KR20070103188A - 기판 스크라이브 장치 - Google Patents

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Abstract

스크라이브 장치에서 스크라이브를 위한 힘이 기판에 수직으로 작용하도록 한 기판 스크라이브 장치에 에 관한 것으로, 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성부; 상기 스크라이브 형성부를 가압시켜 주는 가압부; 상기 가압부를 승강시켜 주는 승강부; 상기 승강부를 가이드해 주는 승강 가이드; 및 상기 가압부를 가이드해 주는 가압 가이드로 구성된다.
X-Y 방향으로의 편향력을 해소함으로써 기판에 대하여 정확한 위치에 스크라이브 라인을 형성하게 해 주는 효과를 제공한다.
기판, 스크라이브 라인, 휠

Description

기판 스크라이브 장치{Apparatus for Scribing Substrate}
도 1은 종래의 기판 스크라이브 장치의 구조를 설명하기 위한 정면도.
도 2는 종래의 다른 기판 스크라이브 장치의 구조를 설명하기 위한 정면도.
도 3은 종래의 기판 스크라이브 장치의 구동 상태를 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 기판 스크라이브 장치의 구조를 설명하기 위한 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 기판 스크라이브 장치의 구동 상태를 설명하기 위한 예시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
41 : 서보 모터 42 : 볼 스크루
43a : 승강 가이드 43b : 가압 가이드
44 : 승강 헤드 45 : VCM
46 : 휠 50 : 기판
본 발명은 기판 스크라이브 장치에 관한 것으로, 특히 스크라이브 장치에서 스크라이브를 위한 힘이 기판에 수직으로 작용하도록 한 기판 스크라이브 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 등의 기판으로 사용되는 유리기판은 대형으로 제작된 후에, 용도에 따른 크기로 절단 가공된다.
상기 유리기판과 같은 취성 물질을 절단하기 위한 공정은 유리기판보다 경도가 높은 다이아몬드 재질의 공구를 이용하여 기판의 표면에 절단선을 형성하는 스크라이브(Scribe) 공정과, 상기 유리기판에 형성된 절단선을 중심으로 가압하여 절단하는 브레이크(Break) 공정으로 이루어진다.
상기 스크라이브 공정은 절단 공구인 휠을 이용하여 유리기판의 절단 위치에 크랙을 형성하는 공정이고, 상기 브레이크 공정은 유리기판에 스크래치를 형성하지 않는 재질로 이루어진 브레이크 바를 상기 크랙에 위치시킨 후에 적당한 힘으로 순간적인 압력을 가하면 상기 크랙이 유리기판의 두께 방향으로 확장되면서 절단된다.
상기와 같은 스크라이브 공정에 사용되는 장치를 스크라이버(Scriber)라고 하는데, 상기 스크라이버의 전형적인 구조가 특허공개번호 제 10-2005-0032834호에 “기판 절단장치 및 이의 구동방법”으로 개시되어 있다.
상기 특허공개공보에 개시되어 있는 기술 중에서 본원발명과 관련 있는 스크라이버의 구조는 도 1에 나타낸 바와 같이, 유리기판(19)에 접촉되어 상기 유리기판(19)을 절단하는 휠(16)과; 상기 휠(16)을 고정 및 지지하는 휠 홀더(15)와; 상 기 휠(16) 및 휠 홀더(15)가 구동 가능하게 장착되는 헤드(10)로 구성되어 있다.
또한, 상기 헤드(10)의 일측에는 상기 헤드(10)를 수직 및 수평 방향으로 이동시켜 주는 가이드(17)가 연결되어 있으며, 상기 가이드(17)는 별도의 구동장치에 연결되어 구동된다.
따라서, 상기 헤드(10)는 상기 가이드(17)가 상하 또는 좌우로 이동함에 따라 같이 이동된다.
상기 헤드(10)는 상기 휠 홀더(15)에 압력을 가하기 위한 실린더(18)와, 상기 실린더(18)에 의하여 가해지는 힘을 측정하는 로드셀(11)과, 상기 로드셀(11)을 통하여 상기 실린더(18)에서 가해지는 힘을 아래로 전달하는 바(12)와, 상기 헤드(10)의 하단부에 장착되어 상기 휠 홀더(15)의 홀더 샤프트(14)가 그 중심에 결합되는 베어링(13)으로 구성된다.
상기 바(12)는 그 일단이 상기 헤드(10)의 일측에 결합되어 있고, 그 타단은 자유롭게 개방되어 있는데, 상기 실린더(18)와 상기 베어링(13) 사이에 위치되어 있어서 실린더(18)에서 가해지는 압력을 상기 베어링(13)을 통하여 상기 휠 홀더(15)로 전달한다.
상기와 같이 구성된 종래의 기판 절단 장치는 상기 헤드(10)의 실린더(18)에 의한 가압력이 상기 휠(16)에 전달되어 기판(19) 상에 스크라이브 라인을 형성할 때에 상기 베어링(13)과 헤드(10) 사이의 결합 공차 등으로 인하여 수직으로 가해지는 가압력이 상기 기판(19)에 편심되어 전달되기 때문에 정확한 위치에 대한 스크라이브 라인의 형성이 불가능하고, 실린더(18)를 통해 전달되는 가압력의 오차가 발생하여 상기 기판(19)에 대한 스크라이브 라인의 정확한 깊이 형성이 어려워지는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 기술이 도 2에 나타낸 스크라이브 장치에 소개되어 있다.
도 2의 스크라이브 장치는 기판(29)에 스크라이브 라인을 형성하는 휠(26), 상기 휠(26)이 회동 가능하게 장착되는 베어링(23), 상기 베어링(23)이 장착되는 헤드(27), 상기 베어링(23)의 회동 각도를 제한하는 스토퍼(25), 상기 헤드(27)의 내부에 설치되어 상기 베어링(23)을 가압시켜 주는 에어 실린더(28), 상기 헤드(27)의 수직 방향 이동을 가이드해 주는 가이드(24), 상기 헤드(27)를 수직 방향으로 승강시켜 주는 서보 모터(21) 및 볼 스크루(22)로 구성되어 있다.
도 2의 스크라이브 장치는 서보 모터(21) 및 볼 스크루(22)에 의해 가압되는 헤드(27)의 수직 방향 이동을 상기 가이드(24)를 통해 가이드해 줌으로써 상기 헤드(27)가 일측으로 편중되는 것을 방지하고 있다.
다시 말하면, 상기 서보 모터(21) 및 볼 스크루(22)를 사용하여 상기 헤드(27)를 Z축 방향으로 이동시킨다.
그리고, 스크라이브 라인의 형성을 위해 상기 휠(26)에 가해지는 하중은 상기 에어 실린더(28)를 통해 제어된다.
또한, 상기 휠(26)은 베어링(23)을 통하여 상기 헤드(27)에 회동 가능하게 장착되어 있어서, 상기 에어 실린더(28)가 가하는 힘을 모멘트 힘으로 받는다. 이 때, 상기 휠(26)은 상기 베어링(23)을 통해 상기 헤드(27)에 결합되어 있으므로 상기 헤드(27)의 끝단에는 상기 휠(26)이 설정된 범위 내에서만 회전하게 하는 스토퍼(25)에 의해 일정 범위 내에서 벗어나는 것을 방지한다.
그런데, 도 2의 종래 기술은 상기 헤드(27)와 상기 휠(26)이 상기 베어링(23)을 통해 연결되어 있기 때문에 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 휠(26)을 주행방향 1(도 3의 A 방향) 또는 주행 방향 2(도 3의 B 방향)로 진행시키면 가압력(W1, W2)에 따른 마찰력(V1, V2)에 의해 반발력(X1, X2)이 발생하고, 상기 반발력(X1, X2)에 의해 의도하지 않은 모멘트 힘(M)이 발생하여 정확한 스크라이브 라인 형성이 어려운 문제점이 있었다.
그리고, 도 1 및 도 2와 같은 종래의 기판 절단 장치는 에어에 의해 구동되는 실린더를 이용하여 가압력을 조절하기 때문에 미소 압력(0.02kgf/cm2) 이하에서는 제어가 불가능한 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 장치의 Z축 방향 제어를 정밀하게 하해 주는 기판 스크라이브 장치를 제공하는데 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 휠에서 기판으로 가해지는 가압력이 수직 방향으로만 전달되게 하여 정확한 스크라이브 라인의 형성이 가능한 기판 스크라이브 장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성부; 상기 스크라이브 형성부를 가압시켜 주는 가압부; 상기 가압부를 승강시켜 주는 승강부; 상기 승강부를 가이드해 주는 승강 가이드; 및 상기 가압부를 가이드해 주는 가압 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 스크라이브 장치를 제공한다.
상기 스크라이브 라인 형성부는 휠 및 휠 홀더로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 가압부 및 상기 승강부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가압부는 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)로 구성되고, 상기 제어부에 의해 미리 설정된 가압력을 발생하는 것을 특징으로 한다.
상기 승강부는 서보 모터 및 볼 스크루 또는 리니어 모터로 구성되고, 상기 제어부에 의해 미리 설정된 위치로 상기 스크라이브 형성부를 이동시켜 주는 것을 특징으로 한다.
상기 승강부에는 헤드가 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 승강 가이드는 상기 헤드에 장착되는 리니어 가이드로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 가압부는 상기 헤드에 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 가압 가이드는 리니어 가이드로 구성되는 것을 특징으로 한다.
(실시예)
본 발명에 따른 기판 스크라이브 장치에 대하여 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
첨부한 도면, 도 4는 본 발명에 따른 기판 스크라이브 장치의 구조를 설명하기 위한 정면도, 도 5는 본 발명에 따른 기판 스크라이브 장치의 구동 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
본 발명에 따른 기판 스크라이브 장치는 도 4에 나타낸 바와 같이, 기판(50)에 스크라이브 라인을 형성하는 휠(46)과, 상기 휠(46)을 미리 설정된 가압력으로 가압시켜 주는 가압 수단인 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor; 45), 상기 VCM(45)이 장착되는 승강 헤드(44), 상기 승강 헤드(44)를 상하(Z축 방향)로 승강시켜 주는 승강 수단인 서보 모터(41) 및 볼 스크루(42), 스크라이브 장치의 헤드(도시 생략)에 장착되어 상기 승강 헤드(44)가 Z축 방향으로만 승강하게 가이드해 주는 승강 가이드(43a), 상기 승강 헤드(44)에 장착되어 상기 VCM(45)에 의한 가압력이 상기 기판(50)에 대하여 수직 방향으로만 전달되게 해 주는 가압 가이드(43b)로 구성된다.
여기서, 상기 휠(46)은 휠 홀더를 포함하는 구성이며, 휠 방식의 커터 대신에 팁 방식의 커터를 이용할 수도 있다.
그리고, 상기 서보 모터(41) 및 상기 VCM(45)은 별도의 제어부(도시 생략)에 의해 제어되는데, 상기 제어부는 상기 휠(46)과 상기 기판(50) 간의 거리를 상기 서보 모터(41)를 통해 조정하고, 상기 기판(50)에 스크라이브 라인을 형성하기 위한 가압력의 제어는 상기 VCM(45)를 통해 제어한다.
상기 승강 가이드(43a) 및 상기 가압 가이드(43b)는 크로스 롤러(Cross Roller) 또는 리니어 모터 가이드(Linear Motor Guide)와 같은 리니어 가이드(Linear Guide)로 구성되는데, 상기 리니어 가이드는 Z축으로 승강되는 상기 승강 헤드(44)와 상기 VCM(45) 및 상기 휠(46)이 X-Y 방향으로 편심되는 것을 방지한다.
다시 말하면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 승강 가이드(43a) 및 상기 가압 가이드(43b)는 상기 휠(46)이 주행 방향(도 5의 C 방향)으로 이동할 때에, 상기 휠(46)과 상기 기판(50)간의 마찰에 의한 마찰력(V)과 상기 VCM(45)에 의해 상기 휠(46)로부터 상기 기판(50)에 가해지는 가압력(W)에 의해 반발력(X)이 생성되더라도 상기 휠(46)이 수직 방향(Z축)으로만 가압되기 때문에 도 3과 같은 모멘트힘(M)이 발생되지 않는다.
따라서, 상기 휠(46)이 항상 설정된 위치에 정확한 가압력을 전달할 수 있기 때문에 스크라이브 라인의 형성이 정확하게 이루어진다.
그리고, 본 발명은 상기 기판(50)에 가해지는 가압력을 반응 속도가 5ms 이하로 동작하는 상기 VCM(45)을 통해 제어하기 때문에 정밀한 압력 제어를 할 수 있어서 스크라이브 라인 형성이 정밀하게 이루어진다.
상기 실시예 설명에서는 상기 승강 헤드(44)를 상하(Z축 방향)로 승강시켜 주는 승강 수단으로 상기 서보 모터(41) 및 볼 스크루(42)를 이용하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 리니어 모터를 채용하여 구성할 수도 있다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 Z축을 제외한 X-Y 방향으로의 편향력을 해소함으로써 기판에 대하여 정확한 위치에 스크라이브 라인을 형성하게 해 주는 효과를 제공한다.
그리고, 본 발명은 반응 속도가 우수한 VCM을 이용하여 가압력을 제어함으로써 균일한 품질의 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (9)

  1. 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성부;
    상기 스크라이브 형성부를 가압시켜 주는 가압부;
    상기 가압부를 승강시켜 주는 승강부;
    상기 승강부를 가이드해 주는 승강 가이드; 및
    상기 가압부를 가이드해 주는 가압 가이드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 스크라이브 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스크라이브 라인 형성부는 휠 및 휠 홀더로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 스크라이브 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가압부 및 상기 승강부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 스크라이브 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 가압부는 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)로 구성되고, 상기 제어부에 의해 미리 설정된 가압력을 발생하는 것을 특징으로 하는 기판 스크라이 브 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 승강부는 서보 모터 및 볼 스크루 또는 리니어 모터로 구성되고, 상기 제어부에 의해 미리 설정된 위치로 상기 스크라이브 형성부를 이동시켜 주는 것을 특징으로 하는 기판 스크라이브 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 승강부에는 헤드가 장착되는 것을 특징으로 하는 기판 스크라이브 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 승강 가이드는 상기 헤드에 장착되는 리니어 가이드로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 스크라이브 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 가압부는 상기 헤드에 장착되는 것을 특징으로 하는 기판 스크라이브 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 가압 가이드는 리니어 가이드로 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 스크라이브 장치.
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