KR101788643B1 - 홀더 유닛 및 스크라이브 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 취성 재료 기판의 스크라이브를 행한 경우에, 분단된 취성 재료 기판의 단면(端面) 강도를 향상시킬 수 있는, 홀더와 스크라이빙 휠과 핀이 일체로 되어 있는 홀더 유닛 및 스크라이브 장치를 제공한다.
(해결 수단) 본 발명의 일 실시 형태의 홀더 유닛(30)은, 홀더(31)와 스크라이빙 휠(40)과 핀(50)이 일체화된 홀더 유닛(30)에 있어서, 핀(50)이 회전할 수 있도록 핀구멍(35a, 35b)에 배치되어 있기 때문에, 핀이 회전 불가능하게 배치되어 있는 홀더 유닛에 비해, 취성 재료 기판의 단면 강도를 향상하게 된다.

Description

홀더 유닛 및 스크라이브 장치{HOLDER UNIT AND SCRIBING APPARATUS}

본 발명은, 취성 재료 기판(brittle material substrate)의 표면에 스크라이브 라인을 형성하기 위해 이용하는 홀더 유닛 및 스크라이브 장치에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은, 홀더와 스크라이빙 휠(scribing wheel)과 핀이 일체로 되어 있는 홀더 유닛 및 이 홀더 유닛을 착탈(着脫)할 수 있는 조인트부를 구비한 스크라이브 장치에 관한 것이다.

유리 기판 등의 취성 재료 기판의 분단에는, 통상 스크라이빙 휠이 이용되고 있다. 구체적으로는, 이 스크라이빙 휠을 유리 기판 상에 압접 전동(rolling)시켜 기판 표면에 스크라이브 라인을 형성하고, 이에 따라 기판 표면으로부터 수직 방향으로 크랙을 발생시키고(스크라이브 공정), 이어서 기판에 응력을 가하여 그 수직 크랙을 기판의 이면까지 성장시켜(브레이크 공정), 취성 재료 기판의 분단(dividing)이 행해지고 있다.

기판 표면에 스크라이브 라인을 형성하면, 점차 스크라이빙 휠의 날끝이 마모된다. 날끝이 마모되면, 스크라이빙 휠의 교환이 필요해진다. 그러나, 스크라이빙 휠은 외경이 1.0∼5.0㎜ 정도로 소형인 것이기 때문에, 홀더의 선단에 지지되어 있는 휠의 떼어냄에 있어서는, 매우 가는 휠을 지지하는 핀의 삽입 이탈이 필요하는 등, 스크라이빙 휠의 교환 작업성이 매우 나쁘다.

그래서, 스크라이빙 휠의 교환 작업성을 개선한 휠 유닛으로서, 예를 들면 특허문헌 1에 기재되어 있는 팁 홀더가 알려져 있다.

이 팁 홀더는, 홀더와 스크라이빙 휠과 핀을 갖고 있다. 보다 구체적으로, 팁 홀더는, 홀더의 홀더홈에 있어서, 핀으로 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지(holding)하고 있어, 홀더와 스크라이빙 휠과 핀을 일체화한 구성으로 되어 있다. 그리고, 마그넷이 매설된 홀더 조인트에 대하여 팁 홀더를 간단하게 착탈할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 스크라이빙 휠의 교환이 필요한 경우에는, 일부러 홀더로부터 스크라이빙 휠을 떼어내거나 할 필요는 없고, 팁 홀더채로 교환하는 것만으로도 되기 때문에, 스크라이빙 휠의 교환 작업성이 매우 양호해진다.

이와 같이, 특허문헌 1에 개시되어 있는 팁 홀더는, 스크라이빙 휠의 교환이 필요한 경우에는, 팁 홀더마다 교환하는 구성으로 되어 있기 때문에, 팁 홀더를 조립한 후에는 홀더로부터 스크라이빙 휠 및 핀을 떼어낼 필요가 없다. 그 때문에, 특허문헌 1에 개시되어 있는 팁 홀더는, 핀이 홀더의 핀구멍에서 떼어냄을 할 수 없도록 고정된 구성으로 되어 있다.

일본공개특허공보 2012-995호

그런데, 분단 후의 유리 기판에 있어서는, 단면(端面) 강도가 높은 것이 요망되고 있다. 특히, 표시용 패널은 박형화가 진행되고 있기 때문에, 표시용 패널을 구성하는 유리 기판도 더욱 얇은 것이 이용되고 있다. 이러한 얇은 유리 기판을 이용하는 표시용 패널에 의하면, 유리 기판의 단면 강도가 약하면, 표시면에 외력이 인가되었을 때에 유리 기판이 간단하게 파괴되어 버리게 된다. 따라서, 분단된 취성 재료 기판의 단면 강도를 향상시키는 요구는 매우 크다.

본 발명은, 취성 재료 기판의 스크라이브를 행한 경우에, 분단된 취성 재료 기판의 단면 강도를 향상시킬 수 있는, 홀더와 스크라이빙 휠과 핀이 일체로 되어 있는 홀더 유닛 및 스크라이브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 홀더 유닛은,

스크라이브 라인을 형성하기 위한 스크라이빙 휠과, 상기 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지하는 핀과, 상기 스크라이빙 휠을 배치해 두는 지지홈을 형성하는 한 쌍의 지지부를 갖고, 상기 한 쌍의 지지부에 상기 핀을 배치해 두는 핀구멍이 형성된 홀더를 구비하고, 상기 스크라이빙 휠이 상기 핀구멍에 배치된 핀에 지지되어 있는 홀더 유닛으로서,

상기 핀은, 상기 핀구멍에 있어서, 상기 홀더와의 사이에 클리어런스(clearance)를 형성하여 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 홀더 유닛에 의하면, 핀은, 홀더와의 사이에 클리어런스가 형성되어 핀구멍에 배치되어 있기 때문에, 회전 가능하게 되어 있다. 이에 따라, 본 발명의 홀더 유닛은, 핀이 회전 불가능하게 배치되어 있는 홀더 유닛에 비해, 분단된 취성 재료 기판의 단면 강도가 향상되게 된다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 스크라이브 장치는,

스크라이브 라인을 형성하기 위한 스크라이빙 휠과, 상기 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지하는 핀과, 상기 스크라이빙 휠을 배치해 두는 지지홈을 형성하는 한 쌍의 지지부를 갖고, 상기 한 쌍의 지지부에 상기 핀을 배치해 두는 핀구멍이 형성된 홀더를 구비하고, 상기 핀이, 상기 핀구멍에 있어서, 상기 홀더와의 사이에 클리어런스를 형성하여 배치되어 있는 홀더 유닛과,

상기 홀더 유닛을 착탈 가능한 조인트부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스크라이브 장치에 의하면, 스크라이빙 휠과 핀과 홀더가 일체화된 홀더 유닛과, 이 홀더 유닛을 착탈 가능한 조인트부를 구비하는 스크라이브 장치에 있어서, 핀이 홀더와의 사이에 클리어런스가 형성되어 회전 가능하게 배치되어 있기 때문에, 단면 강도가 향상된 분단된 취성 재료 기판을 제조할 수 있게 된다.

도 1은 실시 형태 1에 있어서의 스크라이브 장치의 개략도이다.
도 2는 실시 형태 1에 있어서의 스크라이브 장치가 갖는 홀더 조인트의 정면도이다.
도 3은 실시 형태 1에 있어서의 홀더 유닛의 사시도이다.
도 4는 실시 형태 1에 있어서의 홀더 유닛의 일부 확대도이다.
도 5는 실시 형태 1에 있어서의 스크라이빙 휠의 측면도이다.
도 6은 시험편의 단면 강도의 측정 방법의 개략도이다.
도 7(a)는 핀이 회전 가능한 홀더 유닛을 이용한 경우의 단면 강도의 측정 결과의 그래프이며, 도 7(b)는 핀이 회전 불가능한 홀더 유닛을 이용한 경우의 단면 강도의 측정 결과의 그래프이다.
도 8은 실시 형태 2에 있어서의 홀더 유닛을 조인트부에 부착하기 전의 상태를 나타내는 부분 확대 사시도이다.
도 9는 실시 형태 2에 있어서의 홀더 유닛을 조인트부에 부착한 상태의 단면도이다.
도 10은 실시 형태 2에 있어서의 홀더 유닛의 정면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 이용하여 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시 형태는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 일 예를 나타내는 것이며, 본 발명을 이 실시 형태로 특정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 본 발명은, 특허 청구의 범위에 포함되는 그 외의 실시 형태의 것에도 적용할 수 있는 것이다.

[실시 형태 1]

실시 형태 1에 따른 스크라이브 장치(10)의 개략도를 도 1에 나타낸다. 스크라이브 장치(10)는, 이동대(11)를 구비하고 있다. 그리고, 이 이동대(11)는, 볼 나사(13)와 나사 맞춤되어 있어, 모터(14)의 구동에 의해 이 볼 나사(13)가 회전함으로써, 한 쌍의 안내 레일(12a, 12b)을 따라 y축 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

이동대(11)의 상면에는, 모터(15)가 설치되어 있다. 이 모터(15)는, 상부에 위치하는 테이블(16)을 xy평면에서 회전시켜 소정 각도에 위치 결정하기 위한 것이다. 취성 재료 기판(17)은, 이 테이블(16) 상에 올려놓여지고, 도시하지 않는 진공 흡인 수단 등에 의해 지지된다. 또한, 스크라이브의 대상이 되는 취성 재료 기판(17)은, 예를 들면, 유리 기판, 세라믹 기판, 사파이어 기판, 실리콘 기판 등이다.

스크라이브 장치(10)는, 취성 재료 기판(17)의 상방에, 취성 재료 기판(17)의 표면에 형성된 얼라인먼트 마크(alignment mark)를 촬상하는 2대의 CCD 카메라(18)를 구비하고 있다. 그리고, 스크라이브 장치(10)에는, 이동대(11)와 그 상부의 테이블(16)을 걸치도록, x축 방향을 따라 브리지(19)가, 지주(支柱; 20a, 20b)에 의해 가설(架設)되어 있다.

이 브리지(19)에는, 가이드(22)가 부착되어 있어, 스크라이브 헤드(21)가 가이드(22)를 따라 x축 방향을 따라 이동 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 스크라이브 헤드(21)에는, 홀더 조인트(23)를 개재하여, 홀더 유닛(30)이 부착되어 있다.

도 2는, 홀더 유닛(30)이 부착된 홀더 조인트(23)의 정면도이다. 또한, 도 3은, 홀더 유닛(30)의 사시도이다. 또한, 도 4는, 도 3의 A방향으로부터 관찰한 홀더 유닛(30)의 측면의 일부를 확대한 도면이다.

홀더 조인트(23)는, 대략 원기둥 형상을 하고 있으며, 회전축부(23a)와, 조인트부(23b)를 구비하고 있다. 스크라이브 헤드(21)에 홀더 조인트(23)가 장착된 상태에서, 이 회전축부(23a)에는, 홀더 조인트(23)를 회전 운동이 자유롭게 지지하기 위한 2개의 베어링(24a, 24b)이, 원통형의 스페이서(24c)를 개재하여 부착되어 있다. 또한, 도 2에는, 홀더 조인트(23)의 정면도가 나타남과 함께, 회전축부(23a)에 부착된 베어링(24a, 24b)과 스페이서(24c)의 단면도가 함께 나타나 있다.

원기둥형의 조인트부(23b)에는, 하단측에 원형인 개구(25)를 구비한 내부 공간(26)이 형성되어 있다. 이 내부 공간(26)의 상부에 마그넷(27)이 매설되어 있다. 그리고, 마그넷(27)에 의해 착탈이 자유로운 홀더 유닛(30)이, 이 내부 공간(26)에 삽입되어 부착되어 있다.

이 홀더 유닛(30)은, 홀더(31)와 스크라이빙 휠(40)과 핀(50)을 포함하여 구성되어 있다. 즉, 홀더 유닛(30)은, 홀더(31)와 스크라이빙 휠(40)과 핀(50)이 일체화된 것이다.

홀더(31)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 대략 원기둥형을 하고 있으며, 자성체 금속으로 형성되어 있다. 그리고, 홀더(31)의 상부에는, 위치 결정용의 부착부(32)가 형성되어 있다. 이 부착부(32)는, 홀더(31)의 상부를 절결(cut-away)하여 형성되어 있으며, 경사부(32a)와 평탄부(32b)를 구비하고 있다.

그리고, 홀더(31)의 부착부(32)측을, 개구(25)를 통하여 내부 공간(26)으로 삽입한다. 그 때, 홀더(31)의 상단측이 마그넷(27)에 의해 끌어 당겨져, 부착부(32)의 경사부(32a)가 내부 공간(26)을 통과하는 평행 핀(28)과 접촉함으로써, 홀더 조인트(23)에 대한 홀더 유닛(30)의 위치 결정과 고정이 행해진다. 또한, 홀더 조인트(23)로부터 홀더 유닛(30)을 떼어낼 때에는, 홀더 유닛(30)을 하방으로 당김으로써, 용이하게 떼어낼 수 있다.

홀더(31)의 하부에는, 홀더(31)를 절결하여 형성된 지지홈(33)이 형성되어 있다. 그리고, 지지홈(33)을 형성하기 위해 절결한 홀더(31)의 하부에는, 지지홈(33)을 사이에 두고 지지부(34a, 34b)가 위치하고 있다. 이 지지홈(33)에는, 스크라이빙 휠(40)이 회전이 자유롭게 배치되어 있다. 또한, 지지부(34a, 34b)에는, 스크라이빙 휠(40)을 회전시 자유롭게 지지하기 위한 핀(50)을 지지해 두는 핀구멍(35a, 35b)이 각각 형성되어 있다. 또한, 핀구멍(35a)은, 내부에 단부(段部)를 갖고 있으며, 지지홈(33)측의 개구의 공경(孔徑)이, 다른 한쪽측의 개구의 공경보다도 커져 있다.

다음으로, 도 5를 이용하여 스크라이빙 휠(40)의 상세에 대해서 설명을 행한다. 도 5는, 홀더(31)의 선단에 부착되어 있는 스크라이빙 휠(40)의 측면도이다.

이 스크라이빙 휠(40)은 기재(基材; 41)로 형성되어 있다. 그리고, 기재(41)에는, 기재(41)의 대략 중심에, 핀(50)을 관통시키기 위한 관통구멍(42)이 형성되어 있으며, 또한, 기재(41)의 원주부의 양단을 깎아 형성되어 있는 날부(43)가 형성되어 있다.

기재(41)는, 예를 들면, 초경합금, 소결 다이아몬드(Poly Crystalline Diamond. 이하, PCD라고 함), 스테인리스, 세라믹 등, 경질인 것으로 이루어지는 원판 형상의 부재이다. 또한, 관통구멍(42)은, 기재(41)의 대략 중심을 원형으로 깎아 형성되어 있다.

날부(43)는, 원판 형상의 기재(41)의 원주부의 양단을 깎아 형성된 능선(44)과, 능선(44)의 양측의 경사면(45)을 구비하고 있다. 날부(43)의 날끝각은, 통상 둔각으로, 90∼160°, 바람직하게는 90∼140°의 범위이다. 또한, 날끝각의 구체적 각도는, 절단하는 취성 재료 기판(17)의 재질, 두께 등으로부터 적절히 설정된다.

이 스크라이빙 휠(40)의 치수에 대해서 설명한다. 스크라이빙 휠(40)의 외경은, 1.0∼10.0㎜, 바람직하게는 1.0∼5.0㎜, 더욱 바람직하게는 1.0∼3.0㎜의 범위이다. 스크라이빙 휠(40)의 외경이 1.0㎜보다 작은 경우에는, 스크라이빙 휠(40)의 취급성이 저하된다. 한편, 스크라이빙 휠(40)의 외경이 10.0㎜보다 큰 경우에는, 스크라이브시의 수직 크랙이 취성 재료 기판(17)에 대하여 깊게 형성되지 않는 경우가 있다.

스크라이빙 휠(40)의 두께는, 0.4∼1.2㎜, 바람직하게는 0.4∼1.1㎜의 범위이다. 스크라이빙 휠(40)의 두께가 0.4㎜보다 작은 경우에는, 가공성 및 취급성이 저하되는 경우가 있다. 한편, 스크라이빙 휠(40)의 두께가 1.2㎜보다 큰 경우에는, 스크라이빙 휠(40)의 재료 및 제조를 위한 비용이 높아진다. 또한, 스크라이빙 휠(40)의 두께에 대하여, 홀더(31)의 지지홈(33)의 폭(지지부(34a)와 지지부(34b)와의 거리)은 조금 커져 있어, 실시 형태 1에 있어서는, 0.65㎜의 휠에 대한 지지홈(33)의 폭은 거의 0.67㎜로, 약 0.02㎜의 클리어런스가 형성되어 있다.

스크라이빙 휠(40)의 관통구멍(42)의 공경은, 0.8∼1.5㎜ 정도로 되어 있다.

다음으로, 핀(50)에 대해서 설명한다. 핀(50)은, 원기둥형의 부재로서, 도 4에 점선으로 나타내는 바와 같이, 일단(一端)이 첨두(尖頭) 형상으로 되어 있다.

핀(50)의 재료로서는, 스크라이빙 휠(40)의 기재(41)와 동일하게, 초경합금, PCD, 스테인리스, 세라믹 등, 경질인 것이 이용된다. 또한, 이 외에도, 핀(50)은, 초경합금 등으로 형성된 원기둥 형상 부재에 대하여, 그의 표면에 경질 입자를 포함한 도금 피막을 형성한 것이라도 좋다. 이와 같이, 표면에 경질 입자를 포함한 도금 피막을 형성함으로써, 스크라이빙 휠(40)이 회전하는 것에 의한 핀(50)의 마모를 저감할 수 있다. 또한, 경질 입자는, 예를 들면, 단결정 다이아몬드, 다결정 다이아몬드, 입방정 질화 붕소 등의 경질인 것이 적합하다. 또한, 도금 피막은, 예를 들면, 니켈 피막 등이 적합하다.

그리고, 이상과 같은 홀더(31)와 스크라이빙 휠(40)과 핀(50)을 이용하여 홀더 유닛(30)이 구성된다. 구체적으로, 홀더 유닛(30)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 스크라이빙 휠(40)의 관통구멍(42)에 핀(50)을 관통시킴과 함께, 핀구멍(35a, 35b)에 핀(50)의 양단을 배치하고, 스크라이빙 휠(40)이 홀더(31)에 대하여 회전할 수 있도록 배치되어 있다.

스크라이빙 휠(40)의 교환이 필요해지면, 실시 형태 1과 같은 일체형의 홀더 유닛(30)은, 스크라이빙 휠(40)을 떼어내는 일 없이, 홀더 유닛(30)마다 교환을 행하게 된다. 따라서, 홀더(31)와 스크라이빙 휠(40)과 핀(50)을 일체화한 후에는, 스크라이빙 휠(40)을 홀더(31)로부터 일부러 떼어낼 필요가 없기 때문에, 핀(50)도 핀구멍(35a, 35b)으로부터 떼어낼 필요가 없다. 그 때문에, 종래의 일체형의 홀더 유닛에서는, 핀(50)은, 핀구멍(35a, 35b)에서 고정되고, 회전할 수 없도록 배치되어 있었다.

그러나, 실시 형태 1의 홀더 유닛(30)은, 핀(50)을 회전할 수 있도록 핀구멍(35a, 35b)에 배치되어 있다.

구체적으로는, 핀구멍(35a, 35b)에 설치된 핀(50)은, 홀더(31)와의 사이에 0.025∼0.055㎜의 클리어런스가 형성되어 있다. 이러한 클리어런스를 형성해 둠으로써, 핀구멍 내에 설치된 핀(50)이, 스크라이빙 휠(40)의 회전시 등에, 스크라이빙 휠(40)과 함께 회전할 수 있다. 또한, 클리어런스가 0.025㎜보다도 작아지면 핀(50)의 회전성이 내려가 버리고, 클리어런스가 0.055㎜보다도 커지면 스크라이브에 의해 발생한 컬릿(cullet)이 클리어런스에 들어가기 쉬워져, 오히려 핀(50)의 회전성이 내려가 버린다. 또한, 스크라이빙 휠(40)의 관통구멍(42)에 있어서의 스크라이빙 휠(40)과 핀(50)과의 클리어런스는, 0.035∼0.065㎜ 형성하고 있다.

또한, 실시 형태 1의 홀더 유닛(30)은, 도 3이나 도 4에 나타내는 바와 같이, 핀구멍(35b)측에 있어서, 핀구멍(35b)의 벽을 코오킹(calking)시킴으로써 클로우부(claw portion;36)를 4개소 형성하여, 핀(50)이 핀구멍(35b)으로부터 빠지지 않도록 구성되어 있다. 그리고, 핀구멍(35a)측에서는, 내부에 단부를 갖고 있으며, 지지홈(33)측의 개구의 공경이, 다른 한쪽측의 개구의 공경보다도 커져 있다. 이 단부에 의해 핀 수용부가 형성되고, 핀(50)이 핀구멍(35a)으로부터 빠지지 않도록 되어 있다.

이러한 구성에 의해, 홀더 유닛(30)은, 핀구멍(35a, 35b)에 배치된 핀(50)이 회전할 수 있게 되어 있다. 또한, 실시 형태 1에서는 클로우부(36)를 4개소 형성하고 있지만, 4개소보다도 적어도 혹은 많아도 상관없다. 또한, 핀구멍(35a)측이라도, 핀구멍(35b)측과 동일하게, 핀구멍(35a)의 벽을 코오킹, 클로우부를 형성하는 구성으로 해도 상관없다.

다음으로, 핀구멍(35a, 35b)에 배치된 핀(50)이 회전 가능한 상태인 홀더 유닛(30)을 이용하여 실제로 스크라이브를 행하고, 분단한 취성 재료 기판(17)의 단면 강도의 측정을 행한 결과에 대해서 설명한다.

우선, 실제로 이용한 스크라이빙 휠(40)은, 기재(41)가 PCD로 이루어지는 것을 이용했다. 또한, 핀(50)도 PCD제인 것을 이용했다.

또한, PCD는, 미세한 다이아몬드 입자(입자경은 0.5∼2.0㎛), 첨가제(텅스텐, 티탄, 니오브, 탄탈 등의 초미립자 탄화물), 결합재(코발트, 니켈, 철 등의 철족 원소)를 혼합하고, 다이아몬드가 열역학적으로 안정되는 고온 및 초고압하에 있어서, 혼합물을 소결시켜 제조된다.

또한, 핀(50)으로서 PCD제의 것을 이용한 이유는, 핀(50)을 보다 원활하게 회전하기 쉽게 하기 위해서이다. 이것은, 하나는, PCD제의 핀, 초경합금제의 핀, 표면에 경질 입자를 포함한 도금 피막을 형성한 핀의 3개를 실제로 제조하고, 그 표면 거칠기를 본 결과, PCD제의 핀과 초경합금제의 핀의 표면 거칠기에 관해서는 우수했기 때문이다. 또한, 표면 거칠기를 나타내는 파라미터의 하나인 산술 평균 거칠기(Ra)를 구한 결과, PCD는 0.062㎛, 초경합금은 0.024㎛, 경질 입자를 포함한 도금 피막은 0.954㎛ 였다. 또한, 마찰 계수에 관해서는, PCD가 초경합금에 비해 마찰 계수가 낮기 때문이다.

그리고, 홀더 유닛(30)과의 비교를 행하기 위해, 비교를 위한 홀더 유닛(C)을 준비했다. 이 홀더 유닛(C)은, 홀더 유닛(30)과 동일하게, 홀더(31)와 스크라이빙 휠(40)과 핀(50)을 구비하고 있으며, 이들이 일체화된 것이다.

또한, 홀더 유닛(C)이 홀더 유닛(30)과 상이한 점은, 핀구멍(35a, 35b)에 배치된 핀(50)을 회전할 수 없도록 고정된 상태로 되어 있는 점이다. 구체적으로, 홀더 유닛(C)은, 핀(50)을 핀구멍(35a)에 압입함으로써, 핀(50)을 회전할 수 없도록 고정되어 구성되어 있다. 또한, 비교용의 홀더 유닛(C)에 있어서의 핀(50)의 고정은, 이 외에 접착제 등에 의한 방법이라도 상관없다.

스크라이빙 휠(40)은, 외경이 3.0㎜, 두께가 0.65㎜, 관통구멍(42)의 공경이 0.8㎜, 날부(43)의 날끝각은 110°인 것을 이용했다.

그리고, 홀더 유닛(30)과 비교를 위한 홀더 유닛(C)을, 각각 스크라이브 장치(10)의 홀더 조인트(23)에 부착하고, 취성 재료 기판(17)을 분단하여 시험편을 작성하고, 시험편의 단면 강도의 측정을 행했다.

또한, 시험편을 작성했을 때의 조건은, 이하와 같다.

스크라이브 장치: 미쓰보시다이아몬도 코교 가부시키가이샤 제조 스크라이브 장치(MS타입)

절단 속도: 300㎜/sec

절입량: 0.1㎜

취성 재료 기판: 니혼덴키가라스 가부시키가이샤 제조 유리 기판, 두께 0.3㎜, 360㎜×460㎜, OA-10(상품명)

시험편 사이즈: 40㎜×50㎜

또한, 단면 강도는, 각 시험편의 한쪽의 면 상의 중심선(40㎜×25㎜의 크기로 2분할하는 선)으로부터 양측으로 각각 5㎜ 떨어진 2개의 직선 상 및 반대측의 면(이면) 상의 중심선(표면의 중심선에 대면하는 선)으로부터 양측으로 각각 10㎜ 떨어진 2개의 직선에, 시험편에 대하여 수직 방향으로 압력(F)을 가하고, 파괴될 때의 압력(stress)을 측정함으로써, 4점 굽힘 강도(단위: N)로서 구했다. 또한, 각 시험편의 굽힘 강도의 측정 방법의 개략을 도 6에 나타냈다. 또한, 이용한 4점 굽힘 시험기는, 시마즈 세이사쿠죠 제조의 Ez Test/CE이고, 시험 속도 1㎜/min로 측정을 행했다.

그리고, 홀더 유닛(30)과 홀더 유닛(C)을 각각 이용하여 분단한 시험편 20매의 4점 굽힘 강도를 측정했다. 도 7(a)는 핀(50)이 회전 가능한 홀더 유닛(30)을 이용한 경우의 측정 결과의 그래프이며, 도 7(b)는 핀(50)이 회전 불가능한 홀더 유닛(C)을 이용한 경우의 측정 결과의 그래프이다. 또한, 상이한 3개의 핀(50)을 이용하여 측정을 행하고 있으며, 도 7(a), 도 7(b)의 n＝1에서는 동일한 핀(50)을 사용하고, n＝2, n＝3에서도 각각 홀더 유닛(30)과 홀더 유닛(C)에서 동일한 핀(50)을 사용했다.

또한, 도 7에 있어서는 20매의 시험편에 대해서 측정했을 때의 최대값(Max)과 최소값(Min)과 평균값(Ave)을 그래프에 기재하고 있다. 그리고, 도 7(a)에 나타내는 홀더 유닛(30)을 이용한 경우에 3개의 평균 강도는, 81.3N이었다. 또한, 도 7(b)에 나타내는 홀더 유닛(C)을 이용한 경우의 3개의 평균 강도는, 71.3N이었다.

이 결과로부터 분명한 바와 같이, 핀(50)이 회전 가능한 상태로 설치되어 있는 홀더 유닛(30) 쪽이, 핀(50)이 회전 불가능한 상태로 설정되어 있는 홀더 유닛(C)에 비해, 시험편인 유리 기판의 단면 강도가 높아져 있다. 구체적으로는, 홀더 유닛(30)의 단면 강도 쪽이, 홀더 유닛(C)의 단면 강도에 비해 약 14％ 높아져 있었다.

즉, 홀더(31)와 스크라이빙 휠(40)과 핀(50)이 일체로 된 홀더 유닛(30)의 경우, 핀(50)을 회전 가능한 상태로 배치함으로써, 분단된 취성 재료 기판(17)의 단면 강도를 향상할 수 있다.

또한, 소위 수동식의 스크라이브 장치의 홀더 조인트에, 홀더 유닛(30)과 홀더 유닛(C)을 각각 부착하고, 유리 기판에 스크라이브 라인을 형성해 본 결과, 홀더 유닛(30)에 비해, 홀더 유닛(C)쪽이 무겁게 느껴졌다.

이상의 점에서, 핀(50)이 고정된 상태로 배치되어 있는 홀더 유닛(C)에서는, 스크라이빙 휠(40)의 회전 저항이 커져 있다고 생각되며, 그 때문에 단면에 큰 크랙이 다수 발생해 버려, 단면 강도가 저하되는 것이라고 생각된다.

[실시 형태 2]

다음으로 실시 형태 2에 따른 홀더 조인트(123)와, 홀더 유닛(130)에 대해서 도 8∼도 10을 이용하여 설명한다. 도 8은, 홀더 유닛(130)을 홀더 조인트(123)의 조인트부(123b)에 부착하기 전 상태를 나타내는 부분 확대 사시도이다. 도 9는, 홀더 유닛(130)을 홀더 조인트(123)의 조인트부(123b)에 부착한 상태의 단면도이다. 도 10은, 홀더 유닛(130)의 정면도이다.

홀더 유닛(130)은, 홀더(131)와 스크라이빙 휠(140)과 핀(150)이 일체화된 것이다.

홀더(131)는, 대략 원기둥형의 금속 또는 수지로 형성되어 있다. 홀더(131)에는, 조인트부(123b)로의 삽입 방향을 용이하게 규제함과 함께, 탈착을 용이하게 하기 위해, 측면으로부터 돌출된 조작 바(132)가 형성되어 있다. 또한, 홀더(131)에는, 전체 둘레에 걸쳐 둥근 고리 형상의 패임(133)이 형성되어 있다.

또한, 홀더(131)의 하부에는, 절결하여 형성된 지지홈(134)이 형성되어 있다. 그리고, 지지홈(134)을 형성하기 위해 절결한 홀더(131)의 하부에는, 지지홈(134)을 사이에 두고 지지부(135a, 135b)가 위치하고 있다. 이 지지홈(134)에는, 스크라이빙 휠(140)을 회전이 자유롭게 지지하기 위한 핀(150)을 지지해 두는 핀구멍(136a, 136b)이 각각 형성되어 있다. 또한, 핀구멍(136a)은, 내부에 단부를 갖고 있어, 지지홈(134)측의 개구의 공경이, 다른 한쪽측의 개구의 공경보다도 커져 있다. 또한, 스크라이빙 휠(140)은, 실시 형태 1의 스크라이빙 휠(40)과 동일하다. 또한, 핀(150)은, 실시 형태 1의 핀(50)과 동일하다.

홀더 조인트(123)의 조인트부(123b)에는, 홀더 유닛(130)을 삽입하여 지지하기 위한 개구(124)를 구비한 내부 공간(125)과 홀더(131)의 조작 바(132)를 도입하기 위한 바 도입홈(126)이 형성되어 있다. 또한, 개구(124)에는, 예를 들면 볼 플런저나 스프링 부재 등의 탄성 부재(127)(도 9 참조)가 형성되어 있다. 그리고, 이 탄성 부재(127)가, 홀더(131)의 둥근 고리 형상의 패임(133)에 맞닿도록 되어 있다.

홀더 유닛(130)은, 조작 바(132)를 바 도입홈(126)에 도입하면서, 개구(124)를 통하여 내부 공간(125)으로 삽입된다. 홀더 유닛(130)이 내부 공간(125)으로 삽입되어, 조작 바(132)가 바 도입홈(126) 내에서 인상되면, 홀더(131)의 상단이 내부 공간(125) 내의 천정부에 맞닿는다. 이때, 홀더(131)의 패임(133)에 탄성 부재(127)가 걸어맞춤함으로써, 홀더 유닛(130)은, 조인트부(123b)에 착탈 가능하게 지지·고정된다. 또한, 조작 바(132)는, 바 도입홈(126)에서 회전 방향의 움직임이 억제되기 때문에, 홀더 유닛(130)은, 조인트부(123b)의 내부 공간(125) 내에서 정확하게 위치 결정된다. 또한, 홀더(131)는, 외주면부의 전체 둘레에 둥근 고리 형상의 패임(133)을 구비하는 것이 아니라, 탄성 부재(127)가 맞닿는 위치에만 패임(133)을 구비하고 있어도 좋다.

또한, 홀더(131)는, 지지부(135b)에 형성된 핀구멍(136b)의 외부측(지지홈(134)과는 반대측)의 지름이 커져 있다. 그리고, 이 커진 지름의 부분에 핀(150)보다도 지름이 큰 원판 형상의 덧판(137)이 배치되어 있다. 이 덧판(137)은, 핀구멍(136b)의 외부측의 벽을 4개소에 있어서 코오킹함으로써 형성된 클로우부(138)에 의해, 빠지는 일이 없도록 지지되어 있다. 또한, 이 덧판(137)은, 핀(150)을 핀구멍(136b)측으로부터 삽입한 후에 배치되고, 클로우부(138)에 의해 지지된다.

또한, 홀더(131)는, 핀구멍(136a)측에서는, 내부에 단부를 갖고 있어, 지지홈(134)측의 개구의 공경이, 다른 한쪽측의 개구의 공경보다도 커져 있다. 홀더(131)는, 이 단부에 의해 핀 수용부가 형성되고, 핀(150)이 핀구멍(136a)으로부터 빠지지 않도록 되어 있다.

또한, 핀(150)은, 실시 형태 1의 홀더 유닛(30)과 동일하게 홀더 유닛(130)에 있어서도, 핀구멍(136a, 136b)에 있어서, 홀더(131)와의 사이에 0.025∼0.055㎜의 클리어런스가 형성되어 배치되어 있다.

이러한 구성에 의해, 홀더 유닛(130)은, 핀구멍(136a, 136b)에 배치된 핀(150)을 회전할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 실시 형태 1의 홀더 유닛(30)과 동일하게, 홀더(131)와 스크라이빙 휠(140)과 핀(150)이 일체로 된 홀더 유닛(130)의 경우도, 핀(150)이 회전 가능한 상태로 배치되어 있기 때문에, 분단된 취성 재료 기판의 단면 강도를 향상할 수 있다.

또한, 홀더 유닛(130)에 있어서는, 덧판(137)이, 핀구멍(136b)의 외부측의 내주벽을 코오킹하여 형성한 클로우부(138)에 의해 지지되어 있다. 이 때문에, 핀(150)의 핀구멍(136b)측의 단부는, 직접 클로우부(138)에 접촉하는 일 없이, 덧판(137)과 접촉하게 된다. 따라서, 핀(150)이 클로우부(138)에 직접 닿으면, 클로우부(138)에 의한 단차에 의해 핀(150)의 회전이 불규칙해지거나 감속하는 경우가 발생할 우려가 있지만, 실시 형태 2에서는 이러한 문제가 발생하지 않는다.

또한, 덧판(137)은 강재로 형성되어 있다. 또한, 핀구멍(136a, 136b) 내에서 고정되어 있지 않은 핀(150)과 접촉하는 경우도 있기 때문에, PCD제의 것이나 기재에 DLC(diamond-like carbon)막이 성막된 것 등, 보다 마찰 계수가 낮은 것으로 형성해도 좋다. 혹은, 핀과의 접촉에 의한 마모나 파손을 방지하기 위해, 경도가 높은 초경합금 등을 이용해도 좋다.

또한, 스크라이브 라인의 형성시에 스크라이브 속도가 빨라지면 스크라이빙 휠(140)의 회전에 의해 핀(150)이 함께 돌기 쉬워지고, 핀(150)에 큰 외력이 인가되게 된다. 이때, 핀(150)이 직접 클로우부(138)와 접촉하면, 핀(150)이 클로우부(138)를 돌파할 우려가 있다. 그러나, 실시 형태 2에서는, 핀(150)은 덧판(137)과 접촉하여 외력이 분산되게 되기 때문에, 핀(150)이 빠지기 어려워진다.

또한, 실시 형태 2에서는, 덧판(137)으로서 원판 형상인 것을 사용한 예를 나타냈지만, 핀구멍(136b)으로부터 핀(150)이 빠지는 것 방지할 수 있는 형상이면 좋고, 덧판(137)은, 예를 들면, 타원형 형상의 평판, 다각형 형상의 평판 등이라도 좋다.

또한, 실시 형태 2에서는, 클로우부(138)에 의해 덧판(137)을 지지하고 있었지만, 홀더 유닛(130)은, 예를 들면, 접착제에 의해 덧판(137)을 핀구멍(136b)에 지지하는 구성이나, 용접에 의해 덧판(137)을 핀구멍(136b)에 지지하는 구성이라도 상관없다.

또한, 홀더 유닛(130)은, 핀구멍(136a)측에 있어서도, 핀(150)에 대한 덧판을 이용하는 구성이라도 상관없다.

10 : 스크라이브 장치
11 : 이동대
12a, 12b : 안내 레일
13 : 볼 나사
14, 15 : 모터
16 : 테이블
17 : 취성 재료 기판
18 : CCD 카메라
19 : 브리지
20a, 20b : 지주
21 : 스크라이브 헤드
22 : 가이드
23, 123 : 홀더 조인트
23a : 회전축부
23b, 123b : 조인트부
24a, 24b : 베어링
24c : 스페이서
25, 124 : 개구
26, 125 : 내부 공간
27 : 마그넷
28 : 평행 핀
30, 130 : 홀더 유닛
31, 131 : 홀더
32 : 부착부
32a : 경사부
32b : 평탄부
132 : 조작 바
33, 134 : 지지홈
34a, 34b, 135a, 135b : 지지부
35a, 35b, 136a, 136b : 핀구멍
36, 138 : 클로우부(claw portion)
40, 140 : 스크라이빙 휠
41 : 기재
42 : 핀구멍
43 : 날부
44 : 능선
45 : 경사면
50, 150 : 핀
126 : 바 도입홈
127 : 탄성 부재
133 : 패임
137 : 덧판

Claims (6)

1. 스크라이브 라인을 형성하기 위한 스크라이빙 휠과,
   상기 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지(holding)하는 핀과,
   상기 스크라이빙 휠을 배치해 두는 지지홈을 형성하는 한 쌍의 지지부를 갖고, 상기 한 쌍의 지지부에 상기 핀을 배치해 두는 핀구멍이 형성된 홀더를 구비하고,
   상기 스크라이빙 휠이 상기 핀구멍에 배치된 핀에 지지되어 있는 홀더 유닛으로서,
   상기 핀은, 상기 핀구멍에 있어서, 상기 홀더와의 사이에 클리어런스(clearance)를 형성하여 배치되어 있고, 상기 핀구멍에 배치된 상기 핀의 외측에, 상기 핀의 빠짐 방지를 위한 클로우부(claw portion)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 홀더 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 클리어런스는, 0.025∼0.055㎜인 것을 특징으로 하는 홀더 유닛.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 핀과 상기 클로우부와의 사이에 덧판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 홀더 유닛.
5. 제1항에 있어서,
   상기 핀은, 소결 다이아몬드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 홀더 유닛.
6. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 중 어느 한 항에 기재된 홀더 유닛과,
   상기 홀더 유닛을 착탈(着脫) 가능한 조인트부를 구비하는 스크라이브 장치.

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