KR101854198B1 - 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법에 관한 것이다. 이는, 상기 글래스기판의 표면에 스크라이브라인을 형성하되, 상기 글래스기판의 일측 에지라인에서 출발하여 타측 에지라인에 도달하는 형태의 직선형 스크라이브라인을 형성하는 스크라이빙단계와; 상기 글래스기판의 에지부에 크랙을 형성하되 상기 스크라이브라인의 내부영역에 형성하는 스타트크랙(start crack) 형성단계와; 상기 스크라이브라인 및 상기 스타트크랙이 형성되어 있는 상기 글래스기판을 분단하는 브레이킹 단계를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법은, 스크라이브라인의 단부에 스타트크랙을 미리 형성하여, 벤딩시 상기 스타트크랙으로부터 크랙이 시작되도록 유도함으로써 보다 작은 힘으로 기판을 분단할 수 있게 하고, 또한, 벤딩과정시 기판에 가해지는 스트레스를 최소화하여 기판의 손상이 거의 없고 치핑이 발생하지 않아 양호한 분단면을 얻을 수 있게 하며, 스타트크랙의 작용에 의해 보다 작은 벤딩력으로 브레이킹이 이루어지도록 하여, 스크라이브라인의 깊이를 낮출 수 있고, 스크라이브라인의 가공에 소요되는 에너지 소모량을 감소시킴은 물론 스크라이브라인을 형성함에 따른 치핑 발생을 야기하지 않는다.

Description

프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법{METHOD FOR DIVIDING GLASS SUBSTRATE INCLUDING PRE-CRACKING PROCESS}

본 발명은 취성을 갖는 글래스기판의 분단 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브레이킹 단계를 수행하기 전에 글래스기판의 에지부에 미세한 크랙을 형성하여 효율적인 브레이킹이 구현되게 하는 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법에 관한 것이다.

취성을 갖는 글래스기판을 필요한 사이즈로 정밀 커팅하기 위한 방법으로, 글래스기판에 표시된 분단 예정선을 따라 레이저빔을 조사하거나 커팅휠을 가압 주행시켜 글래스기판에 스크라이브라인을 형성한 후, 이 스크라이브라인에 벤딩력을 인가하는 방법이 일반적으로 행해지고 있다.

또한, 글래스기판에 벤딩력을 인가하는 브레이킹공정은, 롤러(roller)나 푸셔(pusher) 등을 사용하여 기판에 물리력을 가하는 접촉식 방법과, 레이저 또는 스팀(steam) 등을 사용하여 기판을 가열한 후 냉각시키는 비접촉식 방법이 있다.

대한민국공개특허공보 제10-2014-0018504(취성 재료 기판의 롤링 브레이크 장치)에는, 유연성 안착패드에 올려진 상태로 이송하는 기판의 하부에 롤링부를 설치하여, 기판이 롤링부를 넘어가는 동안 하부로 벤딩되어 스크라이브라인이 벌어지며 분단되도록 유도하는 기술이 개시된 바 있다.

참고로, 상기 기판의 벤딩 과정시, 기판의 표면 즉 스크라이브라인이 형성되어 있는 상면에는 인장응력이 발생하는 반면 저면에는 압축응력이 발생한다.

기판의 표면에서 발생하는 인장응력은 크랙을 발생시키고 이를 기판의 두께방향으로 진행시키려는 작용을 하지만, 압축응력은 크랙의 진행을 방해하는 작용을 한다. 상기한 압축응력이 커질수록 크랙의 전파가 불량하므로 보다 강한 벤딩력을 가하거나 벤딩각도를 증가시켜야 한다.

문제는, 벤딩각도가 증가할수록 기판에 인가되는 스트레스량이 커진다는데 있다. 예를들면, 기판에 인가되는 스트레스량이 커질 경우, 분단시 다량의 치핑이 발생함은 물론, 분단 후 기판의 단면에 불규칙한 돌출부가 형성되고 기판의 단면 자체도 사선으로 형성된다.

이는 기판에 인가되는 압축응력이 작을 경우, 그에 비례하여 벤딩각도를 줄일 수 있다는 의미이다. 즉, 보다 작은 힘으로 기판을 분단할 경우, 기판에 인가되는 스트레스량이 줄어 치핑이 발생하지 않고 고른 형태의 기판의 단면을 얻을 수 있다.

그런데 상기 공개공보의 장치를 포함하는 종래 대부분의 기판 브레이킹 관련 기술은, 분단장치 자체의 구성만을 개시하고 있을 뿐, 기판의 벤딩각도를 줄이기 위한 내용은 개시하고 있지 않다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 스크라이브라인의 단부에 스타트크랙(start crack)을 미리 형성하여, 벤딩시 상기 스타트크랙으로부터 크랙이 시작되도록 유도함으로써, 보다 작은 힘으로 기판을 분단할 수 있는 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 벤딩과정시 기판에 가해지는 스트레스를 최소화하여 기판의 손상이 거의 없고 치핑이 발생하지 않아 양호한 분단면을 얻을 수 있는 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법을 제공함에 목적이 있다.

더 나아가, 본 발명은 스타트크랙의 작용에 의해 보다 작은 벤딩력으로 브레이킹이 이루어지도록 하여, 스크라이브라인의 깊이를 낮출 수 있고, 스크라이브라인의 가공에 소요되는 에너지 소모량을 감소시킴은 물론 스크라이브라인을 형성함에 따른 치핑 발생을 야기하지 않는 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법은, 분단할 글래스기판을 스크라이빙장치로 투입하는 글래스기판 투입단계와; 상기 투입단계를 통해 상기 스크라이빙장치 내에 세팅된 상기 글래스기판의 표면에 스크라이브라인을 형성하되, 상기 글래스기판의 일측 에지라인에서 출발하여 타측 에지라인에 도달하는 형태의 직선형 스크라이브라인을 형성하는 스크라이빙단계와; 상기 스크라이빙단계의 완료 후 상기 글래스기판의 에지부에 크랙을 형성하되 상기 스크라이브라인의 내부영역에 형성하는 스타트크랙 형성단계와; 상기 스크라이브라인 및 상기 스타트크랙이 형성되어 있는 상기 글래스기판을, 상기 스크라이브라인을 벤딩하여 분단하는 브레이킹 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스타트크랙은, 상기 글래스기판의 에지부로부터 내측으로 침투하되 상기 글래스기판 두께의 20배 이하의 길이만큼 침투하도록 형성된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 스타트크랙은, 상기 글래스기판의 두께방향으로 관통한 형태를 취하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 브레이킹단계는; 상기 글래스기판을, 다수의 흡착구멍을 가지며 상호 분리된 흡착테이블의 상면에 흡착 고정시킨 상태로, 일측 흡착테이블을 경사지도록 변위시킴으로써, 상기 스타트크랙으로부터 크랙이 번져나가며 분단이 이루어지도록 하는 단계인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 브레이킹단계시, 상기 흡착테이블의 흡착구멍 중, 일부흡착구멍만 작동시키되, 상기 스타트크랙이 위치한 에지부와 반대편에지부만 흡착고정하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법은, 스크라이브라인의 단부에 스타트크랙(start crack)을 미리 형성하여, 벤딩시 상기 스타트크랙으로부터 크랙이 시작되도록 유도함으로써 보다 작은 힘으로 기판을 분단할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 분단 방법은, 벤딩과정시 기판에 가해지는 스트레스를 최소화하여 기판의 손상이 거의 없고 치핑이 발생하지 않아 양호한 분단면을 얻을 수 있게 한다.

아울러, 본 발명에 따른 분단 방법은, 스타트크랙의 작용에 의해 보다 작은 벤딩력으로 브레이킹이 이루어지도록 하여, 스크라이브라인의 깊이를 낮출 수 있고, 스크라이브라인의 가공에 소요되는 에너지 소모량을 감소시킴은 물론 스크라이브라인을 형성함에 따른 치핑 발생을 야기하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 글래스기판의 일측 에지라인에 스타트크랙부가 형성된 모습을 도시한 절제 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 스타트크랙부의 작용을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 글래스기판 분단방법에서 브레이킹단계의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 스타트크랙부를 적용했을 때와 적용하지 않았을 때를 비교한 분단부의 모양을 나타낸 사진이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

기본적으로 본 실시예에 따른 글래스기판 분단방법은, 글래스기판의 표면에 스크라이브라인을 형성하고, 이 스크라이브라인의 일부에 크랙을 의도적으로 형성하는 과정을 포함한다. 상기 크랙은, 크랙이 시작되는 시작점, 이를테면 스타트크랙으로, 글래스기판의 브레이킹시 순간적으로 번져나가며, 보다 작은 힘으로 브레이킹이 이루어지게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1에 도시된 바와같이, 본 실시예에 따른 글래스기판 분단방법은, 글래스기판 투입단계(100)와, 스크라이빙단계(102)와, 스타트크랙 형성단계(104)와, 브레이킹단계(106)를 포함하여 구성된다.

먼저, 글래스기판 투입단계(100)는, 분단 가공할 글래스기판을 준비된 별도의 스크라이빙장치(미도시)에 투입하여 세팅하는 과정이다. 스크라이빙장치의 사이즈나 타입 또는 구동방식은 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 가령 레이저를 이용하는 레이저타입 스크라이빙장치나, 절단휠을 갖는 휠타입 스크라이빙 장치를 사용할 수 있다.

글래스기판 투입단계(100)를 통해 글래스기판의 얼라인먼트와 고정이 완료되면 스크라이빙단계(102)를 수행한다. 스크라이빙 작업은 레이저빔이나 절단휠을 이용하여 이루어질 수 있다.

특히, 스크라이빙단계(102)에서는, 글래스기판(11)의 표면에 스크라이브라인(13)을 형성하되, 이 스크라이브라인(13)은 글래스기판(11)의 일측 에지라인(도 3의 11a)에서 출발하여 타측 에지라인(11b)에 도달하는 형태가 되도록 한다. 스크라이브라인(13)의 깊이는 경우에 따라 달라지며, 예를들어 40㎛ 정도가 되게 할 수 있다.

스크라이빙단계(102)의 완료 후 행해지는 스타트크랙 형성단계(104)는, 글래스기판(11)의 에지라인에 인위적 크랙을 형성하는 과정이다. 가령 도 3에 도시한 바와같이, 일측 에지라인(11a)이나 타측 에지라인(11b)에 크랙을 형성한다.

특히, 상기 크랙은 스크라이브라인(13)의 내부 영역에 포함된다. 글래스기판(11)의 에지라인(11a)과 스크라이브라인(13)이 만나는 부위에 크랙을 형성한다.

상기 크랙은 스타트크랙부(15)를 이루며 글래스기판(11)에 벤딩력을 가할 때 크랙 출발점의 역할을 한다. 즉, 스크라이브라인(13)을 중심으로 글래스기판(11)을 꺾어 브레이킹을 시도할 때, 크랙이 상기 스타트크랙부(15)로부터 스크라이브라인(13)을 따라 순간적으로 번져 나가는 것이다.

도 2는 글래스기판(11)의 일측 에지라인(11a)에 스타트크랙부(15)가 형성된 모습을 도시한 절제 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시한 스타트크랙부(15)의 작용을 설명하기 위한 측단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와같이, 글래스기판(11)의 상면에 스크라이브라인(13)이 형성되고, 스크라이브라인(13)의 일단부에 스타트크랙부(15)가 위치한다.

스타트크랙부(15)는, 글래스기판(11)의 일단부로부터 A만큼 파고 들어간 형태를 취한다. A의 길이는 글래스기판(11) 두께의 2배 내지 20배 정도일 수 있다.

스타트크랙 형성단계(104)가 완료되면 글래스기판(11)을 브레이킹장치로 이동시킨 후 브레이킹단계(106)를 수행한다. 브레이킹단계(106)는, 스크라이브라인(13) 및 스타트크랙부(15)가 형성되어 있는 글래스기판(11)의 스크라이브라인(13)을 벤딩하여 분단하는 과정이다.

본 실시예에서는, 브레이킹장치로 도 4에 도시된 바와같이, 흡착테이블(17a,17b)을 사용한다.

도 4는 브레이킹단계(106)를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 상호 인접한 한 쌍의 흡착테이블(17a,17b) 상면에 브레이킹할 글래스기판(11)이 위치한다. 당연히, 글래스기판(11)에는 스크라이브라인(13)과 스타트크랙부(15)가 형성되어 있다. 아울러 스크라이브라인(13)은 두 개의 흡착테이블(17a,17b) 사이에 맞추어져 있다.

특히, 흡착테이블(17a,17b)의 상면에는 진공압을 형성하는 다수의 흡착구(19)가 형성되어 있는데, 다수의 흡착구(19) 중 일부만 작동한다. 흡착구가 작동한다는 의미는 진공압을 출력한다는 의미이다.

진공압을 출력하는 작동흡착구(19b)는 점으로 표시하였고, 진공압을 출력하지 않는 비작동흡착구(19a)는 동그라미로 나타내었다.

도면을 참조하면, 각 흡착테이블(17a,17b)의 사이드부에 위치한 흡착구의 일부만 작동하고 있다. 흡착테이블(17a,17b)의 중앙부를 포함하는 대부분의 흡착구(19)는 작동하지 않는다.

이와같이 일부 흡착구만 작동시키는 이유는, 글래스기판(11)의 브레이킹을 위한 과도한 흡착력이 필요치 않기 때문이기도 하고, 특히, 스타트크랙부(15)로부터 분단이 시작되도록 하여, 글래스기판(11)의 브레이킹이 이루어지도록 하기 위한 것이다.

결국, 흡착테이블(17a,17b)의 상면에 글래스기판(11)을 흡착시킨 상태로, 일측 흡착테이블(17b)을 변위시켜 경사지게 함으로써 글래스기판(11)의 브레이킹단계(106)가 완료된다.

도 5는 스타트크랙부(15)를 적용했을 때와 적용하지 않았을 때를 비교한 분단부의 모양을 나타낸 확대 사진이다.

도면상 상부에 배치된 사진은 스타트크랙부(15)를 형성한 상태로 브레이킹한 후의 분단면을 보여준다. 사진에 나타나 있는 바와같이, 분단면이 전체적으로 매끄럽고 돌출부나 떨어져 나간 부분이 없다.

이에 비해, 아래쪽 사진의 경우, 분단면의 일부에 돌출부(동그라미 표시한 부분)가 남아 있음을 보여준다. 상기 돌출부에 의해 분단면의 표면을 마감처리하기 위한 추가적 후가공이 요구된다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:글래스기판 11a,11b:에지라인
13:스크라이브라인 15:스타트크랙부
17a,17b:흡착테이블 19:흡착구
19a:비작동흡착구 19b:작동흡착구

Claims (5)

1. 분단(dividing)할 글래스기판을 스크라이빙장치로 투입하는 글래스기판 투입단계와;
   상기 투입단계를 통해 상기 스크라이빙장치 내에 세팅된 상기 글래스기판의 표면에 스크라이브라인을 형성하되, 상기 글래스기판의 일측 에지라인에서 출발하여 타측 에지라인에 도달하는 형태의 직선형 스크라이브라인을 형성하는 스크라이빙단계와;
   상기 스크라이빙단계의 완료 후 상기 글래스기판의 에지부에 크랙을 형성하되 상기 스크라이브라인의 내부영역에 형성하는 스타트크랙 형성단계와;
   상기 스크라이브라인 및 상기 스타트크랙이 형성되어 있는 상기 글래스기판을, 상기 스크라이브라인을 벤딩하여 분단하는 브레이킹단계를 포함하고,
   상기 브레이킹단계는 상기 글래스기판을, 다수의 흡착구멍을 가지며 상호 분리된 흡착테이블의 상면에 흡착 고정시킨 상태로, 일측 흡착테이블을 경사지도록 변위시킴으로써, 상기 스타트크랙으로부터 크랙이 번져나가며 분단이 이루어지도록 하는 단계이며,
   상기 브레이킹단계시, 상기 흡착테이블의 상기 다수의 흡착구멍 중 일부흡착구멍만 작동시키되, 상기 스타트크랙이 위치한 에지부와 반대편에지부만 흡착고정하고,
   상기 스타트크랙이 위치한 에지부 측의 양끝 부위에만 각각 두 개 이상의 흡착구멍을 작동시키는 제 1흡착영역과, 상기 반대편에지부 측에는 상기 제 1흡착영역내의 흡착구멍의 개수보다 적은 개수의 흡착구멍을 작동시키는 제 2흡착영역으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 스타트크랙은, 상기 글래스기판의 에지부로부터 내측으로 침투하되 상기 글래스기판 두께의 20배 이하의 길이만큼 침투하도록 형성된 것을 특징으로 하는 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 스타트크랙은, 상기 글래스기판의 두께방향으로 관통한 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 프리 크랙킹 과정을 포함한 글래스기판 분단방법.
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