KR102078115B1

KR102078115B1 - 라미네이팅 장치

Info

Publication number: KR102078115B1
Application number: KR1020190064097A
Authority: KR
Inventors: 신용욱; 손세헌; 서지원; 최현민
Original assignee: 주식회사 톱텍
Priority date: 2019-05-30
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2020-02-17

Abstract

본 발명은 챔버 내부의 진공 형성시 상부지그베이스의 위치편차가 발생되지 않도록 하는 라미네이팅 장치에 관한 것으로, 라미네이팅시 가압력을 부여하는 승강하는 승강대; 상기 승강대와 이격되게 설치되어 승강대와 연동하며, 내부에 제품을 지지하는 상부지그를 포함한 상부지그베이스가 승강 가능하게 배치된 상부챔버; 상기 상부챔버와 결합되며, 내부에 제품을 지지하는 하부지그를 포함한 하부지그베이스가 UVW구동부와 연결된 상태로 배치된 하부챔버; 및 상기 승강대에 배치되며, 상기 상,하부챔버가 결합된 상태로 상기 승강대 하강을 통한 제품 라미네이팅시 상기 상부지그베이스로 설정된 압력이 가해질 때 초과되는 압력을 상쇄시키는 압력상쇄수단;를 포함하여 구성된다.

Description

라미네이팅 장치{LAMINATING APPARATUS}

본 발명은 라미네이팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 챔버 내부의 진공 형성시 상부지그베이스의 위치편차가 발생되지 않도록 하는 라미네이팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 OLED(organic light emitting diode display), LCD(liquid crystal display) 및 PDP(plasma display panel)를 비롯한 다양한 디스플레이장치는 보통 복층 구조로 이루어져 있어서 제조시 진공 상태에서 기판을 서로 합착하는 합착공정을 거치게 된다.

예컨대, 디스플레이장치를 구성하는 유리기판들 간의 합착, 패널과 유리기판의 합착 및 복수의 TFT(Thin Film Transistor)가 매트릭스형으로 형성된 어레이 기판과 컬러필터 기판 간의 합착 등을 비롯하여 다양한 종류의 기판 합착 공정이 이루어진다.

또한, 최근에는 디스플레이장치에 좀더 다양한 기능을 부가하기 위해 LCD 모듈(이하 'LCM'이라 함)에 EGIP(Electric graphic input panel) 또는 터치패널(touch pannel)이라고도 하는 디지타이저(digitizer)를 합착한다.

위와 같은 합착공정은 상부챔버와 하부챔버로 구성된 라미네이팅 장치를 통해 이루어지며, 도 1에는 라미네이팅이 이루어지는 종래 라미네이팅 장치의 구조가 개략적으로 도시되어 있다.

도시된 바와 같은 라미네이팅 장치의 구조를 살펴보면, 상부챔버(1)는 상하로 승강하는 승강대(2)에 설치되어 있으며, 상부챔버 내부에는 제품(윈도우)이 지지되는 상부지그(3)를 포함하는 상부지그베이스(4)가 고정부재(A)에 의해 고정되어 있다.

하부챔버(5)는 고정부재(A)에 의해 상부챔버(1)의 하부에 배치되고, 내부에는 하부챔버(5)의 하측에 배치된 UVW구동부(8)와 연결된 상태로 제품(패널)이 지지되는 하부지그(6)를 포함하는 하부지그베이스(7)가 배치되어 있다.

그러나 종래의 라미네이팅 장치는, 챔버 내부로 진공압 형성시 진공 영향에 의해 상,하부챔버가 내측방향으로 미세하게 수축 또는 뒤틀리는 문제가 발생하고, 이로 인해 상부챔버에 고정된 상부지그베이스의 유동에 따라 상부지그의 위치편차가 발생하게 되는 치명적인 문제를 유발시킨다. 이러한 상부지그의 위치편차는 제품의 라미네이팅 시 통상 얼라인의 3%를 소실시킴에 따라 라미네이팅에 치명적일 수 밖에 없다.

정확하게, 하부챔버의 하부지그베이스는 UVW구동부의 축에 고정된 상태로 하부챔버 내부와 이격된 상태이기 때문에 하부챔버의 수축 또는 뒤틀림이 발생하더라도 영향을 받지 않으며, 상부지그베이스는 상부챔버에 고정된 상태이기 때문에 상부챔버의 수축 또는 뒤틀림에 동반하여 상부지그의 위치편차가 발생되는 것이다.

또한, 종래의 라미네이팅 공정은 상부지그베이스의 하강 이후 하부지그베이스의 상승을 통해 합착이 이루어지기 때문에 상부와 하부에 각각 구동원이 구비되어야 함에 따라 장치의 구조가 복잡해지는 문제가 있다.

국내공개특허 제10-2019-0027007호

본 발명은 상기와 같은 문제점 및 기술적 편견을 해소하기 위해 안출된 것으로, 챔버 내부의 진공형성시 챔버의 수축 또는 뒤틀림이 발생하더라도 상부지그베이스의 위치편차가 발생되지 않도록 하고, 라미네이팅 공정이 상부지그베이스의 하강에 의해서만 이루어지도록 하는 라미네이팅 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

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상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 라미네이팅 장치는, 라미네이팅시 가압력을 부여하는 승강하는 승강대; 상기 승강대와 이격되게 설치되어 승강대와 연동하며, 내부에 제1제품을 지지하는 상부지그를 포함한 상부지그베이스가 승강 가능하게 배치된 상부챔버; 상기 상부챔버와 결합되며, 내부에 제2제품을 지지하는 하부지그를 포함한 하부지그베이스가 UVW구동부와 연결된 상태로 배치된 하부챔버; 및 상기 승강대에 배치되며, 상기 상,하부챔버가 결합된 상태로 상기 승강대 하강을 통한 제품 라미네이팅시 상기 상부지그베이스로 설정된 압력이 가해질 때 초과되는 압력을 상쇄시키는 압력상쇄수단;를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 압력상쇄수단은, 설정된 압력이 부여된 상태로 상기 승강대에 슬립 가능하게 설치된 정압실린더; 상기 정압실린더와 상기 상부지그베이스를 연결하는 메인축; 및 상기 메인축 사이에 설치되며, 상기 승강대의 하강시 가해지는 압력을 측정하는 로드셀;로 구성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 승강대와 상부챔버 사이에는 승강대와 상부챔버를 연결하여 상기 상부챔버가 승강대에 자중에 의해 이격된 상태를 유지토록 하면서, 상기 승강대의 승강에 따라 상기 상부챔버와 승강대의 연결상태를 분리 및 결합시키는 복수개의 걸림구,가 구비된 것이 바람직하다.

또한, 상기 상부지그베이스는 상기 승강대와 결합된 복수개의 가이드마스터에 의해 상부챔버 내부에 배치된 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기 상부챔버의 상,하부에는 상기 상부지그와 하부지그에 지지된 상기 제1,2제품의 얼라인을 위해 이동하면서 제1,2제품을 촬영하는 상부비전 및 하부비전이 구비된 것이 바람직하다.

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상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 라미네이팅 장치에 의하면, 상부챔버 내부에 배치된 상부지그베이스를 상부챔버에 고정시키지 않고 승강 가능한 구조를 이루도록 함으로써, 챔버의 진공압 형성에 따른 상,하부챔버의 수축 또는 뒤틀림이 발생하더라도 상부지그베이스에 영향이 가해지지 않도록 하여 종래와 같은 상부지그의 위치편차 발생에 따른 얼라인이 틀어지는 것을 원천적으로 차단함과 동시에 안정적인 라미네이팅이 이루어지도록 하는 탁월한 효과가 있다.

또한, 라미네이팅이 상부지그베이스의 하강에 의해서만 이루어지기 때문에 챔버의 구조가 단순해지는 구조적인 효과가 있다.

또한, 라미네이팅시 상부지그베이스에 설정압력 이상이 가해지는 경우, 그 이상의 압력이 정압실린더를 통해 상쇄될 수 있도록 함으로써 상부지그베이스로 데미지가 가해지는 것을 방지하는 효과 또한 탁월하다.

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도 1은 도 종래 라미네이팅 장치를 개략적으로 도시한 참고도이고,
도 2는 본 발명에 따른 라미네이팅 장치를 나타낸 사시도이며,
도 3은 도 2의 정면을 나타낸 요부정면도이고,
도 4는 도 2의 I-I선 요부단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 구성 중 상부챔버에 보조밸브가 설치된 구조를 보여주는 개념도이고,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 라미네이팅 장치를 이용하여 라미네이팅이 이루어지는 과정을 보여주는 공정도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 2는 본 발명에 따른 라미네이팅 장치를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 정면을 나타낸 요부정면도이고, 도 4는 도 2의 I-I선 요부단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 구성 중 상부챔버에 보조밸브가 설치된 구조를 보여주는 개념도이고, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 라미네이팅 장치를 이용하여 라미네이팅이 이루어지는 과정을 보여주는 공정도이다.

도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 본 발명의 라미네이팅 장치는, 라미네이팅시 가압력을 부여하는 승강하는 승강대(110); 상기 승강대(110)와 이격되게 설치되어 승강대(110)와 연동하며, 내부에 제1제품을 지지하는 상부지그(122)를 포함한 상부지그베이스(121)가 승강 가능하게 배치된 상부챔버(120); 상기 상부챔버(120)와 결합되며, 내부에 제2제품을 지지하는 하부지그(132)를 포함한 하부지그베이스(131)가 UVW구동부(133)와 연결된 상태로 배치된 하부챔버(130); 및 상기 승강대(110)에 배치되며, 상기 상,하부챔버(120,130)가 결합된 상태로 상기 승강대(110) 하강을 통한 제품 라미네이팅시 상기 상부지그베이스(121)로 설정된 압력이 가해질 때 초과되는 압력을 상쇄시키는 압력상쇄수단(140);를 포함하여 구성된다.

설명에 앞서 본 발명의 라미네이팅 장치는, 챔버 내부의 진공시 상,하부챔버(120,130)의 형상 변형이 발생하더라도 챔버 내부의 지그들에 영향이 전달되지 않도록 하는 것에 가장 큰 특징이 있다.

또한, 후술하는 본 발명의 구성들은 도시하지 않은 별도의 제어부를 통해 제어됨은 물론이다.

또한, 설명하는 제1제품(M1)은 윈도우 일수 있으며, 제2제품(M2) 및 제3제품은 플렉서블 패널 또는 접착테이프(OCA)일 수 있으며, 이들이 합착된 제품은 표시 유닛일 수 있다.

본 발명의 라미네이팅 장치는 도 2와 같이, 최외각 양측에는 각각 직립된 상태로 설치된 한 쌍의 수직지지대(111)가 설치되어 있으며, 수직지지대(111) 사이의 상측에는 상부챔버(120)가 설치된 승강대(110)가 구비되고, 하부에는 상부챔버(120)와 결합되는 하부챔버(130)가 배치되어 있으며, 하부챔버(130)는 UVW구동부(133)와 연결되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 구조를 상세히 설명하기로 한다.

승강대(110)는 후술하는 상부챔버(120)를 상,하로 승강시키는 역할을 하는 것으로, 제품의 라미네이팅시 후술하는 하부챔버(130)의 하부지그(132)를 향해 가압력을 부여한다(도 6b 참조).

이러한 승강대(110)는 도 2와 같이 양측에 직립되게 설치된 한 쌍의 수직지지대(111) 사이에 가로질러 설치되어 있으며, 수직지지대(111)를 타고 도면상 상,하방향으로 승강한다.

이때, 승강대(110)는 수직방향으로 승강하는 승강로봇 또는 구동벨트 및 볼베어링샤프트 등과 같이 다양한 승강수단을 통해 승강구조를 이룰 수 있다. 따라서, 승강구조를 한정하지 않는다.

상부챔버(120)는 도 2 내지 도 5와 같이, 하측이 개방된 상태로 내부에 공간을 갖도록 전체적으로 사각의 형상을 이루고 있으며, 승강대(110)와 도면상 하측방향으로 소정간격 이격되게 후술하는 걸림구(150)를 통해 설치되어 승강대(110)의 승강을 따라 함께 승강한다.

상부챔버(120) 내부 공간에는 도 4 및 도 5와 같이, 상부챔버(120) 내측 공간에 배치될 수 있도록 소정의 두께를 갖는 사각의 형상의 상부지그베이스(121)가 승강 가능하게 배치된다.

상부지그베이스(121)의 도면상 하부면에는 라미네이팅 시 제1제품(M1)을 지지하는 상부지그(122)가 고정되어 있으며, 이 상부지그(122) 역시 상부지그베이스(121)에 고정됨에 따라 상부지그베이스(121)와 함께 연동한다.

한편, 상부챔버(120)가 승강대(110)와 소정간격 이격되게 지지될 수 있도록, 도 2 내지 도 4와 같이 승강대(110)와 상부챔버(120) 사이에는 4개의 걸림구(150)가 구비되며, 각 걸림구(150)는 상부챔버(120)의 각 코너에 위치하게 된다.

이러한 4개의 걸림구(150)는 승강대(110)와 상부챔버(120) 사이에 설치되어 승강대(110)와 상부챔버(120)를 연결함으로써 상기 상부챔버(120)가 승강대(110)에 자중에 의해 이격된 상태를 유지토록 하면서, 승강대(110)의 승강에 따라 상부챔버(120)와 승강대(110)의 연결상태를 분리 및 결합시킨다.

걸림구(150)는 걸쇠(151)와, 걸림부재(153) 및 안착부재(154)로 구성된다.

걸쇠(151)는 소정의 길이를 갖는 전체적인 "ㄱ"자 형상을 이루고 있으며, 일측 즉 도면상 하단은 상부챔버(120)에 고정되고 타측 즉 도면상 상단은 절곡된 걸림편(152)이 형성되어 있다.

걸림부재(153)는 걸쇠(151)의 걸림편(152) 하단에 고정되어 있으며, 구 형상을 이루고 있다.

안착부재(154)는 걸림편(152)의 직하방에 배치될 수 있도록 승강대(110)의 일측면에 고정되며, 내측에는 걸림편(152)의 걸림부재(153)를 안내하여 수용시키는 테이퍼진 경사안착홈(155)이 형성되어 있다.

경사안착홈(155)은 소정의 경사를 이루는 꼬깔 형태를 이루고 있으며, 만일 걸림부재(153)가 수용될 때 위치가 다소 틀어지더라도 경사안착홈(155)의 중심으로 안내하기 때문에 상부챔버(120)의 위치를 상시적으로 잡아주는 역할을 한다.

본 실시예에서는 걸림부재(153)가 구 형상을 갖는 것으로 도시하고 있으나, 걸림부재(153)가 구 형상이 아니더라도 걸림부재(153)의 하단이 소정의 곡면으로 이루어지면 무방하기 때문에 그 형상을 한정하지 않는다.

한편, 상부챔버(120)에는 도 5와 같이, 후술하는 하부챔버(130)와 결합된 상태에서 내부로 진공을 형성하기 위해 내부의 공기를 배출 및 주입하기 위한 진공밸브(123)가 구비되고, 상부지그(122)의 표면에 형성된 복수개의 미세공(122a)들을 통해 제품을 흡착하여 지지하기 위해 관로(A)로 연결되는 석션밸브(124)가 구비되어 있다.

그리고, 상부지그(122)의 일측에는 상부지그(122)의 표면에 형성된 복수개의 미세공(122a) 중 어느 하나의 미세공(122a)과 연통되게 보조관로(A1)가 연결되며, 보조관로(A1)에는 보조관로(A1) 단부에 온/오프 가능하게 설치되어 상,하부챔버(120,130)에 내부로 진공을 형성할 때 상부지그(122)의 복수개의 미세공(122a)에 잔류하는 공기를 석션하는 보조밸브(125)가 설치된다.

보조밸브(125)를 설치하는 가장 큰 이유는, 보조밸브(125)가 보조관로(A1)에 설치됨으로써, 일차적으로 석션밸브(124)를 구동하여 상부지그(122)를 통해 제품을 흡착하여 지지한 후, 그 상태에서 챔버 내부에 진공을 형성할 때 형성되는 진공압이 제품을 지지하는 석션 압력보다 높게 형성될 수 있기 때문이다.

즉, 석션밸브(124)를 통한 압력보다 진공압이 높아지면, 상부지그(122)의 미세공(122a)들 내에 잔류하는 공기가 압력이 높은쪽으로 유동하게 되어 상부지그(122)에 지지된 제품을 떨어트리기 때문에 보조밸브(125)를 개방하여 미세공(122a)들에 잔류하는 공기를 완전하게 석션함으로써, 진공압 형성시 미세공(122a)들 내부의 공기 유동을 원천적으로 차단하여 상부지그(122)로부터 제품이 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.

더하여, 보조밸브(125) 개방시 석션밸브(124)와 연결된 관로(A) 내의 잔류 공기도 석션이 됨은 물론일 것이다.

그리고, 보조밸브(125)는 설명상의 편리를 위해 상부챔버(120)의 외부로 노출시켜 설명하였을 뿐, 상부챔버(120)의 내부의 적소에 배치됨은 물론일 것이다.

본 실시예에서의 진공밸브(123), 석션밸브(124) 및 보조밸브(125)는 후술하는 하부챔버(130)에도 동일하게 적용됨은 물론이며, 진공밸브(123)와 보조밸브(125)의 구동은 상,하부챔버(120,130)에서 동시 또는 단일로 이루어질 수 있다.

한편, 상부지그베이스(121)가 상부챔버(120) 내부에 승강 가능하게 배치될 수 있도록, 상부지그베이스(121)는 승강대(110)와 결합된 4개의 가이드마스터(G)에 의해 상부챔버(120)의 내부에 배치된다.

이러한 가이드마스터(G)는, 도 4와 같이 4개의 가이드마스터(G)가 승강대(110)와 상부챔버(120) 사이에 배치되고, 가이드마스터(G)의 내부에 구비된 승강축이 상부챔버(120)를 관통하여 상부지그베이스(121)의 4개의 각 코너부를 균일하게 지지토록 함으로써, 상부지그베이스(121)의 이차 하강이 이루어질 때 직진성과 정위치의 하강이 이루어지도록 한다.

더하여, 가이드마스터(G)의 외관은 제품의 라미네이팅시 승강대(110)의 하강에 의해 상부지그베이스(121)에 가압력이 부여될 때 승강축(S)의 하강이 이루어질 수 있도록 벨로우즈관으로 형성됨이 바람직하다.

한편, 가이드마스터(G)에 별도의 고정용샤프트(미도시)가 결합될 수도 있는데, 이 고정용샤프트는 승강대(110)의 이차 하강이 필요치 않을 경우 가이드마스터(G)를 고정함으로써 후술하는 압력상쇄수단(140)의 정압실린더(141)의 기능을 억제함으로써, 제품의 라미네이팅시 정위치로 추가적인 가압이 이루어져야 할 때 적용된다.

하부챔버(130)는 도 2 내지 도 5와 같이, 상부챔버(120)와 대응하는 사각 형상으로 상부챔버(120)와 결합되며, 상측이 개방된 상태로 내부에 공간을 형성하고 있다.

하부챔버(130)의 내부 공간에는 도 2 및 도 4와 같이, 하부챔버(130) 내측 공간에 배치되는 소정의 두께와 사각 형상을 갖는 하부지그베이스(131)가 배치되어 있으며, 하부지그베이스(131)의 도면상 상부면에는 라미네이팅 시 제2제품(M2)을 지지하는 하부지그(132)가 고정되어 있다.

또한, 하부지그베이스(131)는 하부챔버(130)의 외측 하부에 구비된 UVW구동부(133)와 연결되며, 상,하부챔버(120,130)의 결합이 이루어지기 전 UVW구동부(133)의 구동에 의해 하부지그(132)에 안착 지지되 제품의 얼라인이 이루어지도록 한다.

UVW구동부(133)는 제품의 위치결정을 위해 사용되는 것으로, 연결된 하부지그베이스(131)를 X-Y-θ 방향으로 이동시키면서 하부지그(132)에 지지된 제품의 얼라인이 이루어질 수 있도록 X축과 Y축 및 θ방향으로 밀거나 회전시키기 위한 복수개의 구동실린더가 구비되어 있다. 상기의 UVW구동부(133)는 통상적으로 공지되어 산업의 여러 분야에서 적용되고 있는바 자세한 설명은 생략하기로 한다.

위와 같은 UVW구동부(133)는 통상적인 제어부(미 도시)에 의해 제어됨은 물론이다.

따라서, 하부챔버(130)의 하부지그베이스(131)는 UVW구동부(133)의 구동에 의해 하부지그(132)에 안착된 제품의 얼라인을 교정할 뿐, 종래와 같이 하부지그베이스(131)의 상승을 위한 구동원과 고정부재의 구성이 필요치 않다.

압력상쇄수단(140)은 도 2 내지 도 4와 같이, 승강하는 승강대(110)에 배치되며, 상,하부챔버(120,130)가 결합된 상태로 승강대(110) 하강을 통한 제품 라미네이팅시 상부지그베이스(121)로 설정된 압력이 가해질 때 초과되는 압력분을 상쇄시켜 제품의 라미네이팅에 과도한 압력이 가해지는 것을 차단한다.

압력상쇄수단(140)은, 정압실린더(141)와, 메인축(142)과, 로드셀(143)로 구성된다.

정압실린더(141)는 포트를 통해 설정된 압력이 부여된 상태로 상부챔버(120)의 중심으로부터 상측에 배치된 승강대(110)의 단턱에 걸쳐진 상태로 상측방향으로 슬립 가능하게 배치되어 있다.

메인축(142)은 도 4와 같이 상기 정압실린더(141)와 하부챔버(130)의 내측에 배치된 상부지그베이스(121)를 연결한다. 이때, 메인축(142)의 내부에 구비되는 승강축(S)은 상부챔버(120)를 관통하여 상부지그베이스(121)의 상부와 연결되며, 메인축(142)의 외관은 제품의 라미네이팅시 승강대(110)의 하강이 이루어질 때 수축될 수 있도록 벨로우즈관으로 형성됨이 바람직하다.

로드셀(143)은 정압실린더(141)와 상부지그베이스(121)를 연결하는 메인축(142) 사이에 설치되며, 승강대(110)의 하강시 상부지그베이스(121)로 가해지는 압력을 측정한다.

이때, 로드셀(143)을 통해 감지되는 압력은 제어부로 보내진다.

따라서, 압력상쇄수단(140)은 상,하부챔버(120,130)의 결합 후 진공을 거친상태에서 승강대(110)의 하강을 통해 제품의 라미네이팅이 이루어질 때, 승강대(110)의 하강에 의해 상부지그베이스(121)로 가해지는 압력을 로드셀(143)이 감지하고, 압력이 설정 이상으로 부여되면 초과된 압력만큼 정압실린더(141)를 도면상 상측방향으로 슬립시킴으로써 초과된 압력이 정압실린더(141)를 통해 상쇄될 수 있도록 함으로써 상부지그베이스(121) 즉 상부지그(122)에 지지된 제품에 데미지가 전달되는 것을 차단하는 것이다.

예를 들어, 승강대(110)의 하강에 의한 설정 압력이 100kg으로 설정된 경우, 가해지는 압력이 110kg일때 10kg 만큼의 압력을 상쇄시키기 위해 정압실린더(141)가 슬립되면서 초과 압력을 완충시키는 것이다. 이를 위해 정압실린더(141)에는 포트를 통해 100kg의 압력이 부여됨은 물론이다.

따라서, 압력상쇄수단(140)은 로드셀(143)과 정압실린더(141)를 통해 승강대(110)의 하강에 따른 압력값을 정밀하게 측정하여 라미네이팅시 요구되는 압력의 관리가 가능하다.

한편, 도 4와 같이 상부챔버(120)와 하부챔버(130) 사이에는 상부챔버(120)와 하부챔버(130)의 결합전 상부지그(122)와 하부지그(132)에 각각 지지된 제1제품(M1) 및 제2제품(M2)의 얼라인을 위해 상부챔버(120)와 하부챔버(130) 사이를 이동하는 비전(160)이 배치된다.

이때, 비전(160)은 제1제품(M1) 및 제2제품(M2)의 촬영이 이동간에 동시에 이루어질 수 있도록 각각 상부챔버(120)와 하부챔버(130)를 향하는 한 쌍으로 구성된다.

한 쌍의 비전(160)은 레일(L)에 이동가능하게 설치되어 있으며, 챔버의 결합전 도 4에 표시된 화살표방향으로 이동하면서 제품 모서리의 4개의 얼라인마크를 촬영하여 제어부로 송신한다.

본 실시예에서는 비전(160)이 상,하를 향하는 한 쌍으로 구성된 것으로 도시하고 있으나, 다양한 비전을 통해 구현될 수 있기 때문에 비전의 종류를 한정하지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 라미네이팅 장치를 이용한 라미네이팅 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 라미네이팅 장치를 이용하여 라미네이팅이 이루어지는 과정을 보여주는 공정도이다.

먼저, 석션밸브(124)를 열어 상부지그(122)와 하부지그(132)의 마주하는 표면에 흡착을 통해 제1,2제품(M1,M2)을 각각 지지시킨다.

이때, 상부챔버(120)는 도 6a와 같이 승강대(110)가 상측에 배치된 상태임에 따라 상측으로 이동되어 하부챔버(130)와 이격된 상태이다.

상부지그(122)와 하부지그(132)에 제품이 지지되면, 도 4에 도시된 화살표방향으로 한 쌍의 비전(160)을 이동시키면서 상,하부지그(122,132)에 지지된 제,2제품(M1,M2) 모서리의 4개의 얼라인마크를 각각 촬영하여 4점에 대한 중심점을 찾고, 이를 바탕으로 제어부를 통해 하부챔버(130)의 UVW구동부(133)를 구동시켜 하부지그(132)에 지지된 제2제품(M2)의 위치가 상부지그(122)에 지지된 제1제품(M1)의 위치와 일치하도록 얼라인 한다.

제1,2제품(M1,M2)의 얼라인이 완료되면, 도 6b와 같이 승강대(110)가 일차 하강하여 상부챔버(120)와 하부챔버(130)를 결합시킨다.

결합 완료후, 마주하는 상부지그(122)와 하부지그(132)에 지지된 제1제품(M1)과 제2제품(M2)은 소정의 간격(대략적으로 5mm정도)을 유지하게 되는데, 이는 챔버 내부의 진공 형성 후 승강대(110)의 이차 하강이 이루어지기 때문이다.

상,하부챔버(120,130)의 결합 후 진공밸브(123)를 열어 챔버 내부에 진공을 형성함과 동시에 보조밸브(125)를 열어 관로(A) 내에 존재하는 공기를 석션하여 상,하부지그(122,132)에 각각 지지된 제1,2제품(M1,M2)의 지지상태를 유지시킨다.

이후, 상,하부챔버(120,130) 내부의 진공이 완전하게 형성되면 승강대(110)의 이차 하강이 이루어진다.

이때, 상,하부챔버(120,130)는 이미 결합된 상태이기 때문에 더 이상 하강하지 못하고, 승강대(110)로부터 가해지는 압력에 의해 도 6c와 같이 상부지그베이스(121) 만이 하강하게 된다.

즉, 상부지그베이스(121)의 추가적인 하강을 통해 상부지그(122)의 제1제품(M1)과 하부지그(132)의 제2제품(M2)의 라미네이팅이 이루어지는 것이다.

이때, 복수개의 가이드마스터(G)는 상부지그베이스(121)의 하강이 이루어질 때 직진성을 담보시킨다.

승강대(110)의 이차 하강이 이루어지는 과정에서 로드셀(143)은 승강대(110)의 압력을 감지하고, 정압실린더(141)는 승강대(110)의 압력이 설정 압력 이상으로 부여되면 도 6c의 화살표방향으로 슬립되면서 초과분에 대한 압력을 상쇄시킨다.

이렇게 되면, 제1,2제품(M1,M2)의 라미네이팅시 설정된 압력 만이 전달되기 때문에 안정적인 라미네이팅이 담보된다.

이때, 걸쇠(151)의 걸림부재(153)는 승강대(110)가 이차 하강하지만 상부챔버(120)의 하강이 더 이상 이루어지지 못하기 때문에 도 6c와 같이 걸림부재(153)의 경사안착홈(155)으로부터 분리된다.

이후 라미네이팅이 완료되면, 승강대(110)가 원위치로 복귀하게 되고, 승강대(110)가 상승하는 과정에서 걸쇠(151)의 걸림부재(153)를 걸림편(152)의 경사안착홈(155)에 수용 결합시켜 상부챔버(120)를 함께 상승시킨다.

한편, 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 구성에서 상부챔버(120)와 비전의 구조가 다르게 형성될 수도 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 구성 중 상부챔버의 다른 구조를 보여주는 요부단면도 및 요부평면도이다.

설명에 앞서, 동일하게 적용되는 부위의 부호는 생략하기로 하고, 달라지는 부위에 대해서만 부호를 부여하기로 한다.

도 7 및 도 8과 같이, 상부챔버(120)의 상,하부에는 상부지그(122)와 하부지그(132)에 지지된 제1,2제품(M1,M2)의 얼라인을 위해 이동하면서 제1,2제품(M1,M2) 모서리의 4개의 얼라인마크를 각각 촬영하는 상부비전(163) 및 하부비전(165)이 구비된다.

상부비전(163) 및 하부비전(165)을 이용한 얼라인은, 제품의 특성상 제1,2제품(M1,M2)의 상면에 얼라인마크가 형성되는 경우에 적용됨이 바람직하다.

상부비전(163) 및 하부비전(165)이 구비된 상부챔버(120)의 상면에는 상부비전(163)을 통해 챔버의 내부를 확인할 수 있는 견시창(H1)이 형성되고, 상부지그베이스(121)에는 통과홀(H2)이 형성되며, 상부지그(122)에는 지지되는 제1제품(M1)의 얼라인마크 위치에 해당하는 투시창(H3)이 형성된다.

견시창(H1)과 통과홀(H2)은 도 8과 같이 소정의 길이를 갖는 4 개로 구성되어 서로 대응되는 상태를 이루도록 상부챔버(120)와 상부지그베이스(121)에 'X'자 방향으로 각각 형성되어 있다.

또한, 투시창(H3)은 통과홀(H2)과 같이 상부지그(122)에 4개로 구성되며, 안착된 제1제품(M1)의 얼라인마크를 도면상 상측방향으로 노출시키기 위한 것으로 제1제품(M1)의 형상 및 크기에 따라 통과홀(H2)의 영역 내에서 다르게 위치될 수 있다.

견시창(H1)과 통과홀(H2)이 'X'자 방향을 따라 소정의 길이로 형성되는 것은, 도 8과 같이 제1제품(M1)의 형태가 직사각 형상을 이루기 때문에 다양한 제1제품(M1)의 크기에 따라 상부비전(163)과 하부비전(165)의 이동을 통한 얼라인마크의 촬영이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다. 여기서, 제1제품(M1)이 반드시 직사각 형상인 것을 한정하지 않는다.

더하여, 견시창(H1)과 투시창(H3)은 상부비전(163)의 투시가 이루어질 수 있도록 투명소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 유리, 석영 및 투명 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택된 하나 인것이 바람직하다.

한편, 상부비전(163)과 하부비전(165)은 복수개로 이루어지며, 상부챔버(120)의 견시창(H1) 길이방향을 따라 이동하게 된다(도 8의 견시창(H1) 내부 화살표 참조).

상부비전(163)은 도 7과 같이 견시창(H1)의 상측에 배치되어 2개의 비전이 연동하는 한조를 이루고 있으며, 하부비전(165) 역시 상부비전(163)과 같이 2개의 비전이 연동하는 한조를 이루고 있다. 정확하게 상부비전(163)과 하부비전(165)은 'X'자 방향으로 형성된 견시창(H1)의 수직방향 상,하에 각각 배치되어 있는 것이다.

이때, 상부비전(163)과 하부비전(165)에는 견시창(H1)의 길이방향을 따라 이동할 수 있도록 도시하지 않은 별도의 구동원으로부터 구동력이 전달되고, 이를 통해 지지되는 다양한 제품의 얼라인마크를 촬영하게 된다.

따라서, 상부비전(163)과 하부비전(165)은 제품의 셋팅이 완료된 상태에서는 도 8의 화살표방향으로 이동하면서 각각 제1,2제품(M1,M2) 모서리의 4개의 얼라인마크를 촬영하고, 제품의 크기가 변경되는 경우에는 변경된 제품의 얼라인마크 위치까지 견시창(H1)의 길이방향을 따라 이동하여 셋팅이 완료된 상태에서 촬영이 이루어질 수 있도록 한다.

본 실시예에서는 상부비전(163)과 하부비전(165)이 각각 2개로 구성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 견시창(H1)의 개수에 대응하여 4개로 구성될 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 라미네이팅 장치가 적용된 표시 유닛의 제조 장치에 대해 설명하기로 한다. 설명에 앞서 이미 설명된 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 부여하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.

도 9는 본 발명의 라미네이팅 장치가 적용된 표시 유닛의 제조 장치의 일실시예 공정도이다.

표시 유닛의 제조 장치는 제1합착부(171)를 구비한 제1챔버(170), 제1공급부(172)로부터 공급된 제1제품(M1)을 얼라인하여 상기 제1합착부(171)로 공급하는 제1프리얼라인부(173); 및 제2공급부(174)로부터 공급된 제2제품(M2)을 얼라인하여 상기 제1합착부(171)로 공급하는 제2프리얼라인부(175);를 포함하여 구성된다.

제1챔버(170) 내부를 후술하는 구성들이 배치될 수 있도록 소정의 공간을 형성하고 있다.

제1챔버(170)의 일측에는 제1챔버(170)와 연결되게 제1공급부(172)가 배치되어 있으며, 제1공급부(172)에서는 제1제품(M1)인 윈도우를 제1챔버(170)로 공급한다.

제1공급부(172)를 통해 공급되는 제1제품(M1)은 제1프리얼라인부(173)로 공급된다.

제1프리얼라인부(173)에서는 제1공급부(172)를 통해 공급된 제1제품(M1)을 제1합착부(171)로 공급하기 전 일차적으로 얼라인한다. 이는, 제1합착부(171)에서 합착이 이루어질 때 제품의 얼라인이 더욱 정밀하게 이루어지도록 함으로써 합착된 제품의 품질이 향상될 수 있도록 하기 위함이다.

정확하게는, 제1프리얼라인부(173)에서 공급된 제1제품(M1)의 얼라인마크 또는 엣지 등의 위치를 확인함으로써 제1제품(M1)의 일차적인 얼라인이 이루어지도록 하는 것이다.

이때, 제1프리얼라인부(173)의 얼라인은 별도로 마련된 얼라인장치를 이용하여 제1제품(M1)의 얼라인을 맞추거나 또는 비전을 이용하여 제1제품(M1)의 얼라인을 확인하는 방법으로 진행될 수도 있다, 그러나, 본 실시예에서는 얼라인 방식이 다양하게 실시될 수 있음으로 그 방식을 한정하지는 않는다.

제1프리얼라인부(173)를 통해 얼라인된 제1제품(M1)은 제1합착부(171)로 공급되며, 제1합착부(171)의 구조는 앞서 서술된 라미네이팅 장치를 포함하기 때문에 상세한 설명을 생략하기로 한다.

제1합착부(171)로 공급된 제1제품(M1)은 상부챔버(120)의 상부지그(122)에 안착된다.

제1챔버(170)의 타측에는 제1챔버(170)와 연결되게 제2공급부(174)가 배치되어 있으며, 제2공급부(174)에서는 제2제품(M2)인 접착테이프(OCA)를 제1챔버(170)로 공급한다.

제2공급부(174)를 통해 공급되는 제2제품(M2)은 제2프리얼라인부(175)로 공급된다.

제2프리얼라인부(175)에서는 제2공급부(174)를 통해 공급된 제2제품(M2)을 제1합착부(171)로 공급하기 전 일차적으로 얼라인 한다. 이는, 제1합착부(171)에서 합착이 이루어질 때 제품의 얼라인이 더욱 정밀하게 이루어지도록 함으로써 합착된 제품의 품질이 향상될 수 있도록 하기 위함이다.

정확하게는, 제2프리얼라인부(175)에서 공급된 제2제품(M2)의 얼라인마크의 위치를 확인함으로써 제2제품(M2)의 일차적인 얼라인이 이루어지도록 하는 것이다.

이때, 제2프리얼라인부(175)의 얼라인은 별도로 마련된 얼라인장치를 이용하여 제2제품(M2)의 얼라인을 맞추거나 또는 비전을 이용하여 제2제품(M2)의 얼라인을 확인하는 방법으로 진행될 수도 있다, 그러나, 본 실시예에서는 얼라인 방식이 다양하게 실시될 수 있음으로 그 방식을 한정하지는 않는다.

제2프리얼라인부(175)를 통해 얼라인된 제2제품(M2)은 제1합착부(171)로 공급되며, 제1합착부(171)의 구조는 앞서 서술된 라미네이팅 장치를 포함하기 때문에 상세한 설명을 생략하기로 한다.

제1합착부(171)로 공급된 제2제품(M2)은 하부챔버의 하부지그에 안착된다.

제1프리얼라인부(173)와 제2프리얼라인부(175)의 얼라인은 동시에 이루어지는 것이 바람직하다.

제1합착부(171)에 제1제품(M1)과 제2제품(M2)이 공급되면, 앞서 서술된 라미네이팅 장치를 통해 제1제품(M1)과 제2제품(M2)의 라미네이팅 공정이 이루어진다.

제1제품(M1)과 제2제품(M2)이 합착된 제품(이하, 제1결과물 이라 함.)은 제1배출부로 이동하게 되고, 제1배출부를 통해 후 공정을 위한 장소로 이송된다.

도 10은 본 발명의 라미네이팅 장치가 적용된 표시 유닛의 제조 장치의 다른실시예 공정도이다.

다른 실시예의 표시 유닛 제조 장치는 앞서 서술된 제1챔버(170)와 제2챔버(180)를 포함하여 구성된다.

제1챔버(170)의 일측에는 제2합착부(181)를 포함하는 제2챔버(180)가 제1챔버(170)와 연결되고, 제2챔버(180)에는 제3공급부(183)로부터 공급된 제3제품을 얼라인하여 제2합착부(181)로 공급하는 제3프리얼라인부(184)가 더 구비된다.

여기서, 제2합착부(181)는 제1합착부(171)와 동일한 앞서 서술된 라미네이팅 장치를 포함한다.

제1챔버(170)와 제2챔버(180)가 일체를 형성할 수 있도록 제1챔버(170)와 제2챔버(180)는 터널(T)을 통해 상호 연결되는 것이 바람직하다.

제1합착부(171)에 대해서는 앞서 서술된 상태이기 때문에 생략하기로 하고, 제2챔버(180)에 대해 설명하기로 한다.

제1합착부(171)에서 합착된 제1결과물은 이송장치에 의해 제2챔버(180)의 얼라인확인부(182)로 이송된다.

얼라인확인부(182)는 이송된 제1결과물의 얼라인 상태를 확인하게 된다. 즉, 제1결과물의 제1제품(M1)과 제2제품(M2)의 얼라인 상태를 확인하는 것이다. 얼라인의 확인 방법은 앞서 서술된 제1프리얼라인부(173)의 얼라인 방법과 동일하다.

얼라인확인부(182)를 통해 얼라인된 제1결과물은 상부챔버(120)의 상부지그(122)에 안착된다.

제2챔버(180)의 타측에는 제2챔버(180)와 연결된 제3공급부(183)가 배치되어 있으며, 제3공급부(183)에서는 제3제품인 플렉서블 패널을 제2챔버(180)로 공급한다.

제3공급부(183)를 통해 공급되는 제3제품은 제3프리얼라인부(184)로 공급된다.

제3프리얼라인부(184)에서는 공급된 제3제품을 제2합착부(181)로 공급하기 전 일차적으로 얼라인한다. 이는, 제2합착부(181)에서 제1결과물의 합착이 이루어질 때 얼라인이 더욱 정밀하게 이루어지도록 함으로써 합착된 제품의 품질이 향상될 수 있도록 하기 위함이다.

제3프리얼라인부(184)의 얼라인 과정은 앞서 서술된 제1프리얼라인부(173)와 동일하다.

제3프리얼라인부(184)에서 얼라인된 제3제품은 하부챔버의 하부지그에 안착된다.

이때, 얼라인확인부(182)와 제3프리얼라인부(184)의 얼라인은 동시에 이루어지는 것이 바람직하다.

제2합착부(181)에 제1결과물과 제3제품의 공급이 완료되면, 앞서 서술된 라미네이팅 장치를 통해 제1결과물과 제3제품의 라미네이팅 공정이 이루어진다. 정확하게는, 제1제품(M1) 및 제2제품(M2)과 제3제품으로 구성된 제2결과물의 최종적인 공정이 이루어지는 것이다.

이후, 제2결과물은 제2배출부(185)로 이동하게 되고, 제2배출부(185)를 통해 후 공정을 위한 장소로 이송된다.

지금까지 서술된 바와 같이 본 발명의 라미네이팅 장치 및 이를 포함하는 표시 유닛의 제조 장치는, 상부챔버 내부에 배치된 상부지그베이스를 상부챔버에 고정시키지 않고 승강 가능한 구조를 이루도록 함으로써, 챔버의 진공압 형성에 따른 상,하부챔버의 수축 또는 뒤틀림이 발생하더라도 상부지그베이스에 영향이 가해지지 않도록 하여 종래와 같은 상부지그의 위치편차 발생에 따른 얼라인이 틀어지는 것을 원천적으로 차단함과 동시에 안정적인 라미네이팅이 이루어지도록 하는 탁월한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 라미네이팅 장치가 적용된 챔버에서 합착부로 공급되는 제품들이 일차 얼라인된 상태로 공급됨에 따라 정확한 얼라인을 이룬 표시 유닛의 제조가 가능한 효과가 있다.

이상, 본 발명의 라미네이팅 장치 및 이를 포함하는 표시 유닛의 제조 장치를 바람직한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 설명하였으나, 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아님은 물론이다.

즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

110 : 승강대 111 : 수직지지대
120 : 상부챔버 121 : 상부지그베이스
122 : 상부지그 123 : 진공밸브
124 : 석션밸브 125 : 보조밸브
130 : 하부챔버 131 : 하부지그베이스
132 : 하부지그 133 : UVW구동장치
140 : 압력상쇄수단 141 : 정압실린더
142 : 메인축 143 : 로드셀
150 : 걸림구 151 : 걸쇠
152 : 걸림편 153 : 걸림부재
154 : 안착부재 155 : 경사안착홈
160 : 비전 170 : 제1챔버
171 : 제1합착부 172 : 제1공급부
173 : 제1프리얼라인부 174 : 제2공급부
175 : 제2프리얼라인부 176 : 제1배출부
180 : 제2챔버 181 : 제2합착부
182 : 얼라인확인부 183 : 제3공급부
184 : 제3프리얼라인부 185 : 제2배출부
A : 관로 A1 : 보조관로
G : 가이드마스터 G1 : 승강축
L : 안내레일 M1 : 제1제품
M2 : 제2제품 T : 터널

Claims

라미네이팅시 가압력을 부여하는 승강하는 승강대(110);
상기 승강대(110)와 이격되게 설치되어 승강대(110)와 연동하며, 내부에 제1제품(M1)을 지지하는 상부지그(122)를 포함한 상부지그베이스(121)가 승강 가능하게 배치된 상부챔버(120);
상기 상부챔버(120)와 결합되며, 내부에 제2제품(M2)을 지지하는 하부지그(132)를 포함한 하부지그베이스(131)가 UVW구동부(133)와 연결된 상태로 배치된 하부챔버(130);
상기 승강대(110)에 배치되며, 상기 상,하부챔버(120,130)가 결합된 상태로 상기 승강대(110) 하강을 통한 제품 라미네이팅시 상기 상부지그베이스(121)로 설정된 압력이 가해질 때 초과되는 압력을 상쇄시키는 압력상쇄수단(140); 및
상기 승강대(110)와 상부챔버(120) 사이에는 승강대(110)와 상부챔버(120)를 연결하여 상기 상부챔버(120)가 승강대(110)에 자중에 의해 이격된 상태를 유지토록 하면서, 상기 승강대(110)의 승강에 따라 상기 상부챔버(120)와 승강대(110)의 연결상태를 분리 및 결합시키는 복수개의 걸림구(150);를 포함하며,
상기 압력상쇄수단(140)은, 설정된 압력이 부여된 상태로 상기 승강대(110)에 슬립 가능하게 설치된 정압실린더(141); 상기 정압실린더(141)와 상기 상부지그베이스(121)를 연결하는 메인축(142); 및 상기 메인축(142) 사이에 설치되며, 상기 승강대(110)의 하강시 가해지는 압력을 측정하는 로드셀(143);로 구성되고,
상기 걸림구(150)는, 소정의 길이를 가지며, 일측은 상기 상부챔버(120)에 고정되고 타측은 걸림편(152)이 형성된 걸쇠(151); 상기 걸쇠(151)의 걸림편(152)에 구비된 걸림부재(153); 및 상기 승강대(110)에 고정되며, 내측에 상기 걸림편(152)의 걸림부재(153)를 안내하여 수용시키는 테이퍼진 경사안착홈(155)이 형성된 안착부재(154);로 구성된 것을 특징으로 하는 라미네이팅 장치.
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제1항에 있어서,
상기 상부지그베이스(121)는 상기 승강대(110)와 결합된 복수개의 가이드마스터(G)에 의해 상부챔버(120) 내부에 배치된 것을 특징으로 하는 라미네이팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 상부지그(122)와 하부지그(132)에 각각 지지된 상기 제1,2제품(M1,M2)의 얼라인을 위해 상기 상부챔버(120)와 하부챔버(130) 사이를 이동하면서 제1,2제품(M1,M2)을 촬영하는 비전(160)이 구비된 것을 특징으로 하는 라미네이팅 장치.
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