KR100835622B1 - 취성재료기판의 브레이크 장치 및 그 브레이크 방법 - Google Patents

취성재료기판의 브레이크 장치 및 그 브레이크 방법 Download PDF

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Abstract

제1제품테이블13 및 제2제품테이블14는, 그 엣지부가 일정한 각도를 가지도록 슬라이드 테이블11 및 경동테이블12에 배치한다. 양면이 스크라이브된 기판G를 테이블에 재치하고, 제1클램프 바15a와 제2클램프 바16a로 기판을 가압하여 고정한다. 그리고 제2제품테이블14를 회전시키면 클램프 바를 가압점으로 하여 기판G의 스크라이브 라인S에 전단력과 인장력이 작용한다. 이 때문에 클램프 바의 간격의 적은 쪽이 브레이크 포인트로서 작용하여 기판G가 좌우 2개로 절단된다.

Description

취성재료기판의 브레이크 장치 및 그 브레이크 방법{A BRAKE APPARATUS OF THE SUBSTRATE MADE OF BRITTLE MATERIALS AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 글래스(glass), 반도체 웨이퍼(semiconductor wafer), 세라믹스(ceramics) 등의 취성재료기판(脆性材料基板)을 절단하기 위하여 이용하는 취성재료기판의 브레이크 장치(brake apparatus) 및 그 브레이크 방법에 관한 것이다.
도1은 글래스 판(glass 板)1에 글래스 커터 휠(glass cutter wheel)2를 사용하여 스크라이브(scribe) 할 때의 상태를 나타내고 있다. 이 스크라이브에 의하여 글래스 판1의 표면에 스크라이브 라인(scribe line)S가 형성된다. 도면 중에서 원의 영역에 있어서의 확대 단면을 아래의 그림에 나타내고 있다. B가 이 스크라이브에 의하여 형성되는 수직 방향의 크랙(crack)의 깊이를 나타내고 있다.
도2는 일반적으로 사용되고 있는 종래의 브레이크 장치의 개략을 나타내고 있다. 이 브레이크 장치에서는, 이면(裏面)에 스크라이브 라인S가 형 성된 글래스 판1을 매트(mat)M을 사이에 두고 테이블(table)3 상에 셋팅한다. 글래스 판1의 상방에는 브레이크 바(brake bar)4가 위치하고 있다. 이 브레이크 바4는 금속으로 만든 막대 모양의 금속 막대4a의 하면에 단면이 V자 모양을 이루는 경질고무(硬質 rubber)4b가 접합된 것으로서, 도면에 나타나 있지 않은 구동기구에 의하여 글래스 판1과 평행하게 지지되고 또한 상하로 이동하도록 되어 있다. 그리고 브레이크 바4의 경질고무4b의 하단부(下端部)를 글래스 판1을 사이에 두고 스크라이브 라인S와 일치하도록 하여 글래스 판1의 상방으로부터 가압(加壓)한다. 이렇게 하면 글래스 판1은 매트M 상에서 조금 휘어짐으로써 수직 방향의 크랙이 글래스 판의 표면까지 도달하여 스크라이브 라인S를 따라 글래스 판1이 절단된다.
도3은 일본국 공개특허공보 특개평4-280828호에 개시된 다른 브레이크 방법을 나타내고 있다. 2개로 분할된 테이블3a, 3b는 상호간에 갭(gap)을 경계로 하여 설치된다. 글래스 판1은, 상부의 표면에 형성한 스크라이브 라인S가 갭부에 위치하도록 양쪽 테이블3a, 3b에 걸쳐 흡인고정(吸引固定)되어 있다. 그리고 일방(一方)의 테이블3a를 하방의 갭과 평행한 회전 중심축O를 따라 화살표 방향으로 조금 회전시킴으로써 글래스 판1을 휘게 하여 절단한다. 양쪽 테이블3a, 3b를 동시에 회전시킴으로써 글래스 판1을 절단할 수도 있다. 또한 일방의 테이블3a를 회전시킴과 동시에 테이블3b로부터 분리함으로써 절단면에 손상이 생기지 않도록 절단할 수도 있다.
그런데 상기 도1에서의 아래의 그림에 나타나 있는 바와 같이, 스 크라이브 라인의 깊이는 동일한 것이 아니라 Da, Db와 같이 깊은 장소가 존재한다. 이 Da, Db에 대응하는 스크라이브 장소를 Sa, Sb로 나타내고 있다. 이 글래스 판1을 상기한 방법으로 절단할 때에 글래스 판1에 대하여 동일하게 절단력(切斷力)이 증가하였다고 하더라도 글래스 판1의 절단이 일정하게 진행하는 것이 아니라 Sa, Sb로 나타나 있는 장소에서 먼저 글래스 판의 절단이 완료된다. 즉 이 위치에서 글래스 판1의 하면까지 수직 크랙이 도달하고, 그 후에는 Sa, Sb의 장소를 기점(起點)으로 하여 스크라이브 방향으로 글래스 판1의 절단이 진행된다.
따라서 종래의 절단 방법에서는, 스크라이브 라인의 복수의 장소가 기점이 되어 글래스 판1의 절단이 진행되기 때문에, 그 결과 절단면(切斷面)은 병풍(屛風) 모양으로 되거나 활처럼 휘어지는 경우가 있어 상품의 가치가 떨어진다는 결점이 있다.
또한 스크라이브를 할 때에 먼지가 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에 레이저 빔(laser beam)을 이용하는 레이저 스크라이브(laser scribe)도 검토되고 있다. 레이저 스크라이브에서는, 글래스 판에 레이저 빔을 조사(照射)하면서 이동하고, 이를 따라 냉매(冷媒)에 의한 스폿 냉각(spot 冷却)을 한다. 이렇게 하여 글래스 판의 열에 의한 비틀림을 이용함으로써 글래스 판에 가는 스크라이브 라인을 형성한다. 이 스크라이브 라인은 가늘어서 사람의 눈에 보이지 않기 때문에, 이 스크라이브 방법은 블라인드 스크라이브(blind scribe)라고도 한다. 그런데 블라인드 스크라이브된 글래스 판에 대하여 종래의 브레이크 장치로 절단을 할 경우에 블라인드 스크라이브를 한 결과 발생하는 크랙의 깊이가 얕기 때문에 큰 절단력이 필요하게 된다. 그 때문에 장치가 커지거나 완전하게 절단할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 여러 형상의 취성재료기판에 대하여 기판에 가하는 절단력을 작게 할 수 있어 동일한 절단면을 얻을 수 있는 취성재료기판의 브레이크 장치 및 그 방법을 실현시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 브레이크 장치는, 적어도 1면에 스크라이브 라인(scribe line)이 형성된 취성재료기판(脆性材料基板)을, 상기 스크라이브 라인이 그 갭(gap) 사이에 위치하도록 재치(載置)하는 제1, 제2제품테이블과, 상기 제2제품테이블과 대향(對向)하는 상기 제1제품테이블의 엣지(edge)를 제1엣지라고 하고, 상기 제1제품테이블과 대향하는 상기 제2제품테이블의 엣지를 제2엣지라고 할 때에 상기 취성재료기판의 상기 제1엣지에 위치하는 부분을 가압(加壓)하여 고정하는 제1제품 클램프 유닛(第一製品 clamp unit)과, 상기 취성재료기판의 상기 제2엣지에 위치하는 부분을 가압하여 고정하는 제2제품 클램프 유닛과, 상기 취성재료기판의 스크라이브 라인에 대하여 직각 방향으로 상기 제1제품테이블 및 제1제품 클램프 유닛을 일체(一體)로 하여 상기 스크라이브 라인으로부터 후퇴하도록 여압(與壓 : pressurization)을 가하는 슬라이드 기구(slide 機構)와, 상기 취성재료기판의 스크라이브 라인과 평행한 경동축(傾動軸)을 회전축(回轉軸)으로 하여 상기 제2제품테이블 및 제2제품 클램프 유닛을 일체로 하여 회전 가능하게 하는 경동기구(傾動機構)와, 상기 경동기구를 제어하여 상기 제2제품테이블 및 제2제품 클램프 유닛을 회전시키는 회전제어부를 구비하고, 상기 제1제품테이블 및 제2제품테이블은 양쪽 테이블의 대향하는 엣지가 평행하게　되지 않도록 배치되고, 상기 제2제품테이블의 경동축은 상기 취성재료기판의 스크라이브 라인에서 볼 때에 기판의 두께 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한 본 발명의 브레이크 장치는, 적어도 1면에 스크라이브 라인(scribe line)이 형성된 취성재료기판(脆性材料基板)을, 상기 스크라이브 라인이 그 갭(gap) 사이에 위치하도록 재치(載置)하는 제1, 제2제품테이블과, 제2제품테이블과 대향(對向)하는 상기 제1제품테이블의 엣지(edge)를 제1엣지라고 하고, 상기 제1제품테이블과 대향하는 상기 제2제품테이블의 엣지를 제2엣지라고 할 때에 상기 취성재료기판의 상기 제1엣지에 위치하는 부분을 가압(加壓)하여 고정하는 제1제품 클램프 유닛(第一製品 clamp unit)과, 취성재료기판의 제2엣지에 위치하는 부분을 가압하여 고정하는 제2제품 클램프 유닛과, 취성재료기판의 스크라이브 라인과 직각 방향으로 제1제품테이블 및 제1제품 클램프 유닛을 일체(一體)로 하여 상기 스크라이브 라인으로부터 후퇴하도록 여압(與壓 : pressurization)을 가하는 슬라이드 기 구(slide 機構)와, 취성재료기판의 스크라이브 라인과 평행한 경동축(傾動軸)을 회전축(回轉軸)으로 하여 제2제품테이블 및 제2제품 클램프 유닛을 일체로 하여 회전 가능하게 하는 경동기구(傾動機構)와, 경동기구를 제어하여 제2제품테이블 및 제2제품 클램프 유닛을 회전시키는 회전제어부를 구비하고, 제1제품테이블 및 제2제품테이블은 양쪽 테이블의 대향하는 엣지가 평행하게　되지 않도록 배치되고, 제2제품테이블의 경동축은 취성재료기판의 스크라이브 라인에서 볼 때에 기판의 두께 범위 내에 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 브레이크 장치는, 적어도 1면에 스크라이브 라인이 형성된 취성재료기판을, 스크라이브 라인이 그 갭 사이에 위치하도록 재치하는 제1, 제2제품테이블과, 제2제품테이블과 대향하는 상기 제1제품테이블의 엣지를 제1엣지라고 하고, 제1제품테이블과 대향하는 제2제품테이블의 엣지를 제2엣지라고 할 때에 취성재료기판의 상기 제1엣지에 위치하는 부분을 가압하여 고정하는 제1제품 클램프 유닛과, 취성재료기판의 제2엣지에 위치하는 부분을 가압하여 고정하는 제2제품 클램프 유닛과, 취성재료기판의 스크라이브 라인과 평행한 경동축을 회전축으로 하여 제1제품테이블 및 제1제품 클램프 유닛을 일체로 하여 회전 가능하게 하는 제1경동기구(第一傾動機構)와, 취성재료기판의 스크라이브 라인과 평행한 경동축을 회전축으로 하여 제2제품테이블 및 제2제품 클램프 유닛을 일체로 하여 회전 가능하게 하는 제2경동기구와, 제1 및 제2경동기구를 제어하여 제1제품테이블, 제1제품 클 램프 유닛, 제2제품테이블 및 제2제품 클램프 유닛을 회전시키는 회전제어부를 구비하고, 제1제품테이블 및 제2제품테이블은 양쪽 테이블의 대향하는 엣지가 평행하게　되지 않도록 배치되고, 제1제품테이블의 경동축은 취성재료기판의 스크라이브 라인 근방의 기판 상측에 위치하고, 제2제품테이블의 경동축은 상기 취성재료기판의 스크라이브 라인 근방의 기판 하측에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 브레이크 장치는, 상면에 스크라이브가 완료된 취성재료기판을 2개로 분할된 테이블에 고정하고, 적어도 일방(一方)의 테이블을 회전시킴으로써 취성재료기판을 절단하는 브레이크 장치에 있어서, 테이블의 회전 중심축을 상기 취성재료기판의 스크라이브 방향에 대하여 소정의 각도를 가지도록 하는 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 취성재료기판의 브레이크 방법은, 상면에 스크라이브가 완료된 취성재료기판을 2개로 분할된 테이블에 고정하고, 적어도 일방의 테이블을 회전시킴으로써 취성재료기판을 브레이크 하는 브레이크 장치에 있어서, 적어도 일방의 테이블은 적어도 일부가 평행하지 않은 6개의 신축(伸縮)하는 암(arm)과, 암의 각각의 양단(兩端)에 설치되어 테이블과 암의 한 쪽 끝 부분을 자유 각도로 연결하는 유니버설 조인트(universal joint)와, 각 암의 길이를 제어함으로써 테이블의 일방의 위치를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
다음에 본 발명의 취성재료기판의 브레이크 방법은, 테이블을 소정의 갭을 사이에 두고 동일면(同一面)이 되도록 위치를 제어하고, 미리 스크라이브가 형성된 취성재료기판을 상기 테이블 사이의 갭을　따라 테이블에 고정하고, 취성재료기판에 형성된 스크라이브 라인과 평행하지 않고 또한 스크라이브 라인과 동일 평면에 없는 회전축을 따라 일방의 테이블을 회전시킴으로써 취성재료기판을 스크라이브 라인을 따라 절단하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 취성재료기판의 브레이크 방법은, 2매의 취성재료기판을 접합시킨 머더접합기판(mother 接合基板)을 절단하여 이보다 소형의 접합기판을 복수 매 얻는 취성재료기판의 브레이크 방법으로서, 머더접합기판의 일방(一方)의 기판 표면의 소정의 위치에 제1스크라이브 장치를 사용하여 스크라이브 라인S1을 형성하는 공정(1)과, 머더접합기판의 타방(他方)의 기판 표면으로서, 스크라이브 라인S1과 동일한 방향으로 제2스크라이브 장치를 사용하여 스크라이브 라인S2를 형성하는 공정(2)와, 양면(兩面)에 스크라이브 라인S1, S2가 형성된 머더접합기판을 브레이크 장치의 2개 테이블에 고정하고, 테이블의 적어도 일방을 회전시킴으로써 스크라이브 라인S1, S2에 인장응력(引張應力) 또는 전단응력(剪斷應力)을 인가하여 상기 머더접합기판을 복수 매로 절단하는 공정(3)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 취성재료기판의 브레이크 방법은, 스크라이브 라인이 형성되지 않은 제1취성재료기판과 스크라이브 라인S2가 미리 형성된 제2취성재료기판을 접합시킨 머더접합기판을 절단하여 이보다 소형의 접합기판을 복수 매 얻는 취성재료기판의 브레이크 방법으로서, 제1취성재료기판의 표면으로서, 스크라이브 라인S2와 동일한 방향으로 스크라이브 장치를 사용하여 스크라이브 라인S1을 형성하는 공정(1)과, 양면에 스크라이브 라인S1, S2가 형성된 머더접합기판을 브레이크 장치의 2개 테이블에 고정하고, 테이블의 적어도 일방을 회전시킴으로써 스크라이브 라인S1, S2에 인장응력 또는 전단응력을 인가하여 머더접합기판을 복수 매로 절단하는 공정(2)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 취성재료기판의 브레이크 방법은, 스크라이브 라인이 형성되지 않은 제1취성재료기판과 제2취성재료기판을 접합시킨 머더접합기판을 절단하여 이보다 소형의 접합기판을 복수 매 얻는 취성재료기판의 브레이크 방법으로서, 제1 및 제2취성재료기판의 표면으로서, 양면 스크라이브 장치를 사용하여 스크라이브 라인S1, S2를 동시에 형성하는 공정(1)과, 양면에 스크라이브 라인S1, S2가 형성된 머더접합기판을 브레이크 장치의 2개 테이블에 고정하고, 테이블의 적어도 일방을 회전시킴으로써 스크라이브 라인S1, S2에 인장응력 또는 전단응력을 인가하여 머더접합기판을 복수 매로 절단하는 공정(2)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도1은 글래스 판에 스크라이브를 하였을 때의 수직 크랙의 상태를 나타내는 설명도이다.
도2는 브레이크 바를 이용하는 종래의 브레이크 장치의 요부 구성을 나타내는 사시도이다.
도3은 테이블의 회전에 의하여 브레이크하는 종래의 브레이크 장치의 요부 구성을 나타내는 사시도이다.
도4는 본 발명의 실시예1에 있어서의 브레이크 장치의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도5는 실시예1에 있어서의 브레이크 장치의 전체 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도6은 브레이크 장치의 테이블에 기판을 배치한 상태를 나타내는 평면도이다.
도7은 실시예1에 있어서의 브레이크 장치의 스크라이브 라인부의 요부 구성을 나타내는 단면도이다.
도8은 브레이크를 할 때의 기판의 변형예를 나타내는 설명도이다.
도9는 실시예1에 있어서의 브레이크 장치에 있어서 기판의 절단 상태를 나타내는 단면도이다.
도10은 실시예1에 있어서의 브레이크 장치에 있어서 기판의 절단 상태를 나타내는 평면도이다.
도11은 본 발명의 실시예2에 있어서의 브레이크 장치의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도12는 실시예2에 있어서의 브레이크 장치의 전체 구성을 나타내는 분 해 사시도이다.
도13은 실시예2에 있어서의 브레이크 장치의 스크라이브 라인부의 요부 구성을 나타내는 단면도이다.
도14는 실시예2에 있어서의 브레이크 장치에 있어서 기판의 절단 상태를 나타내는 단면도이다.
도15는 본 발명의 실시예3에 있어서의 브레이크 장치의 요부 구조를 나타내는 일부 절단 사시도이다.
도16은 실시예3의 브레이크 장치에 있어서 테이블에 글래스 판을 배치한 상태를 나타내는 평면도이다.
도17은 실시예3의 브레이크 장치에 있어서 브레이크를 할 때의 동작을 나타내는 설명도이다.
도18은 액정 패널의 층 구조를 나타내는 확대 단면도이다.
도19는 본 발명의 실시예4에 있어서의 브레이크 장치의 요부 구조를 나타내는 일부 절단 사시도이다.
도20은 본 발명의 실시예5에 의한 브레이크 장치의 요부 구조를 나타내는 측면도이다.
도21은 실시예5의 브레이크 장치에 있어서 글래스 판을 테이블에 재치한 상태를 나타내는 사시도이다.
도22는 실시예5의 브레이크 장치에 있어서 글래스 판을 절단할 때의 동작을 나타내는 측면도이다.
도23은 실시예5의 브레이크 장치에 있어서 글래스 판을 절단한 후의 테이블의 이동을 나타내는 측면도이다.
도24는 실시예5의 브레이크 장치에 있어서 글래스 판을 절단한 후에 글래스 판을 이동시킬 때의 동작을 나타내는 측면도이다.
도25는 본 발명의 실시예3에 있어서의 취성재료기판의 브레이크 방법의 일례(一例)를 나타내는 액정 머더 글래스기판 자동절단라인의 설명도이다.
도26은 종래의 취성재료기판의 브레이크 방법을 나타내는 공정도이다.
도27은 실시예6에 있어서의 브레이크 방법의 일례를 나타내는 공정도이다.
도28은 본 발명의 실시예7의 브레이크 방법에 이용할 수 있는 액정 머더 글래스기판의 단면도이다.
도29는 실시예7에 있어서의 취성재료기판의 브레이크 방법의 일례를 나타내는 액정 머더 글래스기판 자동절단라인의 설명도이다.
도30은 본 발명의 실시예8에 있어서의 취성재료기판의 브레이크 방법의 일례를 나타내는 액정 머더 글래스기판 자동절단라인의 설명도이다.
(실시예1)
본 발명의 실시예1에 있어서의 브레이크 장치(brake 裝置)에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도4는 실시예1에 있어서의 브레이크 장치10의 전체 구성을 나타내는 외관 사시도이다. 이 브레이크 장치10은 편경동절단기(片傾動切斷機)라고 부른다. 절단의 대상이 되는 기판G는 글래스 판(glass 板) 등의 취성재료기판(脆性材料基板)이다.
여기에서 설명의 편의상, 공간좌표(x, y, z)를 이용하여 브레이크 장치10의 설치 바닥면과 평행한 테이블(table)의 기준면을 (x, y, z0)이라고 하고, 설치 바닥면과 연직(鉛直)되는 방향을 z축이라고 하고, 기판G의 절단 방향(브레이크 방향)을 y축이라고 한다. 브레이크 장치10은 -x축 방향으로 슬라이드(slide) 가능한 슬라이드 테이블(slide table)11과, y축과 평행한 회전축(回轉軸)을 중심으로 경사지게 이동 가능하고 또한 x축 방향으로 슬라이드 조정 가능한 경동테이블(傾動 table)12를 구비하고 있다.
도5는 브레이크 장치10의 좌측 유닛10A와 우측 유닛10B가 분리된 상태를 나타내는 사시도이다. 브레이크 장치10 전체가 도4의 베이스(base)17에 부착되면 좌측 유닛10A는 도4에 나타나 있는 바와 같은 기판G에 있어서, 스크라이브 라인S보다 좌측(-x축 방향)에 설치되는 기구부(機構部)를 가리키고, 우측 유닛10B는 기판G의 스크라이브 라인S보다 우측(+x축 방향)에 설치되는 기구부를 가리킨다.
또한 절단하여야 하는 기판G를 재치(載置)하여 지지하기 위하여 제1제품테이블13이 슬라이드 테이블11에 고정되고, 제2제품테이블14가 경동테이블12에 고정되어 있다. 또한 제1제품테이블13의 상부에 제1제품 클 램프 유닛(第一製品 clamp unit)15가 부착되고, 제2제품테이블14의 상부에 제2제품 클램프 유닛16이 부착된다. 기판G의 스크라이브 라인S를 y축과 평행하게 하여 스크라이브 라인S를 중심으로 기판의 -x축측(좌측)의 영역을 기판 좌측부GL이라고 하고, +x축측(우측)의 영역을 기판 우측부GR이라고 한다. 제1제품 클램프 유닛15는 기판 좌측부GL의 우단부(右端部)를 견고하게 가압하여 기판을 고정하고, 제2제품 클램프 유닛16은 기판 우측부GR의 좌단부(左端部)를 견고하게 가압하여 기판을 고정한다.
좌측 유닛10A에는 슬라이드 기구(slide 機構)11a가 설치된다. 슬라이드 기구11a는 슬라이드 테이블11을 -x축 방향으로 가압하는 것으로, 가압력을 부여하는 탄성부재(彈性部材), 예를 들면 에어 실린더(air cylinder), 스프링(spring) 등이 설치된다. 이에 더하여 슬라이드 기구11a에는 슬라이드 범위를 제한하는 스톱퍼(stopper)나 슬라이드의 속도를 제한하는 댐퍼(damper) 등이 설치된다(도면에는 나타내지 않는다).
우측 유닛10B는 지주(支柱)인 한 쌍의 수평지지블록 상부(水平支持 block 上部)18과 한 쌍의 수평지지블록 하부19에 의하여 지지된다. 수평지지블록 하부19는 베이스17에 고정되고, 수평지지블록 상부18은 경동테이블12가 회전하도록 지지한다. 수평지지블록 상부18과 수평지지블록 하부19 사이에 도면에 나타나 있지 않은 슬라이드 유닛(slide unit)이 설치되어 수평지지블록 상부18이 x축 방향으로 슬라이드 조정될 수 있도록 되어 있다. 그리고 +y축측 및 -y축측의 수평지지블록 상부18에는 경동축(傾動軸)18a가 설치되고, 경동테이블12, 제2제품테이블14 및 제2제품 클램프 유닛16이 경동축18a를 회전축으로 하여 경사(傾斜) 가능하게 지지되어 있다. 경동축18a는, 예를 들면 수평지지블록 상부18에 베어링 하우징을 설치하고, 이 하우징에 압입(壓入)되는 볼 베어링(ball bearing)에 의하여 지지된다. 여기에서 수평지지블록 상부18 및 경동축18a를 경동기구(傾動機構)라고 한다.
제1제품 클램프 유닛15는 기판 좌측부GL을 고정하여 기판의 스크라이브 라인에 전단응력(shearing stress) 및 휨응력(bending stress)을 집중시킨다. 제1제품 클램프 유닛15에는, 기판G의 스크라이브 라인S 부근을 가압하는 제1클램프 바15a가 설치되어 있다. 이 제1클램프 바15a의 선단(先端)은 제1제품테이블13의 우측 엣지(edge)에 위치하고, z축 방향으로 미동(微動) 가능하다. 마찬가지로 제2제품 클램프 유닛16은 기판 우측부GR를 고정하여 기판의 스크라이브 라인에 전단응력 및 휨응력을 집중시킨다. 제2제품 클램프 유닛16에는, 기판G의 스크라이브 라인S 부근을 가압하는 제2클램프 바16a가 설치되어 있다. 제2클램프 바16a의 선단은 제2제품테이블14의 좌측 엣지에 위치하고, z축 방향으로 미동 가능하다.
도6은 제1, 제2제품테이블13, 14의 위치관계를 나타내는 평면도이다. 제1클램프 바15a를 포함하는 제1제품 클램프 유닛15의 주축(主軸)은 각도 -α만큼 +y축측이 벌어지도록 경사지게 부착되어 있다. 또한 제2클램프 바16a를 포함하는 제2제품 클램프 유닛16의 주축도 각도 +α만큼 +y축측이 벌어지도록 경사지게 부착되어 있다. 또한 이들 제품테이블13, 14 사이에 갭(gap)을 형성한다.
도6에 나타나 있는 바와 같이 제1제품테이블13은 회전축13a를 중심으로 CCW 방향(반시계 방향)으로 미소한 각만큼 (x, y)평면 내에 있어서 슬라이드 테이블11 상에서 회전하도록 조정할 수 있다. 제2제품테이블14도 회전축14a를 중심으로 CW 방향(시계 방향)으로 미소한 각만큼 (x, y)평면 내에 있어서 경동테이블12 상에서 회전하도록 조정할 수 있다. 제1제품테이블13의 4개의 모퉁이에는, 회전축13a에서 볼 때에 접선 방향으로 직경의 길이가 긴 나사 구멍13b∼13e가 형성되어 있다. 마찬가지로 제2제품테이블14의 4개의 모퉁이에는, 회전축14a에서 볼 때에 접선 방향으로 직경의 길이가 긴 나사 구멍14b∼14e가 형성되어 있다. 따라서 회전축13a를 중심으로 제1제품테이블13을 각도 -α만큼 회전시키고, 그 위치에서 나사 구멍13b∼13e를 통하여 볼트를 슬라이드 테이블11에 체결한다. 이렇게 하면 제1제품테이블13은 제1클램프 바15a와 함께 도6의 2점 쇄선으로 나타나 있는 위치로부터 실선으로 나타나 있는 위치에서 고정할 수 있다. 제2제품테이블14에 관해서도 동일하다. 이러한 각도 조정에 의하여 제1클램프 바15a와 제2클램프 바16a의 개구각(開口角)을 2α로 설정할 수 있다.
기판G의 지지방법으로서, 진공흡착(眞空吸着) 그 이외의 수단에 의하여 제품테이블에 고정할 수 있다. 기판이 글래스이고, 그 표면에 수지(樹脂)가 성막(成膜)되어 있는 경우에는 정전흡착(靜電吸着)에 의해서도 고정할 수 있다.
경동테이블12의 경동기구에 관하여 설명한다. 도4 및 도5에 나타나 있는 바와 같이 수평지지블록 상부18의 경동축18a는, 이를 회전축으로 하여 수평지지블록 하부19를 제외한 우측 유닛10B 전체를 CW 방향 또는 CCW 방향으로 회전 가능하게 한다. 도7은 경동축18a의 설치 위치를 나타내는 브레이크 장치의 요부 단면도이다. 경동기구를 통하여 경동테이블12를 회전시키기 위하여 회전제어부20이 설치된다. 회전제어부20은 모터의 회전력 또는 유체 실린더(流體 cylinder)를 사용하여 경동테이블12를 소정의 각만큼 회전시키는 것이더라도 좋고, 암(arm)이나 링크(link)를 통하여 수동으로 경동테이블12를 회전시키는 것이더라도 좋다. 또한 경동테이블12는 회전을 시작함과 동시에 +x방향으로 이동하게 되어 있다.
브레이크 장치의 초기 설정에서, 제1제품테이블13과 제2제품테이블14가 1매의 기판G에 대하여 동일한 재치면(載置面)을 가지도록 위치를 결정하는 것으로 한다. 경동축18a는 테이블에 재치되는 기판G의 상면 및 하면에서 볼 때에 중앙 위치에 오도록 높이가 조정된다.
기판G의 두께를 2d0으로 한다. 제1제품테이블13의 재치면은 (x, y, -d0)이 되고, 경동축18a의 위치는 (0, y, 0)이 된다. 경동축18a의 위치는 기판G의 두께나 재료에 따라 조정 가능하다. 또한 제1제품테이블13의 우측 엣지와 제2제품테이블14의 좌측 엣지의 간격을 2g라고 하면, 제1클램프 바15a의 기판G에 대한 가압 위치와 제2클램프 바16a의 기판G에 대한 가압 위치의 간격은 도7에 나타나 있는 정도로 하여 가장 접근하는 부분의 가압 위치의 간격은 2g와 같은 정도가 바람직하다. 한편 경동축18a는 기판G의 스크라이브 라인과 평행하게 기판의 두께 범위 내에 위치하는 것이 바람직하다.
다음에 이러한 기구를 구비하는 브레이크 장치의 동작에 관하여 설명한다. 기판G는 액정 패널(液晶 panel)에 사용할 수 있는 접합 글래스기판으로 하고, 도8(a)에 나타나 있는 바와 같이 각종 전극(電極)이 내측에 형성되는 상측 기판G1(두께 0.7mm) 및 하측 기판G2(두께 0.7mm)와, 이들 틈(0.1mm)에 액정 셀(液晶 cell)이 봉입(封入)된 것으로 한다. 이 경우 기판의 두께2d0은 1.50mm가 된다. 또한 도8(a)에 나타나 있는 바와 같이 상측 기판G1의 상면 및 하측 기판G2의 하면에는 각각 스크라이브 라인S1, S2가 (x, y)평면에서 볼 때에 동일한 위치에 미리 형성되어 있다. 스크라이브 라인S1, S2의 형성방법은 종래의 예와 동일하여 전단응력 또는 인장응력(引張應力)이 높은 부분이 글래스기판의 브레이크 포인트(break point)가 된다.
도9는 스크라이브 라인S를 중심으로 하는 브레이크 장치의 부분 확대 단면도이다. 또한 도10은 2점 쇄선으로 나타나 있는 스크라이브 라인S를 중심으로 하는 브레이크 장치의 요부 평면도이다. 여기에서는 기판G를 절단한 후의 위치를 실선을 이용하여 나타내고 있다. 경동축18a의 위치(x, y, z)를 (0, y, 0)으로 한다. 도10에 나타나 있는 바와 같이 분할 후의 기판 좌측 부GL에 있어서, 도8의 스크라이브 라인S2의 +y축측의 종점(終點)을 PL이라고 하고, -y축측의 종점을 QL이라고 한다. 또 기판 좌측부GL이 제1제품테이블13의 우측 엣지와 접하는 라인의 +y축측의 종점을 PL'라고 하고, -y축측의 종점을 QL'라고 한다. 또한 분할 후의 기판 우측부GR에 있어서, 스크라이브 라인S2의 +y축측의 종점을 PR이라고 하고, -y축측의 종점을 QR이라고 한다. 또한 기판 우측부GR이 제2제품테이블14의 좌측 엣지와 접하는 라인의 +y축측의 종점을 PR'라고 하고, -y축측의 종점을 QR'라고 한다. 또한 기판G가 분할되어 절단되기 전에 있어서는, PR은 PL과 일치하고, QR은 QL과 일치한다.
도9(a)에 나타나 있는 바와 같이 제2제품테이블14를 CCW 방향으로 각도θ만 경사지게 하면 점PR'의 위치는 (x1, y1, z1)로부터 (x2 , y2, z2)로 이동한다. 여기에서 각 좌표값은 다음과 같이 된다.
x1 = g2
y1 = y1
z1 = - d0
x2 = d0sinθ + g2cosθ
y2 = y1
z2 = d0(1 - cosθ) + g2sinθ - d0
제2클램프 바16a의 압력에 의하여 기판 우측부GR의 점PR'(x2, y2, z2)의 부분이 제2제품테이블14에 대한 부동점(不動點)이 된다고 하면 기판 우측부GR의 점PR에 위치하는 브레이크 부분에 대하여 상기의 부동점PR'로부터 전단력과 인장력이 작용한다.
이러한 전단력과 인장력은 도9(b)의 점QR에도 마찬가지로 작용한다. 그러나 점PR'에서 보는 스크라이브 라인S2의 위치와 점QR'에서 보는 스크라이브 라인S2의 위치는 도9 및 도10에 나타나 있는 바와 같이 달라 -y축쪽(전방)이 +y축쪽(맞은 편)에 비하여 전단응력과 인장응력이 커지게 된다. 이는 글래스 소재의 영률(Young's modulus)이 양자(兩者)의 부분에서 동일하더라도 회전 이동하지 않는 기판 좌측부GL에 대한 기판 우측부GR의 한 쪽 끝 부분을 지지하는 선단부는 도9(a)의 경우보다 도9(b)쪽이 짧다. 이 때문에 도9(b)에 나타나 있는 한 쪽 끝 부분을 지지하는 선단부쪽이 도9(a)의 경우보다 전단응력이 완화되기 어렵다. 이 때문에 점QR, QL이 브레이크 포인트(brake point)가 되어 하측 기판G2가 절단된다. 다음에 제2제품테이블14를 CW 방향으로 경사지게 이동시키면 CCW 방향으로 경사지게 이동하는 경우와 마찬가지로 상측 기판G1의 스크라이브 라인S1에 전단응력과 인장응력이 증가하여 상측 기판G1이 절단된다. 기판G를 절단할 때에는 슬라이드 기구11a에 의하여 기판 좌측부GL에 -x축 방향의 가압력이 작용하고 또한 경동테이블12가 회전을 시작함과 동시에 +x축 방향으로 이동함과 아울러 기판 좌측부GL의 절단면인 우측 엣지부가 -x축 방향으로 후퇴하여 기판 우측부GR의 좌측 엣지부와 접촉하지 않게 된다. 이 때문에 글래스기판의 절단면에 상처가 나지 않아 매끄러운 절단면을 얻을 수 있다.
기판G를 절단한 후에 점PR의 위치는 (x3, y3, z3)으로부터 (x4 , y4, z4)로 이동한다. 여기에서 각 좌표값은 다음과 같이 된다.
x3 = 0
y3 = y3
z3 = -d0
x4 = d0sinθ
y4 = y3
z4 = d0(1 - cosθ) - d0
이 경우의 수평 이동량 x4 - x3을 계산하면 θ=3도의 경우에 0.039mm가 된다.
도8(b)는 기판 우측부GR가 CCW 방향으로 회전하고, 도8(c)는 기판 우측부GR가 CW 방향으로 회전하는 경우의 기판 변형의 프로필(profile)과 절단면의 후퇴의 모양을 나타내고 있다.
스크라이브 라인S에서 좌우로 분할된 기판은 제1클램프 바15a, 제2클램프 바16a를 기판G로부터 해제시킴으로써 기판GR, GL을 제품테이블로부터 빼낼 수 있다. x축 방향으로 띠 모양으로 이루어지는 1매의 기판을 다수 개로 분할하는 경우, 기판G의 소정의 장소에 스크라이브 라인을 각각 형성한다. 그리고 기판G를 x방향으로 소정의 피치(pitch)만큼 반송하여 제품 클램프 유닛을 셋팅하고, 그 때마다 경동테이블12를 경사지게 한다. 이러한 조작을 반복함으로써 1매의 머더 기판(mother 基板)으로부터 복수 매의 기판을 제조할 수 있다.
(실시예2)
다음에 본 발명의 실시예2에 있어서의 브레이크 장치에 관하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도11은 실시예2에 있어서의 브레이크 장치30의 전체 구성을 나타내는 외관 사시도이다. 이 브레이크 장치30은 양경동절단기(兩傾動切斷機)라고 부른다. 여기에서도 설명의 편의상, 브레이크 장치30의 설치 바닥면과 평행한 테이블의 기준면을 (x, y)라고 하고, 설치 바닥면과 수직인 방향을 z축이라고 하고, 기판의 브레이크 방향을 y축이라고 한다. 이 브레이크 장치30은 y축과 평행한 회전축을 구비하고, 경사지게 이동 가능한 제1, 제2경동테이블31, 32를 구비하고 있다.
도12는 브레이크 장치30의 좌측 유닛30A와 우측 유닛30B가 분리된 상태를 나타내는 사시도이다. 브레이크 장치30 전체는 지지블록38, 39를 통하여 도11에 나타나 있는 베이스37에 부착된다. 제1제품테이블33은 제1경동테이블31에 고정되고, 제2제품테이블34는 제2경동테이블32에 고정된다. 또한 실시예1과 마찬가지로 제1제품테이블33의 상부에 제1제품 클램프 유닛35 가 부착되고, 제2제품테이블34의 상부에 제2제품 클램프 유닛36이 부착된다. 이들 클램프 유닛의 기능도 실시예1과 동일하기 때문에 이 기구에 관한 설명은 생략한다.
제1경동테이블31, 제1제품테이블33 및 제1제품 클램프 유닛35는 지주인 제1지지블록38에 지지된다. 제2경동테이블32, 제2제품테이블34 및 제2제품 클램프 유닛36은 지주인 제2지지블록39에 지지된다. 도11에 나타나 있는 바와 같이 제2지지블록39의 지주 간격은 제1지지블록38의 지주 간격보다 넓어서 정규의 위치(동작 위치)에 좌측 유닛30A와 우측 유닛30B가 베이스37에 부착될 때에 모든 지주가 대개 y축 상에 갖추어지는 위치에 있다.
제1지지블록38의 경동축을 38a라고 하고, 제2지지블록39의 경동축39a라고 하면, 도13에 나타나 있는 바와 같이 경동축38a와 경동축39a는 브레이크 장치의 기준 위치(x0, y0, z0)에서 볼 때에 z축 방향과 대략 대칭으로 스크라이브 라인S1, S2 근방의 위치가 된다. 또한 기준 위치(x0, y0, z0)는 실시예1과 마찬가지로 기판G의 스크라이브 라인S1, S2의 중간위치(0, y, 0)이 된다. 기판G 두께의 중심 위치를 z = 0이라고 하는 경우에 경동축38a의 z축 상의 위치d1은 0mm ≤ d1 ≤ 20mm인 것이 바람직하고, 경동축39a의 위치-d2 는 -20mm ≤ -d2 ≤ 0mm인 것이 바람직하다.
제1클램프 바35a와 제2클램프 바36a의 설치 위치는 실시예1의 경우와 동일하다. 제1지지암38b는 제1경동축38a를 중심으로 회전하고, 제1경동테이블31을 임의의 각도에서 지지한다. 여기에서 제1지지암38b 및 제1경동축38a를 제1경동기구라고 한다. 마찬가지로 제2지지암39b는 제2경동축39a를 중심으로 회전하고, 제2경동테이블32를 임의의 각도에서 지지한다. 제2지지암39b 및 제2경동축39a를 제2경동기구라고 한다.
회전제어부40은 모터의 회전력 또는 유체 실린더를 사용하여 제1경동테이블31 및 제2경동테이블32를 소정의 각도만큼 회전시키는 것이더라도 좋고, 암이나 링크를 통하여 수동으로 경동테이블31, 32를 회전시키는 것이더라도 좋다. 제1지지암38b 및 제2지지암39b는 회전제어부40의 초기 설정에 의하여 기판G를 절단하기 전에는 제1경동테이블31과 제2경동테이블32를 (x, y)면에 평행, 즉 수평으로 지지한다.
여기에서도 제1클램프 바35a를 포함하는 제1제품 클램프 유닛35의 주축은 각도 -α만큼 +y축측이 벌어지도록 경사지게 부착되고, 제2클램프 바36a를 포함하는 제2제품 클램프 유닛36의 주축도 각도 +α만큼 +y축측이 벌어지도록 경사지게 부착된다.
기판G의 두께를 2d0이라고 하고, 여기에서도 예로서 액정 패널에 사용되는 접합 글래스기판을 절단하는 경우를 생각한다. 제1제품테이블33의 재치면을 (x, y, -d0)라고 하면 경동축38a의 위치는 도13에 나타나 있는 바와 같이 (0, y, +d1)이 된다. 이 위치도 기판의 두께나 재료에 따라 조정 가능하다. 경동축39a의 위치는 (0, y, -d2)가 된다. 이 위치도 조정 가능하 다. 한편 경동축38a, 39a는 기판의 중심 위치로부터 대칭인 위치, 즉 d1 = d2인 것이 바람직하다.
또한 제1제품테이블33의 우측 엣지와 제2제품테이블34의 좌측 엣지의 간격을 2g라고 하면 제1클램프 바35a의 기판G에 대한 가압 위치와 제2클램프 바36a의 기판G에 대한 가압 위치는 도13에 나타나 있는 바와 같이 각 엣지에 근접시켜서 가장 접근하는 부분의 가압 위치의 간격은 2g와 같은 정도가 바람직하다.
이러한 기구를 구비하는 브레이크 장치30의 동작에 관하여 설명한다. 도14는 스크라이브 라인S를 중심으로 하는 브레이크 장치의 부분 확대 단면도이다. 또한 스크라이브 라인S를 중심으로 하는 브레이크 장치의 요부 평면도로서 도10을 이용한다. 상기한 바와 같이 제1경동축38a의 위치는 (0, y, +d1)이 되고, 제2경동축39a의 위치는 (0, y, -d2)가 된다.
도14(a)는 도10의 PR점 및 PL점 부근의 단면도이다. 여기에서는 제1제품테이블33과 제2제품테이블34의 엣지 간격은 2g2이다. 도14(b)는 도10의 QR점 및 QL점 부근의 단면도이다. 여기에서는 제1제품테이블33과 제2제품테이블34의 엣지 간격은 2g1(g1 < g2)이다. 도14에 나타나 있는 바와 같이 최초에 제2제품테이블34를 CW 방향으로 각도θ만큼 경사지게 하고, 다음에 제1제품테이블33을 CW 방향으로 각도θ만큼 경사지게 한다. 실시예1과 마찬 가지로 하여 기판 우측부GR의 제2제품테이블34에 대한 가압점(加壓點)을 PR'라고 한다. 이 점PR'는 기판G를 스크라이브 라인S를 따라 절단할 때에 전단응력을 부여하는 역점(力點)으로서 생각할 수 있다.
최초에 제2제품테이블34를 CW 방향으로 각도θ만큼 회전시키는 경우를 생각한다. PR'의 위치는 (x5, y5, z5)로부터 (x6, y6 , z6)으로 이동한다. 여기에서 각 좌표값은 다음과 같다.
x5 = g2
y5 = y5
z5 = -d0
x6 = (d2 - d0)sinθ + g2cosθ
y6 = y5
z6 = -(d2 - d0)(1 - cosθ) - g2sinθ - d0
이와 같이 기판 우측부GR의 (x6, y6, z6)의 부분이 제2제품테이블34에 대한 부동점이 되어 기판 우측부GR의 점PR에 위치하는 브레이크 부분에 대하여 상기의 부동점으로부터 전단력과 인장력이 작용한다.
이러한 전단력과 인장력은 도14(b)에 나타나 있는 점QR에도 작용한다. 그러나 점PR'에서 본 스크라이브 라인S2까지의 거리와 점QR'에서 본 스크라이브 라인S2까지의 거리는 도10에 나타나 있는 바와 같이 달라 QR쪽 이 PR에 비하여 전단응력과 인장응력이 커지게 된다. 이는 글래스 소재의 영률이 양자의 부분에서 동일하더라도 기판 좌측부GL에 대한 기판 우측부GR의 한 쪽 끝 부분을 지지하는 선단부의 전단응력, 인장응력, 휨응력이 QR의 값보다 작아진다. 이는 그 한 쪽 끝 부분을 지지하는 선단의 길이가 도14(a)에 나타나 있는 바와 같이 길기 때문에 탄성변형(彈性變形)에 의하여 응력이 완화되기 때문이다. 이 때문에 응력의 높은 점QR이 브레이크 포인트가 되어 상측 기판G1이 절단된다.
다음에 제1제품테이블33을 CW 방향으로 각도θ만큼 경사지게 이동시키면 스크라이브 라인S2에 전단응력과 인장응력이 증가하여 하측 기판G2가 절단된다. 이 경우에 상기와 마찬가지의 것이 기판 좌측부GL의 PL점 및 QL점에 발생한다. 이렇게 양쪽 제품테이블의 회전에 의하여 스크라이브 라인S를 중심으로 +x축 방향과 -x축 방향으로 인장응력이 작용하고 또한 +z축 방향과 -z축 방향으로 전단응력이 작용하기 때문에 기판G를 용이하게 절단할 수 있다. 절단할 때에는 기판 좌측부GL과 기판 우측부GR이 서로 분리된다. 이 경우에도 절단면인 우측 엣지부는 기판 우측부GR의 좌측 엣지부와 접촉하지 않는다. 이 때문에 글래스기판의 절단면에 상처가 나지 않아 매끈한 절단면을 얻을 수 있다.
점PR의 수평 이동량을 계산하면 (d0 + d2)sinθ가 되고, d2 = 5.0mm, d0 = 0.75mm, θ= 3도의 경우에는 0.300mm가 되어 실시예1에 있어서의 수평 이동량 0.039mm보다 훨씬 큰 값을 얻을 수 있다. 또한 점PR의 연직 방향의 이동량을 계산하면 (d0 + d2)(1 - cosθ)가 되고, 상기한 수치를 대입하면 수직 이동량은 0.0079mm가 된다. 이 값은 스크라이브 라인S에서의 전단력에 기여한다.
스크라이브 라인S에서 좌우로 분할되는 기판은 제1클램프 바35a, 제2클램프 바36a의 가압을 해제함으로써 제품테이블로부터 빼낼 수 있다. 또한 제1경동테이블31과 제2경동테이블32를 교대로 같은 각도θ만큼 경사지게 하였지만 경사 각도는 각 경동테이블에서 달라도 좋고, 어느 쪽의 경동테이블을 먼저 경사지게 이동시키는 가는 기판G의 절단 특성에 영향을 주지 않는다.
이상과 같이 어느 쪽의 브레이크 장치에 의해서도 기판G의 전방의 단면측(端面側)이 절단의 시작점이 되어 전방에서 후방으로 순차적으로 절단이 진전된다. 이 브레이크 장치에서는, 기판의 절단 시작점이 1점이기 때문에 기판에 작용시키는 힘의 크기는 종래의 브레이크 방법과 비교하면 훨씬 낮게 할 수 있다. 또한 절단 단면(切斷 端面)은 매끈하게 마무리되어 종래의 기술에서 말한 것과 같은 절단 단면의 불량은 발생하지 않는다. 또한 레이저 스크라이브 장치로 스크라이브한 기판에 대하여도 마찬가지로 절단할 수 있다. 본 발명의 장치에서는, 각 지지블록의 부착 위치나 높이 등을 용이하게 변경할 수 있고, 제품테이블의 회전양이나 벌어지는 각도 2α를 원하는 대로 설정할 수 있기 때문에 설계의 자유도가 높아진다. 본 실시예에 있어서, 액정 패널에 사용되는 접합 글래스기판에 형성되어 있는 스크라이브 라인S1, S2가 (x, y)평면에서 볼 때에 동일한 위치인 경우를 설명하였지만, S1과 S2의 위치는 액정 패널의 단자(端子)의 형성 등 때문에 수 mm 떨어져 있더라도 본 브레이크 장치를 사용하여 불량이 없도록 절단할 수 있다.
또한 본 실시예의 브레이크 장치는, 접합 글래스 뿐만 아니라 단판(單板)의 글래스는 물론 반도체 웨이퍼, 세라믹 기판 등 취성재료기판을 절단할 수 있다. 특히 액정 패널과 같이 접합 글래스기판의 경우에 교대로 브레이크 동작에 의하여 상하의 글래스 판을 교대로 절단할 수 있을 뿐만 아니라 기판을 반전(反轉)시키는 공정도 불필요하기 때문에 작업의 효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있다. 본 발명의 브레이크 장치는, 레이저 등의 가열수단을 사용하여 취성재료기판을 가열하여 취성재료기판에 발생하는 열에 의한 비틀림을 이용함으로써 스크라이브 라인을 형성하는 취성재료기판의 절단에도 적용할 수 있다.
(실시예3)
다음에 본 발명의 실시예3에 있어서의 브레이크 장치에 관하여 설명한다. 도15는 본 실시예에 있어서의 브레이크 장치50의 일부를 절단하여 나타내는 사시도이다. 본 실시예에서는, 2개로 분할된 테이블51a, 51b가 상호간에 갭Z를 사이에 두고 설치되어 있고, 일방(一方)의 테이블51b는 고정 되어 있다. 테이블51a의 이면(裏面)에는 유니버설 조인트(universal joint)52, 53, 54가 고정되어 있고, 이들을 사이에 두고 3개의 지지기둥56, 57, 58이 설치되어 있다. 지지기둥57, 58은 테이블51a의 갭Z의 단면(端面)을 따라 설치되어 있고, 지지기둥56은 지지기둥57의 후방에 설치되어 있다.
각각의 지지기둥56, 57, 58의 하부에는 각각 유니버설 조인트59, 60, 61을 설치한다. 유니버설 조인트59 및 61의 타단부(他端部)는 대좌(臺座)62에 고정된다. 지지기둥57은 다른 지지기둥보다 길이가 짧다. 유니버설 조인트60의 타단부는 신축암(伸縮 arm)63을 통하여 대좌62에 고정된다. 이 신축암63은 그 내부에는 리니어 모터(linear motor) 등이 내장되어 외부로부터의 제어신호에 의하여 길이 방향으로 신축하는 암이다.
그리고 취성재료기판이 1개인 글래스 판H를 절단하는 경우에는, 도16에 평면도로 나타나 있는 바와 같이 글래스 판H를 테이블에 배치한다. 이 때 상부 표면에 형성한 스크라이브 라인S가 갭부에 위치하도록 글래스 판H를 테이블51a, 51b에 걸치고 흡착(吸着)하여 고정한다. 이렇게 하여 글래스 판H를 고정한 후에 신축암63을 신장(伸張) 또는 압축(壓縮)시킨다.
도17은 신축암63을 신장시켰을 때의 상태를 글래스 판H를 제외한 상태에서 나타내는 설명도이다. 테이블51a는 유니버설 조인트59 및 61을 연결하는 일점 쇄선으로 나타나 있는 라인을 중심축L1로 하여 회전하지만, 그 회전 중심축의 방향이 스크라이브 방향과 평행한 것이 아니라 어떤 각도를 가지고 있다. 즉 글래스 판의 스크라이브 라인S와 테이블51a의 회전 중심축L1이 평행하게 되지 않도록 설정한다. 그렇게 하면 테이블51a의 갭Z의 단면에서의 이동량이 도면 중의 각 화살표로 나타나 있는 바와 같이 도면 중 전방으로 향하는 만큼 커지게 된다. 또한 상기의 각도가 커짐에 따라 그 경향이 강하게 된다.
이 결과, 글래스 판H의 전방의 단면측이 글래스 판의 절단의 시작점이 되어 전방에서 후방으로 순차적으로 글래스 판H의 절단이 진전된다. 이러한 브레이크 방법에서는, 절단의 시작점이 1점이기 때문에 글래스 판에 작용시키는 절단력의 크기는, 종래의 브레이크 방법과 비교하면 훨씬 작아진다. 또한 브레이크 단면(brake 端面), 즉 절단면은 매끈하게 마무리되어 종래의 기술에서 말한 것 같은 글래스 판H의 절단 단면의 불량은 발생하지 않는다. 또한 상기의 레이저 스크라이브 장치로 스크라이브한 글래스 판에 대하여도 동일하게 절단할 수 있다. 이러한 브레이크 방식에서는, 각 지지기둥56, 57, 58의 부착 위치나 높이 등을 용이하게 변경하여 테이블51a의 회전량이나 회전 방향을 원하는 대로 설정할 수 있기 때문에 설계의 자유도가 높다.
한편 본 실시예에서는, 타방의 테이블51b는 고정으로 하였지만 이 테이블51b에 대해서도 동일한 회전기구를 구비할 수도 있다. 이 경우에 테이블51b의 회전 방향을 반대로 하여야 한다.
도18은 액정 머더 글래스기판(液晶 mother glass 基板)을 확대한 단면을 나타내고 있다. 액정 머더 글래스기판70은 주지된 바와 같이 일방의 머더 글래스기판71의 가장자리부 등에 접착제72를 도포(塗布)하고, 입상(粒狀)의 스페이서(spacer)73을 끼울 수 있도록 다른 머더 글래스기판74를 포개어 머더 글래스기판 상호간을 고정하는 구조를 구비하고 있다. 그리고 접착제72의 층(層)에 형성되는 작은 구멍에서 양쪽 머더 글래스기판 사이의 갭부에 액정(液晶)75를 주입(注入)함으로써 도면에 나타나 있지 않은 액정 패널을 얻을 수 있다.
소정 사이즈의 머더 글래스기판을 사용하여 액정 머더 글래스기판70을 형성하고, 복수의 액정 패널로 분리하기 위하여 상측의 머더 글래스기판74에 대하여는 그 상면에 스크라이브 라인S1을 형성하고, 하측의 머더 글래스기판71에는 이미 스크라이브 라인S2가 형성된 것을 이용한다. 종래의 브레이크 방법에서는 액정 머더 글래스기판70을 절단할 때에는 일방의 머더 글래스기판을 절단한 후에 표면과 이면을 반전(反轉)시키고 나서 타방의 머더 글래스기판을 절단하였다.
이에 대하여 본 실시예의 브레이크 장치를 이용하는 경우에는, 도18의 액정 머더 글래스기판70에서는 조립 전에 미리 머더 글래스기판74의 상면 및 머더 글래스기판71의 상면에 스크라이브 라인을 형성하고, 1회의 테이블 회전동작에 의하여 상하의 머더 글래스기판을 동시에 절단할 수 있다. 그 때문에 머더 글래스기판의 반전공정도 불필요하게 되어 작업 효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
(실시예4)
다음에 본 발명의 실시예4에 있어서의 브레이크 장치에 관하여 설명한다. 도19는 본 실시예에 있어서의 브레이크 장치80의 요부 구성을 나타내는 일부 절단 사시도이다. 이 브레이크 장치80은 실시예3과 동일한 테이블81a, 81b를 구비하고 있다. 테이블81a, 81b가 수평, 즉 동일한 재치면(載置面)을 갖는 자세로 놓고 테이블 사이의 갭을 Z라고 하면 갭Z의 크기는 이 상태에서는 동일하다. 실시예1, 2와 마찬가지로 하여 갭Z의 중앙선을 y축으로 한다. 테이블81a의 하부에 대하여 y축과 평행하지 않고 또한 테이블81a의 하면과 직각의 베어링판82를 부착한다. 그리고 베어링판82의 하부에 축구멍83을 형성하고, 이 축구멍83을 통과하는 축을 회전축L2이라고 하고, 테이블81a를 회전하도록 지지한다. 그리고 베어링판82를 도면에 나타나 있지 않은 구동장치에 의하여 회전시킨다. 이렇게 하면 실시예3과 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.
(실시예5)
다음에 본 발명의 실시예5에 있어서의 브레이크 장치에 관하여 설명한다. 도20 및 도21은 본 실시예에 있어서의 브레이크 장치90의 요부 구성을 나타내는 설명도로서, 도20은 측면도, 도21은 사시도이다. 이 브레이크 장치90은, 패러렐 링크 기구(parallel link 機構)의 6축을 동시에 제어함으로써 글래스 판의 절단의 자유도(自由度)를 확대하도록 한 것이다. 이 브레이크 장치90은 실시예3, 4와 동일한 테이블92a, 92b를 구비하고 있다. 테이블92a는 고정 테이블로 하고, 테이블92b는 이동 테이블로 한다.
도20에 나타나 있는 바와 같이 테이블92a는 4개의 지지기둥93∼96에 의하여 대좌91에 고정된다. 테이블92b는 테이블92a의 측방(側方)에 배치된다. 테이블92b는 그 하면에 유니버설 조인트97∼102를 통하여 신축암103∼108에 접속된다. 이들 신축암103∼108은 도15의 신축암63과 동일한 기능을 구비하는 암이다. 신축암의 내부에 리니어 모터 등이 내장되어 있고, 그 길이 방향의 길이가 제어신호에 의하여 신축하도록 제어된다.
각 신축암103∼108의 하부는 유니버설 조인트109∼114를 통하여 대좌91에 접속되어 있다. 그리고 도21에 나타나 있는 제어부115로부터의 제어신호에 의하여 이들 신축암103∼108의 길이가 독립적으로 제어된다. 또한 도21에 나타나 있는 바와 같이 테이블92b의 하면의 유니버설 조인트97∼102로 형성되는 6각형과 대좌91 상의 유니버설 조인트109∼114로 형성되는 6각형은 서로 다른 형상으로 한다. 그리고 신축암의 신축제어에 의하여 테이블92b의 위치나 수평면에 대한 재치면의 각도를 임의로 일률적으로 선택할 수 있다. 이렇게 병렬로 신축 동작하는 6축의 신축암을 사용하여 제어 대상물의 회전량을 제어하거나 위치를 제어하는 기구는 패러렐 메커니즘(parallel mechanism)에 의하여 실현되어 있다.
그리고 글래스 판을 절단할 때에는, 우선 도21에 나타나 있는 바와 같이 테이블92b를 테이블92a에 대하여 소정의 갭을 사이를 두고 동일한 평면이 되도록 자세를 제어한다. 계속하여 스크라이브 라인S가 상면이 되고 또한 갭부의 중심에 위치하도록 글래스 판H를 테이블 상에 걸쳐 배치한다. 이 상태에서 글래스 판H를 예를 들면 진공흡착(眞空吸着)이나 그 이외의 방법으로 각각의 테이블92a, 92b에 고정한다. 글래스의 면에 실리콘(silicon) 등의 절연층(絶緣層)이 성막(成膜)되어 있는 경우에는 정전흡착(靜電吸着)에 의한 고정이더라도 좋다.
그리고 테이블92b는 제어부115로부터의 제어신호에 의하여 각각의 신축암이 소정의 길이가 되도록 신축됨으로써 패러렐 링크 기구가 동작한다. 실시예3과 마찬가지로 중심축L3을 가상축(假想軸)으로 하여 테이블92b가 회전한다. 또한 중심축L3은 테이블92b의 하방에 위치하고, 스크라이브 라인S와 평행이 아니다. 즉 중심축L3과 스크라이브 라인S는 공간좌표 내에서 비틀어진 관계에 있다.
도22는 글래스 판H가 절단된 상태를 나타내는 브레이크 장치90의 측면도이다. 실시예3과 마찬가지로 회전축의 방향이 스크라이브 방향에 대하여 어떤 각도를 가지도록 테이블92b를 회전시킬 수 있다. 따라서 전방측을 글래스 판H의 절단의 시작점으로 하여 전방으로부터 순차적으로 글래스 판H의 절단이 진전된다. 이 때문에 글래스 판H에 작용시키는 절단력의 크기는 작아도 되어 글래스 판H의 절단면을 매끈하게 마무리 할 수 있다. 또 레이저(laser)에 의한 블라인드 크랙(blind crack)의 라인이 형성된 글래스 판에 대하여도 종래보다 작은 절단력을 가하여 절단할 수 있다.
이 실시예에서는, 대상이 되는 글래스 판의 두께나 형상에　따라 패러렐 링크 기구에 의하여 임의의 회전축을 설정할 수 있다. 또 절단을 완 료한 후에 도23에 나타나 있는 바와 같이 테이블92b를 절단된 글래스 판H의 단면 상호간이 다시 접촉하지 않도록 테이블92a와 평행하게 하고 또한 단차(段差)를 형성한다. 이에 따라 절단 후의 글래스 판H의 처리를 용이하게 할 수 있다.
또한 테이블92b 내에 글래스 판을 배치하는 영역의 주변에, 도24에 나타나 있는 바와 같이 상하 이동하는 가압 상승핀116을 배치한다. 글래스 판의 절단을 완료하고, 테이블92b를 수평으로 유지한 후에 절단된 글래스 판의 흡착을 해제하고, 가압 상승핀116을 동작시켜 글래스 판을 테이블92b로부터 밀어 올릴 수 있다. 이어서 도24에 나타나 있는 바와 같이 절단된 글래스 판H와 테이블92b 사이에 글래스 제거 바117을 삽입하여 글래스 판H를 들어 올려 절단 후의 글래스 판H를 반송할 수도 있다. 따라서 다음 공정으로 글래스 판H를 용이하게 반송할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한 이 실시예에서는 한 장의 글래스 판을 절단하는 경우에 관하여 설명하고 있지만, 도18에 나타나 있는 바와 같이 접합 취성재료기판의 일례인 상하의 머더 글래스기판에 스크라이브 라인이 형성된 액정 머더 글래스기판을 절단하는 경우에도 이 실시예를 적용할 수 있다. 이 경우에도 액정 머더 글래스기판의 표면과 이면을 반전시키지 않고 양면(兩面)의 머더 글래스기판을 절단할 수 있다.
(실시예6)
다음에 본 발명의 실시예6에 있어서의 브레이크 방법에 관하여 설명 한다. 본 실시예에 있어서의 취성재료기판의 브레이크 방법이란, 상기한 기판G로서 1매의 액정 머더 글래스기판120을 소정의 형상으로 절단하여 복수의 액정 글래스기판121을 얻기 위한 제조방법이다. 1매의 액정 머더 글래스기판120으로부터 구동신호에 의하여 화소(畵素) 단위로 화상 또는 문자를 표시하는 액정 패널을 얻기 위해서는 각종의 제조공정이 필요하다.
TFT, 주사전극(走査電極), 신호전극(信號電極), 화소전극(畵素電極)을 포함하는 기판을 TFT기판(AM기판이라고도 한다)이라고 하고, 칼라 필터(color filter)를 포함하는 기판을 대향기판(對向基板)이라고 한다면 액정 패널은 상기의 TFT기판과 대향기판이 접합되고, 이들 양쪽 기판에 액정이 충전(充塡)된 단계의 것을 말한다. 그리고 상기의 액정 머더 글래스기판120이란, 절단 전의 TFT기판(머더 TFT기판이라고 한다)과 절단 전의 대향기판(머더 대향기판이라고 한다)을 접합시킨 단계의 기판(머더 접합기판)을 말한다. 따라서 절단된 접합기판이 액정 글래스기판121(접합기판)이 된다. 그리고 액정 글래스기판121에 액정이 충전되어 액정의 주입구(注入口)가 막히고, 기판 엣지의 전극에 플랫 케이블(flat cable)이 접속 가능한 상태가 액정 패널이다.
상기의 액정 패널의 제조공정에 있어서의 본 실시예에서의 브레이크 방법의 위치 부여를 명확하게 하기 위하여 설명을 더 한다. 1매의 액정 머더 글래스기판120으로부터 복수 매의 액정 글래스기판121을 얻기 위해서는 복수 종류의 절단공정이 필요하다. 이는 기판의 스크라이브 라인 또는 절 단면이 액정 패널의 어느 부분에 위치하는 가에 의하여 구별된다. 예를 들면 (A) 다면(多面)의 대형 접합기판인 액정 머더 글래스기판120을 소정 형상의 개개의 액정 글래스기판121로 분할하는 공정, (B) 다면인 상태에서 액정 주입구를 노출시키기 위한 절단공정, (C) 전극 부분을 꺼내기 위한 절단공정 등이 그 예이다. 상기의 각 공정의 순서는 여기에서는 미리 정할 필요는 없지만, 적어도 (A), (B)의 공정이 본 실시예에 포함된다. 또한 (A)공정에 있어서도 스크라이브 라인S가 액정 머더 글래스기판120에 격자(格子) 모양(크로스 스크라이브(cross scribe)라고도 한다)으로 형성되는 한 여러 번의 절단공정을 필요로 한다.
도25는 이러한 절단공정을 포함하는 액정 머더 글래스기판120의 브레이크 방법을 나타내고 있다. 이 브레이크 방법은 (1)카세트 로더(cassette loader), (2)제1기판반송장치, (3)제1스크라이브 장치, (4)제2스크라이브 장치, (5)제2기판반송장치, (6)제1브레이크 장치, (7)제2브레이크 장치를 포함하고, 이들 장치를 경유하여 복수 매의 액정 글래스기판121이 제조된다. 이 때문에 이러한 절단공정을 액정 머더 글래스기판 자동절단 라인이라고 한다.
도25에 있어서 카세트 로더122는 다수 매의 액정 머더 글래스기판120을 카세트에 수납하여 지지한다. 급재로봇(給材 robot)R1은 카세트 로더122의 카세트로부터 액정 머더 글래스기판120을 꺼내어 제1기판반송장치123으로 이송한다. 제1기판반송장치123은 급재로봇R1로부터 공급되는 액정 머더 글래스기판120을 테이블의 정위치(定位置)에 위치결정을 한다. 이 위치결정 은 액정 머더 글래스기판120의 서로 직교하는 단면을 위치결정핀으로 가압함으로써 이루어진다.
반송로봇(搬送 robot)R2는 테이블에 재치된 액정 머더 글래스기판120을 제1스크라이브 장치124의 소정의 위치로 반송한다. 액정 머더 글래스기판120 중 머더 TFT기판을 120a라고 하고, 머더 대향기판을 120b라고 한다. 또한 기판의 가공면(加工面)을 실시예1, 2와 같이 (x,y)면과 평행한 면으로 한다. 제1스크라이브 장치124는, 예를 들면 머더 대향기판120b의 x축 또는 y축 방향과 평행하게 되도록 스크라이브 라인S1을 각각 형성하기 때문에 여기에서는 종래의 예에서 설명한 것과 같은 스크라이브 방법을 이용할 수 있다.
반송로봇R3은 제1스크라이브 장치124로부터 스크라이브 라인S1이 형성된 액정 머더 글래스기판120을 꺼내고, 상면과 하면을 반전시켜 반송로봇R4로 반송한다. 반송로봇R4는 반전된 액정 머더 글래스기판120을 제2스크라이브 장치125의 소정의 위치로 반송한다. 제2스크라이브 장치125는 머더 TFT기판120a의 x축 또는 y축 방향과 평행하게 되도록 스크라이브 라인S2를 각각 형성한다. 이들 스크라이브 라인S1, S2의 위치 및 그 길이(묘화 데이터(描畵 data))는 도면에 나타나 있지 않은 제어용 CPU에 의하여 제어된다.
양면에 스크라이브 라인이 형성된 액정 머더 글래스기판120은 반송로봇R5에 의하여 제2기판반송장치126까지 이송된다. 제2기판반송장치126은 반송로봇R5로부터 공급된 액정 머더 글래스기판120을 정위치에 위치결정을 한 다. 반송로봇R6은 제2기판반송장치126에 재치된 액정 머더 글래스기판120을 제1브레이크 장치127의 정위치로 이송한다.
제1브레이크 장치127 및 제2브레이크 장치128은 실시예1 또는 실시예2의 브레이크 장치와 동일하기 때문에 여기에서 구조에 관한 설명은 생략한다. 제1브레이크 장치127은 제1테이블127a 및 제2테이블127b에 올라타서 재치되는 액정 머더 글래스기판120의 상면을 가압하여 고정하고, 일방(一方)의 테이블을 도4에 나타나 있는 바와 같이 +z방향 및 -z방향으로 회전시키거나 도11에 나타나 있는 바와 같이 양쪽의 테이블을 같은 방향으로 동시에 회전시킴으로써 액정 머더 글래스기판120을 직사각형 모양으로 절단한다.
반송로봇R7은 직사각형 모양으로 절단된 액정 머더 글래스기판120을 테이블127b로부터 꺼내어 제2브레이크 장치128의 정위치, 즉 2개의 테이블128a, 128b에 올라타도록 위치를 결정하여 재치한다. 제2브레이크 장치128은 액정 머더 글래스기판120을 절단한다. 여기에서 얻은 기판은 소정 형상의 액정 글래스기판121이 된다. 이들 액정 글래스기판121은 반송로봇R8에 의하여 제3기판반송장치129로 이송되어 다음의 액정 패널의 제조공정으로 투입된다.
이상의 공정을 구비하는 본 실시예의 브레이크 방법에 관하여 종래의 브레이크 방법과 비교하여 설명한다. 도26은 종래의 브레이크 장치를 사용하여 액정 머더 글래스기판120을 절단하는 경우의 공정도이다. 또한 도27은 본 발명의 브레이크 장치를 사용하여 액정 머더 글래스기판120을 절단하는 경우의 공정도이다. 단, 도26은 절단공정의 수가 1개인 경우를 나타내고 있기 때문에 도25의 절단공정의 수와 일치하지 않는다.
종래의 브레이크 장치는, 도2에 나타나 있는 방법에 의하면 글래스 판1의 일방의 면에 스크라이브 라인S를 형성하고, 글래스 판1의 타방의 면에 브레이크 바4를 가압하여 글래스 판1을 휘어지게 함으로써 글래스 판1을 절단하였다. 또한 도3에 나타나 있는 방법에 의하면 스크라이브 라인S가 형성된 부분에 인장응력이 작용하도록 글래스 판1을 휘어서 글래스 판1을 절단하였다. 이러한 브레이크 장치를 이용하면 접합 글래스기판의 절단에서는 도26의 (b)∼(g)에서 나타나 있는 공정이 필요하다.
즉 도26(a)에 나타나 있는 액정 머더 글래스기판120의 머더 TFT기판120a를 위로 하고, 스크라이브 장치를 사용하여 (b)와 같이 머더 TFT기판120a에 스크라이브 라인S1을 넣는다. 다음에 (c)와 같이 액정 머더 글래스기판120을 반전장치(反轉裝置)를 사용하여 반전시킨다. 그리고 (d)와 같이 머더 대향기판120b에 브레이크 바를 가압시켜 머더 TFT기판120a에 수직 크랙을 진전시켜 머더 TFT기판120a를 절단한다. 다음에 액정 머더 글래스기판120을 지지하고, 스크라이브 장치를 사용하여 (e)와 같이 머더 대향기판120b에 스크라이브 라인S2를 넣는다. 그리고 액정 머더 글래스기판120을 반전장치를 사용하여 (f)와 같이 다시 반전시킨다. 다음에 (g)와 같이 머더 TFT기판120a에 브레이크 바를 가압하여 머더 대향기판120b에 수직 크랙을 진전시킨다. 다음에 액정 머더 글래스기판120을 좌우로 분리하면 (h)와 같이 액정 머더 글래스기판120을 복수의 액정 글래스기판121로 절단할 수 있다. 그러나 이 방법에서는 기판의 반전공정이 2회 필요하다.
그러나 본 실시예1 또는 실시예2의 브레이크 장치를 이용하면 액정 머더 글래스기판120에 대하여 도27의 (b)∼(f)에서 나타나 있는 공정에서 끝난다. 즉 도27(a)에 나타나 있는 액정 머더 글래스기판120의 머더 대향기판120b를 위로 하고, 도25의 제1스크라이브 장치124를 사용하여 (b)와 같이 머더 대향기판120b에 스크라이브 라인S1을 넣는다. 다음에 (c)와 같이 반전장치를 사용하여 액정 머더 글래스기판120을 반전시킨다. 그리고 (d)와 같이 제2스크라이브 장치125를 사용하여 머더 TFT기판120a에 스크라이브 라인S2를 넣는다.
그리고 양면(兩面)에 스크라이브 라인이 들어가 있는 액정 머더 글래스기판120을 도25의 제1브레이크 장치127에 세트하고, 일방의 테이블을 상측 및 하측으로 회전시키면 (e) 및 (f)에 나타나 있는 바와 같이 머더 TFT기판120a 및 머더 대향기판120b에는, 수직 크랙이 각각 기판의 두께 방향으로 진전되어 각각의 기판을 관통한다. 이 때문에 소위 크랙이 발생한다. 그리고 액정 머더 글래스기판120을 좌우로 분리하면 (g)와 같이 절단된 액정 글래스기판121이 얻어진다. 이 방법에 의하면 기판의 반전공정은 1회로 끝난다.
이상의 공정은, 액정 머더 글래스기판120을 예로 하여 직사각형 모양으로 절단하는 경우이다. 도25에서 설명한 바와 같이 액정 머더 글래스기판120에 격자 모양으로 스크라이브 라인을 형성하여 더 작은 치수의 액정 글래스기판121로 절단하는 경우에 도26과 도27에서의 공정의 차이는 더 커지게 되고 또한 본 실시예에 의한 브레이크 방법에서는 기판의 절단면이 매끄러울 뿐만 아니라 기판의 반전공정을 생략할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
(실시예7)
다음에 본 발명의 실시예7에 있어서의 브레이크 방법에 관하여 설명한다. 본 실시예에 있어서의 취성재료기판의 브레이크 방법이란, 도28에 나타나 있는 바와 같은 액정 머더 글래스기판130을 복수의 액정 글래스기판131로 절단하는 방법이다. TFT, 주사전극, 신호전극, 화소전극을 포함하는 머더기판을 머더 TFT기판이라고 하고, 칼라 필터를 포함하는 머더기판을 머더 대향기판이라고 한다. 이 액정 머더 글래스기판130은 스크라이브 라인이 형성되지 않은 제1취성재료기판인 머더 대향기판130b와 스크라이브 라인S2가 미리 형성된 제2취성재료기판인 머더 TFT기판130a를 씰제(Seal 劑)132로 접합시킨 기판을 말한다.
도29는 이러한 액정 머더 글래스기판130의 브레이크 방법을 나타내는 액정 머더 글래스기판 자동절단 라인의 구성도이다. 이 브레이크 방법은 (1)카세트 로더, (2)제1기판반송장치, (3)스크라이브 장치, (4)제1브레이크 장치, (5)제2기판반송장치, (6)제2브레이크 장치, (7)제3기판반송장치를 포함하고, 이들 장치를 경유하여 복수 매의 액정 글래스기판131이 제조된다.
도29에 있어서 (1)의 카세트 로더133은 다수 매의 액정 머더 글래스기판130을 카세트에 수납하여 지지한다. 급재로봇R1은 카세트 로더133의 카세트에서 액정 머더 글래스기판130을 꺼내어 (2)에서 나타나 있는 제1기판반송장치134로 이송한다. 제1기판반송장치134는 이송된 액정 머더 글래스기판130을 테이블의 정위치에 위치결정을 한다.
반송로봇R2는 테이블에 재치된 액정 머더 글래스기판130을 (3)의 스크라이브 장치135의 소정의 위치로 반송한다. 이 스크라이브 장치135는 도28에 나타나 있는 머더 대향기판130b의 상면에 스크라이브 라인S1을 형성한다.
반송로봇R3은 스크라이브 라인S1이 형성된 액정 머더 글래스기판130을 스크라이브 장치135에서 꺼내어 (4)의 제1브레이크 장치136의 정위치로 이송한다. 제1브레이크 장치136에는, 실시예1∼실시예5에서 설명한 브레이크 장치가 적용된다. 도29는 실시예1 또는 실시예2의 브레이크 장치를 적용한 경우를 나타내고, 제1테이블136a 및 제2테이블136b에 올라타서 재치되는 액정 머더 글래스기판130의 상면을 가압하여 고정하고, 일방의 테이블을 회전 또는 양쪽의 테이블을 동시에 회전시킴으로써 액정 머더 글래스기판130을 직사각형 모양으로 절단한다.
반송로봇R4는 직사각형 모양으로 절단된 액정 머더 글래스기판130을 꺼내어 (5)의 제2기판반송장치137의 테이블에 재치한다. 반송로봇R5는 직사각형 모양으로 절단된 액정 머더 글래스기판130을 (6)의 제2브레이크 장치138의 정위치로 이송한다. 제2브레이크 장치138은 액정 머더 글래스기판130을 규정된 형상으로 절단하여 복수의 액정 글래스기판131을 얻는다. 절단된 액정 글래스기판131은 반송로봇R6에 의하여 제3기판반송장치139로 이송되어 다음의 액정 패널의 제조공정으로 투입된다. 또한 제2브레이크 장치로서는 실시예1∼실시예5에서 설명한 브레이크 장치가 적용된다.
이러한 브레이크 방법에서는 액정 머더 글래스기판130의 반전장치도 필요하지 않을 뿐만 아니라 도29의 (3)에서 나타나 있는 바와 같이 스크라이브 장치도 1대로 작업을 완료한다.
(실시예8)
다음에 본 발명의 실시예8에 있어서의 브레이크 방법에 관하여 설명한다. 본 실시예에 있어서의 취성재료기판의 브레이크 방법이란, 양면 스크라이브 장치를 이용하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 실시예의 액정 머더 글래스기판140은, 실시예7의 머더 글래스기판130과 달리 머더 TFT 글래스기판에도 머더 대향기판에도 스크라이브 라인S가 미리 형성되지 있지 않은 것으로 한다.
도30은 이러한 액정 머더 글래스기판140의 브레이크 방법을 나타내는 액정 머더 글래스기판 자동절단 라인의 구성도이다. 이 브레이크 방법은 (1)카세트 로더142, (2)제1기판반송장치143, (3)제1양면 스크라이브 장치144, (4)제2기판반송장치147, (5)제1브레이크 장치148, (6)제3기판반송장치149, (7)제2양면 스크라이브 장치150, (8)제4기판반송장치153, (9)제2브레이크 장치154, (10)제5기판반송장치155를 포함하고, 이들 장치를 경유하여 복수 매의 액정 글래스 기판141이 제조된다.
급재로봇R1, 반송로봇R2∼R7, 기판반송장치143, 147, 149, 153, 155에 관하여는, 실시예6, 7에 나타나 있는 것과 기능이 동일하기 때문에 그에 대한 설명은 생략한다.
제1양면 스크라이브 장치144는, 복수의 테이블145a 및 145b와, 이 장치의 중앙에 설치되는 스크라이브 헤드 마운트(scribe head mount)146a와, 스크라이브 헤드 마운트146a에 이동하도록 지지되는 상하의 스크라이브 헤드(scribe head)146b를 구비하고 있다. 액정 머더 글래스기판140이 테이블145a에 의하여 스크라이브 헤드 마운트146a의 부분으로 이송될 때에 액정 머더 글래스기판140의 상하 양면의 일부가 가공영역으로 들어가도록 브리지(bridge) 상태로 지지된다. 스크라이브 헤드146b가 이 브리지 부분을 주사(走査)함으로써 상하 양면의 스크라이브를 한다.
스크라이브 장치로서 종래의 예에서 설명한 바와 같이 초경금속(超硬金屬)으로 제작하거나 다이아몬드(diamond)로 제작하는 휠 커터(wheel cutter)를 이용하는 것과 레이저 광에 의한 레이저 스크라이브를 이용하는 것이 있다. 휠 커터 방식의 것은 2개의 휠 커터가 동기(同期)하여 액정 머더 글래스기판140의 양면을 압접(壓接)하여 회전 이동(전동(轉動))시킴으로써 스크라이브 라인S1과 S2를 동시에 형성한다. 또한 레이저 스크라이브 방식의 것은 2개의 빔 스폿(beam spot)을 액정 머더 글래스기판140의 양면에 조사(照射)시키면서 주사하고, 이 조사 부분을 따라 냉매(冷媒)를 이용한 스폿 냉 각(spot 冷却)을 한다. 이렇게 하여 글래스 소재의 열에 의한 비틀림을 이용하는 블라인드 스크라이브를 한다. 제2양면 스크라이브 장치150의 구조도 제1양면 스크라이브 장치144와 동일하다.
제1브레이크 장치148 및 제2브레이크 장치154는, 액정 머더 글래스기판140의 양면에 형성된 스크라이브 라인S가 절단면이 되도록 기판을 절단하는 장치이다. 실시예1 또는 실시예2에서 설명한 바와 같이 좌우의 테이블을 그 갭이 평행하게 되지 않도록 지지하고, 좌우의 테이블 중 적어도 일방을 회전시키는 방식의 것이다. 도30에서는 이 방식의 브레이크 장치를 이용하는 것으로 하여 제1브레이크 장치148에 있어서는 테이블148a, 148b의 갭을 평행하게 되지 않도록 하여 도면에 나타내었다. 제2브레이크 장치154에 관해서도 테이블154a, 154b의 갭을 평행하게 되지 않도록 하였다.
제1브레이크 장치148 및 제2브레이크 장치154로서 다른 방식을 이용하는 것이 있다. 이는 실시예5에서 설명한 바와 같이 액정 머더 글래스기판140을 재치하여 고정하는 2개의 테이블 중에서 일방의 테이블을 도20∼도23에 나타나 있는 패러렐 링크 기구를 사용하여 지지한다. 그리고 기판을 절단할 때에 스크라이브 라인으로부터 떨어진 위치의 축을 회전축으로 하여 이 테이블을 회전시킴으로써 절단하는 방식이다. 이 방식의 경우에는 도30에 나타나 있는 테이블148a, 148b의 갭 및 테이블154a, 154b의 갭은 평행하게 된다.
이와 같이 본 실시예의 브레이크 방법에 의하면 액정 머더 글래스기판140의 상하면을 반전시키는 공정을 필요로 하지 않을 뿐만 아니라 기판의 반전장치를 설치할 필요가 없어 액정 머더 글래스기판 절단 라인의 설치 면적을 작게 할 수 있다.
본원의 취성재료기판의 브레이크 장치에 의하면, 스크라이브가 완료된 기판에 대하여 기판을 절단할 때에 스크라이브 라인의 일단(一端)에 절단력이 작용하는 기구를 사용하기 때문에 기판의 절단은 그 일단측(一端側)으로부터 타단측(他端側)으로 순차적으로 진전되어 기판이 절단된 단면(端面)을 매끄럽게 할 수 있다. 또한 작용시키는 절단력은 종래의 브레이크 방법에　비하여 훨씬 작아지게 되어 브레이크 장치의 본체를 소형화할 수 있다.
또한 본원 취성재료기판의 브레이크 방법에 의하면, 1매의 액정 머더 글래스기판으로부터 복수 매의 액정 글래스기판으로 절단하는 공정에 있어서, 기판을 반전시키지 않고 1회의 공정으로 액정 머더 글래스기판의 양면을 절단할 수 있다. 이 때문에 기판을 절단하기 위한 반전공정이 불필요하게 된다.

Claims (20)

  1. 적어도 1면에 스크라이브 라인(scribe line)이 형성된 취성재료기판(脆性材料基板)을, 상기 스크라이브 라인이 그 갭(gap) 사이에 위치하도록 재치(載置)하는 제1, 제2제품테이블과,
    상기 제2제품테이블과 대향(對向)하는 상기 제1제품테이블의 엣지(edge)를 제1엣지라고 하고, 상기 제1제품테이블과 대향하는 상기 제2제품테이블의 엣지를 제2엣지라고 할 때에 상기 취성재료기판의 상기 제1엣지에 위치하는 부분을 가압(加壓)하여 고정하는 제1제품 클램프 유닛(第一製品 clamp unit)과,
    상기 취성재료기판의 상기 제2엣지에 위치하는 부분을 가압하여 고정하는 제2제품 클램프 유닛과,
    상기 취성재료기판의 스크라이브 라인과 직각 방향으로 상기 제1제품테이블 및 제1제품 클램프 유닛을 일체(一體)로 하여 상기 스크라이브 라인으로부터 후퇴하도록 여압(與壓 : pressurization)을 가하는 슬라이드 기구(slide 機構)와,
    상기 취성재료기판의 스크라이브 라인과 평행한 경동축(傾動軸)을 회전축(回轉軸)으로 하여 상기 제2제품테이블 및 제2제품 클램프 유닛을 일체로 하여 회전 가능하게 하는 경동기구(傾動機構)와,
    상기 경동기구를 제어하여 상기 제2제품테이블 및 제2제품 클램프 유 닛을 회전시키는 회전제어부를 구비하고,
    상기 제1제품테이블 및 제2제품테이블은 양쪽 테이블의 대향하는 엣지가 평행하게　되지 않도록 배치되고,
    상기 제2제품테이블의 경동축은 상기 취성재료기판의 스크라이브 라인에서 볼 때에 기판의 두께 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 장치(brake 裝置).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1제품 클램프 유닛은 상기 취성재료기판의 스크라이브 라인 부근을 가압하는 제1클램프 바(第一 clamp bar)를 구비하고,
    상기 제2제품 클램프 유닛은 상기 취성재료기판의 스크라이브 라인 부근을 가압하는 제2클램프 바를 구비하고,
    상기 제2제품테이블이 회전할 때에 상기 제2클램프 바가 상기 스크라이브 라인 부근의 기판 부분에 전단력(剪斷力)을 가하기 위한 역점(力點)으로서 작용하는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2제품테이블의 경동축은 상기 취성재료기판의 상면과 하면의 중심에 위치하는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 장치.
  4. 적어도 1면에 스크라이브 라인이 형성된 취성재료기판을, 상기 스크라이브 라인이 그 갭 사이에 위치하도록 재치하는 제1, 제2제품테이블과,
    상기 제2제품테이블과 대향하는 상기 제1제품테이블의 엣지를 제1엣지라고 하고, 상기 제1제품테이블과 대향하는 상기 제2제품테이블의 엣지를 제2엣지라고 할 때에 상기 취성재료기판의 상기 제1엣지에 위치하는 부분을 가압하여 고정하는 제1제품 클램프 유닛과,
    상기 취성재료기판의 상기 제2엣지에 위치하는 부분을 가압하여 고정하는 제2제품 클램프 유닛과,
    상기 취성재료기판의 스크라이브 라인과 평행한 경동축을 회전축으로 하여 상기 제1제품테이블 및 제1제품 클램프 유닛을 일체로 하여 회전 가능하게 하는 제1경동기구(第一傾動機構)와,
    상기 취성재료기판의 스크라이브 라인과 평행한 경동축을 회전축으로 하여 상기 제2제품테이블 및 제2제품 클램프 유닛을 일체로 하여 회전 가능하게 하는 제2경동기구와,
    상기 제1 및 제2경동기구를 제어하여 상기 제1제품테이블, 제1제품 클램프 유닛, 상기 제2제품테이블 및 제2제품 클램프 유닛을 회전시키는 회전제어부를 구비하고,
    상기 제1제품테이블 및 제2제품테이블은 양쪽 테이블의 대향하는 엣지가 평행하게　되지 않도록 배치되고,
    상기 제1제품테이블의 경동축은 상기 취성재료기판의 스크라이브 라인 근방의 기판 상측에 위치하고,
    상기 제2제품테이블의 경동축은 상기 취성재료기판의 스크라이브 라인 근방의 기판 하측에 위치하는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1제품 클램프 유닛은 상기 취성재료기판의 스크라이브 라인 부근을 가압하는 제1클램프 바를 구비하고,
    상기 제2제품 클램프 유닛은 상기 취성재료기판의 스크라이브 라인 부근을 가압하는 제2클램프 바를 구비하고,
    상기 제1제품테이블 또는 제2제품테이블이 회전할 때에 상기 제1클램프 바 또는 상기 제2클램프 바가 상기 스크라이브 라인 부근의 기판 부분에 전단력 및 인장력(引張力)을 가하기 위한 역점으로서 작용하는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1제품테이블의 경동축과 상기 제2제품테이블의 경동축은 상기 취성재료기판의 두께 중심 위치에서 볼 때에 상하 대칭 위치에 있는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 장치.
  7. 상면에 스크라이브가 완료된 취성재료기판을 2개로 분할된 테이블에 고정하고, 적어도 일방(一方)의 테이블을 회전시킴으로써 상기 취성재료기판을 절단하는 브레이크 장치에 있어서,
    상기 테이블의 회전 중심축을 상기 취성재료기판의 스크라이브 방향에 대하여 소정의 각도를 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 테이블은 상기 스크라이브 방향에 대하여 소정의 각도를 이루는 방향으로 정렬(整列)되는 2개의 지지기둥에 의하여 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 테이블을 3점에서 지지할 수 있도록 제3지지기둥을 설치하고, 그 지지기둥을 승강(昇降)시키는 기구를 더 설치하는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 장치.
  10. 상면에 스크라이브가 완료된 취성재료기판을 2개로 분할된 테이블에 고정하고, 적어도 일방의 테이블을 회전시킴으로써 상기 취성재료기판을 브레이크 하는 브레이크 장치에 있어서,
    상기 적어도 일방의 테이블은 적어도 일부가 평행하지 않은 6개의 신축(伸縮)하는 암(arm)과,
    상기 암의 각각의 양단(兩端)에 설치되어 상기 테이블과 상기 암의 한 쪽 끝 부분을 자유 각도로 연결하는 유니버설 조인트(universal joint)와,
    상기 각 암의 길이를 제어함으로써 상기 테이블의 일방의 위치를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 장치.
  11. 청구항 10의 취성재료기판의 브레이크 장치에서의 브레이크 방법으로서,
    상기 테이블을 소정의 갭을 사이에 두고 동일면(同一面)이 되도록 위치를 제어하고,
    미리 스크라이브가 형성된 취성재료기판을 상기 테이블 사이의 갭을　따라 상기 테이블에 고정하고,
    상기 취성재료기판에 형성된 스크라이브 라인과 평행하지 않고 또한 상기 스크라이브 라인과 동일 평면에 없는 회전축을 따라 상기 일방의 테이블을 회전시킴으로써 상기 취성재료기판을 스크라이브 라인을 따라 절단하는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 방법.
  12. 2매의 취성재료기판을 접합시킨 머더접합기판(mother 接合基板)을 절단하여 이보다 소형의 접합기판을 복수 매 얻는 취성재료기판의 브레이크 방법으로서,
    상기 머더접합기판의 일방(一方)의 기판 표면의 소정의 위치에 제1스크라이브 장치를 사용하여 스크라이브 라인S1을 형성하는 공정(1)과,
    상기 머더접합기판의 타방(他方)의 기판 표면으로서, 상기 스크라이브 라인S1과 동일한 방향으로 제2스크라이브 장치를 사용하여 스크라이브 라인S2를 형성하는 공정(2)와,
    양면(兩面)에 스크라이브 라인S1, S2가 형성된 상기 머더접합기판을 브레이크 장치의 2개 테이블에 고정하고, 상기 테이블의 적어도 일방을 회전시킴으로써 상기 스크라이브 라인S1, S2에 인장응력(引張應力) 또는 전단응력(剪斷應力)을 인가하여 상기 머더접합기판을 복수 매로 절단하는 공정(3)을 구비하는 취성재료기판의 브레이크 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공정(1)과 상기 공정(2) 사이에 상기 머더접합기판의 스크라이브 면을 반전(反轉)시키는 반전장치(反轉裝置)를 설치하는 취성재료기판의 브레이크 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 공정(3)의 브레이크 장치는 청구항1 또는 청구항4의 브레이크 장치인 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 방법.
  15. 스크라이브 라인이 형성되지 않은 제1취성재료기판과 스크라이브 라인S2가 미리 형성된 제2취성재료기판을 접합시킨 머더접합기판을 절단하여 이보다 소형의 접합기판을 복수 매 얻는 취성재료기판의 브레이크 방법으로서,
    상기 제1취성재료기판의 표면으로서, 상기 스크라이브 라인S2와 동일한 방향으로 스크라이브 장치를 사용하여 스크라이브 라인S1을 형성하는 공정(1) 과,
    양면에 스크라이브 라인S1, S2가 형성된 상기 머더접합기판을 브레이크 장치의 2개 테이블에 고정하고, 상기 테이블의 적어도 일방을 회전시킴으로써 상기 스크라이브 라인S1, S2에 인장응력 또는 전단응력을 인가하여 상기 머더접합기판을 복수 매로 절단하는 공정(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 공정(2)의 브레이크 장치는 청구항 1∼청구항 10 중 어느 하나의 항의 브레이크 장치인 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 방법.
  17. 스크라이브 라인이 형성되지 않은 제1취성재료기판과 제2취성재료기판을 접합시킨 머더접합기판을 절단하여 이보다 소형의 접합기판을 복수 매 얻는 취성재료기판의 브레이크 방법으로서,
    상기 제1 및 제2취성재료기판의 표면으로서, 양면 스크라이브 장치를 사용하여 스크라이브 라인S1, S2를 동시에 형성하는 공정(1)과,
    양면에 스크라이브 라인S1, S2가 형성된 상기 머더접합기판을 브레이크 장치의 2개 테이블에 고정하고, 상기 테이블의 적어도 일방을 회전시킴으 로써 상기 스크라이브 라인S1, S2에 인장응력 또는 전단응력을 인가하여 상기 머더접합기판을 복수 매로 절단하는 공정(2)를 구비하는 취성재료기판의 브레이크 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 공정(2)의 브레이크 장치는 청구항 1 또는 청구항 4의 브레이크 장치인 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 공정(1)의 양면 스크라이브 장치는 상기 머더접합기판을 고정하고, 초경금속(超硬金屬)으로 만들거나 다이아몬드(diamond)로 만든 휠 커터(wheel cutter)를 사용하여 상기 제1 및 제2취성재료기판의 표면에 스크라이브하는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 공정(1)의 양면 스크라이브 장치는 상기 머더접합기판을 고정하고, 상기 제1 및 제2취성재료기판의 표면에 레이저 빔(laser beam)에 의한 가열과 냉매에 의한 국부냉각(局部冷却)을 시킴으로써 블라인드 스크라이브(blind scribe)하는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 브레이크 방법.
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