KR20230098200A - 분할된 병렬 디스펜싱을 위한 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 특히 반도체 기판 상에 하나 이상의 도체 트랙을 형성하기 위해, 기판 위에 프린팅 매체(10)를 병렬 디스펜싱하는 장치(1)에 관한 것으로, 프린팅 매체(10)를 동시에 배출하기 위한 다수의 디스펜서 노즐을 가진 프린팅 유닛(6) 및 이동 방향(7)으로 프린팅 유닛(6)과 기판(4) 사이의 상대 이동을 발생시키도록 설계된 구동 수단(5)을 구비하고, 적어도 하나의 제 1 디스펜서 노즐과 제 2 디스펜서 노즐은 이동 방향(7)을 가로질러 서로 이격되어 배치된다. 제 1 디스펜서 노즐과 제 3 디스펜서 노즐은 공통의 제 1 종축을 따라 제 1 노즐 간격을 두고 서로 이격되어 배치되고, 상기 제 1 종축은 이동 방향(7)에 대해 평행하게 연장된다.
Description
본 발명은 청구항 제 1 항에 따른 프린팅 매체를 병렬 디스펜싱하는 장치 및 청구항 제 13 항에 따른 프린팅 매체를 병렬 디스펜싱하는 방법에 관한 것이다.
산업용 프린팅 과정에서, 특히 광기전 태양 전지와 같은 반도체 구조의 제조 시 일반적으로, 기판, 특히 반도체 기판에 적어도 2개의 평행한 트랙으로 프린팅 매체를 적용하는 것이 바람직하다. 이러한 프린팅 매체는 특히 반도체 구조의 하나 이상의 영역을 도핑하기 위한 도펀트를 포함하는 프린팅 페이스트일 수 있으며, 이것은 후속 공정 단계를 위한 마스킹을 형성하는 데 이용되고 및/또는 금속 접촉 구조를 형성하기 위한 금속 입자를 포함하다.
프린팅 페이스트를 기판 위에 도포하기 위해, 프린팅 유닛이 이동 방향으로 상대 이동 시 기판에 대해 변위되는 동안 프린팅 매체는 펌프 유닛에 의해 프린팅 유닛의 다수의 디스펜서 노즐 내로 송출된다. 프린팅 매체는 디스펜서 노즐로부터 기판의 표면으로 배출되며, 상기 디스펜서 노즐들은 상대 이동의 이동 방향에 따라 기판 위에서 연장되는 프린팅 라인을 각각 생성한다. 단시간에 평행하게 연장되는 다수의 프린팅 라인을 기판에 적용하기 위해, 이동 방향을 가로질러 서로 이격되도록 프린팅 유닛의 적어도 2개의 디스펜서 노즐을 배치하는 것이 공개되어 있다. 그 결과, 직선 상대 이동만을 발생시키는 것이 가능하고, 이 경우 동시에 하나 이상의 프린팅 라인이 생성된다. 이러한 프린팅 유닛은 DE 10 2013 223 250 A1호에 공개되어 있다.
산업용 프린팅 과정의 생산성을 높이기 위해, 모든 프린팅 라인 전체, 특히 최대 총 200개의 프린팅 라인을 기판에 적용하는 데 필요한 시간을 줄이는 것이 바람직하다. 이를 달성하기 위한 한 가지 방법은, 프린팅 라인이 기판에 적용되는 동안 프린팅 유닛과 프린팅할 기판이 서로에 대해 이동하는 속도를 높일 수 있는 효율적인 구동 수단을 설계하는 것이다. 그러나 이러한 효율적인 구동 수단은 높은 기술적 복잡성 및/또는 높은 비용을 수반한다.
따라서 본 발명의 과제는 산업용 프린팅 과정의 생산성을 높이는 동시에 이를 위해 필요한 비용을 낮게 유지하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제 1 항에 따른 프린팅 매체를 병렬 디스펜싱하기 위한 장치 및 청구항 제 13 항에 따른 방법에 의해 해결된다. 바람직한 실시예는 종속 청구항에 제시된다.
특히 반도체 기판 상의 하나 이상의 도체 트랙을 형성하기 위해, 기판 위로 프린팅 매체를 병렬 디스펜싱하기 위한 본 발명에 따른 장치는 프린팅 매체를 동시에 배출하기 위한 다수의 디스펜서 노즐을 가진 프린팅 유닛을 구비한다. 본 발명에 따른 장치는 구동 수단을 더 포함하고, 상기 구동 수단은, 이동 방향으로 프린팅 유닛과 기판 사이의 상대 이동을 발생시키도록 설계되고, 이 경우 적어도 하나의 제 1 디스펜서 노즐 및 제 2 디스펜서 노즐은, 이동 방향을 가로질러 서로 이격되어 배치된다.
본 발명에 따른 장치에 있어서, 프린팅 유닛의 제 1 디스펜서 노즐과 제 3 디스펜서 노즐이 공통의 제 1 종축을 따라 제 1 노즐 간격을 두고 서로 이격되어 배치되고, 상기 제 1 종축은 이동 방향에 대해 평행하게 연장되는 것이 중요하다.
출원인의 본 발명의 핵심적인 인식은, 프린팅 유닛의 디스펜서 노즐이 상대 이동의 이동 방향을 따라 배치됨으로써, 산업용 프린팅 방법의 생산성이 공개된 장치 및 방법에 비해 크게 높아질 수 있다는 것이다.
제 1 디스펜서 노즐과 제 2 디스펜서 노즐이 프린팅 유닛 상에 이동 방향을 가로질러 서로 이격되어 배치됨으로써, 선행 기술에 공개된 바와 같은 장점이 달성된다. 상대 이동의 수행 시, 제 1 디스펜서 노즐과 제 2 디스펜서 노즐로부터 배출되는 프린팅 매체는 기판 위의 제 1 프린팅 라인 또는 제 2 프린팅 라인을 생성한다. 제 1 프린팅 라인과 제 2 프린팅 라인은 제 1 디스펜서 노즐과 제 2 디스펜서 노즐 사이의 간격에 따라 평행하게 서로 이격되고, 고유의 제 1 또는 제 2 시작점과 제 1 또는 제 2 종료점을 갖는다.
제 1 디스펜서 노즐과 제 2 디스펜서 노즐이 이동 방향으로 동일한 높이에, 즉 이동 방향에 대해 수직으로 연장되는 디스펜서 노즐의 공통의 열에 배치되어 있는지 여부는 기본적으로 중요하지 않다. 오히려 횡방향으로 서로 이격된 이러한 디스펜서 노즐의 장점은 공개된 방식으로, 프린팅 유닛과 기판이 한 번의 상대 이동으로 서로에 대해 변위될 수 있고, 이 경우 평행하게 서로 이격된 2개의 프린팅 라인이 생성된다는 사실로부터 제공된다.
출원인의 본 발명의 핵심적인 인식은, 프린팅 유닛 위에 제 3 디스펜서 노즐의 배치에 관한 것이다. 상기 노즐은 제 1 디스펜서 노즐 앞 또는 뒤에 제 1 종축을 따라 배치된다. 그 결과, 프린팅 유닛과 기판 사이의 상대 이동 중에, 제 1 및 제 2 프린팅 라인에 외에 제 1 프린팅 라인에 대해 동축으로 연장되는 제 3 프린팅 라인이 생성된다.
이러한 배치의 주요 장점은, 제 1 및 제 3 프린팅 라인은 간단하게 구동 수단의 적절한 제어에 의해 기판 위에 적용될 수 있어서, 공통의 접촉점에서 상기 프린팅 라인들이 접촉하고, 2개의 프린팅 라인은 연속하는 프린팅 라인을 생성하거나 필요 시 갭에 의해 서로 이격되거나 중첩 배치된다는 것이다.
제 1 종축은 순수 방향축이며, 상기 축은 프린팅 유닛의 표면에 본체 고정되어 연장되며, 특히 구성 중에 적어도 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐을 프린팅 유닛 위에 배치하는 데 이용될 수 있다. 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐의 상기 배치는, 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐이 각각의 노즐 중심점 또는 노즐 개구의 경계점 같은 동일한 기하학적 특징을 이용해서 각각 제 1 종축을 따라 배치되는 것으로 특징될 수 있다.
적어도 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐이 제 1 종축을 따라 배치되게 하는 상이한 기하학적 특징을 갖는 것도 본 발명과 관련된다. 본 발명에 따른 인식을 구현하기 위해 이 경우, 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐은 상대 이동 시 그것의 각각의 노즐 개구들이 이동 방향을 따라 바라보는 방향으로 적어도 부분적으로 정렬되어 배치되어, 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐을 통해 프린팅 매체를 배출함과 동시에 기판에 대한 프린팅 유닛의 상대 이동에 의해 이론적으로 중단 없는 프린팅 라인이 생성될 수 있는 것으로 충분하다.
상대 이동은 본 발명에 따르면 각각 구동 수단이 어떻게 구성되는지 그리고 상대 이동을 발생시키기 위해 이러한 구동 수단을 어떻게 제어할 수 있는지에 따라 다양한 방식으로 실현될 수 있다.
가장 간단한 실시예에서 구동 수단은 선형 가이드와 구동 캐리지를 가진 선형 유닛이며, 상기 구동 캐리지에 의해 프린팅 유닛 또는 기판이 직선으로 서로에 대해 이동된다. 상대 이동은 이동 방향과 상대적 이동 거리를 포함한다. 이동 방향은 선형 가이드의 방향 설정과 그 위에서 이동되는 캐리지의 시작- 및 단부 위치로부터 주어진다. 상대적 이동 거리는 프린팅 과정의 시작과 종료 시 프린팅 유닛이 위치하는 위치에 의존해서 주어진다.
다른 실시예에서 구동 수단은 다수의 선형 유닛 또는 다른 위치 설정 유닛을 포함하고, 상기 유닛들에 의해 프린팅 유닛과 기판이 동시에 또는 차례로 서로에 대해 이동될 수 있고, 이로써 상대 이동이 발생할 수 있다. 이 경우, 상대 이동 중에 디스펜서 노즐이 기판 위를 어떤 방향으로 스쳐 지나가는지에 따라 이동 방향이 주어진다. 상대적 이동 거리는 항상 단일 디스펜서 노즐이 스쳐 지나가는 영역의 길이에 상응한다. 이 경우, 디스펜서 노즐은 디스펜서 유닛에 본체 고정되어 배치되어 적어도 일체형으로 설계된 프린팅 유닛의 경우에 모두 동일한 상대적 이동 거리를 커버하기 때문에, 프린팅 유닛의 어떤 디스펜서 노즐이 관련되는지는 중요하지 않다.
구동 수단의 실시예와 무관하게 이들은, 프린팅 과정을 수행하기 위한 상대적 이동 거리의 전체 길이가 가변적으로 설정될 수 있도록 설계된다. 이 경우 상대적 이동 거리는 제 1 노즐 간격에 해당하거나 이보다 작거나 클 수 있다.
제 1 노즐 간격에 상응하는 상대적 이동 거리를 설정함으로써, 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐과 얻어지는 제 1 또는 제 3 프린팅 라인을 이용한 프린팅 매체의 도포에 의해 상대적 이동 거리의 정확히 두 배 길이의 연속하는 프린팅 라인이 생성될 수 있다. 그 결과 프린팅 과정의 생산성은 적어도 복합 프린팅 라인과 관련하여 공개된 장치 및 방법에 비해 100% 증가한다. 특수한 장점은, 반도체 기판 위에 저온 페이스트의 도포 시, 이로 인해 생성되는 프린팅 라인의 품질과 관련해서 초당 약 200밀리미터 초로 이루어질 수 있는 생산성 향상을 통해 얻어진다. 적어도 2개의 디스펜서 노즐을 배치함으로써, 최적의 실행 속도를 변경하지 않는 것과 따라서 생산성이 크게 향상되더라도 품질 저하가 발생하지 않는 것이 가능하다.
제 1 종축을 따른 디스펜서 노즐의 개수를 2개 이상의 노즐 개수로 늘림으로써 생산성이 더욱 높아질 수 있는데, 그 이유는 연속 프린팅 라인을 생성하는 데 필요한 상대적 이동 거리가 차례로 배치된 디스펜서 노즐의 개수에 해당하는 만큼 감소하기 때문이다.
상대적 이동 거리를 제 1 노즐 간격보다 크게 설정함으로써, 적어도 제 1 및 제 3 프린팅 라인에 의해 중첩 영역을 갖는 연속 프린팅 라인이 생성될 수 있다. 2개의 프린팅 라인의 이러한 조합은, 프린팅 라인이 반도체 기판의 전기적 결선을 위한 콘택 핑거인 경우에 특히 바람직할 수 있다. 출원인의 조사에 따르면, 동축으로 연장되는 2개의 프린팅 라인 사이에 중첩 영역의 형성은 옴 저항이 감소함으로써 복합 프린팅 라인의 전류 전도 특성을 개선하는 것이 밝혀졌다. 반도체 기판이 제조할 태양 전지인 경우, 증가한 전류 전도 특성은 또한 추후 태양 전지의 개선된 전기적 성능을 수반한다.
제 1 노즐 간격보다 작은 상대적 이동 거리를 설정함으로써, 제 1 및 제 3 프린팅 라인은 상대 이동의 종료 후 동축으로 서로 이격되어 배치된다. 이는, 제 1 및 제 3 프린팅 라인이 각각 제 1 종축을 따라 배향되지만, 대응하는 프린팅 라인의 제 1 종료점과 제 3 시작점은 설정된 상대적 이동 거리와 제 1 노즐 간격 사이의 차이에 상응하는 상호 간격을 갖는 것을 의미한다. 기판이 반도체 기판인 경우, 적어도 제 1 및 제 3 프린팅 라인의 이러한 배치에 의해 태양 전지의 간단한 분할이 달성될 수 있으며, 이 경우 제 1 및 제 3 프린팅 라인은 서로 별도로 전기적으로 접촉된다.
또한 기본적으로, 프린팅 유닛과 디스펜서 노즐이 어떤 방식으로 설계되는지는 중요하지 않다. 간단한 실시예에서 프린팅 유닛은 공개된 방식으로 바람직하게 직육면체 형의 기본 형상을 갖는 금속 프린팅 헤드로서 설계될 수 있다. 디스펜서 노즐들은 각각 프린팅 헤드에 직접 원통형 또는 비원통형 보어로서 설계될 수 있거나 삽입 가능한 소켓으로서 이러한 보어 내에 배치될 수 있다. 펌프 장치는, 디스펜서 노즐 내로 프린팅 매체를 송출하는 데 이용되고, 상기 노즐을 통해 프린팅 매체가 기판의 표면에 도달한다.
바람직한 개선예에서 제 1 디스펜서 노즐과 제 2 디스펜서 노즐은 공통의 제 1 횡축을 따라 배치되고, 상기 제 1 횡축은 이동 방향에 대해 수직으로 연장되고, 제 1 횡축은, 프린팅 유닛이 제 1 횡축의 한 측에 추가 프린팅 유닛을 갖지 않는 방식으로 프린팅 유닛을 제한한다.
제 1 횡축은 제 1 종축과 유사하게 상대 이동의 이동 방향에 대해 프린팅 유닛 위에 제 1 및 제 2 디스펜서 노즐의 배치를 나타내는 구조적 방향축이다.
제 1 횡축을 따라 제 1 및 제 2 디스펜서 노즐을 배치함으로써 얻어지는 장점은, 제 1 및 제 2 프린팅 라인이 각각 시작점과 종료점을 갖고, 상기 프린팅 라인들은 기판 위에 이동 방향으로 동일한 높이에 적용된다는 것이다. 이는 특히 반도체 기판 위에 금속 콘택 구조의 형성에 바람직한데, 그 이유는 특히 이와 같이 배치된 다수의 시작점 및 종료점이 공통의 직선 버스바에 의해 전기적으로 접촉될 수 있기 때문이다.
또한, 제 1 횡축의 경로는 병렬 디스펜싱을 위한 장치에서 프린팅 유닛의 구성 및 조립 모두에 바람직하다. 구성에 있어서 장점은 특히, 제 1 횡축이 기준축일 수 있고, 상기 축에 의해 프린팅 유닛의 나머지 디스펜서 노즐이 정렬될 수 있고 명확하게 제한된 구성 공간을 규정하는 것이다. 제 1 횡축의 경로는, 조립 경험이 없는 작업자라도 제 1 및 제 2 디스펜서 노즐의 경로를 보는 것만으로 어떤 방향으로 프린팅 유닛을 장치에 부착하고 고정해야 하는지에 대해 결정할 수 있기 때문에 조립에 바람직하다.
바람직한 개선에서 프린팅 유닛은, 제 1, 제 2 및 제 3 디스펜서 노즐을 포함하는 다수의 디스펜서 노즐이 서로 평행하게 연장되는 다수의 열을 따라 배치된 중앙 영역을 갖고, 상기 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐은 공통의 제 1 열에 배치되고, 상기 제 2 디스펜서 노즐은 다른 열에 배치되며, 중앙 영역의 하나의 열의 모든 디스펜서 노즐은 제 1 노즐 간격을 두고 규칙적으로 서로 이격되어 있다.
출원인의 중요한 발견은, 프린팅 유닛의 디스펜서 노즐이 적어도 영역별로(본 경우에는 중앙 영역으로 지칭됨) 규칙적인 배치로 서로에 대해 배치되는 경우, 장점을 수반한다는 사실이다. 이로 인해 이동 방향으로 차례로 배치된 2개의 디스펜서 노즐의 본 발명에 따른 장점이 배가된다.
이 경우, 중앙 영역은 적어도 2개의 열을 가지며, 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐은 서로 제 1 노즐 간격을 두고 제 1 열에 배치된다. 제 1 열에 대해 평행하게 이격된 또 다른 열은 제 2 디스펜서 노즐 및 적어도 하나의 추가 디스펜서 노즐을 포함하고, 적어도 제 2 디스펜서 노즐을 포함하는 열은 제 1 열과 동일한 구조를 갖는다.
제 1 디스펜서 노즐과 제 2 디스펜서 노즐이 공통의 제 1 횡축에 배치된 경우, 하나의 열의 인접한 각각 2개의 디스펜서 노즐 사이의 균일한 간격에 의해 디스펜서 노즐의 매트릭스형 배치가 얻어진다.
이러한 매트릭스형 배치의 장점은, 서로 평행하게 연장되는 다수의 프린팅 라인이 선택적으로 각각 하나의 연속 프린팅 라인으로서 또는 서로 동축으로 이격된 다수의 부분 세그먼트로서 생성될 수 있다는 것이다. 이는, 제 1 노즐 간격과 관련하여 상대적 이동 거리가 어떻게 선택되는지에 따라 달라진다. 제 1 노즐 간격보다 작은 상대적 이동 거리를 설정함으로써 중앙 영역에 디스펜서 노즐의 매트릭스형 배치의 결과 평행하게 연장되는 다수의 프린팅 라인의 그룹이 프린팅 과정에 의해 생성되며, 상기 프린팅 라인은 각각 적어도 하나의 갭에 의해 중단된다. 제 1 노즐 간격에 상응하거나 이보다 큰 상대적 이동 거리를 설정함으로써 중앙 영역에 디스펜서 노즐의 매트릭스형 배치의 결과 평행하게 연장되는 다수의 프린팅 라인의 그룹이 프린팅 과정에 의해 생성되며, 상기 프린팅 라인은 각각 기판의 프린팅할 영역에 걸쳐 중단 없이 연장되며 경우에 따라서는 각각 중첩 영역을 가질 수 있다.
바람직한 개선예와 관련해서, 중앙 영역은 2개 이상의 디스펜서 노즐의 열을 포함하고, 이들 열 중 하나는 각각 2개 이상의 디스펜서 노즐을 포함한다. 바람직하게는, 중앙 영역에 배치된 모든 열은 규칙적으로 서로 이격되어 있으므로, 중앙 영역은 디스펜서 노즐이 배치된 연속 매트릭스 그리드로 특징된다. 이러한 매트릭스 그리드는 특히 자동화 가공 방법을 이용한 프린팅 유닛의 제조에 바람직하다.
바람직한 개선예에서 중앙 영역에 있는 열의 개수는 적어도 60개, 바람직하게는 적어도 80개, 가장 바람직하게는 적어도 100개이다.
출원인의 조사에 따르면, 병렬 디스펜싱을 위한 공개된 장치 및 방법에 비해 평균 이상의 생산성 증가를 달성하기 위해서는 프린팅할 기판, 특히 반도체 기판의 일반적인 치수에서 열의 총 개수는 적어도 60개여야 한다. 특히, 열들은 적어도 일부 영역에서는 프린팅 유닛의 전체 폭에 걸쳐 균일한 간격으로 분포될 수 있다. 바람직한 개선예에서 중앙 영역의 열은 제 1 노즐 간격을 두고 서로 이격된 정확히 총 2개의 디스펜서 노즐을 갖는다.
출원인의 조사에 따르면, 중앙 영역의 하나의 열 내의 디스펜서 노즐의 개수가 2개를 초과하지 않는 경우, 프린팅 유닛의 제조 비용과 구동 수단의 비용 사이에 적절한 절충안을 찾을 수 있음이 밝혀졌다. 특히 이는, 하나의 열의 디스펜서 노즐들 사이의 제 1 노즐 간격이 프린팅할 기판 치수의 대략 절반에서 가장자리 간격을 뺀 값인 경우, 바람직하다.
프린팅할 기판, 특히 반도체 기판은 일반적으로 저면을 갖는 직사각형 또는 정사각형 기본 형상을 갖는다. 상기 기판은 프린팅 유닛의 중앙 영역에 배치된 다수의 디스펜서 노즐에 의해 상기 기본 형상의 평행하게 연장되는 2개의 모서리 사이에 프린팅 라인으로 프린트될 수 있으며, 개별 디스펜서 노즐이 기판을 넘어 돌출할 수 있는 점을 고려할 필요는 없다. 그 결과 기판의 가장자리들은 의도치 않게 프린팅되거나 장치가 오염될 수 있다.
그러나 적용될 프린팅 라인의 방향으로 일부 영역이 상이한 치수를 갖는 프린팅할 기판도 있다. 특히 반도체 기판은 직사각형 또는 정사각형 기본 형상 외에 소위 준사각형 형상을 가질 수 있다. 준사각형 형상은 챔퍼링된(또한 라운드된) 모서리를 갖는 직사각형 기본 형상이다. 챔퍼링된 모서리로 인해, 프린트할 반도체 기판이 적어도 2개의 영역을 갖고, 상기 영역에서 콘택 핑거들은 서로 다른 길이 및/또는 서로 다른 영역으로 적용되어야 한다.
공개된 장치와 방법은, 프린팅 과정 중에 기판을 넘어 돌출하는 프린팅 유닛의 개별 디스펜서 노즐이, 예를 들어 해당 디스펜서 노즐에 할당된 밸브를 이용해서 능동적으로 프린팅 매체 흐름을 위해 차단됨으로써, 이러한 기술적 문제를 해결한다. 대안으로서 또는 추가로, 프린팅 유닛의 선택된 디스펜서 노즐로부터 프린팅 매체의 배출이 특정 영역에서 저지되도록 기판의 가장자리 및/또는 상기 가장자리를 넘어 배치된 스텐실이 사용된다. 바람직하지 않게 차단 밸브는 높은 비용과 많은 제어 작업을 필요로 하는 한편, 스텐실은 많은 세척 작업을 필요로 한다.
본 발명의 바람직한 개선예에서 상기 단점은, 적어도 하나의 제 4 디스펜서 노즐을 제 2 종축에 배치함으로써 제거되는데, 상기 제 1 종축과 제 2 종축은 평행하게 서로 이격되어 연장되고, 제 1 및 제 4 디스펜서 노즐은 공통의 경사축을 따라 배치되고, 상기 경사축은 이동 방향에 대해 0도 내지 90도 사이의 각도로 연장되고, 경사축은, 프린팅 유닛이 경사축의 한 측에, 바람직하게는 제 1 종축과 제 2 종축 사이의 영역에 추가 디스펜서 노즐을 갖지 않는 방식으로 프린팅 유닛을 제한한다.
제 2 종축 및 경사축은 제 1 종축 및 제 1 횡축과 유사하게 가상의 방향축이고, 상기 축을 따라 적어도 제 4 디스펜서 노즐이 배치된다.
제 2 종축의 방향은, 상대 이동 중에 제 4 디스펜서 노즐은 프린팅 매체의 배출에 의해 제 1 프린팅 라인에 대해 평행하게 연장되는 제 4 프린팅 라인을 생성하는 것을 보장한다. 이 경우 제 4 디스펜서 노즐의 배치는 기본적으로 제 1 디스펜서 노즐에 대한 제 2 디스펜서 노즐의 배치와 다르지 않다. 그러나 경사축의 방향은, 제 1 또는 제 4 디스펜서 노즐이 이동 방향으로 동일한 높이에 있지 않은 것을 보장한다. 디스펜서 노즐의 배치에서 경사축은 제 1 횡축과 유사하게 프린팅 유닛을 제한하기 때문에, 프린팅 유닛은 바람직하게 제 1 종축과 제 2 종축 사이의 영역에서 프린팅할 기판의 윤곽에 맞게 조정될 수 있다. 상대 이동의 수행 및 종료 시 제 1 및 제 4 디스펜서 노즐은 기판의 프린팅할 각 영역의 정확히 단부에 위치한다.
바람직하게는 프린팅 유닛의 구성에서, 경사축의 경로와 제 1 및 제 4 디스펜서 노즐의 배치를 기판의 챔퍼링된 모서리의 경로에 맞게 조정하기 위해, 기판의 나머지 에지에 대해 준사각형 형상을 갖는 기판의 모서리가 챔퍼링된 각도가 고려될 수 있다. 또한, 병렬 디스펜싱을 위한 장치의 조립 시 제 1 디스펜서 노즐과 제 4 디스펜서 노즐의 배치는, 경험이 없는 조립 작업자도 프린팅할 기판을 이용해서 프린팅 유닛을 정렬하는데 이용될 수 있다. 프린팅 유닛은 적어도 경사축을 이용해서 기판의 에지에 맞게 조정될 수 있다.
바람직한 개선예에서 제 5 디스펜서 노즐은 이동 방향으로 제 4 디스펜서 노즐에 대해 제 2 노즐 간격을 두고 제 2 종축에 배치되고, 제 2 종축은, 프린팅 유닛이 제 2 종축의 한 측에 추가 디스펜서 노즐을 가지지 않는 방식으로 디스펜서 유닛의 범위를 제한한다.
제 4 및 제 5 디스펜서 노즐로부터 프린팅 매체의 배출에 의해 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐에 관한 설명과 유사하게 프린팅 라인이 생성되며, 상기 프린팅 라인은 상대 이동의 상대적 이동 거리에 따라 연결되어, 중첩되어 또는 동축으로 서로 이격되어 형성될 수 있다.
기본적으로 제 1 및 제 2 노즐 간격은 동일하거나 다를 수 있다.
제 1 노즐 간격과 제 2 노즐 간격이 동일하도록 프린팅 유닛이 설계된 경우, 제 4 및 제 5 디스펜서 노즐을 통해 프린팅 매체의 배출 시에도 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐을 통한 베출 시와 동일한 프린팅 라인 패턴이 생성될 수 있다.
제 1 노즐 간격과 제 2 노즐 간격이 상이한 다른 프린팅 유닛의 설계에 의해, 경우에 따라서 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐에서 의해 생성되는 것과 다른 프린팅 라인 패턴이 제 4 및 제 5 디스펜서 노즐에 의해 생성될 수 있다. 이는 특히, 제 1 및 제 2 노즐 간격 대 설정된 상대적 이동 거리가 어떤 비율로 선택되는지에 의존한다.
제 1 노즐 간격과 제 2 노즐 간격 중 더 작은 거리보다 작은 상대적 이동 거리의 설정에 의해, 두 쌍의 디스펜서 노즐은 사이에 갭이 형성된 각각 2개의 동축 프린팅 라인을 갖는 두 쌍의 프린팅 라인을 생성한다.
제 1 노즐 간격과 제 2 노즐 간격 중 작은 것에 상응하는 상대적 이동 거리의 설정에 의해, 더 작은 간격을 갖는 디스펜서 노즐 쌍은 2개의 프린팅 라인으로 이루어진 연속 프린팅 라인을 생성하는 한편, 더 큰 간격을 갖는 디스펜서 노즐 쌍은 동축으로 서로 이격된 2개의 프린팅 라인을 생성한다.
제 1 노즐 간격과 제 2 노즐 간격 중 작은 것보다 크지만, 제 1 노즐 간격과 제 2 노즐 간격 중 큰 것보다 작은 상대적 이동 거리의 설정에 의해, 더 작은 간격을 갖는 디스펜서 노즐 쌍은 중첩 영역이 있는 2개의 연속 프린팅 라인을 생성하는 한편, 더 큰 간격을 갖는 디스펜서 노즐 쌍은 동축으로 서로 이격된 2개의 프린팅 라인을 생성한다.
제 1 노즐 간격과 제 2 노즐 간격 중 작은 것보다 크고 제 1 노즐 간격과 제 2 노즐 간격 중 더 큰 것에 적어도 상응하는 상대적 이동 거리의 설정에 의해, 2개의 디스펜서 노즐 쌍은 각각 중첩 영역을 갖는 2개의 연속 프린팅 라인을 생성하며, 상기 중첩 영역들 중 하나의 중첩 영역은 다른 하나보다 길다.
제 4 및 제 5 디스펜서 노즐이 배치되는 제 2 종축은 프린팅 과정 시 제 2 종축의 한 측으로 추가 프린팅 라인이 생성되지 않는 방식으로 프린팅 유닛 상에 디스펜서 노즐의 배치를 제한한다.
바람직한 개선예에서 프린팅 유닛은 제 4 및 제 5 디스펜서 노즐을 포함하는 다수의 디스펜서 노즐이 적어도 하나의 제 1 가장자리 열을 따라 배치된 가장자리 영역을 포함하고, 제 4 및 제 5 디스펜서 노즐을 포함하는 상기 제 1 가장자리 열과 제 1 가장자리 열의 모든 디스펜서 노즐은 제 2 노즐 간격을 두고 규칙적으로 서로 이격되어 있다.
가장자리 영역은 디스펜서 노즐들이 중앙 영역과 유사하게 원거리 순서로 배치될 수 있는 프린팅 유닛의 영역이다. 이러한 원거리 순서는, 가장자리 영역 내에 배치된 디스펜서 노즐들이 중앙 영역의 설계와 유사하게 하나 이상의 가장자리 열에 배치됨으로써 달성될 수 있다. 따라서, 가장자리 영역은 적어도 제 1 가장자리 열을 포함하며, 상기 열의 디스펜서 노즐은 제 2 종축을 따라 정렬되고, 프린팅 유닛 상에 상기 열의 배치는 경사축에 의해 제한된다.
특히 프린팅할 기판이 준사각형 형상을 갖는 반도체 기판인 경우, 가장자리 영역의 설계 시 특수한 장점들을 수반한다. 반도체 기판은, 상대 이동 시 프린팅 유닛의 가장자리 영역이 챔퍼링된 모서리가 위치한 반도체 기판의 부분을 스쳐 지나가도록 그리고 상기 프린팅 유닛의 중앙 영역은 이동 방향으로 균일한 바람직하게는 챔퍼링된 모서리가 있는 영역보다 큰 치수를 가진 반도체 기판의 부분을 스쳐 지나가도록 장치에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 가장자리 영역의 가장자리 열에 배치된 디스펜서 노즐의 개수는 중앙 영역의 열에 배치된 디스펜서 노즐의 개수와 상이하다. 바람직하게는 제 1 디스펜서 간격은 제 2 노즐 간격에 상응하므로, 중앙 영역과 가장자리 영역 사이의 차이는 하나의 열과 하나의 가장자리 열 사이의 디스펜서 노즐의 개수에 의해서만 발생한다. 그 결과 프린팅 유닛의 기계적 생산이 간단해지는데, 그 이유는 중앙 영역과 가장자리 영역을 위해 디스펜서 노즐의 생성 또는 추후 배치를 위한 동일한 기계적 가공 파라미터가 사용될 수 있기 때문이다.
바람직한 개선예에서 가장자리 열은 각각 총 2개의 총 2개의 디스펜서 노즐을 포함하고, 상기 노즐들은 제 2 노즐 간격을 두고 서로 이격되어 있고, 상기 제 1 노즐 간격은 제 2 노즐 간격보다 크다.
출원인의 조사에 따르면, 가장자리 영역의 하나의 가장자리 열 내의 디스펜서 노즐의 개수가 두 개를 초과하지 않으면, 프린팅 유닛의 제조 비용과 구동 수단의 비용 사이에서 양호한 절충을 찾을 수 있음이 입증되었다.
제 1 노즐 간격과 제 2 노즐 간격 사이의 차이에 의해 기판을 영역별로 2개의 서로 다른 프린팅 라인 패턴으로 간단하게 분할할 수 있고, 이 경우 프린팅 유닛과 기판 사이에 하나의 동일한 상대적 이동 거리가 설정될 수 있다.
전술한 개선예에 의해 프린팅 유닛의 가장자리 영역은, 제 4 및 제 5 디스펜서 노즐에 의해 생성되는 프린팅 라인으로 구성된 연속 프린팅 라인으로 기판을 프린팅하는 데 이용될 수 있다. 동시에 프린팅 유닛의 중앙 영역은, 프린팅 과정이 완료된 후 각각 갭 형태의 중단부를 갖는 다수의 프린팅 라인을 생성하는 데 이용될 수 있다. 상기 갭은 바람직하게 데이터 매트릭스 코드를 적용하기 위해 또는 프린트된 반도체 기판의 경우에 하프 셀을 생성하기 위한 설정 중단부로서 이용될 수 있다.
바람직한 개선예에서 프린팅 유닛은 적어도 하나의 제 1 대칭축 및/또는 제 2 대칭축을 가지며, 상기 제 1 대칭축은 이동 방향에 대해 평행하고, 제 2 대칭축은 이동 방향에 대해 수직이며, 상기 디스펜서 노즐은 적어도 제 1 또는 제 2 대칭축과 관련해서 프린팅 유닛 상에 축대칭으로 배치된다.
프린팅 유닛 상에 디스펜서 노즐의 축대칭 배치의 장점은 프린팅 유닛의 간단한 구성과 제조 가능성이다. 구성 중에 이러한 장점은, 바람직하게 디스펜서 노즐의 위치와 관련하여 프린팅 유닛의 절반만이 구성되면 되고, 나머지 절반은 제 1 절반에 따라 설계되는 것이다. 프린팅 유닛이 제 2 대칭축을 갖는 경우, 구성 작업은 더 감소한다.
디스펜서 노즐의 대칭 배치는 또한, 프린트할 기판이 축대칭으로 구성되는 경우에도 장점을 수반한다. 이는 특히 프린팅할 반도체 기판의 준사각형 형상의 경우이다. 다수의 프린팅 라인을 적용하기 위해, 제 1 가로 유닛 및/또는 제 2 종축 및/또는 경사축에 의해 제한되는 디스펜서 노즐 배치를 갖는 프린팅 유닛은 완전히 기판의 상부에 배치될 수 있다. 프린팅 유닛의 대칭 구조로 인해, 전체 치수를 적절히 선택하면, 마찬가지로 대칭으로 설계된 기판의 프린팅 시, 전체 상대 이동 중에 디스펜서 노즐이 기판을 지나 돌출하지 않는 것이 보장될 수 있다.
바람직한 개선예에서 프린팅 유닛은 적어도 2개의 부분 유닛을 포함하고, 상기 제 1 부분 유닛과 제 2 부분 유닛은 각각 디스펜싱 유닛의 모든 디스펜서 노즐의 부분을 포함하고, 구동 수단은, 제 1 및 제 2 서브 유닛을 서로 독립적으로 이동시켜 상대 이동을 발생시키도록 설계된다.
디스펜서 유닛은 기본적으로 서로 독립적으로 이동할 수 있는 다수의 부분 유닛으로 세분화될 수 있다. 이러한 경우에 상대 이동은, 해당 부분 유닛이 기판에 대해 변위되거나 그 반대로도 가능한 다수의 부분 이동으로 구성된다. 부분 이동은 각각 이동 방향으로 이루어진다.
프린팅 유닛이 중앙 영역과 가장자리 영역을 갖는 경우, 제 1 부분 유닛은 중앙 영역을 포함하고 제 2 부분 유닛은 프린팅 유닛의 가장자리 영역을 포함한다. 또한, 중앙 영역 및/또는 가장자리 영역만 각각 적어도 2개의 부분 유닛으로 세분될 수 있다.
또한, 바람직한 개선예와 관련해서, 적어도 제 1 부분 유닛과 제 2 부분 유닛은 프린팅 유닛의 대칭축에 의해 분리된다. 이는 부분 유닛들의 구성에서 장점을 수반하는데, 그 이유는 하나의 부분 유닛만 구성되면 되는 한편, 각각의 다른 부분 유닛은 이미 구성된 부분 유닛에 대해 대칭적으만 설계되면 되기 때문이다.
바람직한 개선예에서 프린팅 유닛은 프린팅 매체 유입구와 적어도 하나의 프린팅 매체 채널을 포함하며, 상기 프린팅 매체 유입구는 유체 전달 방식으로 중앙 차단 밸브에 연결되고, 프린팅 매체 채널의 영역에 적어도 하나의 노즐 레일이 교체 가능하게 배치되며, 상기 노즐 레일은 프린팅 유닛의 디스펜서 노즐 중 적어도 일부를 포함한다.
프린팅 매체 유입구는, 프린팅 유닛을 유체 전달 방식으로 프린팅 매체 공급 유닛에 연결하는 데 그리고 프린팅 매체를 적어도 하나의 프린팅 매체 채널을 통해 다수의 디스펜서 노즐에 전달하는 데 이용되고, 상기 노즐을 통해 프린팅 매체는 기판에 도달한다.
중앙 차단 밸브는 기판이 다수의 프린팅 라인으로 프린팅되는 상대 이동의 시작 시 개방되고 상대적 이동의 종료 시 차단되는 전기 작동 밸브의 형태로 설계될 수 있다.
노즐 레일은 디스펜서 노즐의 적어도 일부를 포함하고, 프린팅 매체 채널의 영역에 교체 가능하게 배치된다. 상기 교체 가능성은, 예를 들어 스냅 연결에 의해 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로 또는 클램프 연결에 의해 비 형상 끼워 맞춤 결합 방식으로 프린팅 매체 채널의 영역에 배치될 수 있다. 이는, 노즐 레일을 복잡한 작업 없이 다른 노즐 레일로 교체할 수 있게 한다. 이러한 간단한 교체 가능성은 기판, 특히 반도체 기판의 산업용 프린팅에서 프린팅 장치의 높은 가용성을 가능하게 하다.
본 발명은 또한 유닛과 구동 수단을 이용해서, 특히 프린팅 반도체 기판 상의 하나 이상의 도체 트랙을 형성하기 위해 기판 위로 프린팅 매체를 병렬 디스펜싱하기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 구동 수단은 이동 방향으로 프린팅 유닛과 기판 사이의 상대 이동을 발생시키고, 상기 프린팅 매체는 프린팅 유닛에 배치된 제 1 디스펜서 노즐과 제 2 디스펜서 노즐 및 제 3 디스펜서 노즐을 통해 동시에 배출되어 기판에 도달하고, 상기 제 1 디스펜서 노즐은 제 1 시작점과 제 1 종료점을 갖는 제 1 프린팅 라인을 생성하고, 상기 제 2 디스펜서 노즐은 제 2 시작점과 제 2 종료점을 갖는 제 2 프린팅 라인을 생성하며, 상기 제 1 및 제 2 프린팅 라인은 평행하게 서로 이격되어 기판 위에 적용된다.
본 발명에 따른 방법의 핵심은, 제 3 디스펜서 노즐은 제 3 시작점 및 제 3 종료점을 갖는 제 3 프린팅 라인을 생성하며, 상기 제 1 프린팅 라인은 제 3 프린팅 라인에 대해 동축으로 연장되고, 제 1 시작점은 제 1 노즐 간격만큼 제 3 시작점으로부터 이격되어 있다.
바람직하게는 본 발명에 따른 장치 또는 그것의 바람직한 개선예는, 본 발명에 따른 방법을 수행하도록 설계된다.
본 발명에 따른 방법에 의해 기판, 특히 반도체 기판을 프린팅할 때 생산성을 크게 증가시킬 수 있다.
바람직한 개선예에서 상대 이동을 수행하기 위해 상대적 이동 거리가 설정되고, 상기 상대적 이동 거리는 제 1 방법 대안예에서 제 1 노즐 간격보다 작고 제 1 프린팅 라인과 제 3 프린팅 라인 사이에 갭이 형성된다.
제 1 프린팅 라인과 제 3 프린팅 라인 사이의 갭은 프린트된 기판의 식별자, 예를 들어 데이터 매트릭스 코드를 적용하기 위해 사용될 수 있다. 바람직하게는, 프린팅 매체는 전기 전도성 콘택 핑거를 형성하기 위해 반도체 기판 위에 도포되는 전기 전도성 페이스트이다. 갭을 형성함으로써, 제 1 및 제 3 프린팅 라인의 영역에서 반도체 기판을 분할하는 것이 가능하다.
바람직한 개선예에서 상대 이동을 수행하기 위해 상대적 이동 거리가 설정되고, 상기 이동 거리는 제 1 방법 대안예에서 적어도 제 1 노즐 간격에 상응하고, 제 1 프린팅 라인과 제 3 프린팅 라인은 공통의 접촉 영역, 특히 중첩 영역을 갖도록 설계된다.
제 1 프린팅 라인과 제 3 프린팅 라인 사이의 접촉 영역은 제 1 및 제 3 프린팅 라인으로 구성된 연속 프린팅 라인의 생성을 가능하게 한다. 이로 인해, 이와 같이 구성된 프린팅 라인을 생성하기 위해 필요한 시간이 절반으로 줄어든다. 프린팅 라인이 전기 접촉 라인인 경우, 중첩 영역은 생성된 복합 프린팅 라인의 전기 전도성을 높인다.
이하, 본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법의 바람직한 추가 특징 및 실시 형태는 실시예 및 도면을 참조하여 설명된다. 실시예는 본 발명의 바람직한 구성일 뿐이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1은 병렬 디스펜싱을 위한 장치의 측면도.
도 2는 프린팅 유닛의 제 1 변형예를 포함하는 병렬 디스펜싱 장치의 평면도.
도 3은 프린팅 유닛의 제 2 변형예를 도시한 도면.
도 4는 프린팅 유닛의 제 2 변형예에 의해 상이한 방식으로 프린팅된 2개의 기판을 도시한 도면.
도 5는 프린팅 유닛의 제 3 변형예를 도시한 도면.
도 6은 프린팅 유닛의 제 3 변형에 의해 프린팅된 기판을 도시한 도면.
도 2는 프린팅 유닛의 제 1 변형예를 포함하는 병렬 디스펜싱 장치의 평면도.
도 3은 프린팅 유닛의 제 2 변형예를 도시한 도면.
도 4는 프린팅 유닛의 제 2 변형예에 의해 상이한 방식으로 프린팅된 2개의 기판을 도시한 도면.
도 5는 프린팅 유닛의 제 3 변형예를 도시한 도면.
도 6은 프린팅 유닛의 제 3 변형에 의해 프린팅된 기판을 도시한 도면.
도 1은 병렬 디스펜싱을 위한 장치(1)를 도시한다. 장치(1)는 기계 베드(2) 및 그 위에 배치된 기판 지지부(3)를 포함하며, 상기 기판 지지부는 프린팅할 기판(4)을 수용하도록 및 프린팅 과정을 위해 정의된 위치 및 방향으로 고정하는 데 이용된다. 선형 유닛(5) 형태의 구동 수단은 기판 지지부(3) 위의 받침대 및 그 위에 위치한 기판(4)에 배치된다. 선형 유닛(5)은 이동 가능한 캐리지를 갖고, 상기 캐리지에 의해 교체 가능한 제 1 프린팅 유닛(6)이 기판 지지부(3)와 기판(4)에 대해 이동될 수 있다. 기판(4)은 반도체 구조이며, 본 경우에는 광기전 태양 전지를 형성하기 위한 반도체 구조이다.
장치(1)는 이송 라인(9)을 통해 제 1 프린팅 유닛(6)에 유체 전달 방식으로 연결되며 도시되지 않은 이송 유닛을 가진 프린팅 매체 저장소(8)를 더 포함한다. 이송 유닛은, 프린팅 매체 저장소(8) 내에 위치한 프린팅 매체(10)를 제 1 프린팅 유닛(6)으로 이송하는 펌프 장치, 예를 들어 피스톤 펌프로서 설계될 수 있다. 프린팅 매체(10)는 제 1 프린팅 유닛(6)의 다수의 디스펜서 노즐(도시되지 않음)에 도달하며, 상기 프린팅 유닛을 통해 프린팅 매체가 기판(4)의 표면에 도달한다. 이 경우 다수의 프린팅 라인이 생성되며, 상기 프린팅 라인 중 적어도 2개는 서로 동축으로 연장된다. 프린팅 매체(10)는 기판(4) 위에 전기 전도성 콘택 핑거를 생성하기 위한 금속 프린팅 페이스트이다.
도 2는 도 1의 제 1 프린팅 유닛(6) 및 기판(4)을 평면도에 도시한다. 더욱 명료함을 위해, 도 1에 따른 장치(1)의 나머지 구성 요소는 도시되지 않는다.
제 1 프린팅 유닛(6)은 도 1에 관한 설명에 따라 기판(4) 위에 위치하고, 이동 방향(7)으로 기판에 대해 이동된다.
기판(4)은 준사각형 형상을 갖는다. 이는 기판(4)을 제 1 영역(11)과 제 2 영역(12)으로 세분하는 것을 가능하게 한다. 제 1 영역(11)에서 기판(4)은 직선 에지(13)에 의해 제한되고, 상기 에지는 도시된 기판(4)의 배치에서 이동 방향(7)에 대해 수직으로 연장된다. 제 2 영역(12)에서 제 1 영역(11)의 상기 직선 에지는 직선 에지(13)에 대해 45°로 꺾어진 챔퍼(14)로 이어진다.
프린팅 유닛(6)은 중앙 영역(15) 및 가장자리 영역(16)으로 설계된다. 프린팅 유닛(6)의 상대적 변위 시 상기 프린팅 유닛의 중앙 영역(15)은 기판(4)의 제 1 영역(11)을 스쳐 지나가는 한편, 가장자리 영역(16)은 기판(4)의 제 2 영역(12)을 스쳐 지나간다.
중앙 영역(15)에서 프린팅 유닛(6)은 제 1 디스펜서 노즐(17), 제 2 디스펜서 노즐(18) 및 제 3 디스펜서 노즐(19)을 갖는다. 제 1 디스펜서 노즐(17)과 제 2 디스펜서 노즐(18)은 이동 방향(7)에 대해 수직으로 연장되는 공통의 제 1 횡축(20)을 따라 배치된다. 제 1 디스펜서 노즐(17)과 제 3 디스펜서 노즐(19)은 이동 방향(7)에 대해 평행하게 연장되는 공통의 제 1 종축(21)을 따라 배치된다.
전술한 디스펜서 노즐(17, 18, 19) 외에, 중앙 영역(15)에 추가 디스펜서 노즐이 다수의 열(22)을 따라 배치된다. 상기 열(22)에서 디스펜서 노즐들은 규칙적으로 제 1 노즐 간격(23)으로 서로 이격되어 있다.
제 4 디스펜서 노즐(24)과 제 5 디스펜서 노즐(25)은 공통의 제 2 종축(26)을 따라 가장자리 영역(16)에 배치된다. 제 2 종축(26)은 제 1 종축(21)과 유사하게 이동 방향(7)에 대해 평행하게 연장된다. 도 2에 따른 실시예에서 제 4 및 제 5 디스펜서 노즐(24 및 25)은, 가장자리 영역(16)의 가장자리 열(30)에 제 2 노즐 간격(27)으로 서로 이격되어 배치된 유일한 디스펜서 노즐이다.
또한, 제 1 디스펜서 노즐(17)과 제 4 디스펜서 노즐(24)은, 이동 방향(7)에 대해 예각(29)으로 연장되는 공통의 경사축(28)을 따라 배치된다.
프린팅 유닛(6)이 이동 방향(7)을 따라 기판(4)에 대해 변위되면, 중앙 영역(15)에 배치된 디스펜서 노즐들은 적어도 부분적으로 가장자리 영역(16) 내에 배치된 디스펜서 노즐 앞에 위치한다. 이로 인해 가장자리 영역(16) 내에 배치된 디스펜서 노즐들이 제 1 프린팅 유닛(6)과 기판(4) 사이의 상대 이동의 종료 후에 기판(4)을 넘어 돌출하지 않아서 프린팅 매체가 낭비되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 3은 도 2에 따른 제 1 프린팅 유닛(6)과 동일한 기하학적 규칙성에 따라 구조화된 제 2 프린팅 유닛(31) 형태의 프린팅 유닛의 예시적인 실시예를 도시한다. 기하학적 규칙성들 간의 동일성을 명확히 하기 위해 적어도 부분적으로 도 2에서와 동일한 도면부호가 사용된다.
도 2에 따른 제 1 프린팅 유닛(6)과 유사하게, 제 2 프린팅 유닛(31)은 제 1 디스펜서 노즐(17), 제 2 디스펜서 노즐(18) 및 제 3 디스펜서 노즐(19)을 포함하는 다수의 디스펜서 노즐이 규칙적으로 서로 이격되어 배치된 중앙 영역(15)을 갖는다. 중앙 영역(15)의 열(22) 내에 배치된 2개의 인접한 디스펜서 노즐의 간격은 각각 제 1 노즐 간격(23)에 대응한다.
또한, 제 2 프린팅 유닛(31)은 중앙 영역(15)에 각각 인접한 2개의 가장자리 영역(16, 16')을 갖는다. 가장자리 영역(16, 16')에서 디스펜서 노즐들은 서로 거울 대칭으로 배치된다. 가장자리 영역의 디스펜서 노즐은 다수의 가장자리 열[30; 에지 영역(16)과 관련하여만 도시됨]에 배치되며, 상기 열에서 상기 노즐들은 각각 서로 제 2 노즐 간격(27)을 두고 규칙적으로 배치되며, 상기 제 1 및 제 2 노즐 간격(23 및 27)은 동일하다.
중앙 영역(15)의 열(22)의 디스펜서 노즐의 개수는 가장자리 영역(16 또는 16')의 가장자리 열(30)의 디스펜서 노즐의 개수보다 많다.
제 1 디스펜서 노즐(17)은 제 2 디스펜서 노즐(18)과 함께 이동 방향(7)에 대해 수직인 공통의 제 1 횡축(20)에 배치된다. 또한, 제 1 디스펜서 노즐(17)은 제 3 디스펜서 노즐(19)과 함께 이동 방향(7)에 평행하게 연장되는 공통의 제 1 종축(21)을 따라 배치된다. 제 4 디스펜서 노즐(24)은 제 5 디스펜서 노즐(25)과 함께 이동 방향(7)에 대해 평행하게 연장되는 제 2 종축(26)을 따라 배치된다. 또한, 제 1 디스펜서 노즐(17)은 제 4 디스펜서 노즐(24)과 공통의 경사축(28)에 배치된다.
제 1 횡축(20), 제 2 종축(24) 및 경사축(28)은, 상기 축의 한 측에 각각 디스펜서 노즐이 배치되지 않는 방식으로 제 2 프린팅 유닛(21)을 제한한다.
제 2 프린팅 유닛(31)은 디스펜서 노즐이 그 위에 배치된 배치에서, 이동 방향에 대해 평행하게 연장되는 제 1 대칭축을 따라 및 이동 방향(7)에 대해 수직으로 연장되는 제 2 대칭축을 따라 완전히 대칭으로 구성된다.
프린팅 매체가 디스펜서 노즐을 통해 배출되는 상태에서 제 2 프린팅 유닛(31)이 프린트될 기판에 대해 이동 방향(7)으로 상대 이동을 수행하면, 제 2 프린팅 유닛(31)과 기판 사이의 설정된 상대적 이동 거리에 따라 도 4A 및 도 4B에 도시된 프린팅 이미지를 생성한다.
도 4A는 제 1 반도체 기판(32)을 도시하고, 상기 반도체 기판은 제 2 프린팅 유닛(31;도 3에 해당) 사이의 상대 이동이 제 1 노즐 간격(32) 및 제 2 노즐 간격(27)보다 큰 상대적 이동 거리로 수행된 장치에 의해 프린트된다. 프린트 중에 제 2 프린팅 유닛(31)의 디스펜서 노즐에서 배출되어 반도체 기판(32)의 표면에 도달한 프린팅 매체는 서로 평행하게 연장되는 다수의 프린팅 라인(34)을 생성하였다. 상기 프린팅 라인(34)은 그 경로에 각각 다수의 중첩 영역(35)을 갖는다. 이동 방향으로 차례로 배치된 적어도 2개의 디스펜서 노즐이 프린팅 매체를 도포하는 동안 반도체 기판(32)의 하나의 동일한 영역을 스쳐 지나감으로써 중첩 영역(35)이 생긴다. 프린팅 라인(34)은 전기 전도성 콘택 핑거이므로, 중첩 영역(35)은 동축으로 서로 인접하는 2개의 프린팅 라인의 낮은 옴 저항을 야기하는 데 이용된다.
도 4B는 제 2 반도체 기판(33)을 도시고, 상기 반도체 기판은 제 2 프린팅 유닛(31;도 2에 해당) 사이의 상대 이동이 제 1 노즐 간격(32) 및 제 2 노즐 간격보다 작은 상대적 이동 거리로 수행된 장치에 의해 프린트된다. 프린트 중에 제 2 프린팅 유닛(31)의 디스펜서 노즐에서 배출되어 반도체 기판(32)의 표면에 도달한 프린팅 매체는 도 4A와 관련한 실시예에 따라 서로 평행하게 연장되는 다수의 프린팅 라인(34)을 생성하였고, 상기 프린팅 라인은 그러나 도 4A에 따른 반도체 기판(32)과 달리 각각 다수의 갭(36)에 의해 중단된다.
갭(36)은, 중단된 콘택 핑거 세그먼트들이 하나 이상의 버스바에 의해 서로 독립적으로 전기적으로 접촉하는 데 또는 예를 들어 데이터 매트릭스 코드 형태의 마킹을 기판 위에 적용하는 데 이용될 수 있다.
도 5는 제 3 프린팅 유닛(37) 형태의 프린팅 유닛의 대안적 실시예를 도시하고, 상기 제 3 프린팅 유닛은 도 2에 따른 제 1 프린팅 유닛(6) 및 도 3에 따른 제 2 프린팅 유닛(31)과 동일한 기하학적 규칙성에 따라 구조화된다. 기하학적 규칙성들 사이의 동일성을 설명하기 위해, 달리 명시하지 않는 한, 도 2 및 도 3과 동일한 도면 부호가 사용된다.
도 2에 따른 제 1 프린팅 유닛(6)과 유사하게 및 도 3에 따른 제 2 프린팅 유닛(31)과 유사하게, 제 3 프린팅 유닛(37)은 제 1 디스펜서 노즐(17), 제 2 디스펜서 노즐(18) 및 제 3 디스펜서 노즐(19)을 포함하는 다수의 디스펜서 노즐이 일렬로 서로 이격되어 규칙적으로 배치된 중앙 영역(15)을 갖는다. 중앙 영역(15)의 하나의 열 내에 배치된 인접한 2개의 디스펜서 노즐 사이의 간격은 제 1 노즐 간격(23)에 해당한다.
또한, 제 2 프린팅 유닛(21)과 유사하게, 제 3 프린팅 유닛(37)은 중앙 영역(15)에 각각 인접하는 2개의 가장자리 영역(16 및 16')을 갖는다. 가장자리 영역(16 및 16')은 2개의 가장자리 영역(16, 16')과 관련해서 거울 대칭으로 배치된 디스펜서 노즐을 갖는다. 가장자리 영역(16 또는 6')의 디스펜서 노즐은 다수의 가장자리 열(30)에 배치되며 [에지 영역(16)과 관련하여만 도시됨], 상기 열에서 상기 노즐들은 도 3에 따른 제 2 프린팅 유닛(31)과 달리 제 1 노즐 간격(23)보다 작은 상이한 간격으로 불규칙하게 배치된다.
제 1 디스펜서 노즐(17)은 제 2 디스펜서 노즐(18)과 함께 공통의 제 1 횡축(20)에 배치되고, 상기 횡축은 이동 방향(7)에 대해 수직으로 연장된다. 또한, 제 1 디스펜서 노즐(17)은 제 3 디스펜서 노즐(19)과 함께 이동 방향(7)에 대해 평행하게 연장되는 공통의 제 1 종축(21)을 따라 배치된다. 제 4 디스펜서 노즐(24)은 제 5 디스펜서 노즐(25)과 함께 이동 방향(7)에 대해 평행하게 연장되는 제 2 종축(26)을 따라 배치된다. 또한, 제 1 디스펜서 노즐(17)은 제 4 디스펜서 노즐(24)과 함께 공통의 경사축(28) 상에 배치된다.
제 1 횡축(20), 제 2 종축(24) 및 경사축(28)은, 전술한 축들의 각각 한 측에 디스펜서 노즐이 배치되지 않는 방식으로 제 3 프린팅 유닛(37)을 제한한다.
프린팅 매체가 디스펜서 노즐을 통해 기판에 도포되는 상태에서 제 3 프린팅 유닛(37)이 프린팅할 기판에 대해 이동 방향(7)으로 상대 이동을 수행하면, 제 1 노즐 간격보다 작지만, 가장자리 영역에서 디스펜서 노즐들의 간격보다 큰 상대 이도 거리에서 도 6에 따른 프린팅 이미지를 생성한다.
도 6은 반도체 기판(38)을 도시하고, 상기 반도체 기판은 제 3 프린팅 유닛(37; 도 5에 해당) 사이의 상대 이동이 수행된 장치에 의해 프린트된다. 프린트 중에 제 3 프린팅 유닛(37)의 디스펜서 노즐로부터 반도체 기판(38)에 도포된 프린팅 매체는 서로 평행하게 연장되는 다수의 프린팅 라인(39)을 생성하였다. 상기 프린팅 라인(39)은 단일 방법 단계에서 그 경로에 반도체 기판(38)과 제 3 프린팅 유닛(37) 사이의 상대 이동에 의해서만 생성된 다수의 중첩 영역(35) 및 다수의 갭(36)을 갖는다.
Claims (15)
- 특히 반도체 기판(4) 상에 하나 이상의 도체 트랙을 형성하기 위해, 기판(4) 상에 프린팅 매체(10)를 병렬 디스펜싱(1)하는 장치로서, 상기 프린팅 매체(10)를 동시에 배출하기 위한 다수의 디스펜서 노즐(17, 18, 19, 24, 25)을 가지는 프린팅 유닛(6), 및 이동 방향(7)으로 상기 프린팅 유닛(6)과 기판(4) 사이의 상대 이동을 발생시키도록 형성되는 구동 수단(5)을 구비하고, 적어도 제 1 디스펜서 노즐(17) 및 제 2 디스펜서 노즐(18)은 상기 이동 방향(7)을 가로질러 서로 이격되어 배치되는, 디스펜싱 장치에 있어서,
상기 프린팅 유닛(6)의 제 1 디스펜서 노즐(17)과 제 3 디스펜서 노즐(19)은 공통의 제 1 종축(21)을 따라 제 1 노즐 간격(23)을 두고 서로 이격되어 배치되고, 상기 제 1 종축(21)은 상기 이동 방향(7)에 대해 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 디스펜서 노즐(17)과 제 2 디스펜서 노즐(18)은 공통의 제 1 횡축(20)을 따라 배치되며, 상기 제 1 횡축(20)은 상기 이동 방향(7)에 대해 수직으로 연장되고, 상기 제 1 횡축(20)은, 상기 프린팅 유닛(6)이 제 1 횡축(20)의 한 측에 추가 디스펜서 노즐을 갖지 않도록 상기 프린팅 유닛(6)을 제한하는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 프린팅 유닛(6)은, 제 1, 제 2, 및 제 3 디스펜서 노즐(17, 18, 19)을 포함하는 다수의 디스펜서 노즐이 서로 평행하게 연장되는 다수의 열(22)을 따라 배치된 중앙 영역(15)을 가지며, 상기 제 1 및 제 3 디스펜서 노즐(17, 19)은 공통의 제 1 열에 배치되고, 상기 제 2 디스펜서 노즐(18)은 다른 열에 배치되며, 상기 중앙 영역(15) 내의 하나의 열의 모든 디스펜서 노즐은 제 1 노즐 간격(23)으로 서로 규칙적으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 중앙 영역(15)의 열의 개수는 적어도 60개, 바람직하게는 적어도 80개, 가장 바람직하게는 적어도 100개인 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 중앙 영역(15)의 열은, 각각 상기 제 1 노즐 간격(23)으로 서로 이격된 총 2개의 디스펜서 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 장치. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
제 4 디스펜서 노즐(24)이 제 2 종축(26)에 배치되고, 상기 제 1 종축(21)과 제 2 종축(26)은 평행하게 서로 이격되어 연장되며, 상기 제 1 및 제 4 디스펜서 노즐(17, 24)은 공통의 경사축(28)을 따라 배치되고, 상기 경사축(28)은 이동 방향에 대해 0도 내지 90도의 각도로 연장되고, 상기 경사축(28)은, 상기 프린팅 유닛(6)이 경사축의 한 측에, 바람직하게는 제 1 종축과 제 2 종축 사이의 영역에, 추가 디스펜서 노즐을 갖지 않도록, 상기 프린팅 유닛(6)을 제한하는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 장치. - 제 6 항에 있어서,
제 5 디스펜서 노즐(25)이 상기 제 4 디스펜서 노즐(24)에 대해 제 2 노즐 간격(27)을 두고 상기 제 2 종축(26)에 배치되며, 상기 제 2 종축(26)은, 상기 프린팅 유닛(6)이 제 2 종축(26)의 한 측에 추가 디스펜서 노즐을 갖지 않도록 상기 프린팅 유닛(6)을 제한하는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 프린팅 유닛(6)은, 상기 제 4 및 제 5 디스펜서 노즐(24, 25)을 포함하는 다수의 디스펜서 노즐이 적어도 하나의 제 1 가장자리 열을 따라 배치된 가장자리 영역(16)을 가지며, 적어도 상기 제 4 및 제 5 디스펜서 노즐을 포함하는 상기 제 1 가장자리 열과 상기 가장자리 영역(16)에 배치된 가장자리 열들의 모든 디스펜서 노즐들은 제 2 노즐 간격(27)으로 규칙적으로 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 장치. - 제 8 항에 있어서,
가장자리 열은 각각, 제 2 노즐 간격(27)을 두고 서로 이격되어 있는 총 2개의 디스펜서 노즐들을 포함하며, 상기 제 1 노즐 간격(23)은 제 2 노즐 간격(27)보다 큰 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 장치. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프린팅 유닛(6)은 적어도 제 1 대칭축 및/또는 제 2 대칭축을 가지며, 상기 제 1 대칭축은 이동 방향에 대해 평행하고 상기 제 2 대칭축은 이동 방향에 대해 수직이며, 상기 디스펜서 노즐은 상기 프린팅 유닛(6) 상에서 적어도 제 1 또는 제 2 대칭축에 대하여 축대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 장치. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디스펜서 유닛(6)은 적어도 2개의 부분 유닛을 포함하고, 제 1 부분 유닛과 제 2 부분 유닛은 각각 상기 디스펜서 유닛(6)의 모든 디스펜서 노즐의 부분을 포함하며, 상기 구동 수단(5)은, 제 1 및 제 2 부분 유닛을 서로 독립적으로 이동시켜 상대 이동을 발생시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 장치. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프린팅 유닛(6)은 프린팅 매체 유입구와 프린팅 매체 채널을 포함하며, 상기 프린팅 매체 유입구는 중앙 차단 밸브에 유체 전달 방식으로 연결되고, 적어도 하나의 노즐 레일이 프린팅 매체 채널의 영역에 배치될 수 있으며, 상기 노즐 레일은 프린팅 유닛의 디스펜서 노즐들의 적어도 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 장치. - 특히 반도체 기판 상에 하나 이상의 도체 트랙을 형성하기 위해, 프린팅 유닛(6)과 구동 수단(5)을 이용하여 기판(4) 상에 프린팅 매체(10)를 병렬 디스펜싱하는 방법으로서,
- 상기 구동 수단(5)은 이동 방향(7)으로 상기 프린팅 유닛(6)과 기판(4) 사이의 상대 이동을 발생시키고,
- 상기 프린팅 매체(10)는, 상기 프린팅 유닛(6)에 배치된 제 1 디스펜서 노즐(17), 제 2 디스펜서 노즐(18) 및 제 3 디스펜서 노즐(19)을 통해 동시에 배출되어, 상기 기판(4)에 도달하며,
- 상기 제 1 디스펜서 노즐(17)은 제 1 시작점과 제 1 종료점을 갖는 제 1 프린팅 라인을 생성하고, 상기 제 2 디스펜서 노즐은 제 2 시작점과 제 2 종료점을 갖는 제 2 프린팅 라인을 생성하며, 상기 제 1 및 제 2 프린팅 라인은 평행하게 서로 이격되어 기판 위에 적용되는, 디스펜싱 방법에 있어서,
- 상기 제 3 디스펜서 노즐(19)은 제 3 시작점과 제 3 종료점을 갖는 제 3 프린팅 라인을 생성하고, 상기 제 1 프린팅 라인은 제 3 프린팅 라인에 대해 동축으로 연장되며,
- 상기 제 1 시작점은 제 1 노즐 간격(23)으로 상기 제 3 시작점으로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 방법. - 제 13 항에 있어서,
상대 이동을 수행하기 위해 상대적 이동 거리가 설정되고, 상기 이동 거리는 제 1 방법 대안예에서 상기 제 1 노즐 간격(23)보다 작고, 제 1 프린팅 라인과 제 3 프린팅 라인 사이에 갭(36)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 방법. - 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
상대 이동을 수행하기 위해 상대적 이동 거리가 설정되고, 상기 이동 거리는 제 2 방법 대안예에서 적어도 상기 제 1 노즐 간격(23)에 상응하고, 제 1 프린팅 라인과 제 3 프린팅 라인은 공통의 접촉 영역, 특히 중첩 영역(35)을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 디스펜싱 방법.
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