KR100936922B1 - 레이저 컷팅 장비의 석션후드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 패키지를 레이저로 컷팅하는 장비에서 레이저 가공시 발생되는 분진을 외부로 배출시키는 석션후드에 관한 것이다.

본 발명은 레이저 가공시 발생되는 분진의 효율적인 배출을 위하여 석션후드 본체의 내부로 여러 방향에서 외부 공기가 유입되는 새로운 형태의 공기 유입 방식을 구현함으로써, 분진이 레이저 헤드의 렌즈까지 상승하지 못하고 석션후드 본체의 배출관을 통해 원활히 배출되도록 할 수 있고, 결국 레이저 헤드의 렌즈에 분진이 끼이는 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 레이저 컷팅 장비의 석션후드를 제공한다.

반도체 패키지, 레이저 컷팅, 분진, 석션후드, 에어 쉴드

Description

레이저 컷팅 장비의 석션후드{Suction hood of laser cutting machine}

본 발명은 레이저 커팅 장비의 석션후드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 패키지를 레이저로 컷팅하는 장비에서 레이저 가공시 발생되는 분진을 외부로 배출시키는 석션후드에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지를 제조하기 위해서는 하나의 반도체 패키지를 이루는 각각의 인쇄회로기판들이 매트릭스 또는 스트립 단위로 군집되어 하나의 단위 기판을 이루고, 이러한 각각의 단위 기판들이 더미 기판을 통해 서로 연결되어 스트립 단위로 공급된다.

각 인쇄회로기판상에는 적어도 하나의 반도체 칩이 장착되고 몰딩물에 의해 몰딩된 후, 컷팅과정을 거쳐 개별적인 패키지 단위로 분리된다.

보통 반도체 소자의 컷팅방법은 자재의 절단부를 블레이드를 사용하여 컷팅하는 것이었으나, 이러한 컷팅방법은 반도체 소자(또는 자재)상에 적층 형성되어 있는 패턴이 블레이드의 회전시 반도체 소자로부터 들뜨거거나 절단부위의 패턴이 파손되므로서 반도체 소자의 불량률이 매우 높다.

또한, 컷팅 구간이 곡선 구간인 경우에는 블레이드로 처리하기 매우 곤란한 점이 있다.

따라서, 최근에는 반도체 소자를 레이저를 사용하여 곡선 구간은 물론 전체적으로 깔끔하게 컷팅할 수 있는 반도체 소자 컷팅 방식을 대부분 적용하고 있는 추세이다.

특히, Micro-SD 패키지 등과 같은 반도체 소자의 경우 곡선 컷팅 구간은 레이저를 이용하여 컷팅하고 있다.

반도체 소자를 레이저로 컷팅하는 과정에서는 많은 분진이 발생하게 되는데, 이러한 분진은 레이저 장비, 특히 렌즈나 프로텍터 글래스에 좋지 않은 영향을 끼치게 되므로, 대부분의 레이저 커팅 장비에는 석션후드를 적용하고 있는 것이 보통이다.

예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 석션후드는 하부의 작업홀(10)을 가지는 박스 형태의 본체(11), 본체(11)의 지지를 위해 서포트 플레이트(12)의 저면에 설치되는 렌즈 커버(13), 분진 배출을 위해 본체(11)의 내부에 설치되는 에어 노즐(14) 등을 포함하는 형태로 이루어져 있으며, 본체(11)의 한쪽에는 외부 집진장치측으로 연장되는 배출관(15)이 연결되고, 본체(11)의 윗쪽으로는 레이저 헤드(16)가 배치된다.

따라서, 레이저 헤드에서 레이저 빔을 조사하여 석션후드 본체의 저부에 위치되는 반도체 소자(100)를 커팅할 수 있으며, 이러한 커팅과정에서 발생되는 분진 은 집진장치의 흡입작용과 에어 노즐의 송풍작용에 의해 본체 내부로 빨려들어온 후 배출관을 통해 빠져나가게 된다.

그러나, 종래 석션후드의 경우 밀폐된 공간에서 집진장치와 에어 노즐에 의존하여 레이저 가공시 발생되는 많은 분진을 외부로 배출하다보니 분진이 내부에서 맴돌면서 레이저 헤드의 렌즈(또는프로텍터 글래스)에 달라붙는 문제가 있다.

이렇게 렌즈에 분진이 끼이면 레이저 파워가 저하되면서 작업횟수가 늘어나게 되고, 또 굴절현상에 의해 원하는 위치로 레이저를 송출하지 못해 옵셋 등에 의한 작업 불량이 발생하게 되므로, 장비 가동을 멈추고 2∼3시간에 한번씩 자주 렌즈를 청소해야 하는 등 결국 생산성이나 작업성 측면에서 효율성이 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 레이저 가공시 발생되는 분진의 효율적인 배출을 위하여 석션후드 본체의 내부로 여러 방향에서 외부 공기가 유입되는 새로운 형태의 공기 유입 방식을 구현함으로써, 분진이 레이저 헤드의 렌즈까지 상승하지 못하고 석션후드 본체의 배출관을 통해 원활히 배출되도록 할 수 있고, 결국 레이저 헤드의 렌즈에 분진이 끼이는 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 레이저 컷팅 장비의 석션후드를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 컷팅 장비의 석션후드는 하부의 작업홀 및 측부의 배출관을 가지면서 레이저 헤드의 저부에 위치되는 박스 형태의 본체, 본체의 지지를 위해 서포트 플레이트의 저면에 설치되는 렌즈 커버 등을 포함하여 구성되는 한편, 상기 석션후드 본체는 하부의 작업홀 이외에 본체 내부로 외부 공기를 유입하기 위한 다수 곳의 공기 유입구를 포함하며, 이때의 공기 유입구를 통해 유입되는 공기의 흐름이 만드는 에어 쉴드를 이용하여 레이저 가공시 발생되어 본체 내부로 유입되는 분진을 배출관으로 원활히 배출시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공기 유입구의 경우 본체의 배출관 맞은편 측부에 형성되는 수평의 슬롯 형태로 이루어져 에어 커튼 역할을 하는 수평의 에어 쉴드를 만들 수 있 도록 된 것이나, 본체의 브라켓과 렌즈 커버 사이에 형성되는 앞쪽과 뒷쪽의 틈새 형태 또는 렌즈 커버와 레이저 헤드 사이에 형성되는 둘레부의 간격 형태로 이루어져 본체 내부 윗쪽으로부터의 공기 유입이 가능하도록 된 것일 수 있다.

이와 같은 본 발명은 석션후드의 배출관 반대편에 외부 공기가 유입되는 유입구를 형성하여 석션시 분진을 배출관을 통해 원활히 배출시키는데 그 기술적 특징이 있다.

특히, 석션후드의 상측에도 외부 공기가 유입되는 유입구를 더 설치하여 상부에서 유입되는 공기로 인해 에어 쉴드가 형성되도록 하고, 레이저 헤드와 브라켓 사이에 간격을 두어 이 틈새를 통해 외부 공기가 유입되도록 함으로써, 분진이 레이저 헤드의 렌즈까지 상승하지 못하고 석션후드의 배출관을 통해 원활하게 배출될 수 있도록 하고 있다.

또한, 석션후드에 근접한 관로에 유량센서를 설치하여 석션호스(배출관)의 막힘이나 파손 여부를 더 정확하게 측정하도록 하였다.

또한, 석션후드 일면에 레이저 헤드의 동작상태를 체크하는 아크릴 재질의 창을 설치하여 동작상태를 눈으로 체크한 후, 장비의 도어개폐여부를 결정할 수 있도록 하였다.

또한, 착탈이 용이한 매미고리를 설치하여 렌즈 세척 등 분해 및 결합작업을 용이하게 할 수 있도록 하였다.

본 발명에서 제공하는 레이저 컷팅 장비의 석션후드에 따르면, 상부와 측부 등 여러 방향에서 유입되는 공기로 인해 에어 쉴드(Air shield)를 조성할 수 있고, 이러한 에어 쉴드를 이용하여 레이저 가공시 발생되는 분진을 레이저 헤드의 렌즈까지 상승하는 것을 차단하면서 그 흐름을 따라 석션후드의 배출관을 통해 원활히 배출시킬 수 있다.

따라서, 레이저 가공시 발생되는 분진을 효과적으로 배출시킬 수 있으며, 결국 레이저 헤드의 렌즈에 분진이 끼이는 문제, 렌즈를 자주 청소해야 하는 문제 등을 말끔히 해결할 수 있는 등 장비 가동율이나 작업성 및 생산성을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 컷팅 장비의 석션후드를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 컷팅 장비의 석션후드를 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 석션후드의 본체(11)는 상단의 브라켓(18)을 이용하여 렌즈 커버(13)에 체결구조로 결합되고, 이때의 렌즈 커버(13)가 서포트 플레이트(12)에 공지의 매미고리(21)에 의해 체결됨에 따라 장비상에 본체(11)가 지지될 수 있고, 이러한 본체(11)의 상부에는 레이저 헤드(16)가 설치되어 레이저 헤드(16)에서 조사되는 레이저 빔은 본체(11)를 관통하면서 그 아래쪽의 작업영역에 위치되는 반도체 소자에까지 도달될 수 있다.

상기 본체(11)에는 측부 뿐 아니라 상부 등 여러 방향에서 외부의 공기가 유입될 수 있는 다수 곳의 유입구(17)가 갖추어져 있으며, 이러한 유입구(17)를 통해 본체 내부로 유입되는 외부 공기의 흐름이나 에어 쉴드 역할에 의해 분진은 본체 내부에 맴돌지 않고 배출관(15)쪽으로 원활이 빠져나갈 수 있다.

예를 들면, 본체(11)의 측부, 즉 배출관(15)이 있는 쪽과 마주보는 맞은편에는 가늘고 긴 슬롯 형태의 유입구(17)가 형성된다.

이때의 유입구(17)는 수평으로 길게 찢어진 형태를 하면서 위아래로 2곳 형성되고, 특히 아래쪽에 형성되는 유입구(17)의 경우 배출관(15)의 센터와 동일한 높이에 위치된다.

이에 따라, 본체(11) 내부에 석션압이 작용하면 2곳의 유입구(17)를 통해 외부 공기가 본체 내부로 유입되고, 이렇게 유입된 공기는 배출관(15)쪽으로 그 흐름이 형성되면서 본체 내부 공간을 위아래 구획짓는 에어 쉴드의 작용(마치 에어커튼과 같은 작용)을 하게 되므로, 아래쪽 작업홀(10)를 통해 들어온 분진은 상부로 올라가는 것이 차단되면서 에어 쉴드의 흐름을 타고 자연스럽게 배출관(15)쪽 빨려나가게 된다.

특히, 2곳의 유입구(17)를 통해 유입된 공기는 위아래 2중으로 에어 쉴드를 만들게 되고, 그 중에서 배출관(15)의 센터와 동일한 높이의 유입구(17)를 통해 유입된 공기가 만드는 에어 쉴드는 보다 강력한 흐름을 갖게 되므로, 결국 분진은 이러한 흐름을 뚫고 렌즈가 있는 상부로 올라가는 것이 사실상 불가능하게 된다.

상기 본체(11)에 형성되는 유입구(17)의 다른 예로서, 브라켓(18)과 서포트 플레이트(12) 사이의 틈새, 레이저 헤드(15)와 서포트 플레이트(12) 간의 둘레에 조성되는 간격에도 유입구(17)가 형성되어 이곳을 통해 외부 공기가 유입될 수 있다.

이때, 브라켓(18)과 서포트 플레이트(12) 사이의 틈새에 형성되는 유입구(17)는 본체(11)의 앞쪽과 뒷쪽에 위치되므로서, 본체 내부의 상부에서 유입되는 공기는 어느 한쪽으로 편중되지 않고 전체 공간에 걸쳐 유입될 수 있고, 따라서 본체 내부에서 분진이 정체될 소지가 있는 영역(사각지대)을 완전히 없앨 수 있다.

이렇게 본체의 상부에서 유입되는 공기의 경우에도 그 흐름을 통해 에어 쉴드 작용을 하게 되므로, 분진이 레이저 헤드(15)의 렌즈까지 상승하지 못하고 배출관(15)을 통해 원활하게 배출될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 장비의 취급이나 관리 등과 관련하여 편리함을 얻을 수 있는 여러 수단들을 제공한다.

예를 들면, 본체(11)의 배출관(15)에 설치되는 유량센서(19)를 통해 관로상의 누설, 석션모터의 작동상태 등과 같은 이상을 용이하게 감지할 수 있다.

이때의 유량센서(19)는 본체(11)에 근접한 위치에 설치된다.

기존 유량센서의 경우, 석션모터나 집진필터 등을 포함하는 집진장치의 내부에 설치되어 석션모터의 이상 작동이나 집진필터의 막힘 등을 감지하는 기능을 수행하는 것이 보통인데, 이 경우 장비의 외부에 배치되는 집진장치와 장비 내에 조립되는 석션후드 본체 간의 거리상 문제로 석션후드 본체측과 인접한 구간의 배출 관에 대한 이상 유무를 감지하는 측면에서는 미흡한 점이 있다.

본 발명에서는 본체(11)와 인접한 위치의 배출관(15)상에 유량센서(19)를 설치함으로써, 배출관의 막힘이나 파손 여부를 좀더 정확하게 체크할 수 있다.

물론, 이때의 유량센서(19)의 경우에도 석션모터의 이상 작동이나 집진필터의 막힘 등을 감지하는 기능을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 석션후드 내에서 일어나고 있는 작업 상태, 예를 들면 레이저 헤드의 동작 상태 등을 확인할 수 있는 수단을 제공한다.

이를 위하여, 본체(11)의 전면에는 아크릴 재질 등으로 이루어진 창(20)이 설치되고, 이때의 창(20)을 통해 작업자는 레이저 헤드의 동작 상태를 눈으로 체크한 다음, 레이저 헤드의 동작이 멈춘 것을 확인한 상태에서 안전하게 장비의 도어를 열 수 있다.

또한, 렌즈의 교체나 세척 등 필요한 경우에 석션후드를 손쉽게 분해하고 또 재조립할 수 있는 수단을 제공한다.

예를 들면, 상기 본체(11)를 지지하고 있는 렌즈 커버(13)를 매미고리(Fastener;21)를 이용하여 서포트 플레이트(12)측에 조립함으로써, 종전 볼트 체결식에 비해 분해 및 조립작업을 보다 쉽게 할 수 있는 유리한 점이 있다.

이때, 서포트 플레이트(12)에는 돌출부(23)를 형성하고 렌즈 커버(13)에는 요홈부(22)를 형성하여 이것을 기준으로 조립함으로써, 석션후드를 포함하는 렌즈 커버 전체를 항상 정확한 위치에 용이하게 조립할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 석션후드의 사용상태를 나타내는 단면도 이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 반도체 소자(100)가 작업 영역에 위치되면 레이저 헤드(15)의 작동에 의해 컷팅작업이 진행된다.

이때, 작업 영역에서는 많은 양의 분진이 발생하게 되고, 계속해서 집진장치의 가동에 따른 석션압이 작용하면서 분진이 작업홀(10)를 통해 본체(11)의 내부로 유입된다.

이와 동시에 각 유입구(17)를 통해서도 본체(11)의 내부로 외부 공기가 유입되고, 이렇게 유입된 공기는 도면의 화살표 방향으로 진행하면서 배출관(15)쪽으로 그 흐름을 유지하게 되며, 이에 따라 본체(11)의 내부에는 렌즈가 있는 상부쪽을 차단하는 에어 쉴드가 조성된다.

따라서, 본체(11)의 내부로 들어온 분진은 에어 쉴드에 의해 차단되면서 렌즈가 있는 윗쪽으로 올라가지 못하고 공기의 흐름을 따라 배출관(15)쪽으로 원활히 배출되고, 결국 레이저 헤드의 렌즈에 분진이 끼이는 문제를 말끔히 해소할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 석션후드를 나타내는 사시도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 석션후드의 사용상태를 나타내는 단면도

도 3은 종래의 석션후드를 나타내는 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 작업홀 11 : 본체

12 : 서포트 플레이트 13 : 렌즈 커버

14 : 에어 노즐 15 : 배출관

16 : 레이저 헤드 17 : 공기 유입구

18 : 브라켓 19 : 유량센서

20 : 창 21 : 매미고리

22 : 요홈부 23 : 돌출부

Claims (8)

1. 하부의 작업홀(10) 및 측부의 배출관(15)을 가지면서 레이저 헤드(16)의 저부에 위치되는 박스 형태의 본체(11), 본체(11)의 지지를 위해 서포트 플레이트(12)의 저면에 설치되는 렌즈 커버(13)를 포함하는 레이저 컷팅 장비의 석션후드에 있어서,

   상기 석션후드 본체(11)는 하부의 작업홀 이외에 본체 내부로 외부 공기를 유입하기 위한 다수 곳의 공기 유입구(17)를 포함하며, 이 공기 유입구(17)를 통해 유입되는 공기의 흐름이 만드는 에어 쉴드를 이용하여 레이저 가공시 발생되어 본체 내부로 유입되는 분진을 배출관으로 원활히 배출시키며,

   상기 공기 유입구(17)는 본체(11)의 배출관 맞은편 측부에 2곳 이상이 형성되며, 상기 본체(11)의 측부에 형성된 공기 유입구(17) 중 1곳은 배출관(15)의 센터와 동일한 높이에 형성되고, 나머지 1곳 이상의 공기 유입구(17)는 배출관(15)의 센터를 중심으로 하여 상측에 형성되며,

   상기 공기 유입구(17)는 본체(11)의 브라켓(18)과 렌즈 커버(13) 사이에 형성되는 앞쪽과 뒷쪽의 틈새 형태로 이루어져 본체 내부 윗쪽으로부터의 공기 유입이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 레이저 컷팅 장비의 석션후드.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 공기 유입구(17)는 본체(11)의 배출관 맞은편 측부에 형성되는 수평의 슬롯 형태로 이루어져 에어 커튼 역할을 하는 수평의 에어 쉴드를 만들 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 레이저 컷팅 장비의 석션후드.
3. 삭제
4. 삭제
5. 하부의 작업홀(10) 및 측부의 배출관(15)을 가지면서 레이저 헤드(16)의 저부에 위치되는 박스 형태의 본체(11), 본체(11)의 지지를 위해 서포트 플레이트(12)의 저면에 설치되는 렌즈 커버(13)를 포함하는 레이저 컷팅 장비의 석션후드에 있어서,

   상기 석션후드 본체(11)는 하부의 작업홀 이외에 본체 내부로 외부 공기를 유입하기 위한 다수 곳의 공기 유입구(17)를 포함하며, 이 공기 유입구(17)를 통해 유입되는 공기의 흐름이 만드는 에어 쉴드를 이용하여 레이저 가공시 발생되어 본체 내부로 유입되는 분진을 배출관으로 원활히 배출시키며,

   상기 공기 유입구(17)는 본체(11)의 배출관 맞은편 측부에 2곳 이상이 형성되며, 상기 본체(11)의 측부에 형성된 공기 유입구(17) 중 1곳은 배출관(15)의 센터와 동일한 높이에 형성되고, 나머지 1곳 이상의 공기 유입구(17)는 배출관(15)의 센터를 중심으로 하여 상측에 형성되며,

   상기 공기 유입구(17)는 렌즈 커버(13)와 레이저 헤드(16) 사이에 형성되는 둘레부의 간격 형태로 이루어져 본체 내부 윗쪽으로부터의 공기 유입이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 레이저 컷팅 장비의 석션후드.
6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서, 상기 배출관(15)에는 본체(11)와 근접된 위치에 유량센서(19)가 설치되어 관로상의 누설이나 석션모터의 작동상태 등의 이상을 감지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 레이저 컷팅 장비의 석션후드.
7. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서, 상기 본체(11)의 전면에는 본체 내부에서 일어나고 있는 작업상태를 확인할 수 있는 창(20)이 갖추어져 있는 것을 특징으로 하는 레이저 컷팅 장비의 석션후드.
8. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서, 상기 본체(11)의 지지를 위한 렌즈 커버(13)는 착탈이 용이한 매미고리(21)에 의해 서포트 플레이트(12)측과 조립되는 것을 특징으로 하는 레이저 컷팅 장비의 석션후드.

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