CN101801866B - 通过维持无接触平坦性来切割物体的划线设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种具有以无接触方式维持待切割物体的平坦性的功能的划线头设备，以及使用所述设备的划线方法。适合于在X轴和Y轴方向上移动的同时，依序切割所述物体的两个表面的所述划线头设备包含：第一和第二头驱动模块分别提供于所述待切割物体的上方和下方，且适合于朝所述物体移动，以便在与所述物体接触的同时，对所述物体执行切割操作；以及两对第一和第二平坦性维持模块分别提供于物体的上方和下方，且用以经由所述物体的空气浮动来维持所述物体的切割区段的平坦性。坦性维持模块包含：平坦性维持板具有安装于其中的多个喷嘴，以从物体的上部或下部侧朝物体喷射空气；以及空气供应源用以将高压空气供应到平坦性维持板中。

Description

通过维持无接触平坦性来切割物体的划线设备及其方法

技术领域

本发明涉及一种具有以无接触方式维持待切割物体的平坦性的功能的划线头设备以及使用所述设备的划线方法，且更明确地说，涉及一种划线头设备，其中在经由待切割物体(例如平板显示器装置等)的空气浮动而以无接触方式维持物体的切割区段的预定平坦性之后，在主控制器的操作下，在X轴和Y轴方向上依序切割所述物体的两个表面，藉此可减少由于不均匀的传送速度和不准确的划线形状而导致的有缺陷产品，且可实现增强的生产率；且本发明涉及使用所述划线头设备的划线方法。 

背景技术

一般来说，划线头提供于划线装备的工作台或带上，且用以将例如玻璃衬底(substrate)、平板显示器(Flat Panel Display，FPD)装置等单个物体切割成多个小尺寸工件。划线头在轮式切割器连同目标物体一起移动的同时在X轴和Y轴方向上依序切割所述物体的切割工艺中起重要作用。 

考虑用于以划线方式切割例如FPD装置(在下文中，称为“玻璃衬底”)等物体的常规划线装备，所述常规划线装备包含：上部及下部划线头，其各自具有划线轮，以经由其旋转而在X轴和Y轴方向上依序切割玻璃衬底的上部或下部表面；带，其位于上部划线头与下部划线头之间，且用以承载安放于其表面上的玻璃衬底；驱动器，其用以朝向或远离玻璃衬底而移动划线轮，以便按压玻璃衬底的任一表面，且(例如)包含伺服电动机；以及原动机，通过所述原动机，每一划线头的划线轮沿着玻璃衬底的表面而在X轴和Y轴方向上移动。 

此处，使用带而不是吸附台，使得玻璃衬底可安放在带上。多个带根据 玻璃衬底的大小而布置在X轴和Y轴方向上。上部和下部划线轮在带之间移动，用以同时切割玻璃衬底的两个表面，使得玻璃衬底在X轴和Y轴方向上被依序切割。 

参见图1，其说明上文所述的常规划线装备，上部划线头10a和下部划线头10b包含划线轮20a和20b、驱动器30a和30b、控制器40a和40b以及操作器50。 

划线轮20a和20b可借助于驱动器30a和30b而向上或向下移动，且驱动器30a和30b又可由控制器(AMP)40a和40b控制。操作器50用以将包含伺服电动机的驱动器30a和30b的划线压力反馈给控制器40a和40b，以便实现设定范围内的控制操作。 

通过使用上文所述的常规划线装备，玻璃衬底不经受平坦化工艺，且因此玻璃衬底的表面具有平坦性容限(tolerance)l₁。因此，为了补偿平坦性容限l₁，有必要对玻璃衬底的弯曲区执行所要的校正。更具体地说，有必要对玻璃衬底的高起区执行所谓的减(-)校正，且对玻璃衬底的凹陷区执行所谓的加(+)校正。 

为此，当上部划线轮20a和下部划线轮20b向玻璃衬底逐渐移动，进而初次与玻璃衬底接触时，操作器50经由在接触时从控制器40a和40b输出的信号来辨识施加到划线轮20a和20b的负载(即，划线压力)。接着，当划线轮20a和20b第二次与玻璃衬底接触时，操作器50再次经由在接触时从控制器40a和40b输出的信号来辨识施加到划线轮20a和20b的负载。因此，操作器50将用于划线轮20a和20b的驱动信号发送到驱动器30a和30b。 

然而，当使用不均匀的玻璃衬底时，操作器50、控制器40a和40b以及驱动器30a和30b必然具有通信响应速度的差异。因此，当相应的驱动器30a和30b接收到来自操作器50的控制信号，进而以预定速度在X轴和Y轴方向上移动划线头20a和20b时，存在平坦性校正值可能被应用于玻璃衬底的不准确位置的风险，原因是由输入划线压力值与实际校正值之间的差异l₂引起 的距离误差。 

因此，由于相应的驱动器30a和30b、控制器40a和40b以及操作器50之间的通信响应速度的上述差异，以及划线头20a和20b的移动速度，因此相对于划线压力的输入扭矩和输出扭矩具有差异，从而导致对不均匀玻璃衬底的不准确切割。 

由于此原因，关于同时切割玻璃衬底的两个表面以使得所述两个表面在X轴和Y轴方向上被依序切割的划线方法，迫切需要开发一种用于维持玻璃衬底的切割区段的平坦性的方法，且迫切需要解决由于一反馈控制系统的电信号处理的响应速度差异而导致的问题。 

发明内容

技术问题 

因此，已鉴于以上问题而产生本发明，且本发明的目的是提供：一种划线头设备，其中在经由待切割物体(例如平板显示器装置等)的空气浮动，以无接触方式维持物体的切割区段的预定平坦性之后，在X轴和Y轴方向上依序切割所述物体的两个表面，以便消除(例如)反馈控制系统的电信号处理的响应速度差异，藉此可依靠经改进的设备性能和已减少的有缺陷产品来实现生产率的增强；以及使用所述划线头设备的划线方法。 

技术解决方案 

根据本发明，可通过提供一种划线头设备来实现以上和其它目的，所述划线头设备具有以无接触方式维持待切割物体的平坦性的功能，且由布置于所述物体上方和下方的上部和下部区段组成，以便在X轴和Y轴方向上移动的同时依序切割所述物体的两个表面，所述设备包括：第一和第二头驱动模块，其分别提供于待切割物体的上方和下方，且适合于朝所述物体移动，以便在与所述物体接触的同时对所述物体执行切割操作；以及两对第一和第二平坦性维持模块，其分别提供于物体的上方和下方，且用以经由物体的空气浮动来维持所述物体的切割区段的平坦性。第一和第二平坦性维持模块中的每一者包含：第一或第二平坦性维持板，其具有安装于其中的多个喷嘴，以从物体的 上部或下部侧朝物体喷射空气；以及第一或第二空气供应源，其用以将高压空气供应到第一或第二平坦性维持板中。 

有利的作用 

从上文的描述内容显见，根据具有维持待切割物体的平坦性的功能的划线头设备，以及使用所述设备的划线方法，可在经由待切割物体(例如平板显示器装置等)的空气浮动而以无接触方式来维持所述物体的切割区段的预定平坦性之后，在X轴和Y轴方向上依序切割所述物体的两个表面。这消除了反馈控制系统中可能发生的响应速度问题，进而实现对总体划线设备的管理的改进，以及由于减少的有缺陷产品而带来的生产率的增强。 

附图说明

从以下结合附图进行的详细描述将更清楚地理解本发明的上述和其它目标、特征以及其它优点，其中： 

图1是示意性地说明用于切割大标度平板显示器装置的常规划线头设备的视图； 

图2和图3是说明根据本发明的具有以无接触方式维持衬底平坦性的功能的划线头设备的操作的视图；以及 

图4是说明根据本发明的包含以无接触方式维持待切割物体的平坦性的步骤的划线方法的流程图。 

具体实施方式

在下文中，将参看附图来描述根据本发明优选实施例的划线头设备和使用所述设备的划线方法。 

如图2和图3所示，根据本发明优选实施例的具有以无接触方式维持待切割物体的平坦性的功能的划线头设备包含：第一头驱动模块1a和第二头驱动模块1b，以及第一平坦性维持模块2a和第二平坦性维持模块2b。此处，第一头驱动模块1a和一对第一平坦性维持模块2a与第二平坦性维持模块2b 界定划线头设备的上部区段，且第二头驱动模块1b和一对第一平坦性维持模块2a与第二平坦性维持模块2b界定划线头设备的下部区段。多个带110布置于划线头设备的上部区段与下部区段之间，使得带110彼此间隔开预定的X方向距离和Y方向距离。带110用以传送待切割的物体，即，该物体是将经受一种后处理(post processing)的玻璃衬底G。另外，为了允许划线头设备在X轴和Y轴方向上移动的同时，依序在X轴和Y轴方向上切割玻璃衬底G，例如X轴和Y轴线性电动机(未图示)等用以移动划线头设备的上部和下部区段的传送装置经布置以在带110之间的空间中彼此交叉。 

所述对第一头驱动模块1a与第二头驱动模块1b分别位于玻璃衬底G的上方和下方。第一头驱动模块1a和第二头驱动模块1b朝向或远离玻璃衬底G而同时或个别地移动，以周于切割玻璃衬底G。第一头驱动模块1a和第二头驱动模块1b中的每一者包含第一划线头120a或第二划线头120b，以及第一头驱动器130a或第二头驱动器130b。第一头驱动模块1a和第二头驱动模块1b可由控制器(未图示)控制。 

第一划线头120a和第二划线头120b采取具有支撑于固定位置的相对末端的划线轮的形式，且在其外周边处形成有径向突起。 

第一头驱动器130a和第二头驱动器130b用以朝向或远离玻璃衬底G而个别地或同时移动划线头设备的位于玻璃G上方和下方的相应上部和下部区段。 

控制器(未图示)控制相关联的第一划线头120a或第二划线头120b的传送方向和传送速度，以实现第一划线头120a和第二划线头120b的依序受控操作。 

两对第一平坦性维持模块2a与第二平坦性维持模块2b分别提供于玻璃衬底G的上方和下方，使得上部第一平坦性维持模块2a和第二平坦性维持模块2b位于第一头驱动模块1a的相对侧，且下部第一平坦性维持模块2a和第二平坦性维持模块2b位于第二头驱动模块1b的相对侧。这些第一平坦性维 持模块2a和第二平坦性维持模块2b用以经由玻璃衬底G的空气浮动，以无接触方式维持玻璃衬底G的切割区段的平坦性。 

第一平坦性维持模块2a和第二平坦性维持模块2b中的每一者包含第一平坦性维持板140a或第二平坦性维持板140b，以及第一空气供应源150a或第二空气供应源150b。 

第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b中的每一者在其面向玻璃衬底G的表面处具备多个喷嘴，以朝玻璃衬底G喷射空气。相应的平坦性维持板140a和140b可个别地向上和向下移动。第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b中的每一者进一步具备距离调节器(未图示)，使得可同时或个别地调节距第一头驱动模块1a和第二头驱动模块1b的距离。 

尽管单个平坦性维持板和多个平坦性维持板可布置于第一头驱动模块1a和第二头驱动模块1b中的每一者的任一侧，但使用多个平坦性维持板时具有在玻璃衬底G的若干位置处维持玻璃衬底G的预定平坦性的作用。在本发明中，优选的是分别在相关联的头驱动模块的相对侧处提供一对第一平坦性维持板140a与第二平坦性维持板140b。 

可调节一种将从相应的第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b喷射的空气的喷射压力，借此来调节玻璃衬底G的平坦性。又，可在控制器的操作下，通过第一空气供应源150a和第二空气供应源150b以自动方式来调节空气的喷射压力。 

第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b具备例如线性电动机等的距离调节器(未图示)，以便同时或个别地调节距第一头驱动模块1a和第二头驱动模块1b的距离。 

通过经由距离调节器的操作来调节第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b与第一头驱动模块1a和第二头驱动模块1b之间的距离，可根据玻璃衬底G的大小来调节玻璃衬底G的平坦性可调节区段。或者，第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b以及第一头驱动模块1a和第二头 驱动模块1b可构成不具有距离调节器的一体式单元。 

第一空气供应源150a和第二空气供应源150b分别连接到第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b，以将空气供应到相应的第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b中。第一空气供应源150a和第二空气供应源150b可以可变方式从玻璃衬底G的上部和下部侧供应空气，且还可个别地调节从其供应的空气的流动速率。相应的平坦性维持板140a和140b也可个别地调节空气的流动速率。 

此处，气体或类似物可代替从第一空气供应源150a和第二空气供应源150b供应的空气。 

同时，如图4所示，用于在以无接触方式维持待切割物体的平坦性的同时对所述物体进行划线的方法包括以下步骤：加载待切割的不均匀物体(S200)；调节空气喷射压力和空气喷射间隔(S210)；沿着物体的切割区段而喷射空气(S220)；经由物体的空气浮动来维持物体的平坦性(S230)；在维持物体的平坦性的同时，在X轴和Y轴方向上对物体的切割区段的两个表面依序进行划线(S240)；以及卸载经切割的物体(S250)。 

在加载待切割的不均匀物体的步骤(S200)中，将不均匀物体(更明确地说，玻璃衬底G加载到彼此邻近而布置的多个带110上，以便经由相邻的带110的操作而传送。在切割工艺的实施期间，带110用作切割台(table)。 

此处，在加载待切割的不均匀物体的步骤(S200)之前，划线方法可进一步包括使玻璃衬底G对准的步骤。 

在调节空气喷射压力和空气喷射间隔的步骤(S210)中，第一空气供应源150a和第二空气供应源150b个别地或同时以可变流动速率向加载于带110上的玻璃衬底G供应空气。与空气供应的同时，距离调节器个别地或同时调节第一头驱动模块1a和第二头驱动模块1b与位于相应的第一头驱动模块1a和第二头驱动模块1b的相对侧的第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b之间的距离。 

在沿着物体的切割区段喷射空气的步骤(S220)中，沿着待平坦化的玻璃衬底G的所要区段，即，沿着玻璃衬底G的将由第一头驱动模块1a和第二头驱动模块1b的第一划线头120a和第二划线头120b所切割的切割区段，喷射高压空气，所述高压空气是从连接到第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b的第一空气供应源150a和第二空气供应源150b供应的。 

具体地说，在沿着物体的切割区段而喷射空气的步骤(S220)中，从第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b的喷嘴喷射空气。更具体地说，喷嘴在布置于玻璃衬底G上方和下方的第一划线头120a和第二划线头120b的相对侧，从玻璃衬底G的上部和下部侧朝玻璃衬底G喷射空气。 

经由物体的空气浮动来维持物体的平坦性的步骤(S230)是由第一平坦性维持模块2a和第二平坦性维持模块2b来进行，在切割该玻璃衬底G时，所述第一平坦性维持模块2a和第二平坦性维持模块2b就在第一划线头120a和第二划线头120b的相对侧，朝该玻璃衬底G的上部和下部表面喷射空气。使用第一平坦性维持模块2a和第二平坦性维持模块2b来维持该玻璃衬底G的切割区段的平坦性对于实现该玻璃衬底G的准确切割是非常重要的。 

此处，为了维持玻璃衬底G的平坦性，首先，经由第一头驱动器130a和第二头驱动器130b的操作，使与玻璃衬底G间隔开的第一划线头120a和第二划线头120b朝不均匀的玻璃衬底G移动，以便与玻璃衬底G接触。接着，通过例如线性电动机等传送装置在X轴和Y轴方向上传送玻璃衬底G的同时，从位于玻璃衬底G上方和下方的第一划线头120a和第二划线头120b的相对侧处提供的第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b，从上部和下部侧向玻璃衬底G喷射空气。 

玻璃衬底G可借助于从玻璃衬底G的上部和下部侧喷射的空气而浮动，且在此情况下，可经由第一空气供应源150a和第二空气供应源150b来准确地调节空气的喷射压力，藉此使玻璃衬底G可维持于预定的平坦性。 

在维持物体的平坦性的同时，在X轴和Y轴方向上对物体的切割区段的 两个表面依序进行划线的步骤(S240)中，划线头设备借助于提供于相邻带110之间的例如线性电动机等的传送装置，在X轴和Y轴方向上移动，进而在X轴和Y轴方向上依序切割玻璃衬底G。 

总之，在与玻璃衬底G接触的第一划线头120a和第二划线头120b借助于例如线性电动机等传送装置而在X轴和Y轴方向上移动时，可首先在X轴和Y轴方向中的任一者上切割玻璃衬底G。接着，当在另一方向上切割玻璃衬底G时，从位于第一划线头120a和第二划线头120b的相对侧的第一平坦性维持板140a和第二平坦性维持板140b喷射高压空气，以便维持玻璃衬底G的切割区段的平坦性。 

在卸载经切割的物体的步骤(S250)中，两个表面已在X轴和Y轴方向上被切割的玻璃衬底G经由带110的操作而传送，进而在特定的卸载位置处卸载。 

尽管已出于说明性目的而揭示了本发明的优选实施例，但所属领域的技术人员将了解，在不脱离如附图中所揭示的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。 

Claims (8)

1.一种划线头设备，其具有以无接触方式维持待切割物体的平坦性的功能，且由布置于所述物体上方和下方的上部和下部区段组成，以便在X轴和Y轴方向上移动的同时，依序切割所述物体的两个表面，所述设备包括：

第一和第二头驱动模块，其分别提供于所述待切割物体的上方和下方，且适合于朝所述物体移动，以便在与所述物体接触的同时，对所述物体执行切割操作，其中所述第一和第二头驱动模块中的每一者包含第一或第二划线头，其具有以可旋转方式支撑在固定位置的相对末端；以及

两对第一和第二平坦性维持模块，其中一对第一和第二平坦性维持模块位于物体的上方，另一对位于物体的下方，使得所述第一头驱动模块位于所述物体上方的第一和第二平坦性维持模块之间，所述第二头驱动模块位于所述物体下方的第一和第二平坦性维持模块之间，且所述两对第一和第二平坦性维持模块用以经由所述物体的空气浮动来维持所述物体的切割区段的平坦性，其中所述第一和第二平坦性维持模块中的每一者包含：

第一或第二平坦性维持板，其具有安装于其中的多个喷嘴，以从所述物体的上部或下部侧朝所述物体喷射空气；以及

第一或第二空气供应源，其用以将高压空气供应到所述第一或第二平坦性维持板中。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二头驱动模块中的每一者进一步包含：

第一或第二头驱动器，其用以使所述第一或第二划线头朝向或远离所述待切割物体而移动。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二空气供应源从所述物体的所述上部和下部侧供应空气和个别地调节从其供应的空气的流动速率。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二平坦性维持板具备距离调节器，所述距离调节器用以同时或个别地调节距所述第一和第二头驱动模块的距离。

5.根据权利要求4所述的设备，其中单个平坦性维持板或多个平坦性维持板布置于所述第一和第二头驱动模块中的每一者的任一侧。

6.一种用于以无接触方式维持待切割物体的平坦性的方法，其包括：

加载待切割的不均匀物体；

沿着所述物体的切割区段而喷射空气；

经由所述物体的空气浮动来维持所述物体的平坦性；以及

在维持所述物体的所述平坦性的同时，在X轴和Y轴方向上对所述物体的所述切割区段的两个表面依序进行划线；

其中在喷射空气的步骤中，从切割区的上部和下部侧，向所述物体的所述切割区段的相对侧喷射空气。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：在执行加载物体的步骤之后，

个别地或同时调节不同空气喷射位置处的空气喷射压力。

8.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：在执行加载物体的步骤之后，

个别地或同时调节所述物体的所述切割区段与不同空气喷射位置之间的距离。

Images