KR100914531B1 - 기판 이송용 마그네틱 기어 및 그 제조 방법 - Google Patents

기판 이송용 마그네틱 기어 및 그 제조 방법

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Abstract

기판 이송용 마그네틱 기어가 제공된다. 본 발명의 일실시예에 따른 기판 이송용 마그네틱 기어는, 복수의 자성체와, 상부면에 샤프트가 고정되고 하부면에 복수의 자성체가 고정되는 고정판과, 복수의 자성체가 삽입되어 고정되는 복수의 홈이 형성된 자성체 홀더 및 샤프트가 관통하는 중공홀이 형성되며 자성체 홀더의 상부면을 덮어 복수의 자성체를 밀폐하는 홀더 커버를 포함한다.

Description

기판 이송용 마그네틱 기어 및 그 제조 방법 {Magnetic gear for substrate transfering apparatus and method thereof}
본 발명은 기판 이송용 마그네틱 기어 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사출 성형에 따른 변형을 최소화하고 직각도 및 동심도를 개선시키는 기판 이송용 마그네틱 기어에 관한 것이다.
최근 영상을 표현하는 표시장치로서 액정 디스플레이(LCD) 소자와 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 소자 등이 종래의 브라운관(CRT)을 빠른 속도로 대체하여 오고 있다. 이러한 것들은 흔히 평판표시장치(Flat Panel Display, FPD)이라고 불리우는 기판을 사용하고 있다.
평판표시장치를 제작하기 위해서는 기판 제작공정, 셀 제작공정, 모듈 제작공정 등의 많은 공정을 수행하여야 한다. 특히, 기판 제작공정에 있어서, 기판 상에 패턴들을 형성하기 위해서는 세정을 시작으로 포토 레지스트 형성, 노광, 현상, 식각, 포토 레지스트 제거로 이루어지는 패터닝 공정을 수행하고 이후, 검사 공정까지 거쳐야 한다. 이 같은 공정들은 대부분 해당 공정을 수행하기 위한 공정 챔버에서 이루어지며, 이 같은 각각의 공정 챔버로 기판을 이송 또는 반송시키기 위한 이송 장치가 설치되어 있다.
도 1은 일반적인 기판 제조용 기판 이송 장치를 나타낸 사시도이다.
일반적으로 기판 이송 장치(1)는, 공정 챔버의 내부에 일정 간격으로 배치되는 복수의 이송용 샤프트(20)와 각각의 이송용 샤프트(20)에 기판(10)을 지지하여 이를 이송시키기 위한 복수의 롤러(30)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 이송용 샤프트(20)의 끝단에 직접 풀리(42)가 연결되고 각각의 풀리(42)는 벨트(43)로 연결되어 있어 구동 장치(41)의 회전력을 각각의 이송용 샤프트(20)에 전달하게 된다. 그러나, 이러한 구조의 기판 이송 장치(1)는 구동부(40)에 복수의 이송용 샤프트(20)가 직접 연결되는 방식으로, 직접적인 마찰로 인한 마모에 의해 파티클이 발생되고, 소음과 진동 등이 발생된다. 특히, 이러한 연결 방식은 기판(10) 상으로 분사되는 각종 약액의 퓸(fume)이 외부로 빠져나가지 않도록 기판 이송 장치(1)를 외부와 격리 또는 밀폐해야 하는데 많은 어려움이 따른다.
기판(10)의 이송이 이루어지는 챔버를 완전히 밀폐할 수 있고, 약액 퓸(fume)으로부터 구동부(40)의 오염을 방지할 수 있으며, 이송용 샤프트(20)를 구동시키는 구동부(40)의 구조를 단순화할 수 있도록 자기식 이송 장치가 주로 사용된다.
도 2는 일반적인 자기식 기판 이송 장치를 나타낸 사시도이다.
자기식 이송 장치는 기본적으로 도 1의 기판 이송 장치와 구조가 동일하나, 이송용 샤프트(20)와 구동부(40)가 마그네틱 기어(50)의 자력에 의해 상호 연결되도록 구성되어 있다. 즉, 구동부(40)에 구동 마그네틱 기어(50a)가 연결되어 있고, 이송용 샤프트(20)에 종동 마그네틱 기어(50b)가 연결되어 있다. 따라서, 구동부(40)의 회전력은 구동 마그네틱 기어(50a)의 자력에 의해 종동 마그네틱 기어(50b)에 전달되어 이송용 샤프트(20)가 회전하게 되는 것이다. 구동 마그네틱 기어(50a)와 종동 마그네틱 기어(50b) 사이에는 챔버의 벽체(도시되지 않음)가 존재할 수 있다.
도 3은 종래의 기판 이송용 마그네틱 기어를 나타낸 분해 사시도이다.
종래의 기판 이송용 마그네틱 기어는 자성체 홀더(51), 복수의 자성체(54), 홀더 커버(55)로 구성되어 있었다.
하지만, 종래의 기판 이송용 마그네틱 기어는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래에는 자성체 홀더(51)을 제작할 때와 홀더 커버(55)를 자성체 홀더(51)의 상부면에 결합할 때에 각각 사출 성형 공정을 수행하였다. 그러나, 2 번에 걸친 사출 과정에서 제품에 변형이 발생하는 문제점이 발생하였다. 따라서, 2차 사출을 완료한 후에 변형된 형상을 보정하기 위해서 평면 가공 등 추가적인 가공 공정이 필요하였다. 또한, 원판형인 복수의 자성체(54)를 자성체 홀더(51)에 형성된 복수의 홈(52)에 삽입하였는데, 복수의 자성체(54)를 복수의 홈(52)에 삽입하는 별도의 공정이 필요하였다.
한편, 자성체 홀더(51)와 이송용 샤프트(20)가 체결되는 부위에 형성된 키 홈(53, 21)에 키(56)를 삽입하여 이송용 샤프트(20)를 자성체 홀더(51)에 체결하였는데, 이 때, 이송용 샤프트(20)의 직각도를 맞추기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 한 번의 사출 성형에 의해 마그네틱 기어를 생성하므로써 사출 성형에 따른 변형을 최소화하고 직각도 및 동심도를 개선시키는 기판 이송용 마그네틱 기어 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기판 이송용 마그네틱 기어의 일 양태(Aspect)는, 복수의 자성체와, 상부면에 샤프트가 고정되고 하부면에 상기 복수의 자성체가 고정되는 고정판과, 상기 복수의 자성체가 삽입되는 복수의 홈이 형성된 자성체 홀더 및 상기 샤프트가 관통하는 중공홀이 형성되며 상기 자성체 홀더의 상부면을 덮어 상기 복수의 자성체를 밀폐하는 홀더 커버를 포함하며, 상기 자성체 홀더와 상기 홀더 커버는 사출 성형에 의해 일체로 성형된다.상술한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 기판 이송용 마그네틱 기어의 제조방법의 일 양태는 고정판의 상부면에 샤프트를 고정시키고, 상기 고정판의 하부면에 복수의 자성체를 고정시키는 단계; 상기 샤프트 및 상기 복수의 자성체가 고정된 고정판을 사출 성형을 위한 금형 틀에 위치시키는 단계; 및 상기 금형 틀에 사출 성형에 의하여 자성체 홀더 및 홀더 커버를 일체로 성형시키는 단계를 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 기판 이송용 마그네틱 기어 및 그 제조방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 한 번의 사출 성형에 의해 마그네틱 기어를 생성하므로써 사출 성형에 따른 변형을 최소화할 수 있다.
둘째, 복수의 자성체를 복수의 홈에 삽입하는 별도의 공정이 필요로 하지 않아, 공정 효율을 높일 수 있다.
셋째, 사출 성형에 따른 변형을 최소화하고 이송용 샤프트를 체결하기 위한 조립 공정이 필요없어 직각도 및 동심도의 정확성을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 기판 제조용 기판 이송 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 일반적인 자기식 기판 이송 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 종래의 기판 이송용 마그네틱 기어를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 이송용 마그네틱 기어를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 기판 이송용 마그네틱 기어의 결합 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 6은 이송용 샤프트 및 복수의 자성체를 고정판에 고정하는 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 기판 이송 장치 10: 기판
20: 이송용 샤프트 30: 롤러
40: 구동부 50, 100: 마그네틱 기어
110: 자성체 120: 고정판
130: 자성체 홀더 140: 홀더 커버
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 기판 이송용 마그네틱 기어를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 이송용 마그네틱 기어를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 기판 이송용 마그네틱 기어의 결합 상태를 나타내는 종단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 이송용 마그네틱 기어(100)는, 복수의 자성체(110), 고정판, 자성체 홀더(130) 및 홀더 커버(140)를 포함할 수 있다.
이하 설명되는 기판 이송용 마그네틱 기어(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 이송용 샤프트(20)에 연결되는 종동 마그네틱 기어(50b)를 예로 한다. 따라서, 구동부(40)에 연결되는 구동 마그네틱 기어(50a)의 경우에는 이송용 샤프트(20) 대신 구동용 샤프트(도시되지 않음)를 의미할 수 있다. 또한, 종동 마그네틱 기어(50b)는 이송용 샤프트(20)에 직접 연결될 수도 있으나, 이송용 샤프트(20)에 용접 등의 방법에 의해 결합된 결합용 샤프트(도시되지 않음)에 연결될 수도 있다.
복수의 자성체(110)는 자성을 띄고 있는 물체로서, 바람직하게는 마그네틱 부재를 사용할 수 있다. 복수의 자성체(110)는 원판의 형상을 가질 수 있다.
한편, 각각의 자성체(110)는 단위 자석, 즉, N극을 가지는 제1 단위 자석과 S극을 가지는 제2 단위 자석들이 상호 교번적으로 배치되어 이루어질 수 있다. 또한, 도 2를 참조하면, 구동부(40)에 연결된 구동 마그네틱 기어(50a) 내부의 자성체와 이송용 샤프트(20)에 연결된 종동 마그네틱 기어(50b) 내부의 자성체는 서로 반대의 자성을 가지는 단위 자석으로 대응할 수 있도록 설치될 수 있다. 따라서, 구동 마그네틱 기어(50a)와 종동 마그네틱 기어(50b)는 서로 같은 방향으로 회전할 수 있다.
바람직하게는 복수의 자성체(110)의 개수는 8개일 수 있다.
도 6은 이송용 샤프트 및 복수의 자성체를 고정판에 고정하는 상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 고정판은 원판 형상을 가지며, 상부면에 이송용 샤프트(20)가 고정되고 하부면에는 복수의 자성체(110)가 고정될 수 있다. 즉, 고정판에 이송용 샤프트(20) 및 복수의 자성체(110)를 미리 체결하여 일체형으로 형성할 수 있다. 바람직하게는 복수의 자성체(110) 및 이송용 샤프트(20)는 용접(Welding)에 의해 고정판에 고정될 수 있다. 한편, 복수의 자성체(110)는 고정판의 중앙부를 중심으로 복수개가 등간격으로 원형 배열될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 자성체 홀더(130)는 복수의 자성체(110)가 삽입되어 고정되는 복수의 홈(133)이 형성될 수 있다.
자성체 홀더(130)는 원판 형상을 가지는 베이스부(131) 및 베이스부(131)의 원주를 따라 베이스부(131)에 수직한 방향으로 형성된 측벽(132)을 가질 수 있다. 자성체 홀더(130)의 베이스부(131)에는 복수의 자성체(110)가 삽입되어 고정되는 복수의 홈(133)이 형성될 수 있다. 복수의 홈(133)은 복수의 자성체(110)와 대응하는 위치에 형성될 수 있는데, 바람직하게는, 베이스부(131)의 중앙부를 중심으로 복수개가 등간격으로 원형 배열될 수 있다.
홀더 커버(140)는 원판 형상을 가지고 이송용 샤프트(20)가 관통하는 중공홀(142)이 형성될 수 있다. 바람직하게는, 홀더 커버(140)는 고정판의 형상에 대응하도록 형성될 수 있다. 따라서, 홀더 커버(140)는 자성체 홀더(130)의 상부면을 덮어 복수의 자성체(110)를 밀폐하는 역할을 한다.
바람직하게는, 자성체 홀더(130)와 홀더 커버(140)는 사출 성형에 의해 결합되어 일체로 생성될 수 있다. 즉, 이송용 샤프트(20)와 복수의 자성체(110)가 고정된 고정판을 사출 성형을 위한 금형 틀(Mold)(도시되지 않음)에 위치시킨 후, 한 번의 사출 공정에 의해 생성할 수 있다. 금형 틀은 자성체 홀더(130)의 형상을 가진 하부 금형 틀과 홀더 커버(140)의 형상을 가진 상부 금형 틀로 이루어질 수 있다.
종래에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 자성체 홀더(51)을 제작할 때와 홀더 커버(55)를 자성체 홀더(51)의 상부면에 결합할 때에 각각 사출 성형 공정을 수행하였다. 그러나, 2 번에 걸친 사출 과정에서 제품에 변형이 발생하는 문제점이 발생하였다. 즉, 자성체 홀더(51)를 사출 성형(1차 사출)하는 경우에는 자성체 홀더(51)에 형성된 복수의 홈(52) 때문에 자성체 홀더(51)의 바닥면 두께가 일정하지 않아 바닥면의 형상이 변형되어 복수의 홈(52) 주위가 움푹 패이는 현상, 싱크 마크(Sink mark)가 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 홀더 커버(55)를 자성체 홀더(51)의 상부면에 결합하기 위하여 사출 성형(2차 사출)하는 경우에도 추가적인 변형을 초래하였다. 따라서, 2차 사출을 완료한 후에 변형된 형상을 보정하기 위해서 평면 가공 등 추가적인 가공 공정이 필요하였다.
그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 이송용 마그네틱 기어(100)의 경우, 이송용 샤프트(20)와 복수의 자성체(110)를 먼저 고정판(120)에 고정하여 일체형으로 제작하고, 이를 이용하여 단품 사출 방식으로 자성체 홀더(130)와 홀더 커버(140)는 사출 성형에 의해 동시에 제작함으로써, 사출 성형에 따른 형상 변형의 문제점을 최소화할 수 있다. 따라서, 이송용 샤프트(20)와 마그네틱 기어(100)의 직각도 및 동심도의 정확성을 증가시킬 수 있다. 또한, 복수의 자성체(110)를 복수의 홈(133)에 삽입하는 별도의 공정이 필요로 하지 않아, 공정 효율을 높일 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 기판 이송용 마그네틱 기어의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4를 참조하여 기판 이송용 마그네틱 기어(100)의 제작 순서를 설명한다. 먼저 고정판의 상부면에 이송용 샤프트(20)를 고정하고 고정판의 하부면에는 복수의 자성체(110)를 고정시킨다. 이송용 샤프트(20)와 복수의 자성체(110)는 용접에 의해 고정될 수 있다. 그리고, 이송용 샤프트(20)와 복수의 자성체(110)가 고정된 고정판을 사출 성형을 위한 금형 틀(도시되지 않음)에 위치시킨 후, 한번의 사출 공정을 수행하여 자성체 홀더(130) 및 홀더 커버(140) 조립체를 생성한다. 상기와 같은 제작 과정은 자성체 홀더(130)의 형상, 이송용 샤프트(20)의 형상 또는 복수의 자성체(110)의 형상에 따라 변경이 가능함은 당업자에게 자명한 바이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 마그네틱 기어는 구동부(40)와 이송용 샤프트(20)에 각각 연결되어 자력에 의해 동력을 전달하게 된다. 즉, 따라서, 구동부(40)의 회전력은 구동 마그네틱 기어(50a)의 자력에 의해 종동 마그네틱 기어(50b)에 전달되어 이송용 샤프트(20)가 회전하게 되는 것이다.
본 실시예에서는 기판 이송용 마그네틱 기어에 대해서만 설명하였으나, 본 발명의 일실시예에 따른 마그네틱 기어는 기판 이송용 이외의 마그네틱을 이용한 동력 전달 장치에서 사용될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 기판(10)은 평판표시장치(FPD, Flat Panel Display)를 제조하기 위한 것으로 직사각형의 평판이며, 평판표시장치는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), FED(Field Emission Display), 또는 ELD(Electro Luminescence Display) 일 수 있다. 또는, 기판(10)은 반도체 칩 제조에 사용되는 웨이퍼(wafer)일 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 복수의 자성체;
    상부면에 샤프트가 고정되고 하부면에 상기 복수의 자성체가 고정되는 고정판;
    상기 복수의 자성체가 삽입되어 고정되는 복수의 홈이 형성된 자성체 홀더; 및
    상기 샤프트가 관통하는 중공홀이 형성되며 상기 자성체 홀더의 상부면을 덮어 상기 복수의 자성체를 밀폐하는 홀더 커버를 포함하며,
    상기 자성체 홀더와 상기 홀더 커버는 사출 성형에 의해 일체로 성형되는, 기판 이송용 마그네틱 기어.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 자성체에서 각 자성체는 N극을 가지는 제1 단위 자석과 S극을 가지는 제2 단위 자석들이 상호 교번적으로 배치되어 이루어지는 기판 이송용 마그네틱 기어.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 자성체 홀더는,
    원판 형상을 가지는 베이스부; 및
    상기 베이스부의 원주를 따라 상기 베이스부에 수직한 방향으로 형성된 측벽을 포함하는 기판 이송용 마그네틱 기어.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 복수의 홈은 상기 베이스부에 형성되는 기판 이송용 마그네틱 기어.
  6. 고정판의 상부면에 샤프트를 고정시키고, 상기 고정판의 하부면에 복수의 자성체를 고정시키는 단계;
    상기 샤프트 및 상기 복수의 자성체가 고정된 고정판을 사출 성형을 위한 금형 틀에 위치시키는 단계; 및
    상기 금형 틀에 사출 성형에 의하여 자성체 홀더 및 홀더 커버를 일체로 성형시키는 단계를 포함하는, 기판 이송용 마그네틱 기어의 제조 방법.
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