KR102034754B1 - 공기압을 이용한 기판 고정 장치 - Google Patents

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Abstract

내부에 중공부(110)가 형성되어 있는 바디프레임(100), 상기 바디프레임(100)의 상면(100a)에 형성되고, 상기 바디프레임(100)을 관통하여 상기 중공부(110)와 연결되는 복수개의 관통홀(130), 상기 중공부(110) 내에서 이동이 가능하도록 설치된 진공 조절 레버(200) 및 상기 바디프레임(100)에 형성되어, 상기 중공부(110) 내 공기를 외부로 배출하거나 상기 중공부(110)로 공기를 유입하기 위한 공기출입구(300)를 포함하는 기판 고정 장치를 제공한다.

Description

공기압을 이용한 기판 고정 장치{SUBSTRATE FIXING DEVICE USING AIR PRESSUE}
본 발명은 플렉서블 디스플레이와 같은 얇은 부재들을 흡착 고정하는 기판 고정 장치에 관한 것으로, 특히 간소화된 흡착면과 흡입수단을 구비한 기판 고정 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 다양한 요구에 따른 평판 디스플레이 장치에 관한 연구가 점차 증가하고 있다. 이러한 평판 디스플레이로는 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display) 및 OLED(Organic Light Emitting display) 등이 대표적이며, 최근에는 상기와 같은 다양한 평판 디스플레이를 플렉서블한 기판에 구현한 플렉서블 디스플레이(flexible Display)가 각광을 받고 있다.
플렉서블 디스플레이는 얇고 가벼울 뿐만 아니라 휘거나 굽힐 수 있어서 다양한 형태로 제작이 가능하다는 장점 때문에 현재 평판 디스플레이 시장의 차세대 기술로 평가되고 있다.
플렉서블 디스플레이를 이용한 평판 디스플레이의 제조공정에는 플렉서블 디스플레이와 같은 얇은 부재를 고정하여 절단하거나 또는 세정하는 공정들이 포함될 수 있다. 이러한 공정과정에서는 상기 플렉서블 디스플레이 기판을 파손시키지 않고 단단히 고정시키는 기술이 필요하다.
종래 기판을 고정하기 위한 방법으로 진공 흡착력을 이용하여 기판을 고정하는 기술이 사용되고 있다. 이러한 진공 흡착력을 이용하여 기판을 고정하는 기술은, 다수의 흡착용 관통구멍이 형성된 금속판 또는 다공질판으로 형성된 흡착면 및 에어 펌프와 같은 별도의 흡입수단을 이용하여 기판을 고정한다.
따라서, 종래 진공 흡착력을 이용한 기판 고정 장치는 진공 흡착력을 생성하기 위해서 별도의 흡입수단과 상기 흡착면과 흡입수단을 연결하는 구성요소가 더 포함되어야 하는 문제가 있다.
이에 본 발명에서는 플렉서블 디스플레이와 같이 두께가 얇은 부재를 고정함에 있어서 탈착 및 부착이 용이하고 구조가 간단한 기판 고정 장치를 제공하고자 한다.
내부에 중공부(110)가 형성되어 있는 바디프레임(100), 상기 바디프레임(100)의 상면(100a)에 형성되고, 상기 바디프레임(100)을 관통하여 상기 중공부(110)와 연결되는 복수개의 관통홀(130), 상기 중공부(110) 내에서 이동이 가능하도록 설치된 진공 조절 레버(200) 및 상기 바디프레임(100)에 형성되어, 상기 중공부(110) 내 공기를 외부로 배출하거나 상기 중공부(110)로 공기를 유입하기 위한 공기출입구(300)를 포함하는 기판 고정 장치를 제공한다.
상기 바디프레임(100)의 상면(100a)은 기판이 놓여지는 기판지지면(120)일 수 있다.
상기 진공 조절 레버(200)는 상기 중공부(110)의 제 1 방향으로 배치되는 압착부(210) 및 상기 압착부(210)를 상기 제 1 방향과 수평으로 교차하는 제 2 방향으로 이동시키기 위한 손잡이부(220)를 포함할 수 있다.
상기 진공 조절 레버(200)의 상기 압착부(210)에는 밀착용 패드부(230)가 구비될 수 있다.
상기 패드부(230)는 탄성체를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 손잡이부(220)의 일단은 상기 압착부(210)와 연결되며, 다른 일단은 상기 바디프레임(100)을 관통하여 외부로 연장될 수 있다.
상기 손잡이부(220)는 하나 이상의 방향으로 접을 수 있는 관절부(221)를 포함할 수 있다.
상기 공기출입구(300)는 상기 바디프레임(100)에 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
상기 공기출입구(300)는 상기 바디프레임(100)의 상면(100a)과 직교하는 측면에 형성될 수 있다.
상기 공기출입구(300)는 상기 바디프레임(100)의 기판지지면(120)이 형성되지 않은 상면(100a)에 형성될 수 있다.
상기 공기출입구(300)에는 공기 조절 밸브(400)가 형성될 수 있다.
상기 공기 조절 밸브(400)는 상기 공기가 이동할 수 있는 통로를 구비한 밸브 바디(410) 및 상기 밸브 바디(410)의 일부에 구비된 스프링(420)을 포함할 수 있다.
상기 공기 조절 밸브(400)는 상기 밸브 바디(410)를 상기 바디프레임(100)에 밀착시키기 위한 패드부(430)를 포함할 수 있다.
상기 관통홀(130)의 직경은 1 내지 100mm 범위 값을 가질 수 있다.
상기 관통홀(130)은 단위 면적당(㎡) 10 내지 1,000개가 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 고정 장치에 의하면, 상기 진공 조절 레버를 이용하여 상기 중공부 내부의 공기를 외부로 배출함으로써, 상기 중공부와 외부간의 공기압 차이를 형성하여 기판을 상기 바디프레임에 부착할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 고정 장치에 의하면, 상기 공기 조절 밸브를 이용하여 상기 중공부 내부로 외부 공기를 유입시킴으로써, 상기 중공부와 외부간에 형성된 공기압 차이를 해제시켜 기판을 상기 바디프레임으로부터 탈착할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 고정 장치에 의하면, 상기 진공 조절 레버 및 공기 조절 밸브를 이용하여 손쉽게 기판을 상기 바디프레임에 부착 또는 탈착할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 기판 고정 장치는 별도로 공기압을 제공하는 설비가 필요 없어서 구조가 간단한고 제조비용이 절감된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 고정 장치의 구성을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 고정 장치의 구성을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 조절 레버(200)의 구성을 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 조절 밸브(400)의 구성을 설명하기 위한 도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 조절 밸브(400)의 작동 원리를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 레버 고정 장치(500)를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 본 발명의 기판 고정 장치의 작동례를 설명하기 위한 도이다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 기판 고정 장치에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 실시예나 도면들에 의해 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
본 명세서에 있어서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이며, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
참고로, 상기 도면에서는, 이해를 돕기 위하여 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하였다. 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 고정 장치의 구성을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기판 고정 장치의 구성을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 기판 고정 장치는 바디프레임(100) 및 진공조절레버(200)를 포함할 수 있으며, 상기 바디프레임(100)에 형성된 공기출입구(300), 공기 조절 밸브(400) 및 레버 고정 장치(500) 등을 포함할 수 있다.
상기 바디프레임(100)은 소정의 가로, 세로 및 높이를 갖는 직육면체 형태의 금속으로 형성될 수 있다.
상기 바디프레임(100)의 내부에는 중공부(110)가 형성되어 있고, 상기 바디 프레임(100)의 상면(100a)에는 상기 바디프레임(100)을 관통하여 상기 중공부(110)와 연결되는 복수개의 관통홀(130)이 형성된다.
상기 관통홀(130)은 일정한 수직 및 수평 간격을 가지는 격자 형상으로 형성될 수 있다. 상기 관통홀(130)의 직경은 1 내지 100mm 범위의 값을 가질 수 있으며, 상기 관통홀(130)은 단위 면적당(㎡) 10 내지 1,000개가 형성될 수 있다. 상기 관통홀(130)의 직경 및 형성되는 개수는 기판의 크기, 특성 및 두께에 따라 적절히 조절될 수 있다.
상기 복수개의 관통홀(130)이 구비된 바디프레임(100)의 상면(100a)에는 반도체 웨이퍼, LCD, OLED 패널과 같은 플렉서블 기판 등이 놓일 수 있는 기판지지면(120)이 형성될 수 있다. 상기 기판지지면(120)은 실제로 기판이 놓여지는 상기 바디프레임(100) 상면(100a)의 일정한 영역을 말한다. 상기 기판지지면(120) 상부에는 상기 기판과의 밀착을 용이하게 하기 위한 고무 재질의 얇은 시트가 형성될 수 있다.
상기 바디프레임(100)에는 상기 중공부(110) 내부로 공기가 유입되거나 배출될 수 있도록 하는 하나 이상의 공기출입구(300)가 형성될 수 있다. 상기 공기출입구(300)는 상기 바디프레임(100)의 상면(100a)을 제외한 나머지 면에 구비될 수 있으며, 상기 바디프레임(100)의 상면(100a)에서 상기 기판지지면(120)이 형성되지 않은 영역에 형성될 수도 있다.
상기 공기출입구(300)상에는 후술할 공기 조절 밸브(400)가 형성되어 공기의 유입 또는 배출을 조절할 수 있다. 또한, 상기 공기출입구(300)는 후술할 진공 조절 레버(200)의 손잡이부(220)가 왕복 운동할 수 있도록 하는 이동 통로 역할을 할 수 있다.
도 1에서, 상기 공기출입구(300)는 상기 공기 조절 밸브(400)가 형성되는 공기출입구(300) 및 상기 손잡이부(220)의 이동 통로로서의 공기출입구(300)가 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형예들이 있을 수 있다.
상기 바디프레임(100) 내부에 형성된 중공부(110)에는 상기 중공부(110) 내의 공기를 외부로 배출하기 위한 진공 조절 레버(200)가 구비될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 진공 조절 레버(200)는 상기 중공부(110) 내에서 제 1 방향으로 배치되는 압착부(210) 및 상기 압착부(210)를 상기 제 1 방향과 수평으로 교차하는 제 2 방향으로 이동시키기 위한 손잡이부(220)를 포함한다.
상기 제 2 방향이 상기 제 1 방향과 수평으로 교차한다라는 것은 직교 또는 일정할 각도를 가지고 교차되는 것을 포함할 수 있다.
상기 중공부(110)의 바닥면(110a)에는 상기 압착부(210)를 제 2 방향으로 이동시키기 위한 레일(140)이 형성될 수 있다. 도 2에서는, 상기 레일(140)이 상기 중공부(110) 바닥면(110a)의 양말단에서 제 2 방향으로 길게 형성된 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 상기 레일(140)은 상기 압착부(210)를 상기 제 2 방향으로 균일하게 이동시킬 수 있도록 하는 다양한 변형예들이 있을 수 있다.
상기 바디프레임(100)에는 상기 진공 조절 레버(200)를 고정하기 위한 레버 고정 장치(500)가 구비될 수 있다. 이하 도면에서 상기 진공 조절 레버(200), 공기 조절 밸브(400) 및 레버 고정 장치(500)의 구성을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 진공 조절 레버(200)의 구성을 설명하기 위한 도이다.
상기 진공 조절 레버(200)는 상기 중공부(110)의 제 1 방향으로 배치되어 상기 중공부(110) 상에 존재하는 공기를 배출하기 위한 압착부(210) 및 상기 제 1 방향과 수평으로 직교하는 제 2 방향으로 이동시키기 위한 손잡이부(220)를 포함할 수 있다.
상기 진공 조절 레버(200)는 상기 압착부(210) 및 상기 중공부(110) 사이에 공기가 누설되지 않도록 밀착하기 위한 패드부(230)를 포함할 수 있다.
상기 패드부(230)는 고무와 같은 탄성체를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 압착부(210)의 양단에는 상기 레일(140) 상에서 균일하게 이동할 수 있도록 레일홈(240)이 형성될 수 있다. 상기 레일홈(240)은 상기 레일(140)의 형태에 따라 변형될 수 있다.
상기 손잡이부(220)의 일말단은 상기 압착부(210)와 결합되어 상기 압착부(210)가 제 2 방향으로 직선 왕복 이동할 수 있도록 한다.
또한 상기 손잡이부(220)의 다른 일말단은 상기 바디프레임(100)을 관통하는 공기출입구(300)을 통하여 외부로 연결될 수 있다.
상기 외부로 연결된 손잡이부(220)의 다른 일말단에는 사용자가 상기 손잡이부(220)를 잡을 수 있도록 손잡이(222)가 형성될 수 있다.
상기 손잡이부(220)에는 하나 이상의 관절부(221)를 포함할 수 있다. 상기 관절부(221)를 이용하여 상기 진공 조절 레버(200)가 제 2 방향으로 이동시 외부로 배출된 손잡이부(220)를 접어서 고정시켜 놓을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 조절 밸브(400)의 구성을 설명하기 위한 도이다.
상기 공기 조절 밸브(400)는 공기가 이동할 수 있는 통로부(413)를 구비하는 밸브 바디(410) 및 상기 밸브 바디(410)의 일부에 구비되는 스프링(420)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 밸브 바디(410)는 공기가 유입되는 유입부(411) 및 상기 바디프레임(100)과 밀착되는 밀폐부(412)로 구분될 수 있다.
상기 밀폐부(412)와 바디프레임(100)이 접촉하는 부분에는 공기가 빠져나가지 못하도록 압착패드(430)가 형성될 수 있다.
상기 스프링(420)의 강성은 고정되는 기판에 걸리는 압력이 과도하여 변형이 생기는 것을 방지하기 위하여 적절한 것을 사용할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 조절 밸브(400)의 작동 원리를 설명하기 위한 도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이 일반적인 경우 상기 바디프레임(100)과 상기 밀폐부(412)는 A-B 사이에 구비된 스프링(420)의 탄성력에 의해 밀착된 상태로 배치될 수 있다. 이와 같이 상기 밀폐부(412)는 외부에서 상기 중공부(110)로 유입되는 공기를 막아 상기 중공부(110)가 밀폐될 수 있도록 한다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이 사용자가 상기 유입부(411)에 압력을 가하면, 상기 바디프레임(100)과 상기 밀폐부(412) 사이에 공간이 형성될 수 있다. 상기 밸브 바디(410)의 통로부(413)를 통하여 유입된 공기는 상기 바디프레임(100)과 상기 밀폐부(412) 사이에 형성된 공간을 통하여 상기 중공부(110)로 유입될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 레버 고정 장치(500)를 설명하기 위한 도이다.
상기 레버 고정 장치(500)는 상기 진공 조절 레버(200)의 압착부(210)를 고정하기 위한 라쳇(510), 상기 라쳇(510)을 일정한 범위 내에서 이동시킬 수 있는 라쳇축(520), 상기 라쳇축(520)의 이동 범위를 제한하기 위한 고정부(530) 및 상기 고정부(530)를 해제하기 위한 해제부(540)를 포함할 수 있다.
상기 고정부(530)가 상기 라쳇축(520)을 상기 진공 조절 레버(200)의 압착부(210)가 통과하는 방향으로만 이동이 가능하도록 고정시킬 수 있다.
따라서 상기 진공 조절 레버(200)는 상기 라쳇(510)에 의하여 고정될 수 있으며, 사용자가 상기 해제부(540)를 누를 경우에는 상기 고정부(530)가 상기 라쳇축(520)의 고정을 해제하여 상기 진공 조절 레버(200)를 다시 이동시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 고정 장치의 작동례를 설명하기 위한 도이다.
상기 진공 조절 레버(200)의 압착부(210)를 상기 중공부(110)의 일측으로 밀어 올린 후, 상기 기판지지면(120) 상에 고정하고자 하는 기판(10)을 위치시킨다.
상기 기판(10)을 상기 기판지지면(120)에 위치시킨 상태에서 상기 진공 조절 레버(200)를 잡아당기면 상기 중공부(110) 내부에 존재하는 공기가 외부로 배출되면서 상기 중공부(110)와 외부 간에 공기압 차이를 만들 수 있다.
상기 기판(10)은 상기 중공부(110)와 외부의 공기압 차이로 인해 상기 기판 지지면(120)에 고정될 수 있다.
상기 중공부(110)의 다른 일측으로 당겨진 상기 진공 조절 레버(200)는 상기 레버 고정 장치(500)로 고정할 수 있다.
상기 기판(10)이 기판지지면(120)에 고정된 상태에서 원하는 작업을 할 수 있다. 상기 작업이 끝나면 상기 공기 조절 밸브(400)의 유입부(411)를 눌러 외부의 공기가 상기 중공부(110) 내부로 유입될 수 있도록 한다.
외부 공기가 상기 중공부(110) 내부로 다시 유입되면 외부와 상기 중공부(110) 사이의 기압 차이가 소멸하여 상기 기판(10)이 쉽게 분리될 수 있다.
상기와 같은 과정을 통하여 본 발명은 반도체 웨이퍼, LCD, OLED 패널등과 같은 플렉서블 기판의 부착 및 탈착이 용이한 기판 고정 장치를 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 기판 고정 장치는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.
10 : 기판 100 : 바디프레임
100a : 바디프레임 상면 110 : 중공부
110a : 중공부 바닥면 120 : 기판지지면
130 : 관통홀 140 : 레일
200 : 진공 조절 레버 210 : 압착부
220 : 손잡이부 221 : 관절부
222 : 손잡이 230 : 패드부
240 : 레일홈 300 : 공기출입구
400 : 공기 조절 밸브 410 : 밸브 바디
411 : 유입부 412 : 밀폐부
413 : 통로부 420 : 스프링
430 : 압착 패드 500 : 레버 고정 장치
510 : 라쳇 520 : 라쳇축
530 : 고정부 540 : 해제부

Claims (15)

  1. 내부에 중공부(110)가 형성되어 있는 바디프레임(100);
    상기 바디프레임(100)의 상면(100a)에 형성되고, 상기 바디프레임(100)을 관통하여 상기 중공부(110)와 연결되는 복수개의 관통홀(130);
    상기 중공부(110) 내에서 이동이 가능하도록 설치된 진공 조절 레버(200);
    상기 바디프레임(100)에 형성되어, 상기 중공부(110) 내 공기를 외부로 배출하거나 상기 중공부(110)로 공기를 유입하기 위한 공기출입구(300); 및
    상기 공기출입구(300)에 배치된 공기 조절 밸브(400)를 포함하고,
    상기 공기 조절 밸브(400)는,
    상기 공기가 이동할 수 있는 통로를 구비한 밸브 바디(410); 및
    상기 밸브 바디(410)의 일부에 구비된 스프링(420);을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 바디프레임(100)의 상면(100a)은 기판지지면(120)인 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 진공 조절 레버(200)는,
    상기 중공부(110)의 제 1 방향으로 배치되는 압착부(210); 및
    상기 압착부(210)를 상기 제 1 방향과 수평으로 교차하는 제 2 방향으로 이동시키기 위한 손잡이부(220);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 진공 조절 레버(200)의 상기 압착부(210)에는 밀착용 패드부(230)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 패드부(230)는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 손잡이부(220)의 일단은 상기 압착부(210)와 연결되며, 다른 일단은 상기 바디프레임(100)을 관통하여 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 손잡이부(220)는 하나 이상의 방향으로 접을 수 있는 관절부(221)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 공기출입구(300)는 상기 바디프레임(100)에 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 공기출입구(300)는 상기 바디프레임(100)의 상면(100a)을 제외한 나머지 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 공기출입구(300)는 상기 바디프레임(100)의 상면(100a)에서 상기 기판지지면(120)이 형성되지 않은 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 공기 조절 밸브(400)는 상기 밸브 바디(410)를 상기 바디프레임(100)에 밀착시키기 위한 패드부(430);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 관통홀(130)의 직경은 1 내지 100mm 범위 값을 갖는 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 관통홀(130)은 단위 면적당(㎡) 10 내지 1,000개 구비된 것을 특징으로 하는 기판 고정 장치.
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