KR102731182B1

KR102731182B1 - 태양전지 기판 이송 장치

Info

Publication number: KR102731182B1
Application number: KR1020230089344A
Authority: KR
Inventors: 황세한
Original assignee: (주)에프피에이
Priority date: 2023-07-10
Filing date: 2023-07-10
Publication date: 2024-11-18
Anticipated expiration: 2043-07-10

Abstract

본 발명은 태양전지 기판을 수평 운동과 수직 운동을 연속적으로 반복하면서 어느 한 공정 위치에서 다른 한 공정 위치로 일정 피치로 한 스텝(step)씩 이송하는 태양전지 기판 이송 장치에 관한 것으로, 본 발명의 한 형태에 따른 태양전지 기판 이송 장치는, 태양전지 기판의 이송 경로(Y축)의 양측을 따라 일정 간격을 두고 배열되며, 태양전지 기판의 양측 에지(edge) 부분이 안착되는 복수의 기판안착부재; 상기 기판안착부재 사이에서 Y축 선형운동장치에 의해 제1위치 및 제2위치로 반복적으로 수평 왕복 이동하는 수평이동부재; 상기 수평이동부재 상에 수평이동부재의 이동 방향(Y축 방향)을 따라 일정 거리 수평 왕복 이동하도록 설치되는 수평캠; 상기 수평캠에 상하로 이동하도록 설치되는 캠팔로우유닛; 상기 캠팔로우유닛의 상부에 연결되어 캠팔로우유닛과 함께 상하로 이동하면서 제1위치에서 기판안착부재에 놓여진 태양전지 기판을 상승시키고 제2위치에서 기판안착부재를 내려놓는 리프팅부재; 일단이 상기 수평이동부재에 회전 가능하게 연결되고, 타단이 상기 리프팅부재에 회전 가능하게 연결되는 링크부재; 및, 상기 제1위치 및 제2위치에서 상기 수평캠을 일시적으로 고정하는 제1록킹부재 및 제2록킹부재;를 포함할 수 있다.

Description

태양전지 기판 이송 장치{Solar Cell Substrate Transfer Device}

본 발명은 태양전지 셀의 제조 공정 중 태양전지 기판을 이송하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지 기판을 수평 운동과 수직 운동을 연속적으로 반복하면서 어느 한 공정 위치에서 다른 한 공정 위치로 한 스텝(step)씩 이송하는 태양전지 기판 이송 장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양전지는, 외부에서 들어온 빛에 의해 태양전지의 반도체 내부에서 전자와 정공의 쌍이 생성되고, 이러한 전자와 정공의 쌍에서 pn 접합에서 발생한 전기장에 의해 전자는 n형 반도체로 이동하고 정공은 p형 반도체로 이동함으로써 전력을 생산한다.

이러한 태양전지의 신뢰성에 큰 영향을 주는 요인 중 하나가 기판 표면의 금속오염과 유기물을 포함한 파티클이다.

특히 파티클의 부착은 디바이스의 수율에 미치는 영향이 크다. 파티클은 프로세스 중의 생성반응, 작업자, 제조장치로부터 발생하여 기판 표면에 부착된다. 이런 파티클은 패널 표면이 불균일한 상태가 되는 원인이 될 수 있으며, 균일하지 않은　표면 상태는, 생산 공정과 제품이 불안정해지며, 또 다른 문제의 발생 원인이 될 수 있다.

그런데 통상의 태양전지 제조 공정에서는 태양전지 기판을 어느 한 공정 위치에서 다른 한 공정 위치로 이송할 때 컨베이어를 사용하여 이송하는 경우가 대부분이며, 태양전지 기판은 컨베이어 상에 면접촉한 상태로 이송되기 때문에 기판의 이송 과정에서 기판 표면에 파티클이 부착될 가능성이 높은 문제가 발생한다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0111646호 대한민국 등록특허 제10-2044930호

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 태양전지 기판을 이송하는 과정에서 기판의 표면에 파티클이 부착되는 것을 최소화할 수 있으며, 구성 및 작동이 단순화할 수 있는 태양전지 기판 이송 장치에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따른 태양전지 기판 이송 장치는, 태양전지 기판의 이송 경로(Y축)의 양측을 따라 일정 간격을 두고 배열되며, 태양전지 기판의 양측 에지(edge) 부분이 안착되는 복수의 기판안착부재; 상기 기판안착부재 사이에서 Y축 선형운동장치에 의해 제1위치 및 제2위치로 반복적으로 수평 왕복 이동하는 수평이동부재; 상기 수평이동부재 상에 수평이동부재의 이동 방향(Y축 방향)을 따라 일정 거리 수평 왕복 이동하도록 설치되는 수평캠; 상기 수평캠에 상하로 이동하도록 설치되는 캠팔로우유닛; 상기 캠팔로우유닛의 상부에 연결되어 캠팔로우유닛과 함께 상하로 이동하면서 제1위치에서 기판안착부재에 놓여진 태양전지 기판을 상승시키고 제2위치에서 기판안착부재를 내려놓는 리프팅부재; 일단이 상기 수평이동부재에 회전 가능하게 연결되고, 타단이 상기 리프팅부재에 회전 가능하게 연결되는 링크부재; 및, 상기 제1위치 및 제2위치에서 상기 수평캠을 일시적으로 고정하는 제1록킹부재 및 제2록킹부재;를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 한 형태에 따른 태양전지 기판 이송 장치는, 상기 수평이동부재에 상기 수평캠과 수평이동부재 간의 상대 이동에 따라 상기 수평캠의 후단부 및 전단부와 접촉 및 이격되도록 설치되어, 수평이동부재가 일방향으로 이동할 때 상기 수평캠의 후단부 또는 전단부와 접촉하면서 수평캠을 수평이동부재와 함께 이동시키는 제1캠푸쉬부재 및 제2캠푸쉬부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 제1캠푸쉬부재 및 제2캠푸쉬부재는 탄성력이 있는 수지 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 한 형태에 따른 태양전지 기판 이송 장치는, 상기 수평이동부재에 상기 수평캠의 일측면에 탄력적으로 접촉하도록 설치되어, 상기 제1캠푸쉬부재 또는 제2캠푸쉬부재가 수평캠과 접촉하는 순간 상기 수평이동부재에 대해 상기 수평캠을 고정하는 캠홀더부재를 더 포함할 수 있다.

상기 캠홀더부재는, 상기 수평이동부재의 상부면 일측에 고정되는 홀더블록과, 상기 홀더블록에 측방으로 이동 가능하게 설치되는 홀더플런저와, 상기 홀더블록에 대해 홀더플런저를 탄력적으로 지지하는 스프링과, 상기 홀더플런저에 자유롭게 회전하도록 설치되어 상기 수평캠의 일측면을 따라 구름운동하다가 수평캠의 일측면에 형성된 복수의 홀딩홈 중 어느 하나에 탄력적으로 삽입되는 홀딩롤러를 포함할 수 있다.

상기 기판안착부재는 Y축 방향을 따라 서로 나란하게 연장된 2개의 수평프레임, 상기 2개의 수평프레임 각각에 Y축 방향을 따라 일정 간격을 두고 배열되어 상기 제1위치 및 제2위치에서 태양전지 기판의 양측 에지의 복수의 지점을 지지하는 복수의 기판안착블록을 구비한 안착블록유닛을 포함할 수 있다.

상기 기판안착블록은 직사각형 블록의 일단부에 태양전지 기판의 에지가 지지되는 지지돌기가 상측으로 연장되게 형성된 'L'형의 블록 형태로 이루어지며, 상기 기판안착블록의 상부면은 상기 지지돌기가 형성되어 있는 외측 단부에서부터 반대편의 내측 단부를 향해 일정 각도(θ)로 하향 경사지게 형성되어 태양전지 기판의 에지만 기판안착블록에 선접촉하여 지지될 수 있다.

상기 리프팅부재는, 상기 캠팔로우유닛의 상단에 결합되는 리프팅프레임과, 상기 리프팅프레임의 양측에 Y축 방향으로 연장되게 설치되는 2개의 블록서포트프레임과, 상기 2개의 블록서포트프레임 각각에 상측으로 돌출되게 설치되어 태양전지 기판의 복수의 지점과 접촉하면서 태양전지 기판을 들어올리는 복수의 기판리프팅블록을 구비한 리프팅블록유닛을 포함할 수 있다.

상기 리프팅블록유닛은, 복수개가 상기 2개의 블록서포트프레임에 길이방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 상기 리프팅부재가 한 번에 복수의 태양전지 기판을 상승 또는 하강시킬 수 있다.

상기 제1록킹부재 및 제2록킹부재는, 상기 제1위치 및 제2위치 각각에서 수평이동부재의 외부에 고정되게 설치되는 록킹블록과, 상기 록킹블록에 측방으로 이동 가능하게 설치되는 록킹플런저와, 상기 록킹블록에 대해 록킹플런저를 탄력적으로 지지하는 스프링과, 상기 록킹플런저에 자유롭게 회전하도록 설치되어 상기 수평캠의 일측면을 따라 구름운동하다가 수평캠의 일측면 중앙에 형성된 록킹홈에 탄력적으로 삽입되는 록킹롤러를 포함할 수 있다.

상기 캠팔로우유닛은, 상단이 상기 리프팅부재와 결합되는 캠팔로우부재와, 상기 캠팔로우부재의 하단부에 결합되며 상기 수평캠에 상하로 연장되는 장공형의 캠홀에 삽입되어 캠홀을 따라 이동하는 캠베어링을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 수평이동부재가 제1위치 및 제2위치 사이의 일정 구간을 수평 왕복 이동함에 따라 리프팅부재가 제1위치 및 제2위치에서 상하로 승강하면서 복수의 태양전지 기판을 일정 피치로 한 스텝씩 이송할 수 있다. 이 때 태양전지 기판은 에지 부분만 기판안착부재 상에서 지지되므로 태양전지 기판에 파티클이 부착될 가능성을 현저히 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 기판 이송 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 기판 이송 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 기판 이송 장치를 구성하는 기판안착블록에 기판이 안착된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 기판 이송 장치의 일부 구성을 제거하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 기판 이송 장치의 일부 구성을 제거하여 나타낸 평면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 기판 이송 장치의 주요 구성 및 작동례를 나타낸 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 기판 이송 장치의 주요 부분을 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 기판 이송 장치의 작동례를 나타낸 모식도이다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 기판 이송 장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이해를 돕기 위하여, 태양전지 기판 이송 장치에 있어서 태양전지 기판이 이송되는 방향을 Y축 방향으로 정의하고, 이에 수평하게 직교하는 방향을 X축 방향, 상기 Y축 및 X축에 상하방향으로 직교하는 방향을 Z축 방향으로 정의하여 설명한다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 기판 이송 장치를 나타낸 것으로, 태양전지 기판 이송 장치는 바닥면에 지지되는 베이스플레이트(100), 상기 베이스플레이트(100)의 상측에 나란한게 설치되는 복수의 기판안착부재(200), 기판안착부재(200) 사이에 수평 왕복 이동하도록 설치되는 수평이동부재(300), 수평이동부재(300) 상에서 일정 거리 수평 왕복 이동하도록 설치되는 수평캠(400), 수평캠(400)에 상하로 이동하도록 설치되는 캠팔로우유닛(450), 캠팔로우유닛(450)의 상부에 연결되어 캠팔로우유닛(450)과 함께 상하로 이동하는 리프팅부재(500), 상기 수평이동부재(300)와 리프팅부재(500)를 연결하는 복수의 링크부재(600), 수평이동부재(300)에 수평캠(400)의 후단부 및 전단부와 접촉 및 이격되도록 설치되는 제1캠푸쉬부재(710) 및 제2캠푸쉬부재(720), 제1캠푸쉬부재(710) 또는 제2캠푸쉬부재(720)가 수평캠과 접촉하는 순간 수평이동부재(300)에 대해 수평캠(400)을 고정하는 캠홀더부재(460), 및 베이스플레이트(100)의 제1위치(P1) 및 제2위치(P2) 각각에서 상기 수평캠(400)을 일시적으로 고정하는 제1록킹부재(810) 및 제2록킹부재(820)를 포함할 수 있다.

기판안착부재(200)는 2개가 태양전지 기판(S)의 이송 경로(Y축)의 양측을 따라 일정 간격을 두고 배열된다. 기판안착부재(200)는 베이스플레이트(100)의 양측에 연직하게 설치되는 복수의 지주프레임(211) 상단에 Y축 방향을 따라 연장된 수평프레임(210)과, 상기 수평프레임(210) 각각에 Y축 방향을 따라 일정 간격을 두고 배열되어 태양전지 기판(S)의 양측 에지(edge)의 복수의 지점을 지지하는 복수의 기판안착블록(222)을 구비한 안착블록유닛(220)을 포함할 수 있다.

상기 안착블록유닛(220)은 상기 수평프레임(210)의 제1위치와 제2위치에 각각 배치되어 태양전지 기판(S)의 네 모서리 지점 또는 모서리와 인접한 지점을 받쳐서 지지한다. 안착블록유닛(220)은 수평프레임(210)에 결합되는 직사각형의 블록마운트프레임(221)과, 블록마운트프레임(221)에 일정 거리 이격되게 설치되어 태양전지 기판(S)의 모서리 지점 또는 모서리와 인접한 지점을 받치는 4개의 기판안착블록(222)을 포함한다.

즉, 상기 기판안착블록(222)은 4개가 하나의 그룹으로 된 안착블록유닛(220)을 구성하여 태양전지 기판(S)의 양측 에지 부분을 지지하며, 수평프레임(210)에 복수 그룹의 기판안착블록(222)이 길이 방향으로 배열되어 복수의 태양전지 기판(S)을 일정한 간격으로 지지한다. 예를 들어 첫번째 그룹의 4개의 기판안착블록(222)은 제1위치에서 태양전지 기판(S)의 양측 에지 부분을 받쳐서 지지하며, 두번째 그룹의 4개의 기판안착블록(222)은 제2위치에서 태양전지 기판(S)의 양측 에지 부분을 받쳐서 지지한다. 물론 제1위치와 제2위치의 후방 및 전방에도 제1위치와 제2위치 사이의 거리와 동일한 거리에 4개의 기판안착블록(222)으로 이루어진 안착블록유닛(220)들이 배열된다.

도 3을 참조하면, 상기 기판안착블록(222)은 태양전지 기판(S)의 에지의 한 지점과 접촉하면서 지지하는 직사각형 블록의 일단부에 태양전지 기판(S)의 에지가 지지되는 지지돌기(223)가 상측으로 연장되게 형성된 대략 'L'형의 블록으로 이루어진다. 상기 지지돌기(223)의 일측면 상부에는 일정 각도로 하향 경사진 경사가이드(223a)가 형성되어 태양전지 기판(S)의 에지 부분이 기판안착블록(222)에 안착될 때 상기 경사가이드(223a)에 의해 안내되어 기판안착블록(222) 상에 정확하게 안착되어 지지될 수 있다.

또한 상기 기판안착블록(222)의 상부면은 상기 지지돌기(223)가 형성되어 있는 외측 단부에서부터 반대편의 내측 단부를 향해 일정 각도(θ)로 하향 경사지게 형성되어, 태양전지 기판(S)의 에지만 기판안착블록(222)에 선접촉하여 지지될 수 있다.

이와 같이 기판안착블록(222)의 상부면이 하향 경사진 'L'형 블록 형태로 이루어짐으로써 태양전지 기판(S)의 에지가 기판안착블록(222) 상에 선접촉하면서 지지되므로 태양전지 기판(S)을 이송하는 과정에서 태양전지 기판(S)이 구조물과 접촉하는 면적을 최소화할 수 있으며, 이송 과정에서 태양전지 기판(S)에 파티클이 부착될 가능성을 확실하게 배제할 수 있다. 태양전지 기판(S)의 에지가 상기 기판안착블록(222) 상에서 안정적으로 지지될 수 있도록 하기 위한 기판안착블록(222)의 경사 각도(θ)는 대략 5~10°인 것이 바람직하다.

다시 도 2를 참조하면, 이송하고자 하는 태양전지 기판(S)의 크기에 따라 양측 안착블록유닛(220)의 간격을 용이하게 조정할 수 있도록 하기 위하여, 상기 블록마운트프레임(221)의 양측에 볼트 또는 나사 등의 체결수단(미도시)이 체결되는 체결공(225)이 베이스플레이트(100)의 좌우 측방향(X축 방향)으로 연장되게 형성되며, 수평프레임(210)의 상단부에 상기 체결수단의 하단이 체결되는 복수의 체결슬롯(215)이 X축 방향으로 소정의 간격으로 형성될 수 있다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 수평이동부재(300)는 대략 직사각형의 평판 형태로 되어 베이스플레이트(100)에 Y축 방향으로 일정 구간을 수평 왕복 이동하도록 설치된다. 수평이동부재(300)는 베이스플레이트(100) 상에 설치되는 Y축 선형운동장치에 의해 제1위치 및 제2위치로 반복적으로 수평 왕복 이동한다. 상기 Y축 선형운동장치는 상기 베이스플레이트(100) 상에 Y축 방향으로 연장되게 설치되어 수평이동부재(300)를 안내하는 Y축 가이드레일(351), 상기 Y축 가이드레일(351)과 나란하게 연장되는 Y축 볼스크류(352), 상기 Y축 볼스크류(352)의 회전에 의해 Y축 볼스크류(352)의 길이방향을 따라 이동하며 상기 수평이동부재(300)와 결합되는 너트부(353), 상기 Y축 볼스크류(352)를 회전시키는 Y축 서보모터(354)를 포함할 수 있다. 물론 Y축 선형운동장치는 이외에도 리니어모터를 적용한 선형운동 시스템, 풀리와 벨트를 이용한 선형운동 시스템, 래크기어 및 피니언기어를 이용한 선형운동 시스템 등 공지의 선형운동 시스템을 적용하여 구성할 수 있다.

수평캠(400)은 평판 형태로 되어 수평이동부재(300)의 상부면에서 수평이동부재(300)의 이동 방향, 즉 Y축 방향을 따라 일정 거리 수평 왕복 이동하도록 설치된다. 수평캠(400)은 수평이동부재(300)의 상부면에 Y축 방향으로 연장되게 설치되는 캠가이드레일(430)을 따라 슬라이딩하면서 수평 왕복 운동한다.

수평캠(400)은 양측면이 중앙부에서 전방 및 후방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태로 이루어지며, 일측면 중앙부에 제1록킹부재(810) 및 제2록킹부재(820)의 록킹롤러(833)가 삽입되면서 걸리는 록킹홈(410)이 대략 반원형으로 오목하게 형성되어 있다. 그리고 수평캠(400)의 다른 일측면에는 캠홀더부재(460)의 홀딩롤러(463)가 삽입되면서 걸리는 2개의 홀딩홈(420)이 전후방으로 일정 거리 이격되게 형성되어 있다.

수평캠(400)의 중앙부는 상측으로 연장되게 형성되며, 이 상측으로 연장된 중앙부에 캠팔로우유닛(450)을 상하로 안내하는 장공형의 캠홀(440)이 상하방향으로 연장되게 형성되어 있다.

상기 수평캠(400)의 후단부 및 전단부는 제1캠푸쉬부재(710) 및 제2캠푸쉬부재(720)에 접촉되면서 지지될 수 있다. 제1캠푸쉬부재(710) 및 제2캠푸쉬부재(720)는 수평캠(400)과 수평이동부재(300) 간의 상대 이동에 따라 수평캠(400)의 후단부 및 전단부와 접촉 및 이격되도록 설치되어, 수평이동부재(300)가 일방향으로 이동할 때 각각 상기 수평캠(400)의 후단부 또는 전단부와 접촉하면서 수평캠(400)을 수평이동부재(300)와 함께 이동시키는 작용을 한다.

제1캠푸쉬부재(710) 및 제2캠푸쉬부재(720)는 'L'형태의 브라켓(730) 및 볼트를 통해 수평이동부재(300)에 소정의 간격을 두고 설치된다. 수평캠(400)의 후단부 및 전단부가 제1캠푸쉬부재(710) 및 제2캠푸쉬부재(720)와 접촉할 때 충격을 최소화하기 위하여 제1캠푸쉬부재(710) 및 제2캠푸쉬부재(720)는 실리콘이나 고무와 같이 탄성력이 있는 수지 재질로 된 원통체로 이루어지는 것이 바람직하다.

수평이동부재(300)의 상부면에는 상기 제1캠푸쉬부재(710) 또는 제2캠푸쉬부재(720)가 수평캠(400)과 접촉하는 순간 수평이동부재(300)에 대해 상기 수평캠을 고정하는 캠홀더부재(460)가 설치된다. 캠홀더부재(460)는 수평캠(400)의 일측면 외측에서 수평캠(400)의 일측면에 탄력적으로 접촉하도록 설치된다. 캠홀더부재(460)는 수평이동부재(300)의 상부면 일측에 고정되는 홀더블록(461)과, 상기 홀더블록(461)에 측방으로 이동 가능하게 설치되는 홀더플런저(462)와, 상기 홀더블록(461)에 대해 홀더플런저(462)를 탄력적으로 지지하는 스프링(464)과, 상기 홀더플런저(462)에 자유롭게 회전하도록 설치되어 상기 수평캠(400)의 일측면을 따라 구름운동하다가 수평캠(400)의 홀딩홈(420) 중 어느 하나에 탄력적으로 삽입되는 홀딩롤러(463)를 포함한다.

수평캠(400)은 캠팔로우유닛(450)을 통해 리프팅부재(500)에 연결된다. 캠팔로우유닛(450)은, 상하로 긴 바아 형태를 가지며 상단이 리프팅부재(500)와 결합되는 캠팔로우부재(451)와, 상기 캠팔로우부재(451)의 하단부에 결합되며 상기 수평캠(400)의 캠홀(440)에 삽입되어 캠홀(440)을 따라 상하로 이동하는 캠베어링(452)을 포함할 수 있다.

리프팅부재(500)는 상기 캠팔로우부재(451)의 상단에 결합되는 직사각형의 골조를 이루는 리프팅프레임(510)과, 상기 리프팅프레임(510)의 양측에 Y축 방향으로 연장되게 설치되는 2개의 블록서포트프레임(520)과, 상기 2개의 블록서포트프레임(520) 각각에 상측으로 돌출되게 설치되어 태양전지 기판(S)의 복수의 지점과 접촉하면서 태양전지 기판(S)을 들어올리는 복수의 기판리프팅블록(532)을 구비한 복수의 리프팅블록유닛(530)을 포함한다.

기판리프팅블록(532)은 상기 기판안착블록(222)과 태양전지 기판(S)의 에지 부분을 받치면서 지지할 수 있도록 구성된다. 이 실시예에서 기판리프팅블록(532)은 태양전지 기판(S)의 전단부 및 후단부를 지지하도록 배치된다. 기판리프팅블록(532)은 도 3에 도시한 기판안착블록(222)과 동일한 형태를 가질 수 있다. 즉, 기판리프팅블록(532)은 외측 단부에 지지돌기 및 경사가이드가 형성된 대략 'L'형 블록으로 이루어지며, 상부면은 외측 단부에서부터 반대편의 내측 단부를 향해 일정 각도로 하향 경사지게 형성되어 태양전지 기판(S)의 전단 및 후단 에지만 선접촉되면서 지지될 수 있다.

리프팅블록유닛(530)은 복수개가 상기 2개의 블록서포트프레임(520)에 길이방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 상기 리프팅부재(500)가 한 번에 복수의 태양전지 기판(S)을 상승 또는 하강시킬 수 있도록 구성됨이 바람직하다.

리프팅부재(500)의 리프팅프레임(510)의 전단부 및 후단부는 2개의 링크부재(600)에 의해 수평이동부재(300)의 전단부 및 후단부에 연결된다. 링크부재(600)의 상단부 및 하단부는 힌지샤프트(610)를 매개로 리프팅프레임(510) 및 수평이동부재(300)에 상대 회전이 가능하게 연결된다. 따라서 도 6a 및 도 6b에 도시한 것과 같이 링크부재(600)가 직립하고, 수평캠(400)이 제2록킹부재(820)에 의해 베이스플레이트(100)에 고정된 상태에서 수평이동부재(300)가 Y축 방향으로 이동하게 되면 링크부재(600)가 일방향으로 기울어지면서 리프팅프레임(510) 및 캠팔로우유닛(450)이 수평캠(400)의 캠홀(440)의 안내를 받아 수직하게 하강하게 된다.

이 상태에서 수평이동부재(300)가 제1위치로 이동하여 수평캠(400)이 제1록킹부재(810)에 의해 베이스플레이트(100)에 고정된 상태에서 수평이동부재(300)가 이전과 반대방향으로 이동하게 되면 링크부재(600)가 다시 직립하면서 리프팅프레임(510) 및 캠팔로우유닛(450)이 수평캠(400)의 캠홀(440)의 안내를 받아 상승하게 된다.

수평캠(400)은 제1위치 및 제2위치에서 제1록킹부재(810) 및 제2록킹부재(820)에 의해 베이스플레이트(100)에 대해 고정될 수 있다. 제1록킹부재(810) 및 제2록킹부재(820)는, 상기 제1위치 및 제2위치 각각에서 수평이동부재(300)의 외부에 고정되게 설치되는 록킹블록(831)과, 상기 록킹블록(831)에 측방으로 이동 가능하게 설치되는 록킹플런저(832)와, 상기 록킹블록(831)에 대해 록킹플런저(832)를 탄력적으로 지지하는 스프링(834)과, 상기 록킹플런저(832)에 자유롭게 회전하도록 설치되어 상기 수평캠(400)의 일측면을 따라 구름운동하다가 수평캠(400)의 일측면 중앙에 형성된 록킹홈(410)에 탄력적으로 삽입되는 록킹롤러(833)를 포함할 수 있다.

수평캠(400)이 제1위치 및 제2위치 각각에서 제1록킹부재(810) 및 제2록킹부재(820)에 의해 고정됨으로써 수평캠(400)은 고정된 상태로 수평이동부재(300)만 상대 이동할 수 있게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 태양전지 기판 이송 장치는 다음과 같이 작동한다.

베이스플레이트(100) 상의 제1위치에서 태양전지 기판(S)의 양측 에지가 기판안착부재(200)의 기판안착블록(222) 상에 안착되어 지지되고, 수평캠(400)의 록킹홈(410)에 제1록킹부재(810)의 록킹롤러(833)가 삽입되어 수평캠(400)은 베이스플레이트(100)에 대해 고정되며, 링크부재(600)는 일방향으로 기울어져 리프팅부재(500)가 태양전지 기판(S)의 하측으로 일정 거리 하강한 초기상태에서, Y축 선형운동장치의 Y축 서보모터(354)에 제어부(미도시)의 제어신호가 인가되어 작동하면, 수평이동부재(300)가 제1위치에서 제2위치를 향해 Y축 방향으로 전진한다.

수평캠(400)이 고정된 상태에서 수평이동부재(300)이 전진함에 따라 링크부재(600)는 직립 상태로 되면서 리프팅부재(500) 및 캠팔로우유닛(450)은 수평캠(400)의 캠홀(440)의 안내를 받으면서 상승하게 된다.

리프팅부재(500)의 상사점에서 기판리프링블록(532)은 기판안착블록(222)에 안착된 태양전지 기판(S)의 전단 및 후단 에지 부분을 상승시켜 들어올린다. 이와 동시에 제1캠푸쉬부재(710)는 수평캠(400)의 후단부와 접촉하게 되고, 캠홀더부재(460)의 홀딩롤러(463)가 수평캠(400)의 일측면을 따라 구르면서 후방측 홀딩홈(420)에 삽입되어 고정된다.

이 상태에서 수평이동부재(300)가 Y축 방향으로 더욱 전진하면, 제1록킹부재(810)의 록킹롤러(833)가 수평캠(400)의 록킹홈(410)에서 이탈하고, 수평캠(400)은 수평이동부재(300)의 제1캠푸쉬부재(710)에 의해 밀리면서 함께 이동하게 된다.

리프팅부재(500) 상에 태양전지 기판(S)이 안착된 상태에서 수평이동부재(300)가 제2위치에 도달하면 Y축 선형운동장치의 작동이 중지되어 수평이동부재(300)는 정지한다. 이와 동시에 제2록킹부재(820)의 록킹롤러(833)가 수평캠(400)의 록킹홈(410)에 삽입되어 수평캠(400)이 베이스플레이트(100)에 고정된다.

이어서 Y축 선형운동장치의 Y축 서보모터(354)가 이전과는 반대로 작동하면, 수평이동부재(300)가 Y축 방향으로 후진한다. 이에 따라 링크부재(600)는 일방향으로 기울어지게 되면서 리프팅부재(500) 및 캠팔로우유닛(450)은 수평캠(400)의 캠홀(440)의 안내를 받으면서 하강하게 된다. 리프팅부재(500)의 하사점에서 태양전지 기판(S)은 제2위치에 배치된 기판안착블록(222) 상에 안착되어 지지된다. 제1위치에 놓여져 있던 태양전지 기판(S)이 전방의 제2위치에 배치된 기판안착부재(200)로 전달될 때, 제1위치의 후방에 놓여져 있던 태양전지 기판(S)은 동일한 방식으로 이송되어 비어 있는 제1위치의 기판안착부재(200)로 전달될 것이다. 이러한 방식으로 한 번에 복수의 태양전지 기판(S)이 동시에 이송된다.

리프팅부재(500)의 하사점에 도달할 때 제2캠푸쉬부재(720)는 수평캠(400)의 전단부와 접촉하게 되고, 캠홀더부재(460)의 홀딩롤러(463)가 수평캠(400)의 일측면을 따라 구르면서 전방측 홀딩홈(420)에 삽입되어 고정된다.

수평이동부재(300)가 Y축 방향으로 더 후진하게 되면, 제2록킹부재(820)의 록킹롤러(833)가 수평캠(400)의 록킹홈(410)에서 이탈하고, 수평캠(400)은 수평이동부재(300)의 제2캠푸쉬부재(720)에 의해 밀리면서 함께 후진하여 제1위치로 복귀하고, 전술한 초기 상태와 동일한 상태가 된다.

이후 동일한 과정을 연속 반복적으로 수행하면서 복수의 태양전지 기판(S)을 Y축 방향으로 일정 피치로 한 스텝씩 이송할 수 있다. 이 때 태양전지 기판(S)은 에지 부분만 기판안착부재(200) 상에서 지지되므로 태양전지 기판(S)에 파티클이 부착될 가능성을 현저히 줄일 수 있다.

전술한 것과 같이, 제1위치의 태양전지 기판(S)을 일정 높이로 상승시킨 후 제2위치로 수평 이동하여 이송할 때, 제1위치보다 후방측에도 복수의 태양전지 기판(S)들이 일정 간격으로 배열될 수 있다. 이 경우 제1위치의 바로 후방측에서 이송된 태양전지 기판(S)은 제1위치에서 기판안착블록(222) 상으로 전달되어 지지될 것이다. 이러한 방식으로 기판안착부재(200) 상에서 Y축 방향으로 일정 간격으로 배열된 태양전지 기판(S)들은 동시에 Y축 방향으로 일정 거리씩 전진하여 그 다음 위치의 기판안착블록(S) 상으로 전달된다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

S : 태양전지 기판 100 : 베이스플레이트
200 : 기판안착부재 210 : 수평프레임
222 : 기판안착블록 300 : 수평이동부재
400 : 수평캠 410 : 록킹홈
420 : 홀딩홈 430 : 캠가이드레일
450 : 캠팔로우유닛 460 : 캠홀더부재
500 : 리프팅부재 510 : 리프팅프레임
532 : 기판리프팅블록 600 : 링크부재
610 : 힌지샤프트 710 : 제1캠푸쉬부재
720 : 제2캠푸쉬부재 810 : 제1록킹부재
820 : 제2록킹부재

Claims

태양전지 기판의 이송 경로(Y축)의 양측을 따라 일정 간격을 두고 배열되며, 태양전지 기판의 양측 에지(edge) 부분이 안착되는 복수의 기판안착부재;
상기 기판안착부재 사이에서 Y축 선형운동장치에 의해 제1위치 및 제2위치로 반복적으로 수평 왕복 이동하는 수평이동부재;
상기 수평이동부재 상에 수평이동부재의 이동 방향(Y축 방향)을 따라 일정 거리 수평 왕복 이동하도록 설치되는 수평캠;
상기 수평캠에 상하로 이동하도록 설치되는 캠팔로우유닛;
상기 캠팔로우유닛의 상부에 연결되어 캠팔로우유닛과 함께 상하로 이동하면서 제1위치에서 기판안착부재에 놓여진 태양전지 기판을 상승시키고 제2위치에서 기판안착부재를 내려놓는 리프팅부재;
일단이 상기 수평이동부재에 회전 가능하게 연결되고, 타단이 상기 리프팅부재에 회전 가능하게 연결되는 링크부재; 및,
상기 제1위치 및 제2위치에서 상기 수평캠을 일시적으로 고정하는 제1록킹부재 및 제2록킹부재;
를 포함하는 태양전지 기판 이송 장치.
제1항에 있어서, 상기 수평이동부재에 상기 수평캠과 수평이동부재 간의 상대 이동에 따라 상기 수평캠의 후단부 및 전단부와 접촉 및 이격되도록 설치되어, 수평이동부재가 일방향으로 이동할 때 상기 수평캠의 후단부 또는 전단부와 접촉하면서 수평캠을 수평이동부재와 함께 이동시키는 제1캠푸쉬부재 및 제2캠푸쉬부재;
를 더 포함하는 태양전지 기판 이송 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1캠푸쉬부재 및 제2캠푸쉬부재는 탄성력이 있는 수지 재질로 된 태양전지 기판 이송 장치.
제2항에 있어서, 상기 수평이동부재에 상기 수평캠의 일측면에 탄력적으로 접촉하도록 설치되어, 상기 제1캠푸쉬부재 또는 제2캠푸쉬부재가 수평캠과 접촉하는 순간 상기 수평이동부재에 대해 상기 수평캠을 고정하는 캠홀더부재를 더 포함하는 태양전지 기판 이송 장치.
제4항에 있어서, 상기 캠홀더부재는, 상기 수평이동부재의 상부면 일측에 고정되는 홀더블록과, 상기 홀더블록에 측방으로 이동 가능하게 설치되는 홀더플런저와, 상기 홀더블록에 대해 홀더플런저를 탄력적으로 지지하는 스프링과, 상기 홀더플런저에 자유롭게 회전하도록 설치되어 상기 수평캠의 일측면을 따라 구름운동하다가 수평캠의 일측면에 형성된 복수의 홀딩홈 중 어느 하나에 탄력적으로 삽입되는 홀딩롤러를 포함하는 태양전지 기판 이송 장치.
제1항에 있어서, 상기 기판안착부재는 Y축 방향을 따라 서로 나란하게 연장된 2개의 수평프레임, 상기 2개의 수평프레임 각각에 Y축 방향을 따라 일정 간격을 두고 배열되어 상기 제1위치 및 제2위치에서 태양전지 기판의 양측 에지의 복수의 지점을 지지하는 복수의 기판안착블록을 구비한 안착블록유닛을 포함하는 태양전지 기판 이송 장치.
제6항에 있어서, 상기 기판안착블록은 직사각형 블록의 일단부에 태양전지 기판의 에지가 지지되는 지지돌기가 상측으로 연장되게 형성된 'L'형의 블록 형태로 이루어지며,
상기 기판안착블록의 상부면은 상기 지지돌기가 형성되어 있는 외측 단부에서부터 반대편의 내측 단부를 향해 일정 각도(θ)로 하향 경사지게 형성되어 태양전지 기판의 에지만 기판안착블록에 선접촉하여 지지되는 태양전지 기판 이송 장치.
제1항에 있어서, 상기 리프팅부재는, 상기 캠팔로우유닛의 상단에 결합되는 리프팅프레임과, 상기 리프팅프레임의 양측에 Y축 방향으로 연장되게 설치되는 2개의 블록서포트프레임과, 상기 2개의 블록서포트프레임 각각에 상측으로 돌출되게 설치되어 태양전지 기판의 복수의 지점과 접촉하면서 태양전지 기판을 들어올리는 복수의 기판리프팅블록을 구비한 리프팅블록유닛을 포함하는 태양전지 기판 이송 장치.
제8항에 있어서, 상기 리프팅블록유닛은, 복수개가 상기 2개의 블록서포트프레임에 길이방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 상기 리프팅부재가 한 번에 복수의 태양전지 기판을 상승 또는 하강시킬 수 있도록 된 태양전지 기판 이송 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1록킹부재 및 제2록킹부재는, 상기 제1위치 및 제2위치 각각에서 수평이동부재의 외부에 고정되게 설치되는 록킹블록과, 상기 록킹블록에 측방으로 이동 가능하게 설치되는 록킹플런저와, 상기 록킹블록에 대해 록킹플런저를 탄력적으로 지지하는 스프링과, 상기 록킹플런저에 자유롭게 회전하도록 설치되어 상기 수평캠의 일측면을 따라 구름운동하다가 수평캠의 일측면 중앙에 형성된 록킹홈에 탄력적으로 삽입되는 록킹롤러를 포함하는 태양전지 기판 이송 장치.
제1항에 있어서, 상기 캠팔로우유닛은, 상단이 상기 리프팅부재와 결합되는 캠팔로우부재와, 상기 캠팔로우부재의 하단부에 결합되며 상기 수평캠에 상하로 연장되는 장공형의 캠홀에 삽입되어 캠홀을 따라 이동하는 캠베어링을 포함하는 태양전지 기판 이송 장치.