TW201742838A

TW201742838A - 劃線裝置及保持器單元

Info

Publication number: TW201742838A
Application number: TW105118822A
Authority: TW
Inventors: 曾山正信; 亀井慎太郎
Original assignee: 三星鑽石工業股份有限公司
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-12-16
Also published as: TWI636025B

Abstract

本發明係鑒於因刻劃輪沿銷軸方向移動而導致劃線之形成位置偏離此一問題點而完成者，其目的在於提供一種使劃線之形成位置穩定，且不會發生自所期望之位置之偏離的劃線裝置及保持器單元。劃線裝置1之構成為：形成於保持器60之保持部62a、62b的銷孔64a、64b係沿行進方向R形成於互不相同之位置，銷軸50在水平面H中以相對於與行進方向R正交之方向B傾斜之方式配置。因此，若形成劃線，則刻劃輪40之側面42a會朝靠近保持壁65a之方向移動並接觸，從而沿銷軸50之移動受到規制。

Description

劃線裝置及保持器單元

本發明係關於一種在玻璃基板等之脆性材料基板之分斷中，於在脆性材料基板之表面形成劃線時所使用之劃線裝置及保持器單元。

在將玻璃基板等之脆性材料基板分斷為所期望之尺寸時，一般而言係使用劃線裝置。該劃線裝置係將刻劃輪安裝在用於保持刻劃輪之保持器而使用。又，該刻劃輪藉由使圓柱狀之銷軸插入形成於保持器之保持部的銷孔與形成於刻劃輪之側面的貫通孔而被保持於保持部之間(保持槽)。

另外，安裝於保持器之刻劃輪以旋轉自如之方式被保持，藉由在脆性材料基板之表面一邊旋轉一邊前進，而在脆性材料基板處形成劃線。此外，作為如上述之劃線裝置，例如有如專利文獻1所記載之劃線裝置。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]國際專利公開WO2007/063979號公報

安裝於保持器之刻劃輪為了如上述般形成劃線，而需要在保持槽內旋轉。因而，保持槽之寬度較刻劃輪之厚度寬出若干，而確保在刻劃輪與保持部之間留有間隙。具體而言，在刻劃輪之厚度為0.65 mm之情形下，保持槽之寬度寬出0.02mm左右。如此，由於在刻劃輪與保持部之間存在有間隙，從而刻劃輪係以旋轉自如之方式被保持。

另一方面，因該間隙而導致刻劃輪可在保持器槽內沿銷軸移動0.02mm左右。因此在形成劃線時，由於刻劃輪沿銷軸方向移動，導致劃線之形成位置不穩定，故而在先前之劃線裝置中存在劃線自所期望之位置偏離此一問題。

本發明係鑒於因上述之刻劃輪沿銷軸方向移動而劃線之形成位置偏離此一問題點而完成者，其目的在於提供一種使劃線之形成位置穩定，且不會發生自所期望之位置之偏離的劃線裝置及保持器單元。

為了達成上述目的，本發明之劃線裝置之特徵在於具備：保持器單元，其具備：刻劃輪；銷軸，其貫通於前述刻劃輪之貫通孔；及保持器，其具有：本體部；一對保持部，其等形成於前述本體部之下方側並將前述刻劃輪予以保持；及銷孔，其分別形成於前述保持部且供前述銷軸插通；以及劃線頭，其以沿鉛垂方向延伸之旋轉軸為中心而以旋轉自如之方式將前述保持器單元予以保持；且前述銷軸在水平面中以從與前述刻劃輪之行進方向正交之方向傾斜之方式配置。

根據本發明之劃線裝置，由於銷軸以從與行進方向正交之方向傾斜之方式配置，因而若形成劃線，則刻劃輪朝一者之保持部側靠近。藉此，因刻劃輪與保持部之間之間隙所導致之刻劃輪朝銷軸方向移動此舉受到規制。因而，劃線裝置能夠使劃線之形成位置穩定。

又，本發明之劃線裝置之特徵在於：前述銷孔在水平面中沿行進方向形成於互不相同之位置。

根據本發明之劃線裝置，僅憑藉調整保持器之銷孔的形成位置便可發揮上述效果。

又，本發明之劃線裝置之特徵在於：在一對前述保持部之間形成之保持槽係以與前述銷軸正交之方式傾斜而形成。

根據本發明之劃線裝置，由於在刻劃輪朝一者之保持部側靠近時，刻劃輪與保持部之接觸面積增大，因而能夠抑制刻劃輪之側面的磨耗。

又，本發明之劃線裝置之特徵在於：前述劃線頭具備保持器單元傾斜機構，該機構係用於使前述銷軸在水平面中從與前述刻劃輪之行進方向正交之方向傾斜者。

根據本發明之劃線裝置，由於劃線頭具備保持器單元傾斜機構，因而無需對保持器單元本身進行用於使銷軸傾斜之特別的加工。因此，劃線裝置能夠使用在一般情形下所使用之保持器單元來發揮上述效果。

又，本發明之劃線裝置之特徵在於：前述劃線頭具備安裝有前述旋轉軸之保持器接頭，且前述保持器單元傾斜機構形成於前述保持器接頭。

根據本發明之劃線裝置，亦可適用於保持器單元經由保持器接頭而被安裝於劃線頭此種構成之劃線裝置。

又，本發明之劃線裝置之特徵在於：前述保持器接頭具備垂直壁，且前述保持器單元傾斜機構係配置於前述垂直壁與前述保持器之間之傾斜構件。又，本發明之劃線裝置之特徵在於：前述保持器單元傾斜機構係配置於前述保持器接頭與前述保持器之間之彈簧構件。又，本發明之劃線裝置之特徵在於：前述保持器單元傾斜機構係安裝於前述保持器接頭之磁鐵。

根據本發明之劃線裝置，可採用適用於劃線裝置之保持器單元傾斜機構。

又，本發明之保持器單元之特徵在於具備：刻劃輪；銷軸，其貫通於前述刻劃輪之貫通孔；及保持器，其具有：本體部；一對保持部，其等形成於前述本體部之下方側並將前述刻劃輪予以保持；及銷孔，其分別形成於前述保持部且供前述銷軸插通；且前述銷孔在水平面中沿行進方向形成於互不相同之位置；前述銷軸在水平面中以從與前述刻劃輪之行進方向正交之方向傾斜之方式配置。

藉由使用具備本發明之保持器單元之劃線裝置形成劃線，由於銷軸係以從與行進方向正交之方向傾斜之方式配置，故刻劃輪朝一者之保持部側靠近。藉此，因刻劃輪與保持部之間之間隙所導致之刻劃輪朝銷軸方向移動此舉受到規制。

又，本發明之保持器單元之特徵在於：在一對前述保持部之間形成之保持槽係以與前述銷軸正交之方式傾斜而形成。

根據本發明之保持器單元，由於在刻劃輪朝一者之保持部側靠近時，刻劃輪與保持部之接觸面積增大，因而能夠抑制刻劃輪之側面的磨耗。

1‧‧‧劃線裝置

10‧‧‧移動台

11‧‧‧滾珠螺桿

12‧‧‧導軌

13‧‧‧馬達

14‧‧‧台

15‧‧‧脆性材料基板

16‧‧‧CCD照相機

17‧‧‧橋部

18a‧‧‧支柱

18b‧‧‧支柱

19‧‧‧引導件

20‧‧‧劃線頭

21‧‧‧保持器接頭

22‧‧‧安裝部

22a‧‧‧垂直壁

22b‧‧‧水平壁

23‧‧‧旋轉軸

24a‧‧‧軸承

24b‧‧‧軸承

25‧‧‧螺絲孔

30‧‧‧保持器單元

31‧‧‧安裝螺釘

40‧‧‧刻劃輪

41‧‧‧貫通孔

42a‧‧‧側面

42b‧‧‧側面

50‧‧‧銷軸

51‧‧‧尖頭部

60‧‧‧保持器

61‧‧‧本體部

62a‧‧‧保持部

62b‧‧‧保持部

63‧‧‧保持槽

64a‧‧‧銷孔

64b‧‧‧銷孔

65a‧‧‧保持壁

65b‧‧‧保持壁

66‧‧‧螺絲孔

68a‧‧‧扣件

68b‧‧‧扣件

69a‧‧‧螺釘

69b‧‧‧螺釘

130‧‧‧保持器單元

131‧‧‧安裝螺釘

140‧‧‧刻劃輪

142a‧‧‧側面

150‧‧‧銷軸

160‧‧‧保持器

162a‧‧‧保持部

163‧‧‧保持槽

165a‧‧‧保持壁

221‧‧‧保持器接頭

222a‧‧‧垂直壁

230‧‧‧保持器單元

250‧‧‧銷軸

260‧‧‧保持器

261‧‧‧本體部

262b‧‧‧保持部

268b‧‧‧扣件

269b‧‧‧螺釘

280‧‧‧傾斜構件

321‧‧‧保持器接頭

322b‧‧‧水平壁

330‧‧‧保持器單元

340‧‧‧刻劃輪

342a‧‧‧側面

350‧‧‧銷軸

360‧‧‧保持器

361‧‧‧本體部

365a‧‧‧保持壁

380‧‧‧彈簧構件

381a‧‧‧鉤掛部

381b‧‧‧鉤掛部

421‧‧‧保持器接頭

422b‧‧‧水平壁

430‧‧‧保持器單元

440‧‧‧刻劃輪

442a‧‧‧側面

450‧‧‧銷軸

460‧‧‧保持器

461‧‧‧本體部

465a‧‧‧保持壁

480‧‧‧磁鐵

481a‧‧‧固定部

481b‧‧‧磁鐵

A‧‧‧箭頭

B‧‧‧方向

H‧‧‧水平面/虛線

R‧‧‧行進方向

S‧‧‧一點鏈線

圖1係實施方式1之劃線裝置之概略圖。

圖2(A)係實施方式1之保持器單元之前視圖；圖2(B)係保持器單元之側視圖；圖2(C)係在俯視觀察下之保持器單元之概念圖。

圖3係實施方式2之保持器單元之在俯視觀察下之概念圖。

圖4係實施方式3之保持器單元之在俯視觀察下之概念圖。

圖5(A)係實施方式4之保持器單元之側視圖；圖5(B)係在俯視觀察下之保持器單元之概念圖。

圖6(A)係實施方式5之保持器單元之側視圖；圖6(B)係在俯視觀察下之保持器單元之概念圖。

以下，使用圖式說明本發明之實施方式。但，以下所示之實施方式係顯示用於將本發明之技術思想具體化之一例，而並非意圖將本發明特定為該實施方式。本發明亦可適用於申請專利範圍內所包含之其他的實施方式。

[實施方式1]

圖1係本發明之實施方式之劃線裝置1的概略圖。劃線裝置1具備移動台10。由於移動台10與滾珠螺桿11螺合，而該滾珠螺桿11藉由馬達之驅動而旋轉，因而該移動台10可沿一對導軌12在Y軸方向上移動。

在移動台10之上表面設置有馬達13。馬達13使位於上部之載台14在XY平面內旋轉而定位於特定角度。可利用馬達13而水平旋轉之載台14具備未圖示之真空吸附機構，由該真空吸附機構將載置於載台14上之脆性材料基板15予以保持。

該脆性材料基板15為玻璃基板、包含低溫燒成陶瓷或高溫燒成陶瓷之陶瓷基板、矽基板、化合物半導體基板、藍寶石基板、及石英基板等。又，脆性材料基板15亦可為在基板之表面或內部附著或包含薄膜或半導體材料者。又，脆性材料基板15，即便在其表面附著有脆性材料以外之薄膜等亦無妨。

劃線裝置1在載置於載台14之脆性材料基板15之上方具備二台CCD照相機16，其等對形成於該脆性材料基板15之表面之對準標記予以攝像。橋部17以跨於移動台10與其上部之載台14之方式架設於支柱18a、18b。

在橋部17處安裝有引導件19，劃線頭20以由該引導件19導引而沿X軸方向移動之方式設置。劃線頭20在下端具備保持器接頭21。於保持器60處保持有刻劃輪40的保持器單元30經由保持器接頭21而被安裝於劃線頭20。

此處，對使用劃線裝置1在脆性材料基板15形成劃線之步驟之概略予以說明。首先，在安裝於劃線頭20之保持器60處安裝刻劃輪40。而且，劃線裝置1利用一對CCD照相機16進行脆性材料基板15之定位。其次，劃線裝置1使劃線頭20移動至特定之位置，並對刻劃輪40施加特定之荷重，而使其與脆性材料基板15接觸。而後，劃線裝置1藉由使劃線頭20沿X軸方向移動，而在脆性材料基板15之表面形成特定之劃線。此外，劃線裝置1根據需要使載台14轉動或沿Y軸方向移動，而與上述之情形相同地形成劃線。

其次，針對保持器單元30之細節，使用附圖進行說明。圖2(A)係保持器單元30之朝橫向顯示之前視圖；圖2(B)係保持器單元30之側視圖；圖2(C)係以圖2(B)之箭頭A所示之在俯視觀察下之保持器單元30的概念圖。此外，在圖2(A)、圖2(B)中，直接安裝有保持器單元30之保持器接頭21一併被圖示。又，圖2(C)由於係用於顯示後述之水平面H中之銷軸50之方向的概念圖，因而針對保持器單元30省略一部分圖式。

保持器單元30係由刻劃輪40、銷軸50、及保持器60一體化而成者。保持器單元30，如圖2(B)所示，利用安裝螺釘31而被安裝於保持器接頭21。

此處，保持器接頭21由以下部分構成：安裝部22，其包含垂直壁22a與水平壁22b，且剖面形狀為倒L字狀；旋轉軸23，其自安裝部22之水平壁22b之頂面側起沿鉛垂方向延伸；及2個軸承24a、24b，其等插通有旋轉軸23。

安裝於保持器接頭21之保持器單元30係保持器單元30之側面與安裝部22之垂直壁22a接觸，且保持器單元30之上表面與水平壁22b接觸。又，在垂直壁22a處，如圖2(A)所示，形成有供安裝螺釘31插入之螺絲孔25。

而且，保持器接頭21以使安裝於安裝部22之保持器單元30自劃線頭20露出之方式，固定於劃線頭20之內部。此時，固定於保持器接頭21之保持器單元30以旋轉軸23為中心可自如旋轉。此外，一點鏈線S表示旋轉軸23之軸中心。又，圖2(A)之虛線H表示與旋轉軸23正交之水平面，該水平面H為與脆性材料基板15之表面平行的面。

又，在使用劃線裝置1於脆性材料基板15之表面形成劃線時，刻劃輪40以沿在圖2等圖式中所示之箭頭R之方向前進之方式旋轉。此外，劃線裝置1即便為以下之構成亦無妨：不使用保持器接頭21，而保持器單元30本身具備旋轉軸23與軸承24a、24b。

刻劃輪40係由例如燒結金剛石或超硬合金等形成之圓板狀的構件。又，用於供銷軸50貫通於刻劃輪40之貫通孔41形成於圓板之兩側面42a、42b之中心。又，在刻劃輪40處形成稜線之V字狀之刀刃係形成於外周部。又，本實施方式之刻劃輪40，厚度約為0.65mm，外徑約為2.0mm，貫通孔41之直徑約為0.8mm，刀刃之刃尖角約為130°。

銷軸50係由例如燒結金剛石與超硬合金等形成之圓柱狀的構件，一端為尖頭形狀之尖頭部51。又，本實施方式之銷軸50之直徑約為0.8mm。

保持器60包含由不銹鋼或碳工具鋼構成之本體部61。本體部61，如圖2(B)所示，下方側在側視觀察下為寬度朝向下端變窄之梯形。又，本體部61之梯形部分分別形成有保持部62a、62b，在保持部62a、62b之間形成保持槽63。此外，保持器60雖然係以同一基材構成本體部61，但即便為例如以下之構成亦無妨：藉由將分別具有保持部62a、62b之2個基材固定而形成本體部61。

在保持部62a、62b形成有供銷軸50插通之銷孔64a、64b。並且，針對形成有銷孔64a、64b之位置，將於下文進一步敘述其細節。刻劃輪40之側面42a與保持部62a對向，側面42b與保持部62b對向。與側面42a對向之保持部62a的對向面為保持壁65a，與側面42b對向之保持部62b的對向面為保持壁65b。

在本體部61之上部形成有供安裝螺釘31插入之螺絲孔66。又，扣件68a藉由螺釘69a被安裝於保持部62a側，扣件68b藉由螺釘69b被安裝於保持部62b側。該扣件68a、68b係用於使銷孔64a、64b閉塞者。

如上述之劃線裝置1具備：保持器單元30，其具有刻劃輪40、貫通於刻劃輪40之貫通孔41之銷軸50、及在設置於本體部61之下方側之保持部62a、62b之銷孔64a、64b處被銷軸50插通之保持器60；以及保持器接頭21，其以旋轉軸23為中心而以旋轉自如之方式將保持器單元30予以保持且固定於劃線頭20內部。

又，該劃線裝置1在水平面H中如圖2(C)所示般係以相對於與行進方向R正交之方向B傾斜之方式配置銷軸50。具體而言，雖然形成於保持器60之保持部62a、62b之銷孔64a、64b一般而言係沿行進方向R在相同之位置以呈對面之方式形成，但在本實施方式中，如圖2(C)所示般係沿行進方向R形成於互不相同之位置。

因而，插通於銷孔64a、64b之銷軸50以相對於與行進方向R正交之方向B傾斜之方式配置。

如是，若使用如上述之劃線裝置1在脆性材料基板15之表面形成劃線，則因受到來自脆性材料基板15之反作用力，刻劃輪40之側面42a側朝靠近保持壁65a之方向移動，而與保持壁65a接觸。

因此，刻劃輪40之側面42a與保持壁65a之間隙為零。因而，在形成劃線時，刻劃輪40沿銷軸50之移動受到規制。如是，劃線裝置1之劃線之形成位置變得穩定，而可在所期望之位置形成劃線。

[實施方式2]

其次，針對其他之實施方式，使用圖式進行說明。圖3係在俯視觀察下之保持器單元130的概念圖。並且，就與實施方式1之保持器單元30相同的構成，省略其符號與說明。

實施方式1之保持器單元30，僅位於保持槽63之銷軸50以相對於與行進方向R正交之方向B傾斜之方式配置。另一方面，本實施方式之保持器單元130以如下之方式形成：配合銷軸150之傾斜，保持槽163亦作傾斜。

若使用具備如上述之保持器單元130之劃線裝置1形成劃線，則在刻劃輪140之側面142a側朝靠近保持壁165a之方向移動時，刻劃輪140之側面142a側與保持壁165a之接觸面積增大。又，由於使保持槽163之傾斜角度和刻劃輪140之側面與行進方向R之間之角度為一致，因而刻劃輪140之側面142a側與保持壁165a以面接觸。

因而，刻劃輪140之側面142a與保持部162a之保持壁165a的磨耗係均一地進行，而可抑制部件之更換頻度。

[實施方式3]

其次，針對其他之實施方式，使用圖式進行說明。圖4係在俯視觀察下之安裝於保持器接頭221之保持器單元230的概念圖。並且，針對與實施方式1相同之構成，省略其符號與說明。

為了在水平面H中以相對於與行進方向R正交之方向B傾斜之方式配置銷軸250，本實施方式之劃線裝置1為保持器接頭221具備保持器單元傾斜機構之構成。

具體而言，保持器單元傾斜機構係固定配置於保持器接頭221之垂直壁222a與保持器單元230之間的傾斜構件280。

該傾斜構件280，係包含金屬製之構件，且如圖4所示般為相對於行進方向R寬度自前方朝向後方逐漸變窄之三角狀的構件。

該傾斜構件280係在本體部261之保持部262b側之側面與垂直壁222a之間，以不接觸扣件268b與螺釘269b之方式在前視觀察下配置於較螺釘269b更靠上方。又，傾斜構件280形成有螺絲孔(未圖示)，藉由將保持器260安裝於垂直壁222a之安裝螺釘(未圖示)而被固定。

如此，由於藉由採用保持器接頭221具備保持器單元傾斜機構之構成，而無需對保持器單元230本身實施用於使銷軸250傾斜之加工，故可原樣使用一般的保持器單元230。

[實施方式4]

其次，針對其他之實施方式，使用圖式進行說明。圖5(A)係安裝於保持器接頭321之保持器單元330的側視圖；圖5(B)係在俯視觀察下之保持器單元330之概念圖。

本實施方式之劃線裝置1係與實施方式3相同，為保持器接頭321具備保持器單元傾斜機構之構成。

另一方面，本實施方式之保持器單元傾斜機構係配置於保持器接頭321與保持器單元330之間的彈簧構件380。具體而言，彈簧構件380之配置係將端部分別鉤掛於設置在保持器接頭321之水平壁322b之前方的鉤掛部381a與設置在保持器360之本體部361前方的鉤掛部381b。而且，鉤掛部381a與381b係沿行進方向R以自同一線上稍微偏離之方式設置。

因而，利用彈簧構件380之彈性力，如圖5(B)所示般保持器單元330稍許傾斜。因保持器單元330傾斜，銷軸350亦相對於與行進方向R正交之方向B傾斜。

如是，若使用劃線裝置1在脆性材料基板15之表面形成劃線，則刻劃輪340之側面342a側朝靠近保持壁365a之方向移動，而與保持壁365a接觸。因此，側面342a與保持壁365a之間隙為零，從而在形成劃線時刻劃輪340沿銷軸350之移動受到規制。

[實施方式5]

其次，針對其他之實施方式，使用圖式進行說明。圖6(A)係安裝於保持器接頭421之保持器單元430的側視圖；圖6(B)係在俯視觀察下之保持器單元430之概念圖。

本實施方式之劃線裝置1係與實施方式3、實施方式4相同，為保持器接頭421具備保持器單元傾斜機構之構成。

另一方面，本實施方式之保持器單元傾斜機構係安裝於保持器接頭421之磁鐵480。具體而言，磁鐵480係安裝於固定部481a，該固定部481a設置於保持器接頭421之水平壁422b之前方。

又，在本實施方式中，保持器460之本體部461係例如由如奧氏體系不銹鋼之非磁性材料形成。另外，在保持器460之本體部461前方內置有磁鐵481b。

因而，藉由保持器單元430所具備之磁鐵481b被磁鐵480吸引，而如圖6(B)所示般保持器單元430稍許傾斜。因保持器單元430傾斜，銷軸450亦相對於與行進方向R正交之方向B傾斜。

如是，若使用劃線裝置1在脆性材料基板15之表面形成劃線，則刻劃輪440之側面442a側朝靠近保持壁465a之方向移動，而與保持壁465a接觸。因此，側面442a與保持壁465a之間隙為零，從而在形成劃線時刻劃輪440沿銷軸450之移動受到規制。

又，如實施方式3~5般，由於藉由劃線裝置1具備保持器單元傾斜機構之構成，而無需對保持器單元自身實施使銷軸傾斜之加工，故可大致原樣使用在一般情形下所使用之保持器單元。此外，雖然在實施方式3~5中，係顯示保持器接頭具備保持器單元傾斜機構之構成，但例如在劃線裝置1為不具備保持器接頭之構成之情形下，即便採用將保持器單元傾斜機構設置於劃線頭之構成亦無妨。