CN112809948A - 刻划头以及刻划装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供使刻划线形成的精度和品质提升的刻划头。刻划头(1)具备刀轮(13b)和旋转马达(11)。刀轮(13b)在径向的顶端具有刀刃，该刀刃使刻划线形成。在使刻划线形成时旋转马达(11)使刀轮(13b)绕与径向平行的轴转动，以使得刀轮(13b)的刀刃朝向刻划线的形成方向。

Description

刻划头以及刻划装置
技术领域
本发明涉及刻划头以及刻划装置，特别涉及为了使刻划线形成于基板而使用的刻划头以及刻划装置。
背景技术
例如，作为FPD用面板基板来使用的脆性材料(例如，玻璃)基板通常通过利用刻划装置对大片的母基板进行刻划并在之后将该母基板切断为规定大小而制造。为了对该基板进行刻划而使用的刻划装置例如被专利文献1公开。
刻划装置具备：工作台，其将供刻划线形成的基板保持为水平状态；刻划头，其对在该工作台上保持的玻璃基板进行刻划；以及桥(Bridge)，其具有引导轨，各刻划头以能够滑动的方式安装于该引导轨。
在刻划头的下部设置有刀轮安装机构。刀轮安装机构在其长度方向的顶端具有刀轮，且能够绕与该长度方向平行的轴旋转。刀轮在径向的顶端部具有用于使刻划线形成于基板的刀刃。当使刻划线形成于基板时，使刀轮安装机构绕轴转动，而使刀轮的刀刃朝向刻划线的形成方向。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-23404号公报
在上述以往的刻划头中为如下结构：在使刻划头相对于基板移动时，刀轮安装机构跟随该刻划头转动，由此使刀轮的刀刃朝向刻划线的形成方向。在该情况下，例如在使曲线状的刻划线形成时，有时刀轮安装机构不会适当地转动，从而刀轮的刀刃在沿着曲线移动的过程中在基板的表面打滑。由此，刻划线形成的精度以及品质有时会降低。
另外，需要用于使刀轮安装机构转动以使得刀轮的刀刃朝向刻划线的形成方向的空间，因此难以使刻划装置紧凑。
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于使刻划线形成的精度和品质提升。
用于解决课题的方案
以下将多个方案作为用于解决课题的方案来说明。这些方案可以根据需要而任意组合。
本发明的一方案的刻划头用于使刻划线形成于基板的表面，其中，刻划头具备刀轮和马达。刀轮在径向的顶端具有使刻划线形成的刀刃。在使刻划线形成时，马达使刀轮绕与径向平行的轴转动，以使得刀刃朝向刻划线的形成方向。
在上述的刻划头中，当使刻划线形成于基板的表面时，马达使刀轮绕与该刀轮的径向平行的轴转动，以使得刀轮的刀刃朝向刻划线的形成方向。由此，能够使刀轮的刀刃可靠地朝向刻划线的形成方向。
如果能够使刀轮的刀刃可靠地朝向刻划线的形成方向，则能够在刻划线的形成中抑制刀轮的刀刃在基板的表面打滑的情况，因此刻划线形成的精度以及品质提升。
另外，由于能够利用马达自动地改变刀轮的刀刃的朝向，而不需要在刻划装置设置用于变更刀刃的朝向的空间。
也可以是，刻划头还具备刀架。刀架对刀轮进行保持。在该情况下也可以是，马达的输出旋转轴与刀架直接连接。由此，能够使刀轮的刀刃精度良好地朝向刻划线的形成方向。
也可以是，刻划头还具备收纳构件，该收纳构件收纳马达。由此，能够使刻划头的重心位置稳定，且使刻划头紧凑。
本发明的其他方案的刻划装置具备基板载置部、刻划头以及驱动部。刻划头使刻划线形成于基板的表面。驱动部驱动刻划头。
刻划头具备刀轮和马达。刀轮在径向的顶端具有使刻划线形成的刀刃。在使刻划线形成时，马达使刀轮绕与径向平行的轴转动，以使得刀刃朝向刻划线的形成方向。
在上述的刻划装置中，当使刻划线形成于基板的表面时，刻划头的马达使刀轮绕与该刀轮的径向平行的轴转动，以使得刀轮的刀刃朝向刻划线的形成方向。由此，能够使刀轮的刀刃可靠地朝向刻划线的形成方向。
如果能够使刀轮的刀刃可靠地朝向刻划线的形成方向，则能够在刻划线的形成中抑制刀轮的刀刃在基板的表面打滑的情况，因此刻划线形成的精度以及品质提升。
另外，由于能够利用马达自动地改变刀轮的刀刃的朝向，而不需要在刻划装置设置用于变更刀刃的朝向的空间。
也可以是，刻划装置还具备支承构件。支承构件在马达的两端侧对刻划头进行支承。由此，能够在刻划装置中稳定地对刻划头进行支承。
发明效果
上述的刻划头以及刻划装置具有马达使刀轮的刀刃朝向刻划线的形成方向的结构，因此能够提升刻划线形成的精度和品质。
附图说明
图1是刻划装置的概要立体图。
图2是刻划头的立体图。
图3是刻划头的后视图。
图4是刻划头的X-Y平面处的剖视图。
图5是示出按压调整机构的内部结构的图。
附图标记说明
1刻划头；11旋转马达；13刀具机构；13a刀架；13b刀轮；15收纳构件；15a侧面构件；15b约束构件；15c底面构件；17线性引导件；19按压调整机构；19a工作缸；19b分隔壁；19c连接构件；21联轴器构件；101刻划装置；102工作台；103移动台；105a、105b导轨；106驱动马达；107滚珠丝杠；111桥；112a、112b支柱；113第一引导件；114支承构件；114a第二引导件；W基板。
具体实施方式
1.第一实施方式
(1)刻划装置
使用图1来说明刻划装置101。图1是刻划装置的概要立体图。刻划装置101是对基板W进行刻划加工的装置。基板W例如为玻璃基板、陶瓷基板、蓝宝石基板、硅基板等。
刻划装置101具备对基板W进行载置的工作台102(基板载置部的一例)。工作台102载于移动台103上。移动台103被利用驱动马达106而旋转的滚珠丝杠107驱动，以使得能够沿着水平的导轨105a、105b移动。
需要说明的是，在以下的说明中，将导轨105a、105b延伸的水平方向设为Y方向，并将与其正交的水平方向设为X方向。另外，将与水平方向(X方向、Y方向)垂直的高度方向设为Z方向。
工作台102具备保持方案(未图示)，以使得能够将基板W保持在固定位置。保持方案例如为从在工作台102开口的多个小吸附孔(未图示)进行的空气吸引。
在刻划装置101，桥111通过支柱112a、112b而架设为沿着X方向跨越移动台103和工作台102。
在桥111安装有第一引导件113，支承构件114以能够沿着X方向移动的方式设置于第一引导件113。支承构件114对刻划头1进行支承。另外，设置有沿着第一引导件113驱动支承构件114的驱动马达(未图示，驱动部的一例)。通过利用该驱动马达使支承构件114沿着第一引导件113移动，从而能够使刻划头1沿着第一引导件113(X方向)移动。
如上所述，使在刻划装置101的刻划头1安装的刀轮13b(后述)下降到在工作台102上载置的基板W的表面，并一边按压基板W的表面一边相对移动，由此在基板W的表面形成切断用的刻划线。
(2)刻划头的结构
使用图2～图4来说明刻划头1。图2是刻划头的立体图。图3是刻划头的后视图。图4是刻划头的X-Y平面处的剖视图。刻划头1通过对基板W的表面进行刻划而使刻划线形成。刻划头1主要具备旋转马达11和刀具机构13。
旋转马达11使刀具机构13绕Z轴转动。具体而言，旋转马达11的输出旋转轴经由联轴器构件21而与刀具机构13的刀架13a(后述)的轴向的一端连接，刀具机构13随着旋转马达11的输出旋转轴的旋转而绕该轴转动。
刀具机构13具有：刀架13a，其轴向的一端与联轴器构件21连接；以及刀轮13b，其在刀架13a的轴向的另一端(与连接有联轴器构件21的一侧相反的一侧的端部)设置成能够绕水平轴旋转。
刀轮13b为圆盘形状的构件，且在该圆盘的径向的端部具有刀刃。在刀轮13b的刀刃触碰于基板W的表面的状态下，刀轮13b相对于基板W相对移动，且刀轮13b在基板W上绕水平轴旋转，由此使与刀轮13b的相对移动的轨迹对应的刻划线形成于基板W的表面。
如上所述，在端部具有刀轮13b的刀架13a与旋转马达11的输出旋转轴连接，由此刀轮13b能够随着旋转马达11的输出旋转轴的旋转而绕Z轴转动。
在刻划头1中，刀架13a通过联轴器构件21而与旋转马达11的输出旋转轴直接连接。换言之，在旋转马达11的输出旋转轴与刀架13a之间未设置由齿轮等构成的减速机构等。
通过该结构，能够避免旋转马达11的输出旋转轴的旋转延迟向刀架13a传递的情况、和/或刀架13a的旋转量与输出旋转轴的旋转量不一致的情况。其结果是，能够以与旋转马达11的输出旋转轴的旋转对应的方式使刀轮13b的刀刃精度良好地朝向刻划线的形成方向。
另外，在刻划头1中，旋转马达11被收纳于收纳构件15。具体而言，旋转马达11的主体部分被收纳于收纳构件15的一对侧面构件15a之间。另外，旋转马达11的主体部分被约束构件15b约束，该约束构件15b配置为将一对侧面构件15a桥接。例如，通过将旋转马达11的主体部分插入在约束构件15b设置的开口、和/或通过将旋转马达11的主体部分与约束构件15b螺纹紧固等，从而约束构件15b将旋转马达11的主体固定为不会移动。
并且，在一对侧面构件15a的底面固定有底面构件15c。在本实施方式中，底面构件15c配置于联轴器构件21与刀架13a之间。
通过设为将刻划头1收纳于上述的收纳构件15的结构，从而在将刻划头1装配于刻划装置101时，能够使刻划头1的重心位置稳定，并使刻划头1紧凑。
刻划头1具备一对线性引导件17。一对线性引导件17分别以其长度方向与Z方向平行的方式设置于对应的侧面构件15a。一对线性引导件17以能够沿着在支承构件114设置的一对第二引导件114a即Z方向移动的方式嵌入一对第二引导件114a。需要说明的是，优选的是，一对第二引导件114a使一对线性引导件17滑动时的滑动阻力小。
通过该结构，刻划装置101的支承构件114能够在旋转马达11的两端侧对刻划头1进行支承，因此能够在刻划装置101中稳定地对刻划头1进行支承。具体而言，例如能够避免刻划头1相对于水平方向的轴旋转等而使刻划头1朝向从Z方向偏离的方向的情况。
另外，刻划头1能够相对于支承构件114沿Z方向移动，由此能够根据基板W的厚度和/或凹凸等使刻划头1沿Z方向移动，而使刀轮13b的刀刃适当地触碰基板W。
并且，在收纳构件15中，旋转马达11被收纳在相对于收纳构件15的背面(靠近支承构件114的一侧)未离开较大距离的位置。由此，能够避免刻划头1的重心较大地离开支承构件114而使刻划头1相对于支承构件114向前方倾斜的情况。
刻划头1具备按压调整机构19。按压调整机构19调整刀轮13b的刀刃对基板W进行按压的力。如图5所示，按压调整机构19具有工作缸19a和分隔壁19b。在按压调整机构19中，工作缸19a的内部空间被分隔壁19b分离为两个小空间。分隔壁19b经由连接构件19c而与刻划头1(旋转马达11)连接。图5是示出按压调整机构的内部结构的图。
工作缸19a的内部空间被分隔壁19b分离而形成的小空间各自能够独立地调整压力。例如，能够通过独立地使空气等气体流入或者流出各小空间而调整各小空间的压力。
在图5中，例如，在将利用比分隔壁19b靠上的小空间的压力向下方推分隔壁19b的力设为F1，将利用比分隔壁19b靠下的小空间的压力向上方推分隔壁19b的力设为F2，并将刻划头1的重力设为F3的情况下，刀轮13b的刀刃按基板W的力为F1F2+F3。即，能够通过调整分隔壁19b之上的小空间与分隔壁19b之下的小空间的压差来调整刀轮13b的刀刃按基板W的力。
(3)刻划动作
接下来，对由具备了有上述结构的刻划头1的刻划装置101进行的对基板W刻划的刻划线的形成动作(刻划动作)进行说明。需要说明的是，以下说明的刻划动作由刻划装置101所具备的控制器(未图示)执行。在该情况下也可以是，该控制器通过执行在控制器的存储装置等中存储的程序来实现以下的控制。
首先，输送基板W并将其载置于工作台102之上。然后，使刻划头1沿X方向移动，并定位在规定位置。此时，对按压调整机构19的工作缸19a的内部空间内的压力(分隔壁19b的上下的压力)进行调整，从而对刀轮13b的刀刃按基板W的力进行调整。
之后，根据想要在基板W形成的刻划线的形状，刻划头1沿着第一引导件113在X方向上移动，且载置有基板W的工作台102沿着导轨105a、105b在Y方向上移动，由此刀轮13b相对于基板W在X-Y平面内的任意方向上移动。通过该刀轮13b的向任意方向的移动，能够在基板W的表面形成任意形状的刻划线。
另外，在使刻划线形成于基板W的表面时，旋转马达11使刀轮13b绕与Z方向平行的轴转动，以使得刀轮13b的刀刃朝向刻划线的形成方向。即，刀轮13b的刀刃的朝向并不跟随基板W的表面处的移动而改变，而通过旋转马达11的驱动，使刀轮13b的刀刃积极地朝向刻划线的形成方向。由此，能够使刀轮13b的刀刃可靠地朝向刻划线的形成方向。
如上所述，如果在使刻划线形成于基板W的表面时，使刀轮13b的刀刃可靠地朝向刻划线的形成方向，则能够在刻划线的形成中抑制刀轮13b的刀刃在基板W的表面打滑的情况，因此能够提升刻划线形成的精度以及品质。例如，能够避免在基板W的表面的与计划好的位置不同的位置形成刻划线的情况、和/或在基板W的表面形成与计划好的形状不同的刻划线的情况。另外，例如，能够避免因刀轮13b的刀刃在基板W的表面打滑而在基板W的表面产生伤痕的情况、和/或刀轮13b的刀刃损伤的情况。
并且，由于能够利用旋转马达11自动地改变刀轮13b的刀刃的朝向，而不需要在刻划装置101设置用于变更刀刃的朝向的空间。另外，由于不需要用于使刀轮13b的刀刃朝向刻划线的形成方向的动作，因此能够使刻划动作高速化。
(4)实施方式的特征
所述实施方式还可以如下述那样进行说明。
刻划头(例如，刻划头1)具备刀轮(例如，刀轮13b)和马达(例如，旋转马达11)。刀轮在径向的顶端具有使刻划线形成的刀刃。在使刻划线形成时，马达使刀轮绕与径向平行的轴转动，以使得刀刃朝向刻划线的形成方向。
在上述的刻划头中，当使刻划线形成于基板(例如，基板W)的表面时，马达使刀轮绕与该刀轮的径向平行的轴转动，以使得刀轮的刀刃朝向刻划线的形成方向。由此，能够使刀轮的刀刃可靠地朝向刻划线的形成方向。
如果能够使刀轮的刀刃可靠地朝向刻划线的形成方向，则能够在刻划线的形成中抑制刀轮的刀刃在基板的表面打滑的情况，因此刻划线形成的精度以及品质提升。
另外，由于能够利用马达自动地改变刀轮的刀刃的朝向，而不需要在刻划装置设置用于变更刀刃的朝向的空间。
2.其他实施方式
以上对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，而能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更。特别地，本说明书所记载的多个实施方式以及变形例可以根据需要而任意组合。
刀轮13b的刀尖的位置既可以与刀架13a的旋转中心(旋转马达11的输出旋转轴)一致，也可以从刀架13a的旋转中心偏置一些。
[工业实用性]
本发明能够广泛应用于为了使刻划线形成于基板而使用的刻划头以及刻划装置。

Claims (5)

1.一种刻划头，其使刻划线形成于基板的表面，其中，
所述刻划头具备：
刀轮，其在径向的顶端具有刀刃，所述刀刃使所述刻划线形成；以及
马达，在使所述刻划线形成时，所述马达使所述刀轮绕与所述径向平行的轴转动，以使得所述刀刃朝向所述刻划线的形成方向。
2.根据权利要求1所述的刻划头，其中，
所述刻划头还具备刀架，所述刀架对所述刀轮进行保持，
所述马达的输出旋转轴与所述刀架直接连接。
3.根据权利要求1或2所述的刻划头，其中，
所述刻划头还具备收纳构件，所述收纳构件收纳所述马达。
4.一种刻划装置，其中，
所述刻划装置具备：
基板载置部；
刻划头，其使刻划线形成于基板的表面；以及
驱动部，其驱动所述刻划头，
所述刻划头具有：
刀轮，其在径向的顶端具有刀刃，所述刀刃使所述刻划线形成；以及
马达，在使所述刻划线形成时，所述马达使所述刀轮绕与所述径向平行的轴转动，以使得所述刀刃朝向所述刻划线的形成方向。
5.根据权利要求4所述的刻划装置，其中，
所述刻划装置还具备支承构件，所述支承构件在所述马达的两端侧对所述刻划头进行支承。
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JP5349550B2 (ja) 2011-07-20 2013-11-20 三星ダイヤモンド工業株式会社 スクライブ装置

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