KR100924266B1 - 기판 이송장치 - Google Patents

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Abstract

기판 이송장치가 개시된다. 본 발명의 기판 이송장치는, 기판을 이송하는 기판이송유닛; 및 기판이송유닛과 연결되고 이송된 기판의 방향을 전환시키는 방향전환유닛을 구비하며, 방향전환유닛은, 장치본체; 장치본체에 결합되어 기판을 이송 지지하는 기판이송지지유닛; 기판을 순차적으로 정지시키기 위한 기판순차정지유닛; 및 기판순차정지유닛이 적어도 일부 영역에서 기판과 함께 이동하면서 기판과 접촉되어 기판을 정지시키도록 기판순차정지유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 기판의 손상 없이 또는 종래보다 기판의 손상을 줄이면서도 종래보다 빠른 속도로 기판을 정지시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판에 대한 방향전환을 용이하게 수행할 수 있으며, 이에 따라 기판 이송에 따른 택트 타임(tact time)을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있음은 물론 공정 에러(error)를 현격하게 줄일 수 있다.

Description

기판 이송장치{APPARATUS FOR TRANSFERRING SUBSTRATE}
본 발명은, 기판 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기판의 손상 없이 또는 종래보다 기판의 손상을 줄이면서도 종래보다 빠른 속도로 기판을 정지시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판에 대한 방향전환을 용이하게 수행할 수 있으며, 이에 따라 기판 이송에 따른 택트 타임(tact time)을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있음은 물론 공정 에러(error)를 현격하게 줄일 수 있는 기판 이송장치에 관한 것이다.
최근 들어 반도체 산업 중 전자 디스플레이 산업이 급속도로 발전하면서 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)가 등장하기 시작하였다.
평면디스플레이는 TV나 컴퓨터 모니터 등에 디스플레이(Display)로 주로 사용된 음극선관(CRT, Cathode Ray Tube)보다 두께가 얇고 가벼운 영상표시장치이다. 이러한 평면디스플레이에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 있다.
이들 중에서도 특히, LCD는 2장의 얇은 상하 유리기판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입하고, 상하 유리기판의 전극 전압차로 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 명암을 발생시켜 숫자나 영상을 표시하는 일종의 광스위치 현상을 이용한 소자이다.
이러한 LCD(이하, 기판이라 함)는 전술한 바와 같이, 유리(Glass) 재질로 이루어지기 때문에 외부로부터 가해지는 충격에 매우 취약한 취성을 갖는다. 따라서 기판을 제조하는 전 공정 단계로부터 후 공정 단계에 이르기까지 기판이 훼손되지 않고 효율적으로 이송될 수 있다면 생산성을 향상시킬 수 있음은 물론 기판의 품질도 유지할 수 있다. 이에, 제조사에서는 기판을 제조하는 공정 단계에서 기판을 이송하기 위한 수단으로서 기판 이송장치를 사용하고 있다.
한편, 기판 이송장치를 통해 기판이 이송되는 도중, 공정 상황에 따라 기판을 90도 또는 180도로 방향 전환(회전)시켜야 하는 일이 드물지 않게 발생된다. 이러한 상황이 발생되면 우선 진행되는 기판을 정지시켜야 한다. 기판 이송장치가 롤러 컨베이어 타입인 경우, 이처럼 기판을 정지시킬 때 롤러가 많으면 마찰력이 많으므로 기판을 정지시키기가 용이하지만 고속으로 이송되는 기판을 정지시키는 경우에는 미끄럼 등이 발생하여 기판의 정지거리가 길어야 한다. 하지만, 통상적인 기판 이송장치는 제한된 설치 길이(foot print)를 가지므로 고속으로 이송되는 기판을 정지시키는 경우에도 짧은 거리에서 정지시킬 수 있어야 하기 때문에 기판을 일정 높이 부상시키는 공기부상모듈을 사용하여 고속으로 이송되는 기판을 정지시키는 방안이 고려될 수 있다.
그런데, 이와 같이 공기부상모듈을 사용하는 경우에는 기판이 부상된 상태이므로 기판의 정렬이 쉽지 않을 뿐만 아니라 그 속도 제어가 용이하지 않은 문제점 이 있다. 따라서 기판을 짧은 거리에서 정지시키기 위하여 기판 정지용 스토퍼를 곳곳에 장착하더라도 전술한 바와 같이 기판이 부상된 상태이고 그 속도 제어가 용이하지 않으므로 단순히 기판 정지용 스토퍼를 마련할 경우에는 기판이 기판 정지용 스토퍼에 고속으로 충돌할 소지가 높아 기판이 손상될 소지가 높다.
결국, 종래기술에 의하면, 기판을 정지시킬 때까지 시간이 많이 소요되어 기판을 이송시키는 택트 타임(tact time)을 증가시키게 되어 생산성을 저하시키게 되거나, 기판의 갑작스런 정지로 인하여 기판의 손상이 발생되거나 또는 기판의 정렬이 어려워지는 문제점이 야기된다.
본 발명의 목적은, 기판의 손상 없이 또는 종래보다 기판의 손상을 줄이면서도 종래보다 빠른 속도로 기판을 정지시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판에 대한 방향전환을 용이하게 수행할 수 있으며, 이에 따라 기판 이송에 따른 택트 타임(tact time)을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있음은 물론 공정 에러(error)를 현격하게 줄일 수 있는 기판 이송장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 기판을 이송하는 기판이송유닛; 및 상기 기판이송유닛과 연결되고 이송된 상기 기판의 방향을 전환시키는 방향전환유닛을 구비하며, 상기 방향전환유닛은, 장치본체; 상기 장치본체에 결합되어 상기 기판을 이송 지지하는 기판이송지지유닛; 상기 기판을 순차적으로 정지시키기 위한 기판순차 정지유닛; 및 상기 기판순차정지유닛이 적어도 일부 영역에서 상기 기판과 함께 이동하면서 상기 기판과 접촉되어 상기 기판을 정지시키도록 기판순차정지유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 기판순차정지유닛은 상기 기판이송지지유닛 내에 배치되되 상기 기판과 접촉되는 적어도 일부분이 상기 기판이송지지유닛의 상부로 돌출되도록 마련될 수 있다.
상기 기판순차정지유닛은, 유닛몸체; 일단은 상기 유닛몸체에 결합되고 타단은 상기 기판의 이송 방향을 따라 상기 장치본체에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 슬라이딩 축부; 및 상기 유닛몸체에 결합되어 상기 기판의 측면이 접촉되는 접촉부재를 포함할 수 있다.
상기 접촉부재는 상기 슬라이딩 축부를 사이에 두고 한 쌍으로 마련되는 완충롤러일 수 있다.
상기 기판순차정지유닛은 상기 유닛몸체에 결합되어 상기 기판의 이송 속도를 감지하는 기판속도감지부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 기판속도감지부에서 감지된 상기 기판의 이송 속도에 기초하여 상기 기판순차정지유닛을 제어할 수 있다.
상기 기판속도감지부는 상기 유닛몸체의 중앙 영역에 마련된 브래킷에 결합되는 레이저 센서일 수 있다.
상기 기판이송지지유닛은, 상호 이격 배치되며, 상기 기판의 부상을 위해 상기 기판으로 공기를 분사하는 다수의 공기분사모듈; 상기 다수의 공기분사모듈과 더불어 상기 기판을 이송 지지하되 상기 기판의 이송 방향으로 상호 이격 배치되는 다수의 제1 구동롤러; 및 상기 제1 구동롤러들과 상호 교차되는 방향으로 상호 이격 배치되는 다수의 제2 구동롤러를 포함할 수 있으며, 상기 기판순차정지유닛은 상기 다수의 공기분사모듈 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 구동롤러는 각각 2개씩 마련되되 상기 공기분사모듈에 결합될 수 있다.
상기 제1 및 제2 구동롤러는 각각 4개씩 마련되되 상기 공기분사모듈에 결합될 수 있다.
상기 기판이송지지유닛은 상기 제1 및 제2 구동롤러를 상호 독립적으로 승하강 구동 및 회전시키는 승하강 구동회전부를 더 포함할 수 있다.
상기 승하강 구동회전부는, 상기 제1 및 제2 구동롤러의 회전을 위해 마련되는 단일의 액추에이터; 상기 액추에이터의 단부에 마련되어 상기 액추에이터에 의해 선택적으로 회전 가능한 마그네틱 롤러; 상기 제1 및 제2 구동롤러에 각각 결합되어 상기 제1 및 제2 구동롤러를 독립적으로 승하강시키는 제1 및 제2 실린더; 및 상기 제1 및 제2 실린더와 상기 제1 및 제2 구동롤러를 각각 연결하는 연결축에 마련되며, 상기 마그네틱 롤러와 자기적으로 상호작용하여 상기 제1 및 제2 구동롤러를 선택적으로 회전시키는 제1 및 제2 마그네틱부를 포함할 수 있다.
상기 기판이송지지유닛은, 상기 제1 및 제2 구동롤러의 회전속도를 제어감지하는 롤러 속도 제어감지부를 더 포함할 수 있다.
상기 기판이송지지유닛은 인입영역 및 인출영역의 일부분에 마련되어 상기 기판의 인입 및 인출을 안내하는 복수의 인입안내롤러 및 인출안내롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 기판이송유닛에 마련되어 상기 방향전환유닛으로 진입되는 상기 기판의 진입여부를 감지하는 기판진입감지부를 더 포함할 수 있다.
상기 기판진입감지부는, 제1 센서; 및 상기 기판이 진입되는 방향을 따라 상기 제1 센서에 이격 배치되는 제2 센서를 포함할 수 있다.
상기 기판의 이송 방향을 따라 상기 방향전환유닛의 초입부분에 마련되며, 상기 방향전환유닛 내로 인입된 상기 기판의 후단에 접촉 가압됨으로써 상기 기판의 흔들림을 저지시키는 적어도 하나의 얼라이너(aligner)를 더 포함할 수 있다.
상기 기판은 LCD(Liquid Crystal Display) 기판일 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판의 손상 없이 또는 종래보다 기판의 손상을 줄이면서도 종래보다 빠른 속도로 기판을 정지시킬 수 있을 뿐만 아니라 기판에 대한 방향전환을 용이하게 수행할 수 있으며, 이에 따라 기판 이송에 따른 택트 타임(tact time)을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있음은 물론 공정 에러(error)를 현격하게 줄일 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, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도면 대비 설명에 앞서, 이하에서 설명될 기판이란, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등의 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)를 의미하지만, 반도체용 웨이퍼(wafer), 기판이나 웨이퍼를 수용하여 지지하는 트레이나 카세트가 될 수 있을 뿐만 아니라 일반적인 박스(box)를 비롯한 각종 다양한 물류품이 될 수 있다. 하지만, 설명의 편의를 위해 이하에서는 이들을 통틀어 기판이라 하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 이송장치의 개략적인 구조도이고, 도 2는 도 1의 요부 확대 사시도이며, 도 3 및 도 4는 각각 승하강 구동회전부의 구조를 도시한 도면들이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 이송장치는, 크게 기판(G)을 이송하는 기판이송유닛(100)과, 기판이송유닛(100)과 연결되며 이송된 기판(G)의 방향을 전환시키는 방향전환유닛(200)을 구비한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 경우, 하나의 방향전환유닛(200)에 대해 상호 직교하는 방향으로 두 개의 기판이송유닛(100)이 구비되어 있다. 이러한 경우, 기판(G)은 도 1의 A 방향으로 인입된 후에 방향전환유닛(200)에 도달되어 그 방향이 전환된 후, 도 1의 B 방향으로 인출될 수 있다.
참고로, 도 1은 본 실시예에 따른 기판 이송장치를 필요로 하는 곳에 널리 사용될 수 있는 일반 구조이기는 하지만, 그 구조는 반드시 도 1과 동일할 필요는 없다. 예컨대, 두 개 이상의 기판이송유닛(100) 및 방향전환유닛(200)이 구비된 후에, 이들을 적절하게 배치하여 하나의 기판 이송장치를 구현시킬 수도 있는 것이다.
우선, 기판이송유닛(100)에 대해 살펴본다. 전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 두 개의 기판이송유닛(100)이 마련되고 있으나 설명의 편의를 위해 두 개의 기판이송유닛(100) 모두에 동일한 참조부호를 부여하도록 한다.
기판이송유닛(100)은, 외곽틀을 형성하는 프레임 구조체(110)와, 기판(G)과 직접 접촉하며 기판(G)의 이송을 위하여 나란하게 배치되는 복수의 롤러(112)와, 나란하게 배치되는 복수의 롤러(112)가 각각 결합되며, 상호 이격 배치되어 프레임 구조체(110)에 회전 가능하게 결합되는 복수의 회전축(114)과, 복수의 회전축(114)을 회전구동시키는 모터(116)를 포함한다. 이에, 모터(116)에 전원이 인가되고 모터(116)로 인해 복수의 회전축(114)이 회전하면, 복수의 회전축(114)에 결합된 다수의 롤러(112)들이 회전하면서 기판(G)을 도 1의 A 방향 혹은 B 방향으로 이송시킬 수 있게 된다.
이 때, 모터(116)는 단일의 모터로서 모든 회전축(114)들을 한번에 회전시킬 수도 있고, 혹은 도시된 바와 같이, 복수의 회전축(114)에 각각 결합되어 복수의 회전축(114)을 개별적으로 회전구동시키는 복수의 개별구동모터(116)일 수도 있다. 본 실시예에서는 후자의 개별구동모터(116)를 사용하고 있는데, 이처럼 개별구동모 터(116)를 사용하는 경우에는 용량이 큰 구동모터를 사용함에 따른 제반적인 로스(loss) 발생을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 비접촉식 방식의 동력 전달로 인해 혹은 구간별 제어가 용이하지 않음으로 인해 기판(G)의 이송 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 기판(G)의 이송 공정 중에 파티클(particle)이 발생되는 것을 저지할 수 있다. 뿐만 아니라 개별구동모터(116)의 동작이 개별적 혹은 구간별롤 제어될 수 있기 때문에 전력 소비량을 감소시킬 수 있게 된다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
기판이송유닛(100)에는 방향전환유닛(200)으로 진입되는 기판(G)의 진입여부를 감지하는 기판진입감지부(미도시)가 더 마련되어 있다. 기판진입감지부는 중앙 영역의 프레임 구조체(110)에 마련될 수 있는데, 본 실시예에서는 프레임 구조체(110)의 길이 방향을 따라 상호 이격 배치되는 두 개의 제1 센서(120a) 및 제2 센서(120b)로서 구현된다. 이러한 제1 및 제2 센서(120a,120b)로부터의 센싱 신호는 후술할 제어부(미도시)로 전송된다.
한편, 기판이송유닛(100)을 통해 도 1의 A 방향으로 인입된 기판(G)의 방향을 전환시키는 방향전환유닛(200)은, 장치본체(210)와, 장치본체(210)에 결합되어 기판(G)을 이송 지지하는 기판이송지지유닛(220)과, 기판(G)을 순차적으로 정지시키기 위한 기판순차정지유닛(240)과, 기판순차정지유닛(240)이 적어도 일부 영역에서 기판(G)과 함께 이동하면서 기판(G)과 접촉되어 기판(G)을 정지시키도록 기판순차정지유닛(240)을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.
기판이송지지유닛(220)은, 상호 이격 배치되며, 기판(G)의 부상을 위해 기 판(G)으로 공기를 분사하는 다수의 공기분사모듈(221)과, 다수의 공기분사모듈(221)과 더불어 기판(G)을 이송 지지하되 기판(G)의 이송 방향으로 상호 이격 배치되는 다수의 제1 구동롤러(222)와, 제1 구동롤러(222)들과 상호 교차되는 방향으로 상호 이격 배치되는 다수의 제2 구동롤러(223)를 구비한다.
다수의 공기분사모듈(221)은 기판(G)의 방향전환 시 등에 있어서 대면적 기판(G)에 스크래치가 발생되지 않도록 또는 방향전환 등이 용이해지도록 기판(G)을 일정 높이 부상시키는 역할을 한다. 따라서 도시된 바와 같이, 다수의 공기분사모듈(221)의 상면에는 공기의 토출을 위한 다수의 공기토출구(221a, 도 2 참조)가 형성되어 있다. 물론, 공기분사모듈(221)의 공기토출구(221a)를 통해 공기가 토출되기 위해서는 공기를 제공하는 컴프레서와 이와 연계된 배관들이 갖춰져야 하나 이에 대해서는 생략하기로 하며, 필요 시 본 출원인에 의해 기출원된 기술들을 인용토록 한다. 본 실시예에서는 총 16개의 공기분사모듈(221)을 마련하고 있으나, 본 발명의 권리범위가 이의 개수에 제한되지는 않는다.
제1 및 제2 구동롤러(222,223)는 다수의 공기분사모듈(221) 중에서 각 코너 영역에 배치된 공기분사모듈(221)에 각각 결합되어 있다. 이처럼 제1 및 제2 구동롤러(222,223)를 공기분사모듈(221)에 결합시켜 구성함으로써 제1 및 제2 구동롤러(222,223) 설치를 위한 별도의 공간을 확보하지 않아도 되는 이점이 있다. 뿐만 아니라 위치상 유지보수도 간편해지는 이점이 있다.
도시된 바와 같이, 제1 및 제2 구동롤러(222,223)는 각각 4개씩 마련되고 상호 교차되게 배치되어 있다. 제1 구동롤러(222)는 기판(G)이 도 1의 A 방향으로 인 입될 때 동작되고, 제2 구동롤러(223)는 기판(G)이 도 1의 B 방향으로 인출될 때 동작된다. 이 때, 제1 및 제2 구동롤러(222,223)가 모두 공기분사모듈(221)의 표면으로 노출되어 있다면 기판(G)이 도 1의 A 및 B 방향 중 한 방향으로 이동될 수 없다. 그렇다고 해서 다소 복잡한 구성을 가지고 제1 및 제2 구동롤러(222,223)의 동작을 제어하려 하는 경우, 비용 상승의 우려가 예상될 뿐만 아니라 유지보수 역시 용이하지 않을 것임에 틀림이 없다.
이에, 본 실시예에서는 간단하고도 단순한 구조로서 별도의 승하강 구동회전부(230)를 더 마련하고, 승하강 구동회전부(230)로 인해 제1 및 제2 구동롤러(222,223)가 상호 독립적으로 승하강 구동 및 회전될 수 있도록 하고 있는 것이다.
승하강 구동회전부(230)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 구동롤러(222,223)의 회전을 위해 마련되는 단일의 액추에이터(231)와, 액추에이터(231)의 단부에 마련되어 액추에이터(231)에 의해 선택적으로 회전 가능한 마그네틱 롤러(232)와, 제1 및 제2 구동롤러(222,223)에 각각 결합되어 제1 및 제2 구동롤러(222,223)를 독립적으로 승하강시키는 제1 및 제2 실린더(233,234)와, 제1 및 제2 실린더(233,234)와 제1 및 제2 구동롤러(222,223)를 각각 연결하는 연결축(미도시)에 마련되며, 마그네틱 롤러(232)와 자기적으로 상호작용하여 제1 및 제2 구동롤러(222,223)를 선택적으로 회전시키는 제1 및 제2 마그네틱부(235,236)를 구비한다.
이러한 구성에 의해, 예컨대 기판(G)이 도 1의 A 방향으로 이송되어야 한다 면, 제1 실린더(233)에 의해 제1 구동롤러(222)가 상승되어 제1 마그네틱부(235)가 마그네틱 롤러(232)에 근접됨으로써 마그네틱 롤러(232)와 제1 마그네틱부(235)의 자기적인 상호작용에 의해 제1 구동롤러(222)가 회전된다. 이에 따라 기판(G)이 도 1의 A 방향으로 이송될 수 있다. 물론, 이 때는 제2 실린더(234)에 의해 제2 구동롤러(223)는 하강된 상태이다. 반대로, 기판(G)이 도 1의 B 방향으로 이송되어야 한다면, 제2 실린더(234)에 의해 제2 구동롤러(223)가 상승되어 제2 마그네틱부(236)가 마그네틱 롤러(232)에 근접됨으로써 마그네틱 롤러(232)와 제2 마그네틱부(236)의 자기적인 상호작용에 의해 제2 구동롤러(223)가 회전된다. 이에 따라 기판(G)이 도 1의 B 방향으로 이송될 수 있다. 물론, 이 때 역시 제1 실린더(233)에 의해 제1 구동롤러(222)는 하강된 상태를 유지한다. 이와 같이, 단일의 액추에이터(231)와 그의 주변 간단한 구성만으로 제1 및 제2 구동롤러(222,223)의 승하강 동작 및 회전 동작을 유기적으로 구현함으로써 비용 절감을 물론 유지 보수를 간편하게 할 수 있게 된다.
한편, 제1 및 제2 구동롤러(222,223)의 회전 속도와 관련해서 살펴보면, 기판(G)이 도 1의 A 방향을 따라 방향전환유닛(200) 쪽으로 최초에 진입될 때는 제1 구동롤러(222)가 전술한 기판이송유닛(100)의 롤러(112)와 동일한 속도로 회전될 필요가 있지만, 기판순차정지유닛(240)에 의해 기판(G)이 정지될 때는 제1 구동롤러(222)가 회전할 필요가 없다. 이를 위해, 롤러 속도 제어감지부(237)가 구비된다. 롤러 속도 제어감지부(237)는 제1 및 제2 구동롤러(222,223)의 회전속도를 제어감지하는 역할을 한다. 물론, 롤러 속도 제어감지부(237)로부터의 신호는 제어부 로 전송되고, 제어부는 단일의 액추에이터(231)의 동작을 제어한다. 롤러 속도 제어감지부(237)는 도시된 바와 같이, 제1 롤러 속도 제어감지부(237a) 및 제2 롤러 속도 제어감지부(237b) 두 개로 구현될 수 있다. 이상적으로 보면, 제2 롤러 속도 제어감지부(237b)에 의해 기판(G)이 감지된 이후에는 제1 및 제2 구동롤러(222,223)의 회전속도가 제로(zero) 상태일 것이다.
이러한 구성들 외에, 기판이송지지유닛(220)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(G)의 인입 및 인출을 안내하는 복수의 인입안내롤러(225) 및 인출안내롤러(226)가 더 마련될 수 있다. 인입안내롤러(225) 및 인출안내롤러(226)가 마련되는 경우, 인입안내롤러(225) 및 인출안내롤러(226)는 기판이송지지유닛(220)의 전 영역에 걸쳐 마련될 필요는 없으며, 도 5에 도시된 바와 같이 기판이송지지유닛(220)의 코너 영역에만 마련되면 족하다. 자세히 도시하고 있지는 않지만 인입안내롤러(225) 및 인출안내롤러(226)는 상호 교차하는 방향으로 마련되며, 상호간 독립적으로 승하강 구동되면서 기판(G)의 이송을 안내한다. 만약, 도 5와 같이 인입안내롤러(225) 및 인출안내롤러(226)가 마련되는 경우, 제1 및 제2 구동롤러(222,223)는 도 1과는 다른 위치에 마련된다. 하지만, 제1 및 제2 구동롤러(222,223)의 위치만이 상이할 뿐 그 동작 및 작용은 동일한 것이다. 이러한 인입안내롤러(225) 및 인출안내롤러(226)에 의해 인입영역과 인출영역에서 기판(G)의 처짐을 방지할 수 있게 되어, 종래 인입영역 또는 인출영역에서 인입 또는 인출 시 기판(G)이 충돌되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
이하, 기판순차정지유닛(240)에 대해 설명한다. 기판순차정지유닛(240)은 주 로 도 2에 도시된 바와 같이, 공기분사모듈(221)들 사이에 배치되되 기판(G)과 접촉되는 적어도 일부분이 공기분사모듈(221)의 상부로 돌출되도록 마련된다. 이러한 기판순차정지유닛(240)은 방향전환유닛(200) 상에 한 개 마련되면 족하지만, 필요에 따라 복수 곳(예를 들어 2곳)에 마련될 수도 있다. 다만, 복수 곳에 기판순차정지유닛(240)이 마련되는 경우라면 한 몸체로 이동될 수 있는 구조를 가져야 할 것이다.
이러한 기판순차정지유닛(240)은, 유닛몸체(241)와, 일단은 유닛몸체(241)에 결합되고 타단은 기판(G)의 이송 방향을 따라 장치본체(210)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 슬라이딩 축부(242)와, 유닛몸체(241)에 결합되어 기판(G)의 측면이 접촉되는 접촉부재(243)를 포함한다.
유닛몸체(241)는 대략 "ㄴ"자 형상의 브래킷 구조로 마련되지만 본 발명의 권리범위가 유닛몸체(241)의 형상 및 모양에 제한되지는 않는다. 따라서 유닛몸체(241)의 형상 및 모양은 도시된 것과 다르게 구현될 수 있는 것이다.
슬라이딩 축부(242)의 하단은 슬라이딩 축부(242)의 슬라이딩 이동을 위한 레일 및 그에 따른 리니어 모터에 결합된다. 리니어 모터는 직선형 모터로서 본 실시예와 같은 장치에 널리 사용되는 구조물이므로 이에 대한 도시 및 설명은 생략한다.
접촉부재(243)는 실질적으로 기판(G)의 측면에 접촉되는 부분이다. 본 실시예에서는 접촉부재(243)로서 슬라이딩 축부(242)를 사이에 두고 한 쌍으로 마련되는 완충롤러(243)를 개시하고 있다.
이러한 기판순차정지유닛(240)은 유닛몸체(241), 슬라이딩 축부(242) 및 접촉부재(243)의 구성 외에, 유닛몸체(241)에 결합되어 기판(G)의 이송 속도를 감지하는 기판속도감지부(244)를 더 포함한다. 기판속도감지부(244)는 유닛몸체(241)의 중앙 영역에 마련된 브래킷(245)에 결합되는 레이저 센서(244)로 적용될 수 있다. 이러한 레이저 센서(244)가 인입되는 기판(G)의 속도를 감지하고, 이러한 정보를 제어부로 전송함으로써 제어부에 의해 기판순차정지유닛(240)의 후퇴 속도가 결정된다. 참고로, 원칙적으로는 기판(G)이 인입되어 최종적으로 정지될 때까지 기판순차정지유닛(240)의 접촉부재(243)에 접촉되지 않는 것이 바람직하지만 이의 구현은 실질적으로 용이하지 않다. 따라서 본 실시예에서는 기판(G)의 인입 시 기판(G)의 속도를 감지하여 기판순차정지유닛(240)이 기판(G)의 속도에 따라 후퇴 이동하다가 어느 순간에 도달되면 기판(G)의 측면이 접촉부재(243)에 접촉되어 기판(G)과 기판순차정지유닛(240)이 함께 후퇴 이동하면서 정지되도록 하여 종래 기판 정지용 스토퍼에 기판(G)이 고속으로 충돌하는 현상을 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예의 기판 이송장치에는 방향전환유닛(200)의 초입부분에 얼라이너(270, aligner)가 더 구비되어 있다. 얼라이너(270)는 방향전환유닛(200) 내로 완전하게 인입되어 정지된 기판(G)의 후단에 접촉 가압됨으로써 도 1의 B 방향으로 이송될 기판(G)의 흔들림을 저지시켜 기판(G)이 B 방향으로 정확하게 이송될 수 있도록 하는 역할을 한다.
이러한 구성을 갖는 기판 이송장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
우선, 기판(G)이 도 1의 A 방향을 따라 방향전환유닛(200)으로 이송된다. 이 러한 정보는 전술한 제1 및 제2 센서(120a,120b)가 감지한다. 기판(G)이 방향전환유닛(200)에 진입되면, 인입안내롤러(225)와 공기부상모듈(221)에 의해 계속 이송된다. 즉, 기판(G)이 인입안내롤러에 일부분 구름 지지된 상태에서 공기부상모듈(221)의 공기압에 의해 부상된 상태로 이송된다.
이 후, 기판(G)이 제1 구동롤러(222) 영역으로 도달된다. 그러면, 제1 실린더(233)에 의해 제1 구동롤러(222)가 상승되어 제1 마그네틱부(235)가 마그네틱 롤러(232)에 근접됨으로써 마그네틱 롤러(232)와 제1 마그네틱부(235)의 자기적인 상호작용에 의해 제1 구동롤러(222)가 회전된다. 이에 따라 기판(G)은 제1 구동롤러(222)를 통해 도 1의 A 방향으로 계속 이송될 수 있다. 물론, 이 때는 제2 실린더(234)에 의해 제2 구동롤러(223)는 하강된 상태를 유지한다.
그리고 나서 제1 롤러 속도 제어감지부(237a)가 기판(G)의 진입을 감지하게 되면 제어부가 제1 구동롤러(222)의 회전속도를 감속시키게 되며, 제2 롤러 속도 제어감지부(237b)는 기판(G)의 속도를 감지하고 이 감지된 정보를 기초로 제어부가 기판(G)과 함께 기판순차정지유닛(240)을 이동시키면서 순차적으로 기판순차정지유닛(240)에 의해 기판(G)이 정지되도록 한다.
즉, 도 2에 점선에서 실선으로 도시한 바와 같이, 레이저 센서(244)가 인입되는 기판(G)의 속도를 감지하고, 이러한 정보를 제어부로 전송함으로써 제어부에 의해 기판순차정지유닛(240)의 후퇴 속도가 결정되어 기판(G)의 이송 방향을 따라 기판순차정지유닛(240)이 후퇴하게 된다. 이 때, 기판순차정지유닛(240)의 후퇴 속도는 기판(G)의 속도에 비해 낮기 때문에, 기판순차정지유닛(240)이 기판(G)의 속 도에 따라 후퇴 이동하다가 어느 순간에 도달되면 기판(G)의 측면이 접촉부재(243)에 접촉되어 기판(G)과 기판순차정지유닛(240)이 함께 후퇴 이동하면서 정지된다.
이처럼 기판순차정지유닛(240)이 기판(G)을 정지시키는 도중에 제2 롤러 속도 제어감지부(237b)가 기판(G)의 진입을 감지하게 되면 제어부가 제1 구동롤러(222)의 회전을 완전히 정지시키도록 한다. 그런 다음, 기판(G)의 인입영역 부근에 있는 얼라이너(270)가 기립 배치되면서 기판(G)의 후단을 가압하게 됨으로써 기판(G)의 이송방향으로의 흔들림을 저지하게 된다.
다음, 기판(G)이 도 1의 B 방향으로 방향전환(divert)되어 인출될 수 있도록, 제2 실린더(234)에 의해 제2 구동롤러(223)가 상승된다. 그러면 제2 마그네틱부(236)가 마그네틱 롤러(232)에 근접됨으로써 마그네틱 롤러(232)와 제2 마그네틱부(236)의 자기적인 상호작용에 의해 제2 구동롤러(223)가 회전된다. 이에 따라 기판(G)이 도 1의 B 방향으로 이송되면서 인출될 수 있게 된다. 물론, 이 때는 제1 실린더(233)에 의해 제1 구동롤러(222)는 하강된 상태를 유지하며, 인출안내롤러(226) 역시 함께 구동하면서 기판(G)의 인출을 돕는다.
만약, 기판(G)을 회전(turn)시켜야 하는 경우에는 대각방향으로 제1 구동롤러(222) 하나씩 그리고 대각방향으로 제2 구동롤러(223) 하나씩만을 상승 및 회전시켜 기판(G)을 회전시키면 되는데, 이에 대한 동작은 아래의 실시예에서 다시 설명하도록 한다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 기판(G)의 손상 없이 또는 종래보다 기판(G)의 손상을 줄이면서도 종래보다 빠른 속도로 기판(G)을 정지시킬 수 있을 뿐 만 아니라 기판(G)에 대한 방향전환을 용이하게 수행할 수 있으며, 이에 따라 기판(G) 이송에 따른 택트 타임(tact time)을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있음은 물론 공정 에러(error)를 현격하게 줄일 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 이송장치의 개략적인 구조도이다.
전술한 실시예에서의 제1 및 제2 구동롤러(222,223)는 실질적으로 도 1의 A 방향으로 인입되는 기판(G)을 방향전환(divert)시켜 도 1의 B 방향으로 인출시키는 역할을 담당하였다.
하지만, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 구동롤러(222a,223a)는 기판(G)을 회전(turn)시키는 역할을 담당할 수도 있다. 이에 대해 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 이송장치는 기판이송유닛(100)과 방향전환유닛(200a)을 구비하다. 방향전환유닛(200a)에는 기판(G)의 이송을 담당하는 인입안내롤러(225) 및 인출안내롤러(226)가 마련되어 있으며, 이에 더하여 기판(G)의 회전을 담당하는 제1 및 제2 구동롤러(222a,223a)가 마련되어 있다. 참고로, 도 6에서는 도 1의 기판순차정지유닛(240)에 대해서는 도시하고 있지 않지만, 도 6에도 기판순차정지유닛(240)이 마련된 것으로 본다.
한편, 본 실시예의 제1 및 제2 구동롤러(222a,223a)는 전술한 실시예의 제1 및 제2 구동롤러(222,223)와 위치적인 차이가 있을 뿐 그 구조, 동작 및 작용은 실질적으로 동일하다. 예를 들어 만약 기판(G)의 회전 없이 기판(G)이 C 방향으로 인입되어 D 방향으로 인출된다면, 본 실시예에 마련되어 있는 제1 및 제2 구동롤 러(222a,223a)의 역할은 전술한 실시예의 제1 및 제2 구동롤러(222,223)와 실질적으로 동일하다. 즉, 제1 및 제2 구동롤러(222a,223a) 중 어느 하나가 동작될 때 다른 하나는 하강되어 동작되지 않음으로써 기판(G)의 방향 전환을 담당할 수 있다.
하지만, 방향전환유닛(200a) 상에서 기판(G)이 실선에서 점선과 같이 회전되어야 할 경우라면, 제1 및 제2 구동롤러(222a,223a)는 다른 동작을 갖는다. 즉, 이 때는 제1 및 제2 구동롤러(222a,223a)가 모두 상승되어 동시에 함께 동작됨으로써 기판(G)이 실선에서 점선과 같이 회전될 수 있도록 한다.
이 때, 제1 및 제2 구동롤러(222a,223a)는 해당 위치에서 기판(G)의 회전을 담당하므로 도시된 바와 같이, 4개 정도면 충분할 뿐만 아니라 그 위치 역시 방향전환유닛(200a) 상의 중앙 영역에 밀집되어 배치되면 족하다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 제1 및 제2 구동롤러(222a,223a)의 개수와 위치는 적절하게 선택 변경되어도 좋다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 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 이송장치의 개략적인 구조도이다.
도 2는 도 1의 요부 확대 사시도이다.
도 3 및 도 4는 각각 승하강 구동회전부의 구조를 도시한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 이송장치의 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 이송장치의 개략적인 구조도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 기판이송유닛 120a : 제1 센서
120b : 제2 센서 200 : 방향전환유닛
210 : 장치본체 220 : 기판이송지지유닛
221 : 공기분사모듈 222 : 제1 구동롤러
223 : 제2 구동롤러 230 : 승하강 구동회전부
240 : 기판순차정지유닛 270 : 얼라이너

Claims (17)

  1. 기판을 이송하는 기판이송유닛; 및
    상기 기판이송유닛과 연결되고 이송된 상기 기판의 방향을 전환시키는 방향전환유닛을 구비하며,
    상기 방향전환유닛은,
    장치본체;
    상기 장치본체에 결합되어 상기 기판을 이송 지지하는 기판이송지지유닛;
    상기 기판을 순차적으로 정지시키기 위한 기판순차정지유닛; 및
    상기 기판순차정지유닛이 적어도 일부 영역에서 상기 기판과 함께 이동하면서 상기 기판과 접촉되어 상기 기판을 정지시키도록 기판순차정지유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판순차정지유닛은 상기 기판이송지지유닛 내에 배치되되 상기 기판과 접촉되는 적어도 일부분이 상기 기판이송지지유닛의 상부로 돌출되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판순차정지유닛은,
    유닛몸체;
    일단은 상기 유닛몸체에 결합되고 타단은 상기 기판의 이송 방향을 따라 상기 장치본체에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 슬라이딩 축부; 및
    상기 유닛몸체에 결합되어 상기 기판의 측면이 접촉되는 접촉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접촉부재는 상기 슬라이딩 축부를 사이에 두고 한 쌍으로 마련되는 완충롤러인 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 기판순차정지유닛은 상기 유닛몸체에 결합되어 상기 기판의 이송 속도를 감지하는 기판속도감지부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 기판속도감지부에서 감지된 상기 기판의 이송 속도에 기초하여 상기 기판순차정지유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판속도감지부는 상기 유닛몸체의 중앙 영역에 마련된 브래킷에 결합되는 레이저 센서인 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판이송지지유닛은,
    상호 이격 배치되며, 상기 기판의 부상을 위해 상기 기판으로 공기를 분사하는 다수의 공기분사모듈;
    상기 다수의 공기분사모듈과 더불어 상기 기판을 이송 지지하되 상기 기판의 이송 방향으로 상호 이격 배치되는 다수의 제1 구동롤러; 및
    상기 제1 구동롤러들과 상호 교차되는 방향으로 상호 이격 배치되는 다수의 제2 구동롤러를 포함하며,
    상기 기판순차정지유닛은 상기 다수의 공기분사모듈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동롤러는 각각 2개씩 마련되되 상기 공기분사모듈에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동롤러는 각각 4개씩 마련되되 상기 공기분사모듈에 결합되는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 기판이송지지유닛은 상기 제1 및 제2 구동롤러를 상호 독립적으로 승하강 구동 및 회전시키는 승하강 구동회전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 승하강 구동회전부는,
    상기 제1 및 제2 구동롤러의 회전을 위해 마련되는 단일의 액추에이터;
    상기 액추에이터의 단부에 마련되어 상기 액추에이터에 의해 선택적으로 회전 가능한 마그네틱 롤러;
    상기 제1 및 제2 구동롤러에 각각 결합되어 상기 제1 및 제2 구동롤러를 독립적으로 승하강시키는 제1 및 제2 실린더; 및
    상기 제1 및 제2 실린더와 상기 제1 및 제2 구동롤러를 각각 연결하는 연결축에 마련되며, 상기 마그네틱 롤러와 자기적으로 상호작용하여 상기 제1 및 제2 구동롤러를 선택적으로 회전시키는 제1 및 제2 마그네틱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 기판이송지지유닛은, 상기 제1 및 제2 구동롤러의 회전속도를 제어감지하는 롤러 속도 제어감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 기판이송지지유닛은 인입영역 및 인출영역의 일부분에 마련되어 상기 기판의 인입 및 인출을 안내하는 복수의 인입안내롤러 및 인출안내롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 기판이송유닛에 마련되어 상기 방향전환유닛으로 진입되는 상기 기판의 진입여부를 감지하는 기판진입감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기판진입감지부는,
    제1 센서; 및
    상기 기판이 진입되는 방향을 따라 상기 제1 센서에 이격 배치되는 제2 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 이송 방향을 따라 상기 방향전환유닛의 초입부분에 마련되며, 상기 방향전환유닛 내로 인입된 상기 기판의 후단에 접촉 가압됨으로써 상기 기판의 흔들림을 저지시키는 적어도 하나의 얼라이너(aligner)를 더 포함하는 것을 특 징으로 하는 기판 이송장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 LCD(Liquid Crystal Display) 기판인 것을 특징으로 하는 기판 이송장치.
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