KR20150088099A - 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법 - Google Patents

기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법에 따르면, 스크라이빙 휠을 일정속도로 회전시키며, 전후진함에 따라 기판의 일측면에 크랙을 형성시키는 스크라이브 공정단계; 상기 스크라이브 공정단계에서 크랙이 형성된 기판을 냉각시키는 냉각 공정단계; 상기 냉각 공정단계에서 냉각된 기판의 크랙에 고온의 용매를 주입하여 고온에 의해 기판의 크랙부위만 국소 열팽창으로 크랙을 1차 미세균열시키는 열팽창 공정단계; 및 상기 열팽창 공정단계에서 열팽창된 용매가 냉각된 기판에 의해 열팽창 후 냉각되면서 냉각팽창이 이루어져 1차 미세균열된 크랙을 2차 미세균열시키는 냉각팽창 공정단계;를 포함한다.
본 발명의 효과는, 크랙이 형성된 기판을 냉각시킨 후, 냉각된 기판의 크랙에 고온의 용매를 주입하여 기판의 국소 열팽창시킨 후, 용매의 온도변화에 따라 용매의 국소 냉각팽창으로 기판을 용이하게 절단할 수 있어 기판의 절단면 손상을 방지할 뿐만 아니라 종래의 기계적인 브레이크 공정으로 제조되는 것보다 기판의 파괴강도를 강화시킬 수 있는 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법을 제공할 수 있다.

Description

기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법{Board the local hot expansion and solvent the local cooling expansion using board cutting method}
본 발명은 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크라이브 휠로 형성된 기판의 크랙에 고온의 용매를 주입함에 기판의 열팽창과, 저온의 기판에 의해 고온에서 저온으로 변하여 냉각팽창함으로써, 크랙부위만이 열팽창 및 냉각팽창에 의해 크랙을 기준으로 기판이 절단되고, 절단면의 손상을 방지하며 기판의 파괴강도를 강화시킬 수 있는 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법에 관한 것이다.
일반적으로, 모바일기기에 적용되는 디스플레이에 사용되는 표시패널(유리기판)은 콘트라스트(contrast) 비가 크고, 계조 표시나 동화상 표시에 적합하며 전력소비가 작다는 장점 때문에, CRT(cathode ray tube)의 단점을 극복할 수 있는 대체수단으로써 점차 그 사용 영역이 확대되고 있다.
이와같은 표시패널의 액정패널은 일반적으로 게이트 배선 및 데이터 배선에 의해 정의된 각 화소 영역에 박막트랜지스터와 화소전극이 형성된 박막트랜지스터 기판과, 컬러필터층과 공통전극이 형성된 컬러필터 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층으로 구성된다.
종래의 액정패널 제조방법을 살펴보면, 먼저 게이트 배선 및 데이터 배선으로써 정의된 각 화소 영역 내에 각각 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성된 박막트랜지스터 기판과 컬러필터층 및 공통전극이 형성된 컬러필터 기판 사이에 접착제 역할을 하는 실란트(sealant) 개재한 후, 상기 두 기판을 대향하도록 합착시킨다.
그리고, 상기와 같이 합착된 두 기판에 높은 압력(hot pressure)을 주어 실란트를 경화시킴으로써 두 기판을 완전히 접착시키는 프레스 공정을 행한다.
다음, 완전히 접착된 상기 두 기판을 필요한 크기로 절단하기 위해서 상기 컬러필터 기판 표면에 일정한 압력과 속도를 가진 스크라이브 휠(scribe wheel)을 이용하여 크랙(crack)을 형성하는 스크라이브 공정을 행한다.
이어서, 액정 패널을 반전하여 크랙이 형성된 부위를 따라 박막트랜지스터 기판 상에서 브레이크 바(break bar)를 이용하여 직접적인 충격을 가함으로써 원하는 액정패널의 크기의 셀로 분리한다.
이때, 상기 브레이크 바가 기판에 대해서 수평으로 장착되어 있지 않으면 기판의 국부 장소에 집중적인 힘이 가해져 패드 라인을 절단하게 되는 DPO(Data Pad Open)불량이 발생한다.
한편, 최근의 표시패널은 모바일 기기의 슬림화 추세에 따라 점점 얇아지고 있다. 그에 따라 표시패널의 파괴 강도를 강화하여야 하는데, 상술한 방법과 같은 공정에서는 절단면의 손상에 의해 파괴 강도가 현저히 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제720436호 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2002-0054701호 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0006678호 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2010-0077005호
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 크랙이 형성된 기판을 냉각시킨 후, 냉각된 기판의 크랙에 고온의 용매를 주입하여 기판의 국소 열팽창시킨 후, 용매의 온도변화에 따라 용매의 국소 냉각팽창으로 기판을 용이하게 절단할 수 있어 기판의 절단면 손상을 방지할 뿐만 아니라 종래의 기계적인 브레이크 공정으로 제조되는 것보다 기판의 파괴강도를 강화시킬 수 있는 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법을 제공하기 위함이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법에 따르면, 스크라이빙 휠을 일정속도로 회전시키며, 전후진함에 따라 기판의 일측면에 크랙을 형성시키는 스크라이브 공정단계; 상기 스크라이브 공정단계에서 크랙이 형성된 기판을 냉각시키는 냉각 공정단계; 상기 냉각 공정단계에서 냉각된 기판의 크랙에 고온의 용매를 주입하여 고온에 의해 기판의 크랙부위만 국소 열팽창으로 크랙을 1차 미세균열시키는 열팽창 공정단계; 및 상기 열팽창 공정단계에서 열팽창된 용매가 냉각된 기판에 의해 열팽창 후 냉각되면서 냉각팽창이 이루어져 1차 미세균열된 크랙을 2차 미세균열시키는 냉각팽창 공정단계;를 포함한다.
또한, 상기 기판은, 양측면에 크랙이 형성되고, 양측면에 형성된 크랙에 열팽창 공정단계가 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열팽창 공정단계 또는 냉각팽창 공정단계 이후에, 상기 기판의 크랙을 중심축으로 하여 상기 크랙의 양쪽에서 상기 기판의 일측면을 가압함으로써, 상기 크랙을 기점으로 기판을 분리하거나, 상기 기판의 크랙을 중심축으로 하여 상기 기판의 양쪽을 잡아당김으로써, 상기 크랙을 기점으로 기판을 분리하되, 양쪽으로 잡아당기는 인장력의 세기를 시간이 흐를수록 감소시키며 기판을 분리하는 기판 분리 공정단계;를 더 포함한다.
또한, 상기 냉각 공정단계, 열팽창 공정단계 및 냉각팽창 공정단계는, 내부를 저온으로 유지시키는 냉각챔버의 내에서 이루어지고, 상기 열팽창 공정단계 및 냉각팽창 공정단계는, 상기 냉각 공정단계에서 기판이 미리 설정된 저온의 온도로 냉각된 다음 진행되되, 상기 기판의 온도가 저온으로 유지된 상태에서 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각챔버는, 내부에서 상하 및 좌우 이동이 가능하도록 구비된 이동수단과, 상기 이동수단의 끝단에 결합되어 용매를 주입시키는 노즐부 및 상기 이동수단에 결합되어, 상기 용매를 고온으로 가열시키는 가열수단을 포함한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명의 효과는, 크랙이 형성된 기판을 냉각시킨 후, 냉각된 기판의 크랙에 고온의 용매를 주입하여 기판의 국소 열팽창시킨 후, 용매의 온도변화에 따라 용매의 국소 냉각팽창으로 기판을 용이하게 절단할 수 있어 기판의 절단면 손상을 방지할 뿐만 아니라 종래의 기계적인 브레이크 공정으로 제조되는 것보다 기판의 파괴강도를 강화시킬 수 있는 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법의 스크라이브 공정단계를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법의 냉각 공정단계와 열팽창 공정단계를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법의 크랙에 용매가 주입되어 균열되는 상태를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법을 나타낸 순서도이다.
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 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법의 스크라이브 공정단계를 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법의 냉각 공정단계와 열팽창 공정단계를 나타낸 사시도이다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법의 크랙에 용매가 주입되어 균열되는 상태를 나타낸 측면도이다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법을 나타낸 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법은, 스크라이브 공정단계(S10), 냉각 공정단계(S12), 열팽창 공정단계(S14) 및 냉각팽창 공정단계(S16)를 포함한다.
먼저, 스크라이브 공정단계(S10)는, 기판(20)을 필요한 크기로 절단하는 단계로써, 스크라이빙 휠(10)이 구비된 장비(미도시)에 로딩시킨다. 이후, 상기 장비에 로딩된 기판(20)의 일측면에 스크라이빙 휠(10)을 일정속도로 회전시키며, 전후진함에 따라 크랙(22)을 형성시킨다.
또한, 스크라이브 공정단계(S10)는, 기판(20)의 타측면에도 크랙(22)을 형성시키되, 일측면과 동일한 위치에 크랙(22)을 형성시키는 것이 바람직하다.
여기서, 장비는 후술할 냉각챔버(30)일 수도 있으며, 냉각챔버(30)의 내부에는 기판(20)에 크랙(22)을 형성시키기 위한 스크라이빙 휠(10)이 구비될 수 있고, 이에 한정하지 않는다.
냉각 공정단계(S12)는, 스크라이브 공정단계(S10)에서 크랙(22)이 형성된 기판(20)을 냉각시킨다.
또한, 냉각 공정단계(S12)는, 내부를 저온으로 유지시키는 냉각챔버(30)의 내에서 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
열팽창 공정단계(S14)는, 냉각 공정단계(S12)에서 냉각된 기판(20)의 크랙(22)에 고온의 용매(38)를 주입하여 고온에 의해 기판(20)의 크랙(22)부위만 국소 열팽창으로 크랙(22)을 1차 미세균열(24)시킨다.
이때, 고온의 용매(38)를 주입하는 것은, 후술할 노즐(34)을 통해 이루어진다.
고온의 용매(38)가 크랙(22)에 주입되면 저온의 크랙(22)부위가 고온의 용매(38)에 의해 열팽창되면서 크랙(22)부위에서도 응력이 집중되는 부위에 1차 미세균열(24)이 발생된다.
냉각팽창 공정단계(S16)는, 열팽창 공정단계(S14)에서 용매(38)가 냉각된 기판(22)에 의해 열팽창 후 냉각되면서 냉각팽창이 이루어져 1차 미세균열(24)된 크랙을 2차 미세균열(26)시킨다.
즉, 일측면에 형성된 크랙(22)은 열팽창 공정단계(S14)와 냉각팽창 공정단계(S16)를 거치며, 타측면에 형성된 크랙(22)을 향해 균열이 발생되어 기판(22)이 절단되는 것이다.
이후에, 시간이 흐르면 자연적으로 크랙(22)을 중심으로 기판(20)은 분리된다.
또한, 열팽창 공정단계(S14)와 냉각팽창 공정단계(S16)는, 내부를 저온으로 유지시키는 냉각챔버(30)의 내에서 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
그리고, 열팽창 공정단계(S14)와 냉각팽창 공정단계(S16)는, 냉각 공정단계(S12)에서 기판(20)이 미리 설정된 저온의 온도로 냉각된 다음 진행되되, 기판(20)의 온도가 저온으로 유지된 상태에서 진행되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다.
이에 따라, 기판(20)의 양측면에 형성된 크랙(22)에 기판(20)의 열팽창 및 용매(38)의 냉각팽창이 이루어짐에 따라 원활한 기판(20)의 분리가 이루어지고, 종래에 진행되었던 브레이크 공정이 이루어지지 않아 기판(20)의 불량률을 최소화 시킬 수 있다.
또한, 기판(20)이 분리된 후, 냉각된 용매(38)에 열을 가하여 기판(20)의 절단면에 용매(38)가 골고루 침투될 수 있도록 용매침투 공정단계를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 기판(20)의 절단면에 용매(38)가 침투됨으로써, 용매(38)에 의한 완충작용이 가능하여 기판(20)의 절단면을 안전하게 보호할 수 있다.
한편, 냉각챔버(30)는, 이동수단(32)과 노즐(34) 및 가열수단(36)을 포함한다.
이동수단(32)은, 냉각챔버(30)의 내부에서 상하 및 좌우 이동이 가능하도록 구비된다.
노즐(34)은 이동수단(32)의 끝단에 결합되어 가열수단(36)에 의해 가열되는 용매(38)가 배출된다.
가열수단(36)은, 이동수단(32)에 결합되어, 노즐(34)로 배출되는 용매(38)를 고온으로 가열시킨다.
용매(38)는 냉각챔버(30)의 외부에서 주입되어 가열수단(36)을 거쳐 노즐(34)로 배출될 수도 있으며, 가열수단(36)에 충진된 상태에서 노즐(34)로 배출될 수도 있다.
더불어, 냉각챔버(30)는 내부를 저온으로 유지시킬 수 있는 것으로, 이는 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법은, 냉각팽창 공정단계(S16) 이후에 기판 분리 공정단계(S18)를 더 포함한다.
기판 분리 공정단계(S18)는, 기판(20)의 크랙(22)을 중심축으로 하여 크랙(22)의 양쪽에서 기판(20)의 일측면을 가압하는 단계이다. 이로써, 중심축을 기점으로 기판(20)이 용이하게 분리될 수 있다.
또한, 기판 분리 공정단계(S18)는, 기판(20)의 크랙(22)을 중심축으로 하여 기판(20)의 양쪽을 잡아당기는 단계이다. 이로써, 크랙을 기점으로 기판(20)이 용이하게 분리될 수 있다.
더불어, 기판 분리 공정단계(S18)는, 기판(20)을 양쪽으로 잡아당길 때, 잡아당기는 인장력의 세기를 시간이 흐를수록 감소시키며 기판(20)을 분리한다. 이때, 잡아당기는 인장력의 세기를 감소시킴으로써, 크랙(22)이 벌어질 때 기판(20)의 절단면 손상을 최소화할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 기판의 국소 열팽창 및 용매(38)의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법에 의해 기판(20)을 분리함으로써, 기판(20)의 파괴강도를 강화시킬 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 스크라이빙 휠 20: 기판
22: 크랙 24: 1차 미세균열
26: 2차 미세균열 30: 냉각챔버
32: 이동수단 34: 노즐
36: 가열수단 38: 용매

Claims (5)

  1. 스크라이빙 휠을 일정속도로 회전시키며, 전후진함에 따라 기판의 일측면에 크랙을 형성시키는 스크라이브 공정단계;
    상기 스크라이브 공정단계에서 크랙이 형성된 기판을 냉각시키는 냉각 공정단계;
    상기 냉각 공정단계에서 냉각된 기판의 크랙에 고온의 용매를 주입하여 고온에 의해 기판의 크랙부위만 국소 열팽창으로 크랙을 1차 미세균열시키는 열팽창 공정단계; 및
    상기 열팽창 공정단계에서 열팽창된 용매가 냉각된 기판에 의해 열팽창 후 냉각되면서 냉각팽창이 이루어져 1차 미세균열된 크랙을 2차 미세균열시키는 냉각팽창 공정단계;를 포함하는 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은, 양측면에 크랙이 형성되고, 양측면에 형성된 크랙에 열팽창 공정단계가 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열팽창 공정단계 또는 냉각팽창 공정단계 이후에,
    상기 기판의 크랙을 중심축으로 하여 상기 크랙의 양쪽에서 상기 기판의 일측면을 가압함으로써, 상기 크랙을 기점으로 기판을 분리하거나,
    상기 기판의 크랙을 중심축으로 하여 상기 기판의 양쪽을 잡아당김으로써, 상기 크랙을 기점으로 기판을 분리하되, 양쪽으로 잡아당기는 인장력의 세기를 시간이 흐를수록 감소시키며 기판을 분리하는 기판 분리 공정단계;를 더 포함하는 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 공정단계, 열팽창 공정단계 및 냉각팽창 공정단계는, 내부를 저온으로 유지시키는 냉각챔버의 내에서 이루어지고,
    상기 열팽창 공정단계 및 냉각팽창 공정단계는, 상기 냉각 공정단계에서 기판이 미리 설정된 저온의 온도로 냉각된 다음 진행되되, 상기 기판의 온도가 저온으로 유지된 상태에서 진행되는 것을 특징으로 하는 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 냉각챔버는,
    내부에서 상하 및 좌우 이동이 가능하도록 구비된 이동수단과,
    상기 이동수단의 끝단에 결합되어 용매를 주입시키는 노즐부 및
    상기 이동수단에 결합되어, 상기 용매를 고온으로 가열시키는 가열수단을 포함하는 기판의 국소 열팽창 및 용매의 국소 냉각팽창을 이용한 기판절단방법.
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