KR20110103918A - 유리기판 인사이드 마킹 장치 - Google Patents

유리기판 인사이드 마킹 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유리기판 인사이드 마킹 장치에 관한 것으로, X-Y 테이블(110)에 안착 된 유리기판(10)을 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라를 통해 정렬 검사를 한번에 실시한 후 비전 카메라(150)를 통해 마킹 위치와 크기를 검출하고, 레이저 빔을 이용하여 상기 유리기판(10) 내부에 정렬 마크(11)를 마킹하고, 상기 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라를 통해 상기 유리기판(10)의 정렬용 마킹 비전검사를 한번에 실시한 후 상기 비전 카메라(150)를 통해 마킹 위치와 크기를 검출하고, 레이저 빔을 이용하여 상기 유리기판(10) 내부에 문자 마크(12)를 마킹함으로써, 마킹 비전 및 마킹 시간을 기존의 장비에 비해 1/3 이상(예를 들어, 약 65초에서 20초로) 줄일 수 있다. 또한, 정렬(Alignment) 비전, 정렬용 마킹, 정렬용 마킹검사 및 문자 마킹을 모두 하나의 장치에 구성하여 동작하기 때문에 제작비용을 크게 줄일 수 있다.

Description

유리기판 인사이드 마킹 장치{Glass Substrate Inside Marking System}
본 발명은 유리기판 인사이드 마킹(Inside Marking) 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리기판 내부에 레이저를 이용하여 정렬 마크(Align mark) 및 문자 마크를 마킹하고 검사하는 공정을 하나의 장치를 통해 구현함으로써, 제작비용과 작업시간을 크게 줄일 수 있는 유리기판 인사이드 마킹 장치에 관한 것이다.
오늘날 전자 공업에 있어서, 석영 유리 및 석영 유리 기판은 리소그래피 묘사 패턴의 기판인 마스크 기판이나 투영 프로젝터의 투영 셀의 TFT 패널용 기판 등에 사용되고 있다. 이러한 용도를 만족시키기 위해서, 광 투과성이 우수하고 내열성이 높고 먼지 등이 부착되지 않는 고정밀도의 연마 면을 갖는 석영 유리기판이 널리 사용되고 있다. 그러나, 전자 공업에 사용되는 석영 유리 기판은 사용 매수가 많기 때문에 개개의 기판 관리가 어렵고, 그 종류도 많기 때문에 육안으로 석영 유리기판을 식별하기가 매우 어려웠다. 이 때문에 각각의 석영 유리 기판을 식별하기 위해서 석영 유리 기판에 물리적인 변화를 주어 마킹(marking)하는 기술이 제안되어 왔다.
석영 유리에 마킹을 하는 방법으로서는, 레이저광을 석영 유리 표면에 조사하여 유리 표면을 용융, 증발 등의 작용으로 각인하는 소위 레이저 박리(laser abrasion)라고 불리는 방법이 제안되었다. 그러나, 이 방법으로 각인한 것은 반드시 석영 유리 표면에 마킹의 오목부가 발생할 뿐만 아니라, 마킹부에는 미세한 크랙이 생성된다. 이 오목부에 퇴적한 오염이나 크랙의 박리에 의해 발생하는 유리 파티클이 석영 표면에 부착하여 기판 표면의 청정도가 요구되는 상기 용도에 적합하지 않게 되는 경우가 있었다. 이 때문에 석영 유리의 내부에 마킹하는 방법이 제안되었다.
도 1의 (a) 그림은 유리 표면에 레이저 마킹(marking) 하는 방법을 나타낸 것이고, (b) 그림은 유리의 내부에 레이저 마킹 하는 방법을 나타낸 것이다.
유리 내부에 레이저 마킹 하는 방법은 외부 표면에서는 전혀 표시가 나지 않고 내부에 마킹(marking) 하므로 보존이 용이하고 깨끗하여 최근 선호하는 마킹 방법이다. 그러나, 넓고 얇은 유리기판(예를 들어, 두께 약 0.5㎜) 내부에 마킹하는 방법은 정확한 평면을 유지해야 하고 평면조정이 상대적으로 용이해야 한다.
한편, 유리 내부에 마킹 하는 종래의 기술들은 다음과 같다.
먼저, 일본 공개특허공보 평3-124486호에서는 마킹 시의 조사 레이저 에너지로서 석영 유리 표면의 파괴 임계치의 5 내지 20 배의 조사 에너지 밀도로 마킹할 수 있는 기술이 개시되어 있고, 일본 공개특허공보 평4-71792호에서는 석영 유리기판의 마크 형성 영역에 흰 부호로서 식별되도록 마킹하는 기술이 개시되어 있으며, 또한 일본 공개특허공보 평11-156568호에서는 렌즈로 마킹 시 촛점 이동을 방지하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 평11-267861호 공보에서는 펨토 초레이저의 채용 등으로 광투과성 재료 중에서 광학적 변화를 일으키게 하는 방법이 개시되어 있다.
이러한 방법은, 한 대의 비전 카메라(또는, 얼라인 카메라)를 이용하여 유리기판의 정렬(Alignment) 비전, 정렬용 마킹, 정렬용 마킹검사 및 문자 마킹을 하도록 구성되어 있기 때문에 마킹 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 기술은 한 종류(크기)의 유리기판(예를 들어, 730×460㎜ 또는 920×460㎜)만을 생산하도록 장비가 구성되어 있기 때문에, 유리기판의 종류가 다를 경우 사용이 불가능한 문제점이 있었다.
또한, 종래의 기술은 장비의 구성이 복잡하여 유지 및 관리가 어려울 뿐만 아니라 장비의 가격이 비싼 단점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 유리기판 내부에 레이저를 이용하여 정렬 마크(Align mark) 및 문자 마크를 마킹하고 검사하는 공정을 하나의 장치를 통해 구현함으로써, 제작비용과 작업시간을 크게 줄일 수 있는 유리기판 인사이드 마킹 장치를 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 종류(크기)가 다른 유리기판(예를 들어, 730×460㎜, 920×460㎜ 등)에 모두 적용할 수 있는 유리기판 인사이드 마킹 장치를 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 다수의 정렬 카메라를 통해 정렬 검사 및 정렬용 비전검사를 한번에 실시한 후 마킹 위치와 크기를 검출하고, 레이저 빔을 이용하여 유리기판 내부에 정렬 마크 및 문자 마크를 마킹하는 유리기판 인사이드 마킹 장치를 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 정렬(Alignment) 비전, 정렬용 마킹, 정렬용 마킹검사 및 문자 마킹을 모두 하나의 장치에 구성하여 동작할 수 있는 유리기판 인사이드 마킹 장치를 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 다관절로봇 및 이송로봇을 이용하여 자동 라인을 구축한 유리기판 인사이드 마킹 장치를 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 종류(크기)가 다른 유리기판(예를 들어, 730×460㎜, 920×460㎜ 등)에 모두 적용할 수 있는 X-Y 테이블과 상기 X-Y 테이블을 X축 및 Y축으로 이송하는 이송장치를 구비한 유리기판 인사이드 마킹 장치를 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 청구항 1에 기재된 발명은, 「유리기판(10)의 크기에 따라 상기 유리기판(10)을 선택적으로 안착하는 한 개 이상의 단차대가 형성되어 있는 X-Y 테이블(110)과; 상기 X-Y 테이블(110)에 안착 된 유리기판(10)의 X축 및 Y축 정렬 검사와 정렬용 마킹 비전검사를 각각 한번에 실시하는 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라와; 상기 유리기판(10)의 마킹 위치와 크기를 검출하는 비전 카메라(150); 및 상기 유리기판(10) 내부에 레이저 빔으로 정렬 마크(11) 및 문자 마크(12)를 마킹하는 UV 레이저(120);를 포함하며, 상기 유리기판(10)의 정렬(Alignment) 검사, 정렬 마킹, 정렬용 마킹 검사 및 문자 마킹을 모두 하나의 장치를 통해 구현하는 유리기판 인사이드 마킹 장치.」를 제공한다.
청구항 2에 기재된 발명은, 「제 1 항에 있어서, 상기 유리기판 인사이드 마킹 장치는: 상기 레이저 빔을 발생하는 UV 레이저(120)와; 상기 UV 레이저(120)에서 발생한 레이저 빔의 경로를 바꾸어주는 적어도 한 개 이상의 경로 변환용 반사경과; 상기 경로 변환용 반사경을 통해 입사한 레이저 빔을 확대하여 출력하는 빔 확대기(130)와; 상기 빔 확대기(130)에서 입사한 레이저 빔을 상기 유리기판(10) 내부에 조사하여 정렬 마크(11) 및 문자 마크(12)를 마킹하는 X-Y 스캐너(140); 및 상기 X-Y 스캐너(140)의 측면에 설치된 비전 카메라(150);를 포함하며, 상기 X-Y 스캐너(140)는 내부에 한 개 이상의 반사경을 통해 입사된 레이저 빔을 상기 유리기판(10) 내부에 집속하는 집속렌즈(143)를 포함하는 유리기판 인사이드 마킹 장치.」를 제공한다.
청구항 3에 기재된 발명은, 「제 1 항에 있어서, 상기 유리기판 인사이드 마킹 장치는: 상기 유리기판(10)을 상기 X-Y 테이블로 이송하는 제 1 이송로봇(210); 및 상기 X-Y 테이블에서 마킹이 완료된 유리기판(10)을 다른 곳으로 이송하는 제 2 이송로봇(220);을 포함하는 유리기판 인사이드 마킹 장치.」를 제공한다.
청구항 4에 기재된 발명은, 「제 1 항에 있어서, 상기 유리기판 인사이드 마킹 장치는: 상기 X-Y 테이블(110)을 X축으로 이송하는 X축 이송장치(106); 및 상기 X-Y 테이블(110)을 Y축으로 이송하는 Y축 이송장치(107);를 포함하고, 상기 X-Y 테이블(110)은: 상기 X-Y 테이블(110) 상면의 각 모서리 부분에 고정 설치되며, 상기 유리기판(10)의 크기에 따라 상기 유리기판(10)을 선택적으로 안착하기 위해 높이가 서로 다른 단차대가 형성되어 있는 제 1 내지 제 4 모서리 블록(111∼114)과; 상기 X-Y 테이블(110) 상면의 좌우에 상기 제 1 내지 제 4 모서리 블록(111∼114) 사이에서 좌우로 이동하게 설치되며, 상기 유리기판(10)을 안착하기 위한 단차대가 형성되어 있는 좌변 및 우변 블록(115,117)과; 상기 X-Y 테이블(110) 상면의 상하에 상기 제 1 내지 제 4 모서리 블록(111∼114) 사이에서 상하로 이동하게 설치되며, 상기 유리기판(10)을 안착하기 위한 단차대가 형성되어 있는 상변 및 하변 블록(116,118); 및 상기 X-Y 테이블(110) 상면의 중앙 부분에 상기 유리기판(10)을 지지하는 중앙지지블록(119);을 포함하는 유리기판 인사이드 마킹 장치.」를 제공한다.
청구항 5에 기재된 발명은, 「제 1 항에 있어서, 상기 다수의 X축 정렬 카메라는 상기 X-Y 테이블(110) 상에 안착 된 상기 유리기판(10) 상변 또는 하변의 에지(edge) 면을 동시에 검출하고, 상기 다수의 Y축 정렬 카메라는 상기 X-Y 테이블(110) 상에 안착 된 상기 유리기판(10) 좌변 또는 우변의 에지(edge) 면을 동시에 검출하며, 상기 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라는: 상기 유리기판(10)의 각 모서리 부분에 형성된 정렬 마크(11)를 동시에 검출하고, X축 및 Y축 카메라 정렬장치(163,173)에 의해 X축 및 Y축(또는, Y축 및 X축) 방향으로 이송되거나 또는 상하 카메라 정렬장치(183)에 의해 상하 방향으로 이송되거나 또는 상하좌우로 이송되는 유리기판 인사이드 마킹 장치.」를 제공한다.
본 발명에 따르면, 한 대의 마킹 장치를 통해, 정렬 검사 및 정렬용 비전검사를 한번에 실시한 후 마킹 위치와 크기를 검출하고, 레이저 빔을 이용하여 유리기판 내부에 정렬 마크 및 문자 마크를 마킹함으로써, 마킹 비전 및 마킹 시간을 기존의 장비에 비해 1/3 이상(예를 들어, 약 65초에서 20초로) 줄일 수 있다.
또한, 정렬(Alignment) 비전, 정렬용 마킹, 정렬용 마킹검사 및 문자 마킹을 한 대의 장치를 통해 모두 수행할 수 있기 때문에, 제작비용을 크게 줄일 수 있다.
또한, 종류(크기)가 다른 유리기판(예를 들어, 730×460㎜, 920×460㎜ 등)에 모두 적용할 수 있다.
또한, 정렬(Alignment) 비전, 정렬용 마킹, 정렬용 마킹검사 및 문자 마킹을 모두 1 스테이지(stage)에 구성하여 동작할 수 있고, 다관절로봇 및 이송로봇을 이용하여 자동 라인을 구축할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 유리기판 레이저 마킹 방법을 나타낸 개략도
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 유리기판 인사이드 마킹 장치의 전면 및 측면 사시도
도 4 및 도 5는 유리기판 인사이드 마킹 장치의 분해 사시도
도 6은 유리기판 인사이드 마킹 장치(100)의 구성도
도 7은 유리기판의 종류를 나타낸 도면
도 8은 유리기판의 정렬 마크 및 문자 마크의 마킹 포인트를 나타낸 도면
도 9 내지 도 11은 X축 및 Y축 정렬(Align) 카메라의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면
도 12는 X축 및 Y축 정렬(Align) 카메라의 다른 구성 예를 나타낸 도면
도 13은 X-Y 테이블(110)의 사시도
도 14는 X-Y 테이블(110)에 유리기판(10)이 안착 된 모습을 나타낸 도면
도 15는 X축 및 Y축 정렬(Align) 카메라의 정렬 방법을 나타낸 도면
도 16은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 의한 유리기판 인사이드 마킹 장치의 사시도
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
유리기판 인사이드 마킹 장치의 실시 예
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 유리기판 인사이드 마킹 장치의 전면 및 측면 사시도이고, 도 4 및 도 5는 유리기판 인사이드 마킹 장치의 분해 사시도이고, 도 6은 유리기판 인사이드 마킹 장치(100)의 구성도이다.
본 발명의 실시 예에 의한 유리기판 인사이드 마킹 장치(100)는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 고정다리(101), 석정반(102), 지지대(103), 광학기 고정용 수평판(104), 광학기 고정용 수직판(105), X축 이송장치(106), Y축 이송장치(107), X-Y 테이블(110), UV 레이저(120), 제 1 반사경(122), 제 2 반사경(123), 빔 확대기(Beam Expander)(130), X-Y 스캐너(140), 비전(Vision) 카메라(150), X축 정렬(Align) 카메라(160), X축 카메라 정렬장치(163), Y축 정렬(Align) 카메라(170), Y축 카메라 정렬장치(173)를 포함하고 있다.
상기 유리기판 인사이드 마킹 장치(100)는 상기 고정다리(101) 상에 상기 석정반(102)이 설치되어 있고, 상기 석정반(102) 상에 상기 X축 및 Y축 이송장치(106)(107)가 설치되어 있고, 상기 X축 및 Y축 이송장치(106)(107) 상에 상기 X-Y 테이블(110)이 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 여기서, 상기 석정반(102)은 팽창률이 온도에 따라 영향을 적게 받는 세라믹 재질로서, 평면도를 향상시키기가 금속보다 우수하여 반도체 장비 등에 주로 많이 사용되고 있다.
상기 X축 이송장치(106)는 상기 X-Y 테이블(110)을 X축으로 이송하는 장치이고, 상기 Y축 이송장치(107)는 상기 X-Y 테이블(110)을 Y축으로 이송하는 장치이다. 그리고, 상기 X-Y 테이블(110)은 유리기판(10)을 안착하여 상기 X축 및 Y축 이송장치(106)(107)에 의해 X축 및 Y축으로 이송하도록 구성되어 있다. 상기 X-Y 테이블(110)에 대해서는 후술하는 도 13에서 더 상세히 설명하기로 한다.
계속해서, 상기 석정반(102) 상에는 상기 지지대(103)가 양쪽에 설치되어 있으며, 상기 지지대(103) 상에 상기 광학기 고정용 수평판(104)이 설치되어 있고, 상기 지지대(103)의 후면에 상기 광학기 고정용 수직판(105)이 설치되어 있다. 상기 광학기 고정용 수평판(104)에는 상기 UV 레이저(120)와 상기 제 1 반사경(122)이 설치되어 있다. 그리고, 상기 광학기 고정용 수직판(105)에는 상기 제 2 반사경(123)과 상기 빔 확대기(130)와 상기 X-Y 스캐너(140)가 설치되어 있다. 여기서, 상기 X-Y 스캐너(140)는 도 6에 도시된 바와 같이, 내부에 제 3 반사경(141)과 제 4 반사경(142)이 설치되어 있고, 상기 제 4 반사경(142)을 통해 입사한 레이저 빔을 상기 유리기판(10) 내부에 집속하는 집속렌즈(143)가 하단에 설치되어 있으며, 측면에 상기 비전 카메라(150)가 설치되어 있다.
도 6을 참조하여 설명하면, 상기 유리기판 인사이드 마킹 장치(100)는 상기 UV 레이저(120)에서 발생된 레이저 빔(121)이 상기 제 1 및 제 2 반사경(122)(123)에 반사되어 상기 빔 확대기(130)로 입력된다. 이때, 상기 광학기 고정용 수평판(104)에는 상기 제 1 반사경(122)에서 반사된 레이저 빔(121)이 상기 광학기 고정용 수직판(105)에 설치된 상기 제 2 반사경(123)으로 입력되도록 구멍이 형성되어 있다.
상기 빔 확대기(130)는 상기 제 2 반사경(123)을 통해 입사된 레이저 빔(121)을 확대하여 상기 X-Y 스캐너(140) 내부로 출력한다. 상기 X-Y 스캐너(140) 내부로 입사된 레이저 빔(121)은 상기 제 3 및 제 4 반사경(141)(142)을 통해 상기 집속렌즈(143)로 입사되고, 상기 집속렌즈(143)는 입사된 레이저 빔을 상기 유리기판(10) 내부에 집속하여 정렬 마크(도 8의 11) 및 문자 마크(도 8의 12)를 마킹하게 된다.
상기 X-Y 스캐너(140)의 측면에 부착된 상기 비전 카메라(150)는 렌즈(151)를 통해 정렬 마크(11)의 마킹 위치와 크기를 추출하는 기능을 한다(마킹 비전). 이때, 상기 비전 카메라(150)는 상기 유리기판(10)의 에지 면과 마킹 검사를 용이하게 하기 위해 라이트(152)를 추가로 구비할 수 있다.
상기 X-Y 스캐너(140)는 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 광학기 고정용 수직판(105)에 고정되어 있고, 상기 X-Y 테이블(110)에 안착 된 상기 유리기판(10)이 상기 X축 및 Y축 이송장치(106)(107)에 의해 X축 및 Y축으로 이동하면서 동작하도록 되어 있다.
상기 비전 카메라(150)는 상기 유리기판(10) 내부에 레이저 빔으로 정렬 마크(11) 및 문자 마크(12)를 마킹하기 위하여, 상기 유리기판(10)의 마킹 위치와 크기를 검출하는 역할을 한다.
상기 다수의 X축 정렬 카메라(160)는 상기 X-Y 테이블(110) 상에 안착 된 상기 유리기판(10) 상변 또는 하변의 에지(edge) 면을 동시에 검출하고, 상기 유리기판(10)의 각 모서리 부분에 형성된 정렬 마크(11)를 동시에 검출하는 기능을 한다.
상기 다수의 Y축 정렬 카메라(170)는 상기 X-Y 테이블(110) 상에 안착 된 상기 유리기판(10) 좌변 또는 우변의 에지(edge) 면을 동시에 검출하고, 상기 유리기판(10)의 각 모서리 부분에 형성된 정렬 마크(11)를 동시에 검출하는 기능을 한다.
상기 X축 및 Y축 카메라 정렬장치(163,173)는 상기 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라(160,170)를 X축 및 Y축(또는, Y축 및 X축) 방향으로 이송하여 카메라의 위치를 정렬하는 역할을 한다.
유기기판 인사이드 마킹 장치(100)의 적용 유리기판
도 7은 유리기판의 종류를 나타낸 도면이고, 도 8은 유리기판의 정렬 마크 및 문자 마크의 마킹 포인트를 나타낸 도면이다.
상기 유리기판(10)은 예를 들어, 920×730㎜(a) 또는 730×460㎜(b)의 크기를 가지며, 도면을 기준으로 상하 변두리 내측에 정렬 마크(11)를 형성하고, 도면을 기준으로 좌측 변두리 내측에 문자 마크(12)를 형성하도록 되어 있다.
여기서, 상기 정렬 마크(11)는 상기 유리기판(10)을 커팅 할 때 정렬하기 위해 사용되며, 상기 문자 마크(12)는 커팅 된 유리기판의 정보를 글자와 기호 및 2D 코드 등으로 표시하고 있다.
X축 및 Y축 정렬( Align ) 카메라의 구성 예
도 9 내지 도 11은 X축 및 Y축 정렬(Align) 카메라의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 X축 및 Y축 정렬(Align) 카메라의 다른 구성 예를 나타낸 도면이다.
상기 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라(160,170)는 상기 X-Y 테이블(110)에 안착 된 유리기판(10)의 X축 및 Y축 정렬 검사와 정렬용 마킹 비전검사를 각각 한번에 실시하도록 되어 있다.
상기 다수의 X축 정렬 카메라(160)는 X축 카메라 고정대(161)에 구성되어 있으며, 상기 X축 카메라 고정대(161)는 연결대(162)를 통해 X축 카메라 정렬장치(163)에 연결되어 있다. 따라서, 상기 다수의 X축 정렬 카메라(160)는 상기 X-Y 테이블(110) 상에 안착 된 상기 유리기판(10) 상변 또는 하변의 에지(edge) 면을 동시에 검출하고, 상기 유리기판(10)의 각 모서리 부분에 형성된 정렬 마크(11)를 동시에 검출한다.
또한, 상기 다수의 Y축 정렬 카메라(170)는 Y축 카메라 고정대(171)에 구성되어 있으며, 상기 Y축 카메라 고정대(171)는 연결대(172)를 통해 Y축 카메라 정렬장치(173)에 연결되어 있다. 따라서, 상기 다수의 Y축 정렬 카메라(170)는 상기 X-Y 테이블(110) 상에 안착 된 상기 유리기판(10) 좌변 또는 우변의 에지(edge) 면을 동시에 검출하고, 상기 유리기판(10)의 각 모서리 부분에 형성된 정렬 마크(11)를 동시에 검출한다.
여기서, 상기 X축 및 Y축 카메라 정렬장치(163,173)는 상기 광학기 고정용 수평판(104)에 고정 설치할 수 있다.
이와 같이, 상기 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라(160,170)는 X축 및 Y축 카메라 정렬장치(163,173)에 의해 X축 및 Y축(또는, Y축 및 X축) 방향으로 이송되거나 또는 상하 카메라 정렬장치(183)에 의해 상하 방향으로 이송되거나 또는 상하좌우로 이송되도록 구성할 수 있다.
한편, 도 12는 다수의 X축 및 Y축 정렬(Align) 카메라(180)가 하나의 고정대(181)에 고정되어 있고, 상기 고정대(181)는 연결대(182)를 통해 상하 카메라 정렬장치(183)에 연결되어 있다. 상기 상하 카메라 정렬장치(183)는 상기 다수의 X축 및 Y축 정렬(Align) 카메라(180)를 상하로 이송하여 카메라 초점 거리를 조절하는 역할을 한다.
X-Y 테이블(110)의 구성 예
도 13은 X-Y 테이블(110)의 사시도이고, 도 14는 X-Y 테이블(110)에 유리기판(10)이 안착 된 모습을 나타낸 도면이다.
상기 X-Y 테이블(110)은 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 4 모서리 블록(111∼114), 좌변 및 우변 블록(115,117), 상변 및 하변 블록(116,118), 다수의 중앙지지블록(119)으로 구성되어 있다.
여기서, 상기 제 1 내지 제 4 모서리 블록(111∼114)은 상기 X-Y 테이블(110) 상면의 각 모서리 부분에 고정 설치되며, 상기 유리기판(10)의 크기에 따라 상기 유리기판(10)을 선택적으로 안착하기 위해 높이가 서로 다른 제 1 및 제 2 단차대(110a,110b)가 각각 형성되어 있다.
상기 좌변 및 우변 블록(115,117)은 상기 X-Y 테이블(110) 상면의 좌우에 상기 제 1 내지 제 4 모서리 블록(111∼114) 사이에서 좌우로 이동하게 설치되며, 상기 유리기판(10)을 안착하기 위한 하나의 단차대가 각각 형성되어 있다.
상기 상변 및 하변 블록(116,118)은 상기 X-Y 테이블(110) 상면의 상하에 상기 제 1 내지 제 4 모서리 블록(111∼114) 사이에서 상하로 이동하게 설치되며, 상기 유리기판(10)을 안착하기 위한 하나의 단차대가 각각 형성되어 있다.
상기 다수의 중앙지지블록(119)은 상기 X-Y 테이블(110) 상면의 중앙 부분에 상기 유리기판(10)을 지지하도록 구성되어 있다.
상기 X-Y 테이블(110)은 상기 제 1 내지 제 4 모서리 블록(111∼114), 상기 좌변 및 우변 블록(115,117), 상기 상변 및 하변 블록(116,118)에 상기 유리기판(10)의 크기(예를 들어, 920×730㎜ 또는 730×460㎜)에 따라 안착할 수 있도록 상기 제 1 및 제 2 단차대(110a,110b)가 서로 다른 높이에 각각 형성되어 있다. 그리고, 상기 좌변 및 우변 블록(115,117)과 상기 상변 및 하변 블록(116,118)은 상기 유리기판(10)의 크기에 따라 좌우 및 상하로 이동하여 상기 유리기판(10)이 상기 단차대에 안착되도록 되어 있다.
따라서, 상기 X-Y 테이블(110)은 유리기판(10)의 크기(예를 들어, 920×730㎜ 또는 730×460㎜)에 따라 상기 상변 및 하변 블록(116,118)이 좌우 및 상하로 이동함으로써, 상기 단차대에 상기 유리기판(10)을 안착할 수 있다.
X축 및 Y축 정렬( Align ) 카메라(160,170)의 정렬 방법
도 15는 X축 및 Y축 정렬(Align) 카메라의 정렬 방법을 나타낸 도면이다.
상기 X축 및 Y축 정렬(Align) 카메라(160,170)는 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 X-Y 테이블(110) 상에 안착 된 상기 유리기판(10) 좌변 및(또는) 우변의 에지(edge) 면을 동시에 검출하는 상기 다수의 Y축 정렬 카메라(170)가 Y축 카메라 고정대(171)에 설치되어 있고, 상기 유리기판(10) 상변 또는 하변의 에지(edge) 면을 동시에 검출하는 상기 다수의 X축 정렬 카메라(160)가 X축 카메라 고정대(161)에 설치되어 있다.
상기 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라(160,170)는 상기 X-Y 테이블(110)에 안착 된 유리기판(10)의 에지 면을 촬영하여 한번에 정렬 검사를 실시하고, 상기 유리기판(10)에 마킹 된 정렬 마크(11)의 마킹 비전검사를 한번에 실시한다.
유리기판 인사이드 마킹 장치(100)의 다른 실시 예
도 16은 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 의한 유리기판 인사이드 마킹 장치의 사시도이다.
본 발명의 유리기판 인사이드 마킹 장치(100)는 도 16에 도시된 바와 같이, 제 1 이송로봇(210), 제 2 이송로봇(220)을 포함하고 있다.
여기서, 상기 제 1 이송로봇(210)은 상기 유리기판 인사이드 마킹 장치(100)의 X-Y 테이블(110)로 상기 유리기판(10)을 포크(211)로 이송하는 로봇으로, 다관절로봇 등으로 구성할 수 있다.
상기 유리기판 인사이드 마킹 장치(100)는 상기 제 1 이송로봇(210)에 의해 X-Y 테이블(110)에 안착 된 유리기판(10)을 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라(160,170)를 통해 정렬 검사를 한번에 실시한 후 상기 비전 카메라(150)를 통해 마킹 위치와 크기를 검출하고, 레이저 빔을 이용하여 상기 유리기판(10) 내부에 정렬 마크(11)를 마킹 한다. 또한, 상기 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라(160,170)를 통해 정렬용 마킹 비전검사를 한번에 실시한 후 상기 비전 카메라(150)를 통해 마킹 위치와 크기를 검출하고, 레이저 빔을 이용하여 상기 유리기판(10) 내부에 문자 마크(12)를 마킹 한다.
상기 제 2 이송로봇(220)은 상기 유리기판 인사이드 마킹 장치(100)에서 마킹이 완료된 상기 유리기판(10)을 이송하거나 또는 적재함(미도시)에 적재하는 역할을 한다.
상술한 바와 같이, 상기 유리기판 인사이드 마킹 장치(100)는 상기 X-Y 테이블(110)에 안착 된 유리기판(10)을 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라(160,170)를 통해 정렬 검사를 한번에 실시한 후 상기 비전 카메라(150)를 통해 마킹 위치와 크기를 검출하고, 레이저 빔을 이용하여 상기 유리기판(10) 내부에 정렬 마크(11)를 마킹하도록 되어 있다. 또한, 상기 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라(160,170)를 통해 상기 유리기판(10)의 정렬용 마킹 비전검사를 한번에 실시한 후 상기 비전 카메라(150)를 통해 마킹 위치와 크기를 검출하고, 레이저 빔을 이용하여 상기 유리기판(10) 내부에 문자 마크(12)를 마킹하도록 되어 있다.
따라서, 정렬(Alignment) 비전, 정렬용 마킹, 정렬용 마킹검사 및 문자 마킹을 모두 하나의 장치에 구성하여 동작하기 때문에 제작비용을 크게 줄일 수 있고, 마킹 비전 및 마킹 시간을 기존의 장비에 비해 1/3 이상(예를 들어, 약 65초에서 20초로) 줄일 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 유리기판 인사이드 마킹 장치는 유리기판(10)의 정렬(Alignment) 검사, 정렬 마킹, 정렬용 마킹 검사 및 문자 마킹을 모두 하나의 장치를 통해 구현함으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10 : 유리기판 11 : 정렬 마크(Align Mark)
12 : 문자 마크 100 : 유리기판 인사이드 마킹 장치
101 : 고정다리 102 : 석정반
103 : 지지대 104 : 광학기 고정용 수평판
105 : 광학기 고정용 수직판 106 : X축 이송장치
107 : Y축 이송장치 110 : X-Y 테이블
110a, 110b : 단차대 111 : 제 1 모서리 블록(Block)
112 : 제 2 모서리 블록 113 : 제 3 모서리 블록
114 : 제 4 모서리 블록 115 : 좌변 블록
116 : 상변 블록 117 : 우변 블록
118 : 하변 블록 119 : 중앙 지지블록
120 : UV 레이저 121 : 레이저 빔
122 : 제 1 반사경 123 : 제 2 반사경
130 : 빔 확대기(Beam Expander) 140 : X-Y 스캐너
141 : 제 3 반사경 142 : 제 4 반사경
143 : 집속렌즈(볼록렌즈) 150 : 비전(Vision) 카메라
151 : 렌즈 152 : 라이트
160 : X축 정렬(Align) 카메라 161 : X축 카메라 고정대
162 : 연결대 163 : X축 카메라 정렬장치
170 : Y축 정렬(Align) 카메라 171 : Y축 카메라 고정대
172 : 연결대 173 : Y축 카메라 정렬장치
180 : X축 및 Y축 정렬(Align) 카메라
181 : 고정대 182 : 연결대
183 : 상하 카메라 정렬장치 210 : 다관절로봇
211 : 포크 220 : 이송로봇
221 : 포크

Claims (5)

  1. 유리기판(10)의 크기에 따라 상기 유리기판(10)을 선택적으로 안착하는 한 개 이상의 단차대가 형성되어 있는 X-Y 테이블(110)과;
    상기 X-Y 테이블(110)에 안착 된 유리기판(10)의 X축 및 Y축 정렬 검사와 정렬용 마킹 비전검사를 각각 한번에 실시하는 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라와;
    상기 유리기판(10)의 마킹 위치와 크기를 검출하는 비전 카메라(150); 및
    상기 유리기판(10) 내부에 레이저 빔으로 정렬 마크(11) 및 문자 마크(12)를 마킹하는 UV 레이저(120);를 포함하며,
    상기 유리기판(10)의 정렬(Alignment) 검사, 정렬 마킹, 정렬용 마킹 검사 및 문자 마킹을 모두 하나의 장치를 통해 구현하는 유리기판 인사이드 마킹 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유리기판 인사이드 마킹 장치는:
    상기 레이저 빔을 발생하는 UV 레이저(120)와;
    상기 UV 레이저(120)에서 발생한 레이저 빔의 경로를 바꾸어주는 적어도 한 개 이상의 경로 변환용 반사경과;
    상기 경로 변환용 반사경을 통해 입사한 레이저 빔을 확대하여 출력하는 빔 확대기(130)와;
    상기 빔 확대기(130)에서 입사한 레이저 빔을 상기 유리기판(10) 내부에 조사하여 정렬 마크(11) 및 문자 마크(12)를 마킹하는 X-Y 스캐너(140); 및
    상기 X-Y 스캐너(140)의 측면에 설치된 비전 카메라(150);를 포함하며,
    상기 X-Y 스캐너(140)는 내부에 한 개 이상의 반사경을 통해 입사된 레이저 빔을 상기 유리기판(10) 내부에 집속하는 집속렌즈(143)를 포함하는 유리기판 인사이드 마킹 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유리기판 인사이드 마킹 장치는:
    상기 유리기판(10)을 상기 X-Y 테이블로 이송하는 제 1 이송로봇(210); 및
    상기 X-Y 테이블에서 마킹이 완료된 유리기판(10)을 다른 곳으로 이송하는 제 2 이송로봇(220);
    을 포함하는 유리기판 인사이드 마킹 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 유리기판 인사이드 마킹 장치는:
    상기 X-Y 테이블(110)을 X축으로 이송하는 X축 이송장치(106); 및
    상기 X-Y 테이블(110)을 Y축으로 이송하는 Y축 이송장치(107);를 포함하고,
    상기 X-Y 테이블(110)은:
    상기 X-Y 테이블(110) 상면의 각 모서리 부분에 고정 설치되며, 상기 유리기판(10)의 크기에 따라 상기 유리기판(10)을 선택적으로 안착하기 위해 높이가 서로 다른 단차대가 형성되어 있는 제 1 내지 제 4 모서리 블록(111∼114)과;
    상기 X-Y 테이블(110) 상면의 좌우에 상기 제 1 내지 제 4 모서리 블록(111∼114) 사이에서 좌우로 이동하게 설치되며, 상기 유리기판(10)을 안착하기 위한 단차대가 형성되어 있는 좌변 및 우변 블록(115,117)과;
    상기 X-Y 테이블(110) 상면의 상하에 상기 제 1 내지 제 4 모서리 블록(111∼114) 사이에서 상하로 이동하게 설치되며, 상기 유리기판(10)을 안착하기 위한 단차대가 형성되어 있는 상변 및 하변 블록(116,118); 및
    상기 X-Y 테이블(110) 상면의 중앙 부분에 상기 유리기판(10)을 지지하는 중앙지지블록(119);
    을 포함하는 유리기판 인사이드 마킹 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 X축 정렬 카메라는 상기 X-Y 테이블(110) 상에 안착 된 상기 유리기판(10) 상변 또는 하변의 에지(edge) 면을 동시에 검출하고,
    상기 다수의 Y축 정렬 카메라는 상기 X-Y 테이블(110) 상에 안착 된 상기 유리기판(10) 좌변 또는 우변의 에지(edge) 면을 동시에 검출하며,
    상기 다수의 X축 및 Y축 정렬 카메라는:
    상기 유리기판(10)의 각 모서리 부분에 형성된 정렬 마크(11)를 동시에 검출하고, X축 및 Y축 카메라 정렬장치(163,173)에 의해 X축 및 Y축(또는, Y축 및 X축) 방향으로 이송되거나 또는 상하 카메라 정렬장치(183)에 의해 상하 방향으로 이송되거나 또는 상하좌우로 이송되는 유리기판 인사이드 마킹 장치.
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