KR101388442B1 - 기판이송장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판이 부상된 상태에서 기판의 자유로운 회전 및 회전 후 다양한 방향으로 이송방향을 전환시킬 수 있는 기판 이송장치에 관하여 개시한다.
본 발명에 따른 기판이송장치는 공기를 분출하여 기판을 부상시키는 에어부상유닛과, 에어부상유닛에 의해 부상된 상기 기판을 회전 또는 이송시키기 위하여 상기 에어부상유닛 내측에 방사형으로 배치되는 방향전환롤러와, 기판을 상기 에어부상유닛의 내외로 이송하는 이송롤러를 포함한다.

Description

기판이송장치{Substrate conveyer}
본 발명은 기판 이송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판이 부상된 상태에서 기판의 자유로운 회전 및 회전 후 다양한 방향으로 이송방향을 전환시킬 수 있는 기판 이송장치에 관한 것이다.
최근 TV, 컴퓨터 모니터를 중심으로 한 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)를 디스플레이로 사용하는 기기의 수요가 증가되면서 점차 대형화 되는 추세이다.
LCD는 유리로 이루어진 얇은 두 장의 유리기판 사이에 액정을 주입하고 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 빛의 투과율을 조절하여 화상을 형성하게 된다. 이러한 LCD 패널은 유리재질로 이루어지므로 외부 충격에 취약하여 쉽게 깨지거나 표면이 손상될 수 있어 제조하는 전 공정에 있어 공정간의 이송에 매우 중요하다.
종래의 기판 이송장치는 주로 롤러 타입으로 이루어져서 기판이 롤러와 접촉되며 롤러의 회전방향에 따라 기판이 이송되며 이러한 이송을 위한 롤러 이외에 기판을 소정각만큼 회전시키는 방향전환기구를 포함하는 경우도 있다.
그러나, 이러한 종래의 기판이송장치는 기판의 이송방향에 따라 기능적으로 특화되기 때문에 기판의 종방향 또는 횡방향 투입, 배출 방향의 다양성을 부가하기 위해서는 여러 장비를 복합적으로 구성하여 사용하여야 한다. 따라서, 여러 장비를 사용함에 따라 생산라인의 구축비용이 상승될 뿐 만 아니라 공간의 효율성이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.
또한, 롤러에 의해 기판의 이송은 기판이 롤러에 직접 접촉된 상태에서 이루어지므로 기판에 스크래치가 발생하는 등 기판이 손상될 수 있고 접촉시 발생하는 파티클로 인하여 크린환경을 이루기 힘들게 된다. 또한, 롤러를 이용하여 기판의 이송방향을 전환시키기 위하여 서로 수직하는 롤러를 배열하고 이를 업, 다운 동작을 통해 이송력을 제어하게 되는데, 이러한 업다운 동작은 다수의 이송롤러간 및 기타 다른 구조물과 간섭이 일어나지 않도록 하여야 하므로 롤러의 설치구조가 복잡해지고 업다운 동작에 의해 이송방향 전환시 많은 시간이 소요되어 생산성을 저하시키는 요인이 되었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기판의 방향전환과 다방향 이송기능이 하나로 통합된 기판이송장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 기판의 손상 및 이물질 부착이 최소화되도록 한 기판이송장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 기판이송장치는, 공기를 분출하여 기판을 부상시키는 에어부상유닛과,
상기 에어부상유닛에 의해 부상된 상기 기판을 회전 또는 이송시키기 위하여 상기 에어부상유닛 내측에 방사형으로 배치되는 방향전환롤러와,
상기 기판을 상기 에어부상유닛의 내외로 이송하는 이송롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 에어부상유닛은 전체적으로 직사각형으로 배열되며, 상기 이송롤러는 상기 기판이 상기 에어부상유닛의 각각의 외면에 대한 수직방향으로 이송될 수 있도록 상기 에어부상유닛의 각각의 외면에 배치되는 상부 이송롤러, 하부이송롤러, 좌측 이송롤러 및 우측 이송롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방향전환롤러는 서로 대향되며 상기 상부 이송롤러 및 하부 이송롤러와 평행하게 배열되는 좌측 방향전환롤러 및 우측 방향전환롤러와, 서로 대향되며 상기 좌측 이송롤러 및 우측 이송롤러에 평행하게 배열되는 상부 방향전환롤러 및 하부 방향전환롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방향전환롤러는 상기 기판과의 접촉상태가 제어될 수 있도록 상하이동 가능하게 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 이송롤러와 방향전환롤러는 정역회전 가능하게 마련된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판이송장치는 디버터와 턴테이블이 통합된 형태로 구성 되어 다양한 방향전환이 가능함과 동시에 기판을 일정각만큼 회전시킬 수 있다.
따라서, 디버터와 턴테이블이 별도로 구성되어 연결되는 경우에 비하여 이송라인을 구성하는 장비가 감소되어 생산설비에 소요되는 비용, 설치공간이 절감될 뿐만 아니라 생산성도 향상되는 탁월한 효과가 있다.
또한, 기판의 이송 및 회전동작시 에어부상유닛에 의해 기판이 상판으로부터 부상된 상태에서 이루어지므로 기판과 롤러간의 접촉면적이 최소화되어 기판의 손상가능성이 현저히 감소되고 기판의 클린상태가 유지될 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판이송장치에 대하여 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판이송장치의 외관을 대략적으로 보인 사시도이다.
수평면을 형성하는 상판(11)과, 이 상판(11)이 지면으로부터 일정높이만큼 이격되어 수평상태를 유지하도록 지지하는 스탠드(12)를 포함하여 구성된다.
상판(11)에는 기판(50)을 부상시키기 위한 에어부상유닛(20)과, 기판(50)이 회전하거나 방향전환하여 이송될 수 있도록 하는 방향전환롤러(40)와, 기판(50)을 에어부상유닛(20)으로 로딩 또는 언로딩하기 위한 이송롤러(30)가 설치된다.
에어부상유닛(20)은 다수의 유닛(21)으로 구성되어 있으며, 이때 에어부상유닛(20)이 배열된 면적은 이송하는 기판(50)을 이송과정동안 안정적으로 부상시킬 수 있도록 기판(50)의 면적보다 크게 형성된다. 각각의 유닛(21)에는 기판(50)이 부상되도록 공기를 분출하는 다수의 분사공(21a)이 형성되어 있으며, 각 유닛(21)의 크기 및 배열패턴은 기판(50)의 크기 등을 고려하여 다양하게 변형될 수 있다.
에어부상유닛(20)이 직사각형으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 기판(50) 회전시 부상력이 기판(50)에 고르게 가해질 수 있도록 정사각형의 형태로 배열될 수 있다. 이러한 에어부상유닛(20)에서 외곽을 형성하는 각면에는 이송롤러(30)가 배열되어 도면에서와 같이 좌측 이송롤러(30a), 우측 이송롤러(30b), 상부 이송롤러(30c), 하부 이송롤러(30d)가 각 면에 평행하게 배열되어 있다.
이송롤러(30)에서 각각의 롤러는 에어부상유닛(20)의 각면에 대하여 수직되는 방향으로 회전하며 기판(50)을 에어부상유닛(20)으로 로딩하거나 에어부상유닛(20) 밖으로 언로딩하는 동작을 수행하게 된다.
에어부상유닛(20)이 다수의 유닛(21)으로 구성될 때 각 유닛(21)사이에는 일정한 간극(21a)이 형성되는데, 이러한 간극(21a)에 방향전환롤러(40)가 배열될 수 있다.
방향전환롤러(40)는 기판(50)을 회전시킬 수 있도록 방사형으로 배열되되 에어부상유닛(20)의 중심과 방향전환롤러(40)의 중심이 서로 일치하도록 형성되도록 하여 기판(50)이 에어부상유닛(20)에 의해 상판(11)으로부터 부상된 상태에서 방향전환 및 이송될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도시된 실시예에서 에어부상유닛(20)은 크게 4등분된 네 개의 구역으로 배열되어 있으며 각 구역에는 두 개씩의 유닛(21)이 설치된다. 이때 각 구역을 구획하는 간극(11a)은 십자형상으로 형성되는데 이 간극(11a)에 방향전환롤러(40)가 배열 된다.
방향전환롤러(40)는 에어부상유닛(20)의 내측에 가로방향 및 세로방향으로 배치되어 전체적으로 방사형을 이루고 각각의 방향전환롤러(40)는 독립적으로 정역회전 가능하게 마련된다.
방향전환롤러(40)에서 서로 대면하는 방향으로 배열된 한 쌍의 롤러는 서로 평행하게 배치되어 회전가능한 방향이 일치하고 에어부상유닛(20) 외곽에 배열된 다른 두 개의 이송롤러와도 평행하게 배치된다.
즉, 세로방향으로 배열된 상부 및 하부 방향전환롤러(40a)(40b)는 좌측 및 우측 이송롤러(30a)(30b)와 평행하면서 그 회전가능한 방향이 일치되며 마찬가지로 좌,우측 방향전환롤러(40c)(40d)의 회전가능방향은 상,하부 이송롤러(30c)(30d)의 회전가능방향과 일치될 수 있다.
방향전환롤러(40)는 기판이 로딩된 상태에서 제자리에서 원활하게 회전할 수 있도록 각 방향전환롤러(40a)(40b)(40c)(40d)가 기판을 방향전환하는 각속도가 서로 일치하여야 한다. 따라서, 각각의 방향전환롤러(40a)(40b)(40c)(40d)는 중심으로부터 거리와 회전속도가 서로 일치하도록 구성되거나, 중심으로부터의 거리에 비례하여 롤러의 회전속도가 증가하여 기판(50)을 이송하는 전체적인 각속도는 동일하도록 형성되어야 한다.
또한, 서로 대면하지 않는 방향전환롤러(40)간에는 회전방향이 서로 직교하여 기판(50)을 회전시키는 동작상태가 아니라면 서로 간섭을 일으켜 기판(50)의 이송을 방향하게 되므로 서로 이송방향이 수직인 상,하부 방향전환롤러(40a)(40b)와 좌,우측 방향전환롤러(40c)(40d)는 이러한 간섭이 발생하지 않도록 상하이동가능하게 마련된다.
도 2를 참조하면, 상판(11)의 하부에는 상기 이송롤러(30), 방향전환롤러(40), 에어부상유닛(20) 및 이를 구동하기 위한 요소가 배열되어 있다.
좀 더 구체적으로 살펴보면, 도 2에서와 같이 하부 이송롤러(30d)는 다수의 롤러(31d), 이 다수의 롤러(31d)에 직렬로 연결된 회전축(32d) 및 회전축(32d)을 구동하는 구동모터(33d)를 포함하여 이루어지며, 이러한 요소는 상판(11)의 하부에 설치되어 있다.
이때 구동모터(33d)는 정역회전이 가능하여 롤러(31d)에 의해 기판을 로딩 및 언로딩될 수 있도록 하며 이와 같이 하나의 이송롤러(30d)는 각 롤러(31d)가 하나의 회전축(32d)에 의해 연결되어 그 회전방향이 일치한다.
에어부상유닛(20)을 구성하는 하나의 단위유닛(21)은 함상의 하우징(21b)과, 이 하우징(21b)의 내부에 회전가능하게 설치되는 송풍팬(미도시) 및 이를 구동하는 구동모터(미도시)을 포함하여 이루어진다. 송풍팬은 별도의 흡입구(미도시)를 통해 공기를 흡입하여 분사공(도 1참조)을 통해 공기가 배출되도록 한다.
방향전환롤러(40)는 기판(50)과의 접촉이 제어될 수 있도록 상하이동 동작이 가능하도록 마련되고, 이때 상하이동 동작은 솔레노이드를 포함하는 액츄에이터(미도시)에 의해 이루어질 수 있는데, 롤러의 상하이동 동작을 구현하기 위한 구성은 이미 다수 공지되어 있으므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
이하에는 도 3 내지 6를 참조하여 본 발명의 기판이송장치에 의해 기판의 이 송동작을 살펴본다.
도 3a, 3b 및 3c는 기판이송장치에 의해 디버터 동작을 연속적으로 도시한 것이다. 도 3a는 기판(50)이 기판이송장치(10)내로 진입하는 상태로써, 이때에는 에어부상유닛(20)이 동작하여 기판(50)이 이송되는 동작 전체에 걸쳐 기판(50)을 부상시키며 기판(50)을 이송시키는 이송력은 하부 이송롤러(30d)에 의해 최초 제공되고 이어서 좌,우측 방향전환롤러(40c)(40d) 의해 제공된다.
이러한 이송에 의해 도 3b와 같이 기판(50)이 에어부상유닛(20)의 중심방향으로 완전히 진입하면 하부 이송롤러(30d) 및 좌,우측 방향전환롤러(40c)(40d)의 동작이 정지된다.
이후에는 기판(50)의 왼쪽으로 이동될 수 있도록 좌,우측 방향전환롤러(40c)(40d)는 하강하여 기판(50)과의 접촉이 차단되고 상,하부 방향전환롤러(40a)(40b)가 상승하여 기판(50)을 좌측으로 이송하는 방향으로 회전하면 기판(50)의 이송이 시작되고 이어서 좌측 이송롤러(30a)에 의해 기판(50)은 도 3c와 같이 제1스테이지(61)로부터 제4스테이지(6)로 90도만큼 방향전환되어 이송될 수 있다.
도 4a, 4b 및 4c는 기판이송장치에 의해 턴동작을 연속적으로 도시한 것이다. 도 4a 및 4b에 의한 기판(50)의 진입과정은 전술한 도 3에 의해 기판(50) 진입과정과 동일하여 하부 이송롤러(30d)와 좌,우측 방향전환롤러(40c)(40d)에 의해 기판(50)이 방향전환롤러(40)의 중심으로 진입하게 된다. 이후에는 전체 방향전환롤러(40)는 기판을 회전시키려는 방향, 도 4c과 같이 반시계방향으로 90도만큼 기 판(50)이 회전하도록 동작한다. 이때에는 기판(50)과 이송롤러(30)와의 접촉은 차단된 상태이며 기판(50)은 전체적으로 에어부상유닛(20)에서 분사되는 공기에 의해 하중이 지지된 상태에서 방향전환롤러(40)에 의해 회전력이 제공된다. 따라서, 방향전환롤러(40) 전체가 반드시 기판(50)과 접촉한 상태로 기판(50)의 회전이 이루어질 필요는 없으며 방향전환롤러(40)를 구성하는 네 개의 롤러중 일부만 접촉되어도 기판이 회전될 수 있으나, 기판(50)의 안정적인 회전을 위하여는 전체 방향전환롤러(40)가 기판(50)을 회전시키는 것이 바람직하다.
이러한 기판(50)의 회전동작이 끝나 원하는 위상만큼 기판(50)이 회전된 상태에서 기판(50)이 이송될 방향, 도 4c와 같이 기판(50)이 좌측으로 이송될 경우 기판(50)을 가로방향으로 이송할 수 있는 상,하부 방향전환롤러(40a)(40b)가 작동하여 이송이 개시되고 이어서 좌측 이송롤러(30a)에 기판(50)과 접촉되며 도 4d와 같이 기판을 최종적으로 제4스테이지(64)로 이송한다.
도 5는 기판이송장치에 의한 다른 이송동작을 도시한 것으로, 기판(50)의 진입 및 회전동작은 도 4에 도시된 동작과 동일하며 기판(50)의 회전이 끝난 후 기판(50)은 제3스테이지(63)로 이송되게 된다. 이와 같이 기판(50)의 회전동작, 즉 턴동작이 끝난 후 디버팅이 이루어지는 방향은 상,하 방향 및 좌,우방향 모두 가능함을 알 수 있다.
도 6은 기판이송장치에 의한 또 다른 이송동작의 일 예를 도시한 것으로, 기판(50)은 제1스테이지(61)로부터 에어부상유닛(20)내로의 로딩동작 후 180도 만큼 회전하여 제3스테이지(63)로 이송될 수 있다. 이와 같이 기판(50)은 에어부상유 닛(20)에 로딩된 후 방향전환롤러(40)에 의해 회전되며 회전되는 각도에 제한은 없다. 다만, 기판(50)이 각각의 스테이지로 가로 및 세로방향 정렬상태가 유지되면서 이송되기 위하여는 기판(50)의 회전각은 90도 단위로 증가하여 270도 까지 회전된 후 이송될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 기판이송장치에서 이송되는 기판(50)은 액정표시장치에서 화상을 형성하는 액정패널에 포함되는 유리기판이 될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 기판이송장치(10)는 네 방향으로의 디버팅 동작 및 기판(50)을 0~270도 범위에서 회전하는 턴테이블로써의 동작을 모두 수행할 수 있고 이러한 이송 및 회전동작은 기판이 부상된 상태에서 롤러와 기판간의 접촉이 최소화되면서 이루어진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판이송장치의 외관을 대략적으로 보인 사시도이다.
도 2는 상판의 하부구조를 나타내기 위하여 기판이송장치에 대한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 기판이송장치에 의한 디버팅동작을 연속적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 기판이송장치에 의한 턴테이블 동작 및 디버팅 동작을 연속적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 기판이송장치에 의한 이송동작의 다른 일례를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 기판이송장치에 의한 이송동작의 또 다른 일례를 도시한 평면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 기판이송장치 본체, 11 : 상판,
12 : 스탠드, 20 : 에어부상유닛,
30 : 이송롤러, 40 : 방향전환롤러,
50 : 기판,

Claims (6)

  1. 공기를 분출하여 기판을 부상시키는 에어부상유닛과,
    상기 에어부상유닛에 의해 부상된 상기 기판을 회전 또는 이송시키기 위하여 상기 에어부상유닛 내측에 방사형으로 배치되는 방향전환롤러와,
    상기 기판을 상기 에어부상유닛의 내외로 이송하는 이송롤러를 포함하되,
    상기 에어부상유닛은 전체적으로 직사각형으로 배열되며, 상기 이송롤러는 상기 기판이 상기 에어부상유닛의 각각의 외면에 대한 수직방향으로 이송될 수 있도록 상기 에어부상유닛의 각각의 외면에 배치되는 상부 이송롤러, 하부이송롤러, 좌측 이송롤러 및 우측 이송롤러를 포함하고,
    상기 방향전환롤러는 서로 대향되며 상기 상부 이송롤러 및 하부 이송롤러와 평행하게 배열되는 좌측 방향전환롤러 및 우측 방향전환롤러와, 서로 대향되며 상기 좌측 이송롤러 및 우측 이송롤러에 평행하게 배열되는 상부 방향전환롤러 및 하부 방향전환롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 방향전환롤러는 상기 기판과의 접촉상태가 제어될 수 있도록 상하이동 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이송롤러와 방향전환롤러는 정역회전 가능하게 마련된 것을 특징으로 하는 기판이송장치.
  6. 삭제
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