KR101175105B1 - 마더 기판의 기판 가공 방법 - Google Patents

마더 기판의 기판 가공 방법 Download PDF

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KR101175105B1
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카즈야 마에카와
키요시 타카마츠
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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

단재 영역이 단자 커트면측에 부착되는 불량품이 발생하지 않게 되는 기판 가공 방법의 제공.
마더 기판에 대해서, 제1 기판과 제2 기판의 양측으로부터 커터휠로 스크라이브 가공을 행함으로써 마더 기판을 단위 표시 패널마다 분할함과 아울러 각 단위 표시 패널의 상기 단자 영역을 노출시키는 단자 가공을 행하는 마더 기판의 기판 가공 방법으로서, 마더 기판의 저스트 커트면(Ca)과 단자 커트면(Cb)에 끼워진 단자 영역(T)에 대해서 스크라이브 가공을 행할 때에, (a) 우선, 제1 기판(G1)의 단자 커트면의 위치에 제1 커터휠을 압접시킴과 아울러, 제2 기판(G2)의 저스트 커트면의 위치에 제2 커터휠을 압접시켜 양측 동시에 스크라이브 가공을 행하고, (b) 그 다음에 제1 기판(G1)의 저스트 커트면에 제1 커터휠을 압접시킴과 아울러, 제2 기판의 저스트 커트면 근방에 날끝이 없는 백업롤러를 압접시켜 편면에 스크라이브 가공을 행한다.

Description

마더 기판의 기판 가공 방법{METHOD FOR PROCESSING SUBSTRATE OF MOTHER BOARD}
본 발명은 유리 등의 취성 재료 기판을 2장 첩합시킨 마더 기판(첩합 기판, 첩합 마더 기판이라고도 함)을 분할하여, 가공품이 되는 복수의 단위 기판을 형성하는 마더 기판의 기판 가공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마더 기판으로부터 단위 기판을 형성할 때에 단위 기판의 둘레 가장자리에 외부 접속용의 단자 영역을 형성하는 기판 가공 방법에 관한 것이다.
본 발명의 기판 가공 방법은 구체적으로는 액정 표시 패널의 단위 표시 패널 등의 가공에 이용된다.
액정 표시 패널에서는 2장의 대면적 유리 기판을 사용하여, 일방의 기판상에 컬러 필터를 형성하고, 타방의 기판상에 액정을 구동하는 TFT(Thin film Transistor) 및 외부 접속을 위한 단자 영역을 형성한다. 그리고, 이들 2장의 기판을 첩합시킴과 아울러 액정을 봉입한 마더 기판을 형성하고, 다음에 1개 1개의 단위 표시 패널(액정 표시 패널용의 단위 기판)로 분할하는 공정을 거침으로써 액정 표시 패널이 제조된다.
액정 표시 패널의 마더 기판에서는 컬러 필터가 형성된 측의 제1 기판(CF측 기판이라고도 함)과, TFT 및 단자 영역이 형성된 측의 제2 기판(TFT측 기판이라고도 함)을 씰재를 끼우고 첩합시키고 있다. 이 때, 제2 기판은 TFT나 단자 영역이 형성된 기판면이 제1 기판과의 접합면이 되도록 첩합되어 있다.
이 경우, 단자 영역은 TFT와 외부 기기 사이에서 신호선이 접속되는 영역인 점에서 단자 영역을 노출시킬 필요가 있다. 그 때문에, 마더 기판을 단위 표시 패널마다 분할할 때에 단자 영역에 대향하는 제1 기판(CF측 기판)의 부위에 대해서, TFT가 접속되는 측과는 반대측이 되는 단자 영역의 외측단(즉 단위 표시 패널의 둘레 가장자리)을 따라 분단함과 아울러, 단자 영역의 외측단으로부터 신호선을 부착하기 위해 필요한 폭(단자폭)을 단재(端材)로서 절제하도록 하고 있다.
일반적으로, 마더 기판으로부터 단위 표시 패널을 분할하는 공정에서는, 커터휠을 사용한 분단 방법이 이용되고 있다. 그 경우, 마더 기판을 구성하는 2장의 기판(CF측 기판과 TFT측 기판)의 각각에 대해서, 분단 예정 위치에 커터휠을 압접시켜 상대 이동시킴으로써 각 기판에 스크라이브 홈을 새긴다. 다음에 스크라이브 홈을 따라 힘을 가하여 브레이크하거나(메커니컬 브레이크), 가열 증기를 가하여 브레이크하거나(스팀 브레이크) 함으로써, 마더 기판을 단위 표시 패널마다 완전 분단시킨다. 그리고 분리된 1개 1개의 단위 표시 패널을 반송 로봇에 의해 후공정으로 이송한다.
이들 일련의 기판 가공을 상하 2면에 대해서 동시에 행하도록 하여 효율적으로 가공하기 위한 기판 가공 시스템(기판 분단 시스템)이나 기판 가공 방법이 이미 개시되어 있다(특허문헌 1, 특허문헌 2 참조). 이들 문헌에 의하면, 상하 한 쌍의 커터휠로 마더 기판을 상하 방향으로부터 2장 동시에 스크라이브한다. 다음에 스팀 브레이크 기구나 롤러 브레이크 기구에 의해 2면 동시에 브레이크를 행하여, 단위 표시 패널마다 분할한다. 그리고 형성된 단위 표시 패널을 1개씩 취출하여 후공정으로 보내도록 하고 있다.
액정 표시 패널에서는, 최근 점점 대화면화가 요구되어, 그 때문에 단위 표시 패널에 대해서도 대면적화가 요구되고 있다. 또, 1개의 마더 기판을 분할하여 복수의 단위 표시 패널을 형성할 때에 기판의 일부가 단재로서 폐기되는데, 폐기되는 단재량을 줄여서 마더 기판을 유효 이용하는 것이 요구되고 있다. 그 때문에, 마더 기판상에 컬러 필터(CF), TFT, 단자 영역을 형성할 때에 인접하는 단위 표시 패널간에 형성되는 단재 영역이 최소가 되도록 기판 레이아웃을 고려하고 있다.
도 15, 도 16은 단재 발생량을 억제한 액정 표시 패널용 마더 기판의 기판의 레이아웃예를 도시한 도면(평면도, 정면도, 우측면도)이다. 마더 기판은 CF측 기판(G1)과 TFT측 기판(G2)을 첩합시킨 구조를 하고 있다. 이들 예에서는, 마더 기판상에 합계 8개의 단위 표시 패널(U)이 배치되어 있다. 이 중 도 15(a)의 마더 기판은 단자 영역(T)이 2변에 형성된 2단자 패널의 단위 표시 패널이 배치되어 있다. 도 15(b)의 마더 기판은 단자 영역(T)이 3변에 형성된 3단자 패널이 배치되어 있다. 도 15(c)의 마더 기판은 단자 영역(T)이 1변에 형성된 1단자 패널이 배치되어 있다. 또, 도 16의 마더 기판은 단자 영역(T)이 4변에 형성된 4단자 패널이 배치되어 있다. 단자 영역이 형성되는 변의 수는 단위 표시 패널(U)에 포함되는 화소수에 따라서 선택된다.
상기 서술한 기판 레이아웃에서는 제2 기판(G2)(TFT측 기판)은 인접하는 단위 표시 패널(U)과의 사이에서 단재가 발생하지 않도록, 직접 각 단위 표시 패널(U)끼리가 접하도록 배치되어 있다. 따라서 제2 기판(G2)에 대해서는 마더 기판의 외주 부분만이 단재로서 발생한다. 한편, 제1 기판(CF측 기판)은 마더 기판(U)의 외주 부분과 함께 제2 기판(G2)의 단자 영역(T)에 대향하는 영역이 단재로서 발생한다. 도 15, 도 16에 있어서 단재가 되는 부분을 해칭으로 나타낸다.
여기서 도 15에 도시한 1단자 패널, 2단자 패널, 3단자 패널에 주목한다. 도 17은 인접하는 단위 표시 패널의 단면의 일부를 도시한 도면이다. 이들의 기판 레이아웃에서는 적어도 한 쌍의 인접하는 단위 표시 패널(U1, U2) 사이에서, 일방의 단위 표시 패널(U1)에 있어서의 단자 영역(T)의 외측단면(L1)(제2 기판(G2)만의 단면)과, 타방의 단위 표시 패널(U2)에 있어서 단자 영역(T)이 아닌 단면(L2)(제1 기판(G1)과 제2 기판(G2)의 단면)이 접하도록 단위 표시 패널(U1, U2)이 배치되게 된다. 또한, 그러한 관계가 되는 단위 표시 패널의 경계의 구체예를 도 15에 있어서 「○」표시로 도시한다.
마더 기판을 분할할 때에 상기한 단위 표시 패널(U1)과 단위 표시 패널(U2)의 경계 근방에서는 2종류의 커트면이 형성되게 된다.
그 하나는, 제2 기판(G2)과 제1 기판(G1)의 단면이 가지런하게 양쪽의 기판이 분단(풀커트)되는 커트면이다. 이것을 저스트 커트면(Ca)이라고 한다. 저스트 커트면(Ca)은 단위 표시 패널(U1)과 단위 표시 패널(U2)을 완전 분리하는 면이다.
다른 하나는, 저스트 커트면(Ca)으로부터 단자폭(Wa)(도 15)만큼 떨어진 위치에서 CF측 기판(G1)만이 분단(하프커트)되는 커트면이다. 이것을 단자 커트면(Cb)이라고 한다. 단자 커트면(Cb)은 단자 영역(T)의 단자면을 노출하기 위해서 분단되는 커트면이다. 그리고 저스트 커트면(Ca)과 단자 커트면(Cb) 사이의 제1 기판(G1)에 단재 영역(E)이 발생하게 된다.
도 18은 도 17에서 도시한 단위 표시 패널(U1), 단위 표시 패널(U2), 단재 영역(E)에 대해서, 스크라이브 가공과 브레이크 처리가 행해진 후의 3종류의 분리 상태를 도시한 도면이다. 도 18(a)에서는 단재 영역(E)이 단위 표시 패널(U1, U2)로부터 완전 분리되어 있고, 어느 단위 표시 패널(U1, U2)도 그대로 양품이 되는 가장 바람직한 분리 상태이다. 이 상태로 분리된 단위 표시 패널(U1, U2)은 그대로 후공정으로 이송된다.
도 18(b)는 단재 영역(E)이 단위 표시 패널(U2)로부터 분리되어 있지 않고, 저스트 커트면(Ca)측에 부착되어, 단위 표시 패널(U1)만이 완전 분리된 상태이다. 이 때는 단위 표시 패널(U1)에 대해서는 양품으로서 그대로 후공정으로 이송되지만, 단위 표시 패널(U2)에 대해서는 불량품으로서 폐기하거나, 단재 영역(E)을 분리하는 추가적인 브레이크 처리를 행하여 양품화하고 나서 후공정으로 이송하게 된다.
도 18(c)는 단재 영역(E)이 단위 표시 패널(U1)로부터 분리되어 있지 않고, 단자 커트면(Cb)측에 부착되어, 단위 표시 패널(U2)만이 완전 분리된 상태이다. 이 때는 단위 표시 패널(U2)에 대해서는 양품으로서 그대로 후공정으로 이송되지만, 단위 표시 패널(U1)에 대해서는 불량품으로서 폐기하거나, 단재 영역(E)을 분리하는 추가적인 브레이크 처리를 행하여 양품화하고 나서 후공정으로 이송하게 된다.
실제의 제조 공정에서는 가능한 한 단재 영역(E)이 완전 분리된 상태(도 18(a))로 가공되도록 기판 분단 시스템을 조정하고 있지만, 그래도 부정기적으로 단재 영역(E)이 저스트 커트면(Ca)에 부착된 상태(도 18(b)), 또는 단자 커트면(Cb)에 부착된 상태(도 18(c))가 되는 경우가 발생한다. 그 경우, 단재 영역(E)이 저스트 커트면(Ca)에 부착된 상태이어도 단자 커트면(Cb)에 부착된 상태여도, 추가적인 브레이크 처리를 행하여 양품화할 필요가 있다. 그래서, 각각의 상태에 대응한 2종류의 브레이크 기구를 준비하고, 2종류의 부착 상태의 어느 쪽인지를 판정하여, 단재 영역(E)의 부착 상태에 따라서 브레이크 기구를 선택하고, 추가적인 브레이크 처리를 행하고 있었다.
한편, 항상 단재 영역(E)을 저스트 커트면(도 18(b))에 부착시키거나, 또는 단자 커트면(도 18(c))에 부착시키도록 브레이크 처리를 행하도록 하고, 다음 공정에서 단일종의 브레이크 기구를 사용하여 확실하게 단재 영역(E)을 분리하도록 하는 분할 방법이 개시되어 있다(특허문헌 3 참조).
이 문헌에 기재된 분할 방법에 의하면, 레이저빔이나 커터휠로 스크라이브 가공할 때에, 우선 제1 기판(G1)(CF측 기판)에 대해서 가공하고, 다음에 상하 반전시켜 제2 기판(G2)(TFT측 기판)에 대해서 가공을 행한다. 그 때, 예를 들어 도 19에 도시한 바와 같이, 제1 기판(G1)의 단자 커트면(Cb)에 대한 커터휠에 의한 스크라이브를 강한 압압력(押壓力)(P1)으로 행한다. 그리고 제1 기판(G1)의 저스트 커트면(Ca)에 대한 스크라이브를 P1보다 약한 압압력(P2)으로 행한다. 또한 제2 기판(G2)의 저스트 커트면(Ca)에 대한 스크라이브를 강한 압압력(P1)으로 행한다. 이렇게 하여 스크라이브에 강약을 부여함으로써 스크라이브 홈의 깊이가 조정되어, 단재 영역(E)을 항상 저스트 커트면(Ca)측에 부착시킨 상태에서 브레이크되도록 할 수 있다. 그 결과, 1종류의 브레이크 기구를 준비하는 것만으로 효율적으로 단재를 제거할 수 있게 된다.
마찬가지로, 단재 영역(E)을 항상 단자 커트면(Cb)측에 부착시킨 상태에서 브레이크되도록 하는 경우는, 예를 들어 도 20에 도시한 바와 같이 제1 기판(G1)의 저스트 커트면(Ca)에 대한 스크라이브를 강한 압압력(P1)으로 행하는 한편, 제1 기판(G1)의 단자 커트면(Cb)에 대한 스크라이브 가공을 P1보다 약한 압압력(P2)으로 행한다. 또, 제2 기판(G2)의 저스트 커트면(Ca)에 대한 스크라이브를 강한 압압력(P1)으로 행한다. 이 경우도 1종류의 브레이크 기구를 준비하는 것만으로 효율적으로 단재를 제거할 수 있게 된다.
WO2005/087458호 공보 WO2002/057192호 공보 일본 특허 공개 2008-56507호 공보
마더 기판이 대면적화함에 따라, 스크라이브 가공의 도중에 마더 기판을 상하 반전하는 것이 곤란해진다. 특히 각 기판의 판두께(Wt)(도 15 참조)가 1mm 이하까지 얇아지면(예를 들어 0.05 내지 0.7mm), 기판이 깨지기 쉬워지기 때문에, 기판 반전은 피하고 싶어진다. 따라서, 제1 기판(CF측 기판)과 제2 기판(TFT측 기판)을 가공 도중에 반전하여 양측 기판을 가공하는 특허문헌 3에 기재된 바와 같은 방법은 곤란하게 된다. 그 때문에, 기판을 반전할 필요가 없는 특허문헌 1, 특허문헌 2에 기재된 바와 같은 상하 방향으로부터 기판의 가공을 행하는 상하 기판 가공 시스템을 채용하는 것이 필요하게 된다.
또, 단위 표시 패널의 대면적화에 따라, 단자 영역으로서 노출시키는 부분의 폭인 단자폭(Wa)(도 15 참조)을 종래보다 더욱 작게 하는 것이 요구되고 있다. 구체적으로는 지금까지 단자폭(Wa)은 10mm정도였지만, 1mm 내지 3mm정도까지 작게 하는 것이 요구되고 있다. 이와 같은 기판 레이아웃이 된 경우에도, 단재 영역을 확실하게 분리하기 위해서, 도 19 및 도 20에 도시한 특허문헌 3에 기재된 분할 방법을 채용하여, 나중에 불필요한 단재 영역을 제거하는 것이 생각된다. 그러나, 이 분할 방법을 채용해도 양품화할 수 없는 경우가 있다.
즉, 단재 영역(E)이 단자 커트면(Cb)측에 부착된 상태(도 20 참조)에서는 단재 영역(E)은 단위 표시 패널과 일체가 되어, 전체적으로 직육면체를 이룬 상태로 잘리게 되어, 단재 영역(E)만을 파지하기 위한 돌출 부분이 없어진다. 또, 단자폭(Wa)이 1mm 내지 3mm가 되면 단재 영역(E)만을 흡착 패드로 떼어놓는(특허문헌 2 참조) 것도 곤란해진다. 그 때문에, 일단 단자 커트면(Cb)측에 부착되어 버리면 단자 커트면(Cb)으로부터 단재 영역(E)을 분리하는 것이 곤란하여 불량품으로서 폐기할 수 밖에 없게 된다.
한편, 단재 영역(E)이 저스트 커트면(Ca)측에 부착된 상태(도 19 참조)에서는 단자폭(Wa)이 작아진 경우라도 단재 영역(E)의 일부가 1mm만이라도 돌출되어 있는 점에서, 이 부분만을 파지할 수 있다. 또 단재 영역(E)에 대해서만 분리에 필요한 전단력이나 굽힘 모멘트를 가할 수 있으므로, 나중에 추가적인 브레이크 처리를 행함으로써, 저스트 커트면(Ca)으로부터 단재 영역(E)을 분리할 수 있다.
이상의 점에서, 대면적의 마더 기판으로부터 단자 영역의 단자폭(Wa)을 좁게 한 단위 표시 패널을 가공하고자 하면, 기판을 반전할 필요가 없는 상하 기판 가공 시스템을 사용함과 아울러, 항상 단재 영역(E)이 단자 커트면(Cb)측에 부착되지 않는(부착되는 경우에도 저스트 커트면(Ca)측에 부착되는) 기판 가공 방법(도 19 참조)을 채용하는 것이 필요하게 된다.
그런데 상하 한 쌍의 커터휠을 탑재한 상하 기판 가공 시스템에서, 제1 기판 및 제2 기판을 스크라이브하는 경우, 어느 편측의 커터휠만으로 압압력을 가하면, 기판이 일방으로 크게 휘어 버린다. 그 때문에, 통상, 상하 한 쌍의 커터휠로 상하 방향으로부터 동시에 스크라이브하는 것이 필요하게 된다. 편측만의 스크라이브를 행해야 할 때에는 타방측에 날끝(刃先)이 없는 백업롤러를 압압하도록 하여 스크라이브하는 것이 필요하게 된다.
따라서, 상하 기판 가공 시스템에 있어서, 단재 영역(E)이 항상 단자 커트면(Cb)측에 부착되지 않는 기판 가공 방법(도 19 참조)을 채용하기 위해서는, 저스트 커트면(Ca)에 상하 양측으로부터 커터휠을 대향시켜, 기판을 동시에 스크라이브한다. 그 때, TFT측 기판의 커터휠의 압압력(P1)을 강하게 하고, CF측 기판의 커터휠의 압압력(P2)을 약하게 하여, 상하 양측으로부터 동시에 압압하도록 한다. 또, 단자 커트면(Cb)에 대해서 스크라이브할 때에는 CF측 기판에 커터휠을 압압하고, TFT측 기판에는 백업롤러를 대향시켜서 압압한다.
그러나, 이 방법으로 기판 가공을 행해도 실제로는 홈 깊이를 제어할 수 없어, 원하는 형상으로 분할할 수 없는 경우가 생기는 것을 알아냈다. 구체적으로는 단자 커트면(Cb)측에 단재 영역(E)이 부착되거나, 스크라이브 홈을 충분히 깊게 형성할 수 없어, 단위 표시 패널마다 분리할 수 없게 되기도 했다.
이 원인을 검토한 결과, 단자 가공을 위해서 저스트 커트면(Ca)의 가공과 단자 커트면(Cb)의 가공의 2회의 스크라이브 가공을 행하는데, 단자 영역을 끼우고 존재하는 씰재의 영향으로, 2회째의 스크라이브 가공시에 크랙이 들어가기 어려워지는 것에 의한 것을 출원인들의 분석으로 알 수 있었다. 이 현상에 대해서 설명한다.
도 21 및 도 22는 저스트 커트면(Ca)과 단자 커트면(Cb)에 끼워진 1mm 내지 3mm의 간격을 가지는 단자 영역(T)을 커터휠로 상하 동시에 스크라이브 가공하는 방법을 도시한 도면이다. 이 중 도 21은 먼저 저스트 커트면(Ca)에 대해서 스크라이브 가공을 행하고, 나중에 단자 커트면(Cb)에 대해서 스크라이브 가공을 행하는 가공 방법이다. 또, 도 22는 먼저 단자 커트면(Cb)을 가공하고, 나중에 저스트 커트면(Ca)의 스크라이브 가공을 행하는 가공 방법이다.
우선, 저스트 커트면(Ca)으로부터 먼저 가공하는 경우의 현상에 대해서 설명한다. 도 21(a)에 도시한 바와 같이, 단자 영역(T)을 끼우고, 양측에는 씰재(S1, S2)가 있으며, 이들에 의해 제1 기판(G1)과 제2 기판(G2)이 붙어 있다.
도 21(b)에 도시한 바와 같이, 제1 기판(G1)측의 저스트 커트면(Ca)의 위치에 커터휠(W1)을 압접시키고, 제2 기판(G2)측의 저스트 커트면의 위치에 커터휠(W2)을 압접시켜, 제1회째의 스크라이브 가공을 행한다. 이 때는 제2 기판(G2)측의 홈을 깊게, 제1 기판(G1)측의 홈을 얕게 형성하고자 하기 때문에, 제2 기판(G2)측에 가하는 압접력보다 제1 기판(G1)측의 압접력을 작게 해 둔다. 제1회째의 스크라이브 가공을 행하는 시점에서는, 저스트 커트면(Ca)의 근방에는 응력이 존재하고 있지 않기 때문에, 제1 기판(G1), 제2 기판(G2)의 양측 기판 모두 문제 없이 스크라이브 홈이 형성되며, 압접력에 따른 홈 깊이를 형성할 수 있다.
다음에, 도 21(c)에 도시한 바와 같이 제1 기판(G1)의 단자 커트면(Cb)의 위치에 커터휠(W1)을 압접시키고, 제2 기판(G2)의 단자 커트면(Cb)의 연장선상에 백업롤러(W3)(날끝이 없는 롤러)를 압접시켜, 제2회째의 스크라이브 가공을 행한다. 이 때 제1 기판(G1)측의 단자 커트면(Cb)의 홈을 깊이 형성하기 위해서, 커터휠(W1)에 가하는 압접력 및 백업롤러에 가하는 압접력을 강하게 한다.
그러나, 제2회째의 스크라이브 가공을 행하는 시점에서는, 제1회째의 스크라이브 가공의 결과 형성된 스크라이브 홈이 열려 있어, 이것과 씰재(S1)의 영향에 의해 단자 커트면(Cb)의 근방은 압축 응력이 가해진 상태가 된다. 즉, 제1 기판(G1)의 저스트 커트면(Ca)이 단자 커트면 방향(Cb)측으로 열리려고 하지만, 씰재(S)가 열리려고 하는 힘을 저지하기 때문에, 저스트 커트면(Ca)으로부터 1mm 내지 3mm 떨어진 위치의 단자 커트면(Cb)에 압축 응력이 생기게 되고, 단자 커트면에서의 크랙의 깊이 방향으로의 신전(伸展)을 방해하려고 한다.
그 결과, 제2회째의 스크라이브 가공에 의해서는, 제1 기판(G1)의 단자 커트면(Cb)에 깊은 스크라이브 홈을 형성할 수 없게 되고, 제1 기판(G1)의 저스트 커트면(Ca)에 형성되는 스크라이브 홈 쪽이 단자 커트면(Cb)의 홈보다 깊이 형성되어 버리는 경우가 생기게 된다. 그 때문에, 도 21(d)에 도시한 바와 같이, 제1 기판(G1)이 단자 커트면(Cb)이 아니라, 저스트 커트면(Ca)에서 분할된 단위 표시 패널이 형성되어 버리게 된다.
다음에, 단자 커트면(Cb)으로부터 먼저 가공하는 경우의 현상에 대해서 설명한다. 도 22(a)에 도시한 바와 같이 단자 영역(T)을 끼우고, 양측에는 씰재(S1, S2)가 있으며, 이들에 의해 제1 기판(G1)과 제2 기판(G2)이 붙어 있다.
도 22(b)에 도시한 바와 같이 제1 기판(G1)측의 단자 커트면(Cb)의 위치에 커터휠(W1)을 압접시키고, 제2 기판(G2)의 단자 커트면의 위치에 백업롤러(W3)를 압접시켜, 제1회째의 스크라이브 가공을 행한다. 이 때는 제1 기판(G1)측의 홈이 완전 분단될 때까지 깊이 형성하고자 하기 때문에, 제1 기판(G1)의 압접력과 함께 백업롤러의 압접력을 강하게 해 둔다.
제1회째의 스크라이브 가공을 행하는 시점에서는 단자 커트면(Cb)의 근방에는 응력이 존재하고 있지 않기 때문에, 문제 없이 스크라이브 홈이 형성되며, 압접력에 따른 깊이의 홈을 형성할 수 있다.
다음에, 도 22(c)에 도시한 바와 같이 제1 기판(G1)측의 저스트 커트면(Ca)의 위치에 커터휠(W1)을 압접시켜, 제2 기판(G2)측의 저스트 커트면(Ca)의 위치에 커터휠(W2)을 압접시키고, 제2회째의 스크라이브 가공을 행한다. 이 때는 제2 기판(G2)측의 홈을 깊게, 제1 기판(G1)측의 홈을 얕게 형성하고자 하기 때문에, 제2 기판(G2)측에 가하는 압접력보다 제1 기판(G1)측의 압접력을 작게 해 둔다.
제2회째의 스크라이브 가공을 행하는 시점에서는 제1회째의 스크라이브 가공으로 단자 커트면(Cb)에 스크라이브 홈이 열려 있어, 이것과 씰재(S2)의 영향에 의해, 제1 기판(G1)측의 저스트 커트면(Ca)의 근방은 압축 응력이 가해진 상태가 된다. 즉, 제1 기판(G1)의 단자 커트면(Cb)이 저스트 커트면(Ca)측으로 열리려고 하지만, 씰재(S2)가 열리려는 힘을 저지하기 때문에, 저스트 커트면(Ca)에 압축 응력이 생겨, 제1 기판(G1)의 저스트 커트면(Ca)에서의 크랙의 깊이 방향으로의 신전을 방해하려고 한다. 그 결과, 제2회째의 스크라이브 가공에서는, 제1 기판(G1)의 저스트 커트면(Ca)에는 얕은 스크라이브 홈이 형성된다. 제1 기판(G1)측에 대해서는 이것으로도 문제가 없지만, 동시에 가공되는 제2 기판측에서 문제가 생긴다.
즉, 제2 기판(G2)측에 대해서는 제1회째의 스크라이브 가공으로 제1 기판(G1)의 단자 커트면(Cb)이 열리려고 하지만, 씰재(S1, S2)가 열려리고 하는 힘을 저지하기 때문에, 굽힘 모멘트가 가해져, 제2 기판(G2)의 저스트 커트면(Ca)의 근방에 압축 응력이 가해진 상태가 되어 있다. 그 때문에, 제2 기판(G2)의 저스트 커트면(Ca)은 얕은 스크라이브 홈밖에 형성되기 어려운 상태로 되어 있다. 그러한 상태에서, 또한 제2회째의 스크라이브 가공이 행해지면, 제1 기판측의 커터휠(W1)이 제2 기판측의 커터휠(W2)보다 약간이라도 먼저 스크라이브가 시작되면, 더욱 강한 굽힘 모멘트가 가해져, 제2 기판의 저스트 커트면(Ca) 근방에 강한 압축 응력이 가해지게 되고, 제2 기판(G2)의 저스트 커트면(Ca)은 거의 스크라이브 가공을 할 수 없게 된다. 이 때, 압압력을 크게 하여 스크라이브 가공을 하면 컬릿이 발생되어 버린다.
이와 같이, 상하 기판 가공 시스템에서는, 제2회째의 스크라이브 가공이 행해지는 단자 커트면(Cb)과 저스트 커트면(Ca)의 어느 하나에 원하는 스크라이브 홈을 형성하는 것이 곤란해지는 것이 판명되었다.
그래서, 본 발명은 첫번째로 기판을 반전하여 가공하는 것이 곤란한 대면적의 마더 기판이라도, 안정적이고 또한 확실하게 원하는 홈 깊이의 스크라이브 가공을 행할 수 있는 상하 기판 가공 시스템에 의한 마더 기판의 기판 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 두번째로 한 쌍의 커터휠을 사용한 상하 기판 가공 시스템에 의한 마더 기판의 기판 가공 방법에 있어서, 단자 영역의 가공시에, 스크라이브 홈의 깊이에 원하는 강약을 줄 수 있는 기판 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 세번째로 한 쌍의 커터휠을 사용한 상하 기판 가공 시스템에 의한 마더 기판의 기판 가공 방법에 있어서, 가공품(단위 표시 패널)의 단자 영역의 단자폭이 좁아져도, 단자 영역을 덮는 부분의 단재 영역이 단자 커트면측에 부착되는 불량품이 전혀 발생하지 않고, 단재 영역이 완전히 분리되거나, 만에 하나, 완전 분리될 수 없는 경우라도, 나중에 확실하게 단재 영역을 제거하여 양품화할 수 있는 기판 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상하 기판 가공 시스템에 의해, 마더 기판을 분할하여 단위 표시 패널을 작성한다. 그 때에, 단위 표시 패널로부터 단재 영역이 완전히 분리될 수 없었다고 해도, 추가적인 브레이크 처리로 단재 영역을 확실하게 분리할 수 있도록 가공해 둠으로써 양품화하는 것을 전제로 한 기판 가공 방법이다.
본 발명의 가공 대상으로 되는 마더 기판은, 제1 기판(CF측 기판)과 제2 기판(TFT측 기판)을 첩합시킨 기판 구조(첩합 기판)를 가지고 있다. 그리고, 이 기판 구조내에 복수의 방형(方形)의 단위 표시 패널을 서로 인접한 상태에서 병렬로 형성되어 있다. 각 단위 표시 패널의 제2 기판측은, 4개의 둘레 가장자리 중 적어도 1개의 둘레 가장자리에 외부 접속용의 단자 영역이 형성되어 있다. 각 단위 표시 패널이 가지는 단자 영역 중 적어도 하나는 그 단자 영역의 외측단이 양측 기판에 걸쳐 분단되는 저스트 커트면이 됨과 아울러, 그 단자 영역의 내측단은 대향하는 제1 기판만이 분단되는 단자 커트면으로 되도록 구성되어 있다. 구체적으로는 도 15에 도시한 1단자 패널, 2단자 패널, 3단자 패널이 해당되고, 그 중에서 ○표시로 도시한 영역이 여기서 말하는 저스트 커트면과 단자 커트면에 끼워진 단자 영역을 구성한다. 이러한 마더 기판을 대상으로 하는 것은, 상기 서술한 ○표시의 단자 영역에서, 추가적인 브레이크 처리에 의해서도 단재 영역의 분리가 곤란해지는 불량이 생기기 때문이다.
그리고, 상기 과제를 해결하기 위해서, 마더 기판의 제1 기판을 향한 제1 커터휠과, 제2 기판을 향한 제2 커터휠을 사용하여, 제1 기판과 제2 기판의 양측으로부터 스크라이브 가공을 행함으로써, 마더 기판을 단위 표시 패널마다 분할함과 아울러 각 단위 표시 패널의 단자 영역을 노출시키는 단자 가공을 행한다. 그 때에 마더 기판의 저스트 커트면과 단자 커트면에 끼워진 단자 영역에 대해서 스크라이브 가공을 행하는데, (a) 우선, 제1 기판의 단자 커트면의 위치에 제1 커터휠을 압접시킴과 아울러, 제2 기판의 저스트 커트면의 위치에 제2 커터휠을 압접시켜 양측 동시에 스크라이브 가공을 행하고, (b) 그 다음에 제1 기판의 저스트 커트면에 제1 커터휠을 압접시킴과 아울러, 제2 기판의 저스트 커트면 근방에 날끝이 없는 백업롤러를 압접시켜 편면에 스크라이브 가공을 행한다.
본 발명에 의하면, 한 쌍의 커터휠, 또는 커터휠과 백업롤러를 사용하여, 제1 기판과 제2 기판을 양측으로부터 동시에 압접시키고, 합계 2회의 가공 동작으로 저스트 커트면과 단자 커트면에 스크라이브 가공을 행하는데, 제1회째의 스크라이브 가공으로 제1 기판의 단자 커트면의 위치와 제2 기판의 저스트 커트면의 위치를 스크라이브한다. 그리고 제2회째의 스크라이브 가공으로 제1 기판의 단자 커트면의 위치보다 약하게 스크라이브하는 제1 기판의 저스트 커트면의 위치를 스크라이브한다.
즉, 제1회째의 스크라이브 가공에서 강하게 스크라이브 할 필요가 있는 제1 기판의 가공면(단자 커트면) 및 제2 기판의 가공면(저스트 커트면)끼리를 먼저 스크라이브한다. 제1회째의 스크라이브에서는 기판에 응력이 발생하지 않고 있으므로, 제1 기판, 제2 기판의 어느 스크라이브 홈도 깊이 형성할 수 있다. 또한, 이 경우는 한 쌍의 커터휠을 단자폭의 길이만큼 떨어진 위치에서 압접하게 되는데, 거리가 짧으므로 영향은 거의 없다. 이어서, 제2회째의 스크라이브 가공에서 약하게 스크라이브하는 가공면(제1 기판의 저스트 커트면)을 스크라이브한다. 제2회째의 스크라이브 가공에서는 가공면에 압축 응력이 가해짐으로써 깊은 스크라이브 홈을 형성하는 것은 곤란하지만, 원래 얕게 스크라이브하는 것을 예정하고 있으므로 문제는 없다.
이와 같이, 상하 양측으로부터 동시에 스크라이브할 때에, 커터휠의 압접 위치를 어긋나게 하여, 깊은 스크라이브 홈을 형성하는 위치에 대해서 먼저 가공한다.
본 발명에 의하면, 단자 커트면과 저스트 커트면에 끼워진 단자 영역에 대해서 한 쌍의 커터휠로 상하 양측으로부터 동시에 스크라이브 가공하는 경우라도, 이 부분을 덮는 단재 영역을 단위 표시 패널로부터 완전히 분단하거나, 분단할 수 없는 경우라도 확실하게 단위 표시 패널의 저스트 커트면측에 부착시켜 분단할 수 있고, 단재 영역을 분단할 수 없는 경우라도, 추가적인 브레이크 처리를 행함으로써 확실하게 양품화할 수 있다.
(그 밖의 과제를 해결하기 위한 수단 및 효과)
상기 발명에 있어서 백업롤러는 제2 기판의 저스트 커트면에 먼저 형성된 스크라이브 홈의 인접 위치를 압접하도록 해도 된다.
이것에 의하면, 제1 기판의 저스트 커트면을 제1 커터휠로 스크라이브할 때에, 백업롤러는 제2 기판의 저스트 커트면에 형성한 스크라이브 홈을 피해서 기판을 압접하도록 했으므로, 스크라이브 홈을 상처입히는 일이 없어진다.
상기 발명에 있어서, 저스트 커트면과 단자 커트면에 끼워진 단자 영역의 1개에 대해서 스크라이브 가공을 행할 때에, (a)의 스크라이브 가공 공정 뒤에 가공중의 단자 영역과는 다른 단자 영역의 가공을 행하고, 그 후에 최초의 단자 영역에 대해서 (b)의 스크라이브 가공을 행하도록 해도 된다.
이것에 의하면, 한 쌍의 커터휠로 가공하는 가공 부분을 먼저 가공하고 나서, 1개의 커터휠과 백업롤러로 가공하는 가공 부분을 가공할 수 있으므로, 밸런스 좋게 가공할 수 있고, 또, 커터휠과 백업롤러를 교환하는 것에 수반되는 조정 시간이나 대기 시간을 단축할 수 있다.
또, 상기 발명에 있어서, 저스트 커트면과 단자 커트면의 폭(단자폭)이 1mm 내지 3mm이도록 해도 된다. 단자폭을 작게 함으로써 단위 표시 패널로서 이용할 수 있는 마더 기판의 면적을 크게 할 수 있다. 그 경우에서도 단자 영역을 덮는 단재 영역이 저스트 커트면측에만 부착되므로, 확실하게 제거할 수 있다.
상기 발명에 있어서, 마더 기판은 직교하는 XY방향을 따라 종횡으로 단위 표시 패널이 형성된 구성을 가지고, 마더 기판을 X방향으로 분리하지 않도록 기판의 Y방향의 최후미를 클램프하면서 Y방향 전방으로 이동시키면서, Y방향과 X방향으로 스크라이브 가공을 행함으로써 단위 표시 패널마다 분할하는 경우에, 마더 기판을 X방향으로 분리하지 않도록 클램프 하면서 Y방향으로 이동시키면서 Y방향과 X방향과에 스크라이브 가공을 행함으로써 단위 표시 패널마다 분할하는 경우에, 먼저 Y방향에 대해서 스크라이브 가공을 행함과 아울러, 상기 저스트 커트면과 상기 단자 커트면에 끼워진 단자 영역의 1개에 대해서, (a)의 스크라이브 가공과, (b)의 스크라이브 가공을 이 순서대로 행하고, X방향에 대해서는 Y방향의 스크라이브 가공 뒤에 스크라이브 가공을 행하도록 해도 된다.
이것에 의하면, 마더 기판상에 단위 표시 패널이 XY방향으로 2차원적으로 형성되어 있을 때에는, 기판을 X방향으로 분리하지 않도록 클램프한 상태에서 Y방향으로 이동시킨다. 그리고 Y방향에 대해서, (a)의 스크라이브 가공, (b)의 스크라이브 가공을 이 순서대로 행하고, 그 후에, X방향의 스크라이브 가공을 행한다. 이와 같이 가공 순서를 정함으로써 확실하게 단위 표시 패널마다 분단할 수 있고, 추가적인 브레이크 처리를 행하면 확실하게 양품화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 기판 가공 방법에서 사용하는 기판 가공 시스템의 전체 구성을 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 기판 가공 시스템의 A에서 본 사시도.
도 3은 도 1의 기판 가공 시스템의 평면도.
도 4는 도 3의 B-B' 단면도.
도 5는 도 3의 C-C' 단면도.
도 6은 도 3의 D-D' 단면도.
도 7은 도 3의 E-E' 단면도.
도 8은 도 3의 F-F' 단면도.
도 9는 기판 반출 로봇에 의한 동작을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 기판 가공 방법에 사용한 스크라이브 가공의 순서를 도시한 도면.
도 11은 마더 기판을 Y방향으로 스크라이브할 때의 가공 순서의 일례를 도시한 도면.
도 12는 마더 기판을 X방향으로 스크라이브할 때의 가공 순서의 일례를 도시한 도면.
도 13은 반출 로봇에 의해 마더 기판으로부터 단위 표시 패널을 취출하는 순서의 일례를 도시한 도면.
도 14는 마더 기판으로부터 취출되는 단위 표시 패널에 부착되는 단재의 상태를 도시한 도면.
도 15는 마더 기판의 기판 레이아웃을 도시한 도면(1단자 패널, 2단자 패널, 3단자 패널).
도 16은 마더 기판의 기판 레이아웃을 도시한 도면(4단자 패널).
도 17은 인접하는 단위 표시 패널간의 단면의 일부를 도시한 도면.
도 18은 인접하는 단위 표시 패널간의 3종류의 분리 상태를 도시한 도면.
도 19는 종래의 마더 기판의 단자 가공을 도시한 도면.
도 20은 종래의 마더 기판의 단자 가공을 도시한 도면.
도 21은 상하 기판 가공 시스템에 의한 종래의 단자 가공을 도시한 도면.
도 22는 상하 기판 가공 시스템에 의한 종래의 단자 가공을 도시한 도면.
본 발명의 기판 가공 방법의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 이하에 설명하는 기판 가공 방법은 액정 표시 패널의 제조 공정에서 이용되는 방법이며, 구체적으로는 액정 표시 패널이 되는 단위 표시 패널을 마더 기판으로부터 분할하여, 1개씩 취출하는 기판 가공 시스템에 있어서 사용된다.
(기판 가공 시스템)
가장 먼저 본 발명의 기판 가공 방법을 실시할 때에 사용하는 기판 가공 시스템의 전체 구성에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 기판 가공 방법이 이용되는 기판 가공 시스템(1)의 전체 구성을 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 A에서 본 사시도(후술하는 가대(10)를 제외함)이다. 도 3은 기판 가공 시스템(1)의 평면도(후술하는 프레임(11), 지주(14)를 제외함)이다. 도 4는 도 3의 B-B' 단면도, 도 5는 도 3의 C-C' 단면도, 도 6은 도 3의 D-D' 단면도, 도 7은 도 3의 E-E' 단면도, 도 8은 도 3의 F-F' 단면도이다.
여기서는, 단위 표시 패널을 X방향으로 2열, Y방향으로 4열 늘어놓은 마더 기판(90)을 가공하는 경우를 설명한다. 또한, 설명에서 사용하는 XYZ방향에 대해서는 도면 중에 나타낸다.
우선, 시스템의 전체 구조에 대해서 설명한다.
기판 가공 시스템(1)은 기판 반입측(1L)으로부터 기판 반출측(1R)을 향하여, Y방향으로 마더 기판(90)이 반송되어 가고, 도중에서 스크라이브 가공이나 브레이크 처리가 행해지도록 되어 있다.
마더 기판(90)(첩합 기판)은 상측이 제2 기판(G2)(TFT측 기판), 하측이 제1 기판(G1)(CF측 기판)이 되도록 탑재된다.
기판 가공 시스템(1)은 중공의 가대(10), 메인 프레임(11), 지주(14)에 의해 골조 구조가 형성된다. 가대(10)의 위쪽에는 마더 기판(90)을 지지하기 위한 기판 지지 장치(20)가 배치된다. 기판 지지 장치는 제1 기판 지지부(20A)와 제2 기판 지지부(20B)로 이루어진다. 제1 기판 지지부(20A)와 제2 기판 지지부(20B)의 중간 위치에 기판 분단 기구(30)가 배치된다.
도 4(도 3의 B-B' 단면)에 도시한 바와 같이, 제1 기판 지지부(20A)와 제2 기판 지지부(20B)의 각각이 X방향으로 늘어놓은 5대의 지지 유닛(21)으로 구성된다. 각 지지 유닛(21)은 기판 분단 기구(30)에 가까운 측에서 가대(10)에 고정된다. 각 지지 유닛(21)의 상면에는 타이밍 벨트가 둘레 회전 이동하도록 되어 있어, 후술하는 클램프 장치(50)와 연동하여 마더 기판(90)을 보낸다.
기판 분단 기구(30)는 상부 가이드 레일(31) 및 하부 가이드 레일이 설치되고, 상부 가이드 레일(31)에는 X방향으로 이동 가능하게 부착되는 상부 스크라이브 기구(60), 하부 가이드 레일(32)에는 X방향으로 이동 가능하게 부착되는 하부 스크라이브 기구(70)가 각각 부착되어 있다.
도 5(도 3의 C-C' 단면)에 도시한 바와 같이, 스크라이브 기구(60)는 제2 커터휠(W2)이 부착됨과 아울러, 제2 커터휠(W2)을 승강시키는 승강 기구(61), 제2 커터휠(W2)의 날끝 방향을 Y방향과 X방향으로 전환하는 회전 기구(62), X축 구동 기구(63)로 이루어진다.
스크라이브 기구(70)는 제1 커터휠(W1)과 백업롤러(W3)를 Y방향으로 늘어놓아 부착됨과 아울러, 제1 커터휠(W1)과 백업휠(W3)을 승강시키는 승강 기구(71), 제1 커터휠의 날끝 방향 및 백업휠의 회전 방향을 Y방향과 X방향으로 전환하는 회전 기구(72), X축 구동 기구(73)로 이루어진다. 승강 기구(71) 및 회전 기구(72)는 제1 커터휠(W1) 또는 백업휠(W3)의 어느 하나를 선택하여 기판에 압접할 수 있고, 또, 압접시킨 휠의 이동 방향을 Y방향 또는 X방향을 향하게 할 수 있도록 되어 있다.
기판 지지 장치(20)의 기판 반입측(1L)측에는 도 1 또는 도 2에 도시한 바와 같이 마더 기판(90)의 기판 반입측의 단부(마더 기판(90)의 후단)를 클램프하는 클램프 장치(50)가 배치된다. 클램프 장치(50)는 한 쌍의 클램프 도구(51(51L, 51R)), 클램프 도구(51)를 승강시키는 승강 기구(55(55L, 55R)), 이동 베이스(57)로 이루어지고, 마더 기판(90)을 클램프한 상태에서 Y방향으로 이동시킨다. 이 클램프 장치(50)는 리니어 모터 기구(58)에 의해 구동된다. 그리고 지지 유닛(21)의 간극 및 아래쪽을 이동하여, 마더 기판(90)을 클램프한 상태 그대로, 마더 기판(90)의 후단까지 기판 분단 기구(30)를 통과할 수 있도록 되어 있다. 클램프 도구(51L) 및 클램프 도구(51R)는 각각 마더 기판(90)에 형성된 단위 표시 패널의 좌측의 열, 우측의 열을 클램프하도록 되어 있으며, 기판 중앙의 위치에서 Y방향을 따라 분단한 경우에도 좌우로 분할된 마더 기판(90)을 각 열마다 지지할 수 있고, Y방향으로 보낼 수 있도록 되어 있다.
기판 지지 장치(20)의 기판 반출측(1R)에는 도 6(도 3의 D-D' 단면)에 도시한 바와 같이, 보내져 오는 마더 기판(90)에 대해서 가열 증기를 위에서 뿜는 상부 스팀 유닛(101), 아래에서 뿜는 하부 스팀 유닛(102)을 구비한 스팀 브레이크 장치(100)가 배치된다. 스팀 브레이크 장치(100)로부터 뿜어나오는 가열 증기의 사이를 스크라이브 가공된 마더 기판(90)이 통과함으로써, 마더 기판(90)은 팽창하고, 주로 마더 기판의 X방향에 대한 적극적인 브레이크 처리가 행해진다. 스팀 브레이크 장치(100)는 리니어 모터 기구(130)에 의해 Y방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.
스팀 유닛(100)의 기판 반출측(1R)의 위치에는 도 7(도 3의 E-E' 단면)에 도시한 바와 같이, 보내져 오는 마더 기판(90)에 대해서, 기판상에 형성된 Y방향의 스크라이브 홈의 인접 위치(스크라이브 홈의 옆)를 따라 브레이크 롤러(111~113)를 압압하고, 기판의 Y방향에 대한 브레이크압을 주어 적극적으로 브레이크하는 롤러 브레이크 장치(110)가 배치된다. 롤러 브레이크 장치(110)는 리니어 모터(130)에 의해 Y방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.
롤러 브레이크(110)의 기판 반출측(1R)의 위치에는 도 8(도 3의 F-F' 단면)에 도시한 바와 같이, 마더 기판(90)으로부터 단위 표시 패널을 1개씩 취출하여 후공정으로 보내는 기판 반출 장치(120)가 배치된다. 기판 반출 장치(120)에는 상부 가이드 레일(121)이 설치되고, 상부 가이드 레일(121)에는 X방향으로 이동 가능한 반출 로봇(80)이 부착되어 있다. 기판 반출 장치(120)는 리니어 모터(130)에 의해 Y방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.
반출 로봇(80)은 흡착 패드(82)가 부착된 플레이트(83)와, 플레이트(83)를 회전시키는 회전 기구(84)와, 플레이트(83)를 승강시키는 승강 기구(85)와, X축 구동 기구(86)를 가진다. 그리고 반출 로봇(80)은 마더 기판(90)으로부터 분단된 단위 표시 패널의 1개를 흡착하여 위쪽으로 떼어놓는다. 또한 떼어놓은 단위 표시 패널을 회전시키면서 X축방향으로 이동시키고, 또한 리니어 모터(130)에 의해 Y방향으로 이동시켜, 1개씩 반출하는 동작을 행한다. 반출된 단위 표시 패널은 도시하지 않는 후공정으로 전달되어, 다음 가공이 행해진다.
반출 로봇(80)의 플레이트(83)에는 또한 반출중의 단위 표시 패널에 단재가 부착되어 있는 경우에 이것을 제거하기 위한 추가적인 브레이크 처리 기구인 후크(87) 및 푸셔(88)를 구비하고 있다.
도 9는 후크(87) 및 푸셔(88)에 의한 추가적인 브레이크 처리 동작을 도시한 도면이다. 후크(87)는 플레이트(83)에 고정된 지지축을 중심으로 하여 회동할 수 있도록 되어 있다. 도 9(a)에 도시한 바와 같이 후크(87) 및 푸셔(88)를 위쪽으로 회피시킨 상태에서, 단위 표시 패널의 제2 기판(G2)(TFT측 기판)을 흡착 패드(82)로 흡착한다. 다음에, 도 9(b)에 도시한 바와 같이 후크(87)를 작동시켜, 흡착면과는 반대측인 제1 기판(G1)의 단에 있는 단재에 접촉시키고, 단재를 아래쪽으로부터 지지한다. 그리고 도 9(c)에 도시한 바와 같이 푸셔(88)를 작동시켜 제2 기판(G2)의 단에 부착되는 단재를 위쪽으로부터 압압한다. 이렇게 하여, 단재에 굽힘 모멘트를 가함으로써 단재가 확실하게 분단되도록 한다.
(스크라이브 가공)
다음에, 상기 기판 가공 시스템(1)을 사용한 마더 기판(90)의 스크라이브 가공의 동작 순서에 대해서 설명한다. 스크라이브 가공은 기판 분단 기구(30)(도 5)에 있어서 행해진다.
본 발명은 주로 스크라이브 가공으로 단위 표시 패널의 단자 가공을 행할 때에 사용된다.
도 10은 본 발명에 의해 단자 가공을 행할 때의 기본적인 가공 순서를 도시한 도면이다. 도 10(a)에 도시한 바와 같이 마더 기판(90)상의 인접하는 2개의 단위 표시 패널(U1, U2)의 경계 부분에 저스트 커트면(Ca)과 단자 커트면(Cb)에 끼워진 단자 영역(T)이 형성되어 있다. 단자 영역의 폭은 1mm 내지 3mm정도이다. 이 부분에 커터휠로 상하 동시에 스크라이브 가공하고, 단자 영역(T)의 첩합면(제1 기판(G1)과 제2 기판(G2)의 접합면)을 노출시키는 가공을 행한다.
마더 기판(90)으로부터 단위 표시 패널(U1)을 취출할 때에, 반송 로봇(80)은 상측의 기판면에 흡착하는 점에서(도 9), 제2 기판(G2)(TFT측 기판)을 상측, 제1 기판(CF측 기판)을 하측에 배치한다. 이것은 단위 표시 패널(U1)에 흡착시켜서 단위 표시 패널(U2)로부터 떼어놓을 때에, 단자 영역(T)(제2 기판(G2)측)이 단재 영역(E)(제1 기판(G1)측)의 상측에 오도록 하여, 단재 영역(E)이 단위 표시 패널(U2)의 저스트 커트면(Ca)에 부착되어, 단자 커트면(Cb)으로부터 분리되기 쉽게 하기 위해서이다.
또한, 상기 기판 가공 시스템(1)에서는 마더 기판(90)으로부터 단위 표시 패널을 1개씩 취출할 때에, 인접하는 2개의 단위 표시 패널 중 단자 커트면(Cb)이 경계 부분이 되는 단위 표시 패널을 저스트 커트면(Ca)이 경계 부분이 되는 단위 표시 패널보다 먼저 취출함으로써, 단재 영역(E)이 저스트 커트면(Ca)이 경계 부분이 되는 단위 표시 패널의 측에 부착되기 쉽게 하고 있다. 이 점에 대해서는 후술한다.
도 10(b)에 도시한 바와 같이 우선 스크라이브 기구(60)의 제2 커터휠(W2)을 제2 기판(G2)의 저스트 커트면(Ca)의 위치에 맞춘다. 또, 스크라이브 기구(70)의 제1 커터휠(W1)을 제1 기판(G1)의 단자 커트면(Cb)의 위치에 맞춘다. 그리고, 강한 압접력으로 양쪽 동시에 제1회째의 스크라이브를 행한다. 이 때는 단자 영역(T)의 근방에 응력이 발생하지 않고 있으므로, 스크라이브 홈을 깊이 신전할 수 있다.
스크라이브 홈이 형성된 단자 영역(T)은 양측이 씰재(S1, S2)로 고정된 영역인 점에서, 스크라이브 홈이 넓어지는 결과, 단자 커트면(Cb)의 근방에 압축 응력이 가해지게 된다.
이어서, 도 10(c)에 도시한 바와 같이 스크라이브 기구(70)의 제1 커터휠(W1)을 저스트 커트면(Ca)의 위치에 맞춘다. 또, 스크라이브 기구(60)의 백업휠(W3)을 제2 기판(G2)에 맞춘다. 이 때 백업휠(W3)은 먼저 스크라이브 홈이 형성된 저스트 커트면(Ca)의 위치로부터 벗어나도록 옆으로 이동시켜, 스크라이브 홈이 상처나지 않도록 한다. 그리고, 제1회째보다는 약한 압접력으로 제2회째의 스크라이브 가공을 행한다.
이 때, 제1 기판(G1)의 저스트 커트면은 응력에 저항하면서 스크라이브 가공이 행해지므로, 깊이 신전시키는 것이 어려워 스크라이브 홈은 얕아진다. 이 부분은 원래 단자 커트면(Cb)보다 얕게 스크라이브 홈을 형성하는 쪽이 바람직한 점에서, 바람직한 스크라이브 홈이 형성되게 된다.
그리고, 깊은 스크라이브 홈과 얕은 스크라이브 홈이 형성되는 결과, 그 후의 스팀 브레이크(도 6) 및 롤러 브레이크(도 7)에 의한 브레이크 처리를 행함으로써, 도 10(d)에 도시한 바와 같이 확실하게 단재 영역(E)이 제1 기판(G1)의 저스트 커트면(Ca)측에 부착된 상태에서 분리되게 된다.
그리고, 저스트 커트면(Ca)에 부착된 단재 영역(E)은 후크(87) 및 푸셔(88)에 의한 추가적인 브레이크 처리 동작(도 9)에 의해, 저스트 커트면(Ca)으로부터 확실하게 분리되게 된다.
이상의 처리에 의해, 마더 기판으로부터 단위 표시 패널을 분리하고, 후공정으로 이동할 때까지 단재 영역(E)이 완전히 분리될 수 있다.
이상은 1개의 단위 표시 패널의 1개의 단자 영역에 대해서, 단독으로 단자 가공을 행하는 경우에 대해서 설명했다. 실제의 마더 기판(90)에서는 복수의 단위 표시 패널이 종횡으로 늘어서 있다. 각 단위 표시 패널의 주위에는 단자 커트면(Cb)과 저스트 커트면(Ca)에 끼워진 단자 영역(T) 뿐만 아니라, 그 밖의 형상의 경계도 포함된다.
그러한 경우, 1개의 경계마다 가공하는 것이 아니라, 복수의 경계 사이에서 교대로 가공하도록 하여 밸런스 좋게 가공할 수도 있다. 이러한 경우에 대해서 구체예로 설명한다.
도 11은 2단자 패널이 되는 단위 표시 패널을 X방향으로 2열, Y방향으로 4열 늘어놓은 마더 기판(90)에 대해서, Y방향으로 스크라이브하는 예이다. 또, 도 12는 X방향으로 스크라이브하는 예이다.
우선, 먼저 행하는 Y방향의 스크라이브에 대해서 설명한다. Y방향의 스크라이브에서는 마더 기판(90)의 후단이 클램프 장치(50)로 클램프됨으로써, 스크라이브 가공후에 X방향으로 분리되지 않도록 되어 있다.
Y방향에 대해서는, 도 11에 도시한 바와 같이 마더 기판(90)의 중앙 부분을 따른 단자 영역(T)과, 좌단 근방의 단자 영역(TL)과, 우단 근방의 저스트 커트면(TR)의 3개의 경계에 대해서 스크라이브 가공이 행해진다. 이 중, 중앙의 단자 영역(T)만이 단자 커트면과 저스트 커트면에 끼워진 단자 영역(단재 영역이 단자 커트면으로부터 취해지지 않는 문제가 생길 가능성이 있는 단자 영역)이 된다.
이 경우, 제1회째의 강한 스크라이브(Y1로 함)를 중앙의 단자 영역(T)에 대해서 행한다. 즉, 제1 기판(G1)의 단자 커트면과 제2 기판(G2)의 저스트 커트면에 강한 스크라이브를 행한다. 이어서, 제2회째의 강한 스크라이브(Y2로 함)를 좌단 근방의 단자 영역(TL)에 대해서 행한다. 이어서, 제3회째의 강한 스크라이브(Y3로 함)를 우단 근방의 저스트 커트면(TR)에 대해서 행한다. 그리고, 마지막으로 제4회째의 약한 스크라이브(Y4로 함)를 중앙의 단자 영역(T)의 제1 기판의 저스트 커트면에 대해서 약한 스크라이브로 행한다. 이 때 제2 기판(G2)의 저스트 커트면의 옆으로 백업롤러로 압압하면서 스크라이브를 행한다.
즉, 중앙의 단자 영역(T)에 대한 강한 스크라이브 가공 뒤에, 좌단 근방의 단자 영역(TL)과 우단 근방의 저스트 커트면(TR)의 스크라이브를 먼저 행하고, 나중에 다시 중앙의 단자 영역(T)에 대한 약한 스크라이브 가공을 행하도록 하여, 교대로 가공을 행하도록 한다.
이상의 순서에 의해, Y방향의 스크라이브를 끝내면, 이어서 X방향의 스크라이브를 행한다.
X방향에 대해서는, 도 12에 도시한 바와 같이 마더 기판(90)의 전단 근방에 있는 저스트 커트면(TF)과, 기판 중앙에 있고 저스트 커트면과 단자 커트면에 끼워진 3개소의 단자 영역(T)과, 후단 근방에 있는 단자 영역(TB)이 스크라이브 가공된다.
이 경우, X방향의 3개의 단자 영역(T)에 대해서도, 지금까지와 마찬가지로 제1 기판(G1)의 단자 커트면과 제2 기판(G2)의 저스트 커트면을 먼저 강하게 스크라이브하고, 나중에 제1 기판(G1)의 저스트 커트면을 약하게 스크라이브하면, 확실하게 단위 표시 패널을 취출할 수 있다. 구체적으로는 도 12에 도시한 바와 같이 X2(제1 기판(G1)의 단자 커트면과 제2 기판(G2)의 저스트 커트면), X3(제1 기판(G1)의 저스트 커트면), X4(제1 기판(G1)의 단자 커트면과 제2 기판(G2)의 저스트 커트면), X5(제1 기판(G1)의 저스트 커트면), X6(제1 기판(G1)의 단자 커트면과 제2 기판(G2)의 저스트 커트면), X7(제1 기판(G1)의 저스트 커트면)의 순서대로 가공을 행하도록 한다. 또한, X3, X5, X7의 가공시에는 제2 기판(G2)의 저스트 커트면의 옆을 백업롤러로 압압하면서 스크라이브가 행해진다.
(단위 표시 패널의 취출 순서)
다음에 마더 기판에 스크라이브 가공을 행하여 분할된 단위 표시 패널을 취출할 때의 취출 순서에 대해서 설명한다.
예를 들어 도 10에 도시한 바와 같이 단자 커트면(Cb)과 저스트 커트면(Ca)에 끼워진 단자 영역(T)을 가지는 마더 기판으로부터 단위 표시 패널을 1개씩 취출할 때에, 인접하는 2개의 단위 표시 패널 중 단자 커트면(Cb)이 경계 부분이 되는 단위 표시 패널(U1)을 저스트 커트면(Ca)이 경계 부분이 되는 단위 표시 패널(U2)보다 먼저 취출하도록 하여, 단재 영역(E)을 저스트 커트면(Ca)이 경계 부분이 되는 단위 표시 패널(U2)의 측에 부착되기 쉽게 하는 것이 중요하게 된다. 이 순서를 바꾸면, 단재 영역(E)은 단자 커트면(Cb)측에 부착되어 남게 된다. 그 때문에, 마더 기판으로부터 단위 표시 패널을 취출할 때에, 취출 순서가 중요하게 된다.
도 13은 단위 표시 패널을 X방향으로 2열, Y방향으로 4열 늘어놓은 2단자 패널에 대해서, 단위 표시 패널의 취출 순서를 도시한 도면이다.
단위 표시 패널(1)은 인접하는 단위 표시 패널(2)(3)과의 경계(도면 중에 ○표시로 도시함)에 대해서, 단위 표시 패널(1)의 단자 커트면(Cb)이 경계 부분이 된다. 따라서, 가장 먼저 단위 표시 패널(1)을 취출하는 것이 필요하게 된다.
단위 표시 패널(1)이 취출된 상태에서는, 단위 표시 패널(2)이 인접하는 단위 표시 패널(4)과의 경계에서, 단자 커트면(Cb)이 경계가 된다. 또, 단위 표시 패널(3)은 인접하는 단위 표시 패널(4)(5)과의 경계에 대해서, 단자 커트면(Cb)이 경계가 된다. 이 때는 단위 표시 패널(2)(3)의 어느 하나를 취출하면 되지만, 마더 기판의 전단에 가까운 측으로부터 취출하는 쪽이 1방향의 반송으로 할 수 있기 때문에, 먼저 단위 표시 패널(2)을 취출한다.
단위 표시 패널(1)(2)이 취출된 상태에서는, 단위 표시 패널(3)이 인접하는 단위 표시 패널(4)(5)과의 경계에서, 단자 커트면(Cb)이 경계가 된다. 따라서, 다음에 단위 표시 패널(3)을 취출한다. 이하와 마찬가지로, 도 13에 있어서 각 단위 표시 패널에 붙인 번호가 작은 순서 (1), (2)…(8)로 단위 표시 패널을 취출하도록 한다.
도 14는 취출된 각 단위 기판(1) 내지 (8)에 대한 단재 영역이 붙는 방법을 도시한 도면이다.
어느 단위 표시 패널에 대해서도 단자 커트면(Cb)에 단재가 부착되지 않고 취출할 수 있다. 따라서, 단위 표시 패널에 단재가 부착되어 있어도, 후크(87) 및 푸셔(88)를 사용한 후의 추가적인 브레이크 처리로 확실하게 단재를 제거할 수 있다.
이상은 2단자 패널에 대한 것이지만, 1단자 패널이나 3단자 패널(도 15)에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 4단자 패널(도 16)에 대해서는 취출 순서는 문제가 되지 않는다.
(산업상 이용가능성)
본 발명의 기판 가공 방법은 액정 패널용의 마더 기판의 스크라이브 가공에 이용할 수 있다.
1…기판 가공 시스템
20…기판 지지 장치
30…기판 분단 기구
50…클램프 장치
60…상부 스크라이브 기구
70…하부 스크라이브 기구
80…반출 로봇
87…후크
88…푸셔
90…마더 기판
100…스팀 브레이크 장치
110…롤러 브레이크 장치
120…기판 반출 장치
Ca…저스트 커트면
Cb…단자 커트면
G1…제1 기판(CF측 기판)
G2…제2 기판(TFT측 기판)
E…단재 영역
T…단자 영역
U1…단위 표시 패널(단자 커트면이 경계에 면함)
U2…단위 표시 패널(저스트 커트면이 경계에 면함)
W1…제1 커터휠
W2…제2 커터휠
W3…백업휠

Claims (5)

  1. 가공 대상으로 되는 마더 기판이 제1 기판과 제2 기판을 첩합시킨 기판 구조를 가지고, 상기 기판 구조내에 복수의 방형의 단위 표시 패널을 서로 인접한 상태에서 병렬로 형성되며, 각 단위 표시 패널의 제2 기판측의 적어도 1개의 둘레 가장자리에 외부 접속용의 단자 영역이 형성되고, 각 단위 표시 패널에 있어서의 상기 단자 영역의 적어도 하나는 단자 영역의 외측단이 양측 기판에 걸쳐 분단되는 저스트 커트면이 됨과 아울러 단자 영역의 내측단은 대향하는 제1 기판만이 분단되는 단자 커트면으로 되도록 구성되고,
    상기 마더 기판에 대해서, 제1 기판을 향한 제1 커터휠과 제2 기판을 향한 제2 커터휠을 사용하여 제1 기판과 제2 기판의 양측으로부터 스크라이브 가공을 행함으로써 상기 마더 기판을 단위 표시 패널마다 분할함과 아울러 각 단위 표시 패널의 상기 단자 영역을 노출시키는 단자 가공을 행하는 마더 기판의 기판 가공 방법으로서,
    상기 마더 기판의 저스트 커트면과 단자 커트면에 끼워진 단자 영역의 1개에 대해서 스크라이브 가공을 행할 때에,
    (a) 우선 제1 기판의 단자 커트면의 위치에 제1 커터휠을 압접시킴과 아울러, 제2 기판의 저스트 커트면의 위치에 제2 커터휠을 압접시켜 양측 동시에 스크라이브 가공을 행하고,
    (b) 그 다음에 제1 기판의 저스트 커트면에 제1 커터휠을 압접시킴과 아울러, 제2 기판의 저스트 커트면 근방에 날끝이 없는 백업롤러를 압접시켜 편면에 스크라이브 가공을 행하는 것을 특징으로 하는 마더 기판의 기판 가공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 백업롤러는 제1 기판의 저스트 커트면에 먼저 형성된 스크라이브 홈의 인접 위치를 압접하는 것을 특징으로 하는 마더 기판의 기판 가공 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 저스트 커트면과 상기 단자 커트면에 끼워진 단자 영역의 1개에 대해서 스크라이브 가공을 행할 때에,
    상기 (a)의 스크라이브 가공 공정 뒤에,
    가공중의 단자 영역과는 다른 단자 영역의 가공을 행하고,
    그 후에, 최초의 단자 영역에 대해서 상기 (b)의 스크라이브 가공 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 마더 기판의 기판 가공 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 저스트 커트면과 상기 단자 커트면의 폭이 1mm 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 마더 기판의 기판 가공 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 마더 기판은 직교하는 XY방향을 따라 종횡으로 단위 표시 패널이 형성된 구성을 가지고, 마더 기판을 X방향으로 분리하지 않도록 기판의 Y방향의 최후미를 클램프하면서 Y방향 전방으로 이동시키면서, Y방향과 X방향으로 스크라이브 가공을 행함으로써 단위 표시 패널마다 분할하는 경우에,
    먼저 Y방향에 대해서 스크라이브 가공을 행함과 아울러, 상기 저스트 커트면과 상기 단자 커트면에 끼워진 단자 영역의 1개에 대해서, 상기 (a)의 스크라이브 가공과, 상기 (b)의 스크라이브 가공을 이 순서대로 행하고,
    X방향에 대해서는 Y방향의 스크라이브 가공 뒤에 스크라이브 가공을 행하는 것을 특징으로 하는 마더 기판의 가공 방법.
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