KR20180063421A - 스크라이빙 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 스크라이빙 장치는 제1 기판, 제2 기판, 제1 기판 및 제2 기판 사이에 소정의 패턴으로 개재되는 개재 물질을 포함하는 합착 기판을 개재 물질의 패턴을 따라 용이하게 절단하기 위한 것으로, 합착 기판의 표면에 개재 물질의 패턴을 따라 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 유닛; 개재 물질의 적어도 일부분에 레이저 빔을 조사하여 개재 물질의 적어도 일부분을 변성시키는 레이저 빔 조사 유닛; 합착 기판의 표면의 요철을 측정하는 요철 측정 유닛; 및 요철 측정 유닛에 의해 측정된 합착 기판의 표면의 요철에 따라 레이저 빔 조사 유닛을 합착 기판을 향하는 방향 및 합착 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동 장치를 포함할 수 있다.

Description

스크라이빙 장치{SCRIBING APPARATUS}
본 발명은 기판을 절단하기 위해 기판에 스크라이빙 라인을 형성하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 평판 디스플레이에 사용되는 액정 디스플레이 패널, 유기 전계 발광 디스플레이 패널, 무기 전계 발광 디스플레이 패널, 투과형 프로젝터 기판, 반사형 프로젝터 기판을 제조하는 데에, 유리와 같은 취성의 머더 글라스 패널을 소정의 크기로 절단하여 형성되는 단위 글라스 패널이 사용된다.
머더 글라스 패널은 제1 기판 및 제2 기판이 합착되어 형성되는 합착 기판이다. 제1 기판은 박막 트랜지스터를 구비할 수 있으며, 제2 기판은 컬러 필터를 구비할 수 있다. 제1 및 제2 기판은 접착제로서 페이스트를 사용하여 합착된다. 제1 및 제2 기판 사이에는 액정 및/또는 전자 소자 등이 구비된다.
합착 기판을 단위 기판으로 절단하는 공정은, 제1 기판 및 제2 기판 상에 가상의 절단 예정선을 따라 다이아몬드와 같은 재질의 스크라이빙 휠을 가압하면서 이동시켜 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 공정과, 스크라이빙 라인을 따라 합착 기판을 가압하는 것에 의해 합착 기판을 절단하여 단위 기판을 얻는 브레이킹 공정을 포함한다.
한편, 합착 기판 사이에서 액정 및/또는 전자 소자 등이 실제로 차지하는 영역(유효 영역)의 크기를 최대화하기 위하여, 합착 기판 사이에 형성된 페이스트 패턴을 따라 합착 기판을 절단하는 방안을 고려할 수 있다. 이러한 경우에는, 제1 및 제2 기판 상에는 페이스트 패턴을 따라 스크라이빙 라인이 형성되며, 이에 따라, 합착 기판 사이에서 경화된 페이스트가 합착 기판과 함께 절단될 수 있다.
한편, 페이스트는 제1 및 제2 기판의 내면에 형성된 블랙 매트릭스에 부착될 수 있다. 즉, 페이스트 패턴은 제1 및 제2 기판의 내면에 형성된 블랙 매트릭스 패턴과 일치할 수 있다.
페이스트가 블랙 매트릭스에 부착되어 있는 경우에는, 합착 기판이 절단될 때, 페이스트 및 블랙 매트릭스가 합착 기판과 함께 절단되어야 한다. 그러나, 블랙 매트릭스의 재질, 페이스트와 블랙 매트릭스 사이의 접착력으로 인해, 합착 기판이 원활하게 절단되지 않는 문제점이 있다.
이러한 문제는 합착 기판 사이에 페이스트 및 블랙 매트릭스가 개재된 합착 기판을 절단하는 경우뿐만 아니라, 합착 기판 사이에 보호막, 전극, 유기막, 접착제, 실런트와 같은 물질(이하, '개재 물질'이라 한다)이 개재되어 있고 개재 물질의 패턴을 따라 합착 기판에 스크라이빙 라인을 형성하여, 합착 기판을 절단하는 과정에서도 발생할 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2007-0070824호(2007.07.04)
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 제1 기판, 제2 기판, 제1 기판 및 제2 기판 사이에 소정의 패턴으로 개재되는 개재 물질을 포함하는 합착 기판을 개재 물질의 패턴을 따라 용이하게 절단할 수 있는 스크라이빙 장치를 제공하는 데에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예는 제1 기판, 제2 기판, 제1 기판 및 제2 기판 사이에 소정의 패턴으로 개재되는 개재 물질을 포함하는 합착 기판을 개재 물질의 패턴을 따라 절단하기 위한 스크라이빙 장치에 있어서, 합착 기판의 표면에 개재 물질의 패턴을 따라 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 유닛; 개재 물질의 적어도 일부분에 레이저 빔을 조사하여 개재 물질의 적어도 일부분을 변성시키는 레이저 빔 조사 유닛; 합착 기판의 표면의 요철을 측정하는 요철 측정 유닛; 및 요철 측정 유닛에 의해 측정된 합착 기판의 표면의 요철에 따라 레이저 빔 조사 유닛을 합착 기판을 향하는 방향 및 합착 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동 장치를 포함하는 스크라이빙 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 스크라이빙 장치는 합착 기판 사이에 소정의 패턴으로 개재된 개재 물질에 레이저 빔을 조사하여 개재 물질의 적어도 일부분을 변성시키고, 개재 물질을 패턴을 따라 합착 기판에 스크라이빙 라인을 형성하여 합착 기판을 절단한다. 따라서, 합착 기판과 함께 합착 기판 사이에 개재된 개재 물질을 용이하게 절단할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 스크라이빙 장치는, 요철 측정 유닛에 의하여 측정된 합착 기판의 표면의 요철에 따라 레이저 빔 조사 유닛이 Z축 방향으로 이동하므로, 레이저 빔 조사 유닛과 합착 기판의 표면 사이의 간격이 설정된 간격으로 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 합착 기판의 표면에 요철이 있는 경우에도, 레이저 빔 조사 유닛으로부터 조사된 레이저 빔의 스폿이 합착 기판 사이의 개재 물질 내의 정확한 위치에 위치될 수 있으며, 이에 따라, 개재 물질을 정확하게 변성시킬 수 있다. 따라서, 합착 기판과 함께 합착 기판 사이에 개재된 개재 물질을 용이하게 절단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크라이빙 장치에 의해 절단되는 합착 기판이 개략적으로 도시된 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크라이빙 장치가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크라이빙 장치에 구비되는 레이저 빔 조사 유닛이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크라이빙 장치에 의해 개재 물질에 레이저 빔이 조사되고 합착 기판에 스크라이빙 라인이 형성되는 상태가 도시된 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크라이빙 장치의 작동을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크라이빙 장치가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크라이빙 장치의 요철 측정 유닛이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 스크라이빙 장치의 요철 측정 유닛이 개략적으로 도시된 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스크라이빙 장치에 대하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크라이빙 장치에 의해 절단되는 대상은 제1 기판(S1) 및 제2 기판(S2)이 합착된 합착 기판(S)이다. 예를 들면, 제1 기판(S1)은 박막 트랜지스터를 구비할 수 있으며, 제2 기판(S2)은 컬러 필터를 구비할 수 있다. 합착 기판(S) 사이에는 페이스트, 블랙 매트릭스, 보호막, 전극, 유기막, 접착제, 실런트와 같은 개재 물질(10)이 소정의 패턴으로 개재될 수 있으며, 이러한 개재 물질(10)에 의해 제1 기판(S1) 및 제2 기판(S2) 사이의 간격이 유지될 수 있다. 도 1은 제1 및 제2 기판(S1, S2)의 내면에 제1 개재 물질로서 각각 블랙 매트릭스(11)가 형성되고, 블랙 매트릭스(11) 사이에 제2 개재 물질로서 페이스트(12)가 형성된 상태를 도시한다. 합착 기판(S) 사이에는 액정 및/또는 전자 소자 등이 배치될 수 있으며, 합착 기판(S) 사이에서 액정 및/또는 전자 소자 등이 차지하고 있는 영역(유효 영역)의 크기를 최대화하기 위하여, 개재 물질(10)의 패턴을 따라 합착 기판(S)을 절단하는 방안이 고려될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예는 개재 물질(10)과 함께 합착 기판(S)을 용이하게 절단할 수 있는 스크라이빙 장치를 제시한다.
한편, 스크라이빙 라인이 형성될 합착 기판(S)이 이송되는 방향을 Y축 방향이라 정의하고, 합착 기판(S)이 이송되는 방향(Y축 방향)에 교차하는 방향을 X축 방향이라 정의한다. 그리고, 합착 기판이(S) 놓이는 X-Y평면에 수직인 방향을 Z축 방향이라 정의한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크라이빙 장치는, X축 방향으로 연장되는 제1 프레임(110)과, 제 1프레임(110)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제1 헤드(210)와, 제1 프레임(110)의 아래에서 제1 프레임(110)과 평행하게 X축 방향으로 연장되는 제2 프레임(120)과, 제2 프레임(120)에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되는 제2 헤드(220)를 포함할 수 있다.
제1 프레임(110)에는 X축 방향으로 복수의 제1 헤드(210)가 장착될 수 있으며, 제2 프레임(120)에는 X축 방향으로 복수의 제2 헤드(220)가 장착될 수 있다. 제1 프레임(110) 및 제2 프레임(120)은 일체로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 헤드(210, 220)는 Z축 방향으로 서로 대향하게 배치될 수 있다. 제1 헤드(110)는 제1 스크라이빙 유닛(310)을 포함할 수 있으며, 제1 스크라이빙 유닛(310)은 스크라이빙 휠(311)을 구비하는 제1 스크라이빙 휠 모듈(313)과, 롤러(315)를 구비하는 제1 롤러 모듈(317)을 포함할 수 있다. 제2 헤드(220)는 제2 스크라이빙 유닛(320)을 포함할 수 있으며, 제2 스크라이빙 유닛(320)은 스크라이빙 휠(321)을 구비하는 제2 스크라이빙 휠 모듈(323)과, 롤러(325)를 구비하는 제2 롤러 모듈(327)을 포함할 수 있다.
제1 스크라이빙 휠 모듈(313)의 스크라이빙 휠(311)은 제2 롤러 모듈(327)의 롤러(325)와 서로 일치하도록 배치되며, 제2 스크라이빙 휠 모듈(323)의 스크라이빙 휠(321)은 제1 롤러 모듈(317)의 롤러(315)와 서로 일치하도록 배치된다. 제1 스크라이빙 휠 모듈(313)의 스크라이빙 휠(311) 및 제1 롤러 모듈(317)의 롤러(315)는 X축 방향으로 일렬로 배치되며, 제2 스크라이빙 휠 모듈(323)의 스크라이빙 휠(321) 및 제2 롤러 모듈(327)의 롤러(325)는 X축 방향으로 일렬로 배치된다.
제1 스크라이빙 휠 모듈(313)의 스크라이빙 휠(311) 및 제1 롤러 모듈(317)의 롤러(315)는 제1 기판(S1)에 가압될 수 있고, 제2 스크라이빙 휠 모듈(323)의 스크라이빙 휠(321) 및 제2 롤러 모듈(327)의 롤러(325)는 제2 기판(S2)에 가압될 수 있다.
제1 및 제2 스크라이빙 휠 모듈(313, 323)은 Z축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 이에 따라, 제1 및 제2 스크라이빙 휠(311, 321)이 합착 기판(S)을 가압하는 가압력이 조절될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 스크라이빙 휠 모듈(313, 323)이 Z축 방향으로 이동되는 것에 의해, 합착 기판(S) 내에서의 제1 및 제2 스크라이빙 휠(311, 321)의 절삭 깊이가 조절될 수 있다.
따라서, 복수의 스크라이빙 휠(311, 321)이 제1 및 제2 기판(S1, S2)에 각각 가압된 상태에서, 제1 및 제2 헤드(210, 220)가 합착 기판(S1)에 대하여 상대적으로 X축 방향으로 이동되는 것에 의해, 제1 및 제2 기판(S1, S2)에는 각각 스크라이빙 라인이 형성될 수 있다. 이 과정에서, 복수의 롤러(315, 325)는 복수의 스크라이빙 휠(311, 321)이 제1 및 제2 기판(S1, S2)을 가압하는 힘을 지지하는 역할을 한다.
이때, 복수의 스크라이빙 휠(311, 321)은 개재 물질(10)의 패턴과 평행한 선(L)과 일치되도록 배치되며, 이에 따라, 복수의 스크라이빙 휠(311, 321)에 의해 형성되는 스크라이빙 라인은 개재 물질(10)의 패턴과 평행한 선(L)과 일치할 수 있다. 따라서, 합착 기판(S)은 개재 물질(10)의 패턴을 따라 절단될 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 헤드(210)에는 제1 레이저 빔 조사 유닛(410)이 구비될 수 있으며, 제2 헤드(220)에는 제2 레이저 빔 조사 유닛(420)이 구비될 수 있다. 제1 및 제2 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)은 개재 물질(10)의 적어도 일부분에 레이저 빔을 조사하여 개재 물질(10)의 적어도 일부분을 변성시키는 역할을 한다. 개재 물질(10)에 레이저 빔이 조사되면 개재 물질(10)은 소실(燒失)된다. 따라서, 개재 물질(10)의 패턴을 따라 합착 기판(S)이 절단될 때, 개재 물질(10)이 용이하게 절단될 수 있다.
제1 및 제2 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)은 개재 물질(10)에 흡수되는 파장대의 레이저 빔을 방출할 수 있다. 제1 및 제2 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)은 레이저 빔을 발생시킬 수 있는 레이저 소스(미도시)와 연결될 수 있으며, 레이저 소스로는 CO2 레이저, YAG 레이저, 펄스 레이저, 펨토초 레이저 등 다양한 레이저 소스가 사용될 수 있다. 또한, 레이저 소스와 제1 및 제2 레이저 빔 조사 유닛(410, 420) 사이에는 필요에 따라 빔 익스팬더, 콜리메이터 등의 광학 요소가 포함될 수 있다.
제1 및 제2 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)은 Z축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 이에 따라, 제1 및 제2 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)에서 조사된 레이저 빔의 스폿(P)의 Z축 방향 위치가 조절될 수 있다. 레이저 빔의 스폿(P)의 Z축 방향으로의 위치가 조절됨에 따라, 제1 개재 물질(11) 및 제2 개재 물질(12)에 순차적으로 레이저 빔이 조사될 수 있으며, 이에 따라, 제1 개재 물질(11) 및 제2 개재 물질(12)이 순차적으로 변성될 수 있다.
도 4 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크라이빙 장치의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)이 개재 물질(10)의 패턴과 일치되게 위치되어, 개재 물질(10)에 레이저 빔을 조사한다(S110). 레이저 빔의 스폿(P)이 개재 물질(10)에 위치됨에 따라, 개재 물질(10)의 적어도 일부가 레이저 빔의 광 및 열에 의해 변성된다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 개재 물질(10) 내에는 변성된 부분(A)이 존재하며, 변성된 부분(A)은 개재 물질(10)의 다른 부분에 비하여 쉽게 절단되는 성질을 갖게 된다.
한편, 본 발명의 제1 실시예와 같이, 개재 물질(10)이 제1 개재 물질(11)인 블랙 매트릭스와 제2 개재 물질(12)인 페이스트를 포함하는 경우, 제1 및 제2 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)이 Z축 방향으로 이동되면서, 제1 개재 물질(11) 및 제2 개재 물질(12)에 레이저 빔이 순차적으로 조사될 수 있다. 따라서, 제1 개재 물질(11) 및 제2 개재 물질(12)에 변성된 부분이 존재하게 되어, 제1 개재 물질(11) 및 제2 개재 물질(12)이 용이하게 절단될 수 있다.
이와 같이 개재 물질(10)의 적어도 일부분이 변성되면, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 개재 물질(10)의 변성된 부분에 대응하도록 합착 기판(S)에 스크라이빙 휠(311, 321)을 가압하여 합착 기판(S)에 스크라이빙 라인을 형성한다(S120). 이러한 스크라이빙 라인은 스크라이빙 휠(311, 321)의 가압력에 의해 합착 기판(S) 내에 형성되는 크랙(C)으로서 형성된다. 따라서, 합착 기판(S)은 스크라이빙 라인을 따라 절단될 수 있다.
이와 같이, 개재 물질(10)의 변성된 부분(A)에 의해 개재 물질(10)이 취약해진 상태에서 합착 기판(S)에 스크라이빙 라인이 형성되므로, 합착 기판(S)이 바로 절단될 수 있다. 다른 예로서, 개재 물질(10)이 변성되고 합착 기판(S)에 스크라이빙 라인이 형성된 상태에서, 합착 기판(S)이 브레이킹 공정으로 이송된 후 절단될 수 있다.
다른 예로서, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 개재 물질(10)이 변성되고 합착 기판(S)에 스크라이빙 라인이 형성된 상태에서, 개재 물질(10)의 변성된 부분(A)에 스크라이빙 휠(311, 321)을 가압하여 개재 물질(10)의 변성된 부분(A)에 스크라이빙 라인을 형성하는 과정이 더 추가될 수 있다(S130).
본 발명의 제1 실시예와 같이, 개재 물질(10)이 제1 개재 물질(11)인 블랙 매트릭스와 제2 개재 물질(12)인 페이스트를 포함하는 경우, 제1 및 제2 스크라이빙 휠 모듈(313, 323)이 Z축 방향으로 이동되면서, 제1 개재 물질(11) 및 제2 개재 물질(12)에 스크라이빙 라인이 순차적으로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 개재 물질(11) 및 제2 개재 물질(12)에 형성된 스크라이빙 라인으로 인해, 제1 개재 물질(11) 및 제2 개재 물질(12)이 용이하게 절단될 수 있다.
스크라이빙 휠(311, 321)이 개재 물질(10)에 쉽게 도달할 수 있도록, 합착 기판(S)에 스크라이빙 라인이 형성하는 과정에서, 스크라이빙 유닛(310, 320)은 개재 물질(10)의 변성된 부분(A)이 외부로 노출되도록 합착 기판(S)에 스크라이빙 라인을 형성할 수 있다.
이와 같이, 합착 기판(S)에 스크라이빙 라인이 형성될 뿐만 아니라, 개재 물질(10)에도 스크라이빙 라인이 형성되므로, 합착 기판(S)이 보다 용이하게 절단될 수 있다.
또 다른 예로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 개재 물질(10)의 패턴에 대응하도록 스크라이빙 휠(311, 321)을 합착 기판(S)에 가압하여 합착 기판(S)에 스크라이빙 라인을 형성하는 과정이 먼저 수행되고(S210), 그런 다음, 스크라이빙 라인을 따라 존재하는 개재 물질(10)의 적어도 일부분에 레이저 빔을 조사하여 개재 물질(10)의 적어도 일부분을 변성시키는 과정이 수행될 수 있다(S220).
이때, 레이저 빔이 개재 물질(10)에 원활하게 조사될 수 있도록, 합착 기판(S)에 스크라이빙 라인이 형성하는 과정에서, 스크라이빙 유닛(310, 320)은 개재 물질(10)의 일부분이 외부로 노출되도록 스크라이빙 라인을 형성할 수 있다.
또한, 합착 기판(S)에 스크라이빙 라인이 형성하는 과정에서, 스크라이빙 유닛(310, 320)은 개재 물질(10)의 일부분에 스크라이빙 라인을 형성할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예와 같이, 개재 물질(10)이 제1 개재 물질(11)인 블랙 매트릭스와 제2 개재 물질(12)인 페이스트를 포함하는 경우, 제1 및 제2 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)이 Z축 방향으로 이동되면서, 제1 개재 물질(11) 및 제2 개재 물질(12)에 레이저 빔이 순차적으로 조사될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 스크라이빙 장치는 합착 기판(S) 사이에 소정의 패턴으로 개재된 개재 물질(10)에 레이저 빔을 조사하여 개재 물질(10)의 적어도 일부분을 변성시키고, 개재 물질(10)을 패턴을 따라 합착 기판(S)에 스크라이빙 라인을 형성하여 합착 기판(S)을 절단한다. 따라서, 합착 기판(S)과 함께 합착 기판(S) 사이에 개재된 개재 물질(10)을 용이하게 절단할 수 있다.
이하, 도 10 내지 도 11를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크라이빙 장치에 대하여 설명한다. 본 발명의 제1 실시예에서 설명한 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
합착 기판(S)의 표면은 경우에 따라 평탄하게 유지되지 않고 약간의 요철이 형성될 수 있다. 합착 기판(S)이 요철을 갖는 경우 합착 기판(S)의 Z축 방향으로의 위치가 변화될 뿐만 아니라, 합착 기판(S) 사이에 개재된 개재 물질(10)의 Z축 방향으로의 위치가 변화될 수 있다. 따라서, 합착 기판(S)이 요철을 갖는 상태에서, 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)으로부터 레이저 빔이 조사되는 경우, 레이저 빔의 스폿(P)이 개재 물질(10)에 위치되지 않아 개재 물질(10)이 정확하게 변성되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에서는 합착 기판(S)이 요철을 측정하고, 합착 기판(S)의 요철에 따라 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)의 Z축 방향으로의 위치를 조절함으로써, 레이저 빔의 스폿(P)이 개재 물질(10)에 정확하게 위치되도록 할 수 있는 스크라이빙 장치를 제공한다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크라이빙 장치는, 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)을 Z축 방향으로 이동시키는 이동 장치(510, 520)와, 합착 기판(S)의 표면의 요철을 측정하는 요철 측정 유닛(610, 620)과, 요철 측정 유닛(610, 620)에 의해 측정된 합착 기판(S)의 요철에 따라 이동 장치(510, 520)를 제어하여 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)의 Z축 방향으로의 위치를 조절하는 제어 유닛(700)을 포함할 수 있다.
이동 장치(510, 520)는 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)과 각각 연결되어, 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)을 합착 기판(S)에 인접하는 방향 및 합착 기판(S)으로부터 이격되는 방향으로 이동시키는 역할을 한다. 이동 장치(510, 520)로는, 공압 또는 유압에 의하여 작동하는 액추에이터, 전자기적 상호 작용에 의해 작동되는 리니어 모터, 또는 볼 스크류 기구와 같은 직선 이동 기구가 채용될 수 있다.
요철 측정 유닛(610, 620)은 제1 헤드(210)에 구비되는 제1 요철 측정 유닛(610)과, 제2 헤드(220)에 구비되는 제2 요철 측정 유닛(620)을 포함할 수 있다. 제1 헤드(210)에 구비되는 제1 요철 측정 유닛(610)은 제2 헤드(220)에 구비되는 제2 요철 측정 헤드(620)와 동일한 구성 및 작용 효과를 갖는다. 이하, 제1 헤드(210)에 구비되는 제1 요철 측정 유닛(610)을 대표적으로 요철 측정 유닛(610)이라 하고, 요철 측정 유닛(610)에 대해 도 11을 참조하여 설명한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 요철 측정 유닛(610)은 제1 헤드(210)에 설치되어 제1 헤드(210)와 함께 합착 기판(S)의 표면을 따라 이동하는 요철 측정 헤드(611)와, 요철 측정 헤드(611)에 합착 기판(S)의 표면의 요철에 따라 합착 기판(S)의 표면을 향하는 방향 및 합착 기판(S)의 표면으로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 설치되는 요철 측정 부재(612)와, 요철 측정 부재(612)의 Z축 방향으로의 위치를 측정하는 위치 측정 장치(613)를 포함하여 구성될 수 있다.
요철 측정 부재(612)는 합착 기판(S)의 표면에 접촉된 상태로 유지된다. 요철 측정 부재(612)는 요철 측정 헤드(611)가 이동될 때 합착 기판(S)의 요철에 따라 Z축 방향으로 이동될 수 있다. 요철 측정 부재(612)가 합착 기판(S)의 요철에 따라 Z축 방향으로 이동될 수 있도록, 요철 측정 부재(612)는 요철 측정 헤드(611)에 Z축 방향으로 슬라이드 가능하게 설치될 수 있다. 또한, 요철 측정 부재(612)가 합착 기판(S)의 표면의 요철에 따라 Z축 방향으로 이동될 수 있도록, 요철 측정 부재(612)에는 스프링과 같은 탄성 부재가 연결될 수 있다. 합착 기판(S)의 표면과 접촉되는 요철 측정 부재(612)의 단부에는 볼 또는 롤러와 같은 마찰 저감 부재(619)가 구비되는 것이 바람직하다. 마찰 저감 부재(619)는 합착 기판(S)의 표면에 접촉된 상태에서 구름 운동을 할 수 있다. 다른 예로서, 마찰 저감 부재(619)는 연질의 플라스틱, 수지 등으로 이루어질 수 있다.
위치 측정 장치(613)는 제어 유닛(700)과 연결되어, 위치 측정 장치(613)에 의해 측정된 요철 측정 부재(612)의 위치 및 변위에 관한 정보가 제어 유닛(700)으로 전달될 수 있다.
위치 측정 장치(613)는 요철 측정 부재(612)에 구비되는 기준 부재(614)와, 기준 부재(614)를 대면하도록 위치 측정 헤드(611)에 설치되는 감지 부재(615)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 기준 부재(614)가 위치 측정 헤드(611)에 설치될 수 있고, 감지 부재(615)가 요철 측정 부재(612)에 설치될 수 있다. 이러한 위치 측정 장치(613)는 기준 부재(614)와 감지 부재(615)의 상호 작용을 이용하여 요철 측정 부재(612)의 위치 및 변위를 측정한다.
일 예로서, 기준 부재(614)은 소정의 눈금을 가지는 스케일로 구성될 수 있고, 감지 부재(615)는 스케일을 촬상하는 카메라로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 감지 부재(615)에 의하여 촬상된 스케일의 이미지를 기준으로 기준 부재(614)와 감지 부재(615) 사이의 상대 위치를 측정하고, 측정된 상대 위치를 기준으로 요철 측정 부재(612)의 위치를 측정할 수 있다.
다른 예로서, 기준 부재(614)는 위치에 따라 반사 각도가 달라지는 반사면으로 구성될 수 있고, 감지 부재(615)는 반사면을 향하여 광을 발광하는 발광 센서와 반사면에서 반사되는 광을 수광하는 수광 센서로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 반사면에서 반사되는 광의 반사 각도를 측정하는 것에 의해, 기준 부재(614)와 감지 부재(615) 사이의 상대 위치를 측정하고, 측정된 상대 위치를 기준으로 요철 측정 부재(612)의 위치를 측정할 수 있다.
이와 같은 구성에 따르면, 요철 측정 부재(612)의 단부가 합착 기판(S)의 표면에 접촉된 상태에서, 요철 측정 헤드(611)가 합착 기판(S)의 표면을 따라 이동하면, 요철 측정 부재(612)가 합착 기판(S)의 표면의 요철에 따라 Z축 방향으로 이동된다.
요철 측정 부재(612)의 이동에 따라, 기준 부재(614)과 감지 부재(615) 사이의 상대 위치가 변하게 되며, 이러한 상대 위치의 변화를 기준으로 요철 측정 부재(612)의 변위가 측정될 수 있다.
이러한 요철 측정 부재(612)의 변위는 합착 기판(S)의 표면의 요철의 크기를 의미한다. 이때, 제어 유닛(700)은 위치 측정 장치(613)에 의해 측정된 요철 측정 부재(612)의 변위를 기준으로 이동 장치(510)를 제어하여, 이동 장치(510)가 요철 측정 부재(612)의 변위에 대응하여 레이저 빔 조사 유닛(410)을 이동시키도록 한다.
따라서, 레이저 빔 조사 유닛(410)이 위치 측정 장치(613)에 의해 측정된 요철 측정 부재(612)의 변위에 따라 합착 기판(S)을 향하는 방향 및 합착 기판(S)으로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 있으므로, 레이저 빔 조사 유닛(410)과 합착 기판(S)의 표면 사이의 간격이 설정된 간격으로 일정하게 유지될 수 있다.
여기에서, 설정된 간격은 레이저 빔 조사 유닛(410)으로부터 조사된 레이저 빔의 스폿(P)이 개재 물질(10) 내의 정확한 위치에 위치될 때의 간격이다. 설정된 간격은 다수의 실험이나 시뮬레이션을 통하여 결정될 수 있다.
이와 같이, 요철 측정 유닛(610)에 의하여 측정된 합착 기판(S)의 표면의 요철에 따라 레이저 빔 조사 유닛(410)이 Z축 방향으로 이동하므로, 레이저 빔 조사 유닛(410)과 합착 기판(S)의 표면 사이의 간격이 설정된 간격으로 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 합착 기판(S)의 표면에 요철이 있는 경우에도, 레이저 빔 조사 유닛(410)으로부터 조사된 레이저 빔의 스폿(P)이 합착 기판(S) 사이의 개재 물질(10) 내의 정확한 위치에 위치될 수 있으며, 이에 따라, 개재 물질(10)을 정확하게 변성시킬 수 있다. 따라서, 합착 기판(S)과 함께 합착 기판(S) 사이에 개재된 개재 물질(10)을 용이하게 절단할 수 있다.
이하, 도 12를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 스크라이빙 장치에 대하여 설명한다. 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에서 설명한 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 스크라이빙 장치는, 레이저 빔 조사 유닛(410, 420)을 Z축 방향으로 이동시키는 이동 장치(510)와, 합착 기판(S)의 표면의 요철을 측정하는 요철 측정 유닛(810)과, 요철 측정 유닛(810)에 의해 측정된 합착 기판(S)의 요철에 따라 이동 장치(510)를 제어하여 레이저 빔 조사 유닛(410)의 Z축 방향으로의 위치를 조절하는 제어 유닛(700)을 포함할 수 있다.
요철 측정 유닛(810)은 제1 헤드(210)에 설치되어 제1 헤드(210)와 함께 합착 기판(S)의 표면을 따라 이동하는 요철 측정 헤드(811)와, 요철 측정 헤드(811)에 설치되어 합착 기판(S)으로부터의 거리를 측정하는 거리 측정 장치(813)를 포함할 수 있다.
거리 측정 장치(813)는 요철 측정 헤드(811)가 이동될 때 합착 기판(S)으로부터의 거리를 실시간으로 측정하고, 합착 기판(S)으로부터의 거리의 변화로부터 합착 기판(S)의 요철을 측정할 수 있다.
거리 측정 장치(813)는 합착 기판(S)의 표면을 향하여 레이저를 방출하는 발광부(814)와, 발광부(814)와 소정의 간격으로 이격되어 합착 기판(S)에 의해 반사된 레이저를 수광하는 수광부(815)로 구성된다. 이러한 거리 측정 장치(813)는 발광부(814)에서 발광된 후 합착 기판(S)에서 반사된 레이저의 결상 위치에 따른 전기 신호를 제어 유닛(700)으로 출력하여 합착 기판(S)으로부터의 거리를 측정한다.
이와 같은 구성에 따르면, 요철 측정 헤드(811)가 합착 기판(S)의 표면을 따라 이동하면, 거리 측정 장치(813)가 합착 기판(S)의 표면으로부터의 거리를 측정한다.
이때, 제어 유닛(700)은 거리 측정 장치(813)에 의해 측정된 합착 기판(S)의 표면으로부터의 거리를 기준으로 이동 장치(510)를 제어하여, 이동 장치(510)가 합착 기판(S)의 표면으로부터의 거리의 변화에 대응하여 레이저 빔 조사 유닛(410)을 이동시키도록 한다.
따라서, 레이저 빔 조사 유닛(410)이 거리 측정 장치(813)에 의해 측정된 합착 기판(S)의 표면으로부터의 거리의 변화에 따라 합착 기판(S)을 향하는 방향 및 합착 기판(S)으로부터 멀어지는 방향으로 이동될 수 있으므로, 레이저 빔 조사 유닛(410)과 합착 기판(S)의 표면 사이의 간격이 설정된 간격으로 일정하게 유지될 수 있다.
여기에서, 설정된 간격은 레이저 빔 조사 유닛(410)으로부터 조사된 레이저 빔의 스폿(P)이 개재 물질(10) 내의 정확한 위치에 위치될 때의 간격이다. 설정된 간격은 다수의 실험이나 시뮬레이션을 통하여 결정될 수 있다.
이와 같이, 요철 측정 유닛(810)에 의하여 측정된 합착 기판(S)의 표면의 요철에 따라 레이저 빔 조사 유닛(410)이 Z축 방향으로 이동하므로, 레이저 빔 조사 유닛(410)과 합착 기판(S)의 표면 사이의 간격이 설정된 간격으로 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 합착 기판(S)의 표면에 요철이 있는 경우에도, 레이저 빔 조사 유닛(410)으로부터 조사된 레이저 빔의 스폿(P)이 합착 기판(S) 사이의 개재 물질(10) 내의 정확한 위치에 위치될 수 있으며, 이에 따라, 개재 물질(10)을 정확하게 변성시킬 수 있다. 따라서, 합착 기판(S)과 함께 합착 기판(S) 사이에 개재된 개재 물질(10)을 용이하게 절단할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.
110, 120: 제1 및 제2 프레임
210, 220: 제1 및 제2 헤드
310, 320: 스크라이빙 유닛
410, 420: 레이저 빔 조사 유닛
510, 520: 이동 장치
610, 620: 요철 측정 유닛
700: 제어 유닛
810: 요철 측정 유닛
S: 기판
10: 개재 물질

Claims (7)

  1. 제1 기판, 제2 기판, 제1 기판 및 제2 기판 사이에 소정의 패턴으로 개재되는 개재 물질을 포함하는 합착 기판을 상기 개재 물질의 패턴을 따라 절단하기 위한 스크라이빙 장치에 있어서,
    상기 합착 기판의 표면에 상기 개재 물질의 패턴을 따라 스크라이빙 라인을 형성하는 스크라이빙 유닛;
    상기 개재 물질의 적어도 일부분에 레이저 빔을 조사하여 상기 개재 물질의 적어도 일부분을 변성시키는 레이저 빔 조사 유닛;
    상기 합착 기판의 표면의 요철을 측정하는 요철 측정 유닛; 및
    상기 요철 측정 유닛에 의해 측정된 상기 합착 기판의 표면의 요철에 따라 상기 레이저 빔 조사 유닛을 상기 합착 기판을 향하는 방향 및 상기 합착 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동 장치를 포함하는 스크라이빙 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 요철 측정 유닛은,
    상기 합착 기판의 표면을 따라 이동 가능하게 설치되는 요철 측정 헤드;
    상기 요철 측정 헤드에 설치되며, 상기 합착 기판의 표면에 접촉되어 상기 합착 기판의 표면의 요철에 따라 상기 합착 기판을 향하는 방향 및 상기 합착 기판으로부터 멀어지는 방향으로 이동 가능한 요철 측정 부재; 및
    상기 요철 측정 부재의 위치를 측정하는 위치 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 합착 기판의 표면에 접촉하는 상기 요철 측정 부재의 단부에는 마찰 저감 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 마찰 저감 부재는 상기 합착 기판의 표면에 접촉하여 구름 운동하는 볼 또는 롤러인 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 요철 측정 유닛은, 상기 합착 기판의 표면을 향하여 레이저를 방출하는 발광부와, 상기 발광부와 소정의 간격으로 이격되어 상기 합착 기판에 의해 반사된 레이저를 수광하는 수광부를 포함하는 거리 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크라이빙 유닛은, 상기 개재 물질의 변성된 부분이 외부로 노출되도록, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판에 스크라이빙 라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 스크라이빙 유닛은, 외부로 노출된 상기 개재 물질의 변성된 부분에 스크라이빙 라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치.
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