KR20070108595A - 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법 및 이를이용한 스크라이버 - Google Patents

스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법 및 이를이용한 스크라이버 Download PDF

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KR20070108595A
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Abstract

스크라이브 라인을 형성하는 스크라이버의 헤드의 유리 기판에 대한 위치를 정확하게 확인하기 위한 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법 및 이를 이용한 스크라이버에 관한 것으로, (a) 스크라이브 수단을 가압시켜 주는 가압 수단의 토크 제한치를 미리 설정된 제한치로 설정하는 단계; (b) 상기 가압 수단이 장착된 헤드를 유리 기판으로 이동시키는 단계; (c) 상기 가압 수단의 변위를 측정하는 변위 측정 수단을 통하여 상기 스크라이브 수단이 상기 유리 기판에 접촉된 이후의 변위를 측정하는 단계; 및 (d) 상기 변위 측정 수단에 의해 측정된 상기 가압 수단의 변위를 이용하여 상기 헤드와 상기 유리 기판간의 거리를 판독하는 단계로 이루어진다.
유리 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 헤드와 상기 유리 기판간의 거리를 정확하게 보정함으로써, 균일한 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 효과를 제공한다
스크라이버, 헤드, 모터, 유리 기판, 보정

Description

스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법 및 이를 이용한 스크라이버{Method for Controlling Head of Scriber Using Scaler 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 스크라이버의 동작 과정을 설명하기 위한 설명도.
도 6은 본 발명에 따른 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법을 설명하기 위한 순서도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
50 : 헤드 51 : 스토퍼
52 : 모터 54 : 가이드
56 : 스케일러 60 : 휠 홀더
62 : 휠 팁 70 : 엔코더
75 : 제어부 80 : 유리 기판
본 발명은 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법 및 이를 이용한 스크라이버에 관한 것으로, 특히 유리 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이버의 헤드의 유리 기판에 대한 위치를 정확하게 확인하기 위해 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법 및 이를 이용한 스크라이버에 관한 것이다.
일반적으로, LCD와 같은 디스플레이 등의 패널로 이용되는 유리 유리 기판은 넓은 크기의 모유리 기판을 적당한 크기로 절단하여 사용한다.
상기 모유리 기판을 절단하기 위해서는 모유리 기판의 표면에 커터 휠 팁(cutter wheel tip)을 일방향으로 가압하면서 이동시켜 스크라이브 라인을 형성하고, 스크라이브 라인이 형성된 모유리 기판을 브레이커로 가압하여 휨 모멘트(bending moment)를 가하여 상기 스크라이브 라인을 따라 모유리 기판이 절단되게 한다.
상기와 같이 스크라이브 가공에 사용되는 스크라이브 장치에서 다이아몬드와 같은 최경질의 커터 휠 팁을 이용하여 스크라이브 라인을 취성 유리 기판에 형성하기 때문에 스크라이브 라인을 형성하기 위해 커터 휠 팁을 유리 기판에 접촉시킬 때에 유리 기판이 파손되는 것을 방지하고, 적당한 깊이의 스크라이브 라인을 형성하기 위해서는 유리 기판의 표면 위치와 커터 휠 팁이 장착된 헤드의 위치 확인이 반드시 필요하다.
상기와 같이 유리 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 베어링(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 유리 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 유리 기판 쪽으로 이동할 때, 상기 휠 팁(19)이 상기 유리 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 유리 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 유리유리 기판(23)이 고정된다.
휠 팁(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 유리유리 기판(23)에 접촉되어 신호가 발생되면 이를 이용하여 상기 헤드(26)의 이동을 제어한다.
그런데, 상기와 같이 이루어지는 상기 특허공개번호 2000-27155호의 기술은 유리 기판 위치 확인을 위해 별도의 센서를 이용하기 때문에 장치의 비용 상승을 초래하는 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, 휠 팁(34)이 설치된 휠 홀더(33)가 장착된 헤드(32)와, 상기 헤드(32)에 설치되어 상기 헤드(32)와 스테이지(30) 상에 고정된 유리 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 휠 팁(34)이 상기 유리 기판(31)에 접촉된다. 이때, 상기 레이저 센서(35)에서 레이저가 연직 하부로 조사되면, 상기 유리 기판(31)에서 반사되어 상기 레이저 센서(35)에 수광되므로, 상기 레이저 센서(35)는 이 시점에서 상기 헤드(32)와 상기 유리 기판(31)간의 거리를 감지하여 상기 헤드(32)의 위치를 제어한다.
(삭제)
그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 스크라이버는 레이저 센서의 추가 구성에 따른 장치의 비용 상승을 초래하고, 유리 기판의 두께 변화에 따른 초기 설정 과정을 수반하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 스크라이버 헤드의 유리 기판에 대한 위치를 정확하게 검출하여 유리 기판의 변형을 정밀한 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법 및 이를 이용한 스크라이버를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 스크라이버에 있어서, 헤드; 상기 헤드를 승강시켜 주는 헤드 승강 수단; 상기 헤드에 장착된 가압 수단; 상기 가압 수단에 장착된 스크라이브 수단; 상기 가압 수단의 변위를 측정하는 변위 측정 수단; 및 상기 헤드 승강 수단과 상기 가압 수단을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크라이버를 제공한다.
상기 가압 수단은 보이스 코일 모터인 것을 특징으로 한다.
상기 보이스 코일 모터의 코일은 상기 헤드에 고정되고, 상기 보이스 코일 모터의 구동부에는 상기 스크라이버 수단이 장착되는 것을 특징으로 한다.
상기 구동부와 상기 코일 사이에 장착되어, 상기 구동부의 수평 방향 요동을 방지해 주는 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 헤드는 상기 구동부의 이동을 제한해 주는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 변위 측정 수단은 리니어 스케일러이고, 상기 리니어 스케일러는 상기 구동부의 변위를 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 헤드의 현재 위치를 확인한 후에 상기 헤드를 유리 기판으로 이동시켜 상기 유리 기판에 의해 정지되면, 상기 리니어 스케일러의 변화량을 판독하여 상기 유리 기판의 위치를 확인하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은 (a) 스크라이브 수단을 가압시켜 주는 가압 수단의 토크 제한치를 미리 설정된 제한치로 설정하는 단계; (b) 상기 가압 수단이 장착된 헤드를 유리 기판으로 이동시키는 단계; (c) 상기 가압 수단의 변위를 측정하는 변위 측정 수단을 통하여 상기 스크라이브 수단이 상기 유리 기판에 접촉된 이후의 변위를 측정하는 단계; 및 (d) 상기 변위 측정 수단에 의해 측정된 상기 가압 수단의 변위를 이용하여 상기 헤드와 상기 유리 기판간의 거리를 판독하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법을 제공한다.
상기 (a) 단계의 토크 제한치는 상기 가압 수단 및 상기 스크라이브 수단의 자중과 같게 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 가압 수단은 보이스 코일 모터인 것을 특징으로 한다.
상기 변위 측정 수단은 상기 가압 수단과 상기 헤드 사이에 장착되어 상기 헤드에 대한 상기 가압 수단의 변위를 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 변위 측정 수단은 리니어 스케일러인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명에 따른 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법 및 이를 이용 한 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 스크라이버의 동작 과정을 설명하기 위한 설명도, 도 6은 본 발명에 따른 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명에 따른 스크라이버의 구성에 대해, 도 4를 참조하여 설명한다.
본 발명의 스크라이버는 디스플레이 등의 패널로 이용되는 유리 기판(80)에 스크라이브 라인을 형성하는 휠 팁(62)이 장착된 휠 홀더(60)가 장착되는 구동부(52b)와 상기 구동부(52b)를 구동시켜 주는 코일(52a)로 구성된 모터(52)와, 상기 모터(52)가 장착되어 승강되는 헤드(50)로 구성된다.
상기 헤드(50)는 별도의 승강 수단에 의해 상하로 승강이 가능하며, 상기 모터(52)는 보이스 코일 모터(VCM; Voice Coil Motor)로 구성되어, 상기 코일(52a)에 연결된 엔코더(70) 및 제어부(75)에 의해 구동 제어된다.
여기서, 가압 수단 역할을 하는 상기 모터(52)에서 상기 구동부(52b)와 상기 코일(52a) 사이에 가이드(54)를 통해 결함시킴으로써, 상기 구동부(52b)가 수직 방향으로 이동하면서 수평 방향으로 요동하지 않게 하였다.
그리고, 상기 헤드(50)와 상기 모터(52)의 구동부(52b) 사이에 장착되어 상기 헤드(50)에 대한 상기 구동부(52b)의 변위를 측정하는 변위 측정 수단인 리니어 스케일러(56)가 장착된다.
또한, 상기 헤드(50)의 일측 하단에는 상기 모터(52)의 구동부(52b)가 하한 위치를 벗어나지 않게 해 주는 스토퍼(51)가 형성되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 스크라이버의 동작을 본 발명의 다른 발명인 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법을 통하여 설명한다.
본 발명에 따른 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법은 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 먼저 상기 모터(52)의 토크 제한치를 미리 설정된 제한치 즉, 상기 모터(52)와 상기 휠 홀더(60) 및 휠 팁(62)의 하중과 같게 설정한다(S 10).
상기와 같이 하는 이유는 상기 모터(52)를 이용하여 스크라이브 라인 형성 과정이 수행되기 전에 상기 구동부(52b)가 정지 상태를 유지하게 하기 위한 것이다.
그리고, 도 5의 (A) 및 (B)와 같이 상기 헤드(50)를 유리 기판(80) 쪽으로 하강시키면 상기 모터(52)도 같이 하강한다(S 11).
상기와 같이 상기 헤드(50)가 하강하는 도중에 상기 휠 팁(62)이 상기 유리 기판(80)에 접촉되는 순간(도 5의 (C) 참조)에 상기 코일(52a)에 인가되는 토크가 위에서 설정한 토크보다 커지므로 상기 제어부(75)는 엔코더(70)를 통해 이를 확인하고(S 12), 상기 제어부(75)는 상기 헤드(50)의 하강을 중지시킨다(S 13).
그런데, 상기 휠 팁(62)이 상기 유리 기판(80)에 접촉된 순간(도 5의 (C))을 상기 제어부(75)가 상기 엔코더(70)를 통해 감지한 후에 짧은 시간이지만, 도 5의 (D) 및 (E)에 나타낸 상황과 같이 상기 구동부(52b)가 가해지는 토크(초기 설정 토크)를 극복하여 위로 밀리는 상황이 발생한다.
이와 같은 구동부(52b)의 상승은 상기 엔코더(70)는 물론, 상기 리니어 스케일러(56)를 통해 감지된다(S 14).
특히, 상기 리니어 스케일러(56)에 의해서 상기 구동부(52b)의 정확한 이동량(변위)이 측정된다(S 15).
따라서, 상기 제어부(75)는 상기 헤드(50)의 변위에 상기 리니어 스케일러(56)에 의해 측정된 상기 구동부(52b)의 변위를 가감하여 상기 헤드(50) 즉, 상기 휠 팁(62)과 상기 유리 기판(80)간의 거리를 정확하게 보정한다(S 15).
상기와 같이 헤드(50)와 상기 유리 기판(80)간의 거리에 대한 보정이 완료되면 상기 헤드(50)를 원위치시켜(S 16) 추후 스크라이브 라인 형성 공정을 수행한다.
상기 과정을 달리 설명하면, 상기 헤드(50)의 하강 거리를 예로 들어 기준점인 0에서 초기 하강 설정값(헤드와 유리 기판간의 초기 하강 설정값)인 100mm만큼 하강시킨다.
그런데, 상기 헤드(50)와 상기 유리 기판(80)간의 거리가 실제로 80mm이라면, 상기 구동부(52b)가 위로 20mm 밀리는 현상이 발생한다.
상기와 같이 상기 구동부(52b)가 위로 밀리면, 상기 리니어 스케일러(56)에 의해 위로 20mm 밀린 것이 정확하게 감지되기 때문에, 상기 제어부(75)는 상기 헤 드(80)의 하강 거리를 80mm로 보정할 수 있는 것이다.
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.
즉 상기 실시예에 있어서는 디스플레이 등의 패널로 이용되는 유리 기판에 관한 실시예로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 일반적인 절단을 위해 사용되는 기기에 있어서, 피절단물의 표면의 위치를 정확하게 인식하여 절단해야하는 장치에 적용할 수 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법 및 이를 이용한 스크라이버에 의하면, 유리 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 헤드와 상기 유리 기판 간의 거리를 정확하게 인식하여 유리 기판의 표면의 위치를 정확히 알 수 있도록 보정하므로, 균일한 스크라이브 라인을 형성할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Claims (12)

  1. 스크라이버에 있어서,
    헤드;
    상기 헤드를 승강시켜 주는 헤드 승강 수단;
    상기 헤드에 장착된 가압 수단;
    상기 가압 수단에 장착된 스크라이브 수단;
    상기 가압 수단의 변위를 측정하는 변위 측정 수단; 및
    상기 헤드 승강 수단과 상기 가압 수단을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크라이버.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가압 수단은 보이스 코일 모터인 것을 특징으로 하는 스크라이버.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 보이스 코일 모터의 코일은 상기 헤드에 고정되고, 상기 보이스 코일 모터의 구동부에는 상기 스크라이버 수단이 장착되는 것을 특징으로 하는 스크라이버.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 구동부와 상기 코일 사이에 장착되어, 상기 구동부의 수평 방향 요동을 방지해 주는 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크라이버.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 헤드는 상기 구동부의 이동을 제한해 주는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크라이버.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 변위 측정 수단은 리니어 스케일러이고, 상기 리니어 스케일러는 상기 구동부의 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 스크라이버.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 헤드의 현재 위치를 확인한 후에 상기 헤드를 유리 기판으로 이동시켜 상기 유리 기판에 의해 정지되면, 상기 리니어 스케일러의 변화량을 판독하여 상기 유리 기판의 위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 스크라이버.
  8. (a) 스크라이브 수단을 가압시켜 주는 가압 수단의 토크 제한치를 미리 설정된 제한치로 설정하는 단계;
    (b) 상기 가압 수단이 장착된 헤드를 유리 기판으로 이동시키는 단계;
    (c) 상기 가압 수단의 변위를 측정하는 변위 측정 수단을 통하여 상기 스크 라이브 수단이 상기 유리 기판에 접촉된 이후의 변위를 측정하는 단계; 및
    (d) 상기 변위 측정 수단에 의해 측정된 상기 가압 수단의 변위를 이용하여 상기 헤드와 상기 유리 기판간의 거리를 판독하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 토크 제한치는 상기 가압 수단 및 상기 스크라이브 수단의 자중과 같게 설정되는 것을 특징으로 하는 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 가압 수단은 보이스 코일 모터인 것을 특징으로 하는 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 변위 측정 수단은 상기 가압 수단과 상기 헤드 사이에 장착되어 상기 헤드에 대한 상기 가압 수단의 변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 변위 측정 수단은 리니어 스케일러인 것을 특징으로 하는 스케일러를 이용한 스크라이버 헤드 제어 방법.
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