KR20200115307A - 곡면 기판의 스크라이브 장치 및 분단 시스템 - Google Patents

Abstract

(과제) 본 발명은, 곡면의 취성 재료 기판에 효율적으로 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 스크라이브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(해결 수단) 곡면의 취성 재료 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 곡면 기판(W)의 스크라이브 장치(1)로서, 곡면 기판(W)을 보유 지지하여 이송하는 기판 이송 기구(2)와, 곡면 기판(W)에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 기구(3)를 구비하고, 스크라이브 기구(3)는 소정의 가공 위치에 있어서 곡면 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 헤드(310)를 갖고, 기판 이송 기구(2)는, 가공 위치에 있어서의 곡면 기판(W)의 표면의 경사를 조정 가능하게 형성되어 있다.

Description

곡면 기판의 스크라이브 장치 및 분단 시스템{SCRIBING APPARATUS AND DIVIDING SYSTEM FOR CURVED SUBSTRATE}

본 발명은, 유리 기판 등의 취성 재료(brittle material)로 이루어지는 곡면 기판을 분단(dividing)하기 위해서 이용하는 곡면 기판의 스크라이브 장치 및 분단 시스템에 관한 것이다.

유리 기판 등의 취성 재료로 이루어지는 곡면 기판을 분단하는 가공에서는, 종래, 곡면 기판의 곡면에 따른 표면을 갖는 테이블 상에 곡면 기판을 올려 놓은 상태에서 컷터 휠을 기판 표면에 밀어부쳐 스크라이브 라인(scribing line)을 형성하고, 그 후, 스크라이브 라인을 따라 외력을 인가하여 스크라이브 라인으로부터 균열을 진전시킴으로써, 제품의 형상으로 분단하고 있다(특허문헌 1 참조).

최근, 액정 디스플레이 패널 등의 디스플레이 패널 제품의 형상은 다양화하고 있고, 여러 가지의 형상의 디스플레이 패널의 생산이 증가하고 있다.

일본공개특허공보 2017-132684

종래의 스크라이브 장치에서는, 가공 대상의 곡면 기판의 형상에 맞추어 성형된 테이블을 준비할 필요가 있었다.

그래서, 본 발명은, 여러 가지의 곡면을 갖는 취성 재료 기판을 스크라이브할 수 있는 스크라이브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명에 따른 곡면 기판의 스크라이브 장치는, 곡면의 취성 재료 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 장치로서, 곡면 기판을 보유 지지하여 이송하는 기판 이송 기구와, 곡면 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 기구를 구비하고, 스크라이브 기구는 소정의 가공 위치에 있어서 곡면 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 헤드를 갖고, 기판 이송 기구는, 가공 위치에 있어서의 곡면 기판의 표면의 경사를 조정 가능하게 형성되어 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명에 따른 곡면 기판의 분단 시스템은, 곡면의 취성 재료 기판에 스크라이브 라인을 형성하고, 스크라이브 라인이 형성된 곡면 기판에 응력을 가하여, 스크라이브 라인을 따라 곡면 기판을 분할하는 분단 시스템으로서, 곡면 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 기구와, 곡면 기판을 보유 지지하여 이송하는 기판 이송 기구와, 곡면 기판의 단재(端材) 영역을 파지하는 단재 파지 기구를 구비하고, 스크라이브 기구는 소정의 가공 위치에 있어서 곡면 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 헤드를 갖고, 기판 이송 기구는, 취성 재료 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지부를 갖고, 기판 이송 기구는, 가공 위치에 있어서의 곡면 기판의 표면의 경사를 조정 가능하게 형성되어 있고, 단재 파지 기구는 단재를 파지하는 파지부를 갖고, 기판 보유 지지부와 파지부는, 상대적으로 접근 이격 가능하게 형성되어 있다.

본 발명의 스크라이브 장치 및 분단 시스템에 의하면, 곡면 기판의 경사를 조정 가능하게 보유 지지하고 있기 때문에, 가공 위치에 있어서의 곡면에 따라서 기판의 경사를 조정하면서 스크라이브 가공할 수 있기 때문에, 여러 가지의 곡면을 갖는 곡면 기판을 스크라이브할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 스크라이브 장치의 일 실시 형태를 나타내는 정면 개략도이다.
도 2는 본 발명에 관한 브레이크 장치의 기판 보유 지지 헤드 주위의 평면 개략도이다.
도 3은 스크라이브 라인이 형성된 기판의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 관한 스크라이브 장치를 이용하여 스크라이브 라인을 형성하는 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 본 발명에 관한 스크라이브 장치를 이용하여 기판의 경사를 조정하는 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 본 발명에 관한 스크라이브 장치와 브레이크 장치를 조합한 분단 시스템의 정면 개략도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

1. 스크라이브 장치

1) 장치 구성

도 1에 기초하여, 본 발명에 따른 스크라이브 장치의 구성을 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 스크라이브 장치의 실시 형태를 나타내는 정면 개략도이다.

스크라이브 장치(1)는, 곡면 기판(W)에 스크라이브 라인을 형성하는 장치이다. 기판(W)은, 유리 등의 취성 재료로 이루어지는 곡면 기판이고, 예를 들면 액정 패널이다. 스크라이브 장치(1)는 기판 이송 기구(2)와, 스크라이브 기구(3)와, 제어부(4)를 갖는다.

기판 이송 기구(2)는, 기판(W)을 보유 지지한 상태에서 기판(W)의 위치, 높이, 경사 및 방향을 변경할 수 있는 장치이다. 기판 이송 기구(2)는, 로봇 아암부(210)와, 기판 보유 지지 헤드(220)를 갖는다. 로봇 아암부(210)는, 도시하지 않는 모터를 구동하여, 기판 보유 지지 헤드(220)의 위치, 높이 및 경사를 변경할 수 있다.

기판 보유 지지 헤드(220)는, 선회부(221)와 기판 보유 지지부(222)를 갖는다. 기판 보유 지지부(222)는, 기판(W)을 진공 흡착하여 보유 지지한다. 선회부(221)는, 도시하지 않는 모터를 구동하여 기판 보유 지지부(222)를 선회시킨다.

도 2는, 기판 보유 지지 헤드(220) 주위의 평면 개략도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판 보유 지지 헤드(220)는, 보유 지지한 기판(W)을 그의 주면(主面)에 대략 수직인 방향의 축 둘레로 선회시킬 수 있다.

스크라이브 기구(3)는, 기판(W)의 소정의 위치에 스크라이브 라인을 형성하는 장치이다. 스크라이브 기구(3)는, 기판 이송 기구(2)에 의해 보유 지지된 상태의 기판(W)에 스크라이브 라인을 형성한다.

스크라이브 기구(3)는, 2개의 스크라이브 헤드(310)를 갖고, 스크라이브 헤드(310)는, 기판의 1개의 면 또는 양면에 레이저광을 조사함으로써, 기판(W)에 스크라이브 라인을 형성한다. 스크라이브 기구(3)는, 조사한 레이저광을 기판(W)의 내부에 집광함으로써 기판의 내부에 기판의 두께 방향으로 연장되는 가공흔을 형성한다.

제어부(4)는, 프로세서(예를 들면, CPU)와, 기억 장치(예를 들면, ROM, RAM, HDD, SSD 등)와, 각종 인터페이스(예를 들면, A/D 컨버터, D/A 컨버터, 통신 인터페이스 등)를 갖는 컴퓨터 시스템이다. 제어부(4)는, 기억부(기억 장치의 기억 영역의 일부 또는 전부에 대응)에 보존된 프로그램을 실행함으로써, 기판 이송 기구(2)와 스크라이브 기구(3)의 동작 제어를 행한다.

2) 스크라이브 방법

도 3은, 스크라이브 장치(1)를 이용하여 제품의 형상으로 분할되는 기판(W)의 개략도이다. 기판(W)에는, 스크라이브 장치(1)를 이용하여, 제품의 형상을 따른 스크라이브 라인(S1)과, 제품의 주위의 단재를 4분할하는 4개의 스크라이브 라인(S2)이 형성된다. 제품 영역(P)은, 스크라이브 라인(S1)으로 둘러싸여 있고, 단재가 분리되어 제품이 되는 영역이다. 단재 영역(D1∼D4)은, 스크라이브 라인(S1)과 스크라이브 라인(S2)을 따라, 제품 영역(P)으로부터 분리되어 단재가 되는 영역이다.

도 4 및 도 5를 이용하여, 스크라이브 장치(1)의 동작을 설명한다. 우선, 기판 이송 기구(2)는, 기판 보유 지지부(222)를 이용하여, 기판(W)의 제품 영역(P)을 흡착 보유 지지한다. 이 때, 흡착 헤드(220)와 스크라이브 기구(3)의 위치가 간섭하기 어렵도록, 곡면 기판의 볼록하게 되어 있는 면을 흡착 보유 지지하는 것이 바람직하다.

이어서, 기판 이송 기구(2)는, 로봇 아암부(210)를 구동하여, 스크라이브 기구(3)가 스크라이브 가능한 위치로 기판(W)을 이동한다. 이 때, 기판(W)의 곡면 형상에 따라서, 기판(W)의 방향 및 경사를 조정한다.

스크라이브 기구(3)에 의해 기판(W)에 레이저를 조사하면서, 기판 이송 기구(2)를 구동하여 기판(W)을 이동 및 선회시킨다. 기판 이송 기구(2)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 레이저 조사 위치(가공 위치)(F)를 고정한 채로, 스크라이브 라인(S1)이 소망하는 형상으로 형성되도록 기판(W)을 이동시킨다. 이에 따라, 제품 영역(P)의 외형이 되는 스크라이브 라인(S1)이 소정의 위치에 형성된다. 또한, 도 4에 있어서의 파선은, 스크라이브 라인이 형성되기 전의 스크라이브 라인(S1)의 위치를 나타내고 있다.

이 때, 기판 이송 기구(2)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 레이저 조사 위치(가공 위치)(F)에 있어서의 접선에 수직인 방향으로 스크라이브 라인(S1)이 기판의 두께 방향으로 연재(延在)하도록, 기판(W)의 곡면에 따라서 기판(W)의 경사를 조정한다. 또한, 기판(W)의 접선에 수직인 방향으로 스크라이브 라인이 기판의 두께 방향으로 연재하도록 기판의 경사를 조정하는 것을 대신하여, 기판(W)의 표면에 대하여 소정의 경사를 갖도록 스크라이브 라인을 형성해도 좋다.

각 스크라이브 라인(S2)도, 스크라이브 라인(S1)과 마찬가지로, 스크라이브 기구(3)를 이용하여 레이저를 조사하면서, 기판 이송 기구(2)를 이용하여 기판(W)의 경사를 조정하면서 기판(W)의 위치 및 방향을 변경함으로써 형성된다.

본 발명의 스크라이브 장치(1)에 의하면, 기판(W)의 경사를 변경 가능하고 또한 그의 주면에 대략 수직인 축 둘레로 회전 가능하게 보유 지지하고 있기 때문에, 여러 가지의 곡면 형상의 기판에 대하여, 스크라이브 라인을 형성할 수 있다. 또한, 스크라이브 헤드를 이동시킬 필요가 없기 때문에, 스크라이브 헤드의 이동에 기인하는 레이저 조사 위치(가공 위치)의 변동에 의한 가공 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 스크라이브 라인은, 레이저광을 조사하여 기판의 내부에 기판의 두께 방향으로 연장되는 가공흔을 형성함으로써 형성되는 것으로 했지만, 이에 대신하여, 컷터를 이용하여 균열을 형성하는 메커니컬 가공이나, 열 응력에 의한 균열 형성, 레이저 어블레이션(laser ablation)에 의한 홈 형성 등의 다른 레이저 가공 등, 임의의 방법으로 형성할 수 있다.

레이저 가공에 의해 스크라이브 라인을 형성하는 경우는, 스크라이브 헤드(310)를 1개만 형성하는 것으로 해도 좋다.

컷터를 기판(W)에 압압함으로써 기판(W)에 스크라이브 라인을 형성하는 경우는, 2개의 컷터로 기판(W)을 사이에 끼우도록 양면을 압압하는 것으로 해도 좋고, 기판의 한쪽의 면에 컷터, 기판의 다른 한쪽의 면에 백업 롤을 형성하여, 컷터와 백업 롤로 압압하는 것으로 해도 좋다.

2. 분단 시스템

도 6에 기초하여, 본 발명의 분단 시스템의 구성을 설명한다. 도 6은, 분단 시스템(11)의 정면 개략도이다. 분단 시스템(11)은, 스크라이브 장치(1)에 단재 파지 기구(5)를 추가한 것이다. 분단 시스템(11)에 있어서, 제어부(4)는, 단재 파지 기구(5)의 동작 제어도 행한다.

단재 파지 기구(5)는, 기판(W)의 단부를 파지하는 장치이다. 단재 파지 기구(5)는 파지부(510)와 이동 베이스부(520)를 갖는다. 파지부(510)는 도시하지 않는 액츄에이터에 의해 개폐 가능하게 형성되어 있고, 기판(W)의 단부를 사이에 끼우도록 파지부(510)를 닫음으로써 기판(W)의 단재를 파지한다. 이동 베이스부(520)는, 도시하지 않는 액츄에이터에 의해 파지부(510)를 기판 이송 기구(2)에 대하여 접근 및 이격하는 방향으로 이동시킨다.

분단 시스템(11)은, 기판 흡착부(220)로 보유 지지한 기판(W)을, 우선 스크라이브 기구(3)를 이용하여 스크라이브 라인을 형성하고, 이어서 기판 파지 기구(5)를 이용하여 단재 영역을 분리(브레이크)한다.

다음으로, 기판 파지 기구(5)를 이용한 브레이크의 동작을 설명한다. 우선, 기판 이송 기구(2)는, 기판 보유 지지부(222)를 이용하여, 기판(W)의 제품 영역(P)을 흡착 보유 지지한다.

이어서, 기판 이송 기구(2)는, 로봇 아암부(210)를 구동하고, 단재 파지 기구(5)가 단재 영역(D1)을 파지 가능한 위치로 기판(W)을 이동하여, 단재 파지 기구(5)가 단재 영역(D1)을 파지한다. 이 때, 단재 영역(D1)의 형상에 따라서, 기판(W)의 방향 및 위치 및 경사를 조정한다.

기판 파지 기구(5)는, 이동 베이스부(520)를 구동하여, 파지부(510)를 기판 이송 기구(2)로부터 이격하는 방향으로 이동시킴으로써, 제품 영역(P)으로부터 단재 영역(D1)을 분리한다.

이어서, 단재 파지 기구(5)는, 파지부(510)를 열어 단재 영역(D1)을 하방으로 낙하시킨다.

다음으로, 선회부(221)는, 기판 보유 지지부(222)를 선회시켜, 단재 영역(D2)이 단재 파지 기구(5)에 대향하도록 기판(W)의 방향을 바꾼다. 이 때, 단재 영역(D2)의 형상에 따라서, 로봇 아암부(210) 및 선회부(221)를 구동하여, 기판(W)의 방향, 경사 및 위치를 조정한다.

이후, 단재 영역(D1)의 분리와 동일한 동작을 반복함으로써, 단재 영역(D2∼D4)을 제품 영역(P)으로부터 분리한다.

이 분단 시스템에 의하면, 기판 이송 기구(2)로 기판(W)을 보유 지지한 채로, 스크라이브 및 브레이크를 연속하여 실행할 수 있다.

본 발명은, 취성 재료의 곡면 기판을 분단하는 장치에 적용할 수 있다.

W : 기판
1 : 스크라이브 장치
11 : 분단 시스템
2 : 기판 이송 기구
210 : 로봇 아암부
220 : 기판 보유 지지 헤드
221 : 선회부
222 : 기판 보유 지지부
3 : 스크라이브 기구
310 : 스크라이브 헤드
4 : 제어부
5 : 단재 파지 기구
510 : 파지부
520 : 이동 베이스부

Claims (5)

1. 취성 재료의 곡면 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 곡면 기판의 스크라이브 장치로서,
   상기 곡면 기판을 보유 지지하여 이송하는 기판 이송 기구와,
   상기 곡면 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 기구를 구비하고,
   상기 스크라이브 기구는 소정의 가공 위치에 있어서 상기 곡면 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 헤드를 갖고,
   상기 기판 이송 기구는, 상기 가공 위치에 있어서의 상기 곡면 기판의 표면의 경사를 조정 가능하게 형성되어 있는, 스크라이브 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기판 이송 기구는, 상기 곡면 기판을 보유 지지하는 보유 지지부와 보유 지지한 상기 취성 재료 기판을 그의 주면에 대략 수직인 축 둘레로 회전시키는 선회부를 갖는, 스크라이브 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 스크라이브 기구는, 상기 곡면 기판의 내부에 레이저광을 집광함으로써 상기 곡면 기판의 두께 방향으로 연재하는 가공흔을 형성하는, 스크라이브 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판 보유 지지부는, 상기 곡면 기판의 볼록하게 되어 있는 면을 흡착하도록 형성되어 있는, 스크라이브 장치.
5. 취성 재료의 곡면 기판에 스크라이브 라인을 형성하고, 스크라이브 라인이 형성된 상기 곡면 기판에 응력을 가하여, 상기 스크라이브 라인을 따라 상기 곡면 기판을 분할하는 곡면 기판의 분단 시스템으로서,
   상기 곡면 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 기구와,
   상기 곡면 기판을 보유 지지하여 이송하는 기판 이송 기구와,
   상기 곡면 기판의 단재 영역을 파지하는 단재 파지 기구를 구비하고,
   상기 스크라이브 기구는 소정의 가공 위치에 있어서 상기 곡면 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 헤드를 갖고,
   상기 기판 이송 기구는, 상기 취성 재료 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지부를 갖고,
   상기 기판 이송 기구는, 상기 가공 위치에 있어서의 상기 곡면 기판의 표면의 경사를 조정 가능하게 형성되어 있고,
   상기 단재 파지 기구는 상기 단재를 파지하는 파지부를 갖고,
   상기 기판 보유 지지부와 상기 파지부는, 상대적으로 접근 이격 가능하게 형성되어 있는, 분단 시스템.

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