KR101676721B1 - Contactless machining apparatus using beam with radiating structure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가공물 이외의 구성품에 빔이 직접 조사되는 것을 방지함으로써 진공챔버 내부의 과열을 방지하여 가공의 정밀도 향상을 도모할 수 있는 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치에 관한 것으로, 내부에 진공압을 제공하는 진공챔버; 상기 진공챔버에 내장되어 빔을 하부로 조사하는 빔조사기; 상기 빔조사기의 하부에 설치된 상태로 표면에 가공물이 고정되는 픽스쳐; 상기 픽스쳐의 하부에서 상기 픽스쳐를 지지하면서 Y축방향으로 이동가능하게 설치되어 상기 픽스쳐와 함께 Y축방향으로 이동하는 Y축스테이지; 상기 Y축스테이지의 하부에 배치된 상태로 상기 Y축스테이지가 Y축방향으로 이동가능하게 결합되고, 상기 진공챔버에 X축방향으로 이동가능하게 결합되어 상기 Y축스테이지와 함께 X축방향으로 이동하는 X축스테이지; 상기 Y축스테이지와 상기 X축스테이지에 제각기 이동력을 제공하는 이송유닛; 및 상기 빔조사기의 빔을 상기 X축스테이지나 상기 Y축스테이지에 직적 조사됨이 없이 상기 진공챔버의 바닥면으로 안내하면서 상기 바닥면을 냉각시켜서 상기 진공챔버 내부의 과열을 방지하는 과열방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a noncontact machining apparatus using a beam having a heat dissipating structure capable of preventing overheating inside a vacuum chamber by preventing direct irradiation of a beam to components other than a workpiece so as to improve machining accuracy, A vacuum chamber for providing pneumatic pressure; A beam irradiator embedded in the vacuum chamber for irradiating a beam downward; A fixture in which a workpiece is fixed to a surface of the workpiece in a state that the workpiece is installed at a lower portion of the beam irradiator; A Y-axis stage installed at a lower portion of the fixture so as to be movable in the Y-axis direction while supporting the fixture and moving in the Y-axis direction together with the fixture; Axis stage, the Y-axis stage being movably coupled to the Y-axis stage in a state of being disposed below the Y-axis stage, being movably coupled to the vacuum chamber in the X-axis direction, An X-axis stage; A transfer unit for providing a moving force to the Y-axis stage and the X-axis stage, respectively; And an overheat preventing unit for guiding the beam of the beam irradiator to the bottom surface of the vacuum chamber without being irradiated directly to the X-axis stage or the Y-axis stage to cool the bottom surface to prevent overheating inside the vacuum chamber .

Description

방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치{CONTACTLESS MACHINING APPARATUS USING BEAM WITH RADIATING STRUCTURE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a contactless machining apparatus using a beam having a heat dissipating structure,

본 발명은 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공물 이외의 구성품에 빔이 직접 조사되는 것을 방지함으로써 진공챔버 내부의 과열을 방지하여 가공의 정밀도 향상을 도모할 수 있는 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a non-contact machining apparatus using a beam having a heat dissipating structure, and more particularly, to a machining apparatus that prevents direct irradiation of a beam to components other than a workpiece, thereby preventing overheating inside the vacuum chamber, To a non-contact machining apparatus using a beam having a heat dissipating structure.

글라스(glass), 실리콘, 세라믹 등의 취성 기판을 절단하여 분리시키기 위해 스크라이빙(scribing), 블레이드 다이싱(blade dicing), 레이저 절단, 스텔스 다이싱(stealth dicing), TLS(Thermal Laser Separation) 및 전기 방전 가공(Electrical discharge machining, EDM)등의 방법을 사용할 수 있다.
Scribing, blade dicing, laser cutting, stealth dicing, thermal laser separation (TLS), etc., for cutting and separating brittle substrates such as glass, silicon, And electrical discharge machining (EDM) may be used.

이 중 스크라이빙과 블레이드 다이싱은 기계적인 절단 방법이기 때문에 가공물에 다량의 칩과 잔류 응력을 남기게 되는 문제점이 있어서 박막을 가공할 경우에는 레이저빔이나 전자빔을 이용한 비접촉 가공장치를 사용하게 된다.
Among them, since the scribing and blade dicing are mechanical cutting methods, there is a problem that a large amount of chips and residual stress are left in the workpiece. Therefore, when processing a thin film, a non-contact processing apparatus using a laser beam or an electron beam is used.

통상의 비접촉 가공장치는 대상 가공물을 고정다이에 고정시킨 상태로 스테이지를 통해 이동시키면서 가공물의 상부에서 빔조사기로 빔을 조사함으로써 가공물을 설정된 패턴으로 가공한다.
In a normal non-contact machining apparatus, a workpiece is processed into a predetermined pattern by irradiating a beam with a beam irradiator from an upper portion of the workpiece while moving the workpiece in a state fixed on a fixed die and moving through the stage.

그런데, 상기와 같은 종래기술은 가공물을 관통한 빔이 고정다이나 스테이지에 조사되면서 열기에 의해 가공물이 가열됨은 물론 전체장치가 과열됨에 따라 가공의 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.However, in the above-described conventional technique, the beam passing through the workpiece is irradiated on the stationary die or the stage, and the workpiece is heated by the heat, as well as the whole apparatus is overheated.

특히, 전자빔에 경우에는 진공에서 사용되기 때문에 열전달에 의한 과열문제가 레이저빔보다 심각하다.
Particularly, since the electron beam is used in vacuum, the problem of overheating due to heat transfer is more serious than the laser beam.

예컨대, 대한민국 등록특허공보 제10-1210653호에 제안된 가공장치를 살펴보면, 가공물을 지지하는 가공 스테이지에 빔이 조사됨에 따라 가공 스테이지가 과열됨과 아울러 가공물 또한 과열되어 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
For example, in the processing apparatus proposed in Korean Patent Registration No. 10-1210653, there is a problem that as the beam is irradiated on the processing stage supporting the workpiece, the processing stage is overheated and the workpiece is also overheated, resulting in a decrease in precision.

대한민국 등록특허공보 제10-1210653호Korean Patent Publication No. 10-1210653

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 가공물을 관통한 빔을 스테이지와 같은 다른 구성품에 조사됨이 없이 진공챔버의 바닥면으로 안내하면서 진공챔버의 바닥면을 냉각시킴으로써 진공챔버 내부의 과열을 방지할 수 있는 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치를 제공하는 것이 목적이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a vacuum chamber by cooling a bottom surface of a vacuum chamber while guiding a beam passing through a workpiece to a bottom surface of the vacuum chamber, It is an object of the present invention to provide a non-contact machining apparatus using a beam having a heat dissipation structure capable of preventing overheating inside a vacuum chamber.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치는, 내부에 진공압을 제공하는 진공챔버; 상기 진공챔버에 내장되어 빔을 하부로 조사하는 빔조사기; 상기 빔조사기의 하부에 설치된 상태로 표면에 가공물이 고정되는 픽스쳐; 상기 픽스쳐의 하부에서 상기 픽스쳐를 지지하면서 Y축방향으로 이동가능하게 설치되어 상기 픽스쳐와 함께 Y축방향으로 이동하는 Y축스테이지; 상기 Y축스테이지의 하부에 배치된 상태로 상기 Y축스테이지가 Y축방향으로 이동가능하게 결합되고, 상기 진공챔버에 X축방향으로 이동가능하게 결합되어 상기 Y축스테이지와 함께 X축방향으로 이동하는 X축스테이지; 상기 Y축스테이지와 상기 X축스테이지에 제각기 이동력을 제공하는 이송유닛; 및 상기 빔조사기의 빔을 상기 X축스테이지나 상기 Y축스테이지에 직적 조사됨이 없이 상기 진공챔버의 바닥면으로 안내하면서 상기 바닥면을 냉각시켜서 상기 진공챔버 내부의 과열을 방지하는 과열방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a non-contact machining apparatus using a beam having a heat dissipating structure, the apparatus comprising: a vacuum chamber for providing vacuum pressure therein; A beam irradiator embedded in the vacuum chamber for irradiating a beam downward; A fixture in which a workpiece is fixed to a surface of the workpiece in a state that the workpiece is installed at a lower portion of the beam irradiator; A Y-axis stage installed at a lower portion of the fixture so as to be movable in the Y-axis direction while supporting the fixture and moving in the Y-axis direction together with the fixture; Axis stage, the Y-axis stage being movably coupled to the Y-axis stage in a state of being disposed below the Y-axis stage, being movably coupled to the vacuum chamber in the X-axis direction, An X-axis stage; A transfer unit for providing a moving force to the Y-axis stage and the X-axis stage, respectively; And an overheat preventing unit for guiding the beam of the beam irradiator to the bottom surface of the vacuum chamber without being irradiated directly to the X-axis stage or the Y-axis stage to cool the bottom surface to prevent overheating inside the vacuum chamber .

예컨대, 상기 과열방지부는, 상기 Y축스테이지에 구멍형태로 관통형성되어 상기 Y축스테이지가 상기 픽스쳐와 함께 Y축방향 또는 X축방향으로 이동함에 따라 상기 빔조사기의 빔을 상기 X축스테이지로 투과시키는 Y축관통홀; 상기 X축스테이지의 X축 방향을 따라 틈새형태로 관통형성되어 상기 X축스테이지가 X축방향으로 이동함에 따라 상기 Y축관통홀을 관통한 상기 빔을 상기 진공챔버의 바닥면으로 투과시키는 X축슬릿; 및 상기 빔이 도달하는 상기 진공챔버의 바닥면을 냉각시키는 바닥쿨러를 포함하여 구성될 수 있다.
For example, the overheat preventing unit may be formed in a manner that the Y-axis stage passes through the Y-axis stage in the Y-axis direction and transmits the beam of the beam irradiator to the X-axis stage as the Y-axis stage moves together with the fixture in the Y- Y-axis through-hole; The X-axis stage moves in the X-axis direction. The X-axis stage moves in the X-axis direction. The X-axis stage moves the X-axis stage through the Y-axis through- Slit; And a bottom cooler for cooling the bottom surface of the vacuum chamber to which the beam reaches.

여기서, 상기 X축슬릿은, 상기 X축스테이지의 이동거리에 대응하는 길이로 형성되고, 상기 Y축관통홀은, 상기 X축슬릿의 길이에 대응하는 길이를 가지면서 상기 Y축스테이지의 이동거리에 대응하는 폭으로 형성되는 것이 바람직하다.
The X-axis slit is formed to have a length corresponding to the movement distance of the X-axis stage, and the Y-axis through-hole has a length corresponding to the length of the X-axis slit, As shown in FIG.

예컨대, 상기 바닥쿨러는, 상기 바닥면에 설치되면서 상기 빔이 도달하는 부위의 외측면에 설치되고, 냉매를 관류시키면서 상기 바닥면을 냉매와 열교환시키는 쿨링챔버; 및 상기 쿨링챔버에 냉매를 순환시키면서 상기 쿨링챔버에서 열교환된 냉매를 저온상태로 재공급하는 냉매순환펌프를 포함하여 구성될 수 있다.
For example, the bottom cooler may include a cooling chamber installed on an outer surface of a portion where the beam reaches, installed on the bottom surface, and performing heat exchange with the refrigerant while flowing the refrigerant through the bottom surface; And a coolant circulation pump circulating the coolant in the cooling chamber and re-supplying the coolant heat-exchanged in the cooling chamber to a low temperature state.

또한, 상기 과열방지부는, 상기 Y축스테이지와 상기 픽스쳐의 사이에 개재되어 상기 Y축스테이지와 상기 픽스쳐 사이의 열전달을 차단하는 열차단패드를 더 포함하여 구성될 수 있다.
The overheat preventing unit may further include a heat block pad interposed between the Y axis stage and the fixture to block heat transfer between the Y axis stage and the fixture.

예컨대, 상기 이송유닛은, 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지의 이동방향을 따라 각각 고정되어 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지와 함께 이동하는 LM가이드; 및 상기 X축스테이지 및 상기 진공챔버에 각각 고정된 상태로 상기 각각의 LM가이드에 제각기 결합되어 상기 LM가이드를 이동시키면서 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지를 각각 이동시키는 LM모터를 포함하여 구성될 수 있다.
For example, the transfer unit may include: an LM guide fixed along the moving direction of the Y-axis stage and the X-axis stage and moving together with the Y-axis stage and the X-axis stage; And an LM motor coupled to each of the LM guides while being fixed to the X-axis stage and the vacuum chamber, respectively, to move the Y-axis stage and the X-axis stage while moving the LM guide .

이와 달리, 상기 이송유닛은, 상기 X축스테이지 및 상기 진공챔버에 각각 고정된 상태로 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지의 이동방향을 따라 각각 회전가능하게 설치되어 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지의 이동경로를 제공하는 볼스크류; 상기 각각의 볼스크류에 나사결합된 상태로 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지에 각각 고정되어 상기 볼스크류의 회전에 의해 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지와 함께 이동하는 볼너트; 및 상기 각각의 볼스크류에 회전력을 제공하는 서보모터를 포함하여 구성될 수도 있다.
Alternatively, the transfer unit may be installed to be rotatable along the moving direction of the Y-axis stage and the X-axis stage, respectively, while being fixed to the X-axis stage and the vacuum chamber, A ball screw for providing a movement path of the stage; A ball nut secured to the Y-axis stage and the X-axis stage in a state of being threadedly coupled to the ballscrews and moving together with the Y-axis stage and the X-axis stage by rotation of the ballscrew; And a servo motor for providing rotational force to each of the ball screws.

전술한 해결수단에 의한 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치는, 가공물을 관통한 빔이 과열방지부를 구성하는 Y축관통홀과, X축슬릿을 통해 진공챔버의 바닥면으로 안내됨에 따라 빔이 X축스테이지나 Y축스테이지에 직접조사되는 것이 방지되는 동시에 진공챔버의 바닥면이 바닥쿨러에 의해 냉각되므로 진공챔버 내부의 과열이 방지되면서 가공의 정밀도가 향상될 수 있다.
A non-contact machining apparatus using a beam having a heat dissipating structure according to the present invention is characterized in that a beam penetrating a workpiece is passed through a Y axis through hole constituting an overheat preventing section and a bottom surface of the vacuum chamber through an X axis slit As the guide is guided, the beam is prevented from being directly irradiated onto the X-axis stage or the Y-axis stage, and the bottom surface of the vacuum chamber is cooled by the bottom cooler, so that overheating inside the vacuum chamber is prevented, and the accuracy of machining can be improved.

구체적으로, Y축관통홀이 X축슬릿에 대응하는 길이를 가지면서 Y축스테이지의 이동거리에 대응하는 폭으로 형성되므로 빔이 원활하게 진공챔버의 바닥면으로 안내될 수 있다.
Specifically, since the Y-axis through-hole has a length corresponding to the X-axis slit and has a width corresponding to the moving distance of the Y-axis stage, the beam can be smoothly guided to the bottom surface of the vacuum chamber.

또한, 바닥쿨러를 구성하는 쿨링챔버가 빔이 도달하는 부위에 설치되어 냉매순환펌프에서 공급된 냉매를 통해 냉각하므로 바닥면의 열기가 원활하게 냉각될 수 있다.
Further, the cooling chamber constituting the bottom cooler is installed at a position where the beam reaches, and is cooled through the coolant supplied from the coolant circulation pump, so that the heat of the bottom surface can be cooled smoothly.

도 1은 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치를 나타내는 일부절개사시도.
도 2는 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치를 나타내는 종단면도.
도 3은 도 2에 도시된 X축스테이지 및 Y축스테이지를 나타내는 분해사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 종단면도.1 is a partially cutaway perspective view showing a non-contact machining apparatus using a beam having a heat radiation structure according to the present invention.
2 is a longitudinal sectional view showing a non-contact machining apparatus using a beam having a heat radiation structure according to the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the X-axis stage and the Y-axis stage shown in FIG. 2;
4 is a perspective view showing another embodiment of the present invention.
5 is a longitudinal sectional view showing still another embodiment of the present invention.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. It is to be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms of disclosure, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ",or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

본 발명에 따른 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 진공챔버(100), 빔조사기(200), 픽스쳐(300), Y축스테이지(400), X축스테이지(500), 이송유닛(600) 및 과열방지부(700)를 포함하여 구성될 수 있다.
1 and 2, a non-contact machining apparatus using a beam having a heat radiation structure according to the present invention includes a vacuum chamber 100, a beam irradiator 200, a fixture 300, a Y-axis stage 400, an X An axial stage 500, a transfer unit 600, and an overheat prevention unit 700. [

진공챔버(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 함체형으로 구성되어 후술되는 빔조사기(200), 픽스쳐(300), Y축스테이지(400), X축스테이지(500), 이송유닛(600)을 수용하면서 내부에 진공을 형성한다.1 and 2, the vacuum chamber 100 includes a beam irradiator 200, a fixture 300, a Y-axis stage 400, an X-axis stage 500, Thereby forming a vacuum therein.

이러한 진공챔버(100)는 미도시된 진공펌프에 연결되어 내부에 진공을 형성하며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 Y축스테이지(400)와 X축스테이지(500)의 이동을 허용할 수 있는 크기를 갖는다.The vacuum chamber 100 is connected to a vacuum pump (not shown) to form a vacuum therein and allows movement of the Y-axis stage 400 and the X-axis stage 500 as shown in FIGS. 1 and 2 Lt; / RTI >

여기서, 진공챔버(100)는 바닥면(110)의 재질이 벽면보다 열전도성이 높은 재질로 형성되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the bottom surface 110 of the vacuum chamber 100 is formed of a material having higher thermal conductivity than the wall surface.

이는 후술되는 과열방지부(700)에 의해 바닥면(110)으로 안내된 빔의 열기를 바닥쿨러(730)를 통해 원활하게 냉각시키기 위함이다.
This is for smoothly cooling the heat of the beam guided to the bottom surface 110 by the overheat preventing unit 700, which will be described later, through the bottom cooler 730.

빔조사기(200)는 가공물의 절단과 같은 가공을 위한 빔을 가공물에 조사하는 구성요소로서, 도 2에 도시된 바와 같이 진공챔버(100)의 상부에 내장되어 빔을 하부로 조사하면서 가공물(1)을 가공한다.The beam irradiator 200 is a component for irradiating the workpiece with a beam for processing such as cutting of the workpiece. The beam irradiator 200 is embedded in the upper part of the vacuum chamber 100 as shown in FIG. 2, ).

여기서, 본 발명에 적용되는 빔은 예컨대 레이저빔이나 전자빔 또는 이온빔과 같이 비접촉 가공분야에 사용되는 빔이 적용될 수 있다.Here, the beam used in the present invention can be applied to a beam used in the non-contact processing field, such as a laser beam or an electron beam or an ion beam.

즉, 빔조사기(200)는 빔의 종류에 따라 레이저발생기나 전자빔가속기 또는 이온빔가속기 등으로 구성될 수 있다.
That is, the beam irradiator 200 may be composed of a laser generator, an electron beam accelerator, or an ion beam accelerator depending on the type of the beam.

픽스쳐(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 가공물(1)의 고정부위를 이루는 구성요소로서, 빔조사기(200)의 하부에 배치되면서 후술되는 Y축스테이지(400)에 고정되고, 상면에 가공물(1)이 분리가능하게 고정된다.The fixture 300 is a component constituting a fixing part of the work 1 as shown in FIG. 2. The fixture 300 is fixed to the Y-axis stage 400 to be described later while being disposed below the beam irradiator 200, (1) is detachably fixed.

이러한 픽스쳐(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 틀체형으로 형성되면서 외곽을 따라 가공물(1)을 고정하기 위한 고정구(310)가 구비되어 가공물(1)이 고정구(210)를 통해 분리가능하게 고정된다.3, the fixture 300 is provided with a fixture 310 for fixing the workpiece 1 along the periphery thereof so that the workpiece 1 is detachable through the fixture 210 .

여기서, 고정구(310)는 예컨대 가공물(1)을 관통하여 픽스쳐(300)에 체결되면서 가공물(1)을 고정하거나 가공물(1)을 가압하여 고정하는 방식 등 본 발명이 속하는 분야에 알려진 임의의 구성이 채택될 수 있다.
Here, the fixture 310 may be any structure known in the art such as a method of fixing the workpiece 1 or pressing and fixing the workpiece 1 while being fastened to the fixture 300 through the workpiece 1, for example, Can be adopted.

Y축스테이지(400)는 도 1에 도시된 바와 같이 픽스쳐(300)의 하부에서 픽스쳐(300)를 지지하면서 후술되는 X축스테이지(500)에 Y축방향으로 이동가능하게 결합된다.The Y-axis stage 400 is coupled to the X-axis stage 500 to be described later while being movable in the Y-axis direction while supporting the fixture 300 at the lower portion of the fixture 300, as shown in FIG.

이러한 Y축스테이지(400)는 후술되는 이송유닛(600)의 작동에 따라 픽스쳐(300)와 함께 Y축방향으로 이동하면서 가공물(1)을 Y축방향으로 이동시킨다.The Y-axis stage 400 moves along the Y-axis direction together with the fixture 300 according to the operation of the transfer unit 600, which will be described later, to move the work 1 in the Y-axis direction.

구체적으로, Y축스테이지(400)는 도 3에 도시된 바와 같이 후술되는 이송유닛(600)을 구성하는 LM가이드(610)가 Y축방향으로 설치되고, LM가이드(610)에 결합되는 LM모터(620)가 X축스테이지(500)에 고정된 상태로 작동함에 따라 픽스쳐(300)와 함께 Y축방향으로 이동한다.
3, the Y-axis stage 400 includes an LM guide 610 which is installed in the Y-axis direction and which is coupled to the LM guide 610, Axis direction, and moves in the Y-axis direction together with the fixture 300 as the movable body 620 is fixed to the X-axis stage 500.

X축스테이지(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 Y축스테이지(400)의 하부에 설치되어 Y축스테이지(400)를 이동가능하게 지지하며, 이송유닛(600)을 통해 진공챔버(100)에 X축방향으로 이동가능하게 결합되어 Y축스테이지와 함께 X축방향으로 이동하면서 가공물(1)을 X축방향으로 이동시킨다.1, the X-axis stage 500 is installed at a lower portion of the Y-axis stage 400 to movably support the Y-axis stage 400, and the vacuum chamber 100 is supported by the transfer unit 600, So as to move in the X-axis direction along with the Y-axis stage to move the work 1 in the X-axis direction.

구체적으로, X축스테이지(500)는 도 3에 도시된 바와 같이 후술되는 이송유닛(600)을 구성하는 LM가이드(610)가 X축방향으로 설치되고, LM가이드(610)에 결합되는 LM모터(620)가 진공챔버에 고정된 상태로 작동함에 따라 Y축스테이지(400)와 함께 X축방향으로 이동한다.
3, the X-axis stage 500 includes an LM guide 610 which is installed in the X-axis direction and which is coupled to the LM guide 610, Axis stage 400 moves in the X-axis direction as the movable body 620 is fixed to the vacuum chamber.

이송유닛(600)은 전술한 바와 같이 LM가이드(510) 및 LM모터(520)로 구성되어 미도시된 컨트롤러의 제어에 따라 Y축스테이지(400)와 X축스테이지(500) 각각에 구동력을 제공하여 가공물(1)을 설정된 패턴으로 이동시키면서 빔을 통해 가공시키는 구성요소이다.The transfer unit 600 includes the LM guide 510 and the LM motor 520 and provides a driving force to each of the Y axis stage 400 and the X axis stage 500 under the control of a controller So that the workpiece 1 is moved in a predetermined pattern and processed through a beam.

구체적으로, LM가이드(510)는 도 3에 도시된 바와 같이 Y축스테이지(400)의 Y축방향 및 X축스테이지(500)의 X축방향으로 각각 설치되어 Y축스테이지(400) 및 X축스테이지(500)의 이동경로를 각각 이루며, 후술되는 LM모터(520)의 작동에 의해 Y축스테이지(400) 및 X축스테이지(500)와 함께 각각 이동한다.
3, the LM guide 510 is installed in the Y-axis direction of the Y-axis stage 400 and the X-axis direction of the X-axis stage 500, And moves along with the Y-axis stage 400 and the X-axis stage 500 by the operation of the LM motor 520, which will be described later.

그리고, LM모터(520)는 X축스테이지(400)와 진공챔버(100)에 각각 설치된 상태로 LM가이드(510)에 제각기 결합되어 컨트롤러에 의해 작동하면서 Y축스테이지(400)와 X축스테이지(500)를 각각 이동시킨다.The LM motor 520 is coupled to the LM guide 510 while being installed in the X-axis stage 400 and the vacuum chamber 100, respectively, so that the Y-axis stage 400 and the X- 500, respectively.

이러한 LM가이드(510) 및 LM모터(520)의 세부구성이나 작동방식은 본 발명이 속하는 분야에 알려진 사항이므로 상세한 설명을 생략한다.
The detailed configuration and operation of the LM guide 510 and the LM motor 520 are known to those skilled in the art, and detailed description thereof will be omitted.

이와 달리, 본 발명의 이송유닛(600)은 도 5에 도시된 바와 같이 볼스크류(650), 볼너트(660) 및 서보모터(670)를 포함하여 구성될 수도 있다.Alternatively, the transfer unit 600 of the present invention may be configured to include a ball screw 650, a ball nut 660 and a servo motor 670 as shown in FIG.

볼스크류(650)는 Y축스테이지(400) 및 X축스테이지(500)의 이동경로를 제공하는 구성요소로서, 도 5에 도시된 바와 같이 각각 X축스테이지(400)와 진공챔버(100)에 제각기 고정되면서 각 스테이지의 이동방향을 따라 회전가능하게 설치되어 후술되는 서보모터(670)에 의해 회전한다.
The ball screw 650 is a component that provides a movement path of the Y-axis stage 400 and the X-axis stage 500. The X-axis stage 400 and the X- And is rotated by the servomotor 670, which will be described later, so as to be rotatable along the moving direction of each stage.

볼너트(660)는 볼스크류(650)의 회전에 의해 볼스크류(660)의 길이방향을 따라 직선이동하는 구성요소로서, 강구가 개재된 상태로 볼스크류(660)에 나사결합된다.The ball nut 660 is a component that linearly moves along the longitudinal direction of the ball screw 660 by rotation of the ball screw 650, and is screwed to the ball screw 660 with the ball being interposed therebetween.

즉, 볼너트(660) 및 볼스크류(650)는 어느 하나의 회전운동에 따라 나머지 하나가 직선운동함으로써 회전운동을 직선운동으로 전환시키는 구성요소이다.That is, the ball nut 660 and the ball screw 650 are components that convert the rotational motion into linear motion by linear motion of the other one in accordance with any one rotational motion.

이러한 볼너트(660)는 도 5에 도시된 바와 같이 각각 Y축스테이지(400) 및 X축스테이지(500)에 고정된 상태로 각각에 대응하는 볼스크류(650)에 나사결합되며, 후술되는 서보모터(670)에 의한 볼스크류(650)의 회전에 의해 Y축스테이지(400) 및 X축스테이지(500)와 함께 이동한다.
5, the ball nuts 660 are fixed to the Y-axis stage 400 and the X-axis stage 500, respectively, and are screwed to corresponding ball screws 650, And moves together with the Y-axis stage 400 and the X-axis stage 500 by the rotation of the ball screw 650 by the motor 670.

서보모터(670)는 각각의 볼스크류(650)에 설치되어 미도시된 컨트롤러에 의해 작동하면서 각각의 볼스크류(650)를 회전시킴으로써 Y축스테이지(400) 및 X축스테이지(500)를 제각기 이동시킨다.
The servo motor 670 is installed in each ball screw 650 and rotates the Y-axis stage 400 and the X-axis stage 500 by rotating the respective ball screws 650 while being operated by a controller (not shown) .

본 발명의 이송유닛은 전술한 구성 이외에도 각 스테이지를 직선운동시킬 수 있는 구성이라면 어떠한 구성도 무방하다.
The transfer unit of the present invention may have any structure as long as it can linearly move each stage in addition to the above-described structure.

과열방지부(700)는 빔을 진공챔버(100)의 내부에 수용된 구성품, 즉 Y축스테이지(400)나 X축스테이지(500)에 직접 조사됨이 없이 진공챔버(100)의 바닥면(110)으로 안내하여 과열을 방지하면서 바닥면(110)을 냉각하여 진공챔버(100) 내부의 과열을 방지하는 구성요소이다.
The overheat preventing unit 700 can prevent the beam from being irradiated onto the bottom surface 110 of the vacuum chamber 100 without being directly irradiated onto the components accommodated in the vacuum chamber 100, that is, the Y-axis stage 400 or the X- To prevent overheating inside the vacuum chamber 100 by cooling the bottom surface 110 while preventing overheating.

예컨대, 과열방지부(700)는 Y축관통홀(710), X축슬릿(720) 및 바닥쿨러(730)을 포함하여 구성될 수 있다.
For example, the overheat preventing unit 700 may include a Y-axis through-hole 710, an X-axis slit 720, and a bottom cooler 730.

Y축관통홀(710)은 도 3에 도시된 바와 같이 Y축스테이지(400)에 구멍형태를 이루면서 관통형성되어 빔조사기(200)에서 조사된 빔을 X축스테이지(500)로 투과시킨다.As shown in FIG. 3, the Y-axis through-hole 710 is formed in the Y-axis stage 400 as a hole to penetrate the Y-axis through hole 710 to transmit the beam irradiated from the beam irradiator 200 to the X-axis stage 500.

이러한 Y축관통홀(710)은 Y축스테이지(400)가 픽스쳐(300)와 함께 Y축방향으로 이동하거나 X축스테이지(500)와 함께 X축방향으로 이동하는 경우에 빔을 하부로 투과시켜야 하므로 도 3에 도시된 바와 같이 장방형으로 형성된다.The Y-axis through hole 710 allows the Y-axis stage 400 to transmit the beam downward when it moves together with the fixture 300 in the Y-axis direction or in the X-axis direction together with the X-axis stage 500 So that it is formed in a rectangular shape as shown in FIG.

구체적으로, Y축관통홀(710)은 X축스테이지(500)의 이동거리에 대응하는 길이를 가지면서 Y축스테이지(400)의 이동거리에 대응하는 폭을 갖는 장방형으로 형성되는 것이 바람직하다.
The Y-axis through-hole 710 is preferably formed in a rectangular shape having a length corresponding to the moving distance of the X-axis stage 500 and a width corresponding to the moving distance of the Y-axis stage 400.

X축슬릿(720)은 도 3에 도시된 바와 같이 X축스테이지(500)에 X축방향을 따라 틈새형태로 관통형성되어 진공챔버(100)의 바닥면(110)으로 투과시킨다.The X-axis slit 720 is formed in the X-axis stage 500 in the form of a gap along the X-axis direction as shown in FIG. 3 and is transmitted through the bottom surface 110 of the vacuum chamber 100.

이러한 X축슬릿(720)은 X축스테이지(500)가 X축방향으로만 이동함에 따라 X축방향의 틈새형태로 형성되며, X축스테이지(500)의 이동거리에 대응하는 길이로 형성되는 것이 바람직하다.
The X-axis slit 720 is formed in a gap in the X-axis direction as the X-axis stage 500 moves only in the X-axis direction, and is formed to have a length corresponding to the moving distance of the X-axis stage 500 desirable.

바닥쿨러(730)는 Y축관통홀(710)과 X축슬릿(720)을 통해 빔이 진공챔버(100)의 바닥면(110)으로 안내됨에 따라 빔이 도달한 바닥면(110)을 냉각시키는 구성요소이다.
The bottom cooler 730 cools the bottom surface 110 where the beam reaches as the beam is guided to the bottom surface 110 of the vacuum chamber 100 through the Y axis through hole 710 and the X axis slit 720 .

예컨대, 바닥쿨러(730)는 도 2에 도시된 바와 같이 쿨링챔버(731) 및 냉매순환펌프(732)를 포함하여 구성될 수 있다.
For example, the bottom cooler 730 may include a cooling chamber 731 and a coolant circulation pump 732 as shown in FIG.

쿨링챔버(731)는 도 2에 도시된 바와 같이 빔이 도달하는 부위의 바닥면(110) 외측에 설치된 상태로 냉매를 관류시키면서 냉매와의 열교환을 통해 바닥면(110)을 냉각시킨다.
The cooling chamber 731 cools the bottom surface 110 by exchanging the refrigerant with the refrigerant while the cooling chamber 731 is installed outside the bottom surface 110 of the portion where the beam reaches, as shown in FIG.

냉매순환펌프(732)는 도 2에 도시된 바와 같이 쿨링챔버(731)에 연결되며, 쿨링챔버(731)에서 열교환된 냉매를 저온상태로 재공급하면서 진공챔버(100)의 바닥면을 지속적으로 냉각시킨다.
The refrigerant circulation pump 732 is connected to the cooling chamber 731 as shown in FIG. 2. The refrigerant circulation pump 732 continuously supplies the refrigerant heat-exchanged in the cooling chamber 731 to the low temperature state while continuously supplying the bottom surface of the vacuum chamber 100 And cooled.

즉, 바닥쿨러(730)를 구성하는 쿨링챔버(731)와 냉매순환펌프(732)는 통상의 냉동사이클을 이루면서 냉매와의 열교환을 통해 진공챔버(100)의 바닥면(110)을 냉각시킨다.That is, the cooling chamber 731 constituting the bottom cooler 730 and the refrigerant circulation pump 732 cools the bottom surface 110 of the vacuum chamber 100 through heat exchange with the refrigerant while performing a normal refrigeration cycle.

이때, 진공챔버(100)의 바닥면(110)은 열전도성이 높은 재질로 구성됨에 따라 좀 더 원활하게 바닥쿨러(730)에 의해 냉각될 수 있다.
At this time, since the bottom surface 110 of the vacuum chamber 100 is made of a material having high thermal conductivity, it can be cooled more smoothly by the bottom cooler 730.

한편, 과열방지부(700)는 도 4에 도시된 바와 같이 열차단패드(740)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
Meanwhile, the overheat prevention unit 700 may further include a heat block pad 740 as shown in FIG.

열차단패드(740)는 가공물(1)이 고정되는 픽스쳐(300)와 Y축스테이지(400) 사이의 열전달을 차단하기 위한 구성요소로서, 도 3에 도시된 바와 같이 Y축스테이지(400)의 상면에 부착되어 픽스쳐(300)와의 사이에 개재된다.The heat block pad 740 is a component for blocking heat transfer between the fixture 300 and the Y-axis stage 400 to which the workpiece 1 is fixed. As shown in FIG. 3, And is interposed between the fixture 300 and the upper surface.

이러한 열차단패드(740)는 픽스쳐(300)나 Y축스테이지(400)보다 열전도성이 낮은 소재로 구성되는 것이 바람직하다.
The heat block pad 740 is preferably made of a material having lower thermal conductivity than the fixture 300 or the Y-axis stage 400.

이에 따라, Y축스테이지(400)는 열차단패드(740)에 의해 픽스쳐(300)와의 열전달이 차단됨에 따라 가공물(1)에 조사된 빔의 열기가 차단될 수 있으므로 더욱 과열이 방지될 수 있다.
Accordingly, since the Y-axis stage 400 is blocked from heat transfer with the fixture 300 by the heat block pad 740, the heat of the beam irradiated on the work 1 can be blocked, .

한편, 전술한 본 발명의 구성품은 도 5에 도시된 바와 같이 고정판(800)에 설치된 상태로 진공챔버(100)의 바닥면(110)에 고정될 수도 있다.Meanwhile, the components of the present invention may be fixed to the bottom surface 110 of the vacuum chamber 100 while being installed on the fixing plate 800 as shown in FIG.

즉, 픽스쳐(300), Y축스테이지(400), X축스테이지(500) 및 이송유닛(600)은 진공챔버(100)의 외부에서 고정판(800) 위에 조립된 후, 진공챔버(100)의 내부에 일괄적으로 설치될 수 있다.
That is, after the fixture 300, the Y-axis stage 400, the X-axis stage 500 and the transfer unit 600 are assembled on the fixing plate 800 from the outside of the vacuum chamber 100, And can be installed collectively inside.

상기와 같은 구성요소를 포함하는 본 발명의 작동 및 작용을 설명한다.The operation and operation of the present invention including the above-described components will be described.

가공물(1)은 픽스쳐(300)의 표면에 고정된 상태로 Y축스테이지(400) 및 X축스테이지(500)의 이동에 의해 설정된 패턴으로 이동하면서 빔조사기(200)의 빔에 의해 가공된다.The workpiece 1 is fixed to the surface of the fixture 300 and is processed by the beam of the beam applicator 200 while moving in a pattern set by the movement of the Y-axis stage 400 and the X-axis stage 500.

구체적으로, Y축스테이지(400)는 컨트롤러의 제어에 의한 이송유닛(600)의 작동에 따라 Y축방향으로 이동하면서 가공물(1)을 Y축방향으로 이동시키며, X축스테이지(500)와 함께 X축방향으로 이동하면서 가공물(1)을 X축방향으로 이동시킨다.Specifically, the Y-axis stage 400 moves the workpiece 1 in the Y-axis direction while moving in the Y-axis direction according to the operation of the transfer unit 600 under the control of the controller, and moves together with the X- The work 1 is moved in the X-axis direction while moving in the X-axis direction.

이때, 가공물(1)을 관통한 빔은 Y축관통홀(710)과 X축슬릿(720)을 통해 안내되어 Y축스테이지(400)나 X축스테이지(500)에 직접 조사됨이 없이 진공챔버(100)의 바닥면(110)으로 안내되며, 진공챔버(100)의 바닥면(110)은 바닥쿨러(730)에 의해 냉각된다.
At this time, the beam passing through the work 1 is guided through the Y-axis through hole 710 and the X-axis slit 720, and is guided to the vacuum chamber 500 without being directly irradiated onto the Y-axis stage 400 or the X- The bottom surface 110 of the vacuum chamber 100 is cooled by the bottom cooler 730. The bottom surface 110 of the vacuum chamber 100 is guided to the bottom surface 110 of the vacuum chamber 100,

이상과 같이 본 발명에 따른 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치에 의하면, 가공물(1)을 관통한 빔이 과열방지부(700)를 구성하는 Y축관통홀(710)과, X축슬릿(720)을 통해 진공챔버(100)의 바닥면(110)으로 안내됨에 따라 빔이 X축스테이지(500)나 Y축스테이지(400)에 직접조사되는 것이 방지되는 동시에 진공챔버(100)의 바닥면(110)이 바닥쿨러(730)에 의해 냉각되므로 진공챔버(100) 내부의 과열이 방지되면서 가공의 정밀도가 향상될 수 있다.As described above, according to the non-contact machining apparatus using the beam having the heat radiation structure according to the present invention, the beam passing through the work 1 is passed through the Y axis through hole 710 constituting the overheat preventing portion 700, Axis stage 500 and the Y-axis stage 400 as the beam is guided to the bottom surface 110 of the vacuum chamber 100 through the guide hole 720 and the bottom surface 110 of the vacuum chamber 100, Since the surface 110 is cooled by the bottom cooler 730, overheating of the inside of the vacuum chamber 100 can be prevented, and the accuracy of machining can be improved.

또한, 본 발명에 따르면 Y축관통홀(710)이 X축슬릿(720)에 대응하는 길이를 가지면서 Y축스테이지(400)의 이동거리에 대응하는 폭으로 형성되므로 빔이 원활하게 진공챔버(100)의 바닥면(110)으로 안내될 수 있다.According to the present invention, since the Y-axis through-hole 710 has a length corresponding to the X-axis slit 720 and a width corresponding to the moving distance of the Y-axis stage 400, the beam can smoothly flow into the vacuum chamber 100). ≪ / RTI >

또한, 본 발명에 따르면 바닥쿨러(730)를 구성하는 쿨링챔버(731)가 빔이 도달하는 부위에 설치되어 냉매순환펌프(732)에서 공급된 냉매를 통해 냉각하므로 바닥면(110)의 열기가 원활하게 냉각될 수 있다.
According to the present invention, since the cooling chamber 731 constituting the bottom cooler 730 is installed at a position where the beam reaches and is cooled through the refrigerant supplied from the refrigerant circulation pump 732, It can be cooled smoothly.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, substitutions, and alterations can be made therein without departing from the spirit of the invention.

1 : 가공물 100 : 진공챔버
110 : 바닥면 200 : 빔조사기
300 : 픽스쳐 400 : Y축스테이지
500 : X축스테이지 600 : 이송유닛
610 : LM가이드 620 : LM모터
650 : 볼스크류 660 : 볼너트
670 : 서보모터
700 : 과열방지부 710 : Y축관통홀
720 : X축슬릿 730 : 바닥쿨러
731 : 쿨링챔버 732 : 냉매순환펌프
740 : 열차단패드 800 : 고정판1: workpiece 100: vacuum chamber
110: bottom surface 200: beam irradiator
300: Fixture 400: Y-axis stage
500: X-axis stage 600: Feed unit
610: LM Guide 620: LM motor
650: Ball Screw 660: Ball Nut
670: Servo motor
700: overheat prevention part 710: Y axis through hole
720: X-axis slit 730: Floor cooler
731: Cooling chamber 732: Refrigerant circulation pump
740: Heat-shield pad 800: Fixed plate

Claims (7)

내부에 진공압을 제공하는 진공챔버;
상기 진공챔버에 내장되어 빔을 하부로 조사하는 빔조사기;
상기 빔조사기의 하부에 설치된 상태로 표면에 가공물이 고정되는 픽스쳐;
상기 픽스쳐의 하부에서 상기 픽스쳐를 지지하면서 Y축방향으로 이동가능하게 설치되어 상기 픽스쳐와 함께 Y축방향으로 이동하는 Y축스테이지;
상기 Y축스테이지의 하부에 배치된 상태로 상기 Y축스테이지가 Y축방향으로 이동가능하게 결합되고, 상기 진공챔버에 X축방향으로 이동가능하게 결합되어 상기 Y축스테이지와 함께 X축방향으로 이동하는 X축스테이지;
상기 Y축스테이지와 상기 X축스테이지에 제각기 이동력을 제공하는 이송유닛; 및
상기 빔조사기의 빔을 상기 X축스테이지나 상기 Y축스테이지에 직접 조사됨이 없이 상기 진공챔버의 바닥면으로 안내하면서 상기 바닥면을 냉각시켜서 상기 진공챔버 내부의 과열을 방지하는 과열방지부를 포함하며,
상기 과열방지부는,
상기 Y축스테이지에 구멍형태로 관통형성되어 상기 Y축스테이지가 상기 픽스쳐와 함께 Y축방향 또는 X축방향으로 이동함에 따라 상기 빔조사기의 빔을 상기 X축스테이지로 투과시키는 Y축관통홀;
상기 X축스테이지의 X축 방향을 따라 틈새형태로 관통형성되어 상기 X축스테이지가 X축방향으로 이동함에 따라 상기 Y축관통홀을 관통한 상기 빔을 상기 진공챔버의 바닥면으로 투과시키는 X축슬릿; 및
상기 빔이 도달하는 상기 진공챔버의 바닥면을 냉각시키는 바닥쿨러를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치.
A vacuum chamber for providing vacuum pressure inside;
A beam irradiator embedded in the vacuum chamber for irradiating a beam downward;
A fixture in which a workpiece is fixed to a surface of the workpiece in a state that the workpiece is installed at a lower portion of the beam irradiator;
A Y-axis stage installed at a lower portion of the fixture so as to be movable in the Y-axis direction while supporting the fixture and moving in the Y-axis direction together with the fixture;
Axis stage, the Y-axis stage being movably coupled to the Y-axis stage in a state of being disposed below the Y-axis stage, being movably coupled to the vacuum chamber in the X-axis direction, An X-axis stage;
A transfer unit for providing a moving force to the Y-axis stage and the X-axis stage, respectively; And
And an overheat preventing part for guiding the beam of the beam irradiator to the bottom surface of the vacuum chamber without being directly irradiated onto the X-axis stage or the Y-axis stage to cool the bottom surface to prevent overheating inside the vacuum chamber ,
The over-
A Y-axis through-hole formed in the Y-axis stage to penetrate through the Y-axis stage and to transmit the beam of the beam irradiator to the X-axis stage as the Y-axis stage moves together with the fixture in the Y-axis direction or the X-
The X-axis stage moves in the X-axis direction. The X-axis stage moves in the X-axis direction. The X-axis stage moves the X-axis stage through the Y-axis through- Slit; And
And a bottom cooler for cooling the bottom surface of the vacuum chamber to which the beam reaches. The non-contact machining apparatus using a beam having a heat radiation structure.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 X축슬릿은,
상기 X축스테이지의 이동거리에 대응하는 길이로 형성되고,
상기 Y축관통홀은,
상기 X축슬릿의 길이에 대응하는 길이를 가지면서 상기 Y축스테이지의 이동거리에 대응하는 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치.
The method according to claim 1,
The X-
Axis stage is formed to have a length corresponding to the movement distance of the X-
The Y-axis through-
Axis stage is formed with a width corresponding to a length of the X-axis slit and a width corresponding to a moving distance of the Y-axis stage.
청구항 1에 있어서,
상기 바닥쿨러는,
상기 바닥면에 설치되면서 상기 빔이 도달하는 부위의 외측면에 설치되고, 냉매를 관류시키면서 상기 바닥면을 냉매와 열교환시키는 쿨링챔버; 및
상기 쿨링챔버에 냉매를 순환시키면서 상기 쿨링챔버에서 열교환된 냉매를 저온상태로 재공급하는 냉매순환펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치.
The method according to claim 1,
The floor cooler includes:
A cooling chamber installed on an outer surface of a portion where the beam reaches and installed on the bottom surface and exchanging heat between the bottom surface and the refrigerant while flowing the refrigerant; And
And a coolant circulation pump that circulates the coolant in the cooling chamber and re-supplies the coolant heat-exchanged in the cooling chamber to a low temperature state.
청구항 1에 있어서,
상기 과열방지부는,
상기 Y축스테이지와 상기 픽스쳐의 사이에 개재되어 상기 Y축스테이지와 상기 픽스쳐 사이의 열전달을 차단하는 열차단패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치.
The method according to claim 1,
The over-
Further comprising a heat block pad interposed between the Y axis stage and the fixture to block heat transfer between the Y axis stage and the fixture.
청구항 1에 있어서,
상기 이송유닛은,
상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지의 이동방향을 따라 각각 고정되어 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지와 함께 이동하는 LM가이드; 및
상기 X축스테이지 및 상기 진공챔버에 각각 고정된 상태로 상기 각각의 LM가이드에 제각기 결합되어 상기 LM가이드를 이동시키면서 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지를 각각 이동시키는 LM모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치.
The method according to claim 1,
The transfer unit
A LM guide fixed along the moving direction of the Y-axis stage and the X-axis stage and moved together with the Y-axis stage and the X-axis stage; And
And an LM motor coupled to the respective LM guides while being fixed to the X-axis stage and the vacuum chamber, respectively, to move the Y-axis stage and the X-axis stage while moving the LM guide, respectively Contact machining apparatus using a beam having a heat radiation structure.
청구항 1에 있어서,
상기 이송유닛은,
상기 X축스테이지 및 상기 진공챔버에 각각 고정된 상태로 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지의 이동방향을 따라 각각 회전가능하게 설치되어 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지의 이동경로를 제공하는 볼스크류;
상기 각각의 볼스크류에 나사결합된 상태로 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지에 각각 고정되어 상기 볼스크류의 회전에 의해 상기 Y축스테이지 및 상기 X축스테이지와 함께 이동하는 볼너트; 및
상기 각각의 볼스크류에 회전력을 제공하는 서보모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열구조를 갖는 빔을 이용한 비접촉 가공장치.
The method according to claim 1,
The transfer unit
The stage is fixed to the X-axis stage and the vacuum chamber, respectively. The Y-axis stage and the X-axis stage are rotatable along the moving direction of the Y-axis stage and the X- screw;
A ball nut secured to the Y-axis stage and the X-axis stage in a state of being threadedly coupled to the ballscrews and moving together with the Y-axis stage and the X-axis stage by rotation of the ballscrew; And
And a servo motor for providing a rotational force to each of the ball screws. The non-contact machining apparatus using a beam having a heat dissipating structure.
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TW201338902A (en) * 2012-03-29 2013-10-01 Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd Laser processing device

Patent Citations (1)

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