KR101140308B1 - 레이저 패터닝 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 집적형 박막 태양전지(integrated thin-film solar cells)를 패터닝하는 장치 및 방법에 관련된 것으로서 특히 기존에 패터닝된 라인을 실시간으로 인식하면서 또 다른 패터닝 라인을 형성하여 패터닝 라인 상호간의 이격 거리를 일정하게 유지할 수 있는 레이저 패터닝 장치 및 방법에 관련된 것이다.
Description
본 발명은 집적형 박막 태양전지(integrated thin-film solar cells)를 패터닝하는 장치 및 방법에 관련된 것으로서 특히 기존에 패터닝된 라인을 실시간으로 인식하면서 또 다른 패터닝 라인을 형성하여 패터닝 라인 상호간의 이격 거리를 일정하게 유지할 수 있는 레이저 패터닝 장치 및 방법에 관련된 것이다.
태양전지(太陽電池)는 태양광 에너지를 직접 전기로 변환시키는 반도체 소자로, 이에 사용되는 재료에 따라 크게 실리콘계, 화합물계, 유기물계로 분류될 수 있다.
그리고, 실리콘계 태양전지는 반도체의 상(phase)에 따라 세부적으로 단결정(single crystalline) 실리콘, 다결정(polycrystalline) 실리콘, 비정질(amorphous) 실리콘 태양전지로 분류된다.
또한, 태양전지는 반도체의 두께에 따라 벌크(기판)형 태양전지와 박막형 태양전지로 분류되는데, 박막형 태양전지는 반도체층의 두께가 수 10㎛ 내지 수 ㎛ 이하의 태양전지이다.
실리콘계 태양전지에서 단결정 및 다결정 실리콘 태양전지는 벌크형에 속하며, 비정질 실리콘 태양전지는 박막형에 속한다.
한편, 화합물계 태양전지는 Ⅲ-Ⅴ족의 GaAs (Gallium Arsenide)와 InP (Indium Phosphide) 등의 벌크형과 Ⅱ-Ⅵ족의 CdTe (Cadmium Telluride) 및 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족의 CulnSe2 (CIS; Copper Indium Diselenide) 등의 박막형으로 분류되며, 유기물계 태양전지는 크게 유기분자형과 유무기 복합형이 있다. 이 밖에 염료 감응형 태양전지가 있으며 이들 모두가 박막형에 속한다.
이와 같이 여러 종류의 태양전지 중에서 에너지 변환효율이 높고 제조 비용이 상대적으로 저렴한 벌크형 실리콘 태양전지가 주로 지상 전력용으로 폭넓게 활용되어오고 있다.
그러나, 최근에는 벌크형 실리콘 태양전지의 수요가 급증함에 따라 원료의 부족 현상으로 가격이 상승하려는 추세에 있다.
이에 대규모 지상 전력용 태양전지의 저가화 및 양산화 기술 개발을 위해서는 실리콘 원료를 현재의 수 100분의 1로 절감할 수 있는 박막형 태양전지의 개발이 절실히 요구되고 있다.
도 1은 종래의 집적형 박막 태양전지의 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 집적형 박막 태양전지용 투명전극, 태양전지(반도체)층, 금속이면(裏面)전극을 가공하기 위한 레이저 패터닝(laser patterning) 공정을 도시한 일 실시예이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 집적형 박막 태양전지(1)는 유리 기판이나 투명 플라스틱 기판(W) 상에 복수의 단위셀(C)이 전기적으로 직렬로 연결되어 집적화된 구조로 이루어진다.
따라서, 집적형 박막 태양전지는, 절연체인 투명기판(W)의 상부에 상호 단절(절연)된 띠 모양으로 형성된 투명전극(2)과, 투명전극(2)을 덮어 띠 모양으로 형성된 단위 태양전지(반도체)층(3), 태양전지층(3)을 덮어 띠 모양으로 형성된 금속이면전극층(4)으로 구성되며, 절단(절연)된 복수의 단위셀(C)들이 상호 전기적으로 직렬로 연결된 구조로 되어 있다.
그리고, 태양전지의 전기적인 단락 방지 및 보호를 목적으로 수지(resin)로 된 이면보호막층(5)을 금속이면전극을 덮어 형성함으로써 구성되어 있다.
이러한 구조의 집적형 박막 태양전지(1)를 제작하기 위해서는 레이저 패터닝(laser patterning)법과, 화학적 기화가공(chemical vaporization machining; CVM)법, 금속침에 의한 기계적 스크라이빙(mechanical scribing)법 등이 일반적으로 사용되고 있다.
이 집적형 박막 태양전지 제작 공정 중 반드시 필요한 것이 단위셀을 전기적으로 연결하기 레이저 패터닝 공정이며, 투명전도막을 증착한 후 패터닝하는 공정을 P1, 실리콘층을 증착한 후 패터닝하는 공정을 P2, 금속막층을 증착한 후 패터닝하는 공정을 P3라 한다.
상기 P1공정에서 가로축으로 레이저 패터닝한 후 세로 축으로 위, 아래 각각 1번씩 패터닝을 실시하여 태양전지 기판 모서리에 십자 마크를 형성한다. 이와 같이 하는 목적은 P2 및 P3 공정시 얼라인 마크를 형성하기 위함이다.
종래의 레이저 패터닝 공정시에는 P1 공정에서 생성된 십자라인을 기준으로 얼라인먼트 스테이지를 사용하여 얼라인 후 일정거리 만큼의 공간을 띄워 P2 공정을 행한다. 다음 P3 공정 역시 P2 공정과 같은 방식으로 레이저 패터닝 공정을 행한다.
이와 같은 방식으로 얼라인먼트 후 레이저 패터닝을 진행하면 한 번으로 작업으로 얼라인을 잡지 못하면 여러번 실행해야 되는 문제가 발생하며, 얼라인시 장비와 비전의 정도 오차로 인해 P1패턴과 P2패턴, 또는 P2패턴과 P3패턴이 서로 교차되어 패터닝 될 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 기 패터닝된 라인을 인식하는 패턴 인식부와 상기 패턴 인식부에 의해 기 패터닝된 라인을 읽어가며 상기 기 패터닝된 라인과 일정 간격 이격된 위치에 패터닝을 수행하는 레이저 가공부를 포함하여 패터닝되는 라인의 간격이 일정하게 유지되도록 하는 레이저 패터닝 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 갠트리(G)에 장치되어 스테이지(S)상에서 이동하는 기판(W)을 패터닝하는 장치(10)로서, 상기 갠트리(G) 일측에 장치되어 기판(W)을 패터닝하는 레이저 가공부(200)와, 상기 레이저 가공부(200)에 고정되되 상기 스테이지(S)의 이동방향을 기준으로 상기 레이저 가공부(200)의 전후에 각각 배치되는 프론트 카메라(110) 및 리어 카메라(120)를 구비하는 패턴 인식부(100)를 포함하는 레이저 패터닝 장치에 일 특징이 있다.
또한, 본 발명은 갠트리(G)에 장치되어 스테이지(S)상에서 이동하는 기판(W)을 패터닝하는 장치(10)로서, 상기 갠트리(G) 일측에 장치되어 기판(W)을 패터닝하는 레이저 가공부(200)와, 상기 레이저 가공부(100) 일측에 고정되는 패턴 인식부(100)를 포함하되, 상기 레이저 가공부(200)는 상기 갠트리(G) 일측에 고정되는 레이저 홀더(220)와 상기 레이저 홀더(220)에 설치되어 상기 기판(W)을 패터닝하는 레이저(210)를 포함하고 상기 패턴 인식부(100)는 상기 레이저 홀더(220) 일측에 고정되는 카메라 홀더(130)와, 상기 카메라 홀더(130) 일측에 고정되되 상기 스테이지(S)의 이동방향을 기준으로 상기 레이저 가공부(200)의 전면(前面)에 장치되는 프론트 카메라(110)와, 상기 레이저 가공부(200)의 후면(後面)에 장치되는 리어 카메라(120)를 포함하는 레이저 패터닝 장치에 다른 특징이 있다.
이때, 상기 레이저 홀더(220)는 상기 갠트리(G) 일측에 고정되는 판체 형상의 홀더 본체(221)와 상기 홀더 본체(221)일측에 돌출되되 상기 레이저(210)가 삽입되는 삽입홀(222a)가 형성되는 레이저 고정부(222)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 카메라 홀더(130)는 상기 레이저 홀더(220)의 홀더 본체(221)에 고정되는 제2수직부(132)와 상기 제2수직부(132)와 평행 배치되는 제1수직부(131)와 상기 제2수직부(132)와 제1수직부(131)를 연결하는 것으로서 상기 스테이지(S)의 이동방향으로 배치되는 수평부(133)를 포함하되, 상기 제1수직부(131)와 제2수직부(132)는 상기 스테이지(S)의 이동방향을 기준으로 상기 레이저 가공부(200)의 전면(前面) 및 후면(後面)에 각각 배치되는 한편 상기 제1수직부(131)와 제2수직부(132)에 상기 프론트 카메라(110) 및 리어 카메라(120)가 각각 장치될 수 있다.
또한, 상기 레이저 홀더(220)와 갠트리(G)사이에 장치되어 상기 레이저 홀더(220)를 상하방향으로 이동시키는 상하 이동부(300)를 더 포함하되, 상기 상하 이동부(300)는 상기 갠트리(G) 일측에 고정되는 고정 플레이트(320)와, 상기 고정 플레이트(320)와 암수 결합하며 상기 레이저 가공부(200)가 장치되는 슬라이딩 플레이트(310)와, 상기 고정 플레이트(320)에 장치되는 한편 상기 슬라이딩 플레이트(310)를 이송시키는 푸셔(PU)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정 플레이트(320)는 상기 갠트리(G)에 고정되는 판체 형상의 고정 플레이트 본체(321)와, 상기 고정 플레이트 본체(321) 일측에 돌출되며 상기 푸셔(PU)가 설치되는 푸셔 홀더(323)를 포함하고, 상기 슬라이딩 플레이트(310)는 상기 고정 플레이트(320)와 암수 결합하는 슬라이딩 플레이트 본체(311)와 상기 슬라이딩 플레이트 본체(311) 일측에 돌출되며 상기 푸셔(PU)의 푸셔 로드(PU1)가 가압하여 상기 슬라이딩 플레이트(310)를 상하 이동시키는 푸셔 로드 걸림턱(313)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 레이저 패터닝 장치를 이용하여 패터닝을 하는 방법(S10)으로서,
상기 패턴 인식부(100) 중 하나의 카메라가 이미 패터닝된 라인을 인식하여 상기 패터닝 장치(10)가 상기 패터닝된 라인을 따라 이동하며 상기 레이저 가공부(200)가 기판(W)을 패터닝하는 방법에 또 다른 특징이 있다.
이때, 상기 방법(S10)은 기판(W)상에 기준 얼라인먼트 라인(AL)을 패턴하는 단계(S11)와, 상기 패턴 인식부(100) 중 하나의 카메라가 상기 얼라인먼트 라인을 인식하여 상기 패터닝 장치(10)가 상기 패터닝된 라인을 따라 이동하며 상기 레이저 가공부(200)가 상기 얼라인먼트 라인(AL)과 일정 간격 이격되게 패터닝하는 단계(S12)를 포함할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의해 종래와 달리 이미 패터닝된 라인을 실시간으로 인식하면서 상기 패터닝된 라인과 일정 간격만큼 이격시켜 패터닝할 수 있어 패터닝된 라인들이 서로 교차되지 않도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 박막 태양전지(1)의 개념을 도시하는 개념도
도 2 및 도 3은 본 발명의 레이저 패터닝 장치를 분리 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 패터닝 장치를 이용한 박막 태양전지의 가공 장치의 일 예를 도시한 사시도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 패터닝 장치를 이용한 패터닝 방법을 도시한 개념도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 레이저 패터닝 장치를 분리 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 패터닝 장치를 이용한 박막 태양전지의 가공 장치의 일 예를 도시한 사시도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 패터닝 장치를 이용한 패터닝 방법을 도시한 개념도이다.
이하 첨부된 도면과 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.
실시예1
본 발명은 도 2 내지 도 4에 나타난 바와 같이 갠트리(G)에 장치되어 스테이지(S)상에서 이동하는 기판(W)을 패터닝하는 장치(10)로서, 상기 갠트리(G) 일측에 장치되어 기판(W)을 패터닝하는 레이저 가공부(200)와, 상기 레이저 가공부(200)에 고정되되 기 패터닝된 라인을 실시간 인식하는 패턴 인식부(100)를 포함한다.
상기 패턴 인식부(100)는 상기 레이저 가공부(200)에 고정되는 것으로서, 상기 스테이지(S)의 이동방향(방향I, 도 2 및 도 4참조)을 기준으로 상기 레이저 가공부(200)의 전(front) 및 후(rear)에 각각 배치되는 프론트 카메라(110) 및 리어 카메라(120)를 구비한다.
즉, 상기 패턴 인식부(100)의 프론트 카메라(110)가 기 패터닝된 라인을 실시간으로인식하면서 이동하면 상기 패턴 인식부(100)가 고정되어 있는 레이저 가공부(200)가 이를 따라 가면서 패터닝한다.
이와 같은 본 발명에 의해 기 패터닝된 라인과 새로인 패터닝된 라인사이에는 일정한 간격이 형성된다.
이때, 상기 레이저 가공부(200)가 상기 이동 방향(방향I) 중 앞(front)방향 가공을 종료한 후 역방향(rear)으로 가공하는 경우 리어 카메라(120)가 레이저 가공부(200)의 전면(前面)에 위치하므로 상기 리어 카메라(120)가 기 패터닝된 라인을 인식하면서 가공한다.
이에 대해서는 다시 후술한다.
다시 말해서, 본 발명은 상기 패턴 인식부(100)에 의해 이미 패터닝된 라인을 실시간 인식하면서 상기 레이저 가공부(200)에 의해 상기 패터닝된 라인과 일정 간격 이격시킨 위치에 기판(W, 도 4참조)을 패터닝하는 것이다.
한편, 상기 레이저 가공부(200)는 상기 갠트리(G) 일측에 고정되는 레이저 홀더(220)와 상기 레이저 홀더(220)에 설치되어 상기 기판(W)을 패터닝하는 레이저(210)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 레이저 홀더(220)는 상기 갠트리(G) 일측에 고정되는 판체 형상의 홀더 본체(221)와 상기 홀더 본체(221)일측에 돌출되되 상기 레이저(210)가 삽입되는 삽입홀(222a)가 형성되는 레이저 고정부(222)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 갠트리(G)에 장치되는 판체 형상의 갠트리 고정부(400)에 상기 홀더 본체(221)가 고정되는 것이 예시된다.
이때, 상기 갠트리 고정부(400)와 홀더 본체(221)사이에 상하 이동부(300)를 더 포함할 수 있으며, 상하 이동부(300)는 후술한다.
한편 상기 레이저 고정부(222)는 본 실시예에서 상기 홀더 본체(221)에서 방향I(도 2참조)로 돌출되되 사각형 단면 형상을 구비하며 그 중간에 원형 형상의 삽입홀(222a)가 형성된 것이 예시된다.
이는 상기 레이저(210)가 고정될 수 있는 일 형상에 불과한 것으로서, 상기 레이저(210)가 고정될 수 있는 한 상기 레이저 홀더(22)가 다른 형상을 구비하는 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.
한편, 상기 카메라 홀더(130)는 상기 레이저 홀더(220)의 홀더 본체(221)에 고정되는 제2수직부(132)와 상기 제2수직부(132)와 평행 배치되는 제1수직부(131)와 상기 제2수직부(132)와 제1수직부(131)를 연결하는 것으로서 상기 스테이지(S)의 이동방향으로 배치되는 수평부(133)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1수직부(131)와 제2수직부(132)는 상기 스테이지(S)의 이동방향을 기준으로 상기 레이저 가공부(200)의 전면(前面) 및 후면(後面)에 각각 배치되는 한편 상기 제1수직부(131)와 제2수직부(132)에 상기 프론트 카메라(110) 및 리어 카메라(120)가 각각 장치되도록 할 수 있다.
다시 말해서, 상기 패턴 인식부(100)는 상기 레이저 홀더(220) 일측에 고정되는 카메라 홀더(130)와, 상기 카메라 홀더(130) 일측에 고정되되 상기 스테이지(S)의 이동방향을 기준으로 상기 레이저 가공부(200)의 전면(前面)에 장치되는 프론트 카메라(110)와, 상기 레이저 가공부(200)의 후면(後面)에 장치되는 리어 카메라(120)를 포함한다.,
이와 같은 상기 패턴 인식부(100)에 의해 이미 패터닝된 라인을 실시간 인식하면서 상기 레이저 가공부(200)에 의해 상기 패터닝된 라인과 일정 간격 이격시킨 위치에 기판(W)을 패터닝하게 된다.
한편, 상기 레이저 홀더(220)와 갠트리(G)사이에 장치되어 상기 레이저 홀더(220)를 상하방향으로 이동시키는 상하 이동부(300)를 더 포함할 수 있다.(도 3참조)
이때, 상기 상하 이동부(300)는 상기 갠트리(G) 일측에 고정되는 고정 플레이트(320)와, 상기 고정 플레이트(320)와 암수 결합하며 상기 레이저 가공부(200)가 장치되는 슬라이딩 플레이트(310)와, 상기 고정 플레이트(320)에 장치되는 한편 상기 슬라이딩 플레이트(310)를 이송시키는 푸셔(PU)를 포함할 수 있다.
상기 푸셔(PU)는 마이크로미터를 이용한 수동 방식과 모터를 이용한 자동 방식을 이용할 수 있다.
다시 말해서 도 3에 나타난 바와 같이 푸셔(PU)의 핸들(PU2)을 돌려 푸셔 로드(PU1)
를 돌출시키며, 이때 상술한 바와 같이 상기 핸들(PU2) 대신 모터를 이용할 수 있다.
상기 돌출되는 푸셔 로드(PU1)는 상기 슬라이딩 플레이트(310)의 푸쉬로드 걸림턱(313)을 가압하여 상기 슬라이딩 플레이트(310)를 상하 방향(방향III)으로 이동시킨다.
이때 상기 상하 방향(방향III)은 도 4에 나타난 바와 같이 레이저 가공부(200)를 기판(W)을 기준으로 상하방향으로 이동시켜 레이저의 초점을 맞추게 된다.
이때, 상기 고정 플레이트(320)는 상기 갠트리(G)에 고정되는 판체 형상의 고정 플레이트 본체(321)와, 상기 고정 플레이트 본체(321) 일측에 돌출되며 상기 푸셔(PU)가 설치되는 푸셔 홀더(323)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 슬라이딩 플레이트(310)는 상기 고정 플레이트(320)와 암수 결합하는 슬라이딩 플레이트 본체(311)와 상기 슬라이딩 플레이트 본체(311) 일측에 돌출되며 상기 푸셔(PU)의 푸셔 로드(PU1)가 가압하여 상기 슬라이딩 플레이트(310)를 상하 이동시키는 푸셔 로드 걸림턱(313)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 고정 플레이트(320)가 판체 형상의 고정 플레이트 본체(321)에 돌출부(322)를 형성하는 한편 상기 슬라이딩 플레이트(310)의 슬라이딩 플레이트 본체(311)를 오목하게 형상하여 암수 결합되게 하며, 상기 슬라이딩 플레이트 본체(311) 내면 양측에 바아 형상의 슬라이딩 가이드(312)가 설치된 것이 예시된다.
그러나 이는 상기 고정 플레이트(320)와 슬라이딩 플레이트(310)가 암수결합하여 상기 슬라이딩 플레이트(310)가 슬라이딩될 수 있는 일 예에 불과한 것으로서 상기 고정 플레이트(320)와 슬라이딩 플레이트(310)가 암수결합되어 상기 슬라이딩 플레이트(310)가 슬라이딩될 수 있는 구조인한 다른 형상을 구비하는 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.
또한, 본 실시예에서는 상기 푸쉬 홀더(323)의 경우 상기 고정 플레이트 본체(321) 일측면에 설치되되 상기 슬라이딩 플레이트(310)방향으로 연장 형성되는 제1고정부(323b)와 상기 제1고정부(323b)에서 돌출되되 상기 푸셔(PU)가 장착되는 관통공(323a)가 형성되는 제2고정부(323c)를 구비한 것이 예시된다.
또한 상기 푸쉬로드 걸림턱(313)은 사각형 단면을 구비하며 상기 슬라이딩 본체 플레이트(311)의 측면에서 상기 제2고정부(323c)와 동일한 방향으로 돌출된 것이 예시된다.
그러나 상기 푸쉬 홀더(323)는 상기 푸셔(PU)를 고정하는 것을 목적으로 하고 상기 푸쉬로드 걸림턱(313)은 푸셔(PU)의 푸쉬로드(PU1)와 접촉하여 상기 슬라이딩 플레이트(310)를 상하 이동시키는 것을 목적으로 하는 바 이러한 목적을 달성하는 한 상기 푸쉬 홀더(323)와 푸쉬로드 걸림턱(313)이 다른 형상을 구비하더라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.
한편 상기 슬라이딩 플레이트(310)가 고정 플레이트(320)상에서 슬라이딩하므로, 상기 슬라이딩 플레이트(310)의 상하 운동을 가이드하는 것도 가능하다.
이를 위해 상기 슬라이딩 플레이트(310) 및 고정 플레이트(320)의 일측에 고정되는 것으로서 상기 슬라이딩 플레이트(310)와 접하는 일 영역에 상기 슬라이딩 플레이트(310)의 높이 방향(방향III)으로 길게 형성된 슬롯(S)을 구비하는 가이드 플레이트(330)와, 상기 슬라이딩 플레이트(310) 일측에 장치되는 한편 상기 슬롯(S)을 관통하는 가이드 핀(GP)을 포함할 수 있다.(도 2참조)
이때, 상기 가이드 핀(GP)이 상기 슬롯(S)에서 운동하게 되므로 상기 슬라이딩 플레이트(310)가 안정적으로 운동할 수 있게 한다.
이하 도 4를 참조하여 본 발명의 패터닝 장치(10)를 구비한 박막 태양전지 기판의 패터닝 장치에 대해 설명한다.
우선 널리 알려진 바와 같이 기판(W)이 스테이지(S)상에서 방향I로 이동된다.
또한, 기판(W)은 갠트리(G)에서 방향II로 이동가능하며 방향III으로는 앞서 설명한 상하 이동부(300)에 의해 이동 된다.
즉, 기판(W)이 방향I로 이동하며 패터닝한 후 방향II로 일정간격 이동하게 되며 그 후 다시 방향I로 기판(W)이 이동하며 패터닝하게 된다.
이에 대해 실시예2에서 좀 더 상세히 설명한다.
실시예2
본 실시예에서는 앞서 설명한 패터닝 장치(10)를 이용하여 패터닝하는 방법(S10)에 대해 도 5와 도 6을 참조하여 설명한다.
즉, 본 방법은 상기 패턴 인식부(100) 중 하나의 카메라가 이미 패터닝된 라인을 인식하여 상기 패터닝 장치(10)가 상기 패터닝된 라인을 따라 이동하며 상기 레이저 가공부(200)가 기판(W)을 패터닝하는 것이다.
종래에는 상술한 바와 같이 일정 간격씩 이동하며 패터닝하는 방법이어서 누적 오차등의 발생으로 패터닝된 라인이 서로 교차하는 등의 문제점이 있었다.
그러나, 본 발명에 의한 경우 기존에 패터닝된 라인을 상기 패턴 인식부(100)에 의해 실시간으로 인식하면서 상기 레이저 가공부(200)가 이동함과 동시에 패터닝 작업을 수행하게 된다.
이때 상기 패턴 인식부(100)와 레이저 가공부(200)는 특정한 간격만큼 이격된 상태에서 상호 고정되어 있으므로 결국 상기 레이저 가공부(200)에 의해 새롭게 패터닝되는 라인은 이미 패터닝된 라인과 항상 일정 간격 이격되게 형성된다.
이에 대해 도 5와 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
우선 기판(W)상에 기준 얼라인먼트 라인(AL)을 패턴하는 단계(S11, 이하 제1단계라 함)를 수행한다.
상기 제1단계(S11)에서의 기준 얼라인먼트 라인(AL)은 도 5 및 도 6에 타나나 바와 같이 일직선일 수 있고 혹은 십자형상일 수도 있다.
이후, 상기 패턴 인식부(100) 중 하나의 카메라가 상기 얼라인먼트 라인을 인식하여 상기 패터닝 장치(10)가 상기 패터닝된 라인을 따라 이동하며 상기 레이저 가공부(200)가 상기 얼라인먼트 라인(AL)과 일정 간격 이격되게 패터닝하는 단계(S12, 이하 제2단계라 함)를 수행한다.
도 5에 나타난 바와 같이 본 실시예의 경우 도면상 하측 방향으로 진행하는 것을 정방향으로 하고 도면상 좌측에 실선으로 표기된 직선을 기준 얼라인먼트 라인(AL)으로 하였으며 그 우측에 파선으로 형성된 것이 새롭게 패터닝되는 라인(PN1)이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 패터닝 장치(10)가 정방향으로 이동하는 경우 프론트 카메라(110)가 레이저 가공부(200)보다 전면(前面)에 있으므로 상기 기준 얼라인먼트 라인(AL)을 인식한다.
이때, 상기 레이저 가공부(200)는 상기 패턴 인식부(100)의 프론트 카메라(110)와 일정간격 이격된 상태로 상호 고정되어 있으므로 상기 레이저 가공부(200)에 의해 새로운 패터닝 라인(PN1)이 형성된다.
이후, 도 6에 나타난 바와 같이 상기 패터닝 라인(PN1)이 새로운 얼라인먼트 라인이 되는데, 진행방향은 역방향이 되므로 리어 카메라(120)가 상기 패터닝 라인(PN1)을 인식하게 된다.
이는 역방향시 상기 레이저 가공부(100)보다 전면(前面)에 있는 것은 리어 카메라(120)이기 때문이다.
이때 상기 레이저 가공부(200)에 의해서 새로운 패터닝 라인(PN2)이 동일한 방법으로 형성된다.
100 : 패턴 인식부 110 : 프론트 카메라
120 : 리어 카메라 200 : 레이저 가공부
300 : 상하 이동부
120 : 리어 카메라 200 : 레이저 가공부
300 : 상하 이동부
Claims (9)
- 삭제
- 갠트리(G)에 장치되어 스테이지(S)상에서 이동하는 기판(W)을 패터닝하는 장치(10)로서,
상기 갠트리(G) 일측에 장치되어 기판(W)을 패터닝하는 레이저 가공부(200)와, 상기 레이저 가공부(100) 일측에 고정되는 패턴 인식부(100)를 포함하되,
상기 레이저 가공부(200)는 상기 갠트리(G) 일측에 고정되는 레이저 홀더(220)와 상기 레이저 홀더(220)에 설치되어 상기 기판(W)을 패터닝하는 레이저(210)를 포함하고,
상기 패턴 인식부(100)는 상기 레이저 홀더(220) 일측에 고정되는 카메라 홀더(130)와, 상기 카메라 홀더(130) 일측에 고정되되 상기 스테이지(S)의 이동방향을 기준으로 상기 레이저 가공부(200)의 전면(前面)에 장치되는 프론트 카메라(110)와, 상기 레이저 가공부(200)의 후면(後面)에 장치되는 리어 카메라(120)를 포함하고,
상기 레이저 홀더(220)와 갠트리(G)사이에 장치되어 상기 레이저 홀더(220)를 상하방향으로 이동시키는 상하 이동부(300)를 더 포함하되,
상기 상하 이동부(300)는 상기 갠트리(G) 일측에 고정되는 고정 플레이트(320)와,
상기 고정 플레이트(320)와 암수 결합하며 상기 레이저 가공부(200)가 장치되는 슬라이딩 플레이트(310)와,
상기 고정 플레이트(320)에 장치되는 한편 상기 슬라이딩 플레이트(310)를 이송시키는 푸셔(PU)를 포함하여
상기 패턴 인식부(100)에 의해 이미 패터닝된 라인을 실시간 인식하면서 상기 레이저 가공부(200)에 의해 상기 패터닝된 라인과 일정 간격 이격시킨 위치에 기판(W)을 패터닝하는 것을 특징으로 하는 레이저 패터닝 장치. - 제2항에 있어서,
상기 레이저 홀더(220)는 상기 갠트리(G) 일측에 고정되는 판체 형상의 홀더 본체(221)와 상기 홀더 본체(221)일측에 돌출되되 상기 레이저(210)가 삽입되는 삽입홀(222a)가 형성되는 레이저 고정부(222)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패터닝 장치. - 제2항에 있어서,
상기 카메라 홀더(130)는 상기 레이저 홀더(220)의 홀더 본체(221)에 고정되는 제2수직부(132)와 상기 제2수직부(132)와 평행 배치되는 제1수직부(131)와 상기 제2수직부(132)와 제1수직부(131)를 연결하는 것으로서 상기 스테이지(S)의 이동방향으로 배치되는 수평부(133)를 포함하되,
상기 제1수직부(131)와 제2수직부(132)는 상기 스테이지(S)의 이동방향을 기준으로 상기 레이저 가공부(200)의 전면(前面) 및 후면(後面)에 각각 배치되는 한편 상기 제1수직부(131)와 제2수직부(132)에 상기 프론트 카메라(110) 및 리어 카메라(120)가 각각 장치되는 것을 특징으로 하는 레이저 패터닝 장치. - 삭제
- 제2항에 있어서,
상기 고정 플레이트(320)는 상기 갠트리(G)에 고정되는 판체 형상의 고정 플레이트 본체(321)와, 상기 고정 플레이트 본체(321) 일측에 돌출되며 상기 푸셔(PU)가 설치되는 푸셔 홀더(323)를 포함하고,
상기 슬라이딩 플레이트(310)는 상기 고정 플레이트(320)와 암수 결합하는 슬라이딩 플레이트 본체(311)와 상기 슬라이딩 플레이트 본체(311) 일측에 돌출되며 상기 푸셔(PU)의 푸셔 로드(PU1)가 가압하여 상기 슬라이딩 플레이트(310)를 상하 이동시키는 푸셔 로드 걸림턱(313)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패터닝 장치. - 제2항에 있어서,
상기 슬라이딩 플레이트(310) 및 고정 플레이트(320)의 일측에 고정되는 것으로서 상기 슬라이딩 플레이트(310)와 접하는 일 영역에 상기 슬라이딩 플레이트(310)의 높이 방향으로 길게 형성된 슬롯(S)을 구비하는 가이드 플레이트(330)와,
상기 슬라이딩 플레이트(310) 일측에 장치되는 한편 상기 슬롯(S)을 관통하는 가이드 핀(GP)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패터닝 장치. - 제2항 내지 제4항 또는 제6항 중 어느 한 항에 기재된 레이저 패터닝 장치를 이용하여 패터닝을 하는 방법(S10)으로서,
상기 패턴 인식부(100) 중 하나의 카메라가 이미 패터닝된 라인을 인식하여 상기 패터닝 장치(10)가 상기 패터닝된 라인을 따라 이동하며 상기 레이저 가공부(200)가 기판(W)을 패터닝하는 것을 특징으로 하는 레이저 패터닝 방법. - 제2항 내지 제4항 또는 제6항 중 어느 한 항에 기재된 레이저 패터닝 장치를 이용하여 패터닝을 하는 방법(S10)으로서,
기판(W)상에 기준 얼라인먼트 라인(AL)을 패턴하는 단계(S11)와,
상기 패턴 인식부(100) 중 하나의 카메라가 상기 얼라인먼트 라인을 인식하여 상기 패터닝 장치(10)가 상기 패터닝된 라인을 따라 이동하며 상기 레이저 가공부(200)가 상기 얼라인먼트 라인(AL)과 일정 간격 이격되게 패터닝하는 단계(S12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 패터닝 방법.
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