KR100664397B1 - 기판 세정장치 - Google Patents

Abstract

롤 브러쉬(roll-brush)를 이용한 평판표시장치용 기판의 세정 등에 사용되며, 특히 기판을 세정할 때에 롤 브러쉬의 오작동 및 동력 손실을 방지하여 더욱 향상된 구동 안정성을 확보할 수 있는 기판 세정장치를 개시한다.

이러한, 기판 세정장치는, 기판의 세정 작업이 진행되는 밀폐된 분위기의 작업 공간과, 이 작업 공간 내에 배치되며 이 공간을 경유하는 기판을 회전 운동에 의해 세정할 수 있도록 회전축을 중심으로 회전되는 롤 브러쉬와, 상기 작업 공간의 외측에서 상기 회전축과 비 연결 상태로 위치되는 구동축을 가지며 상기 롤 브러쉬의 구동을 위한 동력을 발생하는 구동수단과, 상기 회전축과 상기 구동축 사이의 비 연결 구간에 배치되며 상기 축들이 서로 비 접촉된 상태로 동력이 전달될 수 있도록 하는 한 쌍의 마그네틱 디스크와, 상기 작업 공간의 내측에 배치되어 상기 롤 브러쉬의 회전 상태를 감지하고 이를 상기 작업 공간의 외측에서 인식이 가능토록 하는 감지수단을 포함한다.

기판의 세정작업, 밀폐된 분위기의 세정 공간, 롤 브러쉬, 비접촉 동력전달, 구동수단, 한 쌍의 마그네틱 디스크, 감지수단, 구동 안정성 확보

Description

기판 세정장치{apparatus for cleaning flat display panel}

도 1은 본 발명에 따른 기판 세정장치의 내부 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 도 1의 동력 전달 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 도 1의 감지수단의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 4 및 도 5는 도 3의 피감지영역의 다른실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 6 및 도 7은 도 3의 식별구의 다른실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 도 1의 감지수단의 다른실시예를 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 본 발명에 따른 기판 세정장치의 다른실시예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 기판 세정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 롤 브러쉬(roll-brush)를 이용한 평판표시장치용 기판의 세정 등에 사용되며, 특히 기판을 세정할 때에 롤 브러쉬의 오작동 및 동력 손실을 방지하여 한층 향상된 구동 안정성을 확보할 수 있는 기판 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 평판표시장치용 기판의 세정 작업에는 롤 브러쉬를 이용하여 기판의 표면에 존재하는 각종 이물질들을 브러싱 동작에 의해 제거하면서 세정하는 구조의 세정장치가 사용된다.

상기 세정장치는, 기판의 세정 작업이 진행되는 공간을 가지는 베스 내부에 기판의 이송을 위한 컨베이어와 같은 이송 장치가 관통 설치된다.

상기 베스 내부에는 상기 컨베이어를 따라 이송되는 기판의 표면에 대응하여 브러싱 동작이 가능하도록 회전축을 중심으로 회전되는 롤 브러쉬가 배치되고, 이 롤 브러쉬는 상기 베스 외부에 설치된 구동수단으로부터 발생된 동력을 전달받아서 회전되며, 상기 구동수단은 구동축을 가지는 모터가 주로 사용된다.

그리고, 상기 세정장치에서 상기 구동수단의 동력을 상기 롤 브러쉬측에 전달하기 위하여 크게 2가지의 동력전달 구조 즉, 직접 동력전달 방식과 간접 동력전달 방식이 사용된다.

상기 직접 동력전달 방식은 상기 모터의 구동축과 상기 롤 브러쉬의 일측 회전축이 커플링과 같은 축간 이음부재로 직접 연결되면서 동력전달이 이루어진다.

이와 같은 구조는 상기 회전축과 구동축을 연결하기 위하여 상기 베스의 측벽면에 일정한 크기의 타공홀이 뚫려진 상태가 되어 이 홀을 통하여 외부 이물질들이 세정 공간으로 쉽게 유입됨은 물론이거니와 세정액이 상기 타공홀들을 통하여 외부로 유출되어 세정 환경을 저하시키고, 상기 베스 외부에 설치되는 모터나 각종 주변 구동 장치들의 부식을 촉진시키는 요인이 되므로 근래에는 이러한 문제점들을 보완한 간접 동력전달 방식이 주로 사용된다.

상기 간접 동력전달 방식은 상기 베스의 측벽면을 사이에 두고 상기 회전축과 구동축이 비 연결 상태로 동력 전달이 가능하므로 상기한 직접 동력전달 방식에 비하여 동력 전달구조가 간단할 뿐만 아니라, 상기 베스 내부의 세정액이 외부로 유출되거나 외부 이물질들이 상기 베스 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 간접 동력전달 방식은, 상기 베스의 측벽면을 사이에 두고 상기 모터의 구동축과 상기 롤 브러쉬의 회전축이 각각 위치되고 이 축들의 단부측에는 자성(磁性)을 띠는 마그네틱 디스크가 마주하는 상태로 각각 고정된다.

즉, 상기 회전축과 구동축의 비 연결 구간은 상기 마그네틱 디스크들의 자력에 의해 서로 비 접촉 상태로 연결된 상태가 되므로 상기 구동축이 회전되면 이 축의 회전력이 상기 회전축에 전달되면서 상기 롤 브러쉬가 회전된다.

그러나, 이와 같은 간접 동력전달 방식의 세정장치는, 동력전달 구간의 비 연결된 지점 즉, 상기 2개의 마그네틱 디스크들 사이에서 슬립 현상 등에 의해 상기 롤 브러쉬가 오작동 되거나 출력 회전수의 편차가 과다하게 발생되어도 이를 신속하게 감지하거나 판별이 어려우므로 만족할 만한 구동 안정성 및 구동 신뢰도 등을 기대할 수 없다.

게다가, 상기와 같이 롤 브러쉬가 비 정상적인 작동 상태에서 세정 작업이 진행되면 기판의 세정품질의 저하되어 불량이 과다하게 발생되며, 이로 인하여 세정 작업능률은 물론이거니와 기판 처리를 위한 전체 공정의 효율성을 저하시키는 한 요인이 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 롤 브러쉬를 이용하여 기판을 용이하게 세정할 수 있으며, 특히 롤 브러쉬의 오작동 등에 의해 기판의 수율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 기판 세정장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 기판의 세정 작업이 진행되는 밀폐된 분위기의 작업 공간과, 이 작업 공간 내에 배치되며 이 공간을 경유하는 기판을 회전 운동에 의해 세정할 수 있도록 회전축을 중심으로 회전되는 롤 브러쉬와, 상기 작업 공간의 외측에서 상기 회전축과 비 연결 상태로 위치되는 구동축을 가지며 상기 롤 브러쉬의 구동을 위한 동력을 발생하는 구동수단과, 상기 회전축과 상기 구동축 사이의 비 연결 구간에 배치되며 상기 축들이 서로 비 접촉된 상태로 동력이 전달될 수 있도록 하는 한 쌍의 마그네틱 디스크와, 상기 작업 공간의 내측에 배치되어 상기 롤 브러쉬의 회전 상태를 감지하고 이를 상기 작업 공간의 외측에서 인식이 가능토록 하는 감지수단을 포함하는 기판 세정장치를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 기판 세정장치는, 기판(P)의 세정 작업이 진행되는 작업 공간(2)과, 이 작업 공간(2) 내에 배치되며 이 공간(2)을 경유하면서 이동되는 기판(P)을 회전 운동에 의해 세정할 수 있도록 회전축(S1)을 가 지는 롤 브러쉬(4)와, 상기 작업 공간(2)의 외측에서 상기 회전축(S1)과 비 연결 상태로 위치되는 구동축(S2)을 가지며 상기 롤 브러쉬(4)의 구동을 위한 동력을 발생하는 구동수단(6)과, 상기 회전축(S1)과 상기 구동축(S2) 사이의 비 연결 구간에 상기 축(S1, S2)들이 서로 비접촉된 상태로 동력이 전달될 수 있도록 하는 한 쌍의 마그네틱 디스크(8a, 8b)와, 상기 작업 공간(2) 내에 배치되어 상기 롤 브러쉬(4)의 회전 상태를 직접 감지하기 위한 감지수단(10)을 포함한다.

상기 작업 공간(2)은 도 1에서와 같이 세정 작업을 위한 통상의 세정 베스(B) 내부에서 외부와 밀폐 가능한 분위기로 형성된다.

상기 베스(B)에는 기판(P)들이 세정 가능한 자세로 상기 작업 공간(2)을 경유하면서 통과될 수 있도록 도면에는 나타내지 않았지만 컨베이어와 같이 이미 잘 알려진 이송장치가 관통 설치된다.

그리고, 상기 작업 공간(2)에는 도면에는 나타내지 않았지만 상기 롤 브러쉬(4)측에 세정액을 공급하기 위한 노즐과, 기판(P)을 세정하기 전이나 세정 후에 상기 기판(P)의 표면에 부착된 이물질이나 세정액 등을 제거하기 위한 에어 나이프(air knife) 등이 이미 잘 알려진 구조로 설치된다.

상기 롤 브러쉬(4)는 도 2에 도시한 바와 같이 외주면에 세정모(12)들이 조밀하게 형성되며, 상기 작업 공간(2) 내에서 기판(P)의 이송 방향에 대응하여 도면에서와 같은 자세로 상기 기판(P)의 상측면이 균일하게 브러싱될 수 있도록 위치된다.

상기 롤 브러쉬(4)는 상기 작업 공간(2)에서 상기 기판(P)의 이송 구간에 대 응하여 상측면의 브러싱이 가능하도록 1개 이상이 이격 설치될 수 있다.

상기 롤 브러쉬(4)는 상기 작업 공간(2)에서 회전 운동에 의해 기판(P)의 브러싱이 가능하도록 설치된다.

이를 위하여 도 1에 도시한 바와 같이 상기 작업 공간(2)의 바닥면에 2개의 지지대(14)가 이격 설치되고, 상기 롤 브러쉬(4)의 양단부측에 일정한 길이로 연장된 회전축(S1)들이 상기 지지대(14)에 설치된 베어링(G)들을 관통하여 회전 가능하게 고정된 구조일 수 있다.

상기 구동수단(6)은 구동축(S2)을 가지며 회전 동력을 발생하는 모터가 사용되며, 상기 작업 공간(2) 내에 배치된 롤 브러쉬(4)의 일측 회전축(S1)에 대응하도록 상기 베스(B)의 외측에 배치된다.

상기 구동축(S2)은 상기 베스(B)의 일측 벽면을 사이에 두고 상기 롤 브러쉬(4)의 일측 회전축(S1)과 동일한 축심을 갖도록 도 2에서와 같이 위치된다.

그리고, 상기 구동수단(6) 즉, 모터는 도면에는 나타내지 않았지만 상기 베스(B)의 외측에 배치되는 별도의 콘트롤부와 연결되어 이미 잘 알려진 방법으로 작동이 제어된다.

상기 한 쌍의 마그네틱 디스크(8a, 8b)는 도 2에서와 같이 상기 베스(B)의 일측 벽면을 사이에 두고 서로 마주하는 상태로 위치되는 상기 회전축(S1)과 구동축(S2)에 도 2에서와 같이 고정된다.

상기 한 쌍의 마그네틱 디스크(8a, 8b)는, 서로 다른 자성(N극, S극)을 가지는 영구자석이나 전자석이 사용되며, 상기 회전축(S1)과 구동축(S2)의 단부에 고정 될 때에 상기 베스(B)의 일측 벽면에 접촉하지 않는 범위내에서 2개의 디스크(8a, 8b) 간격이 최대한 근접된 상태로 셋팅된다.

상기한 한 쌍의 마그네틱 디스크(8a, 8b)는 상기 베스(B)의 일측 벽면을 사이에 두고 자력(磁力)에 의해 서로 당기거나 미는 힘이 작용되면서 상기 회전축(S1)과 구동축(S2)의 이격된 구간이 비 접촉상태로 동력 전달이 가능하게 연결된다. 이러한 비접촉 동력 전달구조는 상기 베스(B)의 일측 벽면을 타공하지 않은 상태로 상기 구동수단(6)측에서 발생된 동력이 상기 롤 브러쉬(4)측에 전달될 수 있다.

한편, 상기 감지수단(10)은, 상기 작업 공간(2) 내에 배치된 상기 롤 브러쉬(4)의 회전 구동 상태를 감지하여 펄스(pulse) 신호에 의해 상기 베스(B) 외부에서 인식이 가능토록 하는 수단들로 이루어진다.

도 2에 도시한 바와 같이 상기 감지수단(10)은, 상기 작업 공간(2) 내에서 상기 롤 브러쉬(4)의 회전 동작이 감지될 수 있도록 배치되는 피감지영역(16)과, 이 피감지영역(16)을 감지하기 위한 센서부재(18)와, 이 센서부재(18)의 감지 신호를 전달받아서 상기 롤 브러쉬(4)의 작동 상태를 상기 베스(B) 외부에서 인식이 가능토록 하는 식별구(20)를 포함한다.

상기 피감지영역(16)은 도 3에서와 같이 상기 롤 브러쉬(4)의 회전축(S1)에 설치된 마그네틱 디스크(8a)의 외주면에 형성될 수 있다.

상기 피감지영역(16)은 자성(磁性)을 띠는 박판 형태로 이루어지고, 상기 마그네틱 디스크(8a)의 외주면 전체 둘레에 적어도 1개 이상이 이격 설치된다.

이와 같이 상기 피감지영역(16)이 상기 회전축(S1)과 연결된 마그네틱 디스크(8a)의 원주 방향에 위치되면, 상기 회전축(S1)을 중심으로 회전되는 상기 롤 브러쉬(4)의 회전 상태 및 회전수 등이 상기 센서부재(18)에 의해 용이하게 감지될 수 있다.

상기 피감지영역(16)은 상기한 구조에 한정되는 것은 아니다. 도 4 및 도 5에서와 같이 상기 마그네틱 디스크(8a)의 외주면 전체 둘레에서 적어도 1개 이상의 홈이나 돌기들로 형성될 수 있다.

또한, 상기에서는 상기 피감지영역(16)이 상기 마그네틱 디스크(8a)의 외주면에 형성되는 것을 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만, 이 또한 상기한 구조에 한정되는 것은 아니다.

예를들면, 도면에는 나타내지 않았지만 상기 작업 공간(2)내에 위치되는 상기 롤 브러쉬(4) 또는 이 롤 브러쉬(4)의 회전축(S1)에 형성될 수도 있다. 물론 이때에도 상기 롤 브러쉬(4)의 회전 축심에 대응하는 원주 방향으로 1개 이상이 형성된다.

그리고, 상기 피감지영역(16)은 상기한 구조 이외에도 도면에는 나타내지 않았지만 상기 센서부재(18)에 의해 용이하게 감지될 수 있는 구조는 다양하게 실시될 수 있다.

상기 센서부재(18)는 상기 작업 공간(2)에서 상기 피감지영역(16)의 감지가 가능하도록 상기 일측 지지대(14)에서 브라켓트(22)에 의해 도 3에서와 같은 자세로 고정된다.

상기 센서부재(18)는 상기 피감지영역(16)에서 방사되는 자력(磁力)이나 오철면을 감지하여 펄스 신호를 발생하는 이미 잘 알려진 센서가 사용된다.

이와 같은 펄스센서는 상기 마그네틱 디스크(8a)측에 설치된 피감지영역(16)이 근접되면 온(on) 상태가 되고, 이격되면 오프(off) 상태가 되면서 이러한 온/오프 동작에 의해 펄스 신호가 발생된다.

예를들어, 도 3에서와 같이 상기 피감지영역(16)이 상기 마그네틱 디스크(8a)의 원주방향으로 2개가 1조로 이격 설치된 상태에서 상기 롤 브러쉬(4)가 1회전될 때에 상기 센서부재(18)측에는 2번의 펄스 신호가 감지되므로 이러한 펄스 신호에 따라 상기 롤 브러쉬(4)의 작동 여부 및 회전수 등이 용이하게 감지된다.

상기 식별구(20)는 상기 센서부재(18)로부터 감지된 신호의 인가가 가능하게 연결되며, 상기 베스(B) 외부에서 작업자가 용이하게 인식할 수 있는 지점에 위치된다.

상기 식별구(20)는 경보음이 발생되는 알람(alarm)이 사용되며, 상기 센서부재(18)에 의해 상기 롤 브러쉬(4)가 회전되지 않거나 허용 범위 이하 또는 이상인 회전 상태가 감지되면 경보음이 발생되도록 셋팅된다.

이를 위하여 상기 센서부재(18)와 식별구(20)의 연결 구간에 제어부(24)가 설치되어, 상기 센서부재(18)의 감지 신호에 따라 상기 식별구(20)의 작동이 제어 된다.

즉, 상기 제어부(24)는 상기 센서부재(18)의 감지 신호가 지속적으로 인가되면서 상기 롤 브러쉬(4)가 회전되지 않거나 허용 범위 이하 또는 이상의 회전 상태 일 때에만 상기 식별구(20)를 통하여 경보음을 발생시킨다.

이때, 상기 롤 브러쉬(4)의 적정 회전수는 상기 구동축(S2)의 출력 회전수가 기준이 되며, 기판(P)의 세정 전에 상기 롤 브러쉬(4)측에 요구되는 세정 회전수에 따라 이에 대응하는 회전수 범위내로 상기 구동축(S2)이 셋팅된 상태로 동력이 전달된다.

상기에서는 식별구(20)가 경보음을 발생하는 알람이 사용되는 것을 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만 이 또한 상기한 구조에 한정되는 것은 아니다.

도 6에 도시한 바와 같이 상기 제어부(24)에 의해 작동이 제어되면 불빛이 점멸되는 이미 잘 알려진 램프가 사용되거나, 도 7에서와 같이 상기 제어부(24)를 통하여 상기 롤 브러쉬(4)의 회전수 등이 실시간 표기되도록 연결된 표시장치가 사용될 수도 있다.

또한, 상기 제어부(24)는 도 8에서와 같이 상기 센서부재(18)에 의해 감지된 신호에 따라 상기 식별구(20)는 물론이거니와 상기 구동수단(6)의 작동 제어가 가능하게 연결될 수 있다.

상기 제어부(24)는 예를들어, 상기 센서부재(18)에 의해 상기 롤 브러쉬(4)가 적정 회전수를 벗어난 상태가 감지되면 모터의 회전수를 감속 또는 가속시켜서 상기 롤 브러쉬(4)가 허용 회전수 범위내로 구동시키거나 상기 모터를 오프시켜서 상기 롤 브러쉬(4)의 회전 동작이 자동으로 정지되도록 하는 제어 방법이 적용될 수 있다.

이와 같은 제어부(24)의 전기적 연결 구조는 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있는 것이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

상기한 실시예에서는 상기 롤 브러쉬(4)들이 상기 작업 공간(2) 내에서 기판의 상측면에 한해서 세정이 가능하게 설치된 구조를 일예로 설명 및 도면에 나타내고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

도 9에 도시한 바와 같이 상기 작업 공간(2)에서 상기 롤 브러쉬(4)들이 기판(P)의 상측면과 하측면에 대응하여 동시에 세정 가능하게 배치된 구조일 수 있다.

물론 이때에도, 상기 베스(B) 내부에는 상기 상부 및 하부측 롤 브러쉬(4)들에 대응하여 상기한 실시예와 동일하게 감지수단(10) 즉, 피감지영역(16)과 센서부재(18) 그리고, 식별구(20)들이 설치되어 상기 롤 브러쉬(4)들의 회전 상태가 감지되고 외부에서 인식이 가능하도록 이루어진다.

상기에서는 본 발명에 따른 기판 세정장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 세정 작업이 진행되는 밀폐 분위기의 세정 공간에 배치되는 롤 브러쉬의 구동 상태가 감지수단에 의해 실시간으로 감지되어 외부에서 신속하게 판별이 가능하므로 상기 롤 브러쉬의 오작동을 방지할 수 있다. 따라서, 기판의 세정 작업시에 한층 향상된 세정 품질 및 수율을 얻을 수 있다.

그리고, 상기 감지수단은, 상기 롤 브러쉬의 회전 축심의 원주방향으로 위치되는 피감지영역들이 상기 롤 브러쉬의 회전시에 센서부재에 의해 직접 감지되면서 센싱이 이루어지므로 구조가 간단할 뿐만 아니라, 만족할 만한 센싱 정밀도 및 효율 등을 얻을 수 있다.

Claims (8)

1. 기판의 세정 작업이 진행되는 밀폐된 분위기의 작업 공간;

   상기 작업 공간 내에 배치되며 이 공간을 경유하는 기판을 회전 운동에 의해 세정할 수 있도록 회전축을 중심으로 회전되는 롤 브러쉬;

   상기 작업 공간의 외측에서 상기 회전축과 비 연결 상태로 위치되는 구동축을 가지며 상기 롤 브러쉬의 구동을 위한 동력을 발생하는 구동수단;

   상기 회전축과 상기 구동축 사이의 비 연결 구간에 배치되며 상기 축들이 서로 비 접촉된 상태로 동력이 전달될 수 있도록 하는 한 쌍의 마그네틱 디스크;

   상기 작업 공간의 내측에 배치되어 상기 롤 브러쉬의 회전 상태를 감지하고 이를 상기 작업 공간의 외측에서 인식이 가능토록 하는 감지수단;

   을 포함하며,

   상기 감지수단은, 상기 작업 공간 내에서 상기 롤 브러쉬의 회전 동작이 감지될 수 있도록 배치되는 피감지영역과,

   상기 피감지영역을 감지하기 위한 센서부재와,

   상기 롤 브러쉬의 회전 상태를 상기 작업 공간 외측에서 인식이 가능토록 하는 식별구와,

   상기 센서부재의 감지신호에 따라 상기 식별구의 작동을 제어하는 제어부

   를 포함하는 기판 세정장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 롤 브러쉬는, 상기 작업 공간에서 기판의 일측 또는 양측 표면의 세정이 가능한 자세로 1개 이상이 배치되는 기판 세정장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 한 쌍의 마그네틱 디스크는, 상기 회전축과 구동축의 비 연결 구간에서 상기 작업 공간의 밀폐된 측벽 경계영역을 사이에 두고 서로 마주하는 자세로 상기 축들에 고정되는 기판 세정장치.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서, 상기 피감지영역은, 상기 롤 브러쉬의 회전 축심에서 원주방향으로 적어도 1개 또는 2개 이상이 형성되는 기판 세정장치.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 피감지영역은, 일정한 크기의 감지용 박판이 부착되거나, 돌기 또는 홈들이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 세정장치.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 센서부재는, 상기 작업 공간에서 상기 롤 브러쉬의 회전시 상기 피감지영역들의 회전 반경에 대응하는 원주방향 일측 지점에 고정되는 기판 세정장치.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 식별구는, 알람이나 램프, 표시장치 중에서 어느 하나로 이루어지는 기판 세정장치.

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