KR102601911B1 - 프로세스 압력 모니터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임프린트 장비의 프로세스 압력 모니터링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 상하 방향으로 압력을 가하는 가압 수단 및 가압 수단에 의해 피 대상물에 가해지는 압력을 측정하는 압력 측정부를 포함하는 프로세스 압력 모니터링 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 임프린트 장비의 핵심공정 안정화를 확보 함과 동시에, 장비 운영상의 정비주기를 산정하는 데 데이터화를 할 수 있게 됨으로써, 임프린트 장비의 작업 효율성을 개선시킬 수 있다.

Description

프로세스 압력 모니터링 장치{Process pressure monitoring apparatus}

본 발명은 압력 모니터링 장치에 관한 것으로, 특히 임프린팅 작업시 프로세스 압력을 모니터링할 수 있게 됨으로써 장치의 안정성을 확인할 수 있고, 정비 주기 등을 설정할 수 있는 임프린트 장비의 프로세스 압력 모니터링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 임프린트 장비에서 금형으로 제품에 압력을 가할 때 제품의 전면에 균일 하게 힘이 가해 져야 한다.

그런데, 종래에는 임프린팅 공정 중에 제품에 힘이 균일하게 가해 지는 것에 대한 모니터링 장치가 없어 이를 확인할 수 없기 때문에 장치에 문제가 발생하여도 이를 바로 발견하지 못해 임프린트 장비의 작업 효율성 및 제품의 양품률이 저하되는 문제가 있었다.

한국 등록특허공보 제10-1196923호(2012년 11월 05일 공고)

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 과제는, 임프린트 장비에서 압력을 가하는 힘을 모니터링 함으로써 임프린트 장비의 공정 안정성을 확보할 수 있고, 정비 주기를 설정하는 등의 작업 효율성을 개선할 수 있는 임프린트 장비의 프로세스 압력 모니터링 장치를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 달성하기 위해 안출된 본 발명은, 임프린트 장비의 프로세스 압력 모니터링 장치로서, 상하 방향으로 압력을 가하는 가압 수단, 상기 가압 수단에 의해 피 대상물에 가해지는 압력을 측정하는 압력 측정부 및 레이저 변위 센서를 이용하여 변위량 측정을 통해 상기 피 대상물의 평탄도를 모니터링하는 모니터링부를 포함한다.

상기 가압 수단은, 진공 챔버와, 상기 진공 챔버에 연결되어 진공 챔버를 승강시키는 승강수단과, 진공 챔버의 상측에 마련되어 진공 챔버의 상승을 제한하는 스토퍼를 포함하는 임프린트 장비인 것을 특징으로 한다.

상기 압력 측정부는, 상기 스토퍼의 외측면에 설치되어 상기 진공 챔버의 상승시 스토퍼에 진공 챔버가 접하면서 가해지는 압력이 측정되는 제1 압력 측정부 및 상기 진공 챔버의 하부에 설치되어 진공 챔버의 상승시 상기 스토퍼에 진공 챔버가 접하면서 가해지는 압력이 측정되는 적어도 하나 이상의 제2 압력 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 압력 측정부와 상기 제2 압력 측정부에 전기적으로 연결되어 제1 압력 측정부와 제2 압력 측정부에서 측정되는 압력 값이 수신되는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 제1 압력 측정부와 상기 제2 압력 측정부에서 측정되는 압력 값이 수신되는 수신모듈, 상기 수신모듈을 통해 수신되는 상기 압력 값이 저장되는 저장모듈 및 상기 저장모듈에 저장되는 상기 압력 값이 표시되는 표시모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 압력 측정부의 압력 값을 설정하는 설정모듈 및 상기 설정모듈을 통해 기 설정된 상기 압력 값에 도달하도록 상기 승강수단의 작동을 제어하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 압력 측정부는 압력 센서인 것을 특징으로 한다.

상기 제2 압력 측정부는, 상기 진공 챔버의 하부 중앙에 설치되는 제1 압력 센서 및 상기 제1 압력 센서를 기준으로 제1 압력 센서의 외측에 각각 이격하여 서로 대응하며 설치되는 제2 내지 제5 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 압력 센서는 로드 셀, 압전소자 및 레이저 변위 센서 중 어느 하나 인 것을 특징으로 한다.

상기 레이저 변위 센서를 이용하여 변위량 측정을 통해 상기 피 대상물에 가해지는 압력을 측정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 임프린트 장비에서 프로세스 압력을 모니터링 할 수 있게 됨으로써, 임프린트 장비의 작업 효율성을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 임프린트 장비의 프로세스 압력 모니터링 장치를 나타낸 일측면도,
도 2는 상기 도 1의 A-A 단면도,
도 3은 상기 도 1의 B-B 단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임프린트 장비의 프로세스 압력 모니터링 장치에서 제어부 및 각 구성 요소 간의 관계를 나타낸 블럭도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 임프린트 장비의 프로세스 압력 모니터링 장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 임프린트 장비의 프로세스 압력 모니터링 장치를 나타낸 일측면도이고, 도 2는 상기 도 1의 A-A 단면도이고, 도 3은 상기 도 1의 B-B 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임프린트 장비의 프로세스 압력 모니터링 장치에서 제어부 및 각 구성 요소 간의 관계를 나타낸 블럭도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 임프린트 장비의 프로세스 압력 모니터링 장치는, 가압 수단 및 압력 측정부를 포함하는 구성요소로 이루어지며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

가압 수단은, 상하 방향으로 압력을 가하는 역할을 하는 것으로, 예를 들어, 진공 챔버(100)와, 진공 챔버(100)에 연결되어 진공 챔버(100)를 승강시키는 승강수단과, 진공 챔버(100)의 상측에 마련되어 진공 챔버(100)의 상승을 제한하는 스토퍼(401)를 구비하는 임프린트 장비일 수 있다.

여기서, 진공 챔버(100)에는 제품이 로딩되는 척(102)이 마련된다.

그리고, 승강수단은, 진공 챔버(100)를 수직방향으로 승강시키기 위한 모터(500)와, 모터(500)에 결합되어 모터(500)의 회전 구동력을 전달 받아 회전하면서 진공 챔버(100)를 승강시키는 볼 스크류(501)를 구비한다.

압력 측정부는, 가압 수단에 의해 피 대상물에 가해지는 압력을 측정하는 역할을 하는 것으로, 제1 압력 측정부(400), 제2 압력 측정부(200)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.

제1 압력 측정부(400)는, 로드 셀, 압전소자 및 레이저 변위 센서 등과 같은 압력 센서일 수 있으며, 스토퍼(401)의 외측면에 설치되어 진공 챔버(100)의 상승시 스토퍼(401)에 진공 챔버(100)가 접하면서 가해지는 압력이 측정된다. 여기서, 제1 압력 측정부(400)를 구성하는 압력 센서가 로드 셀, 압전소자 및 레이저 변위 센서 로만 한정되는 것은 아니다.

제2 압력 측정부(200)는, 진공 챔버(100)의 하부에 적어도 하나 이상 설치되어 진공 챔버(100)의 상승시 스토퍼(401)에 진공 챔버(100)가 접하면서 가해지는 압력이 측정된다.

부연하면, 제2 압력 측정부(200)는, 제1 압력 센서 및 제2 내지 제5 압력 센서로 구성될 수 있다. 이때, 제2 압력 측정부(200)는 로드 셀, 압전소자 및 레이저 변위 센서 등과 같은 압력 센서일 수 있으며, 제2 압력 측정부(200)를 구성하는 압력 센서가 로드 셀, 압전소자 및 레이저 변위 센서 로만 한정되는 것은 아니다.

이하, 제2 압력 측정부(200)를 구성하는 압력 센서가 로드 셀인 것을 일실시예로 하여 살명하면, 제2 압력 측정부(200)는, 진공 챔버(100)의 하부 중앙에 설치되는 제1 로드 셀(210)과, 제1 로드 셀(210)을 기준으로 제1 로드 셀(210)의 외측에 각각 이격하여 서로 대응하며 설치되는 제2 내지 제5 로드 셀(220)인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은, 레이저 변위 센서를 이용하여 변위량 측정을 통해 피 대상물의 평탄도를 모니터링하는 모니터링부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은, 압력 센서 대신 레이저 변위 센서를 사용하여 변위량 측정을 통해 피 대상물에 가해지는 압력을 측정할 수 있다.

한편, 본 발명은, 제1 압력 측정부(400)와 제2 압력 측정부(200)에 전기적으로 연결되어 제1 압력 측정부(400)와 제2 압력 측정부(200)에서 측정되는 압력 값이 수신되는 제어부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

부연하면, 제어부(300)는, 제1 압력 측정부(400)와 제2 압력 측정부(200)에 전기적으로 연결되어 제1 압력 측정부(400)와 제2 압력 측정부(200)에서 측정되는 압력 값이 수신된다.

여기서, 제어부(300)는, 수신모듈(310), 저장모듈(320), 표시모듈(330), 설정모듈(340) 및 제어모듈(350)을 포함하여 구성될 수 있다.

수신모듈(310)은, 제1 압력 측정부(400)와 제2 압력 측정부(200)에서 측정되는 압력 값이 수신된다.

저장모듈(320)은, 수신모듈(310)을 통해 수신되는 압력 값이 저장된다.

표시모듈(330)은, 저장모듈(320)에 저장되는 압력 값이 표시된다.

설정모듈(340)은, 제1 압력 측정부(400)의 압력 값을 설정한다.

제어모듈(350)은, 설정모듈(340)을 통해 기 설정된 압력 값에 도달하도록 승강수단의 작동을 제어한다.

부연하면, 제품이 척(102)에 로딩 된 후, 모터(500)가 회전하면 동시에 볼 스크류(501)가 회전하면서 진공 챔버(100)가 상승 한다.

여기서, 진공 챔버(100)가 스토퍼(401)에 접하고, 설정모듈(340)을 통해 제1 압력 측정부(로드 셀)(400)에 셋팅된 힘에 도달할 때까지 진공 챔버(100)가 상승 한다.

이때, 진공 챔버(100)의 하부에 설치된 다수의 로드 셀(210, 220)에 전달된 힘이 표시되어 모니터링 되는데, 모니터링된 힘은 표시모듈(330)을 통해 표시되고, 데이터 저장 장치인 저장모듈(320)에 기록 된다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

100: 진공 챔버
102: 척
200: 제2 압력 측정부
210: 제1 로드 셀
220: 제2 내지 제5 로드 셀(레이저 변위 센서)
300: 제어부
400: 제1 압력 측정부
401: 스토퍼
500: 모터
501: 볼 스크류

Claims (11)

1. 상하 방향으로 압력을 가하는 가압 수단; 및
   상기 가압 수단에 의해 피 대상물에 가해지는 압력을 측정하는 압력 측정부;
   를 포함하고,
   상기 가압 수단은,
   진공 챔버와, 상기 진공 챔버에 연결되어 진공 챔버를 승강시키는 승강수단과, 진공 챔버의 상측에 마련되어 진공 챔버의 상승을 제한하는 스토퍼를 포함하는 임프린트 장비이고,
   상기 압력 측정부는,
   상기 스토퍼의 외측면에 설치되어 상기 진공 챔버의 상승시 스토퍼에 진공 챔버가 접하면서 가해지는 압력이 측정되는 제1 압력 측정부; 및
   상기 진공 챔버의 하부에 설치되어 진공 챔버의 상승시 상기 스토퍼에 진공 챔버가 접하면서 가해지는 압력이 측정되는 적어도 하나 이상의 제2 압력 측정부;
   를 포함하고,
   상기 제2 압력 측정부는,
   상기 진공 챔버의 하부 중앙에 설치되는 제1 압력 센서; 및
   상기 제1 압력 센서를 기준으로 제1 압력 센서의 외측에 각각 이격하여 서로 대응하며 설치되는 제2 내지 제5 압력 센서;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 압력 모니터링 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 압력 측정부와 상기 제2 압력 측정부에 전기적으로 연결되어 제1 압력 측정부와 제2 압력 측정부에서 측정되는 압력 값이 수신되는 제어부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 압력 모니터링 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1 압력 측정부와 상기 제2 압력 측정부에서 측정되는 압력 값이 수신되는 수신모듈;
   상기 수신모듈을 통해 수신되는 상기 압력 값이 저장되는 저장모듈; 및
   상기 저장모듈에 저장되는 상기 압력 값이 표시되는 표시모듈;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 압력 모니터링 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 압력 측정부의 압력 값을 설정하는 설정모듈; 및
   상기 설정모듈을 통해 기 설정된 상기 압력 값에 도달하도록 상기 승강수단의 작동을 제어하는 제어모듈;
   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 압력 모니터링 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 압력 측정부는 압력 센서인 것을 특징으로 하는 프로세스 압력 모니터링 장치.
8. 삭제
9. 제7항에 있어서,
   상기 압력 센서는 로드 셀, 압전소자 및 레이저 변위 센서 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 프로세스 압력 모니터링 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 레이저 변위 센서를 이용하여 변위량 측정을 통해 상기 피 대상물에 가해지는 압력을 측정하는 것을 특징으로 하는 프로세스 압력 모니터링 장치.
11. 제1항에 있어서,
    레이저 변위 센서를 이용하여 변위량 측정을 통해 상기 피 대상물의 평탄도를 모니터링하는 모니터링부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 압력 모니터링 장치.