KR102417819B1 - 정전기 제거 기능을 갖는 기판 이송용 롤러 기구 - Google Patents

정전기 제거 기능을 갖는 기판 이송용 롤러 기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전기 제거 기능을 갖는 기판 이송용 롤러 기구에 관한 것이다. 이송 롤러들은 통전 가능한 수지 재질로 중공 구조로 각각 이루어진다. 회전 샤프트는 내식성 재질로 중공 구조로 이루어져 이송 롤러들을 바깥쪽 둘레에 결합하며, 이송 롤러들을 결합하는 부위들에 관통홀들이 각각 형성된다. 도전성 관체는 도전성 재질로 중공 구조로 이루어져 회전 샤프트 내에 결합된다. 탄성 접촉부재들은 도전성 재질로 이루어져 회전 샤프트의 관통홀들에 각각 삽입된 상태로 이송 롤러들과 도전성 관체에 탄성력으로 접촉되어 이송 롤러들을 도전성 관체와 통전시킨다. 도전성 블록은 도전성 재질로 이루어져 도전성 관체와 통전되게 도전성 관체의 한쪽 단부에 결합된다. 접지 모듈은 회전 샤프트의 한쪽 단부를 통해 도전성 블록에 결합되어 도전성 블록을 접지시킨다.

Description

정전기 제거 기능을 갖는 기판 이송용 롤러 기구{Roller device for transferring a substrate with static elimination function}
본 발명은 기판 이송장치에 구비되어 기판을 이송하는데 사용되는 롤러 기구에 관한 기술이다.
LCD, OLED 등의 평판 디스플레이 제조시, 평판 디스플레이의 베이스를 이루는 유리 기판 등의 기판에 대해 에칭(etching)과 같은 각종 표면 처리를 위한 공정이 수행된다. 기판에 대한 에칭 공정시, 기판은 기판 이송장치에 의해 이송된다.
통상적인 기판 이송장치는 수평 방향으로 나란하게 배치되어 있는 회전 샤프트와, 각 회전 샤프트에 동일 축 상으로 조립되는 이송 롤러, 및 회전 샤프트를 회전시키는 모터 등으로 구성된다. 이송 롤러들은 기판의 저면 또는 양면을 접촉 지지한 상태로 회전 샤프트와 함께 모터에 의해 회전함에 따라 기판을 이송하게 된다.
이와 같이, 이송 롤러는 마찰력에 의해 기판을 이송하게 되는데, 이로 인해 기판에 정전기가 발생할 수 있다. 이러한 정전기는 기판을 먼지 등으로 오염시키므로, 기판 이송시 발생되는 정전기를 제거할 필요가 있다.
한편, 기판 이송장치는 에칭 장비에 사용되는 경우, 에칭 용액에 대한 내식성을 갖도록 구성될 필요가 있다. 그에 따라, 회전 샤프트는 PVC(Polyvinyl chloride) 재질로 이루어져 있는데, PVC 재질의 회전 샤프트는 전기 절연성을 갖게 되므로, 정전기 제거를 위한 방안이 요구되는 실정이다.
한국특허등록공보 제10-1010277호(2010. 03. 08 공개)
본 발명의 과제는 에칭 장비에 사용되더라도 내식성을 지니면서 정전기를 효과적으로 제거할 수 있는 기판 이송용 롤러 기구를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전기 제거 기능을 갖는 기판 이송용 롤러 기구는 이송 롤러들과, 회전 샤프트와, 도전성 관체와, 탄성 접촉부재들과, 도전성 블록, 및 접지 모듈을 포함한다. 이송 롤러들은 통전 가능한 수지 재질로 중공 구조로 각각 이루어진다. 회전 샤프트는 내식성 재질로 중공 구조로 이루어져 이송 롤러들을 바깥쪽 둘레에 결합하며, 이송 롤러들을 결합하는 부위들에 관통홀들이 각각 형성된다. 도전성 관체는 도전성 재질로 중공 구조로 이루어져 회전 샤프트 내에 결합된다. 탄성 접촉부재들은 도전성 재질로 이루어져 회전 샤프트의 관통홀들에 각각 삽입된 상태로 이송 롤러들과 도전성 관체에 탄성력으로 접촉되어 이송 롤러들을 도전성 관체와 통전시킨다. 도전성 블록은 도전성 재질로 이루어져 도전성 관체와 통전되게 도전성 관체의 한쪽 단부에 결합된다. 접지 모듈은 회전 샤프트의 한쪽 단부를 통해 도전성 블록에 결합되어 도전성 블록을 접지시킨다.
여기서, 접지 모듈은, 접지 케이블과, 도전성 재질로 이루어져 도전성 블록에 결합되고 회전 샤프트의 회전에 따른 접지 케이블의 꼬임을 방지하면서 접지 케이블과 통전을 유지하도록 구성된 로터리 커넥터를 포함할 수 있다.
각각의 이송 롤러는, 해당 관통홀을 사이에 두고 한 쌍의 밀봉 부재들을 안쪽 둘레에 장착한 상태로 회전 샤프트의 바깥쪽 둘레에 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 기판 이송용 롤러 기구는 에칭 장비에 사용되더라도 내식성을 지니면서 정전기를 효과적으로 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 제거 기능을 갖는 기판 이송용 롤러 기구에 관한 사시도이다.
도 2는 도 1에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 대한 단면도이다.
도 4는 도 3의 A 영역을 발췌하여 도시한 단면도이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 제거 기능을 갖는 기판 이송용 롤러 기구에 관한 사시도이다. 도 2는 도 1에 대한 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에 대한 단면도이다. 도 4는 도 3의 A 영역을 발췌하여 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 제거 기능을 갖는 기판 이송용 롤러 기구(100)는 이송 롤러(110)들과, 회전 샤프트(120)와, 도전성 관체(130)와, 탄성 접촉부재(140)들과, 도전성 블록(150), 및 접지 모듈(160)을 포함한다.
이송 롤러(110)들은 통전 가능한 수지 재질로 중공 구조로 각각 이루어진다. 이송 롤러(110)들은 초고분자량 폴리에틸렌(ultra-high molecular weight polyethylene, UPE)에 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube; CNT) 등이 함유된 재질로 성형될 수 있다.
이송 롤러(110)들은 각각 바깥쪽 둘레를 따라 구름 면을 갖는 링 형태로 이루어진다. 이송 롤러(110)들은 회전 샤프트(120)에 설정 간격으로 배열되어 결합된다. 이송 롤러(110)들은 각 중공에 회전 샤프트(120)를 끼운 상태로 공지의 다양한 고정수단에 의해 고정될 수 있다.
이송 롤러(110)들은 회전 샤프트(120)에 고정된 상태로 회전 샤프트(120)와 함께 회전하면서 기판을 접촉 지지한 상태로 이송시킨다. 이때, 통전 가능한 이송 롤러(110)들은 마찰력에 의해 기판에 발생되는 정전기를 탄성 접촉부재(140)들로 전달할 수 있게 한다.
회전 샤프트(120)는 내식성 재질로 중공 구조로 이루어져 이송 롤러(110)들을 바깥쪽 둘레에 결합한다. 회전 샤프트(120)는 PVC 재질 등으로 성형될 수 있다. 회전 샤프트(120)는 롤러 장착부(121)와, 한 쌍의 베어링 장착부(122)들을 포함할 수 있다.
롤러 장착부(121)는 바깥쪽 둘레에 이송 롤러(110)들을 장착해서 지지한다. 롤러 장착부(121)는 중공을 갖는 원형 관체로 이루어질 수 있다. 롤러 장착부(121)는 일정한 외경을 갖고 양쪽 단이 개구된 형태로 이루어질 수 있다.
각각의 베어링 장착부(122)는 바깥쪽 둘레에 베어링을 장착해서 지지한다. 베어링 장착부(122)는 베어링과 회전 미끄럼 방지하도록 키(key)를 끼우는 키홈 가질 수 있다. 베어링 장착부(122)들은 각각 중공을 갖는 원형 관체로 이루어질 수 있다.
베어링 장착부(122)들은 각각 롤러 장착부(121)에 가까운 단이 개구된 형태로 이루어질 수 있다. 각각의 베어링 장착부(122)는 롤러 장착부(121)와 가까운 부위의 외경이 롤러 장착부(121)의 외경과 동일하고, 롤러 장착부(121)와 먼 부위의 외경이 롤러 장착부(121)의 외경보다 작게 설정되어 단차진 형태로 이루어질 수 있다.
베어링 장착부(122)들은 롤러 장착부(121)의 양쪽 개구단에 각각 접합될 수 있다. 베어링 장착부(122)들은 롤러 장착부(121)와 별개로 제조된 후 접합되므로, 롤러 장착부(121)와 베어링 장착부(122)의 접합 전에 도전성 관체(130)와 도전성 블록(150)을 롤러 장착부(121)와 베어링 장착부(122)에 용이하게 조립할 수 있게 한다.
회전 샤프트(120)는 이송 롤러(110)들을 결합하는 부위들에 관통홀(123)들이 각각 형성된다. 관통홀(123)들은 롤러 장착부(121)의 바깥쪽 둘레에 형성된다. 관통홀(123)들은 탄성 접촉부재(140)들을 각각 삽입시킬 수 있게 한다. 여기서, 각각의 이송 롤러(110)는 해당 관통홀(123)을 사이에 두고 한 쌍의 밀봉 부재(116)들을 안쪽 둘레에 장착한 상태로 회전 샤프트(120)의 바깥쪽 둘레에 결합될 수 있다.
이송 롤러(110)는 안쪽 둘레에 축 방향으로 이격된 한 쌍의 끼움홈(111)들을 갖고, 끼움홈(111)들에 밀봉 부재(116)들을 끼울 수 있다. 밀봉 부재(116)는 오링 등의 형태로 이루어질 수 있다.
밀봉 부재(116)들은 이송 롤러(110)의 끼움홈(111)들에 각각 끼워진 상태로 회전 샤프트(120)의 바깥쪽 둘레면에 압착됨으로써, 해당 관통홀(123)을 밀봉시킬 수 있다. 따라서, 기판에 대한 에칭 공정시 에칭 용액은 밀봉 부재(116)들에 의해 관통홀(123) 내로 유입되지 않게 되므로, 관통홀(123) 내의 탄성 접촉부재(140)와 도전성 관체(130)의 부식이 방지될 수 있다.
도시하고 있지 않지만, 관통홀(123)은 출입구 주변에 걸림 턱이 형성될 수 있다. 걸림 턱은 탄성 접촉부재(140)가 탄성 변형되어 관통홀(123)에 삽입된 상태에서 탄성 접촉부재(140)의 일부를 걸어서 탄성 접촉부재(140)의 이탈을 방지할 수 있다.
도전성 관체(130)는 도전성 재질로 중공 구조로 이루어져 회전 샤프트(120) 내에 결합된다. 도전성 관체(130)는 스테인리스 강 등의 도전성 금속 재질로 이루어질 수 있다. 도전성 관체(130)는 회전 샤프트(120)에 동축으로 끼워져 결합될 수 있다. 도전성 관체(130)는 회전 샤프트(120)의 롤러 장착부(121) 내에 압입되는 크기의 외경을 가짐으로써, 롤러 장착부(121)에 견고하게 고정될 수 있다. 도전성 관체(130)는 롤러 장착부(121)보다 짧은 길이로 이루어져 롤러 장착부(121)의 중앙에 정렬되어 배치될 수 있다.
도전성 관체(130)는 회전 샤프트(120)의 관통홀(123)들을 통해 노출되며, 노출된 부위들이 탄성 접촉부재(140)들과 접촉되어 이송 롤러(110)들과 통전될 수 있다. 따라서, 도전성 관체(130)는 탄성 접촉부재(140)들로부터 흘러 들어오는 정전기를 전달받아 도전성 블록(150)으로 전달할 수 있게 한다. 도전성 관체(130)는 수지 재질의 롤러 장착부(121)를 보강하는 기능도 겸할 수 있다.
탄성 접촉부재(140)들은 도전성 재질로 이루어져 회전 샤프트(120)의 관통홀(123)들에 각각 삽입된 상태로 이송 롤러(110)들과 도전성 관체(130)에 탄성력으로 접촉되어 이송 롤러(110)들을 도전성 관체(130)와 통전시킨다. 탄성 접촉부재(140)들은 이송 롤러(110)들로부터 흘러 들어오는 정전기를 전달받아 도전성 관체(130)로 전달할 수 있게 한다. 탄성 접촉부재(140)는 SUS304와 같은 스테인리스 강 등의 도전성 금속 재질로 이루어질 수 있다.
탄성 접촉부재(140)는 클립 형태로 이루어질 수 있다. 탄성 접촉부재(140)는 일정 두께의 중앙 몸체부(140a)와, 중앙 몸체부(140a)의 양쪽 단으로부터 각각 일정 두께로 연장되어 절곡된 제1,2 절곡부(140b, 140c)를 포함할 수 있다. 제1 절곡부(140b)는 중앙 몸체부(140a)보다 짧은 길이로 중앙 몸체부(140a)에 대해 예각으로 절곡될 수 있다. 제2 절곡부(140c)는 제1 절곡부(140b)보다 짧은 길이로 중앙 몸체부(140a)에 대해 예각 또는 직각으로 절곡될 수 있다.
탄성 접촉부재(140)는 이송 롤러(110)와 조립되기 전에, 중앙 몸체부(140a)가 관통홀(123) 내에서 도전성 관체(130)에 접촉되고, 제2 절곡부(140c)가 관통홀(123)의 내벽에 지지되며, 제1 절곡부(140b)가 관통홀(123)로부터 인출된다. 이 상태에서, 탄성 접촉부재(140)는 이송 롤러(110)와 조립되면, 제1 절곡부(140b)가 이송 롤러(110)에 의해 눌러짐에 따라 탄성 변형된다.
따라서, 탄성 접촉부재(140)는 중앙 몸체부(140a)가 도전성 관체(130)에 탄성력으로 접촉된 상태로 유지됨과 아울러 제1 절곡부(140b)가 탄성력으로 이송 롤러(110)에 접촉된 상태로 유지됨으로써, 이송 롤러(110)를 도전성 관체(130)와 통전시킬 수 있다. 물론, 탄성 접촉부재(140)는 전술한 기능을 수행하는 범주에서 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
도전성 블록(150)은 도전성 재질로 이루어져 도전성 관체(130)와 통전되게 도전성 관체(130)의 한쪽 단부에 결합된다. 도전성 블록(150)은 스테인리스 강 등의 도전성 금속 재질로 이루어질 수 있다. 도전성 블록(150)은 도전성 관체(130)의 중공 일부에 끼워지는 제1 끼움부(151)와, 회전 샤프트(120)의 중공 일부에 끼워지는 제2 끼움부(152)를 포함할 수 있다.
제1 끼움부(151)는 도전성 관체(130)의 내경과 동일한 외경을 가짐으로써, 바깥쪽 둘레면이 도전체 관체(130)의 안쪽 둘레면과 면접촉되어 통전될 수 있다. 따라서, 도전성 블록(150)은 도전성 관체(130)로부터 흘러 들어오는 정전기를 전달받아 접지 모듈(160)로 전달할 수 있게 한다.
제2 끼움부(152)는 제1 끼움부(151)와 가까운 부위의 외경이 롤러 장착부(121)의 내경과 동일하고, 제1 끼움부(151)와 먼 부위의 외경이 베어링 장착부(122)의 내경과 동일하게 설정되어 단차진 형태로 이루어질 수 있다. 제2 끼움부(152)는 롤러 장착부(121)와 베어링 장착부(122)에 끼워져 롤러 장착부(121)와 베어링 장착부(122)를 지지함과 아울러, 베어링 장착부(122)에 끼워진 부위가 접지 모듈(160)과 결합될 수 있게 한다.
회전 샤프트(120)는 도전성 블록(150)이 배치되지 않은 다른 쪽 단에 지지 블록(170)을 장착할 수 있다. 지지 블록(170)은 PVC 재질 등의 수지 재질로 이루어질 수 있다. 지지 블록(170)은 도전성 블록(150)과 유사한 형태로 도전성 관체(130)와 롤러 장착부(121)와 베어링 장착부(122)의 각 중공에 끼워져 도전성 관체(130)와 롤러 장착부(121)와 베어링 장착부(122)를 지지할 수 있다.
접지 모듈(160)은 회전 샤프트(120)의 한쪽 단부를 통해 도전성 블록(150)에 결합되어 도전성 블록(150)을 접지시킨다. 접지 모듈(160)은 도전성 블록(150)으로부터 흘러 들어오는 정전기를 전달받아 대지와 같은 접지 물체로 흘러 보낸다.
접지 모듈(160)은 접지 케이블(161)과, 로터리 커넥터(162)를 포함할 수 있다. 접지 케이블(161)은 로터리 커넥터(162)와 접지 물체를 전기적으로 연결한다. 로터리 커넥터(162)는 도전성 재질로 이루어져 도전성 블록(150)에 결합되고 회전 샤프트(120)의 회전에 따른 접지 케이블(161)의 꼬임을 방지하면서 접지 케이블(161)과 통전을 유지하도록 구성된다.
로터리 커넥터(162)는 회전 부재(163)와, 고정 부재(164)와, 슬립 링(slip ring, 165), 및 브러쉬(brush, 166)를 포함할 수 있다. 회전 부재(163)는 회전 샤프트(120)의 한쪽 개구단, 즉 베어링 장착부(122)의 한쪽 개구단을 통해 도전성 블록(150)과 나사 결합된다. 회전 부재(163)는 스테인리스 등의 도전성 금속 재질로 이루어진다. 회전 부재(163)는 도전성 블록(150)으로부터 흘러 나오는 정전기를 전달받을 수 있다.
고정 부재(164)는 베어링 등에 의해 회전 부재(163)에 회전 가능하게 지지된다. 고정 부재(164)는 스테인리스 등의 도전성 금속 재질로 이루어진다. 고정 부재(164)는 접지 케이블(161)과 전기적으로 연결된다. 고정 부재(164)는 슬립 링(165)과 브러쉬(166)를 통해 회전 부재(163)로부터 정전기를 전달받아 접지 케이블(161)로 흘러 보낼 수 있다.
슬립 링(165)은 회전 부재(163)에 장착된다. 브러쉬(166)는 회전 부재(163)의 회전시 슬립 링(165)과 접촉된 상태를 유지하도록 고정 부재(164)에 장착된다. 슬립 링(165)과 브러쉬(166)는 도전성 금속 부재로 각각 이루어진다. 따라서, 접지 케이블(161)은 로터리 커넥터(162)에 의해 꼬임이 방지되면서 도전성 블록(150)과 통전된 상태로 유지될 수 있다. 한편, 슬립 링(165)이 고정 부재(164)에 장착되고, 브러쉬(166)가 회전 부재(163)에 장착될 수도 있다.
이와 같이, 본 실시예의 기판 이송용 롤러 기구(100)는 이송 롤러(110)들이 기판을 이송시키는 과정에서 기판에 정전기가 발생되면, 발생된 정전기는 이송 롤러(110)와 탄성 접촉부재(140)들과 도전성 관체(130)와 도전성 블록(150)과 접지 모듈(160)을 차례로 흘러서 접지됨에 따라 제거될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 기판 이송용 롤러 기구(100)는 에칭 장비 사용을 위해 회전 샤프트(120)가 내식성 수지 재료로 이루어져 전기 절연성을 갖더라도, 정전기를 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
110..이송 롤러
120..회전 샤프트
123..관통홀
130..도전성 관체
140..탄성 접촉부재
150..도전성 블록
160..접지 모듈
161..접지 케이블
162..로터리 커넥터

Claims (3)

  1. 통전 가능한 수지 재질로 중공 구조로 각각 이루어진 이송 롤러들;
    내식성 재질로 중공 구조로 이루어져 상기 이송 롤러들을 바깥쪽 둘레에 결합하며, 상기 이송 롤러들을 결합하는 부위들에 관통홀들이 각각 형성된 회전 샤프트;
    도전성 재질로 중공 구조로 이루어져 상기 회전 샤프트 내에 결합되는 도전성 관체;
    도전성 재질로 이루어져 상기 회전 샤프트의 관통홀들에 각각 삽입된 상태로 상기 이송 롤러들과 도전성 관체에 탄성력으로 접촉되어 상기 이송 롤러들을 상기 도전성 관체와 통전시키는 탄성 접촉부재들;
    도전성 재질로 이루어져 상기 도전성 관체와 통전되게 상기 도전성 관체의 한쪽 단부에 결합되는 도전성 블록; 및
    상기 회전 샤프트의 한쪽 단부를 통해 상기 도전성 블록에 결합되어 상기 도전성 블록을 접지시키는 접지 모듈;
    를 포함하는 정전기 제거 기능을 갖는 기판 이송용 롤러 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접지 모듈은,
    접지 케이블과,
    도전성 재질로 이루어져 상기 도전성 블록에 결합되고 상기 회전 샤프트의 회전에 따른 상기 접지 케이블의 꼬임을 방지하면서 상기 접지 케이블과 통전을 유지하도록 구성된 로터리 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거 기능을 갖는 기판 이송용 롤러 기구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 이송 롤러는,
    해당 관통홀을 사이에 두고 한 쌍의 밀봉 부재들을 안쪽 둘레에 장착한 상태로 상기 회전 샤프트의 바깥쪽 둘레에 결합되는 것을 특징으로 하는 정전기 제거 기능을 갖는 기판 이송용 롤러 기구.
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