KR101690290B1 - 베이스와 마스크를 밀착시켜 노광 품질을 향상시킬 수 있는 노광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이스 상면에 마스크가 적층되어 있는 기재에 UV 광을 조사하여 노광이 이루어지는 노광 장치에 있어서, 한 쌍의 상부롤러와 가압드럼 사이로 이송되는 기재의 UV 조사 영역을 상측으로 돌출시켜 베이스와 마스크가 서로 밀착되어, 노광 품질을 향상시킬 수 있는 노광 장치에 관한 것이다.

Description

베이스와 마스크를 밀착시켜 노광 품질을 향상시킬 수 있는 노광 장치{EXPOSURE APPARATUS}

본 발명은 베이스 상면에 마스크가 적층되어 있는 기재에 UV 광을 조사하여 노광이 이루어지는 노광 장치에 있어서, 한 쌍의 상부롤러와 가압드럼 사이로 이송되는 기재의 UV 조사 영역을 상측으로 돌출시켜 베이스와 마스크가 서로 밀착되어, 노광 품질을 향상시킬 수 있는 노광 장치에 관한 것이다.

노광 장치는 베이스의 상면에 패턴이 형성된 마스크가 적층된 기재에 UV 광을 조사시켜 노광하여, UV 광에 노출된 부분(Positive photoresist) 또는 UV 광에 노출되지 않은 부분(Negative photoresist)만을 식각하여, 베이스에 다양한 형태의 패턴을 형성하는 것으로, 반도체 웨이퍼나 플렉시블 기판 제작 등 다양한 산업 현장에서 사용되는 장치를 말한다.

이러한 노광 장치는 마스크 조사 영역의 너비에 따라 대면적용 노광 장치와, 소면적용 노광 장치가 있다.

먼저 대면적용 노광 장치로써, 대한민국 공개특허 제10-2013-0088369호(2012.08.30.) "마스크 처짐을 개선한 노광 장치"(이하 종래기술 1이라 함.)가 있는데,

상기 종래기술 1은 도 1a에 도시된 바와 같이, 패턴이 형성된 마스크를 척(미도시)으로 고정한 상태에서 기판(베이스)위에 올려놓아 기판과 마스크가 소정 높이만큼의 갭을 두고 근접한 상태에서 노광이 이루어지는 것으로, 하나의 마스크만을 사용하여 다수의 기판에 동일한 패턴을 노광한다는 점에서 장점이 있으나, 하나의 UV 램프에서 조사되는 UV 광을 넓은 면적에 조사하기 때문에 UV 광의 세기가 약해 작업시간이 오래 걸리고, 넓은 면적에 광원을 조사하기 위한 UV 램프의 구조가 복잡하며, UV 광의 손실이 많고 조도 또한 약해져 노광 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

또한 대형 디스플레이 패널용 베이스의 경우 그 크기가 점점 더 대형화됨에 따라 대형 UV 램프의 제작이 어렵고, 그 한계가 명확하기 때문에 사용이 한정적일 수밖에 없다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 소면적용 노광 장치로써, 대한민국 공개특허 제10-2012-0002428호(2012.01.05.) "국소 노광 장치, 국소 노광 방법 및 기억 매체"(이하 종래기술 2이라 함.)가 있는데,

상기 종래기술 2는 도 1b(이하 종래기술 2를 설명하기 위한 도 1b의 도면부호와에 본 발명을 설명하기 위한 도 2a ~ 5b의 도면부호는 서로 무관함.)도시된 바와 같이, 소정 너비(소면적)의 UV 램프(4) 하부로 기재(G)를 통과시켜, UV 조사 영역(6)을 지나가는 부위에만 집중적으로 노광이 이루어지도록 하는 장치로, 반도체 웨이퍼와 같은 경질의 기재 또는 플렉시블 기판과 같은 연질의 기재에 상관없이 노광이 가능하며 노광 효율이 향상되는 장점이 있다.

그런데 상기 종래기술 2에 사용되는 기재(G)의 경우 베이스에 다양한 모양의 패턴을 형성하기 위해선 도 1c에 도시된 바와 같이, 베이스(B)의 상면에 패턴(P)이 형성된 마스크(M)가 적층되어 일체화된 기재(S)가 사용되어야 한다.

즉, 상기 종래기술 2에서 UV 램프 하부에 일정 패턴을 갖는 마스크를 고정 설치하게 되면, 베이스가 이송되는 방향을 따라 동일한 모양의 패턴만이 연속적으로 형성되므로 베이스의 이송방향을 따라 상이한 모양의 패턴을 형성하기 위해선, 패턴이 형성된 마스크가 베이스의 상면에 적층되어 마스크와 베이스가 함께 UV 조사 영역을 통과하면서 노광이 이루어져야 한다.

이 경우 패턴의 가공이 용이하도록 필름이나 시트 형태의 마스크가 사용되는데, 도 1c의 [A]에 도시된 바와 같이, 적층된 마스크(M)와 베이스(B)가 서로 밀착되지 않아 그 사이에 간극이 발생하게 되면, 이격된 간극으로 UV 광이 침범하여 노광이 필요한 영역(U)과 다른 영역(U1)까지 노광이 이루어지고, 이는 노광 품질을 결정하는 중요한 요인으로 작용하기 때문에 마스크(M)와 베이스(B)의 밀착이 무엇보다 중요하다(도 1c의 [B] 참고.).

따라서 노광 품질을 향상시키기 위하여 도 1b에 도시된 상기 종래기술 2와 같은 노광장치에는 이송부(20) 상부에 복수개의 상부롤러(미도시)를 설치하여 이송부와, 상부롤러들 사이로 통과되는 기재를 상, 하측으로 가압하여 마스크와 베이스의 밀착이 이루어지도록 하였다.

그러나 이러한 경우에도 UV 조사를 위해선 UV 램프(4) 하부에 상부롤러의 설치가 불가능(UV 광이 통과되는 공간(6) 확보하기 위해선 상부롤러들 사이가 소정 간격으로 이격 설치되어야 함.)하므로, UV 램프(4) 하부를 통과하는 마스크와 베이스의 완전 밀착을 구현할 수 없기 때문에 최상의 노광품질을 균일하게 보장하기 어렵고,

특히 정밀한 회로의 인쇄가 필요한 플렉시블 기판 제작 등을 위해 노광작업을 실시할 때는 노광 품질 자체가 정밀한 인쇄회로 기판의 품질과 직결되는 사항으로, 마스크와 베이스가 완전 밀착된 상태에서 노광이 이루어지는 기술이 필요하다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

베이스와 마스크의 완전 밀착을 구현하여 노광품질을 향상시킴과 아울러 품질 관리가 용이하도록, 제1, 제2 이송부 사이의 제1 이격부 상에 가압드럼이 배치되고, 상기 제1 이격부 상부에 제2 이격부를 갖는 한 쌍의 상부롤러가 배치되어, 가압드럼이 제1 이격부를 통과하는 기재의 하면을 상측으로 가압하도록 설정됨으로써, 기재의 UV 조사 영역이 상측으로 돌출됨에 따라 베이스와 마스크가 서로 밀착될 수 있는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 기재의 두께, 즉 베이스와 마스크의 두께에 따라 기재의 UV 조사 영역이 돌출되는 높이를 자유롭게 설정할 수 있도록 가압드럼을 승하강시키는 승강유닛을 포함하는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 가압드럼의 높이 설정이 용이함과 동시에, 가압드럼에 가해지는 상부 압력이 달라짐에 따라 밀착되는 영역이 달라지는 것을 방지하고, 가압드럼이 과도하게 상승하여 이송되는 기재의 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있도록, 승강되는 제1 프레임에 대하여 가압드럼이 연결된 제2 프레임의 높이를 조절하는 정압실린더를 포함하는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 기준 압력에 따라 상기 정압실린더의 높이 조절이 용이하도록 공압으로 조절되는 공압실린더를 채용한 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 노광 장치는

베이스 상면에 마스크가 적층된 기재에 UV 광선을 조사하는 노광 장치에 있어서,

제1 이격부를 갖도록 배치된 제1, 제2 이송부와, 상기 제1 이격부 상측에서 제2 이격부를 갖도록 배치된 한 쌍의 상부롤러를 포함하는 기재 이송유닛;

상기 제2 이격부 상측에 배치되어, 상기 제1 이격부를 통과하는 기재의 마스크 상면에 UV 광을 조사하는 UV 램프를 포함하는 UV 조사유닛; 및

상기 제1 이격부에서 상기 상부롤러들 사이에 배치되는 가압드럼을 포함하는 밀착유닛;을 포함하여 이루어지되,

상기 가압드럼은 상기 제1 이격부를 통과하는 기재의 하면을 상측으로 가압하도록 설정됨으로써, 기재의 UV 조사 영역이 상측으로 돌출되어, UV 조사 영역의 베이스와 마스크가 서로 밀착되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 노광 장치에서 상기 밀착유닛은

상기 가압드럼을 승하강시켜 상기 기재가 돌출되는 높이를 조절하는 승강수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 노광장치에서 상기 승강수단은

승하강이 이루어지는 제1 프레임과,

상기 제1 프레임 상부에 배치되고, 상기 가압드럼의 회전축 양단이 연결되어 있는 축부를 갖는 제2 프레임,

그리고 상기 제1, 제2 프레임을 서로 연결하며, 상기 제1 프레임에 대하여 상기 제2 프레임의 높이를 조절하여 상기 가압드럼에 가해지는 상부 압력이 일정하게 유지되도록 하는 정압실린더를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 노광 장치에서

상기 정압실린더는 기준 압력에 따라 공압이 조절되어 승강로드의 인출입 높이가 조절되는 공압 실린더인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 노광 장치는 제1 이격부를 갖는 제1, 제2 이송부와, 상기 제1 이격부 상측에 제2 이격부를 갖는 한 쌍의 상부롤러들을 도입하여, 제1 이격부에 배치된 가압드럼이 제1 이격부를 통과하는 기재의 하면을 상측으로 가압함으로써, UV 조사 영역을 상측으로 돌출시켜 베이스와 마스크가 서로 밀착되어, 노광 품질이 향상되며 품질 관리가 용이한 장점이 있다.

그리고 본 발명에 따른 노광 장치는 가압드럼을 승하강시키는 승강유닛을 도입하여, 기재의 두께, 즉 베이스와 마스크의 두께에 따라 기재가 돌출되는 높이를 조절할 수 있으므로 베이스의 특성, 종류에 상관없이 균일한 노광 품질을 보장할 수 있으므로 범용성이 뛰어나다.

또한 본 발명에 따른 노광 장치는 승하강이 이루어지는 제1 프레임에 대하여, 가압드럼이 연결된 제2 프레임의 높이를 조절하는 정압실린더를 도입하여, 이송되는 기재의 두께 변화에 상관없이 가압드럼에 가해지는 상부 압력이 일정하게 유지되므로, 노광품질 관리가 용이하며, 가압드럼의 과도한 상승으로 인한 기재의 손상을 방지할 수 있다.

나아가 본 발명에 따른 노광 장치는 상기 정압실린더로써, 기준 압력에 따라 공압이 조절되어 가압드럼의 상승높이를 조절하는 공압실린더를 도입하여, 이송되는 기재의 두께 변화에 상응하여 가압드럼의 높이가 쉽고 빠르게 조절될 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 노광 장치를 설명하기 위한 도면들.
도 1c는 베이스와 마스크의 밀착 여부에 따른 노광 품질을 설명하기 위한 단면도들.
도 2a는 본 발명에 따른 노광 장치의 외관 사시도이고, 도 2b는 도 2a에서 노광 장치의 메인프레임을 생략한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 노광 장치의 측방향 종단면도.
도 4a, 도 4b, 도 4c는 본 발명에 따른 노광 장치에서 승강유닛만을 발췌하여 도시한 정면도 및 1차 분해 사시도들.
도 5a, 도 5b는 본 발명에 따른 노광 장치에서 이송부만을 발췌하여 도시한 사시도 및 정면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 노광 장치를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 3을 참고하여 특정하면, 기재(S)가 투입되는 방향을 전방으로 하고 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여, 보이는 방향 그대로 전후 및 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

설명에 앞서, 본 발명의 노광 장치에 사용되는 기재(S)란 도 3의 우상측 확대 단면도에 도시된 바와 같이, 마스크(M)의 패턴(P; 도 1c 참고.)과 겹치지 않는 베이스(B)의 일부면이 UV 광에 노출되고, 패턴(P)과 겹치는 베이스(B)의 다른 일부면이 UV 광에 노출되지 않는 부재로써, UV 램프의 소형화 및 다양한 모양의 패턴 형성을 위해 베이스(B)의 상면에 마스크(M)가 적층되어 베이스(B)와 마스크(M)가 함께 UV 램프(21) 하부를 통과하는 것으로,

노광 목적에 따라 베이스(B)와 마스크(M)는 각각 필름이나 시트 형태일 수 있으며, 특히 베이스(B)는 플렉시블 기판 등과 같이 소정의 탄성력을 갖는 모든 형태의 부재가 사용될 수 있고, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 판상으로 재단된 기재(S)를 대표하여 설명하나, 도 2a에서 본체프레임(1)의 전, 후방에 각각 권취드럼(미도시)이 설치되어 전방의 권취드럼에 감긴 기재(S)가 풀리면서 이송되어 UV 조사유닛(20)을 통과하여 후방의 권취드럼에 다시 권취되는 스트립 형태의 기재에도 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다.

이하에서는 본 발명에 따른 베이스(B)와 마스크(M)를 밀착시켜 노광 품질을 향상시킨 노광 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저 도 2a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 노광 장치는 크게, 본체프레임(1), 상기 본체프레임(1)의 상부에 설치되는 기재 이송유닛(10)과, 상기 이송유닛(10) 상부에 설치되는 UV 조사유닛(20) 및 상기 이송유닛(10)의 제1 이격부(G1)에 배치되는 가압드럼(31)을 갖는 밀착유닛(30)으로 구성된다.

상기 본체프레임(1)에는 노광 장치를 작동시키기 위한 각종 제어장치(미도시) 및 컨트롤롤러(미도시), 전원 공급수단(미도시) 등이 구비되어 있는데, 본 발명의 핵심만을 집중적으로 설명하기 위하여 이에 대한 도면 및 설명은 편의상 생략한다.

노광 장치의 사시도인 도 2a, 도 2b 및 노광 장치의 종단면도인 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 본체프레임(1) 상부에 제1, 제2 이송부(11)(13)와, 한 쌍의 상부롤러(16A)를 포함하는 기재 이송유닛(10)이 설치된다.

상기 제1, 제2 이송부(11)(13)는 중앙에 소정 간격으로 이격된 제1 이격부(G1)를 갖도록 설치되어 제1 이송부(11)로 투입되는 기재(S)가 제1 이격부(G1)를 통과하여 제2 이송부(13)로 이송, 배출된다.

상기 제1, 제2 이송부(11)(13)는 상부에 놓인 물건을 일방향으로 이송시키는 공지된 형태의 컨베이어로써,

이송부만을 발췌하여 도시한 사시도 및 정면도인 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 구동 모터(11A)와 연결된 다수의 하부롤러(12)(14)가 소정 간격으로 이격 배치되어 일방향(도면 상 시계 방향)으로 회전함에 따라 하부롤러(12)(14) 상부의 기재(S)가 이송되는 방식(롤러컨베이어),

또는 도면에 구비되지 않았으나, 하부롤러들의 외주면에 벨트가 설치되어 벨트의 회전을 통해 벨트 상부의 기재가 이송되는 방식(벨트컨베이어)도 가능하다.

상기 제1, 제2 이송부(11)(13)의 일측 프레임(11a) 내부엔 각종 축 및/또는 기어(또는 스프로킷; 미도시), 아이들러(미도시), 타이밍 벨트(미도시) 등이 내장되어, 구동 모터(11A)의 작동에 의하여 하부롤러(12)(14)들이 동시에 회전 작동하는데, 이러한 제1, 제2 이송부(11)(13)의 구체 작동 구성은 본 발명의 특징과는 연관성이 적으므로 상세한 설명을 생략한다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 본체프레임(1)의 상부에 고정 설치된 상부프레임(2)에는 복수개의 상부롤러(16A)(16B)들로 구성된 제3 이송부(15)가 설치되어, 상부롤러(16A)(16B)들이 하부롤러(12)(14)들과 반대방향(시계 반대 방향)으로 회전함에 따라 하부롤러(12)(14)들과 상부롤러(16A)(16B)들 사이로 기재(S)가 이송된다.

이때 상기 상부롤러(16A)(16B)들의 수 및 이격 거리에 제한이 없으나, 제1, 제2 이송부(11)(13)가 롤러컨베이어로 채택될 경우, 상부롤러(16B)들과 하부롤러(12)(14)들은 상하로 나란히 배치되는 것이 기재의 이송 안정성 및 베이스와 마스크의 밀착을 구현하는데 보다 바람직하며,

이중 제1 이격부(G1) 상부에 배치되는 상부롤러(16A)들은 대응하는 하부롤러들을 갖지 않고, 상부롤러(16A)들 사이의 제2 이격부(G2) 중앙 하측 제1 이격부(G1)에 하나의 가압드럼(31)만이 배치되어, 제2 이격부(G2) 상부에서 조사되는 UV 광이 제2 이격부(G2)를 통과하여 제1 이격부(G1), 보다 엄밀하게는 가압드럼(31)의 외주면에 접촉되어 이송되는 기재(S)의 마스크(M) 상면에 도달되도록 한다.

상기 상부프레임(2)의 최상측에는 UV 램프(21)를 포함하는 UV 조사유닛(20)이 설치되어, UV 광을 하측 방향으로 조사하게 되는데, 이때 상기 UV 램프(21)는 상, 하부롤러들의 길이방향에 대응하는 장방형 부재로써, UV 램프(21)의 전후 폭은 상기 제2 이격부(G2)의 너비보다 좁게 형성되어 UV 램프(21)의 소형화 및 UV 광의 집중적인 조사가 가능하도록 한다.

상기 UV 램프(21)는 공지된 노광 장치들에서 노광을 위해 다양한 파장의 UV 광을 조사하는 다양한 UV 램프가 모두 사용될 수 있으며, 이러한 UV 램프(21)의 발광 방식, 전달 구조 등의 구체 구성은 공지된 기술로써, 도면과 상세한 설명을 편의상 생략한다.

그리고 도 2a, 도 2b 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 UV 조사유닛(20)은 UV 램프(21)에서 조사되는 UV 광의 파장을 센싱하는 UV 센서(22)를 포함한다.

상기 UV 센서(22)는 상부프레임(2)의 전방 수평봉(2a) 고정된 실린더(22a)와, 상기 실린더(22a)에서 인출입되는 전후진로드(22b), 그리고 상기 전후진로드(22b)의 끝단부에 구비된 센싱부(22c)로 구성된다.

상기 UV 센서(22)는 상기 센싱부(22c)가 UV 램프(21) 하부로 이동된 상태에서 UV 램프(21)가 작동되면 조사되는 UV 광의 파장을 감지하고, UV 광의 파장이 설정값에 도달하면 센싱부(22c)가 실린더(22a) 측으로 이동하여 노광 작업이 실시되도록 한다.

이때 상기 UV 조사유닛(20)은 상부프레임(2)의 전후방 수직봉(2b) 상에 슬라이딩 결합되어 높이가 조절되어 UV 광의 조사 범위 및 강도 등을 다르게 할 수 있다.

이러한 구조의 노광 장치에 마스크(M)가 적층된 베이스(B)로 이루어진 기재(S)를 투입하게 되면, 상기 제1 이격부(G1)를 통과하는 기재(S)의 마스크(M) 상면에 UV 광이 조사되어 노광이 이루어지는데,

하부롤러(12)(14)들과 상부롤러(16A)(16B)들을 통해 베이스(B)와 마스크(M)가 소정의 압력으로 밀착되어 이송되더라도, 결국 UV 광의 조사를 위해선 UV 조사 영역(U)을 기준으로 전, 후방에 상부롤러(16A)가 배치되므로(즉, UV 램프(21)의 수직방향 동일선 상에 상부롤러가 배치될 수 없으므로), 제1, 제2 이격부(G1)를 통과하는 베이스(B)와 마스크(M) 사이에 미세 간극이 발생하여 노광품질이 저하될 수 있음은 상술한 바와 같다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 가압드럼(31)이 제1 이격부(G1)를 통과하는 기재의 하면(베이스의 하면)을 상측으로 가압하도록 설정됨으로써, 기재의 UV 조사 영역이 상측으로 돌출되어, UV 조사 영역의 베이스(B)와 마스크(M)가 서로 완전 밀착될 수 있도록 하였다.

여기서 상기 가압드럼(31)이 기재의 하면을 상측으로 가압하여 UV 조사 영역을 상측으로 돌출시킨다는 개념은

가압드럼(31)의 실제 높이가 하부롤러(12)(14)들보다 높게 설정되어, 가압드럼(31)에 접촉되는 UV 조사 영역(U) 자체가 가압드럼(31)에 접촉되지 않는 다른 부위보다 상측으로 돌출된다는 의미뿐만 아니라,

상부롤러(16A)들의 실제 높이가 다른 상부롤러(16B)들보다 낮게 설정되어, 가압드럼(31)에 접촉되는 UV 조사 영역(U)의 실제 높이 변화가 발생하지 않더라도, UV 조사 영역(U)이 가압드럼(31)에 접촉되지 않는 다른 부위보다 상대적으로 상측으로 돌출되는 의미를 포괄하는 개념이다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 기재(S)는 [하부롤러(12)(14)들과 가압드럼(31)] 및 상부롤러(16A)(16B)들 사이로 이송되는데,

이때 가압드럼(31) 및/또는 상부롤러(16A)들의 높이를 각각 하부롤러(12)(14)들 또는 상부롤러(16B)들의 높이보다 상대적으로 기재(S)가 위치하는 방향으로 돌출되도록 설정하게 되면(즉, 가압드럼(31)만이 기재의 수평 방향보다 상측으로 돌출되거나, 또는 상부롤러(16A)들만이 기재의 수평 방향보다 하측으로 돌출되거나, 또는 가압드럼(31)과 상부롤러(16A)들 모두가 기재의 수평 방향보다 상, 하측으로 각각 돌출되도록 설정하게 되면),

가압드럼(31)에 접촉되는 부위가 가압드럼(31)의 전, 후방 접촉되지 않는 다른 부위보다 상측으로 돌출되는 형태가 되어, 결국 기재의 UV 조사 영역(U)이 상측을 향해 만곡지면서 돌출되고, 이에 따라 상측으로 가압되는 베이스(B)와 하측으로 가압되는 마스크(M)가 서로 밀착되어 노광 품질을 향상시킬 수 있다(도 3의 확대도에서는 본 발명의 특징을 보다 명확하게 하기 위하여, 베이스(B)와 마스크(M)의 두께 및 가압드럼(31)의 돌출되는 높이를 과장되게 도시하였으나, 실제로는 가압드럼(31)의 최상부가 기재(S)의 수평방향 상측으로 일부 돌출되는 높이여도 베이스와 마스크가 밀착됨.).

이때 상부롤러(16A)들이 없이 다른 상부롤러(16B)들만이 구비되어 있더라도, 가압드럼(31)의 가압으로 제1 이격부(G1)의 UV 조사 영역(U)을 상측으로 돌출시킬 수 있으나, 도 3과 같이, 상부롤러(16A)들이 가압드럼(31)을 기준으로 전, 후방에 인접하도록 배치(즉, 제1 이격부(G1)의 너비 내에 배치)되는 것이 바람직하며,

이 경우, 가압드럼(31)의 직경은 제1 이격부(G1)의 너비에 상응하는 크기를 갖는 것이 돌출되는 UV 조사 영역(U)을 넓게 확보하는데 보다 유리하다.

이러한 가압드럼(31)의 가압을 통한 베이스(B)와 마스크(M)의 밀착은 베이스(B)와 마스크(M)의 종류에 상관없이 모두 적용될 수 있다.

즉, 베이스(B)와 마스크(M)가 연질의 필름이나 시트일 경우, 상부롤러(16A)들과 가압드럼(31)의 높이 차로 인해 기재(S)가 돌출됨은 물론이며, 베이스(B)가 플렉시블 기판과 같이 소정의 탄성력을 갖는 경질의 기판일 경우에도 기재(S)가 돌출될 수 있다.

그러나 기재(S)의 종류(보다 엄밀하게는 베이스(B)의 종류)에 따라 만곡지면서 돌출되는 정도의 차가 다르기 때문에, UV 조사 영역(U)이 돌출되는 높이를 조절하기 위해선, 상부롤러(16A)들의 높이를 낮게 설정하는 방식보다, 상기 밀착유닛(30)에 상기 가압드럼(31)을 승하강시키는 승강수단(32)을 도입하여 가압드럼(31)의 높이를 높게 설정, 조절하는 것이 노광 장치의 제조 용이성 측면에서 보다 바람직하다.

도 3과, 밀착유닛(30)만을 발췌하여 도시한 정면도 및 사시도들인 도 4a, 도 4b, 도 4c를 참고하여 밀착유닛(30)의 승강수단(32)을 보다 구체적으로 설명하면, 상기 승강수단(32)은

승하강이 이루어지는 제1 프레임(33)과,

상기 제1 프레임(33) 상부에 배치되고, 상기 가압드럼(31)의 회전축(31a) 양단이 연결되어 있는 축부(35a)를 갖는 제2 프레임(35),

그리고 상기 제1, 제2 프레임(33)(35)을 서로 연결하며, 상기 제1 프레임(33)에 대하여 상기 제2 프레임(35)의 높이를 조절하여 상기 가압드럼(31)에 가해지는 상부 압력이 일정하게 유지되도록 하는 정압실린더(36)를 포함하여 이루어진다.

먼저 상기 제1 프레임(33)은 본체프레임(1) 내부에 내장되는 것으로, 서보모터(34)와 연결된 종동축(33a) 외주면에 제1 프레임(33)의 승강브래킷(33A)이 나사결합되어, 종동축(33a)의 양방향 회전에 따라 제1 프레임(33)이 승하강된다.

상기 서보모터(34)는 본체프레임(1)의 상면5(1a) 하부에 고정 설치된 수직프레임(3)에 설치되는 것으로, 서보모터(34)의 구동축(34a)과, 종동축(33a)은 디스크 커플링(C)으로 연결되어 안정적인 토크 전달 및 휨 변형을 방지한다.

그리고 상기 제1 프레임(33)은 상기 수직프레임(3)에 수직방향으로 설치된 가이드레일(3a)에 슬라이딩 결합되어 승하강이 안내되며, 수직프레임(3) 일측에는 제1 프레임(33)의 높이 감지를 위한 각종 센서(3d)가 더 설치될 수 있다.

상기 종동축(33a)이 승강브래킷(33A)을 관통하여 돌출된 최상단에 결합된 스토퍼(33b)는 제1, 제2 프레임(33)(35)의 하강 한계점으로 작용하게 된다.

상기 제2 프레임(35)은 상기 수직프레임(3)의 축설부(3b)에 구비된 가이드(3c)에 슬라이딩 결합되어 상기 제1 프레임(33)에 의해 동반 승하강하는 것으로, 제2 프레임(35)의 상면 양측에는 축부(35a)가 구비되어 양 축부(35a)에 가압드럼(31)의 회전축(31a)이 연결되고, 축부(35a) 중 어느 하나에는 구동 모터(31b)가 장착되어 가압드럼(31)이 회전 작동되도록 한다.

이때 상기 제1 프레임(33)과 상기 제2 프레임(35)은 서로 정압실린더(36)를 통해 연결되어 동반 승하강됨과 동시에, 제1 프레임(33)에 대하여 상기 제2 프레임(35)의 높이가 개별적으로 조절되도록 한다.

본 발명에서 승강수단(32)으로 제1, 제2 프레임(33)(35)과 이들 사이를 연결하는 정압실린더(36)를 도입한 이유는 가압드럼(31)의 상승이 완료된 상태에서, 노광 작업 중 가압드럼(31)에 가해지는 상부 압력을 일정하게 유지하기 위함이다.

즉, 예를 들어, 본 발명과 다르게, 하나의 프레임 상부에 가압드럼(31)이 설치되어 승하강이 이루어지는 경우, 가압드럼(31)의 상승 설정이 완료된 다음 노광 작업을 실시하면, 가압드럼(31)의 상승 높이가 상시적으로 고정될 수밖에 없는데,

기재(S)를 구성하는 베이스(B)와 마스크(M)가 이송방향에 걸쳐 모두 균일한 두께, 평탄성 또는 탄성을 갖을 수 없으므로, 제1 이격부(G1)를 통과하는 기재(S)의 두께 변화에 따라 가압드럼(31)에 가해지는 상부 압력 역시 변화하게 된다.

이러한 상부 압력의 변화는 노광 품질을 저해할 수 있는 요인으로, 예를 들어 제1 이격부(G1)를 통과하는 기재(S)의 두께가 미세하게 두꺼워지거나, 탄성력이 증가되는 구간에서는 가압드럼(31)에 가해지는 상부 압력(즉 가압드럼(31)이 베이스(B)를 상측으로 가압하는 압력)이 증가되어, UV 조사 영역(U)에 대하여 베이스(B)와 마스크(M)가 상부로 과도하게 돌출(여기서 과도하게 돌출된다는 의미는 실제로 돌출 높이가 증가되는 것이 아니라, 기재(S)가 만곡 돌출될 수 있는 한계 범위를 넘어서 돌출되는 것을 의미함.)되어, 기재(S)가 끊어지는 등의 파손이 발생할 여지가 있다(반대로 상부 압력의 약해지는 구간에서는 가압드럼(31)의 상승 높이가 고정되어 있으므로 기재(S)의 파손이 발생하지 않음.).

따라서 본 발명은 종동축(33a)을 통해 제1, 제2 프레임(33)(35)의 상승 높이가 고정된 상태에서, 기준압력에 따라 정압실린더(36)의 승강로드(39)가 상대적으로 하강됨으로써, 가압드럼(31)에 가해지는 상부 압력을 일정하게 유지하여 상기한 문제점을 방지할 수 있다.

상기 정압실린더(36)는 제어부(미도시)의 기준 압력 설정에 따라 승강로드(39)의 하강이 이루어지는 것으로, 압력 변화에 맞는 즉각적인 높이 조절이 가능하도록 공압실린더가 사용된다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 정압실린더(36)는

상기 제1 프레임(33)에 결합되어 고정되며, 공기 공급구(37a)와, 공기 배출구(37b), 그리고 이들과 연통된 승강로(37s)를 갖는 실린더본체(37)와,

상기 배출구(37b)의 개폐를 제어하는 제어밸브(미도시)와,

하측단에 상기 승강로(37s)에 삽입되어 승강로(37s)를 상, 하부 공간으로 구획화시키는 격판(39a)이 구비되고, 상측단이 상기 제2 프레임(35)에 결합되는 승강로드(39)로 구성되어,

상기 공급구(37a)로 공급된 공기에 의하여 상기 승강로드(39)가 상기 승강로(37s)의 최상부로 상승한 상태에서, 설정 기준 압력에 따라 상기 제어밸브의 배출구(37b) 개폐를 통해 승강로(37s)의 공기가 배출되어, 승강로(37s)의 내부 압력이 조절됨으로써, 승강로드(39), 즉 제2 프레임(35)이 하강하면서 높이가 조절되어 가압드럼(31)에 가해지는 상부 압력을 상시적으로 일정하게 유지할 수 있다.

즉, 예를 들어 상기 정압실린더(36)의 기준 압력(즉, 기재(S)에 가해지는 압력의 최대 한계 압력)이 10bar일 때, 가압드럼(31)의 상부 압력이 10bar를 초과하게 되면, 실린더본체(37)의 제어밸브가 배출구(37b)를 개방하여 초과되는 압력만큼 승강로(37s) 내부의 압력을 감소시켜, 승강로드(39)가 하강됨으로써, 가압드럼(31)에 가해지는 상부 압력을 일정하게 유지할 수 있다.

이러한 정압실린더(36)를 이용한 높이 조절 시 기준 압력의 설정에 관한 구체 구성은 공지된 각종 압력 측정계나 센서 등을 통해 구현될 수 있는 것으로, 상세한 설명을 생략한다.

한편 상기 승강수단(32)의 정압실린더(36)는 상기 제1, 제2 이송부(11)(13)에도 동일하게 적용되어 하부롤러(12)(14)들과 상부롤러(16A)(16B)들 사이의 높이를 기재(S)의 두께에 따라 조절할 수 있도록 한다.

즉, 이송부(11)(13)만을 발췌하여 도시한 사시도 및 정면도인 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 제1, 제2 이송부(11)(13)와, 상기 본체프레임(1; 도 2 참고.)의 장착프레임(1b) 사이에는 정압실린더(17)가 설치되어 하부롤러(12)(14)들과 상부롤러(16A)(16B)들 사이로 이송되는 기재(S)의 두께 변화에 따라 제1, 제2 이송부(11)(13)의 상승 높이를 조절함으로써, 이송되는 기재(S)가 과도하게 가압되는 것을 방지하며, 밀착유닛(30)의 정압실린더(36)와의 연동으로 인해 가압드럼(31)이 하강하더라도 UV 조사 영역(U)이 계속 돌출되도록 할 수 있다.

이는 본 발명의 노광 장치로 노광할 수 있는 기재(S)의 종류에 따라 그 두께가 달라질 수 있고, 동일한 종류의 기재(S)에 대해서도 그 두께가 균일하지 않아 상, 하부롤러들로 인해 기재(S)에 가해지는 압력 증가로 기재(S)가 파손되는 것을 방지하기 위한 구성이다.

미설명 부호 18은 본체프레임(1)의 상면(1a)에 고정 설치되는 봉부재로써, 봉부재(18)가 제1, 제2 이송부(11)(13)의 하판을 관통하면서 봉부재(18)의 상단부에 볼트로 결합된 스토퍼(18a)가 결합되어 제1, 제2 이송부(11)(13)의 상승 높이를 제한하는 기능을 하며, 미설명 부호 19는 상기 제1, 제2 이송부(11)(13)의 하판에 각각 결합된 승강기둥으로, 상기 승강기둥(19)이 본체프레임(1)에 입설된 안내봉(19a)을 관통하여, 제1, 제2 이송부(11)(13)의 승하강을 안내하는 기능을 한다.

이상으로 본 명세서에서는 노광 장치의 가장 기본적인 형태인 상부에서 하부로 UV 광이 조사되는 방식을 대표하여 설명하였으나, 상기 UV 조사유닛(20)과 밀착유닛(30)이 도면과 반대로 배치된 상태에서 제1 이격부(G) 상에 가압드럼(31)에 대응하는 롤러가 설치되는 형태로도 구현 가능하며, 편의상 각 구성의 배치를 상, 하부로 특정하여 기술된 내용에 의해 본 발명의 권리 해석이 제한되어서는 안 될 것이다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 노광 장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

S : 기재 B : 베이스
M : 마스크 P : 패턴
U : UV 조사 영역
G1, G2 : 제1, 제2 이격부
1 : 본체프레임 2 : 상부프레임
3 : 수직프레임
10 : 기재 이송유닛 11, 13 : 제1, 제2 이송부
12, 14 : 하부롤러 16A, 16B : 상부롤러
20 : UV 조사유닛 21 : UV 램프
22 : UV 센서
30 : 밀차유닛 31 : 가압드럼
32 : 승강수단 33, 35 : 제1, 제2 프레임
34 : 승강브래킷 36 : 정압실린더
37 : 실린더본체 39 : 승강로드

Claims (4)

1. 베이스(B) 상면에 마스크(M)가 적층된 기재(S)에 UV 광선을 조사하는 노광 장치에 있어서,
   제1 이격부(G1)를 갖도록 배치된 제1, 제2 이송부(11, 13)와, 상기 제1 이격부(G1) 상측에서 제2 이격부(G2)를 갖도록 배치된 한 쌍의 상부롤러(16A)를 포함하는 기재 이송유닛(10);
   상기 제2 이격부(G2) 상측에 배치되어, 상기 제1 이격부(G1)를 통과하는 기재(S)의 마스크(M) 상면에 UV 광을 조사하는 UV 램프(21)를 포함하는 UV 조사유닛(20); 및
   상기 제1 이격부(G1)에 배치되어, 상기 제1 이격부(G1)를 통과하는 기재(S)의 하면을 상측으로 가압하도록 설정된 가압드럼(31)을 포함하는 밀착유닛(30);을 포함하여 이루어져,
   상기 가압드럼(31)에 의해, 기재(S)의 UV 조사 영역(U)이 상측으로 돌출되어, UV 조사 영역(U)의 베이스(B)와 마스크(M)가 서로 밀착되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 밀착유닛(30)은
   상기 가압드럼(31)을 승하강시켜 상기 기재(S)가 돌출되는 높이를 조절하는 승강수단(32);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 승강수단(32)은
   승하강이 이루어지는 제1 프레임(33)과,
   상기 제1 프레임(33) 상부에 배치되고, 상기 가압드럼(31)의 회전축(31a) 양단이 연결되어 있는 축부(35a)를 갖는 제2 프레임(35),
   그리고 상기 제1, 제2 프레임(33, 35)을 서로 연결하며, 상기 제1 프레임(33)에 대하여 상기 제2 프레임(35)의 높이를 조절하여 상기 가압드럼(31)에 가해지는 상부 압력이 일정하게 유지되도록 하는 정압실린더(36)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 정압실린더(36)는 기준 압력에 따라 공압이 조절되어 승강로드(39)의 인출입 높이가 조절되는 공압 실린더인 것을 특징으로 하는 노광 장치.

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