KR101149767B1 - 기판 가공장치 및 가공방법 - Google Patents

기판 가공장치 및 가공방법 Download PDF

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Abstract

기판 가공장치 및 가공방법이 개시된다. 본 실시예에 따른 기판 가공장치는, 기판을 적재하여 이동하는 사이드테이블과, 사이드테이블에 의해 이송되는 기판을 보조 지지하는 롤러 컨베이어와, 사이드테이블의 이동 경로를 규정하는 이송라인에 교차하도록 배치되는 가공부와, 사이드테이블에 의해 이송된 기판을 언로딩시키고 회전시키는 센터테이블을 기본 골격으로 한다. 이에 의하면, 롤러를 이용하여 대형 기판이 쳐짐 없이 빠르게 이송되도록 하여 에지 연마 등과 같은 기판 가공이 안정적으로 수행되도록 하고, 자체 회전이 가능한 롤러를 이용하여 대형 기판의 가공면 위치 변경시 쳐짐 없이 안정적이면서도 빠른 회전이 이루어지도록 할 수 있다.

Description

기판 가공장치 및 가공방법{Apparatus and method for manufacturing plate}
본 발명은 기판 가공장치 및 가공방법에 관한 것이다.
액정디스플레이(LCD) 패널 등과 같은 평판 디스플레이에는 평판 형태의 유리 기판이 사용되고 있으며, 솔라셀(solar cell)의 경우에도 유리 재질 등 투명 기판을 가공하여 기재로 사용하고 있다. 이와 같이 평판 디스플레이 패널이나 솔라셀 등을 제조하는 과정에서 유리 기판이 필수적으로 사용되고 있으며, 이러한 유리 기판의 크기에 대해 '세대'라는 단위명칭을 사용하고 있다. 제조회사에 따라 크기에 다소 차이가 있으나, 평균적으로 6세대(1500 x 1850mm), 7세대(1870 x 2200mm), 8세대(2200 x 2500mm) 등의 크기를 가지고, 그 두께는 수 mm로 얇다는 특징이 있다. 이와 같은 그 크기가 큰 유리 기판에 대해서 절단된 에지(edge) 부위를 가공하는 공정이 수행되게 된다.
도 1은 종래 기판 가공장치의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 기판 가공장치는 기판(1)의 주변부를 지지하는 폭 조절이 가능한 사이드테이블(side table)(110)과, 기판(1)의 중앙부를 지지하여 기판(1)을 사이드테이블(110)로부터 언로딩시키고 가공면의 위치를 변경하기 위해 회전하는 센터테이블(center table)(120)과, 기판의 이송라인과 소정의 위치에서 교차하여 기판 가공을 수행하는 가공부(130)를 포함한다.
사이드테이블(110)은 기판(1)의 주변부를 진공 흡착 방식으로 위치 고정될 수 있도록 지지하며, 이송라인을 따라 기판(1)을 센터테이블(120)이 위치하는 영역까지 기판(1)을 이송한다. 이송과정 중에 가공부(130)를 통과함으로써 에지 연마 등의 기판 가공이 수행되도록 한다.
이 경우 기판(1)은 전술한 바와 같이 유리 원판으로서, 사이드테이블(110)에 의해 양측 주변부만이 지지되는 경우에 기판 무게로 인해 기판(1)의 중심부를 포함하는 일부분이 아래 방향으로 쳐지는 현상이 발생하게 되는 문제점이 있었다. 또한, 센터테이블(120)이 기판(1)의 가공면의 위치를 변경하기 위해 회전하는 경우에 기판(1)의 중앙부만이 지지되게 되며, 기판 무게로 인해 기판(1)의 주변부를 포함하는 일부분이 아래 방향으로 쳐지는 현상이 발생하게 되는 문제점도 있었다.
유리 원판의 경우 그 크기가 커서 비틀림이나 충격에 의해 쉽게 깨지게 되는 취성을 가지고 있는 바 이와 같이 일부분이 아래 방향으로 쳐지는 현상을 방지할 필요가 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명은, 무구동 롤러(idle roller)를 이용함으로써 대형 기판이 쳐짐 없이 빠르게 이송 또는/및 회전될 수 있도록 하여 에지 연마 등과 같은 기판 가공이 안정적으로 수행될 수 있는 기판 가공장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외부로부터 투입된 기판의 제1 주변부를 지지하며 기판을 흡착 이송시키는 제1 사이드테이블, 제1 사이드테이블에 의해 흡착 이송된 기판의 중앙부를 지지하며 기판을 제1 사이드테이블로부터 언로딩시키고, 소정 각도만큼 회전시키는 제1 센터테이블, 제1 센터테이블에 의해 회전된 기판의 제2 주변부를 지지하며 기판을 흡착 이송시키는 제2 사이드테이블, 제2 사이드테이블에 의해 흡착 이송된 기판의 중앙부를 지지하며 기판을 제2 사이드테이블로부터 언로딩시키는 제2 센터테이블, 기판의 이송라인을 따라 기판의 중간부 하면을 접촉 지지하는 복수의 롤러가 일렬로 배열된 하나 이상의 롤러 컨베이어, 제1 사이드테이블에 의해 흡착 이송되고 복수의 롤러에 의해 지지되는 기판의 일 에지쌍을 가공하는 제1 가공부 및 제2 사이드테이블에 의해 흡착 이송되고 복수의 롤러에 의해 지지되는 기판의 타 에지쌍을 가공하는 제2 가공부를 포함하는 기판 가공장치가 제공된다.
롤러 컨베이어는, 제1 사이드테이블을 구성하는 한 쌍의 흡착테이블 및 제2 사이드테이블을 구성하는 한 쌍의 흡착테이블 사이에 기판의 이송 방향을 따라 길이 방향으로 연장된 컨베이어 프레임과, 컨베이어 프레임 상에 일렬로 배열되는 복수의 롤러를 포함할 수 있다.
롤러는 무구동 롤러(idle roller)일 수 있다.
롤러는, 기판의 하면과 접촉하며 기판의 이동에 따라 수평 회전축을 중심으로 회전하는 회전체와, 일단이 수평 회전축에 결합되고 타단이 컨베이어 프레임에 결합되어 회전체를 지지하는 지지대를 포함할 수 있다.
제1 센터테이블의 중심으로부터 소정 반경 이내에 위치하는 롤러 또는 제2 센터테이블의 중심으로부터 소정 반경 이내에 위치하는 롤러는, 지지대의 타단과 컨베이어 프레임의 결합 부분에 구비되어 지지대를 관통하며 기판에 수직인 가상의 수직 회전축을 중심으로 지지대가 360도 회전 가능하도록 하는 베어링을 포함할 수 있다.
중앙부에 제1 센터테이블 또는 제2 센터테이블이 수용되어 제1 센터테이블 또는 제2 센터테이블이 회전 가능하도록 하는 중공이 천공되어 있으며, 상면에 복수의 자체회전 롤러가 산재되어 배치되어 있는 롤러테이블을 더 포함할 수 있다.
자체회전 롤러는, 기판의 하면과 접촉하며 기판의 이동에 따라 수평 회전축을 중심으로 회전하는 회전체와, 일단이 수평 회전축에 결합되고 타단이 롤러테이블의 프레임에 결합되어 회전체를 지지하는 지지대와, 지지대의 타단과 프레임의 결합 부분에 구비되어 지지대를 관통하며 기판에 수직인 가상의 수직 회전축을 중심으로 지지대가 360도 회전 가능하도록 하는 베어링을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판의 양측 주변부를 각각 지지하며 기판을 흡착 이송시키는 한 쌍의 흡착테이블, 한 쌍의 흡착테이블 사이에 배치되어, 기판의 이송 방향을 따라 길이 방향으로 연장된 컨베이어 프레임과, 컨베이어 프레임 상에 일렬로 배열되어 기판의 중간부 하면을 접촉 지지하는 복수의 롤러를 포함하는 롤러 컨베이어 및 한 쌍의 흡착테이블에 의해 흡착 이송되고 롤러 컨베이어에 의해 지지되는 기판의 에지를 가공하는 가공부를 포함하는 기판 가공장치가 제공된다.
롤러는 무구동 롤러일 수 있다.
롤러는, 기판의 하면과 접촉하며 기판의 이동에 따라 수평 회전축을 중심으로 회전하는 회전체와, 일단이 수평 회전축에 결합되고 타단이 컨베이어 프레임에 결합되어 회전체를 지지하는 지지대를 포함할 수 있다.
한 쌍의 흡착테이블에 의해 이송된 기판을 한 쌍의 흡착테이블로부터 언로딩시키고, 소정 각도만큼 회전시키는 센터테이블을 더 포함하되, 센터테이블의 중심으로부터 소정 반경 이내에 위치하는 롤러는 지지대의 타단과 컨베이어 프레임의 결합 부분에 구비되어 지지대를 관통하며 기판에 수직인 가상의 수직 회전축을 중심으로 지지대가 360도 회전 가능하도록 하는 베어링을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 기판의 일 에지쌍을 가공한 후 타 에지쌍을 가공하기 위해, 로딩된 기판을 소정 각도만큼 회전시키는 센터테이블 및 중앙부에 센터테이블이 수용되어 센터테이블이 회전 가능하도록 하는 중공이 천공되어 있으며, 상면에 복수의 자체회전 롤러가 산재되어 배치되어 있는 롤러테이블을 포함하는 기판 가공장치가 제공된다.
자체회전 롤러는 무구동 롤러일 수 있다.
자체회전 롤러는, 기판의 하면과 접촉하며 기판의 이동에 따라 수평 회전축을 중심으로 회전하는 회전체와, 일단이 수평 회전축에 결합되고 타단이 롤러테이블의 프레임에 결합되어 회전체를 지지하는 지지대와, 지지대의 타단과 프레임의 결합 부분에 구비되어 지지대를 관통하며 기판에 수직인 가상의 수직 회전축을 중심으로 지지대가 360도 회전 가능하도록 하는 베어링을 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 롤러를 이용하여 대형 기판이 쳐짐 없이 빠르게 이송되도록 하여 에지 연마 등과 같은 기판 가공이 안정적으로 수행되도록 하고, 자체 회전이 가능한 롤러를 이용하여 대형 기판의 가공면 위치 변경시 쳐짐 없이 안정적이면서도 빠른 회전이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 기판을 지지하는 테이블이 2개의 센터테이블과 2개의 사이드테이블로 구성되어 각각 개별적으로 구동되어 이동함으로써, 가공 중 대기시간을 최소화하면서 연속적으로 기판 가공 공정을 수행하여 공정 택타임을 단축시킬 수 있다.
도 1은 종래 기판 가공장치의 일부를 나타낸 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가공장치의 평면도.
도 3은 도 2의 AA선에 따른 단면도.
도 4는 도 2의 BB선에 따른 단면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체회전 롤러의 평면도 및 정면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤러테이블을 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 가공장치의 평면도이고, 도 3은 도 2의 AA선에 따른 단면도이며, 도 4는 도 2의 BB선에 따른 단면도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체회전 롤러의 평면도 및 정면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 롤러테이블을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 기판 가공장치(200), 제1 사이드테이블(210), 제2 사이드테이블(230), 흡착테이블(210a, 210b, 230a, 230b), 제1 센터테이블(220), 제2 센터테이블(225), 제1 가공부(240), 제2 가공부(250), 연마휠(245, 255), 롤러 컨베이어(260), 롤러(270), 회전체(272), 지지대(274), 컨베이어 프레임(276), 수평 회전축(410), 수직 회전축(420), 베어링(278), 롤러테이블(500), 기판(1), 리니어모터(280), 투입영역(310), 제1 가공영역(320), 회전영역(330), 제2 가공영역(340), 배출영역(350)이 도시되어 있다.
이하, '기판'은 LCD 패널에 사용되는 유리 기판이나 솔라셀용 투명 기판 등과 같이 제품의 규격에 따라 일정 크기로 절단하기 이전의 대형 유리 원판과 같은 평판형의 판재를 의미하는 용어로서 사용한다.
또한, '가공부'는 기판의 에지를 연마하는 연마휠(245, 255)이나 그라인더를 포함하는 개념으로서, 이하 연마휠(245, 255) 등 구체적인 구성요소를 예로 들어 설명한다.
본 실시예는 기판의 에지를 가공하는 과정에서, 사이드테이블을 이용한 흡착 이송과 함께 롤러를 이용한 지지가 이루어지도록 하여 기판이 안정적이면서도 빠르게 이송되면서 가공되도록 한 것을 특징으로 한다. 또한, 기판의 가공 에지 위치를 변경하는 과정에서, 센터테이블을 이용한 흡착 회전과 함께 자체 회전하는 롤러를 이용한 지지가 이루어지도록 하여 기판이 안정적이면서도 빠르게 회전될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. 또한, 2개의 센터테이블과 2개의 사이드테이블이 독립적으로 이동하도록 구성함으로써, 일 기판에 대한 가공 중에 후순의 기판이 연속적으로 투입될 수 있어 전체적인 기판 가공 공정을 단축시키고 공정의 택타임을 절감한 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 기판 가공장치(200)는, 도 2에 도시된 것처럼, 기판(1)을 적재하여 이동하는 사이드테이블과, 사이드테이블에 의해 이송되는 기판(1)을 보조 지지하는 롤러 컨베이어와, 사이드테이블의 이동 경로를 규정하는 이송라인에 교차하도록 배치되는 가공부와, 사이드테이블에 의해 이송된 기판(1)을 언로딩시키고 회전시키는 센터테이블을 기본 골격으로 한다. 이송라인은 소정의 경로를 따라 사이드테이블이 이동할 수 있도록 하는 리니어 모터(Linear Motor)(280)나 볼스크류 등으로 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따른 기판 가공장치(200)는, 투입영역(310), 제1 가공영역(320), 회전영역(330), 제2 가공영역(340), 배출영역(350)으로 구분되며, 2개의 센터테이블(220, 225)이 소정의 영역 내에 배치되고, 2개의 사이드테이블(220, 225)이 복수의 영역을 가로지르는 이송라인을 따라 개별적으로 구동되어 기판에 대하여 연속적인 가공 작업 수행이 가능하도록 한다.
기판(1)이 투입영역(310)에서 적재되고 제1 가공영역(320), 회전영역(330), 제2 가공영역(340)을 거쳐 배출영역(350)에서 반출된다고 할 때, 기판(1)의 이동방향을 기준으로 투입영역(310) 쪽을 전방, 배출영역(350) 쪽을 후방이라 지칭하여 설명한다.
제1 센터테이블(220) 및 제2 센터테이블(225)은 각각 회전영역(330)과 배출영역(350) 내의 소정 위치에 배치되어 있으며, 제1 사이드테이블(210)은 투입영역(310)에서 회전영역(330)에 이르는 이동범위를 가지고 제2 사이드테이블(230)은 회전영역(330)에서 배출영역(350)에 이르는 이동범위를 가지고 있다. 제2 사이드테이블(230)은 제1 사이드테이블(210)에 대하여 후방에 위치하며, 서로 간섭하지 않도록 제어된다. 여기서, 각 사이드테이블(210, 230)은 하나의 이송라인에 대하여 일부분을 공유하며 이동하거나 별도의 이송라인을 따라 이동할 수 있다.
우선 하나의 이송라인에 대하여 일부분을 공유하는 경우, 이송라인은 투입영역(310), 제1 가공영역(320), 회전영역(330), 제2 가공영역(340), 배출영역(350)에 걸쳐 형성되어 있으며, 제1 사이드테이블(210)은 투입영역(310)에서 회전영역(330)까지 이동하도록 제어되고, 제2 사이드테이블(230)은 회전영역(330)에서 배출영역(350)까지 이동하도록 제어된다.
다음으로 별도의 이송라인이 있는 경우에, 제1 사이드테이블(210)은 투입영역(310)에서 제1 가공영역(320)을 거쳐 회전영역(330)에 이르는 제1 이송라인을 따라 이동하며, 제2 사이드테이블(230)은 회전영역(330)에서 제2 가공영역(340)을 거쳐 배출영역(350)에 이르는 제2 이송라인을 따라 이동한다. 여기서, 제1 이송라인과 제2 이송라인은 상하로 배치하는 등 서로 간섭이 생기지 않도록 설계할 수 있다.
가공부는 이송라인과 소정 위치에서 교차하도록 배치되는데, 제1 가공부(240) 및 제2 가공부(250)가 제1 가공영역(320) 및 제2 가공영역(340)에 각각 걸쳐져 있을 수 있다.
제1 가공부(240) 및 제2 가공부(250)가 각각 제1 가공영역(320) 및 제2 가공영역(340)에서 이송라인의 중간 지점에 걸쳐져 있도록 하기 위해, 예를 들면 이송라인의 양측에 기둥을 세우고, 기둥 사이에 거더를 설치한 후, 거더의 하단에 연마휠(245, 255)의 이동경로가 되는 부재의 양단을 결합함으로써 연마휠(245, 255)이 거더에 간섭받지 않고 기둥이 설치된 위치까지 이동할 수 있도록 할 수 있다.
기판(1)이 안착된 제1 사이드테이블(210) 및 제2 사이드테이블(230)을 이송라인을 따라 이동시켜 각 사이드테이블이 제1 가공부(240) 및 제2 가공부(250)를 통과하도록 함으로써, 사이드테이블 상에 안착된 기판(1)의 에지를 연마할 수 있다.
본 실시예에 따른 센터테이블 또는/및 사이드테이블의 표면에는 흡착부(미도시)를 형성할 수 있다. 예를 들면, 센터테이블 또는/및 사이드테이블의 표면에 복수의 흡착홀을 천공하고 흡착홀에 진공 라인을 연결하여 흡착부를 구성한 경우, 진공 라인을 통해 흡착홀에 진공이 형성되도록 함으로써 센터테이블 또는/및 사이드테이블 상에 적재된 기판(1)이 테이블의 표면에 부착되어 고정되도록 할 수 있다.
이로써, 센터테이블에서 사이드테이블로, 혹은 사이드테이블에서 센터테이블로 기판 적재 상태를 변경하거나 사이드테이블 상에 기판(1)을 적재한 상태로 이동하거나 가공부를 통과하는 과정에서 기판(1)이 움직이거나 정렬 상태가 흐트러지지 않고 기판 가공 공정이 원활히 진행되도록 할 수 있다.
제1 사이드테이블(210) 또는/및 제2 사이드테이블(230)은 기판(1)의 크기에 따라 그 간격이 조절되는 한 쌍의 흡착테이블(210a와 210b, 230a와 230b)로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 기판(1)의 에지를 연마하는 가공을 할 경우, 사이드테이블에 적재된 기판(1)의 단부는 테이블의 단부로부터 소정 길이 돌출되며, 이 돌출된 부분이 연마휠을 통과하면서 연마가 이루어지게 되는데, 돌출된 부분이 너무 짧을 경우에는 사이드테이블과 연마휠 간에 간섭이 생길 수 있으며, 돌출된 부분이 너무 길 경우에는 연마과정에서 기판(1)의 에지에 떨림이 발생하여 연마가 제대로 이루어지지 않을 수 있다.
따라서, 기판(1)의 크기에 상관없이 그 단부가 사이드테이블의 단부로부터 일정한 길이만큼 돌출되도록 하기 위해 본 실시예에서는, 사이드테이블을 한 쌍의 흡착테이블로 구성하고 기판(1)의 크기에 따라 상호 간의 이격거리가 조절되도록 함으로써, 테이블과 연마휠 간에 간섭이 생기거나 기판(1)의 에지에 떨림이 발생하는 일 없이 안정적으로 에지 연마 공정이 진행되도록 한 것이다.
롤러 컨베이어(260)는 사이드테이블(210 혹은 230)을 구성하는 한 쌍의 흡착테이블(210a와 210b 혹은 230a와 230b) 사이에 배치되어 기판의 이송 방향을 따라 길이 방향으로 연장된 컨베이어 프레임(276)과, 컨베이어 프레임(276) 상에 일정 간격을 가지고 일렬로 배열되어 기판의 중간부 하면을 접촉 지지하는 복수의 롤러(270)를 포함한다.
기판의 이송 방향을 따라 흡착테이블(210a와 210b, 230a와 230b) 사이에 복수의 롤러 컨베이어(260)가 서로 평행하게 배치될 수 있다. 흡착테이블(210a와 210b, 230a와 230b)이 기판(1)의 주변부를 지지함과 함께 롤러 컨베이어(260)가 기판(1)의 중간부 하면을 접촉 지지함으로써 기판(1)의 중간 부분이 아래로 쳐지는 것을 방지하여 수평 상태를 유지하도록 하고, 가공부에 의한 기판 가공 시 정밀 가공이 가능하도록 한다.
롤러(270)는, 기판(1)의 하면과 접촉하며 기판(1)의 이동에 따라 수평 회전축(410)을 중심으로 회전하는 회전체(272)와, 일단에 수평 회전축(410)이 결합되고 타단이 컨베이어 프레임(276)에 결합되어 회전체(272)를 지지하는 지지대(274)를 포함한다. 회전체(272)는 기판(1)에 스크래치 등이 생기지 않도록 유연한 재질로 이루어질 수 있다.
롤러(270)는 모터 등이 구비되어 있지 않은 무구동 롤러(idle roller)로서, 회전체(272)에 접촉한 기판(1)의 이동 또는/및 회전에 따라 회전체(272)가 회전하도록 구성되어 있어 기판(1)이 이동하거나 회전함에 있어서 다수의 지지점을 만들어주면서도 마찰력을 줄여 빠른 이동 또는/및 회전이 가능하게 한다.
흡착테이블(210a와 210b, 230a와 230b)의 상면과 회전체(272)의 상부 접촉점은 그 높이가 동일하여, 기판(1)은 흡착테이블(210a와 210b, 230a와 230b)에 의해 흡착 이송되고 복수의 회전체(272)에 의해 복수의 지지점에서 접촉 지지되어 쳐짐 없이 안정적으로 수평 상태를 유지하면서도 후방으로 빠르게 이송될 수 있게 된다.
롤러 컨베이어(260)는 이송라인을 따라 길이 방향으로 연장되며, 기판(1)의 안정적인 이송을 위해 기본적으로 투입영역(310)에서 배출영역(350)까지 연결되어 있다. 여기서, 회전영역(330) 내에서 기판(1)의 가공면 위치를 변경하기 위해 제1 센터테이블(220)이 회전하는 경우에 제1 센터테이블(220)의 회전에 방해가 되지 않도록 일부 구간이 오픈(open)되어 있을 수 있다(도 2의 'C' 참조).
회전영역(330) 내에 위치하거나 제1 센터테이블(220)을 중심으로 소정 반경 이내에 위치하는 롤러(270)는 기판의 원활한 회전을 위해 기판(1)에 대하여 수직인 회전축을 중심으로 회전가능한 자체회전 롤러(290)일 수 있다.
도 5를 참조하면, 자체회전 롤러(290)는, 기판(1)의 하면과 접촉하며 수평 회전축(410)을 중심으로 회전하면서 기판(1)을 접촉 지지하는 회전체(272)와, 일단에 수평 회전축(410)이 결합되고 타단이 컨베이어 프레임(276)에 결합되어 회전체(272)를 지지하는 지지대(274)와, 지지대(274)의 타단과 컨베이어 프레임(276)의 결합 부분에 구비되어 지지대(274)를 관통하는 가상의 수직 회전축을 중심으로 지지대(274)가 360도 회전 가능하도록 하는 베어링(278)을 포함한다.
기판(1)이 제1 센터테이블(220)에 의해 회전하는 경우에 자체회전 롤러(290)의 지지대가 지지대를 관통하는 가상의 수직 회전축을 중심으로 자체 회전하여 기판(1)이 원활히 안정적으로 회전되도록 한다.
다른 실시예에서, 롤러 컨베이어(260)는 투입영역(310)에서 회전영역(330)의 전방까지, 회전영역(330)의 후방에서 배출영역(350)까지 연결되어 있을 수 있다. 이 경우 회전영역(330) 내에는, 도 6에 도시된 것과 같이 롤러테이블(500)이 구비되어 있어 기판(1)이 제1 센터테이블(220)에 의해 회전하는 경우에 안정적으로 지지될 수 있도록 한다.
롤러테이블(500)은 회전영역(330) 내에 위치하며, 상면에 도 5에 도시된 것과 같은 자체회전 롤러(290)가 산재되어 배치되어 있다. 롤러테이블(500)의 중앙부에는 그 내부에 제1 센터테이블(220)이 수용되어 소정 각도(예를 들면, 90도)만큼 회전 가능하도록 하는 중공(510)이 천공되어 있을 수 있다.
자체회전 롤러(290)의 배치 형태는 일정 간격을 가지도록 배치하여, 제1 센터테이블(220)에 의해 회전하는 기판(1)의 하면에 대하여 복수의 지점에서 지지하도록 할 수 있다. 기판(1)이 회전하는 방향에 따라 자체회전 롤러(290)는 지지대(274)가 수직 회전축을 중심으로 회전하고, 회전체(272)가 수평 회전축을 중심으로 회전함으로써 기판(1)이 원활히 회전될 수 있도록 한다.
본 발명에서는, 실시예에 따라 배출영역(350)에 구비된 제2 센터테이블(225)에도 회전축이 결합될 수 있으며, 제2 센터테이블(225)은 제2 사이드테이블(230)에 의해 배출영역(350)으로 이송된 기판 가공이 완료된 기판(1)에 대하여 외부로 배출함에 있어서 원하는 각도만큼 회전시켜 기판이 투입된 것과 같은 형상으로 배출될 수 있도록 할 수 있다.
이 경우 배출영역(350)의 제2 센터테이블(225) 외곽에 전술한 것과 같이 복수의 자체회전 롤러(290)를 포함하는 롤러테이블이 더 위치하거나 배출영역(350)까지 연장된 롤러 컨베이어(260)의 롤러(270) 중 배출영역(350)에 위치하는 일부 롤러(270)를 자체회전 롤러로 대체함으로써, 기판(1)의 지지점을 증가시키고 기판(1)이 회전하는 방향을 따라 롤러(270)의 회전체가 회전하게 되어 기판(1)이 안정적이면서도 빠르게 회전될 수 있도록 한다.
또한, 본 실시예에 따른 가공부(제1 가공부(240) 또는/및 제2 가공부(250))는 기판(1)의 에지를 연마하는 연마휠(245, 255)로 구성될 수 있는데, 이 경우 가공부의 전단, 즉 기판(1)의 이동방향에 있어서 가공부의 전방에는 얼라인(align)부가 설치될 수 있다.
예를 들어, 직사각형 형상의 기판(1)을 가공한다고 할 때, 에지를 연마하기 위해서는 에지의 방향이 기판(1)의 이동 방향과 일치하도록 해야 각 사이드테이블(210, 230)이 가공부를 통과함에 따라 직사각형의 일변을 따라 에지가 균일하게 연마된다.
본 실시예에 따른 얼라인부(미도시)는 기판(1)의 각 코너(corner)를 촬영하여 영상 데이터를 확보하고 이를 미리 입력된 기준 데이터와 비교하여 가공될 기판(1)이 투입영역(310) 내에서 제1 사이드테이블(210) 상에 제대로 안착되었는지 여부, 회전영역(330) 내에서 제2 사이드테이블(230) 상에 제대로 안착되었는지 여부를 각각 판단하게 된다.
기판(1)이 각 사이드테이블(210, 230) 상에 제대로 안착된 경우에 각 사이드테이블(210, 230)을 이동시켜 에지를 가공하게 되나, 기판(1)이 각 사이드테이블(210, 230) 상에 제대로 로딩되지 않은 경우에는 기판(1)의 적재 오차만큼 기판(1)을 회전시켜 기판(1)이 제 위치에 적재되도록 정렬을 하게 된다.
본 실시예에 따르면, 외부에 배치된 컨베이어(conveyor), 그립퍼(gripper) 등의 이송 장치를 통해, 기판(1)이 기판 가공장치(200) 내의 투입영역(310)으로 투입되거나 기판 가공 공정을 거친 기판(1)이 배출영역(350)으로부터 기판 가공장치(200)의 외부로 배출될 수 있다.
본 실시예에 따른 기판 가공장치(200)는 2개의 센터테이블과 2개의 사이드테이블이 서로 간섭없이 개별적으로 이동할 수 있도록 그 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 제어부는 투입된 기판의 크기에 따라 각 센터테이블의 정렬 위치, 각 사이드테이블의 테이블간 이격거리, 연마휠의 이동범위, 가공시간 등을 조정할 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 기판 가공장치(200)를 이용하여 기판(1)을 가공하는 공정에 대하여 설명하기로 한다. 본 실시예는 기판 가공장치(200)를 구동하여 기판(1)을 가공하는 공정에 대한 것으로, 본 실시예에 따른 기판 가공방법을 수행하기 위해 전술한 가공장치 외에도 다양한 구성요소가 추가, 변경, 생략될 수 있음은 물론이다.
후술하는 바와 같이 본 실시예는 기판(1)의 제2 에지 가공과 후속 투입 기판(1)의 투입 및 제1 에지 가공, 기판(1)의 배출과 후속 투입 기판(1)의 제2 에지 가공을 동시에 진행함으로써 전체 공정의 택타임을 절감하는 연속 반복되는 공정으로서, 편의상 투입된 기판(1)을 정렬시키는 단계에서부터 설명한다.
도 8a에 도시된 바와 같이 투입영역(310) 내에 제1 사이드테이블(210)이 위치하고 있어 기판(1)의 제1 주변부(장변(또는 단변) 에지 부근)를 진공흡착 방식으로 지지하게 된다.
기판(1)이 안착된 제1 사이드테이블(210)은 제1 가공영역(320)을 거쳐 회전영역(330)으로 이동하면서, 기판(1)의 장변(또는 단변) 에지가 제1 가공부(240)에 의해 가공될 수 있도록 한다.
제1 사이드테이블(210)에 의해 투입영역(310)에서 회전영역(330)으로 기판(1)이 이송되는 동안 제1 사이드테이블(210) 안쪽에 위치하는 롤러 컨베이어(260)의 롤러들(270)에 의해 기판(1)의 제1 주변부 안쪽 중간부분이 복수의 지지점에서 지지되어 기판(1)이 빠르게 이송되도록 한다.
회전영역(330)에서 제1 센터테이블(220)이 수직 상승하여 제1 사이드테이블(210)에 의해 이송된 기판(1)을 제1 사이드테이블(210)로부터 언로딩시킨다. 기판(1)이 언로딩된 제1 사이드테이블(210)은 후속 투입 기판(1)을 이송시키기 위해 투입영역(310)으로 복귀한다.
그리고 제1 센터테이블(220)은 제1 사이드테이블(210)이 회전영역(330)을 빠져 나간 이후에 수직 하강하여 회전영역(330) 내에까지 연장된 롤러 컨베이어(260) 혹은 회전영역(330) 내에 위치하는 롤러테이블(500)의 자체회전 롤러(290)에 의해 지지되도록 한다.
이후 제1 센터테이블(220)은 소정 각도(예를 들어, 90도)만큼 회전하여 기판(1)의 제2 에지쌍이 가공 위치로 정렬되도록 한다. 여기서, 자체회전 롤러(290)가 기판(1)의 회전에 의해 기판(1)에 수직인 수직 회전축을 중심으로 자체회전하고, 회전체가 수평 회전축을 중심으로 회전하여 기판(1)의 하면에 대하여 다수의 지지점에서 안정적으로 지지를 수행하면서도 그 마찰이 적도록 한다.
제1 센터테이블(220)에 의한 기판(1)의 회전이 수행되는 동안, 배출영역(350)에 위치하던 제2 사이드테이블(230)이 회전영역(330)으로 후진 이동한다.
기판(1)의 회전이 완료되고 제2 사이드테이블(230)이 소정 위치에 도달하면, 제1 센터테이블(220)이 수직 하강하면서 제2 사이드테이블(230) 상에 기판(1)이 안착되도록 한다. 제2 사이드테이블(230)은 기판(1)의 제2 주변부(단변(또는 장변) 에지 부근)를 지지하며, 진공흡착 방식으로 기판(1)을 안착시킨다.
이후 제2 사이드테이블(230)은 제2 가공영역(340)을 거쳐 배출영역(350)으로 전진 이동함으로써 기판(1)을 이송함과 동시에 기판(1)의 단변(또는 장변) 에지 가공이 이루어지도록 한다.
이 과정에서도 제2 사이드테이블(230) 안쪽에 위치하는 롤러 컨베이어(260)의 롤러들(270)에 의해 기판(1)의 제2 주변부 안쪽 중간부분이 복수의 지지점에서 지지되어 기판(1)이 빠르게 이송되도록 한다.
배출영역(350)에서 제2 센터테이블(225)이 수직 상승하여 제2 사이드테이블(230)에 의해 이송된 기판(1)을 제2 사이드테이블(230)로부터 언로딩시키고 외부로 반출한다.
실시예에 따라 제2 센터테이블(225)에 의해 언로딩된 기판(1)은 배출영역(350) 내에까지 연장된 롤러 컨베이어(260) 혹은 배출영역(350) 내에 위치하는 롤러테이블(500)의 자체회전 롤러(290)에 의해서도 지지되도록 한다.
이후 제2 센터테이블(225)은 소정 각도(예를 들어, -90도)만큼 회전하여 기판(1)이 투입된 형태 그대로 다시 배출될 수 있도록 한다. 여기서, 자체회전 롤러(290)가 기판(1)의 회전에 의해 기판(1)에 수직인 수직 회전축을 중심으로 자체회전하고, 회전체가 수평 회전축을 중심으로 회전하여 기판(1)의 하면에 대하여 다수의 지지점에서 안정적으로 지지를 수행하면서도 그 마찰이 적도록 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 기판 110: 사이드테이블
120: 센터테이블 130: 가공부
200: 기판 가공장치 210: 제1 사이드테이블
210a, 210b: 흡착테이블 220: 제1 센터테이블
230: 제2 사이드테이블 230a, 230b: 흡착테이블
225: 제2 센터테이블 240: 제1 가공부
245, 255: 연마휠 250: 제2 가공부
260: 롤러 컨베이어 270: 롤러
280: 리니어모터 310: 투입영역
320: 제1 가공영역 330: 회전영역
340: 제2 가공영역 350: 배출영역
410: 수평 회전축 420: 수직 회전축
272: 회전체 274: 지지대
276: 컨베이어 프레임 278: 베어링
290: 자체회전 롤러 500: 롤러테이블

Claims (14)

  1. 외부로부터 투입된 기판의 제1 주변부를 지지하며 상기 기판을 흡착 이송시키는 제1 사이드테이블;
    상기 제1 사이드테이블에 의해 흡착 이송된 기판의 중앙부를 지지하며 상기 기판을 상기 제1 사이드테이블로부터 언로딩시키고, 소정 각도만큼 회전시키는 제1 센터테이블;
    상기 제1 센터테이블에 의해 회전된 기판의 제2 주변부를 지지하며 상기 기판을 흡착 이송시키는 제2 사이드테이블;
    상기 제2 사이드테이블에 의해 흡착 이송된 기판의 중앙부를 지지하며 상기 기판을 상기 제2 사이드테이블로부터 언로딩시키는 제2 센터테이블;
    상기 기판의 이송라인을 따라 상기 기판의 중간부 하면을 접촉 지지하는 복수의 롤러가 일렬로 배열된 하나 이상의 롤러 컨베이어;
    상기 제1 사이드테이블에 의해 흡착 이송되고 상기 복수의 롤러에 의해 지지되는 기판의 일 에지쌍을 가공하는 제1 가공부; 및
    상기 제2 사이드테이블에 의해 흡착 이송되고 상기 복수의 롤러에 의해 지지되는 기판의 타 에지쌍을 가공하는 제2 가공부를 포함하는 기판 가공장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 롤러 컨베이어는, 상기 제1 사이드테이블을 구성하는 한 쌍의 흡착테이블 및 상기 제2 사이드테이블을 구성하는 한 쌍의 흡착테이블 사이에 상기 기판의 이송 방향을 따라 길이 방향으로 연장된 컨베이어 프레임과, 상기 컨베이어 프레임 상에 일렬로 배열되는 상기 복수의 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 롤러는 무구동 롤러(idle roller)인 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 롤러는, 상기 기판의 하면과 접촉하며 상기 기판의 이동에 따라 수평 회전축을 중심으로 회전하는 회전체와, 일단이 상기 수평 회전축에 결합되고 타단이 상기 컨베이어 프레임에 결합되어 상기 회전체를 지지하는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 센터테이블의 중심으로부터 소정 반경 이내에 위치하는 상기 롤러 또는 상기 제2 센터테이블의 중심으로부터 소정 반경 이내에 위치하는 상기 롤러는, 상기 지지대의 타단과 상기 컨베이어 프레임의 결합 부분에 구비되어 상기 지지대를 관통하며 상기 기판에 수직인 가상의 수직 회전축을 중심으로 상기 지지대가 360도 회전 가능하도록 하는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
  6. 제1항에 있어서,
    중앙부에 상기 제1 센터테이블 또는 상기 제2 센터테이블이 수용되어 상기 제1 센터테이블 또는 상기 제2 센터테이블이 회전 가능하도록 하는 중공이 천공되어 있으며, 상면에 복수의 자체회전 롤러가 산재되어 배치되어 있는 롤러테이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자체회전 롤러는,
    상기 기판의 하면과 접촉하며 상기 기판의 이동에 따라 수평 회전축을 중심으로 회전하는 회전체와, 일단이 상기 수평 회전축에 결합되고 타단이 상기 롤러테이블의 프레임에 결합되어 상기 회전체를 지지하는 지지대와, 상기 지지대의 타단과 상기 프레임의 결합 부분에 구비되어 상기 지지대를 관통하며 상기 기판에 수직인 가상의 수직 회전축을 중심으로 상기 지지대가 360도 회전 가능하도록 하는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
  8. 기판의 양측 주변부를 각각 지지하며 상기 기판을 흡착 이송시키는 한 쌍의 흡착테이블;
    상기 한 쌍의 흡착테이블 사이에 배치되어, 상기 기판의 이송 방향을 따라 길이 방향으로 연장된 컨베이어 프레임과, 상기 컨베이어 프레임 상에 일렬로 배열되어 상기 기판의 중간부 하면을 접촉 지지하는 복수의 롤러를 포함하는 롤러 컨베이어; 및
    상기 한 쌍의 흡착테이블에 의해 흡착 이송되고 상기 롤러 컨베이어에 의해 지지되는 상기 기판의 에지를 가공하는 가공부를 포함하는 기판 가공장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 롤러는 무구동 롤러(idle roller)인 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 롤러는, 상기 기판의 하면과 접촉하며 상기 기판의 이동에 따라 수평 회전축을 중심으로 회전하는 회전체와, 일단이 상기 수평 회전축에 결합되고 타단이 상기 컨베이어 프레임에 결합되어 상기 회전체를 지지하는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 한 쌍의 흡착테이블에 의해 이송된 기판을 상기 한 쌍의 흡착테이블로부터 언로딩시키고, 소정 각도만큼 회전시키는 센터테이블을 더 포함하되,
    상기 센터테이블의 중심으로부터 소정 반경 이내에 위치하는 상기 롤러는 상기 지지대의 타단과 상기 컨베이어 프레임의 결합 부분에 구비되어 상기 지지대를 관통하며 상기 기판에 수직인 가상의 수직 회전축을 중심으로 상기 지지대가 360도 회전 가능하도록 하는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
  12. 기판의 일 에지쌍을 가공한 후 타 에지쌍을 가공하기 위해, 로딩된 상기 기판을 소정 각도만큼 회전시키는 센터테이블; 및
    중앙부에 상기 센터테이블이 수용되어 상기 센터테이블이 회전 가능하도록 하는 중공이 천공되어 있으며, 상면에 복수의 자체회전 롤러가 산재되어 배치되어 있는 롤러테이블을 포함하는 기판 가공장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 자체회전 롤러는 무구동 롤러(idle roller)인 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 자체회전 롤러는,
    상기 기판의 하면과 접촉하며 상기 기판의 이동에 따라 수평 회전축을 중심으로 회전하는 회전체와, 일단이 상기 수평 회전축에 결합되고 타단이 상기 롤러테이블의 프레임에 결합되어 상기 회전체를 지지하는 지지대와, 상기 지지대의 타단과 상기 프레임의 결합 부분에 구비되어 상기 지지대를 관통하며 상기 기판에 수직인 가상의 수직 회전축을 중심으로 상기 지지대가 360도 회전 가능하도록 하는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 가공장치.
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