KR20140058328A - 기판 분단 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 기판을 반전시켜 다음 공정의 테이블에 올려놓을 때까지의 작업 시간을 단축시킬 수 있는 흡착 반전 기구를 구비한 기판 분단 장치를 제공한다.
(해결 수단) 취성 재료 기판(W)의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 장치(D)와, 스크라이브된 기판(W)을 흡착 반전 기구(G)로 이송하는 반송 기구(E)와, 회전축(28)에 의해 반전 가능하게 형성된 흡착판(29)을 구비하고, 또한 반송 기구(E)로부터 기판(W)을 수취하여 상하 반전시켜 브레이크 장치(F)의 테이블(15)에 올려놓는 흡착 반전 기구(G)와, 흡착 반전 기구(G)로부터 받은 기판(W)을 브레이크하는 브레이크 장치(F)가 설치되고, 흡착 반전 기구(G)의 흡착판(29)의 회전축(28)은, 흡착판(29)의 일단부(一端部)에 기판(W)의 반송 방향과 대략 직교하는 방향으로 연이어 설치되고, 이 회전축(28)을 지점(支點)으로 하여 기판(W)을 흡착한 흡착판(29)을 반전시켜, 반전된 기판(W)을 브레이크 장치(F)의 테이블(15) 상에 올려놓을 수 있도록, 회전축(28)을 브레이크 장치(F)의 테이블(15)의 근방으로 배치한다.

Description

기판 분단 장치{SUBSTRATE DIVIDING APPARATUS}

본 발명은, 유리 기판 등의 취성 재료 기판의 기판 분단 장치(brittle material substrate)에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 기판 상에 스크라이브 라인을 형성하여 이 스크라이브 라인을 따라 브레이크하는 기판 분단 장치에 관한 것이다.

종래부터, 테이블 상에 올려놓은 대면적의 마더 기판(mother substrate)에 대하여, 스크라이브 장치로 커터 휠(스크라이빙 휠(scribing wheel)이라고도 함)을 전동(rolling)시키거나, 레이저 빔의 조사에 의한 열 변형을 이용하거나 하여, 서로 직교하는 복수조(複數條)의 평행한 스크라이브 라인을 형성하고, 그 후에, 마더 기판을 흡착 반전 기구에 의해 반전시켜 브레이크 장치의 테이블에 올려놓고, 당해 스크라이브 라인을 형성한 면과는 반대측의 면으로부터 브레이크 바를 눌러대고 기판을 휘게 함으로써 기판을 분단(dividing)하여, 단위 제품을 취출하는 방법이 알려져 있으며, 예를 들면 특허문헌 1 등에 개시되어 있다.

또한, 2매의 유리 기판을 접합한 마더 기판을 분단하는 경우, 스크라이브 장치의 테이블 상에 올려놓여진 마더 기판에 대하여, 커터 휠을 전동시킴으로써 기판의 한쪽의 면인 A면에 스크라이브 라인을 형성한다. 이어서, 흡착 반전 기구로 기판을 흡착하여 반전시킨 후, 브레이크 장치의 테이블 상에 올려놓고, 기판 A면의 이면(裏面)이 되는 기판 B면을 브레이크 바 등으로 압압(pushing)하여 기판 A면을 분단한다. 이어서, 상기와 동일하게, 기판 B면에 스크라이브 라인을 형성하고, 기판을 반전시킨 후, 기판 A면을 브레이크 바 등으로 압압하여 기판 B면을 분단한다. 이 후, 분단된 기판을 브레이크 장치로부터 제거하고 다음 공정으로 이행하는 방법이, 예를 들면 특허문헌 2(도 45) 등에 개시되어 있다.

국제공개공보 WO2005/053925호 국제공개공보 WO2002/057192호

일반적으로, 기판에 스크라이브 가공을 행하는 스크라이브 장치와, 스크라이브된 기판을 반전시키는 흡착 반전 기구와, 반전된 기판을 브레이크하는 브레이크 장치를 구비한 기판 분단 장치에서는, 작업의 효율화를 도모하기 위해, 기판을 가능한 한 짧은 작업 시간에 각각의 공정의 스테이지에 반송하는 것이 바람직하다. 그러나, 종래의 기판 분단 장치에 조입(incorporation)되어 있는 흡착 반전 기구는, 예를 들면 상기 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이, 스크라이브 장치로 스크라이브된 기판을 수취하여 반전시킨 후, 브레이크 장치의 테이블까지 이동하는 동작, 그리고 당해 테이블 상에 강하(降下)하는 동작을 행하여, 반전시킨 기판을 브레이크 장치의 테이블에 올려놓도록 구성되어 있다. 그 때문에, 기판을 반전시킨 후의 브레이크 장치로의 반송에 시간이 걸려, 기판 분단에 필요로 하는 총(total) 작업 시간이 길어진다는 문제점이 있었다. 게다가, 브레이크 장치까지의 이동 기구나 테이블로의 승강 기구를 필요로 하기 때문에 장치의 구조가 복잡해져, 고비용이 된다는 문제점이 있었다.

그래서 본 발명은, 상기한 종래 과제를 감안하여, 기판을 반전시켜 다음 공정의 테이블에 올려놓을 때까지의 작업 시간을 단축하는 것이 가능한 흡착 반전 기구를 구비한 기판 분단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 다음과 같은 기술적 수단을 강구했다. 즉, 본 발명의 기판 분단 장치는, 취성 재료 기판을 순차 반송하는 주(主)경로를 제1 방향으로 하고, 상기 주경로의 도중에, 취성 재료 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 장치와, 스크라이브 장치에 의해 스크라이브 라인이 형성된 상기 취성 재료 기판을 상기 스크라이브 장치의 테이블로부터 하기(下記) 흡착 반전 기구로 이송하는 반송 기구와, 회전축을 통하여 상하 반전 가능하게 형성된 흡착판을 구비하고, 상기 반송 기구로부터 상기 취성 재료 기판을 상기 흡착판 상에 수취하여 상하 반전시키고, 반전시킨 상기 취성 재료 기판을 하기 브레이크 장치의 테이블에 올려놓는 흡착 반전 기구와, 상기 흡착 반전 기구로부터 수취한 상기 취성 재료 기판을 상기 스크라이브 라인을 따라 브레이크하는 브레이크 장치가 설치되고, 상기 흡착 반전 기구에 있어서의 상기 흡착판의 상기 회전축은, 상기 흡착판의 일단부(一端部)에 상기 제1 방향과 대략 직교하는 방향을 따라 연이어 설치되어 있으며, 이 회전축을 지점(支點)으로 하여 상기 취성 재료 기판을 흡착한 상기 흡착판을 반전시켰을 때에, 반전된 상기 취성 재료 기판을 상기 브레이크 장치의 테이블 상에 올려놓을 수 있도록, 상기 회전축이 상기 브레이크 장치의 테이블 근방 위치에 배치되는 구성으로 했다.

본 발명의 기판 분단 장치는 상기와 같이 구성되어 있기 때문에, 상기 회전축을 지점으로 하여 상기 흡착판을 반전시키는 것만으로, 기판의 반전 동작과, 반전 후의 기판을 상기 브레이크 장치의 테이블 상에 올려놓는 동작을 동시에 행하는 것이 가능해지고, 이에 따라, 작업 시간을 큰 폭으로 단축시킬 수 있다. 또한, 흡착 반전 기구는, 흡착판과, 흡착판의 일단부에 설치된 회전축에 의한 간단한 구성으로 할 수 있어, 소형화와 비용의 저감화를 도모할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명에 있어서, 상기 흡착 반전 기구의 흡착판이, 상하 위치 조절 가능하게 형성되도록 하는 것이 좋다.

이에 따라, 기판을 흡착시켜 흡착판을 반전시켰을 때에, 정확하게 브레이크 장치의 테이블 상에 기판을 올려놓을 수 있도록, 흡착판의 상하 위치를 조정할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 반송 기구가, 상기 취성 재료 기판을 상기 스크라이브 장치의 테이블로 공급하는 동작과, 상기 브레이크 장치의 테이블로부터 브레이크된 상기 취성 재료 기판을 다음 공정으로 제거하는 동작을 겸하도록 형성하는 것이 좋다.

이에 따라, 상기 취성 재료 기판을 상기 스크라이브 장치의 테이블로 공급하기 위한 기구, 그리고 상기 브레이크 장치로 브레이크된 기판을 다음 공정으로 제거하기 위한 기구를 각각 별도로 설치하는 것을 생략할 수 있어, 기판 분단 장치를 콤팩트하게 구성하는 것이 가능해진다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기판 분단 장치의 전체 구성을 나타내는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판 분단 장치의 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1의 기판 분단 장치에 있어서의 반송 기구의 측면도이다.
도 4는 도 1의 기판 분단 장치에 있어서의 스크라이브 장치의 사시도이다.
도 5는 도 1의 기판 분단 장치에 있어서의 브레이크 장치의 사시도이다.
도 6은 도 1의 기판 분단 장치에 있어서의 흡착 반전 기구의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 기판 분단 장치에 의한 분단 공정의 제1 단계를 나타내는 개략적 설명도이다.
도 8은 기판 분단 공정의 제2 단계를 나타내는 개략적 설명도이다.
도 9는 기판 분단 공정의 제3 단계를 나타내는 개략적 설명도이다.
도 10은 기판 분단 공정의 제4 단계를 나타내는 개략적 설명도이다.
도 11은 기판 분단 공정의 제5 단계를 나타내는 개략적 설명도이다.
도 12는 기판 분단 공정의 제6 단계를 나타내는 개략적 설명도이다.
도 13은 기판 분단 공정의 제7 단계를 나타내는 개략적 설명도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명에 따른 기판 분단 장치의 상세를, 실시 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 기판 분단 장치의 전체 구성을 나타내는 개략적인 사시도이며, 도 2는 그의 개략적인 평면도를 나타내는 것이다.

본 실시예에서 나타내는 기판 분단 장치는, 도 1, 2에 나타내는 바와 같이, 반입용 컨베이어(C)와, 스크라이브 장치(D)와, 브레이크 장치(F)와, 반송 기구(E)와, 흡착 반전 기구(G)와, 배출용 컨베이어(H)로 구성된다.

가공되는 기판(W)은, 반입용 컨베이어(C)로부터 스크라이브 장치(D), 브레이크 장치(F)를 거쳐 배출용 컨베이어(H)까지, 제1 방향으로 연장되는 직선(L)을 따라 순차 이행되도록 되어 있다. 제1 방향은, 도면 상에서는 X 방향으로서 표시된다. 이 제1 방향에 따른 기판의 이송 경로는 가공 라인으로, 본 발명에서는 「기판의 주경로」라고 한다. 또한, 제1 방향과 직교하는 방향을 제2 방향이라고 한다.

스크라이브 장치(D)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기한 기판의 주경로의 방향(즉, X 방향)과 평면상에서 직교하는 제2 방향(Y 방향)으로 연달아 설치된 레일(4)을 따라 이동하는 테이블(5)을 구비하고 있으며, 모터(6)에 의해 회전하는 나사축(7)에 의해 구동된다. 또한, 테이블(5)은, 모터를 내장하는 회전 구동부(8)에 의해 수평면 내에서 회전이동할 수 있도록 되어 있다. 또한, 좌우 한 쌍의 지주(9, 9)와, 이들 지주(9, 9)에 걸쳐진 X 방향으로 연장되는 가이드(10)를 구비한 빔(11)에 의해 문형(門型)의 지지체가 형성된다. 가이드(10)에는 커터 휠(12)을 갖는 스크라이브 해드(13)가 가이드(10)를 따라 X 방향으로 이동할 수 있도록 부착되어 있다.

브레이크 장치(F)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 기판의 주경로의 방향(X 방향)과 평면상에서 직교하는 제2 방향(Y 방향)으로 연달아 설치된 레일(14)을 따라 이동하는 테이블(15)을 구비하고 있으며, 모터(16)에 의해 회전하는 나사축(17)에 의해 구동된다. 또한, 테이블(15)은 모터를 내장하는 회전 구동부(18)에 의해 수평면 내에서 회전이동할 수 있도록 되어 있다. 또한, 좌우 한 쌍의 지주(19, 19)와, 이들 지주(19, 19)에 걸쳐진 X 방향으로 연장되는 횡틀(20)을 구비하는 빔(21)에 의해 문형의 지지체가 형성된다. 횡틀(20)에는, X 방향으로 연장되는 브레이크 바(22)가 실린더(23)에 의해 승강할 수 있도록 부착되어 있다.

반송 기구(E)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 방향, 즉, X 방향의 직선(L)(도 2 참조)을 따라 배치된 가이드 레일(1)과, 이 가이드 레일(1)을 따라 이동하는 슬라이드 부재(2)와, 슬라이드 부재(2)에 수평인 자세로 승강 가능하게 부착된 흡착판(3)으로 이루어진다. 흡착판(3)은 하면에 다수의 흡착구멍을 구비하고, 진공 펌프를 이용한 감압 장치와 흡기용의 배관(도시 외)으로 접속되어 있으며, 감압 장치에 의한 흡인 에어에 의해 기판(W)을 흡착하여 반송할 수 있도록 형성되어 있다. 가이드 레일(1)은 스크라이브 장치(D)나 브레이크 장치(F), 흡착 반전 기구(G)의 동작을 방해하지 않도록 분단 장치의 상방 위치에 배치되어 있다.

흡착 반전 기구(G)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 지지대(24)에 수직 자세로 고정된 사각기둥의 지주(25)와, 당해 지주(25)에 상하 위치 조절 기구(도시 외)를 통하여 상하 위치 조절 가능하게 부착된 가동자(26)와, 가동자(26)에, 내부에 설치된 회전 기구(27)에 의해 회전 가능하게 부착된 수평인 회전축(28)과, 회전축(28)에 고정된 수평인 흡착판(29)으로 이루어진다. 흡착판(29)은 그의 일면에 다수의 흡착구멍을 갖는 흡착면(29a)을 구비하고, 진공 펌프를 이용한 감압 장치에 흡기용의 배관(도시 외)을 통하여 접속되어 있으며, 감압 장치에 의한 흡인 에어에 의해 기판(W)을 흡착하여 반전시킬 수 있도록 형성되어 있다. 또한, 가동자(26)의 상하 위치를 조절하는 상하 위치 조절 기구는, 예를 들면 랙(rack)과 피니언(pinion)의 조합에 의한 구동 기구나 유체 실린더를 동력원으로 하는 구동 기구에 의해 형성할 수 있다.

흡착판(29)의 회전축(28)은, 상기 제1 방향과 대략 직교하는 방향을 따라 연이어 설치되고, 그리고, 흡착판(29)의 일단부에 설치되어 있다. 그리고, 기판(W)을 흡착한 흡착판(29)을 반전시켰을 때에, 반전된 기판(W)을 브레이크 장치(F)의 테이블(15) 상에 올려놓을 수 있도록, 회전축(28)이 브레이크 장치(F)의 테이블(15)의 측단 근방 위치에 배치되어 있다.

다음으로, 상기한 기판 분단 장치에 의한 마더 기판(W)의 분단 공정을, 도 2, 도 7∼13을 이용하여 순서대로 설명한다.

반입용 컨베이어(C)에 의해 공급된 기판(W)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 반송 기구(E)의 흡착판(3)에 의해 흡착되어 스크라이브 장치(D)의 인수인도 위치에 있는 테이블(5) 상에 올려놓여진다. 이어서, 테이블(5)을 스크라이브 해드(13)(도 1, 2 참조)의 위치까지 이동시켜 커터 휠에 의해 서로 교차하는 X-Y 방향의 스크라이브 라인을 형성한 후, 테이블(5)이 원위치(인수인도 위치)로 되돌아간다.

스크라이브 라인의 형성이 완료된 기판(W)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 반송 기구(E)의 흡착판(3)으로 흡착되어 테이블(5)로부터 들어 올려져, 흡착 반전 기구(G)의 흡착판(29)의 상방까지 이동한다. 흡착 반전 기구(G)의 흡착판(29)은 흡착면(29a)을 상방을 향한 상태로 대기하고 있으며, 이 흡착면(29a) 상에, 도 9, 10에 나타내는 바와 같이, 반송 기구(E)의 흡착판(3)을 강하시켜 기판(W)을 올려놓는다.

이어서, 도 11에 나타내는 바와 같이, 흡착 반전 기구(G)의 흡착판(29)을, 회전축(28)을 지점으로 하여 회전시켜 표리(表裏) 반전된 기판(W)을 브레이크 장치(F)의 테이블(15) 상에 올려놓은 후, 도 12에 나타내는 바와 같이, 흡착판(29)은 흡착면(29a)을 위로 향한 대기 자세로 되돌아간다.

브레이크 장치(F)에서는, 기판(W)을 올려놓은 테이블(15)을 브레이크 바(22)(도 1, 2 참조)의 하방까지 이동시켜 브레이크 바(22)에 의해 스크라이브 라인을 따라 기판(W)을 브레이크한 후, 테이블(15)은 원래의 인수인도 위치로 되돌아간다.

이 후, 도 13에 나타내는 바와 같이, 재차 반송 장치(E)의 흡착판(3)에 의해, 브레이크된 기판(W)이 테이블(15)로부터 흡착되어 배출용 컨베이어(H)로 제거된다.

이상, 1매의 기판(W)을 분단하는 공정에 대해서 순서대로 설명했지만, 연속해서 기판(W)을 분단하는 경우에는, 최초의 기판(W)의 브레이크 작업이 브레이크 장치(F)로 행해지고 있는 사이에, 상기한 도 7∼10의 공정을 거쳐 스크라이브된 후속의 기판을 흡착 반전 기구(G)의 흡착판(29) 상에 흡착 대기시켜 둔다. 그리고, 최초의 기판(W)을 배출 컨베이어(H)로 제거한 후, 흡착 반전 기구(G)를 반전시켜, 후속의 기판을 도 11∼13의 공정을 행함으로써, 유동 작업으로 연속적으로 기판의 분단을 행할 수 있다.

상기 실시예에서는, 단판(單板)의 기판(W)을 분단하는 경우에 대해서 기재했지만, 2매의 유리 기판을 접합한 접합 기판을 분단하는 경우는, 전술한 공정에 의해 브레이크 장치(F)로 기판(W)의 한쪽의 면(A면)의 브레이크가 완료된 후, 반송 장치(E)의 흡착판(3)으로 기판(W)을 흡착하여 재차 스크라이브 장치(D)의 테이블(5) 상에 올려놓는다. 이 후, 도 7∼12와 동일한 공정을 거쳐 기판의 다른 한쪽의 면(B면)을 브레이크한 후, 도 13과 같이 반송 장치(E)의 흡착판(3)으로 기판(W)을 브레이크 장치(F)의 테이블(15) 상으로부터 제거하도록 하면 좋다.

상기한 실시예에 있어서, 반송 기구(E)가, 기판(W)을 반입용 컨베이어(C)로부터 스크라이브 장치(D)의 테이블(5)로 공급하는 동작과, 브레이크 장치(F)의 테이블(15)로부터 브레이크된 기판(W)을 배출용 컨베이어(H)로 제거하는 동작을 겸하도록 했기 때문에, 기판(W)을 스크라이브 장치(D)의 테이블(5)로 공급하기 위한 기구, 그리고, 브레이크 장치(F)로 브레이크된 기판(W)을 다음 공정으로 제거하기 위한 기구를 각각 별도로 설치할 필요가 없어져, 기판 분단 장치를 콤팩트하게 구성하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 전술한 기판 분단 공정에 있어서, 흡착 반전 기구(G)의 흡착판(29)을, 기판(W)을 올려놓은 상태로 반전시켰을 때에, 반전된 기판(W)을 브레이크 장치(F)의 테이블(15) 상에 올려놓을 수 있도록, 회전축(28)이 브레이크 장치(F)의 테이블(15)의 근방 위치에 배치되어 있기 때문에, 흡착판(29)을 반전시키는 것만으로, 흡착 반전 기구(G)에 의한 기판(W)의 반전 동작과, 반전 후의 기판(W)을 테이블(15) 상에 올려놓는 동작을 동시에 행하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 작업 시간을 큰 폭으로 단축시킬 수 있다. 또한, 흡착 반전 기구(G)는, 흡착판(29)과, 흡착판(29)의 일단부에 설치된 회전축(28)에 의한 간단한 구성으로 할 수 있기 때문에, 소형화와 비용 저감화의 양쪽을 도모하는 것이 가능해진다.

이상 본 발명의 대표적인 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 상기의 실시 형태에 특정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성하고, 청구의 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절하게 수정, 변경하는 것이 가능하다.

본 발명은, 기판 상에 스크라이브 라인을 형성하여 이 스크라이브 라인을 따라 브레이크하는 기판 분단 장치에 이용된다.

C : 반입용 컨베이어
D : 스크라이브 장치
E : 반송 기구
F : 브레이크 장치
G : 흡착 반전 기구
H : 배출용 컨베이어
W : 마더 기판(취성 재료 기판)
3 : 반송 기구의 흡착판
5 : 스크라이브 장치의 테이블
15 : 브레이크 장치의 테이블
28 : 흡착판의 회전축
29 : 흡착 반전 기구의 흡착판

Claims (3)

1. 취성 재료 기판을 순차 반송하는 주경로를 제1 방향으로 하고, 상기 주경로의 도중에, 취성 재료 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 장치와,
   스크라이브 장치에 의해 스크라이브 라인이 형성된 상기 취성 재료 기판을 상기 스크라이브 장치의 테이블로부터 하기(下記) 흡착 반전 기구로 이송하는 반송 기구와,
   회전축을 통하여 상하 반전 가능하게 형성된 흡착판을 구비하고, 상기 반송 기구로부터 상기 취성 재료 기판을 상기 흡착판 상에 수취하여 상하 반전시키고, 반전시킨 상기 취성 재료 기판을 하기 브레이크 장치의 테이블에 올려놓는 흡착 반전 기구와,
   상기 흡착 반전 기구로부터 수취한 상기 취성 재료 기판을 상기 스크라이브 라인을 따라 브레이크하는 브레이크 장치가 설치되고,
   상기 흡착 반전 기구에 있어서의 상기 흡착판의 상기 회전축은, 상기 흡착판의 일단부(一端部)에 상기 제1 방향과 대략 직교하는 방향을 따라 연이어 설치되어 있으며, 이 회전축을 지점(支點)으로 하여 상기 취성 재료 기판을 흡착한 상기 흡착판을 반전시켰을 때에, 반전된 상기 취성 재료 기판을 상기 브레이크 장치의 테이블 상에 올려놓을 수 있도록, 상기 회전축이 상기 브레이크 장치의 테이블 근방 위치에 배치되어 있는 기판 분단 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 흡착 반전 기구의 흡착판이, 상하 위치 조절 가능하게 형성되어 있는 기판 분단 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 반송 기구가, 상기 취성 재료 기판을 상기 스크라이브 장치의 테이블로 공급하는 동작과, 브레이크 장치의 테이블로부터 브레이크된 상기 취성 재료 기판을 다음 공정으로 제거하는 동작을 겸하도록 형성되어 있는 기판 분단 장치.

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