JP4484303B2

JP4484303B2 - Scribe head

Info

Publication number: JP4484303B2
Application number: JP2000080052A
Authority: JP
Inventors: 貴代司中野; 則文在間
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: JP2001261356A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脆性材料を加工する際の往復スクライブ時に必要となるスクライブヘッドの反転機構を排したスクライブヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に従来の一般的な機構のガラススクライバーを示している。テーブル１は、これに挿通されたボールネジ２の軸回転により、２列のレール３，４に沿って紙面に垂直な方向(Ｙ方向)に移動する。そのテーブル１の上面にはガラス板５が真空吸着により吸引固定されている。そのガラス板５に記したアライメントマークを一対のＣＣＤカメラ６で認識することにより、ガラス板５のセット時の定位置よりのずれが検出される。例えばガラス板５が角度θずれていた場合はテーブル１が−θだけ回転され、ガラス板５がＹずれていたときはテーブル１が−Ｙだけ移動される。テーブル１の上方には、Ｘ方向にガイドバー７が延在し、そのガイドバー７に沿ってヘッド支持体８がカッター軸モータ９によって往復動する。
【０００３】
そのヘッド支持体８の詳細を図２に示す。その支持体８に取り付けられたスクライブヘッド９には、カッターホイールチップ１０を回転自由に支持するチップホルダー１１を、首振り自在に保持するためのベアリング軸受９ａおよび、カッターホイールチップ１０に所定の切り込み圧を印加できるよう、チップホルダー１１の回転軸１１ａに所望の切り込み圧を与える切り込み圧付与機構９ｂが含まれる。
【０００４】
切り込み圧の付与機構には、一般のシリンダーや特願平11-194513号「スクライブヘッド」に開示のベローズを使用できる。
【０００５】
本明細書の記述では、スクライブヘッドの軸中心に対するカッターホイールチップの回転中心のズレ（ズレ量）を偏心（偏心の量）とする。
このヘッド支持体８をスクライブのために図中右方向に走らせるときは、スクライブヘッド９の軸中心Ｑ１に対し、カッターホイールチップ１０の回転中心Ｑ２が後方(左側)に偏心しており、逆切りのためにヘッド支持体８を左方向に走らせるときは、スクライブヘッド９の軸中心に対し、カッターホイールチップ１０の回転中心は後方(右側)に偏心するよう、チップホルダー１１の向きを１８０°反転させている。このようにスクライブ方向にカッターホイールチップ１０の向きを追従させるために、カッターホイールチップ１０の回転中心はスクライブヘッド９の軸中心からスクライブ方向で後方に偏心している。
【０００６】
Ａ図はチップホルダー１１を正面から見た部分拡大図である。スクライブヘッド９の軸中心Ｑ１が、カッターホイールチップ１０の刃先稜線部１０ａを通るラインと合致しないことがある。合致している場合でも、逆方向のスクライブのためにチップホルダー１１の向きを反転させたときに合致しなくなることもある。いずれの場合でも一方向のスクライブ(片切り)であれば問題ないが、往復スクライブ(往復切り)の場合には各スクライブラインのピッチ間にずれが発生するので、テーブル１のＹ方向のピッチ移動時に補正が必要であった。
【０００７】
このような不具合をなくすために、特開平９−２４９４２７号公報では上述のチップホルダーの反転動作を排している。図３に示すように、チップホルダー２０を揺動部１８で保持させ、その揺動部１８自身を軸２２を支点として、ホルダー１６に対し左右方向に揺動自在に支持している。このためスライブ時には揺動部１８が自然と後方へ傾き、チップホルダー２０の回転中心が後方へ偏心する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スクライブ時、チップホルダーによるガラス板への切り込み量がスクライブラインの品質に大きく係わるため、その切り込み量の設定が重要になっている。実際の設定時にはカッターホイールチップ１０の刃先をガラス板５に対して切り込ませた状態で切り込み量を設定している。しかしながら、公報のものでは、揺動部２０の揺動により、チップホルダー２０は円弧に沿って移動し、刃先のレベルが上下に移動するため的確な切り込み量の設定が困難であった。
また、従来のチップホルダーにおいては、スクライブ時の後方への偏心の量は図２のＵおよび図３のＺに示されるように一定であった。
この偏心の量はヘッド支持体８の走行に対するカッターホイールチップー１０の追従に欠かせないものであり、ガラス板の材質、走行スピードやスクライブ精度に影響を与えるものであるため、偏心の量を微細に設定可能なホルダーの開発が急がれていた。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、チップホルダーの反転を不要としかつガラス板への切り込み量と偏心の量を的確に設定できるスクライブヘッドを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
チップホルダー１１を、スクライブ方向に所定範囲内でフリーに移動できる構成とし、カッターホイールチップ１０のガラス板への当接時に、チップホルダー１１を後方へ移動させることで、チップホルダー１１の軸１１ａの軸中心に対する移動(偏心)を行わせると共に、この偏心の量を調節できる機構を持ち、チップホルダー１１の移動を許容する位置とその移動を阻止する位置とを取り得るようにする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図４は、本発明の１実施形態を示したスクライブヘッド９の側断面図であり、その正面から見た断面図を図５に示す。これらの図面において図２と共通の要素には共通の符号を付している。ベアリング軸受９ａにおける回転軸１１ａの下端には“コ”の字形状のボックス２１が下方に開口を有する向きに設けられる。
【００１２】
ボックス２１における平板部２１ａ背面には、両側板２１ｂと直交する方向に、レール２２が設けられる。そのレール２２に対して下方から断面が凹形状のガイド２３がベアリング球２４を介して移動可能に係合している。これらのレール２２およびガイド２３はリニアガイドと呼ばれるものである。そのガイド２３の下端部に、チップホルダー１１を保持するためのホルダ取り付け金具２５が取り付けられる。
【００１３】
前記両側板２１ｂに取り付けられたボルト２６は、レール２２に沿って移動するチップホルダー１１のストッパーとして設けられたものであり、両ボルト２６間でチップホルダー１１はフリーに移動する。これらのボルト２６の前後動により、チップホルダー１１の左端および右端での係止位置（偏心の量）を変えることができる。
【００１４】
図４に示したように、チップホルダー１１が左端へ移動した状態では、カッターホイールチップ１０の回転中心Ｑ２が回転軸１１ａの軸中心Ｑ１より左側に位置し、逆に、チップホルダー１１が右端へ移動した状態では、カッターホイールチップ１０の回転中心Ｑ２が回転軸１１ａの軸中心Ｑ１より右側に位置するようになっている。
【００１５】
次に実際のスクライブ時における本スクライブヘッドの動作を述べる。図６の左側に位置するスクライブヘッド９は、右方向に移動するカツターホイールチップ１０がガラス板５のエッジに乗り上げるときの状態を示しており、後の説明でわかるように、このときはチップホルダー１１はボックス２１内で左端へ移動しており(図４の状態)、カッターホイールチップ１０の回転中心Ｑ２が回転軸１１ａの軸中心Ｑ１より、進行方向で後方に偏心している。
【００１６】
図６の右側に位置するスクライブヘッド９は、右方向へのスクライブが終了したところを示し、チップホルダー１１は左端へ移動したままになっている。その後、カッターが停止位置に移動するまでに図７のごとく慣性の力によりチップホルダー１１は右端に移動する。
【００１７】
次に左方向のスクライブのために図８のごとくスクライブヘッド９を左方向に移動し、カッターホイールチップ１０がガラス板５のエッジに当接すると、この後、チップホルダー１１はその位置で係止され、右側のボルト２６の先端がチップホルダー１１に当接して、スクライブが行われる。このとき、カッターホイールチップ１０の回転中心Ｑ２が回転軸１１ａの軸中心Ｑ１より、進行方向で後方に偏心している。
【００１８】
図９は一方向のみをスクライブするとき、スクライブ方向を図面左から右方向のみとする場合のスクライブヘッド９を示したもので、このとき、チップホルダー１１はボルト２６によりある偏心の量を保って左右方向に固定される。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、スクライブヘッドの移動方向にチップホルダーを移動可能に設けたのでカッターホイールチップにおける回転中心の偏心が行われるようになり、往復スクライブの際にもチップホルダーの反転が不要となり、作業時間が短縮され反転機構も省略できる。そして、ボルト２６の前後動によりチップホルダーの係止位置（偏心の量）をガラス材質、スクライブヘッドの移動スピードやスクライブ精度に合わせて変更することができる。又、カッターホイールチップ自身は上下方向の移動がないため、正確な切り込み深さを設定することができる。尚、詳細な説明では本発明のスクライブヘッドを用いる加工対象としてガラスを採用して説明したが、他の脆性材料の例えば半導体ウェーハ等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のガラススクライバーの正面図
【図２】図１におけるスクライブヘッドの詳細図
【図３】公報に開示されたスクライブヘッドの詳細図
【図４】本発明のスクライブヘッドの側断面図
【図５】図４のスクライブヘッドの正面断面図
【図６】本スクライブヘッドのスクライブ動作を示した図
【図７】本スクライブヘッドのスクライブ動作を示した図
【図８】本スクライブヘッドのスクライブ動作を示した図
【図９】一方向スクライブ時のスクライブヘッドを示した図
【符号の説明】
５ガラス板
９スクライブヘッド
９ａベアリング軸受
１０カッターホイールチップ
１１チップホルダー
１１ａ回転軸
２１ボックス
２２レール
２３ガイド
２５ホルダ取り付け金具
２６ボルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scribing head that eliminates the reversing mechanism of the scribing head that is required for reciprocating scribing when processing a brittle material.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 shows a conventional glass scriber having a general mechanism. The table 1 moves in the direction perpendicular to the paper surface (Y direction) along the two rows of rails 3 and 4 by the axial rotation of the ball screw 2 inserted therethrough. A glass plate 5 is sucked and fixed to the upper surface of the table 1 by vacuum suction. By recognizing the alignment mark written on the glass plate 5 with the pair of CCD cameras 6, a deviation from a fixed position when the glass plate 5 is set is detected. For example, when the glass plate 5 is shifted by an angle θ, the table 1 is rotated by −θ, and when the glass plate 5 is shifted by Y, the table 1 is moved by −Y. A guide bar 7 extends in the X direction above the table 1, and the head support 8 reciprocates along the guide bar 7 by a cutter shaft motor 9.
[0003]
Details of the head support 8 are shown in FIG. The scribing head 9 attached to the support 8 has a bearing holder 9a for holding the cutter wheel chip 10 so as to freely rotate and a bearing bearing 9a for swinging freely, and a predetermined cut in the cutter wheel chip 10. A cutting pressure application mechanism 9b that applies a desired cutting pressure to the rotating shaft 11a of the chip holder 11 is included so that pressure can be applied.
[0004]
A bellows disclosed in a general cylinder or Japanese Patent Application No. 11-194513 “Scribe head” can be used as the mechanism for applying the cutting pressure.
[0005]
In the description of the present specification, the deviation (deviation amount) of the rotation center of the cutter wheel tip with respect to the axis center of the scribe head is defined as the eccentricity (amount of eccentricity).
When the head support 8 is run in the right direction in the drawing for scribing, the rotation center Q2 of the cutter wheel tip 10 is eccentric to the rear (left side) with respect to the axis center Q1 of the scribe head 9, and reverse cutting is performed. Therefore, when the head support 8 is run leftward, the tip holder 11 is oriented 180 ° so that the rotation center of the cutter wheel tip 10 is deviated backward (right side) with respect to the axial center of the scribe head 9. Inverted. Thus, in order to follow the direction of the cutter wheel tip 10 in the scribe direction, the rotation center of the cutter wheel tip 10 is eccentric backward from the axis center of the scribe head 9 in the scribe direction.
[0006]
FIG. A is a partially enlarged view of the chip holder 11 as viewed from the front. The axis center Q1 of the scribe head 9 may not coincide with a line passing through the blade edge portion 10a of the cutter wheel tip 10. Even if they match, they may not match when the orientation of the chip holder 11 is reversed due to the reverse scribing. In either case, there is no problem as long as the scribe is made in one direction (single cut), but in the case of reciprocating scribe (reciprocating cut), a shift occurs between the pitches of the scribe lines, so that the pitch movement of the table 1 in the Y direction is performed. Sometimes correction was necessary.
[0007]
In order to eliminate such inconveniences, the above-described reversing operation of the chip holder is eliminated in Japanese Patent Laid-Open No. 9-249427. As shown in FIG. 3, the chip holder 20 is held by the swinging portion 18, and the swinging portion 18 itself is supported so as to be swingable in the left-right direction with respect to the holder 16 with a shaft 22 as a fulcrum. For this reason, at the time of sliver, the rocking | swiveling part 18 inclines back naturally, and the rotation center of the chip holder 20 decenters back.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, at the time of scribing, since the amount of cut into the glass plate by the chip holder is greatly related to the quality of the scribe line, the setting of the amount of cut is important. At the time of actual setting, the cutting amount is set in a state where the cutting edge of the cutter wheel chip 10 is cut into the glass plate 5. However, in the publication, the tip holder 20 moves along an arc due to the swinging of the swinging portion 20, and the level of the blade edge moves up and down, so that it is difficult to set an accurate cutting amount.
Further, in the conventional chip holder, the amount of backward eccentricity during scribing is constant as indicated by U in FIG. 2 and Z in FIG.
The amount of eccentricity is indispensable for the follow-up of the cutter wheel tip 10 with respect to the traveling of the head support 8 and affects the material of the glass plate, the traveling speed and the scribing accuracy. There was an urgent need to develop a holder that could be finely set.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a scribe head that does not require reversal of a chip holder and can accurately set the amount of cut and eccentricity into a glass plate. To do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The tip holder 11 is configured to be freely movable within a predetermined range in the scribe direction, and when the cutter wheel tip 10 is brought into contact with the glass plate, the tip holder 11 is moved rearward so that the shaft 11a of the tip holder 11 can be moved. A mechanism (eccentricity) for moving the shaft center is provided , and a mechanism capable of adjusting the amount of the eccentricity is provided so that a position where the movement of the chip holder 11 is allowed and a position where the movement is prevented can be taken .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 4 is a side sectional view of the scribe head 9 showing one embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows a sectional view seen from the front thereof. In these drawings, elements common to those in FIG. A “U” -shaped box 21 is provided at the lower end of the rotating shaft 11 a in the bearing 9 a so as to have an opening below.
[0012]
Rails 22 are provided on the back surface of the flat plate portion 21a in the box 21 in a direction orthogonal to the side plates 21b. A guide 23 having a concave cross section is engaged with the rail 22 via a bearing ball 24 from below. These rails 22 and guides 23 are called linear guides. A holder mounting bracket 25 for holding the chip holder 11 is attached to the lower end of the guide 23.
[0013]
The bolts 26 attached to the both side plates 21 b are provided as stoppers for the chip holder 11 that moves along the rails 22, and the chip holder 11 moves freely between the bolts 26. By the back-and-forth movement of these bolts 26, the locking positions (the amount of eccentricity) at the left end and the right end of the chip holder 11 can be changed.
[0014]
As shown in FIG. 4, when the tip holder 11 is moved to the left end, the rotation center Q2 of the cutter wheel tip 10 is located on the left side of the axis center Q1 of the rotation shaft 11a, and conversely, the tip holder 11 is moved to the right end. In the moved state, the rotation center Q2 of the cutter wheel chip 10 is positioned on the right side of the axis center Q1 of the rotation shaft 11a.
[0015]
Next, the operation of the scribe head during actual scribe will be described. The scribing head 9 located on the left side of FIG. 6 shows a state in which the cutter wheel tip 10 that moves in the right direction rides on the edge of the glass plate 5. The holder 11 has moved to the left end in the box 21 (state shown in FIG. 4), and the rotation center Q2 of the cutter wheel chip 10 is decentered rearward in the traveling direction from the axis center Q1 of the rotation shaft 11a.
[0016]
The scribing head 9 located on the right side of FIG. 6 shows that the scribing in the right direction is finished, and the chip holder 11 remains moved to the left end. Thereafter, the tip holder 11 moves to the right end by the inertial force as shown in FIG. 7 until the cutter moves to the stop position.
[0017]
Next, for scribing in the left direction, the scribe head 9 is moved in the left direction as shown in FIG. 8, and when the cutter wheel chip 10 comes into contact with the edge of the glass plate 5, the chip holder 11 is locked at that position. Then, the tip of the right bolt 26 comes into contact with the chip holder 11 and scribing is performed. At this time, the rotation center Q2 of the cutter wheel chip 10 is eccentric rearward in the traveling direction from the axis center Q1 of the rotation shaft 11a.
[0018]
FIG. 9 shows the scribing head 9 when the scribing direction is only from the left to the right in the drawing when scribing only in one direction. At this time, the tip holder 11 maintains a certain amount of eccentricity by the bolt 26. Fixed in the left-right direction.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the tip holder is provided so as to be movable in the moving direction of the scribe head, the center of rotation of the cutter wheel tip is decentered. Is unnecessary, the work time is shortened, and the reversing mechanism can be omitted. Then, the locking position (the amount of eccentricity) of the chip holder can be changed according to the glass material, the moving speed of the scribe head and the scribe accuracy by the forward and backward movement of the bolt 26. Further, since the cutter wheel tip itself does not move in the vertical direction, an accurate cutting depth can be set. In the detailed description, glass is used as an object to be processed using the scribe head of the present invention, but the present invention is applicable to other brittle materials such as semiconductor wafers.
[Brief description of the drawings]
1 is a front view of a conventional glass scriber. FIG. 2 is a detailed view of a scribe head in FIG. 1. FIG. 3 is a detailed view of a scribe head disclosed in the publication. FIG. 5 is a front sectional view of the scribe head of FIG. 4. FIG. 6 is a diagram showing a scribe operation of the scribe head. FIG. 7 is a diagram showing a scribe operation of the scribe head. Diagram showing operation [Fig. 9] Diagram showing scribe head during one-way scribing [Explanation of symbols]
5 Glass plate 9 Scribe head 9a Bearing bearing 10 Cutter wheel tip 11 Chip holder 11a Rotating shaft 21 Box 22 Rail 23 Guide 25 Holder mounting bracket 26 Bolt

Claims

カッターホイールチップ１０を具備するチップホルダー１１を、同ホルダーの垂直方向に延在する回転軸１１ａを介して回転自在に、かつ、カッターホイールチップ１０に所定の切り込み圧を印加できるよう上下動自在に保持するスクライブヘッド９において、
上記軸の下端に水平方向に延在する部材を設け、その部材に沿ってチップホルダーを所定区間内で移動自在に設け、この移動により、カッターホイールチップの回転中心を前記軸の軸中心の前後へ偏心できるようにすると共に、この偏心の量を調節できる機構を持ち、チップホルダー１１の移動を許容する位置とその移動を阻止する位置とを取り得るようにしたことを特徴とするスクライブヘッド。A tip holder 11 having a cutter wheel tip 10 is rotatable through a rotating shaft 11a extending in the vertical direction of the holder, and is movable up and down so that a predetermined cutting pressure can be applied to the cutter wheel tip 10. In the scribe head 9 to be held,
Provided member extending horizontally at the lower end of the shaft, provided movably and tip holder in a predetermined interval along the member, Ri by this movement, the axial center of the shaft center of rotation of the cutter wheel chip A scribing system having a mechanism capable of adjusting the amount of the eccentricity and capable of adjusting the position of the chip holder 11 and a position for preventing the movement. head.