KR101182200B1 - 기판 슬리밍 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LCD의 제조에 사용되는 글래스 기판을 슬리밍 처리하기 위한 기판 슬리밍 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 기판 슬리밍 장치는 하방으로 에칭액을 분사하는 복수개의 노즐이 장치된 노즐 어레이; 상기 노즐 어레이의 하부에 위치되며 복수개의 기판들이 수납되는 카세트; 및 적어도 상기 노즐을 통해 에칭액이 분사되는 동안 상기 카세트를 소정 행정 구간으로 왕복 이동시키는 왕복 이동수단을 포함하며, 상기 카세트를 노즐에 대하여 왕복 운동시킴으로써 노즐 어레이에서 일부 노즐이 막히거나 동작 불능인 경우에도 기판의 표면에 에칭액이 고르게 전달될 수 있으며, 슬리밍 처리 후에 기판의 균일도가 높아지고 제품 불량률을 크게 감소시키는 효과를 갖는 것이다.

Description

기판 슬리밍 장치{SUBSTRATE SLIMMING APPARATUS}
본 발명은 기판 슬리밍 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에칭액을 고르게 전달하여 기판 표면을 균일하게 슬리밍할 수 있으며, 기판의 오삽입을 방지하고 불량 발생률을 감소시킨 새로운 구조의 기판 슬리밍 장치에 관한 것이다.
일반적으로, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diode) 등의 평판형 표시장치들은 대형의 글래스 모기판(Mother Glass) 위에 반도체 공정을 통해 구성품들이 올려진 후 모기판을 절개하여 생산되는 대량생산 시스템으로 제작된다. 예컨대, LCD의 TFT기판은 글래스 기판 상에 반도체 공정을 거쳐 화소전극과 박막트랜지스터(TFT;Thin Film Transistor)가 올려진다. TFT기판의 모기판은 대개 0.5T의 두께를 가진다.
이때, 최근의 LCD의 슬림화 추세에 따라 모기판을 슬림하게 처리하는 기판 슬리밍 장치가 이용된다. 기판 슬리밍 장치는 0.5T의 TFT 모기판을 대략 0.2T 이하로 슬리밍 처리한다.
기판 슬리밍 장치는 카세트에 기판들을 수납한 상태에서 에칭액에 카세트를 함침하는 디핑(dipping) 방식과, 노즐을 통해 에칭액을 분사하는 노즐 분사 방식이 있다.
노즐 분사 방식의 기판 슬리밍 장치는 상부에 설치된 노즐 어레이에서 불소산(HF) 등과 같은 에칭액을 분사하면, 하부의 카세트에 수납된 기판 표면이 식각되어 슬리밍되도록 구성된다.
그런데, 노즐 어레이에 장착된 노즐들 중 일부 노즐이 막히거나 동작 불능에 빠지는 경우가 종종 발생한다. 이로 인해 동작 불능인 노즐의 하부에 위치한 기판 혹은 기판의 일부 표면에는 에칭액이 적게 전달되고, 기판 표면에 굴곡이 발생한다.
한편, 종래 기판 슬리밍 장치에 사용되는 카세트는 박스의 골조를 형성하는 프레임의 측벽과 하단부에 슬롯이 형성되어 있고, 이 슬롯에 기판을 삽입하여 수납하도록 구성되었다. 그런데 기판을 수납하는 과정에서 하단부 슬롯에 기판이 오삽입되는 경우가 빈번하게 발생한다. 이는 기판의 사이즈가 커서 카세트 입구에서 하단부까지 높이가 상당함에도 기인하지만, 하단부 슬롯의 형태적인 문제점도 작용하고 있다.
기판의 오삽입에 따르는 문제점은, 글래스 등의 재질로 기판이 구성될 경우 기판이 깨지거나 크랙이 발생하여 불량률이 증가한다는 것이다. 또한, 통상적인 기판 수납용 카세트는 슬롯의 내폭을 기판의 두께보다 크게 제작하는데, 슬리밍 처리 후 기판의 두께가 크게 줄어들게 되면 슬롯 내에서 기판의 유격은 더욱 커지게 된다. 얇게 가공된 글래스는 찾은 충격에도 쉽게 깨지게 되므로 지나치게 큰 유격은 불량발생률을 높인다.
본 발명은 기판이 수납된 카세트를 소정 행정구간으로 왕복 이동시켜, 일부 노즐이 막히거나 동작불능 상태에 있어도 카세트 내에 수납된 기판에 에칭액이 고르게 전달되도록 하여 기판의 표면을 균일하게 슬리밍할 수 있도록 한 기판 슬리밍 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 카세트 내에서 기판을 고정시키는 홀더의 형태를 특화시켜, 기판의 오삽입을 방지하고 기판의 유격을 최소화하여 공정 진행 속도를 향상시키고 기판의 깨짐 및 크랙 발생을 억제하여 불량 발생률을 크게 낮출 수 있도록 함에 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 슬리밍 장치는, 기판을 에칭하여 슬리밍 처리하는 기판 슬리밍 장치에 있어서, 하방으로 에칭액을 분사하는 복수개의 노즐이 장치된 노즐 어레이; 상기 노즐 어레이의 하부에 위치되며 복수개의 기판들이 수납되는 카세트; 및 적어도 상기 노즐을 통해 에칭액이 분사되는 동안 상기 카세트를 소정 행정 구간으로 왕복 이동시키는 왕복 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 왕복 이동수단은 모터 또는 공압 실린더를 포함한다.
상기 노즐은 수직방향으로 설치되며, 상기 왕복 이동수단은 상기 카세트를 수평방향으로 왕복 이동시킨다.
상기 왕복 이동수단에 의한 카세트의 왕복 행정구간은 적어도 노즐과 노즐 사이의 수평방향 간격보다 크다.
상기 카세트의 하부에는 카세트의 수평방향 이동을 가이드하는 가이드롤러가 더 설치된다.
상기 카세트는 박스 형상의 골조를 형성하는 카세트 프레임과, 상기 카세트 프레임의 측벽에 형성되어 기판의 측부 두께면을 수용하는 측벽 홀더와, 상기 카세트 프레임의 하단부에서 상향 돌출된 호 형상을 가지며 기단부와 선단부가 박스의 대각선 방향으로 비틀려 형성된 하측 홀더를 포함하며, 어느 하나의 하측 홀더 기단부와 길이방향으로 이웃하는 다른 하나의 하측 홀더 선단부 사이에 기판의 하부 두께면이 수용된다.
어느 하나의 하측 홀더와 길이방향으로 이웃하는 다른 하나의 하측 홀더간 길이방향 간격이 폭방향 간격보다 작다.
상기 기판은 카세트 프레임 내에서 수직으로 입설된다.
상기 카세트 프레임의 하단부에는 길이방향을 따라 나란하게 설치되는 한 쌍의 종단스트립이 설치되고, 상기 하측홀더의 기단부는 한 쌍의 종단스트립 중 어느 하나에 고정되며 하측홀더의 선단부는 대향하는 다른 하나의 종단스트립에 고정된다.
본 발명의 기판 슬리밍 장치에 따르면, 노즐에서 에칭액이 분사되는 동안 왕복 이동수단이 카세트를 노즐에 수직인 방향으로 왕복 운동시킴으로써, 노즐 어레이에서 일부 노즐이 막히거나 동작 불능이어도 해당 노즐의 직하방에 위치한 기판에도 에칭액이 전달될 수 있으며, 이로써 기판의 표면이 균일하게 슬리밍될 수 있고 제품 불량률이 감소되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 기판 슬리밍 장치에 따르면, 카세트의 하측 홀더를 비틀린 호 형상으로 구성함으로써, 기판이 수납될 때 기판의 하단면이 하측 홀더의 곡면을 따라 미끄러지면서 삽입 유도되어 기판의 오삽입을 방지할 수 있고 기판의 수납작업이 보다 용이하고 신속하게 이루어지며, 기판의 유격을 최소화하여 기판을 슬리밍 처리하고 난 후 유격에 의해 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 슬리밍 장치를 예시한 정면도,
도 2는 카세트의 왕복 운동예를 보인 정면도,
도 3은 카세트의 구성을 예시한 사시도,
도 4는 카세트에 기판이 수납된 상태를 예시한 사시도,
도 5는 하측 홀더를 확대 도시한 사시도,
도 6는 카세트 내에서 기판의 설치예를 개념적으로 보인 정면도,
도 7은 카세트 상부에 노즐 어레이가 설치된 예를 보인 사시도,
도 8은 슬리밍 공정을 개념적으로 보인 정면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 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 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 LCD의 TFT 기판 등과 같은 글래스 기판을 에칭하여 얇게 처리하는 기판 슬리밍 장치에 관한 것이다. 이하의 설명에서는 글래스 기판을 슬리밍하는 장치에 대하여 설명하겠으나, 본 발명은 LCD 이외의 다른 평판형 표시장치에 사용되는 글래스 기판, 또는, 그 밖에 표시장치가 아닌 다른 제품의 다른 재질의 기판들을 슬리밍 처리하는 용도에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 슬리밍 장치를 예시한 정면도이고, 도 2는 카세트의 왕복 운동 예를 보인 정면도다. 이를 참조하면, 본 발명의 기판 슬리밍 장치는 기본적으로 에칭액을 분사하는 노즐 어레이(40)와, 노즐 어레이(40)의 하방에 배치되며 복수의 기판(30)들이 수납되는 카세트(60)와, 카세트(60)를 소정 구간 왕복 이동시키는 왕복 이동수단(66)으로 구성된다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 기판 슬리밍 장치에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 베이스패널(52)의 하부에는 바닥면에 지지되는 지지구(58)가 설치된다. 장치가 바닥면에 안정적으로 지지되도록 하기 위하여, 지지구(58)의 단부에는 흡착고무판이 구비된다. 지지구(58)는 선택적으로 승강된다. 지지구(58)가 상승되면, 베이스패널(52)의 하부에 설치된 바퀴(59)에 의해 장치가 이동 가능하게 된다.
베이스패널(52)의 상부에는 하측 칼럼(56)들에 지지되어 다이(50)가 설치된다. 다이(50)에는 컨베이어 밸트(미도시)와 같은 이송기구가 연결되어, 카세트(60)가 다이(50) 상면으로 자동 이송되도록 한다. 그리고 카세트(60)를 다이(50) 위에 재치하기 위하여, 다이 상측에는 카세트(60)가 재치되는 카세트 재치부(62)가 거치된다. 바람직하게는, 카세트 재치부(62)는 가이드롤러(64)에 의해 다이(50) 상면을 수평방향으로 슬라이드 이동 가능하게 거치된다.
도 1과 2를 참조하면, 카세트 재치부(62)의 일측에는 왕복 이동수단(66)이 연결된다. 본 발명의 일실시예에 따른 왕복 이동수단(66)은 공압 실린더를 포함할 수 있다. 또는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 왕복 이동수단(66)은 모터를 포함할 수 있다. 예컨대, 왕복 이동수단(66)으로 모터가 적용되는 경우, 카세트 재치부(62)는 정,역 회전하는 볼스크류 또는 캠장치 등에 의해 소정의 행정 구간으로 왕복 이동한다.
도 1을 참조하면, 다이(50)의 상부에는 상측 칼럼(54)에 의해 지지되어 상부 구조물들이 설치된다. 상부 구조물들은 에칭액을 분사하기 위한 구조물들로서, 카세트 재치부(62)의 상부에는 도시한 바와 같은 노즐 어레이(40)가 설치된다. 노즐 어레이(40)는 복수개의 노즐(40)들이 행과 열을 따라 배치된 어레이이다.
한편, 도시하지 않았지만 본 발명의 기판 슬리밍 장치는 챔버, 에칭액 저장탱크, 에칭액 분사 제어장치, 에칭액 회수장치 등이 더 구비될 수 있으며, 이러한 장치들은 통상 알려진 노즐 분사식 기판 슬리밍 장치의 구성들과 동일하다.
도 2를 참조하면, 기판 재치부(62)에 기판(30)들이 수용된 카세트(30)가 재치된다. 그리고 노즐 어레이(40)에서 에칭액이 분사되는 동안 왕복 이동수단(66)이 작동하면서, 에칭 공정이 진행된다. 이때, 카세트(60)의 왕복 행정구간은 적어도 노즐(42)과 노즐(42) 사이의 간격보다 크게 규정된다.
따라서 어느 하나의 노즐(42)이 막히거나 고장이 난 경우에도, 해당 노즐(42)의 직하방에 위치한 기판(30)들이 이웃하는 다른 정상적인 노즐(42)로부터 에칭액을 전달받을 수 있다. 즉, 일부 노즐(42)의 동작 불능에도 모든 기판(30)의 표면에 에칭액을 분사할 수 있으며, 기판(30)의 표면이 균일하게 슬리밍될 수 있다.
도 3은 카세트의 일실시예를 보여주며, 도 4는 도 3의 카세트에 기판이 수납된 상태를 보여준다. 도 3을 참조하면, 카세트 프레임(10)이 박스 형상의 골조를 형성하여 카세트(60)를 구성한다. 카세트 프레임(10)의 길이방향을 따라서는 상단 프레임(12), 중단 프레임(14), 하단 프레임(16)이 구비된다. 그리고 상단 프레임(12)과 중단 프레임(14)의 내측에는 도시한 바와 같이 측벽 홀더(22)가 설치된다.
측벽 홀더(22)는 기판(30)의 측부 두께면을 수용하는 것으로서, 상호 대향하는 측으로 돌출된 한 쌍의 돌부(22a, 22b)로 구성된다. 측벽 홀더(22)는 비단 도시된 형상에 국한되지 않으며, 슬롯 형태로 구성되는 등 다양한 형태로 변경될 수 있다.
카세트 프레임(10)의 하단부에는 종방향을 가로질러 복수개의 종단스트립(18)이 설치된다. 각각의 종단스트립(18)은 소정 간격으로 나란하게 배치된 제1종단스트립(18a)과 제2종단스트립(18b)이 쌍을 이루도록 구성된다. 종단스트립 쌍(18a, 18b)은 둘 이상의 복수개 세트로 설치되며, 도시된 예에서는 이러한 종단스트립 쌍(18a, 18b)이 2세트 배치된 것을 예시하였다.
종단스트립(18) 상에는 호 형상의 하측 홀더(24)가 상부를 향해 돌출 형성된다. 도시한 바와 같이 하측 홀더(24)의 기단부(24a)는 제1종단스트립(18a) 상에 고정되며, 선단부(24b)는 제2종단스트립(18b) 상에 고정된다. 즉, 하측 홀더(24)는 기단부(24a)와 선단부(24b)가 대각선 방향으로 비틀린 형상을 갖는다.
하측 홀더(24)가 위와 같은 형상을 가짐에 따라, 기판(30)이 수직 방향으로 삽입될 때 하측 홀더(24)의 정점에서 기단부(24a) 또는 선단부(24b)에 이르는 곡면을 따라 미끄러지면서 기판(30)의 삽입을 유도한다. 따라서, 기판(30)이 옆 칸으로 오삽입되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 하측 홀더(24)를 확대 도시한 것으로서, 이를 참조하면 하측 홀더(24)들 사이의 간격은 다음과 같이 규정된다. 이웃하는 하측 홀더(24)간 길이방향 간격(하측 홀더가 설치된 열방향)을 'X'라 하고, 폭방향 간격을 'Y'라 한다면, X는 Y보다 작게 형성된다. 이는 기판(30)의 두께에 대응하는 간격인 X를 가능한 작게 하여 카세트(60) 내에서 기판(30)의 유격을 최소화하고, Y를 크게 하여 기판(30)의 양면을 보다 안정적으로 고정시키기 위함이다.
도 6은 카세트 내에서 기판의 설치예를 개념적으로 보여준다. 도 4를 참조하면, 카세트(60) 내에서 기판(30)은 수직방향으로 입설된다. 이를 위하여, 측부 홀더(22)와 하측 홀더(24)는 수직선상에서 적절한 위치에 설치된다.
도 7은 카세트 상부에 노즐 어레이가 설치된 예를 보인 것이며, 도 8은 슬리밍 공정을 개념적으로 보여준다. 도 7에서와 같이 노즐 어레이(40)에 복수개의 노즐(42)들이 매트릭스 형태로 배열된다. 그리고 도 8에서와 같이 기판(30)이 카세트(60) 내에서 수직으로 입설된 상태에서 에칭 공정이 진행된다.
이때, 도 8에서와 같이 하측 홀더(24)의 사이에 기판(30)의 두께면이 수용된 상태이므로, 카세트(60) 내에서 기판(30)의 유격을 최소화할 수 있다. 또한, 일부 노즐(42)이 동작불능이어도, 카세트(60)가 수평방향(노즐(42)에 대하여는 수직인 방향)으로 왕복 이동함으로써 동작불능인 노즐(42)의 직하방에 위치한 기판(30)들에도 에칭액이 분사될 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 카세트 프레임 12 : 상단 프레임
14 : 중단 프레임 16 : 하단 프레임
18 : 종단스트립 22 : 측벽 홀더
24 : 하측 홀더 30 : 기판
40 : 노즐 어레이 42 : 노즐
50 : 다이 52 : 베이스패널
54 : 상측 칼럼 56 : 하측 칼럼
58 : 지지구 59 : 바퀴
60 : 카세트 62 : 카세트 재치부
64 : 가이드롤러 66 : 왕복 이동수단

Claims (9)

  1. 기판을 에칭하여 슬리밍 처리하는 기판 슬리밍 장치에 있어서,
    하방으로 에칭액을 분사하는 복수개의 노즐이 장치된 노즐 어레이;
    상기 노즐 어레이의 하부에 위치되며 복수개의 기판들이 수납되는 카세트;
    상기 카세트의 하부에 설치되며 카세트의 수평방향 이동을 가이드하는 가이드롤러; 및
    상기 카세트 일측에 연결되어 적어도 상기 노즐을 통해 에칭액이 분사되는 동안 상기 카세트를 소정 행정 구간으로 왕복 이동시키는 왕복 이동수단을 포함하며,
    상기 노즐은 수직방향으로 설치되며, 상기 왕복 이동수단은 상기 카세트를 수평방향으로 왕복 이동시키고,
    상기 왕복 이동수단에 의한 카세트의 왕복 행정구간은 적어도 노즐과 노즐 사이의 수평방향 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 기판 슬리밍 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 왕복 이동수단은 모터 또는 공압 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 슬리밍 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 카세트는 박스 형상의 골조를 형성하는 카세트 프레임과, 상기 카세트 프레임의 측벽에 형성되어 기판의 측부 두께면을 수용하는 측벽 홀더와, 상기 카세트 프레임의 하단부에서 상향 돌출된 호 형상을 가지며 기단부와 선단부가 박스의 대각선 방향으로 비틀려 형성된 하측 홀더를 포함하며, 어느 하나의 하측 홀더 기단부와 길이방향으로 이웃하는 다른 하나의 하측 홀더 선단부 사이에 기판의 하부 두께면이 수용되는 것을 특징으로 하는 기판 슬리밍 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    어느 하나의 하측 홀더와 길이방향으로 이웃하는 다른 하나의 하측 홀더간 길이방향 간격이 폭방향 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 기판 슬리밍 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 기판은 카세트 프레임 내에서 수직으로 입설되는 것을 특징으로 하는 기판 슬리밍 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 카세트 프레임의 하단부에는 길이방향을 따라 나란하게 설치되는 한 쌍의 종단스트립이 설치되고, 상기 하측홀더의 기단부는 한 쌍의 종단스트립 중 어느 하나에 고정되며 하측홀더의 선단부는 대향하는 다른 하나의 종단스트립에 고정되는 것을 특징으로 하는 기판 슬리밍 장치.
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