专利名称：划线头和划线设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在衬底上形成划线的划线头和包括该划线头的划线设备。
背景技术：
例如，当玻璃衬底(包括易碎材料)被切割成期望的尺寸时，刀轮的刃口以预定的力压到该易碎材料的表面上并在该玻璃衬底的表面上移动。因而，形成了一个划线(在下文中称作“划线步骤”)。此后，将预定的力沿该划线施加到玻璃衬底上(在下文中称作“切断步骤”)。因而，该玻璃衬底沿着该划线被切开。
图7示出传统的划线设备10结构的一个示例。该划线设备10执行划线步骤。
划线设备10包括工作台11、第一导轨12A、第二导轨12B和滚珠丝相13。
工作台11构造成可在水平面内转动。一个真空吸附装置(未示出)设置在工作台11内。该真空吸附装置将安装在工作台11上的衬底G(例如包括玻璃的易碎材料)固定到工作台11上。第一导轨12A和第二导轨12B支撑工作台11，从而使得工作台11可沿Y方向移动。第一导轨12A和第二导轨12B设置成彼此平行。滚珠丝杠13沿着第一导轨12A和第二导轨12B移动工作台11。
划线设备10还包括第一支柱19A、第二支柱19B、导杆14、滑动单元15和第一马达16。
第一支柱19A和第二支柱19B竖直地设置在划线设备10的基座上，第一导轨12A和第二导轨12B设置在所述两个支柱之间。导杆14沿X方向设置在工作台11上方并构建在第一支柱19A和第二支柱19B之间。滑动单元15设置在导杆14上从而可以滑动。第一马达16滑动该滑动单元15。
划线设备10还包括划线头9、用于上下移动该划线头9的第二马达17、第一CCD照相机18A和第二CCD照相机18B。在划线步骤中，第二马达17将划线头9保持在预定的高度上。第一CCD照相机18A和第二CCD照相机18B设置在导杆14上方并检测形成于衬底G上的对齐标记。
划线头9设置在滑动单元15内。划线头9包括有刀轮29。
划线头9将刀轮29压到衬底G的表面上。当马达16滑动所述的滑动单元15时，划线头9沿导杆14移动。因而，在刀轮29被压到衬底G的表面上的同时，刀轮29在衬底G的表面上移动，从而在衬底G的表面上形成划线。
国际公开文献No.WO 03/011777小册子(参考文献1)公开了一种划线头。该划线头包括伺服马达和刀轮29。该划线头构造成使得伺服马达的转轴的扭矩直接地传递到刀轮29或者通过由齿轮传递到刀轮29，并且刀轮29被压到衬底G的表面上。由于刀轮29例如通过伺服马达以预定的力压到衬底G上，与刀轮29通过气缸以预定的力压到衬底G上的情形相比，可获得对衬底G反作用力的变化的极好的瞬时跟随能力，以及获得对反作用力的大小的极好的控制能力和响应度。
图8示出了传统的划线头9的结构的一个示例。划线头9是参考文献1中所公开的划线头。划线头9构造成将伺服马达的转轴的扭矩直接传递到刀轮29。
划线头9包括伺服马达402、保持器保持件404、由保持器保持件404保持的刃口保持器28和刀轮29，该刀轮29可绕插入到该刃口保持器28下端的销转动。
划线头9的伺服马达402例如通过滑动单元15保持(参见图7)。当伺服马达402的转轴402A转动时，刀轮29通过保持器保持件404和刃口保持器28而上下运动。由于这种结构，伺服马达402产生使得转轴402A顺时针转动的扭矩(参见图8)，并将刀轮29压到易碎材料衬底上。
图9示出了传统划线头400的另一示例的结构。图9(a)示出了划线头400的侧视图。图9(b)示出了划线头400的相关部件的正视图。划线头400是参考文献1中所公开的划线头。在图9中，与图8所示相同的部件标有相同的附图标记，并且将省略对其的描述。
划线头400包括第一侧壁401A、第二侧壁401B、上下倒转地固定在第一侧壁401A和第二侧壁401B之间的伺服马达402、L形保持器保持件404、心轴403和划线形成机构21，该心轴403设置在第一侧壁401A和第二侧壁401B的底部，用于支撑保持器保持件404，从而使得保持器保持件404是可以转动的。划线形成机构21包括转轴27、刃口保持器28和刀轮29。刃口保持器28固定到转轴27并由该保持器保持件404保持，从而可通过转轴27转动。
第一锥齿轮405A牢固地固定到伺服马达402的输出轴。第二锥齿轮405B牢固地固定到心轴403。第一锥齿轮405A和第二锥齿轮405B设置成彼此接合。从而，当伺服马达402沿正向或反向转动时，保持器保持件404绕心轴403转动，并且划线形成机构201分别地上下运动。由于这种结构，伺服马达402产生沿一个扭矩，使得心轴403顺时针地转动(参见图9(b))，并将刀轮29压到易碎材料衬底上。
此外，日本公开文献No.2001-206727(参考文献2)公开了作为传统划线头的另一示例的划线头A。与划线头400类似，该划线头A将伺服马达的动力通过齿轮(具体地为齿条和齿轮)传递到刀轮。
参考文献1国际文献No.WO 03/011777小册子
参考文献2日本公开文献No.2001-206727
发明内容
一般地，衬底G的表面不是完全平坦的表面。在整个衬底G上衬底G具有起伏，此外，衬底G自身的厚度也有轻微的差异。此外，当刀轮29被按压到衬底G中约数微米到数十微米的量时，形成一条划线。从而，看起来衬底G是高精度地平坦地形成。然而，衬底G具有数微米量级的急剧的起伏。因而，为了在衬底G上执行划线操作，同时保持预定的刃口载荷，伺服马达402必须随着衬底G主平面的起伏变化而上下移动刀轮29。
包括在划线头9中的保持器保持件404绕转轴402A转动。从而，由于衬底G主平面的起伏，保持器保持件404相对于衬底G主平面的角度变化。因此，垂直于衬底G主平面的刀轮29的刃口载荷不会线性地响应伺服马达402的扭矩。因而，即使伺服马达402的扭矩保持为预定值，垂直于衬底G主平面的刀轮29的刃口载荷由于保持器保持件404的角度变化而变化。
为了解决该问题，考虑通过检测保持器保持件404相对于衬底G主平面的角度而调整伺服马达402的扭矩。然而，用于调整扭矩的计算控制过程变得复杂，同时出现时滞，其中该时滞是从检测到轴承壳25的角度的时刻到调整扭矩的变化实际施加到伺服马达402上的时刻之间所流逝的时间。因此，响应于衬底G的起伏而保持刃口载荷恒定是困难的。
包括在齿轮型划线头(划线头400和划线头A)中的齿轮型动力传递装置(例如第一锥齿轮405A和第二锥齿轮405B中的至少一个)具有齿隙(彼此相邻的切割面之间的间隙)以确保平滑运行。因而，当伺服马达402不能随着刀轮29上下运动时，存在刃口载荷瞬时并剧烈地变化的情形。即使伺服马达402是恒定的并且被电气地调整，在改善跟随能力以响应衬底G主平面的起伏方面还是存在有局限性。而且，考虑时间和成本，调整伺服马达402而使得伺服马达402具有最优的电气控制特性是不切实际的。
此外，在齿轮形动力转动装置中，扭矩从伺服马达402传递到刀轮29并转换为载荷的效率(正效率)和来自刀轮29的扭矩变化传递到伺服马达402的传动效率(负效率)并不总是相同的。因此，伺服马达402对刃口载荷增加的响应度变得不足。具体地，当刃口载荷由于衬底G主平面的起伏等而增加时，如下操作难以实现使得伺服马达402的输出轴沿一个与载荷方向相反的方向被推回以保持预定扭矩、同时确保伺服马达402极好的精确度和响应度。因而，超出预定刃口载荷的过多的载荷施加到衬底G的主平面。因而，存在有在形成于衬底G上的划线附近出现缺陷(例如裂痕和碎屑)的危险。
此外，在刀轮29的侧部，划线头9需要用于伺服马达402的占据空间。从而，在划线步骤中当多个划线头垂直于运动方向而成一直线地设置、并且划线头9用于多元划线设备以同时形成多条彼此平行的划线时，难以缩短刀轮29之间的间隔距离。因而，极大地限制了同时形成的各个划线之间的最小间隔。
本发明考虑上述问题而做出。本发明的目的是提供一种划线头，其能够保持住将划线形成装置(例如刀轮)按压到衬底上载荷、使之非常精确，并且在划线步骤中从划线头的运动方向观察使其结构是紧凑的；和一种包括该划线头的划线设备。
根据本发明的划线头包括构造成在衬底上形成划线的划线形成装置；和用于移动该划线形成装置而使得该划线形成装置以恒定大小的力按压该衬底的运动装置，其中该运动装置包括绕转轴转动的转动装置，该转轴的轴心设置成与该划线形成装置运动的预定方向对齐；和动力传递装置，用于在动力传递装置和划线形成装置之间传递动力而使得划线形成装置响应于该转动装置的转动而在沿着转轴的轴心的直线上运动，该动力传递装置设置成沿着预定方向，从而实现上述目的。
根据本发明的划线头和划线设备，转动装置、动力传递装置和划线形成装置沿着划线形成装置的运动方向成一直线地设置。因而，转动装置和动力传递装置都不设置在划线形成装置的侧步。因而，可省略划线形成装置侧部的空间。
当动力传递装置持续地在动力传递装置和划线形成装置之间传递动力时，该划线形成装置可在衬底上形成划线。
如上所述，该划线形成装置可在衬底上形成划线而无需中断动力传递装置和划线形成装置之间的动力传递。因而，该划线形成装置可一直压住衬底G。
动力传递装置可构造成使得从动力传递装置传递到划线形成装置的力的传递效率和从划线形成装置传递到动力传递装置的力的传递效率大致相同。
动力传递装置可有效地将从划线形成装置所接收到的力的变化转换成转动方向、并将其传递给转动装置。此外，动力传递装置可有效地将从转动装置所接收到的力的变化转换成直线方向、并将其传递给划线形成装置。因而，划线形成装置能以恒定大小的力有效地压住衬底。
动力传递装置可包括相对于沿着动力传递装置转动方向的转轴的周向倾斜大致45度的面。动力传递装置可最有效地将从划线形成装置所接收到的力的变化转换成转动方向、并将其传递给转动装置。此外，动力传递装置可最有效地将从转动装置所接收到的力的变化转换成直线方向、并将其传递给划线形成装置。因而，划线形成装置能以恒定大小的力有效地压住衬底。
动力传递装置可包括圆柱形凸轮。
动力传递装置可包括滚珠丝杠。
衬底可为以下种类的衬底玻璃板、玻璃衬底、石英板、石英衬底、蓝宝石板、蓝宝石衬底、半导体晶片、陶瓷板、陶瓷衬底、太阳能电池衬底、液晶显示器面板、有机EL面板、无机EL面板、透射投影仪衬底和反射投影仪衬底。
根据本发明的划线设备包括至少一个如上所述的划线头；和用于在一表面上移动该划线头的第一移动装置，该表面大致与所述衬底平行，使得该划线形成装置在该衬底上形成划线，从而实现上述目的。
在根据本发明的划线设备中，设置有根据本发明的划线头。从而，转动装置、动力传递装置和划线形成装置沿着划线形成装置的运动方向成一直线地设置。因此，动力传递装置不设置在划线形成装置的侧步。因而，能够省略划线形成装置侧部的空间。
上述至少一个划线头的至少两个划线头设置为与划线方向大致平行。
在根据本发明的划线设备中，设置有根据本发明的划线头，该划线头仅需要很少附接空间。从而，与设置传统的划线头所需的空间相比，多个划线头能够设置为占有更少量的空间。
此外，由于根据本发明的至少两个划线头大致垂直于划线方向而设置，其数目与多个划线头的数目相对应的划线以紧密的间距形成。因而，能够同时从一个衬底上切割多个单元衬底，从而提高生产效率。
根据本发明的划线头和划线设备，转动装置、动力传递装置和划线形成装置沿着划线形成装置的运动方向成一直线地设置。因而，转动装置和动力传递装置都不设置在划线形成装置的侧部。因而，能够省略划线形成装置侧部的空间。
图1是一个示意图，示出了根据本发明一个实施方式的划线设备100的结构的示例。
图2是一个示意图，示出了根据本发明实施方式的圆柱凸轮型划线设备700的结构。
图3是一个示意图，示出了包括在划线头700中的划线形成机构510的结构。
图4是一个示意图，示出了用于控制根据本发明实施方式的划线头700控制处理过程。
图5是一个示意图，示出了滚珠丝杠513的结构。
图6是一个示意图，示出了划线设备800的结构，该划线设备800是划线设备的另一个示例。
图7是一个示意图，示出了传统划线设备10的结构的一个示例。
图8是一个示意图，示出了传统划线头9的结构的一个示例。
图9是一个示意图，示出了划线头400的结构，该划线头400是传统划线头的另一示例。
26 轴承 27 转轴 28 保持器 29 刀轮 501 侧壁 502 伺服马达 503 圆柱凸轮 504 保持器保持件 505 弹性件 506 凸轮从动件 507 线性轴承 510 划线形成机构 700 圆柱凸轮型划线头
具体实施例方式 在下文中，将参照附图来描述本发明的实施方式。
1.划线设备 图1示出了根据本发明实施方式的划线设备100的结构的示例。该划线设备100包括工作台111、第一导轨112A、第二导轨112B和滚珠丝杠113。
工作台111构造成可在水平面内转动。在工作台111中设置有真空吸附装置(未示出)。该真空吸附装置将安装到工作台111上的衬底G(例如包括玻璃板的易碎衬底)固定到工作台111上。第一导轨112A和第二导轨112B支撑工作台111，使得工作台111可沿Y方向移动。第一导轨112A和第二导轨112B彼此平行地设置。滚珠丝杠113沿第一导轨112A和第二导轨112B移动工作台111。
划线设备100还包括第一支柱119A、第二支柱119B、导杆114、滑动单元115和第一马达116。
划线设备100还包括划线头700、用于上下移动划线头700的第二马达117、第一CCD照相机118A、第二CCD照相机118B。划线头700设置在滑动单元115内。在划线步骤之前和之后，第二马达117上下移动划线头700。在划线步骤中，第二马达将划线头700固定在预定高度上并保持住其位置。第一CCD照相机11gA和第二CCD照相机118B设置在导杆114上方并检测形成在衬底G上的对齐标记。
第一支柱119A和第二支柱119B竖直地设置在划线设备100的基座上，第一导轨112A和第二导轨112B设置在所述两个支柱之间。导杆114沿X方向设置在工作台111上方并构建在第一支柱119A和第二支柱119B之间。滑动单元115设置在导杆114上从而可以滑动。第一马达116沿着导杆114滑动该滑动单元115。
划线头700将刀轮29压到衬底G的表面上。当马达116滑动该滑动单元115时，划线头700沿着导杆114移动。因而，当刀轮29被压到衬底G的表面上的同时，该刀轮29在衬底G的表面上运动。因而，在衬底G的表面上形成划线。
该结构可制造成省略第二马达117，其中在划线步骤之前和之后，通过操作划线头700而使得划线头形成装置29上下移动。稍后将描述划线头700。
2.划线头 图2示出了根据本发明实施方式的划线头700的结构。图3示出包括在划线头700中的划线形成机构510的结构。在下文中，将参照图2和图3来描述根据本发明实施方式的划线头700的结构。
圆柱凸轮型划线头700包括侧壁501、伺服马达502、圆柱凸轮503、凸轮从动件506、保持器保持件504、弹性件505、线性轴承507和划线形成机构510。伺服马达502倒转地固定到侧壁501。圆柱凸轮503连接到伺服马达502的输出轴。凸轮从动件506接触到包括在圆柱凸轮503中的凸轮面532。保持器保持件504轴向地支撑凸轮从动件506，使得凸轮从动件506可以转动。弹性件505沿着朝向圆柱凸轮503的方向激励保持器保持件504。线性轴承507固定到侧壁501并以如下方式接合到保持器保持件504使得线性轴承507可上下移动保持器保持件504。划线形成机构510和凸轮从动件506通过保持器保持件504或类似构造整体地上下移动，并将从凸轮503和衬底G施加的沿上下方向的外力分别传递到衬底G和凸轮503。
划线形成机构510包括附接到保持器保持件504的轴承26、由轴承26轴向地支撑而可以转动的转轴27、可绕转轴27转动的保持器28、和可绕一个插入到保持器28下端的销转动的划线形成装置29(参见图3)。划线形成装置29包括例如刀轮。
在下文中，将再次参照图2详细地描述包括在划线头700中的多个部件。
伺服马达502通过圆柱凸轮503激励凸轮从动件506，使得划线形成装置29以预定载荷按压衬底G。为了便于描述本发明实施方式中的伺服马达502的操作，伺服马达502将凸轮从动件506向下移动的转轴转动方向是正向的，而伺服马达502将凸轮从动件506向上移动的转轴转动方向是负向的。在正向和负向中，转轴的转动操作分别称作“正转动”和“负转动”。
伺服马达502设置为使得伺服马达502的转轴轴心沿着保持器保持件504上下移动的方向。
圆柱凸轮503连接到伺服马达502的输出轴并设置在伺服马达502和保持器保持件504之间。圆柱凸轮503在圆柱凸轮503和划线形成装置29之间传递动力，使得划线形成装置29根据伺服马达502的转动而在沿转轴轴心的直线上移动。具体地，圆柱凸轮503的凸轮面532相对于圆柱凸轮503的转轴倾斜一预定角度(此后称为“超前角(lead angle)”)。凸轮面532与凸轮从动件506相接触的那一部分的位置随着圆柱凸轮503的转动而变化，其中该部分沿凸轮从动件506上下移动方向与凸轮从动件506接触。从而，当伺服马达502的转轴转动时，划线形成装置29和凸轮从动件506整体地上下移动。当从将由凸轮503所传递的力出发来考虑凸轮503的功能时，凸轮从动件506沿着一个方向受激励，其中凸轮从动件506通过一个沿伺服马达502输出方向——凸轮从动件506在该方向上根据凸轮面532的倾斜角上下移动——的分力而上下移动，伺服马达502的输出通过圆柱凸轮503传递到凸轮从动件506。
如上所述，根据划线头700，伺服马达502、圆柱凸轮503和划线形成装置29沿着划线形成装置29上下移动的方向成一直线地设置。因而，伺服马达502和位于伺服马达502及划线形成装置29之间的动力传递装置都不设置在划线形成装置29的侧边。因而，可节省划线形成装置29侧面的空间。
在划线步骤中，由于伺服马达502所提供的激励力以及来自衬底G的对该激励力的反作用力，凸轮503和凸轮从动件506彼此压紧。从而，凸轮从动件506和凸轮面532总是彼此接触。当圆柱凸轮503继续在伺服马达502和划线形成装置29之间传递动力时，划线形成装置29在衬底G上形成划线。如上所述，划线形成装置29可在衬底上形成划线而无需中断伺服马达502和划线形成装置29之间的动力传递。因而，划线形成装置29可始终压紧衬底G。
圆柱凸轮503的凸轮面532构造成使得从伺服马达502传递到划线形成装置29的压力传递效率和从划线形成装置29传递到伺服马达502的反作用力的传递效率大致相同。
在两种情形中当从衬底G施加到划线形成装置29的反作用力增加导致了凸轮从动件506压紧凸轮面532的力增加时，凸轮503和伺服马达502沿负向转动；相反地，因衬底G的主面的起伏，当划线形成装置29施加到衬底G的载荷减小导致凸轮从动件506压紧凸轮面532的力减小时，凸轮503和伺服马达502沿正向转动，伺服马达502的响应度大致相同。从而，当伺服马达502的转轴的扭矩保持为恒定时，划线形成装置29可随着衬底G的表面的起伏而上下移动，并且，从划线形成装置29施加到衬底G的载荷可保持为恒定的预定值。因而，划线形成装置29能以恒定载荷压紧衬底G。
圆柱凸轮503的超前角优选地约为45度。在此情形下，圆柱凸轮503从凸轮从动件506接收动力、将其转换成转动方向的动力并将其传递到伺服马达502的传动效率以及圆柱凸轮503从伺服马达502接收动力、将其转换成上下方向的动力并将该动力传递给凸轮从动件506的传动效率可大致相同。
此外，划线形成装置29沿上下方向的载荷和伺服马达502转轴的转动扭矩之间可以保持线性。此外，划线形成装置29沿上下方向的位置和伺服马达502的伺服轴的转动位置可以保持线性。从而，与传统的划线头9和划线头400相比，划线头700可容易地实现划线形成装置29的载荷控制和位置控制，而不会对其响应度造成负面影响。
根据本发明的划线头700，伺服马达502沿正向或负向转动圆柱凸轮503。从而，能够通过凸轮从动件506而沿着线性轴承507上下地移动保持器保持件504。因而，划线形成机构510可上下移动。
根据本发明的划线头700，通过转动地驱动伺服马达502而转动圆柱凸轮503，从而通过凸轮从动件506移动保持器保持件504。从而，保持器保持件504沿上下方向的位置平滑地变化。因而，与传统的划线头400(参见图9)和使用齿轮激励刀轮的划线头A(参见参考文献2)相比，可获得对于衬底G的表面的起伏而言具有极好的跟随能力的划线头形成装置29。
此外，根据本发明的划线头700，能够笔直地上下移动划线形成机构510。从而，与划线形成机构21设置在保持器保持件404中的情形相比——其中该保持器保持件404如同传统的划线头9和划线头400的情形转动，传递到划线形成装置29的扭矩的变化很小。此外，划线形成机构510的上下操作的响应度得以改善。
此外，根据圆柱凸轮型划线头700，由于该划线头的结构可以是紧凑的，所以存在这样的优点其可容纳在小的占据空间中。
如上所述，已参照图1到图3描述了根据本发明实施方式的划线头和划线设备。
在图1到图3示出的示例中，划线形成装置29相当于“构造成在衬底上形成划线的划线形成装置”，伺服马达502和圆柱凸轮503相当于“用于移动划线形成装置而使得划线形成装置以恒定大小的力按压衬底的移动装置”，伺服马达502相当于“转动装置，其绕转轴转动，该转轴的轴心设置为与划线形成装置移动的预定方向对齐”，并且圆柱凸轮503相当于“动力传递装置，其用于在该动力传递装置和划线形成装置之间传递动力，使得划线形成装置响应于转动装置的转动而沿着转轴的轴心在一条直线上移动，该动力传递装置设置为沿预定方向”。此外，第一马达116相当于“第一移动装置，其用于在一平面内移动划线头，使得划线形成装置在衬底上形成划线，该平面大致平行于该衬底”。
然而，根据本发明的实施方式的划线头和划线设备不限制于图1到图3中示出的那些构造。只要可以实现上述各个装置的功能，具有任意结构的划线头和划线设备都可被包括在本发明的范围内。
3.划线头操作控制 图4示出了用于控制根据本发明实施方式的划线头700的控制操作过程。此后，将参照图4描述控制划线头700以通过划线头700在衬底G上划线的控制操作过程。
具体地，图4示出了用于形成一条划线的划线形成装置29的操作的时间图。涉及的范围包括X轴操作(划线头700在衬底上移动的操作)；Z轴位置设定(设定划线形成装置29沿竖直方向的位置)；Z轴操作(划线形成装置29沿竖直方向移动的操作)；扭矩极限值的变化(伺服马达502的扭矩极限值的变化)。
示出一个示例，其中划线形成装置29在衬底G上从左(位置a)移动到右(位置e)，以沿X轴位置数据增加的方向划线。在将参照图4描述的该示例中，伺服马达502的扭矩基于X轴的位置数据而受到限制。
首先，在齿轮型划线头700所包括的控制部分中设定X轴位置数据。X轴位置数据包括示出X轴切入位置(位置a)的数据；示出X轴压入位置(位置c)的数据；示出X轴压入完成位置(位置d)的数据；示出X轴切入完成位置(位置e)的数据；和示出X轴划线完成位置(位置f)的数据。X轴切入位置(位置a)、X轴压入位置(位置c)、X轴压入完成位置(位置d)、X轴切入完成位置(位置e)和X轴划线完成位置(位置f)位于X轴操作开始位置(位置S1)和X轴操作完成位置(位置E1)之间。
在控制部分中设定X轴位置数据后，该过程进行到步骤1。
步骤1在用于形成一条划线的划线形成装置29的操作中，输出位置确定扭矩值。在输出位置确定扭矩值后，该过程进行到步骤2。
步骤2划线形成装置29移动到Z轴等待位置(位置Z1)。在移动划线形成装置29后，该过程进行到步骤3。
步骤3当划线形成装置29移动到X轴切入位置(位置a)时，划线形成装置29移动到Z轴切入位置(位置Z2)，并且保持住划线形成装置29沿Z轴的位置。Z轴切入位置(位置Z2)是这样的一个位置划线形成装置29从点0(衬底G的表面)沿竖直方向向下移动E。在保持住该位置后，该过程进行到步骤4。
步骤4设定攀爬扭矩极限值，并且伺服马达502输出该攀爬扭矩极限值。换言之，当划线形成装置29沿水平方向移动并攀升衬底G(位置b)时，划线形成装置29偏离Z轴切入位置。从而，当从伺服放大器输出的IN-POS(在位)信号是ON时，伺服马达502试图将划线形成装置29的位置移回到原来的Z轴切入位置并增加扭矩，从而需要限制该攀爬扭矩。因此，设定该攀爬扭矩极限值。该攀爬扭矩极限值为一小值，从而使得当划线形成装置29攀升衬底G时，不会在衬底G的端部出现碎屑。
步骤5当划线形成装置29攀升衬底G(位置b)时，划线形成装置29偏离Z轴切入位置。当从伺服放大器输出的IN-POS(在位)信号是OFF时，在划线形成装置29移动预先设定的预定距离后，通过控制器在位置c处设定按压扭矩极限值，该控制器向伺服马达(例如为NC或序列发生器)发出一指令。伺服马达502输出该按压扭矩极限值。若Z轴的设定位置仍然是Z轴切入位置，则位移是小的，并且不能获得用于划线的合适的按压扭矩。从而，Z轴的设定位置设定为从衬底G的上表面起位于该Z轴切入位置更下方的Z轴按压位置。
步骤6齿轮型划线头700在驱动扭矩(其小于按压扭矩极限值)的作用下以预定的划线速度移动到X方向(位置d)，从而试图以划线压力移动到Z轴按压位置。当齿轮型划线头700到达位置d时，该过程进行到步骤7。
步骤7划线速度减小到可切割衬底G的切穿速度。该切穿速度是预先设定的。设定切穿扭矩极限值。伺服马达502输出该切穿扭矩极限值。Z轴的位置设定为Z轴切入位置。与攀爬情形时类似，该切穿扭矩极限值设定为一小值，使得当划线形成装置29切穿衬底G时(X轴切入完成位置，位置e)，在衬底G的端部不会出现碎屑。
步骤8当划线形成装置29切穿衬底G时(位置e)，划线形成装置29在竖直方向的位置再次返回到Z轴切入位置。
步骤9当齿轮型划线头700到达位置f时，设定位置确定扭矩，并且伺服马达输出该位置确定扭矩值。然后，划线形成装置29再次移动到Z轴等待位置。一系列划线操作完成。
当如前所述由齿轮型划线头700在衬底G上形成划线时，划线形成装置29的刃口脊保持与第二转轴的轴心Q的运动路径相重合，所述第二转轴由齿轮型划线头700运转。从而，形成具有高度平直度的划线。
当伺服马达502转动地驱动时，其能够通过保持器保持件404而上下移动划线形成装置29。从而，能够通过该伺服马达502直接将转动扭矩作为划线压力，并且适用于衬底G的划线压力可任意地选择。
4.滚珠丝杠型划线头 根据本发明实施方式的划线头700把圆柱凸轮503和凸轮从动件506用作动力传递装置。然而，该划线头还可使用滚珠丝杠。
图5示出了滚珠丝杠513的结构。滚珠丝杠513包括滚珠丝杠螺母515和丝杠轴516。此后，将部分地结合参照图2来描述划线头的结构，所述划线头包括滚珠丝杠513而不包括圆柱凸轮503和凸轮从动件506。使用滚珠丝杠513作为动力传递装置的划线头的结构与图2中示出的划线头700的结构相同，只是圆柱凸轮503和凸轮从动件506换成滚珠丝杠513。
滚珠丝杠螺母515同定到保持器保持件504。丝杠轴516连接到伺服马达502的转轴。从而，当伺服马达502的转轴转动时，丝杠轴516与该转轴起转动。从而，滚珠丝杠螺母515沿着丝杠轴516的轴向上下移动，并且固定有滚珠丝杠螺母515的保持器保持件504上下移动。
当如上所述构造的动力传递装置从作用力的方面来描述时，伺服马达502的转轴的扭矩作为一个力而传递，该力试图通过丝杠轴516向下移动滚珠丝杠螺母515和划线形成装置29。当划线形成装置29按压到衬底G上时，所形成的反作用力作为这样一个力传递该力试图通过滚珠丝杠螺母515而沿负方向转动丝杠轴516和伺服马达502的转轴。
5.包括多头的划线装置 图6示出了划线设备800的结构，该划线设备800是划线设备的另一示例。在图6中，与图1所示相同的部件标有相同的附图标记，并且将省略对其的描述。
划线设备800的结构与参照图1所描述的划线设备100的结构相同，只是在划线头800中包括有多个划线头，而不是在划线设备100中所包括的划线头700。多个划线头沿X方向(图6中的横向)成一直线地设置。当其上安装有衬底G的工作台111沿Y方向移动时，在衬底G上沿Y方向形成多条划线。
如上所述的多个划线头包括参照图2所描述划线头700和使用参照图5所描述的滚珠丝杠型动力传递装置的划线头中的至少一个。
在任意一个根据本实施方式的划线头中，伺服马达502沿竖直方向安装。具体地，当从划线头的运动方向观察时，仅需要少量的占据空间。从而，与传统的将伺服马达用作按压装置的划线头相比，可缩短包括在划线头中的各个划线形成装置29之间的间距。当多个划线头安装在划线设备中时，与其上安装有一个马达的传统划线头相比，多个划线头可附接在很小的空间内。
根据本发明的划线设备800同时运行多个划线头。从而，以紧密的间距形成划线数目，所述数目与多个划线头的数目相对应。因而，当从一个衬底上切割多个单元衬底时，生产效率可以提高。
在划线设备800中，多个划线头沿X方向成一直线地设置。当其上安装有衬底G的工作台111沿Y方向移动时，划线设备800在衬底上形成划线，所述划线平行于Y方向。可选地，在划线设备800中，多个划线头沿Y方向成一直线地设置。当多个划线头沿导杆114移动时，划线设备800可在衬底上形成划线，所述划线平行于X方向。
根据本实施方式的划线设备800包括多个成一直线的划线头，从而，在衬底的一个表面上同时形成多条划线。除此以外，多个划线头可设置在划线设备800中，使得划线形成装置29接触到粘合有两种易碎材料衬底的粘合衬底中的每个衬底，并且在每个衬底上都同时地形成一条或多条划线。
如上所述，已参照图1到图6描述了本发明的实施方式。
图1到图6中示出的实施方式中描述的各个装置可由硬件、软件或者硬件软件的结合形式实现。即使各个装置由硬件、软件或者硬件软件的结合形式来实现，都可以进行用于实现根据本发明的划线头或根据本发明的划线设备的功能的划线形成操作。划线形成操作具有任意的工序，只要其实现根据本发明的划线头或根据本发明的划线设备的功能。
例如，执行根据本发明的划线头的功能或根据本发明的划线设备的功能的划线形成操作程序存储在根据本发明的划线头或根据本发明的划线设备中。
当装运划线头或划线设备时，操作程序可提前存储到包括在划线头或划线设备的存储装置中。可选地，在装运划线头或划线设备后，操作程序可存储在存储装置中。例如，用户可付费或不付费从互联网上的特定网站下载操作程序，并将该下载的操作程序安装到划线头或划线设备中。
当操作程序记录在计算机可读记录介质(例如软盘、CD-ROM和DVD-ROM)中时，可通过使用输入设备将该操作程序安装到划线头或划线设备中。安装的操作程序存储在存储装置中。
根据本发明的划线头和划线设备可应用于切割例如平板显示器面板形式的液晶显示器面板、等离子显示器面板、有机EL面板、无机EL面板、透射投影仪衬底和反射投影仪衬底。
此外，根据本发明的划线头和划线设备可应用于切割例如单个衬底(例如玻璃板、玻璃衬底、石英板、石英衬底、蓝宝石板、蓝宝石衬底、半导体晶片、陶瓷板和陶瓷衬底)。此外，根据本发明的划线形成机构、划线头和划线设备可有效地应用于切割多个衬底粘合成的粘合衬底。
如上所述，已参照图1到图6描述了根据本发明的划线形成机构、划线头和划线设备。然而，本发明将不仅基于上述的实施方式而解释。理解的是，本发明将仅基于权利要求而解释。还理解的是，本领域技术人员可实现基于本发明的描述和本发明的详细的优选实施方式的描述而得到的常用知识的技术的等同范围。此外，理解的是，本说明书中所引用的任何专利、任何专利申请和任何参考文献应该以在其中特别描述的内容相同的方式而引入本说明书以供参考。
工业实用性 根据本发明的划线头和划线设备，转动装置、动力传递装置和划线形成装置沿着划线形成装置移动的方向成一直线地设置。从而，转动装置和动力传递装置都不设置在划线形成装置的侧部。因而，可省略划线形成装置侧部的空间。
权利要求
1.一种划线头，包括
划线形成装置，该划线形成装置构造成在衬底上形成划线；和
运动装置，该运动装置用于移动所述划线形成装置而使得该划线形成装置以恒定大小的力按压所述衬底，其中
该运动装置包括
绕转轴转动的转动装置，该转轴的轴心设置成与所述划线形成装置运动的预定方向对齐；和
动力传递装置，该动力传递装置用于在动力传递装置和划线形成装置之间传递动力而使得划线形成装置响应所述转动装置的转动而在沿着转轴轴心的直线上运动，该动力传递装置设置成沿着预定方向。
2.根据权利要求1的划线头，其中当所述动力传递装置持续地在动力传递装置和划线形成装置之间传递动力时，所述划线形成装置在衬底上形成划线。
3.根据权利要求1的划线头，其中所述动力传递装置构造成使得从动力传递装置传递到划线形成装置的力的传递效率和从划线形成装置传递到动力传递装置的力的传递效率大致相同。
4.根据权利要求2的划线头，其中所述动力传递装置包括一个面，该面相对于沿着该动力传递装置转动方向的转轴的周向倾斜大致45度。
5.根据权利要求1的划线头，其中所述动力传递装置包括圆柱形凸轮。
6.根据权利要求1的划线头，其中所述动力传递装置包括滚珠丝杠。
7.根据权利要求1的划线头，其中所述衬底为以下种类的衬底中的一种玻璃板、玻璃衬底、石英板、石英衬底、蓝宝石板、蓝宝石衬底、半导体晶片、陶瓷板、陶瓷衬底、太阳能电池衬底、液晶显示器面板、有机EL面板、无机EL面板、透射投影仪衬底和反射投影仪衬底。
8.一种划线设备，包括
至少一个根据权利要求1的划线头；和
用于在一表面上移动所述划线头的第一移动装置，从而使得所述划线形成装置在该衬底上形成划线，所述表面大致平行于该衬底。
9.根据权利要求8的划线设备，其中至少一个根据权利要求1的划线头的至少两个划线头设置为与划线方向大致平行。
全文摘要
一种划线头，其具有构造成在衬底上形成划线的划线形成装置(29)和用于移动该划线形成装置而使得该划线形成装置以固定大小的力按压该衬底的运动装置(502、503)。该运动装置包括转动装置(502)和动力传递装置(503)。该转动装置(502)是绕一转轴转动的装置，并且设置成使得该转轴的轴心沿着划线形成装置运动的预定方向。所述动力传递装置(503)是用于在转动装置和划线形成装置之间传递动力的装置，从而使得划线形成装置根据转动装置的转动而沿转轴轴心的直线地运动，并且该动力传递装置(503)沿着预定方向设置。
文档编号C03B33/10GK1906003SQ20048004112
公开日2007年1月31日 申请日期2004年12月28日 优先权日2003年12月29日
发明者西尾仁孝 申请人:三星钻石工业株式会社