KR100883722B1 - 가동 안내레일을 구비한 진공이송장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진공실, 특히 기판이 정렬될 수 있는 기판캐리어(1,100,200)를갖는 코팅 기계를 통하여 기판들을 이송하기 위한 장치에 관한 것으로, 기판캐리어는 기판캐리어의 적어도 한 측면을 따라 연장되는 적어도 하나의 안내레일(7,107,207)을 가지며, 안내레일은 하나 또는 단 몇 개의 이격된 베어링(6,106,109)들에 의해 이격되게 유지된다.
진공, 이송, 장치, 기판, 캐리어, 안내, 레일, 베어링

Description

가동 안내레일을 구비한 진공이송장치{VACUUM TRANSPORT DEVICE WITH MOVABLE GUIDE RAIL}
도 1은 제1기판캐리어의 부분 측면도;
도 2는 도 1의 기판캐리어의 안내레일의 베어링의 사시도;
도 3은 도 2의 베어링의 평면도;
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 얻어진 단면도;
도 5는 도 2 내지 도 4의 베어링의 측면도;
도 6은 다른 기판캐리어의 부분 측면도;
도 7은 도 6의 기판캐리어의 피벗 베어링의 사시도;
도 8은 도 7의 피벗 베어링의 평면도;
도 9는 도 8의 A-A선을 따라 얻어진 단면도;
도 10은 도 6의 기판캐리어의 롤러 베어링의 사시도;
도 11은 도 10의 롤러 베어링의 평면도;
도 12는 도 11의 A-A선을 따라 얻어진 롤러 베어링의 단면도;
도 13은 도 10 내지 도 12의 롤러 베어링의 측면도;
도 14는 다른 기판캐리어의 부분 측면도;
도 15는 도 14의 기판캐리어의 움직임 제한장치의 사시도;
도 16은 도 15의 움직임 제한장치의 평면도; 및
도 17은 도 16의 A-A선을 따라 얻어진 움직임 제한장치의 단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1,100 : 기판캐리어 2,3,4,102,103,104 : 프레임부
6 : 고정 베어링 7,107 : 안내레일
10,11,110,111: 나사 106 : 중심 베어링
108 : 틈 116, 117 : 하부,상부 베어링체
118,119,210,211 : 나사 연결물 209 : 움직임 제한장치
215 : 컷아웃
본 발명은 진공실들, 특히 기판이 정렬될 수 있는 기판캐리어를 갖는 코팅 기계들을 통하여 기판들을 이송하기 위한 장치에 관한 것으로, 기판캐리어는 기판캐리어의 적어도 한 측면을 따라 연장되는 적어도 하나의 안내레일을 갖는다.
CH 691 680 A5 및 DE 297 15 535 U1에 기판캐리어들이 유리 평면과 같이 특히 납작하고 큰 표면의 기판들에 맞게 해당 평판형, 디스크형 또는 프레임형 기판캐리어에 정렬될 수 있고, 기판캐리어는 그 상부측에 자성적으로 연한 U형태의 홀 더와 상호작용하고 영구자석들을 갖고, 이 홀더는 자석들에 고정되어, 기판캐리어가 상부측에서 접촉없이 이송되는 진공 기계에 작업편들을 이송하기 위한 장치가 공지되어 있다. 앞에 언급한 문헌들은 본 명세서에 참조 형태로 완전히 포함되어 있다.
이 해법이 이미 매우 우수한 결과를 낳았더라도, 잔여 기판캐리어에서의 자성레일의 정렬, 예를 들어 캐리어판 또는 프레임 정렬은, 특정 크기의 기판캐리어를 갖는 표면이 큰 기판의 경우, 부품들, 즉 한편에 있는 자석안내레일과 다른 한편에 있는 캐리어의 차등적인 가열 때문에, 특히 코팅 기계에서 흔한 주기적이고 반복적인 가열의 경우, 기판캐리어의 부품들이 서로 마찰을 일으키는 문제를 야기시킨다. 또한, 이송시, 표면이 큰 기판들 또는 기판캐리어들의 응력과 변형률을 통해, 한편으로 자석안내레일과 기판캐리어의 상대 운동을 일으킬 수 있고 다른 한편으로는 자석안내레일을 갖는 기판캐리어가 정상적으로 접촉없이 기계 안으로 안내되는 자성홀더와 마찰 접촉을 하고 자성홀더에서 연삭 또는 범핑될 수 있는 전체 캐리어의 비틀림, 판들 등의 굽힘과 같은 한정되지 않은 변형이 일어나서, 어떤 상황에서는, 그 안에서 실시되는 코팅의 품질에 불리한 영향을 줄 수 있는 실질적인 마모가 발생될 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 이 문제를 치유하고 특히 기판캐리어를 상부측에서 안내하여 진공실의 오염을 감소시키는 데 있다. 동시에, 제공되는 해법은 실현하기에 쉬워야하고 믿을 수 있고 사용면에서 가격이 효율적이어야 한다.
이러한 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 장치에 의해 달성된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구항들의 대상이다.
본 발명에 따르면, 위 목적은 안내레일을 기판캐리어로부터 이격된 하나 또는 여러 베어링들에 의해 고정되게 기판캐리어에 정렬함으로써 달성되고, 온도와 공정 영향의 결과로 안내레일과 기판캐리어 나머지가 차등되게 변형되는 경우, 상호 마찰 표면들이 존재하지 않거나 약간의 또는 한정된 마찰 표면들만이 존재하여, 마모가 줄어들거나 방지될 수 있다. 또한, 상기 해법은 기판캐리어의 비틀림 또는 변형 또는 일반적인 움직임을 허용하는 가능성을 부여하는 한편, 동시에 이송시스템의 자성홀더에 있는 안내레일은 변형되지 않게 움직일 수 있어, 기판캐리어 또는 안내레일과 다른 기계부품들 사이에 충돌이 발생하지 않고, 특히 자성이송체 또는 고정시스템에 있는 반대 레일에서 안내레일이 연마되지 않는다. 또한, 이는 생산 부정확도를 보상하거나 큰 생산 오차를 허용할 수 있다.
바람직하게 큰 표면, 평판 기판들, 표시 생산 또는 건축 유리와 같은 특히 큰 표면 유리 기판들이 정렬될 수 있는 평판, 판형, 디스크형 및/또는 프레임형 기판캐리어들에서, 안내레일은 바람직하게 기판캐리어의 길이 방향측을 따라 길이방향으로 정렬되고, 여기서는 바람직하게는 하나의 중심 베어링을 경유하여, 중심 영역에 있는 안내레일이 기판캐리어에서 실장되는 것이 유리하다. 이는 염려하거나 고려해야 할 추가적인 베어링 움직임이 요구되지 않는 이점을 갖는다.
중심 베어링의 정렬에서, 대칭의 중심축에 대한 정렬 영역은 다른 요건들을 만족시키는 넓은 범위에서 선택될 수 있다. 큰 중심 정렬은, 그러나, 균일하게 이용될 때, 안내레일을 대칭되게 실장하는 데 유리하다.
중심 베어링은 고정 또는 가동 베어링, 특히 피벗 베어링일 수 있다.
고정 베어링의 경우, 안내레일과 기판캐리어 나머지간에 단단한 결합이 만들어지고, 근본적으로 이들 요소들에서 실행되거나 방산되는 안내레일과 기판캐리어의 차등적인 움직임 또는 변형을 갖는다. 이런점에서, 고정 베어링에 연결된 특히 기판캐리어 부분, 특히 대응하는 프레임 부분이 차등적으로 변형되게 탄성 재질로 만들어지면 유리하다는 것이 입증되었다. 두께가 약 12㎜이고 리프 스프링(leaf spring) 처럼 작용하는 알루미늄판과 같은 "부드러운" 얇은 금속판을 제공하는 것이 유리하다는 것이 특히 입증되었다.
이와 달리, 중심 베어링은 또한 베어링 특성 덕분에 기판캐리어의 나머지에 대한 안내레일의 특정 움직임을 조장하는 가동 베어링, 특히 피벗 베어링일 수 있다. 이러한 가동 베어링은 바람직하게 그 회전축이 기판캐리어의 평면에 있고/있거나 근본적으로 측면, 특히 기판캐리어의 상측면에 직교하게 정렬되는 피벗 베어링일 수 있다. 따라서, 안내레일의 끝은 기판캐리어 나머지의 끝 또는 기판캐리어판에 대해 회전될 수 있다.
이러한 피벗 베어링은 바람직하게는 플라스틱 재질로, 특히 회전축으로 스테인레스 스틸 축을 갖는 PEEK 베어링 블록 형태로 만들어질 수 있다.
바람직하게, 중심 베어링은 단독 베어링일 수 있다. 확실히, 기판캐리어의 주어진 대응하는 크기는, 특히 가동 베어링 형태인 하나 또는 그 이상의 측면 베어링들이 요구될 수 있다.
바람직하게, 이러한 측면 베어링은 기판캐리어 평면에 직교한, 즉 회전축이 기판캐리어의 길이방향 측면에 평행하게 정렬된 안내레일의 끝의 움직임을 조장하는 볼 또는 롤러 베어링으로 형성된다.
바람직하게, 회전 또는 움직임을 제한하기 위한 장치가 안내레일과 기판캐리어 사이에 마련되고, 이 장치는 안내레일과 기판캐리어가 서로를 향해 상호 움직이는 것을 제한한다. 이런 식으로, 개별 부품들의 지나친 움직임 또는 변형이 기판캐리어가 진공기계로 이송될 때 충돌을 일으키는 것으로부터 방지된다.
대응하는 회전 또는 움직임 제한장치가 분리된 부품으로 또는 대응하는 베어링, 특히 측면 가동 베어링들에 일체로 설계될 수 있다.
본 발명의 다른 이점들, 특성들 및 특징들은 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백하다.
도 1은 여러 프레임부(2,3,4)들로 조립되고 중심에 기판(5)을 수용할 수 있는 본 발명에 따른 기판캐리어(1)의 부분 측면도이다.
도 1의 위쪽에 길이방향 판의 형태로 도시한 프레임부(3)는 그 중심에 고정 베어링(6)을 가지며, 베어링(6) 위로 하나 또는 그 이상의 자석들(도시하지 않음)을 가질 수 있는 안내레일(7)이 기판캐리어(11)의 상부 길이 방향측에서 정렬된다. 안내레일(7)이 고정 베어링(6)에 의해 상부 프레임부(3)와 이격되어 분리되는 덕분 에, 안내레일(7)과 기판캐리어(1) 또는 상부 프레임부(3) 사이에 틈(8)이 생긴다. 이는 안내레일(7)과 상부 프레임부(3) 간에 마모 발생없이 안내레일(7)의 자유단이 기판캐리어(1) 또는 상부 프레임부(3)에 대해 움직일 수 있음을 뜻한다. 특히, 상부 프레임부(3)의 예를 들어 알루미늄 판 형태의 "부드러운" 설계는 진공실에 하중을 야기시킬 수 있거나, 전기 또는 기계적 장치들 또는 실행된 코팅공정 또는 적용된 코팅과 간섭을 일으킬 수 있는 입자 마모의 가능성 없이 기판캐리어(1)가 안내레일(7)에 대해 비틀릴수 있게 한다.
고정 베어링(6)은 도 2 내지 도 5에 보다 자세하게 도시한다.
도 2는 고정 베어링의 사시도인 반면, 도 3은 평면도, 그리고 도 4는 도 3의 A-A선을 따라 얻어진 단면도이다. 도 5는 고정 베어링(6)의 좁은 측면의 측면도이다.
도 2 내지 도 5에서 볼 수 있는 것처럼, 고정 베어링(6)에는 수용 나사(10,11)에 맞는 대응하는 나사산 홈들이나 프레임부(3) 또는 안내레일(7)의 구멍들 안으로 죄여질 수 있는 구멍들 또는 컷아웃(cutout)들이 마련된다. 이어서, 기판캐리어(1)의 프레임부(3)와 안내레일(7) 사이에 이격된 동시에 고정된 단단한 결합이 이루어진다.
도 6은 프레임부(102,103,104)들로부터 조립되고 기판(105)을 수용할 수 있는 본 발명에 따른 기판캐리어(100)의 다른 실시예를 보여준다.
안내레일(107)은 이번에는 중심 베어링(106)을 경유하여 상부 프레임부(103)에 연결되고, 추가적인 다른 베어링(109)들(측면 가동 베어링들)이 안내레일(107) 의 끝에 마련된다. 본 실시예에서도, 역시, 안내레일(107)은 프레임부(103)로부터 이격되어, 안내레일(107)과 프레임부(103)가 서로를 향해 움직이는 경우 마모를 크게 방지하는 틈(108)이 이들 부품들 사이에 형성된다.
기판캐리어(100)의 실시예에서, 피벗 베어링(106)은 도 7 내지 도 9에 사시도, 평면도 및 단면도로 도시한 것처럼 2개의 역회전 가능한 베어링체(112,115)를 갖는 중심 베어링으로 마련된다.
2개의 회전 가능한 베어링체(112,115)들은, 예를 들어, 플라스틱으로 만들어질 수 있고, 이 경우에 특히 PEEK 플라스틱과 같은 높은 진공 조건들에 적합한 플라스틱이 선택될 수 있다. 예를 들어 스테인레스 스틸로 형성될 수 있는 축(114)은 베어링체(112,115)들 사이에 회전 가능한 연결물로 마련된다.
2개의 베어링체(112,115)들은 나사(110,111)들을 통해 각각 안내레일(107) 또는 기판캐리어(100)의 상부 프레임부(103)에 정렬된다.
도 9에서 특히 분명한 것처럼, 예를 들어 대응하는 횡러그(transverse lug) 또는 나사형 볼트와의 상호 작용을 통해 상부 베어링부에 대한 축 실장 또는 잠금 역할을 하는 영역(113)이 축(114)에 마련될 수 있다. 나머지는, 그러나, 상부 프레임부(103)로부터 이격된 안내레일(107)의 피벗 베어링이 기판캐리어(100)의 나머지에 대해 안내레일(107)의 저마찰 회전 또는 비틀림을 조장한다.
도 6에서 분명한 것처럼, 중심 베어링(106)에 더하여 안내레일(107)의 끝이 롤러 베어링(109)을 통해 실장되고, 이는 안내레일(107)의 끝이 기판캐리어의 평면에 직교하게 움직이게 한다. 상응하게, 롤러 베어링(109)의 회전축이 또한 안내레 일(107) 또는 기판캐리어(100)의 세로측과 평행하게 정렬된다.
도 10은 롤러 베어링(109)의 사시도이고, 여기서 베어링은 나사 연결물(118,119)을 통해 개별 요소들, 즉 안내레일(107)과 기판캐리어(100)의 상부 프레임부(103)에 각각 연결되는 2개의 베어링체(116,117)들을 갖는다. 베어링체(116,117)들 사이에는, 도 12에서 특히 명백하듯이, 축(121)에 대해 회전 가능하여 상부 베어링체(117)를 하부 베어링체(116)에 대해 움직이게 하는 회전 가능한 롤러(120)가 마련된다.
도 10 내지 도 13에 도시한 것처럼, 하부 베어링체(116)는 상부 베어링체(117) 보다 넓고, 봉(122)들이 세로측을 따라 하부 베어링체(116)에 마련되며, 봉(122)들은 상부 베어링체(117)의 움직임을 제한한다.
롤러 베어링 대신, 볼 베어링과 같은 다른 베어링들이 마련될 수 있다.
도 14는 도 1 및 도 6의 도면들과 비교되는 부분 측면도로, 본 발명에 따른 기판캐리어(200)의 제3실시예를 보여주며, 상기 캐리어는 다시 그 사이에 기판(205)이 수용되는 프레임부(202,203,204)들로 형성된다. 본 실시예에서도, 역시, 피벗 베어링(106)은 상부 프레임부(203)에 중심으로 마련되고, 상기 베어링은 도 6의 실시예와 마찬가지로 상부 프레임부(203)로부터 이격된 안내레일(207)을 회전 가능하게 실장하여 여기서도 다시 안내레일(207)과 기판캐리어(200)의 상부 프레임부(203) 사이에 틈(208)이 형성된다.
기판캐리어(100)의 실시예에서 안내레일(107)의 끝에 마련된 롤러 베어링(109) 대신, 도 14의 기판캐리어(200)의 실시예에 도시한 안내레일(207)의 끝에, 도 15 내지 도 17에 보다 자세하게 도시되었듯이, 움직임 제한장치(209)들이 마련된다. 도 15는 움직임 제한장치(209)의 사시도인 반면, 도 16 및 도 17은 평면도 및 도 16의 A-A선을 따라 얻어진 단면도이다.
움직임 제한장치(209)는 서로 이격된 2개의 제한체(212,213)들을 가지며, 각 제한체(212,213)는 나사 연결물(210,211)들을 통해 안내레일(207)과 상부 프레임부(203)에 정렬된다. 기판캐리어 요소들에서의 정렬 조건에서, 2개의 움직임 제한체(212,213)들은 서로를 향해 비접촉 움직임이 가능하도록 그 사이에 틈이 형성된다.
제한체(213)에는, 도 17에서 특히 분명하듯이, 상부 제한체(212)를 관통하여 나사(214)의 나사핀이 돌출되는 원통형 컷아웃(215)이 마련된다. 이런 나사 구조물 대신, 일체형 나사 설계와 같은, 다른 나사 설계가 제한체(212)에 마련될 수 있거나 또는 대응하는 볼트 등의 설비가 고려될 수 있다. 가장 중요한 것은 나사핀이 컷아웃(215)에 의해 움직임 자유도가 단순히 제한되어 나사(214)가 일정 정도 움직인 후에는 하부 제한체(213)와 부딪치고 따라서 안내레일(207)과 상부 프레임부(203)의 상호 움직임이 제한되는 점이다.
어떤 상황에서는, 코팅의 품질에 불리한 영향을 줄 수 있는 실질적인 마모가 발생되는 것을 방지하여 진공실의 오염도를 줄일 수 있고, 구현이 용이하고 믿을 수 있고 사용면에서 가격이 효율적이다.

Claims (17)

  1. 기판이 정렬되는 기판캐리어(1,100,200)를 갖추고, 상기 기판캐리어는 적어도 일측을 따라 연장되는 적어도 하나의 안내레일(7,107,207)을 가지며,
    상기 안내레일은 하나 또는 단 몇 개의 이격된 베어링(6,106,109)들에 의해 상기 기판캐리어로부터 거리가 유지되는 것을 특징으로 하는 진공실을 통하여 기판을 이송시키는 이송장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 안내레일(7,107,207)은 길이방향 측을 따라 길이 방향으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판캐리어(1,100,200)는 큰 표면의 평판 기판들이 부착될 수 있는 납작한, 평판형, 디스크형, 또는 프레임형태를 갖는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 안내레일(7,107,207)은 상기 기판캐리어에서 중심 또는 중심 영역에 실장되는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 베어링(6,106)은 축 또는 중심 베어링이고, 이 축 또는 중심 베어링은 고정 또는 가동 베어링이거나 피벗 베어링인 것을 특징으로 하는 이송장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 피벗 베어링(106)의 회전축은 상기 기판캐리어의 평면에 정렬되고 상기 기판캐리어의 측면과 기본적으로 직교하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 피벗 베어링(106)은 적어도 하나의 회전 가능한 플라스틱 베어링 블록(112,115)들 및 축(114)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 고정 베어링(6)은 나사 연결물(10,11)들 및 중간 블록(9)에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 축 또는 중심 베어링(6,106)은 단독 베어링인 것을 특징으로 하는 이송장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 축 또는 중심 베어링(6,106) 이외에 하나 또는 그 이상의 측면 베어링(109)들이 마련되는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 측면 베어링(109)은 가동 베어링이고, 이 가동 베어링은 상기 기판캐리어의 길이방향 측에 평행한 회전축을 갖는 볼 또는 롤러 베어링인 것을 특징으로 하는 이송장치.
  12. 제5항에 있어서, 측면에 상기 안내레일이 정렬된 상기 기판캐리어는 리프 스프링(leaf spring)과 같은 상기 축 또는 중심 고정 베어링과 작용하는 탄성 재질을 갖는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 안내레일 또는 기판캐리어는 특히 상기 기판캐리어에 대한 상기 안내레일의 끝의 상호 움직임을 제한하는 회전 또는 움직임 제한장치(122,209)를 갖는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 회전 또는 움직임 제한장치는 분리된 부분(209)으로 설계되거나 또는 베어링(109)에 일체로 설계되는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 회전 또는 움직임 제한장치는 상기 기판캐리어 또는 상기 안내레일에 정렬된 핀(214) 및 상기 핀의 반대편에 마련된 컷아웃(cutout, 215) 또는 공동(cavity)을 갖는 몸체를 포함하며, 상기 핀이 상기 컷아웃 또는 공동에서 제한된 움직임을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 회전 또는 움직임 제한장치는 베어링부의 움직임을 제한하는 2개의 요소(122)들로 구성되는 것을 특징으로 하는 이송장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안내레일(7,107,207)은 자성을 띠거나 또는 하나 또는 그 이상의 자석들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이송장치.
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