KR20090027343A - 이동 경로부를 갖는 기판 합착 장치 및 이를 사용한 기판합착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 경로부를 갖는 기판 합착 장치를 제공한다. 상기 기판 합착 장치는 그 저면에 상부 기판이 안착되며, 외부로부터 동력을 전달 받아 승강되는 상부 챔버와, 상기 상부 챔버의 하방을 따라 일정 거리 이격되어 배치되며, 그 상부에 하부 기판이 안착되는 판상의 하부 챔버와, 상기 하부 챔버에 마련되며, 상기 하부 챔버의 내부를 따라 포크암들의 이동을 안내하는 이동 경로부를 구비한다. 또한, 본 발명은 상기 기판 합착 장치를 사용한 기판 합착 방법도 제공함으로써, 하부 기판을 이송하는 포크암을 하부 챔버의 내부를 따라 이동되도록 하여 상기 하부 기판을 하부 챔버에 안착시키고, 상기 하부 챔버와 기밀될 수 있는 상부 챔버를 서로 합치하여 상부 기판과 하부 기판을 서로 합착할 수 있다.

Description

이동 경로부를 갖는 기판 합착 장치 및 이를 사용한 기판 합착 방법{APPARATUS HAVING THE TRANSFERAL PATH PORTION AND METHOD FOR JOINING OF SUBSTRATE USING THE SAME}

본 발명은 기판 합착 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하부 기판을 이송하는 포크암을 하부 챔버의 내부를 따라 이동되도록 하여 상기 하부 기판을 하부 챔버에 안착시키고, 상기 하부 챔버와 기밀될 수 있는 상부 챔버를 서로 합치하여 상부 기판과 하부 기판을 서로 합착할 수 있는 이동 경로부를 갖는 기판 합착 장치 및 이를 사용한 기판 합착 방법을 제공함에 있다.

최근 정보화 사회가 발전하면서 정보 통신 기기에 필수 구성 요소인 디스플레이 장치에 대한 요구도 다양해지고 있다.

이에 따라 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등의 여러 가지 표시 장치가 개발되고 있다.

이러한 표시 장치의 사용자는 고화질화, 경량화 등과 함께 대형화를 요구하고 있다. 따라서, 최근에는 50인치이상의 초대형 LCD가 개발되어 상용화되고 있다.

이 중, 상기 LCD는 액정(Liquid Crystal)의 굴절률의 비등방성(anisotropy) 을 이용하여 화면에 정보를 표시하는 표시 장치이다.

상기 LCD는 두 기판 사이에 액정을 첨가하고 합착하여 생산된다.

이러한 표시장치의 제조공정에서 두 기판을 합착하는 공정은 매우 중요하다. 특히, 표시 장치의 대형화에 따라 대형 기판을 합착하는 기판합착장치도 대형화되고 있으며, 이에 따라 기판 합착 장치에 요구되는 점도 많아지고 있다.

종래의 기판 합착 장치는 진공 상태를 유지할 수 있는 챔버의 내부로 상부 기판과 하부 기판을 반입하고, 각각 상부 챔버와 하부 챔버에 안착하여 기판의 합착을 준비한다.

이때, 기판은 상부 기판과 하부 기판으로 구성되고, 이들 기판은 이송용 로봇에 의하여 챔버의 내부로 이송된다.

특히, 하부 기판은 상기 이송용 로봇에 의하여 하부 챔버의 상부로 이송되면, 상기 하부 챔버에 마련되는 다수개의 지지핀들에 의해 수취 및 지지되어 상기 하부 챔버의 상부에 안착된다.

따라서, 종래에는 상기와 같이 기판이 대형화됨에 따라 지지핀들의 수량이 증가되고, 고가의 기밀부재가 다수 사용되어야 하고, 다수의 지지핀들을 구동시키기 위한 구동장치가 요구됨에 따라, 제조 장치의 제작에 투입되는 비용이 증가되는 문제점이 있다.

또한, 다수의 지지핀들을 동시에 구동시키고, 지지핀들의 미세한 높이를 조절하는 데에도 어려움이 있다.

이에 더하여, 종래의 지지핀들은 기판이 처지지 않고 수평을 유지하도록 다 수의 개수로 하부 챔버에 마련되는데, 상기 지지핀들 중 어느 하나가 휘는 등의 문제가 발생되면, 그 상부에 지지되는 기판의 수평이 틀어지는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 상기와 같이 기판이 틀어지어 하부 챔버에 안착되고, 이러한 하부 기판과 상부 기판이 합착되는 경우에, 합착되지 못하는 불량 공간이 발생되어 종국에는 제품 불량이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있도록 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 하부 챔버에 하부 기판을 이송하는 포크암들이 이동할 수 있는 이동 경로홈을 마련하여 하부 기판을 상기 하부 챔버의 상부에 용이하게 안착시킬 수 있는 이동 경로부를 갖는 기판 합착 장치 및 이를 사용한 기판 합착 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제 2목적은 하부 챔버에서 하부 기판을 지지하는 리프트 핀들을 사용하지 않고 하부기판을 하부 챔버로 로딩 또는 언로딩 시킬 수 있도록 함으로써, 일정 크기 이상의 하부 기판을 지지하기 위하여 설치되는 지지핀 및 제조 장치의 제작 비용을 절감할 수 있는 이동 경로부를 갖는 기판 합착 장치 및 이를 사용한 기판 합착 방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태를 따르는 이동 경로부를 갖는 기판 합착 장치는 그 저면에 상부 기판이 안착되며, 외부로부터 동력을 전달 받 아 승강되는 상부 챔버와, 상기 상부 챔버의 하방을 따라 일정 거리 이격되어 배치되며, 그 상부에 하부 기판이 안착되는 판상의 하부 챔버와, 상기 하부 챔버에 마련되며, 상기 하부 챔버의 내부를 따라 포크암들의 이동을 안내하는 이동 경로부를 포함한다.

여기서, 상기 이동 경로부는 상기 하부 챔버의 길이 방향을 따르고 일정 간격을 이루며 일정 길이로 형성되는 적어도 하나 이상의 이동 경로홈으로 이루어진다.

상기 이동 경로홈은 그 상부가 외부로 노출되고 그 측부가 상기 하부 챔버의 일측부를 통하여 외부로 노출되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 이동 경로홈은 그 길이 방향을 따라 서로 일정 각도를 이루는 면들로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이동 경로홈은 그 길이 방향을 따르는 곡면으로 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 이동 경로홈에는 상기 포크암의 이동을 안내하도록 다수개의 구름 돌기들이 더 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하부 챔버의 상단에는 상기 하부 챔버의 가장자리부를 따르는 실링 부재가 더 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하부 챔버의 상단 내측부에는 상기 기준 기판을 정전기력으로 안착시키는 정전척이 구비된다.

상기 정전척에는 상기 이동 경로홈과 연통되는 유통홀이 형성되는 것이 바람 직하다.

한편, 상기 상부 챔버의 하단 일측부에는 상기 하부 챔버의 일측부를 통하여 외부로 노출되는 상기 이동 경로홈과 합치되는 적어도 하나 이상의 돌기부가 마련되는 것이 바람직하다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태를 따르는 기판 합착 방법은 이동 경로부를 사용하여 하부 챔버의 내부를 따라 그 상단에 하부 기판이 지지된 포크암들의 이동을 안내하여 상기 하부 기판을 상기 하부 챔버의 상부에 안착시키는 단계와, 그 저면에 상부 기판이 안착되고 상기 하부 챔버의 상방에 위치된 상부 챔버를 상기 하부 챔버와 합치하여, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 서로 합착하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 이동 경로부는 상기 하부 챔버의 길이 방향을 따르고 일정 간격을 이루며 일정 길이로 형성되는 적어도 하나 이상의 이동 경로홈으로 이루어진다.

상기 이동 경로홈은 그 상부가 외부로 노출되고 그 측부가 상기 하부 챔버의 일측부를 통하여 외부로 노출되고, 상기 포크암은 상기 하부 챔버의 일측부를 통하여 상기 이동 경로홈으로 인입되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 상부 챔버의 하단 일측부에 마련되는 적어도 하나 이상의 돌기부를 사용하여 상기 하부 챔버의 외부로 노출되는 상기 이동 경로홈의 일측부를 서로 합치시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하부 챔버의 가장자리부를 따르도록 상기 하부 챔버의 상단에 마련된 실링 부재를 사용하여 상기 상부 챔버와 상기 하부 쳄버 몸체의 사이 공간을 서로 밀폐하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 포크암들은 상기 이동 경로홈의 내측에 설치되는 다수개의 구름 돌기들에 의하여 그 이동이 안내되는 것이 바람직하다.

본 발명은 하부 챔버에 하부 기판을 이송하는 포크암들이 이동될 수 있는 이동 경로홈을 마련하여 하부 기판을 상기 하부 챔버의 상부에 용이하게 안착시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 하부 챔버에서 하부 기판을 지지하는 리프트 핀들을 사용하지 않고 하부기판을 하부 챔버로 로딩 또는 언로딩 시킬 수 있도록 함으로써, 일정 크기 이상의 하부 기판을 지지하기 위하여 설치되는 리프트 핀의 제작 비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

이하, 첨부되는 도면들을 참조로 하여, 본 발명의 기판 합착 장치 및 이를 사용한 기판 합착 방법을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따르는 하부 챔버와 상부 챔버를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 선 Ⅰ-Ⅰ'를 따르는 단면도이다. 도 3은 본 발명에 따르는 이동 경로부의 다른 실시예를 보여주는 사시도이다. 도 4는 도 1에 도시된 이동 경로홈의 일측부에 테이퍼가 형성된 것을 보여주는 평면도이다. 도 5는 본 발명에 따르는 이동 경로부에 구름 돌기들이 설치된 하부 챔버를 보여주는 평면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 표시 부호 A의 확대 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조 하면, 본 발명의 기판 합착 장치는 외부로 부터의 동력을 전달받아 승강되며, 그 저면에 일정 크기의 상부 기판(미도시)이 안착되는 상부 챔버(100)와 상기 상부 챔버(100)의 하방을 따라 일정 거리 이격되어 배치되는 하부 챔버(200)와, 상기 하부 챔버(200)로 하부 기판(미도시)을 이송하여 안착시키는 이송부와, 상기 상부 챔버(100)와 상기 하부 챔버(200)가 배치되는 공간이 형성되며 이들을 감싸고, 상기 이송부(300)가 이동되는 개구가 형성되는 메인 프레임(미도시)으로 구성된다.

상기 상부 챔버(100)는 상기 메인 프레임의 내측에 설치되는 승강 실린더(미도시)와 연결된다.

따라서, 상기 승강 실린더의 구동에 의하여 상기 상부 챔버(100)는 승강될 수 있다.

상기 하부 챔버(200)에는 상기 이송부(300)가 하부 챔버(200)의 내부를 따라 이동할 수 있는 이동 경로부(210)가 마련된다.

상기 이송부(300)는 다수개의 포크암들(320)이 구비된 로봇(310)과, 상기 로봇(310)을 구동시키는 구동기(미도시)로 구성된다.

상기 포크암들(320)은 일정 크기 이상의 하부 기판의 저부를 지지할 수 있다.

상기 이동 경로부(210)는 상기 다수개의 포크암들(320)의 이동을 안내하는 이동 경로홈들일 수 있다.

상기 이동 경로홈들은 상기 포크암들(320)의 개수와 일대일 대응되는 개수로 상기 하부 챔버(200)에 마련된다.

상기 이동 경로홈들은 그 상부가 외부로 노출되고, 그 측부가 상기 하부 챔버(200)의 일측부를 통하여 외부로 노출된다.

상기 포크암들(320)은 상기 외부로 노출된 하부 챔버(200)의 일측부를 통하여 상기 이동 경로홈들로 인입 또는 인출된다.

또한, 상기 하부 챔버(200)의 상단 내측부에는 상기 하부 기판을 정전기력으로 안착시키는 정전척(220)이 설치된다.

상기 정전척(220)에는 상기 이동 경로홈과 연통되는 유통홀(221)이 형성된다.

따라서, 로봇(310)은 다수개의 포크암들(320)에 하부 기판이 지지된 상태에서, 구동기로부터 동력을 전달받아 이동 동작된다.

그리고, 상기 이동되는 포크암들(320) 각각은 이동 경로홈의 내측으로 이동되어 위치된다.

상기 이동 경로홈의 내부에 위치된 포크암들(320) 각각은 일정 위치로 하강될 수 있다.

따라서, 상기 포크암들(320)에 지지된 하부 기판은 그 저면이 하부 챔버(200)의 상부에 설치된 정전척(220)의 상면에 안착될 수 있다.

이어, 상기 하부 기판(200)의 저면은 상기 포크암들(320)로부터 분리되고, 상기 포크암들(320)은 구동기의 동력에 의하여 원위치로 복귀될 수 있다.

한편, 상기 이동 경로홈은 그 길이 방향을 따라 서로 일정 각도를 이루는 면들로 이루어진다.

즉, 상기 이동 경로홈의 내면 형상은 상기 이동 경로홈의 내부에서 이동되는 포크암(320)의 종단면의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다.

예컨대, 상기 포크암(320)의 종단면이 사각 형상인 경우에, 상기 이동 경로홈의 종단면은 상기 포크암(320)의 외주면을 감싸는 형상으로 형성될 수 있다.

이에 더하여, 상기 이동 경로홈은 도 3에 도시된 바와 같이 그 길이 방향을 따라 곡면(210')이 형성되도록 이루어질 수 있다.

이러한 경우는 상기 포크암(320)의 종단면 형상이 원형을 이루는 경우에, 상기 종단면이 원형을 이루는 포크암(320)의 외주면을 감싸는 예일 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 이동 경로홈의 모서리부는 도 4에 도시된 바와 테이퍼(211) 질 수도 있다.

따라서, 상기 테이퍼(211)는 상기 하부 챔버(200)의 일측부를 통하여 인입되는 포크암(320)이 이동 경로홈의 모서리부와 서로 충돌되는 경우에 슬립 현상을 유도하여 그 충격력을 줄일 수도 있다.

또 한편, 도 4를 참조 하면, 상기 이동 경로홈의 내면에는 일정 두께의 탄성층(210a)이 더 마련될 수도 있다.

따라서, 상기 포크암(320)이 이동 경로홈에서 오작동되어 이동 경로홈의 내면과 충돌되는 경우에, 상기 포크암(320)이 상기 탄성층(210a)에 충돌되므로 상기 충돌로 인한 충격력은 용이하게 저감될 수도 있다.

또 한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 이동 경로홈의 내면에는 다수개의 구름 돌기들(212)이 더 설치될 수 있다.

따라서, 상기 포크암(320)은 그 외주면이 상기 구름 돌기들(212)과 접촉된 상태에서, 상기 이동 경로홈의 내부에서 이동될 수 있다.

그러므로, 상기 구름 돌기들(212)은 상기 이동되는 포크암(320)의 이동을 용이하게 안내할 수 있다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 구름 돌기들(212)의 외면에는 일정 두께의 다른 탄성층(212a)이 코팅될 수 있다.

상기 코팅된 탄성층(212a)은 상기 구름 돌기들(212)과 포크암(320)의 외주면과의 물리적인 충격력을 용이하게 줄일 수 있다.

또 한편, 상기 하부 챔버(200)의 상단에는 상기 하부 챔버(200)의 가장자리를 따르는 실링 부재(230)가 더 설치된다.

상기 실링 부재(230)는 탄성 재질로 이루어 질 수 있다.

따라서, 상기 실링 부재(230)는 상기 하부 챔버(200)의 가장자리를 따라 그 상면과, 상기 가장자리 위치에 배치되는 이동 경로홈들의 내면에 연속적으로 설치된다.

도 1을 참조 하면, 본 발명에 따르는 상부 챔버(100)는 그 테두리부에 상기 이동 경로홈들에 각각 끼워지는 돌기부들(120)을 갖는다.

상기 돌기부들(120)은 상기 상부 챔버(100)의 테두리에서 하방을 향하여 일 정 길이로 돌출도록 형성된다.

따라서, 상기 상부 챔버(100)가 승강 실린더의 하강 동작에 의하여 하강되면, 상기 상부 챔버(100)와 하부 챔버(200)는 서로 합치된다.

이때, 상기 상부 챔버(100)의 돌기부들(120)은 상기 하부 챔버(200)의 일측부에 위치되는 이동 경로홈들에 끼워진다.

따라서, 상기 상부 챔버(100)와 하부 챔버(200)의 내부 공간은 밀폐될 수 있다.

이에 더하여, 상기 하부 챔버(200)의 가장자리를 따라 설치된 실링 부재(230)는 상기 상부 챔버(100)의 저면 테두리와 하부 챔버(200)의 상면 테두리를 서로 실링함과 아울러, 돌기부들(120)의 외면과 이동 경로홈의 내면을 서로 실링할 수 있다.

상기와 같이, 상부 챔버(100)와 하부 챔버(200)가 서로 합치되면, 상부 챔버(100)에 안착된 상부 기판과 하부 챔버(200)에 안착된 하부 기판은 서로 합착될 수 있다.

이어, 상,하부 기판의 합착이 완료되면, 상부 챔버(100)는 원위치로 복귀되고, 하부 챔버(200)에 안착된 합착된 기판은 이송부(300)에 의하여 외부로 언로딩될 수 있다.

상기의 언로딩 동작은 포크암들(320)을 이동 경로홈들을 따라 하부 챔버(200)의 내부를 통하여 이동하도록 하고, 상기 합치된 기판을 포크암들(320)에 의하여 지지되도록 하고, 상기 포크암(320)을 이동 경로홈들로부터 인출되도록 함 으로써 이루어진다.

즉, 상기 언로딩 동작은 상기에 언급된 하부 기판을 로딩하는 동작의 역 동작일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 하부 챔버와 상부 챔버를 보여주는 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 선 Ⅰ-Ⅰ'를 따르는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따르는 이동 경로부의 다른 실시예를 보여주는 사시도이다.

도 4는 도 1에 도시된 이동 경로홈의 일측부에 테이퍼가 형성된 것을 보여주는 평면도이다.

도 5는 본 발명에 따르는 이동 경로부에 구름 돌기들이 설치된 하부 챔버를 보여주는 평면도이다.

도 6은 도 5에 도시된 표시 부호 A의 확대 평면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 상부 챔버

120 : 돌기부

200 : 하부 챔버

210 : 이동 경로부

230 : 실링 부재

320 : 포크암

Claims (13)

1. 그 저면에 상부 기판이 안착되는 상부 챔버;

   상기 상부 챔버의 하방을 따라 일정 거리 이격되어 배치되며, 그 상부에 하부 기판이 안착되는 판상의 하부 챔버; 및

   상기 하부 챔버에 마련되며, 상기 하부 챔버의 내부를 따라 포크암들의 이동을 안내하는 이동 경로부를 포함하는 기판 합착 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 이동 경로부는 상기 하부 챔버의 길이 방향을 따르고 일정 간격을 이루며 일정 길이로 형성되는 적어도 하나 이상의 이동 경로홈으로 이루어지되,

   상기 이동 경로홈은 그 상부가 외부로 노출되고 그 측부가 상기 하부 챔버의 일측부를 통하여 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 이동 경로홈은 그 길이 방향을 따라 서로 일정 각도를 이루는 면들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 이동 경로홈은 그 길이 방향을 따르는 곡면으로 이루어지는 것을 특징 으로 하는 기판 합착 장치.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 이동 경로홈에는 상기 포크암의 이동을 안내하도록 다수개의 구름 돌기들이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 하부 챔버의 상단에는 상기 하부 챔버의 가장자리를 따르는 실링 부재가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
7. 제 2항에 있어서,

   상기 하부 챔버의 상단 내측부에는 상기 기준 기판을 정전기력으로 안착시키는 정전척이 구비되되,

   상기 정전척에는 상기 이동 경로홈과 연통되는 유통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
8. 제 2항에 있어서,

   상기 상부 챔버의 하단 일측부에는 상기 하부 챔버의 일측부를 통하여 외부로 노출되는 상기 이동 경로홈과 합치되는 적어도 하나 이상의 돌기부가 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 합착 장치.
9. 이동 경로부를 사용하여 하부 챔버의 내부를 따라 그 상단에 하부 기판이 지지된 포크암들의 이동을 안내하여 상기 하부 기판을 상기 하부 챔버의 상부에 안착시키는 단계; 및

   그 저면에 상부 기판이 안착되고 상기 하부 챔버의 상방에 위치된 상부 챔버를 상기 하부 챔버와 합치하여, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 서로 합착하는 단계를 포함하는 기판 합착 방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 이동 경로부는 상기 하부 챔버의 길이 방향을 따르고 일정 간격을 이루며 일정 길이로 형성되는 적어도 하나 이상의 이동 경로홈으로 이루어지되,

    상기 이동 경로홈은 그 상부가 외부로 노출되고 그 측부가 상기 하부 챔버의 일측부를 통하여 외부로 노출되고,

    상기 포크암은 상기 하부 챔버의 일측부를 통하여 상기 이동 경로홈으로 인입되는 것을 특징으로 하는 기판 합착 방법.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 상부 챔버의 하단 일측부에 마련되는 적어도 하나 이상의 돌기부를 사용하여 상기 하부 챔버의 외부로 노출되는 상기 이동 경로홈의 일측부를 서로 합치시키는 것을 특징으로 하는 기판 합착 방법.
12. 제 9항에 있어서,

    상기 하부 챔버의 가장자리부를 따르도록 상기 하부 챔버의 상단에 마련된 실링 부재를 사용하여 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버 몸체의 사이 공간을 서로 밀폐하는 것을 특징으로 하는 기판 합착 방법.
13. 제 10항에 있어서,

    상기 포크암들은 상기 이동 경로홈의 내측에 설치되는 다수개의 구름 돌기들에 의하여 그 이동이 안내되는 것을 특징으로 하는 기판 합착 방법.

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