WO2019225189A1 - スクライブ装置 - Google Patents

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WO2019225189A1
WO2019225189A1 PCT/JP2019/015626 JP2019015626W WO2019225189A1 WO 2019225189 A1 WO2019225189 A1 WO 2019225189A1 JP 2019015626 W JP2019015626 W JP 2019015626W WO 2019225189 A1 WO2019225189 A1 WO 2019225189A1
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WO
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scribing
holder joint
brittle material
material substrate
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PCT/JP2019/015626
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奥田 修
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三星ダイヤモンド工業株式会社
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/02Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/023Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor the sheet or ribbon being in a horizontal position
    • C03B33/027Scoring tool holders; Driving mechanisms therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/22Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising
    • B28D1/225Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising for scoring or breaking, e.g. tiles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D7/00Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups
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    • C03B33/023Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor the sheet or ribbon being in a horizontal position
    • C03B33/037Controlling or regulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B33/10Glass-cutting tools, e.g. scoring tools
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Definitions

  • the present invention relates to a technique related to a scribing apparatus for scribing a brittle material substrate, and more particularly to a confirmation technique for confirming whether or not a correct scribing tool is attached when the scribing tool is replaced.
  • a mother glass substrate is bonded together in a manufacturing process and then divided into a single panel having a predetermined size.
  • Such fragmentation of a brittle material substrate such as a mother glass substrate includes a scribe process for forming a scribe line (vertical crack) in the substrate and a break process for completely infiltrating the vertical crack.
  • a scribing device is used in the scribing process.
  • This scribing device is provided with a scribing tool using a scribing wheel, a diamond point, or the like, and a vertical crack is formed on a brittle material substrate by the scribing tool.
  • a technique related to a scribing apparatus for scribing a brittle material substrate for example, there is one disclosed in Patent Document 1.
  • Patent Document 1 uses a chip holder (scribing tool) integrated with a chip (scribing wheel or the like), and by holding offset data in the form of a code in the chip holder, for example, labor for correcting the offset amount
  • Another object of the present invention is to solve problems such as mounting different types of chips by mistake, and variations in scribe line formation positions.
  • the chip is attached to the chip holder in a rotatable manner.
  • the tip holder has a cylindrical shape, and an attachment portion is provided at the tip.
  • An opening is provided in the holder joint, and the chip holder is attracted and attached by a magnet to facilitate attachment and detachment.
  • chip offset data is recorded as a two-dimensional code on the surface of the chip holder.
  • the tip holder is replaced, the offset data is read and input to the scribe device to cancel the offset. By doing so, it is possible to replace the chip while the apparatus is stopped for a short time by omitting an operation necessary for correction when the chip holder is attached or detached.
  • the scribing device disclosed in Patent Document 1 has solved the above-mentioned problems, and has become a popular device that is easy to use for those skilled in the art.
  • demands for scribing devices are increasing year by year.For example, during operation, the scribing tool is automatically replaced to increase the continuous operation time, the automatic replacement time is reduced to a short time, and productivity is increased. Requests such as raising are required.
  • an incorrect tool incorrect tool
  • not only proper scribing can be performed but also the scribing tool and the brittle material substrate may be destroyed.
  • a foolproof function for exchanging scribing tools (designed in consideration of safety so as not to cause the operator to perform an incorrect operation or to create a dangerous situation if the user performs an incorrect operation) It is indispensable to improve the reliability when the scribing tool is automatically replaced.
  • an object of the present invention is to provide a scribing device that can further improve the exchangeability of tools and the foolproof function at the time of tool replacement.
  • a scribing apparatus includes a placing means on which a brittle material substrate is placed, a scribe head provided to face the brittle material substrate on the placing means, and a tip of the scribe head.
  • a holder joint provided; a scribing tool that is detachably attached to the holder joint and includes a scribing wheel that forms a scribe line on the brittle material substrate on the placing means; and a scribing tool after use in the holder And a tool change mechanism for exchanging the tool by attaching another scribing tool to the holder joint, and the tool change mechanism has a reading unit for reading a code printed on the scribing tool. It is characterized by.
  • a two-dimensional code is printed on a tip portion of the scribing tool, and the reading unit is configured by a two-dimensional code reader that optically reads the two-dimensional code.
  • the reading unit may be installed at a position where the two-dimensional code printed on the scribing tool can be read obliquely from below.
  • the tool exchangeability and the foolproof function at the time of tool exchange can be further improved.
  • a scribing apparatus 1 according to the present invention includes a table 3 (mounting means) on which a brittle material substrate 2 is placed, a head unit 4 that forms a scribe line (vertical crack) on the surface of the brittle material substrate 2, and a remover. And a block body 5 on which 51 and the like are provided.
  • the direction in which the scribe line is formed is the x-axis direction from the left side to the right side in FIG.
  • the table 3 is supported from below by a support portion (not shown) having a built-in motor.
  • the support part is mounted on the movable table.
  • a movable table (not shown) is held so as to be movable in the y-axis direction along a pair of guide rails (not shown).
  • the moving table is screwed with a ball screw (not shown), and moves in the y-axis direction along the guide rail when the ball screw is rotated by driving the motor.
  • a motor (not shown) in the support unit is rotated at the xy plane of the table 3 and positioned at a predetermined angle.
  • the brittle material substrate 2 placed on the table 3 is held by a vacuum suction means (not shown) or the like.
  • a camera 6 that images the alignment mark of the brittle material substrate 2 is provided on the upper portion of the head unit 4.
  • a beam (not shown) is installed on the scribe device 1 by struts (not shown) along the x-axis direction so as to straddle the moving table and the table 3 on the upper side thereof.
  • the head unit 4 is movable in the x-axis direction along a guide (not shown) provided on the beam by driving a motor.
  • a scribe head 7 is attached to the tip of the head unit 4.
  • the head unit 4 is also movable in the z-axis direction. As shown in FIG. 2, the head unit 4 is disposed so as to be tilted slightly with respect to the direction in which the scribe line is formed. In the present embodiment, the head unit 4 is disposed so as to be inclined backward by 2 ° with respect to the direction (traveling direction) in which the scribe line is formed.
  • the scribing head 7 has a scribing tool 8 that forms a scribing line on the surface of the brittle material substrate 2 and a holder joint 19 that holds the scribing tool 8 in a detachable manner.
  • the scribe head 7 is also arranged so as to be inclined slightly with respect to the direction in which the scribe line is formed (left side ⁇ right side in FIG. 2, x-axis direction). In the present embodiment, the scribe head 7 is disposed so as to be inclined backward by 2 ° with respect to the direction in which the scribe line is formed.
  • the y-axis moving unit that moves the table 3 in the y-axis direction includes a pair of guide rails that guide the moving table, a ball screw that is screwed to the moving table, and a motor that rotates the ball screw.
  • the x-axis moving unit that moves the head unit 4 in the x-axis direction includes a beam that is installed on the upper portion of the table 3, a column that supports the beam, and a guide that guides the head unit 4.
  • the motor in the support unit is a rotating unit that rotates the table 3.
  • the scribing tool 8 (hereinafter sometimes simply referred to as the tool 8) attached to the holder joint 19 will be described.
  • the tool 8 includes a scribing wheel 9 that forms a scribe line (vertical crack) in the brittle material substrate 2, and a main body 10 that supports the scribing wheel 9.
  • the scribing wheel 9 may be simply referred to as a wheel.
  • the tool 8 is inclined so as to be slightly tilted with respect to the direction in which the scribe line is formed (left side ⁇ right side in FIG. 2, x-axis direction).
  • the tool 8 is disposed so as to be inclined backward by 2 ° with respect to the direction in which the scribe line is formed.
  • the main body portion 10 is a substantially cylindrical member, and a flat side wall surface portion 11 cut vertically is provided on one end (tip) side thereof. A pair of side wall surface portions 11 are provided so as to face each other. On the upper portion of the side wall surface portion 11, a flange portion 12 protruding outward in the radial direction is formed. Note that a two-dimensional code 75 described later is printed on any of the side wall surface portions 11.
  • a notch 13 parallel to the side wall surface part 11 is provided between the pair of side wall surface parts 11, a notch 13 parallel to the side wall surface part 11 is provided.
  • Each of the lower ends of the pair of side wall surface portions 11 is provided with a pin groove 14 in a direction orthogonal to the surfaces.
  • the pair of pin grooves 14 face each other and are provided so as to penetrate the notch portion 13.
  • a scribing wheel 9 is provided in the notch 13.
  • the wheel 9 is a disk-shaped member, is formed in a triangular shape with a sharp cross section of the circumferential portion, and a through hole is formed at the center.
  • the wheel 9 has a size of, for example, a diameter of about 2.5 mm and a thickness of about 0.5 mm.
  • the wheel 9 is supported so as to be rotatable about the axis of the pin 15 inserted in a hole portion in which the center of the pin groove 14 and the center of the through hole are aligned.
  • an attachment portion 16 for positioning is provided on the other end (base end) side of the main body portion 10.
  • the attachment portion 16 is formed by cutting out the main body portion 10 and has a flat surface 17 and an inclined surface 18.
  • the flat surface 17 is formed at the base end of the main body portion 10 and is a surface in a direction orthogonal to the side wall surface portion 11.
  • the inclined surface 18 is a surface inclined in the radially outward direction from the flat surface 17 downward.
  • the flat surface 17 and the inclined surface 18 are provided continuously.
  • the main body portion 10 has a shape that tapers upward from a midway portion in the longitudinal direction.
  • the base end (upper part) of the main-body part 10 is comprised with the magnetic body metal.
  • the tool 8 provided with the wheel 9 is attached to the scribe head 7 and is moved up and down by a lifting unit provided inside the head unit 4.
  • a lifting unit provided inside the head unit 4.
  • a ball screw etc. are mentioned, for example.
  • the scribe head 7 can be moved in the z-axis direction only by the scribe head 7.
  • a scribe line is formed by causing the wheel 9 having a pointed portion to press and roll on the surface of the brittle material substrate 2 with an appropriate load by a pressure mechanism different from the elevating part.
  • the pressing force of the tool 8 is given by a cylinder.
  • the holder joint 19 will be described.
  • the holder joint 19 is formed of a columnar member at the top and a cylindrical member at the bottom.
  • the holder joint 19 is a cylindrical member whose lower portion is larger than the columnar member at the upper portion thereof.
  • the holder joint 19 has a bearing 20 mounted on the upper portion thereof, and is supported by the bearing 20 so as to be rotatable about a substantially vertical axis (see FIG. 3).
  • a lower portion of the holder joint 19 is a holding portion 21 that holds the tool 8, and a cylindrical opening 22 is formed.
  • a magnet 23 is embedded in the upper end of the opening 22.
  • a parallel pin 24 in a direction orthogonal to the central axis is provided in the opening 22 at a position away from the central axis.
  • the parallel pin 24 is for positioning the tool 8 by contacting the inclined surface 18 of the tool 8, that is, for setting the direction of the wheel 9 in a correct direction.
  • the flat surface 17 faces the parallel pin 24 side, and the inclined surface 18 contacts the parallel pin 24 and is positioned and fixed. That is, since the flat surface 17 and the inclined surface 18 face only in one direction, the direction of the wheel 9 is set to a predetermined direction. Since the tool 8 is only attracted by the magnet 23 and fixed to the holder joint 19, it is very easy to attach and detach. That is, when the tool 8 is attached, the tool 8 is fixed at a predetermined position by being sucked, and can be easily removed by simply pulling the tool 8 even when the tool 8 is replaced. The tool 8 can be attached and detached manually.
  • a tool change mechanism 30 that removes the used scribing tool 8 from the holder joint 19 and attaches another scribing tool 8 to the holder joint 19 to automatically change the tool. And have.
  • the tool change mechanism 30 includes a cartridge 31 that accommodates the tool 8, a remover 51 that removes the tool 8 from the holder joint 19, a transfer nozzle 61 that moves the tool 8 between the scribe head 7 and the cartridge 31, and a scribe.
  • a 2D code reader 71 that reads the two-dimensional code 75 of the tool 8 attached to the head 7 (holder joint 19).
  • the present invention is characterized by a 2D code reader 71 (reading unit) provided in the scribe device 1.
  • a 2D code reader 71 reading unit
  • the configuration of the 2D code reader 71 will be described in detail.
  • the 2D code reader 71 is a device that remotely optically reads a 2D code 75 (two-dimensional code) having a substantially square shape.
  • a protective glass plate 72 is provided on the front surface (surface facing the object) of the 2D code reader 71, and the area image is located inside the 2D code reader 71 and immediately after the glass plate 72.
  • a lens unit (not shown) for capturing the image is provided.
  • An illumination unit (not shown) capable of emitting visible light or infrared light is built in the front of the 2D code reader 71 and around the lens unit.
  • the two-dimensional code 75 can be brightly illuminated by the light from the illumination unit, and the pattern (printing information) of the two-dimensional code 75 can be acquired with a clear image.
  • the light that has passed through the lens unit is collected on an imaging unit (not shown) provided in the 2D code reader 71.
  • the imaging unit is composed of, for example, a CCD element.
  • the front surface of the 2D code reader 71 is positioned so as to image the tip of the tool 8 (new tool 8b) attached to the holder joint 19. Specifically, a support member 73 extending backward from the lower part of the tool change mechanism 30 is provided.
  • the support member 73 extends straight toward the rear.
  • a support plate 74 made of a thin steel plate or the like is attached from the front end portion (rear end portion) of the support member 73 so as to extend further rearward.
  • the support plate 74 bends upward halfway and extends upward “L”.
  • the character shape is “L-shape reversed left and right in FIG. 5”.
  • the rear surface of the 2D code reader 71 is attached to the L-shaped portion extending upward, and the front surface of the 2D code reader 71 faces the tip of the new tool 8b attached to the holder joint 19. ing.
  • a two-dimensional code 75 on which information such as the type and model number of the tool 8 is printed is printed on one side of the tip portion (side wall surface portion 11) of the tool 8.
  • the two-dimensional code 75 is in a state facing the 2D code reader 71 when the new tool 8 b is attached to the holder joint 19.
  • the 2D code reader 71 reads the two-dimensional code 75 and determines whether or not the correct tool 8 (new tool 8b) is attached.
  • the 2D code reader 71 is slightly inclined rather than from the front of the two-dimensional code 75 in order to accurately read the two-dimensional code 75 printed on the new tool 8 b attached to the holder joint 19. Read from below. By adopting this viewing angle, it is possible to eliminate the direct reflected light of the illumination unit, and it is possible to acquire the two-dimensional code 75 with a clear image.
  • the part attached to the support member 73 is bent downward.
  • the bent portion of the support plate 74 is bent so that the 2D code reader 71 can read the two-dimensional code 75 printed on the tip (side wall surface portion 11) of the new tool 8b obliquely from below. Yes.
  • the degree of bending can be changed as appropriate depending on the configuration of the scribing apparatus 1.
  • a member for example, a moving beam (not shown), the moving nozzle 61, etc.
  • the scribe device 1 is reflected in the field of view of the 2D code reader 71. Therefore, it is very preferable to install the 2D code reader 71 at a position where these obstacles do not enter the field of view.
  • a cartridge 31 containing a plurality of tools 8 is set on a base 32 provided on the side of the table 3 and fixed with a clamp 33.
  • the remover 51 is raised and left open.
  • the scribe head 7 (head unit 4) is moved above the remover 51 and lowered to a position where the remover 51 can grip the tool 8 (old tool 8a).
  • the remover 51 grasps the old tool 8 a of the holder joint 19. While the old tool 8a is gripped, the remover 51 is further lowered, whereby the old tool 8a is pulled out from the holder joint 19 and removed.
  • the transfer nozzle 61 (head unit 4) is moved above the remover 51. The transfer nozzle 61 is brought close to the remover 51. Thereafter, the remover 51 is raised. Then, the old tool 8 a is sucked into the transfer nozzle 61 by vacuum suction of the transfer nozzle 61.
  • the transfer nozzle 61 (head unit 4) holding the old tool 8 a is moved to the cartridge 31 to accommodate the old tool 8 a in the cartridge 31.
  • the transfer nozzle 61 receives the new tool 8 b from the cartridge 31.
  • the remover 51 is raised and kept open.
  • the transfer nozzle 61 (head unit 4) holding the new tool 8b is moved above the remover 51.
  • the transfer nozzle 61 is lowered and the new tool 8 b is gripped and set on the remover 51.
  • the scribe head 7 (head unit 4) is moved above the remover 51 holding the new tool 8b and is lowered slightly.
  • the remover 51 is raised and the new tool 8 b is inserted into the holder joint 19.
  • the remover 51 is further raised, the new tool 8b is opened, and the holder joint 19 is mounted.
  • the new tool 8 b is attracted to the magnet 23 and positioned by the parallel pin 24.
  • the two-dimensional code 75 is in a state suitable for the 2D code reader 71.
  • the accommodating portion rises to a predetermined height, and the new tool 8 b is inserted into the holder joint 19. . Then, the new tool 8 b is sucked by the magnet 23 and attached to the holder joint 19.
  • the holder joint 19 is brought close to a position about 2.5 mm before the final set position with respect to the new tool 8b gripped by the remover 51 or accommodated in the storage portion. Further, the remover 51, the storage unit, and the transfer nozzle 61 are inclined by 2 degrees in accordance with the inclination of the scribe head 7.
  • the two-dimensional code 75 printed on the new tool 8 b is read using a 2D code reader 71. It is confirmed from the read data (information such as type and model number) whether the tool 8 is correct. If correct, shift to actual operation (scribing).
  • the tool 8 attached to the holder joint 19 is not correct, the tool 8 is replaced with a correct new tool 8b or the operator is notified that the “wrong tool is mounted”.
  • the two-dimensional code 75 in which information of the new tool 8b is recorded by the 2D code reader 71 (reading unit). To determine whether the correct tool 8 is attached. With this function, the exchangeability of the tool 8 and the foolproof function at the time of tool replacement can be reliably improved.
  • the head unit 4 is illustrated as a type in which the head unit 4 is tilted by 2 degrees, but there are other types in which the head unit 4 is mounted in the vertical direction. Even in that case, the technique of the present application is applicable.

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Abstract

生産性、ツールの互換性、フールプルーフ機能をさらに向上させるスクライブ装置を提供する。 本発明のスクライブ装置(1)は、脆性材料基板(2)を載置する載置手段(3)と、載置手段(3)上の脆性材料基板(2)に対向して設けたスクライブヘッド(7)と、スクライブヘッド(7)の先端に設けたホルダジョイント(19)と、ホルダジョイント(19)に着脱自在に取付けられ載置手段(3)上の脆性材料基板(2)にスクライブラインを形成するスクライビングホイール(9)を備えるスクライビングツール(8)と、使用後のスクライビングツール(8)をホルダジョイント(19)から取外し、別のスクライビングツール(8)を当該ホルダジョイント(19)に取付けてツール交換を実施するツールチェンジ機構(30)を有し、ツールチェンジ機構(30)はスクライビングツール(8)に印字されたコードを読み取る読み取り部を有する。

Description

スクライブ装置
 本発明は、脆性材料基板をスクライブするスクライブ装置に関する技術であり、特にスクライビングツールを交換する際に、正しいスクライビングツールを取り付けたか否かを確認するための確認技術に関する。
 従来、液晶表示パネルや液晶プロジェクタ基板等のフラットパネルディスプレイ等では、製造過程においてマザーガラス基板が貼り合わされた後に所定の大きさの単個のパネルに成るように分断される。
 このようなマザーガラス基板等の脆性材料基板の分断には、その基板にスクライブライン(垂直クラック)を形成するスクライブ工程と、垂直クラックを完全に浸透させるブレイク工程がある。そのうち、スクライブ工程ではスクライブ装置が用いられている。
 このスクライブ装置には、スクライビングホイールやダイヤモンドポイントなどを用いたスクライビングツールが備えられており、そのスクライビングツールにより、脆性材料基板に垂直クラックを形成する。
 脆性材料基板をスクライブするスクライブ装置に関する技術としては、例えば、特許文献1に開示されているものがある。
 特許文献1は、チップ(スクライビングホイールなど)と一体化したチップホルダ(スクライビングツール)を用い、チップホルダにオフセットデータをコードの形で保持させておくことによって、例えばオフセット量を補正する作業の手間や、誤って異なった種類のチップを取付けてしまうこと、スクライブラインの形成位置にばらつきが生じてしまうことなどの問題を解消することを目的としている。
 具体的には、チップホルダにチップを回転自在に取付ける。チップホルダを円筒形とし、その先端に取付部を設ける。ホルダジョイントに開口部を設け、マグネットによってチップホルダを吸着させて取付けることによって、着脱を容易にする。又チップホルダの面に、チップのオフセットデータを2次元コードとして記録する。チップホルダの交換時にオフセットデータを読出してスクライブ装置に入力することにより、オフセットを打ち消す。こうすればチップホルダを着脱する際に補正に関連して必要だった操作を省いて短時間の装置停止の間にチップを交換することができるものとしている。
再公表特許2007-063979号公報
 特許文献1に開示されたスクライブ装置は、上で挙げた課題を解消することに至り、当業者にとって使いやすい装置となり好評となっている。
 しかしながら、スクライブ装置に求められる要求が年々高くなってきており、例えば、稼働中に、スクライビングツールを自動交換して連続稼働時間を伸ばすこと、自動交換の時間を短時間に縮小し、生産性を上げることなどの要望が求められている。加えて、スクライビングツールを交換する際に誤ったツール(正しくないツール)を取り付けると、適切なスクライブができないばかりか、スクライビングツールや脆性材料基板を破壊してしまう虞さえある。そこで、スクライビングツールの交換に関して、フールプルーフ機能(作業者に誤った操作をさせない、あるいは、使用者が誤った操作をしても危険な状況にならないように、安全に配慮して設計すること)を持たせることは、スクライビングツールの自動交換動作時における信頼性の向上のためには、必要不可欠なことである。
 そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、ツールの交換性、ツール交換時におけるフールプルーフ機能をさらに向上させることができるスクライブ装置を提供することを目的とする。
 上記の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
 本発明にかかるスクライブ装置は、脆性材料基板が載置される載置手段と、前記載置手段上の前記脆性材料基板に対向するように設けられているスクライブヘッドと、前記スクライブヘッドの先端に設けられるホルダジョイントと、前記ホルダジョイントに着脱自在に取り付けられ、前記載置手段上の前記脆性材料基板にスクライブラインを形成するスクライビングホイールを備えているスクライビングツールと、使用後のスクライビングツールを前記ホルダジョイントから取り外し、別のスクライビングツールを当該ホルダジョイントに取り付けてツール交換を実施するツールチェンジ機構と、を有し、前記ツールチェンジ機構は、前記スクライビングツールに印字されたコードを読み取る読み取り部を有していることを特徴とする。
 好ましくは、前記スクライビングツールの先端部には、2次元コードが印字されており、前記読み取り部は、前記2次元コードを光学的に読み取る2次元コードリーダから構成されているとよい。
 好ましくは、前記読み取り部は、前記スクライビングツールに印字された前記2次元コードを斜め下方から読み取り可能な位置に設置されているとよい。
 本発明によれば、ツールの交換性、ツール交換時におけるフールプルーフ機能をさらに向上させることができる。
本発明のスクライブ装置の概略を模式的に示した斜視図である。 スクライブ装置をAの方向(y軸方向)から見た側面図である。 スクライブヘッドの概略を模式的に示した側面図である(C部拡大)。 2Dコードリーダを正面側から見た斜視図である。 スクライブ装置のB-B断面図である。
 以下、本発明にかかるスクライブ装置1の実施形態を、図を参照して説明する。
 なお、以下に説明する実施形態は、本発明を具体化した一例であって、その具体例をもって本発明の構成を限定するものではない。また、図面に関して、見やすくするため、構成部品の一部を省略して描いている。また、スクライブ装置1におけるx軸方向、y軸方向、z軸方向等については、図面に示す通りである。
 図1、図2は、本発明にかかるスクライブ装置1の概略図である。
 本発明にかかるスクライブ装置1は、脆性材料基板2が載置されるテーブル3(載置手段)と、脆性材料基板2の表面上にスクライブライン(垂直クラック)を形成するヘッドユニット4と、リムーバー51などが配備されているブロック体5と、を有している。
 なお、スクライブラインを形成する方向については、図2の左側から右側へと向かうx軸方向である。
 テーブル3は、モータが内蔵された支持部(図示せず)により下方から支持されている。支持部は、移動台上に載置されている。移動台(図示せず)は、一対の案内レール(図示せず)に沿って、y軸方向に移動自在に保持されている。この移動台は、ボ-ルネジ(図示せず)と螺合しており、モータの駆動によりボ-ルネジが回転することにより、案内レールに沿ってy軸方向に移動する。
 支持部内のモータ(図示せず)は、テーブル3のxy平面で回転させて所定角度に位置決めするものである。テーブル3上に載置された脆性材料基板2は、真空吸引手段(図示せず)などにより保持されている。また、脆性材料基板2のアライメントマークを撮像するカメラ6が、ヘッドユニット4の上部に設けられている。
 スクライブ装置1には、移動台とその上部のテーブル3を跨ぐようにビーム(図示せず)がx軸方向に沿って支柱(図示せず)により架設されている。
 ヘッドユニット4は、モータの駆動により、ビームに設けられたガイド(図示せず)に沿ってx軸方向に移動可能となっている。ヘッドユニット4の先端部には、スクライブヘッド7が取り付けられている。また、ヘッドユニット4は、z軸方向にも移動可能となっている。
 図2に示すように、ヘッドユニット4は、スクライブラインを形成する方向に対して、若干倒れこむように、傾斜して配置されている。本実施形態においては、スクライブラインを形成する方向(進行方向)に対して2°後方に傾斜させて、ヘッドユニット4を配置している。
 スクライブヘッド7は、脆性材料基板2の表面上にスクライブラインを形成するスクライビングツール8と、スクライビングツール8を着脱自在に保持するホルダジョイント19と、を有している。
 このスクライブヘッド7も、スクライブラインを形成する方向(図2の左側→右側、x軸方向)に対して、若干倒れこむように、傾斜して配置されている。本実施形態においては、スクライブラインを形成する方向に対して2°後方に傾斜させて、スクライブヘッド7を配置している。
 ここで、テーブル3をy軸方向に移動させるy軸移動部は、移動台を案内する一対の案内レールと、移動台に螺合するボールネジと、ボールネジを回転させるモータからなる。
 また、ヘッドユニット4をx軸方向に移動させるx軸移動部は、テーブル3の上部に架設されているビームと、ビームを支える支柱と、ヘッドユニット4を案内するガイドからなる。また、支持部内のモータはテーブル3を回転させる回転部である。
 これらy軸移動部、x軸移動部、回転部が、相対移動部を構成している。
 次に、ホルダジョイント19に取り付けられるスクライビングツール8(以降、単にツール8と呼ぶこともある)の構成について説明する。
 図3に示すように、ツール8は、脆性材料基板2にスクライブライン(垂直クラック)を形成するスクライビングホイール9と、スクライビングホイール9を支持する本体部10と、を有している。
 なお以降の説明において、スクライビングホイール9を、単にホイールと呼ぶこともある。
 ツール8もスクライブヘッド7と同様に、スクライブラインを形成する方向(図2の左側→右側、x軸方向)に対して、若干倒れこむように、傾斜している。本実施形態においては、スクライブラインを形成する方向に対して2°後方に傾斜させて、ツール8を配置している。
 このように、ツール8(スクライブヘッド7)を傾斜して配置させることで、脆性材料基板2の表面上に所望のスクライブラインを形成することができる。また、スクライブライン形成時の削り屑も少なくすることができる。
 本体部10は、略円柱形状の部材であって、その一方端(先端)側には垂直に切りかかれた平坦な側壁面部11が設けられている。側壁面部11は、向かい合うように一対設けられている。側壁面部11の上部には、径方向外側に張り出した庇部12が形成されている。なお、側壁面部11のいずれかには、後述する2次元コード75が印字されている。
 一対の側壁面部11の間には、その側壁面部11に平行な切り欠き部13が設けられている。
 また、一対の側壁面部11の下端のそれぞれには、その面に直交する方向のピン溝14が設けられている。その一対のピン溝14は、対面しており、切り欠き部13を貫通するように設けられている。その切り欠き部13には、スクライビングホイール9が配備されている。
 ホイール9は、円板形状の部材であって、円周部分の断面が尖った三角形状に形成され、中心に貫通孔が形成されている。ホイール9は、例えば直径が2.5mm、厚さ0.5mm程度のサイズである。
 ホイール9は、ピン溝14の中心と貫通孔の中心を合わせた孔部に挿入されたピン15の軸心回りに回転自在に支持されている。
 一方、本体部10の他方端(基端)側には、位置決め用の取付部16が設けられている。取付部16は、本体部10を切り欠いて形成されていて、平坦面17と傾斜面18を有する。
 平坦面17は、本体部10の基端に形成されていて、側壁面部11と直交する方向の面とされている。傾斜面18は、平坦面17から下方に向かって、径外方向に傾斜する面とされている。これら平坦面17と傾斜面18は、連なって設けられている。
 本体部10は、長手方向中途部から上方に向かって先細った形状となっている。なお、本体部10の基端(上部)は、磁性体金属で構成されている。
 このように、ホイール9と本体部10が一体となったものが、ツール8である。つまり、ピン15をピン溝14に挿入しホイール9を回転自在に支持することで一体となったツール8は、ホイール9を取り外すことなく、交換される。
 ホイール9を備えたツール8は、スクライブヘッド7に取り付けられ、ヘッドユニット4の内部に設けられている昇降部により、昇降動作が行われる。なお、昇降部としては、例えばボールネジなどが挙げられる。
 また、スクライブヘッド7は、ヘッドユニット4全体のz軸方向の移動に加え、スクライブヘッド7だけでもz軸方向に移動可能となっている。
 その昇降部とは別の圧力機構により、尖った部位を有するホイール9を脆性材料基板2の表面上を適切な荷重にて圧接し転動させてゆくことにより、スクライブラインを形成する。ツール8の押し圧はシリンダによって与えられる。
 次に、ホルダジョイント19について説明する。
 ホルダジョイント19は、上部が円柱状の部材で形成され、下部が円筒状の部材で形成されている。なお、ホルダジョイント19は、その上部の円柱状の部材より、下部の方が大きい円筒状の部材とされている。
 ホルダジョイント19は、上部にベアリング20が外嵌して取り付けられており、そのベアリング20により略垂直方向の軸心回りに回転自在に支持されている(図3参照)。
 ホルダジョイント19の下部は、ツール8を保持する保持部21となっており、円筒形状の開口22が形成されている。その開口22の上端には、マグネット23が埋設されている。
 また、開口22の内部には、中心軸から離れた位置にその中心軸と直交する方向の平行ピン24が設けられている。平行ピン24は、ツール8の傾斜面18に接することでツール8を位置決めするもの、すなわちホイール9の方向を正しい方向に設定するものである。
 ホルダジョイント19にツール8を取り付ける際には、ホルダジョイント19の開口22に、取付部16側からツール8を挿入する。すると、磁性体金属で構成されているツール8の先端(基端)側がマグネット23によって吸引されて、ホルダジョイント19に固定される。
 さらに、平行ピン24側に平坦面17が向き、傾斜面18が平行ピン24に接触して位置決めされて、固定される。つまり、平坦面17と傾斜面18が一方方向にしか向かないので、ホイール9の方向が所定の方向に設定される。
 このツール8は、マグネット23によって吸引されてホルダジョイント19に固定されているだけであるため、着脱が極めて容易である。つまり、ツール8を取り付ける場合、吸引されることにより所定の位置に固定され、取り替える場合にもツール8を引っ張るだけで容易に取り外すことができる。ツール8の着脱は、手動でも可能となっている。
 マグネット23は、ホルダジョイント19の最終セット位置の3~4mm手前に位置すると、ツール8を引っ張るようになっている。
 さて、本発明のスクライブ装置1には、使用後のスクライビングツール8をホルダジョイント19から取り外し、別のスクライビングツール8を当該ホルダジョイント19に取り付けて、自動的にツール交換を実施するツールチェンジ機構30と、を有している。
 ツールチェンジ機構30は、ツール8が収容されるカートリッジ31と、ツール8をホルダジョイント19から取り外すリムーバー51と、スクライブヘッド7とカートリッジ31との間でツール8を移動させる移載ノズル61と、スクライブヘッド7(ホルダジョイント19)に取り付けられたツール8の2次元コード75を読み取る2Dコードリーダ71と、を有している。
 本発明は、スクライブ装置1に備えられた2Dコードリーダ71(読み取り部)に特徴がある。
 以下、2Dコードリーダ71の構成について詳細に説明する。
 図4、図5に示すように、2Dコードリーダ71は、略四角形の形状を有する2Dコード75(2次元コード)を、遠隔で光学的に読み取る装置である。
 2Dコードリーダ71の正面(対象物に対向する面)には、保護用のガラス板72が配備されており、2Dコードリーダ71の内部であって、このガラス板72の直後には、エリア画像を撮像するためのレンズ部(図示せず)が配備されている。
 また、2Dコードリーダ71の正面であってレンズ部の周りには、可視光や赤外光を発射可能な照明部(図示せず)が内蔵されている。この照明部からの光により、2次元コード75を明るく照らし、鮮明な画像で2次元コード75の文様(印字情報)を取得することが可能となる。
 レンズ部を通過した光は、2Dコードリーダ71に設けられた撮像部(図示せず)上に集光される。撮像部は例えばCCD素子などで構成されている。
 2Dコードリーダ71の正面は、ホルダジョイント19に取り付けられたツール8(新ツール8b)の先端部を撮像するように位置づけられている。具体的には、ツールチェンジ機構30の下部から後方に延設された支持部材73が設けられている。
 この支持部材73は、後方へ向けて真っ直ぐに伸びるようになっている。支持部材73の先端部(後端部)からは、薄鋼板などで構成された支持板74が更に後方へ伸びるように取り付けられ、この支持板74は途中で上方に屈曲し上方へ伸び「L字形状(図5では、左右反転したL字形状)」とされている。
 このL字形状の上方へ伸びた部分に、前述した2Dコードリーダ71の後面が取り付けられ、2Dコードリーダ71の正面が、ホルダジョイント19に取り付けられた新ツール8bの先端部を向くようになっている。
 ツール8の先端部(側壁面部11)の一方側には、当該ツール8の種類、型番等の情報が記された2次元コード75が印字されている。この2次元コード75は、新ツール8bがホルダジョイント19に取り付けられる際、2Dコードリーダ71に向いた状態となっている。
 2Dコードリーダ71は、この2次元コード75を読み取り、正しいツール8(新ツール8b)が取り付けられているか否かを判定する。
 図5に示す如く、この2Dコードリーダ71は、ホルダジョイント19に取り付けられた新ツール8bに印字された2次元コード75を正確に読み取るために、2次元コード75の正面からではなく、やや斜め下方から読み取るようにしている。この視野角を採用することで、照明部の直接反射光を排除でき、鮮明な画像で2次元コード75を取得することが可能となる。
 そのため、支持板74に関して、支持部材73に取り付けられる部位は、下方に屈曲されている。この支持板74の屈曲部位は、2Dコードリーダ71が、新ツール8bの先端部(側壁面部11)に印字された2次元コード75を斜め下方から読み取ることができる角度となるように曲げられている。
 なお、この屈曲の度合いについては、スクライブ装置1の構成によって、適宜変更可能である。
 なお、2Dコードリーダ71の視野内に、スクライブ装置1を構成する部材(例えば、移動用のビーム(図示せず)や移動ノズル61など)が写り込むことは好ましいことではない。そのため、これら障害物が視野内に入らない位置に2Dコードリーダ71を設置することは非常に好ましい。
 次に、スクライブ装置1、特にスクライブ装置1に備えられたツールチェンジ機構30の作動態様について、説明する。
 複数のツール8が収容されたカートリッジ31を、テーブル3の側方に備えられたベース32にセットし、クランプ33で固定する。
 リムーバー51を上昇させて、開いた状態にしておく。スクライブヘッド7(ヘッドユニット4)を、リムーバー51の上方に移動させて、リムーバー51がツール8(旧ツール8a)を摘める位置まで下降させる。
 リムーバー51を少し下降させることにより、リムーバー51がホルダジョイント19の旧ツール8aを掴む。旧ツール8aを掴んだ状態で、リムーバー51をさらに下降させることにより、旧ツール8aをホルダジョイント19から引き抜いて取り外す。
 移載ノズル61(ヘッドユニット4)を、リムーバー51の上方に移動させる。移載ノズル61を、リムーバー51に近づける。その後、リムーバー51を上昇させる。すると、移載ノズル61の真空吸着により、旧ツール8aが移載ノズル61内に吸着される。
 旧ツール8aを保持した移載ノズル61(ヘッドユニット4)をカートリッジ31に移動させて、旧ツール8aをカートリッジ31内に収容する。次に、移載ノズル61は、カートリッジ31から新ツール8bを受け取る。また、リムーバー51を上昇させて、開いた状態にしておく。
 新ツール8bを保持した移載ノズル61(ヘッドユニット4)を、リムーバー51の上方に移動させる。移載ノズル61を下降させて、新ツール8bを掴ませてリムーバー51にセットする。
 スクライブヘッド7(ヘッドユニット4)を、新ツール8bを保持したリムーバー51の上方に移動させて、少しだけ下降させる。リムーバー51を上昇させて、新ツール8bをホルダジョイント19に挿入する。
 リムーバー51をさらに上昇させて、新ツール8bを開放して、ホルダジョイント19に装着する。新ツール8bは、マグネット23に吸着され且つ、平行ピン24により位置決めされる。2次元コード75は、2Dコードリーダ71に向いた状態である。
 なお、新ツール8bをリムーバー51近傍に設けられた収容部にセットしてもよい。この場合、新ツール8bが収容された収容部の上方にスクライブヘッド7が移動して少し下降してくると、収容部が所定の高さ上昇し、新ツール8bがホルダジョイント19に挿入される。すると、新ツール8bは、マグネット23により吸い込まれて、ホルダジョイント19に取り付けられることとなる。
 ところで、ホルダジョイント19は、リムーバー51に掴まれた、又は、収納部に収容された新ツール8bに対して、最終セット位置のおおよそ2.5mmぐらい手前の位置まで近づけている。また、スクライブヘッド7の傾きに合わせて、リムーバー51、収納部、移載ノズル61とも、2度傾くようにしている。
 新ツール8bに印字された2次元コード75を2Dコードリーダ71を用いて読み取る。読み取ったデータ(種類、型番等の情報)より、正しいツール8であるか否かを確認する。正しい場合、実操業(スクライビング)に移行する。
 一方で、ホルダジョイント19に取り付けられたツール8が正しくない場合、正しい新ツール8bに取り替えたり、「誤ったツールが装着された状態」であることを作業者へ通知するようにする。
 以上、本発明によれば、ホルダジョイント19から旧ツール8aを取り外して新ツール8bに交換する際に、2Dコードリーダ71(読み取り部)により、新ツール8bの情報が記された2次元コード75を読み取り、正しいツール8が取り付けられているか否かを判定する。この機能により、ツール8の交換性、ツール交換時におけるフールプルーフ機能を確実に向上させることができるようになる。
 なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
 特に、今回開示された実施形態において、明示されていない事項、例えば、作動条件や操作条件、構成物の寸法、重量などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な事項を採用している。
 例えば、本実施形態の場合、ヘッドユニット4は、2度傾斜させて取り付けたタイプを例示したが、その他に、ヘッドユニット4を垂直方向に向けて取り付けたタイプが存在する。その場合であっても、本願の技術は適用可能である。
1 スクライブ装置
2 脆性材料基板
3 テーブル(載置手段)
4 ヘッドユニット
5 ブロック体
6 カメラ
7 スクライブヘッド
8 スクライビングツール(ツール)
8a 旧ツール
8b 新ツール
9 スクライビングホイール(ホイール)
10 本体部
11 側壁面部
12 庇部
13 切り欠き部
14 ピン溝
15 ピン
16 取付部
17 平坦面
18 傾斜面
19 ホルダジョイント
20 ベアリング
21 保持部
22 開口
23 マグネット
24 平行ピン
30 ツールチェンジ機構
31 カートリッジ
32 ベース
33 クランプ
51 リムーバー
61 移載ノズル
71 2Dコードリーダ
72 ガラス板
73 支持部材
74 支持板
75 2Dコード(2次元コード)

Claims (3)

  1.  脆性材料基板が載置される載置手段と、
     前記載置手段上の前記脆性材料基板に対向するように設けられているスクライブヘッドと、
     前記スクライブヘッドの先端に設けられるホルダジョイントと、
     前記ホルダジョイントに着脱自在に取り付けられ、前記載置手段上の前記脆性材料基板にスクライブラインを形成するスクライビングホイールを備えているスクライビングツールと、
     使用後のスクライビングツールを前記ホルダジョイントから取り外し、別のスクライビングツールを当該ホルダジョイントに取り付けてツール交換を実施するツールチェンジ機構と、を有し、
     前記ツールチェンジ機構は、前記スクライビングツールに印字されたコードを読み取る読み取り部を有している
     ことを特徴とするスクライブ装置。
  2.  前記スクライビングツールの先端部には、2次元コードが印字されており、
     前記読み取り部は、前記2次元コードを光学的に読み取る2次元コードリーダから構成されている
     ことを特徴とする請求項1に記載のスクライブ装置。
  3.  前記読み取り部は、前記スクライビングツールに印字された前記2次元コードを斜め下方から読み取り可能な位置に設置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のスクライブ装置。
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