KR20150090812A - 취성 재료 기판의 스크라이브 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 마더 기판의 처짐이나 굴곡의 발생을 없애 상하의 커터 휠로 정밀도 좋게 스크라이브할 수 있는 스크라이브 장치를 제공한다.
(해결 수단) 동일 평면 상에서 소정의 간극(P)을 두고 직렬로 배치되고, 가공 대상이 되는 취성 재료 기판(M)을 올려 반송하는 전부(前部) 컨베이어(1a) 그리고 후부(後部) 컨베이어(1b)와, 이들 전부 컨베이어(1a), 후부 컨베이어(1b)의 간극(P)에 배치된 상부 커터 휠(2a) 그리고 하부 커터 휠(2b)과, 간극(P) 내에서 상부 커터 휠(2a) 그리고 하부 커터 휠(2b)의 각각의 옆부분에 배치되고, 취성 재료 기판(M)의 상하 양면을 향하여 에어를 분출하는 상부 에어 분출 부재(8a) 그리고 하부 에어 분출 부재(8b)로 구성한다.

Description

취성 재료 기판의 스크라이브 장치{SCRIBING APPARATUS OF BRITTLE MATERIAL SUBSTRATE}

본 발명은, 유리 기판, 반도체 기판 등의 취성 재료 기판(brittle material substrate)의 스크라이브 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 유리 기판을 접합한 액정 표시 패널용 마더 기판의 스크라이브 장치에 관한 것이다.

액정 표시 패널용 마더 기판은, 2매의 대면적 유리 기판을 사용하여, 한쪽의 기판 상에 컬러 필터를 형성하고, 다른 한쪽의 기판 상에 액정을 구동하는 TFT(Thin Film Transistor) 및 단자 영역을 형성하여, 이들 2매의 기판이 접합되어 있다. 그리고, 스크라이브 공정 그리고 브레이크 공정을 거침으로써, 하나 하나의 단위 표시 패널로 분단(dividing)되어, 제품으로서의 액정 표시 패널이 잘라 내어진다.

일반적으로, 마더 기판으로부터 단위 표시 패널을 잘라내는 공정에서는, 마더 기판의 표면 그리고 이면(裏面)에 대하여, 스크라이브 예정 라인을 따라 커터 휠(스크라이빙 휠(scribing wheel)이라고도 함)을 압접하면서 상대 이동시킴으로써, 서로 직교하는 X방향 그리고 Y방향의 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 공정을 행한다. 그 후, 당해 스크라이브 라인을 따라 외력을 인가하여 기판을 휘게 함으로써, 마더 기판을 단위 표시 패널마다 완전 분단하는 브레이크 공정을 행한다.

상기의 스크라이브 공정을, 상하 이면(二面)에서 동시에 행하도록 하여, 대면적의 기판을 반전시키는 일 없이, 또한, 효율 좋게 행할 수 있도록 한 스크라이브 장치가, 예를 들면 특허문헌 1 그리고 특허문헌 2에 개시되어 있다.

도 6은, 스크라이브 공정을 상하 이면에서 동시에 행하도록 한 종래의 스크라이브 장치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.

이 스크라이브 장치에서는, 마더 기판(M)을 올려놓고 Y방향으로 반송하기 위한 전후 한 쌍의 벨트 컨베이어(21a, 21b)가 간격을 두고 직렬로 배치되어 있다. 전후의 벨트 컨베이어(21a, 21b)의 사이에는, 서로 직교하는 스크라이브 라인을 마더 기판(M)의 표리 양면에 가공하기 위한 상부 커터 휠(22a) 그리고 하부 커터 휠(22b)이 배치되어 있다. 이들 상부 커터 휠(22a) 그리고 하부 커터 휠(22b)을, 마더 기판(M)의 표면 그리고 이면에 동시에 밀어 붙이면서 X방향(도 6의 전후 방향)으로 전동(rolling)시킴으로써, 마더 기판(M)의 표리 양면에 도 7(a)에 나타내는 바와 같은 X방향의 스크라이브 라인(S1)을 가공한다. 그 후, 마더 기판(M)을 90도 회전하고 상기와 동일하게 커터 휠(22a, 22b)을 전동시켜, 도 7(b)에 나타내는 바와 같은 Y방향의 스크라이브 라인(S2)을 가공하도록 하고 있다. Y방향의 스크라이브 라인(S2)의 가공은, X방향의 스크라이브 라인(S1)을 가공한 후, 커터 휠(22a, 22b)의 방향을 90도 회전하여 전동시키는 것에 의해서도 가공할 수 있다. 또한, 이 경우에는, Y방향의 스크라이브 라인(S2)을 가공한 후, 커터 휠(22a, 22b)의 방향을 90도 회전시켜서 X방향의 스크라이브 라인(S1)을 가공하도록 해도 좋다.

이와 같이 하여 X방향 그리고 Y방향의 스크라이브 라인(S1, S2)이 형성된 마더 기판(M)은, 브레이크 장치에 이송되어 각 스크라이브 라인으로부터 분단되고, 단위 제품(M1)이 취출된 후에 단연부(端緣部)의 단재 영역(M2)은 폐기된다.

국제공개공보 WO2005/087458호 일본공개특허공보 2010-052995호

상기한 스크라이브 장치에 있어서, 마더 기판(M)을 반송하는 전부(前部) 벨트 컨베이어(21a)와 후부(後部) 벨트 컨베이어(21b)와의 사이에는, 상하의 커터 휠(22a, 22b)을 배치하기 위한 일정한 간격이 필요하다. 스크라이브시에 마더 기판(M)은 이 간격을 걸쳐 전후의 벨트 컨베이어(21a, 21b)에 의해 지지되게 되기 때문에, 마더 기판(M)의 두께가 얇은 경우에는 하방으로의 처짐이 발생하는 경우가 있다. 또한, 벨트 컨베이어의 벨트를 가교하는 륜체(輪體)나 벨트의 표면은 가공 정밀도를 높이는 것이 곤란하여 미세한 요철이 남아 있고, 그 때문에 컨베이어 간을 걸치는 마더 기판(M)이 얇은 경우에는 벨트의 요철의 영향을 받아 굴곡 등이 발생하는 일이 있다.

마더 기판(M)에 처짐이나 굴곡이 발생한 상태에서 상하의 커터 휠(22a, 22b)에 의해 스크라이브하면, 균열이 불규칙하게 갈라지거나, 이빠짐 등의 손상이 발생하여 불량품의 원인이 된다. 특히 최근에는, 가공 대상이 되는 액정 표시 패널용 마더 기판은, 저전력, 고기능, 콤팩트화를 위해, 예를 들면 0.1∼0.15㎜와 같은 박판인 것이 요구되고 있어, 이 문제의 해결이 과제가 되고 있다.

그래서 본 발명은, 예를 들면 두께가 0.1㎜ 정도의 박판인 마더 기판이라도, 상기한 바와 같은 처짐이나 굴곡의 발생을 없애 상하의 커터 휠로 정밀도 좋게 스크라이브할 수 있는 스크라이브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명의 스크라이브 장치는, 동일 평면 상에서 소정의 간격을 두고 직렬로 배치되고, 가공 대상이 되는 취성 재료 기판을 올려 반송하는 전부 컨베이어 그리고 후부 컨베이어와, 이들 전부 컨베이어 그리고 후부 컨베이어의 사이에 배치된 상부 커터 휠 그리고 하부 커터 휠과, 상기 전부 컨베이어와 후부 컨베이어의 사이에서, 상기 상부 커터 휠 그리고 하부 커터 휠의 각각의 옆부분에 배치되고, 상기 취성 재료 기판의 상하 양면을 향하여 에어를 분출하는 상부 에어 분출 부재 그리고 하부 에어 분출 부재로 구성된다.

상하의 에어 분출 부재에 의한 에어 분출압은, 가공 대상이 되는 취성 재료 기판이 부상한 상태에서 안정되도록, 상기 하부 에어 분출 부재에 의한 에어의 분출압이, 상기 상부 에어 분출 부재에 의한 에어의 분출압보다도 기판의 자중에 저항하는 압력 상당분만큼 강하게 설정되도록 하여, 취성 재료 기판을 무접촉으로 수평하게 유지(holding)할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 상하의 커터 휠에 의해 스크라이브 라인을 가공할 때, 전후의 컨베이어 간에 있는 마더 기판은, 상하의 에어 분출 부재로부터의 분출 에어에 의해 사이에 끼워지도록 하여 무접촉으로 수평하게 지지되기 때문에, 마더 기판이 자중으로 처지는 바와 같은 박판의 것이라도, 수평 자세를 유지하여 정밀도 좋게 스크라이브하는 것이 가능해진다. 또한, 인접하는 전후의 컨베이어의 가공이나 조정의 정밀도에 의해 받는 악영향을 완화할 수 있다. 또한, 기판을 클램프하지 않고 부상시킴으로써, 클램프 부근에 불균일한 응력이 발생할 우려가 없어져, 정밀도가 높은 가공이 가능해진다.

상기 발명에 있어서, 상하의 에어 분출 부재는, 전부 컨베이어와 후부 컨베이어의 사이의 간극을 따라 형성되고, 스크라이브 장치의 프레임에 고정되도록 해도 좋고, 혹은 상기 커터 휠의 주변에 분출하는 길이로 하여, 당해 커터 휠과 함께 이동하도록, 커터 휠을 지지하는 스크라이브 헤드에 부착되어 있는 구성으로 해도 좋다. 특히 후자의 경우는, 위치 조정이 곤란한 대면적 기판을 향하고 있으며, 에어 소비량을 억제할 수 있다는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스크라이브 장치의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 스크라이브 장치의 정면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 스크라이브 장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 스크라이브 장치의 다른 실시예를 나타내는 요부(要部) 단면 정면도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 스크라이브 장치의 평면도이다.
도 6은 종래의 스크라이브 장치의 일 예를 나타내는 정면도이다.
도 7은 취성 재료 기판(마더 기판)에 대한 스크라이브 라인 가공 순서의 평면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하에 있어서, 본 발명의 스크라이브 장치의 상세를, 도 1∼3에 기초하여 설명한다.

또한, 본 발명에 따른 스크라이브 장치가 가공 대상으로 하는 기판은, 양면 동시 가공하는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 여기에서는 유리 기판을 접합한 대면적의 액정 표시 패널용 마더 기판을 예로 설명한다. 이 액정 표시 패널용 접합 마더 기판을, 이후에는 단순히 「마더 기판(M)」이라고 한다.

스크라이브 장치(A)는, 마더 기판(M)을 올려놓고 도 1의 Y방향으로 반송하기 위한 한 쌍의 전부 컨베이어(1a) 그리고 후부 컨베이어(1b)를 구비하고 있다. 전부 컨베이어(1a) 그리고 후부 컨베이어(1b)는, 후술하는 커터 휠(2a, 2b) 그리고 에어 분출 부재(8a, 8b)를 배치하는 간극(P)을 두고 동일 평면 상에서 Y방향으로 직렬로 배치되어 있다. 전부 컨베이어(1a) 그리고 후부 컨베이어(1b)는, 륜체 간에 벨트가 회전 운동하는 벨트 컨베이어로 하는 것이 좋다.

전부 컨베이어(1a)와 후부 컨베이어(1b)와의 사이에, X방향 그리고 Y방향의 스크라이브 라인(S1, S2)(도 7 참조)을 마더 기판(M)의 표리 양면에 가공하기 위한 상부 커터 휠(2a) 그리고 하부 커터 휠(2b)이 배치되어 있다. 이들 상부 커터 휠(2a) 그리고 하부 커터 휠(2b)은, 각각 홀더(3a, 3b)를 통하여 상하의 스크라이브 헤드(4a, 4b)에 상하 이동 가능하게 부착되어 있다. 또한, 스크라이브 헤드(4a, 4b)는, 문형(門型)의 브리지(5)의 수평한 빔(횡들보)(6a, 6b)으로 형성된 가이드(7)를 따라 X방향으로 왕복 이동할 수 있도록 부착되어 있다. 예를 들면, 스크라이브 헤드(4a, 4b)를 빔(6a, 6b)을 따라 X방향으로 이동시키면 X방향의 스크라이브 라인을 가공할 수 있고, 또한, 마더 기판(M)을 전부 컨베이어(1a)와 후부 컨베이어(1b)로 빔(6a, 6b)에 대하여 수직 방향(Y방향)으로 이동시키면 Y방향의 스크라이브 라인을 가공할 수 있다. 또한, 마더 기판(M)이 빔(6a, 6b)에 대하여 비스듬하게 배치되어 있는 경우에는, 스크라이브 헤드(4a, 4b)의 빔(6a, 6b)을 따른 방향의 이동과, 마더 기판(M)의 빔(6a, 6b)에 대한 수직 방향의 이동을 조합함으로써, X방향 및 Y방향의 스크라이브 라인을 가공할 수 있다.

또한 본 발명에서는, 전부 컨베이어(1a)와 후부 컨베이어(1b)와의 간극(P) 내에서, 상부 커터 휠(2a) 그리고 하부 커터 휠(2b)의 양 옆부분에 상부 에어 분출 부재(8a) 그리고 하부 에어 분출 부재(8b)가 형성되어 있다.

이들 에어 분출 부재(8a, 8b)는, 상하의 커터 휠(2a, 2b)의 진행 방향, 즉, 간극(P)을 따라 X방향으로 연달아 설치되고, 스크라이브 장치(A)의 좌우의 프레임(9)에 고정되어 있다. 또한, 가공 대상이 되는 마더 기판(M)을 향하여 에어 분출구멍(10)이 형성되고, 컴프레서 등의 에어 공급원(도시 생략)으로부터의 고압 에어가 에어 분출구멍(10)으로부터 분출하도록 형성되어 있다.

또한, 상하의 에어 분출 부재(8a, 8b)의 에어 분출구멍(10)으로부터의 에어는, 가공 대상이 되는 마더 기판(M)에 대하여 상하 균등한 분출압이 되도록 설정되어 있고, 이에 따라 전후의 컨베이어(1a, 1b) 간에 있는 마더 기판(M)을 무접촉으로 수평하게 지지할 수 있도록 하고 있다.

상기의 구성에 있어서, 가공시에 있어서는, 마더 기판(M)을 전부 컨베이어(1a) 그리고 후부 컨베이어(1b) 상에 올려놓고, 상부 커터 휠(2a) 그리고 하부 커터 휠(2b)을 마더 기판(M)의 표리 양면에 밀어붙인 상태에서 X방향으로 전동시킴으로써, X방향의 스크라이브 라인(S1)을 가공한다. 모든 X방향의 스크라이브 라인(S1)의 가공이 완료되면, 마더 기판(M)을 90도 회전시켜 재차 컨베이어(1a, 1b) 상에 올려놓고, 상기와 동일하게 상하의 커터 휠(2a, 2b)을 마더 기판(M)의 표리 양면에 밀어 붙이면서 전동시킴으로써, Y방향의 스크라이브 라인(S2)을 가공한다. 또한, 마더 기판(M)을 회전시키는 일 없이, 커터 휠(2a, 2b)의 방향을 90도 회전시켜, 마더 기판(M)을 Y방향으로 이동함으로써 커터 휠(2a, 2b)을 전동시킬 수도 있다.

이 스크라이브 라인(S1, S2)의 가공시, 마더 기판(M)은 상하의 에어 분출 부재(8a, 8b)로부터의 분출 에어에 의해 사이에 끼워지도록 하여 무접촉으로 수평하게 지지되기 때문에, 마더 기판이 예를 들면 0.1㎜와 같은 박판의 것이라도, 처지는 일 없이 수평 자세를 유지할 수 있어 정밀도 좋게 스크라이브하는 것이 가능해진다. 또한, 인접하는 컨베이어(1a, 1b)의 가공 정밀도에 의한 영향을 받는 일이 없다. 또한, 기판 자체는 클램프되어 있지 않기 때문에 자유로운 상태로서, 국소적인 응력의 영향을 받는 일도 없다.

도 4 그리고 도 5는 본 발명의 다른 실시예의 스크라이브 장치를 나타내는 것으로서, 도 4는 요부 단면도이며, 도 5는 평면도이다.

이 실시예에서는, 상하의 에어 분출 부재(8a, 8b)는, 커터 휠(2a, 2b)의 주변에만 분출하는 길이로 하고, 당해 커터 휠(2a, 2b)과 함께 이동하도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 상하의 에어 분출 부재(8a, 8b)는, 지지 아암(11a, 11b)을 통하여 각각 상하의 스크라이브 헤드(4a, 4b)에 부착되어 있다.

이에 따라, 상하의 커터 휠(2a, 2b)의 이동과 함께 상하의 에어 분출 부재(8a, 8b)도 이동하여, 마더 기판(M)의 커터 휠(2a, 2b)이 밀어붙여지는 부분을 무접촉으로 수평 유지하고, 상기 실시예와 동일하게 정밀도 좋게 스크라이브할 수 있다. 특히 본 실시예의 경우는, 에어 소비량을 억제할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 대면적 기판용의 장치가 되면, 도 1∼3에서 설명한 장치에서는, 에어 분출 부재의 길이가 길어지기 때문에 조정 작업이 곤란해지지만, 스크라이브 헤드에 부착하도록 한 본 실시예라면 에어 분출 부재를 짧게 할 수 있기 때문에, 대면적용으로 적합하다.

이상, 본 발명의 대표적인 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 상기의 실시예 구조에만 특정되는 것은 아니다. 예를 들면 상기 실시예에서는, 에어 분출 부재(8a, 8b)는 각각 상하의 커터 휠(2a, 2b)의 양 옆부분에 형성했지만, 어느 한쪽을 생략하여 한 옆부분에만 형성하도록 해도 좋다.

또한, 에어 분출 부재(8a, 8b)의 에어 분출구멍(10)은, 통기성이 있는 다공질의 판재의 통기구멍에 의해 형성하는 것도 가능하다.

그 외 본 발명에서는 그 목적을 달성하고, 청구의 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절하게 수정, 변경하는 것이 가능하다.

본 발명은, 유리 기판, 반도체 기판, 액정 표시 패널용 접합 기판 등의 취성 재료 기판의 표리 양면에 스크라이브 라인을 가공하는 스크라이브 장치에 적용할 수 있다.

A : 스크라이브 장치
M : 마더 기판(취성 재료 기판)
S1 : Y방향의 스크라이브 라인
S2 : X방향의 스크라이브 라인
P : 전후의 컨베이어의 간극
1a : 전부 컨베이어
1b : 후부 컨베이어
2a : 상부 커터 휠
2b : 하부 커터 휠
3a, 3b : 홀더
4a, 4b : 스크라이브 헤드
8a : 상부 에어 분출 부재
8b : 하부 에어 분출 부재
9 : 프레임
10 : 에어 분출구멍
11a, 11b : 지지 아암

Claims (4)

1. 동일 평면 상에서 소정의 간격을 두고 직렬로 배치되고, 가공 대상이 되는 취성 재료 기판을 올려 반송하는 전부(前部) 컨베이어 그리고 후부(後部) 컨베이어와,
   이들 전부 컨베이어 그리고 후부 컨베이어의 사이에 배치된 상부 커터 휠 그리고 하부 커터 휠과,
   상기 전부 컨베이어와 후부 컨베이어의 사이에서, 상기 상부 커터 휠 그리고 하부 커터 휠의 각각의 옆부분에 배치되고, 상기 취성 재료 기판의 상하 양면을 향하여 에어를 분출하는 상부 에어 분출 부재 그리고 하부 에어 분출 부재로 이루어지는 스크라이브 장치.
2. 제1항에 있어서,
   가공 대상이 되는 취성 재료 기판이 부상(浮上)한 상태에서 안정되도록, 상기 하부의 에어 분출 부재에 의한 에어의 분출압이, 상기 상부의 에어 분출 부재에 의한 에어의 분출압보다도 기판의 자중(自重)에 저항하는 압력 상당분만큼 강하게 설정되어 있는 스크라이브 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 상하의 에어 분출 부재는, 전부 컨베이어와 후부 컨베이어의 사이의 간극을 따라 형성되고,
   스크라이브 장치의 프레임에 고정되어 있는 스크라이브 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 상하의 에어 분출 부재는, 상기 커터 휠의 주변에 분출하는 길이로 하고, 당해 커터 휠과 함께 이동하도록, 커터 휠을 지지하는 스크라이브 헤드에 부착되어 있는 스크라이브 장치.

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