(57)【要約】【課題】本発明は、非接触式の基板把持装置に係り、より詳しくは、非接触状態で基板を把持（ｇｒｉｐ）することができる非接触式の基板把持装置に関する。【解決手段】このために、本発明は、上面には空気が流入する空気注入口が形成されるとともに、下部には流入した空気が流出するように空気注入口と連通した下部開放部が形成され、且つ、下面は水平面をなし、流入した空気が水平面をなす下面に沿って流出するように下部開放部はその垂直断面の輪郭線が凸状の弧形状に丸み付けられてなるハウジングキャップと、ハウジングキャップの内部の空きスペースに配置され、ハウジングキャップの内周面と一定の間隔を隔てられて形成された下面から空気注入口方向の上面に向かうにつれて幅が小さくなる傾斜面を有するノズル部、及びハウジングキャップに超音波振動を加える超音波発振器と、を含むことを特徴とする非接触式の基板把持装置を提供する。【選択図】図２
2015216376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部には空気が流入する空気注入口が形成されるとともに、下部には流入した空気が流出するように前記空気注入口と連通した下部開放部が形成され、且つ、前記下部開放部を取り囲む下面は水平面をなし、流入した空気が前記水平面をなす下面に沿って流出するように前記下部開放部はその垂直断面の輪郭線が凸状の弧形状に丸み付けられてなるハウジングキャップと、
前記ハウジングキャップの内部の空きスペースに配置され、前記ハウジングキャップの内周面と一定の間隔を隔てられて形成された下面から上面に向かうにつれて幅が小さくなる傾斜面を有するノズル部、及び
前記ハウジングキャップに超音波振動を加える超音波発振器と、
を含むことを特徴とする非接触式の基板把持装置。
【請求項２】
前記超音波発振器は前記ハウジングキャップ及び前記ノズル部に超音波振動を加えることを特徴とする請求項１に記載の非接触式の基板把持装置。
【請求項３】
前記超音波発振器は、
超音波を発生させる超音波発生部、及び
前記超音波発生部で発生した超音波を振動に変換して前記ハウジングキャップに伝えるホーンを含むことを特徴とする請求項１に記載の非接触式の基板把持装置。
【請求項４】
前記ノズル部の下面は、水平面をなす前記ハウジングキャップの下面よりも前記空気注入口に向かって奥の位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の非接触式の基板把持装置。
【請求項５】
前記ハウジングキャップの内周面は、前記下部開放部から上方に垂直に延びるように形成され、
前記ノズル部の下面は、前記下部開放部と前記ハウジングキャップの内周面との境界を基準にして上部に向かって奥の位置に形成されることを特徴とする請求項４に記載の非接触式の基板把持装置。
【請求項６】
前記ハウジングキャップは、前記ハウジングキャップの下面よりも上部に形成されたフランジ部をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の非接触式の基板把持装置。
【請求項７】
前記ハウジングキャップと前記ノズル部とは、前記下部開放部の中心点を通る垂直線を基準にして対称形状を有することを特徴とする請求項１に記載の非接触式の基板把持装置。
【請求項８】
前記非接触式の基板把持装置は、前記空気注入口を介して注入される空気の流量と前記超音波発振器で発生する振動を制御する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の非接触式の基板把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触式の基板把持装置に係り、より詳しくは、非接触状態で基板を把持（ｇｒｉｐ）することができる非接触式の基板把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴ−ＬＣＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  ｌμｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）などのフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）を製造するのに用いられるガラス基板はガラス融解炉（ｇｌａｓｓ  ｍｅｌｔｉｎｇ  ｆｕｒｎａｃｅ）で融解された融解ガラスをフラットパネルに成形する成形工程と、所定の規格に合わせて切断する切断工程によって製造された後、加工ラインへ持ち運ばれて加工が施される。加工ラインでは、ガラス基板をフラットパネルディスプレイの規格に合わせて再び切断し、ガラス基板の４つの角を面取りする。ここで、面取りとは、鋭利で且つ微細クラック（ｃｒａｃｋ）が入っている角を研磨加工することを言う。
【０００３】
一方、従来、このような面取り工程中におけるガラス基板の搬送は、真空吸着装置を利用してガラス基板を真空吸着して行ったり、圧縮空気を利用して非接触式でガラス基板を把持して行ったりする方法を用いている。
【０００４】
しかし、真空吸着装置を利用した場合、ガラス基板の真空吸着表面に３μｍ以下の微細なスクラッチ（ｓｃｒａｔｃｈ）が発生することがあり、これにより、ガラス基板の品質が低下するという問題が生じる。
【０００５】
また、圧縮空気を利用した非接触式方法による場合、非接触状態を保持する力が弱くなってガラス基板の搬送途中でガラス基板に動きが発生すると、ガラス基板が非接触式搬送装置にぶつかってしまうことがあり、これにより、ガラス基板が割れたりするという問題が生じる。図１は、従来の非接触式の基板把持装置に使用した際のガラス基板に発生したスクラッチを撮影した写真である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０-０９６８４３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、より安定して基板を搬送することができる非接触式の基板把持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、上面には空気が流入する空気注入口が形成されるとともに、下部には流入した空気が流出するように前記空気注入口と連通した下部開放部が形成され、且つ、下面は水平面をなし、流入した空気が前記水平面をなす下面に沿って流出するように前記下部開放部はその垂直断面の輪郭線が凸状の弧形状に丸み付けられてなるハウジングキャップと、前記ハウジングキャップの内部の空きスペースに配置され、前記ハウジングキャップの内周面と一定の間隔を隔てられて形成された下面から前記空気注入口方向の上面に向かうにつれて幅が小さくなる傾斜面を有するノズル部、及び前記ハウジングキャップに超音波振動を加える超音波発振器と、を含むことを特徴とする非接触式の基板把持装置を提供する。
【０００９】
好ましくは、前記超音波発振器は前記ハウジングキャップ及び前記ノズル部に超音波振動を加えるものであってよい。
【００１０】
そして、前記超音波発振器は、超音波を発生させる超音波発生部、及び前記超音波発生部で発生した超音波を振動に変換して前記ハウジングキャップに伝えるホーンを含んでなるものであってよい。
【００１１】
また、前記ノズル部の下面は、水平面をなす前記ハウジングキャップの下面よりも上部に向かって奥の位置に形成されていてよく、好ましくは、前記ハウジングキャップは、前記下部開放部から上方に垂直に延びるように形成された内周面を有し、前記ノズル部の下面は、前記下部開放部と内周面との境界を基準にして前記空気注入口に向かって奥の位置に形成されていてよい。
【００１２】
また、前記ハウジングキャップは、前記ハウジングキャップの下面よりも上部に形成されたフランジ部をさらに具備していてよい。
【００１３】
そして、前記ハウジングキャップと前記ノズル部とは、前記ハウジングキャップの下部開放部の中心点を通る垂直線を基準にして対称形状を有することが好ましい。
【００１４】
また、前記非接触式の基板把持装置は、前記空気注入口を介して注入される空気の流量と前記超音波発振器で発生する振動を制御する制御部をさらに含んでいてよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板をより安定して非接触把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の非接触式の基板把持装置を使用した際にガラス基板に発生したスクラッチを撮影した写真である。
【図２】本発明の一実施例に係る非接触式の基板把持装置の概略的な断面図である。
【図３】図２の非接触式の基板把持装置によって基板に加えられる力を説明するための断面図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る非接触式の基板把持装置の概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例に係る非接触式の基板把持装置について詳しく説明する。
【００１８】
なお、本発明を説明するにあたって、関連公知機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にし得ると判断された場合、その詳細な説明は省略することにする。
【００１９】
図２は、本発明の一実施例に係る非接触式の基板把持装置の概略的な断面図である。
【００２０】
本発明の一実施例に係る非接触式の基板把持装置は、基板、ウエハなどを非接触方式にて搬送したり、反転させたりするなどのハンドリングを行うための装置であって、図１に示されたように、ハウジングキャップ１００と、ノズル部２００、及び超音波発振器３００とを含んでなる。
【００２１】
ハウジングキャップ１００は、上面には空気が流入する空気注入口１１０が形成されるとともに、下部には流入した空気が流出するように空気注入口１００と連通した下部開放部１３０が形成され、且つ、ハウジングキャップの下面１０１は基板などと接した場合に閉曲線を形成できるように水平面をなす。
【００２２】
ハウジングキャップの下面１０１に沿って空気が流出するように下部開放部１３０の輪郭線は凸状の弧形状に丸み付けられてなる。下部開放部１３０が凸状の弧形状に丸み付けられてなることで、空気注入口１１０を介して注入された空気の流速損失を最小化しつつ、注入された空気をハウジングキャップの下面１０１から排出することができるようになる。
【００２３】
ノズル部２００は、ハウジングキャップ１００の内部の空きスペースに配置され、ハウジングキャップ１００の内周面と一定の間隔を隔てられて形成された下面から空気注入口１１０方向の上面に向かうにつれて幅が小さくなる傾斜面を有する。
【００２４】
ハウジングキャップ１００とノズル部２００を前記のように形成することで、ハウジングキャップ１００の下方に配置された基板を非接触式で把持することができる。
【００２５】
これに関して、図３を参照してより具体的に説明すると、図３に示されたように基板Ｓを非接触式で把持するために、空気注入口１１０から圧縮空気（ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  ａｉｒ）または圧縮乾燥空気（ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  ｄｒｙ  ａｉｒ）を注入すると、注入された空気はハウジングキャップ１００の内周面とノズル部２００の下面との間のスペースを通った後、コアンダ効果（ｃｏａｎｄａ  ｅｆｆｅｃｔ）によって凸状の弧形状に丸み付けられて形成された下部開放部１３０に沿って流れ、水平面をなすハウジングキャップの下面１０１を経てハウジングキャップの外に抜けていく。
【００２６】
ここで、コアンダ効果とは、流体は自分のエネルギーが最も少なく消費される方向に流れる性質のことを意味し、このような性質によって曲管を流れる流体は進行方向ではない曲管に沿って流れる。すなわち、ハウジングキャップ１００の内周面とノズル部２００の下面との間のスペースを通って流出された空気は、流出方向ではないハウジングキャップ１００の内周面に沿って流れていき、ハウジングキャップの下面１０１を経てハウジングキャップ１００の外に抜けていくようになる。
【００２７】
このように、注入された空気がハウジングキャップの下面１０１を経てハウジングキャップ１００の外に抜けていくと、ベルヌーイ（Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ）効果によって基板Ｓとハウジングキャップの下面１０１との間のスペースＶに真空状態が形成されるとともに負圧（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）が発生するようになる。このようにして発生された負圧によって基板Ｓはハウジングキャップの下面１０１の方向に吸引される。このとき、ハウジングキャップの下面１０１を介して空気が抜けているので、基板Ｓとハウジングキャップの下面１０１とは、ハウジングキャップの下面１０１を介して排出される空気の排出圧力によって形成される一定の間隔を持つ。
【００２８】
一方、コアンダ効果の発生がより滑らかに起きるようにするために、ノズル部２００の下面は水平面をなすハウジングキャップの下面１０１よりも上部に向かって奥の位置に形成されることが好ましい。
【００２９】
より好ましくは、ハウジングキャップ１００は、下部開放部１３０から上方に垂直に延びるように形成された垂直内周面１０３を有し、ノズル部２００の下面は、下部開放部１３０と垂直内周面１０３との境界を基準にして上部に向かって奥の位置に形成されていてよい。
【００３０】
そして、基板をより安定して把持するために、ハウジングキャップ１００とノズル部２００とは、ハウジングキャップの下部開放部の中心点を通る垂直線を基準にして対称な形状を有することが好ましい。
【００３１】
一方、ハウジングキャップの下面１０１がなす閉曲線は、円形、四角、楕円形状などの多様な形状を有していてよい。
【００３２】
超音波発振器３００はハウジングキャップ１００に超音波振動を加える。
【００３３】
超音波発振器３００からハウジングキャップ１００に超音波振動を加えると、ハウジングキャップ１００の超音波振動による周期的な空気圧縮現象によって基板Ｓを押し退ける斥力（ｒｅｐｅｌｌｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）が発生するようになる。すなわち、ハウジングキャップ１００の振動はベルヌーイ効果によって発生した基板Ｓを吸引する負圧（吸引力）に対応して基板Ｓを非接触状態で保持させる斥力を向上させ、基板のハンドリング過程で基板が非接触式の基板把持装置に接触することを防止することができる。
【００３４】
このとき、発生する斥力はハウジングキャップ１００の表面全体に亘って一定の力で発生するので、基板Ｓを極めて安定して押し退けることができる。
【００３５】
さらに、ハウジングキャップ１００の超音波振動によって発生する斥力は、基板Ｓの振動やぶれなどのような不安定な状態に応じて自動で調節されることから、基板Ｓを安定して把持することができる。
【００３６】
超音波発振器３００は、超音波を発生する超音波発生部（図示せず）と超音波発生部で発生した超音波を振動に変換してハウジングキャップに伝えるホーン（図示せず）を含んでなるものであってよい。ここで、超音波発生部は、外部から印加された電圧によって超音波を発生する超音波変換器（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）を含んでいてよい。また、ホーンは、超音波発生部で発生した超音波を予め設定された振動振幅に変換し、それをハウジングキャップ１００に伝える。
【００３７】
好ましくは、超音波発振器３００は、ハウジングキャップ１００及びノズル部２００に超音波振動を加えていてよい。
【００３８】
また、本発明の一実施例に係る非接触式の基板把持装置におけるハウジングキャップ１００は、ハウジングキャップの下面１０１よりも上部に形成されたフランジ部１５０をさらに具備していてよい。フランジ部１５０はハウジングキャップの外周面に形成される。
【００３９】
このようにハウジングキャップ１００がフランジ部１５０をさらに具備すれば、フランジ部１５０を介して基板Ｓに斥力を加えることができ、基板Ｓをより安定して把持することができる。
【００４０】
一方、ハンドリング過程の途中で発生する基板Ｓの動きによってハウジングキャップのフランジ部１５０に基板Ｓが接触することを防止するために、ハウジングキャップのフランジ部１５０をハウジングキャップの下面１０１よりも上部に形成することが好ましい。
【００４１】
また、本発明の一実施例に係る非接触式の基板把持装置は、空気注入口を介して注入される空気の流量と超音波発振器で発生する振動を制御する制御部（図示せず）をさらに含んでいてよい。
【００４２】
ハウジングキャップの下面１０１と基板Ｓとの離間距離は、空気注入口１１０から注入される空気の流量及び超音波発振器３００で発生する振動の強さに関係するので、制御部がこれを適宜制御することで、基板Ｓを安定してハンドリングすることができるようになる。
【００４３】
好ましくは、ハウジングキャップの下面１０１と基板Ｓとは、約１．５ｍｍ程度の間隔を有していてよい。また、ハウジングキャップのフランジ部１５０が下面よりも上部に形成された場合、ハウジングキャップのフランジ部１５０と基板Ｓとは、約６ｍｍ程度の間隔を有することが好ましい。
【００４４】
以上、本発明について限定された実施例と図面に基づいて説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であればこのような記載から種々の修正及び変形が可能である。
【００４５】
したがって、本発明の範囲は説明された実施例に局限されて決められてはならず、特許請求の範囲及び特許請求の範囲と均等なものなどによって決められるべきである。
【符号の説明】
【００４６】
Ｓ  基板
１００  ハウジングキャップ
１０１  ハウジングキャップの下面
１０３  垂直内周面
１１０  空気注入口
１３０  下部開放部
１５０  フランジ部
２００  ノズル部
３００  超音波発振器
【図２】
2015216376.tif 000003
【図３】
2015216376.tif 000004
【図４】
2015216376.tif 000005
【図１】
2015216376.tif 000006