CN113319436A - 激光划线装置用插补机构及应用插补机构的划线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了激光划线装置用插补机构及应用插补机构的划线装置，该插补机构用于在输送机方式的划线装置中调节激光束的向垂直下方向的光路，将光着点在输送机的移送方向上进行位置调节。划线装置具有：输送机亦即基板移送单元，水平移送基板；水平移动台，向与基板的移送方向正交的方向移动；激光振荡器，设置于水平移动台，射出激光束；以及插补机构，以能够滑动的方式配置于水平移动台，接受激光束并朝向基板向垂直下方向引导，调节向垂直下方向的光路，对光着点进行位置调节。

Description

激光划线装置用插补机构及应用插补机构的划线装置

技术领域

本发明涉及一种对脆性基板进行分割加工的激光划线装置，更详细地说，涉及一种通过激光照射的位置插补来提高划线精度的插补机构以及应用所述插补机构的划线装置。

背景技术

使用划线装置作为用于将包括玻璃基板的各种薄型脆性基板切断为必要的尺寸的工具。划线装置是使用激光照射单元、划线轮在基板表面形成划线线条的装置，在形成划线线条之后，例如，能够以划线线条为中心向基板施加弯曲力来切断基板。

例如，轮划线装置具有如下基本结构：由控制部、支承被加工的脆性基板的平台、水平设置于平台的上方且在长边方向上延伸的导轨、安装成能够沿导轨移动(滑动)的划线头、以及设置于划线头的下端部的划线轮构成。划线轮在与脆性基板压力接触的状态下行进(滚动)，从而在基板上形成划线线条。

所述平台能够向Y方向(与导轨正交的方向)移送脆性基板、或者在将脆性基板维持为水平的状态下以垂直的Z方向的轴为基准旋转。此外，在导轨设置有拍摄形成于脆性基板的对准标记的照相机以及图像显示装置等。

在具有所述结构的现有的划线装置中，如果进入导轨的下方的脆性基板的方向歪斜，则必须通过校正过程来对准划线线条，在该方法中具有：移动配置有脆性基板的平台或抓取脆性基板的卡盘来校正脆性基板的位置的方法；以及使用电扫描仪一边校正激光束的照射位置一边形成划线线条的方法。

并且，所述校正方法能够在支承脆性基板的平台能够旋转运动时应用，例如，难以在应用了仅能够直线运动的输送机的装置中应用。

此外，电扫描仪的价格高，尤其是与划线装置的控制系统没有兼容性，因此存在必须应用使电扫描仪的控制程序和划线装置的控制程序兼容的新程序的不便。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国公开专利公报第10-2017-0083993号

发明内容

本发明是为了解决所述问题点而作出的，其目的在于提供一种激光划线装置用的插补机构及应用所述插补机构的激光划线装置，具有适合应用于输送机方式的划线装置的大小和结构，不需要特别的追加装备且能够以低成本构成，并且利于制作和维护。

此外，其目的还在于提供一种激光划线装置用的插补机构及应用所述插补机构的划线装置，与使用其他控制方式时相比，不增加插补作业所需的时间而能够进行迅速且准确的作业。

作为用于达成所述目的的课题的解决手段的本发明的划线装置具有：基板移送单元(例如输送机)，一边水平支承基板，一边向Y方向水平移送基板；水平移动台，位于所述基板移送单元的上方，向与基板的移送方向正交的X方向移动；激光振荡器，设置于所述水平移动台的一侧，向X方向射出激光束；以及激光照射单元，以能够滑动的方式设置于所述水平移动台，接受从所述激光振荡器射出的激光束而朝向所述基板向垂直下方向引导，所述激光照射单元具备插补机构，所述插补机构调节所述激光束的向垂直下方向的光路，以在Y方向上对映照于所述基板的光着点进行位置调节。

此外，所述激光照射单元具备以能够滑动的方式安装于所述水平移动台的滑动结构体，所述插补机构具备：第一光路转换部，固定于所述滑动结构体，接受从所述激光振荡器照射的激光束，将激光束的光路向Y方向转换；可动框架，被所述滑动结构体支承为能够在Y方向上进行位置调节；位置调节单元，使所述可动框架向Y方向移动；以及第二光路转换部，设置于所述可动框架，与所述第一光路转换部对应配置，通过所述位置调节单元调节所述第二光路转换部与所述第一光路转换部的间隔，接受经由所述第一光路转换部的激光束，将激光束向作为与Y方向及X方向垂直的方向的Z方向而向下引导。

并且，所述第一光路转换部具备第一镜，所述第一镜以使入射角与射出角成为直角的方式反射所述激光束，所述第二光路转换部包括第二镜，所示第二镜以使入射角与射出角成为直角的方式反射被所述第一镜反射的激光束。

此外，所述划线装置还包括：拍摄部，拍摄在通过了所述水平移动台的下方的基板的移动方向前端部的两侧标记的对准标记；以及控制部，传递所述拍摄部的拍摄内容，掌握所述激光照射单元的X方向移动路线与连结所述对准标记的虚拟直线的差异，计算所述虚拟直线相对于所述移动路线的基于X方向的Y方向的偏差量，通过所述位置调节单元基于所述偏差量调节所述第二镜相对于所述第一镜的间隔。

另外，所述位置调节单元具备：伺服电机，固定于所述滑动结构体，且由所述控制部控制；滚珠丝杠，固定于所述伺服电机的驱动轴；以及往返块，固定于所述可动框架，从所述滚珠丝杠接受力，使所述可动框架往返运动。

并且，作为用于达成所述目的的课题的解决手段的本发明的激光划线装置用插补机构设置于激光照射单元，所述激光照射单元向Y方向水平移送基板的基板移送单元的上部以能够滑动的方式安装于向X方向移动的水平移动台，将从外部向X方向入射的激光束朝向所述基板向垂直下方向引导，所述激光划线装置用插补机构具备：第一光路转换部，固定于所述激光照射单元，接受从激光振荡器射出的激光束，将激光束的光路向Y方向转换；可动框架，被所述激光照射单元支承为能够在Y方向上进行位置调节；位置调节单元，使所述可动框架向Y方向移动；以及第二光路转换部，设置于所述可动框架，与所述第一光路转换部对应配置，通过所述位置调节单元调节与所述第一光路转换部的间隔，接受经由所述第一光路转换部的激光束，将激光束向相对于Y方向及X方向为垂直方向的Z方向而向下引导。

此外，所述第一光路转换部具备第一镜，所示第一镜以使入射角与射出角成为直角的方式反射所述激光束，所述第二光路转换部包括第二镜，所述第二镜以使入射角与射出角成为直角的方式反射被所述第一镜反射的激光束。

以所述方式进行的本发明具有适合应用于输送机方式的划线装置的大小和结构，不需要特别的追加装备且能够以低成本构成，并且利于制作和维护。此外，与使用其他控制方式相比，不会增加插补作业所需的时间，因此能够进行迅速且准确的作业。

附图说明

图1是用于说明激光束照射位置插补的目的及原理的俯视图。

图2是整体示出本发明的一实施例所涉及的划线装置的立体图。

图3是应用了本发明的一实施例所涉及的插补机构的激光照射单元的立体图。

图4是应用了本发明的一实施例所涉及的插补机构的激光照射单元的立体图。

图5是示出第二镜相对于第一镜的间隔变化的图。

图6是示出第二镜相对于第一镜的间隔变化的图。

图7是示出本发明的一实施例所涉及的激光束照射位置插补机构的整体结构的框图。

附图标记说明

10…划线装置；11…基座框架；13…第一带式输送机(基板移送单元)；15…第二带式输送机(基板移送单元)；17…水平移动台；19…激光振荡器；20…轮划线装置；30…激光照射单元；31…滑动结构体；33…固定板；33a…水平轨道；35…伺服电机；35a…滚珠丝杠；37…往返块；39…可动框架；39a…滑块；41…第一镜固定台；43…第一镜；45…第二镜；47…光引导壳体；49…光束放出部；51…拍摄部；53…控制；100…脆性基板；100a…虚拟直线；100b…路线；100e…对准标记；100f…光着点。

具体实施方式

下面，参照附图更详细地说明本发明所涉及的一实施例。

图1是用于说明激光束照射位置插补的目的及原理的俯视图。

进行插补的基本目的是用于在脆性基板100上的准确的位置形成划线线条。即，如图1所示，即使通过第一带式输送机13向Y方向水平移动而位于水平移动台17的下部的脆性基板100为歪斜的状态，考虑歪斜的程度，使向X方向移动的光束放出部也同时向Y方向移动。

关于这种插补，计算连结对准标记100e的虚拟直线100a与激光照射单元30自身的移动路线100b之间的(沿X方向的Y方向的)偏差量ΔY，通过在激光照射单元30向X方向移动的期间使光着点线性地移动与所述偏差量ΔY对应的量来进行。光着点是指向脆性基板100垂直照射的激光束L所映照的地点。这种插补作业由后述的拍摄部51、控制部53以及伺服电机35进行，与此相关的说明在后面叙述。

图2是整体示出本发明的一实施例所涉及的划线装置的立体图。

如图所示，本实施例所涉及的划线装置10具备：被基座框架11支承的第一、第二带式输送机13、15、水平移动台17、激光振荡器19、激光照射单元30以及轮划线装置20。轮划线装置20可以根据需要而省略。

所述第一、第二带式输送机13、15被基座框架11水平支承，向Y方向移送从外部投入的脆性基板100。第一带式输送机13的下游侧端部与第二带式输送机15的上游侧端部彼此平行地分隔，在分隔空间的上部具有轮划线装置20和激光照射单元30。

本说明中的Y方向是脆性基板100的移送方向，X方向是与Y方向正交的方向。此外，Z方向是相对于脆性基板100垂直的垂直线的方向。

放置于所述第一带式输送机13的脆性基板沿Y方向通过水平移动台17的下部。脆性基板在通过水平移动台17的下部的中途，应形成划线线条的地点在位于轮划线装置20的轮(未图示)或激光照射单元30的光束放出部(图3的49)的垂直下部的地点在停止的状态下等待划线加工。

水平移动台17是向与脆性基板的移送方向正交的X方向移动的水平的结构体，将轮划线装置20和激光照射单元30支承为能够滑动。

激光振荡器19设置于水平移动台17的一侧，向X方向射出激光束。从激光振荡器19射出的激光束向X方向延伸，被图3所示的第一镜43反射而以90度的角度弯折。从激光振荡器19生成的激光束具有到达脆性基板的表面而形成划线线条的能量。

轮划线装置20在下端部具有划线轮(未图示)，使划线轮以与脆性基板的上表面压力接触的状态向X方向移动，从而在基板上留下划线线条，其结构与一般的轮划线装置相同。

激光照射单元30在向X方向滑行运动的同时，接受从激光振荡器19射出的激光束并向脆性基板引导，从而在脆性基板上形成划线线条，并且激光照射单元30包括插补机构。

并且，在所述划线装置10还包括拍摄部(图7的51)和控制部(图7的53)。拍摄部51及控制部53用于实现插补机构的插补动作，拍摄部51发挥掌握通过图1所说明的对准标记100e的位置并传递到控制部53的作用，控制部53具有如下功能：基于从拍摄部51传递来的信息来掌握所述偏差量ΔY，使光束放出部49向Y方向移动与偏差量对应的量。

图3及图4是应用了本发明的一实施例所涉及的插补机构的激光照射单元30的立体图，图5的(a)及图5的(b)、图6的(a)及图6的(b)是示出第二镜45相对于第一镜43的间隔变化的图。

如图所示，在构成激光照射单元30的主体的滑动结构体31的一侧面固定有固定板33和第一镜固定台41。固定板33是具有一定厚度的板状部件并垂直立起，在上下具有水平轨道33a。水平轨道33a彼此平行，是水平延伸的附属部件，将滑块39a支承为能够向Y方向滑动。

并且，在固定板33安装有伺服电机35。伺服电机35是使后述的可动框架39向Y方向水平移动的位置调节单元，由控制部(图7的53)控制。可动框架39的Y方向的移动距离由控制部53调节。

在伺服电机35的驱动轴固定有滚珠丝杠35a，滚珠丝杠35a与往返块37啮合。往返块37是固定于可动框架39的块型部件，接受滚珠丝杠35a的轴旋转时的滚珠丝杠的长边方向、即Y方向的力而使可动框架39移动。

所述第一镜固定台41发挥固定第一镜43的作用。第一镜43使从激光振荡器19照射的激光束以90度的角度弯曲并向后述的第二镜45引导。第一镜43固定于第一镜固定台41而不单独移动。

可动框架39是通过滑块39a而被固定板33支承的结构体，并支承第二镜45、光引导壳体47以及光束放出部49。第二镜45、光引导壳体47以及光束放出部49在固定于可动框架39的状态下形成一个主体而同时移动。即，通过伺服电机35的动作向Y方向一起移动。

所述第二镜45固定于可动框架39的上侧部，维持以45度的角度倾斜的状态。第二镜45接受被第一镜43反射的激光束并向垂直下方向反射。被第二镜45反射的激光束通过光引导壳体47和光束放出部49而到达脆性基板。

在光束放出部的内部具备透镜。所述第一镜43和第二镜45是第一、第二光路转换部，将从激光振荡器19射出的激光束被反射数次而到达脆性基板。

由激光振荡器19向X方向水平射出的激光束以45度的角度入射于第一镜43并以45度的角度射出。被反射的激光束的夹角是90度。被第一镜43反射的激光束以依然维持水平的状态被第二镜45反射。

第二镜45使水平入射的激光束的光路以直角弯曲并将激光束向垂直方向、即Z方向引导。被第二镜45反射的激光束的入射光与反射光的夹角是90度。

另一方面，在使用具有所述结构的激光照射单元30进行划线的期间，如果应当使激光束映照于脆性基板100的光着点(图5的(b)的100f)移动与偏差量ΔY对应的量，则使所述伺服电机35动作而使第二镜45向箭头K方向移动与偏差量ΔY对应的量。即，将相对于第一镜43分隔间隔D1的第二镜45缩小至间隔D2。

由于被第二镜45反射的激光束垂直，所以光着点100f也同样地移动与第二镜45的移动距离对应的量。由此，通过使用伺服电机35调节第二镜45相对于第一镜43的间隔来进行插补作业。

图7是用于说明本发明的一实施例所涉及的激光照射单元插补机构的动作的框图。

如图所示，拍摄部51拍摄显示于脆性基板100的对准标记并发送到控制部53。控制部53基于通过拍摄部传递来的信息，对虚拟直线100a与激光照射单元30的路线进行比较，求出沿X方向的偏差量ΔY，并且使用伺服电机35使所述第二镜45向Y方向移动与偏差量对应的量。在进行这样的插补作业的期间，激光照射单元30沿水平移动台17向X方向移动而形成划线线条，反复进行这样的过程。

以上，通过具体的实施例对本发明进行了详细说明，但是本发明并不限定于所述实施例，在本发明的技术思想的范围内可以由具有通常知识的人员进行各种变形。

Claims (7)

1.一种划线装置，其特征在于，具有：

基板移送单元，一边水平支承基板，一边向Y方向水平移送基板；

水平移动台，位于所述基板移送单元的上方，向与Y方向正交的X方向水平移动；

激光振荡器，设置于所述水平移动台，向X方向射出激光束；以及

激光照射单元，以能够滑动的方式设置于所述水平移动台，接受从所述激光振荡器射出的激光束而朝向所述基板向垂直下方向引导，所述激光照射单元具备插补机构，所述插补机构调节所述激光束的向垂直下方向的光路，以在Y方向上对映照于所述基板的光着点进行位置调节。

2.根据权利要求1所述的划线装置，其特征在于，

所述激光照射单元具备以能够滑动的方式安装于所述水平移动台的滑动结构体，

所述插补机构具备：

第一光路转换部，固定于所述滑动结构体，接受从所述激光振荡器射出的激光束，将激光束的光路向Y方向转换；

可动框架，被所述滑动结构体支承为能够在Y方向上进行位置调节；

位置调节单元，使所述可动框架向Y方向移动；以及

第二光路转换部，设置于所述可动框架，与所述第一光路转换部对应配置，通过所述位置调节单元调节所述第二光路转换部与所述第一光路转换部的间隔，接受经由所述第一光路转换部的激光束，将激光束向作为与Y方向及X方向垂直的方向的Z方向而向下引导。

3.根据权利要求2所述的划线装置，其特征在于，

所述第一光路转换部具备第一镜，所述第一镜以使入射角与射出角成为直角的方式反射所述激光束，

所述第二光路转换部包括第二镜，所述第二镜以使入射角与射出角成为直角的方式反射被所述第一镜反射的激光束。

4.根据权利要求3所述的划线装置，其特征在于，还包括：

拍摄部，拍摄在通过了所述水平移动台的下方的基板的前端部的两侧标记的对准标记；以及

控制部，传递所述拍摄部的拍摄内容，掌握所述激光照射单元的X方向移动路线与连结所述对准标记的虚拟直线的差异，计算所述虚拟直线相对于所述移动路线的沿X方向的在Y方向上的偏差量，通过所述位置调节单元基于所述偏差量调节所述第二镜相对于所述第一镜的间隔。

5.根据权利要求4所述的划线装置，其特征在于，

所述位置调节单元具有：

伺服电机，固定于所述滑动结构体，且由所述控制部控制；

滚珠丝杠，固定于所述伺服电机的驱动轴；以及

往返块，固定于所述可动框架，从所述滚珠丝杠接受力，使所述可动框架往返运动。

6.一种激光划线装置用插补机构，其特征在于，构成激光照射单元，所述激光照射单元在向Y方向水平移送基板的基板移送单元的上方以能够滑动的方式安装于向X方向移动的水平移动台，将从外部向X方向入射的激光束朝向所述基板向垂直下方向引导，所述激光划线装置用插补机构具备：

第一光路转换部，固定于所述激光照射单元，接受从激光振荡器射出的激光束，将激光束的光路向Y方向转换；

可动框架，被所述激光照射单元支承为能够在Y方向上进行位置调节；

位置调节单元，使所述可动框架向Y方向移动；以及

第二光路转换部，设置于所述可动框架，与所述第一光路转换部对应配置，通过所述位置调节单元调节与所述第一光路转换部的间隔，接受经由所述第一光路转换部的激光束，将激光束向相对于Y方向及X方向为垂直方向的Z方向而向下引导。

7.根据权利要求6所述的激光划线装置用插补机构，其特征在于，

所述第一光路转换部具备第一镜，所述第一镜以使入射角与射出角成为直角的方式反射所述激光束，

所述第二光路转换部包括第二镜，所述第二镜以使入射角与射出角成为直角的方式反射被所述第一镜反射的激光束。

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