KR101323675B1

KR101323675B1 - 브레이크 장치

Info

Publication number: KR101323675B1
Application number: KR1020120007160A
Authority: KR
Inventors: 키요시 다카마츠
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2013-10-30
Also published as: JP2012218247A; KR20120114150A; TW201242918A; CN102729346B; TWI472495B; CN102729346A; JP5210409B2

Abstract

(과제) 취성 재료 기판의 분단시에, 분단 단면끼리가 서로 간섭하는 것을 방지하여, 이빠짐이 없는 깨끗한 분단면을 얻을 수 있는 브레이크 장치를 제공한다.
(해결 수단) 스크라이브 라인(S)을 형성한 면과는 반대측의 면으로부터 스크라이브 라인(S)을 향하여 브레이크 바(B)를 밀어붙임으로써, 취성 재료 기판(W)을 V자 형상으로 휘게 하여 스크라이브 라인(S)을 따른 분단을 하도록 한 브레이크 장치(A)로서, 브레이크 바(B)가, 장척의 경질 부재로 형성되고, 그리고, 압압하는 방향의 선단(先端)에 선단 맞닿음부(8a)를 구비한 바 본체(8)와, 유연한 탄성 부재로 형성되고, 그리고, 선단 맞닿음부(8a)를 사이에 끼워 서로 쌍을 이루도록 바 본체(8)에 부착된 좌우의 스커트편(9, 9)으로 이루어지며, 좌우의 스커트편(9, 9)은, 선단에 가까워짐에 따라 바 본체(8)로부터 외측으로 확장되도록 경사져 형성되고, 그리고, 그 선단(9a)이 선단 맞닿음부(8a)보다 압압 방향측으로 나오도록 형성되도록 한다.

Description

브레이크 장치{BREAKING APPARATUS}

본 발명은, 유리 기판, 반도체 기판 등의 취성 재료 기판(brittle material substrate)의 브레이크 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전(前) 공정에서 스크라이브 라인(절홈;scribing line)이 형성된 기판을, 당해 스크라이브 라인을 따라서 분단(dividing)하는 브레이크 장치에 관한 것이다.

유리 등의 취성 재료 기판을 분단하는 가공에서는, 커터 휠(스크라이빙 휠(scribing wheel)이라고도 함) 등의 홈 가공용 툴을 이용하거나, 레이저 빔을 조사하거나 하여, 기판 표면에 스크라이브 라인을 형성하고, 그 후에, 스크라이브 라인을 따라서 외력을 인가하여 기판을 휘게 함으로써 기판을 브레이크(분단)하는 방법이 일반적으로 알려져 있으며, 예를 들면 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 개시되어 있다.

도 6은, 종래의 취성 재료 기판의 일반적인 브레이크 방법의 순서를 나타내는 도면이다.

우선, 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 스크라이브 장치의 테이블(20) 상에 취성 재료 기판(W)을 올려놓고, 그 표면에 커터 휠(21)을 이용하여 스크라이브 라인(S)을 형성한다.

이어서, 도 6(b)에 나타내는 바와 같이, 탄성체의 쿠션 시트(23)가 깔린 브레이크 장치의 테이블(22) 상에 취성 재료 기판(W)을 올려놓는다. 이때, 취성 재료 기판(W)의 스크라이브 라인(S)을 형성한 표면(표면측)을 쿠션 시트(23)측을 향하여, 반대측의 표면(이면(裏面)측)이 상면이 되도록 반전시킨다.

그리고 하향이 된 스크라이브 라인(S)의 이면 상방으로부터, 스크라이브 라인(S)을 따라서 길게 연장되는 판 형상의 브레이크 바(24)를 하강시켜 취성 재료 기판(W)의 반대면으로부터 압압하여, 취성 재료 기판(W)을 쿠션 시트(23) 상에서 근소하게 V자 형상으로 휘게 함으로써, 스크라이브 라인(S)(크랙)을 깊이 방향으로 침투시킨다. 이에 따라 도 6(c)에 나타내는 바와 같이 취성 재료 기판(W)은 스크라이브 라인(8)을 따라서 브레이크된다.

(특허문허 1) 일본특허 제3787489호 공보 일본공개특허공보 평10-330125호

이 종래 방법에 의하면, 도 6(c)에 나타내는 바와 같이, 브레이크 바(24)에 의해 취성 재료 기판(W)이 V자 형상으로 휘어 분단될 때에, 좌우의 기판이 인접하는 상단연 부분(25)이 서로 밀도록 간섭하여 작은 이빠짐 등의 흠집이 나는 경우가 있었다. 이러한 이빠짐이 발생하면, 비록 미소한 이빠짐이라도 그로부터 브레이크 후의 기판의 표면에 균열 등을 유인시킴으로써, 불량품 발생의 큰 요인이 된다. 또한, 이빠짐으로 발생한 미소편이 쿠션 시트(23)에 남으면, 다음번의 브레이크시에, 취성 재료 기판(W)을 흠집낼 우려가 발생했다. 특히, 취성 재료 기판(W)의 표면에 미소한 전자 회로 등이 형성되어 있는 경우에는, 전자 회로 절단 등의 중대한 악 영향을 초래할 우려가 있었다.

그래서, 본 발명은, 취성 재료 기판(W)을 V자 형상으로 휘게 하여 분단할 때에, 분단 단면끼리가 서로 간섭하는 것을 방지하고, 이빠짐이 없는 깨끗한 분단 단면을 얻을 수 있는 신규인 브레이크 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명의 브레이크 장치는, 취성 재료 기판에 대하여, 스크라이브 라인을 형성한 표면과 반대되는 표면에서 상기 스크라이브 라인을 향하여 브레이크 바를 밀어붙임으로써, 상기 기판을 V자 형상으로 휘게 하여 상기 스크라이브 라인을 따른 분단을 행하도록 한 브레이크 장치로서, 상기 브레이크 바가, 장척(elongated)의 경질 부재로 형성되고, 또한, 압압(pressing)하는 방향의 선단(先端)에 선단 맞닿음부를 구비한 바 본체와, 상기 바 본체보다도 유연한 탄성 부재로 형성되고, 또한, 상기 선단 맞닿음부를 사이에 끼워 서로 쌍을 이루도록 바 본체에 부착된 좌우의 스커트편으로 이루어지며, 상기 좌우의 스커트편(skirt piece)은, 선단에 가까워짐에 따라 바 본체로부터 외측으로 확장되도록 경사져 형성되고, 또한, 상기 스커트편의 선단이 상기 선단 맞닿음부보다도 압압 방향측으로 나오도록 형성되어 있는 구성으로 했다.

본 발명에 의하면, 브레이크 바를 밀어붙여 취성 재료 기판을 V자 형상으로 휘게 하여 분단할 때에, 좌우의 스커트편의 탄성 변형에 의해 취성 재료 기판은 스크라이브 라인으로부터 좌우로 분리되는 방향으로 힘(여압(與壓))을 받고, 이 힘에 의해, 분단과 동시에 취성 재료 기판의 좌우의 분단 단면이 떨어져 분단 단면끼리가 서로 간섭하는 일이 없어져, 이빠짐이 없는 깨끗한 분단면을 얻을 수 있다는 효과가 있다.

상기 좌우의 스커트편은, 바 본체의 길이 방향을 따라서 간격을 두고 복수로 분할되어 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 스커트편이 변형되기 쉬워져, 맞닿는 부분에 힘을 집중시켜 횡방향의 힘을 부여할 수 있다.

또한, 좌우의 스커트편이, 바 본체의 길이 방향을 따라서 연속하여 길게 형성되도록 해도 좋다. 이에 따라, 스크라이브 라인을 따라서, 균일하게 횡방향의 힘을 부여할 수 있다.

본 발명에 있어서, 좌우의 스커트편의 외측면에, 바 본체의 길이 방향을 따른 홈이 형성되어 있는 구성으로 하는 것이 좋다.

이에 따라, 스커트편이 기판에 맞닿고, 압압되었을 때에 홈 부분에서 굴곡되게 되어, 스커트편의 소재가 경도가 높은, 혹은 상당히 두께가 있는 탄성 수지재라도 용이하게 탄성 변형시킬 수 있다. 또한, 굴곡됨으로써, 기판에 대하여 수평 방향으로 떨어지려고 하는 힘이 유효하게 작용하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 브레이크 장치의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 브레이크 장치에 있어서의 브레이크 바의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 브레이크 바의 작동을 설명하는 단면도이다.
도 4는 브레이크 바에 있어서의 스커트편의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5는 브레이크 바에 있어서의 스커트편의 또 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 6은 종래의 일반적인 브레이크 방법을 나타내는 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하에 있어서, 본 발명의 브레이크 장치의 상세를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 브레이크 장치의 일 예를 나타내는 사시도이고, 도 2는 브레이크 바의 사시도이며, 도 3은 브레이크 바의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.

브레이크 장치(A)는, 분단해야 하는 취성 재료 기판(W)(예를 들면 유리 기판)을 올려놓는 테이블(1)을 구비하고 있다. 이 테이블(1)은, 수평인 레일(2, 2)을 따라서 Y방향으로 이동할 수 있게 되어 있고, 모터(M)에 의해 회전하는 나사축(3)에 의해 구동된다. 또한 테이블(1)은, 모터를 내장하는 구동부(4)에 의해 수평면 내에서 회동할 수 있게 되어 있다.

테이블(1)은, 이 위에 올린 취성 재료 기판(W)을 정(定)위치에서 지지(holding)할 수 있도록 지지 수단을 구비하고 있다. 본 실시예에서는, 이 지지 수단으로서, 테이블(1)에 개구시킨 다수의 작은 에어 흡착구멍(1a)이 형성되어 있고, 이 에어 흡착구멍(1a)으로부터의 에어 흡인에 의해 취성 재료 기판(W)이 흡착 지지되게 되어 있다. 또한, 이 이외에, 취성 재료 기판(W)의 단면을 맞닿게 하여 위치 결정을 행하기 위한 블록이나 핀을 지지 수단으로 해도 좋다.

테이블(1)을 사이에 끼워 설치되어 있는 양측의 지지주(5, 5)와 X방향으로 연장되는 가로대(cross beam;6)를 구비한 브리지(7)가, 테이블(1) 상을 걸치도록 하여 설치되어 있다. 이 가로대(6)에 샤프트(10)를 개재하여 브레이크 바(B)가 승강 가능하게 지지되고, 실린더(11)에 의해 승강하도록 설치되어 있다.

브레이크 바(B)는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 브레이크 대상의 기판(W)에 형성되는 스크라이브 라인(S)의 길이에 맞춰 수평 방향으로 길게 연장되는 장척의 바 본체(8)를 구비하고 있다. 바 본체(8)는 경질 부재(예를 들면 두께의 경질 고무제)로 형성되고, 샤프트(10)로 지지되어 있으며, 샤프트(10)로 기판(W)을 압압하는 방향으로 승강되도록 되어 있다. 또한, 브레이크 바(B)의 하단측은, 압압 방향(하향 방향)의 선단에, 기판(W)과 맞닿기 위한 선단 맞닿음부(8a)(도 3 참조)가 형성되어 있다. 선단 맞닿음부(8a)는, 스크라이브 라인(S)을 따라서 효율적으로 압압력(pressing force)을 전달할 수 있도록, 선단의 단면을 삼각형으로 하여 날카로운 돌기로 하고, 능선이 형성되도록 되어 있다. 또한, 효율적으로 압압력을 전달할 수 있는 형상이면 선단 맞닿음부(8a)의 형상은 한정되지 않는다. 예를 들면, 선단 맞닿음부(8a)의 단면이 반원 형상이라도 좋다. 나아가서는, 브레이크 대상의 기판이 접합 기판과 같이 표면, 이면도 압압이 행해지는 경우는, 선단 맞닿음부(8a)가 맞닿는 면에도 스크라이브 라인이 형성되어 있기 때문에, 그러한 경우에는, 스크라이브 라인을 피하여 압압할 수 있도록 두 갈래로 나뉘어진 선단 맞닿음부로 해도 좋다.

바 본체(8)의 측면에는, 선단 맞닿음부(8a)를 중앙에 끼워 서로 쌍을 이루도록 하여, 바 본체(8)보다도 유연한 탄성 부재로 형성된 좌우 한 쌍의 스커트편(9, 9)을 구비하고 있다. 구체적으로는, 바 본체(8)와 동일한 경질 고무를 이용하지만, 그 두께를 얇게 함으로써 유연성을 늘린 탄성 부재가 되도록 하고 있다. 이와 같이, 동일한 경질 고무를 이용함으로써, 바 본체(8)와 스커트편(9)이 일체 성형할 수도 있다. 또한, 스커트편(9, 9)을, 바 본체(8)와는 상이한 유연한 재료를 이용하여 유연성을 부여하도록 해도 좋다.

이 좌우의 스커트편(9, 9)은, 선단(하단)에 가까워짐에 따라, 바 본체(8)로부터 외측으로 확장되도록 경사져 형성되고, 그리고, 그 선단부(9a)가 바 본체(8)의 선단 맞닿음부(8a)보다도 하방으로 나오도록 형성되어 있다. 또한, 스커트편(9, 9)의 탄성 변형을 용이하게 하기 위해, 스커트편(9, 9)의 외측면에, 바 본체(8)의 길이 방향을 따른 홈(9b)이 형성되어 있다.

또한 본 실시예에서는, 좌우의 스커트편(9, 9)이, 도 2에 나타내는 바와 같이, 바 본체(8)의 길이 방향을 따라서 간격을 두고 복수, 예를 들면 4개로 분할하여 형성되어 있다. 이들 분할된 4개의 스커트편(9')은, 연결판부(9d)와 일체적으로 연결되어 형성되어 있다.

또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 취성 재료 기판(W)의 위치를 검출하기 위한 카메라(12)와, 카메라(12)로 촬영된 화상을 표시하는 모니터(13)가 부착되어 있다. 카메라(12)는, 테이블(1) 상의 취성 재료 기판(W)의 귀퉁이부 표면에 형성된 위치 특정용의 얼라인먼트 마크(alignment mark)를 촬상함으로써, 취성 재료 기판(W)의 위치를 검출한다. 얼라이먼트 마크가 기준 설정 위치에 있으면 브레이크 작업을 개시한다. 만약 얼라이먼트 마크가 기준 설정 위치에 대하여 어긋남이 있으면, 이 어긋남량을 검출하여, 취성 재료 기판(W)을 모니터의 화상을 보면서 수작업으로, 또는 테이블(1) 상을 이동시킴으로써 어긋남을 수정한다.

다음으로, 이 브레이크 장치의 동작에 대해서 설명한다.

취성 재료 기판(W)에는 전단(前段)의 스크라이브 공정에서 스크라이브 라인(절홈)(S)이 형성되어 있으며, 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 스크라이브 라인(S)이 브레이크 바(B)의 길이 방향과 일치하도록 테이블(1)에 쿠션 시트(14)를 개재하여 올려놓는다. 이때 취성 재료 기판(W)의 스크라이브 라인(S)을 형성한 면을 쿠션 시트(14)측을 향하여, 반대쪽의 면이 상면이 되도록 해둔다.

이어서, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 테이블(1)을 이동시켜 취성 재료 기판(W)의 분단해야 하는 스크라이브 라인(S)이 브레이크 바(B)의 선단 맞닿음부(8a)의 바로 아래가 되도록 배치한다.

이어서 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 브레이크 바(B)를 하강시키면, 최초로 좌우의 스커트편(9, 9)의 선단부(9a, 9a)가 스크라이브 라인(S)의 상방에서 그 좌우 양 옆 부분에 접촉한다. 또한 브레이크 바(B)의 하강이 진행되면, 스커트편(9, 9)은 화살표 방향으로 탄성 변형하고, 이 탄성 변형에 의한 힘이, 취성 재료 기판(W)을 스크라이브 라인(S)으로부터 분리하는 방향으로 작용한다.

이 상태에서 브레이크 바(B)가 더욱 하강하면, 바 본체(8)의 선단 맞닿음부(8a)가 취성 재료 기판(W)을 압압하여, 취성 재료 기판(W)을 쿠션 시트(14) 상에서 V자 형상으로 휘게 한다. 이에 따라, 스크라이브 라인(S)(크랙)이 깊이 방향으로 침투하여, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 스크라이브 라인(S)으로부터 취성 재료 기판(W)이 브레이크된다.

이 분단시, 취성 재료 기판(W)은 스커트편(9, 9)의 탄성 변형에 의해 스크라이브 라인(S)으로부터 떨어지는 방향으로 힘(여압)을 받고 있기 때문에, 분단과 동시에 취성 재료 기판(W)의 인접하는 좌우의 분단 단면이 떨어져, 단면끼리가 서로 접촉하는 등의 간섭이 발생하는 경우가 없다. 이에 따라, 이빠짐 등의 흠집의 발생이 없어져, 단면 강도가 우수한 분단면을 얻을 수 있다.

또한, 바 본체(8)의 취성 재료 기판(W)에 대한 압압력을 종래의 브레이크 바에서의 압압력과 같은 정도로 설정해 둠으로써, 지금까지와 동일한 브레이크 처리를 실현할 수 있다.

스커트편(9, 9)의 탄성 변형에 의해 발생하는 좌우로의 떨어지는 힘은, 스커트편(9, 9)의 소재나 두께, 형상에 의해 정해진다. 따라서, 경도가 높은 경질 고무 등의 경우는, 상기 실시예로 나타낸 바와 같이, 스커트편(9, 9)의 외측면에 바 본체(8)의 길이 방향을 따른 홈(9b)을 형성하거나, 혹은, 또는 이에 더하여, 스커트편(9, 9)을, 바 본체(8)의 길이 방향을 따라서 간격을 두고 복수로 분할하여 형성하거나 함으로써 탄성 변형하기 쉽도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 스커트편(9)의 바 본체(8)로의 부착법도, 좌우로 떨어지는 방향으로 힘이 작용하도록 배치하면 좋기 때문에, 분할된 복수의 스커트편이, 길이 방향을 따라서 좌우도 병행하여 부착될 뿐만 아니라, 길이 방향을 따라서 좌우 교대로 부착되도록 해도 좋다.

또한, 스커트편(9, 9)의 재료에 따라서는 도 4에 나타내는 바와 같이, 스커트편(9, 9)을 바 본체(8)의 길이 방향을 따라서 연속하여 길게 형성하는 것도 가능하고, 혹은 상기한 홈(9b)도 생략할 수 있다.

상기 실시예에서는, 전술한 좌우의 스커트편(9, 9)을 개별로 작성하여 바 본체(8)에 부착한 예를 나타냈지만, 도 5에 나타내는 바와 같이, 좌우의 스커트편(9, 9)을, 연결부(9c)를 개재하여 연결하여 일체적으로 형성하도록 해도 좋다.

이상, 본 발명의 대표적인 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 상기의 실시예 구조에만 특정되는 것은 아니다. 예를 들면, 브레이크 바(B)의 바 본체(8)에 스커트편(9, 9)을 착탈할 수 있도록 하여, 취성 재료 기판(W)의 종류에 따라 탄성력이 상이한 스커트편을 교환하거나, 혹은 스커트편을 필요로 하지 않을 때는 바 본체(8)로부터 떼어낼 수 있도록 하거나 해도 좋다. 그 외 본 발명에서는, 그 목적을 달성하고, 청구의 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 수정, 변경하는 것이 가능하다.

본 발명은, 유리 기판, 반도체 기판, 박막 태양 전지의 기판 등의 취성 재료 기판을 스크라이브 라인을 따라서 브레이크하는 브레이크 장치에 적용할 수 있다.

W : 취성 재료 기판
S : 스크라이브 라인
A : 브레이크 장치
B : 브레이크 바
1 : 테이블
8 : 바 본체
8a : 바 본체의 선단 맞닿음부
9 : 스커트편
9a : 스커트편의 선단부
9b : 스커트편의 홈

Claims

취성 재료 기판에 대하여, 스크라이브 라인을 형성한 표면과 반대되는 표면에서 상기 스크라이브 라인을 향하여 브레이크 바를 밀어붙임으로써, 상기 기판을 V자 형상으로 휘게 하여 상기 스크라이브 라인을 따른 분단을 행하도록 한 브레이크 장치로서,
상기 브레이크 바가, 장척의 경질 부재로 형성되고, 또한, 압압하는 방향의 선단(先端)에 선단 맞닿음부를 구비한 바 본체와,
상기 바 본체보다도 유연한 탄성 부재로 형성되고, 또한, 상기 선단 맞닿음부를 사이에 끼워 서로 쌍을 이루도록 상기 바 본체에 부착된 좌우의 스커트편으로 이루어지며,
상기 좌우의 스커트편은, 선단에 가까워짐에 따라 상기 바 본체로부터 외측으로 확장되도록 경사져 형성되고, 또한, 상기 스커트편의 선단이 상기 선단 맞닿음부보다도 압압 방향측으로 나오도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 브레이크 장치.
제1항에 있어서,
좌우의 스커트편이, 바 본체의 길이 방향을 따라서 간격을 두고 복수로 분할되어 형성되어 있는 브레이크 장치.
제1항에 있어서,
좌우의 스커트편이, 바 본체의 길이 방향을 따라서 연속하여 길게 형성되어 있는 브레이크 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
좌우의 스커트편의 외측면에, 바 본체의 길이 방향을 따른 홈이 형성되어 있는 브레이크 장치.