KR102298108B1 - 글라스 기판의 복합 검사 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 베이스; 상기 베이스 상부에 전후로 길게 배치되는 스테이지; 상기 베이스에 설치되며 상기 스테이지 상부 측을 따라 전후로 글라스 기판을 이송시키기 위한 이송수단; 상기 스테이지 상부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단에 의해 이송되는 글라스 기판의 상면에 대한 파티클을 검사하기 위해 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되어 영상을 획득하는 제1카메라를 갖는 제1검사유닛; 상기 스테이지 상부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단에 의해 이송되는 글라스 기판의 상면에 대한 표면 결함을 검사하기 위해 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되어 영상을 획득하는 제2카메라를 갖는 제2검사유닛; 상기 스테이지 상부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단에 의해 이송되는 글라스 기판의 내부 결함을 검사하기 위해 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되어 영상을 획득하는 제3카메라를 갖는 제3검사유닛; 및 상기 스테이지 하부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단에 의해 이송되는 글라스 기판의 하면에 대한 표면 결함을 검사하기 위해 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되어 영상을 획득하는 제4카메라를 갖는 제4검사유닛;을 포함함으로써, 별도의 장비에 각각 설치하였던 파티클 검사 파트, 표면 검사 파트, 내부 이물 검사 파트를 하나의 복합 설비에 설치하여 고속 검사는 물론, 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 글라스 기판의 복합 검사 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 글라스 기판에 대한 파티클 검사, 표면 검사, 내부 이물 검사를 하나의 검사 설비에서 한꺼번에 수행할 수 있도록 한 글라스 기판의 복합 검사 장치에 관한 기술이다.
멀티미디어 기기, 스마트폰, TV, 패블릿(Phablet) 등에 장착되어 화상을 형상하는 표시(화면) 장치에 주로 사용하는 강화 글라스(Glass) 기판은 성형공정(절단, 연마, 세정, 건조, 강화처리, 코팅 등)으로부터 최종적인 제품으로 만들어지는 과정에서 여러 가지 요인에 의해 결함이 발생될 수 있다. 여기서 언급하는 결함이란 유리 기판에 발생되는 스크래치(Scratch), 얼룩, 찍힘, 이물질, 크랙, 흑점 등을 말한다. 유리 기판에 결함이 존재하게 되면 전체 디스플레이 성능이 저하될 뿐만 아니라 경우에 따라서 불량품으로 처리해야 하는 문제점이 있다.
이러한 결함을 검사하기 위한 다양한 기술의 검사 장치로는,
대한민국 특허등록 제10-1977243호 (2019.05.03.등록, 이하에서는 '문헌 1'이라고 함) 『글라스 기판의 검사장치, 이를 이용한 검사방법 및 증착장치』가 제시되어 있는 바,
문헌 1은 로딩 된 글라스 기판이 안착되는 스테이지; 글라스 기판의 내부로 광을 조사하여 도파시키는 광원부; 글라스 기판의 일면을 통해 출사되는 광을 영상으로 수득하는 카메라; 및 카메라로부터 전달된 영상을 분석하고 글라스 기판의 균열이나 이물 유무 검사하는 검사부를 포함함으로써, 글라스 기판의 내외부에 형성된 균열이나 이물 등을 저해상도로 검출하여 택트 타임(Tact time) 단축을 통해 공정 수율을 향상시키는 글라스 기판의 검사장치, 이를 이용한 검사방법 및 증착장치에 관한 기술이다.
다른 기술로는, 대한민국 특허등록 제10-2044788호 (2019.11.08.등록, 이하에서는 '문헌 2'라고 함) 『글라스 기판 검사 장치』가 제시되어 있는 바,
문헌 2는 입사하는 빛을 감지하는 광센서를 포함하고, 글라스 기판을 지지하는 적어도 하나의 지지암, 및 감지된 빛의 특성을 기초로 하여 글라스 기판과 광센서가 중첩되었는지 여부 또는 글라스 기판의 상태를 판단하는 제어부를 포함함으로써, 글라스 기판이 글라스 기판 검사 장치의 지지부에 의하여 지지되는 부분의 결함을 검출할 수 있고, 글라스 기판이 글라스 기판 검사 장치의 지지부 상에 정확하게 얼라인 되었는지 여부를 검출할 수 있는 글라스 기판 검사 장치에 관한 기술이다.
또 다른 기술로는, 대한민국 특허등록 제10-1720007호 (2017.03.21.등록, 이하에서는 '문헌 3'이라고 함) 『글라스 검사장치』가 제시되어 있는 바,
문헌 3은 외부에서 오는 글라스를 반입시키는 반입부; 상기 반입부에 의해 반입된 글라스에 대한 표면검사를 수행하는 검사부; 상기 검사부에 의해 검사가 완료된 글라스를 반출시키는 반출부; 상기 반입부에 의해 반입된 글라스를 파지한 후 상기 검사부로 제공하는 제1 픽킹부; 상기 검사부에 의해 검사가 완료된 글라스를 파지한 후 상기 반출부로 제공하는 제2 픽킹부; 상기한 각 부를 제어하며, 상기 검사부에 의해 검사된 글라스의 불량 여부를 판단하는 제어부;를 포함함으로써, 검사공정에 따른 소요시간을 낮춰 글라스의 작업생산성을 높일 수 있으며, 글라스의 검사구간에 따른 영역별 검사로 제품의 신뢰도를 높일 수 있는 글라스 검사장치에 관한 기술이다.
본 발명은 글라스 기판에 대한 파티클 검사, 표면 검사, 내부 이물 검사 등의 비전 검사를 하나의 검사 설비에서 한꺼번에 수행할 수 있도록 하여 검사 시간을 대폭 줄일 수 있어 생산성을 확보할 수 있고, 장비의 설치 공간 또한 대폭 줄일 수 있는 글라스 기판의 복합 검사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
나아가 본 발명은 스테이지에 각 검사 파트를 설치하고 이 스테이지를 수회 왕복 이송하는 글라스 기판을 고속으로 검사할 수 있는 글라스 기판의 복합 검사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 글라스 기판의 복합 검사 장치는,
베이스;
상기 베이스 상부에 전후로 길게 배치되는 스테이지;
상기 베이스에 설치되며 상기 스테이지 상부 측을 따라 전후로 글라스 기판을 이송시키기 위한 이송수단;
상기 스테이지 상부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단에 의해 이송되는 글라스 기판의 상면에 대한 파티클을 검사하기 위해 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되어 영상을 획득하는 제1카메라를 갖는 제1검사유닛;
상기 스테이지 상부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단에 의해 이송되는 글라스 기판의 상면에 대한 표면 결함을 검사하기 위해 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되어 영상을 획득하는 제2카메라를 갖는 제2검사유닛;
상기 스테이지 상부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단에 의해 이송되는 글라스 기판의 내부 결함을 검사하기 위해 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되어 영상을 획득하는 제3카메라를 갖는 제3검사유닛; 및
상기 스테이지 하부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단에 의해 이송되는 글라스 기판의 하면에 대한 표면 결함을 검사하기 위해 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되어 영상을 획득하는 제4카메라를 갖는 제4검사유닛;
을 포함함으로써, 글라스 기판 이송 시 상기 각 검사유닛에 의해서 글라스 기판에 대한 파티클 검사, 내부 결함 검사 및 표면 결함 검사가 한꺼번에 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 글라스 기판의 복합 검사 장치는,
별도의 장비에 각각 설치하였던 파티클 검사 파트, 표면 검사 파트, 내부 이물 검사 파트를 하나의 복합 설비에 설치하여 고속 검사는 물론, 생산성을 높일 수 있는 가장 큰 효과가 있다.
또 설비 길이를 대폭 축소시킬 수 있어 원가 절감은 물론, 요구 설치 공간을 절반 이상으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
또 서로 다른 크기의 글라스 기판에 맞게 스테이지 내에서 일정 위치로 정렬한 후 비전 검사를 할 수 있도록 하여 서로 다른 규격별로 추가 검사 설비가 불필요한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 글라스 기판의 복합 검사 장치를 나타낸 입체 구성도,
도 2는 도 1의 평면 구성도,
도 3은 도 1의 측면 구성도,
도 4는 도 1의 일부 평면 구성도,
도 5 및 도 6은 이송수단을 보여주기 위한 입체 구성도,
도 7은 이송수단 및 각 정렬수단을 보여주기 위한 평면 구성도,
도 8은 각 검사유닛을 보여주기 위한 측면 구성도,
도 9는 도 5의 "A"에 대한 요부 확대도로서 제1정렬수단을 보여주기 위한 입체 구성도,
도 10은 도 6의 "B"에 대한 요부 확대도로서 제2정렬수단을 보여주기 위한 입체 구성도.
도 2는 도 1의 평면 구성도,
도 3은 도 1의 측면 구성도,
도 4는 도 1의 일부 평면 구성도,
도 5 및 도 6은 이송수단을 보여주기 위한 입체 구성도,
도 7은 이송수단 및 각 정렬수단을 보여주기 위한 평면 구성도,
도 8은 각 검사유닛을 보여주기 위한 측면 구성도,
도 9는 도 5의 "A"에 대한 요부 확대도로서 제1정렬수단을 보여주기 위한 입체 구성도,
도 10은 도 6의 "B"에 대한 요부 확대도로서 제2정렬수단을 보여주기 위한 입체 구성도.
이하 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1을 기준으로 스테이지 측을 상부 또는 상방, 베이스 측을 하부 또는 하방이라고 방향을 특정하고, 또 도 1을 기준으로 프론트지지체 측을 전부(前部) 또는 전방, 리어탑지지체 측을 후부(後部) 또는 후방이라고 방향을 특정하기로 한다.
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 글라스 기판의 복합 검사 장치는,
크게 베이스(10), 스테이지(20), 이송수단(30), 제1, 2, 3, 4검사유닛(40A, 40B, 40C, 40D)으로 이루어진다.
각 구성에 대해 살펴보면,
상기 베이스(10)는
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이,
서로 연결되는 다수의 횡 및 종 프레임에 의해 전후로 긴 사각 박스형 구조로 이루어진다.
이때 상기 베이스(10)의 하부면에는 상기 베이스(10)의 이동을 위한 다수의 캐스터(castor)(11)가 구비될 수 있고, 또 상기 베이스(10)의 하부면에는 캐스터(11)에 의해 이동이 완료된 베이스(10)의 고정 설치를 위한 다수의 받침다리(12)가 구비될 수 있으며, 여기서 받침다리(12)는 회전 동작에 의해 상승 시 지면으로부터 이격되고 반대로의 회전 동작에 의해 하강 시 지면에 닿게 되는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 스테이지(20)는
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이,
상기 베이스(10)의 상부에 전후로 길게 배치되는 것으로, 다수의 패널이 격자 형태로 배열됨에 따라 전후로 긴, 특히 상기 베이스(10)와 상응한 전후 길이를 갖는 판형 구조로 이루어진다.
이때 상기 스테이지(20)는 이의 하부면에 상단이 결합되고 상기 베이스(10)의 상부면에 하단이 결합되는 다수의 포스트(21)에 의해 상기 베이스(10)의 상부면으로부터 이격되게 고정 설치된다.
그리고 도 8에서와 같이, 상기 스테이지(20)에는 후술할 제4광원부(443)의 동축 조명이 통과되도록 상기 스테이지(20)를 가로지르는 형태로 상하 관통되게 형성되는 슬릿(slit)(22)이 형성된다.
그리고 도 2에서와 같이, 상기 스테이지(20)에는 상하 관통되게 형성되는 다수의 에어홀(23)이 형성되며, 에어공급수단(예 : 콤프레서 등)에 의해 공급된 에어가 상기 각 에어홀(23)을 통해 상방으로 분사됨에 따라 글라스 기판이 이송 가능하게 일정 높이로 부상(浮上)된다. 이때에 상기 각 에어홀(23)마다 에어공급수단으로부터 에어를 공급받는 호스들이 연결되도록 구현할 수도 있고, 상기 스테이지(20) 내에 공동(空洞)이 형성되어 있고 이 공동에 상기 각 에어홀(23)이 연통된 상태에서 공동에 에어공급수단으로부터 에어를 공급받는 호스가 연결되도록 구현할 수도 있다.
상기 이송수단(30)은
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이,
상기 베이스(10)에 설치되며 상기 스테이지(20) 상부 측을 따라 전후로 글라스 기판을 이송시키기 위한 것으로,
상기 스테이지(20)의 전방 단부에서 상하 관통되면서 후방으로 길게 형성되는 둘 이상의 프론트경로부(31),
상기 각 프론트경로부(31) 하부 측에 배치되며 부상된 글라스 기판의 전방 단부 하부면을 흡착 및 이를 해제하는 둘 이상의 프론트그립퍼(32),
상기 각 프론트그립퍼(32)를 전후로 이동케 하는 프론트그립퍼구동부(33),
상기 스테이지(20)의 후방 단부에서 상하 관통되면서 전방으로 길게 형성되는 둘 이상의 리어경로부(34),
상기 각 리어경로부(34) 하부 측에 배치되며 부상된 글라스 기판의 후방 단부 하부면을 흡착 및 이를 해제하는 둘 이상의 리어그립퍼(35), 그리고
상기 각 리어그립퍼(35)를 전후로 이동케 하는 리어그립퍼구동부(36)
를 포함하여 이루어진다.
여기서 도 6에서와 같이, 상기 각 프론트그립퍼(32)는 단부에 다수의 흡기공을 갖고 대략 우측부에서 바라보았을 때 ㄱ자가 좌우로 뒤집힌 구조로 이루어지고, 상기 프론트그립퍼구동부(33)는 상기 베이스(10)에 전후로 길게 설치되는 프론트레일(331)과 이 프론트레일(331)에 결합되어 슬라이딩 되는 프론트슬라이더(332)로 이루어지며, 상기 프론트슬라이더(332)는 컨베이어 벨트 또는 공압실린더에 의해 전후로 진퇴하는 피스톤 등에 의해 전후로 구동되도록 구현할 수 있다. 특히 상기 프론트슬라이더(332)에는 상기 각 프론트그립퍼(32)가 장착되는데, 상기 프론트슬라이더(332)에 결합되는 공압실린더의 피스톤 단부에 상기 각 프론트그립퍼(32)가 연결됨으로써 상기 각 프론트그립퍼(32)에 대한 상하 승강 동작을 가능케 구현할 수 있다.
결국 상기 프론트그립퍼구동부(33)에 의해 상기 각 프론트그립퍼(32)가 상승한 후 상기 각 프론트그립퍼(32)에 구비된 다수의 흡기공을 통해 글라스 기판의 전방 단부 하부면을 흡착하고, 이렇게 흡착된 글라스 기판을 각 검사유닛(40A, 40B, 40C, 40D) 측으로 이송시킨다.
그리고 상기 각 리어그립퍼(35)는 단부에 다수의 흡기공을 갖고 대략 우측부에서 바라보았을 때 ㄱ자 구조로 이루어지고, 상기 리어그립퍼구동부(36)는 상기 베이스(10)에 전후로 길게 설치되는 리어레일(361)과 이 리어레일(361)에 결하되어 슬라이딩 되는 리어슬라이더(362)로 이루어지며, 상기 리어슬라이더(362)는 컨베이어 벨트 또는 공압실린더에 의해 전후로 진퇴하는 피스톤 등에 의해 전후로 구동되도록 구현할 수 있다. 특히 상기 리어슬라이더(362)에는 상기 각 리어그립퍼(35)가 장착되는데, 상기 리어슬라이더(362)에 결합되는 공압실린더의 피스톤 단부에 상기 각 리어그립퍼(35)가 연결됨으로써 상기 각 리어그립퍼(35)에 대한 상하 승강 동작을 가능케 구현할 수 있다.
결국 상기 리어그립퍼구동부(36)에 의해 상기 각 리어그립퍼(35)가 상승한 후 상기 각 리어그립퍼(35)에 구비된 다수의 흡기공을 통해 글라스 기판의 후방 단부 하부면을 흡착하고, 이렇게 흡착된 글라스 기판을 상기 스테이지(20)의 후방 측으로 이송시켜 반출될 수 있도록 한다.
그리고 상기 각 프론트그립퍼(32)에 구비된 다수의 흡기공과 상기 각 리어그립퍼(35)에 구비된 다수의 흡기공은 해당 그립퍼 내부에 형성된 중공과 상호 연통되며 이 중공의 입구에 별도의 호스를 연결시킨 후 외부 흡기장치를 통해 흡기할 수 있도록 구현할 수 있다.
상기 제1, 2, 3, 4검사유닛(40A, 40B, 40C, 40D)에 대한 설명에 앞서, 본 발명에서 더 포함하고 있는 프론트지지체(50A), 리어탑지지체(50B), 리어바텀지지체(50C)를 설명하면,
상기 프론트지지체(50A)는
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이,
상기 베이스(10)의 상부 측 좌우 양단부에 세워지고 이송되는 글라스 기판이 통과하도록 내부 프론트터널(51)을 갖고, 전방에서 바라보았을 때 대략 ┌┐자 구조로 이루어진다.
상기 리어탑지지체(50B)는
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이,
상기 베이스(10)의 상부 측 좌우 양단부에 세워지면서 상기 프론트지지체(50A)의 후방 측에 배치되고 이송되는 글라스 기판이 통과하도록 내부 리어터널(55)을 갖고, 전방에서 바라보았을 때 대략 ┌┐자 구조로 이루어진다.
상기 리어바텀지지체(50C)는
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이,
상기 베이스(10)의 내부 공간에 설치되면서 상기 리어탑지지체(50B)와 상하로 나란히 배치되게 상기 리어탑지지체(50B) 하부 측에 배치되고, 전방에서 바라보았을 때 대략 ┌┐자 구조로 이루어진다.
한편, 상기 제1, 2, 3, 4검사유닛(40A, 40B, 40C, 40D)에 대해 상세히 살펴보면,
상기 제1검사유닛(40A)은
도 8에 도시된 바와 같이,
상기 스테이지(20) 상부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단(30)에 의해 이송되는 글라스 기판의 상면에 대한 파티클을 검사하기 위한 것으로,
상기 프론트지지체(50A)의 후면(後面)에 좌우 일정 간격을 두고 장착되는 다수의 제1하우징(411),
상기 각 제1하우징(411) 내에 장착되어 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되는 다수의 제1카메라(412),
상기 각 제1하우징(411)의 일측에 장착되는 다수의 제1광원부(413), 그리고
상기 각 제1하우징(411)의 일측에 연결되어 상기 각 제1광원부(413)에서 조사되는 광원을 반사시켜 상기 각 제1카메라(412)의 초점 영역을 비추도록 하는 제1반사판(414)
을 포함하여 이루어진다.
따라서 상기 각 제1카메라(412)는 부상되어 이송된 글라스 기판의 상면에 대한 영상을 획득하고, 획득한 아날로그 영상신호는 프레임 그레버(frame grabber)에서 디지털 영상신호로 변환된 후 디스플레이 등에 표시됨으로써, 영상 판독을 통해 글라스 기판의 상면에 존재하는 파티클을 검사할 수 있다.
상기 제2검사유닛(40B)은
도 8에 도시된 바와 같이,
상기 스테이지(20) 상부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단(30)에 의해 이송되는 글라스 기판의 상면에 대한 표면 결함을 검사하기 위한 것으로,
상기 리어탑지지체(50B)의 전면(前面)에 좌우 일정 간격을 두고 장착되는 다수의 제2하우징(421),
상기 각 제2하우징(421) 내에서 전방 측에 치우치게 장착되어 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되는 다수의 제2카메라(422), 그리고
상기 각 제2하우징(421)에 장착되어 상기 각 제2카메라(422)의 초점 영역을 비추는 제2광원부(423)
를 포함하여 이루어진다.
따라서 상기 각 제2카메라(422)는 부상되어 이송된 글라스 기판의 상면에 대한 영상을 획득하고, 획득한 아날로그 영상신호는 프레임 그레버에서 디지털 영상신호로 변환된 후 디스플레이 등에 표시됨으로써, 영상 판독을 통해 글라스 기판의 상면에 존재하는 결함을 검사할 수 있다.
상기 제3검사유닛(40C)은
도 8에 도시된 바와 같이,
상기 스테이지(20) 상부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단(30)에 의해 이송되는 글라스 기판의 내부 결함을 검사하기 위한 것으로,
상기 각 제2하우징(421) 내에서 후방 측에 치우치게 장착되어 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되는 다수의 제3카메라(431)
를 포함하여 이루어진다.
따라서 상기 각 제3카메라(431)는 후술할 제4광원부(443)에 의해 조명된 글라스 기판의 내부에 대한 영상을 획득하고, 획득한 아날로그 영상신호는 프레임 그레버에서 디지털 영상신호로 변환된 후 디스플레이 등에 표시됨으로써, 영상 판독을 통해 글라스 기판의 내부에 존재하는 결함을 검사할 수 있다.
상기 제4검사유닛(40D)은
도 8에 도시된 바와 같이,
상기 스테이지(20) 하부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단(30)에 의해 이송되는 글라스 기판의 하면에 대한 표면 결함을 검사하기 위한 것으로,
상기 리어바텀지지체(50C)의 전면(前面)에 장착되는 리어바텀플레이트(441),
상기 리어바텀플레이트(441)의 전면(前面)에 좌우 일정 간격을 두고 장착되어 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되는 다수의 제4카메라(442), 그리고
상기 리어바텀플레이트(441)의 상단에 장착되어 상기 각 제4카메라(442)의 초점 영역을 비추는 제4광원부(443)
를 포함하여 이루어진다.
이때 도 8에서와 같이, 상기 제3 및 제4 검사유닛(40C, 40D)의 각 제3카메라(431)와 각 제4카메라(442)는 글라스 기판을 향해 조명하는 하나의 제4광원부(443)를 통해서 하나의 동축 조명을 공유한다.
따라서 상기 각 제4카메라(442)는 상기 제4광원부(443)에 의해 조명된 글라스 기판의 하면에 대한 영상을 획득하고, 획득한 아날로그 영상신호는 프레임 그레버에서 디지털 영상신호로 변환된 후 디스플레이 등에 표시됨으로써, 영상 판독을 통해 글라스 기판의 하면에 존재하는 결함을 검사할 수 있다.
결국 본 발명은 글라스 기판 이송 시 상기 각 검사유닛(40A, 40B, 40C, 40D)에 의해서 글라스 기판에 대한 파티클 검사, 내부 결함 검사 및 표면 결함 검사가 한꺼번에 수행될 수 있으므로, 하나의 검사 설비를 통해 비전 검사를 한 번에 수행할 수 있으면서 설비 길이를 대폭 축소시킬 수 있어 요구 설치공간을 절반 이상 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
그리고 상기 각 제1, 2, 3, 4카메라(412, 422, 431, 442)는 일차원 선형 구조의 센서를 이용하여 라인 단위로 스캔한 후 이차원 이미지를 획득하는 방식의 라인스캔카메라(line scan camera) 또는 감도(responsivity)를 획기적으로 개선시키기 위하여 멀티 라인 CCD(charged coupled device) 구조로 만든 특수 형태로서 일정한 시간 간격으로 움직이면서 동일한 영상에 대한 전하를 여러 단계 축적하여 고감도의 영상을 획득할 수 있는 방식의 TDI(time delay integration) 라인스캔카메라로 이루어진다.
한편, 본 발명은 글라스 기판의 정렬을 위한 제1, 2, 3, 4정렬수단(60, 70, 80, 90)을 더 포함하는데,
상기 제1정렬수단(60)은
도 7 및 도 9에 도시된 바와 같이,
상기 스테이지(20)의 좌우 양측면에 내측으로 요입되게 형성되는 다수의 제1리세스(61),
상기 제1리세스(61)에 배치되는 제1정렬바(62), 그리고
상기 제1정렬바(62)를 상하로 승강케 하고 상기 베이스(10)에 설치되는 제1좌우구동부(63)
를 포함하여 이루어진다.
여기서 도 9에서와 같이, 상기 제1정렬바(62)는 원기둥 형상이고, 상기 제2좌우구동부(63)는 상기 제1정렬바(62)의 축에 연결되는 피스톤이 내장되며 에어의 선택적 공급에 의해 피스톤을 좌우로 진퇴(進退) 동작케 하는 공압실린더 구조로 이루어진다. 이러한 공압실린더로 이루어진 상기 제2좌우구동부(63)는 상하로 둘 이상이 적층되어 동작되도록 함으로써 상기 제1정렬바(62)의 좌우 이동 거리를 대폭 늘릴 수 있도록 구현할 수도 있다.
따라서 상기 스테이지(20) 상부로 글라스 기판 반입 시 상기 제1좌우구동부(63)에 의해 이동되는 상기 제1정렬바(62)에 의해서 글라스 기판이 정렬된다. 결국 상기 제1정렬바(62)가 이동하면서 글라스 기판의 측부를 밀어 정렬하며 정렬이 완료되면 글라스 기판의 이송을 위해 원래의 위치로 복귀함으로써 글라스 기판 반출입 및 이송 시 간섭 요소로 작용하지 않도록 한다.
상기 제2정렬수단(70)은
도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이,
상기 스테이지(20)의 전후면에 내측으로 요입되게 형성되는 다수의 제2리세스(71),
상기 제2리세스(71)에 배치되는 제2정렬바(72), 그리고
상기 제2정렬바(72)를 상하로 승강케 하고 상기 베이스(10)에 설치되는 제2전후구동부(73)
를 포함하여 이루어진다.
여기서 도 10에서와 같이, 상기 제2정렬바(72)는 원기둥 형상이고, 상기 제2전후구동부(73)는 상기 제2정렬바(72)의 축에 연결되는 피스톤이 내장되며 에어의 선택적 공급에 의해 피스톤을 좌우로 진퇴 동작케 하는 공압실린더 구조로 이루어진다. 이러한 공압실린더로 이루어진 상기 제2전후구동부(73)는 상하로 둘 이상이 적층되어 동작되도록 함으로써 상기 제2정렬바(72)의 전후 이동 거리를 대폭 늘릴 수 있도록 구현할 수도 있다.
따라서 상기 스테이지(20) 상부로 글라스 기판 반입 시 상기 제2전후구동부(73)에 의해 이동되는 상기 제2정렬바(72)에 의해서 글라스 기판이 정렬된다. 결국 상기 제2정렬바(72)가 이동하면서 글라스 기판의 전부(前部) 또는 후부(後部)를 밀어 정렬하며 정렬이 완료되면 글라스 기판의 이송을 위해 원래의 위치로 복귀함으로써 글라스 기판 반출입 및 이송 시 간섭 요소로 작용하지 않도록 한다.
여기서 글라스 기판의 전부(前部) 또는 후부(後部) 정렬이라 함은, 상기 스테이지(20)에 글라스 기판 반입 시에는 상기 스테이지(20)의 전면(前面) 측에 배치된 제2정렬바(82)에 의해 글라스 기판의 전부(前部)를 정렬하고, 상기 스테이지(20)에 글라스 기판 반출 시에는 상기 스테이지(20)의 후면(後面) 측에 배치된 제2정렬바(82)에 의해 글라스 기판의 후부(後部)를 정렬하는 것을 의미한다.
상기 제3정렬수단(80)은
도 7에 도시된 바와 같이,
상기 스테이지(20)에서 상기 제3검사유닛(40C)과 인접한 후방 영역에 좌우 이격되게 배치되면서 상하로 관통되어 전후로 길게 형성되는 한 쌍의 리어장공(81),
상기 리어장공(81)에 배치되는 제3정렬바(82),
상기 제3정렬바(82)를 상하로 승강케 하는 제3승강구동부(83), 그리고
상기 제3승강구동부(83)를 지지하고 상기 제3승강구동부(83)를 전후로 이동케 하는 제3전후구동부(84)
를 포함하여 이루어진다.
여기서 상기 제3정렬바(82)는 원기둥 형상이고, 상기 제3승강구동부(83)는 상기 제3정렬바(82)의 축에 연결되는 피스톤이 내장되며 에어의 선택적 공급에 의해 피스톤을 상하로 진퇴 동작케 하는 공압실린더 구조로 이루어지며, 상기 제3전후구동부(84)는 상기 제3승강구동부(83)에 연결되며 상기 베이스(10)에 전후로 길게 배치된 몸체 내에 내장되어 회전 시 전후 직선 운동을 하는 로드 및 이에 회전 동력을 전달하는 서보모터(servomotor) 구조로 이루어진다.
따라서 상기 제3정렬바(82)가 상기 리어장공(81) 내로 은닉하고 있다가 상기 각 검사유닛(40A, 40B, 40C, 40D) 측으로 글라스 기판이 이송되면 상기 제3승강구동부(83)에 의해 상승된 후 상기 제3전후구동부(84)에 의해 이동되면서 글라스 기판을 정렬한다. 결국 상기 각 검사유닛(40A, 40B, 40C, 40D)에 의한 검사 이전에 글라스 기판을 정렬할 수 있도록 하는 것이다.
상기 제4정렬수단(90)은
도 7에 도시된 바와 같이,
상기 스테이지(20)에서 상기 제1검사유닛(40A)과 인접한 전방 영역에 좌우 이격되게 배치되면서 상하로 관통되어 전후로 길게 형성되는 한 쌍의 프론트장공(91),
상기 프론트장공(91)에 배치되는 제4정렬바(92),
상기 제4정렬바(92)를 상하로 승강케 하는 제4승강구동부(93), 그리고
상기 제4승강구동부(93)를 지지하고 상기 제4승강구동부(93)를 전후로 이동케 하는 제4전후구동부(94)
를 포함하여 이루어진다.
여기서 상기 제4정렬바(92)는 원기둥 형상이고, 상기 제4승강구동부(93)는 상기 제4정렬바(92)의 축에 연결되는 피스톤이 내장되며 에어의 선택적 공급에 의해 피스톤을 상하로 진퇴 동작케 하는 공압실린더 구조로 이루어지며, 상기 제4전후구동부(94)는 상기 제4승강구동부(93)에 연결되며 상기 베이스(10)에 전후로 길게 배치된 몸체 내에 내장되어 회전 시 전후 직선 운동을 하는 로드 및 이에 회전 동력을 전달하는 서보모터 구조로 이루어진다.
따라서 상기 제4정렬바(92)가 상기 프론트장공(91) 내로 은닉하고 있다가 상기 각 검사유닛(40A, 40B, 40C, 40D)에 의해 검사가 완료된 글라스 기판이 반출되기 전에 상기 제4승강구동부(93)에 의해 상승된 후 상기 제4전후구동부(94)에 의해 이동되면서 글라스 기판을 정렬한다.
이상의 구성으로 이루어진 상기 제1, 2, 3, 4정렬수단(60, 70, 80, 90)에서 각 구동부(63, 73, 83, 84, 93, 94)의 구성은 일예이고, 각 구동부의 해당 동작을 구현할 수 있는 조건을 만족하는 범위 내에서 다양하게 변형 및 변경 가능할 것이다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "글라스 기판의 복합 검사 장치"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 베이스
11 : 캐스터
12 : 받침다리
20 : 스테이지
21 : 포스트
22 : 슬릿
23 : 에어홀
30 : 이송수단
31 : 프론트경로부
32 : 프론트그립퍼
33 : 프론트그립퍼구동부
331 : 프론트레일
332 : 프론트슬라이더
34 : 리어경로부
35 : 리어그립퍼
36 : 리어그립퍼구동부
361 : 리어레일
362 : 리어슬라이더
40A, 40B, 40C, 40D : 제1, 2, 3, 4검사유닛
411 : 제1하우징
412 : 제1카메라
413 : 제1광원부
414 : 제1반사판
421 : 제2하우징
422 : 제2카메라
423 : 제2광원부
431 : 제3카메라
441 : 리어바텀플레이트
442 : 제4카메라
443 : 제4광원부
50A : 프론트지지체
51 : 프론트터널
50B : 리어탑지지체
55 : 리어터널
50C : 리어바텀지지체
60 : 제1정렬수단
61 : 제1리세스
62 : 제1정렬바
63 : 제1좌우구동부
70 : 제2정렬수단
71 : 제2리세스
72 : 제2정렬바
73 : 제2전후구동부
80 : 제3정렬수단
81 : 리어장공
82 : 제3정렬바
83 : 제3승강구동부
84 : 제3전후구동부
90 : 제4정렬수단
91 : 프론트장공
92 : 제4정렬바
93 : 제4승강구동부
94 : 제4전후구동부
11 : 캐스터
12 : 받침다리
20 : 스테이지
21 : 포스트
22 : 슬릿
23 : 에어홀
30 : 이송수단
31 : 프론트경로부
32 : 프론트그립퍼
33 : 프론트그립퍼구동부
331 : 프론트레일
332 : 프론트슬라이더
34 : 리어경로부
35 : 리어그립퍼
36 : 리어그립퍼구동부
361 : 리어레일
362 : 리어슬라이더
40A, 40B, 40C, 40D : 제1, 2, 3, 4검사유닛
411 : 제1하우징
412 : 제1카메라
413 : 제1광원부
414 : 제1반사판
421 : 제2하우징
422 : 제2카메라
423 : 제2광원부
431 : 제3카메라
441 : 리어바텀플레이트
442 : 제4카메라
443 : 제4광원부
50A : 프론트지지체
51 : 프론트터널
50B : 리어탑지지체
55 : 리어터널
50C : 리어바텀지지체
60 : 제1정렬수단
61 : 제1리세스
62 : 제1정렬바
63 : 제1좌우구동부
70 : 제2정렬수단
71 : 제2리세스
72 : 제2정렬바
73 : 제2전후구동부
80 : 제3정렬수단
81 : 리어장공
82 : 제3정렬바
83 : 제3승강구동부
84 : 제3전후구동부
90 : 제4정렬수단
91 : 프론트장공
92 : 제4정렬바
93 : 제4승강구동부
94 : 제4전후구동부
Claims (7)
- 베이스(10);
상기 베이스(10) 상부에 전후로 길게 배치되는 스테이지(20);
상기 베이스(10)에 설치되며 상기 스테이지(20) 상부 측을 따라 전후로 글라스 기판을 이송시키기 위한 이송수단(30);
상기 스테이지(20) 상부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단(30)에 의해 이송되는 글라스 기판의 상면에 대한 파티클을 검사하기 위해 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되어 영상을 획득하는 제1카메라를 갖는 제1검사유닛(40A);
상기 스테이지(20) 상부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단(30)에 의해 이송되는 글라스 기판의 상면에 대한 표면 결함을 검사하기 위해 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되어 영상을 획득하는 제2카메라를 갖는 제2검사유닛(40B);
상기 스테이지(20) 상부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단(30)에 의해 이송되는 글라스 기판의 내부 결함을 검사하기 위해 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되어 영상을 획득하는 제3카메라를 갖는 제3검사유닛(40C); 및
상기 스테이지(20) 하부 측에 이격 배치되며 상기 이송수단(30)에 의해 이송되는 글라스 기판의 하면에 대한 표면 결함을 검사하기 위해 글라스 기판을 가로지르는 형태로 배열되어 영상을 획득하는 제4카메라를 갖는 제4검사유닛(40D);
을 포함함으로써, 글라스 기판 이송 시 상기 각 검사유닛(40A, 40B, 40C, 40D)에 의해서 글라스 기판에 대한 파티클 검사, 내부 결함 검사 및 표면 결함 검사가 한꺼번에 수행되며,
상기 제3 및 제4 검사유닛(40C, 40D)은 글라스 기판을 향해 조명하는 하나의 제4광원부(443)를 통해서 하나의 동축 조명을 공유하고,
상기 스테이지(20)에는 상기 제4광원부(443)의 동축 조명이 통과되도록 상기 스테이지(20)를 가로지르는 형태로 상하 관통되게 형성되는 슬릿(slit)(22)이 형성되며,
상기 베이스(10)의 상부 측 좌우 양단부에 세워지고 이송되는 글라스 기판이 통과하도록 내부 프론트터널(51)을 갖는 프론트지지체(50A)와, 상기 베이스(10)의 상부 측 좌우 양단부에 세워지면서 상기 프론트지지체(50A)의 후방 측에 배치되고 이송되는 글라스 기판이 통과하도록 내부 리어터널(55)을 갖는 리어탑지지체(50B)와, 상기 베이스(10)의 내부 공간에 설치되면서 상기 리어탑지지체(50B)와 상하로 나란히 배치되게 상기 리어탑지지체(50B) 하부 측에 배치되는 리어바텀지지체(50C)를 더 포함하고,
상기 제1검사유닛(40A)은 상기 프론트지지체(50A)에 장착되며,
상기 제2 및 제3 검사유닛(40B, 40C)은 상기 리어탑지지체(50B)에 장착되고,
상기 제4검사유닛(40D)은 상기 리어바텀지지체(50C)에 장착되며,
상기 스테이지(20)에는 상하 관통되게 형성되는 다수의 에어홀(23)이 형성되며, 에어공급수단에 의해 공급된 에어가 상기 각 에어홀(23)을 통해 상방으로 분사됨에 따라 글라스 기판이 이송 가능하게 부상(浮上)되고,
상기 이송수단(30)은 상기 스테이지(20)의 전방 단부에서 상하 관통되면서 후방으로 길게 형성되는 둘 이상의 프론트경로부(31)와, 상기 각 프론트경로부(31) 하부 측에 배치되며 부상된 글라스 기판의 전방 단부 하부면을 흡착 및 이를 해제하는 둘 이상의 프론트그립퍼(32)와, 상기 각 프론트그립퍼(32)를 전후로 이동케 하는 프론트그립퍼구동부(33)와, 상기 스테이지(20)의 후방 단부에서 상하 관통되면서 전방으로 길게 형성되는 둘 이상의 리어경로부(34)와, 상기 각 리어경로부(34) 하부 측에 배치되며 부상된 글라스 기판의 후방 단부 하부면을 흡착 및 이를 해제하는 둘 이상의 리어그립퍼(35)와, 상기 각 리어그립퍼(35)를 전후로 이동케 하는 리어그립퍼구동부(36)로 이루어진 것을 특징으로 하는 글라스 기판의 복합 검사 장치.
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- 제 1 항에 있어서,
상기 스테이지(20)의 좌우 양측면에 내측으로 요입되게 형성되는 다수의 제1리세스(61)와, 상기 제1리세스(61)에 배치되는 제1정렬바(62)와, 상기 제1정렬바(62)를 상하로 승강케 하고 상기 베이스(10)에 설치되는 제1좌우구동부(63)로 이루어진 제1정렬수단(60)을 더 포함함으로써, 상기 스테이지(20) 상부로 글라스 기판 반입 시 상기 제1좌우구동부(63)에 의해 이동되는 상기 제1정렬바(62)에 의해서 글라스 기판이 정렬되고,
상기 스테이지(20)의 전후면에 내측으로 요입되게 형성되는 다수의 제2리세스(71)와, 상기 제2리세스(71)에 배치되는 제2정렬바(72)와, 상기 제2정렬바(72)를 상하로 승강케 하고 상기 베이스(10)에 설치되는 제2전후구동부(73)로 이루어진 제2정렬수단(70)을 더 포함함으로써, 상기 스테이지(20) 상부로 글라스 기판 반입 시 상기 제2전후구동부(73)에 의해 이동되는 상기 제2정렬바(72)에 의해서 글라스 기판이 정렬되는 것을 특징으로 하는 글라스 기판의 복합 검사 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 스테이지(20)에서 상기 제3검사유닛(40C)과 인접한 후방 영역에 좌우 이격되게 배치되면서 상하로 관통되어 전후로 길게 형성되는 한 쌍의 리어장공(81)과, 상기 리어장공(81)에 배치되는 제3정렬바(82)와, 상기 제3정렬바(82)를 상하로 승강케 하는 제3승강구동부(83)와, 상기 제3승강구동부(83)를 지지하고 상기 제3승강구동부(83)를 전후로 이동케 하는 제3전후구동부(84)로 이루어진 제3정렬수단(80)을 더 포함함으로써, 상기 제3정렬바(82)가 상기 리어장공(81) 내로 은닉하고 있다가 상기 각 검사유닛(40A, 40B, 40C, 40D) 측으로 글라스 기판이 이송되면 상기 제3승강구동부(83)에 의해 상승된 후 상기 제3전후구동부(84)에 의해 이동되면서 글라스 기판을 정렬하고,
상기 스테이지(20)에서 상기 제1검사유닛(40A)과 인접한 전방 영역에 좌우 이격되게 배치되면서 상하로 관통되어 전후로 길게 형성되는 한 쌍의 프론트장공(91)과, 상기 프론트장공(91)에 배치되는 제4정렬바(92)와, 상기 제4정렬바(92)를 상하로 승강케 하는 제4승강구동부(93)와, 상기 제4승강구동부(93)를 지지하고 상기 제4승강구동부(93)를 전후로 이동케 하는 제4전후구동부(94)로 이루어진 제4정렬수단(90)을 더 포함함으로써, 상기 제4정렬바(92)가 상기 프론트장공(91) 내로 은닉하고 있다가 상기 각 검사유닛(40A, 40B, 40C, 40D)에 의해 검사가 완료된 글라스 기판이 반출되기 전에 상기 제4승강구동부(93)에 의해 상승된 후 상기 제4전후구동부(94)에 의해 이동되면서 글라스 기판을 정렬하는 것을 특징으로 하는 글라스 기판의 복합 검사 장치.
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