KR102171411B1 - 라우팅 공정이 행해진 단위 기판을 이송하여 세워진 상태로 정렬시키는 기판 정렬 이송 시스템 및 이에 사용되는 기판 스탠딩 정렬 장치 - Google Patents

라우팅 공정이 행해진 단위 기판을 이송하여 세워진 상태로 정렬시키는 기판 정렬 이송 시스템 및 이에 사용되는 기판 스탠딩 정렬 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 정렬 이송 시스템에 관한 것으로, 다수의 단위 기판이 결합된 자재를 절단한 다수의 단위 기판이 거치된 기판 스테이지와; 상기 단위 기판을 스테이지로부터 상기 단위 기판을 파지하여 이동시키되, 상기 단위 기판을 파지한 상태를 해제하는 기판 이송 유닛과; 상기 단위 기판을 경사지게 수용하는 단위기판 수용부가 2개 이상 구비되어, 상기 단위기판 수용부를 세우는 것에 의해 상기 단위 기판을 세워진 상태로 정렬시키는 기판 스탠딩 정렬 장치를; 포함하여, 상기 기판 스탠딩 정렬 장치에서 세워진 상태의 다수의 단위 기판을 그 다음 공정으로 이송하도록 준비하여, 단위 기판의 파손 가능성을 완전히 배제하면서도 단위 기판을 스탠딩 정렬 상태로 신뢰성있게 만들 수 있는 기판 정렬 이송 시스템 및 이에 사용되는 기판 정렬 스탠딩 장치를 제공한다.

Description

라우팅 공정이 행해진 단위 기판을 이송하여 세워진 상태로 정렬시키는 기판 정렬 이송 시스템 및 이에 사용되는 기판 스탠딩 정렬 장치{SUBSTRATE TRANSFER SYSTEM TO ALIGN SUBSTRATES IN STANDING STATE AND STANDING ALIGNMENT APPARATUS USED THEREIN}
본 발명은 기판 정렬 이송 시스템 및 이에 사용되는 기판 스탠딩 정렬 장치에 관한 것으로, 다수의 단위 기판이 형성된 자재로부터 라우팅된 단위 기판을 세워진 상태로 정렬하여 그 다음 공정으로 이송하는 준비를 하는 기판 정렬 이송 시스템 및 이에 사용되는 기판 스탠딩 정렬 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자를 이용하여 다양한 기판이 제조된다. 예를 들어, PC나 노트북에 착탈되는 메모리 기판은 인쇄회로기판에 반도체 소자가 실장되어 형성된다.
대체로, 이와 같은 기판은 공정의 효율을 높이기 위하여 하나로 연결된 자재(So)에 다수의 단위 기판(S1, S2; S)이 연결된 상태에서 제조 공정이 행해진다. 이하에서는, 'S1'으로 표시된 제1단위기판과 'S2'로 표시된 제2단위기판을 통칭하여 단위기판(S)이라고 칭하기로 한다. 즉, 도1a에 도시된 바와 같이, 다수의 단위 기판(S)이 연결부(55)에 의해 하나의 자재(So)로 연결된 상태에서, 단위 기판(S) 상에 다양한 소자가 실장되도록 제조된다.
도면에는 연결부(55)가 단위 기판(S)의 양측면을 연결하는 형태의 자재(So)의 구성이 예시되어 있지만, 단위 기판(S)의 사이에도 연결부가 구비된 형태의 자재의 구성일 수도 있다. 즉, 자재는 2개 이상의 단위 기판(S)이 서로 연결된 형태로 형성된 다양한 형태를 포함한다.
단위 기판(S)에 다양한 소자가 실장되는 공정 등을 거치면서 단위 기판의 제조가 완료되면, 기판 정렬 이송 시스템(9)에 의해 각각의 단위 기판(S)이 정해진 개수만큼 세워진 스탠딩 상태로 정렬시켜, 그 다음 공정(예를 들어, 포장 공정)으로 이송되기 위한 상태가 된다.
이를 위하여, 다수의 단위 기판(S)이 연결된 자재(So)는 연결부(55)를 제거하는 라우팅 공정을 거치면서, 도1b에 도시된 바와 같이, 자재(So)는 다수의 단위 기판(S)으로 분할되고, 분할된 다수의 단위 기판(S)은 기판 스테이지(10) 상에 거치된 상태가 된다. 여기서, 자재(So)를 다수의 단위 기판(S)으로 절단하는 라우팅 공정은 레이저빔에 의해 이루어질 수도 있고 기계적인 쏘(saw)에 의해 이루어질 수도 있다.
이 때, 자재(So)의 단위 기판(S)은 모두 동일한 방향을 향하는 상태로 제조될 수도 있지만, 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이, 전면(前面, F)이 상측을 향하는 제1단위기판(S1)과 후면(後面, B)이 상측을 향하는 제2단위기판(S2)으로 형성될 수도 있다. 동시에, 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)은 180도 뒤집힌 형상일 수도 있지만, 각 단위기판(S1, S2)의 위치 표식(xx)이 서로 180도 수평회전된 상태로 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)이 배치될 수도 있다.
그리고 나서, 도1b에 도시된 바와 같이, 기판 이송 유닛(30)은 흡입압(Ps)을 인가하여 단위 기판(S1, S2)을 그 저면에 하나씩 파지한 후에, p1으로 표시된 이동 경로를 따라 이동하여, 작동부(30M)에 의해 기판 스테이지(10) 상의 단위 기판(S1, S2)을 하나씩 기판 거치대(20)로 이송한다. 그리고, 흡입압(Ps)을 제거하여 기판 이송 유닛(30)으로부터 단위 기판(S1, S2)을 기판 거치대(20)에 거치시킨다. 여기서, 기판 거치대(20)는 단위 기판(S)의 폭에 비하여 더 좁게 형성되어, 도1c에 도시된 바와 같이 단위 기판(S1, S2)의 양측이 기판 거치대(20)의 바깥에 드러난 상태가 된다.
그리고 나서, 도1d에 도시된 바와 같이, 기판 스탠딩 정렬 장치(40)는 작동부(M)에 의해 기판 거치대(20)에 접근한 후에, 단위 기판(S)을 수용하는 요홈부(42a)에 단위 기판(S1, S2)의 양측을 수용시킨 상태가 되도록 파지부(42)를 근접 이동(42d)시키는 것에 의해 단위 기판(S)을 파지한다.
이를 위하여, 기판 스탠딩 정렬 장치(40)는 파지부(42)가 가이드 바(45)를 따라 수평 방향으로 이동(42d)시키고, 이를 90도만큼 회전시키는 작동부(40M)가 구비된다. 도면에는 편의상 파지부(42)가 하나의 단위 기판(S)을 파지하는 한 쌍만 도시되어 있지만, 거치부(20)에 거치된 단위 기판(S)을 동시에 세워진 스탠딩 상태로 정렬하기 위하여 단위 기판(S)의 개수(예를 들어 6개~10개)만큼 다수의 쌍으로 형성된다.
그 다음, 기판 스탠딩 정렬 장치(40)는 파지부(42)에 수용된 단위 기판(S)을 스탠딩 상태로 자세를 변경하기 위하여 90도만큼 회전(42r)시켜, 단위 기판(S)을 세워진 스탠딩 상태로 정렬시킨다. 이에 의해, 최종적인 포장 공정을 위해 단위 기판(S)을 이송하는 데 적합한 스탠딩 정렬 상태가 된다.
그러나, 상기와 같이 구성된 기판 정렬 이송 시스템(9)은 다음과 같은 문제점을 안고 있다.
먼저, 단위 기판(S)을 파지부(42)로 파지하는 과정에서, 파지부(42)가 단위 기판(S)에 근접 이동(42d)하면서 충분히 큰 힘(42F)으로 단위 기판(S)의 양측을 파지하여야 단위 기판(S)을 90도 회전(42r)시켜 스탠딩 상태로 세운 상태에서 단위 기판(S)의 기울어짐 변위(Serr)의 발생을 억제할 수 있다.
그러나, 파지부(42)에 의한 파지력(42F)이 크면, 단위 기판(S)의 양측 가장자리에 파손이 발생될 수 있다. 특히 양측 가장자리에 PC나 노트북의 슬롯에 끼워지는 접속부가 마련된 경우에는 접속부의 손상으로 인한 단위 기판(S)의 불량을 야기하는 치명적인 오류가 발생될 수 있다. 그렇다고 하여, 파지부(42)에 의한 파지력(42F)이 낮으면, 단위 기판(S)이 90도 세워진 상태에서 기울어짐 변위(Serr)가 발생되어 올바르게 정렬되지 못하므로, 그 다음 공정으로 이송하는 이송 공정에서 오류가 발생된다.
이 뿐만 아니라, 다수의 단위 기판(S1, S2)이 연결된 자재(So)는 도1b에 도시된 바와 같이, 전면(F)과 후면(B)이 혼재되어 있고, 수평 회전된 상태로 제조된 단위 기판(S2)을 포함하고 있다. 이에 따라, 라우팅 공정 이후에 단위 기판(S1, S2; S)을 스탠딩 정렬 상태로 위치시키기 위해서는 단위 기판(S1, S2; S)의 회전 자세에 따라 기판 거치대에서 수평 회전시켜야 하는 번거로움이 있었다.
따라서, 상기와 같은 문제점들을 일거에 해결하고자 하는 필요성이 절실히 대두되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 자재로부터 분할된 다수의 단위 기판을 간단한 공정으로 스탠딩 정렬 상태가 되도록 이송하여 정렬시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 단위 기판의 자세가 서로 제각각이라고 하더라도, 추가적인 공정 시간이 소요되지 않으면서 단위 기판의 자세를 모두 동일한 스탠딩 정렬 상태가 되도록 이송하여 정렬시키는 것을 목적으로 한다.
무엇보다도, 본 발명은, 단위 기판에 큰 힘을 가하지 않으면서 신뢰성있게 스탠딩 정렬 상태로 함으로써, 단위 기판의 파손없이 신뢰성있는 정렬 이송 공정을 행하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은, 다수의 단위 기판이 결합된 자재를 절단한 다수의 단위 기판이 거치된 기판 스테이지와; 상기 단위 기판을 스테이지로부터 상기 단위 기판을 파지하여 이동시키되, 상기 단위 기판을 파지한 상태를 해제하는 기판 이송 유닛과; 상기 단위 기판을 경사지게 수용하는 단위기판 수용부가 2개 이상 구비되어, 상기 단위기판 수용부를 세우는 것에 의해 상기 단위 기판을 세워진 상태로 정렬시키는 기판 스탠딩 정렬 장치를; 포함하여, 상기 기판 스탠딩 정렬 장치에서 세워진 상태의 다수의 단위 기판을 그 다음 공정으로 이송하도록 준비하는 기판 정렬 이송 시스템을 제공한다.
이는, 단위 기판을 경사지게 수용한 후에 단위 기판을 세우는 것에 의해 스탠딩 정렬 상태로 함으로써, 단위 기판을 스탠딩 정렬시키는 과정에서 단위 기판에 과도한 힘이 가해지는 것을 방지할 수 있고, 동시에 단위 기판을 신뢰성있게 세워진 스탠딩 정렬 상태로 자세를 변경할 수 있도록 하기 위함이다.
이를 통해, 본 발명은, 단위 기판의 파손 가능성을 완전히 배제하면서도 단위 기판을 스탠딩 정렬 상태로 신뢰성있게 만들 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
여기서, 상기 기판 이송 유닛은, 상기 기판 스테이지에 거치된 상기 단위 기판 중 어느 하나 이상을 흡입하여 파지하는 파지부와; 상기 파지부를 경사지게 회동 가능하게 회전시키는 경사 구동부를; 포함하여, 상기 경사 구동부에 의해 상기 단위 기판이 경사진 자세로 상기 파지부의 흡입압이 제거되면서 상기 단위기판 수용부에 거치한다. 이를 통해, 단위 기판이 경사진 자세로 기판 스탠딩 정렬 장치의 단위기판 수용부에 경사지게 거치되는 공정이 오류없이 행해질 수 있다.
한편, 상기 기판 스테이지에 거치된 상기 단위 기판은 제1방향을 향하는 제1단위기판과, 상기 제1방향과 다른 제2방향을 향하는 제2단위 기판을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1단위기판의 전면(前面)과 상기 제2단위기판의 전면(前面)이 향하는 방향이 서로 반대이고, 상기 기판 이송 유닛은 상기 파지부의 경사 방향이 서로 반대 방향이 되게 상기 제1단위기판과 상기 제2단위기판을 상기 단위기판 수용부에 내려 놓아 거치시킴으로써, 기판 스테이지의 단위 기판이 바라보는 방향이 서로 반대 방향이더라도 기판 이송 유닛에 의해 간단히 정렬 방향을 일치시킬 수 있다.
또한, 상기 파지부는 수평 회전 가능하게 형성되어; 상기 제1단위기판과 상기 제2단위기판의 회전방향으로의 자세가 서로 다르게 상기 기판 스테이지 상에 거치되어 있으면, 상기 기판 이송 유닛은 상기 파지부의 수평 회전에 의해 상기 단위기판 수용부에 예정된 자세로 상기 제1단위 기판과 상기 제2단위기판을 거치시킬 수 있다.
한편, 상기 기판 이송 유닛은 다양한 경로로 이동하도록 구성될 수 있으며, 이동 경로를 최소화하기 위하여 회전 중심에 대하여 정해진 각도만큼 회전 운동을 하여 단위 기판을 기판 스테이지로부터 기판 스탠딩 정렬 장치의 단위기판 수용부에 이송하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 단위기판 수용부는, 경사진 제1표면이 상면에 형성된 제1부재와, 제1부재에 힌지부에 의해 회동 가능하게 결합되고 제2표면이 형성된 제2부재를 구비하여, 상기 제1부재와 상기 제2부재가 벌어진 상태와 오무려진 상태로 회동 가능하게 설치되고, 상기 벌어진 상태에서 상기 제1표면과 상기 제2표면 중 어느 하나에 상기 단위 기판이 경사지게 거치되는 것에 의해 상기 단위 기판을 수용하게 구성될 수 있다.
그리고, 상기 기판 정렬 스탠딩 장치는, 상기 단위기판 수용부에 대하여 상하 방향으로 이동하여, 상방 이동한 상태에서 상기 제1부재와 상기 제2부재 중 어느 하나 이상을 하방에서 상측으로 들어올려 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태가 되게 하는 작동 부재를; 더 포함하여, 상기 작동 부재에 의해 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태가 되면 상기 단위 기판이 상기 제1부재와 상기 제2부재 사이에서 스탠딩 상태가 되게 구성될 수 있다.
상기 단위기판 수용부는 상기 제1부재와 상기 제2부재가 벌어진 상태가 되도록 탄성 복원력이 작용하는 스프링이 구비되어, 작동 부재와 단위기판 수용부의 간섭 상태가 해제되면, 단위기판 수용부의 제1부재와 제2부재는 자동으로 벌어진 상태로 복귀하게 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제1부재에는 상기 단위 기판이 경사진 상태로 상기 제1표면에 거치된 상태에서 자중에 의해 미끄러지는 위치를 제한하는 스토퍼가 돌출 형성된다. 이를 통해, 단위기판이 제1표면에 거치되면, 단위 기판이 중력에 의해 제1표면을 따라 미끄려져 내려와 스토퍼에 의해 미끄러짐 이동이 제한됨으로써, 다수의 단위기판 수용부에 수용된 단위 기판의 위치가 모두 일정하게 정해져 정렬 상태로의 구현이 보다 용이해진다.
즉, 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태에서는 상기 제1표면과 상기 제2표면이 세워진 상태로 되면서, 단위기판 수용부에 수용된 단위 기판도 세워진 스탠딩 상태가 된다.
상기 작동 부재는 단위기판 수용부의 상태를 벌려진 상태에서 오무려진 상태로 개별적으로 간섭하여 작동시킬 수도 있으며, 동시에 2개 이상의 단위기판 수용부와 접촉하여 상기 단위기판 수용부가 벌려진 상태에서 오무려진 상태가 되게 작동시키도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 작동 부재는 상기 단위기판 수용부에 대응하는 위치에 수용부가 형성되어, 상방으로 이동하면 상기 수용부가 상기 단위기판 수용부의 힌지부를 수용하면서 상기 수용부 주변이 상기 제1부재와 상기 제2부재 중 어느 하나 이상과 접촉하면서 상기 제1부재와 상기 제2부재를 오무리도록 형성될 수 있다.
제1단위기판과 제2단위기판이 서로 반대 방향을 향하도록 기판 스테이지에 거치된 경우라면, 제1단위기판은 단위기판 수용부의 제1표면에 거치되고 제2단위기판은 단위기판 수용부의 제2표면에 거치된다. 이를 통해, 단위기판 수용부가 오무려진 상태가 되면, 각각의 단위 기판 수용부에 수용되어 있는 제1단위기판과 제2단위기판은 동일한 방향을 향하도록 자동 정렬되며, 이 과정에서 단위 기판에 외력이 가해지지 않으므로 손상 가능성을 완전히 배제할 수 있다.
상기 기판 이송 유닛에 의해 상기 기판 스테이지로부터 상기 기판 스탠딩 정렬 장치로 이송하는 경로 상에 설치되어, 상기 기판 이송 유닛에 파지된 기판의 상태를 검사하는 기판 검사 유닛을; 더 포함하여 구성되어, 최종적인 제품 포장 이전의 기판 스탠딩 정렬 장치 이전에 제품의 상태를 검사하는 공정을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은, 단위 기판을 수용하여 세워진 상태로 정렬시키는 기판 스탠딩 정렬 장치로서, 경사진 제1표면이 상면에 형성된 제1부재와, 제1부재에 힌지부에 의해 회동 가능하게 결합되고 제2표면이 형성된 제2부재를 구비하여, 상기 제1부재와 상기 제2부재가 벌어진 상태와 오무려진 상태로 회동 가능하게 설치되고, 상기 벌어진 상태에서 상기 제1표면과 상기 제2표면 중 어느 하나에 상기 단위 기판이 경사지게 거치되는 것에 의해 상기 단위 기판을 수용하는 단위기판 수용부와; 상기 단위기판 수용부에 대하여 상하 방향으로 이동하여, 상방 이동한 상태에서 상기 제1부재와 상기 제2부재 중 어느 하나 이상을 하방에서 상측으로 들어올려 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태가 되게 하는 작동 부재를; 포함하고, 상기 작동 부재에 의해 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태가 되면 상기 단위 기판이 상기 제1부재와 상기 제2부재 사이에서 스탠딩 상태가 되는 것을 특징으로 하는 기판 스탠딩 정렬 장치를 제공한다.
이와 같이, 단위기판 수용부가 경사진 제1부재와 제2부재로 이루어져, 경사진 제1부재의 제1표면에 단위 기판을 경사지게 수용한 후, 단위 기판을 파지하는 등의 작업 없이 제1부재와 제2부재를 세우는 것에 의해 단위 기판을 세워진 스탠딩 상태로 자세 변경함으로써, 단위기판 수용부에 수용된 단위 기판은 외력없이 스탠딩 상태로 위치할 수 있게 되어 기판의 파손을 근본적으로 방지하고, 단위 기판을 세워진 스탠딩 상태로 자세변경하는 과정에서 오류가 발생될 가능성도 근본적으로 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
이와 동시에, 제1부재의 제1표면에 거치된 단위 기판은 제1부재가 수직으로 세워진 자세로 회전하면서, 제1표면에 거치된 단위 기판이 충분히 깊숙이 위치하지 않았더라도, 제1부재가 세워지는 회전 변위와 함께 단위 기판이 제1표면을 따라 중력에 의해 정해진 위치까지 미끄러져 내려오게 되므로, 제1부재가 세워진 상태에서는 단위 기판의 하단 위치가 정해진 상태이어서 단위 기판의 상단 높이가 항상 균일하게 정렬되는 효과도 얻을 수 있다.
여기서, 상기 단위기판 수용부는 상기 제1부재와 상기 제2부재가 벌어진 상태가 되도록 탄성 복원력이 작용하는 스프링이 구비되어, 단위기판 수용부에 의해 세워진 단위 기판이 그다음 공정을 위해 이송된 이후에, 스프링의 탄성 복원력에 의해 제1부재와 제2부재가 벌어진 상태가 되어 새로운 단위 기판을 수용할 수 있는 상태가 된다.
상기 제1부재에는 상기 단위 기판이 경사진 상태로 상기 제1표면에 거치된 상태에서 자중에 의해 미끄러지는 위치를 제한하는 스토퍼가 돌출 형성된다. 이에 따라, 제1부재가 세워지는 회전 변위와 함께 단위 기판이 제1표면을 따라 중력에 의해 정해진 위치까지 미끄러져 내려오는 과정에서, 상기 정해진 위치가 스토퍼의 위치로 일정해지므로, 제1부재가 세워진 상태에서는 단위 기판의 하단 위치가 정해진 상태이어서 단위 기판의 상단 높이가 항상 균일하게 정렬되는 효과도 얻을 수 있다.
한편, 제1부재에 스토퍼가 돌출 형성되지 않더라도, 제1부재와 제2부재를 회동 가능하게 연결하는 힌지부에 의해 단위 기판의 하단 위치가 정해지므로, 단위기판 수용부에서 스탠딩 상태로 세워진 단위 기판은 항상 정해진 높이로 정렬된다. 다만, 스토퍼를 형성함으로써, 제1부재와 제2부재의 길이에 무관하게 단위 기판이 제1부재의 바깥으로 돌출된 상단의 높이를 스토퍼 위치에 따라 조절하는 이점이 얻어진다.
이에 따라, 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태에서는 상기 제1표면과 상기 제2표면이 세워진 상태로 되고, 이에 따라 상기 단위 기판이 세워진 스탠딩 상태가 된다.
한편, 상기 단위기판 수용부는 다수로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 단위기판 수용부에 거치되는 단위 기판은 상기 단위기판 수용부로 이송되기 이전에 서로 반대방향을 향하는 제1단위기판과 제2단위 기판을 포함할 수 있다.
이와 같이, 기판 스테이지에 거치된 단위 기판의 일부인 제1단위기판과 다른 일부인 제2단위기판이 서로 반대 방향을 향하는 경우에는, 상기 제1단위기판은 상기 제1표면에 거치되고, 상기 제2단위기판은 상기 제2표면에 거치될 수 있다. 이에 따라, 단위기판 수용부의 제1부재와 제2부재가 오무려진 상태가 되면, 제1단위기판과 제2단위기판은 모두 동일한 방향을 향하게 되어, 바라보는 방향의 정렬도 이루어진다.
한편, 상기 작동 부재는 2개 이상의 단위기판 수용부와 접촉하여 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태가 되게 작동되게 구성될 수도 있다. 이에 따라, 하나의 작동 부재에 의해 2개 이상의 단위기판 수용부를 작동시킴에 따라 전체적인 작동이 보다 간단하고 용이하게 이루어진다.
예를 들어, 상기 작동 부재는 상기 단위기판 수용부에 대응하는 위치에 수용부가 형성되어, 상방으로 이동하면 상기 수용부가 상기 단위기판 수용부의 힌지부를 수용하면서 상기 수용부 주변이 상기 제1부재와 상기 제2부재 중 어느 하나 이상과 접촉하면서 상기 제1부재와 상기 제2부재를 오무리도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명은, 기판 스테이지 상에 거치된 단위 기판을 상기와 같이 구성된 기판 스탠딩 정렬 장치의 상기 단위기판 수용부로 이송하는 기판 이송 유닛으로서, 상기 기판 스테이지에 거치된 상기 단위 기판 중 어느 하나 이상을 흡입하여 파지하는 파지부와; 상기 파지부를 경사지게 회동 가능하게 회전시키는 경사 구동부를; 포함하여, 상기 경사 구동부에 의해 상기 단위 기판이 경사진 자세로 상기 파지부의 흡입압이 제거되면서 상기 단위기판 수용부에 거치되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템의 기판 이송 유닛을 제공한다.
이와 같이, 단위 기판을 파지하는 파지부를 경사지게 회동시키는 회전 운동이 가능하게 구성함에 따라, 기판 스테이지에서 파지한 단위 기판을 기판 스탠딩 정렬 장치의 단위기판 수용부에 경사지게 거치시키는 동작을 정확하게 할 수 있다.
더욱이, 상기 경사 구동부는 양방향으로 상기 파지부를 회동하게 구성되어, 상기 기판 스테이지에 거치된 상기 단위 기판의 향하는 방향에 따라 서로 다른 방향으로 상기 파지부를 경사지게 회동시킴으로써, 기판 스테이지에서 서로 반대 방향을 향하고 있던 제1단위기판과 제2단위기판에 대하여 단위기판 수용부의 제1부재와 제2부재에 각각 서로 다른 방향으로 경사지게 거치하여, 단위 기판을 하나의 방향으로 정렬시킬 수 있도록 한다.
그리고, 상기 경사 구동부는 상기 파지부를 수평 회전시키도록 구성되어, 상기 기판 스테이지에 거치된 상기 단위 기판의 회전 자세가 서로 다르더라도, 기판 스테이지로부터 기판 스탠딩 정렬 장치로 이송하는 동안에 상기 파지부를 수평 회전시킴으로써, 단위기판의 자세와 방향을 모두 일정하게 정렬시킬 수 있으면서, 별도의 추가 공정을 필요로 하지 않아 공정 효율도 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '단위 기판'은 소정의 전자 회로가 실장된 판 형태의 기판을 통칭하는 것으로 정의한다. 예를 들어, PC, 노트북 등에 장착되는 메모리 기판을 포함하며, 반도체 소자가 장착되지 않은 인쇄회로기판 자체를 포함한다.
본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '스탠딩 정렬 상태'는 다수의 단위 기판이 동일한 방향을 향하고 동일한 높이로 세워진 정렬 상태를 지칭하는 것으로 정의한다. 이를 통해, 그 다음 공정으로 단위 기판이 이송되도록 준비한 상태가 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 과도한 힘으로 파지하여 단위 기판을 손상시키거나 단위 기판을 적절히 파지하지 못하여 올바르지 않게 정렬시키는 문제를 일거에 해결하여, 단위 기판의 손상 없이 전체적으로 올바르게 스탠딩 자세로 정렬시키는 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명은, 단위 기판에 큰 힘을 가하지 않으면서 신뢰성있게 스탠딩 정렬 상태로 함으로써, 단위 기판의 파손없이 신뢰성있는 정렬 이송 공정을 행하는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 단위 기판의 방향과 자세가 제 각각이더라도, 추가적으로 단위 기판의 자세와 방향을 교정하지 않더라도, 전체적으로 동일한 방향과 자세로 스탠딩 정렬시키는 효과를 얻을 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 단위 기판의 손상을 원천적으로 배제하면서 다수의 단위 기판을 정해진 자세와 방향으로 정렬시키고, 종래에 비하여 공정 시간을 단축하여 공정 효율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
도1a 내지 도1d는 종래의 기판의 정렬 이송 시스템의 구성 및 작동을 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명의 기판의 정렬 이송 시스템의 구성을 도시한 블록도,
도3a 및 도3b는 도2의 기판 스테이지의 구성을 도시한 도면,
도4는 도2의 기판의 정렬 이송 시스템의 기판 이송 유닛의 구성을 도시한 사시도,
도5a 및 도5b는 도4의 기판 핸들링부의 구성을 도시한 사시도,
도6은 도5a의 기판 핸들링부의 측면도,
도7은 단위기판 스탠딩 정렬 장치의 사시도,
도8은 도7의 'A'부분의 확대도,
도9는 도7의 측면도로서 단위기판 수용부의 벌려진 상태를 도시한 도면,
도10은 도7의 단위기판 스탠딩 정렬 장치의 단위기판 수용부의 오무려진 상태를 도시한 도면,
도11 내지 도13은 단위기판 스탠딩 정렬 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 정렬 이송 시스템(1)은, 단위 기판(S)이 거치된 기판 스테이지(100)와, 기판 스테이지로부터 단위 기판(S)을 파지하여 이송하는 기판 이송 유닛(200)과, 기판 이송 유닛(200)에 의해 이송된 단위 기판을 수용하여 스탠딩 정렬 상태로 정렬시키는 기판 스탠딩 정렬 장치(300)와, 기판 이송 유닛(200)에 의해 기판 스탠딩 정렬 장치(300)를 향하여 단위 기판(S)을 이송하는 과정에서 이송되는 단위 기판(S)의 상태를 검사하는 기판 검사 유닛(400)을 포함하여 구성된다.
상기 기판 스테이지(100)에는 다수의 단위 기판(S1, S2; S)이 거치된다. 여기서, 도3a에 도시된 바와 같이 하나의 자재(So)에 다수의 단위 기판(S1, S2)이 연결부(55)에 의해 서로 결합된 상태로 거치된 상태에서, 레이저빔이나 기계적인 쏘(saw)에 의해 연결부(55)를 제거하거나 절단하는 라우팅(routing) 공정에 의하여 도3b에 도시된 바와 같이 다수의 단위 기판(S1, S2; S2)으로 분할된 상태로 거치된다.
자재(So)의 라우팅 공정이 기판 스테이지(100)에서 행해질 수 있으며, 라우팅 공정 중에 자재(So)의 틀어짐을 방지하기 위하여 자재(So)를 흡입 고정하는 흡입공이 기판 스테이지(100)의 상면에 형성될 수도 있다.
도3a에는 다수의 단위 기판(S1, S2; S)의 양측면이 연결부(55)에 의해 연결된 자재(So)의 구성이 예시되어 있지만, 단위 기판(S)을 연결하는 연결부(55)는 단위 기판의 둘레 전부 또는 일부를 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 연결부(55)는 단위 기판의 일측면을 연결하는 형태이거나 단위 기판의 4개면의 둘레를 모두 감싸는 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 기판 스테이지(100)에 거치된 단위 기판(S)은 모두 동일한 방향을 향하도록 거치될 수도 있지만, 서로 반대 방향을 향하도록 거치될 수도 있다. 즉, 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 동일한 구성으로 형성된 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)은 기판 스테이지(100)에는 전면(F, 前面)이 상측을 향하는 제1단위기판(S1)과 후면(B, 後面)이 상측을 향하는 제2단위기판(S2)으로 거치될 수 있다.
또한, 기판 스테이지(100)에 거치된 단위 기판(S)은 모두 동일한 자세(회전 자세)로 거치될 수도 있지만, 수평 회전 변위의 차이를 두고 거치될 수도 있다. 즉, 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 동일한 구성으로 형성된 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)은 일측 꼭지점(xx)의 위치가 회전 변위의 차이를 두고 형성되어, 장변을 기준으로 180도 뒤집으면 서로 동일한 자세와 방향을 향하지 못하는 상태가 된다. 이와 같이 기판 스테이지(100)에 거치된 단위 기판(S)은 회전 변위의 차이를 두고 거치될 수도 있다.
이와 같이, 기판 스테이지(100)에 거치된 단위 기판(S)의 자세와 방향이 서로 다른 것은, 하나의 자재(So)에 연결된 상태로 기판의 소자를 실장하는 등의 제조 공정이 자재(So)의 전면(前面)과 후면(後面)에서 각각 행해지기 때문에 기인한다. 따라서, 기판 정렬 이송 시스템(1)은, 기판 스테이지(100)에 거치된 단위 기판(S)의 자세와 방향의 차이에도 불구하고, 단위 기판(S)들을 모두 동일한 방향을 향하고 동일한 자세로 세운 스탠딩 정렬 상태로 이송하는 것을 필요로 한다.
상기 기판 이송 유닛(200)은, 도4에 도시된 바와 같이, 회전 중심(O1, O2)을 중심으로 회전 운동을 하는 회전 아암(200a, 200b)와, 회전 아암(200b)의 끝단에 위치하여 단위기판(S)을 파지하였다가 파지 상태를 해제하는 기판 핸들링부(201)로 이루어진다.
즉, 기판 이송 유닛(200)은, 제1회전중심(O1)을 중심으로 정해진 각도만큼 회전 운동(R1)을 하는 제1회전 아암(200a)과, 제2회전아암(200a)의 끝단을 제2회전중심(O2)으로 하여 정해진 각도만큼 회전 운동(R2)을 하는 제2회전 아암(200b)과, 제2회전 아암(200b)의 끝단에 설치되어 제2회전 아암(200b)에 대하여 180도 이상의 수평 회전 운동(200r)이 행해지고 단위기판(S)을 파지하는 기판 핸들링부(201)로 이루어진다.
그리고, 회전 아암(200a, 200b)의 회전 운동(R1, R2)에 의하여, 제2회전 아암(200b)의 끝단에 설치된 기판 핸들링부(201)는 기판 스테이지(200)로부터 기판 검사 유닛(400)을 경유하여 기판 스탠딩 정렬 장치(300)까지 왕복 이송하는 것이 가능해진다.
도면에는 회전 아암(200a, 200b)이 2개 이상으로 형성된 구성이 예시되어 잇지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 회전 아암은 1개로 형성될 수도 있다. 회전 아암의 회전 운동(R1, R2)에 의해 단위 기판을 이송하도록 구성함에 따라, 직선 운동에 의해 단위 기판을 이송하는 것에 비하여 공간을 적게 차지하면서 이송 제어가 보다 쉽고 간단해지는 이점도 얻을 수 있다.
또한, 회전 아암(200a, 200b)이 2개 이상으로 형성하면, 보다 멀리 떨어진 위치 사이를 왕복 이동하는 것이 가능해질 뿐만 아니라, 왕복 이동에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 효과가 얻어진다.
상기 기판 핸들링부(201)는, 도5a 및 도5b에 도시된 바와 같이, 제2회전 아암(200b)에 결합되고 전체 하중을 지지하는 부재로 이루어진 프레임 부재(210)와, 공압 연결부(220b)로부터 흡입압이 선택적으로 인가되어 단위 기판(S)을 파지하는 흡입압(Ps)을 인가하는 흡입 유닛(220)과, 흡입 유닛(220)으로부터의 흡입압(Ps)에 의해 단위 기판을 파지하는 파지부(222)와, 파지부(222)를 경사지게 회동 가능하게 회전시키는 경사 구동부를 포함한다.
여기서, 프레임 부재(210)에는 제2회전 아암(200b)과 결합되는 결합부(210a)가 상면에 구비된다. 그리고, 제2회전아암(200b)에는 회전 모터(200M)가 설치되어, 프레임 부재(210)를 수평 방향으로 회전(200r)시키는 것에 의해, 파지부(222)도 수평 방향으로 회전된다.
여기서, 파지부(222)는 프레임 부재(210)에 대하여 회전 가능하게 형성된 파지 프레임(230)을 포함하고, 흡입 유닛(220)이 파지 프레임(230)에 고정 설치된다. 이에 따라, 파지부(222)는 경사 구동부(240)에 의하여 프레임 부재(210)에 대하여 정방향 또는 역방향으로 회전 가능하면서도, 흡입 유닛(220)에 의한 흡입압(Ps)이 작용할 수 있게 된다. 즉, 파지부(222)는 흡입 유닛(220)의 끝단부(220a)가 관통하게 형성되어, 파지부(222)의 저면에는 흡입 유닛(220)에 의해 흡입압(Ps)이 인가될 수 있고, 이에 따라 파지부(222)의 저면에 단위 기판(S)을 흡입하여 파지할 수 있게 된다.
그리고, 파지 프레임(230)은 프레임 부재(210)에 회전 가능하게 설치되고, 프레임 부재(210)의 바깥에는 파지 프레임(230)과 일체로 회전하는 회전 풀리(232)가 설치된다. 경사 구동부는 구동 모터(240)에 의해 피니언(242)이 정방향 또는 역방향으로 회전시키고, 피니언(242)은 회전 풀리(232)와 벨트(249)로 연결되어, 도6에 도시된 바와 같이, 피니언(242)의 정방향 또는 역방향의 회전(232r)에 따라 파지 프레임(230)이 정방향(220r1) 또는 역방향(220r2)으로 회동 운동을 하게 된다.
다만, 본 발명은 파지부(222)를 정방향 또는 역방향으로 회전(220r1, 220r2)을 구동하는 경사 구동부는 벨트에 의해 파지부(222)를 회전 구동하는 상기 구성에 한정되지 아니하며, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면 경사 구동부는 파지부(222)의 회동 운동을 구현하기 위하여 리드 스크류, 기어 등 다양한 동력전달수단에 의해 이루어질 수 있다.
도면중 미설명 부호인 240a는 경사 구동부의 구동 모터(240)에 전력을 공급하기 위한 전원 공급선이다.
상기와 같이 구성된 기판 이송 유닛(200)은 파지부(222)는 그 저면이 하방을 향하는 자세에서 흡입압(Ps)을 인가하여, 기판 스테이지(100) 상의 단위 기판(S)을 흡입 파지할 수 있다. 그리고, 기판 이송 유닛(200)의 파지부(222)에 흡입 파지된 단위 기판(S)은 경사 구동부에 의해 정방향(220r1) 또는 역방향(220r2)으로 파지부(222)를 회동 운동한 상태에서 흡입압(Ps)이 제거되면서, 파지부(222)에 파지되어 있던 단위 기판(S)을 놓아 기판 스탠딩 정렬 장치(300)의 단위기판 수용부(310)에 경사진 자세로 단위 기판(S)을 거치시킬 수 있게 된다.
상기 기판 검사 장치(400)는 기판 이송 유닛(200)에 의해 기판 스테이지(100)로부터 기판 스탠딩 정렬 장치(300)로 이송되는 경로 상에 위치하여, 기판 이송 유닛(220)의 파지부(222)에 파지된 단위 기판(S)이 올바른 자세로 파지되었는지 여부와, 단위 기판(S)의 조립 상태가 올바른지 여부를 검사한다.
예를 들어, 기판 검사 장치(400)는 하측에서 상방을 향하여 촬영하는 비전으로 형성될 수 있으며, 기판 검사 장치(400)에 의해 촬영된 이미지는 이미지 프로세싱 공정을 거치면서 그 위치, 자세 및 조립 상태를 검사한다.
도4에는 기판 검사 장치(400)가 기판 스테이지(200)와 기판 스탠딩 정렬 장치(300)의 사이에 배치되는 구성이 예시되어 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 기판 검사 장치(400)는 기판 스테이지(200)와 기판 스탠딩 정렬 장치(300)를 잇는 이송 경로의 바깥에 배치될 수도 있다. 이 경우에는, 기판 스테이지(100)에서 파지한 단위 기판을 기판 이송 유닛(200)에 의해 기판 검사 장치(400)의 상측으로 이동시켜 단위 기판(S)을 검사한 이후에, 검사된 단위 기판(S)을 기판 스탠딩 정렬 장치(300)로 이송되도록 기판 정렬 이송 시스템이 구성될 수 있다.
상기 기판 스탠딩 정렬 장치(300)는 단위 기판(S)을 수용하여 세워진 상태로 정렬시키는 장치로서, 도7 및 도8에 도시된 바와 같이, 제1부재(311)와 제2부재(312)가 힌지부(315)에 의해 오무려진 상태와 벌려진 자세로 작동하고 단위 기판(S)을 하나씩 수용하는 다수의 단위기판 수용부(310)와, 단위기판 수용부(310)를 벌려진 자세와 오무려진 상태로 작동시키는 작동 부재(320)를 포함한다.
여기서, 각각의 단위기판 수용부(310)는, 지지 부재(318)에 서로 이격되게 지지되어 설치되며, 경사진 제1표면(311s)이 상면에 형성된 제1부재(311)와, 경사진 제2표면(312s)이 상면에 형성되고 힌지부(315)에 의해 회동 가능하게 결합된 제2부재(312)를 구비한다. 그리고, 단위기판 수용부(310)는 힌지부(315)에 대한 제1부재(311)와 제2부재(312)의 회전 운동에 의해, 단위 기판(S)을 수용하는 벌어진 상태와 단위 기판(S)을 스탠딩 상태로 세우는 오무려진 상태가 된다.
도면에 도시된 실시예에서는 제1부재(311)의 제1표면(311s)과 제2부재(312)의 제2표면(312s)이 모두 경사진 상태로 벌어진 상태를 유지하는 구성이 나타나 있지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 제1부재(311)의 제1표면(311s)과 제2부재(312)의 제2표면(312s) 중 어느 하나만 경사진 상태로 유지되게 구성될 수 있다.
그리고, 제1부재(311)의 제1표면(311s)과 제2부재(312)의 제2표면(312s)에는 스토퍼(314)가 돌출 형성된다. 이에 따라, 도11에 도시된 바와 같이, 기판 이송 유닛(200)의 파지부(222)가 회동하여 거치될 부재(311과 312 중 어느 하나)의 표면과 대략 평행한 자세로 된 상태에서, 파지부(222)의 흡입압(Ps)을 해제하여 단위 기판(S)이 경사진 자세로 경사진 제1표면(311s)과 경사진 제2표면(312s) 중 어느 하나에 거치(77)시키면, 단위 기판(S)이 거치된 표면 상에서 도면부호 78로 표시된 방향으로 자중에 의해 미끄러지게 된다. 이에 따라 단위 기판(S)은 스토퍼(314)에 의해 하단이 지지되면서 미리 정해진 위치에 도달한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1부재(311)와 제2부재(312)에 스토퍼(314)가 구비되지 않고, 단위기판 수용부(310)에 거치된 단위 기판(S)이 힌지부(315)까지 미끄러져 단위 기판(S)의 하단이 힌지부(315)에 지지되면서 미리 정해진 위치에 도달하게 구성될 수도 있다.
여기서, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 단위기판 수용부(310)는 다수로 형성된다.
각각의 단위기판 수용부(310)가 벌어진 상태에서 단위기판(S)을 제1표면(311s)과 제2표면(312s) 중 하나에 거치되어 수용하면, 상기 작동 부재(320)는 단위기판 수용부(310)를 오무려진 상태가 되도록 작동한다.
작동 부재(320)는 각각의 단위기판 수용부(310)의 제1부재(311)와 제2부재(312) 중 어느 하나 이상을 하방에서 상측으로 들어올리는 것에 의해 개별적으로 오무려진 상태가 되도록 작동할 수 있지만, 도면에 도시된 바와 같이, 다수의 단위기판 수용부(310)의 제1부재(311)와 제2부재(312) 중 어느 하나 이상을 하방에서 상측으로 접촉하여 한번에 들어올리는 것에 의해 다수의 단위기판 수용부(310)를 오무려진 상태가 되도록 작동할 수 있다.
이를 위하여, 도13에 도시된 바와 같이, 작동 부재(320)는 단위기판 수용부(310)의 힌지부(315)를 수용할 수 있는 수용부(321)가 관통 형성된 플레이트 형태로 형성되고, 작동 구동부(320M)에 의해 상방으로 이동(320d2)하는 것에 의해 단위기판 수용부(310)의 제1부재(311)와 제2부재(312) 중 어느 하나 이상과 접촉하면서 제1부재(311)와 제2부재(312)가 각각 서로를 향하여 힌지부(315)를 중심으로 회전(310x)하면서 오무려진 상태가 되도록 작동시킨다. 도면에는 작동 부재(320)의 수용부(321)가 관통 형성된 구성이 예시되어 있지만, 수용부(321)는 요홈 형태로 형성될 수도 있다.
여기서, 작동 구동부(320M)는, 작동 모터(325)에 의해 구동 풀리(324)를 회전시키고, 구동 풀리(324)와 벨트(324a)로 연결된 피동 풀리(324)를 회전시키면, 구동 풀리(324)와 피동 풀리(324)를 관통하는 구동축(324a, 325a)이 같은 방향으로 회전한다. 이 때, 구동축(324a, 325a)의 수나사부(미도시)와 너트(322a)가 맞물리고, 너트(322a)는 작동 부재(320)로부터 연장된 작동 바(322)와 일체 고정되어 비회전 상태이므로, 구동축(324a, 325a)의 회전 방향에 따라 리드 스크류의 원리로 작동 바(322)를 상하 방향으로 이동시키면서 작동 부재(320)를 상하 방향으로 이동시킨다.
이와 같이, 하나의 작동 모터(325)를 구동하여 2개 이상의 작동 바(322)를 상하 방향으로 연동하여 이동시킴에 따라, 작동 부재(320)가 틀어지거나 경사지지 않고 수평 자세를 유지하면서 상하 방향으로 이동하는 작용이 신뢰성있게 구현될 수 있다.
도면 중 미설명 부호인 318a는 지지 부재(318)로부터 하방 연장되어 구동축(324a, 325a)의 회전 운동을 지지하는 베어링이 설치되는 연장 부재이다.
이에 따라, 작동 부재(320)는 작동 구동부(320M)에 의해 상방으로 이동함에 따라, 단위기판 수용부(310)에 대응하는 위치에 형성된 수용부(321)가 단위기판 수용부(310)의 힌지부(315)를 수용하면서 수용부(321) 주변이 제1부재(311)와 제2부재(312) 중 어느 하나 이상과 접촉하면서 힌지 결합된 제1부재(311)와 제2부재(312)를 회전 운동(310x)시켜, 단위기판 수용부(310)를 오무려진 상태로 되게 한다.
본 발명은 상기와 같이 구성된 작동 구동부(320M)에 국한되지 않으며, 작동 부재(320)를 상하 방향으로 이동시키는 다양한 구동원과 동력전달수단의 조합으로 다양하게 구성될 수 있다.
이를 통해, 각각의 단위기판 수용부(310)가 오무려진 상태가 되면, 단위기판 수용부(310)에 하나씩 위치한 단위 기판(S)은 제1부재(311)와 제2부재(312)의 사이에서 세워진 스탠딩 상태가 된다. 이 때, 단위 기판(S)의 하단은 스토퍼(314)에 의해 지지되어 있으므로 (또는 힌지부(315)에 의해 지지될 수도 있음), 단위기판 수용부(310)가 오무려진 상태가 되면 도13에 도시된 바와 같이 단위 기판의 상단 높이가 모두 일정하게 정렬된 스탠딩 상태가 된다.
이에 따라, 기판 스탠딩 정렬 장치(300)에서 세워진 다수의 단위 기판(S)은 그 다음 공정으로 이송하기에 적합한 스탠딩 정렬 상태가 된다.
한편, 기판 스탠딩 정렬 장치(300)에 스탠딩 정렬 상태로 되어 이송 장치(미도시)에 의해 그 다음 공정(예를 들어, 포장 공정)으로 이송되면, 도11에 도시된 바와 같이, 작동 부재(310)는 작동 구동부(320M)에 의해 하방(320d1)으로 이동하여, 작동 부재(310)와 단위기판 수용부(310)의 제1부재(311) 및 제2부재(312) 중 어느 하나 이상과의 간섭 상태가 해제된다.
이 때, 도8에 도시된 바와 같이, 각각의 단위기판 수용부(310)에는 제1부재(311) 및 제2부재(312)가 벌어진 상태가 되도록 탄성 복원력(313F)이 작용하는 스프링(313)이 구비된다. 이에 따라, 작동 부재(310)와 단위기판 수용부(310)의 간섭 상태가 해제되면서, 스프링(313)의 탄성 복원력(313F)이 작용하면서, 단위기판 수용부(310)는 그 다음 단위 기판(S)을 수용할 수 있는 벌어진 상태로 복귀한다.
한편, 도3b에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지(100)상에 거치된 단위 기판(S)의 일부인 제1단위기판(S1)은 전면(前面, F)이 상측을 향하고, 기판 스테이지(100)상에 거치된 단위 기판(S)의 나머지인 제2단위기판(S2)은 후면(後面, B)이 상측을 향하도록 거치될 수도 있다.
이 경우에는, 기판 이송 유닛(200)은 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)을 파지부(222)에 파지한 상태에서, 기판 스탠딩 정렬 장치(300)의 단위기판 수용부(310)의 제1부재(311)와 제2부재(312) 중 서로 다른 것에 거치시킨다.
이 때, 제1부재(311)의 상면(311s)과 제2부재(312)의 상면(312s)은 서로 반대 방향의 경사를 갖고 있다.
따라서, 도11에 도시된 바와 같이, 기판 이송 유닛(200)이 전면이 상측을 향하는 제1단위 기판(S1)을 파지한 경우에는, 기판 이송 유닛(200)은 경사 구동부에 의해 파지부(222)를 정방향으로 회전시켜 정방향으로 경사진 상태에서, 기판 스탠딩 정렬 장치(300)의 단위기판 수용부(310)의 제1부재(311)의 제1표면(311s)에 도면부호 77로 표시된 바와 같이 경사지게 거치시킨다. 이에 따라, 도12에 도시된 바와 같이, 제1단위기판(S1)은 중력에 의해 제1표면(311s)을 따라 돌출된 스토퍼(314)까지 미끄러지는 이동을 하여, 하단이 스토퍼(314)에 접촉한 상태의 정해진 위치까지 충격없이 도달하게 된다.
이와 유사하게, 기판 이송 유닛(200)이 후면이 상측을 향하는 제2단위 기판(S2)을 파지한 경우에는, 기판 이송 유닛(200)은 경사 구동부에 의해 파지부(222)를 역방향으로 회전시켜 제1단위기판(S1)을 이송한 때의 회전 방향과 반대 방향인 역방향으로 경사진 상태에서, 기판 스탠딩 정렬 장치(300)의 단위기판 수용부(310)에서 제1표면(311s)과 경사방향이 서로 반대 방향인 제2부재(312)의 제2표면(312s)에 도면부호 77로 표시된 바와 같이 경사지게 거치시킨다. 이에 따라, 도12에 도시된 바와 같이, 제2단위기판(S2)은 중력에 의해 제2표면(312s)을 따라 돌출된 스토퍼(314)까지 미끄러지는 이동을 하여, 하단이 스토퍼(314)에 접촉한 상태의 정해진 위치까지 충격없이 도달하게 된다.
한편, 도3b에 도시된 바와 같이, 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)의 일측 꼭지점(xx)이 180도만큼 수평 회전된 회전 변위의 차이가 있는 경우에는, 기판 이송 유닛(200)은 기판 스테이지(100)로부터 기판 스탠딩 정렬 장치(300)로 이송하는 과정에서 기판 핸들링부(201)를 180도 회전시키는 것에 의해, 단위기판 수용부(310)의 제1부재(311)에 거치되는 제1단위기판(S1)과 제2부재(312)에 거치되는 제2단위기판(S2)의 회전 방향으로의 자세를 일치시킬 수 있다.
따라서, 도13에 도시된 바와 같이, 작동 부재(320)를 작동 구동부(320M)에 의해 상방으로 이동(320d2)시키면, 각각의 단위기판 수용부(310)의 제1부재(311)와 제2부재(312)가 오무려지는 회전 운동(310x)을 하면서 오무려진 상태가 된다. 그리고, 제1부재(311)에 지지된 제1단위기판(S1)과 제2부재(312)에 지지된 제2단위기판(S2)은 제1부재(311) 및 제2부재(312)의 회전 운동(310x)에 의해 스탠딩 상태가 된다.
이 때, 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)이 기판 스테이지(100) 상에서는 서로 반대 방향을 향하여 거치되어 있었지만, 제1단위기판(S1)은 제1부재(311)의 제1표면(311s)에 거치되고, 제2단위기판(S2)은 제2부재(312)의 제2표면(312s)에 거치됨에 따라, 세워진 상태의 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)은 전면(前面, F)과 후면(後面, B)이 향하는 방향이 모두 일치하는 정렬상태가 된다.
이 뿐만 아니라, 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)이 기판 스테이지(100) 상에서는 서로 180도만큼의 회전변위의 차이를 갖게 거치되어 있는 경우에도, 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2) 중 어느 하나를 기판 스탠딩 정렬 장치(300)로 이송하면서 기판 이송 유닛(200)이 파지부(222)를 180도만큼 수평 회전(200r)시켜 단위 기판도 수평 회전시켰으므로, 제1부재(311)의 제1표면(311s)에 거치된 제1단위기판(S1)과 제2부재(312)의 제2표면(312s)에 거치된 제2단위기판(S2)은 서로 회전 변위가 모두 동일한 정렬 상태가 된다.
도면에 예시된 실시예에서는 제1단위 기판(S1)과 제2단위기판(S2)의 회전 변위가 180도인 경우를 예로 들었지만, 180도 이외의 각도이더라도 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)의 회전방향으로의 자세가 서로 다르게 기판 스테이지(110) 상에 거치되어 있으면, 기판 이송 유닛(200)은 파지부(222)의 수평 회전(200r)에 의해 단위기판 수용부(310)에 제1단위 기판(S1)과 제2단위기판(S2)을 예정된 자세로 거치시킬 수 있게 된다.
또한, 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)은 모두 하단이 돌출된 스토퍼(314)에 의해 지지되어 있으므로, 단위기판 수용부(310)가 오무려진 상태가 되어 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)이 세워진 스탠딩 상태가 되면, 각각의 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)의 상단 높이는 모두 일정해진 정렬 상태가 된다.
이렇듯, 즉, 단위기판 수용부(310)는, 경사진 제1표면(311s)이 상면에 형성된 제1부재(311)와, 제1부재(311)에 힌지부(315)에 의해 회동 가능하게 결합되고 제2표면(312s)이 형성된 제2부재(312)를 구비하여, 제1부재(311)와 제2부재(312)가 벌어진 상태와 오무려진 상태로 회동 가능하게 설치되고, 벌어진 상태에서 제1표면(311s)과 제2표면(312s) 중 어느 하나에 단위 기판(S1, S2; S)이 경사지게 거치되는 것에 의해 단위 기판(S)을 수용하면, 제1단위기판(S1)은 제1표면(311s)에 거치되고 제2단위기판(S2)은 제2표면(312s)에 거치되어, 단위기판 수용부(310)가 오무려진 상태에서 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)이 동일한 방향을 향하도록 스탠딩 정렬된다.
즉, 본 발명은 기판 스테이지(110) 상에 서로 반대 방향을 향하거나 회전 변위의 차이를 갖고 단위 기판(S)이 거치되어 있더라도, 상기와 같이 기판 이송 유닛(200)의 파지부(222)가 정방향 또는 역방향으로 경사지게 회동(220r)하게 구성되고, 기판 스탠딩 정렬 장치(300)의 단위기판 수용부(310)가 서로 다른 방향을 향하고 있던 단위 기판을 서로 다른 제1표면(311s) 또는 제2표면(312s)에 거치하여, 제1부재(311)와 제2부재(312)를 오무리는 회전 운동(310x)으로 세워 스탠딩 상태로 함에 따라, 자연스럽게 제1단위기판(S1)과 제2단위기판(S2)을 스탠딩 정렬 상태로 만들 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 단위 기판(S)을 스탠딩 정렬 상태로 이송하는 과정에서, 단위 기판(S)의 가장자리를 가압하여 붙잡는 파지 공정을 완전히 배제함으로써, 단위 기판(S)을 세우거나 이송하는 과정에서 단위 기판의 파지 오류로 인해 정렬 상태에 불량이 발생되는 문제를 해결할 수 있으며, 단위 기판(S)의 가장자리가 손상되는 문제도 일거에 해결하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 기판 정렬 이송 시스템 100: 기판 스테이지
200: 기판 이송 유닛 201: 기판 핸들링부
222: 파지부 300: 기판 스탠딩 정렬 장치
310: 단위기판 수용부 311: 제1부재
311s: 제1표면 312: 제2부재
312s: 제2표면 313: 스프링
314: 스토퍼 315: 힌지부
320: 작동 부재 400: 기판 검사 유닛
S: 단위 기판 S1: 제1단위기판
S2: 제2단위기판 F: 전면
B: 후면 So: 자재

Claims (26)

  1. 다수의 단위 기판이 결합된 자재를 절단한 다수의 단위 기판이 거치된 기판 스테이지와;
    상기 단위 기판을 스테이지로부터 상기 단위 기판을 파지하여 이동시키되, 상기 단위 기판을 파지한 상태를 해제하는 기판 이송 유닛과;
    상기 단위 기판을 경사지게 수용하는 단위기판 수용부가 구비되어, 상기 단위기판 수용부를 세우는 것에 의해 상기 단위 기판을 세워진 상태로 정렬시키는 기판 스탠딩 정렬 장치를;
    포함하여, 상기 기판 스탠딩 정렬 장치에서 세워진 상태의 다수의 단위 기판을 그 다음 공정으로 이송하도록 준비하는 기판 정렬 이송 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 이송 유닛은,
    상기 기판 스테이지에 거치된 상기 단위 기판 중 어느 하나 이상을 흡입하여 파지하는 파지부와;
    상기 파지부를 경사지게 회동 가능하게 회전시키는 경사 구동부를;
    포함하여, 상기 경사 구동부에 의해 상기 단위 기판이 경사진 자세로 상기 파지부의 흡입압이 제거되면서 상기 단위기판 수용부에 거치되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 기판 스테이지에 거치된 상기 단위 기판은 제1방향을 향하는 제1단위기판과, 상기 제1방향과 다른 제2방향을 향하는 제2단위 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1단위기판의 전면(前面)과 상기 제2단위기판의 전면(前面)이 향하는 방향이 서로 반대이고, 상기 기판 이송 유닛은 상기 파지부의 경사 방향이 서로 반대 방향이 되게 상기 제1단위기판과 상기 제2단위기판을 상기 단위기판 수용부에 내려 놓아 거치시키는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 파지부는 수평 회전 가능하게 형성되고;
    상기 제1단위기판과 상기 제2단위기판의 회전방향으로의 자세가 서로 다르게 상기 기판 스테이지 상에 거치되어 있으면, 상기 기판 이송 유닛은 상기 파지부의 수평 회전에 의해 상기 단위기판 수용부에 예정된 자세로 상기 제1단위 기판과 상기 제2단위기판을 거치시키는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 이송 유닛은 회전 중심에 대하여 정해진 각도만큼 회전 운동에 의해, 상기 기판 스테이지로부터 상기 단위 기판을 파지하여 상기 기판 스탠딩 정렬 장치의 단위기판 수용부에 상기 단위 기판을 이송하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  7. 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단위기판 수용부는,
    경사진 제1표면이 상면에 형성된 제1부재와, 제1부재에 힌지부에 의해 회동 가능하게 결합되고 제2표면이 형성된 제2부재를 구비하여, 상기 제1부재와 상기 제2부재가 벌어진 상태와 오무려진 상태로 회동 가능하게 설치되고, 상기 벌어진 상태에서 상기 제1표면과 상기 제2표면 중 어느 하나에 상기 단위 기판이 경사지게 거치되는 것에 의해 상기 단위 기판을 수용하는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 기판 스탠딩 정렬 장치는,
    상기 단위기판 수용부에 대하여 상하 방향으로 이동하여, 상방 이동한 상태에서 상기 제1부재와 상기 제2부재 중 어느 하나 이상을 하방에서 상측으로 들어올려 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태가 되게 하는 작동 부재를;
    더 포함하여, 상기 작동 부재에 의해 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태가 되면 상기 단위 기판이 상기 제1부재와 상기 제2부재 사이에서 스탠딩 상태가 되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 단위기판 수용부는 상기 제1부재와 상기 제2부재가 벌어진 상태가 되도록 탄성 복원력이 작용하는 스프링이 구비된 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제1부재에는 상기 단위 기판이 경사진 상태로 상기 제1표면에 거치된 상태에서 자중에 의해 미끄러지는 위치를 제한하는 스토퍼가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태에서는 상기 제1표면과 상기 제2표면이 세워진 상태로 되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 작동 부재는 2개 이상의 단위기판 수용부와 접촉하여 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태가 되게 작동시키는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 작동 부재는 상기 단위기판 수용부에 대응하는 위치에 수용부가 형성되어, 상방으로 이동하면 상기 수용부가 상기 단위기판 수용부의 힌지부를 수용하면서 상기 수용부 주변이 상기 제1부재와 상기 제2부재 중 어느 하나 이상과 접촉하면서 상기 제1부재와 상기 제2부재를 오무리는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  14. 제 4항에 있어서,
    상기 단위기판 수용부는, 경사진 제1표면이 상면에 형성된 제1부재와, 제1부재에 힌지부에 의해 회동 가능하게 결합되고 제2표면이 형성된 제2부재를 구비하여, 상기 제1부재와 상기 제2부재가 벌어진 상태와 오무려진 상태로 회동 가능하게 설치되고, 상기 벌어진 상태에서 상기 제1표면과 상기 제2표면 중 어느 하나에 상기 단위 기판이 경사지게 거치되는 것에 의해 상기 단위 기판을 수용하고;
    상기 제1단위기판은 상기 제1표면에 거치되고 상기 제2단위기판은 상기 제2표면에 거치되어, 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태에서 상기 제1단위기판과 상기 제2단위기판이 동일한 방향을 향하도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 이송 유닛에 의해 상기 기판 스테이지로부터 상기 기판 스탠딩 정렬 장치로 이송하는 경로 상에 설치되어, 상기 기판 이송 유닛에 파지된 기판의 상태를 검사하는 기판 검사 유닛을;
    더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템.
  16. 단위 기판을 수용하여 세워진 상태로 정렬시키는 기판 스탠딩 정렬 장치로서,
    경사진 제1표면이 상면에 형성된 제1부재와, 제1부재에 힌지부에 의해 회동 가능하게 결합되고 제2표면이 형성된 제2부재를 구비하여, 상기 제1부재와 상기 제2부재가 벌어진 상태와 오무려진 상태로 회동 가능하게 설치되고, 상기 벌어진 상태에서 상기 제1표면과 상기 제2표면 중 어느 하나에 상기 단위 기판이 경사지게 거치되는 것에 의해 상기 단위 기판을 수용하는 단위기판 수용부와;
    상기 단위기판 수용부에 대하여 상하 방향으로 이동하여, 상방 이동한 상태에서 상기 제1부재와 상기 제2부재 중 어느 하나 이상을 하방에서 상측으로 들어올려 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태가 되게 하는 작동 부재를;
    포함하고, 상기 작동 부재에 의해 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태가 되면 상기 단위 기판이 상기 제1부재와 상기 제2부재 사이에서 스탠딩 상태가 되는 것을 특징으로 하는 기판 스탠딩 정렬 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 단위기판 수용부는 상기 제1부재와 상기 제2부재가 벌어진 상태가 되도록 탄성 복원력이 작용하는 스프링이 구비된 것을 특징으로 하는 기판 스탠딩 정렬 장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 제1부재에는 상기 단위 기판이 경사진 상태로 상기 제1표면에 거치된 상태에서 자중에 의해 미끄러지는 위치를 제한하는 스토퍼가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 기판 스탠딩 정렬 장치.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태에서는 상기 제1표면과 상기 제2표면이 세워진 상태로 되고, 이에 따라 상기 단위 기판이 세워진 스탠딩 상태가 되는 것을 특징으로 하는 기판 스탠딩 정렬 장치.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 단위기판 수용부에 거치되는 단위 기판은 상기 단위기판 수용부로 이송되기 이전에 서로 반대방향을 향하는 제1단위기판과 제2단위 기판을 포함하고;
    상기 제1단위기판은 상기 제1표면에 거치되고, 상기 제2단위기판은 상기 제2표면에 거치되는 것을 특징으로 하는 기판 스탠딩 정렬 장치.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 단위기판 수용부는 다수로 형성된 것을 특징으로 하는 기판 스탠딩 정렬 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 작동 부재는 2개 이상의 단위기판 수용부와 접촉하여 상기 단위기판 수용부가 오무려진 상태가 되게 작동시키는 것을 특징으로 하는 기판 스탠딩 정렬 장치.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 작동 부재는 상기 단위기판 수용부에 대응하는 위치에 수용부가 형성되어, 상방으로 이동하면 상기 수용부가 상기 단위기판 수용부의 힌지부를 수용하면서 상기 수용부 주변이 상기 제1부재와 상기 제2부재 중 어느 하나 이상과 접촉하면서 상기 제1부재와 상기 제2부재를 오무리는 것을 특징으로 하는 기판 스탠딩 정렬 장치.
  24. 기판 스테이지 상에 거치된 단위 기판을 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 따른 기판 스탠딩 정렬 장치의 상기 단위기판 수용부로 이송하는 기판 이송 유닛으로서,
    상기 기판 스테이지에 거치된 상기 단위 기판 중 어느 하나 이상을 흡입하여 파지하는 파지부와;
    상기 파지부를 경사지게 회동 가능하게 회전시키는 경사 구동부를;
    포함하여, 상기 경사 구동부에 의해 상기 단위 기판이 경사진 자세로 상기 파지부의 흡입압이 제거되면서 상기 단위기판 수용부에 거치되는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템의 기판 이송 유닛.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 경사 구동부는 양방향으로 상기 파지부를 회동하게 구성되어, 상기 기판 스테이지에 거치된 상기 단위 기판의 향하는 방향에 따라 서로 다른 방향으로 상기 파지부를 경사지게 회동시키는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템의 기판 이송 유닛.
  26. 제 24항에 있어서,
    상기 경사 구동부는 상기 파지부를 수평 회전시키도록 구성되어, 상기 기판 스테이지에 거치된 상기 단위 기판의 자세에 따라 상기 파지부를 수평 회전시키는 것을 특징으로 하는 기판 정렬 이송 시스템의 기판 이송 유닛.
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