KR20070072303A - 기판 절단 장치 - Google Patents

Abstract

취성 기판을 절단하기 위한 기판 절단 장치에 관한 것으로, 기판의 적어도 어느 한 면에 접촉되어 음각선을 형성하는 적어도 하나의 휠; 상기 휠이 회전 가능하게 장착되는 휠 홀더; 기판에 음각선을 형성하기 위해 상기 휠 홀더를 이동시켜 주는 이동수단; 및 상기 휠 홀더가 진행하는 방향의 후방 일측에 설치되어 음각선이 형성될 때에 접촉되는 적어도 하나의 롤러로 구성된다.

취성 기판에 음각선을 형성할 때에 별도의 롤러를 이용하여 기판에 진동을 가하거나, 일방으로 가압하여 비틀리게 함으로써, 크랙 진전을 도모해 주는 효과를 제공한다.

취성 기판, 휠, 롤러, 진동

Description

기판 절단 장치{Apparatus for Cutting Substrate}

도 1은 종래 기판 절단 장치의 스크라이버 구성을 설명하기 위한 구성도.

도 2는 종래의 다른 스크라이버를 설명하기 위한 단면도.

도 3은 종래의 또 다른 스크라이버를 설명하기 위한 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 기판 절단 장치의 제 1실시예 구성을 설명하기 위한 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 기판 절단 장치의 제 1실시예 롤러의 구조를 설명하기 위한 측면도.

도 6은 본 발명의 제 2실시예를 설명하기 위한 구성도.

도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 롤러의 구조를 설명하기 위한 측면도.

도 8은 본 발명의 제 3실시예에 따른 롤러의 구조를 설명하기 위한 측면도.

도 9는 본 발명의 제 4실시예에 따른 롤러의 구조를 설명하기 위한 측면도.

도 10은 본 발명의 제 5실시예에 따른 롤러의 구조를 설명하기 위한 측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

40 : 기판 41, 42 : 휠

45, 56 : 롤러

본 발명은 기판 절단 장치에 관한 것으로, 특히 취성 기판을 절단하기 위해 사용되는 기판 절단 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 취성 기판을 절단하기 위해서는 기판의 설정된 위치에 스크라이버를 이용하여 음각선을 형성한 후에, 이 음각선을 따라 별도의 브레이커를 이용하여 절단하는 방식을 주로 이용한다.

따라서, 스크라이버는 기판의 설정된 위치에 상기 커터를 위치시킨 후에, 상기 커터에 적당한 압력을 가하면서 이동시키면서 음각선을 형성하도록 되어 있다.

이와 같은 스크라이버의 종래 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판(15)의 상하면에 각각 접촉되는 휠(10, 11)과, 상기 휠(10, 11)이 장착되어 이동이 가능한 휠 홀더(10a, 11a)와, 상기 홀더(10a, 11a)를 통하여 상기 휠(10, 11)을 상기 기판(15)에 압착하면서 면을 따라 이동시키는 가압 수단(도시 생략) 및 이동수단(도시 생략)을 기본적인 구성 요소로 한다.

상기와 같이 구성된 종래의 스크라이버는 상기 휠(10, 11)을 상기 기판(15)에 가압하면서 이동시켜 음각선을 형성하지만 다음과 같은 문제가 있다.

즉, 상기 휠(10, 11)을 상기 기판(15)에 가압하는 가압력을 크게 하면 음각선이 깊게 형성되어 기판(15)의 절단이 용이하지만, 음각선이 형성되는 도중에 음각선의 좌우방향으로 수평 크랙(crack)이 추가 발생하기 때문에 음각선 근방에 조각 또는 박리(剝離) 등이 발생하는 문제가 생긴다.

또한, 상기 휠(10, 11)의 가압력을 작게 하면, 상기와 같이 수평 크랙이 발생하지는 않지만, 음각선에 의한 수직 크랙이 얕게 형성되어 절단이 양호하게 이루어지지 않는 문제점이 발생한다.

따라서, 기판에 음각선을 형성할 때에 크랙을 깊이 형성할 수 있는 스크라이버가 특허공개번호 제 10-2001-0041794호로 2001년 5월 25일에 공개되어 있다.

상기 특허공개번호 제 10-2001-0041794호에 소개되어 있는 스크라이버는 도 2에 나타낸 바와 같이, 이동대(도시 생략)와, 상기 이동대를 수평방향으로 이동시키는 이동기구(도시 생략)와, 상기 이동대에 장착된 슬라이드기구(도시 생략)와, 상기 슬라이드기구에 수직방향으로 이동 가능하게 지지된 보디(31)와, 상기 보디(31)에 수직방향으로 미소한 슬라이드가 가능하게 지지된 홀더(22)와, 상기 홀더(22)의 하단(24)에 마련된 커터(25)와, 상기 홀더(22)에 수직방향의 진동을 부여하는 진동 액튜에이터(23)로 구성되어 있으며, 상기 진동 액튜에이터(23)는 두 개의 피에조 소자로 이루어진다.

그런데, 상기와 같이 구성된 특허공개번호 제 10-2001-0041794호의 스크라이버는 상기 진동 액튜에이터(23)의 미세한 진동으로 인하여 상기 홀더(22)와 보디(10)간의 기계적 접촉에 의한 마찰로 인하여 기계의 내구성이 저하되는 문제점이 있으며, 특히 진동 액튜에이터(23)에서 발생된 진동을 상기 커터(25)에 전달함으로써, 상기 커터(25)로 기판에 음각선을 형성할 때에 진동으로 인하여 크랙 진전이 향상되는 대신에 상기 커터(25)의 마모도가 증가한다. 따라서, 상기 커터(25)의 마모에 따른 수명 단축으로 인하여 교체 주기가 단축되기 때문에 비용이 증가하는 문 제점이 있다.

한편, 2005년 4월 8일에 공개된 특허공개번호 제 10-2005-0032834호에 소개된 기판 절단장치는 도 3에 나타낸 바와 같이, 기판에 접촉되어 상기 기판을 절단하는 휠(38)과, 상기 휠(38)을 고정 및 지지하는 휠 홀더(37)와, 상기 휠(38) 및 휠 홀더(37)를 구동하기 위한 구성요소들을 포함하는 헤드(31)로 구성되어 있다.

또한, 상기 헤드(31)의 일측에는 상기 헤드(31)를 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 두 개의 구동축으로 구성된 가이드(33)가 연결되어 있으며, 상기 가이드(33)의 두 개의 구동축은 외부 구동부(도시 생략)에 연결되어 구동된다.

그리고, 상기 헤드(31)의 내부에는 에어 실린더(31a)가 설치되어 있으며, 상기 에어 실린더(31a)에 의해 가해진 압력을 탄성적으로 아래로 전달하는 로드셀(32)이 반구 모양으로 형성되어 상기 에어 실린더(31)의 아래에 설치되어 있다.

상기 로드셀(32)의 하부에 우측 단부에 축(34a)을 가지며 좌측 단부가 상기 헤드(31) 내부를 관통하여 외부로 연장되어 상기 축(34a)을 중심으로 상하로 움직이는 바(34)가 설치되고, 상기 바(34)의 움직임에 의해 상기 바(34)와 전기적으로 연결되거나 분리되는 스위치(35)가 상기 바(34)의 하부에 설치된다.

또한, 상기 바(34)의 상하 이동을 전달받아 상하방향으로 움직이는 베어링(36)이 상기 바(34)의 하부와 상기 스위치(35)의 우측에 장착되고, 상기 베어링(36)에는 샤프트를 통하여 휠(38)이 회전 가능하게 장착된 휠 홀더(37)가 장착된다.

아울러, 상기 헤드(31) 외부에는 초음파를 생성하는 초음파 발진부(39a)가 구비되며, 상기 헤드(31)의 외부 일측에는 상기 초음파 발진부(39a)로부터 발생된 초음파를 인가 받아 진동하는 진동부(39)가 고정되고, 상기 진동부(39)에서 발생된 진동은 상기 바(34)에 전달된다.

상기와 같이 구성된 특허공개번호 제 10-2005-0032834호의 기판 절단장치는 휠(38)을 기판(30)에 접촉시킨 상태에서 음각선을 형성하면, 상기 초음파 발진부(39a)에서 공급된 초음파에 의하여 발생된 상기 진동부(39)의 진동은 상기 바(34)를 통하여 상기 베어링(36)에 전달된다.

따라서, 상기 베어링(36)에 장착된 상기 휠(38)은 상기 진동부(39)의 진동 주기에 맞추어 진동하면서 기판(30)에 음각선을 형성한다.

상기와 같이 이루어지는 상기 특허공개번호 제 10-2005-0032834호의 기판 절단장치는 상기 특허공개번호 제 10-2001-0041794호의 스크라이버와 마찬가지로, 상기 휠(38)에 진동을 가하면서 상기 기판에 음각선을 형성하기 때문에 크랙 진전이 향상되는 대신에 상기 휠(38)의 마모도가 증가하여 수명이 단축되고, 수명 단축으로 인하여 교체 주기가 단축되어 비용이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 취성 기판을 절단하기 위해 커터를 이용하여 음각선을 형성하면서 동시에 기판에 진동 또는 비틀림을 가함으로써 크랙을 진전시켜 절단을 용이하게 해 주는 기판 절단 장치를 제공하는데 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 기판에 음각선을 형성해 주는 커터에 직접적으로 진동을 가하지 않으면서 크랙 진전을 도모함으로써 커터의 사용 기간을 연장 시켜 주는 기판 절단 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 기판의 적어도 어느 한 면에 접촉되어 음각선을 형성하는 적어도 하나의 휠; 상기 휠이 회전 가능하게 장착되는 휠 홀더; 기판에 음각선을 형성하기 위해 상기 휠 홀더를 이동시켜 주는 이동수단; 및 상기 휠 홀더가 진행하는 방향의 후방에 설치되어 음각선이 형성될 때에 접촉되는 적어도 하나의 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치를 제공한다.

상기 롤러는 평롤러로 형성되어, 상기 음각선의 일측에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 롤러는 상기 음각선을 중심으로 스크랩 기판 쪽에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 롤러는 평롤러로 형성되어, 상기 음각선 위에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 롤러는 외주면에 요형부가 형성되어, 상기 요형부가 상기 음각선 위에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 롤러는 외주면에 철형부가 형성되어, 상기 철형부가 상기 음각선 위에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 롤러는 상기 휠에 의하여 형성된 크랙의 반대방향으로 상기 기판이 편향되게 가압시켜 주는 가압 수단을 더 포함하는 특징으로 한다.

상기 롤러는 회전축을 제외한 부분이 탄성 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 롤러는 회전축이 형성된 내륜부와, 탄성 소재로 이루어져 상기 내륜부의 외주면에 피복되는 외륜부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

본 발명에 따른 기판 절단 장치에 대하여 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부한 도면, 도 4는 본 발명에 따른 기판 절단 장치의 제 1실시예 구성을 설명하기 위한 구성도, 도 5는 본 발명에 따른 기판 절단 장치의 제 1실시예 롤러의 구조를 설명하기 위한 측면도, 도 6은 본 발명의 제 2실시예를 설명하기 위한 구성도, 도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 롤러의 구조를 설명하기 위한 측면도, 도 8은 본 발명의 제 3실시예에 따른 롤러의 구조를 설명하기 위한 측면도, 도 9는 본 발명의 제 4실시예에 따른 롤러의 구조를 설명하기 위한 측면도, 도 10은 본 발명의 제 5실시예에 따른 롤러의 구조를 설명하기 위한 측면도이다.

본 발명에 따른 기판 절단 장치의 제 1실시예는 도 4에 나타낸 바와 같이, 기판(40)의 양면에 접촉되어 음각선을 형성하는 제 1휠(41) 및 제 2휠(42)과, 기판에 음각선을 형성하기 위해 이동하는 이동수단(도시 생략)에 그 일단이 장착되고, 그 타단에 상기 제 1휠(41) 및 제 2휠(42)이 각각 회전 가능하게 장착되는 제 1휠 홀더(41a) 및 제 2휠 홀더(42a)와, 상기 제 1휠(41) 및 제 2휠(42)이 진행하는 방향의 후방 외측(음각선을 중심으로 스크랩 기판 쪽)에 음각선이 형성될 때에 접촉되어 회전하는 제 1롤러(45) 및 제 2롤러(46)로 구성된다.

여기서, 상기 스크랩 기판은 상기 기판(40)에서 상기 제 1휠 및 제 2휠(42)에 의해 형성된 음각선을 중심으로 절단되어 버려지는 부분을 의미한다.

도 4에는 상기 휠, 휠 홀더, 롤러 등을 각각 한 쌍으로 구성하여 나타내었지만, 경우에 따라서는 각각 기판(40)의 일측에만 설치할 수도 있다.

상기 제 1롤러(45) 및 제 2롤러(46)는 회전축 부분을 제외한 전체를 폴리우레탄과 같은 탄성 소재로 형성하는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 도 5에 나타낸 바와 같이, 회전축(49)이 형성된 내륜부(48)의 외주면에 폴리우레탄과 같은 탄성 소재로 이루어진 외륜부(47)를 피복하여 사용할 수도 있다.

상기와 같이, 제 1롤러(45) 및 제 2롤러(46)를 내륜부(48)와 외륜부(47)로 구분하여 형성하면, 상기 외륜부(47)의 마모로 인하여 교체를 할 때에 상기 외륜부(47)만을 교체하면 되기 때문에 교체의 용이성과 비용절감을 꾀할 수 있다.

그리고, 상기와 같이 상기 제 1롤러(45) 및 제 2롤러(46)를 상기 스크랩 기판에 접촉되게 하여 기판의 진행에 따라 회전하면서 발생되는 미세한 진동에 의하여 크랙의 진전을 도모할 수도 있지만, 경우에 따라서는 상기 제 1휠(41) 및 제 2휠(42)에 의하여 형성된 크랙의 반대방향으로 상기 기판(40)이 편향되게 가압시켜 주는 별도의 가압 수단(도시 생략) 즉, 에어 실린더나 유압 실린더 또는 스프링 등을 상기 제 1롤러(45) 또는 제 2롤러(46)의 회전축(49)에 연결함으로써 상기 제 1 휠(41) 및 제 2휠(42)에 의하여 형성된 크랙이 기판(40)의 내부로 진전되게 한다.

본 발명의 제 2실시예는 도 6에 나타낸 바와 같이, 기판(50)에 음각선을 형성하는 제 1휠(51) 및 제 2휠(52)의 후방 일측에 설치되는 제 1롤러(55) 및 제 2롤러(56)의 형태를 테이퍼 구조로 한 실시예이다.

이때, 상기 제 1롤러(55) 및 제 2롤러(56)에 형성된 테이퍼의 경사 방향이 스크랩 기판 쪽으로 하향(도 6에서 기판의 일단부가 A 위치에서 B 위치로 변경되는 것을 참조) 또는 상향되도록 하는 것이 바람직한데, 보다 정확하게는 상기 기판(50)에 형성되는 크랙의 반대 방향으로 향하게 이루어지는 것이 좋다.

또한, 상기 제 1롤러(55) 및 제 2롤러(56) 중 어느 하나만 설치되는 경우에는 크랙이 형성되는 면에 설치되는 것이 좋으며, 제 1롤러(55) 및 제 2롤러(56)가 같이 설치되는 경우에는 각 롤러에 형성된 테이퍼의 경사 방향은 대칭적으로 이루어져 기판(50)에 모두 접촉되게 해야 한다.

여기서, 상기 제 1롤러(55) 및 제 2롤러(56)에 형성된 테이퍼의 경사도를 지나치게 높여서 음각선을 형성하면 기판(50)에 대한 하나의 음각선 형성 공정이 완료되지 않은 상태에서 절단 과정이 수반되어 절단 이상이 발생할 수도 있으므로, 면밀한 시험을 통하여 상기 제 1휠(51) 및 제 2휠(52)에 의하여 형성된 크랙이 약간 진전되는 정도의 경사도를 유지해야 한다.

상기 제 1롤러(55) 및 상기 제 2롤러(56)는 회전축 부분을 제외한 전체를 폴리우레탄과 같은 탄성소재로 형성하는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 도 7에 나타낸 바와 같이, 회전축(59)이 형성된 내륜부(58)의 외주면에 폴리우레탄과 같은 탄성 소재를 이용하여 테이퍼 형상으로 이루어진 외륜부(57)를 피복하여 사용할 수도 있다.

그리고, 상기 제 1롤러(55) 및 제 2롤러(56)를 내륜부(58)와 외륜부(57)로 구분하여 형성하면, 상기 외륜부(57)의 마모로 인하여 교체를 할 때에 상기 외륜부(57)만을 교체하면 되기 때문에 교체의 용이성과 비용절감을 꾀할 수 있다.

본 발명의 제 3실시예는 도 8에 나타낸 바와 같이, 기판(60)에 음각선(60a)을 형성하는 휠(61)의 후방에 본 발명의 제 1실시예와 같은 형태(도 4 참조)로 이루어진 롤러(65)를 상기 음각선(60a)의 위에 설치하여 가압하는 실시예이다.

상기 롤러(65)의 중심이 상기 음각선(60a) 위에 설치되기 때문에, 상기 휠(61)에 의해 상기 음각선(60a)이 형성되면서 상기 롤러(65)에 의해 가압되어 크랙이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 제 4실시예는 도 9에 나타낸 바와 같이, 기판(70)에 음각선(70a)을 형성하는 휠(도시 생략)의 후방에 롤러(75)를 상기 음각선(70a)의 위에 설치하여 가압하는 실시예이다.

상기 롤러(75)는 외주면의 중심부가 H형으로 이루어진 요형부가 형성된 H형 롤러로, 상기 롤러(75)의 외주면 중심부가 상기 음각선(70a) 위에 설치된다.

따라서, 상기 롤러(75)의 중심이 상기 음각선(70a) 위에 설치되기 때문에, 상기 휠에 의해 형성된 상기 음각선(70a)의 양측에 상기 롤러(75)에 의한 가압력이 전달되어 크랙이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 제 5실시예는 도 10에 나타낸 바와 같이, 기판(80)에 음각선(80a)을 형성하는 휠(도시 생략)의 후방에 롤러(85)를 상기 음각선(80a)의 위에 설치하여 가압하는 실시예이다.

상기 롤러(85)는 외주면의 중심부의 단면 구조가 장구형으로 이루어진 장구형 롤러로, 상기 롤러(85)의 외주면 중심부가 상기 음각선(80a) 위에 설치된다.

따라서, 상기 롤러(85)의 중심이 상기 음각선(80a) 위에 설치되기 때문에, 상기 휠에 의해 형성된 상기 음각선(70a)의 양측에 상기 롤러(75)에 의한 가압력이 전달되어 크랙이 증대되는 효과를 얻을 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 취성 기판에 음각선을 형성할 때에 별도의 롤러를 이용하여 기판에 미세한 진동을 가하거나, 어느 한 쪽으로 비틀리게 하여 크랙이 진전되게 함으로써 기판 절단을 용이하게 해 주는 효과를 제공한다.

그리고, 본 발명은 기판에 음각선을 형성하는 커터 또는 휠에 직접적으로 진 동을 가하지 않아서 음각선 형성에 따른 마모되는 정도가 낮아져 교체 주기가 길어지기 때문에 비용절감 효과를 제공한다.

Claims (9)

1. 기판의 적어도 어느 한 면에 접촉되어 음각선을 형성하는 적어도 하나의 휠;

   상기 휠이 회전 가능하게 장착되는 휠 홀더;

   기판에 음각선을 형성하기 위해 상기 휠 홀더를 이동시켜 주는 이동수단; 및

   상기 휠 홀더가 진행하는 방향의 후방에 설치되어 음각선이 형성될 때에 접촉되는 적어도 하나의 롤러;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 롤러는 평롤러로 형성되어, 상기 음각선의 일측에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 롤러는 상기 음각선을 중심으로 스크랩 기판 쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 롤러는 평롤러로 형성되어, 상기 음각선 위에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 롤러는 외주면에 H형부가 형성된 H형 롤러이고, 상기 H형부가 상기 음각선 위에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 롤러는 외주면의 중심부의 단면 구조가 장구형으로 이루어진 장구형 롤러이고, 상기 장구형부가 상기 음각선 위에 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 롤러는 상기 휠에 의하여 형성된 크랙의 반대방향으로 상기 기판이 편향되게 가압시켜 주는 가압 수단을 더 포함하는 특징으로 하는 기판 절단 장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 롤러는 회전축을 제외한 부분이 탄성 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.
9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 롤러는 회전축이 형성된 내륜부와, 탄성 소재로 이루어져 상기 내륜부 의 외주면에 피복되는 외륜부로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 절단 장치.

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