KR20200126637A - 멀티 펌프 디스펜싱 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티 펌프 디스펜싱 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 펌프를 구비한 디스펜서에서 복수의 펌프의 디스펜싱 용량을 정확하게 제어하면서도 효과적으로 빠르게 디스펜싱 작업을 수행할 수 있는 멀티 펌프 디스펜싱 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 멀티 펌프 디스펜싱 장치는, 두의 펌프를 동시에 구동하면서 각각의 펌프의 유량을 효과적으로 정확하게 조절하면서 빠르고 정확한 위치에 점성 용액을 디스펜싱할 수 있는 효과가 있다.

Description

멀티 펌프 디스펜싱 장치{Dispensing Apparatus Having Multi Pumps}
본 발명은 멀티 펌프 디스펜싱 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 펌프를 구비한 디스펜서에서 복수의 펌프의 디스펜싱 용량을 정확하게 제어하면서도 효과적으로 빠르게 디스펜싱 작업을 수행할 수 있는 멀티 펌프 디스펜싱 장치에 관한 것이다.
반도체 공정이나 전자 제품 제조 공정에 있어서 접착제와 같은 점성 용액을 정확한 위치에 정확한 용량으로 디스펜싱하는 공정은 매우 중요하다. 점성 용액의 디스펜싱 위치와 용량에 오차가 있는 경우 제품의 불량을 초래하게 된다.
위와 같이 정확한 용량의 점성 용액을 정확한 위치에 디스펜싱하는 것뿐만 아니라 자재에 대한 디스펜싱 작업을 빠르게 처리하는 것도 매우 중요하다.
디스펜싱 작업을 빠르게 수행하기 위해서 두개 이상의 펌프를 구비하여 각각의 펌프를 동시에 작동시키면서 디스펜싱 작업을 수행하는 장치도 개발되어 사용되고 있다.
이와 같이 두개 이상의 펌프를 구비하는 디스펜서를 구성하는 경우에 각각의 펌프를 개별적으로 빠르고 정확하게 이송하면서 자재의 정확한 위치에 디스펜싱하는 것이 중요하다. 특히, 각각의 디스펜서가 디스펜싱할 자재의 위치와 방향이 개별적으로 다르고 이와 같은 개별적인 자재의 위치와 방향의 차이를 고려하여 각각의 자재의 정확한 위치에 점성용액을 디스펜싱해야 하는 공정을 수행하는 경우에 두 개 이상의 펌프를 동시에 움직이면서 정확하게 작동시킬 수 있는 디스펜싱 장치가 필요하다.
점성 용액을 디스펜싱하는 펌프의 특성상 펌프에서 디스펜싱되는 점성 용액의 유량을 정확하게 제어하는 것도 쉽지 않다. 동일한 모델의 펌프를 사용하는 경우에도 펌프 내부 구성의 마모에 따른 치수의 차이, 펌프의 온도, 사용되는 점성 용액의 점성과 같은 특성의 미세한 차이로 인해 실제 펌프에서 디스펜싱되는 점성 용액의 유량은 미세하게 다를 수 있다. 이때 이와 같은 각각의 펌프의 유량의 차이를 고려하여 펌프의 작동신호를 조절함으로써 복수의 펌프에서 동일한 유량의 점성용액이 디스펜싱되도록 펌프를 제어할 수 있는 디스펜싱 장치가 필요하다.
본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 충족하기 위하여 안출된 것으로, 두개의 펌프에서 디스펜싱되는 점성 용액의 유량을 정확하게 정밀하게 제어하면서 빠르고 정확하게 점성 용액 디스펜싱 작업을 수행할 수 있는 멀티 펌프 디스펜싱 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티 펌프 디스펜싱 장치는, 복수의 펌프를 동시에 구동하여 복수의 자재들에 대해 순차적으로 점성 용액을 디스펜싱하는 멀티 펌프 디스펜싱 장치에 있어서, 점성 용액을 디스펜싱하는 제1펌프; 점성 용액을 디스펜싱하는 제2펌프; 상기 제1펌프를 이송하는 제1이송 유닛; 상기 제2펌프를 이송하는 제2이송 유닛; 및 상기 제1펌프와 제1이송 유닛과 제2이송 유닛의 작동을 제어하는 제1트리거 신호를 생성하여 제1채널을 통해 전송하고, 상기 제2펌프의 작동을 제어하는 제2트리거 신호를 생성하여 제2채널을 통해 전송하는 제어부;를 포함하는 점에 특징이 있다.
본 발명에 의한 멀티 펌프 디스펜싱 장치는, 두의 펌프를 동시에 구동하면서 각각의 펌프의 유량을 효과적으로 정확하게 조절하면서 빠르고 정확한 위치에 점성 용액을 디스펜싱할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펌프 디스펜싱 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 멀티 펌프 디스펜싱 장치의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 멀티 펌프 디스펜싱 장치에 의해 점성 용액이 디스펜싱되는 과정을 설명하기 위하여 자재가 배치된 일례를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 멀티 펌프 디스펜싱 장치에 사용되는 제1펌프 및 제2펌프의 일례를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 멀티 펌프 디스펜싱 장치의 일실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 펌프 디스펜싱 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 멀티 펌프 디스펜싱 장치의 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 멀티 펌프 디스펜싱 장치에 의해 점성 용액이 디스펜싱되는 과정을 설명하기 위하여 자재가 배치된 일례를 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 멀티 펌프 디스펜싱 장치는 제1펌프(310)와 제2펌프(320)와 제1이송 유닛(210)과 제2이송 유닛(220)을 포함한다.
제1펌프(310)와 제2펌프(320)는 점성 용액(L)을 자재(10)에 대해 디스펜싱할 수 있도록 구성된다. 제1펌프(310)와 제2펌프(320)는 제어 신호에 따라 점성 용액(L)을 디스펜싱할 수 있는 다양한 구조의 펌프가 사용될 수 있다. 오거(auger) 펌프(스크류 펌프) 또는 리니어 펌프도 제1펌프(310) 및 제2펌프(320)로 사용 가능하다. 본 실시예에서는 도 4에 도시한 것과 같은 구조를 가진 압전 펌프(piezo pump)를 이용하여 젯팅 방식으로 점성 용액(L)을 디스펜싱하는 형태의 펌프를 제1펌프(310) 및 제2펌프(320)로 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다.
먼저, 도 4에 도시된 제1펌프(310) 및 제2펌프(320)의 구조에 대해 설명한다.
제1펌프(310) 및 제2펌프(320)는 각각 시린지(110)와 펌프 모듈(120)과 유량 센서(134)를 포함하여 이루어진다.
시린지(110)에는 디스펜싱하기 위한 점성 용액(L)이 저장된다. 시린지(110)에 저장된 점성 용액(L)을 원활하게 공급할 수 있도록 시린지(110)에는 압력이 가해진다.
펌프 모듈(120)은 시린지(110)에 연결되어 점성 용액(L)을 노즐(121)을 통해 디스펜싱한다. 펌프 모듈(120)은 노즐(121)과 저장부(122)와 밸브 로드(123)와 승강 유닛(124)을 포함한다. 저장부(122)는 시린지(110)로부터 점성 용액(L)을 전달 받아 노즐(121)로 토출되도록 한다. 밸브 로드(123)는 저장부(122)에 승강 가능하게 삽입된다. 승강 유닛(124)은 밸브 로드(123)를 저장부(122)에 대해 승강하여, 밸브 로드(123)의 움직임에 의해 발생하는 모멘트에 의해 점성 용액(L)이 저장부(122)에서 노즐(121)을 통해 토출되도록 한다.
본 실시예의 승강 유닛(124)은 두개의 압전 액튜에이터(1241, 1242)와 레버(1243)를 구비한다. 압전 액튜에이터(1241, 1242)는 입력 전압에 따라 그 길이가 수축/팽창하는 압전 소자로 구성된다. 레버(1243)는 압전 액튜에이터(1241, 1242)와 밸브 로드(123)에 각각 양단이 연결되어 회전 가능하게 설치된다. 두개의 압전 액튜에이터(1241, 1242)는 레버(1243)의 회전축을 사이에 두고 배치된다. 두개의 압전 액튜에이터(1241, 1242)가 교대로 수축/팽창하면 레버(1243)는 회전축을 중심으로 특정 각도 범위 내에서 왕복 회전 운동하게 된다. 레버(1243)의 한쪽 끝에 연결된 밸브 로드(123)는 레버(1243)의 왕복 회전 운동에 의해 승강 운동하게 된다.
유량 센서(134)는 시린지(110)와 저장부(122)의 사이에 설치된다. 유량 센서(134)은 시린지(110)로부터 저장부(122)로 흘러가는 점성 용액(L)의 유량을 측정한다.
제어부(500)는 제1펌프(310) 및 제2펌프(320)의 작동을 제어한다. 제어부(500)에서 발생시킨 트리거 신호가 승강 유닛(124)의 작동을 제어하여 밸브 로드(123)를 승강시킴으로써 점성 용액(L)이 노즐(121)을 통해 디스펜싱되도록 한다. 제어부(500)는 승강 유닛(124)의 압전 액튜에이터(1241, 1242)에 인가되는 전압을 제어함으로써, 밸브 로드(123)의 승강 속력, 승강 범위(스트로크)와 승강 빈도를 조절할 수 있다. 이와 같이 제어부(500)가 승강 유닛(124)을 제어함으로써, 밸브 로드(123)의 작동에 의한 점성 용액(L)의 디스펜싱 양을 조절할 수 있다. 한편, 제어부(500)는 유량 센서(134)로부터 노즐(121)을 통해 디스펜싱되는 점성 용액(L)의 유량을 정확하게 피드백 받게 된다. 제어부(500)는 유량 센서(134)에서 전달 받은 유량 값을 바탕으로 승강 유닛(124)을 작동시킴으로써, 노즐(121)을 통해 디스펜싱되는 점성 용액(L)의 유량을 일정하게 유지하거나 증가 또는 감소시키는 것이 가능하다.
제1이송 유닛(210)은 제1펌프(310)를 자재(10)에 대해 수직 방향과 수평 방향으로 이송하고, 제2이송 유닛(220)은 제2펌프(320)를 자재(10)에 대해 수직 방향과 수평 방향으로 이송한다.
본 실시예의 경우 도 1 및 도 2에 도시한 것과 같이 제2이송 유닛(220)은 제1이송 유닛(210)에 설치되어 제1펌프(310)와 함께 움직인다. 이와 같은 상태에서 제2이송 유닛(220)은 제1이송 유닛(210)에 대해 제2펌프(320)를 이송한다. 즉, 제1이송 유닛(210)은 제1펌프(310)와 제2펌프(320)의 위치를 전체적으로 조정하고, 제2이송 유닛(220)은 제1펌프(310)에 대한 제2펌프(320)의 상대 위치를 조정한다.
제1이송 유닛(210)과 제2이송 유닛(220)의 작동은 각각 제어부(500)에서 발생하는 제어 신호에 의해 제어된다.
본 발명의 경우, 제어부(500)는 제1트리거 신호를 제1채널을 통해 전송하여 제1펌프(310)와 제1이송 유닛(210)과 제2이송 유닛(220)의 작동을 제어한다. 즉, 제1펌프(310)와 제1이송 유닛(210)과 제2이송 유닛(220)은 제1채널이라는 동일한 채널을 통해 전송되는 제1트리거 신호에 의해 작동이 제어된다. 제어부(500)는 제1채널과 별도의 제2채널을 통해 제2트리거 신호를 전송하여 제2펌프(320)의 작동을 제어한다. 즉, 제2펌프(320)는 제1펌프(310), 제1이송 유닛(210), 제2이송 유닛(220)과 다른 별도의 채널을 통해 전달되는 별도의 트리거 신호(제2트리거 신호)에 의해 점성 용액(L)을 디스펜싱하는 유량이 조절된다.
또한, 제1이송 유닛(210)에는 비전 카메라(330)가 설치된다. 비전 카메라(330)는 제1이송 유닛(210)에 의해 움직이면서 하측에 배치된 자재(10)들을 촬영한다. 제어부(500)는 비전 카메라(330)에서 촬영된 영상을 전달 받아 각 자재(10)들의 위치와 방향을 계산한다. 제1펌프(310)와 제2펌프(320)를 이용하여 서로 다른 자재(10)에 동시에 점성 용액(L)을 디스펜싱하는 경우에 제어부(500)는 서로 다른 자재(10)의 상대적 위치와 상대적 방향을 고려하여 제1이송 유닛(210)과 제2이송 유닛(220)을 각각 작동시킬 수 있다. 이와 같은 방법으로 제어부(500)는 각각의 자재(10)의 정확한 위치에 제1펌프(310) 및 제2펌프(320)를 이용하여 점성 용액(L)을 디스펜싱할 수 있다.
본 실시예의 경우 제어부(500)는 정확한 용량의 점성 용액(L)을 자재(10)에 디스펜싱하기 위하여 제1이송 유닛(210)과 제2이송 유닛(220)에 상기 제1펌프(310)와 제2펌프(320)를 각각 일정한 속력으로(등속으로) 움직이면서 점성 용액(L)을 디스펜싱한다. 즉, 제어부(500)는 제1펌프(310)와 제2펌프(320)의 이동 속력을 일정하게 유지한 상태에서 제1펌프(310)와 제2펌프(320)에 의해 디스펜싱되는 유량(flowrate; 단위 시간당 도포량)을 조절한다.
젯팅 방식으로 작동하는 펌프의 유량을 조절하는 방법은 여러 가지가 있다. 밸브 로드(123)의 스트로크, 점성 용액(L)의 온도, 노즐(121) 내경의 크기 등 다양한 인자를 이용하여 젯팅 방식 펌프의 유량을 조절하는 것이 가능하다. 캘리브레이션(calibration) 단계(보정 단계)에서 제어부(500)는 이와 같은 주요 인자를 설정하고, 작업중에는 다른 인자는 고정한 상태에서 단위 시간당 젯팅 회수를 조절하는 방법으로 유량을 조절하게 된다. 즉, 제어부(500)는 제1펌프(310)와 제2펌프(320)를 각각 작동시키는 트리거 신호에 의해 단위 시간당 밸브 로드(123)의 승강 회수(젯팅 회수)를 조절하는 방법으로 점성 용액(L)의 유량(flowrate)을 실시간으로 조절할 수 있다. 상술한 바와 같이 제어부(500)는 제1트리거 신호에 의해 제1펌프(310)의 작동을 제어하고, 별도의 제2채널에 의해 전달되는 제2트리거 신호에 의해 제2펌프(320)의 작동을 제어한다.
본 실시예의 경우 상술한 바와 같이 제1펌프(310) 및 제2펌프(320)는 각각 유량 센서(134)를 구비하고 있으므로, 제어부(500)는 유량 센서(134)의 측정값을 실시간으로 피드백 받아 제1펌프(310) 및 제2펌프(320)의 유량이 각각 일정하게 유지되도록 조절하는 것이 가능하다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 멀티 펌프 디스펜싱 장치의 작동에 대해 설명한다.
본 실시예에서는 기판(20)에 본딩된 반도체 칩에 언더필(underfill) 공정을 수행하는 경우를 예로 들어 설명한다. 즉, 본 발명의 멀티 펌프 디스펜싱 장치에 의해 반도체 칩의 측면과 인접한 경로를 따라 기판(20)에 실리콘 수지를 점성 용액(L)으로써 디스펜싱하여 반도체 칩과 기판(20) 사이가 채워지도록 한다.
기판(20)에는 복수의 반도체 칩이 자재(10)로서 본딩되어 있다. 각 반도체 칩의 크기와 형상은 모두 동일하다. 본딩 공정의 특성으로 인해 기판(20)에 본딩된 반도체 칩들 사이의 간격과 각도는 일정하지 않고 미세한 차이가 있다.
펌프를 이용하여 반도체 칩과 인접한 위치의 기판(20)에 실리콘 용액을 디스펜싱하면, 점성 용액(L)(실리콘 용액)은 반도체 칩과 기판(20)의 사이로 흘러서 반도체 칩과 기판(20) 사이의 공간을 채우게 된다. 실리콘 용액은 디스펜싱된 후 경화되어 기판(20)에 대한 반도체 칩의 접착력을 강화시키고 충격을 완화시키며 반도체 칩에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하도록 돕는 역할을 한다. 이와 같은 언더필 공정을 수행함에 있어서 각각의 반도체 칩의 주위에 정확한 용량의 점성 용액(L)을 도포하는 것이 중요하다. 반도체 칩의 주위에 디스펜싱되는 점성 용액(L)의 양이 적거나 많으면 언더필 공정의 불량을 초래한다.
이와 같은 언더필 공정을 수행하기 위해 제어부(500)는 제1이송 유닛(210)을 작동시켜 비전 카메라(330)를 수평 방향으로 이송하면서 하측에 배치된 복수의 자재(10)들(반도체 칩들)을 촬영한다. 제어부(500)는 비전 카메라(330)에서 촬영된 영상을 이용하여 하측에 배치된 각 자재(10)들의 위치와 방향을 계산한다. 이와 같이 계산된 결과를 바탕으로 제어부(500)는 제1펌프(310)와 제2펌프(320)의 경로를 계산한다.
이와 같은 과정을 도 3을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 제어부(500)는 먼저 복수의 자재(10)들 중 어느 하나의 자재(10)(제1자재(11))에 대해 제1펌프(310)를 이용하여 점성 용액(L)을 디스펜싱할 경로를 계산한다. 다음으로 제어부(500)는 제1펌프(310)와 제2펌프(320) 사이의 간격을 고려하여 제1펌프(310)가 제1자재(11)에 대해 점성 용액(L)을 디스펜싱하는 동안 제2펌프(320)에 의해 점성 용액(L)을 디스펜싱할 자재(10)(제2자재(12))에 대한 제2펌프(320)의 경로를 계산한다. 이때 제어부(500)는 제1자재(11)를 기준으로 제2자재(12)의 상대적 위치와 방향의 차이를 이용하여 제1펌프(310)의 이동 경로에 대한 오프셋(offset) 경로로 제2펌프(320)의 경로를 계산한다.
도 3은 제1자재(11)와 제2자재(12)의 배치의 예를 도시한 것이다. 서로 동일한 형상의 자재(10)가 서로 이격된 위치에 서로 다른 각도로 배치되어 있다. 제어부(500)는 비전 카메라(330)를 이용하여 제1자재(11)와 제2자재(12)를 촬영한 후 제1자재(11)와 제2자재(12) 사이의 위치와 각도의 차이를 계산한다. 제어부(500)는 제1자재(11)를 기준으로 제2자재(12)의 상대적 위치와 방향의 차이를 오프셋 경로로서 저장한다.
제어부(500)는 이와 같이 계산된 결과를 이용하여 제1이송 유닛(210)과 제2이송 유닛(220)을 작동시킨다. 상술한 바와 같이 제1이송 유닛(210)을 작동시키면 제1이송 유닛(210)에 설치된 제1펌프(310)과 제2이송 유닛(220)이 함께 움직인다. 동시에 앞에서 제어부(500)가 계산한 오프셋 경로로 제2이송 유닛(220)을 작동시키면 제1펌프(310)에 대한 상대적 위치에 해당하는 경로로 제2펌프(320)가 제1펌프(310)에 대해 상대 운동하게 된다. 제2이송 유닛(220)은 제1이송 유닛(210)에 비해 상대적으로 좁은 범위 내에서 움직이도록 구성된다. 이와 같이 구성함으로써 제1펌프(310)와 제2펌프(320)는 서로 인접한 위치의 자재(10)에 대해 서로의 움직임이 간섭되지 않으면서 작동하는 것이 가능하다.
이와 같이 제1이송 유닛(210)에 대해 상대 이동하는 구조로 제2이송 유닛(220)을 구성하면 전체적인 장비의 크기를 줄이고 비교적 낮은 가격으로 장비를 제작할 수 있는 장점이 있다.
이와 같은 방법으로 본 발명의 멀티 펌프 디스펜싱 장치는 제1펌프(310)와 제2펌프(320)를 동시에 작동시키면서 각각 위치와 방향이 각각 다른 자재(10)들에 대해 정확한 위치에 점성 용액(L)을 디스펜싱하는 것이 가능하다.
이때 앞에서 설명한 바와 같이 제어부(500)는 제1펌프(310)와 제2펌프(320)를 각각 동일하고 일정한 속력으로 움직이면서 제1펌프(310)와 제2펌프(320)의 유량을 조절하는 방법으로 각 자재(10)에 대한 점용 용액의 디스펜싱 용량을 제어한다. 본 실시예와 같이 젯팅 방식으로 작동하는 제1펌프(310)와 제2펌프(320)를 사용하는 경우에는 단위 시간당 젯팅 회수 또는 펌프의 이동 거리에 대한 젯팅 회수를 조절하는 방법으로 제어부(500)는 각 펌프의 유량을 조절한다.
제1펌프(310)와 제2펌프(320)가 동일한 구조를 가지더라도, 각각의 온도와 각 펌프에 저장된 점성 용액(L)의 온도를 포함한 특성 등의 차이로 인해 제1펌프(310)와 제2펌프(320)의 유량은 서로 다를 수 있다. 제어부(500)는 제1펌프(310)와 제2펌프(320)의 각각의 유량 센서(134)의 측정값을 실시간으로 피드백 받아 유량의 변화를 감지하면서 제1펌프(310)와 제2펌프(320)의 유량을 조절한다. 이때 제어부(500)는 제1펌프(310)와 제2펌프(320)를 각각 작동시키는 제어신호를 각각 다른 트리거 신호의 형태로 서로 다른 채널을 통해 각각 제1펌프(310)와 제2펌프(320)에 전달한다. 예를 들어 제1펌프(310)는 1초에 50회 젯팅하고 제2펌프(320)는 1초에 57회 젯팅하는 제어 신호를 트리거 신호의 형태 생성하여 서로 동일한 채널을 통해 전달하는 것은 매우 어렵거나 불가능하다.
특히, 펌프를 작동시키는 초당 젯팅 회수가 높아질수록 복수의 펌프를 정확하게 작동시키는 트리거 신호를 생성하여 동일 채널을 통해 전달하는 것은 쉽지 않다. 본 실시예의 경우 제어부(500)는 제1펌프(310)와 제2펌프(320)에 각각 다른 트리거 신호를 생성하여 서로 다른 채널을 통해 전송한다.
즉, 제어부(500)는 제1펌프(310)와 제1이송 유닛(210)과 제2이송 유닛(220)의 작동을 제어하는 제1트리거 신호를 생성하여 제1채널을 통해 전송하고, 제2펌프(320)의 작동을 제어하는 제2트리거 신호를 생성하여 제2채널을 통해 전송한다.
펌프의 성능이 고도화되어 펌프의 젯팅 주파수가 높아질수록 이와 같이 두개 이상의 펌프의 젯팅 회수를 조절하는 트리거 신호의 생성과 채널을 분리함으로써 각각의 펌프의 유량을 더욱 정확하게 제어할 수 있는 장점이 있다.
상술한 바와 같은 과정을 순차적으로 반복하면 두개의 펌프를 동시에 작동시키면서 기판(20) 위의 다수의 자재(10)에 대해 빠른 시간 내에 정확한 용량의 점성 용액(L)을 디스펜싱하는 작업을 효과적으로 수행할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 제1펌프(310)와 제2펌프(320)의 젯팅 회수를 개별적으로 제어하면서 유량이 서로 동일한 상태가 되도록 유지하고 동시에 제1펌프(310)와 제2펌프(320)를 일정한 속력으로 움직이면서 작업을 수행하면, 제1펌프(310)와 제2펌프(320)가 서로 동시에 제1자재(11) 및 제2자재(12)에 대한 점성 용액(L)의 디스펜싱을 시작하고 종료하게 된다. 즉, 제1펌프(310) 및 제2펌프(320)가 서로 동시에 디스펜싱 작업을 종료하기 때문에 다른 하나의 펌프의 작업이 종료될 때까지 기다리는 시간이 발생하지 않게 된다. 따라서 제1펌프(310)와 제2펌프(320)는 각각의 대상 자재(10)에 대한 디스펜싱 작업을 종료하면 지연 시간 없이 바로 다음 대상 자재(10)로 이동하여 다음 디스펜싱 작업을 착수하게 된다. 결과적으로 전체적인 공정에 낭비되는 시간이 없고 매우 빠른 속도로 다수의 자재(10)에 대해 점성 용액(L)을 디스펜싱하는 공정을 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.
다음으로 도 4를 참조하며, 본 실시예의 멀티 펌프 디스펜싱 장치에 사용되는 제1펌프(310) 및 제2펌프(320)의 작동에 대해 설명한다. 도 4는 제1펌프(310) 및 제2펌프(320)의 일례를 도시한 것이다.
제1펌프(310) 및 제2펌프(320)는 시린지(110)에 저장된 점성 용액(L)을 노즐(121)을 통해 디스펜싱한다. 상술한 바와 같이 제어부(500)가 제1트리거 신호 및 제2트리거 신호에 의해 압전 액튜에이터(1241, 1242)에 전압을 인가하여 레버(1243)를 회전시킨다. 레버(1243)가 회전하면 레버(1243)에 연결된 밸브 로드(123)가 승강하면서 노즐(121)에 대해 점성 용액(L)을 젯팅하게 된다. 제어부(500)에서 발생시킨 제1트리거 신호 또는 제2트리거 신호에 의해 빠르게 밸브 로드(123)를 승강시킴으로써 점성 용액(L)을 디스펜싱하게 된다.
이와 같이 노즐(121)을 통해 점성 용액(L)이 디스펜싱되면 그 용량만큼 점성 용액(L)이 시린지(110)로부터 펌프 모듈(120)로 공급된다. 이때, 시린지(110)와 노즐(121)을 연결하는 유로에 설치된 유량 센서(134)을 이용하여 시린지(110)에서 노즐(121)로 전달되는 점성 용액(L)의 유량을 측정한다.
제어부(500)는 유량 센서(134)로부터 점성 용액(L)의 유량을 피드백 받아 압전 액튜에이터(1241, 1242)를 작동시키는 주기를 조절하는 방법으로 노즐(121)을 통해 디스펜싱되는 점성 용액(L)의 유량을 변화시키게 된다. 유량을 초기 설정하는 단계에는 제어부(500)는 압전 액튜에이터(1241, 1242)를 작동시키는 인가 전압을 증감시키는 방법으로 기준 유량을 설정하기도 한다.
도 4를 참조하여 설명한 펌프의 구조는 본 발명에 사용될 수 있는 펌프의 일례를 설명한 것이며 다른 구조를 가진 다양한 펌프가 본 발명에 사용될 수 있다. 다른 구조의 압전 액튜에이터(1241, 1242)를 구비한 압전 펌프를 사용할 수도 있고 압전체 대신에 보이스 코일 모터(VCM)와 같은 액튜에이터를 사용하는 젯팅 펌프를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 경우에 따라서는 젯팅 방식이 아닌 다른 방식으로 작동하는 스크류 펌프나 리니어 펌프를 사용하는 것도 가능하다. 젯팅 방식이 아닌 다른 종류의 펌프를 사용하는 경우에도 복수의 펌프에 대해 서로 동일한 유량을 갖도록 펌프를 제어하는 트리거 신호를 발생시키는 데에 있어서, 본 발명과 같이 각각의 펌프에 대해 서로 다른 채널을 통해 서로 다른 트리거 신호를 전송함으로써 더욱 효과적으로 점성 용액(L) 디스펜싱 작업을 수행할 수 있다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 앞에서 제2이송 유닛(220)은 제1이송 유닛(210)에 설치되어 제1이송 유닛(210)에 대해 상대 운동하는 것으로 설명하였으나, 제1이송 유닛과 제2이송 유닛이 서로 독립적으로 움직이는 구조의 멀티 펌프 디스펜싱 장치를 구성하는 것도 가능하다. 이 경우 제어부는 제1자재(11)에 대한 제2자재(12)의 오프셋 경로를 계산하여 제2이송 유닛을 작동시키는 것이 아니라 제1자재(11)와 제2자재(12) 각각의 위치와 방향을 계산하여 서로 독립된 경로로 제1펌프와 제2펌프를 이송한다.
또한, 앞에서 제1이송 유닛(210)과 제2이송 유닛(220)과 제1펌프(310)는 제1트리거 신호에 의해 작동하고 제2펌프(320)는 제2트리거 신호에 의해 작동하는 것으로 설명하였으나, 경우에 따라서 제어부에서 발생시키는 트리거 신호의 종류와 채널의 수를 다르게 변경하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제어부는 제1펌프의 작동을 제어하는 제1트리거 신호를 생성하여 제1채널을 통해 전송하고, 제2펌프의 작동을 제어하는 제2트리거 신호를 생성하여 제2채널을 통해 전송하도록 구성할 수 있다. 이때, 제1이송 유닛과 제2이송 유닛의 작동을 제어하는 제3트리거 신호를 생성하여 제3채널을 통해 전송하도록 제어부를 구성하는 것도 가능하다. 채널의 수를 늘릴수록 제어부를 구성하는 비용이 높아질 수 있으나 장치의 개별 구성을 제어하는 제어 신호의 조정은 더 용이해 질 수도 있다.
또한, 상술한 바와 같이 제1펌프와 제2펌프는 젯팅 방식의 압전 펌프로 한정되는 것은 아니고 제어부의 트리거 신호에 의해 작동하는 다양한 종류와 구조의 펌프가 사용될 수 있다. 서로 동일한 구조의 펌프라 하더라도 점성 용액(L)의 특성과 다양한 환경적 원인에 의해 서로 유량이 다를 수 있기 때문에, 제어부가 복수의 펌프에 대해 서로 다른 트리거 신호를 생성하여 제어함으로써 더욱 정교하고 정확하게 유량을 제어할 수 있는 장점이 있다. 특히 복수의 펌프를 서로 동일한 속력으로 등속 이동시키면서 점성 용액(L)의 디스펜싱 작업을 하는 경우에 복수의 펌프가 서로 동일한 유량을 유지하도록 제어함으로써 전체적인 작업 속도와 작업 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 앞에서 제1펌프(310)와 제2펌프(320)는 각각 유량 센서(134)를 구비하고 제어부(500)는 유량 센서(134)의 측정값을 피드백 받아 실시간으로 유량을 제어하는 것으로 설명하였으나 경우에 따라서는 유량 센서(134)를 구비하지 않는 구조의 제1펌프와 제2펌프를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 작업의 시작 전에 테스트 영역에서 제1펌프와 제2펌프를 각각 작동시켜 디스펜싱된 점성 용액(L)의 양을 측정하는 방법으로 제1펌프와 제2펌프의 유량 또는 단위 젯팅 회수당 디스펜싱되는 점성 용액(L)의 양을 측정한 후에 이를 바탕으로 제어부가 제1트리거 신호와 제2트리거 신호를 조절하도록 본 발명의 멀티 펌프 디스펜싱 장치를 작동시키는 것도 가능하다. 이 경우 제어부는 실시간으로 펌프의 유량을 피드백 받아 그 유량을 제어하는 것이 아니라 일정 시간 간격으로 펌프의 유량을 테스트한 후 그 값을 바탕으로 펌프의 유량을 조절하게 된다.
또한, 앞에서 비전 카메라(330)를 구비하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 비전 카메라(330)를 구비하지 않는 멀티 펌프 디스펜싱 장치를 구성하는 것도 가능하다. 이 경우 본 발명의 멀티 펌프 디스펜싱 장치가 직접 각각의 자재(10)의 위치와 방향을 촬영하여 검사하지 않고 미리 별도의 장비에 의해 각각의 자재(10)의 위치와 방향을 측정하여 그 정보를 제어부가 입력 받는다. 제어부는 이와 같이 입력 받은 자재(10)들의 위치와 방향에 대한 정보를 이용하여 제1이송 유닛, 제2이송 유닛, 제1펌프, 제2펌프 등의 작동을 제어한다.
310: 제1펌프 320: 제2펌프
330: 비전 카메라 210: 제1이송 유닛
220: 제2이송 유닛 10: 자재
11: 제1자재 12: 제2자재
20: 기판 500: 제어부
110: 시린지 120: 펌프 모듈
121: 노즐 122: 저장부
123: 밸브 로드 124: 승강 유닛
1241, 1242: 압전 액튜에이터 1243: 레버
134: 유량 센서 L: 점성 용액

Claims (9)

  1. 복수의 펌프를 동시에 구동하여 복수의 자재들에 대해 순차적으로 점성 용액을 디스펜싱하는 멀티 펌프 디스펜싱 장치에 있어서,
    점성 용액을 디스펜싱하는 제1펌프;
    점성 용액을 디스펜싱하는 제2펌프;
    상기 제1펌프를 이송하는 제1이송 유닛;
    상기 제2펌프를 이송하는 제2이송 유닛; 및
    상기 제1펌프와 제1이송 유닛과 제2이송 유닛의 작동을 제어하는 제1트리거 신호를 생성하여 제1채널을 통해 전송하고, 상기 제2펌프의 작동을 제어하는 제2트리거 신호를 생성하여 제2채널을 통해 전송하는 제어부;를 포함하는 멀티 펌프 디스펜싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2이송 유닛은, 상기 제1이송 유닛에 설치되어 상기 제1펌프와 함께 이송되면서, 상기 제1펌프에 대해 상기 제2펌프를 상대 이송하는 멀티 펌프 디스펜싱 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1이송 유닛과 제2이송 유닛 중 어느 하나에 설치되어 점성 용액을 디스펜싱할 자재를 촬영하는 비전 카메라;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 비전 카메라에서 촬영된 영상을 전달 받아 각 자재들의 위치와 방향을 계산하여, 상기 제1펌프와 제2펌프가 각각 다른 자재에 점성 용액을 디스펜싱하도록 상기 제1펌프과 제2펌프와 제1이송 유닛과 제2이송 유닛의 작동을 제어하는 멀티 펌프 디스펜싱 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1이송 유닛과 제2이송 유닛에 의해 상기 제1펌프와 제2펌프를 각각 일정한 속력으로 움직이면서, 상기 제1펌프와 동일한 유량(flowrate)으로 상기 제2펌프에서 점성용액이 디스펜싱되도록 상기 제2트리거 신호를 발생시키는 멀티 펌프 디스펜싱 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1펌프와 제2펌프는, 각각 젯팅(jetting) 방식으로 점성 용액을 디스펜싱하는 펌프이고,
    상기 제어부는 상기 제1펌프와 제2펌프의 유량이 동일하도록 단위 시간당 젯팅 회수를 조절하는 방식으로 상기 제1트리거 신호와 제2트리거 신호를 조절하는 멀티 펌프 디스펜싱 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1펌프와 제2펌프는, 압전 펌프(piezo pump)인 멀티 펌프 디스펜싱 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 비전 카메라에서 촬영한 영상을 이용하여,
    상기 제1펌프가 상기 복수의 자재들 중 어느 하나의 자재(제1자재)에 대해 점성 용액을 디스펜싱하는 동안 상기 제2펌프가 점성 용액을 디스펜싱할 다른 자재(제2자재)와 상기 제1자재 사이의 상대적 위치와 방향의 차이에 따른 상기 제2펌프의 오프셋 경로를 계산하고, 그 오프셋 경로에 따라 상기 제1이송 유닛과 제2이송 유닛을 작동시키는 멀티 펌프 디스펜싱 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1펌프와 제2펌프는, 각각 디스펜싱되는 점성 용액의 유량을 측정하는 유량 센서를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 제1펌프와 제2펌프의 유량 센서의 측정값을 수신하여 상기 제1펌프와 제2펌프의 작동을 제어하는 멀티 펌프 디스펜싱 장치.
  9. 복수의 펌프를 동시에 구동하여 복수의 자재들에 대해 순차적으로 점성 용액을 디스펜싱하는 멀티 펌프 디스펜싱 장치에 있어서,
    점성 용액을 디스펜싱하는 제1펌프;
    점성 용액을 디스펜싱하는 제2펌프;
    상기 제1펌프를 이송하는 제1이송 유닛;
    상기 제2펌프를 이송하는 제2이송 유닛; 및
    상기 제1펌프의 작동을 제어하는 제1트리거 신호를 생성하여 제1채널을 통해 전송하고, 상기 제2펌프의 작동을 제어하는 제2트리거 신호를 생성하여 제2채널을 통해 전송하고, 상기 제1이송 유닛과 제2이송 유닛의 작동을 제어하는 제3트리거 신호를 생성하여 제3채널을 통해 전송하는 제어부;를 포함하는 멀티 펌프 디스펜싱 장치.
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