KR102163176B1

KR102163176B1 - 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치

Info

Publication number: KR102163176B1
Application number: KR1020190050516A
Authority: KR
Inventors: 홍승민; 김명진
Original assignee: 주식회사 프로텍
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2020-10-08
Anticipated expiration: 2039-04-30
Also published as: WO2020222521A1

Abstract

본 발명은 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 점성 용액을 디스펜싱할 자재의 3차원 형상을 3차원 스캐너를 이용하여 파악하고 그 결과를 이용하여 점성 용액을 자재에 대해 디스펜싱하기 위한 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치는, 자재의 정확한 위치에 점성 용액을 디스펜싱할 수 있게 함으로써 점성 용액 디스펜싱 공정의 품질을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명에 의한 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치는, 자재의 형상과 치수에 어느 정도 오차가 있어서도 이를 보상할 수 있는 방법으로 점성 용액을 디스펜싱함으로써 자재의 생산 단가를 간접적으로 낮추는 효과가 있다.

Description

3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치{Viscous Liquid Dispensing Apparatus Using 3 Dimensional Scanner}

본 발명은 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 점성 용액을 디스펜싱할 자재의 3차원 형상을 3차원 스캐너를 이용하여 파악하고 그 결과를 이용하여 점성 용액을 자재에 대해 디스펜싱하기 위한 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 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.

특히 합성 수지 재질의 자재에 점성 용액을 디스펜싱하는 경우 디스펜싱 위치와 용량을 조절하는 것이 중요하다. 제품의 사양이 높아지면서 점성 용액을 디스펜싱하는 위치와 점성 용액의 디스펜싱 폭도 수십 내지 수백 마이크로미터 정도의 오차 내에서 처리해야 할 정도로 정확도가 요구된다. 그런데, 합성수지 재질의 자재의 경우 사출성형에 의해 제조되는 공정의 특성상 자재마다 수십 마이크로미터 이상의 치수 오차가 쉽게 발생한다. 이와 같은 오차를 방지하기 위해 매우 정교한 방법으로 사출 성형 자재를 생산하면 공정 원가가 매우 높아지는 문제점이 있다.

합성 수지 재질의 자재와 같이 자재 특성으로 인해 발생할 수 있는 형상이나 치수 오차를 고려하여 그와 같은 오차에 대응하면서 점성 용액 디스펜싱 경로나 위치 등을 조절하는 방법으로 점성 용액 디스펜싱 공정을 수행할 수 있다면 불량률을 대폭 낮추고 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 특히, 디스펜싱 공정을 위해 합성 수지 자재를 고품질로 정교하게 제작하지 않아도 되므로, 자재 자체의 생산 원가를 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 점성 용액을 디스펜싱할 자재의 개별적인 형상과 치수의 오차를 효과적으로 고려하여 각 자재의 형상에 맞추어 정확하게 점성 용액을 디스펜싱할 수 있는 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치가 필요하다.

본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 충족하기 위하여 안출된 것으로, 점성 용액을 디스펜싱할 자재의 형상과 치수를 개별적으로 측정하고 그 측정 결과를 이용하여 정확환 위치에 정확한 용량으로 점성 용액을 디스펜싱할 수 있는 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치는, 노즐을 통해 점성 용액을 디스펜싱하는 펌프; 상기 펌프에 의해 상기 점성 용액을 디스펜싱할 자재에 대하여 상기 펌프를 이송하는 펌프 이송부와, 상기 자재에 대한 상기 펌프의 각도를 조절하는 펌프 틸팅부를 구비하는 펌프 이송 유닛; 상기 점성 용액이 디스펜싱될 영역과 그 주위의 3차원 형상 데이터를 얻기 위하여 상기 자재의 적어도 일부분을 스캐닝하는 3차원 스캐너; 상기 자재에 대하여 상기 3차원 스캐너를 이송하는 스캐너 이송 유닛; 및 상기 3차원 스캐너로 취득된 3차원 형상 데이터를 이용하여 상기 점성 용액이 디스펜싱될 디스펜싱 경로를 계산하고 상기 디스펜싱 경로를 따라 상기 펌프에서 상기 점성 용액이 디스펜싱되도록 상기 펌프와 펌프 이송 유닛과 스캐너 이송 유닛을 작동시키는 제어부;를 포함하는 점에 특징이 있다.

본 발명에 의한 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치는, 자재의 정확한 위치에 점성 용액을 디스펜싱할 수 있게 함으로써 점성 용액 디스펜싱 공정의 품질을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명에 의한 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치는, 자재의 형상과 치수에 어느 정도 오차가 있어서도 이를 보상할 수 있는 방법으로 점성 용액을 디스펜싱함으로써 자재의 생산 단가를 간접적으로 낮추는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치에 의해 점성 용액이 디스펜싱되는 자재의 일례를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4는 각각 도 2에 도시된 자재의 일부분에 대한 Ⅲ-Ⅲ선 단면도와 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치의 일실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치에 의해 점성 용액이 디스펜싱되는 자재의 일례를 도시한 것이다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치의 구성에 대해 설명한다.

도 2에 도시된 것과 같은 형태의 자재(10)가 자재 이송 유닛(600)에 배치되어 공급된다. 자재 이송 유닛(600)은 자재(10)를 수평 방향으로 이송한다.

자재 이송 유닛(600)의 상측에는 3차원 스캐너(100)와 펌프(300)가 배치된다.

3차원 스캐너(100)는 스캐너 이송 유닛(200)에 의해 수평 방향과 수직 방향으로 이송된다. 스캐너 이송 유닛(200)이 3차원 스캐너(100)를 자재(10)의 주요 부분과 근접하는 위치로 이송하면, 3차원 스캐너(100)는 자재(10)를 스캐닝하여 자재(10)의 3차원 형상 데이터를 취득한다. 3차원 스캐너(100)는 공지된 다양한 구성이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 DLP(Digital Light Processing) 기술을 이용하는 DMD(Digital Micromirror Device)에 의해 자재(10)를 고속 촬영하여 해당 영역의 3차원 형상을 취득하는 방식의 3차원 스캐너(100)를 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다.

3차원 형상 데이터의 취득이 필요한 위치로 스캐너 이송 유닛(200)이 3차원 스캐너(100)를 이송하면, 3차원 스캐너(100)가 자재(10)를 3차원 스캐닝하여 3차원 형상 데이터를 얻는다.

자재(10)의 3차원 스캐닝이 완료되면, 자재 이송 유닛(600)이 자재(10)를 펌프(300)의 하측으로 이송한다.

펌프 이송 유닛(400)은 펌프 이송부(410)와 펌프 틸팅부(420)를 포함한다. 펌프 이송부(410)는 3차원 형상 데이터를 기초로 하여 자재(10)에 대해 펌프(300)를 수평 방향 및 수직 방향으로 움직이고, 펌프(300)는 노즐(310)을 통해 점성 용액을 디스펜싱한다. 본 실시예의 경우 펌프 틸팅부(420)는 펌프(300)를 기울여서 자재(10)에 대한 펌프(300)의 각도를 조절한다.

제어부(500)는 3차원 스캐너(100), 펌프(300), 스캐너 이송 유닛(200), 펌프 이송 유닛(400), 자재 이송 유닛(600) 등의 작동을 제어한다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치를 이용하여 점성 용액을 자재(10)에 디스펜싱하는 과정을 설명한다.

본 실시예에서는 도 2에 도시된 것과 같은 사각형 프레임 형상의 합성수지 사출물에 에폭시 접착제를 점성 용액으로서 디스펜싱하는 과정을 설명한다.

합성수지 사출물 형태의 자재(10)의 경우 합성수지의 특성과 사출 성형 공정의 특성으로 인해 수십 마이크로미터 이상의 치수 오차와 형상 오차가 쉽게 발생한다. 또한, 동일한 금형에서 동일한 공정에 의해 생산된 사출물도 각 자재(10)마다 미세하게 크기와 형상이 다른 경우가 많다.

이와 같은 형태의 자재(10)에 점성 용액을 디스펜싱하는 과정을 설명한다.

먼저, 자재(10)의 적어도 일부분을 3차원 스캐너(100)로 스캐닝하여 점성 용액이 디스펜싱될 영역과 그 주위의 3차원 형상 데이터를 얻는다.

자재(10)는 자재 이송 유닛(600)에 의해 3차원 스캐너(100)의 하측에 배치된다. 스캐너 이송 유닛(200)에 의해 자재(10)에 대해 이송되는 3차원 스캐너(100)는 점성 용액이 디스펜싱될 영역과 그 주위의 영역을 3차원으로 스캔한다. 3차원 스캐너(100)는 점성 용액이 디스펜싱될 모든 영역을 3차원 스캔할 수도 있고 일부 영역만 스캔할 수도 있다. DMD 기술을 이용하면 1초에 수백장 이상의 이미지를 촬영하여 3차원 형상 데이터를 얻을 수 있으므로 매우 빠른 작업이 가능하다. 작업 속도를 더욱 향상시키기 위해서는 자재(10)의 일부 영역에 대해서만 3차원 형상 데이터를 얻는 과정을 실시하게 된다. 본 실시예의 경우 도 2에 점선으로 도시된 부분과 같이 사각 프레임 형태 자재(10)의 모서리(corner) 4군데 지점(13)에 대해서만 3차원 스캐닝을 하는 것을 예로 들어 설명한다.

사출 성형 공정으로 인해 자재(10)의 사각 모서리 부분(13)의 형상 변화가 비교적 크다. 이 부분의 점성 용액 디스펜싱 결과가 전체 공정의 품질에 큰 영향을 미치므로 사각 모서리 지점에 대해서 3차원 스캐닝을 실시하게 된다.

3차원 스캐너(100)에서 취득한 3차원 형상 데이터는 제어부(500)로 전달된다. 제어부(500)는 3차원 형상 데이터를 이용하여 점성 용액의 디스펜싱 경로를 계산한다.

제어부(500)가 디스펜싱 경로를 계산하는 방법으로는 다양한 방법이 동원될 수 있다. 자재(10)의 구조와 특성에 따라 다양한 디스펜싱 경로 계산 방법이 프로그래밍되어 제어부(500)에 의해 수행된다.

본 실시예에서 제어부(500)는 자재(10)의 모서리(edge) 형상을 이용하여 디스펜싱 경로를 계산한다. 3차원 스캐너(100)가 취득한 형상 데이터를 이용하여 제어부(500)는 자재(10)의 형상 중에서 면과 면이 만나는 모서리(edge, 11, 12) 부분을 추출한다. 이와 같은 모서리 경로를 따라서 디스펜싱 경로를 계산할 수 있다. 예를 들어 도 2 내지 도 4에 도시된 자재(10)의 모서리(11, 12) 중 바깥쪽 모서리(12)를 기준으로 안쪽으로 기준 간격을 유지하는 경로를 디스펜싱 경로로 설정하는 것이 가능하다. 예를 들어 바깥쪽 모서리(12)에 대해 안쪽으로 1mm 지점이 디스펜싱 경로가 되도록 제어부(500)가 설정할 수 있다. 다른 방법으로는 제어부(500)가 도 2 내지 도 4에 도시된 자재(10)의 안쪽 모서리(11)와 바깥쪽 모서리(12)를 추출하고 두 개의 모서리(11, 12) 사이의 지점으로 디스펜싱 경로를 계산하는 것이 가능하다. 본 실시예의 경우 제어부(500)가 안쪽 모서리(11)와 바깥쪽 모서리(12)의 사이 폭(W)의 1/2이되는 중간 지점을 디스펜싱 경로로 설정하는 경우를 예로 들어 설명한다. 이와 같은 방법 이외에 자재(10)의 특성과 공정의 필요에 따라 제어부(500)는 다양한 방법으로 디스펜싱 경로를 계산할 수 있다.

상술한 바와 같이 제어부(500)가 사각 프레임 형상 자재(10)의 네 모서리(corner) 부분(13)의 디스펜싱 경로 계산을 완료하면, 자재(10)의 나머지 부분에 대한 디스펜싱 경로도 계산할 수 있다. 4각 프레임의 네 모서리 부분(13)과 달리 4개의 변(sides)에 해당하는 부분의 형상 오차가 크지 않은 경우에는 미리 저장된 자재(10)의 형상 데이터를 이용하여 제어부(500)가 4개의 변에 대응하는 디스펜싱 경로를 설정할 수 있다. 이외에도 자재(10)의 네 모서리(corner) 부분(13)에 대한 디스펜싱 경로를 연결하는 방법으로 제어부(500)가 수치적으로 4개의 변에 대응하는 디스펜싱 경로를 설정하는 것도 가능하다. 이 경우 네 모서리 부분(13)의 디스펜싱 경로들의 끝부분을 직선으로 연결할 수도 있고 일정한 곡률이 반영된 곡선으로 연결할 수도 있으며, 네 모서리 부분(13)의 형상 데이터를 이용하여 사이 구간을 내삽(interpolation)하는 방법으로 디스펜싱 경로를 설정하는 것도 가능하다. 이와 같이 제어부(500)가 다양한 방법으로 3차원 스캐너(100)에 의해 스캐닝된 영역 사이의 구간에 대한 디스펜싱 경로를 계산하는 방법이 사용될 수 있다.

한편, 제어부(500)는 디스펜싱 경로를 3차원적으로 계산한다. 즉, 평면 상에서 움직이는 경로뿐만 아니라, 디스펜싱 경로를 따른 자재(10)의 높이도 고려하여 펌프(300)의 노즐(310)이 경유할 3차원 좌표가 연결되도록 제어부(500)는 디스펜싱 경로를 계산한다.

상술한 바와 같이 제어부(500)가 디스펜싱 경로의 계산을 완료하면, 제어부(500)의 명령에 따라 펌프 이송 유닛(400)의 펌프 이송부(410)는 펌프(300)가 디스펜싱 경로를 따라 움직이도록 한다. 펌프 이송부(410)에 의해 움직이는 펌프(300)는 점성 용액을 자재(10)에 디스펜싱한다. 이때, 펌프(300)의 노즐(310)과 자재(10) 사이의 간격이 일정하게 유지된 상태에서 점성 용액이 자재(10)에 디스펜싱되도록 제어부(500)는 펌프 이송부(410)가 펌프(300)를 3차원적으로 움직이도록 한다. 이와 같은 방법에 의해 자재(10)의 점성 용액 디스펜싱 면과 노즐(310) 사이의 간격을 일정하게 유지함으로써 디스펜싱 공정의 품질을 향상시킬 수 있다.

이와 같이 자재(10)에 점성 용액을 디스펜싱하는 공정을 수행함에 있어서, 펌프 이송 유닛(400)에 의해 펌프(300)의 노즐(310)과 자재(10)의 표면의 각도가 수직이 되도록 유지하면, 디스펜싱 공정의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

이를 위해 디스펜싱 경로를 따라 자재(10) 표면의 각도에 대한 정보를 취득하는 과정이 필요하다. 제어부(500)는 자재(10)의 형상 데이터를 이용하여 디스펜싱 경로에 대응하는 위치의 자재(10) 표면 각도를 계산한다. 상술한 바와 같이 자재(10)의 일부분에 대해서만 3차원 스캐닝을 하는 경우에는 스캐닝 영역 사이의 디스펜싱 경로에 대해서는 미리 저장된 자재(10)의 기준 형상 데이터를 이용하거나 스캐닝 영역에서 계산된 자재(10) 표면 각도를 내삽(interpolation) 등의 방법으로 수치적으로 계산한다.

이와 같이 제어부(500)가 자재(10) 표면 각도를 계산한 경우에는, 제어부(500)가 펌프 이송 유닛(400)의 펌프 틸팅부(420)를 작동시켜 펌프(300)의 노즐(310)과 자재(10)의 표면 사이의 각도가 수직으로 유지된 상태에서 점성 용액이 자재에 디스펜싱되도록 한다. 펌프(300)의 노즐(310)과 자재(10)의 표면의 서로 수직인 상태에서 점성 용액을 디스펜싱하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 90도가 아니라 다른 각도가 일정하게 유지되도록 하면서 점성 용액을 디스펜싱하는 것도 가능하다.

이와 같이 본 발명은 제어부(500)가 펌프 이송 유닛(400)의 펌프 틸팅부(420)를 작동시켜 자재(10)의 표면 각도에 따라 펌프(300)의 각도를 조절하면서 디스펜싱이 가능하므로 3차원 곡면으로 형성된 자재(10)에 대해서도 정확한 위치에 정확한 용량의 점성 용액 디스펜싱이 가능하고, 자재(10)의 디스펜싱 면에 치수 오차, 형상 오차, 가공 오차 등이 있다 하더라도 이를 고려하여 정확한 점성 용액 디스펜싱 공정을 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한, 자재(10)가 거치되는 자재 이송 유닛(600) 또는 자재(10)와 자재 이송 유닛(600) 사이에 배치되는 자재 거치용 트레이가 기울어져 있는 경우에도 상술한 바와 같이 자재(10)의 각도를 고려하여 점성 용액을 디스펜싱하면 디스펜싱 공정의 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

상술한 바와 같이 3차원 스캐너(100)에 의해 자재(10)의 형상 데이터를 취득하면, 자재(10)의 형상을 고려하여 디스펜싱 경로를 따라 점성 용액의 디스펜싱 용량을 변화시키면서 펌프(300)에 의해 디스펜싱하는 것도 가능하다.

이를 위해서 제어부(500)는 계산된 디스펜싱 경로를 따라 자재(10)에 디스펜싱될 점성 용액의 디스펜싱 양을 계산한다.

예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시한 것과 같이 자재(10)의 두 모서리(edge; 11, 12) 사이의 폭(W)과 깊이(D)를 계산하여 폭(W)과 깊이(D)가 기준값보다 큰 경우에는 디스펜싱 양을 많게 하고 기준값보다 작은 경우에는 디스펜싱 양을 적게 하여 제어부(500)가 점성 용액의 디스펜싱 양을 계산할 수 있다.

이와 같이 제어부(500)가 점성 용액의 디스펜싱 양을 계산한 경우에는, 제어부(500)는 계산된 점성 용액의 디스펜싱 양으로 점성 용액을 디스펜싱되도록 펌프 이송 유닛(400)과 펌프(300)를 작동시킨다.

통상 점성 용액의 디스펜싱 양을 조절하는 방법은, 펌프(300)의 이동 속력(moving velocity)과 펌프(300)의 노즐(310)을 통해 디스펜싱되는 점성 용액의 유량(flowrate) 중 어느 하나를 고정하고 나머지 하나를 변화시키는 방법이 사용된다. 본 실시예의 경우 펌프(300)의 이동 속력을 고정하고 펌프(300)의 점성 용액 디스펜싱 유량을 조절하는 방법을 사용한다. 펌프 이송 유닛(400)에 의해 펌프(300)를 일정한 속력으로 움직이면서, 노즐(310)을 통해 디스펜싱되는 점성 용액의 유량을 조절한다. 압전 펌프(300)를 사용하는 경우 압전 펌프(300)의 밸브 로드 승강 주기를 제어부(500)에 의해 조절함으로써 점성 용액의 유량을 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이 자재(10)의 형상 데이터를 고려하여 점성 용액의 디스펜싱 양을 자재(10)마다 다르게 조절함으로써 다양한 장점을 얻을 수 있다. 자재(10)를 가공하거나 생산하는 공정의 원가를 낮출 수 있다. 자재(10)의 치수 정밀도가 우수하지 않아도 점성 용액 디스펜싱 단계에서 자재(10)의 실체 형상과 치수를 고려하여 점성 용액을 디스펜싱하므로, 고정밀도의 자재(10)를 제작하기 위하여 자재(10) 생산 공정에 소요되는 비용을 줄일 수 있다. 자재(10)의 치수와 형상에 오차가 있어서 불량으로 처리될 자재(10)에 대해서도 그와 같은 형상이나 치수 오차를 고려하여 점성 용액을 디스펜싱하여 불량으로 처리되지 않고 양품으로 공정을 처리하는 것이 가능하다. 이와 같은 방법으로 전체적인 제품 생산 공정의 수율을 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 자재(10)의 형상 오차로 인해 자재(10)에 다른 부품을 접착하는 것이 불가능하거나 접착하더라도 일부 구간에서 자재(10)와 부품간에 접착이 이루어지지 않고 자재(10)와 부품 사이에 틈이 발생할 수 있으나, 이와 같은 경우에도 자재(10)의 형상 오차를 고려하여 접착제를 추가로 충분히 디스펜싱하여 경화시킴으로써 자재(10)와 부품간에 발생할 수 있는 틈을 접착제로 채워 불량을 방지하는 것이 가능하다.

상술한 바와 같이 자재(10)의 3차원적 형상을 고려하여 펌프(300)의 위치와 방향을 조절하고 디스펜싱 양을 조절하여도 경우에 따라서는 디스펜싱된 점성 용액의 용량을 정확하게 조절하기 어려운 경우가 있다. 일반적으로 점성 용액의 특성이 시간의 경과와 온도의 변화에 따라 변하고 펌프(300)의 작동 특성도 변하기 때문에 동일한 점성 용액과 펌프(300)로 디스펜싱을 하여도 디스펜싱 결과에 오차가 존재할 수 있다.

이와 같은 경우 아래와 같이 3차원 스캐너(100)를 이용하여 디스펜싱 결과를 검사하여 불량 여부를 판단하고, 점성 용액의 디스펜싱 양이 부족한 경우에는 펌프(300)를 이용하여 점성 용액의 디스펜싱 양을 보충하는 방법으로 보정하는 것도 가능하다.

점성 용액을 디스펜싱하는 공정이 완료되면 자재 이송 유닛(600)은 다시 자재(10)를 3차원 스캐너(100)의 하측으로 이송한다. 스캐너 이송 유닛(200)이 3차원 스캐너(100)를 자재(10)의 점성 용액이 디스펜싱된 영역으로 이송하고 3차원 스캐너(100)는 (점성 용액이 디스펜싱된 결과를 스캐닝하여 점성 용액이 디스펜싱된 자재(10)의 3차원 형상 데이터를 얻는다.

제어부(500)는 위 과정을 통해 얻은 3차원 형상 데이터를 이용하여 점성 용액의 디스펜싱 결과를 검사한다.

제어부(500)는 점성 용액의 디스펜싱 결과를 검사한 결과 디스펜싱 양이 부족하다고 판단되는 경우 점성 용액의 추가 디스펜싱 경로와 디스펜싱 양을 계산한다.

자재 이송 유닛(600)은 자재(10)를 다시 펌프(300)의 하측으로 이송하고, 제어부(500)는 검사 결과에 따라 펌프 이송 유닛(400)과 펌프(300)를 작동시켜 점성 용액이 자재(10)에 추가로 디스펜싱 되도록 한다.

이와 같은 방법으로 점성 용액의 디스펜싱 결과를 3차원 스캐너(100)에 의해 검사할 수도 있고 경우에 따라서는 점성 용액 디스펜싱 양을 보정하는 것도 가능하다. 이러한 방법으로 디스펜싱 공정의 품질을 더욱 향상시킬 수 있고 불량률도 낮출 수 있다.

경우에 따라서는, 의도적으로 점성 용액을 정해진 용량보다 적게 디스펜싱한 후에, 검사 단계를 순차적으로 수행하면서 더욱 정확하게 점성 용액의 디스펜싱 용량을 조절하는 방식으로 디스펜싱을 수행하는 것도 가능하다.

이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 앞에서 사각 프레임 형상의 자재(10)에 대해 네 모서리 부분만 3차원 스캐너(100)로 스캔하고 스캔된 영역의 사이는 수치적으로 계산하는 것으로 설명하였으나 경우에 따라서는 디스펜싱 경로를 따라 모든 영역에 대해 스캔을 수행하여 3차원 형상 데이터를 얻는 것도 가능하다.

또한, 앞에서 제어부가 자재(10) 표면의 각도를 계산하고 그 각도를 고려하여 펌프(300)의 각도를 조절하면서 디스펜싱하는 것으로 설명하였으나, 자재(10)의 특성에 따라서는 제어부가 그와 같은 각도를 고려하지 않고 펌프(300)의 각도를 고정한 채로 디스펜싱을 수행하는 것도 가능하다.

또한, 앞에서 제어부가 자재(10)의 모서리(edge; 11, 12)를 이용하여 디스펜싱 경로를 계산하는 것으로 설명하였으나 제어부가 모서리 이외에 다른 기준을 이용하여 디스펜싱 경로를 계산하는 것도 가능하다. 예를 들어, 자재(10)에 레이저 등을 이용하여 미리 디스펜싱 경로의 기준이 되는 선을 표시하고 그 선을 기준으로 제어부가 디스펜싱 경로를 계산하도록 할 수도 있다. 이와 같은 방법 이외에 다른 다양한 방법으로 자재(10)의 특성을 고려하여 제어부가 디스펜싱 경로를 계산할 수 있다.

또한, 앞에서는 제어부가 3차원 스캐너를 이용하여 디스펜싱 결과를 3차원 스캔하여 검사하고 그 결과에 따라 추가적인 디스펜싱을 하도록 펌프를 작동시키는 것으로 설명하였으나, 제어부는 디스펜싱 결과를 검사하는 3차원 스캔과 그에 따른 추가적인 디스펜싱 작업을 생략하도록 펌프와 3차원 스캐너를 작동시킬 수도 있다.

한편, 앞에서 사각 프레임의 귀퉁이에 해당하는 부분과, 사각 프레임의 네 변에 면과 면이 만나는 부분에 대해 모두 모서리라는 용어를 사용하여 설명하였으나, 구분을 위해 각각 corner와 edge로 부기하여 설명하였다.

100: 3차원 스캐너 200: 스캐너 이송 유닛
300: 펌프 310: 노즐
400: 펌프 이송 유닛 410: 펌프 이송부
420: 펌프 틸팅부 500: 제어부
600: 자재 이송 유닛 10: 자재
11, 12: 모서리(edge)

Claims

노즐을 통해 점성 용액을 디스펜싱하는 펌프;
상기 펌프에 의해 상기 점성 용액을 디스펜싱할 자재에 대하여 상기 펌프를 이송하는 펌프 이송부와, 상기 자재에 대한 상기 펌프의 각도를 조절하는 펌프 틸팅부를 구비하는 펌프 이송 유닛;
상기 점성 용액이 디스펜싱될 영역과 그 주위의 3차원 형상 데이터를 얻기 위하여 상기 자재의 적어도 일부분을 스캐닝하는 3차원 스캐너;
상기 자재에 대하여 상기 3차원 스캐너를 이송하는 스캐너 이송 유닛; 및
상기 3차원 스캐너로 취득된 3차원 형상 데이터를 이용하여 상기 점성 용액이 디스펜싱될 디스펜싱 경로를 계산하고 상기 디스펜싱 경로를 따라 상기 펌프에서 상기 점성 용액이 디스펜싱되도록 상기 펌프와 펌프 이송 유닛과 스캐너 이송 유닛을 작동시키는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 펌프의 노즐과 상기 자재 사이의 간격이 일정하게 유지된 상태에서 상기 점성 용액이 상기 자재에 디스펜싱되도록 상기 점성 용액이 디스펜싱될 영역의 상기 자재의 높이를 고려하여 상기 디스펜싱 경로를 3차원적 경로로 계산하고, 계산된 디스펜싱 경로를 따라 상기 펌프가 3차원적으로 움직이도록 상기 펌프 이송 유닛을 작동시키며,
상기 제어부는, 상기 디스펜싱 경로를 따라 상기 자재에 디스펜싱될 상기 점성 용액의 디스펜싱 양을 계산하고 그 디스펜싱 양에 따라 상기 점성 용액이 상기 자재에 디스펜싱되도록 상기 펌프 이송 유닛에 의한 펌프의 이동 속력과 상기 펌프의 노즐을 통해 디스펜싱되는 상기 점성 용액의 유량(flowrate) 중 적어도 하나를 조절하는 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 스캐너 이송 유닛과 3차원 스캐너를 작동시켜 상기 자재의 복수의 영역을 스캐닝하여 상기 3차원 형상 데이터를 얻고,
상기 3차원 스캐너에 의해 스캐닝된 영역의 상기 디스펜싱 경로와 상기 3차원 스캐너에 의해 스캐닝된 영역 사이를 연결하는 상기 디스펜싱 경로를 계산하는 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 3차원 스캐너로 취득된 3차원 형상 데이터를 이용하여 상기 디스펜싱 경로에 인접한 위치의 상기 자재의 모서리(edge)를 추출하고 그 모서리를 기준으로 상기 디스펜싱 경로를 계산하는 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 3차원 스캐너로 취득된 3차원 형상 데이터를 이용하여 상기 디스펜싱 경로에 인접한 위치의 두 개의 모서리를 추출하고 그 두 개의 모서리 사이의 지점으로 상기 디스펜싱 경로를 계산하는 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 디스펜싱 경로를 따라 상기 자재 표면의 각도를 계산하고 상기 자재 표면의 방향과 상기 펌프의 노즐의 방향 사이의 각도가 일정하게 유지되도록 상기 이송 유닛을 작동시키는 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 3차원 스캐너는,
상기 점성 용액이 디스펜싱된 자재의 3차원 형상 데이터를 얻기 위하여 상기 점성 용액이 디스펜싱된 결과를 스캐닝하고,
상기 제어부는,
상기 점성 용액이 디스펜싱된 자재의 3차원 형상 데이터를 이용하여 상기 점성 용액의 디스펜싱 결과를 검사하는 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치.
제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 점성 용액의 디스펜싱 결과를 검사한 결과 디스펜싱 양이 부족하다고 판단되는 경우 상기 점성 용액의 추가 디스펜싱 경로와 디스펜싱 양을 계산하고 그 결과에 따라 상기 점성 용액이 상기 자재에 추가로 디스펜싱되도록 상기 펌프 이송 유닛과 펌프를 작동시키는 3차원 스캐너를 이용한 점성 용액 디스펜싱 장치.