WO2023096158A1

WO2023096158A1 - 잉크젯 인쇄 장비

Info

Publication number: WO2023096158A1
Application number: PCT/KR2022/015677
Authority: WO
Inventors: 이성진; 이원석; 이석규; 맹호; 박정훈; 서창우; 심세현; 정연진
Original assignee: (주) 유니젯
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2022-10-17
Publication date: 2023-06-01
Also published as: JP2024502440A; KR20230077086A

Abstract

본 발명은 잉크젯 인쇄 장비를 소형 인쇄 대상물에 적합하도록 소형화하면서 인쇄과정 중에 발생되는 오염물의 발생을 최소화할 수 있는 잉크젯 인쇄 장비를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위해 인쇄 대상물을 고정하기 위한 워크 홀더(2000)와, 상기 워크 홀더(2000)를 y 축 방향으로 선형이동가능하게 하는 워크 홀더 이동부(1200)와, 상기 워크 홀더 이동부(1200)가 설치되는 베이스(1000)와, 상기 베이스(1000)에 설치되며 상기 인쇄 대상물에 잉크를 분사하는 헤드부(3000)와, 상기 헤드부(3000)를 x 축 방향으로 이동하게 하며 상기 베이스(1000)의 상부에 설치되는 헤드부 이동부(1400)와, 상기 워크 홀더(2000)의 y 축 방향 이동경로상에서 상기 워크 홀더(2000)의 상부에 설치되는 잉크 경화부(4000)와, 상기 워크 홀더(2000), 헤드부(3000) 및 잉크 경화부(4000)를 모두 덮도록 설치되는 인클로저(5000)를 포함하도록 구성된다.

Description

잉크젯 인쇄 장비

본원 발명은 잉크젯 인쇄 장비에 대한 것으로서, 보다 구체적으로는 잉크젯프린터 장비를 소형 인쇄 대상물에 적합하도록 소형화하면서 인쇄과정 중에 발생되는 오염물의 발생을 최소화할 수 있는 잉크젯 프린터 장비에 대한 것이다.

최근 디스플레이 기술의 발전에 따라 OLED 디스플레이가 널리 사용되고 있다.

OLED 디스플레이는 유기물을 사용하고 있는 데, 이러한 유기물은 수분과 산소에 취약하므로 OLED 디스플레이 생산공정에는 박막봉지공정(Thin Film Encapsulation)이 필수적으로 포함되어야 한다.

봉지공정에는 무기물 박막 및 유기물 박막을 적층하는 공정이 포함되고 이러한 봉지공정중에는 각 층의 적층을 위해 OCL(Over Coating Layer)을 형성하는 공정도 포함된다.

특히 마이크로 OLED 디스플레이는 가상형으로써 근안용 디스플레이(Near to Eye Display)로 이용되어지고 있다. 우리가 알고 있는 VR/AR/MR/XR등을 의미한다.

실제 같은 가상 이미지를 실현하기 위해서는 우선 고해상도와 고응답성이 필요 하다.

또한 안경과 같이 가볍고 이어폰같이 전력소모가 작아야 되므로 이를 위해 CMOS 실리콘 백플레인 위에 OLED 와 투명 전극을 이용하여 상부 발광(Top Emission)구조를 가지게 된다.

또한 OLED의 단점인 수분과 산소를 막아주는 TFE 레이어와 RGB 컬러 필터 등의 추가 레이어가 설치된다. 최상부에는 커버 글라스 등이 설치된다. RGB OLED 경우 RGB 컬러 필터가 없을 수도 있다.

이를 제작하기 위한 기존 공정은 포토 리소그래피와 증착 방법을 이용하고 있다.

구체적으로 살펴보면, 우선 CMOS 웨이퍼에 스핀 코터(트랙 시스템)를 이용하여 오버코팅 레이어를 형성하고 평탄화 작업을 하고 포토 리소그래피(Coater-Oven-Mask & Exposure-Developer-Strip)를 이용하여 아노드(전공)를 구현한다.

유기증착기로 백색 OLED 서브 픽셀을 만들고 다시 메탈 증착으로 캐소드(ITO)층을 올린다.

유기 발광층이 공정이 끝나면 기존에는 수분과 산소를 차단하기 위한 TFE 층을 제작하는데 기존에는 CVD(Chemical Vapor Deposition) - ALD(Atomic Layer Deposition) - PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) - ALD 층으로 제작이 되고 다시 스핀 코터(트랙 시스템)를 이용하여 1um 정도의 평탄화 코팅을 한다.

평탄화된 층위에 컬러 필터를 포토 리소그래피(Coater-Oven-Mask & Exposure-Developer-Strip) 공정으로 각각 제작을 한다. 또 그 위에 스핀 코터를 이용하여 평탄화 레이어 및 접착공정(OCR)을 제작하고 최종적으로 커버 글래스를 설치하여 제품화 한다.

이러한 마이크로 OLED 디스플레이의 박막 봉지공정에는 유기 박막을 0.5㎛ 이하로 얇게 코팅할 것이 요구된다.

왜냐하면 마이크로 OLED 디스플레이의 픽셀 크기가 2.4㎛ 이하로 아주 작기 때문에 박막의 두께를 0.5㎛ 이상으로 형성하는 경우 마이크로 OLED 각 픽셀에서 방출되는 사선 방향의 광이 이웃하는 픽셀과 쉽게 색간섭을 일으키기 때문이다.

따라서, 봉지박막용 유기 박막층 또는 유리의 접착을 위한 OCR 층 모두 두께가 0.5㎛ 이하로 코팅되는 것이 요구된다.

이러한 박막봉지공정에서는 박막을 형성할 각층의 평탄화 작업을 스핀 코터를 이용하여 적층액을 도포하게 된다.

그런데, 이러한 도포과정에서 웨이퍼의 외각으로 밀려난 액체는 로봇 엔드 이펙터(End Effector) 등의 접촉으로 공정오염이 발생하게 된다.

이를 해결하기 위해 OEBR(Optical Edge Bead Removal)등의 추가공정이 필요하게 된다. 특히, 감광액이 아니라 직접 코팅층을 바로 적용하는 경우 오염(공기방물 및 파티클)에 의한 공정불량이 발생할 수 있게 된다.

따라서, 기존의 장비를 이용한 방식의 경우 박막공지공정에 있어서 공정오염이 발생하기 쉬우며, 이를 해결하기 위해 추가적인 장비나 고정이 요구되는 단점이 존재하게 된다.

이를 해결하기 위해 잉크젯 인쇄 장비를 사용하는 것이 증가하는 추세이다.

그러나, 기존의 잉크젯 인쇄 장비의 경우 본원 발명에서와 같이 마이크로 OLED 디스플레이 공정에 적용되는 것이 아닌 바, 장비의 크기가 대형화되어 있어 박막봉지공정중에 파티클 발생 등 여러 문제점이 존재하고 있다.

예를 들어, 헤드부가 직접 기판 위로 하방으로 이송하여 프린트 작업을 수행함으로써 이로 인한 파티클이 발생하는 문제를 포함하게 된다.

또한, 증착공정이 완료된 웨이퍼를 냉각하기 위해 별도의 냉각장치가 필요하며 UV 경화장치도 별도로 설치되는 바, 장비의 크기가 커지는 단점이 존재한다.

게다가, UV 경화공정 중 웨이퍼에 프린트된 잉크 외의 프린트 작업중 장비에 비산된 잉크 등도 함께 경화되는 문제점도 존재하게 된다.

(특허문헌 1) 한국특허공개공보 제10-2021-0108890호(공개일자 2021년09월03일)

보다 구체적으로는 잉크젯 프린터 장비를 소형 인쇄 대상물에 적합하도록 소형화하면서 인쇄과정 중에 발생되는 오염물의 발생을 최소화할 수 있는 잉크젯 프린터 장비에 대한 것이다.

본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위해, 잉크젯을 이용하여 웨이퍼 등의 인쇄대상물에 인쇄하기 위한 장치로서, 인쇄 대상물을 고정하기 위한 워크 홀더(2000)와, 상기 워크 홀더(2000)를 y 축 방향으로 선형이동가능하게 하는 워크 홀더 이동부(1200)와, 상기 워크 홀더 이동부(1200)가 설치되는 베이스(1000)와, 상기 베이스(1000)에 설치되며 상기 인쇄 대상물에 잉크를 분사하는 헤드부(3000)와, 상기 헤드부(3000)를 x 축 방향으로 이동하게 하며 상기 베이스(1000)의 상부에 설치되는 헤드부 이동부(1400)와, 상기 워크 홀더(2000)의 y 축 방향 이동경로상에서 상기 워크 홀더(2000)의 상부에 설치되는 잉크 경화부(4000)와, 상기 워크 홀더(2000), 헤드부(3000) 및 잉크 경화부(4000)를 모두 덮도록 설치되는 인클로저(5000)를 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 워크 홀더(2000)는, 상기 워크 홀더 이동부(1200)에 설치되는 웨이퍼 지지부(2100)와, 상기 웨이퍼 지지부(2100)의 내부에 설치되는 제1상방 이동부(2200)와, 상기 제1 상방 이동부(2200)의 상부에 설치되는 워크 홀더 본체(2300)와, 상기 제1상방 이동부(2200)는 상기 워크 홀더 본체(2300)를 z축 방향으로 이동가능하게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 웨이퍼 지지부(2100)는, 상기 워크 홀더 이동부(1200)에서 상부로 연장되도록 설치되는 지지대(2110)와, 상기 지지대(2110)의 상부에 설치되는 웨이퍼 지지부재(2120)으로 이루어지며, 상기 웨이퍼 지지부재(2120)는, 상기 지지대(2110)의 상방 단부에서 xy 평면 내측으로 연장되며 삼각형 평판 형상으로 이루어지는 횡방향 지지판(2121)과, 상기 지지판(2121)의 단부에 상방으로 연장되는 웨이퍼 지지로드(2122)로 이루어지고, 상기 웨이퍼 지지로드(2122)는 상기 횡방향 지지판(2121)에서 내측으로 더 연장되어 설치되는 횡방향 부재(2122a)와, 상기 횡방향 부재(2122b)에 대해 상방으로 형성되는 종방향부재(2122b)로 이루어지고, 상기종방향 부재(2122b)의 상부 단부에는 z축 방향으로 높이가 상이하도록 2개의 롤러(r)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 제1상방 이동부(2200)는, 상기 워크 홀더 이동부(1200)에 설치되는 제1상방 구동부(F)와, 상기 제1 상방 구동부(F)의 상부에 설치되는 제1 상대 이동부(M)로 이루어지며, 상기 제1상방 구동부(F)는, 상기 워크 홀더 저면부재(2001)은 평판 형상의 저면(2001a)에서 y축 방향으로 연장되어 설치되며 제1모터(F1)에 의해 구동되는 제1볼스크류(F2)와, 상기 제1볼스크류(F2)에 의해 선형이동하는 제1경사 블럭(F3)으로 이루어지고, 상기 제1경사 블럭(F3)의 하부에는 제1 하부 슬라이더(F4)가 설치되는 제1 하부 레일부(F5)가 설치되며 상기 제1경사 블럭(F3)의 저면이 상기 제1 하부 슬라이더(F4)에 고정되며, 상기 제1경사 블럭(F3)은 상부면은 y 축 후방으로 갈수록 높이가 높아지도록 경사지게 형성되고, 상기 제1경사 블럭(F3)의 양측에는 z 축 상방으로 연장되는 제1 고정 가이드부(F6)가 설치되고 상기 각 제1 고정 가이드 부재(F6)의 외측에는 z축 방향 상방으로 연장되며 제1측면 슬라이더(F7)가 설치되는 제1측면 레일(F8)이 형성되며, 상기 제1상대 이동부(M)는 제1지지판(M1)과, 상기 제1지지판(M2)의 하부 중앙에 설치되는 제1경사부(M2)와, 상기 제1경사부(M2)의 양측에 설치되는 제1이동 가이드부재(M3)로 이루어지고, 상기 제1경사부(M2)는 상기 제1경사 블럭(F3)의 상부면에 대응하는 형상을 가지도록 저면이 경사지게 형성되며, 상기 제1경사부(M2)의 저면에는 제1상부 슬라이더(M4)가 설치되는 제1상부 레일(M5)이 설치되며, 상기 제1경사 블럭(F3)의 상부면이 상기 제1상부 슬라이더(M4)에 고정되며, 상기 제1 고정 가이드 부재(M3)은 z 축 상방으로 연장되도록 형성되고, 각 제1 고정 가이드 부재(M3)의 내측은 상기 제1측면 슬라이더(F7)에 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 워크 홀더 본체(2300)는, 상기 제1지지판(M1)의 상부에서 z축 방향 상방으로 연장되는 지지컬럼(2340)과, 상기 지지컬럼(2340)의 상부 단부에 설치되는 웨이퍼 지지판(2350)으로 이루어지고, 상기 지지컬럼(2340)은 지지대(2110)에 형성된 각 웨이퍼 지지로드(2122)에 대응되도록 각 코너별로 형성되며, 상기 지지컬럼(2340)은 상기 워크 홀더 본체(2300)가 z축 방향으로 이동할때 상기 지지판(2121)에 의한 간섭이 발생하지 않는 위치에 형성되며, 상기 지지컬럼(2340)의 내측에는 워크 홀더 본체(2300)의 z축 방향 이동 시 웨이퍼 지지로드(2122)가 안내되도록 z축 방향으로 연장되는 지지로드 가이드 홈(2331)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 웨이퍼 지지판(2350)은 하부에 설치되는 냉각판(2351)과, 상기 냉각판(2351)의 상부에 설치되는 웨이퍼 고정판(2352)으로 이루어지고, 상기 냉각판(2351)의 둘레에는 웨이퍼 지지로드(2122)가 z축 방향으로 이동가능하도록 가이드홈(2351a)이 형성되고, 중앙에는 제1냉각 유체(S1)가 유동하기 위한 유로(2351b)가 형성되며 상기 냉각판(2351)의 측면에는 유로(2351b)와 연통하는 입구부(2351c)와 출구부(2351d)가 형성되고, 상기 웨이퍼 고정판(2352)에는 웨이퍼 지지로드(2122)가 z축 방향으로 이동가능하도록 가이드홈(2352a)이 형성되며, 중앙에는 웨이퍼를 고정하기 위한 진공 흡착공 (2352b)이 형성되고, 상기 웨이퍼 고정판(2352)의 측면에는 진공 흡착공(2352b)와 연통하는 진공 흡입구(2352c)와 배출구(2352d)가 형성되며, 상기 웨이퍼 고정판(2352)의 저면에는 온도센서(2354)가 설치되고, 상기 입구부(2351c)와 출구부(2351d)는 칠러(6000)와 연결됨으로써, 상기 온도센서(2354)에 의해 감지된 온도가 미리 설정된 온도를 유지하도록 상기 칠러(6000)가 상기 제1냉각 유체(S1)의 온도를 조절하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 워크 홀더(2000)는 워크 홀더 커버부(2400)를 더 포함하며, 상기 워크 홀더 커버부(2400)는, 상기 웨이퍼 지지부(2100)와 상기 제1상방 이동부(2200)를 덮도록 형성되는제1커버부(2410)와, 상기 워크 홀더 본체(2300)를 덮도록 형성되는 제2커버부(2420)로 이루어지고, 상기 제1커버부(2410)는 하부가 개방되어 상기 워크 홀더 이동부(1200)에 고정되고, 상기 제1커버부(2410)의 상부에는 상기 워크 홀더 본체부(2300)가 z 방향으로 이동할 수 있도록 상부로 개방되는 개방홈(2411)이 형성되며, 상기 개방홈(2411)의 내측 둘레에는 제1실링(2412)이 설치되며, 상기 제2커버부(2420)는 상부 및 하부가 개방되도록 개방부(2411)가 형성되고, 상기 제2커버부(2410)의 상부는 상기 웨이퍼 지지판(2350)에 고정됨으로써 워크 홀더 본체(2300)가 z축 방향으로 이동하는 경우 함께 이동하도록 형성되고, 상기 제2커버부(2420)의 하부 둘레에는 상기 워크 홀더 본체부(2300)의 상방 이동 시 상기 제1실링(2412)과 접촉하도록 평판형상의 제1플랜지(2422)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 헤드부(3000)는, 상기 헤드부 이동부(1400)에 후면이 고정되는 챔버(3100)와, 상기 챔버(3100)의 내부에 설치되는 헤드 구동부(3200)와, 상기 헤드 구동부(3200)의 하부에 설치되며 상기 헤드 구동부(3200)에 의해 구동되며 상기 챔버(3100)의 하부로 돌출되도록 형성되는 헤드(3300)와, 상기 헤드(3300)의 하부에 설치되는 헤드 검사부(3400)로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 헤드 검사부(3400)는, 상기 베이스(1000)에 설치되는 제2 상방 이동부(3410)와, 상기 제2 상방 이동부(3410)의 상부에 설치되며 퍼징컵(3440)을 구비하는 퍼징컵 지지부(3420)와, 상기 퍼징컵(3440)으로 분사되는 잉크를 조사하기 위한 검사부(3450)와, 상기 검사부(3450)를 상기 퍼징컵(3440)에 대해 x축 또는 y축 방향으로 이동가능하게 하기 위한 검사부 이동부(3430)으로 이루어지며, 상기 제2 상방 이동부(3410)는 상기 퍼징컵(3440)이 상기 헤드(3300)를 덮도록 상기 퍼징컵 지지부(3420)를 z축 방향으로 이동가능하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 퍼징컵 지지부(3420)는, 상기 제2 상방 이동부(3420)에 고정되는 평판 형상의 제1횡방향 지지부(3421)와, 상기 횡방향 지지부(3421)에 대해 종방향으로 연장되는 종방향 지지부(3422)와, 상기 종방향 지지부(3422)에 대해 고정되며 평판 형상으로 형성되는 제2횡방향 지지부(3423)으로 이루어지며, 상기 검사부 이동부(3430)가 상기 제1횡방향 지지판(3421)에 설치되고, 상기 퍼징컵(3440)은 상기 제2횡방향 지지부(3423)에 설치되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 퍼징컵(3440)은, 상기 퍼징컵 지지부(3420)에 설치되는 케이스(3441)와, 상기 케이스(3441)의 상부에 설치되는 투명부(3442)와, 상기 케이스(3441)에 설치되어 분사된 잉크를 배출하기 위한 배출유로(3443)로 형성되며, 상기 투명부(3422)은 자외선이 차단되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 잉크 경화부(4000)는, 상기 인클로저(5000)의 내부에서 상부에 설치되는 케이스(4100)와, 상기 케이스(4100)의 내부에 설치되는 경화장치(4200)로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 케이스(4100)의 저면에는 하방으로 관통하는 사각 형상을 가지며 하방으로 단차지게 개방홈(4101)이 형성되고, 상기 단차진 개방홈(4101)의 하부에는 유리판 고정부재(4110)가 설치되며, 상기 유리판 고정부재(4110)는, 상기 단차진 개방홈(4101)에 대응하는 형상을 가지도록 단차지게 형성되는 프레임(4111)과, 상기 프레임(4111)에 중앙에 설치되는 유리판(4112)로 이루어지고, 상기 프레임(4111)의 상부에는 상기 유리판(4112)을 지지하기 위해 내측으로 연장되는 연장부(4111a)가 형성되고, 상기 프레임(4111)의 내측 둘레에는 제1단차홈(4111b)이 형성되고 상기 제1단차홈(4111b)의 하부에는 더 넒은 폭을 가지는 제2단차홈(4111c)이 형성되며, 상기 프레임(4111)의 외측 하부 둘레에는 상기 단차진 개방홈(4101)에 대응하는 형상을 가지는 제2플랜지(4111d)가 형성되고, 상기 유리판 고정부재(4110)의 하부에 고정되는 실링 부재(4120)는 중앙에 관통홈(4121a)이 형성된 프레임 부재(4121)와, 상기 관통홈(4121a)의 내측 둘레에 형성되는 제2실링(4122)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 잉크 경화부(4000)는, 상기 제1 상방 구동부(2200)에 의해 상기 워크 홀더 본체(2300)가 상방으로 이동하여 상기 웨이퍼 고정판(2350)이 상기 제2실링(4122)이 가압하고 상기 제1플랜지(2421)가 상기 제1실링(2412)를 가압한 이후에 작동하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 잉크 경화부(4000)는, 추가적으로 상기 제2 상방 구동부(3410)에 의해 상기 퍼징컵(3440)이 상방으로 이동하여 상기 헤드(3300)를 덮은 다음에 작동하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 인클로저(5000)는, 상기 워크 홀더(2000), 헤드부(3000) 및 잉크 경화부(4000)를 모두 덮도록 인클로저 박스(5100)와, 상기 인클로저 박스(5100)의 상부에 설치되는 순환장치(5200)로 이루어지고, 상기 인클로저 박스(5100)는 상부 및 하부가 개방된 형상을 가지며, 상기 인클로저 박스(5100)의 정면 또는 측면에는 잉크젯 인쇄 장비의 유지 보수를 위한 고무장갑이 설치된 글러브 박스(5110)가 형성되고, 상기 인클로저 박스(5100)의 후면의 일측에는 y축 방향으로 웨이퍼가 삽입되기 위한 웨이퍼 투입구(5120)가 형성되며, 상기 인클로저 박스(5100)의 후면의 타측에는 상기 인클로저(5000)의 내부에 충진된 질소가스가 유동되게 하기 위한 순환입구(5131)가 형성되고, 상기 순환입구(5131)와 연통되도록 z축 방향으로 연장되는 순환통로(5130)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 순환장치(5200)는, 상기 순환통로(5130)과 연결되는 냉각박스(5210)와, 상기 냉각박스(5210)의 하부에 설치되는 송풍장치(5220)로 이루어지고, 상기 냉각박스(5210)는, 상기 송풍장치(5220)의 상부에 설치되는 박스 케이스(5211)와, 상기 박스 케이스(5211)의 내부 저면에 고정치되는 열교환기(5212)로 이루어지며, 상기 박스 케이스(5211)의 후면은 상기 순환통로(5130)와 연통되도록 개방되며 하부면도 상기 열교환기(5212)를 통과한 질소가스가 하방으로 연통되어 유동하도록 개방부(5211a)가 형성되고, 상기 열교환기(5212)는 박스 케이스(5211)의 상부에 형성된 유입구(5212a) 및 유출구(5212b)를 통해 제2냉각 유체(S2)가 유동하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 송풍장치(5220)는, 상기 인클로저 박스(5100)의 상부에 설치되는 송풍장치 케이스(5221)와, 상기 송풍장치 케이스(5221)의 내부에 설치되는 송풍부(5222)와, 상기 송풍부(5222)의 하부에 설치되는 필터부(5223)으로 이루어지며, 상기 필터부(5223)는 xy 평면에서 상기 인클로저 박스(5100)의 크기보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서, 상기 경화장치(4200)가 작동되는 경우 상기 온도센서(2354)에 의해 감지된 온도가 미리 설정된 온도를 유지하도록 상기 칠러(6000)가 상기 제1냉각 유체(S1)의 온도를 조절하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 1개의 인클로저 내부에서 인쇄 및 경화작용이 이루어지므로 잉크젯 장비의 크기를 컴팩트하게 구성하는 작용효과를 가지게 된다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서는 특히, 필터부가 인클로저 박스의 평면보다 더 넓은 평면을 가지도록 형성됨으로써, 필터부를 통과하여 하방으로 유동하는 질소가스의 다운 플로우는 인클로저 박스의 평면 전면에 걸쳐 모두 하방으로 유동하게 하는 작용을 하게 된다.

이로 인해 먼지나 미스트 등이 모두 하방으로 이동하게 됨으로써 잉크젯 인쇄 장비의 전 공정에 걸쳐 인클로저 박스의 내부가 청정하게 유지되는 작용효과를 가진다.

한편, 본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서는 이전 증착공정을 통해 고온의 상태가 된 웨이퍼를 냉각시킨 다음 인쇄공정을 수행함으로써 고온 및 자재온도 불균형으로 인해 발생하는 불량율을 저감하는 효과를 가지게 된다.

한편, 본 발명의 잉크젯 인쇄 장비에서는 헤드부가 x축 방향으로만 이동하고 z축 방향으로는 이동하지 않음으로써 헤드부의 이송에 따른 먼지나 이물질 등이 발생되는 것을 근본적으로 방지하는 작용효과를 가진다.

또한, 헤드 구동부가 밀폐된 형상의 챔버의 내부에 설치된 상태로에서 챔버가 x축 방향으로 이동하게 되도록 작용함으로써, 헤드 구동부에 의해 헤드를 구동하는 도중에 발생하는 파티클이 기판에 떨어지는 것을 근본적으로 방지하는 장점을 가진다.

또한, 경화단계에서도 잉크 경화부는 고정된 상태에서 워크 홀더가 상방으로 이동하도록 형성됨으로써 역시 잉크 경화부의 이송에 따른 먼지 등이 발생하는 것을 방지하는 작용효과를 가진다.

특히, 본 발명에서는 경화단계에서 경화장치에 의해 발생되는 자외선이 워크 홀더 커버에 의해 2중적으로 차단됨으로써 경화 시 인클로저 내부에 존재하는 잉크나 이물질이 경화되는 것을 방지하는 작용효과를 가진다.

또한, 경화단계에서 헤드부를 자외선 차단 유리로 이루어진 퍼징컵으로 덮어 밀봉함으로써 헤드에 잔류하는 잉크가 헤드 표면에서 경화되어 다음 인쇄작업에 불량을 초래하는 것을 방지하는 효과를 가지게 된다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예의 잉크젯 인쇄 장비 전체를 도시하는 도면이다.

도 2 는 도 1 에서 인클로저를 제외한 상태를 도시하는 도면이다.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에서 베이스를 도시하는 도면이다.

도 4 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더 이동부를 도시하는 단면도이다.

도 5 는 본 발명의 일 실시예에서 UVW 스테이지를 도시하는 도면이다.

도 6 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더 전체를 도시하는 도면이다.

도 7 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더의 분해사시도이다.

도 8 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더의 웨이퍼 지지부를 도시하는 도면이다.

도 9 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더의 지지컬럼을 도시하는 도면이다.

도 10 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더의 yz 평면에서 단면도이다.

도 11 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더의 xz 평면에서 단면도이다.

도 12 는 본 발명의 일 실시예에서 냉각판을 도시하는 도면이다.

도 13 는 본 발명의 일 실시예에서 웨이퍼 고정판을 도시하는 도면이다.

도 14 는 본 발명의 일 실시예에서 웨이퍼 지지판의 연결관을 도시하는 도면이다.

도 15 는 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더가 상승하여 경화장치에 접촉한 상태의 xz 평면에서의 단면도이다.

도 16 은 본 발명의 일 실시예에서 헤드부 이동부를 도시하기 위한 yz 평면에서의 단면도이다.

도 17 은 본 발명의 일 실시예에서 헤드 검사부를 도시하는 사시도이다.

도 18 은 본 발명의 일 실시예에서 헤드 검사부를 yz 평면에서 도시하는 단면도이다.

도 19 은 본 발명의 일 실시예에서 헤드 검사부를 xz 평면에서 도시하는 단면도이다.

도 20 은 본 발명의 일 실시예에서 경화장치를 도시하는 분해사시도이다.

도 21 은 본 발명의 일 실시예에서 인클로저를 도시하는 정면도이다.

도 22 은 본 발명의 일 실시예에서 인클로저를 xz 평면에서 도시하는 단면도이다.

도 23 은 본 발명의 일 실시예에서 인클로저를 yz 평면에서 도시하는 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 설명한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예의 잉크젯 인쇄 장비 전체를 도시하는 도면이다. 도 2 는 도 1 에서 인클로저를 제외한 상태를 도시하는 도면이다.

본 발명의 잉크젯 인쇄 장비는, 베이스(1000)와, 상기 베이스(1000)에서 y 축 방향으로 선형이동가능하게 설치되며 대상을 지지하는 워크 홀더(2000)와, 상기 베이스(1000)의 상부에서 x 축 방향으로 선형이동가능하게 설치되며 인쇄 대상물에 잉크를 분사하는 헤드부(3000)와, 상기 베이스(1000)의 상부에서 y축 방향 후방에 설치되는 잉크 경화부(4000)와, 상기 워크 홀더(2000), 헤드부(3000), 및 잉크 경화부(4000)를 모두 덮도록 형성되며 상기 베이스의 상부에 고정되는 인클로저(5000)로 이루어진다.

베이스(1000)는 전체적으로 뼈대 형상의 프레임으로 형성된다.

베이스(1000)의 저부에는 검사시 사용된 잉크를 세정하기 위한 세척 필터부(1010)가 설치된다.

베이스(1000)의 상부에는 스테이지(1100)가 설치되며, 스테이지(1100)의 둘레에는 베이스 실링부재(1120))가 삽입되기 위한 실링홈(1110)이 형성되어 있다.

스테이지(1100)의 상면에서 x축 방향 우측에는 워크 홀더(2000)를 y축 방향으로 이동시키는 사용되는 워크 홀더 이동부(1200)가 설치된다.

본 실시예에서 워크 홀더 이동부(1200)는 공지된 구성의 제1리니어 모터(L)로 구성된다.

제1리니어 모터(L)는 스테이지(1100)의 상면에 설치되며 영구 자석을 포함하는 제1고정자(L1)와, 상기 제1고정자(L1)의 x 축방향 양측으로 스테이지(1100)의 상면에서 y축 방향으로 연장되도록 2개가 설치되는 제1레일(L2)과, 상기 각 제1레일(L2)의 상부에 설치되며 내부에 코일 권선이 형성된 제1가동자(L3)와, 상기 각 제1가동자(L3)에 고정되는 제1이동부재(L4)으로 이루어진다.

제1리니어 모터(L)은 제1가동자(L3)의 내부 권선에 전류가 인가됨에 따라 제1고정자(L1)와의 상호작용에 의해 제1가동자(L3)가 제1레일(L2)을 따라 이동하게 되고, 이에 따라 제1이동부재(L4)가 이동하게 된다

워크 홀더 이동부(1200)의 상부에는 공지된 구성의 UVW 스테이지(1300)가 설치된다.

UVW 스테이지(1300)는 하판(1310))과 하판의 상부에 설치되는 공지된 구성의 UVW 스테이지 구성부(1320)와, 상기 UVW 스테이지 구성부(1320)의 상부에 설치되는 상판(1330)으로 이루어진다.

UVW 스테이지(1300)의 상판(1330)에는 워크 홀더 저면부재(2001)가 고정됨으로써 워크 홀더(2000)가 설치된다.

도 6 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더 전체를 도시하는 도면이다. 도 7 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더의 분해사시도이다. 도 8 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더의 웨이퍼 지지부를 도시하는 도면이다. 도 9 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더의 지지컬럼을 도시하는 도면이다. 도 10 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더의 yz 평면에서 단면도이다. 도 11 은 본 발명의 일 실시예에서 워크 홀더의 xz 평면에서 단면도이다.

워크 홀더(2000)는 워크 홀더 저면부재(2001)에 고정되는 웨이퍼 지지부(2100)와, 상기 웨이퍼 지지부(2100)의 내부에 설치되는 제1상방 이동부(2200)와, 상기 제1 상방 이동부(2200)의 상부에 설치되는 워크 홀더 본체(2300)와, 상기 워크 홀더(2000)를 덮도록 형성되는 워크 홀더 커버부(2400)로 이루어진다.

워크 홀더 저면부재(2001)는 워크 홀더 이동부(1200)의 제1이동부재(L4)에 고정된다.

워크 홀더 저면부재(2001)은 평판 형상의 저면(2001a)과 상기 평판 형상의 저면(2001a)의 둘레에서 상방으로 연장되는 커버(2001b)로 이루어진다.

웨이퍼 지지부(2100)는 워크 홀더 저면부재(2001)에 고정되며 상부로 연장되도록 설치되는 지지대(2110)와, 상기 지지대(2110)의 상부에 설치되는 웨이퍼 지지부재(2120)으로 이루어진다.

지지대(2110)는 서로 x 축방향으로 이격되도록 워크 홀더 저면부재(2001)은 평판 형상의 저면부(2001a)에 설치되며 상방으로 연장되는 2개의 판형 부재로 이루어진다.

웨이퍼 지지부재(2120)는 지지대(2110)의 상방 단부에서 xy 평면 내측으로 연장되며 삼각형 평판 형상으로 이루어지는 횡방향 지지판(2121)과, 상기 지지판(2121)의 단부에 상방으로 연장되는 웨이퍼 지지로드(2122)로 이루어진다.

웨이퍼 지지로드(2122)는 횡방향 지지판(2121)에서 내측으로 더 연장되어 설치되는 횡방향 부재(2122a)와, 상기 횡방향 부재(2122b)에 대해 상방으로 형성되는 종방향부재(2122b)로 이루어진다.

웨이퍼 지지로드(2122)의 종방향 부재(2122b)의 상부 단부에는 z축 방향으로 높이가 상이하도록 2개의 롤러(r)가 설치되어 있다.

제1상방 이동부(2200)은 제1상방 구동부(F)와, 상기 제1 상방 구동부(F)의 상부에 설치되는 제1 상대 이동부(M)로 이루어진다.

제1상방 구동부(F)은 공지된 구성의 선형 이동장치로 이루어진다. 예를 들어 리니어 모터나 볼 스크류 방식으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 볼스크류 방식으로 형성된다.

제1상방 구동부(F)는 워크 홀더 저면부재(2001)은 평판 형상의 저면(2001a)에서 y축 방향으로 연장되어 설치되며 제1모터(F1)에 의해 구동되는 제1볼스크류(F2)와, 상기 제1볼스크류(F2)에 의해 선형이동하는 제1경사 블럭(F3)으로 이루어진다.

제1경사 블럭(F3)의 하부에는 제1 하부 슬라이더(F4)가 설치되는 제1 하부 레일부(F5)가 설치되며 제1경사 블럭(F3)의 저면이 제1 하부 슬라이더(F4)에 고정된다.

제1경사 블럭(F3)은 상부면은 y 축 후방으로 갈수록 높이가 높아지도록 경사지게 형성된다.

제1경사 블럭(F3)의 양측에는 z 축 상방으로 연장되는 제1 고정 가이드부(F6)가 설치되고 각 제1 고정 가이드 부재(F6)의 외측에는 z축 방향 상방으로 연장되며 제1측면 슬라이더(F7)가 설치되는 제1측면 레일(F8)이 형성되어 있다.

제1상대 이동부(M)는 제1지지판(M1)과, 상기 제1지지판(M2)의 하부 중앙에 설치되는 제1경사부(M2)와, 상기 제1경사부(M2)의 양측에 설치되는 제1이동 가이드부재(M3)로 이루어진다.

제1경사부(M2)는 제1경사 블럭(F3)의 상부면에 대응하는 형상을 가지도록 저면이 경사지게 형성된다.

제1경사부(M2)의 저면에는 제1상부 슬라이더(M4)가 설치되는 제1상부 레일(M5)이 설치되며, 제1경사 블럭(F3)의 상부면이 제1상부 슬라이더(M4)에 고정된다.

제1 고정 가이드 부재(M3)은 판형 형상을 가지며 z 축 상방으로 연장되도록 형성되고, 각 제1 고정 가이드 부재(M3)의 내측은 제1측면 슬라이더(F7)에 고정된다

워크 홀더 본체(2300)는 제1지지판(M1)의 상부에서 z축 방향 상방으로 연장되는 지지컬럼(2340)과, 상기 지지컬럼(2340)의 상부 단부에 설치되는 웨이퍼 지지판(2350)으로 이루어진다.

지지컬럼(2340)은 지지대(2110)에 형성된 각 웨이퍼 지지로드(2122)에 대응되도록 각 코너별로 4개가 설치된다.

지지컬럼(2340)이 설치되는 위치는 워크 홀더 본체(2300)가 z축 방향으로 이동할때 지지판(2121)에 의한 간섭이 발생하지 않도록 결정된다.

지지컬럼(2340)의 내측에는 워크 홀더 본체(2300)의 z축 방향 이동 시 웨이퍼` 지지로드(2122)가 안내되도록 z축 방향으로 연장되는 지지로드 가이드 홈(2341)이 형성 되어 있다.

도 12 는 본 발명의 일 실시예에서 냉각판을 도시하는 도면이다. 도 13 는 본 발명의 일 실시예에서 웨이퍼 고정판을 도시하는 도면이다. 도 14 는 본 발명의 일 실시예에서 웨이퍼 지지판의 연결관을 도시하는 도면이다.

웨이퍼 지지판(2350)은 하부에 설치되는 냉각판(2351)과, 상기 냉각판(2351)의 상부에 설치되는 웨이퍼 고정판(2352)으로 이루어진다.

냉각판(2351)의 둘레에는 웨이퍼 지지로드(2122)가 z축 방향으로 이동가능하도록 가이드홈(2351a)이 형성되고, 중앙에는 제1냉각 유체(S1)가 유동하기 위한 유로(2351b)가 형성되며 냉각판(2351)의 측면에는 유로(2351b)와 연통하는 입구부(2351c)와 출구부(2351d)가 형성되어 있다.

입구부(2351c)와 출구부(2351d)는 각각 냉각수 유입관(S2I)과 냉각수 유입관(S2O)의 일단에 연결된다.

본 발명에서는 제1냉각 유체(S1)가 항상 냉각판(2351)의 내부에서 유동하도록 형성된다.

냉각수 유입관(S2I)과 냉각수 유입관(S2O)의 타단은 각각 칠러(6000)에 연결되며, 칠러(6000)에서는 제1냉각 유체(S1)의 온도를 제어하는 작용을 한다.

웨이퍼 고정판(2352)에도 웨이퍼 지지로드(2122)가 z축 방향으로 이동가능하도록 가이드홈(2352a)이 형성되며, 중앙에는 웨이퍼를 고정하기 위한 진공 흡착공 (2352b)이 형성되고, 웨이퍼 고정판(2352)의 측면에는 진공 흡착공(2352b)와 연통하는 진공 흡입구(2352c)와 진공 배출구(2352d)가 형성되어 있다.

진공 흡입구(2352c)와 진공 배출구(2352d)는 각각 진공 유입관(VI)와 진공 배출관(VO)에 연결된다.

한편, 웨이퍼 고정판(2352)의 저면에는 복수 개의 온도센서(2354)가 설치된다.

워크 홀더 커버부(2400)는 제1커버부(2410)와 제2커버부(2420)로 이루어진다.

제1커버부(2410)는 전체적으로 사각박스형상으로 형성될 수 있으며 하부는 개방되어 워크 홀더 저면부재(2001)의 커버(2001b)를 덮으면서 고정되도록 형성된다.

제1커버부(2410)의 측부는 웨이퍼 지지부(2100), 상방 이동부(2200) 및 워크 홀더 본체(2300)의 제1지지판(2310)의 하부를 덮도록 형성된다.

제1커버부(2410)의 상부에는 사각형상이며 워크 홀더 본체(2300)가 z 방향으로 이동할 수 있도록 상부로 개방되는 개방홈(2411)이 형성되며, 개방홈(2411)의 내측 둘레에는 제1실링(2412)이 설치되어 있다.

상기 개방홈(2411)은 제2커버부(2420)가 장착된 워크 홀더 본체(2300)가 상방으로 이동할 수 있는 크기를 가지도록 형성된다.

제2커버부(2420)도 전체적으로 사각박스형상으로 형성될 수 있으며 상부 및 하부가 개방되도록 개방부(2411)가 형성되고 상기 개방부(2411)의 내부에 워크 홀터 본체(2300)가 삽입된다.

제2커버부(2410)의 상부는 웨이퍼 지지판(2350)에 고정됨으로써 워크 홀더 본체(2300)가 z축 방향으로 이동하는 경우 함께 이동하도록 형성된다.

제2커버부(2420)의 하부 둘레에는 워크 홀더 본체(2300)의 상방 이동 시 제1실링(2412)과 접촉하도록 평판형상의 제1플랜지(2421)가 형성되어 있다.

스테이지(1100)의 상부에는 z축 상방에서 x축 방향으로 서로 이격되도록 헤드부 지지대(1300)가 설치되고, 헤드부 지지대(1300)에는 x 축 방향으로 헤드부(3000)를 이송하기 위한 헤드부 이동부(1400)가 설치된다.

헤드부 이동부(1400)는 워크 홀더 이동부(1200)와 마찬가지로 공지된 구성의 제2리니어 모터(L-1)로 구성된다.

제2리니어 모터(L-1)는 스테이지(1100)의 상면에 설치되며 영구 자석을 포함하는 제2고정자(L1-1)와, 상기 제2고정자(L1-1)의 x 축방향 양측으로 스테이지(1100)의 상면에서 y축 방향으로 연장되도록 2개가 설치되는 제2레일(L2-1)과, 상기 각 제2레일(L2-1)의 상부에 설치되며 내부에 코일 권선이 형성된 제2가동자(L3-1)와, 상기 각 제2가동자(L3-1)에 고정되는 제2이동부재(L4-1)으로 이루어진다.

제2리니어 모터(L-1)은 제2가동자(L3-1)의 내부 권선에 전류가 인가됨에 따라 제2고정자(L1-1)와의 상호작용에 의해 제2레일(L2-1)을 따라 이동하게 되고, 이에 따라 제2이동부재(L4-1)가 이동하게 된다

헤드부(3000)는 챔버(3100)와, 상기 챔버(3100)의 내부에 설치되는 헤드 구동부(3200)와, 상기 헤드 구동부(3200)의 하부에 설치되며 헤드 구동부(3200)에 의해 구동되는 헤드(3300)로 이루어진다.

챔버(3100)는 헤드 구동부(3200)가 내부에 설치되어 밀폐되도록 구성되며 하부로는 헤드(3300)가 하방으로 돌출되도록 형성되며, 후면이 헤드부 이동부(1400)의 제2이동부재(L4-1)에 고정된다.

본 발명에서 챔버(3100)는 x 축 방향으로만 이동되며 z축 방향으로는 이동되지 않도록 구성되므로 헤드(3300)도 마찬가지로 x 축 방향으로만 이동되며 z축 방향으로는 이동된다.

도 17 은 본 발명의 일 실시예에서 헤드 검사부를 도시하는 사시도이다. 도은 본 발명의 일 실시예에서 헤드 검사부를 yz 평면에서 도시하는 단면도이다. 도 19 은 본 발명의 일 실시예에서 헤드 검사부를 xz 평면에서 도시하는 단면도이다.

헤드부(3000)의 하부에는 헤드 검사부(3400)가 설치된다.

헤드 검사부(3400)는 제2 상방 이동부(3410)와, 상기 제2 상방 이동부(3410)의 상부에 설치되는 퍼징컵 지지부(3420)와, 상기 퍼징컵 지지부(3420)의 저면에 설치되는 검사부 이동부(3430)와, 상기 퍼징컵 지지부(3420)의 상부에 설치되는 퍼징컵(3440)과, 상기 퍼징컵 지지부(3420)의 검사부 이동부(3430)에 설치되는 검사부(3450)으로 이루어진다.

제2 상방 이동부(3410)는 제1 상방 이동부(2200)와 기본적으로 동일한 방식으로 이루어지며 볼스크류가 x 축방향으로 설치된다는 점만이 y 축 방향으로 설치되는 제1 상방 이동부(2200)와 상이하다.

제2상방 이동부(3410)은 제2상방 구동부(F-1)와, 상기 제2 상방 구동부(F-1)의 상부에 설치되는 제2 상대 이동부(M-1)로 이루어진다.

제2상방 구동부(F-1)은 제1 상방 구동부(F)와 마찬가지로 공지된 구성의 선형 이동장치로 이루어진다. 예를 들어 리니어 모터나 볼 스크류 방식으로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 볼스크류 방식으로 형성된다.

제2상방 구동부(F-1)는 스테이지(1100)에 설치되며 제2모터(F1-1)에 의해 구동되는 제2볼스크류(F2-1)와, 상기 제2볼스크류(F2-1)에 의해 선형이동하는 제2경사 블럭(F3-1)으로 이루어진다.

제2경사 블럭(F3-1)의 하부에는 제2 하부 슬라이더(F4)-1가 설치되는 제2 하부 레일부(F5-1)가 설치되며 제2경사 블럭(F3-1)의 저면이 제2 하부 슬라이더(F4-1)에 고정된다.

제2경사 블럭(F3-1)은 상부면은 y 축 후방으로 갈수록 높이가 높아지도록 경사지게 형성된다.

제2경사 블럭(F3-1)의 양측에는 z 축 상방으로 연장되는 제2 고정 가이드부(F6-1)가 설치되고 각 제2 고정 가이드 부재(F6-1)의 외측에는 z축 방향 상방으로 연장되며 제2측면 슬라이더(F7-1)가 설치되는 제2측면 레일(F8-1)이 형성되어 있다.

제2상대 이동부(M-1)는 제2지지판(M1-1)과, 상기 제2지지판(M-1)의 하부 중앙에 설치되는 제2경사부(M2-1)와, 상기 제2경사부(M2-1)의 양측에 설치되는 제2이동 가이드부재(M3-1)로 이루어진다.

제2경사부(M2-1)는 제2경사 블럭(F3-1)의 상부면에 대응하는 형상을 가지도록 저면이 경사지게 형성된다.

제2경사부(M2-1)의 저면에는 제2상부 슬라이더(M4-1)가 설치되는 제2상부 레일(M5-1)이 설치되며, 제2경사 블럭(F3-1)의 상부면이 제2상부 슬라이더(M4-1)에 고정된다.

제2 고정 가이드 부재(M3-1)은 판형 형상을 가지며 z 축 상방으로 연장되도록 형성되고, 각 제2 고정 가이드 부재(M3-1)의 내측은 제2측면 슬라이더(F7-1)에 고정된다.

퍼징컵 지지부(3420)는 제2지지판(M1-1)에 고정되는 평판 형상의 제1횡방향 지지부(3421)와, 상기 횡방향 지지부(3421)에 대해 종방향으로 연장되는 종방향 지지부(3422)와, 상기 종방향 지지부(3422)에 대해 고정되며 평판 형상으로 형성되는 제2횡방향 지지부(3423)으로 이루어진다.

검사부 이동부(3430)는 제1횡방향 지지부(3421)에 고정되는 x 축 방향 이동수단(3431)과, 상기 x축 방향 이동수단에 대해 교차하도록 설치되는 y축 방향 이동수단(3432)로 이루어진다.

x축 방향 이동수단(3431)과 y축 방향 이동수단(3432)는 각각 공지된 볼스크류 방식으로 형성된다.

x축 방향 이동수단(3431)은 제1횡방향 지지부(3421)에 설치되는 제1설치판(MP1)과, 상기 제1설치판(MP1)에 설치되며 제1모터(M1)에 의해 구동되는 제1볼스크류(BS1)와, 상기 제1볼스크류(BS1)에 연결되는 제1슬라이더(SL1)로 이루어진다.

y축 방향 이동수단(3432)은 상기 제1슬라이더(SL1)에 설치되는 제2설치판(MP2)과, 상기 제2설치판(MP2)에 설치되며 제2모터(M2)에 의해 구동되는 제2볼스크류(BS2)와, 상기 제2볼스크류(BS2)에 연결되는 제2슬라이더(SL2)로 이루어진다.

퍼징컵(3440)은 제2횡방향 지지부(3423)에 설치되는 케이스(3441)와, 상기 케이스(3441)의 상부에 설치되는 투명부(3442)와, 상기 케이스(3441)에 설치되어 분사된 잉크를 배출하기 위한 배출유로(3443)로 이루어진다.

투명부(3442)는 경화장치에 의한 자외선이 차단되도록 자외선 차단 소재 또는 자외선 차단막이 코팅되도록 형성된다.

검사부(3450)는 공지된 구성의 카메라 검사장비로 형성된다.

검사부(3450)는 제2슬라이더(SL2)에 설치되며 y축 방향으로 연장되도록 형성되는 검사부 설치판(3451)과, 상기 검사부 설치판(3451)의 y축 후방 단부에 설치되는 조명부(3452)와, 상기 검사부 설치판(3451)의 y축 전방 단부에서 상기 조명부(3452)와 대향되도록 설치되는 카메라부(3453)으로 이루어진다

조명부(3452)와 카메라부(3453)는 x축 방향 이동수단(3431)과 y축 방향 이동수단(3432)에 의해 각각 x축 및 y축 방향으로 이동하는 경우 퍼징컵(3440)과 간섭되지 않도록 x축 및 y축 방향으로 퍼징컵(3440)과 일정한 간격을 형성하도록 설치된다.

검사부(3450)의 퍼징컵(3440)에서 존재하는 질소가스는 배출유로(3443)를 통해 배출되어 베이스(1000)에 형성된 세척 필터부(1010)를 통과하여 세척된 후에 다시 연결관(5131)을 통해 순환통로(5130)를 통해 유입된다.

잉크 경화부(4000)는 케이스(4100)와, 상기 케이스(4100)의 내부에 설치되는 경화장치(4200)와, 상기 경화장치(4200)를 선형이동시키기 위한 경화장치 이동부(4300)으로 이루어진다.

케이스(4100)는 사각 박스형상으로 형성되며 내부에 경화장치(4200)와 경화장치 이동부(4300)가 설치되도록 형성된다.

케이스(4100)의 저면에는 하방으로 관통하는 사각 형상의 개방홈(4101)이 형성되고 개방홈(4101)은 하방으로 단차지게 형성된다.

단차진 개방홈(4101)의 하부에는 유리판 고정부재(4110)가 설치된다.

유리판 고정부재(4110)는 상기 단차진 개방홈(4101)에 대응하는 형상을 가지도록 단차지게 형성되는 프레임(4111)과, 상기 프레임(4111)에 중앙에 설치되는 유리판(4112)로 이루어진다.

프레임(4111)의 상부에는 유리판(4112)을 지지하기 위해 내측으로 연장되는 연장부(4111a)가 형성되고, 프레임(4111)의 내측 둘레에는 제1단차홈(4111b)이 형성되고 제1단차홈(4111b)의 하부에는 더 넒은 폭을 가지는 제2단차홈(4111c)이 형성된다.

한편, 프레임(4111)의 외측 하부 둘레에는 단차진 개방홈(4101)에 대응하는 형상을 가지는 제2플랜지(4111d)가 형성된다.

유리판 고정부재(4110)의 하부에 고정되는 실링 부재(4120)는 중앙에 관통홈(4121a)이 형성된 프레임 부재(4121)와, 상기 관통홈(4121a)의 내측 둘레에 형성되는 제2실링(4122)으로 이루어진다.

경화장치(4200)는 공지된 구성의 자외선 경화장치가 사용된다.

경화장치 이동부(4300)는 공지된 구성의 볼스크류 장치를 이용하여 형성된다.

경화장치 이동부(4300)는 케이스(4100)의 저면에 설치되며 제3모터(M3)에 의해 구동되는 제3볼스크류(BS3)와, 상기 제3볼스크류(BS3)에 연결되며 상부에 경화장치(4200)가 설치되는 제3슬라이더(SL3)와, 상기 제3슬라이더(SL3)를 지지하도록 상기 유리판(4112)의 양측에 설치되는 제3레일(RL3)로 이루어진다.

도 21 은 본 발명의 일 실시예에서 인클로저를 도시하는 정면도이다. 도 22 은 본 발명의 일 실시예에서 인클로저를 xz 평면에서 도시하는 단면도이다. 도 23 은 본 발명의 일 실시예에서 인클로저를 yz 평면에서 도시하는 단면도이다.

인클로저(5000)는 인클로저 박스(5100)와, 상기 인클로저 박스(5100)의 상부에 설치되는 순환장치(5200)로 이루어진다.

인클로저 박스(5100)의 전체적으로 하부가 개방되는 사각 박스 형상으로 형성된다.

인클로저 박스(5100)의 정면 및 측면에는 잉크젯 인쇄 장치의 유지 보수를 위한 고무장갑이 설치된 글러브 박스(5110)가 형성된다.

인클로저 박스(5100)의 후면의 일측에는 y축 방향으로 웨이퍼가 삽입되기 위한 웨이퍼 투입구(5120)가 형성된다.

인클로저 박스(5100)의 후면의 타측에는 순환입구(5131)가 형성되고, 순환입구(5131)와 연통되며 z축 방향으로 연장되는 순환통로(5130)가 형성되어 있다.

인클로저 박스(5100)의 우측 측면에는 보충 질소가스 배출을 위한 보충 질소 가스 배출구(5140)가 형성되어 있다.

인클로저 박스(5100)의 저면에는 베이스 실링부재(1120))가 삽입되기 위한 실링홈이 형성되어 베이스 실링부재(1120)에 의해 스테이지(1100)와의 밀봉상태가 유지되도록 설치된다.

순환장치(5200)는 상기 순환통로(5130)과 연결되는 냉각박스(5210)와, 상기 냉각박스(5210)의 하부에 설치되는 송풍장치(5220)로 이루어진다.

냉각박스(5210)는 박스 케이스(5211)와, 상기 박스 케이스(5211)의 내부 저면에 고정치되는 열교환기(5212)로 이루어진다.

박스 케이스(5211)의 후면은 순환통로(5130)와 연통되도록 개방되며 하부면도 열교환기(5212)를 통과한 질소가스가 하방으로 연통되도록 개방부(5211a)가 형성된다.

박스 케이스(5211)의 측면에는 외부 질소가스가 유입되기 위한 보충 질소 가스 유입구(5211b)가 형성된다.

열교환기(5212)는 박스 케이스(5211)의 상부에 형성된 유입구(5212a) 및 유출구(5212b)를 통해 제2냉각 유체(S2)가 유동하도록 형성된다.

송풍장치(5220)는 송풍장치 케이스(5221)와, 상기 송풍장치 케이스(5221)의 내부에 설치되는 송풍부(5222)와, 상기 송풍부(5222)의 하부에 설치되는 필터부(5223)으로 이루어진다.

송풍장치 케이스(5221)의 상부는 냉각박스(5210)가 설치되는 부분에서 연통되도록 개방된 형태로 형성된다.

송풍장치 케이스(5221)의 측부는 xy 평면에서 인클로저 박스(5100)의 크기보다 크게 형성된다.

송풍부(5222)는 팬(5222a)과 팬(5222a)의 하부에 설치되는 팬 필터(5222b)를 포함하도록 형성되는 공지된 구성의 FFU(Fan Filter Unit)으로 이루어지며 1개 또는 복수 개로 형성된다.

필터부(5223)는 하우징(5223a)에 필터부재(5223b)가 설치되도록 구성되며 예를 들어 HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter) 필터 등이 사용될 수 있다.

필터부(5223)는 xy 평면에서 인클로저 박스(5100)의 크기보다 크게 형성되어야 한다.

이하, 본 발명의 작용에 대해 설명한다.

본 발명의 작용은 인클로저 내부 순환단계, 웨이퍼 투입단계, 인쇄 단계, 잉크 경화단계 및 배출단계로 이루어진다.

(1) 인클로저 내부 순환단계

본 발명의 잉크젯 인쇄 장치에서는 인쇄 전 공정에 걸쳐 인클로저 내부에서 질소가스가 순환되는 상태가 되도록 작용한다.

즉, 본 발명에서는 송풍부(5222)에서의 팬(5222a)의 작동에 의해 인클로저 박스(5100)의 기본 질소가스(N1)가 순환통로(5130)에 의해 냉각박스(5210)로 유입된다.

냉각 박스(5210)의 내부에서는 유입구(5212a) 및 유출구(5212b)를 통해 낮은 온도를 가지는 제2냉각 유체(S2)가 유동하는 열교환기(5212)를 기본 질소가스(N1)가 통과하면서 온도가 낮아진 상태로 송풍장치(5220)로 유입하게 된다.

한편, 이러한 기본 질소가스(N1)의 흐름과는 별도로 보충 질소가스(N2)의 흐`름이 박스 케이스(5211)의 측면의 보충 질소 가스 유입구(5211b)를 통해 냉각박스(5210)으로 유입되고 인클로저 박스(5100)의 측면에 형성된 보충 질소 가스 배출반출구(5140)로 배출된다.

이러한 작용을 통해 냉각 박스(5210)의 내부에서 질소 가스를 냉각 및 보충하는 작용을 한다.

이러한 작용으로 인해 인클로저(5000)의 내부의 온도는 25도로 정도로 항상 일정하게 유지되게 된다.

냉각 박스(5210)에서 냉각된 질소가스는 팬(5222a)을 통과한 다음 팬 필터(5222b)를 지나 필터부(5223)로 유입된다.

필터부(5223)는 인클로저 박스(5110)의 평면보다 더 넓은 평면을 가지도록 형성되므로, 필터부(5223)를 통과하여 하방으로 유동하는 질소가스의 다운 플로우는 인클로저 박스(5110)의 평면 전면에 걸쳐 모두 하방으로 유동하게 하는 작용을 하게 된다.

따라서, 인클로저 박스(5100)의 내부에서 발생하는 먼지나 미스트 등은 모두 하방으로 이동하여 배출되도록 작용하므로 잉크젯 인쇄 장치의 전 공정에 걸쳐 인클로저 박스(5110)의 내부가 청정하게 유지되어 잉크젯 인쇄 공정 시 제품의 불량 발생이 방지되는 효과를 가지게 된다.

(2) 웨이퍼 투입단계

본 발명에서 잉크젯 인쇄 장비에 의해 인쇄가 되는 인쇄 대상물은 웨이퍼나 유리 기판 등이 해당되며 본 실시예에서는 설명을 위해 인쇄 대상물을 웨이퍼로 통칭하여 설명한다.

웨이퍼 투입단계는 웨이퍼 유입, 적치, 냉각 및 고정 단계로 이루어진다.

웨이퍼 유입단계에서는 이전 공정인 증착 공정을 거친 고온의 웨이퍼가 웨이퍼 이송수단(미도시)에 의해 파지되어 인클로저(5000)의 후면에 형성된 웨이퍼 투입구(5120)를 통해 잉크젯 인쇄 장비의 내부로 유입된다.

웨이퍼 적치단계에서는 웨이퍼 지지로드(2122)의 단부에 설치된 롤러(r)가 웨이퍼 지지판(2350)의 상면으로 돌출된 다음 이 롤러(r)에 의해 웨이퍼가 지지되는 작용을 하게 된다.

웨이퍼 지지로드(2122)가 웨이퍼 지지판(2350)의 상면으로 돌출되기 위해서는 워크 홀더 본체(2300)가 하강하여야 하며 이는 다음과 같은 작용에 의한다.

먼저, 제1 상방 이동부(2200)에서 제1모터(F1)를 일방향으로 작동시키면 이에 연결된 제1볼스크류(F2)가 회전하면서 제1경사 블럭(F3)이 y축 후방으로 이동하게 된다.

제1경사 블럭(F3)의 이동으로 인해 제1지지판(M1)이 하방으로 이동하고 제1지지판(M1)에 워크 홀더 본체(2300)가 하방으로 이동하게 된다.

이때, 제1지지판(M1)의 하방운동은 제1지지판(M1)에 고정된 제1 이동가이드부재(M3)에 설치된 제1측면 슬라이드(M5)가 제1고정 가이드부재(F7)에 설치된 제1측면 레일부(F8)를 따라 이동하는 방식으로 안내된다.

한편, 워크 홀더 본체(2300)가 하방으로 이동하면서 지지컬럼(2340)의 하방운동은 지지컬럼(2340)의 지지로드 가이드홈(2331)이 지지로드(2340)에 의해 안내되면서 이루어진다.

또한, 웨이퍼 지지판(2350)의 하강운동은 웨이퍼 지지판(2350)에서 냉각판(2351)에 형성된 가이드홈(2351a) 및 고정판(2352)에 형성된 가이드홈(2352a)이 지지도르(2122)에 의해 안내되면서 이루어진다.

본 발명에서 지지로드(2122)의 높이는 고정된 상태이므로 웨이퍼 지지판(2350)이 상대적으로 하강함에 따라 지지로드(2122)가 웨이퍼 지지판(2350)의 상부로 돌출되게 되며, 이러한 상태에서 웨이퍼를 지지하여 웨이퍼 지지판(2350)에서 적치하게 된다.

반대로 워크 홀더 본체(2300)를 상방으로 이동시키기 위해서는 제1볼스크류(F2)를 반대로 회전시키면 된다.

웨이퍼 냉각단계는 다음과 같이 수행된다.

웨이퍼는 증착공정을 거치면서 100도 이상으로 온도가 상승하게 되면 로드락을 통과하면서 30-40도 정도가 된다.

그러나, 여전히 온도가 높은 편이며 특히 웨이퍼 전체에 걸쳐 웨이퍼의 팽창 및 온도분포의 편차가 발생하게 되고, 이는 공정상 큰 불량을 야기하게 된다.

웨이퍼 지지판(2350)의 상부에 설치된 웨이퍼 고정판(2352)에 웨이퍼가 적치되면 열전도현상에 의해 웨이퍼 고정판(2352)의 저면에 설치된 온도센서(2354)에 의해 온도가 감지된다.

본 발명에서는 웨이퍼 고정판(2352)의 온도를 19도 에서 60 도 범위내에서 미리 요구하는 온도를 설정할 수 있다.

그런 다음, 온도센서(2354)에 의해 감지되는 웨이퍼 고정판(2320)의 온도가 미리 설정된 온도를 지속적으로 유지하도록 칠러(6000)에서 제1냉각유체(S1)의 온도를 조절한다.

예를 들어, 온도센서(2354)에 의해 감지된 온도가 미리 설정된 온도보다 높은 경우 미도시된 제어부에 의해 칠러(6000)를 제어하여 온도를 낮춘 제1냉각유체(S1)를 냉각판(2351)에 공급하는 작용을 하게 된다.

따라서, 온도가 낮아진 제1냉각유체(S1)가 냉각판(2351)의 입구부(2351c)로 유입되어 유로(2351b)를 유동하여 출구부(2351d)로 배출됨으로써, 냉각된 제1냉각유체(S1)의 지속적인 유동작용에 의해 냉각판(2351)의 온도가 감소하고 이로 인해 웨이퍼의 온도가 감소하게 된다.

따라서, 본 발명의 잉크젯 인쇄 장치로 유입되기 이전 공정에서 팽창된 웨이퍼가 잉크젯 인쇄 장치의 내부에서 냉각되면서 원래의 형상을 유지하게 되므로 이후의 인쇄공정에서 웨이퍼 팽창으로 인한 인쇄 불량이 발생하는 것을 방지하게 된다.

한편, 인클로저(5000)의 내부에 질소가스의 분위기 온도도 예를 들어 25 도로 일정하게 유지하고, 잉크젯 장치의 내부에서 웨이퍼의 온도도 동일한 온도로 일정하게 유지함으로써 잉크젯 인쇄장치를 이용한 공정에서 인쇄품질이 항상 균일하게 유지하는 작용을 하게 된다.

다음으로 웨이퍼 고정 단계를 수행하게 된다.

냉각단계가 완료된 다음에는 웨이퍼 고정판(2352)에 웨이퍼를 고정하는 단계를 수행하게 된다.

웨이퍼 고정단계는 잉크젯 프린터 장치의 외부에 배치되는 진공펌프(미도시)를 작동시켜 진공 흡입구(2352c)로 유입시켜 진공 흡착공(2352b)에서 작동하게 하고 배출구(2352d)를 통해 배출시키면서 진공상태를 유지시켜 웨이퍼가 웨이퍼 지지판(2350)에 고정되게 한다.

다음에는 웨이퍼의 고정된 위치를 감지하고 올바르게 위치하지 않는 경우에는 uvw 스테이지(1300)를 조절하여 정확한 위치로 웨이퍼를 정렬하는 단계를 수행한다.

(3) 인쇄단계

인쇄단계는 인쇄진행단계와 잉크젯 검사단계로 이루어진다.

인쇄진행단계에서는 웨이퍼가 고정된 워크 홀더(200)가 워크 홀더 이동부(1200)에 의해 y축 방향으로 이동하게 된다.

워크 홀더 이동부(1200)에서는 제1가동자(L3)의 내부 권선에 전류가 인가됨에 따라 제1고정자(L1)와의 상호작용에 의해 제1가동자(L3)가 제1레일(L2)을 따라 이동하게 되고, 이에 따라 제1이동부재(L4)가 이동하게 된다.

워크 홀더(2000)가 설치되는 워크 홀더 저면부재(2001)는 제1이동부재(L4)에 고정되어 있으므로 제1이동부재(L4)의 이동에 의해 웨이퍼가 고정된 워크 홀더(2000)가 y축 방향 전방으로 이동하게 된다.

웨이퍼가 y축 방향으로 인쇄위치에 도달하게 되면, 헤드부(3000)가 헤드부 이동부(1400)에 의해 x축 방향으로 이동하면서 웨이퍼에 잉크를 분사하는 동시에 워크 홀더(2000)는 y 축 방향으로 이동하면서 프린트 작업을 수행하게 된다.

헤드부(3000)의 x축 방향 이동작용은 하기와 같이 이루어진다.

헤드부(3000)는 챔버(3100)의 내부에 형성되고 챔버(3100)의 후면은 제2이동부재(L4-1)에 설치되어 있다.

헤드부 이동부(1400)의 제2가동자(L3-2)의 내부 권선에 전류가 인가됨에 따라 제2고정자(L1-1)와의 상호작용에 의해 제2레일(L2-1)을 따라 이동하게 되고, 이에 따라 제2이동부재(L4-1)가 이동하게 되고, 이에 따라 헤드부(3000)가 x축 방향으로 이동하게 된다.

잉크젯 검사단계는 인쇄진행단계가 종료된 후에는 필요에 따라 헤드 검사부(3400)에서 수행하게 된다.

잉크젯 검사단계에서는 헤드 검사부(3400)가 제2상방 이동부(3410)에 의해 z축 상방으로 이동하며 퍼징컵(3440)이 헤드(3300)을 덮어 실링되게 한다.

제2 상방 이동부(3410)에 의한 작용은 제1 상방 이동부(2200)와 동일한 방식으로 작동하여 제2지지판(M1-1)이 상방으로 이동하고, 제2지지판(M1-1)에 고정된 평판 형상의 제1횡방향 지지부(3421)가 상방으로 이동하면서 제2지지판(M1-1)에 설치된 퍼징컵(3440)과 검사부(3450)가 z축 방향 상방으로 이동하게 된다.

검사부(3450)에서는 x축 방향 이동수단(341) 및 y축 방향 이동수단(3432)에 의해 잉크 이상 유무 검사에 적합하도록 x 축 및 y축 상 적절한 위치에 배치된다.

그런 다음 헤드(3442)에서 퍼징컵(3440)으로 잉크를 분사하면 조명부(3452)에서 조사된 광이 잉크를 통과하여 카메라부(3453)로 입력되면서 잉크 분사에 대한 검사가 이루어진다.

잉크 검사가 완료된 후에는 제2 상방 이동부(3410)가 반대로 작동하여 헤드 검사부(3400)가 다시 하방으로 이동하게 된다.

(4) 경화단계

경화단계는 경화위치 이동단계, 상방 이동단계 및 경화단계로 이루어진다.

경화위치 이동단계에서는 인쇄작업이 완료된 다음 웨이퍼가 고정된 워크 홀더(2000)가 워크 홀더 이동부(1200)에 의해 y축 후방으로 이동하여 잉크 경화부(4000)의 바로 하부에 위치되게 한다.

다음으로 상방 이동단계에서는 제1상방 이동부(2200)의 작동에 의해 워크 홀더 본체(2300)가 상방으로 이동하여 잉크 경화부(4000)와 접촉하는 높이(h2)까지 이동하게 된다.

상방 이동은 웨이퍼 고정판(2350)이 제2단차홈(4111c)의 내부까지 삽입되어 제2실링(4122)를 가압하는 정도까지 수행된다.

경화단계에서는 경화장치(4200)를 작동시킨 상태에서 경화장치 이동부(4300)에서 제3모터(M3)를 구동시켜 제3볼스크류(BS3)가 작동하게 하고, 이에 따라 경화장치(4200)가 설치된 제3슬라이더(SL3)를 따라 y축 방향으로 이동하면서 웨이퍼에 분사된 잉크를 경화하는 작용을 하게 된다.

경화장치(4200)에서 조사되는 자외선은 1차적으로는 단계에서 유리판 고정부재(4110)에 설치된 제2실링(4122)에 의해 차단된다.

또한, 자외선은 2차적으로는 제1커버부(2410)의 개방홈(2411)의 내측 둘레에는 제1실링(2412)에 의해 차단된다.

이러한 2중적인 차단효과에 의해 자외선은 경화작용이 진행하는 과정에서 워크 홀더 커버부(2400)의 외부로 유출되지 않고 차단되는 작용을 하게 된다.

이러한 작용으로 인해 잉크젯 인쇄 장비의 내부에 비산된 잉크나 먼지 등이 경화되는 것을 방지하는 효과를 가지게 된다.

또한, 경화단계를 수행하는 경우 퍼징컵(3400)이 헤드(3300)를 덮도록 검사부(3450)가 상방으로 이동되는 것이 유리하다.

이로 인해, 헤드(3300)에 잔류하는 잉크가 자외선 차단작용이 존재하는 퍼징컵(3400)에 의해 차단되므로 헤드(3300)에 잔류하는 잉크가 경화단계에서 경화되는 방지되어 다음 인쇄작업이 원활하게 이루어지는 작용을 하게 된다.

게다가, 경화단계에서도 온도센서(2354)에 의해 감지된 웨이퍼 고정판(2352)의 온도가 경화장치에서 발생되는 자외선에 의해 미리 정해진 온도와 상이하게 되는 경우, 즉 온도가 높아지는 경우, 미도시된 제어부에 의해 칠러(6000)를 제어하여 온도를 낮춘 제1냉각유체(S1)를 냉각판(2351)에 공급하는 작용을 하게 된다.

따라서, 경화단계에서 웨이퍼의 온도가 증가하는 것이 방지되어 잉크젯 인쇄 장치 이후의 공정에서 웨이퍼 팽창으로 인한 제품 불량이 발생하는 것을 방지하는 작용을 하게 된다.

(5) 반출단계

웨이퍼 반출단계에서는 먼저 상방으로 이동된 워크 홀더(2000)를 제1상방 이동부(2200)를 반대로 구동하여 z축 하방으로 이동시켜 웨이퍼 반출높이와 동일하게 위치시킨다.

그런 다음, 외부의 웨이퍼 이송수단에 의해 잉크젯 인쇄 장비의 외부로 반출하게 된다.

본 발명에서는 잉크 경화부(4000)가 인클로저(5000)의 y축 후방에 설치됨으로써 경화단계 후 바로 웨이퍼를 반출하는 것이 가능하게 되어 공정시간을 절감하는 효과를 가지게 된다.

본 발명의 장점을 정리하면, 기본적으로 하나의 인클로저(5000) 내부에 인쇄단계와 경화단계 수행되도록 구성되므로 전체적으로 장치의 크기가 작아지고 컴팩트해지는 장점을 가지게 된다.

게다가, 인쇄 및 경화 장치가 하나의 인클로저(5000)의 내부에서 이루어지므로 별개의 장치로 형성된 장비에서 각 공정이 이루어지는 경우에 비해 장비의 원가가 절감되고 각 공정으로 이동과정 등에서 발생하는 이물질 투입이 방지되는 작용을 하게 된다.

또한, 본 발명에서는 하나의 인클로저 내부에서 경화단계가 수행되는 경우에도 전술한 바와 같이 워크 홀더 커버에 의해 자외선이 워크 홀더 외부로 유출되는 것을 방지하고 헤드도 자외선 차단 투명 캡에 의해 차단됨으로써 인클로저(5000) 내부에서의 잉크나 이물질 등이 자외선으로 경화되는 것을 방지하는 효과를 가진다.

한편, 본 발명에서는 잉크젯 인쇄 공정 내내 인클로저 박스보다 더 큰 크기를 가지는 필터부에 의해 다운 플로우가 발생함으로써 인클로저 내부의 청정상태를 유지하여 인쇄품질을 향상시키는 효과를 가진다.

뿐만 아니라, 근본적으로 잉크젯 인쇄 장비 내부에서의 먼지 등의 이물질 발생을 작용을 방지하기 위해, 헤드부는 z축 방향으로 이동하지 않고 헤드 검사부가 z축 방향으로 이동하며 경화장치도 z축 방향으로 이동하지 않고 워크 홀더가 z축 상방으로 이동하게 됨으로써 인클로저(5000)의 내부에서 먼지가 발생하는 것을 사전방지함으로써 청정상태를 개선하여 인쇄품질을 향상시키게 된다.

한편, 증착공정에 의해 가열되어 형상이 왜곡된 웨이퍼를 냉각시킨 다음 인쇄단계를 수행하게 함으로써 인쇄품질을 개선하는 효과를 가지게 된다.

또한, 경화단계에서도 경화에 의한 웨이퍼 팽창 등과 같은 변형을 방지하는 작용을 하게 되므로 이후 공정에서도 웨이퍼 변형에 의한 공정 불량이 발생하는 것을 방지하는 장점을 가지게 된다.

본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 것인 바, 본 발명의 기술적 범위를 제한하는 것으로 해석될 수 없는 것이며, 본 발명의 실시예와 유사한 범위 기술은 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.

[이 발명을 지원한 국가연구개발사업]

[과제고유번호] 1415174162

[과제번호] 20016332

[부처명] 산업통상자원부

[과제관리(전문)기관명] 한국산업기술평가관리원

[연구사업명] 소재부품기술개발(R＆D)

[연구과제명] Post InP 전계 발광 양자점 소재 소자 및 공정 기술 개발

[기여율] 1/1

[과제수행기관명] (주) 제이아이테크

[연구기간] 2021.04.01 ~ 2024.12.31

Claims

잉크젯을 이용하여 웨이퍼 등의 인쇄대상물에 인쇄하기 위한 장치로서,

인쇄 대상물을 고정하기 위한 워크 홀더(2000)와,

상기 워크 홀더(2000)를 y 축 방향으로 선형이동가능하게 하는 워크 홀더 이동부(1200)와,

상기 워크 홀더 이동부(1200)가 설치되는 베이스(1000)와,

상기 베이스(1000)에 설치되며 상기 인쇄 대상물에 잉크를 분사하는 헤드부(3000)와,

상기 헤드부(3000)를 x 축 방향으로 이동하게 하며 상기 베이스(1000)의 상부에 설치되는 헤드부 이동부(1400)와,

상기 워크 홀더(2000)의 y 축 방향 이동경로상에서 상기 워크 홀더(2000)의 상부에 설치되는 잉크 경화부(4000)와,

상기 워크 홀더(2000), 헤드부(3000) 및 잉크 경화부(4000)를 모두 덮도록 설치되는 인클로저(5000)를 포함하는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 1 에 있어서,

상기 워크 홀더(2000)는,

상기 워크 홀더 이동부(1200)에 설치되는 웨이퍼 지지부(2100)와,

상기 웨이퍼 지지부(2100)의 내부에 설치되는 제1상방 이동부(2200)와,

상기 제1 상방 이동부(2200)의 상부에 설치되는 워크 홀더 본체(2300)와,

상기 제1상방 이동부(2200)는 상기 워크 홀더 본체(2300)를 z축 방향으로 이동가능하게 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 2 에 있어서,

상기 웨이퍼 지지부(2100)는,

상기 워크 홀더 이동부(1200)에서 상부로 연장되도록 설치되는 지지대(2110)와,

상기 지지대(2110)의 상부에 설치되는 웨이퍼 지지부재(2120)으로 이루어지며,

상기 웨이퍼 지지부재(2120)는,

상기 지지대(2110)의 상방 단부에서 xy 평면 내측으로 연장되며 삼각형 평판 형상으로 이루어지는 횡방향 지지판(2121)과, 상기 지지판(2121)의 단부에 상방으로 연장되는 웨이퍼 지지로드(2122)로 이루어지고,

상기 웨이퍼 지지로드(2122)는 상기 횡방향 지지판(2121)에서 내측으로 더 연장되어 설치되는 횡방향 부재(2122a)와, 상기 횡방향 부재(2122b)에 대해 상방으로 형성되는 종방향부재(2122b)로 이루어지고,

상기종방향 부재(2122b)의 상부 단부에는 z축 방향으로 높이가 상이하도록 2개의 롤러(r)가 설치되는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 3 에 있어서,

상기 제1상방 이동부(2200)는,

상기 워크 홀더 이동부(1200)에 설치되는 제1상방 구동부(F)와, 상기 제1 상방 구동부(F)의 상부에 설치되는 제1 상대 이동부(M)로 이루어지며,

상기 제1상방 구동부(F)는,

상기 워크 홀더 저면부재(2001)은 평판 형상의 저면(2001a)에서 y축 방향으로 연장되어 설치되며 제1모터(F1)에 의해 구동되는 제1볼스크류(F2)와, 상기 제1볼스크류(F2)에 의해 선형이동하는 제1경사 블럭(F3)으로 이루어지고,

상기 제1경사 블럭(F3)의 하부에는 제1 하부 슬라이더(F4)가 설치되는 제1 하부 레일부(F5)가 설치되며 상기 제1경사 블럭(F3)의 저면이 상기 제1 하부 슬라이더(F4)에 고정되며,

상기 제1경사 블럭(F3)은 상부면은 y 축 후방으로 갈수록 높이가 높아지도록 경사지게 형성되고,

상기 제1경사 블럭(F3)의 양측에는 z 축 상방으로 연장되는 제1 고정 가이드부(F6)가 설치되고 상기 각 제1 고정 가이드 부재(F6)의 외측에는 z축 방향 상방으로 연장되며 제1측면 슬라이더(F7)가 설치되는 제1측면 레일(F8)이 형성되며,

상기 제1상대 이동부(M)는 제1지지판(M1)과, 상기 제1지지판(M2)의 하부 중앙에 설치되는 제1경사부(M2)와, 상기 제1경사부(M2)의 양측에 설치되는 제1이동 가이드부재(M3)로 이루어지고,

상기 제1경사부(M2)는 상기 제1경사 블럭(F3)의 상부면에 대응하는 형상을 가지도록 저면이 경사지게 형성되며,

상기 제1경사부(M2)의 저면에는 제1상부 슬라이더(M4)가 설치되는 제1상부 레일(M5)이 설치되며, 상기 제1경사 블럭(F3)의 상부면이 상기 제1상부 슬라이더(M4)에 고정되며,

상기 제1 고정 가이드 부재(M3)은 z 축 상방으로 연장되도록 형성되고, 각 제1 고정 가이드 부재(M3)의 내측은 상기 제1측면 슬라이더(F7)에 고정되는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 4 에 있어서,

상기 워크 홀더 본체(2300)는,

상기 제1지지판(M1)의 상부에서 z축 방향 상방으로 연장되는 지지컬럼(2340)과,

상기 지지컬럼(2340)의 상부 단부에 설치되는 웨이퍼 지지판(2350)으로 이루어지고,

상기 지지컬럼(2340)은 지지대(2110)에 형성된 각 웨이퍼 지지로드(2122)에 대응되도록 각 코너별로 형성되며,

상기 지지컬럼(2340)은 상기 워크 홀더 본체(2300)가 z축 방향으로 이동할때 상기 지지판(2121)에 의한 간섭이 발생하지 않는 위치에 형성되며,

상기 지지컬럼(2340)의 내측에는 워크 홀더 본체(2300)의 z축 방향 이동 시 웨이퍼 지지로드(2122)가 안내되도록 z축 방향으로 연장되는 지지로드 가이드 홈(2331)이 형성되는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 5 에 있어서,

상기 웨이퍼 지지판(2350)은 하부에 설치되는 냉각판(2351)과, 상기 냉각판(2351)의 상부에 설치되는 웨이퍼 고정판(2352)으로 이루어지고,

상기 냉각판(2351)의 둘레에는 웨이퍼 지지로드(2122)가 z축 방향으로 이동가능하도록 가이드홈(2351a)이 형성되고, 중앙에는 제1냉각 유체(S1)가 유동하기 위한 유로(2351b)가 형성되며 상기 냉각판(2351)의 측면에는 유로(2351b)와 연통하는 입구부(2351c)와 출구부(2351d)가 형성되고,

상기 웨이퍼 고정판(2352)에는 웨이퍼 지지로드(2122)가 z축 방향으로 이동가능하도록 가이드홈(2352a)이 형성되며, 중앙에는 웨이퍼를 고정하기 위한 진공 흡착공 (2352b)이 형성되고, 상기 웨이퍼 고정판(2352)의 측면에는 진공 흡착공(2352b)와 연통하는 진공 흡입구(2352c)와 배출구(2352d)가 형성되며,

상기 웨이퍼 고정판(2352)의 저면에는 온도센서(2354)가 설치되고,

상기 입구부(2351c)와 출구부(2351d)는 칠러(6000)와 연결됨으로써,

상기 온도센서(2354)에 의해 감지된 온도가 미리 설정된 온도를 유지하도록 상기 칠러(6000)가 상기 제1냉각 유체(S1)의 온도를 조절하도록 형성되는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 6 에 있어서,

상기 워크 홀더(2000)는 워크 홀더 커버부(2400)를 더 포함하며,

상기 워크 홀더 커버부(2400)는,

상기 웨이퍼 지지부(2100)와 상기 제1상방 이동부(2200)를 덮도록 형성되는제1커버부(2410)와,

상기 워크 홀더 본체(2300)를 덮도록 형성되는 제2커버부(2420)로 이루어지고,

상기 제1커버부(2410)는 하부가 개방되어 상기 워크 홀더 이동부(1200)에 고정되고,

상기 제1커버부(2410)의 상부에는 상기 워크 홀더 본체부(2300)가 z 방향으로 이동할 수 있도록 상부로 개방되는 개방홈(2411)이 형성되며,

상기 개방홈(2411)의 내측 둘레에는 제1실링(2412)이 설치되며,

상기 제2커버부(2420)는 상부 및 하부가 개방되도록 개방부(2411)가 형성되고,

상기 제2커버부(2410)의 상부는 상기 웨이퍼 지지판(2350)에 고정됨으로써 워크 홀더 본체(2300)가 z축 방향으로 이동하는 경우 함께 이동하도록 형성되고,

상기 제2커버부(2420)의 하부 둘레에는 상기 워크 홀더 본체부(2300)의 상방 이동 시 상기 제1실링(2412)과 접촉하도록 평판형상의 제1플랜지(2422)가 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 7 에 있어서,

상기 헤드부(3000)는,

상기 헤드부 이동부(1400)에 후면이 고정되는 챔버(3100)와,

상기 챔버(3100)의 내부에 설치되는 헤드 구동부(3200)와,

상기 헤드 구동부(3200)의 하부에 설치되며 상기 헤드 구동부(3200)에 의해 구동되며 상기 챔버(3100)의 하부로 돌출되도록 형성되는 헤드(3300)와,

상기 헤드(3300)의 하부에 설치되는 헤드 검사부(3400)로 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 8 에 있어서,

상기 헤드 검사부(3400)는,

상기 베이스(1000)에 설치되는 제2 상방 이동부(3410)와,

상기 제2 상방 이동부(3410)의 상부에 설치되며 퍼징컵(3440)을 구비하는 퍼징컵 지지부(3420)와,

상기 퍼징컵(3440)으로 분사되는 잉크를 조사하기 위한 검사부(3450)와,

상기 검사부(3450)를 상기 퍼징컵(3440)에 대해 x축 또는 y축 방향으로 이동가능하게 하기 위한 검사부 이동부(3430)으로 이루어지며,

상기 제2 상방 이동부(3410)는 상기 퍼징컵(3440)이 상기 헤드(3300)를 덮도록 상기 퍼징컵 지지부(3420)를 z축 방향으로 이동가능하도록 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 9 에 있어서,

상기 퍼징컵 지지부(3420)는,

상기 제2 상방 이동부(3420)에 고정되는 평판 형상의 제1횡방향 지지부(3421)와,

상기 횡방향 지지부(3421)에 대해 종방향으로 연장되는 종방향 지지부(3422)와,

상기 종방향 지지부(3422)에 대해 고정되며 평판 형상으로 형성되는 제2횡방향 지지부(3423)으로 이루어지며,

상기 검사부 이동부(3430)가 상기 제1횡방향 지지판(3421)에 설치되고,

상기 퍼징컵(3440)은 상기 제2횡방향 지지부(3423)에 설치되도록 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 10 에 있어서,

상기 퍼징컵(3440)은,

상기 퍼징컵 지지부(3420)에 설치되는 케이스(3441)와,

상기 케이스(3441)의 상부에 설치되는 투명부(3442)와,

상기 케이스(3441)에 설치되어 분사된 잉크를 배출하기 위한 배출유로(3443)로 형성되며,

상기 투명부(3422)은 자외선이 차단되도록 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 11 에 있어서

상기 잉크 경화부(4000)는,

상기 인클로저(5000)의 내부에서 상부에 설치되는 케이스(4100)와,

상기 케이스(4100)의 내부에 설치되는 경화장치(4200)로 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 12 에 있어서,

상기 케이스(4100)의 저면에는 하방으로 관통하는 사각 형상을 가지며 하방으로 단차지게 개방홈(4101)이 형성되고,

상기 단차진 개방홈(4101)의 하부에는 유리판 고정부재(4110)가 설치되며,

상기 유리판 고정부재(4110)는,

상기 단차진 개방홈(4101)에 대응하는 형상을 가지도록 단차지게 형성되는 프레임(4111)과,

상기 프레임(4111)에 중앙에 설치되는 유리판(4112)로 이루어지고,

상기 프레임(4111)의 상부에는 상기 유리판(4112)을 지지하기 위해 내측으로 연장되는 연장부(4111a)가 형성되고, 상기 프레임(4111)의 내측 둘레에는 제1단차홈(4111b)이 형성되고 상기 제1단차홈(4111b)의 하부에는 더 넒은 폭을 가지는 제2단차홈(4111c)이 형성되며,

상기 프레임(4111)의 외측 하부 둘레에는 상기 단차진 개방홈(4101)에 대응하는 형상을 가지는 제2플랜지(4111d)가 형성되고,

상기 유리판 고정부재(4110)의 하부에 고정되는 실링 부재(4120)는 중앙에 관통홈(4121a)이 형성된 프레임 부재(4121)와, 상기 관통홈(4121a)의 내측 둘레에 형성되는 제2실링(4122)으로 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 13 에 있어서,

상기 잉크 경화부(4000)는,

상기 제1 상방 구동부(2200)에 의해 상기 워크 홀더 본체(2300)가 상방으로 이동하여 상기 웨이퍼 고정판(2350)이 상기 제2실링(4122)이 가압하고 상기 제1플랜지(2421)가 상기 제1실링(2412)를 가압한 이후에 작동하도록 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 14 에 있어서,

상기 잉크 경화부(4000)는, 추가적으로 상기 제2 상방 구동부(3410)에 의해 상기 퍼징컵(3440)이 상방으로 이동하여 상기 헤드(3300)를 덮은 다음에 작동하도록 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 15 에 있어서,

상기 인클로저(5000)는,

상기 워크 홀더(2000), 헤드부(3000) 및 잉크 경화부(4000)를 모두 덮도록 인클로저 박스(5100)와,

상기 인클로저 박스(5100)의 상부에 설치되는 순환장치(5200)로 이루어지고,

상기 인클로저 박스(5100)는 상부 및 하부가 개방된 형상을 가지며,

상기 인클로저 박스(5100)의 정면 또는 측면에는 잉크젯 인쇄 장비의 유지 보수를 위한 고무장갑이 설치된 글러브 박스(5110)가 형성되고,

상기 인클로저 박스(5100)의 후면의 일측에는 y축 방향으로 웨이퍼가 삽입되기 위한 웨이퍼 투입구(5120)가 형성되며,

상기 인클로저 박스(5100)의 후면의 타측에는 상기 인클로저(5000)의 내부에 충진된 질소가스가 유동되게 하기 위한 순환입구(5131)가 형성되고,

상기 순환입구(5131)와 연통되도록 z축 방향으로 연장되는 순환통로(5130)가 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 16 에 있어서,

상기 순환장치(5200)는,

상기 순환통로(5130)과 연결되는 냉각박스(5210)와,

상기 냉각박스(5210)의 하부에 설치되는 송풍장치(5220)로 이루어지고,

상기 냉각박스(5210)는,

상기 송풍장치(5220)의 상부에 설치되는 박스 케이스(5211)와,

상기 박스 케이스(5211)의 내부 저면에 고정치되는 열교환기(5212)로 이루어지며,

상기 박스 케이스(5211)의 후면은 상기 순환통로(5130)와 연통되도록 개방되며 하부면도 상기 열교환기(5212)를 통과한 질소가스가 하방으로 연통되어 유동하도록 개방부(5211a)가 형성되고,

상기 열교환기(5212)는 박스 케이스(5211)의 상부에 형성된 유입구(5212a) 및 유출구(5212b)를 통해 제2냉각 유체(S2)가 유동하도록 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 17 에 있어서,

상기 송풍장치(5220)는,

상기 인클로저 박스(5100)의 상부에 설치되는 송풍장치 케이스(5221)와,

상기 송풍장치 케이스(5221)의 내부에 설치되는 송풍부(5222)와,

상기 송풍부(5222)의 하부에 설치되는 필터부(5223)으로 이루어지며,

상기 필터부(5223)는 xy 평면에서 상기 인클로저 박스(5100)의 크기보다 크게 형성되어 있는 잉크젯 인쇄 장비.
청구항 18 에 있어서,

상기 경화장치(4200)가 작동되는 경우 상기 온도센서(2354)에 의해 감지된 온도가 미리 설정된 온도를 유지하도록 상기 칠러(6000)가 상기 제1냉각 유체(S1)의 온도를 조절하도록 형성되는 잉크젯 인쇄 장비.