KR101931917B1 - 건식접착제를 이용한 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건식접착제를 이용한 이송장치에 관한 것으로서, 일측에 유입공이 형성되는 베이스플레이트와, 중공이 형성되고, 상기 중공이 상기 유입공과 연통되게 일단부가 상기 베이스플레이트 일측에 설치되는 연결관과, 상기 연결관 하단부 일측에 결합되고, 이송대상물을 흡착파지하는 건식접착부 및 상기 유입공이 형성된 일측에 연결되고, 상기 유입공 및 상기 중공을 통해 상기 이송대상물의 하방으로 공기분사하는 공기공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건식접착제를 이용한 이송장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 건식접착제를 이용하여 구조가 간단하면서도 이송대상물을 오염없이 안정적으로 이동할 수 있을 뿐 아니라 이송대상물의 흡착 및 탈거가 용이한 효과가 있다.

Description

건식접착제를 이용한 이송장치{Transfer apparatus using dry adhesive}

본 발명은 건식접착제를 이용한 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건식접착제를 이용하여 구조가 간단하면서도 이송대상물을 오염없이 안정적으로 이동할 수 있을 뿐 아니라 이송대상물의 흡착 및 탈거가 용이한 건식접착제를 이용한 이송장치에 관한 것이다.

일반적인 접착제의 종류를 몇 가지로 분류해 볼 때, 주로 접착제가 액체 상태에서 발라져 굳어지는 방식에 따라 나누어 볼 수 있다.

첫 번째로는, 가장 흔하게 접할 수 있는 풀이나 목공용 접착제, 다용도 접착제(속칭, "돼지 본드"), 페놀계 접착제나 혹은 용제가 증발하는 용제 증발형 접착제 등이 있다. 다시 말해, 끈끈한 용액 또는 에멀젼(emulsion)이 말라서 굳는 방식의 접착제이다.

두 번째로 흔히 셀로판 테이프 등에 도포되는 감압형 접착제(pressure sensitive adhesive)가 있다. 이러한 접착제는 표면이 계속 점액상태와 같이 끈끈한 상태를 유지하고 이의 점성에 따라 계속 접착 상태가 유지되는 방식이다.

또한 열로 녹인 후 굳게 하는 감열형 접착제라는 것이 있는데, 글루 건(glue gun) 등이 대표적이다.

세 번째로는, 쓰기 전과 굳은 후의 상태가 다른 화학반응형 접착제가 있다.

그러나, 상기한 종래의 접착제들은 모두 쉬운 착탈이 어렵고, 탈착을 하더라도 부착부위를 오염시키는 문제점이 있었다.

또한 정밀 전자부품 생산 분야에서도 새로운 접착 메커니즘에 대한 요구가 커지고 있다. 현재 반도체나 디스플레이 산업에서는 시편의 이송/고정을 위하여 정전기력을 이용한 정전척, 진공을 이용한 진공척, 물리적 힘으로 고정하는 클램핑 척 등이 주로 사용되고 있다.

하지만, 정전척은 매우 고가의 장비이며, 부피가 크고 고전압이 필요할 뿐 아니라 구조상 AMOLED 공정 등에는 사용이 불가능한 단점을 가지고 있다. 이와 더불어 진공척은 진공이 발생하는 부분의 유리 기판에 변형이 발생하여 반도체, 디스플레이 정밀공정에 적용하기 힘들며, 클램핑척은 공정 중 웨이퍼의 슬라이딩이 일어나거나 완성된 샘플에 클램핑 마크가 남는 등 공정의 효율이나 완성도에서 단점을 보인다. 한편, 최근 기판의 대형화로 인하여 자체 하중에 의한 기판 처짐이 크게 발생하므로 연속적인 공정을 위해서는 기판의 위 방향에서 수직 방향으로 붙잡아주는 형태의 척이 필요한데, 이 역시 기존의 장치로는 불가능하다. 이처럼 기존 부품 이송/고정시스템은 앞서 언급한 여러 가지 기술적 한계, 높은 에너지 소모, 고비용으로 인한 낮은 경제성 등의 많은 문제점을 가지고 있다.

이에 최근에는 기존 접착제의 문제점을 해결하기 위한 방법으로 게코 도마뱀에서 영감을 얻은 기울어진 나노 구조물의 건식 접착제에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이러한 건식 접착제는 수백 수천의 마이크로미터 및 나노미터 크기의 흡착구조물이 형성되어 접착시 상대적으로 큰 표면적을 가지게 함으로써 접착력을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 탈착시 부착물에 오염물이 잔존하지 않는 특징이 있다.

그러나, 상기한 건식 접착제는 앞서 설명한 바와 같이 수백수천의 흡착구조물에 의해 접착력이 현격하게 향상되는 바 착탈이 어려운 종래의 문제점을 해결하는데 한계가 있었다.

이에 이송장치에 건식접착제를 적용함으로써 구조가 간단하고 제조단가를 낮추고자 하는 노력이 시도된 바 있으나, 위와 같은 문제점으로 인해 이송대상물을 흡착하고 원하는 위치로 이송한 후 탈거, 즉 이송대상물과의 용이한 착탈구조를 요하는 이송장치에 건식접착제를 적용하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 건식접착제를 이용하여 구조가 간단하면서도 이송대상물을 오염없이 안정적으로 이동할 수 있을 뿐 아니라 이송대상물의 흡착 및 탈거가 용이한 건식접착제를 이용한 이송장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 일측에 유입공이 형성되는 베이스플레이트와, 중공이 형성되고, 상기 중공이 상기 유입공과 연통되게 일단부가 상기 베이스플레이트 일측에 설치되는 연결관과, 상기 연결관 하단부 일측에 결합되고, 이송대상물을 흡착파지하는 건식접착부 및 상기 유입공이 형성된 일측에 연결되고, 상기 유입공 및 상기 중공을 통해 상기 이송대상물의 하방으로 공기분사하는 공기공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건식접착제를 이용한 이송장치를 제공한다.

그리고, 상기 건식접착부는 상기 연결관의 하단부 일측에 결합되는 경질의 형상유지플레이트 및 상기 형상유지플레이트 일측에 형성되고, 이송대상물을 흡착파지하는 건식접착제를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 베이스플레이트 중 상기 유입공이 형성된 일측에 설치되고, 상기 공기공급부의 일측이 결합되는 체결구를 더 포함할 수 있다.

아울러, 상기 베이스플레이트, 상기 연결관 및 상기 건식접착부의 외면에 일체로 형성되는 연결부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 하부 일측에 수용홈이 형성되고, 일측에 상기 수용홈과 연통되는 통공이 형성된 베이스플레이트와, 상기 수용홈 및 통공이 형성된 상기 베이스플레이트의 내부에 설치되고, 내부에 유체가 충진되어 상기 유체가 내외부로 인입 또는 인출되는 경우 형상이 변형되는 연질의 형상변형부와, 상기 형상변형부의 하부에 설치되고, 이송대상물을 흡착파지하며, 상기 형상변형부의 형상이 변형되는 경우 동반변형되는 건식접착부 및 일측이 상기 형상변형부의 내부와 연통되고, 상기 유체를 상기 형상변형부의 내외부로 인입 또는 인출하는 작동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건식접착제를 이용한 이송장치를 제공한다.

그리고, 상기 작동부는 일측이 상기 형상변형부의 내부와 연통되고, 상기 유체를 상기 형상변형부의 내외부로 인입 또는 인출하는 인입인출부 및 상기 인입인출부에 의해 상기 형상변형부의 외부로 인출된 유체가 임시저장되는 임시저장부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 건식접착제를 이용하여 구조가 간단하면서도 이송대상물을 오염없이 안정적으로 이동할 수 있을 뿐 아니라 이송대상물의 흡착 및 탈거가 용이한 효과가 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 건식접착제를 이용한 이송장치의 사시도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 건식접착제를 이용한 이송장치의 단면도,
도3a는 본 발명의 일실시예에 따른 건식접착부에 이송대상물이 흡착파지된 상태를 도시한 도면,
도3b는 본 발명의 일실시예에 따른 건식접착부로부터 이송대상물이 탈거되는 상태를 도시한 도면,
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식접착제를 이용한 이송장치의 사시도,
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식접착제를 이용한 이송장치의 단면도,
도6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식접착부에 이송대상물이 흡착파지된 상태를 도시한 도면,
도6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식접착부로부터 이송대상물이 탈거되는 상태를 도시한 도면.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 건식접착제를 이용한 이송장치의 사시도이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 건식접착제를 이용한 이송장치의 단면도이다.

도1 내지 도2에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 건식접착제(42)를 이용한 이송장치(1)는 베이스플레이트(10)와, 체결구(20)와, 연결관(30)과, 건식접착부(40)와, 연결부재(50) 및 공기공급부(60)를 포함하여 구성된다.

베이스플레이트(10)는 대략 플레이트 형상으로 형성되고, 일측에 후술하는 공기공급부(60)와 연통되어 공기가 유입되는 유입공(11)이 형성된다.

그리고, 베이스플레이트(10)는 후술하는 각 구성의 설치영역을 제공함과 아울러 일측이 이송암의 일측에 결합되어 이송암의 움직임에 따라 이동되면서 후술하는 건식접착부(40)에 의해 흡착파지된 이송대상물이 동반 이동되도록 하며, 공기공급부(60)로부터 공급되는 공기를 연결관(30)방향, 즉 이송대상물방향으로 전달하는 역할을 한다.

체결구(20)는 유입공(11)이 형성된 베이스플레이트(10)의 상면 일측에 설치되고, 후술하는 공기공급부(60)와의 연결영역을 제공하는 역할을 하는 것으로서, 일반적인 니플(nipple)이 사용될 수 있다.

연결관(30)은 대략 원통의 관체형상으로 형성되고, 일단부가 베이스플레이트(10)의 하부 일측 중 유입공(11)과 연통되게 수직방향으로 설치되어 유입공(11)을 통해 내부로 공기가 유입되는 경우 이를 건식접착부(40)에 의해 흡착된 이송대상물 방향으로 안내하여 공기압력에 의해 이송대상물이 건식접착부(40)로부터 탈거되도록 하는 역할을 한다.

건식접착부(40)는 연결관(30)의 하단부 일측에 결합되는 경질의 형상유지플레이트(41)와, 형상유지플레이트(41)의 하부에 형성되는 건식접착제(42)를 포함하여 구성되며, 건식접착제(42)를 통해 이송대상물을 흡착파지하는 역할을 한다.

형상유지플레이트(41)는 대략 플레이트 형상으로 형성되고, 경질로 형성되어 하부에 유연한 건식접착제(42)가 설치되는 경우 건식접착제(42)의 형상이 유지되도록 하는 역할을 하는데, 건식접착제(42)를 견고하게 지지하기 위해 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다.

건식접착제(42)는 대략 블럭형상으로 형성되고, 형상유지플레이트(41)의 하부에 결합되며, 이송대상물을 흡착파지하여 베이스플레이트(10)가 이송암에 의해 이동되는 경우 베이스플레이트(10)와 함께 동반이동되면서 이송대상물을 이송하는 역할을 한다.

여기서, 건식접착제(42)는 몰드의 상면에 형성하고자 하자 하는 흡착구조물과 대응되는 형상의 성형홈을 복수개 형성하고, 복수의 성형홈 내부에 PDMS(polydimethylsiloxane)를 유입하며, 이를 경화시킨 후 디몰딩하여 제작되는 것으로서, 마이크로 또는 나노단위로 형성되는 수백수천의 흡착구조물을 통해 이송대상물을 흡착파지한다.

연결부재(50)는 베이스플레이트(10)의 하부 일측과, 연결관(30)의 외면 및 건식접착부(40)의 상부 일측에 일체로 결합되어 베이스플레이트(10)와, 연결관(30) 및 건식접착부(40)를 일체로 연결하는 것으로서, 일반적인 접착제가 사용될 수 있다.

공기공급부(60)는 일단부가 체결구(20)에 견고하게 결합되어 베이스플레이트(10)의 유입공(11)과 연통되고, 베이스플레이트(10)의 유입공(11)을 통해 이송대상물에 하방으로 공기를 공급함으로써 공압에 의해 이송대상물이 건식접착제(42)로부터 탈거되도록 하는 역할을 한다.

도3a는 본 발명의 일실시예에 따른 건식접착부에 이송대상물이 흡착파지된 상태를 도시한 도면이고, 도3b는 본 발명의 일실시예에 따른 건식접착부로부터 이송대상물이 탈거되는 상태를 도시한 도면이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 건식접착제(42)를 이용한 이송장치(1)의 동작을 첨부된 도3a 및 도3b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이송암이 이송대상물과 대응되는 위치로 이송되어 건식접착부(40)가 이송대상물의 상면에 접촉되면, 건식접착부(40)에 이송대상물의 상면이 흡착되고, 이송대상물이 건식접착부(40)에 흡착파지된 상태에서 이송암이 이송대상물의 이송위치로 이동한다.

이에 건식접착부(40)에 흡착파지된 이송대상물이 이송위치로 동반이송되면, 공기분사부에서 베이스플레이트(10)의 유입공(11)을 통해 공기를 분사한다.

유입공(11)으로 유입되는 공기가 연결관(30)을 통해 하방으로 이동되어 이송대상물의 상면을 가압함으로써 이송대상물이 건식접착부(40)로부터 탈거되어 이송위치에 안착된다.

도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식접착제를 이용한 이송장치의 사시도이고, 도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식접착제를 이용한 이송장치의 단면도이다.

도4 및 도5 실시예의 기본적인 구성은 도1 내지 도3의 실시예와 동일하나, 유체를 이용하여 이송대상물을 탈거하는 구조로 형성된 것이다.

도4 및 도5에서 보는 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식접착제를 이용한 이송장치(1')는 베이스플레이트(10')와, 형상변형부(20'), 건식접착부(30') 및 작동부(40')를 포함하여 구성된다.

베이스플레이트(10')는 대략 플레이트 형상으로 형성되고, 하면 일측에 상방으로 수용홈(11')이 형성되며, 상면 일측에 수용홈(11')과 연통되는 통공(12')이 형성된다.

이러한, 베이스플레이트(10')는 일측이 이송암의 일측에 결합되어 이송암의 움직임에 따라 이동되면서 후술하는 건식접착부(30')에 의해 흡착파지된 이송대상물이 동반 이동되도록 하는 역할을 한다.

형상변형부(20')는 연질의 고무재질로 형성되고, 수용홈(11') 및 통공(12')이 형성된 베이스플레이트(10')의 내부에 설치되며, 내부에 형상변형을 위한 유체가 충진된다.

이러한 형상변형부(20')는 후술하는 작동부(40')에 의해 내외부로 유체가 인입 또는 인출됨에 따라 그 형상이 변형되는데, 이와 동시에 후술하는 건식접착제의 형상이 동반변형되도록 함으로써 건식접착제에 이송대상물이 용이하게 흡착되도록 하거나 건식접착제로부터 이송대상물이 탈거되도록 한다.

건식접착부(30')는 대략 패드형상으로 형성되는 건식접착제가 사용되고, 베이스플레이트(10')의 하부 일측 중 수용홈(11')과 대응되는 일측에 설치되며, 형상변형부(20')의 형상이 변형되는 경우 동반 변형되면서 이송대상물을 흡착하거나 탈거하는 역할을 한다.

작동부(40')는 일측이 형상변형부(20')의 내부와 연통되고 유체를 형상변형부(20')의 내외부로 인입 또는 인출하는 인입인출부(41') 및 인입인출부(41')에 의해 형상변형부(20')의 외부로 인출된 유체가 임시저장되는 임시저장부(42')를 포함하여 구성되며, 형상변형부(20')의 형상이 변형되도록 형상변형부(20')의 내외부로 유체를 인입 또는 인출하는 역할을 한다.

도6a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식접착부에 이송대상물이 흡착파지된 상태를 도시한 도면이고, 도6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식접착부로부터 이송대상물이 탈거되는 상태를 도시한 도면이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건식접착제를 이용한 이송장치(1')의 동작을 첨부된 도6a 및 도6b를 참조하여 살펴보도록 한다.

먼저, 작동부(40')가 형상변형부(20')의 내부로 유체를 인입함에 따라 건식접착부(30')의 형상이 평평하게 형성되는데, 이때, 건식접착부(30')가 이송대상물의 상면에 접촉되어 건식접착부(30')에 이송대상물이 흡착파지된다.

건식접착부(30')에 이송대상물이 흡착파지된 상태에서 작동부(40')는 유체를 수용홈(11') 내부로 일정량 더 인입하여 건식접착부(30')에 예하중(preload)를 가함으로써 건식접착부(30')에 이송대상물이 보다 견고하게 흡착되도록 한다.

이후, 이송암이 이송위치로 이송하면, 건식접착부(30')에 흡착파지된 이송대상물이 이송위치로 동반이동된다.

다음, 인입인출부(41')가 유체의 일부를 형상변형부(20')로부터 임시저장부(42')로 인출하는데, 이와 같이 유체의 일부가 형상변형부(20')로부터 인출됨에 따라 형상변형부(20')가 오그라들면서, 형상변형부(20')의 하부에 설치된 건식접착부(30') 또한 일측이 상방으로 만곡지면서 오그라들게 된다.

이와 같이 건식접착부(30')의 형상이 변형됨에 따라 도6에서 보는 바와 같이 건식접착부(30')와 이송대상물의 접촉면적이 작아지게 되고, 이에 건식접착부(30')의 흡착력이 낮아지면서 이송대상물의 중량에 의해 이송대상물이 건식접착부(30')로부터 탈거된다.

상기한 바와 같이 본 기술에서 목표로 하는 자연모사 기반 건식접착 표면의 제작방법과 이를 활용한 이송시스템은 기존의 기계적클램핑 또는 정전척 방식과는 다른 전혀 새로운 방식으로써, 독자적 기술 방식에 기반하고 있어, 기존 기술이 가지고 있는 기술적, 환경적 한계를 극복할 수 있는 새로운 원천 기술 확보가 가능하다.

보다 구체적으로, 본 자연모사 기반 건식접착 기술은 분자간 인력에 의한 접착 및 탈착 방식을 사용함에 따라, 3kV에 이르는 높은 전압을 필요로 하는 정전척 방식, 기판 손상 및 낮은 균일성을 초래하는 기계적 방식에 비하여, 오염 및 손상이 거의 발생하지 않는 우수한 청정도를 가지고 있으며, 무엇보다 높은 전압을 필요로 하지 않음에 따라, 에너지 소모도 최소화 할 수 있다. 더불어 오염 및 에너지 소모의 최소화에 따른 환경친화적 기술이라는 장점도 가지고 있는 등, 에너지 및 생산비용 절약, 환경 개선 등에 있어서 높은 효과를 볼 수 있을 것으로 기대된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

10 : 베이스플레이트 11 : 유입공
20 : 체결구 30 : 연결관
40 : 건식접착부 41 : 형상유지플레이트
42 : 건식접착제 50 : 연결부재
60 : 공기공급부 10' : 베이스플레이트
11' : 수용홈 12' : 통공
20' : 형상변형부 30' : 건식접착부
40' : 작동부 41' : 인입인출부
42' : 임시저장부

Claims (3)

1. 하부 일측에 수용홈이 형성되고, 일측에 상기 수용홈과 연통되는 통공이 형성된 베이스플레이트와;
   상기 수용홈 및 통공이 형성된 상기 베이스플레이트의 내부에 설치되고, 내부에 유체가 충진되어 상기 유체가 내외부로 인입 또는 인출되는 경우 형상이 변형되는 연질의 형상변형부와;
   상기 형상변형부의 하부에 설치되고, 이송대상물을 흡착파지하며, 상기 형상변형부의 형상이 변형되는 경우 동반변형되는 건식접착부; 및
   일측이 상기 형상변형부의 내부와 연통되고, 상기 유체를 상기 형상변형부의 내외부로 인입 또는 인출하는 작동부를 포함하고,
   상기 건식접착부는 마이크로 단위로 형성되는 복수의 성형홈 내부에 PDMS(polydimethylsiloxane)를 유입하고 이를 경화시킨 후 디몰딩하여 제작되며,
   상기 베이스플레이트는,
   일측이 이송암의 일측에 결합되어 상기 이송암의 움직임에 따라 이동되면서 상기 건식접착부에 의해 흡착파지된 상기 이송대상물이 동반 이동되도록 하고,
   상기 작동부는,
   유체를 상기 형상변형부로 인입하여, 상기 건식접착부의 형상이 평평하게 형성되고, 평평하게 형성된 상기 건식접착부가 상기 이송대상물의 상면에 접촉되어 상기 건식접착부에 상기 이송대상물이 흡착파지되게 하고,
   상기 건식접착부에 상기 이송대상물이 흡착파지된 상태에서 상기 유체를 상기 수용홈 내부로 일정량 더 인입하여 상기 건식접착부에 예하중(preload)을 가하며,
   상기 형상변형부로부터 유체의 일부를 인출하여, 상기 건식접착부 일측이 상방으로 만곡되고, 상기 건식접착부의 만곡에 의해 상기 건식접착부와 상기 이송대상물의 접촉면적이 작아지게 되어 상기 건식접착부로부터 상기 이송대상물이 탈거되게 하는 것을 특징으로 하는 건식접착제를 이용한 이송장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 작동부는
   일측이 상기 형상변형부의 내부와 연통되고, 상기 유체를 상기 형상변형부의 내외부로 인입 또는 인출하는 인입인출부; 및
   상기 인입인출부에 의해 상기 형상변형부의 외부로 인출된 유체가 임시저장되는 임시저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건식접착제를 이용한 이송장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 형상변형부는 연질의 고무 재질이 사용되는 것을 특징으로 하는 건식접착제를 이용한 이송장치.
   

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