KR100511072B1 - 기판분리장치및그것을사용한기판분리방법 - Google Patents

Abstract

소성 완료의 기판(1)을, 탑재하고 있는 지지기판(2)으로부터 기계적 방법으로 손상시키지 않고 간단하게 분리하는 장치 및 방법이다. 기판(1)의 긴 변 측의 외주단부(1a)에 서로 대향하여 기판들어올림블록(4)을 설치하는 것과 아울러, 기판들어올림블록(4)에 병설하여 가압한 기체를 분사하는 기체분사수단(11)을 설치한다. 기체분사수단(11)으로부터 파이프(12)를 통하여 가압한 기체를 기판(1)의 외주단부(1a)에 분사하여 기판(1)의 단부를 부상시킨 후, 기판들어올림블록(4)을 기판(1)의 아래쪽으로 삽입한다. 그 후, 기판들어올림블록(4)을 위쪽으로 이동시켜, 지지기판(2)으로부터 기판(1)을 분리한다.

Description

기판분리장치 및 그것을 사용한 기판분리방법

본 발명은 기판분리장치 및 그것을 사용한 기판분리방법, 특히 연속 소성로 (燒成爐)에서 소성된 유리기판을 지지기판으로부터 분리하는 장치 및 그 장치를 사용한 기판의 분리방법에 관한 것이다.

종래의 플라즈마 디스플레이 등으로 사용되는 유리기판의 제조공정에서는, 도 12에 도시된 바와 같이, 내열성유리로 이루어진 지지기판(101) 상에, 표면에 전극이 되는 페이스트가 인쇄된 유리제의 기판(100)을 탑재하고, 지지기판(101)과 기판(100)을 연속 소성로(102)로 반송하여 가열, 냉각을 실시하고, 기판(100)을 소성하고 있었다. 지지기판(101) 상에 기판(100)을 탑재하는 작업과, 기판(100)의 소성 후에 지지기판(101)으로부터 기판(100)을 분리하는 작업은 수작업으로 실시하였다.

그런데, 소성 후의 기판(100)을 지지기판(101)으로부터 분리할 때, 기판(100)이 지지기판(101)에 밀착되어 있으므로, 기판(100)이 지지기판(101)으로부터 분리되기 어렵고, 또한, 기판(100)이 얇으므로, 취급하기 어려울 뿐만 아니라, 기판(100)이 파손되는 경우가 있었다. 또 수작업에서는 기판(100)을 손으로 만지기 때문에, 기판(100)에 먼지가 부착되고, 기판에 얼룩이 발생할 우려가 있었다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위하여 이루어진 거이며, 소성이 끝난 기판을 탑재하고 있는 지지기판으로부터 수작업에 의하지 않고 기계적 방법으로 간단히 분리할 수 있고, 먼지 부착 없이, 기판에 얼룩이 발생하지 않는 기판분리장치 및 그것을 이용한 분리방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 기판분리장치는, 1장의 기판을 탑재하기 위한 지지수단과, 상기 지지수단 상에 탑재된 상태의 상기 기판의 단부와 상기 지지수단 사이에 기체를 분사함으로써, 상기 기판을 상기 지지수단으로부터 부상시키기 위해 상기 기판 단부의 외주 근방에 설치되어 상기 기판을 사이에 두고 좌우 한 쌍으로 이루어진 복수쌍의 기체분사수단과, 이 부상된 상기 기판의 아래쪽으로 쐐기형상으로 형성된 선단부를 삽입함으로써, 상기 기판을 들어올리기 위해 상기 기체분사수단과 일체로 구성되거나 상기 기체분사수단의 근방에 설치되는 좌우 한 쌍으로 이루어진 복수 쌍의 기판들어올림수단과, 상기 기판들어올림수단 전체가 상기 기판에 삽입되도록 수평으로 이동시킨 후 상방으로 이동시킴으로써, 상기 기판을 상기 지지수단으로부터 분리하기 위한 구동수단을 갖는 것이다. 이러한 구성에 의해, 기체분사수단으로부터 분사된 기체가 기판단부의 하면과 지지수단의 사이로 진입하기 때문에, 기판단부가 지지수단으로부터 부상하게 되고, 기판들어올림수단을 기판하부로 용이하게 진입시킬 수 있어, 기판을 지지기판으로부터 분리할 수 있다.

또한, 본 발명의 기판분리방법은, 본 발명의 기판분리장치를 사용하고, 기체분사수단으로부터 기판의 단부로 기체를 분사함으로써, 상기 기판의 단부를 지지수단으로부터 부상시킨 후, 기판들어올림수단의 선단에서 상기 기판의 하측을 지지하고, 상기 기판들어올림수단을 이동시켜 상기 기판을 상기 지지수단으로부터 분리하는 방법이다. 이러한 방법에 의해, 기체분사수단으로 가압한 기체를 기판단부에 분사하면, 기판단부의 하면(下面)과 지지수단의 사이에 기체가 진입하므로, 기판에 생기는 부력이 기판단부를 지지수단으로부터 부상시키는 작용을 발생시킨다. 기판단부가 지지수단으로부터 부상됨으로써, 기판들어올림수단을 기판하부에 용이하게 진입시킬 수 있어, 기판을 지지기판으로부터 분리할 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 발명의 기판분리장치의 정면도, 도 2는 도 1의 평면도이고, 분리기판(14)을 생략하고 있다. 도 1 및 도 2는, 지지수단인 지지기판(2)의 위에 탑재된 유리제의 기판(1)이 소성되어 반송용 롤러(3)에 의해 연속 소성로로부터 반송되어 나왔을 때의 상태를 도시하고 있다. 도 1 및 도 2에 있어서, 기판(1)은 예컨대 980㎜×554㎜의 크기로 2.8㎜의 두께를 갖는 평판형상의 장방형으로 되어 있고, 그 외주단부(1a)는 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이 외측에 볼록 형상의 곡면 단면형상으로 되어 있다. 내열재료로 이루어진 지지기판(2)은 유리기판(1)보다 크기가 큰 평탄면을 가지고 있다.

기판(1)을 들어올리는 수단인 기판들어올림블록(4)을 기판(1)의 긴 변 쪽의 외주단부(1a)의 근방, 예컨대, 이 외주단부(1a)에 서로 대향하여 4개소에 설치되어 있다. 내마모성 금속으로 이루어지는 기판들어올림블록(4)은, 브래킷(6)에 고정된 공기실린더(5)에 의해 화살표 Y방향으로 이동가능하게 지지되어 있다. 브래킷(6)은 베어링(9)에 지지된 구동나사(7:7a,7b)에 의해 화살표 X방향으로 이동하도록 되어 있다. 구동나사(7a)와 구동나사(7b)는 나사의 돌리는 방향을 역으로 하고 있다. 이 때문에 구동나사(7)가 구동모터(8)에 의해 회전하면, 2개의 브래킷(6)은 서로 가까워지는 방향으로 이동하거나 멀어지는 방향으로 이동한다. 브래킷(6)은 가이드축(10)에 의해 안정되게 이동할 수 있다.

기판들어올림블록(4)에 병설되어 있는 기체분사수단(11)은, 각 기판들어올림블록(4)의 양측둘레를 에워싸도록 설치된 세관으로 이루어지는 파이프(12)를 가지고 있다. 파이프(12)는 기판(1)의 외주단부(1a)까지 연장되어 있고, 기판(1)의 외주단부(1a)에 대하여 경사진 위쪽, 혹은 수평방향으로부터 고압기체를 분사하도록 되어 있다. 이 고압기체의 분사에 의해 기판(1)에 부력이 발생하고, 지지기판(2)으로부터 기판(1)을 부상시킬 수 있다. 파이프(12)를 기판(1)의 단부근방에 배치하면, 기체의 압력이 저하하지 않는 상태로 기판단부에 분사할 수 있으므로, 기체분사에 의한 부력발생을 효과적으로 행할 수 있다.

도 3에 기판들어올림블록(4)의 단면도를 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이, 기판들어올림블록(4)의 선단부는 쐐기형상으로 구성되고, 선단각도(θ)는 45도 이하로 되어 있다. 기판들어올림블록(4)의 선단부가 쐐기형상으로 형성되어 있으므로, 기판(1)이 지지기판(2)으로부터 부상하는 양이 작은 경우에도, 기판들어올림블록(4)의 선단부를 기판(1)의 아래쪽으로 삽입할 수 있다.

기체분사수단(11)은 기판들어올림블록(4)의 양측둘레를 에워싸도록 설치되었지만, 한쪽에만 설치하여도 좋다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판들어올림블록(4)의 내부를 도려내어, 분사파이프를 설치하여도 좋다. 또 기체분사수단(11)은 기판들어올림블록(4)과는 독립하여 배치하여도 좋다. 분사되는 기체의 압력은 약 4∼5㎏/㎠이지만, 압력조정기(13)에 의해 조정 가능하다. 기판 사이즈가 작고 가벼운 경우에는 분사압력을 작게 함으로써, 필요이상으로 기판을 부상시키지 않고, 원활한 기판의 들어올림이 가능하게 된다. 분사되는 기체는 질소, 공기 등을 사용하고, 필터(15)를 통과시켜 깨끗한 기체를 분사하도록 구성되어 있다.

다음에, 상기 기판분리장치의 동작에 대하여 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 지지기판(2) 상의 대략 중앙에 기판(1)이 탑재되어 있다. 기판들어올림블록(4)은, 기판(1)의 외주단부(1a)의 근방에 있어서, 지지기판(2)에 접촉되어 있다. 이 상태에서 기체분사수단(11)으로부터 기체를 분사한다. 분사한 기체가 도 5에 화살표(17)로 표시된 바와 같이 기판(1)의 외주단부(1a)에 접촉함으로써, 기판(1)의 하면에 기체가 진입하여 기판(1)에 부력을 발생시킨다. 이 때문에, 도 6에 도시된 바와 같이 기판(1)은 지지기판(2)의 상면으로부터 위쪽으로 1∼2㎜정도 부상한다. 이 때의 상태를 기판분리장치를 포함하여 도 7에 나타낸다. 기판(1)의 치수가 작으면 그 중량이 가볍기 때문에 기판(1) 전체가 부상하지만, 기판(1)의 치수가 크면 기판(1)의 외주단부(1a)만이 휘어지듯이 되어 부상한다.

기체분사수단(11)에 의한 기체분사와 동시에 구동모터(8)를 회전시켜, 브래킷(6)을 이동시키면, 도 8에 도시된 바와 같이 기판들어올림블록(4)의 선단부는 부상한 기판(1)의 아래쪽으로 진입한다. 기판들어올림블록(4)의 선단부를 기판(1)의 아래쪽으로 용이하게 삽입시키기 위해서는, 기판(1)의 외주단부(1a)가 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이 바깥쪽으로 볼록 형상의 곡면 단면형상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 볼록 형상 곡면의 하부에 들어간 기체의 압력에 의해 기판(1)의 단부에 부력을 발생시킬 수 있다. 어느 정도 진입한 시점에서 기체의 분사를 정지시킴으로써, 기체의 분사시간이 짧아지므로, 기판(1)이 분사기체에 의해 흔들리는 현상이 없게 된다.

도 8에 도시된 상태로부터 구동모터(8)를 더욱 회전시키면, 기판(1)은 기판들어올림블록(4)의 경사면을 슬라이딩하면서 위쪽으로 밀어 올리는 분력에 의해 위쪽으로 이동한다. 그 결과 도 9에 도시된 바와 같이, 기판(1)은 서로 대향한 기판들어올림블록(4) 사이에 유지된다. 이 상태로 되었을 때, 구동모터(8)의 회전을 정지시킨다. 다음에 공기실린더(5)를 작동시켜 기판들어올림블록(4)을 위쪽으로 이동시키면, 도 10에 도시된 바와 같이, 기판(1)이 지지기판(2)으로부터 완전하게 분리된 상태로 된다. 이 상태로 된 후, 로봇(미도시)의 암(16)을 기판(1)의 아래로 이동시키고, 암(16)을 위쪽으로 이동시켜, 암(16) 위에 기판(1)을 탑재시킴으로써, 기판분리장치로부터 로봇으로 기판(1)을 옮길 수 있다.

다음에, 도 11을 이용하여 다른 실시예를 설명한다. 동일 구성에 대하여는 동일부호를 붙여 설명을 생략한다. 기판(1)의 위치규제수단으로서의 블록(20)은 저마찰계수의 플라스틱으로 형성되어 있다. 블록(20)은 공기실린더(21)에 고정되어 있고, 기판(1)의 외주단부(1a)에 4개 배치되어 있다. 도 11에 도시된 예에서는 4개 배치한 경우이지만, 기판(1)의 S방향의 중앙부에 좌우 2개 설치한 구성으로 하여도 좋다. 도 8과 같이 부상한 기판(1)의 아래쪽으로 기판들어올림블록(4)이 진입한 후, 도 11에 도시된 바와 같이 공기실린더(21)를 동작시켜 블록(20)을 기판(1)에 가까이하여 기판(1)을 지지한다. 이 상태로부터 기판(1)을 위쪽으로 이동시켜서 분리를 실시한다. 이것에 의해, 기판(1)이 부상했을 때에, 기판(1)이 화살표 X방향으로 진동하거나 요동하는 듯한 현상을 방지할 수 있으므로, 기판분리의 안정성을 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 기판분리장치는, 기판을 탑재하는 지지수단과, 기판들어올림수단과, 구동수단에 의해 기판들어올림수단과 함께 이동하는 기체분사수단을 가지고 있고, 지지수단에 구멍을 뚫을 필요가 없으므로 소성 시에 있어서 기판에 얼룩이 발생하지 않고, 기판분리 시에 사람의 손이 기판에 닿는 일이 없으므로, 기판에 손상이 발생하는 일없이 안정되게 분리할 수 있다. 또한, 기판의 위치규제수단을 설치함으로써, 기판부상 시의 기판의 흔들림을 없애서 안정한 기판의 분리를 할 수 있다. 또, 연속소성로를 사용하여 기판분리의 자동화가 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 기판분리방법은, 기체를 기판단부에 분사하여 기판단부를 지지기판으로부터 부상시키고, 거기에 기판들어올림수단의 선단을 삽입하여 위쪽으로 이동시킴으로써, 기판에 손상을 주는 일없이 안정되게 기판을 분리할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일실시예의 기판분리장치의 정면도,

도 2는, 도 1의 기판분리장치의 부착기판을 생략한 평면도,

도 3은, 본 발명에 관한 기판들어올림블록의 단면도,

도 4는, 본 발명에 관한 다른 기판들어올림블록의 단면도,

도 5는, 기판으로의 기체분사 시의 부분확대도,

도 6은, 기판으로의 기체분사 시에 기판이 부상했을 때의 부분확대도,

도 7은, 기판으로의 기체분사 시에 기판이 부상했을 때의 기판분리장치의 정면도,

도 8은, 부상한 기판의 하측으로 들어올림블록을 삽입했을 때의 정면도,

도 9는, 들어올림블록 사이에 기판이 지지되었을 때의 정면도,

도 10은, 기판을 지지한 들어올림블록을 위쪽으로 이동시켰을 때의 정면도,

도 11은, 본 발명의 다른 실시예의 기판분리장치의 부착기판을 생략한 평면도,

도 12는, 기판이 소성로로부터 배출되었을 때의 상태를 나타내는 사시도이다.

Claims (9)

1장의 기판(1)을 탑재하기 위한 지지수단(2)과,

상기 지지수단(2) 상에 탑재된 상태의 상기 기판(1)의 단부(1a)와 상기 지지수단(2) 사이에 기체를 분사함으로써, 상기 기판(1)을 상기 지지수단(2)으로부터 부상시키기 위해 상기 기판 단부(1a)의 외주 근방에 설치되어 상기 기판(1)을 사이에 두고 좌우 한 쌍으로 이루어진 복수 쌍의 기체분사수단(11)과,

이 부상된 상기 기판(1)의 아래쪽으로 쐐기형상으로 형성된 선단부를 삽입함으로써, 상기 기판(1)을 들어올리기 위해 상기 기체분사수단(11)과 일체로 구성되거나 상기 기체분사수단(11)의 근방에 설치되는 좌우 한 쌍으로 이루어진 복수 쌍의 기판들어올림수단(4)과,

상기 기판들어올림수단(4) 전체가 상기 기판(1)을 지지하도록 수평으로 이동시킨 후 상방으로 이동시킴으로써, 상기 기판(1)을 상기 지지수단(2)으로부터 분리하기 위한 구동수단(5, 8)을 구비한 것을 특징으로 하는 기판분리장치.

제1항에 있어서, 상기 기체분사수단(11)을, 기판(1)의 외주단부(1a) 근방에 배치한 것을 특징으로 하는 기판분리장치.

제1항에 있어서, 상기 기체분사수단(11)이, 기판들어올림수단(4)의 내부에 형성된 기체용 통로에 접속된 것을 특징으로 하는 기판분리장치.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 분사하는 기체의 압력을 조정하기 위한 압력조정수단(13)을 추가로 설치한 것을 특징으로 하는 기판분리장치.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판들어올림수단(4)이 접촉되어야 하는 기판의 단부를 지지 규제하는 규제수단(20)을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 기판분리장치.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 기판분리장치를 사용하고, 기체분사수단(11)으로부터 기판(1)의 단부(1a)에 기체를 분사함으로써, 상기 기판(1)의 단부(1a)를 지지수단(2)으로부터 부상시킨 후, 기판들어올림수단(4)의 선단으로 상기 기판(1)의 아래쪽을 지지하고, 상기 기판들어올림수단(4)을 이동시켜서 상기 기판(1)을 상기 지지수단(2)으로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 기판분리방법.

제1항에 기재된 기판분리장치를 사용하고, 기체분사수단(11)으로부터 기판(1)의 단부(1a)에 기체를 분사함으로써, 상기 기판(1)의 단부(1a)를 지지수단(2)으로부터 부상시킨 후, 기판들어올림수단(4)의 선단으로 상기 기판(1)의 아래쪽을 지지하고, 상기 기판(1)을 끼워 넣도록 상기 기판들어올림수단(4)을 이동시킴으로써, 상기 기판들어올림수단(4)의 선단부의 경사면을 따라서 상기 기판(1)을 위쪽으로 슬라이딩시킨 후, 상기 기판들어올림수단(4)을 위쪽으로 이동시켜, 상기 기판(1)을 상기 지지수단(2)으로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 기판분리방법.

제5항에 기재된 기판분리장치를 사용하고, 기체분사수단(11)으로부터 기판(1)의 단부(1a)에 기체를 분사함으로써, 상기 기판(1)의 단부(1a)를 지지수단(2)으로부터 부상시킨 후, 기판들어올림수단(4)의 선단으로 상기 기판(1)의 아래쪽을 지지하고, 상기 기판(1)을 끼워 넣도록 상기 기판들어올림수단(4)을 이동시킴으로써, 상기 기판들어올림수단(4)의 선단부의 경사면을 따라서 상기 기판(1)을 위쪽으로 슬라이딩시킨 후, 상기 기판들어올림수단(4)이 접촉해야하는 상기 기판(1)의 단부를 규제수단(20)으로 지지하고, 상기 기판들어올림수단(4)을 위쪽으로 이동시켜 상기 기판(1)을 상기 지지수단(2)으로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 기판분리방법.

제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판(1)의 외주단부(1a)에 수직인 단면형상이 볼록 형상의 곡면으로 형성되어 있고, 상기 기판(1)의 외주단부(1a)에 기판들어올림수단(4)이 대향하고 있는 것을 특징으로 하는 기판분리방법.