KR20190037478A - 리플렉터용 반사막 형성을 위한 지그 장치 및 이를 이용한 리플렉터 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절연 몰드의 반사면 상에 반사막을 형성하는 반사막 제조장치 및 이를 이용한 리플렉터 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은 각종 센서 또는 광원을 수용하는 다수의 리플렉터부가 성형된 몰딩 플레이트 표면에 금속층을 형성하는 지그 장치로서, 상기 지그 장치는, 다수의 판 상의 플레이트가 적층되어 조립되는 어셈블리를 형성하고, 중앙이 개구되어 상기 몰딩 플레이트를 수용하는 미들 지그; 리플렉터 홀을 포함하는 증착 홀이 형성되고, 상기 미들 지그의 상면에 조립되면서 상기 몰딩 플레이트의 상면을 마스킹하는 탑 지그; 상기 미들 지그의 하면에 조립되면서 상기 몰딩 플레이트의 하면을 마스킹하는 바텀 지그; 및, 상기 탑 지그, 상기 미들 지그 및 상기 바텀 지그의 조립을 고정시키는 조립 부재;를 포함하며, 상기 몰딩 수용부에 상기 몰딩 플레이트를 조립하여 상기 몰딩 플레이트 표면에 금속층을 형성시키도록 구성된다.
Description
본 발명은 홍채 인식 센서나 LED 등에 사용되는 리플렉터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 절연 몰드의 반사면 상에 반사막을 형성하는 반사막 제조장치 및 이를 이용한 리플렉터 제조방법에 관한 것이다.
최근 정보통신기술의 급격한 발전과 함께 디스플레이, 휴대용 전자기기 관련 제품들의 시장이 빠른 속도로 성장함에 따라 이들 산업에 필수적으로 사용되는 각종 센서나 LED 등에 대한 수요와 연구 개발이 증가하고 있다. 특히, 홍채 인식 센서와 LED 패키지와 같은 제품은 사용자 인식을 위하여 휴대용 전자기기나 각종 보안 관련 제품에 많이 탑재되고 있으며, 상기 센서나 LED는 높은 정밀도와 효율을 나타낼 수 있도록 리플렉터(reflector)에 장착되어 사용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 리플렉터(10)는 절연성 수지를 이용한 몰딩부(11)의 중앙에 컵 형상의 장착 홈(12)을 형성한다. 상기 장착 홈(12)에는 기판(21)에 실장된 LED 패키지(22)가 장착된다. 상기 장착 홈(12)은 평면이 원 또는 다각 형상을 이룰 수 있으며, 내 벽면은 상측으로 갈수록 폭이 넓어지도록 경사면(13)을 이룬다. 상기 리플렉터(10)는 장착 홈(12)의 내부 공간에 분포되는 빛을 전면으로 반사시키는 반사막(14)이 절연성 수지 표면을 따라 형성된다.
상기와 같은 반사막을 갖는 리플렉터와 그 제조방법이 한국등록특허 10-0963735호, 일본공개특허 P2008-172125A 등에 소개되어 있다. 상기 선행문헌들에 소개된 종래의 리플렉터는 다수의 장착 홈을 갖는 절연 몰드를 성형한 후, 절연 몰드 표면에 Ag 등을 이용한 반사막을 형성하고, 단위 리플렉터로 다이싱 하는 과정으로 제조한다. 이때 반사막의 형성은 금속막을 증착하는 단계, 레이저 가공으로 회로 형성부와 비회로 형성부를 패터닝 하는 단계, 회로 형성부에 패시베이션을 형성하는 단계, 식각 공정으로 비회로 형성부를 제거하는 단계, 패시베이션을 분리하는 단계, 회로 형성부에 도금층을 형성하는 단계를 포함한다.
즉, 종래의 기술에 따른 반사막을 형성하는 과정은, 레이저 가공, 패시베이션 공정 및 식각 공정이 필수적으로 진행된다. 따라서, 종래의 기술에 따른 리플렉터는 반사막 형성에 여러 단계를 거쳐야 하므로, 제조 과정이 복잡하고 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.
또한, 종래의 리플렉터용 반사막 형성 과정은 레이저 가공과 식각 공정이 필수적으로 요구됨에 따라 많은 제조 비용이 요구되는 단점이 있다. 또한, 종래의 리플렉터용 반사막 형성 과정은 식각 공정에 사용되는 황산, 질산, 염산 등의 화학 물질의 처리에 어려움이 있으며, 식각에 사용된 화학 물질의 폐기에 따라 자칫 환경 오염 문제가 발생될 수도 있다.
최근에는 LDS(Laser Direct Structuring), Miptec(Microscopic Integrated Processing Technology) 기술이 적용된 MID 구조의 리플렉터도 소개되고 있으나, 이 경우에도 레이저 공정이 필수적으로 적용되어야 하는 단점이 있다. 특히, 상기 LDS 기술은 도금의 밀착력을 높이기 위하여 몰딩 표면에 레이저 가공을 적용하는 것으로, 오히려 몰딩 표면의 거칠기(roughness)로 인하여 반사율이 저하되므로 리플렉터에는 적합하지 않은 단점이 있다. 또한, 상기 Miptec 기술은 도금층에 대한 식각 공정을 반드시 거쳐야 하므로 이를 고려하여 초기 도금층이 두껍게 형성되어야 하는 단점이 있다. 또한, 상기 Miptec 기술은 전해 도금 공정으로만 도금층을 형성하는 한계가 있으며, 리플렉터에 대한 다이싱 과정에서 도금층이 손상되는 문제도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 절연 몰드 표면에 패터닝과 도금을 동시에 적용하여, 제조 공정을 단순화하고 제조 비용을 절감할 수 있는 리플렉터용 반사막을 형성할 수 있는 지그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 도금층을 얇게 형성하면서도 높은 반사율을 나타낼 수 있는 지그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전해 및 무전해 공정을 선택적으로 적용하여 도금층을 형성할 수 있고, 다이싱 공정에서 도금층의 손상을 방지할 수 있는 지그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 각종 센서 또는 광원을 수용하는 다수의 리플렉터부가 성형된 몰딩 플레이트 표면에 금속층을 형성하는 지그 장치로서, 상기 지그 장치는, 다수의 판 상의 플레이트가 적층되어 조립되는 어셈블리를 형성하고, 중앙이 개구되어 상기 몰딩 플레이트를 수용하는 미들 지그; 리플렉터 홀을 포함하는 증착 홀이 형성되고, 상기 미들 지그의 상면에 조립되면서 상기 몰딩 플레이트의 상면을 마스킹하는 탑 지그; 상기 미들 지그의 하면에 조립되면서 상기 몰딩 플레이트의 하면을 마스킹하는 바텀 지그; 및, 상기 탑 지그, 상기 미들 지그 및 상기 바텀 지그의 조립을 고정시키는 조립 부재;를 포함하며, 상기 몰딩 수용부에 상기 몰딩 플레이트를 조립하여 상기 몰딩 플레이트 표면에 금속층을 형성시키도록 구성된다.
또한, 상기 지그 장치는, 챔버에 장착되기 위하여 플레이트 가장자리로 돌출되는 다수의 장착부를 구비하여, 상기 바텀 지그 하면에 조립되는 서포트 지그;를 더 포함한다.
또한, 상기 지그 장치는, 헤드부와, 상기 헤드부의 일면으로 돌출되는 가이드부로 이루어지는 가이드 핀;을 더 포함하고, 상기 가이드 핀은, 상기 가이드부가 상기 탑 지그, 상기 미들 지그 및 상기 바텀 지그의 플레이트에 형성되는 가이드 홀에 삽입되면서, 상기 탑 지그, 상기 미들 지그 및 상기 바텀 지그의 조립을 가이드 한다.
여기서,상기 조립 부재는, 자력을 갖는 다수의 자성체로 구성되고, 상기 미들 지그에 형성되는 조립 홀에 삽입되어, SUS 재질의 상기 탑 지그와 상기 바텀 지그를 상기 미들 지그에 압착시킨다.
또한, 상기 지그 장치는, 상기 탑 지그와 상기 미들 지그 사이에 조립되어, 상기 자성체의 이탈을 방지하는 커버 지그;를 더 포함한다.
또한, 상기 트레이스 홀은, 다수의 상기 반사부를 연결하는 연결부와, 양측 가장자리의 반사부 외측으로 연장되는 컨택부를 더 포함한다.
또한, 상기 탑 지그의 하면은 조립 홈과 조립 돌기를 갖는 요철 구조를 형성하고, 상기 조립 돌기는 상기 장착 홈 주위의 상기 몰딩 플레이트 상면에 밀착되어 상기 장착 홈 외의 상기 몰딩 플레이트 상면에 금속층이 증착되는 것을 차단한다.
또한, 상기 몰딩 플레이트의 장착 홈 상면은 단차 홈과 단차 돌기가 연속되는 단차 구조를 형성하고, 상기 조립 돌기는 상기 단차 홈 상면에 밀착되어 상기 단차 홈에 금속층이 증착되는 것을 차단한다.
또한, 상기 바텀 지그는 상기 장착 홈으로 유입되는 금속 입자가 하부로 배출될 수 있도록 관통되는 관통 홀을 구비한다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반사막을 갖는 리플렉터 제조 방법은, (a) 다수의 장착 홈을 갖는 몰딩 플레이트를 성형하는 단계; (b) 몰딩 수용부를 갖는 미들 지그를 바텀 지그에 조립하고, 상기 몰딩 수용부에 상기 몰딩 플레이트를 조립하며, 상기 장착 홈에 대응하는 트레이스 홀이 형성된 탑 지그를 상기 미들 지그 상면에 조립하여 상기 몰딩 플레이트를 마스킹하도록 지그 장치를 조립하는 단계; (c) 상기 지그 장치를 챔버에 장착하여 상기 트레이스 홀에 노출된 상기 몰딩 플레이트 표면에 금속층을 형성하는 단계; (d) 상기 몰딩 플레이트를 상기 지그 장치로부터 분리하는 단계; (e) 상기 몰딩 플레이트의 금속층 상에 도금층을 형성하는 단계; 및 (f) 상기 몰딩 플레이트를 장착 홈 단위로 분리하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 (e) 단계의 상기 도금층은, 전해 또는 무전해 도금 공정으로 형성할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 지그 장치를 이용한 리플렉터 제조는 반사막 패터닝을 위한 레이저 패터닝 공정과, 반사막 형성을 위한 식각 공정이 적용되지 않아 제조 공정을 단순화시키고 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 지그 장치는 사용자의 선택에 따라 전몰딩 플레이트에 해 도금 또는 무전해 도금용 금속층을 제조할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 리플렉터의 개략적인 구조를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그 장치를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 지그 장치를 나타낸 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰딩 플레이트를 나타낸 사시도,
도 5는 도 4의 몰딩 플레이트에 박막의 금속층이 형성된 상태를 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치의 리플렉터부를 상세히 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치의 가이드 체결부를 상세히 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치의 박막 증착 공정을 보인 단면도,
도 9는 도 8의 공정에 따라 박막이 증착된 리플렉터 바를 상세히 나타낸 단면도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지그 장치를 나타낸 분해 사시도,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 몰딩 플레이트를 나타낸 사시도
도 12는 도 11의 몰딩 플레이트에 박막의 금속층이 형성된 상태를 나타낸 사시도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 리플렉터 제조 과정을 나타낸 공정도,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 일 몰딩 플레이트의 다이싱 공정을 나타낸 평면도,
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 몰딩 플레이트의 다이싱 공정을 나타낸 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그 장치를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 지그 장치를 나타낸 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰딩 플레이트를 나타낸 사시도,
도 5는 도 4의 몰딩 플레이트에 박막의 금속층이 형성된 상태를 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치의 리플렉터부를 상세히 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치의 가이드 체결부를 상세히 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치의 박막 증착 공정을 보인 단면도,
도 9는 도 8의 공정에 따라 박막이 증착된 리플렉터 바를 상세히 나타낸 단면도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지그 장치를 나타낸 분해 사시도,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 몰딩 플레이트를 나타낸 사시도
도 12는 도 11의 몰딩 플레이트에 박막의 금속층이 형성된 상태를 나타낸 사시도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 리플렉터 제조 과정을 나타낸 공정도,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 일 몰딩 플레이트의 다이싱 공정을 나타낸 평면도,
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 몰딩 플레이트의 다이싱 공정을 나타낸 평면도.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그 장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 지그 장치를 나타낸 분해 사시도이다. 본 발명의 지그 장치(100)는 다수의 플레이트가 적층되어 조립되면서 그 내부에 리플렉터 제조를 위한 몰딩 플레이트(200)를 조립하고, 몰딩 플레이트(200)의 일부 영역을 마스킹(masking)하여 개구된 부분의 몰딩 플레이트(200) 표면에 박막의 금속층(도 5의 250 참고)이 형성될 수 있도록 한다.
도면을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 상기 지그 장치(100)는, 상부 마스킹을 위한 탑 지그(110, top jig)와, 몰딩 플레이트(200)를 수용하는 미들 지그(120, middle jig)와, 미들 지그 상면을 커버하는 커버 지그(130, cover jig)와, 하부 마스킹을 위한 바텀 지그(140, bottom jig)와, 지그 장치를 챔버에 결합시키는 서포트 지그(150, support jig), 이들의 조립을 가이드 하는 가이드 핀(160, guide pin) 및 이들을 조립시키는 조립 부재(170)를 포함한다. 상기 지그들은 소정의 두께를 갖는 플레이트 형상을 이루며, 서포트 지그(150), 바텀 지그(140), 미들 지그(120), 커버 지그(130), 탑 지그(110)가 순차적으로 적층되어 어셈블리를 형성하고, 미들 지그(120)가 형성하는 내부 공간에 몰딩 플레이트(200)를 조립시킨다.
상기 탑 지그(110)는 지그 장치(100)의 최상부 플레이트로서, 지그 장치(100)의 마스킹 기능을 하며, SUS 재질의 사각 플레이트로 구성될 수 있다. 탑 지그(110)는 중앙부에 원하는 형상을 따라 금속층이 형성될 수 있도록 관통되는 증착 홀(111)을 형성한다. 상기 증착 홀(111)은 몰딩 플레이트(200)의 리플렉터부(도 4의 220 참고) 형상에 대응하는 다수의 리플렉터 홀(112)와, 각 리플렉터 홀(112)을 연결하는 트레이스 홀(113)로 구성된다. 상기 트레이스 홀(113)은 각 리플렉터 홀(112)을 통하여 리플렉터부(220)의 경사면(222)에 증착되는 박막의 금속층(250)들이 전기적으로 연결되도록 함으로써, 전해 도금을 통하여 각 금속층(250) 상에 도금층(도 14의 260 참조)이 동시에 균일하게 형성될 수 있도록 한다. 따라서 트레이스 홀(113)을 갖는 상기 탑 지그(110)는 금속층(250)이 형성된 몰딩 플레이트가 전해 공정으로 도금층(260)이 형성될 수 있도록 한다.
또한, 증착 홀(111)은 소정 간격을 이루면서 다수개 형성될 수 있으며, 각 증착 홀(111)은 금속층(250)의 전기 접속을 위하여 양 단부에 형성되는 컨택 홀(114)를 더 포함할 수 있다.
또한, 탑 지그(110)는 미들 지그(120), 바텀 지그(140) 등과 조립될 수 있도록 각 모서리 또는 가장자리 영역이 관통되는 가이드 홀(115)을 구비한다. 상기 가이드 홀(115)은 가이드 핀(160)이 상기 가이드 홀(115)에 삽입되어 각 지그를 구성하는 플레이트의 조립을 가이드 한다.
상기 미들 지그(120)는 몰딩 플레이트(200)의 조립을 가이드 하는 사각 플레이트로서, 중앙부가 개구되어 몰딩 플레이트(200)를 수용하는 몰딩 수용부(121)를 구비한다. 미들 지그(120)는 몰딩 플레이트(200)의 두께에 대응하는 소정의 두께를 가지며, SUS 재질의 사각 플레이트로 구성될 수 있다. 미들 지그(120)의 내측면은 몰딩 플레이트(200)의 외측면에 접촉되면서 몰딩 플레이트(200)가 몰딩 수용부(121)에 정위치되도록 가이드 한다.
또한, 상기 미들 지그(120)는 조립 부재(170)를 수용하며, 이를 위하여 플레이트의 가장자리를 따라 조립 부재(170)가 수용되는 조립 홀(122)을 형성한다. 조립 홀(122)은 사각 형상의 플레이트 가장자리를 따라 다수개 형성된다.
또한, 상기 미들 지그(120)는 몰딩 수용부(121)를 형성하는 플레이트의 내측에 몰딩 플레이트(200)가 용이하게 조립 및 분리될 수 있도록 회피 홈(123)이 형성된다. 상기 회피 홈(123)은 플레이트의 모서리부 또는 측부에 형성될 수 있다.
상기 커버 지그(130)는 미들 지그(120)의 상면을 덮으면서 조립 부재(170)가 미들 지그(120)로부터 이탈하는 것을 방지하며, SUS 재질의 사각 플레이트로 구성될 수 있다. 커버 지그(130)는 미들 지그(120)와 동일한 형상의 몰딩 수용부(121)와 회피 홈(133)을 형성하지만 조립 홀이 형성되지 않으므로, 미들 지그(120)와 결합될 때 미들 지그(120)의 조립 홀(122)을 커버하여 조립 부재(170)의 이탈을 방지한다.
또한, 상기 커버 지그(130)는 미들 지그(120)의 두께를 보완할 수 있다. 즉, 미들 지그(120) 내부에 수용되는 몰딩 플레이트(200)가 미들 지그(120)보다 두꺼운 경우 미들 지그(120)의 두께를 보상하여 몰딩 플레이트(200)와 동일한 두께를 이루도록 한다. 이를 위한 커버 지그(130)는 미들 지그(120)에 비하여 매우 얇은 두께의 플레이트로 구성된다.
상기 바텀 지그(140)는 몰딩 플레이트(200)를 지지하면서 조립을 고정시킨다. 바텀 지그(140)는 SUS 재질의 사각 플레이트로 구성될 수 있으며, 상면은 몰딩 플레이트(200)의 하면 형상에 대응하는 구조를 이룬다. 또한, 바텀 지그(140)는 미들 지그(120)의 하부를 커버하여, 박막의 금속층(250) 형성시 금속 입자가 몰딩 플레이트(200) 배면에 증착되는 것을 차단한다. 바텀 지그(140)는 가이드 핀(160)이 삽입되어 각 지그와 조립되는 가이드 홀(145)을 구비하고, 플레이트의 가장자리를 따라 형성되어 조립 부재(170)가 수용되는 조립 홀(142)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 바텀 지그(140)는 몰딩 플레이트(200)의 배면에 전기 접속을 위한 금속층이 증착될 수 있도록 증착 홀(143)을 형성할 수 있다.
상기 서포트 지그(150)는 각 지그를 구성하는 플레이트들을 지지하여 박막 증착 공정시 지그 장치(100)를 증착 챔버(미도시)에 고정시키는 구성이다. 서포트 지그(150)는 SUS 재질의 사각 플레이트로 구성될 수 있으며, 각 지그 플레이트를 안정적으로 지지할 수 있도록 탑 지그(110), 커버 지그(130) 및 바텀 지그(140)에 비하여 상대적으로 두꺼운 두께를 갖는다. 또한, 서포트 지그(150)는 챔버에 장착되기 위하여 플레이트의 측부에서 외측으로 돌출되는 다수의 장착부(151)를 가지며, 장착부(151)에는 챔버 홀(152)이 형성될 수 있다. 또한, 바텀 지그(140)는 가이드 핀(160)이 삽입되어 각 지그와 조립되는 가이드 홀(155)을 형성하고, 몰딩 플레이트(200)의 배면에 전기 접속을 위한 금속층이 증착될 수 있도록 증착 홀(153)을 형성할 수 있다.
한편, 지그 장치(100)를 지지하면서 챔버에 장착시키기 위한 구성으로, 상기 서포트 지그(150)를 예시하였으나, 바텀 지그(140)가 지그 장치(100)를 서포트하고 챔버에 장착시키도록 구성될 수도 있다. 즉, 바텀 지그(140)가 소정의 강성을 갖는 플레이트로 구성되고, 별도의 장착부를 구비하여 서포트 지그(150)를 대신할 수도 있을 것이다.
상기 가이드 핀(160)은 각 지그를 구성하는 플레이트들이 정위치에서 조립될 수 있도록 가이드 하며, 소정의 직경을 갖는 헤드부(161)와, 헤드부의 중심에서 상면으로 돌출되는 가이드부(162)로 구성된다. 가이드 핀(160)은 다수개 구비될 수 있으며, 일 예로, 사각 플레이트 형상의 지그들에 대하여 4개로 구성되어 각 모서리에 결합될 수 있다. 이러한 가이드 핀(160)은 가이드부(162)가 탑 지그(110), 바텀 지그(140) 및 서포트 지그(150)의 각 모서리에 형성된 가이드 홀(115,145,155)에 삽입되면서 각 지그들의 조립을 가이드 한다.
상기 조립 부재(170)는 각 지그들을 조립시키고, 이들의 조립을 고정시키는 것으로, 본 발명에서는 자력으로 각 지그들을 조립시키는 자성체(magnet)로 구성된다. 자성체는 소정의 직경과 두께를 가지며, 미들 지그(120)에 형성된 조립 홀(122)에 삽입된다. 상기 자성체는 미들 지그(120)의 가장자리를 따라 다수개 삽입되며, 일 예로, 사각 플레이트 형상의 미들 지그(120)에 대하여 일 측부에 2 개씩 삽입되는 8 개로 구성될 수 있다. 상기와 같은 조립 부재(170)는 미들 지그(120)에 삽입되어, 조립 부재(170) 상부의 탑 지그(110)와 커버 지그(130), 조립 부재(170) 하부의 바텀 지그(140)와 서포트 지그(150)를 강한 자력으로 미들 지그(120)에 압착시켜 이들을 조립시킨다.
상기 조립 부재(170)는 자성체 외에도 스크류(screw)나 클램프(clamp) 등의 수단으로 구성될 수도 있으며, 자성체는 별도의 체결하는 과정 없이 각 지그들을 강하게 압착할 수 있는 장점이 있다. 이를 위하여 각 지그들은 자력에 반응하는 SUS 소재의 플레이트로 구성되는 것이 바람직하다. 조립 부재(170)로서 자성체가 미들 지그(120)에 삽입되는 구성을 예시하였으나, 미들 지그(120)가 자력을 구비하는 자성체 플레이트로 구성될 수도 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰딩 플레이트를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 몰딩 플레이트에 박막의 금속층이 형성된 상태를 나타낸 사시도이다. 본 발명의 실시예에 따른 몰딩 플레이트(200)는 지그 장치(100)에 조립된 상태에서 리플렉터부(220)의 경사면(222)에 박막의 금속층(250)이 형성되고, 지그 장치(100)로부터 분리되어 금속층(250) 상에 다시 도금층이 형성된 후, 다수의 개별 리플렉터로 분리된다.
이를 위한 몰딩 플레이트(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 소정의 두께를 갖는 사각 플레이트 형상을 이루며, 외경은 미들 지그(120)의 몰딩 수용부(121)에 대응하는 폭을 갖는다. 또한, 몰딩 플레이트(200)는 절연성의 수지를 이용한 사출 성형으로 제조될 수 있으며, 가장자리를 따라 가이드 핀(160)이 삽입되어 지그 장치(100)와 조립되는 가이드 홀(205)을 형성할 수 있다.
특히, 상기 몰딩 플레이트(200)는 중앙부에 센서나 LED 등이 장착되기 위한 장착 홈(221)과 반사막이 형성되기 위한 경사면(222)을 포함하는 리플렉터 부(220)를 구비한다. 상기 리플렉터부(220)는 리플렉터 바(210)를 따라 소정의 간격을 이루면서 다수개 형성되고, 상기 리플렉터 바(210)는 소정의 간격으로 다수개 배열될 수 있다.
또한, 상기 리플렉터부(220)는 바닥면이 관통되는 관통 홀(220a)을 형성한다. 상기 리플렉터 바(210)의 상면에는 다수의 리플렉터부(220)를 연결하는 트레이스부(211)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 몰딩 플레이트(200)는 각 리플렉터부(220)의 경사면(222)과 트레이스부(211)에 형성될 금속층(250)을 전기적으로 연결하기 위하여 배면으로 관통되는 컨택부(230)가 리플렉터 바(210)의 양 측부에 형성될 수 있다.
상기와 같은 구성의 몰딩 플레이트(200)는 미들 지그(120)의 몰딩 수용부(121)에 수용되고, 미들 지그(120)의 전면 및 배면에 탑 지그(110)와 바텀 지그(140)가 각각 조립되면서, 전면과 배면이 마스킹된다. 몰딩 플레이트(200)가 장착된 지그 장치(100)를 박막 증착용 챔버에 장착하여 금속 입자가 증착되도록 함으로써, 도 5에 도시된 바와 같이 몰딩 플레이트(200)의 전면에는 리플렉터부(220), 트레이스부(211) 및 컨택부(230)를 따라 박막의 금속층(250)이 형성된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치의 리플렉터부를 상세히 나타낸 단면도로서, 도 2의 A-A 방향을 도시하였고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치의 가이드 체결부를 상세히 나타낸 단면도로서, 도 2의 B-B 방향을 도시하였다.
먼저, 도 6을 참조하면, 몰딩 플레이트(200)는 컵 형상의 다수의 리플렉터부(220)가 성형되고, 몰딩 플레이트(200)의 상부에는 탑 지그(110)가 조립되며, 하부에는 바텀 지그(140)와 서포트 지그(150)가 조립된다. 이때, 탑 지그(110)와 몰딩 플레이트(200) 사이 및 몰딩 플레이트(200)와 바텀 지그(140) 사이에는 서로 대응하는 형상의 요철 구조가 형성되어 몰딩 플레이트의 조립이 쉽게 이루어지면서 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.
구체적으로 살펴보면, 몰딩 플레이트(200)의 리플렉터부(220) 주위의 상면은 내측이 함몰되는 단차 홈(213)을 형성하고, 외측이 상대적으로 돌출되는 단차 돌기(212)를 형성한다. 즉, 리플렉터부(220)의 주위의 상면 즉, 경사면(222)과 연결되는 몰딩 플레이트 상면은 내측과 외측이 계단 형상의 단차 구조를 이룬다.
또한, 탑 지그(110)는 상기 몰딩 플레이트(200)의 상면에 대응하여, 상기 단차 돌기(212)가 삽입되는 조립 홈(116)과 상기 단차 홈(213)에 밀착되는 조립 돌기(117)가 형성된다.
상기와 같은 구성의 탑 지그(110)와 몰딩 플레이트(200)는 단차 돌기(212)가 조립 홈(116)에 삽입되어 조립이 안정적으로 이루어진다. 또한, 탑 지그(110)의 조립 돌기(117)는 단차 홈(213)을 가압하면서 접촉되고, 특히, 조립 돌기(117)는 단차 홈(213)이 증착 홀(111)에 노출되지 않도록 차폐한다. 따라서 상기 조립 돌기(117)는 박막 증착 공정에서 리플렉터부(220)의 경사면(222) 외의 불필요한 부분에는 박막이 형성되지 않도록 한다.
또한, 몰딩 플레이트(200)의 리플렉터부(220) 하면은 바텀 지그(140)와 결합되기 위한 고정 홈(214)이 형성되고, 바텀 지그(140)의 상면은 상기 고정 홈(214)에 대응하는 고정 돌기(146)가 형성된다. 따라서 몰딩 플레이트(200)와 바텀 지그(140)는 고정 돌기(146)가 고정 홈(214)에 삽입되어 조립이 안정적으로 고정된다.
이와 같이 몰딩 플레이트(200)를 중심으로 탑 지그(110)와 바텀 지그(140)가 요철 구조로 조립되며, 이때, 요부와 철부는 서로 대응하는 형상으로 몰딩 플레이트 측에 형성되거나 탑 지그 또는 바텀 지그 측에 선택적으로 형성될 수 있음은 당연할 것이다. 또한, 상기 요부와 철부는 수지 재질의 몰딩 플레이트(200)에 대해서는 사출 성형으로 형성될 수 있으며, SUS 재질의 탑 지그(110) 및 바텀 지그(140)에 대해서는 에칭으로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 지그 장치(100)의 가이드 체결부는 가이드 핀에 의하여 각 지그 플레이트들과 몰딩 플레이트가 조립된다. 즉, 각 지그 플레이트들과 몰딩 플레이트에는 가이드 홀(115,145,155,205)들이 수직 방향에 대하여 중심이 일치하는 위치에 각각 형성되고, 서포트 지그(150), 바텀 지그(140), 미들 지그(120), 몰딩 플레이트(200), 커버 지그(130) 및 탑 지그(110)가 순서대로 적층되는 과정에서 가이드 핀(160)의 가이드부(162)가 상기 가이드 홀들에 삽입되어 각 지그 플레이트들과 몰딩 플레이트의 조립을 가이드 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 지그 장치의 박막 증착 공정을 보인 단면도이고, 도 9는 도 8의 공정에 따라 박막이 증착된 리플렉터 바를 상세히 나타낸 단면도이다.
지그 장치(100) 내부에 조립된 몰딩 플레이트(200)는 박막 증착용 챔버 내에 장착되어 증착 홀(111)을 통하여 리플렉터부(220)의 경사면(222)에 박막의 금속층(250)이 형성된다. 이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 리플렉터부(220)의 장착 홈(221)은 증착 홀(111)에 의하여 개방되어 외부로 노출되고, 경사면(222) 이외의 리플렉터부(220) 상면은 탑 지그(110)에 의하여 마스킹된다. 특히, 리플렉터부(220) 주위의 단차 홈(213)은 탑 지그(110)의 조립 돌기(117)에 의하여 증착 홀(111)로부터 차폐되어 금속 입자의 증착이 차단된다.
지그 장치(100)가 챔버 내에 장착된 후, 타겟 플레이트(300)로부터 환원된 금속 입자(310)들이 증착 홀(111)을 통과하여 장착 홈(221) 내부로 이동하면서 경사면(222)에 증착된다. 이때, 리플렉터부(220)는 관통 홀(220a)에 의하여 하측이 개방되고, 바텀 지그(140)와 서포트 지그(150)에도 동일한 관통 홀(220a)이 서로 연통되도록 형성된다. 따라서 장착 홈(221) 내부의 금속 입자(310)들은 경사면(222)에 증착됨과 동시에 일부의 금속 입자(310)들은 상기 관통 홀(220a)을 통하여 장착 홈(221)의 외부로 배출된다. 상기 관통 홀(220a)은 장착 홈(221)의 내부 공간에서 유동하는 금속 입자(310)들 중 잉여의 금속 입자들을 외부로 배출되도록 하고, 그 과정에서 리플렉터부(220)의 관통 홀(220a) 수직면에도 금속 입자(310)가 증착될 수 있도록 하다.
따라서, 도 9에 도시된 바와 같이 리플렉터부(220)는 경사면(222)과 관통홀(220a)의 수직면에서 균일한 금속층이 형성될 수 있다.
또한, 상기와 같은 지그 장치(100)를 이용한 증착 공정에서 리플렉터부(220)는 장착 홈(221) 내부의 경사면(222)과 수직면(220a)에 박막의 금속층(250)이 형성되고, 그 외의 불필요한 부분에는 금속 입자가 증착되지 않아 정확하고 세밀한 금속층(250) 형성이 가능하고, 전체적으로 얇고 균일한 두께의 금속층(250)이 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지그 장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 몰딩 플레이트를 나타낸 사시도이며, 도 12는 도 11의 몰딩 플레이트에 박막의 금속층이 형성된 상태를 나타낸 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 지그 장치(100)는 무전해 도금으로 반사막을 형성할 수 있도록 구성된다. 따라서 몰딩 플레이트(200)는 각 리플렉터부(220)를 연결하기 위한 트레이스부(도 4의 211 참고)나 전기적 접속을 위한 컨택부(도 4의 230 참고)를 구비하지 않고, 탑 지그(110)의 증착 홀(111)도 트레이스 홀(도 3의 113 참고)과 컨택 홀(도 3의 114 참고)을 구비할 필요가 없이 리플렉터 홀(112) 만으로 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 지그 장치(100)는 도 12에 도시된 바와 같이, 몰딩 플레이트(200)의 표면에서 리플렉터부(220)에 형성되는 금속층(250)이 각 리플렉터부(220) 단위로 모두 분리되어 형성되므로 무전해 도금 공정으로 금속층 상에 도금층을 형성할 수 있다.
한편, 무전해 도금용 금속층(250)을 형성하기 위하여 트레이스부(211)나 컨택부(230)를 갖지 않는 몰딩 플레이트를 예시하였으나, 트레이스부(211)나 컨택부(230)를 갖는 몰딩 플레이트를 무전해 도금용 금속층을 형성하는 지그 장치에 조립하여 무전해 도금용 금속층을 형성할 수 있다. 즉, 본 발명의 지그 장치(100)는 사용자의 선택에 따라 전해 도금 또는 무전해 도금을 탑 지그(110)의 교체만으로 쉽게 변경하여 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 리플렉터 제조 과정을 나타낸 공정도이다.
도면을 참조하면, 먼저, 절연 재질의 합성수지를 이용한 사출 성형으로 몰딩 플레이트(200)를 별도로 제조한다(S11). 상기 몰딩 플레이트(200)에는 다수의 리플렉터부(220)로 이루어진 리플렉터 바(210)가 성형되고, 필요에 따라 전해 도금을 위한 트레이스부와 컨택부가 더 성형될 것이다.
그리고 사출 성형된 몰딩 플레이트(200)를 전해 또는 무전해 도금이 가능한 지그 장치(100)에 조립하여 금속층이 형성되어야 증착 홀 외의 부분을 마스킹한다(S12). 몰딩 플레이트(200)가 조립된 지그 장치(100)를 챔버에 장착하여 몰딩 플레이트 표면에 박막의 금속층(250)을 증착시킨 후(S13). 금속층(250)이 증착된 몰딩 플레이트(200)를 지그 장치(100)로부터 분리한다(S14).
또한, 분리된 몰딩 플레이트(200)를 이용하여 전해 또는 무전해 도금 공정으로 금속층(250) 상에 도금층(260)을 형성하고(S15), 각 리플렉터부(220) 단위로 다이싱하여 최종적으로 개별 리플렉터를 제조하게 된다(S16).
또한, 상기와 같은 공정에서 몰딩 플레이트 표면에 증착으로 금속층을 형성한 후 또는 금속층 상에 도금층을 형성한 후, 금속층 또는 도금층의 정밀도나 완성도를 향상시키기 위하여 레이저로 라인의 측부를 정리하는 공정이 더 적용될 수도 있을 것이다.
상기와 같이 본 발명의 지그 장치를 이용한 리플렉터 제조는 금속층 또는 도금층 패터닝을 위한 레이저 가공 공정과 식각 공정이 적용되지 않아 제조 공정을 단순화시키고 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 사용자의 선택에 따라 전해 도금 또는 무전해 도금용 탑 지그를 사용함으로써, 전해 또는 무전해 도금이 가능한 몰딩 플레이트(200)를 제조할 수 있는 장점이 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 몰딩 플레이트의 다이싱 공정을 나타낸 평면도로서, 각각 전해 공정 및 무전해 공정으로 도금층이 형성된 몰딩 플레이트를 도시하였다.
이들 도면을 참조하면, 전해 또는 무전해 도금으로 금속층(250) 상에 도금층(260)을 형성한 후 리플렉터 바(210)를 리플렉터부(220) 단위로 분리하여 개별 리플렉터를 제조하게 된다. 개별 리플렉터의 분리는 다이싱 공정으로 이루어질 수 있으며, 다이싱 공정은 각 리플렉터부(220) 사이의 리플렉터 바(210)에 적용된다. 따라서, 도 14와 같이 전해 도금에 의하여 리플렉트 바(210)의 트레이스부(211)에 도금층(260)이 형성되더라도, 트레이스부의 도금층은 리플렉터부의 도금층(260)에 비하여 상대적으로 좁은 폭을 이루고, 리플렉터부의 도금층(260)과는 이격된 부분에서 다이싱이 이루어지므로, 다이싱에 의하여 리플렉터부의 도금층은 거의 영향을 받지 않는다.
또한, 도 15와 같이 무전해 도금에 따라 리플렉터부 사이에 도금층이 형성되지 않는 경우에는 도금층이 다이싱 공정에 전혀 영향을 받지 않는 장점이 있다.
이상에서 본 발명에 있어서, 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100 : 지그 장치
110 : 탑 지그
111 : 트레이스 홀 112 : 반사부
113 : 연결부 114 : 컨택부
116 : 조립 홈 117 : 조립 돌기
120 : 미들 지그
121 : 몰딩 수용부 122 : 조립 홀
130 : 커버 지그
140 : 바텀 지그
150 : 서포트 지그
200 : 몰딩 플레이트
210 : 리플렉터 바 211 : 트레이스
220 : 리플렉터부 221 : 장착 홈
222 : 경사면
250 : 금속층 260 : 도금층
110 : 탑 지그
111 : 트레이스 홀 112 : 반사부
113 : 연결부 114 : 컨택부
116 : 조립 홈 117 : 조립 돌기
120 : 미들 지그
121 : 몰딩 수용부 122 : 조립 홀
130 : 커버 지그
140 : 바텀 지그
150 : 서포트 지그
200 : 몰딩 플레이트
210 : 리플렉터 바 211 : 트레이스
220 : 리플렉터부 221 : 장착 홈
222 : 경사면
250 : 금속층 260 : 도금층
Claims (11)
- 각종 센서 또는 광원을 수용하는 다수의 리플렉터부가 성형된 몰딩 플레이트 표면에 금속층을 형성하는 지그 장치로서,
상기 지그 장치는,
다수의 판 상의 플레이트가 적층되어 조립되는 어셈블리를 형성하고,
중앙이 개구되어 상기 몰딩 플레이트를 수용하는 미들 지그;
리플렉터 홀을 포함하는 증착 홀이 형성되고, 상기 미들 지그의 상면에 조립되면서 상기 몰딩 플레이트의 상면을 마스킹하는 탑 지그;
상기 미들 지그의 하면에 조립되면서 상기 몰딩 플레이트의 하면을 마스킹하는 바텀 지그; 및,
상기 탑 지그, 상기 미들 지그 및 상기 바텀 지그의 조립을 고정시키는 조립 부재;를 포함하며,
상기 몰딩 수용부에 상기 몰딩 플레이트를 조립하여 상기 몰딩 플레이트 표면에 금속층을 형성시키는 리플렉터용 반사막 형성을 위한 지그 장치. - 제1항에 있어서,
챔버에 장착되기 위하여 플레이트 가장자리로 돌출되는 다수의 장착부를 구비하여, 상기 바텀 지그 하면에 조립되는 서포트 지그;를 더 포함하는 리플렉터용 반사막 형성을 위한 지그 장치. - 제1항에 있어서,
헤드부와, 상기 헤드부의 일면으로 돌출되는 가이드부로 이루어지는 가이드 핀;을 더 포함하고,
상기 가이드 핀은, 상기 가이드부가 상기 탑 지그 및 상기 바텀 지그의 플레이트에 형성되는 가이드 홀에 삽입되면서, 상기 탑 지그, 상기 미들 지그 및 상기 바텀 지그의 조립을 가이드 하는 리플렉터용 반사막 형성을 위한 지그 장치. - 제1항에 있어서,
상기 조립 부재는, 자력을 갖는 다수의 자성체로 구성되고,
상기 미들 지그에 형성되는 조립 홀에 삽입되어, SUS 재질의 상기 탑 지그와 상기 바텀 지그를 상기 미들 지그에 압착시키는 리플렉터용 반사막 형성을 위한 지그 장치. - 제4항에 있어서,
상기 탑 지그와 상기 미들 지그 사이에 조립되어, 상기 자성체의 이탈을 방지하는 커버 지그;를 더 포함하는 리플렉터용 반사막 형성을 위한 지그 장치. - 제1항에 있어서, 상기 트레이스 홀은,
다수의 상기 반사부를 연결하는 연결부와, 양측 가장자리의 반사부 외측으로 연장되는 컨택부를 더 포함하는 리플렉터용 반사막 형성을 위한 지그 장치. - 제1항에 있어서,
상기 탑 지그의 하면은 조립 홈과 조립 돌기를 갖는 요철 구조를 형성하고,
상기 조립 돌기는 상기 장착 홈 주위의 상기 몰딩 플레이트 상면에 밀착되어 상기 장착 홈 외의 상기 몰딩 플레이트 상면에 금속층이 증착되는 것을 차단하는 리플렉터용 반사막 형성을 위한 지그 장치. - 제7항에 있어서,
상기 몰딩 플레이트의 장착 홈 상면은 단차 홈과 단차 돌기가 연속되는 단차 구조를 형성하고,
상기 조립 돌기는 상기 단차 홈 상면에 밀착되어 상기 단차 홈에 금속층이 증착되는 것을 차단하는 리플렉터용 반사막 형성을 위한 지그 장치. - 제1항에 있어서, 상기 바텀 지그는,
상기 장착 홈으로 유입되는 금속 입자가 하부로 배출될 수 있도록 관통되는 관통 홀을 구비하는 리플렉터용 반사막 형성을 위한 지그 장치. - (a) 다수의 장착 홈을 갖는 몰딩 플레이트를 성형하는 단계;
(b) 몰딩 수용부를 갖는 미들 지그를 바텀 지그에 조립하고, 상기 몰딩 수용부에 상기 몰딩 플레이트를 조립하며, 상기 장착 홈에 대응하는 트레이스 홀이 형성된 탑 지그를 상기 미들 지그 상면에 조립하여 상기 몰딩 플레이트를 마스킹하도록 지그 장치를 조립하는 단계
(c) 상기 지그 장치를 챔버에 장착하여 상기 트레이스 홀에 노출된 상기 몰딩 플레이트 표면에 금속층을 형성하는 단계;
(d) 상기 몰딩 플레이트를 상기 지그 장치로부터 분리하는 단계;
(e) 상기 몰딩 플레이트의 금속층 상에 도금층을 형성하는 단계; 및
(f) 상기 몰딩 플레이트를 장착 홈 단위로 분리하는 단계;를 포함하는, 반사막을 갖는 리플렉터 제조방법. - 제10항에 있어서, 상기 (e) 단계의 상기 도금층은,
전해 또는 무전해 도금 공정으로 형성하는, 반사막을 갖는 리플렉터 제조방법.
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| KR1020170126867A KR102073770B1 (ko) | 2017-09-29 | 2017-09-29 | 리플렉터용 반사막 형성을 위한 지그 장치 및 이를 이용한 리플렉터 제조방법 |
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2017
- 2017-09-29 KR KR1020170126867A patent/KR102073770B1/ko active IP Right Grant
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2018
- 2018-09-28 WO PCT/US2018/053315 patent/WO2019067841A1/en active Application Filing
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