KR101318600B1 - 기판 공급장치 - Google Patents
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Abstract
단시간에 기판을 교환할 수 있는 기판 공급장치(1)는, 일체로 회전 및 승강 가능하게 설치되고, 회전축 둘레에 대칭으로 배치된 복수의 암(4)과, 각각, 암(4)에 유격을 가지도록 지지되고, 또한, 기판을 보유 가능한 복수의 소정반(6)과, 암(4)의 회전 및 승강에 의해 소정반(6)이 탑재되고, 또한, 소정반(6)을 유격의 범위 내에서 위치 결정해서 유지하는 정반 유지기구(9, 10)를 구비하는 주정반(7)을 구비한다.
Description
본 발명은 기판을 가공하는 장치에 대하여 기판을 공급 및 배출하기 위한 기판 공급장치에 관한 것이다.
플랫 디스플레이 패널의 제조 등에서는, 유리 기판에 다이 코터(die coater)를 이용해서 코팅하는 공정이 있다. 기판에 두께가 균일한 도막(塗膜)을 형성하기 위해서는, 기판을 정확하게 위치 결정해서 유지하고, 기판과 다이 헤드의 간극을 균일하게 유지하도록 다이 헤드를 이동시킬 필요가 있다. 이 때문에, 일본국 특개 2002-200450호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 기판을 유지하는 정반(定盤) 위에 다이 헤드를 이동시키기 위한 레일을 고정한 장치를 이용하는 것이 일반적이다.
또한, 이러한 정반 위에 기판을 배치 및 배출(교환)하기 위해서, 예를 들면 일본국 특개평 5-45641호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 정반으로부터 돌출하는 핀에 의해 기판을 들어올려, 로봇의 암을 끼워 넣어서 기판을 꺼내는 구조가 구성된다. 그런데, 코팅 사이클을 짧게 하기 위해서, 도료를 도포한 직후에 핀에 의해 기판을 들어올리면, 기판이 휘고, 움푹 들어간 부분에 도료가 유동한 상태로 건조되므로 막 두께가 불균일해진다. 이 때문에, 기판의 코팅 사이클의 단축은 막 두께의 균일성을 희생하므로, 제조능력을 향상할 수 없다.
일본국 특개 2002-102771호 공보에는, 큰 정반 위에 기판을 탑재하는 2개의 스테이션을 설치하고, 2개의 스테이션 위를 이동할 수 있도록 다이 코터를 배치한 장치가 개시되어 있다. 이 장치에서는, 한쪽 스테이션에서 기판을 코팅하고 있는 동안에, 다른 쪽 스테이션의 기판을 교환하면 되므로, 처리 능력이 높다. 그러나, 2개의 스테이션에 대하여 각각 기판을 교환하는 로봇이 필요해서, 장치가 대형화되어 고가가 되는 문제가 있다. 또한, 다이 헤드의 이동량이 크므로, 오차도 생기기 쉽다.
상기 문제점을 감안하여, 본 발명은, 단시간에 기판을 교환할 수 있는 기판 공급장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 기판 공급장치는 일체로 회전 및 승강 가능하게 설치되고, 회전축 둘레에 대칭으로 배치된 복수의 암과, 각각, 상기 암에 유격을 가지도록 지지되고, 또한, 기판을 흡착 유지 가능한 복수의 소정반과, 상기 암의 회전 및 승강에 의해, 상기 기판을 흡착 유지하고 있는 상기 소정반이 탑재되고, 또한, 상기 기판을 흡착 유지하고 있는 상기 소정반을 상기 유격의 범위 내에서 위치 결정해서 유지하는 정반 유지기구를 구비하는 주(主)정반을 구비하는 것으로 한다.
이 구성에 의하면, 코팅 장치 또는 가공장치에, 기판을 소정반에 유지한 상태로 공급 및 배출하므로, 코팅(가공) 직후에 기판을 휘어지게 하는 일 없이 배출하고, 다음 기판을 공급할 수 있다. 이 때문에, 코팅(가공) 후 기판을 들어올릴 때까지의 시간을 짧게 하지 않고도, 코팅 사이클을 단축할 수 있다. 또한, 소정반과 암의 사이에 유격을 설치함으로써, 주정반 위에서 소정반의 위치나 자세를 미세 조정 가능하게 하여, 코팅 또는 가공시의 기판의 위치 및 자세를 정확하게 결정할 수 있다. 또한, 본 발명의 기판 공급장치는 기판을 취급하는 로봇 1대로 가능하여, 코팅 장치 또는 가공장치의 가동범위가 커지지 않으므로, 염가로 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 기판 공급장치에 있어서, 상기 소정반은 표면에 돌출해서 상기 기판을 들어올릴 수 있는 지지 핀을 내장하고, 이 기판 공급장치는 상기 암의 1개가 상기 소정반을 상기 주정반 위에 유지할 때, 다른 상기 암이 지지하는 상기 소정반의 아래쪽에 위치하도록 배치되어, 상기 지지 핀을 밀어올리는 구동 핀을 가지는 구동기구를 더 구비하고, 상기 구동 핀과 상기 지지 핀은 자력(磁力)에 의해 서로 흡착하도록 구성되어 있어도 좋다.
이 구성에 의하면, 자력에 의해 구동 핀의 후퇴에 맞춰서 확실하게 지지 핀을 후퇴시킬 수 있으므로, 소정반의 내부에 지지 핀에 힘을 가하는 부재를 배치할 필요가 없어, 구조가 간단하고, 소정반의 두께가 커지지 않는다.
또한, 본 발명의 기판 공급장치에 있어서, 상기 정반 유지기구는 상기 소정반을 공기압에 의해 지지하는 에어 패드를 가져도 좋다.
이 구성에 의하면, 소정반의 중량을 지지하는 부분이 비접촉이기 때문에, 마모에 의한, 기판을 유지하는 높이의 변화를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 기판 공급장치에 있어서, 상기 주정반은 상기 기판을 가공하는 장치를 지지해도 좋다.
이 구성에 의하면, 주정반과 가공장치의 위치 관계가 변화하지 않기 때문에, 소정반에 기판을 위치 결정하고, 소정반을 주정반에 위치 결정함으로써, 기판과 가공장치의 사이의 위치 관계가 보증된다.
이상과 같이, 복수의 소정반을 암의 회전(선회)에 의해 주정반 위에 배치하므로, 소정반에의 기판의 배치와, 기판의 가공을 병행해서 실행할 수 있다. 또한, 소정반과 암의 사이에 유격을 설치함으로써, 소정반을 주정반 위에서 미세 조정할 수 있으므로, 가공시에 기판을 정밀하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태의 기판 공급장치를 구비하는 기판 코팅 장치의 사시도.
도 2는 도 1의 기판 코팅장치의 측면도.
도 3은 도 1의 기판 코팅장치의 부분 확대 단면도.
도 2는 도 1의 기판 코팅장치의 측면도.
도 3은 도 1의 기판 코팅장치의 부분 확대 단면도.
이제부터, 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 및 2에, 본 발명의 하나의 실시형태인 기판 공급장치(1)를 구비하는 기판 코팅장치를 나타낸다. 기판 공급장치(1)는 회전 구동부(2)에 의해 수직의 축 둘레에 회전가능하게 또한 수직으로 승강 가능하게 지지된 회전 테이블(3)과, 2개 1쌍으로 설치되고, 회전 테이블(3)로부터 지름 방향 외측으로 연신하는 2쌍의 암(4)과, 암(4)의 각 쌍에 각각 지지되어, 유리 기판(5)을 흡착해서 유지 가능한 2개의 소정반(6)과, 한쪽 소정반(6)을 유지 가능한 주정반(7)과, 다른 쪽 소정반(6)으로부터 유리 기판(5)을 들어올리기 위한 핀 구동기구(8)를 가진다.
암(4)의 쌍은, 회전 구동부(2)의 회전축 둘레에 서로 대칭으로, 즉, 180°의 각도로 배치되어 있다. 주정반(7)과 핀 구동기구(8)는 회전 구동부의 축 둘레에 대칭하는 위치에 배치되어, 한쪽 소정반(6)이 주정반(7) 위에 유지되었을 때, 다른 쪽 소정반(6)의 바로 아래에 핀 구동기구(8)가 위치하게 되어 있다.
주정반(7) 및 핀 구동기구(8)는 각각, 소정반(6)의 측변에 맞닿고, 소정반(6)의 수평위치 및 방향을 결정하는 복수의 위치 결정장치(9)를 가진다. 위치 결정장치(9)는 각각 소정반(6)과의 맞닿음 위치를 조절할 수 있는 액추에이터이며, 주정반(7), 핀 구동기구(8) 및 회전 테이블(3)에 설치된 에어 실린더(10)와 협동하여, 소정반(6)의 수평위치 및 방향을 암(4)과의 유격의 범위 내에서 정한다(정반 유지기구).
소정반(6)은, 저면에 암(4)을 받아들이는 홈(11)을 가지고 있는데, 홈(11)의 폭이 암(4)의 폭보다도 넓고, 유격을 가지도록 지지되어 있다. 따라서, 소정반(6)은 암(4) 위에서, 그 유격의 범위 내에서 수평이동 및 수평회전이 가능하다.
회전 구동부(2)는 회전 테이블(3) 및 암(4)을 회전시에 장애물이 없는 높이(도 2의 2점 쇄선으로 나타내는 위치)까지 상승시킨 상태에서 180° 회전하고, 소정반(6)을 주정반(7)의 위쪽에 배치한 후에, 회전 테이블(3) 및 암(4)을 하강시킴으로써, 소정반(6)을 주정반(7) 위에 탑재하고, 암(4)은 홈(11)과의 사이에 간극이 생기는 위치까지 더욱 하강한다.
주정반(7)은 공기압에 의해 소정반(6)을 비접촉 상태로 지지하는 에어 패드(12)를 가진다. 에어 패드(12)는 각각 공기압의 조정 등으로 높이 조절 가능하게 유지되어 있고, 소정반(6)의 상면이 소정의 높이로 수평하게 되도록 조절되고, 소정반(6)은 에어 패드(12)의 공기압만으로 유지된 상태가 된다.
에어 패드(12) 및 위치 결정장치(9)는 소정반(6)마다 다른 유지 위치를 설정할 수 있게 되어 있다. 이에 따라, 각 소정반(6)에 미소한 경사나 형상의 차이가 있어도, 소정반(6)에 흡착된 유리 기판(5)은 주정반(7)에 대하여, 일정한 위치 및 방향으로 유지된다.
또한, 본 실시형태에서는, 에어 패드(12)로 공기압에 의해 비접촉으로 소정반(6)의 무게를 받기만 하므로, 소정반(6) 및 에어 패드(12)가 마모되지 않고, 한번 소정반(6)마다 에어 패드(12)의 높이를 설정하면, 매회 유리 기판(5)을 정확하게 동일한 위치에 유지할 수 있다. 또한, 위치 결정장치(9)나 에어 실린더(10)에 의한 위치 결정도 매우 작은 힘으로 순식간에 실행할 수 있다.
주정반(7)은, 유리 기판(5)에 코팅하는 다이 헤드(13)를 유지하는 문형(門型)의 주행 프레임(14)을 안내하는 가이드 레일(15)을 가진다. 즉, 주정반(7)은 다이 헤드(13)를 이동시킴으로써 유리 기판(5)에 코팅하는 가공장치를 지지하고 있어, 다이 헤드(13)를 주정반(7)에 대하여 엄밀하게 평행 이동시킬 수 있다. 따라서, 다이 헤드(13)는 주정반(7) 위에 정확하게 위치 결정되어 유지된 유리 기판(5)에 균일한 막 두께의 도막을 형성할 수 있다.
또한, 도 3에, 소정반(6)의 내부 구조를 나타낸다. 소정반(6)은, 핀 구동기구(8)에 의해 구동되고, 유리 기판(5)을 소정반(6)으로부터 들어올리는 지지 핀(16)을 내장하고 있다. 지지 핀(16)은, 소정반(6)에 내장된 안내통(17) 내에서 슬라이드하는 슬라이더(18)에 돌출 설치되어 있다. 슬라이더(18)는, 아래쪽에 자성(磁性) 금속편(19)이 부착되어 있다.
핀 구동기구(8)는 실린더(20)에 의해 승강 가능하게 유지된 프레임(21) 위에 돌출 설치된 구동 핀(22)을 가지고, 구동 핀(22)의 선단에는, 자성 금속편(19)을 흡착하는 영구자석(23)이 부착되어 있다.
유리 기판(5)은 핀 구동기구(8)의 프레임(21)을 상승시켜, 구동 핀(22)에 의해 지지 핀(16)을 지지하는 슬라이더(18)를 밀어올림으로써, 소정반(6)으로부터 들어올려진다. 그리고 도 1에 도시하는 바와 같이, 로봇 핸드(24)가 유리 기판(5)의 아래쪽에 삽입되어, 소정반(6) 위로부터 유리 기판(5)을 제거한다.
또한, 로봇 핸드(24)는 새로운 유리 기판(5)을 지지 핀(16) 위에 탑재한다. 로봇 핸드(24)가 뽑힌 후, 핀 구동기구(8)가 구동 핀(22)을 하강시킴으로써, 지지 핀(16)이 소정반(6)의 내부에 수용되고, 유리 기판(5)은 소정반(6) 위에 탑재된다.
이때, 로봇 핸드(24)가 유리 기판(5)을 탑재하는 위치를 화상처리 기술이나 소정반(6)에 내장하는 위치 결정기구(도시하지 않음) 등을 이용하여, 정확하게 제어함으로써 유리 기판(5)을 소정반(6)에 대하여 정확하게 위치 결정해서 흡착 유지시키는 것이 가능하다. 유리 기판(5)과 소정반(6)의 상대위치가 매회 같아지도록, 주정반(7)에서는 소정반(6)을 위치 결정한 것만으로, 주정반(7)과 유리 기판(5)의 상대위치도 매회 동일하게 할 수 있다.
이렇게, 본 실시형태에서는, 다이 헤드(13)에 의해 코팅 전의 유리 기판(5)을 유지한 소정반(6)을 유리 기판(5)에 코팅하기 위한 주정반(7)에 공급하고, 코팅 후의 유리 기판(5)을 유지한 소정반(6)을 주정반(7)으로부터 반출한다.
도막이 형성된 유리 기판(5)은 소정반(6)에 유지된 채, 암(4)이 180° 회전함으로써 핀 구동기구(8) 위에 이동된 후, 새로운 유리 기판(5)과 교환하기 위해서, 지지 핀(16)에 의해 소정반(6)으로부터 들어올려진다. 즉, 코팅된 유리 기판(5)은 암(4)이 회전하고 있는 동안은 소정반(6)에 유지된 상태이며, 도료를 코팅한 직후에 유리 기판(5)을 들어올리지 않는다. 따라서, 유리 기판(5)이 소정반(6)에 유지된 평탄한 상태인 채로 도료가 건조된다. 그 후, 유리 기판(5)이 핀 구동기구(8)에 의해 들어올려져 휘어짐이 생겨도, 이미 도료가 건조되어 있으므로, 도료가 움푹 들어간 부분에 유동해서 막 두께를 불균일하게 하지 않는다.
이 때문에, 유리 기판(5)의 도막이 형성된 후 지지 핀(16)에 의해 들어올려질 때까지의 시간을 길게 하면서, 코팅되는 유리 기판(5)의 매수를 많게 할 수 있다.
여기서, 본 발명에서는, 암(4)에 대한 유격 내에서 소정반(6)이 위치 결정되어, 암(4)이 소정반(6)을 완전히 벗어나는 일이 없으므로, 암(4)을 소정반(6)에 대하여 위치 결정하거나, 암(4)에 의한 소정반(6)의 유지를 확보하기 위한 특별한 기구가 불필요하다.
또한, 본 실시형태에서는, 소정반(6)의 두께 내에 유지된 지지 핀(16)을 구동 핀(22)으로 밀어올리도록 구성했으므로, 핀 구동기구(8)의 실린더(20)의 스트로크는 소정반(6)의 두께보다도 작으면 좋고, 구동 핀(22)의 승강에 필요로 하는 시간이 짧아져, 생산량을 늘릴 수 있다.
또한, 구동 핀(22)의 영구자석(23)이 지지 핀(16)과 일체로 이동하는 자성 금속편(19)에 흡착하므로, 구동 핀(22)의 하강은 중력에 더해서, 지지 핀(16)을 소정반(6) 중에 끌어들이는 힘을 작용시킨다. 이에 따라, 지지 핀(16)을 수용 방향으로 힘을 가하는 용수철 등을 설치하지 않아도, 지지 핀(16)의 수용이 확실하게 달성된다. 이 때문에, 지지 핀(16)을 유지하는 구조가 간소해서, 소정반(6)의 박형화가 가능하다.
1…기판 공급장치
2…회전 구동부
3…회전 테이블
4…암
5…유리 기판
6…소정반
7…주정반
8…핀 구동기구
9…위치 결정장치
10…에어 실린더
11…홈
12…에어 패드
13…다이 헤드
14…주행 프레임
15…가이드 레일
16…지지 핀
17…안내통
18…슬라이더
19…자성 금속편
20…실린더
21…프레임
22…구동 핀
23…영구자석
24…로봇 핸드
2…회전 구동부
3…회전 테이블
4…암
5…유리 기판
6…소정반
7…주정반
8…핀 구동기구
9…위치 결정장치
10…에어 실린더
11…홈
12…에어 패드
13…다이 헤드
14…주행 프레임
15…가이드 레일
16…지지 핀
17…안내통
18…슬라이더
19…자성 금속편
20…실린더
21…프레임
22…구동 핀
23…영구자석
24…로봇 핸드
Claims (4)
- 일체로 회전 및 승강 가능하게 설치되고, 회전축 둘레에 대칭으로 배치된 복수의 암과,
각각, 상기 암에 유격을 가지도록 지지되고, 또한, 기판을 흡착 유지 가능한 복수의 소정반과,
상기 암의 회전 및 승강에 의해, 상기 기판을 흡착 유지하고 있는 상기 소정반이 탑재되고, 또한, 상기 기판을 흡착 유지하고 있는 상기 소정반을 상기 유격의 범위 내에서 위치 결정해서 유지하는 정반 유지기구를 구비하는 주(主)정반을 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 공급장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 소정반은, 표면에 돌출해서 상기 기판을 들어올릴 수 있는 지지 핀을 내장하고,
상기 기판 공급장치는, 상기 암의 1개가 상기 소정반을 상기 주정반 위에 유지할 때, 다른 상기 암이 지지하는 상기 소정반의 아래쪽에 위치하도록 배치되고, 상기 지지 핀을 밀어올리는 구동 핀을 가지는 구동기구를 더욱 구비하고,
상기 구동 핀과 상기 지지 핀은, 자력에 의해 서로 흡착하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 공급장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 정반 유지기구는, 상기 소정반을 공기압에 의해 지지하는 에어 패드를 가지는 것을 특징으로 하는 기판 공급장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 주정반은, 상기 기판을 가공하는 장치를 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 공급장치.
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