KR101552562B1 - 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치 및 이를 포함한 레이저 가공 시스템 - Google Patents

레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치 및 이를 포함한 레이저 가공 시스템 Download PDF

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박용규
신석호
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주식회사 필옵틱스
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Abstract

본 발명은 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치 및 이를 포함한 레이저 가공 시스템에 관한 것으로서, 피처리 기판 상에 에어 커튼을 형성시키기 위하여 슬릿 노즐을 통하여 에어를 분사시키는 바타입 에어나이프 유닛; 상기 바타입 에어나이프 유닛과 소정 간격 이격된 채 대향된 위치에 설치되고, 측벽이 만곡진 형태로 형성되며, 상기 바타입 에어나이프 유닛의 에어 방향과 반대 방향으로 에어를 분사시켜, 에어의 흐름을 집진 유닛의 방향으로 유도하는 링타입 에어나이프 유닛; 및 상기 링타입 에어나이프 유닛의 외측에 결합되며, 상기 바타입 에어나이프 유닛과 상기 링타입 에어나이프 유닛에 의해서 이동된 파티클을 포집하는 집진 유닛을 포함하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치 및 이를 포함한 레이저 가공 시스템이 제공된다.

Description

레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치 및 이를 포함한 레이저 가공 시스템 {Particle suction apparatus and laser processing system having the same}
본 발명은 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치 및 이를 포함한 레이저 가공 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피처리 기판의 레이저 가공시 발생하는 파티클을 에어 나이프 유닛을 이용하여 코안다 효과에 의해 집진 유닛으로 이동시켜 피처리 기판에 파티클이 잔류하는 것을 방지하고 레이저 스캐너측으로 이동하는 것을 방지할 수 있는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치 및 이를 포함한 레이저 가공 시스템에 관한 것이다.
최근 레이저 기술이 발전함에 따라 레이저를 이용한 가공 및 커팅 기술도 급속하게 발전하고 있다.
레이저를 이용하여 피처리 기판 가공시 파티클이 피처리 기판 상에 잔류할 경우 제품의 품질이 저하되므로 이러한 문제점을 해결하기 위하여 파티클을 포집하기 위한 석션 장치의 개발도 활발한 상태이다.
종래 기술에 따른 석션 장치는 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 집진장치측으
로 연장되는 배출관(15)이 연결되고, 본체(11)의 윗쪽으로는 레이저 헤드(16)가 배치된다. 따라서, 레이저 헤드에서 레이저 빔을 조사하여 석션후드 본체의 저부에 위치되는 피처리 기판을 가공할 수 있으며, 이러한 커팅과정에서 발생되는 분진은 집진장치의 흡입작용과 에어 노즐의 송풍작용에 의해 본체 내부로 빨려들어온 후 배출관을 통해 빠져나가게 된다.
그러나, 종래 석션장치의 경우 밀폐된 공간에서 집진장치와 에어 노즐에 의존하여 레이저 가공시 발생되는 많은 파티클을 외부로 배출하다보니 분진이 내부에서 맴돌면서 레이저 헤드의 렌즈에 달라붙는 문제가 있었다.
또한, 파티클의 일부는 집진 장치로 흡입되지 못하고 피처리 기판 상에 잔류하게 되어 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-0936922호
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 피처리 기판의 레이저 가공시 발생하는 파티클을 에어 나이프 유닛을 이용하여 코안다 효과에 의해 집진 유닛으로 이동시켜 피처리 기판에 파티클이 잔류하는 것을 방지하고 레이저 스캐너측으로 이동하는 것을 방지할 수 있는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치 및 이를 포함한 레이저 가공 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 피처리 기판 상에 에어 커튼을 형성시키기 위하여 슬릿 노즐을 통하여 에어를 분사시키는 바타입 에어나이프 유닛; 상기 바타입 에어나이프 유닛과 소정 간격 이격된 채 대향된 위치에 설치되고, 측벽이 만곡진 형태로 형성되며, 상기 바타입 에어나이프 유닛의 에어 방향과 반대 방향으로 에어를 분사시켜, 에어의 흐름을 집진 유닛의 방향으로 유도하는 링타입 에어나이프 유닛; 및 상기 링타입 에어나이프 유닛의 외측에 결합되며, 상기 바타입 에어나이프 유닛과 상기 링타입 에어나이프 유닛에 의해서 이동된 파티클을 포집하는 집진 유닛을 포함하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치가 제공된다.
상기 링타입 에어나이프 유닛의 상측에 형성되며, 상기 링타입 에어나이프 유닛에 의해서 피처리 기판의 상부 방향으로 상승하는 에어의 흐름을 집진 유닛으로 가이드하는 유로 가이드 유닛을 더 포함한다.
상기 유로 가이드 유닛은 상기 링타입 에어나이프 유닛의 상부며에 설치되며, 에어가 상기 집진 유닛의 중앙 부위로 흐를 수 있도록 가이드하는 유로 가이드 측벽; 상기 유로 가이드 측벽 상부에 설치되며, 내측벽은 만곡진 형태로 형성되어 상기 집진 유닛 방향으로 에어의 흐름을 유도하는 유로 가이드 커버를 포함한다.
상기 유로 가이드 커버에는 상기 유로 가이드 측벽 상에 전후로 이동가능하게 체결될 수 있도록 다수개의 유로 가이드 체결홀이 형성된다.
상기 바타입 에어나이프 유닛과 링타입 에어나이프 유닛을 상호 연결시키는 연결 유닛을 더 포함한다.
상기 바타입 에어나이프 유닛과 링타입 에어나이프 유닛의 상부에 형성되며, 중앙 영역에는 관통홀이 형성된 커버 유닛을 더 포함한다.
상기 바타입 에어나이프 유닛은 에어챔버가 형성된 바타입 에어나이프 블록; 상기 바타입 에어나이프 블록 상부에 형성된 바타입 에어나이프 커버; 및 상기 바타입 에어나이프 블록과 바타입 에어나이프 커버 사이에 삽입 배치되어, 바타입 에어나이프 슬릿 노즐을 형성하는 바타입 에어나이프 갭 유지부재를 포함한다.
상기 바타입 에어나이프 블록은 일 측벽이 경사지게 형성되고, 길게 연장된 직육면체의 형태로 형성되며, 상기 바타입 에어나이프 커버는 일 측벽이 경사지게 형성되고, 길게 연장된 플레이트 형태로 형성된다.
상기 바타입 에어나이프 슬릿 노즐을 통하여 분사된 에어는 코안나 효과에 의해 상기 바타입 에어나이프 블록의 경사벽을 따라 피처리 기판과 평행한 방향으로 이동하면서 피처리 기판 상에 에어 커튼을 형성한다.
상기 링타입 에어나이프 유닛은 상기 바타입 에어나이프 유닛의 방향으로 에어를 분사시키고, 분사된 에어가 측벽을 따라 피처리 기판의 상부로 이동하도록 유도하는 제1 에어나이프부; 및 상기 제1 에어나이프부의 상측에 형성되며, 슬릿 노즐을 상측 방향으로 형성하여 에어를 상부 방향으로 분사시키고, 분사된 에어가 상부면으로 따라 상기 집진 유닛의 입구 방향으로 이동하도록 유도하는 제2 에어나이프부를 포함한다.
상기 제1 에어나이프부의 하부에 설치되며, 상기 제1 에어나이프부를 지지하는 지지부를 더 포함한다.
상기 제1 에어나이프부의 하부 외측에 형성되며, 슬릿 노즐을 제1 에어나이프부의 슬릿 노즐과 반대 방향으로 형성하여 에어를 집진 유닛의 방향으로 분사시키는 제3 에어나이프부를 더 포함한다.
상기 제1 에어나이프부는 하프링 형태로 형성된 제1 에어나이프 블록 바디와, 하프링 형태로 형성된 제1 에어나이프 블록 날개로 구성된 제1 에어나이프 블록; 상기 제1 에어나이프 블록 바디의 내측벽으로부터 상측을 향하여 돌출 연장된 제1 에어나이프 연장부; 및 상기 제1 에어나이프 블록 날개와 지지부나 제3 에어나이프부의 상부면 사이에 배치되어 제1 슬릿 노즐을 형성하는 제1 갭 유지부재를 포함한다.
상기 제1 에어나이프 블록 바디의 하단부 내측벽은 경사지게 형성된다.
상기 제2 에어나이프부는 내측이 반원형태로 절곡되게 형성된 플레이트 형태로 형성된 제2 에어나이프 블록 및 제1 에어나이프 블록 날개의 형태에 상응하게 형성되며, 제2 에어나이프 블록 하부면과 상기 제1 에어나이프 블록 날개의 상부면 사이에 배치되어, 제1 에어나이프 블록과 제2 에어나이프 블록 사이에 갭을 형성시켜 제2 슬릿 노즐을 형성하는 제2 갭 유지부재를 포함한다.
상기 제2 에어나이프 블록의 상단부 내측벽은 경사지게 형성된다.
상기 제3 에어나이프부는 하프링 형태로 형성된 제3 에어나이프 블록; 상기 제3 에어나이프 블록의 하단부 내측벽으로부터 돌출 연장되게 형성되며, 하프링 플레이트 형태로 형성된 제3 에어나이프 블록 연장부; 및 상기 제3 에어나이프 블록의 하부과 제3 에어나이프 커버 사이에 배치되어, 상기 제3 에어나이프 블록과 제3 에어나이프 커버 사이에 갭을 형성시켜 제3 슬릿 노즐을 형성하는 제3 갭 유지부재를 포함한다.
상기 제3 에어나이프 블록의 하단부 외측벽은 경사지게 형성된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치; 피처리 기판을 지지하는 스테이지; 및 상기 피처리 기판을 가공하기 위한 레이저 스캐너 유닛을 포함하는 레이저 가공 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 바타입 에어나이프 유닛과 링타입 에어나이프 유닛을 조합 구성하여 코안다 효과를 활용하여 기류의 움직임을 집진 유닛으로 유도시킴으로써, 레이저를 이용하여 피처리 기판을 가공할 때 발생되는 파티클이 기판 상에 잔류하는 것을 방지하고 레이저 스캐너측으로 이동하는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 석션 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치의 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치의 개략적인 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치의 개략적인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치의 분해 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치는 바타입 에어나이프 유닛(100), 링타입 에어나이프 유닛(200), 집진 유닛(300), 유로 가이드 유닛(400), 연결 유닛(500), 커버 유닛(600) 및 하우징(700)을 포함한다.
바타입 에어나이프 유닛(100)은 하우징(700) 내부의 일 측에 형성되며, 피처리 기판(S)과 소정 간격 이격되어 설치된다. 바타입 에어나이프 유닛(100)은 전체적으로 장방형의 바(bar) 타입으로 형성되며, 외부의 에어 공급부(미도시)로부터 공급된 에어를 슬릿 노즐을 통하여 피처리 기판(S)을 향해 에어를 분사시켜 피처리 기판 상에 에어 커튼을 형성한다. 바타입 에어나이프 유닛(100)으로부터 분사되는 에어는 피처리 기판과 평행하게, 일 측에서 타 측 방향으로 이동한다. 즉, 에어는 바타입 에어나이프 유닛(100)으로부터 반대측의 링타입 에어나이프 유닛(200)으로 이동한다. 레이저 스캐너 유닛(2000)을 이용하여 피처리 기판을 가공하면, 피처리 기판에서 파티클이 발생하게 되는데, 이러한 파티클은 바타입 에어나이프 유닛(100)에서 분사되는 에어에 의해서 피처리 기판 상에 떨어지지 않고, 에어와 함께 피처리 기판과 평행하게 반대측의 링타입 에어나이프 유닛(200) 쪽으로 이동하게 된다.
바타입 에어나이프 유닛(100)은 바타입 에어나이프 블록(101), 바타입 에어나이프 에어 공급홀(102), 바타입 에어나이프 에어 챔버(103) 바타입 에어나이프 커버(104), 바타입 에어나이프 갭 유지부재(105) 및 바타입 에어나이프 슬릿 노즐(106)을 포함한다.
링타입 에어나이프 유닛(200)은 바타입 에어나이프 유닛(100)과 소정 간격 이격된 채 대향된 위치에 설치되고, 링타입 에어나이프 유닛(200)은 피처리 기판(S)과 소정 간격 이격되어 설치된다.
링타입 에어나이프 유닛(200)은 전체적으로 측벽이 만곡진 형태로 형성된다. 즉, 링타입 에어나이프 유닛(200)은 하프링(half ring) 형태로 형성되며, 오목하게 형성된 측면이 바타입 에어나이프 유닛(100)과 대향되도록 설치된다. 링타입 에어나이프 유닛(200)은 바타입 에어나이프 유닛(100)에 의해서 형성된 에어의 흐름을 집진 유닛(300)의 방향으로 변화시켜서, 파티클이 집진 유닛(300)으로 이동될 수 있도록 한다.
이를 위하여, 링타입 에어나이프 유닛(200)은 제1 에어나이프부(210) 및 제2 에어나이프부(220) 및 지지부(240)를 포함한다.
제1 에어나이프부(210)는 바타입 에어나이프 유닛(100)의 방향으로 에어를 분사시키고, 코안나 효과에 의해서 분사된 에어가 제1 에어나이프부(210)의 측벽을 따라 피처리 기판의 상부로 이동하도록 유도한다. 바타입 에어나이프 유닛(100)에 의해서 형성된 에어의 흐름은 링타입 에어나이프 유닛(200)의 근방에서는 압력이 낮아지므로 하강하는 기류가 생성되는데, 이와 같이 하강 기류가 발생되면 파티클이 피처리 기판 상으로 떨어져서 잔류하게 될 가능성이 커진다. 따라서, 링타입 에어나이프 유닛(200)이 제1 에어나이프부(210)는 바타입 에어나이프 유닛(100)의 방향으로 에어를 분사하여, 바타입 에어나이프 유닛에 의해 형성된 에어의 흐름이 하강하지 않고 제1 에어나이프부(210)의 측벽을 따라 피처리 기판의 상부로 이동되도록 유도한다.
제2 에어나이프부(220)는 제1 에어나이프부(210)의 상측에 형성되며, 슬릿 노즐을 상측 방향으로 형성하여 에어를 상부 방향으로 분사시킨다. 즉, 슬릿 노즐을 유로 가이드 유닛(400) 방향으로 형성하여 에어를 상부 방향(피처리 기판과 수직되는 방향)으로 분사시키고, 코안나 효과에 의해서 분사된 에어가 제2 에어나이프부(220)의 상부면으로 따라 집진 유닛(300)의 입구 방향으로 이동하도록 유도한다. 제2 에어나이프부(220)는 제1 에어나이프부(210)에 의해서 기판의 상부 방향으로 상승하는 에어의 흐름을 링타입 에어나이프 유닛(200)의 외측부에 결합된 집진 유닛(300)의 방향으로 유도하는 기능을 수행한다.
제1 에어나이프부(210) 및 제2 에어나이프부(220)의 구성은 이하의 다른 실시예에서 보다 상세히 살펴본다.
지지부(240)는 제1 에어나이프부(210)를 지지하는 기능을 수행한다.
집진 유닛(300)은 링타입 에어나이프 유닛(200)의 외측에 결합되어 형성되며, 링타입 에어나이프 유닛(200)에 의해서 이동된 파티클을 포집하는 기능을 수행한다. 이러한 집진 유닛(300)은 집진부 본체(310)와 집진 파이프(320)를 포함한다.
유로 가이드 유닛(400)은 링타입 에어나이프 유닛(200)의 상측에 형성되며, 링타입 에어나이프 유닛(200)에 의해서 기판의 상부 방향으로 상승하는 에어가 레이저 스캐너 유닛(2000)으로 이동하는 것을 방지하고, 집진 유닛(300)으로 이동될 수 있도록 에어의 흐름을 가이드하는 기능을 수행한다.
이러한 유로 가이드 유닛(400)은 유로 가이드 측벽(410), 유로 가이드 커버(420) 및 유로 가이드 체결홀(430)을 포함한다.
유로 가이드 측벽(410)은 링타입 에어나이프 유닛(200)의 제2 에어나이프부(220)의 상부면 상에 설치되어, 에어가 집진 유닛의 중앙 부위로 흐를 수 있도록 가이드한다. 유로 가이드 커버(420)는 유로 가이드 측벽(410) 상부에 설치되며, 유로 가이드 커버의 내측벽은 만곡진 형태로 형성되어 집진 유닛(300) 방향으로 에어의 흐름을 유도한다. 유로 가이드 체결홀(430)은 유로 가이드 커버(420) 상에 다수개 형성된다. 유로 가이드 커버(420)는 유로 가이드 측벽(410) 상에 전후로 이동가능하게 체결될 수 있도록 구성되어 유로 가이드의 폭을 조절할 있다.
연결 유닛(500)은 바타입 에어나이프 유닛(100)과 링타입 에어나이프 유닛(200)을 상호 연결시키는 기능을 수행한다.
커버 유닛(600)은 바타입 에어나이프 유닛(100)과 링타입 에어나이프 유닛(200)의 상부에 형성된다. 커버 유닛(600)은 커버 본체(610), 관통홀(620) 및 커버 체결홀(630)을 포함한다. 커버 본체(610)의 중앙 영역에는 관통홀(620)이 형성된다. 관통홀(620)은 레이저 스캐너 유닛(2000)의 가공 영역 보다 넓게 형성된다.
하우징(700)은 바타입 에어나이프 유닛(100)측에 결합되어 구성되며, 바타입 에어나이프 유닛(100)을 보호하는 기능을 수행한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치의 개략적인 단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치의 분해 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치(1000)는 바타입 에어나이프 유닛(100), 링타입 에어나이프 유닛(200), 집진 유닛(300), 유로 가이드 유닛(400), 연결 유닛(500), 커버 유닛(600) 및 하우징(700)을 포함한다.
바타입 에어나이프 유닛(100)은 하우징(700) 내부의 일 측에 형성되며, 피처리 기판(S)과 소정 간격 이격되어 설치된다. 바타입 에어나이프 유닛(100)은 전체적으로 장방형의 바(bar) 타입으로 형성되며, 외부의 에어 공급부(미도시)로부터 공급된 에어를 슬릿 노즐을 통하여 피처리 기판(S)을 향해 에어를 분사시켜 피처리 기판 상에 에어 커튼을 형성한다. 바타입 에어나이프 유닛(100)으로부터 분사되는 에어는 피처리 기판과 평행하게, 일 측에서 타 측 방향으로 이동한다. 즉, 에어는 바타입 에어나이프 유닛(100)으로부터 반대측의 링타입 에어나이프 유닛(200)으로 이동한다. 레이저 스캐너 유닛(2000)을 이용하여 피처리 기판을 가공하면, 피처리 기판에서 파티클이 발생하게 되는데, 이러한 파티클은 바타입 에어나이프 유닛(100)에서 분사되는 에어에 의해서 피처리 기판 상에 떨어지지 않고, 에어와 함께 피처리 기판과 평행하게 반대측의 링타입 에어나이프 유닛(200) 쪽으로 이동하게 된다.
링타입 에어나이프 유닛(200)은 바타입 에어나이프 유닛(100)과 소정 간격 이격된 채 대향된 위치에 설치되고, 링타입 에어나이프 유닛(200)은 피처리 기판(S)과 소정 간격 이격되어 설치된다.
링타입 에어나이프 유닛(200)은 전체적으로 측벽이 만곡진 형태로 형성된다. 즉, 링타입 에어나이프 유닛(200)은 하프링(half ring) 형태로 형성되며, 오목하게 형성된 측면이 바타입 에어나이프 유닛(100)과 대향되도록 설치된다.
링타입 에어나이프 유닛(200)은 바타입 에어나이프 유닛(100)에 의해서 형성된 에어의 흐름을 집진 유닛(300)의 방향으로 변화시켜서, 파티클이 집진 유닛(300)으로 이동될 수 있도록 한다.
이를 위하여, 링타입 에어나이프 유닛(200)은 제1 에어나이프부(210), 제2 에어나이프부(220) 및 제3 에어나이프부(230)를 포함한다.
제1 에어나이프부(210)는 바타입 에어나이프 유닛(100)의 방향으로 에어를 분사시키고, 코안나 효과에 의해서 분사된 에어가 제1 에어나이프부(210)의 측벽을 따라 피처리 기판의 상부로 이동하도록 유도한다.
제2 에어나이프부(220)는 제1 에어나이프부(210)의 상측에 형성되며, 슬릿 노즐을 상측 방향으로 형성하여 에어를 상부 방향으로 분사시킨다. 즉, 슬릿 노즐을 유로 가이드 유닛(400) 방향으로 형성하여 에어를 상부 방향(피처리 기판과 수직되는 방향)으로 분사시키고, 코안나 효과에 의해서 분사된 에어가 제2 에어나이프부(220)의 상부면으로 따라 집진 유닛(300)의 입구 방향으로 이동하도록 유도한다. 제2 에어나이프부(220)는 제1 에어나이프부(210)에 의해서 기판의 상부 방향으로 상승하는 에어의 흐름을 링타입 에어나이프 유닛(200)의 외측부에 결합된 집진 유닛(300)의 방향으로 유도하는 기능을 수행한다.
제3 에어나이프부(230)는 제1 에어나이프부(210)의 하부 외측에 형성되며, 슬릿 노즐을 제1 에어나이프부(210)의 슬릿 노즐과 반대 방향으로 형성하여 에어를 집진 유닛(300)의 방향으로 분사시킨다. 즉, 제3 에어나이프부(230)는 바타입 에어나이프 유닛(100)과 동일한 방향으로 에어를 분사하게 된다. 제3 에어나이프부(230)는 제1 에어나이프부(210)에 의해서 상승되지 않고 빠져나오는 에어가 피처리 기판(S)으로 하강하는 것을 방지하고, 집진 유닛(300)의 방향으로 이동될 수 있도록 가이드하는 기능을 수행한다.
집진 유닛(300)은 링타입 에어나이프 유닛(200)의 외측에 결합되어 형성되며, 링타입 에어나이프 유닛(200)에 의해서 이동된 파티클을 포집하는 기능을 수행한다. 이러한 집진 유닛(300)은 집진부 본체(310)와 집진 파이프(320)를 포함한다.
유로 가이드 유닛(400)은 링타입 에어나이프 유닛(200)의 상측에 형성되며, 링타입 에어나이프 유닛(200)에 의해서 기판의 상부 방향으로 상승하는 에어가 레이저 스캐너 유닛(2000)으로 이동하는 것을 방지하고, 집진 유닛(300)으로 이동될 수 있도록 에어의 흐름을 가이드하는 기능을 수행한다.
이러한 유로 가이드 유닛(400)은 유로 가이드 측벽(410), 유로 가이드 커버(420) 및 유로 가이드 체결홀(430)을 포함한다.
유로 가이드 측벽(410)은 링타입 에어나이프 유닛(200)의 제2 에어나이프부(220)의 상부면 상에 설치되어, 에어가 집진 유닛의 중앙 부위로 흐를 수 있도록 가이드한다. 유로 가이드 커버(420)는 유로 가이드 측벽(410) 상부에 설치되며, 유로 가이드 커버의 내측벽은 만곡진 형태로 형성되어 집진 유닛(300) 방향으로 에어의 흐름을 유도한다. 유로 가이드 체결홀(430)은 유로 가이드 커버(420) 상에 다수개 형성된다. 유로 가이드 커버(420)는 유로 가이드 측벽(410) 상에 전후로 이동가능하게 체결될 수 있도록 구성되어 유로 가이드의 폭을 조절할 있다.
연결 유닛(500)은 바타입 에어나이프 유닛(100)과 링타입 에어나이프 유닛(200)을 상호 연결시키는 기능을 수행한다.
커버 유닛(600)은 바타입 에어나이프 유닛(100)과 링타입 에어나이프 유닛(200)의 상부에 형성된다. 커버 유닛(600)은 커버 본체(610), 관통홀(620) 및 커버 체결홀(630)을 포함한다. 커버 본체(610)의 중앙 영역에는 관통홀(620)이 형성된다. 관통홀(620)은 레이저 스캐너 유닛(2000)의 가공 영역 보다 넓게 형성된다.
하우징(700)은 바타입 에어나이프 유닛(100)측에 결합되어 구성되며, 바타입 에어나이프 유닛(100)을 보호하는 기능을 수행한다.
도 5 내지 도 6을 참조하여, 바타입 에어나이프 유닛(100)과 링타입 에어나이프 유닛(200)의 구성에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
바타입 에어나이프 유닛(100)은 바타입 에어나이프 블록(101), 바타입 에어나이프 에어 공급홀(102), 바타입 에어나이프 에어 챔버(103) 바타입 에어나이프 커버(104), 바타입 에어나이프 갭 유지부재(105) 및 바타입 에어나이프 슬릿 노즐(106)을 포함한다.
바타입 에어나이프 블록(101)은 전체적으로 일 측벽이 경사지게 형성되고, 길게 연장된 직육면체의 형태로 형성된다.
바타입 에어나이프 블록(101)의 내부에는 바타입 에어나이프 에어 챔버(103)가 형성되고, 이러한 바타입 에어나이프 에어 챔버(103)에 에어를 공급하기 위한 바타입 에어나이프 에어 공급홀(102)은 바타입 에어나이프 블록(101)의 측벽에 형성된다. 바타입 에어나이프 에어 챔버(103)는 바타입 에어나이프 에어 공급홀(102)을 통하여 공급된 에어가 슬롯 노즐을 통하여 균일하게 분사될 수 있도록 에어를 저장하는 기능을 수행한다.
바타입 에어나이프 커버(104) 역시 전체적으로 일 측벽이 경사지게 형성되고, 길게 연장된 플레이트 형태로 형성된다. 바타입 에어나이프 커버(104)는 바타입 에어나이프 블록(101)의 상부면에 설치된다.
바타입 에어나이프 갭 유지부재(105)는 바타입 에어나이프 블록(101)와 바타입 에어나이프 커버(104) 사이에 삽입 배치되어, 바타입 에어나이프 블록(101)과 바타입 에어나이프 커버(104)의 경사벽 방향으로 바타입 에어나이프 슬릿 노즐(106)을 형성한다.
바타입 에어나이프 슬릿 노즐(106)은 링타입 에어나이프 유닛(200) 방향으로 형성되며, 외부의 에어 공급장치(미도시)로부터 공급된 에어는 바타입 에어나이프 에어 공급홀(102)을 통하여 바타입 에어나이프 에어 챔버(103)를 거쳐 바타입 에어나이프 슬릿 노즐(106)을 통하여 분사된다. 바타입 에어나이프 슬릿 노즐(106)을 통하여 분사된 에어는 코안나 효과에 의해 바타입 에어나이프 블록(101)의 경사벽을 따라 피처리 기판과 평행한 방향으로 이동하면서 피처리 기판 상에 에어 커튼을 형성한다.
바타입 에어나이프 유닛(100)에 의해서 공급된 에어는 반대측에 배치된 링타입 에어나이프 유닛(200)을 향해 피처리 기판과 평행하게 이동하며, 이러한 에어의 흐름에 따라 피처리 기판의 레이저 가공시 발생하는 파티클은 피처리 기판상에 잔류하지 않고 링타입 에어나이프 유닛(200) 방향으로 이동하게 된다.
링타입 에어나이프 유닛(200)은 제1 에어나이프부(210), 제2 에어나이프부(220) 및 제3 에어나이프부(230)를 포함한다.
제1 에어나이프부(210)는 제1 에어나이프 블록(211), 제1 에어챔버(213), 제1 에어나이프 연장부(214), 제1 갭 유지부재(215) 및 제1 슬릿 노즐(216)을 포함한다.
제1 에어나이프 블록(211)은 제1 에어나이프 블록 바디(211a)와 제1 에어나이프 블록 날개(211b)를 포함한다. 제1 에어나이프 블록 바디(211a)는 전체적으로 단면이 하프링(half ring) 형태로 형성되며, 제1 에어나이프 블록 날개(211b)는 제1 에어나이프 블록 바디(211a)의 일 단으로부터 외측으로 피처리기판과 평행하게 돌출 연장되게 형성된다. 제1 에어나이프 블록 날개(211b)는 플레이트 형태로 평평하게 형성되며, 전체적으로 하프링 형태로 형성된다.
제1 에어나이프 블록 바디(211a)의 외측벽은 단턱이 지도록 형성되어, 제1 에어나이프부(210)가 제3 에어나이프부(230) 상에 배치되면 그 내부에 제1 에어챔버(213)가 형성되고, 제1 에어챔버(213)는 이하의 제1 에어공급홀(212)을 통하여 에어를 공급받는다.
제1 에어나이프 연장부(214)는 제1 에어나이프 블록 바디(211a)의 내측벽으로부터 상측을 향하여 돌출 연장된다. 이러한 제1 에어나이프 연장부(214)는 제2 에어나이프부(220)의 제2 에어나이프 블록(221)의 외측벽과 함께 제2 슬릿 노즐(226)을 형성한다.
제1 갭 유지부재(215)는 제1 에어나이프 블록 날개(211b)의 형상에 대응되게 형성되며, 제1 에어나이프 블록 날개(211b)와 제3 에어나이프 블록(231) 상부면 사이에 배치되어, 제1 에어나이프 블록(211)과 제3 에어나이프 블록 연장부(234) 사이에 갭을 형성시켜 제1 슬릿 노즐(216)을 형성한다.
한편, 제1 에어나이프 블록 바디(211a)의 하단부 내측벽은 경사지게 형성된다. 제1 슬릿 노즐(216)을 통하여 분사된 에어는 코안나 효과에 의해 제1 에어나이프 블록 바디(211a)의 하단부 내측벽을 따라 상부 방향(즉, 레이저 스캐너 유닛 방향)으로 이동하게 된다. 그 결과, 바타입 에어나이프 유닛(100)에 의해서 공급된 에어는 제1 에어나이프부(210)로부터 공급된 에어와 함께 피처리 기판의 상측 방향 즉, 레이저 스캐너 유닛 방향으로 이동하게 되며, 파티클 역시 에어의 흐름에 따라 피처리 기판의 상측 방향으로 이동하게 된다.
제2 에어나이프부(220)는 제2 에어나이프 블록(221), 제2 에어공급홀(222), 제2 에어챔버(223), 제2 갭 유지부재(225) 및 제2 슬릿 노즐(226)을 포함한다.
제2 에어나이프 블록(221)은 전체적으로 내측이 반원형태로 절곡되게 형성된 플레이트 형태로 형성된다.
제2 에어공급홀(222)은 제2 에어나이프 블록(221)의 일 측벽에 형성되며, 제2 에어챔버(223)는 제2 에어나이프 블록(221)의 하부면에 형성되고, 내측벽의 형태에 상응하게 하프링의 형태로 형성된다. 제2 에어공급홀(222)은 제2 에어챔버(223)와 연결되게 형성된다.
제2 갭 유지부재(225)는 제1 에어나이프 블록 날개(211b)의 형태에 상응하게 형성되며, 제2 에어나이프 블록 하부면과 제1 에어나이프 블록 날개(211b)의 상부면 사이에 배치되어, 제1 에어나이프 블록(211)과 제2 에어나이프 블록(221) 사이에 갭을 형성시켜 제2 슬릿 노즐(226)을 형성한다.
한편, 제2 에어나이프 블록(221)의 상단부 내측벽은 경사지게 형성된다. 제2 슬릿 노즐(226)을 통하여 분사된 에어는 코안나 효과에 의해 제2 에어나이프 블록(221)의 상단부 내측벽을 따라 제2 에어나이프 블록(221)이 상부면과 평행한 방향(즉, 집진 유닛(300) 방향)으로 이동하게 된다.
제3 에어나이프부(230)는 제3 에어나이프 블록(231), 제1 에어공급홀(212), 제3 에어공급홀(232), 제3 에어챔버(233), 제3 에어나이프 블록 연장부(234), 제3 갭 유지부재(235), 제3 슬릿 노즐(236) 및 제3 에어나이프 커버(237)를 포함한다.
제3 에어나이프 블록(231)은 전체적으로 하프링(half ring) 형태로 형성된다. 제3 에어나이프 블록 연장부(234)는 제3 에어나이프 블록(231)의 하단부 내측벽으로부터 돌출 연장되게 형성되며, 전체적으로 하프링(half ring) 플레이트 형태로 형성된다.
제3 에어나이프 블록(231)의 일 측벽에는 제1 에어나이프부(210)로 에어를 공급하는 제1 에어공급홀(212)이 형성되고, 타 측벽에는 제3 에어나이프 블록(231)에 에어를 공급하기 위한 제3 에어공급홀(232)이 형성된다.
제3 에어챔버(233)는 제3 에어나이프 블록(231)의 하부면에 형성되며, 제3 에어공급홀(232)과 연결된다.
제3 갭 유지부재(235)는 전체적으로 하프링 플레이트 형태로 형성되며, 제3 에어나이프 블록(231)의 하부과 제3 에어나이프 커버(237) 사이에 배치되어, 제3 에어나이프 블록(231)과 제3 에어나이프 커버(237) 사이에 갭을 형성시켜 제3 슬릿 노즐(236)을 형성한다.
한편, 제3 에어나이프 블록(231)의 하단부 외측벽은 경사지게 형성된다. 제3 슬릿 노즐(236)을 통하여 분사된 에어는 코안나 효과에 의해 제3 에어나이프 블록(231)의 하단부 외측벽을 따라 집진 유닛(300) 방향으로 이동하게 된다.
이러한 제3 에어나이프부(230)는 바타입 에어나이프 유닛(100)과 동일한 방향으로 에어를 분사하게 된다. 제3 에어나이프부(230)는 제1 에어나이프부(210)에 의해서 상승되지 않고 빠져나오는 에어가 피처리 기판(S)으로 하강하는 것을 방지하고, 집진 유닛(300)의 방향으로 이동될 수 있도록 가이드하는 기능을 수행한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치 및 이를 포함한 레이저 가공 시스템의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100 : 바타입 에어나이프 유닛 200 : 링타입 에어나이프 유닛
210: 제1 에어나이프부 220 : 제2 에어나이프부
230 : 제3 에어나이프부 240 : 지지부
300 : 집진 유닛 400 : 유로 가이드 유닛
500 : 연결 유닛 600 : 커버 유닛
700 : 하우징

Claims (19)

  1. 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치에 있어서,
    피처리 기판 상에 에어 커튼을 형성시키기 위하여 슬릿 노즐을 통하여 에어를 분사시키는 바타입 에어나이프 유닛;
    상기 바타입 에어나이프 유닛과 소정 간격 이격된 채 대향된 위치에 설치되고, 측벽이 만곡진 형태로 형성되며, 상기 바타입 에어나이프 유닛의 에어 방향과 반대 방향으로 에어를 분사시켜, 에어의 흐름을 집진 유닛의 방향으로 유도하는 링타입 에어나이프 유닛; 및
    상기 링타입 에어나이프 유닛의 외측에 결합되며, 상기 바타입 에어나이프 유닛과 상기 링타입 에어나이프 유닛에 의해서 이동된 파티클을 포집하는 집진 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 링타입 에어나이프 유닛의 상측에 형성되며, 상기 링타입 에어나이프 유닛에 의해서 피처리 기판의 상부 방향으로 상승하는 에어의 흐름을 집진 유닛으로 가이드하는 유로 가이드 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유로 가이드 유닛은,
    상기 링타입 에어나이프 유닛의 상부며에 설치되며, 에어가 상기 집진 유닛의 중앙 부위로 흐를 수 있도록 가이드하는 유로 가이드 측벽;
    상기 유로 가이드 측벽 상부에 설치되며, 내측벽은 만곡진 형태로 형성되어 상기 집진 유닛 방향으로 에어의 흐름을 유도하는 유로 가이드 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유로 가이드 커버에는 상기 유로 가이드 측벽 상에 전후로 이동가능하게 체결될 수 있도록 다수개의 유로 가이드 체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 바타입 에어나이프 유닛과 링타입 에어나이프 유닛을 상호 연결시키는 연결 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 바타입 에어나이프 유닛과 링타입 에어나이프 유닛의 상부에 형성되며, 중앙 영역에는 관통홀이 형성된 커버 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바타입 에어나이프 유닛은,
    에어챔버가 형성된 바타입 에어나이프 블록;
    상기 바타입 에어나이프 블록 상부에 형성된 바타입 에어나이프 커버; 및
    상기 바타입 에어나이프 블록과 바타입 에어나이프 커버 사이에 삽입 배치되어, 바타입 에어나이프 슬릿 노즐을 형성하는 바타입 에어나이프 갭 유지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 바타입 에어나이프 블록은 일 측벽이 경사지게 형성되고, 길게 연장된 직육면체의 형태로 형성되며,
    상기 바타입 에어나이프 커버는 일 측벽이 경사지게 형성되고, 길게 연장된 플레이트 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 바타입 에어나이프 슬릿 노즐을 통하여 분사된 에어는 코안나 효과에 의해 상기 바타입 에어나이프 블록의 경사벽을 따라 피처리 기판과 평행한 방향으로 이동하면서 피처리 기판 상에 에어 커튼을 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 링타입 에어나이프 유닛은,
    상기 바타입 에어나이프 유닛의 방향으로 에어를 분사시키고, 분사된 에어가 측벽을 따라 피처리 기판의 상부로 이동하도록 유도하는 제1 에어나이프부; 및
    상기 제1 에어나이프부의 상측에 형성되며, 슬릿 노즐을 상측 방향으로 형성하여 에어를 상부 방향으로 분사시키고, 분사된 에어가 상부면으로 따라 상기 집진 유닛의 입구 방향으로 이동하도록 유도하는 제2 에어나이프부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 에어나이프부의 하부에 설치되며, 상기 제1 에어나이프부를 지지하는 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 에어나이프부의 하부 외측에 형성되며, 슬릿 노즐을 제1 에어나이프부의 슬릿 노즐과 반대 방향으로 형성하여 에어를 집진 유닛의 방향으로 분사시키는 제3 에어나이프부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 에어나이프부는,
    하프링 형태로 형성된 제1 에어나이프 블록 바디와, 하프링 형태로 형성된 제1 에어나이프 블록 날개로 구성된 제1 에어나이프 블록;
    상기 제1 에어나이프 블록 바디의 내측벽으로부터 상측을 향하여 돌출 연장된 제1 에어나이프 연장부; 및
    상기 제1 에어나이프 블록 날개와 지지부나 제3 에어나이프부의 상부면 사이에 배치되어 제1 슬릿 노즐을 형성하는 제1 갭 유지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 에어나이프 블록 바디의 하단부 내측벽은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제2 에어나이프부는,
    내측이 반원형태로 절곡되게 형성된 플레이트 형태로 형성된 제2 에어나이프 블록; 및
    제1 에어나이프 블록 날개의 형태에 상응하게 형성되며, 제2 에어나이프 블록 하부면과 상기 제1 에어나이프 블록 날개의 상부면 사이에 배치되어, 제1 에어나이프 블록과 제2 에어나이프 블록 사이에 갭을 형성시켜 제2 슬릿 노즐을 형성하는 제2 갭 유지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 에어나이프 블록의 상단부 내측벽은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제3 에어나이프부는,
    하프링 형태로 형성된 제3 에어나이프 블록;
    상기 제3 에어나이프 블록의 하단부 내측벽으로부터 돌출 연장되게 형성되며, 하프링 플레이트 형태로 형성된 제3 에어나이프 블록 연장부; 및
    상기 제3 에어나이프 블록의 하부과 제3 에어나이프 커버 사이에 배치되어, 상기 제3 에어나이프 블록과 제3 에어나이프 커버 사이에 갭을 형성시켜 제3 슬릿 노즐을 형성하는 제3 갭 유지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제3 에어나이프 블록의 하단부 외측벽은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 레이저 가공 시스템용 파티클 석션 장치;
    피처리 기판을 지지하는 스테이지; 및
    상기 피처리 기판을 가공하기 위한 레이저 스캐너 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 가공 시스템.



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