 화살표 9로 표시되는 방향으로 폐 회로에서 핫-멜트 잉크를 순환시키기 위하여 구성된다.
핫-멜트 잉크는 상기 폐 회로를 흐르기 위해 가열시킬 필요성이 있는 특성을 가지고 있다. 따라서, 상기 투여 시스템은 상기 핫-멜트 잉크가 상기 폐 회로를 흐르기 위하여 미리 결정된 작동 온도로 핫-멜트 잉크를 가열하기 위한 가열 시스템이 구성되어 있다. 일실시예에 있어서, 상기 가열 시스템은 상기 유체 라인 및 상기 저장소에 열을 공급할 수 있는 가열 요소 11의 일습을 포함한다. 상기 가열 요소 11은 간단한 이유로 개별적인 블록으로써 나타냈지만, 상기 폐 회로를 따라 분포된 다중 가열 요소이다. 가열 요소는 상기 펌프 7에 또한 통합될 수 있다.
상기 투여 시스템은 프린트 헤드 PH 당 유체 연결부 13를 더 포함하고, 상기 유체 연결부는 핫-멜트 잉크를 상기 폐 회로로부터 상기 프린트 헤드 PH로 빼내기 위하여 상기 폐 회로의 유체 라인 3와 함께 유체 소통을 할 수 있다. 상기 프린트 헤드 PH로 핫-멜트 잉크의 양을 제어하기 위하여, 투여 벨브 15가 각 유체 연결부에 제공된다.
상기 핫-멜트 잉크가 상기 폐 회로에 순환되므로, 상기 투여 시스템의 신뢰성에 큰 영향을 끼치지 않으며 다수의 프린트 헤드들이 상기 폐 회로에 연결될 수 있다. 상기 투여 시스템의 크기는 상기 투여 시스템에 연결된 프린트 헤드들의 일습의 소비 속도 및 이에 상응하여 요구되는 보충 속도에 따라 조정될 수 있다.
예를 들어, 약 60 개의 프린트 헤드들 PH에 대한 상기 투여 시스템 1 내 핫-멜트 잉크의 양은 대략 2리터이다. 이는 상기 폐 회로 내 잔여 시간이 제한되는 것과 에이징(aging)에 의한 상기 핫-멜트 잉크의 특성 변화가 감소한다는 이점을 가지고 있다. 작은 용량 또한 종래의 투여 시스템과 비교하여 폐 회로 내 핫-멜트 잉크를 미리 결정된 작동 온도로 가열하는데 걸리는 시간을 감소시키는 이점이 있다. 더욱이, 상기 핫-멜트 잉크의 순환은 핫-멜트 잉크의 미리 결정된 작동 온도가 쉽게 유지되는 이점이 있다. 이는 신뢰성 관점에서 또한 유리하다.
상기 폐 회로에서 핫-멜트 잉크의 양을 측정하기 위하여, 상기 저장소는 레벨 센서 17을 포함한다. 상기 폐 회로 내 핫-멜트 잉크의 양은 미리 결정된 최소 레벨보다 위에 있어, 상기 프린트 헤드를 위하여 사용 가능한 충분한 핫-멜트 잉크가 있는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 레벨 센서는 바람직하게 핫-멜트 잉크의 레벨이 미리 결정된 최소 레벨에 대하여 그 이상인지 이하인지 탐지하기 위하여 구성된다.
도 6의 상기 레벨 센서 17은 상기 저장소 내 상기 핫-멜트 잉크의 레벨이 오픈 앤드(open end) 21의 높이 위에 있는 경우 상기 핫-멜트 잉크에 의하여 폐쇄될 수 있는 상기 튜브형 측정 챔버의 하부에 오픈 앤드를 갖는 튜브형 측정 챔버 19를 포함한다. 상기 측정 챔버 19는 상기 측정 챔버 19에 미리 결정된 공기량을 공급하기 위하여 구성되는 공기량 변위 장치(air-volume displacing device) 23에 연결된다. 일실시예에 있어서, 상기 공기량 변위 장치 23은 실린더 27 내 가동 피스톤 25이다. 상기 실린더 27 내 피스톤 25가 위 아래로 움직임에 따라 공기가 상기 측정 챔버 19 내부로 및 외부로 움직일 수 있다.
상기 레벨 센서는 상기 측정 챔버 19 내 공기-압력과 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크 상부의 공기-압력 사이의 차이를 측정하기 위한 압력 센서 29를 더 포함한다. 일실시예에 있어서, 상기 압력 센서 29는 상기 저장소로 확장하는 튜브형 부재 31을 경유하여 상기 저장소에 연결되고, 상기 튜브형 부재 31은 오픈 앤드 33을 경유하여 상기 저장소의 내부에서 유체 소통을 한다.
상기 저장소에서 핫-멜트 잉크의 세 가지의 가능한 레벨, 즉 낮은 레벨 35, 높은 레벨 37 및 중간 레벨 39이 나타난다. 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크의 레벨이 낮은 레벨 35일 때, 상기 측정 챔버 19는 튜브형 부재 31과 함께 유체 소통하여 상기 공기량 변위 장치 23을 사용하여 상기 측정 챔버 19로 공기를 공급하여 상기 측정 챔버 19 내 공기-압력과 상기 튜브형 부재 31 내 공기-압력 사이 차이를 발생시키지 않는다. 상기 측정 챔버 19의 오픈 앤드 23 위로 레벨이 올라가 상기 중간 레벨 39 또는 상기 높은 레벨 37일 될 때, 상기 측정 챔버 19는 상기 핫-멜트 잉크에 의하여 폐쇄되고, 상기 튜브형 부재 31과 유체 소통을 더 이상 하지 않는다. 만약 공기가 상기 측정 챔버 19로 공급되면, 상기 측정 챔버 19 내 공기-압력은 상기 튜브형 부재 31 내부의 공기-압력에 대하여 상대적으로 증가한다. 따라서, 상기 측정 챔버 19 내 공기-압력의 유리한 공기-압력 차이는 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크의 레벨이 상기 측정 챔버 19의 오픈 앤드 21의 높이에 상응하는 레벨에 대하여 그 이상인지 또는 그 이하인지를 나타낸다.
상기 피스톤 25를 일정한 간격을 위 아래로 움직임으로써, 상기 저장소 내 레벨이 일정한 간격에서 측정될 수 있다. 상기 공기량 변위 장치의 대안들이 또한 구상중에 있다.
도 6의 레벨 센서는 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크의 레벨이 상기 오픈 앤드 43의 높이에 대하여 그 이상일 때 상기 핫-멜트 잉크에 의하여 폐쇄될 수 있는 상기 튜브형 측정 챔버 41의 하부에 오픈 앤드 43을 갖는 튜브형 측정 챔버 41을 더 포함한다. 상기 측정 챔버 41은 상기 측정 챔버 41에 미리 결정된 양의 공기를 공급하기 위하여 구성되는 공기량 변위 장치 45에 연결된다. 일실시예에 있어서, 상기 공기량 변위 장치 23과 비슷하게, 상기 공기량 변위 장치 45는 실린더 49 내 가동 피스톤 47이다. 실린더 49 내 상기 피스톤 47을 위 아래로 움직임으로써, 공기가 상기 측정 챔버 41의 내부 또는 외부로 움직인다.
상기 레벨 센서는 상기 압력 센서 51과 상기 튜브형 부재 31 사이 연결부를 경유하여 일실시예에서 시행되는 상기 측정 챔버 41 내 공기-압력과 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크 상부의 공기-압력 사이 압력 차이를 측정하기 위한 압력 센서 51을 더 포함한다. 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크 레벨이 오픈 앤드 43 아래에 위치하여 중간 레벨 39 또는 낮은 레벨 35일 때, 상기 공기량 변위 장치 45를 사용하여 상기 측정 챔버 41에 공기를 공급하는 것이 상기 측정 챔버 41 내 공기-압력과 상기 튜브형 부재 31 내 공기-압력 사이의 압력 차를 발생시키지 않는다. 상기 측정 챔버 41의 오픈 앤드 43 위로 레벨이 올라가 높은 레벨 37일 때, 상기 측정 챔버 41은 핫-멜트 잉크에 의하여 폐쇄되고, 상기 튜브형 부재 31과 더 이상 유체소통하지 않는다. 만약 공기가 상기 측정 챔버 41로 공급되면, 상기 측정 챔버 41 내 공기-압력은 상기 튜브형 부재 31 내부의 공기-압력에 대하여 상대적으로 증가한다. 따라서, 상기 측정 챔버 41 내 공기-압력의 유리한 공기-압력 차이는 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크의 레벨이 상기 측정 챔버 41의 오픈 앤드 43의 높이에 상응하는 레벨에 대하여 그 이상인지 또는 그 이하인지를 나타낸다.
상기 피스톤 47를 일정한 간격을 위 아래로 움직임으로써, 상기 저장소 내 레벨이 일정한 간격에서 측정될 수 있다. 상기 공기량 변위 장치의 대안들이 또한 구상중에 있다.
상기 측정 챔버 19는 상기 저장소 내 낮은 레벨을 나타내기 위하여 사용될 수 있고, 상기 측정 챔버 41은 상기 저장소 내 높은 레벨을 나타내기 위하여 사용될 수 있으므로, 제어 시스템은 상기 저장소 내 핫-멜트 잉크의 레벨을 상기 두 레벨들 사이로 유지할 수 있다. 이에, 핫-멜트 잉크가 열 부하(thermal load)에 노출되는 것을 방지하기 위하여 핫-멜트 잉크의 양이 미리 결정된 최대값 이하로 유지되는 동안 충분한 핫-멜트 잉크가 상기 프린트 헤드들 PH에서 사용 가능하므로, 에이징(aging)의 가능성을 감소시킨다.
상기 저장소에 연결 가능한 것은 핫-멜트 잉크 카트리지 53이다. 상기 핫-멜트 잉크 카트리지 53은 도 6에 연결 상태로 나타나 있으며, 빈 핫-멜트 잉크 카트리지가 채워진 핫-멜트 잉크 카트리지로 대체될 필요가 있을 때 상기 연결을 끊을 수 있다. 상기 핫-멜트 잉크 카트리지는 채워진 상태로 고체의 핫-멜트 잉크 54를 포함한다. 상기 투여 시스템의 가열 시스템은 상기 카트리지가 상기 저장소에 연결되어 있을 때, 상기 핫-멜트 잉크를 상기 폐 회로로 보충하기 위하여 상기 저장소 내로 흘러보내기 위하여 핫-멜트 잉크를 녹이기 위한 가열 요소 55를 포함한다.
일실시예에 있어서, 상기 핫-멜트 잉크 카트리지는 상기 투여 시스템에 의하여 필요한 경우에만 핫-멜트 잉크를 녹이는 것을 허용한다. 따라서, 측정 챔버 19에 의하여 상기 저장소 내 레벨이 미리 결정된 최소 레벨 이하로 떨어지는 것이 확인된 경우, 상기 가열 요소 55는 상기 레벨이 충분히 올라갈 때까지 상기 카트리지 내 핫-멜트 잉크를 녹이기 위하여 작동한다. 상기 저장소의 보충은 측정 챔버 41에 저장된 레벨에 도달할 때까지 수행된다. 하지만, 최대 레벨은 안정성 이유로 생략될 수 있으며 상기 카트리지를 비울 때 중간 레벨이 카트리지의 크기에 의존하여 얻어진다.
도 6의 일실시예에 따른 상기 저장소는 상기 카트리지에 연결 가능한 사이펀(siphon) 57을 포함한다. 상기 카트리지가 상기 저장소로부터 제거될 때, 상기 사이펀은 상기 저장소 내 공기와 상기 저장소 바깥 공기 사이에 가스 분리를 하여 안전한 작업 환경을 제공한다. 상기 가열 시스템은 필요한 경우 상기 사이펀 내 고체화된 핫-멜트 잉크를 녹이기 위한 가열 요소 59를 더 포함할 수 있다.
상기 저장소에 연결된 상기 카트리지는 녹은 잉크가 상기 사이펀 57로 흘러갈 수 있는 저면 개구(bottom opening)를 포함한다. 핫-멜트 잉크가 고체 및 액체 상으로 상기 잉크 카트리지 내 존재하기 때문에, 상기 카트리지로부터 잉크가 흘러나오는 것을 방지하는 진공이 상기 카트리지 내 형성될 수 있다. 이는 도 6의 일실시예에 있어서, 스페이서 56을 상기 개구 58 위에 제공함으로써 예방 가능하며, 상기 스페이서는 상기 개구를 완전히 덮기 위하여 상기 개구 만큼 적어도 큰 표면 영역을 가지고, 상기 스페이서는 고체 핫-멜트 54 및 상기 개구 사이에 상기 카트리지의 내부에 배열되어 녹은 잉크가 스페이서 주변을 흘러 개구로 도달할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 저장소 5의 단면도를 나타낸다. 상기 저장소의 단면은 저장소 5에 대하여 큰 단위 체적당 표면적 비율을 제공하기 위하여 U-형상을 갖는다. 결과적으로, 상기 저장소는 저장소의 가장 가까운 벽 사이 최대 거리가 제한되며, 이에 열이 벽을 통과하여 상기 저장소 내부로 공급될 때, 상기 핫-멜트 잉크가 상대적으로 빠르게 가열된다. 상기 U-형상으로 인하여 상기 저장소의 전체적인 치수가 특정하게 제한되는 장점이 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 핫-멜트 잉크 카트리지 53의 단면도를 나타낸다. 상기 카트리지는 저장소에 연결 가능한 적어도 하나의 개구 58을 갖는 용기이다. 상기 카트리지는 상기 개구 면에 대하여 아래쪽을 향하므로, 중력에 의하여 잉크가 카트리지로부터 흘러나올 수 있다. 상기 카트리지가 상기 저장소에 연결되어 있지 않은 경우, 상기 개구는 제거 가능한 폐쇄 부재에 의하여 폐쇄될 수 있다.
상기 카트리지 내부에 스페이서 56은 상기 개구 및 고체 핫-멜트 잉크 사이에 상기 개구로부터 거리를 둔 채로 제공된다. 결과적으로, 녹은 잉크는 화살표 AR로 표시한 바와 같이 스페이서 주변부를 흘러 개구 58을 향해 흘러간다. 상기 카트리지 내 상기 스페이서를 정확하게 위치시키기 위하여, 상기 스페이서는 스페이서로부터 상기 카트리지의 양쪽 벽을 향해 옆으로 확장하는 돌기 56A와 함께 제공될 수 있다. 잉크는 상기 개구를 향하여 상기 돌기들 사이로 흐를 수 있다. 상기 개구로부터 상기 스페이서의 거리를 유지시키기 위하여, 상기 스페이서는 리지(ridges)에 의하여 형성되는 연장부(extensions) 58B를 포함할 수 있다. 상기 연장부 58B 및 상기 돌기 58A는 열 전도체로 사용될 수 있으며, 이에 상기 핫-멜트 잉크를 녹이기 위하여 상기 카트리지의 낮은 부분에 열이 공급될 수 있고, 또한 상기 연장부 58B 및 돌기 58A를 경유하여 상기 스페이서로 전도될 수 있다.
도 3, 9-10B는 본 발명의 네 번째 사항과 관련성이 있다.
상기 잉크젯 시스템 IS가 도 3에 나타나 있으며, 인쇄하는 동안 상기 표면에 잉크 유체가 축적되기 되어 얻을 수 있는 정확정밀성과 신뢰성이 감소될 수 있기 때문에, 노즐들이 배열된 상기 프린트 헤드 PH의 표면 SU으로부터 잉크 유체를 제거하기 위하여 구성되는 유지 유닛 MU (도 9 참조)를 더 포함한다.
상기 프린트 헤드 어셈블리가 아래에 나타난 상기 프린트 헤드 PH의 상기 표면 SU이 도 9에 표시되어 있다. 상기 인쇄 방향 PD 또한 인쇄를 위하여 상기 기판의 이송 방향을 나타내기 위하여 독립적인 화살표로 표시하였다. 오직 적은 프린트 헤드들 및 적은 표면 SU이 선명도 이유로 개별적인 기준 숫자 PH 및 SU에 의하여 나타나 있다.
또한, 도 9에 도식적으로 나타낸 것은 상기 프린트 헤드들에 유지가 수행될 수 없는 도 9에 나타난 비-동작 위치 NOP와, 상기 프린트 헤드들에 유지를 수행할 수 있는 상기 유지 유닛이 있는 상기 프린트 헤드들 아래에 유지 위치 MP (점선 박스 참조) 사이에서 움직일 수 있는 상기 유지 유닛 MU의 와이퍼 지지 틀 WSF이다. 이러한 목적으로, 가이드 G1, G2는 상기 와이퍼 지지 틀이 비-동작 위치와 유지 위치 사이에 움직일 수 있는 경로를 따라 제공된다. 상기 와이퍼 지지 틀의 움직임은 상기 와이퍼 지지 틀과 가이드 G1 사이에 제공되는 개별적인 작동기 시스템에 의하여 발생한다.
상기 와이퍼 지지 틀의 비-동작 위치는 상기 기판의 이송 영역과 인접하고, 상기 와이퍼 지지 틀의 가동성은 상기 인쇄 방향 PD에 수직한 방향 D1이다. 이는 상기 유지 유닛이 인쇄 작업을 방해하지 않고, 즉 통과하는 기판들 또는 기판 홀더와 충돌하지 않고 위치로 이동할 수 있는 이점이 있다.
상기 유지 유닛 MU는 상기 와이퍼를 상기 와이퍼 지지 틀 WSF에 상대적인 방향 D2로 이동시키기 위한 와이퍼 구동 장치와 함께 다중 와이퍼들을 더 포함한다. 일실시예의 방향 D2는 상기 프린트 헤드들 PH의 표면 SU의 수직 방향에 대하여 평행하다. 상기 와이퍼들 및 와이퍼 구동 장치들은 점선 박스 W로써 도식적으로 나타내었으며, 이들은 상기 와이퍼 지지 틀의 다른 면에서 작동할 수 있다. 이때, 상기 와이퍼 지지 틀의 면은 상기 유지 위치 MP에 있을 때 상기 프린트 헤드들의 표면에 대하여 마주보게 된다.
이러한 배치는 상기 와이퍼 지지 틀이 상기 방향 D1에 위치되는 것을 허용하고, 상기 와이퍼들은 프린트 헤드들의 첫 번째 컬럼(column)의 표면 SU과 함께 배열되고, 상기 와이퍼들은 상기 프린트 헤드들의 표면을 따라 상기 와이퍼 위치지정 장치에 의하여 차후에 움직일 수 있다. 상기 와이핑(wiping) 작업을 수행한 후, 상기 와이퍼들은 다음 와이핑 작업 등을 위하여 상기 프린트 헤드 어셈블리의 모든 프린트 헤드들이 깨끗하게 세척될 때까지 프린트 헤드들의 두 번째 컬럼에 대하여 이후 적절하게 위치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 와이퍼 지지 틀은 단계적으로 움직이고, 상기 와이핑 작업은 와이퍼 지지 틀이 상기 프린트 헤드 어셈블리에 상대적으로 고정되는 동안 상기 와이퍼 구동 장치들에 의하여 수행된다. 잉크젯 시스템을 위한 유지 유닛에 대하여 통상 기술을 갖는 당업자에게 상기 와이퍼를 위한 다른 배치들이 구상될 수 있다.
지금까지, 상기 유지 유닛은 본 발명의 네 번째 사항의 상기 첫 번째 또는 두 번째 부 사항에 따를 수 있다. 본 발명의 네 번째 사항의 첫 번째 부 사항에 따른 유지 유닛의 예시는 도 10A를 참조하여 확인되고, 본 발명의 두 번째 부 사항에 따른 유지 유닛은 도 10B을 참조하여 확인된다.
도 10A는 본 발명의 첫 번째 부사항의 일실시예에 따른 유지 유닛 MU의 부분을 도식적으로 나타내고, 상기 유지 유닛은 도 3 및 도 9의 상기 잉크젯 시스템에 사용될 수 있다. 나타난 것은 틀 FR을 움직이며 지지하는 와이퍼 지지 틀 WSF이다. 상기 틀 FR 및 상기 와이퍼 지지 틀 WSF 사이에서, 와이퍼 구동 장치 WMD는 상기 와이퍼 지지 틀 WSF에 상대적으로 상기 틀 FR을 위치시키기 위한 힘 F1을 생산하기 위하여 작동할 수 있다.
상기 틀 FR에 배열된 것은 상기 프린트 헤드들의 표면을 따라 움직이는 와이퍼 W1이다. 상기 와이퍼 W1의 움직임은 상기 와이퍼를 단지 위 아래로 움직이기 위한 선형 가이드를 함께 형성하는 두 개의 평행한 판 용수철(leaf springs, LF)에 의하여 가이드된다. 상기 와이퍼 W1에 연결된 것은 힘 작동기의 부분으로써 영구 자석 PM이다. 상기 영구 자석은 상기 힘 작동기의 다른 부분인 코일 CO 내부에 배열되고, 이에, 적절한 에너지원으로써 전류 I를 상기 코일에 공급하고, 전류 원은 상기 자석 및 코일의 개별적인 자기장 사이 상호작용으로 인하여 상기 영구 자석에 힘을 생산할 것이다. 상기 힘은 상기 프린트 헤드 PH의 표면 SU에 대하여 프린트 헤드 PH의 표면 SU에 수직한 방향으로 상기 와이퍼를 위치시키는데 사용될 수 있으며, 프린트 헤드는 점선으로 표시하였다.
상기 표면 SU에 상대적인 상기 와이퍼 W1의 위치는 틀 FR 및 표면 SU 사이의 거리가 매 시간마다 동일한 것으로 가정함에 근거한 위치 센서 PS를 사용하여 간접적으로 측정된다. 상기 위치 센서의 출력은 상기 힘 작동기, 및 와이퍼 구동 장치 WMD에 전류 I를 공급하기 위한 전류 원 CS에 구동 신호를 제공하는 위치 센서의 출력에 근거한 제어기 CON으로 공급한다. 상기 표면 SU에 미리 결정된 와이핑 힘을 제공하기 위하여, 상기 유지 유닛은 와이퍼 W1'에 의하여 나타난 바와 같이 상기 프린트 헤드 내부 상기 와이퍼 W1의 위치에 상응하는 설정치를 제공하는 설정치 발생기 SG를 포함한다. 그러나, 상기 와이퍼 W1은 상기 장소로 도달할 수 없으며, 이에 상기 힘 작동기를 사용하여 상기 제어기는 지속적으로 상기 와이퍼 W1를 상기 위치 W1'로 작동시킨다. 상기 제어기는 상기 힘 작동기에 의하여 최대로 적용가능한 힘을 미리 결정된 값으로 유지하는 제한기 LI를 포함하고, 일실시예에 있어서 상기 힘은 상기 최대 전류를 제한함으로써 상기 전류 원에 의하여 발생할 수 있다.
도 10B는 본 발명의 네 번째 사항의 두 번째 부 사항의 일실시예에 따른 유지 유닛 MU의 부분을 도식적으로 나타내고, 상기 유지 유닛은 도 3 및 도 9의 잉크젯 시스템에 사용될 수 있다. 나타난 것은 틀 FR을 움직이며 지지하는 와이퍼 지지 틀 WSF이다. 상기 틀 FR 및 상기 와이퍼 지지 틀 WSF 사이에서, 와이퍼 구동 장치 WMD는 상기 와이퍼 지지 틀 WSF에 상대적으로 상기 틀 FR을 위치시키기 위한 힘 F1을 생산하기 위하여 작동할 수 있다.
상기 틀 FR에 배열된 것은 상기 프린트 헤드들의 표면을 따라 움직이는 와이퍼 W1이다. 상기 와이퍼 W1의 움직임은 상기 와이퍼를 단지 위 아래로 움직이기 위한 선형 가이드를 함께 형성하는 두 개의 평행한 판 용수철(leaf springs, LF)에 의하여 가이드된다. 상기 와이퍼 W1에 연결된 것은 힘 작동기의 부분으로써 영구 자석 PM이다. 상기 영구 자석은 상기 힘 작동기의 다른 부분인 코일 CO 내부에 배열되고, 이에, 적절한 에너지원으로써 전류 I를 상기 코일에 공급하고, 전류 원은 상기 자석 및 코일의 개별적인 자기장 사이 상호작용으로 인하여 상기 영구 자석에 힘을 생산할 것이다. 상기 힘은 상기 와이퍼를 와이핑 동작 도중에 상기 프린트 헤드의 표면에 대하여 압축하기 위하여 사용될 수 있다.
바람직하게, 상기 힘 작동기는 상기 와이퍼의 작업 범위 내 얻어지는 매우 일정한 전류-힘 관계로 구성된다. 이는 제어의 개 루프(open loop) 종류를 허용하고, 상기 코일을 통한 전류의 제어는 상기 힘 작동기에 의하여 상기 와이퍼에 공급되는 힘을 적절하게 제어한다. 상기 전류는 측정 저항 R1 및 상기 저항 R1에 인가되는 전압 V1을 측정함으로써 산출될 수 있다. 상기 산출된 전류는 상기 산출된 전류에 근거하여 전류 원 CS를 제어하기 위한 제어기 CON으로 공급될 수 있다.
상기 가이드의 판 용수철이 상기 와이퍼의 작업 범위 내 와이퍼를 가이드 하는 동안 상기 와이퍼에 주요한 힘을 공급하지 않는 경우, 상기 힘 작동기에 의하여 공급되는 힘은 와이퍼 힘에 상응하고, 상기 와이퍼는 상기 와이퍼의 경직(stiffness)과 별개로 상기 프린트 헤드들의 표면, 예를 들면 상기 와이퍼의 실제 위치 등에 대하여 압력을 받는다. 일실시예에 있어서, 알려진 또는 결정된 일정한 힘, 예를 들면 중력을 극복할 필요성이 있지만, 이러한 일정한 힘은 쉽게 보상될 수 있다.
상기 가이드에 의하여 상기 와이퍼로 공급되는 힘이 일정하지 않고, 전류-힘 관계가 일정하지 않을 때, 상기 언급한 개-루프 제어가 충분하지 않을 수 있다. 일반적으로, 상기 전류-힘 관계는 상기 코일 내 영구 자석의 위치에 의존하므로, 상기 자석의 위치를 결정하기 위한 위치 센서 PS의 도입은 상기 힘 작동기에 의하여 상기 와이퍼에 공급되는 힘을 정확정밀하게 결정하는데 유리하다.
상기 위치 센서 PS는 상기 가이드의 위치를 결정하기 위하여 대안적으로 또는 추가적으로 사용될 수 있다. 수직한 방향으로 상기 판 용수철의 강도가 매우 높은 경우, 상기 가이드에 의하여 상기 와이퍼로 공급되는 방해 힘은 상기 가이드에 상대적으로 상기 와이퍼의 위치에 의존한다. 따라서, 위치를 측정하는 것은 보상될 수 있는 제어기에 도입하는 경우, 상기 가이드의 상기 방해 힘을 결정하는 것을 허용한다.
도 11-17은 본 발명의 다섯 번째 사항과 관련성이 있다.
도 11A는 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 나타낸다. 상기 방법에서, 패턴 레이아웃 L은 잉크젯 시스템의 전자 제어장치들에 의하여 수신된다. 상기 제어 전자장치들은 상기 패턴 레이아웃을 잉크 패턴으로 전환하기 위한 소프트웨어를 포함한다. 상기 소프트웨어는 수신된 패턴 레이아웃 L을 적어도 하나의 윤곽 부분을 포함하는 분리 윤곽 층 및 상기 패턴 레이아웃의 적어도 하나의 내부 영역 부분을 포함하는 분리 내부 영역으로 전환하기 위한 로직 1을 포함한다. 상기 로직 1은 상기 잉크젯 시스템의 적어도 하나의 프린트 헤드를 제어하기 위하여 사용되는 출력 데이터를 제공한다. 상기 로직 1은 첫 번째 1 및 두 번째 2 출력 데이터를 제공한다. 상기 첫 번째 출력 데이터 1은 상기 윤곽 층에서 정의된 윤곽을 인쇄하기 위한 윤곽 데이터를 포함한다. 상기 두 번째 출력 데이터 2는 상기 내부 영역 층에서 정의된 내부 영역을 인쇄하기 위한 내부 영역 데이터를 포함한다. 패턴 레이아웃의 윤곽은 상기 패턴 레이아웃의 외부 판 영역에 의하여 정의된다. 내부 영역은 적어도 두 개의 판 영역들에 의하여 둘러쳐진 영역에 의하여 정의된다. 윤곽은 내부 영역을 위한 경계를 형성한다. 상기 첫 번째 및 두 번째 출력 데이터는 상기 잉크 패턴을 인쇄하기 위하여 차후에 처리된다. 첫 번째 단계에서, 상기 윤곽 데이터는 상기 윤곽을 인쇄하기 위하여 처리된다. 상기 윤곽 C는 기판에 윤곽 액적을 증착함으로써 인쇄된다. 하기 두 번째 단계에서, 상기 내부 영역 데이터는 인쇄된 윤곽으로 상기 내부 영역을 인쇄하기 위하여 처리된다. 상기 내부 영역 F는 기판에 충전용 액적을 증착함으로써 인쇄된다. 상기 윤곽 C 및 상기 내부 영역 F를 인쇄한 후, 상기 최종 잉크 패턴 P가 얻어진다.
도 11B는 패턴 레이아웃의 예시를 포함하는 도 11A의 흐름도를 나타낸다. 상기 패턴 레이아웃은 일반적으로 집적 회로(Integrated circuit, IC)이고, 회로 라인(circuit line) 및 원형 끝 부분을 포함한다. 상기 IC 패턴 레이아웃의 원형 끝 부분은 인쇄회로기판 (PCB)을 제조하기 위한 전자 부품을 연결하기 위하여 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 있어서, 상기 IC 패턴 레이아웃 P는 윤곽 층 및 내부 영역 층으로 분리된다. 로직 1은 상기 IC 패턴 레이아웃에 적용되고, 기판에 상기 윤곽 C를 인쇄하기 위하여 첫 번째로 처리되는 윤곽 데이터 1이 생산된다. 얻어진 윤곽 C는 도 11B의 흐름도에 후속 박스로 표시하였다. 상기 윤곽 C는 상기 패턴 레이아웃의 아웃 라인이다. 로직 1은 내부 영역 데이터 2를 발생시키기 위하여 더 적용된다. 상기 내부 영역 데이터 2는 상기 기판에 내부 영역 F를 인쇄하기 위하여 처리된다. 상기 내부 영역 F는 상기 이미 인쇄된 윤곽 내 충전용 액적의 적어도 하나의 스워스를 인쇄함으로써 인쇄될 수 있다. 상기 내부 영역 F는 상기 윤곽이 빠진 것으로 정의되는 외측 에지(outer edge)인 패턴 레이아웃으로써 정의될 수 있다. 상기 외측 에지는 적어도 하나의 윤곽 액적의 폭을 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 외측 에지는 하나의 윤곽 액적의 폭을 갖는다.
상기 제어 전자장치들은 기판에 윤곽 C를 인쇄하기 위한 윤곽 프린트 알고리즘을 포함한다. 상기 윤곽 프린트 알고리즘은 상기 윤곽 C를 액적 위치들의 일습으로 전환한다.
상기 윤곽 프린트 알고리즘, 예를 들면 래스터화 알고리즘에 있어서, 상기 윤곽 데이터는 윤곽 액적의 분포를 얻기 위하여 래스터에 투사된다. 상기 래스터는 래스터 셀들(raster cells)을 다수 가질 수 있고, 상기 윤곽 알고리즘은 특정 양으로 뒤덮인 각 래스터 셀을 위한 액적 위치를 생산할 수 있다.
바람직하게, 상기 윤곽 프린트 알고리즘은 상기 윤곽의 적어도 한 부분의 배향에 근거한다. 상기 윤곽의 적어도 한 부분의 배향은 기준 축에 대하여 측정된다. 상기 배향은 상기 기준 축에 대하여 각도로써 정의될 수 있다. 윤곽 프린트 알고리즘에 근거한 상기 배향 단계에 있어서, 상기 윤곽의 적어도 한 부분은 정의된 배향에 의존하여 분류된다. 상기 윤곽의 적어도 한 부분은 분류 시스템의 클래스로 분류된다. 각 클래스는 상기 윤곽 액적의 위치 일습을 얻기 위하여 그들 스스로 전환을 한다. 상기 윤곽의 최소 부분의 배향에 의존하여, 상기 윤곽의 전환이 달라진다. 여기서, 인접한 액적들 사이 상호작용 메커니즘을 위한 최적의 보정이 성취될 수 있다. 상기 윤곽 액적은 윤곽 프린트 알고리즘에 의존하여 선택되는 클래스에 적용함으로써 인쇄된다.
도 12는 카테시안 시스템(Cartesian system)에서 분류 시스템을 나타낸다. 상기 카테시안 시스템은 X-축 및 Y-축에 의하여 제한되지 않는 첫 번째 사분면을 갖는다. 상기 분류 시스템은 세 가지의 클래스들, 즉 첫 번째 클래스 I, 두 번째 클래스 II 및 세 번째 클래스 III을 갖는다.
첫 번째 클래스 I은 X-축의 방향으로 배향되고, 미리 결정된 각도 α보다 큰 각도 아래의 방향을 갖는 윤곽 부분들의 군으로 정의된다. 미리 결정된 각도 α는 Y-축에 대하여 첫 번째 사분면의 각도이다. 상기 미리 결정된 각도 α는 잉크 흐름 및/또는 기판 특성의 기능을 나타내는 파라미터이다.
두 번째 클래스 II는 상기 미리 결정된 각도 α보다 작거나 동일한 각도로, 아래 방향으로 배향되는 윤곽 부분들의 군으로 정의된다.
세 번째 클래스 III는 상기 Y-축 방향으로 배향되는 윤곽 부분들의 군으로 정의된다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 상기 카테시안 시스템은 상기 잉크젯 시스템의 레이아웃으로 투사된다. 상기 잉크젯 시스템은 상기 기판의 운동 방향과 상응하는 인쇄 방향을 포함하는 레이아웃을 갖는다. 상기 Y-축은 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 방향으로 투사된다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 모든 분리된 윤곽 부분들은 세 개의 클래스들 중 한 개로 분류된다. 윤곽 부분들은 상기 첫 번째 사분면 외곽으로 떨어지는 배향을 갖고, 상기 카테시안 시스템의 두 번째, 세 번째, 또는 네 번째 사분면은 상기 첫 번째 사분면으로 떨어지는 배향을 얻기 위하여 첫 번째와 같은(mirroring) 준비 단계 내 있다. 이후 단계에서, 상기 액적 위치의 일습이 결정되고, 상기 같은 단계는 상기 상응하는 사분면으로 액적 위치의 일습을 얻기 위하여 다시 보상된다.
상기 도 13A-13D는 몇몇 방향의 윤곽들의 배향 예시들을 나타낸다. 상기 윤곽들은 패턴 레이아웃에 의하여 정의되는 완벽한 윤곽을 얻기 위한 윤곽 부분들로써 조합될 수 있다. 상기 도면들은 카테시안 시스템의 X-축 및 Y-축을 나타낸다. 잉크 패턴은 윤곽 C 및 내부 영역 F를 갖는 것으로 나타난다. 상기 잉크 패턴은 인쇄 공정에서 윤곽 및 충전용 액적을 증착함으로써 얻는다. 상기 인쇄 방향은 Y-축에 대하여 평행하다. 상기 윤곽 C는 첫 번째로 증착되며, 윤곽 액적을 배열함으로써 형성된다. 상기 윤곽 액적의 배열은 스트립 요소를 형성한다. 상기 내부 영역 F는 상기 두 가지의 반대 윤곽 C 사이 영역에 채우거나 충전용 액적을 증착함으로써 형성된다. 상기 충전용 액적은 스워스들(swaths)로 증착된다. 도 13A-13D는 분사된 후, 상기 잉크 패턴의 경계인 패턴 레이아웃 에지를 결과적으로 나타내는 상기 윤곽 C에서 굵은 선 C'를 나타낸다.
도 13A는 첫 번째 클래스 I에서 윤곽의 배향을 나타낸다. 상기 윤곽의 배향은 X-방향이다. 상기 윤곽은 윤곽 액적을 증착함으로써 형성된다. 상기 윤곽 액적은 라인에 위치되고 일정한 Y-좌표를 갖는다. 상기 윤곽 액적은 스트립 요소를 형성한다. 상기 스트립 요소는 일정한 크기의 윤곽 액적으로 구성된다. 상기 스트립 요소는 일정한 피치를 갖는다. 상기 스트립 요소 내 두 가지의 성공적인 윤곽 액적 사이 서로 간의 거리는 일정하다.
도 13B는 첫 번째 클래스 I에서 윤곽의 다른 배향을 나타내고, 상기 배향은 상기 미리 결정된 각도 α보다 크거나 동일하게 Y-축에 대하여 각도 아래로 배향된다. 상기 윤곽은 윤곽 액적의 증착으로 인하여 형성된다. 상기 윤곽 액적은 라인 내 위치된다. 상기 윤곽 액적은 스트립 요소를 형성한다. 상기 스트립 요소는 윤곽 액적은 이중으로 배열되는 것으로 구성된다. 상기 스트립 요소는 일정한 크기의 윤곽 액적으로 구성된다. 상기 스트립 요소는 일정한 피치를 갖는다. 상기 스트립 요소 내 두 가지의 성공적인 윤곽 액적 사이 서로 간의 거리는 일정하다.
도 13C는 두 번째 클래스 II 내 윤곽의 배향을 나타낸다. 상기 배향은 도 13에서 표시되는 미리 결정된 각도 α보다 작게 Y-축에 대하여 각도 아래로 배향된다. 상기 윤곽은 윤곽 액적을 증착함으로써 생성된다.상기 윤곽 액적은 스트립 요소를 형성한다. 상기 스트립 요소는 윤곽 액적의 단일 외부 배열로 구성된다. 상기 스트립 요소는 상기 액적들 사이 다양한 피치를 갖는다. 상기 스트립 요소 내 두 가지의 성공적인 윤곽 액적 사이의 거리는 상기 윤곽 요소의 Y-축으로 선형적으로 증가한다. 두 가지의 인접한 액적의 쌍 사이 서로 간의 거리는 액적 쌍 위치의 기능이다. 상기 스트립 요소는 일정한 크기의 윤곽 액적으로 구성된다.
상기 스트립 요소는 스트립 부분들의 시퀀스(sequence)로 구성된다. 상기 스트립 부분들은 Y-방향으로 확장한다. 각 스트립 부분은 일정한 X-좌표를 갖는다. 각 스트립 부분은 요구되는 배향으로 선형적으로 확장하는 상기 스트립을 얻기 위하여 액적의 고정된 양의 고정된 길이를 갖는다. X-방향으로 인접한 스트립 부분들은 액적 크기의 편위(stagger) 피치와 함께 위치되어 진다. 결과적인 잉크 패턴을 비교할 때, 굵은 선 C'와 함께 나타나며, 상기 초기의 외측 에지(outer edge)는 Y-방향으로 첫 번째 스워스로부터 Y-방향으로 두 번째 스워스로 교차하는 에지 차이를 갖는다. 액적이 흘러나간 후, 결과적인 외측 에지는 굵은 선 'C'로 나타난 바와 같이 얻어진다.
도 13D는 세 번째 클래스 III 내 윤곽의 배향을 나타낸다. 상기 윤곽은 윤곽 액적을 증착함으로써 형성된다. 상기 윤곽 액적은 라인에 위치되고 일정한 X-좌표를 갖는다. 상기 윤곽 액적은 스트립 요소를 형성한다. 상기 스트립 요소는 일정한 크기의 윤곽 액적으로 구성된다. 상기 스트립 요소는 윤곽 액적의 단일 배향으로 구성된다. 상기 스트립 요소는 일정한 피치를 갖는다. 상기 스트립 요소 내 두 가지의 성공적인 윤곽 액적 사이 서로 간의 거리는 일정하다.
도 13D는 상기 스트립 요소의 피치가 조절될 때 잉크 흐름 효과가 변화하는 것을 더 나타낸다. 굵은 선 C'는 결과적인 잉크 패턴 외측 에지를 나타낸다. 상기 도면에서, 액적들 사이 작은 피치는 오른쪽과 비교하여 왼쪽으로 적용된다. 도면의 오른쪽 면에서, 상기 증착된 액적들은 미리 결정된 시간 간격에서 잉크 흐름을 갖고, 상기 윤곽의 외측 에지는 굵은 선 C'와 일치한다. 반대로, 상기 도면의 왼쪽 면은 작은 피치를 적용함으로써 발생하는 상기 시간 간격에서 상대적으로 더 잉크 흐름을 나타낸다. 작은 피치를 적용함에 따라, 굵은 C'로 표시된 바와 같이 패턴 레이아웃의 최종적으로 얻어진 에지로부터 배열되는 상기 윤곽의 외측 에지에서 처음의 오프 셋(off set)이 발생한다.
도 14는 흐름도를 나타내고, 상기 윤곽 프린트 알고리즘 CPA는 커버리지 알고리즘 CA 및 잉크 흐름 알고리즘 IFA로 분할된다. 상기 커버리지 알고리즘 CA는 첫 번째 단계에 적용된다. 상기 잉크 프름 알고리즘 IFA는 두 번째 단계에 적용된다.
상기 패턴 레이아웃 L은 상기 커버리지 알고리즘 CA를 위한 입력이다. 상기 윤곽의 최소 부분을 갖는 커버리지 알고리즘에 있어서, 윤곽 부분의 패턴 레이아웃은 커버리지 요소들의 일습으로 전환된다. 상기 패턴 레이아웃은 상기 커버리지 요소들로 인하여 구성된다. 상기 커버리지 알고리즘은 커버리지 요소들로 인한 상기 패턴 레이아웃의 최적 커버리지를 얻기 위하여 적용된다. 그들의 위치를 포함하는 커버리지 요소들의 일습은 상기 커버리지 알고리즘을 패턴 레이아웃에 적용한 후 출력이다. 특히, 상기 커버리지 요소는 스트립 요소이다. 커버리지 요소로써 상기 스트립 요소는 액적의 길이, 배향 및 적어도 하나의 완벽한 위치를 포함한다. 상기 커버리지 요소들의 일습은 상기 잉크 패턴 P를 얻기 위하여 차후 단계들로 인쇄될 수 있다.
상기 커버리지 알고리즘은 커버리지 요소를 정의하기 위한 몇몇 커버리지 파라미터들을 포함한다. 커버리지 파라미터는 액적 크기, 커버리지 요소 당 액적의 수, 커버리지 요소에서 두 가지의 인접한 액적 사이에 서로 간의 거리의 기능 또는 값일 수 있다. 상기 커버리지 파라미터들은 잉크 및 기판 재료와 같이 환경에 의존하여 다양하다.
상기 잉크 흐름 알고리즘은 상기 잉크 패턴을 얻기 위하여 상기 커버리지 요소들을 상기 윤곽 액적의 완벽한 위치의 일습으로 전환하고, 상기 잉크 흐름 행동의 요소가 포함된다. 커버리지 요소는 잉크 흐름 알고리즘을 위한 입력이다. 액적의 완벽한 위치들의 일습은 상기 잉크 흐름 알고리즘의 출력이다. 특히, 상기 커버리지 요소들을 최적으로 인쇄하기 위한 액적 위치를 함유하는 비트맵이 생성될 수 있다. 제어 전자장치들이 상기 잉크젯 시스템, 특히 프린트 헤드 및 기판 위치지정 스테이지를 위한 신호를 제어하기 위한 상기 잉크 패턴의 완벽한 위치들의 일습을 번역하기 위하여 제공된다.
도 15는 잉크 흐름 알고리즘의 흐름도를 나타내고, 상기 커버리지 요소들의 일습은 잉크 패턴 P로 전환된다.
상기 잉크 흐름 알고리즘은 상기 잉크젯 시스템의 사용으로 인하여 결정되는 잉크 흐름 파라미터들을 갖는다. 상기 잉크 흐름 파라미터들은 몇 가지 단계로 결정된다. 첫 번째 단계 5.1에서 적어도 하나의 시험 패턴이 인쇄된다. 바람직하게, 상기 시험 패턴은 커버리지 요소이거나 커버리지 요소들의 일습이다. 두 번째 단계5.2에서 적어도 하나의 시험 패턴이 스캔 된다. 상기 잉크젯 시스템은 상기 시험 패턴을 스캐닝하기 위한 스캐닝 유닛을 갖는다. 상기 스캐닝 유닛에 의하여 이미지는 시험 패턴에 의하여 캡처 된다. 상기 스캐닝 유닛은 내부의 스캐닝 유닛이다. 상기 스캐닝 유닛은 상기 잉크젯 시스템에 통합된다. 세 번째 단계 5.3에서, 시험 패턴은 추출된다. 네 번째 단계인 5.4에서 적어도 하나의 폭과 같은 관련된 파라미터는 상기 시험 패턴으로부터 추출된다. 다섯 번째 단계인 5.5에서 상기 잉크 흐름 파라미터들이 결정된다. 상기 측정 데이터는 어느 결함들을 결정하기 위하여 상기 패턴 레이아웃과 함께 비교될 수 있다. 예를 들면, 시험 패턴의 상기 폭은 입력된 패턴 레이아웃과 비교될 수 있다. 만약, 상기 폭이 커버리지 요소들과 조합하기에 너무 큰 크다면, 상기 윤곽 프린트 알고리즘이 수정될 수 있다. 여기서, 상기 윤곽 프린트 알고리즘은 자습(self-teaching)일 수 있다. 상기 잉크 흐름 효과와 관련이 있는 파라미터들은 결함을 보상하기 위하여 상기 잉크 흐름 알고리즘으로 입력될 수 있다. 상기 결함들은 다음 인쇄에서 보상될 수 있다. 바람직하게, 상기 폭 W는 시험 패턴에 의하여 측정될 필요성이 있는 유일한 치수이다.
도 16A-C는 두 가지의 커버리지 요소들의 일습을 포함하는 시험 패턴의 예시를 나타낸다. 굵은 선 및 화살표로 표시한 최종적인 폭 W0 또는 W1은 차후 인접한 커버리지 요소에 적용하기 위하여 미리 결정된 시간 간격 Δt을 적용함으로써 얻어진다. 상기 시간 간격은 차후 인접하는 커버리지 요소를 장착하기 위한 지연 시간이다. 상기 커버리지 요소들은 Y-방향으로 확장하고, 서로 간에 Δx 거리로 배치되는 스트립 요소들이다. 첫 번째 커버리지 요소는 인쇄되고, 미리 결정된 시간 간격 Δt 이후, 두 번째 커버리지 요소가 상기 첫 번째 커버리지 요소와 인접한 미리 결정된 피치 Δx에서 인쇄된다. 상기 윤곽은 상기 첫 번째 커버리지 요소를 인쇄함으로써 인쇄될 수 있고, 이후 상기 내부 영역은 상기 두 번째 커버리지 요소를 인쇄함으로써 인쇄된다. 상기 첫 번째 커버리지 요소는 윤곽 부분일 수 있고, 상기 두 번째 커버리지 요소는 내부 영역 부분일 수 있다.
도 16A는 잉크 흐름 효과의 좁은 효과를 나타낸다. 상기 시험 패턴은 두 가지의 동일한 커버리지 요소들 s1을 포함한다. 두 가지의 s1 커버리지 요소들의 조합은 5초의 시간 간격 Δt를 적용함으로써 좁은 효과로 나타난다. 상기 결과적인 잉크 패턴의 측정 폭은 요구되는 폭인 W1보다 작은 W0이다.
도 16B는 도 6A에서 나타난 바와 같이, 두 가지의 커버리지 요소들 s1의 동일한 조합을 나타내지만, 10초의 시간 간격 Δt를 적용한다. 상기 결과적인 잉크 패턴의 측정 폭은 W1이다. 상기 시간 간격 Δt에 의존하는 상기 잉크 흐름의 결과는 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치에 저장될 수 있다.
도 16C는 폭 W1와 함께 잉크 패턴을 얻기 위한 커버리지 요소들의 대안 조합을 나타낸다. 첫 번째 커버리지 요소 s1은 시간 간격 Δt를 5초로 적용함으로써 두 번째 커버리지 요소 s2와 조합된다. 두 가지의 커버리지 요소들 s1의 조합과 비교하여, s1 및 s2의 조합은 요구되는 W1을 얻기에 더 짧은 시간을 이끈다. 첫 번째 위치에서, 상기 윤곽 커버리지 알고리즘에서, 커버리지 요소들은 상기 요구되는 윤곽에 가장 적합한 것으로 선택된다. 더욱이, 더 짧은 인쇄 공정을 위하여, 도 16B에 나타난 조합 대신에, 도 16C에 나타난 바와 같은 조합이 적용될 수 있다. 상기 잉크젯 시스템은 시험 패턴을 측정함으로써 자습 될 수 있고, 인쇄 공정의 감소에 근거한 커버리지 요소들의 조합을 이후 선택하기 위하여 프로그램될 수 있다.
도 17A 및 17B는 시험 패턴들의 두 가지의 다른 조합의 예시들을 더 나타낸다. 도 17A에서, 시험 패턴은 두 가지의 커버리지 요소들 s1 및 s0의 조합으로 인하여 인쇄된다. 상기 첫 번째 커버리지 요소 s1은 특정한 서로 간의 거리에서 Y-방향으로 여섯 개의 잉크 액적을 위치시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 두 번째 커버리지 요소 s0은 더 큰 서로 간의 거리에서 Y-방향으로 다섯 개의 잉크 액적을 위치시킴으로써 형성될 수 있다. 첫 번째 및 두 번째 요소 사이의 피치는 X-방향으로 50μm이다. 두 번째 커버리지 요소 S0을 인쇄하기 이전에 10 초의 시간 간격이 적용된다.
도 17B에서, 시험 패턴은 두 가지의 커버리지 요소인 s1 및 s3을 조합함으로써 인쇄될 수 있다. 상기 첫 번째 커버리지 요소인 s1은 특정한 서로 간의 거리에서 Y-방향으로 여섯 개의 잉크 액적을 위치시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 두 번째 커버리지 요소 s3은 더 작은 서로 간의 거리에서 Y-방향으로 여덟 개의 잉크 액적을 위치시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 첫 번째 및 두 번째 요소 사이의 피치는 X-방향으로 25μm이고, 두 번째 커버리지 요소 s3을 인쇄하기 이전에 5초의 시간 간격이 적용된다. 상기 s1 및 s3의 조합은 잉크 흐름 효과로써 좁은 효과를 갖는다. 도 17A에 나타난 조합과 비교하여, 상기 커버리지 요소들 s1 및 s3의 조합은 폭 w2의 동일한 결과로 더 짧은 인쇄 시간으로 이끈다. 상기 잉크젯 시스템은 더 짧은 인쇄 시간이 바람직한 경우 s1 및 s3의 조합을 선택하도록 프로그램된다.
이형(variant)에 있어서, 상기 커버리지 및 잉크 흐름 알고리즘은 상기 내부 영역을 형성하기 위한 상기 충전용 액적의 위치를 결정하기 위하여 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 사항들 및 청구항에서 언급한 부분은 특허성이 있는 것으로 유리하게 고려된다. 특히, 충전용 액적 이전에 윤곽 액적이 인쇄되는 것과 별도로 액적 위치의 일습을 발생시키기 이전에, 커버리지 또는 잉크 흐름 알고리즘을 인쇄 알고리즘에 유리하게 적용할 수 있다.
비록, 본 발명이 특정 일실시예를 참조하여 공개되었지만, 당업자로부터 본 기술이 읽혀짐으로부터, 접두(prefix) 974를 갖는 절에서 정의되고 상술된 본 발명의 범위로부터 분리되지는 않지만 기술적인 점으로부터 변형이 가능하다. 필수적인 범위로부터 벗어나지 않고, 본 발명의 가르침에 해당하는 특정 상황 및 재료를 적용함으로써 변형이 가능하다. 본 발명의 범위에 벗어나지 않은 채로 다양한 변형이 당업자로부터 이해될 수 있다. 따라서, 본 발명이 상기 자세하게 서술한 특정 일실시예에 대하여 제한되는 것은 아니며, 본 발명이 접두 974와 함께 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함된다.
따라서, 본 발명의 다섯 번째 사항은 잉크 패턴을 더욱 정확정밀하게 인쇄하기 위한 방법을 제공한다. 특히, 본 발명은 통합된 회로 기판을 인쇄하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 패턴 레이아웃을 액적 위치들의 일습으로 전환하기 위하여 적용되는 알고리즘으로 개량한 것을 적용함으로써 간단한 방식으로 수행될 수 있다.
상기 도면들 3, 18-22-x는 본 발명의 여섯 번째 사항과 관련성이 있다.
도 3 및 도 18은 본 발명의 여섯 번째 사항의 일실시예에 따른 잉크젯 시스템을 나타낸다. 도 3 및 도 18은 상기 기판을 향하여 액체 액적을 분사함으로써, 기판 S에 요구되는 잉크 패턴으로 증착 재료를 위한 본 발명의 일실시예에 따른 잉크젯 시스템 IS를 나타낸다. 상기 재료는 특히 잉크이다. 상기 잉크 패턴은 패턴 레이아웃에 따라 생산되어야 한다. 상기 패턴 레이아웃은, 예를 들면 비트맵으로써 상기 잉크젯 시스템으로 업로드 된다. 상기 잉크젯 시스템은 바람직하게 액적이 요구되는 때에만 분사되는 드롭-온-디맨드 잉크젯 시스템이다. 이는 지속적인 잉크젯 시스템에 대하여 액적이 연속적으로 미리 결정된 빈도수로 분사되고, 상기 패턴을 형성하기 위하여 요구되는 액적이 기판을 향하여 배향되고, 상기 남아있는 액적은 제거되어 기판에 도달하는 것을 예방한다.
도 18의 잉크젯 시스템은 산업적인 잉크젯 시스템, 특히 IC 잉크젯 시스템이고, 상기 잉크젯 시스템은 리소그래피(lithography)를 사용하는 마스크 층을 제공하는 종래의 공정 대신에 인쇄회로기판(PCB)의 마스크 층과 같이, 저항성 재료를 증착하기 위하여 사용된다. 상기 마스크 층이 상기 잉크젯 시스템의 의하여 직접 증착될 수 있으므로, 공정 단계의 양은 현저하게 감소할 수 있고, 이에 PCB 제조 시간이 단축된다. 이와 같은 적용은 높은 액적의 정확정밀한 위치 및 높은 신뢰성(모든 액적 수)을 요구한다.
도 18에 나타난 바와 같이, X, Y 및 Z-축을 포함하는 직교 시스템은 상기 잉크젯 시스템에 투사될 수 있다. 상기 Y-축은 세로축이다. 상기 Y-축은 인쇄 방향으로 확장하는 방향으로써 정의된다. 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 방향은 기판에 스워스를 인쇄하기 위하여 기판이 프린트 헤드 어셈블리를 통과할 때 기판의 움직임 방향으로써 정의된다. 상기 인쇄 방향은 상기 기판 위치지정 스테이지의 운동과 상응한다. 상기 기판 위치지정 스테이지의 운동은 상기 인쇄 어셈블리에 대하여 기판의 큰 스트로크와 함께 상응한다.
상기 X-축은 상기 Y-축에 수직한 방향으로 정의된다. 상기 X-축은 상기 인쇄 방향의 횡단 방향으로 확장한다. 상기 X-축은 방향 축(lateral axis)이다. 상기 X-축 및 Y-축은 상기 잉크젯 시스템에서 수평면을 정의한다.
상기 Z-축은 상기 X- 및 Y-축에 대하여 수직한 방향으로 정의된다. 상기 Z-축은 상부 방향으로 확장한다. 상기 Z-축은 위-아래 축이다. 상기 Z-축은 매우 수직한 방향으로 확장한다.
상기 X-축에 대한 회전 방향인 Rx, 피치 운동(pitch motion)은 상기 기판을 상기 수평 축에 대하여 회전하는 것으로써 정의될 수 있다.
Y-축에 대한 회전 방향인 Ry, 횡 동요(roll motion)는 상기 기판을 세로 축에 대하여 회전하는 것으로써 정의될 수 있다.
Z-축에 대한 회전 방향인 Rz, 요 운동(yaw motion)은 상기 기판을 위-아래 축으로 회전하는 것으로써 정의될 수 있다.
높은 정확정밀성의 잉크젯 시스템을 제공하기 위하여, 상기 잉크젯 시스템 IS는 지면 GR로 부터 계측 틀 MF를 지지하는 힘 틀 FF를 갖는 프레임워크를 포함한다. 상기 힘 틀 FF 및 계측 틀 FF 사이에, 상기 힘 틀 FF에서의 진동으로부터 상기 계측 틀 MF를 절연하는 동안 상기 힘 틀 FF로부터 상기 계측 틀 MF를 지지하기 위하여 진동 절연 시스템이 제공된다. 결과적으로, 상대적으로 안정적이고 빠른 인쇄 환경이 계측 틀에서 만들어져 정확정밀성이 향상된다.
상기 잉크젯 시스템은 프린트 헤드 홀더 H를 더 포함한다. 여기서, 상기 프린트 헤드 홀더 H는 상기 잉크젯 시스템에 고정적으로 내장된다. 상기 프린트 헤드 홀더 H는 계측 틀 MF에 유연하게 연결된다. 상기 프린트 헤드 홀더는 빔 형을 갖는다. 상기 프린트 헤드 홀더는 X-방향으로 확장한다. 상기 프린트 헤드 홀더는 기판 S의 표면에 공급되는 잉크 패턴의 인쇄 영역 PA에 연결된다. 상기 프린트 헤드 홀더는 적어도 하나의 프린트 헤드 PH를 포함하는 프린트 헤드 어셈블리를 고정한다. 각 프린트 헤드 PH는 하나 또는 그 이상으로 많은, 기판 S에 액적을 분사할 수 있는 노즐들을 포함한다. 상기 프린트 헤드 어셈블리는 전방 또는 후방 스워스 동안 액적이 위치할 수 있는 X-방향으로 인쇄 범위를 정의한다. 상기 X-방향으로의 인쇄 범위는 인쇄 영역 PA의 폭을 결정한다. Y-방향으로 노즐들의 열에서 첫 번째 및 마지막 노즐 사이의 거리는 인쇄 영역 PA의 길이를 정의한다.
더욱이, 상기 잉크젯 시스템은 기판 S를 고정하기 위한 기판 홀더 SH를 포함한다.
상기 기판 홀더 SH는 상기 프린트 헤드 PH에 대하여 상대적으로 움직일 수 있고, 인쇄 방향 PD로 스캐닝 유닛 SU는 기판 S가 상기 프린트 헤드 어셈블리 아래로 통과할 수 있도록 Y-방향과 평행하다.
이러한 적용으로, 도 18과 같이, 상기 기판 홀더를 양의 Y-방향으로, 왼쪽에서 오른쪽으로 움직이는 동안 상기 프린트 헤드 어셈블리가 통과하는 것과, 상기 기판 홀더를 음의 Y-방향으로, 오른쪽에서 왼쪽으로 움직이는 동안 상기 프린트 어셈블리가 통과하는 것 사이에 차이가 발생한다. 상기 오른쪽에서 왼쪽으로의 움직임은 전방 스워스로써 언급되고 및 왼쪽에서 오른쪽으로의 움직임은 후방 스워스로써 언급된다.
상기 기판 S의 상부 표면 TS을 모두 덮기 위하여, 많은 배치 형태가 가능하다.
첫 번째 배치에 있어서, 상기 X-방향으로의 인쇄 면은 상기 기판 홀더 SH에 의하여 고정될 수 있는 기판 S의 X-방향으로 적어도 가장 클 수 있는 치수만큼 크다. 이러한 경우, 상기 기판 홀더 SH의 단일 스워스(swath)는 액적과 함께 상부 표면 전체를 덮기에 충분하다.
상기 프린트 헤드 어셈블리의 프린트 헤드는 X-방향으로 서로 형성하는 동일한 공간에 배치되는 프린트 헤드 노즐들의 배열을 포함할 수 있다. 인접한 노즐들 간의 피치는 약 100μm이다. 그러나, 잉크 패턴을 위한 패턴 레이아웃은 상기 인접한 노즐들 사이 거리보다 더 짧은 거리에서 위치되는 트랙을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 프린트 헤드 홀더는 상기 인접하는 노즐들 사이 위치되는 영역에 액적을 증착하는 것을 허용하기 위하여 횡단 방향, 특히 수직하게, 상기 인쇄 방향, 즉 X-축으로 기판에 상대적으로 움직일 수 있다. 따라서, 이러한 경우 상기 기판의 다중 통과가 상기 패턴 레이아웃의 요구되는 디자인을 따르기 위하여 필요하다. 바람직하게, 상기 기판에 대하여 상기 프린트 헤드의 상대적인 움직임이 기판을 X-방향으로 이동시킴으로써 얻을 수 있다.
두 번째 배치에 있어서, 상기 X-방향으로의 인쇄 면은 상기 기판 홀더 SH에 의하여 고정될 수 있는 기판 S의 X-방향으로 적어도 가장 클 수 있는 치수보다 작다. 이러한 경우, 다중 평행 스워스들은 상기 기판 S의 상부 표면 TS 전체를 덮을 필요성이 있다. 다중 평행 스워스를 허용하기 위하여, 상기 프린트 헤드 어셈블리 및/또는 상기 기판 홀더 SH는 인쇄 방향 PD에 대하여 수직한 X-방향으로 움직일 수 있다.
일실시예에 있어서, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 상기 기판 홀더 SH가 취급할 수 있는 기판의 X-방향으로 최대로 가능한 치수만큼 적어도 큰 X-방향으로 인쇄 면을 갖는다. 결과적으로, 상기 프린트 헤드 어셈블리는 계측 틀 MF에 대하여 고정적으로 내장될 수 있다.
도 19에 더 표시되는 도 18의 일실시예에 있어서, 상기 기판 홀더 SH는 기판 위치지정 스테이지 PS에 의하여 지지 된다. 상기 기판 위치지정 스테이지 PS는 상기 계측 틀 MF에 의하여 지지 된다. 상기 기판 위치지정 스테이지 PS는 상기 계측 틀에 의하여 지지 되어 상기 인쇄 방향 PD로 움직일 수 있으므로, 상기 기판 홀더 SH 및 기판 S를 Y-방향으로 배치하는 것을 허용한다. 상기 기판 위치지정 스테이지 PS의 위치지정은 스테이지 위치지정 장치 SD를 사용함으로써 수행된다. 상기 스테이지 위치지정 장치는 스테이지 가디언스, 스테이지 위치 측정 시스템 및 스테이지 작동기를 포함한다. 상기 스테이지 가디언스는 선형 가디언스이다. 상기 스테이지 가디언스는 상기 기판 위치지정 스테이지를 지지하고 가이드 하기 위한 한 쌍의 바 요소들을 포함한다. 상기 기판 위치지정 스테이지는 볼 베어링(ball bearings)에 의하여 상기 스테이지 가디언스로 나아갈 수 있다. 상기 스테이지 가디언스는 계측 틀 MF에 연결된다. 여기서, 지면으로부터의 진동은 상기 기판 위치지정 스테이지의 선형 가디언스를 방해하지 않는다.
상기 스테이지 위치지정 측정 시스템은 선형 부호기(encoder)를 포함한다. 상기 선형 부호기는 Y-방향으로 확장하는 긴 자(ruler)와 상기 기판 위치지정 스테이지에 내장된 광학 리더기를 포함한다. 작업 시, 상기 기판 위치지정 스테이지는 상기 기판 위치지정 스테이지의 Y-위치를 얻기 위하여 상기 자를 따라 통과한다. 바람직하게, 상기 스테이지 위치 측정 시스템은 두 개의 선형 부호기를 포함한다. 두 개의 선형 부호기는 상기 기판 위치지정 스테이지를 위치시키기 위한 방법을 더욱 정밀하게 한다.
상기 스테이지 작동기는 벨트(belt) 및 구동 부재(driving member)를 포함한다. 상기 위치지정 스테이지는 상기 벨트에 의하여 구동 요소로 연결된다. 상기 구동 요소는 힘 틀 FF에 내장된다. 상기 구동 요소는 기어 휠(gearwheel) 및 모터를 포함한다. 여기서, 구동 힘 F가 상기 기판 위치지정 스테이지 PS와 상기 힘 틀 FF사이에 공급된다. 결과적으로, 상기 구동 힘 F는 상기 계측 틀 MF에 어떠한 방해도 하지 않으나, 상기 힘 틀을 경유하여 지면 GR으로 전송되어 상기 잉크젯 시스템의 높은 정확정밀도를 얻을 수 있게 된다. 상기 제어 전자장치는 상기 기판 위치지정 스테이지의 위치 및 속도를 제어하기 위하여 배열된다. 분사되는 액적의 빈도수가 일정하므로, 상기 기판 위치지정 스테이지의 일정한 속도가 요구된다.
상기 기판 위치지정 스테이지 PS 및 상기 기판 홀더 SH 사이에, 홀더 위치지정 장치 HD가 상기 기판 홀더 SH를 하나 또는 그 이상의 자유도,바람직하게 상기 기판 위치지정 스테이지 PS에 대하여 상대적으로 최소 인쇄 방향 PD로 위치시키기 위하여 제공된다. 이러한 배치를 사용하여, 상기 스테이지 위치지정 장치 SD는 상기 인쇄 방향으로 상기 기판 홀더 SH를 위치시키기 위하여 사용될 수 있는 반면, 상기 홀더 위치지정 장치 HD는 상기 프린트 헤드 어셈블리에 상대적인 상기 인쇄 방향으로 상기 기판 홀더의 적절한 위치지정을 위하여 사용될 수 있다. 필요하다면, 상기 홀더 위치지정 장치 HD는 상기 기판 홀더를 다른 방향, 예를 들면 X-방향 및/또는 Z-방향, 및 Rx, Ry 및 Rz와 같은 회전 방향으로 적절하기 위치시키기 위하여 사용될 수 있다.
상기 홀더 위치지정 장치 HD는 적어도 하나의 홀더 작동기 및 적어도 하나의 홀더 위치 측정 시스템을 포함한다. 또한, 위치 측정 시스템을 함께 수반하는 각 홀더 작동기는 단일 자유도 DOF를 결정할 수 있다.
도 19의 일실시예에 있어서, 상기 기판 홀더 SH는 상기 홀더 위치지정 장치 HD에 의하여 상기 기판 위치지정 스테이지 PS에 연결되고, 상기 모든 여섯 개의 자유도는 상기 홀더 위치지정 장치 HD에 의하여 결정된다. 상기 홀더 위치지정 장치는 모든 여섯 개의 가능한 자유도로 상기 기판 위치지정 스테이지에 대하여 함께 기판 홀더 SH를 위치시키기 위하여 배열된다.
상기 홀더 작동기는 보이스 코일(voice coil) 작동기이다. 상기 홀더 위치 측정 시스템은 상기 홀더 작동기에 통합될 수 있다. 상기 보이스 코일 작동기는 특히 움직일 수 있는 보이스 코일 작동기 본체의 위치, 특히 특정 번역을 측정하기 위한 부호기를 포함할 수 있다. 상기 보이스 코일 작동기 본체는 적어도 2mm, 바람직하게는 적어도 4mm, 가장 바람직하게는 적어도 6mm의 스트로크로 움직일 수 있다. 상기 홀더 작동기는 상기 기판 위치지정 스테이지와 연결되는 홀더 작동기 베이스와, 상기 기판 홀더에 연결되는 홀더 작동기 본체를 갖는다. 상기 홀더 작동기 본체는 상기 홀더 작동기 베이스에 대하여 움직일 수 있다. 특히, 상기 홀더 작동기 본체는 움직임이 가능한 방향의 단 하나의 자유도로 제한하는 본체 부재를 갖는다. 특히, 상기 본체 부재는 긴 부분이다. 특히, 상기 본체 부재는 안테나 형태이다. 상기 본체 부재는 다섯 가지의 자유도 움직임에 있어서, 상기 움직임에 대항하여 변화에 더욱 정확하게 긴 부분에 대하여 평행한 방향을 허용한다.
상기 홀더 위치지정 장치 HD는 여섯 가지의 개별적인 홀더 작동기들을 포함하고, 각 홀더 작동기들은 번역에 있어서 단 하나의 자유도로 제한한다. 두 쌍의 홀더 작동기들은 움직임에 있어서 회전 자유도를 함께 제한한다.
상기 홀더 위치지정 장치 HD는 상부로, 매우 수직한 방향으로 번역을 제한하기 위하여 상부 방향으로 배향된 세 가지의 홀더 작동기들을 포함한다. 각 작동기 홀더는 상부 방향으로 확장하는 안테나 형태의 본체 부재를 갖는다. 더욱이, 상기 홀더 위치지정 장치 HD는 수평 방향으로 배열되는 세 가지의 홀더 작동기들을 포함한다. 상기 홀더 작동기들은 서로 간에 떨어져 배치되고, 상기 기판 위치지정 스테이지의 상부에 위치된다. 특히, 상기 홀더 작동기들은 수평면으로 배치된다. 상기 작동기 홀더들은 상기 기판 홀더 SH의 밑면에 연결된다. 상기 세 가지의 상부로 배향된 홀더 작동기들은 Z-방향으로의 번역, X-축으로의 회전, 및 Y-축으로의 회전을 제한함으로써 세 가지의 자유도로 제한한다. 상기 세 가지의 옆으로 배향된 홀더 작동기들은 X- 및 Y-방향으로의 번역과 Z-방향으로의 회전을 제한함으로써 세 가지의 자유도를 제한한다.
도 19에 나타난 바와 같이, 상기 기판 홀더의 X-방향으로의 단면은 U-형태이고, 상기 U-형태는 거꾸로 배향된다. 상기 U-형태 기판 홀더는 U-베이스 및 아래쪽으로 확장하는 U-다리(U-legs)를 갖는다. 상기 여섯 개의 홀더 작동기들은 상기 U-다리 사이에 배열된다. 세 개의 수직하게 배열된 홀더 작동기들은 상기 U-베이스에 연결된다. 두 가지의 수평적으로 배향된 홀더 작동기들은 첫 번째 U-다리에 연결되고, 하나의 수평적으로 배향된 홀더 작동기는 상기 첫 번째 U-다리와는 반대로 두 번째 U-다리와 연결된다.
정확정밀한 인쇄 공정을 얻기 위하여, 프린트 헤드의 노즐들 군으로부터 인쇄 작업이 수행되는 동안 기판이 상부 표면이 일정한 거리에서 작동되는 것이 전제조건이다. Z-방향을 고려하여, 상기 노즐들의 군은 가상적인 면을 정의하는 공통되는 면으로 배치된다. 상기 가상적인 면은 상기 공통되는 면과 평행한 것으로 정의된다. 인쇄 작업 도중, 상기 기판의 상부 표면은 기판의 상부 표면과 상기 노즐들 사이 거리를 일정하게 유지하기 위하여 상기 가상적인 면과 평행하게 움직여야 한다.
도 20 및 도 22에 나타난 바와 같이, 상기 프린트 헤드들 PH는 상기 프린트 헤드 홀더 H에 의하여 고정되고, 상기 노즐들은 상기 가상적인 면과 평행하게 배치된다. 상기 잉크젯 시스템 홀더 H는 가상적인 면을 정의하는 적어도 세 가지의 기준 마크 Z1,Z2,Z3를 포함하고, 상기 가상적인 면은 공통적인 위치지정에 의하여 형성되는 가상적인 면에 평행하다. 특히, 상기 프린트 헤드 홀더 H는 상기 세 가지의 기준 마크를 포함하는 평평한 기준 표면을 가지고, 상기 평평한 기준 표면은 상기 가상적인 면과 평행하다. 상기 기판 S는 상기 기판 홀더 SH에 배치된다. 상기 가상적인 면으로 상기 기판의 운동은 상기 기판 홀더 SH를 상기 가상적인 면으로 움직임으로써 얻을 수 있다. 작동에 있어서, 상기 홀더 위치지정 장치 HD는 상기 기판 홀더 SH가 상기 가상적인 면에 대하여 위치를 유지하도록 제어한다. 상기 기판 위치지정 스테이지 PS에 의하여 편차가 발생한다. 상기 기판 위치지정 스테이지는 인쇄방향으로 최소 1미터, 바람직하게는 최소 1.5미터의 긴 스트로크로 운동하고, 상기 편차는 이상적인 통로로부터 발생한다. 상기 편차는 상기 스테이지 가디언스의 비-직진으로 인하여 유도된다. 상기 홀더 위치지정 장치 HD는 운동하는 동안 상기 기판 위치지정 스테이지에 의하여 발생하는 편차를 보상한다. 상기 홀더 위치지정 장치 HD는 상기 가상적인 면에 대하여 평행하게 상기 기판 홀더 SH를 제어하기 위하여 프로그램된다.
상기 가상적인 면에 대하여 평행하게 평평한 기준 면을 정의하는 상기 세 가지의 기준 마크 Z1, Z2, Z3는 상기 기판 홀더 SH를 정 위치에 위치시키기 위하여 사용될 수 있다. 보정 단계에서, 상기 기판 홀더 SH는 상기 기준 마크 Z1, Z2, Z3에 대하여 도크(docked) 될 수 있다. 상기 기판 홀더는 상기 기판 위치지정 스테이지의 다수 Y-위치에서 상기 프린트 헤드 홀더 H로 도크 될 수 있다. 상기 기판 홀더 SH는 기판 S를 고정하거나 고정하지 않은 채로 도크 될 수 있다. 상기 프린트 헤드 홀더의 기준 마크로 상기 기판 홀더를 도킹(docking)한 후, 상기 배향 및 위치는 도킹 위치로써 정의될 수 있다. 각 도킹 위치는 상기 잉크젯 시스템의 상기 제어 전자장치 CE의 메모리에 상기 기판 위치지정 스테이지 PS의 Y-위치의 기능으로써 저장될 수 있다.
도 22에 나타난 바와 같이, 상기 잉크젯 시스템, 특히 상기 프린트 헤드 홀더 PH는 상기 프린트 헤드 홀더 H로부터 기판 S의 상부 표면 또는 상기 기판 홀더 SH의 상부 표면 사이 Z-방향 거리를 측정하기 위한 적어도 하나의 Z-센서를 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 잉크젯 시스템 IS는 상기 가상적인 면 및 기판 S의 상부 표면 사이 일정한 거리를 유지하기 위한 것과 관련되는 상부 표면으로 배향된 두 가지의 Z-센서들을 포함한다. 상기 관련되는 표면은 기판 홀더 SH의 상부 또는 상기 기판 홀더 SH의 상부 기판일 수 있다. 상기 적어도 하나의 Z-센서는 상기 계측 틀 MF에 고정적으로 내장된다. 특히, 상기 Z-센서는 상기 센서 및 표면 사이 거리를 측정하기 위한 광학 거리 센서이다. 또한, 상기 적어도 하나의 Z-센서는 상기 프린트 헤드 홀더 H에 내장된다. 인쇄공정 도중에, 상기 적어도 하나의 Z-센서는 상기 가상적인 면에 대하여 상기 기판 S의 Z-방향, Z-거리를 확인하기 위하여 사용될 수 있다. Z-방향으로 일정한 거리가 상기 프린트 헤드 노즐들로 인하여 정의되는 가상적인 면 및 기판 S의 상부 표면 사이에 요구된다. 상기 적어도 하나의 Z-센서는 일정한 Z-거리로부터 편차가 탐지된 경우 상기 잉크젯 시스템의 제어 전자장치들 CE에 신호를 발생시킬 수 있다. 첫 번째 Z-센서는 일정한 Z-거리로 첫 번째 자유도를 확인하기 위하여 상기 프린트 헤드 홀더 H에 내장될 수 있다. 두 번째 Z-센서는 두 번째 및 세 번째 자유도 DOF를 확인하기 위하여 상기 첫 번째 Z-센서에 대하여 배치될 수 있고, 상기 프린트 헤드 홀더 H에 내장될 수 있으며, 이는 X-축인 Rx로 회전 및/또는 Y-축인 Ry로 회전하는 것을 의미한다. 바람직하게, 상기 첫 번째 및 두 번째 z-센서는 Z-거리 및 상기 Y-축의 회전 자유도를 확인하기 위하여 X-방향으로 배열된다. 상기 제어 전자장치들은 상기 인쇄 공정이 상기 홀더 위치지정 장치 HD를 적어도 하나의 자유도로 편차를 탐지하기 위하여 보상하는 위치에서 사용될 수 있다. 다른 옵션은 차후의 단계들을 수행하기 위한 상기 인쇄 공정을 방해하기 위하여 상기 제어 전자장치들이 프로그램된다. 보상 단계 동안, 상기 기판에 잉크 패턴을 인쇄하는 단계가 수행될 수 있다.
도 19는 기판을 스캐닝하기 위한 스캐닝 유닛 SU를 더 나타낸다. 상기 스캐닝 유닛은 계측 틀 MF에 내장된다. 기준 표면으로써 제공되는 상기 기판의 상부 표면은 상기 스캐닝 유닛에 의하여 스캔 된다. 상기 기판의 기준 표면은 적어도 하나의 기준 부재와 함께 제공된다. 특히, 상기 기판의 기준 표면은 두 가지의 기준 부재와 함께 제공된다. 상기 X-Y면 내 기준 부재들의 위치는 상기 스캐닝 유닛 SU에 의하여 결정된다. 적어도 두 위치를 스캔함으로써, 상기 Z-축에 대한 상기 기판 S의 회전 편차가 결정된다. 상기 회전 편차를 결정한 후, 상기 기판 S는 상기 회전 편차를 보상하기 위하여 상기 기판 홀더 SH를 제어함으로써 Z-축에 대하여 회전한다.
도 21은 본 발명에 따른 보정 방법의 다른 단계를 나타낸다. 도 21은 상기 기판 위치지정 스테이지 PS에 의하여 가이드 되는 기판 홀더 SH를 도식적으로 나타낸다. 상기 기판 위치지정 스테이지 PS의 운동은 X-방향으로 이상적인 통로로부터 편차를 발생시킨다. 상기 기판 홀더 SH는 홀더 위치 측정 시스템을 포함한다. 상기 홀더 위치 측정 시스템은 X-방향으로 적어도 하나의 센서, 소위 X-센서 및 X-보정 유닛을 포함한다. 상기 X-보정 요소는 빔 형이고, Y-방향으로 확장한다. 상기 X-보정 요소는 상기 계측 틀 MF에 내장된다. 상기 보정 요소 XCE는 기판 위치지정 스테이지 가디언스 PSg와 함께 평행하게 배열된다. 상기 보정 요소 XCE는 X-기준 표면으로써 평평한 표면을 갖는다. 상기 보정 요소의 X-기준 표면은 100μm의 평탄함을 갖는다. 특히, 상기 홀더 위치 측정 장치는 X-방향으로 배열된 적어도 두 가지의 센서들을 포함한다. 상기 적어도 두 가지의 X-센서들은 상기 기판 홀더 및 상기 보정 요소의 X-기준 표면 사이 거리를 측정하기 위하여 구성된다. 상기 적어도 두 가지의 X-센서들은 미리 결정된 이동 'S'에서 Y-방향으로 서로 배치된다. 상기 적어도 두 가지의 X-센서들은 상기 기판 홀더에 동일한 높이 레벨로 배치되고, 상기 센서들은 상기 기판 홀더로부터 상기 보정 요소의 상기 기준 표면 사이 거리를 동일한 센서 통로 P를 따라 거리를 측정한다.
첫 번째 위치에서, 상기 센서들의 측정은 상기 보정 요소에 대하여 상기 기판 위치지정 스테이지의 X-방향으로 X-편차를 결정한다. 두 번째 위치의 미리 결정된 이동 'S'에서 적어도 두 X-센서들의 측정은 상기 기판 위치지정 스테이지의 Y-위치의 기능으로써 상기 보정 요소의 상기 기준 표면의 평탄함을 측정하기 위하여 사용할 수 있다. 첫 번째 X-센서는 특정 Y-위치에서 X1과 첫 번째로 상대적인 거리를 측정하고, 두 번째 X-센서는 상기 기판 위치지정 스테이지 PS의 동일한 Y-위치에서 X2와 두 번째로 상대적인 거리를 측정한다. 상대적인 거리를 측정하는 것은 Y-위치의 기능으로써 X1 값의 일습 및 X2 값의 일습을 출력하기 위하여 상기 기판 위치지정 스테이지의 전체 운동 거리에 대하여 수행될 수 있다. 상기 첫 번째 및 두 번째 센서 사이의 거리 'S'는 측정된 X1 및 X2 값의 Y-방향으로의 이동과 연루되어 있는 것으로 알려져 있다.
거리 'S'에서의 이동과 상응하는 세로축을 따라 첫 번째 및 두 번째 Y-위치에서 X1 및 X2 값의 측정의 두 가지 일습을 비교함으로써, 상기 보정 요소의 평탄함이 결정될 수 있다. 결과적으로, 상기 보정 요소의 평탄함은 상기 기판 위치지정 스테이지의 움직임을 제어하는 동안 고려될 수 있다. 상기 보정 요소의 평탄함은 상기 제어 전자장치들에 의하여 제어되는 X-편차와 함께 보상될 수 있다. Y-방향으로 상기 기판 위치지정 스테이지의 운동을 따라, X-방향의 편차, 소위 X-편차를 위하여 측정된 값들은 상기 제어 전자장치들의 메모리에 저장될 수 있다. 상기 X-편차는 테이블에 저장될 수 있다. 상기 홀더 위치지정 장치는 상기 기판 위치지정 스테이지의 위치 기능으로써 X-편차를 보상하기 위하여 구성된다. 인쇄 작업 도중에, 상기 세로축을 따른 기판 위치지정 스테이지의 위치 기능으로써 저장된 X-편차에 있어서, 상기 X-편차를 제거하기 위하여 X-방향과 반대방향으로 상기 기판 홀더를 움직일 수 있다.
X-편차를 위한 X-방향으로 보상 아날로그에 있어서, Z-편차를 위하여 Z-방향으로의 보상이 수행될 수 있다. 상기 기판 위치지정 스테이지 PS의 운동은 Z-방향으로 이상적인 직선 통로로부터 편차를 발생시킨다. 상기 기판 홀더 SH는 홀더 위치 측정 시스템을 포함한다. 상기 홀더 위치 측정 시스템은 Z-방향으로 배향된 적어도 하나의 센서, 소위 Z-센서 Zs1 및 Z-보정 요소를 포함한다. 상기 Z-보정 요소는 빔 형이고 Y-방향으로 확장한다. 상기 Z-보정 요소 ZCE는 상기 계측 틀 MF에 내장된다. 상기 Z-보정 요소는 기판 위치지정 스테이지 가디언스 PSg와 평행하게 배열한다. 상기 Z-보정 요소는 기준 표면으로써 평평한 표면을 갖는다. 특히, X-편차를 측정하기 위하여 사용되는 동일한 X-보정 요소, XZ-보정 요소는 Z-편차를 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 XZ-보정 요소는 X-편차를 측정하기 위한 첫 번째 기준 표면, X-기준 표면과 Z-편차를 측정하기 위한 두 번째 기준 표면, Z-기준 표면을 포함할 수 있다. 상기 보정 요소의 Z-기준 표면은 약 100μm의 평탄함을 갖는다. 특히, 상기 홀더 위치 측정 시스템은 Z-방향으로 배향된 적어도 두 가지의 Z-센서들 Zs1 Zs2를 포함한다. 상기 적어도 두 가지의 Z-센서들은 상기 기판 홀더 및 상기 Z-보정 요소의 Z-기준 표면 사이 거리를 측정하기 위하여 구성된다. 상기 적어도 두 Z-센서들은 미리 결정된 이동 'S'에서 Y-방향으로 서로 배치된다. 상기 적어도 두 가지의 Z-센서들 Zs1, Zs2는 상기 기판 홀더에서 X-축을 따라 동일하게 위치되고, 상기 Z-센서들은 동일한 센서 통로 P를 따라 상기 기판 홀더로부터 상기 보정 요소의 상기 기준 표면 사이 거리를 측정한다.
첫 번째 위치에서, 상기 Z-센서들의 측정은 상기 보정 요소에 대하여 함께 상기 기판 위치지정 스테이지의 Z-방향으로 Z-편차를 결정한다. 두 번째 위치에서, 상기 미리 결정된 이동 'S'의 적어도 두 가지의 Z-센서들의 측정은 상기 기판 위치지정 스테이지의 Y-위치의 기능으로써 상기 Z-보정 요소의 기준 표면의 평탄함을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 첫 번째 Z-센서는 특정 Y-위치에서 첫 번째 상대적인 거리 Z1을 측정하고, 두 번째 Z-센서는 상기 기판 위치지정 스테이지 PS의 동일한 Y-위치에서 두 번째 상대적인 거리 Z2를 측정할 수 있다. 상기 상대적인 거리의 측정은 Y-위치의 기능으로써 Z1 값의 일습 및 Z2 값의 일습을 산출하기 위한 상기 기판 위치지정 스테이지의 전체 운동 거리에 대하여 수행될 수 있다. 상기 첫 번째 및 두 번째 Z-센서 사이 거리 'S'는 상기 측정된 Z1 및 Z2 값의 Y-방향으로 이동과 연관된다. 거리 'S'로 이동하는 것과 상응하는 상기 세로축을 따라 첫 번째 및 두 번째 Y-위치에서 Z1 및 Z2 값 측정의 두 가지 일습을 비교함으로써 상기 Z-보정 요소의 평탄함이 결정될 수 있다. 결과적으로, 상기 Z-보정 요소의 평탄함은 상기 기판 위치지정 스테이지의 움직임을 제어하는 동안 고려될 수 있다. 상기 보정 요소의 평탄함은 상기 제어 전자장치들에 의한 제어로 발생하는 Z-편차와 함께 보상될 수 있다. 상기 Z-방향으로 측정된 편차값, 소위 Y-방향으로 상기 기판 위치지정 장치의 이동에 따른 Z-편차는 상기 제어 전자장치의 메모리에 저장될 수 있다. 상기 기판 위치지정 장치의 운동은 재생산될 수 있다. 상기 홀더 위치지정 장치는 상기 기판 위치지정 스테이지의 위치의 기능으로써 Z-편차를 보상하기 위하여 구성될 수 있다. 인쇄 작업 동안, 상기 세로축에 따른 상기 기판 위치지정 스테이지의 위치 기능으로써 저장된 Z-편차는 Z-편차를 제거하기 위하여 Z-방향의 반대로 상기 기판 홀더를 이동시키는 데 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 시스템의 일실시예에 있어서, 상기 기판 홀더는 상기 기판 홀더와 상기 보정 요소 Z-기준 표면 사이 Z-방향으로의 상대적인 거리를 측정하기 위한 Z3-센서로 불리는 적어도 세 가지의 센서를 포함한다. 상기 적어도 세 가지의 Z3-센서는 적어도 하나의 다른 Z-센서로부터 이동하여 X-방향으로 미리 결정된 거리에서 배열된다. 특히, 상기 적어도 세 가지의 Z-센서들은 Z-방향으로 상기 기판 홀더의 보다 정확정밀한 위치지정 및 세로 축 Ry에 대하여 보다 정확정밀한 회전 위치지정을 제공될 수 있다. 비록, 본 발명이 특정 일실시예를 참조하여 공개되었지만, 당업자로부터 본 기술이 읽혀짐으로부터, 접두(prefix) 974를 갖는 절에서 정의되고 상술된 본 발명의 범위로부터 분리되지는 않지만 기술적인 점으로부터 변형이 가능하다. 필수적인 범위로부터 벗어나지 않고, 본 발명의 가르침에 해당하는 특정 상황 및 재료를 적용함으로써 변형이 가능하다. 본 발명의 범위에 벗어나지 않은 채로 다양한 변형이 당업자로부터 이해될 수 있다. 따라서, 본 발명이 상기 자세하게 서술한 특정 일실시예에 대하여 제한되는 것은 아니며, 본 발명이 접두 974와 함께 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함된다.
도 23-25는 본 발명의 일곱 번째 사항과 관련성이 있다.
도 23A는 본 발명의 일곱 번째 사항에 따른 상기 기판 컨베이어 1의 상부를 나타낸다. 상기 기판 컨베이어 1은 잉크젯 시스템 내 기판을 움직이기 위하여 배열된다. 상기 기판 컨베이어는 컨베이어 본체 10 및 컨베이어 가디언스 19를 포함한다. 상기 컨베이어 본체 10은 상기 컨베이어 본체 10이 움직이는 동안 기판을 지지하기 위한 컨베이어 지지면 15를 포함한다. 상기 컨베이어 가디언스 19는 상기 컨베이어 본체 10을 가이드 하기 위하여 배열된다. 특히, 상기 컨베이어 가디언스 19는 상기 컨베이어 본체 10의 선형 또는 회전 가디언스를 위하여 배열된다.
상기 기판 컨베이어 1은 기판을 상기 잉크젯 시스템의 인쇄 영역을 통해 이송하기 위하여 배열될 수 있다. 상기 기판은 기판에 잉크를 증착하기 위하여 프린트 헤드를 따라 컨베이어를 인쇄함으로써 선형으로 움직일 수 있다. 대신에, 상기 기판 컨베이어 1은 스테이션 내 기판을 취급하기 위하여 스테이션 컨베이어로써 배열될 수 있다. 상기 스테이션은 버퍼 스테이션, 공급 스테이션, 방출 스테이션, 회전스테이션 등 일수 있다. 상기 스테이션 컨베이어는 기판들을 저장하기 위한 버퍼 스테이션에 포함되거나, 기판을 거꾸로 회전시키기 위한 회전 스테이션에 포함될 수 있다.
상기 컨베이어 본체 10은 직사각형 형태를 갖는다. 상기 컨베이어 본체 10은 네 개의 옆 면 11, 12, 13, 14, 상부 면 15 및 하부 면을 갖는다. 상기 컨베이어 본체 10은 앞쪽 면 11, 뒤쪽 면 12 및 두 가지의 축 면 13, 14를 갖는다. 상기 컨베이어 본체는 앞쪽 면 11로부터 뒤쪽 면 12로 확장하는 세로 축 L을 갖는다. 횡단 축은 상기 세로축 L에 수직한 방향으로 정의될 수 있다. 기판은 앞쪽 또는 뒤쪽 면 11, 12를 통과함으로써 상기 컨베이어 본체 10으로 또는 본체 10으로부터 이송 방향 T로 이송될 수 있다. 도 1 내 양면 화살표는 상기 이송 방향 T를 나타낸다. 상기 이송 방향 T는 상기 컨베이어 본체 10의 세로축 L에 평행하다.
상기 상부 면 15는 컨베이어 지지 면으로써 배열된다. 상기 컨베이어 지지 면 15는 평평한 기판을 지지하기 위한 평평한 표면이다. 상기 컨베이어 지지 면 15는 적어도 하나의 교전 지대(engagement zones)로 분할된다. 교전 지대의 다중도는 기판 크기의 다양함을 허용한다. 상기 컨베이어 지지 면 15는 상기 컨베이어 지지 면으로 또는 면으로부터 가스를 전달하기 위한 적어도 하나의 가스 채널과 함께 유체 소통을 하는 적어도 하나의 가스 개구 151을 포함한다. 상기 적어도 하나의 가스 개구 151은 상기 컨베이어 본체의 컨베이어 지지 면에 기판을 처리하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 컨베이어 지지면 15는 상기 가스 개구 151을 통해 흡착함으로써 상기 컨베이어 지지 면과 함께 인접하게 기판을 유지하기 위하여 가스 개구 151을 복수 포함한다. 가스 개구의 복수는 래스터에 배치된다. 상기 컨베이어 본체가 움직이는 동안, 기판은 상기 가스 개구로부터 가스를 흡착함으로써 흡착 임에 의하여 상기 컨베이어 지지면 15와 함께 처리될 수 있다. 이송되는 동안, 기판은 가스 개구를 통해 가스를 공급함으로써 상기 컨베이어 지지 면에 대하여 부동상태가 될 수 있다.
상기 컨베이어 본체 10은 컨베이어 가디언스 19에 의하여 지지 된다. 상기 컨베이어 가디언스 19는 상기 컨베이어 본체 10의 하부에 제공된다. 여기서, 상기 컨베이어 가디언스는 상기 컨베이어 본체의 선형 움직임을 위한 선형 가디언스이다. 여기서, 상기 컨베이어 가디언스는 세로축 L 및 이송 방향 T에 대하여 평행한 상기 컨베이어 본체의 컨베이어 방향을 정의한다.
더욱이, 상기 기판 컨베이어 1은 이송 유닛 20을 포함한다. 상기 이송 유닛 20은 기판의 에지에 처리하기 위하여 배열되는 적어도 하나의 그리퍼 22를 포함한다. 상기 그리퍼는 도 3에 상세히 나타나 있다. 상기 이송 유닛 20은 두 가지의 그리퍼 221, 222를 포함한다. 상기 두 가지의 그리퍼는 상기 기판의 두 가지 에지에서의 두 위치에서 상기 기판을 잡는다. 유리하게, 상기 두 그리퍼는 이송 움직임 동안 상기 기판의 회전 움직임을 방지한다.
상기 적어도 하나의 그리퍼는 그리퍼 홀더 21에 연결된다. 상기 그리퍼 홀더 21은 적어도 하나의 그리퍼 22를 잡기 위하여 배열된다. 상기 그리퍼 홀더는 빔 형이다. 상기 그리퍼 홀더 21은 긴 형태이다. 상기 그리퍼 홀더 21은 상기 컨베이어 본체 10의 전체 폭에 대하여 확장한다. 상기 컨베이어 본체 10의 양쪽 축 면에서, 상기 그리퍼 홀더 21은 이송 가이던스 23에 의하여 지지 된다. 상기 이송 가이던스 23은 상기 그리퍼 홀더 21을 가이드 하기 위하여 제공된다. 상기 이송 가이던스 23은 상기 이송 방향 T로 그리퍼 홀더 21을 선형으로 움직이게 하기 위하여 제공된다. 상기 이송 가이던스 23은 상기 컨베이어 본체 10에 내장된다. 상기 이송 가이던스 23은 두 가지의 이송 레일 231, 232를 포함한다. 상기 두 가지 이송 레일 231, 232는 상기 컨베이어 본체 10의 세로축을 따라 확장한다. 상기 두 이송 레일은 상기 컨베이어 본체 10의 양쪽 축 면을 따라 확장한다. 첫 번째 이송 레일 231은 상기 컨베이어 본체 10의 축 면에 연결된다. 상기 두 번째 이송 레일 232는 상기 컨베이어 본체 10의 축 면에 반대방향으로 연결된다.
도 24A 및 도 24B는 상기 이송 유닛 20을 더 자세히 도식적인 면으로 나타낸다. 상기 이송 유닛은 그리퍼 홀더 21을 가이드 하기 위한 이송 가이던스 23을 포함한다. 상기 그리퍼 홀더 21은 이송 방향 T로 미끄러질 수 있는 미끄러질 수 있는 그리퍼 홀더 부분 21a와, 상부 방향 U로 움직일 수 있는 역동(dynamic) 그리퍼 홀더 부분 21b를 포함한다. 상기 미끄러질 수 있는 그리퍼 홀더 부분 21A는 상기 그리퍼 홀더 21을 상기 이송 가이던스 23으로 이동시키기 위한 베어링 하우스(bearing house) 213을 갖는다.
상기 그리퍼 홀더 부분 21a은 첫 번째 및 두 번째 홀더 작동기 211을 포함한다. 상기 첫 번째 홀더 작동기 (나타나지 않음)는 상기 그리퍼 홀더 21을, 상기 이송 가이던스 23을 따라 이동시키기 위하여 제공된다. 상기 첫 번째 홀더 작동기는 벨트 기어 또는 랙(rack) 및 피니언 드라이브(pinion drive)와 함께 전자 모터를 포함한다.
상기 두 번째 홀더 작동기 211은 상기 역동 그리퍼 홀더 부분 21b를 리프트 위치(lifted position)로부터 침몰 위치(sunken position)로 이동시키기 위하여 제공된다. 도 24A는 하강 위치(lowered position)로도 불리는 상기 침몰 부 내 이송 유닛 20을 나타낸다. 도 24B는 상기 리프트 위치 내 이송 유닛 20을 나타낸다. 침몰 위치에서, 상기 이송 유닛은 상기 컨베이어 본체의 컨베이어 지지 면에 의하여 정의되는 높이 레벨 아래에 배치된다. 리프트 위치에서, 상기 이송 유닛의 그리퍼 22는 상기 컨베이어 지지 면을 통과하기 위하여 기판의 끝 부분을 잡을 수 있도록 상기 높이 레벨 위로 도달할 수 있다. 상기 리프트 위치로부터 상기 침몰 위치로 상기 그리퍼 홀더 부분 21b의 움직임은 양면 화살표 U로 표시되는 위-아래 방향을 정의한다. 상기 위-아래 방향은 현저히 수직한 방향이다. 상기 위-아래 방향은 상기 세로축에 대하여 수직이고, 횡단 축에 대하여 수직이다. 상기 위-아래 방향으로 그리퍼 홀더 21의 움직임은 최소 3밀리미터, 바람직하게는 최소 5밀리미터, 더욱 바람직하게는 최소 8밀리미터의 스트로크(stroke)를 갖는다.
상기 두 번째 홀더 작동기 211은 상기 위-아래 방향으로 상기 역동 그리퍼 홀더 부분 21b를 작동시키기 위한 보이스 코일과 상기 역동 그리퍼 홀더 부분 21b를 가이드 하기 위한 그리퍼 홀더 가이던스 212를 포함한다. 상기 그리퍼 홀더 가이던스 212는 상기 미끄러질 수 있는 그리퍼 부분 21a와 함께 상기 역동 그리퍼 홀더 부분 21b의 탄성 결합(resilient coupling)을 위한 적어도 하나의 판 용수철을 포함한다. 이 경우, 상기 탄성 결합은 상기 그리퍼 홀더 21의 양끝에 두 개의 평행하게 배열되는 판 용수철과 함께 제공된다. 유기하게, 상기 판 용수철에 의한 탄성 결합은 상대적으로 빠르고 역동적인 움직임을 갖는 이력 현상(hysteresis) 자유 결합을 제공한다.
도 25A는 상기 그리퍼 22를 더욱 상세하게 나타낸다. 상기 그리퍼 22는 길고 빔 형인 그리퍼 외곽선을 갖는다. 상기 긴 외곽선은 길이 방향을 정의한다. 상기 그리퍼 22는 긴 그리퍼 홀더 21에 평행한 방향으로 배치되기에 적절하다. 도 15B에 나타난 바와 같이, 상기 그리퍼 22는 상기 그리퍼 홀더 21의 표면에 대하여 위쪽으로 침몰 위치에 배치될 수 있다. 이의 직사각형 기하로 인하여, 상기 그리퍼 22는 밀집 구조(compact configuration)를 얻기 위하여 상기 그리퍼 홀더 21로 들어갈 수 있다. 특히, 상기 그리퍼 홀더 21은 도 25B에 나타난 바와 같이 두 가지의 그리퍼들 22를 고정할 수 있으며, 상기 그리퍼들 22는 길이 방향으로 서로 배열될 수 있다.
상기 그리퍼 22는 상기 길이 방향을 횡단하는 방향으로 확장하는 그리퍼 입(mouth) 223을 갖는다. 상기 그리퍼 입은 상부 그리퍼 입 부분 223b 및 하부 그리퍼 입 부분 223a를 갖는다. 상기 하부 그리퍼 입 부분 223a는 첫 번째 그리퍼 부 틀 224a에 연결된다. 상기 상부 그리퍼 입 부분 223a는 두 번째 그리퍼 부 틀 224b에 연결된다. 상기 두 번째 그리퍼 부 틀 224b는 부 틀 가디언스 225dp 의하여 상기 첫 번째 그리퍼 부 틀 224a에 연결되어 움직일 수 있다. 상기 부 틀 가디언스는 탄성이 있고, 평행으로 배열되는 두 개의 판 용수철을 포함한다. 상기 그리퍼 22를 상기 그리퍼 홀더 21에 조립할 때, 상기 하부 그리퍼 입 부분 223b에 대하여 상기 하부 그리퍼 입 부분 223a는 고정적으로 내장되고, 상기 상부 그리퍼 입 부분 223a는 가동적으로 내장된다. 상기 그리퍼 22를 상기 그리퍼 홀더 21에 조립할 때, 상기 첫 번째 부 틀 224a는 상기 그리퍼 홀더 21에 내장된다.
상기 그리퍼 22는 상기 그리퍼 입을 작동시키기 위한 그리퍼 작동기 226을 포함한다. 상기 그리퍼 홀더 21을 갖는 어셈블리에 있어서, 상기 그리퍼 작동기는 세 번째 그리퍼 부 틀 224c에 의하여 상기 그리퍼 홀더에 고정적으로 내장된다. 상기 그리퍼 작동기는 실린더, 특히 공압(pneumatic) 실린더를 포함한다. 상기 실린더는 귀환(returned) 방향으로부터 확장 방향 및 v.v.로 선형적으로 움직이는 피스톤 간(piston rod) 2261을 포함한다. 적어도 하나의 그리퍼 런너(runner) 2262가 상기 피스톤 간의 끝 부분에 연결된다. 상기 그리퍼 런너 2262는 런너 표면 2242를 따라 움직일 수 있다. 상기 두 번째 그리퍼 부 틀 224b는 웨지(wedge) 요소 2242를 포함한다. 상기 런너 표면 2242는 웨지 요소 2241에 제공된다. 상기 웨지 요소는 상부 입 부분 223b에 유연하게 연결된다. 여기서, 상기 그리퍼는 두 가지의 평행한 배열의 웨지 요소들을 포함한다. 두 가지의 런너들은 상기 피스톤 간에 연결된다. 상기 상부 입 부분 223b는 상기 피스톤 간을 확장 위치로 움직임으로써 상기 하부 입 부분으로 움직일 수 있다. 상기 피스톤 간을 상기 확장 위치로 움직임으로써, 상기 그리퍼 런너 2262는 상기 주행면(running surface) 2242를 따라 작동한다. 움직이는 동안, 상기 그리퍼 런너 2262는 상기 런너 표면 2242에 압력을 가하고, 이에 상기 상부 입 부분 223b를 상기 하부 입 부분 223a를 향한 방향으로 이동시킨다. 상기 부 틀 가디언스는 상기 그리퍼 런너가 귀향 위치로 돌아갈 때, 상기 상부 입 부분 223b를 상기 하부 입 부분으로부터 되돌리기 위한 탄성이 있다.
비록, 본 발명의 몇몇 사항들이 특정 일실시예를 참조하여 공개되었지만, 당업자로부터 본 기술이 읽혀짐으로부터, 본 발명이 기술적인 면으로부터 변형 또는 변조될 수 있는 가능성이 있지만, 상술한 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는다. 변조는 특정 상황에 적용시키거나 본 발명의 사항을 가르치기 위한 재료로부터 발생할 수 있지만, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않는다. 해당 분야의 당업자로부터 발생하는 다양한 변화들 및 이에 상응하는 것들을 위한 요소들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으며 이해될 것이다. 따라서, 상기 서술한 내용으로 공개된 특정 일실시예들에 본 발명이 제안되도록 의도되지 않지만, 본 발명은 범위 내 절의 일실시예들과 청구항을 포함할 것이다.
따라서, 본 발명의 첫 번째 사항은 오식에서 인쇄된 잉크 패턴을 검사하기 위한 인-라인 품질 검사를 포함하는 인쇄 공정을 제공하는 것이다. 유리하게, 기판들은 차후 공정으로 처리되기 전에 점검되어 거절 또는 승인될 수 있으며, 이는 상기 인쇄 공정의 효율성을 증가시킨다. 본 발명은 최종 품질 검사의 속도를 높이기 위한 준비 단계에서 래스터 입력 이미지로부터 제어 기능들을 추출함으로써 상기 인-라인 품질 검사의 향상을 제공한다. 더욱이, 본 발명은 본 발명에 따른 인쇄 공정을 수행하기 위한 잉크젯 시스템을 제공한다.

Claims (21)

  1. 잉크젯 시스템을 사용하여 수신된 패턴 레이아웃에 기초하여 기판 상에 잉크 패턴을 인쇄하는 방법이되, 패턴 레이아웃은 적어도 하나의 단계에서, 적어도 하나의 윤곽 부분과, 적어도 하나의 내부 영역 부분을 포함하는 적어도 하나의 별개의 내부 영역 층을 포함하는 적어도 하나의 별개의 윤곽 층으로 분리되고, 적어도 하나의 윤곽 부분은 첫번째(X) 및 두번째(Y) 축을 포함하는 가상적인 면의 방향을 갖고, 첫번째 축은 잉크젯 시스템에 대하여 선형 가동 기판 위치결정 스테이지의 움직임의 방향에 수직인 방향으로 연장되는 것으로 정의되고, 두번째 축은 선형 가동 기판 위치결정 스테이지의 움직임의 방향에 평행하게 첫번째 축에 수직으로 배향되고, 두번째 축에 대하여 비-평행한 방향을 갖는 패턴 레이아웃의 선택적인 부분의 윤곽 층 내의 윤곽 부분은 충전용 액적에 의하여 패턴 레이아웃의 선택적인 부분의 내부 영역 층의 내부 영역을 인쇄하기 전에 윤곽 액적에 의하여 인쇄되고,
    윤곽 부분을 인쇄하는 단계는
    적어도 패턴 레이아웃의 윤곽 부분의 방향을 Y 축에 대하여 비-평행한 것으로 정의하는 단계;
    상응하는 분류 시스템의 윤곽 클래스 내에서, 정의된 방향에 따라 적어도 윤곽 부분을 분류하는 단계;
    분류된 윤곽 클래스에 따라 윤곽 인쇄 알고리즘을 선택하는 단계; 및
    선택된 윤곽 인쇄 알고리즘을 적용하여 적어도 패턴 레이아웃의 윤곽 부분의 윤곽 액적을 인쇄하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 윤곽 인쇄 알고리즘은 윤곽을 윤곽 액적 위치의 일습으로 전환하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 윤곽 클래스는 가상적인 면에 배향되는 첫번째(X) 및 두번째(Y) 축을 포함하는 가상적인 면 내의 윤곽 부분의 방향에 의하여 정의되는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.

  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 분류 시스템은 첫번째 윤곽 클래스 I, 두번째 윤곽 클래스 II, 및 세번째 윤곽 클래스 III를 포함하고, 첫번째, 두번째 및 세번째 윤곽 클래스는 X 및 Y 축을 포함하는 카테시안 시스템(Cartesian system)의 첫 번째 사분면 내에서 윤곽 방향을 포함하고, Y 축은 선형 가동 기판 위치결정 스테이지의 움직임의 방향에 수평하게 잉크젯 시스템으로의 투사인 인쇄 방향에 상응하고, 첫번째 윤곽 클래스(I)는 X-축과 평행한 방향 및 Y-축에 대하여 기설정된 각 α 하에서의 방향에 의하여 묶이는 사분면 영역에서 배향되는 윤곽 부분들의 군과 상응하고; 두번째 윤곽 클래스(II)는 기설정된 각 α 하의 방향과 Y-축에 평행한 방향 사이의 사분면 영역에서 배향되는 윤관 부분들의 군과 상응하고; 세번째 윤곽 클래스(III)는 Y-축에 평행한 방향으로 배향되는 윤곽 부분들의 군과 상응하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 윤곽 인쇄 알고리즘은 액적 위치의 일습을 형성하기 전에, 적어도 하나의 윤곽 부분을 적어도 하나의 커버리지 요소들의 일습으로 전환하기 위한 커버리지 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 커버리지 요소는 Y-축에 평행한 방향의 방향을 갖는 스트립 요소인 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 첫번째 윤곽 클래스(I:X-X'-방향)의 윤곽 인쇄 알고리즘은 다음의 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는 커버리지 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법:
    액적의 수를 정의하는 파라미터;
    액적의 크기를 정의하는 파라미터;
    액적들 사이의 일정한 상호 거리를 정의하는 파라미터; 및
    적어도 하나의 절대 액적 위치를 정의하는 파라미터.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 첫번째 윤곽 클래스 I의 윤곽 인쇄 알고리즘은 윤곽 액적과 충전용 액적 사이의 거리를 정의하는 파라미터를 포함하는 커버리지 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  9. 제5항 또는 제8항에 있어서, 두번째 윤곽 클래스(II:X-Y 방향)의 윤곽 인쇄 알고리즘은 다음의 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는 커버리지 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법:
    액적의 크기를 정의하는 파라미터;
    적어도 하나의 절대 액적 위치를 정의하는 파라미터;
    Y 방향으로 연장된 X-위치 상의 액적 수를 정의하는 파라미터; 및
    절대 액적 위치의 함수로 액적들 사이의 적어도 하나의 상호 거리를 정의하는 파라미터.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서, 세번째 윤곽 클래스(III:Y-방향)의 윤곽 인쇄 알고리즘은 다음의 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는 커버리지 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법:
    액적의 크기를 정의하는 파라미터;
    윤곽의 적어도 일부를 위한 일정한 상호 액적 거리를 정의하는 파라미터;
    적어도 하나의 절대 액적 위치를 정의하는 파라미터.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 인쇄 알고리즘은 액적 위치의 일습을 생성하기 이전에, 잉크 흐름을 고려하기 위한 잉크 흐름 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 잉크 흐름 알고리즘은 적어도 하나의 시험 패턴의 측정으로부터 도출되는 적어도 하나의 잉크 흐름 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 시험 패턴은 적어도 하나의 커버리지 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 커버리지 요소는 Y-축에 평행한 방향으로의 방향을 갖는 스트립 요소인 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 시험 패턴은 측정된 잉크 흐름 효과를 고려하는 잉크 흐름 파라미터를 정의하기 위하여 한쌍의 커버리지 요소들 사이의 잉크 흐름 효과를 결정하기 위하여, 상호 인접하여 위치하는 한쌍의 커버리지 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 측정은 잉크젯 시스템에서 수행되고, 잉크젯 시스템은 인쇄된 시험 패턴의 이미지를 캡쳐하는 보정된 스캐닝 유닛을 포함하고, 잉크 흐름 파라미터는 인쇄된 시험 패턴과 패턴 레이아웃을 비교함에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 결함을 보상하는 잉크 흐름 파라미터를 결정하기 위하여, 결함을 결정하기 위하여, 시험 패턴의 폭이 측정되고 패턴 레이아웃과 비교되는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  18. 제4항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크 흐름 알고리즘의 결과는 기 정의된 각 α를 첫번째와 두번째 클래스 사이의 경계로 결정하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  19. 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크 흐름 알고리즘의 결과는 커버리지 알고리즘의 파라미터 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 잉크 패턴을 인쇄하는 방법.
  20. 잉크 패턴을 기판에 인쇄하는 잉크젯 시스템이되, 상기 잉크젯 시스템은
    잉크 액적을 기판에 분무하기 위한 잉크젯 프린트 헤드;
    기판을 수용하고 움직이기 위한 기판 위치결정 스테이지;
    잉크젯 시스템을 제어하기 위한 제어 전자장치;를 포함하고,
    제어 전자장치는 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위하여 구비되고,
    제어 전자장치는 수신된 패턴 레이아웃에 기초하여 기판에 잉크 패턴을 인쇄하기 위한 방법을 적용하기위하여 구비되는 소프트웨어를 포함하고,
    패턴 레이아웃은 별개의 윤곽 및 별개의 내부 영역을 분리되고,
    패턴 레이아웃의 윤곽은 충전용 액적에 의하여 패턴 레이아웃의 내부 영역을 인쇄하기 전에 윤곽 액적에 의하여 인쇄되고,
    소프트웨어는 수신된 패턴 레이아웃에서 별개의 윤곽과 별개의 내부 영역을 추출하기 위한 로직을 포함하고,
    제어 전자장치는 적어도 패턴 레이아웃의 윤곽 부분의 방향을 정의하고, 분류 시스템의 상응하는 윤곽 클래스 내에서 정의된 방향에 따라 적어도 윤곽 부분을 분류하고, 분류된 윤곽 클래스에 다라 윤곽 인쇄 알고리즘을 선택하고, 및 선택된 윤곽 인쇄 알고리즘을 적용함에 의하여 적어도 패턴 레이아웃의 윤곽 부분의 윤곽 액적을 인쇄하기 위하여 더 구비되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 시스템.
  21. 제1항에 따른 방법을 사용하는 단계를 포함하는 통합된 회로 패턴을 인쇄하는 방법.
KR1020207000005A 2012-01-02 2012-12-28 인쇄회로기판을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템 KR20200004463A (ko)

Applications Claiming Priority (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL2008064 2012-01-02
NL2008063 2012-01-02
NL2008066 2012-01-02
NL2008067 2012-01-02
NL2008068A NL2008068C2 (en) 2012-01-02 2012-01-02 Substrate conveyor for an inkjet system and method for transferring a substrate to the substrate conveyor.
NL2008066A NL2008066C2 (en) 2012-01-02 2012-01-02 Method and inkjet system for printing an ink pattern on a substrate.
NL2008063A NL2008063C2 (en) 2012-01-02 2012-01-02 Inkjet printing system.
NL2008067A NL2008067C2 (en) 2012-01-02 2012-01-02 Inkjet system comprising a holder positioning device for positioning a substrate holder and holder calibration method.
NL2008064A NL2008064C2 (en) 2012-01-02 2012-01-02 Hot-melt ink dosing system.
NL2008065 2012-01-02
NL2008065A NL2008065C2 (en) 2012-01-02 2012-01-02 An inkjet system, maintenance unit therefor and a method for performing maintenance.
NL2008068 2012-01-02
PCT/NL2012/050934 WO2013103298A1 (en) 2012-01-02 2012-12-28 Inkjetsystem for printing a printed circuit board

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147021662A Division KR102063516B1 (ko) 2012-01-02 2012-12-28 인쇄회로기판을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200004463A true KR20200004463A (ko) 2020-01-13

Family

ID=47664395

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207000005A KR20200004463A (ko) 2012-01-02 2012-12-28 인쇄회로기판을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템
KR1020147021662A KR102063516B1 (ko) 2012-01-02 2012-12-28 인쇄회로기판을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147021662A KR102063516B1 (ko) 2012-01-02 2012-12-28 인쇄회로기판을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템

Country Status (12)

Country Link
US (4) US9363899B2 (ko)
EP (2) EP3261425A1 (ko)
KR (2) KR20200004463A (ko)
CN (7) CN106985530B (ko)
CA (2) CA3061803A1 (ko)
ES (1) ES2638597T3 (ko)
HK (1) HK1199096A1 (ko)
IL (1) IL233458B (ko)
MY (1) MY168052A (ko)
PH (1) PH12014501520A1 (ko)
SG (1) SG11201403776XA (ko)
WO (1) WO2013103298A1 (ko)

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2852498A1 (en) * 2012-05-23 2015-04-01 OCE-Technologies B.V. Printing method for printing a functional pattern and a printing apparatus
WO2015081347A1 (en) 2013-11-29 2015-06-04 Michael Knox Apparatus and method for the manufacturing of printed wiring boards and component attachment
US10548231B2 (en) 2013-11-29 2020-01-28 Botfactory Inc. Apparatus for depositing conductive and nonconductive material to form a printed circuit
US10002806B2 (en) * 2014-02-12 2018-06-19 Kla-Tencor Corporation Metrology targets with filling elements that reduce inaccuracies and maintain contrast
KR101552683B1 (ko) 2014-04-18 2015-09-14 김동주 히팅필름 제작 장치 및 히팅필름 제작 방법
EP3157687A4 (en) 2014-06-17 2018-03-14 Kateeva, Inc. Printing system assemblies and methods
WO2015193425A1 (en) 2014-06-19 2015-12-23 Oce-Technologies B.V. A printer for printing on a medium
US9357640B2 (en) 2014-09-22 2016-05-31 Oce'-Technologies B.V. Method of manufacturing a multi-layer printed circuit board
CN106717119B (zh) * 2014-09-25 2018-12-04 株式会社日本有机雷特显示器 有机el显示面板的制造方法
KR102388032B1 (ko) * 2015-07-13 2022-04-19 세메스 주식회사 액적 토출 장치 및 방법
WO2017138082A1 (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 堺ディスプレイプロダクト株式会社 シールパターン形成装置
CN105730008B (zh) * 2016-04-14 2017-09-22 张琳 一种蚀刻掩膜喷墨直接成像系统及工艺
CN106042379B (zh) * 2016-06-08 2018-02-06 大连思攀科技有限公司 3d打印头、3d打印机及其3d打印方法
CN105922747A (zh) * 2016-06-17 2016-09-07 红板（江西）有限公司 一种线路板自动喷码连线装置
CN106004090A (zh) * 2016-06-20 2016-10-12 刘玲 一种对位与喷印及固化分体式喷印系统
US9961782B2 (en) 2016-07-08 2018-05-01 Kateeva, Inc. Transport path correction techniques and related systems, methods and devices
TWI568506B (zh) * 2016-07-22 2017-02-01 迅得機械股份有限公司 工件清潔檢測裝置
WO2018031186A1 (en) * 2016-08-08 2018-02-15 Nano-Dimension Technologies, Ltd. Printed circuit board fabrication methods programs and libraries
US9977636B1 (en) 2016-11-21 2018-05-22 Xerox Corporation Method and system for the flexible merging of logical cells and printing
KR102669154B1 (ko) * 2016-11-30 2024-05-28 삼성디스플레이 주식회사 패터닝 장치 및 이의 구동 방법
CN106488659A (zh) * 2016-12-22 2017-03-08 重庆淳祥电子科技有限公司 带防印反装置的键盘电路印刷机
US10980131B2 (en) 2017-01-26 2021-04-13 Nano Dimension Technologies, Ltd. Chip embedded printed circuit boards and methods of fabrication
US20180229497A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-16 Kateeva, Inc. Precision position alignment, calibration and measurement in printing and manufacturing systems
JP6862903B2 (ja) * 2017-02-23 2021-04-21 東京エレクトロン株式会社 基板搬送装置、基板搬送方法及び記憶媒体
JP6896503B2 (ja) * 2017-05-01 2021-06-30 キヤノン株式会社 インクジェット記録装置
CN107240137A (zh) * 2017-05-27 2017-10-10 衢州学院 一种Gerber图形光栅化方法及系统
CN107336523B (zh) * 2017-07-28 2022-12-09 苏州鑫旺海精密科技有限公司 可变信息数字喷印设备及喷印方法
CN108156767A (zh) * 2017-12-22 2018-06-12 珠海市航达科技有限公司 一种新型印制电路板修补油墨uv固化装置
JP6964534B2 (ja) * 2018-02-19 2021-11-10 日本碍子株式会社 収容棚を構築又は解体する方法、セラミックス焼成体の製造方法、及び搬送システム
CN108909195B (zh) * 2018-06-01 2020-01-14 深圳市容大感光科技股份有限公司 一种连续打印和光固化的方法和设备
GB2574469B (en) * 2018-06-08 2021-03-17 Screen Gp Ijc Ltd Printhead adjustment apparatus
CN109263301A (zh) * 2018-08-09 2019-01-25 深圳弘锐精密数码喷印设备有限公司 Pcb板的校准的方法、装置、计算机装置及可读存储介质
CN112888572B (zh) 2018-10-10 2024-04-16 科迪华公司 用于支撑和输送基板的系统和方法
FR3087679B1 (fr) * 2018-10-24 2020-11-13 Exel Ind Procede d'application d'un produit de revetement suivant la technologie de goutte a la demande et robot applicateur pour la mise en oeuvre du procede
KR102686389B1 (ko) * 2018-11-05 2024-07-18 세메스 주식회사 디스플레이 소자를 제조하기 위한 인쇄 방법
TWI688433B (zh) * 2018-11-12 2020-03-21 群翊工業股份有限公司 基板處理設備及上料機台
TWI797364B (zh) 2018-12-05 2023-04-01 美商凱特伊夫公司 基板固持器總成以及具有基板高度位置控制的噴墨印表機
US11407914B2 (en) 2018-12-06 2022-08-09 Kateeva, Inc. Stabilized print materials
CN109714897A (zh) * 2018-12-11 2019-05-03 惠州市骏亚数字技术有限公司 一种pcb输送系统及其控制方法
US11123983B2 (en) * 2018-12-20 2021-09-21 Kateeva, Inc. Inkjet printer with substrate flatness detection
CN111421968B (zh) * 2019-01-10 2023-06-09 松下知识产权经营株式会社 搬运台以及使用该搬运台的喷墨装置
KR20210141604A (ko) * 2019-03-19 2021-11-23 어플라이드 머티어리얼스 이탈리아 에스.알.엘. 증착 장치, 기판 상의 증착 방법, 기판 구조 및 기판 지지부
ES2977149T3 (es) * 2019-05-22 2024-08-19 Barberan Latorre Jesus Francisco Máquina para imprimir sustratos y procedimiento para imprimir sustratos usando dicha máquina
KR102436861B1 (ko) 2019-05-31 2022-08-25 카티바, 인크. 프린터 보정 모듈
CN112087883A (zh) * 2019-06-12 2020-12-15 群翊工业股份有限公司 基板表面上料方法及基板表面上料设备
US11318549B2 (en) 2019-06-13 2022-05-03 Illinois Tool Works Inc. Solder paste bead recovery system and method
US11351804B2 (en) 2019-06-13 2022-06-07 Illinois Tool Works Inc. Multi-functional print head for a stencil printer
TWI711115B (zh) * 2019-06-26 2020-11-21 弘塑科技股份有限公司 基板傳送設備、半導體製程機台及基板傳送方法
CN110461097A (zh) * 2019-08-23 2019-11-15 惠州中京电子科技有限公司 一种改善led印制线路板色差的方法
JP7352419B2 (ja) * 2019-09-13 2023-09-28 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス ノズル内部における気液界面の検出方法および基板処理装置
WO2021059324A1 (ja) * 2019-09-24 2021-04-01 株式会社Ｆｕｊｉ 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム
EP3808565B1 (en) * 2019-10-14 2023-06-21 Canon Production Printing Holding B.V. Frictionless damped wiper suspension
CN114616932B (zh) * 2019-11-12 2023-09-19 株式会社富士 对基板作业机和清扫方法
JP7451296B2 (ja) * 2020-05-20 2024-03-18 キヤノン株式会社 画像読取装置、シート処理装置及び画像形成システム
CN111591047B (zh) * 2020-06-22 2021-02-05 威誉智能制造(深圳)有限公司 一种书边印刷的方法和书边印刷机
CN112337705B (zh) * 2020-10-27 2021-09-28 河北盛可居装饰材料有限公司 一种环保型静电粉末喷涂处理仓
JPWO2022091302A1 (ko) * 2020-10-29 2022-05-05
US11254154B1 (en) * 2021-06-30 2022-02-22 CreateMe Technologies LLC Garment personalization with autonomous robots
CN112757776B (zh) * 2021-01-12 2022-06-10 北京大华博科智能科技有限公司 一种喷墨打印发光成像系统及工艺
CN113173013B (zh) * 2021-05-12 2023-12-22 鸿图盈海科技(深圳)有限公司 一种pcb电路板打印装置及打印方法
WO2022244074A1 (ja) * 2021-05-17 2022-11-24 三菱電機株式会社 基板計測装置及び基板計測方法
CN113427923B (zh) * 2021-08-03 2022-04-01 珠海华天印新材料有限公司 一种印刷方法、计算机可读存储介质及打印设备
WO2023058227A1 (ja) * 2021-10-08 2023-04-13 株式会社Fuji 配線形成方法、および情報処理装置
CN114786347B (zh) * 2022-03-02 2024-06-28 深南电路股份有限公司 一种电路板的加工方法
CN114602742B (zh) * 2022-03-31 2022-09-20 先之科半导体科技(东莞)有限公司 一种用于二极管电子元件加工的自动点胶设备
CN115155882B (zh) * 2022-06-13 2023-05-09 福建闽威科技股份有限公司 一种色差管控技术的印刷设备
CN115091852A (zh) * 2022-07-30 2022-09-23 杭州万德激光有限公司 一种喷头随动的高精度喷墨打印平台和方法
CN115451900A (zh) * 2022-08-31 2022-12-09 安徽达顺不锈钢有限公司 一种精密不锈钢带平整度检测设备

Family Cites Families (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH061370B2 (ja) * 1983-11-24 1994-01-05 株式会社東芝 マスク欠陥検査装置
US6359695B1 (en) * 1992-02-26 2002-03-19 Canon Kabushiki Kaisha Repeated image forming apparatus with neighboring image boundary gradiation correction
US5644347A (en) 1992-09-21 1997-07-01 Hewlett-Packard Company Inkjet printer with variable wiping capabilities for multiple printheads
JP3320153B2 (ja) * 1993-08-09 2002-09-03 日本たばこ産業株式会社 自動露光機の露光枠部材
JPH0865000A (ja) * 1994-08-24 1996-03-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd プリント基板外観検査装置
US6193353B1 (en) * 1995-03-06 2001-02-27 Hewlett-Packard Company Translational inkjet servicing module with multiple functions
JPH10146958A (ja) 1996-11-15 1998-06-02 Brother Ind Ltd ホットメルトインクジェットプリンタのヘッド
JPH10230623A (ja) 1997-02-21 1998-09-02 Hitachi Koki Co Ltd 加熱溶融形インクを用いたインクジェットプリンタの気泡除去装置およびその方法
CN1221974A (zh) * 1997-12-26 1999-07-07 日本电气株式会社 电子束直接绘图的方法和系统及其记录介质
WO2000051623A2 (en) * 1999-03-05 2000-09-08 The Trustees Of University Technology Corporation Inhibitors of serine protease activity, methods and compositions for treatment of nitric oxide-induced clinical conditions
JP2003506886A (ja) * 1999-05-27 2003-02-18 パターニング テクノロジーズ リミテッド 表面にマスキングパターンを形成する方法
KR100371227B1 (ko) * 2000-12-13 2003-02-06 미래산업 주식회사 표면실장기에 적용된 이형부품 그립퍼의 그립팁
KR100371226B1 (ko) * 2000-12-13 2003-02-06 미래산업 주식회사 표면실장기에 적용된 이형부품 그립퍼
FR2832941B1 (fr) 2001-11-30 2004-09-24 Gemplus Card Int Nettoyage de tetes de jet de matiere
KR100433401B1 (ko) * 2002-01-02 2004-05-31 삼성전자주식회사 잉크젯 프린터의 프리트헤드 크리닝장치
US20030177639A1 (en) 2002-03-19 2003-09-25 Berg N. Edward Process and apparatus for manufacturing printed circuit boards
US6641245B1 (en) * 2002-05-23 2003-11-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Printing apparatus with adaptive servicing sled control and method
JP4274784B2 (ja) 2002-05-28 2009-06-10 新光電気工業株式会社 配線形成システムおよびその方法
US6890050B2 (en) * 2002-08-20 2005-05-10 Palo Alto Research Center Incorporated Method for the printing of homogeneous electronic material with a multi-ejector print head
KR100444583B1 (ko) 2002-09-30 2004-08-16 삼성전자주식회사 잉크젯 프린터의 메인터넌스 장치 및 그 와이퍼 위치제어방법
US7203355B2 (en) 2002-12-24 2007-04-10 Orbotech Ltd. Automatic optical inspection system and method
TWI259802B (en) * 2003-03-07 2006-08-11 Int United Technology Co Ltd Server station
JP4642756B2 (ja) * 2004-03-17 2011-03-02 パナソニック株式会社 液滴配置装置及び液滴配置方法
US7777600B2 (en) * 2004-05-20 2010-08-17 Powerpath Technologies Llc Eddy current inductive drive electromechanical liner actuator and switching arrangement
JP4096316B2 (ja) 2004-09-29 2008-06-04 富士フイルム株式会社 液体吐出装置及び画像形成装置
US20060086773A1 (en) 2004-10-27 2006-04-27 Sanftleben Henry M Technique for optical inspection system verification
WO2006064043A1 (en) * 2004-12-17 2006-06-22 Agfa Graphics Nv System and method for supplying an ink to a reciprocating printhead in an inkjet printing apparatus
JP4151652B2 (ja) * 2005-01-11 2008-09-17 セイコーエプソン株式会社 識別コード描画方法
JP4179288B2 (ja) * 2005-02-01 2008-11-12 セイコーエプソン株式会社 膜パターン形成方法
US20070068560A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Quanyuan Shang Methods and apparatus for inkjet print head cleaning
JP4848720B2 (ja) * 2005-09-29 2011-12-28 セイコーエプソン株式会社 液体噴射装置におけるメンテナンス装置及び液体噴射装置
US7722154B2 (en) * 2005-10-05 2010-05-25 Fujifilm Corporation Inkjet recording apparatus
JP2007190709A (ja) * 2006-01-17 2007-08-02 Fuji Xerox Co Ltd 液滴吐出装置及び液滴吐出装置の清掃方法
US20070222817A1 (en) * 2006-03-24 2007-09-27 Shinichi Kurita Methods and apparatus for inkjet printing using multiple sets of print heads
CN2936746Y (zh) * 2006-07-04 2007-08-22 上海富奇凡机电科技有限公司 立体打印式快速成形机
JP2008033284A (ja) * 2006-07-04 2008-02-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置の作製方法
KR20080008896A (ko) * 2006-07-21 2008-01-24 삼성전자주식회사 화상형성장치의 헤드 조정방법
JP4437805B2 (ja) 2006-09-13 2010-03-24 シャープ株式会社 インク吐出装置及びインク吐出制御方法
WO2008065657A2 (en) 2006-11-28 2008-06-05 Xjet Ltd. Inkjet printing system with movable print heads and methods thereof
CN101259791B (zh) * 2007-03-09 2012-11-07 珠海天威技术开发有限公司 多个墨盒芯片并行工作的低功耗处理方法
JP5004622B2 (ja) * 2007-03-17 2012-08-22 株式会社リコー 画像形成装置、着弾位置ずれ補正方法
JP5081338B2 (ja) * 2007-03-17 2012-11-28 株式会社リコー 液体吐出装置、画像形成装置
KR100875986B1 (ko) 2007-05-22 2008-12-26 위아무역주식회사 잉크 젯 헤드를 이용한 균일한 두께의 박막 형성방법
JP2009023118A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Canon Inc インクジェット記録ヘッドのワイピング方法
JP2009023178A (ja) * 2007-07-18 2009-02-05 Seiko Epson Corp 流体噴射装置
US9304412B2 (en) 2007-08-24 2016-04-05 Nikon Corporation Movable body drive method and movable body drive system, pattern formation method and apparatus, exposure method and apparatus, device manufacturing method, and measuring method
US20090079777A1 (en) * 2007-09-26 2009-03-26 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet printing apparatus and ink jet printing method
US20090229118A1 (en) 2008-03-17 2009-09-17 Haugen Paul R Electronics Assembly Machine with Wireless Communication Nozzle
CN201229167Y (zh) * 2008-06-20 2009-04-29 苏州明富自动化设备有限公司 Pcb板夹持机构
US8162462B2 (en) 2008-07-22 2012-04-24 Xerox Corporation Check valve unit for solid ink reservoir system
CN201272097Y (zh) * 2008-09-23 2009-07-15 肖昆 全自动调节打印轨道的喷墨打印机
FR2937584B1 (fr) 2008-10-28 2010-12-24 Imaje Sa Imprimante a tete d'impresssion a jet continu et dispositif de nettoyage de la tete
JP5532657B2 (ja) * 2009-03-31 2014-06-25 ソニー株式会社 スクリーン印刷装置及びスキージ機構
JP5564819B2 (ja) * 2009-04-03 2014-08-06 セイコーエプソン株式会社 補正値算出方法、及び、流体噴射装置の製造方法
US8231212B2 (en) 2009-04-09 2012-07-31 Plastipak Packaging, Inc. Ink delivery system
JP5572984B2 (ja) 2009-04-15 2014-08-20 株式会社島津製作所 Ｘ線診断装置
TW201100975A (en) 2009-04-21 2011-01-01 Nikon Corp Moving-object apparatus, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP5401163B2 (ja) 2009-04-30 2014-01-29 パナソニック株式会社 インクジェット印刷装置
JP2010264696A (ja) 2009-05-15 2010-11-25 Seiko Epson Corp 液体噴射装置及び液体噴射装置のメンテナンス方法
CN101969166B (zh) * 2009-07-27 2012-07-18 易鼎股份有限公司 排线连接器的屏蔽插接结构
JP5526651B2 (ja) * 2009-08-18 2014-06-18 株式会社Ｉｈｉ 印刷位置誤差補正方法及び装置
CN102044749B (zh) * 2009-10-15 2014-07-09 雷凌科技股份有限公司 具有内嵌式立体天线的电子装置
JP2011156813A (ja) * 2010-02-03 2011-08-18 Seiko Epson Corp 流体噴射装置のメンテナンス方法
CN201608987U (zh) * 2010-03-26 2010-10-13 伟创力电子科技（上海）有限公司 印刷电路板组件的夹持支架
CN201833657U (zh) * 2010-09-25 2011-05-18 北京美科艺数码科技发展有限公司 一种喷墨打印机用打印平台升降装置
JP5600662B2 (ja) * 2010-12-15 2014-10-01 日本特殊陶業株式会社 伝導体パターンの形成方法
JP5741078B2 (ja) * 2011-03-09 2015-07-01 セイコーエプソン株式会社 印刷装置
JP6276535B2 (ja) * 2013-08-09 2018-02-07 キヤノン株式会社 インクジェット記録装置
JP2015085228A (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 株式会社リコー インク吐出式印刷装置、インク吐出式印刷システム、インク吐出式印刷制御方法及びインク吐出式印刷制御プログラム
JP5883840B2 (ja) * 2013-10-31 2016-03-15 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 インクジェット記録装置

Also Published As

Publication number Publication date
SG11201403776XA (en) 2014-07-30
CA2862582A1 (en) 2013-07-11
CN106985520B (zh) 2019-12-06
PH12014501520A1 (en) 2014-10-08
US10123427B2 (en) 2018-11-06
CN106965584A (zh) 2017-07-21
CN106985530B (zh) 2019-12-06
WO2013103298A1 (en) 2013-07-11
CN106998628A (zh) 2017-08-01
KR20140123512A (ko) 2014-10-22
US20170347461A1 (en) 2017-11-30
US9363899B2 (en) 2016-06-07
CN106965554B (zh) 2018-12-21
ES2638597T3 (es) 2017-10-23
MY168052A (en) 2018-10-11
CN106973516A (zh) 2017-07-21
EP2800965A1 (en) 2014-11-12
US9769932B2 (en) 2017-09-19
EP3261425A1 (en) 2017-12-27
US20140374375A1 (en) 2014-12-25
CN106998628B (zh) 2019-12-03
KR102063516B1 (ko) 2020-01-08
CN106965584B (zh) 2019-08-09
CA2862582C (en) 2020-01-14
CN104136917B (zh) 2017-05-03
CN106985530A (zh) 2017-07-28
CN106985520A (zh) 2017-07-28
EP2800965B1 (en) 2017-06-28
HK1199096A1 (en) 2015-06-19
IL233458B (en) 2018-05-31
IL233458A0 (en) 2014-08-31
US20190037704A1 (en) 2019-01-31
CA3061803A1 (en) 2013-07-11
CN106965554A (zh) 2017-07-21
CN106973516B (zh) 2019-06-14
CN104136917A (zh) 2014-11-05
US20160255727A1 (en) 2016-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102063516B1 (ko) 인쇄회로기판을 인쇄하기 위한 잉크젯 시스템
JP7128531B2 (ja) 印刷および製造システムにおける精密な位置合わせ、較正および測定
JP5062339B2 (ja) インクジェット装置
NL2016137B1 (en) Inkjet printing system and method for processing substrates.
CN110588186B (zh) 一种喷墨打印柔性显示器件制造系统及方法
EP3172949B1 (en) Inkjet printing system and method for processing wafers
JP2018143977A (ja) 液滴吐出装置、液滴吐出方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
CN114585514B (zh) 焊膏珠回收系统及方法
KR20080113108A (ko) 액적 도포 장치
NL2008063C2 (en) Inkjet printing system.
WO2020039952A1 (ja) 描画装置および描画方法
NL2008067C2 (en) Inkjet system comprising a holder positioning device for positioning a substrate holder and holder calibration method.

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application