KR20090070506A - 이니셜 크랙 형성 장치 - Google Patents

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KR20090070506A
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forming bar
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정재우
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 레이저 스크라이빙 공정에서 이니셜 크랙 형성 장치에 관한 것으로, 종래의 이니셜 크랙 형성 장치에서 사용되는 휠은 높은 경도를 가지는 인조 다이아몬드 재질로 이루어지는데, 다이아몬드 재질의 휠이 고가(高價)이기 때문에 생산비를 증가시키는 요인이 되고,
또한, 이니셜 크랙을 형성할 때, 레이저 빔이 조사된 영역과 정확히 일치하는 영역의 끝단에 형성하여야 하는데, 스크라이빙 라인과의 정렬에 오차가 발생할 경우, 이니셜 크랙이 형성된 부분과 레이저 빔이 조사된 영역이 일치하지 않아서 브레이킹 공정시 기판이 파손되는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 하는 발명으로,
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치는, 기판에 접촉하여 이니셜 크랙을 형성하는 이니셜 크랙 형성용 바(bar)와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 이동시키는 구동부와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바와 구동부를 연결시키는 연결부로 구성되고, 상기 이니셜 크랙 형성용 바에서 기판과 대향하는 측은 경사부를 가지는 것을 특징으로 한다.
이니셜 크랙, 스크라이빙, 경사면

Description

이니셜 크랙 형성 장치{Apparatus For Initial Cracking on Substrate}
본 발명은 이니셜 크랙 형성 장치에 관한 것으로, 특히 레이저를 이용한 스크라이빙 장치에 있어서, 효과적으로 이니셜 크랙(Initial Crack)을 형성함과 아울러 생산비를 저감시킬 수 있는 이니셜 크랙 형성 바(bar)를 구비한 것을 특징으로 하는 스크라이빙 장치에 관한 것이다.
정보화 사회의 발전에 따라 정보를 영상화하기 위한 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양해지면서, 기존의 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 여러 가지 평판 표시 장치들이 등장하였다.
이와 같은 평판 표시 장치들을 보다 낮은 생산비용으로 생산하기 위해서는, 하나의 투명 기판에 여러 개의 패널을 동시에 형성한 다음, 각각의 패널들을 분리하는 방법이 사용되고 있다.
이와 같이, 복수의 패널이 형성된 하나의 기판으로부터 각각의 패널을 분리하는 공정을 스크라이빙(Scribing) 공정이라고 한다.
종래의 스크라이빙 공정은, 구동부에 연결된 스크라이버(scriber)가 기판에 직접 접촉하여, 기판에 물리적인 크랙을 형성한 후 브레이킹 공정을 통해 크랙을 수직으로 전파시킴으로써, 기판에 형성된 각각의 패널을 분리하였다.
종래의 스크라이빙 공정은, 기판을 절단하기 위한 크랙(Crack)이 스크라이빙 휠과 기판의 직접적인 접촉에 의해서만 수행되기 때문에, 컬릿(Cullet) 즉, 유리 부스러기에 의한 파티클(particle)이 형성되어 패널 표면에 손상을 주는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결함과 아울러, 대형화된 기판에 효율적으로 대응하기 위하여, 스크라이버가 직접 기판에 크랙을 형성하는 스크라이빙 공정 대신에 레이저를 사용한 방법이 제안되었다.
도1은 레이저에 의한 스크라이빙 공정을 대략적으로 나타낸 도면이다.
도1에서와 같이, 유리 기판(10)에 대하여 레이저 발진 장치(20)로부터 레이저 빔이 조사되고, 레이저 발진 장치 (10) 로부터 조사되는 레이저 빔(22)은 스크라이브 예정 라인(24)을 따라 타원 형상의 레이저 스폿(LS)을 유리 기판(10)상에 형성한다.
유리 기판(10)과 레이저 발진 장치 (20)로부터 조사되는 레이저 빔은 레이저 스폿의 길이 방향을 따라 상대적으로 이동된다.
또한, 유리 기판 (10)표면에 있어서의 레이저 빔의 조사 영역의 근방에는 냉각 노즐(30)로부터 냉각수 등의 냉각 매체가 분사되도록 되어 있다.
즉, 레이저 빔에 의하여 기판이 가열되면 가열된 부분에 압축 응력이 발생되 고, 이후 냉각 매체가 분사됨으로써 인장 응력이 발생된다.
이와 같이 압축 응력이 발생된 영역을 포함하는 영역에 인장 응력이 발생되기 때문에, 각 응력에 따른 응력 구배에 의하여 레이저 빔이 조사된 부분의 유리 기판(10) 단부에는 보이지 않는 블라인드 크랙이 형성된다.
이후, 기판에 이니셜 크랙(initial crack)을 형성한 후, 브레이킹 공정을 통해 패널을 기판으로부터 분리한다.
그러나, 상기 이니셜 크랙을 형성하기 위해서 종래에는 도2와 같은 이니셜 크랙 형성용 휠(Wheel)이 사용되었다. 도2와 같이, 이니셜 크랙 형성용 휠은, 홀더(50)에 연결된 휠(40)과, 상기 홀더를 x축 및 y축 방향으로 이동시킬 수 있는 구동부(미도시)에 연결하는 커넥터(70)와, 상기 홀더를 z축 방향으로 이동시킬 수 있는 실린더(80)와, 상기 홀더를 커넥터 및 실린더에 연결하기 위한 홀더 어댑터(holder adaptor)(60)로 구성된다.
이 때, x축 및 y축 방향에 의하여 정의되는 평면은, 기판과 평행한 평면이며, z축 방향은 상기 평면에 대하여 수직한 방향이다.
이 때, 상기 휠은 높은 경도를 가지는 인조 다이아몬드 재질로 이루어지는데, 다이아몬드 재질의 휠이 고가(高價)이기 때문에 생산비를 증가시키는 요인이 되었다.
또한, 이니셜 크랙을 형성할 때, 레이저 빔이 조사된 영역과 정확히 일치하는 영역의 끝단에 형성하여야 하는데, 스크라이빙 라인과의 정렬에 오차가 발생할 경우, 이니셜 크랙이 형성된 부분과 레이저 빔이 조사된 영역이 일치하지 않아서 브레이킹 공정시 기판이 파손되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
보다 낮은 생산비의 이니셜 크랙 형성 장치를 제공함과 아울러, 레이저 빔이 조사된 영역과 이니셜 크랙 사이의 정렬 오차에 의한 불량을 방지할 수 있는 이니 셜 크랙 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치는,
기판에 접촉하여 이니셜 크랙을 형성하는 이니셜 크랙 형성용 바(bar)와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 이동시키는 구동부와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바와 구동부를 연결시키는 연결부로 구성되고, 상기 이니셜 크랙 형성용 바에서 기판과 대향하는 측은 경사부를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 구동부는, 이니셜 크랙 형성용 바를 기판과 평행한 평면을 정의하는 x축 및 y축 방향으로 구동시키는 제 1 구동부와, 상기 평면에 대하여 수직한 방향의 z축으로 구동시키는 제 2 구동부로 구성된다.
상기 연결부는, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 고정시키는 브래킷(braket)과, 상기 브래킷이 고정되는 홀더와, 상기 홀더를 구동부에 연결시키기 위한 홀더 어댑터로 구성된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 이니셜 크랙 형성 장치는,
생산비를 저감함과 동시에, 이니셜 크랙 형성부와 레이저 빔 사이의 정렬에 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라,
공정의 필요에 따라 이니셜 크랙 형성용 바와 기판의 접촉 각도를 조절할 수 있는 효과를 제공한다.
다음에서 본 발명의 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치는,
기판에 접촉하여 이니셜 크랙을 형성하는 이니셜 크랙 형성용 바(bar)와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 이동시키는 구동부와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바와 구동부를 연결시키는 연결부로 구성된다.
상기 이니셜 크랙 형성용 바는, 일면이 경사지도록 형성되어 있어서 상기 기판과 점접촉하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동부는, 이니셜 크랙 형성용 바를 기판과 평행한 평면을 정의하는 x축 및 y축 방향으로 구동시키는 제 1 구동부와, 상기 평면에 대하여 수직한 방향의 z축으로 구동시키는 제 2 구동부로 구성된다.
상기 연결부는, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 고정시키는 브래킷(braket)과, 상기 브래킷이 고정되는 홀더와, 상기 홀더를 구동부에 연결시키기 위한 홀더 어댑터로 구성된다.
다음으로 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치에 대한 도면이다.
도3에서와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치(300) 는,
기판에 접촉하여 이니셜 크랙을 형성하는 이니셜 크랙 형성용 바(bar)(140)와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 이동시키는 구동부와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바와 구동부를 연결시키는 연결부로 구성된다.
상기 구동부는, 이니셜 크랙 형성용 바를 기판과 평행한 평면을 정의하는 x축 및 y축 방향으로 구동시키는 수평 구동부(미도시)와, 상기 평면에 대하여 수직한 방향의 z축으로 구동시키는 실린더로 구성된다.
상기 연결부는, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 고정시키는 브래킷(braket)(145)과, 상기 브래킷이 고정되는 홀더(150)와, 상기 홀더를 구동부에 연결시키기 위한 홀더 어댑터(160)로 구성된다.
상기 이니셜 크랙 형성용 바(140)는, 브래킷에 고정된 일측의 반대측, 즉 기판과 대향하는 부분이 경사부를 가지도록 형성되어 있어서, 상기 이니셜 크랙 형성용 바가 기판과 접촉하기 위하여 z축 방향으로 구동되어지면 기판과 점접촉하게 되어진다.
이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성용 바는 기판 면에 대하여 경사부를 가지도록 형성되어 있어서, 기판과 점접촉하여 보다 용이하게 이니셜 크랙을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성용 바는 복수 개가 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 복수의 이니셜 크랙 형성용 바가 동시에 이니셜 크랙을 형성하기 때문에, 이니셜 크랙 형성부와 레이저 빔 사이의 정렬에 오차가 발생 하는 것을 방지할 수 있다. 도3에서는 이니셜 크랙 형성용 바(140a, 140b, 140c)가 3개가 구비되어 있는 경우를 도시하였다.
또한, 상기 이니셜 크랙 형성용 바는, SUS 재질로 형성하는 것이 가능할 것이다. 이와 같이, 이니셜 크랙 형성용 바를 SUS 재질로 형성할 경우 종래의 고가의 휠을 대체할 수 있어서, 생산비를 저감시키는 것이 가능할 것이다.
이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치는, 기판 면에 대하여 경사부를 가지는 이니셜 크랙 형성용 바를 포함하고 있어서, 생산비를 낮출 수 있는 동시에 이니셜 크랙과 레이저 빔이 조사된 영역 사이의 정렬 상태가 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과를 가진다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치는,
기판에 접촉하여 이니셜 크랙을 형성하는 이니셜 크랙 형성용 바(bar)와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 이동시키는 구동부와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바와 구동부를 연결시키는 연결부로 구성되고,
상기 연결부는 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 고정시키는 브랫킷을 포함하고, 상기 구동부는 상기 이니셜 크랙 형성용 바와 기판을 점접촉하도록 상기 브랫킷을 회전시키는 브랫킷 구동부를 포함하여 구성된다.
첨부된 도4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치를 도시한 도면이다.
도4에서와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치(300)는,
기판에 접촉하여 이니셜 크랙을 형성하는 이니셜 크랙 형성용 바(bar)(140)와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 이동시키는 구동부와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바와 구동부를 연결시키는 연결부로 구성되고,
상기 연결부는 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 고정시키는 브랫킷(145)을 포함하고, 상기 구동부는 상기 이니셜 크랙 형성용 바와 기판을 점접촉하도록 상기 브랫킷을 회전시키는 브랫킷 구동부(149)를 포함하여 구성된다.
상기 구동부는, 또한, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 기판 면과 평행한 평면을 정의하는 x축 및 y축 방향으로 구동시키는 수평 구동부와, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 상기 평면에 대하여 수직한 z축 방향으로 이동시키는 실린더(180)를 포함한다.
상기 연결부는, 또한, 상기 브래킷이 고정되는 홀더(150)와, 상기 홀더를 구동부에 연결시키기 위한 홀더 어댑터(160)를 포함한다.
상기 이니셜 크랙 형성용 바(140)는, 역시 브래킷에 고정된 일측의 반대측, 즉 기판과 대향하는 부분이 경사부를 가지도록 형성되며, 장방형 형태로 형성되어도 무방하다.
또한, 상기 이니셜 크랙 형성용 바(140)는, SUS 재질로 형성하는 것이 가능할 것이다. 이와 같이, 이니셜 크랙 형성용 바를 SUS 재질로 형성할 경우 종래의 고가의 휠을 대체할 수 있어서, 생산비를 저감시키는 것이 가능할 것이다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성용 바 역시, 복수 개가 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 복수의 이니셜 크랙 형성용 바가 동시에 이니셜 크랙을 형성하기 때문에, 이니셜 크랙 형성부와 레이저 빔 사이의 정렬에 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성용 바는, 생산비를 저감함과 동시에, 이니셜 크랙 형성부와 레이저 빔 사이의 정렬에 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라,
이니셜 크랙 형성용 바를 고정시키는 브랫킷을 회전시켜서 이니셜 크랙 형성용 바와 기판을 점접촉시키는 브랫킷 구동부를 더 포함하고 있어서, 공정의 필요에 따라 이니셜 크랙 형성용 바와 기판의 접촉 각도를 조절할 수 있는 효과를 제공한다.
도5a 내지 도5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치의 이니셜 크랙 형성 과정을 설명한 도면이다. 설명의 편의를 위해 이니셜 크랙 형성용 바(140) 및 브랫킷(145)과 기판(100)만을 도시하였다.
먼저, 도5a에 도시된 바와 같이, 원점에 위치하는 이니셜 크랙 형성용 바(140)를 이니셜 크랙을 형성할 위치로 수평이동시킨다.
이 때, 이니셜 크랙을 형성할 위치는 레이저 빔이 조사된 영역(또는 스크라이빙 라인이 형성된 영역)과 일치하도록 이동시킨다.
이어서, 도5b와 같이, 이니셜 크랙 형성용 바를 z축 방향 즉, 기판면에 대하여 수직한 방향으로 이동시켜서 이니셜 크랙 형성용 바와 기판을 접촉시킨다.
이 때, 이니셜 크랙 형성용 바는 브랫킷에 고정된 일측의 반대측, 즉 기판과 대향하는 측이 경사부를 가지고 있으며, 상기 경사부의 끝단과 기판이 점접촉하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 도6과 같이, 경사면이 기판의 끝단과 접촉하는 것도 가능할 것이다.
이와 같이, 이니셜 크랙 형성용 바가 기판에 접촉되면, 좌우 방향으로 이니셜 크랙 형성용 바를 이동시켜서 이니셜 크랙을 형성한다.
도7은 이니셜 크랙 형성용 바가 좌우로 진동하는 모습을 측면에서 도시한 도면이다.
즉, 도7에서와 같이, 접촉한 기판의 모서리와 평행한 좌우 방향으로 이니셜 크랙 형성용 바를 이동시켜서, 이니셜 크랙을 형성하며,
이 때, 좌우로 이동하는 폭(W)은 기판에 형성되어 있던 스크라이빙 라인의 폭보다 작은 폭으로 이동시키는 것이 바람직할 것이다.
또한, 이니셜 크랙 형성용 바가 복수 개가 구비되어 있어서, 레이저 빔이 조사된 영역과 이니셜 크랙 사이의 정렬 상태가 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 이니셜 크랙을 형성한 후 도5c와 같이, 수평이동 시켜서 이니셜 크랙 형성용 바를 기판으로부터 멀어지도록 후진시킨 후, 다시 수평이동 및 수직 이동시켜서 이니셜 크랙 형성용 바를 원점으로 원위치시킨다.
이 때, 기판에는 상기 이니셜 크랙 형성용 바에 의하여 이니셜 크랙(IC)가 형성된다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도1은 종래의 레이저 스크라이빙 공정을 설명한 도면.
도2는 종래의 이니셜 크랙 형성 장치를 도시한 도면.
도3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치를 도시한 도면.
도4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 장치를 도시한 도면.
도5a 내지 도5c는 본 발명의 실시예에 따른 이니셜 크랙 형성 과정을 도시한 도면.
도6은 이니셜 크랙 형성용 바의 경사면이 기판과 접촉하는 경우를 도시한 도면.
도7은 이니셜 크랙 형성 과정을 측면에서 도시한 도면.

Claims (6)

  1. 기판에 접촉하여 이니셜 크랙을 형성하는 이니셜 크랙 형성용 바;
    상기 이니셜 크랙 형성용 바를 이동시키는 구동부; 및
    상기 이니셜 크랙 형성용 바와 구동부를 연결시키는 연결부로 구성되고,
    상기 연결부는 상기 이니셜 크랙 형
    상기 이니셜 크랙 형성용 바는 기판과 대향하는 부분이 경사부를 가지도록 형성된 것을 특징으로 하는 이니셜 크랙 형성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이니셜 크랙 형성용 바는 복수 개로 구비되는 것을 특징으로 하는 이니셜 크랙 형성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이니셜 크랙 형성용 바는 SUS 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 이니셜 크랙 형성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결부는, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 고정시키는 브래킷과, 상기 브래킷이 고정되는 홀더와, 상기 홀더를 구동부에 연결시키기 위한 홀더 어댑터로 구성되는 것을 특징으로 하는 이니셜 크랙 형성 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이니셜 크랙 형성용 바가 회전이동할 수 있도록, 상기 브랫킷을 회전이동시키는 브랫킷 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이니셜 크랙 형성 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 이니셜 크랙 형성용 바를 기판과 평행한 평면을 정의하는 x축 및 y축 방향으로 구동시키는 제 1 구동부와, 이니셜 크랙 형성용 바를 상기 평면에 대하여 수직한 z축 방향으로 구동시키는 제 2 구동부로 구성되는 것을 특징으로 하는 이니셜 크랙 형성 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018020955A (ja) * 2016-08-05 2018-02-08 三星ダイヤモンド工業株式会社 プレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法

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