TW568890B - Scribing device - Google Patents

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568890 五、發明說明（1) (本發明所屬之技術領域） 本發明伯；+ •Λ Λ、 诉有關於一種在由玻璃、半導體等的脆性材料所 I成、，的1件形成劃線的劃線裝置。 (先前技術） 正在振動的在工件的表面形成劃線的劃線裝置。當讓 產生一 θ °刀推壓在工件的表面上時，在工件的表面會 声面梦細1度方向延伸的縱向裂痕。當讓割刀沿著工件的 :在二#^，則在工件的表面會形成連續的劃線（龜裂）。 2工好劃線後，當沿著劃線將工續時，則可 有二示申請人所提出的劃線裝置。該劃線裝置且備 元件收容在劃線器本體2 : f ”產生4的壓電 出，而該軸4則藉由設從殼體3叫部突 上下方向作直線運動Λ:下 八田遘壓電兀件振動時，則軸4合#叙^ φι ，用錐工 軸4 一起地振動。 釉4 a振動，而割刀1也會與 殼體3則被安裝在滑動塊5， (例如直線運動導引部)而被安裝 將由滑動塊5、殼體3、軸3以a…〜 4導引邛7則可 2導引成可相對於機台6作直線運動。成^劃由線器本體 構1 0而相對於工件9移動。 σ έ精由移動機 分別安裝在劃線器本體2側以及機a β 』以及枝口 6側之一對的磁鐵

C:\2D-C0DE\92-01\91125016.ptd 五 發明說明（2) 8 、8b因會彼此排斥， 荷重。當割刀1藉由磁鐵8二正從割刀1加諸在工件上的靜 調整從割刀1加諸在工件9上^的排斥力而上浮時，可以 動時從割刀加諸在工件上的$靜荷重（當振動產生部未振 藉由導引部7而引導其上浮、。何重）。此時，劃線器本體2會 根據上述劃線裝置，除 能夠根據工件的種類、严;"禳切刀1產生振動外，也 荷重適整成最佳的狀態:又f從割刀1加諸在工件9的靜 (發明所欲解決的問題） 而’以往的劃線裝 器本體2上浮之上浮用的引導固另地設置有：用於引導劃線 動之振動用的導引部，又，h…、以及用於引導軸產生振 導引部在左右方向乃分開一距=丨用的導引部7與振動用的 在用於單邊支撐劃線器本體2 :：導^ 振動時， 矩荷重。 之上/予用的導引部7會產生力 當產生力矩荷重時，不只是在 ，橫向(圖中左右方向)振動。當(割°刀=^ 力日r因：在ί割刀1加諸在工件9的荷重會產生橫方向的分 的品質變差9的表面會產生水平裂痕，而導致工件9 又，當振動產生部產生振動時，則不只是割刀i，連 線器本體2也會產生振動，且導引部7的追蹤性也會因為"作 用在導引部7的力矩荷重而變差，因此，當劃線器曰雕、 生振動時會產生阻力。 座

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568890 五、發明說明（3) "—" ' ---— 更且，當個別地設置上淨用的導引部7與振動用的導引 部時，則劃線器本體的構造會變得複雜，且劃線器本雕 質量也會變大。而當工件9的平坦度變差時，或是讓割^刀、

牙夕動而與暫時形成之劃線成交又時，由於劃線器本體2合 j下地作浮沈，因此，當劃線器本體的整體的質量變大s 時，則劃線器本體的慣性力也會變大。因此，連從割刀 加諸在工件9之荷重的變動也會變大。 J 在此，本發明則提供一種可以抑制割刀在橫方向產生 動，而只讓割刀在縱方向產生振動的書 " 發明之又一其他的目的在於可以使構造 ，又付早、、，屯，且能夠減輕部分之質量的劃線 (解決問題的手段） 將二：：ί:本發明。&外’為了要容易理解本發明，乃 限定於圖示的形態。 不頌不，但本發明並不 本發明為了要解決上述的問題，乃 振動用的導引部共用以簡化劃線器本體的構造：部與 具體地說，藉由第！項的發明的書置構;+ 問題’其主要是—斜到刀/線破置來解決上述的 劃線⑴)的劃線裝置：其特徵在於包=在工件⑴)形成 將ί 皇安裝有上述割刀(12)，並 機構(⑻；以中：線方向作直線運動的導引 利用磁力來調整從上述割刀（12)加諸在上

C:\2D.roDE\92-01\91125016.ptd 第7頁 56889〇 五、發明說明（4) ，工件（11)之荷重的荷重調整機構（173、17b)，i 導上述荷重調整機構⑽、1肅上 振=移動’且引導上述振動產生部.（⑷使上述轴（15)產生 構根導振動產生部使抽振動之導引機 弓丨機構共構使軸產生移動(例如上浮)的導 設置導引機構而導致‘::η線事:，般會因為個別地 ，：動’而只讓割刀在縱方向圓滑地振動。刀 ，猎由共用導引機構，可以使構造變得A 減輕產生振動之部分的質量 ，也能夠 在此，¥引機構只要是能夠：往=::變動。 例如可以使用線性導軌、鋼二=在復運動者即可， 滑動軸承導軌。 鋼珠杈^ v軌、鋼珠軸承導軌、 線ΓΛ的發明則是在第1項所記載的割線果置中 線裝置更包含有讓上述 _彳線裝置中，上述劃 的移動機構（1 9) ^ (12) /σ者上述工件（11)而移動 當讓割刀沿著工件而移 第3項的發明，係在第J 2 J在工件上形成劃線。 而上述導引機構( 二？動-轉動行走部 :述轉動趙轉動行走部(卜上以== 568890 發明說明（5) 動體轉動行走部（16a)之間的多個的轉動體。 根據本發明，由於藉由外筒在軸的周圍作導引，因此在 早產生振動時，可以安定地引導軸。又，由於在軸與外筒 =存在有轉動體，因此連在軸相對於外筒產生振動時而 |生的阻力也會變小。 n = 4項的發明，係在第1項至第3項之劃線裝置中，其特 輪ί·/上述/或動產/部〇4)的中心轴與上述軸（15)的中 竿由具貝上成為一直線。 致以將振動產生部的中心線方向的振動有 的:對於此，當振動產生部的中心軸與軸 3。線產生偏離時會有力矩荷重施加在軸上。 徵=項Γΐ;動！；第1項至第4項之劃線裝置中，其特 該收容盒(24)設有:了Π二係上收 上述振動產生部(14)::==(15)的振動能夠追隨 振動產生部也有二為盤狀的彈菁（29)。 朝中心線的方向以外線方向的振動’也有產生 成為盤狀的彈簧，情形。根據本發明，藉由形 方向的振動。動產生部也容易只會引出朝中心線之 又，本發明之劃線裝置，如 一對割刀（1 2 )賦予择私，二 員所述，其主要是針對 劃線裝置，其特徵‘於包八f工件(1 υ上形成劃線(13)的 動的機台（1 8 );產生栌私二有：可相對於上述工件（1 1 )移 刀(12)，而將上述振動產生部(1〜設有上述割 振動產生部(14)的振動傳達到上述割刀

C:\2D-C0DE\92-01\91125016.ptd 第9頁 568890 五、發明說明（6) - (12)的軸（15);安裝在上述機台（1 8)上，用以導引上述軸 (1 5 )在其中心線方向作直線運動的導引部（28 );以及利用 磁力來調整從上述割刀（12)加諸在上述工件（11)之荷重的 磁鐵。 根據本發明’可以將引導振動產生部使軸振動之導引機 構、以及引導荷重調整機構使軸產生移動（例如上浮）的導 引機構共用。因此不會像以往的劃線裝置般會因為個別地 設置^引機構而導致產生力矩荷重。藉此，能夠防止割刀 產生橫向振動，而只讓割刀在縱方向圓滑地振動。 又，藉由共用導引機構，可以使構造變得簡單，也能夠 減輕產^振動之部分的質量。藉此可以減少荷重的變動。 又，藉著共用導引部，可以使得構造變得簡單，也能夠 減輕畫m器本體的重量。藉此，能夠減小#㈣㈣，艮卩 使是對薄的工件也能夠形成良好的劃線。 (發明之實施形態） 一' 以下請參照所附的圖式來詳細地說明本發明。圖2以及 ΓΛ示莫本/明之第1實施形態的劃線裝置。該劃線裝置是 t 陶…脆性材料所構成的薄板狀的工件η ,,. ^ a二又刀J、1曱的劃線。割刀1 2乃抵接在工件 1 1的表面。當割刀1 2振動時，刖π Λ、本士 ν , 了 則形成垂直於工件1 1之表面 部分的縱向裂痕（c r a c k)。當將” ] 0 , # , 田將割刀1 2沿著工件11移動 時，則會在工件11形成縱向裂# 劃線13。 表廈連績的龜裂’亦即’形成 劃線裝置具備有產生振動的# 〜振動產生部1 4 ;在下端部安

第10頁 568890 五、發明說明（7) 何重（主要為靜荷重）的一 j刀】2加诸在工件n的 構）。導引部28則被安,/ “ 士戈17a、17b(荷重調整機 18。移動機構19可以讓機動機構19而移動的機台 方向移動以使得割刀12 “ Y2軸方向、或是XYZ3軸 割刀12使用一被带出去 者工件11而移動。 當工件薄時，雖然是使用2錐形狀的錢石四角錐工具。 厚時，或工件U是角ΐ工具，但是當工件η 為算盤珠子狀的輪狀工具。 ψ則也可以使用形成 振動產生部14使用例；當施 壓電元件（壓電致動器）。务 卜；_卩，％時會產生應變的 所定的頻率而變化時，則；塵電元件的電屢依據 施加外部電場，壓電 ；呈伸縮。藉由 刀心當應力傳達到割刀傳達到割 角錐的凹部外，也形成垂直龜裂件的表面除了四 將振動產生部1 4的拒# 查 略呈圓形，而為導引^ /刀12的轴15，其斷面大 方向作直線運撐而可以在軸15的中心軸的 -方面，軸=ρί 下端側設有工具保持部20。另 外周形成π著灿#而則被連結到振動產生部140在軸心的 鋼多列作為轉動體轉動州 狀也可以X s (多"?、圖3以及圖4 )。此外，軸i 5的形 也了以不疋圓形’可以是四角形等的多角形。又，轴15 第11頁 C:\2D-CODE\92-01\91125016.ptd 568890 五、發明說明（8) 的斷面形狀也可以在軸線方向變化。更者，轴1 5可以形成 為實心、或是中空。 振動產生部1 4的中心線與軸1 5的中心線實質上乃成為― 直線以使得振動產生部1 4的中心線方向的振動能夠有效率 地傳到轴15。假使振動產生部14的中心線與軸15的中心線 發生偏離時，力矩（moment )荷重會加諸在軸1 5。 用於導引軸在其中心線方向作直線運動的導引部2 8是由 與軸嵌合的外筒21、以及介於軸15與外筒21之間多個作為 轉動體的鋼珠22...所構成。導引部28則經由托架而被安 裝在機台18上。該導引部28則兼具備有藉由一對的磁鐵 17a、17b的浮力而導引軸丨5移動（例如上浮）的功能、以 引導振動產生部〗4使軸丨5發生振動的功 -Ξ 示/引部28的一例。圖3顯示導引部以的立 肢圖、圖4顯示導引部28的正面圖、圖5為顯示 側面圖。在如形成為栓槽（SP1 i ne)軸般的軸丨5則 ， 軸線方向延伸的多列的鋼珠轉動行走？ 5則形_ 軸15的外筒21的内周，則對應於被形H在被嵌入到 行走溝15a形成有在軸線方向延伸 在 的鋼珠轉動 走部的鋼珠轉動行走溝21a。在軸 =體：動行 與外筒21的鋼珠轉動行走溝2U之間則J = f走溝15a 動的鋼珠22··.。在外筒21的内部則除了 2夕個可以滾 22. .·循環的無限循環路徑外，也組入用可讓鋼珠 = 22...的保持㈣。藉由軸以 ：保持多個鋼 動，鋼珠22...可以在外筒21與軸15之間^的：線運 J〆衣勒。鋼珠22· · ·

568890 五、發明說明（9) 可以一邊滾動而一邊在無限循環路徑中 慮將軸15的振幅設定成小些時，則也能夠；二外，當考 珠循環之無限循環路徑的有限循環路徑。^用^設有讓鋼 要是可以導引軸15作往復運動者即可 ^導引部28只 導軌（Ball Spline Guide)外，也例如可以述鋼珠栓槽 軌、鋼珠軸承導執、滑動軸承導軌等。吏用線性導 如圖1所示，利用磁力而對割刀〗2賦予 ^ ^ ^^ ' 成磁鐵17a、】7b中的其中一個17a被安裝在機台18側， 而另一者17b則被安裝在劃線器本體23侧（在本實施形態 為收容振動產生部14的收容盒24)。托架25被固定在機&台 18，而磁鐵l7a被安裝在該托架25，而托架“被固定在二 容盒24，且磁鐵17b被安裝在該托架26。在此，磁鐵nb雖 然是被安裝在收容盒，但也可以被安裝在做振動之劃線器 本體23側的任何部分（例如軸;I 5)。磁鐵〗7a、1 7b則同極 (例如N極）彼此面對，藉由作用在磁鐵丨7a、1 7b之間的排 斥力可減少加諸在工件11的靜荷重。 此外’磁鐵1 7 a利用未圖不之分厘卡（μ icrometer)等的 位置調整機構調整其高度以使得從割刀〗2加諸在工件11的 靜荷重變化。又，也可以取代永久磁鐵，而改採可以調整 磁力的電磁鐵。更者，磁鐵17a、1 7b也可以形成為其中心 位在軸的中心線上的環狀。 振動產生部1 4是被收容在收容盒24。振動產生部1 4的下 立而則抵接在設在轴1 5之上端的保持器2 7，而振動產生部1 4 \\A312\2d-code\92-01\91125016.ptd 第13頁 568890 五、發明說明（10) ϋ 則抵接在设在收容盒24之上部的調整螺絲28。在收 ^ ^的下°卩°又有用於讓轴1 5的振動得以追蹤於振動產生 :之二動的彈簧29。該彈簧29形成為圓周方向的斷面形 '二⑽=的益狀。彈黃2 9則藉著其彈性恢復力將彈簧2 7往 28ί 4 =在保持窃27與被安裝在收容盒24的調整螺絲 28 ^間對振動產生部14賦予預壓（讓振動產生部“ =縮的力量）。在振動產生部14做振動之際，為了要防 讲j刀1 2攸=件1 1往上跳，可以在收容盒24安裝錘、或是 口又上可將收容盒24往下方側彈壓的彈簀、磁鐵等。 -3:線的線則接近於一挾著振動產生部14而存在有 貝里Ml (軸15以及割刀12的質量）的錘與質量 以，防止上浮用的錘的質量等)的錘的模型。因二2了4 要讓在振動產生部1 4所產生的應力能夠有效率地傳達到判 ^ =將設在振動產生部14之兩側的質量M1與質倾的鐘 的平衡設定成最好的狀態乃非常的重要。一般而古， =量M2設成較質量M1為大，則能夠有效率地將 生部1 4中所產生的應力傳達到割刀丨2。 以下說明上述劃線裝置的使用方法。首先，將工 2水平的基座3〇而設定成水平。當將機台18藉由移動機 1對於工件丨丨作水平移動時，則割刀12會從碰到工件 士邊緣開始而越上工件11的上面。當割刀丨2跑 ^，則會從割刀12對工件U賦予靜荷重n :鐵17a的高度時，藉由磁力所產生的排斥力而減少田靜行 重，逐調整靜荷重。當靜荷重太大時，m會在工们】的表

C:\2D-CODE\92.0l\9H25O16.ptd $ 14頁 568890 五、發明說明（11) 面發生橫向裂痕。相反地當靜 線器本體23振動時，割刀12會 件太小時，則當讓劃 11的表面造成傷害。靜荷重的：：：土浮…對工件 及厚度來決^。. 小疋根據工件11的材質以 若得到所設定的靜荷重後，對振 :而讓振動產生部“呈週期地作振動。振動”產4二=電 動則經由軸而傳達到割刀12。當割刀12振動時 “辰 1 疗:的上面會形成凹#、以及連接於該凹部而形成垂直二件 在本發明中，用於引導振動產生部14使軸產生 引部28、與引導磁鐵17a、17b使軸15產生上浮的導 1

乃是共用。因此不會因為以往的劃線裝置要個別地言= 引部而導致產生力矩（moment)荷重。藉此，可以防止 1 2產生橫向振動，而只會讓割刀i 2在縱方向作振動。σ,刀 當一邊讓割刀1 2振動，而一邊藉由移動機構丨9使機a 在水平方向移動時，則會在工件n的表面部分形成由& 裂痕所構成的劃線1 3。已形成有劃線1 3的工件1 1則從義ΑΑ 3 0被取下，而藉由未圖示的斷開裝置沿著劃線將其$ ^座 圖6為顯示本發明之第2實施形態中的劃線裝置。今二: 形態的劃線裝置也具備具：產生振動的振動產生部1 4、t 下端部安裝有割刀1 2，而將振動產生部1 4的振動傳達到割 刀12的軸15、引導軸15在其中心軸方向作直線運動的導^丨 部2 8、以及利用磁力來調整從割刀1 2加諸在工件11上之^ ^ 重的一對的磁鐵（未圖示）。導引部28則被安農在藉由移S

\\A312\2d-code\92-01\91125016.ptd 568890 五、發明說明（12) 機構而移動的機台（未圖示）上。 在本實施形態中’振動產生部則使用當施加磁場時，會 在磁性體產生應變的磁性材料，具體地說是使用位移量大 的超磁應變元件3 1。 在超磁應變元件31的周圍則捲繞有用於提供磁場的線圈 32。該超磁應變元件31也被收容在收容盒24。超磁應變元 :31的下端抵接在設在軸15之上端的保持器27，而超磁應 ，交凡件3〗的上端抵接在收容盒24的上部。在收容盒24的下 mTi軸1 5的振動追蹤於超應變元件31之振動的 Ϊ:彈= 成為圓周方向的斷面形狀為-定的 ΐ ^ 由其彈性恢復力將保持器27朝上方彈 昼，而在保持器27盥收衮各㈧+ L μ ^ 31賦予預壓(將超磁應變二：之間對超磁應變元件 當施加在超磁應變元二^在軸方向I缩的力量）。 時，則超磁應變據所定的頻率而變化 外部磁場，會在超磁應亦即，藉由施加 到割刀1 2。一和而丄4 牛3 1七生應力，且將該應力傳 元件為大。心，：磁應：^二3用=生應力較壓電 大的應力到割刀12的玻璃^件31可用在於切斷可望傳達 (發明效果） 坂埤寺上。 如上所述，根據本發 振動的導引機構、以由於引導振動產生部使軸產生 (例如上浮）的導引機槿j導靜荷重調整機構使軸產生移動 線裝置般會因為彳 $、互為共用，因此不會像以往的割 為個別设置導弓丨機構而產生力矩(咖ent);: 568890 五、發明說明（13) 重。因此可以防止割刀產生橫向振動，而只讓割刀在縱方 向圓滑地振動。又，藉著使導引機構共用，可以使構造變 成簡單，也能夠減輕發生振動之部分的質量。藉此可以減 少荷重的變動。 (元件編號說明） 11 工件 12 割刀 13 劃線 14 振動產生部 15 軸 15a 鋼珠轉動行走部（轉動體轉動行走部） 16 外筒 16a 鋼珠轉動行走部（轉動體轉動行走部） 17a、17b 磁鐵（荷重調整機構） 18 機台 19 移動機構 22 鋼珠（轉動體） 24 收容盒 28 導引部（導引機構） 29 彈簧

C:\2D-CODE\92-01\91125016.ptd 第17頁 568890 圖式簡單說明 圖1為本發明之第1實施形態之劃線裝置的正面圖。 圖2為上述圖1之劃線裝置的側面圖。 圖3為顯示上述圖1之劃線裝置之導引部的立體圖。 圖4為上述導引部的正面圖（包含一部分斷面）。 圖5為上述導引部的側面圖（包含一部分斷面）。 圖6為顯示本發明之第2實施形態之劃線裝置的垂直方向 斷面圖。 圖7為習知之劃線裝置的說明圖。

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Claims (1)

1. 568890 -------- 六、申請專利範圍 1. -種劃線裝置，係 〜^- 線者，其特徵在於包含°彳刀賦予振動而在工件上形成 產生振動的振動產生部· 軸，安裝有上述割刀，、, 給上述割刀； ，並將上述振動產生部的振動傳達 ，引機構’導巧上述 :重調整機構，利來：：線方向作直線運動；及 工件之荷重，·其令， 末调整從上述割刀加諸在上 二二導引機構會引導上述 且引導士述振動產生部使上述：：：機構使上述耗移動， 2.如申請專利範 ^振動。 裝置更具備有可讓貝之4線裝置，其中，上 構。 述工件移動的移動機 .如申請專利範圍第丨或2項之 軸的外周形成在軸線方向延伸2裝置’其中，在 上，導引機構具備有： 轉動體轉動行走部，达 外筒，可與上述軸嵌合，而 轉=以應：轉動體轉動行=形：有與上迷轉動體 夕们轉動體，介於上述軸的丨，及 述:卜體轉動行走部=動體轉動行走部與上 •戈曱W專利範圍第1或2項夕查丨 動產生部的中心線與上述軸的j骏置’其中 5.如申請專利範圍第！或2項之:J實質上成為 3振 在收谷盒’為了要讓上H中，上述振 ____^ 。振動追隨上 第19頁 568890 六、申請專利範圍 述振動產生部的振動，而在該收容盒設有形成為盤狀的彈 簧。. 6. —種劃線裝置，係對割刀賦予振動，而在工件上形成 劃線者，其特徵在於包含有： 可相對於上述工件移動的機台； 產生振動的振動產生部； 軸，設有上述割刀，而將上述振動產生部的振動傳達到 上述割刀； 導引部，安裝在上述機台上，用以導引上述軸在其中心 線方向作直線運動；及 磁鐵，利用磁力來調整從上述割刀加諸在上述工件之荷 〇

   C:\2D-CODE\92-01\91125016.ptd 第20頁