KR100675641B1 - 기판 반송 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 반송 장치에 관한 것으로, 본 발명의 기판 반송 장치는 상기 설치대의 측부에 형성되는 구동용 모터; 상기 모터로부터 구동력을 인가받는 샤프트; 및 상기 샤프트의 회전에 따라 상기 샤프트와 선접촉하며 회전되면서, 기판을 이송하는 반송 롤러를 포함하여 구성된다.

반송 롤러, 샤프트, 유리 기판

Description

기판 반송 장치{PLATE TRANSFERRING APPARATUS}

도 1은 종래 기판 반송 장치의 주요부 측면을 나타내는 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 기판 반송 장치의 구성을 나타내는 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 기판 반송 장치의 주요부 측면을 나타내는 측면도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

101: 설치대 102: 모터

103: 축부재 104: 지지대

109: 샤프트 111: 반송롤러

111a: 내륜부 111b: 외륜부

108: 베어링 107, 112: 나사톱니

110: 기판

본 발명은 기판 반송 장치에 관한 것으로, 특히, 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device, LCD)등에 사용되는 유리 기판을 반송하는 기판 반송 장치에 관한 것이다.

오늘날 정보기기의 발달과 더불어 영상표시장치의 개발이 활발히 이루어지고 있는데, 특히 영상표시장치 중에서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 스위칭 소자로 채용하는 박막트랜지스터 액정표시장치의 개발이 주목을 받고 있다.

박막트랜지스터 액정표시장치의 제조공정은 대부분 반도체 제조공정을 채용하므로 유리 기판상에 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO) 등의 박막이나 금속 배선의 형성을 위해 포토리소그래피(Photolithography) 공정을 사용한다. 포토리소그래피 공정은 포토레지스트(Photoresist) 도포공정, 노광공정, 현상공정 및 세정공정등으로 이루어지는데, 상기 일련의 공정들을 신속하게 처리하기 위해 유리 기판을 반송 장치에 의해 연속적으로 이동시키며 각 공정들을 진행한다.

상기 반송 장치는 진공 흡착에 의해 기판을 지지하는 반송 아암(ARM)을 사용하거나, 회전축을 구비하는 복수의 반송 롤러 상에 유리 기판의 양단을 로딩시키고 상기 반송 롤러의 회전에 의해 기판을 반송하는 롤러 반송을 사용한다.

이중 반송 롤러를 이용하는 기판 반송 장치에는 설치대의 측부에 구동용 모터가 설치되고, 상기 모터에 의해 회전하는 복수의 샤프트가 설치대를 가로질러 형성되어 있다. 그리고 개별 샤프트에는 이송할 유리 기판을 지지하며, 상기 샤프트와 동시에 회전함으로써 상기 유리 기판을 반송하는 적어도 두 개의 반송 롤러가 부착되어 있다. 즉, 상기 모터의 구동에 따라 반송 롤러가 회전하여 기판을 반송하게 된다.

도 1은 종래 기판 반송 장치의 주요부 측면을 나타내는 도면으로서, 샤프트(9)의 회전에 따라 복수의 반송 롤러(11) 상부로 유리 기판(10)이 반송되는 형상을 도시하고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 종래 기판 반송 장치에서는 샤프트(9)와 반송 롤러(11)가 견고하게 접합할 수 있도록, 상기 샤프트(9)와 반송 롤러(11)의 사이에 고정부재(일명 록커(locker), 15)가 더 형성되어 샤프트(9)의 회전운동에너지를 반송 롤러(11)에 완전히 전달할 수 있게 한다. 따라서, 기판(10)을 이송하는 반송 롤러(11)는 고정부재(15)를 통해 샤프트(9)에 고정되어 정속의 샤프트(9) 회전에 따라 회전되며, 그 상부에 배치되는 기판(10)을 이송시키게 된다. 즉, 상기와 같은 종래 기판 이송 장치에서는 회전축인 샤프트(9)와 반송 롤러(11)가 고정되어 있어, 상기 반송 롤러(11)가 상기 샤프트의 회전 속도를 그대로 반영하는 것이다.

하지만, 이와 같은 종래의 반송 시스템은 실질적으로 다수의 기판 반송 장치가 연속적으로 연결되어 구성되며, 각각의 기판 반송 장치는 개별 모터에 의해 구동되므로, 기판 반송 장치 간 샤프트의 회전 속도에 미세한 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 만일 특정 지점에서의 샤프트 회전수가 유리 기판의 평균 이동 속도를 넘어서는 현상이 나타나게 되면, 상기한 지점에서 반송 롤러와 그 상부에 위치하는 유리 기판 사이에 슬립(Slip) 현상이 나타나, 상기 기판 상에 롤러 얼룩이 남게 되는 오염이 발생하게 되었다.

또한, 기판의 이동을 방해하는 외부 간섭 등이 발생할 경우에도 상기 샤프트의 회전에 구속되는 반송 롤러가 상기 샤프트와 동일한 정속 회전을 유지하게 되므로, 결국 반송 롤러와 기판 간의 마찰로 인해 박막의 기판이 반송로에서 이탈되거나, 파손되는 결과를 초래하게 되었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 반송 롤러와 샤프트가를 비고정 구조로 형성함으로써, 반송 롤러 상부의 기판 이동 속도와 샤프트의 회전수가 조화되지 않을 때, 상기 반송 롤러가 상기 샤프트로부터 전달되는 회전운동에너지를 차단할 수 있는 기판 반송 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 기판 반송 장치를 제공함으로써, 기판의 반송 과정 중 파손을 최소화하고, 기판 배면에서의 오염 방지 할 수 있는 기판 반송 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 이루기 위해, 본 발명의 기판 반송 장치는 본 발명의 기판 반송 장치는 상기 설치대의 측부에 형성되는 구동용 모터; 상기 설치대 상부에 설치되며, 상기 구동용 모터로부터 회전구동력을 인가받는 샤프트; 및 상기 샤프트와 비고정구조를 갖되, 상기 샤프트의 회전에 따라 내륜부가 상기 샤프트와 선접촉하여 회전되면서, 기판을 이송하는 반송 롤러를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 반송 롤러와 상기 기판 사이의 정지 마찰력은 상기 반송 롤러와 상기 샤프트 간 이동 마찰력보다 크게 형성된 것이 바람직하다.

상기 반송 롤러는 외륜부 및 상기 내륜부를 갖으며, 상기 반송 롤러의 내륜부는 상기 샤프트의 외륜부보다 크게 형성될 수 있다.
상기 반송 롤러의 외륜부는 우레탄(Urethane) 수지로 형성되고, 내륜부는 서스(SUS) 재질 혹은 수지 계열로 형성될 수 있다.

상기 반송 롤러 상의 기판 이동 속도와 상기 샤프트의 회전수가 조화되지 않을때, 상기 반송 롤러는 상기 샤프트와 비고정되어 상기 샤프트의 회전구동력이 상기 기판에 전달되는 것을 차단시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기판 반송 장치는 상기 모터에 의해 회전하며 기판 반송 방향을 따라 설치되는 축부재; 상기 설치대의 상부 좌우에 설치되어 상기 샤프트를 지지하는 지지부; 및 상기 샤프트와 지지부 사이에 형성되어 상기 샤프트와 지지부 사이 의 마찰을 방지하는 베어링을 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 기판은 두께가 1.1 mm 이하의 박막 유리 기판일 수 있다.

실질적으로 액정표시장치의 제조 공정은 다수의 박막을 형성하는 공정으로 이루어진다. 특히 박막트랜지스터 액정표시장치는 스위칭소자로 박막트랜지스터를 채용하기 때문에 박막트랜지스터를 형성하기 위해 반도체 제조기술을 채용한다. 반도체 기술 중에서도 특히 포토리소그래피 공정이 사용되는데, 상기 포토리소그래피 공정은 기판을 기판 반송 장치를 이용하여 이송하면서 연속적으로 이루어진다. 따라서, 액정표시장치의 제조 공정에 있어서, 기판의 배면 오염 및 파손 등을 방지할 수 있는 기판 이송 장치를 제공하는 것은 매우 중요한 과제이며, 이러한 이유로 본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 이룰 수 있는 새로운 기판 반송 장치를 제안한다.

이하, 도 2을 참조하여 본 발명의 기판 반송 장치를 설명한다.

본 발명에 따른 기판 반송 장치는 반송 장치(100)가 설치되는 설치대(101)를 구비하며, 상기 설치대(101)의 일 측에 모터(102)를 포함한다. 상기 모터(102)는 기판(110)이 반송되는 방향으로 길게 형성되는 축부재(103)과 연결되어 상기 축부재(103)를 회전운동시킨다.

또한, 상기 설치대(101)의 상부에는 회전축인 다수의 샤프트(109)가 기판 이송로를 가로질러 기판 이송 방향에 대하여 수직으로 설치되어 있다. 상기 샤프트(109)는 상기 설치대(101) 상부에 형성되는 지지대(104)과 베어링(108)을 사이에 두고 서로 만나게 되는데, 상기 샤프트(109)는 상기 베어링(108)에 의해 지지대(104) 내에서 저항이 거의 없이 회전할 수 있다. 상기 지지대(104)은 기판 반송로 의 좌, 우측으로 하나씩 형성되며 상기 샤프트(109)의 양 끝과 만나게 된다. 또한 상기 샤프트(109)의 일단에는 톱니바퀴(107)가 구성되어 상기 축부재(103)에 형성되는 톱니바퀴(112)와 맞물려 모터(102)에서 발생하는 동력을 샤프트(109)로 전달한다.

한편, 원기둥 형태를 갖는 상기 샤프트(109)의 외륜부에는 반송될 기판(110)과 직접 접하여 기판(110)을 지지하며 반송하는 복수의 반송 롤러(111)가 등간격으로 설치된다. 이때, 상기 반송 롤러(111)는 상기 샤프트(109)와 고정되지 않는 구조로 형성되어, 상기 반송 롤러(111)가 상기 샤프트(109)의 회전 운동 에너지를 전달받되, 외부 조건에 따라 상기 샤프트(109)의 회전 속도에 구속되지 않을 수도 있도록 형성한다.

이하, 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 기판 반송 장치의 반송 롤러-샤프트 비고정 구조 및 그 구동방식에 대하여 자세히 상술한다.

먼저, 도 3a는 본 발명에 따른 기판 반송 장치(100)의 주요부 측면을 나타내는 측면도로서, 복수의 반송 롤러(111) 상부로 박막의 유리 기판(110)이 반송되는 것을 나타내고 있다. 반송 롤러(111)는 샤프트(109)의 회전력을 전달받아 도면에 도시된 상기 샤프트(109)의 회전 방향에 따라 회전하며, 기판(110)을 기판 반송 방향으로 이동시키게 된다.

한편, 본 발명에서는 반송 롤러(111)의 내륜을 샤프트(109)의 외륜보다 크게 형성함으로써, 도면에 도시된 것과 같이, 반송 롤러(111)가 샤프트(109)의 외륜에 걸쳐진 것과 같은 형상으로 끼워지도록 형성한다. 즉, 상기 반송 롤러(111)의 자체 하중에 의해 상기 샤프트(109)의 정상에서 상기 반송 롤러(111)와 상기 샤프트(109)가 선접촉하게 하고, 상기 접촉 영역을 통해 샤프트(109)의 회전력이 상기 반송 롤러(111)로 인가되도록 설계한 구조이다. 이는 종래 반송 롤러(111)가 샤프트(109) 회전에 구속되어 정속 구동을 하는 롤러 방식과 구별되어, 본 발명의 반송 롤러(111)는 회전축인 샤프트(109)와 사이에 고정부재를 포함하지 않는다.

한편, 본 발명의 반송 롤러(111)는 금속 재질의 샤프트(109)와 마찰력을 최소화하기 위해, 내륜부(111a)를 서스(SUS) 혹은 수지 계열로 형성하고, 외륜부(111b)는 우레탄(Urethane) 계열의 재료로 형성하여, 유리 기판(110)과 접촉하는 외륜부(111b)의 정지 마찰력이 상기 샤프트(109)와 내륜부(111a)의 이동 마찰력보다 커지도록 한다.

이와 같은 구조는 기판 반송 과정에서 기판의 이동에 방해가 되는 외력이 발생하여 기판의 이동이 순간적으로 정지되는 경우, 회전 운동을 지속하는 샤프트와 반송 롤러 사이에 슬립(Slip) 현상을 유발한다. 다시 말해, 상기 샤프트(109)가 반송 롤러(111) 내에서 헛돌게 되는 것이다. 이는 상기 기판(110)과 반송 롤러(111) 외륜부(111b)의 마찰력에 비하여, 상기 샤프트(109)와 반송 롤러(111)의 내륜부(111a) 간의 마찰력이 크게 작용하기 때문이다.

종래 반송 롤러가 샤프트 회전에 구속되어 정속 구동을 하는 롤러 방식의 경우는 기판의 이동에 방해력이 발생할 때에도, 반송 롤러가 샤프트의 정속 회전을 그대로 반영하여, 기판이 반송로에서 이탈되거나, 반송 롤러와 박막의 기판 사이에 지속적인 슬립에 의한 기판의 배면 오염이 발생되었다.

반면, 본 발명의 기판 반송 장치에서는 이와 같은 상황에서 반송 롤러가 샤프트의 회전력을 흡수하여, 기판에 전달하지 않게 되므로 기판에 가해지는 손상을 최소화하게 된다.

실질적으로, 기판이 반송되는 과정에서 기판이 거치게 되는 공정은 동일한 조건의 공정이 아니다. 즉, 식각공정, 세정공정 및 노광공정 등 조건이 모두 상이한 공정을 거칠 수 있기 때문에 기판이 반송되는 속도나 반송 중의 기판이 격는 외부조건도 다르게 된다. 특히, 세정공정이나 식각공정에서 기판은 강하게 분사되는 가스를 만나게 되는데, 이때 기판의 오염이나 비틀림, 반송로 이탈 등의 경우가 종종 발생하였었다.

한편, 상기한 바와 같이 박막트랜지스터 액정표시장치의 제조 공정에는 포토레지스트(Photoresist) 도포공정, 노광공정, 현상공정 및 세정공정 등의 포토리소그래피(Photolithography) 공정이 이용되는데, 상기 일련의 공정들은 신속한 처리를 위해 연속적으로 연결되는 복수의 기판 반송 장치 상에서 기판을 연속적으로 이동시키며 진행된다.

그런데, 상기 복수의 기판 반송 장치는 각각 개별적인 구동용 모터를 구비하게 되므로, 기판 반송 장치 별 샤프트 회전 속도에 미세한 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 기판 반송 장치가 연결되는 연결부 상에서 샤프트의 회전력이 이송되는 유리 기판의 평균 이동 속도와 조화되지 않는, 예를 들어, 샤프트의 회전수가 유리 기판의 평균 이동 속도를 넘어서는 현상이 나타날 수 있는데, 본 발명의 반송 롤러는 이와 같은 경우 상기 샤프트의 회전력을 흡수하여, 기판의 비틀림이나 기판의 슬립에 의한 얼룩 등을 방지하게 된다.

결과적으로, 본 발명의 기판 반송 장치는 기판 반송 장치의 반송 롤러와 샤프트를 고정시키지 않는 구조로 형성함으로써, 기판의 배면 오염을 방지하고, 안정적인 반송을 구현한다.

본 발명은 상기한 바와 같이, 기판 반송 장치의 반송 롤러와 샤프트를 비고정 시스템으로 형성함으로써, 상기 반송 롤러 상부의 기판 이동 속도와 상기 샤프트의 회전수가 조화되지 않을 때, 상기 반송 롤러가 상기 샤프트의 회전운동에너지가 이송되는 기판에 전달되는 것을 차단할 수 있다.

결과적으로, 기판의 반송 과정 중에 기판의 반송 속도와 샤프트의 회전 속도 차에 의해 발생할 수 있는 박형 유리 기판의 파손을 방지하고, 안정적인 반송을 구현하여, 생산성을 향상시키며, 기판과 반송 롤러 간의 슬립현상에 의한 기판의 배면 오염 최소화를 통해 제품의 품질을 향상시킨다.

Claims (7)

1. 반송 장치 설치대;

   상기 설치대의 측부에 형성되는 구동용 모터;

   상기 설치대 상부에 설치되며, 상기 구동용 모터로부터 회전구동력을 인가받는 샤프트; 및

   상기 샤프트와 비고정구조를 갖되, 상기 샤프트의 회전에 따라 내륜부가 상기 샤프트와 선접촉하여 회전되면서, 기판을 이송하는 반송 롤러를 포함하며,

   상기 반송 롤러와 상기 기판 사이의 정지 마찰력은 상기 반송 롤러와 상기 샤프트 간 이동 마찰력보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 반송 롤러는 외륜부 및 상기 내륜부를 갖으며, 상기 반송 롤러의 내륜부는 상기 샤프트의 외륜부보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 반송롤러의 외륜부는 우레탄(Urethane) 수지로 형성됨을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 반송 롤러의 내륜부는 서스(SUS) 및 수지 중 어느 하나의 재질로 형성됨을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 반송 롤러 상의 기판 이동 속도와 상기 샤프트의 회전수가 조화되지 않을때, 상기 반송 롤러는 상기 샤프트와 비고정되어 상기 샤프트의 회전구동력이 상기 기판에 전달되는 것을 차단시키는 것을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 기판은 두께가 1.1 mm 이하의 박막 유리 기판임을 특징으로 하는 기판 반송 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 모터에 의해 회전하며 기판 반송 방향을 따라 설치되는 축부재;

   상기 설치대의 상부 좌우에 설치되어 상기 샤프트를 지지하는 지지부; 및

   상기 샤프트와 지지부 사이에 형성되어 상기 샤프트와 지지부 사이의 마찰을 방지하는 베어링을 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 기판 반송 장치.

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