KR20060124100A - 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치 - Google Patents

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KR20060124100A
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Abstract

본 발명은 동박 필름을 노광시키는 장치에 대하여 개시한 것으로서, 공급롤에서 공급되어 내부를 통과하는 동박 필름의 상부면을 노광시키는 상면 노광부와, 상기 상면 노광부와 동일한 구조를 갖고, 상면 노광부와 소정의 간격으로 배치되되 동박 필름의 하부면을 노광시키는 하면 노광부와, 상기 상면 노광부와 하면 노광부 사이에 마련되어, 상기 상면 노광부를 통과한 동박 필름의 상부면과 하부면을 반전시켜 하면 노광부로 인입시키는 반전부로 이루어져, 상면 노광부에서 노광된 동박필름이 반전부에서 상부면와 하부면이 반전되어 하면 노광부로 공급되어 노광되도록 한다.
이에 따라, 동일한 구성을 갖는 노광 장치를 이용하여 노광시키므로, 장비의 유지, 보수 및 관리가 편리해지고, 노광 품질을 향상시킬 수 있어서, 생산성이 향상된다.
노광, 동박필름, 수은 램프,

Description

연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치{Double-sided projection exposure apparatus for manufacturing of F-PCB}
도 1은 본 발명에 따른 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치의 부분확대도.
도 4는 본 발명에 따른 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치에 사용되는 동박 필름의 확대도.
* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *
11 : 프레임 12 : 공급롤
13 : 감기롤 14 : 텐션롤러
15 : 유도롤러 16 : 조작패널
17 : 모니터 18 : 보호필름 회수롤
19 : 보호필름 감기롤 20 : 동박 필름
21 : 퍼포레이션 22 : 위치 결정공
30 : 상면 노광부 31 : 베드
32 : 스프로켓 33 : 발광부
34 : 수광부 40 : 하면 노광부
41 : 베드 42 : 스프로켓
43 : 발광부 44 : 수광부
50 : 반전부 51 ~ 53: 반전롤러
본 발명은 연성 인쇄회로기판을 제조하기 위해 연성 동적층판의 양면을 노광시키는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 롤러의 배치에 의해 구조가 간단하고 유지보수가 용이한 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치에 관한 것이다.
각종 칩, 소자 등이 실장되는 인쇄회로기판은 최근에는 필름의 표면에 회로 패턴을 인쇄한 연성 인쇄회로기판의 형태로 제작되고 있다.
연성 인쇄회로기판은 작고 가벼우며, 내굴곡성이 우수하여 3차원 배선이 가능하고, 연속생산이 가능하기 때문에 적용되는 분야가 더욱더 확대되고 있다.
연성 인쇄회로기판은 베이스 필름의 표면에 구리로 이루어진 동적층(銅積層)판과 보호필름이 적층된 동박 필름의 형태로 이루어져 공급롤에 감긴 동박 필름이 공급되도록 하여 노광장치에 통과시켜 노광장치에 구비된 마스크의 패턴대로 동박 필름에 패턴이 형성되도록 하는 롤투롤(roll to roll)방식의 연성 인쇄회로기판 제조 방법을 많이 사용하고 있다.
연성 인쇄회로기판을 제조하기 위한 종래의 노광 장치는 노광효율을 향상시 키기 위해서 공급롤에서 풀려서 노광장치를 통과하는 동박 필름의 상부와 하부를 같은 자리에서 동시에 노광시키는 방식으로 양면 노광을 행하였다.
상부와 하부에 각각 광원과 마스크가 구비된 상태에서 동박 필름이 노광장치를 통과하는 동안 광원으로부터 조사된 노광광이 마스크를 통과하여 동박 필름에 투영되도록 하여 상부와 하부에 위치한 마스크의 패턴이 각각 동박 필름의 상부면과 하부면에 패턴이 인쇄되도록 하여 연성 인쇄회로기판을 제조하고 있다.
그러나, 상기와 같은 방식에 의해 연성 인쇄회로기판을 제조하면, 노광장치를 통과하는 동박 필름을 상부에서 뿐만 아니라, 동시에 하부에서도 노광시켜야 하기 때문에 별도의 구성을 갖는 노광 광원, 마스크 및 이들의 부대 구성요소를 갖추어야 한다.
특히, 노광광을 발생시키는 광원은 통상적으로 고압 수은 램프를 사용하는데, 상기 고압 수은 램프는 동박 필름의 상부면을 노광시키는데 사용되는 상부용과 동박 필름의 하부면을 노광시키는 하부용의 형태가 서로 달라서, 상호 호환되지 않는 문제점이 있었다.
이로 인하여, 양면 노광장치를 운용하기 위해서는 상부용과 하부용 고압 수은 램프를 별도로 준비하여야 하는 불편이 있었고, 노광 장치의 운용의 효율성이 낮아지는 문제점이 있었다. 소모성 부품으로서 일정 시간동안 가동후에 교체하여야 하는 고압 수은 램프를 상부용 고압 수은 램프와 하부용 고압 수은 램프로 별도로 준비하여야 하므로 양면 노광장치를 운용하기 위해서 확보해야 하는 고압 수은 램프의 갯수가 증가하여야만 했다. 따라서, 상부용 또는 하부용 고압 수은 램프에서 어느 일측의 재고량이 소진되면, 노광장치 전부가 작동이 중단되는 문제점이 있었다.
또한, 작업자가 동박 필름의 노광 작업 상태를 모니터하여 불량을 감소시켜야 하지만, 동박 필름의 하부면 노광시에는 작업 상태를 모니터하기가 용이하지 않았다. 하부면을 노광시키는 과정이 외부에서는 잘 보이지 않으므로, 작업자가 동박 필름의 하부면을 모니터하기 위해서는 불편이 수반될 수 밖에 없었다.
아울러, 동박 필름의 상부면과 하부면이 동시에 노광되기때문에 상부면의 작업조건과 하부면의 작업조건을 동시에 셋팅하여 작업하여야 하는데, 종종 이를 만족하지 못하여 생산되는 연성 인쇄회로기판에서 불량이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 동일한 구조의 노광 장치를 나란하게 배열하여 양면 노광을 가능하게 함으로써 장비의 운용을 용이하게 하고, 노광 작업의 상태를 편리하게 감시할 수 있는 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치는 공급롤에서 공급되어 내부를 통과하는 동박 필름의 상부면을 노광시키는 상면 노광부; 상기 상면 노광부와 동일한 구조를 갖고, 상면 노광부와 소정의 간격으로 배치되되, 동박 필름의 하부면을 노광시키는 하면 노광부; 상기 상면 노광부와 하면 노광부 사이에 마련되어, 상기 상면 노광부를 통과한 동박 필름의 상 부면과 하부면을 반전시켜 하면 노광부로 인입시키는 반전부;로 이루어진다.
상기 반전부는, 상기 상면 노광부를 통과한 동박 필름의 상부면과 외측면이 접하여 회전하는 다수의 반전롤러가 구비되어, 동박 필름을 반전시켜 하면 노광부로 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일측면에 따르면, 동박 필름의 일측에는 일정한 간격으로 위치결정공이 형성되고, 상기 상면 노광부 및 하면 노광부에는 각각 상기 위치결정공의 위치를 파악하는 위치결정수단이 구비된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 위치결정수단은 광센서인 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치를 설명한다.
본 발명에 따른 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치는 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 상면 노광부(30)와 하면 노광부(40)을 소정의 간격으로 배치하고, 상면 노광부(30)를 통과한 동박 필름(20)을 반전시켜 하면 노광부(40)로 유입되도록 하는 반전부(50)를 마련하여 이루어진다.
상면 노광부(30)는 프레임(11)의 일측에 구비되어 상면 노광부(30)를 통과하는 동박 필름의 상부면을 노광시킨다. 상면 노광부(30)는 동박 필름(20)이 통과하는 베드(31)의 양측단, 즉 베드(31)의 입구와 베드(31)의 출구에 인접하여 동박 필름(20)을 이송시키는 필름 구동부가 각각 구비되도록 한다.
상면 노광부(30)의 상부에는 도면으로 도시되지는 않았지만, 통상의 노광장치에서와 마찬가지로, 고압 수은 램프를 이용한 광원, 회로 패턴이 인쇄된 마스크 가 구비된다.
상면 노광부(30)의 일측에는 동박 필름(20)이 감겨진 상태인 공급롤(12)이 회전가능하게 구비되어 있어서, 공급롤(12)로부터 동박 필름(20)이 풀려지면서 상면 노광부로 공급된다.
여기서, 필름 구동부는 동박 필름(20)을 슬립현상없이 일정한 속도로 공급롤(12)으로부터 상면 노광부(30)로 이송되도록 하기 위해서, 동박 필름(20)의 양측단에는 일정한 간격으로 형성된 퍼포레이션(21)에 대응하는 돌기가 형성되고 구동수단에 연결된 스프로켓(32)으로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 하면 노광부(40)는 상기 상면 노광부(30)와 동일한 구성으로 이루어져, 상면 노광부(30)와 소정의 간격을 두고 프레임(11)에 구비된다.
하면 노광부(40)의 일측에는 노광이 완료된 동박 필름(20)이 감기는 감기롤(13)이 구비되어 상부면 및 하부면의 노광이 완료된 동박 필름(20)을 다음 공정으로 이송하기 용이하도록 감기롤(13)에 순차적으로 감기도록 한다.
이때, 감기롤(13)은 하면 노광부(40)에 대하여 공급롤(12)과 상면 노광부(30)에 대한 위치관계가 되도록 위치한다. 즉, 도면에서 도시된 바와 같이 공급롤(12)과 감기롤(13)은 각각 상면 노광부(30)와 하면 노광부(40)의 좌측(도면기준)에 위치하거나, 도면에 도시되지는 않았지만, 상면 노광부(30)와 하면 노광부(40)의 우측에 각각 공급롤(12)과 감기롤(13)이 위치하는 것이 바람직하다.
반전부(50)는 상기 상면 노광부(30)에서 배출된 동박 필름(20)을 상부면과 하부면이 바뀌도록 반전시키는 역할을 수행하기 위해서, 다수의 반전롤러(51~53)로 이뤄진다. 반전롤러(51~53)는 프레임(11)에 회전가능하게 구비되고, 상면 노광부(30)를 통과한 동박 필름(20)의 상부면이 반전롤러(51~53)의 외주면에 접하도록 하고, 다수의 반전롤러(51~53)를 거치는 동안 방향을 전환하면서, 동박 필름(20)의 상부면과 하부면이 반전되도록 한다.
따라서, 반전부(50)는 도 1 내지 도 2 에서와 같이 동박 필름이 하면 노광부(40)의 하부를 돌아서 하면 노광부(40)의 일측으로 유입되도록 할 수도 있고, 도면에 도시되지는 않았지만, 하면 노광부(40)의 상부를 돌아서 하면 노광부(40)의 일측으로 유입되도록 할 수도 있다. 다만, 하면 노광부(40)의 상부에는 동박 필름을 노광시키기 위한 노광수단이 구비되므로, 하면 노광부(40)의 하부에 반전부(50)가 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상면 노광부(30)와 하면 노광부(40)는 기본적인 구성은 같으나, 내부에서 동박 필름(20)이 진행하는 방향은 반대방향이 되도록 한다. 즉, 도면에서 도시된 바와 같이 상면 노광부(30)에서는 동박 필름(20)이 좌측에서 우측으로 진행하지만, 하면 노광부(40)에서는 우측에서 좌측으로 진행된다.
그리고, 공급롤(12)에서 공급된 동박 필름(20)이 상면 노광부(30), 반전부(50) 및 하면 노광부(40)를 거쳐서 최종적으로 감기롤(13)에 감기는 동안 일정한 장력을 유지하기 위해서 다수의 텐션롤러(14)를 구비하도록 한다. 지속적으로 이송되는 동박 필름(20)은 감김정도에 따라서 느슨해지거나 팽팽해질 수 있는데, 일정한 범위내에서 이동가능한 텐션롤러(14)를 구비하여 동박 필름(20)의 장력을 일정하게 유지시킨다.
아울러, 다수의 유도롤러(15)가 구비되어 동박 필름(20)의 진행 및 방향전환을 원활하게 한다. 유도롤러(15)에 의해서, 동박 필름(20)이 상면 노광부(30), 반전부(50), 하면 노광부(40)로 일정한 위치로 진입할 수 있도록 하고, 동박 필름(20)의 방향전환이 원활히 되도록 한다.
한편, 일정한 단위 간격으로 노광되어야 하는 동박 필름(20)의 상부면과 하부면이 동일한 위치가 되도록 동박 필름(20)에는 위치 결정공(22)이 형성되도록 하고, 상면 노광부(30)와 하면 노광부(40)에 위치 결정수단을 마련하여 동박 필름(20)의 위치를 결정하도록 한다. 도 4에 도시된 바와 같이 동박 필름(20)의 일측에 형성된 퍼포레이션(21)과 별도로 동박 필름(20) 상에 위치 결정공(22)이 형성되도록 한다. 동박 필름(20) 상에 위치 결정공(22)이 형성되어 있으므로, 상면 노광부(30)과 하면 노광부(40) 내에서 동박 필름(20)의 위치를 동기화 시킬 수 있다.
또한, 상면 노광부(30)와 하면 노광부(40)에 각각 동박 필름(20)의 위치를 파악하여 노광위치를 결정하도록 하는 위치결정수단이 구비된다.
여기서, 위치결정수단은 동박 필름(20)의 위치 결정공(22)에 빛을 조사(凋謝)하여 위치를 판단할 수 있는 발광부(33)와 수광부(34)로 이루어지는 통상의 광센서 즉, 포토 다이오드, 포토 트랜지스터 또는 포토 인터럽트 등을 이용하는 것이 바람직하다.
그리고, 프레임(11)에는 본 발명의 양면 노광 장치를 이용하여 노광작업을 수행할 수 있도록 하는 조작패널(16)과 각종 정보를 출력하는 모니터(17)가 구비된다.
아울러, 공급롤(12)에 인접하여 초기의 동박 필름(20)의 표면에 위치하여 동적층을 보호하는 보호필름을 회수하는 보호필름 회수롤(0이 구비되고, 감기롤이 인접한 곳에는 노광이 완료되어 연성 인쇄회로기판의 형태를 갖는 연성 동적측 필름의 표면을 보호하는 보호필름이 감겨진 보호필름 감기롤(13)이 구비되도록 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치는 다음과 같은 작용을 갖는다.
도 1 및 도 2 에서와 같이 상면 노광부(30)의 일측에 동박 필름(20)이 감겨진 공급롤(12)에서 공급된 동박 필름은 텐션롤러(14)를 거쳐서 상면 노광부(30)로 유입된다. 이와 동시에 공급롤(12)에서 풀려진 연성 동적측 필름의 표면에 코팅된 보호필름을 벗겨가면서 공급롤(12)에 인접한 보호필름 회수롤(18)에 감겨지도록하여 작업이 원활히 진행되도록 한다.
상면 노광부(30)의 스프로켓(32)의 돌기가 동박 필름(20)의 퍼포레이션(21)에 삽입된 채로 회전하므로 동박 필름(20)은 슬립이 발생하지 않고 일정한 속도로 원하는 거리만큼 이동될 수 있다.
스프로켓(32)이 구동하여 한 번에 노광시킬 길이만큼 동박 필름(20)을 상면 노광부(30)의 내부로 이동시킨 후, 상면 노광부(30) 내에서 노광시켜 동박 필름(20)의 표면에 마스크의 패턴이 노광되도록 한다.
상면 노광부(30) 내에서 노광이 완료되면, 다시 스프로켓(32)이 구동하여 노광이 완료된 동박 필름(20)을 외부로 배출시키고, 새롭게 노광시킬 동박 필름이 상면 노광부(30)로 유입되도록 다음에 노광시킬 길이만큼 이동시킨다. 이러한 작업을 반복하여 수행함으로써, 상면 노광부(30)를 통과하는 동박 필름(20)의 상부면에 패턴을 인쇄하게된다.
상면 노광부(30)에서 노광작업이 완료된 동박 필름(20)은 반전부(50)로 유입되어, 동박 필름(20)의 상부면과 하부면이 반전된다. 상면 노광부(30)를 통과한 동박 필름(20)은 노광이 완료된 상부면이 반전롤러(51~53)의 외주면에 접한 채로 반전롤러(51~53)를 통과하도록 한다. 다수가 구비된 반전롤러(51, 52)를 거쳐, 최종 반전롤러(53)를 통과하여 동박 필름(20)의 상부면과 하부면이 반전된 상태에서, 하면 노광부(40)로 유입되도록 한다.
즉, 도면에 도시된 바와 같이 상면 노광부(30)를 통과한 동박 필름(20)의 상부면이 이 다수의 반전롤러(51~53)를 거치면서 하면 노광부(40)의 주변을 우회하도록 하여 동박 필름(20)의 상부면과 하부면이 반전된 채로 하면 노광부(40)로 유입되도록 한다.
이때, 위치 결정공(22)이 일정한 단위 간격으로 상면 노광부(30)에서 노광된 동박 필름(20)은 같은 단위 간격으로 되되, 동박 필름(20)의 일측에 형성된 위치 결정공(22)에 의해서 상면 노광부(30)에서와 하면 노광부(40)에서 동박 필름(20)의 동일한 위치에 노광작업이 수행되도록 한다. 위치 결정공(22)을 기준으로 한번에 다음 위치 결정공(22)이 나타날 때까지 동박 필름(20)을 이동시켜서 일정한 단위 간격으로 노광 작업이 수행되도록 한다.
상기와 같은 방법으로 상부면의 위치와 동기화된 상태로 상부면의 노광이 완료된 동박 필름(20)은 하부면이 위를 향한채로 하면 노광부(40)로 유입된다. 하면 노광부(40)로 유입된 동박 필름(20)은 상면 노광부(30)에서와 같이 노광 과정을 거쳐 하면 노광부(40)의 외측으로 배출된다.
하면 노광부(40)에서 노광이 완료되어 연성 인쇄회로기판의 현태를 갖춘 동박 필름(20)은 감기롤(13)에 삽입된다. 그리고 이와 동시에, 감기롤(13)에 인접한 보호필름 감기롤(13)에서 보호필름이 동박 필름(20)으로 공급되도록하여 연성인쇄회로 기판의 표면이 보호되도록 한다.
본 발명에 따른 양면 노광장치에 따르면, 동박 필름의 상부면과 하부면을 동일한 구성을 갖는 노광 장치를 이용하여 노광시키므로, 장비의 유지, 보수가 용이해지고, 부품을 공유하여 관리가 편리해진다.
상부면과 하부면을 별도로 하여 노광하므로, 양면을 동시에 노광시키는 것에 비하여, 노광 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 동박 필름을 노광시키는 작업상태를 작업자가 용이하게 모니터할 수 있고, 이로 인하여 제품의 불량률을 낮출 수 있다.
아울러, 동박 필름을 노광시키기 위한 초기 셋팅이 간편해지고고, 소모품의 재고에 대한 운영이 간소화되며,노광상태를 용이하게 모니터할 수 있으므로, 동박필름을 노광시켜 연성 인쇄회로기판을 생산하는 생산성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 공급롤에서 공급되어 내부를 통과하는 동박 필름의 상부면을 노광시키는 상면 노광부;
    상기 상면 노광부와 동일한 구조를 갖고, 상면 노광부와 소정의 간격으로 배치되되, 동박 필름의 하부면을 노광시키는 하면 노광부;
    상기 상면 노광부와 하면 노광부 사이에 마련되어, 상기 상면 노광부를 통과한 동박 필름의 상부면과 하부면을 반전시켜 하면 노광부로 인입시키는 반전부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반전부는,
    상기 상면 노광부를 통과한 동박 필름의 상부면과 외측면이 접하여 회전하는 다수의 반전롤러가 구비되어, 동박 필름을 반전시켜 하면 노광부로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치.
  3. 제1항에 있어서,
    동박 필름의 일측에는 일정한 간격으로 위치결정공이 형성되고,
    상기 상면 노광부 및 하면 노광부에는 각각 상기 위치결정공의 위치를 파악하는 위치결정수단이 구비된 것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 위치결정수단은 광센서 인것을 특징으로 하는 연성 인쇄회로기판 제조용 양면 노광장치.
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DE102012108211A1 (de) * 2012-09-04 2014-03-06 Kleo Halbleitertechnik Gmbh Belichtungsanlage
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CN110955118A (zh) * 2018-09-27 2020-04-03 株式会社Orc制作所 曝光装置

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