KR20090111266A - 취성 기판의 브레이크 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 취성 기판의 브레이크 장치에 관한 것으로서, 제1 챔버, 상기 제1 챔버에 결합되며 압축공기를 이용하여 열전달 및 팽창 특성의 물성을 갖는 액체를 제1 챔버 내로 분사하는 노즐부, 상기 노즐부에 의해 제1 챔버 내로 분사된 액적을 가열하여 습윤포화증기 또는 건조포화증기로 상 변화시키는 제1 히터를 포함하는 증기발생수단; 상기 제1 챔버와 연결관에 의해 소통 가능한 상태로 연결되는 제2 챔버, 상기 제2 챔버 내로 유입된 습윤포화증기 또는 건조포화증기를 가열하는 제2 히터를 포함하는 증기가열수단 및; 상기 증기가열수단으로부터 배기된 가열증기를 취성 기판에 분사하여 스크라이브 라인의 크랙을 확산시켜 브레이크하는 가열증기 분사수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 취성 기판의 브레이크 장치에 따르면, 증기발생수단에서 발생한 증기를 다시 증기가열수단에서 가열한 후 취성 기판의 스크라이브 라인에 분사하므로, 스크라이브 라인에 분사되는 가열증기의 온도가 균일하고 높아 양호한 크랙 확산을 얻을 수 있어 높은 브레이크 효과를 얻을 수 있다.

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Description

취성 기판의 브레이크 장치{Breaking apparatus for fragile substrate and method thereof}

본 발명은 취성 기판의 브레이크 장치에 관한 것으로, 특히 취성 기판의 스크라이브 라인에 가열증기를 분사시킴으로써 크랙을 확산시켜 브레이크하는 취성 기판의 브레이크 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 평판형 디스플레이로 이용되는 LCD나 유기EL패널, 무기EL패널, 투과형 프로젝터 기판, 반사형 프로젝터 기판 등은 유리와 같은 취성의 모 기판(mother substrate, 이하 '취성 기판'이라 한다)으로부터 소정 크기의 단위기판을 절단하여 사용한다.

여기서 취성 기판의 절단은, 취성 기판의 절단 예정선을 따라 다이아몬드와 같은 재질의 스크라이브 커터를 가압 이동시켜 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 라인 형성공정과, 상기 취성 기판을 가압하여 휨 모멘트를 가하거나 스크라이브 라인의 크랙(바람직하게는 '수직크랙'을 말한다. 이하 같다)을 확산시켜 절단하 는 브레이크 공정으로 이루어지며, 상기 스크라이브 라인 형성공정을 수행하는 장치를 통상 스크라이브 장치 또는 스크라이버라 부르고, 상기 브레이크 공정을 수행하는 장치를 브레이크 장치라 부른다. 상기 스크라이브 장치와 브레이크 장치는 서로 조합되게 일체로 구성될 수도 있고 이와 달리 각각 별개로 이루어질 수도 있다.

한편, 대한민국 공개특허번호 제2005-0095912호(이하, '종래기술'이라 함)에 는 스크라이브 라인 형성수단에 의해 취성 기판에 형성된 스크라이브 라인에 대하여 증기를 분사함으로써 스크라이브 라인의 크랙을 취성 기판의 두께방향으로 확산시키는 브레이크 수단을 구비한 기판절단장치(이하, '스크라이브 장치'라 한다)가 개시되어 있다.

상기 종래기술의 스크라이브 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 취성 기판(1)이 재치(載置)되는 테이블(31), 상기 테이블(31)의 양측에 서로 평행하게 설치된 가이드 레일(32, 33), 상기 가이드 레일(32, 33)에 각각 슬라이드 가능하게 설치된 슬라이더(34, 35), 상기 슬라이더(34, 35)를 가이드 레일(32, 33)을 따라 슬라이드 시키는 리니어 모터(37, 38), 상기 슬라이더(34, 35)의 상단부 사이에 수평하게 가설(架設)된 가이드 바(36), 상기 가이드 바(36)에 슬라이드 가능하게 설치된 스크라이브 헤드(20)를 포함한다.

또한 제어부로서는, 리니어 모터 37과 38을 구동시키는 제1 드라이버(41)와 제2 드라이버(42), 스크라이브 헤드 구동용 모터(45)를 구동시키는 제3 드라이버(47), 상기 제1 내지 제3 드라이버(41, 42, 47)를 제어하는 컨트롤러(44), 상기 가이드 레일(32)의 근방에 설치되며 슬라이더(34)의 위치를 검출하는 슬라이더 센서(43)를 포함한다.

여기서, 미설명된 구성부호 46은 상기 스크라이브 헤드 구동용 모터(45)에 의해 회전되는 볼나사로서, 상기 스크라이브 헤드(20)는 볼나사(46)의 회전에 의해 가이드 바(36)를 따라 왕복 이동한다.

한편 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 스크라이브 헤드(20)는 다시 가압수단(미도시)을 구비한 헤드 본체부(22), 상기 헤드 본체부(22) 아래쪽에 설치되며 스크라이브 커터(21)를 구비하는 커터 홀더(27) 및 브레이크 수단을 포함하고 있다.

상기 브레이크 수단은 취성 기판(1)에 형성된 스크라이브 라인의 크랙을 확산시켜 브레이크하기 위한 것으로서, 상기 종래기술에서는 취성 기판(1)에 형성된 스크라이브 라인에 취성 기판(1)을 팽창시키는 온도를 구비한 증기를 분사함으로써 스크라이브 라인의 크랙을 취성 기판(1)의 두께방향으로 확산시키는 증기발생장치(52)를 사용하고 있다.

여기서, 상기 증기발생장치(52)는 상기 헤드 본체부(22)에 부착된 본체 부(52a), 증기가 통과하는 플렉시블(flexible)한 호스(52b), 상기 커터 홀더(27)에 일체로 부착된 노즐 헤드(52c), 증기를 취성 기판(1)을 향하여 분사하는 노즐부(52d)를 포함한다. 여기서, 상기 호스(52b)의 일 측 끝부분은 본체부(52a)에 연결되며 타 측 끝부분은 노즐 헤드(52c)에 접속되어 있다.

또한, 상기 노즐부(52d)에는 원 형상, 타원 형상, 사각형 형상 또는 슬릿 형상의 증기분사구(蒸氣噴射口)가 형성되어 있으며, 상기 스크라이브 커터(21)에 의하여 형성되는 스크라이브 라인에 증기를 분사하여 가열한다.

이하 전술한 종래기술의 스크라이브 장치를 이용한 스크라이브 공정 및 브레이크 공정을 간단히 설명한다.

먼저 스크라이브 공정은 취성 기판(1)의 절단예정선을 따라 스크라이브 커터(21)를 이동시켜 스크라이브 라인을 형성하는 것으로, 상기 테이블(31)에 취성 기판(1)이 재치된 후 상기 컨트롤러(44)의 제어에 의해 제3 드라이버(47)가 스크라이브 헤드 구동용 모터(45)를 구동시키고, 상기 스크라이브 헤드 구동용 모터(45)의 구동에 따라 스크라이브 헤드(20)가 가이드 바(36)를 따라서 취성 기판(1)의 절단예정선(스크라이브 예정 라인을 말한다, 이하 같다) 상의 최외곽 단면 근방 또는 단면 외측으로 이동한 다음, 상기 취성 기판(1)의 스크라이빙 시작점으로부터 다시 절단예정선을 따라 스크라이브 커터(21)를 취성 기판(1)에 대하여 가압하면서 이동 시켜 스크라이브 라인을 형성한다.

이와 같이 취성 기판(1)에 대한 스크라이브 공정이 실시된 후에는 브레이크 공정이 실시되는데, 상기 증기발생장치(52)는 노즐부(52d)의 증기분사구를 통해 전술한 스크라이브 공정을 통해 형성된 스크라이브 라인에 대하여 증기를 분사하고, 상기 분사된 증기는 모세현상(毛細現象)에 의해 마이크로미터 단위의 개구를 갖는 스크라이브 라인의 크랙 내로 침투한 후 부피 팽창함으로써 크랙이 취성 기판(1)의 배면 쪽으로 확산 된다. 따라서, 본 종래기술에 의하면 스크라이브 라인을 따라 기계적으로 휨 모멘트를 가하지 않고서도 취성 기판(1)을 브레이크할 수 있게 된다.

한편, 전술한 종래기술에는 개시되어 있지 않지만, 상기 증기발생장치(52)의 본체부(52a)는 통상 그 내부에 일정한 공간을 구비한 챔버로 이루어지는데, 상기 챔버의 일 측에는 압축공기를 이용하여 챔버 내로 물을 주입하기 위한 노즐이 설치되고, 상기 노즐을 포함한 챔버의 주위에는 상기 노즐에 의해 분사된 수적(水滴)을 가열하여 증기 상태로 변화시키는 히터가 설치된다.

따라서, 상기 압축공기에 의해 챔버 내로 유입되는 물은 노즐을 통과하면서 미세한 수적으로 되며, 상기 수적들은 히터장치에 의해 가열된 챔버 내에서 증기로 상 변화된 후 상기 노즐부의 증기분사구를 통해 스크라이브 라인에 분사된다.

그런데, 상기 종래기술의 경우에는 비록 노즐과 챔버 주위에 히터가 설치되어 있다고는 하나, 외부로부터 상온의 물과 압축공기가 계속적으로 노즐 내로 공급된 후 순간적으로 통과하기 때문에 노즐을 통과하여 분사되는 수적의 온도가 충분히 높지 않으므로, 챔버 내에는 증기가 일부 기화하지 못한 수적과 함께 혼재되어 있는 상태가 되고, 이로 인하여 노즐부의 증기분사구를 통해 스크라이브 라인에 분사되는 증기도 그 온도가 충분히 높지 않고 불균일할 수밖에 없어 스크라이브 라인의 크랙 확산이 균일하지 않게 된다는 문제가 있었다.

또한, 상기 챔버 내에서 미처 기화되지 못한 수적들은 챔버 바닥에 고여 히터로 가열된 챔버 바닥에 의해 비등하게 됨으로써 상당한 소음을 야기할 뿐만 아니라, 때때로 노즐부의 증기분사구를 통해 증기와 함께 스크라이브 라인에 분사되어 취성 기판의 표면에 얼룩을 발생시키는 문제도 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 취성 기판의 스크라이브 라인에 온도 분포가 균일한 가열증기를 지속적으로 분사시켜 크랙 확산이 균일하게 이루어지도록 하는 취성 기판의 브레이크 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 증기를 발생시킬 때 액적이 잔류하지 않도록 하여 비등할 때 발생하는 소음을 없애고, 증기를 다시 가열하여 스크라이브 라인에 분사함으로써 가열증기 내에 액적이 존재하지 않아 취성 기판의 표면에 얼룩이 발생하지 않도록 하는 취성 기판의 브레이크 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 취성 기판의 브레이크 장치는,

제1 챔버, 상기 제1 챔버에 결합되며 압축공기를 이용하여 열전달 및 팽창 특성의 물성을 갖는 액체를 제1 챔버 내로 분사하는 노즐부, 상기 노즐부에 의해 제1 챔버 내로 분사된 액적을 가열하여 습윤포화증기 또는 건조포화증기로 상 변화시키는 제1 히터를 포함하는 증기발생수단;

상기 제1 챔버와 연결관에 의해 소통 가능한 상태로 연결되는 제2 챔버, 상기 제2 챔버 내로 유입된 습윤포화증기 또는 건조포화증기를 가열하는 제2 히터를 포함하는 증기가열수단 및;

상기 증기가열수단으로부터 배기된 가열증기를 취성 기판에 분사하여 스크라이브 라인의 크랙을 확산시켜 브레이크하는 가열증기 분사수단

을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 노즐부에는 제1 챔버 내로 분사되는 액적의 크기나 속도를 조절하기 위한 조절밸브가 더 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 연결관은 제1 챔버 내에 위치하는 일 측 외주면에 증기 유입구인 슬릿을 형성하고,

타 측에는 제2 챔버로 증기를 배기하는 배출구를 형성한 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 히터는 노즐부와 마주보게 제1 챔버에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 챔버는 노즐부와 마주보는 면이 적어도 부분적으로 개방되며,

상기 개방된 부분은 제2 히터에 의해 가열된 제2 챔버의 일 측면에 의해 밀폐된 상태로 되고,

상기 제2 챔버의 일 측면이 제1 히터가 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 챔버는 그 내부온도가 하락하는 것을 방지하는 온도유지수단을 구비하되,

상기 온도유지수단은 상기 제1 챔버의 개방된 부분을 밀폐하는 부분을 제외한 모든 내벽에 부착되는 다공체의 세라믹인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 챔버는 스크라이브 헤드에 결합되며,

상기 제2 챔버와 스크라이브 헤드 사이에는 단열성을 가지는 단열블록이 개재되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 증기가열수단에 의해 가열된 가열증기는 건조포화증기 또는 과열증기인 것이 바람직하다.

또한, 상기 가열증기 분사수단은 가열증기를 배기하는 배기홀이 형성된 제2 챔버의 일 측면 바깥쪽에 가열증기 분사용 블록을 설치하여서 이루어지되,

상기 제2 챔버의 일 측면과 마주보는 가열증기 분사용 블록의 면에는 일 측 단부가 상기 배기홀과 연결되며 타 측 단부는 취성 기판을 향하여 개방된 슬릿을 형성한 것이 바람직하다.

또한, 취성 기판이 재치되는 테이블의 양측에 평행하게 배치된 가이드 레일을 따라 슬라이드 이동 가능하게 가이드 바를 설치하되,

상기 증기발생수단 또는 증기가열수단, 가열증기 분사수단 중 적어도 하나는 상기 가이드 바를 따라 이동 가능하게 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 취성 기판이 재치되는 테이블의 양측에 평행하게 배치된 가이드 레일을 따라 슬라이드 이동 가능하게 노즐 유닛을 설치하되,

상기 가열증기 분사수단을 노즐 유닛과 소통 가능하게 연결하는 것이 바람직 하다.

전술한 본 발명의 취성 기판의 브레이크 장치에 따르면, 증기발생수단에서 발생한 증기를 다시 증기가열수단에서 가열한 후 취성 기판의 스크라이브 라인에 분사하므로, 스크라이브 라인에 분사되는 가열증기의 온도가 균일하고 높아 양호한 크랙 확산을 얻을 수 있어 효과적으로 브레이크할 수 있다.

또한, 상기 증기가열수단에서 가열된 가열증기 내에는 액적이 존재하지 않으므로, 취성 기판의 스크라이브 라인에 가열증기를 분사하더라도 액적에 의한 얼룩이 발생하지 않아 제조 수율이 향상되는 효과가 있다.

또한, 상기 증기발생수단의 제1 챔버 내로 분사된 미립자의 액적이 제1 히터에 강하게 부딪혀 극소 미립자의 액적으로 미세화됨과 동시에 제1 히터와의 열 교환 면적의 증가로 인해 순간적으로 증기로 상 변화됨으로써 액적이 잔류하지 않아 비등에 따른 소음 발생이 방지되는 효과가 있다.

이하, 전술한 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 도면을 참조하여 상세하게 설명하며, 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다. 참고 로, 첨부된 도면 중 도 3은 본 발명에 따른 취성 기판의 브레이크 장치를 나타내는 사시도이고, 도 4와 도 5는 각각 도 3에 도시한 브레이크 장치의 측면도 및 저면도이며, 도 6은 도 4의 A부분을 나타내는 개략적인 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 취성 기판의 브레이크 장치는 취성 기판의 스크라이브 라인에 가열증기를 분사시킴으로써 스크라이브 라인의 크랙을 확산시켜 브레이크하기 위는 것이다.

상기 취성 기판의 브레이크 장치는 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 증기발생수단, 상기 증기발생수단으로부터 유입된 증기를 다시 가열하는 증기가열수단 및, 상기 증기가열수단으로부터 배기된 가열증기를 취성 기판의 스크라이브 라인에 분사하는 가열증기 분사수단을 포함한다.

여기서, 상기 증기발생수단은 제1 챔버(100), 상기 제1 챔버(100)에 결합되며 압축공기를 이용하여 액체를 상기 제1 챔버(100) 내로 분사하는 노즐부(300), 상기 노즐부(300)와 마주보게 설치되며 노즐부(300)에 의해 제1 챔버(100) 내로 분사된 액적(液滴)을 가열하여 증기로 상 변화시키는 제1 히터를 포함하여 구성된다.

상기 노즐부(300)는 도 5에 도시한 바와 같이, 액체 주입구(310)와 공기 주입구(320)를 서로 마주보게 구비한 것으로, 상기 액체 주입구(310)는 외부의 액체 공급원과 호스 등으로 연결되고, 상기 공기 주입구(320)는 외부의 압축공기 발생원과 호스 등으로 연결된다.

따라서, 상기 외부의 액체 공급원에 저장되어 있던 액체는 상기 공기 주입구(320)를 통해 노즐부(300) 안으로 유입된 압축공기에 의해 액체 주입구(310)를 통해 노즐부(300) 안으로 유입되게 되며, 이후 도시되지 않은 노즐구멍을 통과하면서 미립자 상태의 액적으로 변하여 제1 챔버(100) 내로 분사된 후 노즐부(300)와 마주보게 설치된 제1 히터에 강하게 부딪혀 더욱 작은 극소 미립자 상태의 액적으로 됨과 동시에 열 교환에 의해 증기로 상 변화한다.

여기서 미설명된 330은 노즐부(300)에 설치된 조절밸브이며, 상기 조절밸브(330)는 노즐구멍을 통해 제1 챔버(100) 내로 분사되는 액적의 크기나 속도 등을 조절하기 위한 것이다.

한편, 상기 제1 챔버(100)는 상기 노즐부(300)와 마주보는 일 측면이 전체적 또는 부분적으로 개방되며(이하, '개방된 측면'이라 한다), 상기 개방된 측면은 후술하는 증기가열수단의 제2 챔버(200)에 의해 밀폐되는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 제1 챔버(100)의 개방된 측면을 밀폐시키는 제2 챔버(200)의 일 측면을 제1 히터로 사용하는 것이 바람직하다.

즉 후술하는 바와 같이, 상기 제2 챔버(200)는 제2 히터에 의해 가열된 상태가 되므로, 상기 제1 챔버(100)의 개방된 측면에 밀폐 상태로 결합하는 제2 챔버(200)의 일 측면 역시 가열된 상태로 유지되어 상기 제1 히터로써 기능하게 된다.

따라서, 상기 노즐부(300)의 노즐구멍으로부터 분사된 미립자 상태의 액적은 분사되는 방향과 마주보는 상기 제2 챔버(200)의 가열된 일 측면에 강하게 부딪히면서 더욱 작은 극소 미립자 상태의 액적으로 됨과 동시에 제1 챔버(100) 내의 온도 및 상기 제2 챔버(200)의 가열된 일 측면과의 열 교환 면적이 넓어져 순식간에 증기로 상 변화하게 된다. 여기서, 상기 증기는 액체와 증기가 공존하는 습윤포화증기(濕潤飽和蒸氣) 또는 전부 증기로 상 변화된 건조포화증기(乾燥飽和蒸氣)를 말한다.

다음, 상기 증기가열수단은 전술한 증기발생수단의 제1 챔버(100)에서 발생한 증기를 다시 가열하기 위한 것으로, 상기 제1 챔버(100)로부터 유입된 증기를 수용하는 제2 챔버(200)와, 상기 제2 챔버(200)에 수용된 증기를 가열하는 제2 히터(400)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 제1 챔버(100)와 제2 챔버(200)는 연결관(700)에 의해 서로 소통 가능한 상태로 연결되어 제1 챔버(100)에서 발생한 증기가 제2 챔버(200)로 이 송된다. 이를 위하여, 상기 연결관(700)의 일 측에는 제1 챔버(100)에서 발생한 증기를 연결관(700) 내로 이송시키는 유입구가 형성되는 한편, 타 측에는 제2 챔버(200)로 증기를 배기시키는 배기구가 형성되는데, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 챔버(100) 내에 위치하는 연결관(700)의 외주면에 슬릿(710)을 형성하여 증기가 유입되는 유입구로 사용한다.

상기 연결관(700)을 통해 제2 챔버(200) 내로 유입된 증기는 다시 상기 제2 히터에 의해 가열되어 가열증기로 된다. 여기서, 상기 가열증기는 건조포화증기(乾燥飽和蒸氣 : 전부 증기로 상 변화된 것) 또는 상기 건조포화증기를 다시 가열한 과열증기(過熱蒸氣)를 말한다.

한편, 상기 제2 챔버(200)의 내부 및 표면은 제2 히터 즉, 제2 챔버(200) 내에 위치하는 히터(400)에 의해 매우 고온의 상태로 유지되므로, 상기 제2 챔버(200)와 결합하는 스크라이브 헤드(500)나 상기 스크라이브 헤드(500)가 슬라이드 가능하게 결합된 가이드 바는 제2 챔버(200)의 열에 의해 영향을 받기 쉬워진다.

따라서, 이를 방지하기 위하여 본 발명의 실시예에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제2 챔버(200)와 스크라이브 헤드(500) 사이에는 단열성을 가지는 단열블록(600)을 개재시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 챔버(200)는 상기 제2 히터(400)에 의해 상승된 내부 온도가 외부와의 열 교환으로 인하여 하락하는 것을 방지하도록 온도유지수단을 구비하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 온도유지수단은 다공체의 세라믹과 같이 단열특성을 갖는 재료를 제2 챔버(200)의 내부 벽면에 부착하거나, 제2 챔버(200)의 벽면 자체를 다공체의 세라믹 등으로 형성한 것을 말하며, 기타 온도유지의 기능을 한다면 이와 다른 구성이나 재료를 채택하여도 무방하다. 다만, 상기 제1 챔버(100)의 개방된 측면을 밀폐하는 제2 챔버(200)의 일 측벽은 제1 히터로 기능하므로, 상기 제2 챔버(200)의 일 측벽에는 온도유지수단을 생략한다.

다음, 상기 제2 챔버(200)에서 제2 히터(400)에 의해 가열된 가열증기는 배기홀(210)을 통해 배기되고, 배기된 가열증기는 가열증기 분사수단에 의해 취성 기판의 스크라이브 라인으로 분사된다(도 6 참조).

여기서, 상기 가열증기 분사수단으로는 통상의 노즐수단을 전술한 증기가열수단에 직접 설치하거나 호스 등을 이용하여 연결하여 사용할 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 실시예의 경우는 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 연결관(700)과 마주보는 제2 챔버(200)의 일 측면에 배기홀(210)을 형성하고, 상기 배기홀(210)이 형성된 제2 챔버(200)의 일 측면의 바깥쪽에 가열증기 분사수단을 설치한다.

상기 가열증기 분사수단은 배기홀(210)이 형성된 제2 챔버(200)의 일 측면 바깥쪽에 슬릿(810)을 형성한 가열증기 분사용 블록(800)을 설치하여 이루어지며, 여기서 상기 슬릿(810)은 그 일 측 단부가 상기 배기홀(210)과 연결되며 타 측 단부는 취성 기판을 향하여 개방되도록 한다.

따라서, 상기 제2 챔버(200)에서 가열된 증기는 배기홀(210)을 통해 배기되며, 상기 배기홀(210)을 통과한 가열증기는 제2 챔버(200)의 측면과 가열증기 분사용 블록(800)의 슬릿(810) 사이를 경유하여 취성 기판의 스크라이브 라인에 분사된다.

이하, 전술한 본 발명의 실시예의 취성 기판의 브레이크 장치의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 취성 기판의 절단 예정선을 따라 상기 스크라이브 헤드(500)에 구비된 스크라이브 커터를 이동시켜 스크라이브 라인을 형성한 다음, 상기 취성 기판의 스크라이브 라인을 따라 전술한 브레이크 장치로 가열증기를 분사하여 크랙을 확산시켜 브레이크한다.

여기서, 상기 브레이크 장치에서는 증기발생수단에서 발생된 증기를 증기가열수단에서 가열하여 가열증기로 한 후 가열증기 분사수단에 의해 취성 기판의 스크라이브 라인을 향하여 분사한다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 증기발생수단에서는 외부의 액체 공급원에 저장된 액체를 고압의 공기를 이용하여 노즐부(300)로 유입시키며, 상기 유입된 액체는 노즐부(300)를 통과하면서 미립자 상태의 액적으로 되어 제1 챔버(100) 내로 분사된다.

상기 분사된 액적은 제1 챔버(100)의 내부 온도와 제1 히터에 의해 증기로 상 변화된다.

여기서, 상기 제1 히터는 노즐부(300)와 마주보는 제1 챔버(100)의 개방된 측면을 밀폐시키는 제2 챔버(200)의 가열된 일 측면이며, 노즐부(300)를 통과하여 제1 챔버(100) 내로 분사된 미립자 상태의 액적은 상기 제2 챔버(200)의 일 측면에 강하게 부딪혀서 더욱 작은 극소 미립자 상태의 액적으로 됨과 동시에 제1 챔버(100)의 내부 온도와 상기 제2 챔버(200)의 가열된 일 측면과 열 교환을 통해 순식간에 증기로 상 변화하게 된다. 이때, 상기 노즐부(300)에서 분사되는 미립자 상태의 액적은 그 크기가 작을수록 열 교환되는 단면적이 넓어져서 그만큼 기화가 신속히 이루어질 수 있는데, 이와 같이 액적의 크기나 속도 등의 조절은 상기 노즐부(300)의 일측에 설치된 조절밸브(330)를 통해 이루어진다.

한편, 상기 제1 챔버에서 형성된 증기는 다시 연결관(700)을 통해 상기 증기가열수단의 제2 챔버(200) 내로 유입되어 제2 히터(400)에 의해 가열된 후, 상기 연결관(700)이 연결된 제2 챔버(200)의 일 측면과 마주보는 타 측면에 형성된 배기홀(210)을 통해 배기된다.

상기 제2 챔버(200)의 배기홀(210)을 통해 배기된 가열증기는 가열증기 분사수단 즉, 상기 배기홀(210)이 형성된 제2 챔버(200)의 일 측면 바깥쪽에 설치되는 가열증기 분사용 블록(800)의 슬릿(810)에 의해 취성 기판의 스크라이브 라인에 분사되게 된다.

이와 같이 취성 기판의 스크라이브 라인에 분사된 가열증기는 상기 스크라이브 라인의 크랙을 취성 기판의 두께방향으로 확산시켜 브레이크한다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 취성 기판의 브레이크 방법에 대하여 설명한다. 이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 취성 기판의 브레이크 방법은, 취성 기판의 절단 예정선에 대해 스크라이빙하면서 순차적으로 브레이크하거나, 또는 스크라이브 공정이 완료된 후에 브레이크하거나 모두 적용 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 취성 기판의 브레이크 방법은,

(ⅰ) 증기발생수단에 의해 증기를 발생시키는 단계;

(ⅱ) 상기 증기발생수단에서 발생한 증기를 증기가열수단에 의해 다시 가열하는 단계;

(ⅲ) 상기 가열된 증기를 가열증기 분사수단을 통해 취성 기판의 스크라이브 라인에 분사하는 단계를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 증기발생수단에 의해 발생된 증기는 습윤포화증기 또는 건조포화증기인 것을 특징으로 하며, 상기 증기가열수단에 의해 가열된 증기는 건조포화증기 또는 과열증기인 것을 특징으로 한다.

이상 본 발명의 취성 기판의 브레이크 장치 및 방법에 대한 실시예를 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

즉, 전술한 본 발명에서 말하는 취성 기판은 유리재질의 기판뿐만 아니라 석영기판, 사파이어 기판, 반도체 웨이퍼, 세라믹 기판 등을 포함하며, 증기를 발생하기 위해 사용하는 액체로는 물(water)을 포함하여 취성 기판의 스크라이브 라인의 크랙을 확산시킬 수 있는 열전달 및 팽창 특성 등의 물성을 갖는 것이라면 모두 사용할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 상기 취성 기판의 브레이크 장치가 스크라이브 헤드에 결합된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이와 달리 상기 스크라이브 헤드가 슬라이드 이동되는 가이드 바와는 별도의 브레이크 장치용 가이드 바를 가 이드 레일을 따라 이동 가능하게 설치하고 이에 결합시켜 사용하는 것도 가능하다.

이 경우, 상기 가열증기 분사수단은 가이드 바를 따라서 슬라이드 이동되도록 구성되어도 무방하나, 또는 상기 가열증기 분사수단을 가이드 바에 고정시키는 대신 상기 가이드 바의 폭방향(도 1에서 Y방향)을 따라 연장되는 노즐 유닛을 설치하고 상기 노즐 유닛에 가열증기 분사용 블록(800)의 슬릿(810)을 연결하여 사용하거나, 가이드 바 대신에 상기 노즐 유닛을 가이드 레일을 따라 슬라이드 이동 가능하게 설치하고 이에 상기 가열증기 분사수단을 설치하여 사용하여도 무방하다.

또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 증기발생수단과 증기가열수단을 이루는 제1 챔버(100)와 제2 챔버(200)가 서로 1:1로 대응되는 것으로 설명되어 있지만, 스크라이브 방법 또는 취성 기판의 크기 등에 따라 다양한 조합도 가능하다 할 것이다. 예컨대, 한 개의 제1 챔버(100)에 두 개의 제2 챔버(200)를 직렬 또는 병렬로 연결하여도 무방하다.

여기서, 제1 챔버(100)와 제2 챔버(200)는 서로 이격되게 배치되어 있어도 무방하며, 이 경우에는 제1 챔버(100)와 제2 챔버(200)에 각각 별도의 가열수단을 구비하면 충분하다.

도 1은 종래기술의 스크라이브 장치를 나타내는 도면.

도 2는 종래기술의 브레이크 장치를 나타내는 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 취성 기판의 브레이크 장치를 나타내는 사시도.

도 4는 도 3의 취성 기판의 브레이크 장치를 나타내는 측면도.

도 5는 도 3의 취성 기판의 브레이크 장치를 나타내는 저면도.

도 6은 도 4의 A부분을 나타내는 개략적인 단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100: 제1 챔버 200: 제2 챔버

210: 배기홀 300: 노즐부

310: 액체 주입구 320: 공기 주입구

330: 조절밸브 400: 히터

500: 스크라이브 헤드 600: 단열블록

700: 연결관 710: 슬릿

800: 가열증기 분사용 블록 810: 슬릿

Claims (11)

1. 제1 챔버, 상기 제1 챔버에 결합되며 압축공기를 이용하여 열전달 및 팽창 특성의 물성을 갖는 액체를 제1 챔버 내로 분사하는 노즐부, 상기 노즐부에 의해 제1 챔버 내로 분사된 액적을 가열하여 습윤포화증기 또는 건조포화증기로 상 변화시키는 제1 히터를 포함하는 증기발생수단;

   상기 제1 챔버와 연결관에 의해 소통 가능한 상태로 연결되는 제2 챔버, 상기 제2 챔버 내로 유입된 습윤포화증기 또는 건조포화증기를 가열하는 제2 히터를 포함하는 증기가열수단 및;

   상기 증기가열수단으로부터 배기된 가열증기를 취성 기판에 분사하여 스크라이브 라인의 크랙을 확산시켜 브레이크하는 가열증기 분사수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 취성 기판의 브레이크 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 노즐부에는 제1 챔버 내로 분사되는 액적의 크기나 속도를 조절하기 위한 조절밸브가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 취성 기판의 브레이크 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 연결관은 제1 챔버 내에 위치하는 일 측 외주면에 증기 유입구인 슬릿을 형성하고,

   타 측에는 제2 챔버로 증기를 배기하는 배출구를 형성한 것을 특징으로 하는 취성 기판의 브레이크 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 히터는 노즐부와 마주보게 제1 챔버에 설치되는 것을 특징으로 하는 취성 기판의 브레이크 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1 챔버는 노즐부와 마주보는 면이 적어도 부분적으로 개방되며,

   상기 개방된 부분은 제2 히터에 의해 가열된 제2 챔버의 일 측면에 의해 밀폐된 상태로 되고,

   상기 제2 챔버의 일 측면이 제1 히터가 되는 것을 특징으로 하는 취성 기판의 브레이크 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제2 챔버는 그 내부온도가 하락하는 것을 방지하는 온도유지수단을 구비하되,

   상기 온도유지수단은 상기 제1 챔버의 개방된 부분을 밀폐하는 부분을 제외한 모든 내벽에 부착되는 다공체의 세라믹인 것을 특징으로 하는 취성 기판의 브레이크 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제2 챔버는 스크라이브 헤드에 결합되며,

   상기 제2 챔버와 스크라이브 헤드 사이에는 단열성을 가지는 단열블록이 개재되는 것을 특징으로 하는 취성 기판의 브레이크 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 증기가열수단에 의해 가열된 가열증기는 건조포화증기 또는 과열증기인 것을 특징으로 하는 취성 기판의 브레이크 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 가열증기 분사수단은 가열증기를 배기하는 배기홀이 형성된 제2 챔버의 일 측면 바깥쪽에 가열증기 분사용 블록을 설치하여서 이루어지되,

   상기 제2 챔버의 일 측면과 마주보는 가열증기 분사용 블록의 면에는 일 측 단부가 상기 배기홀과 연결되며 타 측 단부는 취성 기판을 향하여 개방된 슬릿을 형성한 것을 특징으로 하는 취성 기판의 브레이크 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    취성 기판이 재치되는 테이블의 양측에 평행하게 배치된 가이드 레일을 따라 슬라이드 이동 가능하게 가이드 바를 설치하되,

    상기 증기발생수단 또는 증기가열수단, 가열증기 분사수단 중 적어도 하나는 상기 가이드 바를 따라 이동 가능하게 설치하는 것을 특징으로 하는 취성 기판의 브레이크 장치.
11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    취성 기판이 재치되는 테이블의 양측에 평행하게 배치된 가이드 레일을 따라 슬라이드 이동 가능하게 노즐 유닛을 설치하되,

    상기 가열증기 분사수단을 노즐 유닛과 소통 가능하게 연결하는 것을 특징으로 하는 취성 기판의 브레이크 장치.

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