KR20200124164A - 스크라이브 헤드 및 스크라이브 장치 - Google Patents

스크라이브 헤드 및 스크라이브 장치 Download PDF

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KR20200124164A
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요시타카 니시오
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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 스크라이브 헤드에 있어서, 스크라이브 하중을 충분히 작게 함으로써 얇은 기판을 안전하게 또한 정밀도 좋게 스크라이브할 수 있도록 한다.
(해결 수단) 스크라이브 헤드(1)는, 취성 재료 기판(W)의 표면을 스크라이브하기 위한 것으로서, 프레임 부재(13)와, 커터 기구(23)와, 커터 홀더(21)와, 제1 에어 실린더 기구(25)와, 제2 에어 실린더 기구(27)를 구비하고 있다. 커터 홀더(21)는, 프레임 부재(13)에 대하여 상하 방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어, 커터 기구(23)를 보유 지지(保持)한다. 제1 에어 실린더 기구(25)는, 커터 홀더(21)에 대하여 취성 재료 기판(W)측으로의 하중을 부여한다. 제2 에어 실린더 기구(27)는, 커터 홀더(21)에 대하여 취성 재료 기판(W)과 반대측으로의 하중을 부여한다. 제1 에어 실린더 기구(25)와 제2 에어 실린더 기구(27)에 의한 차압 추력을 이용하여, 커터 홀더(21)를 취성 재료 기판(W)측으로 이동시킨다.

Description

스크라이브 헤드 및 스크라이브 장치{SCRIBE HEAD AND SCRIBE APPARATUS}
본 발명은, 스크라이브 헤드 및 스크라이브 장치에 관한 것으로, 특히, 취성 재료 기판(brittle material substrate)을 스크라이브(scribe)하기 위해 사용되는 스크라이브 헤드 및 스크라이브 장치에 관한 것이다.
FPD용 패널 기판으로서 사용되는 취성 재료 기판은, 통상, 스크라이브 장치에 의해 대형의 마더 기판(mother substrate)을 스크라이브하고, 그 후에 소정의 크기로 분단(dividing)함으로써 제조된다. 유리 기판을 스크라이브하기 위해 사용되는 스크라이브 장치는, 예를 들면, 특허문헌 1에 개시되어 있다.
스크라이브 장치는, 스크라이브 라인이 형성되는 유리 기판을 수평 상태로 보유 지지(holding)하는 테이블과, 이 테이블 상에 보유 지지된 유리 기판을 스크라이브하는 스크라이브 헤드와, 각 스크라이브 헤드가 슬라이드 가능하게 부착된 가이드 레일을 갖는 브리지를 구비하고 있다.
스크라이브 헤드의 하부에는, 커터 휠 부착 기구가 형성되어 있다. 커터 휠 부착 기구는, 홀더와, 홀더에 장착되는 커터 휠 팁(cutter wheel tip)을 갖고 있다. 커터 휠 팁은, 팁 본체와, 그에 부착된 커터 휠을 갖고 있다.
커터 휠 부착 기구는, 스크라이브 헤드의 승강 기구에 의해 헤드 본체에 대하여 상하 방향으로 이동 가능하게 되어 있고, 테이블 상에 보유 지지된 유리 기판에 압접되고, 유리 기판에 대하여 상대적으로 이동함으로써 유리 기판을 스크라이브한다. 이에 따라, 유리 기판에는 스크라이브 라인이 형성된다.
일본특허 제4948837호 공보
FPD용으로서 이용되는 유리 기판의 두께는, 종래의 주력인 0.7㎜ 두께로부터, 휴대 단말에 이용되는 용도 등의 주력인 0.4㎜∼0.3㎜ 두께, 혹은 그 이하와 같이 점점 얇아지는 경향이 있다. 이와 같은 얇은 유리 기판을 스크라이브할 때에, 유리 기판에 대한 스크라이브 하중을 종래보다 작게 설정된 하중 범위에서 정밀도 좋게 제어할 필요가 있다. 상기가 실현되지 않으면, 커터 휠 팁에 의해 큰 스크라이브 하중이 유리 기판에 가해져, 스크라이브 시에 유리 기판이 파손되거나, 소정의 스크라이브 예정 라인에 대하여 어긋난 상태로 스크라이브 라인이 형성되거나 하기 때문이다.
그러나, 유리 기판에 대한 스크라이브 하중을, 커터 기구 전체의 자중보다도 작은 하중으로 조정하는 것이 용이하지 않다. 왜냐하면, 커터 기구 전체가 상하 방향으로 슬라이드되기 때문에, 유리 기판에 대하여 커터 기구 전체의 자중이 가해지기 때문이다.
본 발명의 목적은, 스크라이브 헤드에 있어서, 스크라이브 하중을 충분히 작게 함으로써, 얇은 기판을 안전하게 또한 정밀도 좋게 스크라이브할 수 있도록 하는 것에 있다.
이하에, 과제를 해결하기 위한 수단으로서 복수의 태양(態樣)을 설명한다. 이들 태양은, 필요에 따라서 임의로 조합할 수 있다.
본 발명의 일관점에 따른 스크라이브 헤드는, 취성 재료 기판의 표면을 스크라이브하기 위한 것으로서, 기부와, 커터 기구와, 커터 홀더와, 제1 에어 실린더 기구와, 제2 에어 실린더 기구를 구비하고 있다.
커터 홀더는, 기부에 대하여 상하 방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어, 커터 기구를 보유 지지한다.
제1 에어 실린더 기구는, 커터 홀더에 대하여 취성 재료 기판측으로의 하중을 부여한다.
제2 에어 실린더 기구는, 커터 홀더에 대하여 취성 재료 기판과 반대측으로의 하중을 부여한다.
제1 에어 실린더 기구의 하중은 제2 에어 실린더 기구의 하중보다 크게 설정되고, 그에 따라 제1 에어 실린더 기구와 제2 에어 실린더 기구에 의한 차압 추력을 이용하여 커터 홀더를 취성 재료 기판측으로 이동시킨다.
이 스크라이브 헤드에서는, 제1 에어 실린더 기구와 제2 에어 실린더 기구에 의한 차압 추력을 이용하여, 커터 홀더를 취성 재료 기판측으로 이동시킨다. 따라서, 커터 기구로부터 기판에 부여되는 하중을 극단적으로 작게 할 수 있다. 그 결과, 박판의 취성 재료 기판을 파손시키는 일 없이, 게다가, 정밀도 좋게 스크라이브 동작을 행할 수 있다.
스크라이브 헤드는, 커터 홀더의 상하 방향의 위치 결정을 행하는 위치 결정 기구를 추가로 구비하고 있어도 좋다.
위치 결정 기구는, 커터 홀더를 취성 재료 기판측으로부터 이탈 가능하게 지지하는 지지 부재를 갖고 있어도 좋다.
이 스크라이브 헤드에서는, 위치 결정 기구가 커터 홀더를 위치 결정하여 커터 기구를 취성 재료 기판에 맞닿게 하면, 다음으로 위치 결정 기구의 지지 부재가 커터 홀더로부터 취성 재료 기판측으로 떨어진다. 그러면, 이후는 제1 에어 실린더 기구와 제2 에어 실린더 기구에 의한 차압 추력에 의해서만 커터 기구가 취성 재료 기판으로 밀어부쳐진다. 이 상태가 커터 기구에 의한 취성 재료 기판의 절단 가능 상태로서, 즉 커터 기구에 의한 기판 절단 중에는, 위치 결정 기구가 절단 가압 계통으로부터 떼어 놓여져 있다. 이 결과, 기판 절단 중에 위치 결정 기구의 각 부분의 저항이 절단 가압 계통에 영향을 주지 않는다.
커터 홀더는, 제1 피스톤 부재와, 제2 피스톤 부재와, 하중계를 추가로 갖고 있어도 좋다. 제1 피스톤 부재는, 제1 에어 실린더 기구에 의해 구동되어도 좋다. 제2 피스톤 부재는, 제1 피스톤 부재의 취성 재료 기판측에 형성되어 제2 에어 실린더 기구에 의해 구동되어도 좋다. 하중계는, 제1 피스톤 부재와 제2 피스톤 부재의 사이에 배치되어 있어도 좋다.
이 스크라이브 유닛에서는, 하중계에 의해 기판 절단 중의 동압(動壓)을 측정 가능하다.
커터 홀더는, 제2 피스톤 부재의 제1 피스톤 부재측에 형성된 수용 부재와, 제1 피스톤 부재의 제2 피스톤 부재측에 형성되어 수용 부재에 맞닿음 가능한 맞닿음 부재를 갖고 있어도 좋다.
이 스크라이브 유닛에서는, 제1 피스톤 부재와 제2 피스톤 부재를, 수용 부재와 맞닿음 부재에 의해 서로 댐으로써 양 부재 간에서의 하중 전달을 가능하게 하고 있다.
수용 부재는 구면(球面)을 갖고 있고, 맞닿음 부재는 구면에 맞닿는 평탄면을 갖고 있어도 좋다.
이 스크라이브 유닛에서는, 제1 피스톤 부재와 제2 피스톤 부재의 중심 위치의 어긋남이 있어도 흡수할 수 있다.
스크라이브 헤드는, 커터 홀더를 기부에 대하여 슬라이딩 가능하게 지지하는 에어 베어링을 추가로 구비하고 있어도 좋다.
이 스크라이브 헤드에서는, 커터 홀더가 상하동(動)할 때에 저항이 대폭으로 작아진다.
본 발명의 다른 관점에 따른 스크라이브 장치는, 기판 재치부(載置部)와, 취성 재료 기판의 표면을 스크라이브하기 위한 스크라이브 헤드와, 스크라이브 헤드를 구동하는 구동부를 구비하고 있다.
스크라이브 헤드는, 기부와, 커터 기구와, 커터 홀더와, 제1 에어 실린더 기구와, 제2 에어 실린더 기구를 구비하고 있다.
커터 홀더는, 기부에 대하여 상하 방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어, 커터 기구를 보유 지지한다.
제1 에어 실린더 기구는, 커터 홀더에 대하여 취성 재료 기판측으로의 하중을 부여한다.
제2 에어 실린더 기구는, 커터 홀더에 대하여 취성 재료 기판과 반대측으로의 하중을 부여한다.
제1 에어 실린더 기구의 하중은 제2 에어 실린더 기구의 하중보다 크게 설정되고, 그에 따라 제1 에어 실린더 기구와 제2 에어 실린더 기구에 의한 차압 추력을 이용하여 커터 홀더를 취성 재료 기판측으로 이동시킨다.
이 스크라이브 장치에서는, 제1 에어 실린더 기구와 제2 에어 실린더 기구에 의한 차압 추력을 이용하여, 커터 홀더를 취성 재료 기판측으로 이동시킨다. 따라서, 커터 기구로부터 기판에 부여되는 하중을 극단적으로 작게 할 수 있다. 그 결과, 박판의 취성 재료 기판을 파손시키는 일 없이, 게다가, 정밀도 좋게 스크라이브 동작을 행할 수 있다.
본 발명에 따른 스크라이브 헤드에서는, 스크라이브 하중을 충분히 작게 함으로써, 얇은 기판을 안전하게 또한 정밀도 좋게 스크라이브할 수 있다.
도 1은 스크라이브 장치의 개략 사시도이다.
도 2는 스크라이브 헤드의 사시도이다.
도 3은 스크라이브 헤드의 단면도이다.
도 4는 스크라이브 헤드의 내부의 측면도이다.
도 5는 스크라이브 헤드의 내부의 사시도이다.
도 6은 스크라이브 헤드의 내부의 부분 사시도이다.
도 7은 스크라이브 헤드의 에어 공급의 흐름을 나타내는 개략도이다.
도 8은 스크라이브 헤드의 단면도이다.
도 9는 스크라이브 헤드의 단면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
1. 제1 실시 형태
(1) 스크라이브 장치
도 1을 이용하여, 스크라이브 장치(101)를 설명한다. 도 1은, 스크라이브 장치의 개략 사시도이다. 스크라이브 장치(101)는, 취성 재료 기판(W)(이하, 「기판(W)」이라고 함)을 스크라이브 가공하는 장치이다. 기판(W)은, 예를 들면, 유리 기판, 세라믹 기판, 사파이어 기판, 실리콘 기판 등이다.
스크라이브 장치(101)는, 가압 범위가 예를 들면 0.1∼20N이고, 가압 최소 단위가 예를 들면 0.1N이다. 스크라이브 장치(101)는, 박판 유리 기판(예를 들면, 0.1∼0.3㎜의 두께)의 스크라이브 형성에 적합하다.
스크라이브 장치(101)는, 기판(W)을 올려놓는 테이블(102)(기판 재치부의 일 예)을 구비하고 있다. 테이블(102)은 이동대(103)에 놓여 있고, 이동대(103)는 수평인 레일(105a, 105b)을 따라 이동할 수 있도록 되어 있고, 모터(106)에 의해 회전하는 볼 나사(107)에 의해 구동된다.
또한, 이하의 설명에서는, 레일(105a, 105b)이 연장되는 수평 방향을 Y 방향으로 하고, 그에 직교하는 수평 방향을 X 방향으로 한다.
테이블(102)은, 기판(W)을 정위치로 보유 지지할 수 있도록 보유 지지 수단(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 보유 지지 수단은, 예를 들면, 테이블(102)에 개구시킨 다수의 작은 흡착 구멍(도시하지 않음)으로부터의 에어 흡인이다.
스크라이브 장치(101)에는, 이동대(103)와 테이블(102)을 걸치도록, X 방향을 따라 브리지(111)가, 지주(112a, 112b)에 의해 가설(架設)되어 있다.
브리지(111)에는, 가이드(113)가 부착되어 있고, 스크라이브 헤드(1)가 가이드(113)를 따라 X 방향을 따라 이동 가능하게 형성되어 있다. 스크라이브 헤드(1)를 구동하는 모터(도시하지 않음, 구동부의 일 예)가 형성되어 있다.
상기와 같이 하여 스크라이브 장치(101)의 스크라이브 헤드(1)에 부착한 커터 휠(23b)(후술)을, 테이블(102) 상에 올려놓은 기판(W)의 표면에 강하시키고, 기판(W)의 표면으로 밀어부쳐지면서 상대적으로 직선 이동시킴으로써, 기판(W)의 표면에 분단용의 스크라이브 라인을 가공한다.
(2) 스크라이브 헤드의 개요
도 2∼도 7을 이용하여, 스크라이브 헤드(1)를 설명한다. 도 2는, 스크라이브 헤드의 사시도이다. 도 3은, 스크라이브 헤드의 단면도이다. 도 4는, 스크라이브 헤드의 내부의 측면도이다. 도 5는, 스크라이브 헤드의 내부의 사시도이다. 도 6은, 스크라이브 헤드의 내부의 부분 사시도이다. 도 7은, 스크라이브 헤드의 에어 공급의 흐름을 나타내는 개략도이다.
스크라이브 헤드(1)는, 기판(W)의 표면을 스크라이브함으로써 스크라이브 라인을 형성하는 것이다. 스크라이브 헤드(1)는, 주로, 프레임 부재(13)와, 가압 기구(15)와, 위치 결정 기구(17)를 갖고 있다. 가압 기구(15)와 위치 결정 기구(17)는, 도 3 및 도 4에 나타나 있다.
프레임 부재(13)(기부의 일 예)는, 판 부재로 이루어지는 장방형 형상의 부재로서, 내부에 후술하는 각종 부재를 수용한다. 또한, 이하의 설명에서는, 프레임 부재(13)에 고정되어 정지 상태를 유지하는 구조를, 설명의 간략화를 위해 프레임 부재(13)라고 칭하는 경우가 있다.
가압 기구(15)는, 스크라이브 동작 중에, 기판에 대하여 부여하는 스크라이브 하중을 발생하는 기구이다.
위치 결정 기구(17)(위치 결정 기구의 일 예)는, 가압 기구(15)를 기판(W)에 대한 소정 위치까지 이동시키는 기구이다. 또한, 스크라이브 동작 중에는, 위치 결정 기구(17)에서 발생하는 저항은 가압 기구(15)에 작용하지 않게 된다(후술).
(3) 스크라이브 헤드의 상세
(3-1) 가압 기구
가압 기구(15)는, 메인 실린더와 차압 발생용 실린더를 형성하여, 메인 실린더와 차압 발생용 실린더의 차분으로서 미소압을 발생하는 차압 제어를 행한다. 예를 들면, 메인 실린더가 5.1N 발생하고 차압 발생용 실린더가 5.0N 발생하면, 0.1N의 미소압이 얻어진다.
가압 기구(15)는, 커터 홀더(21)(커터 홀더의 일 예)를 갖고 있다. 커터 홀더(21)는, 프레임 부재(13)에 대하여 상하 방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어, 커터 기구(23)(후술)를 보유 지지한다.
가압 기구(15)는, 메인 실린더로서, 제1 에어 실린더 기구(25)(제1 에어 실린더 기구의 일 예)를 갖고 있다. 제1 에어 실린더 기구(25)는, 커터 홀더(21)에 대하여 기판(W)측으로의 하중을 부여한다. 구체적으로는, 제1 에어 실린더 기구(25)는, 커터 홀더(21)에 대하여 하방으로의 하중을 부여하는 에어 공급원으로서의 펌프(도시하지 않음)나 레귤레이터(도시하지 않음), 에어 공급 포트(25a)를 갖는다.
가압 기구(15)는, 차압 발생용 실린더로서, 제2 에어 실린더 기구(27)(제2 에어 실린더 기구의 일 예)를 갖고 있다. 제2 에어 실린더 기구(27)는, 커터 홀더(21)에 대하여 기판(W)과 반대측으로의 하중을 부여한다. 구체적으로는, 제2 에어 실린더 기구(27)는, 커터 홀더(21)에 대하여 상방으로의 하중을 부여하는 에어 공급원으로서의 펌프(도시하지 않음)나 레귤레이터(도시하지 않음), 에어 공급 포트(27a)를 갖는다.
가압 기구(15)에서는, 제1 에어 실린더 기구(25)와 제2 에어 실린더 기구(27)에 의한 차압 추력을 이용함으로써, 커터 홀더(21)를 기판(W)측으로 이동시킨다. 따라서, 커터 기구(23)로부터 기판(W)에 부여되는 하중을, 극단적으로 작게 할 수 있다. 그 결과, 얇은 기판(W)을 파손시키는 일 없이, 게다가, 정밀도 좋게 스크라이브 동작을 행할 수 있다.
커터 홀더(21)는, 제1 에어 실린더 기구(25)에 의해 구동되는 제1 피스톤 로드(21A)(제1 피스톤 부재의 일 예)를 갖고 있다. 커터 홀더(21)는, 추가로, 제1 피스톤 로드(21A)의 기판(W)측에 형성되어 제2 에어 실린더 기구(27)에 의해 구동되는 제2 피스톤 로드(21B)(제2 피스톤 부재의 일 예)를 갖고 있다.
전술한 에어 공급 포트(25a)는, 프레임 부재(13)에 의해 형성된 제1 피스톤 로드(21A)의 상측의 공간에 접속되어 있다. 전술한 에어 공급 포트(27a)는, 프레임 부재(13)에 의해 형성된 제2 피스톤 로드(21B)의 주위의 공간에 접속되어 있다.
커터 홀더(21)는, 제2 피스톤 로드(21B)의 제1 피스톤 로드(21A)측에 형성된 수용 부재(51)(수용 부재의 일 예)와, 제1 피스톤 로드(21A)의 제2 피스톤 로드(21B)측에 형성되어 수용 부재에 맞닿음 가능한 맞닿음 부재(53)(맞닿음 부재의 일 예)를 갖고 있다. 수용 부재(51)는 구(球)로 이루어져 구면을 갖고 있다. 맞닿음 부재(53)는 제1 피스톤 로드(21A)측의 부재(구체적으로는, 후술하는 로드 셀(75) 및 플레이트 부재(77))에 고정된 볼트로서, 구면에 맞닿는 평탄한 두부 정면(頭部頂面)을 갖고 있다. 이와 같이, 제1 피스톤 로드(21A)와 제2 피스톤 로드(21B)를, 수용 부재(51)와 맞닿음 부재(53)에 의해 서로 댐으로써 양 부재 간에서의 하중 전달을 가능하게 하고 있다. 또한, 제1 피스톤 로드(21A)와 제2 피스톤 로드(21B)의 중심 위치(부하점)의 어긋남이 있어도 흡수할 수 있다.
또한, 맞닿음 부재(53)는 자석이고 수용 부재(51)가 자성체이기 때문에, 수용 부재(51)와 맞닿은 상태를 항상 유지하고 있다. 또한, 마그넷 접속을 채용함으로써, 제1 피스톤 로드(21A)와 제2 피스톤 로드(21B)의 조립 및 해체가 용이하다.
커터 홀더(21)는, 프레임 부재(13)에 대하여 상하 방향으로 이동 자유롭게 가이드되어 있다. 구체적으로는, 제1 피스톤 로드(21A)는, 제1 에어 베어링(61)을 통하여 프레임 부재(13)에 대하여 상하 방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 제2 피스톤 로드(21B)는 상부가 제2 에어 베어링(63)을 통하여, 하부가 제3 에어 베어링(65)을 통하여, 프레임 부재(13)에 대하여 상하 방향으로 이동 자유롭게 가이드되어 있다. 따라서, 커터 홀더(21)에 대한 저항이 대폭으로 작아진다.
제1 에어 베어링(61)은, 에어 공급 포트(61a)(도 7)를 통하여 펌프(도시하지 않음)나 레귤레이터(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 제2 에어 베어링(63)은, 에어 공급 포트(63a)(도 7)를 통하여 펌프(도시하지 않음)나 레귤레이터(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 제3 에어 베어링(65)은, 에어 공급 포트(65a)(도 7)를 통하여 펌프(도시하지 않음)나 레귤레이터(도시하지 않음)에 접속되어 있다.
제1 피스톤 로드(21A)와 제2 피스톤 로드(21B)의 사이에는, 로드 셀(75)(하중계의 일 예)이 배치되어 있다. 로드 셀(75)에 의해 기판(W)의 절단 중의 동압을 측정 가능하다. 이와 같이 로드 셀(75)을 내장함으로써, 스크라이브 중의 하중을 모니터링 가능하다. 또한, 로드 셀(75)의 기판(W)측에는 플레이트 부재(77)가 배치되어 있다.
가압 기구(15)는, 커터 기구(23)를 갖고 있다. 커터 기구(23)는, 제2 피스톤 로드(21B)의 하단부에 보유 지지되어 있다. 구체적으로는, 제2 피스톤 로드(21B)는, 슬라이드 블록(21a)과, 이 슬라이드 블록(21a)으로부터 하방으로 연장 돌출하도록 형성된 원통 형상의 연결부(21b)를 갖고 있고, 커터 기구(23)는 연결부(21b)에 의해 보유 지지되어 있다. 커터 기구(23)는, 연결부(21b) 내에 보유 지지된 팁 홀더(23a)와, 그의 하단부에 있어서 수평축에 의해 회전 가능하게 형성된 커터 휠(23b)을 갖고 있다.
(3-2) 위치 결정 기구
위치 결정 기구(17)는, 가압 기구(15), 구체적으로는 커터 홀더(21)의 상하 방향의 위치 결정을 행하는 기구이다. 절입량(切入量)의 설정도 위치 결정 기구(17)로 행해진다.
위치 결정 기구(17)는, 서보 모터(31)를 갖고 있다. 서보 모터(31)는, 프레임 부재(13)의 상면에 고정되어 있다. 서보 모터(31)는, 수직 상태로 배치된 모터 본체부(31a)와, 그로부터 하방으로 연장 돌출한 회전축(31b)을 갖고 있다. 회전축(31b)에는, 커플링(33)을 통하여 볼 나사(35)가 연결되어 있다. 볼 나사(35)는, 서보 모터(31)의 회전축(31b)과 동축(同軸) 상태로서, 회전축(31b)과 일체가 되어 회전한다.
위치 결정 기구(17)는, 너트 부재(37)를 갖고 있다. 너트 부재(37)는, 볼 나사(35)에 나사 결합되어 있다. 따라서, 서보 모터(31)의 회전축(31b)의 회전에 의해 볼 나사(35)가 회전하면, 너트 부재(37)는, 상하 방향으로 나사 이송되어, 상하 방향으로 슬라이드한다.
위치 결정 기구(17)는, 도 4∼도 6에 나타내는 바와 같이, 지지 부재(39)(지지 부재의 일 예)를 갖고 있다. 지지 부재(39)는, 커터 홀더(21)를 기판(W)측으로부터 이탈 가능하게 지지한다. 구체적으로는, 지지 부재(39)는, 너트 부재(37)에 고정되고, 가압 기구(15)측으로 연장되는 위치 결정 플레이트(39a)와, 그에 고정된 볼트(39b)로 이루어진다. 볼트(39b)는, 플레이트 부재(77)에 대하여 하방으로부터 맞닿음 또는 근접 가능하다.
구체적으로는, 볼트(39b)는 3개이고, 즉 지지 부재(39)는 3점으로 플레이트 부재(77)를 하방으로부터 지지하고 있다.
볼 나사(35)와 프레임 부재(13)의 일부의 사이에 코일 스프링(79)이 배치되어 있다. 코일 스프링(79)은, 커터 홀더(21)가 하강한 상태에서는 압축되어 있다. 따라서, 이상(異常) 발생하여 전원단(電源斷) 시에, 코일 스프링(79)에 의해 날끝 인상이 가능하다. 또한, 이 실시 형태에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 2개의 코일 스프링(79)이 배치되어 있다.
(4) 스크라이브 동작
맨 처음에, 기판(W)이 반송되고, 테이블(102)의 위에 올려놓여진다. 그리고, 스크라이브 헤드(1)가 X 방향으로 이동되어, 소정의 위치로 위치 결정된다.
다음으로, 스크라이브 헤드(1)의 형(型) 홀더를 하강시키는 동작을 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 초기의 상태에서는, 제1 에어 실린더 기구(25)로부터의 압력이 제1 피스톤 로드(21A)에 작용한 상태이다. 그리고, 제1 피스톤 로드(21A)는, 지지 부재(39)에 의해 지지되어 있기 때문에, 커터 홀더(21)는 하방으로 이동하지 않는다. 이때, 커터 휠(23b)과 기판(W)의 사이에는 거리(S1)(예를 들면, 10㎜)가 확보되어 있다.
다음으로, 도 8에 나타내는 바와 같이, 스크라이브 헤드(1)에 있어서, 서보 모터(31)가 정전(正轉) 구동된다. 이에 따라, 서보 모터(31)의 회전축(31b)에 연결된 볼 나사(35)가, 회전축(31b)과 일체가 되어 동일 방향으로 회전된다. 그리고, 너트 부재(37)가 하방으로 나사 이송된다. 따라서, 제1 피스톤 로드(21A)와 제2 피스톤 로드(21B)는 서로 민 채로, 지지 부재(39)의 이동과 함께 하방으로 이동한다. 마지막으로, 커터 휠(23b)이 기판(W)에 맞닿는다.
다음으로, 도 9에 나타내는 바와 같이, 지지 부재(39)가 거리(S2)(예를 들면 2㎜) 하방으로 이동되어, 커터 휠(23b)로부터 기판(W)에 대하여 소망하는 스크라이브 하중이 부여된 상태가 된다. 이 결과, 커터 휠(23b)의 하단이, 기판(W)의 표면으로부터 소정의 거리만큼 하강한 위치가 된다. 이때, 지지 부재(39)는 플레이트 부재(77)로부터 하방으로 거리(S2) 떨어져 있고, 따라서 스크라이브 하중은 가압 기구(15)에 의해서만 발생하고 있다.
이상에서 서술한 바와 같이, 이 스크라이브 장치(101)에서는, 제1 에어 실린더 기구(25)와 제2 에어 실린더 기구(27)에 의한 차압 추력을 이용하여, 커터 홀더(21)를 기판(W)측으로 이동시킨다. 따라서, 커터 기구(23)로부터 기판(W)에 부여되는 하중을 극단적으로 작게 할 수 있다. 그 결과, 박판의 기판(W)을 파손시키는 일 없이, 게다가, 정밀도 좋게 스크라이브 동작을 행할 수 있다.
이상에서 서술한 바와 같이, 이 스크라이브 헤드(1)에서는, 위치 결정 기구(17)가 커터 홀더(21)를 위치 결정하여 커터 기구(23)를 기판(W)에 맞닿게 하면, 다음으로 위치 결정 기구(17)의 지지 부재(39)가 커터 홀더(21)로부터 기판(W)측으로 떨어진다. 그러면, 이후는 제1 에어 실린더 기구(25)와 제2 에어 실린더 기구(27)에 의한 차압 추력에 의해서만 커터 기구(23)가 기판(W)으로 밀어부쳐진다. 이 상태가 커터 기구(23)에 의한 기판(W)의 절단 가능 상태이고, 즉 커터 기구(23)에 의한 기판(W)의 절단 중에는 위치 결정 기구(17)가 가압 기구(15)로부터 떼어 놓여져 있다. 이 결과, 기판(W)의 절단 중에 위치 결정 기구(17)의 각 부분의 저항이 가압 기구(15)에 영향을 주지 않는다.
마지막으로, 스크라이브 헤드(1)가 X 방향으로 이동함으로써, 커터 휠(23b)은, 미리 설정된 소정의 스크라이브 하중에 의해 기판(W)에 압접된 상태로 기판(W)의 표면을 이동한다. 이에 따라, 기판(W)에는 스크라이브 라인이 형성된다.
2. 다른 실시 형태
이상, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경이 가능하다. 특히, 본 명세서에 쓰여진 복수의 실시 형태 및 변형예는 필요에 따라서 임의로 조합 가능하다.
제1 피스톤 로드와 제2 피스톤 로드의 연결은, 플로팅 커넥터라도 좋고, 기계적 체결이라도 좋다.
지지 부재는 평면 형상으로 커터 기구를 지지해도 좋다.
커터 홀더는 일체의 부재라도 좋다.
[산업상 이용가능성]
본 발명은, 취성 재료 기판을 스크라이브하기 위해 사용되는 스크라이브 헤드 및 스크라이브 장치에 널리 적용할 수 있다.
1 : 스크라이브 헤드
13 : 프레임 부재
15 : 가압 기구
17 : 위치 결정 기구
21 : 커터 홀더
21A : 제1 피스톤 로드
21B : 제2 피스톤 로드
21a : 슬라이드 블록
21b : 연결부
23 : 커터 기구
23a : 팁 홀더
23b : 커터 휠
25 : 제1 에어 실린더 기구
25a : 에어 공급로
27 : 제2 에어 실린더 기구
27a : 에어 공급로
31 : 서보 모터
31a : 모터 본체부
31b : 회전축
33 : 커플링
35 : 볼 나사
37 : 너트 부재
39 : 지지 부재
39a : 위치 결정 플레이트
39b : 볼트
51 : 수용 부재
53 : 맞닿음 부재
61 : 제1 에어 베어링
63 : 제2 에어 베어링
65 : 제3 에어 베어링
75 : 하중계
77 : 플레이트 부재
79 : 코일 스프링
101 : 스크라이브 장치
W : 취성 재료 기판

Claims (7)

  1. 취성 재료 기판의 표면을 스크라이브하기 위한 스크라이브 헤드로서,
    기부와,
    커터 기구와,
    상기 기부에 대하여 상하 방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어, 상기 커터 기구를 보유 지지(保持)하는 커터 홀더와,
    상기 커터 홀더에 대하여 상기 취성 재료 기판측으로의 하중을 부여하는 제1 에어 실린더 기구와,
    상기 커터 홀더에 대하여 상기 취성 재료 기판과 반대측으로의 하중을 부여하는 제2 에어 실린더 기구를 구비하고,
    상기 제1 에어 실린더 기구의 하중은 상기 제2 에어 실린더 기구의 하중보다 크게 설정되고, 그에 따라 상기 제1 에어 실린더 기구와 상기 제2 에어 실린더 기구에 의한 차압 추력을 이용하여 상기 커터 홀더를 상기 취성 재료 기판측으로 이동시키는,
    스크라이브 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커터 홀더의 상하 방향의 위치 결정을 행하는 위치 결정 기구를 추가로 구비하고 있고,
    상기 위치 결정 기구는, 상기 커터 홀더를 상기 취성 재료 기판측으로부터 이탈 가능하게 지지하는 지지 부재를 갖고 있는, 스크라이브 헤드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커터 홀더는,
    상기 제1 에어 실린더 기구에 의해 구동되는 제1 피스톤 부재와,
    상기 제1 피스톤 부재의 상기 취성 재료 기판측에 형성되고, 상기 제2 에어 실린더 기구에 의해 구동되는 제2 피스톤 부재와,
    상기 제1 피스톤 부재와 상기 제2 피스톤 부재의 사이에 배치된 하중계를 추가로 갖고 있는, 스크라이브 헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커터 홀더는,
    상기 제2 피스톤 부재의 상기 제1 피스톤 부재측에 형성된 수용 부재와,
    상기 제1 피스톤 부재의 상기 제2 피스톤 부재측에 형성되어 상기 수용 부재에 맞닿음 가능한 맞닿음 부재를 추가로 갖고 있는, 스크라이브 헤드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수용 부재는 구면(球面)을 갖고 있고, 상기 맞닿음 부재는 상기 구면에 맞닿는 평탄면을 갖고 있는, 스크라이브 헤드.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커터 홀더를 상기 기부에 대하여 슬라이딩 가능하게 지지하는 에어 베어링을 추가로 구비한, 스크라이브 헤드.
  7. 기판 재치부와,
    취성 재료 기판의 표면을 스크라이브하기 위한 스크라이브 헤드와,
    상기 스크라이브 헤드를 구동하는 구동부를 구비하고,
    상기 스크라이브 헤드는,
    기부와,
    커터 기구와,
    상기 기부에 대하여 상하 방향으로 슬라이드 가능하게 지지되어, 상기 커터 기구를 보유 지지하는 커터 홀더와,
    상기 커터 홀더에 대하여 상기 취성 재료 기판측으로의 하중을 부여하는 제1 에어 실린더 기구와,
    상기 커터 홀더에 대하여 상기 취성 재료 기판과 반대측으로의 하중을 부여하는 제2 에어 실린더 기구를 갖고,
    상기 제1 에어 실린더 기구의 하중은 상기 제2 에어 실린더 기구의 하중보다 크게 설정되고, 그에 따라 상기 제1 에어 실린더 기구와 상기 제2 에어 실린더 기구에 의한 차압 추력을 이용하여 상기 커터 홀더를 상기 취성 재료 기판측으로 이동시키는,
    스크라이브 장치.
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