KR20160003583A

KR20160003583A - 강화 유리 기판의 스크라이브 방법 및 스크라이브 장치

Info

Publication number: KR20160003583A
Application number: KR1020150176719A
Authority: KR
Inventors: 키요시 다카마츠; 케이스케 도미나가
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2016-01-11
Also published as: TWI487680B; TW201339113A; JP2013227190A; JP5576516B2

Abstract

(과제) 강화 유리 기판이라도 내절(內切)로 확실하게 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 스크라이브 방법 및 스크라이브 장치를 제공한다.
(해결 수단) (a) 기판(M)의 일단연(一端緣)으로부터 내측의 스타트 지점에 홈이 있는 커터 휠(11)을 하강시켜 맞닿게 하여, 스크라이브 예정 라인의 방향에서 스타트 지점(P1) 근방의 반환 지점(P2)까지 전진 전동(rolling)시켜 홈을 형성한 후에, 당해 홈 위를 후퇴 전동시키고, (b) 홈이 있는 커터 휠(11)을 상승시켜 홈폭 방향으로 이동시키고 나서, 재차 하강시켜 맞닿게 하여 반환 지점(P2)까지 전진 전동시킨 후에 후퇴 전동시키는 공정을 행하여, 먼저 가공한 홈폭을 넓혀 커터 휠(11)의 파고듦 기점이 되는 1개의 트리거 홈(T)을 형성하고, (c) 상기 트리거 홈(T)으로부터 홈이 있는 커터 휠(11) 또는 다른 노멀 커터 휠(12)을, 스크라이브 예정 라인의 종점 지점(P3)까지 압압 전동시켜 스크라이브 라인(S)을 형성한다.

Description

강화 유리 기판의 스크라이브 방법 및 스크라이브 장치{SCRIBING APPARATUS AND SCRIBING METHOD FOR TEMPERED GLASS SUBSTRATE}

본 발명은, 강화 유리제의 유리 기판의 스크라이브 방법 및 스크라이브 장치에 관한 것이다. 여기에서, 「강화 유리」란, 제조 공정 중에 있어서의 이온 교환에 의한 화학적 처리에 의해, 유리 기판의 기판 표면층(기판 표면으로부터 깊이가 5㎛∼50㎛ 정도)에 압축 응력이 잔류하는 압축 응력층이 형성되어, 기판 내부에 인장 응력이 잔류하도록 제조된 유리를 말한다.

강화 유리의 특징은, 압축 응력층의 영향으로 외력에 대하여 깨지기 어려운 성질을 갖는 반면, 일단, 기판 표면에 균열이 발생하여 잔류 인장 응력이 존재하는 기판 내부까지 진행되면, 이번에는 반대로 균열이 깊게 침투하기 쉬워지는 성질을 갖고 있다.

일반적으로, 유리 기판을 분단하는 가공에서는, 우선 기판 표면에 유한 깊이의 스크라이브 라인(scribing line)을 형성하는 공정과, 그 후, 기판의 이측(裏側)으로부터 스크라이브 라인을 따라 브레이크 바나 브레이크 롤러로 압압(pushing)함으로써 브레이크하는 공정으로 이루어지는 분단 방법이 채용되고 있다.

전자(前者)의 스크라이브 라인을 형성하는 공정에서는, 기판 표면에 대하여 원반 형상의 커터 휠(스크라이빙 휠(scribing wheel)이라고도 함)을 밀어 붙이면서 전동(rolling)시킴으로써 스크라이브하는 방법이 알려져 있으며, 예를 들면 특허문헌 1 등에 개시되어 있다. 커터 휠로서는, 원주 능선부에 연속된 작은 요철을 갖는 홈이 있는 커터 휠과, 능선부에 요철을 갖지 않는 노멀 커터 휠이 있고, 기판의 종류나 두께에 따라서 구분하여 사용되고 있다.

도 7은 유리제의 기판(M)(마더(mother) 기판)을, 각각이 제품이 되는 단위 기판으로 분단(dividing)할 때에 행해지는 크로스 스크라이브 가공을 나타내고 있다. 우선 기판(M)의 표면에 대하여 커터 휠로 X 방향의 스크라이브 라인(S1)을 형성하고, 이어서, X 방향과 교차하는 Y 방향의 스크라이브 라인(S2)을 형성한다. 이와 같이 X-Y 방향으로 교차한 복수의 스크라이브 라인을 형성한 후, 기판(M)은 브레이크 장치로 보내지고, 각 스크라이브 라인을 따라 이면(裏面)측으로부터 휘게 함으로써, 단위 기판으로 분단된다.

유리 기판을 커터 휠로 스크라이브하는 방법에는, 「외절(外切)」과 「내절(內切)」이 있고, 기판의 종류나 용도에 따라, 외절과 내절의 스크라이브 방법이 선택적으로 구분하여 사용되고 있다(특허문헌 2 참조).

전자의 외절은, 도 8(a)에 나타내는 바와 같이, 커터 휠(K)의 최하단을 기판(M)의 표면(상면)에서 약간 하방까지 강하한 상태에서, 기판(M)의 편측 단부(端部)의 외측 위치(스크라이브 개시 위치)에 셋팅한다. 그리고 셋팅한 위치로부터 수평 이동시켜, 기판 단부에 충돌시켜 올려 앉히고, 추가로 소정의 스크라이브압으로 압압하면서, 커터 휠(K)을 수평 이동시키도록 하여 스크라이브를 행한다.

외절에서는, 기판단에서 커터 휠이 슬립하는 문제는 발생하지 않으며, 형성되는 스크라이브 라인은 기판의 단부까지 도달하고 있기 때문에, 다음 공정에서 브레이크를 용이하고 그리고 정확하게 행할 수 있다. 그 한편으로, 커터 휠이 기판 단부에 충돌하기 때문에, 기판 단부에 이빠짐이 발생하여, 기판 내부의 인장 응력의 영향으로 단부로부터 불규칙하게 파단되거나, 풀 컷되어 버릴 우려가 있다. 또한, 커터 휠도 에지 부분과의 충돌로 소모되기 쉽다.

후자의 내절은, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이, 기판의 단연(端緣)으로부터 2㎜∼10㎜ 정도 내측(스크라이브 개시 위치)에서 커터 휠을 상방으로부터 하강시켜 기판에 소정의 스크라이브압으로 맞닿게 하여, 압압하면서 커터 휠을 수평 이동시키도록 하여 스크라이브를 행한다.

내절에서는, 커터 휠이 기판 단부의 에지 부분과 충돌하는 바와 같은 일이 없기 때문에, 기판 단부에 이빠짐이 발생할 우려는 없으며, 커터 휠의 소모에 대해서도 외절에 비해 억제할 수 있다. 그러나, 커터 휠이 기판에 맞닿은 상태로부터 수평 방향으로 이동시킬 때에 커터 휠의 파고듦이 나빠 슬립해 버려, 스크라이브할 수 없는 경우가 있다.

이와 같이 외절과 내절은, 각각 장점과 단점을 갖고 있다. 그 때문에, 기판의 종류나 용도에 따라, 외절과 내절을 구분하여 사용하고 있다.

일본특허공보 제3074143호 일본공개특허공보 2009-208237호

최근, 휴대 전화 등의 커버 유리 등에 사용되는 유리 제품 중에는, 소위 강화 유리(화학 강화 유리라고도 함)라고 불리는 유리의 사용이 요망되고 있다. 전술한 바와 같이, 강화 유리는, 기판 표면층에 압축 응력이 잔류하도록 하여 제조되고 있으며, 이에 따라 유리의 판두께가 얇음에도 불구하고, 깨지기 어려운 유리가 얻어진다.

따라서, 강화 유리를 이용하면, 얇고 가벼우며, 게다가 튼튼한 커버 유리를 제조할 수 있는 점에서 우수하다. 그 한편으로, 커버 유리로 하기 위해, 대면적의 마더 기판으로부터 소망하는 크기, 소망하는 형상의 단위 제품으로 잘라내는 가공이 필요해진다.

강화 유리에 대하여, 외절로 스크라이브 라인을 형성하는 경우, 기판 단부에서 커터 휠이 충돌할 때에 표면 압축 응력층보다 깊게 스크라이브하면, 기판 내부의 잔류 인장 응력의 영향을 받아, 한번에 완전히 분단되어 버린다는 문제점이 발생할 우려가 있다. 그 때문에, 강화 유리에서는, 외절보다도 내절로의 스크라이브 쪽이 바람직하다고 생각할 수 있다.

그러나, 내절로 스크라이브하려고 해도, 날끝을 맞닿게 했을 때에, 강화 유리이기 때문에, 기판 표면층의 잔류 압축 응력의 영향으로, 커터 휠이 기판 표면으로 파고들기 어려워지고, 커터 휠의 기판으로의 걸림이 매우 나빠, 슬립이 발생해 버리는 일이 있었다. 그 때문에, 오히려 스크라이브 가공이 곤란해진다는 문제가 발생하게 되었다. 또한, 커터 휠을 파고들게 하기 위해 강한 압압 하중으로 스크라이브하면, 기판 내부의 잔류 인장 응력의 영향으로 한번에 파단되거나 완전히 분단되어 버리는 등의 문제점이 발생하는 일이 있었다.

이와 같이, 강화 유리에 대해서는, 종래부터 사용되고 있는 소다(soda) 유리 기판 등에 대한 스크라이브 가공과는 달리, 외절에 의해서도, 또한 내절에 의해서도, 제대로 스크라이브 라인을 형성하는 것이 곤란했다. 이 경향은, 기판 표면의 압축 응력층이 두꺼워 잔류 응력이 큰 기판일수록 현저해진다.

그래서, 본 발명은, 가공이 곤란한 강화 유리제의 유리 기판이라도, 내절로 확실하게 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 스크라이브 방법 및 스크라이브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 다음과 같은 기술적 수단을 강구했다.

*즉, 본 발명의 스크라이브 방법에서는, 기판 표면에 압축 응력층이 형성되어 있는 강화 유리 기판에 대하여, 스크라이브 라인을 형성하는 기판 스크라이브 방법으로서, (a) 상기 기판의 일단연(一端緣)으로부터 내측으로 들어간 스타트 지점에, 날끝 능선에 연속된 요철을 갖는 홈이 있는 커터 휠을 하강시켜 맞닿게 하여, 스크라이브 예정 라인의 방향에서 스타트 지점 근방의 반환 지점까지 전진 전동시켜 홈을 형성한 후에, 당해 홈 위를 후퇴 전동시키고, (b) 이어서, 상기 홈이 있는 커터 휠을 상승시켜 홈폭 방향으로 이동시키고 나서, 재차 하강시켜 맞닿게 하여 반환 지점까지 전진 전동시킨 후에 후퇴 전동시키는 공정을 행함으로써, 먼저 가공한 홈의 폭을 넓혀 커터 휠의 파고듦 기점이 되는 1개의 트리거 홈을 형성하고, (c) 적어도 1회 이상 상기 (a), (b)의 동작을 실행한 후, 계속해서, 상기 트리거 홈으로부터 커터 휠을 스크라이브 예정 라인의 종점 지점까지 압압 전동시켜 스크라이브 라인을 형성하도록 했다.

상기 커터 휠을 왕복시키는 거리, 즉, 스타트 지점으로부터 반환 지점까지의 거리는 0.5㎜∼3㎜가 바람직하고, 특히 2㎜ 정도가 적합하다. 또한, 커터 휠의 홈폭 방향으로의 이동 거리는 5∼15㎛가 바람직하고, 특히 10㎛가 적합하다.

본 발명에 의하면, 홈이 있는 커터 휠의 최초의 전진 전동으로 약간의 흠집이 형성되고, 이어지는 복로(復路)의 후퇴 전동으로 흠집이 깊어져 작은 홈이 된다. 이 홈은, 계속해서 행해지는 (b)의 공정에 의해 홈폭이 넓어지고, 스크라이브 라인을 가공하기 위한 트리거 홈(커터 휠 파고듦용 홈)으로서 작용한다. 이 트리거 홈을 기점으로 하여 커터 휠을 스크라이브 예정 라인의 종점 지점까지 전동시킴으로써, 기점 부분에서의 커터 휠의 파고듦이 용이해져, 슬립하는 일 없이 스크라이브 라인을 형성할 수 있다.

또한, 스크라이브 라인을 형성할 때의 커터 휠의 파고듦이 용이해지기 때문에, 스크라이브 라인 형성시에 있어서의 커터 휠의 압압 하중을, 최초의 기점의 홈 형성시의 압압 하중보다도 작게 해도 충분히 스크라이브 라인을 형성할 수 있고, 이에 따라, 스크라이브 라인 형성시에 있어서의 기판에 대한 커터 휠의 무리한 하중을 경감하여, 기판의 파단이나 완전 분단을 없앨 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 커터 휠의 후퇴 전동 거리를, 전진 전동 거리보다도 짧게, 또는 길게 하는 것이 좋다.

이에 따라, 커터 휠을 홈폭 방향으로 이동시켜 강하시켰을 때에, 후퇴 전동 거리가 짧은 부분만큼, 또는 긴 부분만큼, 앞선 가공시에 강하시킨 지점에서 강하점이 어긋나기 때문에, 강하시의 하중이 일부에 집중하는 것을 완화하여, 균열의 앞지름(precedence)이나 깨짐 등의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 트리거 홈을 가공하는 데에는 날끝 능선에 연속된 요철을 갖는 홈이 있는 커터 휠을 이용하고, 스크라이브 라인을 가공하는 데에는 날끝 능선에 요철을 갖지 않는 노멀 커터 휠을 이용하는 것이 좋다.

스크라이브 라인을 가공할 때의 기점이 되는 트리거 홈이 홈이 있는 커터 휠에 의해 먼저 형성되어 있기 때문에, 날끝 능선에 홈을 갖지 않는 노멀 커터 휠이라도, 기점 부분에서의 파고듦이 용이해져 슬립하는 일 없이 스크라이브 라인을 형성할 수 있다. 또한, 트리거 홈은 폭이 넓게 형성되어 있기 때문에, 노멀 커터 휠을 위치 어긋남 없이, 정확하고 그리고 용이하게 트리거 홈으로 강하시킬수 있다.

또한, 다른 관점에서 이루어진 본 발명의 기판 스크라이브 장치는, 유리 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 기판 스크라이브 장치로서, 유리 기판을 올려놓는 테이블과, 날끝 능선에 연속된 요철을 갖는 홈이 있는 커터 휠을 지지(holding)하는 스크라이브 헤드와, 상기 유리 기판의 표면에 대하여 상기 홈이 있는 커터 휠이 접촉된 상태와 이격된 상태를 취하도록 상기 스크라이브 헤드를 승강시키는 스크라이브 헤드 승강 수단과, 상기 유리 기판의 표면을 따라 서로 직교하는 2방향으로 상기 스크라이브 헤드를 상대적으로 이동시키는 이동 수단과, 상기 스크라이브 헤드 승강 수단에 의한 승강 동작 및, 상기 이동 수단에 의한 스크라이브 헤드의 이동 동작의 제어를 행하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부가, 상기 기판의 일단연으로부터 내측으로 들어간 스타트 지점에 스크라이브 헤드가 오도록 상기 기판이 셋팅된 상태에서 제어가 개시되면, (a) 상기 스타트 지점에 상기 홈이 있는 커터 휠을 하강시켜 맞닿게 하여, 스크라이브 예정 라인의 방향에서 스타트 지점 근방의 반환 지점까지 전진 전동시켜 홈을 형성한 후에, 당해 홈 위를 후퇴 전동시키고, (b) 이어서, 상기 홈이 있는 커터 휠을 상승시켜 스크라이브 예정 라인과 직교하는 홈폭 방향으로 이동시키고 나서, 재차 하강시켜 맞닿게 하여 반환 지점까지 전진 전동시킨 후에 후퇴 전동시킴으로써, 먼저 가공한 홈의 폭을 넓혀 커터 휠의 파고듦 기점이 되는 1개의 트리거 홈을 형성하고, (c) 적어도 1회 이상 상기 (a), (b)의 동작을 실행한 후, 계속해서, 상기 트리거 홈으로부터 커터 휠을 스크라이브 예정 라인의 종점 지점까지 압압 전동시켜 스크라이브 라인을 형성하는 동작을 행하는 제어를 행하도록 하고 있다.

이러한 기판 스크라이브 장치를 이용함으로써, 전술한 스크라이브 방법을 실현할 수 있다.

상기 기판 스크라이브 장치의 발명에 있어서, 또한, 날끝 능선에 연속된 요철을 갖지 않는 노멀 커터 휠을 지지하는 제2 스크라이브 헤드와, 상기 유리 기판의 표면에 대하여, 상기 노멀 커터 휠이 접촉된 상태와 이격된 상태를 취하도록 상기 스크라이브 헤드를 승강시키는 제2 스크라이브 헤드 승강 수단과, 상기 유리 기판의 표면을 따라 서로 직교하는 2방향으로 상기 스크라이브 헤드를 상대적으로 이동시키는 제2 이동 수단을 구비하고, 상기 제어부는 상기 (c)의 동작을, 상기 노멀 커터 휠을 이용하여 행하도록 해도 좋다.

도 1은 본 발명의 스크라이브 방법에 이용하는 스크라이브 장치의 일 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 2는 홈이 있는 커터 휠의 일 예를 나타내는 정면도 및 좌측면도이다.
도 3은 본 발명에 있어서의 스크라이브 방법의 순서를 나타내는 측면에서 본 설명도이다.
도 4는 본 발명에 있어서의 스크라이브 방법의 순서를 나타내는 평면적인 설명도이다.
도 5는 본 발명의 스크라이브 방법의 다른 실시예를 나타내는 도 4와 동일한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 스크라이브 방법의 또 다른 실시예를 나타내는 도 4와 동일한 설명도이다.
도 7은 일반적인 유리 기판의 크로스 스크라이브 가공을 나타내는 도면이다.
도 8은 커터 휠에 의한 종래의 스크라이브 방법을 나타내는 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하에 있어서, 본 발명에 따른 기판 스크라이브 방법, 기판 스크라이브 장치의 상세를, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 강화 유리 기판에 스크라이브 라인을 형성하기 위해 사용되는 기판 스크라이브 장치의 일 예를 나타내는 개략적인 정면도이다.

이 스크라이브 장치(A)는, 강화 유리 기판(M)을 올려놓는 테이블(1)을 구비하고 있다. 테이블(1)은, 이 위에 올려놓은 기판(M)을 정위치에서 지지할 수 있도록 지지 기구를 구비하고 있다. 본 실시예에서는, 이 지지 기구로서, 테이블(1)에 개구시킨 다수의 작은 에어 흡착구멍(도시하지 않음)을 통하여 기판(M)을 흡착 지지하도록 하고 있다. 또한, 테이블(1)은, 수평한 레일(2)을 따라 Y 방향(도 1의 전후 방향)으로 이동할 수 있도록 되어 있고, 모터(도시하지 않음)에 의해 회전하는 나사축(3)에 의해 구동된다. 또한 테이블(1)은, 모터를 내장하는 회전 구동부(4)에 의해 수평면 내에서 회동(回動)할 수 있도록 되어 있다.

테이블(1)을 사이에 두고 설치되어 있는 양측의 지지 기둥(5, 5)과, X 방향에 수평으로 연장되는 가이드 바(6)를 구비한 브리지(7)가, 테이블(1) 위를 걸치도록 하여 설치되어 있다.

가이드 바(6)에는, X 방향에 수평으로 연장되는 가이드(8)가 설치되고, 이 가이드(8)에 스크라이브 헤드(9)가 모터(13)에 의해 X 방향으로 이동할 수 있도록 부착되어 있다. 스크라이브 헤드(9)에는 2개의 커터 홀더(10a, 10b)가 각각 독립하여 승강 가능하게 장착되고, 한쪽의 커터 홀더(10a)에는 날끝 능선에 연속된 작은 요철을 갖는 홈이 있는 커터 휠(11)이 부착되며, 다른 한쪽의 커터 홀더(10b)에는 날끝 능선에 요철을 갖지 않는 일반적인 노멀 커터 휠(12)이 부착되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 2개의 커터 휠(11, 12)로 1개의 스크라이브 헤드(9)를 겸용하도록 하고 있지만, 스크라이브 헤드(9)를 독립적으로 설치하여 각각 이동 수단을 갖도록 해도 좋다. 전자와 같이 겸용하는 경우라도, 각 커터 휠을 동시에 이용하여 스크라이브하는 일은 없기 때문에, 실질적으로 커터 휠(11)이 스크라이브 헤드(9)를 제1 이동 수단으로 하고, 커터 휠(12)이 스크라이브 헤드(9)를 제2 이동 수단으로 하여, 각각의 커터 휠이 다른 이동 수단으로 X, Y 방향으로 이동되는 것으로서 취급할 수 있다.

도 2는 홈이 있는 커터 휠(11)의 일 예를 나타내는 것으로, 도 2(a)는 측면도이고, 도 2(b)는 정면도이다. 이 홈이 있는 커터 휠(11)은, 직경 2㎜∼6㎜이고 두께 0.6㎜∼1.5㎜ 정도의 초경합금제의 원반 디스크(11a)의 외주부에 날끝이 되는 능선(11b)을 형성하기 위한 각도 α(약 100도∼140도)가 형성되고, 그 능선(11b)에 연속된 작은 요철(11c)이 형성되어 있다. 또한, 이 홈이 있는 커터 휠(11)로서는, 예를 들면 미쓰보시 다이아몬도 고교 가부시키가이샤 제조의 스크라이빙 휠 「페넷트」(Penett(등록상표))를 이용해도 좋다.

다음으로, 스크라이브 장치(A)의 제어계에 대해서, 도 1에 기초하여 설명한다.

스크라이브 장치(A)는 제어부(20)를 구비하고 있다. 제어부(20)는 제어에 필요한 연산 처리를 행하는 CPU(21), 제어 프로그램이나 필요한 설정 정보를 기억하는 메모리(22)(기억부), 설정 정보나 조작을 위한 입출력을 행하는 입력 장치(23), 입력 조작 화면이나 장치 상황의 모니터 화면으로서 이용되는 표시 장치(24)에 의해 구성되는 컴퓨터 시스템으로 이루어진다.

제어부(20)에서는, 미리 제어에 필요한 설정 정보를 메모리(22)에 기억시켜 둠으로써, 제어 프로그램과 설정 정보에 의해 소망하는 스크라이브 동작을 행할 수 있도록 되어 있다.

메모리(22)에 기억되는 설정 정보에는, 본 발명에 관계되는 정보로서, 「제1 이동 속도」(31), 「제2 이동 속도」(32), 「제1 압압 하중」(33), 「제2 압압 하중」(34), 「이동 거리」(35), 「횡(橫)시프트 거리」(36), 「종(縱)시프트 거리」(37), 「시프트 횟수」(38)의 각 정보가 포함된다.

「제1 이동 속도」(31)는, 트리거(trigger) 홈을 형성할 때의 스크라이브 헤드(9)의 이동 속도의 설정 정보이고, 「제2 이동 속도」(32)는, 스크라이브 라인을 형성하기 위해 스크라이브 종료 지점까지 이동할 때의 스크라이브 헤드(9)의 이동 속도의 설정 정보이다. 본 실시예에서, 전자는 홈이 있는 커터 휠(11)을 전동시킬 때의 설정 정보이고, 후자는 노멀 커터 휠(12)을 전동시킬 때의 설정 정보이다. 또한, 제1 이동 속도(31)는, 제2 이동 속도(32)와 동일하거나, 그보다 느린 값으로 설정된다.

「제1 압압 하중」(33)은, 트리거 홈을 형성할 때의 압압 하중의 설정 정보이고, 「제2 압압 하중」(34)은, 스크라이브 라인을 형성하기 위해 스크라이브 종료 지점까지 이동할 때의 스크라이브 헤드(9)의 압압 하중의 설정 정보이다. 본 실시예에서, 전자는 홈이 있는 커터 휠(11)을 전동시킬 때의 압압 하중의 설정 정보이고, 후자는 노멀 커터 휠을 전동시킬 때의 설정 정보이다. 또한, 제2 압압 하중(34)은, 제1 압압 하중(33)과 동일하거나, 그보다 작은 값으로 설정된다.

「이동 거리」(35)는, 트리거 홈 형성시의 왕복이동에 있어서의 스타트 지점으로부터 반환점까지의 이동 거리(L1)(도 3 참조)로서 기억되는 설정 정보이다. 이 거리가 트리거 홈의 길이가 된다.

「횡시프트 거리」(36)는, 트리거 홈의 홈폭을 넓히기 위해, 횡방향(홈폭 방향)으로 날끝을 시프트시켜, 왕복이동을 반복할 때의 횡방향의 이동 거리인 횡시프트 거리(L2)(도 4 참조)의 설정 정보이다. 이 횡시프트 거리(L2)와 후술하는 시프트 횟수(38)에 의해 트리거 홈의 홈폭이 결정되게 된다.

「종시프트 거리」(37)는, 트리거 홈 형성시의 왕복이동에 있어서의 왕로(往路)와 복로의 거리의 차인 종시프트 거리(L3)(도5 참조)의 설정 정보이다. 종시프트 거리(L3)는, 트리거 홈 형성시에 왕복이동을 반복할 때의 날끝의 강하 위치의 변동 거리가 된다.

「시프트 횟수」(38)는, 트리거 홈 형성시에, 트리거 홈의 폭을 넓히기 위해 왕복이동을 반복하는 횟수의 설정 정보이다.

다음으로, 이 스크라이브 장치(A)를 이용한 스크라이브 방법을 설명한다.

우선, 도 3(a), (b)에 나타내는 바와 같이, 기판(M)의 스크라이브 예정 라인 상에서, 기판(M)의 일단연(도면의 우단연)으로부터 내측(예를 들면 4㎜ 내측)으로 들어간 스타트 지점(P1)에 홈이 있는 커터 휠(11)을 강하시키고, 미리 예비 실험에서 구하여 설정한 「제1 압압 하중」(33)(예를 들면 0.05㎫ 정도)의 하중으로 밀어 붙이면서, 스타트 지점 근방의 반환 지점(P2)까지의 「이동 거리(L1)」(35)를, 「제1 이동 속도」(31)로 전진 전동시킨다(도 3(c) 참조).

그리고, 반환 지점(P2)에서 앞선 「제1 압압 하중」(33) 및 「제1 이동 속도」(31)를 유지시킨 채 반환하여, 스타트 지점(P1)까지 후퇴 전동시킨다. 최초의 전진 전동으로 약간의 흠집이 형성되고, 이어지는 복로의 후퇴 전동으로 흠집이 깊어져 작은 홈(흠집)(T')이 형성된다(도 3(d) 참조).

계속해서, 홈이 있는 커터 휠(11)을 상승시켜 그 위치로부터 홈폭 방향(스크라이브 예정 라인과 직교하는 방향)으로 「횡시프트 거리(L2)」(36)만큼 약간 이동시키고 나서 재차 하강시키고, 반환 지점(P2)까지 「제1 압압 하중」(33) 및 「제1 이동 속도」(31)로 전진 전동시킨다(도 3(e) 그리고 도 4 참조). 이 스크라이브에 의해 형성되는 홈이, 먼저 형성된 홈과 합체하여 1개의 폭이 넓은 트리거 홈을 형성하도록, 홈이 있는 커터 휠(11)의 홈폭 방향으로의 거리(L2)가 「횡시프트 거리」(36)로서 설정되어 있고, 구체적으로는, 예를 들면 약 10㎛ 정도로 설정되어 있다. 그 후, 홈이 있는 커터 휠(11)을, 「제1 압압 하중」(33) 및 「제1 이동 속도」(31)를 유지시킨 채 스타트 지점(P1)까지 후퇴 전동시킨다(도 3(f) 참조).

상기의 홈이 있는 커터 휠(11)에서의 왕복이동에 의한 가공을, 「시프트 횟수」(38)로서 설정한 횟수만큼 반복한다. 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이 5회 왕복이동을 반복함으로써, 스크라이브 라인 가공시의 파고듦 기점이 되는 폭이 넓은 트리거 홈(T)을 형성한다. 본 실시예의 경우, 상기 홈이 있는 커터 휠(11)의 홈폭 방향으로의 이동 거리(L2)가 약 10㎛인 점에서, 트리거 홈(T)의 폭은 50㎛가 된다.

또한, 도 4에서는, 홈이 있는 커터 휠(11)의 전진 전동을 나타내는 선과 후퇴 전동을 나타내는 선을 편의상 간격을 두고 나타냈지만, 실제로는 거의 동일선상에 중복하여 나타난다.

이렇게 하여 폭이 넓은 트리거 홈(T)을 가공한 후, 스크라이브 헤드(9)를 이동하여, 홈이 있는 커터 휠(11)을 대신하여, 노멀 커터 휠(12)을 트리거 홈(T)으로 하강시킨다. 이때, 트리거 홈(T)은 폭이 넓게 형성되어 있기 때문에, 노멀 커터 휠(12)을 확실하고 그리고 용이하게 트리거 홈(T)으로 강하시킬 수 있다.

이 후, 노멀 커터 휠(12)을 트리거 홈(T)으로부터 스크라이브 예정 라인의 종점 지점(P3)까지, 미리 예비 실험으로 구하여 설정한 「제2 압압 하중」(34)(예를 들면 0.01㎫ 정도), 그리고, 「제2 이동 속도」(32)로 전진 전동시켜 스크라이브 라인(S)을 형성한다(도 3(g) 참조). 이때, 트리거 홈(T)은, 노멀 커터 휠(12)의 파고듦 기점으로서 작용하여, 전동시킬 때의 파고듦이 용이해져, 슬립하는 일 없이 스크라이브 라인(S)을 형성할 수 있다. 또한, 스크라이브 라인(S)을 형성할 때의 파고듦이 용이한 점에서, 스크라이브 라인 형성시에 있어서의 노멀 커터 휠(12)의 「제2 압압 하중」(34)을, 트리거 형성시의 「제1 압압 하중」(33)보다 작게 해도, 충분히 스크라이브 라인(S)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 스크라이브 라인 형성시에 있어서의 기판에 대한 커터 휠의 무리한 하중을 경감하여 기판의 파단이나 완전 분단을 없앨 수 있다.

홈이 있는 커터 휠(11)을 왕복이동시키는 이동 거리(L1)(이동 거리(35)로서 설정)는 2㎜ 정도가 적합하지만, 0.5㎜∼3㎜의 범위에서 선택할 수 있다. 그 이유는 다음과 같다.

일반적으로, 스크라이브 헤드의 유리 기판에 대한 상대적인 이동 방향이 변화했을 때에, 커터 휠의 날끝 능선의 방향을 당해 이동 방향으로 신속하게 일치시키기 위해, 커터 홀더에 캐스터 효과(caster effect)를 갖게 하는 경우가 있다. 구체적으로는, 커터 홀더(10a)를 연직축 둘레로 회전이 자유롭게 하고, 홈이 있는 커터 휠(11)의 회전 중심을 당해 연직축의 연장선상에 배치하지 않게 함으로써, 스크라이브 헤드(9)의 이동 방향이 바뀌어도, 홈이 있는 커터 휠(11)의 날끝 능선의 방향을 스크라이브 헤드(9)의 이동 방향으로 매끄럽게 추종시킬 수 있다. 그러나, 전술한 왕복 가공시에 이러한 캐스터 효과가 발휘되면, 반환 지점(P2)에서 홈이 있는 커터 휠(11)이 커터 홀더(10a)와 함께 180° 회전해 버려, 강화 유리 기판(M)으로 손상을 줄 우려가 있음과 동시에, 홈이 있는 커터 휠(11) 자체의 마모로도 이어진다. 따라서, 왕복이동의 거리는 커터 홀더(10a)에 캐스터 효과가 발휘되지 않는 길이인 것이 바람직하고, 그것이 0.5㎜∼3㎜이다.

또한, 전동 속도에 대해서는, 전술한 바와 같이, 홈이 있는 커터 휠(11)의 왕복이동시의 전동 속도(제1 이동 속도(31))를, 예를 들면 3㎜/초 정도로 느리게 하고, 노멀 커터 휠(12)에 의한 스크라이브 라인 형성시의 전동 속도(제2 이동 속도(32))를, 예를 들면 100㎜/초로 빠르게 하는 것이 좋다. 이에 따라, 트리거 홈(T)의 가공을 확실하게 행할 수 있음과 함께, 스크라이브 라인(S)의 가공을 신속하게 행할 수 있다.

상기 실시예에 있어서, 트리거 홈(T)을 가공할 때의 홈이 있는 커터 휠(11)의 전진 전동 거리와, 후퇴 전동 거리를 동일 거리로 행했지만, 도 5에 나타내는 바와 같이, 전진 전동과 후퇴 전동과의 거리의 차로서 「종시프트 거리」(37)를 설정하고, 후퇴 전동 거리를 전진 전동 거리보다도 짧게 하여 행하도록 해도 좋다. 이 거리의 차(종시프트 거리(L3))로서는 0.5㎜ 정도가 바람직하다.

이 방법에서는, 홈이 있는 커터 휠(11)을 홈폭 방향으로 이동시켜 강하시켰을 때에, 후퇴 전동 거리가 짧은 부분만큼 앞선 가공시에 강하시킨 지점에서 강하점이 어긋나기 때문에, 강하시의 하중이 일부에 집중하는 것을 완화하여, 균열의 앞지름이나 깨짐 등의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 상기한 후퇴 전동 거리는, 도 6에 나타내는 바와 같이 전진 전동 거리보다도 길게 해도 좋다. 이 경우도 동일하게, 홈이 있는 커터 휠(11)을 홈폭 방향으로 이동시켜 강하시켰을 때에, 후퇴 전동 거리가 긴 부분만큼 앞선 가공시에 강하시킨 지점보다도 강하점이 어긋나기 때문에, 동일한 효과를 기대할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 트리거 홈(T)을 가공하는 데에 홈이 있는 커터 휠(11)을 이용하고, 스크라이브 라인(S)을 가공하는 데에 노멀 커터 휠(12)을 이용했지만, 홈이 있는 커터 휠(11)로 트리거 홈(T)을 가공한 후, 노멀 커터 휠로 바꾸는 일 없이 그대로 홈이 있는 커터 휠(11)로 스크라이브 라인(S)을 가공하도록 해도 좋다. 이에 따라, 부품 점수나 동작에 이용하는 프로그램을 간략화할 수 있고, 또한, 커터 휠의 전환 조작을 생략하여 작업 시간을 단축할 수 있다.

이상 본 발명의 대표적인 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 상기의 실시 형태로 특정되는 것은 아니다. 예를 들면 상기 실시예에서는, 트리거 홈(T)을 가공하기 위한 홈이 있는 커터 휠(11)에 의한 왕복 전동 횟수(시프트 횟수(38))를, 적합한 사례로서 5회 실시했지만, 2회 이상의 복수회라도 좋다. 또한, 상기 실시예에서는, 스크라이브 라인 형성시에 있어서의 커터 휠의 「제2 압압 하중」(34)을, 트리거 홈(T)을 가공하기 위한 왕복시의 「제1 압압 하중」(33)보다도 작게 했지만, 왕복시의 압압 하중을 바꾸는 일 없이 스크라이브 예정 라인 전장(全長)에 걸쳐 스크라이브하도록 해도 좋다.

그 외 본 발명에서는, 그 목적을 달성하고, 청구의 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 수정, 변경하는 것이 가능하다.

본 발명의 스크라이브 방법은, 강화 유리 기판을 스크라이브하는 경우에 이용할 수 있다.

M : 취성 재료 기판
P1 : 스타트 지점
P2 : 반환 지점
P3 : 스크라이브 라인의 종점 지점
S : 스크라이브 라인
T : 트리거 홈
11 : 홈이 있는 커터 휠
12 : 노멀 커터 휠

Claims

기판 표면에 압축 응력층이 형성되어 있는 강화 유리 기판에 대하여, 스크라이브 라인을 형성하는 기판 스크라이브 방법으로서,
(a) 상기 기판의 일단연(一端緣)으로부터 내측으로 들어간 스타트 지점에, 날끝 능선에 연속된 요철을 갖는 홈이 있는 커터 휠을 하강시켜 맞닿게 하여, 스크라이브 예정 라인의 방향에서 스타트 지점 근방의 반환 지점까지 전진 전동(rolling)시켜 홈을 형성한 후에, 당해 홈 위를 후퇴 전동시키고,
(b) 이어서, 상기 홈이 있는 커터 휠을 상승시켜 홈폭 방향으로 이동시키고 나서, 재차 하강시켜 맞닿게 하여 반환 지점까지 전진 전동시킨 후에 후퇴 전동시키는 공정을 행함으로써, 먼저 가공한 홈의 폭을 넓혀 상기 커터 휠의 파고듦 기점이 되는 1개의 트리거 홈을 형성하고,
(c) 적어도 1회 이상 상기 (a), (b)의 동작을 실행한 후, 계속해서, 날끝 능선에 요철을 갖지 않는 노멀 커터 휠을 이용하여 상기 트리거 홈으로부터 커터 휠을 스크라이브 예정 라인의 종점 지점까지 압압(pushing) 전동시켜 스크라이브 라인을 형성하도록 한 강화 유리 기판의 스크라이브 방법.
제1항에 있어서,
상기 커터 휠의 전진 전동 거리가 0.5㎜∼3㎜이고, 홈폭 방향으로의 이동 거리는 5∼15㎛인 강화 유리 기판의 스크라이브 방법.
제1항에 있어서,
상기 커터 휠의 후퇴 전동 거리를, 전진 전동 거리보다도 짧게 또는 길게 한 강화 유리 기판의 스크라이브 방법.
유리 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하는 기판 스크라이브 장치로서,
유리 기판을 올려놓는 테이블과,
날끝 능선에 연속된 요철을 갖는 홈이 있는 커터 휠을 지지(holding)하는 스크라이브 헤드와,
상기 유리 기판의 표면에 대하여 상기 홈이 있는 커터 휠이 접촉된 상태와 이격된 상태를 취하도록 상기 스크라이브 헤드를 승강시키는 스크라이브 헤드 승강 수단과,
상기 유리 기판의 표면을 따라 서로 직교하는 2방향으로 상기 스크라이브 헤드를 상대적으로 이동시키는 이동 수단과,
상기 스크라이브 헤드 승강 수단에 의한 승강 동작 및, 상기 이동 수단에 의한 스크라이브 헤드의 이동 동작의 제어를 행하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부가, 상기 기판의 일단연으로부터 내측으로 들어간 스타트 지점에 스크라이브 헤드가 오도록 상기 기판이 셋팅된 상태에서 제어가 개시되면,
(a) 상기 스타트 지점에 상기 홈이 있는 커터 휠을 하강시켜 맞닿게 하여, 스크라이브 예정 라인의 방향에서 스타트 지점 근방의 반환 지점까지 전진 전동시켜 홈을 형성한 후에, 당해 홈 위를 후퇴 전동시키고,
(b) 이어서, 상기 홈이 있는 커터 휠을 상승시켜 스크라이브 예정 라인과 직교하는 홈폭 방향으로 이동시키고 나서, 재차 하강시켜 맞닿게 하여 반환 지점까지 전진 전동시킨 후에 후퇴 전동시킴으로써, 먼저 가공한 홈의 폭을 넓혀 커터 휠의 파고듦 기점이 되는 1개의 트리거 홈을 형성하고,
(c) 적어도 1회 이상 상기 (a), (b)의 동작을 실행한 후, 계속해서, 날끝 능선에 요철을 갖지 않는 노멀 커터 휠을 이용하여 상기 트리거 홈으로부터 커터 휠을 스크라이브 예정 라인의 종점 지점까지 압압 전동시켜 스크라이브 라인을 형성하는 동작을 행하는 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 기판 스크라이브 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는 (b)의 동작을 행할 때에, 상기 커터 휠의 후퇴 전동 거리를, 전진 전동 거리보다도 짧게 또는 길게 하는 기판 스크라이브 장치.
제4항에 있어서,
추가로, 날끝 능선에 연속된 요철을 갖지 않는 노멀 커터 휠을 지지하는 제2 스크라이브 헤드와,
상기 유리 기판의 표면에 대하여, 상기 노멀 커터 휠이 접촉된 상태와 이격된 상태를 취하도록 상기 제2 스크라이브 헤드를 승강시키는 제2 스크라이브 헤드 승강 수단과,
상기 유리 기판의 표면을 따라 서로 직교하는 2방향으로 상기 제2 스크라이브 헤드를 상대적으로 이동시키는 제2 이동 수단을 구비하고,
상기 제어부는 상기 (c)의 동작을, 상기 노멀 커터 휠을 이용하여 행하는 기판 스크라이브 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 (a), (b)의 동작시의 이동 속도를, 상기 (c)의 동작시의 이동 속도보다 느리게 하고 있는 기판 스크라이브 장치.