KR101052885B1 - 기판 합착기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 합착기에 관한 것으로, 본 발명에 의한 기판 합착기는, 상, 하 기판을 상, 하부 챔버의 내부 스테이지에 각각 흡착시켜 합착 작업이 수행되는 기판 합착기에 있어서, 상기 상, 하부 챔버의 대향 부위에 설치되어 상기 상, 하부 챔버 중 어느 하나를 승강시켜 간격을 조절하는 갭 조정부는, 구동부; 상기 구동부의 구동력에 의해 이동하는 이동부재; 상기 이동부재의 끝단이 이격되어 있다가 상기 구동부에 의해 구동하여 표면에 형성된 홈부에 접촉하는 접촉부재; 및 상기 접촉부재의 홈부 주위에 내설되어 상기 이동부재 또는 상기 접촉부재에서 접촉시 발생되는 금속 파티클을 포집하는 포집부재;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 기판 투입 등을 위한 상, 하부 챔버의 간격을 조절할 때 갭 조정부의 접촉 부위 중 홈부 주위를 자화 또는 자력화 시킴에 따라 접촉시 홈부 주위에서 발생하는 금속 파티클 등을 포집하여 이물 불량을 방지하는 효과가 있다.

기판 합착기, 상, 하부 챔버, 갭(Gap), 금속 파티클, 자화, 자력화

Description

기판 합착기{APPARATUS FOR BONDING SUBSTRATES}

본 발명은 기판 합착기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상, 하부 챔버 중 어느 하나를 승강시켜 간격을 조절할 때 자화 또는 자력화에 의해 접촉 과정에서 발생하는 금속 파티클 등을 포집하는 기판 합착기에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Device), PDP(Plasma Display Panal) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.

상기의 표시 장치 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징에 따른 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.

이와 같이 액정표시소자는 여러 분야에서 화면 표시장치로서 역할을 하기 위해 여러 가지 기술적인 발전이 이루어졌음에도 불구하고 화면 표시장치로서 화상의 품질을 높이는 작업은 상기 특징 및 장점과 배치되는 면이 많이 있다. 따라서, 액정표시소자가 일반적인 화면 표시장치로서 다양한 부분에 사용되기 위해서는 경량, 박형, 저소비전력의 특징을 유지하면서도 고휘도, 대면적 등 고 품위 화상을 얼마나 구현할 수 있는가에 발전의 관건이 걸려 있다고 할 수 있다.

여기서, 상술한 액정표시소자는 전극이 형성되어 있는 TFT(Thin Film Transistor) 기판과 형광체가 도포된 CF(Color Filter) 기판 사이에 주입되어 있는 액정 물질을 포함하며, 두 기판 가장자리에 액정 물질을 가두는 봉인재로 결합하여 있으며 두 기판 사이에 산포되어 있는 간격재에 의해 지지가 되고 있다.

그리고 두 기판 사이에 주입되어 있는 이방성 유전율을 갖는 액정 물질에 전극을 이용하여 전원을 인가하고, 이 전원의 세기를 조절하여 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시한다.

상기와 같은 액정표시장치를 제조하기 위해서는 많은 장비들이 필요로 하고, 이 중에서 두 개의 기판을 합착하는 합착기도 중요한 장비에 해당한다.

종래의 기판 합착기는 도 1에 도시된 바와 같이, 크게는 하부 베이스(10), 상기 하부 베이스(10)와 이격된 상태로 마련되는 상부 베이스(12), 상술한 상부 베이스(12)의 상부에 마련되는 상, 하부 챔버(14, 16), 상기 상, 하부 챔버(14, 16)내 상, 하부에 각각 마련되는 상, 하부 스테이지(18, 20)로 이루어지며, 상기 상, 하부 챔버(14, 16) 내에 반입되는 두 개의 기판(TFT 어레이 기판과 컬러필터 기판: S)을 상부 스테이지(18)와 하부 스테이지(20)에 수평으로 배치한 후 상하로 합착하는 구조로 되어있다. 이때, 상부 챔버(14)는 상부 스테이지(18)가 설치되는 내측공 간을 제공하며, 하부 챔버(16)는 하부 스테이지(20)가 설치되는 내측공간을 제공한다. 한편, 상부 챔버(14)와 하부 챔버(16)는 기판이 합착되는 공간을 제공한다.

그리고 상기 상, 하부 챔버(14, 16)의 내부에 기판(S) 반입 또는 반출시 상부 챔버(14)를 하부 챔버(16)에서 승강시켜 갭(Gap)을 조정하는 갭 조정부가 상기 상부 챔버(14)의 저면 모서리 영역에 각각 마련된다.

이때, 상기 갭 조정부는 구동부(26)에 연결된 이동부재(26a)의 끝단이 이와 수직선상 위치인 하부 챔버(16)의 상부에 이동부재(26a)의 끝단의 형상과 대응되도록 홈(28a)이 형성된 접촉부재(28)가 고정된다.

즉, 상기 갭 조정부는 상하 기판(S)을 합착시키기 위해 상, 하부 챔버(14, 16)의 내부로 로딩시킬 경우 구동부(26)가 로드를 전진시키고 이와 연결된 이동부재(26a)를 이동시켜 이동부재(26a) 끝단이 홈(28a) 내부에 삽입되면서 상기 상부 챔버(14)를 들어올린다.

그리고 상기 상부 스테이지(18)의 하부와 하부 스테이지(20) 상부에는 로딩된 기판(S)이 안착되고 일차적으로 가흡착시키는 리프트 핀(22, 24)이 다수개 마련되며, 이러한 리프트 핀(22, 24)은 상, 하부에 마련되는 하나의 플레이트에 의해 일률적으로 이동한다.

여기서, 상기 기판(S)의 합착 수행 전 하부 스테이지(20)에 배치된 기판(S)을 정확한 위치로 정렬하는 스테이지 어라인(Align) 과정이 포함되며, 이러한 기판(S)의 정렬은 하부 챔버(16)의 이웃된 측벽 세 지점에 접한 상태로 마련되는 정렬수단(30)에 의해 실시된다.

상기 정렬수단(30)은 적층된 상, 하부 챔버(14, 16) 중 하부 챔버(16)에 직접적으로 접한 상태로 상부 베이스(12)의 상부에 고정되며, 편심되게 마련되는 캠(Cam: 34)과, 상기 캠(34)에 회전력을 부여하는 구동부(32)로 이루어진다.

그러나, 종래의 갭 조정부는 장기 사용에 따라 이동부재(26a)의 끝단이 접하는 접촉부재(28)의 홈(28a)에서 금속 갈림 현상이 발생하여 이에 금속 파티클이 생성되며, 이동부재(26a)의 하단에 묻어있는 금속 파티클이 상, 하 기판(S) 로딩시 낙하하여 이물 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 기판 투입 등을 위한 상, 하부 챔버의 간격을 조절할 때 갭 조정부의 접촉 부위 중 홈부 주위를 자화 또는 자력화 시킴에 따라 접촉시 홈부 주위에서 발생하는 금속 파티클 등을 포집하여 이물 불량을 방지할 수 있게 한 기판 합착기를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상, 하 기판을 상, 하부 챔버의 내부 스테이지에 각각 흡착시켜 합착 작업이 수행되는 기판 합착기에 있어서, 상기 상, 하부 챔버의 대향 부위에 설치되어 상기 상, 하부 챔버 중 어느 하나를 승강시켜 간격을 조절하는 갭 조정부는, 구동부; 상기 구동부의 구동력에 의해 이동하는 이동부재; 상기 이동부재의 끝단이 이격되어 있다가 상기 구동부에 의해 구동하여 표면에 형성된 홈부를 접촉한 후 미는 접촉부재; 및 상기 접촉부재의 홈부 주위에 내설되어 상기 이동부재 또는 상기 접촉부재에서 접촉시 발생되는 금속 파티클을 포집하는 포집부재;를 포함하는 한다.

또한, 본 발명에서의 상기 포집부재는 자화시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서의 상기 포집부재는 자력화시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서의 상기 포집부재는 링 형태인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서의 상기 포집부재는 봉 형태인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서의 상기 포집부재는 상기 홈부를 중심으로 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명의 기판 합착기는, 기판 투입 등을 위한 상, 하부 챔버의 간격을 조절할 때 갭 조정부의 접촉 부위 중 홈부 주위를 자화 또는 자력화 시킴에 따라 접촉시 홈부 주위에서 발생하는 금속 파티클 등을 포집하여 이물 불량을 방지하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 기판 합착기를 첨부도면을 참조하여 일 실시 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 기판 합착기는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상, 하부 베이스(110, 112)와 상, 하부 챔버(114, 116)와 상, 하부 스테이지(118, 120) 및 갭 조정부로 이루어지며, 상, 하부 베이스(110, 112)와 상, 하부 챔버(114, 116)와 상, 하부 스테이지(118, 120)는 종래의 그것과 동일한 구조와 기능을 하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 갭 조정부는 상, 하부 챔버(114, 116)의 대향 부위에 설치되어 상, 하부 챔버(114, 116) 중 어느 하나, 특히, 본 발명에서는 상부 챔버(114)를 승강시켜 상하 기판(S)의 로딩 또는 언로딩시 간격을 조절하하며, 구동부(126), 이동부재(126a), 접촉부재(128) 및 포집부재(129)를 포함한다. 이때, 상기 갭 조정부는 상부 챔버(114)를 승강시키는 것으로 예시하였으나 하부 챔버(116)의 승강도 가능하다.

상기 구동부(126)는 몸체 저면이 상부 챔버(114)의 상면 가장자리마다 각각 고정되는 실린더이다.

상기 이동부재(126a)는 구동부(126)의 로드 끝단에 연결되어 구동부(126)의 구동력에 의해 전후 이동하며 축 형태인 하부는 역 테이퍼 형상으로 형성된다.

상기 접촉부재(128)는 상하 기판(S)을 합착하는 과정을 제외하고 상하 기판(S)의 로딩 또는 언로딩 공정을 수행하기 위해 상부 챔버(114)를 하부 챔버(116)에서 설정 간격만큼 상승시킬 때 이동부재(126a)의 끝단이 접촉부재(128)에서 이격되어 있다가 구동부(126)에 의해 구동하고 표면에 형성된 홈부(128a)에 삽입되어 접촉하는 플랜지 형태이다.

상기 포집부재(129)는 접촉부재(128)의 홈부(128a) 주위에 내설되어 이동부재(126a)가 홈부(128a)에 반복적으로 접촉하는 과정에서 갈림 현상에 의해 발생되 는 부산물인 금속 파티클(Particle)을 포집하게 된다.

이때, 상기 포집부재(129)는 영구자석인 자화체 또는 전자석으로 전류를 가하여 자력화시키는 자력화체 중 어느 하나를 접목시키며 본 발명에서는 자화체인 것으로 예시한다.

한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 포집부재들(129)이 홈부(128a)의 주위를 따라 배치될 수 있으며, 포집부재들(129)은 방사상으로 배치될 수 있다. 따라서, 포집부재들(129)은 홈부(128a)를 포위하여 홈부(128a)에서 발생한 금속파티클들이 홈부(128a)의 외측으로 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 사용자는 포집부재들(129)에 의해 포집된 금속파티클들을 주기적으로 제거함으로써 금속파티클들로 인한 영향을 최소화할 수 있다.

한편, 이와 달리, 포집부재(129)는 홈부(128a)의 주위를 따라 설치된 링 형상일 수 있으며, 마찬가지로 홈부(128a)를 포위한다.

또한, 앞선 실시예와 달리, 포집부재(129)는 생략될 수 있으며, 접촉부재(128)가 스스로 자력을 가질 수 있다. 즉, 접촉부재(128)는 자력을 가지므로, 홈부(128a)에서 발생한 금속파티클들은 접촉부재(128) 자체에 포집될 수 있다(예를 들어, 홈부(128a) 자체에 포집되거나, 홈부(128a)의 주변에 포집된다). 이와 경우 별도의 포집부재(129)는 생략될 수 있다.

그러므로 본 발명의 기판 합착기는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상하 기판을 합착하는 과정에서 상하 기판(S)의 로딩 또는 언로딩시 상부 챔버(114)를 갭 조정부의 작동에 의해 하부 챔버(116)에서 상승시킨다.

이때, 상기 구동부(126)가 구동을 시작하면 이동부재(126a)의 하단이 접촉부재(128)의 홈부(128a) 상에 이격되어 있다가 점차 하강하면서 홈부(128a) 내부로 삽입 접촉되는 동작을 여러 차례 반복할 때 홈부(128a)에서 갈림 현상(polishing)이 발생되고 이에 금속 파티클이 생성된다.

즉, 상기 이동부재(126a)의 끝단이 접촉부재(128)에서 이격되어 있다가 구동부(126)에 의해 구동하여 표면에 형성된 홈부(128a)에 삽입 접촉한 후 구동부(126)가 더 구동되면 이동부재(126a)의 끝단이 고정된 접촉부재(128)를 밀면서 이동하는 상부 챔버(114)가 상승하여 하부 챔버(116)와의 갭(gap)이 형성된다.

한편, 상기 접촉부재(128)의 홈부(128a)를 중심으로 자화(자력화)시킨 포집부재(129)가 내설되어 금속 파티클이 포집부재(129)로 포집되므로 결속된 금속 파티클이 상하 기판(S) 상에 낙하하는 것을 방지한다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식 을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 기판 합착기를 도시한 개략도이다.

도 2는 상기 기판 합착기의 갭 조정부를 도시한 확대도이다.

도 3은 본 발명에 의한 기판 합착기를 도시한 개략도이다.

도 4는 상기 기판 합착기의 갭 조정부를 도시한 확대도이다.

도 5는 상기 기판 합착기의 갭 조정부에서 다른 실시 예의 포집부재를 도시한 평면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

114: 상부 챔버 116: 하부 챔버

126: 구동부 126a: 이동부재

128: 접촉부재 128a: 홈부

129: 포집부재

Claims (6)

1. 하부기판이 상면에 고정되는 하부스테이지;

   상기 하부스테이지가 설치되는 내측공간을 제공하는 하부챔버;

   상기 하부스테이지의 상부에 위치하며, 상부기판이 하면에 고정되는 상부스테이지;

   상기 하부챔버의 상부에 위치하여 상기 상부스테이지가 설치되는 내측공간을 제공하며, 상기 하부챔버와 함께 상기 상부기판 및 상기 하부기판이 합착되는 공간을 제공하는 상부챔버;

   상기 상부챔버에 고정설치되는 구동부;

   상기 구동부에 연결되며, 상기 구동부에 의해 상기 하부챔버를 향하여 승강하는 이동부재;

   상기 상부챔버와 대향되는 상기 하부챔버의 일면에 위치하며, 상기 이동부재의 하단이 삽입되는 홈부를 가지는 접촉부재를 포함하고,

   상기 접촉부재는 자력을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 기판 합착기는 상기 홈부의 주위를 따라 설치되며 자력을 가지는 복수의 포집부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 포집부재들은 상기 홈부를 중심으로 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 기판 합착기는 상기 홈부의 주위를 따라 설치되며 자력을 가지는 링 형상의 포집부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.
6. 제1항에 있어서,

   상기 이동부재의 상기 하단과 상기 홈부는 하향경사지며 서로 대응되는 외주면 및 내주면을 각각 가지는 것을 특징으로 하는 기판 합착기.

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