KR100722961B1 - Apparatus for cutting substrate - Google Patents

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Abstract

스크라이브 라인이 형성된 기판에 가열과 냉각을 교차 적용하여 용이하게 절단시켜 주는 기판 절단 장치에 관한 것으로, 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성부; 복사열을 상기 스크라이브 라인으로 조사하는 열 발생 수단; 및 상기 스크라이브 라인 형성부에 의해 스크라이브 라인이 형성된 상기 기판에 냉각 유체를 분사하는 냉각수단으로 구성된다.A substrate cutting apparatus for easily cutting a substrate by applying heating and cooling to a substrate on which a scribe line is formed, the apparatus comprising: a scribe line forming unit forming a scribe line on a substrate; Heat generating means for radiating radiant heat to the scribe line; And cooling means for injecting a cooling fluid to the substrate on which the scribe line is formed by the scribe line forming unit.

기판에 형성된 스크라이브 라인에 가열과 냉각을 교차 적용함으로써 열응력 변화를 최대화시켜 용이하게 기판을 절단시켜 주는 효과를 제공한다.The cross application of heating and cooling to the scribe lines formed on the substrate provides the effect of maximizing thermal stress variation and easily cutting the substrate.

기판, 절단, 가열, 냉각 Substrate, Cutting, Heating, Cooling

Description

기판 절단 장치{Apparatus for Cutting Substrate}Substrate Cutting Device {Apparatus for Cutting Substrate}

도 1은 종래의 기판 절단 장치를 설명하기 위한 사시도.1 is a perspective view for explaining a conventional substrate cutting device.

도 2는 종래의 다른 기판 절단 장치를 설명하기 위한 단면도.2 is a cross-sectional view for explaining another conventional substrate cutting device.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 기판 절단 장치에 절단되는 기판의 응력 변화를 설명하기 위한 단면도.3A and 3B are cross-sectional views for explaining a stress change of a substrate to be cut by the substrate cutting device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 기판 절단 장치를 설명하기 위한 단면도.4 is a cross-sectional view illustrating a substrate cutting device according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

30 : 기판 35 : 스크라이브 라인30: substrate 35: scribe line

40 : 캐리어 42 : 가이드40: carrier 42: guide

44 : 적외선 램프 46 : 냉각기44: infrared lamp 46: cooler

48 : 에어 나이프48: air knife

본 발명은 기판 절단 장치에 관한 것으로, 특히 스크라이브 라인이 형성된 기판에 가열과 냉각을 교차 적용하여 용이하게 절단시켜 주는 기판 절단 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate cutting device, and more particularly, to a substrate cutting device for easily cutting a substrate by applying heating and cooling to a substrate on which a scribe line is formed.

일반적으로, 액정 표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 개별적으로 조절함으로써, 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.In general, a liquid crystal display device is a display device that can display a desired image by supplying data signals according to image information to pixels arranged in a matrix, and individually adjusting light transmittance of the pixels. .

따라서, 액정 표시장치는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정 표시패널과; 상기 화소들을 구동하기 위한 게이트 구동부와 데이터 구동부를 구비한 상기 액정 표시패널은 대면적의 제 1모기판 상에 복수의 박막 트랜지스터 어레이 기판들을 형성하고, 대면적의 제 2모기판 상에 복수의 컬러필터 기판들을 형성한 다음, 상기 제 1 및 제 2모기판을 합착하여 박막 트랜지스터 어레이 기판들과 컬러필터 기판들이 합착된 복수의 액정 표시패널들을 동시에 형성하는 방식에 의해 수율이 향상되도록 제작된다.Therefore, the liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel in which pixels are arranged in a matrix form; The liquid crystal display panel including a gate driver and a data driver for driving the pixels forms a plurality of thin film transistor array substrates on a first mother substrate having a large area, and a plurality of colors on the second mother substrate of a large area. After the filter substrates are formed, the first and second mother substrates are bonded to each other so that the yield is improved by simultaneously forming a plurality of liquid crystal display panels in which the thin film transistor array substrates and the color filter substrates are bonded together.

따라서 합착된 상기 제 1 및 제 2모기판을 절단 및 가공하여 액정 표시패널들을 개별적으로 분리시키는 절단 공정이 요구된다.Accordingly, a cutting process of individually cutting liquid crystal display panels by cutting and processing the bonded first and second mother substrates is required.

이를 위한 기술이 2005년 7월 5일에 공개된 특허공개번호 제 10-2005-68218호에 액정 표시 패널의 절단 장치가 소개되어 있다.A cutting device of a liquid crystal display panel is introduced in Korean Patent Publication No. 10-2005-68218 published on July 5, 2005.

상기 액정 표시 패널의 절단 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판(10)에 형성된 스크라이브 라인(11a, 11b)이 형성된 위치에 증기를 분사하여 기판(10)을 절단하는 제 1 및 제 2에어 나이프(15a, 15b)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the cutting device of the liquid crystal display panel includes first and second air knives for cutting the substrate 10 by spraying steam at a position where the scribe lines 11a and 11b formed on the substrate 10 are formed. It consists of (15a, 15b).

상기와 같은 에어 나이프 방식의 기판 절단 장치는 기판(10)에 분사되는 증기에 의한 스크라이브 라인이 형성된 부분의 응력 변화를 이용하여 절단하는 것이기 때문에 상기 에어 나이프(15a, 15b)에 의해 기판(10)에 분사되는 증기에 의해 상기 기판(10)의 가열이 효율적으로 이루어져야 한다.Since the substrate cutting device of the air knife method as described above is cut using the stress change of the portion where the scribe line formed by the steam injected into the substrate 10, the substrate 10 by the air knife (15a, 15b) The substrate 10 should be efficiently heated by the steam injected into the substrate.

그런데, 에어 나이프 방식은 증기를 스크라이브 라인에 대하여 일정한 폭으로 정확하게 분사하는 것이 어렵고, 기판의 응력 변화를 일으키는 과정으로 가열 처리만을 이용하기 때문에 균일한 절단이 안 되는 문제점이 있었다.However, in the air knife method, it is difficult to accurately inject steam to a scribe line at a constant width, and there is a problem in that uniform cutting is not possible because only the heat treatment is used in a process of causing stress change of the substrate.

이러한 문제점을 해소하기 위해 도 2에 나타낸 바와 같은 가열과 냉각 방식으로 기판을 절단하는 기술이 소개되어 있다.In order to solve this problem, a technique of cutting a substrate by a heating and cooling method as illustrated in FIG. 2 is introduced.

도 2의 기판 절단 장치는, 스크라이브 라인(25a)이 형성된 기판(25)에 증기와 같은 가열 유체를 분사하는 분사기(20), 상기 분사기(20)에서 분사되는 증기를 일정 범위 내로 가이드해 주는 가이드(21), 그리고 상기 분사기(20)에 의해 분사된 증기를 제거하면서 상기 기판(25)을 냉각시켜 주는 공기 분사기(24)로 구성되어 있다.The substrate cutting device of FIG. 2 includes an injector 20 for injecting a heating fluid such as steam to the substrate 25 on which the scribe line 25a is formed, and a guide for guiding the steam injected from the injector 20 within a predetermined range. 21 and an air injector 24 that cools the substrate 25 while removing the steam injected by the injector 20.

그러나, 상기와 같은 종래의 기판 절단 장치는 기판의 가열을 위해 증기를 생성하기 위해 복잡한 구조의 증기 발생 수단 등을 필요로 하는 문제점이 있었다.However, the conventional substrate cutting apparatus as described above has a problem in that a steam generating means having a complicated structure and the like is required to generate steam for heating the substrate.

또한, 기판 가열을 증기로 하기 때문에 열전달 속도가 느려서 기판 절단에 충분한 응력 변화가 잘 이루어지지 않아 기판의 절단이 균일하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.In addition, since the substrate is heated by steam, there is a problem in that the heat transfer rate is low, and thus the stress change sufficient for cutting the substrate is not made well, so that the cutting of the substrate is not uniform.

본 발명의 목적은 복사열에 의한 가열과 냉각 유체를 이용한 냉각을 순차적으로 스크라이브 라인이 형성된 기판에 적용함으로써 기판을 균일한 품질로 절단할 수 있는 기판 절단 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a substrate cutting apparatus capable of cutting a substrate with uniform quality by applying heating by radiant heat and cooling using a cooling fluid to a substrate on which a scribe line is sequentially formed.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성부 및 복사열을 상기 스크라이브 라인으로 조사하는 열 발생 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치를 제공한다.The present invention provides a substrate cutting apparatus comprising a scribe line forming portion for forming a scribe line on the substrate and heat generating means for radiating radiant heat to the scribe line in order to achieve the above object.

또 기판 절단 장치는 상기 스크라이브 라인 형성부에 의해 스크라이브 라인이 형성된 상기 기판에 냉각 유체를 분사하는 냉각수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The substrate cutting apparatus may further include cooling means for injecting a cooling fluid to the substrate on which the scribe line is formed by the scribe line forming unit.

상기 열 발생 수단은 적외선 램프로 구성되는 것을 특징으로 한다.The heat generating means is characterized by consisting of an infrared lamp.

상기 열 발생 수단은 상기 복사열을 상기 기판 쪽으로 반사시켜 주는 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The heat generating means further comprises a guide for reflecting the radiant heat toward the substrate.

상기 가이드는 반사층이 그 내부면에 형성된 것을 특징으로 한다.The guide is characterized in that the reflective layer is formed on its inner surface.

상기 냉각 수단은 과포화 수증기를 분사하는 것을 특징으로 한다.The cooling means is characterized by spraying supersaturated water vapor.

상기 기판의 스크라이브 라인에 냉각 기체를 분사하는 에어 나이프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.It further comprises an air knife for injecting a cooling gas to the scribe line of the substrate.

상기 열 발생 수단, 상기 냉각 수단 및 상기 에어 나이프는 상기 기판에 대하여 상기 열 발생 수단, 상기 냉각 수단, 상기 에어 나이프의 순으로 설치되는 것을 특징으로 한다.The heat generating means, the cooling means and the air knife are installed in the order of the heat generating means, the cooling means and the air knife with respect to the substrate.

(실시예)(Example)

본 발명에 따른 기판 절단 장치에 대하여 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.The substrate cutting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings showing preferred embodiments of the present invention.

첨부한 도면, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 기판 절단 장치에 절단되는 기판의 응력 변화를 설명하기 위한 단면도, 도 4는 본 발명에 따른 기판 절단 장치를 설명하기 위한 단면도이다.3A and 3B are cross-sectional views illustrating a change in stress of a substrate cut by the substrate cutting device according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the substrate cutting device according to the present invention.

본 발명에 따른 기판 절단 장치를 설명하기에 전에 기판(30)에 가해지는 가열 냉각에 의해 발생되는 응력 변화를 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다.Before explaining the substrate cutting apparatus according to the present invention, the stress change caused by the heating and cooling applied to the substrate 30 will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.

도 3a와 같이, 유리와 같은 기판(30)은 일부분이 비교적 급속히 냉각되면, 냉각된 부분은 열적으로 좀 더 수축되기 때문에 인접된 부분에는 압축응력이 형성되는 반면, 냉각된 부분에는 인장응력이 형성된다.As shown in FIG. 3A, when a portion of the substrate 30 such as glass is relatively rapidly cooled, compressive stress is formed in adjacent portions because the cooled portion is thermally contracted more, whereas tensile stress is formed in the cooled portions. do.

그리고, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 기판(30)의 일부분이 신속히 가열되면 이 부분은 열적으로 더 많이 팽창되어 압축 응력이 형성되는 반면, 인접된 부위에는 인장응력을 형성시킨다.As shown in FIG. 3B, when a portion of the substrate 30 is rapidly heated, this portion is thermally expanded more to form a compressive stress, while forming a tensile stress in adjacent portions.

위의 두 경우 즉, 기판(30)을 빠르게 냉각 및 가열하면 모두 일시적인 열응력이 기판(30) 형성되고, 이에 의하여 기판(30)을 파괴시킬 수 있다.In both cases, that is, if the substrate 30 is rapidly cooled and heated, temporary thermal stress is formed in the substrate 30, thereby destroying the substrate 30.

특히, 스크라이브 라인 형성 장치에 의해 기판(30)에 형성된 스크라이브 라인(35)과 같은 물리적 결함이 존재하는 상태에서 상기와 같은 급속 냉각 또는 가열을 통한 열피로를 인가하면, 기판(30)의 표면과 내부의 응력차가 커지면서 스크라이브 라인(35)의 균열이 쉽게 진전되어 스크라이브 라인(35)을 따라 분리된다.In particular, when thermal fatigue through rapid cooling or heating is applied in the state where a physical defect such as the scribe line 35 formed on the substrate 30 is present by the scribe line forming apparatus, the surface of the substrate 30 and As the internal stress difference increases, cracks in the scribe line 35 easily progress and are separated along the scribe line 35.

본 발명은 상기와 같은 급속 냉각 및 가열에 의한 응력 변화를 이용하여 기판(30)을 절단시켜 주는 것이다.The present invention cuts the substrate 30 by using the above-described stress change by rapid cooling and heating.

이를 위해, 본 발명은 적외선 램프로 급속 가열한 뒤, 포화 수증기를 이용한 증발열로 냉각시키고, 경우에 따라서는 에어 나이프로 추가적으로 냉각시켜서 기판(30)을 용이하게 절단할 수 있게 한다.To this end, the present invention is rapidly heated with an infrared lamp, and then cooled by evaporative heat using saturated steam, and in some cases by further cooling with an air knife to easily cut the substrate 30.

본 발명은 기판(30)에 스크라이브 라인(35)을 형성시켜 주는 스크라이브 라인 형성 장치와, 상기 스크라이브 라인(35)이 형성된 기판(30)을 열응력 변화를 이용하여 절단시켜 주는 절단 장치로 구현된다.The present invention is implemented by a scribe line forming device for forming a scribe line 35 on the substrate 30, and a cutting device for cutting the substrate 30 on which the scribe line 35 is formed using a change in thermal stress. .

상기 절단 장치는 도 4에 나타낸 바와 같이, 적외선을 조사하는 적외선 램프(44), 상기 적외선 램프(44)에 의해 가열된 기판(30)을 과포화 수증기로 냉각시켜 주는 냉각기(46), 상기 냉각기(46)에 의해 냉각된 기판(30)을 재냉각시켜 주는 에어 나이프(48)로 구성된다.As shown in FIG. 4, the cutting device includes an infrared lamp 44 for irradiating infrared rays, a cooler 46 for cooling the substrate 30 heated by the infrared lamp 44 with supersaturated water vapor, and the cooler ( The air knife 48 which cools the board | substrate 30 cooled by 46 is comprised.

상기 적외선 램프(44)는 상기 기판(30)을 복사열로 가열시키기 위한 것으로, 예를 들어 할로겐 램프로 구현될 수 있다.The infrared lamp 44 is used to heat the substrate 30 by radiant heat, and for example, may be implemented as a halogen lamp.

그리고, 상기 구성 요소는 캐리어(40)에 장착되어 상기 기판(30)에 대하여 상대 운동을 하도록 되어 있다.The component is mounted on the carrier 40 to perform relative movement with respect to the substrate 30.

즉, 상기 캐리어(40)가 상기 기판(30)에 대하여 일방향으로 이송되거나, 상기 캐리어(40)를 고정시킨 상태에서 상기 기판(30)을 별도의 이송 수단(도시 생략)으로 이송시켜서 가열, 냉각 처리를 수행한다.That is, the carrier 40 is transported in one direction with respect to the substrate 30, or the substrate 30 is transferred to a separate transfer means (not shown) while the carrier 40 is fixed, thereby heating and cooling. Perform the process.

상기 캐리어(40)에는 상기 적외선 램프(44)에서 조사되는 적외선이 상기 기 판(30) 쪽으로만 조사되게 해 주는 가이드(42)가 형성되어 있으며, 상기 가이드(42)의 내측면에는 적외선을 반사시켜 주는 반사층이 형성되어 있다.The carrier 40 is formed with a guide 42 to allow the infrared light emitted from the infrared lamp 44 to be irradiated only toward the substrate 30, the inner surface of the guide 42 reflects infrared light Reflective layer is formed.

또한, 상기 냉각기(46)는 상기 적외선에 의해 상기 기판(30)을 냉각시켜 주기 위한 것이므로 증발열이 높은 냉매를 이용한다.In addition, since the cooler 46 is for cooling the substrate 30 by the infrared rays, a coolant having a high evaporation heat is used.

이를 위해 경제적이고 친환경적인 물을 과포화 수증기 상태로 분무한다. 상기 과포화 수증기가 상기 기판(30)에 분사되면 기판(30)의 열을 흡수하여 증발되면서 기판(30)을 냉각시켜 준다.For this purpose, economical and environmentally friendly water is sprayed in supersaturated water vapor. When the supersaturated water vapor is injected onto the substrate 30, the substrate 30 is cooled by absorbing heat from the substrate 30 and evaporating it.

그리고, 상기 에어 나이프(48)는 상기 기판(30)을 재냉각시키면서, 동시에 상기 냉각기(46)에 의한 분무되어 상기 기판(30) 상에 잔류된 냉매(수분)의 제거 또는 증발시켜 재냉각 속도를 증진시킨다.The air knife 48 recools the substrate 30 while simultaneously removing or evaporating the refrigerant (water) sprayed by the cooler 46 and remaining on the substrate 30. Promote.

상기와 같이 구성된 본 발명은 스크라이브 라인(35)이 형성되어 물리적 결함을 가진 기판(30)을 가열, 냉각(재냉각 포함)시킴으로써 발생되는 열응력 변화를 이용하여 상기 기판(30)이 상기 스크라이브 라인(35)을 기준으로 분리되게 한다.According to the present invention configured as described above, the scribe line 35 is formed by using a change in thermal stress generated by heating and cooling (including recooling) the substrate 30 having a physical defect formed thereon. It is to be separated based on (35).

한편, 상기 실시예 설명에서는 상기 적외선 램프(44)에 의한 가열, 상기 냉각기(46)에 의한 냉각, 상기 에어 나이프(48)에 의한 재냉각의 순서로 상기 기판(30)에 열응력 변화를 일으켜 절단하였으나, 경우에 따라서는 상기 에어 나이프(48)와 냉매 가스를 이용하여 기판(30)을 먼저 냉각시킨 후에, 상기 적외선 램프(44)를 이용하여 가열시키고, 다시 상기 냉각기(46)를 이용하여 냉각시켜서 열응력 변화를 일으켜 절단할 수도 있다.On the other hand, in the above description of the embodiment, the thermal stress is changed on the substrate 30 in the order of heating by the infrared lamp 44, cooling by the cooler 46, and recooling by the air knife 48. Although cut, in some cases, the substrate 30 is first cooled using the air knife 48 and the refrigerant gas, and then heated using the infrared lamp 44, and then again using the cooler 46. It can also be cooled and cut with a change in thermal stress.

상기와 같은 본 발명은 종래의 레이저 방식의 기판 절단 장치에 비하여 장치 운용 경제성이 매우 높다.The present invention as described above is very economical device operation compared to the conventional laser substrate cutting device.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 기판에 형성된 스크라이브 라인에 가열과 냉각을 교차 적용함으로써 열응력 변화를 최대화시켜 용이하게 기판을 절단시켜 주는 효과를 제공한다.The present invention made as described above provides an effect of easily cutting the substrate by maximizing the change in thermal stress by applying heating and cooling to the scribe line formed on the substrate.

Claims (8)

기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성부 및A scribe line forming portion forming a scribe line on a substrate; and 복사열을 상기 스크라이브 라인으로 조사하는 열 발생 수단Heat generating means for radiating radiant heat to the scribe line 을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.Substrate cutting device comprising a. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 스크라이브 라인 형성부에 의해 스크라이브 라인이 형성된 상기 기판에 냉각 유체를 분사하는 냉각수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.And a cooling means for injecting a cooling fluid to the substrate on which the scribe line is formed by the scribe line forming unit. 제 2항에 있어서, 상기 열 발생 수단은 적외선 램프로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.3. A substrate cutting apparatus according to claim 2, wherein said heat generating means is composed of an infrared lamp. 제 2항에 있어서, 상기 열 발생 수단은 상기 복사열을 상기 기판 쪽으로 반사시켜 주는 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.3. The substrate cutting device of claim 2, wherein the heat generating means further comprises a guide for reflecting the radiant heat toward the substrate. 제 4항에 있어서, 상기 가이드는 반사층이 그 내부면에 형성된 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.The apparatus of claim 4, wherein the guide has a reflective layer formed on an inner surface thereof. 제 2항에 있어서, 상기 냉각 수단은 과포화 수증기를 분사하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.3. A substrate cutting device according to claim 2, wherein said cooling means injects supersaturated water vapor. 제 2항에 있어서, 상기 기판의 스크라이브 라인에 냉각 기체를 분사하는 에어 나이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.3. The substrate cutting device of claim 2, further comprising an air knife for injecting cooling gas into the scribe line of the substrate. 제 7항에 있어서, 상기 열 발생 수단, 상기 냉각 수단 및 상기 에어 나이프는 상기 기판에 대하여 상기 열 발생 수단, 상기 냉각 수단, 상기 에어 나이프의 순으로 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.8. The substrate cutting apparatus according to claim 7, wherein the heat generating means, the cooling means, and the air knife are provided in the order of the heat generating means, the cooling means, and the air knife with respect to the substrate.
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WO2018113150A1 (en) * 2016-12-20 2018-06-28 惠科股份有限公司 Panel processing device

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