KR100891044B1 - 휠홀더 각도 조절에 의한 압력조절 스크라이빙 장치 - Google Patents

휠홀더 각도 조절에 의한 압력조절 스크라이빙 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휠홀더의 각도 조절이 가능한 스크라이빙 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 취성재료 기판에 크랙을 형성하는 휠과, 휠을 회전가능하게 지지하는 휠홀더, 휠홀더를 고정하여 각도 조절을 가능하게 하는 휠홀더 고정부, 휠홀더 고정부를 개재하여 휠을 기판 표면에 압착하는 휠모듈, 및 휠모듈을 제어하여 기판 표면의 면을 따라 이동시키는 휠모듈 구동부로 구성된다.
상기와 같은 휠홀더는 휠이 취성재료 기판의 엣지에 초기크랙을 형성할 때에 발생하는 저항력에 의한 기계적 충격을 각도 조절로 완화하여 초기크랙의 불량을 방지하고 전체적으로 양질의 스크라이빙 라인 형성을 유지해 주는 효과를 제공한다.
휠홀더, 취성재료, 스크라이빙, 각도 조절, 압력

Description

휠홀더 각도 조절에 의한 압력조절 스크라이빙 장치 {Scribing Machine with pressure control by the variation of angle of the wheel holder}
본 발명은 휠홀더의 각도 조절이 가능한 스크라이빙 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 취성재료 기판에 크랙을 형성하는 휠과, 휠을 회전가능하게 지지하는 휠홀더, 휠홀더를 고정하여 각도 조절을 가능하게 하는 휠홀더 고정부, 휠홀더 고정부를 개재하여 휠을 기판 표면에 압착하는 휠모듈, 및 휠모듈을 제어하여 기판 표면의 면을 따라 이동시키는 휠모듈 구동부로 구성되는 휠모듈 회전에 의한 압력조절 스크라이빙 장치에 관한 것이다.
일반적으로, LCD 등과 같은 평판 디스플레이 등의 기판으로 사용되는 유리기판은 대형의 모기판을 디스플레이의 규격에 따른 크기로 절단하여 가공된다. 상기 유리기판과 같은 취성 재료를 절단하기 위한 공정은 유리 기판보다 경도가 높은 다이아몬드 또는 초경합금 재질의 휠 (wheel)을 이용하여 기판의 표면에 절단선을 형성하는 스크라이브(Scribe) 공정과, 상기 유리기판에 형성된 절단선을 중심으로 가압하여 절단 하는 브레이크(Break) 공정으로 이루어진다.
상기 스크라이브 공정은 다이아몬드 또는 초경합금 재질의 휠이 기판 표면에 일정한 압력을 가하면서 회전하여 지나가면, 압력이 기판의 스트레스 디스토션 (stress distortion)의 임계치를 넘을 때 압력이 가해지는 방향 즉, 기판의 표면에 대하여 수직 방향으로 흠집을 만들면서 메디안 크랙 (median crack)이라는 수직크랙을 형성하는 공정이다.
상기 브레이크 공정은 기판에 수직크랙이 형성된 상태에서 절단선 좌우로 휨모멘트나 충격력 등을 작용시키면 이미 만들어진 수직크랙을 기점으로 크랙이 성장하면서 전파되어 반대 측까지 도달하여 순간적으로 절단이 이루어지는 공정이다.
상기 휠을 이용한 스크라이빙 공정에서, 스크라이브를 시작하는 시작점에서 끝점까지 충분한 압력으로 균일하게 해야만 균일하고 깨끗한 수직크랙을 형성할 수 있어 기판의 절단면이 깨끗하게 이루어지고 절단면의 충격파괴 인성값이 크다.
그런데, 기판 표면을 누르는 휠의 압력이 너무 큰 경우에는 압력의 수평성분의 힘에 의하여 수평방향으로도 크랙이 생기는데, 이를 수평크랙이라고 한다. 상기 수평크랙이 발생하기 시작하면 휠에 대한 가압력이 수직크랙 형성으로 작용하지 못하고 수평크랙을 성장시키는 힘으로 작용한다. 따라서 휠로 기판의 표면을 스크라이브할 때에 수평크랙이 발생하지 않도록 하는 것이 중요하다.
종래의 스크라이빙 방법을 도1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도1에서 보는 것처럼 우선 스크라이빙 장치의 작업대에 절단하여야 할 취성재료 기판(11)을 올려놓는다. 작업대 위에 장착된 스크라이빙 모듈(100)의 움직임에 따라 기판(11) 위에 스크라이브 라인이 형성되며 상기 스크라이빙 모듈(100)은 휠(12), 휠홀더(13), 휠모듈(14), 휠모듈 구동부(15)로 이루어진다. 먼저 휠(12)의 날부 하단 이 기판(11) 표면보다 더 낮은 위치 S0만큼 내려오도록 조절된다.
그 다음 스크라이빙 모듈(110)이 좌측에서 우측으로 이동하면서 휠(12)이 기판(11)의 엣지 부분에 닿아 홈을 내고 초기크랙이 형성된다. 이 초기크랙은 계속해서 휠(12)의 진행 방향으로 연장되고 휠모듈(14)에 의한 일정한 압력에 의해 기판(11) 위에 깊이 S만큼의 스크라이빙 깊이로 휠모듈 구동부(15)의 제어대로 스크라이빙 작업이 이루어진다. 스크라이빙 깊이 S는 초기크랙의 형성과정에서 휠모듈(14)로부터 휠(12)을 통해 기판에 인가되는 압력, 기판(11)의 재질과 두께, 휠(12)의 특성에 의해 S0보다 작은 크기로 조절된다. 스크라이빙 깊이 S가 적당하다면 우측으로 진행이 된 스크라이빙 모듈(120)은 안정된 스크라이빙 공정을 수행하게 된다.
그러나 이러한 스크라이빙 깊이 S가 항상 적당하게 조절되는 것은 아니다. 스크라이빙 후 브레이킹 작업이 가능하려면 수직크랙의 깊이가 기판에 따라 정해지는 어느 깊이 이상은 되어야 하는데 이러한 깊이를 형성하려면 스크라이빙 깊이 S 역시 어느 깊이 이상은 되어야 하고 기판에 가해지는 휠(12) 압력의 충격을 피할 수 없게 된다. 초기크랙 형성 전에 휠(12)의 날부가 기판(11)의 표면보다 내려온 깊이 S0가 적당한 크기를 넘을 경우 휠(12)이 기판(11)의 엣지 부분에 닿는 순간 충격에 의해 기판(11) 엣지면에 초기크랙의 불량이 발생할 수 있다. 이러한 초기 크랙의 불량이 발생하면 다음에 휠(12)의 진행 방향으로 연장되는 수직크랙의 형성에도 좋지 않은 영향을 미치게 되어 전체적인 스크라이빙 공정에 불량을 초래하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,손쉽고 간단하면서도 높은 신뢰도로 양질의 초기크랙을 기판 엣지면에 형성할 수 있는 휠홀더 각도 조절에 의한 압력조절 스크라이빙 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명에 따른 휠홀더각도 조절에 의한 압력조절 스크라이빙 장치는 초기크랙 형성시에 휠홀더의 각도 변화가 가능한 장치에 있어서, 유리를 비롯한 취성재료에 스크라이빙 라인을 형성하는 휠과, 상기 휠을 회전가능하게 지지하는 휠홀더와, 상기 휠홀더를 고정하여 각도 조절을 가능하게 하는 휠홀더 고정부, 상기 휠홀더 고정부를 개재하여 휠을 일정한 압력으로 기판 표면에 압착하는 휠모듈, 및 상기 휠모듈을 제어하여 기판 표면의 면을 따라 이동시키는 휠모듈 구동부로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 휠홀더는 휠에 저항력이 가해지지 않은 초기 상태에서는 휠의 날부 하단이 수직 하단 방향으로 가장 낮게 위치하도록 구성됨을 특징으로 한다.
상기 휠홀더 고정부는 휠홀더를 수평축을 중심으로 탄력을 제공하는 수단에 의해 초기 상태로부터의 각도 변화에 비례하는 복원력을 받도록 고정함을 특징으로 한다.
상기 휠홀더는 초기크랙의 형성시 과도한 충격을 받으면 각도 조절로 그 충격을 완화하면서 탄력에 의한 복원력과 엣지면에서의 저항력 사이의 균형으로 휠이 진행하는 스크라이빙 깊이를 결정하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 휠홀더 각도 조절에 의한 압력조절 스크라이빙 장치는 휠의 날부가 절단하고자 하는 기판의 표면에서 과도한 깊이로 내려온 상태에서도 휠홀더의 각도 조절로 양질의 초기크랙을 형성하여 전체적인 스크라이빙 공정을 양호하게 하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도면, 도 2는 본 발명에 따른 휠홀더 각도 조절에 의한 압력조절 스크라이빙 장치의 실시 예 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 휠홀더 각도 조절에 의한 압력조절 스크라이빙 장치는 각도 조절이 가능한 휠홀더 장착으로 양질의 초기크랙을 형성하는 스크라이빙 장치의 실시 예로 이루어지는데, 이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 도2에 따라 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예는 도 2에 나타낸 바와 같이, 휠홀더(13)가 홀더축(22)을 중심으로 회전 가능하게 되어 있으면서 용수철(23)의 탄력에 의해 휠홀더 고정부(21)에 초기 상태로 고정되어 있다. 스크라이빙을 위해 먼저 스크라이빙 모듈(200)에서 휠(12)의 날부 끝단이 기판(11)의 표면보다 깊이 S0만큼 (도면에는 도 시되어 있지 않음) 내려오게 휠모듈 구동부(15)에서 조절이 이루어진다. 다음에 스크라이빙 모듈(200)은 화살표 방향으로 이동하여 유리 기판(11)의 엣지에 초기 크랙을 형성한다. 이때의 스크라이빙 모듈(210)에서는 휠(12)이 엣지에서 저항력을 받아 밀리게 되면서 휠홀더(13)가 홀더축(22)을 중심으로 회전하여 각도 변화가 일어난다. 엣지에서의 저항력은 초기크랙의 형성과정에서 휠모듈(14)로부터 휠(12)을 통해 기판에 인가되는 압력, 기판(11)의 재질과 두께, 휠(12)의 특성에 의해 발생한다. 휠홀더(13)가 회전하면 스프링(23)의 복원력은 커지므로 엣지의 저항력과 스프링(23)의 복원력 사이에서 균형이 맞추어지는 깊이 S1에서 스크라이빙 깊이가 결정된다. 이때의 스크라이빙 깊이 S1은 도 1에서와 마찬가지로 S0보다 작으나 도 1에서와는 달리 그 크기는 적당하게 조절된 것이다.
이와 같이 초기크랙 형성 전에 휠(12)의 날부가 기판(11)의 표면보다 내려온 깊이 S0가 적당한 크기를 넘을 경우에도 휠(12)이 기판(11)의 엣지 부분에 닿는 순간의 충격을 휠홀더(13)가 흡수하여 엣지면에 양질의 초기크랙을 형성하게 된다.
이 상태에서 엣지에 초기크랙을 형성한 스크라이빙 모듈(210)은 계속해서 화살표 방향으로 이동하여 안정된 상태의 스크라이빙 공정을 하게 된다. 초기 크랙을 지난 스크라이빙 모듈(220)은 스프링(23)의 복원력에 의한 일정한 압력을 휠(12)을 통해 기판(11)에 인가하면서 스크라이빙 공정을 진행한다.
상기 휠홀더(13)와 휠홀더 고정부(21) 사이의 스프링은 휠홀더(13)에 각도 변화가 있을 때 복원력이 작용하도록 탄력을 제공하는 다른 수단으로 대체하여도 무방하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 종래의 스크라이빙 장치를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 휠홀더 각도 조절에 의한 압력조절 스크라이빙 장치를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>
11 : 기판 12 : 휠
13 : 휠홀더 14 : 휠모듈
15 : 휠모듈 구동부 21 : 휠홀더 고정부
22 : 휠홀더축 23 : 용수철
100, 110, 120, 200, 210, 220 : 스크라이빙 모듈

Claims (2)

  1. 취성재료 기판에 대한 휠의 일정한 압력을 유지하여 상기 취성재료 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이빙 장치에 있어서,
    취성재료 기판에 크랙을 형성하는 휠과;
    상기 휠을 회전가능하게 지지하는 휠홀더와;
    상기 휠홀더를 고정하여 각도 조절을 가능하게 하는 휠홀더 고정부와;
    상기 휠홀더 고정부를 개재하여 휠을 기판 표면에 압착하는 휠모듈 및,
    상기 휠모듈을 제어하여 기판 표면의 면을 따라 이동시키는 휠모듈 구동부;로 이루어지되,
    상기 휠홀더가 기판 엣지에서 각도 조절로 초기크랙의 불량을 방지하는 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 휠홀더는 수평축을 중심으로 탄력을 제공하는 수단에 의해 초기 상태로부터의 각도 변화에 비례하는 복원력을 받도록 고정되어 초기크랙의 형성시 과도한 충격을 받으면 각도 조절로 그 충격을 완화하면서 탄력에 의한 복원력과 엣지면에서의 저항력 사이의 균형으로 휠이 진행하는 스크라이빙 깊이를 결정하는 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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