KR20160123454A - 스크라이브 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합착 기판의 스크라이브 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 스크라이빙시 합착 기판의 굴곡 또는 출렁임 등을 방지하기 위한 위한 스크라이브 장치에 관한 것이다.

Description

스크라이브 장치{SCRIBING APPARATUS}

본 발명은 합착 기판의 스크라이브 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 스크라이빙시 합착 기판의 굴곡 또는 출렁임 등을 방지하기 위한 위한 스크라이브 장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 구동회로 유닛(unit)을 포함하는 액정표시패널, 액정표시패널의 하부에 설치되어 액정표시패널에 빛을 방출하는 백라이트(backlight) 유닛, 백라이트 유닛과 액정표시패널을 지지하는 몰드 프레임(mold frame) 및 케이스(case) 등으로 이루어져 있다.

또한 상기 액정표시패널은 수율 향상을 도모하기 위해, 대면적의 제1 기판에 박막 트랜지스터 어레이 기판들을 형성하고, 별도의 제2 기판에는 컬러필터 기판들을 형성한 다음 제1 기판과 제2 기판을 합착한 합착 기판으로부터 각각의 단위 액정표시패널로 절단하는 공정을 통해 제조된다.

일반적으로, 단위 액정표시패널의 절단은 유리에 비해 강도가 높은 다이아몬드 재질의 스크라이빙 휠로 기판의 표면에 스크라이빙 라인(scribe line)을 형성하고, 상기 스크라이빙 라인을 따라 크랙이 전파되도록 기계적 힘을 가하는 브레이킹 공정을 통해 이루어진다.

최근들어 단위 액정표시패널의 소형화 추세로 인해 합착 기판으로부터 절단되어 제거되는 더미 영역이 최소화됨에 따라 스크라이빙 공정과 브레이킹 공정의 높은 정밀도가 요구되고 있다. 또한, 기판 상에 터치 기능의 구현을 위해 다양한 회로가 형성되고 있는 추세이기 때문에, 이러한 회소의 손상을 방지하기 위해 합착 기판 상에서 수행되는 스크라이빙 공정과 브레이킹 공정은 합착 기판과의 접촉 영역을 최소화할 것이 요구되고 있다.

한편, 종래 일반적으로 사용되던 스크라이브 장치에 따르면 스크라이빙시 합착 기판의 일 단부가 척 유닛에 의해 파지되기는 하나, 이송 벨트의 특성 때문에 합착 기판의 전체 면적에 걸쳐서 균일하게 지지되지 못하는 문제로 인해 스크라이빙시 합착 기판의 출렁임 등이 발생할 여지가 있었다.

이와 같이 스크라이빙시 합착 기판이 출렁일 경우, 균일한 하중이 합착 기판의 표면에 작용하지 못하여 스크라이빙 품질이 떨어지는 문제점이 존재하였다.

또한, 종래에는 합착 기판의 상부에서 제1 기판을 스크라이빙한 후 합착 기판을 뒤집어서 다시 상부에서 제2 기판을 스크라이빙하는 방식이 주로 사용되었다. 다만, 상기 방식에 따른 스크라이빙 공정은 제1 기판을 스크라이빙할 때 제2 기판의 표면 상에 기판의 파편 등이 발생할 수 있으며 이를 다시 뒤집어서 제2 기판을 스크라이빙할 때 합착 기판의 표면 품질이 악화된다는 문제가 있었다.

따라서, 이를 해결하기 위해 최근에는 합착 기판의 제1 기판과 제2 기판을 동시 또는 순차적으로 스크라이빙하기 위해 합착 기판의 상부 및 하부에 각각 스크라이빙 유닛이 구비된 스크라이브 장치가 개발되기에 이르렀다. 다만, 이 경우 하부에 구비된 스크라이빙 유닛에 의해 제2 기판이 스크라이빙될 때 스크라이빙 유닛에 의해 가해지는 힘에 의해 합착 기판이 출렁이거나 들리는 현상이 발생하였으며, 이는 스크라이빙 품질 악화의 원인으로서 작용하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 합착 기판의 하부에서 스크라이빙시 스크라이빙 유닛에 의해 가해지는 힘에 의해 합착 기판이 출렁이거나 들리는 현상을 방지하기 위해 스크라이빙 유닛에 수직 방향으로 대향하도록 구비된 지지 유닛을 포함하는 스크라이브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 스크라이빙 휠로 기판의 표면을 가압하여 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 유닛 및 상기 스크라이빙 휠이 상기 기판의 표면을 가압할 때, 상기 기판을 지지하는 지지 유닛을 포함하며, 상기 스크라이빙 유닛과 상기 지지 유닛은 상기 기판을 사이에 두고 수직 방향으로 대향하도록 구비된 스크라이브 장치가 제공될 수 있다.

여기서, 지지 유닛은 상기 기판을 지지하기 위해 승하강 이동 가능하도록 구비될 수 있다.

여기서, 스크라이빙 유닛은 상기 기판의 하부에 구비되며, 상기 기판의 하면을 가압하여 스크라이빙 라인을 형성하며, 상기 지지 유닛은 상기 스크라이빙 유닛이 상기 기판의 하면을 가압할 때, 상기 기판의 상면을 지지하도록 하강 이동할 수 있다.

여기서, 지지 유닛은 탄성 부재를 포함하며, 상기 탄성 부재는 상기 지지 유닛과 상기 기판이 접촉할 때, 탄성력을 제공할 수 있다.

여기서, 탄성 부재는 상기 기판과 접촉하는 부분에 구비될 수 있다.

여기서, 지지 유닛은 에어를 흡입하기 위한 진공 홀을 포함할 수 있다.

여기서, 진공 홀과 상기 스크라이빙 휠은 상기 기판을 사이에 두고 수직 방향으로 대향하도록 구비될 수 있다.

여기서, 지지 유닛은 상기 기판과 접촉하는 부분에 가까울수록 폭이 좁아지는 테이퍼 구조로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 합착 기판의 하부에서 스크라이빙시 스크라이빙 유닛에 의해 가해지는 힘에 의해 합착 기판이 출렁이거나 들리는 현상을 방지할 수 있으며, 이에 따라 불규칙한 스크라이빙에 따른 불량을 현저히 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스크라이빙시 합착 기판과의 접촉 면적을 최소화함과 동시에 합착 기판을 안정적으로 지지하는 지지 유닛에 의해 합착 기판과 지지 유닛 사이의 마찰 또는 스크라이빙시 발생하는 기판의 파편 등에 의한 합착 기판 표면의 품질 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 합착 기판의 절단 시스템의 전체적인 공정 단위를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크라이브 장치의 사시도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크라이브 장치의 지지 유닛을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따라 합착 기판이 스크라이빙되는 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크라이브 장치의 지지 유닛을 개략적으로 나타낸 것이다.

본 발명을 더 쉽게 이해하기 위해 편의상 특정 용어를 본원에 정의한다. 본원에서 달리 정의하지 않는 한, 본 발명에 사용된 과학 용어 및 기술 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 가질 것이다. 또한, 문맥상 특별히 지정하지 않는 한, 단수 형태의 용어는 그것의 복수 형태도 포함하는 것이며, 복수 형태의 용어는 그것의 단수 형태도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스크라이브 장치의 구성과 이를 이용한 합착 기판의 절단 공정의 원리를 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 합착 기판의 절단 시스템의 전체적인 공정 단위를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 합착 기판의 절단 시스템은 스크라이브 장치(100)와 브레이킹 장치(200)로 구성되며, 스크라이브 장치(100a)와 브레이킹 장치(200a) 및 스크라이브 장치(100b)와 브레이킹 장치(200b)는 각각 하나의 조를 이루어 합착 기판의 절단 공정을 수행한다.

예를 들어, 스크라이브 장치(100a)가 합착 기판 상에서 스크라이빙 라인을 형성하고 브레이킹 장치(200a)가 스크라이브 장치(100a)에 의해 형성된 스크라이빙 라인을 따라 합착 기판을 절단한 후, 합착 기판은 90도 회전하여 스크라이브 장치(100b)로 공급된다. 이어서, 스크라이브 장치(100b) 및 브레이킹 장치(200b)에 의해 스크라이브 장치(100a) 및 브레이킹 장치(200a)에 의해 절단된 방향과 교차되도록 합착 기판의 절단 공정이 수행될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 합착 기판의 절단 시스템 중 스크라이브 장치(100a, 100b)의 사시도를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 스크라이브 장치(100)는 합착 기판을 이송 방향의 후단에서 파지하기 위한 기판 척 유닛(101), 합착 기판이 안착되어 이송 방향으로 이송되는 벨트 유닛(102), 스크라이빙 영역에서 합착 기판을 지지하는 스테이지 유닛(103) 및 스크라이빙 영역에서 합착 기판에 이송 방향과 교차하는 방향으로 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 유닛(105)을 구비한다.

스크라이빙 유닛(105)은 합착 기판의 상부 및 하부에 각각 스크라이빙 라인을 형성하기 위한 스크라이빙 휠을 구비하고 있으며, 각각의 스크라이빙 휠은 합착 기판의 상부 기판 또는 하부 기판의 표면을 가압하여 스크라이빙 라인을 형성한다.

추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크라이브 장치에는 합착 기판의 하부에 구비된 스크라이빙 유닛(105)의 스크라이빙 휠이 합착 기판의 하부 표면을 가압할 때, 합착 기판의 상부에서 합착 기판을 지지하기 위한 지지 유닛(104)이 더 마련될 수 있다.

여기서, 지지 유닛(104)은 합착 기판을 사이에 두고 스크라이빙 유닛(105)과 수직 방향으로 대향하도록 구비될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크라이브 장치의 지지 유닛을 개략적으로 나타낸 것이다.

지지 유닛은 기판 지지 바(104a)와 기판 지지 바(104a)를 승하강 이동(Z축 이동)시키는 구동부(104b)로 구성되며, 구동부(104b)는 스크라이빙 유닛(105)의 합착 기판의 하면에 스크라이빙 라인을 형성하기 위해 가압할 때, 합착 기판의 상면을 지지하도록 기판 지지 바(104a)를 하강 이동시킬 수 있다.

이에 따라, 스크라이빙 유닛(105)에 의해 합착 기판의 하면에 스크라이빙 라인이 형성되는 동안, 합착 기판을 사이에 두고 스크라이빙 유닛(105)과 수직 방향으로 대향하는 위치에는 기판 지지 바(104a)가 합착 기판의 상면에 접촉하여 지지하도록 작동한다.

스크라이빙시 기판 지지 바(104a)가 합착 기판을 지지함에 따라, 스크라이빙 휠이 합착 기판에 스크라이빙 라인을 형성하기 위해 합착 기판을 가압한 상태에서 이동하는 동안, 합착 기판이 들뜨거나 뒤틀리는 것을 방지할 수 있다.

추가적으로, 합착 기판과 접촉하는 기판 지지 바(104a)의 표면에는 기판 지지 바(104a)와 합착 기판이 접촉할 때 탄성력을 제공함으로써 합착 기판에 스크래치 등과 같은 파손이 발생하는 것을 방지하기 위한 우레탄과 같은 탄성 부재가 구비될 수 있다.

또한, 기판 지지 바(104a)의 표면에는 기판 지지 바(104a)와 합착 기판이 접촉할 때 발생하는 정전기를 최소화하기 위한 수지 필름 등이 더 마련될 수 있다.

이하에서는 지지 유닛(104)이 합착 기판의 상부에 마련되어 합착 기판의 하부 표면에 스크라이빙 라인을 형성할 때, 상부에서 합착 기판을 지지하는 실시예에 대하여 상세히 설명할 것이다.

다만, 필요에 따라 지지 유닛(104)이 합착 기판의 하부에 마련되어 합착 기판의 상부 표면에 스크라이빙 라인을 형성할 때, 하부에서 합착 기판을 지지하는 변형예 역시 본원의 기술적 사상의 범위 내에 있다고 볼 수 있을 것이다. 또한, 지지 유닛(104)이 합착 기판의 상부 및 하부에 모두 마련되는 변형예 역시 가능할 것이다.

상술한 본 발명의 다양한 실시예에 따라 기판이 스크라이빙 또는 브레이킹에 의해 단위 기판으로 절단된 후 벨트에 의해 이송될 때, 각 단위 기판들이 서로 접촉된 상태를 유지하거나 서로 이격된 상태를 유지하도록 함으로써 각 단위 기판들 사이의 충돌에 의해 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따라 합착 기판이 스크라이빙되는 과정을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 4a를 참조하면, 우선 합착 기판(P)은 기판 척 유닛 등에 의해 스크라이빙 영역으로 공급되며, 여기서 합착 기판(P)은 스테이지 유닛(103a, 103b) 상에 안착된다.

스테이지 유닛은 소정의 간격을 두고 배치된 선행 스테이지 유닛(103a)과 후행 스테이지 유닛(103b)으로 구성되며, 합착 기판(P)은 선행 스테이지 유닛(103a)과 후행 스테이지 유닛(103b) 상에 전면적으로 안착된다.

선행 스테이지 유닛(103a)과 후행 스테이지 유닛(103b)의 이격된 간격 사이에서 하부 스크라이빙 유닛(105b)에 의한 합착 기판(P)의 하부면(또는 하부 기판)의 스크라이빙 공정이 수행된다.

여기서, 선행 스테이지 유닛(103a)은 합착 기판의 이송 방향을 기준으로 벨트 유닛의 후단에 배치되며, 선행 스테이지 유닛(103a)에는 기판 척 유닛과의 간섭을 회피하기 위한 복수의 홈이 구비된다.

또한, 선행 스테이지 유닛(103a) 소정의 간격을 두고 배치된 후행 스테이지 유닛(103b)에는 진공 흡착 수단이 마련되어 스테이지 유닛 상에 안착된 합착 기판(P)을 진공 흡착하여 스크라이빙시 합착 기판(P)이 들뜨거나 뒤틀리는 것을 방지할 수 있다.

이어서, 도 4b를 참조하면, 하부 스크라이빙 유닛(105b)이 상부로 이동하여 합착 기판(P)의 하부면과 접촉한 후 일정한 압력을 가하면서 이동함에 따라 합착 기판(P)의 하부면에 스크라이빙 라인을 형성한다.

이 때, 기판 지지 바(104a)는 하강 이동하여 합착 기판(P)의 상부면과 접촉한 상태에서 합착 기판(P)을 지지하게 된다. 즉, 후행 스테이지 유닛(103b)에 마련된 진공 흡착 수단과 기판 지지 바(104a)에 의해 스크라이빙시 합착 기판(P)은 소정의 자세를 유지하도록 견고하게 고정될 수 있으며, 이에 따라 스크라이빙 품질이 더욱 향상될 수 있다.

합착 기판(P)을 지지하기 위해 기판 지지 바(104a)가 합착 기판(P)에 접촉하게 되는데, 기판 지지 바(104a)에 의해 가해질 수 있는 소정의 힘에 의해 합착 기판(P)에 원하지 않은 크랙이 형성되거나 스크래치가 발생하여 품질이 저하될 문제가 존재한다.

따라서, 기판 지지 바(104a)는 합착 기판(P)과의 접촉 영역을 최소화하기 위해 합착 기판(P)과 접촉하는 부분에 가까울수록 폭이 좁아지는 테이퍼 구조로 형성될 수 있다.

다만, 합착 기판(P)과의 접촉 영역을 최소화함과 동시에 적정 수준의 지지력을 제공하기 위해 합착 기판(P)과 접촉하는 부분에서의 기판 지지 바(104a)의 폭은 적어도 하부 스크라이빙 유닛(105b)의 스크라이빙 휠의 폭보다 넓은 것이 바람직하다.

합착 기판(P)의 하부면에 대한 스크라이빙이 완료된 후, 기판 지지 바(104a)는 승강 이동하며, 합착 기판(P)은 상부 스크라이빙 유닛(105a)이 마련된 위치의 하부에 스크라이빙 예정 라인이 위치될 수 있도록 소정의 거리만큼 이송될 수 있다(도 4c 참조).

이어서, 도 4d를 참조하면, 상부 스크라이빙 유닛(105a)이 합착 기판(P)의 상부면과 접촉한 후 일정한 압력을 가하면서 이동함에 따라 합착 기판(P)의 상부면에 스크라이빙 라인을 형성한다.

이 때, 상부 스크라이빙 유닛(105a)에 의해 합착 기판(P)의 상부면에 스크라이빙 라인이 형성될 때, 스크라이빙 라인이 형성되는 합착 기판(P)의 하부에는 후행 스테이지 유닛(103a)이 존재한다.

따라서, 후행 스테이지 유닛(103a)에 의해 스크라이빙 동안 합착 기판(P)이 안정적으로 지지될 수 있으므로, 스크라이빙시 합착 기판(P)이 들뜨거나 뒤틀리는 것을 방지할 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크라이브 장치의 지지 유닛을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 5a를 참조하면, 합착 기판(P)과 접촉하는 기판 지지 바(104a)의 표면에 기판 지지 바(104a)와 합착 기판이 접촉할 때 탄성력을 제공함으로써 합착 기판(P)에 스크래치 등과 같은 파손이 발생하는 것을 방지하기 위한 우레탄과 같은 탄성 부재(104c)가 더 구비된 기판 지지 바(104a)가 도시되어 있다. 또한, 기판 지지 바(104a) 역시 우레탄 등과 같은 탄성 부재로 마련될 수 있을 것이다.

추가적으로, 합착 기판(P)과 접촉하는 기판 지지 바(104a)의 표면 또는 탄성 부재(104c)의 표면에는 기판 지지 바(104a)와 합착 기판이 접촉할 때 발생하는 정전기를 최소화하기 위한 대전 방지 수단으로서 수지 필름 등이 더 마련될 수 있다.

도 5b를 참조하면, 기판 지지 바(104a)에는 진공 흡착 홀(104d)이 더 구비되어 합착 기판(P)과 접촉한 상태에서 합착 기판(P)을 진공 흡착하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.

즉, 합착 기판(P)은 기판 지지 바(104a)의 하강에 의해 스테이지 유닛(103a, 103b) 상에 완전히 밀착될 수 있으며, 후행 스테이지 유닛(103b)에 마련된 진공 흡착 수단과 기판 지지 바(104a)에 구비된 진공 흡착 홀(104d)에 의해 양 방향으로 진공 흡착될 수 있다.

따라서, 스크라이빙시 합착 기판(P)은 소정의 자세를 유지하도록 견고하게 고정될 수 있으며, 이에 따라 스크라이빙 품질이 더욱 향상될 수 있다.

도 5c를 참조하면, 도 5a와 도 5b에 도시된 탄성 부재(104c)와 진공 흡착 홀(104d)이 동시에 마련된 기판 지지 바(104a)가 도시되어 있다.

상술한 실시예들을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 스크라이브 장치는 합착 기판의 하부에서 스크라이빙시 스크라이빙 유닛에 의해 가해지는 힘에 의해 합착 기판이 출렁이거나 들리는 현상을 방지할 수 있으며, 이에 따라 불규칙한 스크라이빙에 따른 불량을 현저히 감소시킬 수 있다.

또한, 스크라이빙시 합착 기판과의 접촉 면적을 최소화함과 동시에 합착 기판을 안정적으로 지지하는 지지 유닛에 의해 합착 기판과 지지 유닛 사이의 마찰 또는 스크라이빙시 발생하는 기판의 파편 등에 의한 합착 기판 표면의 품질 저하를 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (7)

1. 스크라이빙 휠로 기판의 표면을 가압하여 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 유닛; 및
   상기 스크라이빙 휠이 상기 기판의 표면을 가압할 때, 상기 기판을 지지하는 지지 유닛;을 포함하며,
   상기 스크라이빙 유닛과 상기 지지 유닛은 상기 기판을 사이에 두고 수직 방향으로 대향하도록 구비되는,
   스크라이브 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지 유닛은 상기 기판을 지지하기 위해 승하강 이동 가능하도록 구비되는,
   스크라이브 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 스크라이빙 유닛은 상기 기판의 하부에 구비되며, 상기 기판의 하면을 가압하여 스크라이빙 라인을 형성하며,
   상기 지지 유닛은 상기 스크라이빙 유닛이 상기 기판의 하면을 가압할 때, 상기 기판의 상면을 지지하도록 하강 이동하는,
   스크라이브 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 지지 유닛은 탄성 부재를 포함하며,
   상기 탄성 부재는 상기 지지 유닛과 상기 기판이 접촉할 때, 탄성력을 제공하는,
   스크라이브 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 탄성 부재는 상기 기판과 접촉하는 부분에 구비되는,
   스크라이브 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 지지 유닛은 에어를 흡입하기 위한 진공 홀을 포함하며,
   상기 진공 홀과 상기 스크라이빙 휠은 상기 기판을 사이에 두고 수직 방향으로 대향하도록 구비되는,
   스크라이브 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 지지 유닛은 상기 기판과 접촉하는 부분에 가까울수록 폭이 좁아지는 테이퍼 구조로 형성되는,
   스크라이브 장치.
   

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