KR20150099607A - 액추에이터 및 점착 척 장치 - Google Patents

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KR20150099607A
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신에츠 엔지니어링 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 액추에이터는 가동자를 무접촉 상태에서 중심이 어긋나지 않고 구동시킨다.
신축부(10)로서, 주름부(11a, 11a')를 가지는 복수의 금속 벨로우즈(11, 11')가 내외에 동심 형상으로 배치되고, 금속 벨로우즈(11, 11')를 신축 변형시킴으로써, 금속 벨로우즈(11, 11')의 주름부(11a, 11a')가 각각의 내주단(11b, 11b') 및 외주단(11c, 11c')을 각각 교대로 고착하여, 신축부(10)의 전체가 신축 변형방향(Z방향) 이외의 XYθ방향으로 전혀 변형되지 않기 때문에, 금속 벨로우즈(11, 11')의 일단에 걸쳐 마련되는 승강부(20)를 통하여 가동자(40)가, 신축부(10)의 중심 공간(12) 및 기부(30)의 통공(31) 내에서, 신축 변형방향(Z방향) 이외의 XYθ방향으로는 중심이 어긋나지 않고 왕복 이동한다.

Description

액추에이터 및 점착 척 장치{ACTUATOR AND ADHESIVE CHUCK DEVICE}
본 발명은, 예를 들면 액정 디스플레이(LCD)나 유기 EL 디스플레이(OLED)나 플라즈마 디스플레이(PDP)나 플렉시블 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조과정에 있어서, 유리기판이나 또는 수지기판 등의 판 형상 워크를 점착 유지하여 첩합하는 기판 첩합기를 포함하는 기판 조립장치나, 이와 같은 기판 등의 절연체, 도전체 또는 반도체 웨이퍼 등의 워크(피처리체)를 반송하는 기판 반송장치 등에 이용되는 액추에이터, 이 액추에이터가 구비되는 점착 척 장치에 관한 것이다.
종래, 이 종류의 점착 척 장치로서, 상방의 가압판에 개공(開孔)을 복수 마련하고, 이들 개공 내에 액추에이터를 구비하며, 액추에이터로부터 하방을 향하여 뻗은 축의 끝에 점착부재가 마련되고, 액추에이터의 동작에 의하여 개공 내에서 점착부재가 상하 이동하며, 점착부재로 상측 기판을 유지하고, 진공 챔버유닛의 내부에 있어서, 상하측 양 기판의 위치맞춤을 한 후 첩합을 행하며, 첩합된 상측 기판으로부터 점착부재를 박리할 때는, 액추에이터에 의하여 개공 내에서 점착부재를 상승(퇴행)시키면, 가압판의 개공의 둘레가장자리부가 상측 기판의 이동을 저지하므로, 간단히 점착부재와 상측 기판을 분리시키는 기판 조립장치가 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
또, 상방의 가압판에 개구를 복수 마련하고, 이들 개구 내에 회전용 액추에이터와 상하 구동용 액추에이터를 각각 구비하며, 회전용 액추에이터로부터 하방을 향하여 뻗은 회전축의 선단에 점착부재가 장착되고, 진공 챔버유닛의 내부에 있어서, 상하측 양 기판의 위치맞춤을 행하면서 첩합을 행하며, 점착부재를 가압판 내로 퇴행시킬 때는, 점착부재를 기판면에 대하여 회전용 액추에이터에 의하여 비틀면서, 또는 비튼 후에 상하 구동용 액추에이터에 의하여 퇴행시켜, 점착부재를 상측 기판으로부터 떼어내는 기판 조립장치도 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 2001-133745호(제5 페이지, 도 7) 특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 2003-273508호(제3-5 페이지, 도 1-5)
그런데, 플랫 패널 디스플레이의 기판 첩합기 등에서는, 한 쌍의 기판을 미크론 오더의 고정밀도로 서로 위치맞춤하고, 이들의 위치맞춤 상태를 유지한 채로, 기판끼리의 첩합이 고정밀도로 행해진다.
그러나, 이와 같은 종래의 점착 척 장치 및 그에 이용되는 액추에이터에서는, 특허문헌 1의 경우, 액추에이터로부터 뻗는 축의 구동 시에, 그 축이 그 축방향과 교차하는 방향으로도 약간 중심의 어긋남이 발생하기 때문에, 상하측 기판의 첩합 완료 후에 상측 기판으로부터 점착부재를 박리할 때에, 액추에이터로 축 및 점착부재를 상승(퇴행)시키면, 축 중심의 어긋남으로 인하여 상측 기판이 하측 기판에 대하여 위치 어긋남을 일으키게 된다.
이로써, 기판끼리의 첩합 정밀도가 저하되어, 수율이 악화되는 문제가 있었다.
또, 특허문헌 2의 경우에는, 상하측 기판의 첩합 완료 후에 상측 기판으로부터 점착부재를 박리할 때에, 회전용 액추에이터로 회전축을 비틀면서 또는 비튼 후에 상하 구동용 액추에이터에 의하여 퇴행시키기 때문에, 점착부재의 회전 이동에 따라 상측 기판이 하측 기판에 대하여 위치 어긋남을 일으키기 쉽다는 문제가 있었다.
또한, 특허문헌 2의 경우에는, 회전축의 외주면에 환형의 시일재를 맞닿게 하여, 회전축이 상하 이동 및 회전 가능하게 시일됨과 동시에 회전축의 축 어긋남을 방지하고 있다. 그러나, 회전축이 상하 이동 및 회전 이동을 할 때마다 회전축과 시일재가 마찰되기 때문에, 이들의 마모에 의하여 부스러기가 발생하기 쉽다.
이로써, 진공 챔버유닛 등의 밀폐공간 내에서 기판끼리의 첩합이 행해지는 경우에는, 회전축과 시일재의 마모로 발생한 부스러기가 기판끼리의 첩합 개소에 혼입하는 등 악영향을 줄 우려가 있다는 문제가 있었다.
본 발명은, 이와 같은 문제에 대처하는 것을 과제로 하는 것이며, 가동자를 무접촉 상태에서 중심이 어긋나지 않고 구동시키는 것 등을 목적으로 하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 액추에이터는, 내주단 및 외주단이 각각 교대로 고착된 주름부를 가지는 복수의 금속 벨로우즈가 내외에 동심 형상으로 배치되는 신축 변형 가능한 신축부와, 상기 금속 벨로우즈의 일단에 걸쳐 마련되는 승강부와, 상기 금속 벨로우즈의 타단에 걸쳐 마련되며 통공(通孔)을 가지는 기부(基部)와, 상기 승강부로부터 상기 신축부의 중심 공간을 통과하여 상기 기부의 상기 통공을 향하여 마련되는 가동자를 구비하고, 상기 신축부의 신축 변형에 따라 상기 기부의 상기 통공 내에서 상기 가동자를 왕복 이동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 서술한 특징을 가지는 본 발명에 의한 액추에이터는, 신축부로서, 주름부를 가지는 복수의 금속 벨로우즈가 내외에 동심 형상으로 배치되고, 금속 벨로우즈를 신축 변형시킴으로써, 금속 벨로우즈의 주름부가 각각의 내주단 및 외주단을 각각 교대로 고착하여, 신축부의 전체가 신축 변형방향 이외의 방향으로 전혀 변형되지 않기 때문에, 금속 벨로우즈의 일단에 걸쳐 마련되는 승강부를 통하여 가동자가, 신축부의 중심 공간 및 기부의 통공 내에서, 신축 변형방향 이외의 방향으로는 중심이 어긋나지 않고 왕복 이동한다.
따라서, 가동자가 무접촉 상태에서 중심이 어긋나지 않게 구동시킬 수 있다.
그 결과, 축의 구동에 의하여 중심의 어긋남이 발생하기 쉬운 종래의 액추에이터에 비하여, 플랫 패널 디스플레이의 기판 첩합기 등에 있어서 첩합 완료 후의 점착 박리에 사용해도, 기판끼리의 첩합 정밀도가 저하하지 않아, 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 축의 구동에서 시일재와의 사이에 마찰이 발생하는 종래의 액추에이터에 비하여, 가동자의 구동에 따라 부스러기가 발생하지 않기 때문에, 진공 챔버유닛 등의 밀폐공간 내에서 기판끼리의 첩합을 행해도, 부스러기 등의 이물이 기판끼리의 첩합 개소에 혼입하는 등의 악영향을 방지할 수 있다. 또, 마찰에 의하여 마모되는 봉지(封止) 부분이 없기 때문에, 장기간 사용해도 중심의 어긋남을 발생시키지 않아, 안정성이 우수하다.
특히, 내외에 동심 형상으로 배치되는 복수의 금속 벨로우즈로서, 다수의 박육(薄肉) 금속판의 내주단과 외주단이 각각 교대로 용접된 용접 벨로우즈를 이용한 경우에는, 그 축방향으로는 신축 변형하지만, 그 이외의 방향으로는 강성이 높아 변형하지 않고 움직이지 않으며, 복수의 용접 벨로우즈를 내외에 동심 형상으로 배치함으로써 강성이 더 높아지기 때문에, 가동자의 중심이 어긋나는 것을 완전하게 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 액추에이터 및 점착 척 장치의 전체 구성을 나타내는 설명도이며, (a)가 구동 전 상태를 나타내는 종단 정면도, (b)가 구동 후 상태를 나타내는 종단 정면도이다.
도 2는 도 1의 (2)-(2)선을 따르는 횡단 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시형태에 관한 액추에이터(A)는, 플랫 패널 디스플레이의 기판 첩합기 등을 포함하는 기판 조립장치나 기판 반송장치 등에 이용되는 원동기이다.
도 1~도 2에 나타내는 바와 같이, 유리기판이나 수지기판 등으로 이루어지는 판 형상의 워크(W)와 대향하여, 복수의 액추에이터(A)를 각각 소정 간격마다 분산 배치함으로써, 본 발명의 실시형태에 관한 점착 척 장치가 구성된다.
자세하게 설명하면, 본 발명의 실시형태에 관한 액추에이터(A)는, 주름부(11a, 11a')를 가지는 복수의 금속 벨로우즈(11, 11')가 내외에 동심 형상으로 배치되는 신축 변형 가능한 Z방향으로 신축 변형 가능한 신축부(10)와, 금속 벨로우즈(11, 11')의 일단에 걸쳐 마련되는 승강부(20)와, 금속 벨로우즈(11, 11')의 타단에 걸쳐 마련되는 기부(30)와, 승강부(20)로부터 신축부(10)의 중심 공간(12)을 통과하여 기부(30)의 중심을 향하여 마련되는 가동자(40)를 주요한 구성요소로서 구비하고 있다.
신축부(10)가 되는 복수의 금속 벨로우즈(11, 11')는, 환형으로 펀칭 가공된 다수의 박육 금속판의 내주단(11b, 11b')과 외주단(11c, 11c')을 각각 교대로 고착하여 단면 물결 형상으로 연결함으로써, 신축 변형 가능한 주름부(11a, 11a')가 형성된다.
신축부(10)는, 직경 치수가 상이한 주름부(11a, 11a')를 가지는 금속 벨로우즈(11, 11')가 복수개 준비되고, 이들 금속 벨로우즈(11, 11')를 각각 주름부(11a, 11a')의 중심이 동일한 위치가 되도록 배치함으로써 구성된다.
이들 복수의 금속 벨로우즈(11, 11')에 있어서, 신축부(10)의 중심이 되는 최소직경의 주름부(11a)의 내부에는, 중심 공간(12)이 구획 형성되어 있다. 복수의 금속 벨로우즈(11, 11')에 있어서의 크고 작은 주름부(11a, 11a')의 사이에는, 기밀성이 뛰어난 환형 공간(13)이 구획 형성되어 있다.
금속 벨로우즈(11, 11')의 구체예로서는, 다수의 박육 금속판의 내주단(11b, 11b')과 외주단(11c, 11c')이 각각 교대로 용접된 용접 벨로우즈를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 도 1의 (a), (b) 및 도 2에 나타나는 예에서는, 원통 형상으로 형성한 2개의 금속 벨로우즈(11, 11')가 그 직경 방향으로 복수 각각 동심원 상에 배치되어 있다.
또, 그 이외의 예로서 도시하지 않지만, 금속 벨로우즈(11, 11')로서 원통 형상 이외의 각통 형상으로 형성된 것을 이용하거나, 3개 이상의 금속 벨로우즈(11, 11')를 각각의 중심이 동일한 위치가 되도록 배치하거나 하는 것도 가능하다.
승강부(20)는, 금속 벨로우즈(11, 11')의 일단(상단)에 걸쳐 기밀 형상으로 연결되는 판재이거나 또는 그 이외의 형상의 부재로 구성되고, 금속 벨로우즈(11, 11')의 신축 변형에 따라 Z방향으로 왕복 이동 가능하게 지지되어 있다.
또한, 승강부(20)는, 다른 부재에 접촉시킴으로써, 신축부(10)가 되는 금속 벨로우즈(11, 11')의 신축 변형 범위를 제한하는 것이 바람직하다.
기부(30)는, 금속 벨로우즈(11, 11')의 타단(하단)에 걸쳐 기밀 형상으로 연결되는 판재이거나 또는 그 이외의 형상의 부재로 구성되고, 금속 벨로우즈(11, 11')를 지지하고 있다.
기부(30)의 중심부에는, 후술하는 가동자(40)가 삽통하는 통공(31)이 관통하여 뚫려 있다.
또한, 기부(30)에는, 복수의 금속 벨로우즈(11, 11')[주름부(11a, 11a')]의 사이에 형성된 환형 공간(13)과 연통하는 관통구멍(32)을 뚫는 것이 바람직하다.
가동자(40)는, 승강부(20)의 중심으로부터 신축부(10)의 중심이 되는 중심 공간(12)을 통과하여 기부(30)의 통공(31)을 향하여 뻗는 단면 원형이거나, 또는 단면 직사각형 등의 그 이외의 형상의 봉으로 구성되고, 신축부(10)가 되는 금속 벨로우즈(11, 11')의 신축 변형에 따라 승강부(20)와 연동하여, 신축부(10)의 중심 공간(12) 및 기부(30)의 통공(31) 내에서 Z방향으로 왕복 이동하도록 매달려 있다.
또한, 가동자(40)는, 그 승강부(20)와의 연결 부위와 반대측의 선단(41)이, 워크(W)와 대향하도록 배치되고, 금속 벨로우즈(11, 11')의 신축 변형에 의한 Z방향으로의 왕복 이동으로, 선단(41)을 워크(W)의 표면(W1)에 대하여 간접적 또는 직접적으로 접촉시키도록 배치되어 있다.
도 1의 (a), (b)에 나타나는 예에서는, 가동자(40)의 선단(41)에 후술하는 점착부재(70)가 고착되어, 점착부재(70)를 통하여 워크(W)의 표면(W1)에 접촉시킴으로써, 워크(W)를 착탈 가능하게 유지하고 있다.
또, 그 이외의 예로서 도시하지 않지만, 가동자(40)의 선단(41)에 점착부재(70)를 고착하지 않고, 선단(41)을 워크(W)의 표면(W1)에 면접촉시켜 밀어 이동하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 실시형태에 관한 액추에이터(A)는, 승강부(20)와 대향하여 신축부(10)가 되는 금속 벨로우즈(11, 11')의 신축 변형에 따라 승강부(20)가 맞닿도록 마련되는 스토퍼(50)를 추가로 구비하고, 스토퍼(50)에 승강부(20)가 맞닿음으로써 가동자(40)를 이동 정지시키도록 구성하는 것이 바람직하다.
즉, 신축부(10)가 되는 금속 벨로우즈(11, 11')의 신축 변형에 따라 승강부(20)를 Z방향으로 이동시키는 것에 의하여, 승강부(20)가 스토퍼(50)에 맞닿아 가동자(40)의 이동 범위가 제한된다.
스토퍼(50)는, 승강부(20) 및 가동자(40)의 하한 위치를 설정하기 위한 하한 스토퍼(51a)와, 승강부(20) 및 가동자(40)의 상한 위치를 설정하기 위한 상한 스토퍼(52a)를 가지고 있다.
하한 스토퍼(51a)는, 도 1의 (a), (b) 및 도 2에 나타나는 경우, 신축부(10)가 되는 금속 벨로우즈(11, 11')의 외주를 둘러싸도록 마련되는 측벽부(51)의 내면을 따라 단 형상으로 형성되고, 승강부(20)의 하면(21)을 맞닿게 함으로써, 가동자(40)의 하방 이동이 정지되도록 구성되어 있다.
상한 스토퍼(52a)는, 도 1의 (a), (b) 및 도 2에 나타나는 경우, 측벽부(51)의 상단면에 걸쳐 승강부(20)를 덮도록 마련된 탑 플레이트(52)의 하면을 따라 면 형상으로 형성되고, 승강부(20)의 상면(22)을 맞닿게 함으로써, 가동자(40)의 상방 이동이 정지되도록 구성되어 있다.
또한, 본 발명의 실시형태에 관한 액추에이터(A)는, 복수의 금속 벨로우즈(11, 11')[주름부(11a, 11a')]의 사이에 형성되는 환형 공간(13)을 향하여 구동용 유체(F)를 공급하기 위한 공급부(61)를 추가로 구비하고, 공급부(61)로부터 환형 공간(13)으로의 구동용 유체(F)가 공급됨으로써 금속 벨로우즈(11, 11')를 동시에 신축 변형시키도록 구성하는 것이 바람직하다.
즉, 공급부(61)로부터 구동용 유체(F)를 환형 공간(13)으로 공급함으로써, 신축부(10)가 되는 금속 벨로우즈(11, 11')가 동시에 신장 변형하고, 이와 반대로 환형 공간(13)으로부터 구동용 유체(F)를 공급부(61)로 되돌려 보냄으로써, 금속 벨로우즈(11, 11')가 동시에 단축 변형한다.
공급부(61)는, 압축 공기 등의 기체 또는 액체로 이루어지는 구동용 유체(F)가 저장되는 공급원(도시하지 않음)과, 구동용 유체(F)의 공급원으로부터 금속 벨로우즈(11, 11') 간의 환형 공간(13)에 걸쳐 형성되는 공급로(61a)와, 공급로(61a)를 거쳐 공급원 및 환형 공간(13)에 걸쳐 구동용 유체(F)를 일방향으로만 공급하거나 또는 쌍방향으로 출입시키기 위한 펌프 등의 구동 수단(도시하지 않음)을 가지고 있다.
도 1의 (a), (b) 및 도 2에 나타나는 예에서는, 공급부(61)로서, 후술하는 점착 척 장치의 척 본체(60)의 내부에 공급로(61a)를 구획 형성하고, 기부(30)에 뚫린 관통구멍(32)을 통하여 공급부(61)의 공급로(61a)와 환형 공간(13)이 연통하고 있다.
도 1의 (a)에 나타나는 상태에서는, 금속 벨로우즈(11, 11') 및 승강부(20)의 자중과, 금속 벨로우즈(11, 11')가 가지는 탄성력에 의하여, 주름부(11a, 11a')가 Z방향으로 압축 변형하고, 승강부(20)가 스토퍼(50)[하한 스토퍼(51a)]와 맞닿음으로써 가동자(40)가 하한 제한에 의하여 정지되어 있다.
도 1의 (b)에 나타나는 상태에서는, 공급부(61)의 구동 수단이 작동하여, 공급원으로부터 구동용 유체(F)가 공급로(61a)를 거쳐 환형 공간(13)으로 공급되어, 환형 공간(13)의 내압이 상승함으로써, 금속 벨로우즈(11, 11')를 동시에 Z방향으로 팽창시켜 신축 변형시키고, 승강부(20)가 스토퍼(50)[상한 스토퍼(52a)]와 맞닿음으로써 가동자(40)가 상한 제한에 의하여 정지되어 있다.
그 후, 환형 공간(13) 내의 구동용 유체(F)를 공급로(61a)를 거쳐 공급원으로 역류시키거나, 또는 다른 도피통로(도시하지 않음)로부터 내보내, 환형 공간(13)의 내압을 저하시킴으로써, 주름부(11a, 11a')가 Z방향으로 압축 변형하여, 도 1의 (a)에 나타나는 상태로 되돌려진다.
또, 그 이외의 예로서 도시하지 않지만, 척 본체(60) 내의 공급로(61a)나 기부(30)의 관통구멍(32) 대신에, 외측에 배치되는 금속 벨로우즈(11')의 주름부(11a')나 승강부(20)에 대하여, 공급부(61)의 공급관로를 직접적으로 배관 접속하는 등, 공급부(61)로서 점착 척 장치의 척 본체(60)와 관계없이 환형 공간(13)에 구동용 유체(F)를 공급하는 것도 가능하다.
이와 같은 본 발명의 실시형태에 관한 액추에이터(A)에 의하면, 신축부(10)로서, 주름부(11a, 11a')를 가지는 복수의 금속 벨로우즈(11, 11')가 내외에 동심 형상으로 배치되기 때문에, 금속 벨로우즈(11, 11')를 신축 변형시킴으로써, 금속 벨로우즈(11, 11')의 주름부(11a, 11a')가 각각의 내주단(11b, 11b') 및 외주단(11c, 11c')을 각각 교대로 고착하여, 신축부(10)의 전체가 신축 변형방향(Z방향) 이외의 XYθ방향으로 전혀 변형하지 않는다.
이로써, 금속 벨로우즈(11, 11')의 일단에 걸쳐 마련되는 승강부(20)를 통하여 가동자(40)가, 신축부(10)의 중심 공간(12) 및 기부(30)의 통공(31) 내에서, 신축 변형방향(Z방향) 이외의 XYθ방향으로는 중심이 어긋나지 않고 왕복 이동한다.
따라서, 가동자(40)를 무접촉 상태에서 중심이 어긋나지 않고 구동시킬 수 있다.
특히, 내외에 동심 형상으로 배치되는 복수의 금속 벨로우즈(11, 11')로서, 다수의 박육 금속판의 내주단(11b, 11b')과 외주단(11c, 11c')이 각각 교대로 용접된 용접 벨로우즈를 이용한 경우에는, 그 축방향(Z방향)으로는 신축 변형하지만, 그 이외의 XYθ방향으로는 강성이 높아 변형하지 않고 움직이지 않으며, 복수의 용접 벨로우즈를 내외에 동심 형상으로 배치함으로써 강성이 더 높아지기 때문에, 가동자(40)의 중심이 어긋나는 것을 완전하게 방지할 수 있다.
또한, 승강부(20)와 대향하여 신축부(10)의 신축 변형에 따라 승강부(20)가 맞닿도록 마련되는 스토퍼(50)를 추가로 구비하고, 스토퍼(50)에 승강부(20)가 맞닿음으로써 가동자(40)를 이동 정지시키도록 구성한 경우에는, 신축부(10)의 신축 변형에 따라 승강부(20)를 이동시킴으로써, 승강부(20)가 스토퍼(50)에 맞닿아 가동자(40)의 이동 범위가 제한된다.
따라서, 간단한 구조로 가동자(40)의 이동 범위를 제한할 수 있다.
그 결과, 가동자(40)가 워크(W) 등과 충돌하는 것을 방지할 수 있어, 파손 사고 등이 발생하지 않아, 안전성의 향상을 도모할 수 있다.
또, 금속 벨로우즈(11, 11')의 사이에 형성되는 환형 공간(13)을 향하여 구동용 유체(F)를 공급하는 공급부(61)를 추가로 구비하고, 공급부(61)로부터 환형 공간(13)에 구동용 유체(F)가 공급됨으로써 금속 벨로우즈(11, 11')를 동시에 신축 변형시키도록 구성한 경우에는, 공급부(61)로부터 구동용 유체(F)를 환형 공간(13)으로 공급함으로써, 금속 벨로우즈(11, 11')가 동시에 신장 변형하고, 이와 반대로 환형 공간(13)으로부터 구동용 유체(F)를 공급부(61)로 되돌림으로써, 금속 벨로우즈(11, 11')가 동시에 단축 변형한다.
따라서, 간단한 구조로 가동자(40)를 중심이 어긋나지 않고 순조롭게 왕복시킬 수 있다.
그 결과, 장기간에 걸쳐 사용해도 안정된 작동이 얻어져, 작동성이 우수하다.
그리고, 이와 같은 액추에이터(A)를 이용한 본 발명의 실시형태에 관한 점착 척 장치는, 복수의 액추에이터(A)가 척 본체(60)에 워크(W)와 대향하여 각각 소정 간격마다 분산 배치되고, 점착부재(70)를 통하여 워크(W)가 착탈 가능하게 유지되도록 구성되어 있다. 또한, 점착 척 장치는, 진공 분위기나 소정의 진공도에 도달한 분위기이거나, 또는 대기 분위기 등에 배치되어 있다.
다만, 도 1의 (a), (b) 및 도 2에 나타나는 예에서는, 점착 척 장치의 척 본체(60)에 대하여 하나의 액추에이터(A)만을 배치하고 있지만, 이와 마찬가지로 그 이외의 액추에이터(A)도 배치되기 때문에, 도면 상에서는 다른 액추에이터(A)를 생략하고 있다.
척 본체(60)는, 예를 들면 금속이나 세라믹스 등의 강체로서 휨 변형하지 않는 두께의 평판 형상으로 형성된 정반(定盤) 등으로 이루어지며, 적어도 액추에이터(A)의 기부(30)의 통공(31)과 연통하여 가동자(40)가 통과하도록 마련되는 복수의 연통구멍(62)을 가지고 있다.
액추에이터(A)는, 신축부(10)가 되는 금속 벨로우즈(11, 11')의 신축 변형에 따라, 모든 가동자(40)의 선단(41)이 척 본체(60)의 유지면(60a)으로부터 동시에 돌출하여 각각 워크(W)의 표면(W1)과 접촉되고, 신축부(10)가 되는 금속 벨로우즈(11, 11')의 단축 변형에 따라, 모든 가동자(40)의 선단(41)이 척 본체(60) 내로 동시에 몰입하여 각각 워크(W)의 표면(W1)으로부터 멀어지도록 제어하고 있다.
즉, 척 본체(60)에 분산 배치되는 복수의 액추에이터(A)에 있어서, 신축부(10)가 되는 금속 벨로우즈(11, 11')를 신축 변형시킴으로써, 모든 가동자(40)의 선단(41)이 연통구멍(62)을 관통하여 척 본체(60)의 유지면(60a)으로부터 동시에 돌출하여, 가동자(40)의 선단(41)의 각각이 워크(W)의 표면(W1)과 접촉함으로써, 점착부재(70)에 의한 점착 유지 등이 행해지고, 이와 반대로 신축부(10)가 되는 금속 벨로우즈(11, 11')를 단축 변형시킴으로써, 모든 가동자(40)의 선단(41)이 척 본체(60)의 연통구멍(62) 내로 동시에 몰입하여, 가동자(40)의 선단(41)의 각각이 워크(W)의 표면(W1)으로부터 멀어짐으로써, 점착부재(70)와의 박리 개방 등이 행해진다.
도 1의 (a), (b) 및 도 2에 나타나는 예에서는, 복수의 액추에이터(A)의 가동자(40)의 선단(41)에 시트 형상의 점착부재(70)를 각각 마련하고 있다.
도 1의 (a)에 나타나는 상태에서는, 신축부(10)의 단축 변형에 의한 가동자(40)의 하방 이동에 따라, 점착부재(70)가 척 본체(60)의 유지면(60a)으로부터 동시에 돌출 이동하고, 모든 점착부재(70)를 워크(W)의 표면(W1)으로 동시에 점착시켜, 워크(W)를 점착 유지하고 있다.
도 1의 (b)에 나타나는 상태에서는, 신축부(10)의 신장 변형에 의한 가동자(40)의 상방 이동에 따라, 점착부재(70)가 척 본체(60)의 연통구멍(62) 내로 동시에 몰입 이동하고, 모든 점착부재(70)를 워크(W)의 표면(W1)으로부터 동시에 떼어내어 워크(W)를 개방하고 있다.
또, 그 이외의 예로서 도시하지 않지만, 가동자(40)의 선단(41)에 점착부재(70)를 마련하지 않고, 척 본체(60)의 유지면(60a)에 있어서의 연통구멍(62)의 둘레가장자리 또는 그 근방에 점착부재(70)를 마련하여, 신축부(10)의 신장 변형에 의한 가동자(40)의 몰입 이동에 따라, 척 본체(60)의 점착부재(70)를 워크(W)의 표면(W1)에 점착시켜 워크(W)를 점착 유지하고, 신축부(10)의 단축 변형에 의한 가동자(40)의 돌출 이동에 따라, 워크(W)의 표면(W1)을 척 본체(60)의 점착부재(70)로부터 벗겨내어 워크(W)를 개방하는 것도 가능하다.
이와 같은 본 발명의 실시형태에 관한 점착 척 장치에 의하면, 척 본체(60)에 분산 배치되는 복수의 액추에이터(A)에 있어서, 신축부(10)를 신축 변형시킴으로써, 모든 가동자(40)의 선단이 연통구멍(62)을 관통하여 척 본체(60)의 유지면(60a)으로부터 동시에 돌출하여, 각각이 워크(W)와 접촉함으로써, 점착부재(70)에 의한 점착 유지 등이 행해지고, 이와 반대로 신축부(10)를 단축 변형시킴으로써, 모든 가동자(40)의 선단이 척 본체(60)의 연통구멍(62) 내로 동시에 몰입하여, 각각이 워크(W)로부터 멀어짐으로써, 점착부재(70)와의 박리 개방 등이 행해진다.
따라서, 복수의 가동자(40)에서 중심이 어긋나지 않고 워크(W)를 착탈 가능하게 점착 유지할 수 있다.
그 결과, 액추에이터에 의한 축의 구동에서 중심의 어긋남이 발생하기 쉬운 종래의 점착 척 장치에 비하여, 플랫 패널 디스플레이의 기판 첩합기 등에 있어 첩합 완료 후의 점착 박리에 사용해도, 액추에이터에 의한 기판끼리의 첩합 정밀도가 저하하지 않고, 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 액추에이터에 의한 축의 구동에서 시일재와의 사이에 마찰이 발생하는 종래의 점착 척 장치에 비하여, 가동자(40)의 구동에 따라 부스러기가 발생하지 않기 때문에, 진공 챔버유닛 등의 밀폐공간 내에서 기판끼리의 첩합을 행해도, 부스러기 등의 이물이 기판끼리의 첩합 개소에 혼입하는 등의 악영향을 방지할 수 있다.
실시예
다음으로, 본 발명의 일 실시예를 도면에 근거하여 설명한다.
이 실시예는, 도 1의 (a), (b) 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 점착 척 장치가, 척 본체(60)에 대하여 복수의 액추에이터(A)의 기부(30)를 각각 기밀 접합시켜, 척 본체(60)의 내부에 형성되는 구동용 유체(F)의 공급부(61)와, 액추에이터(A)의 기부(30)에 환형 공간(13)과 통하도록 마련되는 관통구멍(32)이 연통하도록 장착됨으로써, 복수의 액추에이터(A)의 신축부(10)의 구동 경로가 되는 구동용 유체(F)의 네트워크를 구성한 것이다.
점착 척 장치의 척 본체(60)는, 그 내부에 형성되는 구동용 유체(F)의 공급부(61)와, 액추에이터(A)의 기부(30)가 접촉하도록 장착되는 복수의 장착부(63)와, 장착부(63)에 장착된 액추에이터(A)의 기부(30)의 통공(31)과 연통하도록 각각 개설(開設)되는 복수의 연통구멍(62)과, 장착부(63)에 장착된 액추에이터(A)의 기부(30)의 관통구멍(32)을 향하여 공급부(61)와 연통하도록 각각 개설되는 복수의 공급구멍(64)을 가지고 있다.
구동용 유체(F)의 공급부(61)에 있어서의 공급로(61a)는, 척 본체(60)에 대하여 장착되는 복수의 액추에이터(A)를 서로 연결하도록 형성되고, 공급로(61a)의 일부가 펌프 등의 구동 수단을 통하여 구동용 유체(F)의 공급원에 배관 접속되어 있다.
액추에이터(A)의 장착부(63)란, 척 본체(60)에 대하여 액추에이터(A)의 기부(30)를 각각 위치 결정하기 위한 고정 수단이다.
도 1의 (a), (b) 및 도 2에 나타나는 예에서는, 장착부(63)로서, 척 본체(60)에 개설되는 복수의 걸림구멍(63a)과, 액추에이터(A)의 기부(30)로부터 걸림구멍(63a)을 향하여 삽통되어 걸어 맞춰지는 나사나 볼트 등의 체결구(63b)를 구비하고 있다. 액추에이터(A)의 기부(30)에 삽통된 체결구(63b)를 걸림구멍(63a)에 걸어 맞춤(나사 결합함)으로써, 액추에이터(A)의 기부(30)를 척 본체(60)에 대하여 기밀 형상으로 연결하고 있다.
또, 그 이외의 예로서 도시하지 않지만, 장착부(63)로서 걸림구멍(63a) 및 체결구(63b) 대신에, 그 이외의 연결 부재를 이용하여, 액추에이터(A)의 기부(30)를 척 본체(60)에 대하여 기밀 형상으로 연결하는 것도 가능하다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 관한 점착 척 장치에 의하면, 척 본체(60)에 있어서의 복수의 장착부(63)에 대하여, 복수의 액추에이터(A)를 각각의 기부(30)가 접촉하도록 장착함으로써, 각 액추에이터(A)의 기부(30)의 통공(31)이 척 본체(60)의 연통구멍(62)과 연통하고, 각 액추에이터(A)의 기부(30)의 관통구멍(32)이 척 본체(60)의 공급구멍(64)과 연통하여, 척 본체(60)의 공급부(61)로부터 구동용 유체(F)가, 금속 벨로우즈(11, 11') 간의 환형 공간(13)으로 공급됨으로써, 각 액추에이터(A)의 금속 벨로우즈(11, 11')가 각각 신장 변형한다.
따라서, 복수의 액추에이터(A)의 설치와 그들에 대한 구동 배관을 동시에 행할 수 있다.
그 결과, 일 변이 수 미터인 대형 워크를 유지시키는 점착 척 장치이더라도, 다수의 액추에이터(A)의 구동 경로에 복잡한 배관 접합 등이 필요하지 않고, 구동 경로를 단시간에 또한 확실하게 확보할 수 있어, 작업성이 우수하다는 이점이 있다.
또한, 도 1의 (a), (b) 및 도 2에 나타나는 바와 같이, 복수의 액추에이터(A)의 가동자(40)의 선단(41)에 점착부재(70)를 마련하고, 신축부(10)의 신장 변형에 의한 가동자(40)의 몰입 이동에 따라, 점착부재(70)로부터 워크(W)를 떼어내어 개방하는 경우에는, 도시하지 않지만, 신축부(10)의 단축 변형에 의한 가동자(40)의 돌출 이동에 따라, 척 본체(60)의 유지면(60a)에 마련된 점착부재(70)로부터 워크(W)를 벗겨내어 개방하는 경우에 비하여, 점착부재(70)에 의한 워크(W)의 점착 면적이 작아지기 때문에, 워크(W)의 변형량을 제한하면서 가동자(40)의 이동 스트로크가 짧아도 워크(W)를 확실하게 박리 개방할 수 있다.
이로써, 가동자(40)의 중심이 어긋나는 것을 완전히 없앨 수 있다.
또한, 워크(W)가 유기 EL 디스플레이(OLED)나 고정밀의 액정 디스플레이(LCD) 등과 같은, 한 쌍의 기판 사이에 스페이서가 없는 액재가 끼워지는 것이어도, 가동자(40)를 벗겨냄에 따른 무너짐을 방지할 수 있다.
다만, 상술한 실시예에서는, 척 본체(60)의 공급부(61)에 통하는 공급구멍(64)과, 액추에이터(A)의 기부(30)의 관통구멍(32)을 각각 기밀 형상으로 연통시켰지만, 이에 한정되지 않고, 액추에이터(A)에 있어서의 외측의 주름부(11a')나 승강부(20)를 관통하여 환형 공간(13)과 통하도록 공급부(61)의 공급관로를 직접적으로 배관 접속하는 등, 공급부(61)로서 척 본체(60)와 관계없이 환형 공간(13)에 구동용 유체(F)를 공급해도 된다.
A : 액추에이터 10 : 신축부
11, 11' : 금속 벨로우즈 11a, 11a' : 주름부
11b, 11b' : 내주단 11c, 11c' : 외주단
12 : 중심 공간 13 : 환형 공간
20 : 승강부 30 : 기부
31 : 통공 32 : 관통구멍
40 : 가동자 50 : 스토퍼
60 : 척 본체 60a : 유지면
61 : 공급부 62 : 연통구멍
63 : 장착부 64 : 공급구멍
70 : 점착부재 F : 구동용 유체
W : 워크

Claims (5)

  1. 내주단 및 외주단이 각각 교대로 고착된 주름부를 가지는 복수의 금속 벨로우즈가 내외에 동심 형상으로 배치되는 신축 변형 가능한 신축부와,
    상기 금속 벨로우즈의 일단에 걸쳐 마련되는 승강부와,
    상기 금속 벨로우즈의 타단에 걸쳐 마련되며 통공을 가지는 기부와,
    상기 승강부로부터 상기 신축부의 중심 공간을 통과하여 상기 기부의 상기 통공을 향하여 마련되는 가동자
    를 구비하고,
    상기 신축부의 신축 변형에 따라 상기 기부의 상기 통공 내에서 상기 가동자를 왕복 이동시키는 것을 특징으로 하는 액추에이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 승강부와 대향하여 상기 신축부의 신축 변형에 따라 상기 승강부가 맞닿도록 마련되는 스토퍼를 더 구비하고, 상기 스토퍼에 상기 승강부가 맞닿음으로써 상기 가동자를 이동 정지시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 액추에이터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속 벨로우즈의 사이에 형성되는 환형 공간을 향하여 구동용 유체를 공급하는 공급부를 더 구비하고, 상기 공급부로부터 상기 환형 공간으로 상기 구동용 유체가 공급됨으로써 상기 금속 벨로우즈를 동시에 신축 변형시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 액추에이터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 액추에이터가 척 본체에 워크와 대향하여 각각 분산 배치되고, 점착부재를 통하여 상기 워크가 착탈 가능하게 유지되는 점착 척 장치로서,
    상기 척 본체는, 상기 액추에이터의 상기 기부와 연통하여 상기 가동자가 통과하도록 마련되는 복수의 연통구멍을 가지며,
    상기 액추에이터는, 상기 신축부의 신축 변형에 따라 모든 상기 가동자의 선단이 상기 척 본체의 유지면으로부터 돌출하여 상기 워크와 접촉되고, 상기 신축부의 단축 변형에 따라 모든 상기 가동자의 선단이 상기 척 본체 내로 몰입하여 상기 워크로부터 멀어지도록 제어한 것을 특징으로 하는 점착 척 장치.
  5. 제4항에 있어서, 제3항에 따른 액추에이터가 척 본체에 워크와 대향하여 각각 분산 배치되고, 점착부재를 통하여 상기 워크가 착탈 가능하게 유지되는 점착 척 장치로서,
    상기 액추에이터는, 상기 기부에 상기 환형 공간과 통하도록 마련되는 관통구멍을 가지며,
    상기 척 본체는, 그 내부에 형성되는 상기 구동용 유체의 상기 공급부와, 상기 액추에이터의 상기 기부가 접촉하도록 장착되는 복수의 장착부와, 상기 장착부에 장착된 상기 액추에이터의 상기 기부의 상기 통공과 연통하도록 각각 개설되는 복수의 연통구멍과, 상기 장착부에 장착된 상기 액추에이터의 상기 기부의 상기 관통구멍을 향하여 상기 공급부와 연통하도록 각각 개설되는 복수의 공급구멍을 가지는 것을 특징으로 하는 점착 척 장치.
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