KR100474185B1 - 기판용 리프팅 장치 - Google Patents

기판용 리프팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 기판용 리프팅 장치(2) 내의 스핀들을 가능한 한 용이하게 변경할 수 있도록 하는 것이며, 상기 리프팅 장치는 지지부(10)를 포함한다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 회전 또는 피벗 운동에 의해 상기 지지부(10)가 기판 홀더(25)와 결합하게 할 수 있도록 구성되어 있다.

Description

기판용 리프팅 장치{LIFTING DEVICE FOR SUBSTRATES}
본 발명은 홀더를 구비하는 기판용 리프팅 장치에 관한 것이다.
이러한 리프팅 장치는, 예컨대, CD 또는 DVD와 같은 디스크형 기판을 제조하는 동안 스핀들(spindle) 상에서 스핀들 높이에 대해 기판을 안내하는데 이용된다. 이러한 리프팅 장치에는, 회전식 테이블 상에 기판을 수용하기 위해, 일반적으로 복수의 스핀들이 제공된다. 이러한 스핀들 각각에는 이들을 둘러싸는 소위, 스페이서(spacer)가 제공된다. 이러한 스페이서 상에 각각의 디스크형 기판이 위치된다. 스핀들이 작동 위치에 있을 때, 전체 리프팅 장치의 측면 이동에 의해 리프팅 장치의 지지부가 스페이서와 맞물리게 된다. 이러한 맞물림 위치에서, 특히, 기판이 스핀들 및 스페이서 상에 적층되어야 하는지 또는 이들로부터 제거되어야 하는지에 따라, 리프팅 장치에 의해 스페이서가 상승 및/또는 하강할 수 있다.
기판을 수용 또는 제거하기 위한 작동 위치 안으로 새로운 스핀들을 가져오기 위해, 먼저 지지부와 맞물림 상태에 있는 스핀들 또는 스페이서로부터 리프팅 장치가 제거되어야 한다. 후속하여 작동 위치 안으로 새로운 스핀들이 이동된 후, 리프팅 장치가 맞물림 위치로 되돌아 온다. 이와 관련하여, 리프팅 장치의 측면 이동을 위한 장치가 필요할 뿐만 아니라 리프팅 장치의 측면 위치를 감지하는 센서도 필요하므로, 리프팅 장치가 고장을 일으킬 가능성이 증가하게 된다. 또한, 리프팅 장치의 측면 이동으로 인해 보다 큰 설치 공간이 필요하다.
US A 2,919,010에는, 예컨대 피스톤에 의해 수용될 기판과 접촉하는 구동기에 의해, 지지부를 운반하는 아암이 이동되는 리프팅 장치가 개시되어 있다. 이렇게 함으로써, 지지부가 기판과 직접 결합하여, 특히 민감한 기판에 대한 손상이 발생할 수 있다. 리프팅 장치의 영역 안으로 기판을 가져오기 위해, 피벗 운동을 위한 구동기에 추가로 기판을 이동시키기 위한 별도의 구동기가 제공된다.
DE-A-196 06 763에는, 회전축에 대하여 회전가능하며, 기판을 유지하고 이송하기 위한 파지 장치를 구비하는 이송 메카니즘이 개시되어 있다. 기판과 결합되도록, 먼저 파지 장치는 기판 위에서 회전하며 후속하여 선형으로 이동한다. 이 때, 파지 장치는 능동적으로 회전가능할 뿐만 아니라 선형으로 구동된다.
DE-A-36 28 544에는, 자기화가능한(magnetizable) 부재를 구비하는 자기 유지 장치가 개시되어 있는데, 이들 부재는 서로에 대해 변위가능하며 상대 이동으로 인해 피공작물의 표면과 맞추어 질 수 있는 위치에 있게 된다. 피공작물를 수용하기 위해, 자기력이 인가되는 경우 서로에 대해 부재들의 상대 이동을 방지하도록 자기화가능한 부재가 자기화되어 서로에 대해 고정된다.
도 1은 본 발명의 리프팅 장치의 측면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 리프팅 장치가 맞물림 위치에 있는 경우의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 리프팅 장치가 중간 위치에 있는 경우의 평면도이다.* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *2 : 리프팅 장치 3 : 기판 수용 장치5 : 가이드 바 6 : 구동 유닛7 : 지지 아암 10 : 스타(지지부)12 : 레그 13 : 결합면15,16 : 자석 20 : 회전식 테이블22 : 기판 수용 유닛 23 : 베이스24 : 스핀들 25 : 스페이서(기판 홀더)26 : 원통체 27 : 환형 플랜지80 : 슬라이드 이송체
상술한 배경 기술 상황으로부터 나아가, 본 발명의 목적은 간단하고 신뢰할 수 있는 방법으로 스핀들을 변화시킬 수 있는 경제적인 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라 이러한 목적은, 기판 지지부를 회전 또는 피벗시킴으로써 기판 지지부가 기판 또는 기판 홀더와 맞물릴 수 있으며, 이로써 기판 홀더의 이동에 의해 지지부의 회전 또는 피벗 운동이 실행된다는 점에 의해 실현된다. 이러한 방식으로, 리프팅 장치의 측면 이동없이 간단한 스핀들 교환이 가능하게 된다. 이것은 측면 위치를 감지하는 센서 뿐만 아니라 리프팅 장치의 측면 이동을 위한 구동기를 제거하여, 이들 장치에 대한 비용을 절감시킨다. 이러한 장치 대체로 보다 적은 수의 부품을 필요로 하므로 장치의 신뢰성을 증가시킨다. 기판 홀더의 이동만이 정밀하면 되므로, 지지부의 피동적인 회전 또는 피벗 운동에 의해, 리프팅 장치를 특히 간단하게 제어한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 지지부는 중심 축선을 중심으로 회전가능하다.
지지부가 기판 홀더와 맞물리지 않은 상태일 때 지지부가 소정의 위치에 배치되는 것을 보장하기 위해, 지지부는 정지 위치로 바이어싱(biasing) 된다. 이러한 방식으로, 한 쪽의 지지부와 다른 쪽의 기판 홀더 사이에 각각 균일한 맞물림이 달성된다.
하나 이상의 자석에 의해 이러한 편향을 달성하는 것이 바람직하다. 하나 이상의 자석에 의해 간단하고 신뢰할 수 있는 방식으로 편향이 달성되어, 기계적 부품의 피로 및/또는 파괴와 같은 기계적 장치의 결함을 방지한다. 본 발명의 바람직한 구체적인 일 실시예에 따르면, 리프팅 장치의 지지 아암 상에 하나 이상의 자석이 제공되는 구성 및 지지부 상에 복수의 자석 특히, 4개의 자석이 제공되는 구성 가운데 어느 하나 이상의 구성을 가진다.
지지부와 기판 홀더 사이에 양호한 맞물림을 제공하기 위해, 이로써 지지부를 회전 또는 피벗 운동시키기 위해 지지부에는 실질적으로 방사상으로 돌출하는 레그가 제공된다.
본 발명의 바람직한 구체적인 실시예에 따라, 여기서 지지부는 4개 또는 5개의 레그를 가지는 스타 형상이다.
리프팅 장치에는 또한 기판 홀더의 리프팅 높이를 감지하기 위한 센서 수단이 제공되는 것도 유용하다.
도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구체적 실시예에 따라 본 발명을 보다 상세히 설명할 것이다.
도 1은 리프팅 장치(2) 및 기판 수용 장치(3)를 구비하는 기판 핸들링 장치의 측면도이다.
이러한 리프팅 장치(2)에는 슬라이드 이송체(80) 뿐만 아니라 본질적으로 수직으로 배치된 가이드 바(guide bar)(5)가 제공되는데, 이러한 슬라이드 이송체(80)는 가이드 바(5) 상에서 선형으로 이동가능하며 지지 아암(7)을 구비한다. 이러한 슬라이드 이송체(80)는 적절한 구동 유닛(6)에 의해 가이드 바를 따라 특정의 공지된 방식으로 지지 아암(7)과 함께 이동가능하다.
도 2 및 도 3의 평면도에 가장 잘 도시되어 있듯이, 지지 아암(7)의 단부 상에는 스타(star)(10) 형태의 회전가능한 지지부가 제공되며, 이러한 스타(10)는 슬라이드 이송체(80)로부터 이격되어 있다. 도 2 및 도 3의 평면도를 참조하면, 스타(10)는 4개의 레그(legs)(12)를 구비한다. 이러한 레그(12) 사이에는 곡선형 결합면(13)이 각각 형성되어 있다. 레그(12)의 단부 근처에 또는 내부에 자석(15)이 제공된다. 스타(10)는 중심 축선을 중심으로 자유로이 회전가능하게 장착되어 있다. 모든 자석(15)은 중심 축선에 대해 동일한 간격을 가진다.
슬라이드 이송체(80)의 지지 아암(7) 상에는 자석(16)이 배치되는데, 이러한 자석(16)은 스타(10)의 중심 축선에 대한 자석(15)의 간격과 동일한 간격을 가진다. 자석(16)은 자석(15)에 대해 자기 인력(magnetic force of attraction)이 작용하는 방식으로 배향되어 있다. 자석(16)과 자석(15) 사이의 자기 인력으로 인해, 외력에 의해 스타(10)가 회전하지 않을 정도로 도 3에 도시된 위치로 스타(10)가 이동해서 이 위치에서 유지된다.
리프팅 장치(2) 옆에 기판 수용 장치(3)가 배치된다. 이러한 기판 수용 장치(3)에는 중심 축선(A)에 대하여 회전가능한 회전식 테이블(20)이 제공된다. 이러한 회전식 테이블(20) 상에는 복수(여기에서는 4개)의 기판 수용 유닛(22)이 배치되며, 이들 기판 수용 유닛(22) 각각은 베이스(23), 길다란 막대기형 스핀들(24), 및 스핀들(24)을 둘러싸며 기판 홀더로서 기능하는 스페이서(25)를 포함한다.
각각의 기판 수용 유닛(22)의 베이스(23)는 회전식 테이블(20)의 표면 상에 단단히 연결되어 위치한다. 기판 수용 유닛(22) 각각의 스핀들(24)은 베이스(23)에 의해 회전식 테이블(20)의 표면과 수직하게 유지된다.
기판 수용 유닛(22) 각각의 스페이서(25)에는 중앙에 구멍을 가지는 실질적인 원통체(26)가 제공된다. 이러한 원통체(26)는 각각의 스핀들(24)을 둘러싸며, 스핀들(24)을 따라 수직으로 변위될 수 있다. 원통체의 외부 둘레는 단계식 구성을 가지며, 특히 상단과 하단 사이가 오목하게 구성된다. 이러한 방식으로, 원통체의 상단 및 하단에 환형 플랜지(27)가 각각 형성된다.
기판 수용 유닛(22)은 회전식 테이블(20)의 중심 축선(A)에 대한 원형선상에 균일하게 배치된다.
회전식 테이블(20)이 회전하는 동안 기판 수용 유닛(22)도 회전식 테이블(20)을 따라 회전한다. 이러한 회전으로 인해, 기판 수용 유닛(22) 중 하나의 스페이서(25)의 오목한 외부 둘레가 스타(10)의 레그(12)와 접촉하게 된다. 회전이 계속 진행되면, 스페이서(25)와의 접촉으로 인해 스타(10)는 도 2에 도시된 위치로 회전한다. 이 위치에서, 스페이서(25)의 오목한 외부 둘레와 결합면(13)이 접촉한다. 슬라이드 이송체(80)가 가이드 바(5)를 따라 수직 이동함으로써, 스타(10)는 아랫쪽으로부터 스페이서(25)의 상부 플랜지(27)와 접촉하게 된다. 보다 상방으로 수직 이동하는 동안, 스페이서(25)는 스핀들(24)을 따라 상승한다. 스페이서(25)의 상승 위치는 도 1에서 점선으로 표시되어 있다. 이러한 상승 위치에서, 스페이서(25) 상에 CD 또는 DVD와 같은 기판이 위치할 수 있다. 슬라이드 이송체(80)는 그 위에 적층된 CD의 두께만큼 하강해서, 새로운 CD가 그 위에 적층될 수 있도록 한다. 스핀들(24)이 풀(full)임을 나타내는 최저 위치에 스페이서(25)가 배치될 때까지 이러한 과정이 계속된다.
기판 수용 유닛(22) 상에 기판을 더 수용하기 위해, 새로운 기판 수용 유닛(22)이 회전식 스타(10)와 접촉하도록 회전식 테이블(20)이 회전하며, 이러한 과정이 반복된다.
본 발명의 리프팅 장치는 스핀들(24)로부터 기판을 제거하는 반대 시퀀스(sequence)에도 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 풀 스핀들(24)의 스페이서는 스타(10)와 접촉하게 된다. 계속하여 스페이서(25)는 기판을 제거할 수 있도록 스핀들(24)을 따라 단계적으로 상승된다. 마지막 기판이 제거된 후 리프팅 장치는 스페이서(25)를 아래로 이동시킨다. 이제 계속해서, 공(empty) 스핀들(24)이 연속적으로 전진하여, 새로운 풀 스핀들이 스타(10)와 접촉하게 된다.
이상으로, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 전술한 특정적으로 기술된 실시예에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 특히, 회전식 스타는 다른 형태가 가능하다. 회전식 스타 대신에, 스핀들에 의해 결합 위치 안에서 정지 위치를 이탈하여 피벗 운동하는 피벗식 부재를 제공하는 것도 가능하다. 스핀들이 추가로 이동한 후, 스프링에 의해 결합이 해제되어 피벗식 부재가 정지 위치로 돌아온다.

Claims (11)

  1. 지지부(10)를 구비하는 기판용 리프팅 장치(2)로서,
    상기 지지부(10)는 회전 운동 또는 피벗 운동에 의해 기판 홀더(25)와 결합하도록 되어 있으며, 상기 지지부(10)의 상기 회전 운동 또는 상기 피벗 운동은 상기 기판 홀더(25)의 이동에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는,
    기판용 리프팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부(10)는 중심 축선을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는,
    기판용 리프팅 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부(10)는 피벗 포인트를 중심으로 피벗가능한 것을 특징으로 하는,
    기판용 리프팅 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부(10)는 정지 위치로 바이어싱 되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는,
    기판용 리프팅 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지부(10)는 하나 이상의 자석(15;16)에 의해 상기 정지 위치로 바이어싱되는 것을 특징으로 하는,
    기판용 리프팅 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 리프팅 장치(2)의 지지 아암(7) 상에 하나 이상의 자석(16)이 위치하는 것을 특징으로 하는,
    기판용 리프팅 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지부(10) 상에 다수의 자석(15)이 위치하는 것을 특징으로 하는,
    기판용 리프팅 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지부(10) 상에 4개의 자석(15)이 위치하는 것을 특징으로 하는,
    기판용 리프팅 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부(10)는 실질적으로 방사상으로 연장하는 레그(12)를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    기판용 리프팅 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지부(10)는 4개 또는 5개의 레그를 구비하는 스타 형상인 것을 특징으로 하는,
    기판용 리프팅 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 리프팅 높이를 감지하기 위한 센서 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는,
    기판용 리프팅 장치.
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