JP2020082407A - Scribe device and scribe method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂基板や脆性材料基板にカッターホイールで分断用のスクライブラインを加工するスクライブ装置及びスクライブ方法に関する。 The present invention relates to a scribing apparatus and a scribing method for processing a scribing line for cutting on a resin substrate or a brittle material substrate with a cutter wheel.
通常、大判のマザー基板から単位基板を切り出す場合は、例えば、特許文献1で示すようなスクライブ装置を用いて、カッターホイールをマザー基板の表面に押しつけながら移動させて縦、横のスクライブライン(切溝)を形成し、次いで、基板を撓ませるなどをしてスクライブラインから分断することにより単位基板を取り出している。
Usually, when cutting out a unit substrate from a large-sized mother substrate, for example, a scribing device as shown in
従来のカッターホイールは、図8及び図9に示すように、カッターホイール2の軸穴に対して、カッターホルダ9Bに保持された軸20を回転自在に挿通して形成されている。そして、カッターホルダ9Bに連なるスクライブヘッド又は、加工される基板を保持するテーブルを移動させることでカッターホイール2を基板との摩擦力で転動させて基板にスクライブライン(切り溝)を加工している。
As shown in FIGS. 8 and 9, the conventional cutter wheel is formed by rotatably inserting the
しかし、カッターホイールを軸に対して回転可能に保持させるためには、カッターホイールの軸穴内面と軸外周面との間に隙間(クリアランス)を設ける必要があり、例えば直径2〜3mm、軸穴の内径0.8mmのカッターホイールでは少なくとも10〜20μmの隙間を必要とする。従って、その隙間の分だけカッターホイールが不安定になって刃先の振れ等が生し、スクライブ開始位置の軸方向におけるバラツキやスクライブラインのうねり等の発生原因となる。 However, in order to hold the cutter wheel rotatably with respect to the shaft, it is necessary to provide a clearance between the inner surface of the shaft hole of the cutter wheel and the outer peripheral surface of the shaft. A cutter wheel having an inner diameter of 0.8 mm requires a clearance of at least 10 to 20 μm. Therefore, the cutter wheel becomes instable by the amount of the gap, resulting in wobbling of the cutting edge, which causes variations in the scribing start position in the axial direction and waviness of the scribing line.
また、軸穴内面と軸外周面との間に生じる摩擦力が、摩耗やその他の何らかの要因で変化することにより、カッターホイールの基板に対する摩擦力が変化すると、カッターホイールの刃先稜線と基板との間に滑りが生じてスクライブラインの加工精度が劣化すると共に、カッターホイールの刃先の摩耗が進んで使用寿命が低下するといった問題点があった。 Further, when the frictional force generated between the inner surface of the shaft hole and the outer peripheral surface of the shaft changes due to wear or some other factor, and the frictional force of the cutter wheel with respect to the substrate changes, the cutting edge ridgeline of the cutter wheel and the substrate are changed. There is a problem that slippage occurs between them and the processing accuracy of the scribe line deteriorates, and the cutting edge of the cutter wheel wears and the service life decreases.
そこで本発明は、上記課題に鑑み、カッターホイールのふらつきを抑制して安定よく保持できるとともに高精度で高品位のスクライブラインを加工することのできるスクライブ装置並びにスクライブ方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a scribing device and a scribing method capable of suppressing the wobbling of the cutter wheel and stably holding the scribing line and capable of processing a high-quality and high-quality scribing line. ..
上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。即ち、本発明では、カッターホイールを脆性材料基板の表面に押しつけながら相対的に移動させることにより基板にスクライブラインを加工するスクライブ装置において、前記スクライブラインを加工するカッターホイールが駆動源に連結されてスクライブ進行方向に向かって自転するように形成されている構成とした。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means. That is, in the present invention, in a scribing device for processing a scribe line on a substrate by relatively moving the cutter wheel while pressing it against the surface of the brittle material substrate, the cutter wheel for processing the scribe line is connected to a drive source. The configuration is such that it is formed so as to rotate in the direction of scribe advancement.
また本発明は、カッターホイールを脆性材料基板の表面に押しつけながら相対的に移動させることにより基板にスクライブラインを加工するスクライブ方法であって、前記スクライブラインを加工するカッターホイールを駆動源によりスクライブ進行方向に向かって自転させながらスクライブするようにしたスクライブ方法も特徴とする。
ここで、前記カッターホイールの周速度と基板に対する移動速度とが同じ速度となるように調整形成するのがよい。
また、駆動源にはモータを用いるのが一般的であるが、カッターホイールを自転する動力を与えるものであれば特に限定されない。
Further, the present invention is a scribing method for processing a scribe line on a substrate by relatively moving the cutter wheel while pressing it against the surface of a brittle material substrate, wherein the cutter wheel for processing the scribe line is scribed by a drive source. It also features a scribe method that allows you to scribe while rotating in a certain direction.
Here, it is preferable that the peripheral speed of the cutter wheel and the moving speed with respect to the substrate are adjusted and formed to be the same speed.
In addition, although a motor is generally used as a drive source, it is not particularly limited as long as it gives power for rotating the cutter wheel.
本発明によれば、カッターホイールが基板に対して自転しながらスクライブするようにしたので、基板に対して不規則なスリップなどが生じることがなくなって安定した状態でスクライブすることができ、バラツキのない高品位のスクライブラインを加工することができる。また、スクライブ速度に対してカッターホルダの周速度を変えることにより、例えば周速度を遅くしてスクライブラインのクラック(亀裂)を深く加工したりするなどして、クラックの浸透度を任意に調整することができる。
また、カッターホイールの周速度と基板に対する移動速度とを同じ速度となるように調整することにより、基板表面に対して刃先稜線に滑りのない状態でスクライブすることができる。これにより、高精度のスクライブラインを加工することができると共に、刃先稜線の摩耗を抑制してカッターホイールの長寿命化を図ることができるといった効果がある。
According to the present invention, since the cutter wheel is adapted to scribe while rotating on the substrate, it is possible to scribe in a stable state without causing irregular slips and the like on the substrate. It can process high quality scribe lines. Further, by changing the peripheral speed of the cutter holder with respect to the scribe speed, for example, the peripheral speed is slowed to deeply process the cracks in the scribe line, and the penetration of the cracks is adjusted arbitrarily. be able to.
In addition, by adjusting the peripheral speed of the cutter wheel and the moving speed with respect to the substrate to be the same speed, it is possible to scribe with respect to the surface of the substrate in a state in which the cutting edge ridgeline does not slip. As a result, it is possible to process the scribe line with high accuracy and to suppress the wear of the edge line of the cutting edge to prolong the life of the cutter wheel.
本発明において、前記カッターホイールが回転軸に固定され、当該回転軸が前記モータ駆動源に連結されて駆動するように形成されている構成とするのがよい。
これにより、カッターホイールと回転軸との間の隙間がなくなるので、隙間による刃先の振れ等を解消でき、スクライブ開始位置のバラツキやスクライブラインのうねり等の発生を防止することができる。
In the present invention, it is preferable that the cutter wheel is fixed to a rotary shaft, and the rotary shaft is connected to the motor drive source to be driven.
As a result, the gap between the cutter wheel and the rotary shaft is eliminated, so that the wobbling of the cutting edge due to the gap can be eliminated, and the variation of the scribing start position and the waviness of the scribe line can be prevented.
本発明において、前記カッターホイールはスクライブヘッドに設けられたカッターホルダの下部にその一部を下方に露出させた状態で回動自在に保持され、前記カッターホイールの刃先の左右傾斜面に上方から面接触で圧接する駆動輪と補助輪とが前記カッターホイールのスクライブ方向に沿った前後に振り分けられた位置で前記カッターホルダ内部に配置され、前記駆動輪が回転軸を介して駆動源に連動連結されていて当該駆動輪との摩擦により前記カッターホイールが回転するように形成されている構成とするのがよい。
こうすることで、カッターホイールは駆動輪と補助輪とによって上方からバランスよく下方に押しつけられ、これにより、カッターホイールの回転軸受部分の隙間はなくなってカッターホイールをふらつきのない状態で安定よく保持することができる。
In the present invention, the cutter wheel is rotatably held at a lower portion of a cutter holder provided in a scribing head with a part thereof exposed downward, and a surface of the cutter wheel from the upper side to the right and left inclined surfaces of the cutting edge. A drive wheel and an auxiliary wheel that are pressed into contact with each other are disposed inside the cutter holder at positions that are distributed to the front and rear along the scribing direction of the cutter wheel, and the drive wheel is interlockingly connected to a drive source via a rotary shaft. However, it is preferable that the cutter wheel is configured to rotate by friction with the drive wheel.
By doing so, the cutter wheel is pressed downward from the upper side in a well-balanced manner by the drive wheel and the auxiliary wheel, and thus the gap in the rotary bearing portion of the cutter wheel is eliminated and the cutter wheel is stably held without wobbling. be able to.
以下、本発明に係るスクライブ装置の詳細を図に基づいて説明する。
図1及び図2は、本発明のスクライブ装置の最初の実施例を示すものである。このスクライブ装置では、加工すべき基板Wを上面に保持するテーブル1と、テーブル1の上方に配置されて基板Wにスクライブラインを加工するカッターホイール2とを備えている。テーブル1は、X方向に延びるレール3並びにこれに直交するY方向のレール4に沿って所望の速度で移動できるように形成され、昇降機構5により昇降可能に形成されている。
Hereinafter, details of the scribing device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a first embodiment of the scribing apparatus of the present invention. This scribing apparatus includes a table 1 that holds a substrate W to be processed on its upper surface, and a
カッターホイール2は、スクライブ装置の機枠6に保持された回転軸7に固着され、前記機枠6に取り付けられたモータM(駆動源)により所望の周速度で自転するように形成されている。回転軸7とモータ軸22とは軸間の芯ズレを許容するカップリング(軸継ぎ手)Dを介して接続されている。本実施例では、このカップリングDがゴムなどの天然又は合成樹脂からなる弾性材料で形成され、これにより軸回転方向への弾性力が付与されている。カップリングDに弾性力を付与するために、樹脂に代えて板バネや磁石、流体継手を用いてもよい。
また、本実施例では、回転軸7がテーパーピンで形成されており、テーパーピンにカッターホイール2の軸穴を押し込むことによりくさび効果でカッターホイールを固く止着することができるようにしてある。尚、カッターホイール2は、図2に示すように、周縁刃先部分で刃先稜線2aを頂点とする左右対称的な傾斜面2b、2bを備えている。
The
Further, in this embodiment, the rotary shaft 7 is formed of a taper pin, and the cutter wheel can be firmly fixed by the wedge effect by pushing the shaft hole of the
また、カッターホイール2は、テーブル上方にあるスクライブヘッド8に組み込まれたカッターホルダ9の内部に周面の一部を露出させた状態で配置されている。この実施例では、スクライブヘッド8は機枠6に固定されており、カッターホルダ9はカッターホイール2のカバーとしての役目を果たしている。
装置全体の動きはコンピュータ装置で形成されている制御部30により制御され、テーブル1のX、Y方向の移動速度やカッターホイール2の周速度についても、制御部30からの制御信号により調整できるようにしてある。
Further, the
The movement of the entire apparatus is controlled by a
基板Wにスクライブラインを加工する場合は、昇降装置5によりテーブル1を上昇させてカッターホイール2を基板Wに押し当てた状態で、カッターホイール2をモータMによりスクライブ方向に向かって自転させながらテーブル1をY方向に移動させて行う。この際、カッターホイール2の周速度と基板に対する移動速度とが一致するように設定しておく。具体的には、モータMを回転制御可能なサーボモータまたはトルクモータで形成し、カッターホイール2の周速度に合わせたテーブル1の移動速度となる制御が行われるように制御信号を設定しておく。
When processing a scribe line on the substrate W, the table 1 is raised by the
上記のごとく構成されたスクライブ装置では、カッターホイール2が基板Wに対して自転しながらスクライブするので、基板に対して異常なスリップなどが生じることがなくなって安定した状態でスクライブすることができる。またカッターホイール2と回転軸7との間に隙間が存在しないので、隙間による刃先の振れ等がなくなってスクライブ開始位置のバラツキやスクライブラインのうねり等の発生を防止することができ、高精度、高品位のスクライブラインを加工することができる。
また、カッターホイール2の周速度と基板Wに対する移動速度とを同じ速度で形成することにより、スクライブ時に刃先稜線と基板Wとの間の接触圧力が変化しても、基板表面に対して刃先稜線に滑りのない状態でスクライブすることができる。これにより、スクライブラインの精度を安定した状態で維持することができると共に、刃先稜線の摩耗を抑制し、カッターホイールの長寿命化を図ることができる。
In the scribing device configured as described above, the
Further, by forming the peripheral speed of the
また、本実施例では、スクライブ中に、カッターホイール2の回転速度と、基板Wを載せたテーブルの移動速度に何らかの原因で意図しない機械的や電気的なズレが生じても、回転軸7とモータ軸22との間に回転方向に弾性を有するカップリングがあることで、刃先と基板との異常な摩擦を軽減してスクライブ品質の極端な劣化を抑制することができる。
Further, in the present embodiment, even if an unintended mechanical or electrical deviation occurs between the rotational speed of the
尚、図示は省略するが、上記カップリングDに代えて、スクライブ方向にのみ回転力を伝えるワンウエイクラッチ(一方向回転クラッチ)を、モータMと回転軸7との間に組み込むようにしてもよい。カッターホイール2の回転速度に対し、テーブルの移動速度が遅い場合、特にスクライブ品質が劣化しやすくなるが、これにより、カッターホイール2の回転速度とテーブルの移動速度に機械的や電気的なズレが生じても、スクライブ方向に対する刃先と基板との異常な摩擦を緩和してスクライブ品質の極端な劣化を抑制することができる。
Although not shown, instead of the coupling D, a one-way clutch (one-way rotation clutch) that transmits a rotational force only in the scribe direction may be incorporated between the motor M and the rotary shaft 7. .. When the moving speed of the table is slower than the rotating speed of the
また、上記のワンウエイクラッチとカップリングDの両方を組み付けるようにしてもよい。これにより、カッターホイール2の回転速度と、テーブルの移動速度に機械的や電気的なズレが生じた場合のスクライブ品質の劣化をさらに効果的に抑制することができる。尚、この場合、モータ側にワンウエイクラッチを、カッターホイール側にカップリングを取り付けるのが好ましい。
Alternatively, both the one-way clutch and the coupling D may be assembled. As a result, it is possible to more effectively suppress the deterioration of the scribe quality when the rotational speed of the
図3並びに図4は、カッターホイール2がスクライブ装置のスクライブヘッドとともに移動できるようにした実施例を示すものである。この実施例では、スクライブヘッド8がテーブル1を跨ぐように配置された機枠10にガイド11を介してY方向に移動可能に保持されている。このスクライブヘッド8に昇降機構12を介して昇降可能に取り付けられたカッターホルダ9に、回転軸7に固着されたカッターホイール2が配置されている。回転軸7並びにこれを駆動するモータMはカッターホルダ9とともに昇降できるようにカッターホルダ9に連なる支持ステー13に保持されている。テーブル1はレール14に沿ってX方向に移動可能に設けられている。
3 and 4 show an embodiment in which the
このスクライブ装置では、カッターホイール2を下降させ、基板Wの表面に押しつけた状態でカッターホイール2をモータMで自転させながらスクライブヘッド8をY方向に移動させることにより基板Wの表面にスクライブラインを加工することができる。
この場合もカッターホイール2の自転により上記実施例と同様の効果を発揮することができる。
また、先の実施例と同様に、モータMと回転軸7との間に上記したカップリングやワンウエイクラッチのいずれか一方、若しくはその両方を取り付けるようにしてもよい。
In this scribing device, the
Also in this case, the same effect as that of the above-described embodiment can be exhibited by the rotation of the
Further, as in the previous embodiment, either one or both of the coupling and the one-way clutch described above may be attached between the motor M and the rotary shaft 7.
図5〜図7は本発明の他の実施例を示すものである。この実施例では、カッターホイール2はカッターホルダ9Aの下部にその一部を下方に露出させた状態で枢軸15により回動自在に保持されている。そして、カッターホイール2の刃先の左右傾斜面2b、2b
に上方から面接触で圧接する駆動輪16と補助輪17とがカッターホイール2のスクライブ方向に沿って前後に振り分けられた位置でカッターホルダ9A内に配置されている。駆動輪16は回転軸18を介してモータ(図示外)に連動連結されており、回転軸18及び補助輪17の軸19はベアリング20、21を介してカッターホルダ9Aにそれぞれ支承されている。これにより、モータによって駆動される駆動輪16との摩擦力によってカッターホイール2がスクライブ方向に向かって自転するように形成されている。また、カッターホイール2は上方から駆動輪16と補助輪17とによってバランスよく下方に押しつけられているので、カッターホイール2の回転軸受部分の隙間はなくなってカッターホイール2のふらつきをなくすることができる。
尚、上記した駆動輪16並びに補助輪17のカッターホイールに対する左右接触面の外幅Lが、カッターホイール2の厚みtより小さくなるように形成されている。こうすることで、カッターホイールが駆動輪や補助輪より硬いことから、経年使用により駆動輪や補助輪が摩耗したときに、カッターホイールの刃先が駆動輪や補助輪の窪んだ接触面に食い込むことを防止することができる。
5 to 7 show another embodiment of the present invention. In this embodiment, the
The
The outer width L of the contact surfaces of the
尚、駆動輪16の回転軸18を駆動させるモータは、先の図1で示した実施例と同様に、スクライブ装置の固定機枠部分に取り付けて、カッターホイール2を定位置で回転させるようにしてもよく、或いは図3及び図4で示した実施例のように、カッターホルダ9Aに連なる部分に取り付けてカッターホイールとともに基板Wに対して移動できるように形成してもよい。
The motor for driving the
この実施例においても、カッターホイール2の自転により先に述べた実施例と同様の効果を発揮することができる。
また、この実施例においても、モータMと回転軸7との間に上記したカップリングやワンウエイクラッチのいずれか一方、若しくはその両方を取り付けるようにしてもよい。
Also in this embodiment, the same effect as that of the above-described embodiment can be exhibited by the rotation of the
Also in this embodiment, one or both of the coupling and the one-way clutch described above may be mounted between the motor M and the rotary shaft 7.
以上本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものではない。例えば、上記実施例では、カッターホイール2の周速度と基板Wに対する移動速度(スクライブ速度)とを一致させて基板表面に対する刃先稜線2aに滑りのない状態でスクライブするようにしたが、要求に応じてスクライブ速度に対するカッターホイールの周速度を任意に調整してスクライブすることができる。一例として、スクライブ速度に対してカッターホイールの周速度を遅くすることで基板厚み方向の亀裂(クラック)を深くすることができ、基板ブレイク時の分離性を高めることができる。その他本発明は、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜変更、修正を加えることが可能である。
Although the representative examples of the present invention have been described above, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments. For example, in the above-described embodiment, the peripheral speed of the
本発明は、樹脂基板や脆性材料基板にカッターホイールで分断用のスクライブラインを加工するスクライブ装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a scribing device for processing a scribing line for cutting with a cutter wheel on a resin substrate or a brittle material substrate.
D カップリング
M モータ(駆動源)
W 基板
1 テーブル
2 カッターホイール
6 機枠
7 回転軸
8 スクライブヘッド
9 カッターホルダ
9A カッターホルダ
16 駆動輪
17 補助輪
18 回転軸
D coupling M motor (drive source)
Claims (11)
前記スクライブラインを加工するカッターホイールが駆動源に連結されてスクライブ進行方向に向かって自転するように形成されていることを特徴とするスクライブ装置。 In a scribing device that processes a scribe line on the substrate by moving the cutter wheel relatively while pressing it against the surface of the brittle material substrate,
A scribing device, characterized in that a cutter wheel for processing the scribing line is connected to a drive source so as to rotate about a scribing direction.
前記スクライブラインを加工するカッターホイールを駆動源モータによりスクライブ進行方向に向かって自転させながらスクライブするようにしたスクライブ方法。 A scribing method for processing a scribe line on a substrate by relatively moving the cutter wheel while pressing it against the surface of the brittle material substrate,
A scribing method in which a cutter wheel for processing the scribing line is rotated while being rotated in the direction of the scribing by a drive source motor.
11. The scribing method according to claim 10, wherein the peripheral speed of the cutter wheel and the moving speed with respect to the substrate are made to coincide with each other so that the ridge line with respect to the substrate surface does not slip.
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