KR100901820B1 - 기판 절단 시스템 - Google Patents

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Abstract

기판 절단 시스템이 개시된다. 본 발명의 기판 절단 시스템은, 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 작업이 진행되는 작업라인을 형성하여 원기판을 이송하되, 실질적으로 원기판이 접촉되어 이송되는 벨트를 구비한 기판이송 유닛; 기판이송 유닛의 어느 일 영역에 마련되어 원기판 상에 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하는 스크라이브 유닛(scribe unit); 및 벨트의 적어도 어느 일 영역에 접촉되도록 마련되며, 원기판이 복수의 단위기판으로 절단되는 과정에서 발생되는 파티클(particle)을 제거하는 청소 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 원기판의 절단 과정에서 발생되는 작은 더미기판 또는 유리파편과 같은 파티클을 기판이송 유닛의 벨트로부터 깨끗하게 청소할 수 있을 뿐만 아니라 청소 과정에서 파티클이 다른 장소 예를 들면 벨트의 표면 또는 그 표면에 로딩되어 이동되는 기판의 일면 등으로 부착되는 것을 저지할 수 있으며 이로 인해 작업의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
기판, LCD, 절단, 스크라이브, 브레이크, 청소, 청소 유닛

Description

기판 절단 시스템{Glass cutting system}
본 발명은, 기판 절단 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 청소 유닛에 의해 벨트에 묻은 파티클(particle)을 깨끗하게 청소할 수 있는 기판 절단 시스템에 관한 것이다.
최근 들어 반도체 산업 중 전자 디스플레이 산업이 급속도로 발전하면서 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)가 등장하기 시작하였다.
평면디스플레이는 TV나 컴퓨터의 모니터, 혹은 핸드폰(mobile phone), PDA, 디지털 카메라 등과 같은 기기의 표시장치로 많이 사용된다. 평면디스플레이의 종류에는 LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등이 있다.
한편, 대표적인 평면디스플레이로서의 LCD 기판은, 내부에 액정이 주입된 상태에서 상호 부분적으로 접면하여 합착되는 유리 재질의 상판(CF, Color Filter) 및 하판(TFT, Thin Film Transistor)과, 상판 및 하판의 노출면에 각각 결합되어 해당 위치에서 광학적인 특성을 부여하는 상부 및 하부 편광판을 구비한다.
칼라의 화상을 형성하는 상판은 하판에 비해 그 면적이 작게 형성된다. 따라 서 상판과 하판이 합착되고 나면, 하판의 상면에는 상판이 중첩되지 않은 부분인 패드 부분이 마련된다. 이러한 패드 부분에는 단위기판을 제어하는 IC 드라이버와, IC 드라이버를 인쇄회로기판에 연결하는 FPC 등이 결합된다.
현재 출시되어 사용되고 있는 LCD 기판은 17, 21, 50 인치 등으로 그 크기가 다양한데, 이러한 LCD 기판은, 대면적을 갖는 상판 및 하판이 합착된 대면적 원기판을 절단 공정을 통해 수 내지 수십 등분으로 절단하여 단위기판으로 제작한 후, 모듈 공정에서 단위기판들의 패드 부분에 IC 드라이버 등을 실장함으로써 각각 하나씩의 완제품으로 출시된다.
이 때, 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 공정은 별도의 절단시스템, 즉 소위 스크라이버 장치라고도 불리는 기판 절단 시스템을 통해 수행된다.
이미 공지된 통상의 기판 절단 시스템은, 작업라인을 형성하여 기판을 이송시키며 다수의 벨트 컨베이어를 구비하는 기판이송 유닛과, 기판이송 유닛의 전반 영역에 마련되어 원기판에 절단의 기준선인 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 유닛과, 스크라이브 유닛의 후측에 마련되며 스크라이브 라인을 따라 기판을 실질적으로 절단하는 브레이크 유닛을 구비한다. 이러한 구성에 의해 작업라인을 따라 이동하는 원기판은 복수의 단위기판으로 절단될 수 있다.
그런데, 원기판이 스크라이브 유닛 및 브레이크 유닛에 의해 절단되는 과정에서 더미기판이 생기게 되고 또한 스크라이브 라인 형성 시 유리 파편과 같은 파티클이 발생되어 더미기판 또는 파티클이 작업라인을 형성하는 벨트 컨베이어에 부착될 수 있으며, 이로 인해 공정 중 에러가 발생될 우려가 있다.
따라서, 스크라이브 라인 형성 시 또는 스크라이브 라인을 따라 원기판을 다수의 단위기판으로 최종 절단 시 발생되는 유리파편 또는 더미기판 등의 파티클에 대응하여 벨트 컨베이어의 표면을 깨끗하게 청소하면서도 벨트 컨베이어로부터 분리된 유리파편 또는 더미기판 등의 파티클을 집하할 수 있는 수단이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, 원기판의 절단 과정에서 발생되는 작은 더미기판 또는 유리파편과 같은 파티클을 기판이송 유닛의 벨트로부터 깨끗하게 청소할 수 있을 뿐만 아니라 청소 과정에서 파티클이 다른 장소 예를 들면 벨트의 표면 또는 그 표면에 로딩되어 이동되는 기판의 일면 등으로 부착되는 것을 저지할 수 있으며 이로 인해 작업의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기판 절단 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 작업이 진행되는 작업라인을 형성하여 상기 원기판을 이송하되, 실질적으로 상기 원기판이 접촉되어 이송되는 벨트를 구비한 기판이송 유닛; 상기 기판이송 유닛의 어느 일 영역에 마련되어 상기 원기판 상에 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하는 스크라이브 유닛(scribe unit); 및 상기 벨트의 적어도 어느 일 영역에 접촉되도록 마련되며, 상기 원기판이 상기 복수의 단위기판으로 절단되는 과정에서 발생되는 파티클(particle)을 제거하는 청소 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기 판 절단 시스템에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 청소 유닛은, 상기 기판이송 유닛의 하부 영역에서 상기 작업라인에 가로로 배치되는 본체 프레임; 상기 본체 프레임에 회전 가능하게 결합되어 상기 벨트의 일 영역에 접촉되는 적어도 하나의 청소 롤러; 및 상기 청소 롤러를 회전구동시키는 회전 구동부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 청소 롤러는, 상기 본체 프레임 상에서 상기 작업라인을 따라 배치되어 상기 회전 구동부에 의해 구동되는 구동 롤러; 및 상기 구동 롤러와 나란하게 배치되어 상기 구동 롤러에 의해 일방향으로 회전하며, 상기 구동 롤러와의 사이에 상기 파티클이 낙하하는 이격공간을 형성하는 종동 롤러를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 구동 롤러 및 상기 종동 롤러는 각각, 상기 작업라인을 따라 롤러 회전축에 의해 연결된 다수의 단위롤러에 의해 형성될 수 있다.
상기 다수의 단위롤러는 브러쉬 롤러인 것이 바람직하다.
상기 회전 구동부는, 인가된 전원에 의해 온/오프(on/off) 동작되는 모터의 회전축에 연결되어 있는 모터 기어; 상기 구동 롤러의 일단에 연결되고 상기 모터 기어와 상호 치형 맞물림되는 구동 기어; 및 상기 종동 롤러의 일단에 연결되고 상기 구동 기어와 치형 맞물림되는 종동 기어를 포함하는 것이 바람직하다.
상호 치형 맞물림되는 상기 구동 기어 및 상기 종동 기어에 의해 상기 구동 롤러와 상기 종동 롤러는 상호 반대 방향으로 회전할 수 있다.
상기 청소 유닛은, 상기 본체 프레임의 하부 영역에 마련되어 상기 청소 롤 러로부터 분리된 상기 파티클을 집하하는 집하부; 및 상기 본체 프레임과 상기 집하부 사이에 마련되며, 상기 파티클을 상기 본체 프레임으로부터 상기 집하부로 이동시키는 이동관을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 청소 유닛은, 상기 본체 프레임, 상기 집하부 및 상기 이동관 중 어느 일 영역에 마련되어 상기 파티클을 상기 집하부 측으로 강제 흡입하도록 흡입력을 제공하는 흡입 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 본체 프레임은 상기 청소 롤러와 나란하게 배치되는 한 쌍의 측벽부를 더 포함하며, 상기 파티클이 상기 본체 프레임의 외부로 이탈되는 것이 저지되도록, 상기 한 쌍의 측벽부의 상단은 상기 청소 롤러의 회전축보다 높고 상기 청소 롤러의 상부 표면보다 낮게 마련되는 것이 바람직하다.
상기 한 쌍의 측벽부는, 상호 나란하게 배치되어 상기 파티클이 외부로 이탈되는 것을 저지하는 한 쌍의 이탈 저지벽; 및 상기 이탈 저지벽의 하단으로 연장되게 마련되되 내측으로 경사지게 마련되는 연장 경사벽을 포함할 수 있다.
상기 원기판이 이송되는 방향을 따라 상기 스크라이브 유닛의 후방에 상기 기판이송 유닛에 대해 상대 이동 가능하게 마련되며, 상기 스크라이브 라인을 따라 상기 스크라이브 라인이 형성된 원기판이 상기 단위기판으로 절단될 수 있도록 상기 스크라이브 라인이 형성된 원기판을 가열하는 브레이크 유닛(break unit)을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 원기판의 절단 과정에서 발생되는 작은 더미기판 또는 유 리파편과 같은 파티클을 기판이송 유닛의 벨트로부터 깨끗하게 청소할 수 있을 뿐만 아니라 청소 과정에서 파티클이 다른 장소 예를 들면 벨트의 표면 또는 그 표면에 로딩되어 이동되는 기판의 일면 등으로 부착되는 것을 저지할 수 있으며 이로 인해 작업의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
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.
참고로, 이하에서 설명할 기판이란, LCD(Liquid Crystal Display) 기판, PDP(Plasma Display Panel) 기판 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 기판 등을 포함하는 평면디스플레이(Flat Panel Display, FPD)를 가리키나, 설명의 편의를 위해 이들을 구분하지 않고 기판이라 하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 절단 시스템의 개략적인 사시도이고, 도 2는 기판이송 유닛의 부분 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 측단면도이며, 도 4는 도 1에 도시된 스크라이브 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 5는 도 1에 도시된 클램프 유닛의 요부 확대도이고, 도 6은 도 1에 도시된 브레이크 유닛 영역의 확대 사시도이며, 도 7은 도 6의 정면도이고, 도 8은 도 6의 요 부 확대도이며, 도 9는 도 3에 도시된 청소 유닛의 사시도이고, 도 10은 도 9의 평면도이며, 도 11은 구동 롤러 및 종동 롤러의 구동 방법을 설명하기 위한 도 9의 측면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 절단 시스템(1)은, 다수의 단위기판으로 절단될 원기판(G1)이 로딩되는 로딩 유닛(100)과, 원기판(G1)에 대한 절단 작업이 진행되는 작업라인을 형성하는 기판이송 유닛(200)과, 기판이송 유닛(200)의 어느 일 영역에 마련되어 원기판(G1) 상에 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하는 스크라이브 유닛(300, Scribe Unit)과, 스크라이브 유닛(300)으로 향하는 원기판(G1)을 클램핑(clamping)하는 클램프 유닛(400, Clamp )과, 원기판(G1)이 이송되는 방향을 따라 스크라이브 유닛(300)의 후방에 마련되되 작업라인을 따라 이동 가능하며, 스크라이브 라인을 따라 원기판(G1)이 다수의 단위기판(G2)으로 절단될 수 있도록 원기판(G1)을 가열하는 브레이크 유닛(500, Break Unit)과, 기판이송 유닛(200)의 하단 영역에 마련되어 기판이송 유닛(200)의 벨트(211)에 묻은 유리파편과 같은 파티클(particle) 또는 작은 더미기판 등을 청소하는 청소 유닛(600)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 로딩 유닛(100)은, 절단 작업대상의 원기판(G1)이 최초로 놓여지는 부분이다. 원기판(G1)은 별도의 로봇(미도시, robot)에 의해 로딩 유닛(100)에 로딩될 수 있다. 로딩 유닛(100)에 로딩된 원기판(G1)은 별도의 로봇에 의해 기판이송 유닛(200) 쪽으로 이송된 후 실질적인 절단 작업이 진행되므로 로딩 유닛(100)의 구조는 예컨대 단순한 롤러 컨베이어 타입(roller conveyor type)일 수도 있다.
하지만, 본 실시 예에서는 원기판(G1)을 기판이송 유닛(200)으로 정확하게 전달하기 위해 로딩 유닛(100)을 타이밍 벨트 타입(timing belt type)으로 적용하고 있다. 즉, 자세히 도시하고 있지는 않지만, 로딩 유닛(100)에는 다수의 벨트 컨베이어(미도시)가 마련되어 로봇으로부터 전해진 원기판(G1)을 기판이송 유닛(200)으로 전달하는 역할을 한다. 다만, 로봇으로부터 원기판(G1)이 전달될 때, 원기판(G1)이 그대로 벨트 컨베이어(미도시)에 접촉되지 않도록 로딩 유닛(100)에는 다수의 리프트 핀(미도시, Lift Pin)이 더 구비될 수 있다. 즉, 로봇으로부터 원기판(G1)이 로딩 유닛(100)에 전달될 때는 리프트 핀들이 상승하여 원기판(G1)을 지지하고, 로봇이 취출되면 리프트 핀들이 하강하면서 원기판(G1)이 다수의 벨트 컨베이어에 접촉 지지될 수 있도록 한다.
그 뿐 아니라 로딩 유닛(100)에는 로딩된 원기판(G1)을 얼라인(align)시키는 얼라인부(110)가 더 마련될 수 있다. 얼라인부(110)는 원기판(G1)의 양측 모서리 영역에 마련되어 이송되는 원기판(G1)의 코너 영역을 지지함으로써 원기판(G1)을 얼라인시키는 역할을 한다. 참고로, 원기판(G1)은 유리 재질이므로 도 1의 경우, 원기판(G1)을 통해 로딩 유닛(100)의 내부 구조가 일부 보여야 할 것이나 도 1에서는 로딩 유닛(100)의 내부 구조를 생략하고 있다.
기판이송 유닛(200)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 원기판(G1)을 이송시키는 부분으로서 본 기판 절단 시스템(1)에서 대부분의 면적을 차지한다. 즉, 도 1에서 로딩 유닛(100)을 제외하고 원기판(G1)이 도 1의 X축 방향으로 이송 되거나 최종적으로 단위기판(G2)이 놓여진 모든 부분이 기판이송 유닛(200)이다. 이처럼 기판이송 유닛(200)에 의해 원기판(G1)이 이송되면서 최종적으로 다수의 단위기판(G2)으로 절단되기 때문에 원기판(G1)에 대한 인라인(in-line)화를 구축할 수 있으므로 택트 타임(Tact Time)을 줄일 수 있으며, 이로 인해 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 실시 예에서 기판이송 유닛(200)은 벨트 컨베이어 타입(belt conveyor type)으로 적용되고 있다. 앞서도 기술한 바와 같이, 기판 절단 시스템(1)에 기판이송 유닛(200)으로서 벨트 컨베이어 타입이 적용될 경우에는 원기판(G1)을 다수의 단위기판(G2)으로 절단하는 작업의 택트 타임(Tact Time)을 단축시킬 수 있다. 다만, 기판이송 유닛(200)으로서 벨트 컨베이어 타입이 적용되려면 기판이송 유닛(200)의 한 요소인 벨트(211)의 설치 및 해체 작업이 용이해져야 할 것인데, 이는 아래와 같은 단순한 구조에 의해 쉽게 구현될 수 있다.
기판이송 유닛(200)은, 벨트(211)를 구비한 다수의 벨트 컨베이어 유닛(210)과, 기판이송 유닛(200)의 하부 구조를 형성하되 벨트 컨베이어 유닛(210)이 착탈 가능하게 결합되는 컨베이어 프레임 구조체(220)와, 컨베이어 프레임 구조체(220)에 마련되며, 벨트(211)를 일 방향으로 회전시키는 동력을 발생시키는 동력발생부(230)를 구비한다.
벨트 컨베이어 유닛(210)은, 컨베이어 프레임 구조체로부터 하나씩 독립적으로 분리될 수 있는 구조로 마련된다. 이를 위해, 본 실시 예의 벨트 컨베이어 유닛(210)은, 일 영역에서 컨베이어 프레임 구조체(220)와 부분적으로 착탈 가능하게 결합되는 유닛 중앙몸체(210a)와, 유닛 중앙몸체(210a)의 양 단부 영역에서 유닛 중앙몸체(210a)와 분리 가능하게 결합되는 분할 단위몸체(210b)를 포함한다.
이러한 벨트 컨베이어 유닛(210)에서 분할 단위몸체(210b)는, 실질적으로 원기판(G1)이 접촉되어 이송되는 폐루프 형상의 벨트(211)와, 벨트(211)가 폐루프 형상으로 지지될 수 있도록 벨트(211)의 내부에서 벨트(211)를 회전 가능하게 지지하는 다수의 텐션 롤러(212, Tension Roller)와, 다수의 텐션 롤러(212)를 지지하는 롤러 지지부(213)를 구비한다.
이러한 벨트 컨베이어 유닛(210)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 컨베이어 프레임 구조체(220) 상에서 X축 방향 및 Y축 방향을 따라 상호 이격 간격을 가지고 다수 개 배열되어 있다. 컨베이어 프레임 구조체(220) 상에 X축 및 Y축 방향을 따라 벨트 컨베이어 유닛(210)을 배열함에 있어, 다수의 벨트 컨베이어 유닛(210)에 의해 Y축 방향을 따라 형성되는 결합선은 일자형인 직선 형상을 갖는다. 특히, 스크라이브 유닛(300)이 마련된 영역에서 다수의 벨트 컨베이어 유닛(210)에 의해 Y축 방향을 따라 형성되는 결합선은 직선 형상을 갖는다.
하지만, 스크라이브 유닛(300)과 브레이크 유닛(500) 사이에 위치되는 벨트 컨베이어 유닛(210)들은 Y축 방향으로의 결합선이 상호 엇갈리도록 지그재그(zigzag) 형상으로 배열된다. 즉, 벨트 컨베이어 유닛(210)은 X축 방향으로 이어져야 하는데 그 길이가 긴 경우 분할되어 X축 방향으로 연결되며, 이 때 Y축 방향으로의 결합선이 지그재그식으로 배열되는 것이다. 이는 벨트 컨베이어 유닛(210)들 사이의 공간으로 원기판(G1)에서 잘려 나간 유리파편이나 더미기판들의 파티클 이 후공정의 배출부(미도시)로 모아져서 배출되어야 함에도 불구하고 벨트 컨베이어 유닛(210)들 사이의 이격 간격으로 낙하하여 파티클을 발생시키거나 혹은 청소 작업을 어렵게 하는 등의 단점을 해소하기 위함이다.
컨베이어 프레임 구조체(220)는 벨트 컨베이어 유닛(210)들을 지지하는 부분으로서, 기판이송 유닛(200)의 하부 구조를 형성한다.
동력발생부(230)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 벨트(211)를 회전 구동시키는 동력을 발생시키는 구동 모터(231)와, 구동 모터(231)의 모터축(미도시)에 연결되며, 실질적으로 벨트(211)와 접촉되어 벨트(211)를 회전시키는 구동 롤러(232)를 포함한다.
한편, 이러한 동력발생부(230)의 구조에서, 벨트(211)와 구동 롤러(232)는 벨트(211)의 하부 영역에서 상호 외접된다. 즉, 구동 롤러(232)는 컨베이어 프레임 구조체(220) 영역에 고정되어 있는 부분이므로, 벨트 컨베이어 유닛(210)을 컨베이어 프레임 구조체(220)에 설치하려 할 때, 벨트(211)의 하부 영역 외측 표면이 구동 롤러(232)의 상부 영역에 접촉되도록 한다. 이처럼 벨트(211)와 구동 롤러(232)가 외접하도록 함으로써, 상대적으로 구조가 복잡한 구동 모터(231) 및 구동 롤러(232)를 분해하거나 제거하지 않더라도 벨트(211)를 용이하게 설치하거나 해체할 수 있다.
구동 롤러(232)의 주변에는 구동 롤러(232)를 사이에 두고 한 쌍으로 마련되어 벨트(211)를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 아이들 롤러(233, Idle Roller)가 더 마련되어 있다. 구동 롤러(232)는 구동 모터(231)에 의해 독립적으로 회전하는 데 반해 아이들 롤러(233)는 단순히 해당 위치에서 자유 회전함으로써 벨트(211)를 회전 가능하게 지지하는 역할을 담당한다.
한편, 스크라이브 유닛(300)은, 원기판(G1) 상에 절단의 기준선이 되는 스크라이브 라인을 형성하는 부분이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스크라이브 유닛(300)은 원기판(G1)을 사이에 두고 원기판(G1)의 상부 영역에 마련되어 원기판(G1)의 상면을 이루는 상판(CF, Color Filter)에 스크라이브 라인을 형성시키는 상부 스크라이브 헤드(310)와, 원기판(G1)의 하부 영역에 마련되어 원기판(G1)의 하면을 이루는 하판(TFT, Thin Film Transistor)에 스크라이브 라인을 형성하는 하부 스크라이브 헤드(320)를 구비한다.
이처럼 원기판(G1)을 사이에 두고 상호 대향되게 마련되는 상부 및 하부 스크라이브 헤드(310, 320)로 인해 원기판(G1)의 상면 및 하면에는 상부 및 하부 스크라이브 라인이 형성될 수 있다. 이 경우, 원기판(G1)의 표면에 대한 스크라이빙 작업이 시작되기 전에, 상부 스크라이브 헤드(310) 및 하부 스크라이브 헤드(320)는, 각각에 대응되도록 마련된 로드 셀(311, 321)로 이동하여 하강(상부 스크라이브 헤드(310)의 경우) 압력 및 상승(하부 스크라이브 헤드(320)의 경우) 압력이 측정되고, 별도의 제어 신호에 의해 미리 설정된 기준 압력으로 조정될 수 있다.
이와 같이, 상부 및 하부 스크라이브 헤드(310, 320)로 원기판(G1)의 상면 및 하면에 스크라이브 라인을 형성하는 것은, 본 실시 예의 원기판(G1)인 LCD 기판과 같이 두 장의 기판이 접합된 접합 기판의 경우에 유용하게 적용될 수 있다. 즉, 접합 기판의 경우 하나의 스크라이브 헤드로 일면을 스크라이브하고 그 접합 기판 을 반전시켜 다시 동일한 스크라이브 헤드로 타면을 스크라이브하면 작업 공정 시간이 길어지고 접합 기판을 반전시키기 위한 장치가 별도로 필요하였지만, 이와 같이 두 개의 상부 및 하부 스크라이브 헤드(310, 320)로 접합 기판인 원기판(G1)의 상면 및 하면에 스크라이브 라인을 형성하면, 작업 공정 시간을 감소시키고 별도의 반전 장치가 불필요해지는 장점이 있다.
상부 및 하부 스크라이브 헤드(310, 320)는, 도 1의 Y축 방향으로 배치된 상부 및 하부 가로축(310a, 320a)에 각각 이동 가능하게 결합된다. 이에, 상부 및 하부 가로축(310a, 320a)에 상부 및 하부 스크라이브 헤드(310, 320)가 고정된 상태에서 기판이송 유닛(200)이 원기판(G1)을 이송시킴으로써 원기판(G1)의 상면 및 하면에 각각 X축 방향으로의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있다. 그리고 기판이송 유닛(200)이 정지한 상태에서 상부 및 하부 가로축(310a, 320a)을 따라 상부 및 하부 스크라이브 헤드(310, 320)가 이동됨으로써 원기판(G1)의 상면 및 하면에 각각 Y축 방향으로의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있다.
한편, 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성함에 있어 상부 및 하부 스크라이브 라인의 위치를 결정할 필요가 있는데 이는 상부 및 하부 스크라이브 헤드(310, 320)에 근접하게 마련된 상부 및 하부 카메라(미도시)가 그 역할을 담당할 수 있다. 즉, 상부 및 하부 카메라에 의해 관찰된 영상에 기초한 제어를 통해서 상부 가로축(310a) 상의 상부 스크라이브 헤드(310)의 위치, 그리고 하부 가로축(320a) 상의 하부 스크라이브 헤드(320)의 위치가 결정될 수도 있다.
클램프 유닛(400)은, 스크라이브 유닛(300)으로 향하는 원기판(G1)을 클램핑하는 역할을 한다. 기판이송 유닛(200) 상에서 스크라이브 유닛(300)에 의해 원기판(G1)에 스크라이브 라인이 형성될 때, 원기판(G1)을 클램핑하는 수단이 없다면 기판이송 유닛(200) 상에서 원기판(G1)이 흔들릴 수 있는데, 만약 원기판(G1)이 흔들리게 되면 원기판(G1) 상에 정확한 스크라이브 라인이 형성될 수 없다. 이러한 현상을 예방하기 위해 클램프 유닛(400)이 마련된다.
클램프 유닛(400)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판이송 유닛(200)의 상부 영역에서 Y축 방향으로 배치된 클램프 유닛 본체(410)와, 클램프 유닛 본체(410) 상에 마련되고 실질적으로 원기판(G1)의 일 영역을 클램핑하는 클램프(420)와, 클램프 유닛 본체(410)를 X축 방향으로 이동시키는 클램프 유닛 이동부(430)를 구비한다.
클램프 유닛 본체(410)는 실질적으로 원기판(G1)의 일 영역을 클램핑하는 다수의 클램프(420)가 착탈 가능하게 결합되는 부분이다. 클램프 유닛 본체(410)는 도 1의 Y축 방향으로 길게 배치되어 있으며, 클램프 유닛 이동부(430)와 연결되어 있다.
클램프(420)는 클램프 유닛 본체(410) 상에 상호 이격되게 다수 개 결합되어 있다. 이러한 클램프(420)는 집게 형상의 맞물림 구조를 갖는 한 쌍의 척(421, 422)에 의해 원기판(G1)의 일 영역을 실질적으로 클램핑한다. 즉, 고정척(421)에 대해 회동척(422)이 회동축(422a)을 중심으로 상호 접근 및 이격됨에 따라 고정척(421)과 회동척(422) 사이에서 원기판(G1)은 클램핑될 수 있다. 이 때, 회동 척(422)은 회동척 구동부(423)의 구동력에 의해 구동된다. 그리고 회동척 구동부(423)를 비롯하여 고정척(421)과 회동척(422) 등은 클램프 승하강 구동부(424)에 의해 승하강 구동될 수 있다.
이에, 별도의 제어 신호에 의해 클램프 승하강 구동부(424)가 동작되어 회동척 구동부(423)를 비롯하여 고정척(421)과 회동척(422)을 하강시킨다. 고정척(421)과 회동척(422)이 하강되는 위치는 고정척(421)과 회동척(422)이 원기판(G1)의 일 영역을 클램핑할 수 있는 위치가 된다. 이 위치에 도달되면 클램프 승하강 구동부(424)의 동작이 정지되고, 회동척 구동부(423)가 동작되어 회동축(422a)을 중심으로 회동척(422)을 회동시킨다. 이처럼 회동척(422)이 회동함에 따라 고정척(421)과 회동척(422) 사이에서 원기판(G1)의 일 영역은 클램핑될 수 있게 된다.
한편, 원기판(G1)의 일 영역은 집게 형상의 맞물림 구조를 갖는 한 쌍의 척(421, 422)에 의해 클램핑되기 때문에 적어도 회동척(421)만큼은 벨트 컨베이어 유닛(210)의 표면보다 낮은 하부 영역에 위치되어야 한다. 그래야만 회동척(422)이 회동하면서 고정척(421)과 함께 원기판(G1)의 일 영역을 클램핑할 수 있다. 따라서 본 실시 예에서는 적어도 고정척(421)과 회동척(422)이, 도 1에 도시된 바와 같이 벨트 컨베이어 유닛(210)들 사이의 이격 간격에 배치되도록 하고 있다. 도 1에는 7개의 벨트 컨베이어 유닛(210)이 측 방향으로 배열되어 있는데, 이러한 경우, 총 6개의 클램프(420)가 마련되고 6개의 클램프(420)에 각각 구비된 고정척(421)과 회동척(422)은 벨트 컨베이어 유닛(210)들 사이의 이격 간격에 각각 하나씩 배치되고 있다.
클램프 유닛 이동부(430)는 원기판(G1)을 클램핑한 클램프(420)를 X축 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 본 실시 예에서 클램프 유닛 이동부(430)는 리니어 모터(Linear Motor)로 구현되고 있다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 클램프 유닛 이동부(430)는 기판이송 유닛(200)의 속도 등과 함께 일련적으로 제어된다.
이와 같이 클램프 유닛(400)으로 원기판(G1)을 클램핑한 상태에서 원기판(G1)에 스크라이브 라인이 형성되도록 함으로써, 원기판(G1)이 흔들리는 것을 예방할 수 있게 되어 원기판(G1) 상에 정확한 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있다. 특히, 본 실시 예에서 클램프 유닛(400)은 기판이송 유닛(200)의 상부 영역에 마련되어 해당 위치에서 원기판(G1)을 클램핑하고 있을 뿐만 아니라 클램핑 유닛 본체(410)에 클램프(420)가 착탈 가능하게 결합되는 구조적인 특징으로 인해 클램프 유닛(400)에 대한 전반적인 평탄도 유지 작업, 또는 유지 보수 작업 및 세팅 작업 등을 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.
한편, 원기판(G1)이 스크라이브 라인을 따라 절단되기 위해서는 스크라이브 라인 영역을 가압하거나 혹은 스크라이브 라인이 형성된 부분을 가열하여 원기판(G1)의 두께 방향으로 수직 크랙이 확산되도록 해야 하는데, 이를 위해 브레이크 유닛(500)이 마련된다. 본 실시 예의 브레이크 유닛(500)은 스크라이브 라인이 형성된 부분을 가열하는 역할을 수행한다.
브레이크 유닛(500)은, 원기판(G1)이 스크라이브 라인을 따라 절단되어 다수의 단위기판(G2)으로 형성될 수 있도록 실질적으로 원기판(G1)을 가열하는 역할을 한다. 원기판(G1)의 스크라이브 라인으로 가열유체를 분사하는 타입의 브레이크 유닛(미도시)이 경우, 절단 작업이 완료된 단위기판(G2)에 수분 등의 이물이 잔존하는 문제점이 있을 수 있으며, 특히 가열유체를 분사하기 위한 다소 복잡한 배관 구조를 갖추어야 하므로 시스템의 구조가 복잡해질 수밖에 없다. 이에, 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 실시 예의 기판 절단 시스템(1)에는 아래와 같은 단순한 구조의 브레이크 유닛(500)을 제안하고 있는 것이다.
브레이크 유닛(500)은, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 기판이송 유닛(200)의 양측에 작업라인과 나란하게 마련되는 유닛구동부(510)와, 유닛구동부(510)에 결합되며 유닛구동부(510)에 의해 도 1의 X축 방향을 따라 이동하는 유닛본체부(520)와, 원기판(G1)을 실질적으로 가열하는 히터(531)를 구비한 기판가열부(530)와, 유닛본체부(520)와 기판가열부(530)를 상호 연결하는 다수의 연결부(540)를 포함한다.
유닛구동부(510)는, 앞서 기술한 클램프 유닛 이동부(430)와 마찬가지로 리니어 모터(Linear Motor)로 적용될 수 있다. 즉, 별도의 제어 신호에 의해 구동됨으로써 유닛본체부(520), 다수의 연결부(540) 및 기판가열부(530)를 도 1의 X축 방향으로 이동시키는 구동력을 제공한다.
유닛본체부(520)는, 다수의 연결부(540)를 통해 기판가열부(530)를 지지하는 부분으로서, 그 일측은 한 쌍의 유닛구동부(510)에 결합되어 있다. 도면을 참조할 때 유닛본체부(520)가 대략 사각 블록 상태로 도시되어 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
기판가열부(530)는, 앞서 기술한 히터(531)와, 원기판(G1)의 판면과 나란하게 배치되며, 히터(531)의 하부 영역에 마련되어 히터(531)로부터의 열을 원기판(G1)으로 전달하는 하부 플레이트(532)와, 히터(531)를 사이에 두고 하부 플레이트(532)와 나란하도록 히터(531)의 상부 영역에 마련되는 상부 플레이트(533)를 구비한다.
히터(531)는 인가된 전원에 의해 실질적으로 열을 발생시키는 부분이다. 어떠한 구조, 종류 및 형태의 히터(531)가 적용되어도 좋으나 본 실시 예에서는 원기판(G1)의 판면과 나란하게 배치된 상태에서 발열하는 격자 구조의 메쉬 히터(Mesh Heater)를 적용하고 있다.
하부 플레이트(532)는 히터(531)의 하부 영역에 마련되며, 히터(531)로부터의 열을 원기판(G1)으로 전달하는 역할을 한다. 따라서 하부 플레이트(532)는 상대적으로 열전도성이 좋은 재질 예를 들면 알루미늄(Aluminium) 등으로 제작되는 것이 바람직하다. 한편, 본 실시 예에서 하부 플레이트(532)는 상부 플레이트(533)의 두께보다 얇게 제작된다. 이는 열전도성을 높이기 위한 수단일 수 있는데, 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니므로 하부 플레이트(532)와 상부 플레이트(533)의 두께는 동일해도 무방하다.
상부 플레이트(533)는 하부 플레이트(532)와 함께 기판가열부(530)의 외관을 형성하는 부분이다. 따라서 상부 플레이트(533)와 하부 플레이트(532)의 면적은 실질적으로 동일하게 마련된다. 히터(531)로부터의 열은 상부 플레이트(533) 쪽으로 향할 필요가 없기 때문에 앞서 기술한 바와 같이, 상부 플레이트(533)는 하부 플레 이트(532)에 비해 그 두께가 두껍게 제작된다. 이러한 상부 플레이트(533)의 상면에는 보강리브(536)가 더 마련되어 있다. 보강리브(536)는 상부 플레이트(533)에 강성을 부여함으로써 상부 플레이트(533)를 비롯하여 기판가열부(530) 전체가 변형되는 것을 저지하는 역할을 한다.
하부 및 상부 플레이트(532, 533)가 내부에 히터(531)를 고정 지지하면서 기판가열부(530)의 외관을 형성하기 위해 하부 및 상부 플레이트(532, 533)는 상호 결합된다. 하부 및 상부 플레이트(532, 533)를 상호 결합시키기 위해 결합부재(537)가 더 구비된다. 결합부재(537)로서 본 실시 예에서는 다수의 서스 핀(537, SUS Pin)을 사용하고 있다. 즉, 다수의 서스 핀(537)을 군데군데 체결하여 하부 및 상부 플레이트(532, 533)를 상호 결합시킴으로써, 하부 및 상부 플레이트(532, 533) 사이에서 히터(531), 상부 단열부재(534) 및 측부 단열부재(535)가 고정 지지되도록 할 수 있다. 이러한 결합부재(537)와 상부 플레이트(533) 사이의 이격 간격에 착탈 가능하게 결합되는 피크 컬러(538)가 더 마련된다.
한편, 전술한 바와 같이, 히터(531)로부터의 열은 상부 플레이트(533) 쪽이나 하부 및 상부 플레이트(532, 533)의 측부 쪽으로 향할 필요가 없다. 만약, 히터(531)로부터의 열이 하부 플레이트(532) 쪽 외에도 상부나 측부 쪽으로 동일하게 향한다면 원기판(G1)을 가열하기 위해 사용된 열의 손실이 예상된다. 따라서 본 실시 예의 기판가열부(530)에는 상부 단열부재(534) 및 측부 단열부재(535)가 더 구비되어 히터(531)를 중심으로 상부 및 측부 쪽으로 열손실이 발생되는 것을 저지하고 있는 것이다.
구체적으로 살펴보면, 상부 단열부재(534)는, 히터(531)와 상부 플레이트(533) 사이에 마련되되 상부 플레이트(533)와 나란하게 설치되어 히터(531)로부터의 열이 상부 플레이트(533) 방향으로 전달되는 것을 저지하는 역할을 한다. 그리고 측부 단열부재(535)는, 하부 및 상부 플레이트(532, 533) 사이의 측부에 마련된다. 이 때, 측부 단열부재(535)는 결합부재(537)에 의해 하부 및 상부 플레이트(532, 533)와 함께 결합될 수 있다.
다수의 연결부(540)는, 유닛본체부(520)에 대해 기판가열부(530)를 연결하여 지지하는 역할 외에도 유닛본체부(520)에 기판가열부(530)를 승하강시키는 역할을 겸한다. 이를 위해 본 실시 예에서는 다수의 연결부(540)로서 승하강 가능한 액추에이터(540)를 적용하고 있다. 액추에이터(540)에 의해 기판가열부(530)의 하부 플레이트(532)는 원기판(G1)에 더욱 근접할 수 있기 때문에 원기판(G1)을 가열하는 효과를 배가시킬 수 있게 된다.
한편, 스크라이브 유닛(300) 및 브레이크 유닛(500)에 의해 원기판(G1)이 다수의 단위기판(G2)으로 절단되는 과정에서, 유리파편과 같은 파티클(particle)이 발생되어 기판이송 유닛(200)의 벨트(211) 또는 벨트(211)에 로딩되어 이송되는 기판(G1, G2)들에 묻어 절단된 단위기판(G2)의 품질을 저하시킬 수 있으며, 또한 원기판(G1)으로부터 잘려 나간 작은 더미기판이 배출부(미도시)로 배출되지 않고 벨트(211)의 표면에 부착되고 그 상태로 벨트(211)가 순환되어 기판(G1, G2) 이송 공정 또는 절단 공정에 있어서 에러가 발생될 수 있다.
따라서, 본 실시 예의 기판 절단 시스템(1)은, 유리파편과 같은 파티클 및 더미기판 등을 벨트(211)로부터 깨끗이 제거할 수 있으면서도, 또한 파티클이 외부로 이탈되는 것을 저지할 수 있는 청소 유닛(600)을 더 구비한다.
본 실시 예의 청소 유닛(600)은, 도 9 내지 도 11에 자세히 도시된 바와 같이, 기판이송 유닛(200)의 하부 영역에서 작업라인에 가로 방향으로 배치되는 본체 프레임(610)과, 벨트(211)에 묻은 유리파편과 같은 파티클 또는 작은 더미기판을 제거하기 위하여 본체 프레임(610)에 회전 가능하게 결합되는 청소 롤러(620)와, 본체 프레임(610)에 대해서 청소 롤러(620)를 회전 구동시키는 회전 구동부(630)를 포함한다.
먼저, 본체 프레임(610)은, 청소 유닛(600)의 외관을 형성하면서 청소 롤러(620)를 회전 가능하게 지지하는 구조체로서, 도 9에 도시된 바와 같이 청소 롤러(620)와 나란하게 배치되는 한 쌍의 측벽부(611)와, 한 쌍의 측벽부의 양단부 간을 연결시키는 전벽부(613) 및 후벽부(615)와, 한 쌍의 측벽부(611)의 하단부 간을 연결하며 후술할 이동관(650)이 연통 가능하게 결합되는 저벽부(617)를 구비한다.
여기서, 한 쌍의 측벽부(611)는, 청소 롤러(620)에 의해 벨트(211)에 묻은 파티클 제거 시 본체 프레임(610)의 외부로 파티클이 이탈되는 것을 저지하기 위해 그 상단이 청소 롤러(620)의 회전축(621s, 625s)보다 높고 청소 롤러(620)의 상부 표면보다 낮게 마련되는 이탈 저지벽(311a)과, 이탈 저지벽(611a)의 하단에 연장되게 마련되되 내측으로 경사지게 마련됨으로써 청소 롤러(620)에 의해 제거된 파티클이 후술할 집하부(640)로의 이동을 용이하게 하는 연장 경사벽(611b)을 구비한다. 이러한 측벽부(611)의 구성에 의해 파티클은 본체 프레임(610) 외부로 이탈됨 없이 집하된 후 버릴 수 있어 파티클에 의해 주변 영역이 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 나아가 파티클에 의해 공정 중 에러가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
청소 롤러(620)는, 실질적으로 벨트(211)에 묻은 유리파편과 같은 파티클 또는 작은 더미기판 등을 제거하는 역할을 하는 부분으로서, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본체 프레임(610) 상에서 X축 방향을 따라 배치되어 회전 구동부(630)의 구동력에 의해 일 방향으로 구동되는 구동 롤러(621)와, 구동 롤러(621)와 나란하게 배치되어 구동 롤러(621)에 의해 구동 롤러(621)의 회전 방향과 반대되는 타 방향으로 회전하며, 구동 롤러(621)와의 사이에 파티클이 낙하하는 이격 공간을 형성하는 종동 롤러(625)를 구비한다.
구동 롤러(621)와 종동 롤러(625)는 각각, 본체 프레임(610)의 전벽부(613) 및 후벽부(615)에 회전 가능하게 결합되는 회전축(621s, 625s)과, 회전축(621s, 625s)에 결합되는 다수의 단위롤러(621a, 625a)를 구비한다. 다만, 본 실시 예에서는, 회전축(621s, 625s)에 다수의 단위롤러(621a, 625a)가 결합된다고 설명하였지만, 단일의 롤러가 결합되어도 무방하다 할 것이다.
여기서, 다수의 단위롤러(621a, 625a)는, 벨트(211)에 묻은 파티클을 잘 제거할 수 있는 브러쉬 롤러(Brush Roller)가 적용되는 것이 바람직하다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 가령 예를 들면 점착성이 있는 회전 롤러가 적용될 수도 있을 것이다.
한편, 회전 구동부(630)는, 도 9 내지 도 11에 자세히 도시된 바와 같이, 인가된 전원에 의해 온/오프(on/off) 동작되는 모터(631)의 회전축에 연결되어 있는 모터 기어(633)와, 구동 롤러(621)의 일단에 고정되게 연결되고 모터 기어(633)와 상호 치형 맞물림되는 구동 기어(635)와, 종동 롤러(625)의 일단에 고정되게 연결되고 구동 기어(635)와 상호 치형 맞물림되는 종동 기어(637)를 포함한다.
이러한 회전 구동부(630)의 구성에 의해, 모터(631)에 전원이 인가되어 모터(631)의 회전축에 연결된 모터 기어(633)가 회전하게 되면, 이에 연동하여 구동 기어(633) 및 종동 기어(635)가 회전하게 되고, 결과적으로 구동 기어(635)에 연결된 구동 롤러(621) 및 종동 기어(637)에 연결된 종동 롤러(625)가 회전할 수 있는 것이다. 이때, 구동 롤러(621) 및 종동 롤러(625)는 벨트(211)에 묻은 파티클을 구동 롤러(621) 및 종동 롤러(625)의 사이의 이격 공간으로 떨어뜨리기 위해 상호 반대되는 방향으로 회전하되, 도 11에 도시된 화살표와 같이 구동 롤러(621)는 시계 방향(도면 기준)으로 종동 롤러(625)는 반시계 방향(도면 기준)으로 회전하여야 한다.
한편, 본 실시 예의 청소 유닛(600)은, 전술한 구성 외에도, 청소 롤러(620)에 의해 벨트(211)로부터 제거된 파티클을 집하할 수 있도록 본체 프레임(610)의 하부 영역에 마련되는 집하부(640)와, 본체 프레임(610)과 집하부(640) 간을 연결하여 본체 프레임(610)에 일차적으로 모인 파티클이 집하부(640)로 이동될 수 있도록 통로 역할을 하는 이동관(650)과, 본체 프레임(610)의 파티클이 집하부(640)로 원활히 이동될 수 있도록 이동관(650)에 흡입력을 제공하는 흡입 구동부(미도시)를 더 포함한다.
집하부(640)는, 파티클이 모이는 장소로서 일정량의 파티클이 집하되면 배출 구(미도시)를 통해 파티클을 외부로 배출하는 역할을 한다.
이동관(650)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 본체 프레임(610)의 저벽부(617)와, 집하부(640) 간을 연결하는 통로로 이용되며, 파티클이 이동관(650)에 적층되어 이동관이 막힐 우려가 있으므로, 이동관(650)에는 흡입 구동부가 연결되어 있다. 본 실시 예의 흡입 구동부는, 도시하지는 않았지만, 집하부(640)에 마련되며, 본체 프레임(610)으로부터 집하부(640) 방향으로 이동관(650)에 흡입력을 제공하여본체 프레임(610)에 모인 파티클이 이동관(650)에 정체됨 없이 집하부(640)로 원활하게 이동될 수 있도록 한다. 다만, 본 실시 예에서는, 흡입 구동부가 집하부(640)에 마련된다고 상술하였으나, 집하부(640)가 아닌 다른 장소에 마련되어도 무방하다 할 것이다.
이하에서는, 이러한 구성을 갖는 기판 절단 시스템(1)의 작용에 대해 설명하기로 한다.
우선, 로봇에 의해 절단 작업대상의 원기판(G1)이 로딩 유닛(100) 상으로 전달된다. 이처럼 로봇에 의해 원기판(G1)이 로딩 유닛(100)에 전달될 때는 리프트 핀들이 상승하여 원기판(G1)을 지지하고, 로봇이 취출되면 리프트 핀들이 1차 하강하여 로딩 유닛(100)에 구비된 얼라인부(110)에 의해 원기판(G1)에 대한 프리 얼라인 (pre-align) 작업이 진행된다.
프리 얼라인 작업이 완료된 원기판(G1)은, 리프트 핀들이 2차 하강하여 다수의 벨트 컨베이어에 접촉 지지된 후 벨트 컨베이어의 회전에 의해 기판이송 유닛(200) 상으로 전달된다. 기판이송 유닛(200)의 벨트(211)에 지지된 원기판(G1)은 기판이송 유닛(200)의 동작에 따라 도 1의 X축 방향으로 이동하여 스크라이브 유닛(300) 방향으로 향한다. 스크라이브 유닛(300) 영역에 도달된 원기판(G1)은 기판이송 유닛(200)과 스크라이브 유닛(300)의 상호 작용에 의해 원기판(G1)의 상면 및 하면에는 각각 상부 및 하부 스크라이브 라인이 형성된다.
구체적으로 살펴보면, 원기판(G1)의 표면에 스크라이브가 시작되기 전, 상부 스크라이브 헤드(310) 및 하부 스크라이브 헤드(320)는, 각각에 대응되도록 마련된 로드 셀(311, 321)로 이동하여 하강(상부 스크라이브 헤드(310)의 경우) 압력 및 상승(하부 스크라이브 헤드(320)의 경우) 압력이 측정되고, 별도의 제어 신호에 의하여 미리 설정된 기준 압력으로 조정된다. 이어서 상부 및 하부 스크라이브 헤드(310, 320)에 의해 원기판(G1)의 상면 및 하면에 X축 방향의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성하고자 할 때는 상부 및 하부 가로축(310a, 320a)에 상부 및 하부 스크라이브 헤드(310, 320)가 고정된 상태에서 기판이송 유닛(200)이 원기판(G1)을 이송시킴으로써 원기판(G1)의 상면 및 하면에 각각 X축 방향으로의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있다. 그리고 원기판(G1)의 상면 및 하면에 각각 Y축 방향의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성하고자 할 때는 기판이송 유닛(200)이 정지한 상태에서 상부 및 하부 가로축(310a, 320a)을 따라 상부 및 하부 스크라이브 헤드(310, 320)가 이동됨으로써 원기판(G1)의 상면 및 하면에 각각 Y축 방향으로의 상부 및 하부 스크라이브 라인을 형성시킬 수 있다.
이처럼 원기판(G1)의 상면 및 하면에 각각 상부 및 하부 스크라이브 라인이 형성될 때는 원기판(G1)이 흔들리는 것을 저지하기 위해 클램프 유닛(400)의 고정 척(421) 및 회동척(422)이 집게 방식으로 원기판(G1)의 일 영역을 클램핑한 상태에서 진행된다. 결국, 원기판(G1)에 대한 스크라이브 라인은, 기판이송 유닛(200), 스크라이브 유닛(300) 및 클램프 유닛(400)의 상호 유기적인 메커니즘에 의해 형성될 수 있게 되는 것이다.
다음, 양측 표면에 스크라이브 라인이 모두 형성된 원기판(G1)은 기판이송 유닛(200)의 동작을 따라 X축 방향으로 계속 이동하여 브레이크 유닛(500) 영역에 도달된다. 원기판(G1)이 브레이크 유닛(500) 영역에 도달되면 액추에이터(540)에 의해 기판가열부(530)가 원기판(G1)의 표면에 근접하도록 하강한다.
이어 제어 신호에 의해 히터(531)가 온(on)되어 열을 발생시킨다. 히터(531)로부터의 열은 하부 플레이트(532)로 전달된 후, 하부 플레이트(532)를 통해 원기판(G1)을 가열하게 된다. 이처럼 원기판(G1)이 가열되면 유리 재질의 취성에 의해 스크라이브 라인에 원기판(G1)의 두께 방향으로 수직 크랙이 확산되면서 원기판(G1)이 절단되어 다수의 단위기판(G2)으로 형성될 수 있게 된다. 여기서, 브레이크 유닛(500)의 동작은 브레이크 유닛(500)의 해당 위치에 고정된 상태에서 기판이송 유닛(200)이 X축 방향을 다라 원기판(G1)을 이송시키면서 진행될 수도 있고, 혹은 기판이송 유닛(200)의 동작이 정지된 상태에서 유닛구동부(510)에 의해 기판가열부(530)가 원기판(G1)을 향해 X축 방향을 따라 이동되면서 진행될 수도 있다.
한편, 스크라이브 라인이 형성되는 과정에서 유리파편과 같은 파티클이 발생될 수 있으며, 브레이크 유닛(500)에 의해 원기판(G1)이 복수의 단위기판(G2)으로 절단되는 과정에서 작은 더미기판이 발생될 수 있다. 이러한 파티클 또는 더미기판 은 벨트(211)로부터 제거되어야 하는데, 이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판이송 유닛(200)의 하부 영역에는 청소 유닛(600)이 마련되어 있다.
브레이크 유닛(500)에 의해 절단 작업이 완료된 단위기판(G2)을 이송시키는 벨트(211)는 순환하여 청소 유닛(600)에 도달하게 되고, 청소 유닛(600)의 청소 롤러(620)의 브러쉬 동작에 의해 벨트(211)에 묻은 파티클 등은 본체 프레임(610)으로 옮겨진다. 이 때, 구동 롤러(621) 및 종동 롤러(625)는 회전 구동부(630)의 동작에 의해 상호 반대 방향으로 회전하여 파티클을 본체 프레임(610)의 내부로 이동시킨다.
본체 프레임(610)에 일차적으로 모인 파티클은, 집하부(640)로 이동한 후 일정량이 집하되면 배출구를 통해 배출되어 버려지게 되는데, 이 때 본체 프레임(610)의 파티클을 집하부(640)로 옮기는 통로인 이동관(650)에 소정의 흡입력이 제공되어 파티클은 집하부(640)로 원활하게 이동될 수 있다.
이와 같이, 본 실시 예에 의하면, 청소 유닛(600)의 청소 롤러(620)에 의해 벨트(211)에 묻은 유리파편과 같은 파티클 또는 작은 더미기판을 깨끗하게 제거할 수 있으며, 또한 청소 과정에서 파티클 또는 작은 더미기판이 다른 장소 예를 들면 벨트(211)의 표면 또는 그 표면에 로딩되어 안착되는 기판(G1, G2)의 일면 등으로 이탈되는 것을 저지할 수 있으며 이로 인해 작업의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
전술한 실시 예에서는, 회전 구동부의 회전 기어, 구동 롤러의 구동 기어 및 종동 롤러의 종동 기어가 상호 치형 맞물림되며 회전 구동부의 구동력에 의해 구동 롤러 및 종동 롤러가 상대 방향으로 회전한다고 상술하였으나, 이러한 구동 방법에 한정되는 것이 아니며 상호 별도로 구동되는 회전 구동부에 의해 구동 롤러 및 종동 롤러가 독립적으로 회전할 수도 있을 것이다.
또한 전술한 실시 예에서는 그 설명을 생략하였지만, 히터와 하부 플레이트 사이에 히터로부터의 열을 확산시키는 열 확산부재를 더 마련할 수 있다. 이처럼 열 확산부재가 마련되는 경우, 히터로부터의 열이 확산된 후에 하부 플레이트로 향할 수 있게 됨으로써 단위 시간당 보다 많은 열을 하부 플레이트로 전달할 수 있으며 이로 인해 최종적으로 원기판을 가열하는데 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 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 예는 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 절단 시스템의 개략적인 사시도이고,
도 2는 기판이송 유닛의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 측단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 스크라이브 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5는 도 1에 도시된 클램프 유닛의 요부 확대도이다.
도 6은 도 1에 도시된 브레이크 유닛 영역의 확대 사시도이다.
도 7은 도 6의 정면도이다.
도 8은 도 6의 요부 확대도이다.
도 9는 도 3에 도시된 청소 유닛의 사시도이다.
도 10은 도 9의 평면도이다.
도 11은 구동 롤러 및 종동 롤러의 구동 방법을 설명하기 위한 도 9의 측면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 절단 시스템
G1 : 원기판 G2 : 단위기판
100 : 로딩 유닛 200 : 기판이송 유닛
300 : 스크라이브 유닛 400 : 클램프 유닛
500 : 브레이크 유닛 510 : 유닛구동부
520 : 유닛본체부 530 : 기판가열부
540 : 연결부 600 : 청소 유닛
610 : 본체 프레임 620 : 청소 롤러
621 : 구동 롤러 625 : 종동 롤러
630 : 회전 구동부 640 : 집하부
650 : 이동관

Claims (12)

  1. 원기판을 다수의 단위기판으로 절단하는 절단 작업이 진행되는 작업라인을 형성하여 상기 원기판을 이송하되, 실질적으로 상기 원기판이 접촉되어 이송되는 벨트를 구비한 기판이송 유닛;
    상기 기판이송 유닛의 어느 일 영역에 마련되어 상기 원기판 상에 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하는 스크라이브 유닛(scribe unit); 및
    상기 벨트의 적어도 어느 일 영역에 접촉되도록 마련되며, 상기 원기판이 상기 복수의 단위기판으로 절단되는 과정에서 발생되는 파티클(particle)을 제거하는 청소 유닛을 포함하며,
    상기 청소 유닛은,
    상기 기판이송 유닛의 하부 영역에서 상기 작업라인에 가로로 배치되는 본체 프레임;
    상기 본체 프레임에 회전 가능하게 결합되어 상기 벨트의 일 영역에 접촉되는 적어도 하나의 청소 롤러; 및
    상기 청소 롤러를 회전구동시키는 회전 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 청소 롤러는,
    상기 본체 프레임 상에서 상기 작업라인을 따라 배치되어 상기 회전 구동부에 의해 구동되는 구동 롤러; 및
    상기 구동 롤러와 나란하게 배치되어 상기 구동 롤러에 의해 일방향으로 회전하며, 상기 구동 롤러와의 사이에 상기 파티클이 낙하하는 이격공간을 형성하는 종동 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동 롤러 및 상기 종동 롤러는 각각, 상기 작업라인을 따라 롤러 회전축에 의해 연결된 다수의 단위롤러에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다수의 단위롤러는 브러쉬 롤러인 것을 특징으로 하는 기판 절단 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 회전 구동부는,
    인가된 전원에 의해 온/오프(on/off) 동작되는 모터의 회전축에 연결되어 있 는 모터 기어;
    상기 구동 롤러의 일단에 연결되고 상기 모터 기어와 상호 치형 맞물림되는 구동 기어; 및
    상기 종동 롤러의 일단에 연결되고 상기 구동 기어와 치형 맞물림되는 종동 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상호 치형 맞물림되는 상기 구동 기어 및 상기 종동 기어에 의해 상기 구동 롤러와 상기 종동 롤러는 상호 반대 방향으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 기판 절단 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 청소 유닛은,
    상기 본체 프레임의 하부 영역에 마련되어 상기 청소 롤러로부터 분리된 상기 파티클을 집하하는 집하부; 및
    상기 본체 프레임과 상기 집하부 사이에 마련되며, 상기 파티클을 상기 본체 프레임으로부터 상기 집하부로 이동시키는 이동관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 청소 유닛은, 상기 본체 프레임, 상기 집하부 및 상기 이동관 중 어느 일 영역에 마련되어 상기 파티클을 상기 집하부 측으로 강제 흡입하도록 흡입력을 제공하는 흡입 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 본체 프레임은 상기 청소 롤러와 나란하게 배치되는 한 쌍의 측벽부를 더 포함하며,
    상기 파티클이 상기 본체 프레임의 외부로 이탈되는 것이 저지되도록, 상기 한 쌍의 측벽부의 상단은 상기 청소 롤러의 회전축보다 높고 상기 청소 롤러의 상부 표면보다 낮게 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 한 쌍의 측벽부는,
    상호 나란하게 배치되어 상기 파티클이 외부로 이탈되는 것을 저지하는 한 쌍의 이탈 저지벽; 및
    상기 이탈 저지벽의 하단으로 연장되게 마련되되 내측으로 경사지게 마련되는 연장 경사벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 원기판이 이송되는 방향을 따라 상기 스크라이브 유닛의 후방에 상기 기판이송 유닛에 대해 상대 이동 가능하게 마련되며, 상기 스크라이브 라인을 따라 상기 스크라이브 라인이 형성된 원기판이 상기 단위기판으로 절단될 수 있도록 상기 스크라이브 라인이 형성된 원기판을 가열하는 브레이크 유닛(break unit)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 시스템.
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