KR101639156B1 - Ldi노광장치용 파이버 어레이 자동정렬 제어보드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LDI노광장치용 파이버 어레이 자동정렬 제어보드에 관한 것으로
그 기술구현의 목적은, 다층 구조를 갖는 파이버 어레이에 있어, 특히, 파이버 간의 열간(간격) 위치차이와, 설계 치수에 대한 오차를, 설정 프로그램에 의한 일련의 자동정렬 제어방식, 예컨대, 자동정렬 제어보드에 의한 컨트롤방식에 의해 상기 파이버 어레이를 실제제품 노광에 필요한 일직선구조, 즉, 노광시 레이저빔의 시작선을 일직선이 되도록 맞추며 노광되게 함으로서, 파이버의 간격(열간) 오차 등을 용이하게 보정 할 수 있도록 하고, 그에 따라, 보다 정밀하고 균일한 노광 품질을 확보할 수 있도록 한 LDI노광장치용 파이버 어레이의 자동정렬 제어보드를 제공함에 있다.
이에, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적 수단으로는;
중앙처리장치가 탑재된 것을 포함하는 구성으로 하여, 여기에, 치수편차 연산처리모듈과, 모터속도 설정제어모듈과, 레이저조사 제어모듈과, 어레이 각도제어모듈을 더 탑재 구성시킨 자동정렬 제어보드로 형성되게 함으로서 달성된다.

Description

LDI노광장치용 파이버 어레이 자동정렬 제어보드{For LDI exposure apparatus Fiber array automatic alignment control board}

본 발명은 파이버 어레이 자동정렬 제어장치 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 다층 구조를 갖는 파이버 어레이에 있어, 파이버간의 열간(간격) 위치 차이와 설계 오차를 설정 프로그램에 의한 자동제어방식에 의해 용이하게 보정 할 수 있도록 하여, 보다 정밀하고 균일한 노광 품질을 제공받을 수 있도록 한 LDI노광장치용 파이버 어레이 자동정렬 제어보드에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)은 여러 전자제품 소자들을 일정한 틀에 따라 간편하게 연결시켜 주는 역할을 하며, 디지털 TV, 유,무선 전화기 등의 가전제품부터 첨단 통신기기까지 모든 전자제품에 광범위하게 사용되는 부품이다. 또한 용도에 따라 범용 PCB, 모듈용 PCB, 패키지용 PCB 등으로 분류된다.

즉, 회로기판은 페놀수지 절연판 또는 에폭시수지 절연판 등의 일측면에 구리 등의 박판을 부착시킨 다음 회로의 배선패턴에 따라 식각(선상의 회로만 남기고 부식시켜서 제거하는 공정)하여 필요한 회로를 구성하고, 부품들을 부착, 탑재시키기 위한 구멍을 뚫어 형성한 것으로서, 배선 회로면의 수에 따라 단면기판, 양면기판, 다층기판 등으로 분류되며 층수가 많을수록 부품의 실장력이 우수하여 고정밀 제품에 채용된다.

최근에는 전자산업의 발전으로 초박판의 인쇄회로기판(0.04 ~ 0.2mm)이 널리 사용되고 있다. 양면에 회로를 형성시키고 스루홀(through hole)을 통하여 상호 연결시킨 양면기판 또는 이를 양면뿐만 아니라 복수의 층으로 확대시킨 다층기판의 사용이 증가하고 있다.

현재 인쇄회로기판을 제작하는데에는 사진전사에 의해 패턴을 형성하는 사진공정(photo lithography)이 범용적으로 사용되고 있다. 특히, 배선밀도의 고밀도화에 대응 가능한 세미어디티브법이 많이 사용되고 있다. 상기 세미어디티브법을 이용한 인쇄회로기판의 제조방법은, 시드층 형성공정, 전처리 공정, 드라이 필름(dry film)적층공정, 노광공정, 현상공정, 전해 동 도금공정, 드라이필름 박리공정, 플레쉬 에칭(flash etching)공정으로 이루어진다. 이 중 노광공정은 아트워크 필름을 사용하여 회로패턴을 형성하기 때문에, 아트워크 필름이 손상되기 쉽고 수정이 어려운 단점이 있다. 이에 따라, 포토마스크를 사용하지 않고 레이저 다이오드(laser diode)를 광원으로 사용하여 기판 위의 피노광층을 직접 노광하는 레이저 다이렉트 이미징(Laser Direct Imaging, LDI) 노광장치가 제공되고 있다.

즉, PCB, Rigid, FPCB 패턴을 인쇄하기 위하여 UV광을 필름 마스크에 통과하여 원하는 패턴을 형성하였으나, 최근에는 UV광을 UV레이저로 대체하여, 이 레이저를 직접 필름 위에 조사함으로써, 필름 마스크가 불필요하고 신속하게 필름보다 더욱 정밀한 패턴을 쉽게 형성하도록 하는 LDI 노광장치가 사용되고 있다.

또한, LDI 노광장치는, 레이저 광원을 폴리곤미러를 통해 스캔하여 이미지를 형성하거나 또는 DMD(Digital Micro Device) 칩을 사용하는 방식을 채택하고 있다.

한편, 상기 레이저광원을 패턴에 맞춰 조사하기 위해 다발의 광섬유를 고정하는 어레이 블럭이 사용된다.

상기 어레이 블럭은 실리콘재질로서, 고유 습식 식각 공정을 통해서 제작되며, 광섬유와 광소자 간의 광 결합을 위한 광 부품으로 PLC(planar lightwave circuit) 소자 패키징, 광스위치 및 스플리터, 다중화기 등에 널리 사용되고 있다.

또한, 상기 어레이 블럭은 입력단 및 출력단에 광섬유를 안정되게 접속시키기 위해서 이용되며, 단심광섬유 또는 다심광섬유 리본의 단부 외피가 제거된 각각의 광섬유들을 V-그루브(groove)에 정렬시키고 에폭시 등의 접착제로 고정시킨다.

또한, 상기 어레이 블럭의 제조공정은, 1. 실리콘이나 석영, 유리 등의 재질로 만들어진 광섬유 고정기판(110)의 상부면에 형성되며, 폭, 두께 및 간격이 일정한 광섬유 고정부(130), 즉, 다수의 V-그루브에 광섬유열을 안착시킨다. 이때, 광섬유열은 리본 광섬유 일부의 피복을 제거하여 얻어지는 것이 일반적이다.

2. 폭, 두께 및 간격이 일정한 다수의 V-그루브의 상부면에 글래스(120)를 덮는다. 상기 글래스는 상기 광섬유열을 고정하며, 외부 환경으로부터 상기 광섬유열을 보호하는 역할을 한다.

3. 에폭시 수지와 같은 접착제를 이용하여 블럭, 광섬유열 및 글래스를 고정한다.

4. 상기 어레이 블럭의 단면을 폴리싱한다.

그러나, 종래의 어레이 블럭은 광섬유를 안착하기 위한 V-그루브가 'V'형상으로 형성됨으로써, 'V'형의 꼭지점 즉, 내측 하단부와 어레이 블럭의 하단과의 간격이 협소하고, 이로 인해 외부의 충격 또는 진동 등에 의해 쉽게 파손되는 문제점이 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 파이버 어레이 블럭이 다층으로 구성될 경우, 다층 간의 광섬유들의 간격을 유지시키기 위해서는 상기 어레이 블럭에는 별도의 위치결정수단이 구성된다.

그러나, 어레이 블럭에 구성되는 위치결정수단들의 가공오차 또는 형상오차 등의 누적 오차 등에 의해 광섬유들의 간격에 오차가 발생하여 정밀한 노광공정이 수행되지 않는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제2002-95866호(2002.12.28. 공개) 대한민국 공개특허공보 제2004-48581호(2004.06.10. 공개)

따라서, 본 발명은 LDI노광장치에 적용되는 종래 파이버 어레이 정렬방식에 대한 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로;

본 발명의 목적은, 다층 구조를 갖는 파이버 어레이에 있어, 특히, 파이버 간의 열간(간격) 위치차이와, 설계 치수에 대한 오차를, 설정 프로그램에 의한 일련의 자동정렬 제어방식, 예컨대, 자동정렬 제어보드에 의한 컨트롤방식에 의해 상기 파이버 어레이를 실제제품 노광에 필요한 일직선구조, 즉, 노광시 레이저빔의 시작선을 일직선이 되도록 맞추며 노광되게 함으로서, 파이버의 간격(열간) 오차 등을 용이하게 보정 할 수 있도록 하고, 그에 따라, 보다 정밀하고 균일한 노광 품질을 확보할 수 있도록 한 LDI노광장치용 파이버 어레이의 자동정렬 제어보드를 제공함에 있다.

따라서, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적 수단으로는;

중앙처리장치가 탑재된 것을 포함하는 구성으로 하여, 여기에, 치수편차 연산처리모듈과, 모터속도 설정제어모듈과, 레이저조사 제어모듈과, 어레이 각도제어모듈을 더 탑재 구성시킨 자동정렬 제어보드로 형성됨을 특징으로 하는 LDI노광장치용 파이버 어레이 자동정렬 제어보드.

이상, 본 발명에 따른 LDI노광장치용 파이버 어레이 자동정렬 제어보드는 다층 구조를 갖는 파이버 어레이에 있어, 특히, 파이버 간의 열간(간격) 위치차이를 설정 프로그램에 의한 일련의 자동정렬방식으로 제어되도록 하여, 파이버 어레이를, 실제제품 노광에 필요한 일직선구조, 예컨대, 노광시 레이저빔의 시작선이 일직선이 되도록 맞추어지게 하며 노광되게 함으로서, 파이버간의 열간(간격) 오차 및 설계 오차 등을 용이하게 보정 할 수 있도록 한 것이고, 그에 따라, 보다 정밀하고 균일한 노광 품질을 확보할 수 있도록 한 것으로, 이는 매우 유용한 기대효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 LDI노광장치의 개략구성도
도 2는 본 발명에 적용되는 파이버 어레이의 개략구성도
도 3은 본 발명에 의한 파이버 어레이 보정원리를 보인 파이버 어레이의 단면도
도 4는 본 발명에 적용되는 자동정렬 제어보드의 사시도.
도 5는 본 발명에 적용되는 자동정렬 제어보드의 블럭구성도

이하, 본 발명에 따른 LDI노광장치용 파이버 어레이 자동정렬 제어보드의 바람직한 실시예 구성을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

이에, 첨부도면을 참고로 하여 본 발명의 개략적인 구성을 살펴보면;

이는, LDI노광장치(1)와, 상기 LDI노광장치(1)에 마련된 파이버 어레이의 정렬관계를 설정프로그램에 의해 컨트롤하는 자동정렬 제어보드(2)로 구성된다.

여기서, 먼저, 상기 LDI노광장치(1)는, 도 1로 도시된 바와 같이, 다채널의 레이저를 발생하는 레이저발생수단(11)과, 상기 레이저발생수단(11)으로부터 다채널의 레이저를 수광하여 레이저의 균일성이 유지되도록 하는 광섬유수단(12)과, 상기 광섬유수단(12)으로부터 수광되는 다채널의 레이저를 피노광층인 감광수지에 조사하는 렌즈(13)와, 상기 렌즈(13)를 X축 또는 Z축으로 이동시켜 감광수지에 회로패턴이 형성되도록 구동시키는 구동수단(14)으로 구성된다.

이때, 전술한, LDI노광장치(1)에 있어, 광섬유수단(12)은, 레이저발생수단(11)을 통해 발산되는 다채널 레이저의 각 파장을 수광하여, 이를 렌즈(13)에 집적되도록 안내하는 파이버 어레이(100)를 더 마련하게 되는 것이며, 이와 같은, 파이버 어레이(100)는 상기 렌즈(13)의 일단에 구성된다.

또한, 전술한 LDI노광장치(1)에 있어, 렌즈(13)의 일측에는 상기 파이버 어레이(100)에 고정된 다수의 광파이버(2)를 통해 조사되는 레이저의 수평선을 정렬시키도록 하는 각도조절부(200)가 더 마련되며, 이와 같은, 각도조절부(200)는, 수동레버 조작에 의해 렌즈(13)를 X축 또는 Z축 방향으로 회동시켜 상기 렌즈(13)에 구성된 파이버 어레이(100)의 각도를 조절하는 구성을 갖는 것이다

또한, 전술한 LDI노광장치(1)에 있어, 광섬유수단(12)에 마련되는 파이버 어레(100)는, 도 2로 도시된 바와 같이, 상부면에 요철형상으로 반복되는 다수개의 광파이버 수용홈(H)를 형성한 베이스기판(101)과, 상기 베이스기판(101)의 광파이버 수용홈(H) 내로 수용되는 광파이버(102)로 구성된다.

이때, 이와 같은 구성의 파이버 어레이(100)는, 광파이버(102)가 수용된 상기 베이스기판(101)이 접착제에 의해 결합하는 다수개의 적층된 구조, 예컨대, 도 3으로 도시된 바와 같이, 다층구조를 이루며 완성된 하나의 파이버 어레이(100)를 형성하게 되는 것이다.

이상, 전술한 바와 같은, 일련의 구성으로 이루어진, 상기 LDI노광장치(1)는 통상의 LDI노광장치(1)와 상이함이 없는 동일 구성으로서, 이러한, LDI노광장치(1)는, 그 LDI노광장치(1)로 마련되는 파이버 어레이(100)의 제작과정에 있어, 파이버 레이어(100)의 층간 간격에 대한 오차, 즉 -2um ~ +2um 범위의 제작 오차 및 도 3으로 도시된 바와 같이, 파이버간 열간(간격)오차가 필연적으로 발생하게 되는 것이다.

한편, 상기 자동정렬 제어보드(2)는 전술한 LDI노광장치(1)에 마련된 파이버 어레이(100)를, 실제제품 노광에 필요한 일직선구조, 예컨대, 노광시 레이저빔의 시작선이 일직선이 되도록 맞추어지게 하며 노광되도록 자동제어하는, 본 발명의 핵심적인 기술구성으로서, 이에, 이와 같은, 자동정렬 제어보드(2)는, 도 4 또는 도 5로 도시된 바와 같이, 중앙처리장치(21)가 탑재된 것을 포함하는 구성으로 하여, 여기에, 치수편차 연산처리모듈(22)과, 렌즈속도 설정제어모듈(23)과, 레이저조사 제어모듈(24)과, 어레이 각도제어모듈(25)과, 통합프로그램 관리모듈(26)을 더 탑재 구성시킨 기판 구조로 형성함이 바람직하다.

이때, 전술한, 자동정렬 제어보드(2)에 있어, 중앙처리장치(21)는, 자동정렬 제어보드(2)로 입/출력되는 모든 데이터를 통제,관리,저장하는 수단으로서, 이에, 이러한, 중앙처리장치(21)는, 전술한 LDI노광장치(1)의 작동관계를 통합적으로 컨트롤함은 물론, 상기 자동정렬 제어보드(2)에 탑재된 일련의 구성요소, 예컨대, 치수편차 연산처리모듈(22), 렌즈속도 설정제어모듈(23), 레이저조사 제어모듈(24), 어레이 각도제어모듈(25)로부터 전달되는 각 입/출력 데이터 신호를 통합적으로 관리하는 기능구성을 갖는 것이다.

또한, 전술한, 자동정렬 제어보드(2)에 있어, 치수편차 연산처리모듈(22)은, 다층구조로 형성된 파이버 어레이(100)의 층간 간격에 대한오차, 예컨대, -2um ~ +2um 범위로 필연적 발생하는 제작 오차수치 및 파이버간 열간 오차수치를 기준으로, 여기에 파이버 어레이(100)의 적층수치를 대입 연산처리되게 하여, 파이버 어레이(100)의 전체적인 층간 편차와 열간편차를 산출하고, 그 산출된 파이버 어레이(100)의 층간 편차가 설계 치수에 맞게 일직선으로 정렬되도록 함과 동시에, 노광시 레이저빔의 시작선이 일직선이 되도록 맞추어 지도록, 파이버 어레이(100)의 각도조절 범위를 연산 추출하여, 그 추출된 신호를 후술하는 어레이 각도제어모듈(25)로 전송하는 기능구성을 갖는 것이다.

이때, 치수편차 연산처리모듈(22)에 있어, 파이버 어레이(100)의 층간 편차 및 열간 편차와 대비 연산처리되는 파이버 어레이(100)의 설계 치수 데이터는 상기 중앙처리장치(21)로부터 전송제공 받게 되는 것이다

또한, 전술한, 자동정렬 제어보드(2)에 있어, 렌즈속도 설정제어모듈(23)은, 상기 LDI 노광장치(1)에 마련된 렌즈(13)를, 구동수단(14)에 의해 X축 내지 Z축으로 이동시키며 감광수지에 회로패턴을 형성되도록 함에 있어, 그 회로패턴이 일직선을 이루며 균일한 간격으로 인쇄처리될 수 있도록 하는 제어하는 수단인바, 이에, 이와 같은, 렌즈속도 설정제어모듈(23)은, 상기 중앙처리장치(21)로부터, 파이버 어레이(100)의 설계 치수 데이터를 전송 제공받고, 그 파이버 어레이(100)의 설계 치수에 맞추어, 구동수단(14)의 작동관계를 제어하여, X축 내지 Z축 방향으로 이동하는 렌즈(13)의 이동속도를 설정 조절하는 기능 구성을 갖는 것이다.

또한, 전술한, 자동정렬 제어보드(2)에 있어, 레이저조사 제어모듈(24)은, LDI노광장치(1)에 마련된 레이저발생수단(11)을 통해, 다채널의 레이저가 조사됨에 있어, 그 다채널 레이저의 조사시점을 일직선으로 일치되게 하는 제어하는 수단인바, 이에, 이와 같은, 레이저조사 제어모듈(24)은, 상기 중앙처리장치(21)로부터, 파이버 어레이(100)의 설계 치수 데이터를 전송 제공받고, 그 파이버 어레이(100)의 설계 치수에 맞추어, 다채널의 레이저가 균일하게, 일직선을 이루며 조사될 수 있도록, 다채널 레이저의 조사시점을 설정 제어하는 구성을 갖는 것이다.

끝으로, 상기 자동정렬 제어보드(2)에 있어, 어레이 각도제어모듈(25)은, 상기 치수편차 연산처리모듈(22)을 통해 산출된 파이버 어레이(100)의 층간 편차 및 열간 편차정보, 예컨대, 파이버 어레이(100)의 각도 조절범위에 대한 수치정보를, 별도 마련된 모니터 등을 통해 작업자에게 디스플레이 정보로 전달하고, 그 전달된 수치정보로서, 각도조절부(200) 조작에 의해 렌즈(13)를 X축 또는 Z축 방향으로 회동시켜, 그 렌즈(13)에 구성된 파이버 어레이(100)의 각도를 설계 치수에 맞게 선택적으로 조절되게 하는 구성을 갖는 것이다

1 : LDI노광장치 2 : 자동정렬 제어보드
11 : 레이저 발생수단 12 : 광섬유수단
13 : 렌즈 14 : 구동수단
21 : 중앙처리장치 22 : 치수편차 연산처리모듈
23 : 렌즈속도 설정제어모듈 24 : 레이저조사 제어모듈
25 : 어레이 각도제어모듈 100 : 파이어 어레이

Claims (3)

1. LDI노광장치(1)에 마련된 파이버 어레이(100)를 설계 치수에 맞추어 자동으로 정렬제어하는, 자동정렬 제어보드(2)를 형성하되;
   상기 자동정렬 제어보드(2)는, LDI노광장치(1)의 작동관계를 통합적으로 컨트롤하는 중앙처리장치(21)가 탑재 구성된 것을 포함하며;
   여기에, 파이버 어레이(100)의 층간 편차와 열간 편차를 산출하고, 그 산출값에 따라 노광시 레이저빔의 시작선이 일직선이 되도록 맞추어 지도록, 파이버 어레이(100)의 각도조절 범위를 연산 추출하는 치수편차 연산처리모듈(22)과;
   상기 중앙처리장치(21)로부터, 파이버 어레이(100)의 설계 치수 데이터를 전송받고, 그 파이버 어레이(100)의 설계 치수에 맞추어, 구동수단(14)의 작동관계를 제어하여, 렌즈(13) 이동속도를 설정 조절하는 렌즈속도 설정제어모듈(23)과;
   상기 중앙처리장치(21)로부터, 파이버 어레이(100)의 설계 치수 데이터를 전송 제공받고, 그 파이버 어레이(100)의 설계 치수에 맞추어 다채널 레이저의 조사시점을 설정 제어하는 레이저조사 제어모듈(24)과;
   상기 치수편차 연산처리모듈(22)로부터, 전달된 파이버 어레이(100)의 각도 조절범위에 대한 수치정보를, 작업자에게 디스플레이 정보로 제공하여 그 제공된 수치정보로서, 파이버 어레이(100)의 각도를 설계 치수에 맞게 조절되게 하는 어레이 각도제어모듈(25)을 더 탑재 구성시킨 기판구조로 형성함을 특징으로 하는 LDI노광장치용 파이버 어레이 자동정렬 제어보드.
2. 제 1항에 있어서;
   상기 렌즈속도 설정제어모듈(23)은, LDI 노광장치(1)에 마련된 렌즈(13)를, 구동수단(14)에 의해 X축 내지 Z축으로 이동시키며 감광수지에 회로패턴을 형성되게 함에 있어, 상기 회로패턴이 일직선을 이루며 인쇄처리될 수 있도록 하는 제어하는 구성임을 특징으로 하는 LDI노광장치용 파이버 어레이 자동정렬 제어보드.
3. 제 1항에 있어서;
   상기 레이저조사 제어모듈(24)은, 다채널 레이저의 조사시점을 일직선으로 일치되게 제어하는 구성임을 특징으로 하는 LDI노광장치용 파이버 어레이 자동정렬 제어보드.
   
   

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