KR101637459B1

KR101637459B1 - 기판 고정용 클램핑 테이블

Info

Publication number: KR101637459B1
Application number: KR1020150022712A
Authority: KR
Inventors: 정현택; 안성호
Original assignee: 주식회사 이오테크닉스
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2016-07-07

Abstract

기판 고정용 클램핑 테이블이 개시된다. 개시된 클램핑 테이블은 기판이 적재되는 스테이지; 및 상기 기판의 가장자리 부분을 고정하기 위한 복수의 클램핑 유닛;을 포함한다. 여기서, 상기 클램핑 유닛들 각각은, 상기 스테이지의 하부에 상기 스테이지와 나란한 방향으로 왕복운동 가능하게 마련되는 실린더; 및 상기 스테이지의 일측에 마련되며, 상기 실린더의 움직임에 의해 회전함으로써 상기 기판의 가장자리 부분을 고정시키는 고정부;를 포함한다.

Description

기판 고정용 클램핑 테이블{Clamping table for fixing substrate}

본 발명은 클램핑 테이블에 관한 것으로, 상세하게는 대면적 기판을 안정적이고 효율적으로 고정할 수 있는 기판 고정용 클램핑 테이블에 관한 것이다.

LCD 패널 등과 같은 기판에 레이저를 이용한 가공 작업, 예를 들면 레이저 마킹 작업 등을 수행하기 위해서는 가공하고자 하는 기판을 스테이지에 적재한 다음, 이를 고정시키기 위한 수단이 필요하게 된다. 이를 위해 종래에는 실린더가 상하로 움직이면서 실린더에 연결된 고정부가 기판을 고정하거나 또는 스테이지에 마련된 진공 유닛을 통해 기판을 스테이지에 흡착함으로써 기판을 고정하는 방법이 사용되어 왔다.

그러나, 이러한 종래 클램핑 방법에서는 다수의 추가 구성품이 필요하게 되고, 또한 진공 흡착을 이용하는 방법은 기판의 가장자리 부분이 들뜨는 현상이 발생할 수 있어 기판을 안정적으로 고정시키기 어렵다. 최근에는 LCD 패널이 점점 대형화되고 있으며, 이러한 대면적 LCD 패널 등과 같은 대면적 기판을 레이저로 가공할 필요성이 증대되고 있다. 그러나, 종래 클램핑 방법으로 이러한 대면적 기판을 안정적이고 효율적으로 고정하기는 어렵다는 문제가 있다.

본 발명의 실시예는 대면적 기판을 안정적이고 효율적으로 고정할 수 있는 기판 고정용 클램핑 테이블을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 있어서,

기판이 적재되는 스테이지; 및

상기 기판의 가장자리 부분을 고정하기 위한 복수의 클램핑 유닛;을 포함하고,

상기 클램핑 유닛들 각각은,

상기 스테이지의 하부에 상기 스테이지와 나란한 방향으로 왕복운동 가능하게 마련되는 실린더; 및

상기 스테이지의 일측에 마련되며, 상기 실린더의 움직임에 의해 회전함으로써 상기 기판의 가장자리 부분을 고정시키는 고정부;를 포함하는 클램핑 테이블이 제공된다.

상기 스테이지에는 상기 기판을 상기 스테이지에 진공 흡착시키기 위한 복수의 진공홀이 형성되어 있을 수 있다. 상기 스테이지의 하부에는 상기 진공홀들과 연통하는 유로가 형성된 매니폴드(manifold)가 더 마련될 수 있다. 그리고, 상기 스테이지의 일측에는 상기 매니폴드 내부를 진공 상태로 만들기 위한 진공 유닛이 마련될 수 있다.

상기 클램핑 테이블은 상기 기판의 4방향 가장자리 부분을 고정하도록 4개의 클램핑 유닛을 포함할 수 있다. 상기 클램핑 유닛들은 동시에 구동되거나 또는 각각 개별적으로 구동될 수 있다. 상기 실린더는 예를 들면, 공압 실린더를 포함할 수 있다.

상기 클램핑 유닛의 적어도 일측에는 상기 고정부와 연동하면서 상기 기판의 가장 자리 부분을 고정시키는 보조 고정부재가 더 마련될 수 있다.

상기 클램핑 테이블은 상기 실린더의 단부에 마련되는 것으로, 상기 실린더가 상기 스테이지와 나란한 방향으로 움직임에 따라 상하로 움직이는 링크부; 및 상기 링크부와 상기 고정부를 연결하도록 마련되는 것으로, 상기 실린더의 움직임에 따라 상기 고정부와 함께 회전하는 암 샤프트(arm shaft);를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 링크부의 상하 이동을 가이드하는 가이드 부재가 더 마련될 수 있다.

상기 고정부와 상기 암 샤프트 사이에는 상기 고정부와 함께 회전하도록 회전축이 마련될 수 있다. 여기서, 상기 회전축에는 보조 고정부재가 연결되어 상기 회전축의 회전에 의해 상기보조 고정부재가 회전하면서 상기 기판의 가장자리 부분을 고정할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판은 600mm ×600mm 이상의 대면적을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 있어서,

기판이 적재되는 것으로, 그 내부에는 진공 흡착을 위한 복수의 진공홀이 형성된 스테이지;

상기 스테이지의 하부에 마련되는 것으로, 상기 진공홀들과 연통하는 유로가 형성된 매니폴드; 및

상기 클램핑 유닛들 각각은,

본 발명의 실시예에 의하면, 복수개의 클램핑 유닛에 의해 기판의 가장자리 부분을 고정하고, 진공 흡착에 의해 기판을 스테이지에 밀착시킴으로써 기판의 전 면적을 스테이지에 균일하게 고정할 수 있다. 여기서, 실린더가 스테이지의 하부에 마련되어 스테이지와 나란하게 움직이도록 마련됨으로써 클램핑 유닛의 소형화가 가능하다. 한편, 클램핑 유닛들 각각의 양측에 클램핑 유닛과 연동하여 회전하는 보조 고정부재를 마련함으로써 기판을 보다 효과적으로 스테이지에 고정할 수 있다. 이에 따라, 기판이 클램핑에 의해 뒤틀리는 것을 방지할 수 있으며, 기판의 뒤틀림으로 인한 진공 누수 문제도 억제될 수 있다. 또한, 클램핑 유닛의 동력원으로 공압 실린더를 사용하는 경우에는 추가적인 부속품이 필요없게 되고, 기판이 스테이지에 안정적으로 고정되어 있어 클램핑 테이블을 고속으로 이동할 수 있으므로 작업 시간을 단축 시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 클램핑 테이블을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 클램핑 유닛의 측면을 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 스테이지 및 매니폴드의 단면을 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 클램핑 테이블에 기판을 고정하는 방법을 설명하는 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 아래에 예시되는 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 또한, 소정의 물질층이 기판이나 다른 층에 존재한다고 설명될 때, 그 물질층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 존재할 수도 있고, 그 사이에 다른 제3의 층이 존재할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 클램핑 테이블(100)을 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 클램핑 테이블(100)은 레이저 가공작업(예를 들면, 레이저 마킹 작업)을 위해 LCD(Liquid Crystal Display) 패널이나 PCB 등과 같은 기판을 고정하는 역할을 한다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 클램핑 테이블(100)은 기판(도 3의 W)이 적재되는 스테이지(150)와 기판(W)의 가장 자리 부분을 고정하기 위한 복수의 클램핑 유닛(clamping unit, 110)을 포함한다. 도 1에는 스테이지(150)가 사각형 형상을 가지고 있는 경우가 예시적으로 도시되어 있다. 이 경우, 스테이지(150)의 형상에 대응하는 사각형 형상을 가지는 기판(W)이 스테이지(150)의 상면에 적재될 수 있다. 이러한 스테이지(150)에 적재되는 기판(W)으로는 예를 들면, LCD 패널이나 PCB 등이 될 수 있다. 기판(W)은 예를 들면 600mm ×600mm 이상의 대면적을 가질 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(W)은 다양한 면적을 가질 수 있다.

도 1에서는 기판(W)의 4방향 가장자리 부분을 고정하도록 4개의 클램핑 유닛(110)이 마련되는 경우가 예시적으로 도시되어 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 클램핑 유닛(110)의 개수는 다양하게 변형될 수 있다. 그리고, 클램핑 유닛들(110) 각각의 양측에는 후술하는 바와 같이, 클램핑 유닛(110)과 연동하여 스테이지(150)에 적재된 기판(W)의 가장자리 부분을 고정하는 보조 고정부재(120)가 마련될 수 있다. 도 1에서는 클램핑 유닛(110)의 양측에 각각 보조 고정부재(120)가 마련되는 경우가 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 클램핑 유닛(110)의 일측에만 보조 고정부재(120)가 마련될 수도 있다.

도 2는 도 1에 도시된 클램핑 유닛(110)의 측면을 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 스테이지(150)의 하부에는 매니폴드(manifold, 160)가 마련되어 있다. 후술하는 바와 같이, 스테이지(150)의 내부에는 진공 흡착을 위한 복수의 진공홀(151)이 형성되어 있으며, 매니폴드(160)의 내부에는 진공홀들(151)과 연통하는 유로(161)가 형성되어 있다.

클램핑 유닛(110)은 매니폴드(160)의 하부에 마련되는 실린더(111)와, 이 실린더(111)의 움직임에 따라 회전함으로써 스테이지(150)에 적재된 기판(W)의 가장자리 부분을 고정하는 고정부(114)를 포함할 수 있다. 여기서, 실린더(111)는 매니폴드(160)의 하부에서 스테이지(150)와 나란한 방향, 예를 들면, 도 2에서 x 및 ? 방향을 따라 왕복 운동할 수 있도록 마련되어 있다. 이러한 실린더(111)로는 예를 들면 공압 실린더가 사용될 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 공압 실린더 외에 다른 유형의 실린더가 사용되는 것도 가능하다.

클램핑 유닛(110)은 실린더(111)의 단부에 마련되는 링크부(112)와, 이 링크부(113)와 고정부(114)를 연결하도록 마련되는 암 샤프트(arm shaft, 116)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 링크부(112)는 실린더(111)가 움직임에 따라 상하 방향으로 움직이도록 마련되어 있다. 예를 들면, 도 2에서 실린더(111)가 x 방향으로 움직이면 링크부(112)는 상방향, 즉 z 방향으로 이동하게 되고, 실린더(111)가 ? 방향으로 움직이면 링크부(112)는 하방향, 즉, -z 방향으로 이동하게 되어 있다. 한편, 클램핑 유닛(110)은 링크부(112)의 상하 이동을 가이드하는 가이드 부재(113)를 더 포함할 수 있다.

그리고, 암 샤프트(116)는 고정부(114)와 링크부(112) 사이를 연결하여 실린더(111)가 움직임에 따라 고정부(114)와 함께 연동하면서 회전하도록 되어 있다. 여기서, 암 샤프트(116)와 고정부(114) 사이에는 회전축(115)이 마련되어 있으며, 이러한 회전축(115)은 암 샤프트(116) 및 고정부(114)와 함께 연동하여 회전할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 이러한 회전축(115)의 양측에는 전술한 보조 고정부재(120)가 연결되어 있으며, 회전축(115)의 회전에 따라 같이 회전하면서 기판(W)의 가장자리 부분을 고정할 수 있다.

도 2에서 예를 들면, 실린더(111)가 x 방향으로 전진하게 되면 링크부(112)는 가이드 부재(113) 내에서 z 방향으로 상승하게 된다. 이에 따라, 암 샤프트(116) 및 고정부(114)는 회전축(115)과 함께 시계 방향으로 움직이게 된다. 이때, 회전축(115)의 양측에 연결된 보조 고정부재들(120)도 회전축(115)과 함께 시계 방향으로 움직일 수 있다. 그리고, 실린더(111)가 ? 방향으로 후진하게 되면 링크부(112)는 가이드 부재(113) 내에서 ? 방향으로 하강하게 된다. 이에 따라, 암 샤프트(116) 및 고정부(114)는 회전축(115)과 함께 반시계 방향으로 움직이게 된다. 이때, 회전축(115)의 양측에 연결된 보조 고정부재들(120)도 회전축(115)과 함께 반시계 방향으로 움직일 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 스테이지(150) 및 매니폴드(160)의 단면을 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 기판(W)이 적재되는 스테이지(150)의 내부에는 복수의 진공홀(151)이 형성되어 있다. 이러한 진공홀들(151)은 스테이지(150)에 기판(W)이 적재된 상태에서 기판(W)을 스테이지(150)에 진공 흡착시키는 역할을 한다. 그리고, 스테이지(150)의 하부에 마련되는 매니폴드(160)의 내부에는 진공홀들(151)과 연통하는 유로(161)가 형성되어 있다. 이에 따라, 진공홀들(151) 및 유로(161)를 통해 에어를 뽑아 내어 유로(161) 내부를 진공 상태로 유지함으로써 기판(W)을 스테이지(150)의 상면에 흡착시킬 수 있다. 한편, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 스테이지(150)의 일측에는 매니폴드(160)와 연결되어 매니폴드(160)의 내부를 진공상태로 만들기 위한 예를 들면, 진공 펌프 등과 같은 진공 유닛이 마련될 수 있다.

상기와 같은 구조의 클램핑 테이블(100)에 의하면, 스테이지(150) 주변에 마련된 클램핑 유닛들(110)을 작동함으로써 스테이지(150)에 적재된 기판(W)의 가장 자리 부분을 고정부(114)가 고정할 수 있다. 여기서, 클래램 유닛들(110)은 하나의 구동원에 연결되어 동시에 구동될 수도 있으며, 별개의 구동원들에 각각 연결되어 독립적으로 구동될 수도 있다. 한편, 이 과정에서 클램핑 유닛(110)의 양측에 마련된 보조 고정부재(120)도 고정부(114)와 연동하여 움직이면서 기판(W)의 가장자리 부분을 고정할 수 있다. 또한, 진공 유닛의 작동에 의해 스테이지(150)의 진공홀들(151) 및 매니폴드(160)의 유로(161)를 통해 에어를 뽑아냄으로써 진공 흡착에 의해 기판(W)을 스테이지(150)의 전 면적에 균일하게 고정할 수 있다.

이하에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 클램핑 테이블(100)을 이용하여 기판(W)을 스테이지(150)에 고정하는 방법을 구체적으로 설명한다. 도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 클램핑 테이블(100)에 기판(W)을 고정하는 방법을 설명하는 도면들이다.

도 4a는 클램핑 유닛(110)의 고정부(114)가 오픈된 상태를 도시한 것이다. 도 4a를 참조하면, 매니폴드(160)의 하부에 마련된 실린더(111)가 스테이지(150)와 나란한 일방향, 예를 들면, -x 방향으로 후진하게 되면 실린더(111)의 단부에 마련된 링크부(112)가 가이드 부재(113) 내에서 ? 방향으로 하강한다. 이에 따라, 고정부(114) 및 암 샤프트(116)는 회전축(115)과 함께 반시계 방향으로 움직임으로써 고정부(114)가 오픈되게 된다. 여기서, 회전축(115)의 양측에 연결된 보조 회전부재들(도 1의 120)은 고정부(114)와 함께 반시계 방향으로 회전하면서 오픈된다. 이와 같이, 고정부(114)가 오픈된 상태에서는 기판(W)을 스테이지(150)에 적재하거나 또는 스테이지(150)에 적재된 기판(W)을 밖으로 꺼낼 수 있게 된다.

도 4b는 클램핑 유닛(110)의 고정부(114)가 닫힘으로써 기판(W)의 가장자리 부분을 고정한 상태를 도시한 것이다. 도 4b를 참조하면, 매니폴드(160)의 하부에 마련된 실린더(111)가 스테이지(150)와 나란한 타방향, 예를 들면, x 방향으로 전진하게 되면 실린더(111)의 단부에 마련된 링크부(112)가 가이드 부재(113) 내에서 z 방향으로 상승한다. 이에 따라, 고정부(114) 및 암 샤프트(116)는 회전축(115)과 함께 시계 방향으로 움직여 고정부(114)가 닫히게 됨으로써 기판(W)의 가장자리 부분이 고정부(114)에 의해 고정되게 된다. 여기서, 회전축(115)의 양측에 연결된 보조 회전부재들(도 1의 120)은 고정부(114)와 함께 시계 방향으로 회전하면서 기판(W)의 가장자리 부분을 고정할 수 있다. 또한, 진공 유닛(미도시)의 구동에 의해 스테이지(150)의 진공홀들(151) 및 매니폴드(160)의 유로(161)를 통해 에어를 뽑아냄으로써 진공 흡착에 의해 기판(W)을 스테이지(150)에 밀착시킬 수 있다. 이와 같이, 기판(W)이 스테이지(150)에 고정된 상태에서는 기판(W)에 레이저 가공 작업, 예를 들면 레이저 마킹 작업을 수행하거나 또는 기판(W)이 적재된 스테이지(150)를 다른 위치로 이동할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 클램핑 테이블(100)에서는 복수개의 클램핑 유닛(110)에 의해 기판(W)의 가장자리 부분을 고정하고, 진공 흡착에 의해 기판(W)을 스테이지(150)에 밀착시킴으로써 기판(W)의 전 면적을 스테이지(150)에 균일하게 고정할 수 있다. 여기서, 실린더(111)가 스테이지(150)의 하부에 마련되어 스테이지(150)와 나란하게 움직이도록 마련됨으로써 클램핑 유닛(110)의 소형화가 가능하다. 한편, 클램핑 유닛들(110) 각각의 양측에 클램핑 유닛(110)과 연동하여 회전하는 보조 고정부재(120)를 마련함으로써 기판(W)을 보다 효과적으로 스테이지(150)에 고정할 수 있다. 이에 따라, 기판(W)이 클램핑에 의해 뒤틀리는 것을 방지할 수 있으며, 기판(W)의 뒤틀림으로 인한 진공 누수문제도 억제될 수 있다. 또한, 클램핑 유닛(110)의 동력원으로 공압 실린더를 사용하는 경우에는 추가적인 부속품이 필요없게 되고, 기판(W)이 스테이지(150)에 안정적으로 고정되어 있어 클램핑 테이블(100)을 고속으로 이동하는 것이 가능하므로 작업 시간을 단축 시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

100.. 클램핑 테이블
110.. 클램핑 유닛
111.. 실린더
112.. 링크부
113.. 가이드부재
114.. 고정부
115.. 회전축
116.. 암 샤프트
120.. 보조 고정부재
150.. 스테이지
151.. 진공홀
160.. 매니폴드
161.. 유로
W.. 기판

Claims

기판이 적재되는 스테이지;
상기 기판의 가장자리 부분을 고정하기 위한 것으로, 그 각각은 상기 스테이지의 하부에 상기 스테이지와 나란한 방향으로 왕복운동 가능하게 마련되는 실린더와, 상기 스테이지의 일측에 마련되며 상기 실린더의 움직임에 의해 회전함으로써 상기 기판의 가장자리 부분을 고정시키는 고정부를 포함하는 복수의 클램핑 유닛; 및
상기 클램핑 유닛의 적어도 일측에 마련되는 것으로, 상기 고정부와 연동하면서 상기 클램핑 유닛들 사이의 상기 기판의 가장 자리 부분을 고정시키는 보조 고정부재;를 포함하는 클램핑 테이블.
제 1 항에 있어서,
상기 스테이지에는 상기 기판을 상기 스테이지에 진공 흡착시키기 위한 복수의 진공홀이 형성되어 있는 클램핑 테이블.
제 2 항에 있어서,
상기 스테이지의 하부에 마련되며, 상기 진공홀들과 연통하는 유로가 형성된 매니폴드(manifold)를 더 포함하는 클램핑 테이블.
제 3 항에 있어서,
상기 스테이지의 일측에는 상기 매니폴드 내부를 진공 상태로 만들기 위한 진공 유닛이 마련되는 클램핑 테이블.
제 1 항에 있어서,
상기 클램핑 테이블은 상기 기판의 4방향 가장자리 부분을 고정하도록 4개의 클램핑 유닛을 포함하는 클램핑 테이블.
제 1 항에 있어서,
상기 클램핑 유닛들은 동시에 구동되거나 또는 각각 개별적으로 구동되는 클램핑 테이블.
제 1 항에 있어서,
상기 실린더는 공압 실린더를 포함하는 클램핑 테이블.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 실린더의 단부에 마련되는 것으로, 상기 실린더가 상기 스테이지와 나란한 방향으로 움직임에 따라 상하로 움직이는 링크부; 및
상기 링크부와 상기 고정부를 연결하도록 마련되는 것으로, 상기 실린더의 움직임에 따라 상기 고정부와 함께 회전하는 암 샤프트(arm shaft);를 포함하는 클램핑 테이블.
제 9 항에 있어서,
상기 링크부의 상하 이동을 가이드하는 가이드 부재를 더 포함하는 클램핑 테이블.
제 9 항에 있어서,
상기 고정부와 상기 암 샤프트 사이에는 상기 고정부와 함께 회전하도록 마련된 회전축을 더 포함하는 클램핑 테이블.
제 11 항에 있어서,
상기 회전축에는 보조 고정부재가 연결되어 상기 회전축의 회전에 의해 상기보조 고정부재가 회전하면서 상기 기판의 가장자리 부분을 고정하는 클램핑 테이블.
제 1 항에 있어서,
상기 기판은 600mm ×600mm 이상의 대면적을 가지는 클램핑 테이블.
기판이 적재되는 것으로, 그 내부에는 진공 흡착을 위한 복수의 진공홀이 형성된 스테이지;
상기 스테이지의 하부에 마련되는 것으로, 상기 진공홀들과 연통하는 유로가 형성된 매니폴드;
상기 기판의 가장자리 부분을 고정하기 위한 것으로, 그 각각은 상기 스테이지의 하부에 상기 스테이지와 나란한 방향으로 왕복운동 가능하게 마련되는 실린더와 상기 스테이지의 일측에 마련되며 상기 실린더의 움직임에 의해 회전함으로써 상기 기판의 가장자리 부분을 고정시키는 고정부를 포함하는 복수의 클램핑 유닛;및
상기 클램핑 유닛의 적어도 일측에 마련되는 것으로, 상기 고정부와 연동하면서 상기 클램핑 유닛들 사이의 상기 기판의 가장 자리 부분을 고정시키는 보조 고정부재;를 포함하는 클램핑 테이블.
삭제