KR20210138425A - Laser heat treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레이저 열처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저를 이용하여 솔더링, 본딩, 어닐링 등 레이저를 이용한 열처리를 수행하는 레이저 열처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser heat treatment apparatus, and more particularly, to a laser heat treatment apparatus for performing heat treatment using a laser, such as soldering, bonding, annealing, etc. using a laser.
수직 공동 면발광 레이저(Vertical Cavity Surface Emitting Laser; VCSEL)는, 발진 빔이 기판에 수직한 방향으로 방출되는 레이저로서, 좁은 스펙트럼의 단일 종모드(single longitudinal mode) 발진이 가능하고, 빔의 방사각이 작아 결합 효율(coupling efficiency)이 높은 이점이 있다.A vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) is a laser in which an oscillation beam is emitted in a direction perpendicular to a substrate, and a single longitudinal mode oscillation of a narrow spectrum is possible, and the radiation angle of the beam This small size has an advantage of high coupling efficiency.
또한 수직 공동 면발광 레이저는, 면발광의 구조 상 다른 장치에의 집적이 용이하여 펌핑용 광원으로 적합하다.In addition, the vertical cavity surface-emitting laser is suitable as a light source for pumping because it is easy to integrate into other devices due to its surface-emitting structure.
한편 수직 공동 면발광 레이저는, 특허문헌 1, 특허문헌 2와 같이 고출력을 구현하기 위한 다양한 방안들이 제시되고 있다.On the other hand, as for the vertical cavity surface emitting laser, various methods for realizing high power as in Patent Document 1 and Patent Document 2 have been proposed.
특히 어레이 발광구조의 개발로 표면발광의 구현, 온도 민감도 및 신뢰성 개선으로 통신분야, 조명분야를 넘어 솔더링, 본딩, 어닐링 등 레이저를 이용한 열처리 분야에 까지 응용되고 있다.In particular, with the development of an array light-emitting structure, it is applied to the field of heat treatment using a laser, such as soldering, bonding, and annealing, beyond the communication field and lighting field due to the realization of surface light emission and improvement of temperature sensitivity and reliability.
그러나 현재의 수직 공동 면발광 레이저는, 고가의 장비로 열처리 장치의 제조비용이 매우 높으며 열처리 공정 또한 완성되지 못한 실정이다.However, the current vertical cavity surface emitting laser is expensive equipment, and the manufacturing cost of the heat treatment device is very high, and the heat treatment process is also not completed.
(특허문헌 1) KR10-2007-0066119 A1 (Patent Document 1) KR10-2007-0066119 A1
(특허문헌 2) KR10-2019-0125468 A1 (Patent Document 2) KR10-2019-0125468 A1
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점 및 실정을 고려하여, 장치의 구조를 간단하게 구성하여 제조비용을 절감함과 아울러 열처리 공정 속도를 현저히 높일 수 있는 레이저 열처리 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a laser heat treatment apparatus capable of significantly increasing the heat treatment process speed while reducing manufacturing cost by simply configuring the structure of the apparatus in consideration of the above problems and circumstances.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 하나 이상의 피처리대상(10)이 로딩되는 로딩부(100)와; 레이저에 의하여 상기 로딩부(100)에서 로딩된 피처리 피처리대상(10)의 이동라인(L) 상에 설치되어 피처리대상(10)에 대한 열처리를 수행하는 열처리부(200)와; 상기 열처리부(200)에서 열처리된 피처리대상(10)을 언로딩하는 언로딩부(300)와; 상기 피처리대상(10)이 안착되며, 상기 로딩부(100), 상기 열처리부(200) 및 상기 언로딩부(300)를 연결하여 설청된 이동라인(L)를 따라서 상기 열처리부(200)에 대하여 상대이동하는 셔틀부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열처리 장치를 개시한다.The present invention has been created to achieve the object of the present invention as described above, and the present invention includes: a
본 발명에 따른 레이저 열처리 장치는, 상기 열처리부(200)가 상기 이동라인(L) 상에서 위치가 고정되고, 상기 셔틀부(400)가 상기 로딩부(100)로부터 상기 열처리부(200)를 거쳐 상기 언로딩부(300)로 이동되는 온더플라이(OTF; On The Fly) 방식에 의하여 열처리가 수행될 수 있다.In the laser heat treatment apparatus according to the present invention, the location of the
상기 셔틀부(400)는, 안착된 피처리대상(10)에 대한 온도를 제어하기 위한 온도제어부(500)가 설치될 수 있다.The
상기 온도제어부(500)는, 상기 셔틀부(400)에 안착된 피처리대상(10)을 가열하는 히터부(510)와; 상기 셔틀부(400)에 안착된 피처리대상(10)을 냉각하는 냉각부(520)를 포함할 수 있다.The
상기 이동라인(L) 상에 열처리부(200)에 의한 가열을 수행하는 가열영역(HZ)이 설정되며, 상기 셔틀부(400)는, 상기 가열영역(HZ)에 대한 상대적 위치에 따라서 안착된 피처리대상(10)에 대한 국부적 온도제어가 가능하게 구성될 수 있다.A heating region HZ for performing heating by the
상기 셔틀부(400)는, 상기 이동라인(L)를 따라서 구획된 복수의 온도제어영역(HCA)가 설정되고, 상기 각 온도제어영역(HCA)의 온도는, 독립적으로 제어될 수 있다.In the
상기 셔틀부(400)는, 진공흡착에 의하여 피처리대상(10)을 흡착고정하는 진공척이 설치될 수 있다.The
본 발명에 따른 레이저 열처리 장치는, 셔틀부의 이동경로 상에 수직 공동 면발광 레이저를 상측에 위치시키고, 기판스트립, 웨이퍼 등 피처리대상을 셔틀부에 안착시켜 이동시키면서 열처리를 수행함으로써 장치의 구조를 간단하게 구성하여 제조비용을 절감함과 아울러 열처리 공정 속도를 현저히 높일 수 있는 이점이 있다.In the laser heat treatment apparatus according to the present invention, a vertical cavity surface emitting laser is placed on the upper side on the movement path of the shuttle unit, and the processing target such as a substrate strip or wafer is seated on the shuttle unit and heat treatment is performed while moving the structure of the apparatus. There is an advantage in that the manufacturing cost can be reduced by a simple configuration and the speed of the heat treatment process can be significantly increased.
구체적으로, 본 발명에 따른 레이저 열처리 장치는, 셔틀부의 이동경로 상에 수직 공동 면발광 레이저를 상측에 위치되어 고정된 상태에서 기판스트립 등 피처리대상이 안착된 셔틀부를 이동시키면서, 즉 소의 온 더 플라이(On The Fly) 방식에 의하여 열처리를 수행함으로써 장치의 구조를 간단하게 구성하여 제조비용을 절감함과 아울러 열처리 공정 속도를 현저히 높일 수 있는 이점이 있다.Specifically, in the laser heat treatment apparatus according to the present invention, the vertical cavity surface emitting laser is positioned on the upper side on the movement path of the shuttle unit and fixed while moving the shuttle unit on which the processing target, such as a substrate strip, is seated, that is, on-the-fly. By performing the heat treatment by the On The Fly method, there is an advantage in that the structure of the device is simplified to reduce the manufacturing cost and significantly increase the heat treatment process speed.
또한 본 발명에 따른 레이저 열처리 장치는, 피처리대상이 안착되는 셔틀부가 피처리대상 흡착고정을 위한 진공척 및 피처리대상에 대한 열처리시 최적의 온도조건을 형성하기 위한 온도제어부를 추가로 구비함으로써, 최적의 열처리 조건을 형성하여 열처리 공정을 안정적으로 수행할 수 있는 이점이 있다.In addition, in the laser heat treatment apparatus according to the present invention, the shuttle unit on which the processing target is seated is additionally provided with a vacuum chuck for adsorbing and fixing the processing target and a temperature control unit for forming an optimal temperature condition during heat treatment for the processing target. , there is an advantage that the heat treatment process can be stably performed by forming optimal heat treatment conditions.
특히 피처리대상이 안착되는 셔틀부는, 온도제어부에 의하여 열처리부에 의한 열처리 전의 에열 공정, 열처리 후의 냉각공정을 수행함으로써, 피처리대상에 대한 최적의 열처리 공정을 수행할 수 있는 이점이 있다.In particular, there is an advantage in that the shuttle unit on which the target to be treated is seated can perform an optimal heat treatment process for the target by performing the preheating process before the heat treatment by the heat treatment unit and the cooling process after the heat treatment by the temperature control unit.
또한 피처리대상이 안착되는 셔틀부는, 열처리부에 의한 가열영역의 통과여부에 따라서 안착된 피처리대상의 온도대역을 변화시킬 수 있도록 복수의 온도제엉영역이 설정됨으로써, 피처리대상에 대한 최적의 열처리 공정을 수행할 수 있는 이점이 있다.In addition, in the shuttle unit on which the target to be treated is seated, a plurality of temperature control zones are set so that the temperature range of the seated target can be changed according to whether or not the heating zone by the heat treatment unit passes, so that the optimum for the target is There is an advantage that the heat treatment process can be performed.
도 1a은, 본 발명에 따른 레이저 열처리 장치를 보여주는 개념도이다.
도 1b는, 도 1a의 레이저 열처리 장치에서 셔틀부의 이동의 일예를 보여주는 측면도이다.
도 1c는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열처리 장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는, 도 1a의 레이저 열처리 장치에서 이동라인 상의 위치에 대한 셔틀부에 안착된 기판의 온도 제어의 일예를 보여주는 그래프이다.
도 3a는, 도 1a의 레이저 열처리 장치에 사용되는 셔틀부의 일예를 보여주는 평면도이고, 도 3b는, 도 3a의 셔틀부의 단면도이다.
도 4는, 도 3a의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 5는, 도 1a의 레이저 열처리 장치의 변형례를 보여주는 개념도이다.
도 6은, 도 1a의 레이저 열처리 장치의 다른 변형례를 보여주는 개념도이다.1A is a conceptual diagram showing a laser heat treatment apparatus according to the present invention.
FIG. 1B is a side view showing an example of movement of a shuttle unit in the laser heat treatment apparatus of FIG. 1A .
1C is a conceptual diagram showing a heat treatment apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing an example of temperature control of a substrate seated on a shuttle unit with respect to a position on a moving line in the laser heat treatment apparatus of FIG. 1A .
3A is a plan view illustrating an example of a shuttle unit used in the laser heat treatment apparatus of FIG. 1A , and FIG. 3B is a cross-sectional view of the shuttle unit of FIG. 3A .
4 is a block diagram showing the configuration of FIG. 3A.
5 is a conceptual diagram illustrating a modified example of the laser heat treatment apparatus of FIG. 1A.
6 is a conceptual diagram illustrating another modified example of the laser heat treatment apparatus of FIG. 1A.
이하 본 발명에 따른 레이저 열처리 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a laser heat treatment apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 레이저 열처리 장치는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 피처리대상(10)이 로딩되는 로딩부(100)와; 레이저에 의하여 로딩부(100)에서 로딩된 피처리 피처리대상(10)의 이동라인(L) 상에 설치되어 피처리대상(10)에 대한 열처리를 수행하는 열처리부(200)와; 열처리부(200)에서 열처리된 피처리대상(10)을 언로딩하는 언로딩부(300)와; 피처리대상(10)이 안착되며, 로딩부(100), 열처리부(200) 및 언로딩부(300)를 연결하여 설청된 이동라인(L)를 따라서 이동하는 셔틀부(400)를 포함한다.Laser heat treatment apparatus according to the present invention, as shown in Figure 1a, one or
상기 로딩부(100)는, 하나 이상의 피처리대상(10)이 로딩되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The
예로서, 상기 로딩부(100)는, 후술하는 열처리부(200) 및 언로딩부(300) 각각에 해당되는 영역, 즉 로딩영역, 열처리영역 및 언로딩영역으로 공간적으로 분할된 공간 중 로딩영역을 의미할 수 있다.For example, the
한편 상기 로딩부(100)는, 후술하는 셔틀부(400) 상에 피처리대상(10)을 안착시키는 구성으로서, 피처리대상(10)의 종류 및 구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.On the other hand, the
여기서 상기 피처리대상(10)은, 레이저에 의한 가열을 요하는 대상으로서, 반도체 공정 중에 가열을 요하는 웨이퍼, 하나 이상의 소자가 본딩되는 기판스트립, 소정 공정 전 또는 후의 열적 큐어링, 기판스트립 상의 솔더링 공정 등 열처리를 요하는 대상이면 모두 가능하다.Here, the
본 실시예에서는, 피처리대상(10)으로서 소자가 기판스트립 상에 솔더볼 등 본딩물질에 의하여 안착된 상태의 기판스트립으로서, 리플로어 공정을 대체하는 예를 도시한 것이다.In this embodiment, an example of replacing the reflow process as a substrate strip in a state in which a device as the
한편 상기 피처리대상(10)은, 구조 및 종류에 따라서 로딩부(100)로 다양한 방법에 의하여 전달될 수 있다.Meanwhile, the
예로서, 상기 피처리대상(10)은, 도 1a 및 도 6에 도시된 바와 같이, 스트립기판일 때 다수의 스트립기판이 적재된 매거진(M)으로부터 푸셔 등에 의하여 가압되어 로딩부(100)로 전달될 수 있다.For example, as shown in FIGS. 1A and 6 , when the
여기서 상기 피터리대상(10)은, 푸셔 이외에 그립퍼, 진공압에 의한 픽커 등에 의하여 이송될 수도 있음은 물론이다.Here, it goes without saying that the pick-
상기 열처리부(200)는, 레이저에 의하여 로딩부(100)에서 로딩된 피처리 피처리대상(10)의 이동라인(L) 상에 설치되어 피처리대상(10)에 대한 열처리를 수행하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The
특히 상기 열처리부(200)는, 레이저 조사방식에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 특히 수직 공동 면발광 레이저(VcSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser; VCSEL)를 사용함이 바람직하다.In particular, the
즉, 상기 열처리부(200)는, 수직 공동 면발광 레이저를 후술하는 가열영역(HZ)으로 조사하는 VcSEL 모듈을 포함하며, VcSEL 모듈은, https://www.industrial-lasers.com/welding/article/16485517/highpower-vcsels-for-building-planes-and-sequencing-genes에 제시된 레이저 광원모듈(310)을 사용할 수 있다.That is, the
한편 상기 셔틀부(400)에 안착된 상태로 후술하는 이동라인(L)을 따라서 이동되는 피처리대상(10)에 대하여 가열할 수 있도록, 열처리부(200)를 구성하는 레이저 광원모듈(310)은, 이동라인(L) 상의 상측에 설치된다. On the other hand, the laser
그리고 상기 열처리부(200)는, 레이저 광원모듈에 의하여 발생된 레이저의 조사에 의하여 셔틀부(400)에 안착된 상태로 후술하는 이동라인(L)을 따라서 이동되는 피처리대상(10)의 가열을 위하여 설정된 가열영역(HZ)을 포함한다.In addition, the
상기 가열영역(HZ)은, 레이저 광원모듈에 의하여 발생된 레이저의 조사에 의하여 셔틀부(400)에 안착된 상태로 후술하는 이동라인(L)을 따라서 이동되는 피처리대상(10)의 가열을 위하여 설정된 영역으로서, 피처리대상(10)에 대하여 상대적으로 이동라인(L)에 수직을 이루는 라인조사형상, 면방광형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.The heating zone (HZ) is the heating of the
즉, 상기 열처리부(200)는, 피처리대상(10)의 평면크기, 피처리대상(10)의 평면 상의 소자의 평면크기 등에 따라서 다양한 형태로 레이저광을 조사할 수 있다.That is, the
예로서, 상기 레이저광은, 피처리대상(10)의 평면에 설치된 하나 이상의 소자를 포함하는 광조사영역으로 광을 조사할 수 있다.For example, the laser light may be irradiated to a light irradiation area including one or more elements installed on the plane of the
다른 예로서, 상기 레이저광은, 피처리대상(10)의 평면에 설치된 하나 이상의 소자에 대하여 부분 내지 전체에 걸치며 이동라인(L)과 수직을 이루는 광조사영역으로 광을 조사할 수 있다.As another example, the laser light may be irradiated to a light irradiation area that is perpendicular to the moving line L over a part or the whole with respect to one or more elements installed on the plane of the
또 다른 예로서, 상기 레이저광은, 피처리대상(10)의 평면 전체를 포함하는 광조사영역으로 광을 조사할 수 있다As another example, the laser light may irradiate light to a light irradiation area including the entire plane of the
한편 상기 열처리부(200)은, 가열영역(HZ)에 위치된 피처리대상(10)에 대하여 온오프 방식에 의하여 광조사영역에 광을 조사할 수 있다 (Stationary Laser Irradiation).Meanwhile, the
또한 상기 열처리부(200)는, 가열영역(HZ)으로 연속적으로 광조사영역에 광을 조사하며, 이때 피처리대상(10)은, 소정시간의 가열시간을 확보하기 위하여 소정구간의 이동 및 광조사, 광조사 후 이동, 즉 스텝이동방식에 의하여 이동될 수 있다.In addition, the
한편 상기 열처리부(200)는, 독립적 제어가 가능한 복수의 모듈로서 구성될 수 있으며, 각 모듈에서의 광조사에너지 등이 개별적으로 제어될 수 있다.Meanwhile, the
상기 언로딩부(300)는, 열처리부(200)에서 열처리된 피처리대상(10)을 언로딩하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.The
그리고 상기 언로딩부(300)는, 후술하는 셔틀부(400)로부터 피처리대상(10)을 외부로 반출하는 구성으로서, 피처리대상(10)의 종류 및 구조에 따라서 다양한 구성이 가능하다.In addition, the
한편 상기 피처리대상(10)은, 구조 및 종류에 따라서 언로딩부(300)로부터 다양한 방법에 의하여 외부로 배출될 수 있다.Meanwhile, the
예로서, 상기 피처리대상(10)은, 도 1a 및 도 6에 도시된 바와 같이, 스트립기판일 때 다수의 스트립기판이 적재되는 매거진(M)으로 푸셔 등에 의하여 가압되어 언로딩부(300)로부터 전달될 수 있다.For example, as shown in FIGS. 1A and 6 , the
여기서 상기 피터리대상(10)은, 푸셔 이외에 그립퍼, 진공압에 의한 픽커 등에 의하여 이송될 수도 있음은 물론이다.Here, it goes without saying that the pick-up
한편 상기 언로딩부(300)는, 앞 설명한 로딩부(200) 및 열처리부(200) 각각에 해당되는 영역, 즉 로딩영역, 열처리영역 및 언로딩영역으로 공간적으로 분할된 공간들 중 언로딩영역을 의미할 수 있다.On the other hand, the
즉, 상기 열처리부(200)에 의하여 가열되는 영역이 가열영역(HZ)을 기준으로 로딩부(100) 및 언로딩부(300)를 이루는 로딩영역 및 언로딩영역으로 설정될 수 있으며, 셔틀부(400)는, 로딩영역, 가열영역(HZ) 및 언로딩영역을 왕복이동할 수 있다.That is, the region heated by the
여기서 로딩영역은, 스트립기판과 같은 피처리대상(10)이 로딩되는 영역이며, 언로딩영역은 피처리대상(10)이 외부로 배출되는 영역으로 설정될 수 있다.Here, the loading area may be an area in which the
그리고 상기 로딩영역으로부터 가열영역(HZ) 진입전까지는, 열처리부(200)에 의한 가열 전 미리 설정된 온도까지 가열하는 예열을 위한 구간, 가열영역(HZ)을 지난 후 부터 언로딩영역까지는 미리 설정된 온도까지 냉각하는 냉각을 위한 구간으로 설정될 수 있다.And before entering the heating zone (HZ) from the loading zone, a section for preheating to a preset temperature before heating by the
여기서 상기 로딩영역 및 언로딩영역은, 도 5에 도시된 바와 같이, 피처리대상(10)의 로딩 및 언로딩방식에 따라서 하나의 영역으로 설정될 수도 있음은 물론이다.Here, as shown in FIG. 5 , the loading area and the unloading area may be set as one area according to the loading and unloading method of the
이 경우 신속한 공정 수행을 위하여 후술하는 이동라인(L)이 복수로 설정될 수 있음은 물론이다.In this case, it goes without saying that a plurality of moving lines L, which will be described later, may be set for rapid process execution.
상기 셔틀부(400)는, 피처리대상(10)이 안착되며, 로딩부(100), 열처리부(200) 및 언로딩부(300)를 연결하여 설청된 이동라인(L)를 따라서 이동하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.The
여기서 상기 이동라인(L)은, 셔틀부(400)의 이동경로로서 로딩부(100), 열처리부(200) 및 언로딩부(300)를 연결하여 설청된다.Here, the moving line L is installed by connecting the
이때 상기 셔틀부(400)는, 이동라인(L)을 따라서 로딩부(100), 열처리부(200) 및 언로딩부(300)를 왕복이동하게 되며, 다양한 이동방식에 의하여 이동될 수 있다.At this time, the
그리고 상기 이동라인(L)은, 열처리 공정 수행 속도를 고려하여 하나 또는 복수개로 설정될 수 있으며, 각 이동라인(L)에는 각각의 셔틀부(400)가 이동될 수 있다.In addition, the moving line (L) may be set to one or a plurality in consideration of the speed of performing the heat treatment process, and each
또한 상기 이동라인(L)을 통한 셔틀부(400)의 왕복이동은, 다양한 방식에 의하여 이동될 수 있다.In addition, the reciprocating movement of the
일예로서, 상기 이동라인(L)을 통한 셔틀부(400)의 왕복이동은, 로딩부(100), 열처리부(200) 및 언로딩부(300)를 일직선으로 왕복이동될 수 있다.As an example, the reciprocating movement of the
여기서 상기 열처리부(200)를 중심으로 로딩부(100) 및 언로딩부(300)는, 서로 번갈아 가면서 바뀔 수 있다.Here, the
구체적으로 도 1a에서 상기 열처리부(200)를 기준으로 왼쪽의 로딩부(100)에서 피처리대상(10)이 로딩된 후 우측으로 이동되어 열처리부(200)를 거쳐 열처리 후 언로딩부(200)로 이동되어 피처리대상(10)은, 외부로 배출, 즉 언로딩된다.Specifically, in FIG. 1A , the
그리고 상기 언로딩부(200)에 위치된 셔틀부(400)에는 새로운 피처리대상이 안착되고, 열처리부(200)를 거쳐 열처리 후 로딩부(100)로 이동되어 피처리대상(10)은, 외부로 배출, 즉 언로딩될 수 있다.And a new target to be processed is seated on the
다른 예로서, 상기 이동라인(L)을 통한 셔틀부(400)의 왕복이동은, 도 1b에 도시된 바와 같이, 로딩부(100), 열처리부(200) 및 언로딩부(300)로 이동된 후 언로딩부(300)로부터 로딩부(100)까지는 이동라인(L)의 하측에 별도로 설치된 이동라인을 따라서 왕복이동될 수 있다.As another example, the reciprocating movement of the
또 다른 예로서, 상기 이동라인(L)을 통한 셔틀부(400)의 왕복이동은, 도 1c에 도시된 바와 같이, 로딩부(100), 열처리부(200) 및 언로딩부(300)로 이동된 후 이동라인(L)과 평행하게 설정된 별도의 이동라인을 따라서 왕복이동될 수 있다.As another example, the reciprocating movement of the
상기 셔틀부(400)는, 열처리부(200) 및 언로딩부(300)를 연결하여 설청된 이동라인(L)를 따라서 이동하는 구성으로서 다양한 구성이 가능하다. The
한편 상기 열처리부(200)에 의한 열처리 공정 수행시 피처리대상(10)에 대하여 예열 및 가열 후 냉각을 요하는 경우가 있다.Meanwhile, when the heat treatment process is performed by the
이에, 상기 셔틀부(400)는, 안착된 피처리대상(10)에 대한 온도를 제어하기 위한 온도제어부(500)가 설치될 수 있다.Accordingly, the
상기 온도제어부(500)는, 안착된 피처리대상(10)에 대한 온도를 제어하기 위한 구성으로서, 온도제어방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The
상기 온도제어방식으로서는, 히터에 의한 가열 및 냉매를 이용한 냉각의 조합에 의하여 수행될 수 있다.The temperature control method may be performed by a combination of heating by a heater and cooling using a refrigerant.
다른 온도제어방식으로서는, 열전소자에 의하여 수행될 수 있다.As another temperature control method, it may be performed by a thermoelectric element.
보다 구체적인 예로서, 상기 온도제어부(500)는, 셔틀부(400)에 안착된 피처리대상(10)을 가열하는 히터부(510)와; 셔틀부(400)에 안착된 피처리대상(10)을 냉각하는 냉각부(520)를 포함할 수 있다.As a more specific example, the
상기 히터부(510)는, 셔틀부(400)에 안착된 피처리대상(10)을 가열하는 구성으로서, 시스히터, 카본히터 등 가열방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The
상기 냉각부(520)는, 셔틀부(400)에 안착된 피처리대상(10)을 냉각하는 구성으로서, 냉매순환에 의한 냉각, 열전모듈에 의한 냉각 등 냉각방식에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The
구체적 예로서, 상기 냉각부(520)는, 냉각수, 냉각공기 등의 냉매가 흐르는 유로(521)가 형성된 냉각플레이트로 구성될 수 있다.As a specific example, the
상기 냉각플레이트는, 후술하는 각 온도제어영역(HCA) 별로 독립적으로 온도제어가 가능할 수 있으나, 앞서 설명한 히터부(510)의 독립적 온도 제어와의 조합을 고려하여 셔틀부(400) 전체에 걸쳐 하나로 구성될 수 있다.The cooling plate may be independently temperature controlled for each temperature control area (HCA), which will be described later, but in consideration of the combination with the independent temperature control of the
한편 피처리대상(10)의 종류에 따라서 보다 정밀한 온도제어가 필요한 경우가 있다.On the other hand, more precise temperature control may be required depending on the type of the
이에 상기 이동라인(L) 상에 열처리부(200)에 의한 가열을 수행하는 가열영역(HZ)이 설정되며, 셔틀부(400)는, 가열영역(HZ)에 대한 상대적 위치에 따라서 안착된 피처리대상(10)에 대한 국부적 온도제어가 가능하게 구성될 수 있다.Accordingly, a heating region HZ for performing heating by the
이를 위하여 상기 셔틀부(400)는, 이동라인(L)를 따라서 구획된 복수의 온도제어영역(HCA)가 설정되고, 각 온도제어영역(HCA)의 온도는, 독립적으로 제어, 즉 개별적으로 제어될 수 있다.To this end, in the
상기 온도제어영역(HCA)은, 피처리대상(10)에 대한 정밀한 온도제어 수준에 따라서 셔틀부(400)에 설정되는 영역으로서, 피처리대상(10)에 따라서 다양한 구성이 가능하다.The temperature control area HCA is an area set in the
예로서, 피처리대상(10)이 이동라인(L)을 따라서 배치된 복수의 소자(11)들이 본딩되는 기판스트립(12)인 경우, 온도제어영역(HCA)은, 각 소자(11)의 숫자 및 위치에 대응되어 설정될 수 있다.For example, when the
한편 상기 온도제어영역(HCA) 내에서의 온도제어는, 각 온도제어영역(HCA)에 설치된 히터( 510)에 대한 독립적 온도제어를 통하여 이루어지거나, 미리 설정된 온도프로파일에 따라서 온도제어가 수행될 수 있다.On the other hand, temperature control in the temperature control area (HCA) may be performed through independent temperature control for the
여기서 상기 온도프로파일은, 이동라인(L)을 따른 각 온도제어영역(HCA)에서의 온도 그래프로 설정될 수 있다.Here, the temperature profile may be set as a temperature graph in each temperature control area HCA along the moving line L.
한편 상기 온도제어영역(HCA)는, 보다 정확한 온도제어를 위한 온도센서가 설치될 수 있다.Meanwhile, in the temperature control area HCA, a temperature sensor for more accurate temperature control may be installed.
한편 상기 셔틀부(400)에 안착되는 기판(10)은, 셔틀부(400)의 이동시에 고정될 필요가 있다.Meanwhile, the
더 나아가, 상기 셔틀부(400)에 안착되는 피처리대상(10)은, 열처리부(200)에 의한 가열시 열변형이 발생되어 굽어짐이 발생될 수 있어 열처리가 원활하게 수행되지 못하는 문제점이 있다.Furthermore, the
이에, 상기 셔틀부(400)는, 진공흡착에 의하여 피처리대상(10)을 흡착고정하는 진공척이 설치될 수 있다.Accordingly, the
상기 진공척은, 진공흡착에 의하여 피처리대상(10)을 흡착고정하기 위한 구성으로서, 진공압 전달을 위하여 셔틀부(400)의 본체(410)에 형성되어 진공유로와, 피처리대상(10)을 지지하는 표면에 형성된 다수의 흡착공 및 흡착홈을 포함할 수 있다.The vacuum chuck is a configuration for adsorbing and fixing the
상기와 같은 진공척에 의하여, 열처리부(200)에 의하여 가해지는 열에 의한 피처리대상(10)의 열변형에 의한 굽힘을 방지할 수 있어, 열처리 공정을 원환하게 수행할 수 있게 된다.By the vacuum chuck as described above, it is possible to prevent bending due to thermal deformation of the
한편 본 발명의 기술적 요지는, 레이저에 의한 가열을 수행하는 열처리부(200) 및 열처리 대상인 피처리대상(10)이 안착된 셔틀부(400)의 구성에 특징이 있으며, 본 발명의 실시예에서는 열처리부(200)에 대하여 셔틀부(400)가 이동되는 예를 들어 설명하였으나, 셔틀부(400)가 고정된 상태로 열처리부가 이동되도록 구성될 수 있음은 물론이다.On the other hand, the technical gist of the present invention is characterized in the configuration of the
또한 본 발명에 따른 레이저 열처리 장치는, 열처리부(200)가 이동라인(L) 상에서 위치가 고정되고, 셔틀부(400)가 로딩부(100)로부터 열처리부(200)를 거쳐 언로딩부(300)로 이동되는 온더플라이(OTF; On The Fly) 방식에 의하여 열처리가 수행됨에 특징이 있다.In addition, in the laser heat treatment apparatus according to the present invention, the position of the
여기서 본 발명의 실시예에서는, 피처리대상(10)이 안착되는 셔틀부(400)가 열처리부(200)에 대하여 상대이동되는 것으로 설명하였으나, 도 1a, 도 5 및 도 6에 도시된 구성에서, 셔틀부(400) 또한 고정된 상태에서 셔틀부(400) 상의 피처리대상(10)이 로딩부(100), 열처리부(200) 및 언로딩부(300)를 순차적으로 이동되도록 구성될 수도 있음은 물론이다.Here, in the embodiment of the present invention, the
여기서 상기 셔틀부(400)는, 로딩부(100), 열처리부(200) 및 언로딩부(300) 각각에 위치되어 피처리대상(10)이 안착되는 스테이지로서 구성될 수 있다.Here, the
그리고 상기 피처리대상(10)은, 로딩부(100), 열처리부(200) 및 언로딩부(300) 각각에 설치된 스테이지를 거쳐서 열처리가 수행될 수 있다.In addition, the
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above has only been described with respect to some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, the scope of the present invention as noted should not be construed as being limited to the above embodiments, and It will be said that the technical idea and the technical idea with the root are all included in the scope of the present invention.
100 : 로딩부
200 : 열처리부
300 : 언로딩부100: loading part 200: heat treatment part
300: unloading unit
Claims (7)
레이저에 의하여 상기 로딩부(100)에서 로딩된 피처리 피처리대상(10)의 이동라인(L) 상에 설치되어 피처리대상(10)에 대한 열처리를 수행하는 열처리부(200)와;
상기 열처리부(200)에서 열처리된 피처리대상(10)을 언로딩하는 언로딩부(300)와;
상기 피처리대상(10)이 안착되며, 상기 로딩부(100), 상기 열처리부(200) 및 상기 언로딩부(300)를 연결하여 설청된 이동라인(L)를 따라서 상기 열처리부(200)에 대하여 상대이동하는 셔틀부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열처리 장치.a loading unit 100 on which one or more target objects 10 are loaded;
a heat treatment unit 200 installed on the moving line L of the processing target 10 loaded from the loading unit 100 by a laser to perform heat treatment on the processing target 10;
an unloading unit 300 for unloading the target object 10 heat-treated in the heat treatment unit 200;
The target 10 is seated, and the heat treatment unit 200 is connected along the moving line L by connecting the loading unit 100, the heat treatment unit 200 and the unloading unit 300. Laser heat treatment apparatus, characterized in that it comprises a shuttle portion 400 that moves relative to the.
상기 열처리부(200)가 상기 이동라인(L) 상에서 위치가 고정되고, 상기 셔틀부(400)가 상기 로딩부(100)로부터 상기 열처리부(200)를 거쳐 상기 언로딩부(300)로 이동되는 온더플라이(OTF; On The Fly) 방식에 의하여 열처리가 수행되는 것을 특징으로 하는 레이저 열처리 장치.The method according to claim 1,
The position of the heat treatment unit 200 is fixed on the moving line L, and the shuttle unit 400 moves from the loading unit 100 through the heat treatment unit 200 to the unloading unit 300 . Laser heat treatment apparatus, characterized in that the heat treatment is performed by the on the fly (OTF; On The Fly) method.
상기 셔틀부(400)는,
안착된 피처리대상(10)에 대한 온도를 제어하기 위한 온도제어부(500)가 설치된 것을 특징으로 하는 레이저 열처리 장치.3. The method according to claim 2,
The shuttle unit 400,
Laser heat treatment apparatus, characterized in that the temperature control unit (500) for controlling the temperature of the seated target object (10) is installed.
상기 온도제어부(500)는,
상기 셔틀부(400)에 안착된 피처리대상(10)을 가열하는 히터부(510)와;
상기 셔틀부(400)에 안착된 피처리대상(10)을 냉각하는 냉각부(520)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 열처리 장치.4. The method according to claim 3,
The temperature control unit 500,
a heater unit 510 for heating the target 10 seated on the shuttle unit 400;
and a cooling unit (520) for cooling the target (10) seated on the shuttle unit (400).
상기 이동라인(L) 상에 열처리부(200)에 의한 가열을 수행하는 가열영역(HZ)이 설정되며,
상기 셔틀부(400)는, 상기 가열영역(HZ)에 대한 상대적 위치에 따라서 안착된 피처리대상(10)에 대한 국부적 온도제어가 가능한 것을 특징으로 하는 레이저 열처리 장치.4. The method according to claim 3,
A heating zone (HZ) for performing heating by the heat treatment unit (200) is set on the moving line (L),
The shuttle unit 400 is a laser heat treatment apparatus, characterized in that it is possible to locally control the temperature of the seated target object (10) according to the relative position with respect to the heating zone (HZ).
상기 셔틀부(400)는, 상기 이동라인(L)를 따라서 구획된 복수의 온도제어영역(HCA)가 설정되고,
상기 각 온도제어영역(HCA)의 온도는, 독립적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 레이저 열처리 장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
In the shuttle unit 400, a plurality of temperature control areas HCA partitioned along the movement line L are set,
The laser heat treatment apparatus, characterized in that the temperature of each of the temperature control area (HCA) is controlled independently.
상기 셔틀부(400)는, 진공흡착에 의하여 피처리대상(10)을 흡착고정하는 진공척이 설치된 것을 특징으로 하는 레이저 열처리장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The shuttle unit (400) is a laser heat treatment apparatus, characterized in that the vacuum chuck for adsorbing and fixing the target object (10) by vacuum adsorption is installed.
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CN115740746A (en) * | 2022-11-25 | 2023-03-07 | 深圳市鑫宸锐智能科技有限公司 | VCSEL laser welding equipment and welding method |
WO2023214605A1 (en) * | 2022-05-06 | 2023-11-09 | (주)제이티 | Element bonding device using laser beam |
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- 2020-05-12 KR KR1020200056736A patent/KR20210138425A/en active Search and Examination
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