CN101011845B - 划线设备 - Google Patents

Abstract

一种划线设备包含划线单元，所述划线单元在衬底表面上形成预定的切划线。所述划线单元包含：至少一个划线模块，其形成所述切划线；划线台，其上安装有所述衬底，且其使所述衬底相对于所述划线模块相对移动以便形成所述切划线；和横轴，其配置成与所述划线台移动的方向垂直，且所述划线模块耦合到所述横轴从而能够在所述横轴上相对移动。

Description

划线设备

技术领域

本发明涉及一种划线设备，且更明确地说涉及一种可通过在相对移动衬底的同时形成切划线来以同线的方式(In-Line manner)完成切划线形成工作的划线设备。

背景技术

划线设备用来切割或分裂衬底。衬底是指相对较大且具有预定厚度的板，且其包含半导体、平板显示器、平板玻璃或压克力板。明确地说，由于例如主要由玻璃形成的液晶显示器(LCD)、等离子显示器面板(PDP)和有机发光二极管(OLED)的衬底需要精确切割，所以使用以下划线设备。

为了切割衬底，预先在衬底表面上形成切划线，且衬底沿着切划线分裂。也就是说，当由展示出较高硬度的材料(例如，钻石)形成的切割器振动并按压衬底表面时，衬底表面上产生在厚度方向上延伸的垂直裂缝。在此状态中，当切割器沿着衬底表面移动时，衬底表面上形成连续的切划线。在衬底上形成切划线之后，通过沿着切划线施加力可使衬底分裂。

划线设备包含用于在衬底表面上形成切划线的划线单元和用于沿着划线单元切割衬底的分裂单元。如上所述，划线单元使用预定的振动切割器在衬底表面上形成线性的切划线，而分裂单元沿着切划线分裂衬底。

对于划线单元而言，由于通过对衬底形成多个切划线而将单个衬底分裂成多个单片的情况增多，所以如图1所示，对单个衬底G形成多个切划线S，且衬底G需要每次沿着切划线S分裂。

并且，对于作为典型衬底的LCD衬底而言，由于衬底尺寸增大到1950×2250mm或1870×2200mm的第7代衬底尺寸，或者2160×2460mm或更大的第8代衬底尺寸，所以提议一种减少在较大衬底上形成切划线S并沿着切划线S分裂衬底的处理次数的方法。

图2是常规划线设备的划线单元的图。参看图2，在常规划线单元110中，单头112包含两个切割器113。当头112沿着固定于预定工作位置处的衬底G的较长侧水平移动时，互相分离的两个切割器113可在衬底G上形成两个切划线S。通过重复此步骤，可产生图1的图案，且因此处理时间可减半。

然而，在常规划线单元110中，由于当具有切割器113的头112相对于固定的衬底G移动时形成切划线S，所以当切划线S形成时衬底G必须是固定的，因此切划线形成工作不是以同线的方式执行。

并且，如上所述，由于可在沿着衬底G的较长侧的方向上形成两个切划线S，所以可缩短处理时间。然而，当在沿着衬底G的较短侧的方向上形成切划线S时，并不产生缩短处理时间的效果。因此，需要一种对于任何工作方向均能够提供缩短处理时间的效果、并以同线的方式有效地执行切划线形成工作的划线设备。

分裂单元分为两种类型：一种使用分裂棒，且另一种使用热应力。图3是展示图2的划线设备的分裂单元的图。参看图3，常规分裂单元130包含分裂棒115。分裂棒115配置于衬底G上以便匹配由图2的划线单元110形成的切划线S。接着，分裂棒115按压切划线S，从而使衬底G可沿着切划线S分裂。此方法称为分裂棒型。

尽管图中未展示，但一种沿着切划线S分裂衬底G的方法使用热应力。根据所述使用热应力的方法，只有切划线S形成之处的部分被局部地加热并快速冷却，从而利用材料的热应力分裂衬底G。

然而，在常规分裂单元130中，两种方法皆具有如下结构：通过单独地向每一切划线S施加压强或热应力来沿着切划线S分裂衬底G。因此，如图1所示，当在较大的衬底G上形成多个切划线S时，由于对所有切划线S单独地执行分裂工作，所以处理时间增加。

另外，由于通过直接向衬底G施加力或向其施加热应力来沿着切划线S分裂衬底G，所以衬底G的分裂的表面可能被强行劈裂或毁坏。

发明内容

为了解决上述和/或其它问题，本发明提供一种划线设备，其可在相对移动衬底的同时形成切划线，从而以同线的方式执行切划线形成工作。

并且，本发明提供一种划线设备，其可缩短在衬底上在所有方向上形成切划线的处理时间，从而改进生产率。

并且，本发明提供一种划线设备，其可用一次操作将衬底分裂成多个单片，从而缩短处理时间并改进生产率。并且，由于可平滑地形成分裂的表面，所以合格率增加且可防止对衬底的毁坏。

根据本发明的一方面，一种划线设备包括在衬底表面上形成预定切划线的划线单元，其中所述划线单元包括：至少一个划线模块，其形成所述切划线；划线台，其上安装有所述衬底，且其使所述衬底相对于所述划线模块而相对移动，以便形成所述切划线；和横轴，其配置成与所述划线台移动的方向垂直，且所述划线模块耦合到所述横轴从而能够在所述横轴上相对移动。

提供两个以上数目的划线模块来同时在衬底的上表面和下表面上形成切划线，所述两个以上数目的划线模块可在所述横轴上沿着其轴独立地移动，且当形成切划线时，将划线模块被驱动到预定的位置处于停止状态，且划线台使衬底在水平方向上移动。

所述划线设备进一步包括水平移动部分，所述水平移动部分水平地位于所述横轴上，并使所述划线模块在垂直于所述横轴的方向上移动。

所述划线模块包括：上部划线模块，其在衬底的上表面上形成切划线；和下部划线模块，其在衬底的下表面上形成切划线，且其中所述上部和下部划线模块彼此耦合并一起移动。

所述划线设备进一步包括按压部件，所述按压部件从所述划线台上方朝着所述划线台按压所述衬底。

所述划线台和所述按压部件为多个，所述划线台和所述按压部件的至少一者为输送带，且所述划线台和所述按压部件在配置有划线模块的位置处彼此分离。

提供至少两对划线模块(即，在衬底的上表面和下表面中的每一者上各提供一对所述划线模块)从而能够调节横轴上划线模块之间的间隔，且当平行于划线台移动的方向在衬底上形成切划线时，将划线模块被驱动到停止在横轴上的预定位置处的状态，且当在与划线台移动的方向垂直的方向上在衬底上形成切划线时，划线模块能够沿着横轴移动。

所述划线设备包括沿着预定的切划线分裂衬底的分裂单元，其中所述分裂单元包括：分裂台，其支撑形成有所述切划线的衬底；和工作流体注射部分，其在穿过所述衬底表面的方向上注射预定的工作流体，以便沿着切划线分裂衬底。

所述分裂台使所述衬底在一方向上移动。

所述工作流体是具有0.5至5巴压强的高压气体，且从衬底的下侧朝着上侧在垂直方向上被注射。

所述工作流体注射部分为一次地朝着衬底的整个表面注射工作流体。

所述工作流体注射部分沿着切划线注射工作流体。

所述分裂台由弹性材料形成，且工作流体穿过的多个通孔形成于所述分裂台的表面中。

所述划线设备进一步包括防脱离部分，所述防脱离部分位于分裂台上方，用以通过接触安装于分裂台上并被移动的衬底，来防止所述衬底从分裂台脱离。

所述分裂台和所述防脱离部分中至少有一者是网带(mesh belt)。

附图说明

通过参看附图详细描述本发明的优选实施例，将更容易了解本发明的上述和其它特征及优点，附图中：

图1是展示多个切划线形成于衬底上的状态的图；

图2是常规划线设备的划线单元的图；

图3是图1的划线设备的分裂单元的透视图；

图4是根据本发明的实施例的划线设备的划线单元的图；

图5是图4中所展示的划线台的局部放大图；

图6和图7是展示使用图4的划线单元在衬底上形成切划线的步骤的图；

图8是图4的划线设备的分裂单元的图；

图9是展示图8所示的分裂台的主要部分的平面图。

具体实施方式

为了充分了解本发明、其优点和通过实施本发明而实现的目标，参看说明本发明的优选实施例的附图。

下文中，将通过参看附图解释本发明的优选实施例来详细描述本发明。附图中相同参考标号表示相同元件。

根据本发明的实施例的划线设备分为用于在衬底表面上形成切划线的划线单元和用于沿着切划装置分裂衬底的分裂单元。在以下描述中，下文将参看附图来描述划线单元和分裂单元。

本说明书中，认为衬底包含半导体，包含液晶显示器(LCD)、等离子显示器面板(PDP)和有机发光二极管(OLED)的平板显示器，或平板玻璃和压克力板。

图4是根据本发明实施例的划线设备的划线单元的图。图5是图4所示的划线台的局部放大图。图6和图7是展示使用图4的划线单元在衬底上形成切划线的步骤的图。

参看图4、图5、图6和图7，根据本发明实施例的划线单元包含：划线模块12，其包含在衬底G上形成切划线S的切割器(未图示)；划线台14，其上安装有用来进行工作的衬底G，且其使衬底G相对于划线模块12相对移动；横轴16，其经配置与划线台14移动的方向交叉；和按压部件18，其从划线台14上方朝着划线台14按压衬底G。

划线台14使安装于划线台14上表面上的衬底G移动。移动方向可为如图所示沿着衬底G的较长侧的方向，或沿着衬底G的较短侧的方向。然而，衬底G通常在沿着衬底G的相对较长的较长侧的方向上移动。

在本实施例中，与常规技术不同，由于当划线台14移动衬底G时在衬底G表面上形成切划线S，所以可以同线的方式有效地执行所述工作。同线的方式是指可在单个线上连续地执行相同的工作。因此，如果划线台14和稍后将描述的分裂台31形成相同的工作线，那么以同线的方式执行工作是有利的。

为达到此目的，划线台14需要具有恒定的速度。因此，划线台14通过附加的线性运动(未图示)而始终具有恒定的速度。并且，划线台14是用来移动衬底G的零件，且可采用例如滚筒、输送带(conveyer)或气托传递型(air float transfer type)的任何类型的机构。在本实施例中，如图5所示，使用输送带作为划线台14。

然而，在本实施例中，由于切划线S形成于划线模块12的上表面和下表面两者上，所以需要至少配置有划线模块12的空间。因此，如图5所示，由输送带形成的划线台14具有在配置有划线模块12的部分处分离预定距离的结构。此结构也适用于稍后描述的按压部件18。

划线模块12是用来在衬底G上形成切划线S的零件。因此，划线模块12包含切割器，本文省略对所述切割器的详细描述。在常规技术中，切划线S形成于衬底G的任何表面上，尤其形成于其上表面上。然而，在本实施例中，切划线S形成于衬底G的上表面和下表面两者上。

因此，根据本实施例的划线模块12作为至少两对(即，在横轴16的上侧和下侧上各一对)耦合到横轴16，所述两对彼此分离以便在沿着衬底G表面的方向(即，水平方向)上具有预定的距离。并且，划线模块12耦合到横轴16，从而能够调节其间的间隔并移动以改变其方向。

当平行于划线台14移动的方向(即，在衬底G的较长侧上)在衬底G上形成切划线S时，划线模块12在停止在横轴16的预定位置处的同时通过划线台14的移动来形成切划线S。然而，当在与划线台14移动的方向垂直的横向方向上(即，在沿着衬底G的较短侧的方向上)在衬底G上形成切划线S时，划线模块12在沿着横轴16移动的同时形成切划线S。

如图5所示，划线模块12包含：上部划线模块12a，其配置于衬底G上方并在衬底G的上表面上形成切划线S；和下部划线模块12b，其配置于衬底G下方并在衬底G的下表面上形成切划线S。上部和下部划线模块12a和12b彼此耦合并一起移动。因此，由于可同时在衬底G的上表面和下表面上形成切划线S，所以可显著缩短工作时间。

横轴16是用来与多个划线模块12耦合的零件且配置成与划线台14移动的方向垂直。划线模块12在横轴16上配置成一条线。随着划线模块12沿着横轴16的纵向方向在横轴16上与之平行地移动，可调节个别划线模块12之间的间隔。因此，可通过一次或最少数目的处理来形成多个切划线S是有利的。另外，通过适当地调节划线模块12之间的间隔，可自由地调节切划线S的间隔。

进一步在横轴16上提供水平移动部分17以使划线模块12中的至少一者在垂直于横轴16的方向上移动。水平移动部分17使划线模块12中的一个特定划线模块在垂直于横轴16的方向上移动，从而如图7所示，在沿着衬底G的较短侧的方向上形成切划线S。水平移动部分17可为螺杆型的，其可由工人或通过供电而自动驱动的马达直接转动。

同时，由于在本实施例中划线模块12同时在衬底G的上表面和下表面上形成切划线S，所以为了形成精确的切划线S，衬底G需被固定而不移动。如果衬底G在划线台14上任意地上下移动，便无法形成精确的切划线S。

并且，在本实施例中，进一步在划线台14上方提供按压部件18。按压部件18从划线台14上方朝着划线台14按压衬底G。因此，与划线台14不同，按压部件18优选地具有可通过附加的提升部分(未图示)在上下方向上移动的结构。

因此，由于划线台14支撑着衬底G以防衬底G向下下垂，且按压部件18将衬底G按压抵着划线台14以防衬底G向上弯曲，所以可防止在形成切划线S期间衬底G摇摆或移动，从而可形成均匀且精确的切划线S。

尽管按压部件18可具有多种结构，但在本实施例中，按压部件18与划线台14一样由输送带形成。也就是说，由于根据本实施例的划线单元10是使用划线台14来移动衬底G的类型，所以按压衬底G的按压部件18与划线台14一样需要移动。因此，按压部件18优选地由输送带形成。另外，如上所述，按压部件18经配置使得在安装有划线模块12的部分处形成预定的间隔。

在使用划线单元10在衬底G上形成切划线S的操作中，首先，为了在沿着衬底G的较长侧的方向上形成切划线S(如图6所示)，考虑到形成于衬底G上的切划线S的间隔而适当调节安装于横轴16上的划线模块12之间的间隔。

通过驱动划线台14使衬底G在垂直于横轴16的方向上移动，以便操作划线模块12。接着，与划线台14使衬底G移动的速度和划线模块12的驱动速度成比例，在沿着衬底G的较长侧的方向上形成切划线S。

接着，为了在沿着衬底G的较短侧的方向上形成切划线S，使用水平移动部分17来调节划线模块12中的至少一者在横轴16上的位置。例如，如图7所示，划线模块12中的一者移动到水平移动部分17的一侧末端，且划线模块12中的另一者移动到水平移动部分17的另一侧末端，从而使得个别的划线模块12彼此交叉。

使用划线台14将衬底G移动到形成有切划线S的位置处。在此状态下，通过沿着横轴16水平地移动划线模块12，在沿着衬底G的较短侧的方向上形成切划线S。在此情况下，由于可通过单个操作在沿着衬底G的较短侧的方向上形成两个或两个以上数目的切划线S，所以可充分缩短处理时间。

根据本实施例的划线单元10，由于可在衬底G相对移动的同时形成切划线S，所以可以同线的方式执行切划线形成工作。另外，当在衬底G上在所有方向上形成切划线S时，可缩短处理时间从而可改进生产率。

图8是图4的划线设备的分裂单元的图。图9是展示图8所示的分裂台的主要部分的平面图。

如图8和图9所示，分裂单元30包含：分裂台31，其根据本实施例支撑形成有切划线S的衬底G；工作流体注射部分35，其在穿过衬底G表面的方向上注射预定的工作流体并沿着切划线S分裂衬底G；和防脱离部分38，其防止衬底G从分裂台31脱离。

分裂台31支撑形成有切划线S的衬底G。分裂台31可具有典型的工作台结构或可如本实施例中在一方向上连续移动的输送带。在后者的情况下，可以同线的方式执行一系列工作，例如在衬底G上形成切划线S和沿着切划线S分裂衬底G。

分裂台31可经制造而具有任何结构。然而在本实施例中，由于工作流体(例如处于高压下的空气或气体)需从分裂台31的下侧注射到上侧，所以分裂台31的结构必须为不阻碍工作流体流动的一种结构。

在本实施例中，分裂台31由弹性材料形成，且分裂台31表面中形成有多个通孔32从而使工作流体可从中自由穿过。之所以用弹性材料来制造分裂台31，是为了防止在与衬底G接触期间衬底G被毁坏。此同样适用于防脱离部分38。

通孔32可在将分裂台31制成输送带之后形成于分裂台31表面中。然而，由于此工作可能较不方便，所以在本实施例中，将分裂台31形成为网带。网带具有平稳地传输工作流体和稳固地支撑并移动衬底G的优点。

工作流体注射部分35在与放置于分裂台31上的衬底G垂直的方向上注射高压工作流体，从而使得工作流体可沿着切划线S分裂衬底G。尽管可能将工作流体从分裂台31的上侧注射到下侧，但优选通过在与重力相反的方向上施加力来分裂衬底G。

尽管可使用任何类型的工作流体，但在本实施例中使用具有0.5至5巴的高压强的气体。低于0.5巴的压强稍许不足以分裂衬底G，而高于5巴的压强可能毁坏衬底G。

由工作流体注射部分35注射的工作流体优选一次地朝着衬底G的整个表面注射。也就是说，在本实施例中，并不是将空气单独地朝着单个切划线S注射，而是将工作流体一次地朝着衬底G的整个表面注射以便向形成于衬底G上的所有切划线S施加压强。在此情况下，由于可通过一次工作分裂形成于衬底G上的所有切划线S，所以可显著缩短处理时间。

当以相同的模式连续地执行分裂工作时，可能根据形成于衬底G上的切划线S的图案而以群组为单位来注射工作流体。也就是说，根据形成于衬底G上的切划线S的图案来决定工作流体注射部分35的图案，且可注射工作流体以便匹配切划线图案。在此情况下，由于工作流体的压强集中于形成有切划线S的区域处，所以更加容易且精确地执行对衬底G的分裂。

同时，当高压工作流体按压衬底G时，放置于分裂台31的上表面上的衬底G可能从分裂台31脱离。为了防止脱离，进一步在分裂单元30上提供防脱离部分38。

防脱离部分38提供于分裂台31上方以通过接触安装于分裂台31上方并移动的衬底G来防止衬底G从分裂台31脱离。另外，防脱离部分38防止单片的分裂衬底G因脱离特定位置而与其它衬底G相撞。

因此，优选防脱离部分38可上下移动，因为对于插入于防脱离部分38与分裂台31之间的衬底G，防脱离部分38按压衬底G以便在分裂台31的上侧上紧密地接触与衬底G接触的分裂台31。尽管防脱离部分38可具有任何结构，但在本实施例中与分裂台31中一样使用网带。

在使用分裂单元30沿着形成于衬底G上的切划线S分裂衬底G的操作中，首先，将由划线单元10形成了切划线S的衬底G放置于分裂台31的上表面上。分裂台31移动到工作位置，从而使衬底G定位于工作流体注射部分35上方。防脱离部分38配置于衬底G的上表面上。

接着，当衬底G位于工作流体注射部分35上方时，操作工作流体注射部分35从而将具有0.5至5巴压强的高压气体注射到衬底G的整个区域。因此，由于工作流体的压强，一次地沿着形成于衬底G上的切划线S分裂衬底G。

根据本发明的分裂单元30，由于可通过一次操作将衬底G分裂成多个单片，所以可缩短处理时间从而可改进生产率。另外，由于使用工作流体按压方法，所以与其它方法相比，可获得平滑的分裂表面，从而改进合格率且可防止对衬底G的毁坏。

尽管在上述实施例中，描述了组合有划线单元与分裂单元的划线设备，但单独地提供划线单元和分裂单元的划线设备也属于本发明的范围。

虽然已参看本发明的优选实施例特定展示并描述了本发明，但所属领域的技术人员将了解，在不偏离本发明的精神和范围的前提下可在其中进行形式和细节上的各种变化，其中本发明的精神和范围由所附的权利要求书限定。

如上所述，根据本发明，由于可在相对移动衬底的同时形成切划线，所以可以同线的方式执行切划线形成工作。并且，当可在衬底上在所有方向上形成切划线时，由于可缩短处理时间，所以可改进生产率。此外，由于可通过一次操作将衬底分裂成多个单片，所以缩短了处理时间从而改进生产率。并且，可平滑地形成分裂的表面，从而改进了合格率。

Claims (15)

1.一种划线设备，其包括：

划线单元，其在衬底表面上形成预定的切划线，

其中所述划线单元包括：

至少一个划线模块，其形成所述切划线；

划线台，其上安装有所述衬底，且其使所述衬底相对于所述划线模块相对移动，以便形成所述切划线；和

横轴，其配置成与所述划线台移动的方向垂直，且所述划线模块耦合到所述横轴从而能够在所述横轴上相对移动。

2.根据权利要求1所述的划线设备，其中提供两个以上数目的所述划线模块来同时在所述衬底的上表面和下表面两者上形成所述切划线，所述两个以上数目的所述划线模块可在所述横轴上沿着其轴独立地移动，且当形成所述切划线时，所述划线模块被驱动到预定的位置处于停止状态，且所述划线台使所述衬底在水平方向上移动。

3.根据权利要求2所述的划线设备，其进一步包括水平移动部分，所述水平移动部分水平地位于所述横轴上，并使所述划线模块在垂直于所述横轴的方向上移动。

4.根据权利要求2所述的划线设备，其中所述划线模块包括：

上部划线模块，其在所述衬底的所述上表面上形成所述切划线；和

下部划线模块，其在所述衬底的所述下表面上形成所述切划线，且

其中所述上部和下部划线模块彼此耦合并一起移动。

5.根据权利要求1所述的划线设备，其进一步包括按压部件，所述按压部件从所述划线台上方朝着所述划线台按压所述衬底。

6.根据权利要求5所述的划线设备，其中所述划线台和所述按压部件为多个，所述划线台和所述按压部件中至少有一者为输送带，且所述划线台和所述按压部件在配置有所述划线模块的位置处彼此分离。

7.根据权利要求2所述的划线设备，其中所述划线模块至少有两对，即，位于所述衬底的所述每一上表面和下表面上的一对所述划线模块，能够调节所述横轴上所述划线模块之间的间隔，且当平行于所述划线台移动的方向在所述衬底上形成所述切划线时，所述划线模块被驱动到停止在所述横轴上的预定位置处的状态，且当在与所述划线台移动的所述方向垂直的方向上在所述衬底上形成所述切划线时，所述划线模块能够沿着所述横轴移动。

8.根据权利要求1所述的划线设备，其包括分裂单元，所述分裂单元沿着预定的切划线分裂衬底，

其中所述分裂单元包括：

分裂台，其支撑形成有所述切划线的所述衬底；和

工作流体注射部分，其在穿过所述衬底表面的方向上注射预定的工作流体以便沿着所述切划线分裂所述衬底。

9.根据权利要求8所述的划线设备，其中所述分裂台使所述衬底在一方向上移动。

10.根据权利要求8所述的划线设备，其中所述工作流体是具有0.5至5巴压强的高压气体，且从所述衬底的下侧朝着上侧在垂直方向上被注射。

11.根据权利要求10所述的划线设备，其中所述工作流体注射部分为一次地朝着所述衬底的整个表面注射所述工作流体。

12.根据权利要求10所述的划线设备，其中所述工作流体注射部分沿着所述切划线注射所述工作流体。

13.根据权利要求8所述的划线设备，其中所述分裂台由弹性材料形成，且所述工作流体所穿过的多个通孔形成于所述分裂台的表面中。

14.根据权利要求8所述的划线设备，其进一步包括防脱离部分，所述防脱离部分位于所述分裂台上方，以便通过接触安装于所述分裂台上并被移动的所述衬底，来防止所述衬底从所述分裂台脱离。

15.根据权利要求14所述的划线设备，其中所述分裂台和所述防脱离部分中至少有一者是网带。

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