KR20130099346A

KR20130099346A - 가요성 기판 절단장치

Info

Publication number: KR20130099346A
Application number: KR1020120020777A
Authority: KR
Inventors: 허무용; 이강희; 나동화; 김영훈
Original assignee: 주식회사 에스에프에이
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-09-06
Also published as: KR101341424B1

Abstract

가요성 기판 절단장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 기판 절단장치는, 가요성 원기판이 안착되는 스테이지 유닛; 원기판에 대한 절단작업을 수행하기 전의 대기위치와 원기판에 대한 절단작업을 수행하기 위한 커팅위치 간을 적어도 일부분이 이동가능하도록 스테이지 유닛에 인접하게 마련되며, 원기판의 절단깊이를 조절하여 원기판을 복수의 단위기판으로 절단하는 커팅유닛; 및 커팅유닛으로부터 이격되게 설치되되, 원기판에 표시된 정렬마크가 원기판을 절단하는 가상의 커팅선과 정렬되었는지를 확인하기 위하여 원기판의 상면을 촬상하는 비젼유닛을 포함한다.

Description

가요성 기판 절단장치{APPARATUS FOR CUTTING FLEXIBLE BOARD}

본 발명은, 가요성 기판 절단장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가요성 기판을 정밀하게 절단할 수 있는 가요성 기판 절단장치에 관한 것이다.

최근 들어 반도체 산업 중 전자 디스플레이 산업이 급속도로 발전하면서 평면 디스플레이(Flat Panel Display, FPD)가 등장하기 시작하였다. 그리고, 평면 디스플레이는 TV나 컴퓨터의 모니터, 혹은 핸드폰(mobile phone), PDA, 디지털 카메라 등과 같은 기기의 표시장치로 사용된다.

평면 디스플레이의 종류에는 LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판, FED(field emission display) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등이 있다.

종래에는, 평면 디스플레이의 기판으로서 유리 등과 같은 취성(brittleness)을 가진 물질로 이루어진 기판을 사용하였으므로, 평면 디스플레이 자체가 가요성(flexibility)을 가지지 못하였다.

하지만, 최근에는 가요성을 가진 평면 디스플레이가 개발되고 있으며, 평면 디스플레이가 가요성을 가지기 위해서는 플라스틱 등과 같은 가요성을 가진 물질로 이루어진 기판을 사용해야 한다.

한편, 종래에는 평면 디스플레이에 포함된 기판을 제조하기 위해서, 원기판을 커팅(cutting)하여 원기판으로부터 원하는 크기를 가진 기판을 제조하였다.

이러한, 종래의 기판 제조 공정의 일 예로서, 원기판이 유리 등과 같은 취성을 가진 물질로 이루어진 경우, 스크라이빙(scribing) 장치를 이용해 원하는 크기의 기판 형태에 따라 원기판에 스크라이브 라인을 형성한 후, 원기판에 충격을 주어 원기판을 원하는 사이즈로 절단하거나, 스크라이브 라인이 형성된 원기판을 가열 및 냉각하여 스크라이브 라인으로부터 연장된 수직 크랙을 원기판의 수직방향으로 확산시켜 원기판을 절단하였다.

그러나, 평면 디스플레이용 가요성 기판을 제조할 경우에, 원기판 자체가 가요성을 가진 물질로 제조되기 때문에, 종래와 같은 원기판에 스크라이브 라인을 형성한 후 원기판에 충격을 주어 절단하거나 가열 및 냉각하여 절단하는 스크라이빙 장치로는 원기판으로부터 원하는 크기의 기판을 제조할 수 없게 되는 문제점이 있다.

따라서, 가요성을 갖는 원기판을 원하는 크기로 절단할 수 있는 새로운 구조의 가요성 기판 절단장치에 관한 연구개발이 필요하다. 특히, 가요성 기판과 이를 절단하는 커팅부재를 정확히 정렬한 후 연속적으로 원하는 크기로 원기판을 정밀하게 절단할 수 있는 가요성 기판 절단장치가 요구된다.

[문헌1] KR 10-1015842 B1 ((주) 삼성모바일디스플레이) 2011.02.23.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 가요성 기판이 커팅유닛과 정렬되었는지 여부를 확인하여 가요성 기판을 원하는 크기로 정밀하게 절단할 수 있는 가요성 기판 절단장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 가요성 원기판이 안착되는 스테이지 유닛; 상기 원기판에 대한 절단작업을 수행하기 전의 대기위치와 상기 원기판에 대한 절단작업을 수행하기 위한 커팅위치 간을 적어도 일부분이 이동가능하도록 상기 스테이지 유닛에 인접하게 마련되며, 상기 원기판의 절단깊이를 조절하여 상기 원기판을 복수의 단위기판으로 절단하는 커팅유닛; 및 상기 커팅유닛으로부터 이격되게 설치되되, 상기 원기판에 표시된 정렬마크가 상기 원기판을 절단하는 가상의 커팅선과 정렬되었는지를 확인하기 위하여 상기 원기판의 상면을 촬상하는 비젼유닛을 포함하는 가요성 기판 절단장치가 제공될 수 있다.

상기 스테이지 유닛은, 상기 가요성 원기판이 접촉되어 수평되게 안착되는 지지 플레이트; 상기 지지 플레이트의 하부에 마련되되, 상기 지지 플레이트에 회전축이 결합된 구동부; 및 상기 지지 플레이트와 상기 구동부 사이에 마련되되, 상기 지지 플레이트를 접촉 지지하는 베어링 부재를 포함할 수 있다.

상기 지지 플레이트의 상기 원기판이 접촉되는 면에는, 상기 원기판을 흡인하여 고정하는 다공질 시트가 설치될 수 있다.

상기 원기판을 복수의 단위기판으로 절단하는 절단작업이 진행되는 작업라인으로, 상기 스테이지 유닛을 이송하는 스테이지 이송유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 스테이지 이송유닛은, 상기 스테이지 유닛이 안착되는 테이블부; 상기 테이블부를 상기 원기판을 절단하는 작업라인을 따라 이송하는 테이블부 이송부; 및 상기 테이블부에 결합되되, 상기 테이블부를 상기 원기판을 절단하는 작업라인 방향으로 안내하는 제1 LM 가이드부를 포함할 수 있다.

상기 테이블부 이송부는, 상기 원기판을 절단하는 작업라인을 따라 길게 마련된 스크류 부재; 및 일측부가 상기 테이블부에 결합되되, 상기 스크류 부재가 관통 결합되는 연결부재를 포함할 수 있다.

상기 제1 LM 가이드부는, 상기 원기판을 절단하는 작업라인 방향으로 설치된 복수의 제1 LM 레일; 및 일측부가 상기 테이블부에 결합되고 타측부가 상기 제1 LM 레일을 따라 이동가능하게 결합된 복수의 제1 LM 블록을 포함할 수 있다.

상기 비젼유닛은, 상기 커팅유닛으로부터 이격되게 설치된 지지 프레임부; 상기 지지 프레임부에 설치되되, 상기 원기판의 상면을 촬상하는 적어도 하나 이상의 카메라부; 상기 지지 프레임부에 설치되되, 상기 적어도 하나 이상의 카메라부를 상기 원기판을 절단하는 작업라인에 가로방향으로 이송하는 카메라부 이송부; 및 상기 카메라부에 결합되되, 상기 카메라부를 상기 원기판을 절단하는 작업라인에 가로방향으로 안내하는 제2 LM 가이드부를 포함할 수 있다.

상기 제2 LM 가이드부는, 상기 지지 프레임부에 설치되되, 상기 원기판을 절단하는 작업라인에 가로방향으로 설치된 복수의 제2 LM 레일; 및 일측부가 상기 적어도 하나 이상의 카메라부에 결합되고, 타측부가 상기 제2 LM 레일을 따라 이동가능하게 결합된 복수의 제2 LM 블록을 포함할 수 있다.

상기 커팅유닛은, 상기 원기판을 절단하는 커팅부; 상기 커팅부에 결합되되, 상기 커팅부를 상기 대기위치에서 상기 커팅위치로 왕복운동하게 하는 커팅 작동부; 상기 커팅 작동부의 일측에 마련되되, 상기 커팅부의 높이를 조절하여 상기 원기판의 절단깊이를 조절하는 커팅깊이 조절부; 및 상기 커팅부의 일측부에 결합되되, 상기 커팅부에 의해 상기 원기판에 가해지는 절단하중을 조절하는 절단하중 조절부를 포함할 수 있다.

상기 커팅부는, 상기 원기판에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동하는 프레임부; 및 상기 프레임부의 하부에 마련되되, 상기 원기판을 절단하는 커팅부재를 파지하는 커팅홀더를 포함할 수 있다.

상기 커팅 작동부는, 상기 커팅부재의 끝단이 상기 원기판에 평행한 상태로 상기 원기판에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동할 수 있도록, 상기 프레임부의 양끝단부에 각각 설치될 수 있다.

상기 커팅 작동부는, 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축에 결합된 제1 풀리와, 상기 제1 풀리와 연동되는 제2 풀리를 포함하는 구동력 공급부; 및 일측부가 상기 제2 풀리에 결합된 구동축에 연결되고 타측부가 상기 프레임부에 결합되되, 상기 구동력 공급부로부터 회전력을 전달받아 회전함에 따라 상기 프레임부를 상기 원기판에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동하게 하는 캠부를 포함할 수 있다.

상기 커팅깊이 조절부는, 상기 제2 풀리 및 상기 캠부의 하부에 배치되되, 상기 제2 풀리와 상기 캠부를 높이방향으로 이동시켜 상기 프레임부의 높이를 조절하는 위치조절 블록을 포함할 수 있다.

상기 위치조절 블록은, 상기 제2 풀리 및 상기 캠부에 연결된 구동축이 슬라이딩되어 높이방향으로 이동가능하도록, 상면이 경사지게 형성될 수 있다.

상기 절단하중 조절부는, 상기 프레임부의 상부에 결합되되, 실린더 로드와 몸체부를 포함하는 적어도 하나 이상의 실린더; 및 일단부가 상기 실린더에 결합되되, 상기 실린더를 지지하는 지지 브라켓을 포함할 수 있다.

상기 실린더 로드는, 상기 커팅 작동부와 동기되어 상기 원기판에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동하도록 상기 프레임부에 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 비젼유닛을 이용하여 스테이지 유닛에 안착된 가요성 기판을 가상의 커팅선에 정확히 정렬한 후, 가요성 원기판을 원하는 크기로 용이하고 정밀하게 연속적으로 절단할 수 있을 뿐만 아니라, 가요성 원기판의 두께 등에 따라 커팅 깊이를 용이하게 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 기판 절단장치를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 기판 절단장치를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 유닛을 나타내는 정면도이다.
도 5는 도 3의 A-A 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 이송유닛을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 이송유닛을 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 커팅유닛을 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 커팅유닛을 나타내는 정면도이다.
도 10은 도 8의 B-B 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 비젼유닛을 나타내는 정면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 비젼유닛을 나타내는 측면도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 기판 절단장치의 동작을 개략적으로 나타내는 평면도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

이하에서 설명할 기판이란, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등을 포함하는 가요성(flexible) 평면 디스플레이(Flat Panel Display, FPD) 기판과, 가요성 필름(flexible film) 등을 가르키나, 설명의 편의를 위해 이들을 구분하지 않고 기판이라 하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 기판 절단장치를 나타내는 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 기판 절단장치를 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 유닛(300)을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 유닛(300)을 나타내는 정면도이고, 도 5는 도 3의 A-A 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 이송유닛(400)을 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이지 이송유닛(400)을 나타내는 평면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 커팅유닛(500)을 나타내는 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 커팅유닛(500)을 나타내는 정면도이고, 도 10은 도 8의 B-B 단면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 비젼유닛(600)을 나타내는 정면도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 비젼유닛(600)을 나타내는 측면도이다.

도 1 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 기판 절단장치는, 프레임 구조체(200)와, 가요성 원기판(100)이 안착되는 스테이지 유닛(300)과, 원기판(100)을 복수의 단위기판(110)으로 절단하는 절단작업이 진행되는 작업라인으로 스테이지 유닛(300)을 이송하는 스테이지 이송유닛(400)과,

원기판(100)에 대한 절단작업을 수행하기 전의 대기위치와 원기판에 대한 절단작업을 수행하기 위한 커팅위치 간을 적어도 일부분이 이동가능하도록 스테이지 유닛(300)에 인접하게 마련되며 원기판(100)의 절단깊이를 조절하여 원기판(100)을 복수의 단위기판(110)으로 절단하는 커팅유닛(500)과, 커팅유닛(500)으로부터 이격되게 설치되되 원기판(100)에 표시된 정렬마크(130)가 원기판(100)을 절단하는 가상의 커팅선(150)과 정렬되었는지를 확인하기 위하여 원기판(100)의 상면을 촬상하는 비젼유닛(600)을 포함한다.

한편, 본 실시예에서 프레임 구조체(200)는, 스테이지 유닛(300)과, 스테이지 이송유닛(400)과, 커팅유닛(500) 및 비젼유닛(600)의 하부를 지면에 대해 지지하는 역할을 한다. 그리고, 프레임 구조체(200)의 하부에는, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 지면에 대한 프레임 구조체(200) 자체의 높이를 조절할 수 있도록 복수의 높이 조절용 푸트부재(210)가 마련된다.

프레임 구조체(200)에는 커팅유닛(500) 및 비젼유닛(600)이 원기판(100)을 절단하는 작업라인 방향으로 순차로 설치되고, 또한, 스테이지 유닛(300)이 커팅유닛(500) 및 비젼유닛(600)과 상호 작용할 수 있도록 스테이지 이송유닛(400)에 의해 작업라인 방향으로 이송될 수 있는 구조로 설치된다. 따라서, 스테이지 이송유닛(400)에 의해 스테이지 유닛(300)이 커팅유닛(500)을 지나가면서 원기판(100)이 복수의 단위기판(110)으로 절단된다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에서 스테이지 유닛(300)은 상면에 수평되게 안착된 원기판(100)이 복수의 단위기판(110)으로 절단되는 동안, 상면에 원기판(100)을 흡착하여 고정하는 역할을 한다. 스테이지 유닛(300)은 커팅유닛(500) 방향으로 이송된다.

스테이지 유닛(300)은, 가요성 원기판(100)이 상면에 접촉되어 수평되게 안착되는 지지 플레이트(310)와, 지지 플레이트(310)의 하부에 마련되되 지지 플레이트(310)에 회전축(332)이 결합된 구동부(330)와, 지지 플레이트(310)와 구동부(330) 사이에 마련되되 지지 플레이트(310)를 접촉 지지하는 베어링 부재(350)를 포함한다.

지지 플레이트(310)는, 절단 작업대상인 원기판(100)이 놓여지는 부분으로, 절단 작업 중에 원기판(100)의 저면을 지지하는 역할을 한다. 원기판(100)은 별도의 로봇(미도시) 또는 작업자에 의해 지지 플레이트(310)에 로딩될 수 있다.

이때, 원기판(100)이 지지 플레이트(310)의 상면에서 흡착되어 고정될 수 있도록, 지지 플레이트(310)의 원기판(100)이 접촉되는 상면에는 원기판(100)을 흡인하여 고정할 수 있도록 다공질 시트(311)가 설치될 수 있다.

다공질 시트(311)는 원기판(100)이 지지 플레이트(310)에서 이탈되는 것을 방지하기 위하여 표면에 무수히 많은 흡착용 구멍(313)을 구비하고 있으며, 흡착용 구멍(313)은 부압 공급장치(미도시)에 접속되어 부압을 인가할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 다공질 시트(311)는 표면에 무수히 미세 함몰 구멍(미도시)을 형성하여, 미세 함몰 구멍이 흡반으로 작용하여 부압 공급장치 등을 사용하지 않고서도 원기판(100)을 지지 플레이트(310)에 흡착할 수 있도록 구성할 수 있다.

한편, 원기판(100)을 복수의 단위기판(110)으로 절단하는 공정은, 원기판(100)을 커팅유닛(500) 방향으로 진행시켜 절단한 후, 원기판(100)을 절단된 면과 직교되게 90°회전시킨 후 다시 원기판(100)을 커팅유닛(500) 방향으로 진행시켜 절단한다.

원기판(100)을 회전시키기 위한 본 실시예의 구동부(330)는 회전축(332)이 지지 플레이트(310)에 직접 연결되는 다이렉트 드라이브 모터(Direct drive motor; 이하, "DD 모터"라 함,331)를 사용할 수 있다. 본 실시예에서는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 회전축(332)과 지지 플레이트(310)를 별도의 결합부재(335)를 사용하여 연결하였으나, 회전축(332)을 직접 지지 플레이트(310)에 결합할 수도 있다.

DD 모터(331)는 회전 구동력을 직접 지지 플레이트(310)에 전달하므로, 에너지 손실없이 DD 모터(331)를 제어하여 직접적으로 지지 플레이트(310)의 회전운동을 제어할 수 있다. 또한, 본 실시예에서의 DD 모터(331)는, 벨트 구동방식과 달리 지지 플레이트(310)를 회전시키기 위한 별도의 구동요소를 생략할 수 있어, 그 구성이 간단하다.

그리고, DD 모터(331)에 의해 지지 플레이트(310)를 회전하는 경우에 있어, 지지 플레이트(310)의 하부를 지지함과 아울러 원활한 회전을 위해, 지지 플레이트(310)와 DD 모터(331) 사이에는 지지 플레이트(310)와 구름접촉하는 볼 베어링 부재(350)를 설치할 수 있다. 베어링 부재(350)의 복수의 볼은 DD 모터(331)의 회전축(332)으로부터 수평방향으로 소정간격 이격되어 배치되며, 동심원 모양을 형성한다.

또한, 원기판(100)이 안착된 스테이지 유닛(300)은, 스테이지 이송유닛(400)에 의해 커팅유닛(500) 방향으로 이송되고, 이송된 원기판(100)을 절단하기 전에 후술할 비젼유닛(600)을 통하여 원기판(100)이 가상의 커팅선(150)에 정확히 위치하는 여부를 판단하게 된다.

원기판(100)을 가상의 커팅선(150)에 정확히 위치시키기 위해, 직선 운동하는 스테이지 이송유닛(400)을 이용할 수 있으며, 또한, 지지 플레이트(310)를 DD 모터(331)의 회전축(332)을 중심으로 회전시켜 용이하게 원기판(100)을 가상의 커팅선(150)에 일치시킬 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에서 스테이지 이송유닛(400)은, 프레임 구조체(200)의 상부에서 원기판(100)이 안착된 스테이지 유닛(300)을 커팅유닛(500) 방향으로 이송하는 역할을 하다.

스테이지 이송유닛(400)은, 스테이지 유닛(300)이 안착되는 테이블부(410)와, 테이블부(410)를 원기판(100)을 절단하는 작업라인을 따라 이송하는 테이블부 이송부(430)와, 테이블부(410)에 결합되되 테이블부(410)를 원기판(100)을 절단하는 작업라인 방향으로 안내하는 제1 LM 가이드부(450)를 포함한다.

또한, 테이블부(410)의 상면에는 DD 모터(331)와 DD 모터(331)와 결합된 지지 플레이트(310)가 안착된다. 그리고, 테이블부(410)는 테이블부 이송부(430) 및 제1 LM 가이드부(450)에 의해 커팅유닛(500) 방향, 즉 원기판(100)을 절단하는 작업라인 방향으로 이송된다.

여기서 테이블부 이송부(430)는, 원기판(100)을 절단하는 작업라인을 따라 길게 배치되되 제2 구동모터(433)에 의해 회전하는 스크류 부재(431)와, 일측부가 테이블부(410)에 결합되되 스크류 부재(431)가 관통 결합되는 연결부재(435)를 포함한다. 본 실시예에서는 제2 구동모터(433)와 제2 구동모터(433)에 결합되어 회전하는 스크류 부재(431)를 통하여 테이블부(410)를 이송하도록 구성하였으나, 이에 한정되지 않고 테이블부(410)를 커팅유닛(500) 방향으로 이송할 수 있으면 어느 것이든 사용가능하다.

그리고, 제1 LM 가이드부(450)는, 원기판(100)을 절단하는 작업라인 방향으로 설치된 복수의 제1 LM 레일(451)과, 일측부가 테이블부(410)에 결합되고 타측부가 제1 LM 레일(451)을 따라 이동가능하게 결합된 복수의 제1 LM 블록(453)을 포함한다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 실시예에서 커팅유닛(500)은, 스테이지 유닛(300)에 안착되어 이송되어 온 원기판(100)을 복수의 단위기판(110)으로 절단하는 역할을 한다.

커팅유닛(500)은, 원기판(100)을 절단하는 커팅부(510)와, 커팅부(510)에 결합되되 커팅부(510)를 대기위치에서 커팅위치로 왕복운동하게 하는 커팅 작동부(530)와, 커팅 작동부(530)의 일측에 마련되되 커팅부(510)의 높이를 조절하여 원기판(100)의 절단깊이를 조절하는 커팅깊이 조절부(550)와, 커팅부(510)의 일측부에 결합되되 커팅부(510)에 의해 원기판(100)에 가해지는 절단하중을 조절하는 절단하중 조절부(570)를 포함한다.

여기서, 대기위치는 커팅부(510)가 원기판(100)에 대한 절단작업을 수행하기 전의 원기판(100)으로부터 높이방향으로 가장 멀리 이격된 위치를 말하며, 커팅위치는 커팅부(510)가 원기판(100)을 절단하기 위해 하강한 위치를 말한다. 대기위치에서 후술할 캠부(537)가 180°회전하는 경우에 커팅위치에 있게 된다.

커팅부(510)는 커팅부재(515)를 이용하여 원기판(100)을 복수의 단위기판(110)으로 절단하는 역할을 한다. 여기서, 커팅부(510)는, 원기판(100)에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동하는 프레임부(511)와, 프레임부(511)의 하부에 마련되되 원기판(100)을 절단하는 커팅부재(515)를 파지하는 커팅홀더(513)를 포함한다.

도 8 및 도 9에서 도시한 바와 같이, 커팅부(510)는 원기판(100)의 폭 방향으로 길게 커팅부재(515) 및 커팅 홀더가 배치된다. 원기판(100)은 커팅부재(515) 및 커팅홀더(513)에 의해 폭방향으로 먼저 절단되고, 그 후 지지 플레이트(310) 회전에 의해 처음 절단선과 교차되게 재차 절단된다. 커팅홀더(513)는 프레임부(511)의 하부에 배치되며, 커팅부재(515)를 파지한다.

그리고, 커팅 작동부(530)는, 프레임부(511)를 원기판(100)에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동하게 하는 역할을 한다. 본 실시예에서 커팅 작동부(530)는 프레임부(511)의 양끝단부에 각각 설치될 수 있다. 이는 커팅부재(515)의 끝단이 원기판(100)에 평행한 상태로 원기판(100)에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동할 수 있도록 하기 위함이다.

커팅 작동부(530)는, 제1 구동모터(532)와, 제1 구동모터(532)의 회전축(332)에 결합된 제1 풀리(533)와, 제1 풀리(533)와 연동되는 제2 풀리(534)를 포함하는 구동력 공급부(531)와, 일측부가 제2 풀리(534)에 결합된 구동축(536)에 연결되고 타측부가 프레임부(511)에 결합되되 구동력 공급부(531)로부터 회전력을 전달받아 회전함에 따라 프레임부(511)를 원기판(100)에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동하게 하는 캠부(537)를 포함한다.

도 8에서 도시한 바와 같이, 본 실시예에서는 제1 풀리(533) 및 제2 풀리(534)를 벨트결합(535)하였으나, 이에 한정되지 않고 제1 풀리(533)의 회전력을 제2 풀리(534)에 전달할 수 있는 것이면 어느 것이든 가능하다.

그리고, 캠부(537)는, 구동력 공급부(531)로부터 전달된 회전력을 직선 왕복운동으로 변환하는 역할을 한다.

캠부(537)는 일측부가 제2 풀리(534)에 결합된 구동축(536)에 연결되어 회전하며, 타측부가 프레임부(511)의 하부에 핀결합(538)된다. 따라서, 캠부(537)가 제2 풀리(534)에 의해 회전하는 경우에, 프레임부(511) 및 커팅부(510)를 대기위치와 커팅위치를 반복하여 왕복운동시키며, 원기판(100)을 절단할 수 있도록 한다.

그리고, 커팅깊이 조절부(550)는, 프레임부(511)의 높이를 조절하여 커팅부재(515)가 원기판(100)을 절단하는 깊이를 조절하는 역할을 한다. 즉, 프레임부(511)의 높이를 조절하여 캠부(537)의 동작에 의한 원기판(100)에 대한 커팅부재(515)의 대기위치 및 커팅위치를 조절하는 역할을 한다.

커팅깊이 조절부(550)는 원기판(100)이 복수의 기판으로 적층된 경우 또는 원기판(100)의 두께에 따라, 커팅부재(515)의 커팅위치를 조절하여 원기판(100)이 커팅되는 두께를 조절할 필요가 있는 경우에 적용된다. 예를들어, 원기판(100)이 복수의 기판으로 적층된 경우에 상부에 위치한 기판은 절단하고 하부에 위치한 기판은 절단하지 않거나, 하나의 원기판(100)을 부분적으로 절단하고자 하는 경우에 적용될 수 있다.

본 실시예에서 커팅깊이 조절부(550)는, 제2 풀리(534) 및 캠부(537)의 하부에 배치되되 제2 풀리(534)와 캠부(537)를 높이방향으로 이동시켜 프레임부(511)의 높이를 조절하는 위치조절 블록(551)으로 구성될 수 있다.

여기서, 위치조절 블록(551)은, 도 10에서 자세히 도시한 바와 같이, 케이싱(553) 내부에 설치될 수 있다. 그리고, 도 8 및 도 10을 참조하면, 제2 풀리(534) 및 캠부(537)에 연결된 구동축(536)은 케이싱(553)을 관통하도록 설치되는 경우에, 위치조절 블록(551)은 구동축(536)이 슬라이딩되어 높이방향으로 이동가능하도록 상면이 경사지게 형성될 수 있다. 따라서, 구동축(536)을 위치조절 블록(551)의 경사진 상면을 따라 이동하여 용이하게 프레임부(511)의 높이를 조절할 수 있다.

그리고, 절단하중 조절부(570)는, 커팅부재(515)를 이용하여 원기판(100)을 절단하는 경우에, 원기판(100)에 가해지는 절단하중을 조절하는 역할을 한다. 즉, 커팅부재(515)가 원기판(100)에 가하는 절단하중을 증가 또는 감소하게 할 수 있다.

절단하중 조절부(570)는, 프레임부(511)의 상부에 결합되는 적어도 하나 이상의 실린더(571)와, 일단부가 실린더(571)에 결합되고 타단부가 후술할 비젼유닛(600)의 지지 프레임부(610)에 결합되어 실린더(571)를 지지하는 지지 브라켓(575)을 포함한다.

여기서, 적어도 하나 이상의 실린더(571)는 프레임부(511)의 상부에 소정간격 이격되어 배치된다. 그리고, 실린더(571)는 프레임부(511)에 결합되는 실린더 로드(572)와, 지지 브라켓(575)의 일단부가 결합되는 몸체부(573)를 포함한다.

실린더 로드(572)는 커팅 작동부(530), 즉 구동력 공급부(531)와 동기되어 원기판(100)에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동할 수 있도록 프레임부(511)에 결합된다. 한편, 실린더 로드(572)는 프레임부(511)에 별개의 결합부재를 이용하여 결합될 수도 있다.

실린더(571)에 의한 절단하중 증가 동작을 살펴보면, 프레임부(511)가 대기위치에서 커팅위치로 원기판(100)에 접근하는 방향으로 하강하는 경우에, 제1 구동모터(532)의 작동에 의한 제1 풀리(533), 제2 풀리(534) 및 캠부(537)와 연동하여, 즉 제1 구동모터(532)와 동기된 실린더 로드(572)가 원기판(100)에 접근하는 방향으로 전진 작동함에 의해 절단하중이 증가된다.

이와는 반대로 실린더(571)에 의한 절단하중 감소 동작은, 상기한 절단하중 증가 동작과 반대로 프레임부(511)가 대기위치에서 커팅위치로 원기판(100)에 접근하는 방향으로 하강하는 경우에, 제1 구동모터(532)와 동기된 실린더 로드(572)가 원기판(100)에 접근하는 방향과 반대방향으로 후진 작동함에 의해 절단하중이 감소된다.

그리고, 지지 브라켓(575)은, 실린더(571)가 커팅 작동부(530)와 동기되어 동작하는 경우에 실린더(571)의 몸체부(573)를 지지하는 역할을 한다.

지지 브라켓(575)은, 일단부가 실린더(571)의 몸체부(573)에 결합되어 고정되고, 타단부가 커팅유닛(500)으로부터 이격되게 설치된 비젼유닛(600)의 지지 프레임부(610)에 일측이 고정될 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에서 비젼유닛(600)은, 원기판(100)이 스테이지 유닛(300)에 안착되어 절단작업이 이뤄지는 커팅유닛(500)방향으로 이송된 경우에, 원기판(100)에 표시된 정렬마크(130)가 커팅부재(515)에 의해 절단될 가상의 커팅선(150)과 정렬되는지 여부를 확인하는 역할을 한다.

비젼유닛(600)은 원기판(100)이 가상의 커팅선(150)과 정렬되는지 여부를 확인하기 위하여, 커팅유닛(500)의 프레임부(511)로부터 수평방향으로 이격되게 설치된 지지 프레임부(610)와, 지지 프레임부(610)에 설치되되 원기판(100)의 상면을 촬상하는 적어도 하나 이상의 카메라부(630)와, 지지 프레임부(610)에 설치되되 적어도 하나 이상의 카메라부(630)를 원기판(100)을 절단하는 작업라인에 가로방향으로 이송하는 카메라부 이송부(650)와, 카메라부(630)에 결합되되 카메라부(630)를 원기판(100)을 절단하는 작업라인에 가로방향으로 안내하는 제2 LM 가이드부(670)를 포함한다.

지지 프레임부(610)는 카메라부(630)와, 카메라부 이송부(650)와, 제2 LM 가이드부(670)를 지지하는 역할을 한다. 지지 프레임부(610)는, 커팅유닛(500)의 프레임부(511)에 인접하게 설치될 수 있으며, 또한, 지지 프레임부(610)의 상면에는 실린더(571)에 결합된 지지 브라켓(575)이 고정될 수 있다.

지지 프레임부(610)는 커팅유닛(500)의 프레임부(511)와 마찬가지로, 스테이지 유닛(300)이 관통할 수 있도록 형성된다.

그리고, 지지 프레임부(610)에는 원기판(100)과 가상의 커팅선(150)이 정렬되었는지를 확인하기 위하여 원기판(100)의 상면을 촬상할 수 있는 적어도 하나 이상의 카메라부(630)가 설치될 수 있다. 지지 프레임부(610)에 복수의 카메라부(630)가 설치된 경우에, 복수의 카메라부(630)는 지지 프레임부(610)의 폭 방향, 즉, 원기판(100)의 폭방향이며 원기판(100)을 절단하는 작업라인에 가로방향으로 소정간격 이격되게 설치될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 카메라부(630)를 원기판(100)을 절단하는 작업라인에 가로방향으로 이송하기 위해 카메라부 이송부(650)가 지지 프레임부(610)에 설치될 수 있다. 그리고, 제2 LM 가이드부(670)는 지지 프레임부(610)에 설치되되 원기판(100)을 절단하는 작업라인에 가로방향으로 설치된 복수의 제2 LM 레일(671)과, 일측부가 적어도 하나 이상의 카메라부(630)에 결합되고 타측부가 제2 LM 레일(671)을 따라 이동가능하게 결합된 복수의 제2 LM 블록(673)을 포함한다.

도 11 및 도 12에서 도시한 바와 같이, 본 실시예에서 카메라부(630)는 지지 프레임부(610)의 측면에 설치되고, 카메라부(630)가 지지 프레임부(610)의 측면에서 수평방향으로 이동가능하도록 카메라부(630)와 결합된 제2 LM 블록(673) 및 제2 LM 레일(671)도 지지 프레임부(610)의 측면에 설치될 수 있다. 그리고, 본 실시예에서 카메라부 이송부(650)는 제2 LM 블록(673)에 결합되어 제2 LM 블록(673)을 수평방향으로 이송하도록 지지 프레임부(610)의 상부에 설치한 이송장치가 적용되어 있으나, 이에 한정되지 않고 스테이지 이송유닛(400)에서와 같이 구동모터와 스크류 부재의 결합에 의해서도 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가요성 기판 절단장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 기판 절단장치의 동작을 개략적으로 나타내는 평면도이다.

먼저, 로봇 등을 이용하여 원기판(100)을 스테이지 유닛(300)의 지지 플레이트(310)에 안착시키고, 스테이지 유닛(300)을 스테이지 이송유닛(400)을 이용하여 절단작업을 행하는 커팅유닛(500)으로 이송한다.

그리고, 비젼유닛(600)은, 도 13에서 도시한 바와 같이, 원기판(100)에 표시된 정렬마크(130)가 가상의 커팅선(150)에 일치하는 지를 확인하고, 일치하는 경우에는 커팅작업을 수행하고, 일치하지 않는 경우에는 스테이지 이송유닛(400)을 이용하여 스테이지 유닛(300)을 작업라인 방향으로 이송하거나, 스테이지 유닛(300)의 구동부(330)를 이용하여 지지 플레이트(310)를 회전시켜 정렬마크(130)와 가상의 커팅선(150)을 일치시킨다.

정렬마크(130)와 가상의 커팅선(150)이 일치하는 것으로 확인된 경우, 커팅 작동부(530)를 동작시켜 커팅부재(515)가 원기판(100)을 절단한다. 즉, 스테이지 유닛(300) 및 원기판(100)을 작업라인을 따라 이동시켜 일방향으로 원기판(100)을 복수의 단위기판(110)으로 절단한다.

그리고, 일방향으로 절단된 원기판(100)을 절단된 방향과 교차되는 방향으로 재차 절단하기 위하여, 도 14에서 도시한 바와 같이, 지지 플레이트(310)를 회전시킨다. 그리고, 전술한 바와 동일한 방법으로, 정렬마크(130)와 가상의 커팅선(150)의 일치여부를 확인하여 정렬한 후, 스테이지 유닛(300) 및 절단된 원기판(100)을 작업라인을 따라 이동시켜 순차로 원기판(100)을 복수의 단위기판(110)으로 절단한다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 원기판 110: 단위기판
130: 정렬마크 150: 커팅선
200: 프레임 구조체 210: 푸트부재
300: 스테이지 유닛 310: 지지 플레이트
311: 다공질 시트 330: 구동부
350: 베어링부재 400: 스테이지 이송유닛
410: 테이블부 430: 테이블부 이송부
450: 제1 LM 가이드부 500: 커팅유닛
510: 커팅부 515: 커팅부재
530: 커팅 작동부 531: 구동력 공급부
550: 커팅깊이 조절부 551: 위치조절 블록
570: 절단하중 조절부 600: 비젼유닛
610: 지지 프레임 630: 카메라부
650: 카메라부 이송부 670: 제2 LM 가이드부

Claims

가요성 원기판이 안착되는 스테이지 유닛;
상기 원기판에 대한 절단작업을 수행하기 전의 대기위치와 상기 원기판에 대한 절단작업을 수행하기 위한 커팅위치 간을 적어도 일부분이 이동가능하도록 상기 스테이지 유닛에 인접하게 마련되며, 상기 원기판의 절단깊이를 조절하여 상기 원기판을 복수의 단위기판으로 절단하는 커팅유닛; 및
상기 커팅유닛으로부터 이격되게 설치되되, 상기 원기판에 표시된 정렬마크가 상기 원기판을 절단하는 가상의 커팅선과 정렬되었는지를 확인하기 위하여 상기 원기판의 상면을 촬상하는 비젼유닛을 포함하는 가요성 기판 절단장치.
제1항에 있어서,
상기 스테이지 유닛은,
상기 가요성 원기판이 접촉되어 수평되게 안착되는 지지 플레이트;
상기 지지 플레이트의 하부에 마련되되, 상기 지지 플레이트에 회전축이 결합된 구동부; 및
상기 지지 플레이트와 상기 구동부 사이에 마련되되, 상기 지지 플레이트를 접촉 지지하는 베어링 부재를 포함하는 가요성 기판 절단장치.
제2항에 있어서,
상기 지지 플레이트의 상기 원기판이 접촉되는 면에는, 상기 원기판을 흡인하여 고정하는 다공질 시트가 설치된 것을 특징으로 하는 가요성 기판 절단장치.
제1항에 있어서,
상기 원기판을 복수의 단위기판으로 절단하는 절단작업이 진행되는 작업라인으로, 상기 스테이지 유닛을 이송하는 스테이지 이송유닛을 더 포함하는 가요성 기판 절단장치.
제4항에 있어서,
상기 스테이지 이송유닛은,
상기 스테이지 유닛이 안착되는 테이블부;
상기 테이블부를 상기 원기판을 절단하는 작업라인을 따라 이송하는 테이블부 이송부; 및
상기 테이블부에 결합되되, 상기 테이블부를 상기 원기판을 절단하는 작업라인 방향으로 안내하는 제1 LM 가이드부를 포함하는 가요성 기판 절단장치.
제5항에 있어서,
상기 테이블부 이송부는,
상기 원기판을 절단하는 작업라인을 따라 길게 마련된 스크류 부재; 및
일측부가 상기 테이블부에 결합되되, 상기 스크류 부재가 관통 결합되는 연결부재를 포함하는 가요성 기판 절단장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 LM 가이드부는,
상기 원기판을 절단하는 작업라인 방향으로 설치된 복수의 제1 LM 레일; 및
일측부가 상기 테이블부에 결합되고 타측부가 상기 제1 LM 레일을 따라 이동가능하게 결합된 복수의 제1 LM 블록을 포함하는 가요성 기판 절단장치.
제1항에 있어서,
상기 비젼유닛은,
상기 커팅유닛으로부터 이격되게 설치된 지지 프레임부;
상기 지지 프레임부에 설치되되, 상기 원기판의 상면을 촬상하는 적어도 하나 이상의 카메라부;
상기 지지 프레임부에 설치되되, 상기 적어도 하나 이상의 카메라부를 상기 원기판을 절단하는 작업라인에 가로방향으로 이송하는 카메라부 이송부; 및
상기 카메라부에 결합되되, 상기 카메라부를 상기 원기판을 절단하는 작업라인에 가로방향으로 안내하는 제2 LM 가이드부를 포함하는 가요성 기판 절단장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 LM 가이드부는,
상기 지지 프레임부에 설치되되, 상기 원기판을 절단하는 작업라인에 가로방향으로 설치된 복수의 제2 LM 레일; 및
일측부가 상기 적어도 하나 이상의 카메라부에 결합되고, 타측부가 상기 제2 LM 레일을 따라 이동가능하게 결합된 복수의 제2 LM 블록을 포함하는 가요성 기판 절단장치.
제1항에 있어서,
상기 커팅유닛은,
상기 원기판을 절단하는 커팅부;
상기 커팅부에 결합되되, 상기 커팅부를 상기 대기위치에서 상기 커팅위치로 왕복운동하게 하는 커팅 작동부;
상기 커팅 작동부의 일측에 마련되되, 상기 커팅부의 높이를 조절하여 상기 원기판의 절단깊이를 조절하는 커팅깊이 조절부; 및
상기 커팅부의 일측부에 결합되되, 상기 커팅부에 의해 상기 원기판에 가해지는 절단하중을 조절하는 절단하중 조절부를 포함하는 가요성 기판 절단장치.
제10항에 있어서,
상기 커팅부는,
상기 원기판에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동하는 프레임부; 및
상기 프레임부의 하부에 마련되되, 상기 원기판을 절단하는 커팅부재를 파지하는 커팅홀더를 포함하는 가요성 기판 절단장치.
제11항에 있어서,
상기 커팅 작동부는,
상기 커팅부재의 끝단이 상기 원기판에 평행한 상태로 상기 원기판에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동할 수 있도록, 상기 프레임부의 양끝단부에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 가요성 기판 절단장치.
제11항에 있어서,
상기 커팅 작동부는,
구동모터와, 상기 구동모터의 회전축에 결합된 제1 풀리와, 상기 제1 풀리와 연동되는 제2 풀리를 포함하는 구동력 공급부; 및
일측부가 상기 제2 풀리에 결합된 구동축에 연결되고 타측부가 상기 프레임부에 결합되되, 상기 구동력 공급부로부터 회전력을 전달받아 회전함에 따라 상기 프레임부를 상기 원기판에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동하게 하는 캠부를 포함하는 가요성 기판 절단장치.
제13항에 있어서,
상기 커팅깊이 조절부는,
상기 제2 풀리 및 상기 캠부의 하부에 배치되되, 상기 제2 풀리와 상기 캠부를 높이방향으로 이동시켜 상기 프레임부의 높이를 조절하는 위치조절 블록을 포함하는 가요성 기판 절단장치.
제14항에 있어서,
상기 위치조절 블록은,
상기 제2 풀리 및 상기 캠부에 연결된 구동축이 슬라이딩되어 높이방향으로 이동가능하도록, 상면이 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 가요성 기판 절단장치.
제10항에 있어서,
상기 절단하중 조절부는,
상기 프레임부의 상부에 결합되되, 실린더 로드와 몸체부를 포함하는 적어도 하나 이상의 실린더; 및
일단부가 상기 실린더에 결합되되, 상기 실린더를 지지하는 지지 브라켓을 포함하는 가용성 기판 절단장치.
제16항에 있어서,
상기 실린더 로드는, 상기 커팅 작동부와 동기되어 상기 원기판에 접근 및 이격되는 방향으로 왕복운동하도록 상기 프레임부에 결합되는 것을 특징으로 하는 가요성 기판 절단장치.