KR20060052083A - 취성 재료의 할단 가공 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 피가공 기판의 모서리부에 있어서의 절단 가공 등의 할단 가공을 고품위이면서 고속으로 실현할 수 있는, 간이하고 또한 저렴한 취성 재료의 할단 가공 시스템을 제공하는 것이다. 할단 가공 시스템(1)은 피가공 기판(51)을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구(10)와, 피가공 기판(51)에 대해 할단 가공을 행하기 위한 가공부 유닛(5)을 구비하고 있다. 기판 보유 지지 기구(10)는 피가공 기판(51)의 모서리부를 상기 피가공 기판(51)의 상면 및 하면의 양측으로부터 보유 지지하는 단부재 클램퍼(12)와, 피가공 기판(51)의 모서리부에 따라서 연장되는 할단 예정선(61)을 기준으로 하여 단부재 클램퍼(12)로부터 이간하는 측에 마련되고, 피가공 기판(51)의 하면을 지지하는 높이 홀더(19)를 갖고 있다. 단부재 클램퍼(12)는 피가공 기판(51)의 하면을 지지하는 단부재 홀더(15)와, 단부재 홀더(15) 사이에서 피가공 기판(51)을 협지하도록 피가공 기판(51)의 상면을 가압하는 가압 바아(14)를 갖고 있다. 가압 바아(14) 및 단부재 홀더(15) 중 피가공 기판(51)에 접촉하는 부분에는, 비교적 강성이 높은 탄성 재료로 이루어지는 수지재(14a, 15a)가 부착되어 있다. 높이 홀더(19)는 할단 가공시에 피가공 기판(51)의 수평 이동을 허용하는 저마찰 재료로 이루어지고 있다.
피가공 기판, 할단 가공 시스템, 기판 보유 지지 기구, 단부재 클램퍼, 수지재

Description

취성 재료의 할단 가공 시스템 및 그 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR CUTTING BRITTLE MATERIALS}
도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 할단 가공 시스템의 전체 구성을 도시하는 평면도.
도2는 도1에 도시한 할단 가공 시스템의 기판 보유 지지 기구를 도시하는 측면도.
도3은 도1 및 도2에 도시한 할단 가공 시스템의 기판 보유 지지 기구에 포함되는 단부재 클램퍼의 상세를 도시하는 확대도.
도4는 도1 및 도2에 도시한 할단 가공 시스템의 가공부 유닛을 도시하는 측면도.
도5는 도1 내지 도4에 도시한 할단 가공 시스템에 있어서의 피가공 기판의 할단 가공의 모양을 설명하기 위한 측면도.
도6은 도1 내지 도4에 도시한 할단 가공 시스템에 있어서의 피가공 기판의 할단 가공의 모습을 설명하기 위한 평면도.
도7은 도1 내지 도4에 도시한 할단 가공 시스템의 제1 변형예를 도시하는 개략도.
도8은 도1 내지 도4에 도시한 할단 가공 시스템의 제2 변형예를 도시하는 개 략도.
도9는 도1 내지 도4에 도시한 할단 가공 시스템의 제3 변형예를 도시하는 개략도.
도10은 도1 내지 도4에 도시한 할단 가공 시스템의 제4 변형예를 도시하는 개략도.
도11은 도1 내지 도4에 도시한 할단 가공 시스템의 제5 변형예를 도시하는 개략도.
도12는 도1 내지 도4에 도시한 할단 가공 시스템의 제6 변형예를 도시하는 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 할단 가공 시스템
5 : 가공부 유닛
10 : 기판 보유 지지 기구
11 : 베이스
12 : 단부재 클램퍼
13 : 레버 축
14 : 가압 바아
15 : 단부재 홀더
16 : 모터
17 : 지지 기구
18 : 하중 센서
19 : 홀더
20 : 예열 유닛
21, 31 : 레이저 발진기
22, 32 : 반사 미러
23, 33 : 폴리곤 미러
30 : 가열 유닛
40 : 냉각 유닛
51 : 피가공 기판
61 : 할단 예정선
62, 63 : 조사 패턴
[문헌 1] 일본 특허 공개 평7-328781호 공보
[문헌 2] 일본 특허 공개 평7-323384호 공보
[문헌 3] 일본 특허 공개 제2003-34545호 공보
[문헌 4] 일본 특허 공개 제2002-110589호 공보
본 발명은, 취성 재료(딱딱하고 무른 재료)로 이루어지는 피가공 기판을 국 부적으로 가열하고, 그 열 응력에 의해 상기 피가공 기판에 균열을 생기게 하여 할단 가공을 행하는 할단 가공 시스템에 관한 것으로, 특히 피가공 기판의 모서리부에 있어서의 절단 가공 등의 할단 가공을 고품위이면서 고속으로 실현할 수 있는 취성 재료의 할단 가공 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
종래부터, 액정 디스플레이 패널이나 플라즈마 디스플레이 패널 등에 이용되는 유리 기판 등을 할단하는 방법으로서, 유리 기판 등으로 이루어지는 피가공 기판을 국부적으로 가열 및 냉각하고, 그 때에 생기는 열 응력(인장 응력)에 의해 상기 피가공 기판에 균열을 생기게 하여 할단 가공을 행하는 방법이 제안되어 있다.
이러한 종래의 할단 가공 방법에 있어서는, 예를 들어 스테이지 상에 적재된 피가공 기판에 대해 레이저 빔을 조사함으로써 피가공 기판을 국부적으로 가열하고, 이 국부적으로 가열이 행해진 영역에 생기는 열 응력(인장 응력)에 의해 피가공 기판에 균열을 생기게 한다. 또한, 이렇게 하여 피가공 기판 상에서 국부적으로 가열이 행해진 영역을 할단 예정선에 따라서 이동시킴으로써, 피가공 기판에 생긴 균열을 할단 예정선에 따라서 진전시킨다. 이 경우, 피가공 기판 중 국부적으로 가열이 행해진 영역을 냉각제의 송풍 등에 의해 국부적으로 냉각하면, 상기 영역에 생기는 열 응력(인장 응력)을 보다 증대시키는 것이 가능해지고, 균열의 진전을 촉진할 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 할단 가공 방법에 있어서, 피가공 기판의 할단 가공을 정밀도 좋게 행하기 위해서는, 피가공 기판에 생기는 균열을 할단 예정선에 따라서 정밀도 좋게 진전시킬 필요가 있다.
이를 위한 종래의 수법으로서는, 피가공 기판에 대한 레이저 빔의 조사 조건이나, 레이저 빔의 조사점과 냉각점과의 상대적인 위치 관계 등을 제어함으로써, 피가공 기판에 생기는 균열을 안정적으로 진전시키는 수법이 제안되어 있다(예를 들어 일본 특허 공개 평7-328781호 공보, 일본 특허 공개 평7-323384호 공보 및 일본 특허 공개 제2003-34545호 공보 참조).
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 수법은 어느 것이나, 레이저 빔의 조사나 냉각제의 송풍 등에 관해서 복잡한 제어를 수반하므로, 고가의 제어계나 광학계 등이 필요해져 장치가 복잡하면서 고가인 것이 된다는 문제가 있다.
이에 대해, 상술한 바와 같은 종래의 수법 이외로도, 피가공 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구를 개량함으로써, 피가공 기판에 생기는 균열을 안정적으로 진전시키는 수법도 제안되어 있다. 구체적으로는 예를 들어, 일본 특허 공개 제2002-110589호 공보에 기재된 바와 같이, 피가공 기판의 할단 예정선의 양측에 상기 피가공 기판에 강성을 부여하는 고정용 지그를 마련하고, 할단 예정성을 협지한 피가공 기판의 양측으로부터의 강성을 균등하게 함으로써, 피가공 기판의 할단 예정선을 따른 균열의 직진성을 확보하는 수법이 제안되어 있다. 또, 상기 일본 특허 공개 제2002-110589호 공보에 기재된 수법에서는, 고정용 지그 중 피가공 기판에 접촉하는 부분은 비교적 강성이 낮은 탄성 재료인 고무로 이루어지고 있다.
그러나, 상기 일본 특허 공개 제2002-110589호 공보에 기재된 수법에서는, 피가공 기판의 중앙부를 할단하는 경우에는 균열이 정밀도 좋게 직진하지만, 절단 가공과 같이 피가공 기판의 모서리부를 할단하는 경우에는 균열의 진전 경로가 만 곡해 버리고, 정밀도가 좋은 직진성을 얻을 수 없다는 문제가 있다. 특히, 이 문제는 할단 예정선이 피가공 기판의 자유단부인 모서리부에 가까운 경우(예를 들어 10 ㎜ 정도밖에 떨어져 있지 않은 경우)에 현저해진다. 또, 여기서 말하는「정밀도가 좋은 직진성」이라 함은, 할단 예정선으로부터의 어긋남에 관해서 ±10분의 수 ㎜ 이하의 오더를 문제로 하는 것이고, ±0.4 내지 1 ㎜ 정도의 어긋남을 가진 경우에는 정밀도가 악화된 상태이며, ±0.1 내지 0.2 ㎜ 정도 이하의 어긋남을 가진 경우에는 정밀도가 좋은 상태이다. 또, 보다 바람직한 상태는 ±수십 ㎛ 정도의 어긋남을 가진 상태이다.[이러한 직진성의 정밀도에 관해서는, 참고 자료(기계학회 논문집 A편, Vol. 68, N0. 670, pp. 993 내지)를 참조 바람]
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평7-328781호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 평7-323384호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2003-34545호 공보
[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 제2002-110589호 공보
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것으로, 피가공 기판의 모서리부에 있어서의 절단 가공 등의 할단 가공을 고품위이면서 고속으로 실현할 수 있는, 간이하면서 저렴한 취성 재료의 할단 가공 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 그 제1 해결 수단으로서 취성 재료로 이루어지는 피가공 기판을 국부적으로 가열하고, 그 열 응력에 의해 상기 피가공 기판에 균열을 생기게 하여 할단 가공을 행하는 할단 가공 시스템에 있어서, 피가공 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와, 상기 기판 보유 지지 기구에 의해 보유 지지된 상기 피가공 기판 상에 레이저 빔을 조사하여 상기 피가공 기판을 국부적으로 가열함으로써 상기 피가공 기판에 대해 할단 가공을 행하는 가공부 유닛을 구비하고, 상기 가공부 유닛에 의해 상기 피가공 기판 상에서 국부적으로 가열이 행해지는 영역이 상기 피가공 기판의 할단 예정선에 따라서 이동하도록, 상기 기판 보유 지지 기구와 상기 가공부 유닛이 서로 상대적으로 이동하도록 구성되어 있고, 상기 기판 보유 지지 기구는, 상기 피가공 기판의 모서리부를 상기 피가공 기판의 한 쪽 표면 및 그것과 반대측의 다른 쪽 표면의 양측으로부터 보유 지지하는 단부재 클램퍼와, 상기 피가공 기판의 상기 모서리부에 따라서 연장되는 할단 예정선을 기준으로 하여 상기 단부재 클램퍼로부터 이간하는 측에 마련되고, 상기 단부재 클램퍼에 의해 지지된 상기 피가공 기판의 다른 쪽 표면을 지지하는 높이 홀더를 갖고, 상기 단부재 클램퍼 중 적어도 상기 피가공 기판에 접촉하는 부분은 비교적 강성이 높은 탄성 재료로 이루어지고, 상기 높이 홀더는 할단 가공시에 상기 피가공 기판이 그 연장면에 따라서 변위하도록 상기 피가공 기판을 수평 이동 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 할단 가공 시스템을 제공한다.
또, 본 발명의 제1 해결 수단에 있어서, 상기 가공부 유닛은 상기 피가공 기판 상에서 국부적으로 가열이 행해진 영역에 냉각제를 송풍하여 상기 영역을 냉각하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제1 해결 수단에 있어서는, 상기 단부재 클램퍼에 의한 상 기 피가공 기판의 상기 모서리부에 있어서의 보유 지지 폭이 10 ㎜ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제1 해결 수단에 있어서, 상기 탄성 재료는 그 영률이 10 내지 수천 ㎫의 범위에 있는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 탄성 재료는 수지 재료인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수지 재료는 불소계 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제1 해결 수단에 있어서, 상기 높이 홀더 중 적어도 상기 피가공 기판에 접촉하는 부분은 할단 가공시에 상기 피가공 기판의 수평 이동을 허용하는 저마찰 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 높이 홀더 중 적어도 상기 피가공 기판에 접촉하는 부분은 할단 가공시에 상기 피가공 기판의 수평 이동을 허용하는 변형 부재를 갖고 있어도 좋다.
본 발명은, 그 제2 해결 수단으로서 취성 재료로 이루어지는 피가공 기판을 국부적으로 가열하고, 그 열 응력에 의해 상기 피가공 기판에 균열을 생기게 하여 할단 가공을 행하는 할단 가공 방법에 있어서, 할단 대상이 되는 피가공 기판을 기판 보유 지지 기구에 의해 보유 지지하는 보유 지지 공정과, 상기 보유 지지 공정에서 보유 지지된 상기 피가공 기판 상에 레이저 빔을 조사하여 상기 피가공 기판을 국부적으로 가열하면서, 상기 피가공 기판 상에서 국부적으로 가열이 행해지는 영역을, 상기 피가공 기판의 모서리부에 따라서 연장되는 할단 예정선에 따라서 이동시키는 할단 공정을 포함하고, 상기 보유 지지 공정에 있어서 상기 피가공 기판을 보유 지지하는 상기 기판 보유 지지 기구는, 상기 피가공 기판의 모서리부를 상 기 피가공 기판의 한 쪽 표면 및 그것과 반대측의 다른 쪽 표면의 양측으로부터 보유 지지하는 단부재 클램퍼와, 상기 피가공 기판의 상기 모서리부에 따라서 연장되는 할단 예정선을 기준으로 하여 상기 단부재 클램퍼로부터 이간하는 측에 마련되고, 상기 단부재 클램퍼에 의해 지지된 상기 피가공 기판의 다른 쪽 표면을 지지하는 높이 홀더를 갖고, 상기 단부재 클램퍼 중 적어도 상기 피가공 기판에 접촉하는 부분은 비교적 강성이 높은 탄성 재료로 이루어지고, 상기 높이 홀더는 할단 가공시에 상기 피가공 기판이 그 연장면에 따라서 변위하도록 상기 피가공 기판을 수평 이동 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 할단 가공 방법을 제공한다.
또, 본 발명의 제2 해결 수단에 있어서는, 상기 할단 공정에 있어서 상기 피가공 기판 상에서 국부적으로 가열이 행해진 영역에 냉각제를 송풍하여 상기 영역을 냉각하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제2 해결 수단에 있어서는, 상기 단부재 클램퍼에 의한 상기 피가공 기판의 상기 모서리부에 있어서의 보유 지지 폭이 10 ㎜ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제2 해결 수단에 있어서, 상기 탄성 재료는 그 영률이 10 내지 수천 ㎫의 범위에 있는 것이 좋아하게 바람직하다. 여기서, 상기 탄성 재료는 수지 재료인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수지 재료는 불소계 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제2 해결 수단에 있어서, 상기 높이 홀더 중 적어도 상기 피가공 기판에 접촉하는 부분은 할단 가공시에 상기 피가공 기판의 수평 이동을 허 용하는 저마찰 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 높이 홀더 중 적어도 상기 피가공 기판에 접촉하는 부분은 할단 가공시에 상기 피가공 기판의 수평 이동을 허용하는 변형 부재를 갖고 있어도 좋다.
본 발명에 따르면, 피가공 기판의 모서리부의 한 쪽 표면 및 다른 쪽 표면이 단부재 클램퍼에 부착된 비교적 강성이 높은 탄성 재료로 이루어지는 부분에 의해 보유 지지되는 동시에, 피가공 기판의 다른 쪽 표면이 할단 가공시에 피가공 기판이 그 연장면에 따라서 변위하도록 상기 피가공 기판을 수평 이동 가능하게 지지하는 높이 홀더에 의해 지지되어 있기 때문에, 피가공 기판의 모서리부에 있어서의 절단 가공 등의 할단 가공을 고품위이면서 고속으로 실현할 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면, 종래의 수법과 같이 레이저 빔의 조사 등에 관해서 복잡한 제어를 행할 필요가 없기 때문에, 고가의 제어계나 광학계 등이 불필요하며 장치가 간이하면서 저렴하게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 관해서 설명한다.
우선, 도1 내지 도4에 의해, 본 발명의 일실시 형태에 관한 할단 가공 시스템의 구성에 관해서 설명한다.
도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 할단 가공 시스템(1)은 글래스 등의 취성 재료로 이루어지는 피가공 기판(51)을 국부적으로 가열하고, 그 열 응력에 의해 피가공 기판(51)에 균열을 생기게 하여 할단 가공을 행하는 것으로, 피가공 기판(51)을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구(10)와, 기판 보유 지지 기구(10)에 의해 보 유 지지된 피가공 기판(51)에 대해 할단 가공을 행하기 위한 가공부 유닛(5)을 구비하고 있다. 또 여기서는, 할단 대상이 되는 피가공 기판(51)으로 하여 유리 기판을 이용하는 것으로 한다.
이 중, 기판 보유 지지 기구(10)는 피가공 기판(51)의 모서리부를 상기 피가공 기판(51)의 표면 및 그것과 반대측의 하면의 양측으로부터 보유 지지하는 단부재 클램퍼(12)와, 피가공 기판(51)의 모서리부에 따라서 연장되는 할단 예정선(61)을 기준으로 하여 단부재 클램퍼(12)로부터 이간하는 측에 마련되고, 단부재 클램퍼(12)에 의해 지지된 피가공 기판(51)의 하면을 지지하는 높이 홀더(19)를 갖고 있다. 또, 단부재 클램퍼(12) 및 각 높이 홀더(19)는 모두 베이스(11) 상에 고정되어 있고, 단부재 클램퍼(12) 및 각 높이 홀더(19) 상에 장착된 피가공 기판(51)이 베이스(11)에 대해 평행하게 되도록 그 높이 등이 결정되어 있다.
여기서, 단부재 클램퍼(12)는 피가공 기판(51)의 하면을 지지하는 단부재 홀더(15)와, 단부재 홀더(15) 사이에서 피가공 기판(51)을 협지하도록 피가공 기판(51)의 상면을 가압하는 가압 바아(14)를 갖고 있다.
또한, 가압 바아(14) 및 단부재 홀더(15) 중 피가공 기판(51)에 접촉하는 부분에는 수지재(14a, 15a)가 부착되어 있다. 또, 수지재(14a, 15a)는 비교적 강성이 높은 탄성 재료로 이루어지고 있고, 그 영률은 10 내지 수천 ㎫(1 ㎫ = 1 × 10+9 N/㎡)의 범위에 있는 것이 바람직하다. 또 여기서는, 수지재(14a, 15a)는 동일한 재료로 이루어지고 있다. 보다 구체적으로는, 수지재(14a, 15a)로서는 불소 계 수지[테프론(등록 상표) 등의 PTFE나, PCTFE, PFA 등], 폴리아세탈 수지(POM), MC 나일론 등을 이용하는 것이 바람직하다. 또 여기서, 전형적인 재료의 영률을 열거하면, PTFE는 0.3 내지 0.6 ㎬(1 ㎬ = 1 × 10+12 N/㎡), 폴리에틸렌은 0.4 내지 1.3 ㎬이다. 이에 반해, 철(강) 200 내지 220 ㎬, 동은 130 ㎬, 고무는 수 ㎫이다.
또한, 수지재(14a, 15a)는 그 두께가 10분의 수 ㎜ 내지 수십 ㎜의 범위에 있는 것이 바람직하다. 여기서, 수지재(14a, 15a)의 두께가 지나치게 얇으면, 피가공 기판(51)을 가압하였을 때에 손상 등이 가해지기 쉽고, 수지재(14a, 15a)에 의해 보유 지지된 부분에서의 변형의 정도가 불충분해진다. 또한 반대로, 수지재(14a, 15a)의 두께가 지나치게 두껍게 되면, 피가공 기판(51) 중 수지재(14a, 15a)에 의해 보유 지지된 부분에서의 변형의 정도가 커져 피가공 기판(51)의 할단 예정선(61)을 협지한 좌우의 부분에서의 변형이 비대칭이 된다.
여기서, 가압 바아(14)는 피가공 기판(51)의 전체 길이에 걸쳐 피가공 기판(51)의 모서리부를 가압하도록 일체의 강체로 이루어지고 있고, 가압 바아(14)에 의한 가압이 행해지고 있지 않은 상태에서는 피가공 기판(51)의 상면으로부터 수 ㎜ 정도 뜬 상태로 부착되어 있다. 또, 가압 바아(14)는 그 영률이 100 ㎬ 이상의 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 가압 바아(14)와 단부재 홀더(15)에 의해 협지되는 피가공 기판(51)의 모서리부에 있어서의 보유 지지 폭은 10 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 구체적으로는 예를 들어, 피가공 기판(51)의 모서리부에 의 해 10 ㎜ 폭의 부분을 제거하는 절단 가공을 행하는 것으로 하면, 피가공 기판(51)의 모서리부에 있어서의 보유 지지 폭은 5 ㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 피가공 기판(51)의 단부 변으로부터 할단 예정선(61)까지의 10 ㎜ 폭의 부분 중 5 ㎜ 폭의 부분만이 가압 바아(14)에 의해 협지된다.
가압 바아(14)의 상부에는 지지 기구(17)에 의해 지지된 레버 축(13)의 일단부가 부착되어 있다. 레버 축(13)의 타단부에는 모터(16)의 로드(16a)에 의해 압박되는 하중 센서(18)가 조립되어 있고, 레버 축(13)의 타단부[역점(N1)]를 상방으로 이동시킴으로써 레버 축(13)을 지지점(N4)을 중심으로 하여 회전시킨다. 또 이 때, 모터(16)의 내부에는 외부로부터 부여된 인가 신호에 의해 회전한 회전자(도시하지 않음)의 회전 이동을 기어 등의 감속기(도시하지 않음)를 통해 로드(16a)의 직진 이동으로 변환하는 구조가 설치되어 있다. 또한 이 때, 도시하지 않은 제어 회로에 의해, 모터(16)로의 입력 신호와 하중 센서(18)의 출력 신호를 이용한 피드백 회로를 구성하도록 하면, 레버 축(13)의 타단부[역점(N1)]를 소요의 목표 하중(W1)으로 압박할 수 있다.
이렇게 하여 레버 축(13)이 지지점(N4)을 중심으로 하여 회전하면, 레버 축(13)의 일단부[작용점(N2)]가 하방으로 이동하고, 레버 축(13)에 의해 가압 바아(14)가 압박됨으로써, 가압 바아(14)가 하방으로 이동하고 단부재 홀더(15) 사이에서 피가공 기판(51)을 협지한다. 또 이 때, 레버 축(13)의 타단부[역점(N1)]에 가 해진 하중(W1)은 레버 축(13)의 볼록비에 따른 하중으로서 레버 축(13)의 일단부[작용점(N2)]에 작용하고, 최종적으로 피가공 기판(51)의 모서리부[가압점(N3)]를 원하는 하중으로 가압한다.
여기서, 레버 축(13)의 지지점(N4)과 작용점(N2) 사이의 거리는 작용점(N2)이 이동하는 거리에 비해 길기 때문에, 가압 바아(14)는 피가공 기판(51)의 수직 방향에 대해 거의 평행하게 이동한다. 이에 의해, 가압 바아(14)에 부착된 수지재(14a)와 피가공 기판(51)의 상면이 균일하게 접촉하게 되기 때문에, 피가공 기판(51)에 대해 균등한 하중을 가할 수 있다.
또, 이렇게 하여 가압 바아(14)를 가압하는 레버 축(13)은 피가공 기판(51)의 할단 예정선(61)에 따라서 복수개 배치되어 있고, 가압 바아(14)의 상부를 레버 축(13)의 수분만큼의 점에서 가압할 수 있다. 이에 의해, 가압 바아(14)에 의해 피가공 기판(51)에 대해 가해지는 하중을 장소에 상관없이 균일하게 할 수 있다. 또 반대로, 레버 축(13)에 의한 가압점을 불균등하게 배치함으로써, 도1의 할단 가공점(P1, P3)[피가공 기판(51)의 모서리부 중 가공 개시점 및 가공 종료점에 상기하는 점)에 있어서의 하중을, 중앙부의 할단 가공점(P2)에 있어서의 하중보다도 강하게 혹은 약하게 하는 등과 같이, 가압 바아(14)에 의해 피가공 기판(51)에 대해 가해지는 하중을 장소에 의해 바꿀 수도 있다.
높이 홀더(19)는 할단 가공시에 피가공 기판(51)이 그 연장면에 따라서 변위 하도록 상기 피가공 기판(51)을 수평 이동 가능하게 지지하는 것이며, 높이 홀더(19) 중 적어도 피가공 기판(51)에 접촉하는 부분은 할단 가공시에 피가공 기판(51)의 수평 이동을 허용하는 저마찰 재료로 이루어지고 있다. 구체적으로는 예를 들어 금속제의 높이 홀더(19)의 상면을 연마하여 상기 상면의 마찰계수를 작게 하거나, 높이 홀더(19)의 상면에 수지 코트를 실시하여 상기 상면의 마찰계수를 작게 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 높이 홀더(19)의 상면은 그 마찰계수가 0.1 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 높이 홀더(19)의 상면과 글래스 등으로 이루어지는 피가공 기판(51) 사이에서의 마찰이 적어지고, 양자가 상대적으로 활동(수평 이동)하는 것이 가능해진다. 또, 높이 홀더(19)의 상면에 실시되는 수지 코트로서는 불소계 수지[테프론(등록 상표) 등의 PTFE나, PCTFE, PFA 등] 등을 이용하는 것이 바람직하다.
다음에, 이러한 기판 보유 지지 기구(10)에 의해 보유 지지된 피가공 기판(51)에 대해 할단 가공을 행하기 위한 가공부 유닛(5)에 관해서 설명한다.
도4에 도시한 바와 같이, 가공부 유닛(5)은 예열 유닛(20), 가열 유닛(30) 및 냉각 유닛(40)을 포함하고, 이러한 각 유닛이 피가공 기판(51) 상에서 할단 예정선(61)에 따라서 상대적으로 이동하도록 구성되어 있다. 또, 예열 유닛(20), 가열 유닛(30) 및 냉각 유닛(40)은 피가공 기판(51) 상에서의 이동 방향에 관해서 선두측으로부터 후미측을 향하여 이 차례로 일직선 형상으로 배치되어 있다.
예열 유닛(20)은 피가공 기판(51) 상에 레이저 빔(LB1)을 조사하여 피가공 기판(51)을 국부적으로 예열하기 위한 것이고, 200 W 정도의 레이저광을 출사하는 CO2 레이저 등으로 이루어지는 레이저 발진기(21)와, 레이저 발진기(21)에 의해 출사된 레이저광을 반사하는 반사 미러(22)와, 반사 미러(22)에 의해 반사된 레이저광을 피가공 기판(51) 상에서 주사하는 폴리곤 미러(23)를 갖고 있다. 이에 의해, 레이저 발진기(21)에 의해 출사된 레이저광이 반사 미러(22)를 지나서 폴리곤 미러(23)로 반사되고, 피가공 기판(51) 상에서 할단 예정선(61)에 따라서 소정의 길이(L1에 걸쳐 반복 주사됨으로써, 선 형상의 레이저 빔(LB1)이 생성된다. 또, 선 형상의 레이저 빔(LB1)은, 도1에 도시한 바와 같이 할단 예정선(61)에 따르는 방향으로 연장되는 선 형상의 조사 패턴(62)을 갖는 것이다.
가열 유닛(30)은 예열 유닛(20)에 의해 국부적으로 예열된 피가공 기판(51) 상에 레이저 빔(LB2)을 조사하여 피가공 기판(51)을 국부적으로 가열하기 위한 것이고, 10 내지 백수십 W 정도의 레이저광을 출사하는 CO2 레이저 등으로 이루어지는 레이저 발진기(31)와, 레이저 발진기(31)에 의해 출사된 레이저광을 반사하는 반사 미러(32)와, 반사 미러(32)에 의해 반사된 레이저광을 피가공 기판(51) 상에서 주사하는 폴리곤 미러(33)를 갖고 있다. 이에 의해, 레이저 발진기(31)에 의해 출사된 레이저광이 반사 미러(32)를 지나서 폴리곤 미러(33)로 반사되고, 피가공 기판(51) 상에서 할단 예정선(61)에 따라서 소정의 길이(L2)에 걸쳐 반복하여 주사됨으로써, 선 형상의 레이저 빔(LB2)이 생성된다. 또, 선 형상의 레이저 빔(LB2)은, 도 1에 도시한 바와 같이 할단 예정선(61)에 따르는 방향으로 연장되는 선 형상의 조사 패턴(63)을 갖는 것이다.
냉각 유닛(40)은 가열 유닛(30)에 의해 국부적으로 가열된 피가공 기판(51)에 냉각제(C)를 송풍하여 피가공 기판(51)을 국부적으로 냉각하기 위한 것이고, 물이나 안개(물과 기체와의 혼합물), 질소 등의 기체, 이산화탄소 입자 등의 미립자 고체, 알코올 등의 액체, 안개 형상의 알코올 등의 냉각제(C)를 피가공 기판(51)의 표면에 분사하는 냉각 노즐(41)을 갖고 있다. 또, 냉각 노즐(41)로부터 분사된 냉각제(C)는, 도1에 도시한 바와 같이 피가공 기판(51) 상에 소정의 송풍 패턴(64)으로 송풍된다.
이상에 있어서, 기판 보유 지지 기구(10)와 가공부 유닛(5)[예열 유닛(20), 가열 유닛(30) 및 냉각 유닛(40)]은 서로 상대적으로 이동하도록 구성되어 있고, 이에 의해 가공부 유닛(5)에 의해 피가공 기판(51) 상에서 국부적으로 가열 및 냉각이 행해지는 영역[레이저(LB1, LB2)의 조사 패턴(62, 63) 및 냉각제(C)의 송풍 패턴(64)]이 상기 피가공 기판(51)의 할단 예정선(61)에 따라서 이동하도록 되어 있다. 또, 가공부 유닛(5)에 포함되는 예열 유닛(20), 가열 유닛(30) 및 냉각 유닛(40)은 모두 이동 스테이지(도시하지 않음)에 의해 피가공 기판(51)에 따르는 방향으로 이동할 수 있게 되어 있고, 예열 유닛(20), 가열 유닛(30) 및 냉각 유닛(40)이 모두 피가공 기판(51) 상에서 할단 예정선(61)에 따라서 적절한 간격으로 일직선 형상으로 배치되도록 얼라이먼트 조정을 행할 수 있게 되어 있다.
다음에, 이러한 구성으로 이루어지는 본 실시 형태의 작용에 관해서 설명한다.
도1 내지 도4에 도시한 할단 가공 시스템(1)에 있어서, 할단 대상이 되는 피가공 기판(51)을 기판 보유 지지 기구(10) 상으로 반송하고(도1 내지 도3의 화살표의 방향 참조), 피가공 기판(51)의 하면을 높이 홀더(19)에 의해 지지하는 동시에, 피가공 기판(51)의 모서리부를 단부재 클램퍼(12)의 단부재 홀더(15)와 가압 바아(14) 사이에 위치를 부여한다.
그리고, 이렇게 하여 기판 보유 지지 기구(10) 상에 위치가 부여된 피가공 기판(51)은 단부재 클램퍼(12)의 가압 바아(14)와 단부재 홀더(15)에 의해 협지된다. 구체적으로는, 단부재 클램퍼(12)에 있어서 모터(16)의 회전자(도시하지 않음)를 회전시켜 로드(16a)를 직진시키고, 하중 센서(18)를 통해 레버 축(13)의 타단부[역점(N1)]를 압박하도록 한다. 이에 의해, 지지 기구(17)에 의해 지지된 레버 축(13)이 지지점(N4를 중심으로 하여 회전하고, 레버 축(13)의 일단부[작용점(N2)]가 하방으로 이동하고, 레버 축(13)에 의해 가압 바아(14)가 압박됨으로써, 가압 바아(14)가 하방으로 이동하고, 단부재 홀더(15) 사이에서 피가공 기판(51)을 협지한다. 이에 의해, 피가공 기판(51)이 기판 보유 지지 기구(10) 상의 소정의 장소에 위치 결정된다.
그 후, 가공부 유닛(5)을 기판 보유 지지 기구(10)에 대해 상대적으로 이동시키고, 기판 보유 지지 기구(10) 상에 위치 결정된 피가공 기판(51)의 할단 예정 선(61) 상에 가공부 유닛(5)을 위치를 부여한다. 또, 가공부 유닛(5)에 포함되는 예열 유닛(20), 가열 유닛(30) 및 냉각 유닛(40)은 피가공 기판(51)의 할단 예정선(61) 상에 위치를 부여하였을 때에 상기 할단 예정선(61)에 따라서 적절한 간격으로 일직선 형상으로 배치되도록 미리 얼라이먼트 조정이 행해지고 있다.
이 상태에서, 도시하지 않은 초기 크랙 유닛으로 피가공 기판(51)의 단부(P1)에 미소한 균열을 새기고, 이어서 가공부 유닛(5)을 기판 보유 지지 기구(10)에 대해 상대적으로 이동시키고, 가공부 유닛(5)에 포함되는 예열 유닛(20), 가열 유닛(30) 및 냉각 유닛(40)을 피가공 기판(51) 상에서 할단 예정선(61)에 따라서 이 차례로 상대적으로 이동시킨다.
이에 의해, 도1 및 도4에 도시한 바와 같이, 우선 예열 유닛(20)이 피가공 기판(51) 상에서 할단 예정선(61)에 따라서 상대적으로 이동하고, 피가공 기판(51) 상에 선 형상의 레이저 빔(LB1)을 조사함으로써, 피가공 기판(51)을 소정의 온도(30 내지 200 ℃ 정도)로 국부적으로 예열한다. 또 이 때, 예열 유닛(20)에 있어서는 레이저 발진기(21)에 의해 출사된 레이저광이 반사 미러(22)를 지나서 폴리곤 미러(23)로 반사되고, 피가공 기판(51) 상에서 할단 예정선(61)에 따라서 소정의 길이(L1)에 걸쳐 반복하여 주사됨으로써, 조사 패턴(62)을 갖는 선 형상의 레이저 빔(LB1)이 생성된다.
다음에, 이렇게 하여 예열 유닛(20)에 의해 국부적으로 예열된 피가공 기판(51) 상에서 할단 예정선(61)에 따라서 가열 유닛(30)이 상대적으로 이동하고, 예 열 유닛(20)에 의해 피가공 기판(51) 상에서 국부적으로 예열이 행해진 영역보다도 좁은 선 형상의 영역에 선 형상의 레이저 빔(LB2)을 조사함으로써, 피가공 기판(51)을 소정의 온도(100 내지 400 ℃ 정도)로 국부적으로 가열한다. 또 이 때, 가열 유닛(30)에 있어서는 레이저 발진기(31)에 의해 출사된 레이저광이 반사 미러(32)를 지나서 폴리곤 미러(33)로 반사되고, 피가공 기판(51) 상에서 할단 예정선(61)에 따라서 소정의 길이(L2)에 걸쳐 반복하여 주사됨으로써, 조사 패턴(63)을 갖는 선 형상의 레이저 빔(LB2)이 생성된다.
그 후, 이렇게 하여 가열 유닛(30)에 의해 국부적으로 가열된 피가공 기판(51) 상에서 할단 예정선(61)에 따라서 냉각 유닛(40)이 상대적으로 이동하고, 가열 유닛(30)에 의해 피가공 기판(51) 상에서 국부적으로 가열이 행해진 영역과 같은 정도의 크기의 영역에 냉각제(C)를 송풍함으로써, 피가공 기판(51)을 국부적으로 냉각한다. 또 이 때, 냉각 유닛(40)에 있어서는 냉각 노즐(41)로부터 분사된 냉각제(C)가 피가공 기판(51)의 표면에 소정의 송풍 패턴(64)으로 송풍된다.
이상과 같이 하여, 피가공 기판(51) 상에서 할단 예정선(61)에 따라서 예열 유닛(20)에 의한 예열, 가열 유닛(30)에 의한 가열 및 냉각 유닛(40)에 의한 냉각이 차례로 행해지면, 주로 피가공 기판(51)의 가열에 의해 발생한 열 응력(인장 응력)과 피가공 기판(51)의 냉각에 의해 발생한 인장 응력에 의해 균열이 형성되고, 또한 예열 유닛(20), 가열 유닛(30) 및 냉각 유닛(40)이 피가공 기판(51) 상에서 할단 예정선(61)에 따라서 상대적으로 이동함에 수반하여 할단 예정선(61)에 따라 서 균열이 진전된다.
구체적으로는, 도5의 (a), (b)에 도시한 바와 같이 예열 유닛(20) 및 가열 유닛(30)에 의해 조사된 레이저 빔(LB1, LB2)에 의해 피가공 기판(51)을 국부적으로 가열하면, 피가공 기판(51) 중 레이저 빔(LB1, LB2)이 조사된 부분이 열팽창을 야기하고, 그 부분이 상방으로 고조되는 동시에, 피가공 기판(51)이 균열을 중심으로 하여 좌우로 개방하도록 변형한다. 이 때, 피가공 기판(51) 중 레이저 빔(LB1, LB2)이 조사된 위치와 그에 근접하는 단부 변의 위치 사이의 부분(51a)(도면의 좌측 부분)의 폭(WL1)은, 레이저 빔(LB1, LB2)이 조사된 위치와 그에 근접하지 않은 단부 변의 위치 사이의 부분(51b)(도면의 우측 부분)의 폭(WL2)에 비교하여 짧기 때문에, 피가공 기판(51) 중 좌측 부분(51a)이 우측 부분(51b)에 비교하여 보다 크게 변형하게 된다[도5의 (b) 참조].
그러나, 본 실시 형태에 있어서는 피가공 기판(51)의 모서리부[피가공 기판(51)의 좌측 부분(51a)의 일부]가, 단부재 클램퍼(12)의 가압 바아(14) 및 단부재 홀더(15)에 부착된 비교적 강성이 높은 탄성 재료로 이루어지는 수지재(14a, 15a)에 의해 보유 지지되어 있기 때문에, 상기 부분이 고무 등의 비교적 강성이 낮은 탄성 재료로 이루어지는 수지재에 의해 보유 지지되는 경우에 비교하여, 그 복수의 방향으로의 변형량을 각별하게 억제할 수 있다. 이로 인해, 피가공 기판(51)의 좌측 부분(51a) 및 우측 부분(51b)의 변형량이 거의 같게 되고, 양자간에서의 변형의 비대칭성을 작게 할 수 있다.
또한, 도6에 도시한 바와 같이 레이저 빔(LB1, LB2)의 조사에 의해 생기는 피가공 기판(51)에 대한 인장 응력(65) 및 피가공 기판(51)의 열팽창은 피가공 기판(51)의 좌측 부분(51a) 및 우측 부분(51b)에 대해 그 길이 방향[할단 예정선(61)에 따른 방향]의 변형 및 상기 길이 방향으로 수직인 외측으로 개방하는 변형을 생기게 한다. 또, 도6에 있어서, 이점 쇄선으로 나타내는 피가공 기판(51)은 할단 가공 전의 것이고, 실선으로 나타내는 피가공 기판(51)은 할단 가공시의 것이다.
그러나, 본 실시 형태에 있어서는 피가공 기판(51)의 모서리부[피가공 기판(51)의 좌측 부분(51a)의 일부]가, 단부재 클램퍼(12)의 가압 바아(14) 및 단부재 홀더(15)에 부착된 비교적 강성이 높은 탄성 재료로 이루어지는 수지재(14a, 15a)에 의해 보유 지지되어 있기 때문에, 피가공 기판(51)의 좌측 부분(51a)에 관해서는, 그 변형량을 각별하게 억제할 수 있다. 한편, 피가공 기판(51)의 우측 부분(51b)에 관해서는, 그 하면이 할단 가공시에 피가공 기판(51)의 수평 이동을 허용하는 저마찰 재료로 이루어지는 높이 홀더(19)에 의해 지지되어 있기 때문에, 피가공 기판(51)의 좌측 부분(51a)과는 달리, 할단 가공시에 우측 부분(51b)이 높이 홀더(19)의 상면으로 활동(수평 이동)하고, 그 길이 방향[할단 예정선(61)에 따른 방향]의 변형 및 상기 길이 방향으로 수직인 외측으로 개방하는 변형이 행해진다. 이에 의해, 피가공 기판(51)에 있어서의 균열(52)의 진전에 필요로 되는 균열(52)의 열기를 충분히 확보한 후에, 피가공 기판(51)의 할단 예정선(61)에 따라서 균열 (52)을 정밀도 좋게 직선적으로 진전시킬 수 있다.
이와 같이 본 실시 형태에 따르면, 피가공 기판(51)의 모서리부의 상면 및 하면이 단부재 클램퍼(12)의 가압 바아(14) 및 단부재 홀더(15)에 부착된 비교적 강성이 높은 탄성 재료로 이루어지는 수지재(14a, 15a)에 의해 보유 지지되는 동시에, 피가공 기판(51)의 하면이 할단 가공시에 피가공 기판(51)의 수평 이동을 허용하는 저마찰 재료로 이루어지는 높이 홀더(19)에 의해 지지되어 있기 때문에, 피가공 기판(51)의 모서리부에 있어서의 할단 가공(예를 들어, 10 ㎜ 폭 또는 그 이하의 폭의 부분을 제거하는 절단 가공 등)을 고품위이면서 고속으로 실현할 수 있다. 특히, 본 실시 형태에 따르면, 종래의 수법과 같이 레이저 빔의 조사 등에 관해서 복잡한 제어를 행할 필요가 없기 때문에, 고가의 제어계나 광학계 등이 불필요하며, 장치가 간이하면서 저렴하게 된다.
또, 상술한 실시 형태에 있어서는 단부재 클램퍼(12)의 단부재 홀더(15)와 높이 홀더(19)에 의해 피가공 기판(51)의 하면을 지지하는 한편, 단부재 클램퍼(12)의 가압 바아(14)에 의해 피가공 기판(51)의 상면을 가압하는 경우를 예로 들어 설명하고 있지만 이에 한정되지 않고, 도7에 도시한 바와 같이 단부재 클램퍼(12)의 단부재 홀더(15)와 높이 홀더(19)에 의해 피가공 기판(51)의 상면을 지지하는 한편, 단부재 클램퍼(12)의 가압 바아(14)에 의해 피가공 기판(51)의 하면을 가압하도록 해도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는 단부재 클램퍼(12)[가압 바아(14) 및 단부재 홀더(15)]와 높이 홀더(19)에 의해 보유 지지된 피가공 기판(51)에 대해 그 상면측으로부터 레이저 빔(LB1, LB2)을 조사하는 경우를 예로 들어 설명하고 있지만 이에 한정되지 않고, 도8에 도시한 바와 같이 단부재 클램퍼(12)[가압 바아(14) 및 단부재 홀더(15)]와 높이 홀더(19)에 의해 보유 지지된 피가공 기판(51)에 대해 그 하면측으로부터 레이저 빔(LB1, LB2)을 조사하도록 해도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는 단부재 클램퍼(12)의 단부재 홀더(15)에 부착된 수지재(15a)와, 가압 바아(14)에 부착된 수지재(14a)에 의해, 피가공 기판(51)의 모서리부를 보유 지지하는 경우를 예로 들어 설명하고 있지만 이에 한정되지 않고, 도9에 도시한 바와 같이 피가공 기판(51)의 모서리부의 상면 및 하면을 덮는 일체형의 수지재(55)를 그 상면측 및 하면측으로부터 가압 바아(14)에 의해 가압하도록 해도 좋다. 또, 할단 가공시에 피가공 기판(51)의 수평 이동을 허용하는 저마찰 재료로 이루어지는 높이 홀더(19)에 의해, 피가공 기판(51)의 하면을 지지하는 경우를 예로 들어 설명하고 있지만 이에 한정되지 않고, 도9에 도시한 바와 같이 이러한 높이 홀더(19) 대신에, 피가공 기판(51)의 표면에 가스를 송풍하는 에어 플로트(56)를 마련하고, 에어 플로트(56)의 에어 분출구(56a)로부터 공기나 그 밖의 가스(질소나 산소 등을 포함함)를 분출시킴으로써 피가공 기판(51)을 부상시켜 지지하도록 해도 좋다. 또, 높이 홀더(19)로서는 피가공 기판(51)에 접촉하는 접촉면에, 구면이나 원기둥 측면 등의 곡면을 갖는 부재를 이용해도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는 피가공 기판(51)의 상면 및 하면을 각각 지지하는 수지재(14a, 15a)가 동일한 재료로 이루어지는 경우를 예로 들어 설명하 였지만 이에 한정되지 않고, 도10에 도시한 바와 같이 양자의 재료가, 그 영률이 수백 내지 수천 ㎫의 범위로 다른 값을 갖는 다른 재료로 이루어지고 있어도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는 단부재 클램퍼(12)의 가압 바아(14)에 의해 피가공 기판(51)의 상면을 미리 결정할 수 있었던 하중으로 가압하는 경우를 예로 들어 설명하고 있지만 이에 한정되지 않고, 도11에 도시한 바와 같이 피가공 기판(51)의 변위량을 측정하는 변위계(57)를 피가공 기판(51)의 하측 또는 상측에 마련하고, 이 변위계(57)에 의한 측정 결과에 따라서, 가압 바아(14)에 의해 가해지는 하중을 제어하도록 해도 좋다. 또 이 경우, 변위계(57)는 접촉식 및 비접촉식 중 어느 한 쪽의 종류의 것이라도 좋다. 또한, 변위계(57)에 의한 측정 위치는 도11에 도시한 실선의 위치(할단 예정선에 관해서 도면 상의 좌측의 위치)로 한정되지 않고, 도11에 도시한 가상선의 위치(할단 예정선에 관해서 도면 상의 우측의 위치)라도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는 높이 홀더(19)로서, 할단 가공시에 피가공 기판(51)의 수평 이동을 허용하는 저마찰 재료로 이루어지는 것을 이용하고, 높이 홀더(19) 상에서 피가공 기판(51)을 활동[滑動(수평 이동)]시킴으로써, 할단 가공시에 피가공 기판(51)이 그 연장면에 따라서 변위하도록 하고 있지만 이에 한정되지 않고, 도12에 도시한 바와 같이 높이 홀더(19) 중 피가공 기판(51)에 접촉하는 부분[높이 홀더(19)의 상부]에, 할단 가공시에 피가공 기판(51)의 수평 이동을 허용하는 탄성체로 이루어지는 부드러운 변형 부재(19a)를 마련하고, 높이 홀더(19) 상에서 피가공 기판(51)을 수평 이동시킴으로써, 할단 가공시에 피가공 기판 (51)이 그 연장면에 따라서 변위하도록 해도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서는 할단 대상이 되는 피가공 기판(51)으로서, 1매의 유리 기판을 이용하고 있지만, 시일재를 통해 접합된 2매의 글래스 기판 사이에 액정재가 주입된 상태의 액정 기판에 대해서도 마찬가지로 고품위이면서 고속인 할단 가공을 행할 수 있는 외, 이 이외의 임의의 취성 재료로 이루어지는 기판에 대해서도 마찬가지로 고품위이면서 고속인 할단 가공을 행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 피가공 기판의 모서리부의 한 쪽 표면 및 다른 쪽 표면이 단부재 클램퍼에 부착된 비교적 강성이 높은 탄성 재료로 이루어지는 부분에 의해 보유 지지되는 동시에, 피가공 기판의 다른 쪽 표면이 할단 가공시에 피가공 기판이 그 연장면에 따라서 변위하도록 상기 피가공 기판을 수평 이동 가능하게 지지하는 높이 홀더에 의해 지지되어 있기 때문에, 피가공 기판의 모서리부에 있어서의 절단 가공 등의 할단 가공을 고품위이면서 고속으로 실현할 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면, 종래의 수법과 같이 레이저 빔의 조사 등에 관해서 복잡한 제어를 행할 필요가 없기 때문에, 고가의 제어계나 광학계 등이 불필요하며 장치가 간이하면서 저렴하게 할 수 있다.

Claims (16)

  1. 취성 재료로 이루어지는 피가공 기판을 국부적으로 가열하고, 그 열 응력에 의해 상기 피가공 기판에 균열을 생기게 하여 할단 가공을 행하는 할단 가공 시스템에 있어서,
    피가공 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구와,
    상기 기판 보유 지지 기구에 의해 보유 지지된 상기 피가공 기판 상에 레이저 빔을 조사하여 상기 피가공 기판을 국부적으로 가열함으로써 상기 피가공 기판에 대해 할단 가공을 행하는 가공부 유닛을 구비하고,
    상기 가공부 유닛에 의해 상기 피가공 기판 상에서 국부적으로 가열이 행해지는 영역이 상기 피가공 기판의 할단 예정선에 따라서 이동하도록, 상기 기판 보유 지지 기구와 상기 가공부 유닛이 서로 상대적으로 이동하도록 구성되어 있고,
    상기 기판 보유 지지 기구는, 상기 피가공 기판의 모서리부를 상기 피가공 기판의 한 쪽 표면 및 그것과 반대측의 다른 쪽 표면의 양측으로부터 보유 지지하는 단부재 클램퍼와, 상기 피가공 기판의 상기 모서리부에 따라서 연장되는 할단 예정선을 기준으로 하여 상기 단부재 클램퍼로부터 이간하는 측에 마련되고, 상기 단부재 클램퍼에 의해 지지된 상기 피가공 기판의 다른 쪽 표면을 지지하는 높이 홀더를 갖고, 상기 단부재 클램퍼 중 적어도 상기 피가공 기판에 접촉하는 부분은 비교적 강성이 높은 탄성 재료로 이루어지고, 상기 높이 홀더는 할단 가공시에 상기 피가공 기판이 그 연장면에 따라서 변위하도록 상기 피가공 기판을 수평 이동 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 할단 가공 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가공부 유닛은, 상기 피가공 기판 상에서 국부적으로 가열이 행해진 영역에 냉각제를 송풍하여 상기 영역을 냉각하는 것을 특징으로 하는 할단 가공 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단부재 클램퍼에 의한 상기 피가공 기판의 상기 모서리부에 있어서의 보유 지지 폭이 10 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 할단 가공 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 탄성 재료는 그 영률이 10 내지 수천 ㎫의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 할단 가공 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 탄성 재료는 수지 재료인 것을 특징으로 하는 할단 가공 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 수지 재료는 불소계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 할단 가공 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 높이 홀더 중 적어도 상기 피가공 기판에 접촉하는 부 분은 할단 가공시에 상기 피가공 기판의 수평 이동을 허용하는 저마찰 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 할단 가공 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 높이 홀더 중 적어도 상기 피가공 기판에 접촉하는 부분은 할단 가공시에 상기 피가공 기판의 수평 이동을 허용하는 변형 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 할단 가공 시스템.
  9. 취성 재료로 이루어지는 피가공 기판을 국부적으로 가열하고, 그 열 응력에 의해 상기 피가공 기판에 균열을 생기게 하여 할단 가공을 행하는 할단 가공 방법에 있어서,
    할단 대상이 되는 피가공 기판을 기판 보유 지지 기구에 의해 보유 지지하는 보유 지지 공정과,
    상기 보유 지지 공정에서 보유 지지된 상기 피가공 기판 상에 레이저 빔을 조사하여 상기 피가공 기판을 국부적으로 가열하면서, 상기 피가공 기판 상에서 국부적으로 가열이 행해지는 영역을, 상기 피가공 기판의 모서리부에 따라서 연장되는 할단 예정선에 따라서 이동시키는 할단 공정을 포함하고,
    상기 보유 지지 공정에 있어서 상기 피가공 기판을 보유 지지하는 상기 기판 보유 지지 기구는, 상기 피가공 기판의 모서리부를 상기 피가공 기판의 한 쪽 표면 및 그것과 반대측의 다른 쪽 표면의 양측으로부터 보유 지지하는 단부재 클램퍼와, 상기 피가공 기판의 상기 모서리부에 따라서 연장되는 할단 예정선을 기준으로 하 여 상기 단부재 클램퍼로부터 이간하는 측에 마련되고, 상기 단부재 클램퍼에 의해 지지된 상기 피가공 기판의 다른 쪽 표면을 지지하는 높이 홀더를 갖고, 상기 단부재 클램퍼 중 적어도 상기 피가공 기판에 접촉하는 부분은 비교적 강성이 높은 탄성 재료로 이루어지고, 상기 높이 홀더는 할단 가공시에 상기 피가공 기판이 그 연장면에 따라서 변위하도록 상기 피가공 기판을 수평 이동 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는 할단 가공 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 할단 공정에 있어서 상기 피가공 기판 상에서 국부적으로 가열이 행해진 영역에 냉각제를 송풍하여 상기 영역을 냉각하는 것을 특징으로 하는 할단 가공 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 단부재 클램퍼에 의한 상기 피가공 기판의 상기 모서리부에 있어서의 보유 지지 폭이 10 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 할단 가공 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 탄성 재료는 그 영률이 10 내지 수천 ㎫의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 할단 가공 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 탄성 재료는 수지 재료인 것을 특징으로 하는 할단 가공 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 수지 재료는 불소계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 할단 가공 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 높이 홀더 중 적어도 상기 피가공 기판에 접촉하는 부분은 할단 가공시에 상기 피가공 기판의 수평 이동을 허용하는 저마찰 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 할단 가공 방법.
  16. 제9항에 있어서, 상기 높이 홀더 중 적어도 상기 피가공 기판에 접촉하는 부분은 할단 가공시에 상기 피가공 기판의 수평 이동을 허용하는 변형 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 할단 가공 방법.
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