KR20170077788A

KR20170077788A - 홀더 조인트

Info

Publication number: KR20170077788A
Application number: KR1020160169509A
Authority: KR
Inventors: 료타 사카구치; 마사노부 소야마
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2017-07-06
Also published as: TWI649172B; JP2017119347A; KR20180093861A; CN106914992A; TW201722666A

Abstract

(과제) 홀더의 덜그럭거림를 없애서 확실하게 지지할 수 있는 홀더 조인트를 제공한다.
(해결 수단) 하향으로 개구하여 상하로 연장되는 개구 구멍(3)과, 개구 구멍(3) 내에 수평으로 설치되고, 당해 개구 구멍(3)에 삽입된 홀더(20)의 경사면(26b)에 접촉하는 위치 결정용의 평행 핀(5)과 개구 구멍(3)의 내깊이부에 배치된 자석(4)과, 개구 구멍(3)의 내면에 형성된 탄성 부재(7)로 이루어지고, 탄성 부재(7)는, 개구 구멍(3)에 삽입된 홀더(20)의 경사면(26b)을 형성한 측의 외주면을 탄력적으로 밀어붙이는 구성으로 한다.

Description

홀더 조인트{HOLDER JOINT}

본 발명은, 하단에 커터 휠(스크라이빙 휠(scribing wheel)이라고도 함)을 구비한 홀더를 지지(holding)하기 위한 홀더 조인트에 관한 것이다. 본 발명의 홀더 조인트는, 커터 휠을 기판 표면으로 밀어붙이면서 스크라이브함으로써, 기판에 스크라이브 라인(분단(dividing)용의 홈)을 가공하거나, 분단(브레이크)하거나 하는 기판 가공 장치에 이용되고, 특히 곡선의 스크라이브 라인(scribing line)을 형성하기 위한 기판 가공 장치에 매우 적합하게 이용된다.

종래부터, 유리, 실리콘, 세라믹, 반도체 등의 취성 재료(brittle material)로 이루어지는 기판이나 접합 기판(이하 단지 「기판」이라고 함)의 표면에, 커터 휠로 스크라이브 예정 라인에 따른 스크라이브 라인을 형성하거나, 혹은, 분단 예정 라인으로부터 완전 분단하거나 하는 기판 가공 장치가 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1, 특허문헌 2 참조).

도 6은, 후술하는 특허문헌 등에 개시되어 있는 종래의 기판 가공 장치를 나타내는 사시도이다.

기판 가공 장치(B)는, 가공 대상이 되는 기판(W)을 올려놓아 지지하는 수평인 테이블(31)을 구비하고 있다. 테이블(31)은, 모터를 내장하는 회전 구동부(32)에 의해 수평면 내에서 회전 운동할 수 있게 되어 있고, 또한, 수평인 레일(33, 33)을 따라서 Y방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 이 Y방향의 이동은, 모터(34)에 의해 회전하는 나사축(35)으로 행해진다.

그리고, 테이블(31)을 사이에 끼워 형성되는 한 쌍의 지주(支柱)(36, 36)와, 이들 지주(36, 36)를 연결하도록 X방향으로 수평으로 연장되는 가이드 바(37)를 구비한 브릿지(38)가, 테이블(31) 위를 걸치도록 하여 형성되어 있다. 가이드 바(37)에는, X방향으로 수평으로 연장되는 가이드(39)가 형성되고, 스크라이브 헤드(40)가 가이드(39)를 따라서 X방향으로 이동할 수 있도록 배치되어 있다. 스크라이브 헤드(40)의 X방향으로의 이동은 모터(41)의 구동에 의해 행해진다. 또한, 스크라이브 헤드(40)에는 커터 휠(21)을 구비한 홀더(20)가 홀더 조인트(10)를 통하여 착탈이 가능하게 부착되고, 스크라이브 헤드(40)의 내부에는, 홀더 조인트(10)의 승강을 가능하게 하는 승강 기구(도시 생략)가 조입(incorporated)되어 있다.

상기의 구성에 의해, 테이블(31) 상에 올려 놓여진 기판(W)에 커터 휠(21)을 밀어붙이면서 커터 휠(21)과 테이블(31)의 일방 또는 쌍방을 이동시킴으로써, 기판(W)을 X-Y방향으로 스크라이브하여 스크라이브 라인을 형성하거나, 기판(W)을 분단할 수 있게 되어 있다.

도 7∼9는, 홀더(20) 및 홀더 조인트(10)의 구성을 나타내는 것이다.

홀더(20)는, 대략 원주 형상의 동부(胴部)(22)와, 동부(22)의 하단에서 동부(22)의 축심에 대하여 평행으로 형성된 한 쌍의 평탄면(23, 23)을 구비하고, 또한, 이들 한 쌍의 평탄면(23, 23)의 사이에, 당해 평탄면(23)과 평행한 절결(cut-away)홈(24)이 형성되어 있고, 이 절결홈(24)에, 수평인 휠축(25)을 통하여 커터 휠(21)이 회전이 자유롭게 부착되어 있다.

또한, 동부(22)의 상부는, 홀더 조인트(10)에 위치 결정하여 부착하기 위한 부착부(26)로 되어 있다. 부착부(26)는, 원주 형상의 동부(22)의 일부를 절결하여 형성된 플랫한 수직면(26a)과, 이 수직면(26a)의 하단에 이어져서 형성된 경사면(26b)으로 이루어진다. 경사면(26b)과 휠축(25)은 평행으로 형성되어 있고, 이에 의해, 경사면(26b)과 후술하는 평행 핀(15)의 접선에 대하여 커터 휠(21)의 방향이 직교하도록 되어 있다. 또한, 동부(22)는 철 등의 자성체 금속으로 구성되어 있다.

홀더 조인트(10)는, 기판 가공 장치(B)의 스크라이브 헤드(40)에 연결되는 베어링(11)을 상부에 구비하고 있고, 하부가 홀더(20)를 지지하는 지지부(12)로 되어 있다. 지지부(12)의 내부에는, 상하 방향으로 연장되는 단면 대략 원형의 개구 구멍(13)이 형성됨과 함께, 내(內)깊이부(최상단)에 자석(14)이 부착되어 있다. 개구 구멍(13)의 내경은, 삽입되는 홀더(20)의 동부(22)의 외경보다 근소하게 크게 형성되고, 홀더(20)의 부착부(26)에 있어서의 경사면(26b)의 배면측이 되는 부착부 둘레면(27)과 상대하는 위치에는, 개구 구멍(13)의 내주면에 대하여 수직 방향을 따른 오목 형상의 릴리프 가공부(16)가 형성되어 있다. 또한, 개구 구멍(13)의 릴리프 가공부(16)와 대향하는 내면에도, 부착부(26)의 삽입을 용이하게 하기 위해 공경을 크게 한 릴리프 가공부(17)가 형성되어 있다.

또한, 개구 구멍(13)의 내부에는, 개구 구멍(13)의 축심과는 떨어진 개소에서 당해 축심과 직교하는 방향으로 연장되는 위치 결정용의 평행 핀(15)이 형성되어 있다. 이 평행 핀(15)은, 홀더(20)의 부착부(26)가 홀더 조인트(10)의 개구 구멍(13)에 삽입되었을 때에, 부착부(26)의 경사면(26b)이 접촉하여, 경사면(26b) 배면측의 부착부 둘레면(27)을 개구 구멍(13)의 내면으로 밀어붙여, 홀더(20)의 방향이나 자세가 일정하게 되도록 위치 결정하는 것이다.

홀더(20)를 홀더 조인트(10)에 부착할 때는, 홀더(20)의 부착부(26)측을 홀더 조인트(10)의 개구 구멍(13)에 삽입하여 부착한다. 부착부(26)가 홀더 조인트(10)의 개구 구멍(13)에 삽입되면, 부착부(26)의 경사면(26b)에 평행 핀(15)이 접촉하여 위치 결정됨과 함께, 홀더(20)의 상단부가 자석(14)에 흡인되어 지지된다. 이에 의해, 홀더(20)의 자세가 자동적으로 일정 방향을 향한 상태로 홀더 조인트(10)에 부착된다.

일본공개특허공보 2010-000744호 일본공개특허공보 2011-218815호

상기의 구성에 있어서, 홀더(20)의 부착부 둘레면(27)과 상대하는 홀더 조인트(10)의 개구 구멍(13)의 내주면에는, 수직 방향을 따른 오목 형상의 릴리프 가공부(16)가 형성되어 있기 때문에, 부착부(26)의 경사면(26b)이 평행 핀(15)에 의해 밀어붙여지면, 도 10에 나타내는 바와 같이, 릴리프 가공부(16)의 가장자리부 근방에서 개구 구멍(13)의 내주면의 2개소(P1, P2)에서 부착부 둘레면(27)이 선 접촉하여 지지된다. 이 때, 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 접촉점(P1, P2)을 연결하는 선은 평행 핀(15)과 평행으로서, 접촉점(P1, P2)과 평행 핀(15)의 중앙 접촉점(P3)을 연결하는 형상이 이등변 삼각형이 되도록 하고, 평행 핀(15)에 의한 홀더(20)로의 밀어붙이는 힘이, 접촉점(P1, P2)에서 좌우로 밸런스 좋게 부하되는 것이 이상적이다.

통상, 직선의 스크라이브 라인을 가공하는 경우에는, 평행 핀(15)에 의한 홀더(20)로의 밀어붙이는 힘이 접촉점(P1, P2)에서 좌우로 밸런스 좋게 부하되는 상태가 유지된다. 그러나, 곡선의 스크라이브 라인을 가공하는 경우에는, 커터 휠(21)의 진행 방향에 대하여 가로 방향의 힘이 커터 휠(21)을 통하여 홀더(20)에 더해지기 때문에, 스크라이브 후에 접촉점(P1, P2)이 이상의 포인트로부터 어긋나는 경우이 있다.

이러한 현상이 발생하면, 홀더의 안정성이 나빠지고, 커터 휠의 위치 및 방향이 가로로 어긋나거나 하여, 스크라이브 라인을 정밀도 좋게 가공하는 것이 곤란하게 된다.

그래서 본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 곡선의 스크라이브 라인을 가공하는 경우에도 홀더의 덜그럭거림을 없애어 확실하게 지지할 수 있는 홀더 조인트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 다음과 같은 기술적 수단을 강구했다. 즉, 본 발명의 홀더 조인트는, 커터 휠을 구비한 홀더를 지지하는 홀더 조인트로서, 하향으로 개구하여 상하로 연장되는 개구 구멍과, 상기 개구 구멍 내에 설치되고, 당해 개구 구멍에 삽입된 홀더의 부착부에 접촉하는 위치 결정 부재와, 상기 개구 구멍의 내깊이부에 배치된 자석과, 상기　개구 구멍에　삽입된　홀더의　부착부와　위치　결정　부재의　접촉하는　측의　외주면을　탄력적으로　밀어붙이도록　형성되어　있는　구성으로　했다．

여기에서, 상기 탄성 부재는, 통 형상의 케이싱과, 이 케이싱의 선단으로부터 둘레면의 일부가 돌출한 상태로 상기 케이싱에 출몰이 자유롭게 지지된 볼과, 이 볼을 상시 돌출 방향으로 탄성지지하는 스프링으로 이루어지는 볼 플런저로 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기와 같이 구성되어 있기 때문에, 홀더 조인트의 개구 구멍에 삽입된 홀더는, 평행 핀과 홀더의 경사면의 접촉에 의해 위치 결정됨과 함께, 탄성 부재에 의해 경사면을 형성한 측의 외주면이 탄력적으로 밀어붙여진 상태로 지지된다. 이에 의해, 홀더 조인트의 팁 홀더를 지지하는 힘이 증가하고, 곡선의 스크라이브 가공을 행하는 등, 커터 휠이 그 진행 방향에 대하여 가로 방향의 힘을 받는 경우라도, 홀더 조인트에 홀더를 덜그럭거림 없이 확실하게 지지시킬 수 있어, 스크라이브 라인을 정밀도 좋게 가공할 수 있다. 또한, 직선의 스크라이브 가공을 행하는 경우에 있어서도, 돌발적인 힘이 더해지는 것에 의한 홀더 조인트 내에서의 홀더의 요동이 억제되기 때문에, 스크라이브 정밀도를 보다 안정시킬 수 있다.

또한 본 발명에서는, 상기 탄성 부재가, 상기 개구 구멍의 개구부 근방에서 상기 위치 결정 부재와는 떨어진 하방 위치에 형성되어 있는 구성으로 하는 것이 좋다.

이에 의해, 상방의 평행 핀과 하방의 탄성 부재의 상하 2개소에서 홀더 동부를 밀어붙일 수 있어, 홀더를 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 홀더 조인트와 이에 부착되는 홀더를 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 홀더 조인트의 구조를 나타내는 종단면도와 횡단면도이다.
도 3은, 도 1의 홀더 조인트에 따른 홀더 부착 상태를 나타내는 종단면도와 횡단면도이다.
도 4는, 본 발명의 홀더 조인트의 다른 실시예를 나타내는 횡단면도이다.
도 5는, 도 4의 홀더 조인트에 따른 홀더 부착 상태를 나타내는 횡단면도이다.
도 6은, 홀더 조인트가 이용되는 기판 가공 장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은, 홀더 조인트에 부착되는 홀더를 나타내는 사시도이다.
도 8은, 종래의 홀더 조인트의 구조를 나타내는 종단면도와 지지부의 저면도이다.
도 9는, 도 8의 홀더 조인트에 따른 홀더 부착 상태를 나타내는 종단면도와 C-C선 단면의 확대도이다.
도 10은, 종래의 홀더 조인트에 있어서의 홀더의 접촉점을 나타내는 설명도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하에 있어서, 본 발명의 상세를 그 실시의 형태를 나타내는 도면에 기초하여 설명한다.

도 1∼3은, 본 발명에 따는 홀더 조인트(A)를 나타내는 것으로서, 이에 접속되는 홀더(20)는, 전술한 도 7의 홀더(20)와 동일한 것이다.

홀더 조인트(A)는, 상부에 베어링(1)을 구비하고, 하부가 홀더(20)를 지지하는 지지부(2)로 되어 있고, 상부의 베어링(1)의 부분에서 기판 가공 장치(B)(도 6 참조)의 스크라이브 헤드(40)에 회전 운동이 가능하게 부착된다. 지지부(2)의 내부에는, 상하 방향으로 연장되는 개구 구멍(3)이 형성됨과 함께, 내깊이부에 자석(4)이 부착되어 있다.

개구 구멍(3)의 내부에는, 위치 결정 부재로서, 개구 구멍(3)의 축심과는 떨어진 개소에서 당해 축심과 직교하는 방향으로 연장되는 위치 결정용의 평행 핀(5)이 형성되어 있다. 이 평행 핀(5)은, 홀더(20)가 개구 구멍(3)에 삽입되었을 때에, 홀더(20)의 경사면(26b)이 접촉하여 경사면(26b) 배면측의 부착부 둘레면(27)을, 상대하는 개구 구멍(3)의 내면으로 밀어붙여, 홀더(20)의 방향이나 자세가 일정하게 되도록 위치 결정하는 것이다.

개구 구멍(3)의 내경은, 삽입되는 홀더(20)의 동부(22)의 외경보다 근소하게 크게 형성되고, 또한, 홀더(20)의 부착부(26)에 있어서의 경사면(26b)의 배면측이 되는 부착부 둘레면(27)과 상대하는 위치에는, 개구 구멍(3)의 내주면에 대하여 수직 방향을 따른 오목 형상의 릴리프 가공부(6)가 형성되어 있다. 또한, 개구 구멍(3)의 릴리프 가공부(6)와 대향하는 내면에도, 부착부(26)의 삽입을 용이하게 하기 위해 공경을 크게 한 릴리프 가공부(8)가 형성되어 있다.

이상의 구성은, 도 8에서 나타낸 종래의 홀더 조인트의 구성과 동일하다.

또한 본 발명에서는, 상기한 구성에 더하여, 홀더 조인트(A)의 개구 구멍(3)의 내면에, 당해 개구 구멍(3)에 삽입된 홀더(20)의 동부(22)를 릴리프 가공부(6)의 방향을 향하여 탄력적으로 밀어붙이는 탄성 부재(7)를 형성하고 있고, 본 실시예에서는, 탄성 부재(7)로서, 볼 플런저를 이용하여 설명한다.

탄성 부재(볼 플런저)(7)는, 통 형상의 케이싱(7a)과, 케이싱(7a)의 선단으로부터 둘레면의 일부가 돌출한 상태로 케이싱(7a)에 출몰이 자유롭게 지지된 볼(7b)과, 이 볼(7b)을 상시 돌출 방향으로 탄성지지하는 스프링(7c)으로 이루어지고, 홀더 조인트(A)의 개구 구멍(3)의 개구부 근방에서 평행 핀(5)과는 떨어진 하방 위치에 부착되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 홀더(20)를 홀더 조인트(A)에 부착할 때는, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 우선, 홀더(20)의 부착부(26)측을 홀더 조인트(A)의 개구 구멍(3)으로 삽입하여 부착한다. 이에 의해, 부착부(26)의 경사면(26b)에 평행 핀(5)이 접촉하여 위치 결정됨과 함께, 홀더(20)의 상단부가 자석(4)에 흡인되어 지지된다. 이 때, 자석(4)에 의해 홀더(20)가 인상되므로, 부착부(26)의 경사면(26b)이 평행 핀(5)에 접촉하여 밀어붙여져, 홀더(20)의 위치나 자세가 일정하게 되도록 위치 결정됨과 함께, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 홀더(20)의 부착부 주면(27)이, 릴리프 가공부(6)의 가장자리 근방에서 개구 구멍(3)의 내주면에 선 접촉하여 지지된다.

또한 동시에, 탄성 부재(7)가 개구 구멍(3)으로 삽입된 홀더(20)의 동부(22)를 릴리프 가공부(6)를 향하여 탄력적으로 밀어붙임으로써, 곡선의 스크라이브 가공을 행하는 등, 커터 휠(21)의 진행 방향에 대하여 가로 방향의 힘이 홀더(20)에 더해진 경우에도, 덜그럭거림 없이 확실하게 홀더 조인트(A)에 지지시킬 수 있다.

또한, 탄성 부재(7)의 부착 위치를 개구 구멍(3)의 개구부 근방에서 평행 핀(5)과는 떨어진 하방 위치로 함으로써, 상방의 평행 핀(5)과 하방의 탄성 부재(7)의 상하의 2개소에서 홀더(20)의 동부(22)를 밀어붙일 수 있어, 홀더(20)의 부착시의 안정성을 보다 한층 높일 수 있다.

도 4는, 홀더 조인트의 개구 구멍의 형상을 약간 변경한 다른 실시예를 나타내는 것이다. 당해 실시예에서는, 개구 구멍(3＇)의 내면에, 평면에서 볼때 V자형을 이루도록 좌우 대칭으로 배치된 한 쌍의 평탄면(9, 9)이 수직 방향을 따라서 형성되어 있다. 이들 좌우의 평탄면(9, 9)은, 평행 핀(5)의 중앙을 직교하는 수평인 가상 직선(L)의 좌우로 할당하여 형성되어 있고, 홀더(20)가 개구 구멍(3＇)에 삽입되었을 때에 홀더(20)의 부착부 둘레면(27)이 접촉하도록 형성되어 있다. 이 좌우의 평탄면(9, 9)이 이루는 각도 α는, 50∼100도의 범위 내, 바람직하게는 60도의 각도로 형성하는 것이 좋다.

이 실시예에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 홀더(20)를 개구 구멍(3＇)에 삽입했을 때에는, 탄성 부재(7) 그리고 평행 핀(5)에 의한 밀어붙임에 의해, 홀더(20)의 부착부 주면(27)을 V자형으로 배치한 좌우의 평탄면(9, 9)에 확실하게 접촉시켜 지지시킬 수 있고, 이에 의해, 홀더(20)를 지지했을 때의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 대표적인 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 상기의 실시 형태에 특정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기의 실시예에서는 탄성 부재(7)로서 볼 플런저를 이용하여 설명했지만, 이를 대신하여 판 스프링 등과 같은 탄성재를 이용해도 좋다. 또한, 위치 결정 부재로서는, 홀더(20)가 홀더 조인트(10)의 개구 구멍(13)에 삽입되고, 자석(4)에 의해 인상되었을 때에, 부착부(26) 배면측의 부착부 주면(27)을 개구 구멍(13)의 내면으로 밀어붙일 수 있으면 좋고, 평행 핀을 대신하여 구(球) 등 임의의 형상으로 할 수 있다. 그 경우, 부착부(26)의 형상도 위치 결정 부재의 형상에 따라서 변경 가능하다.

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

(산업상의 이용 가능성)

본 발명은, 기판의 표면에 커터 휠을 밀어붙이면서 스크라이브함으로써 기판에 분단용의 스크라이브 라인을 가공하거나, 기판을 분단하거나 하는 기판 가공 장치에 있어서, 커터 휠의 홀더를 지지하는 홀더 조인트에 이용할 수 있다.

A : 홀더 조인트
1 : 베어링
2 : 지지부
3 : 개구 구멍
4 : 자석
5 : 평행 핀
7 : 탄성 부재
7a : 케이싱
7b : 볼
7c : 스프링
20 : 홀더
21 : 커터 휠
22 : 동부
26 : 부착부
26b : 경사면
27 : 부착부 둘레면

Claims

커터 휠을 구비한 홀더를 지지하는 홀더 조인트로서,
하향으로 개구하여 상하로 연장되는 개구 구멍과,
상기 개구 구멍 내에 설치되고, 당해 개구 구멍에 삽입된 홀더의 부착부에 접촉하는 위치 결정 부재와,
상기 개구 구멍의 내깊이부에 배치된 자석과,
상기 개구 구멍의 내면에 형성된 탄성 부재로 이루어지고,
상기 탄성 부재는, 상기 개구 구멍에 삽입된 홀더의 경사면을 형성한 측의 외주면을 탄력적으로 밀어붙이도록 형성되어 있는 홀더 조인트.
제1항에 있어서,
상기 탄성 부재가, 통 형상의 케이싱과, 이 케이싱의 선단으로부터 둘레면의 일부가 돌출한 상태로 상기 케이싱에 출몰이 자유롭게 지지된 볼과, 이 볼을 상시 돌출 방향으로 탄성지지하는 스프링으로 이루어지는 볼 플런저로 형성되어 있는 홀더 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탄성 부재가, 상기 개구 구멍의 개구부 근방에서 상기 위치 결정 부재와는 떨어진 하방 위치에 형성되어 있는 홀더 조인트.