KR20140112607A - 나이프 검사용 광센서 조립체 및 이를 포함하는 기판 절단 장치 - Google Patents

나이프 검사용 광센서 조립체 및 이를 포함하는 기판 절단 장치 Download PDF

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Abstract

나이프 검사용 광센서 조립체 및 이를 포함하는 기판 절단 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 절단 장치는 기판을 절단하는 적어도 하나의 나이프, 및 나이프의 날에 광을 조사하여 나이프의 결함 여부를 검사하는 적어도 하나의 광센서를 포함한다.

Description

나이프 검사용 광센서 조립체 및 이를 포함하는 기판 절단 장치 {Optical sensor assembly for inspecting knife and Apparatus for cutting substrate including the same}
나이프 검사용 광센서 조립체 및 이를 포함하는 기판 절단 장치에 관한 것이다.
표시 장치, 반도체, 태양 전지 등을 제작하는 공정에는 대부분 절단 공정이 포함된다. 예를 들어, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display) 및 전계 발광 표시 장치(Electro-Luminescence Display) 등의 기반을 이루는 기판은 모기판(Mother Substrate)으로부터 절단되어 형성된 것일 수 있다.
일반적으로, 절단 공정은 절단 스테이지 상에 기판을 위치시킨 후에, 기판을 고정하고, 나이프를 이용하여 기판을 절단함으로써 수행된다. 구체적으로, 나이프가 기판의 상부로부터 기판 방향으로 하강하여 기판을 분리시킨다. 여기에서, 복수의 절단 공정이 수행되면, 기판과 나이프의 경도 차이 또는 기판 상의 이물질 등에 의하여 나이프의 이빠짐 또는 마모와 같은 나이프의 결함이 발생할 수 있다.
이와 같은 결함이 존재하는 나이프로 계속 절단 공정을 수행할 경우, 크랙(Crack)과 같은 기판의 절단면의 불량을 야기할 수 있고, 이와 같은 불량은 최종적인 제품에 잔존하여 치명적인 품질 불량을 초래할 수 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 나이프의 결함 여부를 자동으로 검사하여, 나이프에 결함이 발생하였을 경우, 작업자에게 경고를 하거나 나이프를 보수 또는 폐기하도록 하는 기판 절단 장치를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 나이프의 결함 여부를 자동으로 검사하여, 나이프에 결함이 발생하였을 경우, 작업자에게 경고를 하거나 나이프를 보수 또는 폐기하도록 하는 나이프 검사용 광센서 조립체를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 절단 장치는 기판을 절단하는 적어도 하나의 나이프, 및 나이프의 날에 광을 조사하여 나이프의 결함 여부를 검사하는 적어도 하나의 광센서를 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 절단 장치는 기판의 일면과 수직인 방향으로 이동하며 기판을 절단하는 적어도 하나의 나이프, 및 나이프의 이동 경로의 양 측부에 위치하여 나이프의 결함 여부를 검사하는 적어도 하나의 광센서를 포함한다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 나이프 검사용 광센서 조립체는 나이프의 날에 광을 조사하는 광센서, 및 광센서를 지지하는 광센서 홀더를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 기판 절단 장치의 나이프의 결함 여부를 자동으로 검사하여, 나이프에 결함이 발생하였을 경우, 작업자에게 경고를 하거나 나이프를 보수 또는 폐기하도록 할 수 있다.
또한, 나이프에 의하여 절단되어 형성되는 절단면이 균일하게 되어, 높은 품질의 제품을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 절단 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 기판 절단 장치에서 광센서 조립체가 나이프를 스캔하는 것을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 기판 절단 장치에서 나이프 조립체 및 광센서 조립체의 정면도이다.
도 4는 도 1의 기판 절단 장치에서 나이프 조립체 및 광센서 조립체의 측면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ 부분의 확대도이다.
도 6은 도 1의 기판 절단 장치에서 이빠짐이 존재하는 나이프를 포함하는 나이프 조립체 및 광센서 조립체의 정면도이다.
도 7은 도 1의 기판 절단 장치에서 이빠짐이 존재하는 나이프를 포함하는 나이프 조립체 및 광센서 조립체의 측면도이다.
도 8은 도 1의 기판 절단 장치에서 마모된 나이프를 포함하는 나이프 조립체 및 광센서 조립체의 정면도이다.
도 9는 도 1의 기판 절단 장치에서 파티클이 흡착된 나이프를 포함하는 나이프 조립체 및 광센서 조립체의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 절단 장치의 사시도이다.
도 11은 도 10의 기판 절단 장치에서 광센서 조립체가 복수개의 나이프를 스캔하는 것을 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 절단 장치의 사시도이다.
도 13은 도 12의 기판 절단 장치에서 나이프 조립체 및 광센서 조립체의 정면도이다.
도 14는 도 12의 기판 절단 장치에서 나이프 조립체, 광센서 조립체, 및 절단 스테이지의 측면도이다.
도 15는 도 14의 ⅩⅤ 부분의 확대도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 절단 장치의 사시도이다.
도 17은 도 16의 기판 절단 장치에서 나이프 조립체 및 광센서 조립체의 정면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 서술하는 “기판”은 반도체 기판, 표시 기판, 박막트랜지스터 기판(Thin Film Transistor Substrate, TFT Substrate), 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB), 또는 플랙서블 기판(Flexible Substrate) 등 일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, “기판”은 그 용어 그대로의 “기판”뿐만 아니라, “필름”이나 “박막”등을 포괄하는 의미일 수 있다.
또한, 본 명세서에서 서술하는 “기판 절단 장치”는 단순히 기판을 절단하는 장치뿐만 아니라, 나이프(310)를 이용한 기판 가공 장치를 모두 포괄하는 의미일 수 있다. 예를 들어, “기판 절단 장치”는 모기판(200)을 단위 기판으로 절단하는 장치뿐만 아니라 단위 기판 상의 패드부를 노출시키기 위한 하프 커팅 장치 등일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 절단 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 기판 절단 장치에서 광센서 조립체(400)가 나이프(310)를 스캔하는 것을 도시한 사시도이다. 도 3은 도 1의 기판 절단 장치에서 나이프 조립체(300) 및 광센서 조립체(400)의 정면도이다. 도 4는 도 1의 기판 절단 장치에서 나이프 조립체(300) 및 광센서 조립체(400)의 측면도이다. 도 5는 도 4의 Ⅴ 부분의 확대도이다. 도 6은 도 1의 기판 절단 장치에서 이빠짐이 존재하는 나이프(310)를 포함하는 나이프 조립체(300) 및 광센서 조립체(400)의 정면도이다. 도 7은 도 1의 기판 절단 장치에서 이빠짐이 존재하는 나이프(310)를 포함하는 나이프 조립체(300) 및 광센서 조립체(400)의 측면도이다. 도 8은 도 1의 기판 절단 장치에서 마모된 나이프(310)를 포함하는 나이프 조립체(300) 및 광센서 조립체(400)의 정면도이다. 도 9는 도 1의 기판 절단 장치에서 파티클(p)이 흡착된 나이프(310)를 포함하는 나이프 조립체(300) 및 광센서 조립체(400)의 정면도이다. 도 1 내지 도 9를 참조하면, 기판 절단 장치는 절단 스테이지(100), 나이프 조립체(300), 및 광센서 조립체(400)를 포함할 수 있다.
절단 스테이지(100)는 기판을 지지할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 절단 스테이지(100)는 적어도 하나의 평평한 면을 포함할 수 있고, 상기 평평한 면 상에 기판을 안착시킬 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 절단 스테이지(100)는 직육면체의 플레이트 형상이나, 이에 한정되는 것은 아니고, 기판의 형상 등에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 절단 스테이지(100)는 절단 수단에 의하여 가해지는 외력을 견딜 수 있는 재질, 예컨대, 스테인레스 스틸(Steel Use Statinless, SUS) 등으로 이루어질 수 있다.
절단 스테이지(100) 상에는 기판이 안착될 수 있다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 모기판(200)이 절단 스테이지(100) 상에 안착되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기에서, 모기판(200)은 복수개의 단위 기판을 포함하는 기판일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 모기판(200)은 플랙서블 기판(Flexible Substrate)일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 리지드 기판(Rigid Substrate) 등 일 수 있다.
모기판(200)은 베이스 기판(210), 기능층(230), 및 절단선(250)을 포함할 수 있다.
베이스 기판(210)은 절단 스테이지(100) 상에 위치하여 절단 스테이지(100)와 접촉할 수 있다. 베이스 기판(210)은 직육면체 형상의 플레이트 형상일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 적용예에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 베이스 기판(210)은 SiOx 등의 절연 물질, 박막 유리, 금속 포일(Metal Foil), 플라스틱, 또는 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 여기에서, 플라스틱은 폴리 이미드(Polyimide, PI) 또는 유리 섬유 강화 플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastic)일 수 있다.
기능층(230)은 베이스 기판(210) 상에 위치하여 복수개가 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 하나의 기능층(230)은 유기 발광 소자를 구성하는 구성 요소들이 적층된 다층 구조일 수 있으며, 박막 트렌지스터(Thin Film Transistor, TFT), 전극, 및 유기물이 유기적으로 배치된 구조물일 수 있다. 복수개의 기능층(230)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 복수개의 기능층(230)은 3 x 3의 매트릭스를 이루지만, 이는 예시적인 것일 뿐, 복수개의 기능층(230)은 n x m(n 및 m은 1 이상의 정수)의 매트릭스를 이룰 수 있다.
절단선(250)은 복수개의 기능층(230) 사이에 형성될 수 있다. 절단선(250)은 서로 인접한 기능층(230) 사이의 중간 지점을 잇는 선일 수 있다. 절단선(250)은 가상의 선일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 스크라이빙(Scribing)되어 형성된 선일 수 있다.
하나의 모기판(200)이 절단선(250)을 따라 절단되면 복수개의 단위 기판으로 분리될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 모기판(200)이 절단선(250)을 따라 절단되면, 9개의 단위 기판으로 분리될 수 있다.
모기판(200) 상에는 나이프 조립체(300)가 위치할 수 있다. 나이프 조립체(300)는 나이프(310) 및 나이프 홀더(330)를 포함할 수 있다.
나이프(310)는 절단 스테이지(100) 상에 위치하여, 나이프(310)와 절단 스테이지(100) 사이에 배치되는 모기판(200)을 절단할 수 있다. 구체적으로, 나이프(310)가 모기판(200)의 일면에 수직한 방향으로 하강하여 절단선(250)을 따라 모기판(200)을 절단할 수 있다. 나이프(310)는 모기판(200)을 절단할 수 있을 정도의 경도를 가진 물질로 이루어질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 나이프(310)는 크롬, 니켈, 철, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 모기판(200), 나이프(310), 절단 스테이지(100) 순으로 경도가 강할 수 있다.
나이프(310)는 나이프(310)의 날을 포함할 수 있다. 나이프(310)의 날은 나이프(310)에서 절단 스테이지(100) 및 모기판(200)과 대향하는 단부에 위치할 수 있다. 나이프(310)의 날은 나이프(310)에서 가장 얇고 가장 날카로운 부분일 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 나이프(310)의 날의 단면은 역삼각형 형상일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 나이프(310)의 날이 모기판(200)의 절단선(250)과 접촉됨으로써 모기판(200)의 절단이 개시될 수 있다.
나이프(310)의 날은 절단 스테이지(100) 및/또는 모기판(200)의 일면과 평행하게 일 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 나이프(310)의 날은 y 방향으로 연장되어 형성되지만, 이에 한정되는 것은 아니고, x 방향으로 연장되어 형성될 수도 있다.
나이프 홀더(330)는 나이프(310)의 날과 대향하는 나이프(310)의 타 단부와 연결되어 나이프(310)를 지지할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 나이프 홀더(330)는 로봇 암과 연결되어 나이프(310)를 이동시킬 수 있다. 여기에서, 나이프 홀더(330)는 나이프(310)를 상하 이동시켜 모기판(200)을 절단하게 할 뿐만 아니라, 나이프(310)를 회전 이동시켜 모기판(200)의 절단 방향을 변경하게 할 수도 있다.
절단 스테이지(100) 및 나이프 조립체(300)의 일측에는 광센서 조립체(400)가 위치할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광센서 조립체(400)는 모기판(200)의 절단 공정 중에 절단 스테이지(100) 및 나이프 조립체(300)와 이격된 장소에 고정(도 1 참조)되어 있다가, 일정 횟수의 절단 공정이 수행된 후에 나이프 조립체(300)와 인접하도록 이동(도 2 참조)하여 나이프의 결함(d) 여부를 검사할 수 있다. 여기에서, 나이프의 결함(d) 여부의 검사는 광센서 조립체(400)가 나이프(310)의 날을 따라 이동하며 나이프(310)를 스캔함으로써 수행될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 광센서 조립체(400)는 절단 스테이지(100) 및 나이프 조립체(300)와 이격된 장소에 고정되어 있고, 일정 횟수의 절단 공정이 수행된 후에 나이프 조립체(300)가 광센서 조립체(400)에 인접하도록 이동하여 나이프의 결함(d) 여부를 검사할 수 있다. 여기에서, 나이프의 결함(d) 여부의 검사는 나이프(310)의 날이 광센서 조립체(400) 상을 통과하도록 나이프 조립체(300)를 이동함으로써 수행될 수 있다. 이하에서 서술되는 광센서 조립체(400)와 나이프 조립체(300)의 위치 관계는, 광센서 조립체(400)와 나이프 조립체(300)가 인접하여 나이프의 결함(d) 여부를 검사할 때의 위치 관계이다.
광센서 조립체(400)는 광센서(410) 및 광센서 홀더(430)를 포함할 수 있다.
광센서(410)는 광 자체 또는 광에 포함된 정보를 전기 신호로 변환하여 검지하는 소자일 수 있다. 광센서(410)는 나이프(310)의 날에 광을 조사하여 나이프의 결함(d) 여부를 검사할 수 있다. 광센서(410)는 광섬유로 구성될 수 있고, 발광부(410a) 및 수광부(410b)를 포함할 수 있으며, 수광부(410b)는 제1 수광부(410b-1) 및 제2 수광부(410b-2)를 포함할 수 있다. 여기에서, 발광부(410a)는 광이 출사되는 부분이고, 수광부(410b)는 광이 입사되는 부분일 수 있다. 발광부(410a)에서 출사되는 광은 적외선 레이저, 갈륨-비소 반도체 레이저, YAG(Yttrium Aluminium Garnet) 레이저, 헬륨-네온 레이저, 이산화탄소 레이저 등의 레이저(500)일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광부(410a)는 나이프(310)의 일 측부에 위치하고, 제1 수광부(410b-1)는 나이프(310)의 일 측부에 대향하는 나이프(310)의 타 측부에 위치할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 발광부(410a) 및 제1 수광부(410b-1)는 나이프(310)를 중심으로 대칭일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 발광부(410a) 및 제1 수광부(410b-1)를 연결하는 가상의 선은 절단 스테이지(100)의 일면과 평행할 수 있다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 발광부(410a) 및 제1 수광부(410b-1)는 나이프(310)의 날의 길이에 대응하는 길이만큼 연장되어 형성되고, 나이프(310)의 날과 나란히 배치될 수 있다.
제2 수광부(410b-2)는 나이프(310)의 하부에 위치할 수 있다. 제2 수광부(410b-2)는, 후술하듯이, 나이프(310)의 날에서 반사되어 일정 방향으로 진행하는 광을 수광할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 수광부(410b-2)는 나이프(310)의 날이 가리키는 방향에 나이프(310)와 일정 거리 이격되어 위치할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 제2 수광부(410b-2)는 발광부(410a) 및/또는 제1 수광부(410b-1)와 인접하여 형성될 수 있다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 제2 수광부(410b-2)는 생략될 수 있으며, 제2 수광부(410b-2)는 광 흡수 부재로 대체될 수 있다.
발광부(410a)는 제1 수광부(410b-1) 방향으로 광을 출사하되, 광의 진행 경로 상에 나이프(310)의 날이 위치할 수 있다. 여기에서, 광의 진행 경로는 선 형상일 수 있다.
광센서 홀더(430)는 광센서(410)를 지지할 수 있다. 광센서 홀더(430)는 나이프(310)의 날을 따라 광센서(410)를 이동시킬 수 있다. 광센서 홀더(430)는 홀더 베이스(430a) 및 돌출부(430b)를 포함할 수 있다.
홀더 베이스(430a)는 나이프(310)의 하부에 위치할 수 있다. 홀더 베이스(430a)는 제2 수광부(410b-2)를 포함하되, 제2 수광부(410b-2)의 일부를 나이프(310) 방향으로 노출시킬 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 홀더 베이스(430a)는 직육면체의 플레이트 형상일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 나이프(310)의 형상 또는 제2 수광부(410b-2)의 크기에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 홀더 베이스(430a)의 일면은 절단 스테이지(100)의 일면과 평행하거나, 나이프 조립체(300)의 이동 방향에 수직할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 홀더 베이스(430a)는 모터, 리니어 스케일(Linear Scail), 볼 스크류(Ball Screw), 및 엘엠 가이드(Linear Motion Guide, LM Guide) 등의 부품을 포함할 수 있으며, 직진도 및 수평도가 우수하도록 설계될 수 있다.
돌출부(430b)는 홀더 베이스(430a)의 일면에서 나이프(310) 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 돌출부(430b)는 두 개일 수 있으며, 하나의 돌출부(430b)는 나이프(310)의 일 측부에 위치하고, 다른 하나의 돌출부(430b)는 나이프(310)의 일 측부에 대향하는 나이프(310)의 타 측부에 위치할 수 있다. 나이프(310)의 일 측부에 위치하는 돌출부(430b)는 발광부(410a)를 포함하되, 발광부(410a)의 일부를 나이프(310)의 날 방향으로 노출시킬 수 있다. 나이프(310)의 타 측부에 위치하는 돌출부(430b)는 제1 수광부(410b-1)를 포함하되, 제1 수광부(410b-1)의 일부를 나이프(310)의 날 방향으로 노출시킬 수 있다. 이와 같이, 양 쪽에 돌출된 돌출부(430b)에 의하여 광센서 홀더(430)는 전체적으로 집게 형상을 가질 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 나이프(310)가 정상적일 경우 즉, 나이프의 결함(d)이 존재하지 않을 경우, 발광부(410a)에서 제1 수광부(410b-1) 방향으로 출사된 출사광(510)은 제1 수광부(410b-1)에 입사되지 않고 나이프(310)의 날에서 모두 반사되어 제2 수광부(410b-2)로 입사될 수 있다. 여기에서, 나이프(310)의 날에서 반사된 광을 반사광(530)이라고 하면, 정상적인 나이프(310)에서는 출사광(510) 및 반사광(530)만 존재할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 나이프(310)가 비정상적일 경우, 즉, 나이프(310)의 날의 이빠짐이 존재할 경우, 발광부(410a)에서 제1 수광부(410b-1) 방향으로 출사된 출사광(510)은 나이프(310)의 날의 이빠짐 부분(구멍이 형성된 부분)을 통과하여 제1 수광부(410b-1)로 모두 입사될 수 있다. 여기에서, 제1 수광부(410b-1)로 입사되는 광을 입사광(550)이라고 하면, 나이프(310)의 날의 이빠짐이 존재하는 나이프(310)에서는 출사광(510) 및 입사광(550)만 존재할 수 있다.
도 8을 참조하면, 나이프(310)가 비정상적인 경우, 즉, 나이프(310)의 날의 마모가 존재할 경우, 발광부(410a)에서 제1 수광부(410b-1)로 출사된 출사광(510)은 나이프(310)의 날에서 모두 반사될 수 있다. 나이프(310)의 날에서 반사된 반사광(530)은 제1 수광부(410b-1) 및 제2 수광부(410b-2)에 입사되지 않을 수 있다. 즉, 나이프(310)의 날에서 반사된 반사광(530)은 제1 수광부(410b-1) 방향 및 제2 수광부(410b-2) 방향이 아닌 다른 방향으로 진행할 수 있다. 여기에서, 나이프(310)의 날의 마모가 존재하는 나이프(310)에서는 출사광(510) 및 반사광(530)만 존재할 수 있다.
도 9를 참조하면, 나이프(310)의 날에 파티클(p)이 흡착된 경우, 발광부(410a)에서 제1 수광부(410b-1)로 출사된 출사광(510)은 나이프(310)의 날에 흡착된 파티클(p)에서 모두 반사될 수 있다. 나이프(310)의 날에 흡착된 파티클(p)에서 반사된 반사광(530)은 제1 수광부(410b-1) 및 제2 수광부(410b-2)에 입사되지 않을 수 있다. 즉, 나이프(310)의 날에 흡착된 파티클(p)에서 반사된 반사광(530)은 제1 수광부(410b-1) 방향 및 제2 수광부(410b-2) 방향이 아닌 다른 방향으로 진행할 수 있다. 여기에서, 나이프(310)의 날에 파티클(p)이 흡착된 나이프(310)에서는 출사광(510) 및 반사광(530)만 존재할 수 있다.
이와 같이, 광센서 조립체(400)는 나이프(310)의 날에 광을 조사하여 나이프의 결함(d) 여부를 검사할 수 있다. 나이프의 결함(d)이 존재하지 않는 경우, 제1 수광부(410b-1)에 광이 수광되지 않고 제2 수광부(410b-2)에 광이 수광될 수 있다. 나이프의 결함(d)이 존재하는 경우, 즉, 이빠짐, 마모, 또는 파티클(p) 흡착 등의 결함이 존재하는 경우, 제1 수광부(410b-1)에 광이 수광되거나 제2 수광부(410b-2)에 광이 수광되지 않을 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 절단 장치는 제1 수광부(410b-1)에 광이 수광되는 경우 및/또는 제2 수광부(410b-2)에 광이 수광되지 않는 경우, 나이프(310)를 보수하거나 폐기하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 나이프(310)의 보수는 나이프(310)의 날을 갈아 이빠짐 또는 마모를 제거하거나, 나이프(310)를 세정하여 흡착되어 있는 파티클(p)을 제거하는 공정을 의미할 수 있다. 만약, 나이프의 결함(d)이 심각하여 나이프(310)의 보수로도 나이프(310)의 재활용이 불가능할 경우에는 나이프(310)를 폐기할 수 있다. 이러한 제어부의 동작을 위하여, 도면에 도시되지는 않았지만, 발광부(410a), 제1 수광부(410b-1), 및 제2 수광부(410b-2)는 제어부와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.
또한, 제어부는 나이프(310)의 날에 광이 조사되는 지점과 나이프(310)의 날의 끝 사이의 거리를 조절함으로써, 나이프의 결함(d)의 검출 감도를 조절할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 나이프(310)의 날에 광이 조사되는 지점과 나이프(310)의 날의 끝 사이의 거리를 좁히면, 미세한 결함, 예를 들어, 미세한 이빠짐 또는 미세한 마모가 발행하기만 해도, 광의 진행 경로가 변경되기 때문에, 나이프의 결함(d)의 검출 감도를 높일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 나이프(310)의 날에 광이 조사되는 지점과 나이프(310)의 날의 끝 사이의 거리를 넓히면, 미세한 결함이 발생하여도 광의 진행 경로가 변경되지 않기 때문에, 나이프의 결함(d)의 검출 감도가 낮아질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 절단 장치는 나이프(310) 검사용 광센서 조립체(400)를 포함함으로써, 기판 절단 장치의 나이프의 결함(d) 여부를 자동으로 검사하여, 나이프의 결함(d)이 발생하였을 경우, 작업자에게 경고를 하거나 나이프(310)를 보수 또는 폐기하도록 할 수 있다. 또한, 나이프(310)에 의하여 절단되어 형성되는 절단면이 균일하게 되어, 높은 품질의 제품을 제조할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 절단 장치의 사시도이다. 도 11은 도 10의 기판 절단 장치에서 광센서 조립체(401)가 복수개의 나이프(311)를 스캔하는 것을 도시한 사시도이다. 설명의 편의 상, 도 1 내지 도 9에 도시된 도면에 나타낸 각 엘리먼트와 실질적으로 동일한 엘리먼트는 동일 부호로 나타내고, 중복 설명을 생략한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 다른 기판 절단 장치에서 나이프 조립체(301)는 복수개일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 복수개의 나이프 조립체(301)의 복수개의 나이프(311)는 일정 간격으로 이격되어 서로 평행하게 나란히 배치될 수 있고, 모기판(200)에서 동일한 방향으로 형성된 복수개의 절단선(250)을 동시에 절단할 수 있다. 도 10 및 도 11에는, 복수개의 나이프(311)가 y 방향으로 형성된 복수개의 절단선(250)을 동시에 절단하는 것을 도시하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, x 방향으로 형성된 복수개의 절단선(250)을 동시에 절단할 수도 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 복수개의 나이프(311)는 모든 절단선(250)을 동시에 절단할 수 있도록 격자형으로 배치될 수 있다.
복수개의 나이프 조립체(301)는 일체형으로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 하나의 나이프 홀더(331)가 복수개의 나이프(311)와 연결되어 복수개의 나이프(311)를 이동시킬 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
광센서 조립체(401)의 광센서(411)는 본 발명의 일 실시예의 광센서(410)와 같이 발광부(411a) 및 수광부(411b)를 포함하고, 수광부(411b)는 제1 수광부(411b-1) 및 제2 수광부(411b-2)를 포함할 수 있다. 여기에서, 발광부(411a) 또는 제1 수광부(411b-1)는 인접한 두 개의 나이프 조립체(301) 사이에 위치할 수 있고, 제2 수광부(411b-2)는 각각의 나이프(311)의 하부에 위치할 수 있다. 도 10 및 도 11에 두 개의 나이프 조립체(301) 사이에 제1 수광부(411b-1)가 위치하는 것을 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 발광부(411a)가 위치할 수 있고, 발광부(411a) 및 제1 수광부(411b-1)가 같이 위치할 수도 있다.
광센서 조립체(401)의 광센서 홀더(431)는 본 발명의 일 실시예의 광센서 홀더(430)와 같이 홀더 베이스(431a)와 돌출부(431b)를 포함할 수 있다. 여기에서, 홀더 베이스(431a)는 본 발명의 일 실시예의 홀더 베이스(430a)보다 더 길게 연장되어 형성될 수 있으며, 돌출부(431b)의 수 역시 본 발명의 일 실시예의 돌출부(430b)의 수보다 더 많을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 절단 장치는 복수개의 나이프(311)로 기판의 여러 부분을 동시에 절단할 수 있으며, 이러한 복수개의 나이프의 결함(d)을 광센서 조립체(401)를 이용한 한 번의 스캔으로 검출할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 절단 장치의 사시도이다. 도 13은 도 12의 기판 절단 장치에서 나이프 조립체(300) 및 광센서 조립체(402)의 정면도이다. 도 14는 도 12의 기판 절단 장치에서 나이프 조립체(300), 광센서 조립체(402), 및 절단 스테이지(100)의 측면도이다. 도 15는 도 14의 ⅩⅤ 부분의 확대도이다. 설명의 편의 상, 도 1 내지 도 9에 도시된 도면에 나타낸 각 엘리먼트와 실질적으로 동일한 엘리먼트는 동일 부호로 나타내고, 중복 설명을 생략한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 절단 장치에서는 광센서 조립체(402)가 절단 스테이지(100)에 고정 설치될 수 있다. 구체적으로, 광센서 조립체(402)는 나이프(310)의 이동 경로의 양 측부에 위치하여 나이프의 결함(d) 여부를 검사할 수 있다. 즉, 나이프(310)의 날 끝과 절단선(250)을 잇는 가상의 평면의 양 측에 광센서 조립체(402)가 위치할 수 있다.
광센서 조립체(402)의 광센서(412)는 본 발명의 일 실시예에 따른 광센서(410)와 같이 발광부(412a) 및 수광부(412b)를 포함할 수 있다. 여기에서, 발광부(412a)는 나이프(310)의 이동 경로의 일 측부에 위치하고, 수광부(412b)는 상기 나이프(310)의 이동 경로의 일 측부에 대향하는 나이프(310)의 이동 경로의 타 측부에 위치할 수 있다. 또한, 발광부(412a) 및 수광부(412b)는 나이프(310)의 날의 길이에 대응하는 길이만큼 연장되어 형성되고, 이에 따라 발광부(412a) 및 수광부(412b)를 지지하는 광센서 홀더(432) 역시 나이프(310)의 날의 길이에 대응하는 길이만큼 연장되어 형성될 수 있다. 여기에서, 발광부(412a) 및 수광부(412b)의 길이는 나이프(310)의 날의 길이보다 길거나 같을 수 있다.
도 13 내지 도 15는 나이프의 결함(d) 중 이빠짐이 존재하는 나이프(310)의 날에 광을 조사한 경우를 도시한 도면들이다. 도 13 내지 도 15를 참조하면, 발광부(412a)에서 출사되는 광의 진행 경로는 면 형상일 수 있다. 여기에서, 출사광(511)의 광량은 반사광(531)의 광량과 입사광(551)의 광량을 더한 것과 동일할 수 있다. 이는 도 13에서 레이저(501)의 두께로 표시하였다. 발광부(412a)에서 수광부(412b) 방향으로 출사된 광은 이빠짐이 존재하는 부분을 제외하고는 모두 아래로 반사될 수 있다. 여기에서, 반사된 광, 즉 반사광(531)은 모기판(200) 및/또는 절단 스테이지(100)에 조사될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서는, 모기판(200) 및/또는 절단 스테이지(100)에 가해지는 레이저(501)의 영향을 최소화하기 위하여 반사광(531)의 진행 경로 상에 반사판을 추가로 설치할 수도 있다.
도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 절단 장치도 제어부를 포함할 수 있고, 제어부는 수광부(412b)에 광이 수광되면 나이프(310)를 보수하거나 폐기할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 절단 장치는 나이프 조립체(300)의 나이프(310)가 고정되어 있는 광센서 조립체(402)의 사이를 통과할 때에 광센서 조립체(402)가 작동하여 나이프의 결함(d) 여부를 검사할 수 있다. 광센서 조립체(402)의 광센서(412)가 면 형상의 광을 출사시키기 때문에, 나이프의 결함(d) 여부를 한번에 검사할 수 있으며, 절단 공정을 매번 수행할 때마다 나이프의 결함(d) 여부를 검사할 수 있어 불량한 기판 절단면의 형성을 원천적으로 방지할 수 있다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 절단 장치의 사시도이다. 도 17은 도 16의 기판 절단 장치에서 나이프 조립체(302) 및 광센서 조립체(400)의 정면도이다. 설명의 편의 상, 도 1 내지 도 9에 도시된 도면에 나타낸 각 엘리먼트와 실질적으로 동일한 엘리먼트는 동일 부호로 나타내고, 중복 설명을 생략한다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 나이프(312)는 원판 형상이고, 나이프(312)의 외주를 따라 나이프(312)의 날이 형성될 수 있다. 즉, 원판 형상의 나이프(312)가 축을 중심으로 회전하며 모기판(200)을 절단할 수 있다. 여기에서 나이프(312)의 축은 나이프 홀더(332)와 연결될 수 있다. 나이프 홀더(332)는 나이프(312)를 절단 스테이지(100)와 평행한 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 16 및 도 17에는 직접적으로 도시되지는 않았지만, 광센서 조립체(400)는 나이프 홀더(332)에 고정 설치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 절단 장치의 광센서(410)의 발광부(410a)가 특정 지점에 광을 조사하면, 나이프(312)의 날이 회전을 하며 상기 특정 부분을 지나가게 되므로, 모기판(200)의 절단과 동시에 나이프의 결함(d) 여부를 검사할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 절단 스테이지 200: 모기판
210: 베이스 기판 230: 기능층
250: 절단선 300, 301, 302: 나이프 조립체
310, 311, 312: 나이프 330, 331, 332: 나이프 홀더
400, 401, 402: 광센서 조립체 410, 411, 412: 광센서
410a, 411a, 412a: 발광부 410b, 411b, 412b: 수광부
410b-1, 411b-1: 제1 수광부 410b-2, 411b-2: 제2 수광부
430, 431, 432: 광센서 홀더 430a, 431a: 홀더 베이스
430b, 431b: 돌출부 500, 501: 레이저
510, 511: 출사광 530, 531: 반사광
550, 551: 입사광 d: 나이프의 결함
p: 파티클

Claims (28)

  1. 기판을 절단하는 적어도 하나의 나이프; 및
    상기 나이프의 날에 광을 조사하여 상기 나이프의 결함 여부를 검사하는 적어도 하나의 광센서를 포함하는 기판 절단 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광센서는 발광부 및 제1 수광부를 포함하되,
    상기 발광부는 상기 제1 수광부 방향으로 광을 출사하는 기판 절단 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 발광부는 상기 나이프의 일 측부에 위치하고,
    상기 제1 수광부는 상기 일 측부에 대향하는 상기 나이프의 타 측부에 위치하는 기판 절단 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 발광부 및 상기 제1 수광부는 상기 나이프의 날의 길이에 대응하는 길이만큼 연장되어 형성되고, 상기 나이프의 날과 나란히 배치되는 기판 절단 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 발광부 및 상기 제1 수광부는 상기 나이프를 중심으로 대칭인 기판 절단 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 수광부에 광이 수광되면 상기 나이프를 보수하거나 폐기하는 제어부를 더 포함하는 기판 절단 장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 광센서는 제2 수광부를 더 포함하되,
    상기 제2 수광부는 상기 나이프의 하부에 위치하는 기판 절단 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 수광부는 상기 나이프의 날에서 반사된 광을 수광하는 기판 절단 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 수광부에 광이 수광되지 않으면 상기 나이프를 보수하거나 폐기하는 제어부를 더 포함하는 기판 절단 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 나이프의 날은 일 방향으로 연장되어 형성되고,
    상기 광센서는 상기 나이프의 날을 따라 이동하며 상기 나이프를 스캔하는 기판 절단 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 나이프는 복수개이고,
    상기 복수개의 나이프 각각의 날은 일 방향으로 연장되어 형성되고, 일정 간격으로 이격되어 서로 평행하게 나란히 배치되며,
    상기 광센서는 상기 일 방향으로 이동하며 상기 복수개의 나이프를 스캔하는 기판 절단 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 기판을 지지하는 절단 스테이지를 더 포함하되,
    상기 광센서는 상기 절단 스테이지에 고정 설치된 기판 절단 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 나이프와 연결되어 상기 나이프를 이동시키는 나이프 홀더를 더 포함하되,
    상기 광센서는 상기 나이프 홀더에 고정 설치된 기판 절단 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 나이프는 원판 형상이고,
    상기 나이프의 외주를 따라 상기 나이프의 날이 형성되어 있는 기판 절단 장치.
  15. 기판의 일면과 수직인 방향으로 이동하며 상기 기판을 절단하는 적어도 하나의 나이프; 및
    상기 나이프의 이동 경로의 양 측부에 위치하여 상기 나이프의 결함 여부를 검사하는 적어도 하나의 광센서를 포함하는 기판 절단 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 광센서는 발광부 및 수광부를 포함하되,
    상기 발광부는 상기 나이프의 이동 경로의 일 측부에 위치하고,
    상기 수광부는 상기 일 측부에 대향하는 상기 나이프의 이동 경로의 타 측부에 위치하는 기판 절단 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 발광부 및 상기 수광부는 상기 나이프의 날의 길이에 대응하는 길이만큼 연장되어 형성되는 기판 절단 장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 발광부는 상기 수광부 방향으로 광을 출사하되,
    상기 광의 진행 경로 상에 상기 나이프의 날이 위치하는 기판 절단 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 수광부에 광이 수광되면 상기 나이프를 보수하거나 폐기하는 제어부를 더 포함하는 기판 절단 장치.
  20. 나이프의 날에 광을 조사하는 광센서; 및
    상기 광센서를 지지하는 광센서 홀더를 포함하는 나이프 검사용 광센서 조립체.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 광센서는 발광부 및 제1 수광부를 포함하되,
    상기 발광부는 상기 제1 수광부 방향으로 광을 출사하는 나이프 검사용 광센서 조립체.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 발광부는 상기 나이프의 일 측부에 위치하고,
    상기 제1 수광부는 상기 일 측부에 대향하는 상기 나이프의 타 측부에 위치하는 나이프 검사용 광센서 조립체.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 발광부 및 상기 제1 수광부는 상기 나이프의 날의 길이에 대응하는 길이만큼 연장되어 형성되고, 상기 나이프의 날과 나란히 배치되는 나이프 검사용 광센서 조립체.
  24. 제 21항에 있어서,
    상기 제1 수광부에 광이 수광되면 상기 나이프를 보수하거나 폐기하는 제어부를 더 포함하는 나이프 검사용 광센서 조립체.
  25. 제 21항에 있어서,
    상기 광센서는 제2 수광부를 더 포함하되,
    상기 제2 수광부는 상기 나이프의 하부에 위치하는 나이프 검사용 광센서 조립체.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 제2 수광부는 상기 나이프의 날에서 반사된 광을 수광하는 나이프 검사용 광센서 조립체.
  27. 제 25항에 있어서,
    상기 제2 수광부에 광이 수광되지 않으면 상기 나이프를 보수하거나 폐기하는 제어부를 더 포함하는 나이프 검사용 광센서 조립체.
  28. 제 20항에 있어서,
    상기 광센서 홀더는 상기 나이프의 날을 따라 상기 광센서를 이동시키는 나이프 검사용 광센서 조립체.
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