KR20170003249U

KR20170003249U - 광학적 처리 시스템을 위한 광학 헤드 및 섀시

Info

Publication number: KR20170003249U
Application number: KR2020170000706U
Authority: KR
Inventors: 오데드 모르; 요하이 마나쉬; 댄 알론; 마크 로빈 쉐리단
Original assignee: 오르보테크 엘티디.
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2017-09-19
Also published as: TWM551276U; KR200494591Y1; JP3210312U; CN206998041U; CN208214578U

Abstract

본 고안은 일반적으로 광학적 처리 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광학적 증착 및/또는 삭마 시스템에 관한 것이다.

Description

광학적 처리 시스템을 위한 광학 헤드 및 섀시{OPTICAL HEAD AND CHASSIS FOR AN OPTICAL PROCESSING SYSTEM}

종래 기술에, 다양한 타입의 광학적 증착 및 삭마 시스템이 알려져 있다.

본 고안은 첨부도면을 참조하여 하기에 기술된 상세한 설명으로부터 보다 자명하게 이해될 것이다:
도 1은 본 고안의 한 바람직한 실시예에 따라, 작동되고, 구성되며, 상부에서 지지되는 광학 헤드 및 섀시를 포함하는 광학적 처리 시스템의 한 예시예;
도 2a 및 2b는 도 1에 도시된 타입의 섀시의 상부도 및 정면도;
도 2c는 도 2a 및 2b에 도시된 섀시의 한 부분의 확장도;
도 3a-3g는 도 1에 도시된 타입의 광학 헤드의 제1 투시도, 제2 투시도, 상부도, 정면도, 제1 측면도, 제2 측면도 및 하측면도;
도 3h는 도 3a-3g에 도시된 광학 헤드의 한 부분의 확장도.

이제, 도 1을 보면, 도 1은 본 고안의 한 바람직한 실시예에 따라, 작동되고, 구성되며, 상부에서 지지되는 광학 헤드 및 섀시를 포함하는 광학적 처리 시스템의 한 예시예를 보여준다.

도 1에서 볼 수 있듯이, 광학적 처리 시스템(100)이 제공되는데, 바람직하게는, 섀시(104)에 결부된 광학 헤드(102)를 포함한다. 광학적 처리 시스템(100)은 광학적 증착(optical deposition) 및/또는 삭마(ablation) 공정을 수행하도록 작동되는 것이 바람직한데, 이는 밑에서 상세하게 기술될 것이다. 바람직하게는, 섀시(104)는 광학 헤드(102)가 묶여있는(strung) 후방 직립 지지 부재(106), 및 상부에 증착을 위해 표적(target)을 배열하도록 구성된 진공 플레이트(109)를 포함하는 전방 테이블(108)을 포함한다. 이러한 표적은 인쇄회로기판(PCB) 형태로 구성될 수 있으나, 상기 시스템(100)은 다양한 적절한 표적 상에 증착 및/또는 삭마 공정을 수행할 수 있다는 사실을 유의해야 한다.

광학 시스템(100)의 작동에서, 광학 헤드(102)는 표적 상에 추가적인 재료를 증착할 필요가 있는지를 결정하기 위하여 테이블(108) 상에 고정된 표적을 이미지를 나타낼 수 있도록 작동 가능한 것이 바람직하다. 증착할 필요가 있다고 결정되면, 광학 헤드(102)는 표적 위에서 소모성 도너 원소(donor element)로부터 재료의 레이저 증착에 의해 이러한 증착 공정을 수행하도록 작동 가능한 것이 바람직하다. 여러 번 사용되고 난 뒤, 도너 원소로부터 배출(exhaustion)되면, 도너 원소는 섀시(104)에 위치된 폐기 용기(110)에 자동으로 폐기될 수 있다. 시스템(100)은 모니터링될 수 있으며 운영자(operator)에 의해 콘솔(112)에서 조절될 수 있다.

섀시(104)에 표적을 위치시키고 소모성 도너 원소를 로딩(loading)시키는 것은 도 2a 및 2b를 참조하여 가장 잘 이해할 수 있다.

도 2a 및 2b에서 볼 수 있듯이, 섀시(104)는 전방 테이블(108)과 후방 직립 지지 부재(106)를 포함하는 것이 바람직하다. 테이블(108)은 도 1에 도시된 것과 같이 상부에 배치된 진공 플레이트(109)를 가진 진공 테이블(202)로서 실시되는 것이 바람직하다. 도 2a에서 진공 테이블(202)을 보다 명확하게 도시하기 위하여, 진공 플레이트(109)는 도 2a에 도시되지 않는다는 사실에 유의해야 한다. 진공 테이블(202)은 상부에 표적을 배열하는 것을 용이하게 하기 위하여 도 2a 및 2b에 도시된 것과 같이 제1 연장된 위치에 고정되는 것이 바람직하다. 진공 테이블(202) 위에 표적을 배치하고 난 뒤, 진공 테이블(202)은 진공 테이블(202)이 광학 헤드(102) 바로 밑에 위치될 수 있는 제2 철회된 위치(도시되지 않음)까지 한 쌍의 레일(204)을 따라 임의의 지점으로 슬라이딩 이동될 수 있다. 진공 테이블(202)이 이동될 수 있는 것 외에도, 광학 헤드(102)도 후방 직립 지지 부재(106)의 세로축(longitudinal axis)을 따라 전체적으로 좌측 및 우측 방향으로 이동될 수 있다. 광학 헤드(102)와 진공 테이블(202)의 조합된 운동 성능(combined motion capability)으로 인해, 광학 헤드(102)는 진공 테이블(202)에 대해 임의의 x-y축 조정을 할 수 있게 된다.

시스템(100)의 운영자에 의해, 초기에 진공 테이블(202) 위에 표적을 정확하게 배열할 수 있도록 하기 위하여, 테이블(108)의 주변 부분(212)을 따라 복수의 조절식 핀(210)이 제공되어 표적을 회피하는(hedging) 것이 바람직하다. 조절식 핀(210)은 진공 테이블(202)이 제1 연장된 위치에 있을 때 그에 인접하게 표적이 정확하게 배치될 수 있도록 하기 위해 올라간 방향으로 고정될 수 있다. 그 뒤, 조절식 핀(210)은 진공 테이블(202)이 그 경로를 따라 제2 철회된 위치를 향해 슬라이딩 이동될 때 표적을 그 위치에 고정시키기 위해, 진공 테이블의 진공을 제공할 시에 내려갈 수 있으며, 그동안 표적은 진공 흡입(vacuum suction)에 의해 진공 테이블 상에 고정된다.

본 고안의 한 바람직한 실시예의 특징에 따르면, 조절식 핀(21)이 단일의 고정된 높이에 유지되는 대신에 올라가고 내려올 수 있다. 이러한 특징은 조절식 핀(210)이 내려가면 표적 상에 재료의 광학적 증착 동안 도너 원소의 차단을 방지하고 도너 원소가 광학적 증착 동안 표적 표면에 매우 근접하게 위치될 수 있도록 고정되게 하기 때문에 특히 바람직하다. 조절식 핀(210)이 움직일 수 없게 되면, 조절식 핀(210)은 도너 원소가 표적에 가깝게 배치되는 것을 차단할 수 있다. 증착 동안에서 도너 원소가 표적 표면에 대한 공간 배열에 관해서, 도 3a-3g를 참조하여 밑에서 설명될 것이다.

도 2a에서 가장 명확하게 볼 수 있듯이, 로딩 스테이션(220)이 소모성 도너 원소를 로딩하기 위해 진공 테이블(202)의 전방 부분에 위치되는 것이 바람직하며, 상기 도너 원소는 표적에 증착을 위한 재료를 제공하는 것이 바람직하다. 본 고안의 한 바람직한 실시예의 특징에 따르면, 로딩 스테이션(220)은 섀시(104) 앞에 위치되며, 도너 원소는, 임의의 시스템 부분 또는 표적을 배치할 필요 없이, 시스템(100)의 운영자에 의해 통상적으로 로딩될 수 있다.

도 2c에 도시된 로딩 스테이션(220)의 확대도에서 가장 명확하게 볼 수 있듯이, 로딩 스테이션(220)은 내부에 도너 원소를 삽입하기 위한 챔버(222) 및 도너 원소를 자성적으로 고정시키기 위한 한 세트의 개별 자석(224)을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 로딩 스테이션(220)은 도너 원소의 존재를 광학적으로 탐지하기 위하여 한 세트의 광학 센서(226)를 포함할 수 있다.

단일의 도너 원소는 배출(exhaustion) 전에 여러 번 사용될 수 있다. 도너 원소가 배출될 때, 도너 원소는 폐기 용기(110)에 폐기될 수 있다. 폐기 용기(110)는 진공 테이블(202)이 제1 연장된 위치에 있을 때 진공 테이블(202)과 지지 부재(106) 사이에 위치되는 것이 바람직하며, 폐기 용기(110)는 진공 테이블(202)이 제2 철회된 위치에 있을 때 진공 테이블(202) 밑에 배열되는 것이 바람직하다. 본 고안의 한 바람직한 실시예의 특징에 따르면, 운영자가 개입하지 않고도, 폐기 용기(110)가 소모된 도너 원소를 자동으로 수용하도록 구성된다. 폐기 용기(110)는, 비우기 전에, 내부에 다량의 소모된 도너 원소, 가령, 수백 개의 도너 원소를 수거할 수 있도록 크기가 형성될 수 있다.

폐기 용기(110)의 존재를 감지하고 폐기 용기(110)를 정확하게 위치시키기 위하여 폐기 용기(110)의 베이스(base)에 센서(227)가 제공될 수 있다. 폐기 용기(110)가 꽉 차서 비워 할 필요가 있을 때를 감지하기 위해 또 다른 센서(도시되지 않음)가 추가로 제공될 수도 있다. 폐기 용기(110)는 평평하거나 각을 이룬(angled) 베이스를 가질 수 있으며, 상기 베이스는 예를 들어 발포체 쿠션(foam cushion)으로 완충될 수도 있다.

진공 테이블(202)은 시스템(100)의 정확한 교정(calibration)을 위해 다수의 교정 요소(228)를 추가로 포함할 수 있다. 교정 요소(228)는 진공 테이블의 주변(212)을 따라 위치될 수 있다. 광학 헤드(102)에 의해 표적에 전달되는 레이저 빔(laser beam)을 승인(validating) 및/또는 교정(calibrating)하기 위하여, 광학적 진단 기기(230), 가령, 예를 들어, 파워 미터(power meter)가 진공 테이블(202)의 후방 부분에 결부될 수 있다. 선택적으로는, 광학적 진단 기기(230)는 추가적인 외부 광학적 진단 기기(도시되지 않음), 가령, 예컨대, 도 2b에 가장 잘 도시된 것과 같이, 전방 브래킷(232)에 위치된 파워 미터를 이용하여 교정될 수도 있다.

본 고안의 한 바람직한 실시예의 특징에 따르면, 도 2a에서 가장 명확하게 볼 수 있듯이, 진공 테이블(202)은 통상 85cm의 길이를 가지는 제1 및 제2 세로 에지(242, 244)와 통상 64cm의 길이를 가지는 제3 및 제4 가로 에지(246, 248)를 가지는 일반적으로 직사각형 상측 표면(240)을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 진공 테이블(202)의 수치(dimension)들은 오직 예로서만 제공된 것이며, 특정의 디자인 요건에 따라, 다양한 수치를 가진 진공 테이블(202)이 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

바람직하게는, 상부에 표적을 배열하도록 구성된 활성 영역(active region)(250)이 상측 표면(240) 내에 형성되어 24" x 30"의 수치를 가질 수 있다. 제1 4개조(quartet) 포스트(252)가 제2 세로 에지(244)에 삽입되어 위치되고(located inset) 활성 영역(250)의 전방 에지(254)를 덮는(skirting) 것이 바람직하다. 제2 4개조 포스트(256)가 제4 가로 에지(248)에 삽입되어 위치되고 활성 영역(250)의 측면 에지(258)를 덮는 것이 바람직하다. 각각의 제1 및 제2 4개조 포스트(252, 256) 내에 4개의 포스트가 포함되는 것은 오직 대표적인 실시예이며, 시스템 요건에 따라 그보다 더 많거나 적은 개수의 포스트도 제공될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 포스트(252, 256)는 임의의 적절한 강성 재료, 가령, 금속, 플라스틱 또는 경질 목재로 형성될 수 있으며, 수 mm의 헤드 직경을 가질 수 있다. 하지만, 포스트(252, 256)의 조성(composition) 및 수치들은 오직 예시적인 것이며 당업자들에게 자명한 사실인 것과 같이 쉽게 변경될 수 있다는 점을 유의해야 한다.

포스트(252, 256)는 조절식 핀(210)의 특히 바람직한 실시예를 포함할 수 있다는 것도 이해해야 한다.

본 고안의 특히 바람직한 한 실시예에 따르면, 로딩 스테이션(220)은 제2 세로 에지(244)와 제3 가로 에지(246)의 연결부(junction)에 인접한 진공 테이블(202)의 전방 코너(260)에 위치될 수 있다. 도 2c에서 가장 명확하게 볼 수 있듯이, 로딩 스테이션(220)은 일반적으로 직사각형 요소(262)를 포함하는 것이 바람직하다. 로딩 스테이션(220)의 챔버(222)는 내부에 도너 원소를 정확하게 배열할 수 있도록 하기 위해 한 세트의 올라간 에지(266)에 의해 경계를 이루는(bound) 제1 오목 부분(264)을 포함하는 것이 바람직하다. 제2 오목 부분(268)이 제1 오목 부분(264)과 인접할 수 있으며, 제2 오목 부분은 하나 또는 그 이상의 광학 센서(226)를 수용하도록 구성될 수 있다.

제1 세트의 세그먼트형 교정 요소(280)가 활성 영역(250)의 제3 에지(282)와 접하며 제3 가로 에지(246)에 대해 일반적으로 평행하게 위치될 수 있다. 제2 기다란 교정 요소(284)가 제3 가로 에지(246)와 제1 세로 에지(242)의 연결부(286)로부터 삽입되고 제1 세로 에지(242)를 따라 위치될 수 있다. 작은 박스(box) 형태의 요소(288)가 진공 테이블(202)의 후방 에지를 따라 중간 위치에 장착되거나 제2 기다란 교정 요소(284)에 장착되는 것이 바람직하다. 선택적으로는, 작은 박스 형태의 요소(288)는 구성 연장부(도시되지 않음)를 이용하여 제2 기다란 교정 요소(284) 또는 진공 테이블(20)의 후방 에지 상에 간접적으로 장착된다.

제1 및 제2 교정 요소(280 및 284)와 박스 형태의 요소(288)가 각각 교정 요소(228)와 광학적 진단 기기(230)의 특히 바람직한 실시예들을 포함할 수 있다는 것에 유의해야 한다.

상측 표면(240)에 대해 내려가고(sunk) 진공 테이블(202)의 후방에, 약 25 x 37 x 14cm의 수치를 가진 일반적으로 직사각형의 홈통(290)이 제공되는 것이 바람직하다. 홈통(290)은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있으며 특히 금속 또는 경질 플라스틱을 포함할 수 있다. 도 1에서 가장 명확하게 볼 수 있듯이, 시스템(100)의 운영자에 의해 용이하게 조작할 수 있도록 하기 위하여, 하나 또는 그 이상의 슬롯, 여기서는, 단지 예로서 슬롯(292)으로 실시되는 슬롯이 홈통(290)의 전방 및/또는 후방 패널(294)에 형성될 수 있다. 홈통(290)이 폐기 용기(110)의 특히 바람직한 실시예를 포함하는 것을 이해해야 한다.

진공 테이블(2020 위에 표적을 배치한 후에, 진공 테이블(202)은 제2 철회된 위치를 향해 이동되고 조절식 핀(210)은 내려가는 것이 바람직하다. 그 다음에, 표적의 이미지를 나타내고 상부에 레이저 증착 및/또는 삭마 공정은 도 3a-3h를 참조하면, 잘 이해될 것이다.

도 3a-3h에서 볼 수 있듯이, 광학 헤드(102)는 도 3c, 3d, 3f 및 3g에 가장 잘 도시된 것과 같이, 조명 구조물(302)을 포함하는 것이 바람직하다. 조명 구조물(302)은 진공 테이블(202) 위에 배열된 표적을 조명하도록 작동되는 것이 바람직하다. 조명 구조물(302)은 여러 방향의 조명을 제공하는 것이 바람직하며, 3개 이상의 조명 방향을 제공하는 것이 특히 바람직하다. 오직 예로서, 조명 구조물(302)은, 도 3g에서 가장 명확하게 볼 수 있듯이, 일반적으로, 4개조 발광 다이오드(LED)(304)를 포함하는 것으로 도시된다. 하지만, 조명 구조물(302)은 여러 방향으로부터 조명을 제공하는 임의의 적절한 조명 구조물로서 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 표적으로부터 발산하는 광은 렌즈(310)를 통해 카메라(308)로 전달된다. 조명 구조물(302)은 연결된 z-축 모터(312)에 의해 카메라(308)에 대해 이동될 수 있으며 수직 운동을 제공할 수 있다.

진공 테이블(202)이 철회된 위치에 오게 되면, 도너 원소는 로딩 스테이션(220)으로부터 이동식 스테이지(324)에 인접한 위치로 전달되며, 영구 자석(326)에 의해 제공된 자기력에 의해 그 자리에 고정되는 것이 바람직하다. 필요 시에 도너 원소를 쉽게 풀기 위하여 자석(326)에 의한 인력을 넘어서는 척력(repulsion magnetic force)을 생성하기 위해 전자석(328)이 제공될 수 있다. 자기력에 의해 도너 원소를 고정시키면, 파워 소켓(329)으로부터 시스템(100)으로 전력(power)이 손실되는 경우에서도, 도너 원소는 그 자리에 유지된다.

본 고안의 바람직한 한 실시예의 특징에 따르면, 도너 원소가 증착을 필요로 하는 표적 상의 모든 위치들로 이동될 수 있도록 하기 위해, 이동식 스테이지(324)가 3개 이상의 차원(dimension)에서 x-축, y-축, 및 z-축을 따라 이동할 수 있다. 그 외에도 또는 대안으로, 스테이지(324)는 r-θ축 및 z-축을 따라 이동될 수 있다. 증착 동안, 도너 원소는 표적 표면 위로 약 1mm의 거리에 걸려 있을 수도 있다(suspended). 이동식 스테이지(324)는 제1 x-축 모터(330)에 의해 x-축을 따라 이동될 수 있으며, 제2 y-축 모터(332)에 의해 y-축을 따라 이동될 수 있고, 제3 z-축 모터(334)에 의해 z-축을 따라 이동될 수 있다. 제1, 제2 및 제3 모터(330, 332 및 334)는 무시할 만한 백래시(backlash)를 가진 고-토크 모터인 것이 바람직하다. 필요 시에, 백래시를 추가로 줄이기 위해, 선택적으로는, 외부 스프링(도시되지 않음)이 추가로 추가될 수 있다.

증착 동안, 레이저(340)가 레이저 출력(laser output)을 제공하는데, 상기 레이저 출력은 다중 광학 요소(342), 가령, 스캐닝 미러(344)를 통해 도너 원소에 안내되는(directed) 것이 바람직하다. 스캐닝 미러(344)의 작동은 본 고안의 출원인과 동일한 출원인에게 허여된 미국 특허번호 7,598,688호에 기술되어 있다. 레이저(340)의 출력은 레이저와 협력하는(cooperating) 음향-광학 변조기(음향-광학 변조기)(346)에 의해 조절될 수 있다.

카메라(308)는 증착 및/또는 삭마 공정의 정확도를 평가하고 추가로 가능한 증착 및/또는 삭마 요건들을 결정할 수 있도록 하기 위하여 표적의 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다.

표적 상의 과도한 재료를 제거할 필요가 있을 경우, 레이저(340)는 표적 상의 과도한 재료의 레이저 삭마 공정을 수행할 수 있다. 삭마 공정 동안, 레이저(340)는 레이저 출력을 제공하는데, 레이저 출력은 광학 요소(342), 가령, 스캐닝 미러(344)를 통해 표적 표면에 직접 안내될 수 있다. 레이저 증착 동안, 도너 원소 상의 레이저 빔의 바람직한 스폿 크기(spot size)는 약 15-40 μm 사이에 있을 수 있다. 삭마 공정 동안, 표적 상의 레이저 빔의 바람직한 스폿 크기는 약 2-8 μm 사이에 있을 수 있다. 본 고안의 바람직한 한 실시예의 특징에 따르면, 레이저 출력의 스폿 크기는 도 3c에 도시된 탈착식 빔 익스팬더(350)에 의해 레이저(340)의 작동 동안 반복적으로 조절될 수 있는데, 도 3h에 빔 익스팬더(350)의 확대도가 도시된다.

도 3c 및 3h에 도시된 것과 같이, 탈착식 빔 익스팬더(350)는 레이저 출력의 경로에 위치되며 제1 렌즈(352)와 상기 제1 렌즈(352)에 공선형으로(collinearly) 위치된 제2 렌즈(354)를 포함할 수 있는 것이 바람직하다. 증착 동안, 제1 및 제2 렌즈(352, 354)는 레이저 출력의 광 경로(light path)에 배열되고 따라서 레이저 스폿 크기가 증착을 위해 필요한 크기로 확대될 수 있도록 팽창될 수 있도록 피스톤 조립체(356)에 의해 올라갈 수 있다. 삭마 공정 동안, 제1 및 제2 렌즈(352, 354)는 레이저 출력의 광 경로의 외부에 배열되어 그에 따라 레이저 스폿 크기가 삭마 공정을 위해 필요한 작은 크기로 돌아올 수 있도록 피스톤 조립체(356)에 의해 올라가거나 내려갈 수 있다.

레이저(340)의 작동 동안, 레이저(340)는 냉각기(cooler), 가령, 바람직하게는, 광학 헤드(102)의 외측 에지 상에서 레이저에 인접하게 위치된 팬(360)에 의해 냉각되는 것이 바람직하다. 레이저 광이 표적과 조명 요소(302)의 베이스 사이의 틈(gap)으로부터 빠져나가는 것을 방지하기 위해, 조명 요소(302)를 둘러싸는 안전 커버(362)가 제공되는 것이 바람직하다. 선택적으로는, 추가적인 저-전력 레이저(364)가 안전 커버(362) 상에 장착될 수 있으며, 상기 추가적인 레이저는 높이를 측정할 수 있도록 하기 위해 표적을 조명하도록 구성될 수 있다. 표적으로부터 과도한 재료를 흡입하기 위하여 팬(360)과 접하는 흡입 요소(366)가 제공되는 것이 바람직하다.

광학 헤드(102)의 작동을 조절하기 위하여, 제1 및 제2 컨트롤 보드(372, 374) 상에 컨트롤 회로(370)가 제공되는 것이 바람직하다. 컨트롤 보드(372 및 374)는 광학 헤드(102)의 후방 섹션(378)으로부터 돌출된 지지 케이스(376) 상에 장착될 수 있다. 도 3e 및 3f에서 가장 명확하게 볼 수 있듯이, 일반적으로 C-형태의 그라스핑 요소(380)가 후방 섹션(378)으로부터 연장될 수 있어서, 섀시(104)의 후방 직립 지지 부재(106)에 연결하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 그라스핑 요소(380)가 후방 직립 지지 부재(106)에 연결되는 것은, 볼 스크루 메커니즘(ball screw mechanism)에 의해 구현될 수 있다. 윙-형태의 돌출부(382)가 케이블 관리(cable management)를 위해 그라스핑 요소(380) 위에서 후방 섹션(378)의 상부 림으로부터 연장될 수 있다.

본 고안의 특히 바람직한 한 실시예에 따르면, 도 3c에서 가장 명확하게 볼 수 있듯이, 이동식 스테이지(324)는 상측 표면(396)의 길이를 따라 연장되는 제1 및 제2 평행 슬라이딩 트랙(392, 394)을 가진 직사각형 플랫폼(390)을 포함하는 것이 바람직하다. 직사각형 플랫폼(390)은 사용되는 도너 원소보다 더 긴 길이와 폭을 가질 수 있다. 오직 예로서, 플랫폼(390)은 약 15cm의 길이와 약 7cm의 폭을 가질 수 있다. 도 3g에서 가장 명확하게 볼 수 있듯이, 자석(326)과 전자석(328)은 직사각형 플랫폼(390)의 하측면(3100)에 인접하게 위치되는 것이 바람직하다.

제1 x-축 모터(330)는 직사각형 플랫폼(390)과 공면에 위치되는 것이 바람직하며, 일반적으로 직사각형 플랫폼(390)과 제2 y-축 모터(330)에 대해 수직으로 연장된다. 제2 y-축 모터(332)는 직사각형 플랫폼(390)에 의해 형성된 평면에 대해 일반적으로 평행한 평면에 배열되며 상기 평면에 대해 올라간(elevated) 것이 바람직하다. 제2 y-축 모터는 직사각형 플랫폼(390)의 길이의 전체가 아닌 일부분을 따라 연장되는 것이 바람직하다. 제3 z-축 모터(334)는 제1 x-축 모터(330)에 바로 인접하게 위치되며, 도 3a에서 가장 명확하게 볼 수 있듯이, 제1 및 제2 모터(330 및 332)에 둘 모두에 대해 올라간 상태로 위치될 수 있도록 직육면체 리지(3112) 상에 장착되는 것이 바람직하다. 제3 z-축 모터(334)는 플랫폼(390)에 의해 형성된 평면에 대해 수직인 직립 방향(erect orientation)으로 장착되는 것이 바람직하다. 각각의 제1 내지 제3 모터(330, 332, 334)는 일반적으로 원통형의 스템 부분(3114)과 그로부터 연장되는 직육면체 헤드 부분(3116)을 포함하는 것이 바람직하다.

본 고안의 특히 바람직한 한 실시예에 따르면, 탈착식 빔 익스팬더(350)는 제1 렌즈(3120) 및 공선형의 제2 렌즈(3122)를 포함하는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 렌즈(3120 및 3122)는 서로 6-8cm의 거리만큼 떨어져 있으며, 위에서 기술된 것과 같이, 필요한 스폿 크기를 제공하기 위하여, 각각 필요한 초점 길이(focal length)를 가지는 것이 바람직하다. 렌즈(3120 및 3122)는 함께 이동될 수 있도록 피스톤 조립체(356)에 견고하게 결부되는 것이 바람직하다.

당업자들은, 본 고안이 본 명세서에 기술된 실시예에만 제한되는 것이 아니라는 사실을 이해할 수 있을 것이다. 대신, 당업자들은, 도면을 참조하여 위에서 기술된 설명을 읽음으로써, 본 고안의 범위가 위에서 기술된 특징들 뿐만 아니라 이들의 변형예 및 확장예의 다양한 조합 및 하위조합을 포함한다는 사실을 이해할 수 있을 것이다. 특히, 위에서 기술된 본 고안의 다양한 요소들의 상세한 구성들은 오직 예시적인 것이며 본 고안이 속한 분야에 따른 광학 시스템의 요건들에 따라 변형될 수 있다는 사실을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

광학적 처리 시스템을 위한 섀시에 있어서, 상기 섀시는:
증착을 필요로 하는 표적의 상부에 배열하도록 구성된 테이블을 포함하고;
다음 중:
도너 원소의 로딩을 위해 상기 테이블의 전방 부분 상에 위치된 로딩 스테이션을 포함하되; 상기 도너 원소는 증착 재료를 제공하며,
상기 테이블의 주변을 따라 위치되고 표적을 회피하는 복수의 조절식 핀,
사용한 후에는 도너 원소를 자동으로 수거하도록 구성된 폐기 용기,
중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제1항에 있어서, 상기 테이블은 제1 연장된 위치와 제2 철회된 위치를 가진 진공 테이블을 포함하되, 상기 진공 테이블은 제1 및 제2 위치 사이에서 슬라이딩 이동가능한 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제2항에 있어서, 복수의 조절식 핀은 진공 테이블이 제2 연장된 위치에 있을 때에는 올라간 형상이 되며, 진공 테이블이 제1 연장된 위치와 제2 철회된 위치 사이의 경로를 따라 위치될 때에는 내려간 형상에 있게 되는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제2항 또는 제3항에 있어서, 로딩 스테이션은 진공 테이블의 전방 부분에 위치되는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제4항에 있어서, 로딩 스테이션은 내부에 도너 원소를 삽입하기 위한 챔버 및 도너 원소를 상기 로딩 스테이션 내에 자성적으로 고정시키기 위한 한 세트의 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제5항에 있어서, 상기 로딩 스테이션은 도너 원소를 광학적으로 탐지하기 위한 하나 이상의 광학 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 폐기 용기는 진공 테이블이 제1 연장된 위치에 있을 때 진공 테이블의 후방에 위치되며 진공 테이블이 제2 철회된 위치에 있을 때에는 진공 테이블 밑에 배열되는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 폐기 용기는 상기 폐기 용기의 존재를 감지하고 폐기 용기를 정확하게 위치시키기 위한 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 테이블 위에 위치된 복수의 교정 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제9항에 있어서, 상기 테이블에 결부된 광학적 진단 기기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제10항에 있어서, 상기 테이블은 제1 및 제2 세로 에지와 제3 및 제4 가로 에지를 가진 직사각형 상측 표면을 포함하되, 상기 제1 내지 제4 에지는 상부에 표적을 배열하도록 구성된 내부 활성 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제11항에 있어서, 상기 복수의 조절식 핀은 활성 영역의 전방 에지를 덮고 제2 세로 에지에 삽입되어 위치된 제1 4개조(quartet) 포스트 및 활성 영역의 한 측면을 덮고 제4 가로 에지에 삽입되어 위치된 제2 4개조 포스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제12항에 있어서, 로딩 스테이션은 제3 가로 에지와 제2 세로 에지의 연결부에 인접한 상기 표면의 전방 코너에 위치되며, 로딩 스테이션은 한 세트의 올라간 에지에 의해 경계를 이루는 제1 오목 부분 및 상기 제1 오목 부분과 인접한 제2 오목 부분을 가진 직사각형 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
13. A 섀시 according to claim 12, wherein said 로딩 스테이션 is located at a 전방 코너 of said 표면, adjacent to a 연결부 of said 제2 세로 에지 and said 제3 가로 에지, said 로딩 스테이션 comprising a 직사각형 element having a 제1 오목 부분 bound by 한 세트의 올라간 에지s and a 제2 오목 부분 contiguous with said 제1 오목 부분.
제13항에 있어서, 복수의 교정 요소는 활성 영역의 제3 에지와 접하며 제3 가로 에지에 대해 평행하게 위치된 제1 세트의 세그먼트형 교정 요소와 제3 가로 에지와 제1 세로 에지의 연결부로부터 삽입되고 제1 세로 에지를 따라 위치된 제2 기다란 교정 요소를 포함하며, 작은 박스 형태의 요소가 진공 테이블의 후방 에지를 따라 중간 위치에 장착되고, 상기 작은 박스 형태의 요소는 광학적 진단 기기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제13항에 있어서, 복수의 교정 요소는 활성 영역의 제3 에지와 접하며 제3 가로 에지에 대해 평행하게 위치된 제1 세트의 세그먼트형 교정 요소와 제3 가로 에지와 제1 세로 에지의 연결부로부터 삽입되고 제1 세로 에지를 따라 위치된 제2 기다란 교정 요소를 포함하며, 작은 박스 형태의 요소가 제2 기다란 교정 표적을 따라 중간 위치에 장착되고, 상기 작은 박스 형태의 요소는 광학적 진단 기기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 폐기 용기는 전방 패널을 가진 직사각형 홈통을 포함하되, 슬롯이 상기 전방 패널 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 섀시.
광학적 처리 시스템을 위한 광학 헤드에 있어서, 상기 광학 헤드는:
증착을 필요로 하는 표적을 조명하기 위한 조명 구조물;
표적의 하나 이상의 이미지를 획득하기 위한 카메라;
도너 원소를 이동시키도록 구성된 이동식 스테이지를 포함하되, 상기 도너 원소는 증착을 위한 재료를 제공하고;
레이저 출력을 가진 레이저를 포함하되, 상기 레이저 출력은 도너 원소에 제공되며;
상기 레이저 출력을 조절하기 위한 탈착식 빔 익스팬더; 및
작동을 조절하기 위하여, 상기 카메라, 이동식 스테이지, 레이저 및 탈착식 빔 익스팬더에 연결된 컨트롤 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제17항에 있어서, 광학 헤드는 전체적으로 선형 축을 따라 이동 가능한 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 조명 구조물은 렌즈를 주변 방향으로 둘러싸는 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 조명 구조물에 수직 운동을 제공하기 위한 z-축 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제19항에 있어서, 이동식 스테이지는 도너 원소에 자기력을 제공하기 위해 자석 및 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제21항에 있어서, 상기 이동식 스테이지는 제1 x-축 모터에 의해 x-축 방향으로 이동 가능하며, 제2 y-축 모터에 의해 y-축 방향으로 이동 가능하고, 제3 z-축 모터에 의해 z-축 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제22항에 있어서, 이동식 스테이지는 상측 표면과 하측 표면, 상기 상측 표면의 길이를 따라 연장되는 제1 및 제2 평행 슬라이딩 트랙을 가지며 제1 평면에 배열된 직사각형 플랫폼을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제23항에 있어서,
제1 x-축 모터는 직사각형 플랫폼과 공면에 위치되며 직사각형 플랫폼과 제2 y-축 모터에 대해 수직으로 연장되고;
제2 y-축 모터는 상기 제1 평면에 대해 평행한 제2 평면에 배열되며 상기 제2 평면에 대해 올라간 상태로 배열되고, 제2 y-축 모터는 직사각형 플랫폼의 길이의 전체가 아닌 일부분을 따라 연장되며;
제3 z-축 모터는 제2 y-축 모터에 바로 인접하게 위치되며 제1 평면에 대해 수직인 직립 방향으로 리지 상에 장착되며, 제1 내지 제3 모터는 각각 원통형의 스템 부분과 상기 스템 부분으로부터 연장되는 직육면체 헤드 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제17항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 레이저 출력을 조절하기 위해 레이저와 협력하는 음향-광학 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제17항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 빔 익스팬더는 제1 렌즈와 제2 렌즈를 포함하되, 상기 제1 및 제2 렌즈는 피스톤 조립체에 연결되는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제26항에 있어서, 상기 제1 및 제2 렌즈는 서로 공선형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제27항에 있어서, 상기 제1 및 제2 렌즈는 6-8cm의 거리만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제27항 또는 제28항에 있어서, 제1 및 제2 렌즈는 레이저의 제1 작동 모드 동안에는 피스톤 조립체에 의해 올라가며 레이저 출력이 제1 및 제2 렌즈에 제공되어 레이저 출력을 조절하며, 제1 및 제2 렌즈는 레이저의 제1 작동 모드 동안에는 피스톤 조립체에 의해 내려가서 레이저 출력이 제1 및 제2 렌즈에 제공되지 않는 것을 특징으로 하는 광학적 처리 시스템용 광학 헤드.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 섀시와 제17항 내지 제29항 중 어느 한 항에 따른 광학 헤드를 포함하는 광학적 처리 시스템.