KR100983335B1 - 태양전지용 웨이퍼의 이송장치 - Google Patents

태양전지용 웨이퍼의 이송장치 Download PDF

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Abstract

태양전지용 웨이퍼의 이송장치가 개시된다. 본 발명의 태양전지용 웨이퍼의 이송장치는, 다수의 태양전지용 웨이퍼를 픽업(Pick Up)하는 픽업유닛을 포함하며, 픽업유닛은, 상호 이격간격을 두고 나란하게 배치되어 다수의 웨이퍼를 흡착 지지하는 다수의 패드(Pad); 일측에서 다수의 패드와 연결되어 다수의 패드로 배큠(Vacuum)을 제공하며, 내부에 각각 독립적으로 형성된 다수의 제1 독립 공간부가 마련되어 있는 배큠 룸(Vacuum Room); 및 배큠 룸의 타측에 연결되어 배큠 룸으로 배큠을 제공하며, 내부에 배큠 룸의 제1 독립 공간부와 각각 대응되게 연통되는 다수의 제2 독립 공간부가 마련되어 있는 배큠 피팅 유닛(Vacuum Fitting Unit)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 배큠 파이프의 결합 영역을 비롯하여 배큠 룸 주변의 어느 일 영역에서 리크(Leak)가 발생된다 하더라도 다수의 패드로 배큠을 제공할 수 있어 일부 영역에서의 리크 발생으로 인해 전체 패드로 배큠을 제공하지 못하여 태양전지용 웨이퍼의 이송장치를 사용하지 못하는 종래의 문제점을 개선할 있음은 물론 종래보다 신뢰성 있게 배큠을 제공하여 다수의 패드에서 웨이퍼를 종래보다 확실하게 흡착할 수 있다.

Description

태양전지용 웨이퍼의 이송장치{Apparatus for transferring wafer of solar battery}
본 발명은, 태양전지용 웨이퍼의 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배큠 파이프의 결합 영역을 비롯하여 배큠 룸 주변의 어느 일 영역에서 리크(Leak)가 발생된다 하더라도 다수의 패드로 배큠을 제공할 수 있어 일부 영역에서의 리크 발생으로 인해 전체 패드로 배큠을 제공하지 못하여 태양전지용 웨이퍼의 이송장치를 사용하지 못하는 종래의 문제점을 개선할 있음은 물론 종래보다 신뢰성 있게 배큠을 제공하여 다수의 패드에서 웨이퍼를 종래보다 확실하게 흡착할 수 있는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치에 관한 것이다.
태양전지(Solar Battery)는 태양빛의 에너지를 전기에너지로 바꾸는 것으로, 지금까지 사용되고 있는 통상의 화학전지와는 다른 구조를 가진다. 소위, 물리전지라고도 불린다. 이러한 태양전지는 P형 반도체와 N형 반도체라고 하는 2종류의 반도체를 사용해 전기를 일으킨다.
태양전지의 원리를 간략하게 살펴본다. 태양전지에 빛을 비추면 내부에서 전자와 정공이 발생한다. 발생된 전하들은 P, N극으로 이동하며 이 현상에 의해 P극 과 N극 사이에 전위차(광기전력)가 발생하며 이때, 태양전지에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 된다. 이를 광전효과라 한다.
태양전지 모듈은 대형의 시스템에서는 여러 태양전지를 직렬 및 병렬로 연결하여 전력을 꺼낸다. 셀은 전기를 일으키는 최소 단위이며, 모듈은 전기를 꺼내는 최소 단위이다. 어레이는 직, 병렬로 끼어진 여러 패널을 말한다. 서브어레이는 설치 작업이나 유지보수의 편리함 때문에 여러 개의 모듈을 정리한 단위이다.
태양전지의 종류에는, 실리콘 반도체를 재료로 사용하는 것과 화합물 반도체를 재료로 하는 것으로 크게 대별된다. 그리고 실리콘 반도체에 의한 것은, 결정계와 비결정계로 분류된다. 물론 이 같은 분류 외에 현재 개발 중인 것도 포함시키면 더욱 더 다양하다 할 수 있다. 태양전지의 기술 개발에 관해서는, 변환 효율의 향상이나 가격 조정 등이 계획되고 있고, 또 실리콘 및 화합물 반도체 태양전지의 양방에 있어서, 변환 효율 20%를 초월하는 태양전지 개발이나 가격을 낮출 수 있는 박막 태양전지의 개발 등도 하고 있다.
현재, 태양광 발전 시스템으로 일반적으로 사용되고 있는 태양전지는 실리콘 반도체에 의한 것이 대부분이다. 특히, 실리콘 반도체 결정계의 단결정 및 다결정 태양전지는 변환 효율의 좋음, 신뢰성 등으로 인해 널리 사용되고 있다.
한편, 실리콘 반도체에 의해 태양전지를 제작하는 설비를 갖추기 위해서는, 원재료로서의 웨이퍼(Wafer)와, 웨이퍼에 대한 세정, 증착, 식각 등의 다양한 공정을 진행하기 위해 각 공정들마다 전공정으로부터 후공정으로 웨이퍼를 이송시키는 태양전지용 웨이퍼 이송장치가 요구된다.
태양전지용 웨이퍼 이송장치에 대해 설명하면, 종래의 태양전지용 웨이퍼 이송장치는 다수의 웨이퍼를 한번에 흡착하기 위해 상호 이격배치되어 있는 다수의 패드(Pad)와, 다수의 패드로 배큠(Vacuum)을 제공하는 배큠 룸(Vacuum Room)을 구비한다.
다수의 패드는, 예컨대 5 내지 6 인치의 태양전지용 웨이퍼가 삽입되어 흡착될 수 있도록 각각의 내측면에 형성된 배큠 유로와, 배큠 유로에 연결된 표면 유로를 가지며, 배큠 룸의 하부에 결합된다.
그리고 배큠 룸은 하나의 배큠 룸 즉, 배큠 룸으로서 이러한 배큠 룸으로부터 이에 결합된 다수의 패드로 배큠이 제공되는 구조를 갖는다. 배큠 룸에는 배큠을 제공하기 위한 배큠 파이프가 결합된다.
이러한 구성에 의해, 다수의 패드 사이로 태양전지용 웨이퍼가 배치된 상태에서 배큠 파이프를 통해 배큠이 제공되면, 제공된 배큠은 배큠 룸을 통해 다수의 패드 각각에 형성된 배큠 유로로 전달되고 이어 표면 유로를 통해 배큠이 제공됨으로써, 태양전지용 웨이퍼는 표면 유로가 형성된 패드들 각각의 일면에 흡착될 수 있게 된다.
그런데, 이러한 종래의 태양전지용 웨이퍼의 이송장치에 있어서는, 배큠 룸이 하나의 단일 공간을 형성하고 있고 여기에 배큠 파이프가 결합되는 구조를 가지고 있기 때문에, 배큠 룸의 어느 일 영역, 특히 배큠 파이프의 결합 영역 등에서 한 곳이라도 리크(Leak)가 발생하게 되면 리크 쪽으로 배큠이 누설됨에 따라 다수의 패드로 배큠이 제공될 수 없어 태양전지용 웨이퍼의 이송장치를 사용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 배큠 파이프의 결합 영역을 비롯하여 배큠 룸 주변의 어느 일 영역에서 리크(Leak)가 발생된다 하더라도 다수의 패드로 배큠을 제공할 수 있어 일부 영역에서의 리크 발생으로 인해 전체 패드로 배큠을 제공하지 못하여 태양전지용 웨이퍼의 이송장치를 사용하지 못하는 종래의 문제점을 개선할 있음은 물론 종래보다 신뢰성 있게 배큠을 제공하여 다수의 패드에서 웨이퍼를 종래보다 확실하게 흡착할 수 있는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 다수의 태양전지용 웨이퍼를 픽업(Pick Up)하는 픽업유닛을 포함하며, 상기 픽업유닛은, 상호 이격간격을 두고 나란하게 배치되어 상기 다수의 웨이퍼를 흡착 지지하는 다수의 패드(Pad); 일측에서 상기 다수의 패드와 연결되어 상기 다수의 패드로 배큠(Vacuum)을 제공하며, 내부에 각각 독립적으로 형성된 다수의 제1 독립 공간부가 마련되어 있는 배큠 룸(Vacuum Room); 및 상기 배큠 룸의 타측에 연결되어 상기 배큠 룸으로 배큠을 제공하며, 내부에 상기 배큠 룸의 제1 독립 공간부와 각각 대응되게 연통되는 다수의 제2 독립 공간부가 마련되어 있는 배큠 피팅 유닛(Vacuum Fitting Unit)을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 배큠 룸과 상기 배큠 피팅 유닛 사이에 개재되어 상기 배큠 룸 과 상기 배큠 피팅 유닛을 상호간 기밀하게 결합시키는 실링부재를 더 포함할 수 있다.
상기 실링부재에는, 상기 다수의 제1 및 제2 독립 공간부 각각을 상호간 대응되는 것끼리 개별적으로 연통시키는 다수의 연통공이 형성될 수 있다.
상기 다수의 연통공은 상기 제1 및 제2 독립 공간부 하나 당 하나씩 형성되며, 상기 다수의 연통공 각각은 대응되는 각 제1 및 제2 독립 공간부의 단면적보다 작은 면적을 가질 수 있다.
상기 다수의 제2 독립 공간부는 상기 배큠 피팅 유닛의 내부에 마련된 적어도 하나의 격벽에 의해 형성될 수 있다.
상기 다수의 패드 각각은, 내측면에 형성되어 상기 배큠 룸으로부터 제공된 배큠이 유동하는 내부 배큠 유로; 및 상기 패드의 일측 표면에 형성되고 상기 내부 배큠 유로와 연통되어 실질적으로 상기 웨이퍼를 흡착하는 표면 배큠 유로를 구비할 수 있으며, 상기 내부 배큠 유로의 입구 영역에 마련되어 상기 다수의 패드와 상기 배큠 룸을 상호간 기밀하게 결합시키는 실(seal)을 더 포함할 수 있다.
상기 실은, 다수의 패드에 형성된 상기 내부 배큠 유로들마다 하나씩 개별적으로 결합되는 단위 실과, 상기 내부 배큠 유로들 전체에 결합되는 일체형 실 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 배큠 룸의 양측면에 마련되어 상기 다수의 패드를 상기 배큠 룸에 클램핑시키는 한 쌍의 클램프를 더 포함할 수 있다.
상기 다수의 패드와 접촉되는 상기 한 쌍의 클램프의 하단부 영역에는 상기 한 쌍의 클램프의 체결 시 상기 다수의 패드를 상방으로 가압하는 경사면이 형성될 수 있다.
상기 다수의 패드의 노출 단부는 적어도 일면이 경사진 형태로 가공될 수 있다.
상기 배큠 피팅 유닛에 결합되어 상기 다수의 제2 독립 공간부로 배큠을 형성시키는 다수의 배큠 파이프를 더 포함할 수 있으며, 상기 다수의 배큠 파이프는 상기 제2 독립 공간부들 하나당 2개씩 결합되되 상기 배큠 피팅 유닛의 측면에 결합될 수 있다.
배큠 펌프; 상기 배큠 펌프 측에 연결되고 상기 제2 독립 공간부의 개수만큼 마련되는 다수의 메인 라인; 및 상기 다수의 메인 라인의 단부에서 2개씩 분기되어 상기 다수의 배큠 파이프와 연결되는 다수의 분기 라인을 더 포함할 수 있으며, 하나의 메인라인에서 분기된 2개의 분기 라인들은 서로 다른 위치의 2개의 제2 독립 공간부에 결합된 배큠 파이프에 각각 연결될 수 있다.
상기 다수의 패드는 상기 웨이퍼에 대한 접촉면 손상 방지를 위해 피크(peek) 재질로 제작될 수 있다.
상기 다수의 패드는, 낱개의 개별 패드들일 수 있으며, 상기 배큠 룸에 개별적으로 결합될 수 있다.
상기 다수의 패드와, 상기 다수의 패드 사이에 배치된 상기 다수의 웨이퍼 중에서 어느 하나를 다른 하나를 향해 강제로 가압하여 상기 웨이퍼들을 상기 패드들의 흡착 표면으로 밀착시키는 흡착보조유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 흡착보조유닛은, 상기 다수의 패드를 관통하도록 마련되며, 측면에 상기 웨이퍼들이 하나씩 끼워지는 다수의 홈이 형성된 웨이퍼 지지봉; 및 상기 웨이퍼 지지봉을 일방향으로 가압하는 가압부를 포함할 수 있다.
상기 흡착보조유닛은, 공기압에 의해 상기 다수의 패드의 흡착 표면으로 상기 웨이퍼들을 가압하는 공기분사부일 수 있다.
본 발명에 따르면, 배큠 파이프의 결합 영역을 비롯하여 배큠 룸 주변의 어느 일 영역에서 리크(Leak)가 발생된다 하더라도 다수의 패드로 배큠을 제공할 수 있어 일부 영역에서의 리크 발생으로 인해 전체 패드로 배큠을 제공하지 못하여 태양전지용 웨이퍼의 이송장치를 사용하지 못하는 종래의 문제점을 개선할 있음은 물론 종래보다 신뢰성 있게 배큠을 제공하여 다수의 패드에서 웨이퍼를 종래보다 확실하게 흡착할 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 이송장치의 정면도 이고, 도 2는 도 1의 부분 확대 사시도이며, 도 3은 도 2의 정단면도이고, 도 4는 도 2의 측면도이며, 도 5는 픽업유닛과 배큠펌프 간의 라인 배치를 개략적으로 도시한 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 이송장치는 다수의 태양전지용 웨이퍼(W)를 픽업(Pick Up)하는 픽업유닛(100)을 구비한다. 물론, 픽업유닛(100) 외에도 본 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 이송장치에는 픽업유닛(100)을 회전시키기 위한 회전유닛(미도시)과 픽업유닛(100)을 일정한 거리만큼 이동시키는 이동유닛(미도시) 등을 더 구비될 수 있는데, 이하에서는 픽업유닛(100)에 대해서만 국한하여 자세히 설명하기로 한다.
픽업유닛(100)은, 다수의 패드(110, Pad)와, 일측에서 다수의 패드(110)와 연결되어 다수의 패드(110)로 배큠(Vacuum)을 제공하는 배큠 룸(130, Vacuum Room)과, 배큠 룸(130)의 상부에 연결되어 배큠 룸(130)으로 배큠을 제공하며, 내부에 배큠 룸(130)과 각각 독립적으로 연통되는 다수의 제2 독립 공간부(150a~150e)가 마련되어 있는 배큠 피팅 유닛(150, Vacuum Fitting Unit)을 포함한다.
다수의 패드(110)는 실질적으로 다수의 웨이퍼(W)를 흡착 지지하는 부분이다. 도 3에 확대 도시된 바와 같이, 다수의 패드(110)는 상호 이격간격(H)을 두고 나란하게 배치되며, 흡착 지지될 웨이퍼(W)들은 이격간격(H) 사이로 배치된다. 본 실시예에서 다수의 패드(110)는 총 25개가 도시되어 있다.
웨이퍼(W)들이 이격간격(H) 사이로 배치되기 위해, 도 1에서 웨이퍼(W)들을 지지하는 웨이퍼 지지블록(W1)이 승하강 구동되어도 좋고, 혹은 픽업유닛(100)이 승하강 구동되어도 좋다. 다만, 본 실시예에서는 전술한 바와 같이, 픽업유닛(100)이 승하강 구동된다.
어떠한 구조에 의한 어떠한 동작이 진행된다 하더라도, 웨이퍼(W)들은 패드(110)들의 이격간격(H) 사이로 배치된 후에, 패드(110)들의 일면인 흡착 표면으로 접촉되어 배큠에 의해 패드(110)들에 흡착 지지될 수 있게 된다. 자세히 후술하겠지만, 흡착 표면이란, 패드(110)들에서 표면 배큠 유로(112)가 형성된 면을 가리키며, 웨이퍼(W)들은 이러한 흡착 표면에 흡착되어 지지된다.
패드(110)들의 구조에 대해 먼저 설명하면, 패드(110)들 각각은, 내측면에 형성되어 배큠 룸(130)으로부터 제공된 배큠이 유동하는 내부 배큠 유로(111)와, 패드(110)의 일측 표면에 형성되고 내부 배큠 유로(111)와 연통되어 실질적으로 웨이퍼(W)를 흡착하는 표면 배큠 유로(112)를 구비한다.
참고로, 본 실시예의 경우, 내부 배큠 유로(111)는 패드(110)들의 내면을 관통하는 형태로 1개 형성되고, 표면 배큠 유로(112)는 내부 배큠 유로(111)에 대해 교차하는 방향으로 2개 형성되고 있지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 본 실시예에서 표면 배큠 유로(112)는 장공의 형태로 도시되어 있지만, 이 역시 다수의 홀(hole) 형태로 구현될 수도 있다.
이러한 패드(110)들은 실질적으로 웨이퍼(W)들이 빈번하게 접촉되는 부분이므로, 본 실시예의 패드(110)들은 웨이퍼(W)에 대한 접촉면 손상 방지를 위해 피크(peek) 재질로 제작된다. 하지만, 피크 재질 외에도 웨이퍼(W)에 대한 접촉면 손상 방지를 위한 재질이라면 다른 것이 적용되어도 무방하다.
전술한 바와 같이, 도 1에서 웨이퍼(W)들을 지지하는 웨이퍼 지지블록(W1)이 승하강 구동되거나 아니면, 픽업유닛(100)이 승하강 구동되는 동작에 의해 웨이퍼(W)들이 패드(110)들의 이격간격(H) 사이로 배치될 경우, 패드(110)들과 웨이퍼(W)들 간의 상대적인 위치 차이로 인해 웨이퍼(W)들의 패드(110)들의 노출 단부에 부딪힌다면 고가의 웨이퍼(W)가 파손되거나 혹은 패드(110)들이 손상될 우려가 높다.
이에, 본 실시예에서는 패드(110)들과 웨이퍼(W)들 간의 상대적인 위치가 과도하게 틀어지지 않는다는 조건 하에, 웨이퍼(W)들이 패드(110)들의 이격간격(H) 사이로 용이하게 배치될 수 있도록, 패드(110)들의 노출 단부의 양면에 경사면(110a)을 형성하고 있다. 물론, 경우에 따라 경사면(110a)은 패드(110)들의 노출 단부의 일면에만 형성될 수도 있는데, 어떠한 경우일지라도 웨이퍼(W)들은 패드(110)들의 노출 단부에 부딪히지 않고 경사면(110a)에 안내되면서 패드(110)들의 이격간격(H) 사이로 용이하게 배치될 수 있게 된다.
한편, 일정한 부피를 갖는 금속 부재를 가공하여 도면에 도시된 각 패드(110)의 형상을 만들기는 실질적으로 용이하지 않기 때문에 본 실시예에서는 하나씩의 구조가 실질적으로 동일한 낱개의 개별 패드(110)로 제작되어 복수개가 배큠 룸(130)에 결합된다. 이에 의하여 종래보다 제작이 훨씬 용이하게 된다. 즉, 본 실시예에서는 총 25개의 개별 패드(110)들이 사용되어 배큠 룸(130)에 하나씩 개별적으로 결합되도록 하고 있어 패드(110)를 한 몸체에서 가공하는 종래에 비해 제작이 훨씬 용이하지만, 본 발명의 권리범위가 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
배큠 룸(130)은 다수의 패드(110)로, 즉 패드(110)들의 내부 배큠 유로(111) 측으로 배큠을 제공하는 부분이다. 도시된 바와 같이, 배큠 룸(130)은 대략 박스(box) 구조를 갖는데, 그 내부에는 각각 독립적으로 형성된 다수의 제1 독립 공간부(130a~130e)가 마련되어 있다. 본 실시예의 경우, 배큠 룸(130)의 내부에는 총 5개의 제1 독립 공간부(130a~130e)가 마련된다.
패드(110)들은 배큠 룸(130)의 하부 영역에 결합되는데, 이 때, 패드(110)들이 배큠 룸(130)의 하부 영역에 그대로 결합될 경우, 패드(110)들과 배큠 룸(130) 사이의 결합 영역에서 리크(Leak)가 발생될 우려가 있다. 이에, 본 실시예에서는 패드(110)들의 내부 배큠 유로(111)의 입구 영역에 실(160, seal)을 마련함으로써 패드(110)들과 배큠 룸(130)이 상호간 기밀 유지될 수 있도록 하고 있다.
실(160)의 형태는, 도시된 바와 같이, 패드(110)들에 형성된 내부 배큠 유로(111)들마다 하나씩 개별적으로 결합되는 단위 실(160)이어도 좋고, 아니면 패드(110)들 각각에 형성된 내부 배큠 유로(111)들 전체에 걸쳐 일체로 배치되는 일체형 실(미도시)이어도 무방하다. 후자의 경우, 가공이 상대적으로 어려울 수는 있지만, 조립이 편리한 효과가 있을 것이다.
배큠 룸(130)의 하부 영역에 패드(110)들이 결합되기 위해, 배큠 룸(130)의 양측면에는 패드(110)들을 배큠 룸(130)에 클램핑시키는 한 쌍의 클램프(155)가 더 마련된다.
한 쌍의 클램프(155)는 모두가 해당 영역에서 착탈 가능한 구조를 갖는다. 패드(110)들과 접촉되는 한 쌍의 클램프(155)의 하단부 영역에는 한 쌍의 클램 프(155)의 체결 시 패드(110)들을 상방으로 가압하는 경사면(155a)이 형성되어 있다. 한 쌍의 클램프(155)에 형성된 경사면(155a)이 제 기능을 담당하기 위해 패드(110)들의 측면에도 경사면(110b, 도 4 참조)이 형성된다.
이에, 배큠 룸(130)의 하부 영역에 패드(110)들을 가 결합시킨 상태에서, 한 쌍의 클램프(155) 중 하나를 고정시킨 다음, 나머지를 도 4에 확대 도시한 A 방향으로 가압한다. 그러면, 클램프(155)의 경사면(155a)이 패드(110)의 경사면(110b)에 부딪힌 후, 패드(110)의 경사면(110b)을 밀어 올리게 됨으로써 패드(110)들은 도 4에 확대 도시한 B 방향으로 상승되면서 배큠 룸(130)의 하부 영역에 밀착될 수 있게 되며, 이 상태에서 한 쌍의 클램프(155)에 렌지 볼트 등을 체결함으로써 패드(110)들의 조립을 완료할 수 있게 된다.
한편, 배큠 피팅 유닛(150)은 배큠 룸(130)의 상부 영역에 결합된다. 이러한 배큠 피팅 유닛(150)의 내부에는, 배큠 룸(130)의 내부로 배큠을 제공하되 배큠 룸(130)의 내부에 형성된 다수의 제1 독립 공간부(130a~130e)와 각각 대응되게 연통되는 다수의 제2 독립 공간부(150a~150e)가 마련되어 있다.
본 실시예의 경우, 제1 독립 공간부(130a~130e)가 5개 마련되고 있기 때문에 배큠 피팅 유닛(150)의 내부에도 총 5개의 제2 독립 공간부(150a~150e)들이 마련된다. 그리고 하나의 제2 독립 공간부(150a~150e)들은 총 5개씩의 패드(110)에 배큠을 공급하여 패드(110)가 웨이퍼(W)를 흡착시킬 수 있도록 하고 있다. 하지만, 제2 독립 공간부(150a~150e)들의 개수 및 제2 독립 공간부(150a~150e)들마다의 패드(110) 배치 개수 등은 적절하게 변경될 수 있다.
다수의 제2 독립 공간부(150a~150e)는, 배큠 피팅 유닛(150)의 내부에 마련된 다수의 격벽(151)에 의해 형성된다. 앞서 기술한 바와 같이, 본 실시예의 경우, 배큠 피팅 유닛(150)의 내부에는 총 5개의 제2 독립 공간부(150a~150e)들이 마련되고 있으므로 격벽(151)은 4개가 마련된다. 이 때, 5개의 제2 독립 공간부(150a~150e)들의 부피는 상호간 동일한 것이 바람직하지만 반드시 그러한 것은 아니다.
또한 본 실시예에서 5개의 제2 독립 공간부(150a~150e)들은 격벽(151)에 의해 형성되고 있지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없다. 즉, 5개의 단위 피팅 유닛(미도시)을 측방향으로 다수 개 배열하여 5개의 단위 피팅 유닛에 의해 5개의 제2 독립 공간부(150a~150e)들이 형성되도록 구성하여도 무방하다.
이는 배큠 룸(130)의 내부에 형성된 다수의 제1 독립 공간부(130a~130e)에도 동일하게 적용될 수 있다. 다시 말해, 별도의 격벽(미도시)을 마련하고 이 격벽에 의해 배큠 룸(130)의 내부에 다수의 제1 독립 공간부(130a~130e)가 형성되도록 하여도 좋고, 아니면 5개의 단위 배큠 룸 유닛(미도시)을 측방향으로 다수 개 배열하여 5개의 단위 배큠 룸 유닛에 의해 5개의 제1 독립 공간부(130a~130e)들이 형성되도록 구성하여도 무방하다.
내부에 5개의 제2 독립 공간부(150a~150e)들이 형성된 배큠 피팅 유닛(150)에는 제2 독립 공간부(150a~150e)들로 배큠을 다수의 배큠 파이프(180)가 결합된다. 다수의 배큠 파이프(180)들은 종래와는 달리, 제2 독립 공간부(150a~150e)들 하나당 2개씩 결합되되 배큠 피팅 유닛(150)의 측면에 결합된다. 이는 배큠 피팅 유닛(150)의 상면 공간이 도 1과 같이 다른 구조물(101)이 배치되는 장소로 이용되기 때문이다. 본 실시예에서, 제2 독립 공간부(150a~150e)들 하나당 2개씩의 배큠 파이프(180)가 마련되므로, 배큠 파이프(180)는 총 10개가 마련된다.
다수의 배큠 파이프(180)들을 통해 배큠을 형성시키기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 배큠 펌프(190), 다수의 메인 라인(191) 및 다수의 분기 라인(192)이 더 구비된다.
다수의 메인 라인(191)은 배큠 펌프(190) 측에 연결되되 제2 독립 공간부(150a~150e)의 개수만큼 마련된다. 따라서 본 실시예에서 메인 라인(191)은 총 5개 마련된다. 그리고 다수의 분기 라인(192)은 메인 라인(191)들의 단부에서 2개씩 분기되어 다수의 배큠 파이프(180)와 각각 연결된다.
이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 메인라인(191)에서 분기된 2개의 분기 라인(192)들은 서로 다른 위치의 2개의 제2 독립 공간부(150a~150e)에 결합된 배큠 파이프(180)에 각각 연결된다. 다시 말해, 하나의 메인라인(191)에서 분기된 2개의 분기 라인(192)들 모두는 하나의 제2 독립 공간부(150a~150e)에 연결되지 않는다. 이는, 어느 한 라인(191,192)에 문제가 발생되더라도 다른 라인(191,192)을 통하여 제2 독립 공간부(150a~150e)에 각각 배큠을 제공할 수 있도록 하기 위한 방법이며, 이를 통해 어느 한 라인(191,192)에 문제가 발생되더라도 중단 없이 웨이퍼 이송장치를 사용할 수 있게 되는 것이다.
본 실시예에 따른 태양전지용 웨이퍼의 이송장치에는, 배큠 룸(130)과 배큠 피팅 유닛(150) 사이에 개재되어 배큠 룸(130)과 배큠 피팅 유닛(150)을 상호간 기 밀하게 결합시키는 실링부재(170)가 더 마련된다.
이러한 실링부재(170)는 전술한 실(160)과 마찬가지로 고무나 실리콘으로 제작될 수 있으며, 본 실시예에서는 일체형으로 마련된다. 실링부재(170)에는 5개의 제1 독립 공간부(130a~130e)와 제2 독립 공간부(150a~150e) 각각을 상호간 대응되는 것끼리 개별적으로 연통시키는 다수의 연통공(170a~170e)이 형성되어 있다.
이 때, 다수의 연통공(170a~170e)은 제1 독립 공간부(130a~130e)와 제2 독립 공간부(150a~150e) 하나 당 하나씩 형성될 수 있는데, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없다. 여기서, 다수의 연통공(170a~170e)은 제1 독립 공간부(130a~130e) 및 제2 독립 공간부(150a~150e)의 단면적보다 훨씬 작은 면적을 갖는다.
이에 의해, 만약 5개의 제2 독립 공간부(150a~150e) 중 어느 하나(예를 들어 150a의 제2 독립 공간부)에 리크가 발생되면, 150a의 제2 독립 공간부를 제외한 나머지 제2 독립 공간부(150b~150e) 쪽을 통해 배큠이 형성되고, 이어 나머지 제2 독립 공간부(150b~150e)와 연통되는 연통공(170b~170e) 및 제1 독립 공간부(130b~130e)를 경유하여 150a의 제2 독립 공간부 영역에 위치된 패드(110)들을 제외한 나머지 패드(110)들에 배큠이 형성될 수 있기 때문에 장치의 중단 없이 태양전지용 웨이퍼(W)를 흡착할 수 있다. 결과적으로, 본 실시예에 따르면, 5개의 제1 독립 공간부(1230a~130e)와 제2 독립 공간부(150a~150e) 중 어느 하나 또는 하나 이상에 리크가 생긴다 하더라도, 리크가 발생한 제1 및 제2 독립 공간부가 나머지 제1 및 제2 독립 공간부에 영향을 미치는 것을 차단시켜 나머지 패드(110)들에 배 큠을 형성하는데 문제가 없게 된다. 따라서 전체 장치의 동작을 중단시키지 않아도 된다.
한편, 본 실시예의 태양전지용 웨이퍼의 이송장치에는, 패드(110)들과, 패드(110)들 사이에 배치된 웨이퍼(W)들 중에서 어느 하나를 다른 하나를 향해 강제로 가압하여 웨이퍼(W)들을 패드(110)들의 흡착 표면으로 밀착시키는 흡착보조유닛(200,300)이 더 구비된다.
후술하는 바와 같이, 흡착보조유닛(200,300)은, 웨이퍼(W)들이나 패드(110)들을 한쪽 방향으로 밀 수 있도록 마련되는데, 흡착보조유닛(200,300)의 목적은 태양전지용 웨이퍼(W)의 두께가 다양함으로, 픽업유닛(100)이 다양한 사이즈의 웨이퍼에 대응할 수 있도록 하기 위한 것이다.
예를 들어, 다양한 사이즈의 웨이퍼에 대응되기 위해서는 패드(110)들 사이의 이격간격(H, 도 3 참조)이 넓은 것이 좋으나 패드(110)들 사이의 이격간격(H)이 넓을 경우 두께가 얇은 웨이퍼의 흡착 문제가 야기될 수 있으므로 이러한 경우에 대비하여 흡착보조유닛(200,300)이 마련되는 것이다.
이처럼 흡착보조유닛(200,300)이 마련되면, 두께가 얇은 웨이퍼가 패드(110)들 사이의 넓은 이격간격(H)으로 배치된다 하더라도, 웨이퍼(W)들이나 패드(110)들 어느 하나를 한쪽 방향으로 밀어 웨이퍼(W)들이 패드(110)들의 흡착 표면으로 밀착되도록 한 후에, 배큠을 형성시켜 웨이퍼(W)들을 흡착하면 되기 때문에 웨이퍼(W)의 흡착 문제를 해소할 수 있게 되는 것이다.
흡착보조유닛(200,300)의 구조 및 동작에 대해 도 6a 내지 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.
도 6a 내지 도 6c는 각각 흡착보조유닛에 대한 일 실시예를 단계적으로 도시한 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 흡착보조유닛(200)은, 패드(110)들을 관통하도록 마련되며, 측면에 웨이퍼(W)들이 하나씩 끼워지는 다수의 홈(210a)이 형성된 웨이퍼 지지봉(210)과, 웨이퍼 지지봉(210)을 일방향으로 가압하는 가압부(220)로 마련될 수 있다.
이에 의해, 도 6a와 같은 대기 상태에서, 도 6b와 같이 웨이퍼(W)들이 패드(110)들 사이로 배치되어 웨이퍼(W)들의 단부가 다수의 홈(210a)에 하나씩 끼워지고 나면, 가압부(220)가 동작되어 웨이퍼 지지봉(210)을 도 6c 의 C 방향으로 가압한다. 웨이퍼 지지봉(210)이 도 6c 의 C 방향으로 이동되면, 웨이퍼 지지봉(210)의 홈(210a)들에 끼워진 웨이퍼(W)들 역시 웨이퍼(W)들 역시 C 방향으로 이동되면서 패드(110)들의 흡착 표면에 밀착될 수 있게 되는데, 이 상태에서 패드(110)들로 배큠을 형성시켜 웨이퍼(W)들을 흡착하면 실패 없이 웨이퍼(W)들을 흡착시킬 수 있게 되는 것이다.
도 7은 흡착보조유닛에 대한 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
이 도면을 참조할 때, 흡착보조유닛(300)은, 공기압에 의해 패드(110)들의 흡착 표면으로 웨이퍼(W)들을 가압하는 공기분사부(300)로 적용될 수도 있다.
이 때의 공기분사부(300)는, 패드(110)들의 타면, 다시 말해 전술한 표면 배큠 유로(112)가 형성된 면의 반대면에 형성될 수 있으며, 별도의 에어 라인을 통해 공기분사부(300)로 공기가 분사될 수 있도록 구성할 수 있다.
이와 같이 구성될 경우, 두께가 얇은 웨이퍼(W)가 패드(110)들 사이의 넓은 이격간격(H)으로 배치된다 하더라도, 공기분사부(300)를 통해 도 7에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)들을 한쪽 방향으로 밀어 웨이퍼(W)들이 패드(110)들의 흡착 표면으로 밀착되도록 한 후에, 배큠을 형성시켜 웨이퍼(W)들을 흡착하면 되기 때문에 웨이퍼(W)의 흡착 문제를 해소할 수 있게 되는 것이다.
한편, 도면으로 도시하고 있지는 않지만, 흡착보조유닛(미도시)은, 픽업유닛(100) 전체의 위치를 이동시키는 이동유닛(미도시)일 수도 있다. 이 때의 이동유닛은 픽업유닛(100)에 결합되어 픽업유닛(100)을 이동시키는 리니어 모터나 실린더 등의 형태로 구현될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
우선, 웨이퍼(W)들을 지지하는 웨이퍼 지지블록(W1, 도 1 참조)이 승하강 구동되거나 아니면, 픽업유닛(100)이 승하강 구동되는 동작에 의해 웨이퍼(W)들이 패드(110)들의 이격간격(H) 사이로 배치된다. 이 때, 패드(110)들의 노출 단부에 형성된 경사면(110a)으로 인해 웨이퍼(W)들은 패드(110)들의 노출 단부에 부딪히지 않고 패드(110)들의 이격간격(H) 사이로 용이하게 배치될 수 있게 된다.
웨이퍼(W)들이 패드(110)들의 이격간격(H) 사이에 배치되고 나면, 배큠 펌프(190)가 동작되어, 메인 라인(191), 분기 라인(192) 및 배큠 파이프(180)를 통해 배큠 피팅 유닛(150)의 5개의 제2 독립 공간부(150a~150e)로 배큠이 전달된다. 이 어, 5개의 제2 독립 공간부(150a~150e)로 전달된 배큠은 실링부재(170)의 연통공(170a~170e)들을 통해 배큠 룸(130)의 5개의 제1 독립 공간부(130a~130e)를 경유하여 패드(110)들 각각에 형성된 내부 배큠 유로(111)로 전달되고 이어 표면 배큠 유로(112)를 통해 배큠이 제공됨으로써, 태양전지용 웨이퍼(W)는 표면 배큠 유로(112)가 형성된 패드(110)들의 일면인 흡착 표면에 흡착될 수 있게 된다.
한편, 웨이퍼(W)의 흡착 과정 중에, 만약 배큠을 제공하는 일 영역에 리크가 발생되는 경우(주로 배큠 파이프(180) 영역에서 리크가 발생됨), 종래기술에서는 전체 태양전지용 웨이퍼의 이송장치를 사용할 수 없었으나, 본 실시예의 경우에는 제2 독립 공간부(150a~150e)들이 형성된 배큠 피팅 유닛(150)과 연통공(170a~170e)들이 형성된 실링부재(170), 그리고 제1 독립 공간부(130a~130e)들이 형성된 배큠 룸(130)의 구조적인 특징에 의해 전체 장비의 중단 없이 태양전지용 웨이퍼의 이송장치를 사용할 수 있게 된다. 예컨대, 앞서도 기술한 바와 같이, 참조부호 150a로 도시된 제2 독립 공간부의 배큠 파이프(180) 영역에서 리크가 발생된다 하더라도, 나머지 제2 독립 공간부(150b~150e), 연통공(170b~170e) 및 제1 독립 공간부(130b~130e)를 통해서 나머지 패드(110)들에 배큠을 형성하는 데는 사실상 커다란 문제가 없기 때문에 태양전지용 웨이퍼(W)를 흡착하기에 충분한 것이다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 배큠 파이프(180)의 결합 영역을 비롯하여 배큠 룸(130) 주변의 어느 일 영역에서 리크가 발생된다 하더라도 다수의 패드(110)로 배큠을 제공할 수 있어 일부 영역에서의 리크 발생으로 인해 다수의 패드(110)로 배큠을 제공하지 못하여 태양전지용 웨이퍼의 이송장치를 사용하지 못하 는 종래의 문제점을 개선할 있음은 물론 종래보다 신뢰성 있게 배큠을 제공하여 다수의 패드(110)에서 웨이퍼(W)를 종래보다 확실하게 흡착할 수 있게 된다.
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 태양전지용 웨이퍼의 이송장치의 정면도이다.
도 2는 도 1의 부분 확대 사시도이다.
도 3은 도 2의 정단면도이다.
도 4는 도 2의 측면도이다.
도 5는 픽업유닛과 배큠펌프 간의 라인 배치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 각각 흡착보조유닛에 대한 일 실시예를 단계적으로 도시한 도면이다.
도 7은 흡착보조유닛에 대한 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 픽업유닛 110 : 패드
111 : 내부 배큠 유로 112 : 표면 배큠 유로
130 : 배큠 룸 130a ~130e : 제1 독립 공간부
150 : 배큠 피팅 유닛 150a ~150e : 제2 독립 공간부
155 : 클램프 160 : 실
170 : 실링부재 170a~170e : 연통공
180 : 배큠 파이프 190 : 배큠 펌프
200,300 : 흡착보조유닛

Claims (17)

  1. 다수의 태양전지용 웨이퍼를 픽업(Pick Up)하는 픽업유닛을 포함하며,
    상기 픽업유닛은,
    상호 이격간격을 두고 나란하게 배치되어 상기 다수의 웨이퍼를 흡착 지지하는 다수의 패드(Pad);
    일측에서 상기 다수의 패드와 연결되어 상기 다수의 패드로 배큠(Vacuum)을 제공하며, 내부에 각각 독립적으로 형성된 다수의 제1 독립 공간부가 마련되어 있는 배큠 룸(Vacuum Room); 및
    상기 배큠 룸의 타측에 연결되어 상기 배큠 룸으로 배큠을 제공하며, 내부에 상기 배큠 룸의 제1 독립 공간부와 각각 대응되게 연통되는 다수의 제2 독립 공간부가 마련되어 있는 배큠 피팅 유닛(Vacuum Fitting Unit)을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배큠 룸과 상기 배큠 피팅 유닛 사이에 개재되어 상기 배큠 룸과 상기 배큠 피팅 유닛을 상호간 기밀하게 결합시키는 실링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 실링부재에는, 상기 다수의 제1 및 제2 독립 공간부 각각을 상호간 대응되는 것끼리 개별적으로 연통시키는 다수의 연통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 연통공은 상기 제1 및 제2 독립 공간부 하나 당 하나씩 형성되며, 상기 다수의 연통공 각각은 대응되는 각 제1 및 제2 독립 공간부의 단면적보다 작은 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 제2 독립 공간부는 상기 배큠 피팅 유닛의 내부에 마련된 적어도 하나의 격벽에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 패드 각각은,
    내측면에 형성되어 상기 배큠 룸으로부터 제공된 배큠이 유동하는 내부 배큠 유로; 및
    상기 패드의 일측 표면에 형성되고 상기 내부 배큠 유로와 연통되어 실질적으로 상기 웨이퍼를 흡착하는 표면 배큠 유로를 구비하며,
    상기 내부 배큠 유로의 입구 영역에 마련되어 상기 다수의 패드와 상기 배큠 룸을 상호간 기밀하게 결합시키는 실(seal)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 실은, 다수의 패드에 형성된 상기 내부 배큠 유로들마다 하나씩 개별적으로 결합되는 단위 실과, 상기 내부 배큠 유로들 전체에 결합되는 일체형 실 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 배큠 룸의 양측면에 마련되어 상기 다수의 패드를 상기 배큠 룸에 클램핑시키는 한 쌍의 클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다수의 패드와 접촉되는 상기 한 쌍의 클램프의 하단부 영역에는 상기 한 쌍의 클램프의 체결 시 상기 다수의 패드를 상방으로 가압하는 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 패드의 노출 단부는 적어도 일면이 경사진 형태로 가공되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배큠 피팅 유닛에 결합되어 상기 다수의 제2 독립 공간부로 배큠을 형성시키는 다수의 배큠 파이프를 더 포함하며,
    상기 다수의 배큠 파이프는 상기 제2 독립 공간부들 하나당 2개씩 결합되되 상기 배큠 피팅 유닛의 측면에 결합되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  12. 제11항에 있어서,
    배큠 펌프;
    상기 배큠 펌프 측에 연결되고 상기 제2 독립 공간부의 개수만큼 마련되는 다수의 메인 라인; 및
    상기 다수의 메인 라인의 단부에서 2개씩 분기되어 상기 다수의 배큠 파이프와 연결되는 다수의 분기 라인을 더 포함하며,
    하나의 메인라인에서 분기된 2개의 분기 라인들은 서로 다른 위치의 2개의 제2 독립 공간부에 결합된 배큠 파이프에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 패드는 상기 웨이퍼에 대한 접촉면 손상 방지를 위해 피크(peek) 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 패드는, 낱개의 개별 패드들이며, 상기 배큠 룸에 개별적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 패드 또는 상기 다수의 웨이퍼와 연결되며, 상기 다수의 패드 또는 상기 다수의 웨이퍼를 상대편을 향해 강제로 가압시켜 상기 다수의 웨이퍼 각각을 그에 대응되는 상기 다수의 패드 각각의 흡착 표면으로 밀착시키는 흡착보조유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 흡착보조유닛은,
    상기 다수의 패드를 관통하도록 마련되며, 측면에 상기 웨이퍼들이 하나씩 끼워지는 다수의 홈이 형성된 웨이퍼 지지봉; 및
    상기 웨이퍼 지지봉을 일방향으로 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 흡착보조유닛은, 공기압에 의해 상기 다수의 패드의 흡착 표면으로 상기 웨이퍼들을 가압하는 공기분사부인 것을 특징으로 하는 태양전지용 웨이퍼의 이송장치.
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