KR101574934B1 - Chamfering method for brittle material - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 취성재료인 유리를 절단한 후 절단면의 상·하부 모서리 선을 면취하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of cutting upper and lower edge lines of a cut surface after cutting glass as a brittle material.
일반적으로 LCD, PDP, OLED 등과 같은 평판 디스플레이에 사용되는 유리기판은 크기 및 형태 가공을 거쳐 해당 분야에 적용된다. 특히 절단된 유리 기판의 절단면은 상·하부의 날카로운 모서리 선이 발생되며, 이러한 날카로운 모서리 선은 외부 충격에 취약하고 품질이 비균질한 문제점이 있다. 따라서 상기 날카로운 모서리 선은 연삭 또는 연마 공정을 통하여 면취 처리되어야 한다.In general, glass substrates used for flat panel displays such as LCDs, PDPs, and OLEDs are subjected to size and shape processing and applied to the corresponding fields. Particularly, the cut surfaces of the cut glass substrate have sharp edge lines at the upper and lower portions. Such sharp edge lines are vulnerable to external impact and have a problem of inhomogeneity in quality. Therefore, the sharp edge line must be chamfered through a grinding or polishing process.
종래의 면취 공정은 그라인딩 휠(Grinding Wheel)을 이용한 연마기를 통해 유리기판의 절단면을 깨지지 않도록 갈아내는 방식이 주로 이용되었다. 그러나 이러한 그라인딩 휠을 이용하여 갈아내는 방식은 면취 시 상당량의 미세한 유리 조각(particle)이 발생되며, 이러한 유리 조각이 비산되어 환경문제와 제품 오염 등을 유발하고 있다. 또한, 연마 시 발생된 유리 조각을 제거하기 위한 세척 공정이 반드시 필요하다는 문제점이 있다.In the conventional chamfering process, a method of grinding a cut surface of a glass substrate through a grinding machine using a grinding wheel is mainly used. However, such a grinding wheel grinding method generates a considerable amount of microscopic glass particles when chamfered, and such glass fragments are scattered to cause environmental problems and product contamination. Further, there is a problem that a cleaning process for removing the pieces of glass generated during polishing is necessarily required.
더불어, 종래의 면취 공정은 그라인딩 휠의 회전력만을 활용하여 면취함으로써 유리 기판의 스트레스를 감안하지 않아 유리 기판이 그라인딩 휠의 진동 등의 영향을 받아 크랙(균열)이 쉽게 발생되는 문제점이 있다.In addition, the conventional chamfering process is chamfered by utilizing only the rotational force of the grinding wheel, so that the stress of the glass substrate is not taken into consideration, so that the glass substrate is affected by the vibration of the grinding wheel and the like.
본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 목적은, 취성재료 기판의 면취 초기 구간에 면취 방향의 직각방향으로 물리적 또는 열적으로 크랙을 생성하고, 면취하고자 하는 기판의 모서리 선을 따라 레이저 빔을 조사함으로써 면취 부위에 미세 깨짐이 발생되지 않고, 균일한 면취 품질을 보장할 수 있는 취성재료의 면취 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art. That is, an object of the present invention is to provide a brittle material substrate which is capable of forming cracks physically or thermally in a direction perpendicular to a chamfering direction in an initial section of chamfering of a brittle material substrate and irradiating a laser beam along a corner line of a substrate to be chamfered, And a method of chamfering a brittle material capable of ensuring a uniform chamfer quality can be provided.
상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명인 취성재료의 면취 방법은, 취성재료 기판의 면취 시작 부분에서 면취방향으로 기 설정된 거리만큼 이격된 부분에 면취 방향의 직각으로 크랙을 생성하는 단계 및 상기 면취 시작 부분부터 상기 기판의 절단면의 모서리 선을 따라 면취 방향으로 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함한다.Technical Solution In order to achieve the above object, the present invention provides a method of chamfering a brittle material, comprising the steps of: generating a crack at a right angle to the chamfering direction at a portion spaced by a predetermined distance in the chamfering direction at the chamfering start portion of the brittle material substrate; And irradiating the laser beam in the chamfering direction along the edge line of the cut surface of the substrate from the beginning of chamfering.
상기 크랙을 생성하는 단계에서는, 휠 또는 레이저를 통해 크랙을 생성시킬 수 있으며, 상기 기판의 면취 시작 부분에서 면취방향으로 500㎛ 이하의 이격된 부분에 크랙을 생성시킬 수 있다.In the step of generating the crack, a crack can be generated through a wheel or a laser, and a crack can be generated in a portion spaced apart by 500 mu m or less in the chamfering direction at the chamfering start portion of the substrate.
상기 레이저 빔은, 좌우 대칭적 에너지 분포를 갖는 빔일 수 있으며, 레이저 빔의 에너지 중심점이 상기 기판의 모서리 선과 수직이 되도록 위치하여 조사될 수 있다.The laser beam may be a beam having a symmetrical energy distribution, and may be irradiated so that the energy center of the laser beam is perpendicular to the edge line of the substrate.
상기 레이저 빔을 조사하는 단계 이후에는 상기 크랙 생성 부위에 냉각물질을 분사하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 냉각물질을 분사하는 단계에서는 상기 냉각물질이 상기 크랙 생성 부위의 모서리에 수직이 되도록 분사할 수 있다.The method may further include injecting a cooling material into the crack generating region after the step of irradiating the laser beam. In the step of injecting the cooling material, the cooling material may be injected in a direction perpendicular to the edge of the crack generating region can do.
상기 레이저 빔을 조사하는 단계 이후에는 상기 크랙 생성 부위에 충격을 가하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 충격을 가하는 단계에서는 물리적 충격, 열적 충격 또는 열적 및 물리적 충격을 부가할 수 있다.The step of irradiating the laser beam may further include a step of applying an impact to the crack generating region, and the step of applying impact may add a physical impact, a thermal impact, or a thermal and physical impact.
또한, 상기 기판의 꼭지점 모서리를 모따기(chamfering)하는 단계를 추가로 더 포함할 수도 있다.The method may further include the step of chamfering the corners of the substrate.
본 발명에 따른 취성재료의 면취 방법은 면취 부위에 미세 깨짐이 발생되지 않아 면취 후 미세 깨짐 조각을 제거하기 위한 세정 공정이 필요치 않으며, 200mm/s 이상의 고속 면취가 가능함과 동시에 취성재료 기판의 균일한 면취 품질을 보장할 수 있어 양질의 제품을 생산할 수 있다.The method of chamfering a brittle material according to the present invention does not require microcracking at the chamfered portion, so that a cleaning process for removing microcracks after chamfering is not necessary, high-speed chamfering of 200 mm / s or more is possible, The quality of the beveling can be ensured, and a high quality product can be produced.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 취성재료의 면취 방법을 보여주는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 빔의 에너지 분포를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 빔의 조사 위치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 면취한 기판 단면도를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각물질 분사 위치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 충격을 가하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 조건별 면취 테스트 결과를 나타낸 표이다.1 is a flow chart showing a method of chamfering a brittle material according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating energy distribution of a laser beam according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing an irradiation position of a laser beam according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a chamfered substrate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing a position of a cooling material injection according to an embodiment of the present invention. FIG.
6 is a view illustrating a method of applying an impact according to an embodiment of the present invention.
7 is a table showing results of chamfering tests by conditions.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprising" or "having ", and the like, are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 취성재료의 면취 방법을 보여주는 순서도이다.1 is a flow chart showing a method of chamfering a brittle material according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 취성재료 면취 방법은 먼저 취성재료 기판의 면취 시작 부분에서 면취방향으로 기 설정된 거리만큼 이격된 부분에 면취 방향의 직각으로 크랙(110)을 생성한다(S210).As shown in Fig. 1, the brittle material chamfering method of the present invention first generates
이러한 크랙 생성은 휠과 같은 물리적 접촉을 통해 생성할 수도 있으며, 비 접촉 방법인 레이저와 같은 열적 접촉을 통해 생성할 수도 있다. 본 발명의 실시예에 따른 크랙 생성은 상기 기판의 면취 시작 부분에서 면취방향으로 500㎛ 이하의 이격된 부분에 면취 방향의 직각으로 크랙을 생성하는 것이 바람직하다.Such cracking can be generated by physical contact such as a wheel, or through thermal contact such as a laser, which is a non-contact method. It is preferable that the crack generation according to the embodiment of the present invention generates a crack at a right angle to the chamfering direction at a portion spaced apart by 500 mu m or less in the chamfering direction at the chamfering start portion of the substrate.
이와 같이, 면취 초기 구간에 직각으로 크랙을 생성시킴으로써 원하는 위치에 스트레스가 약한 지점을 생성하고, 그 지점을 포함하여 면취가 발생되도록 유도함으로써 면취시 끊김이 생기는 미면취 구간이 발생되지 않으며, 제품의 균일한 면취 품질을 보장할 수 있게 된다.In this way, by creating a crack at a right angle to the initial section of chamfering, a weak stress point is generated at a desired position, and chamfering is induced to include chamfering at the desired position, so that a non- chamfered section in which chamfering occurs during chamfering is not generated, Uniform quality of chamfering can be ensured.
이어서, 면취 시작 부분부터 상기 기판의 절단면의 모서리 선을 따라 면취 방향으로 레이저 빔을 조사한다(S220).Next, a laser beam is radiated in a chamfering direction along the edge line of the cut surface of the substrate from the beginning of chamfering (S220).
본 발명의 실시예에 따른 레이저 빔은, 도 2에 도시된 바와 같이 좌우 대칭적 에너지 분포를 갖는 빔이 바람직하며, 라인빔 또는 원형 빔인 것이 바람직하다. 또한, 레이저 빔은 도 3에 도시된 바와 같이, 빔의 에너지 중심점이 취성재료 기판의 절단면의 모서리 선과 수직을 이룬 상태로 조사되고, 이에 기판이 레이저 방향으로 이송됨으로써 상기 면취 시작 부분부터 상기 기판의 모서리 선을 따라 면취방향으로 레이저 빔이 조사된다. 더불어, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 빔은, 원하는 면취의 깊이와 거리에 따라 레이저 빔의 사이즈와 가열시간을 제어할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.The laser beam according to the embodiment of the present invention is preferably a beam having a symmetrical energy distribution as shown in FIG. 2, and is preferably a line beam or a circular beam. 3, the energy center of the beam is irradiated in a direction perpendicular to the edge line of the cut surface of the brittle material substrate, so that the substrate is transferred in the laser direction, The laser beam is irradiated along the edge line in the chamfering direction. In addition, it is preferable that the laser beam according to the embodiment of the present invention is configured to control the size of the laser beam and the heating time according to the depth and distance of the desired chamfering.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 기판의 모서리 선을 레이저 빔으로 조사하여 면취한 뒤의 기판 단면도를 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 면취 방법은 미면취 구간 없이 균일한 면취가 수행됨을 확인할 수 있다.4 is a cross-sectional view of a substrate after chamfering by irradiating a corner line of the substrate with a laser beam according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, it can be seen that the chamfering method according to the embodiment of the present invention performs uniform chamfering without chamfering.
다음으로, 상기 크랙이 생성된 부위에 냉각물질을 분사한다(S230).Next, the cooling material is sprayed onto the cracked portion (S230).
본 발명의 실시예에 따른 냉각물질은 레이저 빔이 조사된 후 상기 수직 크랙 위치에 분사되며, 열충격 유발을 위해 짧은 시간동안 분사된다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 모서리 선에 수직이 되도록 냉각물질이 분사되어 면취하고자 하는 모서리 선에서 압축력이 최대한 발생하도록 유도한다. 이에 따라 절단면의 모서리 선에서는 압축력 최대에 의한 면취 발생 효과가 증가한다.The cooling material according to the embodiment of the present invention is sprayed to the vertical crack position after the laser beam is irradiated, and is sprayed for a short time for inducing thermal shock. Further, as shown in FIG. 5, the cooling material is injected perpendicularly to the edge line to induce the compressive force to be maximally generated at a corner line to be chamfered. As a result, the effect of chamfering due to the maximum compressive force increases at the corners of the cut surface.
본 발명의 냉각물질은 공기 또는 공기와 물을 섞은 미스트 또는 물을 사용할 수도 있으며, 물 대신 휘발성이 강한 드라이 아이스와 같은 고형화된 냉각물질을 사용할 수도 있다.The cooling material of the present invention may be air or a mist or water mixed with air or water, or a solidified cooling material such as dry ice having high volatility may be used instead of water.
이어서, 기판에서 면취가 일어날 수 있도록 상기 크랙 생성 부위에 충격을 가한다(S240). Subsequently, an impact is applied to the crack-generating region so that chamfering may occur in the substrate (S240).
본 발명의 실시예에 따른 충격을 가하는 방법은 도 6에 도시된 바와 같이, 칼날이나 봉에 의한 물리적인 방법을 사용할 수도 있으며, 레이저에 의한 열적인 방법을 사용할 수도 있고, 열봉에 의한 열적 및 물리적인 방법을 동시에 사용할 수도 있다. 이에 따라, 면취된 부분만이 압축력에 의해 기판과 분리되어 떨어져 나감으로써 미면취 구간이 발생되지 않으며, 면취 부위에 미세 깨짐 현상 또한 발생되지 않는다. As shown in FIG. 6, a physical method using a blade or a rod may be used, a thermal method using a laser may be used, and a thermal and physical May be used at the same time. As a result, only the chamfered portion is separated from the substrate by the compressive force, and the chamfered portion is not generated and the chamfered portion is not generated at the chamfered portion.
마지막으로, 필요에 따라 상기 기판의 꼭지점 모서리에 모따기(chamfering)를 수행한다.
Finally, chamfering is performed on the corners of the substrate, if necessary.
도 7은 직각 크랙 생성, 레이저 조사 및 크랙 생성 부위에 충격을 조건별로 주어 면취를 수행한 테스트를 나타낸 결과이다.FIG. 7 is a result of a test in which chamfering is performed by giving a shock to a crack at right angles, laser irradiation, and cracks. FIG.
도 7에 도시된 바와 같이, 직각 크랙 생성 없이 레이저를 조사할 경우 미면취 되는 구간없이 면취가 성공하는 확률은 17%에 불과하였으나, 면취 초기 구간에 직각 크랙을 생성한 뒤에 레이저를 조사하여 면취할 경우 미면취 되는 구간없이 면취가 성공하는 확률은 67%로 나타났다. 또한, 면취 초기 구간에 직각 크랙을 생성한 뒤에 레이저를 조사하고, 상기 직각 크랙이 생성된 부분에 충격을 가하여 면취할 경우 미면취되는 구간없이 면취가 성공하는 확률은 89~90%인 걸로 나타나, 본 발명에 따른 면취 방법을 이용하여 면취를 수행할 경우, 높은 면취 성공률을 보임을 확인할 수 있으며, 미면취되는 구간 없이 면취가 수행되어 취성재료 기판의 절단면 모서리 선에 균일한 면취가 가능함을 확인할 수 있다.
As shown in FIG. 7, when the laser was irradiated without generating a right-angle crack, the probability of successful chamfering was only 17% without a chamfered section. However, after generating a right angle crack in the initial chamfering region, The probability of successful chamfering was 67% without any chamfering. In addition, when a laser is irradiated after generating a right-angle crack in the initial section of chamfering, and when a shock is applied to a portion where the right-angle crack is generated, chamfering is successful at a range of 89 to 90% It can be confirmed that the chamfering using the chamfering method according to the present invention has a high chamfering success rate and it is confirmed that chamfering without chamfering is possible and uniform chamfering can be performed on the corners of the chamfering surface of the brittle material substrate have.
상술한 바와 같이, 본 발명의 취성재료의 면취 방법은 면취 부위에 미세 깨짐이 발생되지 않아 면취 후 미세 깨짐 조각을 제거하기 위한 세정 공정이 필요치 않으며, 200mm/s 이상의 고속 면취가 가능함과 동시에 취성재료 기판의 균일한 면취 품질을 보장할 수 있다.As described above, the method of chamfering the brittle material according to the present invention does not require microcracking at the chamfered portion, so that it is not necessary to perform a cleaning process to remove microcracked pieces after chamfering, It is possible to ensure a uniform chamfer quality of the substrate.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents. It will be obvious to those of ordinary skill in the art.
110 : 직각 크랙110: Right angle crack
Claims (10)
취성재료 기판의 면취 시작 부분에서 면취방향으로 기 설정된 거리만큼 이격된 부분에 면취 방향의 직각으로 크랙을 생성하는 단계; 및
상기 면취 시작 부분부터 상기 기판의 절단면의 모서리 선을 따라 면취 방향으로 이동하면서 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함하는 취성재료의 면취 방법.
In a method of chamfering a brittle material,
Generating a crack at a right angle to the chamfering direction at a portion spaced apart by a predetermined distance in the chamfering direction at the chamfering start portion of the brittle material substrate; And
And irradiating a laser beam while moving in a chamfering direction along an edge line of the cut surface of the substrate from the chamfering start portion.
상기 크랙을 생성하는 단계에서는,
휠 또는 레이저를 통해 크랙을 생성시키는 것을 특징으로 하는 취성재료의 면취 방법.
The method according to claim 1,
In the step of generating the crack,
Characterized in that a crack is generated through a wheel or a laser.
상기 기 설정된 거리는,
상기 면취 시작 부분에서 면취방향으로 500㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 취성재료의 면취 방법.
The method according to claim 1,
Preferably,
Wherein the chamfering direction is not more than 500 mu m in the chamfering direction at the beginning of chamfering.
상기 레이저 빔은,
좌우 대칭적 에너지 분포를 갖는 빔인 것을 특징으로 하는 취성재료의 면취 방법.
The method according to claim 1,
The laser beam,
Wherein the beam is a beam having a symmetrical energy distribution.
상기 레이저 빔의 에너지 분포 중심축이 상기 기판의 크랙이 생성된 모서리 선과 수직이 되도록 위치하여 조사되는 것을 특징으로 하는 취성재료의 면취 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein a center axis of energy distribution of the laser beam is positioned so as to be perpendicular to a crack generated edge line of the substrate.
상기 레이저 빔을 조사하는 단계 이후에,
상기 크랙 생성 부위에 냉각물질을 분사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 취성재료의 면취 방법.
The method according to claim 1,
After the step of irradiating the laser beam,
Further comprising the step of spraying a coolant onto said crack generating site.
상기 냉각물질을 분사하는 단계에서는,
상기 냉각물질이 상기 크랙 생성 부위의 모서리에 수직이 되도록 분사하는 것을 특징으로 하는 취성재료의 면취 방법.
The method according to claim 6,
In the step of spraying the cooling material,
Wherein the cooling material is injected so as to be perpendicular to the edge of the crack-generating portion.
상기 레이저 빔을 조사하는 단계 이후에,
상기 크랙 생성 부위에 충격을 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 취성재료의 면취 방법.
The method according to claim 1,
After the step of irradiating the laser beam,
Further comprising the step of applying an impact to said crack generating region.
상기 충격을 가하는 단계에서는,
물리적 충격, 열적 충격 또는 열적 및 물리적 충격을 부가하는 것을 특징으로 하는 취성재료의 면취 방법.
9. The method of claim 8,
In the impacting step,
Physical impact, thermal shock, or thermal and physical impact.
상기 기판의 꼭지점 모서리를 모따기(chamfering)하는 단계를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 취성재료의 면취 방법.The method according to claim 1,
Further comprising chamfering the corners of the vertex of the substrate. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
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