KR102155583B1 - 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척과, 이의 제조 방법 및 라미네이팅 장치 - Google Patents

라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척과, 이의 제조 방법 및 라미네이팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판이나 필름 등 2개 이상의 대상 기판을 서로 접합시키는 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척과, 이의 제조 방법 및 라미네이팅 장치에 관한 것으로서, 제 1 대상 기판을 고정시킬 수 있도록 제 1 고정 장치가 설치되는 제 1 헤드; 제 2 대상 기판을 고정시킬 수 있도록 제 2 고정 장치가 설치되는 제 2 헤드; 및 상기 대상 기판들이 라미네이팅될 수 있도록 상기 제 1 헤드를 상기 제 2 헤드 방향으로 상대적으로 가압할 수 있는 가압 장치;를 포함하는 라미네이팅 장치에 설치되는 정전척에 있어서, 상기 제 1 고정 장치 또는 상기 제 2 고정 장치에 설치되는 정전척 바디; 상기 정전척 바디 상에 형성되는 절연층; 및 상기 절연층 상에 형성되는 글라스층;을 포함하고, 상기 절연층과 상기 글라스층 사이에 전극층이 형성될 수 있도록 상기 전극층은 상기 글라스층의 배면에 패터닝되는 배면 전극일 수 있다.

Description

라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척과, 이의 제조 방법 및 라미네이팅 장치{Back electrodes type electro static chuck of laminating apparatus, its manufacturing method and laminating apparatus}
본 발명은 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척과, 이의 제조 방법 및 라미네이팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판이나 필름 등 2개 이상의 대상 기판을 서로 접합시키는 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척과, 이의 제조 방법 및 라미네이팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 기판이나 웨이퍼나 디스플레이 기판이나 수지 기판이나 각종 필름 등 2개 이상의 대상 기판들을 서로 접합시킬 수 있는 라미네이팅 장치는 롤투롤 방식의 압착 롤러를 이용하거나 프레스 방식의 압착 헤드를 이용하는 등 매우 다양한 방식의 정전척을 갖는 라미네이팅 장치들이 사용되고 있다.
그 중에서 압착 헤드를 이용하는 프레스 방식은 각각의 헤드에 대상 기판을 고정시킬 수 있는 정전척(Electrostatic chuck)이나 클램퍼나 진공척 등의 고정 장치들이 설치될 수 있다.
이러한 종래의 라미네이팅 장치들에 적용되는 정전척들은 정전기를 발생시키는 전극층을 봉합하고 유전체 역할을 할 수 있도록 세라믹이나 폴리이미드 유전체가 적용된 정전척이 주로 이용되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2005-0048843은 정전척의 센터부와 에지부 상에 일정 두께로 유전막이 형성되는 것으로서, 유전막은 폴리이미드막인 구조이다. 이러한 폴리이미드 필름은 대상 기판에 직접적으로 접촉되는 것으로서 대상 기판에서 발생된 각종 파티클(Particle)이나 버(Burr) 등에 의해 쉽게 오염될 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 폴리이미드 등 수지 재질 타입의 정전척들은 대상 기판에서 발생되는 각종 파티클(Particle)이나 버(Burr) 등이 대상 기판과 함께 압착되는 과정에서 파티클이나 버가 폴리이미드인 연질 재질의 유전체층을 침범하여 전극층을 파손시키거나 단락시키거나 합선시키거나 아크를 발생시키는 등 매우 많은 문제점들이 있었다.
한편, 최근에는 강한 압력이나 충격에도 견디는 강화 유리나 복합 유리가 널리 개발되어 기계적인 구조체로도 널리 사용되고 있다.
또한, 종래의 정전척들은 메탈 정전척 바디를 적용하고 있으나, 이러한 메탈 정전척 바디는 별도의 절연층에 의해 충분히 절연되고 있음에도 불구하고 표면의 불균일성에 의해서 정기적으로 불안정하여 불특정한 부분에서 아크나 방전이 쉽게 발생되는 문제점들이 있었다. 아울러, 종래의 정전척에 적용되는 메탈 정전척 바디는 열전도성이 떨어지는 문제점들이 있었다.
본 발명의 사상은, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 글라스층에 배면 전극을 적어도 스크린 프린팅, 롤투롤 프린팅 및 잉크젯 프린팅 중 어느 하나로 프린팅 방식으로 패터닝할 수 있어서 별도의 접착제를 사용하지 않기 때문에 정전 효율과 밀착도가 우수하고, 글라스층과 전극층의 접착 시간과 작업 공수를 절감하여 단가를 낮추어 생산성을 크게 향상시킬 수 있으며, 관통 전극과 플랙시블 타입의 글라스층을 이용하여 단자 연결을 용이하게 함으로써 단자 연결 불량을 방지하고, 제품의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 아울러, 유전체를 폴리이미드 수지 대신 라미네이팅 압착시에도 충분히 견딜 수 있는 강화 유리나 복합 유리를 정전척에 적용시켜서 전극층을 보호하여 내구성을 크게 향상시키고, 라미네이팅 압력이 균일하게 분포되어 합착의 균일도를 향상시킬 수 있으며, 제품 불량을 방지하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척과, 이의 제조 방법 및 라미네이팅 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 사상은, 정전척의 메탈 정전척 바디의 표면에 전도성 아노다이징 표면 처리층을 형성하여 전기적 또는 열적 전도성의 균일도를 향상시켜서 아크나 방전을 방지하고 제품의 내구성과 생산성을 향상시킬 수 있는 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척과, 이의 제조 방법 및 라미네이팅 장치를 제공함에 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로서, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척은, 제 1 대상 기판을 고정시킬 수 있도록 제 1 고정 장치가 설치되는 제 1 헤드; 제 2 대상 기판을 고정시킬 수 있도록 제 2 고정 장치가 설치되는 제 2 헤드; 및 상기 대상 기판들이 라미네이팅될 수 있도록 상기 제 1 헤드를 상기 제 2 헤드 방향으로 상대적으로 가압할 수 있는 가압 장치;를 포함하는 라미네이팅 장치에 설치되는 정전척에 있어서, 상기 제 1 고정 장치 또는 상기 제 2 고정 장치에 설치되는 정전척 바디; 상기 정전척 바디 상에 형성되는 절연층; 및 상기 절연층 상에 형성되는 글라스층;을 포함하고, 상기 절연층과 상기 글라스층 사이에 전극층이 형성될 수 있도록 상기 전극층은 상기 글라스층의 배면에 패터닝되는 배면 전극일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 전극층은, 상기 글라스층에 적어도 스크린 프린팅, 롤투롤 프린팅 및 잉크젯 프린팅 중 어느 하나로 프린팅되는 도전성 패이스트 전극일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척은, 상기 정전척 바디와 상기 절연층 사이에 형성되는 제 1 접착층; 및 상기 절연층과 상기 글라스층 사이에 형성되는 제 2 접착층;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척은, 상기 전극층에 직류 전원을 공급하기 위해서, 상기 정전척 바디와, 상기 제 1 접착층과, 상기 절연층과, 상기 제 2 접착층을 관통하여 상기 전극층과 전기적으로 연결되는 관통 전극;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 글라스층은, 상기 전극층과 함께 절곡될 수 있도록 플렉시블 강화 글라스 재질로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 글라스층은, 대상 기판과 대응되고, 후면에 기판 대응 전극층이 형성되는 기판 대응부; 및 상기 기판 대응부로부터 연장되는 형상으로 형성되고, 상기 기판 대응 전극층과 연결된 연장 전극층이 형성되고, 상기 연장 전극층과 함께 U자 형상으로 절곡되어 직류 전원 단자와 연결되는 단자 대응부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척은, 상기 글라스층과 상기 절연층 사이에 형성되고, 상기 글라스층의 상기 전극층을 밀봉하는 밀봉층;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 밀봉층과 상기 글라스층 사이에 제 3 접착층이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 밀봉층은, 상기 전극층을 수용하는 수용홈이 형성되고, 상기 전극층 또는 상기 수용홈에 제 4 접착층이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 밀봉층은, 적어도 규산염 및 변성 규산염계 화학물 중에서 선택되는 물질을 용융하여 유리화한 프리트, 미세 입자 실리카, 금속 산화물, 수산화물, 인산화합물, 휘발성 물질 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 혼합물을 적어도 스프레이법, 정전 스프레이법, 디핑법, 초음파 코팅법, 진공 증착법, 질소 가스에 의한 코닝막 형성법 중 어느 하나 이상의 방법으로 코팅한 후, 이를 가열 또는 자연 건조하여 경화시켜서 형성되는 나노 글라스 코팅층;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 밀봉층은, 상기 글라스층과 동일한 강화 글라스 재질일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 대상 기판의 진공 흡착이 가능하도록 상기 글라스층의 상기 전극층과 이웃하는 전극층 사이에 진공 흡착홀이 형성될 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척의 제조 방법은, 글라스층에 도전성 패이스트를 적어도 스크린 프린팅, 롤투롤 프린팅 및 잉크젯 프린팅 중 어느 하나로 프린팅으로 패터닝하고, 상기 도전성 패이스트를 경화시켜서 전극층을 형성하는 단계; 절연층을 준비하는 단계; 정전척 바디를 준비하는 단계; 상지 정전척 바디와, 상기 절연층 사이에 제 1 접착층을 접착시키고, 상기 절연층과 상기 글라스층 사이에 제 2 접착층을 접착시켜서 핫 프레싱하는 단계; 및 상기 글라스층의 상기 전극층을 직류 전원 단자와 연결시킬 수 있도록 상기 정전척 바디와 상기 절연층을 관통하는 관통 전극을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 라미네이팅 장치는, 대상 기판을 고정시킬 수 있도록 제 1 고정 장치가 설치되는 제 1 헤드; 대상 기판을 고정시킬 수 있도록 제 2 고정 장치가 설치되는 제 2 헤드; 및 상기 대상 기판들이 라미네이팅될 수 있도록 상기 제 1 헤드를 상기 제 2 헤드 방향으로 상대적으로 가압할 수 있는 가압 장치;를 포함하는 라미네이팅 장치에 있어서, 상기 제 1 고정 장치 또는 상기 제 2 고정 장치에 설치되는 정전척 바디; 상기 정전척 바디 상에 형성되는 절연층; 및 상기 절연층 상에 형성되는 글라스층;을 포함하고, 상기 절연층과 상기 글라스층 사이에 전극층이 형성될 수 있도록 상기 전극층은 상기 글라스층의 배면에 패터닝되는 배면 전극일 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 글라스층에 배면 전극을 적어도 스크린 프린팅, 롤투롤 프린팅 및 잉크젯 프린팅 중 어느 하나로 프린팅 방식으로 패터닝할 수 있어서 별도의 접착제를 사용하지 않기 때문에 정전 효율과 밀착도가 우수하고, 글라스층과 전극층의 접착 시간과 작업 공수를 절감하여 단가를 낮추어 생산성을 크게 향상시킬 수 있으며, 관통 전극과 플랙시블 타입의 글라스층을 이용하여 단자 연결을 용이하게 함으로써 단자 연결 불량을 방지하고, 제품의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 아울러, 전극층을 보호하여 내구성을 크게 향상시키고, 라미네이팅 압력이 균일하게 분포되어 합착의 균일도를 향상시킬 수 있으며, 제품 불량을 방지하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있고, 메탈 정전척 바디의 표면에 전도성 아노다이징 표면 처리층을 형성하여 전기적 또는 열적 전도성의 균일도를 향상시켜서 아크나 방전을 방지할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라미네이팅 장치의 대기 상태를 개략적으로 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 라미네이팅 장치의 합착 상태를 개략적으로 나타내는 개략도이다.
도 3은 도 1의 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척의 전극층을 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1의 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척을 나타내는 저면도이다.
도 7은 도 1의 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척의 제조 과정의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 1의 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척의 제조 과정의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도 1의 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척의 제조 과정의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
이하, 본 발명의 여러 실시예들에 따른 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척과, 이의 제조 방법 및 라미네이팅 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라미네이팅 장치(1000)의 대기 상태를 개략적으로 나타내는 개략도이고, 도 2는 도 1의 라미네이팅 장치(1000)의 합착 상태를 개략적으로 나타내는 개략도이다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라미네이팅 장치(1000)는, 크게 제 1 헤드(H1)와, 제 2 헤드(H2)와, 가압 장치(300) 및 이들을 지지하는 몸체(400)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 헤드(H1)는, 상기 몸체(400)의 상부에 하향 설치되는 것으로서, 제 1 대상 기판(1)을 고정시킬 수 있도록 제 1 고정 장치가 설치되고, 후술될 상기 가압 장치(300)에 의해서 상기 제 2 헤드(H2) 방향으로 승하강할 수 있는 일종의 가동대일 수 있다.
여기서, 상기 제 1 대상 기판(1)은 접착제가 도포된 각종 수지 필름이나 웨이퍼나 반도체 기판이나 유리 기판이나 디스플레이 기판 등 접합이 필요한 모든 대상 기판들이 모두 적용될 수 있다.
또한, 예컨대, 도시하지 않았지만, 상기 몸체(400)는 이러한 상기 제 1 헤드(H1)의 승하강이 자유롭도록 각종 가이드 봉이나 가이드 레일이나 리니어 모터 가이드 등 각종 가이드 부재들이 설치될 수 있다.
이외에도, 상기 몸체(400)는 상기 제 1 헤드(H1) 및 상기 제 2 헤드(H2)를 둘러싸는 형태이고, 대상 기판 합착시, 주변의 환경이 대기압은 물론이고, 저진공압 또는 고진공압까지 다양한 압력을 형성할 수 있도록 압력 챔버 또는 진공 챔버가 설치될 수 있다.
이러한 상기 몸체(400)의 종류 및 형태는 상술된 장치들을 지지할 수 있는 충분한 강도와 내구성을 갖도록 각종 패널과, 수직 및 수평 부재들로 이루어지는 각종 프레임 등이 모두 적용될 수 있는 것으로서, 도면에 반드시 국한되지 않는다.
또한, 예컨대, 상기 제 1 고정 장치는 정전기를 이용하여 상기 제 1 대상 기판(1)을 정전 흡착할 수 있는 정전척(100)이 적용될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 정전척(100)은, 정전척 바디(10)와, 상기 정전척 바디(10) 상에 형성되는 절연층(20)과, 상기 절연층(20) 상에 형성되는 전극층(40) 및 상기 전극층(40) 상에 형성되고, 표면에 정전기가 형성될 수 있도록 유리 재질 또는 유리를 포함하는 복합 재질로 이루어지는 글라스층(30)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 글라스층(30)은, 상기 대상 기판들의 합착시 프레스 가압력과 충격을 견딜 수 있도록 열압 성형후 급랭하여 이루어지는 강화 유리 재질이거나 또는, 적어도 강화 유리, 플라스틱 박막 유리, 아크릴 플라스틱, 폴리카본 플라스틱 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 적층하여 이루어지는 복합 유리 재질일 수 있다.
따라서, 유리는 유전체 역할을 충분히 담당할 뿐만이 아니라 강화 유리나 복합 유리의 경우, 세라믹 보다 강도나 내구성이 우월하여 프레스 가압력과 충격을 견딜 수 있다.
한편, 이러한 프레스 가압력과 충격을 완화시킬 수 있도록 본 발명에 따른 라미네이팅 장치는, 상기 정전척 바디(10)와 상기 글라스층(30) 사이에 설치되고, 상기 글라스층(30)에 가해지는 충격을 완충시킬 수 있도록 탄성 재질로 이루어지는 완충 부재(70)를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 이러한 상기 완충 부재(70)는 실리콘 패드나, 고무 패드나, 우레탄 패드나 각종 스티로폼이나 플라스틱 등 탄성 복원력을 갖는 다양한 재질들이 모두 적용될 수 있고, 바람직하기로는, 프레스 가압력이 작용하는 상기 제 1 헤드(H1) 측에 설치될 수 있다. 그러나, 이에 국한되지 않고 상기 제 1 헤드(H1) 및 상기 제 2 헤드(H2)에 모두 설치되는 것도 가능하다.
그러므로, 종래의 정전척의 유전체를 폴리이미드 수지 대신 라미네이팅 압착시에도 충분히 견딜 수 있는 강화 유리나 복합 유리를 이용하여 상기 전극층(40)을 각종 파티클이나 버 등으로부터 보호할 수 있고, 이로 인하여 전극층의 파손, 합선, 쇼트, 아크, 단락 등으로 인한 오동작을 방지하여 제품의 내구성을 크게 향상시키고, 비교적 경도가 높은 유리 재질의 상기 글라스층(30)으로 인하여 라미네이팅 압력이 전체 영역으로 균일하게 분포되어 합착의 균일도를 향상시킬 수 있으며, 제품 불량을 방지하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 헤드(H2)는, 상기 몸체(400)의 하부에 상향 설치되는 것으로서, 대상 기판(2)을 고정시킬 수 있도록 제 2 고정 장치가 설치되고, 상기 몸체(400)에 고정되는 일종의 고정대일 수 있다.
여기서, 상기 제 2 대상 기판(2)은 상기 제 1 대상 기판(1)과 마찬가지로 접착제가 도포된 각종 수지 필름이나 웨이퍼나 반도체 기판이나 유리 기판이나 디스플레이 기판 등 접합이 필요한 모든 대상 기판들이 모두 적용될 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 제 2 고정 장치는 정전기를 이용하여 상기 제 2 대상 기판(2)을 흡착할 수 있는 또 다른 정전척(100)이 적용될 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 정전척(100)은 상기 제 1 헤드(H1) 및 상기 제 2 헤드(H2)에 모두 설치될 수 있다.
예컨대, 상기 제 1 헤드(H1)는 상기 제 2 헤드(H2)와 서로 마주보도록 상기 제 2 헤드(H2)의 상방에 설치되고, 상기 제 2 헤드(H2)는 상기 제 1 헤드(H1)와 서로 마주보도록 상기 제 1 헤드(H1)의 하방에 설치될 수 있는 것으로서, 상기 제 1 헤드(H1)와 상기 제 2 헤드(H2) 모두에 정전척(100)이 적용되거나, 아니면 어느 하나만 정전척(100)이 적용될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 가압 장치(300)는, 상기 제 1 대상 기판(1)이 상기 제 2 대상 기판(2)에 라미네이팅될 수 있도록 상기 제 1 헤드(H1)를 상기 제 2 헤드(H2) 방향으로 상대적으로 가압할 수 있는 일종의 프레스 장치나 엑츄에이터일 수 있다. 즉 도시하지 않았지만, 각종 모터나, 리니어 모터나, 유압 실린더나, 공압실린더나, 크랭크나, 동력전달장치나, 기어 박스나, 벨트/풀리나, 스프로킷휠/체인, 도르레/와이어 등의 기계 요소들로 이루어지는 다양한 종류의 가압 장치들이 모두 적용될 수 있다.
따라서, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라미네이팅 장치(1000)의 작동 과정을 설명하면, 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 대기 상태인 경우, 상기 제 1 헤드(H1)는 상기 제 2 헤드(H2)로부터 이격되도록 상승된 상태에서, 상기 제 1 대상 기판(1)은 상기 정전척(100)을 이용하여 상기 제 1 헤드(H1)에 흡착되고, 상기 제 2 대상 기판(2)은 또 다른 상기 정전척(100)을 이용하여 상기 제 2 헤드(H2)에 흡착될 수 있다.
이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 압착 상태인 경우, 상기 제 1 헤드(H1)는 상기 가압 장치(300)에 의해서 상기 제 2 헤드(H2) 방향으로 하강하고, 상기 제 1 대상 기판(1)과 상기 제 2 대상 기판(2)이 접촉된 상태에서 압력 또는 열을 이용하여 압착시킬 수 있다.
이 때, 상기 제 1 대상 기판(1) 또는 상기 제 2 대상 기판(2)에 파티클이나 버가 잔류하더라도 상기 정전척(100)들에 적용된 유리 재질의 글라스층(30)을 이용하여 강도와 내구성을 향상시킬 수 있기 때문에 상기 전극층(40)을 보호하여 제품의 불량률을 방지하고, 장비의 내구성과 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 라미네이팅 장치(1000)의 정전척(100)의 전극층(40)을 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 1의 라미네이팅 장치(1000)의 정전척(100)의 전극층(40)은, 가로 방향으로 길게 제 1 메인 전극(M1)이 형성되고, 상기 제 1 메인 전극(M1)으로부터 세로 방향으로 짧게 복수개의 제 1 분지 전극(T1)이 형성되는 제 1 전극부(40-1)와, 상기 제 1 전극부(40-1)와 이격되도록 가로 방향으로 길게 제 2 메인 전극(M2)이 형성되고, 상기 제 2 메인 전극(M2)으로부터 상기 제 1 분지 전극(T1)과 어긋나게 세로 방향으로 짧게 복수개의 제 2 분지 전극(T2)이 형성되는 제 2 전극부(40-2) 및 상기 제 1 전극부(40-1)와 상기 제 2 전극부(40-2) 사이에 형성되는 절연부(40-3)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 제 1 전극부(40-1)와 상기 제 2 전극부(40-2) 사이에 절연부(40-3)를 이용하여 정전기를 생성할 수 있고, 생성된 정전기가 상기 제 1 대상 기판(1) 또는 상기 제 2 대상 기판(2)을 정전 흡착할 수 있다.
그러나, 이러한 본 발명의 정전척(100)은 정전기력만 이용하는 것에 국한되지 않고, 예컨대, 정전기력은 물론이고, 진공 압력으로도 상기 제 1 대상 기판(1) 또는 상기 제 2 대상 기판(2)을 진공 흡착할 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 절연부(40-3)에 형성되고, 진공 압력으로 상기 제 1 대상 기판(1) 또는 상기 제 2 대상 기판(2)을 흡착할 수 있도록 진공 흡착홀(VH)이 형성될 수 있다.
그러므로, 정전기력과 진공 압력을 모두 이용하여 더욱 견고하게 상기 제 1 대상 기판(1) 또는 상기 제 2 대상 기판(2)을 흡착 고정시킴으로써 상기 제 1 대상 기판(1) 또는 상기 제 2 대상 기판(2)의 추락이나 이로 인한 충돌 및 위치 이탈 현상 등을 모두 방지할 수 있다.
도 4는 도 1의 라미네이팅 장치(1000)의 배면 전극형 정전척(100)을 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 정전척 바디(10)는, 상기 제 1 고정 장치 또는 상기 제 2 고정 장치에 설치될 수 있는 것으로서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등의 메탈 재질이고, 그 표면에 전도성 아노다이징 표면 처리층(A)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 정전척(100)의 메탈 재질의 정전척 바디(10)의 표면에 전도성 아노다이징 표면 처리층(A)을 형성하여 전기적 또는 열적 전도성의 균일도를 향상시켜서 아크나 방전을 방지하고 제품의 내구성과 생산성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 전도성 아노다이징 표면 처리층(A)은 약하거나 적당한 수준의 전도성을 띠는 표면 처리층인 것으로서, 이러한 약한 전도성으로 인하여 표면에서 전하 집중으로 발생되는 아킹 현상이나 방전 현상을 예방할 수 있고, 전기적 또는 열적 균일도를 향상시켜서 오동작을 방지할 수 있다.
또한, 이러한 상기 전도성 아노다이징 표면 처리층(A)은 상기 정전척 바디(10)의 전체 표면 또는 표면 일부분에 형성될 수 있는 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 전원이 상기 정전척 바디(10)와 절연되게 설치된 단자로부터 전선 또는 바이메탈 등을 통해 상기 전극층(40)으로 공급되는 과정에서 상기 정전척 바디(10)의 표면에서 발생될 수 있는 아킹 현상이나 방전 형상을 사전에 예방할 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 절연층(20)은, 상기 정전척 바디(10) 상에 형성되는 것으로서, 세라믹 이나 수지 등의 절연 재질로 제작되어 상기 글라스층(30) 상에 형성된 정전기가 상기 정전척 바디(10) 방향으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
또한, 예컨대, 상기 글라스층(30)은, 상기 절연층(20) 상에 형성되는 것으로서, 상기 절연층(20)과 상기 글라스층(30) 사이에 전극층(40)이 형성될 수 있도록 상기 전극층(40)은 상기 글라스층(30)의 배면에 패터닝되는 배면 전극일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 전극층(40)은, 상기 글라스층에 적어도 스크린 프린팅, 롤투롤 프린팅 및 잉크젯 프린팅 중 어느 하나로 프린팅되는 도전성 패이스트 전극일 수 있다.
따라서, 상기 글라스층(30)에 배면 전극을 적어도 스크린 프린팅, 롤투롤 프린팅 및 잉크젯 프린팅 중 어느 하나로 프린팅 방식으로 패터닝할 수 있어서 별도의 접착제를 사용하지 않기 때문에 정전 효율과 밀착도가 우수하고, 상기 글라스층(30)과 상기 전극층(40)의 접착 시간과 작업 공수를 절감하여 단가를 낮추어 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라미네이팅 장치(1000)의 배면 전극형 정전척(100)은, 예컨대, 상기 정전척 바디(10)와 상기 절연층(20) 사이에 형성되는 제 1 접착층(A1)와, 상기 절연층(20)과 상기 글라스층(30) 사이에 형성되는 제 2 접착층(A2) 및 상기 전극층(40)에 직류 전원을 공급하기 위해서, 상기 정전척 바디(10)와, 상기 제 1 접착층(A1)과, 상기 절연층(20)과, 상기 제 2 접착층(A2)을 관통하여 상기 전극층(40)과 전기적으로 연결되는 관통 전극(50)을 더 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 관통 전극(50)은, 중심에 포트(52)가 설치되고, 신호 간섭이나 누설 전류를 방지할 수 있도록 상기 포트(52)에 피복층(51)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 포트(52)와 상기 피복층(51)은 별도의 부품을 형성한 다음, 상기 전극층(40)에 연결시키거나, 또는 상기 정전척(10) 바디로부터 상기 전극층(40)까지 식각이나 레이저 천공이나 드릴링 등의 가공 방식을 이용하여 관통홀을 형성한 다음, 도금이나, 도포나, 디스펜서나, 솔더링이나, 스프린 프린팅 등의 방법으로 상기 포트(52)나 상기 피복층(51)을 형성하는 것도 가능하다.
따라서, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라미네이팅 장치(1000)의 배면 전극형 정전척(100)의 제조 과정을 설명하면, 먼저, 글라스층에 도전성 패이스트를 적어도 스크린 프린팅, 롤투롤 프린팅 및 잉크젯 프린팅 중 어느 하나로 프린팅으로 패터닝하고, 상기 도전성 패이스트를 경화시켜서 전극층(40)을 형성하고, 절연층(20)과 정전척 바디(10)을 준비한 다음, 상지 정전척 바디(10)와, 상기 절연층(20) 사이에 제 1 접착층(A1)을 접착시키고, 상기 절연층(20)과 상기 글라스층(30) 사이에 제 2 접착층(A2)을 접착시켜서 핫 프레싱하고, 상기 글라스층(30)의 상기 전극층(40)을 직류 전원 단자와 연결시킬 수 있도록 상기 정전척 바디(10)와 상기 절연층(20)을 관통하는 관통 전극(50)을 형성하여 이루어질 수 있다.
그러므로, 상기 관통 전극(50)과 플랙시블 타입의 상기 글라스층(30)을 이용하여 단자 연결을 용이하게 함으로써 단자 연결 불량을 방지하고, 제품의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 아울러, 상기 전극층(40)을 보호하여 내구성을 크게 향상시키고, 라미네이팅 압력이 균일하게 분포되어 합착의 균일도를 향상시킬 수 있으며, 제품 불량을 방지하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있고, 알루미늄 등의 메탈 정전척 바디(10)의 표면에 전도성 아노다이징 표면 처리층을 형성하여 전기적 또는 열적 전도성의 균일도를 향상시켜서 아크나 방전을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척(200)을 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5의 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척(200)을 나타내는 저면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척(200)의 글라스층(30)은, 상기 전극층(40)과 함께 절곡될 수 있도록 플렉시블 강화 글라스 재질로 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 글라스층(30)은, 대상 기판과 대응되고, 후면에 기판 대응 전극층(41)이 형성되는 기판 대응부(31) 및 상기 기판 대응부(31)로부터 일측 방향으로 연장되는 형상으로 형성되고, 상기 기판 대응 전극층(41)과 연결된 연장 전극층(42)이 형성되고, 상기 연장 전극층(42)과 함께 U자 형상으로 절곡되어 직류 전원 단자(E)와 연결되는 단자 대응부(32)를 포함할 수 있다.
따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전극층(40)은 상기 글라스층(30)과 일체화되어 그 중에서 특히, 상기 단자 대응부(32)가 연장되고, 그 연장부에 급격한 꺽임부 대신 완만하게 절곡된 만곡부(R)를 형성하여 각종 충격이나 진동이나 흔들림이 발생될 때, 이를 완화시킬 수 있고, 이로 인하여 부품의 파손이나 단락 등의 현상을 방지할 수 있다.
도 7은 도 1의 라미네이팅 장치(1000)의 배면 전극형 정전척(100)의 제조 과정의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라미네이팅 장치(1000)의 배면 전극형 정전척(100)은, 상기 글라스층(30)과 상기 절연층(20) 사이에 형성되고, 상기 글라스층(30)의 상기 전극층(40)을 밀봉하는 밀봉층(60)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 밀봉층(60)은 상기 전극층(40)을 수용하는 수용홈(H)이 형성되고, 상기 밀봉층(60)과 상기 글라스층(30) 사이에 제 3 접착층(A3)이 전체적으로 형성될 수 있다.
따라서, 상기 밀봉층(60)을 이용하여 상기 전극층(40)의 밀봉을 견고하게 하고, 이로 인하여, 외부의 이물질이나 습기, 공기로 인한 상기 전극층(40)의 손상이나 박리 현상을 방지하여 제품의 내구성을 향상시켜서 양질의 제품을 생산할 수 있다.
도 8은 도 1의 라미네이팅 장치(1000)의 배면 전극형 정전척(100)의 제조 과정의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 밀봉층(60)은, 상기 전극층(40)을 수용하는 수용홈(H)이 형성되고, 상기 전극층(40) 또는 상기 수용홈(H)에 제 4 접착층(A4)이 부분적으로 형성될 수 있다.
따라서, 접착층을 사용을 최소화하면서도 상기 밀봉층(60)을 이용하여 상기 전극층(40)의 밀봉을 견고하게 하고, 이로 인하여, 외부의 이물질이나 습기, 공기로 인한 상기 전극층(40)의 손상이나 박리 현상을 방지하여 제품의 내구성을 향상시켜서 양질의 제품을 생산할 수 있다.
아울러, 상기 밀봉층(60)은, 상기 글라스층(30)과 동일한 강화 글라스 재질일 수 있다. 따라서, 동일 재질간의 결합력을 우수하게 하여 밀봉성과 내구성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 9는 도 1의 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척의 제조 과정의 또 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 밀봉층(60)은, 적어도 규산염 및 변성 규산염계 화학물 중에서 선택되는 물질을 용융하여 유리화한 프리트, 미세 입자 실리카, 금속 산화물, 수산화물, 인산화합물, 휘발성 물질 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 혼합물을 적어도 스프레이법, 정전 스프레이법, 디핑법, 초음파 코팅법, 진공 증착법, 질소 가스에 의한 코닝막 형성법 중 어느 하나 이상의 방법으로 코팅한 후, 이를 가열 또는 자연 건조하여 경화시켜서 형성되는 나노 글라스 코팅층(90)을 더 포함할 수 있다.
따라서, 상기 나노 글라스 코팅층(90)을 이용하여 상기 전극층(40)의 밀봉을 견고하게 하고, 이로 인하여, 외부의 이물질이나 습기, 공기로 인한 상기 전극층(40)의 손상이나 박리 현상을 방지하여 제품의 내구성을 향상시켜서 양질의 제품을 생산할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 라미네이팅 장치(1000)의 배면 전극형 정전척(100)의 제조 방법은, 글라스층에 도전성 패이스트를 적어도 스크린 프린팅, 롤투롤 프린팅 및 잉크젯 프린팅 중 어느 하나로 프린팅으로 패터닝하고, 상기 도전성 패이스트를 경화시켜서 전극층(40)을 형성하는 단계(S1)와, 절연층(20)을 준비하는 단계(S2)와, 정전척 바디(10)를 준비하는 단계(S3)와, 상지 정전척 바디(10)와, 상기 절연층(20) 사이에 제 1 접착층(A1)을 접착시키고, 상기 절연층(20)과 상기 글라스층(30) 사이에 제 2 접착층(A2)을 접착시켜서 핫 프레싱하는 단계(S4); 및 상기 글라스층(30)의 상기 전극층(40)을 직류 전원 단자와 연결시킬 수 있도록 상기 정전척 바디(10)와 상기 절연층(20)을 관통하는 관통 전극(50)을 형성하는 단계(S5)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 상술된 정전척(100)(200)을 갖는 라미네이팅 장치(1000)를 포함할 수 있다. 이러한 상기 라미네이팅 장치의 정전척의 구성 및 역할은 상술된 정전척(100)(200)들과 동일할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1, 2: 대상 기판
H1: 제 1 헤드
H2: 제 2 헤드
300: 가압 장치
100, 200: 정전척
A: 전도성 아노다이징 표면 처리층
M1: 제 1 메인 전극
M2: 제 2 메인 전극
T1: 제 1 분지 전극
T2: 제 2 분지 전극
VH: 진공 흡착홀
E: 단자
R: 만곡부
10: 정전척 바디
20: 절연층
30: 글라스층
31: 기판 대응부
32: 단자 대응부
40: 전극층
41: 기판 대응 전극층
42: 연장 전극층
A1: 제 1 접착층
A2: 제 2 접착층
A3: 제 3 접착층
A4: 제 4 접착층
50: 관통 전극
51: 피복층
52: 포트
60: 밀봉층
H: 수용홈
70: 완충 부재
90: 나노 글라스 코팅층
1000: 라미네이팅 장치

Claims (14)

  1. 제 1 대상 기판을 고정시킬 수 있도록 제 1 고정 장치가 설치되는 제 1 헤드; 제 2 대상 기판을 고정시킬 수 있도록 제 2 고정 장치가 설치되는 제 2 헤드; 및 상기 대상 기판들이 라미네이팅될 수 있도록 상기 제 1 헤드를 상기 제 2 헤드 방향으로 상대적으로 가압할 수 있는 가압 장치;를 포함하는 라미네이팅 장치에 설치되는 정전척에 있어서,
    상기 제 1 고정 장치 또는 상기 제 2 고정 장치에 설치되는 정전척 바디;
    상기 정전척 바디 상에 형성되는 절연층; 및
    상기 절연층 상에 형성되는 글라스층;을 포함하고,
    상기 절연층과 상기 글라스층 사이에 전극층이 형성될 수 있도록 상기 전극층은 상기 글라스층의 배면에 패터닝되는 배면 전극이고,
    상기 글라스층과 상기 절연층 사이에 형성되고, 상기 글라스층의 상기 전극층을 밀봉하는 밀봉층;을 더 포함하고,
    상기 밀봉층은,
    적어도 규산염 및 변성 규산염계 화학물 중에서 선택되는 물질을 용융하여 유리화한 프리트, 미세 입자 실리카, 금속 산화물, 수산화물, 인산화합물, 휘발성 물질 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 혼합물을 적어도 스프레이법, 정전 스프레이법, 디핑법, 초음파 코팅법, 진공 증착법, 질소 가스에 의한 코닝막 형성법 중 어느 하나 이상의 방법으로 코팅한 후, 이를 가열 또는 자연 건조하여 경화시켜서 형성되는 나노 글라스 코팅층;
    을 더 포함하는, 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극층은, 상기 글라스층에 적어도 스크린 프린팅, 롤투롤 프린팅 및 잉크젯 프린팅 중 어느 하나로 프린팅되는 도전성 패이스트 전극인, 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전척 바디와 상기 절연층 사이에 형성되는 제 1 접착층; 및
    상기 절연층과 상기 글라스층 사이에 형성되는 제 2 접착층;을 더 포함하는, 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전극층에 직류 전원을 공급하기 위해서, 상기 정전척 바디와, 상기 제 1 접착층과, 상기 절연층과, 상기 제 2 접착층을 관통하여 상기 전극층과 전기적으로 연결되는 관통 전극;
    을 더 포함하는, 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 글라스층은, 상기 전극층과 함께 절곡될 수 있도록 플렉시블 강화 글라스 재질로 형성되는, 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 글라스층은,
    대상 기판과 대응되고, 후면에 기판 대응 전극층이 형성되는 기판 대응부; 및
    상기 기판 대응부로부터 연장되는 형상으로 형성되고, 상기 기판 대응 전극층과 연결된 연장 전극층이 형성되고, 상기 연장 전극층과 함께 U자 형상으로 절곡되어 직류 전원 단자와 연결되는 단자 대응부;
    를 포함하는, 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉층과 상기 글라스층 사이에 제 3 접착층이 형성되는, 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉층은, 상기 전극층을 수용하는 수용홈이 형성되고, 상기 전극층 또는 상기 수용홈에 제 4 접착층이 형성되는, 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉층은, 상기 글라스층과 동일한 강화 글라스 재질인, 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척.
  11. 삭제
  12. 제 3 항에 있어서,
    대상 기판의 진공 흡착이 가능하도록 상기 글라스층의 상기 전극층과 이웃하는 전극층 사이에 진공 흡착홀이 형성되는, 라미네이팅 장치의 배면 전극형 정전척.
  13. 삭제
  14. 삭제
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