KR100555329B1 - 스크라이브 방법, 커터 휠 및 그 커터 휠을이용하는 스크라이브 장치, 그 커터 휠을 제조하는커터 휠 제조장치 - Google Patents

스크라이브 방법, 커터 휠 및 그 커터 휠을이용하는 스크라이브 장치, 그 커터 휠을 제조하는커터 휠 제조장치 Download PDF

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Abstract

디스크 모양의 휠에 칼날을 형성하여 이루어지는 글래스 커터 휠에 있어서, 칼날 전체 둘레의 1/4 이하 또는 3/4 이하에 있어서 칼날의 능선부에 소정의 피치로 소정 형상의 홈을 형성한다. 스크라이브 성능에 크게 기여하는 홈부가 전체 둘레에 차지하는 비율을 변화시킴으로써 원하는 스크라이브 성능을 얻을 수 있다.

Description

스크라이브 방법, 커터 휠 및 그 커터 휠을 이용하는 스크라이브 장치, 그 커터 휠을 제조하는 커터 휠 제조장치{SCRIBING METHOD, CUTTER WHEEL, SCRIBING DEVICE USING THE CUTTER WHEEL, AND CUTTER WHEEL MANUFACTURING DEVICE FOR MANUFACTURING THE CUTTER WHEEL}
본 발명은, 취성재료(脆性材料)를 절단하기 위한 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하는 스크라이브 방법 및 취성재료에 스크라이브 라인을 형성하기 위하여 사용되는 스크라이브 커터(scribe cutter)인 커터 휠(cutter wheel) 및 이 커터 휠을 장착한 스크라이브 장치, 이 커터 휠을 제조하기 위한 커터 휠 제조장치에 관한 것이다.
취성재료에는 글래스 기판(glass 基板), 접합 글래스 기판(接合 glass 基板)에 사용되는 글래스(glass), 반도체 웨이퍼(半導體 wafer), 세라믹스(ceramics) 등이 포함된다.
도1(a)∼(d)는 각각 액정 머더 기판(液晶 mother 基板) 등의 접합 글래스 기판을 원하는 절단위치에서 절단하는 종래의 순서의 일례로서, 액정 머 더 기판의 제1절단방법을 공정마다 설명하는 단면도이다. 또 이하의 설명에서는, 편의상 액정 머더 기판인 한 쌍의 글래스 기판을 서로 대향(對向)하도록 접합시켜 형성되는 접합 글래스 기판에 있어서의 일방(一方)측의 글래스 기판을 A면 글래스 기판, 타방(他方)측의 글래스 기판을 B면 글래스 기판이라고 한다.
(1) 우선, 도1(a)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1의 A면 글래스 기판을 상측으로 하여 접합 글래스 기판1을 제1스크라이브 장치 상에 재치(載置)하고, A면 글래스 기판에 글래스 커터 휠(glass cutter wheel)2를 이용하여 스크라이브하여 스크라이브 라인Sa를 형성한다.
(2) 다음에 A면 글래스 기판에 스크라이브 라인Sa를 형성한 접합 글래스 기판1의 표리(表裏)를 반전(反轉)시켜 제2스크라이브 장치로 반송한다. 그리고 이 제2스크라이브 장치에서, 도1(b)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1의 B면 글래스 기판에 글래스 커터 휠2를 이용하여 스크라이브하여 스크라이브 라인Sb를 스크라이브 라인Sa와 평행하게 형성한다. 또 액정 머더 기판에서는, 복수의 액정패널(液晶 panel)이 형성되고, 이 각 액정패널이 형성되는 일방의 글래스 기판의 가장자리부 상에 단자(端子)를 형성하여야 하기 때문에 B면 글래스 기판에 형성되는 스크라이브 라인Sb는, A면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sa와 수평방향으로 스크라이브 위치가 서로 어긋나도록 형성되는 경우가 대부분이다.
(3) 다음에 A면 글래스 기판 및 B면 글래스 기판의 각각 스크라이브 라 인Sa 및 Sb가 형성된 접합 글래스 기판1을, A면 글래스 기판 및 B면 글래스 기판의 상하를 반전시키지 않고 B면 글래스 기판을 상측으로 하여 제1브레이크 장치로 반송한다. 이 제1브레이크 장치에서는, 도1(c)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1은 매트(mat)4 상에 재치되고, 접합 글래스 기판1의 B면 글래스 기판에 대하여 브레이크 바(brake bar)3을 A면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sa를 따라 가압(加壓)한다. 이에 따라 하측의 A면 글래스 기판은 스크라이브 라인Sa로부터 상방을 향하여 크랙(crack)이 신장(伸長)되어 A면 글래스 기판은 스크라이브 라인Sa를 따라 브레이크(brake)된다.
(4) 다음에 A면 글래스 기판이 브레이크된 접합 글래스 기판1을, A면 글래스 기판 및 B면 글래스 기판의 상하를 반전시켜 A면 글래스 기판을 상측으로 하여 제2브레이크 장치로 반송한다. 이 제2브레이크 장치에서는, 도1(d)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1은 매트4 상에 재치되고, 접합 글래스 기판1의 A면 글래스에 대하여 브레이크 바3을 B면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sb를 따라 가압한다. 이에 따라 하측의 A면 글래스 기판은 스크라이브 라인Sb를 따라 브레이크된다.
상기 (1)∼(4)의 각 공정을 실시함으로써 접합 글래스 기판1은 원하는 위치에서 2개로 절단된다.
상기의 공정(3) 및 (4)에 나타나 있는 바와 같이 상측에 위치하는 글래스 기판에 브레이크 바3이 가압됨으로써 하측의 글래스 기판이 브레이크 된다. 예를 들면, 도1(c)에 나타나 있는 바와 같이 상측의 B면 글래스 기판에 브레이크 바3을 가압하면 A면 글래스 기판 및 B면 글래스 기판은, 브레이크 바3이 가압된 부분이 하방으로 휘어진 상태가 되어 A면 글래스 기판에 발생하는 스크라이브 라인Sa의 수직방향의 균열(龜裂)(수직 크랙(vertical crack))을 양측으로 넓히는 방향으로 힘이 가해진다. 이에 따라 그 수직 크랙이 상방으로 신장되어 A면 글래스 기판의 상부에 도달함으로써 A면 글래스 기판이 절단된다. 한편 상측의 B면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sb에는, 하측의 글래스 기판의 경우와 반대로 균열(수직 크랙)을 양측에서 압축(壓縮)하는 힘이 작용하기 때문에 상측의 B면 글래스 기판은 브레이크되지 않는다.
공정(3) 및 (4)에서 실시되는 브레이크 공정에 있어서, 예를 들면 도1(c)에 나타나 있는 바와 같이 하면측의 A면 글래스 기판의 스크라이브 라인Sa에서의 수직 크랙의 깊이가 얕으면 A면 글래스 기판을 브레이크하기 위하여 비교적 큰 압력을 가하여야 한다. 그러나 브레이크 바3에 의한 가압력이 지나치게 강한 경우에는, 상측의 B면 글래스 기판이 동시에 브레이크될 우려가 있다. 이 경우에 하측의 A면 글래스 기판에서는, 수직 크랙이 대략 수직방향으로 연장되어 브레이크가 진행하기 때문에 문제를 발생시키지 않지만, 상측의 B면 글래스 기판에서는, 브레이크 바3에 의하여 가압되는 힘이 가해지는 위치와 B면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sb의 위치가 다르게 되어 있어 상측의 B면 글래스 기판을 브레이크하는 방향의 힘이 작용하지 않기 때문에 경사 방향의 절단면(切斷面)이 형성될 우려가 있다. 또한 균열 부분이 서로 충돌하여 그 장소에 흠집(수평 크랙(horizontal crack))이 발생할 우려도 있다. 이러한 경사 방향의 절단면, 흠집 등이 발생한 접합 글래스 기판은 액정패널로서의 상품가치를 잃는다.
여기에서 본원 출원인은, 일본국 공개특허공보 특개평6-48755호의 「접합 글래스 기판의 절단방법」에서 이러한 문제를 해결할 수 있는 취성기판의 절단방법을 제안하였다.
도2(a)∼(d)는 각각 이 공보에 기재된 취성재료를 절단하는 제2절단방법에 대하여 공정마다 설명하는 단면도이다. 이하, 도2(a)∼(d)에 의거하여 이 공보에 기재된 방법에 대하여 설명한다. 또 이하의 설명에서는, 상기 도1(a)∼(d)와 마찬가지로 편의상 액정 머더 기판인 한 쌍의 글래스 기판을 서로 대향하도록 접합시켜 형성되는 접합 글래스 기판에 있어서의 일방측의 글래스 기판을 A면 글래스 기판, 타방측의 글래스 기판을 B면 글래스 기판이라고 한다.
(1) 우선, 도2(a)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1의 A면 글래스 기판을 상측으로 하여 제1스크라이브 장치 상에 재치하고, A면 글래스 기판에 글래스 커터 휠2를 이용하여 스크라이브 라인Sa를 형성한다.
(2) 다음에 A면 글래스 기판에 스크라이브 라인Sa를 형성한 접합 글래스 기판1의 표리를 반전시켜 제1브레이크 장치로 반송한다. 이 제1브레이크 장치에서는, 도2(b)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1은 매트4 상 에 재치되고, 접합 글래스 기판1의 B면 글래스 기판에 대하여 브레이크 바3을 A면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sa를 따라 가압한다. 이에 따라 하측의 A면 글래스 기판에서는, 스크라이브 라인Sa로부터 상방을 향하여 크랙이 신장되어 A면 글래스 기판은 스크라이브 라인Sa를 따라 브레이크된다.
(3) 다음에 A면 글래스 기판이 브레이크된 접합 글래스 기판1을, A면 글래스 기판 및 B면 글래스 기판의 표리를 반전시키지 않고 제2스크라이브 장치로 반송한다. 그리고 이 제2스크라이브 장치에서, 도2(c)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1의 B면 글래스 기판에 글래스 커터 휠2를 이용하여 스크라이브하여 스크라이브 라인Sb를 스크라이브 라인Sa와 평행하게 형성한다. 또 액정 머더 기판에서는, 복수의 액정패널이 형성되고, 이 각 액정패널이 형성되는 일방의 글래스 기판의 가장자리부 상에 단자를 형성하여야 하기 때문에 B면 글래스 기판에 형성되는 스크라이브 라인Sb는, A면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sa와 수평방향으로 스크라이브 위치가 서로 어긋나도록 형성되는 경우가 대부분이다.
(4) 다음에 이 접합 글래스 기판1의 표리를 반전시켜 A면 글래스 기판을 상측으로 하여 제2브레이크 장치로 반송한다. 이 제2브레이크 장치에서는, 도2(d)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1은 매트4 상에 재치되고, 접합 글래스 기판1의 A면 글래스 기판에 대하여 B면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sb가 대향하는 부분에 브레이크 바3을 스크라이브 라인Sb를 따라 가압한다. 이에 따라 하측의 B면 글래스 기판은 스크라이브 라 인Sb를 따라 브레이크된다.
상기 (1)∼(4)의 각 공정을 실시함으로써 접합 글래스 기판1은 원하는 위치에서 절단된다.
이 취성재료의 제2절단방법에서는, 공정(2) 및 (4)에 나타나 있는 바와 같이 브레이크 공정 시에는, 브레이크 대상이 되는 하측의 글래스 기판에는 스크라이브 라인이 형성되어 있지만 상측의 글래스 기판에는 스크라이브 라인이 존재하지 않기 때문에 하측의 글래스 기판과 동시에 상측의 글래스 기판이 브레이크되는 경우는 없다. 이 때문에 상기의 도1(a)∼(d)에서 나타나 있는 제1절단방법에서 문제가 되는 경사 방향의 절단면, 흠집 등이 발생할 우려는 해소된다.
도3에는, 이 제1절단방법 및 제2절단방법에 사용되는 글래스 커터 휠2의 회전축(回轉軸)과 직교하는 방향에서 본 측면도가 나타나 있다. 이 글래스 커터 휠2는, 휠 지름Φ, 휠 두께W의 디스크(disk) 모양으로 되어 있고, 휠(wheel)의 둘레에 둔각(鈍角)의 칼날 각(blade edge angle)α의 칼날(blade edge)이 형성되어 있다.
본원 출원인은, 일본국 공개특허공보 특개평9-188534호의 「글래스 커터 휠」에서 상기 도3에 나타나 있는 글래스 커터 휠2를 개량하여 더 깊은 수직 크랙(deep vertical crack)을 형성할 수 있는 글래스 커터 휠을 개시하였다.
도4는, 이 공보에 기재된 글래스 커터 휠의 회전축을 따르는 방향에 서 본 측면도를 나타내고 있다.
이 글래스 커터 휠5는 휠의 둘레에 형성되는 칼날의 능선부(稜線部)에 요철(凹凸)을 형성하였다. 즉 칼날의 능선부5a에 U자 모양 또는 V자 모양의 홈5b가 형성되어 있다. 이 홈5b는 평탄한 능선부5a에서 깊이h로 피치(pitch)P마다 절단됨으로써 형성되어 있다. 이러한 홈5b가 형성됨으로써 높이h의 돌기j가 피치P의 간격마다 형성되는 형상을 구비하고 있다.
또한 도4에서는, 글래스 커터 휠의 능선부에 형성되는 홈을 이해하기 쉽게 하기 위하여 홈을 크게 나타내었지만 실제로는, 이 홈은 육안(肉眼)으로 볼 수 없는 미크론(micron) 단위의 사이즈(size)이다.
아래의 표1에는 휠 지름Φ, 휠 두께W 등 구체적인 수치를 나타내고, 일례(一例)로서 타입1과 타입2의 2종류를 나타내고 있다.
표 1
타입1 타입2
휠 지름Φ 2.5mm 2.0mm
휠 두께W 0.65mm 0.65mm
칼날 각도α 125° 125°
돌기j의 개수 125개 110개
돌기j의 높이h 5μm 10μm
피치P 63μm 63μm
칼날 하중(荷重) 3.6Kgf 1.8Kgf
스크라이브 속도 300mm/sec 400mm/sec
이렇게 능선부에 요철이 형성된 글래스 커터 휠5는, 스크라이브 성능, 즉 수직 크랙을 형성하는 능력을 비약적으로 향상시킬 수 있어, 이 글래스 커터 휠5를 이용하여 스크라이브를 하면 스크라이브 시에 글래스의 하면(下面) 부근까지 도달하는 깊은 수직 크랙을 얻을 수 있다.
상기한 능선부에 요철이 형성된 글래스 커터 휠은, 종래의 글래스 커터 휠과 비교하여 스크라이브 성능을 대폭적으로 향상시킬 수 있지만, 능선부의 전체 둘레에 걸쳐 정밀한 요철을 형성한 것이기 때문에 능선부에 요철을 가공형성하기 위하여 장시간이 필요하여 가공성(加工性)에 문제를 가지고 있다.
또한 상기와 같은 능선부에 요철이 형성된 글래스 커터 휠5를 사용하여 도2에 나타나 있는 제2절단방법을 실시하면 공정(3)에 있어서, 상측의 B면 글래스를 스크라이브한 시점에서 이 B면 글래스 기판에 깊은 수직 크랙의 스크라이브 라인Sb가 형성되어 실질적으로 접합 글래스 기판1이 절단된 상태가 되는 경우가 있기 때문에 공정(3)에서 공정(4)로 이행하기 위하여 접합 글래스 기판1을 흡인패드(吸引 pad) 등으로 흡인하여 제2브레이크 장치로 반송할 때에 절단된 접합 글래스 기판1의 일방이 제2스크라이브 장치에 남겨지는 경우가 있고 또한 접합 글래스 기판1의 반송 중에 절단된 접합 글래스 기판1의 일방이 낙하하는 경우가 있어 접합 글래스 기판1을 절단하는 라인장치(line 裝置)가 정상적으로 작동하지 않게 될 우려가 있다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로서, 능선부의 전체 둘레에 걸쳐 요철이 형성된 글래스 커터 휠의 가공성의 문제를 해소하고 또한 글래스 기판을 절단할 때에 원하는 스크라이브 특성, 즉 원하는 깊이의 수직 크랙의 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 글래스 커터 휠 및 취성재료를 절단하기 위한 스크라이브를 형성하는 스크라이브 방법 및 이 커터 휠을 장착한 스크라이브 장치, 이 커터 휠을 제조하기 위한 커터 휠 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 스크라이브 방법은, 두께 방향의 중앙부가 원주(圓周) 방향으로 돌출되어 능선부(稜線部)가 형성되는 디스크(disk) 모양의 휠(wheel)의 능선부에 칼날(blade edge)이 형성되어, 그 능선부에 소정의 피치(pitch)로 소정 형상의 복수 개의 홈(groove)이 형성되어 있는 취성재료 절단용 휠(脆性材料 切斷用 wheel)을 이용하는 스크라이브(scribe) 방법에 있어서, 상기 복수 개의 홈부(groove 部)가 차지하는 영역의 길이에 있어서의 상기 능선부의 전체 둘레의 길이에 대한 비율(比率)이 1 미만의 휠을 이용하여 스크라이브 함으로써 스크라이브 대상의 취성재료 내부에 형성되는 수직 크랙(vertical crack)의 깊이를 주기적(週期的)으로 변화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 스크라이브 방법에 있어서, 상기 복수 개의 홈부가 차지하는 영역의 길이에 있어서의 상기 능선부의 전체 둘레의 길이에 대한 비율이 3/4 이하의 휠을 이용하여 스크라이브 하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 스크라이브 방법에 있어서, 상기 복수 개의 홈부가 차지하는 영역의 길이에 있어서의 상기 능선부의 전체 둘레의 길이에 대한 비율이 1/4 이하의 휠을 이용하여 스크라이브 하는 것이 더 바람직하다.
또한 본 발명의 커터 휠은, 디스크 모양의 휠의 능선부에 칼날이 형성되어 그 능선부에 소정의 피치로 소정 형상의 복수 개의 홈이 형성되는, 취성재료를 절단하기 위하여 이용되는 커터 휠(cutter wheel)로서, 상기 복수 개의 홈부가 차지하는 영역의 길이에 있어서의 상기 능선부의 전체 둘레의 길이에 대한 비율이 1 미만인 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 커터 휠에 있어서, 상기 복수 개의 홈부가 차지하는 영역의 길이에 있어서의 상기 능선부의 전체 둘레의 길이에 대한 비율이 1/4보다 크고 3/4 이하인 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 커터 휠에 있어서, 상기 복수 개의 홈부가 차지하는 영역의 길이에 있어서의 상기 능선부의 전체 둘레의 길이에 대한 비율이 1/4 이하인 것이 더 바람직하다.
상기 본 발명의 커터 휠에 있어서, 상기 복수 개에 걸쳐 형성되어 있는 각 홈의 피치는 1∼20mm의 휠 지름에 따라 20∼200μm인 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 커터 휠에 있어서, 상기 복수 개의 홈의 깊이는 1∼20mm의 휠 지름에 따라 2∼200μm인 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 커터 휠에 있어서, 상기 커터 휠을, 그 휠에 삽입시키는 축(軸)과 일체적(一體的)으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 커터 휠에 있어서, 상기 능선부에 적어도 1개의 홈부 영역이 형성되고, 각 홈부 영역에 있어서의 단부(端部)의 홈으로부터 중앙부의 홈으로 감에 따라 홈의 깊이가 깊어지도록 각 홈의 깊이가 각각 다른 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 커터 휠은, 능선부의 전체 둘레에 걸쳐 홈부가 형성되어 있고, 순차적으로 홈의 깊이가 깊어지게 되어 있는 영역과 순차적으로 홈의 깊이가 얕아지게 되어 있는 영역이 연속하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 스크라이브 장치는, 커터 헤드(cutter head)가 취성재료가 재치(載置)되어 있는 테이블(table)에 대하여 상대적으로 X방향 및/또는 Y방향으로 이동하는 기구를 구비하는 스크라이브 장치(scribe 裝置)에 있어서, 상기 커터 헤드에 상기 본 발명의 커터 휠을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 접합 글래스 기판의 절단방법은, 제1스크라이브 공정, 제2스크라이브 공정 및 브레이크(brake) 공정으로 이루어지고, 상기 제2스크라이브 공정에서 상기 본 발명의 글래스 커터 휠(glass cutter wheel)을 사용 하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 접합 글래스 기판의 절단방법은, 제1스크라이브 공정, 제1브레이크 공정, 제2스크라이브 공정 및 제2브레이크 공정으로 이루어지고, 상기 제2스크라이브 공정에서 상기 본 발명의 글래스 커터 휠을 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 커터 휠 제조장치는, 상기 본 발명의 커터 휠을 제조하기 위한 커터 휠 제조장치로서, 회전 가능하게 지지되는 디스크 모양의 적어도 1개의 연삭부재(硏削部材)와, 연삭 대상이 되는 적어도 1개의 커터 휠을 지지하여 그 연삭부재에 대하여 그 커터 휠을 접근(接近) 및 이간(離間)시키는 연삭기구(硏削機構)를 구비하고, 상기 연삭기구는, 그 커터 휠의 그 연삭부재에 의한 연삭부분을 이동시키는 회전수단(回轉手段)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 커터 휠 제조장치에 있어서, 상기 연삭기구를 상기 연삭부재에 접근 및 이간시키는 접근·이간수단(接近·離間手段)과, 그 접근·이간수단 및 상기 회전수단을 제어하는 제어수단(制御手段)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 커터 휠 제조장치에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 커터 휠의 능선부의 전체 둘레의 분할수(分割數) 및 영역수(領域數)에 의하여 상기 회전수단을 제어하여 능선부의 원하는 위치에 홈부를 형성하는 것이 바람직하다.
도1은 접합 글래스에 대한 일반적인 절단순서를 나타내는 도면이다.
도2는 접합 글래스에 대하여 종래의 다른 절단순서를 나타내는 도면이다.
도3은 글래스 커터 휠의 정면도이다.
도4는 칼날의 능선부에 홈이 형성된 글래스 커터 휠의 측면도이다.
도5는 본 발명에 있어서의 하나의 실시예를 나타내는 글래스 커터 휠의 측면도이다.
도6은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 글래스 커터 휠의 측면도이다.
도7은 본 발명의 글래스 커터 휠에 의하여 스크라이브를 하였을 때의 수직 크랙의 모양을 나타내는 도면이다.
도8은 본 발명의 글래스 커터 휠을 구비하는 스크라이브 장치에 의한 절단순서를 나타내는 도면이다.
도9는 본 발명의 글래스 커터 휠을 구비하는 스크라이브 장치에 의한 다른 절단순서를 나타내는 도면이다.
도10은 실시예1의 글래스 커터 휠을 나타내는 측면도이다.
도11은 실시예2의 글래스 커터 휠을 나타내는 측면도이다.
도12는 실시예3의 글래스 커터 휠을 나타내는 측면도이다.
도13은 실시예4의 글래스 커터 휠을 나타내는 측면도이다.
도14는 실시예5의 글래스 커터 휠을 나타내는 측면도이다.
도15는 실시예2의 글래스 커터 휠 제조장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이다.
도16은 글래스 커터 휠 제조장치의 조작부에 구비되는 터치패널(touch panel)의 일례를 나타내는 도면이다.
도17은 글래스 커터 휠 제조장치에 구비되는 패트롤 라이트(patrol light)의 일례를 나타내는 도면이다.
도18은 글래스 커터 휠의 연삭공정(硏削工程)을 설명하기 위한 플로우 차트(flow chart)이다.
도19는 실시예1에 사용되는 스크라이브 장치의 정면도이다.
도20은 실시예1에 사용되는 스크라이브 장치의 측면도이다.
도5는 본 실시예1의 글래스 커터 휠(glass cutter wheel)6을 나타내는 측면도이다.
이 글래스 커터 휠6은, 도5에 나타나 있는 바와 같이 칼날 능선부(稜線部)를 홈(groove)이 형성되는 영역A와 홈이 형성되지 않은 영역B를 구비하는 것으로 되어 있다.
이러한 홈이 형성된 영역A의 능선부 전체 둘레(A영역 + B영역)에 대 한 비율(이하, 전체 둘레에 대한 영역A의 비율이라고 한다)은, 글래스 커터 휠6의 능선에 홈을 형성하는 가공성(加工性)을 고려하면 3/4 이하인 것이 바람직하다. 이러한 비율이라면 홈을 형성하기 위한 가공에 장시간을 필요로 하지 않아 가공성에 있어서 우수한 것으로 할 수 있다.
또한 전체 둘레에 대한 영역A의 비율이 3/4 이하이고 1/4보다 큰 범위로 하면, 후술하는 도7에 나타나 있는 바와 같은 주기적(週期的)으로 깊이가 변화되는 수직 크랙(vertical crack)을 얻을 수 있다. 다만 전체 둘레에 대한 영역A의 비율이 이러한 범위인 경우에는, 상기한 주기적인 크랙을 얻기 위해서는 한정된 조건으로 하는 것이 필요하다.
이에 반하여 전체 둘레에 대한 영역A의 비율이 1/4 이하의 범위로 하면, 광범위한 조건에서 안정하게 주기적으로 깊이가 변화되는 수직 크랙을 얻을 수 있다. 전체 둘레에 대한 영역A의 비율이, 이 범위에 설정되어 있으면 스크라이브 라인(scribe line)을 형성한 취성기판(脆性基板)을 반송하는 경우에 반송 도중에 절단되어 낙하 등의 문제가 발생하는 것을 방지하기 때문에 적합하다.
능선부의 A영역에 형성되는 홈6b는, 미크론(micron) 단위로 의도적으로 주기(週期)를 갖도록 가공된 것으로서, 칼날의 능선을 형성하는 연삭가공(硏削加工)의 경우에 필연적으로 형성되는 서브 미크론(submicron) 단위의 연마조흔(硏磨條痕 : abrasive streaks)과는 구별된다.
도6은 실시예1에 있어서의 글래스 커터 휠의 다른 예를 나타내는 도 면으로서, (a)는 칼날의 전체 둘레를 6개의 영역으로 구분하여 영역A와 영역B가 교대로 형성되도록 설정한 것이다. (b)는 칼날의 전체 둘레를 8개의 영역으로 구분하여 영역A와 영역B를 교대로 형성하도록 설정한 것이다.
도6(b)에서는, 홈이 형성된 영역A가 A1∼A4의 복수의 영역에 걸쳐 형성되어 있고, 홈이 형성되어 있지 않은 영역B가 B1∼B4의 복수의 영역에 걸쳐 형성되어 있다. 각 영역A1∼A4 및 B1∼B4의 길이는, 예를 들면
A1 = A2 = A3 = A4 A1 + A2 + A3 + A4 = A
B1 = B2 = B3 = B4 B1 + B2 + B3 + B4 = B
A/B = 1
이 되도록 설정된다. 이 경우에 각 영역Al∼A4가 모두 동일하고 또한 Bl∼B4가 모두 동일하게 되어 있다. 또한 A/B = 1로 되어 있기 때문에 영역A의 전체 둘레에 대한 비율은 2/4로 되어 있다.
또한 다른 예에서는,
A1 = A2 ≠ A3 ≠ A4 A1 + A2 + A3 + A4 = A
B1 = B2 ≠ B3 ≠ B4 B1 + B2 + B3 + B4 = B
A/B = 1
이 되도록 설정된다. 이 경우에 각 영역A1∼A4 및 B1∼B4에 있어서 A3 및 A4가 A1 및 A2와 다르게 되어 있고 또한 B3 및 B4가 B1 및 B2와 다르게 되어 있다. 또한 전체로서 A/B = 1로 되어 있기 때문에 영역A의 전체 둘레에 대한 비율은 2/4로 되어 있다.
또 다른 예에서는,
A1 = A2 ≠ A3 ≠ A4 A1 + A2 + A3 + A4 = A
B1 = B2 ≠ B3 ≠ B4 B1 + B2 + B3 + B4 = B
A/B = 3/1
이 되도록 설정된다. 이 경우에 각 영역A1∼A4 및 B1∼B4에 있어서 A3 및 A4가 A1 및 A2와 다르게 되어 있고 또한 B3 및 B4가 B1 및 B2와 다르게 되어 있다. 또한 전체로서 A/B = 3/1로 되어 있기 때문에 영역A의 전체 둘레에 대한 비율은 3/4으로 되어 있다.
이 글래스 커터 휠6은, 이 휠6에 삽입되는 축과 일체적(一體的)으로 형성되어도 좋다. 일체적으로 형성하는 방법으로서는 소재(素材)로부터 휠과 축을 일체로 연삭가공하는 방법, 칼날과 축을 접착 및/또는 용접(鎔接)하는 방법 등이 이용된다.
도7은 상기의 글래스 커터 휠6을 이용하여 글래스 기판(glass 基板)에 스크라이브 라인을 형성하는 경우에 글래스 기판에 발생하는 수직 크랙을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
글래스 커터 휠6을 이용한 스크라이브(scribe)에 의하여 형성하는 스크라이브 라인은, 글래스 커터 휠의 능선부에 있어서, 홈이 형성된 A영역에 의하여 형성된 스크라이브 라인SA와 홈이 형성되어 있지 않은 B영역에 의하 여 형성된 스크라이브 라인SB에서 수직 크랙의 깊이가 다르게 되어 있어 깊이의 변화가 확인된다. 즉 스크라이브 라인SA에서는 능선부에 형성된 요철(凹凸)에 의하여 깊은 수직 크랙(deep vertical crack)DA가 형성되고, 스크라이브 라인SB에서는 능선부에 요철이 형성되어 있지 않기 때문에 얕은 수직 크랙(shallow vertical crack)DB가 형성되는 것이 확인되었다.
이와 같이 본 실시예1의 글래스 커터 휠6을 이용한 스크라이브에서는, 수직 크랙의 깊이가 주기적으로 변화되기 때문에 본 실시예1에서는, 그 스크라이브 성능은 도2의 종래의 글래스 커터 휠2에 있어서의 스크라이브 성능과 도4의 글래스 커터 휠5에 있어서의 스크라이브 성능의 중간에서 이루어진다는 것을 알 수 있다. 또한 글래스 커터 휠의 전체 둘레에 대하여 홈이 형성된 영역A와 홈이 형성되어 있지 않은 영역B의 비율을 적당하게 변경함으로써 원하는 스크라이브 특성을 얻는 것, 즉 글래스 기판을 절단하기 위한 원하는 수직 크랙의 라인(스크라이브 라인)을 얻을 수 있다.
이하, 본 실시예1의 글래스 커터 휠의 구체적인 예를 나타내는 실시예1∼5에 대하여 설명한다.
(실시예1)
도10에 실시예1의 글래스 커터 휠의 형태를 나타내고, 아래의 표2에는 본 실시예1의 글래스 커터 휠의 휠 지름 등의 치수를 나타낸다.
표2
휠 지름Φ 2.0mm
휠 두께W 0.65mm
칼날 각도α 135°
홈 깊이 7μm
본 실시예1의 글래스 커터 휠6은, 능선부의 전체 둘레 길이의 1/10(8분할(分割)/80분할)의 부분에 1군데 동일한 깊이의 홈(7μm)이 연속하여 형성되도록 설정되어 있다.
이 글래스 커터 휠6을 사용하여 두께 0.7mm의 무알칼리 글래스 판(alkali-free glass plate)에 칼날 하중(blade edge load) 0.16∼0.40MPa, 스크라이브 속도 400mm/s로 하여 스크라이브를 하였다. 이 실시예1의 글래스 커터 휠6을 이용한 스크라이브에서는, 도7에 나타나 있는 바와 같이 수직 크랙의 깊이가 주기적으로 변화되는 스크라이브 라인이 형성되고, 0.18MPa의 하중을 이용하였을 경우에 도7의 깊은 수직 크랙DA는 약 400μm, 얕은 수직 크랙DB는 약 100μm가 되었다.
(실시예2)
도11에 실시예2의 글래스 커터 휠6의 형태를 나타내고, 아래의 표3에는 도3의 글래스 커터 휠의 휠 지름 등의 치수를 나타낸다.
표3
휠 지름Φ 2.0mm
휠 두께W 0.65mm
칼날 각도α 135°
홈 깊이 7μm
본 실시예2의 글래스 커터 휠6은, 능선부의 전체 둘레 길이의 1/10(8분할/80분할)의 길이로 2군데에 걸쳐 동일한 깊이의 홈(7μm)이 연속하여 형성된 영역A1 및 A2를 형성하였다. 각 홈이 형성된 영역A1 및 A2는 글래스 커터 휠6의 중심축을 사이에 두고 반대측이 되도록 설정되어 있다.
이 글래스 커터 휠6을 이용하여 두께 0.7mm의 무알칼리 글래스 판에 칼날 하중 0.16∼0.40MPa, 스크라이브 속도 400mm/s로 하여 스크라이브를 하였다. 이 실시예2의 글래스 커터 휠6을 이용한 스크라이브에서는, 도7에 나타나 있는 바와 같이 수직 크랙의 깊이가 주기적으로 변화되는 스크라이브 라인이 형성되고, 0.20MPa의 하중을 이용하였을 경우에 도7의 깊은 수직 크랙DA는 약 400μm, 얕은 수직 크랙DB는 약 100μm가 되었다.
(실시예3)
도12에 실시예3의 글래스 커터 휠6의 형태를 나타내고, 아래의 표4에는 본 실시예3의 글래스 커터 휠6의 휠 지름 등의 치수를 나타낸다.
표4
휠 지름Φ 2.0mm
휠 두께W 0.65mm
칼날 각도α 135°
홈 깊이 7μm
본 실시예3의 글래스 커터 휠6은, 능선부의 전체 둘레 길이의 1/10(8분할/80분할)의 길이로 3군데에 걸쳐 동일한 깊이의 홈(7μm)이 연속하여 형성된 영역A1, A2 및 A3을 설치하였다. 영역A1, A2 및 A3은 각각 균등한 간격이 되도록 설정되어 있다.
이 글래스 커터 휠6을 사용하여 두께 0.7mm의 무알칼리 글래스 판에 칼날 하중 0.16∼0.40MPa, 스크라이브 속도 400mm/s로 하여 스크라이브를 하였다. 이 실시예3의 글래스 커터 휠6을 이용한 스크라이브에서는, 도7에 나타나 있는 바와 같이 수직 크랙의 깊이가 주기적으로 변화되는 스크라이브 라인이 형성되고, 0,20MPa의 하중을 이용하였을 경우에 도7의 깊은 수직 크랙DA는 약 400μm, 얕은 수직 크랙DB는 약 100μm가 되었다.
(실시예4)
도13에 실시예4의 글래스 커터 휠6의 형태를 나타내고, 아래의 표5에는 본 실시예4의 글래스 커터 휠6의 휠 지름 등의 치수를 나타낸다.
표5
휠 지름Φ 2.0mm
휠 두께W 0.65mm
칼날 각도α 135°
홈 깊이 3, 5, 7, 7, 7, 5, 3μm
본 실시예4의 글래스 커터 휠6은, 능선부의 전체 둘레 길이의 1/10(8분할/80분할)의 길이로 1군데에 걸쳐 연속하여 홈이 형성된 영역A1을 형성하였다. 이 영역A1에는 7개의 홈이 형성되어 있고, 각 홈의 깊이는 각각 다르게 되어 있어 순서대로 3, 5, 7, 7, 7, 5, 3μm가 되도록 설정되어 있다.
이 글래스 커터 휠6을 이용하여 두께 0.7mm의 무알칼리 글래스 판에 칼날 하중 0.16∼0.40MPa, 스크라이브 속도 400mm/s로 하여 스크라이브를 하였다. 이 실시예4의 글래스 커터 휠6을 이용한 스크라이브에서는, 도7에 나타나 있는 바와 같이 수직 크랙의 깊이가 주기적으로 변화되는 스크라이브 라인이 형성되고, 0.22MPa의 하중을 이용하였을 경우에 도7의 깊은 수직 크랙DA는 약 400μm, 얕은 수직 크랙DB는 약 100μm가 되었다.
(실시예5)
도14에 실시예5의 글래스 커터 휠6의 형태를 나타내고, 아래의 표6에는 본 실시예5의 글래스 커터 휠6의 휠 지름 등의 치수를 나타낸다.
표6
휠 지름Φ 2.0mm
휠 두께W 0.65mm
칼날 각도α 140°
분할수(分割數) 106
홈 깊이 3, 5, 7, 7, 7, 5, 3μm
본 실시예5의 글래스 커터 휠6은, 능선부의 전체 둘레를 106분할하여 전체 둘레에 걸쳐 3, 5, 7, 7, 7, 5, 3μm 깊이의 홈이 이 순서대로 반복하여 형성되도록 설정되어 있다.
이 글래스 커터 휠6을 사용하여 두께 0.7mm의 무알칼리 글래스 판에 칼날 하중 0,16∼0.40MPa, 스크라이브 속도 400mm/s로 하여 스크라이브를 하였다. 이 실시예5의 글래스 커터 휠6을 이용한 스크라이브에서는, 도7에 나타나 있는 바와 같이 수직 크랙의 깊이가 주기적으로 변화되는 스크라이브 라인이 형성되고, 0.29MPa의 하중을 이용하였을 경우에 도7의 깊은 수직 크랙DA는 약 400μm, 얕은 수직 크랙DB는 약 100μm가 되었다.
또한 상기 실시예1∼5의 결과에 의하여 복수 개에 걸쳐 형성되어 있는 각 홈의 피치(pitch)는 1∼20mm의 휠 지름에 따라 20∼200μm인 것이 바람직하고 또한 복수 개의 홈의 깊이는 1∼20mm의 휠 지름에 따라 2∼200μm인 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다.
상기한 본 발명의 커터 휠의 설명에 이용한 도면에서는, 커터 휠의 능선에 형성되는 홈을 이해하기 쉽게 하기 위하여 홈을 크게 나타내었지만, 실제로 이 홈은 육안(肉眼)으로 볼 수 없는 미크론(micron) 단위의 사이즈(size)이다.
다음에 본 실시예1의 글래스 커터 휠6을 구비하는 절단장치를 이용하여 접합 글래스 기판(接合 glass 基板)1을 절단하는 방법에 대하여 설명한다. 또 이하의 설명에서 사용되는 스크라이브 장치(scribe 裝置)는, 글래스 판이 재치(載置)되는 테이블(table)이 θ회전하고 또한 커터 헤드(cutter head)에 대하여 상대적으로 X방향 및/또는 Y방향으로 이동하는 기구를 구비하는 스크라이브 장치를 이용한다.
도19 및 도20에 일례로서, 테이블이 θ회전하고 또한 Y방향으로 이동하고, 커터 헤드가 X방향으로 이동하는 스크라이브 장치를 나타내고, 도19는 그 정면도, 도20은 그 측면도이다.
도19 및 도20에 나타나 있는 바와 같이 이 스크라이브 장치는, 글래스 판(glass plate)을 재치하는 테이블41을 구비하고 있다. 이 테이블41은, 회전 테이블(回轉 table)42에 의하여 수평방향으로 회전 가능하게 지지되어 있고 또한 볼 나사(ball screw)44를 회전시킴으로써 Y방향(도19 중에서 좌우방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 또한 상기한 본 발명의 글래스 커터 휠11이 축을 중심으로 하여 회전하도록 부착된 커터 헤드46이 레일(rail)47을 따라 X방향(도20 중에서 좌우방향)으로 이동 가능하게 지지되어 있다.
이 스크라이브 장치를 이용하여 스크라이브를 하는 때에는, 테이블41을 소정의 피치로 Y방향으로 이동시킬 때마다 커터 헤드46을 X방향으로 이 동시킴으로써 테이블41에 재치된 글래스 판은 X방향으로 스크라이브 된다. 이 후에 회전 테이블42에 의하여 테이블41을 90。회전시켜 동일하게 스크라이브를 하면, 글래스 판은 먼저 형성된 스크라이브와 직교하는 스크라이브를 형성할 수 있다.
또 상기한 스크라이브 장치에 있어서, 43은 테이블41을 Y방향으로 이동시키기 위한 테이블 피드 모터(table feed motor), 45는 회전 테이블42를 Y방향 이동 가능하게 지지하기 위한 레일(rail), 48은 회전 가능하게 지지된 글래스 커터 휠11을 회전시키기 위한 커터 축 모터(cutter shaft motor), 49 및 50은 테이블41 상에서 스크라이브되는 글래스 기판을 모니터(monitor)하기 위한 CCD카메라(CCD camera), 51은 그 CCD카메라49, 50을 지지하는 카메라 지지기구(camera 支持機構)를 각각 나타내고 있다.
도8(a)∼(c)는 각각 본 실시예1의 글래스 커터 휠6을 구비하는 절단장치를 이용하여 접합 글래스 기판1을 절단하는 방법을 공정마다 설명하는 단면도이다. 또 이하의 설명에서는, 편의상 액정 머더 기판(液晶 mother 基板)인 한 쌍의 글래스 기판을 서로 대향(對向)하도록 접합시켜 형성되는 접합 글래스 기판에 있어서의 일방(一方)측의 글래스 기판을 A면 글래스 기판, 타방(他方)측의 글래스 기판을 B면 글래스 기판이라고 한다.
(1) 우선, 도8(a)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1의 A면 글래스 기판을 상측으로 하여 접합 글래스 기판1을 제1스크라이브 장치 상에 재치하고, A면 글래스 기판에 글래스 커터 휠5를 이용하여 스크라이브하여 스 크라이브 라인Sa를 형성한다. 이 제1스크라이브 장치는, 도4에 나타나 있는 전체 둘레에 홈을 구비하는 글래스 커터 휠5를 사용하고, 이 글래스 커터 휠5를 이용하여 형성되는 스크라이브 라인Sa는, 도면 중에서 Va로 나타나 있는 바와 같이 A면 글래스의 하면 부근에까지 도달하는 깊은 수직 크랙이 형성되어 있다.
(2) 다음에 A면 글래스 기판에 스크라이브 라인Sa를 형성한 접합 글래스 기판의 표리(表裏)를 반전(反轉)시켜 제2스크라이브 장치로 반송한다. 그리고 이 제2스크라이브 장치에서, 도8(b)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1의 B면 글래스에 글래스 커터 휠6을 이용하여 스크라이브하여 스크라이브 라인Sa와 평행하게 스크라이브 라인Sb를 형성한다. 이 제2스크라이브 장치는, 실시예1∼5 중에서 어느 하나에 기재된 글래스 커터 휠6을 사용하고, 이 글래스 커터 휠6을 이용하여 형성되는 스크라이브 라인Sb는, 얕게 형성된 부분과 깊게 형성된 부분이 교대로 주기적(週期的)으로 변화되는 수직 크랙Vb가 형성된다. 또 액정 머더 기판에서는, 복수의 액정패널(液晶 panel)이 형성되고, 이 각 액정패널이 형성되는 일방의 글래스 기판의 가장자리부 상에 단자(端子)를 형성하여야 하기 때문에 B면 글래스 기판에 형성되는 스크라이브 라인Sb는 A면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sa와 수평방향으로 스크라이브 위치가 서로 어긋나도록 형성되는 경우가 대부분이다.
(3) 다음에 A면 글래스 기판 및 B면 글래스 기판의 각각에 스크라이브 라인Sa 및 Sb가 형성된 접합 글래스 기판1을, A면 글래스 기판 및 B면 글래 스 기판의 상하를 반전시켜 A면 글래스 기판을 상측으로 하여 브레이크 장치(brake 裝置)로 반송한다. 이 브레이크 장치에서는, 도8(c)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1은 매트(mat)4 상에 재치되고, 접합 글래스 기판1의 A면 글래스 기판에 대하여 브레이크 바(brake bar)3을 B면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sb를 따라 가압(加壓)한다. 이에 따라 하측의 B면 글래스 기판은, 스크라이브 라인Sb로부터 상방을 향하여 크랙(crack)이 신장(伸長)되어 B면 글래스 기판은 스크라이브 라인Sb를 따라 브레이크된다.
상기 (1)∼(3)의 공정을 순차적으로 실시함으로써 접합 글래스 기판1은 절단된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 글래스 커터 휠6에 의한 스크라이브에서는, 얕게 형성된 부분과 깊게 형성된 부분이 교대로 주기적으로 변화하는 수직 크랙Vb가 형성되어 수직 크랙Vb가 글래스 기판의 두께 방향으로 완전하게 관통하는 상태로는 되지 않는다. 이 때문에 상기한 공정(2)에 있어서, 제2스크라이브 장치에서 브레이크 장치로 접합 글래스 기판1을 반송하는 도중에 A면 글래스 기판이 완전하게 절단된 상태로 되어 있더라도 A면 글래스 기판이 B면 글래스 기판에 접합된 상태로 되어 있기 때문에 접합 글래스 기판1이 분리될 우려는 없다.
도9(a)∼(d)는 각각 본 실시예1의 글래스 커터 휠6을 구비하는 절단장치를 이용하여 접합 글래스 기판1을 절단하는 제2방법을 공정마다 설명하는 단면도이다. 이하의 설명에서는, 편의상 액정 머더 기판인 한 쌍의 글래스 기판을 서로 대향하도록 접합시켜 형성되는 접합 글래스 기판에 있어서의 일방측의 글래스 기판을 A면 글래스 기판, 타방측의 글래스 기판을 B면 글래스 기판이라고 한다.
(1) 우선, 도9(a)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1의 A면 글래스 기판을 상측으로 하여 접합 글래스 기판1을 제1스크라이브 장치 상에 재치하고, A면 글래스 기판에 글래스 커터 휠2를 이용하여 스크라이브하여 스크라이브 라인Sa를 형성한다. 이 글래스 커터 휠을 이용하여 형성되는 수직 크랙Va는, 글래스 기판의 하면 근방에 도달하는 깊은 수직 크랙으로는 되지 않는다.
(2) 다음에 A면 글래스 기판에 스크라이브 라인Sa를 형성한 접합 글래스 기판1의 표리를 반전시켜 제1브레이크 장치로 반송한다. 이 제1브레이크 장치에서는, 도9(b)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판1은 매트4 상에 재치되고, 접합 글래스 기판1의 B면 글래스 기판에 대하여 브레이크 바3을 A면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sa를 따라 가압한다. 이에 따라 하측의 A면 글래스 기판은, 스크라이브 라인Sa로부터 상방을 향하여 크랙이 신장되어 A면 글래스 기판은 스크라이브 라인Sa를 따라 브레이크된다.
(3) 다음에 A면 글래스 기판이 절단된 접합 글래스 기판1을, A면 글래스 기판 및 B면 글래스 기판의 표리를 반전시키지 않고 제2스크라이브 장치로 반송한다. 그리고 이 제2스크라이브 장치에서, 도9(c)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판의 B면 글래스 기판에 글래스 커터 휠6을 이용하여 스 크라이브하여 스크라이브 라인Sb를 스크라이브 라인Sa와 평행하게 형성한다. 또 액정 머더 기판에서는, 복수의 액정패널이 형성되고, 이 각 액정패널이 형성되는 일방의 글래스 기판의 가장자리부 상에 단자를 형성하여야 하기 때문에 B면 글래스 기판에 형성되는 스크라이브 라인Sb는, A면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sa와 수평방향으로 스크라이브 위치가 서로 어긋나도록 형성되는 경우가 대부분이다.
(4) 다음에 그 접합 글래스 기판1의 표리를 반전시켜 A면 글래스 기판을 상측으로 하여 제2브레이크 장치로 반송한다. 이 제2브레이크 장치에서는, 도9(d)에 나타나 있는 바와 같이 접합 글래스 기판은 매트4 상에 재치되고, 접합 글래스 기판1의 A면 글래스 기판에 대하여 브레이크 바3을 B면 글래스 기판에 형성된 스크라이브 라인Sb를 따라 가압한다. 이에 따라 하측의 B면 글래스 기판은, 스크라이브 라인Sb로부터 상방을 향하여 크랙이 신장되어 B면 글래스 기판은 스크라이브 라인Sb를 따라 브레이크된다. 공정(3)에 있어서의 B면 글래스 기판으로 스크라이브 라인Sb를 형성하는 것에 의한 수직 크랙을 도9(d)에서 Vb로 나타내었다.
상기한 바와 같이 본 발명의 글래스 커터 휠6에 의한 스크라이브에서는, 얕게 형성된 부분과 깊게 형성된 부분이 교대로 주기적으로 변화하는 수직 크랙Vb가 형성되어 수직 크랙Vb가 글래스 기판의 두께 방향으로 완전하게 관통한 상태로는 되지 않는다. 이 때문에 상기한 공정(4)에 있어서, 제2스크라이브 장치에서 제2브레이크 장치로 접합 글래스 기판1을 반송하는 도 중에 A면 글래스 기판이 완전하게 절단된 상태로 되어 있더라도 B면 글래스 기판이 절단된 상태로는 되지 않아 접합 글래스 기판1이 절단될 우려는 없다.
상기에 있어서는 접합 글래스 기판의 스크라이브 방법에 대하여 설명하였지만, 특별한 경우로서 다른 취성재료를 본원 발명의 스크라이브 방법을 이용하여 스크라이브를 하더라도 좋고, 이 경우에 있어서도 다른 취성재료에 얕게 형성된 부분과 깊게 형성된 부분이 주기적으로 변화하도록 수직 크랙을 형성할 수 있다. 그리고 이러한 주기적으로 깊이가 다른 수직 크랙을 형성함으로써 취성재료를 반송 도중에 완전한 절단이 발생하지 않도록 하여 다음 공정으로 보낼 수 있다.
다음에 도5에 나타나 있는 바와 같은 칼날의 능선부에 요철(凹凸)이 형성되는 글래스 커터 휠6을 제조하기 위한 글래스 커터 휠 제조장치에 대하여 설명한다.
도15는 본 발명의 실시예2의 글래스 커터 휠 제조장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이다.
이 글래스 커터 휠 제조장치10은, 능선부에 칼날이 형성된 글래스 커터 휠에 대하여 칼날의 능선부를 연삭(硏削)함으로써 칼날에 요철을 형성하기 위한 구성을 구비하고 있다.
이 글래스 커터 휠 제조장치10은, 스핀들 모터(spindle motor)11에 의하여 회전하도록 지지되어 고정되어 있는 숫돌(grindstone)12가 배치되는 하 우징(housing)13을 구비하고, 이 하우징13의 전면(前面)에는 연삭 대상이 되는 글래스 커터 휠을 반출입(搬出入)하기 위하여 개방 가능하게 되어 있는 도어부(door 部)14가 설치되어 있다. 이 도어부14는 안전도어(safety door)로 되어 있어 글래스 커터 휠의 연삭 중에 개방되는 경우에는, 연삭공정이 중단되는 안전제어장치(安全制御裝置)(도면에 나타나 있지 않다)가 설치되어 있다.
이 하우징3의 내부에는, 숫돌12에 접근 또는 이간(離間)할 수 있도록 연삭기구(硏削機構)15가 설치되어 있다. 연삭기구15의 숫돌12에 대한 접근 및 이간은 피딩 모터(feeding motor)18에 의하여 조작된다. 이 피딩 모터18은, 도면에 나타나 있지 않은 볼 나사를 회전시킴으로써 연삭기구15를 소정의 위치로 전진(advancement) 및 후퇴(retraction)를 조정할 수 있도록 되어 있다.
연삭기구15는 연마 시에 글래스 커터 휠을 지지하는 휠 지지부(wheel 支持部)19를 구비하고 있다. 이 휠 지지부19의 뒷부분에는, 글래스 커터 휠을 미리 설정된 각도 회전시키는 칼날 회전용 모터(blade edge rotation motor)20이 설치되어 있다. 또한 연삭기구15에는 수평방향 얼라인먼트(alignment)용 핸들(handle)21 및 수직방향 얼라인먼트용 핸들22가 설치되어 있고, 이들에 의하여 수평방향 및 수직방향의 얼라인먼트가 수동 또는 도면에 나타나 있지 않은 제어기구에 의하여 자동으로 조정된다.
하우징13의 외부에는, 연삭기구15의 위치 및 동작을 제어하기 위한 제어장치(制御裝置)25가 설치되어 있다. 또한 이 제어장치25에는, 연삭기구15에 의한 글래스 커터 휠의 연삭조건을 지정하기 위한 조작부(操作部)26이 설치되어 있다.
이 조작부26에는, 예를 들면 도16에 나타나 있는 바와 같은 터치패널(touch panel)30이 설치되어 있다. 도16에 일례로서 나타나 있는 터치패널30에서는, 장치 전체의 각종 운전모드(運轉 mode), 설정조건, 경보(警報) 등의 지정조건 등이 표시되는 터치패널 조작부(touch panel 操作部)31이 설치되어 있고, 하부에는 제어전원의 투입 및 정지를 조작하는 전원 스위치(電源 switch)32, 운전 준비에 들어 가는 것을 지정하는 조광식(照光式) 푸시 버튼 스위치(push button switch)33, 경보 정보를 발하기 위한 경보 부저(warning buzzer)34, 비상 시에 운전 정지를 지시하기 위한 비상정지 푸시 버튼 스위치(非常停止 push button switch)35가 설치되어 있다.
또한 하우징13의 상부에는, 이상발생(異常發生) 중인 것, 자동운전 중인 것, 도어를 개폐(開閉)하더라도 문제가 없는 것 등의 하우징 내의 상태를 나타내는 표시등(表示燈)인 시그널 타워(signal tower)40이 설치되어 있다. 도17에는 이 시그널 타워40의 일례가 나타나 있고, 이 예에서는 하우징13 내가 이상발생 중인 것을 표시하는 「적색」표시등41, 하우징13 내가 자동운전 중인 것을 표시하는 「녹색」표시등42, 도어를 개폐하더라도 문제가 없는 상태인 것을 표시하는 「노란색」표시등43이 설치되어 있다.
다음에 상기 구성의 글래스 커터 휠 제조장치10의 동작에 대하여 설명 한다.
우선, 조작부26을 조작하여 연삭 대상이 되는 글래스 커터 휠의 연삭조건에 관한 초기설정을 한다.
이 초기설정으로서는, 예를 들면 다음의 조건이 입력된다.
·첫 번째 영역의 회전각도수 비율(回轉角度數 比率)F1 : 홈의 깊이 D11, … , D1n
·두 번째 영역의 회전각도수 비율F2 : 홈의 깊이 D21, … , D2n
‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
·m번째 영역의 회전각도수 비율Fm : 홈의 깊이 Dm1, … , Dmn
·루프 회수(loop 回數) : L
·1영역당 분할수(分割數)N
·홈의 깊이 : D1, D2, … , Dn
·영역수(領域數)R
초기설정의 입력이 종료되면 글래스 커터 휠의 연삭공정이 시작된다. 도18은 이 글래스 커터 휠의 연삭공정을 설명하기 위한 플로우 차트(flow chart)이다.
이하, 이 플로우 차트에 의거하여 글래스 커터 휠의 연삭공정에 대하여 설명한다.
우선, 스텝1에 의하여 분할수 n=0을 설정하고, 계속하여 스텝2에 의하여 영역수 r=1을 설정한다.
다음에 스텝3에 의하여 연삭 대상이 되는 글래스 커터 휠을 휠 지지부19에 부착한다.
다음에 조작부26을 조작하여 연삭기구15의 자동운전을 시작한다.
다음에 숫돌12의 선단(先端)이 글래스 커터 휠의 칼날에 접촉하는 위치를 검출한다. 이 접촉위치(接觸位置)의 검출에는 광학적 수단, 기계적 수단, 전기적 수단이 이용된다. 이 글래스 커터 휠에 있어서의 칼날의 숫돌12에 대한 접촉 검출은, 칼날이 숫돌에 접촉할 때마다 검출된다.
숫돌12의 선단이 칼날에 접촉하는 위치가 검출되면 스텝6에 있어서, 피딩 모터18에 의하여 연삭기구15를 대기위치(待機位置)로 되돌린다.
다음에 스텝7에 의하여 칼날 회전용 모터20을 회전시켜 휠 지지부19에 지지된 글래스 커터 휠을 소정의 각도 회전시킨다.
다음에 스텝8에서 분할수n에 1을 더하여 (n+1)로 갱신한다.
다음에 스텝9에서 연삭기구15를 칼날이 숫돌12에 접촉하도록 숫돌12의 방향으로 이동시켜 제n번째의 홈을 깊이Dmn의 깊이로 가공한다.
이 스텝9에서는, 제m번째 영역R에 있어서의 제n번 면의 홈의 깊이에 대하여 상기 초기설정에서 미리 설정된 입력값이 홈의 깊이D㎜가 되도록 각 홈이 형성된다. 또한 마찬가지로 제m번째 영역R의 회전 각도수에 관해서도 상기 초기설정에서 설정된 입력값의 회전각도수 비율Fm에 의하여 미리 설정되어 형성된다.
다음에 스텝10에서 연삭기구15를 대기위치로 이동시킨다.
다음에 스텝11에서 분할수n과 분할수N을 비교하여 n<N인가 아닌가를 판정한다. n<N인 경우에는 스텝12로 진행하고, n<N이 아닌 경우에는 스텝13으로 진행한다.
n<N이라고 판정되어 스텝12로 진행하면, 스텝12에서 칼날 회전용 모터20을 작은 각도만큼 회전시킨다. 계속하여 스텝7로 되돌아 가서 작은 각도 회전시킨 칼날의 위치에서 연삭가공을 한다.
스텝11에서 n<N이 아니라고 판단된 경우에는, 분할수n이 미리 설정되어 있는 분할수N에 도달하였다는 것을 의미하므로 스텝13으로 진행하고, 이 스텝13에서 r<R인가 아닌가를 판정한다.
스텝13에서 r<R이라고 판정된 경우에는 스텝14로 진행하고, 이 스텝14에서 칼날 회전용 모터20에 의하여 설정 각도만큼 칼날이 회전된다.
계속하여 스텝15로 진행하고, 이 스텝15에서 설정된 영역수r에 1을 더하여 영역수(r+1)로 갱신한다. 스텝15에 의한 영역수의 갱신 후에 스텝7로 되돌아 가서 연삭가공을 연속하여 한다.
스텝13에서 r<R이 아니라고 판정되면, 영역수r이 초기설정된 영역수R에 도달하였다는 것을 나타내므로 스텝16으로 진행하여 연삭기구15를 원점위치(原點位置)로 되돌린다.
다음에 스텝17에 의하여 칼날이 연마된 글래스 커터를 꺼내어 연삭가 공이 종료된다.
이상에서 설명한 본 실시예2의 글래스 커터 휠 제조장치10을 이용하면, 칼날 전체 둘레의 원하는 위치에 원하는 깊이의 홈을 양호한 정밀도로 형성할 수 있다.
또 도15에 나타나 있는 커터 휠 제조장치에서는, 숫돌12에 하나의 연삭기구15를 설치하였지만 하우징의 중앙 부근에 숫돌을 배치하고 그 숫돌의 주변을 둘러싸도록 복수의 연삭기구를 설치하는 구성으로 하더라도 좋다. 이렇게 하면 설치되는 연삭기구의 수에 비례하여 커터 휠의 가공효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
또한 복수의 숫돌을 세로로 설치하고, 각각의 숫돌에 가공 대상이 되는 복수의 커터 휠의 칼날이 각 숫돌에 대향하도록 배치하더라도 좋다. 또한 연삭기구에 있어서의 하나의 커터 휠 지지부에 복수의 커터 휠을 부착할 수 있도록 하여 1회의 연삭공정으로 복수 개의 커터 휠을 동시에 연마할 수 있는 구성으로 하더라도 좋다. 이렇게 하면 커터 휠의 가공효율을 더 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 디스크 모양의 휠에 칼날을 형성하여 이루어지는 글래스 커터 휠에 있어서, 칼날 전체 둘레의 3/4 이하에 대하여 칼날의 능선부에 소정의 피치로 소정 형상의 홈을 형성하고 있어 칼날의 전체 둘레에 홈부를 형성한 글래스 커터 휠과 비교하여 가공성은 양호하다.
또한 글래스 커터 휠에 있어서, 칼날 전체 둘레의 1/4 이하에 대하여 소정의 피치로 홈부를 형성하고 있어 기판의 하면(下面) 근방까지 도달하는 수직 크랙이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 전체 둘레 길이에 대한 홈부의 비율을 변화시킴으로써 원하는 스크라이브 특성을 얻을 수 있다. 그 때문에 스크라이브 특성을 변화시킴으로써 글래스 기판의 반송 시에 스크라이브 라인의 장소에서 절단하여 낙하하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Claims (17)

  1. 두께 방향의 중앙부가 원주(圓周) 방향으로 돌출되어 능선부(稜線部)가 형성되는 디스크(disk) 모양의 휠(wheel)의 능선부에 칼날(blade edge)이 형성되어, 그 능선부에 소정의 피치(pitch)로 소정 형상의 복수 개의 홈(groove)이 형성되어 있는 취성재료 절단용 휠(脆性材料 切斷用 wheel)을 이용하는 스크라이브(scribe) 방법에 있어서,
    상기 취성재료 절단용 휠은, 상기 능선부의 전체 둘레의 길이에 대하여 상기 복수 개의 홈부(groove 部)가 차지하는 영역의 비율(比率)이 0보다 크고 3/4 이하이고, 그 휠을 이용하여 스크라이브 함으로써 스크라이브 대상의 취성재료 내부에 형성되는 수직 크랙(vertical crack)의 깊이를 주기적(週期的)으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 스크라이브 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 취성재료 절단용 휠은, 상기 능선부의 전체 둘레의 길이에 대하여 상기 복수 개의 홈부가 차지하는 영역의 비율이 0보다 크고 1/4 이하인 것을 특징으로 하는 스크라이브 방법.
  4. 디스크 모양의 휠의 능선부에 칼날이 형성되어 그 능선부에 소정의 피치로 소정 형상의 복수 개의 홈이 형성되는, 취성재료를 절단하기 위하여 이용되는 커터 휠(cutter wheel)로서,
    상기 능선부의 전체 둘레의 길이에 대하여 상기 복수 개의 홈부가 차지하는 영역의 비율이 0보다 크고 3/4 이하인 것을 특징으로 하는 커터 휠.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 능선부의 전체 둘레의 길이에 대하여 상기 복수 개의 홈부가 차지하는 영역의 비율이 1/4보다 큰 것을 특징으로 하는 커터 휠.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 능선부의 전체 둘레의 길이에 대하여 상기 복수 개의 홈부가 차지하는 영역의 비율이 0보다 크고 1/4 이하인 것을 특징으로 하는 커터 휠.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 복수 개에 걸쳐 형성되어 있는 각 홈의 피치는 1∼20mm의 휠 지름에 대하여 20∼200μm인 것을 특징으로 하는 커터 휠.
  8. 제4항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수 개의 홈의 깊이는 1∼20mm의 휠 지름에 대하여 2∼200μm인 것을 특징으로 하는 커터 휠.
  9. 제4항에 기재된 상기 커터 휠을, 그 휠에 삽입시키는 축(軸)과 일체적(一體的)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 커터 휠.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 능선부에 적어도 1개의 홈부 영역이 형성되고, 각 홈부 영역에 있어서의 단부(端部)의 홈으로부터 중앙부의 홈으로 감에 따라 홈의 깊이가 깊어지도록 각 홈의 깊이가 각각 다른 것을 특징으로 하는 커터 휠.
  11. 능선부의 전체 둘레에 걸쳐 홈부가 형성되어 있고, 순차적으로 홈의 깊이가 깊어지게 되어 있는 영역과 순차적으로 홈의 깊이가 얕아지게 되어 있는 영역이 연속하는 것을 특징으로 하는 커터 휠.
  12. 커터 헤드(cutter head)가 취성재료가 재치(載置)되어 있는 테이블(table)에 대하여 상대적으로 X방향 및/또는 Y방향으로 이동하는 기구를 구비하는 스크라이브 장치(scribe 裝置)에 있어서,
    상기 커터 헤드에 제4항 또는 제11항에 기재된 커터 휠을 구비하는 것을 특징으로 하는 스크라이브 장치.
  13. 제1스크라이브 공정, 제2스크라이브 공정 및 브레이크(brake) 공정으로 이루어지고, 상기 제2스크라이브 공정에서 제4항 또는 제11항에 기재된 글래스 커터 휠(glass cutter wheel)을 사용하는 것을 특징으로 하는 접합 글래스 기판(接合 glass 基板)의 절단방법.
  14. 제1스크라이브 공정, 제1브레이크 공정, 제2스크라이브 공정 및 제2브레이크 공정으로 이루어지고, 상기 제2스크라이브 공정에서 제4항 또는 제11항에 기재된 글래스 커터 휠을 사용하는 것을 특징으로 하는 접합 글래스 기판의 절단방법.
  15. 제4항 또는 제11항에 기재된 커터 휠을 제조하기 위한 커터 휠 제조장치로서,
    회전 가능하게 지지되는 디스크 모양의 적어도 1개의 연삭부재(硏削部材)와, 연삭 대상이 되는 적어도 1개의 커터 휠을 지지하여 그 연삭부재에 대하여 그 커터 휠을 접근(接近) 및 이간(離間)시키는 연삭기구(硏削機構)를 구비하고,
    상기 연삭기구는, 그 커터 휠의 그 연삭부재에 의한 연삭부분을 이동시키는 회전수단(回轉手段)을 구비하는 것을 특징으로 하는 커터 휠 제조장치(cutter wheel 製造裝置).
  16. 제15항에 있어서,
    상기 연삭기구를 상기 연삭부재에 접근 및 이간시키는 접근·이간수단(接近·離間手段)과, 그 접근·이간수단 및 상기 회전수단을 제어하는 제어수단(制御手段)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커터 휠 제조장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 커터 휠의 능선부의 전체 둘레의 분할수(分割數) 및 영역수(領域數)에 의하여 상기 회전수단을 제어하여 능선부의 원하는 위치에 홈부를 형성하는 것을 특징으로 하는 커터 휠 제조장치.
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