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KR100966434B1 - 카세트 적재장비 - Google Patents

카세트 적재장비 Download PDF

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KR100966434B1
KR100966434B1 KR1020050053191A KR20050053191A KR100966434B1 KR 100966434 B1 KR100966434 B1 KR 100966434B1 KR 1020050053191 A KR1020050053191 A KR 1020050053191A KR 20050053191 A KR20050053191 A KR 20050053191A KR 100966434 B1 KR100966434 B1 KR 100966434B1
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 카세트 적재장비는 많은 부피를 차지하는 프레임(frame)을 제거하고 로더(loader) 상부를 선반으로 활용 가능하도록 설계함으로써 단가를 절감하고 셋업시간을 단축시키기 위한 것으로, 전후 방향으로 길게 형성된 통로; 상기 통로에 위치하며 카세트를 로딩 또는 언로딩하는 적어도 하나의 로딩부; 상기 카세트를 각 프로세스 단계로 이송하는 로봇 암; 상기 통로의 측면에 설치되며, 상기 카세트가 적치되는 적재부; 및 상기 적재부의 측면에 일렬로 설치되어 클러스터 구조를 이루며, 상기 카세트에 수납된 기판을 이송 받아 공정을 진행하는 프로세스 장비를 포함하며, 상기 적재부는 그 상부가 상기 카세트가 안착되는 선반을 구성하여 상기 선반의 외곽을 포함하는 전체에 걸쳐 프레임이 제거 된 것을 특징으로 한다.
스토커, 카세트, 스태커, 로더, 선반

Description

카세트 적재장비{APPARATUS FOR STACKING CASSETTE}
도 1은 일반적인 스토커의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스토커의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스토커를 측면에서 바라본 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스토커를 위에서 바라본 도면.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
110 : 스토커 116 : 통로
120,120A,120B : 스태커 130 : 카세트
140 : 선반 150 : 바닥
160 : 로더 170 : 천장
180 : 프로세스 장비
본 발명은 카세트 적재장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정표시장치의 글라스 적재용 카세트를 각 공정간 이동하면서 필요한 공정을 수행하기 위해 임시 보관하거나 저장하는 카세트 적재장비에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시장치인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박막형 평판표시장치(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다. 특히, 이러한 평판표시장치 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)는 액정의 광학적 이방성을 이용하여 이미지를 표현하는 장치로서, 해상도와 컬러표시 및 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터 등에 활발하게 적용되고 있다.
이하, 상기 액정표시장치에 대해서 상세히 설명한다.
일반적인 액정표시장치는 구동회로 유닛(unit)을 포함하는 액정표시패널, 상기 액정표시패널의 하부에 설치되어 상기 액정표시패널에 빛을 방출하는 백라이트(backlight) 유닛, 상기 백라이트 유닛과 액정표시패널을 지지하는 몰드 프레임(mold frame) 및 케이스(case) 등으로 이루어져 있다.
특히, 상기 액정표시패널은 크게 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.
상기 컬러필터 기판은 색상을 구현하는 적(Red; R), 녹(Green; G), 청(Blue; B)색의 서브컬러필터로 구성되는 컬러필터와 상기 서브컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix), 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다.
상기 어레이 기판은 상기 기판 위에 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 및 상기 화소영역 위에 형성된 화소전극으로 구성된다.
이와 같이 구성된 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판은 화상표시 영역의 외곽에 형성된 실런트(sealant)에 의해 대향하도록 합착되어 액정표시패널을 구성하며, 두 기판의 합착은 상기 어레이 기판 또는 컬러필터 기판에 형성된 합착키를 통해 이루어진다.
이러한 액정표시패널의 제조공정은 크게 어레이 기판에 스위칭소자를 형성하는 어레이공정과 컬러필터 기판에 컬러필터를 형성하는 컬러필터공정 및 셀(cell)공정으로 구분될 수 있는데, 상기 액정표시패널을 생산하는 장소는 매우 청정한 상태를 유지해야 하며, 그러기 위해서 상기 액정표시패널의 제조를 위한 기판(예를 들면, 글라스(glass))들은 카세트(cassette)에 수납된 상태로 공정간 이동하거나 임시 저장을 위해 카세트 적재장비인 스토커(stocker)의 내부에 저장되게 된다.
도 1은 일반적인 스토커의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 스토커(10) 내부에는 일정 공간의 통로(16)를 가지는 박스 형태의 스토커 본체(15)가 전후(前後) 방향으로 길게 형성되어 있으며, 상기 통로(16)의 양측에는 기판이 수납된 카세트(30)들이 적치(積置)되는 다수개의 선반(shelf)(40)들이 구비되어 있다.
이때, 상기 통로(16)에는 스태커(stacker)(20)라는 장비가 위치하여 상기 카 세트(30)를 선반(40)으로 이동하거나 상기 선반(40)에 적치되어 있는 카세트(30)를 인출하여 이송할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 스태커(20)는 스태커(20) 자체의 주행 및 카세트(30)의 이송을 위한 구동부(21, 22)를 구비하고 있다.
또한, 상기 스태커(20)에는 상기 카세트(30)를 로딩(loading)하거나 언로딩(unloading)하여 각 프로세스 단계로 이송하는 로봇 암(robot arm)(23)이 설치된다.
한편, 상기 통로(16)를 포함하는 스토커 본체(15)의 상부 천장(ceil)에는 공기를 정화하여 상기 스토커 본체(15)의 내부로 공급하는 다수개의 팬 필터 유닛(Fan Filter Unit; FFU)(미도시)이 설치되어 있으며, 상기 선반(40) 후위에는 유입되는 공기의 양을 조절하기 위한 공기유입조절셔터(shutter)(미도시)가 설치되어 있다.
도면 중 미설명 부호 50은 스토커(10)가 설치되어 있는 청정실(clean room)의 바닥(access floor)을 나타내며, 도면부호 60은 상기 스태커(20)가 도킹(docking)하기 위한 소정 높이를 제공하는 로더(loader)를 나타낸다.
이와 같이 구성된 일반적인 스토커(10)는 금속재질의 프로파일(profile)을 이용하여 스토커 본체(15)를 프레임(frame) 설계하게 된다. 즉, 카세트(30)를 보관하기 위해 프로파일 프레임으로 스토커 본체(15)를 설계하고 선반(40)을 형성하게 되는데, 상기 스토커(10)의 대형화로 인해 프로파일의 소요량이 많아지게 되어 단가가 크게 증가하게 되는 문제가 있다.
또한, 상기 스토커(10)의 셋업시 상기 스토커 본체(15) 프레임과 상기 스태 커(20) 로봇과의 충돌 등이 발생하게 되면 상기 스토커 본체(15)의 프레임이 틀어지게 되어 손상이 확대될 가능성이 매우 높으며, 프레임 보수시 스토커(10) 장비를 정지하여야하는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 셋업시간이 단축되고 셋업시 발생하는 문제점을 방지한 카세트 적재장비를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 스토커 자체에서 가장 많은 부피를 차지하는 프레임을 제거하여 단가를 절감시킨 카세트 적재장비를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 카세트 적재장비는 전후 방향으로 길게 형성된 통로; 상기 통로에 위치하며 카세트를 로딩 또는 언로딩하는 적어도 하나의 로딩부; 상기 카세트를 각 프로세스 단계로 이송하는 로봇 암; 상기 통로의 측면에 설치되며, 상기 카세트가 적치되는 적재부; 및 상기 적재부의 측면에 일렬로 설치되어 클러스터 구조를 이루며, 상기 카세트에 수납된 기판을 이송 받아 공정을 진행하는 프로세스 장비를 포함하며, 상기 적재부는 그 상부가 상기 카세트가 안착되는 선반을 구성하여 상기 선반의 외곽을 포함하는 전체에 걸쳐 프레임이 제거 된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 카세트 적재장비의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스토커의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스토커를 측면에서 바라본 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 카세트 적재장비인 스토커(110)는 스 토커(110) 내부의 시스템을 통제하는 SMC(Stocker Master Controller)(미도시), 상기 SMC의 제어를 받아 카세트(130)를 로딩 또는 언로딩하기 위한 로딩부인 스태커(120) 및 상기 스태커(120) 로봇에 의해 로딩된 카세트(130)가 적치되는 다수개의 선반(140)으로 이루어져 있다.
상기 글라스 적재용 카세트(130)는 다수의 글라스를 적재한 후 로봇에 의해 각 공정간 이동하면서 필요한 공정을 수행하는 필수 기구물로서 생산업체의 특성과 크기 및 글라스의 특성에 따라서 다양한 종류가 있으나 대체로 사각박스형태로 제작되고 상, 하 다수의 글라스가 다단 수용이 가능토록 구성된다.
상기 스토커(110) 내부에는 일정 공간의 통로(116)가 전후(前後) 방향으로 길게 형성되어 있으며, 상기 통로(116)에는 상기의 스태커(120) 장비가 위치하여 상기 카세트(130)를 선반(140)으로 이동하거나 상기 선반(140)에 적치되어 있는 카세트(130)를 인출하여 이송할 수 있도록 되어 있다.
상기 스태커(120)는 스태커(120) 자체의 주행 및 카세트(130)의 이송을 위해 X, Y, Z축 이동 및 회전이 가능하도록 각 이동 및 회전을 위한 구동부(121, 122)를 구비한다.
또한, 상기 스태커(120)에는 상기 카세트(130)를 로딩하거나 언로딩하여 각 프로세스(process) 단계로 이송하는 로봇 암(123)이 설치되며, 상기 로봇 암(123)에는 카세트(130)를 로딩하거나 언로딩할 때 상기 로봇 암(123) 위에 카세트(130)가 있는지 없는지를 확인하는 센서(미도시)가 설치되어 있다.
상기 선반(140)의 하단에는 선반(140)의 스테이지 역할을 수행하며 상기 카 세트(130)가 적치되는 적재부인 로더(loader)(160)가 형성되어 있다. 이때, 상기 로더(160)는 상기 스태커(120)의 구동부(121, 122)가 도킹(docking)하기 위한 공간을 형성한다. 또한, 실질적으로 상기 스태커(120) 로봇 암(123)의 운동범위에 따라 상기 로더(160)의 높이가 정해지게 된다. 즉, 상기 로더(160)는 상기 스태커(120) 로봇 암(123)이 동작하기 위한 최소지점에 해당하는 높이를 가지게 된다.
도면 중 미설명 부호 150은 스토커(110)가 설치되어 있는 청정실(clean room)의 바닥(access floor)을 나타내며, 도면부호 170은 청정실의 천장을 나타낸다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 스토커(110)는 로더(160) 상부를 선반(140)으로 활용할 수 있도록 설계함으로써 카세트(130)를 적치하는 선반(140)의 외곽 및 스토커(110) 본체를 프레임으로 설계할 필요가 없게 된다.
일반적으로 액정표시장치와 같은 평판표시장치용 글라스의 공정간 반송을 위해 카세트가 이용되며, 이때 상기 카세트의 입, 출고 역할을 수행하는 스토커 장비의 대형화로 인해 단가가 큰 폭으로 증가하고 있어 단가 저감의 필요성이 대두되고 있다. 여기서 본 발명은 스토커(110) 구조물 자체에서 가장 많은 부피를 차지하고 있는 구성요소인 프레임을 제거함으로써 단가 및 셋업시간을 단축시킬 수 있게 된다.
본 발명은 스토커(110) 전체에 걸쳐 프레임을 모두 없애는 한편 스토커(110)에 도킹된 로더(160)의 상부를 선반(140)으로 사용할 수 있도록 개조하게 된다. 즉, 스토커(110) 본체 및 선반(140)의 외곽을 구성하는 프레임을 제거하고 로더(160) 는 프로세스 장비(180)측으로 평판표시장치용 글라스를 공급하는 역할 외에도 상기 글라스를 적치시키는 선반(140)의 공간을 형성하는 기능도 수행하도록 한다.
이와 같이 카세트(130) 보관을 위한 선반(140) 제작을 위해서 스토커(110) 전체를 프레임으로 짤 필요가 없으며, 로더(160) 상부를 선반(140)으로 활용할 수 있도록 설계하고 로더(140)가 없는 부분도 카세트(130)가 적치될 수 있도록 상기 로더(140)와 동일한 구조물을 형성하게 된다.
이에 따라 프로파일 자재가 약 40~50% 수준으로 감소하게 되어 단가 저감 및 셋업시간 단축의 효과가 매우 크게 나타난다.
실제적으로 스토커(110)의 셋업시간의 50% 이상이 스토커(110) 본체 및 선반(140)의 프로파일 조립시간이며, 이를 줄이기 위해 모듈 단위로 조립하여 운송하는 경우에도 부피 증가로 인해 운송 및 반입시간의 증가 및 적재 공간의 증가 등의 문제점이 있으나, 본 발명과 같이 스토커(110) 본체 및 선반(140)의 프레임을 제거함으로써 상기 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 스토커(110)는 셋업 중 프레임과 스태커(120) 로봇과의 충돌 등의 문제가 발생하지 않게 되며 보수시에도 스토커(110)를 가동시키는 상태에서 특정 지점만 조치가 가능하므로 생산 수율이 증가하는 이점이 있다.
한편, 상기 스토커(110)는 청정실의 공간 활용 및 공정의 효율화를 위해 상기 스토커(110) 장비 측면에 소정의 프로세서 장비(180)가 일렬로 설치되는 클러스터(cluster) 구조를 이루며, 이를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스토커를 위에서 바라본 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 스토커(110) 내부에는 일정 공간의 통로(116)가 전후 방향으로 길게 형성되어 있으며, 상기 통로(116)에는 적어도 하나의 스태커(120A, 120B) 장비가 위치하여 카세트(130)를 로더(160) 상부의 선반으로 이동하거나 상기 선반에 적치되어 있는 카세트(130)를 인출하여 이송할 수 있도록 되어 있다.
도면에는 상기 스태커(120A, 120B) 장비가 스토커(110) 내부 통로(116)의 전후에 각각 하나씩 설치된 경우를 예를 들고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기와 같이 상기 스태커(120A, 120B) 장비가 통로(116) 전후에 각각 하나씩 설치된 경우에는 하나의 스태커(120A, 120B) 장비가 고장난 경우에도 공정이 중단되지 않게 된다.
상기 스토커(110)에 임시 저장되거나 보관된 카세트는 AGV(Auto Guided Vehicle) 또는 MGV(Manual Guided Vehicle)와 같은 대차를 이용하여 프로세스 장비(180)로 반송하게 되는데, 본 실시예에서는 상기 도면에 도시된 바와 같이 프로세스 장비(180)가 스토커(110) 장비의 측면, 즉 로더(160) 측면에 설치됨으로써 상기의 대차가 필요 없게 되거나 대차의 이동영역을 줄일 수 있게 되어 청정실의 공간 및 공정시간을 효율적으로 관리할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이 상기 로더(160)는 로더(160) 상부를 선반(140)으로 활용할 수 있도록 설계하고 프로세스 장비(180)가 설치되지 않아 로더(160)가 없는 부분도 카세트(130)가 적치될 수 있도록 상기 로더(160)와 동일한 구조물을 형성하게 된다.
또한, 상기 프로세스 장비(180)간 및 다른 프로세스 장비(미도시)와는 컨베이어(미도시)와 같은 운송장비를 이용할 수도 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 카세트 적재장비는 카세트 적재장비의 본체 및 선반의 프레임을 제거함으로써 카세트 적재장비 및 액정표시장치의 단가를 저감시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 카세트 적재장비는 프로파일의 조립에 따른 셋업시간을 단축시키며 카세트 적재장비의 가동 중에도 국부적인 보수 작업이 가능하다는 이점을 가지고 있다.

Claims (8)

  1. 전후 방향으로 길게 형성된 통로;
    상기 통로에 위치하며 카세트를 로딩 또는 언로딩하는 적어도 하나의 로딩부;
    상기 카세트를 각 프로세스 단계로 이송하는 로봇 암;
    상기 통로의 측면에 설치되며, 상기 카세트가 적치되는 적재부; 및
    상기 적재부의 측면에 일렬로 설치되어 클러스터 구조를 이루며, 상기 카세트에 수납된 기판을 이송 받아 공정을 진행하는 프로세스 장비를 포함하며, 상기 적재부는 그 상부가 상기 카세트가 안착되는 선반을 구성하여 상기 선반의 외곽을 포함하는 전체에 걸쳐 프레임이 제거 된 것을 특징으로 하는 카세트 적재장비.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 로봇 암은 상기 카세트를 로딩하거나 언로딩할 때 상기 로봇 암 위에 카세트가 있는지 없는지를 확인하는 센서를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트 적재장비.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 로딩부는 상기 로봇 암의 구동 및 로딩부 자체의 주행을 위한 구동부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트 적재장비.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 적재부는 상기 로봇 암이 동작하기 위한 최소지점에 해당하는 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 카세트 적재장비.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 로딩부는 상기 통로 전후에 각각 하나씩 설치되는 것을 특징으로 하는 카세트 적재장비.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 하나의 로딩부가 작동하지 않을 경우에는 반대편에 위치한 다른 하나의 로딩부를 이용하여 카세트를 적치하는 것을 특징으로 하는 카세트 적재장비.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 적재부가 없는 부분에도 카세트가 적치될 수 있도록 상기 적재부 형태로 형성된 구조물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 카세트 적재장비.
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