KR20210147463A

KR20210147463A - 듀얼 타입 스크라이브 헤드 장치

Info

Publication number: KR20210147463A
Application number: KR1020200064717A
Authority: KR
Inventors: 류준규
Original assignee: 한국미쯔보시다이아몬드공업(주)
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2021-12-07
Also published as: JP2021187158A; KR102401302B1

Abstract

본 발명은 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치에 관한 것으로, 구동부로부터 동력을 전달받아 승강 운동하되, 서로에 대해 반대 방향으로 움직이는 제1 승강 브라켓 및 제2 승강 브라켓과; 제1 승강 브라켓 및 제2 승강 브라켓의 하단부에 각각 고정되며, 스크라이빙 툴을 지지하는 제1 휠 하우징 및 제2 휠 하우징과; 제1 승강 브라켓 및 제2 승강 브라켓의 사이에 위치하고, 상하로 배치되는 상부 풀리 및 하부 풀리와; 상부 풀리 및 하부 풀리의 외주면에 밀착하며, 외력에 의해 상부 풀리 및 하부 풀리를 감아도는 동력 전달부재와; 제1 승강 브라켓에 고정되고, 상부 풀리와 하부 풀리 사이의 동력 전달부재의 일측부를 물어 고정하여, 제1 승강 브라켓의 승강 운동을 동력 전달부재로 전달하는 제1 홀더와; 제2 승강 브라켓에 고정되고, 상부 풀리와 하부 풀리 사이의 동력 전달부재의 타측부를 물어 고정하여, 제2 승강 브라켓의 승강 운동을 동력 전달부재로 전달하는 제2 홀더를 포함하고, 제1 홀더와 제2 홀더를 통해 동력 전달부재에 가해지는 하중이 서로 동일하게 유지된다.

Description

듀얼 타입 스크라이브 헤드 장치{DUAL TYPE SCRIBE HEAD DEVICE}

본 발명은 박막의 취성 재료 기판(brittle material substrate)을 절단(dividing)하기 위한 스크라이빙 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교대로 작동하며 동작 정밀성이 뛰어난 듀얼 헤드가 구비된, 듀얼 타입 스크라이브 헤드 장치에 관한 것이다.

유리 박판을 포함하는 다양한 종류의 취성 재료 기판을 필요한 사이즈로 절단하기 위한 커팅 수단으로서 스크라이브 장치가 사용되고 있다. 스크라이브 장치는, 기판 상을 주행하는 디스크형 스크라이빙 휠(scribing wheel)을 가지며, 스크라이빙 휠을 기판 표면에 압접(壓接)시킨 상태로 주행시켜, 구름 운동하는 절단 휠로 하여금 기판 표면에 스크라이브 라인을 형성하게 하는 구조를 갖는다.

스크라이브 라인은 기판의 표면에 남겨지는 노치형 홈으로서, 기판에 벤딩력을 인가할 때 분단되는 절단선이다. 스크라이빙 휠은 휠 하우징에 구름운동 가능하게 설치되며, 여러 가지 방식의 승강 수단을 통해 하강과 상승을 반복한다.

특허문헌 1(국내 공개특허공보 제10-2010-0052660호)에는 스크라이빙 휠의 승하강을 위한 수단으로서, 제1 및 제2 톱니 래크와 톱니 휠이 개시되어 있다.

특허문헌 1에 개시되어 있는 스크라이빙 장치는, 모터에 의해 회전하는 톱니 휠, 톱니 휠을 사이에 두고 상호 대향하는 제1 및 제2 래크, 제1 및 제2 래크와 결합하며 초음파 진동하는 제1 및 제2 진동 헤드, 제1 및 제2 진동 헤드를 기판을 향해 하향 가압하는 제1 및 제2 가압부, 제1 및 제2 진동 헤드의 하단부에 구비되는 제1 및 제2 커팅 휠을 구비한다.

제1 및 제2 래크는 톱니 휠과 치합하는 래크 기어로서, 제1 래크가 하강할 때 제2 래크는 상승하고, 반대로 제1 래크가 상승할 때 제2 래크는 하강하는 구조를 갖는다.

그런데 상기한 종래의 스크라이빙 장치는, 톱니 휠과 제1 및 제2 래크가 치합 상태로 동작하므로, 기어 끼리의 치합되는 사이에서 발생할 수밖에 없는 백래쉬(backlash)에 의한 단점을 갖는다. 공지의 사실과 같이 백래쉬는 맞물린 기어 사이에 발생되는 간극으로서, 장기간의 사용시 이맞물림에 의한 마찰에 따라 마모량이 더욱 커지기 마련이다.

상기한 백래쉬에 의한 문제는, 제1 및 제2 진동 헤드가 상사점이나 하사점에 도달했을 때 발생한다. 예를 들어, 제1 진동 헤드가 상사점에 도달한 순간부터 하강이 시작되는 순간까지는, 상기한 백래시에 의해 치합이 순간적으로 해제되어 제어되지 못하는 것이다. 이러한 현상은 스크라이빙 장치의 기구적인 오차를 야기하고 장치의 스크라이빙 성능을 떨어뜨리는 요인이 된다. 더욱 큰 문제는 스크라이브 장치의 사용이 오래되어 마모가 진행됨에 따라 상기한 오차가 더욱 커지게 되는 것이다.

국내 공개특허공보 제10-2010-0052660호

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 백래쉬 현상이 없어 스크라이빙 휠의 상승 및 하강 동작이 정확하게 구현됨은 물론, 장기간 사용에도 동작의 정밀성을 유지시킬수 있을 뿐만 아니라, 전체적인 구성이 간단하고, 사이즈가 슬림하며 가벼워 동작 민첩성이 양호한 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치는, 구동부와; 상기 구동부로부터 동력을 전달받아 승강 운동하되, 서로에 대해 반대 방향으로 움직이는 제1 승강 브라켓 및 제2 승강 브라켓과; 상기 제1 승강 브라켓 및 상기 제2 승강 브라켓의 하단부에 각각 고정되며, 스크리이빙 툴을 지지하는 제1 휠 하우징 및 제2 휠 하우징과; 상기 제1 승강 브라켓 및 상기 제2 승강 브라켓의 사이에 위치하고, 상하로 배치되는 상부 풀리 및 하부 풀리와; 상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리의 외주면에 밀착하며, 외력에 의해 상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리를 감아도는 동력 전달부재와; 상기 제1 승강 브라켓에 고정되고, 상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리 사이의 동력 전달부재의 일측부를 물어 고정하여, 상기 제1 승강 브라켓의 승강 운동을 상기 동력 전달부재로 전달하는 제1 홀더와; 상기 제2 승강 브라켓에 고정되고, 상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리 사이의 동력 전달부재의 타측부를 물어 고정하여, 상기 제2 승강 브라켓의 승강 운동을 상기 동력 전달부재로 전달하는 제2 홀더를 포함하고, 상기 제1 홀더와 상기 제2 홀더를 통해 상기 동력 전달부재에 가해지는 하중이 동일하게 유지된다.

또한, 상기 구동부는; 상기 제1 승강 브라켓을 승강 운동시키는 제1 리니어 모터와, 상기 제2 승강 브라켓을 승강 운동시키되, 상기 제1 승강 브라켓의 상승 시 상기 제2 승강 브라켓을 하강시키고, 상기 제1 승강 브라켓의 하강 시 상기 제2 승강 브라켓을 상승시키는 제2 리니어 모터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 휠 하우징 및 상기 제2 휠 하우징이 서로 동일한 높이에 위치했을 때, 상기 제1 홀더 및 상기 제2 홀더도 서로 동일한 높이를 유지하고, 상기 제1 홀더 및 상기 제2 홀더에는, 상기 제1 휠 하우징 및 상기 제2 휠 하우징이 서로 동일한 높이에 있을 때, 상기 제1 홀더 및 상기 제2 홀더가 서로 동일한 높이를 유지하는지 감지하는 감지수단이 구비될 수 있다.

아울러, 상기 감지 수단은; 상기 제1 홀더 또는 상기 제2 홀더에 형성되어, 레이저 빔을 조사하는 빔 출력부와, 상기 제2 홀더 또는 상기 제1 홀더에 형성되어, 상기 레이저빔을 감지하는 디텍터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치는, 구동부와; 상기 구동부로부터 회전력을 전달받아 양방향 회전하는 상부 풀리와; 상기 상부 풀리의 하부에 구비되는 하부 풀리와; 상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리를 연결하고, 상기 상부 풀리의 회전력을 상기 하부 풀리로 전달하는 동력 전달부재와; 상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리 사이의 동력 전달부재의 일측부에 결합하여, 상기 상부 풀리의 회전에 따라 승강하는 제1 승강 브라켓과; 상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리 사이의 동력 전달부재의 타측부에 결합하여, 상기 제1 승강 브라켓의 승강 방향과 반대 방향으로 승강하는 제2 승강 브라켓과; 상기 제1 승강 브라켓 및 상기 제2 승강 브라켓의 하단부에 각각 고정되며, 스크라이빙 툴을 지지하는 제1 휠 하우징 및 제2 휠 하우징을 구비하고, 상기 제1 승강 브라켓과 상기 제2 승강 브라켓을 통해 상기 동력 전달부재에 가해지는 하중이 서로 동일하게 유지될 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 모터축을 통해 회전토크를 출력하는 로터리 서보 모터를 포함할 수 있다.

아울러, 상기 제1 휠 하우징 및 상기 제2 휠 하우징이 서로 동일한 높이에 위치했을 때, 상기 제1 승강 브라켓 및 상기 제2 승강 브라켓도 서로 동일한 높이를 유지하고, 상기 제1 승강 브라켓 및 상기 제2 승강 브라켓에는, 상기 제1 휠 하우징 및 상기 제2 휠 하우징이 서로 동일한 높이에 있을 때, 상기 제1 승강 브라켓 및 상기 제2 승강 브라켓이 서로 동일한 높이를 유지하는지 감지하는 감지 수단이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 감지 수단은; 상기 제1 승강 브라켓 또는 상기 제2 승강 브라켓에 형성되어, 레이저빔을 조사하는 빔 출력부와, 상기 제2 승강 브라켓 또는 상기 제1 승강 브라켓에 형성되어, 상기 레이저빔을 감지하는 디텍터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 동력 전달부재는; 벨트, 체인, 로프 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 상기 벨트의 외측면에는 벨트의 늘어짐을 방지하는 메탈 밴드가 장착될 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치는, 백래쉬 현상이 없어 스크라이빙 휠의 상승 및 하강 동작이 정확하게 구현됨은 물론, 장기간의 사용에도 동작 정밀성이 안정적으로 유지된다.

또한, 본 발명은 벨트 타입이므로 작동 시 소음이나 마모가 거의 없고, 전체적인 구성이 간단하고 사이즈가 슬림하며 가벼워 동작 민첩성이 양호하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치의 일부분을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 스크라이브 헤드 장치의 정면도이다.
도 4a 및 4b는 도 1에 도시한 벨트의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 도 1에 도시한 제1 및 제2 홀더의 변형예를 도시한 도면이고, 도 5b 및 5c는 도 5a에 도시한 제1 및 제2 홀더의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치의 전체 구조를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시한 스크라이브 헤드 장치의 일부 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 스크라이브 헤드 장치의 정면도이다.
도 9a는 도 7의 제1 및 제2 승강 브라켓의 변형예를 도시한 도면이고, 도 9b 및 9c는 도 9a에 도시한 제1 및 제2 승강 브라켓의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 스크라이브 헤드 장치에 적용할 수 있는 벨트를 설명하기 위한 사시도이고, 도 10b는 도 10a의 A-A선에 따른 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 듀얼 타입 스크라이브 헤드 장치(10)의 사시도이고, 도 2는 헤드 장치의 일부분을 도시한 사시도이다. 또한, 도 3은 스크라이브 헤드 장치의 정면도이며, 도 4a 및 4b는 도 1에 도시한 벨트의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

제1 실시예에 따른 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치는, 케이싱(11), 구동부, 제1 및 제2 승강 브라켓(16, 18), 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32), 상부 및 하부 풀리(27, 28), 동력 전달부재, 제1 및 제2 홀더(21, 23)를 포함하여 구성된다.

케이싱(11)은 박스의 형태를 취하며 수용 공간(11a)을 제공한다. 또한 케이싱(11)의 바닥면(11b)에는 두 개의 수직 통로(11c)가 마련되어 있다. 수직 통로(11c)는 수직축(33, 34)이 통과하는 구멍이다.

두 개의 수직축(33, 34) 중, 도 3의 도면상 좌측의 수직축(33)은 제1 승강 브라켓(16)과 제1 휠 하우징(31)을, 우측의 수직축(34)은 제2 승강 브라켓(18)과 제2 휠 하우징(32)을 연결한다. 각 수직축(33, 34)은 수직 통로(11c)의 내주면에 지지된 상태로 승강운동 한다.

구동부는, 수용 공간(11a)의 내측에 이격 배치된 제1 리니어 모터(13)와 제2리니어 모터(14)를 포함한다. 제1 리니어 모터(13)는, 수용 공간(11a) 내에 고정된 모터 본체(13a)와, 모터 본체(13a)에 지지되며 수직 방향으로 승강하는 제1 승강 블록(13b)을 구비한다. 제2 리니어 모터(14)는, 수용 공간(11a) 내에 고정된 모터 본체(14a)와, 모터 본체(14a)에 지지되며 수직 방향으로 승강하는 제2 승강 블록(14b)을 구비한다. 모터 본체(13a, 14a)는 케이싱(11) 내부의 고정용 프레임(미도시)에 적절히 고정된다.

여기서, 제1 승강 블록(13b)과 제2 승강 블록(14b)의 이동 방향은 서로 반대이고 이동 속력은 상호 동일하게 형성된다. 즉, 제1 승강 블록(13b)이 상승할 때 제2 승강 블록(14b)은 하강하고, 반대로, 제1 승강 블록(13b)이 하강할 때 제2 승강 블록(14b)은 상승한다. 아울러, 제1 및 제2 승강 블록(13b, 14b)의 행정 거리는 서로 동일하며, 상사점과 하사점도 동일한 높이에 위치한다. 말하자면, 상사점을 연결하는 가상의 직선과, 하사점을 연결하는 가상의 직선은 서로 평행하다.

또한, 제1 승강 블록(13b)이 상사점에 있을 때, 제2 승강 블록(14b)은 하사점에 위치하고, 제1 승강 블록(13b)이 하사점에 있을 때, 제2 승강 블록(14b)은 상사점에 위치한다.

상기한 제1 및 제2 승강 블록(13b, 14b)의 승하강 동작을 구현하기 위해, 리니어 모터를 대신하는 다른 구동기구, 가령 액츄에이터, 캠기구, 볼스크류 등을 적용할 수도 있다.

제1 승강 브라켓(16)은 제1 승강 블록(13b)에 고정 장착되며 제1 리니어 모터(13)의 구동에 의해 승강운동 하는 부재로서, 그 하단부에 수직축(33)을 갖는다. 위에 설명한 바와 같이, 상기 수직축(33)은 수직 통로(11c)를 통과해 제1 휠 하우징(31)과 결합한다. 제1 휠 하우징(31)은 스크라이빙 툴(35)을 수용 고정하는 역할을 한다. 스크라이빙 휠(35)에는 구름운동하는 휠(35a)이 장착된다. 휠(35a)은 기판상을 주행하며 기판 표면에 스크라이빙 라인을 형성한다.

제2 승강 브라켓(18)은 제2 승강 블록(14b)에 고정 장착되며 제2 리니어 모터(14)의 구동에 의해 승강운동 한다. 제2 승강 브라켓(18)의 하단부에도 수직축(34)이 형성된다. 수직축(34)은 케이싱(11)의 하부로 연장되고, 연장 단부에서 제2휠 하우징(32)과 결합한다. 제2 휠 하우징(32)은 제1 휠 하우징(31)과 동일한 역할을 한다.

이와 같이, 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32)이 제1 및 제2 승강 브라켓(16, 18)에 의해 제1 및 제2 리니어 모터(13, 14)에 직접 연결되는 구조로 함으로써, 로터리 서보 모터와 휠 하우징의 사이에 캠기구나 볼스크류 등의 매개 유닛을 설치하여 휠 하우징을 승강시키는 일반적인 구조와 대비할 때, 매개 유닛에 의한 기구적 오차를 제거할 수 있는 장점이 있다. 즉, 모터의 동력이 휠 하우징으로 전달될 때, 모터와 휠 하우징의 중간에 설치되는 매개 유닛에 의한 오차가 발생(예컨대, 동력을 전달하는 과정에서 마찰, 관성 등의 물리적 요인에 의해 힘의 왜곡이 발생)할 수 있는데, 본 실시예에서는 이러한 매개 유닛에 의한 오차의 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 제1 승강 브라켓(16)과 제2 승강 브라켓(18)의 사이에는 상부 풀리(27) 및 하부 풀리(28)가 배치되어 있다. 상부 풀리(27) 및 하부 풀리(28)는 동일한 직경을 가질 수 있으며, 베어링(25)으로 지지되고 수직 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 상부 및 하부 풀리(27, 28)의 회전 중심축은 서로 평행을 이룬다. 베어링(25)은 케이싱(11) 내부의 지지프레임(미도시)에 고정된 상태로 상부 및 하부 풀리(27, 28)를 회전 가능하게 지지한다.

동력 전달부재는 벨트(29)로 형성될 수 있다. 벨트(29)는 상부 풀리(27) 및 하부 풀리(28)의 외주면에 채워지고, 상부 풀리(27)와 하부 풀리(28)를 감아 돈다. 이러한 벨트(29)는 평벨트나 V벨트 또는 와이어를 내장한 특수 벨트일 수 있으며, 벨트의 단면 형상에 따라 상부 풀리(27) 및 하부 풀리(28)의 외주면의 형상도 다르게 설계된다. 또한 동력 전달부재로서 벨트 이외에 체인이나 로프 등 다른 전동수단도 적용 가능하다.

제1 홀더(21)는 제1 승강 브라켓(16)에 고정된 상태로 벨트(29)의 일측부를 물어 고정한다. 제1 승강 브라켓(16)의 수직방향 승강 운동력은 제1 홀더(21)를 거쳐 벨트(29)로 전달된다. 다시 말하면, 제1 리니어 모터(13)의 구동력이 제1 승강 브라켓(16)과 제1 홀더(21)를 통해 벨트(29)에 전달되는 것이다.

제2 홀더(23)는 제2 승강 브라켓(18)에 고정된 상태로 벨트(29)의 타측부와 결합한다. 제2 승강 브라켓(18)의 수직 방향 승강 운동력은 제2 홀더(23)를 거쳐 벨트(29)로 전달된다. 다시 말하면, 제2 리니어 모터(14)의 구동력은 제2 승강 브라켓(18)과 제2 홀더(23)를 통해 벨트(29)에 전달된다.

이와 같이, 본 실시예에서는, 벨트(29)와 같은 동력 전달부재를 이용하여 제1 및 제2 리니어 모터(13, 14)의 구동력을 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32)의 승하강으로 전환시킴으로써, 전술한 백래쉬에 의한 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 홀더(21)는 상부 풀리(27)와 하부 풀리(28) 사이의 벨트(29)의 일측(도 4에서 좌측부)에 결합되고, 제2 홀더(23)는 벨트(29)의 타측(도 4의 우측부)에 결합된다. 제1 홀더(21)와 제2 홀더(23)는 일대일 대응하며, 제1 홀더(21)가 상승할 때 제2 홀더(23)는 하강하고, 제1 홀더(21)가 하강할 때 제2 홀더(23)는 상승한다.

특히, 도 4에 도시된 것처럼, 제1 홀더(21)를 통해 벨트(29)에 전달되는 총 하중 P1과, 제2 홀더(23)를 통해 벨트(29)에 전달되는 총 하중 P2는 서로 동일하게 형성된다. 도 4a와 같이 제1 홀더(21)가 제2 홀더(23) 보다 높게 위치한다거나, 도 4b처럼 제1 홀더(21)가 제2 홀더(23)보다 낮게 위치하는 것에 상관없이, 화살표 a방향으로 향하는 힘과 화살표 b방향으로 향하는 힘이 동일하여 서로 평형을 이루는 것이다. 즉, 외력이 가해지지 않는 상태에서 제1 및 제2 홀더(21, 23)는 움직이지 않도록 형성된다.

제1 및 제2 홀더(21, 23)를 움직이는 것은 제1 리니어 모터(13)와 제2 리니어 모터(14)이다. 또한, 상기와 같이, 하중 P1과 하중 P2가 동일하므로, 도 4a 및 4b에 있어서, 중심축 Z를 기준으로 하여 좌우 밸런스가 균일하므로, 제1 및 제2 리니어 모터(13, 14)의 구동 부하가 작아지고, 이로 인해 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32)의 승강 운동이 매우 민첩하게 이루어질 수 있다.

한편, 벨트(29)에 대한 제1 홀더(21) 및 제2 홀더(23)의 고정 위치는, 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32)이 서로 동일한 높이에 위치했을 때, 제1 및 제2 홀더(21, 23)가 동일한 높이를 유지하도록 결정될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32)이 수평으로 위치할 때, 제1 및 제2 홀더(21, 23)도 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32)의 상부에서 수평으로 위치하도록 형성될 수 있다.

이와 같이, 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32)이 수평으로 맞추어졌을 때, 제1 및 제2 홀더(21, 23)도 수평이 되도록 한 것은, 제1 홀더(21)나 제2 홀더(23)가 벨트(29)에 대해 미세하게 미끄러지는 것을 확인할 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 후술하는 감지 수단을 함께 적용함으로써, 제1 홀더(21)나 제2 홀더(23)가 벨트(29)의 길이 방향으로 움직이는 것을 알 수 있으며, 이에 대한 설명은 도 5a 내지 5c를 통해 후술한다.

도 5a는 도 1에 도시한 제1 및 제2 홀더의 변형예를 도시한 도면이고, 도 5b 및 5c는 도 5a에 도시한 제1 및 제2 홀더의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 5a에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 홀더(21, 23)에 감지 수단이 장착될 수 있다. 감지 수단은, 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32)이 동일한 높이에 있을 때, 제1 및 제2 홀더(21, 23)가 동일한 높이를 유지하는지 감지하는 수단으로서, 제1 홀더(21)의 상단부 및 하단부에 설치된 빔 출력부(22)와, 제2 홀더(23)의 상단부 및 하단부에 설치된 디텍터(24)를 포함한다.

빔 출력부(22)는 레이저 빔을 수평 방향으로 출력하는 것이고, 디텍터(24)는 빔 출력부(22)로부터 수평 방향으로 출력되는 레이저 빔을 수광하는 센서이다. 제1 및 제2 홀더(21, 23)가 벨트(29) 상의 최초 고정된 지점에서 움직이지 않았고, 제1 홀더(21)의 상단부 및 하단부의 빔 출력부(22)에서 출력된 레이저 빔도 제2 홀더(23)의 상단부 및 하단부의 디텍터(24)에 모두 검출되었다면, 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32)은 도 5b와 같이, 동일한 높이에 위치하고 있는 것이다.

한편, 빔 출력부(22)에서 출력된 레이저 빔이 디텍터(24)에 수광되지 않았다면, 이는 제1 홀더(21)나 제2 홀더(23)가, 벨트(29)의 길이 방향(상측 또는 하측 방향)으로 움직인 것을 의미한다. 가령, 도 5a의 점선으로 도시한 바와 같이, 제2 홀더(23)가 화살표 c방향으로 미세하게 움직였다면, 레이저 빔의 디텍팅이 이루어지지 않게 된다. 디텍터(24)에서 레이저 빔이 수광되지 않았다는 사실을 통해, 제2 휠 하우징(32)이 도 5c와 같이 하부로 내려가 있음을 알 수 있고, 이에 따라 제2 홀더(23)를 처음 자리로 옮기는 보정 작업을 바로 수행할 수 있다.

상기한 구성을 갖는 헤드 장치(10)에서는, 양측 제1 리니어 모터(13) 및 제2 리니어 모터(14)를 통해 제1 휠 하우징(31) 및 제2 휠 하우징(32)을 교대로 승하강시켜, 휠(35a)을 기판(미도시)에 밀착시킨 후 구름운동을 통해 스크라이브 라인을 형성할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치(50)의 전체 구조를 도시한 사시도이고, 도 7은 제2 실시예에 따른 듀업타입 스크라이브 헤드 장치의 일부 분해 사시도이다. 또한, 도 8은 제2 실시예에 따른 스크라이브 헤드 장치의 정면도이다.

이하, 제1 실시예에서의 도면 부호와 동일한 도면 부호는 동일한 기능의 부재를 가리키며, 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.

도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 제2 실시예에 따른 스크라이브 헤드 장치(50)는, 구동부, 상부 풀리(27), 하부 풀리(28), 동력 전달부재, 제1 승강 브라켓(55), 제2 승강 브라켓(57), 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32)을 포함한다.

구동부는, 모터축을 통해 회전토크를 출력하는 로터리 서보 모터(51)와, 로터리 서보 모터의 구동축(51a)과 결합하며, 상부 풀리(27)에 고정되는 커넥터(53)를 구비한다. 로터리 서보 모터(51)는 케이싱(11)의 외벽면에 수평으로 고정되며 커넥터(53)를 양방향으로 회전시킨다. 커넥터(53)는 상부 풀리(27)와 동일한 회전 중심축을 갖는 실린더형 부재로서, 로터리 서보 모터(51)의 회전력을 상부 풀리(27)로 전달한다

상부 풀리(27) 및 하부 풀리(28)는 케이싱(11)의 내부에서 상하로 이간하여 위치하며, 동력 전달부재, 즉 벨트(29)에 의해 서로 연결된다. 벨트(29)는, 상부 풀리(27)와 하부 풀리(28)를 연결하여, 상부 풀리(27)의 회전력을 하부 풀리(28)로 전달한다.

제1 승강 브라켓(55)은, 상부 풀리(27)와 하부 풀리(28) 사이의 벨트(29)의 일측에 결합되고, 제2 승강 브라켓(57)은, 상부 풀리(27)와 하부 풀리(28) 사이의 벨트(29)의 타측에 결합되며, 중심축 Z를 사이에 두고 서로 대칭을 이룬다.

제1 승강 브라켓(55)의 일측에는 벨트 수용홈(55a)이 마련되어 있다. 벨트 수용홈(55a)은 벨트(29)가 수직으로 통과하는 홈이며, 제1 홀더(58a)를 수용한다. 제1 홀더(58a)는 블록형 부재로서, 도 8에 도시한 바와 같이, 벨트 수용홈(55a) 내에서 두 개의 가압 볼트(59)에 의해 가압되어 벨트(29)를 압착 고정한다. 벨트(29)는 제1 홀더(58a)에 눌려 벨트 수용홈(55a) 내에 고정된다.

마찬가지로, 제2 승강 브라켓(57)의 일측에도 벨트 수용홈(57a)이 형성되어 있다. 벨트 수용홈(57a)은 벨트(29)가 수직으로 통과하는 홈이며, 제2 홀더(58b)를 수용한다. 제2 홀더(58b)는 블록형 부재로서, 벨트 수용홈(57a) 내에서 두 개의 가압 볼트(59)에 의해 가압되어 벨트(29)를 압착 고정한다. 벨트(29)는 제2 홀더(58b)에 눌려 벨트 수용홈(57a) 내에 고정된다.

상기한 제1 승강 브라켓(55)과 제2 승강 브라켓(57)은, 로터리 서보 모터(51)의 회전력에 의한 상부 풀리(27)의 회전 시, 상호 반대 방향으로 움직인다. 즉, 제1 승강 브라켓(55)이 상승할 때 제2 승강 브라켓(57)은 하강하고, 제1 승강 브라켓(55)이 하강할 때 제2 승강 브라켓(57)은 상승하는 것이다.

이와 같이, 로터리 서보 모터(51)의 회전축을 커넥터(53) 및 상부 풀리(27)의 회전축과 동일하게 설치하여 상부 풀리(27)를 직접 구동시킴으로써, 로터리 서보 모터(51)의 회전력이, 상부 풀리(27)에 감겨져 있는 벨트(29)와, 벨트(29)에 고정 설치된 제1 및 제2 승강 브라켓(55, 57)을 통해, 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32)에 직접 전달될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 구조에서도, 제1 실시예에 따른 효과, 즉 일반적으로 로터리 서보 모터와 휠 하우징 사이에 설치되는 캠기구나 볼스크류 등의 매개 유닛에 의해 오차가 발생하는 문제점을 줄일 수 있다. 또한, 휠(35a) 및 휠 하우징(31, 32)이 승강 브라켓(55, 57)을 통해 벨트(29)에 결합되어 있고, 로터리 서보 모터(51)의 회전축이 벨트(29)에 직접 연결되는 구조이기 때문에, 기판의 스크라이브 시 휠(35)에서 발생하는 반력이 그대로 로터리 서보 모터(51)의 토크로 전달될 수 있어, 상기한 매개 유닛을 통한 동력 전달 방식보다도, 로터리 서보 모터(51) 및 휠(35a)의 제어를 보다 더 정밀하게 할 수 있다.

또한, 제1 승강 브라켓(55)을 통해 벨트(29)에 가해지는 하중과, 제2 승강 브라켓(57)을 통해 벨트(29)에 가해지는 하중은 동일하다. 따라서, 중심축 Z를 기준으로 좌우 밸런스가 균일하므로, 제1 및 제2 휠 하우징(31, 32)의 승강 운동이 민첩하게 이루어질 수 있다.

도 9a는 도 7의 제1 및 제2 승강 브라켓(55, 57)의 변형예를 도시한 도면이고, 도 9b 및 9c는 도 9a에 도시된 제1 및 제2 승강 브라켓의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 9a에 도시한 바와 같이, 제1 승강 브라켓(55)에 2개의 빔 출력부(22)가 설치되고, 제2 승강 브라켓(57)에 2개의 디텍터(24)가 설치될 수 있다. 빔 출력부(22)와 디텍터(24)는, 제1 실시예의 변형예에서와 유사하게, 제1 휠 하우징(31) 및 제2 휠 하우징(32)이 동일한 높이에 있을 때, 제1 승강 브라켓(55) 및 제2 승강 브라켓(57)이 동일한 높이를 유지하는지 체크하는 감지 수단이다.

제1 및 제2 승강 브라켓(55, 57)이 벨트(29) 상의 최초 고정된 지점에서 움직이지 않았고, 빔 출력부(22)에서 출력된 레이저 빔도 디텍터(24)에 모두 검출되었다면, 제1 휠 하우징(31) 및 제2 휠 하우징(32)은, 도 9b에서와 같이, 동일한 높이에 위치하고 있는 것이다.

하지만, 빔 출력부(22)에서 출력된 레이저 빔이 디텍터(24)에 수광되지 않았다면, 이는 제1 승강 브라켓(55)이나 제2 승강 브라켓(57)이, 벨트(29)의 길이 방향(상측 또는 하측 방향)으로 움직인 것을 의미한다. 가령, 도 9a의 점선으로 도시한 바와 같이, 제1 승강 브라켓(55)이 화살표 d방향으로 미세하게 움직였다면, 레이저 빔의 디텍팅이 이루어지지 않게 된다. 디텍터(24)에서 레이저 빔이 수광되지 않았다는 사실을 통해, 제1 휠 하우징(31)이 도 9c와 같이 하부로 내려가 있음을 알 수 있고, 이에 따라 제1 승강 브라켓(55)을 처음 위치로 옮기는 보정 작업을 바로 수행할 수 있다.

상기한 구성을 갖는 헤드 장치(50)에서는, 로터리 서보 모터(51)를 통해, 제1 휠 하우징(31) 및 제2 휠하우징(32)을 교대로 승하강시켜, 휠(35a)을 기판(미도시)에 밀착시킨 후 구름운동을 통해 스크라이브 라인을 형성할 수 있다.

도 10a는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 스크라이브 헤드 장치에 적용할 수 있는 강화 벨트(61)를 설명하기 위한 사시도이며, 도 10b는 도 10a의 A-A선 단면도이다.

도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, 벨트(29)의 외측면에 외향홈(29a)을 형성하고, 외향홈(29a)내에 메탈 밴드(63)를 장착할 수 있다. 메탈 밴드(63)는 일정폭 및 두께를 갖는 금속띠로서, 외향홈(29a)에 고정되어 벨트(29)의 늘어짐을 방지한다. 벨트(29)는 메탈 밴드(63)에 받쳐 지지되며, 장기간 사용하여도 늘어나지 않는다. 메탈 밴드(63)는 스테인리스 스틸로 제작할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10:헤드장치 11:케이싱 11a:수용공간
11b:바닥면 11c:수직통로 13:제1 리니어 모터
13a:모터 본체 13b:제1 승강 블록 14:제2 리니어 모터
14a:모터 본체 14b:제2 승강 블록 16:제1 승강 브라켓
18:제2 승강 브라켓 21:제1 홀더 22:빔출력부
23:제2 홀더 24:디텍터 25:베어링
27:상부 풀리 28:하부 풀리 29:벨트
29a:외향홈 31:제1 휠 하우징 32:제2 휠 하우징
33,34:수직축 35:스크리이빙 툴 35a:휠
50:헤드 장치 51:서보 모터 51a:구동축
53:커넥터 55:제1 승강 브라켓 55a:벨트 수용홈
57:제2 승강 브라켓 57a:벨트 수용홈 58a:제1 홀더
58b:제2 홀더 59:가압 볼트 61:강화 벨트
63:메탈 밴드

Claims

구동부와;
상기 구동부로부터 동력을 전달받아 승강 운동하되, 서로에 대해 반대 방향으로 움직이는 제1 승강 브라켓 및 제2 승강 브라켓과;
상기 제1 승강 브라켓 및 상기 제2 승강 브라켓의 하단부에 각각 고정되며, 스크라이빙 툴을 지지하는 제1 휠 하우징 및 제2 휠 하우징과;
상기 제1 승강 브라켓 및 상기 제2 승강 브라켓의 사이에 위치하고, 상하로 배치되는 상부 풀리 및 하부 풀리와;
상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리의 외주면에 밀착하며, 외력에 의해 상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리를 감아도는 동력 전달부재와;
상기 제1 승강 브라켓에 고정되고, 상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리 사이의 동력 전달부재의 일측부를 물어 고정하여, 상기 제1 승강 브라켓의 승강 운동을 상기 동력 전달부재로 전달하는 제1 홀더와;
상기 제2 승강 브라켓에 고정되고, 상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리 사이의 동력 전달부재의 타측부를 물어 고정하여, 상기 제2 승강 브라켓의 승강 운동을 상기 동력 전달부재로 전달하는 제2 홀더를 포함하고,
상기 제1 홀더와 상기 제2 홀더를 통해 상기 동력 전달부재에 가해지는 하중이 서로 동일하게 유지되는 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치.
제1항에 있어서,
상기 구동부는;
상기 제1 승강 브라켓을 승강 운동시키는 제1 리니어 모터와,
상기 제2 승강 브라켓을 승강 운동시키되, 상기 제1 승강 브라켓의 상승 시 상기 제2 승강 브라켓을 하강시키고, 상기 제1 승강 브라켓의 하강 시 상기 제2 승강 브라켓을 상승시키는 제2 리니어 모터를 포함하는 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 휠 하우징 및 상기 제2 휠 하우징이 서로 동일한 높이에 위치했을 때, 상기 제1 홀더 및 상기 제2 홀더도 서로 동일한 높이를 유지하고,
상기 제1 홀더 및 상기 제2 홀더에는, 상기 제1 휠 하우징 및 상기 제2 휠 하우징이 서로 동일한 높이에 있을 때, 상기 제1 홀더 및 상기 제2 홀더가 서로 동일한 높이를 유지하는지 감지하는 감지 수단이 구비된 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치.
제3항에 있어서,
상기 감지 수단은;
상기 제1 홀더 또는 상기 제2 홀더에 형성되어, 레이저 빔을 조사하는 빔 출력부와,
상기 제2 홀더 또는 상기 제1 홀더에 형성되어, 상기 레이저 빔을 감지하는 디텍터를 포함하는 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치.
구동부와;
상기 구동부로부터 회전력을 전달받아 양방향 회전하는 상부 풀리와;
상기 상부 풀리의 하부에 구비되는 하부 풀리와;
상기 상부 풀리 및 상기 하부 풀리를 연결하고, 상기 상부 풀리의 회전력을 상기 하부 풀리로 전달하는 동력 전달부재와;
상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리 사이의 동력 전달부재의 일측부에 결합하여, 상기 상부 풀리의 회전에 따라 승강하는 제1 승강 브라켓과;
상기 상부 풀리와 상기 하부 풀리 사이의 동력 전달부재의 타측부에 결합하여, 상기 제1 승강 브라켓의 승강 방향과 반대 방향으로 승강하는 제2 승강 브라켓과;
상기 제1 승강 브라켓 및 상기 제2 승강 브라켓의 하단부에 각각 고정되며, 스크라이빙 툴을 지지하는 제1 휠 하우징 및 제2 휠 하우징을 구비하고,
상기 제1 승강 브라켓과 상기 제2 승강 브라켓을 통해 상기 동력 전달부재에 가해지는 하중이 서로 동일하게 유지되는 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치.
제5항에 있어서,
상기 구동부는, 모터축을 통해 회전 토크를 출력하는 로터리 서보 모터를 포함하는 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 휠 하우징 및 상기 제2 휠 하우징이 서로 동일한 높이에 위치했을 때, 상기 제1 승강 브라켓 및 상기 제2 승강 브라켓도 서로 동일한 높이를 유지하고,
상기 제1 승강 브라켓 및 상기 제2 승강 브라켓에는, 상기 제1 휠 하우징 및 상기 제2 휠 하우징이 서로 동일한 높이에 있을 때, 상기 제1 승강 브라켓 및 상기 제2 승강 브라켓이 서로 동일한 높이를 유지하는지 감지하는 감지 수단이 구비된 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치.
제7항에 있어서,
상기 감지 수단은;
상기 제1 승강 브라켓 또는 상기 제2 승강 브라켓에 형성되어, 레이저 빔을 조사하는 빔 출력부와,
상기 제2 승강 브라켓 또는 상기 제1 승강 브라켓에 형성되어, 상기 레이저빔을 감지하는 디텍터를 포함하는 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치.
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 동력 전달부재는;
벨트, 체인, 로프 중 어느 하나인 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치.
제9항에 있어서,
상기 벨트의 외측면에는 벨트의 늘어짐을 방지하는 메탈 밴드가 장착된 듀얼타입 스크라이브 헤드 장치.