KR20060059055A - 기판용 그리핑 장치 - Google Patents

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KR20060059055A
KR20060059055A KR1020040098218A KR20040098218A KR20060059055A KR 20060059055 A KR20060059055 A KR 20060059055A KR 1020040098218 A KR1020040098218 A KR 1020040098218A KR 20040098218 A KR20040098218 A KR 20040098218A KR 20060059055 A KR20060059055 A KR 20060059055A
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cam
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gripper
actuator
roller
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KR1020040098218A
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김덕호
이완기
김대희
김기조
박형수
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가부시끼가이샤가이죠
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Abstract

본 발명은 기판용 그리핑 장치에 관한 것으로, 엑츄에이터에 의해 수평회전되도록 캠이 바디에 내장되고, 회전되는 캠에 의해 직선운동되도록 그리퍼가 바디에 일부 삽입되어 배치되며, 엑츄에이터의 구동에 따라 캠의 회전 방향 및 회전속도 등이 조정되는 동시에 기판과의 근접 거리에 따라 그러퍼의 운동속도가 가변됨으로 인해, 그리핑 장치가 반영구적이면서 슬림화 및 경량화되고, 캠에 의한 그리퍼의 동작으로 운동범위에 대한 정밀도가 향상되며, 파지되는 기판의 손상이 최소화되도록 이루어진 것이다.
또한, 하나의 엑츄에이터에 두 개의 캠이 배치되기도 하고, 두 쌍의 엑츄에이터와 캠이 상호 대칭되도록 배치되기도 하여, 공통적으로 그리퍼가 이분화되어 상호 달리 동작되도록 구성됨으로 인해, 소정의 공정 전ㆍ후에 따른 파지 및 재파지되면서 그리퍼에 의한 기판의 오염이 현저히 저감되도록 이루어진 것이다.
박판, 웨이퍼, 그리퍼, 캠

Description

기판용 그리핑 장치{Gripping device for substrate}
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 기판형 그리핑 장치가 개략적으로 도시된 사시도이고,
도 2는 도 1의 그리퍼 내부가 도시된 분리 사시도이며,
도 3은 도 2에 도시된 바디가 도시된 사시도이고,
도 4는 도 2에 도시된 그리퍼가 도시된 분리 사시도이며,
도 5는 도 2에 도시된 캠이 도시된 평면도이고,
도 5a는 도 5의 다른 실시 예이며,
도 6은 도 2에 도시된 캠보스가 도시된 사시도이고,
도 7 및 도 7a는 본 발명의 제2실시 예에 따른 기판형 그리핑 장치가 개략적으로 도시된 사시도이며,
도 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 기판형 그리핑 장치가 개략적으로 도시된 사시도이고,
도 9는 본 발명의 제4실시 예에 따른 기판형 그리핑 장치가 개략적으로 도시된 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10, 10a, 10b...그리핑 장치 20...캠부,
22...엑츄에이터 24...캠,
30...결합부 32...캠보스,
40...본체부 42...바디,
44...커버 50....그리퍼.
본 발명은 기판을 파지하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체용 웨이퍼 타입의 물품을 파지하고자 캠 및 이 캠과 연동되게 설치된 그리퍼가 포함된 웨이퍼 타입의 기판용 그리핑 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 카세트에서 인출된 반도체용 웨이퍼 타입의 기판이 세정공정을 위한 척(Chuck)에 안착되도록 이송하기 위해 웨이퍼의 둘레를 파지하여 미리 설정된 동작을 실행하는 그리핑 장치가 배치되어 있다.
이러한 종래의 그리핑 장치는 대략 원뿔대 형상의 구동부재가 모터 및 스프링이 포함된 수단에 의해 상ㆍ하로 왕복운동되고, 이 구동부재에 의해 그리핑 클로가 직선 왕복운동되며, 이 그리핑 클로의 외측 단부에 의해 기판의 둘레 부위가 파지되도록 이루어져 있었다.
그러나, 상기 그리핑 장치는 구동부재의 상ㆍ하 운동을 위한 공간이 확보되 어야 하므로 그리핑 장치의 전체적인 두께가 두꺼워졌고, 상기 구동부재의 왕복운동은 모터에 의한 가압력 및 스프링의 복원력에 의해 운동됨에 따라 지속적으로 반복된 운동에 따른 스프링의 피로 누적으로 정확한 운동범위를 오랫동안 유지하기 곤란하였음은 물론, 이로 인해 부품 교환등의 잦은 정비 작업이 실행됨과 더불어 정확한 정비 작업을 위한 정형화된 데이터가 요구되었다는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 본 발명에 따른 기판용 그리핑 장치는 엑츄에이터에 의해 수평 회전운동하는 캠과 이 캠에 연동되어 직선운동하면서 기판을 파지하는 다수개의 그리퍼가 포함되어 이루어짐으로 인해, 그리핑 장치가 슬림화되면서 경량화되고, 캠 및 그리퍼부에 의한 정확한 운동범위가 확보되면서 반영구적으로 사용하며, 기판과의 근접 거리에 따라 그리퍼의 운동속도가 가변되도록 캠의 회전속도가 조절됨으로써 파지되는 기판의 손상을 최소화하도록 된 기판용 그리핑 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 2개의 캠이 1이상의 엑츄에이터에 의해 연동되도록 설치됨으로 인해, 그리핑 장치에 의해 기판이 파지 및 재파지될 경우 그리퍼들이 이분화되어 상호 달리 동작됨으로써 소정의 공정 전ㆍ후에 따른 파지 및 재파지에 의한 기판의 오염이 현저히 저감하도록 된 기판용 그리핑 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판용 그리핑 장치는 엑츄에이터에 캠이 연동되도록 장착된 캠부; 상기 캠이 내장되는 본체부; 상기 본체부에 방사상으로 장착되고 캠과 연동되어 직선 운동하면서 기판을 선택적으로 파지하는 다수개의 그리퍼를 갖는 그리퍼부;가 구비되어 이루어진다.
상기 캠과 엑츄에이터가 한 쌍을 이룬다.
상기 기판이 파지 및 재파지될 경우에 이용되는 그리퍼들이 이분화되어 작동되도록 2개의 캠이 1개의 엑츄에이터에 의해 작동된다.
상기 기판이 파지 및 재파지될 경우에 이용되는 그리퍼들이 이분화되어 작동되도록 캠과 엑츄에이터가 두 쌍을 이루어 각각 분리 작동된다.
상기 그리핑 장치에는 본체부에 내장되고 엑츄에이터의 구동력이 캠에 전달되도록 구동축이 고정되면서 캠과 접촉 결합된 캠보스를 구비하는 결합부가 더 포함되어 이루어진다.
상기 엑츄에이터는 그리퍼가 기판과의 간격에 따라 그 운동속도를 달리하도록 캠의 회전속도를 제어하고, 그리퍼가 기판의 넓이에 따라 그 직선운동의 간격이 가변되도록 캠의 회전각도를 제어한다.
상기 그리퍼의 직선 운동을 일단부가 접촉되면서 그리퍼의 직선운동을 유도하기 위해 캠의 외연에는 요철이 연속적으로 형성된다.
상기 요철은 급격한 경사와 완만한 경사로 이루어진 형상이다.
상기 요철은 완만한 상ㆍ하향 경사로 이루어진 형상이다.
상기 그리퍼의 직선 운동은 캠의 둘레부에 홈이 형성되고, 이 홈에 그리퍼의 일단부가 슬라이딩 가능하도록 끼움되어 이루어진다.
상기 본체부는 캠이 회전가능하도록 장착되고 이 캠과 접촉되도록 그리퍼의 일부가 측부에 삽입되어 장착된 바디와, 상기 캠과 엑츄에이터 사이에 개재되는 커버가 체결되어 이루어진다.
상기 그리퍼는 캠에 접촉된 롤러가 장착되면서 바디의 내부에 위치된 롤러브라켓과 상기 기판이 파지되도록 컨택터가 돌출 고정되면서 바디의 외부에 위치된 아암이 샤프트에 의해 연결 고정되고, 상기 롤러브라켓과 바디의 내벽 사이에 상기 롤러와 캠의 접촉을 유지하기 위한 탄성체가 위치되며, 상기 샤프트가 관통된 슬리브가 베이스에 고착되고, 슬리브와 아암의 선단부간의 간섭이 회피되도록 벨로우즈가 장착되어 이루어진다.
상기 아암의 하면은 기판측으로 일부위가 기울어지도록 형성된다.
이하, 본 발명에 따른 기판용 그리핑 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판형 그리핑 장치가 개략적으로 도시된 사시도이고, 도 2 내지 도 6은 도 1에 도시된 각 부재의 상세한 사시도이다.
본 발명에 따른 기판형 그리핑 장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 엑츄에이터(22)에 연동되어 수평 회전되도록 캠(24)이 장착된 캠부(20)와, 상기 엑츄에이터(22)와 캠(24)이 체결되는 캠보스(32)가 구비된 결합부(30)와, 상기 캠 (24)이 내장되도록 바디(42)와 커버(44)가 체결된 본체부(40)와, 상기 바디(42)의 측부에 방사상으로 일부위가 장착되어 캠(24)에 의해 직선운동하도록 배치된 다수개의 그리퍼(50)를 갖는 그리퍼부(60)가 포함되어 이루어진다.
상기 캠부(20)는 상기 바디(42)에 회전 가능하도록 내장된 캠(24)과, 캠(24)의 회전력을 제공하기 위해 캠(24)과 연동되게 체결되는 엑츄에이터(22)가 포함되어 이루어진다.
상기 캠(24)은 도 5에서와 같이, 그리퍼(50)의 일단부가 밀착되는 외연에 요철(24′)이 연속적으로 그리퍼(50)의 수와 일치하도록 형성되고, 이 요철(24′)은 급경사와 완만한 경사로 이루어진 대략 파도형상으로, 그리퍼(52)의 일단부 즉, 후술될 롤러(51)는 완만한 경사와 접촉되게 위치된다. 이 때, 캠(24)의 회전은 롤러(51)가 한 구획의 완만한 경사를 이탈하지 않도록 그 회전이 제한됨이 좋다. 이는 급격한 경사를 통과하는 롤러(51) 및 그리퍼(50) 전체에 충격에 의한 비정상적인 작동이 미연에 방지되도록 하기 위함이다.
또한, 상기 요철(24′)은 도 5a에서와 같이, 완만한 경사가 상ㆍ하향 경사로 이루어진 대략 물결형상으로 형성되어도 좋다. 이 때, 그리퍼(50)의 롤러(51)는 어느 면에 접촉되어도 무관하고, 이러한 물결형상의 요철은 상기 캠(24)이 일방향으로 회전될 경우 그리퍼(50)의 직선운동이 원활하게 진행될 수 있도록 보장하기 위함이다.
상기 엑츄에이터(22)는 캠(24)을 회전시킬 수 있는 동력원으로 모터 및 실린더가 포함된 장치를 일컬으며, 캠(24)의 회전력을 제공하면서 회전속도 및 회전각도 를 조정하는 부재로, 상기 캠(24)과 롤러(51)의 접촉부위의 제한에 따라 캠(24)의 회전각도를 제어하고, 상기 캠(24)의 회전에 의해 직선운동되는 그리퍼(50)의 외측 선단부 즉, 후술될 컨택터(54)가 기판에 근접되는 거리에 따라 그 진행속도를 달리하도록 캠(24)의 회전속도를 제어하게 된다.
상기 엑츄에이터(22)와 캠(24)의 체결은 엑츄에이터(24)의 회전축(22a)에 의해 캠(24)이 회전되도록 구성될 수 있고, 엑츄에이터(24)의 직선왕복운동하는 축에 의해 캠(24)이 회전되도록 구성될 수 있으며, 이러한 구성에 대한 다양한 실시 예는 공지된 기술이 이용될 수 있다.
상기 캠(24)의 회전속도에 대해 부연하면, 상기 컨택터(54)와 기판의 설정된 근접거리 내에서는 느리게 진행되고, 이 근접거리를 벗어나게 되면 급속히 진행되어 기판의 파지공정의 전체적인 시간은 대략 동일하게 하면서도 컨택터(54)의 파지에 의한 기판의 손상이 최소화되도록 하기 위함이다.
한편, 상기 결합부(30)는 엑츄에이터(22)의 구동축(22a)이 관통되고 이 구동축(22a)이 고착되도록 체결되면서 캠(24)과 면접촉 체결되는 캠보스(32)와, 이 캠보스(32)와 엑츄에이터(22) 사이에 상기 커버(44)와 구동축(22a)의 간섭이 회피되도록 설치되는 캠부쉬(34a)와 렌치, 와셔 등의 체결보조부재(34)가 포함되어 이루어진다.
한편, 상기 본체부(40)는 캠(24)이 회전가능하게 내장되고 이 캠(24)과 롤러(51)가 접촉되도록 그리퍼(50)의 일부가 측방으로 삽입되어 장착된 바디(42)와, 상기 캠(24)과 결합부(30)의 내장된 위치가 안정되도록 상기 바디(42)와 체결되는 커 버(44)가 포함되어 이루어진다.
상기 바디(42)에는 캠(24)이 수용되도록 중앙부에 홈(42a)이 형성되고, 이 홈(42a)은 삽입되는 그리퍼(50)의 일부와 바디프레임(42b)과의 간섭이 회피될 수 있도록 방사상으로 연장부위가 형성되도록 함이 좋고, 상기 캠(24)의 회전이 원활하도록 바디프레임(42b)에 회전 가능하게 장착되면서 캠(24)과 고착되는 회전부재(42c)가 배치된다.
한편, 상기 그리퍼(50)는 회전되는 캠(24)의 외연과 접촉되는 롤러(51)가 장착되면서 바디(42)의 내부에 위치된 롤러브라켓(52)과, 기판이 파지되도록 컨택터(54)가 돌출 고정되면서 바디(42)의 외부에 위치된 아암(53)과, 상기 롤러브라켓(52)과 아암(53)이 양단부에 각각 고착되면서 바디프레임(42b)의 측부를 관통하는 샤프트(55)와, 상기 롤러브라켓(52)과 바디프레임(42b) 사이에 위치되면서 샤프트(55)가 통과되게 배치되어 상기 롤러(51)와 캠(24)이 밀착하도록 된 탄성체(56)가 포함되어 이루어진다.
상기 아암(53)의 하면의 일부가 기판 측으로 기울어지고, 기판이 컨택터(54)와 아암(53)의 하면 사이에 끼워져 파지될 경우, 아암(53)의 기울어진 면을 기판의 파지되는 국소부위가 미끄러지듯 고정위치에 위치됨으로써, 파지되는 기판의 충격이 완화된다.
또한, 상기 샤프트(55)와 바디프레임(42b)의 간섭이 회피되도록 일부가 바디프레임(42b)에 삽입되어 고정되고 샤프트(55)가 관통되는 슬리브(57)와, 이 고정된 슬리브(57)의 선단부와 왕복운동하는 아암(53)의 선단부와의 간섭이 회피되도록 장 착된 벨로우즈(58)가 더 포함되어 이루어진다.
한편, 도 7 내지 도 9a는 본 발명에 따른 기판의 그리핑 장치의 각각 다른 실시 예로서, 기판에 실행되는 공정 전ㆍ후에 이용되는 그리퍼가 구분되어 작동되도록 안출된 것이다. 이하, 본 발명에 따른 제1실시 예와 동일한 기능을 하는 동일한 구성요소에 대해 동일한 참조부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
먼저, 도 7 및 7a에 도시된 그리핑 장치(10a)는 상ㆍ하부 캠과 이 상ㆍ하부 캠과 개별적으로 연동되게 설치되는 2개의 엑츄에이터로 이루어진 캠부(20a)로 이루어지고, 상부캠(24)에는 짝수번 그리퍼(50)의 롤러(51)가 밀착되고, 하부캠(24a)에는 홀수번 그리퍼(50)의 롤러(51)가 밀착되도록 배치도록 이루어진다.
상기 엑츄에이터(26)는 도 7a에서와 같이 내장된 2개의 실린더(26a, 26b)가 상호 중첩되게 배치되는 2개의 구동축(26c, 26d)에 각각 연동되도록 장착되고, 이 2개의 구동축(26c, 26d)은 각각 상부 캠(24) 또는 하부 캠(24a)과 연동되도록 배치된다. 이 때, 하나의 구동축(26c)는 상부 캠(24)의 하측에 위치되면서 상부 캠(24)와 체결되는 캠보스(32a)와 결합됨으로써, 상부 캠(24)의 회전을 제어하게 되고, 다른 하나의 구동축(26d)는 하부 캠(24a)의 하측에 위치되면서 하부 캠(24a)과 체결되는 플랜지(32b)와 결합됨으로써, 하부 캠(24a)의 회전을 제어하게 된다.
또한, 상기 롤러(51)는 상부 캠(24) 또는 하부 캠(24a)과 밀착되도록 롤러브라켓(52a)의 상측 또는 하측으로 편향되어 위치됨이 바람직하다.
도 8에 도시된 그리핑 장치(10b)는 2개의 캠(24, 24a)이 분리되어 중첩배치되고, 상기 2개의 캠(24, 24a)이 1개의 엑츄에이터(22)에 의해 동시 회전되도록 이루 어진다.
도 9에 도시된 그리핑 장치(10c)는 각각 캠과 엑츄에이터로 이루어진 2쌍의 캠부(20b)가 각각 대칭되어 분리 배치된다. 즉, 도 1의 그리핑 장치(10)에서 새로운 캠부(20b)가 미리 장착된 캠부(20)의 반대측에 대칭되도록 장착된다. 이 때 커버(44a) 및 결합부(미도시) 역시 더 구비되어 장착되어야 함은 당연하다.
여기서, 도 7 내지 도 9에 도시된 실시 예에서와 같이 2개의 캠(24, 24a)이 배치될 경우, 각각의 캠(24, 24a)에 임의의 짝수번 또는 홀수번 그리퍼(50)의 롤러(51)와 밀착되도록 배치됨이 바람직하다.
상기 엑츄에이터(22)가 순ㆍ역회전, 회전 각도, 회전속도등의 작동으로 짝수번 그리퍼(50)가 내향으로 이동되어 기판을 파지하면 홀수번 그리퍼(50)는 외향에 위치되고, 반대로 홀수번 그리퍼(50)가 내향으로 이동되어 기판을 파지하면 짝수번 그리퍼(50)는 외향에 위치된다.
그리고, 도 7 내지 도 9의 실시 예에서와 같이, 상기 그리퍼(50)는 도 1의 실시 예보다 대략 2배의 수가 장착됨이 바람직하고, 또한 도 9에서의 그리퍼(50)은 캠과의 연동이 용이하도록 지그재그형상으로 배치될 수 있으며, 이때 상기 캠과 밀착되기 위해 짝수번 또는 홀수번의 그리퍼(50)에 따라 롤러(51)의 크기가 조정되면서 상측 또는 하측으로 편향되게 위치되어 롤러브라켓(52)에 장착될 수 있고, 짝수번 그리퍼와 홀수번 그리퍼의 아암(53)의 상ㆍ하 길이를 상호 달리하여 일정한 높이에 위치된 기판을 파지 또는 재파지할 수 있다.
또한, 도 7 내지 도 9에서의 2개의 캠(24, 24a)는 시차를 두고 개별적으로 작 동됨이 당연하다.
한편, 상기 그리퍼(50)는 모든 실시 예에서 마찬가지로, 해당 캠에 의해 동시에 동작되어 동일한 진행방향, 진행속도, 진행거리 등을 갖는 것이 당연하다.
여기서, 캠의 외연에 요철이 형성되고, 이 요철에 그리퍼의 일단부가 밀착되어 캠의 회전에 의해 그리퍼가 직선 운동하도록 상술된 구성과는 달리, 도면에 도시되지는 않았지만 캠의 둘레부 상면 또는 하면에 홈이 형성되고, 이 홈에 그리퍼의 일단부가 슬라이딩되도록 끼움되어 구성될 수도 있다. 이는 캠의 회전운동에 의해 그리퍼가 직선운동을 행하도록 하는 일부 예가 기재된 것으로, 이러한 실시 예는 이미 공지된 다양한 기술이 이용될 수 있슴은 물론이다.
이하, 본 발명에 따른 기판용 그리핑 장치의 작용을 간략히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기판형 그리핑 장치가 개략적으로 도시된 사시도이고, 도 2 내지 도 6은 도 1에 도시된 각 부재의 상세한 사시도이다.
본 발명에 따른 기판형 그리핑 장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 엑츄에이터(22)에 연동되어 수평 회전되도록 캠(24)이 장착된 캠부(20)와, 상기 엑츄에이터(22)와 캠(24)이 체결되는 캠보스(32)가 구비된 결합부(30)와, 상기 캠(24)이 내장되도록 바디(42)와 커버(44)가 체결된 본체부(40)와, 상기 바디(42)의 측부에 방사상으로 일부위가 장착되어 캠(24)에 의해 직선운동하도록 배치된 다수개의 그리퍼(50)를 갖는 그리퍼부(60)가 포함되어 이루어진다.
상기 캠부(20)는 상기 바디(42)에 회전 가능하도록 내장된 캠(24)과, 캠(24)의 회전력을 제공하기 위해 캠(24)과 연동되게 체결되는 엑츄에이터(22)가 포함되어 이루어진다.
상기 캠(24)은 도 5에서와 같이, 그리퍼(50)의 일단부가 밀착되는 외연에 요철(24′)이 연속적으로 그리퍼(50)의 수와 일치하도록 형성되고, 이 요철(24′)은 급경사와 완만한 경사로 이루어진 대략 파도형상으로, 그리퍼(52)의 일단부 즉, 후술될 롤러(51)는 완만한 경사와 접촉되게 위치된다. 이 때, 캠(24)의 회전은 롤러(51)가 한 구획의 완만한 경사를 이탈하지 않도록 그 회전이 제한됨이 좋다. 이는 급격한 경사를 통과하는 롤러(51) 및 그리퍼(50) 전체에 충격에 의한 비정상적인 작동이 미연에 방지되도록 하기 위함이다.
또한, 상기 요철(24′)은 도 5a에서와 같이, 완만한 경사가 상ㆍ하향 경사로 이루어진 대략 물결형상으로 형성되어도 좋다. 이 때, 그리퍼(50)의 롤러(51)는 어느 면에 접촉되어도 무관하고, 이러한 물결형상의 요철은 상기 캠(24)이 일방향으로 회전될 경우 그리퍼(50)의 직선운동이 원활하게 진행될 수 있도록 보장하기 위함이다.
상기 엑츄에이터(22)는 캠(24)을 회전시킬 수 있는 동력원으로 모터 및 실린더가 포함된 장치를 일컬으며, 캠(24)의 회전력을 제공하면서 회전속도 및 회전각도를 조정하는 부재로, 상기 캠(24)과 롤러(51)의 접촉부위의 제한에 따라 캠(24)의 회전각도를 제어하고, 상기 캠(24)의 회전에 의해 직선운동되는 그리퍼(50)의 외측 선단부 즉, 후술될 컨택터(54)가 기판에 근접되는 거리에 따라 그 진행속도를 달리 하도록 캠(24)의 회전속도를 제어하게 된다.
상기 엑츄에이터(22)와 캠(24)의 체결은 엑츄에이터(24)의 회전축(22a)에 의해 캠(24)이 회전되도록 구성될 수 있고, 엑츄에이터(24)의 직선왕복운동하는 축에 의해 캠(24)이 회전되도록 구성될 수 있으며, 이러한 구성에 대한 다양한 실시 예는 공지된 기술이 이용될 수 있다.
상기 캠(24)의 회전속도에 대해 부연하면, 상기 컨택터(54)와 기판의 설정된 근접거리 내에서는 느리게 진행되고, 이 근접거리를 벗어나게 되면 급속히 진행되어 기판의 파지공정의 전체적인 시간은 대략 동일하게 하면서도 컨택터(54)의 파지에 의한 기판의 손상이 최소화되도록 하기 위함이다.
한편, 상기 결합부(30)는 엑츄에이터(22)의 구동축(22a)이 관통되고 이 구동축(22a)이 고착되도록 체결되면서 캠(24)과 면접촉 체결되는 캠보스(32)와, 이 캠보스(32)와 엑츄에이터(22) 사이에 상기 커버(44)와 구동축(22a)의 간섭이 회피되도록 설치되는 캠부쉬(34a)와 렌치, 와셔 등의 체결보조부재(34)가 포함되어 이루어진다.
한편, 상기 본체부(40)는 캠(24)이 회전가능하게 내장되고 이 캠(24)과 롤러(51)가 접촉되도록 그리퍼(50)의 일부가 측방으로 삽입되어 장착된 바디(42)와, 상기 캠(24)과 결합부(30)의 내장된 위치가 안정되도록 상기 바디(42)와 체결되는 커버(44)가 포함되어 이루어진다.
상기 바디(42)에는 캠(24)이 수용되도록 중앙부에 홈(42a)이 형성되고, 이 홈(42a)은 삽입되는 그리퍼(50)의 일부와 바디프레임(42b)과의 간섭이 회피될 수 있 도록 방사상으로 연장부위가 형성되도록 함이 좋고, 상기 캠(24)의 회전이 원활하도록 바디프레임(42b)에 회전 가능하게 장착되면서 캠(24)과 고착되는 회전부재(42c)가 배치된다.
한편, 상기 그리퍼(50)는 회전되는 캠(24)의 외연과 접촉되는 롤러(51)가 장착되면서 바디(42)의 내부에 위치된 롤러브라켓(52)과, 기판이 파지되도록 컨택터(54)가 돌출 고정되면서 바디(42)의 외부에 위치된 아암(53)과, 상기 롤러브라켓(52)과 아암(53)이 양단부에 각각 고착되면서 바디프레임(42b)의 측부를 관통하는 샤프트(55)와, 상기 롤러브라켓(52)과 바디프레임(42b) 사이에 위치되면서 샤프트(55)가 통과되게 배치되어 상기 롤러(51)와 캠(24)이 밀착하도록 된 탄성체(56)가 포함되어 이루어진다.
상기 아암(53)의 하면의 일부가 기판 측으로 기울어지고, 기판이 컨택터(54)와 아암(53)의 하면 사이에 끼워져 파지될 경우, 아암(53)의 기울어진 면을 기판의 파지되는 국소부위가 미끄러지듯 고정위치에 위치됨으로써, 파지되는 기판의 충격이 완화된다.
또한, 상기 샤프트(55)와 바디프레임(42b)의 간섭이 회피되도록 일부가 바디프레임(42b)에 삽입되어 고정되고 샤프트(55)가 관통되는 슬리브(57)와, 이 고정된 슬리브(57)의 선단부와 왕복운동하는 아암(53)의 선단부와의 간섭이 회피되도록 장착된 벨로우즈(58)가 더 포함되어 이루어진다.
한편, 도 7 내지 도 9a는 본 발명에 따른 기판의 그리핑 장치의 각각 다른 실시 예로서, 기판에 실행되는 공정 전ㆍ후에 이용되는 그리퍼가 구분되어 작동되도 록 안출된 것이다. 이하, 본 발명에 따른 제1실시 예와 동일한 기능을 하는 동일한 구성요소에 대해 동일한 참조부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
먼저, 도 7 및 7a에 도시된 그리핑 장치(10a)는 상ㆍ하부 캠과 이 상ㆍ하부 캠과 개별적으로 연동되게 설치되는 2개의 엑츄에이터로 이루어진 캠부(20a)로 이루어지고, 상부캠(24)에는 짝수번 그리퍼(50)의 롤러(51)가 밀착되고, 하부캠(24a)에는 홀수번 그리퍼(50)의 롤러(51)가 밀착되도록 배치도록 이루어진다.
상기 엑츄에이터(26)는 도 7a에서와 같이 내장된 2개의 실린더(26a, 26b)가 상호 중첩되게 배치되는 2개의 구동축(26c, 26d)에 각각 연동되도록 장착되고, 이 2개의 구동축(26c, 26d)은 각각 상부 캠(24) 또는 하부 캠(24a)과 연동되도록 배치된다. 이 때, 하나의 구동축(26c)는 상부 캠(24)의 하측에 위치되면서 상부 캠(24)와 체결되는 캠보스(32a)와 결합됨으로써, 상부 캠(24)의 회전을 제어하게 되고, 다른 하나의 구동축(26d)는 하부 캠(24a)의 하측에 위치되면서 하부 캠(24a)과 체결되는 플랜지(32b)와 결합됨으로써, 하부 캠(24a)의 회전을 제어하게 된다.
또한, 상기 롤러(51)는 상부 캠(24) 또는 하부 캠(24a)과 밀착되도록 롤러브라켓(52a)의 상측 또는 하측으로 편향되어 위치됨이 바람직하다.
도 8에 도시된 그리핑 장치(10b)는 2개의 캠(24, 24a)이 분리되어 중첩배치되고, 상기 2개의 캠(24, 24a)이 1개의 엑츄에이터(22)에 의해 동시 회전되도록 이루어진다.
도 9에 도시된 그리핑 장치(10c)는 각각 캠과 엑츄에이터로 이루어진 2쌍의 캠부(20b)가 각각 대칭되어 분리 배치된다. 즉, 도 1의 그리핑 장치(10)에서 새로운 캠부(20b)가 미리 장착된 캠부(20)의 반대측에 대칭되도록 장착된다. 이 때 커버(44a) 및 결합부(미도시) 역시 더 구비되어 장착되어야 함은 당연하다.
여기서, 도 7 내지 도 9에 도시된 실시 예에서와 같이 2개의 캠(24, 24a)이 배치될 경우, 각각의 캠(24, 24a)에 임의의 짝수번 또는 홀수번 그리퍼(50)의 롤러(51)와 밀착되도록 배치됨이 바람직하다.
상기 엑츄에이터(22)가 순ㆍ역회전, 회전 각도, 회전속도등의 작동으로 짝수번 그리퍼(50)가 내향으로 이동되어 기판을 파지하면 홀수번 그리퍼(50)는 외향에 위치되고, 반대로 홀수번 그리퍼(50)가 내향으로 이동되어 기판을 파지하면 짝수번 그리퍼(50)는 외향에 위치된다.
그리고, 도 7 내지 도 9의 실시 예에서와 같이, 상기 그리퍼(50)는 도 1의 실시 예보다 대략 2배의 수가 장착됨이 바람직하고, 또한 도 9에서의 그리퍼(50)은 캠과의 연동이 용이하도록 지그재그형상으로 배치될 수 있으며, 이때 상기 캠과 밀착되기 위해 짝수번 또는 홀수번의 그리퍼(50)에 따라 롤러(51)의 크기가 조정되면서 상측 또는 하측으로 편향되게 위치되어 롤러브라켓(52)에 장착될 수 있고, 짝수번 그리퍼와 홀수번 그리퍼의 아암(53)의 상ㆍ하 길이를 상호 달리하여 일정한 높이에 위치된 기판을 파지 또는 재파지할 수 있다.
또한, 도 7 내지 도 9에서의 2개의 캠(24, 24a)는 시차를 두고 개별적으로 작동됨이 당연하다.
한편, 상기 그리퍼(50)는 모든 실시 예에서 마찬가지로, 해당 캠에 의해 동시에 동작되어 동일한 진행방향, 진행속도, 진행거리 등을 갖는 것이 당연하다.
여기서, 캠의 외연에 요철이 형성되고, 이 요철에 그리퍼의 일단부가 밀착되어 캠의 회전에 의해 그리퍼가 직선 운동하도록 상술된 구성과는 달리, 도면에 도시되지는 않았지만 캠의 둘레부 상면 또는 하면에 홈이 형성되고, 이 홈에 그리퍼의 일단부가 슬라이딩되도록 끼움되어 구성될 수도 있다. 이는 캠의 회전운동에 의해 그리퍼가 직선운동을 행하도록 하는 일부 예가 기재된 것으로, 이러한 실시 예는 이미 공지된 다양한 기술이 이용될 수 있슴은 물론이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 기판의 파지 및 해제가 캠의 수평 회전운동에 의해 이루어질 수 있어 그리핑 장치가 슬림화 및 경량화되면서 반영구적으로 사용 가능하고, 그리퍼가 캠에 의해 작동됨으로써 운동범위에 대한 정밀도가 향상되며, 기판과의 근접 거리에 따라 그리퍼의 운동속도가 가변되도록 캠의 회전속도가 조절됨과 아울러 파시지 기판의 소정의 둘레부가 아암의 일부 기울어진 하면을 미끄러지듯이 파지됨으로써 파지되는 기판의 손상이 최소화됨과 더불어 보호될 수 있는 효과가 있다.
또한, 캠과 엑츄에이터의 수를 추가하여 기판의 파지 및 재파지에 사용되는 그리퍼들이 이분화되어 상호 달리 동작됨으로써, 소정의 공정 전ㆍ후에 따른 파지 및 재파지에 의한 기판의 오염이 현저히 저감되는 다른 효과도 있다.

Claims (13)

  1. 엑츄에이터에 캠이 연동되도록 장착된 캠부;
    상기 캠이 내장되는 본체부;
    상기 본체부에 방사상으로 장착되고 캠과 연동되어 직선 운동하면서 기판을 선택적으로 파지하는 다수개의 그리퍼를 갖는 그리퍼부;
    가 구비되어 이루어지는 기판용 그리핑 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캠과 엑츄에이터가 한 쌍을 이루는 것을 특징으로 하는 기판용 그리핑 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판이 파지 및 재파지될 경우에 이용되는 그리퍼들이 이분화되어 작동되도록 2개의 캠이 1개의 엑츄에이터에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 기판용 그리핑 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판이 파지 및 재파지될 경우에 이용되는 그리퍼들이 이분화되어 작동되도록 캠과 엑츄에이터가 두 쌍을 이루어 각각 분리 작동되는 것을 특징으로 하는 기판용 그리핑 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그리핑 장치에는 본체부에 내장되고 엑츄에이터의 구동력이 캠에 전달되도록 구동축이 고정되면서 캠과 접촉 결합된 캠보스를 구비하는 결합부가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판용 그리핑 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엑츄에이터는 그리퍼가 기판과의 간격에 따라 그 운동속도를 달리하도록 캠의 회전속도를 제어하고, 그리퍼가 기판의 넓이에 따라 그 직선운동의 간격이 가변되도록 캠의 회전각도를 제어하는 것을 특징으로 하는 기판용 그리핑 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그리퍼의 직선 운동을 일단부가 접촉되면서 그리퍼의 직선운동을 유도하기 위해 캠의 외연에는 요철이 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 기판용 그리핑 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 요철은 급격한 경사와 완만한 경사로 이루어진 형상인 것을 특징으로 하는 기판용 그리핑 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 요철은 완만한 상ㆍ하향 경사로 이루어진 형상인 것을 특징으로 하는 기판용 그리핑 장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 그리퍼의 직선 운동은 캠의 둘레부에 홈이 형성되고, 이 홈에 그리퍼의 일단부가 슬라이딩 가능하도록 끼움되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판용 그리핑 장치.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부는 캠이 회전가능하도록 장착되고 이 캠과 접촉되도록 그리퍼의 일부가 측부에 삽입되어 장착된 바디와, 상기 캠과 엑츄에이터 사이에 개재되는 커버가 체결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 기판용 그리핑 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 그리퍼는 캠에 접촉된 롤러가 장착되면서 바디의 내부에 위치된 롤러브라켓과 상기 기판이 파지되도록 컨택터가 돌출 고정되면서 바디의 외부에 위치된 아암이 샤프트에 의해 연결 고정되고, 상기 롤러브라켓과 바디의 내벽 사이에 상기 롤러와 캠의 접촉을 유지하기 위한 탄성체가 위치되며, 상기 샤프트가 관통된 슬리 브가 베이스에 고착되고, 슬리브와 아암의 선단부간의 간섭이 회피되도록 벨로우즈가 장착되어 이루어진 것을 특징으로 하는 기판용 그리핑 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 아암의 하면은 기판측으로 일부위가 기울어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 기판용 그리핑 장치.
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