JP2007284334A - Substrate scribing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate scribing device equipped with a scribing head performing accurate control in the Z-axis direction of the device for forming a scribe line on a substrate and forming a precise scribe line. <P>SOLUTION: The device has a scribe line forming part for forming a scribe line on the substrate, a pressing part for pressing the scribe line forming part, an ascending/descending part for ascending and descending the pressing part, an ascending/descending guide for guiding the ascending/descending part, and a pressing guide for guiding the pressing part. The scribe line forming part is constituted of a wheel and a wheel holder and further has a control part for controlling the pressing part and the ascending/descending part. The pressing part is constituted of a voice coil motor and generates pressing force previously set by the control part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は基板スクライブ装置（Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｓｃｒｉｂｉｎｇ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）に係り、特にスクライブ装置においてスクライブするための力が基板に垂直に作用するようにしたスクライブ用ヘッドを備えた基板スクライブ装置に関する。   The present invention relates to a substrate scribing apparatus, and more particularly to a substrate scribing apparatus including a scribing head in which a force for scribing in the scribing apparatus acts perpendicularly to the substrate.

ディスプレイなどの基板として用いられるガラス基板は、大型に製作された後に、用途に沿った大きさに切断加工される。
ガラス基板のような脆性物質を切断するための工程は、ガラス基板より硬度が高いダイアモンド材質の工具を利用し、基板の表面に切断線を形成するスクライブ（Ｓｃｒｉｂｅ）工程と、ガラス基板に形成された切断線を中心に加圧して切断するブレーキ（Ｂｒｅａｋ）工程からなる。 A glass substrate used as a substrate for a display or the like is manufactured in a large size and then cut into a size according to the application.
The process for cutting a brittle substance such as a glass substrate is performed on a scribing process for forming a cutting line on the surface of the substrate using a diamond tool having a higher hardness than the glass substrate, and a glass substrate. It consists of a brake (Break) process in which the cutting line is pressurized and cut.

スクライブ工程は、切断工具であるホイールを利用し、ガラス基板の切断位置にクラックを形成する工程である。ブレーキ工程では、ガラス基板にスクラッチを形成しない材質からなるブレーキバーをクラックに位置させた後、適当な力で瞬間的な圧力を加えると、クラックがガラス基板の厚さ 方向に拡張しながら切断される。
このようなスクライブ工程に使用される装置をスクライバー（Ｓｃｒｉｂｅｒ）というが、スクライバーの典型的な構造が、韓国特許公開番号第 １０−２００５−００３２８３４号「基板切断装置及びその駆動方法」に開示されている。 The scribing step is a step of forming a crack at the cutting position of the glass substrate using a wheel which is a cutting tool. In the braking process, after a brake bar made of a material that does not form scratches on the glass substrate is positioned in the crack, if an instantaneous pressure is applied with an appropriate force, the crack is cut while expanding in the thickness direction of the glass substrate. The
An apparatus used for such a scribing process is called a scriber. A typical structure of a scriber is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2005-0032834 "Substrate cutting apparatus and driving method thereof". Yes.

上記特許公開公報に開示されている技術のうち、本願発明と関連するスクライバー構造は、図１に示したように、ガラス基板１９に接触してガラス基板１９を切断するホイール１６、ホイール１６を固定及び保持するホイールホルダ１５、ホイール１６及びホイールホルダ１５が駆動可能に装着されるヘッド１０から構成されている。
また、ヘッド１０の一方にはヘッド１０を垂直及び水平方向に移動させるガイド１７が連結されており、ガイド１７は別の駆動装置に連結されて駆動される。 Among the techniques disclosed in the above-mentioned patent publications, the scriber structure related to the present invention has a wheel 16 that contacts the glass substrate 19 and cuts the glass substrate 19 as shown in FIG. The wheel holder 15 to be held, the wheel 16, and the head 10 on which the wheel holder 15 is drivably mounted are configured.
One of the heads 10 is connected to a guide 17 that moves the head 10 in the vertical and horizontal directions, and the guide 17 is connected to and driven by another drive device.

従って、ヘッド１０はガイド１７が上下又は左右に移動することによって共に移動する。
ヘッド１０はホイールホルダ１５に圧力を加えるためのシリンダー１８と、シリンダー１８によって加わる力を測定するロードセル１１と、ロードセル１１を介してシリンダー１８から加えられる力を下に伝達するバー１２と、ヘッド１０の下端部に装着され、ホイールホルダ１５のホルダシャフト１４がその中心に結合されるベアリング１３から構成される。 Therefore, the head 10 moves together when the guide 17 moves up and down or left and right.
The head 10 has a cylinder 18 for applying pressure to the wheel holder 15, a load cell 11 for measuring the force applied by the cylinder 18, a bar 12 for transmitting the force applied from the cylinder 18 via the load cell 11, and the head 10. It is comprised from the bearing 13 with which the holder shaft 14 of the wheel holder 15 is couple | bonded with the center part.

バー１２は、その一端がヘッド１０の一方に結合されており、その他端は自由に開放されているが、シリンダー１８とベアリング１３との間に位置し、シリンダー１８から加えられる圧力をベアリング１３を介してホイールホルダ１５に伝達する。
前記のような構成の従来の基板切断装置は、ヘッド１０のシリンダー１８による加圧力が、ホイール１６に伝達されて基板１９上にスクライブラインを形成する際に、ベアリング１３とヘッド１０との間の結合公差などによって、垂直に加わる加圧力が基板１９に偏心して伝達されるため、正確な位置に対するスクライブラインの形成が不可能であり、シリンダー１８を介して伝達される加圧力の誤差が発生し、基板１９に対するスクライブ ラインの正確な深さ形成が困難になる問題点がある。 One end of the bar 12 is coupled to one end of the head 10 and the other end is freely open. However, the bar 12 is located between the cylinder 18 and the bearing 13, and the pressure applied from the cylinder 18 is applied to the bearing 13. Via the wheel holder 15.
In the conventional substrate cutting apparatus configured as described above, when the pressure applied by the cylinder 18 of the head 10 is transmitted to the wheel 16 to form a scribe line on the substrate 19, a gap between the bearing 13 and the head 10 is obtained. Because the vertical applied pressure is transmitted eccentrically to the substrate 19 due to a coupling tolerance or the like, it is impossible to form a scribe line for an accurate position, and an error in the applied pressure transmitted through the cylinder 18 occurs. There is a problem that it is difficult to accurately form a scribe line with respect to the substrate 19.

このような従来の問題点を解消するための技術が、図２に示したスクライブ装置に記載されている。
図２のスクライブ装置は、基板２９にスクライブラインを形成するホイール２６、ホイール２６が回動自在になるように装着されるベアリング２３、ベアリング２３が装着されるヘッド２７、ベアリング２３の回動角度を制限するストッパー２５、ヘッド２７の内部に設けられてベアリング２３を加圧させるエアシリンダ２８、ヘッド２７の垂直方向への移動をガイドするガイド２４、ヘッド２７を垂直方向に昇降させるサーボモータ２１及びボールスクリュー２２から構成されている。 A technique for solving such a conventional problem is described in the scribing apparatus shown in FIG.
The scribing device of FIG. 2 includes a wheel 26 that forms a scribe line on the substrate 29, a bearing 23 that is mounted so that the wheel 26 is rotatable, a head 27 that is mounted with the bearing 23, and a rotation angle of the bearing 23. Stopper 25 for limiting, air cylinder 28 provided inside head 27 for pressurizing bearing 23, guide 24 for guiding movement of head 27 in the vertical direction, servomotor 21 for moving head 27 up and down, and ball It consists of a screw 22.

図２のスクライブ装置は、サーボモータ２１及びボールスクリュー２２により加圧されるヘッド２７の垂直方向への移動をガイド２４を介してガイドすることによって、ヘッド２７が一方に偏重することを防いでいる。
即ち、サーボモータ２１及びボールスクリュー２２を使用してヘッド２７をＺ軸方向に移動させる。
そして、スクライブラインを形成するため、ホイール２６に加わる荷重はエアシリンダ２８を介して制御される。 The scribe device of FIG. 2 prevents the head 27 from being biased to one side by guiding the movement of the head 27 pressurized by the servo motor 21 and the ball screw 22 in the vertical direction via the guide 24. .
That is, the head 27 is moved in the Z-axis direction using the servo motor 21 and the ball screw 22.
The load applied to the wheel 26 is controlled via the air cylinder 28 to form a scribe line.

また、ホイール２６はベアリング２３を介してヘッド２７に回動自在に装着されており、エアシリンダ２８が加える力をモーメント力で受ける。この時、ホイール２６はベアリング２３を介してヘッド２７に結合されているので、ヘッド２７の端部にはホイール２６が設定された範囲内でのみ回転させるストッパー２５によって一定の範囲内から逸脱することを防ぐ。   The wheel 26 is rotatably mounted on the head 27 via the bearing 23, and receives the force applied by the air cylinder 28 with moment force. At this time, since the wheel 26 is coupled to the head 27 via the bearing 23, the end of the head 27 deviates from a certain range by the stopper 25 that rotates the wheel 26 only within the set range. prevent.

しかし、図２の従来技術は、ヘッド２７とホイール２６がベアリング２３を介して連結されているため、図３のように、ホイール２６を走行方向１（図３のＡ方向）又は走行方向２（図３のＢ方向）に進行させると、加圧力（Ｗ１，Ｗ２）による摩擦力（Ｖ１，Ｖ２）によって反発力（Ｘ１，Ｘ２）が発生し、反発力（Ｘ１，Ｘ２）によって意図しないモーメント力（Ｍ）が発生し、正確なスクライブライン形成が困難であるという問題点があった。
そして、図１及び図２のような従来の基板切断装置は、エアーによって駆動されるシリンダーを利用して加圧力を調節するため、微小圧力（０．０２ｋｇｆ／ｃｍ２）以下では制御が不可能であるという問題点があった。
韓国特許公開番号第１０−２００５−００３２８３４号 特開平１０−１５８０２２号公報 However, in the prior art of FIG. 2, since the head 27 and the wheel 26 are connected via the bearing 23, the wheel 26 is moved in the traveling direction 1 (direction A in FIG. 3) or the traveling direction 2 ( When proceeding in the B direction in FIG. 3, the repulsive force (X 1 , X 2 ) is generated by the frictional force (V 1 , V 2 ) due to the applied pressure (W 1 , W 2 ), and the repulsive force (X 1 , X 2 ) generates an unintended moment force (M), which makes it difficult to form an accurate scribe line.
The conventional substrate cutting apparatus as shown in FIGS. 1 and 2 uses a cylinder driven by air to adjust the applied pressure, and therefore cannot be controlled below a very small pressure (0.02 kgf / cm 2 ). There was a problem that.
Korean Patent Publication No. 10-2005-0032834 JP-A-10-158022

本発明の目的は、基板にスクライブラインを形成する装置のＺ軸方向への制御を精密に行うスクライブ用ヘッドを備えた基板スクライブ装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ホイールから基板に加わる加圧力が垂直方向にのみ伝達されるようにして正確なスクライブラインの形成が可能なスクライブ用ヘッドを備えた基板スクライブ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a substrate scribing apparatus provided with a scribing head for precisely controlling the apparatus for forming a scribe line on a substrate in the Z-axis direction.
Another object of the present invention is to provide a substrate scribing apparatus including a scribing head capable of forming an accurate scribe line so that a pressing force applied from the wheel to the substrate is transmitted only in the vertical direction. .

本発明は、基板にスクライブラインを形成するスクライブライン形成部と、前記スクライブライン形成部を加圧する加圧部と、前記加圧部を昇降させる昇降部と、前記昇降部をガイドする昇降ガイドと、前記加圧部をガイドする加圧ガイドと、を含むことを特徴とする。   The present invention includes a scribe line forming unit that forms a scribe line on a substrate, a pressurizing unit that pressurizes the scribe line forming unit, a lifting unit that lifts and lowers the pressing unit, and a lifting guide that guides the lifting unit. And a pressure guide for guiding the pressure unit.

前記スクライブライン形成部はホイール及びホイールホルダから構成され、前記加圧部及び前記昇降部を制御する制御部をさらに含み、前記加圧部はボイスコイルモータから構成され、前記制御部によって予め設定された加圧力を発生することを特徴とする。   The scribe line forming unit includes a wheel and a wheel holder, and further includes a control unit that controls the pressurizing unit and the elevating unit. The pressurizing unit includes a voice coil motor, and is preset by the control unit. It is characterized by generating a high pressure.

前記昇降部はサーボモータ及びボールスクリュー又はリニアモータから構成され、前記制御部によって予め設定された位置に前記スクライブライン形成部を移動させ、前記昇降部にはヘッドが装着されることを特徴とする。   The elevating unit includes a servo motor and a ball screw or a linear motor, moves the scribe line forming unit to a position preset by the control unit, and a head is mounted on the elevating unit. .

前記昇降ガイドは前記ヘッドに装着されるリニアガイドから構成され、前記加圧部は前記ヘッドに装着され、前記加圧ガイドはリニアガイドから構成されることを特徴とする。   The elevating guide is composed of a linear guide attached to the head, the pressing part is attached to the head, and the pressing guide is composed of a linear guide.

本発明は、Ｚ軸を除いたＸ−Ｙ方向への偏向力を解消することによって、基板に対して正確な位置にスクライブラインを形成することができ、反応速度が優れたＶＣＭを利用して加圧力を制御することによって、均一な品質のスクライブラインを形成することができる。   In the present invention, by eliminating the deflection force in the XY direction excluding the Z axis, a scribe line can be formed at an accurate position with respect to the substrate, and a VCM having an excellent reaction speed is used. By controlling the applied pressure, a scribe line of uniform quality can be formed.

以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

添付した図４は本発明による基板スクライブ装置の構造を説明するための正面図であり、図５は本発明による基板スクライブ装置の駆動状態を説明するための詳細図である。
本発明による基板スクライブ装置は、図４に示したように、基板５０にスクライブラインを形成するホイール４６と、ホイール４６を予め設定された加圧力で加圧させる加圧手段であるボイスコイルモータ（ＶＣＭ； Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）４５と、ＶＣＭ４５が装着される昇降ヘッド４４と、昇降ヘッド４４を上下（Ｚ軸方向）に昇降させる昇降手段であるサーボモータ４１及びボールスクリュー４２と、スクライブ装置のヘッド（図示省略）に装着されて昇降ヘッド４４がＺ軸方向にのみ昇降するようにガイドする昇降ガイド４３ａと、昇降ヘッド４４に装着されてＶＣＭ４５による加圧力が基板５０に対して垂直方向にのみ伝達されるようにする加圧ガイド４３ｂから構成される。 4 attached is a front view for explaining the structure of the substrate scribing apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a detailed view for explaining the driving state of the substrate scribing apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 4, the substrate scribing apparatus according to the present invention includes a wheel 46 that forms a scribe line on the substrate 50, and a voice coil motor (pressurizing means that pressurizes the wheel 46 with a preset pressure. VCM (Voice Coil Motor) 45, elevating head 44 to which the VCM 45 is mounted, servo motor 41 and ball screw 42 as elevating means for elevating the elevating head 44 up and down (Z-axis direction), and the head of the scribe device ( And a lifting guide 43a that guides the lifting head 44 to move up and down only in the Z-axis direction, and a pressure applied by the VCM 45 that is attached to the lifting head 44 is transmitted only to the substrate 50 in the vertical direction. It is comprised from the pressurization guide 43b to make it.

ホイール４６はホイールホルダを含む構成であり、ホイール方式のカッターの代りに、チップ方式のカッターを利用することもできる。
そして、サーボモータ４１及びＶＣＭ４５は別の制御部（図示省略）によって制御されるが、制御部はホイール４６と基板５０との間の距離をサーボモータ４１を介して調整し、基板５０にスクライブラインを形成するための加圧力はＶＣＭ４５を介して制御する。 The wheel 46 includes a wheel holder, and a tip-type cutter can be used instead of the wheel-type cutter.
The servo motor 41 and the VCM 45 are controlled by another control unit (not shown). The control unit adjusts the distance between the wheel 46 and the substrate 50 via the servo motor 41, and scribes the substrate 50 to the scribe line. The pressurizing force for forming is controlled via the VCM 45.

昇降ガイド４３ａ及び加圧ガイド４３ｂは、クロスローラ（Ｃｒｏｓｓ Ｒｏｌｌｅｒ）又はリニアモータガイド（Ｌｉｎｅａｒ Ｍｏｔｏｒ Ｇｕｉｄｅ）のようなリニアガイド（Ｌｉｎｅａｒ Ｇｕｉｄｅ）で構成され、リニアガイドはＺ軸によって昇降する昇降ヘッド４４とＶＣＭ４５及びホイール４６がＸ−Ｙ方向に偏心することを防ぐ。
即ち、図５に示したように、昇降ガイド４３ａ及び加圧ガイド４３ｂはホイール４６が走行方向（図５のＣ方向）に移動する時に、ホイール４６と基板５０との間の摩擦による摩擦力（Ｖ）と、ＶＣＭ４５によってホイール４６から基板５０に加わる加圧力（Ｗ）によって反発力（Ｘ）が生成されても、ホイール４６が垂直方向（Ｚ軸）にのみ加圧されるため、図３のようなモーメント力（Ｍ）が発生しない。 The elevating guide 43a and the pressure guide 43b are configured by a linear guide such as a cross roller or a linear motor guide, and the linear guide is an elevating head 44 that moves up and down by the Z axis. The VCM 45 and the wheel 46 are prevented from being eccentric in the XY direction.
That is, as shown in FIG. 5, when the wheel 46 moves in the traveling direction (direction C in FIG. 5), the elevating guide 43a and the pressure guide 43b have a frictional force (due to friction between the wheel 46 and the substrate 50). 3), even if the repulsive force (X) is generated by the pressure (W) applied to the substrate 50 from the wheel 46 by the VCM 45, the wheel 46 is pressurized only in the vertical direction (Z axis). Such moment force (M) does not occur.

従って、ホイール４６が常に設定された位置に正確な加圧力を伝達することができるため、スクライブラインの形成が正確に行われる。
そして、本発明は基板５０に加わる加圧力を反応速度が５ｍｓ以下で作動するＶＣＭ４５を介して制御するため、精密な圧力制御が可能であり、スクライブライン形成が精密に行われる。
前記実施例の説明では、昇降ヘッド４４を上下（Ｚ軸方向）に昇降させる昇降手段として、サーボモータ４１及びボールスクリュー４２を利用することを例に挙げて説明したが、リニアモータを採用して構成することもできる。 Therefore, since the wheel 46 can always transmit an accurate pressing force to the set position, the scribe line can be formed accurately.
In the present invention, the pressure applied to the substrate 50 is controlled via the VCM 45 that operates at a reaction speed of 5 ms or less, so that precise pressure control is possible and scribe line formation is performed precisely.
In the description of the above-described embodiment, the servo motor 41 and the ball screw 42 are used as an elevating unit that elevates the elevating head 44 up and down (in the Z-axis direction). However, a linear motor is employed. It can also be configured.

従来の基板スクライブ装置の構造を説明するための正面図である。It is a front view for demonstrating the structure of the conventional board | substrate scribing apparatus. 従来の他の基板スクライブ装置の構造を説明するための正面図である。It is a front view for demonstrating the structure of the other conventional board | substrate scribing apparatus. 従来の基板スクライブ装置の駆動状態を説明するための詳細図である。It is detail drawing for demonstrating the drive state of the conventional board | substrate scribing apparatus. 本発明による基板スクライブ装置の構造を説明するための正面図である。It is a front view for demonstrating the structure of the board | substrate scribing apparatus by this invention. 本発明による基板スクライブ装置の駆動状態を説明するための詳細図である。It is a detailed view for explaining a driving state of the substrate scribing apparatus according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

４１ ： サーボモータ
４２ ： ボールスクリュー
４３ａ ： 昇降ガイド
４３ｂ ： 加圧ガイド
４４ ： 昇降ヘッド
４５ ： ＶＣＭ
４６ ： ホイール
５０ ： 基板 41: Servo motor 42: Ball screw 43a: Lifting guide 43b: Pressure guide 44: Lifting head 45: VCM
46: Wheel 50: Substrate

Claims (9)

基板にスクライブラインを形成するスクライブライン形成部と、
前記スクライブライン形成部を加圧する加圧部と、
前記加圧部を昇降させる昇降部と、
前記昇降部をガイドする昇降ガイドと、
前記加圧部をガイドする加圧ガイドと
を含むことを特徴とする基板スクライブ装置 A scribe line forming part for forming a scribe line on the substrate;
A pressurizing unit that pressurizes the scribe line forming unit;
An elevating part for elevating and lowering the pressurizing part;
An elevating guide for guiding the elevating unit;
A substrate scribing apparatus comprising: a pressure guide for guiding the pressure unit; 前記スクライブライン形成部はホイール及びホイールホルダから構成されることを特徴とする請求項１に記載の基板スクライブ装置。   The substrate scribing apparatus according to claim 1, wherein the scribe line forming unit includes a wheel and a wheel holder. 前記加圧部及び前記昇降部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に記載の基板スクライブ装置。   The substrate scribing apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that controls the pressurizing unit and the elevating unit. 前記加圧部はボイスコイルモータから構成され、前記制御部によって予め設定された加圧力を発生することを特徴とする請求項３に記載の基板スクライブ装置。   The substrate scribing apparatus according to claim 3, wherein the pressurizing unit includes a voice coil motor and generates a pressurizing force preset by the control unit. 前記昇降部はサーボモータ及びボールスクリュー又はリニアモータから構成され、前記制御部によって予め設定された位置に前記スクライブライン形成部を移動させることを特徴とする請求項３に記載の基板スクライブ装置。   4. The substrate scribing apparatus according to claim 3, wherein the elevating unit includes a servo motor and a ball screw or a linear motor, and moves the scribe line forming unit to a position preset by the control unit. 前記昇降部にはヘッドが装着されることを特徴とする請求項１に記載の基板スクライブ装置。   The substrate scribing apparatus according to claim 1, wherein a head is attached to the elevating unit. 前記昇降ガイドは前記ヘッドに装着されるリニアガイドから構成されることを特徴とする請求項６に記載の基板スクライブ装置。   The substrate scribing apparatus according to claim 6, wherein the elevating guide is constituted by a linear guide attached to the head. 前記加圧部は前記ヘッドに装着されることを特徴とする請求項６に記載の基板スクライブ装置。   The substrate scribing apparatus according to claim 6, wherein the pressure unit is attached to the head. 前記加圧ガイドはリニアガイドから構成されることを特徴とする請求項８に記載の基板スクライブ装置。
The substrate scribing apparatus according to claim 8, wherein the pressure guide includes a linear guide.
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