KR19990034321A - 홀로그램 픽업 모듈 제조장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래의 홀로그램 픽업 모듈 제조장치 및 그 방법이 두 대의 장치가 필요하고 두 번의 공정을 겪으므로 번거로우며 생산 투자비용이 고가이며, 또한 납이 소량으로 정량 공급되어야 하고 온도가 민감하게 유지 되야 하는 어려움이 있으며, 히터의 가열과 냉각을 반복해야 하므로 시간당 생산성이 저하되고 히터의 수명단축과 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있기 때문에, 스템에 레이저다이오드가 접합되도록 온도조절이 이루어지는 접합블록과, 상기 접합블록에 히트싱크가 부착된 스템을 공급하고 이 스템에 레이저다이오드가 접합된 제품을 취출하는 제 1공급유니트와, 상기 접합블록내에 공급된 스템의 히트싱크 상면에 양면이 납으로 도포되어 있는 실리콘 서브를 공급하는 제 2공급유니트와, 상기 접합블록에 공급된 실리콘 서브의 상면에 레이저다이오드를 공급하는 제 3공급유니트와, 상기 제 1,제 2,제 3공급유니트의 작동 및 접합블록내의 온도를 제어하는 제어부로 구성됨으로써, 종래의 장비 2대를 1대로 줄일 수 있고, 질소가스가 사용되어 스템이 냉각되고 양면에 납이 도포된 실리콘 서브를 사용하므로 생산성이 향상되며, 반복되는 온도의 상승 및 하강에 따르는 히터의 과열현상과 파손이 방지되어 안정된 제품생산이 가능한 이점이 있는 홀로그램 픽업 모듈 제조장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

홀로그램 픽업 모듈 제조장치 및 그 방법
본 발명은 광 디스크에서 신호를 읽기 위한 핵심 부품인 홀로그램 픽업 모듈의 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 질소가스를 사용하여 스템의 온도를 조절하는 홀로그램 픽업 모듈의 제조장치 및 그 방법에 관한 것이다.
홀로그램 픽업 모듈(10)은 도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같이 몸체부인 스템(1)과, 상기 스템(1)의 상면에 부착되어 홀로그램 픽업 모듈 작동중 레이저다이오드(3)에서 발생되는 열을 방출시키기 위한 히트싱크(4)와, 상기 히트싱크(4)에 부착되는 레이저다이오드(3)와, 상기 레이저다이오드(3)를 안정적으로 히트싱크(4)에 부착시키기 위한 실리콘 서브(2)와, 레이저다이오드(3)에서 받은 신호를 전달하는 리드선(5)으로 구성되어 있다.
종래의 상기 홀로그램 픽업 모듈(10)을 제조하는 장치는 도 2b와 도 2c에 도시된 바와 같이 실리콘 서브(2)를 고정시키는 기구인 클램프(11)와, 열을 실리콘 서브(2)에 전달하는 제 1히터블록(12)과, 열을 스템(1)의 히트싱크(4)에 전달하는 제 2히터블록(21)과, 레이저다이오드(3)가 흡착되고 이송되는 제 1흡착헤드(14)와, 실리콘 서브(2)와 접합된 레이저다이오드(3')가 흡착되고 이송되는 제 2흡착헤드(22)와, 상기 레이저다이오드(3)와 실리콘 서브(2)와 접합된 레이저다이오드(3')가 흡착된 위치를 확인하여 상기 제 1, 제 2흡착헤드(14,22)에 작동신호를 출력하는 제어부(13)와, 압축질소를 공급하는 질소 공급파이프(15)와, 히트싱크(4)의 상면에 납(23)을 공급하는 납 공급부(24)로 구성되어 있다.
상기 홀로그램 픽업 모듈(10)을 제조할 때는 도 2d에 도시된 일반적인 납 접합온도곡선을 따라 스템(1)의 온도를 조절을 하여야 한다.
먼저, 도 2b에 도시된 바와 같이 실리콘 서브를 클램프(11)에 의해 제 1히터블록(12)에 위치를 결정한 후 히터에 전원이 공급되어 상기 히터블록(12)의 온도가 접합온도(t3)까지 상승한다. 온도가 접합온도(t3)에 이르면 실리콘 서브(2)의 상면에 도포되어 있던 납이 용융 된다.
이때, 레이저다이오드(3)가 제 1흡착헤드(14)에 흡착되고 제어부(13)가 실리콘 서브(2)의 위치를 확인하고 상기 제 1흡착헤드(14)를 제 1히터블록(12)으로 이동시켜 레이저다이오드(3)를 실리콘 서브(2)의 상면에 접합시키게 된다.
레이저다이오드(3)와 실리콘 서브(2)가 접합되면, 히터의 전원이 차단되고, 질소 공급파이프(15)로부터 압축질소가 공급되어 상기 제 1히터블록(12)의 온도가 취출온도(t1)까지 냉각된다. 이후, 실리콘 서브(2)와 접합된 레이저다이오드(3')가 취출된다.
상기 실리콘 서브(2)와 접합된 레이저다이오드(3')가 취출된 후 도 2c에 도시된 바와 같이 먼저, 스템(1)이 제 2히터블록(21)에 밀착되면, 히터에 전원이 공급되어 상기 제 2히터블록(21)과 히트싱크(4)의 온도가 작업온도(t3)로 상승하고, 소량의 납(23)이 납 공급부(24)를 통해 히트싱크(4)의 상면에 정량 공급되어 용융 된다. 이때, 실리콘 서브(2)와 접합된 레이저다이오드(3')가 제 2흡착헤드(22)에 흡착되고 제어부(13)가 실리콘 서브(2)와 접합된 레이저다이오드(3')의 위치를 확인하고 제 2흡착헤드(22)를 제 2히터블록(41)으로 이동시켜 히트싱크(4)의 상면에 접합시키게 된다.
이후, 히터의 전원을 차단하여 스템(1)의 온도가 취출온도(t1)로 하강되면 실리콘 서브(2) 및 레이저다이오드(3)가 스템(1)에 접합된 홀로그램 픽업 모듈(10)을 취출한다.
그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 홀로그램 픽업 모듈 제조장치 및 그 방법은 두 대의 장치가 필요하고 두 번의 공정을 겪으므로 번거로우며 생산 투자비용이 고가이며, 또한 납이 소량으로 정량 공급 되야 하고 온도가 민감하게 유지되어야 하는 어려움이 있으며, 히터의 가열과 냉각을 반복해야 하므로 시간당 생산성이 저하되고 히터의 수명단축과 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 질소 공급파이프가 이용되어 스템의 온도가 조절되고 한 대의 장치로 레이저다이오드와 양면에 납이 도포되어 있는 실리콘 서브가 스템에 접합되는 홀로그램 픽업 모듈 제조장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a는 홀로그램 픽업 모듈의 구성도이고,
도 1b는 홀로그램 픽업 모듈의 평면도와 측단면도이며,
도 2a는 종래의 홀로그램 픽업 모듈 제조방법에 따른 순서도이고,
도 2b는 종래의 레이저다이오드와 실리콘 서브의 접합에 관한 구성도이며,
도 2c는 종래의 실리콘 서브와 접합된 레이저다이오드를 스템에 접합시키는 것에 관한 구성도이고,
도 2d는 일반적인 납 접합에서의 온도곡선이며,
도 3a는 본 발명에 의한 홀로그램 픽업 모듈의 접합방법에 따른 순서도이고,
도 3b는 본 발명에서 연속되는 과정의 흐름도이며,
도 3c는 본 발명의 구성도이고,
도 3d는 본 발명의 요부구성인 접합블록의 상세도이며,
도 3e는 본 발명의 홀로그램 픽업 모듈 제조방법을 적용할 때의 히터블록과 스템의 온도곡선이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
51 : 스템 52 : 레이저다이오드
53 : 실리콘 서브 54 : 히트싱크
61 : 제 1공급유니트 62 : 제 2공급유니트
63 : 제 3공급유니트 64 : 제어부
65 : 카메라 66 : 시트
70 : 접합블록 71 : 케이스
72 : 히터블록 73 : 가열질소 공급파이프
74 : 냉각질소 공급파이프 75 : 히터
본 발명은 신호를 전달하기 위한 리드선이 부착되어 있는 몸체부인 스템과, 상기 스템의 상면에 부착되어 홀로그램 픽업 모듈 작동중 레이저다이오드에서 발생되는 열을 방출시키기 위한 히트싱크와, 상기 히트싱크에 부착되는 레이저다이오드와, 상기 레이저다이오드를 안정적으로 히트싱크에 부착시키기 위한 실리콘 서브로 구성되어 있는 홀로그램 픽업 모듈을 제조하는 장치에 있어서,
상기 스템에 레이저다이오드가 접합되도록 온도조절이 이루어지는 접합블록과, 상기 접합블록에 히트싱크가 부착된 스템을 공급하고 이 스템에 레이저다이오드가 접합된 제품을 취출하는 제 1공급유니트와, 상기 접합블록내에 공급된 스템의 히트싱크 상면에 양면이 납으로 도포되어 있는 실리콘 서브를 공급하는 제 2공급유니트와, 상기 접합블록내에 공급된 실리콘 서브의 상면에 레이저다이오드를 공급하는 제 3공급유니트와, 상기 제 1,제 2,제 3공급유니트의 작동 및 접합블록내의 온도를 제어하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 납을 사용하여 레이저다이오드를 스템에 접합시킴으로써 홀로그램 픽업 모듈을 제조하는 방법에 있어서,
상기 접합블록내의 히터블록을 일정온도까지 가열시키는 동시에 접합블록내에 가열된 질소를 공급하는 제 1단계와, 상기 제 1단계의 접합블록내에 히트싱크가 부착된 스템을 공급하여 상기 히터블록에 밀착시키는 동시에 상기 스템의 온도가 납의 용융점 이하가 유지되도록 상기 접합블록내에 냉각질소 공급파이프를 통해 질소를 공급하는 제 2단계와, 상기 제 2단계 후 상기 스템의 히트싱크의 상면에 양면에 납이 도포된 실리콘 서브를 안착시키는 제 3단계와, 상기 제 3단계의 실리콘 서브 상면에 레이저다이오드를 안착시키는 제 4단계와, 상기 냉각질소 공급파이프로부터의 질소공급을 중단하고 실리콘 서브의 양면에 도포되어 있는 납을 용융시켜 상기 실리콘 서브와 레이저다이오드를 스템의 히트싱크에 접합시키는 제 5단계와, 상기 냉각질소 공급파이프로부터 대량의 질소를 공급하고 실리콘 서브의 양면에 도포되어 있는 납을 응고시켜 제품을 완성하는 제 6단계와, 상기 제 6단계 후 레이저다이오드가 접합된 스템을 취출하는 제 7단계로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명은 도3b에 도시된 바와 같이 스템(51)을 공급하고(A), 양면에 납이 도포되어 있는 실리콘 서브(53)를 히트싱크(54)의 상면에 공급하고(B), 상기 실리콘 서브(53) 상면에 레이저다이오드(52)를 공급(C)하는 순서로 진행된다.
본 발명은 도 3c에 도시된 바와 같이 스템(51)에 레이저다이오드(52)가 접합되도록 온도조절이 이루어지는 접합블록(70)과, 상기 접합블록(70)내에 히트싱크(54)가 부착된 스템(51)을 공급하고 상기 스템(51)에 레이저다이오드(52)가 접합된 제품을 취출하는 제 1공급유니트(61)와, 상기 접합블록(70)내에 공급된 스템(51)의 히트싱크(54) 상면에 양면이 납으로 도포되어 있는 실리콘 서브(53)를 공급하는 제 2공급유니트(62)와, 상기 접합블록(70)내에 공급된 실리콘 서브(53)의 상면에 레이저다이오드(52)를 공급하는 제 3공급유니트(63)와, 상기 제 1,제 2,제 3공급유니트(61, 62, 63)의 작동 및 접합블록(70)내의 온도를 제어하는 제어부(64)와 레이저다이오드(52)와 실리콘 서브(53)를 부착하고 있는 시트(66)로 구성된다.
여기서, 상기 접합블록(70)은 도 3d에 도시된 바와 같이 스템(51)이 공급되는 정면과 레이저다이오드(52) 및 실리콘 서브(53)가 공급되는 상면에 개구부가 각각 형성된 케이스(71)와, 상기 케이스(71)의 내부에 안착되고 스템(51)에 열을 전달하는 히터블록(72)과, 상기 케이스(71)의 내부로 가열된 질소를 공급하는 가열질소 공급파이프(73)와, 상기 케이스(71) 내부에 도입되고 일단이 스템(51)에 밀착되어 레이저다이오드(52)와 접합된 스템(51)이 냉각되도록 질소를 공급하는 냉각질소 공급파이프(74)로 구성된다.
상기 가열질소 공급파이프(73)는 그 내부에 질소를 가열하는 히터(75)가 설치되어 있다,
상기 제 2, 제 3공급유니트(62, 63)는 상기 실리콘 서브(53) 및 레이저다이오드(52) 공급시 실리콘 서브(53) 및 레이저다이오드(52)의 흡착위치를 확인하여 상기 제어부(64)에 신호를 입력하는 위치확인용 카메라(65)가 각각 설치되어 있다.
본 발명에 의한 홀로그램 픽업 모듈의 제조방법을 설명하면,
먼저, 전원이 투입되면 상기 히터블록(72)이 가열되어 도 3e에 도시된 바와 같이 히터블록(72)의 온도가 납이 완전히 용융 되는 접합온도(t'3)까지 상승되고 접합작업 동안 계속 그 온도를 유지하게 된다.
상기 히터블록(72)이 가열된 후, 가열질소 공급파이프로(73)부터 가열된 질소를 케이스(71)로 둘러싸인 접합블록(70)내로 계속 공급한다. 상기 가열질소는 상기 히터블록(72)과 스템(51)이 대기와 접촉하여 온도가 하강하거나 산화되는 것을 방지하게 된다.
상기 히터블록(72)이 가열된 후 제 1공급유니트(61)가 스템(51)을 접합블록(70)의 히터블록(72)에 밀착시키고 가열된 히터블록(72)의 열 전달에 의해 스템(51)이 가열된다. 이때 스템(51)이 납 용융온도(t'3)까지 가열되지 않도록 일단이 스템(51)에 밀착된 냉각질소 공급파이프(74)로부터 질소를 공급하여 도 3e에 도시된 바와 같이 스템(51)의 온도가 준비온도(t'2)를 유지하도록 제어부(64)에서 제어한다,
상기 스템(51)의 온도조절 후, 제 2공급유니트(62)가 시트(66)에 부착되고 양면에 납이 도포된 실리콘 서브(53)를 흡착하고, 흡착된 실리콘 서브(53)의 흡착위치는 제 2공급유니트(62)에 설치된 위치확인용 카메라(65)가 확인하고 그 신호를 제어부(64)에 입력시킨다. 상기 제어부(64)가 입력된 신호를 받아 제 2공급유니트(62)의 위치를 보정한 출력신호를 제 2공급유니트(62)로 보내면 제 2공급유니트(62)는 그 신호에 따라 이동하여 상기 스템(51)에 부착되어진 히트싱크(54)의 상면에 실리콘 서브(53)를 안착시킨다.
상기 실리콘 서브(53)의 안착 후, 제 3공급유니트(63)가 시트(66)에 부착된 레이저다이오드(52)를 흡착하고, 흡착된 레이저다이오드(52)의 흡착위치는 제 3공급유니트(63)에 설치된 위치확인용 카메라(65)가 확인하고 그 확인된 신호를 제어부(64)에 입력시킨다. 상기 제어부(64)가 입력된 신호를 받아 제 3공급유니트(63)의 위치를 보정한 출력신호를 제 3공급유니트(63)로 보내면 제 3공급유니트(63)는 그 신호에 따라 이동하여 상기 스템(51)에 안착된 실리콘 서브(53)의 상면에 레이저다이오드(52)를 안착시킨다.
상기 레이저다이오드(52)의 안착 후, 냉각질소 공급파이프(74)로부터 공급되는 질소의 공급을 중단하면 스템(51)은 상기 히터블록(72)과 가열질소의 열 전달에 의해 도 3e에 도시된 바와 같이 납이 용융 되는 접합온도(t'3)까지 가열된다. 스템(51)이 상기 접합온도에 이르면 실리콘 서브(53)의 양면에 도포되어 있는 납이 용융 된다.
상기 실리콘 서브(53)의 납이 용융된 후, 상기 냉각질소 공급파이프(74)로부터 강력한 질소공급이 이루어지면 스템(51)의 온도가 도 3e에 도시된 바와 같이 납의 응고온도이하(t'1)로 하강되고 스템(51)의 히트싱크(54)에 안착된 실리콘 서브(53)의 납이 응고되어 레이저다이오드(52)와 실리콘 서브(53)가 스템(51)의 히트싱크(54)의 상면에 접합하게 된다. 이때, 히터블록(72)의 온도는 도3e에 도시된 바와 같이 약간 하강하게 된다.
상기 스템(51)과 레이저다이오드(52)의 접합 후, 상기 스템(51)이 취출온도(t'1)에 이르면 냉각질소 공급파이프(74)로부터의 질소공급을 중단시키고 상기 제 1공급유니트(61)에 의해 레이저다이오드(52)와 실리콘 서브(53)가 접합된 스템(51)을 취출한다. 이때, 상기 히터블록(72)은 새로운 스템(51)이 공급되기 이전에 납의 용융점 온도(t'3)로 복귀된다.
이와 같이, 본 발명은 종래의 장비 2대를 1대로 줄일 수 있고, 질소가스가 사용되어 스템이 냉각되고 양면에 납이 도포된 실리콘 서브를 사용하므로 생산성이 향상되며, 반복되는 온도의 상승 및 하강에 따르는 히터의 과열현상과 파손이 방지되어 안정된 제품생산이 가능한 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 신호를 전달하기 위한 리드선이 부착되어 있는 몸체부인 스템과, 상기 스템의 상면에 부착되어 홀로그램 픽업 모듈 작동중 레이저다이오드에서 발생되는 열을 방출시키기 위한 히트싱크와, 상기 히트싱크에 부착되는 레이저다이오드와, 상기 레이저다이오드를 안정적으로 히트싱크에 부착시키기 위한 실리콘 서브로 구성되어 있는 홀로그램 픽업 모듈을 제조하는 장치에 있어서,
    상기 스템에 레이저다이오드가 접합되도록 온도조절이 이루어지는 접합블록과, 상기 접합블록내에 히트싱크가 부착된 스템을 공급하고 이 스템에 레이저다이오드가 접합된 제품을 취출하는 제 1공급유니트와, 상기 접합블록내에 공급된 스템의 히트싱크 상면에 양면이 납으로 도포되어 있는 실리콘 서브를 공급하는 제 2공급유니트와, 상기 접합블록내에 공급된 실리콘 서브의 상면에 레이저다이오드를 공급하는 제 3공급유니트와, 상기 제 1,제 2,제 3공급유니트의 작동 및 접합블록내의 온도를 제어하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 홀로그램 픽업 모듈 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 접합블록은 스템이 공급되는 정면과 레이저다이오드 및 실리콘 서브가 공급되는 상면에 개구부가 각각 형성된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 안착되고 스템에 열을 전달하는 히터블록과, 상기 케이스의 내부로 가열된 질소를 공급하는 가열질소 공급파이프와, 상기 케이스 내부에 도입되고 일단이 스템에 밀착되어 레이저다이오드와 접합된 스템이 냉각되도록 질소를 공급하는 냉각질소 공급파이프로 구성된 것을 특징으로 하는 홀로그램 픽업 모듈 제조장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 가열질소 공급파이프는 그 내부에 질소를 가열하는 히터가 설치된 것을 특징으로 하는 홀로그램 픽업 모듈 제조장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2, 제 3공급유니트는 상기 제어부의 제어에 의해 각각 3차원 이동이 연속적으로 이루어지게 된 것을 특징으로 하는 홀로그램 픽업 모듈 제조장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2, 제 3공급유니트는 상기 실리콘 서브 및 레이저다이오드 공급시 실리콘 서브 및 레이저다이오드의 흡착위치를 확인하여 상기 제어부에 신호를 입력하는 위치확인용 카메라가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 홀로그램 픽업 모듈 제조장치
  6. 납을 사용하여 레이저다이오드를 스템에 접합시킴으로써 홀로그램 픽업 모듈을 제조하는 방법에 있어서,
    접합블록내의 히터블록을 일정온도까지 가열시키는 동시에 접합블록내에 가열된 질소를 공급하는 제 1단계와, 상기 제 1단계의 접합블록내에 히트싱크가 부착된 스템을 공급하여 상기 히터블록에 밀착시키는 동시에 상기 스템의 온도가 납의 용융점 이하가 유지되도록 상기 접합블록내에 냉각질소 공급파이프를 통해 질소를 공급하는 제 2단계와, 상기 제 2단계 후 상기 스템의 히트싱크의 상면에 양면에 납이 도포된 실리콘 서브를 안착시키는 제 3단계와, 상기 제 3단계의 실리콘 서브 상면에 레이저다이오드를 안착시키는 제 4단계와, 상기 냉각질소 공급파이프로부터의 질소공급을 중단하고 실리콘 서브의 양면에 도포되어 있는 납을 용융시켜 상기 실리콘 서브와 레이저다이오드를 스템의 히트싱크에 접합시키는 제 5단계와, 상기 냉각질소 공급파이프로부터 대량의 질소를 공급하고 실리콘 서브의 양면에 도포되어 있는 납을 응고시켜 제품을 완성하는 제 6단계와, 상기 제 6단계 후 레이저다이오드가 접합된 스템을 취출하는 제 7단계로 구성된 것을 특징으로 하는 홀로그램 픽업 모듈 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 4단계는 시트에 부착되어 있는 실리콘 서브를 공급유니트를 통해 흡착하는 제 1과정과, 상기 제 1 과정의 실리콘 서브 흡착위치를 위치확인용 카메라를 통해 확인하여 제어부에 신호를 입력하는 제 2과정과, 상기 제어부에서 출력한 신호에 따라 상기 공급유니트의 위치를 보정한 후 상기 스템의 히트싱크의 상면에 실리콘 서브를 안착시키는 제 3과정으로 구성된 것을 특징으로 하는 홀로그램 픽업 모듈 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제 6단계는 시트에 부착되어 있는 레이저다이오드를 공급유니트를 통해 흡착하는 제 1과정과, 상기 제 1과정의 레이저다이오드의 흡착위치를 위치확인용 카메라를 통해 확인하여 제어부에 신호를 입력하는 제 2과정과, 상기 제어부에서 출력한 신호에 따라 상기 공급유니트의 위치를 보정하여 실리콘 서브의 상면에 레이저다이오드를 안착시키는 제 3과정으로 구성된 것을 특징으로 하는 홀로그램 픽업 모듈 제조방법.
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