KR20070070824A - 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법 및 이를이용한 스크라이버 - Google Patents

Abstract

기판 절단 장치에서 절단 대상인 기판의 표면 위치를 헤드 구동부인 모터의 포지션 에러 신호를 이용하여 검출하는 스크라이버에 관한 것으로, 스크라이버 헤드 구동 모터의 토크 제한치를 미리 설정된 제한치로 설정하는 단계; 및 상기 헤드를 기판으로 접근시켜 포지션 에러가 발생되면 상기 모터를 정지시키고, 상기 포지션 에러가 발생된 상기 헤드의 위치를 근거로 상기 기판의 표면 위치를 검출하는 단계로 이루어진다.

스크라이버의 헤드를 구동시켜 주는 모터의 자체 신호를 이용하여 기판의 표면 위치를 확인하기 때문에 별도의 센서와, 센서 연결을 위한 배선이 필요 없어 장비 비용을 절감시켜 주는 효과를 제공한다.

스크라이버, 헤드, 모터, 위치

Description

모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법 및 이를 이용한 스크라이버{Method for Detecting Position of Substrate Using Position Error of Motor And Scriber Using The Same}

도 1은 종래의 스크라이버의 구성을 설명하기 위한 구성도.

도 2는 종래의 다른 스크라이버의 구성을 설명하기 위한 구성도.

도 3은 종래의 또 다른 스크라이버의 구성을 설명하기 위한 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 스크라이버의 구성을 설명하기 위한 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법을 설명하기 위한 순서도.

도 6은 본 발명에 따른 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법을 설명하기 위한 설명도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

50 : 헤드 52 : 모터

54 : 헤드 유닛 60 : 휠 홀더

62 : 휠 팁 70 : 엔코더

75 : 제어부 80 : 기판

본 발명은 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법 및 이를 이용한 스크라이버에 관한 것으로, 특히 기판 절단 장치에서 절단 대상인 기판의 표면 위치를 헤드 구동부인 모터의 포지션 에러 신호를 이용하여 검출하는 스크라이버에 관한 것이다.

일반적으로, LCD와 같은 디스플레이 등의 패널로 이용되는 유리 기판은 넓은 크기의 모기판을 적당한 크기로 절단하여 사용한다.

상기 모기판을 절단하기 위해서는 모기판의 표면에 커터 휠 팁(cutter wheel tip)을 일방향으로 가압하면서 이동시켜 스크라이브 라인을 형성하고, 스크라이브 라인이 형성된 모기판을 브레이커로 가압하여 휨 모멘트(bending moment)를 가하여 상기 스크라이브 라인을 따라 모기판이 절단되게 한다.

상기와 같이 스크라이브 가공에 사용되는 스크라이브 장치에서 다이아몬드와 같은 최경질의 커터 휠 팁을 이용하여 스크라이브 라인을 취성 기판에 형성하기 때문에 스크라이브 라인을 형성하기 위해 커터 휠 팁을 기판에 접촉시킬 때에 기판이 파손되는 것을 방지하고, 적당한 깊이의 스크라이브 라인을 형성하기 위해서는 기판의 표면 위치와 커터 휠이 장착된 헤드의 위치 확인이 반드시 필요하다.

상기와 같이 기판에 대한 헤드의 위치를 확인하기 위한 종래 기술을 도 1에 나타내었다.

도 1에 나타낸 종래의 스크라이버는 휠 팁(17)이 장착된 휠 홀더(16)가 베어 링(18)을 통해 장착된 지지부(15)와, 상기 지지부(15)를 이동시켜 주면서 스크라이브 라인 형성에 필요한 압력을 가하는 헤드(10)로 구성된다.

상기 헤드(10)는 헤드 유닛(11)에 형성된 공압 라인(14)을 통해 공급되는 압축 공기에 의해 상기 지지부(15)를 가압시켜 주는 피스톤(13)을 구동시켜 주는 에어 실린더(12)로 구성된다.

그리고, 상기와 같이 구성된 종래의 스크라이버는 기판에 대한 휠 팁(19)의 위치를 판단하기 위해 상기 헤드 유닛(11)의 일측에 연결된 스토퍼(14)에 설치된 제 1접점(19a)과, 상기 제 1접점(19a)에 접촉되게 상기 지지부(15)의 측단에 설치된 제 2접점(19b)으로 이루어진 접점 방식을 이용한다.

즉, 상기 헤드(10)의 상기 에어 실린더(12) 및 상기 피스톤(13)에 의해 상기 휠 팁(19)이 기판 쪽으로 이동할 때, 상기 휠 팁(19)이 상기 기판에 접촉되는 순간에 상기 지지부(15)가 헤드(10) 쪽으로 반동하므로 상기 제 1접점(19a)과 상기 제 2접점(19b)은 접촉 상태에서 개방된 상태로 전환된다.

상기와 같이 상기 제 1접점(19a)과 상기 제 2접점(19b)이 분리되어 개방 신호가 발생되면 이를 기판에 대한 휠 팁의 접촉 여부로 판단하는 것이다.

그런데, 상기와 같이 이루어진 종래의 스크라이버는 접점의 개폐 여부를 전기 신호로 발생시키므로, 전압이 인가된 상태의 접점이 개폐되는 과정에서 역기전력에 의한 스파크가 발생되는 문제점을 안고 있다.

특히, 상기 스파크는 고전압에 의해서 생성되기 때문에 주변에 노이즈를 발생시켜 다른 장치의 오작동을 유발할 수 있는 문제점이 있다.

또한, 상기 접점은 금속 전극으로 형성되고, 개방된 상태에서 개폐되기 때문에 스파크 발생에 따라 접점이 용융되거나, 기계적인 접촉의 반복에 따른 마모 현상으로 인하여 위치 에러가 발생하는 문제점이 있다.

그리고, 개방된 상태에서 스파크가 발생되면 접촉 부위에 주변 대기 중의 탄소 성분이 침적되어 전기 저항을 증가시키기 때문에 접점 에러가 발생되는 문제점도 있다.

상기와 같은 종래의 스크라이버가 안고 있는 문제점을 해소하기 위한 기술로, 2000년 5월 15일에 공개된 특허공개번호 2000-27155호에 스크라이브 라인 음각 장치가 소개되어 있다.

상기 특허공개번호 2000-27155호에 개시되어 있는 장치는 도 2에 나타낸 바와 같이, 스테이지(22)의 상부 일측에 기준 블록(24)이 설치되고, 상기 기준 블록(24)의 일측에 유리기판(23)이 고정된다.

휠팁(도시 생략)이 연결된 휠 홀더(27)가 장착된 헤드(26)는 벨트 및 풀리로 구성되어 동작하는 구동부(21)에 의해 상기 스테이지(22) 상에서 가이드(25)에 의해 가이드되면서 이동된다.

이때, 상기 헤드(26)의 일측에는 센서 브래킷(28)을 통해 센서(29)가 장착되어 있는데, 상기 센서(29)가 상기 유리기판(23)에 접촉되어 신호가 발생되면 이를 이용하여 상기 헤드(26)의 이동을 제어한다.

그런데, 상기와 같이 이루어지는 상기 특허공개번호 2000-27155호의 기술은 기판 위치 확인을 위해 별도의 센서를 이용하기 때문에 장치의 비용 상승을 초래하 는 문제점이 있다.

또한, 2000년 7월 15일에 공개된 특허공개번호 2000-43562호에 스크라이브 헤드의 위치 보정 방법이 소개되어 있다.

상기 특허공개번호 2000-43562호에 개시되어 있는 스크라이버는 도 3에 나타낸 바와 같이, 휠팁(34)이 설치된 휠 홀더(33)가 장착된 헤드(32)와, 상기 헤드(32)에 설치되어 상기 헤드(32)와 스테이지(30) 상에 고정된 기판(31)간의 거리를 측정하는 레이저 센서(35)로 구성된다.

상기와 같이 이루어진 종래의 스크라이버는 상기 헤드(32)가 수직 구동부(도시 생략)에 의해 하강되면, 상기 휠팁(34)이 상기 기판(31)에 접촉된다. 이때, 상기 레이저 센서(35)에서 레이저가 연직 하부로 조사되면, 상기 기판(31)에서 반사되어 상기 레이저 센서(35)에 수광되므로, 상기 레이저 센서(35)는 이 시점에서 상기 헤드(32)와 상기 기판(31)간의 거리를 감지하여 상기 헤드(32)의 위치를 제어한다.

그런데, 상기와 같이 구성된 종래의 스크라이버는 레이저 센서의 추가 구성에 따른 장치의 비용 상승을 초래하고, 기판의 두께 변화에 따른 초기 설정 과정을 수반하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 취성 기판을 절단하기 위한 스크라이버의 헤드를 구동시켜 주는 모터의 에러 신호를 이용하여 헤드의 위치를 검출하는 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법 및 이를 이용한 스크라이버를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, (a) 스크라이버 헤드 구동 모터의 토크 제한치를 미리 설정된 제한치로 설정하는 단계; 및 (b) 상기 헤드를 기판으로 접근시켜 포지션 에러가 발생되면 상기 모터를 정지시키고, 상기 포지션 에러가 발생된 상기 헤드의 위치를 근거로 상기 기판의 표면 위치를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법을 제공한다.

상기 모터는 보이스 코일 모터인 것을 특징으로 한다.

상기 (b) 단계는 상기 (a) 단계에서 설정된 토크 제한치를 스크라이브 라인 형성시의 토크 제한치로 환원시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해, 취성 기판을 절단하기 위한 스크라이버에 있어서, 서보 제어가 가능하고, 스크라이브 라인 형성을 위한 휠팁이 장착된 헤드에 장착된 모터; 및 상기 모터의 토크 제한치를 하향 설정한 후에 구동시켜서 상기 헤드를 상기 기판 쪽으로 하강시켜 상기 휠팁이 상기 기판에 접촉되어 포지션 에러가 발생되는 시점의 상기 헤드 위치를 근거로 상기 기판의 표면 위치를 검출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크라이버를 아울러 제공한다.

상기 모터는 보이스 코일 모터인 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 상기 기판의 표면 위치를 검출한 후에 상기 모터의 토크 제한치를 스크라이브 라인 형성 시의 토크로 환원시켜 주는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

본 발명에 따른 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법 및 이를 이용한 스크라이버에 대하여 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부한 도면, 도 4는 본 발명에 따른 스크라이버의 구성을 설명하기 위한 구성도, 도 5는 본 발명에 따른 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법을 설명하기 위한 순서도, 도 6은 본 발명에 따른 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법을 설명하기 위한 설명도이다.

본 발명에 따른 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법을 설명하기 전에 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 스크라이버의 구성을 먼저 설명한다.

본 발명에 따른 스크라이버는 스크라이브 라인을 형성하는 휠팁(62)이 장착된 휠 홀더(60)와, 상기 휠 홀더(60)가 장착되는 헤드(50)로 구성된다.

상기 헤드(50)는 상기 휠 홀더(60)의 홀더 축(64)이 베어링(55)을 통하여 회동 가능하게 장착된 헤드 유닛(54)과, 상기 헤드 유닛(54)의 상단에 설치되어 상기 헤드 유닛(54)을 가압시켜 주는 모터(52)로 구성된다.

상기 모터(52)는 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)로 구성되며, 상기 모터(52)는 고정되는 고정자(52a) 부분과, 상기 고정자(52a)에 대하여 상하 이동하는 가동자(52b) 부분으로 구성된다.

따라서, 상기 헤드 유닛(54)을 가압시켜 주는 부분은 상기 가동자(52b)이다.

그리고, 상기 헤드(50)와 휠 홀더(60)는 도면에 나타내지 않은 별도의 연결 수단에 의해 서로 연결되어 있다.

상기 모터(52)는 엔코더(70)를 통해 전달되는 구동 신호에 의해 구동되는데, 상기 엔코더(70)에 전달되는 구동 신호는 제어부(75)를 통해 입력된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 스크라이버의 동작을 본 발명의 다른 발명인 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법과, 이에 따른 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

본 발명은 기판(80)에 스크라이브 라인을 형성하기 전에 헤드(50), 즉 휠 팁(62)에 대하여 기판(80)의 표면 위치를 정확하게 검출하여 기판(80)에 스크라이브 라인을 형성할 때에 상기 휠 팁(62)의 적당한 위치와 압력을 설정하기 위해 필요한 기술이다.

먼저, 본 발명에 따른 스크라이버의 작업이 스크라이브 라인 형성 과정인지, 아니면 새로운 기판(80)을 스테이지에 고정시키고 난 후의 기판(80) 표면 위치 확인 과정(이하, 캘리브레이션 과정이라 한다)인지를 확인한다(S 1).

그리고, 캘리브레이션 과정이면, 상기 모터(52)의 강한 토크(스크라이브 라인을 형성할 때의 토크로 이하, 제 1토크라 한다)가 기판(80)에 전달되어 상기 기판(80)이 파손되는 것을 방지하기 위해, 상기 모터(52)의 상기 제 1토크의 제한치를 하향 조정하여 상기 캘리브레이션 과정에 적당한 약한 토크(이하 제 2토크라 한다)로 설정한다(S 2).

상기와 같은 토크의 조정은 상기 제어부(75)를 통해 자동으로 이루어져야 하 며, 그에 따른 상기 제 1토크 및 제 2토크의 설정치는 미리 설정되어야 한다.

상기와 같이 상기 제어부(75)에 의해 모터(52)의 토크가 제 2토크로 설정되면, 상기 제어부(75)는 상기 엔코더(70)를 통해 상기 모터(52)를 제 2토크 제한치로 구동시켜서 상기 헤드(50)를 대기 위치에서 상기 기판(80) 쪽으로 하향 이동시킨다(S 3).

상기와 같이 상기 헤드(50)가 하향 이동되어 상기 휠 팁(62)이 상기 기판(80)에 접촉되는 순간에 상기 모터(52)의 가동자(52b)가 이동되지 못하기 때문에 상기 엔코더(70)에 포지션 에러가 발생되고, 이는 상기 제어부(75)에 의해 감지된다(S 4).

상기와 같이 포지션 에러가 발생되면, 상기 제어부(75)는 그 순간의 상기 가동자(52b)의 위치를 상기 기판(80)의 표면 위치로 판단한다.

즉, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 엔코더(70)에 의해 구동되는 상기 모터(52)의 가동자(52b)가 하향 이동하면(도 6의 (A) 및 (B) 참조), 상기 헤드(50)에 장착된 휠 팁(62)이 상기 기판(80)에 접촉되어 진행이 중지된다(도 6의 (C) 참조).

그리고, 상기 가동자(52b)의 이동이 중지된 순간부터 포지션 에러 신호가 발생되고, 도 6의 (D)와 같이 상기 포지션 에러 신호는 P1 값으로 증가되기 시작하여 시간이 경과되면 상기 포지션 에러 신호는 도 6의 (E)와 같이 P2 값으로 증가된다.

따라서, 상기 제어부(75)는 상기 엔코더(70)를 통해 포지션 에러 신호가 발생된 순간에 상기 가동자(52b)의 위치를 검출하고, 상기 포지션 에러 신호의 값이 증가되면 상기 모터(52)의 구동을 정지시킨다(S 5).

그리고, 상기 포지션 에러 신호가 발생된 순간에 검출된 위치 데이터를 이용하여 상기 기판(80)의 표면 위치를 확인한다(S 6).

이어서, 상기 모터(52)를 역 구동시켜서 상기 헤드(50)를 상기 대기 위치로 복귀시키고(S 7), 상기 모터(52)의 토크를 제 2토크 제한치에서 제 1토크 제한치로 환원시킨다(S 8).

상기와 같은 캘리브레이션 과정이 완료된 상태에서 상기 기판(80)에 대한 스크라이브 라인 형성 과정이 시작되면(S 11), 상기 모터(52)를 제 1토크로 구동시켜서 상기 헤드(50)를 기판(80) 쪽으로 이동시켜서 상기 휠 팁(62)이 상기 기판(800에 접촉되게 한 후에(S 12), 미리 설정된 위치에 스크라이브 라인 형성 과정을 수행한다(S 13, S 14).

따라서, 상기와 같이 이루어지는 본 발명은 상기 기판(80)의 표면 위치를 확인할 때에 종래 기술과 달리 별도의 수단(예를 들어, 센서 등)을 이용하지 않고, 구동 수단인 상기 모터(52)가 구동 중 정지되었을 때에 발생되는 포지션 에러 신호를 이용하여 확인할 수 있는 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 스크라이버의 헤드를 구동시켜 주는 모터의 자체 신호를 이용하여 기판의 표면 위치를 확인하기 때문에 별도의 센서와, 센서 연결을 위한 배선이 필요 없어 장비 비용을 절감시켜 주는 효과를 제공한다.

또한, 종래의 접점을 이용하여 기판의 표면 위치를 검출하지 않기 때문에 스 파크 발생 현상 원인이 제거되어 노이즈 발생 염려가 없다.

Claims (6)

1. (a) 스크라이버 헤드 구동 모터의 토크 제한치를 미리 설정된 제한치로 설정하는 단계; 및

   (b) 상기 헤드를 기판으로 접근시켜 포지션 에러가 발생되면 상기 모터를 정지시키고, 상기 포지션 에러가 발생된 상기 헤드의 위치를 근거로 상기 기판의 표면 위치를 검출하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 모터는 보이스 코일 모터인 것을 특징으로 하는 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 (b) 단계는 상기 (a) 단계에서 설정된 토크 제한치를 스크라이브 라인 형성시의 토크 제한치로 환원시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모터의 포지션 에러를 이용한 기판 위치 검출 방법.
4. 취성 기판을 절단하기 위한 스크라이버에 있어서,

   서보 제어가 가능하고, 스크라이브 라인 형성을 위한 휠팁이 장착된 헤드에 장착된 모터; 및

   상기 모터의 토크 제한치를 하향 설정한 후에 구동시켜서 상기 헤드를 상기 기판 쪽으로 하강시켜 상기 휠팁이 상기 기판에 접촉되어 포지션 에러가 발생되는 시점의 상기 헤드 위치를 근거로 상기 기판의 표면 위치를 검출하는 제어부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크라이버.
5. 제 4항에 있어서, 상기 모터는 보이스 코일 모터인 것을 특징으로 하는 스크라이버.
6. 제 4항에 있어서, 상기 제어부는 상기 기판의 표면 위치를 검출한 후에 상기 모터의 토크 제한치를 스크라이브 라인 형성 시의 토크로 환원시켜 주는 것을 특징으로 하는 스크라이버.

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