KR20140048793A

KR20140048793A - 기판 지지 장치

Info

Publication number: KR20140048793A
Application number: KR1020130080306A
Authority: KR
Inventors: 도시오 나라; 하루미 다케마츠
Original assignee: 가부시키가이샤 아이프란트; 도쿄 가코키 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2014-04-24
Also published as: CN103726096A; JP2014080645A; KR101510748B1; TWI575114B; TW201414880A; CN103726096B

Abstract

기판을 그 전역에서 휘지 않고 지지할 수 있고, 또, 간소하고 저가로 제작 가능한 기판 지지 장치를 제공한다.
기판의 가장자리부(P1)를 따라서 설치되는 것과 함께, 이 기판의 가장자리부(P1)를 끼워서 기판을 지지하는 토글 클램프(30)를 구비한 기판 지지 장치(1)이다. 토글 클램프(30)는 기판(P)의 중심(P2)을 기준으로 하여 대향하거나 방사상으로 배치되고, 각 대향 부위에서는 기판(P)을 상반되는 방향으로 끌어당기면서 기판(P)을 끼우는 것을 특징으로 한다.

Description

기판 지지 장치{A SUBSTRATE-HOLDING APPARATUS}

본 발명은 기판의 지지 기술에 관한 것으로, 적합하게는 예를 들면, 무전해의 현상 처리, 에칭 처리, 박리 처리, 또는 전해액 피복 처리 등에서의 수평 반송에 적합한 기판 지지 장치에 관한 것이다.

이 종류의 종래 기술로서 예를 들면, 하기 특허 문헌 1에 나타내는 반송 시스템이 알려져 있다(도 9 참조).

이 반송 시스템(100)은 기판(W)의 뒤와 앞에서 기판을 끼워 넣는 롤러(101a, 101b)를 구비한 파지 장치(101)를 갖는다. 또, 파지 장치(101)는 기판(W)의 좌우 양쪽에서 서로 마주보고 설치되어 있다. 그리고 도 10에 나타내는 바와 같이, 롤러(101a, 101b)의 간극에 기판(W)을 끼워 넣은 상태에서 각 롤러를 상반되는 방향으로 회전시키면, 기판(W)은 롤러(101a, 101b) 내에 끌어들여져서 파지된다. 또, 파지 장치(101, 101)는 기판의 좌우에서 제어의 방향이 반대로 되어 있으며, 기판(W)은, 그 중심선(W1)을 경계로 하여 좌우 폭방향으로 잡아당겨진다. 즉, 중심선(W1)을 경계로 상반되는 방향의 장력이 발생하기 때문에 기판(W)은, 이 장력에 의하여 휘지 않고 지지된다.

[특허 문헌 1] 일본국 특표2010―529294

그런데 상기의 반송 시스템(100)에서는 기판(W)의 중심선(W1)을 경계로 하여, 그 좌우 폭방향에서 기판의 휨이 억제되지만, 기판(W)의 세로 방향에서는 장력에 불균일이 발생하여 기판이 물결쳐 버린다. 특히, 전계액 피복 처리 등에 제공되는 수평 반송 장치에서는 이 휨에 기인하여 처리액이 기판 상에 남기 때문에 품질 확보의 점에서 개선이 요구되고 있다.

또, 상기한 반송 시스템에서는 각 롤러를 개개로 구동하기 위한 구동 장치나 각 롤러의 회전량을 정확히 제어하기 위한 제어 장치가 필요해지는데, 그 장치는 복잡하고, 또한, 고가이다. 또, 처리액의 부착에 의하여 롤러의 지지력이 변화하기 때문에 안정된 지지력이 얻어지지 않고, 정기적인 부품의 교환이나 관리가 필요하다.

본 발명은 이와 같은 기술적 과제를 고려하여 이루어진 것으로, 기판을 그 전체 범위에서 휨없이 지지할 수 있고, 또, 간소하고 저가로 제작 가능한 기판 지지 장치의 제공을 과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명은 다음과 같이 구성된다.

기판의 가장자리부를 따라서 설치되는 것과 함께, 이 기판의 가장자리부를 끼워서 기판을 지지하는 지지구를 구비한 기판 지지 장치로서,

상기 지지구는 상기 기판의 중심을 기준으로 하여 대향하거나 방사상으로 배치되고, 각 대향 부위에서는 상기 기판을 상반되는 방향으로 끌어당기면서 기판을 끼우는 것을 특징으로 한다.

여기에서, “기판”이란, 주로, 프린트 기판을 가리키는데, 프린트 기판에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 필름, 유리 등의 박판상의 것을 널리 포함하는 개념이다.

이 구성의 본 발명에 따르면, 기판의 중심을 기준으로 하여 대향하거나 방사상으로 지지구가 설치되어 있다. 또, 각 대향 부위에서는 기판을 상반되는 방향으로 끌어당기면서 기판을 끼워 넣기 때문에, 이 대향 부위 간에 발생하는 장력은 기판의 중심을 기준으로 하여 상반되는 방향으로 작용한다. 또, 지지구는 기판의 중심을 기준으로 하여 방사상으로 설치되어 있기 때문에 기판의 각 방향에서 장력의 균형이 유지되고, 기판은, 그 전역에서 휘지 않고 지지된다.

즉, 본 발명에서는 기판의 중심을 기준으로 하여 각 지지구를 점대칭으로 배치해서 기판의 각 방향에 있어서의 장력의 균형을 유지하고 있다.

또, 상기 지지구는 상기 기판에 대하여 각도를 변경 가능하게 설치되는 구성이어도 좋다.

이 구성에서는 기판에 대하여 지지구의 각도를 자유롭게 바꿀 수 있기 때문에 만일, 기판의 외장이 바뀌었다고 해도 기판의 중심에 대하여 정확히 기준을 맞출 수 있다.

또, 상기 지지구는, 그 지지력을 조정하기 위한 지지력 조정 기구를 갖는 구성이어도 좋다.

이 구성에 따르면, 지지구가 설치되는 각 부분에서 기판의 지지력을 개개로 조절할 수 있기 때문에 지지력의 차이에 의한 장력의 편중을 억제할 수 있다.

또, 상기 지지구는 상기 기판을 끼워 넣기 위한 아암을 갖고,

상기 아암은 상기 기판에 대하여, 그 표면측으로부터 회전 이동 자유롭게 설치되어 있는 구성이어도 좋다.

이 구성에 따르면, 아암이 회전 이동하여 기판측으로 넘어질 때, 아암은 기판에 대하여 아암 연신 방향으로 약간 어긋나기 때문에 본 구성에서는, 이 “어긋남”을 이용하여 기판을 잡아당기고 있다. 또, 아암의 회전 이동 시에 발생하는 “어긋남”을 이용하여 기판을 잡아당기기 때문에 간소하고, 또한, 저가로 제작할 수 있다. 또한, 상기에서 표면측이란, 기판의 표리에 관계없이 단순히 기판의 면을 가리킨다.

또, 상기 아암에는 상기 기판에 접하는 어태치먼트가 설치되고, 그 접촉면은 상기 아암의 세로 방향을 따르는 직선 상에서 원호상으로 팽창해 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 표면 형상을 갖는 어태치먼트에 따르면, 어태치먼트와 기판이 이루는 각도가 변화해도 어태치먼트의 가장자리가 기판에 걸리지 않고, 또, 접촉점도 정위치로부터 어긋나지 않기 때문에 기판을 정위치에서 정밀도 좋게 끼워 넣을 수 있다. 즉, 기판과 어태치먼트의 사이에 무리한 힘이 걸리지 않고, 지지 위치의 어긋남도 억제된다.

또, 상기 아암은 상기 기판으로부터 멀어지는 방향으로 개방 가능하고, 또한, 그 개방 시의 아암 각도는 기판 표면에 대하여 90도 이상으로 열리도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 기판의 표면에 대하여 아암이 90도 이상 열리기 때문에 본 장치에 대하여 그 정면측에서 기판을 착탈할 수 있다.

또, 상기 지지구는 토글 클램프이어도 좋다.

즉, 토글 클램프는 배력 기구를 갖기 때문에 토글 클램프를 이용하는 것으로 약간의 힘으로도 기판을 지지할 수 있다.

이상, 본 발명에 따르면, 기판을 그 전역에서 휨없이 지지할 수 있고, 또, 간소하고 저가로 제작 가능한 기판 지지 장치를 제공할 수 있다. 특히, 강력한 샤워 처리, 강력한 에어 블로 액제거 처리 등을 실시하는 경우에도 널리 적용할 수 있는 잇점이 있다.

도 1은 본 실시 형태에 나타내는 기판 지지 장치의 평면도.
도 2는 본 실시 형태에 나타내는 지지구의 측면도.
도 3은 도 2에 나타내는 지지구의 개방 상태를 나타내는 측면도.
도 4는 도 2에 나타내는 지지구의 평면도.
도 5는 지지구 선단에 설치되는 어태치먼트의 확대도.
도 6은 본 실시 형태에 나타내는 어태치먼트와 기판의 접촉 상태를 나타내는 요부 확대도.
도 7은 도 6의 과정을 거쳐서 기판이 지지된 상태를 나타내는 요부 확대도.
도 8은 기판에 작용하는 장력을 나타내는 모식도.
도 9는 종래의 반송 시스템을 나타내는 정면도.
도 10은 종래의 반송 시스템에 편입되는 롤러의 확대도.

이하, 본 발명의 기판 지지 장치(1)에 대하여 도면을 참조해서 설명한다.

본 실시 형태에 나타내는 기판 지지 장치(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판(P)의 가장자리부(P1)를 따라서 설치된 테두리상의 프레임(2)과 기판(P)의 중심(P2)을 기준으로 하여 대향하거나 방사상으로 배치된 토글 클램프(30)(지지구)에 의해 구성되어 있다.

프레임(2)은 내부식성에 풍부한 금속성의 플레이트로 이루어지고, 그 외형 치수는 반송 대상의 기판(P)에 맞추어서 설계되어 있다. 또, 프레임(2)의 각 부분에 토글 클램프(30)가 부착되고, 이들 복수의 토글 클램프(30)에 의하여 프레임(2) 내에 기판(P)이 지지되어 있다.

토글 클램프(이하, 단순히 클램프(30)라 부른다)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판(P)을 이면측에서 지지하는 고정 아암(31)과, 이 고정 아암(31)에 대하여 회전 이동 자유롭게 지지되는 수동 아암(32)과, 이 수동 아암(32)을 고정 아암(31)을 향하여 압박하는 토글 기구(33)와, 이 토글 기구(33)에 편입되는 링크(33a)에 연결된 조작 레버(34)를 구비하고 있다. 또, 고정 아암(31) 및 수동 아암(32)의 선단에는 고무제의 어태치먼트(35, 36)가 맞붙고, 각 아암(31, 32)은, 이 어태치먼트(35, 36)를 통하여, 그 선단 부분에 기판(P)을 끼워 넣는 구조로 되어 있다.

상기 수동 아암(32)은, 그 기부에 설치된 지지축(32a)을 중심으로 하여 고정 아암(31)측으로 회전 이동 자유롭게 설치되어 있다. 또, 수동 아암(32)은 토글 기구(33)의 링크(33a, 33b)를 통하여 조작 레버(34)에 연결되고, 조작 레버(34)의 조작력은 토글 기구(33)를 통하여 수동 아암(32)을 고정 아암(31)측으로 회전 이동시킨다. 즉, 조작 레버(34)의 조작에 의하여 수동 아암(32)은 기판(P)측으로 넘어지게 되어 있다.

또한, 각 아암(31, 32) 및 클램프(30)는 예를 들면, 금속이나 수지를 이용하여 형성할 수 있다.

또, 토글 기구(33)에 대하여 설명하면, 이 토글 기구(33)는 조작력을 배증시키는 링크 기구의 일종이고, 조작력이 입력되는 제 1 링크(33a)와, 이 제 1 링크(33a)에 연결되는 것과 함께, 제 1 링크보다도 긴 제 2 링크(33b)와, 제 2 링크(33b)의 움직임을 직선 운동으로 변환하는 슬라이더(33c)를 구비하고 있다.

또한, 본 클램프(30)에서는 제 1 링크(33a)와 조작 레버(34)가 일체로 설치되고, 슬라이더(33c)는 수동 아암(32)에 상당한다. 또, 슬라이더(33c)는 본래 직선 운동을 실시하는 부재인데, 지지축(32a)을 통하여 슬라이더(33c)를 회전 이동 자유롭게 설치하는 것으로, 그 직선 운동을 회전 운동으로 변환할 수 있다. 즉, 슬라이더(33c)로서의 수동 아암(32)은 조작 레버(34)의 조작에 의하여 회전 이동하게 되어 있다.

또, 그 링크비는 제 1 링크(33a)에 입력된 조작력을 배증시키는 비율로 되어 있으며, 슬라이더(33c)에 부하가 걸리면, 그 부하에 비하여 큰 반대 방향의 힘을 슬라이더(33c)에 작용시킬 수 있다. 또한, 조작력의 배증 원리는 일반적인 “지레의 원리”에 준하기 때문에 본 명세서에서는 그 설명은 생략한다.

계속해서, 수동 아암(32)에 대하여 도 2 및 도 3을 참조해서 설명한다.

고정 아암(31)에 대하여 회전 이동 자유롭게 설치된 수동 아암(32)은 고정 아암(31)측으로 넘어질 때, 기판(P)을 클램프 내측으로 끌어당기면서 넘어진다. 즉, 수동 아암(32)의 회전 이동 시에는 고정 아암(31)측의 어태치먼트(36)에 대하여 수동 아암(32)측의 어태치먼트(35)가 아암 연신 방향으로 전후하면서 회전 이동하기 때문에 어태치먼트(36)와 어태치먼트(35)의 사이에는 기판(P)을 고정 아암(31)에 대하여 전후로 움직이고자 하는 힘이 발생한다.

또, 이에 관련하여 본 실시 형태에서는 수동 아암(32)과 고정 아암(31)의 사이에 기판(P)이 끼워 넣어진 상태를 기준으로 하여 기판(P)에 클램프 내부 방향의 힘(도 2 중, 화살 표시 A)이 작용하도록 링크의 길이를 설정하고 있다. 즉, 기판(P)을 고정 아암(31)에 대하여 전후로 움직이고자 하는 힘은 수동 아암(32)의 조작량이 일정량에 도달하면 역방향으로 작용하기 때문에, 이 점을 고려하여 링크의 길이를 결정한다. 따라서, 수동 아암(32)과 고정 아암(31)의 사이에 끼워 넣어지는 기판(P)은 클램프 내부 방향의 힘을 받아서 클램프 내로 끌어당겨지면서 끼워진다.

계속해서, 각 아암(31, 32)의 선단에 설치되는 어태치먼트(35, 36)에 대하여 도 5 및 도 7을 참조해서 설명한다. 또한, 수동 아암(31)측의 어태치먼트(35)와 고정 아암(32)측의 어태치먼트(36)는 동일 구조로 동일하게 맞붙어 있기 때문에 이하에서는 수동 아암(32)측의 어태치먼트(35)를 주로 설명한다.

어태치먼트(35(36))는 고무제이고, 그 중심 부분에는 외주에 나사가 형성된 지지축(35a(36a))이 설치되어 있다. 또, 어태치먼트(35(36))는 지지축(35a(36a))을 통하여 아암(31(32))에 나사식으로 부착되어 있다. 또, 지지축(35a(36a))은 아암(31(32))을 상하로 관통하여 설치되고(도 2 참조), 아암(31(32))에 지지축(35a(36a))을 맞붙인 상태에서 지지축(35a(36a))을 회전시키면 어태치먼트(35(36))의 돌출량을 조정할 수 있게 되어 있다. 또한, 도 5 중, 35b(36b)는 지지축(35a(36a))용의 록 너트이다.

또, 고무제 어태치먼트(35(36))의 선단은 반구면상으로 성형되어 있으며, 기판(P)과의 접촉 상태가 양호하게 유지되게 되어 있다. 또, 이 점에 관하여, 수동 아암(32)측의 어태치먼트(35)에 착안하면, 어태치먼트(35)의 지지축(35a)과 기판(P)이 이루는 각(θ1)이 변화해도 접촉각(θ2(θ2＜θ1))은 항상 90도 부근에서 유지되고 있다. 이 때문에, 기판(P)에는 어태치먼트(35)의 각도에 불구하고 항상 수직 방향의 압력이 작용하게 되어 있다.

이 점에 관하여, 본 실시 형태에 나타내는 클램프(30)에서는 기판(P)을 내측으로 끌어당겨서 끼우기 때문에 어태치먼트(35)의 접촉각(θ2)을 극히 약간이기는 하지만, 예각으로 되도록 설정하고 있다. 또한, 접촉각(θ2)을 예각측에 설정하는 방법으로서는, 수동 아암(32)측의 어태치먼트(35)를 약간 많이 돌출시킨다.

즉, 어태치먼트(35)와 기판(P)이 이루는 각(θ1)이 90도를 만족할 때, 이 상태에서 약간 어태치먼트(35)의 지지축(35a)을 기판(P)측으로 연장하는 것으로, 그 접점이 기판 가장자리부측으로 어긋나고, 어태치먼트(35)의 접촉각(θ2)은 예각측에 설정된다. 또, 이 설정 하, 어태치먼트(35)와 기판(P)이 이루는 각(θ1)을 90도로 유지하면, 기판(P)은, 그 접점의 어긋남에 의하여 클램프 내부 방향(도 7 중, 화살 표시 A방향)으로 끌어당겨지면서 끼워진다.

또한, 접촉각(θ2)의 조정에 의하여 기판(P)과 어태치먼트(35)의 접점도 약간 어긋나지만, 어태치먼트(35)의 선단을 반구 형상의 고무제로 하여 유연성을 갖게 했기 때문에 어태치먼트(35)의 미소 변형에 의하여, 그 어긋남은 흡수된다. 이 때문에, 접촉각(θ2)을 조정해도 기판(P)은 어태치먼트(35) 중앙에서 변형되지 않고 지지된다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는 기판(P)과의 접촉각(θ2)을 임의의 값으로 조정할 수 있는 어태치먼트(35(36))를 구비했기 때문에 기판(P)의 지지력을 클램프 각 부분에서 원하는 강도로 조정할 수 있다.

또한, 기판(P)의 지지력은 어태치먼트(35(36))의 체결 토크에 비례하기 때문에, 그 체결 토크를 토크 렌치 등으로 수치 관리하면, 기판(P)에 작용하는 장력을 각 방향에서 더욱 정밀도 좋게 조절할 수 있다.

그리고 이와 같이 구성된 클램프(30)가 프레임(2)의 각 부분에 설치되어 있다. 프레임(2)의 각 부분에 설치되는 클램프(30)는 기판(P)의 중심(P2)을 기준으로 하여 대향하거나 방사상으로 설치되어 있다. 즉, 각 클램프(30)는 기판(P)의 중심(P2)을 향하여 배치되는 것과 함께, 기판(P)의 중심(P2)을 기준으로 하여 점대칭으로 설치되어 있다. 또, 각 클램프(30)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판(P)에 대하여 각도 자유롭게 설치되어 기판(P)을 원하는 각도로 지지할 수 있게 되어 있다.

계속해서, 클램프(30)의 조작 방법에 대하여 설명한다.

클램프(30)를 개방할 때에는 조작 레버(34)를 당겨서(도 3 참조), 수동 아암(32)을 고정 아암(31)으로부터 멀어지는 방향으로 조작한다. 또, 개방 시의 아암 각도는 기판 표면에 대하여 90도 이상으로 열리도록 설정되어 있다. 이 때문에, 클램프(30)의 개방 시에는 기판(P)의 정면측이 전면 개방되기 때문에 기판(P)의 교환을 용이하게 실시할 수 있다.

또, 각 부에 설치된 클램프(30)에 기판(P)의 가장자리부(P1)를 끼워 넣어서 조작 레버(34)를 내리면, 기판(P)은, 그 중심을 기준으로 하여 각 방향으로 끌어당겨지면서 지지된다. 따라서, 기판(P)에 대하여 각 방향에 장력이 발생하고, 기판(P)은, 그 전역에서 휘지 않고 지지된다.

또한, 상기와 같이, 기판(P)의 지지력은 클램프 개개에 설정 가능하다. 이 때문에, 도 8의 각 화살표 A, B, W1(A＞B＞W1)에 나타내는 바와 같이, 기판(P)의 대향 부위에 있어서, 그 거리가 긴 부분에서는 장력을 강하게 설정하고, 반대로, 거리가 짧은 부분에서는 장력을 약하게 설정하는 것으로 기판 전역에 있어서의 장력의 밸런스가 더욱 정밀도 좋게 유지된다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는 기판(P)을, 그 전역에서 휘지 않고 지지할 수 있으며, 또, 지지구로서 부품수가 적은 클램프(30)를 이용하기 때문에 간소하고 저가로 제작할 수 있다.

또한, 상기한 실시 형태는 어디까지나 일례이고, 그 세부는 각종 형식에 따라서 변경 가능하다. 예를 들면, 본 실시 형태에서는 직사각형의 기판(P)을 예로 설명했지만, 프레임(2)의 형상을 변경하는 것으로 원형이나 직사각형 등, 각종 형상에 대응 가능하다. 또, 지지구로서 배력 기구를 갖는 토글 클램프(30)를 이용했지만, 배력 기구를 갖지 않는 클램프를 채용해도 좋다.

1: 기판 지지 장치
2: 프레임
30: 토글 클램프
31: 고정 아암
32: 수동 아암
32a: 수동 아암의 지지축
33: 토글 기구
33a: 제 1 링크
33b: 제 2 링크
33c: 슬라이더
34: 조작 레버
35: 수동 아암측의 어태치먼트
35a: 어태치먼트의 지지축
35b: 록 너트
36: 고정 아암측의 어태치먼트
36a: 어태치먼트의 지지축
36b: 록 너트
100: 반송 시스템
101a, 101b: 롤러
101: 파지 장치
P: 기판
P1: 기판의 가장자리부
P2: 기판의 중심
W: 기판
W1: 기판의 중심선

Claims

기판의 가장자리부를 따라서 설치되는 것과 함께, 이 기판의 가장자리부를 끼워서 기판을 지지하는 지지구를 구비한 기판 지지 장치로서,
상기 지지구는 상기 기판의 중심을 기준으로 하여 대향하거나 방사상으로 배치되고, 각 대향 부위에서는 상기 기판을 상반되는 방향으로 끌어당기면서 기판을 끼우는 것을 특징으로 하는
기판 지지 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지구는 상기 기판에 대하여 각도 자유롭게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
기판 지지 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 지지구는, 그 지지력을 조정하기 위한 지지력 조정 기구를 갖는 것을 특징으로 하는
기판 지지 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지구는 상기 기판을 끼워 넣기 위한 아암을 갖고,
상기 아암은 상기 기판에 대하여, 그 표면측으로부터 회전 이동 자유롭게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
기판 지지 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 아암에는 상기 기판에 접하는 어태치먼트가 설치되고, 그 접촉면은 상기 아암의 세로 방향을 따르는 직선 상에서 원호상으로 팽창되어 있는 것을 특징으로 하는
기판 지지 장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 아암은 상기 기판으로부터 멀어지는 방향으로 개방 가능하고, 또한, 그 개방 시의 아암 각도는 기판 표면에 대하여 90도 이상으로 열리도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는
기판 지지 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지구는 토글 클램프인 것을 특징으로 하는
기판 지지 장치.