KR20020013756A - 취성재료 기판용 커터휠 및 그것을 구비하는 스크라이버 - Google Patents

Abstract

종래의 글래스 커터휠에서는 품질을 저하시켰던 수평 크랙이 다량 발생하였는데, 이를 해결하기 위한 것이다.

디스크 모양의 휠의 원주부를 따라 V자형의 칼날을 구비하는 글래스 커터휠11에 있어서, 상기 V자형의 칼날을 형성할 때에 칼날의 능선부인 칼끝13이 다각형(多角形)의 형상이 되도록 가공한다.

Description

취성재료 기판용 커터휠 및 그것을 구비하는 스크라이버{A CUTTER WHEEL FOR THE SUBSTRATE MADE OF BRITTLE MATERIALS AND A SCRIBER EQUIPPED WITH THE SAME}

본 발명은, 취성재료(脆性材料)인 유리판 상을 가압상태(加壓狀態)에서 구르게 함으로써 스크라이브 라인을 새기는 취성재료용 커터휠 구체적으로는 글래스 커터휠에 관한 것이다. 또 이러한 커터휠은 반도체 웨이퍼나 세라믹 등을 자르기 위한 스크라이버 커터로서도 사용된다.

본 발명의 설명에서는 가공대상이 유리판인 글래스 커터휠을 예로서 사용한다. 또한 동일한 커터휠이 반도체 웨이퍼나 세라믹 등의 취성재료의 분단용으로서 사용된다.

이러한 글래스 커터휠은, 초경합금(超硬合金) 또는 소결(燒結) 다이아몬드로 만든 원반(圓盤)에 대하여 양측의 원주 엣지부를 서로 비스듬하게 깎어 내어 원주면에 V자형의 칼날을 형성한 것으로서, 이 휠은 자동 글래스 스크라이버의 커터 헤드 등에 회전하도록 축지지(軸支持)되어 사용된다.

그러나 이러한 글래스 커터휠로서는, 깊은 홈(수직 크랙)이 얻어지지 않거나, 또는 스크라이브시에 유리판 상에서 슬립(slip)하기 쉽고 그 때문 칼끝이 마모되기 쉽다고 하는 결점이 있고, 스크라이브 라인을 따라 잔류응력(殘留應力)이 발생하여, 브레이크 후에 글래스 단면에 불필요한 흠(수평 크랙)이 생기기 쉽다고 하는 글래스 가공 후의 품질상의 문제가 있었다.

따라서 본원 출원인이 먼저 출원한 「글래스 커터휠」(일본국 특허출원 특원평8-141614호)에서는 도1에 나타내는 바와 같이, 글래스 커터휠1에 형성한 V자형의 칼날2의 능선부(稜線部)인 칼끝3을 따라 미세한 홈4을 같은 간격으로 형성함으로써 돌기5를 형성하고 있다. 이에 따라 스크라이브시의 잔류응력의 발생을 억제함과 동시에, 브레이크 후에 글래스 단면에 불필요한 홈(수평 크랙)의 발생을 증대시키지 않고, 글래스를 관통하는 깊은 수직 크랙을 얻는 데에 성공하였다.

본원 발명이 제공하고자 하는 글래스 커터휠의 주된 가공대상은 액정패널이다. 최근에 이 액정 패널의 수요가 급증하고 있고, 그에 따라 고품질의 액정 패널이 요청되고 있다. 그 때문에도 품질을 저하시키는 수평 크랙의 발생을 극력 억제하여야 한다.

본원 발명은, 스크라이브 성능을 손상시키지 않고, 수평 크랙의 발생을 적게 할 수 있는 글래스 커터휠을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 종래의 글래스 커터휠의 상세도,

도2는 본 발명의 제1실시예를 나타내는 글래스 커터휠의 정면도 및 측면도,

도3은 본 발명의 글래스 커터휠을 가공하기 위한 가공장치를 나타내는 도면,

도4는 제2실시예를 나타내는 글래스 커터휠의 정면도 및 측면도,

도5는 일반적인 기구인 자동 글래스 스크라이버의 정면도,

도6은 도5의 자동 글래스 스크라이버의 측면도,

도7은 수동 타입의 글래스 커터를 나타내는 도면,

도8은 본 발명에 관한 글래스 커터휠의 사용예를 나타내는 도면,

도9는 본 발명에 관한 글래스 커터휠의 다른 실시예를 나타내는 도면,

도10은 본 발명의 제3실시예를 나타내는 글래스 커터휠의 정면도 및 측면도,

도11은 본 발명의 제4실예를 나타내는 글래스 커터휠의 정면도 및 측면도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

11, 31, 101, 111 : 글래스 커터휠 11a : 축

12 : 칼날 13 : 칼끝

14 : 홈 15 : 평면

16 : 정점부 21 : 디스크 모양의 휠

22 : 그라인더 62 : 헤드

본 발명은, 디스크 모양의 휠의 원주부를 따라 V자형의 칼날을 구비하는 글래스 커터휠11에 있어서,

상기 V자형의 칼날을 형성할 때에 칼날의 능선부인 칼끝13이 다각형(多角形)의 형상이 되도록 가공한다.

(실시예)

도2에 본 발명의 제1실시예를 나타내고 있다. 글래스 커터휠11에 있어서의 V자형의 좌우의 칼날12의 능선부인 칼끝13을, 옆쪽에서 보아 정60각형(도면에서는 알기 쉽게 하기 위하여 정18각형으로 간략화하였다)으로 함과 아울러, 상기 정60각형의 각 변을 포함하는 평면으로 칼의 면을 깎아냄으로써 125。의 칼끝 각도θ를 가지는 상기 V자형의 칼날12을 형성하고 있다. 즉, 칼끝13도 포함시킨 칼날12의 어느 곳에서도, 그 곳에 있어서의 측단면이 정60각형이 되어 있고, 도2에서 Q-Q선에서의 측단면을 우측의 도면에 나타내었다.

또한 후술하는 바와 같이, 실제로는 칼날12을 형성해 감으로써 칼끝13을 정60각형으로 형성해 나간다.

본 실시예에서의 글래스 커터휠11l의 치수를 다음의 표에 나타낸다.

이 글래스 커터휠11을 사용하여, 다음 표의 스크라이브 데이터에 의거하여 스크라이브를 하였다.

이에 의하면, 수직 크랙의 깊이는 도1의 글래스 커터휠1의 경우와 같은 정도인데 반하여, 수평 크랙의 발생을 억제할 수 있었다. 도1의 글래스 커터휠1로 깊은 수직 크랙이 얻어진 이유로서, 칼끝3에 형성한 돌기5가 스크라이브시에 유리판에 타점충격(打點衝擊)을 주었기 때문이라고 추정된다.그러나, 돌기5 자체가 글래스 커터휠의 능선부로 되어 있기 때문에, 그 능선부를 깍아냄으로써 형성되는 된 4a부와 4b부가 작용하여 수평 크랙을 발생시킨다고 생각된다.

한편, 본 발명의 글래스 커터휠11에서는, 정60각형의 각 정점(頂点)이 유리판에 타점충격을 주지만, 그 정점 자신은 칼끝 방향으로 길이를 가지지 않고, 더구나 정점 이외는 직선부(정60각형의 한 변)로 되어 있기 때문에 그 직선부에서의 유리판으로 파고 들어가는 양은 적고, 따라서 수평 크랙의 발생이 억제된 것으로 생각된다.

본 글래스 커터휠11을 제작하기 위한 가공장치를 도3에 나타낸다. 초경합금으로 만든 디스크 모양의 휠20을 축에 고정한 뒤에, V자형의 칼날의 좌측을 형성하기 위해서, 그 칼날의 각도방향으로 이동할 수 있는 그라인더22를 상기 방향으로 이동시켜 연마함으로써, 디스크 모양의 휠20의 좌측에 60각형의 한 변을 포함하는 평면23을 형성한다. 그 다음에 휠20을 6。(= 360/60) 회전시킬 때마다 상기와 같은 가공을 반복함으로써 좌측에만 60각형의 평면을 구비하는 휠이 얻어진다. 그리고 V자형의 칼날의 우측을 형성하기 위해서, 휠을 축에서 떼어내어 뒤집은 뒤에 다시 축에 고정하고, 그 후에 화상처리 시스템(도면에는 나타내지 않는다)에 의해 휠을 가공조건에 맞도록 위치 결정하여, 그라인더22를 다시 이동시킴으로써 우측에도 한 변을 포함하는 평면25을 형성한다. 그 다음에 휠20을 6。( = 360/60) 회전시킬 때마다 상기와 같은 가공을 반복함으로써 정60각형의 칼끝을 구비하는 글래스 커터휠11이 얻어진다.

또한, 이미 V자형의 칼날이 형성된 종래의 글래스 커터휠에 대하여, 도3에 나타내는 가공장치로 칼날 부분을 가공하여 본 글래스 커터휠11을 얻는 것도 가능하다.

그라인더에 의한 연마가공 이외에 방전가공기(放電加工機)를 사용하여 본 발명의 글래스 커터휠11을 제작할 수도 있다.

도4는 본 발명의 제2실시예를 나타내는 글래스 커터휠31로서, 정60각형을 이루는 칼끝13의 각 변에 대하여, 도1에 있어서의 홈4과 동등한 홈14를 형성함으로써 각 변의 직선부를 없앤다. 홈14의 깊이는 정60각형의 한 변의 길이의 20% 전후로 하였다.

도4의 글래스 커터휠31에서는 도2의 글래스 커터에 있어서의 직선부의 칼끝13에 홈14을 형성함으로써 각을 이루는 변에 있어서 직선부를 없앤 것이다. 이렇게 함으로써 각 변이 유리판과 접촉하는 것을 완전히 방지할 수 있고, 또한 수평크랙의 발생을 억제할 수 있다.

홈13의 형성방법으로서는, 상기 「글래스 커터휠」(일본국 특허출원 특원평8-141614호)에 있어서 칼끝에 홈을 형성했을 때와 같이, 직교방향으로 접촉시킨 디스크 모양의 얇은 그라인더로 형성한다.

도10은 본 발명의 제3실시예를 나타내는 글래스 커터휠101로서, 미리 V자형의 칼날이 형성된 종래의 글래스 커터휠에 대하여 도3과는 다른 가공장치(도시하지 않음)을 사용하여 만들어진다.

도10의 글래스 커터휠101은 종래의 글래스 커터휠의 칼끝을 형성하는 능선부를 커터휠의 방사선 방향과 수직방향으로 연삭(硏削)하여 다각형의 휠을 형성한다. 즉 칼끝의 능선이 평면15으로 연삭됨으로써 정60각형의 정점부16가 형성된다.

도11은 본 발명의 제4실시예를 나타내는 글래스 커터휠로서, 도10에 있어서의 평면15에 홈14를 형성함으로서 각 변의 직선부를 없앤 것이다. 이렇게 함으로써 각 변과 유리판의 접촉을 완전히 없앨 수 있고, 또한 수평크랙의 발생을 억제할 수 있다.

그리고 도10 및 도11의 실시예와는 별도로, 종래의 글래스 커터휠의 칼끝 능선을 형성하는 곡면의 경사면에 있어서 능선에 가까운 영역을 연삭하여 곡면의 경사면을 부분적으로 평면화하여 칼끝 능선을 다각형으로 하여도 좋다.

상기 표에서 글래스 커터휠11의 치수는 단순한 일례로서, 여기에서 일반적인 권장 치수 및 스크라이브 데이터를 다음의 표에 나타낸다.

상기한 본 발명의 글래스 커터휠은, 자동 글래스 스크라이버 및 수동 글래스 커터에 장착하기 적합하다.

도5 및 도6은, 일반적인 자동 글래스 스크라이버의 정면도 및 측면도를 나타내는 것으로서, 유리판을 재치하는 테이블41은 회전 테이블42에 의하여 수평방향에서 회전하는 동시에, 볼나사44에 의해 Y방향(도5에서 좌우방향)으로 이동할 수 있다. 한편, 우측에 본원 발명의 글래스 커터휠11을 회전이 자유스럽도록 장착한 커터헤드46는, 레일47을 X방향(도6에서 좌우방향)으로 이동할 수 있다.

스크라이브시에 테이블41을 소정의 피치로 Y방향으로 이동시킬 때마다 커터헤드46를 X방향으로 이동시킴으로써 유리판은 X방향으로 스크라이브 되고, 그 다음에 테이블41을 90。 회전시킨 뒤에 동일하게 스크라이브 하면 유리판은 이번에는 Y방향으로 스크라이브 된다.

여기에 나타낸 자동 글래스 스크라이버는 일례로서, 커터헤드46가 고정되고 테이블41이 X 및 Y방향으로 이동하는 타입이나, 테이블41이 고정되어 커터헤드46가 X 및 Y방향으로 이동하는 타입에도 본원 발명의 글래스 커터휠을 적용할 수 있다.

도7은, 본 출원인에 의한 「글래스 커터」(일본국 공개실용신안 실공소62-23780)에 개시된 장치에 본원 발명의 글래스 커터휠11을 장착한 것을 나타낸다. 61은 파지부(把持部)인 통모양의 핸들이고, 그 하부에는 헤드62가 설치되고, 그 헤드62의 하단에 본원 발명의 글래스 커터휠11이 회전하도록 축지(軸支)된다. 여기에서는, 또한 글래스 커터휠11에 기름을 공급하기 위하여 핸들의 중공부(中空部)에 형성한 유실63, 유실의 캡64 및 그에 부수되는 기구65∼73를 갖추고 있지만, 본원 발명과 직접적으로 관계되지 않는 기술이기 때문에 그 설명은 생략한다.

도8은 도7의 헤드62를 상세하게 나타내는 것으로서, 글래스 커터휠11에는 알맞은 축11a이 삽입되고, 그 축11a의 양단부가 헤드62가 두 갈래로 갈라진 부재에 의하여 축지된다. 62a는 축11a의 정지캡이다.

또한, 본 발명에 관계되는 글래스 커터휠11은 도2나 도4에 나타내는 바와 같이, 사용시에 있어서는 이들의 글래스 커터휠11의 삽입구멍에 도8에 나타내는 축11a를 삽입하여 사용되지만, 휠의 직경이 수 밀리미터로서 작고, 그 때문에 축11a의 직경은 1 밀리미터 이하가 되는 경우도 있으므로 축(軸)의 관리가 용이하지 않다. 그리하여 도9(A)에 나타내는 바와 같이 축11a'과 일체로 형성된 휠11'이나, 헤드62의 축수부의 구조에 따라 도9(B)에 나타내는 것과 같은 피봇축11a"과 일체로 성형된 휠11"을 사용하여도 좋다.

본원 발명의 실시예에서는 정다각형 형상의 커터휠을 나타내었지만,다각형의 커터휠이면 동등한 효과가 얻어진다.

그리고 본 발명의 글래스 커터휠은 그 둘레의 능선부의 일부분이 다각형인 것을 포함한다.

본 발명의 설명에는 가공대상이 유리판인 글래스 커터휠을 하나의 예로서 사용하였으나, 동일한 커터휠이 반도체 웨이퍼나 세라믹 등의 취성재료의 절단용으로도 사용될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 글래스 커터휠의 칼끝 능선부를 옆쪽에서 보아 다각형으로 한 것으로서, 다각형의 각 정점에서 유리판에 타점충격을 주는 동시에, 이들 정점 이외에서는 필요 이상으로 유리판으로 파고 들어가는 것을 없애기 때문에, 수평 크랙의 발생을 감소할 수 있다. 또, 각 정점간의 직선부에 홈을 형성함으로써, 보다 낮은 칼끝 하중으로 같은 정도의 수직 크랙을 얻을 수 있기 때문에, 수평 크랙의 발생을 더욱 더 감소시킬 수 있다.

Claims (9)

1. 디스크 모양의 휠의 원주부를 따라 V자형의 칼날을 구비하는 취성재료 기판용 커터휠11에 있어서,

   상기 V자형의 칼날을 형성할 때에 칼날의 능선부인 칼끝13이 다각형(多角形)의 형상이 되도록 가공하는 것을 특징으로 하는 취성재료 기판용 커터휠.
2. 제1항에 있어서,

   칼끝의 각 직선부에 있어서 소정 깊이의 홈이 형성되는

   것을 특징으로 하는 취성재료 기판용 커터휠.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 다각형은 16∼300각형 중의 어느 하나인

   것을 특징으로 하는 취성재료 기판용 커터휠.
4. 제1항내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 휠의 직경은 1∼20mm의 범위인

   것을 특징으로 하는 취성재료 기판용 커터휠.
5. 제1항내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 휠의 두께는 0.6∼5㎜의 범위인

   것을 특징으로 하는 취성재료 기판용 커터휠.
6. 제1항내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 칼끝의 각도는 90∼160。의 범위인

   것을 특징으로 하는 취성재료 기판용 커터휠.
7. 테이블에 채치되는 유리판에 대하여, 커터헤드가 상대적으로 X 및 Y방향으로 이동하는 기구인 스크라이버에 있어서,

   상기 커터헤드에 제1항내지 제6항 중의 어느 한 항의 취성재료 기판용 커터휠을 구비하는 것을 특징으로 하는 스크라이버.
8. 핸들의 끝에 형성되는 홀더에, 제1항내지 제6항의 어느 한 항의 취성재료 기판용 커터휠을 회전할 수 있도록 축지(軸支)하여 장착하는 것을 특징으로 하는 스크라이버.
9. 제1항내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 취성재료 기판용 커터휠은, 그 휠에 삽입되는 축과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 취성재료 기판용 커터휠.