KR102375182B1 - 스크라이브 헤드 유닛 - Google Patents

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히로시 소야마
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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 취성 재료 기판을 스크라이빙 공구를 이용해서 스크라이빙할 경우에, 스크라이빙 공구의 다이아몬드 포인트의 내구성을 향상시키는 것.
[해결 수단] 스크라이빙 예정 라인을 따라서 고형 윤활제를 가압하면서 이동시켜서 취성 재료 기판에 윤활제를 도포한다. 윤활제를 도포한 후, 스크라이빙 예정 라인을 따라서 다이아몬드 포인트를 가진 스크라이빙 공구로 스크라이빙한다. 이와 같이 하면 윤활제의 윤활 효과에 의해 스크라이빙 공구의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

스크라이브 헤드 유닛{SCRIBE HEAD UNIT}
본 발명은 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼 등의 취성 재료 기판을 다이아몬드 포인트에 의해서 스크라이빙하기 위한 스크라이브 헤드 유닛에 관한 것이다.
종래 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼를 스크라이빙하기 위하여, 스크라이빙 휠이나 단결정 다이아몬드에 의한 다이아몬드 포인트를 이용한 스크라이빙 공구(tool)가 이용되고 있다. 유리 기판에 대해서는, 주로 기판에 대해서 전동시키는 스크라이빙 휠이 이용되어 왔지만, 스크라이빙 후의 기판의 강도가 향상되는 등의 이점으로부터, 고정 날인 다이아몬드 포인트의 사용도 검토되고 있다. 특허문헌 1, 2에는 사파이어 웨이퍼나 알루미나 웨이퍼 등의 경도가 높은 기판을 스크라이빙하기 위한 포인트 커터가 제안되어 있다. 이들 특허문헌에는, 각뿔의 능선 상에 커팅 포인트를 구비한 공구나, 선단이 원뿔로 된 공구가 이용되고 있다.
JP 2003-183040 A JP 2005-079529 A
공구로서 다이아몬드 포인트를 이용한 스크라이빙 공구를 이용해서 유리 기판을 스크라이빙할 경우, 다이아몬드 포인트의 수명이 짧고, 수 십 미터(m) 스크라이빙한 단계에서 손상되어 버린다는 문제점이 있었다.
본 발명은 이상과 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 취성 재료 기판을 분단할 때 다이아몬드 포인트를 이용한 스크라이빙 공구의 내구성을 향상시켜, 수명을 길게 하고, 교환 빈도를 적게 할 수 있는 스크라이브 헤드 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 스크라이브 헤드 유닛은, 소정의 하중으로 스크라이빙 공구의 포인트를 취성 재료 기판에 눌러서, 상대적으로 이동시킴으로써 스크라이빙하는 스크라이브 헤드 유닛으로서, 다이아몬드를 이용한 1개 또는 복수의 포인트를 가진 스크라이빙 공구와, 상기 스크라이브 헤드 유닛에 부착되어, 상기 스크라이빙 공구를 고정하는 공구 홀더와, 상기 스크라이브 헤드 유닛에 상하 이동 자유롭게 부착된 윤활제 홀더와, 고형 윤활제로 구성되고, 상기 윤활제 홀더의 하단에 부착되어, 윤활제를 스크라이빙 예정 라인 상에 도포하는 윤활제 도포부재와, 상기 윤활제 홀더를 상기 취성 재료 기판에 누르는 압압수단을 포함하는 것이다.
여기에서 상기 윤활제 도포부재는, 축심을 가진 원기둥 형상의 고정 윤활 휠로 해도 된다.
여기에서 상기 스크라이브 헤드 유닛은, 스크라이빙 예정 라인을 따라서 취성 재료 기판의 이물 제거를 행하는 이물 제거 수단을 구비하도록 해도 된다.
여기에서 상기 이물 제거 수단은, 상기 스크라이브 헤드에 부착된 이물 제거 홀더와, 상기 이물 제거 홀더의 하단에 설치된 이물 제거 부재를 구비하도록 해도 된다.
여기에서 상기 압압수단은, 상기 윤활제 홀더를 취성 재료 기판에 누르는 에어 가압 유닛으로 해도 된다.
여기에서 상기 압압수단은, 상기 윤활제 홀더를 취성 재료 기판에 누르는 스프링 가압 유닛으로 해도 된다.
이러한 특징을 지니는 본 발명에 따르면, 우선 취성 재료 기판의 스크라이빙 예정 라인에 윤활제를 도포하고, 다이아몬드 포인트를 가진 스크라이빙 공구로 스크라이빙한다. 이 때문에 다이아몬드 포인트에 마모가 생기기 어려워, 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다고 하는 효과가 얻어진다. 특히, 윤활제로서 고체윤활제를 이용하고 있기 때문에, 스크라이빙 예정 라인의 근방에만, 윤활제를 정밀도 양호하게 도포할 수 있다. 이것에 의해, 기판 상의 불필요한 개소에의 윤활제의 부착을 방지하는 동시에, 후공정에 있어서의 윤활제의 제거 등을 용이하게 행할 수 있다. 또 윤활제를 도포하기 전에 스크라이빙 예정 라인을 클리닝할 경우에는, 취성 재료 기판에 처음부터 부착되어 있는 이물, 또는 스크라이빙 중에 발생하는 이물이 취성 재료 기판과 스크라이빙 공구에 말려들 일이 없어, 포인트의 손상을 더욱 적게 할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 공구 홀더에 이용되는 스크라이빙 공구의 일례를 나타낸 평면도 및 측면도;
도 2는 본 실시형태에 의한 공구 홀더의 사시도;
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛의 일례를 나타낸 정면도 및 측면도;
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛 중 윤활제를 도포하는 윤활제 홀더와 그 주변부분만을 나타낸 측면도;
도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 유리 기판의 분단 방법을 나타낸 순서도;
도 6은 본 발명의 실시형태에 있어서의 유리 기판의 평면도;
도 7은 본 발명의 실시형태에 있어서의 유리 기판의 스크라이빙 예정 라인의 확대도;
도 8은 본 발명의 실시형태에 있어서의 스크라이빙 방법에 있어서 형성되는 트렌치 라인 및 크랙 라인의 단면도;
도 9는 본 실시형태에 의한 유리 기판의 트렌치 라인과 보조 라인을 나타낸 도면;
도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 의한 스크라이브 헤드 유닛을 나타낸 정면도 및 측면도.
다음에 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 우선 도 1은 본 실시형태의 스크라이브 헤드 유닛의 공구 홀더에 보유되는 스크라이빙 공구인, 멀티 포인트 다이아몬드 공구(이하, 단순히 "다이아몬드 공구"라 칭함)(10)의 일례를 나타낸 평면도 및 측면도이다. 이 다이아몬드 공구(10)는 일정한 두께로 회전 대칭인 임의의 수의 변으로 이루어진 다각형의 각기둥을 베이스로 한다. 이 실시형태에서는, 일정 두께의 사각기둥의 베이스(11)를 단결정 다이아몬드에 의해 구성하고, 그 중심에 관통 구멍(12)을 가지고 있다. 베이스(11)에는 관통 구멍(12)을 지나는 축(도 1 (a)에 대해서는 지면에 수직인 축)에 평행한 능선(13a 내지 13d)이 사각형의 외주면에 균등하게 형성되어 있다.
그리고, 본 실시형태에서는 베이스(11)에 대해서 도 1에 나타낸 바와 같이 사방의 모서리 부분의 사각기둥의 양쪽 밑면으로부터 외주면이 교차하는 능선을 향하여 모깎기와 같이 연마한다. 즉, 도 1(b)에 나타낸 바와 같이 베이스(11)의 오른쪽의 밑면의 4개의 모서리보다 베이스(11)의 능선을 향해서 연마해서 제1 경사면(14a 내지 14d)을 형성한다. 이때 베이스(11)의 밑면의 능선을 사이에 끼우는 변과 경사면이 이루는 모서리가 동등하게 되도록, 즉, 경사면이 능선의 일단을 정점으로 한 이등변 삼각형이 되도록 연마한다. 이러한 경사면은 레이저 가공 또는 기계가공에 의해 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 레이저 가공 후에 더욱 기계연마를 행하고, 또한 정밀한 연마면으로 해도 된다. 이렇게 하면 각 능선(13a 내지 13d)과 제1 경사면(14a 내지 14d)의 교점을 정점으로 해서, 도 1(b)에 나타낸 것 같이 베이스의 측면에서 보아서 오른쪽에 4개의 포인트(P1 내지 P4)를 형성할 수 있다. 이때 베이스(11)의 경사면(14a 내지 14d)은 천정면이 된다. 여기서 천정면이란, 능선을 형성하는 2개의 외주면에 접하고, 능선의 일단을 공유하는 면을 지칭한다.
다음에, 베이스(11)의 다른 쪽의 밑면으로부터 마찬가지로 베이스(11)의 외주를 향해서 연마해서 제2의 경사면(15a 내지 15d)을 형성한다. 이때, 제1 경사면과 제2 경사면 사이에 능선이 남도록, 제1 경사면과 제2 경사면의 연마 범위의 합계가 베이스의 두께를 초과하지 않도록 연마한다. 이렇게 하면 각 능선(13a 내지 13d)과 제2 경사면(15a 내지 15d)의 교점을 포인트로 해서 도 1(b)에 나타낸 바와 같이 베이스의 측면에서 보아서 좌측에 4개의 포인트(P5 내지 P8)를 형성할 수 있다. 이렇게 능선(13a 내지 13d)의 양단을 포인트(P1 내지 P8)로 함으로써, 사각형의 다이아몬드 공구(10)에 대해서 외주에 8군데의 포인트를 형성할 수 있다.
다음에 공구 홀더에 대해서 설명한다. 도 2는 공구 홀더의 조립을 나타낸 사시도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이 공구 홀더(20)의 주요부를 구성하는 공구 홀더 본체(21)은, 직방체 형상의 홀더 보유부(22a)와, 그 선단에 직방체 상반부가 절결된 형상을 가진 공구 부착부(22b)로 성립되어 있다. 홀더 보유부(22a)는 도 2에 나타낸 바와 같이 공구 홀더를 스크라이브 헤드 유닛에 고정하기 위한 설치용의 관통 구멍(23a, 23b) 및 (24a, 24b)이 설치된다. 또 공구 부착부(22b)는 홀더 보유부(22a)에 가까운 위치에서 절결된 길이 방향으로 수직의 두께 조정 홈(25)을 가지고 있다. 선단부에는 도 2에 나타낸 바와 같이 좌우에서부터 절결된 경사면(26a, 26b)과, 아래쪽에서부터 절결된 경사면(26c)을 가지고 있다. 또 공구 부착부(22b)의 거의 중앙부분에는 중심축에 수직으로 나사 홈(27)이 형성되어 있다. 공구 부착부(22b)의 표면에는 공구 홀더 본체(21)의 길이 방향의 중심축을 따른 일정 깊이의 공구 보유 홈(28)이 나사 홈(27)을 통과해서 형성되고, 선단부에서는 공구 보유 홈(28)이 외측을 향해서 약 90°의 각도로 개방되어 있다. 환언하면, 공구 보유 홈(28)은 선단을 향함에 따라서 폭이 넓어지고, 홈의 내벽의 연장선이 교차하는 각도가 90°로 되어 있다. 두께 조정 홈(25)과 공구 보유 홈(28)은 동일한 깊이를 가진 것으로 한다. 여기서 공구 보유 홈(28)의 90°로 개방되어 있는 영역은, 전술한 사각형의 다이아몬드 공구(10)를 보유하고, 그의 선단부분을 외부로 돌출시키는 보유 영역이 된다.
그리고 이 공구 부착부(22b)의 상부에는 홀더 누름부(30)가 부착된다. 홀더 누름부(30)는 거의 직방체 형상으로 공구 부착부(22b)의 오목부에 부착되어서 직방체 형상의 공구 홀더(20)를 구성하는 것이다. 홀더 누름부(30)의 선단부 좌우로는 공구 부착부(22b)의 경사면(26a, 26b)에 대응하는 경사면(31a, 3lb)이 형성되고, 상부면에는 경사면(26c)에 대응하는 경사면(31c)이 형성되어 있다. 또 중앙부분에는 관통 구멍(32)이 형성되어 있다.
다이아몬드 공구(10)를 공구 홀더(20)에 보유할 경우에는, 우선 두께 조정부재로서 다이아몬드 공구(10)의 두께와 동일한 직경을 가진 두께 조정 핀(33)을 두께 조정 홈(25)에 삽입하고, 이어서 공구 보유 홈(28)에 다이아몬드 공구(10)를 끼워 넣어서 그 일부를 돌출시킨 상태에서 누름부(30)를 씌우고, 나사(34)를 체결함으로써 고정한다. 이렇게 하면 홀더 누름부(30)의 하부면이 항상 공구 부착부(22b)의 면에 대해서 평행하게 접하게 되므로, 선단에 다이아몬드 공구(10)를 확실히 고정할 수 있다.
도 3은 다이아몬드 공구(10)를 가진 공구 홀더(20)를 스크라이브 헤드 유닛에 부착한 상태를 나타내는 정면도 및 측면도이다. 스크라이브 헤드 유닛(40A)은 판 형상의 헤드 플레이트(41) 자체가 도시하지 않은 슬라이드 기구에 의해서 전체로 상하 이동하도록 구성되어 있다. 그리고 이 헤드 플레이트(41)에는 스크라이브 하중용의 에어 실린더(42)가 고정된다. 에어 실린더(42)의 하단은 로드(42a)가 신축 가능하게 돌출하고 있다. 그리고 도 3(b)에 나타낸 바와 같이 헤드 플레이트(41)의 로드(42a)의 아래쪽에는, 가이드 기구(43)와 슬라이드부(44)가 설치되어, 소정의 하중으로 슬라이드부(44)를 아래쪽으로 압압하고 있다. 가이드 기구(43)는 슬라이드부(44)를 상하 이동 가능하게 보유하는 것이다. 슬라이드부(44)에는 L자형의 플레이트(45)가 설치된다. 플레이트(45)는 슬라이드부(44)와 함께 상하 이동하지만, 스토퍼(46)에 의해서 하한이 규제되어 있다. 그리고 이 플레이트(45)에는 공구 홀더(20)가 관통 구멍(23b, 24b)에 나사(47a, 47b)를 관통시켜서 경사 방향으로 고정되어 있다. 그리고 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 화살표(A) 방향으로 이동시킴으로써 스크라이빙할 수 있다.
그리고 헤드 플레이트(41)의 우측 단부에는 지지 플레이트(50) 상에 이물 제거 홀더(51)가 설치된다. 판 형상의 지지 플레이트(50)는, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 이물 제거 홀더(51)를 측면에서 보아서 다이아몬드 공구와 동일한 위치가 되도록 헤드 플레이트(41)로부터 좌측 방향으로 돌출시키는 것이다. 이물 제거 홀더(51)는 공구 홀더와 마찬가지로 직방체 형상으로 헤드 베이스(41)에 평행하게 고정되고, 선단에는 스펀지(52)가 설치되어 있다. 스펀지(52)는 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 화살표(A) 방향으로 이동시켰을 때에, 스크라이빙하기 직전에 기판에 접촉해서 스크라이빙 예정 라인에 부착되어 있는 이물을 제거하는 이물 제거 부재이다. 여기서 이물 제거 홀더(51)와 그 선단의 유연한 이물 제거 부재인 스펀지(52)는, 스크라이브 헤드 유닛(40A)에 부착된 이물 제거 수단을 구성하고 있다.
다음에, 이물 제거 홀더(51)에 인접하는 윤활제 홀더에 대해서 설명한다. 도 4는 윤활제 홀더와 그 주변부분만을 추출해서 나타낸 측면도이며, 에어 실린더(42), 슬라이드부(44), 플레이트(45)나 다이아몬드 공구(10) 및 지지 플레이트(50)와 이물 제거 홀더(51) 등은 생략하고 있다. 그리고 도 4에 나타낸 바와 같이 헤드 플레이트(41)에는 지지 플레이트(50)와 마찬가지로 지지 플레이트(53)가 돌출하도록 부착되어 있다. 지지 플레이트(53)의 좌단부에는 가이드 기구(53a)가 형성되고, 이 가이드 기구(53a)를 따라서 슬라이드부(54) 및 이것에 부착된 L자형 블록(55)이 상하 이동 자유롭게 구성된다. 이 L자형 블록(55)의 아래쪽에는 윤활제 홀더(56)가 나사 고정으로 부착된다. 윤활제 홀더(56)는 이물 제거 홀더(51)와 마찬가지로 직방체 형상으로 하단에 고형윤활 휠(57)이 부착되어 있다. 고형윤활 휠(57)은 원기둥 형상으로 축심이 윤활제 홀더(56)에 회전 가능하게 보유되어 있어, 스크라이브 방향으로 이동시킴으로써 회전하고, 스크라이빙하기 직전에 스크라이빙 예정 라인 상에 윤활제를 도포하는 윤활제 도포부재이다.
또 도 4에 나타낸 바와 같이 헤드 플레이트(41)에 옆에 돌출하도록 지지 플레이트(58)가 설치되고, 그 선단에는 하강단 스토퍼(59)가 설치된다. 하강단 스토퍼(59)는 L자형 블록(55)의 일단에 맞닿음으로써 L자형 블록(55)이 지나치게 내려가지 않도록 규제하는 것이다. 또 헤드 플레이트(41)에는 L자형 블록(55)의 위쪽에 지지 플레이트(60)가 설치되고, 그 상부에는 에어 가압 유닛(61)이 설치된다. 에어 가압 유닛(61)은 선단의 돌출부에서 L자형 블록(55)을 하향으로 압압함으로써, 윤활제 홀더(56)의 아래쪽의 고형 윤활 휠(57)을 취성 재료 기판에 누르는 것이다. 지지 플레이트(60)에 보유되어 있는 에어 가압 유닛(61)은 윤활제 홀더(56)를 압압하는 압압수단을 구성하고 있다.
고형 윤활 휠(57)을 구성하는 고형 윤활제로서는, 밀랍(왁스)이나 석유계 탄화수소 등의 상온에서 고형인 윤활제가 이용된다. 또는, 고형의 윤활제와 상온에서 액체인 윤활제, 분말 형태의 고형 윤활제 또는 그 밖의 성분의 혼합물이어도 된다. 분말 형태의 고형 윤활제로서는, 예를 들면, 흑연, 이황화몰리브덴, 이황화텅스텐 등이 적합하게 이용된다.
다음에 본 실시형태의 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 이용해서 취성 재료 기판인 유리 기판을 분단하는 방법에 대해서 도 5의 순서도, 도 6의 유리 기판의 평면도를 이용해서 설명한다. 우선 단계 S1에 있어서 평탄한 표면(SF)을 갖는 유리 기판(70)을 준비한다. 유리 기판(70)을 스크라이빙할 때에는, 경사지게 부착되어 있는 공구 홀더(20)의 다이아몬드 공구(10)의 1개의 포인트(P1)를 유리 기판(70)에 대해서 접하도록 고정하고, 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 유리 기판(70)의 한쪽 변(70a)의 근방으로 밀어 내려서 도시한 화살표(A) 방향으로 이동시키고, 분단 예정 라인의 다른 쪽 변(70b)에 가까운 위치까지 슬라이딩시킨다. 이와 같이 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 이동시키면, 이물 제거 홀더(51)에 부착되어 있는 스펀지(52)에 의해 스크라이빙 예정 라인의 이물이 제거된다. 즉, 도 5의 단계 S2에 나타낸 바와 같이, 스크라이빙 예정 라인을 따라서 클리닝이 행해진다. 이때, 도 7 (a)에 스크라이빙 예정 라인(SIL1)의 확대도를 나타낸 바와 같이, 스크라이빙 예정 라인(SIL1)을 중앙에 포함하도록 소정 폭의 라인에 대해서 클리닝이 행해진다. 이와 같이 스크라이빙 예정 라인을 클리닝함으로써, 스크라이빙 중에 이물이 유리 기판(70)과 날 끝 사이에 말려드는 일이 없어져, 다이아몬드 공구의 포인트의 손상을 적게 할 수 있다.
다음에, 도 7(b)에 나타낸 바와 같이 스크라이빙 예정 라인(SIL1)에 대해서 클리닝된 부분에는, 거듭해서 윤활제 홀더(56)의 고형 윤활 휠(57)이 유리면에 접촉하고, 상부로부터 에어 가압 유닛(61)으로 하중이 가해진 상태에서 이동하는 것에 의해 고형 윤활 휠(57)이 전동하여, 윤활제가 얇게 도포된다(단계 S3). 그리고 홀더(20)에 보유되어 있는 스크라이브 헤드의 다이아몬드 공구로 스크라이빙함으로써, 도 6에 나타낸 바와 같이 스크라이빙 예정 라인(SIL1)을 따라서 트렌치 라인(TL1)을 형성한다(단계 S4). 이때 다이아몬드 공구(10)는 전동하는 일 없이, 같은 포인트에서 스크라이브를 행한다. 실제로는 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 이동시킴으로써 단계 S2 내지 S4가 거의 동시에 진행되게 된다. 이렇게 하면 윤활제의 윤활 효과에 의해 다이아몬드 공구의 포인트의 마모를 대폭 적게 할 수 있어, 장수명화할 수 있다. 예를 들면 다이아몬드 공구의 포인트는 윤활제를 도포하고 있지 않을 경우에 수 십 미터로 마모하고 있었지만, 윤활제를 도포했을 경우에는, 수천 미터에 걸쳐서 내구성을 보유할 수 있다. 또한, 고형 윤활 휠(57)의 전동에 의해 윤활제가 도포되므로, 스크라이빙 예정 라인 및 그 근방에만, 윤활제를 정밀도 양호하게 도포할 수 있다. 이것에 의해, 기판 상의 스크라이빙 예정 라인 이외의 개소에의 윤활제의 부착을 억제하는 동시에, 후공정에 있어서의 윤활제의 제거 등을 용이하게 행할 수 있다.
트렌치 라인이란, 도 6(b)의 원형부분의 단면을 나타내는 도 8(a)와 같이, 스크라이브에 의해 유리 기판(70)의 표면(SF)에 소성변형에 의한 홈만이 형성되고, 두께 방향에는 크랙이 생기지 않은 라인이다. 이 때문에, 크랙을 생성시키는 통상의 스크라이브 라인을 형성할 경우보다도 낮은 하중으로 하는 등, 보다 넓은 스크라이브 조건에서 트렌치 라인 형성을 위한 스크라이브를 할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 변(70a)이 스크라이브 상류측, 변(70b)이 하류측이 된다.
마찬가지로 유리 기판(70)의 표면(SF)의 스크라이빙 예정 라인(SIL2 내지 SIL6)을 따라서 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 왼쪽에서부터 오른쪽으로 이동시킨다. 이것에 의해서 이물 제거 홀더(51)의 스펀지(52)로 스크라이빙 예정 라인의 이물이 제거되고, 윤활제 홀더(56)의 고형 윤활 휠(57)에 의해 윤활제가 도포되고, 또한 다이아몬드 공구(10)에 의해서 스크라이빙된다. 이렇게 해서 트렌치 라인(T1)에 평행하게 더욱 5개의 트렌치 라인(TL2 내지 TL6)이 형성된다.
다음에 도 9에 나타낸 바와 같이, 각 트렌치 라인과 교차하도록 보조 라인(AL1)을 형성한다. 보조 라인(AL1)은 각 트렌치 라인의 하류측, 즉, 변(70b)에 가까운 위치에 형성하는 것이 바람직하다. 보조 라인(AL1)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 다이아몬드의 날 끝을 가지는 스크라이빙 공구를 이용해도 되고, 스크라이빙 휠을 전동시켜서 형성시켜도 된다. 본 실시형태에 있어서는, 보조 라인은 크랙이 형성된 크랙 라인으로 한다.
이와 같이 해서 보조 라인(AL1)을 형성하고, 보조 라인(AL1)을 따라서 유리 기판(70)이 보조 라인(AL1)을 따라서 분단된다. 이때 이미 형성되어 있는 트렌치 라인(TL1 내지 TL6)과 보조 라인(AL1)이 교차한 위치부터 도 8(b)에 나타낸 바와 같이 크랙이 생기고, 크랙이 각각의 트렌치 라인(TL1 내지 TL6)의 상류측으로 신전된다(단계 S5). 따라서 트렌치 라인(TL1 내지 TL6)은 그 아래쪽으로 크랙을 수반하는 크랙 라인(CL1 내지 CL6)으로 변화되는 것으로 된다.
그 후 도 5의 단계 S6에 있어서, 이 크랙 라인(CL1 내지 CL6)을 따라서 유리 기판(70)을 분단함으로써 소망의 형상으로 유리 기판(70)을 분단할 수 있다.
그리고 고형 윤활 휠(57)은 윤활제를 도포하면 서서히 마모되어 그 직경이 작아지지만, L자형 블록(55)은 상하 이동 가능하며, 상부에서부터 에어 가압 유닛(61)에 의해 L자형 블록(55)이 압압되고 있기 때문에, 항상 소정의 하중으로 고형 윤활 휠(57)이 유리면에 압압되어, 윤활제를 도포할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는 보조 라인을 형성하고, 보조 라인을 따라서 분리함으로써 크랙이 발생하는 것이라고 했지만, 보조 라인의 분리를 수반하지 않는 공정으로 해도 된다. 이 경우, 보조 라인을 형성하면 트렌치 라인을 따라서 크랙이 형성된다. 또, 보조 라인을 형성시키지 않고, 트렌치 라인의 종단에 있어서 다이아몬드 공구를 역방향으로 슬라이딩시킴으로써 크랙을 형성하는 공정, 또는 트렌치 라인을 연장해서 다이아몬드 공구가 기판의 단부를 통과하는 공정 등을 행하는 것에 의해서도, 트렌치 라인을 따라서 크랙을 생기게 할 수 있다.
기판에 접하고 있는 포인트(P1)가 마모에 의해 열화된 경우에는, 스크라이브 헤드 유닛으로부터 공구 홀더를 떼어내고, 180°회전시켜서 전후를 교체함으로써 포인트(P5)를 이용할 수 있다. 혹은, 다이아몬드 공구(10)를 일단 공구 홀더(20)로부터 떼어내고, 90°회전시켜서 다시 공구 홀더(20)에 고정하고, 다른 포인트, 예를 들면, 포인트(P2)를 유리 기판(70)에 접촉시켜서 마찬가지로 해서 스크라이빙 예정 라인의 클리닝, 윤활제 도포 및 스크라이브를 행한다.
다음에 이물 제거나 윤활제를 도포하는 기능을 지니는 스크라이브 헤드 유닛의 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 도 10은 제2 실시형태의 스크라이브 헤드 유닛을 나타내고 있고, 전술한 제1 실시형태와 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고 있다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 제2 실시형태의 스크라이브 헤드 유닛(40B)에 있어서는, 지지 플레이트(60)에 에어 가압 유닛(61) 대신에 스프링을 이용한 스프링 가압 유닛(62)을 설치한다. 스프링 가압 유닛(62)은 L자형 블록(55)을 위쪽에서부터 아래쪽으로 압압하는 압압수단이다. 이 경우에도 고형 윤활 휠(57)을 유리면에 누를 수 있고, 고형 윤활 휠(57)이 마모되어 온 경우이더라도 스프링에 의해서 가압하므로, 항상 거의 동일한 압력으로 휠을 압압해서 유리면에 윤활제를 도포할 수 있다. 이 경우에는 에어 가압 유닛보다도 간단한 구조로 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또 전술한 각 실시형태에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이 다이아몬드제의 복수의 포인트를 가지는 스크라이빙 공구를 이용하고 있지만, 다각형의 외주에 판 두께 방향 또는 외주방향에서부터 연마해서 복수의 포인트를 형성한 스크라이빙 공구를 이용해도 되고, 또 사각뿔 사다리꼴이나 원뿔 형상의 스크라이빙 공구를 이용해도 된다.
여기에서는 도 5에 나타낸 바와 같이 트렌치 라인을 형성한 후, 보조 라인을 형성하고 있지만, 트렌치 라인을 형성한 후에 스크라이빙 예정 라인에 도포한 윤활제를 닦아내기 등에 의해 제거하는 단계를 포함시키도록 해도 된다.
또 일정 거리의 스크라이빙을 마친 후에, 다이아몬드 공구의 포인트 부분을 클리닝하도록 해도 된다. 클리닝에서는 날 끝의 포인트 부분에 에어 블로우를 취입해도 되고, 포인트 부분으로부터 공기를 흡인해도 된다. 또 포인트 부분을 초음파 세정해도 되고, 윤활제나 이물을 스펀지 등으로 제거해서 클리닝하도록 해도 된다. 윤활제를 제거할 경우에는, 기판의 단부에 매트(mat)를 설치하고, 스크라이빙 공구로 이 매트 위를 통과시킴으로써 클리닝을 행하도록 해도 된다.
전술한 각 실시형태에서는, 이물 제거 부재로서 스펀지를 이용하고 있지만, 이것과 마찬가지 기능을 달성하는 유연한 부재, 예를 들면, 펠트 등을 이용할 수 있다.
또, 전술한 실시형태에서는 스크라이빙 전에 윤활제 도포부재로서 고형 윤활 휠을 이용해서 윤활제를 도포하고 있지만, 윤활제 도포부재는 고형의 윤활제이면 형상은 휠로 한정되는 것은 아니고, 원기둥 또는 각기둥, 원뿔 또는 각뿔 등 임의의 형상이어도 된다. 휠 형상이 아닐 경우, 윤활제 도포부재는 기판 위를 슬라이딩함으로써, 윤활제를 도포한다.
또한 전술한 각 실시형태에서는 스크라이브 헤드 유닛을 이동시킴으로써 기판을 스크라이빙하도록 하고 있지만, 스크라이브 헤드 유닛을 고정시키고 기판을 이동시킴으로써 이물 제거나 윤활제 도포 및 스크라이브를 행하도록 해도 된다.
또, 전술한 실시형태에서는 1개의 스크라이브 헤드 유닛(40A)에 공구 홀더, 이물 제거 수단 및 윤활제 도포수단을 설치하고 있지만, 이물 제거 수단 또는 윤활제 도포수단을 공구 홀더가 설치된 스크라이브 헤드 유닛과는 다른 스크라이브 헤드 유닛에 설치해도 된다. 또한, 전술한 실시형태에서는 스크라이브 헤드 유닛(40A)을 이동시킴으로써 단계 S2 내지 S4가 거의 동시에 진행하도록 하고 있지만, 스크라이빙 예정 라인에 대해서 단계 S2 내지 S4를 단계적으로 행하도록 해도 된다.
본 발명은 다이아몬드 포인트를 가진 스크라이빙 공구에 의해서 취성 재료 기판을 스크라이빙할 경우에 다이아몬드 포인트의 마모를 최소한으로 억제할 수 있어, 다이아몬드 포인트를 이용한 스크라이브 장치에 유효하게 이용할 수 있다.
10: 멀티 포인트 다이아몬드 공구 11: 베이스
12: 관통 구멍 13a 내지 13d: 능선
14a 내지 14d: 제1 경사면 15a 내지 15d: 제2 경사면
20: 공구 홀더 21: 공구 홀더 본체
22a: 홀더 보유부 22b: 공구 보유부
23a, 23b, 24a, 24b: 관통 구멍 25: 두께 조정 홈
26a, 26b, 26c, 31a, 3lb, 31c: 경사면
27: 나사 홈 28: 공구 보유 홈
30: 홀더 누름부 33: 두께 조정핀
34: 나사 40A, 40B: 스크라이브 헤드 유닛
41: 헤드 플레이트 42: 에어 실린더
43: 가이드 기구 44: 슬라이드부
45: 플레이트 50, 53: 지지 플레이트
51: 이물 제거 홀더 52: 스펀지
54: 슬라이드부 55: L자형 블록
56: 윤활제 홀더 57: 고형 윤활 휠
58, 60: 지지 플레이트 59: 하강단 스토퍼
61: 에어 가압 유닛 62: 스프링 가압 유닛
70: 유리 기판 P1 내지 P8: 포인트
SIL1 내지 SIL6: 스크라이빙 예정 라인
TL1 내지 TL6: 트렌치 라인 AL: 보조 라인
CL1 내지 CL6: 크랙 라인

Claims (6)

  1. 소정의 하중으로 스크라이빙 공구의 포인트를 취성 재료 기판에 눌러서, 상대적으로 이동시킴으로써 스크라이빙하는 스크라이브 헤드 유닛으로서,
    다이아몬드를 이용한 1개 또는 복수의 포인트를 가진 스크라이빙 공구;
    상기 스크라이브 헤드 유닛에 부착되어, 상기 스크라이빙 공구를 고정하는 공구 홀더;
    상기 스크라이브 헤드 유닛에 상하 이동 자유롭게 부착된 윤활제 홀더;
    고형 윤활제로 구성되고, 상기 윤활제 홀더의 하단에 부착되어, 윤활제를 스크라이빙 예정 라인 상에 도포하는 윤활제 도포부재; 및
    상기 윤활제 홀더를 상기 취성 재료 기판에 압압하는 압압수단을 포함하는, 스크라이브 헤드 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 윤활제 도포부재는, 축심을 가진 원기둥 형상의 고형 윤활 휠인 것을 특징으로 하는 스크라이브 헤드 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스크라이브 헤드 유닛은, 스크라이빙 예정 라인을 따라서 취성 재료 기판의 이물 제거를 행하는 이물 제거 수단을 갖는, 스크라이브 헤드 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 이물 제거 수단은, 상기 스크라이브 헤드 유닛에 부착된 이물 제거 홀더와, 상기 이물 제거 홀더의 하단에 설치된 이물 제거 부재를 구비하는, 스크라이브 헤드 유닛.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압압수단은, 상기 윤활제 홀더를 취성 재료 기판에 압압하는 에어 가압 유닛인, 스크라이브 헤드 유닛.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압압수단은, 상기 윤활제 홀더를 취성 재료 기판에 압압하는 스프링 가압 유닛인, 스크라이브 헤드 유닛.
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