KR101144769B1 - 스크린 프린팅 시스템 - Google Patents

Abstract

스크린 프린팅 시스템이 개시된다. 상기 시스템은, 내부 공간을 구획하는 케이스; 상기 내부 공간에 배치되며, 각각 컨베이어 벨트를 포함하는 제1 스크린 프린팅부 및 제2 스크린 프린팅부; 및 상기 한 쌍의 스크린 프린팅부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

스크린 프린팅 시스템{Screen printing system}

본 발명은 스크린 프린팅 시스템에 관한 것이다.

태양전지를 제조하는 공정 중에 있어서, 전면 전극 및 후면 전극과 같은 미세패턴을 정확히 웨이퍼 상에 형성하기 위해서는, 이송된 웨이퍼를 정치시키고 위치를 파악하여 도전성 페이스트를 이용하여 전극을 인쇄하는 장치가 이용된다. 이러한 장치의 일 예로, 종래기술에 따르면, 웨이퍼의 위치보정을 위해 카메라를 이용하여 이송된 웨이퍼의 위치를 인식하고, 웨이퍼가 안착된 테이블을 가로 방향, 세로방향, 회전방향으로 각각 움직여 고정시킨 다음, 고정되어 있는 스크린을 향해 테이블을 이송시켜 스퀴지를 이용한 인쇄를 수행하는 시스템이 이용되었다.

그러나, 이러한 종래기술에 따르면, 처리량(throughput)을 증가시키기 위해서는 웨이퍼가 안착되는 테이블과, 패터닝을 위한 스크린 메시(screen mesh)를 포함하는 처리라인의 수도 그만큼 증설하여야 한다. 그렇게 되면 비용이 상승하게 되고, 설비가 차지하게 되는 공간 또한 증가하게 되는 문제가 있다.

이에, 과도한 비용상승 없이 처리량을 향상시키면서도 공간활용도를 높일 수 있는 스크린 프린팅 시스템에 대한 개발이 필요하다.

본 발명은 과도한 비용상승 없이 처리량을 향상시키면서도 공간활용도를 높일 수 있는 스크린 프린팅 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부 공간을 구획하는 케이스; 상기 내부 공간에 배치되며, 각각 컨베이어 벨트를 포함하는 제1 스크린 프린팅부 및 제2 스크린 프린팅부 - 이 때, 제1 스크린 프린팅부의 컨베이어 벨트와 제2 스크린 프린팅부의 컨베이어 벨트는 서로 나란하게 배치됨 -; 및 상기 한 쌍의 스크린 프린팅부의 작동을 모두 제어하는 제어부를 포함하는 스크린 프린팅 시스템이 제공된다.

여기서, 상기 제1 스크린 프린팅부 및 제2 스크린 프린팅부는, 각각, 기판을 이송시키는 컨베이어 벨트; 상기 컨베이어 벨트의 하측에 배치되어, 이송된 상기 기판을 지지하는 테이블; 상기 테이블 상에 위치한 기판의 정렬상태를 감지하는 정렬센서부; 상기 테이블을 상하로 이동시키는 테이블 승강부; 상기 테이블의 상측에 이격되어 위치하며, 상기 기판의 정렬상태에 따라 위치가 보정되는 스크린을 포함하는 스크린 어셈블리; 및 상기 스크린 어셈블리를 상하로 이동시키는 스크린 승강부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제1 스크린 프린팅부의 스크린 어셈블리와, 제2 스크린 프린팅부의 스크린 어셈블리는 서로 사선 방향에 위치할 수 있다.

또한, 상기 테이블의 후방에는, 스크린 프린팅이 완료된 기판의 불량여부를 검사하는 검사기가 마련될 수도 있다.

상기 검사기의 하측에는 상기 기판의 양단을 지지하여 이송하는 검사벨트가 마련될 수 있으며, 상기 검사벨트 사이에는, 상기 검사기에 의해 불량으로 판정된 기판이 토출되도록, 상기 검사벨트의 진행방향과 교차하는 방향으로 작동하는 토출벨트가 위치할 수도 있다.

상기 테이블 상에 위치한 기판의 이동을 방지하기 위해, 상기 테이블에는 음압 공급을 위한 음압홀이 형성될 수도 있으며, 상기 테이블의 상면에는, 상기 컨베이어 벨트가 삽입되도록 홈이 형성될 수도 있다.

상기 정렬센서부는 상기 테이블의 하측에 위치할 수 있으며, 이 때, 상기 테이블에는 상기 정렬센서부가 상기 기판의 정렬상태를 감지할 수 있도록 투명영역이 마련될 수 있다.

상기 센서부는, 상기 기판의 후면(後面)을 감지하는 제1 센서; 상기 기판의 측면(側面)을 감지하는 제2 센서; 및 상기 기판의 회전 상태를 감지하는 제3 센서를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서는, 각각 조명수단 및 카메라를 포함할 수 있다.

상기 스크린 어셈블리는, 중앙에 제1 개방홀이 형성된 하부 프레임; - 상기 스크린은 상기 하부 프레임의 하측에 고정됨 - 상기 하부 프레임의 상측에 위치하며, 상기 제1 개방홀에 상응하는 제2 개방홀이 형성된 상부 프레임; 상기 제2 개방홀을 중심으로 서로 대향하도록 상기 상부 프레임의 상측에 위치하는 한 쌍의 가이드부; 상기 양 단이 상기 한 쌍의 가이드부에 의해 지지되어, 상기 가이드부의 길이 방향을 따라 이동 가능한 지지바; 및 상기 지지바에 결합되며, 상기 제2 개방홀 및 상기 제1 개방홀을 관통하여, 상기 스크린 상에 도포된 페이스트를 상기 기판 상에 인쇄하는 스퀴지 어셈블리를 더 포함할 수도 있다.

상기 가이드부는 컨베이어 벨트일 수 있으며, 상기 지지바는, 상기 가이드부를 구동하는 서보모터에 의해 이동될 수 있다.

상기 스크린 승강부는, 상기 하부 프레임의 가장자리를 따라 이격되도록 배치되어 상기 하부 프레임을 지지하며, 상하로 연장 가능한 복수 개의 스크린 지지다리; 및 기어열을 이용하여 상기 스크린 지지다리를 상하로 이동시키는 모터를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 컨베이어 벨트와 상기 테이블은 테이블 프레임 상에 위치할 수 있으며, 상기 테이블 프레임에는 상기 스크린 지지다리가 관통하는 개방홀이 형성될 수 있다.

상기 컨베이어 벨트는 벨트 프레임에 결합되며, 상기 테이블 승강부는, 상기 테이블의 가장자리를 따라 이격되도록 배치되어 상기 테이블을 지지하며, 상하로 연장 가능한 복수 개의 테이블 지지다리; 및 상기 벨트 프레임을 상하로 이동시키는 실린더를 포함할 수 있다.

상기 테이블의 전방에 위치하여 상기 기판의 이송을 감지하고, 상기 기판이 상기 테이블 상에 위치하여 정지하도록 상기 컨베이어 벨트의 작동을 조절하는 기판 감지 센서를 더 포함할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 과도한 비용상승 없이 처리량을 향상시키면서도 공간활용도를 높일 수 있는 스크린 프린팅 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템의 외관을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템의 내부를 나타내는 평면도.
도 3은 프린팅 스크린부를 나타내는 분해 사시도.
도 4는 이송 어셈블리를 나타내는 평면도.
도 5는 인쇄 컨베이어 벨트부를 나타내는 평면도.
도 6은 테이블 어셈블리를 나타내는 사시도.
도 7은 테이블 어셈블리에서 테이블이 제거된 상태를 나타내는 평면도.
도 8은 테이블 어셈블리를 나타내는 측면도.
도 9는 스크린 어셈블리를 나타내는 평면도.
도 10은 이송 어셈블리를 나타내는 측면도.
도 11은 검사기를 나타내는 사시도.
도 12는 검사기를 나타내는 단면도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 스크린 프린팅 시스템의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템은, 웨이퍼와 같은 기판의 전면 및/또는 후면에 도전성 페이스트를 인쇄하여 전극을 형성하는 데에 이용될 수 있는 것이다. 이러한 스크린 프린팅 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(1000)에 의해 외관이 형성된다. 케이스(1000)의 일측면에는 스크린 프린팅이 완료된 기판이 배출되는 배출구(1130)가 형성될 수 있으며, 전면 소정의 위치에는 작업 상황을 확인할 수 있는 디스플레이(1110) 및 수동으로 작업 명령을 입력하기 위한 터치스크린 등의 입력장치(1130) 등이 마련될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템은, 복수 개의 기판을 동시에 이송하여 처리할 수 있도록, 케이스의 내부 공간에 스크린 프린팅을 위한 설비 즉, 스크린 프린팅부(2000A, 2000B)를 복수로 구비한다.

도 2를 기준으로 예를 들면, 기판은 좌측에서 우측으로 이송된다. 또한, 각각의 스크린 프린팅부(2000A, 2000B)에 페이스트를 공급하기 위한 페이스트 공급기(3000A, 3000B)가 케이스(1000) 내 소정의 위치에 마련되고, 스크린 프린팅부(2000A, 2000B)에 의해 스크린 프린팅이 완료된 기판에 대한 검사를 수행하기 위한 검사기(4000A, 4000B)가 케이스 내측의 최후방, 즉 최우측에 마련된다. 또한, 케이스(1000) 내 소정의 위치에는 본 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템의 각종 작동에 대한 제어를 담당하는 제어부(5000)가 위치한다.

도 3에는 스크린 프린팅부(2000A)의 구조가 도시되어 있다. 도 3에서는 도 2를 기준으로 상대적으로 전방에 위치한 스크린 프린팅부(2000A, 이하 '제1 스크린 프린팅부'라 칭함)만이 도시되어 있으나, 상대적으로 후방에 위치한 스크린 프린팅부(2000B, 이하 '제2 스크린 프린팅부'라 칭함) 역시 제1 스크린 프린팅부(2000A)와 대응되는 구조를 가지므로, 이에 대한 구체적인 설명은 제1 스크린 프린팅부(2000A)에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 경우에는 스크린 프린팅부(2000A)로 스크린 어셈블리(2200A), 이송 어셈블리(2100A), 스크린 승강부(2300A)를 제시하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이송 어셈블리(2100A)는 기판을 공급받고, 스크린 프린팅이 진행되는 동안 기판을 지지하며, 스크린 프린팅이 완료된 기판을 후속 공정으로 전달하는 기능을 수행한다. 본 실시예에서는 이러한 이송 어셈블리(2100A)로 대략 판 형상의 테이블 프레임(2140)과, 테이블 프레임(2140) 상에 서로 병렬로 배치되는 인쇄 컨베이어 벨트부(도 4의 2100A-1, 2100B-1 참조)와 전송 컨베이어 벨트부(도 4의 2100A-2, 2100B-2 참조)를 제시한다.

인쇄 컨베이어 벨트부(2100A-1, 2100B-1)는, 그 상측에 위치한 스크린 어셈블리(도 3의 2200A 참조)에 의해 스크린 프린팅 공정이 수행되는 영역으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 직렬로 위치하는 전방 컨베이어 벨트부(2120), 테이블 어셈블리(2110), 후방 컨베이어 벨트부(2130)를 포함한다. 여기서, 전방 컨베이어 벨트부(2120)는 테이블 어셈블리(2110)로 기판을 공급하는 기능을 수행하며, 후방 컨베이어 벨트부(2130)는 스크린 프린팅이 완료된 기판을 후속 공정으로 전달하는 기능을 수행한다. 또한, 테이블 어셈블리(2110)는 기판에 스크린 프린팅 공정이 진행되는 동안 기판을 지지하는 기능을 수행한다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상대적으로 전방에 위치한 제1 이송 어셈블리(2100A)에 마련된 전송 컨베이어 벨트부(2100A-2)는, 후방에 위치한 제2 이송 어셈블리(2100B)에서 스크린 프린팅이 진행될 기판을 공급하는 기능을 수행하게 된다. 즉, 제1 이송 어셈블리(2100A) 상에 위치한 전송 컨베이어 벨트부(2100A-2)에서는 스크린 프린팅이 수행되지 않고, 단지 제2 이송 어셈블리(2100B)로 기판을 전달하는 기능을 수행하는 것이다.

마찬가지로, 제2 이송 어셈블리(2100B)에 마련된 전송 컨베이어 벨트부(2100B-2)는, 이미 제1 이송 어셈블리(2100A) 에서 스크린 프린팅이 완료된 기판을 후속 공정으로 전달하는 기능을 수행하게 된다.

한편, 스크린 프린팅 시스템의 공간을 효율적으로 활용하기 위해, 서로 이웃하는 두 개의 이송 어셈블리(2100A, 2100B), 보다 구체적으로는 이웃하는 두 개의 테이블 프레임(2140)이 서로 어긋나게 배치된다. 즉, 두 개의 이송 어셈블리(2100A, 2100B)의 서로 이웃하는 면의 일부만이 대향하는 것이다. 이렇게 대향하는 영역에 인쇄 컨베이어 벨트부(2100A-1, 2100B-1)와 전송 컨베이어 벨트부(2100A-2, 2100B-2)가 위치하게 된다. 보다 구체적으로, 제1 이송 어셈블리(2100A)에 마련된 인쇄 컨베이어 벨트부(2100A-1)와 제2 이송 어셈블리(2100B)에 마련된 전송 컨베이어 벨트부(2100B-2)가 직렬로 배치되고, 제1 이송 어셈블리(2100A)에 마련된 전송 컨베이어 벨트부(2100A-2)와 제2 이송 어셈블리(2100B)에 마련된 인쇄 컨베이어 벨트부(2100B-1)가 직렬로 배치된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스크린 어셈블리(2200A)는 이송 어셈블리(2100A)의 상측, 보다 구체적으로는 테이블 어셈블리(2110)의 상측에 위치하여 기판의 표면에 스크린 프린팅 공정을 수행하는 역할을 하며, 스크린 승강부(2300A)는 스크린 어셈블리(2200A)를 상하로 이동시키는 기능을 수행한다. 본 실시예의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 스크린 어셈블리 역시 두 개가 마련되고, 두 개의 스크린 어셈블리 역시 이송 어셈블리의 경우와 마찬가지로 어긋나게 배치된다. 이들에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

도 6은 테이블 어셈블리(2110)를 나타내는 사시도이고, 도 7은 테이블 어셈블리(2110)에서 테이블(2112)이 제거된 상태를 나타내는 평면도이다. 테이블 어셈블리(2110)는 이송된 기판이 소정 시간 동안 정지되는 곳으로서, 그 상측에 위치한 스크린 어셈블리(2200A)에 의해 스크린 프린팅 공정이 진행되는 곳이다.

본 실시예에 따르면, 컨베이어 벨트를 이용하여 기판을 이송하는 인라인 방식을 이용한다. 이와 같이 인라인 타입을 적용함으로써, 연속적인 처리를 가능케 하여 수율을 향상시킬 수 있게 된다. 한편, 기판을 이송하는 컨베이어 벨트로는, 도 6에 도시된 바와 같이, 서로 이격되어 기판의 양단을 각각 지지하는 한 쌍의 벨트(2111-1, 2111-2)를 이용할 수도 있으며, 이 밖의 다른 형태의 것을 이용할 수도 있음은 물론이다. 컨베이어 벨트(2111-1, 2111-2)는 롤러(2117) 등이 구비된 벨트 프레임(2116)에 결합되어 구동될 수 있다.

컨베이어 벨트(2111-1, 2111-2)의 하측 소정의 위치에는 이송된 기판을 지지하는 테이블(2112)이 위치한다. 테이블(2112)은 컨베이어 벨트(2111-1, 2111-2)에 의해 이송되는 기판의 이동 경로 중에 위치하며, 이송된 기판을 지지하는 기능을 수행한다.

한편, 테이블(2112)의 전방에는, 예를 들면 전방 컨베이어 벨트부(2120)의 상측에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판의 이송을 감지하는 기판 감지 센서(2122)가 위치할 수 있다. 기판 감지 센서(2122)는 테이블 어셈블리(2110)를 향해 이송되는 기판을 감지하여, 기판이 테이블(2112) 상에 정확히 위치하여 정지하도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 기판 감지 센서(2122)가 기판의 이송을 감지한 뒤, 소정의 시간(예를 들면 약 1.5초)이 지난 뒤 컨베이어 벨트(2111-1, 2111-2)의 작동이 멈추도록 하는 방법 등을 이용할 수 있다.

한편, 테이블(2112) 상에 위치한 기판의 이동을 방지하기 위해, 테이블(2112)에는 음압 공급을 위한 음압홀(2115)이 형성될 수도 있다. 테이블에 음압홀(2115)을 형성하고, 펌프(미도시) 등을 이용하여 음압을 공급하게 되면, 테이블(2112) 상에 위치한 기판이 테이블(2112)에 밀착하게 되어 테이블 이동 시에도 정렬 상태가 흐트러지지 않을 수 있게 되는 것이다.

다른 한편, 테이블(2112)의 상면에는, 컨베이어 벨트(2111-1, 2111-2)가 삽입되도록 홈(2114)이 형성될 수도 있다. 이렇게 테이블에 홈(2114)이 형성되면, 테이블(2112)의 상측에 위치한 컨베이어 벨트(2111-1, 2111-2)에 의해 기판이 테이블(2112) 상에서 필요 이상으로 이격되는 것을 방지할 수 있게 되어, 테이블(2112)에 의한 보다 안정적인 지지가 가능해질 수 있게 된다.

정렬센서부(도 7의 2119-1, 2119-2, 2119-3 참조, 이하 통칭 시 '2119')는 테이블(2112) 상에 위치한 기판의 정렬상태를 감지한다. 즉, 스크린 프린팅을 위한 스크린(도 10의 2230 참조)과 기판의 정합도를 확보하기 위해, 우선 기판의 정렬상태를 감지하는 것이다. 본 실시예에서는 이러한 정렬센서부(2119)로, 테이블의 하측에 위치하는 카메라 및 조명수단을 제시한다. 이 때, 테이블에는 정렬센서부(2119), 즉 카메라가 기판의 정렬상태를 감지할 수 있도록 투명영역(2113-1, 2113-2, 2113-3, 이하 통칭 시 '2113')이 마련된다. 여기서 투명영역(2113)은 완전히 투명한 것만을 의미하는 것이 아니라, 기판의 정렬상태를 광학적으로 감지할 수 있을 정도로 반투명한 경우를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다. 본 실시예에서는 투명영역(2113)에 석영이 마련되어 있는 구조를 제시한다.

한편, 정렬센서부(2119)는 기판의 후면(後面)을 감지하는 제1 센서(2119-1)와, 기판의 측면(側面)을 감지하는 제2 센서(2119-2), 기판의 회전 상태를 감지하는 제3 센서(2119-3)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 센서(2119-1)와 제2 센서(2119-2)를 이용하여 기판의 후면 및 측면의 에지(edge)를 감지하여, 이로부터 기판의 X축과 Y축 방향으로의 정렬 오차를 판단해 낼 수 있게 되고, 제3 센서(2119-3)를 이용하여 기판의 회전방향으로의 정렬 오차를 판단해 낼 수 있게 된다.

기판의 정렬상태가 감지되면, 테이블(2112) 및 테이블 상에 위치한 기판(미도시)은 테이블 승강부(2118)에 의해 상승한다. 테이블 승강부(2118)가 테이블(2112)을 소정의 높이만큼 상승 및 하강시키는 기능을 수행하는 것이다. 이러한 테이블 승강부(2118)로서는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 테이블(2112)의 가장자리를 따라 이격되도록 배치되어 테이블(2112) 스크린 어셈블리를 지지하며, 상하로 연장 가능한 복수 개의 테이블 지지다리(2118a)와, 벨트 프레임(2116)을 상하로 이동시키는 실린더(2118b)를 이용할 수 있다. 각각의 테이블 지지다리(2118a)들은 조립성 향상을 위해 지지프레임(2118c)에 체결될 수 있다. 이 밖에도 리니어 액츄에이터(미도시)와 기어열(미도시) 등과 같은 다양한 동력전달구조를 이용할 수도 있을 것이다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 테이블(2112)의 상측에는 스크린 프린팅을 위한 스크린(도 10의 2230 참조)을 구비하는 스크린 어셈블리(2200A)가 위치한다. 도 9에는 스크린 어셈블리(2200)의 평면도가 도시되어 있다.

이 때, 앞서 감지된 기판의 정렬상태가 제어부(도 2의 5000 참조)에 의해 스크린(2230)에 전달되어, 스크린(2230)의 위치 보정에 이용된다. 즉, 기판의 정렬상태에 대한 정보를 바탕으로 스크린(2230)의 위치가 보정됨으로써, 스크린(2230)과 기판 사이의 정합이 이루어질 수 있게 되는 것이다. 이를 위해, 복수 개의 서보모터들(도 9의 2211-1, 2211-2, 2211-3)이 이용될 수 있다. 이 경우, 감지된 기판의 정렬상태에 대한 정보를 바탕으로 각각의 서보모터(2211-1, 2211-2, 2211-3)가 동작하여 스크린(2230)을 이동시켜 기판과의 정합이 이루어지게 된다.

본 실시예에 따르면, 복수의 스크린 프린팅부(2000A, 2000B)를 구비함에도 불구하고, 하나의 제어부(5000)만으로 각종 작동을 제어할 수 있어, 시스템의 제조비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 설비가 차지하는 공간 역시 절감할 수 있는 장점이 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 스크린 어셈블리(2200A)는 중앙에 제1 개방홀(도 3의 2213 참조)이 형성된 하부 프레임(2210)과; 하부 프레임(2210)의 상측에 위치하는 상부 프레임(2220)과; 상부 프레임(2220)의 상측에 위치하는 한 쌍의 가이드부(2221-1, 2221-2)와; 상기 양 단이 상기 한 쌍의 가이드부(2221-1, 2221-2)에 의해 지지되어, 상기 가이드부(2221-1, 2221-2)의 길이 방향을 따라 이동 가능한 지지바(2222); 및 상기 지지바(2222)에 결합되며, 상기 스크린(2230) 상에 도포된 페이스트를 상기 기판 상에 인쇄하는 스퀴지 어셈블리(2223)를 포함할 수 있다.

하부 프레임(2210)은 대체로 판 형상으로 이루어지며, 중앙에는 제1 개방홀(2213)이 형성된다. 이 때, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 하부 프레임(2210)의 하측에는 스크린(2230)이 고정된다. 그 결과, 스크린(2230)의 상면은 제1 개방홀(2213)에 의해 노출될 수 있게 된다. 한편, 하부 프레임(2210) 상에는 스크린(2230)의 위치 보정을 위한 복수 개의 서보모터들(2211-1, 2211-2, 2211-3)이 위치할 수 있다.

도 3과 도 9 및 도 10을 참조하면, 상부 프레임(2220)은 하부 프레임(2210)으로부터 소정 거리 이격되어 위치한다. 상부 프레임(2220)의 중앙에는 제1 개방홀(2213)에 대응되는 제2 개방홀(2225)이 형성된다. 그 결과, 스크린(2230)의 상면은 제1 개방홀(2213) 및 제2 개방홀(2225)에 의해 노출될 수 있게 된다.

상부 프레임(2220) 상에는 제2 개방홀(2225)을 중심으로 서로 대향하는 한 쌍의 가이드부(2221-1, 2221-2)가 마련된다. 이러한 가이드부(2221-1, 2221-2)는 추후 설명할 스퀴지 어셈블리(2223), 보다 구체적으로는 지지바(2222)의 직선운동을 가이드하는 역할을 수행할 수 있게 된다. 가이드부(2221-1, 2221-2)로는 컨베이어 벨트를 이용할 수 있다. 이 경우, 가이드부(2221-1, 2221-2)는 서보모터(2224)에 의해 구동될 수 있게 된다.

지지바(2222)는 양단이 각각 가이드부(2221-1, 2221-2)에 의해 지지된다. 그 결과, 지지바(2222)는 제1 개방홀(2213) 및 제2 개방홀(2225)을 가로지르는 형상을 갖게 된다. 한편, 전술한 바와 같이 가이드부(2221-1, 2221-2)가 컨베이어 벨트(1210-1, 1210-2)로 이루어지는 경우, 컨베이어 벨트(1210-1, 1210-2)의 구동에 의해 지지바(2222)가 이송되는 방식을 통해 지지바(2222)의 직선 운동이 가이드될 수 있게 된다.

이러한 지지바(2222)에는 스크린 프린팅을 수행할 스퀴지 어셈블리(2223)가 결합된다. 스퀴지 어셈블리(2223)는 지지바(2222)의 소정의 위치에 매달린 형상을 갖게 되며, 하부 프레임(2210)과 상부 프레임(2220)에 각각 형성된 제1 개방홀(2213) 및 제2 개방홀(2225)을 통해 스크린(2230)의 상측에 위치한다. 이 때, 스퀴지 어셈블리(2223)는 지지바(2222)의 이동에 의해 X 방향으로 이동할 수 있게 되고, 지지바(2222)의 길이 방향을 따라 Y 방향으로 이동할 수 있게 된다. 그 결과, 별도의 페이스트 공급기(도 2의 3000A, 3000B 참조)로부터 스크린(2230)의 상면에 페이스트가 도포되면, 스퀴지 어셈블리(2223), 보다 구체적으로는 스퀴지 어셈블리의 단부에 마련된 스퀴지(도 10의 2223S)가 스크린(2230)의 상면을 따라 밀착하여 X 방향 및/또는 Y 방향으로 이동하게 되고, 그 결과 스크린(2230)에 형성된 패턴(미도시)에 대응되는 소정의 패턴이 기판의 표면에 인쇄될 수 있게 된다.

한편, 스크린(2230)이 구비되는 스크린 어셈블리(2200A)는 스크린 승강부(2300A)에 의해 상하로 이동 가능하다. 본 실시예에서는, 도 3 및 도 10에 도시된 바와 같이, 스크린 승강부(2300A)로 하부 프레임(2210)의 가장자리를 따라 이격되도록 배치되어 상기 하부 프레임(2210)을 지지하며, 상하로 연장 가능한 복수 개의 스크린 지지다리(2310); 및 웜기어 등을 구비하는 기어열(2310)을 이용하여 상기 스크린 지지다리(2310)를 상하로 이동시키는 모터(2320)를 제시한다. 이러한 구조의 스크린 승강부(2300A)를 통해 기판과의 정합이 완료된 스크린(2230)이 테이블 상에 위치한 기판에 도달하도록 하강할 수 있게 되며, 이 후 스퀴지 어셈블리(2223)를 이용한 스크린 프린팅이 수행될 수 있게 된다.

한편, 도 3 및 도 10에 도시된 바와 같이, 테이블 프레임(2140)에는 스크린 지지다리(2310)가 관통하는 개방홀(2141)이 형성될 수 있다. 이 때, 스크린 지지다리(2310)의 소정의 위치에는 상기 테이블 프레임(2140)의 하면을 지지할 수 있도록, 지지 플레이트(2311)가 마련될 수 있다. 도 10에는 스크린 지지다리의 상단부(2311E)가 테이블 프레임(2140)을 관통하여 하부 프레임(2210)을 지지하고 있는 모습이 도시되어 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기와 같은 구조를 갖는 스크린 승강부(2300A)를 제시하였으나, 이 밖에도 유압 실린더 등과 같은 다양한 동력전달구조가 이용될 수도 있을 것이다.

이렇게 인쇄가 완료되면, 스크린 어셈블리(2200A)는 상승하여 원위치로 돌아가고, 테이블(2112)은 원위치로 하강한다. 테이블(2112)이 원위치로 하강하게 되면, 컨베이어 벨트(2111-1, 2111-2)는 다시 동작하여 기판을 후방 컨베이어 벨트(2130)를 통해 후속 공정라인으로 이송하게 된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 스크린 프린팅부(2000A, 2000B)에 의해 스크린 프린팅이 완료된 기판에 대한 검사를 수행하기 위해, 제2 스크린 프린팅부(2000B)의 후방에는 검사기(4000A, 4000B)가 위치한다. 이하에서는 도 2와 도 10 및 도 11을 함께 참조하여 검사기(4000A, 4000B)의 구조 및 기능에 대해 설명하도록 한다.

본 실시예에 따르면, 두 개의 스크린 프린팅부(2000A, 2000B)에 의해 스크린 프린팅 공정이 진행된 두 개의 기판에 대한 불량 여부 판별을 수행하기 위해, 두 개의 검사기(4000A, 4000B)가 구비된다. 도 2를 기준으로 상대적으로 상측에 위치한 검사기(4000A, 이하 '제1 검사기'라 칭함)는, 제1 스크린 프린팅부(2000A)에서 스크린 프린팅 공정이 진행된 기판에 대한 불량 여부를 수행하게 되고, 상대적으로 하측에 위치한 검사기(도 11에는 미도시, 도 12의 4000B, 이하 '제2 검사기'라 칭함)은 제2 스크린 프린팅부(2000B)에서 스크린 프린팅 공정이 진행된 기판에 대한 불량 여부를 수행하게 된다. 이하에서는 제1 검사기(4000A)를 중심으로 그 구조 및 기능에 대해 설명한다. 제2 검사기(4000B)의 구조 및 기능은 제1 검사기(4000A)의 그것과 대응되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 제1 검사기(4000A)에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

제1 검사기(4000A)는 제1 스크린 프린팅부(2100A)의 인쇄 컨베이어 벨트부(2100A-1)와 제2 스크린 프린팅부(2100B)의 전송 컨베이어 벨트부(2100B-2)를 거쳐 이송되는 기판의 프린팅 상태에 대한 불량 여부를 검사한다. 제1 검사기(4000A)에 공급되는 기판은, 제1 검사기(4000A)의 하측에 위치하는 검사벨트에 의해 연속적으로 공급될 수 있게 된다.

제1 검사기(4000A)는 검사벨트(4100-1, 4100-2)의 중앙부 상측에 위치하며, 검사의 대상이 되는 기판은 검사벨트(4100-1, 4100-2)에 의해 제1 검사기(4000A)의 하측까지 이송되어 정지한다. 이를 위해, 검사벨트(4100-1, 4100-2)의 전방 부근에 센서(4600)를 구비할 수 있다. 이 센서(4600)는 전술한 기판 감지 센서(도 5의 2122)와 동일한 원리를 통해, 기판이 제1 검사기(4000A)의 하측에서 정지하도록 하는 기능을 수행할 수 있을 것이다.

기판이 제1 검사기(4000A)에 도달하면, 제1 검사기(4000A)는 기판의 표면을 광학적으로 검사하여 정보를 취득하고, 미리 입력된 스펙과 취득된 정보를 비교한다. 비교 결과, 취득된 정보가 허용 오차범위를 넘어서는 경우, 해당 기판을 불량으로 판별하고, 그렇지 않은 경우에는 해당 기판을 양호로 판별하게 된다.

불량으로 판별된 기판은 후속 공정으로 진행되지 않도록 생산 라인에서 토출될 필요가 있다. 이를 위해, 한 쌍의 검사벨트(4100-1, 4100-2) 사이에는 검사벨트(4100-1, 4100-2)의 진행방향과 교차하는 방향으로 작동하는 토출벨트(4200-1, 4200-2)가 구비된다.

토출벨트(4200-1, 4200-2)는 기판의 정상적인 이송에 지장을 주지 않도록, 평상 시에는 검사벨트(4100-1, 4100-2)보다 낮게 위치할 수 있다. 그러나, 검사 결과 기판이 불량으로 판정되면, 토출벨트(4200-1, 4200-2)가 상승하여 검사벨트(4100-1, 4100-2)보다 높게 위치함으로써, 기판이 검사벨트(4100-1, 4100-2)의 진행방향과 다른 방향으로 이동, 즉 토출될 수 있게 된다. 이와 같이 토출벨트(4200-1, 4200-2)를 상승시키기 위해, 도 12에 도시된 바와 같이, 실린더(4400)를 이용하여 토출벨트(4200-1, 4200-2)가 지지되는 프레임(4500)을 승강시키는 방법을 이용할 수 있을 것이다.

토출벨트(4200-1, 4200-2)의 진행방향 전방에는 토출되는 기판을 가이드 하는 이젝터(4300)가 구비될 수 있다. 이젝터(4300)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 하향 경사진 형상일 수 있다.

한편, 검사 결과 기판이 정상으로 판정되면, 정지되었던 검사벨트(4100-1, 4100-2)가 다시 작동하여 기판을 후속공정으로 이송하게 된다.

이상에서는 본 발명의 일 측면에 따른 스크린 프린팅 시스템의 구조에 대해 설명하였으며, 이하에서는 스크린 프린팅 시스템의 작동에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 컨베이어 벨트(2111-1, 2111-2)에 의해 기판이 공급되어 테이블(2112) 상에 위치된다. 보다 구체적으로, 제1 이송 어셈블리(2100A)의 인쇄 컨베이어 벨트부(2100A-1)를 통해 공급되는 기판은 제1 이송 어셈블리(2100A)의 테이블(2112) 상에 위치하게 되며, 제1 이송 어셈블리(2100A)의 전송 컨베이어 벨트부(2100A-2)를 통해 공급되는 기판은 제1 이송 어셈블리(2100A)를 지나 제2 이송 어셈블리(2100B)의 테이블 상에 위치하게 된다.

테이블(2112)은 기판의 이동 경로 중에, 컨베이어 벨트(2111-1, 2111-2)의 하측 소정의 공간에 위치하며, 이송된 기판을 지지하게 된다.

테이블(2112) 상에 기판이 위치하게 되면, 기판의 정렬상태가 감지된다. 이는 스크린 프린팅을 위한 스크린(2230)과 기판의 정합도를 확보하기 위함이다. 이 때, 제1 센서(2119-1)와 제2 센서(2119-2)를 이용하여 기판의 후면 및 측면 에지(edge)를 감지하여, 이로부터 기판의 X축과 Y축 방향으로의 정렬 오차를 판단해 낼 수 있게 되고, 제3 센서(2119-3)를 이용하여 기판의 회전 상태 즉, 회전방향으로의 정렬 오차를 판단해 낼 수 있게 된다.

이 후 기판이 놓인 테이블(2112)이 상승한다. 한편, 앞서 감지된 기판의 정렬상태는 제어부(도 2의 5000)에 의해 스크린 어셈블리(2200A)에 전달되어, 기판의 정렬상태에 따라 스크린(2230)의 위치가 보정된다. 즉, 기판의 정렬상태에 대한 정보를 바탕으로 스크린(2230)의 위치를 보정함으로써, 스크린(2230)과 기판 사이의 정합이 이루어질 수 있게 하는 것이다.

이 후, 스크린(2230)이 하강되어 기판의 상면에 위치하게 되며, 페이스트 공급기(3000A, 3000B)에 의해 스크린(2230)의 상면에 도포된 페이스트가 스퀴지 어셈블리(2223)에 의해 기판의 표면에 패턴으로 인쇄된다.

인쇄가 완료되면, 스크린 어셈블리(2200A)는 상승하여 원위치로 되돌아 가고, 테이블(2112)은 다시 하강하게 된다. 테이블(2112)이 원위치로 하강하게 되면, 기판은 검사기를 향해 이송된다.

스크린 프린팅 공정에 의해 표면에 패턴이 형성된 기판이 검사기에 도달하면, 검사기(4000A, 4000B)는 기판의 표면을 검사하여 정보를 취득하고, 미리 입력된 스펙과 취득된 정보를 비교하여 기판의 불량 여부를 판별하게 된다.

정상으로 판별된 기판은 계속하여 후속 공정으로 이송된다. 그러나, 기판이 불량으로 판별되면, 토출벨트(4200-1, 4200-2)가 상승하게 되며, 상승된 토출벨트(4200-1, 4200-2)에 의해 불량으로 판별된 기판은 정상적인 진행방향과 교차하는 방향. 즉 측면으로 토출된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

1000 : 케이스 2000A, 2000B : 스크린 프린팅부
2112 : 테이블 2113-1, 2113-2, 2113-3 : 투명영역
2115 : 음압홀 2118 : 테이블 승강부
2119-1, 2119-2, 2119-3 : 정렬센서부
2122 : 기판 감지 센서 2200A : 스크린 어셈블리
2210 : 하부 프레임 2220 : 상부 프레임
2221-1, 2221-2 : 가이드부 2222 : 지지바
2223 : 스퀴지 어셈블리 2230 : 스크린
2300A : 스크린 승강부 2310 : 스크린 지지다리
3000A, 3000B : 페이스트 공급기 4000A, 4000B : 검사기
4100-1, 4100-2 : 검사벨트 4200-1, 4200-2 : 토출벨트
5000 : 제어부

Claims (16)

1. 내부 공간을 구획하는 케이스;
   상기 내부 공간에 배치되며, 각각 컨베이어 벨트를 포함하는 제1 스크린 프린팅부 및 제2 스크린 프린팅부 - 이 때, 제1 스크린 프린팅부의 컨베이어 벨트와 제2 스크린 프린팅부의 컨베이어 벨트는 서로 나란하게 배치됨 -; 및
   상기 한 쌍의 스크린 프린팅부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제1 스크린 프린팅부 및 제2 스크린 프린팅부는, 각각
   기판을 이송시키는 컨베이어 벨트;
   상기 컨베이어 벨트의 하측에 배치되어, 이송된 상기 기판을 지지하는 테이블;
   상기 테이블 상에 위치한 기판의 정렬상태를 감지하는 정렬센서부;
   상기 테이블을 상하로 이동시키는 테이블 승강부;
   상기 테이블의 상측에 이격되어 위치하며, 상기 기판의 정렬상태에 따라 위치가 보정되는 스크린을 포함하는 스크린 어셈블리; 및
   상기 스크린 어셈블리를 상하로 이동시키는 스크린 승강부를 포함하며,
   상기 테이블의 후방에는, 스크린 프린팅이 완료된 기판의 불량여부를 검사하는 검사기가 마련되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 스크린 프린팅부의 스크린 어셈블리와, 제2 스크린 프린팅부의 스크린 어셈블리는 서로 사선 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 검사기의 하측에는 상기 기판의 양단을 지지하여 이송하는 검사벨트가 마련되고,
   상기 검사벨트 사이에는, 상기 검사기에 의해 불량으로 판정된 기판이 토출되도록, 상기 검사벨트의 진행방향과 교차하는 방향으로 작동하는 토출벨트가 위치하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 테이블 상에 위치한 기판의 이동을 방지하기 위해, 상기 테이블에는 음압 공급을 위한 음압홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 테이블의 상면에는, 상기 컨베이어 벨트가 삽입되도록 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 정렬센서부는 상기 테이블의 하측에 위치하며,
   상기 테이블에는 상기 정렬센서부가 상기 기판의 정렬상태를 감지할 수 있도록 투명영역이 마련되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 정렬센서부는,
   상기 기판의 후면(後面)을 감지하는 제1 센서;
   상기 기판의 측면(側面)을 감지하는 제2 센서; 및
   상기 기판의 회전 상태를 감지하는 제3 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 센서, 제2 센서 및 제3 센서는, 각각 조명수단 및 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 스크린 어셈블리는,
    중앙에 제1 개방홀이 형성된 하부 프레임; - 상기 스크린은 상기 하부 프레임의 하측에 고정됨 -
    상기 하부 프레임의 상측에 위치하며, 상기 제1 개방홀에 상응하는 제2 개방홀이 형성된 상부 프레임;
    상기 제2 개방홀을 중심으로 서로 대향하도록 상기 상부 프레임의 상측에 위치하는 한 쌍의 가이드부;
    상기 양 단이 상기 한 쌍의 가이드부에 의해 지지되어, 상기 가이드부의 길이 방향을 따라 이동 가능한 지지바; 및
    상기 지지바에 결합되며, 상기 제2 개방홀 및 상기 제1 개방홀을 관통하여, 상기 스크린 상에 도포된 페이스트를 상기 기판 상에 인쇄하는 스퀴지 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 지지바는, 상기 가이드부를 구동하는 서보모터에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 스크린 승강부는,
    상기 하부 프레임의 가장자리를 따라 이격되도록 배치되어 상기 하부 프레임을 지지하며, 상하로 연장 가능한 복수 개의 스크린 지지다리; 및
    기어열을 이용하여 상기 스크린 지지다리를 상하로 이동시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트와 상기 테이블은 테이블 프레임 상에 위치하며,
    상기 테이블 프레임에는 상기 스크린 지지다리가 관통하는 개방홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
    
15. 제1항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트는 벨트 프레임에 결합되며,
    상기 테이블 승강부는,
    상기 테이블의 가장자리를 따라 이격되도록 배치되어 상기 테이블을 지지하며, 상하로 연장 가능한 복수 개의 테이블 지지다리; 및
    상기 벨트 프레임을 상하로 이동시키는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.
    
16. 제1항에 있어서,
    상기 테이블의 전방에 위치하여 상기 기판의 이송을 감지하고, 상기 기판이 상기 테이블 상에 위치하여 정지하도록 상기 컨베이어 벨트의 작동을 조절하는 기판 감지 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린팅 시스템.

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