KR102158034B1 - 기판 절단 장치 및 기판 절단 방법 - Google Patents

기판 절단 장치 및 기판 절단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치는, 기판에 스크라이빙 휠을 가압하여 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 유닛; 스크라이빙 유닛에 의해 기판의 더미 부분에 형성된 스크라이빙 라인을 따라 더미 부분을 제거하는 더미 제거 유닛; 더미 제거 유닛에 의해 제거된 더미 부분의 절단면 형상을 측정하는 절단면 측정 유닛; 및 절단면 측정 유닛에 의해 측정된 더미 부분의 절단면 형상을 기준으로 기판에 가압되는 스크라이빙 휠의 가압력을 조절하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.

Description

기판 절단 장치 및 기판 절단 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CUTTING SUBSTRATE}
본 발명은 기판을 절단하는 기판 절단 장치 및 기판 절단 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 디스플레이에 사용되는 액정 디스플레이 패널, 유기 전계 발광 디스플레이 패널, 무기 전계 발광 디스플레이 패널, 투과형 프로젝터 기판, 반사형 프로젝터 기판 등은 유리와 같은 취성의 머더 글라스 패널(이하, '기판'이라 함)로부터 소정의 크기로 절단된 단위 글라스 패널(이하, '단위 기판'이라 함)을 사용한다.
기판을 단위 기판으로 절단하는 공정은, 기판이 절단될 절단 예정선을 따라 다이아몬드와 같은 재료로 이루어진 스크라이빙 휠을 기판에 가압한 상태에서 스크라이빙 휠 및/또는 기판을 이동시켜 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 공정을 포함한다.
기판을 단위 기판으로 절단하는 공정 중에는, 단위 기판에 포함되지 않는 더미 부분(컬릿(cullet), 즉, 단위 기판의 유효 영역으로서 사용되지 않고 절단된 후 버려지는 비유효 영역)을 제거할 필요가 있다.
일례로, 대한민국 공개특허 제10-2003-0069195호는 휠 팁을 사용하여 글라스 기판에 스크라이빙 라인을 형성한 후, 지지 장치에 설치된 척을 사용하여 액정 머더 기판의 절단편을 파지하여 절단편을 분리시키고 폐기하는 구성을 제시하고 있다.
한편, 스크라이빙 공정에서는, 스크라이빙 휠을 기판에 대하여 가압하는 가압력을 임의대로 설정하였으므로, 기판에 스크라이빙 라인이 적절하게 형성되지 않는 문제가 있다. 기판에 스크라이빙 라인이 적절하게 형성되지 않는 경우, 기판으로부터 더미 부분을 제거할 때, 기판으로부터 파편 또는 칩이 발생하고 기판의 절단면의 품질이 저하되는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2003-0069195호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 기판으로부터 제거된 더미 부분의 절단면의 형상을 기준으로 스크라이빙 휠의 가압력을 조절함으로써, 스크라이빙 휠의 특성이 변화하거나 기판의 특성이 변화하는 경우에도 기판의 절단면의 품질을 균일하고 일정하게 유지할 수 있는 기판 절단 장치 및 기판 절단 방법을 제공하는 데에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치는, 기판에 스크라이빙 휠을 가압하여 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 유닛; 스크라이빙 유닛에 의해 기판의 더미 부분에 형성된 스크라이빙 라인을 따라 더미 부분을 기판으로부터 제거하는 더미 제거 유닛; 더미 제거 유닛에 의해 제거된 더미 부분의 절단면 형상을 측정하는 절단면 측정 유닛; 및 절단면 측정 유닛에 의해 측정된 더미 부분의 절단면 형상을 기준으로 기판에 가압되는 스크라이빙 휠의 가압력을 조절하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.
제어 유닛은 더미 부분의 절단면 형상으로부터 측정된 기판으로의 스크라이빙 휠의 침투 깊이를 기준으로 스크라이빙 휠의 가압력을 조절할 수 있다.
제어 유닛은, 더미 부분의 절단면의 이미지를 이진화 알고리즘을 사용하여 변환하는 이미지 변환 모듈; 이미지 변환 모듈에 의해 변환된 이미지에서 더미 부분의 두께 방향으로 연장되는 픽셀의 개수를 카운트하는 카운팅 모듈; 카운팅 모듈에 의해 카운트된 픽셀의 개수를 히스토그램화하여 스크라이빙 휠의 침투 깊이를 산출하는 침투 깊이 산출 모듈을 포함할 수 있다.
이미지 변환 모듈은 이미지 내의 픽셀 요소 중 더미 부분의 두께 방향으로 연장되는 성분만 백색 픽셀로서 검출할 수 있으며, 카운팅 모듈은 이미지 변환 모듈에 의해 검출된 백색 픽셀의 개수를 카운트할 수 있다.
카운팅 모듈은 더미 부분의 두께 방향으로 기준 길이 이상의 길이를 갖는 백색 픽셀의 개수를 카운트할 수 있다.
제어 유닛은 더미 부분의 절단면의 이미지로부터 더미 부분의 두께를 측정하는 두께 측정 모듈을 더 포함할 수 있다.
더미 제거 유닛은, 더미 부분을 파지하는 클램프 부재를 포함하는 클램프 모듈; 클램프 모듈을 지지하는 지지대; 지지대를 지지대의 중심축을 기준으로 회전시키는 회전 모듈; 지지대를 수평으로 이동시키는 수평 이동 모듈; 및 지지대를 수직으로 이동시키는 수직 이동 모듈을 포함할 수 있다.
클램프 모듈은 지지대에 복수로 구비될 수 있으며, 복수의 클램프 모듈은 지지대에 지지대의 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되어 복수의 클램프 모듈 사이의 간격이 조절될 수 있다.
클램프 모듈은, 베이스 부재; 베이스 부재에 대하여 이동 가능하게 설치되며 클램프 부재가 장착되는 몸체; 및 몸체를 베이스 부재에 대하여 이동시키는 위치 조절부를 포함할 수 있다.
스크라이빙 유닛은, 기판이 이송되는 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 프레임과, 프레임에 프레임의 연장 방향으로 이동 가능하게 설치되며 스크라이빙 휠을 구비하는 스크라이빙 헤드를 포함하고, 절단면 측정 유닛은 스크라이빙 헤드에 설치되어 스크라이빙 헤드와 함께 프레임의 연장 방향으로 이동하면서 더미 제거 유닛의 클램프 부재에 파지된 더미 부분의 절단면 형상을 측정할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 방법은, (a) 스크라이빙 휠을 기판의 더미 부분에 제1 가압력으로 가압하여 더미 부분에 스크라이빙 라인을 형성하는 단계; (b) (a) 단계에서 스크라이빙 라인이 형성된 더미 부분을 절단하여 분리하는 단계; (c) (b) 단계에서 절단된 더미 부분의 절단면을 촬상하는 단계; (d) (c) 단계에서 촬상된 더미 부분의 절단면의 이미지로부터, 스크라이빙 휠의 침투 깊이를 측정하는 단계; (e) (d) 단계에서 측정된 스크라이빙 휠의 침투 깊이가 미리 설정된 기준 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 단계; 및 (f) (d) 단계에서 측정된 스크라이빙 휠의 침투 깊이가 기준 범위를 벗어나는 경우 제1 가압력과 다른 제2 가압력으로 기판을 가압하여 기판에 스크라이빙 라인을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
(d) 스크라이빙 휠의 침투 깊이를 측정하는 단계는, 더미 부분의 절단면의 이미지를 이진화 알고리즘을 사용하여 변환하는 단계; 변환된 이미지에서 더미 부분의 두께 방향으로 기준 길이 이상의 길이를 갖는 픽셀의 개수를 카운트하는 단계; 카운트된 픽셀의 개수를 히스토그램화하는 단계; 및 히스토그램으로부터 스크라이빙 휠의 침투 깊이를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치 및 기판 절단 방법에 따르면, 스크라이빙 휠의 마모와 같은 스크라이빙 휠의 특성이 변화하거나 기판의 특성이 변화하는 경우에도, 스크라이빙 휠의 가압력을 적절하게 조절하여, 스크라이빙 휠의 침투 깊이를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 스크라이빙 휠의 특성이 변화하거나 기판의 특성이 변화하는 경우에도, 기판의 절단면의 품질을 균일하고 일정하게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치 및 기판 절단 방법에 따르면, 절단 후 버려지게 될 더미 부분을 사용하여 절단면의 품질을 측정하고, 측정된 절단면의 품질을 기준으로 스크라이빙 휠의 가압력을 적절하게 조절한 후 기판을 절단하는 공정을 본격적으로 수행할 수 있으므로, 기판을 절단하는 공정을 보다 원활하고 효율적으로 수행할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치의 더미 제거 유닛이 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치의 더미 제거 유닛의 클램프 모듈이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치의 더미 제거 유닛의 클램프 모듈이 개략적으로 도시된 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치의 클리닝 유닛이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치의 더미 제거 유닛 및 절단면 측정 유닛이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치의 제어 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 의해 절단된 기판의 더미 부분의 절단면이 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 의해 절단된 기판의 더미 부분의 절단면이 개략적으로 도시된 이미지이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 의해 절단된 기판의 더미 부분의 절단면의 이미지를 변환한 결과에 따른 이미지가 개략적으로 도시된 이미지이다.
도 15는 도 14의 이미지에서 카운트한 픽셀 개수를 히스토그램화한 결과를 개략적으로 나타내는 그래프이다.
도 16 내지 도 22는 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치의 제1 이송 유닛, 스크라이빙 유닛, 더미 제거 유닛 및 제2 이송 유닛의 작동 과정이 순차적으로 도시된 도면이다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 방법이 개략적으로 도시된 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치 및 기판 절단 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치 및 기판 절단 방법에 의해 절단되는 대상은 제1 기판 및 제2 기판이 합착된 합착 기판일 수 있다. 예를 들면, 제1 기판은 박막 트랜지스터를 구비할 수 있고, 제2 기판은 컬러 필터를 구비할 수 있다. 이와 반대로, 제1 기판은 컬러 필터를 구비할 수 있고, 제2 기판은 박막 트랜지스터를 구비할 수 있다.
이하, 합착 기판을 간단히 기판이라고 하며, 외부로 노출된 제1 기판의 표면을 제1 면이라고 하고, 외부로 노출된 제2 기판의 표면을 제2 면이라고 한다.
또한, 기판 절단 공정이 수행될 기판이 이송되는 방향을 Y축 방향이라 정의하고, 기판이 이송되는 방향(Y축 방향)에 수직하는 방향을 X축 방향이라 정의한다. 그리고, 기판이 놓이는 X-Y평면에 수직인 방향을 Z축 방향이라 정의한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치는, 스크라이빙 유닛(30)과, 기판(S)을 스크라이빙 유닛(30)으로 이송하는 제1 이송 유닛(10)과, 기판(S)을 스크라이빙 유닛(30)으로부터 후속 공정으로 이송하는 제2 이송 유닛(20)과, 스크라이빙 유닛(30)에 인접하게 배치되는 더미 제거 유닛(40)과, 더미 제거 유닛(40)에 의해 제거된 더미 부분의 절단면 형상을 측정하는 절단면 측정 유닛(70)과, 기판 절단 장치의 구성 요소의 작동을 제어하는 제어 유닛(90)(도 4 및 도 5 참조)을 포함할 수 있다.
스크라이빙 유닛(30)은 기판(S)의 제1 면 및 제2 면에 X축 방향으로 스크라이빙 라인을 각각 형성하도록 구성된다.
스크라이빙 유닛(30)은 X축 방향으로 연장되는 제1 프레임(31)과, 제1 프레임(31)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제1 스크라이빙 헤드(32)와, 제1 프레임(31)의 아래에서 제1 프레임(31)과 평행하게 X축 방향으로 연장되는 제2 프레임(33)과, 제2 프레임(33)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제2 스크라이빙 헤드(34)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34) 및 제1 및 제2 프레임(31, 33) 사이에는 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)에 각각 연결되어 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)를 X축 방향으로 이동시키는 직선 이동 기구가 구비될 수 있다. 예를 들면, 직선 이동 기구는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구로 구성될 수 있다.
제1 프레임(31)에는 X축 방향으로 복수의 제1 스크라이빙 헤드(32)가 장착될 수 있으며, 제2 프레임(33)에는 X축 방향으로 복수의 제2 스크라이빙 헤드(34)가 장착될 수 있다. 제1 프레임(31) 및 제2 프레임(33) 사이에는 기판(S)이 통과하는 공간이 형성될 수 있다. 제1 프레임(31) 및 제2 프레임(33)은 개별적인 부재로서 제작되어 조립될 수 있거나, 일체로 제작될 수 있다.
제1 스크라이빙 헤드(32) 및 제2 스크라이빙 헤드(34)는 Z축 방향으로 서로 대향하게 배치될 수 있다.
제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)에는 스크라이빙 휠(351)을 유지하는 휠 홀더(35)가 설치될 수 있다. 제1 스크라이빙 헤드(32)에 장착되는 스크라이빙 휠(351)과 제2 스크라이빙 헤드(34)에 장착되는 스크라이빙 휠(351)은 Z축 방향으로 서로 대향하게 배치될 수 있다.
한 쌍의 스크라이빙 휠(351)은 각각 기판(S)의 제1 및 제2 면에 가압될 수 있다. 한 쌍의 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)의 제1 및 제2 면에 각각 가압된 상태에서 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)가 기판(S)에 대하여 상대적으로 X축 방향으로 이동되는 것에 의해, 기판(S)의 제1 및 제2 면에는 X축 방향으로 스크라이빙 라인이 형성될 수 있다.
한편, 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)는 각각 제1 및 제2 프레임(31, 33)에 대하여 Z축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 이를 위해, 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34) 및 제1 및 제2 프레임(31, 33) 사이에는 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)에 각각 연결되어 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)를 Z축 방향으로 이동시키는 헤드 이동 모듈(38, 39)이 구비될 수 있다. 예를 들면, 헤드 이동 모듈(38, 39)은 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 구비될 수 있다.
제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)가 각각 제1 및 제2 프레임(31, 33)에 대하여 Z축 방향으로 이동함에 따라, 한 쌍의 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)에 가압되거나 기판(S)으로부터 이격될 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)가 Z축 방향으로 이동하는 정도를 조절하는 것에 의해, 한 쌍의 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)에 가하는 가압력이 조절될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)가 Z축 방향으로 이동되는 것에 의해, 한 쌍의 스크라이빙 휠(351)의 기판(S)으로의 절삭 깊이(침투 깊이)가 조절될 수 있다.
제1 이송 유닛(10)은 기판(S)을 지지하는 복수의 벨트(11)와, 복수의 벨트(11) 상에 지지된 기판(S)의 후행단을 파지하는 파지 부재(12)와, 파지 부재(12)와 연결되며 X축 방향으로 연장되는 지지바(13)와, 지지바(13)와 연결되며 Y축 방향으로 연장되는 제1 가이드 레일(14)과, 스크라이빙 유닛(30)에 인접하게 배치되어 기판(S)을 부양시키거나 흡착하여 지지하는 제1 플레이트(15)를 포함할 수 있다.
복수의 벨트(11)는 X축 방향으로 서로 이격될 수 있다. 각 벨트(11)는 복수의 풀리(111)에 의해 지지되며, 복수의 풀리(111) 중 적어도 하나는 벨트(11)를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동 풀리일 수 있다.
지지바(13)와 제1 가이드 레일(14) 사이에는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 구비될 수 있다. 따라서, 파지 부재(12)가 기판(S)을 파지한 상태에서 지지바(13)가 직선 이동 기구에 의해 Y축 방향으로 이동됨에 따라, 기판(S)이 Y축 방향으로 이송될 수 있다. 이때, 복수의 벨트(11)는 파지 부재(12)의 이동과 동기화되어 회전하면서 기판(S)을 안정적으로 지지할 수 있다.
파지 부재(12)는 기판(S)을 가압하여 유지하는 클램프일 수 있다. 다른 예로서, 파지 부재(12)는 진공원과 연결된 진공홀을 구비하여 기판(S)을 흡착하도록 구성될 수 있다.
제1 플레이트(15)는 기판(S)을 부양시키거나 흡착할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 플레이트(15)의 표면에는 가스 공급원 및 진공원과 연결되는 복수의 슬롯이 형성될 수 있다. 가스 공급원으로부터 제1 플레이트(15)의 복수의 슬롯으로 가스가 공급되는 경우, 기판(S)이 제1 플레이트(15)로부터 부양될 수 있다. 또한, 진공원에 의해 형성된 부압에 의해 제1 플레이트(15)의 복수의 슬롯을 통하여 가스가 흡입되는 경우, 기판(S)이 제1 플레이트(15)에 흡착될 수 있다.
기판(S)이 제1 플레이트(15)로부터 부양된 상태에서 기판(S)은 제1 플레이트(15)와 마찰 없이 이동될 수 있다. 그리고, 기판(S)의 제1 및 제2 면에 스크라이빙 라인이 형성되는 과정에서, 기판(S)은 제1 플레이트(15)에 흡착되어 고정될 수 있다.
제2 이송 유닛(20)은, 스크라이빙 유닛(30)에 인접하게 배치되어 흡착 기판(S)을 부양시키거나 흡착하여 지지하는 제2 플레이트(25)와, 제2 플레이트(25)에 인접하게 배치되는 이송 벨트(21)와, 제2 플레이트(25) 및 이송 벨트(21)를 Y축 방향으로 왕복으로 이동시키는 이동 장치(26)를 포함할 수 있다. 이동 장치(26)는 Y축 방향으로 연장되는 제2 가이드 레일(24)을 따라 제2 플레이트(25) 및 이송 벨트(21)를 Y축 방향으로 왕복으로 이동시키는 역할을 한다. 이동 장치(26)로는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 적용될 수 있다.
제2 플레이트(25)와 이송 벨트(21)는 함께 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 즉, 제2 플레이트(25)와 이송 벨트(21)는 기판(S)이 이송되는 방향과 평행한 방향(Y축 방향)으로 함께 이동 가능하게 구성될 수 있다.
스크라이빙 유닛(30)에 의해 기판(S)의 제1 및 제2 면에 각각 스크라이빙 라인이 형성될 때, 제2 플레이트(25)는 제1 플레이트(15)를 향하여 이동되며, 제1 플레이트(15)와 제2 플레이트(25) 사이에 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)가 위치될 수 있다. 스크라이빙 유닛(30)에 의해 기판(S)의 제1 및 제2 면에 각각 스크라이빙 라인이 형성될 때, 제2 플레이트(25)가 제1 플레이트(15)를 향하여 이동되므로, 기판(S)이 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25) 모두에 안정적으로 지지될 수 있다.
이송 벨트(21)는 복수로 구비될 수 있으며, 복수의 이송 벨트(21)는 X축 방향으로 서로 이격될 수 있다. 각 이송 벨트(21)는 복수의 풀리(211)에 의해 지지되며, 복수의 풀리(211) 중 적어도 하나는 이송 벨트(21)를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동 풀리일 수 있다.
제2 플레이트(25)는 기판(S)을 부양시키거나 흡착할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 제2 플레이트(25)의 표면에는 가스 공급원 및 진공원과 연결되는 복수의 슬롯이 형성될 수 있다. 가스 공급원으로부터 제2 플레이트(25)의 복수의 슬롯으로 가스가 공급되는 경우, 기판(S)이 제2 플레이트(25)로부터 부양될 수 있다. 또한, 진공원에 의해 형성된 부압에 의해 제2 플레이트(25)의 복수의 슬롯을 통하여 가스가 흡입되는 경우, 기판(S)이 제2 플레이트(25)에 흡착될 수 있다.
기판(S)이 제2 플레이트(25)로 이송되는 과정에서, 제2 플레이트(25)의 슬롯으로 가스가 공급되며, 이에 따라, 기판(S)이 제2 플레이트(25)와 마찰 없이 이동될 수 있다.
그리고, 기판(S)의 제1 및 제2 면에 스크라이빙 라인이 형성되는 과정에서, 흡착 기판(S)은 제2 플레이트(25)에 흡착되어 고정될 수 있다.
그리고, 기판(S)의 제1 및 제2 면에 각각 스크라이빙 라인이 형성된 이후에, 기판(S)이 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25)에 흡착된 상태에서, 제2 플레이트(25)가 제1 플레이트(15)로부터 멀어지게 이동됨에 따라, 기판(S)이 스크라이빙 라인을 기준으로 분할될 수 있다.
한편, 기판(S)이 제2 플레이트(25)로부터 후속 공정으로 이동하는 과정에서, 제2 플레이트(25)의 슬롯으로 가스가 공급되며, 이에 따라, 기판(S)은 제2 플레이트(25)와 마찰 없이 이동될 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 더미 제거 유닛(40)은 기판(S)의 선행단의 가장자리 및 기판(S)의 후행단의 가장자리에 위치된 더미 부분(컬릿(cullet), 즉, 단위 기판으로서 사용되지 않고 절단된 후 버려지는 비유효 영역)을 파지하여 기판(S)으로부터 제거하는 역할을 한다.
더미 제거 유닛(40)은 제1 이송 유닛(10) 및 제2 이송 유닛(20) 사이에 배치될 수 있다.
더미 제거 유닛(40)은 X축 방향으로 연장되는 지지대(41)와, 지지대(41)에 배치되는 클램프 모듈(42)과, 지지대(41)를 지지대(41)의 중심축(X축 방향과 평행한 축)을 중심으로 회전시키는 회전 모듈(43)과, 지지대(41)를 Y축 방향으로 이동시키는 수평 이동 모듈(44)과, 지지대(41)를 Z축 방향으로 이동시키는 수직 이동 모듈(45)을 포함할 수 있다.
회전 모듈(43)은 지지대(41)의 회전 중심축에 회전축을 통하여 연결된 회전 모터로 구성될 수 있다. 회전 모듈(43)은 회전 모터의 회전축과 지지대(41) 사이에 구비되는 링크, 벨트 등의 동력 전달 기구를 포함할 수 있다.
수평 이동 모듈(44) 또는 수직 이동 모듈(45)은 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구로서 구성될 수 있다.
도 3은 회전 모듈(43), 수평 이동 모듈(44) 및 수직 이동 모듈(45)이 지지대(41)의 양측에 각각 구비된 구성을 도시한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 회전 모듈(43), 수평 이동 모듈(44) 및 수직 이동 모듈(45)이 지지대(41)의 어느 일측에 구비되고 지지대(41)의 타측에 지지대(41)의 회전, 수평 이동 및 수직 이동을 안내하는 안내 수단이 구비되는 구성이 적용될 수 있다.
복수의 클램프 모듈(42)은 지지대(41)를 따라 X축 방향으로 배치될 수 있다. 클램프 모듈(42)은 지지대(41)를 따라 연장된 가이드(411)를 따라 X축 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이를 위해, 클램프 모듈(42)과 가이드(411) 사이에는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 구비될 수 있다. 따라서, 복수의 클램프 모듈(42)이 직선 이동 기구에 의해 X축 방향으로 이동됨에 따라, 복수의 클램프 모듈(42) 사이의 간격이 조절될 수 있다. 따라서, 복수의 클램프 모듈(42)이 기판(S)의 폭에 적절하게 대응하게 배치되어 기판(S)을 안정적으로 파지할 수 있다.
클램프 모듈(42)은, 지지대(41)에 분리 가능하게 결합되는 베이스 부재(421)와, 베이스 부재(421)에 이동 가능하게 설치되는 몸체(423)와, 몸체(423)에 장착되고 서로 인접하게 이동되거나 서로 이격되게 이동되는 한 쌍의 클램프 부재(424)와, 한 쌍의 클램프 부재(424)를 구동하는 구동기(427)를 포함할 수 있다.
베이스 부재(421)는 지지대(41)에 분리 가능하게 고정되며, 이에 따라, 클램프 모듈(42)이 지지대(41)에 지지될 수 있다.
한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)을 사이에 두고 서로 인접하게 이동되는 것에 의해 기판(S)의 더미 부분이 한 쌍의 클램프 부재(424)에 의해 파지될 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 클램프 부재(424)는 각각의 중심축을 기준으로 회전되는 것에 의해 서로 인접하거나 이격되게 이동될 수 있다. 이를 위해, 구동기(427)로부터의 구동력을 한 쌍의 클램프 부재(424)를 회전시키기 위한 회전력으로 변환하는 기구가 구비될 수 있다. 다만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않으며, 한 쌍의 클램프 부재(424)는 직선형으로 이동되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 구동기(427)로부터의 구동력을 한 쌍의 클램프 부재(424)를 직선형으로 이동시키기 위한 구동력으로 변환하는 기구가 구비될 수 있다.
한 쌍의 클램프 부재(424)의 서로 마주보는 면, 즉, 한 쌍의 클램프 부재(424)의 기판(S)의 더미 부분에 대향하는 면에는 접촉 패드(425)가 구비될 수 있다. 접촉 패드(425)는 우레탄과 같은 연질 재질로 이루어질 수 있다. 접촉 패드(425)는 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 파지할 때 발생하는 충격을 흡수하여 한 쌍의 클램프 부재(424) 또는 기판(S)이 파손되는 것을 방지한다. 또한, 접촉 패드(425)는 한 쌍의 클램프 부재(424)가 균일한 가압력으로 기판(S)의 더미 부분을 파지할 수 있도록 한다.
몸체(423)는 베이스 부재(421)에 대하여 이동 가능하게 구성될 수 있다. 이에 따라, 베이스 부재(421)에 대한 몸체(423)의 위치가 조절될 수 있다. 베이스 부재(421)에 대한 몸체(423)의 위치가 조절되는 것에 의해 한 쌍의 클램프 부재(424)의 위치가 정밀하게 조절될 수 있다. 예를 들면, 몸체(423)는 베이스 부재(421)에 대하여 X축 방향, Y축 방향 및/또는 Z축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 따라서, 베이스 부재(421)에 대한 몸체(423)의 X축 방향, Y축 방향 및/또는 Z축 방향으로의 위치가 조절될 수 있으며, 이에 따라, 한 쌍의 클램프 부재(424)의 X축 방향, Y축 방향 및/또는 Z축 방향으로의 위치가 조절될 수 있다.
베이스 부재(421)에 대한 몸체(423)의 위치를 조절하기 위해 베이스 부재(421)와 몸체(423) 사이에는 위치 조절부(422)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 위치 조절부(422)는 나사와, 나사를 회전시키는 회전 기구를 포함할 수 있다. 따라서, 나사가 회전 기구에 의해 회전되는 것에 의해, 몸체(423)이 베이스 부재(421)에 대하여 이동될 수 있으며, 이에 따라, 한 쌍의 클램프 부재(424)의 위치가 조절될 수 있다. 위치 조절부(422)의 나사는 작업자가 수동으로 조작할 수 있도록 구성될 수 있다.
특히, 지지대(41)에 복수의 클램프 모듈(42)이 구비되는 경우, 복수의 클램프 모듈(42)의 위치 조절부(422)를 통해 복수의 클램프 모듈(42) 각각의 한 쌍의 클램프 부재(424)의 위치를 조절할 수 있으며, 이에 따라, 복수의 클램프 모듈(42)이 기판(S)의 더미 부분을 균일하게 파지할 수 있도록 한다. 복수의 클램프 모듈(42)이 기판(S)의 더미 부분을 균일하게 파지하므로, 기판(S)으로부터 더미 부분을 제거하는 과정에서 기판(S)의 휘어짐 등의 변형을 방지할 수 있다.
구동기(427)는 전기 모터, 특히, 서보 모터로 구성될 수 있다. 다른 예로서, 구동기(427)는 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구 등으로 구성될 수 있다. 구동기(427)는 구동기(427)로 공급되는 전력을 이용하여 한 쌍의 클램프 부재(424)를 구동하는 역할을 한다.
구동기(427)의 부하에 따라 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 파지하는 가압력이 달라질 수 있다. 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 가압함에 따라 구동기(427)의 부하가 증가할 수 있다. 기판(S)의 더미 부분의 두께가 커지는 경우, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 적절하게 파지할 수 있도록 구동기(427)의 부하가 증가할 수 있다. 예를 들면, 구동기(427)가 회전 모터인 경우 구동기(427)의 부하는 토크일 수 있다.
구동기(427)는 제어 유닛(90)과 연결되어 제어 유닛(90)에 의해 제어될 수 있다. 제어 유닛(90)은 구동기(427)의 부하를 측정하는 부하 측정 모듈(91)을 포함할 수 있다.
한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 소정의 가압력으로 가압하는 경우, 구동기(427)에는 소정의 부하가 작용한다. 따라서, 구동기(427)의 부하를 측정하는 것에 의해 한 쌍의 클램프 부재(424)에 의해 기판(S)의 더미 부분에 가해지는 가압력을 측정할 수 있다.
부하 측정 모듈(91)은 구동기(427)의 부하를 실시간으로 측정할 수 있다. 제어 유닛(90)은 부하 측정 모듈(91)에 의해 측정된 구동기(427)의 부하를 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분에 가하는 가압력을 산출할 수 있다.
이를 위해, 구동기(427)의 부하를 증가시키는 것에 의해 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력을 증가시키면서, 구동기(427)의 부하의 변화에 따른 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력의 변화를 측정하는 실험이나 시뮬레이션이 선행될 수 있다. 이러한 실험 또는 시뮬레이션에 의해 구동기(427)의 부하 변화에 따른 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력의 변화에 관한 데이터가 획득될 수 있다. 제어 유닛(90)은 이러한 데이터 및 실시간으로 측정되는 구동기(427)의 부하를 기준으로, 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력을 산출할 수 있다.
또한, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 적절하게 파지하는 경우의 가압력이 기준 가압력으로서 미리 설정될 수 있다. 이러한 기준 가압력은 기판(S)의 두께, 재질 등 기판(S)의 특성에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 기판(S)의 특성에 따른 복수의 기준 가압력이 실험 또는 시뮬레이션에 의해 미리 설정될 수 있다.
제어 유닛(90)은 이러한 기준 가압력을 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 적절하게 파지하는지 여부를 판단할 수 있다. 제어 유닛(90)은 부하 측정 모듈(91)에 의해 측정된 구동기(427)의 부하를 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분에 가하는 가압력을 산출한다.
그리고, 제어 유닛(90)은 한 쌍의 클램프 부재(424)의 산출된 가압력과 기준 가압력을 비교하여, 한 쌍의 클램프 부재(424)의 산출된 가압력이 기준 가압력의 범위 내에 있는 경우, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 적절한 가압력으로 파지하고 있는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어 유닛(90)은 한 쌍의 클램프 부재(424)의 산출된 가압력과 기준 가압력을 비교하여, 한 쌍의 클램프 부재(424)의 산출된 가압력이 기준 가압력의 범위를 벗어나는 경우, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 적절한 가압력으로 파지하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
한 쌍의 클램프 부재(424)의 산출된 가압력이 기준 가압력에 비하여 큰 경우, 제어 유닛(90)은 구동기(427)의 부하를 감소시킬 수 있으며, 한 쌍의 클램프 부재(424)의 산출된 가압력이 기준 가압력에 비하여 작은 경우, 제어 유닛(90)은 구동기(427)의 부하를 증가시킬 수 있다. 제어 유닛(90)에 의해 구동기(427)의 부하를 조절하여 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력을 조절하는 공정을 수행한 이후, 한 쌍의 클램프 부재(424)에 의해 더미 부분을 제거하는 공정이 진행될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 따르면, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 적절한 가압력으로 파지하여 기판(S)의 더미 부분을 기판(S)으로부터 용이하게 제거할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 다른 예로서, 제어 유닛(90)은 이러한 기준 가압력을 기준으로 기판(S)으로부터 더미 부분이 제거되었는지 여부를 판단할 수 있다. 한 쌍의 클램프 부재(424)를 이용하여 더미 부분을 기판(S)으로부터 제거하는 공정을 수행한 후, 제어 유닛(90)은 한 쌍의 클램프 부재(424)를 기존에 더미 부분이 있었던 위치에 위치시킨 후 한 쌍의 클램프 부재(424)를 작동시킨다. 이때, 더미 부분이 기판(S)으로부터 제거된 경우, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 서로 인접되게 이동하여도 기판(S)의 더미 부분이 파지되지 않으므로, 구동기(427)의 부하가 한 쌍의 클램프 부재(424)의 기준 가압력에 대응하는 기준 부하를 초과하지 않는다. 반면, 더미 부분이 기판(S)으로부터 제거되지 않은 경우, 한 쌍의 클램프 부재(424)에 의해 제거되지 않은 더미 부분이 파지되므로, 구동기(427)의 부하가 한 쌍의 클램프 부재(424)의 기준 가압력에 대응하는 기준 부하 이상이 된다.
따라서, 제어 유닛(90)은 부하 측정 모듈(91)에 의해 측정된 구동기(427)의 부하가 기준 부하를 초과하는지 여부를 판단하고, 이를 기준으로 더미 부분이 기판(S)으로부터 제거되었는지 여부를 판단할 수 있다.
한편, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 더미 제어 유닛(40)은 클램프 모듈(42)에 구비되어 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 측정하는 간격 측정 유닛(50)이 구비될 수 있다.
한 쌍의 클램프 부재(424)가 각각 중심축을 기준으로 회전되는 구성인 경우, 간격 측정 유닛(50)은 한 쌍의 클램프 부재(424)의 회전량을 측정하는 것에 의해, 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 측정할 수 있다. 다른 예로서, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 직선형으로 이동되는 구성인 경우, 간격 측정 유닛(50)은 한 쌍의 클램프 부재(424)의 직선 이동량을 측정하는 것에 의해, 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 측정할 수 있다.
예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 간격 측정 유닛(50)은 몸체(423)에 구비되는 기준 부재(51)와, 한 쌍의 클램프 부재(424) 중 어느 하나에 구비되는 감지 부재(52)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 기준 부재(51)가 한 쌍의 클램프 부재(424) 중 어느 하나에 구비될 수 있고, 감지 부재(52)가 몸체(423)에 구비될 수 있다. 또 다른 예로서, 기준 부재(51)가 한 쌍의 클램프 부재(424) 중 어느 하나에 구비될 수 있고, 감지 부재(52)가 한 쌍의 클램프 부재(424) 중 다른 하나에 구비될 수 있다. 또 다른 예로서, 기준 부재(51)가 몸체(423)에 구비될 수 있고, 한 쌍의 감지 부재(52)가 한 쌍의 클램프 부재(424)에 각각 구비될 수 있다. 또 다른 예로서, 감지 부재(52)가 몸체(423)에 구비될 수 있고, 한 쌍의 기준 부재(51)가 한 쌍의 클램프 부재(424)에 각각 구비될 수 있다.
간격 측정 유닛(50)은 기준 부재(51)와 감지 부재(52)의 상호 작용을 이용하여 한 쌍의 클램프 부재(424)의 변위를 측정하여, 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 측정한다.
일 예로서, 기준 부재(51)는 소정의 눈금을 가지는 스케일로 구성될 수 있고, 감지 부재(52)는 스케일을 촬상하는 카메라로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 감지 부재(52)에 의하여 촬상된 스케일의 이미지를 기준으로 기준 부재(51)와 감지 부재(52) 사이의 상대 위치를 측정하고, 측정된 상대 위치를 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424)의 변위를 측정할 수 있다.
다른 예로서, 기준 부재(51)는 위치에 따라 반사 각도가 달라지는 반사면으로 구성될 수 있고, 감지 부재(52)는 반사면을 향하여 광을 발광하는 발광 센서와 반사면에서 반사되는 광을 수광하는 수광 센서로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 반사면에서 반사되는 광의 반사 각도를 측정하는 것에 의해, 기준 부재(51)와 감지 부재(52) 사이의 상대 위치를 측정하고, 측정된 상대 위치를 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424)의 변위를 측정할 수 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 기판(S)의 더미 부분을 파지하기 위해 한 쌍의 클램프 부재(424)가 서로 인접되게 이동될 때, 기준 부재(51) 및 감지 부재(52) 사이의 상대 위치가 변하게 되며, 이러한 상대 위치 변화를 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 측정할 수 있다.
간격 측정 유닛(50)은 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 실시간으로 측정하며, 측정된 간격을 제어 유닛(90)으로 전송한다.
제어 유닛(90)은 간격 측정 유닛(50)에 의해 측정된 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 적절하게 파지하는지 여부를 판단할 수 있다.
이를 위해, 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격의 변화에 따른 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력의 변화를 측정하는 실험이나 시뮬레이션이 선행될 수 있다. 이러한 실험 또는 시뮬레이션에 의해 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격 변화에 따른 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력 변화에 관한 데이터가 획득될 수 있다.
또한, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 적절하게 파지하는 경우의 가압력이 기준 가압력으로서 미리 설정될 수 있다. 이러한 기준 가압력은 기판(S)의 두께, 재질 등 기판(S)의 특성에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 기판(S)의 특성에 따른 복수의 기준 가압력이 실험 또는 시뮬레이션에 의해 미리 설정될 수 있다.
제어 유닛(90)은 이러한 기준 가압력을 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 적절하게 파지하는지 여부를 판단할 수 있다. 제어 유닛(90)은 간격 측정 유닛(50)에 의해 측정된 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분에 가하는 가압력을 산출한다.
그리고, 제어 유닛(90)은 한 쌍의 클램프 부재(424)의 산출된 가압력과 기준 가압력을 비교하여, 한 쌍의 클램프 부재(424)의 산출된 가압력이 기준 가압력의 범위 내에 있는 경우, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 적절한 가압력으로 파지하고 있는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어 유닛(90)은 한 쌍의 클램프 부재(424)의 산출된 가압력과 기준 가압력을 비교하여, 한 쌍의 클램프 부재(424)의 산출된 가압력이 기준 가압력의 범위를 벗어나는 경우, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 적절한 가압력으로 파지하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
한 쌍의 클램프 부재(424)의 산출된 가압력이 기준 가압력에 비하여 큰 경우, 제어 유닛(90)은 구동기(427)를 제어하여 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 증가시킬 수 있다. 또한, 한 쌍의 클램프 부재(424)의 산출된 가압력이 기준 가압력에 비하여 작은 경우, 제어 유닛(90)은 구동기(427)를 제어하여 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 감소시킬 수 있다. 제어 유닛(90)에 의해 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 조절하여 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력을 조절하는 공정을 수행한 이후, 한 쌍의 클램프 부재(424)에 의해 더미 부분을 제거하는 공정이 진행될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 따르면, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분을 적절한 가압력으로 파지하여 기판(S)의 더미 부분을 기판(S)으로부터 용이하게 제거할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 다른 예로서, 제어 유닛(90)은 이러한 기준 가압력을 기준으로 기판(S)으로부터 더미 부분이 제거되었는지 여부를 판단할 수 있다. 한 쌍의 클램프 부재(424)를 이용하여 더미 부분을 기판(S)으로부터 제거하는 공정을 수행한 후, 제어 유닛(90)은 한 쌍의 클램프 부재(424)를 기존에 더미 부분이 있었던 위치에 위치시킨 후 한 쌍의 클램프 부재(424)를 작동시킨다. 이때, 더미 부분이 기판(S)으로부터 제거된 경우, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 서로 인접되게 이동하여도 기판(S)의 더미 부분이 파지되지 않으므로, 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격이 한 쌍의 클램프 부재(424)의 기준 가압력에 대응하는 기준 간격을 초과하지 않는다. 반면, 더미 부분이 기판(S)으로부터 제거되지 않은 경우, 한 쌍의 클램프 부재(424)에 의해 제거되지 않은 더미 부분이 파지되므로, 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격이 한 쌍의 클램프 부재(424)의 기준 가압력에 대응하는 기준 간격 이상이 된다.
따라서, 제어 유닛(90)은 간격 측정 유닛(50)에 의해 측정된 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격이 기준 간격을 초과하는지 여부를 판단하고, 이를 기준으로 더미 부분이 기판(S)으로부터 제거되었는지 여부를 판단할 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치는, 더미 제거 유닛(40)을 청소하기 위한 클리닝 유닛(60)을 더 포함할 수 있다.
일 예로서, 클리닝 유닛(60)은 더미 제어 유닛(40)으로 접근 가능하게 구성될 수 있다. 다른 예로서, 더미 제거 유닛(40)이 클리닝 유닛(60)에 접근 가능할 수 있다.
클리닝 유닛(60)은, 한 쌍의 클램프 부재(424)로 접근 가능하게 설치되는 브러시(61)와, 브러시(61)를 구동시키는 브러시 구동기(62)와, 브러시(61)를 선회시키는 선회 모듈(63)과, 브러시(61)를 수평 방향(X축 방향 및/또는 Y축 방향)으로 이동시키는 수평 구동 모듈(64)와, 브러시(61)를 수직 방향(Z축 방향)으로 이동시키는 수직 구동 모듈(65)을 포함할 수 있다.
브러시 구동기(62)는 브러시(61)를 회전시키도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 브러시 구동기(62)는 브러시(61)를 수평 방향 및/또는 수직 방향으로 진동시킬 수 있다. 이에 따라, 브러시 구동기(62)에 의해 브러시(61)가 움직이면서 클램프 부재(424)에 부착된 이물질을 클램프 부재(424)로부터 분리시킬 수 있다.
선회 모듈(63)은 브러시(61)를 선회시켜 브러시(61)가 클램프 부재(424)에 용이하게 접근하도록 한다. 선회 모듈(63)은 브러시(61)와 연결 바를 통하여 연결된 회전 모터로 구성될 수 있다. 선회 모듈(63)은 회전 모터와 브러시(61) 사이에 구비되는 링크, 벨트 등의 동력 전달 기구를 포함할 수 있다.
수평 구동 모듈(64) 또는 수직 구동 모듈(65)은 공압 또는 유압을 사용하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구로서 구성될 수 있다.
미리 설정된 개수의 기판(S)으로부터 더미 부분을 제거한 후 또는 미리 설정된 기간이 경과된 때에, 클리닝 유닛(60)을 사용하여 더미 제거 유닛(40)을 청소하는 공정이 수행된다.
이때, 클리닝 유닛(60)의 브러시(61)가 수평 구동 모듈(64) 및/또는 수직 구동 모듈(65)에 의해 더미 제거 유닛(40)으로 접근할 수 있다. 그리고, 브러시 구동기(62)에 의해 브러시(61)가 구동되는 상태에서 선회 모듈(63)에 의해 브러시(61)가 선회되어 클램프 부재(424)에 접하게 된다. 이에 따라, 클램프 부재(424)에 부착된 이물질이 브러시(61)에 의해 분리될 수 있다.
따라서, 더미 제거 유닛(40)이 기판(S)으로부터 더미 부분을 제거할 때 클램프 부재(424)에 부착될 수 있는 기판(S)의 파편 등의 이물질이 클리닝 유닛(60)에 의해 제거될 수 있다. 따라서, 기판(S)의 파편 등의 이물질에 의해 기판(S)이나 주변 부품이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 클리닝 유닛(60)은 브러시(61)를 둘러싸도록 구성되며 브러시(61)가 노출되는 개구를 갖는 하우징(66)과, 하우징(66)에 연결되어 하우징(66)으로 가스를 공급하는 가스 공급 모듈(67)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 가스 공급 모듈(67)로부터 하우징(66)으로 공급되는 가스가 하우징(66)의 개구를 통하여 분사될 수 있다.
더미 제거 유닛(40)을 청소하는 공정 중에, 하우징(66)의 개구는 클램프 부재(424)를 향할 수 있으며, 이에 따라, 가스 공급 모듈(67)로부터 공급된 가스는 하우징(66)의 개구를 통하여 클램프 부재(424)로 분사될 수 있다. 이와 같이, 하우징(66)은 공기를 분사하는 노즐로서의 역할을 할 수 있다. 따라서, 클램프 부재(424)에 부착된 이물질은 브러시(61)의 구동뿐만 아니라 하우징(66)의 개구를 통하여 분사된 가스에 의해서도 클램프 부재(424)로부터 제거될 수 있다. 따라서, 클램프 부재(424)에 부착된 이물질을 제거하는 과정을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 클리닝 유닛(60)은 하우징(66)과 연결되는 진공원(69)을 포함할 수 있다. 진공원(69)에 의해 하우징(66)에는 부압이 작용될 수 있다. 따라서, 진공원(69)에 의해 하우징(66)에 작용된 부압에 의해 하우징(66)의 개구 주변의 공기가 하우징(66) 내로 흡입될 수 있다. 따라서, 브러시(61)에 의해 클램프 부재(424)로부터 분리된 이물질이 주위로 비산되지 않고 하우징(66) 내로 유입될 수 있다. 따라서, 클램프 부재(424)로부터 분리된 이물질이 클리닝 유닛(60)의 주변으로 비산되어 클리닝 유닛(60)의 주변을 오염시키는 것을 방지할 수 있다.
한편, 하우징(66)과 진공원(69) 사이에는 클램프 부재(424)로부터 제거된 이물질을 여과하는 필터(68)가 구비될 수 있다.
가스 공급 모듈(67) 및 진공원(69)은 클리닝 유닛(60)에 함께 구비될 수 있다. 이러한 경우, 가스 공급 모듈(67) 및 진공원(69)은 서로 교대로 또는 순차적으로 작동될 수 있다.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 절단면 측정 유닛(70)은 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34) 중 어느 하나에 설치되는 촬상 모듈(71)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 촬상 모듈(71)은 카메라로서 구성될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 촬상 모듈(71)은 더미 제거 유닛(40)의 상방에서 제1 스크라이빙 헤드(32)에 설치될 수 있다. 다만, 촬상 모듈(71)이 한 쌍의 클램프 부재(424)에 의해 파지된 더미 부분(D)의 절단면을 촬상할 수 있다면, 촬상 모듈(71)은 다양한 위치에 설치될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 촬상 모듈(71)은 한 쌍의 클램프 부재(424)에 의해 파지된 후 회전 모듈(43)에 의해 회전된 더미 부분(D)의 절단면을 촬상하도록 구성될 수 있다.
제1 스크라이빙 헤드(32)가 Z축 방향으로 이동됨에 따라, 촬상 모듈(71)이 Z축 방향으로 이동되어, 한 쌍의 클램프 부재(424)에 의해 파지된 더미 부분(D)에 인접하게 위치될 수 있다.
제1 스크라이빙 헤드(32)가 X축 방향으로 이동됨에 따라, 촬상 모듈(71)이 X축 방향으로 이동될 수 있다. 따라서, 촬상 모듈(71)이 X축 방향으로 이동되면서(즉, 더미 부분(D)의 길이 방향으로 이동되면서) 더미 부분(D)의 절단면 전체를 촬상할 수 있다. 또한, 촬상 모듈(71)이 X축 방향으로 이동되면서(즉, 더미 부분(D)의 길이 방향으로 이동되면서) 더미 부분(D)의 절단면을 다수의 지점에서 촬상할 수 있다.
이와 같이, 촬상 모듈(71)이 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34) 중 어느 하나에 구비되어 X축 방향 및/또는 Z축 방향으로 이동되면서, 한 쌍의 클램프 부재(424)에 의해 파지된 더미 부분(D)의 절단면을 촬상할 수 있다. 따라서, 촬상 모듈(71)이 별도의 장치에 구비되는 경우에 비하여, 구성을 단순화할 수 있다.
한편, 촬상 모듈(71)이 더미 부분(D)의 절단면을 촬상할 수 있도록, 더미 부분(D)의 위치가 조절될 수 있다. 더미 제거 유닛(40)의 지지대(41)가 수평 이동 모듈(44) 및 수직 이동 모듈(45)에 의해 Y축 방향 및 Z축 방향으로 이동됨에 따라, 클램프 모듈(42)에 의해 파지된 더미 부분(D)의 Y축 방향 및 Z축 방향으로의 위치가 조절될 수 있다. 그리고, 지지대(41)가 회전 모듈(43)에 의해 회전됨에 따라, 클램프 모듈(42)에 의해 파지된 더미 부분(D)이 촬상 모듈(71)에 대향하도록 배치될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 촬상 모듈(71)은 제어 유닛(90)과 연결될 수 있다. 제어 유닛(90)은 촬상 모듈(71)에 의해 촬상된 더미 부분(D)의 절단면의 이미지로부터 절단면의 형상을 측정한다. 그리고, 측정된 절단면의 형상이 기준 범위 내에 속하는지 여부, 즉, 절단면의 품질이 양호한지 여부를 판단할 수 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(90)은 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)를 Z축 방향으로 이동시켜 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)에 가하는 가압력을 조절하는 헤드 이동 모듈(38, 39)과 연결될 수 있다. 따라서, 제어 유닛(90)은 더미 부분(D)의 절단면의 품질이 양호하다고 판단하는 경우, 이전의 가압력과 동일한 가압력으로 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)을 가압하도록 헤드 이동 모듈(38, 39)을 제어할 수 있다. 또한, 제어 유닛(90)은 더미 부분(D)의 절단면의 품질이 양호하지 않다고 판단하는 경우, 이전의 가압력과 상이한 가압력으로 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)을 가압하도록 헤드 이동 모듈(38, 39)을 제어할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 스크라이빙 공정에서, 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)을 가압한 상태에서 회전하면서 기판(S)의 표면을 지나가게 되면, 기판(S)에는 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)을 가압하는 것에 의해 생성되는 함몰부(P)와 함께 메디안 크랙(median crack)(M)이라는 수직 균열이 생성된다. 경우에 따라서는, 함몰부(P)가 생성되지 않고 메디안 크랙(M)만이 생성될 수 있다.
그리고, 브레이킹 공정에서는, 기판(S)에 소정의 메디안 크랙(M)이 생성된 상태에서, 스크라이빙 라인(L)을 따라 기판(S)에 전단 응력을 가하며, 이에 따라, 이미 생성된 메디안 크랙(M)을 기점으로 균열이 성장하면서 파단부(C)가 형성되며, 이에 따라, 기판(S)이 순간적으로 절단된다.
한편, 스크라이빙 휠(351) 및 기판(S) 사이의 연속적인 마찰에 의해 스크라이빙 휠(351)에는 반복적인 마모(기계적 마모 및 열적 마모)가 발생한다. 이러한 스크라이빙 휠(351)의 마모 정도는 함몰부(P)와 메디안 크랙(M)의 크기에 영향을 미친다. 그리고, 기판(S)의 두께, 취성과 같은 기판(S)의 특성도 함몰부(P)와 메디안 크랙(M)의 크기에 영향을 미친다. 아울러, 스크라이빙 휠(351)의 경도, 인선(cutting edge)의 각도와 같은 스크라이빙 휠(351)의 특성도 함몰부(P)와 메디안 크랙(M)의 크기에 영향에 영향을 미친다.
이러한 함몰부(P)와 메디안 크랙(M)의 크기는 기판(S)의 절단면의 표면 조도, 매끄러운 정도와 같은 절단면의 품질과 밀접한 관계를 가진다. 특히, 메디안 크랙(M)의 품질에 따라, 절단면의 표면 조도가 결정되며, 기판(S)의 충격 파괴 인성이 달라진다. 함몰부(P)와 메디안 크랙(M)의 크기가 불규칙적인 경우에는, 더미 부분(D)의 절단면의 품질이 양호하지 못하며, 파편, 칩 등이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 기판(S)의 특성 또는 스크라이빙 휠(351)의 특성이 변하는 경우에도, 함몰부(P)와 메디안 크랙(M)의 크기를 균일하게 함으로써, 더미 부분(D)의 절단면의 품질을 일정하게 유지시키는 것이 바람직하다.
구체적으로, 제어 유닛(90)은 더미 부분(D)의 절단면의 품질이 양호한지 여부를 판단하는 기준으로서, 촬상 모듈(71)에 의해 촬상된 더미 부분(D)의 절단면의 이미지로부터 아래의 변수에 관한 정보를 획득할 수 있다.
(1) 기판(S)의 두께(A)(여기에서의, 두께(A)는 합착 기판을 구성하는 제1 기판 및 제2 기판 중 어느 하나의 두께(A)이다)
(2) 스크라이빙 휠(351)에 의해 형성된 함몰부(P)의 깊이(H), 즉, 스크라이빙 휠(351)의 기판(S)으로의 침투 깊이(H)
(3) 스크라이빙 휠(351)에 의해 형성된 메디안 크랙(M)의 두께(T)
(4) 브레이킹 공정에서 생성된 파단부(C)의 두께(B)
이와 같은 여러 가지의 변수 중, 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)는 스크라이빙 휠(351)의 인선의 경도, 마모 정도, 각도와 같은 스크라이빙 휠(351)의 특성과, 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)을 가압하는 가압력과 관계가 있다. 따라서, 가압력이 동일한 조건에서, 스크라이빙 휠(351)의 마모 등에 의해 스크라이빙 휠(351)의 특성이 변화되는 경우, 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)가 달라질 수 있다. 따라서, 제어 유닛(90)은 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)가 미리 설정된 기준 범위를 벗어나는지 여부를 판단하여 절단면의 품질이 양호한지 여부를 판단할 수 있다. 여기에서, 기준 범위는 기판(S)의 절단면의 품질이 양호하지 못하고 함몰부(P), 메디안 크랙(M), 또는 파단부(C)의 형상이 불규칙적인 경우에 측정된 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)로부터 실험적으로 구할 수 있다. 즉, 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)의 변화에 따른 함몰부(P), 메디안 크랙(M), 또는 파단부(C)의 형상을 분석하고, 함몰부(P), 메디안 크랙(M), 또는 파단부(C)에 결함이 발생되는 경우의 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)를 구함으로써, 기준 범위를 설정할 수 있다.
제어 유닛(90)은 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)가 기준 범위를 벗어나는 경우, 헤드 이동 모듈(38, 39)을 제어하여 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)에 가하는 가압력을 변경할 수 있다.
따라서, 스크라이빙 휠(351)의 마모 정도와 같은 스크라이빙 휠(351)의 특성이 변화하거나 기판(S)의 특성이 변화하는 경우에도, 스크라이빙 휠(351)에 가해지는 가압력을 변경하여, 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 스크라이빙 휠(351)의 특성이 변화하거나 기판(S)의 특성이 변화하는 경우에도, 스크라이빙 휠(351)에 가해지는 가압력을 변경하여, 절단면의 품질을 균일하고 일정하게 유지할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)를 보다 정확하게 측정하기 위해, 제어 유닛(90)은, 촬상 모듈(71)에 의해 촬상된 더미 부분(D)의 절단면의 이미지로부터 더미 부분(D)의 두께(A)를 측정하는 두께 측정 모듈(95)과, 이진화 알고리즘을 사용하여 더미 부분(D)의 절단면의 이미지를 변환하는 이미지 변환 모듈(96)과, 이미지 변환 모듈(96)에 의해 변환된 이미지로부터 백색 픽셀의 개수를 카운트하는 카운팅 모듈(97)과, 백색 픽셀의 개수를 히스토그램화하여 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)를 산출하는 침투 깊이 산출 모듈(98)을 포함할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 두께 측정 모듈(95)은 더미 부분(D)의 절단면의 이미지로부터 더미 부분(D)의 두께(A)를 측정할 수 있다.
한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)를 나타내는 스크라이빙 휠(351)에 의해 형성된 함몰부(P)는 대략 Z축 방향(더미 부분(D)의 두께 방향)으로 연장되는 복수의 리브(rib) 형상(이하, 리브 마크라 함)을 갖는다. 따라서, 복수의 리브 마크를 기준으로 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)를 측정할 수 있다.
이를 위해, 이미지 변환 모듈(96)은 이진화 알고리즘을 사용하여 더미 부분(D)의 절단면의 이미지를 도 14에 도시된 바와 같은 이미지로 변환한다. 예를 들면, 이미지 변환 모듈(96)은 Sobel 알고리즘을 사용할 수 있다. 이미지 변환 모듈(96)에 의해 더미 부분(D)의 절단면의 이미지에서 흑백이 반전될 수 있다.
이때, 이미지 변환 모듈(96)은 이미지 내의 픽셀 요소 중 Z축 방향으로의 성분만 백색 픽셀(W)로서 검출하며, X축 방향 성분은 1차 미분하여 제거할 수 있다. 이 과정에서, 더미 부분(D)의 절단면에 부착될 수 있는 먼지, 유리 가루, 파티클, 파편 등의 이물질은 노이즈 요소로서 제거될 수 있으며, 이에 따라, 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)를 더욱 정확하게 측정할 수 있다.
이미지 변환 모듈(96)에 의해 변환된 이미지는 도 14에 도시된 바와 같이, Z축 방향으로 연장되는 다수의 백색 픽셀(W)이 X축 방향으로 배열된 형상을 갖는다.
카운팅 모듈(97)은 Z축 방향으로 연장되게 형성된 백색 픽셀(W) 중 Z축 방향으로 기준 길이 이상의 길이를 갖는 백색 픽셀(W)의 개수를 카운트한다. 따라서, 더미 부분(D)의 절단면에 부착될 수 있는 먼지, 유리 가루, 파티클 등의 이물질의 개수는 카운트되지 않으며, 이에 따라, 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)가 더욱 정확하게 측정될 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 카운팅 모듈(97)에 의해 카운트된 백색 픽셀(W)의 개수는 히스토그램화될 수 있다. 따라서, Z축 방향으로 기준 길이 이상의 길이를 갖는 복수의 백색 픽셀의 X축 방향의 거리에 따른 개수로부터, 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)를 측정할 수 있다.
이하, 도 16 내지 도 24를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치의 동작, 즉, 기판 절단 방법에 대하여 설명한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 기판(S)의 선행단의 더미 부분(D)이 제거되지 않은 상태로 기판(S)이 제1 이송 유닛(10)에 의해 스크라이빙 유닛(30)으로 이송된다. 이때, 기판(S)은 제1 플레이트(15)로부터 분사되는 가스에 의해 제1 플레이트(15)로부터 부양될 수 있다.
그리고, 기판(S)이 제1 플레이트(15) 상에 위치되면 기판(S)이 제1 플레이트(15)에 흡착된다. 이때, 제1 및 제2 스크라이빙 헤드(32, 34)의 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)에 각각 접촉된 후, X축 방향으로 이동됨에 따라, 기판(S)의 더미 부분(D)에 스크라이빙 라인이 형성된다.
그리고, 도 17에 도시된 바와 같이, 스크라이빙 라인이 형성된 기판(S)의 더미 부분(D)으로 더미 제거 유닛(40)의 클램프 모듈(42)이 이동된다. 그리고, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 기판(S)의 더미 부분(D)을 파지한 상태에서, 지지대(41)가 회전하거나 수평 및/또는 수직(X축 방향, Y축 방향 및/또는 Z축 방향)으로 이동하는 것에 의해, 더미 부분(D)이 기판(S)으로부터 제거된다.
이때, 제거된 더미 부분(D)을 파지한 클램프 모듈(42)이 회전되고 Y축 방향 및/또는 Z축 방향으로 이동되어 더미 부분(D)이 촬상 모듈(71)에 대향하게 배치될 수 있으며, 이러한 상태에서, 촬상 모듈(71)이 X축 방향으로 이동되면서 더미 부분(D)의 절단면을 촬상할 수 있다. 더미 부분(D)의 절단면을 촬상하는 과정은, 더미 부분(D)의 분리 시마다 수행될 수 있거나, 소정의 주기로 수행될 수 있다.
그리고, 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 플레이트(15)가 고정된 상태에서 제2 플레이트(25)가 제1 플레이트(15)를 향하여 Y축 방향으로 이동한다. 이에 따라, 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25) 사이의 간격이 줄어들게 되어, 기판(S)이 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25) 모두에 안정적으로 지지될 수 있다.
그리고, 기판(S)이 스크라이빙 유닛(30)을 향하여 이송된다. 이때, 기판(S)은 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25)로 공급되는 가스에 의해 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25)로부터 부양될 수 있다.
그리고, 도 19에 도시된 바와 같이, 기판(S)이 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25) 상에 위치되면 기판(S)이 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25)에 흡착된다. 이때, 스크라이빙 헤드(32, 34)의 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)에 각각 접촉된 후, X축 방향으로 이동됨에 따라, 기판(S)에 X축 스크라이빙 라인이 형성된다.
그리고, 도 20에 도시된 바와 같이, 기판(S)에 X축 스크라이빙 라인이 형성된 후, 스크라이빙 헤드(32, 34)의 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)으로 이격되게 이동된다. 그리고, 기판(S)이 제1 플레이트(15) 및 제2 플레이트(25) 모두에 흡착된 상태에서, 제2 플레이트(25)가 제1 플레이트(15)로부터 멀어지게 이동되면, 기판(S)이 X축 스크라이빙 라인을 따라 분할된다.
한편, 도 21에 도시된 바와 같이, 기판(S)의 중간 부분을 분할한 이후, 기판(S)의 후행단에 더미 부분(D)이 제거되지 않은 상태로 기판(S)이 스크라이빙 유닛(30)으로 이송된다. 이때, 제2 플레이트(25)로부터 분사되는 가스에 의해 제2 플레이트(25)로부터 부양될 수 있다.
그리고, 기판(S)이 제2 플레이트(25) 상에 위치되면 기판(S)이 제2 플레이트(25)에 흡착된다. 이때, 스크라이빙 헤드(32, 34)의 스크라이빙 휠(351)이 기판(S)에 각각 접촉된 후, X축 방향으로 이동됨에 따라, 기판(S)의 더미 부분(D)에 X축 스크라이빙 라인이 형성된다.
그리고, 도 22에 도시된 바와 같이, X축 스크라이빙 라인이 형성된 기판(S)의 더미 부분(D)으로 더미 제거 유닛(40)의 클램프 모듈(42)이 이동된다. 그리고, 한 쌍의 클램프 부재(424)에 의해 기판(S)의 더미 부분(D)이 파지된 상태에서, 지지대(41)가 회전하거나 수평 및/또는 수직(X축 방향, Y축 방향 및/또는 Z축 방향)으로 이동하는 것에 의해, 더미 부분(D)이 기판(S)으로부터 제거된다.
이때, 제거된 더미 부분(D)을 파지한 클램프 모듈(42)이 회전되고 Y축 방향 및/또는 Z축 방향으로 이동되어 더미 부분(D)이 촬상 모듈(71)에 대향하게 배치될 수 있으며, 이러한 상태에서, 촬상 모듈(71)이 X축 방향으로 이동되면서 더미 부분(D)의 절단면을 촬상할 수 있다. 더미 부분(D)의 절단면을 촬상하는 과정은, 더미 부분(D)의 분리 시마다 수행될 수 있거나, 소정의 주기로 수행될 수 있다.
한편, X축 스크라이빙 라인을 따라 분할된 기판(S)은 이송 벨트(21)에 의해 후속 공정으로 전달될 수 있다.
도 23에 도시된 바와 같이, 촬상 모듈(71)에 의해 촬상된 더미 부분(D)의 절단면의 이미지로부터 더미 부분(D)의 절단면의 품질이 양호한지 여부를 판단할 수 있다.
이를 위해, 도 16에 도시된 바와 같이, 스크라이빙 휠(351)을 더미 부분(D)에 제1 가압력으로 가압하여 더미 부분(D)에 스크라이빙 라인을 형성한다(S10).
그리고, 도 17에 도시된 바와 같이, 더미 제거 유닛(40)을 사용하여 더미 부분(D)을 절단 및 분리한다(S20).
그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 촬상 모듈(71)을 사용하여 더미 부분(D)의 절단면을 촬상한다(S30).
그리고, 더미 부분(D)의 절단면의 이미지로부터 스크라이빙 휠(351)의 기판(S)으로의 침투 깊이(H)를 측정한다(S40).
그리고, 제어 유닛(90)은 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)가 미리 설정된 기준 범위를 벗어나는지 여부를 판단하고(S50), 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)가 미리 설정된 기준 범위를 벗어나는 경우, 제1 가압력을 제1 가압력과 상이한 제2 가압력으로 조절하고, 후속하는 기판(S)에 대해 스크라이빙 휠(351)을 제2 가압력으로 가압하여 기판(S)에 스크라이빙 라인을 형성한다(S60).
한편, 침투 깊이(H)가 기준 범위에 미달하는 경우, 스크라이빙 휠(351)의 가압력을 증가시켜, 즉, 제1 가압력에 비하여 큰 제2 가압력으로, 스크라이빙 휠(351)을 기판(S)에 가압함으로써, 침투 깊이(H)를 증가시킬 수 있다. 그리고, 침투 깊이(H)가 기준 범위를 초과하는 경우, 스크라이빙 휠(351)의 가압력을 감소시켜, 즉, 제1 가압력에 비하여 작은 제2 가압력으로, 스크라이빙 휠(351)을 기판(S)에 가압함으로써, 침투 깊이(H)를 감소시킬 수 있다.
한편, 도 24에 도시된 바와 같이, 더미 부분(D)의 절단면의 이미지로부터 스크라이빙 휠(351)의 기판(S)으로의 침투 깊이(H)를 측정하는 단계는, 전술한 바와 같이, 이진화 알고리즘을 사용하여 절단면의 이미지를 변환하는 단계(S41)와, 변환된 이미지에서 더미 부분(D)의 두께 방향(Z축 방향)으로 기준 길이 이상의 길이를 갖는 픽셀의 개수를 카운트하는 단계(S42)와, 카운트된 픽셀의 개수를 히스토그램화하는 단계(S43)와, 히스토그램으로부터 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)를 측정하는 단계(S44)를 포함할 수 있다.
변환된 이미지에서 더미 부분(D)의 두께 방향으로 기준 길이 이상의 길이를 갖는 픽셀의 개수를 카운트하는 단계(S42)에서는, 먼지, 유리 가루, 파티클 등의 이물질의 개수는 카운트되지 않는다. 따라서, 더미 부분(D)의 절단면에 부착될 수 있는 먼지, 유리 가루, 파티클 등의 이물질은 노이즈 요소로서 제거될 수 있다. 따라서, 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)가 더욱 정확하게 측정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치 및 기판 절단 방법에 따르면, 스크라이빙 휠(351)의 마모와 같은 스크라이빙 휠(351)의 특성이 변화하거나 기판(S)의 특성이 변화하는 경우에도, 스크라이빙 휠(351)의 가압력을 적절하게 조절하여, 스크라이빙 휠(351)의 침투 깊이(H)를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 스크라이빙 휠(351)의 특성이 변화하거나 기판(S)의 특성이 변화하는 경우에도, 기판(S)의 절단면의 품질을 균일하고 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치 및 기판 절단 방법에 따르면, 절단 후 버려지게 될 더미 부분(H)을 사용하여 절단면의 품질을 측정하고, 측정된 절단면의 품질을 기준으로 스크라이빙 휠(351)의 가압력을 조절한 후 기판(S)을 절단하는 공정을 본격적으로 수행할 수 있으므로, 기판(S)을 절단하는 공정을 보다 원활하고 효율적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 따르면, 한 쌍의 클램프 부재(424)를 작동시키는 구동기(427)의 부하를 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력을 산출하고, 산출된 가압력을 기준 가압력과 비교하면서, 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력을 조절할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 미리 설정된 기준 가압력으로 기판(S)의 더미 부분을 파지할 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 기판(S)의 더미 부분을 안정적으로 파지하여 기판(S)으로부터 더미 부분을 원활하게 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 따르면, 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력을 산출하고, 산출된 가압력을 기준 가압력과 비교하면서, 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력을 조절할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 클램프 부재(424)가 미리 설정된 기준 가압력으로 기판(S)의 더미 부분을 파지할 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 기판(S)의 더미 부분을 안정적으로 파지하여 기판(S)으로부터 더미 부분을 원활하게 제거할 수 있다.
특히, 지지대(41)에 복수의 클램프 모듈(42)이 구비되는 경우, 복수의 클램프 모듈(42) 각각의 한 쌍의 클램프 부재(424)가 적절한 가압력으로 기판(S)의 더미 부분을 파지한다. 따라서, 복수의 클램프 모듈(42)이 서로에 대하여 동기화되어, 기판(S)의 더미 부분을 안정적으로 파지하여 기판(S)으로부터 더미 부분을 제거할 수 있으며, 기판(S)으로부터 더미 부분을 제거하는 과정에서 기판(S)이 휘어지거나 파손되는 문제점을 방지할 수 있다. 복수의 클램프 모듈(42)이 서로에 대하여 동기화되지 않고 서로 다른 가압력으로 기판(S)의 더미 부분을 파지하는 경우에 발생할 수 있는 문제점인 기판(S)의 변형, 기판(S)의 깨짐, 기판(S)의 깨짐으로 인한 파편 발생 등의 문제점을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 따르면, 복수의 클램프 모듈(42) 중 가압력이 비정상적으로 변화하는 클램프 모듈(42)을 확인할 수 있으며, 가압력이 비정상적으로 변화하는 클램프 모듈(42)을 점검 또는 교체할 수 있다. 따라서, 더미 부분을 기판(S)으로부터 제거할 때 발생하는 불량을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 따르면, 한 쌍의 클램프 부재(424)를 작동시키는 구동기(427)의 부하를 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력을 산출하고, 산출된 가압력을 기준으로 기판(S)으로부터 더미 부분이 제거되었는지 여부를 판단할 수 있다. 따라서, 기판(S)으로부터 더미 부분을 제거하는 과정을 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 따르면, 한 쌍의 클램프 부재(424) 사이의 간격을 기준으로 한 쌍의 클램프 부재(424)의 가압력을 산출하고, 산출된 가압력을 기준으로 기판(S)으로부터 더미 부분이 제거되었는지 여부를 판단할 수 있다. 따라서, 기판(S)으로부터 더미 부분을 제거하는 과정을 효율적으로 수행할 수 있다.
따라서, 더미 부분이 기판(S)으로부터 적절하게 제거되지 않고 기판(S)의 이송 과정에서 기판(S)으로부터 분리 및 낙하하여 기판 절단 장치의 주변을 오염시키거나 기판 절단 장치 주변의 부품 또는 기판(S)을 파손시키는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 기판 절단 장치에 따르면, 더미 제거 유닛(40)이 기판(S)으로부터 더미 부분을 제거할 때 클램프 부재(424)에 부착될 수 있는 기판(S)의 파편 등의 이물질이 클리닝 유닛(60)에 의해 제거될 수 있다. 따라서, 기판(S)의 파편 등의 이물질에 의해 기판(S)이나 주변 부품이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.
10: 제1 이송 유닛
20: 제2 이송 유닛
30: 스크라이빙 유닛
40: 더미 제거 유닛
50: 간격 측정 유닛
60: 클리닝 유닛
70: 절단면 측정 유닛
90: 제어 유닛

Claims (12)

  1. 기판에 스크라이빙 휠을 가압하여 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 유닛;
    상기 스크라이빙 유닛에 의해 상기 기판의 더미 부분에 형성된 스크라이빙 라인을 따라 상기 더미 부분을 상기 기판으로부터 제거하는 더미 제거 유닛; 및
    상기 더미 제거 유닛에 의해 제거된 더미 부분의 절단면 형상을 측정하는 절단면 측정 유닛을 포함하고,
    상기 더미 제거 유닛은,
    상기 더미 부분을 파지하는 클램프 부재를 포함하는 클램프 모듈;
    상기 클램프 모듈을 지지하는 지지대;
    상기 지지대를 상기 지지대의 중심축을 기준으로 회전시키는 회전 모듈;
    상기 지지대를 수평으로 이동시키는 수평 이동 모듈; 및
    상기 지지대를 수직으로 이동시키는 수직 이동 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 절단면 측정 유닛에 의해 측정된 상기 더미 부분의 절단면 형상을 기준으로 상기 기판에 가압되는 상기 스크라이빙 휠의 가압력을 조절하는 제어 유닛을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 더미 부분의 절단면 형상으로부터 측정된 상기 기판으로의 상기 스크라이빙 휠의 침투 깊이를 기준으로 상기 스크라이빙 휠의 가압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 더미 부분의 절단면의 이미지를 이진화 알고리즘을 사용하여 변환하는 이미지 변환 모듈;
    상기 이미지 변환 모듈에 의해 변환된 이미지에서 상기 더미 부분의 두께 방향으로 연장되는 픽셀의 개수를 카운트하는 카운팅 모듈;
    상기 카운팅 모듈에 의해 카운트된 픽셀의 개수를 히스토그램화하여 상기 스크라이빙 휠의 침투 깊이를 산출하는 침투 깊이 산출 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이미지 변환 모듈은 이미지 내의 픽셀 요소 중 상기 더미 부분의 두께 방향으로 연장되는 성분만 백색 픽셀로서 검출하며,
    상기 카운팅 모듈은 상기 이미지 변환 모듈에 의해 검출된 백색 픽셀의 개수를 카운트하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 카운팅 모듈은 상기 더미 부분의 두께 방향으로 기준 길이 이상의 길이를 갖는 백색 픽셀의 개수를 카운트하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 더미 부분의 절단면의 이미지로부터 상기 더미 부분의 두께를 측정하는 두께 측정 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 클램프 모듈은 상기 지지대에 복수로 구비되며,
    상기 복수의 클램프 모듈은 상기 지지대에 상기 지지대의 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되어 상기 복수의 클램프 모듈 사이의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 클램프 모듈은,
    베이스 부재;
    상기 베이스 부재에 대하여 이동 가능하게 설치되며 상기 클램프 부재가 장착되는 몸체; 및
    상기 몸체를 상기 베이스 부재에 대하여 이동시키는 위치 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크라이빙 유닛은, 상기 기판이 이송되는 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 프레임과, 상기 프레임에 상기 프레임의 연장 방향으로 이동 가능하게 설치되며 상기 스크라이빙 휠을 구비하는 스크라이빙 헤드를 포함하고,
    상기 절단면 측정 유닛은 상기 스크라이빙 헤드에 설치되어 상기 스크라이빙 헤드와 함께 상기 프레임의 연장 방향으로 이동하면서 상기 더미 제거 유닛의 클램프 부재에 파지된 더미 부분의 절단면 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
  11. (a) 스크라이빙 휠을 기판의 더미 부분에 제1 가압력으로 가압하여 상기 더미 부분에 스크라이빙 라인을 형성하는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계에서 상기 스크라이빙 라인이 형성된 상기 더미 부분을 절단하여 분리하는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계에서 절단된 상기 더미 부분의 절단면을 촬상하는 단계;
    (d) 상기 (c) 단계에서 촬상된 상기 더미 부분의 절단면의 이미지로부터, 상기 기판으로의 상기 스크라이빙 휠의 침투 깊이를 측정하는 단계;
    (e) 상기 (d) 단계에서 측정된 상기 스크라이빙 휠의 침투 깊이가 미리 설정된 기준 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 단계; 및
    (f) 상기 (d) 단계에서 측정된 상기 스크라이빙 휠의 침투 깊이가 기준 범위를 벗어나는 경우 상기 제1 가압력과 다른 제2 가압력으로 상기 기판을 가압하여 상기 기판에 스크라이빙 라인을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 (d) 상기 기판으로의 상기 스크라이빙 휠의 침투 깊이를 측정하는 단계는,
    상기 더미 부분의 절단면의 이미지를 이진화 알고리즘을 사용하여 변환하는 단계;
    상기 변환된 이미지에서 상기 더미 부분의 두께 방향으로 기준 길이 이상의 길이를 갖는 픽셀의 개수를 카운트하는 단계;
    상기 카운트된 픽셀의 개수를 히스토그램화하는 단계; 및
    상기 히스토그램으로부터 상기 기판으로의 상기 스크라이빙 휠의 침투 깊이를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 이미지를 변환하는 단계는 상기 이미지 내의 픽셀 요소 중 상기 더미 부분의 두께 방향으로 연장되는 성분만 백색 픽셀로서 검출하며,
    상기 픽셀의 개수를 카운트하는 단계는 상기 더미 부분의 두께 방향으로 상기 기준 길이 이상의 길이를 갖는 상기 백색 픽셀의 개수를 카운트하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 방법.
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