KR20080084516A

KR20080084516A - 갠트리형 ｘｙ 스테이지

Info

Publication number: KR20080084516A
Application number: KR1020070040369A
Authority: KR
Inventors: 아쓰시 오가와
Original assignee: 다나하 모션 재팬 가부시키가이샤; 아쓰시 오가와
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2008-09-19
Also published as: JP2008221444A

Abstract

본 발명은, 폭 치수의 증가를 수반하지 않고 광폭의 스테이지면을 확보할 수 있고, 갠트리빔의 휨을 작게 할 수 있는 갠트리형 ＸＹ 스테이지를 제안하고자 하는 것이다.

갠트리형 ＸＹ 스테이지1의 갠트리부4에서는 외측으로 돌출하는 좌우의 지지암6L, 6R에 의하여 갠트리빔8을 지지하고 있는 좌우의 지지 샤프트7L, 7R을 지지하고 있다. 지지 샤프트7L, 7R의 간격을 스테이지반3의 폭 치수 이상으로 넓힐 수 있다. 종래의 문(門)　모양의 갠트리부에 비하여 당해 갠트리부를 따라 X축방향으로 슬라이드 하는 유닛9의 이동범위를 넓게 할 수 있다. 또한 갠트리빔8의 유효 스팬을 짧게 할 수 있기 때문에 그 최대 휨량을 작게 할 수 있어 갠트리형 ＸＹ 스테이지의 대형화에 유리하다.

Description

갠트리형 ＸＹ 스테이지{GANTRY TYPE XY STAGE}

도1은, 본 발명의 갠트리형 ＸＹ 스테이지의 구성을 나타내는 설명도이다.

도2는, 종래의 갠트리형 ＸＹ 스테이지의 구성을 나타내는 설명도이다.

도3은, 본 발명의 갠트리부의 휜 상태를 나타내는 설명도이다.

도4는, 본 발명을 적용한 갠트리형 ＸＹ 스테이지의 실시예를 나타내는 사시도이다.

도5는(a)∼(c)는, 도4의 갠트리형 ＸＹ 스테이지의 평면도, 측면도 및 정면도이다.

도6은(a)∼(d)는, 도4의 갠트리부 만을 나타내는 평면도, 정면도, 측면도 및 저면도이다.

도7은(a)∼(d)는, 도4의 갠트리부의 다른 구성예를 나타내는 평면도, 정면도, 측면도 및 저면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1, 30 갠트리형 ＸＹ 스테이지

2, 32 스테이지면(stage面) 3, 33 스테이지반(stage盤)

3a, 3b, 33a, 33b　측면(側面) 4, 34 갠트리부(gantry部)

5, 48　Y축 리니어 가이드(Y軸 linear guide)

6L, 6R, 36L, 36R　지지암(支持 arm)

7L, 7R, 37L, 37R　지지 샤프트(支持 shaft)

8, 38 갠트리빔(gantry beam) 8a, 8b　단부(端部)

9, 39 유닛(unit) 10, 72 케이블(cable)

31 장치 설치대(裝置設置臺) 41 지주(支柱)

42 보(梁) 43 방진 마운트(防振 mount)

44 가이드 레일(guide rail)

45 리니어 모터 고정자(linear motor 固定子)

46 리니어 스케일(linear scale) 47 슬라이더(slider)

51 가이드 레일(guide rail)

61 슬라이딩 가이드(sliding guide)

71 케이블 가이드(cable guide) 80 갠트리부(gantry部)

81 지지암(支持 arm)

본 발명은, 액정패널(液晶 panel) 등의 플랫 디스플레이 패널(flat display panel)의 검사, 가공 등을 할 때에 사용되는 갠트리형 ＸＹ 스테이지에 관한 것으로서, 특히 장치 치수의 증가, 갠트리빔의 휨량의 증가를 초래하는 않고 스테이지면(stage面)을 넓게 할 수 있도록 개량을 도모한 갠트리형 ＸＹ 스테이지에 관한 것이다.

액정패널 등의 플랫 디스플레이 패널 등의 검사, 가공 등을 하기 위해서, 갠트리형 ＸＹ 스테이지가 사용되고 있다. 갠트리형 ＸＹ 스테이지는, 장치 설치대 상에 수평으로 지지되어 있는 스테이지반(stage盤;정반(定盤))의 상면에 수평한 사각형의 스테이지면이 형성되어 있고, 갠트리부가 스테이지면을 따라 그 장변방향(Y축방향)으로 슬라이드 하도록 부착되어 있다. 갠트리부에는, 스테이지면을 따라 그 단변방향(X축방향)으로 슬라이드 하도록 검사유닛 등의 유닛이 탑재된다. 갠트리부 및 유닛을 ＸＹ의 2축방향으로 이동시킴으로써, 스테이지면에 실리는 패널의 임의의 위치에 유닛에 대한 위치결정을 할 수 있다. 이러한 갠트리형 ＸＹ 스테이지는 특허문헌1, 2에 개시되어 있다.

특허문헌1 일본국 공개특허공보 특개2006-49384호 공보

특허문헌2 일본국 공개특허공보 특개2005-62148호 공보

최근에 있어서는 디스플레이의 대형화에 따라 액정패널 등의 플랫 디스플레이 패널도 대형화하고 있고, 이에 따라 갠트리형 ＸＹ 스테이지도 대 형의 것이 요구되고 있다. 즉 대형 패널의 검사 등을 하기 위해서는, 그것을 실을 수 있는 넓은 스테이지면을 구비한 갠트리형 ＸＹ 스테이지가 필요하게 되어 있다.

스테이지면의 폭 및 길이를 넓히기 위해서는, 갠트리형 ＸＹ 스테이지의 폭 및 길이 치수를 늘릴 필요가 있다. 그 결과, 제조비용의 증가, 중량의 증가를 초래하고 넓은 설치 장소도 필요하게 된다. 특히, 스테이지반을 크게 할 필요가 있으므로, 제조비용 및 중량이 증가한다. 또한 폭 치수가 증가하면, 트레일러(trailer)에 탑재하여 운반할 수 없기 때문에 분해하여 반송하지 않으면 안되어 극히 불편하다.

한편 종래의 갠트리형 ＸＹ 스테이지는 문(門)　모양의 갠트리부를 구비하고 있고, 검사유닛 등의 유닛이 슬라이드 하는 갠트리빔은, 그 양단에 있어서 지지 샤프트에 의하여 양팔보 상태에서 지지되어 있다. 이러한 구조의 갠트리부에서는, 유닛이 갠트리빔의 스팬(span) 방향의 중앙에 위치한 상태에 있어서, 갠트리빔의 중앙 부분이 크게 휘고, 유닛이 양단 측으로 이동하면 갠트리빔의 휨량이 감소한다. 이렇게 유닛의 이동, 즉 하중이동에 의하여 갠트리빔의 휨량이 크게 변화된다. 또한 갠트리형 ＸＹ 스테이지의 대형화에 따라 갠트리빔의 스팬이 길어지면, 휨량은 스팬의 3승에 비례하여 증가하기 때문에 그 최대 휨량이 대폭적으로 증가해버린다. 휨량을 저감(低減)하기 위해서는 갠트리빔의 강성을 높이는 등의 대책이 필요하고, 이 때문에 비용 및 중량의 증가를 초래하게 된다.

본 발명의 과제는, 이러한 점을 감안하여 폭 치수의 증가를 수반하는 않고 광폭(廣幅)의 스테이지면을 확보할 수 있는 구조의 갠트리형 ＸＹ 스테이지를 제안하는 것에 있다.

또한 본 발명의 과제는, 갠트리빔의 휨을 억제 가능한 구조의 갠트리형 ＸＹ 스테이지를 제안하는 것에 있다.

도1을 참조하여 설명하면 본 발명의 갠트리형 ＸＹ 스테이지1은, 상면(上面)에 스테이지면(stage面)2가 형성되어 있는 스테이지반(stage盤)3과, 스테이지면2와 평행한 X축방향을 따라 당해 스테이지면2를 넘는 상태로 가설(架設)된 갠트리부(gantry部)4와, 갠트리부4를 스테이지면2와 평행하고 X축과 직교하는 Y축방향으로 슬라이드 가능한 상태로 지지하고 있는 Y축 리니어 가이드(Y軸 linear guide)5를 구비하고 있다. 또한 갠트리부4는 Y축 리니어 가이드5에 의하여 지지되고, 스테이지반3에 있어서 X축방향의 양측면3a, 3b로부터 외측으로 돌출하는 좌우의 지지암6L, 6R과, 이들 좌우의 지지암6L, 6R에 의하여 지지되어 있는 좌우의 지지 샤프트7L, 7R과, 좌우의 지지 샤프트7L, 7R의 사이에 가설되어 있는 갠트리빔(gantry beam)8을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. 여기에서 좌우의 지지암6L, 6R은 일반적으로는 X축방향으로 돌출시키면 좋다.

본 발명의 갠트리형 ＸＹ 스테이지1에서는, 갠트리빔8의 양단8a, 8b를 지지하고 있는 지지 샤프트7L, 7R이, 스테이지반3의 양단3a, 3b로부터 외측으로 돌출시킨 지지암6L, 6R에 의하여 지지되어 있다. 갠트리빔8을 따라 X축방향으로 슬라이드 하는 검사유닛 등의 유닛9는 좌우의 지지 샤프트7L, 7R 사이에서 X축방향으로 슬라이드 가능하다. 외측으로 돌출하는 좌우의 지지암6L, 6R에 의하여 좌우의 지지 샤프트7L, 7R을 지지하고 있으므로, 좌우의 지지 샤프트7L, 7R의 간격을 스테이지반3의 폭 치수와 동일 또는 그 이상으로 넓힐 수 있다.

이에 대하여 도2에 나타나 있는 바와 같이 종래의 갠트리형 ＸＹ 스테이지11에서는, 스테이지반13의 상면에 문(門)　모양의 갠트리부14가 Y축 리니어 가이드15L, 15R에 의하여 Y축방향으로 슬라이드 가능한 상태로 지지되어 있다. 따라서 갠트리부14를 따라 X축방향으로 슬라이드 가능한 유닛19의 이동범위는, 스테이지반13의 폭 치수보다 좁다.

따라서 본 발명에 의하면, 스테이지반 상에 좌우의 지지 샤프트가 지지되어 있는 종래의 문　모양의 갠트리부에 비하여, 당해 갠트리부를 따라 X축방향으로 슬라이드 하는 검사유닛 등의 유닛의 이동범위를 넓게 할 수 있다. 그 결과, 동일한 폭의 스테이지면을 구비하는 스테이지반으로서 종래보다 폭이 좁은 스테이지반을 사용할 수 있다. 다시 말하면, 동일한 폭의 스테이지반을 사용하고도 종래보다 광폭의 스테이지면을 형성할 수 있다.

또한 도3에 나타나 있는 바와 같이 본 발명의 갠트리부4에서는, 그 좌우의 지점(支點)(Y축 리니어 가이드5에 의한 지점)이 갠트리빔8의 양단보다 내측에 위치하고 있다. 따라서 갠트리빔8의 유효 스팬 길이Le(8)을 실제의 갠트리빔8의 길이L(8)보다 짧게 할 수 있기 때문에 그 중앙에 하중이 작용하였을 경우의 최대 휨량A를 작게 할 수 있다. 따라서 스테이지면을 넓히기 위하여 갠트리빔을 길게 하는 경우에, 종래에 비하여 갠트리빔의 휨량을 적게 할 수 있다. 또한 하중의 이동에 따른 갠트리빔8의 휨량의 변동도 억제할 수 있다.

다음에, 본 발명에서는 도1에 나타나 있는 바와 같이 지지암6L, 6R에 있어서 스테이지반3의 양측면3a, 3b로부터 외측으로 돌출하는 돌출 부분의 하측, 즉 좌우의 지지 샤프트7L, 7R의 하방의 부위에 갠트리부4 및 스테이지반3의 사이를 연결하고 있는 케이블10이 배치되어 있다.

종래에 있어서는, 도2에 나타나 있는 바와 같이 스테이지반13의 측방에 케이블20이 배치되어 있고, 갠트리형 ＸＹ 스테이지11의 폭 치수는 스테이지반13의 폭 치수에 케이블20의 폭 치수를 더한 치수가 되어 있다.

본 발명에서는, 좌우로 돌출시킨 지지암6L, 6R의 하측의 공간을 이용하여 케이블10을 배치하고 있다. 즉 종래에 있어서의 케이블20의 설치 스페이스를 이용하여 좌우의 지지암6L, 6R을 설치하고 있다. 따라서 좌우로 돌출시킨 지지암6L, 6R에 의하여 갠트리형 ＸＹ 스테이지1의 폭 치수가 증가하는 것을 억제 혹은 회피할 수 있다. 다시 말하면 본 발명의 갠트리형 ＸＹ 스테이지에서는 당해 갠트리형 ＸＹ 스테이지의 X축방향에 있어서의 최 대 폭 치수가, 갠트리부의 X축방향의 폭 치수에 의하여 규정된다. 종래에 비하여, 폭 치수의 증가를 억제할 수 있고 또한 종래보다 폭 치수를 축소하는 것도 가능하게 된다.

다음에 도1에 나타나 있는 바와 같이 갠트리부4를 지지하고 있는 Y축 리니어 가이드5로서, 스테이지면에 있어서 X축방향의 양측의 부위에 있어서, 좌우의 지지암을 각각 지지하고 있는 좌우의 Y축 리니어 가이드5L, 5R을 사용하는 경우에는, 좌우의 지지암의 사이에 X축방향을 따라 연결 플레이트8A를 가설하여 두어도 좋다.

(실시예)

도4는, 본 발명을 적용한 갠트리형 ＸＹ 스테이지의 실시예를 나타내는 사시도이며, 도5(a)∼(c)는 그 평면도, 측면도 및 정면도이다. 또한 도6(a)∼(d)는 그 갠트리부 만을 나타내는 평면도, 정면도, 측면도 및 저면도이다.

본 실시예에 관한 갠트리형 ＸＹ 스테이지30은, 대형의 액정패널의 검사 등에 사용하기 위한 것이다. 이 갠트리형 ＸＹ 스테이지30은, 장치 설치대31과, 이 위에 수평으로 지지되어 있는 사각형의 스테이지반(定盤)33과, 스테이지반33에 의하여 슬라이드 가능한 상태로 지지되어 있는 갠트리부34와, 이 갠트리부34에 슬라이드 가능한 상태로 탑재되어 있는 검사유닛39를 구비하고 있다.

장치 설치대31은, 매트릭스 모양으로 배치한, 예를 들면 9개의 지주 41과, 이들을 서로 연결하고 있는 보42를 구비하고 있고, 각 지주41의 두부(頭部)에 방진 마운트(防振 mount)43을 통하여 스테이지반33이 수평으로 지지되어 있다. 스테이지반33은 전후방향(Y축방향)으로 긴 사각형 형상을 하고 있고, 그 상면의 양측 부분에는 각각 전후방향으로 평행하게 연장되는 한 쌍의 직선 모양의 가이드 레일44가 배치되어 있다. 좌우의 가이드 레일44의 사이가 검사대상인 액정패널(도면에는 나타내지 않는다)을 싣기 위한 직사각형의 스테이지면32로 되어 있다.

좌우의 한 쌍의 가이드 레일44의 사이에는, 이들과 평행하게 연장되고 옆으로 개구하는 단면이 편평한 홈인 리니어 모터 고정자45가 배치되어 있다. 또한 리니어 모터 고정자45와 일방의 가이드 레일44의 사이에는 갠트리부34의 슬라이드 위치를 검출하기 위한 리니어 스케일46이 배치되어 있다.

갠트리부34는, 좌우의 지지암36L, 36R과, 이들에 의하여 지지되어 있는 좌우의 지지 샤프트37L, 37R과, 이들 지지 샤프트37L, 37R의 사이에 가설되어 있는 갠트리빔38을 구비하고 있다. 좌우의 지지암36L, 36R은 가늘고 긴 사각형의 판 형상의 것으로서, 스테이지반33의 상면의 좌우의 단부에 있어서 가이드 레일44 상에서부터 스테이지반33의 양측면33a, 33b의 측방(X축방향의 외측)으로 돌출하고 있다.

지지암36L, 36R의 내단부(內端部) 이면(裏面)에는 가이드 레일44를 따라 슬라이드 가능한 상태로 당해 가이드 레일44에 상측으로부터 장착되어 있는 슬라이더47이 부착되어 있다. 이들 가이드 레일44및 슬라이더47에 의하여 Y축 리니어 가이드48이 구성되어 있다. 또한 지지암36L, 36R의 내단부 이면에는 슬라이더47의 사이에 리니어 모터 가동자(도면에는 나타내지 않는다)가 부착되고 있어, 이것이 리니어 모터 고정자45의 홈에 삽입된 상태로 지지되어 있다. 이들 리니어 모터 고정자45 및 리니어 모터 가동자에 의하여 갠트리부34를 Y축방향으로 슬라이드 시키기 위한 Y축 리니어 모터가 구성되어 있다.

지지암36L, 36R에 있어서 스테이지반33의 양측면33a, 33b로부터 외측으로 돌출하는 부분의 상면에는 수직이며 단면이 사각형인 지지 샤프트37L, 37R이 고정되어 있다. 이들 지지 샤프트37L, 37R에 의하여 단면 형상이 사각형인 갠트리빔38이 폭방향(X축방향)으로 수평으로 연장되는 상태에서 지지되어 있다. 갠트리빔38의 상면에는 X축방향을 따라 2가닥의 가이드 레일51이 직선 모양으로 배치되어 있다. 또한 가이드 레일51의 사이에는 옆으로 개구하고 단면이 홈형인 리니어 모터 고정자(도면에는 나타내지 않는다)가 X축방향을 따라 직선 모양으로 배치되어 있다. 또한 리니어 모터 고정자의 측방에는 검사유닛39에 대한 X축방향의 슬라이드 위치를 검출하기 위한 리니어 스케일(도면에는 나타내지 않는다)도 배치되어 있다.

검사유닛39는 슬라이드 베이스61에 탑재되어 있다. 슬라이드 베이스61의 이면에는, 가이드 레일51을 따라 슬라이드 가능한 상태로 당해 가이드 레일51에 상측으로부터 장착된 슬라이더62가 부착되어 있다. 이들 가이드 레일51 및 슬라이더62에 의하여 X축 리니어 가이드63이 구성되어 있고, X축 슬 라이드 베이스61은 갠트리빔38의 상면을 따라 X축방향으로 슬라이드 가능하다. 또한 슬라이드 베이스61의 이면에는 리니어 모터 고정자의 홈에 삽입된 상태로 지지되는 리니어 모터 가동자(도면에는 나타내지 않는다)가 부착되어 있다. 이들 리니어 모터 고정자 및 리니어 모터 가동자에 의하여 검사유닛39가 탑재되어 있는 슬라이드 베이스61을 X축방향으로 슬라이드 시키기 위한 X축 리니어 모터가 구성되어 있다.

여기에서 스테이지반33의 양측면33a, 33b에 있어서 뒤쪽의 부분에는, 그들의 하부 테두리 부분을 따라 전후방향으로 일정한 길이의 케이블 가이드71이 수평으로 부착되어 있다. 이 케이블 가이드71의 전단부(前端部)와 좌우로 돌출하는 지지암36L, 36R의 돌출 부분의 이면과의 사이에는, 편평한 U자 모양으로 만곡한 상태로 배치되는 케이블72가 가설되어 있다.

(갠트리부의 다른 구성예)

도7(a)∼(d)는, 갠트리부의 다른 구성예를 나타내는 평면도, 정면도, 측면도 및 이면도이다. 여기에 나타내는 갠트리부80의 기본구성은 도6에 나타내는 갠트리부34와 동일하기 때문에, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 다른 점은, 좌우의 지지암36L, 36R이, X축 방향으로 연장되는 1매의 가늘고 긴 사각형 판자 모양의 지지암81로 형성되어 있다는 것이다. 이러한 구조의 갠트리부80을 상기한 갠트리부34의 대신에 사용할 수 있고, 당해 갠트리부34를 사용하는 경우와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

(기타의 실시예)

상기의 예에 있어서는, 갠트리부를 Y축방향으로 안내하기 위하여 가이드 레일을 구비한 리니어 가이드를 사용하고 있지만, 예를 들면 에어 베어링을 구비하는 구성 등 별도의 구성의 리니어 가이드를 사용하더라도 좋은 것은 물론이다.

또한 갠트리부를 Y축방향으로 이동시키기 위한 구동기구로서 리니어 모터를 사용하고 있지만, 리니어 모터 이외의 구동기구를 사용할 수도 있다. 예를 들면 통상의 모터의 회전력을, 갠트리부를 직선 이동시키기 위한 구동력으로 변환하는 것 같은 구동기구를 구성할 수도 있다.

본 발명의 갠트리형 ＸＹ 스테이지의 갠트리부는, 스테이지반의 양측(X축방향의 끝)으로부터 좌우로 돌출시킨 지지암을 구비하고, 이들의 지지암에 의하여 지지되어 있는 지지 샤프트의 사이에 갠트리빔이 가설된 구조로 되어 있다.

이러한 구조의 갠트리부를 채용함으로써 갠트리빔을 따라 X축방향으로 이동하는 검사유닛 등의 유닛의 이동범위를 넓게 할 수 있고, 스테이지반의 상면을 유효하게 이용할 수 있다. 따라서 스테이지반의 상면에 넓은 스테이지면을 확보할 수 있으므로, 전체의 폭 치수의 증가를 초래하는 않고 폭이 넓은 패널의 검사 등을 하는 것이 가능한 폭이 넓은 스테이지 면을 구비한 갠트리형 ＸＹ 스테이지를 구현할 수 있다.

또한 갠트리빔의 휨량을 작게 할 수 있기 때문에, 본 발명은, 긴 갠트리빔이 필요한 대형의 갠트리형 ＸＹ 스테이지를 구현하기 위하여 매우 유효하다.

Claims

상면(上面)에 스테이지면(stage面)이 형성되어 있는 스테이지반(stage盤)과,

스테이지면과 평행한 X축방향을 따라 당해 스테이지면을 넘는 상태로 가설(架設)된 갠트리부(gantry部)와,

갠트리부를 스테이지면과 평행하게 X축에 직교하는 Y축방향으로 슬라이드 가능한 상태로 지지하고 있는 Y축 리니어 가이드를

구비하고,

갠트리부는,

Y축 리니어 가이드에 의하여 지지되고 스테이지반에 있어서 X축방향의 양단으로부터 외측으로 돌출하는 좌우의 지지암과,

이들 좌우의 지지암에 의하여 지지되어 있는 좌우의 지지 샤프트와,

좌우의 지지 샤프트의 사이에 가설되어 있는 갠트리빔을

구비하는 것을 특징으로 하는 갠트리형 ＸＹ 스테이지.
제1항에 있어서,

상기 지지암은 X축방향으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 갠트리형 ＸＹ 스테이지.
제1항에 있어서,

상기 지지암에 있어서 상기 스테이지반의 양측면에서 외측으로 돌출하는 돌출 부분의 하측에, 갠트리부 및 스테이지반의 사이를 연결하고 있는 케이블이 배치되는 것을 특징으로 하는 갠트리형 ＸＹ 스테이지.
제1항에 있어서,

당해 갠트리형 ＸＹ 스테이지의 X축방향에 있어서의 최대 폭 치수가, 갠트리부의 X축방향의 폭 치수에 의하여 규정되는 것을 특징으로 하는 갠트리형 ＸＹ 스테이지.
제1항에 있어서,

Y축 리니어 가이드는, 스테이지면에 있어서 X축방향의 양측에서 좌우의 지지암을 지지하고,

좌우의 지지암의 사이에는 X축방향을 따라 연결 플레이트가 가설되어 있는 것을 특징으로 하는 갠트리형 ＸＹ 스테이지.