KR100903391B1 - 기판 절단시스템 - Google Patents

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Abstract

기판 절단시스템이 개시된다. 본 발명의 기판 절단시스템은, 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 작업이 진행되는 작업 라인을 제공하며, 원기판을 이송하는 기판이송 유닛; 기판이송 유닛의 어느 일 영역에 마련되는 가로축과, 가로축에 작업 라인의 폭 방향인 좌우 방향으로 이동 가능하게 결합되어 원기판 상에 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하는 적어도 하나의 스크라이브 헤드를 구비하는 스크라이브 유닛(scribe unit); 및 스크라이브 헤드에 결합되어 스크라이브 헤드와 함께 좌우 방향으로 이동하면서 스크라이브 헤드의 위치 제어를 위한 영상 정보를 획득하는 검지 카메라를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 영상 정보를 획득하기 위해 검지 카메라를 좌우 방향으로 이동시키는 별도의 구동장치가 필요 없어 스크라이브 유닛이 종래보다 간단하고 단순한 구조를 가질 수 있으며, 스크라이브 헤드와 검지 카메라가 서로 다른 축 상에서 좌우 방향으로 이동함으로써 발생하는 기계적 오차를 방지하고 스크라이브 헤드의 위치 제어를 위한 연산을 단순화시켜 궁극적으로 위치 제어의 정확성을 향상시킬 수 있다.
기판 절단, 스크라이브, 헤드, 검지 카메라, 얼라인 마크,

Description

기판 절단시스템{GLASS CUTTING SYSTEM}
본 발명은, 기판 절단시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스크라이브 유닛에 대한 검지 카메라의 결합 구조를 개선하여 스크라이브 유닛의 구성을 종래보다 단순화시키고, 검지 카메라에 의한 스크라이브 헤드의 위치 제어의 정확성을 향상시킬 수 있는 기판 절단시스템에 관한 것이다.
최근 들어 반도체 산업 중 전자 디스플레이 산업이 급속도로 발전하면서 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)가 등장하기 시작하였다.
평면디스플레이는 TV나 컴퓨터의 모니터, 혹은 핸드폰(mobile phone), PDA, 디지털 카메라 등과 같은 기기의 표시장치로 사용된다. 평면디스플레이의 종류에는 LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등이 있다.
한편, 대표적인 평면디스플레이로서의 LCD 기판은, 내부에 액정이 주입된 상태에서 상호 부분적으로 접면하여 합착되는 유리재질의 상판(CF, Color Filter) 및 하판(TFT, Thin Film Transistor)과, 상판 및 하판의 노출면에 각각 결합되어 해당 위치에서 광학적인 특성을 부여하는 상부 및 하부 편광판을 구비한다.
칼라의 화상을 형성하는 상판은 하판에 비해 그 면적이 작게 형성된다. 따라서 상판과 하판이 합착되고 나면, 하판의 상면에는 상판이 중첩되지 않는 부분인 패드 부분이 마련된다. 이러한 패드 부분에는 단위기판을 제어하는 IC 드라이버와, IC 드라이버를 인쇄회로기판에 연결하는 FPC 등이 결합된다.
현재 출시되어 사용되고 있는 LCD 기판은 17 인치, 21 인치, 50 인치 등으로 그 크기가 다양한데, 이러한 LCD 기판은, 상판 및 하판이 합착된 상태로 형성되고 그 면적이 거대한 대면적 원기판을 절단 공정을 통해 수 내지 수십 등분으로 절단하여 단위기판으로 제작한 후, 모듈 공정에서 단위기판들의 패드 부분에 IC 드라이버 등을 실장함으로써 각각 하나씩의 완제품으로 출시된다.
이 때, 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 공정은 별도의 절단시스템, 즉 소위 스크라이버 혹은 스크라이브 장치라고도 불리는 기판 절단시스템을 통해 수행된다.
공지된 통상의 기판 절단시스템에는, 원기판을 이송시키는 기판이송 유닛과, 원기판에 절단의 기준선인 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하는 스크라이브 헤드를 구비하는 스크라이브 유닛(scribe unit)과, 스크라이브 라인을 따라 원기판을 실질적으로 절단하여 다수의 단위기판으로 형성하는 브레이크 유닛(break unit)이 구비된다.
한편, 요구되는 단위기판의 크기에 따라 정해진 패턴으로 원기판에 스크라이브 라인을 정확하게 형성하기 위해서는 원기판에 대한 스크라이브 헤드의 위치가 신속 정확하게 제어되어야 한다. 이러한 스크라이브 헤드의 위치 제어는 좌우 방 향(기판이송 유닛의 폭 방향)으로 이동하면서 원기판의 상면에 부착된 얼라인 마크를 검지할 수 있는 검지 카메라에 의해 달성된다.
그런데, 종래의 기판 절단시스템은, 스크라이브 헤드를 좌우 방향으로 이동시키기 위한 구동축과 별개로 검지 카메라를 좌우 방향으로 이동시키기 위한 구동축을 추가로 구비하고 있어 스크라이브 유닛의 전체 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.
아울러, 종래의 기판 절단시스템은, 스크라이브 헤드와 검지 카메라가 서로 다른 구동축 상에서 좌우 방향으로 이동하기 때문에 이에 따른 기계적 오차가 발생하고, 스크라이브 헤드의 위치 제어를 위한 연산이 복잡해져 궁극적으로 위치 제어의 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 영상 정보를 획득하기 위해 검지 카메라를 좌우 방향으로 이동시키는 별도의 구동장치가 필요 없어 스크라이브 유닛이 종래보다 간단하고 단순한 구조를 가질 수 있으며, 스크라이브 헤드와 검지 카메라가 서로 다른 축 상에서 좌우 방향으로 이동함으로써 발생하는 기계적 오차를 방지하고 스크라이브 헤드의 위치 제어를 위한 연산을 단순화시켜 궁극적으로 위치 제어의 정확성을 향상시킬 수 있는 기판 절단시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 작업이 진행되는 작업 라인을 제공하며, 상기 원기판을 이송하는 기판이송 유닛; 상기 기판이송 유닛의 어느 일 영역에 마련되는 가로축과, 상기 가로축에 상기 작업 라인의 폭 방향인 좌우 방향으로 이동 가능하게 결합되어 상기 원기판 상에 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하는 적어도 하나의 스크라이브 헤드를 구비하는 스크라이브 유닛(scribe unit); 및 상기 스크라이브 헤드에 결합되어 상기 스크라이브 헤드와 함께 상기 좌우 방향으로 이동하면서 상기 스크라이브 헤드의 위치 제어를 위한 영상 정보를 획득하는 검지 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템에 의해 달성된다.
본 발명에 있어서, 상기 검지 카메라는, 상기 원기판의 판면으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 상기 스크라이브 헤드에 대해 상하 방향으로 상대 이동 가능하게 상기 스크라이브 헤드에 결합될 수 있다.
상기 검지 카메라는, 상기 스크라이브 헤드에 대해 상기 작업 라인의 길이 방향인 전후 방향으로 상대 이동 가능하게 상기 스크라이브 헤드에 결합될 수 있다. 상기 검지 카메라는, 상기 스크라이브 헤드의 측면 영역에 배치될 수 있다.
상기 적어도 하나의 스크라이브 헤드는, 상기 가로축에 상기 좌우 방향으로 이동 가능하게 결합되는 헤드 몸체; 상기 원기판의 판면에 접촉하여 스크라이브 라인을 형성하도록 상기 헤드 몸체에 마련되는 절단부; 상기 헤드 몸체에 마련되어 상기 검지 카메라를 상기 스크라이브 헤드에 대해 상기 상하 방향 및 상기 전후 방향으로 이동시키는 카메라 이동부; 및 상기 검지 카메라를 상기 카메라 이동부에 결합하기 위한 브라켓을 포함할 수 있다.
상기 절단부는, 상기 원기판의 판면에 접촉하는 스크라이브 휠(scribe wheel); 상기 스크라이브 휠을 지지하는 휠 홀더; 및 상기 휠 홀더가 회동 가능하게 결합되며, 상기 스크라이브 휠을 상기 원기판의 판면을 향하여 가압하는 휠 액추에이터를 포함할 수 있다.
상기 휠 홀더에는, 상기 스크라이브 휠의 양측에 2개의 스토퍼 롤러가 상호 대칭되도록 마련될 수 있다.
상기 적어도 하나의 스크라이브 헤드는 복수 개이며, 상기 복수 개이 스크라이브 헤드는, 상기 원기판의 상부 좌측 영역 및 상부 우측 영역에 각각 마련되어 상기 원기판의 상면에 스크라이브 라인을 형성하는 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드와, 상기 원기판의 하부 좌측 영역 및 하부 우측 영역에 각각 마련되어 상기 원기판의 하면에 스크라이브 라인을 형성하는 제1 및 제2 하부 스크라이브 헤드일 수 있다.
상기 검지 카메라는, 상기 제1 상부 스크라이브 헤드의 좌측에 배치되도록 상기 제1 상부 스크라이브 헤드에 결합되는 제1 검지 카메라; 및 상기 제2 상부 스크라이브 헤드의 우측에 배치되도록 상기 제2 상부 스크라이브 헤드에 결합되는 제2 검지 카메라를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드에는, 상기 원기판의 하면에 대해서만 스크라이브 라인을 형성할 때, 상기 원기판의 상면을 가압하여 지지하는 상면 지지부가 상기 제1 및 제2 하부 스크라이브 헤드에 대응되는 위치에 각각 마련될 수 있다.
상기 상면 지지부는, 상기 원기판의 상면에 접촉하는 가압 롤러; 상기 가압 롤러를 지지하는 롤러 홀더; 및 상기 롤러 홀더가 회동 가능하게 결합되며, 상기 가압 롤러를 상기 원기판의 상면을 향하여 가압하는 롤러 액추에이터를 포함할 수 있다.
상기 롤러 홀더에는, 상기 가압 롤러의 양측에 2개의 스토퍼 롤러가 상호 대칭되도록 마련될 수 있다.
본 발명은, 스크라이브 헤드의 위치 제어를 위한 영상 정보를 획득하는 검지 카메라를 가로축 상에서 좌우 방향으로 이동하는 상부 스크라이브 헤드에 결합함으로써, 영상 정보를 획득하기 위해 검지 카메라를 좌우 방향으로 이동시키는 별도의 구동장치가 필요 없어 스크라이브 유닛이 종래보다 간단하고 단순한 구조를 가질 수 있으며, 스크라이브 헤드와 검지 카메라가 서로 다른 축 상에서 좌우 방향으로 이동함으로써 발생하는 기계적 오차를 방지하고 스크라이브 헤드의 위치 제어를 위한 연산을 단순화시켜 궁극적으로 위치 제어의 정확성을 향상시킬 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
참고로, 이하에서 설명할 기판이란, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등을 포함하는 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)를 가리키나, 설명의 편의를 위해 이들을 구분하지 않고 기판이라 하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 절단시스템의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 기판이송 유닛의 부분 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 스크라이브 유닛의 정면도이고, 도 4는 도 3의 'A' 영역의 확대도이다. 한편, 도 5는 도 1의 클램프 유닛에 대한 요부 확대도이고, 도 6은 도 1의 브레이크 유닛 영역의 확대 사시도이며, 도 7은 도 6의 정면도이고, 도 8은 도 7의 요부 확대도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 기판 절단시스템은, 다수의 단위기판(G2)으로 절단될 원기판(G1)이 로딩되는 로딩 유닛(100, loading unit)과, 원기판(G1)에 대한 절단 작업이 진행되는 작업라인을 형성하는 기판이송 유닛(200)과, 기판이송 유닛(200)의 어느 일 영역에 마련되어 원기판(G1) 상에 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하는 스크라이브 유닛(300, scribe unit)과, 스크라이브 유닛(300)으로 향하는 원기판(G1)을 클램핑하는 클램프 유닛(400, clamp unit)과, 원기판(G1)이 이송되는 방향을 따라 스크라이브 유닛(300)의 후방에 마련되되 작업라인을 따라 이동 가능하며, 스크라이브 라인을 따라 원기판(G1)이 다수의 단위기판(G2)으로 절단될 수 있도록 원기판(G1)을 가열하는 브레이크 유닛(500, break unit)을 구비한다.
도 1을 참조하면, 로딩 유닛(100)은, 절단 작업대상의 원기판(G1)이 최초로 놓여지는 부분이다. 원기판(G1)은 별도의 로봇(robot)에 의해 로딩 유닛(100)에 로딩될 수 있다. 로딩 유닛(100)에 로딩된 원기판(G1)은 기판이송 유닛(200) 쪽으로 이송된 후 실질적인 절단 작업이 진행되므로 로딩 유닛(100)의 구조는 예컨대 단순한 롤러컨베이어 타입(roller conveyor type)일 수도 있다.
하지만, 본 실시예에서는 원기판(G1)을 기판이송 유닛(200)으로 정확하게 전달하기 위해 로딩 유닛(100)을 타이밍 벨트타입(timing belt type)으로 적용하고 있다. 즉, 자세히 도시하고 있지는 않지만, 로딩 유닛(100)에는 다수의 벨트 컨베이어(미도시)가 마련되어 로봇으로부터 전해진 원기판(G1)을 기판이송 유닛(200)으로 전달하는 역할을 한다. 다만, 로봇으로부터 원기판(G1)이 전달될 때, 원기판(G1)이 그대로 벨트에 접촉되어서는 아니 되므로 로딩 유닛(100)에는 다수의 리프트 핀(미도시, lift pin)이 더 구비될 수 있다. 즉, 로봇으로부터 원기판(G1)이 로딩 유닛(100)에 전달될 때는 리프트 핀들이 상승하여 원기판(G1)을 지지하고, 로봇이 취출되면 리프트 핀들이 하강하면서 원기판(G1)이 다수의 벨트 컨베이어에 접촉지지될 수 있도록 한다.
그 뿐 아니라 로딩 유닛(100)에는 로딩된 원기판(G1)을 얼라인(align)시키는 얼라인부(110)가 더 마련될 수 있다. 얼라인부(110)는 원기판(G1)의 양측 모서리 영역에 마련되어 이송되는 원기판(G1)의 코너 영역을 지지함으로써 원기판(G1)을 얼라인시키는 역할을 한다. 참고로, 원기판(G1)은 유리 재질이므로 도 1의 경우, 원기판(G1)을 통해 로딩 유닛(100)의 내부 구조가 일부 보여야 할 것이나 도 1에서는 로딩 유닛(100)의 내부 구조를 생략하고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판이송 유닛(200)은, 원기판(G1)을 이송시키는 부분으로서 본 기판 절단시스템에서 대부분의 면적을 차지한다. 즉, 도 1에서 로딩 유닛(100)을 제외하고 원기판(G1)이 도 1의 X축 방향으로 이송되거나 최종적으로 단위기판(G2)이 놓여진 모든 부분이 기판이송 유닛(200)이다. 이처럼 기판이송 유닛(200)에 의해 원기판(G1)이 이송되면서 최종적으로 다수의 단위기판(G2)으로 절단되기 때문에 원기판(G1)에 대한 인라인화(In-Line)를 구축할 수 있으므로 택트 타임(Tact Time)을 줄일 수 있다. 따라서 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 이점이 있다.
본 실시예에서 기판이송 유닛(200)은 벨트 컨베이어 타입(Belt Conveyor Type)으로 적용되고 있다. 앞서도 기술한 바와 같이, 기판 절단시스템에 기판이송 유닛(200)으로서 벨트 컨베이어 타입이 적용될 경우에는 원기판(G1)을 다수의 단위기판(G2)으로 절단하는 작업의 택트 타임(tact time)을 단축시킬 수 있는 이점이 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 스테이지 타입(Stage Type)의 기판이송 유닛으로 적용될 수도 있다.
기판이송 유닛(200)은, 다수의 벨트 컨베이어 유닛(210, Belt Conveyor Type)과, 기판이송 유닛(200)의 하부 구조를 형성하되 벨트 컨베이어 유닛(210)이 착탈 가능하게 결합되는 컨베이어 프레임 구조체(220)와, 컨베이어 프레임 구조체(220)에 마련되며, 밸트 컨베이어 유닛(210)을 일 방향으로 회전시키는 동력을 발생시키는 동력발생부(미도시)를 구비한다.
벨트 컨베이어 유닛(210)은, 실질적으로 원기판(G1)이 접촉되어 이송되는 폐루프 형상의 벨트(211)와, 벨트(211)가 폐루프 형상으로 지지될 수 있도록 벨트(211)의 내부에서 벨트(211)를 회전 가능하게 지지하는 다수의 텐션 롤러(212)와, 다수의 텐션 롤러(212)를 지지하는 롤러 지지부(213)를 구비한다.
이러한 벨트 컨베이어 유닛(210)은 도 1에 도시된 바와 같이, 컨베이어 프레임 구조체(220) 상에서 X축 방향 및 Y축 방향을 따라 상호 이격 간격을 가지고 다수 개 배열되어 있다. 개략적으로 살펴보면, X축 방향으로는 3개씩 혹은 4개씩의 벨트 컨베이어 유닛(210)이 상호 이격되게 배열되어 있고, Y축 방향으로는 7개씩의 벨트 컨베이어 유닛(210)이 상호 이격되게 배열되어 있는 것을 알 수 있다. 물론, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 벨트 컨베이어 유닛(210)의 X축 및 Y축 방향으로의 배열 형태 및 개수는 적절하게 변경될 수도 있다.
한편, 컨베이어 프레임 구조체(220) 상에 X축 및 Y축 방향을 따라 벨트 컨베이어 유닛(210)을 배열함에 있어, 다수의 벨트 컨베이어 유닛(210)에 의해 Y축 방향을 따라 형성되는 결합선은 일자형(-)인 직선 형상을 갖는다. 특히, 스크라이브 유닛(300)이 마련된 영역에서 다수의 벨트 컨베이어 유닛(210)에 의해 Y축 방향을 따라 형성되는 결합선은 직선 형상을 갖는다.
하지만, 스크라이브 유닛(300)과 브레이크 유닛(500) 사이에 위치되는 컨베이어 유닛(210)들은 Y축 방향으로의 결합선이 상호 엇갈리도록 지그재그(zigzag) 형상을 갖도록 배열된다. 즉, 컨베이어 유닛(210)은 X축 방향으로 이어져야 하는데 그 길이가 긴 경우 분할되어 X축 방향으로 연결되며, 이때 Y축 방향으로의 결합선이 지그재그식으로 배열되게 한다. 이는 컨베이어 유닛(210)들 사이의 공간으로 원기판(G1) 상에 스크라이브 라인을 형성할 때 발생하는 파편이나 더미기판(dummy glass) 등이 후공정의 배출부(미도시)로 모아져서 배출되어야 함에도 불구하고 컨베이어 유닛(210)들 사이의 이격 간격으로 낙하하여 컨베이어 유닛의 오작동을 발생시키거나 혹은 청소 작업을 어렵게 하는 등의 문제점을 해결하기 위함이다.
이처럼 스크라이브 유닛(300)과 브레이크 유닛(500) 사이의 영역에서 컨베이어 유닛(210)들에 의해 형성되는 Y축 방향으로의 결합선이 상호 엇갈리도록 컨베이어 유닛(210)들을 배열함으로써, 원기판(G1) 상에 스크라이브 라인을 형성할 때 발생하는 파편이나 더미기판(dummy glass) 등은 컨베이어 유닛(210)들 사이의 이격 간격으로 낙하하지 않고 후공정으로 이송되어 최종적으로 모아져 수거될 수 있게 된다.
컨베이어 프레임 구조체(220)는 컨베이어 유닛(210)들을 지지하는 부분으로서, 기판이송 유닛(200)의 하부 구조를 형성한다. 하중에 대한 변형 방지를 위해 대부분은 금속 재질로 제작된다. 이러한 컨베이어 프레임 구조체(220)의 하단에는 지면에 대해 컨베이어 프레임 구조체(220)를 지지하는 다수의 푸트부재(221)가 마련되어 있다. 푸트부재(221)는 고정 타입으로서 지면에 대해 컨베이어 프레임 구조체(220)를 단순하게 지지하는 역할을 하면 충분하나, 본 실시예에서는 푸트부재(221)를 높이 조절용 푸트부재(221)로 적용하고 있다. 이러한 높이 조절용 푸트부재(221)로 인해 지면에 대한 컨베이어 프레임 구조체(220)의 높이 및 평탄도를 용이하게 조절할 수 있는 이점이 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 스크라이브 유닛(300)은, 원기판(G1) 상에 절단의 기준선이 되는 스크라이브 라인을 형성하는 부분이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 스크라이브 유닛(300)은 원기판(G1)을 사이에 두고 기판이송 유닛(200)의 폭 방향으로 배치되는 상부 및 하부 가로축(310,320)과, 상부 가로축(310)에 좌우 방향(도 3의 Y축 방향)으로 이동 가능하게 결합되는 2개의 상부 스크라이브 헤드(330,340)와, 하부 가로축(320)에 좌우 방향으로 이동 가능하게 결합되는 2개의 하부 스크라이브 헤드(350,360)를 구비한다.
상부 스크라이브 헤드(330,340)는, 원기판(G1)의 상부 영역에 마련되어 원기판(G1)의 상면을 이루는 상판(CF, Color Filter)에 스크라이브 라인을 형성하며, 하부 스크라이브 헤드(350,360)는, 원기판(G1)의 하부 영역에 마련되어 원기판(G1)의 하면을 이루는 하판(TFT, Thin Film Transistor)에 스크라이브 라인을 형성한다.
본 실시예에 따른 스크라이브 유닛(300)은, 원기판(G1)을 사이에 두고 상호 대향되도록 마련된 상부 및 하부 스크라이브 헤드(330,340,350,360)를 구비함으로써, 원기판(G1)의 상면 및 하면에 상부 및 하부 스크라이브 라인이 형성할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 상부 및 하부 가로축(310,320)에 상부 및 하부 스크라이브 헤드(330,340,350,360)가 고정된 상태에서 기판이송 유닛(200)이 원기판(G1)을 이송시킴으로써 원기판(G1)의 상면 및 하면에 각각 X축 방향으로의 상부 및 하 부 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있다. 그리고 기판이송 유닛(200)이 정지한 상태에서 상부 및 하부 가로축(310,320)을 따라 상부 및 하부 스크라이브 헤드(330,340,350,360)가 이동됨으로써 원기판(G1)의 상면 및 하면에 각각 Y축 방향으로의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있다.
이와 같이, 상부 및 하부 스크라이브 헤드(330,340,350,360)로 원기판(G1)의 상면 및 하면에 스크라이브 라인을 각각 형성하는 것은, 본 실시예의 원기판(G1)인 LCD 기판과 같이 두 장의 기판이 접합된 접합 기판의 경우에 유용하게 적용될 수 있다. 즉, 접합 기판의 경우 하나의 스크라이브 헤드로 일면에 스크라이브 라인을 형성하고 그 접합 기판을 반전시켜 다시 동일한 스크라이브 헤드로 타면에 스크라이브 라인을 형성하면 작업 공정 시간이 길어지고 접합 기판을 반전시키기 위한 장치(반전 장치)가 별도로 필요하였지만, 본 실시예와 같이 원기판(G1)의 상부 및 하부 영역에 각각 마련되는 상부 및 하부 스크라이브 헤드(330,340,350,360)로 접합 기판인 원기판(G1)의 상면 및 하면에 스크라이브 라인을 형성하면, 작업 공정 시간을 감소시키고 별도의 반전 장치가 불필요해지는 이점이 있다.
상부 스크라이브 헤드(330,340)는, 도 3에서 좌측 영역과 우측 영역에 각각 2개가 마련되는데, 이하 설명의 편의를 위해, 좌측 영역에 마련되는 상부 스크라이브 헤드(330)를 '제1 상부 스크라이브 헤드', 우측 영역에 마련되는 상부 스크라이브 헤드(340)를 '제2 상부 스크라이브 헤드'라 한다. 마찬가지로, 하부 스크라이브 헤드(350,360)와 관련하여, 좌측 영역에 마련되는 하부 스크라이브 헤드(350)를 '제1 하부 스크라이브 헤드', 우측 영역에 마련되는 하부 스크라이브 헤드(360)를 ' 제2 하부 스크라이브 헤드'라 한다.
상부 가로축(310)은, 원기판(G1)의 상부 영역에 마련되며, 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드(330,340)를 지지하는 동시에 원기판(G1)의 상면에 대한 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드(330,340)의 시작 위치를 결정하거나 원기판(G1)의 상면에 스크라이브 라인을 형성할 때 기판이송 유닛(200)의 폭 방향인 좌우 방향으로 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드(330,340)를 이동시킨다.
즉, 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드(330,340)는 상부 가로축(310)에 형성된 2개의 LM 가이드(312,314)에 결합되어 각각의 구동 모터(미도시)에 의해 상부 가로축(310) 상에서 좌우 방향(도 3의 Y축 방향)으로 이동된다. 이때, 제1 상부 스크라이브 헤드(330)는, 상부 가로축(310)의 중앙과 좌측단 사이에서 좌우 방향으로 이동하면서 원기판(G1)의 상면의 좌측 영역에 대한 스크라이브 라인을 형성하는 반면에, 제2 상부 스크라이브 헤드(340)는, 상부 가로축(310)의 중앙과 우측단 사이에서 좌우 방향으로 이동하면서 원기판(G1)의 상면의 우측 영역에 대한 스크라이브 라인을 형성한다.
하부 가로축(320)은, 원기판(G1)의 하부 영역에 마련되며, 제1 및 제2 하부 스크라이브 헤드(350,360)를 지지하는 동시에 원기판(G1)의 하면에 대한 제1 및 제2 하부 스크라이브 헤드(350,360)의 시작 위치를 결정하거나 원기판(G1)의 하면에 스크라이브 라인을 형성할 때 기판이송 유닛(200)의 폭 방향인 좌우 방향으로 제1 및 제2 하부 스크라이브 헤드(350,360)를 이동시킨다.
즉, 제1 및 제2 하부 스크라이브 헤드(350,360)는 하부 가로축(320)에 형성 된 2개의 LM 가이드(322,324)에 결합되어 각각의 구동 모터(미도시)에 의해 하부 가로축(320) 상에서 좌우 방향(도 3의 Y축 방향)으로 이동된다. 이때, 제1 하부 스크라이브 헤드(350)는, 하부 가로축(320)의 중앙과 좌측단 사이에서 좌우 방향으로 이동하면서 원기판(G1)의 하면의 좌측 영역에 대한 스크라이브 라인을 형성하는 반면에, 제2 하부 스크라이브 헤드(360)는, 하부 가로축(320)의 중앙과 우측단 사이에서 좌우 방향으로 이동하면서 원기판(G1)의 하면의 우측 영역에 대한 스크라이브 라인을 형성한다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 스크라이브 유닛(300)은, 원기판(G1)의 상면의 좌측 영역 및 우측 영역에 대한 스크라이브 라인을 각각 형성하는 2개의 상부 스크라이브 헤드(330,340)와, 원기판(G1)의 하면의 좌측 영역 및 우측 영역에 대한 스크라이브 라인을 각각 형성하는 2개의 하부 스크라이브 헤드(350,360)를 구비함으로써, 원기판(G1)의 좌측 영역에 대한 스크라이브 라인의 형성과 우측 영역에 대한 스크라이브 라인의 형성을 병행할 수 있기 때문에, 작업 공정 시간을 더욱 감소시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 스크라이브 유닛(300)은, 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드(330,340)에 각각 결합되어 스크라이브 헤드의 위치 제어를 위한 영상 정보를 획득하는 검지 카메라(330a,340a)를 더 구비한다.
일반적으로, 요구되는 단위기판(G2)의 크기에 따라 정해진 패턴으로 원기판(G1)에 스크라이브 라인을 정확하게 형성하기 위해서는 원기판(G1)에 대한 스크라이브 헤드의 위치가 신속 정확하게 제어되어야 한다. 이러한 스크라이브 헤드의 위치 제어는 원기판(G1)의 상면에 부착된 얼라인 마크를 검지할 수 있는 검지 카메라에 의해 달성된다. 즉, 스크라이브 헤드의 위치 제어는 검지 카메라에 의해 획득된 원기판(G1)에 대한 영상 정보에 기초하여 이루어진다. 아울러, 검지 카메라는 원기판(G1)에 스크라이브 라인을 형성하는 과정 중에 이미 형성된 스크라이브 라인을 검지할 수 있으며, 이러한 검지 정보는 스크라이브 헤드의 보다 정확한 위치 제어를 위해 활용된다.
한편, 본 실시예의 검지 카메라(330a,340a)는 상부 스크라이브 헤드(330,340)에 결합되지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 하부 스크라이브 헤드(350,360)에 검지 카메라를 결합하는 구성을 가질 수도 있을 것이다.
본 실시예에서, 검지 카메라(330a,340a)는 원기판(G1)의 좌측 영역에 대한 영상 정보를 획득하는 제1 검지 카메라(330a)와 원기판(G1)의 우측 영역에 대한 영상 정보를 획득하는 제2 검지 카메라(340a)로 구성되는데, 이는 1개의 검지 카메라로는 원기판(G1)의 양측의 얼라인 마크를 충분히 검지하기가 어렵기 때문이다.
구체적으로, 제1 검지 카메라(330a)는, 제1 상부 스크라이브 헤드(330)의 좌측에 배치되도록 제1 상부 스크라이브 헤드(330)에 결합되어 제1 상부 스크라이브 헤드(330)와 함께 상부 가로축(310)의 중앙과 좌측단 사이에서 좌우 방향으로 이동하면서 원기판(G1)의 좌측 영역에 대한 영상 정보를 획득한다. 제2 검지 카메라(340a)는, 제2 상부 스크라이브 헤드(340)의 우측에 배치되도록 제1 상부 스크라이브 헤드(330)에 결합되어 제2 상부 스크라이브 헤드(340)와 함께 상부 가로축(310)의 중앙과 우측단 사이에서 좌우 방향으로 이동하면서 원기판(G1)의 우측 영역에 대한 영상 정보를 획득한다. 여기서, 제1 검지 카메라(330a)를 제1 상부 스크라이브 헤드(330)의 좌측에, 제2 검지 카메라(340a)를 제2 상부 스크라이브 헤드(340)의 우측에 배치하는 것은, 제1 및 제2 검지 카메라(330a,340a)가 원기판(G1)의 좌측단 및 우측단에 부착된 얼라인 마크까지 충분히 검지할 수 있도록 하는 한편, 제1 상부 스크라이브 헤드(330)와 제2 상부 스크라이브 헤드(340)가 모두 상부 가로축(310)의 중앙에서 원기판(G1) 상에 스크라이브 라인을 형성할 때, 제1 검지 카메라(330a)와 제2 검지 카메라(340a)가 상호 간섭되는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 제1 및 제2 검지 카메라(330a,340a)는, 원기판(G1)의 상면으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드(330,340)에 대해 상하 방향(Z축 방향)으로 상대 이동 가능하게 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드(330,340)에 각각 결합된다. 이처럼 제1 및 제2 검지 카메라(330a,340a)를 원기판(G1)의 상면으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 구성하는 것은, 본격적으로 원기판(G1) 상에 스크라이브 라인을 형성하는 작업에 앞서 원기판(G1)의 상면과 제1 및 제2 카메라 사이의 거리를 조절하여 원기판(G1)에 대한 제1 및 제2 검지 카메라(330a,340a)의 초점을 정확히 맞추기 위함이다. 왜냐하면, 절단하고자 하는 원기판(G1)의 두께 등에 따라 제1 및 제2 검지 카메라(330a,340a)의 초점 거리가 달라지므로 원기판(G1)의 상면에 대한 정확한 영상 정보를 획득하기 위해서는 원기판(G1)에 대한 제1 및 제2 검지 카메라(330a,340a)의 초점을 정확히 맞추는 것이 필요하기 때문이다.
또한, 제1 및 제2 검지 카메라(330a,340a)는, 제1 및 제2 상부 스크라이브에 대해 기판이송 유닛(200)의 길이 방향인 전후 방향(X축 방향)으로 상대 이동 가능하게 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드(330,340)에 각각 결합된다. 이처럼 제1 및 제2 검지 카메라(330a,340a)를 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드(330,340)에 대해 전후 방향으로 상대 이동 가능하게 구성한 것은, 본격적으로 원기판(G1) 상에 스크라이브 라인을 형성하는 작업에 앞서 스크라이브 헤드에 구비된 스크라이브 휠(342a, 도 4 참조)과 검지 카메라의 Y축 방향의 중심선(center line)을 일치시키기 위함이다. 왜냐하면, 스크라이브 휠(342a)과 검지 카메라의 Y축 방향의 중심선이 어긋나 있는 경우에 원기판(G1)에 대한 스크라이브 헤드의 위치 제어를 위한 연산이 복잡해지므로 결국 위치 제어의 정확성이 떨어지기 때문이다.
한편, 검지 카메라(330a,340a)와 상부 스크라이브 헤드(330,340)의 구체적인 결합 구조에 대해서는 후술할 상부 스크라이브 헤드(330,340)의 세부 구성과 병행하여 설명하기로 한다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 스크라이브 유닛(300)은, 스크라이브 헤드의 위치 제어를 위한 영상 정보를 획득하는 검지 카메라(330a,340a)를 상부 가로축(310) 상에서 좌우 방향으로 이동하는 상부 스크라이브 헤드(330,340)에 결합함으로써, 영상 정보를 획득하기 위해 검지 카메라를 좌우 방향으로 이동시키는 별도의 구동장치가 필요 없어 스크라이브 유닛(300)이 종래보다 간단하고 단순한 구조를 가질 수 있으며, 스크라이브 헤드와 검지 카메라가 서로 다른 축 상에서 좌우 방향으로 이동함으로써 발생하는 기계적 오차를 방지하고 스크라이브 헤드의 위치 제어를 위한 연산을 단순화시켜 궁극적으로 위치 제어의 정확성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 실시예에 따른 스크라이브 유닛(300)은, 검지 카메라(330a,340a)를 상부 스크라이브 헤드(330,340)에 상하 방향 및 전후 방향으로 상대 이동 가능하게 결합함으로써, 원기판(G1)에 대한 검지 카메라의 초점을 정확히 맞추고 검지 카메라와 스크라이브 휠의 Y축 방향의 중심선을 일치시켜 궁극적으로 스크라이브 헤드의 위치 제어의 정확성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 상부 스크라이브 헤드(330,340)의 세부 구성에 대해 설명한다. 상부 스크라이브 헤드(330,340)는 전술한 바와 같이 제1 상부 스크라이브 헤드(330)와 제2 상부 스크라이브 헤드(340)로 구성되나, 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드(330,340)는 각각의 구성요소가 상호 좌우 대칭적으로 배치되는 차이가 있을 뿐 그 구성이 실질적으로 동일하므로 여기서는 도 4에 확대 도시된 제2 상부 스크라이브 헤드(340)의 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
또한, 하부 스크라이브 헤드(350,360)도 상부 스크라이브 헤드(330,340)와 그 구성이 실질적으로 동일하므로 그 세부 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 하부 스크라이브 헤드(350,360)는 도 3에 도시된 바와 같이 외부 케이스에 의해 보호되는데, 이는 원기판(G1) 상에 스크라이브 라인을 형성할 때 발생하는 파편이나 더미기판 등이 낙하하여 하부 스크라이브 헤드(350,360)를 더럽히거나 오작동을 일으킬 수 있기 때문이다.
도 4를 참조하면, 제2 상부 스크라이브 헤드(340)는, 상부 가로축(310)에 좌 우 방향으로 이동 가능하게 결합되는 헤드 몸체(341)와, 원기판(G1)의 상면에 접촉하여 스크라이브 라인을 형성하도록 헤드 몸체(341)에 마련되는 절단부(342)와, 헤드 몸체(341)에 마련되어 제2 검지 카메라(340a)를 상하 방향(도 4의 Z축 방향) 및 전후 방향(도 4의 X축 방향)으로 이동시키는 카메라 이동부(344)와, 제2 검지 카메라(340a)를 카메라 이동부(344)에 결합하기 위한 브라켓(345)을 구비한다.
헤드 몸체(341)는, 후면에 형성된 2개의 가이드 바(341a,341b, guide bar)가 상부 가로축(310)에 형성된 2개의 LM 가이드(312,314)에 각각 결합되어 상부 가로축(310) 상에서 좌우 방향으로 이동된다.
절단부(342)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 헤드 몸체(341)의 좌측 하단부에 마련되어 원기판(G1)의 상면에 스크라이브 라인을 형성하는 것으로서, 원기판(G1)의 상면에 접촉하는 스크라이브 휠(342a)과, 스크라이브 휠(342a)을 지지하는 휠 홀더(342b)와, 휠 홀더(342b)가 회동 가능하게 결합되며 스크라이브 휠(342a)을 원기판(G1)의 상면을 향하여 가압하는 휠 액추에이터(342c)를 구비한다.
스크라이브 휠(342a)은, 스크라이브 라인을 형성시키기 위해 원기판(G1)의 상면에 직접 접촉하는 부재로서 휠 홀더(342b)의 중앙에 장착된다. 이러한 스크라이브 휠(342a)은 원기판(G1)보다 강한 경도를 가지는 소재로 제작되는데 일반적으로 다이아몬드로 이루어진다.
휠 홀더(342b)는, 스크라이브 휠(342a)의 진행 방향에 따라 원기판(G1)에 대한 스크라이브 휠(342a)의 배치를 변경할 수 있도록, 스크라이브 휠(342a)을 지지한 상태에서 휠 액추에이터(342c)에 회동 가능하게 결합된다. 이는 원기판(G1)의 상면에 작업 라인의 길이 방향(X축 방향)으로 스크라이브 라인을 형성할 때의 스크라이브 휠(342a)의 진행 방향과 작업 라인의 폭 방향(Y축 방향)으로 스크라이브 라인을 형성할 때의 스크라이브 휠(342a)의 진행 방향은 상호 다르기 때문이다.
한편, 휠 홀더(342b)에는 중앙에 장착되는 스크라이브 휠(342a)의 양측에 2개의 스토퍼 롤러(343)가 상호 대칭적으로 마련된다. 이러한 스토퍼 롤러(343)는, 스크라이브 휠(342a)이 일시적으로 원기판(G1)의 우측단을 넘어서 원기판(G1)의 상면에 접촉하지 않더라도, 스크라이브 휠(342a)의 상하 방향의 위치를 유지시키는 역할을 담당한다.
휠 액추에이터(342c)는, VCM(Voice Coil Motor) 방식의 액추에이터로서, 스크라이브 휠(342a)이 원기판(G1)의 상면에 접촉하여 일정 깊이의 스크라이브 라인을 형성할 수 있도록 스크라이브 휠(342a)을 원기판(G1)의 상면을 향하여 미리 설정된 압력으로 가압한다. 이때, 원기판(G1) 상에 균일한 스크라이브 라인을 형성하기 위해서, 휠 액추에이터(342c)는 원기판(G1)의 표면 굴곡 상태, 스크라이브 휠(342a)의 마모 정도 등을 고려하여 원기판(G1)에 적절한 압력을 가하도록 제어되는 것이 바람직하다.
브라켓(345)은, 제2 상부 스크라이브 헤드(340)의 우측에 배치되는 제2 검지 카메라(340a)를 제2 상부 스크라이브 헤드(340)에 결합하기 위한 구성요소이다. 구체적으로, 브라켓(345)의 하단부에는 카메라 체결부(345a)가 형성되어 제2 검지 카메라(340a)의 둘레를 클램핑(clamping)하며, 브라켓(345)의 상단부는 헤드 몸체(341)에 마련된 카메라 이동부(344)에 결합된다.
카메라 이동부(344)는, 도 4에 도시되지 않았지만, 공지의 리니어 모터(linear motor), 스텝핑 모터(stepping motor) 등으로 구현될 수 있다. 이러한 카메라 이동부(344)는, 전술한 바와 같이 원기판(G1)에 대한 제2 검지 카메라(340a)의 초점을 정확히 맞추고 제2 검지 카메라(340a)와 스크라이브 휠(342a)의 Y축 방향의 중심선을 일치시키기 위해서, 브라켓(345)을 통해 연결된 제2 검지 카메라(340a)를 상하 방향 및 전후 방향으로 이동시키는 역할을 담당한다.
도 4를 참조하면, 제2 상부 스크라이브 헤드(340)는, 원기판(G1)의 하면에 대해서만 스크라이브 라인을 형성할 때, 원기판(G1)의 상면을 가압하여 지지하는 상면 지지부(346)를 더 구비한다.
본 실시예에 따른 스크라이브 유닛(300)은 상부 스크라이브 헤드(330,340) 및 하부 스크라이브 헤드(350,360)를 구비하고 있어 원기판(G1)의 상면 및 하면에 스크라이브 라인을 동시에 형성하는 것이 가능하지만, 상부 스크라이브 헤드(330,340) 또는 하부 스크라이브 헤드(350,360)를 사용하여 원기판(G1)의 상면에 대해서만 또는 원기판(G1)의 하면에 대해서만 스크라이브 라인을 형성하기도 한다. 원기판(G1)의 상면에 대해서만 스크라이브 라인을 형성하는 경우에는 기판이송 유닛(200)이 원기판(G1)의 하면을 지지하고 있으므로 문제가 없으나, 원기판(G1)의 하면에 대해서만 스크라이브 라인을 형성하는 경우에는 원기판(G1)의 상면을 지지하는 별도의 구성요소가 필요한데, 상부 스크라이브 헤드(330,340)에 구비된 상면 지지부(346)가 이러한 역할을 담당한다. 한편, 이러한 상면 지지부(346)는 하부 스크라이브 헤드(350,360)에는 구비되지 않는데, 원기판(G1)의 상면에 대해서만 스크 라이브 라인을 형성하는 경우에는 기판이송 유닛(200)이 원기판(G1)의 하면을 지지하는 역할을 담당하기 때문이다.
본 실시예의 상면 지지부(346)는 롤러 타입으로, 헤드 몸체(341)의 우측 하단부에 마련되어 제2 하부 스크라이브 헤드(360)의 스크라이브 휠에 대응되는 위치에서 원기판(G1)의 상면을 지지한다. 이러한 상면 지지부(346)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 원기판(G1)의 상면에 접촉하는 가압 롤러(346a)와, 가압 롤러(346a)를 지지하는 롤러 홀더(346b)와, 롤러 홀더(346b)가 회동 가능하게 결합되며 가압 롤러(346a)를 원기판(G1)의 상면을 향하여 가압하는 롤러 액추에이터(346c)를 구비한다.
가압 롤러(346a)는, 원기판(G1)의 상면에 직접 접촉하여 지지하는 부재로서 롤러 홀더(346b)의 중앙에 장착되며, 롤러 홀더(346b)에는 중앙에 장착되는 가압 롤러(346a)의 양측에 2개의 스토퍼 롤러(347)가 상호 대칭되도록 마련된다.
롤러 액추에이터(346c)는, 전술한 휠 액추에이터(342c)와 마찬가지로 VCM(Voice Coil Motor) 방식의 액추에이터이다. 이러한 롤러 액추에이터(346c)는, 원기판(G1)의 하면에 대해서만 스크라이브 라인을 형성할 때, 가압 롤러(346a)가 원기판(G1)의 상면에 접촉하여 원기판(G1)의 상면을 지지할 수 있도록 가압 롤러(346a)를 원기판(G1)의 상면을 향하여 미리 설정된 압력으로 가압한다.
도 3을 참조하면, 스크라이브 유닛(300)은, 상부 및 하부 가로축(310,320)에 Y축 방향으로 따라 착탈 가능하게 각각 결합되는 상부 및 하부 커버 조립체(370,380)를 더 구비한다. 이러한 상부 및 하부 커버 조립체(370,380)는 원기 판(G1) 상에 스크라이브 라인을 형성할 때 발생하는 파편이나 더미기판의 등이 상부 및 하부 가로축(310,320)의 내부에 들어가지 않도록 하는 기능을 담당한다.
상부 및 하부 커버 조립체(370,380)는, 상부 및 하부 가로축(310,320)의 길이 방향(Y축 방향)을 따라 배치되어 상부 및 하부 가로축(310,320)의 내부를 보호하는 커버(372,382)와, 커버(372,382)를 상부 및 하부 가로축(310,320)의 양측단에 착탈 가능하게 결합시키는 커버 결합부(374,384)를 각각 구비한다.
커버(372,382)는, 소프트(soft)한 재질의 플랙시블 플레이트(flexibe plate)로 이루지는데, 이는 비교적 긴 길이를 갖는 커버를 하드(hard)한 재질의 플레이트로 구성하는 경우에는 그 취급과 보관이 어렵다는 문제점이 있기 때문이다.
이와 같이, 커버 조립체(370,380)는 가로축(310,320)의 양측단에서 착탈 가능하게 구성됨으로써, 원기판(G1) 상에 스크라이브 라인을 형성할 때 발생하는 파편이나 더미기판의 등이 가로축에 들어가더라도 가로축의 내부를 손쉽게 개방할 수 있어 스크라이브 유닛(300)의 유지 보수 작업이 용이하다는 이점이 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 클램프 유닛(400)은, 스크라이브 유닛(300)으로 향하는 원기판(G1)을 클램핑하는 역할을 한다. 기판이송 유닛(200) 상에서 스크라이브 유닛(300)에 의해 원기판(G1)에 스크라이브 라인이 형성될 때, 원기판(G1)을 클램핑하는(잡아 지지하는) 수단이 없다면 기판이송 유닛(200) 상에서 원기판(G1)이 흔들릴 수 있는데, 만약 원기판(G1)이 흔들리게 되면 원기판(G1) 상에 정확한 스크라이브 라인이 형성될 수 없다. 이러한 현상을 예방하기 위해 클램프 유닛(400)이 마련된다.
클램프 유닛(400)은 기판이송 유닛(200)의 상부 영역에서 Y축 방향으로 배치된 클램프 유닛 본체(410)와, 클램프 유닛 본체(410) 상에 마련되고 실질적으로 원기판(G1)의 일 영역을 클램핑하는 클램프(420)와, 클램프 유닛 본체(410)를 X축 방향으로 이동시키는 클램프 유닛 이동부(430)를 구비한다.
클램프 유닛 본체(410)는 실질적으로 원기판(G1)의 일 영역을 클램핑하는 다수의 클램프(420)가 착탈 가능하게 결합되는 부분이다. 클램프 유닛 본체(410)는 도 1의 Y축 방향으로 길게 배치되어 있으며, 클램프 유닛 이동부(430)와 연결되어 있다.
클램프(420)는 클램프 유닛 본체(410) 상에 상호 이격되게 다수 개 결합되어 있다. 이러한 클램프(420)는 집게 형상의 맞물림 구조를 갖는 한 쌍의 척(421,422)에 의해 원기판(G1)의 일 영역을 실질적으로 클램핑하는 역할을 한다. 즉, 고정척(421)에 대해 회동척(422)이 회동축(422a)을 중심으로 상호 접근 및 이격됨에 따라 고정척(421)과 회동척(422) 사이에서 원기판(G1)은 클램핑될 수 있다. 이 때, 회동척(422)은 회동척(422)에 결합된 회동척 구동부(423)에 의해 회동 구동된다. 그리고 회동척 구동부(423)를 비롯하여 고정척(421)과 회동척(422) 등은 클램프 승하강 구동부(424)에 의해 승하강 구동될 수 있다.
이에, 별도의 제어신호에 의해 클램프 승하강 구동부(424)가 동작되어 회동척 구동부(423)를 비롯하여 고정척(421)과 회동척(422)을 하강시킨다. 고정척(421)과 회동척(422)이 하강되는 위치는 고정척(421)과 회동척(422)이 원기판(G1)의 일 영역을 클램핑할 수 있는 위치가 된다. 이 위치에 도달되면 클램프 승하강 구동 부(424)의 동작이 정지되고, 회동척 구동부(423)가 동작되어 회동축(422a)을 중심으로 회동척(422)을 회동시킨다. 이처럼 회동척(422)이 회동함에 따라 고정척(421)과 회동척(422) 사이에서 원기판(G1)의 일 영역은 클램핑될 수 있게 된다.
한편, 원기판(G1)의 일 영역은 집게 형상의 맞물림 구조를 갖는 한 쌍의 척(421,422)에 의해 클램핑되기 때문에 적어도 회동척(422)만큼은 컨베이어 유닛(210)의 표면보다 낮은 하부 영역에 위치되어야 한다. 그래야만 회동척(422)이 회동하면서 고정척(421)과 함께 원기판(G1)의 일 영역을 클램핑할 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 적어도 고정척(421)과 회동척(422)이, 도 1에 도시된 바와 같이 컨베이어 유닛(210)들 사이의 이격 간격에 배치되도록 하고 있다. 도 1에는 7개의 컨베이어 유닛(210)이 측방향으로 배열되어 있는데, 이러한 경우, 총 6개의 클램프(420)가 마련되고 6개의 클램프(420)에 각각 구비된 고정척(421)과 회동척(422)은 컨베이어 유닛(210)들 사이의 이격 간격에 각각 하나씩 배치되고 있다.
클램프 유닛 이동부(430)는 원기판(G1)을 클램핑한 클램프(420)를 X축 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 본 실시예에서 클램프 유닛 이동부(430)는 리니어 모터(linear motor)로 구현되고 있다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 클램프 유닛 이동부(430)는 기판이송 유닛(200)의 속도 등과 함께 일련적으로 제어된다.
이와 같이 클램프 유닛(400)으로 원기판(G1)을 클램핑한 상태에서 원기판(G1)에 스크라이브 라인이 형성되도록 함으로써, 원기판(G1)이 흔들리는 것을 예방할 수 있게 되어 원기판(G1) 상에 정확한 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있게 된다. 특히, 본 실시예에서 클램프 유닛(400)은 기판이송 유닛(200)의 상부 영역에 마련되어 해당 위치에서 원기판(G1)을 클램핑하고 있을 뿐만 아니라 클램프 유닛 본체(410)에 클램프(420)가 착탈 가능하게 결합되는 구조적인 특징으로 인해 클램프 유닛(400)에 대한 전반적인 평탄도 유지 작업, 또한 유지 보수 작업 및 세팅 작업 등을 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.
한편, 원기판(G1)이 스크라이브 라인을 따라 절단되기 위해서는 스크라이브 라인 영역을 가압하거나 혹은 스크라이브 라인이 형성된 부분을 가열하여 원기판(G1)의 두께 방향으로 수직 크랙이 확산되도록 해야 하는데, 이를 위해 브레이크 유닛(500)이 마련된다. 본 실시예의 브레이크 유닛(500)은 스크라이브 라인이 형성된 부분을 가열하는 역할을 수행한다.
브레이크 유닛(500)은, 원기판(G1)이 스크라이브 라인을 따라 절단되어 다수의 단위기판(G2)으로 형성될 수 있도록 실질적으로 원기판(G1)을 가열하는 역할을 한다. 원기판(G1)의 스크라이브 라인으로 가열유체를 분사하는 타입의 브레이크 유닛(미도시)의 경우, 절단 작업이 완료된 단위기판(G2)에 수분 등의 이물이 잔존하는 문제점이 있을 수 있으며, 특히 가열유체를 분사하기 위한 다소 복잡한 배관 구조를 갖추어야 하므로 시스템의 구조가 복잡해질 수밖에 없다. 이에, 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 실시예의 기판 절단시스템에서는 아래와 같은 단순한 구조의 브레이크 유닛(500)을 제안하고 있는 것이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 브레이크 유닛(500)은, 기판이송 유닛(200)의 양측에 작업라인과 나란하게, 즉 도 1의 X축 방향을 따라 마련되는 유닛구동 부(510)와, 유닛구동부(510)에 결합되며 유닛구동부(510)에 의해 도 1의 X축 방향을 따라 이동하는 유닛본체부(520)와, 원기판(G1)을 실질적으로 가열하는 히터(531, heater)를 구비한 기판가열부(530)와, 유닛본체부(520)와 기판가열부(530)를 상호 연결하는 다수의 연결부(540)를 포함한다.
유닛구동부(510)는, 앞서 기술한 클램프 유닛 이동부(430)와 마찬가지로 리니어 모터(linear motor)로 적용될 수 있다. 즉, 별도의 제어신호에 의해 구동함으로써 유닛본체부(520), 다수의 연결부(540) 및 기판가열부(530)를 도 1의 X축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공한다.
유닛본체부(520)는, 다수의 연결부(540)를 통해 기판가열부(530)를 지지하는 부분으로서, 그 일측은 한 쌍의 유닛구동부(510)에 결합되어 있다. 도면을 참조할 때 유닛본체부(520)가 대략 사각 블록 형태로 도시되어 있으나, 본 발명의 권리범위가 반드시 이에 제한될 필요는 없다.
기판가열부(530)는, 앞서 기술한 히터(531)와, 원기판(G1)의 판면과 나란하게 배치되며, 히터(531)의 하부 영역에 마련되어 히터(531)로부터의 열을 원기판(G1)으로 전달하는 하부 플레이트(532)와, 히터(531)를 사이에 두고 하부 플레이트(532)와 나란하도록 히터(531)의 상부 영역에 마련되는 상부 플레이트(533)를 구비한다.
히터(531)는 인가된 전원에 의해 실질적으로 열을 발생시키는 부분이다. 어떠한 구조, 종류 및 형태의 히터(531)가 적용되어도 좋으나 본 실시예에서는 원기판(G1)의 판면과 나란하게 배치된 상태에서 발열하는 격자 구조의 메쉬 히터(531, mesh heater)를 적용하고 있다.
하부 플레이트(532)는 히터(531)의 하부 영역에 마련되며, 히터(531)로부터의 열을 원기판(G1)으로 전달하는 역할을 한다. 따라서 하부 플레이트(532)는 상대적으로 열전도성이 좋은 재질로 제작되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 하부 플레이트(532)를 열전도성이 좋은 알루미늄 재질로 제작하고 있다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 열전도성이 좋은 재질이라면 반드시 알루미늄 재질이 사용될 필요는 없다. 한편, 본 실시예에서 하부 플레이트(532)는 상부 플레이트(533)의 두께보다 작게 제작된다. 이는 열전도성을 높이기 위한 수단일 수 있는데, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 하부 플레이트(532)와 상부 플레이트(533)의 두께는 동일해도 무방하다.
상부 플레이트(533)는 하부 플레이트(532)와 함께 기판가열부(530)의 외관을 형성하는 부분이다. 따라서 상부 플레이트(533)와 하부 플레이트(532)의 면적은 실질적으로 동일하게 마련된다. 히터(531)로부터의 열은 상부 플레이트(533) 쪽으로 향할 필요가 없기 때문에 앞서 기술한 바와 같이, 상부 플레이트(533)는 하부 플레이트(532)에 비해 그 두께가 두껍게 제작된다. 이러한 상부 플레이트(533)의 상면에는 보강리브(536)가 더 마련되어 있다. 보강리브(536)는 상부 플레이트(533)에 강성을 부여함으로써 상부 플레이트(533)를 비롯하여 기판가열부(530) 전체가 변형되는 것을 저지하는 역할을 한다.
하부 및 상부 플레이트(532,533)가 내부에 히터(531)를 고정 지지하면서 기판가열부(530)의 외관을 형성하기 위해 하부 및 상부 플레이트(532,533)는 상호 결 합된다. 하부 및 상부 플레이트(532,533)를 상호 결합시키기 위해 결합부재(537)가 더 구비된다. 결합부재(537)로서 본 실시예에서는 다수의 서스 핀(537, SUS pin)을 사용하고 있다. 즉, 다수의 서스 핀(537)을 군데군데 체결하여 하부 및 상부 플레이트(532,533)를 상호 결합시킴으로써, 하부 및 상부 플레이트(532,533) 사이에서 히터(531), 상부 단열부재(534) 및 측부 단열부재(535)가 고정 지지되도록 할 수 있다. 이러한 결합부재(537)와 상부 플레이트(533) 사이의 이격 간격에 착탈 가능하게 결합되는 피크 컬러(538, peek color)가 더 마련된다.
한편, 앞서도 기술한 바와 같이, 히터(531)로부터의 열은 상부 플레이트(533) 쪽이나 혹은 하부 및 상부 플레이트(532,533)의 측부 쪽으로 향할 필요가 없다. 만약, 히터(531)로부터의 열이 하부 플레이트(532) 쪽 외에도 상부나 측부 쪽으로 동일하게 향한다면 원기판(G1)을 가열하기 위해 사용된 열의 손실이 예상된다. 따라서 본 실시예의 기판가열부(530)에는 상부 단열부재(534) 및 측부 단열부재(535)가 더 구비되어 히터(531)를 중심으로 상부 및 측부 쪽으로 열손실이 발생하는 것을 저지하고 있는 것이다.
구체적으로 살펴보면, 상부 단열부재(534)는, 히터(531)와 상부 플레이트(533) 사이에 마련되되 상부 플레이트(533)와 나란하게 설치되어 히터(531)로부터의 열이 상부 플레이트(533) 측으로 전달되는 것을 저지하는 역할을 한다. 그리고 측부 단열부재(535)는, 하부 및 상부 플레이트(532,533) 사이의 측부에 마련된다. 이 때, 측부 단열부재(535)는 결합부재(537)에 의해 하부 및 상부 플레이트(532,533)와 함께 결합될 수 있다.
한편, 다수의 연결부(540)는, 유닛본체부(520)에 대해 기판가열부(530)를 연결하여 지지하는 역할 외에도 유닛본체부(520)에 기판가열부(530)를 승하강시키는 역할을 겸한다. 이를 위해 본 실시예에서는 다수의 연결부(540)로서 승하강 가능한 액추에이터(540)를 적용하고 있다. 액추에이터(540)에 의해 기판가열부(530)의 하부 플레이트(532)는 원기판(G1)에 더욱 근접할 수 있기 때문에 원기판(G1)을 가열하는 효과를 배가시킬 수 있게 된다.
본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 절단시스템의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판이송 유닛의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 스크라이브 유닛의 정면도이다.
도 4는 도 3의 'A' 영역의 확대도이다.
도 5는 도 1의 클램프 유닛에 대한 요부 확대도이다.
도 6은 도 1의 브레이크 유닛 영역의 확대 사시도이다.
도 7은 도 6의 정면도이다.
도 8은 도 7의 요부 확대도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
G1 : 원기판 G2 : 단위기판
100 : 로딩 유닛 200 : 기판이송 유닛
210 : 벨트 컨베이어 유닛 300 : 스크라이브 유닛
310, 320 : 상부 및 하부 가로축 330,340 : 상부 스크라이브 헤드
350, 360 : 하부 스크라이브 헤드 330a, 340a : 검지 카메라
370, 380 : 커버 조립체 400 : 클램핑 유닛
500 : 브레이크 유닛

Claims (12)

  1. 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 작업이 진행되는 작업 라인을 제공하며, 상기 원기판을 이송하는 기판이송 유닛;
    상기 기판이송 유닛의 어느 일 영역에 마련되는 가로축과, 상기 가로축에 상기 작업 라인의 폭 방향인 좌우 방향으로 이동 가능하게 결합되어 상기 원기판 상에 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하는 적어도 하나의 스크라이브 헤드를 구비하는 스크라이브 유닛(scribe unit); 및
    상기 스크라이브 헤드에 결합되어 상기 스크라이브 헤드와 함께 상기 좌우 방향으로 이동하면서 상기 스크라이브 헤드의 위치 제어를 위한 영상 정보를 획득하는 검지 카메라를 포함하며,
    상기 검지 카메라는,
    상기 스크라이브 헤드에 대해 상기 작업 라인의 길이 방향인 전후 방향으로 상대 이동 가능하게 상기 스크라이브 헤드에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검지 카메라는,
    상기 원기판의 판면으로부터의 거리를 조절할 수 있도록 상기 스크라이브 헤드에 대해 상하 방향으로 상대 이동 가능하게 상기 스크라이브 헤드에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 검지 카메라는,
    상기 스크라이브 헤드의 측면 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스크라이브 헤드는,
    상기 가로축에 상기 좌우 방향으로 이동 가능하게 결합되는 헤드 몸체;
    상기 원기판의 판면에 접촉하여 스크라이브 라인을 형성하도록 상기 헤드 몸체에 마련되는 절단부;
    상기 헤드 몸체에 마련되어 상기 검지 카메라를 상기 스크라이브 헤드에 대해 상기 상하 방향 및 상기 전후 방향으로 이동시키는 카메라 이동부; 및
    상기 검지 카메라를 상기 카메라 이동부에 결합하기 위한 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절단부는,
    상기 원기판의 판면에 접촉하는 스크라이브 휠(scribe wheel);
    상기 스크라이브 휠을 지지하는 휠 홀더; 및
    상기 휠 홀더가 회동 가능하게 결합되며, 상기 스크라이브 휠을 상기 원기판의 판면을 향하여 가압하는 휠 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 휠 홀더에는,
    상기 스크라이브 휠의 양측에 2개의 스토퍼 롤러가 상호 대칭되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스크라이브 헤드는 복수 개이며,
    상기 복수 개의 스크라이브 헤드는,
    상기 원기판의 상부 좌측 영역 및 상부 우측 영역에 각각 마련되어 상기 원기판의 상면에 스크라이브 라인을 형성하는 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드와, 상기 원기판의 하부 좌측 영역 및 하부 우측 영역에 각각 마련되어 상기 원기판의 하면에 스크라이브 라인을 형성하는 제1 및 제2 하부 스크라이브 헤드인 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 검지 카메라는,
    상기 제1 상부 스크라이브 헤드의 좌측에 배치되도록 상기 제1 상부 스크라이브 헤드에 결합되는 제1 검지 카메라; 및
    상기 제2 상부 스크라이브 헤드의 우측에 배치되도록 상기 제2 상부 스크라이브 헤드에 결합되는 제2 검지 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 상부 스크라이브 헤드에는,
    상기 원기판의 하면에 대해서만 스크라이브 라인을 형성할 때, 상기 원기판의 상면을 가압하여 지지하는 상면 지지부가 상기 제1 및 제2 하부 스크라이브 헤드에 대응되는 위치에 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상면 지지부는,
    상기 원기판의 상면에 접촉하는 가압 롤러;
    상기 가압 롤러를 지지하는 롤러 홀더; 및
    상기 롤러 홀더가 회동 가능하게 결합되며, 상기 가압 롤러를 상기 원기판의 상면을 향하여 가압하는 롤러 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 롤러 홀더에는,
    상기 가압 롤러의 양측에 2개의 스토퍼 롤러가 상호 대칭되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
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