KR20230145778A - 절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치 및 방법 - Google Patents

절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일면에 따른 절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치는 레이저 절단가공을 수행하기 위해 제공되는 초박형유리를 하방으로 흡착하여 고정하는 절단작업대; 초박형유리의 레이저 절단가공을 통해 성형된 초박형유리가공품을 상방으로 흡착하여 피킹하는 피킹지그; 및 절단작업대 및 피킹지그의 흡착 타이밍 제어를 통해 초박형유리가공품에 가해지는 면압이 제거된 상태로 피킹되도록 함으로써, 초박형유리가공품의 절단면에 대한 치핑(chipping) 발생을 방지하는 제어부를 포함한다.

Description

절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PICKING ULTRA-THIN GLASS PRODUCTS THAT PRESERVE CUTTING EDGE STRENGTH}
본 발명은 레이저 절단가공을 통해 성형된 초박형유리가공품의 피킹 과정에서 절단면 치핑(chipping)이 발생하는 것을 방지하여, 초박형유리가공품의 절단면 강도를 보존할 수 있는 초박형유리가공품 피킹 장치 및 방법에 관한 것이다.
초박형유리(UTG, Ultra-Thin Glass)란 스마트폰 등의 디스플레이장치에 사용되는 초박형 강화유리를 의미할 수 있으며, 그 두께는 100㎛미만으로 형성될 수 있다.
이러한, 초박형유리는 얇은 두께에 따른 유연성 및 긁힘에 강한 성질 등을 활용할 수 있는 분야에서 이용되고 있으며, 대표적으로 폴더블 디스플레이장치가 이에 해당한다.
한편, 초박형유리를 각 분야에서 활용하기 위해서는 초박형유리가 적용되는 제품의 사양에 따른 형태 및 크기를 갖추도록 절단가공하는 공정을 거쳐야 한다. 여기에서, 초박형유리는 두께가 매우 얇고 균열에 민감한 소재이므로, 절단가공에 의한 결점이 발생하지 않도록 주의를 기울여야 한다.
이와 관련하여, 종래의 다이아몬드 또는 경질합금으로 구성된 커팅도구를 이용한 절단가공 공정은 유리 표면에 발생시킨 균열에 압력을 가하여 균열을 확장시키는 방법으로 절단가공을 수행하므로, 소재 절단면의 강도가 현저히 약화되는 단점이 있었으며, 현재는 이러한 단점을 보완하기 위해 레이저를 이용한 절단가공이 수행되고 있다.
그러나, 초박형유리에 대한 레이저 절단가공을 수행하였음에도, 초박형유리가공품을 피킹하여 기존의 초박형유리 소재로부터 분단시키는 과정에서 발생하는 면압 응력에 의해 초박형유리가공품의 절단면에 결점이 발생하고 있다는 부분이 확인되었으며(도 1의 (a) 및 (b)를 참조하면, 약 8㎛ 내지 33㎛의 다양한 크기를 갖는 치핑이 발생함), 이러한 문제를 해결하여 공정의 수율을 향상시킬 필요성이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 초박형유리를 하방으로 흡착하는 절단작업대 및 초박형유리가공품을 상방으로 흡착하는 피킹지그를 이용하며, 절단작업대 및 피킹지그의 흡착 타이밍 제어를 통해 초박형유리가공품에 가해지는 면압을 제거하여 절단면의 치핑 발생을 방지함으로써, 초박형유리 가공공정의 수율을 향상시킬 수 있는 절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일면은, 레이저 절단가공을 수행하기 위해 제공되는 초박형유리를 하방으로 흡착하여 고정하는 절단작업대; 초박형유리의 레이저 절단가공을 통해 성형된 초박형유리가공품을 상방으로 흡착하여 피킹하는 피킹지그; 및 절단작업대 및 피킹지그의 흡착 타이밍 제어를 통해 초박형유리가공품에 가해지는 면압이 제거된 상태로 피킹되도록 함으로써, 초박형유리가공품의 절단면에 대한 치핑(chipping) 발생을 방지하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 절단작업대는, 레이저 절단가공에 의해 성형되는 초박형유리가공품 하부를 흡착하기 위한 제1 흡착부; 및 초박형유리가공품 주변부의 초박형유리 하부를 흡착하기 위한 제2 흡착부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제어부는 제1 흡착부 및 제2 흡착부에 의해 고정된 초박형유리에 대한 레이저 절단가공이 완료되면, 피킹지그를 초박형유리가공품 상공에서 수직 하강시켜 초박형유리가공품과 접촉시킨 상태에서 제1 흡착부에 의한 초박형유리가공품의 흡착을 중단하고, 제1 흡착부의 흡착이 중단된 시점에서 일정 시간 내로 피킹지그가 초박형유리가공품을 상방 흡착하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 절단작업대는, 초박형유리를 하방으로 흡착하기 위한 복수의 흡착패드를 포함하고, 제1 흡착부에 구비되는 흡착패드 및 제2 흡착부에 구비되는 흡착패드 중 적어도 하나는 레이저 절단가공에 의해 생성되는 초박형유리의 절단면으로부터 일정 거리 이내에 배치될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 피킹지그는초박형유리가공품이 접촉되는 부분을 상방으로 균일 흡착하기 위한 다공질진공척을 포함하며, 다공질진공척은, 초박형유리가공품의 절단면을 포함하는 초박형유리가공품 둘레의 형태를 따라서 형성되되, 초박형유리가공품의 둘레로부터 일정 거리 이내에 해당하는 영역에 접촉하도록 형성될 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 방법은,
(1) 절단작업대를 제어하여 절단작업대 상에 위치한 초박형유리를 하방으로 흡착하여 고정시키는 단계;
(2) 초박형유리가 고정된 상태에서 레이저 절단가공을 수행하여 초박형유리가공품을 성형하는 단계;
(3) 피킹지그를 초박형유리가공품 상공에서 수직 하강시켜 초박형유리가공품에 접촉시키는 단계;
(4) 절단작업대 및 피킹지그의 흡착 타이밍 제어를 통해 초박형유리가공품에 가해지는 면압이 제거된 상태에서 피킹지그가 초박형유리가공품을 상방으로 흡착시키는 단계; 및
(5) 피킹지그를 수직 상승시켜 흡착된 초박형유리가공품을 피킹하는 단계를 포함한다.
본 발명은 종래의 레이저 절단가공법을 이용한 초박형유리의 가공공정에서 발생하게 되는 초박형유리가공품 절단면의 치핑을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 초박형유리의 절단면 강도를 보존하는 분단법을 이용하여 초박형유리가공품의 결점 발생을 억제하고, 초박형유리 가공공정의 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 종래의 초박형유리 가공공정에서 발생하는 초박형유리 절단면의 치핑을 나타내는 참조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치의 대략적인 형태를 설명하기 위한 참조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단작업대의 세부 구성을 설명하기 위한 참조도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형유리가공품의 피킹 과정을 설명하기 위한 참조도이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 종래의 초박형유리 가공공정에서 발생하는 초박형유리 절단면의 치핑을 나타내는 참조도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 초박형유리 가공공정은 가공 과정에서 발생하는 결점을 감소시키기 위해 레이저 절단가공법을 도입하였지만, 레이저 절단가공 후 초박형유리가공품을 분단해내는 과정에서 발생하는 결점(치핑)을 해결하지는 못하였다. 도 1의 (a) 및 (b)를 참조하면, 종래의 레이저 가공공정에 따라 생산한 초박형유리가공품을 살펴보면, 절단면에 약 8㎛ 내지 33㎛의 다양한 크기를 갖는 치핑이 발생했음을 확인할 수 있다.
본 발명은 이러한 초박형유리 절단가공 과정에서 발생하는 치핑을 방지하여 종래의 초박형유리 가공공정을 개선할 수 있도록 하는, 절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치(이하, 피킹 장치)의 대략적인 형태를 설명하기 위한 참조도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 피킹 장치는 절단작업대(110) 및 피킹지그(120)를 포함하여 구성되며, 도 2에 도시되지는 않았지만, 절단작업대(110) 및 피킹지그(120)를 제어하기 위한 제어부(130)를 포함한다.
여기에서, 피킹 장치를 구성하는 각 구성요소에 대해서 간략히 설명하면 아래와 같다.
절단작업대(110)는 레이저 절단가공을 수행하기 위해 제공되는 초박형유리를 하방으로 흡착하여 고정할 수 있다.
피킹지그(120)는 초박형유리의 레이저 절단가공을 통해 성형된 초박형유리가공품을 상방으로 흡착하여 피킹할 수 있다.
제어부(130)는 절단작업대(110) 및 피킹지그(120)의 흡착 타이밍 제어를 통해 초박형유리가공품에 가해지는 면압이 제거된 상태로 피킹되도록 함으로써, 초박형유리가공품의 절단면에 대한 치핑(chipping) 발생을 방지한다.
아래에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여, 피킹 장치를 구성하는 각 구성요소에 대한 실시예를 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단작업대(110)의 세부 구성을 설명하기 위한 참조도이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 절단작업대(110)는 레이저 절단가공에 의해 성형되는 초박형유리가공품(11) 하부를 흡착하기 위한 제1 흡착부(111) 및 초박형유리가공품(11) 주변부의 초박형유리(10) 하부를 흡착하기 위한 제2 흡착부(112)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 절단작업대(110)는 초박형유리(10)를 하방으로 흡착하기 위한 복수의 흡착패드(113)를 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 흡착부(111)에 구비되는 흡착패드(113) 및 제2 흡착부(112)에 구비되는 흡착패드(113) 중 적어도 하나는 레이저 절단가공에 의해 생성되는 초박형유리의 절단면(12)으로부터 일정 거리 이내에 배치될 수 있다.
이와 관련하여, 도 3의 (b)를 참조하여 구체적으로 설명하면, 제1 흡착부(111) 및 제2 흡착부(112)에 구비되는 흡착패드(113)는 초박형유리(10) 및 초박형유리가공품(11) 사이의 레이저 절단가공으로 생성된 절단면(12)으로부터 5mm 이내의 위치에 배치될 수 있다. 또한, 제1 흡착부(111)에는 레이저 절단가공으로 성형 또는 생성된 초박형유리가공품(11)의 둘레 안쪽에 해당하는 외곽부를 하방 흡착하기 위한 흡착패드(113)가 일정한 거리마다 배치될 수 있다. 또한, 절단작업대(110)가 포함하는 복수의 흡착패드(113) 간의 거리는 20mm 이내로 설정될 수 있으며, 설정된 흡착패드(113) 간의 거리는 서로 근접하게 배치된 흡착패드(113)에만 적용될 수 있다. 여기에서, 흡착패드(113) 간의 거리는 흡착패드(113)의 둘레 간 거리이며, 흡착패드(113)의 중심부 간 거리는 100mm 내지 500mm에서 설정될 수 있다.
또한, 흡착패드(113)의 형태는 도 3에서 원형으로 도시하고 있지만, 발생시킬 수 있는 효과에 따라서 삼각형, 사각형 등의 다각형 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 초박형유리가공품(11)의 절단면(12)이 면압으로 인해 받는 영향을 최소화하기 위해 흡착면적을 넓히려는 목적으로 사각형의 흡착패드를 이용할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 초박형유리가공품의 피킹 과정을 설명하기 위한 참조도이다. 여기에서, 도 4 및 도 5에 따른 과정은 본 발명의 제어부(130)에 의해 수행될 수 있다.
도 4의 (a)를 참조하면, 레이저 절단가공 대상인 초박형유리(10)가 절단작업대(110) 상에 제공되면, 절단작업대(110)를 제어하여 절단작업대(110) 상에 위치한 초박형유리(10)를 하방으로 흡착하여 고정시킨다. 여기에서, 상술한 제1 흡착부(111) 및 제2 흡착부(112)에 구비되는 흡착패드(113)를 모두 이용하여 레이저 절단가공 대상인 초박형유리(10)를 전체적으로 하방 흡착하게 된다.
도 4의 (b)를 참조하면, 초박형유리(10)가 고정된 상태에서 레이저 절단가공을 수행하여 초박형유리가공품(11)을 성형한 후, 피킹지그(120)를 초박형유리가공품(11) 상공에서 수직 하강시켜 초박형유리가공품(11)에 접촉시킨다. 이 때, 제1 흡착부(111) 및 제2 흡착부(112)는 지속적으로 하방 흡착을 수행하도록 제어된다. 여기에서, 피킹지그(120)는 초박형유리가공품(11)이 접촉되는 부분을 상방으로 균일 흡착하기 위한 다공질진공척(121)을 포함하며, 다공질진공척(121)은 초박형유리가공품(11)의 절단면(12)을 포함하는 초박형유리가공품 둘레의 형태를 따라서 형성되되, 초박형유리가공품(11)의 둘레로부터 일정 거리 이내에 해당하는 영역에 접촉하도록 형성될 수 있다. 즉, 다공질진공척(121)은 일정 폭을 가진 채로 초박형유리가공품(11)의 둘레를 따라서 형성될 수 있다. 이러한 경우, 다공질진공척(121)은 초박형유리가공품(11)의 절단면과 인접한 외곽부만을 상방 흡착하여 피킹하게 되며, 초박형유리 가공공정에서 다공질진공척(121)을 구비하기 위한 소재 비용은 절감하고, 초박형유리가공품(11) 절단면의 치핑 발생없이 피킹하는 장점은 그대로 유지할 수 있게 된다.
도 5의 (c)를 참조하면, 절단작업대(110) 및 피킹지그(120)의 흡착 타이밍 제어를 통해 초박형유리가공품(11)에 가해지는 면압이 제거된 상태에서 피킹지그(120)가 초박형유리가공품(11)을 상방으로 흡착시킨다. 여기에서, 제어부(130)는 다공질진공척(121)을 초박형유리가공품(11)과 접촉시킨 상태에서 제1 흡착부(111)에 의한 초박형유리가공품(11)의 하방 흡착을 중단하고, 제1 흡착부(111)의 하방 흡착이 중단된 시점에서 일정 시간 내로 피킹지그(120)의 다공질진공척(121)이 초박형유리가공품(11)을 상방 흡착하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 다공질진공척(121)은 초박형유리가공품(11)에 면압이 발생하지 않도록, 제1 흡착부(111)의 하방 흡착이 중단된 시점에서 3초 이내로 상방 흡착을 수행하도록 제어될 수 있다.
도 5의 (d)를 참조하면, 다공질진공척(121)이 초박형유리가공품(11)을 상방 흡착한 상태로 피킹지그(120)를 수직 상승시켜 흡착된 초박형유리가공품(11)을 초박형유리(10)로부터 분단함과 동시에 피킹한다. 초박형유리가공품(11)에 대한 면압 영향을 제거한 상태에서 흡착 및 피킹이 수행되므로, 초박형유리가공품(11)의 절단면(12)에는 치핑과 같은 결점이 발생하지 않게 된다.
본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10: 초박형유리
11: 초박형유리가공품
12: 절단면
110: 절단작업대
111: 제1 흡착부
112: 제2 흡착부
113: 흡착패드
120: 피킹지그
121: 다공질진공척
130: 제어부

Claims (6)

  1. 레이저 절단가공을 수행하기 위해 제공되는 초박형유리를 하방으로 흡착하여 고정하는 절단작업대;
    초박형유리의 레이저 절단가공을 통해 성형된 초박형유리가공품을 상방으로 흡착하여 피킹하는 피킹지그; 및
    절단작업대 및 피킹지그의 흡착 타이밍 제어를 통해 초박형유리가공품에 가해지는 면압이 제거된 상태로 피킹되도록 함으로써, 초박형유리가공품의 절단면에 대한 치핑(chipping) 발생을 방지하는 제어부를 포함하는,
    절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    절단작업대는,
    레이저 절단가공에 의해 성형되는 초박형유리가공품 하부를 흡착하기 위한 제1 흡착부; 및
    초박형유리가공품 주변부의 초박형유리 하부를 흡착하기 위한 제2 흡착부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    제어부는,
    제1 흡착부 및 제2 흡착부에 의해 고정된 초박형유리에 대한 레이저 절단가공이 완료되면,
    피킹지그를 초박형유리가공품 상공에서 수직 하강시켜 초박형유리가공품과 접촉시킨 상태에서 제1 흡착부에 의한 초박형유리가공품의 흡착을 중단하고, 제1 흡착부의 흡착이 중단된 시점에서 일정 시간 내로 피킹지그가 초박형유리가공품을 상방 흡착하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
    절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    절단작업대는,
    초박형유리를 하방으로 흡착하기 위한 복수의 흡착패드를 포함하고,
    제1 흡착부에 구비되는 흡착패드 및 제2 흡착부에 구비되는 흡착패드 중 적어도 하나는 레이저 절단가공에 의해 생성되는 초박형유리의 절단면으로부터 일정 거리 이내에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치.
  5. 제1항에
    피킹지그는,
    초박형유리가공품이 접촉되는 부분을 상방으로 균일 흡착하기 위한 다공질진공척을 포함하며,
    다공질진공척은,
    초박형유리가공품의 절단면을 포함하는 초박형유리가공품 둘레의 형태를 따라서 형성되되, 초박형유리가공품의 둘레로부터 일정 거리 이내에 해당하는 영역에 접촉하도록 형성되는 것을 특징으로 하는,
    절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 장치.
  6. (1) 절단작업대를 제어하여 절단작업대 상에 위치한 초박형유리를 하방으로 흡착하여 고정시키는 단계;
    (2) 초박형유리가 고정된 상태에서 레이저 절단가공을 수행하여 초박형유리가공품을 성형하는 단계;
    (3) 피킹지그를 초박형유리가공품 상공에서 수직 하강시켜 초박형유리가공품에 접촉시키는 단계;
    (4) 절단작업대 및 피킹지그의 흡착 타이밍 제어를 통해 초박형유리가공품에 가해지는 면압이 제거된 상태에서 피킹지그가 초박형유리가공품을 상방으로 흡착시키는 단계; 및
    (5) 피킹지그를 수직 상승시켜 흡착된 초박형유리가공품을 피킹하는 단계를 포함하는,
    절단면 강도를 보존하는 초박형유리가공품 피킹 방법.
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