JP2021138599A - Interpolation mechanism for laser scribe device and scribe device applied with interpolation mechanism - Google Patents

Interpolation mechanism for laser scribe device and scribe device applied with interpolation mechanism Download PDF

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Abstract

To provide an interpolation mechanism used to adjust an optical path of a laser beam to a vertically lower direction in a conveyor type scribe device to position a light reaching point in a carrying direction of a conveyor.SOLUTION: A scribe device has: a conveyor (substrate transfer means) which horizontally transfers a substrate; a horizontal moving table which moves in a direction orthogonal to the transfer direction of the substrate; a laser oscillator which is installed on the horizontal moving table and emits a laser beam; and an interpolation mechanism which is installed slidably on the horizontal moving table, and receives and guides the laser beam vertically downward toward the substrate to adjust the optical path to a vertically downward direction, and thus adjusts the position of a light reaching point.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、脆性基板を分断加工するレーザスクライブ装置に関し、より詳細には、レーザ照射の位置補間を通じてスクライブ精度を向上させる補間機構と前記補間機構が適用されたスクライブ装置に関するものである。 The present invention relates to a laser scribe device for dividing a brittle substrate, and more specifically, to an interpolation mechanism for improving the scribe accuracy through position interpolation of laser irradiation and a scribe device to which the interpolation mechanism is applied.

ガラス基板を含む各種薄型脆性基板を必要なサイズに切断するための道具としてスクライブ装置が使用されている。スクライブ装置は、レーザ照射ユニットやスクライビングホイールを用いて基板表面にスクライブラインを形成する装置であって、スクライブラインが形成された後、例えば、スクライブラインを中心に基板に曲げ力を印加して基板を切断することができる。 A scribe device is used as a tool for cutting various thin and brittle substrates including a glass substrate to a required size. A scribe device is a device that forms a scribe line on the surface of a substrate using a laser irradiation unit or a scribing wheel. After the scribe line is formed, for example, a bending force is applied to the substrate around the scribe line to apply a bending force to the substrate. Can be disconnected.

例えば、ホイールスクライブ装置は、制御部と、加工される脆性基板を支持するテーブルと、テーブルの上方に水平に設置され、長手方向に延在するガイドレールと、ガイドレールに沿って移動(スライド)可能に装着されたスクライブヘッドと、スクライブヘッドの下端部に備えられるスクライビングホイールとからなる基本構造を有する。スクライビングホイールは、脆性基板に圧接された状態で走行(転動)して基板上にスクライブラインを形成する。 For example, a wheel scribe device has a control unit, a table that supports the brittle substrate to be machined, a guide rail that is horizontally installed above the table and extends in the longitudinal direction, and moves (slides) along the guide rail. It has a basic structure consisting of a scribe head that can be mounted and a scribing wheel provided at the lower end of the scribe head. The scribing wheel travels (rolls) in a state of being pressed against a brittle substrate to form a scribe line on the substrate.

前記テーブルは、脆性基板をY方向(ガイドレールに直交する方向)に移送させるか、または脆性基板を水平に維持した状態で垂直のZ方向の軸を基準として回転させることができる。また、ガイドレールには、脆性基板に形成されているアラインメントマークを撮影するカメラと画像表示装置等が設置されている。 The table can be transferred in the Y direction (direction orthogonal to the guide rail) of the brittle substrate, or can be rotated with respect to the vertical axis in the Z direction while the brittle substrate is kept horizontal. Further, on the guide rail, a camera for photographing the alignment mark formed on the brittle substrate, an image display device, and the like are installed.

前記構造を有する従来のスクライブ装置において、ガイドレールの下方に進入する脆性基板の方向が歪んでいると、補正過程を通じてスクライブラインを合せなければならないが、その方法では、脆性基板を配置したテーブルや脆性基板をつかんでいるチャックを動かして脆性基板の位置を補正する方法、ガルバノスキャナを用いてレーザビームの照射位置を補正しながらスクライブラインを形成する方法がある。
ところで、前記した補正方法は、脆性基板を支持するテーブルの回転運動が可能な時に適用できるものであって、例えば、直線運動のみ可能なコンベアが適用された装置では適用することが困難である。
また、ガルバノスキャナは、価格が高価であり、何よりも、スクライブ装置の制御システムとの互換性がないので、ガルバノスキャナの制御プログラムとスクライブ装置の制御プログラムとを互換させる新しいプログラムを適用しなければならないという不便がある。
In a conventional scribe device having the above structure, if the direction of the brittle substrate entering below the guide rail is distorted, the scribe line must be aligned through the correction process. There are a method of correcting the position of the brittle substrate by moving the chuck holding the brittle substrate, and a method of forming a scribe line while correcting the irradiation position of the laser beam using a galvano scanner.
By the way, the above-mentioned correction method can be applied when the table supporting the brittle substrate can be rotated, and it is difficult to apply the correction method to, for example, an apparatus to which a conveyor capable of only linear motion is applied.
Also, galvano scanners are expensive and, above all, incompatible with the scribe device control system, so a new program must be applied to make the galvano scanner control program compatible with the scribe device control program. There is an inconvenience that it does not become.

韓国公開特許公報第10-2017-0083993号Korean Published Patent Gazette No. 10-2017-00839393

本発明は、前記問題点を解消するために創出したものであって、コンベア方式のスクライブ装置に適用するに適合した大きさと構造を有し、特別な追加装備が不要で低コストで構成することができ、製作やメンテナンスが有利なレーザスクライブ装置用の補間機構及び前記補間機構が適用されたレーザスクライブ装置を提供することに目的がある。
また、他の制御方式を使用する際に対比して補間作業に要する時間の増加がなく、迅速でかつ正確な作業を可能にするレーザスクライブ装置用の補間機構及び前記補間機構が適用されたスクライブ装置を提供することに目的がある。
The present invention was created in order to solve the above-mentioned problems, has a size and a structure suitable for application to a conveyor type scribe device, does not require special additional equipment, and is configured at low cost. An object of the present invention is to provide an interpolation mechanism for a laser scribe device, which is advantageous in manufacturing and maintenance, and a laser scribe device to which the interpolation mechanism is applied.
In addition, there is no increase in the time required for interpolation work compared to when other control methods are used, and an interpolation mechanism for a laser scribing device that enables quick and accurate work and a scribe to which the interpolation mechanism is applied. The purpose is to provide the device.

前記目的を達成するための課題の解決手段としての本発明のスクライブ装置は、基板を水平に支持しながらY方向に水平移送する基板移送手段(例えば、コンベア)と;前記基板移送手段の上方に位置し、基板の移送方向に直交するX方向へ移動する水平移動台と;前記水平移動台の一側に備えられ、レーザビームをX方向に出射するレーザ発振器と;前記水平移動台にスライド可能に設置され、前記レーザ発振器から出射されたレーザビームを受けて、前記基板に向かって垂直下方向に誘導するものであって、前記レーザビームの垂直下方向への光路を調節して、前記基板に映る光着点がY方向に位置調節されるようにする補間機構が備えられたレーザ照射ユニットを有する。 The scribing device of the present invention as a means for solving the problem for achieving the above object includes a substrate transfer means (for example, a conveyor) that horizontally transfers the substrate in the Y direction while horizontally supporting the substrate; above the substrate transfer means. A horizontal moving table that is located and moves in the X direction orthogonal to the transfer direction of the substrate; a laser oscillator provided on one side of the horizontal moving table and emits a laser beam in the X direction; and slidable to the horizontal moving table. It is installed in the substrate, receives a laser beam emitted from the laser oscillator, and guides the laser beam in the vertical downward direction toward the substrate, and adjusts the optical path of the laser beam in the vertical downward direction to the substrate. It has a laser irradiation unit provided with an interpolation mechanism that adjusts the position of the light landing point reflected in the image in the Y direction.

また、前記レーザ照射ユニットは、前記水平移動台にスライド可能に装着されるスライド構造体を備え、前記補間機構は;前記スライド構造体に固定され、前記レーザ発振器から照射されたレーザビームを受けて、レーザビームの光路をY方向に転換させる第1の光路転換部と、前記スライド構造体にY方向に位置調節可能に支持される可動フレームと;前記可動フレームをY方向に移動させる位置調節手段と;前記可動フレームに設置されるが、前記第1の光路転換部と対応配置され、前記位置調節手段により前記第1の光路転換部との間隔が調節され、前記第1の光路転換部を経たレーザビームを受けて、レーザビームをY方向及びX方向に垂直な方向であるZ方向下向に誘導する第2の光路転換部を備える。 Further, the laser irradiation unit includes a slide structure slidably mounted on the horizontal moving table, and the interpolation mechanism; receives a laser beam fixed to the slide structure and irradiated from the laser oscillator. , A first optical path conversion portion that converts the optical path of the laser beam in the Y direction, and a movable frame that is supported by the slide structure so that the position can be adjusted in the Y direction; And; although it is installed in the movable frame, it is arranged corresponding to the first optical path conversion portion, the distance from the first optical path conversion portion is adjusted by the position adjusting means, and the first optical path conversion portion is formed. It is provided with a second optical path conversion portion that receives the passed laser beam and guides the laser beam downward in the Z direction, which is a direction perpendicular to the Y direction and the X direction.

併せて、前記第1の光路転換部は、前記レーザビームを反射するが、入射角と出射角が直角になるように反射する第1のミラーを備え、前記第2の光路転換部は、前記第1のミラーによって反射されたレーザビームを反射するが、入射角と出射角が直角になるように反射する第2のミラーを含む。 At the same time, the first optical path conversion unit includes a first mirror that reflects the laser beam but reflects the laser beam so that the incident angle and the exit angle are perpendicular to each other, and the second optical path conversion unit includes the second optical path conversion unit. It includes a second mirror that reflects the laser beam reflected by the first mirror, but reflects so that the angle of incidence and the angle of exit are perpendicular.

また、前記水平移動台の下方を通過した基板の移動方向先端部の両側にマーキングされたアラインメントマークを撮影する撮影部と、前記撮影部の撮影内容を伝達され、前記レーザ照射ユニットのX方向の移動動線と、前記アラインメントマークを連結する仮想直線の差異を把握し、前記移動動線に対する前記仮想直線のX方向によるY方向の偏差量を計算し、前記偏差量に基づいて前記位置調節手段を通じて前記第1のミラーに対する前記第2のミラーの間隔を調節させる制御部がさらに含まれる。 In addition, a photographing unit that captures the alignment marks marked on both sides of the tip portion of the substrate that has passed below the horizontal moving table in the moving direction and the imaging content of the photographing unit are transmitted to the laser irradiation unit in the X direction. The difference between the moving movement line and the virtual straight line connecting the alignment marks is grasped, the deviation amount of the virtual straight line in the Y direction with respect to the moving movement line in the X direction is calculated, and the position adjusting means is based on the deviation amount. Further included is a control unit that adjusts the distance of the second mirror with respect to the first mirror through.

なお、前記位置調節手段は;前記スライド構造体に固定され、前記制御部によって制御されるサーボモータと、前記サーボモータの駆動軸に固定されるボールスクリューと、前記可動フレームに固定され、前記ボールスクリューから力を受けて前記可動フレームを往復運動させる往復ブロックを備える。
併せて、前記目的を達成するための課題の解決手段としての本発明のスクライブ装置は、基板をY方向に水平移送する基板移送手段(例えば、コンベア)の上部にてX方向に移動する水平移動台にスライド可能に装着され、外部からX方向に入射したレーザビームを前記基板に向かって垂直下方向に誘導するレーザ照射ユニットに設置されるものであって、前記レーザ照射ユニットに固定され、レーザ発振器から出射されたレーザビームを受けて、レーザビームの光路をY方向に転換させる第1の光路転換部と;前記レーザ照射ユニットにY方向に位置調節可能に支持される可動フレームと;前記可動フレームをY方向に移動させる位置調節手段と;前記可動フレームに設置されるが、前記第1の光路転換部と対応配置され、前記位置調節手段により、第1の光路転換部との間隔が調節され、前記第1の光路転換部を経たレーザビームを受けて、レーザビームをY方向及びX方向に垂直方向であるZ方向に下向誘導する第2の光路転換部を備える。
また、前記第1の光路転換部は、前記レーザビームを反射するが、入射角と出射角が直角になるように反射する第1のミラーを備え、前記第2の光路転換部は、前記第1のミラーによって反射されたレーザビームを反射するが、入射角と出射角が直角になるように反射する第2のミラーを含む。
The position adjusting means; the servomotor fixed to the slide structure and controlled by the control unit, the ball screw fixed to the drive shaft of the servomotor, and the ball fixed to the movable frame. A reciprocating block that reciprocates the movable frame by receiving a force from a screw is provided.
At the same time, the scribing device of the present invention as a means for solving the problem for achieving the above object is a horizontal movement that moves in the X direction on the upper part of the board transfer means (for example, a conveyor) that horizontally transfers the substrate in the Y direction. It is mounted on a table so as to be slidable, and is installed in a laser irradiation unit that guides a laser beam incident in the X direction from the outside in the vertical downward direction toward the substrate. A first optical path conversion unit that receives a laser beam emitted from an oscillator and converts the optical path of the laser beam in the Y direction; a movable frame supported by the laser irradiation unit so as to be adjustable in the Y direction; the movable A position adjusting means for moving the frame in the Y direction; although it is installed in the movable frame, it is arranged corresponding to the first optical path conversion portion, and the distance from the first optical path conversion portion is adjusted by the position adjusting means. It is provided with a second optical path conversion section that receives the laser beam that has passed through the first optical path conversion section and guides the laser beam downward in the Z direction, which is a direction perpendicular to the Y direction and the X direction.
Further, the first optical path conversion unit includes a first mirror that reflects the laser beam but reflects the laser beam so that the incident angle and the exit angle are perpendicular to each other, and the second optical path conversion unit includes the first optical path conversion unit. It includes a second mirror that reflects the laser beam reflected by one mirror, but reflects so that the incident angle and the exit angle are perpendicular to each other.

前記のようになされる本発明は、コンベア方式のスクライブ装置に適用するのに適した大きさと構造を有し、特別な追加装備不要で低コストで構成することができ、製作やメンテナンスが有利である。また、他の制御方式を使用する時に対比して補間作業に所要される時間の増加が発生しないので、迅速でかつ正確な作業を可能にする。 The present invention made as described above has a size and structure suitable for application to a conveyor type scribe device, can be configured at low cost without the need for special additional equipment, and is advantageous in manufacturing and maintenance. be. In addition, since the time required for the interpolation work does not increase as compared with the case where other control methods are used, quick and accurate work is possible.

レーザビーム照射位置補間の目的及び原理を説明するための平面図。The plan view for demonstrating the purpose and principle of laser beam irradiation position interpolation. 本発明の一実施例に係るスクライブ装置を全体的に示す斜視図。The perspective view which shows the scribe apparatus which concerns on one Embodiment of this invention as a whole. 本発明の一実施例に係る補間機構が適用されたレーザ照射ユニットの斜視図。The perspective view of the laser irradiation unit to which the interpolation mechanism which concerns on one Example of this invention is applied. 本発明の一実施例に係る補間機構が適用されたレーザ照射ユニットの斜視図。The perspective view of the laser irradiation unit to which the interpolation mechanism which concerns on one Example of this invention is applied. 第1のミラーに対する第2のミラーの間隔変化を示す図。The figure which shows the interval change of the 2nd mirror with respect to the 1st mirror. 第1のミラーに対する第2のミラーの間隔変化を示す図。The figure which shows the interval change of the 2nd mirror with respect to the 1st mirror. 本発明の一実施例に係るレーザビーム照射位置補間機構の全体構造を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of the laser beam irradiation position interpolation mechanism which concerns on one Example of this invention.

以下、本発明に係る一実施例を、添付された図面を参照して、より詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.

図1は、レーザビーム照射位置補間の目的及び原理を説明するための平面図である。 FIG. 1 is a plan view for explaining the purpose and principle of laser beam irradiation position interpolation.

補間を行う基本目的は、脆性基板(100)上の正確な位置にスクライブラインを形成するためのものである。すなわち、図1に示したように、第1のベルトコンベア(13)によってY方向に水平移動して水平移動台(17)の下部に位置された脆性基板(100)が、歪んだ状態であっても、歪んだ程度を勘案して、X方向に移動するビーム放出部をY方向にも同時に移動させるためのものである。 The basic purpose of interpolation is to form a scribe line at an exact location on the brittle substrate (100). That is, as shown in FIG. 1, the brittle substrate (100), which is horizontally moved in the Y direction by the first belt conveyor (13) and is located at the lower part of the horizontal moving table (17), is in a distorted state. However, in consideration of the degree of distortion, the beam emitting portion that moves in the X direction is also moved in the Y direction at the same time.

このような補間は、アラインメントマーク(100e)を連結する仮想直線(100a)と、レーザ照射ユニット(30)自体の移動動線(100b)との間の(X方向に沿ったY方向の)偏差量(ΔY)を計算し、レーザ照射ユニット(30)がX方向に移動する間、光着点を前記偏差量(ΔY)分だけ線型的に移動させることによりなされる。光着点というものは、脆性基板(100)に向かって垂直に照射されるレーザビーム(L)が映る地点である。このような補間作業は、後述する撮影部(51)と制御部(53)とサーボモータ(35)によってなされ、これに関連する説明は後述する。 Such interpolation is a deviation (in the Y direction along the X direction) between the virtual straight line (100a) connecting the alignment marks (100e) and the moving flow line (100b) of the laser irradiation unit (30) itself. This is done by calculating the amount (ΔY) and linearly moving the light landing point by the deviation amount (ΔY) while the laser irradiation unit (30) moves in the X direction. The light landing point is a point where the laser beam (L) irradiated vertically toward the brittle substrate (100) is reflected. Such interpolation work is performed by the photographing unit (51), the control unit (53), and the servomotor (35), which will be described later, and the related description will be described later.

図2は、本発明の一実施例に係るスクライブ装置を全体的に示す斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view showing the scribe device according to an embodiment of the present invention as a whole.

図示したように、本実施例に係るスクライブ装置(10)は、ベースフレーム(11)に支持される第1、2のベルトコンベア(13、15)、水平移動台(17)、レーザ発振器(19)、レーザ照射ユニット(30)、ホイールスクライブ装置(20)を備える。ホイールスクライブ装置(20)は、必要に応じて省略することもできる。 As shown in the figure, the scribe device (10) according to the present embodiment includes the first and second belt conveyors (13, 15) supported by the base frame (11), the horizontal moving table (17), and the laser oscillator (19). ), A laser irradiation unit (30), and a wheel scribing device (20). The wheel scribe device (20) may be omitted if necessary.

前記第1、2のベルトコンベア(13、15)は、ベースフレーム(11)に水平に支持され、外部から投入された脆性基板(100)をY方向に移送する。第1のベルトコンベア(13)の下流側端部と第2のベルトコンベア(15)の上流側端部は、相互平行に離隔されており、離隔空間の上部にホイールスクライブ装置(20)とレーザ照射ユニット(30)を有する。 The first and second belt conveyors (13, 15) are horizontally supported by the base frame (11), and the brittle substrate (100) charged from the outside is transferred in the Y direction. The downstream end of the first belt conveyor (13) and the upstream end of the second belt conveyor (15) are separated in parallel with each other, and the wheel scribing device (20) and the laser are located above the separated space. It has an irradiation unit (30).

本説明におけるY方向は、脆性基板(100)の移送方向であり、X方向は、Y方向に直交する方向である。また、Z方向は、脆性基板(100)に対して垂直をなす垂直線の方向である。 In this description, the Y direction is the transfer direction of the brittle substrate (100), and the X direction is a direction orthogonal to the Y direction. The Z direction is the direction of a vertical line perpendicular to the brittle substrate (100).

前記第1のベルトコンベア(13)に置かれた脆性基板は、Y方向に沿って水平移動台(17)の下部を通過する。脆性基板は、水平移動台(17)の下部を通過する途中に、スクライブラインが形成されるべき地点が、ホイールスクライブ装置(20)のホイール(未図示)、またはレーザ照射ユニット(30)のビーム放出部(図3の49)の垂直下部に位置する地点で停止した状態で、スクライブ加工を待つ。 The brittle substrate placed on the first belt conveyor (13) passes under the horizontal moving table (17) along the Y direction. In the brittle substrate, the point where the scribe line should be formed while passing through the lower part of the horizontal moving table (17) is the wheel (not shown) of the wheel scribe device (20) or the beam of the laser irradiation unit (30). Waiting for scribe processing while stopping at a point located at the vertical lower part of the discharge part (49 in FIG. 3).

水平移動台(17)は、脆性基板の移送方向に直交するX方向へ移動する水平の構造体であって、ホイールスクライブ装置(20)とレーザ照射ユニット(30)をスライド可能に支持する。 The horizontal moving table (17) is a horizontal structure that moves in the X direction orthogonal to the transfer direction of the brittle substrate, and slidably supports the wheel scribing device (20) and the laser irradiation unit (30).

レーザ発振器(19)は、水平移動台(17)の一側に備えられ、X方向にレーザビームを出射する。レーザ発振器(19)から出射されたレーザビームは、X方向に伸長し、図3に示した第1のミラー(43)に反射されて90度の角度に折る。レーザ発振器(19)から生成されるレーザビームは、脆性基板の表面に到達してスクライブラインを形成するエネルギーを有する。 The laser oscillator (19) is provided on one side of the horizontal moving table (17) and emits a laser beam in the X direction. The laser beam emitted from the laser oscillator (19) extends in the X direction, is reflected by the first mirror (43) shown in FIG. 3, and is folded at an angle of 90 degrees. The laser beam generated from the laser oscillator (19) has the energy to reach the surface of the brittle substrate and form a scribe line.

ホイールスクライブ装置(20)は、下端部にスクライビングホイール(未図示)を有し、スクライビングホイールを脆性基板の上面に圧接させた状態でX方向に移動して、基板上にスクライブラインを残すものであって、その構造は、一般的なホイールスクライブ装置と同じである。 The wheel scribing device (20) has a scribing wheel (not shown) at the lower end, and moves in the X direction with the scribing wheel pressed against the upper surface of the brittle substrate, leaving a scribing line on the substrate. The structure is the same as that of a general wheel scribe device.

レーザ照射ユニット(30)は、X方向にスライド運動すると同時に、レーザ発振器(19)から出射されたレーザビームを受けて脆性基板に誘導して、脆性基板上にスクライブラインを形成するものであって補間機構を含む。 The laser irradiation unit (30) slides in the X direction and at the same time receives a laser beam emitted from the laser oscillator (19) and guides it to the brittle substrate to form a scribing line on the brittle substrate. Includes interpolation mechanism.

併せて、前記スクライブ装置(10)には、撮影部(図7の51)と制御部(図7の53)がさらに含まれる。撮影部(51)及び制御部(53)は、補間機構の補間動作を具現するためのものであって、撮影部(51)は、図1を通じて説明したアラインメントマーク(100e)の位置を把握して制御部(53)に伝達する役割を行い、制御部(53)は、撮影部(51)から伝達された情報に基づいて前記した偏差量(ΔY)を把握して、偏差量分だけビーム放出部(49)をY方向に移動させる機能を有する。 At the same time, the scribe device (10) further includes a photographing unit (51 in FIG. 7) and a control unit (53 in FIG. 7). The photographing unit (51) and the control unit (53) are for embodying the interpolation operation of the interpolation mechanism, and the photographing unit (51) grasps the position of the alignment mark (100e) described with reference to FIG. The control unit (53) grasps the above-mentioned deviation amount (ΔY) based on the information transmitted from the imaging unit (51), and the control unit (53) obtains a beam corresponding to the deviation amount. It has a function of moving the discharge unit (49) in the Y direction.

図3及び図4は、本発明の一実施例に係る補間機構が適用されたレーザ照射ユニット(30)の斜視図であり、図5a及び5bと6a及び6bは、第1のミラー(43)に対する第2のミラー(45)の間隔変化を示した図である。 3 and 4 are perspective views of the laser irradiation unit (30) to which the interpolation mechanism according to the embodiment of the present invention is applied, and FIGS. 5a and 5b and 6a and 6b are the first mirrors (43). It is a figure which showed the interval change of the 2nd mirror (45) with respect to.

図示したように、レーザ照射ユニット(30)の胴体をなすスライド構造体(31)の一側面に固定プレート(33)と第1のミラー固定台(41)が固定されている。固定プレート(33)は、一定の厚さを有する板状部材であって垂直に立てられ、上下に水平レール(33a)を有する。水平レール(33a)は、相互平行であり、水平に延長された付属であって、スライダー(39a)をY方向にスライド可能に支持する。 As shown in the figure, a fixing plate (33) and a first mirror fixing base (41) are fixed to one side surface of a slide structure (31) forming the body of the laser irradiation unit (30). The fixed plate (33) is a plate-shaped member having a certain thickness, is erected vertically, and has horizontal rails (33a) above and below. The horizontal rails (33a) are parallel to each other and are horizontally extended attachments that slidably support the slider (39a) in the Y direction.

併せて、固定プレート(33)には、サーボモータ(35)が装着される。サーボモータ(35)は、後述する可動フレーム(39)をY方向に水平移動させる位置調節手段であって、制御部(図7の53)によって制御される。可動フレーム(39)のY方向の移動距離が制御部(53)によって調節されるものである。 At the same time, the servomotor (35) is mounted on the fixed plate (33). The servomotor (35) is a position adjusting means for horizontally moving the movable frame (39) described later in the Y direction, and is controlled by a control unit (53 in FIG. 7). The moving distance of the movable frame (39) in the Y direction is adjusted by the control unit (53).

サーボモータ(35)の駆動軸には、ボールスクリュー(35a)が固定され、ボールスクリュー(35a)は、往復ブロック(37)に噛合する。往復ブロック(37)は、可動フレーム(39)に固定されたブロック型部材であって、ボールスクリュー(35a)の軸回転時のボールスクリューの長手方向、すなわち、Y方向の力を受けて可動フレーム(39)を移動させる。 A ball screw (35a) is fixed to the drive shaft of the servomotor (35), and the ball screw (35a) meshes with the reciprocating block (37). The reciprocating block (37) is a block-type member fixed to the movable frame (39), and receives a force in the longitudinal direction of the ball screw (that is, in the Y direction) when the ball screw (35a) rotates about its axis. (39) is moved.

前記第1のミラー固定体(41)は、第1のミラー(43)を固定する役割を行う。第1のミラー(43)は、レーザ発振器(19)から照射されたレーザビームを90度の角度に屈折させて、後述する第2のミラー(45)に誘導する。第1のミラー(43)は、第1のミラー固定体(41)に固定されて別途に動かない。 The first mirror fixing body (41) serves to fix the first mirror (43). The first mirror (43) refracts the laser beam emitted from the laser oscillator (19) at an angle of 90 degrees and guides the laser beam to the second mirror (45) described later. The first mirror (43) is fixed to the first mirror fixed body (41) and does not move separately.

可動フレーム(39)は、スライダー(39a)を通じて固定プレート(33)に支持された構造体であって、第2のミラー(45)と光誘導ケース(47)とビーム放出部(49)を支持する。第2のミラー(45)と光誘導ケース(47)とビーム放出部(49)は、可動フレーム(39)に固定された状態で一胴体を成して同時に動く。すなわち、サーボモータ(35)の作動によりY方向に併せて動くものである。 The movable frame (39) is a structure supported by a fixed plate (33) through a slider (39a), and supports a second mirror (45), a light guiding case (47), and a beam emitting portion (49). do. The second mirror (45), the light guiding case (47), and the beam emitting unit (49) form a single body and move at the same time while being fixed to the movable frame (39). That is, it moves in the Y direction by the operation of the servomotor (35).

前記第2のミラー(45)は、可動フレーム(39)の上側部に固定され、45度の角度に傾斜した状態を維持する。第2のミラー(45)は、第1のミラー(43)に反射されたレーザビームを受けて垂直下方向に反射する。第2のミラー(45)によって反射されたレーザビームは、光誘導ケース(47)とビーム放出部(49)を通過して脆性基板に到達する。 The second mirror (45) is fixed to the upper portion of the movable frame (39) and maintains a state of being tilted at an angle of 45 degrees. The second mirror (45) receives the laser beam reflected by the first mirror (43) and reflects it vertically downward. The laser beam reflected by the second mirror (45) passes through the light guiding case (47) and the beam emitting portion (49) and reaches the brittle substrate.

ビーム放出部の内部には、レンズが備えられる。前記第1のミラー(43)と第2のミラー(45)は、第1、2の光路転換部であって、レーザ発振器(19)から放出されたレーザビームを数回反射して脆性基板に到達させるものである。 A lens is provided inside the beam emitting portion. The first mirror (43) and the second mirror (45) are first and second optical path conversion portions, and reflect the laser beam emitted from the laser oscillator (19) several times to form a brittle substrate. It is something to reach.

レーザ発振器(19)でX方向に水平出射されるレーザビームは、第1のミラー(43)に45度の角度に入射して、45度の角度に出射する。反射されるレーザビームの挟角は90度である。第1のミラー(43)によって反射されたレーザビームは、依然として水平を維持した状態で第2のミラー(45)に反射される。 The laser beam horizontally emitted in the X direction by the laser oscillator (19) is incident on the first mirror (43) at an angle of 45 degrees and emitted at an angle of 45 degrees. The angle between the reflected laser beams is 90 degrees. The laser beam reflected by the first mirror (43) is reflected by the second mirror (45) while still maintaining the horizontal position.

第2のミラー(45)は、水平に入射したレーザビームの光路を直角に屈折させてレーザビームを垂直方向、すなわち、Z方向に誘導する。第2のミラー(45)によって反射されるレーザビームの入射光と反射光の挟角は90度である。 The second mirror (45) refracts the optical path of the horizontally incident laser beam at a right angle to guide the laser beam in the vertical direction, that is, in the Z direction. The angle between the incident light and the reflected light of the laser beam reflected by the second mirror (45) is 90 degrees.

一方、前記構造を有するレーザ照射ユニット(30)を用いてスクライブを行う間、レーザビームが基板(100)に映る光着点(図5bの100f)を偏差量(ΔY)分だけ移動させるべきであれば、前記サーボモータ(35)を動作させて第2のミラー(45)を矢印K方向に偏差量(ΔY)分だけ移動させる。すなわち、第1のミラー(43)に対して間隔D1分だけ離隔されていた第2のミラー(45)を、間隔D2に絞り込むことである。 On the other hand, while scribing is performed using the laser irradiation unit (30) having the above structure, the light landing point (100f in FIG. 5b) on which the laser beam is reflected on the substrate (100) should be moved by the deviation amount (ΔY). If so, the servomotor (35) is operated to move the second mirror (45) in the direction of arrow K by a deviation amount (ΔY). That is, the second mirror (45), which is separated from the first mirror (43) by the interval D1 minutes, is narrowed down to the interval D2.

第2のミラー(45)に反射されたレーザビームは、垂直になるので、第2のミラー(45)の移動距離分だけ光着点(100f)も同一に動く。このように、サーボモータ(35)を用いて、第1のミラー(43)に対する第2のミラー(45)の間隔を調節することにより、補間作業が行われるようになる。 Since the laser beam reflected by the second mirror (45) is vertical, the light landing point (100f) moves in the same manner by the moving distance of the second mirror (45). In this way, the interpolation work is performed by adjusting the distance between the second mirror (45) and the first mirror (43) using the servomotor (35).

図7は、本発明の一実施例に係るレーザ照射ユニット補間機構の動作を説明するためのブロック図である。 FIG. 7 is a block diagram for explaining the operation of the laser irradiation unit interpolation mechanism according to the embodiment of the present invention.

図示したように、撮影部(51)は、脆性基板(100)に表示されているアラインメントを撮影して制御部(53)へ送る。制御部(53)は、撮影部を通じて伝達された情報を基に、仮想直線(100a)とレーザ照射ユニット(30)の動線を比較して、X方向に沿った偏差量(ΔY)を求め、サーボモータ(35)を用いて前記第2のミラー(45)を偏差量分だけY方向に移動させる。このような補間作業が行われている間、レーザ照射ユニット(30)は、水平移動台(17)に沿ってX方向に移動して、スクライブラインを形成し、このような過程が繰り返される。 As shown in the figure, the photographing unit (51) photographs the alignment displayed on the brittle substrate (100) and sends it to the control unit (53). The control unit (53) compares the flow lines of the virtual straight line (100a) and the laser irradiation unit (30) based on the information transmitted through the imaging unit, and obtains the deviation amount (ΔY) along the X direction. , The servomotor (35) is used to move the second mirror (45) in the Y direction by a deviation amount. While such interpolation work is being performed, the laser irradiation unit (30) moves in the X direction along the horizontal moving table (17) to form a scribe line, and such a process is repeated.

以上、本発明を具体的な実施例を通じて詳細に説明したが、本発明は、前記実施例に限定せず、本発明の技術的思想の範囲内で通常の知識を有する者によって様々な変形が可能である。 Although the present invention has been described in detail through specific examples, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and various modifications can be made by a person having ordinary knowledge within the scope of the technical idea of the present invention. It is possible.

10 スクライブ装置
11 ベースフレーム
13 第1のベルトコンベア(基板移送手段)
15 第2のベルトコンベア(基板移送手段)
17 水平移動台
19 レーザ発振器
20 ホイールスクライブ装置
30 レーザ照射ユニット
31 スライド構造体
33 固定プレート
33a 水平レール
35 サーボモータ
35a ボールスクリュー
37 往復ブロック
39 可動フレーム
39a スライダー
41 第1のミラー固定台
43 第1のミラー
45 第2のミラー
47 光誘導ケース
49 ビーム放出部
51 撮影部
53 制御部
100 脆性基板
100a 仮想直線
100b 動線
100e アラインメントマーク
100f 光着点
10 Scrivener 11 Base frame 13 First belt conveyor (board transfer means)
15 Second belt conveyor (board transfer means)
17 Horizontal moving table 19 Laser oscillator 20 Wheel scribing device 30 Laser irradiation unit 31 Slide structure 33 Fixed plate 33a Horizontal rail 35 Servo motor 35a Ball screw 37 Reciprocating block 39 Movable frame 39a Slider 41 First mirror fixing base 43 First Mirror 45 Second mirror 47 Light induction case 49 Beam emitting part 51 Imaging part 53 Control part 100 Fragile substrate 100a Virtual straight line 100b Flow line 100e Alignment mark 100f Light landing point

Claims (7)

基板を水平に支持しながらY方向に水平移送する基板移送手段と;
前記基板移送手段の上方に位置し、Y方向に直交するX方向に水平移動する水平移動台と;
前記水平移動台に備えられ、レーザビームをX方向に出射するレーザ発振器と;
前記水平移動台にスライド可能に設置され、前記レーザ発振器から出射されたレーザビームを受けて、前記基板に向かって垂直下方向に誘導するものであって、前記レーザビームの垂直下方向への光路を調節して、前記基板に映る光着点が、Y方向に位置調節されるようにする補間機構が備えられたレーザ照射ユニットを有するスクライブ装置。
With a substrate transfer means that horizontally transfers the substrate in the Y direction while supporting it horizontally;
With a horizontal moving table located above the substrate transfer means and horizontally moving in the X direction orthogonal to the Y direction;
With a laser oscillator installed on the horizontal moving table and emitting a laser beam in the X direction;
It is slidably installed on the horizontal moving table, receives a laser beam emitted from the laser oscillator, and guides the laser beam in the vertical downward direction toward the substrate, and is an optical path in the vertical downward direction of the laser beam. A scribing device having a laser irradiation unit provided with an interpolation mechanism that adjusts the position of the light landing point reflected on the substrate in the Y direction.
前記レーザ照射ユニットは、前記水平移動台にスライド可能に装着されるスライド構造体を備え、
前記補間機構は;
前記スライド構造体に固定され、前記レーザ発振器から出射されたレーザビームを受けて、レーザビームの光路をY方向に転換させる第1の光路転換部と、
前記スライド構造体にY方向に位置調節可能に支持される可動フレームと;
前記可動フレームをY方向に移動させる位置調節手段と;
前記可動フレームに設置されるが、前記第1の光路転換部と対応配置され、前記位置調節手段により前記第1の光路転換部との間隔が調節され、前記第1の光路転換部を経たレーザビームを受けて、レーザビームをY方向及びX方向に垂直な方向であるZ方向に下向誘導する第2の光路転換部を備える請求項1に記載のスクライブ装置。
The laser irradiation unit includes a slide structure that is slidably mounted on the horizontal moving table.
The interpolation mechanism is;
A first optical path conversion unit fixed to the slide structure, receiving a laser beam emitted from the laser oscillator, and converting the optical path of the laser beam in the Y direction.
With a movable frame that is supported by the slide structure so that it can be adjusted in the Y direction;
With a position adjusting means for moving the movable frame in the Y direction;
Although it is installed in the movable frame, it is arranged corresponding to the first optical path conversion portion, the distance from the first optical path conversion portion is adjusted by the position adjusting means, and the laser passes through the first optical path conversion portion. The scribing device according to claim 1, further comprising a second optical path conversion unit that receives the beam and guides the laser beam downward in the Z direction, which is a direction perpendicular to the Y direction and the X direction.
前記第1の光路転換部は、前記レーザビームを反射するが、入射角と出射角が直角になるように反射する第1のミラーを備え、
前記第2の光路転換部は、前記第1のミラーによって反射されたレーザビームを反射するが、入射角と出射角が直角になるように反射する第2のミラーを含む請求項2に記載のスクライブ装置。
The first optical path conversion portion includes a first mirror that reflects the laser beam but reflects the laser beam so that the incident angle and the emitted angle are at right angles.
The second aspect of claim 2, wherein the second optical path conversion unit reflects a laser beam reflected by the first mirror, but includes a second mirror that reflects the laser beam so that the incident angle and the exit angle are at right angles. Screen device.
前記水平移動台の下方を通過した基板の先端部の両側にマーキングされたアラインメントマークを撮影する撮影部と、
前記撮影部の撮影内容を伝達され、前記レーザ照射ユニットのX方向移動動線と、前記アラインメントマークを連結する仮想直線の差異を把握し、前記移動動線に対する前記仮想直線のX方向によるY方向の偏差量を計算し、前記偏差量に基づいて前記位置調節手段を通じて前記第1のミラーに対する前記第2のミラーの間隔を調節させる制御部がさらに含まれる請求項3に記載のスクライブ装置。
An imaging unit that captures the alignment marks marked on both sides of the tip of the substrate that has passed below the horizontal moving table, and an imaging unit that captures the alignment marks.
The shooting content of the imaging unit is transmitted, the difference between the X-direction moving flow line of the laser irradiation unit and the virtual straight line connecting the alignment marks is grasped, and the Y direction of the virtual straight line with respect to the moving flow line in the X direction. The scribing device according to claim 3, further comprising a control unit that calculates the deviation amount of the second mirror and adjusts the distance of the second mirror with respect to the first mirror through the position adjusting means based on the deviation amount.
前記位置調節手段は;
前記スライド構造体に固定され、前記制御部によって制御されるサーボモータと、
前記サーボモータの駆動軸に固定されるボールスクリューと、
前記可動フレームに固定され、前記ボールスクリューから力を受けて、前記可動フレームを往復運動させる往復ブロックを有する請求項4に記載のスクライブ装置。
The position adjusting means is;
A servomotor fixed to the slide structure and controlled by the control unit,
A ball screw fixed to the drive shaft of the servo motor and
The scribe device according to claim 4, further comprising a reciprocating block fixed to the movable frame and receiving a force from the ball screw to reciprocate the movable frame.
基板をY方向に水平移送する基板移送手段の上方でX方向に移動する水平移動台にスライド可能に装着され、外部からX方向に入射したレーザビームを前記基板に向かって垂直下方向に誘導するレーザ照射ユニットを構成するものであって、
前記レーザ照射ユニットに固定され、レーザ発振器から出射されたレーザビームを受けて、レーザビームの光路をY方向に転換させる第1の光路転換部と;
前記レーザ照射ユニットにY方向に位置調節可能に支持される可動フレームと;
前記可動フレームをY方向に移動させる位置調節手段と;
前記可動フレームに設置されるが、前記第1の光路転換部と対応配置され、前記位置調節手段により前記第1の光路転換部との間隔が調節され、前記第1の光路転換部を経たレーザビームを受けて、レーザビームをY方向及びX方向に対して垂直方向であるZ方向下向に誘導する第2の光路転換部を備えるレーザスクライブ装置用補間機構。
It is slidably mounted on a horizontal moving table that moves in the X direction above the board transfer means that horizontally transfers the substrate in the Y direction, and guides the laser beam incident in the X direction from the outside in the vertical downward direction toward the substrate. It constitutes a laser irradiation unit and
With a first optical path conversion unit fixed to the laser irradiation unit, receiving a laser beam emitted from a laser oscillator, and converting the optical path of the laser beam in the Y direction;
With a movable frame supported by the laser irradiation unit so that it can be adjusted in the Y direction;
With a position adjusting means for moving the movable frame in the Y direction;
Although it is installed in the movable frame, it is arranged corresponding to the first optical path conversion portion, the distance from the first optical path conversion portion is adjusted by the position adjusting means, and the laser passes through the first optical path conversion portion. An interpolation mechanism for a laser scribing device including a second optical path conversion unit that receives a beam and guides the laser beam downward in the Z direction, which is a direction perpendicular to the Y and X directions.
前記第1の光路転換部は、前記レーザビームを反射するが、入射角と出射角が直角になるように反射する第1のミラーを備え、
前記第2の光路転換部は、前記第1のミラーによって反射されたレーザビームを反射するが、入射角と出射角が直角になるように反射する第2のミラーを含む請求項6に記載のレーザスクライブ装置用補間機構。
The first optical path conversion portion includes a first mirror that reflects the laser beam but reflects the laser beam so that the incident angle and the emitted angle are at right angles.
The sixth aspect of claim 6, wherein the second optical path conversion unit reflects a laser beam reflected by the first mirror, but includes a second mirror that reflects the laser beam so that the incident angle and the exit angle are perpendicular to each other. Interpolating mechanism for laser scribing equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115255689A (en) * 2022-09-05 2022-11-01 深圳市智鼎自动化技术有限公司 Method and device for controlling operation of laser engraving machine

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