KR20170019698A - 글라스 절단 방법 - Google Patents

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KR20170019698A
KR20170019698A KR1020150113843A KR20150113843A KR20170019698A KR 20170019698 A KR20170019698 A KR 20170019698A KR 1020150113843 A KR1020150113843 A KR 1020150113843A KR 20150113843 A KR20150113843 A KR 20150113843A KR 20170019698 A KR20170019698 A KR 20170019698A
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박상훈
이정목
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    • C03B33/02—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching

Abstract

본 발명은 글라스 절단 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 글라스 절단 방법은, (a) 적어도 하나의 단위셀 영역(a,b)을 포함하는 글라스 기판(100)을 제공하는 단계; (b) 제 1 습식 식각을 구행하여 글라스 기판(100)을 단위셀 영역(a,b)에 따라 일정 깊이로 식각하는 단계; (c) 제 2 습식 식각을 수행하여 단위셀 영역(a,b)에 따라 절단 및 절단면 가공을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

글라스 절단 방법 {Method of Cutting Glass}
본 발명은 글라스 절단 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 제 1 습식 식각 및 제 2 습식 식각을 사용하여 글라스를 절단하고, 동시에 절단 면을 부드럽게 형성할 수 있는 글라스 절단 방법에 관한 것이다.
최근 소비자로부터 휴대폰, 스마트폰 등과 같은 휴대용 단말기에 대한 슬림화 요구가 늘어나고 있다. 슬림화를 위해서 표시화면의 최외곽에 배치되는 커버 글라스는 얇은 두께를 가지면서도 강도가 높은 강화 글라스가 사용될 수 있다. 일반적으로 커버 글라스의 제조 과정은, (1) 인쇄, (2) 건조, (3) 절단, (4) 가공, (5) 잉크제거, (6) 강화, (7) 세정, (8) 검사 순으로 이루어 진다.
도 1은 종래의 절단 방법을 이용하여 절단된 커버 글라스의 절단면을 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, (3) 절단 공정에서 건식 방법인 샌드 블라스팅, 스크라이빙 및 워터젯 등을 사용하게 되면 절단면이 거칠고 날카롭게 형성될 수 있다. 이를 위해, (4) 가공 공정을 필수적으로 거치게 되는데, 가공 공정이 추가됨에 따라 공정 비용 및 불량률이 상승하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 글라스의 절단면을 부드럽게 형성할 수 있는 글라스 절단 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공정 비용과 불량률을 감소시킬 수 있는 글라스 절단 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 상기의 목적은, (a) 적어도 하나의 단위셀 영역을 포함하는 유리 기판을 제공하는 단계 ; (b) 제 1 습식 식각을 수행하여 상기 글라스 기판을 상기 단위셀 영역에 따라 일정 깊이로 식각하는 단계 ; (C) 제 1 습식 식각이 수행된 글라스 기판을 고정판에 접착하여 제 2 습식 식각을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 글라스 절단 방법에 의해 달성된다.
상기 (b) 단계는, (b1) 상기 글라스 기판의 양면에 마스킹 막을 형성하는 단계 ; (b2) 상기 단위셀 영역 상의 상기 마스킹 막을 제외한 나머지 상기 마스킹 막을 제거하는 단계 ; 및 (b3) 제 1 습식 식각을 수행하여 상기 글라스 기판을 상기 단위셀 영역에 따라 일정 깊이로 식각하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마스킹 막은 감광성 잉크, 내산성 포토레지스트 (Photo-Resist), 내산성 필름 또는 내산성 테이프를 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계는, (c1) 제 1 습식 식각 단계를 통하여 일정 깊이로 식각된 반대 면을 고정판에 접착하는 단계 ; 및 (c2) 상기 접착된 단위셀 기판에 제 2 습식 식각을 수행하여 상기 단위셀 기판의 절단 및 측면을 가공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 글라스 기판은 강화 글라스 기판일 수 있다.
상기 글라스 기판의 두께는 0.05mm 내지 2.0mm 일 수 있다.
상기 제 2 습식 식각 후에 상기 단위셀 기판의 절단면은 라운딩지게 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 글라스 절단면을 부드럽게 형성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 절단면을 가공하기 위한 공정 비용 및 불량률을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 절단 방법을 이용하여 절단된 커버 글라스의 절단면을 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 글라스 절단 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 방법을 이용하여 절단된 커버 글라스의 절단면을 나타내는 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설면된다면 , 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 글라스 절단 과정을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 우선 적어도 하나의 단위셀 영역 (a,b)를 포함하는 글라스 기판 (100)을 준비한다. 단위셀 영역(a,b)는 글라스 기판(100)이 절단된 후 실질적으로 커버 글라스[또는 단위셀 기판(110)]로서 작용할 수 있는 영역을 의미한다.
본 명세서에서는 글라스 기판(100)이 9개의 단위셀 영역(a,b)을 포함하는 것을 상정하여 설명하나, 글라스 기판(100)의 크기 또는 단위셀 영역 (a,b)의 크기에 따라 그 개수는 얼마든지 증감이 가능하다.
글라스 기판(100)은 우수한 경도를 가지는 강화 글라스로 구성될 수 있으며, 이와 같은 구성을 채용함으로써 휴대용 단말기의 커버 글라스에 적용할 수 있고, 커버 글라스의 표면에 흠집이 쉽게 발생하지 않는 이점이 있다. 특히, 강화 글라스 중에서도 철분을 소량 함유하는 저철분 글라스, 소다라인 글라스, 무알칼리 글라스, 알루미노 실리케이트 글라스 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또는, 강화되지 않은 글라스를 사용하여 커버 글라스[또는 단위셀 기판(110)]의 크기로 절단한 후에 후속 공정으로 글라스 강화 공정을 추가할 수도 있다.
박판 글라스 (Thin Glass) 및 기타 커버 글라스에 적용이 글라스 기판(100) 절단 방법을 적용하기 위해서는 0.05mm 내지 2.0mm 두께인 것이 바람직하다.
다음으로, 도 3을 참조하면, 글라스 기판(100) 상에 마스킹을 위해 마스킹막(200)을 도포할 수 있다. 마스킹 막(200)은 글라스 기판(100)의 양면에 형성하는 것이 바람직하다. 마스킹 막(200)은 감광성 잉크, 내산성 포토레지스트, 내산성 필름 또는 내산성 테이프를 사용할 수 있으며, 이하에서는 내산성 포토레지스트를 사용하는 것을 상정하여 설명한다. 마스킹 막(200)이 내산성을 가지면 후술하는 습식 식각 공정에서 강산, 불산 등에 쉽게 박리되지 않아 마스킹 패턴(210)을 보다 정밀하게 형성할 수 있는 이점이 있다. 도포 방법은 실크 스크린 인쇄, 스핀코팅, 롤코팅, 딥코팅, 슬롯코팅 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하면, 글라스 기판(100)의 식각[또는, 절단]할 부분이 노출되도록, 단위셀 영역(a,b) 상에만 패터닝된 마스킹 막(210)이 배치되게 하고, 단위셀 영역(a,b)을 제외한 나머지 마스킹 막(200)은 제거할 수 있다. 마스킹 막(200)을 패터닝하여 단위셀 영역(a,b) 상에만 마스킹 막(210)을 배치하기 위한 공정은 공지의 기술인 사진 식각 공정이 이용될 수 있다. 사진 식각 공정의 일 예를 간단히 설명하면 다음과 같다.
미세 패턴 형성용 마스크를 통과한 자외선이 네거티브 내산성 포토레지스트를 포함하는 마스킹 막에 조사되도록 하여 포토레지스트를 선택적으로 노광한다. 이러한 과정에 의하여 포토레지스트의 노광된 부분이 활성화 되고 노광 및 노광되지 않은 영역 사이에서 용해 특성의 변화가 발생하게 된다.
이어서, 노광된 포토레지스트를 고온에서 열처리하는 PEB(Post Exposure Bake) 공정을 실시한다. 이러한 PEB 공정은, 자외선에 의해서 노광된 포토레지스트 막이 현상액에 의해서 반응하지 않도록 가교결합 (cross-linking) 반응을 촉진시켜 포토레지스트의 분해능(resolution)을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 경우에 따라서 PEB 공정이 생략될 수 있다.
이어서 , 공지의 현상액으로 포토레지스트를 현상하여 자외선에 노광되지 않은 영역의 포토레지스트를 제거한다. 이에 따라, 도 4의 (a) 및 (b) 에 도시된 바와 같이 글래스 기판(100)의 양면에 패터닝된 마스킹 막(210)이 형성될 수 있다.
상술된 바와 같이 사진 식각 공정을 이용할 경우 마스킹 막(210)의 패턴을 보다 정밀하게 형성할 수 있기 때문에 글라스 기판(100)의 절단 과정을 정밀하게 할 수 있는 이점이 있다.
종래에는 샌드 블라스트, 스크라이빙, 워터젯 등 물리적인 식각을 통해 글라스 식각[또는, 절단]을 진행했으나, 절단된 글라스의 절단면이 거친 문제점, 강화 글라스에는 물리적인 식각을 적용하기 어려운 문제점 등이 있었으므로, 습식 식각으로 글라스 기판(100)을 절단하면서 절단면을 부드럽게 형성할 수 있다. 화학적인 습식 식각으로 절단한다 함은 글라스 기판(100)과 소정의 식각액을 화학 반응시켜 단위셀 영역(a,b)과 이웃하면 단위셀 영역(a,b) 사이에 존재하는 글라스 기판(100)을 식각으로 제거하는 것으로 이해될 수 있다. 글라스 기판(100)의 일면을 일정 깊이로 제 1 습식 식각한 후 고정판에 고정하여 타면을 제 2 습식 식각하면 글라스 기판(100)의 상면에서 식각되어지는 홈과 상기 제 1 습식 식각으로 진행된 홈이 맞닿게 되면서 글라스 기판(100)의 절단이 이루어 질 수 있다. 식각액으로는 불산, 황산, 질산, 인산 , 비불산계 중 적어도 하나를 포함하는 식각액을 사용할 수 있다.
일 예로, 글라스 기판(100)을 화학적으로 습식 식각하기 위하여 하나 이상의 노즐을 통하여 식각액을 스프레이하는 공정을 이용할 수 있다. 스프레이 공정 시에 사용되는 브릿지에는 자석 또는 메쉬망을 이용할 수 있다. 자석은 글라스 기판(100)을 단위셀 기판(100)으로 절단할 때, 위치를 유지할 수 있도록 고정시키는 역할을 할 수 있다. 메쉬망을 사용할 때는 식각액이 노즐을 통하여 글라스에 분사될 때 메쉬망과 간섭을 일으키지 않도록, 메쉬망 두께와 간격을 조절해야 하며, 두께 2mm 미만, 간격 1cm 이상인 메쉬망을 사용하는 것이 바람직하다. 메쉬망의 재질은 식각액에 손상을 입지 않으면서 지지대 역할을 할 수 있도록, PE, 테프론이 코팅된 Metal, SUS 계열인 것이 바람직하다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 글라스 기판(100)을 제 2 습식 식각하여 도 6과 같이 단위셀 기판(110)으로 절단 및 절단면을 가공할 수 있다. 제 2 습식 식각은 제 1 습식 식각에 의해 단위셀 영역(a,b)로 일정 부분 식각된 홈과 맞닿게 되면서 절단되는 단계와 절단된 단위셀 기판(110)의 절단면을 부드럽게 가공하는 단계로 이해 될 수 있다.
구체적으로, 먼저, 제 1 습식 식각 공정을 통하여 단위셀 영역(a,b)으로 일정 깊이 식각이 진행된 글라스 기판(100)의 일면을 고정판(300)에 접착할 수 있다. 고정판(300)은 PVC 또는 PE 계열의 판을 사용할 수 있고, 테이프 또는 접착제를 이용하여 글라스 기판(100)을 고정판(300)에 접착할 수 있다.
이어서, 제 2 습식 식각을 진행하는데, 식각액, 식각 과정 등은 제 1 습식 식각과 동일하게 진행할 수 있다. 물론, 단위셀 기판(110)의 절단면에 대한 가공정도를 제어하기 위해 식각 과정에서의 온도, 시간, 식각액의 농도, 식각액의 점도 등을 제어할 수 있다.
고정판(300)에 글라스 기판(110)의 일면이 접착되어 있으므로, 접착되지 않은 타면으로 부터만 제 2 습식 식각이 될 수 있다. 그리하여, 제 1 습식 식각 시 일정 깊이로 식각된 홈과 맞닿게 되어 단위셀 기판(110)으로 절단될 수 있다. 또한, 단위셀 기판(110)으로 절단 된 후 절단면이 거칠게 형성되거나 날카롭게 형성된 부분이 부드럽게 가공될 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 단위셀 기판(110)에 형성된 마스킹 막(210)을 박리할 수 있다. 박리는 수산화칼륨(KOH) 등의 수산화 계열의 박리액을 사용할 수 있다. 마스킹 막(210)을 박리하면 단위셀 기판(110)은 고정판(300)으로부터 접착이 해제되어, 절단면이 부드럽게 형성된 단위셀 기판(110)을 회수 할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단 방법을 이용하여 절단된 커버 글래스의 절단면을 나타내는 도면이다. 도 8의 (a)는 제 2 습식 식각 중 절단된 단위셀 기판(110)의 절단면, 도 8의 (b)는 제 2 습식 식각 완료 후의 절단면을 나타낸다. 도 8을 참조하면, 제 1습식 식각 및 제 2 습식 식각 중 절단된 단위셀 기판(110)의 절단면은, 제 1 습식 식각 및 제 2 습식 식각을 통하여 식각되어지는 홈끼리 맞닿으면서 절단면이 형성되므로 일부 모난 부분이 확인되나, 절단 후 추가적인 식각을 통하여 모난 부분이 라운딩 지게 형성되어 절단면이 부드럽게 가공되었음을 확인할 수 있다.
다음으로, 제 1 습식 식각 및 제 2 습식 식각을 거쳐 절단된 단위셀 기판(110)은, 필요에 따라 강화단계, 세정단계, 검사단계를 더 거칠 수 있고, 지문 코팅층(미도시), 자가접착필름(미도시), 비산방지필름(미도시) 등을 더 부착함에 따라 최종 제품으로 만들어 질 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 글라스 절단 방법은 커버 글라스를 절단하는 것에 한정되지 않으며, 휴대용 단말기의 커버 글라스를 보호하기 위해 표시화면에 부착하는 보호 글라스의 절단, 카메라 렌즈 최외곽에 부착하는 커버 글라스 절단에도 동일하게 적용할 수 있음을 밝혀 둔다. 이 외에 네비게이션, 넷북 등에 사용되는 글라스의 절단에도 적용할 수 있음은 물론이다.
이와 같이, 본 발명은 글라스 절단 방법은 제 1 습식 식각 및 제 2 습식 식각에 의해 절단면을 부드럽게 형성하며 절단을 수행할 수 있고, 화학적인 습식 식각으로 일반 글라스 뿐만 아니라 강화 글라스까지 절단할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 후속 가공 공정을 생략할 수 있어 공정 비용과 불량률을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허 청구 범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
100 : 글라스 기판
110 : 단위셀 기판
200 : 마스킹 막
210 : 패터닝된 마스킹 막
300 : 고정판
a, b : 단위셀 영역

Claims (8)

  1. (a) 적어도 하나의 단위셀 영역을 포함하는 글라스 기판을 제공하는 단계;
    (b) 제 1 습식 식각을 수행하여 상기 글라스 기판을 상기 단위셀 영역에 따라 일정 깊이로 습식 식각하는 단계;
    (c) 제 2 습식 식각을 수행하여 상기 단위셀 영역에 따라 절단 및 절단된 단위셀 기판의 절단면을 가공하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 글라스 절단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 글라스 기판의 양면에 마스킹 막을 형성하는 단계;
    (b2) 상기 단위셀 영역 상의 상기 마스킹 막을 제외한 나머지 상기 마스킹 막을 제거하는 단계;
    (b3) 제 1 습식 식각을 수행하여 상기 글라스 기판을 상기 단위셀 영역에 따라 일정깊이로 식각하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 글라스 절단 방법
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마스킹 막은 감광성 잉크, 내산성 포토레지스트 (Photo-Resist), 내산성 필름 또는 내산성 테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 글라스 절단 방법
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 습식 식각 또는 상기 제 2 습식 식각은, 불산, 황산, 질산, 인산, 비불산계 중 적어도 하나를 포함하는 식각액을 사용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 글라스 절단 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 제 1 습식 식각을 통하여 일정 깊이로 식각된 단위셀 기판의 일면을 고정판에 접착하는 단계;
    (c2) 상기 단위셀 기판의 타면에 제 2 습식 식각을 수행하여 상기 단위셀 영역으로 절단 및 절단면을 가공하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 글라스 절단 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 글라스 기판은 강화 글라스 기판인 것을 특징으로 하는 글라스 절단 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 글라스 기판의 두께는 0.05mm 내지 2.0mm 인 것을 특징으로 하는 글라스 절단 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 습식 식각 후에 상기 단위셀 기판의 절단면은 라운딩지게 형성되는 것을 특징으로 하는 글라스 절단 방법.
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