KR20210001919A - 스크라이브 헤드 및 스크라이브 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 레버를 보다 원활하게 회동시키는 것이 가능한 스크라이브 헤드, 및 이 스크라이브 헤드를 사용한 스크라이브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(해결 수단) 스크라이브 헤드 (20) 는, 기판 (F) 의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 툴 (40) 과, 스크라이브 툴 (40) 을 지지하는 레버 (110) 와, 기판 (F) 에 접근 및 이간하는 방향으로 레버 (110) 를 회동 가능하게 지지하는 지지 기구 (100) 와, 상기 레버를 상기 기판에 접근하는 방향으로 회동시키는 하중을 레버 (110) 에 부여하는 구동 기구 (200) 를 구비한다. 지지 기구 (100) 는, 레버 (110) 에 일체적으로 형성된 회전 축 (102) 과, 회전 축 (102) 의 둘레 방향으로 이간하여 배치된 적어도 2 개의 베어링을 구비하고, 각 베어링에 회전 축 (102) 의 외주를 맞닿음시킴으로써, 레버 (110) 를 회동 가능하게 지지한다.

Description

스크라이브 헤드 및 스크라이브 장치{SCRIBING HEAD AND SCRIBING APPARATUS}

본 발명은, 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 헤드 및 이것을 사용한 스크라이브 장치에 관한 것이다.

유리 기판 등의 취성 재료 기판의 분단에 있어서, 스크라이브 헤드를 구비한 스크라이브 장치가 사용된다. 취성 재료 기판의 분단 공정은, 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 공정과, 형성된 스크라이브 라인을 따라 기판의 표면에 소정의 힘을 부가함으로써 기판을 분단하는 브레이크 공정으로 이루어진다. 스크라이브 공정에서는, 스크라이브 헤드에 형성되어 있는 스크라이빙 휠 등의 스크라이브 툴이, 기판의 표면에 가압되면서, 소정 라인을 따라 이동된다.

이하의 특허문헌 1 에는, 레버를 선회시키는 방식의 스크라이브 헤드가 기재되어 있다. 레버의 하면에, 스크라이빙 휠이 장착된다. 기판 표면에 평행하게 배치된 회전 축에, 레버가 선회 가능하게 축 지지된다. 레버를 눌러 내리기 위한 에어 실린더가 배치된다. 에어 실린더의 피스톤에 롤러가 형성되고, 롤러가 레버의 상면에 맞닿는다.

에어가 에어 실린더에 공급되면, 피스톤이 눌려 내려가, 피스톤의 단부에 장착된 롤러가 레버의 상면을 하방으로 압압한다. 이에 의해, 레버 하면에 설치된 스크라이빙 휠이 기판에 가압된다. 이렇게 하여, 기판에 스크라이브 라인이 형성된다.

기판에 면 흔들림 등이 발생하면, 기판과 스크라이빙 휠의 접촉 위치가, 상하 방향으로 변위한다. 이 변위에 따라, 레버가 상하로 선회한다. 레버가 상하로 선회하면, 레버 상면에 대한 롤러의 맞닿음 위치가 가로 방향으로 이동한다. 이에 따라, 롤러가 레버의 상면을 전동한다.

일본 공개특허공보 2014-088295호

레버가 회전 축을 중심으로 회동할 때, 회전 축과 레버의 축공 사이에 간극이 있으면, 레버의 회동에 백래시가 발생한다. 이 백래시에 의해, 레버의 매끄러운 회동이 저해된다. 또한, 레버 회동시에, 회전 축과 축공의 내주면이 스치기 때문에, 회전 축과 축공 사이에 마찰이 발생한다. 이 마찰이 저항이 되어, 레버의 매끄러운 회동에 지장을 초래한다. 레버가 매끄럽게 회동하지 않는 경우, 스크라이브 툴에 부여되는 하중이 변동하여, 기판에 고정밀도로 스크라이브 라인을 형성하는 것이 곤란해진다. 이 문제는, 특히, 스크라이브 툴에 대한 하중이 작은 경우에 현저해진다.

이러한 과제를 감안하여, 본 발명은, 레버를 보다 원활하게 회동시키는 것이 가능한 스크라이브 헤드, 및 이 스크라이브 헤드를 사용한 스크라이브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 양태는, 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 헤드에 관한 것이다. 이 양태에 관련된 스크라이브 헤드는, 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 툴과, 상기 스크라이브 툴을 지지하는 레버와, 상기 기판에 접근 및 이간하는 방향으로 상기 레버를 회동 가능하게 지지하는 지지 기구와, 상기 레버를 상기 기판에 접근하는 방향으로 회동시키는 하중을 상기 레버에 부여하는 구동 기구를 구비한다. 여기서, 상기 지지 기구는, 상기 레버에 일체적으로 형성된 회전 축과, 상기 회전 축의 둘레 방향으로, 서로 이간하여 배치된 적어도 2 개의 베어링을 구비한다. 상기 각 베어링이 상기 회전 축의 외주에 맞닿음으로써, 상기 레버가 회동 가능하게 지지되어 있다.

본 양태에 관련된 스크라이브 헤드에 의하면, 회전 축의 외주가 복수의 베어링에 맞닿음하여 지지되기 때문에, 베어링과 회전 축 사이에 백래시가 발생하지 않는다. 또한, 회전 축과 베어링 사이의 저항이 현저하게 억제된다. 따라서, 레버를 백래시 없이 매끄럽게 회동시킬 수 있다.

본 양태에 관련된 스크라이브 헤드에 있어서, 상기 지지 기구는, 3 개의 상기 베어링을 구비하고, 회전 축은, 상기 3 개의 베어링에 3 방면으로부터 협지되도록 구성될 수 있다.

이 구성에 의하면, 베어링만으로 회전 축이 지지된다. 따라서, 매끄럽게 회동 가능하게 회전 축을 지지할 수 있다.

본 양태에 관련된 스크라이브 헤드에 있어서, 상기 지지 기구는, 2 개의 상기 베어링과, 상기 2 개의 베어링에 상기 회전 축을 맞닿음시키기 위한 탄성 지지부를 구비하도록 구성될 수 있다.

이 구성에 의하면, 2 개의 베어링에 의해, 매끄럽게 회동 가능하게 회전 축을 지지할 수 있다. 또한, 탄성 지지부에 의해 회전 축이 베어링에 균등하게 접촉되게 된다. 따라서, 회전 축과 베어링의 맞닿음 상태를 세세하게 조절하는 작업을 생략할 수 있다.

이 경우, 상기 2 개의 베어링은, 상기 회전 축에 대하여 상기 기판과 반대측에 배치되는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 기판측에 베어링이 배치되지 않기 때문에, 회전 축과 기판 사이의 거리를 짧게 할 수 있다. 이 때문에, 스크라이브 툴의 선단과 회전 축을 연결하는 직선과 기판 표면을 서로 평행하게 접근시킬 수 있다. 이에 의해, 스크라이브 툴이 기판에 부여하는 하중의 방향을 기판 표면에 수직인 방향으로 접근시킬 수 있다. 따라서, 기판에 대하여 보다 효율적으로 하중을 가할 수 있음과 함께, 스크라이브 툴이 기판에 추종하기 쉬워, 보다 원활하게 스크라이브 동작을 실행할 수 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 탄성 지지부는, 상기 회전 축에 대하여 상기 기판과 반대측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 기판측에 탄성 지지 부재가 배치되지 않기 때문에, 회전 축과 기판 사이의 거리를 더욱 짧게 할 수 있다. 따라서, 스크라이브 툴을 더욱 기판에 추종하기 쉽게 할 수 있다.

또한, 상기 구성에 있어서, 상기 스크라이브 툴은, 상기 구동 기구에 의해 상기 레버에 하중이 부여되는 위치보다 상기 회전 축측으로 배치되어 있도록 구성될 수 있다.

이 구성에 의하면, 기판으로부터 스크라이브 툴에 가해지는 반력이 회전 축을 베어링에 눌러 닿게 하는 방향으로 작용한다. 따라서, 회전 축을 베어링에 안정적으로 맞닿음시킬 수 있다.

본 양태에 관련된 스크라이브 헤드는, 상기 회전 축의 둘레 방향으로 이간하는 상기 베어링의 세트가, 상기 회전 축의 길이 방향으로 복수 배치되어 있도록 구성될 수 있다.

이 구성에 의하면, 회전 축의 길이 방향의 복수의 지점에 있어서 회전 축이 베어링으로 지지된다. 이 때문에, 회전 축을 보다 안정적으로 지지할 수 있다.

본 발명의 제 2 양태는, 기판에 대하여 스크라이브를 실시하는 스크라이브 장치에 관한 것이다. 이 양태에 관련된 스크라이브 장치는, 상기 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 툴과, 상기 스크라이브 툴을 지지하는 레버와, 상기 기판에 접근 및 이간하는 방향으로 상기 레버를 회동 가능하게 지지하는 지지 기구와, 상기 레버를 상기 기판에 접근하는 방향으로 회동시키는 하중을 상기 레버에 부여하는 구동 기구를 구비하는 스크라이브 헤드와, 상기 기판을 재치하는 재치부와, 상기 스크라이브 헤드를 이동시키는 이송부를 구비한다. 상기 스크라이브 헤드에 있어서, 상기 지지 기구는, 상기 레버에 일체적으로 형성된 회전 축과, 상기 회전 축의 둘레 방향으로, 서로 이간하여 배치된 적어도 2 개의 베어링을 구비하고, 상기 각 베어링에 상기 회전 축의 외주를 맞닿음시킴으로써, 상기 레버를 회동 가능하게 지지한다.

본 양태에 관련된 스크라이브 장치는, 제 1 양태와 동일한 효과를 나타낸다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 레버를 보다 원활하게 회동시키는 것이 가능한 스크라이브 헤드, 및 이 스크라이브 헤드를 사용한 스크라이브 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 효과 내지 의의는, 이하에 나타내는 실시형태의 설명에 의해 더욱 분명해질 것이다. 단, 이하에 나타내는 실시형태는, 어디까지나, 본 발명을 실시화할 때의 하나의 예시로서, 본 발명은, 이하의 실시형태에 기재된 것에 전혀 제한되는 것이 아니다.

도 1 은, 실시형태 1 에 관련된 스크라이브 헤드가 적용되는 스크라이브 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는, 실시형태 1 에 관련된 스크라이브 헤드의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3(a) ∼ (c) 는, 실시형태 1 에 관련된 지지 기구의 구성을 나타내는 도면이다. 도 3(a) 는, 측면도이고, 도 3(b), (c) 는, 정면으로부터 본 경우의 단면도이다.
도 4 는, 실시형태 2 에 관련된 스크라이브 헤드의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5(a) ∼ (e) 는, 실시형태 2 에 관련된 지지 기구의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5(a) 는, 실시형태 2 에 관련된 회전 축의 측면도이고, 도 5(b) 는, 아래로부터 본 경우의 평면도이다. 도 5(c) 는, 실시형태 2 에 관련된 지지 기구의 측면도이고, 도 5(d), (e) 는, 정면으로부터 본 경우의 단면도이다.
도 6(a), (b) 는, 실시형태 2 에 관련된 지지 기구의 구성을 나타내는 도면이다. 도 6(a) 는, 상면도이고, 도 6(b) 는 아래로부터 본 경우의 평면도이다.
도 7(a), (b) 는, 스크라이브 성능에 대하여 설명하기 위한 모식도이다. 도 7(a) 는, 실시형태 1 에 관련된 지지 기구의 스크라이브시의 동작을 설명하기 위한 모식도이고, 도 7(b) 는, 실시형태 2 에 관련된 지지 기구의 스크라이브시의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8(a), (b) 는, 각각, 실시형태 2 에 있어서의 스크라이브 툴의 최적의 배치를 설명하기 위한 모식도이다. 도 8(a) 는, 실시형태 2 에 있어서의 스크라이브 툴의 위치를 나타낸 모식도이고, 도 8(b) 는, 비교예에 있어서의 스크라이브 툴의 위치를 나타낸 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면에는, 편의상, 서로 직교하는 X 축, Y 축 및 Z 축이 부기되어 있다. Z 축은, 연직 방향으로 평행이다. 상방 및 하방은, 각각 Z 축 정방향 및 Z 축 부방향에 대응한다.

＜실시형태 1＞

도 1 은, 스크라이브 장치 (1) 의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 스크라이브 장치 (1) 는, 이동대 (10) 와, 스크라이브 헤드 (20) 를 구비하고 있다. 이동대 (10) 는, 볼 나사 (11) 와 나사 결합되어 있다. 이동대 (10) 는, 1 쌍의 안내 레일 (12) 에 의해 Y 축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 모터의 구동에 의해 볼 나사 (11) 가 회전함으로써, 이동대 (10) 가, 1 쌍의 안내 레일 (12) 을 따라 Y 축 방향으로 이동한다.

이동대 (10) 의 상면에는, 모터 (13) 가 설치되어 있다. 모터 (13) 는, 상부에 위치하는 재치부 (14) 를 XY 평면으로 회전시켜 소정 각도에 위치 결정한다. 모터 (13) 에 의해 수평 회전 가능한 재치부 (14) 는, 도시되지 않은 진공 흡착 수단을 구비하고 있다. 재치부 (14) 상에 재치된 기판 (F) 은, 이 진공 흡착 수단에 의해, 재치부 (14) 상에 유지된다.

기판 (F) 에는, 예를 들어, 유리 기판, 저온 소성 세라믹스나 고온 소성 세라믹스 등의 세라믹스 기판, 실리콘 기판, 화합물 반도체 기판, 사파이어 기판, 석영 기판 등이 있다. 또한, 기판 (F) 은, 표면 또는 내부에 취성 재료에 해당하지 않는 박막 혹은 반도체 재료를 부착시키거나, 포함시킨 것이어도 된다. 또한, 기판 (F) 은, 복수의 취성 재료 기판을, 접착재층을 풀어 첩합한 첩합 기판으로 해도 된다.

스크라이브 장치 (1) 는, 재치부 (14) 에 재치된 기판 (F) 의 상방에, 이 기판 (F) 의 표면에 형성된 얼라이먼트 마크를 촬상하는 2 대의 카메라 (15) 를 구비하고 있다. 또한, 이동대 (10) 와 그 상부의 재치부 (14) 에 걸쳐 있도록, 브릿지 (16) 가 지주 (17a, 17b) 에 가설되어 있다.

브릿지 (16) 에는, 레일 (18) 이 장착되어 있다. 레일 (18) 과 스크라이브 헤드 (20) 는, 이송부 (19) 를 개재하여 접속되고, 이송부 (19) 가 레일 (18) 을 슬라이드 이동함으로써, 스크라이브 헤드 (20) 는, X 축 방향으로 이동하도록 설치되어 있다.

도 2 는, 스크라이브 헤드 (20) 의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 단, 수용부 (120) 및 구동 기구 (200) 는 단면도로서 나타나 있다. 또한, 지지 기구 (100) 에 있어서, 유지판 (101a) 보다 Y 축 안쪽으로 배치되는 회전 축 (102), 베어링 (103a, 104a, 105a), 및 축 (103c, 104c, 105c) 은, 파선으로 나타나 있다. 또한, 아암 (110a) 의 단부 (110d) 는, 일점 쇄선으로 나타나 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 스크라이브 헤드 (20) 는, 장착판 (21) 과, 지지 기구 (100) 와, 레버 (110) 와, 수용부 (120) 와, 접속부 (130) 와, 규제부 (140) 와, 탄성 지지부 (150) 를 구비하고 있다. 장착판 (21) 에, 지지 기구 (100) 및 구동 기구 (200) 가 설치된다. 스크라이브 툴 (40) 을 유지하는 홀더 유닛 (30) 은, 접속부 (130) 를 개재하여 레버 (110) 에 장착된다. 레버 (110) 는, 구동 기구 (200) 로부터의 하중을 받음으로써, 지지 기구 (100) 에 회동 가능하게 지지되어 있다. 지지 기구 (100) 및 구동 기구 (200) 가 설치된 장착판 (21) 을 도 1 에서 나타낸 이송부 (19) 에 장착함으로써, 스크라이브 헤드 (20) 가 스크라이브 장치 (1) 에 장착된다.

레버 (110) 는, 예를 들어, 금속 재료로 이루어지는 판상의 부재이다. 레버 (110) 는, X 축 방향으로 연장되는 2 개의 아암 (110a, 110b) 과, 아암 (110a) 및 아암 (110b) 사이에 Z 축 방향으로 연장되는 지주 (110c) 로 구성된다.

수용부 (120) 는, 아암 (110a) 의 상면에 설치된다. 수용부 (120) 는, 별도의 부재여도 되고, 혹은, 아암 (110a) 에 일체 형성되어도 된다. 수용부 (120) 는, 예를 들어, 금속 재료에 의해 구성된다. 수용부 (120) 는, 후술하는 구동 기구 (200) 의 링크봉 (230) 의 하단 (232) 을 수용한다. 수용부 (120) 의 상면에는, 제 2 수용면 (121) 이 Z 축 부측으로 오목한 원추 형상으로 형성되어 있다.

아암 (110a) 의 하면에, 홀더 유닛 (30) 을 장착하기 위한 접속부 (130) 가 형성된다. 도 2 에서는, 접속부 (130) 가, 수용부 (120) 의 바로 아래에 배치되어 있다. 단, 반드시 이 위치에 접속부 (130) 를 배치할 필요는 없고, 수용부 (120) 에 대하여 X 축 정방향 또는 부방향으로 어긋난 위치에 접속부 (130) 가 배치되어도 상관없다.

지지 기구 (100) 는, Y 축 방향으로 대향 배치된 1 쌍의 유지판 (101a, 101b) 과, 회전 축 (102) 과, 6 개의 베어링을 구비하고 있다. 도 2 에는, Y 축 정측에 배치된 유지판 (101a) 이 도시되어 있다. 이 유지판 (101a) 의 안쪽에, 유지판 (101b) (도 3(a) 참조) 이 배치되어 있다. 2 개의 유지판 (101a, 101b) 은, Y 축 방향으로 소정 간극을 두고, 쌍을 이루도록 배치되고, 나사 (100a) 로 장착판 (21) 에 장착된다. 2 개의 유지판 (101a, 101b) 사이에 아암 (110a) 의 X 축 정측의 단부 (110d) 가 삽입된다. 또한, 도 2 에서는, 아암 (110a) 의 단부 (110d) 가 일점 쇄선으로 나타나 있다.

또한, 도 2 에는, Y 축 정측에 배치되는 베어링 (103a, 104a, 105a) 의 세트가 파선으로 도시되어 있다. 이 세트의 Y 축 방향의 안쪽에, 3 개의 베어링으로 이루어지는 베어링의 세트가 추가로 배치되어 있다. 지지 기구 (100) 는, 이들 베어링에 의해, 레버 (110) 를, 회전 축 (102) 에 대하여 회동 가능하게 지지한다. 지지 기구 (100) 의 구성은, 계속해서 도 3(a) ∼ (c) 를 참조하여, 상세하게 설명한다.

규제부 (140) 는, 레버 (110) 의 하방향의 회동을 규제한다. 레버 (110) 가 하방향으로 지나치게 회동하면, 스크라이브 툴 (40) 의 선단이 기판 (F) 에 강하게 눌려 닿게 된다. 기판 (F) 이 박형인 경우, 스크라이브 툴 (40) 에 소정보다 큰 하중이 부여되면, 기판 (F) 과 스크라이브 툴 (40) 사이에 마찰이 발생하여, 기판 (F) 을 적절히 절단할 수 없는 경우가 있다. 이 때문에, 레버 (110) 의 하방향의 회동을 적절한 위치에서 멈추기 위하여, 규제부 (140) 가 설치된다.

규제부 (140) 는, 아암 (110a) 의 X 축 부측의 단부 부근의 위치에, 나사 (142) 로 장착판 (21) 에 장착되어 있다. 규제부 (140) 에는, 돌출부 (141) 가 형성되고, 아암 (110a) 의 X 축 부측의 단부에는, 돌출부 (110e) 가 형성되어 있다. 레버 (110) 의 회동의 하한의 위치에서, 규제부 (140) 의 돌출부 (141) 와 아암 (110a) 의 돌출부 (110e) 가 맞닿는다. 이에 의해, 규제부 (140) 에 의해, 레버 (110) 의 하방향의 회동이 규제된다.

탄성 지지부 (150) 는, 지지대 (151) 와, 스프링 (152) 과, 연결부 (153) 를 구비하고 있다. 지지대 (151) 는, 아암 (110b) 의 X 축 정측에, 나사 (154) 로 장착판 (21) 에 장착되어 있다. 아암 (110b) 의 X 축 정측의 단부 (110f) 에는, 스프링 (152) 을 장착하기 위한 연결부 (153) 가 형성되어 있다. 스프링 (152) 은, 길이 방향으로 신장한 상태로, 지지대 (151) 와 연결부 (153) 사이에 걸쳐 있다. 이에 의해, 스프링 (152) 의 탄성 복귀력에 의해, 레버 (110) 가 시계 방향으로 탄성 지지된다.

이 탄성 지지와, 레버 (110) 의 자중이 균형을 이루는 위치에, 레버 (110) 가 위치한다. 이 위치에 있어서, 아암 (110a) 이 기판 (F) 의 표면에 대하여 평행이 된다. 스프링 (152) 은, 이 위치에 레버 (110) 가 위치하도록, 길이와 스프링 정수가 설정되어 있다.

구동 기구 (200) 는, 수용부 (120) 를 압압함으로써 레버 (110) 에 하중을 부여한다. 이에 의해, 스크라이브 툴 (40) 에 하중이 부여된다. 구동 기구 (200) 는, 피스톤 (220) 을 수용한 에어 실린더 (210) 와, 링크봉 (230) 을 구비하고 있다. 구동 기구 (200) 는, 수용부 (120) 의 상방의 위치에 있어서 장착판 (21) 에 설치된 설치대 (22) 에 설치되어 있다. 설치대 (22) 에는, 중앙 부분에 피스톤 (220) 의 축부 (221) 의 직경보다 약간 큰 직경을 갖는 구멍 (22a) 이 형성되어 있다. 피스톤 (220) 의 축부 (221) 는, 구멍 (22a) 을 통하여 상하로 이동한다.

에어 실린더 (210) 는, 피스톤 (220) 을 구동하기 위한 구성으로서, 본체 (211) 와, 가이드부 (212) 와, 공동부 (213) 를 구비하고 있다. 본체 (211) 는 외통이고, 본체 (211) 의 내부에, 가이드부 (212) 및 피스톤 (220) 이 수용되어 있다.

가이드부 (212) 는, 본체 (211) 의 내측면에 설치되고, 피스톤 (220) 의 이동을 가이드한다. 공동부 (213) 는, 본체 (211) 와 가이드부 (212) 와, 피스톤 (220) 으로 둘러싸인 공간이다. 도시하지 않는 에어 공급부로부터 공동부 (213) 에 에어가 공급된다.

피스톤 (220) 은, 알루미늄 등의 금속 재료로 이루어져 있다. 피스톤 (220) 은, 에어 실린더 (210) 에 수용되어 있다. 피스톤 (220) 은, 상하로 이동 가능하게 가이드부 (212) 에 지지되어 있다. 에어 공급부로부터 공동부 (213) 에 부여되는 에어의 압력에 의해, 피스톤 (220) 이 상하 방향으로 이동한다.

피스톤 (220) 은, 통상의 축부 (221) 와, 스토퍼 (222) 를 구비하고 있다. 축부 (221) 는, 가이드부 (212) 에 가이드된다. 축부 (221) 에는, 하단부로부터 Z 축 정측으로 오목한 오목부 (223) 가 형성되어 있다. 이 오목부 (223) 에, 링크봉 (230) 이 삽입된다. 오목부 (223) 의 바닥에는, 제 1 수용면 (224) 이 Z 축 정측으로 오목한 원추 형상으로 형성되어 있다.

스토퍼 (222) 는, 축부 (221) 의 상부에 형성되고, 축부 (221) 보다 큰 직경을 갖는다. 에어 실린더 (210) 의 공동부 (213) 에 공급된 에어에 의해 피스톤 (220) 이 눌려 내려가면, 가이드부 (212) 의 상면에 스토퍼 (222) 가 맞닿는다. 이에 의해 피스톤 (220) 은, 하방의 이동이 규제된다. 이와 같이 하여, 스토퍼 (222) 는, 피스톤 (220) 이 에어 실린더 (210) 로부터 빠져 떨어지는 것을 방지한다.

링크봉 (230) 은, 금속 재료로 구성되고, 가늘고 긴 원기둥 형상을 갖는다. 링크봉 (230) 의 상단 (231) 을 포함하는 부분이 오목부 (223) 에 삽입된다. 링크봉 (230) 의 상단 (231) 은, 오목부 (223) 의 바닥의 제 1 수용면 (224) 에 맞닿고, 링크봉 (230) 의 하단 (232) 은, 수용부 (120) 의 제 2 수용면 (121) 에 맞닿는다. 링크봉 (230) 의 직경은, 오목부 (223) 의 직경보다 작다. 이 때문에, 링크봉 (230) 의 오목부 (223) 에 삽입된 부분은, 오목부 (223) 내에서 고정되지 않고 프리한 상태가 되어 있다.

에어 실린더 (210) 가 구동되어, 피스톤 (220) 이 하방으로 탄성 지지되면, 링크봉 (230) 을 개재하여, 수용부 (120) 에 하중이 부여된다. 이에 의해, 홀더 유닛 (30) 에 유지되어 있는 스크라이브 툴 (40) 의 선단이 기판 (F) 의 표면에 눌려 닿게 된다. 이 경우, 링크봉 (230) 의 상단 (231) 의 선단 및 하단 (232) 의 선단이 각각, 제 1 수용면 (224) 의 최심부 (122) 및 제 2 수용면 (121) 의 최심부 (225) 에 계속 접촉한다. 따라서, 레버 (110) 의 회동에 수반하여 링크봉 (230) 의 기울기가 변화함으로써, 링크봉 (230) 의 하단 (232) 과, 제 2 수용면 (121) 의 접촉 위치가 변화하는 경우는 없고, 마찰에 의한 저항이 발생하지 않는다. 이 때문에, 스크라이브 툴 (40) 에 부여되는 하중을, 미세하게 조정할 수 있다.

도 1 로 돌아가, 스크라이브 동작시에는, 도 2 의 구성의 스크라이브 헤드 (20) 가, 장착판 (21) 을 개재하여 이송부 (19) 에 장착된다. 그 후, 스크라이브 장치 (1) 는, 1 쌍의 카메라 (15) 에 의해 기판 (F) 의 위치 결정을 실시한다. 그리고, 스크라이브 장치 (1) 는, 스크라이브 헤드 (20) 를 소정 위치로 이동시키고, 스크라이브 툴 (40) 을 소정 하중으로, 기판 (F) 의 표면에 접촉시킨다. 이 때, 스크라이브 헤드 (20) 에 있어서, 에어 실린더 (210) 가 동작되고, 피스톤 (220) 및 링크봉 (230) 을 개재하여, 레버 (110) 에 소정 하중이 부여되고, 레버 (110) 가 회동한다. 이에 의해, 스크라이브 툴 (40) 의 선단이 소정 하중으로 기판 (F) 에 눌려 닿게 된다. 그 후, 스크라이브 장치 (1) 는, 스크라이브 헤드 (20) 를 X 축 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 기판 (F) 의 표면에 스크라이브 라인이 형성된다.

다음으로, 도 3(a) ∼ (c) 를 참조하여, 지지 기구 (100) 의 구성을 설명한다. 도 3(a) 는, 지지 기구 (100) 의 X 축 부측으로부터 본 경우의 측면도이다. 도 3(b) 및 도 3(c) 는, 각각, 도 3(a) 의 A1 및 A2 의 위치에 있어서 X-Z 평면에 평행한 평면으로 지지 기구 (100) 를 절단했을 경우의 단면을 Y 축 정측으로부터 본 경우의 단면도이다. 또한, 도 3(a) 에서는, 편의상, 아암 (110a) 의 단부 (110d) 가, 지지 기구 (100) 의 X 축 부측의 위치에서 절단된 상태로 나타나 있다.

도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 회전 축 (102) 은, 아암 (110a) 의 단부 (110d) 에 고정되어 있다. 구체적으로는, 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 아암 (110a) 의 단부 (110d) 에 Y 축 방향으로 관통하는 원형의 구멍 (110g) 이 형성되어 있다. 이 구멍 (110g) 에 회전 축 (102) 이 통과되어 나사 고정 등에 의해 고착된다. 이에 의해, 회전 축 (102) 이 레버 (110) 에 일체화된다.

도 3(a) ∼ (c) 에 나타내는 바와 같이, 지지 기구 (100) 는, 회전 축 (102) 의 둘레 방향으로 서로 이간하여 배치되는 3 개의 베어링 (103a, 104a, 105a) 의 세트와, 동일하게 회전 축 (102) 의 둘레 방향으로 서로 이간하여 배치되는 3 개의 베어링 (103b, 104b, 105b) 의 세트를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 베어링 (103a, 104a, 105a) 과, 베어링 (103b, 104b, 105b) 은, 외경이 서로 동일하고, 각 베어링의 직경은, 회전 축 (102) 의 직경보다 크게 되어 있다. 베어링 (103a, 104a, 105a) 및 베어링 (103b, 104b, 105b) 에는, 각각 도시를 생략하는 외륜과 내륜 및 외륜과 내륜 사이에 배치된 전동체를 구비하는 볼 베어링이 이용되어 있다.

베어링 (103a, 103b) 의 내륜에 축 (103c) 이 끼워져 고착된다. 축 (103c) 은, 양단이 유지판 (101a, 101b) 에 고착되어 있다. 축 (103c) 은, Y 축에 평행하게 배치되어 있다. 이렇게 하여, 베어링 (103a, 103b) 이, 유지판 (101a, 101b) 에 지지된다. 동일하게, 베어링 (104a, 104b) 이 축 (104c) 에 장착되어 있다. 또한, 베어링 (105a, 105b) 이 축 (105c) 에 장착되어 있다.

베어링 (103a, 104a, 105a) 의 세트와, 베어링 (103b, 104b, 105b) 의 세트는, 아암 (110a) 의 단부 (110d) 를 사이에 두고 대칭으로 배치되어 있다. 상기의 각 세트의 베어링은, X-Z 평면에 있어서의 유지판 (101a, 101b) 의 면적의 범위 내에 들어가 있다.

도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 베어링 (103a, 104a, 105a) 의 외륜은, 회전 축 (102) 의 외주에 맞닿고 있다. 즉, 베어링 (103a, 104a, 105a) 은, 회전 축 (102) 을 3 방면으로부터 협지하도록, 회전 축 (102) 의 둘레 방향으로 배치된다. 여기서는, 베어링 (103a, 104a, 105a) 이, 회전 축 (102) 의 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 도 3(c) 에 나타내는 바와 같이, 베어링 (103b, 104b, 105b) 도 동일하게 배치된다.

도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 유지판 (101a, 101b) 에는, 단부 (110d) 의 구멍 (110g) 에 대하여 Y 축 방향으로 마주보는 위치에, 회전 축 (102) 을 통과시키기 위한 원형의 구멍 (101c, 101d) 이 형성되어 있다. 구멍 (101c, 101d) 의 직경은, 회전 축 (102) 의 직경보다 크다.

유지판 (101a) 에는, 누름 부재 (106) 가 장착되어 있다. 누름 부재 (106) 는, 판 스프링으로 이루어져 있다. 유지판 (101a) 의 외측면에, 누름 부재 (106) 를 지지하기 위한 받침대 (106b) 가 형성되어 있다. 누름 부재 (106) 는, 나사 (106c) 에 의해 받침대 (106b) 에 장착된다. 유지판 (101a) 의 구멍 (101c) 을 통과한 회전 축 (102) 의 단부 (102a) 는, 누름 부재 (106) 의 스프링부 (106a) 에 맞닿는다.

유지판 (101b) 에는, 갈고리상의 고정 부재 (107) 가 형성되어 있다. 고정 부재 (107) 는, 도시되지 않은 나사에 의해, 유지판 (101b) 에 장착된다. 고정 부재 (107) 가 유지판 (101b) 의 외측면에 일체 형성되어도 된다. 고정 부재 (107) 는, 받침대부 (107a) 와, 받침대부 (107a) 로부터 하방으로 돌출된 돌출부 (107b) 를 갖는다. 이 돌출부 (107b) 에, 유지판 (101b) 의 구멍 (101d) 을 통과한 회전 축 (102) 의 단부 (102b) 가 맞닿는다.

도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 회전 축 (102) 의 단부 (102a, 102b) 는, 앞부분이 가는 원추 형상으로 되어 있다. 이들 원추 형상의 정상점이, 각각, 누름 부재 (106) 의 스프링부 (106a) 와, 고정 부재 (107) 의 돌출부 (107b) 에 점 접촉한다. 이 때문에, 회전 축 (102) 이 회동한 경우, 회전 축 (102) 의 단부 (102a, 102b) 와, 스프링부 (106a) 및 돌출부 (107b) 사이의 저항은 현저하게 작다. 따라서, 레버 (110) 를 매끄럽게 회동시킬 수 있다. 또한, 회전 축 (102) 의 단부 (102a, 102b) 가, 구면이나, 원추 형상의 정상점 부근이 둥글게 된 형상 등, 다른 앞부분이 가는 형상이어도 된다.

또한, 회전 축 (102) 은, 누름 부재 (106) 의 스프링부 (106a) 의 탄성 복귀력에 의해, 단부 (102b) 가, 고정 부재 (107) 의 돌출부 (107b) 에 가압된다. 이에 의해, 회전 축 (102) 의 길이 방향의 이동이 규제된다. 따라서, 레버 (110) 는, 회전 축 (102) 의 길이 방향에 어긋나지 않고, 지지 기구 (100) 에 지지된다.

또한, 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이, 아암 (110a) 의 단부 (110d) 에는, 축 (103c) 을 내보내기 위한 노치 (110h) 가 형성되어 있다. 또한, 축 (104c, 105c) 과 단부 (110d) 사이에는, 간극이 형성되어 있다. 이에 의해, 레버 (110) 는, 축 (103c, 104c, 105c) 에 접촉하지 않고, 소정 범위에 있어서, 회동 가능하다.

＜실시형태 1 의 효과＞

본 실시형태 1 에 의하면, 이하의 효과가 나타난다.

도 3(a) ∼ (c) 에 나타내는 바와 같이, 지지 기구 (100) 에 있어서는, 베어링 (103a, 104a, 105a) 및 베어링 (103b, 104b, 105b) 의 외륜에 회전 축 (102) 의 외주가 맞닿는 것에 의해, 레버 (110) 가 회동 가능하게 지지되어 있다. 이 때문에, 이들 베어링과 회전 축 (102) 사이에 백래시가 발생하지 않는다. 또한, 회전 축 (102) 과 베어링 사이의 저항이 현저하게 억제된다. 따라서, 레버 (110) 를 백래시 없이 매끄럽게 회동시킬 수 있다.

도 3(a) ∼ (c) 에 나타내는 바와 같이, 회전 축 (102) 은, 둘레 방향으로 이간한 베어링 (103a, 104a, 105a) 및 베어링 (103b, 104b, 105b) 에 의해 3 방면으로부터 협지된다. 이에 의해, 회전 축 (102) 은, 베어링의 외륜에 의해서만 지지된다. 따라서, 매끄럽게 회동 가능하게 회전 축 (102) 을 지지할 수 있다.

또한, 도 3(a) ∼ (c) 에 나타낸 바와 같이, 베어링 (103a, 104a, 105a) 의 세트와, 베어링 (103b, 104b, 105b) 의 세트가, 회전 축 (102) 의 길이 방향으로 배치되어 있다. 따라서, 베어링의 2 개의 세트에 의해 회전 축 (102) 을 안정적으로 지지할 수 있고, 레버 (110) 를 안정적으로 회동시킬 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 베어링 (103a, 104a, 105a) 및 베어링 (103b, 104b, 105b) 이, 회전 축 (102) 의 둘레 방향으로, 등간격으로 배치되어 있다. 이에 의해, 회전 축 (102) 을 양호한 밸런스로 지지할 수 있고, 레버 (110) 를 보다 매끄럽게 회동시킬 수 있다.

또한, 베어링 (103a, 104a, 105a) 및 베어링 (103b, 104b, 105b) 은, 반드시, 회전 축 (102) 의 둘레 방향으로 등간격으로 배치되지 않아도 되고, 회전 축 (102) 을 원활하게 지지 가능한 한에 있어서, 등간격으로부터 어긋나 있어도 된다.

또한, 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 회전 축 (102) 의 단부 (102a) 는, 누름 부재 (106) 의 스프링부 (106a) 에 의해 눌리고, 단부 (102b) 는, 고정 부재 (107) 의 돌출부 (107b) 에 맞닿고 있다. 이에 의해, 회전 축 (102) 이 Y 축 방향으로 움직이는 것을 방지할 수 있다.

＜실시형태 2＞

상기 실시형태 1 의 지지 기구 (100) 에서는, 회전 축 (102) 의 둘레 방향으로 3 개의 베어링 (103a, 104a, 105a) 의 세트, 및 베어링 (103b, 104b, 105b) 의 세트가 배치되었지만, 실시형태 2 에 관련된 지지 기구 (300) 에서는, 회전 축 (320) 의 둘레 방향으로 2 개의 베어링의 세트가 배치되고, 이들 2 개의 베어링의 세트에 회전 축 (320) 을 가압하기 위한 탄성 지지부가 형성되어 있다.

도 4 는, 실시형태 2 에 관련된 스크라이브 헤드 (20) 의 구성을 나타내는 모식도이다. 단, 수용부 (120) 및 구동 기구 (200) 는 단면도로서 나타나 있다.

스크라이브 헤드 (20) 는, 레버 (111) 와, 수용부 (160) 와, 규제부 (170) 와, 제 1 탄성 지지부 (180) 와, 제 2 탄성 지지부 (190) 와, 구동 기구 (200) 와, 지지 기구 (300) 를 구비하고 있다. 구동 기구 (200) 에 대해서는, 상기 실시형태 1 과 동일한 구성이기 때문에, 설명을 생략한다.

레버 (111) 는, 상기 실시형태 1 과 동일하게, 예를 들어, 금속 재료로 이루어지는 판상의 부재이다. 레버 (111) 는, 중앙 부분에, 상방으로 오목한 오목부 (111c) 가 형성되어 있다.

수용부 (160) 는, 레버 (111) 의 X 축 부측의 단부에 설치된다. 수용부 (160) 는, 상기 실시형태 1 의 스크라이브 헤드 (20) 의 수용부 (120) 와 동일한 구성을 구비한다. 수용부 (160) 의 상면에는, 링크봉 (230) 의 하단 (232) 을 수용하기 위한 제 2 수용면 (161) 이 형성되어 있다. 에어 실린더 (210) 로부터 레버 (110) 에 소정 하중이 부여되면, 링크봉 (230) 은, 링크봉 (230) 의 상단 (231) 의 선단 및 하단 (232) 의 선단이 각각, 제 1 수용면 (224) 의 최심부 (225) 및 제 2 수용면 (161) 의 최심부 (162) 에 계속 접촉한다.

지지 기구 (300) 는, Y 축 방향으로 대향 배치된 1 쌍의 유지판 (101a, 101b) 과, 4 개의 베어링과, 회전 축 (320) 을 구비하고 있다. 지지 기구 (300) 의 유지판 (101a, 101b) 은, 상기 실시형태 1 에 관련된 유지판 (101a, 101b) 이 적용된다. 그 때문에, 유지판 (101a, 101b) 에 관련하는 구성에 대해서는, 지지 기구 (100) 와 지지 기구 (300) 에서 상이한 구성 이외에는, 설명을 생략한다. 2 개의 유지판 (101a, 101b) 사이에 레버 (111) 의 X 축 정측의 단부 (111b) 가 삽입된다.

지지 기구 (300) 는, 상기 4 개의 베어링에 의해, 레버 (111) 를, 회전 축 (320) 에 대하여 회동 가능하게 지지한다. 지지 기구 (300) 의 구성은, 계속해서 도 5(a) ∼ 도 6(b) 를 참조하여, 상세하게 설명한다.

규제부 (170) 는, 상기 제 1 실시형태의 규제부 (140) 와 동일하게, 레버 (111) 의 하방향의 회동을 규제한다. 규제부 (170) 는, 레버 (111) 의 오목부 (111c) 에, 나사 (172) 로 장착판 (21) 에 장착되어 있다. 규제부 (170) 에는, 돌출부 (171) 가 형성되고, 레버 (111) 의 회동의 하한의 위치에서, 규제부 (170) 의 돌출부 (171) 와 레버 (111) 의 오목부 (111a) 의 바닥면 (111d) (오목부 (111c) 의 가장 안쪽부의 면) 이 맞닿는다. 이에 의해, 규제부 (170) 에 의해, 레버 (111) 의 하방향의 회동이 규제된다.

제 1 탄성 지지부 (180) 는, 지지대 (181) 와, 스프링 (182) 과, 연결부 (183) 를 구비하고 있다. 지지대 (181) 는, 나사 (184) 로 장착판 (21) 에 장착되어 있다. 레버 (111) 의 상면에는, 스프링 (182) 을 장착하기 위한 연결부 (183) 가 형성되어 있다. 스프링 (182) 은, 길이 방향으로 신장된 상태로, 지지대 (181) 와 연결부 (183) 사이에 걸쳐 있다. 이에 의해, 스프링 (182) 의 탄성 복귀력에 의해, 레버 (111) 가 시계 방향으로 탄성 지지된다.

이 탄성 지지와, 레버 (111) 의 자중이 균형을 이루는 위치에, 레버 (111) 가 위치한다. 이 위치에 있어서, 레버 (111) 가 기판 (F) 의 표면에 대하여 평행이 된다. 스프링 (182) 은, 이 위치에 레버 (111) 가 위치하도록, 길이와 스프링 정수가 설정되어 있다.

제 2 탄성 지지부 (190) 는, 지지대 (191) 와, 지지대 (191) 로부터 X 축 방향으로 돌출된 돌출부 (192) 와, 스프링 (193) 과, 연결부 (194) 를 구비하고 있다. 지지대 (191) 는, 나사 (195) 로 장착판 (21) 에 장착되어 있다. 레버 (111) 의 단부 (111b) 의 상면에는, 스프링 (193) 을 장착하기 위한 연결부 (194) 가 형성되어 있다. 스프링 (193) 은, 길이 방향으로 신장된 상태로, 지지대 (191) 와 연결부 (194) 사이에 걸쳐 있다. 후에 설명하지만, 제 2 탄성 지지부 (190) 는, 레버 (111) 의 단부 (111b) 를 개재하여 회전 축 (320) 을 상방향으로 탄성 지지한다.

실시형태 2 에 관련된 스크라이브 헤드 (20) 에서는, 수용부 (160) 와 지지 기구 (300) 사이에, 스크라이브 툴 (40) 을 유지하는 홀더 유닛 (30) 이, 접속부 (130) 를 개재하여 장착된다. 이 스크라이브 툴 (40) 의 위치에 관해서는, 계속해서 도 8(a), (b) 에서 상세하게 설명한다.

다음으로, 지지 기구 (300) 에 대하여 설명한다. 도 5(a) 는, 회전 축 (320) 을 X 축 부측으로부터 본 경우의 측면도이다. 도 5(b) 는, 회전 축 (320) 을 Z 축 부측으로부터 본 경우의 평면도이다. 도 5(c) 는, 지지 기구 (300) 를 X 축 부측으로부터 본 경우의 측면도이다. 도 5(d), (e) 는, 각각, 도 5(c) 의 B1 및 B2 의 위치에 있어서 X-Z 평면에 평행한 평면으로 지지 기구 (300) 를 절단한 경우의 단면을 Y 축 정측으로부터 본 경우의 단면도이다. 또한, 도 5(c) 에서는, 편의상, 레버 (111) 의 단부 (111b) 가, 지지 기구 (300) 의 X 축 부측의 위치에서 절단된 상태로 나타나 있다.

도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, 회전 축 (320) 은, 축 (321) 과, 접속부 (322) 로 구성되어 있다. 축 (321) 은, 접속부 (322) 를 사이에 두고 Y 축 방향으로 신장되어 있다. 축 (321) 의 단부 (321a, 321b) 는, 앞부분이 가는 형상으로 되어 있다. 접속부 (322) 는, 축 (321) 의 중앙 부분에 형성되고, 레버 (111) 의 단부 (111b) 와 접속된다. 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 접속부 (322) 는, 원기둥 형상의 부재의 하부를 평면상으로 잘라낸 형상이고, 평탄면상의 하면 (322a) 이 형성되어 있다. 접속부 (322) 의 하면 (322a) 에는, 레버 (111) 의 단부 (111b) 와 접속부 (322) 를 접속하기 위한 나사 (323) (도 6(b) 참조) 를 통과시키기 위한 나사 구멍 (322b) 이 형성되어 있다. 나사 구멍 (322b) 은, 접속부 (322) 를 Z 축 방향으로 관통하고 있다.

도 5(c) 에 나타내는 바와 같이, 회전 축 (320) 은, 레버 (111) 의 단부 (111b) 에 고정되어 있다. 구체적으로는, 도 5(e) 에 나타내는 바와 같이, 레버 (111) 의 단부 (111b) 의 하부에는, Z 축 정측으로 오목한 오목부 (111e) 가 형성되어 있다. 오목부 (111e) 는, Y 축 방향으로 보아 원호상으로 형성되어 있고, 오목부 (111e) 에 회전 축 (320) 의 접속부 (322) 가 끼워진다.

도 5(c) 에 나타내는 바와 같이, 레버 (111) 의 단부 (111b) 의 오목부 (111e) 에는, 나사 구멍 (111f) 이 형성되어 있고, 도 5(b) 에서 나타낸 회전 축 (320) 의 접속부 (322) 에 형성되어 있는 나사 구멍 (322b) 과 연통한다. 오목부 (111e) 의 나사 구멍 (111f) 과 나사 구멍 (322b) 에, 나사 (323) (도 6(b) 참조) 가 통과되고, 레버 (111) 의 단부 (111b) 와 회전 축 (320) 이 접속된다. 상기한 바와 같이, 레버 (111) 의 단부 (111b) 의 상면에는 제 2 탄성 지지부 (190) 의 연결부 (194) 가 설치되어 있다. 따라서, 제 2 탄성 지지부 (190) 는, 레버 (111) 의 단부 (111b) 를 개재하여 회전 축 (320) 을 상방 (Z 축 정방향) 으로 탄성 지지할 수 있다.

도 5(d), 도 6(a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 지지 기구 (300) 는, 회전 축 (320) 의 둘레 방향으로 서로 이간하여 배치되는 2 개의 베어링 (310a, 311a) 의 세트와, 동일하게 회전 축 (320) 의 둘레 방향으로 서로 이간하여 배치되는 2 개의 베어링 (310b, 311b) 의 세트를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 베어링 (310a, 311a) 과, 베어링 (310b, 311b) 은, 외경이 서로 동일하게 되어 있고, 각 베어링의 직경은, 회전 축 (320) 의 축 (321) 및 접속부 (322) 의 직경보다 크게 되어 있다.

여기서, 추가로, 도 6(a), (b) 도 참조하여, 지지 기구 (300) 의 구성을 설명한다. 도 6(a) 는, 지지 기구 (300) 의 Z 축 정측으로부터 본 경우의 상면도이다. 도 6(b) 는, 지지 기구 (300) 의 Z 축 부측으로부터 본 경우의 평면도이다.

도 5(d), 도 6(a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 베어링 (310a, 311a) 의 내륜의 각각에 축 (310c, 311c) 이 각각 끼워지고, 축 (310c, 311c) 의 Y 축 부측의 단부에 베어링 (310a, 311a) 이 고착된다. 축 (310c, 311c) 의 Y 축 정측의 단부는, 각각, 유지판 (101a) 에 고착된다. 베어링 (310b, 311b) 의 내륜의 각각에 축 (310d, 311d) 이 각각 끼워지고, 축 (310d, 311d) 의 Y 축 정측의 단부에 베어링 (310b, 311b) 이 고착된다. 축 (310d, 311d) 의 Y 축 부측의 단부는, 각각, 유지판 (101b) 에 고착된다.

축 (310c, 311c) 은, Y 축에 평행하게 배치되어 있다. 이렇게 하여, 베어링 (310a, 311a) 이, 유지판 (101a) 에 지지된다. 동일하게, 베어링 (310b, 311b) 이, 유지판 (101b) 에 지지된다.

베어링 (310a, 311a) 의 세트와, 베어링 (310b, 311b) 의 세트는, 레버 (111) 의 단부 (111b) 를 사이에 두고 대칭으로 배치되어 있다.

도 5(d) 에 나타내는 바와 같이, 베어링 (310b, 311b) 은, 회전 축 (320) 의 외주에 맞닿고 있다. 보다 구체적으로는, 회전 축 (320) 의 안정성을 높이기 위하여, 회전 축 (320) 의 중심과 베어링의 축 (310d) 의 중심을 연결하는 직선, 및 회전 축 (320) 과 베어링의 축 (311d) 의 중심을 연결하는 직선이 이루는 각이 둔각이 되는 것과 같은 위치에, 베어링 (310b, 311b) 이 배치되는 것이 바람직하다. 도 6(a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 베어링 (310a, 311a) 도 동일하게 배치된다.

도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 유지판 (101a, 101b) 에는, 회전 축 (320) 의 축 (321) 을 통과시키기 위한 홈 (101e, 101f) 이 형성되어 있다. 홈 (101e, 101f) 은 바닥부가 노칭된 원형이고, 홈 (101e, 101f) 의 직경은, 회전 축 (320) 의 축 (321) 의 직경보다 크다. 홈 (101e, 101f) 의 각각에, 유지판 (101a, 101b) 의 하측으로부터 회전 축 (320) 의 축 (321) 이 끼워 넣어진다.

도 5(c) 를 참조하여 설명한 바와 같이, 레버 (111) 의 단부 (111b) 에, 나사 구멍 (322b) 에 연통하는 나사 구멍 (111f) 이 형성되어 있다. 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 회전 축 (320) 의 접속부 (322) 의 하면 (322a) 의 나사 구멍 (322b) 에 나사 (323) 가 통과되고, 나사 구멍 (111f) 에서 걸림된다. 이와 같이, 레버 (111) 의 단부 (111b) 와 회전 축 (320) 의 접속부 (322) 가 접속됨으로써, 단부 (111b) 와 회전 축 (320) 이 일체화한다.

유지판 (101a) 에는, 누름 부재 (108) 가 장착되어 있다. 도 5(c) 에 나타내는 바와 같이, 유지판 (101a) 은, Y 축 정측에 노치부 (111g) 가 형성되어 있다. 누름 부재 (108) 는 접시 스프링 등의 스프링부 (108a) 로 이루어지고, 노치부 (111g) 를 덮도록 유지판 (101a) 의 외측면에 배치되고, 나사 (108b) 에 의해 유지판 (101a) 에 고정되어 있다. 유지판 (101a) 의 홈 (101e) 에 끼워져 있는 회전 축 (320) 의 단부 (321a) 는, 누름 부재 (108) 의 스프링부 (108a) 에 맞닿는다.

유지판 (101b) 에는, 판상의 고정 부재 (109) 가 형성되어 있다. 고정 부재 (109) 는, 고정판 (109a) 이 유지판 (101b) 에 나사 (109b) 로 장착된다. 고정 부재 (109) 가 유지판 (101b) 의 외측면에 일체 형성되어도 된다. 이 고정 부재 (109) 에, 유지판 (101b) 의 홈 (101f) 에 끼워져 있는 회전 축 (320) 의 단부 (321b) 가 맞닿는다.

도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 회전 축 (320) 의 단부 (321a, 321b) 는, 앞부분이 가는 원추 형상으로 되어 있다. 이들 원추 형상의 정상점이, 도 6(a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 각각, 누름 부재 (108) 의 스프링부 (108a) 와, 고정 부재 (109) 에 점 접촉한다. 이 때문에, 회전 축 (320) 이 회동한 경우, 회전 축 (320) 의 단부 (321a, 321b) 와, 스프링부 (108a) 및 고정 부재 (109) 사이의 저항은 현저하게 작다. 따라서, 레버 (111) 를 매끄럽게 회동시킬 수 있다. 또한, 회전 축 (320) 의 단부 (321a, 321b) 가, 구면이나, 원추 형상의 정상점 부근이 둥글게 된 형상 등, 다른 앞부분이 가는 형상이어도 된다.

또한, 회전 축 (320) 은, 누름 부재 (108) 의 스프링부 (108a) 의 탄성 복귀력에 의해, 단부 (321b) 가, 고정 부재 (109) 에 가압된다. 이에 의해, 회전 축 (320) 의 길이 방향의 이동이 규제된다. 따라서, 레버 (111) 는, 회전 축 (320) 의 길이 방향으로 어긋나지 않고, 지지 기구 (300) 에 지지된다.

다음으로, 실시형태 1 에 관련된 지지 기구 (100) 와, 실시형태 2 에 관련된 지지 기구 (300) 의 스크라이브시의 동작을 설명한다.

도 7(a) 는, 지지 기구 (100) 의 스크라이브시의 동작을 설명하기 위한 모식도이다. 또한, 도 7(a) 에 있어서는 레버 (110), 구동 기구 (200) 및 홀더 유닛 (30) 이 생략되어 있다.

도 7(a) 에 나타내는 바와 같이, 화살표 (G1) 방향의 하중이 구동 기구 (200) 로부터 레버 (110) 에 부여되고, 회전 축 (102) 을 중심으로 레버 (110) 가 회동하면, 스크라이브 툴 (40) 의 선단은 기판 (F) 에 눌려 닿게 된다. 이 때, 기판 (F) 의 표면으로부터 유지판 (101a) 과의 거리는, d 이다. 또한, 이 상태에 있어서의 회전 축 (102) 의 중심점 (M1) 과 기판 (F) 의 표면의 거리는, D1 이다. 여기서, 회전 축 (102) 의 중심점 (M1) 및 기판 (F) 의 표면과 스크라이브 툴 (40) 의 선단의 접점 (P) 을 연결하는 직선을 직선 (L1) 이라고 하면, 직선 (L1) 은 기판 (F) 의 표면으로부터 α1 만큼 기울어져 있다. 이 때문에 스크라이브 툴 (40) 로부터 기판 (F) 에 화살표 (Q1) 의 방향으로 스크라이브 하중이 부여된다. 화살표 (Q1) 의 방향의 힘은, 화살표 (Q) 로 나타내는, 기판 (F) 의 표면에 수직인 방향의 분력과, 도시를 생략하는 기판 (F) 의 표면에 평행한 방향의 분력으로 분해할 수 있다. 이 중, 기판 (F) 에 대한 수직 크랙의 형성에는 주로 표면에 수직인 방향의 분력이 기여한다.

도 7(b) 는, 지지 기구 (300) 의 스크라이브 동작을 설명하기 위한 모식도이다.

지지 기구 (300) 도, 지지 기구 (100) 와 동일하게, 레버 (111) 가 회전 축 (320) 을 중심으로 회동한다. 또한, 유지판 (101a) 이 기판 (F) 의 표면으로부터 d 의 거리에 위치한다. 이 때, 회전 축 (320) 의 중심점 (M2) 과 접점 (P) 을 연결하는 직선을 직선 (L2) 이라고 하면, 직선 (L2) 은 기판 (F) 의 표면으로부터 α2 만큼 기울어져 있다. 이 때, 스크라이브 툴 (40) 로부터 기판 (F) 에 부여되는 힘의 방향은, 화살표 (Q2) 의 방향이다. 화살표 (Q2) 는, 도 7(a) 에 나타나 있는 화살표 (Q1) 보다 수직 방향에 가깝다. 이 때문에, 지지 기구 (300) 에서는, 지지 기구 (100) 와 동일한 하중을 레버 (110) 에 부여한 경우에, 화살표 (Q) 로 나타내는, 기판 (F) 의 표면에 수직인 방향의 분력의 크기가 지지 기구 (100) 보다 커진다. 따라서, 스크라이브 중에 기판 (F) 에 대하여 보다 효율적으로 하중을 가할 수 있음과 함께, 스크라이브 툴 (40) 이 기판 (F) 에 추종하기 쉬워, 보다 원활하게 스크라이브 동작을 실행할 수 있다.

이것은, 지지 기구 (100) 와 지지 기구 (300) 에 있어서, 유지판 (101a) 과 기판 (F) 의 표면의 거리 (d) 가 동일해도, 회전 축의 중심점과 기판의 거리인 거리 (D1) 와 거리 (D2) 가 상이한 것에서 기인한다. 즉, 지지 기구 (300) 의 쪽이, 회전 축 (320) 과 기판 (F) 의 표면의 거리가 가깝다. 이 때문에, 회전 축 (320) 의 중심점 (M2) 과 접점 (P) 을 연결하는 직선 (L2) 이, 기판 (F) 의 표면과 평행한 방향으로 가까워진다. 이에 의해, 스크라이브 툴 (40) 이 기판 (F) 에 부여하는 하중의 화살표 (Q2) 로 나타내는 방향이, 기판 (F) 의 표면과 수직인 방향으로 가까워진다.

이와 같이, 지지 기구 (300) 에서는, 스크라이브 툴 (40) 이 기판 (F) 의 표면에 추종하여, 보다 원활하게 스크라이브 동작을 실행할 수 있는 것으로 생각된다. 다음으로, 지지 기구 (300) 에 있어서의 스크라이브 툴 (40) 의 위치에 대하여 검토한다.

도 8(a) 는, 스크라이브 툴 (40) 이 구동 기구 (200) 와 지지 기구 (300) 사이에 배치되어 있는 경우, 회전 축 (320) 에 가해지는 힘에 대하여 설명하는 모식도이다.

도 8(a) 에 나타내는 바와 같이, 구동 기구 (200) 의 링크봉 (230) 이 수용부 (160) 에 맞닿으면, 링크봉 (230) 과 제 2 수용면 (161) 의 접점 (P10) 으로부터 화살표 (Q10) 의 방향으로 힘이 부여된다. 즉, 접점 (P10) 은, 역점이다. 이에 의해, 지지점인 회전 축 (320) 을 중심으로 레버 (111) 가 회동하고, 스크라이브 툴 (40) 의 선단이 기판 (F) 의 표면을 압압한다. 이 스크라이브 툴 (40) 의 선단과 기판 (F) 의 표면의 접점 (P20) 은, 작용점이다. 이 때, 스크라이브 툴 (40) 은, 기판 (F) 으로부터의 반력을 화살표 (Q20) 의 방향으로 받는다. 스크라이브 툴 (40) 이 기판 (F) 으로부터의 반력을 받으면, P10 이 지지점으로서 작용하기 때문에, 지지 기구 (300) 에는, 화살표 (Q30) 의 방향 즉 상방향의 힘이 작용한다.

이에 의해, 도 8(a) 의 우측의 도면에 나타내는 바와 같이, 회전 축 (320) 에 상방향의 힘이 작용하기 때문에, 회전 축 (320) 이 베어링 (310a, 311a), 및 베어링 (310b, 311b) 에 강하게 눌려 닿게 된다. 따라서, 회전 축 (320) 은, 지지 기구 (300) 로부터 탈락하지 않고, 베어링 (310a, 311a), 및 베어링 (310b, 311b) 으로 계속 지지된다.

여기서, 레버 (111) 의 단부 (111b) 를 개재하여 회전 축 (320) 에 접속되는 제 2 탄성 지지부 (190) 는, 회전 축 (320) 이 지지 기구 (300) 로부터 탈락하지 않도록 상방향으로 탄성 지지하고 있다. 회전 축 (320) 에 화살표 (Q30) 의 방향의 힘이 작용하기 때문에, 제 2 탄성 지지부 (190) 는, 약간의 힘으로 회전 축 (320) 을 상방향으로 지지하면 된다.

도 8(b) 는, 스크라이브 툴 (40) 이 구동 기구 (200) 의 X 축 부측에 배치된 경우, 회전 축 (320) 에 가해지는 힘에 대하여 설명하는 모식도이다.

도 8(b) 도, 도 8(a) 와 동일하게, 구동 기구 (200) 의 링크봉 (230) 이 수용부 (120) 에 맞닿으면, 접점 (P10) 으로부터 화살표 (Q10) 의 방향으로 힘이 부여된다. 이에 의해, 지지점인 회전 축 (320) 을 중심으로 레버 (111) 가 회동하고, 스크라이브 툴 (40) 의 선단이 기판 (F) 의 표면을 압압한다. 그리고, 스크라이브 툴 (40) 은, 기판 (F) 으로부터의 반력을 화살표 (Q20) 의 방향으로 받는다.

도 8(b) 의 경우, 접점 (P10) 이 지지점이 되면, 지지 기구 (300) 에는, 화살표 (Q40) 의 방향 즉 하방향의 힘이 작용한다.

이에 의해, 도 8(b) 의 우측의 도면에 나타내는 바와 같이, 회전 축 (320) 에 하방향의 힘이 작용하기 때문에, 회전 축 (320) 은 베어링 (310a, 311a), 및 베어링 (310b, 311b) 으로부터 멀어지려고 한다. 이 상태에서 회전 축 (320) 을 상방향으로 탄성 지지하지 않은 경우, 회전 축 (320) 은 지지 기구 (300) 로부터 탈락한다. 이것을 방지하기 위해서는, 회전 축 (320) 을 제 2 탄성 지지부 (190) 로 상방향으로 큰 힘으로 탄성 지지할 필요가 있다.

이와 같이, 도 8(a) 의 경우, 제 2 탄성 지지부 (190) 는 특히 큰 탄성력을 갖도록 구성될 필요가 없다. 한편, 도 8(b) 의 경우에는, 회전 축 (320) 이 지지 기구 (300) 로부터 탈락하지 않도록, 제 2 탄성 지지부 (190) 가 큰 탄성력을 갖도록 구성될 필요가 있다. 따라서, 스크라이브 툴 (40) 은, 구동 기구 (200) 와 지지 기구 (300) 사이에 배치되는 것이, 보다 바람직하다.

＜실시형태 2 의 효과＞

본 실시형태 2 에 의하면, 이하의 효과가 나타난다.

도 5(a) ∼ 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 지지 기구 (300) 에 있어서는, 베어링 (310a, 311a) 및 베어링 (310b, 311b) 에 회전 축 (320) 의 외주가 맞닿는 것에 의해, 레버 (111) 가 회동 가능하게 지지되어 있다. 따라서, 이들 베어링과 회전 축 (320) 사이에 백래시가 발생하지 않는다. 또한, 회전 축 (320) 과 베어링 사이의 저항이 현저하게 억제되어, 레버 (111) 를 백래시 없이 매끄럽게 회동시킬 수 있다.

도 5(a) ∼ 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 회전 축 (320) 은, 접속부 (322) 가 레버 (111) 의 단부 (111b) 를 개재하여 제 2 탄성 지지부 (190) 에 접속된다. 따라서, 제 2 탄성 지지부 (190) 에 의해 적절한 힘으로 회전 축 (320) 이 베어링 (310a, 311a) 및 베어링 (310b, 311b) 에 맞닿는, 각 베어링을 회전 축에 맞닿음시키는 힘을 세세하게 조절하는 작업을 생략할 수 있다.

도 7(a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 이 구성은, 기판 (F) 측에 베어링이 배치되어 있지 않기 때문에, 회전 축 (320) 과 기판 (F) 사이의 거리 (D2) 를 짧게 할 수 있다. 이에 의해, 스크라이브 툴 (40) 이 기판에 부여하는 하중의 방향 (화살표 (Q2) 의 방향) 을 기판 (F) 의 표면에 수직인 방향 (화살표 (Q) 의 방향) 으로 가까워지게 할 수 있다. 따라서, 기판 (F) 에 대하여 보다 효율적으로 하중을 가할 수 있음과 함께, 스크라이브 툴 (40) 이 기판 (F) 에 추종하기 쉬워, 보다 원활하게 스크라이브 동작을 실행할 수 있다.

또한, 이 구성은, 기판 (F) 측에 제 2 탄성 지지부 (190) 가 배치되지 않기 때문에, 회전 축 (320) 과 기판 (F) 사이의 거리를 더욱 짧게 할 수 있다. 이에 의해, 스크라이브 툴 (40) 을 더욱 기판 (F) 에 추종하기 쉽게 할 수 있다.

도 8(a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 스크라이브 툴 (40) 은, 구동 기구 (200) 에 의해 레버 (111) 에 하중이 부여되는 위치보다 회전 축 (320) 측으로 배치되어 있다. 이에 의해, 기판 (F) 으로부터 스크라이브 툴 (40) 에 가해지는 반력이, 회전 축 (320) 을 베어링 (310a, 311a) 및 베어링 (310b, 311b) 에 눌러 닿게 하는 방향으로 작용한다. 따라서, 회전 축 (320) 을 베어링 (310a, 311a) 및 베어링 (310b, 311b) 에 안정적으로 맞닿음시킬 수 있다.

또한, 도 5(a) ∼ 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 회전 축 (320) 의 단부 (321a) 는, 누름 부재 (108) 의 스프링부 (108a) 에 의해 눌리고, 단부 (321b) 는, 고정 부재 (109) 에 맞닿고 있다. 이에 의해, 회전 축 (320) 이 Y 축 방향으로 흔들리는 것을 방지할 수 있고, 따라서, 레버 (111) 의 회동을 보다 더욱 매끄럽게 할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 스크라이브 툴 (40) 은 전동하지 않는 타입의 고정 날인 다이아몬드 포인트가 이용되었지만, 그 밖의 종류의 스크라이브 툴이 이용되어도 된다. 예를 들어, 전동하는 타입의 스크라이빙 휠이 이용되어도 된다.

또한, 상기 실시형태 2 에서는, 제 2 탄성 지지부 (190) 는, 회전 축 (320) 을 Z 축 정측으로부터 지지하고 있었지만, 예를 들어, 판 스프링을 유지판 (101a, 101b) 에 형성하여, 회전 축 (320) 을 하방으로부터 지지하도록 구성할 수 있다. 회전 축 (320) 은, 하방으로부터 판 스프링으로 지지되기 때문에, 베어링 (310a, 310b) 및 베어링 (311a, 311b) 에 강하게 눌려 닿게 된다.

또한, 레버 (110, 111) 의 형상이나, 자중 캔슬을 위한 스프링 (152, 182) 의 설치 위치 등도 적절히 변경 가능하다. 스크라이브 동작에 있어서 레버 (110, 111) 의 자중이 문제가 되지 않는 경우, 탄성 지지부 (150, 180) 가 생략되어도 된다.

이 외에, 본 발명의 실시형태는, 특허 청구의 범위에 나타낸 기술적 사상의 범위 내에 있어서, 적절히, 다양한 변경이 가능하다.

1 ; 스크라이브 장치
20 ; 스크라이브 헤드
40 ; 스크라이브 툴
110, 111 ; 레버
100, 300 ; 지지 기구
102, 320 ; 회전 축
103a, 104a, 105a ; 베어링
103b, 104b, 105b ; 베어링
190 ; 탄성 지지부 (제 2 탄성 지지부)
200 ; 구동 기구
310a, 311a ; 베어링
310b, 311b ; 베어링
F ; 기판

Claims (8)

1. 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 툴과,
   상기 스크라이브 툴을 지지하는 레버와,
   상기 기판에 접근 및 이간하는 방향으로 상기 레버를 회동 가능하게 지지하는 지지 기구와,
   상기 레버를 상기 기판에 접근하는 방향으로 회동시키는 하중을 상기 레버에 부여하는 구동 기구를 구비하고,
   상기 지지 기구는,
   상기 레버에 일체적으로 형성된 회전 축과,
   상기 회전 축의 둘레 방향으로, 서로 이간하여 배치된 적어도 2 개의 베어링을 구비하고,
   각 상기 베어링에 상기 회전 축의 외주를 맞닿음시킴으로써, 상기 레버를 회동 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는, 스크라이브 헤드.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지 기구는, 3 개의 상기 베어링을 구비하고,
   상기 회전 축은, 상기 3 개의 베어링에 3 방면으로부터 협지되는 것을 특징으로 하는 스크라이브 헤드.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지 기구는,
   2 개의 상기 베어링과,
   상기 2 개의 베어링에 상기 회전 축을 맞닿음시키기 위한 탄성 지지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스크라이브 헤드.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 2 개의 베어링은, 상기 회전 축에 대하여 상기 기판과 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브 헤드.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 탄성 지지부는, 상기 회전 축에 대하여 상기 기판과 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 스크라이브 헤드.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스크라이브 툴은, 상기 구동 기구에 의해 상기 레버에 하중이 부여되는 위치보다 상기 회전 축측으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 스크라이브 헤드.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전 축의 둘레 방향으로 이간하는 상기 베어링의 세트가, 상기 회전 축의 길이 방향으로 복수 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 스크라이브 헤드.
8. 기판에 대하여 스크라이브를 실시하는 스크라이브 장치로서,
   상기 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 스크라이브 툴과, 상기 스크라이브 툴을 지지하는 레버와, 상기 기판에 접근 및 이간하는 방향으로 상기 레버를 회동 가능하게 지지하는 지지 기구와, 상기 레버를 상기 기판에 접근하는 방향으로 회동시키는 하중을 상기 레버에 부여하는 구동 기구를 구비하는 스크라이브 헤드와,
   상기 기판을 재치하는 재치부와,
   상기 스크라이브 헤드를 이동시키는 이송부를 구비하고,
   상기 스크라이브 헤드에 있어서,
   상기 지지 기구는,
   상기 레버에 일체적으로 형성된 회전 축과,
   상기 회전 축의 둘레 방향으로, 서로 이간하여 배치된 적어도 2 개의 베어링을 구비하고,
   각 상기 베어링에 상기 회전 축의 외주를 맞닿음시킴으로써, 상기 레버를 회동 가능하게 지지하는 것을 특징으로 하는, 스크라이브 장치.

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