KR20080017528A - 복합재료 석션플레이트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동 또는 검사를 위해 패널을 흡착하는 석션플레이트에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 생산장비의 자중을 저감시켜 생산장비 자체의 동ㆍ정적 특성을 개선하면서 열적 안정성을 확보하는 복합재료 하이브리드 석션플레이트를 제공함에 있다.
본 발명의 복합재료 하이브리드 석션플레이트는, LCD 또는 PDP 유리 패널의 이동 또는 검사를 위하여 사용되는 석션플레이트의 재질을 기존의 알루미늄/스틸이 아닌 복합재료를 사용하거나, 상기 유리 패널을 흡착하여 접촉하는 면에 박판의 알루미늄/스틸을 결합 혹은 코팅/도금을 하여, 상기의 LCD 또는 PDP 유리패널과 동일한 열팽창계수를 갖도록 설계된 복합재료로 만들어지는 복합재료 플레이트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 복합재료는 일방향 또는 직물 형태의 탄소/유리섬유 에폭시 복합재료인 것을 특징으로 한다. 상기 복합재료 플레이트는 미리 결정된 경화 사이클과 압력으로 성형하여 직접 사용되거나, 요구 평탄정도로 연마/연삭 가공하여 사용되는 것을 특징으로 한다. 이 경우 가공 후에 파티클 발생을 대비하여 가공면에 박판의 알루미늄/스틸 판을 결합하거나, 코팅/페인트/도금을 하는 공정을 첨가할 수 있다.
석션, 석션플레이트, 복합재료, 열팽창, 열적 안정성
Description
도 1은 종래기술에 의한 석션플레이트의 측면도.
도 2는 온도변화에 의해 변형이 일어났을 때의 종래기술에 의한 석션플레이트의 측면도.
도 3은 본 발명에 의한 석션플레이트의 사시도.
도 4는 온도상승에 따른 복합재료의 형상변화 개략도.
도 5는 본 발명에 의한 석션플레이트의 측면도.
도 6은 본 발명에 의한 석션플레이트의 다른 실시예의 사시도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
100: 석션플레이트 110: 강화유리
111: 볼트 112: 접착제
120: 금속재 플레이트
130: 복합재료 플레이트
140: 알루미늄 플레이트
본 발명은 이동 또는 검사를 위해 패널을 흡착하는 석션플레이트에 관한 것이다.
최근 반도체 산업의 급속한 성장과 함께 급증하는 반도체 관련 제품의 수요를 감당하기 위하여 반도체 생산 관련 장비의 대형화 추세가 이어지고 있다. 이와 같은 생산장비의 대형화는, 생산장비 자체의 공간 확보 및 자중 증가 등의 면에 있어 문제점이 드러나고 있다. 무엇보다도 장비 자체의 중량이 증가함에 따라 관성 등에 의해 장비의 동특성이 불량해짐으로 인하여 정확하고 정밀한 제어가 어려워지고, 급기야 생산된 반도체 제품의 신뢰성이 낮아지게 되는 결과를 가져오게 되었다. 따라서 현재에는 장비 자체의 자중 감소 및 동ㆍ정적 신뢰성을 향상시키기 위한 다각적 접근이 이루어지고 있는 추세이다.
LCD 또는 PDP 패널의 경우, 제품 수량 자체의 수요도 늘어났을 뿐 아니라 점차로 화면이 대형화되는 추세에 있다. 이와 같은 LCD 또는 PDP 패널은, 통상적으로 유리로 된 패널에 액정층 또는 발광층 필름을 붙이거나 직접 액정층 또는 발광층을 형성시켜 만들어진다. 이 때, 화면 전체 모든 점 중 단 한 점에서라도 불량이 발생할 경우 소비자에게 큰 불만족을 주게 되기 때문에 제품 생산 후 반드시 불량점이 없는지 검사를 수행해야만 한다. 일반적으로 이러한 LCD/PDP 유리패널의 검사는, 금속재(특히 알루미늄재)로 된 석션플레이트를 사용하여 상기 LCD/PDP 유리패널을 흡착한 상태에서 화면 전체를 스캔함으로써 수행된다. 그런데, 이와 같이 석션플레이트로 LCD/PDP 유리패널을 흡착할 때 상기 금속재 부분이 직접 LCD/PDP 유리패널과 접촉하게 되면, 상기 LCD/PDP 유리패널이 충격을 받아 흠집이 생기는 등 손상을 입게 될 우려가 있으며 이와 같은 현상의 발생은 바로 제품의 불량률 상승으로 귀결된다. 즉, 생산 과정 뿐 아니라 이와 같은 검사 과정에서 손상 등으로 인한 불량이 발생하지 않도록 하여야 한다.
상술한 바와 같이 금속재와 LCD/PDP 유리패널이 직접 접촉하게 되면 상대적으로 강도가 약한 유리패널 쪽이 손상을 입게 되기 때문에, 종래에는 금속재 플레이트에 강화유리를 접합시켜 접촉 시의 충격을 완화하는 방법을 사용하여 왔다. 금속재 플레이트와 강화유리의 접합은 볼트를 이용한 기계적 결합 혹은 접착제에 의한 화학적 결합이 대표적으로 사용되었다.
그런데, 금속재 자체는 매우 밀도가 높은 자재로서, 금속재 플레이트를 사용함으로써 생산장비의 자중이 늘어나게 되는 것을 피할 수 없다. 상술한 바와 같이 생산장비의 자중이 클수록 장비의 동ㆍ정적 특성이 불량해지게 되는데, 금속과 같은 밀도가 높은 재료를 사용하는 경우 장비의 대형화로 인하여 이와 같은 불리함은 더욱 증가하게 된다. 뿐만 아니라, 석션플레이트를 구성하는 금속재 플레이트와 강화유리는 서로 열팽창계수가 크게 다르기 때문에, 미세한 온도변화에 대해서도 서로 매우 다른 형상 변화를 일으키거나, 심할 경우 유리의 파손으로 이어질 수가 있다. 실제적으로 작은 온도 차이에 의한 형상 변화는 매우 미세한 양이기는 하나, 정밀하고 정확한 제어가 필히 요구되는 반도체 관련 생산공정에 있어서 이러한 미 세한 형상 변화도 제품의 질에 크게 영향을 줄 수 있다. 더불어, 이와 같은 열팽창에 따른 변형 및 각 재질 간의 형상 변화 차이가 더욱 커지면, 결국 강화유리가 파손될 가능성마저 있게 된다. 따라서 이와 같은 문제점을 해결하고자 하는 관련업자들의 많은 요구가 있어 왔다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 생산장비의 자중을 저감시켜 생산장비 자체의 동ㆍ정적 특성을 개선하면서 열적 안정성을 확보하는 복합재료 하이브리드 석션플레이트를 제공함에 있다. 보다 상세하게는, 금속재 플레이트를 복합재료 플레이트로 대체함으로써 상기의 목적을 용이하게 달성하는 복합재료 하이브리드 석션플레이트를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합재료 하이브리드 석션플레이트는, LCD 또는 PDP 유리 패널의 이동 또는 검사를 위하여 사용되는 석션플레이트에 있어서, 상기 유리 패널을 흡착하여 접촉하는 면에 상기 유리 패널과 동일한 열팽창계수를 갖도록 설계된 복합재료로 만들어지는 복합재료 플레이트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 복합재료는 일방향 또는 직물 형태의 섬유/에폭시 복합재료인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 복합재료 플레이트는 성형 제작된 후 상하 양면이 요구되는 평탄도로 더 연마 가공되어도 무방하다. 이와 같이 연마 가공된 상기 복합재료 플레이트에는 상기 유리 패널과 흡착되 는 면에 강화유리가 더 결합되어도 무방하다. 또한, 상기 연마 가공된 복합재료 플레이트는 연마 가공된 후 페인팅, 도금 또는 코팅 중에서 선택되는 적어도 어느 한 가지의 부가공정이 더 수행되어 상하 양쪽 표면에 박막이 형성되되, 상기 부가공정에 사용되는 재료는 알루미늄, 스틸 박판 혹은 폴리머 중에서 선택되는 어느 한 가지인 것이 바람직하다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 복합재료 하이브리드 석션 플레이트를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 종래의 석션플레이트의 측면도이다. LCD 또는 PDP 유리 패널의 검사를 위하여 사용되는 석션플레이트(100)는 금속재 플레이트(120)에 구비되어 있는 흡입구(미도시)를 이용하여 상기 유리 패널(200)을 흡착하도록 되어 있다. 그런데, 석션플레이트(100)의 금속재 플레이트(120)는 유리 패널(200)에 비하여 강도가 높기 때문에, 흡착하는 과정에서 상기 유리 패널(200)이 충격을 받아 흠집이 생기는 등의 손상이 발생할 가능성이 있다. 이와 같은 손상을 방지하기 위하여, 상기 금속재 플레이트(120)의 유리 패널(200)과 접촉되는 면에는 강화유리(110)를 더 구비하는 것이 통상적이다. 상기 금속재 플레이트(120)와 강화유리(110)는 통상 볼트(111)에 의해 연결된다.
도 2는 온도변화가 일어났을 때 종래의 석션플레이트의 측면도이다. 금속재 플레이트(120)는 금속, 특히 대개는 알루미늄으로 되어 있는 것이 일반적이며, 대부분의 금속 재질은 강화유리(110)에 비해 열팽창계수가 크다. 두 재질 간의 열팽창계수의 차이는 수배에서 수십배 정도의 스케일을 갖는다. 이러한 설비 재질 간의 열팽창계수의 차이에 의한 형상의 왜곡 등은 일반적인 공정에 사용되는 설비에 있어서는 크게 문제가 되지 않겠으나, 정밀하고 정확한 제어 공정을 요하는 반도체 관련 공정에 사용되는 설비에서는 1도 정도의 온도차에 있어서도 상기 열팽창계수의 차이에 인한 금속재 플레이트(120) 및 강화유리(110) 간의 열팽창 부피 차이가 공정 정확도에 무시할 수 없는 영향을 끼치게 된다. 도 2(a)는 종래의 석션 플레이트(100)에서 주변온도가 낮아졌을 때의 금속재 플레이트(120) 및 강화유리(110)의 형태를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 금속재 플레이트(120)는 길이 및 두께 방향으로 크게 열팽창하는 데에 비해 강화유리(110)의 열변화는 훨씬 작기 때문에, 금속재 플레이트(120)의 변화 부분에 의해 강화유리(110)가 눌려서 형태 변형이 일어나게 되고, 이와 같은 형태 변형은 두 부품이 볼트(111)로 연결된 부분에서 집중적인 하중을 발생시키게 된다. 따라서 금속재 플레이트(120) 및 강화유리(110)가 도 2(a)와 같이 결합된 경우, 주변의 온도변화에 따라 강화유리(110)에서 볼트(111)로 연결된 부분이 지속적으로 집중하중을 받아 결국 파괴되게 된다. 이와 같은 하중의 집중을 방지하기 위해, 도 2(b)와 같이 연결부위를 분산시키도록 설계하기도 하는데, 이러한 경우에는 또다른 문제점이 발생하게 된다. 즉, 하중의 집중을 방지하여 강화유리(110)가 파괴되는 경향을 감소시켜 장비의 수명을 늘릴 수는 있으나, 이 경우 금속재 플레이트(120)의 두께 방향 열팽창 변형이 기준치(ㅁ50㎛)를 넘어섬으로써, 전체적으로 평탄도가 크게 깨지게 된다. 이와 같은 평탄도의 불량은 상기 유리 패널(200) 검사 시의 오류로 직결되게 된다.
금속재 플레이트(120)는 상술한 열적 왜곡현상 이외에도 재질 자체의 특성 상 설비의 자중을 증가시킴으로써, 이송용 모터의 용량이 커야 되며 이에 따라 사용되는 전력의 낭비를 불러오게 되며, 상술한 바와 같이 설비의 자중의 증가로 인한 동ㆍ정적 특성의 불량도가 더욱 상승하게 되는 문제점을 발생시킨다. 또한, 열적 왜곡현상 이외에도 금속재 플레이트(120)는 강성이 낮아서 단위 중량에 대한 처짐량이 크다는 문제점을 가지고 있어서, 열적 환경이 안정한 상태에서도 금속재 플레이트(120)를 차용한 설비에서 평탄도의 불량이 발생하게 될 가능성을 무시할 수 없다.
도 3은 이와 같은 금속재 플레이트(120) 및 강화유리(110)로 구성된 종래의 석션플레이트(100)를 개선하여 복합재료 플레이트(130) 및 강화유리(110)로 구성되게 한 본 발명에 의한 석션플레이트(100)의 개략적인 사시도이다. 상기 복합재료 플레이트(130)는 종래의 석션플레이트(100)에서의 금속재 플레이트(120)를 대체한다.
복합재료 플레이트(130)는 탄소 섬유, 유리 섬유 등의 섬유 재료와 에폭시가 결합되어 일방향 또는 직물 형상으로 된 섬유/에폭시 복합재료를 사용하여 제작된다. 도 4에 간단히 도시되어 있는 바와 같이, 모든 방향으로의 열팽창계수가 동일한 일반적인 재질과는 달리 섬유 형상으로 된 복합재의 경우 섬유 방향으로의 열팽 창계수와 폭 방향으로의 열팽창계수가 다른 이방성 특성을 갖는다. 도 4에는 섬유 형상이 일방향으로 배열되어 있는 복합재를 도시하고 있으며, 물론 이와 같은 섬유가 직물 형태로 되어 있는 복합재라도 무방하다. 일방향 또는 직물 형상으로 된 복합재의 섬유 각도를 적절히 조절하면, 전체적인 열팽창계수의 값이 강화유리(110)와 흡사한 값을 가질 수 있도록 설계하는 것이 가능하다. 이와 같이 강화유리(110)의 열팽창계수와 복합재료 플레이트(130)의 열팽창계수가 비슷해지도록 설계된 재질을 사용함으로써, 상술한 바와 같이 주변 환경의 온도 변화에 따른 석션플레이트(100) 부품 간의 형상 변화 차이에 의한 여러 가지 문제점들을 원천적으로 제거할 수 있게 된다. 또한, 복합재료 플레이트(130)는 가볍고 강성이 우수하여, 상기 금속재 플레이트(120)를 차용한 설비에서 발생하는 자중 증가 및 이에 따르는 전력 낭비 문제, 단위 중량에 대한 처짐량이 커서 (열적 환경이 안정하다고 해도 피할 수 없이) 발생하게 되는 평탄도의 불량 문제 등의 문제점들도 일소할 수 있다.
이와 같은 복합재료 하이브리드 석션플레이트는 다음과 같은 과정에 의해 제작한다. 먼저, 적절한 경화 사이클과 압력을 사용하여 복합재료 플레이트(130)를 성형한다. 이 때, 상기 복합재료 플레이트(130)의 섬유 배열은 일방향이거나 직물 형상 중 어느 것이어도 무방하며, 섬유의 배열 각도는 완성된 복합재료 플레이트(130)의 전체적인 열팽창계수가 강화유리(110)의 열팽창계수와 동일하도록 미리 적절하게 설계된 값으로 주어진다. 이와 같이 성형된 복합재료 플레이트(130)를 직접 사용할 수도 있으나, 요구 평탄정도에 따라 상하 양면을 연마하여 요구되는 평탄도로 가공한 후, 강화유리(110)를 결합한다.
도 5는 본 발명에 의한 석션플레이트(100)의 여러 가지 결합 형태를 도시한 것이다. 도 5(a)는 종래와 마찬가지로 볼트(111)를 사용하여 복합재료 플레이트(130)와 강화유리(110)를 기계적으로 결합한 형태를 보여 주고 있다. 상술한 바와 같이, 복합재료 플레이트(130)와 강화유리(110)는 동일한 열팽창계수를 갖도록 설계되었으므로, 온도변화가 일어나도 전체적으로 동일하게 팽창/수축하게 되기 때문에 형상 변화에 따른 하중 집중이 발생하지 않게 된다. 따라서, 도 5(a)와 같이 기계적으로 결합하여도 종래와 같은 집중하중에 의한 강화유리(110)의 파괴나 기준치 이상으로 변형이 일어나 평탄도를 이루지 못하는 등의 문제가 발생하지 않게 된다. 또한, 복합재료 플레이트(130)와 강화유리(110)가 전체적으로 동일하게 팽창/수축하게 되기 때문에, 도 5(b)와 같이 접착제(112)를 전면에 균일하게 발라서 두 부품이 접착되어 결합되도록 하여도 무방하다.
도 6은 본 발명에 의한 석션플레이트의 다른 실시예를 도시하고 있다. 상술한 바와 같이 LCD/PDP 유리 패널의 검사를 위해 사용되는 석션플레이트는 유리 패널이 충격을 받아 흠집 등의 손상이 생기는 현상을 방지하기 위하여 유리 패널과 접촉하는 면에 강화유리가 접합되는 것이 일반적이다. 청정 환경에서 사용되는 석션플레이트의 경우에는 이와 같은 강화유리를 접합하지 않고, 도 6에 도시된 바와 같이 복합재료 플레이트(130)가 페인팅, 도금, 코팅 등의 부가공정을 더 거치도록 함으로써 복합재료 플레이트(130)의 상하 양면에 박막(140)이 형성되도록 하기도 한다. 이 경우, 페인팅, 도금, 코팅 등의 부가공정에 의해 형성되는 상기 박막 (140)은 청정한 환경에서 유리된 알루미늄, 스틸, 폴리머 등 사용자의 목적과 편의에 따른 재질로 선택된다. 이와 같이 박막(140)이 형성된 경우, 석션플레이트가 유리 패널에 흡착해 있을 때 상기 박막(140)에 의해 열에 의한 형상 변화 영향이 커지지 않도록 상기 박막(140)의 두께는 1mm 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 박막(140)은 또한, 복합재료 플레이트(130) 하면의 파티클 발생 및 파손을 방지하며 또한 상기 박막(140)이 형성됨으로써 석션 플레이트 자체의 강성을 증대시키는 기능을 수행한다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 종래에 금속재 플레이트로 구성되던 석션플레이트 부품을 보다 가벼운 복합재료 플레이트로 대체하여 구성함으로써, 석션플레이트 자체의 하중을 줄여 동적 및 정적 특성을 개선하여 보다 정밀하고 정확한 생산공정의 제어가 가능하게 되는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의하면 복합재료 플레이트와 강화유리 사이의 열팽창 차이를 저감함으로써, 종래에 금속재 플레이트를 사용할 경우 금속재와 강화유리 간에 열팽창 계수가 크게 차이가 나 두께 방향 의 변형량이 기준치를 넘어서게 됨으로써, 미세한 온도변화에 대해서도 금속재 및 강화유리의 연결부에 과도한 하중이 걸리게 되는 현상을 원천적으로 제거할 수 있는 효과가 있다. 또한, 이와 같은 온도변화에 의해 석션플레이트 자체의 평탄도가 고르지 못하게 됨으로써 LCD/PDP 유리패널 검사 시 오류가 발생할 가능성을 원천적으로 제거하는 효과가 있다.
Claims (6)
- LCD 또는 PDP 유리 패널의 이동 또는 검사를 위하여 사용되는 석션플레이트에 있어서,상기 유리 패널을 흡착하여 접촉하는 면에 상기 유리 패널과 동일한 열팽창계수를 갖도록 설계된 복합재료로 만들어지는 복합재료 플레이트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합재료 하이브리드 석션플레이트.
- 제 1항에 있어서, 상기 복합재료는일방향 또는 직물 형태의 섬유/에폭시 복합재료인 것을 특징으로 하는 복합재료 하이브리드 석션플레이트.
- 제 2항에 있어서, 상기 복합재료 플레이트는성형 제작된 후 상하 양면이 요구되는 평탄도로 더 연마 가공되는 것을 특징으로 하는 복합재료 하이브리드 석션플레이트.
- 제 1항 내지 제3항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,상기 복합재료 플레이트에는 상기 유리 패널과 흡착되는 면에 강화유리가 더 결합되는 것을 특징으로 하는 복합재료 하이브리드 석션플레이트.
- 제 3항에 있어서, 상기 복합재료 플레이트는연마 가공된 후 페인팅, 도금 또는 코팅 중에서 선택되는 적어도 어느 한 가지의 부가공정이 더 수행되어 상하 양쪽 표면에 박막이 형성되는 것을 특징으로 하는 복합재료 하이브리드 석션플레이트.
- 제 5항에 있어서,상기 부가공정에 사용되는 재료는 알루미늄, 스틸 박판 혹은 폴리머 중에서 선택되는 어느 한 가지인 것을 특징으로 하는 복합재료 하이브리드 석션플레이트.
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