KR20190046208A - 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판에 다수개의 홀을 천공하는 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판이 안착되는 테이블과, 상기 테이블을 전후좌우 수평방향으로 좌표 이동시키는 이송수단으로 이루어진 기판 이송유닛; 상기 기판 이송유닛 상부에 설치되고, 상기 테이블에 안착된 기판을 촬영하여 천공 위치를 체크하는 비전 카메라와, 피시비 기판에 홀을 천공하는 레이저를 조사하는 레이저 조사기로 이루어진 커팅유닛; 상기 기판 이송유닛 상부에서 승하강하도록 설치되고, 커팅 완료된 기판이 상기 이송수단을 통해 좌표 이동할 때 기판의 잔여물을 제거하는 세척유닛; 및 상기 기판 이송유닛, 상기 커팅유닛, 상기 세척유닛이 내장되고, 기판 투입구를 구비한 본체;를 포함하여 이루어져, 홀의 가공이 빠르고 정밀하게 이루어지며 기판의 이송, 레이저 커팅 및 세척과 관련된 모든 작업이 완전 자동화되어 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템에 관한 것이다.

Description

기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템{LASER CUTTING SYSTEM}

본 발명은 기판에 다수개의 홀을 천공하는 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판이 안착되는 테이블과, 상기 테이블을 전후좌우 수평방향으로 좌표 이동시키는 이송수단으로 이루어진 기판 이송유닛; 상기 기판 이송유닛 상부에 설치되고, 상기 테이블에 안착된 기판을 촬영하여 천공 위치를 체크하는 비전 카메라와, 피시비 기판에 홀을 천공하는 레이저를 조사하는 레이저 조사기로 이루어진 커팅유닛; 상기 기판 이송유닛 상부에서 승하강 하도록 설치되고, 커팅 완료된 기판이 상기 이송수단을 통해 좌표 이동할 때 기판의 잔여물을 제거하는 세척유닛; 및 상기 기판 이송유닛, 상기 커팅유닛, 상기 세척유닛이 내장되고, 기판 투입구를 구비한 본체;를 포함하여 이루어져, 홀의 가공이 빠르고 정밀하게 이루어지며 기판의 이송, 레이저 커팅 및 세척과 관련된 모든 작업이 완전 자동화되어 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템에 관한 것이다.

전자 산업의 급속한 발달과 함께 대부분의 전자기기들이 경박단소(輕薄短小)화 및 고기능화 되면서 이들 전자기기에 장착되는 인쇄회로기판(PCB, 이하 피씨비 기판으로 통칭함.) 역시 점점 고집적화 및 초박막화 되고 있으며, 이러한 추세에 따라 최근에는 마이크로 비아홀(micro-via hole)이나, 빌드 업(build-up) 기법 등의 신기술을 통해 기판의 회로설계 자유도를 증진시키려는 다양한 노력들이 진행되고 있다.

지금까지 피씨비 기판에 반도체 칩 장착용 홀을 가공하는 방법은 기계적 드릴링 공법, 플라즈마 에칭 공법, 포토비아 공법 및 레이저 공법 등이 알려져 있으며, 이러한 기술들은 국내 등록특허 제10-0351923호(등록일자 2002년 08월 26일), 제10-0610234호(등록일자 2006년 08월 01일), 제10-0866440호(등록일자 2008년 10월 27일), 등록특허 제10-1003391호(등록일자 2010년 12월 16일) 등에 개시되어 있다.

최근에는 가공되는 홀들의 집적도 및 정밀도가 높아짐에 따라, 레이저 공법을 통해 홀을 가공하는 방법이 주로 사용되고 있는데, 종래에는 일반 레이저 커팅 시스템을 활용해 홀을 가공하였기 때문에 기판의 규격(사이즈, 홀들의 위치 및 개수 등)에 따라 기판 고정용 지그를 개별 제작하고 홀들의 좌표 정보를 일일이 세팅하여 작업이 이루어진 바, 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

이에 피씨비 기판 전용의 홀 가공 레이저 커팅 시스템에 관한 필요성이 제기되고 있다.

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

레이저를 이용한 기판의 홀 천공 작업을 완전 자동화시켜 생산성을 향상시키고, 별도의 지그 제작 및 좌표 정보의 세팅 없이 다양한 규격의 기판을 빠르고 정밀하게 홀 가공할 수 있으며, 홀 가공 후 발생한 기판의 잔여물을 바로 제거 가능하도록, 기판이 안착되는 테이블을 전후좌후 수평방향으로 좌표 이동시키는 기판 이송유닛, 기판의 천공 위치를 체크하는 비전 카메라와 홀을 천공하는 레이저 조사기로 이루어진 커팅유닛, 천공 후 발생하는 기판의 잔여물을 제거하는 세척유닛을 포함하여 이루어지는, 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고 본 발명은 기판의 투입 시 또는 기판의 이송 중 기판의 위치가 틀어져 홀의 가공이 정밀하게 이루어지지 않는 것을 방지할 수 있도록, 기판 이송유닛의 테이블을 좌우로 회전시켜 안착된 기판을 정위치로 정렬하는 회전 정렬수단을 포함하여 이루어지는, 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 기판의 잔여물 제거가 완전하게 이루어져 잔존 잔여물에 의한 반도체 칩의 장착 불량이 발생하지 않도록, 원판 형상으로 좌우 회전하도록 구비되고 기판의 좌우 이동 시 접촉하여 이물질을 제거하는 디스크 브러시와, 롤러 형상으로 전후 회전하도록 구비되고 기판의 전후 이동 시 접촉하여 이물질을 제거하는 롤러 브러시를 포함하여 이루어지는, 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 레이저 커팅 중 본체 내부에 채워진 매질(질소 가스 등)의 외부 유출을 방지할 수 있도록, 본체의 투입구 내측면에서 상하 승하강하도록 설치되는 밀폐도어와, 상기 밀폐도어의 양측에 구비된 승강부와, 상기 밀폐도어의 내측면에 구비되고 상기 승강부가 슬라이딩 결합되되 하측단에 외측으로 만곡지게 연결되어 밀폐도어가 투입구에 밀착되도록 안내하는 승강홈을 포함하여 이루어지는, 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템는,

기판에 다수개의 홀을 천공하는 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템에 있어서,

기판이 안착되는 테이블과, 상기 테이블을 전후좌우 수평방향으로 좌표 이동시키는 이송수단으로 이루어진 기판 이송유닛;

상기 기판 이송유닛 상부에 설치되고, 상기 테이블에 안착된 기판을 촬영하여 천공 위치를 체크하는 비전 카메라와, 피시비 기판에 홀을 천공하는 레이저를 조사하는 레이저 조사기로 이루어진 커팅유닛;

상기 기판 이송유닛 상부에서 승하강하도록 설치되고, 커팅 완료된 기판이 상기 이송수단을 통해 좌표 이동할 때 기판의 잔여물을 제거하는 세척유닛; 및

상기 기판 이송유닛, 상기 커팅유닛, 상기 세척유닛이 내장되고, 기판 투입구를 구비한 본체;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템에서,

상기 기판 이송유닛은, 상기 테이블을 좌우로 회전시켜 안착된 기판을 정위치로 정렬하는 회전 정렬수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템에서,

상기 세척유닛은, 원판 형상으로 좌우 회전하도록 구비되고 기판의 좌우 이동 시 접촉하여 이물질을 제거하는 디스크 브러시와, 롤러 형상으로 전후 회전하도록 구비되고 기판의 전후 이동 시 접촉하여 이물질을 제거하는 롤러 브러시를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 발명에 따른 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템에서,

상기 본체는, 상기 투입구의 내측면에서 상하 승하강하도록 설치되는 밀폐도어와, 상기 밀폐도어의 양측에 구비된 승강부와, 상기 밀폐도어의 내측면에 구비되고 상기 승강부가 슬라이딩 결합되되 하측단에 외측으로 만곡지게 연결되어 밀폐도어가 투입구에 밀착되도록 안내하는 승강홈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템는,

기판 이송유닛의 테이블을 통해 기판을 이송 후 비전 카메라로 천공 위치를 체크하여 레이저 조사를 통한 홀의 천공이 이루어져, 홀의 가공 정밀도를 향상시킴은 물론, 다양한 규격의 기판을 고정시키기 위한 지그의 추가 제작 내지 홀들의 좌표 정보를 세팅할 필요 없이 다수개의 홀을 빠르게 가공할 수 있어, 판의 이송, 레이저 커팅 및 세척과 관련된 모든 작업을 완전 자동화시켜 생산성이 뛰어나고,

홀 가공 중 기판이 테이블의 정위치에서 틀어짐이 발생하더라도 비전 카메라를 통해 이를 즉각적으로 확인 후 기판을 정위치로 정렬시켜 작업을 재개할 수 있고,

디스크 및 롤러 브러시를 통한 2중 세척을 통해 홀 천공 후 기판에 남은 잔여물을 완전하게 제거할 수 있으며,

레이저 커팅을 위해 가공 작업 중 본체 내부에 채워진 매질(질소 가스 등)의 외부 유출을 방지하여 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명을 통해 홀 커팅이 이루어진 기판의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템의 사시도들.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 기판 이송유닛과 관련된 도면들.
도 4는 본 발명에 따른 커팅유닛과 관련된 도면들.
도 5는 본 발명에 따른 세척유닛과 관련된 도면들.
도 6은 본 발명에 따른 본체의 도어와 관련된 도면들.

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 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템을 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 2를 참고하여 특정하면, 본체(40)의 투입구(41a)를 정면에서 바라보는 방향을 기준으로 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저 본 발명에 의해 홀 가공이 이루어지는 기판은 플레이트 형상으로 홀 가공 위치에 식별 가능한 홈 또는 돌기가 구비되어, 홈 또는 돌기 부위에 대한 커팅 작업이 이루어져 반도체 칩 장착용 홀이 천공된다.

본 발명은 도 1과 같이 상기한 기판(B)에 다수개의 홀(H)을 천공하는 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템에 관한 것으로,

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 크게 기판 이송유닛(10), 커팅유닛(20), 세척유닛(30) 및 상기 유닛들이 모두 내장되어 내부 밀폐가 이루어지는 본체(40)를 포함하여 이루어진다.

상기 기판 이송유닛(10)은, 투입구(41a)로 투입된 기판(B)을 작업대기 위치로 좌표 이동시키는 것으로, 기판(B)이 안착되는 테이블(11)과, 상기 테이블(11)을 전후좌우 수평방향으로 좌표 이동시키는 이송수단(12) 및 상기 테이블(11)을 좌우로 회전시켜 안착된 기판(B)을 정위치로 정렬하는 회전 정렬수단(13)을 포함하여 이루어진다.

상기 테이블(11)에는 다수개의 흡착공을 구비하여, 에어 컴프레서 등으로부터 각 흡착공에 진공 압력이 걸려 테이블(11)에 안착된 기판(B)을 고정한다.

이러한 테이블(11)은 회전 스테이지(14) 상면에 결합되는 고정 플레이트(11A)와, 상기 고정 플레이트(11A)의 양측부에 구비되어 테이블(11)이 슬라이딩 결합되는 가이드블록(11a)을 포함하여 이루어져, 파지부(11B)를 잡고 테이블(11)을 투입구(41a) 내, 외부로 인출입 가능하도록 한다.

상기 이송수단(12)은 본체(40)의 베이스(10A) 상면에 좌우 수평방향으로 설치된 가로 프레임(12a), 상기 가로 프레임(12a)과 직교되는 전후 수평방향으로 설치되고 상기 가로 프레임(12a)의 길이방향으로 이동하는 세로 프레임(12b) 및 상기 세로 프레임(12b)의 길이방향으로 이동 가능하게 결합되는 이동 플레이트(12c)를 포함하여 이루어지며,

상기 이동 플레이트(12c)의 상면에 회전 스테이지(14)가 결합되고 상기 회전 스테이지(14)의 상면에 상기 테이블(11)의 고정 플레이트(11A)가 결합되어, 테이블(11)에 안착된 기판(B)을 전후좌후로 좌표 이동시킨다.

상기 회전 정렬수단(13)은,

상면에 상기 테이블(11)이 결합되어 좌우로 회전 가능하게 구비되고, 일측면에서 돌출 연결된 스윙부(14a)와, 상기 스윙부(14a)의 길이방향으로 형성된 장공(14b)을 구비한 회전 스테이지(14),

상기 회전 스테이지(14) 일측에서 전후로 직선 이동하게 구비되고, 상기 장공(14b)에 끼워져 장공(14b)의 길이방향으로 이동 가능하게 결합되는 베어링(15a)을 구비한 회전 작동부(15)를 포함하여 이루어진다.

상기 회전 스테이지(14)는 중심점을 기준으로 좌수 수평 회전 가능한 것으로, 상기 스윙부(14a)가 전후 수평방향으로 회동하여 회전 스테이지(14)가 함께 좌우로 회전 동작한다.

상기 회전 작동부(15)는 상기 장공(14b)에 끼워진 베어링(15a)을 전후 직선 이동시켜 회전 스테이지(14)의 좌우 수평 회전이 이루어지도록 한다.

구체적으로 상기 회전 작동부(15)는, 회전 스테이지(14)의 일측에 전후 수평방향으로 고정된 가이드 프레임(16)에 슬라이딩 결합되고, 모터(17)에 의해 양방향 회전 작동하는 볼스크류(17a)가 관통하여 결합되어,

볼스크류(17a)가 양방향 회전함에 따라 회전 작동부(15)가 가이드 프레임(16)의 길이방향으로 전후 직선 이동을 하며, 이에 따라 장공(14b)의 길이방향으로 베어링(15a)의 좌우 위치가 달라지면서 스윙부(14a)를 회동시켜 회전 스테이지(14)의 회전이 이루어진다.

이는 기판(B)의 투입 후 및 홀(H) 가공에 따른 기판(B)의 이동 중, 테이블(11)에서 기판(B)이 회전하여 위치가 틀어질 경우, 비전 카메라(미도시)가 이를 판별하여 회전 스테이지(14)의 회전을 통해 틀어진 위치를 보정하여, 홀(H) 가공 전에 기판(B)이 항상 정위치에 고정되도록 하기 위함이다.

이때 테이블(11)에서 기판(B)의 전후좌우 위치가 틀어진 경우 상기 이송수단(12)의 작동에 의해 틀어진 위치의 보정이 이루어진다.

그리고 상기 커팅유닛(20)은, 상기 기판 이송유닛(10) 상부에 설치되고, 상기 테이블(11)에 안착된 기판(B)을 촬영하여 천공 위치를 체크하는 비전 카메라(미도시)와, 피시비 기판(B)에 홀(H)을 천공하는 레이저를 조사하는 레이저 조사기(미도시)를 포함한다.

이러한 비전 카메라 및 레이저 조사기의 작동은 카메라 촬영을 통한 정위치 판별 및 레이저 광 조사가 이루어지는 공지된 기술로써 구체적인 설명을 생략한다.

본 명세서의 도면에서는, 상기 비전 카메라와 레이저 조사기가 내장된 함체(21)와, 상기 함체(21)의 저면에 구비되어 촬영 및 레이저 조사가 가능하도록 투광성을 갖는 렌즈부(21a)를 확인할 수 있으며,

이때 함체(21)에 내장되는 레이저 조사기는 하나 이상 구비되어 복수개의 홀(H)을 동시 천공하는 것도 가능하다.

또한 상기 커팅유닛(20)은 상기 함체(21) 하부로 연결되어 비전 카메라의 촬영 검사 및 레이저 조사에 필요한 통과부(22a)를 형성하는 제1 에어 블로워(22)를 포함한다.

상기 제1 에어 블로워(22)는 에어 컴프레셔 등과 연결되어 테이블(11)에 안착된 기판(B)을 향해 압축 공기를 소정의 압력으로 분사하는 것으로, 레이저에 의한 홀(H)의 천공 작업 중 홀(H)의 둘레로 압축 공기를 분사시켜 레이저에 의해 가열된 부위를 냉각시키면서 가공 발생하는 잔여물을 제거하여 홀(H) 가공 불량이 발생하는 것을 방지한다.

또한 도면에 도시되지 않았으나, 상기 커팅유닛(20)은 매질(질소 가스 등) 분사용 노즐을 포함하여 이루어져, 레이저 조사 시 절단면에 대한 매질 가스의 분사가 이루어지면서 레이터 커팅이 이루어진다.

이때 매질 가스의 분사 방향이 레이커 커팅이 이루어지는 방향과 동일하도록 매질 분사용 노즐이 설치된다.

즉, 렌즈부(21a)를 중심으로 X-Y 축으로 직교되는 방향에 매질 분사용 노즐이 각각 설치되어, 기판(B)이 가로 프레임(12a)의 길이 방향으로 이동하면서 X축 방향 커팅이 이루어질 때 커팅이 진행되는 X축 방향으로 제1 노즐에서 매질 가스를 분사하여 공급하고, X축 방향 커팅 완료 후 기판(B)이 세로 프레임(12b)의 길이 방향으로 이동하면서 Y축 방향 커팅이 이루어질 때 커팅이 진행되는 Y축 방향으로 제2 노즐에서 매질 가스를 분사하여 공급한다.

이는 기판(B)의 홀 커팅면을 보다 매끄럽고 정밀하게 커팅 가공하기 위함이다.

아울러 레이저 커팅 중에는 매질 가스의 분사와 별개로 상기 제1 에어 블로워(22)를 통한 공기 분사가 지속적으로 이루어져, 레이저 커팅과 동시에 커팅 잔여물 및 매질 가스의 제거가 이루어지도록 한다.

이어서 상기 세척유닛(30)은, 상기 기판 이송유닛(10) 상부에서 승하강하도록 설치되고, 커팅 완료된 기판(B)이 상기 이송수단(12)을 통해 좌표 이동할 때 기판(B)의 잔여물을 제거한다.

구체적으로 상기 세척유닛(30)은, 원판 형상으로 좌우 회전하도록 구비되고 기판(B)의 좌우 이동 시 접촉하여 이물질을 제거하는 디스크 브러시(31)와, 롤러 형상으로 전후 회전하도록 구비되고 기판(B)의 전후 이동 시 접촉하여 이물질을 제거하는 롤러 브러시(32)를 포함하여 이루어진다.

상기 디스크 브러시(31)는 기판(B)의 전후 폭 너비에 대응하는 직경을 갖고, 상기 롤러 브러시(32)는 기판(B)의 좌우 폭 너비에 대응하는 길이를 갖도록 구비되어,

테이블(11)이 투입구(41a) 측으로 이동하기 위해 기판(B)이 좌우 이동할 때, 상기 디스크 브러시(31)가 기판(B)의 상면에 면 접촉한 상태로 회전하여 홀(H) 가공이 완료된 기판(B)의 상면에서 잔여물을 1차적으로 탈리시키고,

테이블(11)이 투입구(41a) 측으로 이동하기 위해 기판(B)이 전후 이동할 때, 상기 롤러 브러시(32)가 기판(B)의 상면에 선 접촉한 상태로 회전하여 홀(H) 가공이 완료된 기판(B)의 상면에서 잔여물을 2차적으로 탈리시킨다.

아울러 상기 세척유닛(30)은 본체(40)의 상면 외측에 고정 결합된 실린더(33)와, 상기 실린더(33)에 의해 승하강되며 하단에 상기 디스크 브러시(31) 및 롤러 브러시(32)가 구비된 승강봉(33a)을 포함하여 이루어져, 브러시(31)(32)들의 승하강 작동이 이루어지며,

이때 각 브러시(31)(32)는 개별 실린더(33)에 의해 승하강되는 각각의 승강봉(33a)에 구비되어, 브러시(31)(33)별로 개별 승하강이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 세척유닛(30)은 디스크 브러시(31) 및 롤러 브러시(32)의 둘레에 설치된 제2 에어 블로워(34)를 더 포함한다.

상기 제2 에어 블로워(34)는, 상기 제1 에어 블로워(22)와 같이 에어 컴프레셔 등과 연결되어 테이블(11)에 안착된 기판(B)을 향해 압축 공기를 소정의 압력으로 분사하는 것으로, 각 브러시(31)(32)의 주변으로 압축 공기를 분사시켜 세척 중 홀(H)에서 탈리된 잔여물을 기판(B)에서 완전하게 제거하여, 잔연물에 의한 반도체 칩의 장착 불량 등이 발생하는 것을 방지한다.

다음으로 상기 본체(40)는, 상기 기판 이송유닛(10), 상기 커팅유닛(20), 상기 세척유닛(30)이 내장되고, 기판 투입구(41a)를 구비한 것으로, 본체(40)의 전면에 개폐 가능한 메인도어(41)가 구비되고, 상기 메인도어(41)에 기판 투입구(41a)가 형성된다.

이러한 메인도어(41)는 레이저 커팅 시스템의 부품 교체나 유지, 보수 작업이 필요할 때 본체(40)를 개방하는데 사용된다.

또한 상기 본체(40)는, 상기 투입구(41a)의 내측면에서 상하 승하강하도록 설치되는 밀폐도어(42)와, 상기 밀폐도어(42)의 양측에 구비된 승강부(42a)와, 상기 투입구(41a)의 내측면 양측에 구비되고 상기 승강부(42a)가 슬라이딩 결합되되 하측단에 외측으로 만곡지게 연결되어 밀폐도어(42)가 투입구(41a)에 밀착되도록 안내하는 승강홈(43A)을 포함하여 이루어진다.

구체적으로 상기 밀폐도어(42)는 양측면에 승강부(42a)가 구비되고, 상기 승강부(42a)는 메인도어(41)의 내측면 상단에 구비된 실린더에 의해 승하강이 이루어지도록 연결된다.

상기 승강홈(43A)은 상기 메인도어(41)의 내측면에서 상기 투입구(41a)의 양측에 상하 수직방향으로 설치된 승강 가이드(43)에 구비되는 것으로, 상하 직선형으로 이루어진 수직 안내부(43a)와, 상기 수직 안내부(43a)의 하단에서 외측(메인도어(41)의 내측면)을 향해 소정 각도로 만곡지게 연결된 꺾임 안내부(43b)로 이루어져,

상기 승강부(42a)가 상기 수직 안내부(43a)를 따라 상하 이동할 때 밀폐도어(42)는 메인도어(41)의 내측면에서 소정 간격 이격된 상태로 승하강되고,

상기 승강부(42a)가 상기 꺾임 안내부(43b)를 따라 하강할 때 밀폐도어(42)는 메인도어(41)의 내측면, 즉 상기 투입구(41a)에 밀착되어 본체(40) 내부를 기밀 상태로 만들어 폐쇄 작동하고,

상기 승강부(42a)가 상기 꺾임 안내부(43b)를 따라 상승할 때 밀폐도어(42)는 상기 투입구(41a)에서 내측으로 이격되어 개방 작동한다.

이는 투입구(41a)를 통해 기판(B)을 수거 후 재투입할 때 투입구(41a)의 개방이 필요한데, 앞서 설명한 바와 같이 본체(40) 내부에는 레이저 커팅 시 제품의 품질을 높이기 위해서 커팅 방향과 동일한 방향으로 매질 가스(질소 가스 등)가 분사되어 공급되어 있으므로, 커팅 작업 중 본체(40) 내부의 매질이 투입구(41a)로 외부 유출되는 것을 방지하면서 밀폐도어(42)의 개폐 작동이 용이하게 이루어지도록 하기 위함이다.

이러한 구성의 본 발명은, 기판(B) 고정을 위한 지그의 별도 제작 내지 천공 위치를 제공하기 위한 좌표 정보의 세팅이 필요 없이 비전 카메라를 통해 홀(H)의 천공 위치를 정확하게 판별 후 레이저 조사 포인트 위치로 기판(B)을 이동시켜 홀(H)의 천공 작업이 이루어져, 기판(B)의 이송 및 홀(H)의 천공 후 세척 등과 관련된 일련의 작업을 완전 자동화시킬 수 있으며, 작업 중 기판(B)의 위치가 틀어지더라도 이를 비전 카메라가 판별하여 자동으로 보정함으로써 홀(H) 가공의 정확도를 일정하게 보장하여, 홀 천공 작업의 정밀도 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템을 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

B : 기판 H : 홀
10 : 기판 이송유닛 11 : 테이블
11A : 고정 플레이트 11a : 가이드블록
11B : 파지부 12 : 이송수단
12a : 가로 프레임 12b : 세로 프레임
12c : 이동 플레이트 13 : 회전 정렬수단
14 : 회전 스테이지 14a : 스윙부
14b : 장공 15 : 회전 작동부
15a : 베어링 16 : 가이드 프레임
17 : 모터 17a : 볼스크류
20 : 커팅유닛 21 : 함체
21a : 렌즈부 22 : 제1 에어 블로워
22a : 통과부
30 : 세척유닛 31 : 디스크 브러시
32 : 롤러 브러시 33 : 실린더
33a : 승강봉 34 : 제2 에어 블로워
40 : 본체 41 : 메인도어
41a : 투입구 42 : 밀폐도어
42a : 승강부 43 : 승강판
43A : 승강홈 43a : 수직 안내부
43b : 꺾임 안내부

Claims (4)

1. 기판에 다수개의 홀을 천공하는 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템에 있어서,
   기판이 안착되는 테이블과, 상기 테이블을 전후좌우 수평방향으로 좌표 이동시키는 이송수단으로 이루어진 기판 이송유닛;
   상기 기판 이송유닛 상부에 설치되고, 상기 테이블에 안착된 기판을 촬영하여 천공 위치를 체크하는 비전 카메라와, 피시비 기판에 홀을 천공하는 레이저를 조사하는 레이저 조사기로 이루어진 커팅유닛;
   상기 기판 이송유닛 상부에서 승하강하도록 설치되고, 커팅 완료된 기판이 상기 이송수단을 통해 좌표 이동할 때 기판의 잔여물을 제거하는 세척유닛; 및
   상기 기판 이송유닛, 상기 커팅유닛, 상기 세척유닛이 내장되고, 기판 투입구를 구비한 본체;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기판 이송유닛은, 상기 테이블을 좌우로 회전시켜 안착된 기판을 정위치로 정렬하는 회전 정렬수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 세척유닛은, 원판 형상으로 좌우 회전하도록 구비되고 기판의 좌우 이동 시 접촉하여 이물질을 제거하는 디스크 브러시와, 롤러 형상으로 전후 회전하도록 구비되고 기판의 전후 이동 시 접촉하여 이물질을 제거하는 롤러 브러시를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 본체는, 상기 투입구의 내측면에서 상하 승하강하도록 설치되는 밀폐도어와, 상기 밀폐도어의 양측에 구비된 승강부와, 상기 투입구의 내측면 양측에 구비되고 상기 승강부가 슬라이딩 결합되되 하측단에 외측으로 만곡지게 연결되어 밀폐도어가 투입구에 밀착되도록 안내하는 승강홈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 기판 홀 천공용 레이저 커팅 시스템.

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