KR101407415B1 - 기판 절단시스템 - Google Patents

Abstract

기판 절단시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 절단시스템은, 원기판이 접촉되어 이송되는 폐루프 형상의 벨트를 구비하는 다수의 벨트 컨베이어 유닛(Belt Conveyor Type)을 포함하며, 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 작업이 진행되는 작업라인을 형성하는 기판이송 유닛; 원기판을 커팅하는 커팅 존(Cutting Zone)에 마련되어 원기판 상에 스크라이브 라인(Scribe Line)을 형성하는 스크라이브 유닛(Scribe Unit); 및 커팅 존에 마련되며, 커팅 존에서 원기판이 처지는 것이 저지되도록 원기판의 레벨(Level)을 유지시키는 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부를 포함한다.

Description

기판 절단시스템{Glass cutting system}

본 발명은, 기판 절단시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 커팅 존(Cutting Zone)에서 기판 처짐 현상이 발생되는 것을 저지할 수 있으며, 이에 따라 기판의 안정적인 레벨(Level) 유지를 통해 기판의 절단 품질을 향상시킬 수 있는 기판 절단시스템에 관한 것이다.

최근들어 반도체 산업 중 전자 디스플레이 산업이 급속도로 발전하면서 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)가 등장하기 시작하였다. 평면디스플레이는 TV나 컴퓨터의 모니터, 혹은 핸드폰(mobile phone), PDA, 디지털 카메라 등과 같은 기기의 표시장치로 사용된다.

평면디스플레이의 종류에는 LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등이 있다.

한편, 대표적인 평면디스플레이로서의 LCD 기판은, 내부에 액정이 주입된 상태에서 상호 부분적으로 접면하여 합착되는 유리재질의 상판(CF, Color Filter) 및 하판(TFT, Thin Film Transistor)과, 상판 및 하판의 노출면에 각각 결합되어 해당 위치에서 광학적인 특성을 부여하는 상부 및 하부 편광판을 구비한다.

칼라의 화상을 형성하는 상판은 하판에 비해 그 면적이 작게 형성된다. 따라서 상판과 하판이 합착되고 나면 하판의 상면에는 상판이 중첩되지 않는 부분인 패드 부분이 형성된다. 패드 부분에는 단위기판을 제어하는 IC 드라이버와, IC 드라이버를 인쇄회로기판에 연결하는 FPC 등이 결합된다.

현재 출시되어 사용되고 있는 LCD 기판은 23 인치, 40 인치, 50 인치 등으로 그 크기가 다양하다.

이러한 LCD 기판은, 상판 및 하판이 합착된 상태로 형성되고 그 면적이 거대한 대면적 원기판을 절단 공정을 통해 수 내지 수십 등분으로 절단하여 단위기판으로 제작한 후, 모듈 공정에서 단위기판들의 패드 부분에 IC 드라이버 등을 실장함으로써 각각 하나씩의 완제품으로 출시된다.

이때, 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 공정은 별도의 절단시스템, 즉 소위 스크라이버(Scriber) 혹은 스크라이브 장치(Scribe Apparatus)라고도 불리는 기판 절단시스템을 통해 수행된다.

현재까지 알려지고 있는 통상적인 기판 절단시스템은, 기판이 이송되는 기판이송 유닛과, 기판이송 유닛을 따라 이송되는 기판에 스크라이브 라인(Scribe Line)을 형성하는 스크라이브 유닛과, 기판을 스크라이브 라인을 따라 절단하는 브레이크 유닛을 구비하고 있다.

이때, 기판이송 유닛은 벨트(belt)를 구비한 다수의 벨트 컨베이어 유닛(Belt Conveyor Type)으로 적용된다. 즉 다수의 벨트 컨베이어 유닛을 서로서로 이웃하게 배치함으로써 기판을 이송시키는 기판이송 유닛을 형성하고 있다. 특히, 스크라이브 유닛이 배치되는 영역의 벨트 컨베이어 유닛들은 스크라이브 유닛의 동작에 간섭을 주지 않기 위해 일정 거리 이격 배치된다.

이러한 구조에 의해 다수의 벨트 컨베이어 유닛 상에 놓여 다수의 벨트 컨베이어 유닛을 따라 이송되는 원기판은 스크라이브 유닛에 도달되어 표면에 스크라이브 라인이 형성된 후, 브레이크 유닛을 거치면서 스크라이브 라인이 절단되어 다수의 단위기판으로 형성될 수 있다.

그런데, 이와 같은 구조를 갖는 종래의 기판 절단시스템의 경우, 스크라이브 유닛이 배치되는 소위, 커팅 존(cutting zone)에서 벨트 컨베이어 유닛들이 단순하게 이격 배치된 구조를 가지기 때문에 벨트 컨베이어 유닛의 정도가 떨어질 수밖에 없으며, 이에 따라 커팅 존에서의 기판 처짐 현상이 발생되어 기판의 안정적인 레벨(level) 유지가 곤란한 문제점이 있다.

대한민국특허청 출원번호 제10-2004-7019582호

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 커팅 존(Cutting Zone)에서 기판 처짐 현상이 발생되는 것을 저지할 수 있으며, 이에 따라 기판의 안정적인 레벨(Level) 유지를 통해 기판의 절단 품질을 향상시킬 수 있는 기판 절단시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 원기판이 접촉되어 이송되는 폐루프 형상의 벨트를 구비하는 다수의 벨트 컨베이어 유닛(Belt Conveyor Type)을 포함하며, 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 작업이 진행되는 작업라인을 형성하는 기판이송 유닛; 상기 원기판을 커팅하는 커팅 존(Cutting Zone)에 마련되어 상기 원기판 상에 스크라이브 라인(Scribe Line)을 형성하는 스크라이브 유닛(Scribe Unit); 및 상기 커팅 존에 마련되며, 상기 커팅 존에서 상기 원기판이 처지는 것이 저지되도록 상기 원기판의 레벨(Level)을 유지시키는 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템이 제공될 수 있다.

상기 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부는, 레벨 유지용 프레임; 및 상기 레벨 유지용 프레임의 상부에 마련되며, 에어(Air)에 의해 상기 원기판을 척킹하는 다수의 에어 척킹 모듈(Air Chucking Module)을 포함할 수 있다.

상기 에어 척킹 모듈은, 적어도 하나의 에어 홀(Air Hole)이 형성되는 모듈 바디; 및 상기 에어 홀에 결합되는 포로스부재를 포함할 수 있다.

상기 에어 척킹 모듈들은 상기 벨트 컨베이어 유닛의 이격거리에 대응되게 상호간 이격 배치될 수 있다.

상기 기판이송 유닛은, 상기 기판이송 유닛의 하부 구조를 형성하되 상기 벨트 컨베이어 유닛이 착탈 가능하게 결합되는 컨베이어 프레임 구조체; 및 상기 컨베이어 프레임 구조체에 마련되며, 상기 벨트를 일 방향으로 회전시키는 동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터의 모터축에 연결되고 실질적으로 상기 벨트와 접촉되어 상기 벨트를 회전시키되 상기 벨트가 상기 벨트의 하부 영역에서 외접되는 구동 롤러를 갖는 동력발생부를 더 포함할 수 있다.

상기 벨트 컨베이어 유닛은, 상기 컨베이어 프레임 구조체 상에서 상기 작업라인 및 상기 작업라인에 가로 방향을 따라 상호 이격 간격을 가지고 다수 개 배열될 수 있다.

상기 구동 롤러에 인접하게 마련되어 상기 구동 롤러와 함께 상기 벨트를 회전 가능하게 지지하는 적어도 하나의 아이들 롤러를 더 포함할 수 있으며, 상기 아이들 롤러는 상기 벨트의 일 영역에서 상기 벨트와 내접되되 상기 구동 롤러를 사이에 두고 한 쌍으로 마련되어 상기 벨트를 회전 가능하게 지지할 수 있다.

상기 벨트 컨베이어 유닛은, 일 영역에서 상기 컨베이어 프레임 구조체와 부분적으로 착탈 가능하게 결합되는 유닛 중앙몸체; 및 상기 유닛 중앙몸체의 양 단부 영역에서 상기 유닛 중앙몸체와 분리 가능하게 결합되는 분할 단위몸체를 포함할 수 있다.

상기 분할 단위몸체는, 상기 벨트가 폐루프 형상으로 지지될 수 있도록 상기 벨트의 내부에서 상기 벨트를 회전 가능하게 지지하는 다수의 텐션 롤러; 및 상기 다수의 텐션 롤러를 지지하는 롤러 지지부를 포함할 수 있다.

상기 원기판이 이송되는 방향을 따라 상기 스크라이브 유닛의 후방에 마련되며, 상기 스크라이브 라인을 따라 상기 스크라이브 라인이 형성된 원기판이 상기 단위기판으로 절단하는 브레이크 유닛(break unit)을 더 포함할 수 있다.

상기 벨트의 적어도 어느 일 영역에 접촉되도록 마련되며, 상기 원기판이 상기 복수의 단위기판으로 절단되는 과정에서 발생되는 파티클(particle)을 제거하는 청소유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 스크라이브 유닛의 주변에 마련되며, 상기 원기판의 이송 방향과 교차되는 방향인 X축 방향을 따라 상기 스크라이브 유닛의 커팅 휠에 의해 상기 원기판이 X축 커팅될 때 상기 커팅 휠의 커팅력에 대항하는 방향으로 상기 원기판을 접촉지지하여 상기 원기판의 최외곽 더미기판(dummy glass)이 밀리는 것을 방지하는 밀림방지 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 밀림방지 유닛은, 상기 기판이송 유닛을 사이에 두고 상기 기판이송 유닛의 양측에 마련될 수 있다.

본 발명에 따르면, 커팅 존(Cutting Zone)에서 기판 처짐 현상이 발생되는 것을 저지할 수 있으며, 이에 따라 기판의 안정적인 레벨(Level) 유지를 통해 기판의 절단 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 절단시스템의 개략적인 사시도이다.
도 2는 기판이송 유닛의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 부분 측단면도이다.
도 4는 도 3의 요부 확대도이다.
도 5는 도 3에 도시된 청소 유닛의 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시된 스크라이브 유닛 영역의 개략적인 측면 구조도이다.
도 7은 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부의 개략적인 사시도이다.
도 8은 클램프 유닛에 대한 요부 확대도이다.
도 9는 브레이크 유닛을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 단위 에어 노즐 모듈을 나타내는 도 9의 A부분 확대도이다.

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.

참고로, 이하에서 설명할 기판이란, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등을 포함하는 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)를 가리키나, 설명의 편의를 위해 이들을 구분하지 않고 기판이라 하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 절단시스템의 개략적인 사시도이고, 도 2는 기판이송 유닛의 부분 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 부분 측단면도이고, 도 4는 도 3의 요부 확대도이며, 도 5는 도 3에 도시된 청소 유닛의 사시도이고, 도 6은 도 1에 도시된 스크라이브 유닛 영역의 개략적인 측면 구조도이며, 도 7은 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부의 개략적인 사시도이고, 도 8은 클램프 유닛에 대한 요부 확대도이며, 도 9는 브레이크 유닛을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 10은 단위 에어 노즐 모듈을 나타내는 도 9의 A부분 확대도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 기판 절단시스템은, 다수의 단위기판으로 절단될 원기판이 로딩되는 로딩 유닛(100, loading unit)과, 원기판이 접촉되어 이송되는 폐루프 형상의 벨트(211, 도 2 참조)를 구비하는 다수의 벨트 컨베이어 유닛(210, Belt Conveyor Type)을 포함하며, 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 작업이 진행되는 작업라인을 형성하는 기판이송 유닛(200)과, 원기판을 커팅하는 커팅 존(C/Z, Cutting Zone, 도 6 참조) 영역에 마련되어 원기판 상에 스크라이브 라인(Scribe Line)을 형성하는 스크라이브 유닛(300, Scribe Unit)과, 커팅 존(C/Z)에 마련되며, 커팅 존(C/Z)에서 원기판이 처지는 것이 저지되도록 원기판의 레벨(Level)을 유지시키는 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부(700, 도 6 및 도 7 참조)를 포함한다.

뿐만 아니라 본 실시예의 기판 절단시스템은, 원기판이 복수의 단위기판으로 절단되는 과정에서 발생되는 파티클인 유리 파편이나 더미기판을 제거하는 청소유닛(250)과, 스크라이브 유닛(300)으로 향하는 원기판을 클램핑하는 클램프 유닛(400, clamp unit)과, 원기판이 이송되는 방향을 따라 스크라이브 유닛(300)의 후방에 마련되되 작업라인을 따라 이동 가능하며 스크라이브 라인을 따라 원기판이 다수의 단위기판으로 절단될 수 있도록 원기판을 가열하는 브레이크 유닛(500, break unit)과, 원기판의 최외곽 더미기판(dummy glass)이 밀리는 것을 방지하는 밀림방지 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.

클램프 유닛(400)과 브레이크 유닛(500)을 제외하고 청소유닛(250)과 밀림방지 유닛은 선택 사항이기는 하지만 이들이 마련되는 경우 효율이 좋다. 이에 대해서는 후술한다.

로딩 유닛(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 절단 작업 대상의 원기판이 최초로 놓여지는 부분이다.

원기판은 별도의 로봇(robot)에 의해 로딩 유닛(100)에 로딩될 수 있다. 로딩 유닛(100)에 로딩된 원기판은 기판이송 유닛(200) 쪽으로 이송된 후 실질적인 절단 작업이 진행되므로 로딩 유닛(100)의 구조는 예컨대 롤러컨베이어 타입(roller conveyor type)일 수도 있다.

하지만, 본 실시예에서는 원기판을 기판이송 유닛(200)으로 정확하게 전달하기 위해 로딩 유닛(100)을 타이밍 벨트타입(timing belt type)으로 적용하고 있다. 즉, 자세히 도시하고 있지는 않지만, 로딩 유닛(100)에는 다수의 벨트 컨베이어(미도시)가 마련되어 로봇으로부터 전달된 원기판을 기판이송 유닛(200)으로 전달하는 역할을 한다.

다만, 로봇으로부터 원기판이 전달될 때, 원기판이 그대로 벨트에 접촉되어서는 아니 되므로 로딩 유닛(100)에는 다수의 리프트 핀(미도시, lift pin)이 더 구비될 수 있다. 즉, 로봇으로부터 원기판이 로딩 유닛(100)에 전달될 때는 리프트 핀들이 상승하여 원기판을 지지하고, 로봇이 취출되면 리프트 핀들이 하강하면서 원기판이 다수의 벨트 컨베이어에 접촉지지될 수 있도록 한다.

그 뿐만 아니라 로딩 유닛(100)에는 로딩된 원기판을 얼라인(align)시키는 얼라인부(110)가 마련될 수 있다. 얼라인부(110)는 원기판의 양측 모서리 영역에 마련되어 이송되는 원기판의 코너 영역을 지지함으로써 원기판을 얼라인시키는 역할을 한다.

참고로, 원기판은 유리 재질이므로 도 1의 경우, 원기판을 통해 로딩 유닛(100)의 내부 구조가 일부 보여야 할 것이나 도 1에서는 로딩 유닛(100)의 내부 구조를 생략하고 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 기판이송 유닛(200)은, 원기판을 이송시키는 부분으로서 본 기판 절단시스템에서 대부분의 면적을 차지한다. 즉, 도 1에서 로딩 유닛(100)을 제외하고 원기판이 도 1의 Y축 방향으로 이송되는 부분을 포함하여 최종적으로 단위기판이 놓여진 모든 부분이 기판이송 유닛(200)이다.

이처럼 기판이송 유닛(200)에 의해 원기판이 이송되면서 최종적으로 다수의 단위기판으로 절단되기 때문에 장치의 인라인화(In-Line)를 구축할 수 있으므로 효율이 높아져 택트 타임(Tact Time)을 줄일 수 있다. 따라서 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 이점이 있다.

본 실시예에서 기판이송 유닛(200)은 벨트 컨베이어 타입(Belt Conveyor Type)으로 적용되고 있다.

앞서도 기술한 바와 같이, 기판 절단시스템에 기판이송 유닛(200)으로서 벨트 컨베이어 타입이 적용될 경우에는 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 작업의 택트 타임(tact time)을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.

다만, 기판이송 유닛(200)으로서 벨트 컨베이어 타입이 적용되려면 기판이송 유닛(200)의 한 요소인 벨트(211)의 설치 및 해체 작업이 용이해져야 할 것인데, 이는 아래와 같은 단순하고 간단한 구조에 의해 구현될 수 있다.

기판이송 유닛(200)은, 벨트(211)를 구비한 다수의 벨트 컨베이어 유닛(210, Belt Conveyor Type)과, 기판이송 유닛(200)의 하부 구조를 형성하되 벨트 컨베이어 유닛(210)이 착탈 가능하게 결합되는 컨베이어 프레임 구조체(220)와, 컨베이어 프레임 구조체(220)에 마련되며, 벨트(211)를 일 방향으로 회전시키는 동력을 발생시키는 동력발생부(230)를 포함한다.

벨트 컨베이어 유닛(210)은, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 컨베이어 프레임 구조체(220)로부터 하나씩 혹은 개별적, 또는 독립적으로 분리될 수 있는 구조로 마련된다.

이를 위해, 본 실시예의 벨트 컨베이어 유닛(210)은, 일 영역에서 컨베이어 프레임 구조체(220)와 부분적으로 착탈 가능하게 결합되는 유닛 중앙몸체(210a)와, 유닛 중앙몸체(210a)의 양 단부 영역에서 유닛 중앙몸체(210a)와 분리 가능하게 결합되는 분할 단위몸체(210b)를 포함한다.

참고로, 도 2에 보면, 벨트(211), 다수의 텐션 롤러(212) 및 롤러지지부(213)를 구비한 벨트 컨베이어 유닛(210) 몇 개가 컨베이어 프레임 구조체(220)로부터 분리된 상태를 개략적으로 도시하고 있다.

물론, 이 경우, 벨트(211), 다수의 텐션 롤러(212) 및 롤러지지부(213)를 구비한 벨트 컨베이어 유닛(210)이 프레임 구조체(220)로부터 그대로 분리되어도 좋고, 혹은 벨트 컨베이어 유닛(210) 상에서 벨트(211)만이 단독으로 분리되어도 좋다.

뿐만 아니라 유닛 중앙몸체(210a)와 분할 단위몸체(210b)의 상호 분리 가능한 구조로 인해서, 벨트 컨베이어 유닛(210)이 컨베이어 프레임 구조체(220)에 결합되어 있더라도 유닛 중앙몸체(210a)로부터 분할 단위몸체(210b)를 분리할 수도 있는 것이다. 어떠한 경우일지라도, 벨트(211)의 설치 및 해체 작업이 용이해질 수 있다.

이러한 벨트 컨베이어 유닛(210)에서 분할 단위몸체(210b)는, 실질적으로 원기판이 접촉되어 이송되는 폐루프 형상의 벨트(211)와, 벨트(211)가 폐루프 형상으로 지지될 수 있도록 벨트(211)의 내부에서 벨트(211)를 회전 가능하게 지지하는 다수의 텐션 롤러(212)와, 다수의 텐션 롤러(212)를 지지하는 롤러지지부(213)를 구비한다.

이러한 벨트 컨베이어 유닛(210)은 도 1에 도시된 바와 같이, 컨베이어 프레임 구조체(220) 상에서 X 방향 및 Y 방향을 따라 상호 이격 간격을 가지고 다수 개 배열되어 있다. 실시예이기는 하지만, 도 1을 보면, Y축 방향으로는 3개씩 혹은 4개씩의 벨트 컨베이어 유닛(210)이 상호 이격되게 배열되어 있고, X축 방향으로는 7개씩의 벨트 컨베이어 유닛(210)이 상호 이격되게 배열되어 있는 것을 알 수 있다. 물론, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 벨트 컨베이어 유닛(210)의 X축 및 Y축 방향으로의 배열 형태 및 개수는 적절하게 변경될 수도 있다.

한편, 컨베이어 프레임 구조체(220) 상에 X축 및 Y축 방향을 따라 벨트 컨베이어 유닛(210)을 배열함에 있어, 다수의 벨트 컨베이어 유닛(210)에 의해 Y축 방향을 따라 형성되는 결합선은 일자형(-)인 직선 형상을 갖는다. 특히, 스크라이브 유닛(300)이 마련된 영역에서 다수의 벨트 컨베이어 유닛(210)에 의해 X축 방향을 따라 형성되는 결합선은 직선 형상을 갖는다.

하지만, 스크라이브 유닛(300)과 브레이크 유닛(500) 사이에 위치되는 컨베이어 유닛(210)들은 X축 방향으로의 결합선이 상호 엇갈리도록 지그재그(zigzag) 형상을 갖도록 배열된다. 즉, 컨베이어 유닛(210)은 Y축 방향으로 이어져야 하는데 그 길이가 긴 경우 분할되어 Y축 방향으로 연결되며, 이때 X축 방향으로의 결합선이 지그재그식으로 배열되게 한다. 이는 컨베이어 유닛(210)들 사이의 공간으로 원기판에서 잘려 나간 유리 파편이나 더미기판(dummy glass)들의 파티클(particle)이 후공정의 배출부(미도시)로 모아져서 배출되어야 함에도 불구하고 컨베이어 유닛(210)들 사이의 이격 간격으로 낙하하여 파티클(particle)을 발생시키거나 혹은 청소 작업을 어렵게 하는 등의 단점을 해소하기 위함이다.

이처럼 스크라이브 유닛(300)과 브레이크 유닛(500) 사이의 영역에서 컨베이어 유닛(210)들에 의해 형성되는 X축 방향으로의 결합선이 상호 엇갈리도록 컨베이어 유닛(210)들을 배열함으로써, 원기판에서 잘려 나간 유리 파편이나 더미기판들은 컨베이어 유닛(210)들 사이의 이격 간격으로 낙하하지 않고 후공정으로 이송되어 최종적으로 모아져 수거될 수 있게 된다.

유리 파편이나 더미기판을 모아 수거할 수 있도록, X축 방향을 따라 컨베이어 유닛(210)의 후단 영역에는 유리 파편이나 더미기판이 배출되는 배출부(미도시)가 마련되는 것이 바람직하다. 배출부에는 기판을 파쇄하기 위한 파쇄부(미도시)가 더 마련될 수 있다.

컨베이어 프레임 구조체(220)는 컨베이어 유닛(210)들을 지지하는 부분으로서, 기판이송 유닛(200)의 하부 구조를 형성한다. 하중에 대한 변형 방지를 위해 대부분은 금속 재질로 제작된다.

이러한 컨베이어 프레임 구조체(220)의 하단에는 지면에 대해 컨베이어 프레임 구조체(220)를 지지하는 다수의 푸트부재(221)가 마련되어 있다. 푸트부재(221)는 고정 타입으로서 지면에 대해 컨베이어 프레임 구조체(220)를 단순하게 지지하는 역할을 하면 충분하나, 본 실시예에서는 푸트부재(221)를 높이 조절용 푸트부재(221)로 적용하고 있다. 이러한 높이 조절용 푸트부재(221)로 인해 지면에 대한 컨베이어 프레임 구조체(220)의 높이 및 평탄도를 용이하게 조절할 수 있는 이점이 있다.

동력발생부(230)는, 벨트(211)를 회전구동시키는 동력을 발생시키는 구동모터(231)와, 구동모터(231)의 모터축(미도시)에 연결되며, 실질적으로 벨트(211)와 접촉되어 벨트(211)를 회전시키는 구동 롤러(232)를 포함한다.

한편, 동력발생부(230)의 구조에서, 벨트(211)와 구동 롤러(232)는 벨트(211)의 하부 영역에서 상호 외접된다. 즉, 구동 롤러(232)는 컨베이어 프레임 구조체(220) 영역에 고정되어 있는 부분이므로, 컨베이어 유닛(210)을 컨베이어 프레임 구조체(220)에 설치하려 할 때, 벨트(211)의 하부 영역 외측 표면이 구동 롤러(232)의 상부에 접촉되도록 한다.

이처럼 벨트(211)와 구동 롤러(232)가 외접하도록 함으로써, 상대적으로 구조가 복잡한 구동모터(231) 및 구동 롤러(232)를 분해하거나 제거하지 않더라도 벨트(211)를 용이하게 설치하거나 해체할 수 있게 된다.

구동 롤러(232)의 주변에는 구동 롤러(232)를 사이에 두고 한 쌍으로 마련되어 벨트(211)를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 아이들 롤러(233)가 더 마련된다. 구동 롤러(232)는 구동모터(231)에 의해 독립적으로 회전되는데 반해 아이들 롤러(233)는 단순히 해당 위치에서 자유 회전한다. 자유 회전하면서 벨트(211)를 회전 가능하게 지지하는 역할을 하는 것이다.

이때, 한 쌍의 아이들 롤러(233)는, 전술한 구조와는 달리 벨트(211)의 일 영역에서 벨트(211)와 내접된다. 이처럼 한 쌍의 아이들 롤러(233)는 벨트(211)와 내접되고, 구동 롤러(232)는 벨트(211)와 외접됨에 따라 벨트(211)는 팽팽하게 당겨지면서 회전할 수 있다. 다만, 한 쌍의 아이들 롤러(233)가 벨트(211)와 내접되어 있기 때문에 벨트(211)를 설치 및 해체하려 하면, 한 쌍의 아이들 롤러(233)를 제거해야 한다. 하지만, 아이들 롤러(233)는 구동 롤러(232)와는 달리 별도의 동력원에 연결되지 않고 자유 회전하는, 상대적으로 부피가 작은 롤러이므로 아이들 롤러(233)를 제거하는 작업은 그다지 어렵지 않다. 물론, 아이들 롤러(233)를 마련하지 않는 방법이 고려될 수도 있지만, 아이들 롤러(233)가 마련되지 않을 경우에는 벨트(211)가 팽팽하게 당겨지면서 회전되기 힘들기 때문에 그다지 바람직하다고 볼 수는 없다.

한편, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 컨베이어 프레임 구조체(220)에는 원기판이 복수의 단위기판으로 절단되는 과정에서 발생되는 파티클인 유리 파편이나 더미기판을 제거하는 청소유닛(250)이 더 마련되어 있다.

주로 도 5를 참조하면, 청소 유닛(250)은, 기판이송 유닛(200)의 하부 영역에서 작업라인에 가로로 배치되는, 즉 도 1의 X축 방향을 따라 배치되는 본체 프레임(260)과, 벨트(211)에 접촉되도록 본체 프레임(260)에 회전 가능하게 결합되는 청소 롤러(270)와, 청소 롤러(270)를 회전구동시키는 회전구동부(280)를 포함한다.

본체 프레임(260)은 청소 유닛(250)의 외관을 형성하면서 청소 롤러(270)를 지지하는 구조체이다. 이러한 본체 프레임(260)에는 청소 롤러(270)와 나란하게 배치되고 청소 롤러(270)의 외측벽을 형성하는 한 쌍의 측벽부(261)가 마련되어 있다. 이때, 파티클이 본체 프레임(260)의 외부로 이탈되는 것이 저지되도록, 한 쌍의 측벽부(261)의 상단은 청소 롤러(270)의 회전축보다 높고 청소 롤러(270)의 상부 표면보다 낮게 마련될 수 있다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다.

청소 롤러(270)는 실질적으로 벨트(211)에 접촉되어 벨트(211)에 묻은 파티클을 제거하는 역할을 한다. 이러한 청소 롤러(270)는 본체 프레임(260) 상에서 Y축 방향을 따라 배치되어 회전구동부(280)에 의해 구동되는 구동 롤러(271)와, 구동 롤러(271)와 나란하게 배치되어 구동 롤러(271)에 의해 일 방향으로 회전하며, 구동 롤러(271)와의 사이에 파티클이 낙하하는 이격공간을 형성하는 종동 롤러(273)를 포함한다.

구동 롤러(271)와 종동 롤러(273)는 단일의 롤러(roller)에 의해 각각 형성해도 무방하다. 하지만, 본 실시예의 기판 절단시스템에서는 구동 롤러(271)와 종동 롤러(273) 각각이, Y축 방향을 따라 롤러 회전축(274)에 의해 연결된 다수의 단위롤러(미도시)에 의해 형성되도록 하고 있다.

이때, 다수의 단위롤러는 브러시 롤러로 적용될 수 있다. 즉, 브러시 롤러로서 적용된 구동 롤러(271)와 종동 롤러(273)가 직접 벨트(211)에 접촉됨으로써 벨트(211)에 묻은 파티클을 제거할 수 있도록 하고 있는 것이다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 브러시 롤러 대신에 점착성 롤러를 적용할 수도 있다.

회전구동부(280)는, 인가된 전원에 의해 온/오프(on/off) 동작되는 모터(282)의 회전축(미도시)에 연결되어 있는 모터 기어(282)와, 구동 롤러(271)의 일단에 연결되고 모터 기어(282)와 상호 치형 맞물림되는 구동 기어(283)와, 종동 롤러(273)의 일단에 연결되고 구동 기어(283)와 치형 맞물림되는 종동 기어(284)를 포함한다. 상호 치형 맞물림되는 구동 기어(283) 및 종동 기어(284)에 의해 구동 롤러(271) 및 종동 롤러(273)는 상호 반대 방향으로 회전하게 된다.

이에, 모터(282)에 전원이 인가되어 모터(282)의 회전축에 연결된 모터 기어(282)가 회전하면 이에 연동하여 구동 기어(283) 및 종동 기어(284)가 회전하게 되고, 결과적으로 구동 롤러(271) 및 종동 롤러(273)가 회전할 수 있게 된다. 이처럼 구동 롤러(271) 및 종동 롤러(273)가 회전함으로써 벨트(211)에 묻은 파티클은 구동 롤러(271) 및 종동 롤러(273)에 의해 제거되어 구동 롤러(271) 및 종동 롤러(273) 사이의 이격공간을 통해 낙하될 수 있게 되는 것이다.

구동 롤러(271) 및 종동 롤러(273) 사이의 이격공간을 통해 낙하된 파티클을 지하기 위해, 본 실시예의 기판 절단시스템에서 청소 유닛(250)에는 도시 않은 집하부와, 구동 롤러(271) 및 종동 롤러(273) 사이의 이격공간을 통해 낙하된 파티클을 본체 프레임(260)으로부터 집하부로 이동시키는 이동관(290)을 더 구비한다. 이때, 단순히 이동관(290)만을 갖추더라도 구동 롤러(271) 및 종동 롤러(273) 사이의 이격공간을 통해 낙하된 파티클이 집하부로 집하되는 데에는 무리가 없지만, 본 실시예에서는 파티클을 집하부 측으로 강제 흡입하도록 흡입력을 제공하는 흡입 구동부(미도시)를 더 구비하고 있다.

이처럼 흡입 구동부를 더 마련하는 경우, 흡입 구동부의 흡입력에 의해 구동 롤러(271) 및 종동 롤러(273) 사이의 이격공간을 통해 낙하된 파티클이 이동관(290)을 따라 집하부로 집하되기가 용이하기 때문에 파티클의 제거 효율을 높일 수 있게 된다.

한편, 도 1 및 도 7을 참조하면, 스크라이브 유닛(300)은 원기판에 단위기판으로 형성될 절단의 기준선이 되는 스크라이브 라인을 형성하는 역할을 하며, 도 6처럼 커팅 존(C/Z)에 배치된다.

스크라이브 유닛(300)은 원기판을 사이에 두고 원기판의 상부 영역에서 원기판의 상면을 이루는 상판(CF, Color Filter)에 스크라이브 라인을 형성시키는 상부 커팅 휠(310)과, 원기판의 하부 영역에서 원기판의 하면을 이루는 하판(TFT, Thin Film Transistor)에 스크라이브 라인을 형성시키는 하부 커팅 휠(320)을 구비한다.

이처럼 원기판을 사이에 두고 상호 대향되게 마련된 상부 및 하부 커팅 휠(310,320)에 의한 커팅(cutting) 작업에 의해 원기판의 상면 및 하면에는 상부 및 하부 스크라이브 라인이 형성될 수 있다.

이 경우, 원기판의 표면에 스크라이브가 시작되기 전에, 상부 커팅 휠(310) 및 하부 커팅 휠(320)은, 각각에 대응되도록 마련된 로드 셀(311,321)로 이동하여 하강(상부 커팅 휠(310)의 경우) 압력 및 상승(하부 커팅 휠(320)의 경우) 압력이 측정되고, 별도의 제어신호에 의하여 미리 설정된 압력으로 조정될 수 있다.

이와 같이, 상부 및 하부 커팅 휠(310,320)로 원기판의 상면 및 하면에 스크라이브 라인을 각각 형성하는 것은, 본 실시예의 원기판인 LCD 기판과 같이 두 장의 기판이 접합된 접합 기판의 경우에 유용하게 적용될 수 있다. 즉, 접합 기판의 경우 하나의 커팅 휠로 일면을 스크라이브하고 그 접합 기판을 반전시켜 다시 동일한 커팅 휠로 타면을 스크라이브하면 작업 공정 시간이 길어지고 접합 기판을 반전시키기 위한 장치(반전 장치)가 별도로 필요하였지만, 이와 같이 두 개의 상부 및 하부 커팅 휠(310,320)로 접합 기판인 원기판의 상면 및 하면에 스크라이브 라인을 형성하면, 작업 공정 시간을 감소시키고 별도의 반전 장치가 불필요해지는 장점이 있다.

상부 및 하부 커팅 휠(310,320)은, 도 1의 Y축 방향으로 배치된 상부 및 하부 가로축(310a,320a)에 각각 결합되어 있다. 이러한 상부 및 하부 커팅 휠(310,320)은 상부 및 하부 가로축(310a,320a) 상에서 각각 X축 방향으로 이동될 수 있도록 마련된다.

이에, 상부 및 하부 가로축(310a,320a)에 상부 및 하부 커팅 휠(310,320)이 고정된 상태에서 기판이송 유닛(200)이 원기판을 이송시킴으로써 원기판의 상면 및 하면에 각각 Y축 방향으로의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있다. 그리고 기판이송 유닛(200)이 정지한 상태에서 상부 및 하부 가로축(310a,320a)을 따라 상부 및 하부 커팅 휠(310,320)이 이동됨으로써 원기판의 상면 및 하면에 각각 X축 방향으로의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있다.

한편, 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성함에 있어 상부 및 하부 스크라이브 라인의 위치를 결정할 필요가 있는데 이는 상부 및 하부 커팅 휠(310,320)에 근접되게 마련된 상부 및 하부 카메라(미도시)가 그 역할을 담당할 수 있다. 즉, 상부 및 하부 카메라에 의해 관찰된 영상에 기초한 제어를 통해서 상부 가로축(310a) 상의 상부 커팅 휠(310)의 위치, 그리고 하부 가로축(320a) 상의 하부 커팅 휠(320)의 위치가 결정될 수도 있다.

클램프 유닛(400)은, 도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이, 스크라이브 유닛(300)으로 향하는 원기판을 클램핑하는 역할을 한다. 기판이송 유닛(200) 상에서 스크라이브 유닛(300)에 의해 원기판에 스크라이브 라인이 형성될 때, 원기판을 클램핑하는(잡아 지지하는) 수단이 없다면 기판이송 유닛(200) 상에서 원기판이 흔들릴 수 있는데, 만약 원기판이 흔들리게 되면 원기판 상에 정확한 스크라이브 라인이 형성될 수 없다. 이러한 현상을 예방하기 위해 클램프 유닛(400)이 마련된다.

클램프 유닛(400)은 기판이송 유닛(200)의 상부 영역에서 X축 방향으로 배치된 클램프 유닛 본체(410)와, 클램프 유닛 본체(410) 상에 마련되고 실질적으로 원기판의 일 영역을 클램핑하는 클램프(420)와, 클램프 유닛 본체(410)를 X축 방향으로 이동시키는 클램프 유닛 이동부(430)를 구비한다.

클램프 유닛 본체(410)는 실질적으로 원기판의 일 영역을 클램핑하는 다수의 클램프(420)가 착탈 가능하게 결합되는 부분이다. 클램프 유닛 본체(410)는 도 1의 X축 방향으로 길게 배치되어 있으며, 클램프 유닛 이동부(430)와 연결되어 있다.

클램프(420)는 클램프 유닛 본체(410) 상에 상호 이격되게 다수 개 결합되어 있다. 이러한 클램프(420)는 집게 형상의 맞물림 구조를 갖는 한 쌍의 척(421,422)에 의해 원기판의 일 영역을 실질적으로 클램핑하는 역할을 한다. 즉, 고정척(421)에 대해 회동척(422)이 회동축(422a)을 중심으로 상호 접근 및 이격됨에 따라 고정척(421)과 회동척(422) 사이에서 원기판은 클램핑될 수 있다. 이때, 회동척(422)은 회동척(422)에 결합된 회동척 구동부(423)에 의해 회동 구동된다. 그리고 회동척 구동부(423)를 비롯하여 고정척(421)과 회동척(422) 등은 클램프 승하강 구동부(424)에 의해 승하강 구동될 수 있다.

이에, 별도의 제어신호에 의해 클램프 승하강 구동부(424)가 동작되어 회동척 구동부(423)를 비롯하여 고정척(421)과 회동척(422)을 하강시킨다. 고정척(421)과 회동척(422)이 하강되는 위치는 고정척(421)과 회동척(422)이 원기판의 일 영역을 클램핑할 수 있는 위치가 된다. 이 위치에 도달되면 클램프 승하강 구동부(424)의 동작이 정지되고, 회동척 구동부(423)가 동작되어 회동축(422a)을 중심으로 회동척(422)을 회동시킨다. 이처럼 회동척(422)이 회동함에 따라 고정척(421)과 회동척(422) 사이에서 원기판의 일 영역은 클램핑될 수 있게 된다.

한편, 원기판의 일 영역은 집게 형상의 맞물림 구조를 갖는 한 쌍의 척(421,422)에 의해 클램핑되기 때문에 적어도 회동척(422)만큼은 컨베이어 유닛(210)의 표면보다 낮은 하부 영역에 위치되어야 한다. 그래야만 회동척(422)이 회동하면서 고정척(421)과 함께 원기판의 일 영역을 클램핑할 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 적어도 고정척(421)과 회동척(422)이, 도 1에 도시된 바와 같이 컨베이어 유닛(210)들 사이의 이격 간격에 배치되도록 하고 있다. 도 1에는 7개의 컨베이어 유닛(210)이 측방향으로 배열되어 있는데, 이러한 경우, 총 6개의 클램프(420)가 마련되고 6개의 클램프(420)에 각각 구비된 고정척(421)과 회동척(422)은 컨베이어 유닛(210)들 사이의 이격 간격에 각각 하나씩 배치되고 있다.

클램프 유닛 이동부(430)는 원기판을 클램핑한 클램프(420)를 X축 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 본 실시예에서 클램프 유닛 이동부(430)는 리니어 모터(linear motor)로 구현되고 있다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 클램프 유닛 이동부(430)는 기판이송 유닛(200)의 속도 등과 함께 일련적으로 제어된다.

이와 같이 클램프 유닛(400)으로 원기판을 클램핑한 상태에서 원기판에 스크라이브 라인이 형성되도록 함으로써, 원기판이 흔들리는 것을 예방할 수 있게 되어 원기판 상에 정확한 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있게 된다. 특히, 본 실시예에서 클램프 유닛(400)은 기판이송 유닛(200)의 상부 영역에 마련되어 해당 위치에서 원기판을 클램핑하고 있을 뿐만 아니라 클램프 유닛 본체(410)에 클램프(420)가 착탈 가능하게 결합되는 구조적인 특징으로 인해 클램프 유닛(400)에 대한 전반적인 평탄도 유지 작업, 또한 유지 보수 작업 및 세팅 작업 등을 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.

한편, 원기판이 스크라이브 라인을 따라 절단되기 위해서는 스크라이브 라인 영역을 가압하거나 혹은 스크라이브 라인이 형성된 부분을 가열하여 원기판의 두께 방향으로 수직 크랙이 확산되도록 해야 하는데, 이를 위해 브레이크 유닛(500)이 마련된다. 본 실시예의 브레이크 유닛(500)은 스크라이브 라인이 형성된 부분을 가열하는 역할을 수행한다.

브레이크 유닛(500)은, 원기판이 스크라이브 라인을 따라 절단되어 다수의 단위기판으로 형성될 수 있도록 실질적으로 원기판을 가열하는 역할을 한다.

원기판의 스크라이브 라인으로 가열유체를 분사하는 타입의 브레이크 유닛(미도시)의 경우, 절단 작업이 완료된 단위기판에 수분 등의 이물이 잔존하는 문제점이 있을 수 있으며, 특히 가열유체를 분사하기 위한 다소 복잡한 배관 구조를 갖추어야 하므로 시스템의 구조가 복잡해질 수밖에 없다. 이에, 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 실시예의 기판 절단시스템에서는 아래와 같은 단순한 구조의 브레이크 유닛(500)을 제안하고 있는 것이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 브레이크 유닛(500)은, 원기판을 스크라이브 라인을 따라 절단하여 복수의 단위기판을 형성하도록 원기판을 가열 및 급속 냉각하는 역할을 한다. 특히, 스크라이브 라인이 형성된 부분을 핫 에어 노즐(Hot Air Nozzle, 511)을 이용하여 가열 한 후, 쿨 에어 노즐(Cool Air Nozzle, 512)을 이용하여 급속히 냉각하여 원기판의 두께 방향으로 확산되는 수직 크랙의 성장을 촉진한다.

핫 에어 노즐(511)은, 열풍의 최고 온도가 800℃에 이를 수 있을 뿐만 아니라 수초 내에 급속 가열이 가능하고 정확한 온도 제어가 가능하도록 슈퍼 핫 히터(Super Hot Heater)가 적용될 수 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

쿨 에어 노즐(512)은 핫 에어 노즐(511)에 의해 가열된 원기판을 상온의 온도로 급속히 냉각할 수 있도록 일측부로 유입된 압축 공기를 냉기와 온기로 분리하는 보텍스 튜브(512)를 사용할 수 있다.

보텍스 튜브(512)는, 압축 공기 유로(516)를 통해 압축 공기가 유입되는 보텍스 회전실(513)과, 보텍스 회전실(513)에 의해 분리된 냉기가 원기판측으로 배출되는 냉기 출구(514)와, 보텍스 회전실(513)에 의해 분리된 온기가 원기판측과 반대측으로 배출되는 온기 출구(515)를 포함한다.

보텍스 튜브(512)에 의한 냉기 형성에 대해 설명하면, 보텍스 회전실(513)에 유입된 압축 공기는 일차적으로 초고속 회전을 하게 된다. 그리고 이러한 회전공기, 즉 제1차 보텍스는 온기 출구(515) 쪽으로 향하다가 일부는 조절밸브(미도시)에 의해 온기 출구(515)로 배출되고, 나머지 온기는 조절밸브에서 회송되어 제2차 보텍스를 형성하면서 냉기 출구(514)쪽으로 나가게 된다. 이때, 제2차 보텍스 흐름은 제1차 보텍스 흐름의 안쪽에 있는 보다 낮은 압력이 형성된 부분을 통과하게 되는데, 이러한 경우 제2차 보텍스 흐름이 갖는 운동속도가 제1차 보텍스 흐름이 갖는 운동속도보다 낮아지게 되어 제2차 보텍스 흐름은 운동 에너지를 상실하게 된다. 따라서, 상실된 운동에너지는 열로 변환되어 제1차 보텍스 흐름의 공기 온도를 상승시키고 제2차 보텍스 흐름 자체는 냉각되어 온도가 내려간다. 이처럼 냉각된 제2차 보텍스 흐름은 냉기 출구(514)를 통해 원기판측으로 분사되어 원기판을 냉각시킨다.

그리고 본 실시예에서는 복수의 핫 에어 노즐(511) 및 쿨 에어 노즐(512)이 쌍을 이루어 단위 에어 노즐 모듈(510)을 형성하고 있다.

복수의 단위 에어 노즐 모듈(510) 각각은, 일측부에 핫 에어 노즐(511) 및 쿨 에어 노즐(512)이 결합되되 핫 에어 노즐(511) 및 쿨 에어 노즐(512)을 공용으로 지지하는 공용 지지체(520)를 더 포함한다. 공용 지지체(520)는 핫 에어 노즐(511) 및 쿨 에어 노즐(512)의 상하방향, 즉 Z방향 운동을 지지하는 역할을 한다.

공용 지지체(520)는, 공용 지지 몸체부(521)와, 공용 지지 몸체부(521)에 결합되되 핫 에어 노즐(511)을 지지하는 핫 에어 노즐 지지부(523)와, 공용 지지 몸체부(521)에 결합되되 쿨 에어 노즐(512)을 지지하는 쿨 에어 노즐 지지부(524)를 포함한다.

이와 같은 복수의 단위 에어 노즐 모듈(510)은, 원기판에 대한 절단 작업이 진행되는 작업라인 방향인 Y축 방향과, 원기판에 대한 절단 작업이 진행되는 작업라인에 가로 방향인 X축 방향과, 기판 이송유닛(200)의 높이 방향인 Z축 방향 중 적어도 어느 한 축 방향으로 개별 이동될 수 있다.

본 실시예에서 브레이크 유닛(500)은, 복수의 단위 에어 노즐 모듈(510)들 모두가 X축, Y축 및 Z축으로 개별 또는 집단 이동이 가능하도록, 복수의 단위 에어 노즐 모듈(510)들의 X축 이동을 위한 X축 이동부(530a,530b)와, 복수의 단위 에어 노즐 모듈(510)들의 Y축 이동을 위한 Y축 이동부(540)와, 복수의 단위 에어 노즐 모듈(510)들의 Z축 이동을 위한 Z축 이동부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

X축 이동부(530a,530b)는 리니어 펄스 모터 유닛(Linear Pulse Motor Unit)으로, Y축 이동부(540)는 드라이빙 유닛(Driving Unit)으로, 그리고 Z축 이동부는 에어 실린더(Air Cylinder)로 적용될 수 있는데 본 발명의 권리범위가 반드시 이에 의해 제한되는 것은 아니다.

한편, 본 실시예의 기판 절단시스템에는 밀림방지 유닛이 더 마련될 수 있다. 밀림방지 유닛은, 커팅 휠(310,320, 도 1 참조)에 의해 원기판이 X축 커팅될 때 커팅 휠(310,320)의 커팅력에 대항하는 방향으로 원기판을 접촉지지하여 원기판의 최외곽 더미기판(dummy glass)이 밀리는 것을 방지하는 역할을 한다.

이에 대해 부연하면, 앞서도 기술한 바와 같이, 브레이크 유닛(500)에서 스크라이브 라인이 형성된 부분이 종래보다 더 잘 분단되기 위해서는 커팅 휠(310,320)에 의한 스크라이빙 압력을 충분히 유지시키는 것이 유리하지만, 스크라이빙 압력이 높으면 그만큼 최외곽 더미기판이 밀려 이탈되는 현상이 발생될 소지가 있다.

그렇지만, 본 실시예와 같이 밀림방지 유닛을 마련할 경우에는, 커팅 휠(310,320)에 의한 스크라이빙 압력을 충분히 유지시켜 원기판에 스크라이브 라인을 형성하더라도 최외곽 더미기판이 밀리는 현상을 방지될 수 있고, 이에 따라 상/하 커팅 휠(310,320)의 충돌 문제, 기판의 파손 문제, 커팅 휠(310,320) 및 홀더(holder)의 파손 문제 등이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부(700)는 도 1, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 커팅 존(C/Z)에 마련되며, 커팅 존(C/Z)에서 원기판이 처지는 것이 저지되도록 원기판의 레벨(Level)을 유지시키는 역할을 한다.

종래기술의 경우, 커팅 존(C/Z)에서 벨트 컨베이어 유닛(210)들이 단순하게 이격 배치되는 구조에 불과했기 때문에 벨트 컨베이어 유닛(210)의 정도가 떨어질 수밖에 없으며, 이에 따라 커팅 존(C/Z)에서의 기판 처짐 현상이 발생되어 기판의 안정적인 레벨(level) 유지가 곤란하였다. 이러한 경우, 기판에 대한 절단 품질 역시, 현저히 저하될 수밖에 없다.

하지만, 본 실시예의 경우, 커팅 존(C/Z)에 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부(700)가 마련되어 커팅 존(C/Z)에서 원기판이 처지는 것이 저지되도록 원기판의 레벨을 일정하게 유지시키고 있기 때문에 기판에 대한 절단 품질을 향상시킬 수 있으며 수율 역시 높일 수 있다.

이와 같은 역할을 담당하는 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부(700)는, 레벨 유지용 프레임(710)과, 레벨 유지용 프레임(710)의 상부에 마련되며, 에어(Air)에 의해 원기판을 척킹하는 다수의 에어 척킹 모듈(720, Air Chucking Module)을 포함한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 에어 척킹 모듈(720)들은 벨트 컨베이어 유닛(210)의 이격거리(L1)에 대응되게 상호간 이격(L2) 배치될 수 있다.

에어 척킹 모듈(720)들 모두는, 에어 홀(721, Air Hole)이 형성되는 모듈 바디(722)와, 에어 홀(721)에 결합되는 포로스부재(723)를 포함할 수 있다. 본 실시예의 경우, 모듈 바디(722)에 하나의 에어 홀(721)이 형성되고 있지만 에어 홀(721)의 개수는 도시된 것보다 많을 수 있다.

포로스부재(723)는 그 표면에 수많은 미세 기공이 형성되어 있는 재질로 제작된 것이다. 포로스부재(723)를 사용하지 않을 수도 있으나 포로스부재(723) 없이 에어 홀(721)만을 형성하는 경우에는 에어의 소모량이 많아질 수밖에 없다. 하지만, 본 실시예처럼 포로스부재(723)를 사용하게 되면 불필요한 에어 소모량을 줄이면서도 그 효율은 오히려 향상될 수 있는 이점이 있다.

이러한 포로스부재(723)는 에어 홀(721)에 삽입되는 삽입축부(723a)와, 삽입축부(723a)와 연결되되 삽입축부(723a)에 비해 상대적으로 큰 횡단면 직경을 가지고 모듈 바디(722)의 배면에 배치되는 헤드부(723b)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 포로스부재(723)에는 수많은 미세 기공이 형성되기 때문에 원기판의 흡입 효율이 좋아짐은 물론 원기판을 균일하게 흡입할 수 있어 원기판의 레벨 유지에도 도움이 된다.

이러한 구성을 갖는 기판 절단시스템의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선, 로봇에 의해 절단 작업 대상의 원기판이 로딩 유닛(100) 상으로 전달된다. 로봇에 의해 원기판이 로딩 유닛(100)에 전달될 때는 리프트 핀들이 상승하여 원기판을 지지하고, 로봇이 취출되면 리프트 핀들이 1차 하강하여 로딩 유닛(100)에 구비된 얼라인부(110)에 의해 원기판에 대한 프리 얼라인(pre_align) 작업이 진행된다.

프리 얼라인 작업이 완료된 원기판은, 리프트 핀들이 2차 하강하여 다수의 벨트 컨베이어에 접촉지지된 후, 벨트 컨베이어의 회전에 의해 기판이송 유닛(200) 상으로 전달된다. 기판이송 유닛(200) 상에 지지된 원기판은 기판이송 유닛(200)의 회전에 의해 도 1의 Y축 방향으로 이동하여 스크라이브 유닛(300) 쪽으로 향한다. 즉, 제어 신호에 의해 구동모터(231)에 전원이 인가된 상태에서 구동 롤러(232)가 회전함에 따라 구동 롤러(232)와는 외접되어 있고, 아이들 롤러(233)와는 내접되어 있는 벨트(211)가 회전하게 됨으로써, 원기판은 도 1의 Y축 방향으로 이동하여 커팅 존(C/Z)으로 향한다.

원기판이 커팅 존(C/Z)에 도달되면 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부(700)의 작용에 의해 원기판이 처지는 것이 저지되면서 원기판의 레벨이 커팅에 적합한 상태로 일정하게 유지된다. 이후, 기판이송 유닛(200)과 커팅 존(C/Z)에 마련되는 스크라이브 유닛(300)의 상호작용에 의해 원기판의 표면에는 각각 상부 및 하부 스크라이브 라인이 형성된다.

구체적으로 살펴보면, 원기판의 표면에 스크라이브가 시작되기 전, 상부 커팅 휠(310) 및 하부 커팅 휠(320)은, 각각에 대응되도록 마련된 로드 셀(311,321)로 이동하여 하강(상부 커팅 휠(310a)의 경우) 압력 및 상승(하부 커팅 휠(320)의 경우)압력이 측정되고, 별도의 제어신호에 의하여 미리 설정된 기준 압력으로 조정된다. 이때의 스크라이빙 압력은 전술한 바와 같이, 기존에 설정되던 기준치보다 좀 더 높은 값으로 조정된다.

이어 상부 및 하부 커팅 휠(310,320)에 의해 원기판의 상면 및 하면에 Y축 방향의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성하고자 할 때는 상부 및 하부 가로축(310a,320a)에 상부 및 하부 커팅 휠(310,320)이 고정된 상태에서 기판이송 유닛(200)이 원기판을 이송시킴으로써 원기판의 상면 및 하면에 각각 Y축 방향으로의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있다.

그리고 원기판의 상면 및 하면에 각각 X축 방향의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성하고자 할 때는 기판이송 유닛(200)이 정지한 상태에서 상부 및 하부 가로축(310a,320a)을 따라 상부 및 하부 커팅 휠(310,320)이 이동됨으로써 원기판의 상면 및 하면에 각각 X축 방향으로의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있다.

이처럼 원기판의 상면 및 하면에 각각 상부 및 하부 스크라이브 라인이 형성될 때는 원기판이 흔들리는 것을 저지하기 위해 클램프 유닛(400)의 고정척(421) 및 회동척(422)이 집게 방식으로 원기판의 일 영역을 클램핑한 상태에서 진행된다. 결국, 원기판에 대한 스크라이브 라인은, 기판이송 유닛(200), 스크라이브 유닛(300) 및 클램프 유닛(400)의 상호 유기적인 메커니즘에 의해 형성될 수 있게 되는 것이다.

한편, 특히 상부 및 하부 커팅 휠(310,320)에 의해 원기판이 X축 방향으로 커팅될 때는 원기판의 최외곽 더미기판이 밀리지 않도록 밀림방지 유닛(미도시)이 동작될 수 있다. 이러한 경우, 상부 및 하부 커팅 휠(310,320)에 의해 X축 커팅이 진행되더라도 원기판의 최외곽 더미기판이 밀리는 현상을 예방할 수 있게 된다.

다음, 양측 표면에 스크라이브 라인이 모두 형성된 원기판은 기판이송 유닛(200)의 동작을 따라 Y축 방향으로 계속 이동하여 브레이크 유닛(500) 영역에 도달된다. 원기판이 브레이크 유닛(500) 영역에 도달되면 액추에이터(540)에 의해 기판가열부(530)가 원기판의 표면에 근접하도록 하강한다. 이어 제어신호에 의해 히터가 온(on)되어 히터가 발열됨으로써 원기판이 가열된다. 이처럼 원기판이 가열되면 유리 재질의 취성에 의해 스크라이브 라인에 원기판의 두께 방향으로 수직 크랙이 확산되면서 원기판이 절단되어 다수의 단위기판으로 형성될 수 있게 된다.

여기서, 브레이크 유닛(500)의 동작은 브레이크 유닛(500)이 해당 위치에 고정된 상태에서 기판이송 유닛(200)이 Y축 방향을 따라 원기판을 이송시키면서 진행될 수도 있고, 혹은 기판이송 유닛(200)의 동작이 정지된 상태에서 유닛구동부(510)에 의해 기판가열부(530)가 원기판을 향해 Y축 방향을 따라 이동되면서 진행될 수도 있다.

단위기판이 제작되고 나면, 단위기판은 다음 공정으로 취출되고 다시 새로운 원기판이 투입되어 전술한 동과정을 진행하게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 특히 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부(700)가 마련됨에 따라 커팅 존(C/Z)에서 원기판의 처짐 현상이 발생되는 것을 저지할 수 있으며, 이에 따라 원기판의 안정적인 레벨 유지를 통해 기판의 절단 품질을 향상시킬 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.

100 : 로딩 유닛 200 : 기판이송 유닛
210 : 벨트 컨베이어 유닛 211 : 벨트
212 : 텐션 롤러 213 : 롤러지지부
230 : 동력발생부 231 : 구동모터
232 : 구동 롤러 233 : 아이들 롤러
300 : 스크라이브 유닛 400 : 클램프 유닛
500 : 브레이크 유닛 510 : 유닛구동부
520 : 유닛본체부 530 : 기판가열부
700 : 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부 710 : 레벨 유지용 프레임
720 : 에어 척킹 모듈 721 : 에어 홀
722 : 모듈 바디 723 : 포로스부재

Claims (13)

1. 원기판이 접촉되어 이송되는 폐루프 형상의 벨트를 구비하는 다수의 벨트 컨베이어 유닛(Belt Conveyor Type)을 포함하며, 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 작업이 진행되는 작업라인을 형성하는 기판이송 유닛;
   상기 원기판을 커팅하는 커팅 존(Cutting Zone)에 마련되어 상기 원기판 상에 스크라이브 라인(Scribe Line)을 형성하는 스크라이브 유닛(Scribe Unit); 및
   상기 커팅 존에 마련되며, 상기 커팅 존에서 상기 원기판이 처지는 것이 저지되도록 상기 원기판의 레벨(Level)을 유지시키는 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부를 포함하며,
   상기 원기판 처짐 저지용 레벨 유지부는,
   레벨 유지용 프레임; 및
   적어도 하나의 에어 홀(Air Hole)이 형성되는 모듈 바디와, 상기 에어 홀에 결합되는 포로스부재를 구비하며, 상기 레벨 유지용 프레임의 상부에 마련되어 에어(Air)에 의해 상기 원기판을 척킹하는 다수의 에어 척킹 모듈(Air Chucking Module)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 에어 척킹 모듈들은 상기 벨트 컨베이어 유닛의 이격거리에 대응되게 상호간 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 기판이송 유닛은,
   상기 기판이송 유닛의 하부 구조를 형성하되 상기 벨트 컨베이어 유닛이 착탈 가능하게 결합되는 컨베이어 프레임 구조체; 및
   상기 컨베이어 프레임 구조체에 마련되며, 상기 벨트를 일 방향으로 회전시키는 동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터의 모터축에 연결되고 실질적으로 상기 벨트와 접촉되어 상기 벨트를 회전시키되 상기 벨트가 상기 벨트의 하부 영역에서 외접되는 구동 롤러를 갖는 동력발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 벨트 컨베이어 유닛은, 상기 컨베이어 프레임 구조체 상에서 상기 작업라인 및 상기 작업라인에 가로 방향을 따라 상호 이격 간격을 가지고 다수 개 배열되는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
7. 제5항에 있어서,
   상기 구동 롤러에 인접하게 마련되어 상기 구동 롤러와 함께 상기 벨트를 회전 가능하게 지지하는 적어도 하나의 아이들 롤러를 더 포함하며,
   상기 아이들 롤러는 상기 벨트의 일 영역에서 상기 벨트와 내접되되 상기 구동 롤러를 사이에 두고 한 쌍으로 마련되어 상기 벨트를 회전 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 벨트 컨베이어 유닛은,
   일 영역에서 상기 컨베이어 프레임 구조체와 부분적으로 착탈 가능하게 결합되는 유닛 중앙몸체; 및
   상기 유닛 중앙몸체의 양 단부 영역에서 상기 유닛 중앙몸체와 분리 가능하게 결합되는 분할 단위몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 분할 단위몸체는,
   상기 벨트가 폐루프 형상으로 지지될 수 있도록 상기 벨트의 내부에서 상기 벨트를 회전 가능하게 지지하는 다수의 텐션 롤러; 및
   상기 다수의 텐션 롤러를 지지하는 롤러 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 원기판이 이송되는 방향을 따라 상기 스크라이브 유닛의 후방에 마련되며, 상기 스크라이브 라인을 따라 상기 스크라이브 라인이 형성된 원기판이 상기 단위기판으로 절단하는 브레이크 유닛(break unit)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 벨트의 적어도 어느 일 영역에 접촉되도록 마련되며, 상기 원기판이 상기 복수의 단위기판으로 절단되는 과정에서 발생되는 파티클(particle)을 제거하는 청소유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 시스템.
12. 제1항에 있어서,
    상기 스크라이브 유닛의 주변에 마련되며, 상기 원기판의 이송 방향과 교차되는 방향인 X축 방향을 따라 상기 스크라이브 유닛의 커팅 휠에 의해 상기 원기판이 X축 커팅될 때 상기 커팅 휠의 커팅력에 대항하는 방향으로 상기 원기판을 접촉지지하여 상기 원기판의 최외곽 더미기판(dummy glass)이 밀리는 것을 방지하는 밀림방지 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 밀림방지 유닛은, 상기 기판이송 유닛을 사이에 두고 상기 기판이송 유닛의 양측에 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 절단시스템.

Images