KR101043674B1 - 스크라이빙 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판의 불량 발생을 방지함과 아울러 생산성을 향상시킬수 있도록 한 스크라이빙 장치 및 방법으로, 상기 스크라이빙 장치는 기판을 스크라이빙하기 위한 휠; 및 상기 휠과 인접하게 배치되어 상기 기판에 온도차를 유발하기 위해 상기 휠의 진행방향 전/후방에 냉매 및 핫스팀을 각각 공급하는 냉매공급부 및 핫스팀공급부를 구비한다. 상기 냉매공급부는 상기 휠의 진행방향 전방에 배치되도록 상기 휠의 진행방향에서 볼 때 상기 휠의 앞에 배치되어 0℃ 내지 5℃ 사이의 온도를 갖는 냉매를 상기 기판에 공급한다. 상기 핫스팀공급부는 상기 휠의 진행방향 후방에 배치되도록 상기 휠의 진행방향에서 볼 때 상기 휠의 뒤에 배치되어 120℃ 내지 150℃ 사이의 온도를 갖는 핫스팀을 상기 기판에 공급한다. 상기 냉매는 질소, 물 및 이소프로필알코올의 혼합물이다.

Description

스크라이빙 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SCRIBING }
도 1은 일반적인 스크라이빙 장치를 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 휠 헤드를 나타내는 도면.
도 3은 일반적인 스크라이빙 장치의 스크라이빙 공정을 나타내는 도면.
도 4는 스크라이빙 공정 후 기판에 형성되는 수직크랙을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스크라이빙 장치를 나타내는 도면.
도 6은 도 5에 도시된 스크라이빙 장치를 이용한 스크라이빙 공정을 나타내는 도면.
도 7은 도 5에 도시된 스크라이빙 장치에 의한 스크라이빙 공정 후 기판에 형성되는 수직크랙을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2, 52 : 휠 10, 60 : 휠 홀더
12, 62 : 고정핀 14, 64 : 휠 고정 지그
16, 66 : 베어링 20, 70 : 휠 헤드
22 : 홀더 장착부 24 : 스위치부
25 : 바 26 : 에어실린더부
30, 80 : 기판 32, 82 : 상부기판
36, 86 : 하부기판 40, 90 : 파티클
92 : 냉매공급부 94 : 핫스팀공급부
본 발명은 스크라이빙 장치에 관한 것으로, 특히 기판의 불량 발생을 방지함과 아울러 생산성을 향상시킬수 있도록 한 스크라이빙 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상, 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display; LCD)에서는 액정 패널 상에 매트릭스 형태로 배열된 액정셀들의 광투과율을 그에 공급되는 비디오 데이터 신호로 조절함으로써 데이터 신호에 해당하는 화상을 패널 상에 표시하게 된다. 이러한 액정 표시 소자는 액정층에 전계를 인가하기 위한 전극들, 액정셀 별로 데이터 공급을 절환하기 위한 박막 트랜지스터, 외부에서 공급되는 데이터를 액정셀들에 공급하는 신호배선 및 박막 트랜지스터의 제어신호를 공급하기 위한 신호배선 등이 형성된 하판과, 칼라필터 등이 형성된 상판과, 상판과 하판 사이에 형성되어 일정한 셀갭을 확보하는 스페이서와, 스페이서에 의해 상하판 사이에 마련된 공간에 채워진 액정을 구성으로 한다.
이러한 액정 표시 소자의 제조방법에 있어서, 대형 하부기판 상에는 다수의 박막 트랜지스터 어레이들이 독립적으로 형성된다. 다수의 박막 트랜지스터 어레이 각각에는 게이트라인과 데이터라인이 직교되는 방향으로 형성되며, 게이트라인과 데이터라인의 교차부에는 박막 트랜지스터와 화소전극이 형성된다. 이러한 대형 하부기판은 다수의 칼라필터 어레이가 독립적으로 형성되어진 대형 상부기판과 일정한 갭을 가지고 합착되게 된다. 대형 상부기판과 하부기판을 합착한 후 개별적인 표시소자로 분리하기 위해 도 1에 도시된 스크라이빙 장치를 이용하여 기판에 소정 깊이의 수직크랙(Crack)을 형성한 후 기판에 충격을 가하여 기판을 분리하게 된다.
도 1은 종래의 스크라이빙 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 휠 헤드를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 스크라이빙 장치는 기판에 수직크랙을 형성하기 위한 휠(2)과, 휠(2)을 고정하기 위한 휠 홀더(10)와, 휠 홀더(10)를 장착하기 위한 휠 헤드(20)를 구비한다.
휠(2)은 가장자리를 일정한 각도로 연마한 직경 2∼3㎜ 사이의 원형 디스크 형상으로 기판(합착 또는 단판)과 직접 접촉되어 기판에 소정 깊이의 수직크랙을 형성하게 된다. 이러한, 휠(2)은 휠 날부에 일정형상의 홈이 가공되어 있는 페네트(Penett) 휠과 홈 가공이 되어 있지 않은 스크라이빙 휠이 있다.
휠 홀더(10)는 휠 헤드(20)로부터 가해지는 압력을 휠(2)에 전달함과 아울러 휠(2)을 고정 및 지지하는 역할을 한다. 이를 위해, 휠 홀더(10)는 휠(2)을 고정 하는 고정핀(12)과, 고정된 휠(2)을 지지하기 위한 휠 고정 지그(14)와, 휠 홀더(10)를 휠 헤드(20)에 장착하기 위한 베어링(16)으로 구성된다.
휠 헤드(20)는 도시하지 않은 콤프래셔에 의해 공급되는 압축공기의 에어압(Air Pressure)에 따라 휠 홀더(10)를 하강 및 상승시키게 된다. 이를 위해, 휠 헤드(20)는 휠 홀더(10)가 장착되는 홀더 장착부(22)와, 휠(2)과 기판의 접촉을 제어하는 스위치부(24)와, 외부로부터 공급되는 압축공기의 에어압을 휠 홀더(10)에 공급하는 에어실린더부(26)로 구성된다. 이와 같은, 휠 헤드(20)는 볼 스크류(Ball Screw), 풀리-벨트(Pulley-Belt) 및 LM 가이드와 같은 이송장치의 구동축을 따라 이송된다.
보다 자세히 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이 에어실린더부(26)에 도시하지 않은 콤프래셔에 의해 압축공기가 공급되면 압축된 공기의 에어압(2 내지 3kgf/㎠)에 의해 가압체(27)가 상부기판(32) 쪽으로 하강하게 된다. 가압체(27)를 하강시키는 에어압은 바(25)에 전달되고 바(25)는 고정축(28)을 중심으로 하여 소정 각도(a 에서 b로 이동)로 기울어 지면서 상부기판(32) 쪽으로 하강하게 된다. 바(25)의 하강(a 에서 b로)으로 인해 휠 홀더(10) 및 가압 돌기(23)에 에어압이 전달된다. 이때, 휠 홀더(10)는 전달된 에어압에 의해 휠(2)을 상부기판(32) 속으로 침투시키게 된다. 또한, 가압 돌기(23)는 에어압의 전달을 검출부(29)에 알리게 되고 이로 인해 검출부(29)는 전기신호를 온(ON) 상태로 인식하여 휠 헤드(20)의 위치를 제어하게 된다. 이때, 휠 헤드(20)가 볼 스크류, 풀리-벨트 및 LM 가이더등과 같은 이송장치의 구동축(38)을 따라 이송될 때 휠(2)은 휠 헤드(20)가 이동하 는 방향으로 상부기판(32)에 소정 깊이의 수직크랙(d1)을 형성하게 된다. 도 4에 도시된 바와 같이 상부기판(32)에 소정의 수직크랙(d1)이 형성되면 도시하지 않은 브레이킹바를 이용하여 기판(30)에 충격을 가해 수직크랙(d1)을 크게 형성시키게 된다. 그후, 동일한 방법으로 하부기판(36)에 수직크랙(d1)을 형성하여 도시하지 않은 브레이킹바를 이용하여 기판(30)에 충격을 가해 수직크랙(d1)을 크게 형성시켜 기판(30)을 분리하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 스크라이빙 장치는 휠(2)을 이용하여 기판(30)에 수직크랙(d1)을 형성할 경우 도 3에 도시된 바와 같이 수직크랙(d1)이 형성되는 영역에서 파티클들(글래스 칩 가루)(40)이 튀게 되어 기판(30)의 불량을 발생하게 된다. 또한, 수직크랙(d1)을 형성한 후 도시하지 않은 브레이킹바를 이용하여 기판(30)에 충격을 가하기 때문에 충격에 의한 불량이 발생하게 되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 기판의 불량 발생을 방지함과 아울러 생산성을 향상시킬수 있도록 한 스크라이빙 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 스크라이빙 장치는 기판을 스크라이빙하기 위한 휠; 및 상기 휠과 인접하게 배치되어 상기 기판에 온도차를 유발하기 위해 상기 휠의 진행방향 전/후방에 냉매 및 핫스팀을 각각 공급하는 냉매공급부 및 핫스팀공급부를 구비한다.
상기 냉매공급부는 상기 휠의 진행방향 전방에 배치되도록 상기 휠의 진행방향에서 볼 때 상기 휠의 앞에 배치되어 0℃ 내지 5℃ 사이의 온도를 갖는 냉매를 상기 기판에 공급한다.
상기 핫스팀공급부는 상기 휠의 진행방향 후방에 배치되도록 상기 휠의 진행방향에서 볼 때 상기 휠의 뒤에 배치되어 120℃ 내지 150℃ 사이의 온도를 갖는 핫스팀을 상기 기판에 공급한다.
상기 냉매는 질소, 물 및 이소프로필알코올의 혼합물이다.
본 발명의 실시예에 따른 스크라이빙 방법은 기판을 스크라이빙하기 위한 휠, 상기 휠의 진행방향 전방에 배치되도록 상기 휠의 진행방향에서 볼 때 상기 휠의 앞에 배치되는 냉매공급부, 및 상기 휠의 진행방향 후방에 배치되도록 상기 휠의 진행방향에서 볼 때 상기 휠의 뒤에 배치되는 핫스팀공급부를 마련하는 단계; 및 상기 휠, 상기 냉매공급부 및 상기 핫스팀공급부를 상기 휠의 진행방향을 따라 이동시키면서 상기 휠의 앞에서 상기 냉매공급부를 통해 0℃ 내지 5℃ 사이의 온도를 갖는 냉매를 상기 기판에 공급하고 상기 휠을 이용하여 상기 기판에 수직 크랙을 형성하며, 상기 휠의 뒤에서 상기 핫스팀공급부를 통해 120℃ 내지 150℃ 사이의 온도를 갖는 핫스팀을 상기 기판에 공급하는 단계를 포함한다.
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상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부된 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 스크라이빙 장치를 상세히 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스크라이빙 장치를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스크라이빙 장치는 기판(80)에 수직크랙을 형성하기 위한 휠(52)과, 휠(52)을 고정하기 위한 휠 홀더(60)와, 휠 홀더(60)를 장착하기 위한 휠 헤드(70)와, 휠(52)의 진행방향 전방에 냉매를 공급하기 위한 냉매공급부(92)와, 휠(52)의 진행방향 후방에 압축공기를 공급하기 위한 핫스팀공급부(94)를 구비한다.
휠(52)은 가장자리를 일정한 각도로 연마한 직경 2∼3㎜ 사이의 원형 디스크 형상으로 기판과 직접 접촉되어 기판에 소정 깊이의 수직크랙을 형성하게 된다.
휠 홀더(60)는 휠 헤드(70)로부터 가해지는 압력을 휠(52)에 전달함과 아울러 휠(52)을 고정 및 지지하는 역할을 한다. 이를 위해, 휠 홀더(60)는 휠(52)을 고정하는 고정핀(62)와, 고정된 휠(52)을 지지하기 위한 휠 고정 지그(64)와, 휠 홀더(60)를 휠 헤드(70)에 장착하기 위한 베어링(66)으로 구성된다.
휠 헤드(70)는 도 2에 도시된 바와 같이 도시하지 않은 콤프래셔에 의해 공급되는 압축공기의 에어압(Air Pressure)에 따라 휠 홀더(60)를 하강 및 상승시키게 된다. 이를 위해, 휠 헤드(70)는 휠 홀더(60)가 장착되는 홀더 장착부(22)와, 휠(52)과 기판의 접촉을 제어하는 스위치부(24)와, 외부로부터 공급되는 압축공기의 에어압을 휠 홀더(60)에 공급하는 에어실린더부(26)로 구성된다. 이와 같은, 휠 헤드(70)는 볼 스크류(Ball Screw), 풀리-벨트(Pulley-Belt) 및 LM 가이드와 같은 이송장치의 구동축을 따라 이송된다.
냉매공급부(92)는 휠(52)이 진행하는 방향의 전방에 설치되어 기판(80) 상에 대략 1kgf/㎠ 내지 1.5kgf/㎠ 정도 바람직하게는 1.1kgf/㎠ 정도의 압력으로 대략 0℃ 내지 5℃ 정도바람직하게는 2℃ 정도의 온도를 갖는 냉매를 공급하게 된다. 이때, 기판(80)에 공급되는 냉매는 질소(N2), 물(H20) 및 이소프로필알콜(Isopropyl Alcohol;IPA)의 혼합물이 사용된다. 이러한, 냉매공급부(92)는 기판(80)과 대략 5㎜ 내지 10㎜ 정도 바람직하게는 8㎜ 정도 이격되도록 설치된다. 또한, 냉매공급부(92)는 휠(52) 보다 대략 5㎜ 내지 10㎜ 정도 바람직하게는 8㎜ 정도 전방에 설치된다.
핫스팀공급부(94)는 휠(52)이 진행하는 방향의 후방에 설치되어 수직크랙이 형성된 기판(80) 상에 대략 1kgf/㎠ 내지 1.5kgf/㎠ 정도 바람직하게는 1.1kgf/㎠ 정도의 압력으로 대략 120℃ 내지 150℃ 정도 바람직하게는 125℃ 정도의 핫스팀을 공급하게 된다. 이러한, 핫스팀공급부(94)는 휠(52)에 의해 기판(80) 상에 형성되는 파티클(90)들을 제거할 뿐만 아니라 기판(80) 상에 파티클들(글래스 칩 가루)(90)이 튀는 것을 방지하게 된다. 이에 따라, 종래의 스크라이빙 장치에서 발생되었던 파티클(90)에 의한 기판(80)의 불량을 방지할 수 있게 된다. 이러한, 핫스팀공급부(94)는 기판(80)과 대략 5㎜ 내지 10㎜ 정도 바람직하게는 대략 8㎜ 정도 이격되도록 설치된다. 또한, 핫스팀공급부(94)는 휠(52) 보다 대략 5㎜ 내지 10㎜ 정도 바람직하게는 8㎜ 정도 후방에 설치된다.
이와 같은 스크라이빙 장치는 도 6에 도시된 바와 같이 상부기판(82)에 수직크랙(d2)를 형성하기 위해 휠(52)이 이동할 때 휠(52)의 진행방향 전방에 냉매공급부(92)로부터 대략 1.1kgf/㎠ 정도의 압력으로 대략 2℃ 정도의 온도를 갖는 냉매를 상부기판(82) 상에 공급하게 된다. 또한, 휠(52)의 진행방향 후방에는 핫스팀 공급부(94)로부터 1.1kgf/㎠ 정도의 압력으로 대략 125℃ 정도의 온도를 갖는 핫스팀을 상부기판(82) 상에 공급하게 된다. 이에 따라, 휠(52)의 진행방향 전/후방은 온도차가 발생되므로 종래의 스크라이빙 장치와 동일한 방법으로 휠 헤드(70)가 구동축(88)을 따라 이송될 때 상부기판(82)에는 종래의 스크라이빙 장치에 의해 형성되는 수직크랙(d1) 보다 더 큰 수직크랙(d2)이 형성되게 된다. 이때, 휠(52)에 의해 상부기판(82) 상에 발생되는 파티클들(90)은 핫스팀공급부(94)로부터 공급되는 핫스팀에 의해 제거되게 된다. 또한, 핫스팀공급부(94)로부터 공급되는 핫스팀은 기판(80) 상에 파티클들(90)이 튀는 것을 방지하게 된다. 이에 따라, 종래의 스크라이빙 장치에서 발생되었던 파티클(90)에 의한 기판(80)의 불량을 방지할 수 있게 된다. 상부기판(82)에 수직크랙(d2)이 형성되면 기판(80)을 뒤집어서 하부기판(86) 상에 동일한 방법으로 수직크랙(d2)을 형성한 후 기판(80)을 분리하게 된다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 스크라이빙 장치는 서로 다른 온도를 갖는 냉매와 핫스팀을 휠(52)이 진행하는 방향의 전방 및 후방에 공급함으로써 단판 또는 합착된 기판(80) 상에 온도차를 발생하게 된다. 이로 인해, 휠(52)을 이용하여 기판(80)에 수직크랙을 형성할 경우 기판(80)의 온도차에 의해 도 7에 도시된 바와 같이 종래의 스크라이빙 장치에 의해 형성된 수직크랙(d1) 보다 더 큰 수직크랙(d2)이 형성된다. 이에 따라, 기판(80)의 분리를 용이하게 할 수 있다. 또한, 휠(52)에 의해 기판(80) 상에 형성된 파티클(90)들은 핫스팀공급부(94)로부터 공급되는 핫스팀에 의해 제거되므로 스크라이빙 공정 시 파티클(90)에 의한 기판(80)의 불량을 방지할 수 있다. 그리고, 종래의 스크라이빙 공정에서 브레이킹바 를 이용한 수직크랙 형성단계가 제거되므로 브레이킹바에 의한 기판(80)의 불량 발생을 억제함과 아울러 생산성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 스크라이빙 장치 및 방법은 휠의 진행방향 전방 및 후방에 서로 다른 온도의 냉매 및 핫스팀을 공급하여 기판 상에 온도차를 발생시켜 기판을 스크라이빙 함으로써 수직크랙을 크게 형성할 수 있다. 이로 인해, 기판을 용이하게 분리할 수 있다. 또한, 브레이킹바를 이용한 기판의 수직크랙 형성단계가 제거되므로 기판의 불량 발생을 억제함으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 기판을 스크라이빙하기 위한 휠; 및
    상기 휠과 인접하게 배치되어 상기 기판에 온도차를 유발하기 위해 상기 휠의 진행방향 전/후방에 냉매 및 핫스팀을 각각 공급하는 냉매공급부 및 핫스팀공급부를 구비하고,
    상기 냉매공급부는 상기 휠의 진행방향 전방에 배치되도록 상기 휠의 진행방향에서 볼 때 상기 휠의 앞에 배치되어 0℃ 내지 5℃ 사이의 온도를 갖는 냉매를 상기 기판에 공급하고,
    상기 핫스팀공급부는 상기 휠의 진행방향 후방에 배치되도록 상기 휠의 진행방향에서 볼 때 상기 휠의 뒤에 배치되어 120℃ 내지 150℃ 사이의 온도를 갖는 핫스팀을 상기 기판에 공급하며,
    상기 냉매는 질소, 물 및 이소프로필알코올의 혼합물인 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매공급부 및 상기 핫스팀공급부는 상기 기판과 5㎜ 내지 10㎜ 정도 이격되도록 설치된 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉매공급부 및 상기 핫스팀공급부는 상기 휠과 5㎜ 내지 10㎜ 정도 이격되도록 설치된 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉매공급부 및 상기 핫스팀공급부는 상기 냉매와 상기 핫스팀 각각을 1kgf/㎠ 내지 1.5kgf/㎠ 사이의 압력으로 상기 기판 상에 공급하는 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 기판을 스크라이빙하기 위한 휠, 상기 휠의 진행방향 전방에 배치되도록 상기 휠의 진행방향에서 볼 때 상기 휠의 앞에 배치되는 냉매공급부, 및 상기 휠의 진행방향 후방에 배치되도록 상기 휠의 진행방향에서 볼 때 상기 휠의 뒤에 배치되는 핫스팀공급부를 마련하는 단계; 및
    상기 휠, 상기 냉매공급부 및 상기 핫스팀공급부를 상기 휠의 진행방향을 따라 이동시키면서 상기 휠의 앞에서 상기 냉매공급부를 통해 0℃ 내지 5℃ 사이의 온도를 갖는 냉매를 상기 기판에 공급하고 상기 휠을 이용하여 상기 기판에 수직 크랙을 형성하며, 상기 휠의 뒤에서 상기 핫스팀공급부를 통해 120℃ 내지 150℃ 사이의 온도를 갖는 핫스팀을 상기 기판에 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 냉매는 질소, 물 및 이소프로필알코올의 혼합물인 것을 특징으로 하는 스크라이빙 방법.
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