KR20120087067A - 취성 재료 기판의 스크라이브 방법 - Google Patents

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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 수지층이 형성된 유리 기판 등의 취성 재료 기판에 대하여 스크라이브 라인을 효율 좋게 확실하게 형성할 수 있는 스크라이브 방법을 제공한다.
(해결 수단) 원형의 외주연(外周緣)을 따라 제1 능선각(θ1)을 이루는 능선이 형성된 좌우 한 쌍의 제1 날면(12)과, 제1 날면의 근원측으로 이어지는 좌우 한 쌍의 제2 날면(13)으로 이루어지는 2단의 날면을 갖고, 제1 날면(12)을, 취성 재료 기판을 가공하기에 적합한 각도로 형성하고, 제2 날면(13)을, 수지층을 절단하기에 적합한 각도로 형성한 2단의 날면을 갖는 홈이 있는 커터 휠(10)을 사용하고, 이 커터 휠(10)을, 수지층(3)의 상면에 압접시키면서 전동시킴으로써, 제2 날면(13)으로 수지층(3)을 절단함과 함께, 제1 날면(12)의 날끝 능선을 기판에 파고들게 하여 스크라이브 라인을 형성한다.

Description

취성 재료 기판의 스크라이브 방법{METHOD FOR SCRIBING BRITTLE MATERIAL SUBSTRATE}
본 발명은, 상면에, 도료나 수지를 도포한 코팅층이 형성된 취성 재료 기판(brittle material substrate), 혹은 수지 필름층이 접착된 취성 재료 기판에, 스크라이브 라인(scribing line;절결홈)을 형성하는 스크라이브 방법에 관한 것이다.
또한, 이하의 설명에서는, 기판 표면의 수지 필름층과 같은 피복층뿐만 아니라, 도료나 수지를 도포한 코팅층도 포함하여 「수지층」이라고 칭한다.
유리 등의 취성 재료 기판을 분단(dividing)할 때에, 미리, 분단 예정 라인을 따라 스크라이브 라인을 형성하는 방법으로서, 기판 표면에 대하여 커터 휠(스크라이빙 휠)을 압접시킨 상태에서 전동(rolling)시키는 방법은 일반적으로 알려져 있으며, 예를 들면 특허문헌 1 등에 개시되어 있다.
유리 기판에 스크라이브 라인을 형성하기 위한 커터 휠로서, 도 4에 나타내는 바와 같은 날끝 능선(20)이 매끄럽게 마무리된 커터 휠(1a)(이하 이를 노멀 커터 휠이라고 함)과, 도 5에 나타내는 바와 같은 날끝 능선(20)에 홈부(절결;cut-away)(21)를 형성한 커터 휠(1b)(이하 이를 홈이 있는 커터 휠이라고 함)이 있다. 후자의 홈이 있는 커터 휠(1b)에는, 예를 들면, 미츠보시다이야몬드코교 가부시키가이샤 제조의 페네트(Penett(등록상표)) 커터 휠, 아피오(APIO(등록상표)) 커터 휠이 있다.
일반적으로, (수지층이 없는) 기판 표면이 노출된 유리 기판을 스크라이브하는 커터 휠은, 압접 전동시에, 확실하게 스크라이브 홈을 형성할 수 있도록 하기 때문에, 노멀 커터 휠이든, 홈이 있는 커터 휠이든, 기판면에 수직인 방향으로 작용하는 힘이 기판면에 수평 방향으로 작용하는 힘보다도 커지도록, 날끝 능선각이 크게 되어 있으며, 구체적으로는 100°?160°로 되어 있다. 만약 날끝 능선각을 90°보다 작은 커터 휠로 하면, 하중이 작을 때는 스크라이브 홈이 형성되지 못하여, 하중이 커지면 스크라이브 홈이 형성되는 일 없이, 갑자기 불규칙 방향으로 깨져 버리거나, 수평 크랙이 발생하게 되어, 제대로 스크라이브 홈을 형성하는 것이 곤란해진다.
한편, 날끝 능선각이 큰 커터 휠(날끝 능선각이 100°?160°)을, 표면에 수지층이 형성된 유리 기판에 대하여 전동시키면, 날끝면의 일부가 기판뿐만 아니라 수지층에 대해서도 수직 방향으로 압접하는 힘이 커져, 날끝면에 접하는 수지층의 일부가 불규칙하게 찢어져 버리게 된다.
따라서, 수지층이 형성된 유리 기판에는, 일반적인 유리용 커터 휠을 사용하여 스크라이브할 수는 없었다.
그 때문에, 종래는, 우선 수지층을 절단하기에 적합한 협각(狹角)(30°?90°)을 갖는 고정날로 수지층을 절단하고, 그 후, 유리 기판에 적합한 광각(廣角)의 날끝각(100°?160°)을 갖는 커터 휠로 스크라이브 라인을 가공하고 있다.
또한, 다른 방법으로서, 수지층과는 반대측의 유리 표면으로부터 유리 기판에 적합한 넓은 각의 날끝 능선각을 갖는 커터 휠로 스크라이브 라인을 가공하고, 반대의 면, 즉 수지층이 형성된 면으로부터, 수지층의 절단에 적합한 협각의 날끝 능선각(30°?90°)을 갖는 고정날로 수지층을 절단하는 등의 수단이 채용되고 있다.
일본특허 제3074143호 공보
수지층이 형성된 유리 기판을 스크라이브하기 위한 전술한 종래 방법은, 기판 스크라이브용과 수지층 커터용의 2종류의 날끝을 이용할 필요가 있고, 따라서, 이들 날끝의 궤적이 일치하도록 동일 직선 상에 위치를 조정하는 작업, 혹은, 동일 직선 상에 배치할 수 있는 날끝 부착 기구가 필요했다. 또한, 수지층을 잘라내는 공정과, 기판을 스크라이브하는 공정과의 두 공정을 순차 행할 필요가 있어, 작업이 번잡했다.
그래서, 본 발명은, 수지층이 형성된 유리 기판 등의 취성 재료 기판에 대하여 스크라이브 라인을 효율 좋게 확실하게 형성할 수 있는 스크라이브 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 다음과 같은 기술적 수단을 강구했다. 즉, 본 발명의 스크라이브 방법에서는, 상면에 수지층을 구비한 취성 재료 기판에 커터 휠을 전동시켜 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 방법으로서, 스크라이브시에 있어서, 이하에 나타낸 구조의 커터 휠을 이용한다. 즉, 원형의 외주연(外周緣)을 따라 제1 능선각(θ1)을 이루는 능선이 형성된 좌우 한 쌍의 제1 날면과, 제1 날면을 근원(根元)측으로 이어지는 좌우 한 쌍의 제2 날면으로 이루어지는 2단(段)의 날면을 갖고, 제2 날면은, 이 제2 날면을 연장했을 때에 형성되는 가상적인 제2 능선각(θ2)이 제1 날면에 의해 형성되는 제1 능선각(θ1)보다도 작은 각도가 되도록 형성되고, 제1 능선각(θ1)은 제1 날면이 상기 기판에 스크라이브 라인을 형성하기에 적합한 각도가 되도록 형성되고, 제2 능선각(θ2)은 제1 능선각(θ1)보다 예각으로서 제2 날면이 수지층을 절단하기에 적합한 각도가 되도록 형성되고, 제1 날면의 깊이는 취성 재료 기판의 수지층의 두께보다 작게 형성되고, 제1 날면의 능선을 따라, 복수의 홈이 주기적으로 형성되어 있는 커터 휠(홈이 있는 커터 휠)을 사용한다.
그리고, 본 발명에서는, 이 커터 휠을, 취성 재료 기판의 수지층에 압접시키면서 전동시킴으로써, 제2 날면으로 수지층을 절단함과 함께, 제1 날면의 선단(先端) 능선부를 취성 재료 기판으로 파고들게 하여 스크라이브 라인을 형성한다.
여기에서, 「취성 재료 기판에 스크라이브 라인을 형성하기에 적합한 각도」「수지층을 절단하기에 적합한 각도」는, 가공 대상의 기판 재료나 수지층의 종류에 따라서 정해진다. 전자(前者)는 항상 후자(後者)보다도 광각의 날끝 능선각이 된다. 전자 및 후자는, 미리 수지층을 형성하고 있지 않은 취성 재료 기판, 수지층만을, 노멀 커터 휠로 스크라이브함으로써 실험적으로 구해 두면 좋다.
본 발명에 의하면, 커터 휠을, 상면에 수지층을 구비한 취성 재료 기판의 상면에 압접시키면서 전동시켰을 때에, 최초로 제1 날면에 의해 형성되는 능선, 즉 날끝이 수지층으로 파고들고, 이어서, 이 날끝을 형성하는 제1 날면의 깊이(L)가 수지층의 두께보다 작게 형성되어 있기 때문에, 바로 제2 날면이 수지층에 도달한다. 이 제2 날면은, 제2 날면을 연장했을 때에 형성되는 가상적인 제2 능선각(θ2)이 제1 능선각(θ1)보다도 작은 각도가 되도록 형성되고, 그리고 제2 날면이 수지층을 절단하기에 적합한 날끝의 경사 각도가 되도록 형성되어 있기 때문에, 수지층을 깨끗하게 절단할 수 있어, 절단면이 난잡하게 찢어지는 일이 없다.
또한, 날끝이 수지층을 통과하여 취성 재료 기판의 표면에 도달하면, 제1 날면에 의해 형성되는 날끝의 각도가 유리판의 가공에 적합한 날끝 능선각으로 형성되어 있기 때문에, 갑자기 깨지는 일 없이 스크라이브 홈을 형성할 수 있다.
또한, 커터 휠을, 제1 날면의 능선을 따라 복수의 홈이 주기적으로 형성되어 있는 홈이 있는 커터 휠로 하는 것은, 제1 날면이 기판면 상을 미끄러지는 일 없이 파고들기 쉽게 함과 함께, 수평 크랙의 발생을 억제하기 위함이다.
이것은, 홈이 있는 커터 휠과 노멀 커터 휠을 비교한 경우에, 노멀 커터 휠은, 하중이 커지면 수평 크랙이 발생하기 쉬운 경향이 현저해지며, 나아가서는 작은 하중을 인가하는 것만으로 수평 크랙이 발생해버리는 경향이 있기 때문이다.
상면에 수지층이 형성된 기판을 스크라이브하려면, 수지층을 갖고 있지 않는 기판보다도 수지층을 절단하기 위해 필요한 하중만큼 큰 하중을 인가할 필요가 있으며, 노멀 커터 휠을 이용한 경우에는, 수지층을 절단하기 위해 큰 하중을 인가하면 기판에도 큰 하중이 걸려 수평 크랙이 발생하기 쉬워진다. 이를 피하기 위해, 수평 크랙이 발생하기 어려운 홈이 있는 커터 휠이 이용된다.
본 발명에서는, 제2 날면을 수지층에 파고들게 함으로써 수지층을 제2 날면으로 절단하고, 수지층을 관통한 제1 날면의 날끝으로 기판면을 압접하기 때문에, 하나의 커터 휠에 의한 한번의 스크라이브로 수지층을 절단함과 동시에 유리재(材)에 스크라이브 라인을 형성할 수 있어, 작업의 간략화와 작업 시간의 단축화를 도모할 수 있다.
상기 발명에 있어서, 사용하는 커터 휠의 제1 능선각(θ1)을 100°?160°, 제2 능선각(θ2)을 30°?90°로 형성하는 것이 좋다.
제1 능선각(θ1)을 100°?160°로 함으로써, 능선(즉 날끝)을, 기판을 스크라이브하기에 적합한 각도로 형성할 수 있고, 제2 능선각(θ2)을 30°?90°로 함으로써, 제2 날면을 수지층의 절단에 적합한 각도로 형성할 수 있다. 이 범위라면, 유리 기판뿐만 아니라, 대부분의 취성 재료 기판 및 그 표면에 형성된 수지층에 대한 가공이 가능해진다.
상기 발명에 있어서, 취성 재료 기판의 상면의 수지층은 0.05㎜?0.2㎜인 것이 바람직하다.
기판의 표면에 형성되는 수지층(수지 필름층이나 도장층)은, 이 정도의 두께로 함으로써, 보호층이나 장식층으로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있으며, 게다가 커터 휠을 압접시킬 때에, 과대한 압접력을 인가하는 일 없이 수지층을 절단할 수 있어, 유리 표면에 대해서도 과대한 압접력이 가해지지 않게 되기 때문에, 확실하게 수지층의 절단과 유리 기판의 스크라이브를 동시에 진행시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 스크라이브 방법에 이용하는 커터 휠의 측면도 그리고 정면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 커터 휠의 요부(要部)의 확대 단면도이다.
도 3은 커터 휠에 의한 유리 기판으로의 스크라이브 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 일반적인 노멀 커터 휠을 나타내는 정면도 그리고 측면도이다.
도 5는 일반적인 홈이 있는 커터 휠을 나타내는 측면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하에 있어서, 본 발명에 따른 유리판의 스크라이브 방법을, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
여기에서는, 본 발명에 의해 스크라이브되는 기판으로서, 표면에 수지층을 구비한 건재(建材)용의 후판 색이 있는 유리판을 대상으로 하여 설명한다. 이 색이 있는 유리판(1)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 두께 4?15㎜의 유리재(2)에 두께가 0.1㎜ 정도(0.05㎜?0.2㎜이면 좋음)의 얇은 수지층(3)이 형성되어 있다. 이 수지층(3)은, 색을 입히기 위한 도장층 또는, 그 상면에 접착된 보호용의 수지 필름을 포함하는 것이다.
또한, 건재용 기판은 표면의 수평 크랙에 대해서는 문제가 되지만, 기판이 두껍기 때문에 분단 후에 단면을 연마 처리할 수 있기 때문에 단면 강도에 대해서는 그다지 신경 쓰지 않아도 좋다. 따라서, 노멀 휠과 홈 부착 휠에 의한 단면 강도의 차이에 대해서는 문제가 되지 않는다.
도 1은, 본 발명 방법에 사용되는 홈 부착의 커터 휠을 나타내는 것으로, 도 1(a)에서 측면도를 나타내고, 도 1(b)에서 정면도를 나타낸다. 또한, 도 2는 홈이 있는 커터 휠의 요부를 확대한 단면도를 나타낸다.
커터 휠(10)은, 초경합금 또는 소결 다이아몬드로 만들어진 원반(圓盤) 형상의 휠 본체(11)에, 제1 날면(12)과, 그 근원측으로 이어지는 제2 날면(13)으로 이루어지는 2단의 날면으로 이루어진다. 휠 본체(11)는, 그 외경(D)이 2㎜?10㎜의 범위 내에서 형성되어 있다.
제1 날면(12)은, 휠 본체(11)의 외주연에 제1 능선각(θ1)의 능선을 이루도록 형성되어, 능선 즉 선단이 날끝(14)이 된다. 제1 능선각(θ1), 즉 날끝(14)의 날끝각은, 후판 유리재(2)에 스크라이브 라인을 가공하기에 적합한 각도로 형성되어 있다. 이 각도는, 100°?160°의 범위로, 비교적 큰 각도로서, 압접 하중의 대부분이 수직 방향을 향하여, 압접력으로서 작용하도록 되어 있다.
제2 날면(13)은, 이 제2 날면(13)을 휠 능선 방향으로 연장했을 때에 제2 능선각(θ2)을 이루도록 형성되어 있다. 이 제2 능선각(θ2)은 제1 능선각(θ1)보다도 작아지도록 되어 있고, 그리고, 제2 날면(13)이 수지층(3)을 절단하기에 적합한 날끝의 경사 각도가 되도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 30°?90°의 비교적 협각의 범위로 형성되어 있다.
제2 날면(13)의 최소폭(W)은, 제1 능선각(θ1)과의 기하학적인 관계에서, 제1 날면(12)의 깊이(L)(제1 날면(12)과 제2 날면(13)과의 경계(16)와 날끝(14)과의 수직 거리)에 의해 결정된다. 이 제1 날면(12)의 깊이(L)는 피(被)가공 기판의 수지층(3)의 두께보다 작게 형성되어 있다. 이에 따라, 커터 휠(10)이 수지층(3)에 파고들 때에 제2 날면(13)이 수지층(3)에 도달하여 수지층(3)을 제2 날면으로 절단할 수 있도록 형성되어 있다.
또한, 날끝(14)이 되는 능선을 따라, 주기적인 홈(15)이 형성되어, 홈이 있는 커터 휠로 되어 있다.
홈(15)은, 종래의 홈이 있는 커터 휠과 동일하게, 기판 표면 상을 날면이 미끄러지는 것을 억제할 수 있는 것으로서, 그 깊이(홈의 저부(底部)에서 날끝(14)까지의 수직 거리)는, 예를 들면 2㎛?10㎛로 형성되어 있다.
또한, 도 1 그리고 도 2는, 각 구성 부분의 개요를 설명하기 위해 특징 부분을 과장한 개략적인 도면으로서, 실제의 축척에 의한 것은 아니다. 예를 들면, 커터 휠(10)의 직경에 비하여 홈의 수나 깊이, 간격 등은 상대적으로 크게 그려져 있다.
상기한 바와 같이 구성된 커터 휠(10)을, 도 3에 나타내는 바와 같이 유리판(1)의 수지층(3)의 어느 면에 압접시켜 전동시키면, 날끝(14)이 수지층(3)으로 파고든다. 이어서, 이 날끝(14)을 형성하는 제1 날면(12)의 깊이(L)가 수지층(3)의 두께보다 작게(얕게) 형성되어 있기 때문에, 바로 제2 날면(13)이 수지층(3)에 도달한다(도 3(b) 참조). 제2 날면(13)은, 수지층(3)을 절단하기에 적합한 비교적 작은 각도, 즉 60°?90°의 제2 능선각(θ2)으로 형성되어 있기 때문에, 수지층(3)에 대한 잘림 정도는 좋아, 절단면이 불규칙 방향으로 찢기는 일 없이 깨끗하게 절단할 수 있다.
이어서, 날끝(14)이 유리재(2)에 도달하면, 날끝의 각도가 유리판의 가공에 적합한 큰 날끝 능선각, 즉 100?160°의 날끝 능선각으로 형성되고, 그리고, 날끝(14)이 되는 능선을 따라, 복수의 주기적인 홈(15)이 형성된 홈이 있는 커터 휠로 되어 있기 때문에, 날끝(14)이 유리 기판면을 미끄러지는 일 없이 전동시켜 스크라이브 라인(S)을 형성할 수 있다(도 3(c) 참조).
게다가, 수지층이 형성되어 있는 경우는, 기판을 스크라이브하려면 수지층이 없을 때보다 큰 하중을 인가할 필요가 있지만, 노멀 커터 휠보다도 수평 크랙이 발생하기 어려운 홈이 있는 커터 휠을 이용하고 있기 때문에, 수평 크랙의 발생을 억제할 수 있다. 이에 따라, 하나의 커터 휠에 의한 한번의 스크라이브 동작으로, 수지층(3)을 절단함과 동시에 유리재(2)에 스크라이브 라인을 형성할 수 있다.
이상 본 발명의 대표적인 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 상기한 실시 형태로 특정되는 것은 아니다. 예를 들면, 가공 대상이 유리 기판으로 한정되는 것이 아니며, 표면에 수지층을 구비한 세라믹 기판 등의 취성 재료 기판 전반에 적용시킬 수 있다. 그 외 본 발명에서는, 그 목적을 달성하고, 청구의 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 수정, 변경하는 것이 가능하다.
본 발명의 스크라이브 방법은, 상면에 수지층을 구비한 유리, 세라믹 등의 취성 재료로 이루어지는 기판을 스크라이브하는 경우에 이용할 수 있다.
1 : 유리판
2 : 유리재
3 : 수지층
10 : 커터 휠
11 : 휠 본체
12 : 제1 날면
13 : 제2 날면
14 : 날끝(능선)
15 : 홈
L : 제1 날면의 깊이
θ1 : 제1 능선각
θ2 : 제2 능선각

Claims (3)

  1. 상면에 수지층을 구비한 취성 재료 기판에 커터 휠을 전동(rolling)시켜 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 방법으로서,
    상기 커터 휠로서,
    원형의 외주연(外周緣)을 따라 제1 능선각(θ1)을 이루는 능선이 형성된 좌우 한 쌍의 제1 날면과, 제1 날면의 근원측으로 이어지는 좌우 한 쌍의 제2 날면으로 이루어지는 2단의 날면을 갖고,
    제2 날면은, 이 제2 날면을 연장했을 때에 형성되는 가상적인 제2 능선각(θ2)이 제1 날면에 의해 형성되는 제1 능선각(θ1)보다도 작은 각도가 되도록 형성되고, 제1 능선각(θ1)은 제1 날면이 상기 기판에 스크라이브 라인을 형성하기에 적합한 각도가 되도록 형성되고, 제2 능선각(θ2)은 제1 능선각(θ1)보다 예각으로서 제2 날면이 수지층을 절단하기에 적합한 각도가 되도록 형성되고,
    제1 날면의 깊이는 상기 취성 재료 기판의 수지층의 두께보다 작게 형성되고,
    제1 날면의 능선을 따라, 복수의 홈이 주기적으로 형성되어 있는 커터 휠을 사용하고,
    이 커터 휠을, 상기 취성 재료 기판의 수지층으로 압접시키면서 전동시킴으로써, 제2 날면으로 수지층을 절단함과 함께, 제1 날면의 선단 능선부를 취성 재료 기판으로 파고들게 하여 스크라이브 라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 취성 재료 기판의 스크라이브 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    사용하는 커터 휠의 제1 능선각(θ1)이 100°?160°이며, 제2 능선각(θ2)이 30°?90°인 취성 재료 기판의 스크라이브 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 취성 재료 기판의 상면의 수지층이 0.05㎜?0.2㎜인 취성 재료 기판의 스크라이브 방법.
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