TW202023780A - Pressure measurement mechanism and breaking device provided with said pressure measurement mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係關於一種於沿劃線將基板裂斷時,基於將裝備於刀片部之刀刃按壓於基板時作用之反作用力而測量基板之裂斷荷重的技術。The present invention relates to a technique for measuring the breaking load of the substrate based on the reaction force that acts when the blade equipped on the blade portion is pressed against the substrate when the substrate is broken along the scribe line.
自先前以來,對於例如脆性材料基板等基板之分斷,有如下步驟:於該基板形成劃線(垂直裂痕)之劃線步驟;及沿劃線將基板分斷之裂斷步驟。其中,在裂斷步驟中使用裂斷裝置。
裂斷裝置係將已形成劃線之面作為下表面而配置基板,以與該基板之劃線一致之方式配置刀片(刀刃),自該劃線之正上方對基板之上表面抵壓刀片且按壓劃線之背面,藉此沿劃線於垂直之剖面將基板分斷。作為裂斷裝置相關之技術,例如有專利文獻1所揭示者。
[先前技術文獻]
[專利文獻]In the past, for the breaking of substrates such as brittle material substrates, there have been the following steps: a scribing step of forming a scribe line (vertical crack) on the substrate; and a breaking step of breaking the substrate along the scribing line. Among them, a breaking device is used in the breaking step.
The breaking device is to arrange the substrate with the surface where the scribe line is formed as the lower surface, and arrange the blade (blade) in a manner consistent with the scribe line of the substrate, and press the blade against the upper surface of the substrate from directly above the scribe line and Press the back of the scribe line to split the substrate along the vertical section of the scribe line. As a technique related to the breaking device, for example, there is disclosed in
[專利文獻1]日本專利特開2014-139025號公報[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2014-139025
[發明所欲解決之問題][The problem to be solved by the invention]
然而,沿劃線將基板裂斷時,為確認以適當荷重將基板分斷,而基於將裝備於刀片部之刀刃按壓於基板時作用之反作用力,測量施加於基板之荷重。
作為測量施加於基板之荷重(裂斷荷重)之裝置,例如舉出如圖5所示之先前之裂斷裝置101所配備之壓力測量機構112。However, when the substrate is broken along the scribe line, in order to confirm that the substrate is broken with an appropriate load, the load applied to the substrate is measured based on the reaction force that acts when the blade equipped with the blade is pressed against the substrate.
As a device for measuring the load (fracture load) applied to the substrate, for example, a
如圖5所示,具體而言,壓力測量機構112具有:驅動部104,其包含馬達105、移動機構(滾珠螺桿)106及引導機構(LM導件)109;上部滑動構件114,其藉由驅動部104於上下方向移動;及下部滑動構件115,其連結於上部滑動構件114,保持測量部113(荷重元),且安裝有刀片部102。荷重元113處於測量點與上部滑動構件114接觸之狀態。又,將調整荷重元113之狀態之壓縮調整部118設置於上部滑動構件114。As shown in FIG. 5, specifically, the
先前之壓力測量機構112為直接測量荷重之方式,若將刀片部102之刀刃103按壓於基板119,則此時作用之反作用力對荷重元113直接賦予裂斷時之荷重。
即,對於壓力測量機構112之配置,預先將藉由驅動部104於上下方向移動之構件分成上部滑動構件114、及具備刀片部102之下部滑動構件115,將荷重元113以與上述滑動構件114零空隙接觸之方式配備。The previous
又,作為壓力測量機構112之測量方向,於使基板119裂斷時,安裝於對荷重元113施加荷重之方向。即,裂斷基板119時,以將荷重元113抵壓於上部滑動構件114之方式配置。
作為壓力測量機構112之初始設定,藉由調整壓縮調整部118,以使荷重元113與上部滑動構件114之關係成為零空隙之方式進行調整。或者,對荷重元113賦予若干預備加壓。In addition, as the measurement direction of the
然而,於裂斷基板119時,將刀片部102之刀刃103按壓於基板119時,如有異常荷重施加於刀刃103(例如,因刀刃103與基板119之間咬入異物而停止,或因某些原因而施加高荷重)之情形,此時作用之反作用力變強,配備於下部滑動構件115之荷重元113被強力按壓於上部滑動構件114,故對荷重元113直接施加高負荷,而有壓壞之虞。However, when the
又,作為壓力測量機構112之問題點,由於上部滑動構件114及荷重元113以零空隙為目的,故間隙之調整需要相當數量之步驟數,而有需要用以實現零空隙之精密機構之顧慮。
再者,即使對荷重元113賦予預備加壓,亦可舉出以下所示之問題。荷重元113係所謂如彈簧常數較大之彈簧者。In addition, as a problem of the
對於荷重元113,需要將壓力調整設為高精度,且必須要有當施加異常荷重時亦可承受之機構。
若荷重元113之預備加壓較弱,則對荷重元113全無負荷,而成為僅與上部滑動構件114略微接觸之不穩定狀態。又,自該不穩定狀態再次受到負荷時,會有導致荷重元113振動之虞。For the
另一方面,若增強荷重元113之預備加壓,則可期待排除荷重元113之振動,但會導致荷重元113之測量範圍變窄。
因此,本發明鑑於上述問題,其目的在於提供一種壓力測量機構及具備該壓力測量機構之裂斷裝置,該壓力測量機構具備如下構成:於裂斷基板時之壓力測量中,可基於作用於刀刃之反作用力而高精度測定施加於基板之壓力(荷重),且將刀片部之刀刃按壓於基板時,即使對刀刃施加高荷重等異常荷重之情況下,亦釋放此時作用於刀刃之反作用力,因此,可防止對荷重元直接施加高負荷,防止荷重元之損傷。
[解決問題之技術手段]On the other hand, if the pre-pressurization of the
為達成上述目的,本發明中採取以下技術方案。 本發明之壓力測量機構係裝備於裂斷裝置中者,該裂斷裝置具有:刀片部,其沿劃線按壓裝備於前端之刀刃而將基板裂斷;及驅動部,其使上述刀片部下降,將該刀片部之刀刃按壓於上述基板;上述壓力測量機構之特徵在於具有:上部滑動構件,其藉由上述驅動部於上下方向移動;下部滑動構件,其配備於上述上部滑動構件之下方,使上述刀片部於上下方向移動;測量部,其配備於上述下部滑動構件之下方,且設為自上方被上述下部滑動構件推壓之狀態,測量自上述基板對上述刀片部之刀刃作用之反作用力;及保持構件,其以下部自下方側保持上述測量部,且上部連結於上述上部滑動構件;以將彈簧設為經預壓縮之狀態之方式,將其夾入上述上部滑動構件與上述下部滑動構件之間。In order to achieve the above objective, the following technical solutions are adopted in the present invention. The pressure measuring mechanism of the present invention is equipped in a breaking device, and the breaking device has: a blade portion that presses a blade equipped at the front end along a scribe line to break the substrate; and a drive portion that lowers the blade portion , Pressing the blade of the blade part against the substrate; the pressure measuring mechanism is characterized by having: an upper sliding member which is moved in the vertical direction by the driving part; a lower sliding member, which is provided below the upper sliding member, Move the blade part in the up-and-down direction; a measuring part, which is provided below the lower sliding member and is placed in a state of being pushed by the lower sliding member from above, to measure the reaction from the substrate on the blade of the blade Force; and a holding member, the lower part of which holds the measuring part from the lower side, and the upper part is connected to the upper sliding member; the spring is placed in a pre-compressed state, sandwiching the upper sliding member and the lower part Between sliding members.
較佳為上述測量部藉由壓縮狀態之上述彈簧而設為被施加預荷重之狀態,構成為藉由按壓於上述基板時作用之上述刀片部之刀刃之反作用力,使得上述下部滑動構件於上方移動,而減少上述測量部之荷重,且測量上述測量部之荷重之減少量,作為上述基板之裂斷荷重。Preferably, the measuring part is set in a state of being preloaded by the spring in a compressed state, and is configured such that the lower sliding member is moved upward by the reaction force of the blade of the blade part acting when pressed against the substrate. Move to reduce the load of the measuring part, and measure the reduction of the load of the measuring part as the breaking load of the substrate.
較佳為上述彈簧可藉由壓縮調整部而變更壓縮狀態,上述壓縮調整部設置於上述彈簧之上方,且為上述上部滑動構件與上述保持構件之間。 較佳為上述驅動部之下壓方向、上述測量部之測量點、上述彈簧之上下方向軸心、上述壓縮調整部之配置、及上述刀片部之下壓方向,於上下方向配置於同一直線上。Preferably, the compression state of the spring can be changed by a compression adjustment part, and the compression adjustment part is provided above the spring and between the upper sliding member and the holding member. Preferably, the downward pressing direction of the driving part, the measuring point of the measuring part, the vertical axis of the spring, the arrangement of the compression adjusting part, and the downward pressing direction of the blade part are arranged on the same straight line in the vertical direction .
具備本發明之壓力測量機構之裂斷裝置具備:裂斷部,其沿劃線按壓裝備於前端之刀刃而將基板裂斷;驅動部,其使上述刀片部下降,將該刀片部之刀刃按壓於上述基板;及壓力測量機構,其測量自上述基板對上述刀片部之刀刃作用之反作用力;其特徵在於,上述壓力測量機構具有:上部滑動構件,其藉由上述驅動部於上下方向移動;下部滑動構件,其配備於上述上部滑動構件之下方,使上述刀片部於上下方向移動;測量部,其配備於上述下部滑動構件之下方,且設為自上方被上述下部滑動構件推壓之狀態;及保持構件,其以下部自下方側保持上述測量部,且上部連結於上述上部滑動構件,且以將彈簧設為經預壓縮之狀態之方式,將其夾入上述上部滑動構件與上述下部滑動構件之間。 [發明之效果]The rupture device provided with the pressure measuring mechanism of the present invention includes: a rupture portion that presses a blade provided at the front end along a scribe line to rupture the substrate; a driving portion that lowers the blade portion and presses the blade portion of the blade portion On the substrate; and a pressure measuring mechanism that measures the reaction force from the substrate on the blade of the blade portion; characterized in that the pressure measuring mechanism has: an upper sliding member that is moved in the up and down direction by the drive portion; The lower sliding member is arranged below the upper sliding member to move the blade section in the vertical direction; the measuring part is arranged below the lower sliding member and is set to be pushed from above by the lower sliding member And a holding member, the lower part of which holds the measuring part from the lower side, and the upper part is connected to the upper sliding member, and the spring is set in a pre-compressed state, sandwiching the upper sliding member and the lower part Between sliding members. [Effects of Invention]
根據本發明之裂斷裝置之壓力測量機構,具備如下構成:於裂斷基板時之壓力測量中,可基於作用於刀刃之反作用力而高精度測定施加於基板之荷重,且將刀片部之刀刃按壓於基板時,即使對刀刃施加高荷重等之異常荷重之情況下,亦釋放此時作用於刀刃之反作用力,因此,可防止高負荷直接施加於荷重元,防止荷重元之損傷。The pressure measuring mechanism of the breaking device according to the present invention has the following structure: in the pressure measurement when the substrate is broken, the load applied to the substrate can be measured with high accuracy based on the reaction force acting on the blade, and the blade of the blade When pressing on the substrate, even if an abnormal load such as a high load is applied to the blade, the reaction force acting on the blade at this time is released. Therefore, it can prevent high loads from being directly applied to the load cell and prevent damage to the load cell.
以下,參照圖式說明本發明之壓力測量機構12,及具備該壓力測量機構12之裂斷裝置1之實施形態。
另,以下說明之實施形態為將本發明具體化之一例,並非以該具體例限定本發明之構成。
又,對於圖式,為易於觀察,省略構成零件之一部分而描繪。Hereinafter, embodiments of the
又,關於裂斷裝置1及壓力測量機構12等之x軸、y軸、z軸等之方向,如圖1~圖5等所示。另,有時亦將x軸方向稱為「前後方向」,將y軸稱為「左右方向(寬度)」,將z軸稱為「上下方向(縱方向)」。
又,有時亦將x軸之正方向稱為「前方向」,將x軸之負方向稱為「後方向」。有時亦將y軸之正方向稱為「右方向」,將y軸之負方向稱為「左方向」。有時亦將z軸之正方向稱為「上方向」,將z軸之負方向稱為「下方向」。Moreover, the directions of the x-axis, y-axis, z-axis, etc. of the
以下之說明中,將圖式中所示之方向作為說明本發明之裂斷裝置1之壓力測量機構12時之方向。
圖1係模式性顯示裂斷裝置1所具備之壓力測量機構12之構成之圖,且係顯示基本技術思想之一例。
裂斷裝置1具有:裂斷部2,其沿劃線按壓裝備於前端之刀刃3(刀片)而將基板19裂斷;驅動部4,其使刀片部2下降,將該刀片部2之刀刃3按壓於基板19;及壓力測量機構12,其測量按壓刀刃3而分斷基板19時之裂斷荷重。In the following description, the directions shown in the drawings are used as directions for explaining the
驅動部4具有:馬達5,其設置於裝置上部,產生驅動力;移動機構6,其使刀片部2等於上下方向移動;及引導機構9,其於上下方向引導刀片部2等。
本實施形態中,採用滾珠螺桿6作為移動機構6,且由長型之螺桿軸7及滑動自如地安裝於該螺桿軸7之螺母8構成。又,作為引導機構9,採用以長型之軌道構件10、及沿該軌道構件10移動之滑件11構成之LM導件9。The driving
對於本發明之壓力測量機構12之構成,一面參照圖1一面詳細說明。
如圖1所示,將紙面左右方向作為x軸方向,將紙面上下方向作為z軸方向。另,圖1所示之各構成構件之形狀為模式性顯示之一例,並非限定於該等之形狀。
壓力測量機構12係基於將裝備於刀片部2之刀刃3按壓於基板19(脆性材料基板等)時作用之反作用力而測量裂斷時施加於基板19之荷重(裂斷荷重)者。The structure of the
如圖4所示,本發明之壓力測量機構12具有:上部滑動構件14,其藉由驅動部4於上下方向移動;下部滑動構件15,其配備於上部滑動構件14之下方,使刀片部2於上下方向移動;測量部13,其配備於下部滑動構件15之下方,且設為自上方被下部滑動構件15推壓之狀態,測量自基板19對刀片部2之刀刃3作用之反作用力;及保持構件16,其以下部自下方側保持測量部13,且上部連結於上部滑動構件14。As shown in FIG. 4, the
以彈簧17(細節於下文敘述)成為經預壓縮之狀態之方式,將其夾入上部滑動構件14與下部滑動構件15之間。將測量部13設為藉由壓縮狀態之彈簧17而被施加預荷重之狀態(預備加壓)。另,本實施形態中,對測量部13採用荷重元。
本發明之壓力測量機構12設為如下構成:藉由按壓於基板19時作用之刀片部2之刀刃3之反作用力而使得下部滑動構件15朝上方移動,從而測量部13之荷重減少,將測量部13之荷重減少量作為基板19之裂斷荷重而加以測量。The spring 17 (details described below) is sandwiched between the upper sliding
彈簧17可藉由彈簧壓調整部18而變更壓縮狀態。該彈簧壓調整部18設置於彈簧17之上方,且為上部滑動構件14與保持構件16之間。
較佳為,此處如圖3、圖4所示,驅動部4之下壓方向、測量部13之測量點13a、彈簧17之上下方向軸心、彈簧壓調整部18之配置、及刀片部2之下壓方向,只要於上下方向配置於同一直線上即可。The compression state of the
如圖1所示,本實施形態之上部滑動構件14具有:上下方向(z軸方向)長型之板構件14a;及上板片14b,其自該板構件14a之下部朝前方向(x軸之正方向)突出設置。即,上部滑動構件14係形成為朝前方向突出之T字形狀之構件。另,上部滑動構件14亦可為L字形狀。As shown in FIG. 1, the upper sliding
對於上部滑動構件14之形狀,較佳為至少具有向下方向(z軸之負方向)夾入彈簧17(細節於下文敘述)之構件14b,並可於上下方向(z軸方向)移動之構成。
關於板構件14a,於前表面(x軸之正方向之面)安裝有滾珠螺桿6之螺母8。另一方面,於板構件14a之後表面(x軸之負方向之面)安裝有LM導件9之滑件11(上部側),且可於上下方向(z軸方向)移動。即,上部滑動構件14連結於驅動部4。For the shape of the upper sliding
上板片14b為將彈簧17以壓縮狀態下夾入之構件。上板片14b之下表面(z軸之負方向之面)與彈簧17相接。另一方面,於上板片14b之上表面(z軸之正方向之面),安裝有彈簧壓調整部18(細節於下文敘述)。該上部滑動構件14經由彈簧壓調整部18而連結於保持構件16(細節於下文敘述)。The
於上部滑動構件14之下方,配備有下部滑動構件15。
本實施形態之下部滑動構件15具有:上下方向(z軸方向)長型之板構件15a;及下板片15b,其自該板構件15a之上部朝前方向(x軸之正方向)突出設置。即,下部滑動構件15係形成為朝前方向突出之L字形狀之構件。Below the upper sliding
關於下部滑動構件15之形狀,較佳為至少具有向上方向(z軸之正方向)夾入彈簧17之構件15b。又,下部滑動構件15較佳為以相對於上部滑動構件14獨立之狀態裝備,且可於上下方向(z軸方向)移動之構成。下部滑動構件15及上部滑動構件14可藉由各滑件11於上下方向移動。Regarding the shape of the lower sliding
關於板構件15a,於後表面(x軸之負方向之面)安裝有LM導件9(引導機構)之滑件11(下部側),且可於上下方向(z軸方向)移動。於板構件15a之下部,安裝有於前端具備刀刃3(刀片)之刀片部2。
下板片15b裝備在形成於上部滑動構件14之上板片14b之下方。該下板片15b為將彈簧17以壓縮狀態下夾入、以該彈簧17之斥力將荷重元13(測量部13)向下方抵壓之構件。下板片15b之上表面(z軸之正方向之面)與壓縮狀態之彈簧17相接。另一方面,下板片15b之下表面(z軸之負方向之面)與荷重元13之測量點13a相接。Regarding the
下部滑動構件15之下板片15b及上部滑動構件14之上板片14b於上下方向(z軸方向)上空出特定間隔而裝備。
然於本實施形態中,將荷重元13保持於保持構件16。
本實施形態之保持構件16具有:上下方向(z軸方向)長型之板構件16a;上部板片16b,其自該板構件16a之上部向後方向(x軸之負方向)突出設置;及下部板片16c,其自板構件16a之下部向後方向(x軸之負方向)突出設置。即,保持構件16係形成為於板構件16a裝備二個朝後方向突出之上部板片16b、下部板片16c之コ字形狀之構件。The
關於板構件16a,其上下方向(z軸方向)之長度,長於由下部滑動構件15之下板片15b及上部滑動構件14之上板片14b形成之空間(間隔)之高度。
上部板片16b配備在形成於上部滑動構件14之上板片14b之上方。於上部板片16b之下表面(z軸之負方向之面)安裝有彈簧調整部18。即,保持構件16經由彈簧壓調整部18而與上部滑動構件14連結。Regarding the
另一方面,下部板片16c配備在形成於下部滑動構件15之下板片15b之下方。於該下部板片16c安裝有荷重元13。荷重元13係其測量點13a朝向上方向(z軸之正方向)者。即,荷重元13係以夾在保持構件16之下部板片16c與形成於下部滑動構件15之下板片15b之間之方式配備。On the other hand, the
即,保持構件16係自上方及下方包圍下部滑動構件15之下板片15b及上部滑動構件14之上板片14b之構件,且設為自下方保持荷重元13並使荷重元13之測量點13a與下部滑動構件15接觸之狀態。
且,於上部滑動構件14與下部滑動構件15之間之空間,組入用以賦予彈推力之彈簧17。即,彈簧17係以被上部滑動構件14之上板片14b及下部滑動構件15之下板片15b夾入之狀態設置。That is, the holding
將壓縮狀態之彈簧17保留收縮餘力而予以組入。為了於異常動作時防止荷重元13破損,故必須保留彈簧17之收縮餘力。另,壓縮狀態之彈簧17可視為剛體。
彈簧17因與上部滑動構件14及下部滑動構件15皆為相接,故若上部滑動構件14於上下方向(z軸方向)移動,則下部滑動構件15亦同時移動。尤其,各滑動構件14、15於下方向(z軸之負方向)移動之情形,彈簧17成為連結上部滑動構件14及下部滑動構件15之狀態。The
彈簧17因被上板片14b及下板片15b夾入,而成為經預壓縮之狀態。彈簧17藉由排斥力,將下部滑動構件15下壓,成為對荷重元13賦予預備加壓之狀態。
另,彈簧17之構成(外徑、線徑、捲數、長度等)為特定者。又,關於彈簧17之個數,圖1中僅設為一個,但亦可具備二個以上。又,彈簧17之壓縮係以特定之壓力壓縮。即,彈簧17較佳為荷重元13之可測量範圍內,且為可測量目標基板19之裂斷荷重之範圍之構成。The
且,於上部滑動構件14與保持構件16之間,具備壓縮調整部18。本實施形態中,具備變更彈簧17之壓縮狀態之彈簧壓調整部18,作為壓縮調整部18。
彈簧壓調整部18舉出例如可藉由將其旋轉而調整間隔之螺桿18等。作為該螺桿18,較佳為細牙螺桿。細牙螺桿因可低價製造且剛性較高,於實際操作中可承受對裝置賦予之振動,故而較佳。In addition, a
詳細而言,將螺桿18組入形成於上部滑動構件14之上板片14b與保持構件16之上部板片16b之間之空間。該螺桿18係連結上部滑動構件14與保持構件16者。
若使螺桿18於例如緊固方向旋轉從而空間於上下方向變窄之情形時,上部滑動構件14朝上方向(z軸之正方向)移動,故彈簧17之壓縮變弱。另一方面,若使螺桿18於鬆開方向旋轉,則空間於上下方向擴展,上部滑動構件14朝下方向(z軸之負方向)被推壓,故彈簧17之壓縮變強。In detail, the
即,彈簧調整部18藉由變更形成於上部滑動構件14與保持構件16之間之上下方向之空間大小,而變更彈簧17之壓縮狀態(壓縮之強弱)。
概括而言,本發明之壓力測量機構12係採用減算荷重之方式,將荷重元13預壓縮,測量負荷之減少量作為基板19之裂斷荷重。That is, the
關於壓力測量機構12之配置,將藉由驅動部4於上下方向移動之構件分成上部滑動構件14、具備刀片部2之下部滑動構件15、及保持荷重元13之保持構件16,於上部滑動構件14與下部滑動構件15之間,將荷重元13之測量最大荷重之彈簧17預先壓縮並夾入。藉由彈簧17之斥力,對荷重元13施加預荷重。Regarding the arrangement of the
又,作為壓力測量機構12之測量方向,於使基板19裂斷時,將壓力測量機構12安裝於對荷重元13減少荷重之方向。作為壓力測量機構12之初始設定,賦予預備加壓直至荷重元13之最大測量荷重。
作為壓力測量機構12之下壓方向(z軸上)之主要構成,由上起依序為驅動部4(馬達5、滾珠螺桿6)、保持構件16、彈簧壓調整部18、上部滑動構件14、彈簧17、下部滑動構件15、測量部13(荷重元)、及保持構件16。In addition, as the measuring direction of the
上部滑動構件14、下部滑動構件15、保持構件16以各自獨立的狀態裝備,且可於上下方向移動。惟連接於驅動部4之上部滑動構件14、及經由彈簧壓調整部18與上部滑動構件14連結之保持構件16為一個單元。
關於下部滑動構件15,下板片15b之上表面(z軸之正方向之面)為載置彈簧17之狀態。另一方面,下板片15b之下表面(z軸之負方向之面)為與荷重元13之測量點13a接觸之狀態。即,下部滑動構件15經由彈簧17與上部滑動構件14相連,且與荷重元13接觸。The upper sliding
又,當施加異常荷重時,因彈簧17在設定預備加壓前視為剛體,若施加其以上之負荷則會進而壓縮,故預備加壓減少,以保護荷重元13。
然而,荷重元13恆常地被持續施加負荷。然而,由於將預備加壓與加工時之差分(荷重減少之值)設為測量值(裂斷荷重),故不會特別成問題。即,每次測量皆進行「零點調整」。In addition, when an abnormal load is applied, the
由於本發明之壓力測量機構12每次進行「零點調整」,故對荷重元13進行預備加壓之機構無需為精密機構。
藉由彈簧17將荷重元13預備加壓,該荷重元13與具備刀片部2之下部滑動構件15始終接觸,故即使彈簧17因荷重之變動而伸縮,亦不會振動。本發明之壓力測量機構12可於荷重元13之可測量範圍之整個範圍內,測量基板19之裂斷荷重。又,即使施加異常荷重,荷重元13亦不會損傷。Since the
關於將刀片部2之刀刃3按壓於基板19而將基板19分斷時之裂斷裝置1、及壓力測量機構12之動作,如下所述。
若藉由驅動部4之馬達5輸出之驅動力使得滾珠螺桿6之螺母8於螺桿軸7上朝下方向(z軸之負方向)移動,則藉由該螺母8下降,從而上部滑動構件14下降。藉由上部滑動構件14下降,從而LM導件9之滑件11(上部側)沿著軌道下降。經由彈簧壓調整部18連結於上部滑動構件14之保持構件16亦下降。保持於保持構件16之荷重元13亦下降。The operation of the
此處,向下方向移動時,上部滑動構件14及下部滑動構件15藉由視為剛體之彈簧17而成為一個單元。即,上部滑動構件14及下部滑動構件15同時下降。將彈簧17留有收縮餘力地予以壓縮並組入。
下部滑動構件15藉由被上部滑動構件14推壓之彈簧17而下降。藉由下部滑動構件15下降,從而LM導件9之滑件11(下部側)沿著軌道下降。設置於下部滑動構件15之前端之刀片部2亦下降。Here, when moving in the downward direction, the upper sliding
此時,下部滑動構件15及荷重元13成為在測量點13a相接之狀態。荷重元13與下部滑動構件15接觸,且維持藉由壓縮狀態之彈簧17預先施加荷重之狀態(預備加壓)而下降。
若刀片部2之刀刃3與基板19接觸而按壓該基板19,則對於刀片部2之刀刃3產生反作用力。藉由將刀刃3按壓於基板19時作用之反作用力,從而下部滑動構件15朝上方向(z軸之正方向)移動。若下部滑動構件15上升,則彈簧17收縮。At this time, the lower sliding
另一方面,此時保持於保持構件16之荷重元13成為大致停止之狀態。即,下部滑動構件15對保持構件16及上部滑動構件14進行不同動作(相對於停止而上升之動作)。
若下部滑動構件15上升,則彈簧17收縮,對於成為接觸狀態之荷重元13之測量點13a,下部滑動構件15之按壓減弱,荷重消散。即,由於下部滑動構件15所賦予之接觸壓力降低,故對荷重元13之荷重(預備加壓)減少。On the other hand, at this time, the
荷重元13於此處檢測到負的荷重。測量檢測出之荷重元13之荷重減少量,作為基板19之裂斷荷重。
本發明設為如下構成:藉由按壓於基板19時作用之刀片部2之刀刃3之反作用力使得彈簧17收縮,從而下部滑動構件15上升,藉此對荷重元13之預備荷重降低,故即使因某些理由而對刀刃3施加因高荷重等所致之異常反作用力,異常反作用力亦不會施加於荷重元13,故可防止因異常荷重所致之荷重元13之損傷。The
接著,一面參照圖2~圖4,一面說明本發明之壓力測量機構12之概要。
圖2係具備本發明之壓力測量機構12之裂斷裝置1之立體圖。圖3係本發明之壓力測量機構之前視圖、俯視圖、側視圖。圖4係本發明之壓力測量機構12之A-A剖視圖(側方剖視圖)、B-B剖視圖(正面剖視圖)。另,圖2~圖4係依循實際裝置之一例。Next, referring to FIGS. 2 to 4, the outline of the
如圖2~圖4所示,驅動部4之馬達5設置於裂斷裝置1之最上部,其旋轉軸5a朝向下方向(z軸之負方向)。馬達5之旋轉軸5a經由聯軸器20而連接於滾珠螺桿6之螺桿軸7。螺桿軸7係以軸心朝向z軸方向而裝備。滾珠螺桿6之螺母8安裝於上部滑動構件14。As shown in Figs. 2 to 4, the
上部滑動構件14裝備於壓力測量機構12之上部。上部滑動構件14係安裝於供板構件14a沿軌道移動之滑件11(上部側)。
圖2~圖4所示之實施形態中,上板片14b包含設置於上部之塊狀體。上板片14b朝前方向(x軸之正方向)突出形成,且安裝有滾珠螺桿6之螺母8。若螺母8於螺桿軸7上移動,則上部滑動構件14於上下方向(z軸方向)移動,滑件11(上部側)亦沿軌道移動。將彈簧壓調整部18(螺桿)與上板片14b之上表面接觸而裝備。本實施形態中,彈簧17於左右方向(y軸方向)並排二個而裝備於上板片14b之下側。The upper sliding
下部滑動構件15裝備於上部滑動構件14之下方。下部滑動構件15安裝於供板構件15a沿軌道移動之滑件11(下部側)。於板構件15a之下部,安裝有於前端具備刀刃3之刀片部2。下板片15b係向前方向(x軸之正方向)突出形成。彈簧17於左右方向(y軸方向)並排二個而裝備於下板片15b之上側。即,彈簧17夾在上部滑動構件14及下部滑動構件15之間,並以壓縮狀態組入。The lower sliding
保持構件16設置於上部滑動構件14及下部滑動構件15之前側(x軸之正方向)。保持構件16為前視時呈四角形狀之框體。保持構件16具有長型之桿構件16a、及連結該桿構件16a之連結構件16b、16c。
另,圖2~圖4所示之實施形態中,桿構件16a相當於圖1中之板構件16a。又,連結構件16b相當於圖1中之上部板片16b。又,連結構件16c相當於圖1中之下部板片16c。The holding
桿構件16a係軸心朝向上下方向(z軸方向)且於左右方向(y軸方向)空出特定間隔裝備有二根。連結構件16b、16c係以將該二根桿構件16a之端部架於左右方向之方式裝備,且連結二根桿構件16a。上部連結構件16b於左右方向上,連結二根桿構件16a之上端部彼此。下部連結構件16c於左右方向上,連結二根桿構件16a之下端部彼此。藉此,保持構件16成為前視時呈四角形狀之框體。The
而於上部連結構件16b形成有螺孔,於該螺孔插入彈簧壓調整部18(螺桿)。關於彈簧壓調整部18,例如若使螺桿18於緊固方向旋轉,則保持構件16與上部滑動構件14之空間於上下方向擴展,彈簧17被抵壓,故彈簧17之壓縮增強。另一方面,若使螺桿18於鬆開方向旋轉,則保持構件16與上部滑動構件14之空間於上下方向變窄從而抵壓減輕,故彈簧17之壓縮減弱。A screw hole is formed in the upper connecting
桿構件16a插入設置於上部滑動構件14之上板片14b之貫通孔。又,桿構件16a係以通過彈簧17內之方式裝備。又,桿構件16a插入設置於下部滑動構件15之下板片15b之貫通孔。將桿構件16a相對於下部滑動構件15於上下方向(z軸方向)滑動自如地裝備。The
於下部連結構件16c載置有荷重元13(測量部)。荷重元13之測量點13a朝向上方向(z軸之正方向)。荷重元13之測量點13a與下部滑動構件15之下板片15b接觸。藉由彈簧17之斥力將荷重元13抵壓於下部滑動構件15,藉此對荷重元13施加預備加壓。The load cell 13 (measurement part) is placed on the lower connecting
驅動部4之下壓方向、荷重元13之測量點13a、彈簧17之上下方向軸心、彈簧壓調整部18之配置、及刀片部2之下壓方向,於上下方向(z軸方向)配置於同一直線上。
此處,對於本發明之裂斷裝置1之壓力測量機構12之見解進行敘述。The downward pressure direction of the
以間隙=0之方式,將荷重元13鎖入具備刀片部2之下部滑動構件15與保持構件16之間。荷重元13直接檢測藉由裂斷而施加於刀刃3之負荷。惟,對於因荷重元13之負荷所致之變形,視為可忽視之量。
荷重元13係以應變儀彎曲而測量壓力,故非完全剛體,而是所謂如彈簧常數非常大之彈簧。With the gap=0, the
且,將荷重元13之間隙調整為零時,如下所述。
例如,於荷重元13之規格書中設為負荷1000 N、變化量0.06 mm左右之情形時,若轉換成彈簧常數則為16 KN/m。
若欲以成為零空隙之方式正確地形成具備荷重元13之空間,則必須精密且精度良好地製作間隙之調整機構。另,先前之壓力測量機構112之壓縮調整部118係以4根螺桿進行微調整。先前則是需要精密導螺桿。And, when the gap of the
因此,藉由對荷重元13賦予預備加壓,而消除間隙。
關於測定值,可由荷重元13之預備加壓與裂斷時輸出之壓力之差取得。惟需預先充分進行對荷重元13之預備加壓。
裂斷部2為保持刀刃3故需要相當剛性,故亦為具備相當程度之重量者(約20 kg)。Therefore, by applying preliminary pressure to the
於裂斷時,藉由使裂斷裝置1於上下方向移動時之加速,而對預備加壓之反方向施加力,防止自荷重元13與具備刀片部2之下部滑動構件15間之壓力完全消失之不穩定狀態再次將刀刃3與基板19觸碰時發生衝擊或振動。若增強預備加壓則可防止振動,但裂斷荷重之測量範圍變窄。At the time of rupture, by accelerating the
只要可充分進行對荷重元13之預備加壓,則即便使具備充分重量之刀片部2於上下方向移動,亦不會振動。另,較佳為始終對荷重元13施加最大測量荷重,將裂斷時產生之力設為減少對荷重元13之負荷之方向。
另,本實施形態中,採用荷重元13(TEAC股份有限公司製,型號:TU-PGRH-G)作為測量部13。As long as the pre-pressurization of the
作為荷重元13之使用方法,預先設為施加預壓之狀態,測量荷重自該狀態減少時之壓力。另,作為參考,例如對荷重元13施加3000 N作為預備加壓並設置於裂斷裝置1,基於動作時自荷重元13之預備加壓減少之壓力,測量對於基板19之裂斷荷重。
又,設為如下構成:預先施加例如3000 N之壓力,作為荷重元13之預備加壓,於裂斷時減少對荷重元13之負荷。測量中性狀態下之輸出值與實際裂斷時之輸出值之差分,作為裂斷時之負荷(裂斷荷重)。As a method of using the
關於保持刀片部2之保持構件之下部16d之傾斜度之調整,將刀片部2之刀刃3之安裝部分以中央作為旋轉基準23,設為蹺蹺板形狀之狀態。以彈簧21按壓單側,以刀片部平衡調整機構22(調整螺桿或偏芯銷)對相反側進行高度調整。另,將彈簧21之壓力設為10 N~20 N左右。
如圖2~圖4所示,對於壓力測量機構12,預先分成連接於驅動部4之上部滑動構件14、具備刀片部2之下部滑動構件15、保持荷重元13之保持構件16,將3000 N之彈簧17夾入上部滑動構件14與下部滑動構件15之間,藉此對荷重元13賦予預備加壓。預先對荷重元13賦予荷重,測量荷重減少之量作為裂斷荷重。Regarding the adjustment of the inclination of the
此處,作為一例,如為設置有二根彈簧常數=60 N/mm之彈簧17之情形,為獲得測量範圍之最大值即3000 N,需要對彈簧17壓縮25 mm左右。該情形時,於彈簧調整部18中,無需不使用精密導螺桿,能以一般之細牙螺桿充分地安裝調整。
作為本發明之特徵,乃對荷重元13恆常施加荷重之狀態。不對荷重元13施加彈簧壓以上之荷重。即,於異常動作時可保護荷重元13。藉由具備彈簧壓調整部18(螺桿),而可變更荷重元13及其測量範圍,但該情形時,以使螺桿18之變化偏移輸入之方式因應。Here, as an example, if two
關於壓力檢測機構12之檢測精度,例如將荷重元13單體之期待精度設為±3 N之情形時,對該裝置加入導件滑動阻力、振動等雜訊影響。另,對於測量解析度、顯示之壓力之絕對精度,可考慮為約±10 N之絕對精度。
藉由設為將刀片部2(刀刃3)、荷重元13、賦予預備壓之彈簧17、滾珠螺桿6等全部於上下方向排列於一直線上之構成,而可消除對各構造物之力矩產生,將LM導件9之滑動阻力或振動等之雜訊限制在最低限度,即,極力抑制壓力測量時之雜訊,故可正確地測量刀片部2之壓力。Regarding the detection accuracy of the
將刀片部2之xy位置、高度、衝程等設為特定者。LM導件9、馬達5等亦設為特定者。另,裝置之重量減少之情形時,需要與其相應地調整z軸馬達之增益。
LM將導件9之構成分成驅動部4及刀片部2,於其間具備荷重元13。另,將LM導件9之尺寸、滑件11之個數設為特定者。將刀片部2之剛性設為特定者。The xy position, height, stroke, etc. of the
關於保持構件之下部16d之傾斜度調整機構,如上文亦已敘述,是以旋轉基準23及刀片部平衡調整機構22(偏心銷)進行調整。另,本實施形態中,設為調整量=±0.3 mm。
以上,根據本發明之裂斷裝置1之壓力測量機構12,具備如下構成:於裂斷基板19時之壓力測量中,除了可基於作用於刀刃3之反作用力而高精度測定施加於基板19之荷重外,在將刀片部2之刀刃3按壓於基板19時,即使對刀刃3施加高荷重等異常荷重,亦釋放此時作用於刀刃3之反作用力,因此,可防止高負荷直接施加於荷重元13,防止荷重元13之損傷。又,可確認以適當之荷重將基板19分斷。Regarding the inclination adjustment mechanism of the
吾人應理解為,本次揭示之實施形態之所有方面皆為例示,並非為限制者。 尤其,本次揭示之實施形態中,未明示之事項例如作動條件、操作條件、構成物之尺寸、重量等,非為相關領域技術人員不脫離通常實施之範圍內者,而是採用舉凡通常之相關領域技術人員皆可容易地設想之事項。We should understand that all aspects of the implementation form disclosed this time are examples and not restrictive. In particular, in the embodiment disclosed this time, the unspecified matters such as operating conditions, operating conditions, size and weight of the structure, etc., are not those that do not deviate from the scope of the usual implementation by those skilled in the relevant field, but rather the usual ones. Those skilled in the relevant art can easily imagine things.
1:裂斷裝置
2:刀片部
3:刀刃(刀片)
4:驅動部
5:馬達
5a:旋轉軸
6:移動機構(滾珠螺桿)
7:螺桿軸
8:螺母
9:引導機構(LM導件)
10:軌道構件
11:滑件
12:壓力測量機構
13:測量部(荷重元)
13a:測量點
14:上部滑動構件
14a:板構件
14b:上板片
15:下部滑動構件
15a:板構件
15b:下板片
16:保持構件
16a:板構件(桿構件)
16b:上部板片(上部連結構件)
16c:下部板片(下部連結構件)
16d:保持構件之下部
17:彈簧
18:壓縮調整部(彈簧壓調整部、螺桿)
19:基板
20:聯軸器
21:彈簧
22:刀片部平衡調整機構
23:旋轉基準
101:裂斷裝置
102:刀片部
103:刀刃(刀片)
104:驅動部
105:馬達
106:移動機構(滾珠螺桿)
109:引導機構(LM導件)
112:壓力測量機構
113:測量部(荷重元)
114:上部滑動構件
115:下部滑動構件
118:壓縮調整部
119:基板
x:方向
y:方向
z:方向1: Fracture device
2: Blade part
3: Blade (blade)
4: Drive section
5:
圖1係模式性顯示本發明之壓力測量機構之構成之圖。 圖2係具備本發明之壓力測量機構之裂斷裝置之立體圖。 圖3係本發明之壓力測量機構之前視圖、俯視圖、側視圖。 圖4係本發明之壓力測量機構之A-A剖視圖(側方剖視圖)、B-B剖視圖(正面剖視圖)。 圖5係模式性顯示先前之壓力測量機構之構成之圖。Fig. 1 is a diagram schematically showing the structure of the pressure measuring mechanism of the present invention. Fig. 2 is a perspective view of a breaking device equipped with the pressure measuring mechanism of the present invention. Figure 3 is a front view, a top view, and a side view of the pressure measurement mechanism of the present invention. Fig. 4 is a cross-sectional view A-A (side cross-sectional view) and a cross-sectional view B-B (front cross-sectional view) of the pressure measuring mechanism of the present invention. Figure 5 is a diagram schematically showing the structure of the previous pressure measuring mechanism.
1:裂斷裝置 1: Fracture device
2:刀片部 2: Blade part
3:刀刃(刀片) 3: Blade (blade)
4:驅動部 4: Drive section
5:馬達 5: Motor
6:移動機構(滾珠螺桿) 6: Moving mechanism (ball screw)
7:螺桿軸 7: Screw shaft
8:螺母 8: Nut
9:引導機構(LM導件) 9: Guiding mechanism (LM guide)
10:軌道構件 10: Track member
11:滑件 11: Slide
12:壓力測量機構 12: Pressure measuring mechanism
13:測量部(荷重元) 13: Measurement department (load element)
13a:測量點 13a: measuring point
14:上部滑動構件 14: Upper sliding member
14a:板構件 14a: Plate member
14b:上板片 14b: Upper plate
15:下部滑動構件 15: Lower sliding member
15a:板構件 15a: Plate member
15b:下板片 15b: Lower plate
16:保持構件 16: holding member
16a:板構件(桿構件) 16a: Plate member (rod member)
16b:上部板片(上部連結構件) 16b: Upper plate (upper connecting member)
16c:下部板片(下部連結構件) 16c: Lower plate (lower connecting member)
17:彈簧 17: Spring
18:壓縮調整部(彈簧壓調整部、螺桿) 18: Compression adjustment part (spring pressure adjustment part, screw)
19:基板 19: substrate
x:方向 x: direction
z:方向 z: direction
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