KR20170077789A

KR20170077789A - 홀더 조인트

Info

Publication number: KR20170077789A
Application number: KR1020160169511A
Authority: KR
Inventors: 료타 사카구치; 요시나리 사사키
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2017-07-06
Also published as: JP6668749B2; JP2017119348A; KR101895778B1; TWI599462B; TW201722667A; CN106914994A

Abstract

(과제) 홀더의 덜그럭거림을 없애서 확실하게 지지할 수 있는 홀더 조인트를 제공한다.
(해결수단) 하향으로 개구하고 상하로 연장되는 개구 구멍(3)과, 개구 구멍(3) 내에서 당해 개구 구멍(3)의 축심과는 떨어진 개소에서 수평으로 설치된 평행 핀(5)과, 개구 구멍(3)의 내깊이부에 배치된 자석(4)과, 개구 구멍(3)의 내면에서 평면으로 볼 때 V자형을 이루도록 좌우 대칭으로 형성된 한 쌍의 수직인 평탄면(6, 6)을 구비하고, 각 평탄면(6)은 평행 핀(5)과 직교하는 수평인 가상 직선(L)의 좌우로 나누어 형성되어 있고, 이 좌우의 평탄면(6, 6)에, 개구 구멍(3)에 삽입된 홀더(20)의 부착부 둘레면(27)이 평행 핀(5)의 밀어붙임에 의해 접촉하는 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(scribe 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 단순히 「기판」이라고 함)의 표면에, 커터 휠로 스크라이브 예정 라인을 따른 스크라이브 라인을 형성하거나, 혹은, 분단 예정 라인으로부터 완전 분단하거나 하는 기판 가공 장치가 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1, 특허문헌 2 참조).

도 7은, 후술하는 특허문헌 등에 개시되어 있는 종래의 기판 가공 장치를 나타내는 사시도이다.

기판 가공 장치(B)는, 가공 대상이 되는 기판(W)을 올려 놓아 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(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 8∼11은, 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 부착되어있다.

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 구멍 지름을 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)으로 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 11에 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 10(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 설치된 위치 결정 부재와, 상기 개구 구멍의 내깊이부에 배치된 자석과, 상기 개구 구멍의 내면에서 평면에서 볼 때 V자형을 이루도록 좌우 대칭으로 형성된 한 쌍의 수직인 평탄면을 구비하고, 상기 좌우의 평탄면은, 상기 위치 결정 부재의 중앙과 직교하는 수평인 가상 직선의 좌우로 나누어 형성되어 있고, 상기 좌우의 평탄면에, 상기 개구 구멍에 삽입된 홀더의 부착부 둘레면이 접촉하도록 형성되어 있는 구성으로 했다.

여기에서, 상기 좌우의 평탄면이 이루는 각도가 50∼100도, 바람직하게는 60도로 형성하는 것이 좋다.

본 발명에서는, 홀더 조인트의 개구 구멍의 내면에, 홀더의 부착부 주면을 받는 좌우의 평탄면이 V자형이 되도록 형성되어 있기 때문에, 좌우의 평탄면에 대하여 홀더 부착부 둘레면의 위치를 정밀도 좋게 선 접촉시켜 부착할 수 있음과 함께, 곡선의 스크라이브 가공을 행하는 등 홀더가 가로 방향의 힘을 받는 경우라도, 홀더 부착부 둘레면을 홀더 조인트의 좌우의 평탄면에 확실하게 접촉시켜 지지할 수 있다.　이에　의해, 스크라이브 라인을 정밀도 좋게 가공할 수 있다. 또한, 직선의 스크라이브 가공을 행하는 경우에 있어서도, 돌발적인 힘이 가해짐에 따른 홀더 조인트 내에서의 홀더의 요동이 억제되기 때문에, 스크라이브 정밀도를 보다 안정시킬 수 있다.

또한 본 발명에서는, 상기의 구성에 더하여, 상기 개구 구멍의 내면에, 당해 개구 구멍에 삽입된 홀더를 상기 평탄면의 방향을 향하여 탄력적으로 밀어붙이는 탄성 부재를 형성하는 구성으로 하는 것이 좋다.

이에 의해, 개구 구멍에 삽입된 홀더의 동부가 평탄면을 향하여 상시 탄력적으로 밀어붙인 상태로 지지됨으로써, 홀더 삽입시의 안정성을 한층 높일 수 있다.

도 1은, 본 발명의 홀더 조인트와 이에 부착되는 홀더를 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 홀더 조인트의 구조를 나타내는 종단면도이다.
도 3은, 도 2에 있어서의 C-C선 단면도이다.
도 4는, 도 1의 홀더 조인트에 따른 홀더 부착 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 5는, 도 4에 있어서의 D-D선 단면의 확대도이다.
도 6은, 본 발명의 홀더 조인트의 다른 실시예를 나타내는 종단면도와 횡단면도이다.
도 7은, 홀더 조인트가 이용되는 기판 가공 장치를 나타내는 사시도이다.
도 8은, 홀더 조인트에 부착되는 홀더를 나타내는 사시도이다.
도 9는, 종래의 홀더 조인트의 구조를 나타내는 종단면도와 지지부의 저면도이다.
도 10은, 도 9의 홀더 조인트에 따른 홀더 부착 상태를 나타내는 종단면도와 E-E선 단면의 확대도이다.
도 11은, 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∼5는, 본 발명에 따른 홀더 조인트(A)를 나타내는 것으로서, 이에 접속되는 홀더(20)는, 전술한 도 8의 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 7 참조)의 스크라이브 헤드(40)에 회전운동이 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)가 접촉하여 경사면(26b) 배면측의 부착부 둘레면(27)을 평탄면(6, 6)에 밀어붙여, 홀더(20)의 방향이나 자세가 일정이 되도록 위치 결정하는 것이다. 이 구성에 대해서는 이하에서 상술한다.

또한, 개구 구멍(3)의 내면에는, 평면에서 볼 때 V자형을 이루도록 좌우 대칭으로 배치된 한 쌍의 평탄면(6, 6)이 수직 방향을 따라서 형성되어 있다. 이들 좌우의 평탄면(6, 6)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 평행 핀(5)의 중앙과 직교하는 수평인 가상 직선(L의) 좌우로 나누어 형성되어 있고, 홀더(20)가 개구 구멍(3)에 삽입되었을 때에 홀더(20)의 부착부 둘레면(27)이 접촉하도록 형성되어 있다. 이 좌우의 평탄면(6, 6)이 이루는 각도(α)는, 50∼100도의 범위 내에서 형성하는 것이 좋다. 본 실시예의 경우, 삽입되는 홀더(20)의 동부(22)의 직경 5㎜에 대하여 60도의 각도로 형성되어 있다.

상기의 구성에 있어서, 홀더(20)를 홀더 조인트(A)에 부착할 때는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 우선, 홀더(20)의 부착부(26)측을 홀더 조인트(A)의 개구 구멍(3)에 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 인상되기 때문에, 부착부(26)의 경사면(26b)이 평행 핀(5)으로 밀어붙여진다. 즉, 도 5에 나타내는 바와 같이, 경사면(26b) 배면측의 부착부 주면(27)이 V자형으로 배치된 좌우의 평탄면(6, 6)에 선 접촉으로 밀어붙여져, 이에 의해, 홀더(20)의 자세가 자동적으로 일정 방향으로 향한 상태로 홀더 조인트(A)에 부착된다.

또한, 좌우의 평탄면(6, 6)이 이루는 각도(α)를 60도로 하여, 직경 5㎜의 홀더(20)의 동부(22)를 홀더 조인트(A)의 개구 구멍(3)에 삽입한 경우에는, 평탄면(6, 6)에서의 선 접촉점(P1, P2)과 평행 핀(5)의 중앙 접촉점(P3)을 연결한 형상이 대략 정삼각형이 되어 각 접촉점(P1∼P3)이 밸런스 좋게 배분되고, 안정적으로 홀더(20)를 지지할 수 있다.

이와 같이, 개구 구멍(3)의 내면에 홀더(20)의 부착부 둘레면(27)을 받는 좌우의 평탄면(6, 6)이 V자형으로 배치하여 형성되고 있기 때문에, 평탄면(6, 6)에 대하여 홀더(20)의 부착부 둘레면(27)의 위치를 정밀도 좋게 선 접촉시켜 부착할 수 있음과 함께, 곡선의 스크라이브 가공을 행하는 등, 커터 휠(21)의 진행 방향에 대하여 가로 방향의 힘이 홀더(20)에 가해졌을 경우라도, 부착부 둘레면(27)을 좌우의 평탄면(6, 6)에 확실하게 접촉시켜 홀더 조인트(A)에 부착할 수 있다. 따라서, 곡선의 스크라이브 가공 중에 커터 휠이 가로 방향으로 어긋나거나, 위치가 이동하거나 하는 것이 없어져, 깨끗한 스크라이브 라인을 정밀도 좋게 형성할 수 있다.

도 6은 본 발명의 홀더 조인트의 다른 실시예를 나타내는 것이다. 당해 실시예에서는, 상기한 구성에 더하여, 홀더 조인트(A＇)의 개구 구멍(3)에 삽입된 홀더(20)의 동부(22)를, 평탄면(6, 6)의 방향을 향하여 탄력적으로 밀어붙이는 탄성 부재(7)를 형성하고 있고, 이 탄성 부재(7)의 일 예로서, 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 평탄면(6, 6)과는 반대측의 내면에 부착되어 있다.

즉, 개구 구멍(3)에 삽입된 홀더(20)의 동부(22)를 탄성 부재(7)가 평탄면(6, 6)을 향하여 탄력적으로 밀어붙임으로써, 홀더(20)의 삽입시의 안정성을 더욱 높여 덜그럭거림을 확실하게 없앨 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 상하 2개소에서 홀더(20)의 동부(22)를 평탄면(6, 6)을 향하여 밀어붙일 수 있어, 홀더(20)를 홀더 조인트(A＇)에 지지시켰을 때의 안정성을 보다 한층 높일 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 탄성 부재(7)로서 볼 플런저를 이용했지만, 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 둘레면(27)을 개구 구멍(13)의 내면으로 밀어붙일 수 있으면 좋고, 평행 핀을 대신하여 구(球) 등 임의의 형상으로 할 수 있다. 동일하게, 부착부(26)의 형상도 위치 결정 부재의 형상에 따라서 변경 가능하다.

이상, 본 발명의 대표적인 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 상기의 실시 형태에 특정되는 것이 아니고, 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
L : 가상 직선
1 : 베어링
2 : 지지부
3 : 개구 구멍
4 : 자석
5 : 평행 핀
6 : 평탄면
7 : 탄성 부재
20 : 홀더
21 : 커터 휠
22 : 동부
26 : 부착부
27 : 부착부 둘레면

Claims

커터 휠을 구비한 홀더를 지지하는 홀더 조인트로서,
하향으로 개구하고 상하로 연장되는 개구 구멍과,
상기 개구 구멍 내에 설치된 위치 결정 부재와,
상기 개구 구멍의 내깊이부에 배치된 자석과,
상기 개구 구멍의 내면에서 평면에서 볼 때 V자형을 이루도록 좌우 대칭으로 형성된 한 쌍의 수직인 평탄면을 구비하고,
상기 좌우의 평탄면은, 상기 위치 결정 부재의 중앙과 직교하는 수평인 가상 직선의 좌우로 나누어 형성되어 있고,
상기 좌우의 평탄면에, 상기 개구 구멍에 삽입된 홀더의 부착부 둘레면이 접촉하도록 형성되어 있는 홀더 조인트.
제1항에 있어서,
상기 좌우의 평탄면이 이루는 각도가 50∼100도의 범위 내에서 형성되어 있는 홀더 조인트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 개구 구멍의 내면에, 당해 개구 구멍에 삽입된 홀더를 상기 평탄면의 방향을 향하여 탄력적으로 밀어붙이는 탄성 부재가 형성되어 있는 홀더 조인트.