KR102359869B1 - 스크라이브 장치 및 홀더 유닛 - Google Patents

Abstract

[과제] 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시키는 것이 가능한 스크라이브 장치 및 홀더 유닛을 제공한다.
[해결 수단] 스크라이브 장치(1)는, 홀더 유닛(30)과, 홀더 유닛(30)을 유지하는 스크라이브 헤드를 구비한다. 홀더 유닛(30)은, 유지홈(63)과, 핀 구멍(64a, 64b)과, 스크라이빙 휠(40)의 관통공(41)과 핀 구멍(62a, 62b)에 삽입되는 핀 축(50)을 구비한다. 스크라이빙 휠(40)이 기판 표면에 밀어 붙여지면, 스크라이빙 휠(40)의 양측면이 각각 유지홈(63)의 서로 대향하는 내측면(65a, 65b)에 밀어 붙여지도록, 관통공(41)과 핀 축(50)과의 사이의 클리어런스와, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)과 스크라이빙 휠(40)의 측면과의 사이의 클리어런스와, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 대한 핀 축(50)의 경사각이 설정되어 있다.

Description

스크라이브 장치 및 홀더 유닛{SCRIBE DEVICE AND HOLDER UNIT}

본 발명은, 기판에 스크라이브(scribe) 라인을 형성하기 위한 스크라이브 장치 및 홀더 유닛에 관한 것이다.

종래, 유리 기판 등의 취성(脆性) 재료 기판의 분단은, 기판 표면에 스크라이브(scribe) 라인을 형성하는 스크라이브 공정과, 형성된 스크라이브 라인을 따라서 기판 표면에 소정의 힘을 부가하는 브레이크(break) 공정에 의해서 행하여진다. 스크라이브 공정에서는, 스크라이빙 휠의 날끝이, 기판 표면에 밀어 붙여지면서, 소정의 라인을 따라서 이동된다. 스크라이브 라인의 형성에는, 스크라이브 헤드를 구비한 스크라이브 장치가 이용된다.

이하의 특허 문헌 1에는, 스크라이빙 휠이 기판 표면을 회전하면서 진행하는 것에 의해, 기판 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 장치가 개시되어 있다. 이 스크라이브 장치에서는, 홀더에 형성된 유지홈에 스크라이빙 휠을 삽입한 상태에서, 홀더에 형성된 구멍과 스크라이빙 휠에 형성된 구멍 양쪽 모두에 핀 축을 끼워 넣는 것에 의해, 스크라이빙 휠이 홀더에 회전 가능하게 유지된다.

특허 문헌 1 : 국제공개 WO2007/063979호 공보

홀더에 장착된 스크라이빙 휠은, 스크라이브 라인을 형성하기 위해서 유지홈 내에서 회전할 필요가 있다. 이 때문에, 유지홈의 폭은 스크라이빙 휠의 두께보다 약간 넓게 되어 있고, 스크라이빙 휠과 유지부와의 사이에는 클리어런스(clearance)가 확보되어 있다. 이 클리어런스에 의해, 스크라이빙 휠은, 홀더 홈 내에서 핀 축을 따라 이동 가능한 상태에 있다. 그런데, 스크라이브 라인을 형성할 때에, 스크라이빙 휠이 핀 축 방향으로 이동하면, 스크라이브 라인의 형성 위치가 안정되지 않게 된다. 이 때문에, 종래의 스크라이브 장치에서는, 스크라이브 라인이 소망의 위치로부터 어긋난다고 하는 것이 문제가 되고 있었다.

이러한 과제를 감안하여, 본 발명은, 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시키는 것이 가능한 스크라이브 장치 및 홀더 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다

본 발명의 제1 형태는, 기판 표면에 스크라이브(scribe) 라인을 형성하는 스크라이브 장치에 관한 것이다. 이 형태에 관한 스크라이브 장치는, 스크라이빙 휠을 유지하는 홀더 유닛과, 상기 기판 표면에 수직인 축의 둘레로 회전 가능하게 상기 홀더 유닛을 유지하는 스크라이브 헤드를 구비한다. 상기 홀더 유닛은, 상기 스크라이빙 휠이 삽입되는 유지홈과, 상기 유지홈을 걸치도록 형성된 핀 구멍과, 상기 유지홈에 삽입된 상기 스크라이빙 휠의 관통공과 상기 핀 구멍에 삽입되는 핀 축을 구비한다. 상기 스크라이빙 휠이 상기 기판 표면에 밀어 붙여지면, 상기 스크라이빙 휠의 양측면이 각각 상기 유지홈의 서로 대향하는 내측면에 밀어 붙여지도록, 상기 관통공과 상기 핀 축과의 사이의 클리어런스(clearance)와, 상기 유지홈의 내측면과 상기 스크라이빙 휠의 측면과의 사이의 클리어런스와, 상기 유지홈의 내측면에 대한 상기 핀 축의 경사각이 설정되어 있다.

본 형태에 관한 스크라이브 장치에 의하면, 상기 스크라이빙 휠이 상기 기판 표면에 밀어 붙여지면, 상기 스크라이빙 휠의 양측면이 각각 상기 유지홈의 서로 대향하는 내측면에 밀어 붙여진다. 이 때문에, 스크라이브 라인을 형성할 때에, 스크라이빙 휠이 핀 축 방향으로 이동하는 것이 억제된다. 따라서, 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시킬 수 있다.

본 형태에 관한 스크라이브 장치에서, 상기 핀 구멍은, 상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서, 적어도 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 경사지도록 형성되며, 상기 핀 구멍 및 상기 관통공에 삽입된 상기 핀 축은, 상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서, 적어도 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 경사져 있는 구성으로 될 수 있다. 이 구성에 의하면, 이하의 실시 형태에서 검증하는 바와 같이, 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시킬 수 있다.

이 경우, 상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대한 상기 기판 표면에 평행한 방향의 상기 핀 축의 경사각이, 2°이하로 설정되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 보다 효과적으로 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시킬 수 있다.

본 형태에 관한 스크라이브 장치에서, 상기 핀 구멍은, 상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서, 상기 기판 표면에 수직인 방향으로도 경사지도록 형성되며, 상기 핀 구멍 및 상기 관통공에 삽입된 상기 핀 축은, 상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서, 상기 기판 표면에 수직인 방향으로도 경사져 있는 구성으로 될 수 있다. 이 구성에 의하면, 이하의 실시 형태에서 검증하는 바와 같이, 한층 더 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시킬 수 있다.

이 경우, 상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대한 상기 기판 표면에 수직인 방향의 상기 핀 축의 경사각이, 1.5도 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 더 효과적으로 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시킬 수 있다.

본 발명의 제2 형태는, 스크라이브 라인을 형성하기 위한 스크라이빙 휠을 유지하는 홀더 유닛에 관한 것이다. 이 형태에 관한 홀더 유닛은, 상기 스크라이빙 휠이 삽입되는 유지홈과, 상기 유지홈을 걸치도록 형성된 핀 구멍과, 상기 유지홈에 삽입된 상기 스크라이빙 휠의 관통공과 상기 핀 구멍에 삽입되는 핀 축을 구비한다. 상기 스크라이빙 휠이 상기 기판 표면에 밀어 붙여지면, 상기 스크라이빙 휠의 양측면이 각각 상기 유지홈의 서로 대향하는 내측면에 밀어 붙여지도록, 상기 관통공과 상기 핀 축과의 사이의 클리어런스와, 상기 유지홈의 내측면과 상기 스크라이빙 휠의 측면과의 사이의 클리어런스와, 상기 유지홈의 내측면에 대한 상기 핀 축의 경사각이 설정되어 있다.

본 형태에 관한 홀더 유닛이, 기판 표면에 수직인 축의 둘레로 회전 가능하게 스크라이브 헤드에 유지되는 것에 의해, 상기 제1 형태와 동일한 효과가 나타내어질 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시키는 것이 가능한 스크라이브 장치 및 홀더 유닛을 제공할 수 있다.

본 발명의 효과 내지 의의는, 이하에 나타내는 실시 형태의 설명에 의해 더욱 분명해진다. 다만, 이하에 나타내는 실시 형태는, 어디까지나, 본 발명을 실시화할 때의 하나의 예시로서, 본 발명은, 이하의 실시 형태에 기재된 것에 조금도 제한되는 것은 아니다.

도 1은, 실시 형태에 관한 스크라이브(scribe) 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2의 (a), (b)는, 각각, 실시 형태에 관한 홀더 유닛의 정면도 및 측면도이다.
도 3의 (a)~(d)는, 각각, 실시 형태에 관한 홀더의 동작을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는, 검증 1에서의 비교예의 스크라이빙 휠의 어긋남의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 5의 (a)~(d)는, 각각, 검증 1에서의 비교예의 스크라이빙 휠의 어긋남의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은, 검증 1에서의 실시예의 스크라이빙 휠의 어긋남의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 7의 (a)~(d)는, 각각, 검증 1에서의 실시예의 스크라이빙 휠의 어긋남의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은, 검증 2에서의 비교예의 스크라이빙 휠의 어긋남의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는, 검증 2에서의 비교예의 스크라이빙 휠의 어긋남의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 10의 (a)~(e)는, 각각, 검증 2에서의 비교예의 스크라이빙 휠의 어긋남의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 11은, 검증 2에서의 실시예의 스크라이빙 휠의 어긋남의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 12는, 검증 2에서의 실시예의 스크라이빙 휠의 어긋남의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 13의 (a)~(e)는, 각각, 검증 2에서의 비교예의 스크라이빙 휠의 어긋남의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 14의 (a)는, 본 실시 형태에 관한 스크라이빙 휠과 유지홈에서의 각종 파라미터를 나타내는 도면이다. 도 14의 (b), (d)는, 각각, 표준적인 유지홈의 갭과 스크라이빙 휠의 두께를 나타내는 도면이다. 도 14의 (c), (e)는, 각 지름의 스크라이빙 휠의 최대 경사각을 구한 산출 결과를 나타내는 도면이다.
도 15는, 검증 3에서의 실시예의 스크라이빙 휠의 어긋남의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 16은, 검증 3에서의 실시예의 스크라이빙 휠의 어긋남의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 17의 (a), (b)는, 각각, 실시 형태에 관한 핀 축을 연직 방향으로 경사시킨 경우의 작용을 설명하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다. 또, 각 도면에는, 편의상, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축이 부기되어 있다. X－Y평면은 수평면에 평행이고, Z축 방향은 연직 방향이다.

도 1은, 스크라이브 장치(1)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.

스크라이브 장치(1)는, 이동대(10)를 구비하고 있다. 이동대(10)는, 볼 나사(11)와 나사 결합되어 있다. 이동대(10)는, 한 쌍의 안내 레일(12)에 의해서 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 모터의 구동에 의해 볼 나사(11)가 회전함으로써, 이동대(10)가, 한 쌍의 안내 레일(12)을 따라서 Y축 방향으로 이동한다.

이동대(10)의 상면에는, 모터(13)가 설치되어 있다. 모터(13)는, 상부에 위치하는 테이블(14)을 XY평면에서 회전시켜 소정 각도로 위치 결정한다. 모터(13)에 의해 수평 회전 가능한 테이블(14)은, 도시하지 않은 진공 흡착 수단을 구비하고 있다. 테이블(14) 상에 재치(載置)된 기판(15)은, 이 진공 흡착 수단에 의해서, 테이블(14) 상에 유지된다.

기판(15)은, 유리 기판, 저온 소성 세라믹스나 고온 소성 세라믹스로 이루어지는 세라믹 기판, 실리콘 기판, 화합물 반도체 기판, 사파이어 기판, 석영 기판 등이다. 또, 기판(15)은, 기판의 표면 또는 내부에 박막 혹은 반도체 재료를 부착시키거나, 포함시키거나 한 것이라도 좋다. 또, 기판(15)은, 그 표면에 취성(脆性) 재료에 해당하지 않은 박막(薄膜) 등이 부착되어 있어도 괜찮다.

스크라이브 장치(1)는, 테이블(14)에 재치된 기판(15)의 상부에, 이 기판(15)의 표면에 형성된 얼라이먼트 마크를 촬상하는 2대의 카메라(16)를 구비하고 있다. 또, 이동대(10)와 그 상부의 테이블(14)을 걸치도록, 브릿지(17)가 지주(支柱)(18a, 18b)에 가설(架設)되어 있다.

브릿지(17)에는, 가이드(19)가장착되어 있다. 스크라이브 헤드(20)는, 이 가이드(19)에 의해 안내되어 X축 방향으로 이동하도록 설치되어 있다. 스크라이브 헤드(20)는, 하단에 홀더 조인트(21)를 구비하고 있다. 홀더(60)에 스크라이빙 휠(40)이 유지되어 있는 홀더 유닛(30)이, 홀더 조인트(21)를 매개로 하여 스크라이브 헤드(20)에 장착되어 있다.

스크라이브 장치(1)를 이용하여 기판(15)에 스크라이브 라인을 형성하는 경우, 먼저, 스크라이빙 휠(40)이 장착된 홀더(60)가 스크라이브 헤드(20)에 장착된다. 다음으로, 스크라이브 장치(1)는, 한 쌍의 카메라(16)에 의해서 기판(15)의 위치 결정을 행한다. 그리고, 스크라이브 장치(1)는, 스크라이브 헤드(20)를 소정의 위치로 이동시키고, 스크라이빙 휠(40)에 대해서 소정의 하중을 인가하여, 기판(15)에 접촉시킨다. 그 후, 스크라이브 장치(1)는, 스크라이브 헤드(20)를 X축 방향으로 이동시키는 것에 의해, 기판(15)의 표면에 소정의 스크라이브 라인을 형성한다. 또, 스크라이브 장치(1)는, 필요에 따라서 테이블(14)을 회동 내지 Y축 방향으로 이동시켜, 상기의 경우와 마찬가지로 하여 스크라이브 라인을 형성한다.

상기의 실시 형태에서는, 스크라이브 헤드가 X축 방향으로 이동하고, 테이블(14)이 Y축 방향으로 이동함과 아울러, 회전하는 스크라이브 장치에 대해 나타냈지만, 스크라이브 장치는 스크라이브 헤드와 테이블이 상대적으로 이동하는 것이면 좋다. 예를 들면, 스크라이브 헤드가 고정되며, 테이블이 X축, Y축 방향으로 이동하고, 또한 회전하는 스크라이브 장치라도 괜찮다. 또, 이 경우, 카메라(16)는 스크라이브 헤드(20)에 고정되어 있어도 괜찮다.

다음으로, 홀더 유닛(30)의 구성에 대해서, 도 2의 (a), (b)를 참조하여 설명한다. 도 2의 (a)는, 홀더 유닛(30)을 X축 정측(正側)으로부터 본 정면도, 도 2의 (b)는, 홀더 유닛(30)을 Y축 정측으로부터 본 측면도이다. 또, 도 2의 (a), (b)에는, 홀더 유닛(30)이 직접 장착되는 홀더 조인트(21)가 함께 도시되어 있다.

홀더 유닛(30)은, 스크라이빙 휠(40)과, 핀 축(50)과, 홀더(60)가 일체로 된 것이다. 홀더 유닛(30)은, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이 홀더 조인트(21)에 장착 나사(31)에 의해서 장착되어 있다. 홀더 조인트(21)는, 장착부(22)와, 회전축(23)과, 2개의 베어링(24a, 24b)으로 구성되어 있다. 장착부(22)는, 단면 형상이 역L자 모양으로 되어 있다. 장착부(22)는, 연직 방향으로 연장되는 벽(22a)과, 수평 방향으로 연장되는 벽(22b)으로 이루어져 있다. 회전축(23)은, 장착부(22)의 벽(22b)의 천면측으로부터 연직 방향으로 연장되어 있다. 베어링(24a, 24b)에는, 회전축(23)이 삽입 통과되어 있다.

홀더 유닛(30)이 홀더 조인트(21)에 장착되면, 홀더 유닛(30)의 측면이 장착부(22)의 벽(22a)과 접촉하고, 홀더 유닛(30)의 상면이 벽(22b)과 접촉한다. 또, 벽(22a)에는, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이 장착 나사(31)가 삽입되는 나사 구멍(25)이 형성되어 있다.

홀더 조인트(21)는, 장착부(22)에 장착된 홀더 유닛(30)이 스크라이브 헤드(20)의 하단으로부터 노출하도록, 스크라이브 헤드(20)의 내부에 고정된다. 이 때, 홀더 유닛(30)은, 홀더 조인트(21)의 회전축(23)을 중심으로 하여 회전 가능하게 되어 있다. 또, 일점 쇄선은, 회전축(23)의 축 중심(S)을 나타내고 있고, 파선은, 기판(15)의 표면(H)을 나타내고 있다. 표면(H)은, 수평면에 평행이고, 회전축(23)에 대해서 수직이다.

스크라이브 장치(1)를 이용하여 기판(15)의 표면(H)에 스크라이브 라인을 형성하는 경우, 스크라이빙 휠(40)은, 도 2의 (b)에 나타내는 화살표 R의 방향(X축 방향)으로 진행하도록 회전한다. 또, 스크라이브 장치(1)는, 홀더 조인트(21)를 이용하지 않고, 홀더 유닛(30) 자신이 회전축(23)이나 베어링(24a, 24b)을 구비하는 구성이라도 좋다.

스크라이빙 휠(40)은, 예를 들면, 소결(燒結) 다이아몬드나 초경(超硬) 합금 등으로 형성된, 원판 모양의 부재이다. 스크라이빙 휠(40)에는, 핀 축(50)이 삽입되는 관통공(41)이 형성되어 있다. 관통공(41)은, 스크라이빙 휠(40)의 양측면의 중심을 관통하도록 형성되어 있다. 또, 스크라이빙 휠(40)에는, 능선을 형성하는 V자 모양의 칼날이 외주부에 형성되어 있다. 스크라이빙 휠(40)은, 예를 들면, 두께가 0.4~1.1mm 정도, 외경이 1.0~5.0mm 정도이다. 또, 관통공(41)의 지름은, 예를 들면, 0.4~1.5mm 정도, 칼날의 날끝각은, 90~150°정도이다.

핀 축(50)은, 예를 들면, 소결 다이아몬드나 초경 합금 등으로 형성된, 원기둥 모양의 부재이며, 일단 또는 양단이 첨두(尖頭) 형상의 첨두부(51)로 되어 있다. 핀 축(50)의 지름은, 스크라이빙 휠(40)의 관통공(41)의 지름 보다도 약간 작다. 핀 축(50)의 지름은, 예를 들면, 관통공(41)의 지름이 0.8mm일 때 0.77mm 정도이다. 핀 축(50)이 관통공(41)에 삽입된 상태에서는, 핀 축(50)과 관통공(41)과의 사이에 간극(클리어런스(clearance))가 생긴다.

홀더(60)는, 스테인리스나 탄소 공구강(工具鋼)으로 이루어져 있다. 홀더(60)는, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 하부가 측면에서 보아 하단을 향해 폭이 좁아지는 사다리꼴 형상으로 되어 있다. 또, 홀더(60)의 사다리꼴 형상 부분에는, 각각 유지부(62a, 62b)가 형성되며, 유지부(62a, 62b)와의 사이에 유지홈(63)이 형성되어 있다. 유지홈(63)의 서로 대향하는 내측면(65a, 65b)은, 수평면(XY평면)에 수직이다.

또, 도 2의 (a), (b)의 구성에서는, 홀더(60)가, 1개의 기재(基材)로 구성되어 있지만, 예를 들면, 유지부(62a, 62b)를 각각 가지는 2개의 기재를 고정함으로써 홀더(60)가 형성되어도 괜찮다.

유지부(62a, 62b)에는, 핀 축(50)이 삽입되는 핀 구멍(64a, 64b)이, 유지홈(63)을 걸치도록 형성되어 있다. 핀 구멍(64a, 64b)의 지름은, 핀 축(50)의 지름 보다도 약간 크다. 핀 구멍(64a, 64b)은, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 수직인 방향에 대해서, 적어도 기판(15)의 표면(H)에 평행한 방향(XY평면에 평행한 방향)으로 경사지도록 형성되어 있다. 핀 구멍(64a, 64b)이, 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대해서, 또 기판(15)의 표면(H)에 수직인 방향(YZ평면에 평행한 방향)으로도 경사지도록 형성되어도 괜찮다.

스크라이빙 휠(40)이 유지홈(63)에 삽입된 상태에서, 스크라이빙 휠(40)의 관통공(41)과 핀 구멍(64a, 64b)에 핀 축(50)이 삽입된다. 상기와 마찬가지로, 핀 구멍(64a, 64b)은, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 수직인 방향에 대해서 경사지도록 형성되어 있기 때문에, 핀 구멍(64a, 64b) 및 관통공(41)에 삽입된 핀 축(50)은, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 수직인 방향에 대해서, 적어도 기판(15)의 표면(H)에 평행한 방향(XY평면에 평행한 방향)으로 경사져 있다.

홀더(60)의 상부에는, 장착 나사(31)가 삽입되는 나사 구멍(66)이 형성되어 있다. 또, 유지부(62a)의 Y축 정측(正側)의 측면에는, 브라켓(67a)이 나사(68a)에 의해 장착되고, 유지부(62b)의 Y축 부측(負側)의 측면에는, 브라켓(67b)이 나사(68b)에 의해 장착되어 있다. 브라켓(67a, 67b)은, 핀 구멍(64a, 64b)을 폐색(閉塞)하기 위한 것이다.

이상의 구성을 구비한 스크라이브 장치(1)에서는, 스크라이브 라인의 형성 동작에서 스크라이빙 휠(40)이 기판(15)의 표면(H)에 밀어 붙여지면, 스크라이빙 휠(40)의 양측면이, 각각, 유지홈(63)의 서로 대향하는 내측면(65a, 65b)에 밀어 붙여진다. 이 때문에, 스크라이브 라인의 형성 동작에서, 스크라이빙 휠(40)이 핀 축(50)을 따라서 이동하는 것이 억제되고, 이것에 의해, 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시킬 수 있다.

이하, 스크라이빙 휠(40)의 양측면이, 각각, 유지홈(63)의 서로 대향하는 내측면(65a, 65b)에 밀어 붙여지는 동작에 대해서, 도 3의 (a)~(d)를 참조하여 설명한다.

도 3의 (a)~(d)는, 각각, 홀더(60)의 동작을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 3의 (a)~(d)는, 각각, 도 2의 (a), (b)에 나타내는 홀더(60)를, 핀 축(50)의 Z축 방향 중앙 위치에서, XY평면에 평행한 평면으로 절단한 단면을 Z축 정측으로부터 본 단면도이다. 편의상, 도 3의 (a)~(d)에서는, 홀더(60)의 일부의 구성의 도시가 생략되어 있다. 일점 쇄선은, 스크라이빙 휠(40)의 칼날의 능선을 나타내고 있다.

도 3의 (a)은, 스크라이빙 휠(40)이 기판(15)의 표면(H)에 밀어 붙여지기 전 의 상태를 나타내고 있다. 이 상태에서, 스크라이빙 휠(40)은, 능선이 XZ평면에 대략 평행하게 되어 있고, 스크라이빙 휠(40)의 양측의 측면(42a, 42b)과, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)과의 사이에는, 간극(클리어런스)이 생겨 있다. 핀 축(50)은, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 수직인 방향에 대해서 XY평면에 평행한 방향으로 경사져 있다.

이 상태로부터, 스크라이빙 휠(40)이 기판(15)의 표면(H)에 밀어 붙여지면, 스크라이빙 휠(40)의 관통공(41)이 핀 축(50)에 대해서 평행하게 되도록, 스크라이빙 휠(40)에 토크가 생긴다. 상기와 마찬가지로, 관통공(41)의 지름은 핀 축(50)의 지름 보다도 크기 때문에, 스크라이빙 휠(40)은, 관통공(41)과 핀 축(50)과의 사이의 클리어런스에 의해 허용되는 범위에서, XY평면에 평행한 방향으로 회전 가능하다. 따라서, 상기와 같이 스크라이빙 휠(40)에 토크가 생기면, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 이 토크에 의해서, 스크라이빙 휠(40)이 시계 방향으로 회전하여, 스크라이빙 휠(40)의 측면(42a, 42b)이, 각각, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 밀어 붙여진다.

그 후, 스크라이브 헤드(20)의 이동에 따라, 홀더(60)가 X축 방향(화살표 R방향)으로 이동되면, 스크라이빙 휠(40)의 능선을 스크라이브 방향(화살표 R 방향)에 평행하게 하는 토크가 생긴다. 도 2의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 홀더(60)는 회전축(23)의 둘레로 회전 가능하기 때문에, 이 토크에 의해서, 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이, 스크라이빙 휠(40)의 능선이 스크라이브 방향(화살표 R방향)에 평행이 되도록, 홀더(60)가 반시계 방향으로 회전한다.

그 후에는, 도 3의 (d)에 나타내는 바와 같이, 회전축(23)(도 2의 (a), (b) 참조)의 둘레로 홀더(60)가 약간 회전한 상태에서, 스크라이브 동작이 행하여진다. 이 경우도, 스크라이빙 휠(40)은, 기판(15)의 표면(H)에 대한 하중에 의해서, 양측의 측면(42a, 42b)이 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 밀어 붙여진 상태에 있다. 이 상태에서, 스크라이빙 휠(40)은, 핀 축(50)의 둘레를 회전한다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 스크라이브 라인의 형성 동작에서, 스크라이빙 휠(40)의 양측면이, 각각, 유지홈(63)의 서로 대향하는 내측면(65a, 65b)에 밀어 붙여지기 때문에, 스크라이브 라인의 형성 동작에서, 스크라이빙 휠(40)이 핀 축(50)을 따라서 이동하는 것이 억제된다. 이것에 의해, 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시킬 수 있다.

이하, 본원 발명자들이 행한 검증 및 그 결과에 대해 설명한다.

＜검증 1＞

본 검증의 조건은, 이하와 같다.

(1) 기판 … 유리 기판(OA－10G), 두께 3mm(t3)

(2) 스크라이브 하중 … 5N

(3) 스크라이브 속도 … 300mm/sec

(4) 스크라이빙 휠 지름 … 3mm, 2mm, 2.5mm의 3종류

(5) 핀 축의 지름 … 0.80mm

또, 스크라이빙 휠의 관통공의 지름은, 핀 축의 지름 보다도 약간 크고, 그 클리어런스는 0.035~0.065㎛의 범위였다. 또, 스크라이빙 휠 두께(실측치)는, 지름 3mm인 스크라이빙 휠이 0.639mm, 지름 2mm인 스크라이빙 휠이 0.641mm, 지름 2.5mm인 스크라이빙 휠이 모두 0.642mm였다. 후술한 바와 같이, 지름 2.5mm인 스크라이빙 휠에 대해서는, 서로 다른 2개의 스크라이빙 휠을 이용하여 검증을 행했다. 홀더의 유지홈의 갭(실측치)은, 후술의 비교예에서는 0.651mm, 후술의 실시예에서는 0.653mm이었다.

상기 조건하에서, 유지홈의 내측면에 대해서 핀 축이 수직으로 설치되는 홀더(비교예)에, 상기 조건 (4)에 나타내는 3종의 지름의 스크라이빙 휠을 각각 장착하여, 스크라이브 동작을 행했다. 마찬가지로, 상기 조건하에서, 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서 수평 방향으로 1°경사지도록 핀 축이 설치되는 홀더(실시예)에, 상기 조건 (4)에 나타내는 3종의 지름의 스크라이빙 휠을 각각 장착하여, 스크라이브 동작을 행했다. 또, 실시예의 홀더는, 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서 또한 연직 방향으로도 0.5°경사지게 핀 축이 설치되도록 조정했다.

이 스크라이브 동작에서, 스크라이브 방향으로 평행한 방향으로 촬상 방향이 향하도록 설치된 카메라에 의해서 스크라이브 라인을 촬상하고, 촬상 화상에 근거하여, 스크라이브 라인의 흔들림, 즉 스크라이브 동작시에서의 스크라이빙 휠의 기판과의 접촉부의 수평 방향(핀 축에 평행한 방향)의 변위를 측정했다. 측정은, 스크라이브 라인의 종단(終端)으로부터 2mm마다 합계 166회 행했다.

또, 비교예 및 실시예에서는, 상기와 마찬가지로 3종의 스크라이빙 휠의 두께가 유지홈의 갭 보다도 작기 때문에, 어느 하나의 스크라이빙 휠이 장착된 경우도, 스크라이빙 휠은 핀 축을 따라 클리어런스의 범위에서 이동 가능했다.

먼저, 비교예의 측정 결과를 도 4 및 도 5의 (a)~(d)에 나타낸다. 각 도면에서, 가로축은, 측정 횟수이고, 세로축은, 스크라이빙 휠의 변위량(㎛)이다. 세로축의 어긋남량은, 측정 개시 위치(스크라이브 동작 종단 위치)를 기준 위치로 하여, 이 기준 위치에 대한 스크라이빙 휠의 수평 방향의 어긋남량을 나타내고 있다. 　도 4에는, 4개의 측정 결과가 나타내어져 있다. 도 4 중, φ2, φ3의 그래프는, 각각, 지름이 2mm, 3mm인 스크라이빙 휠을 이용한 경우의 측정 결과를 나타내고 있다. 또, φ2.5(1), φ2.5(2)의 그래프는, 지름이 2.5mm인 동종의 2개의 스크라이빙 휠을 각각 이용한 경우의 측정 결과를 나타내고 있다.

도 5의 (a)~(d)에는, 도 4의 측정 결과로부터 φ3, φ2, φ2.5(2) 및 φ2.5(1)의 측정 결과가 추출되어 나타내어져 있다. 또, 도 5의 (a)~(d)에는, 각각, 스크라이빙 휠의 위치의 천이(遷移)를 나타내는 근사 곡선이 함께 굵은 선으로 나타내어져 있다.

도 4 및 도 5의 (a)~(d)를 참조하면, 각 지름의 스크라이빙 휠에서, 돌발적인 큰 어긋남이 생기는 것을 알 수 있다. 특히, φ2.5(1)의 측정 결과에서는, 스크라이브 동작의 종료 전의 일정 기간에서, 스크라이빙 휠의 위치에 큰 어긋남이 생긴다.

또, 도 4 및 도 5의 (a)~(d)를 참조하면, 각 그래프에서, 주기적인 작은 파동이 생기고 있지만, 이 파동은, 스크라이빙 휠의 날끝의 능선이, 스크라이빙 휠의 외주를 1주(周)하는 동안에, 공차(公差)에 의해서, 두께 방향으로 흔들리는 것에 기초하는 것이다. 비교예에서는, 이 파동의 진폭이 균일하지 않고, 진폭에 변동이 생기고 있는 것을 알 수 있다.

다음으로, 실시예의 측정 결과를 도 6 및 도 7의 (a)~(d)에 나타낸다. 각 도면의 가로축과 세로축은, 도 4 및 도 5의 (a)~(d)와 마찬가지로, 각각, 측정 횟수와 어긋남량이다. 또, 도 6 중, φ2, φ3의 그래프는, 각각, 지름이 2mm, 3mm인 스크라이빙 휠을 이용한 경우의 측정 결과를 나타내고, φ2.5(1), φ2.5(2)의 그래프는, 지름이 2.5mm인 동종의 2개의 스크라이빙 휠을 각각 이용한 경우의 측정 결과를 나타내고 있다. 도 6과 도 7의 (a)~(d)의 관계는, 도 4와 도 5의 (a)~(d)의 관계와 동일하다.

도 6 및 도 7의 (a)~(d)를 참조하면, 각 지름의 스크라이빙 휠 중 어느 하나에서도, 돌발적인 큰 어긋남이 생기지 않는다. 또, φ2.5(1)의 측정 결과에서도, 스크라이빙 휠의 위치에 큰 어긋남이 생기지 않고, 다른 스크라이빙 휠과 동일한 측정 결과가 얻어진다. 작은 파동의 진폭도, 비교예의 경우에 비해 억제되어 있다. 따라서, 실시예의 홀더를 이용한 경우, 다른 스크라이빙 휠을 이용한 경우의 편차를 억제하고, 매우 좋은 정밀도로 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 것을 알 수 있다.

＜검증 2＞

다음으로, 스크라이빙 휠에 대한 하중을 변화시킨 경우의 스크라이빙 휠의 어긋남에 대해서 검증을 행했다. 검증의 조건은, 하중을 변화시킨 것을 제외하고, 검증 1과 동일하다. 또, 본 검증에서는, 지름이 3mm인 스크라이빙 휠을 이용했다.

검증 1과 마찬가지로, 비교예에서는, 유지홈의 내측면에 대해서 핀 축이 수직으로 설치되는 홀더에 스크라이빙 휠을 장착하여, 스크라이브 동작을 행했다. 또, 실시예에서는, 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서 수평 방향으로 1°경사지고 또한 연직 방향으로 0.5°경사지도록 핀 축이 설치되는 홀더에, 스크라이빙 휠을 장착하여, 스크라이브 동작을 행했다. 하중은, 4N, 6N, 8N, 10N, 12N, 14N의 6종류로 변화시켰다. 각 하중에서 스크라이브 동작을 행한 경우의 스크라이빙 휠의 어긋남량을, 상기 검증 1과 마찬가지로, 카메라에 의한 스크라이브 라인의 촬상 화상에 근거하여 측정했다.

먼저, 비교예의 측정 결과를 도 8, 9 및 도 10의 (a)~(e)에 나타낸다. 각 도면의 가로축과 세로축은, 도 4 및 도 5의 (a)~(d)와 마찬가지로, 각각, 측정 횟수와 어긋남량이다. 도 8에는, 하중이 4N, 6N, 8N인 경우의 측정 결과가 나타내어져 있고, 도 9에는, 하중이 10N, 12N, 14N인 경우의 측정 결과가 나타내어져 있다. 도 10의 (a)~(e)에는, 도 8 및 도 9의 측정 결과로부터 하중 4N, 6N, 8N, 10N, 12N, 14N의 측정 결과가 추출되어 나타내어져 있다. 또, 도 10의 (a)~(e)에는, 각각, 스크라이빙 휠의 위치의 천이를 나타내는 근사 곡선이 함께 굵은 선으로 나타내어져 있다.

도 8, 9 및 도 10의 (a)~(e)를 참조하면, 하중이 작을수록, 스크라이빙 휠의 수평 방향의 위치가 불안정하고, 위치의 편차가 큰 것을 알 수 있다. 이 측정 결과로부터, 비교예의 홀더를 이용한 경우, 스크라이브 동작시의 하중을 작게 설정하면, 유지홈 내에서 스크라이빙 휠이 핀 축을 따라 이동하고, 스크라이브 라인의 형성 정밀도가 저하되는 것을 알 수 있다.

다음으로, 실시예의 측정 결과를 도 11, 12 및 도 13의 (a)~(e)에 나타낸다. 각 도면의 가로축과 세로축은, 비교예의 도 8, 9 및 도 10의 (a)~(e)와 동일하다. 실시예에서도, 비교예와 같이, 4N, 6N, 8N, 10N, 12N, 14N의 6종류로 하중을 변화시켰다.

도 11, 12 및 도 13의 (a)~(e)를 참조하면, 하중의 대소에 관계없이, 스크라이빙 휠의 수평 방향의 위치가 안정되고, 위치의 편차가 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 이 측정 결과로부터, 실시예의 홀더를 이용한 경우, 스크라이브 동작시의 하중에 관계없이, 유지홈 내에서의 스크라이빙 휠의 이동을 억제할 수 있어, 스크라이브 라인의 형성 정밀도가 현저히 높여질 수 있는 것을 알 수 있다.

＜경사각의 검토＞

다음으로, 도 3의 (a)~(d)에 나타내는 바와 같이, 하중에 의해서 스크라이빙 휠(40)의 양측의 측면(42a, 42b)을 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 밀어 붙이기 위해서 필요한, 핀 축(50)의 수평 방향의 경사각에 대해 검토한다.

도 14의 (a)는, 스크라이빙 휠(40)과 유지홈(63)에서의 각종 파라미터를 나타내는 도면이다.

도 14의 (a)에서, T는, 유지홈(63)의 갭, t는, 스크라이빙 휠(40)의 두께, Δt는, 유지홈(63)과 스크라이빙 휠(40)과의 사이의 클리어런스, φD는, 스크라이빙 휠(40)의 지름, D1은, 스크라이빙 휠의 날끝의 높이, D2는, 스크라이빙 휠(40)의 중심(C1)으로부터 날끝의 측면과 경사면의 교점까지의 지름 방향의 거리, P1은, 스크라이빙 휠(40)이 도 14의 (a)의 상태로부터 스크라이빙 휠(40)의 중심(C1)의 둘레로 반시계 방향으로 회전했을 때에 유지홈(63)의 좌측의 내측면에 맞닿는, 날끝과 스크라이빙 휠(40)의 우측의 측면과의 경계 부분, X는, 스크라이빙 휠(40)의 중심으로부터 경계 부분(P1)까지의 거리, θ는, 날끝의 각도, α는, 스크라이빙 휠(40)이 중심(C1)의 둘레로 회전하는 경우의 스크라이빙 휠(40)의 최대 경사각(경계 부분(P1)이 유지홈(63)의 좌측의 내측면에 맞닿을 때까지의 각도)이다.

도 14의 (a)를 참조하여 자명하게 알 수 있는 바와 같이, 두께(t)가 작고, 또, 갭(T)이 클수록, 경계 부분(P1)이 유지홈(63)의 내측면에 맞닿을 때까지의 스크라이빙 휠(40)의 최대 경사각(α)이 커진다. 또, 날끝의 각도가 작아질수록, 날끝의 높이(D1)가 커지고, 거리(X)가 작아지기 때문에, 경계 부분(P1)이 유지홈(63)의 내측면에 맞닿을 때까지의 스크라이빙 휠(40)의 최대 경사각(α)이 커진다. 따라서, 최대 경사각(α)은, 두께(t)가 작고, 갭(T)이 크며, 날끝의 각도(θ)가 작을수록 커진다.

도 14의 (b)는, 지름이 3.0mm, 2.5mm, 2.0mm, 1.8mm인 스크라이빙 휠(40)을 이용한 경우의, 스크라이빙 휠(40)의 두께(t)와 유지홈(63)의 갭(T)의 표준적인 치수를 나타내는 도면이다. 여기서, 갭(T)은, 공차를 고려한 경우의 갭의 최대치이며, 두께(t)는, 공차를 고려한 경우의 스크라이빙 휠(40)의 두께의 최소치이다.

도 14의 (c)는, 갭(T)과 두께(t)가 도 14의 (b)에 나타내는 값인 경우에, 각 지름의 스크라이빙 휠(40)의 최대 경사각(α)을 산출한 값이다. 여기에서는, 날끝의 각도(θ)를, 표준적인 각도인 90~150°의 최소치인 90°로 하여, 최대 경사각(α)을 산출하고 있다.

도 14의 (d)는, 지름이 1.5mm, 1.0mm인 스크라이빙 휠(40)을 이용한 경우의, 스크라이빙 휠(40)의 두께(t)와 유지홈(63)의 갭(T)의 표준적인 치수를 나타내는 도면이다. 상기와 마찬가지로, 갭(T)은, 공차를 고려한 경우의 최대 갭이며, 두께(t)는, 공차를 고려한 경우의 스크라이빙 휠(40)의 최소 두께이다.

도 14의 (e)는, 갭(T)과 두께(t)가 도 14의 (d)에 나타내는 값인 경우에, 각 지름의 스크라이빙 휠(40)의 최대 경사각(α)을 산출한 값이다. 여기에서도, 상기와 마찬가지로, 날끝의 각도(θ)를, 표준적인 각도인 90~150°의 최소치인 90°로하여, 최대 경사각(α)을 산출하고 있다.

도 14의 (c), (e)에 나타내는 바와 같이, 스크라이빙 휠(40)이 유지홈(63)의 좌우의 양측면에 맞닿을 때까지의 최대 경사각(α)은, 갭(T)이 동일한 경우라도 스크라이빙 휠(40)의 종류마다 다르다. 여기서, 가장 큰 최대 경사각(α)은, 지름이 1.0인 스크라이빙 휠(40)을 이용한 경우의 1.88°이므로, 스크라이빙 휠(40)의 양측의 측면을 유지홈(63)의 내측면에 밀어 붙이기 위해서는, 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 수평 방향의 핀 축(50)의 경사각을, 적어도 1.88°을 초과한 값으로 설정할 필요가 있다.

한편, 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 수평 방향의 핀 축(50)의 경사각을 크게 할수록, 스크라이빙 휠(40)의 양측면이 유지홈(63)의 내측면에 밀어 붙이는 힘이 커져, 스크라이브 동작시에 스크라이빙 휠(40)의 회전이 제동되기 쉬워진다. 또, 이 제동에 의한 마찰에 의해, 스크라이빙 휠(40)의 측면에 마모가 생기기 쉬워진다. 이 때문에, 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 수평 방향의 핀 축(50)의 경사각은, 가능한 한 제한하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

이상으로부터, 유지홈(63)과 스크라이빙 휠 측면과의 클리어런스가 0.020mm이하의 경우의 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 수평 방향의 핀 축(50)의 경사각은, 1.88°을 약간 초과하는 2.0°정도 이하로 설정하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다. 각 지름의 스크라이빙 휠(40)을 이용하는 경우, 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 수평 방향의 핀 축(50)의 경사각은, 스크라이빙 휠(40)의 두께(t)와 유지홈(63)의 갭(T)의 수치에 따라 각 지름의 스크라이빙 휠(40)에 최적의 각도로 설정하면 좋다.

또, 도 3의 (a)~(d)에 나타내는 바와 같이, 하중에 의해서 스크라이빙 휠(40)의 양측의 측면(42a, 42b)을 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 밀어 붙이기 위해서는, 핀 축(50)의 지름 보다도 스크라이빙 휠(40)의 관통공(41)의 지름이 크고, 스크라이빙 휠(40)의 양측의 측면(42a, 42b)이 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 맞닿을 수 있게 스크라이빙 휠(40)이 핀 축(50)에 대해서 수평 방향으로 회전 가능한 것이 필요하다.

따라서, 검증 1, 2에서 나타낸 효과를 얻기 위해서는, 하중에 의해서, 스크라이빙 휠(40)의 양측면이 각각 유지홈(63)의 서로 대향하는 내측면(65a, 65b)에 밀어 붙여지도록, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)과 스크라이빙 휠(40)의 측면(42a, 42b)과의 사이의 클리어런스와, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 대한 핀 축(50)의 경사각을 조정함과 아울러, 관통공(41)과 핀 축(50)과의 사이에도 클리어런스를 설정할 필요가 있다. 통상, 관통공(41)과 핀 축(50)의 사이에는 0.005~0.065㎛ 정도의 클리어런스가 마련되어 있지만, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)과 스크라이빙 휠(40)의 측면(42a, 42b)과의 사이의 클리어런스에 따라 적절히 설정되면 좋다.

＜검증 3＞

다음으로, 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 수평 방향 및 연직 방향의 핀 축(50)의 경사각을 각각 변화시킨 경우의 스크라이빙 휠의 어긋남에 대해서 검증을 행했다. 본 검증에서는, 지름이 2mm인 스크라이빙 휠을 이용했다. 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 수평 방향의 핀 축(50)의 경사각은 1.5°로 하고, 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 연직 방향의 핀 축(50)의 경사각을 1°로 했다. 유지홈(63)의 갭은 0.653mm이며, 스크라이빙 휠의 두께는 0.639mm이었다. 그 외의 검증 조건은, 검증 1과 동일하다.

도 15는, 검증 결과를 나타내는 도면이다. 여기에서는, 기판에 3개의 스크라이브 라인을 형성하고, 각 스크라이브 라인의 종단측으로부터 2mm마다, 스크라이빙 휠의 수평 방향의 어긋남량을 측정했다. 검증 1과 마찬가지로, 측정은 카메라를 이용하여 행했다.

도 15의 가로축은 측정 횟수이고, 세로축은 어긋남량(㎛)이다. 또, 본 검증의 측정에서는, 카메라의 촬상 중심과 스크라이브 라인의 형성 위치가 수평 방향으로 어긋나 있었기 때문에, 3개의 스크라이브 라인의 개시시에서의 어긋남량은, 카메라의 촬상 중심과 스크라이브 라인의 형성 위치와의 사이의 어긋남량을 반영한 값으로 되어 있다.

도 15 중, 굵은 실선, 가는 실선 및 파선은, 각각, 1개째, 2개째 및 3개째의 스크라이브 라인 형성시의 측정 결과이다. 도 15를 참조하면, 어느 하나의 스크라이브 라인 형성시에도, 스크라이빙 휠에 돌발적인 큰 어긋남이 생기지 않고, 또, 작은 파동의 진폭도, 현저히 억제되어 있다. 도 7의 (b)에 나타낸 검증 1의 검증 결과(지름이 2mm인 스크라이빙 휠을 이용한 검증 결과)와 비교하면, 도 15의 측정 결과에서는, 파형이 큰 파동이 억제되어 있다. 따라서, 이 측정 결과로부터, 검증 1의 경우 보다 한층 좋은 정밀도로 스크라이브 라인을 형성할 수 있었던 것을 알 수 있다.

도 16은, 도 15의 경우와 비교하여 스크라이빙 휠을 표리(表裏)를 바꾸어 홀더에 장착하여 동일한 측정을 행한 경우의 측정 결과이다. 이 경우에도, 도 15의 경우와 마찬가지로, 검증 1의 검증 결과(지름이 2mm인 스크라이빙 휠을 이용한 검증 결과)에 비해, 파형이 큰 파동이 억제되어 있다. 따라서, 스크라이빙 휠을 표리를 바꾸어 장착한 경우도, 매우 좋은 정밀도로 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 것을 알 수 있다.

이상의 검증으로부터, 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 핀 축(50)의 경사각을, 수평 방향 뿐만 아니라 연직 방향에서도 조정하는 것에 의해, 스크라이브 동작에서의 스크라이빙 휠(40)의 수평 방향의 이동을 효과적으로 억제할 수 있어, 스크라이브 라인의 형성을 현저히 안정시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대해서 핀 축(50)을 연직 방향으로 기울이면, 스크라이브 동작시에 부여되는 하중에 의해, 스크라이빙 휠(40)의 관통공(41)이 핀 축(50)을 따르도록, 스크라이빙 휠(40)이 연직 방향으로 회전한다. 즉, 도 17의 (a)의 상태에서 하중에 의해 스크라이빙 휠(40)이 기판(15)의 표면(H)에 밀어 붙여지면, 도 17의 (b)에 나타내는 바와 같이 스크라이빙 휠(40)이 경사진다. 이 경사에 의해서, 스크라이빙 휠(40)의 측면(42a, 42b)이 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 밀어 붙여져, 스크라이빙 휠(40)의 이동이 규제된다.

유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대해서 핀 축(50)을 수평 방향 뿐만 아니라 수직 방향으로도 기울이면, 수평 방향으로 핀 축(50)을 기울인 것에 의해서 스크라이빙 휠(40)의 이동이 규제되는 효과와, 연직 방향으로 핀 축(50)을 기울인 것에 의해서 스크라이빙 휠(40)의 이동이 규제되는 효과가 복합된다. 이것에 의해, 본 검증의 측정 결과와 같이, 스크라이브 동작시에서의 스크라이빙 휠(40)의 축 방향의 이동이 현저하게 억제되어, 스크라이브 라인의 형성 정밀도를 보다 한층 높일 수 있었던 것으로 추측된다.

또, 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 핀 축(50)의 연직 방향의 경사각은, 본 검증에서는 1°로 설정되고, 상기 검증 1에서는 0.5°로 설정되었다. 이들 검증 결과로부터는, 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 핀 축(50)의 연직 방향의 경사각이 1°를 더 초과하도록 설정된 경우에도, 1°의 경우와 동일하거나, 더 양호한 효과가 나타내어질 수 있다고 추측될 수 있다. 또, 상기 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 핀 축(50)의 수평 방향의 경사각의 검증 결과로부터는, 스크라이빙 휠의 지름이 작아질수록, 스크라이빙 휠(40)의 축 방향의 이동이 억제되기 때문에 최적인 각도는 커진다고 추측될 수 있다.

그러나, 그 반면, 핀 축(50)을 연직 방향으로 기울이면, 도 17의 (b)에 나타내는 바와 같이, 스크라이빙 휠(40)이 기판(15)의 표면(H)에 대해서 경사진 상태로 밀어 붙여지게 된다. 이 때의 표면(H)에 대한 스크라이빙 휠(40)의 경사각은, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 수직인 방향에 대한 핀 축(50)의 연직 방향의 경사각이 커질수록 커진다. 이 경우, 표면(H)에 대한 스크라이빙 휠(40)의 경사각이 과도하게 커지면, 스크라이브 라인의 형성 정밀도가 저하될 우려가 있다. 또, 홀더 홈 내에서의 스크라이빙 휠의 이동이 억제되는 것에 의해, 스크라이브시의 스크라이빙 휠의 회전 저항이 커질 우려가 있다. 따라서, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 수직인 방향에 대한 핀 축(50)의 연직 방향의 경사각은, 가능한 한 작게 억제하는 것이 바람직하다.

이상으로부터, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 수직인 방향에 대한 연직 방향의 핀 축(50)의 경사각은, 본 검증에서 설정한 1°를 약간 초과하는 1.5°정도 이하로 설정하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다. 다른 지름의 스크라이빙 휠(40)을 이용하는 경우, 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 연직 방향의 핀 축(50)의 경사각은, 1.5°이하의 범위에서, 각 지름의 스크라이빙 휠(40)에 최적의 각도로 설정하면 좋다.

＜실시 형태의 효과＞

본 실시 형태에 의하면, 이하의 효과가 나타내어진다.

도 3의 (a)~(d)에 나타내는 바와 같이, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 수직인 방향에 대해서, 핀 축(50)이 수평 방향으로 경사져 있기 때문에, 스크라이빙 휠(40)이 기판(15)의 표면(H)에 밀어 붙여지면, 스크라이빙 휠(40)의 측면(42a, 42b)이 각각 유지홈(63)의 서로 대향하는 내측면(65a, 65b)에 밀어 붙여진다. 이 때문에, 스크라이브 라인을 형성할 때에, 스크라이빙 휠(40)이 핀 축(50)에 평행한 방향으로 이동되는 것이 억제된다. 따라서, 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시킬 수 있다.

또, 상기 「경사각의 검토」의 항에서 설명한 바와 같이, 유지홈(63)의 내측면에 수직인 방향에 대한 기판(15)의 표면(H)에 평행한 방향(수평 방향)의 핀 축(50)의 경사각은, 2°이하로 설정되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 보다 효과적으로 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시킬 수 있다.

또, 상기 검증 1~3에서 검증한 바와 같이, 핀 축(50)은, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 수직인 방향에 대해서, 기판(15)의 표면(H)에 수직인 방향(연직 방향)으로도 경사져 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 검증 1~3에서 검증한 바와 같이, 한층 더 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시킬 수 있다.

또, 상술한 바와 같이, 유지홈(63)의 내측면(65a, 65b)에 수직인 방향에 대한 기판(15)의 표면(H)에 수직인 방향(연직 방향)의 핀 축(50)의 경사각은, 1.5도 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 더 효과적으로 스크라이브 라인의 형성 위치를 안정시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 조금도 제한되는 것이 아니고, 또, 본 발명의 실시 형태도 상기 이외에 여러 가지의 변경이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시 형태 1의 실험에서는, 날끝의 능선에 홈이 형성되어 있지 않은 스크라이빙 휠(40)이 이용되었지만, 능선에 일정 간격으로 홈이 형성된 스크라이빙 휠이 이용되어도 괜찮다.

또, 스크라이브 헤드(20)의 구성이나, 스크라이브 장치(1)의 구성도, 적절히, 변경 가능하다. 도 1에는, 기판(15)의 편면(片面)에만 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 장치가 나타내어졌지만, 본 발명은, 기판(15)의 양면에 병행하여 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 장치에도 적용 가능하다.

본 발명의 실시 형태는, 특허 청구 범위에 나타내어진 기술적 사상의 범위 내에서, 적절히, 여러 가지의 변경이 가능하다.

1 - 스크라이브 장치 15 - 기판
20 - 스크라이브 헤드 30 - 홀더 유닛
40 - 스크라이빙 휠 41 - 관통공
42a, 42b - 측면 50 - 핀 축
60 - 홀더 63 - 유지홈
64a, 64b - 핀 구멍 65a, 65b - 내측면
H - 표면

Claims (6)

1. 기판 표면에 스크라이브(scribe) 라인을 형성하는 스크라이브 장치로서,
   스크라이빙 휠을 유지하는 홀더 유닛과,
   상기 기판 표면에 수직인 축의 둘레로 회전 가능하게 상기 홀더 유닛을 유지하는 스크라이브 헤드를 구비하며,
   상기 홀더 유닛은,
   상기 스크라이빙 휠이 삽입되는 유지홈과,
   상기 유지홈을 걸치도록 형성된 핀 구멍과,
   상기 유지홈에 삽입된 상기 스크라이빙 휠의 관통공과 상기 핀 구멍에 삽입되는 핀 축을 구비하며,
   상기 스크라이빙 휠이 상기 기판 표면에 밀어 붙여지면, 상기 스크라이빙 휠의 양측면이 각각 상기 유지홈의 서로 대향하는 내측면에 밀어 붙여지도록, 상기 관통공과 상기 핀 축과의 사이의 클리어런스(clearance)와, 상기 유지홈의 내측면과 상기 스크라이빙 휠의 측면과의 사이의 클리어런스와, 상기 유지홈의 내측면에 대한 상기 핀 축의 경사각이 설정되어 있고,
   상기 핀 구멍은, 상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서, 적어도 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 경사지도록 형성되며,
   상기 핀 구멍 및 상기 관통공에 삽입된 상기 핀 축은, 상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서, 적어도 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대한 상기 기판 표면에 평행한 방향의 상기 핀 축의 경사각이, 2°이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 핀 구멍은, 상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서, 상기 기판 표면에 수직인 방향으로도 경사지도록 형성되며,
   상기 핀 구멍 및 상기 관통공에 삽입된 상기 핀 축은, 상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서, 상기 기판 표면에 수직인 방향으로도 경사져 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대한 상기 기판 표면에 수직인 방향의 상기 핀 축의 경사각이, 1.5도 이하로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브 장치.
6. 스크라이브 라인을 형성하기 위한 스크라이빙 휠을 유지하는 홀더 유닛으로서,
   상기 스크라이빙 휠이 삽입되는 유지홈과,
   상기 유지홈을 걸치도록 형성된 핀 구멍과,
   상기 유지홈에 삽입된 상기 스크라이빙 휠의 관통공과 상기 핀 구멍에 삽입되는 핀 축을 구비하며,
   상기 스크라이빙 휠이 기판 표면에 밀어 붙여지면, 상기 스크라이빙 휠의 양측면이 각각 상기 유지홈의 서로 대향하는 내측면에 밀어 붙여지도록, 상기 관통공과 상기 핀 축과의 사이의 클리어런스와, 상기 유지홈의 내측면과 상기 스크라이빙 휠의 측면과의 사이의 클리어런스와, 상기 유지홈의 내측면에 대한 상기 핀 축의 경사각이 설정되어 있고,
   상기 핀 구멍은, 상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서, 적어도 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 경사지도록 형성되며,
   상기 핀 구멍 및 상기 관통공에 삽입된 상기 핀 축은, 상기 유지홈의 내측면에 수직인 방향에 대해서, 적어도 상기 기판 표면에 평행한 방향으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 홀더 유닛.

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