KR102110562B1

KR102110562B1 - 기판 연마 장치

Info

Publication number: KR102110562B1
Application number: KR1020130075688A
Authority: KR
Inventors: 홍대식
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2020-05-14
Also published as: US9352439B2; US20150004883A1; KR20150002175A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 연마 장치는 곡면을 포함하는 기판이 안착되는 지그가 투입되는 투입부, 투입부로부터 이송된 기판을 연마하는 연마부, 그리고 연마부로부터 이송된 기판을 세척하는 세척부를 포함하며, 연마부는 복수 개의 롤러를 포함하고, 각 롤러는 복수 개의 브러쉬와 서로 인접하게 배치되어 있는 오목부 및 볼록부를 포함한다.

Description

기판 연마 장치{APPARATUS FOR GRINDING SUBSTRATE}

본 발명은 기판을 연마하는 기판 연마 장치에 관한 것이다. 특히, 곡면을 포함하는 기판을 연마하는 기판 연마 장치에 관한 것이다.

종래에는 핸드폰에 사용되는 표시창으로 가격이 저렴하고 제작이 간편한 아크릴 수지를 사용하고 있었지만, 최근 터치에 의한 핸드폰 기능 수행 방법이 점차 보급화 됨에 따라서 아크릴과 같은 합성 수지 재질로서는 스크래치 문제 (강도 문제), 열에 의한 취약성, 낮은 투과율, 휘도 유지를 위한 배터리 소모량 문제 등으로 인해서 더 이상 사용될 수 없으므로 강화 유리로 이루이진 유리 기판이 터치 패널에 사용되고 있다.

유리 기판의 양면에 대한 표면 연마는 판(plate) 형상인 경우에는 비교적 단순한 공정으로 마무리 될 수 있지만, 곡면일 경우에는 효과적으로 표면 연마가 이루어질 수 없다. 종래 곡면 표면 연마는 수작업으로 곡면 상의 각 부위 별로 이루어졌기 때문에 표면 연마 작업으로 인한 작업 시간이 매우 길어 생산성이 현저히 저하된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 곡면을 포함하는 기판의 표면을 연마하는 기판 연마 장치를 제공하는 것이다.

복수 개의 롤러는 각각 기판의 이송 방향에 대해 수직 방향으로 배치되어 있을 수 있다.

복수 개의 롤러는 각각 제1 방향 및 제1 방향에 대해 반대 방향인 제2 방향으로 회전하고, 제1 방향으로 회전하는 상기 롤러 및 제2 방향으로 회전하는 롤러가 기판의 이송 방향으로 교대로 배치되어 있을 수 있다.

지그는 상기 기판이 안착되는 오목부 및 볼록부를 포함하고, 지그의 오목부 및 지그의 볼록부는 기판의 이송 방향에 대해 수직 방향으로 교대로 배치되어 있을 수 있다.

기판의 연마 시, 롤러의 오목부 및 롤러의 볼록부는 각각 지그의 볼록부 및 지그의 오목부에 대응할 수 있다.

지그의 오목부에는 기판의 제1 표면이 접촉되어 기판이 안착되고, 지그의 볼록부에는 기판의 제1 표면에 대해 반대 쪽인 제2 표면이 접촉하여 기판이 안착될 수 있다.

지그의 오목부에서는 기판의 제2 표면이 노출되고, 지그의 볼록부에서는 기판의 제1 표면이 노출될 수 있다.

기판의 연마 시, 롤러의 볼록부에 배치되어 있는 브러쉬는 기판의 제2 표면에 접촉하고, 롤러의 오목부에 배치되어 있는 브러쉬는 기판의 제1 표면에 접촉할 수 있다.

브러쉬는 격자 모양일 수 있다.

브러쉬의 직경은 0.1 mm 내지 0.5 mm 일 수 있다.

연마부는 연마제가 분사되는 연마제 분사기를 포함하고, 기판의 연마 시, 브러쉬와 상기 기판 사이에 연마제 분사기부터 연마제가 분사될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 연마 장치는 세척부로부터 이송된 기판의 불량을 검사하는 검사부 및 검사부로부터 이송된 기판을 정리하는 정리부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 곡면을 포함하는 기판이 안착되며, 오목부 및 볼록부를 포함하는 지그, 볼록부 및 오목부를 포함하는 롤러를 포함하는 기판 연마 장치를 사용하고, 기판 연마 시, 롤러의 볼록부 및 오목부는 각각 지그의 오목부 및 볼록부에 대응하여 곡면을 포함하는 기판의 앞뒤 양면을 동시에 연마할 수 있다.

또한, 곡면을 포함하는 기판의 연마, 세척 및 검사를 동시에 진행할 수 있으므로, 공정 시간을 단축시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 연마 장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그에 기판이 안착된 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러의 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 연마 장치에서 롤러를 사용하여 기판을 연마하는 것을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따른 기판 연마 장치에 대하여 도 1을 참고로 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 연마 장치를 간략하게 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 기판 연마 장치는 곡면으로 이루어진 기판(G)의 표면을 한번에 연마하기 위한 것으로, 기판(G)을 투입하는 투입부(100), 기판(G)의 표면을 연마하는 연마부(200), 연마된 기판(G)을 세척 및 건조하는 세척부(300)를 포함한다. 또한, 기판 연마 장치는 연마된 기판(G)을 검사하는 검사부(400) 및 연마된 기판(G)을 정리하는 정리부(500)를 포함한다. 여기서, 검사부(400) 및 정리부(500)는 투입부(100), 연마부(200) 및 세척부(300)와 분리되어 있을 수 있다.

기판(G)은 지그(10)에 안착되고, 컨베이어(1000)를 통하여 투입부(100)에서 연마부(200), 세척부(300), 검사부(400) 및 정리부(500)로 차례로 이송된다.

기판(G)은 유리 이루어져 있고, 중앙부가 구부러진 곡면을 포함한다. 지그(10)는 곡면을 포함하는 기판(G)이 안착할 수 있도록, 이후 설명하는 오목부(11) 및 볼록부(12)를 포함한다.

투입부(100)는 기판(G)을 기판 연마 장치에 투입하는 부분으로, 기판(G)은 기판(G)이 안착된 지그(10)를 통하여 기판 연마 장치에 투입된다.

연마부(200)는 투입부(100)에서 컨베이어(1000)을 통하여 이송된 기판(G)의 표면을 연마하는 부분이다. 이러한 연마를 통하여 기판(G)의 표면에 형성된 덴트(dent), 이물질 및 스크래치(scratch) 등을 제거한다.

연마부(200)에는 지그(10)에 안착된 기판(G)의 표면을 연마하는 복수 개의 롤러(20)가 배치되어 있다. 복수 개의 롤러(20)는 제1 방향(A)과 제1 방향(A)에 대해 반대 방향인 제2 방향(B)으로 각각 회전하고, 제1 방향(A)으로 회전하는 롤러(20)와 제2 방향(B)으로 회전하는 롤러(20)는 기판(G)의 이송 방향으로 교대로 배치되어 있다.

각 롤러(20)는 이 후 설명하는 볼록부(21) 및 오목부(22)를 포함한다. 또한, 각 롤러(20)에는 이 후 설명하는 복수 개의 브러쉬(brush)(23)가 배치되어 있다. 롤러(20)의 볼록부(21)는 지그(10)의 오목부(11)에 대응하고, 롤러(20)의 오목부(22)는 지그(10)의 볼록부(12)에 대응한다. 각 롤러(20)가 회전하고, 각 롤러(20)에 배치된 복수 개의 브러쉬(23)에 의해 기판(G)의 표면을 연마한다.

각 롤러(20)는 지그(10)의 위쪽에 기판(G)의 이송 방향에 대해 수직 방향으로 배치되어 있고, 각 롤러(20)가 상하로 이동하여 브러쉬(23)가 기판(G)에 접촉하여 표면을 연마한다.

연마부(200)에는 산화세륨(CeO₂)과 같은 연마제가 분사되는 연마제 분사기가 배치되어 있을 수 있다. 기판(G)의 표면의 연마 시, 브러쉬(23)와 기판(G) 사이에 연마제가 분사될 수 있다.

세척부(300)는 연마부(200)에서 컨베이어(1000)를 통하여 이송된 기판(G)을 세척 및 건조하는 부분이다. 세척부(300)에서는 기판(G)에 남아 있는 연마에 의해 발생된 연마 찌꺼기 및 연마제 등을 세정제를 사용하여 세척하고, 건조한다.

검사부(400)는 세척부(400)에서 컨베이어(1000)를 통하여 이송된 기판(G)을 검사하는 부분이다. 검사부(400)에서는 연마, 세척 및 건조가 끝난 기판(G)에 불량이 있는 지 검사하고, 불량이 없는 기판(G)을 정리부(500)이 이송시킨다. 불량이 있는 기판(G)은 불량 내용에 따라 연마, 세척 및 건조를 다시 진행한다.

정리부(500)는 검사부(400)에서 이송된 기판(G)을 지그(10)에서 분리하여 정리하는 부분이다. 정리부(500)에서는 검사 후, 불량이 없는 기판(G)을 지그(10)에서 분리하고, 이 후 공정으로 용이하게 이송하도록 정리한다.

그러면, 도 2 내지 도 4를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 지그에 대해 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지그를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그에 기판이 안착된 것을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ을 따라 자른 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 지그(10)는 곡면을 포함하는 기판(G)을 안착시키는 복수 개의 오목부(11) 및 볼록부(12)를 포함한다.

지그(10)의 오목부(11) 및 볼록부(12)는 지그(10)의 이송 방향에 대해 수직 방향으로 교대로 배치되어 있다. 본 실시예에서는 지그(10)에 기판(G)이 6개 안착하는 것으로 나타내고 있지만, 이에 한정하지 않고, 6개 보다 많거나 적을 수도 있다.

지그(10)의 오목부(11)에는 기판(G)의 제1 표면(이 후 뒷면이라고 함)이 접촉하여 기판(G)이 안착되고, 지그(10)의 볼록부(12)에는 기판(G)의 뒷면에 대해 반대 쪽인 기판(G)의 제2 표면(이 후 앞면이라고 함)이 접촉하여 기판(G)이 안착된다.

즉, 지그(10)의 오목부(11)에서는 기판(G)의 앞면이 노출되고, 지그(10)의 볼록부(12)에서는 기판(G)의 뒷면이 노출된다. 이와 같이, 지그(10)의 오목부(11) 및 볼록부(12)에 안착된 기판(G)은 각각 앞면 및 뒷면을 노출시켜, 기판(G)의 앞면 및 뒷면을 연마시킨다.

한편, 곡면을 포함하는 기판(G)이 지그(10)의 오목부(11) 및 볼록부(12)에 안착되므로, 기판(G)의 곡률 반경과 지그(10)의 오목부(11) 및 볼록부(12)의 곡률 반경이 동일할 수 있다.

그러면, 도 5 및 도 6을를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러에 대해 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러를 나타낸 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러의 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 롤러(20)는 볼록부(21) 및 오목부(22)를 포함한다. 롤러(20)에는 복수 개의 브러쉬(23)가 배치되어 있고, 롤러(20)의 오목부(22)는 볼록부(21) 사이에 배치되어 있다. 또한, 연결부(24)가 양쪽에 배치되어 각각 지지대(25)에 연결되어 있다. 지지대(25)에 연결된 롤러(20)는 상하로 이동할 수 있다.

롤러(20)에 배치되어 있는 브러쉬(23)는 실질적으로 기판(G)의 표면을 연마하는 것으로, 브러쉬(23)의 직경은 0.1 mm 내지 0.5 mm 이다. 브러쉬(23)의 직경이 0.1mm 미만일 경우, 기판(G)의 표면의 연마가 잘 이뤄지지 않고, 브러쉬(23)의 직경이 0.5mm 초과일 경우, 기판(G)의 표면에 데미지가 생긴다. 한편, 브러쉬(23)의 길이는 6 mm 내지 10 mm 일 수 있고, 재질은 나일론일 수 있다.

브러쉬(23)는 격자 모양이다. 롤러(20)를 회전시켜 기판(G)의 표면을 연마하는데, 브러쉬(23)가 일자 모양일 때는 브러쉬(23)가 한 방향으로만 회전하게 되어 기판(G)의 표면에 스크래치(scratch)가 생길 가능성이 있다. 이에, 브러쉬(23)의 모양을 격자 모양으로 형성하여 한 방향으로만 회전하는 것을 방지하여 기판(G)의 표면에 스크래치(scratch)가 생기는 것을 방지할 수 있다.

그러면, 도 7 및 도 8을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 연마 장치를 사용하여 기판을 연마하는 것에 대해 상세하게 설명한다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 연마 장치에서 롤러를 사용하여 기판을 연마하는 것을 나타낸 도면이다.

기판(G)이 안착된 지그(10)가 투입부(100)에서 컨베이어(1000)를 통하여 연마부(200)로 이송되면, 연마부(200)의 롤러(20)에 의해 기판(G)의 표면이 연마된다.

도 7 및 도 8을 참고하면, 지그(10)의 오목부(11) 및 볼록부(12)에 안착된 기판(G)은 롤러(20)에 배치되어 있는 브러쉬(23)에 접촉하고, 롤러(20)가 회전함에 따라, 기판(G)이 연마된다. 이 때, 브러쉬(23)와 기판(G) 사이에 연마제가 분사될 수 있다.

기판(G)의 연마 시, 롤러(20)의 볼록부(21)및 오목부(22)는 각각 지그(10)의 오목부(11) 및 볼록부(12)에 대응된다.

지그(10)의 오목부(11)에는 기판(G)의 뒷면이 접촉하여 기판(G)이 안착되므로, 기판(G)의 앞면이 롤러(20)의 볼록부(21)의 브러쉬(23)와 접촉한다. 지그(10)의 볼록부(12)에는 기판(G)의 앞면이 접촉하여 기판(G)이 안착되므로, 기판(G)의 뒷면이 롤러(20)의 오목부(22)의 브러쉬(23)와 접촉한다. 즉, 롤러(20)의 볼록부(21) 및 오목부(22)의 배치되어 있는 브러쉬(23)가 각각 기판(G)의 앞면 및 뒷면에 접촉하고, 롤러(20)가 회전함에 따라, 기판(G)의 앞면 및 뒷면을 연마시킨다.

한편, 롤러(20)의 볼록부(21)및 오목부(22)는 각각 지그(10)의 오목부(11) 및 볼록부(12)에 대응되므로, 롤러(20)의 볼록부(21)및 오목부(22)의 곡률 반경 또한, 기판(G)의 곡률 반경과 동일할 수 있다.

기판(G)의 연마 시, 브러쉬(23)의 끝부분과 기판(G)의 표면을 접촉시킨 후, 약 3mm 정도 롤러(20)를 기판(G) 방향으로 수직 이동 시킨다. 이 때, 브러쉬(23)의 하부가 기판(G)의 표면에 접촉하여 롤러(20)가 회전함에 따라, 기판(G)의 앞면 및 뒷면을 연마시킨다.

또한, 기판(G)은 지그(10)에 안착되어 컨베이어(1000)를 통하여 이동하면서 연마된다. 즉, 기판(G)은 복수 개의 롤러(20)를 지나면서, 연마가 완료되는데, 이 때, 컨베이어(1000)는 10초 이상 멈추어서는 안 된다. 컨베이어(1000)가 10초 이상 멈추었을 때, 즉, 기판(G)이 이동하지 않고 10초 이상 멈추었을 때, 롤러(20)는 계속 회전하면서, 기판(G)을 연마하고 있기 때문에 기판(G)의 표면에 데미지가 발생할 수 있다.

이와 같이, 곡면을 포함하는 기판(G)이 안착되며, 오목부(11)와 볼록부(12)를 포함하는 지그(10) 및 볼록부(21) 및 오목부(22)를 포함하는 롤러(20)를 포함하는 기판 연마 장치를 사용하고, 기판(G) 연마 시, 롤러(20)의 볼록부(21) 및 오목부(22)는 각각 지그(10)의 오목부(11) 및 볼록부(12)에 대응하여 곡면을 포함하는 기판(G)의 앞뒤 양면을 동시에 연마할 수 있다.

또한, 곡면을 포함하는 기판(G)의 연마, 세척 및 검사를 동시에 진행할 수 있으므로, 공정 시간을 단축시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

G: 기판 10: 지그
11: 지그의 오목부 12: 지그의 볼록부
20: 롤러 21: 롤러의 볼록부
22: 롤러의 오목부 100: 투입부
200: 연마부 300: 세척부
400: 검사부 500: 정리부

Claims

곡면을 포함하는 기판이 안착되는 지그가 투입되는 투입부,
상기 투입부로부터 이송된 상기 기판을 연마하는 연마부, 그리고
상기 연마부로부터 이송된 상기 기판을 세척 및 건조하는 세척부를 포함하며,
상기 연마부는 복수 개의 롤러를 포함하고,
상기 각 롤러는 서로 인접하게 배치되어 있는 오목부 및 볼록부를 포함하고, 상기 오목부 및 상기 볼록부는 복수 개의 브러쉬를 포함하고,
상기 지그는 상기 기판이 안착되는 오목부 및 볼록부를 포함하며,
상기 기판의 연마 시, 상기 롤러의 오목부 및 상기 롤러의 볼록부는 각각 상기 지그의 볼록부 및 상기 지그의 오목부에 대응하는 기판 연마 장치.
제1항에서,
상기 복수 개의 롤러는 각각 상기 기판의 이송 방향에 대해 수직 방향으로 배치되어 있는 기판 연마 장치.
제2항에서,
상기 복수 개의 롤러는 각각 제1 방향 및 상기 제1 방향에 대해 반대 방향인 제2 방향으로 회전하고,
상기 제1 방향으로 회전하는 상기 롤러 및 상기 제2 방향으로 회전하는 상기 롤러가 상기 기판의 이송 방향으로 교대로 배치되어 있는 기판 연마 장치.
제3항에서,
상기 지그의 오목부 및 상기 지그의 볼록부는 상기 기판의 이송 방향에 대해 수직 방향으로 교대로 배치되어 있는 기판 연마 장치.
삭제
제4항에서,
상기 지그의 오목부에는 상기 기판의 제1 표면이 접촉되어 상기 기판이 안착되고, 상기 지그의 볼록부에는 상기 기판의 상기 제1 표면에 대해 반대 쪽인 제2 표면이 접촉하여 상기 기판이 안착되는 기판 연마 장치.
제6항에서,
상기 지그의 오목부에서는 상기 기판의 상기 제2 표면이 노출되고, 상기 지그의 볼록부에서는 상기 기판의 상기 제1 표면이 노출되는 기판 연마 장치.
제7항에서,
상기 기판의 연마 시, 상기 롤러의 볼록부에 배치되어 있는 상기 브러쉬는 상기 기판의 상기 제2 표면에 접촉하고, 상기 롤러의 오목부에 배치되어 있는 상기 브러쉬는 상기 기판의 제1 표면에 접촉하는 기판 연마 장치.
제1항에서,
상기 브러쉬는 격자 모양인 기판 연마 장치.
제9항에서,
상기 브러쉬의 직경은 0.1 mm 내지 0.5 mm 인 기판 연마 장치.
제1항에서,
상기 연마부는 연마제가 분사되는 연마제 분사기를 포함하고,
상기 기판의 연마 시, 상기 브러쉬와 상기 기판 사이에 상기 연마제 분사기부터 상기 연마제가 분사되는 기판 연마 장치.
제1항에서,
상기 세척부로부터 이송된 상기 기판의 불량을 검사하는 검사부 및
상기 검사부로부터 이송된 상기 기판을 정리하는 정리부를 더 포함하는 기판 연마 장치.