CN104416682A - 基板切断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板切断装置，所述基板在基板主体(1)的上表面层叠着树脂或金属的较薄的表面层(2)且在基板主体(1)的下表面形成着多条划线，该基板切断装置设为如下构成，即，包括：输送机(3)，在使基板(W)的划线朝着与输送方向正交的方向且朝下的状态下载置并搬送基板(W)；***部(4)，形成在输送机(3)的输送方向中间位置；及弹性部件(5)，在***部(4)的上方，弹性接触于由输送机(3)搬送的基板(W)的上表面；***部(4)是以基板(W)越过该***部(4)时向上方挠曲的方式从输送机载置面(a)向上方***而形成。

Description

基板切断装置
技术领域
本发明涉及一种陶瓷基板等脆性材料基板的切断装置。尤其，本发明涉及一种基板切断装置，对在基板的一面上附着着树脂层或金属层的基板，沿着陶瓷面上所形成的多条划线呈短条状或格子状切断基板而制成芯片等单位产品。
背景技术
以往，已知有如下方法：对陶瓷基板等脆性材料基板，使用切割锯等预先形成多条划线，然后，施加外力使基板挠曲而沿着划线断裂，由此，获得芯片等单位产品(例如专利文献1、专利文献2等)。
对脆性材料基板沿着划线施加弯曲力矩使之断裂时，多数情况下，以如所述专利文献等所示的三点弯曲方式进行，以有效地产生弯曲力矩。
图9及图10是用来对以三点弯曲方式使在一面上包含树脂层或金属层的氧化铝基板或LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷)基板(低温焙烧陶瓷基板)断裂而获得单位产品的一般的断裂工序进行说明的图。另外，所述树脂层或金属层是为了发挥作为电容器或电感器的功能或者保护器件而形成。
将于在表面或内部形成着电路图案的基板主体11的表面层叠较薄的树脂层或金属层(以下称为“表面层12”)所得的基板W贴附在支持在切割环(dicing ring)13的具有弹性的粘接膜14。通过预工序而在基板主体11的下表面形成着多条划线(切槽)S。
如图10所示，跨过划线S而在其左右位置配置着支承基板W的下表面的一对支承刀15、15。在基板W的与划线S相对的部位的上方配置着断裂刀16。通过将该断裂刀16如图10(b)所示按压至基板W，使基板挠曲而从划线S断裂。此时，最先由断裂刀16按压的表面层12首先由断裂刀16的刀尖切断，然后通过断裂刀16的进一步的按压使基板W挠曲而从划线S切断。
[背景技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2012-131216号公报
[专利文献2]日本专利特开2011-212963号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
就使用寿命方面来说，切断时所使用的断裂刀16优选以尽可能大的刀尖角度形成。关于基板W的基板主体11部分的切断，即使是断裂刀16的刀尖角度为90度以上的钝角例如100度的刀尖，也可以充分地切断。但是，若为钝角的刀尖，则有时无法彻底切断表面层12，表面层12的一部分未被切断而残留。若产生此种状态，则连续的生产线的流程产生弊病，并且导致加工品质或良率降低。另一方面，若使断裂刀16的刀尖为尖锐例如30度以下的锐角的刀尖，则虽然在按压时能够将表面层12切断，但锐角的刀尖容易破损而在使用寿命方面存在问题。
而且，在对基板W的切断使用断裂刀16的情况下，需要使断裂刀16反复地上下移动的升降机构而装置规模较大。而且，断裂时必须使基板W的应切断的划线S以成为断裂刀16的正下方的方式准确地定位而停止，因此，需要用以探测位置的复杂的机构。而且，因每次断裂时均必须使基板W停止，所以，有基板切断所需的总时间变长的问题点。
因此，本发明设法解决所述现有问题，其目的在于提供一种新颖的基板切断装置，该基板切断装置能够不使用断裂刀，而以简单的机构有效率地将具备树脂或金属的表面层的脆性材料基板切断。
[解决问题的技术手段]
为了达成所述目的，在本发明中采取如下技术手段。即，在本发明的基板切断装置中，设为如下构成，即，一种基板切断装置，使在基板主体的上表面层叠着树脂或金属的表面层且在所述基板主体的下表面以规定的间距形成着多条划线的脆性材料基板断裂，包括：输送机，在使所述脆性材料基板的所述划线为与输送方向正交的方向且朝下的状态下载置并搬送所述脆性材料基板；***部，形成在所述输送机的输送方向中间位置，使搬送中的所述脆性材料基板以向上方***后立即下降的方式移动；及弹性部件，在所述***部的上方弹性接触于由所述输送机输送来的所述脆性材料基板的上表面；所述***部是以所述脆性材料基板越过该***部而移动时向上方挠曲的方式形成。
而且，所述***部可以利用提升部件从输送带的下表面提升输送带而形成，或者，也可以将输送机分割成前部输送机与后部输送机，而在所述前后的输送机之间形成所述***部。
[发明的效果]
根据本发明，在工序中使基板的搬送作业不停止，一边利用输送机使基板从上游移动至下游，一边在***部与弹性部件之间使基板挠曲而从划线依次切断，因此，与每次断裂时使基板停止并使断裂刀上下移动的现有方式相比，可以大幅度缩短切断所需的时间。而且，因未使用需要大规模的反复升降机构的断裂刀，所以，可以小型地形成切断装置，并且可以通过利用***部与弹性部件的简单的构成而以低成本提供。而且，不需要像利用断裂刀切断的情况那样使基板的应切断的划线定位，因此，有可以省略用以探测位置的复杂的机构等多种效果。
在本发明的基板切断装置中，优选设为如下构成：所述弹性部件被支持部件保持，在所述支持部件安装着在与所述弹性部件的下表面接触的状态下可以朝基板输送方向转动的旋转皮带，所述旋转皮带是由弹性材料形成，使得在所述脆性材料基板利用所述***部向上方挠曲时可以与所述弹性部件一起凹陷。
由此，在基板通过弹性部件的下方时，可以通过利用所述输送机的搬送与旋转皮带朝基板输送方向的转动而顺利地搬送基板。
在本发明的基板切断装置中，优选设为所述***部形成为可以调整上下位置的构成。
由此，可以根据成为加工对象的基板的厚度或素材的种类而将***部的***量调整为最适于切断的状态。
在本发明的基板切断装置中，优选设为所述弹性部件形成为可以调整上下位置的构成。
由此，可以根据成为加工对象的基板的厚度而对弹性部件的上下位置进行微调整，从而可以顺利地进行基板的移动。
附图说明
图1(a)～(c)是表示成为切断对象的基板的切断过程的说明图。
图2是表示本发明的基板切断装置的一例的概略剖视图。
图3(a)～(d)是表示利用本发明的基板切断装置的基板切断工序的说明图。
图4(a)、(b)是表示本发明中的提升部件的其他实施例的说明图。
图5(a)、(b)是表示本发明中的弹性部件的其他实施例的说明图。
图6是表示本发明中的输送机的其他实施例的说明图。
图7(a)、(b)是表示图6中所示的***部的其他实施例的说明图。
图8(a)、(b)是表示本发明中的***部的上下调整机构的说明图。
图9是用以说明现有的基板切断方法的立体图。
图10(a)、(b)是表示现有的基板切断方法的剖视图。
具体实施方式
以下，针对本发明的基板切断装置的详细情况，根据表示一实施方式的附图详细地进行说明。图1是表示成为加工对象的一例的氧化铝基板W的图。在基板W的基板主体1的内部或上表面形成着电子电路图案(不在图示内)，在表面层叠着保护器件及控制作为电容器或电感器的特性的树脂或金属的较薄的表面层2。而且，在基板主体1的下表面，通过前段工序隔开规定的间距形成着相互交叉的X-Y方向的多条划线(切槽)S1、S2。
该基板W利用以下叙述的本发明的基板切断装置，首先沿着X方向的划线S1切断，加工成如图1(b)所示的长方形的短条状基板W1，接着，沿着Y方向的划线S2切断，获得图1(c)所示的单位产品W2。
图2是概略地表示本发明的基板切断装置的一实施例的剖视图。该基板切断装置包括：输送机3，载置基板W并将该基板W从上游搬送至下游；***部4，形成在输送机3的中间位置；及弹性部件5，配置在***部4的上方且弹性接触于由输送机3输送来的基板W的上表面的位置，具有平坦的下表面。
在本实施例中，***部4形成为从输送机3的输送带3a的下表面利用提升部件4a使输送带3a(及所载置的基板W)暂时向上方***，然后立刻下降。该***部4是以基板W越过该***部4时向上方凸起而挠曲的方式，从输送机3的水平的载置面a以高度h向上方***而形成。
提升部件4a优选利用自由旋转的旋转辊形成。由此，可以顺利地进行输送带3a的滑动。另外，该提升部件4a也可以利用如图4(a)所示将上表面设为光滑的圆弧状的凸面的凸状材4b或者如图4(b)所示设为光滑的大致三角状的凸面的凸状材4c而形成。
弹性部件5是利用在基板W向上方凸起时不使基板W受损且可以弹性地凹陷的具备弹性的天然或合成橡胶等弹性素材所制造。而且，在本实施例中，弹性部件5被支持部件6保持，且形成为可以利用位置调整机构(不在图示内)调整上下位置。由此，可以根据成为加工对象的基板W的厚度而对弹性部件5的下表面与输送机3的载置面a的间隔L进行微调整。
接下来，对本发明的基板切断装置的动作进行说明。
首先，如图2所示，在使应切断的X方向的划线S1朝着与输送方向正交的方向且朝下的状态下，将基板W载置在输送机3的上游位置并使之向下游方向(图的箭头方向)移动。基板W是如图3(a)所示，在弹性部件5的下方水平移动而到达至***部4。另外，此时，将弹性部件5的位置预先调整为弹性部件5的下表面位于与基板W的表面接近的位置或者轻微接触的程度，使得基板W可以顺利地移动。
接着，基板W的前头部分是如图3(b)所示越过***部4而最初的划线S1′向上方弯曲。通过由该弯曲所致的挠曲而划线S1′的龟裂在厚度方向上渗透，而基板主体1被切断。此时，划线S1′上的表面层2通过弯折而变得脆弱，但尚未被切断。
接着，如图3(c)所示，划线S1′的部分到达至***部4的顶部时，通过基板W的弯曲而划线S1′呈V字状开裂，并且表面层2的所述变得脆弱的部分由此时的拉伸应力切断。由此，基板W从划线S1′被完全切断。
通过如图3(d)所示般依次重复如所述般的动作，基板W从图1所示的X方向的所有划线S1被切断并利用输送机3而移动至下游，获得多个短条状基板W1。
然后，短条状基板W1是以使Y方向的划线S2为相对于输送方向正交的方向且朝下的状态载置在输送机3上。然后，与所述同样地，通过使基板W1向下游方向移动而从前头的划线S2依次断裂，完成图1(c)所示的单位产品W2。
发明者等人将在表面分别层叠包括约100μm的树脂层以及约10μm的金属层的较薄的表面层所得的厚度0.4mm的氧化铝基板作为加工对象，以下述条件重复进行断裂实验。
输送机3的载置面a与弹性部件5的间隔L：0.45mm
弹性部件5的厚度：3mm
作为***部4的辊的直径：1mm
辊的突出量(从输送机3的载置面a起的突出高度)h：0.15mm
划线的间距：4mm
利用输送机3的基板W的输送速度：30mm/sec
结果，任一情况下均可以良好且彻底地切断。
图5是表示本发明的基板切断装置的另一实施例的图。
在该实施例中，在保持弹性部件5的支持部件6的周围设置着旋转皮带7，该旋转皮带7的一部分以与弹性部件5的下表面接触的状态配置。旋转皮带7由多个例如4个轮体8保持，且以通过与由输送机3输送来的基板W的接触而向基板输送方向自由旋转的方式安装。旋转皮带7利用橡胶等较薄的弹性带状部件形成，使得能够像图5(b)所示那样在基板W利用***部4提升时与弹性部件5一起向上方凹陷。由此，容易搬送基板W。
另外，也可以使旋转皮带7与输送机3的输送速度同步地转动。此时，也可以使驱动源(马达)为1个而同步。
图6是表示本发明的又一实施例的图。在该实施例中，输送机3被分割成前部输送机3A与后部输送机3B，在该前后的输送机3A、3B之间形成着***部4。***部4由自由旋转的旋转辊4d形成。另外，在本实施例中，作为配置在***部4的上方的弹性部件5，示出图2所示的构成的弹性部件，但也可以使用图5的包含旋转皮带7的构成的弹性部件。任一情况下，均可以进行与之前的实施例相同的断裂动作。
另外，也可以代替旋转辊4d，而利用如图7(a)所示将上表面设为光滑的圆弧状的凸面的凸状材4e或者如图7(b)所示设为光滑的大致三角状的凸面的凸状材4f形成。
如以上说明所述，根据本发明，使基板W的搬送作业不停止，一边利用输送机3使基板W从上游移动至下游，一边在***部4与弹性部件5之间使基板W挠曲而沿着划线依次切断，因此，可以缩短切断所需的时间。而且，未使用附带大规模的反复升降机构的断裂刀，而由利用***部4与弹性部件5的简单的部件构成，因此，可以小型地且低成本地形成切断装置。此外，不需要像利用断裂刀切断的情况那样使基板的应切断的划线定位，因此，可以省略用以探测位置的复杂的机构。
在本发明中，优选形成为可以调整所述***部4的高度(***量)。在此情况下，在图2的实施例中，可以像图8(a)所示那样利用上下调整机构9上下调整提升部件4a。而且，在图6的实施例中，可以像图8(b)所示那样利用上下调整机构9上下调整旋转辊4d(或凸状材4e、4f)。
由此，可以根据应切断的基板W的厚度或素材的种类而将***部4的***量调整为最适于切断的状态。
以上，对本发明的代表性的实施例进行了说明，但本发明不一定特定于所述实施方式。例如，在本发明中，也可以将不具有如所述般的树脂或金属等的较薄的表面层2的脆性材料基板作为加工对象。除此以外，在本发明中，可以在达成所述目的且不脱离权利要求范围的范围内适当进行修正、变更。
[工业上的可利用性]
本发明的切断装置适合用于在表面包含树脂或金属的较薄的表面层的氧化铝基板、LTCC基板等包含脆性材料的基板的切断。
[符号的说明]
S1、S2        应切断的划线
W             基板
1             基板主体
2             表面层
3             输送机
3a            输送带
4             ***部
4a            提升部件
5             弹性部件
6             支持部件
7             旋转皮带
9             上下调整机构

Claims (10)

1.一种基板切断装置，使在基板主体的上表面层叠着树脂或金属的表面层且在所述基板主体的下表面以规定的间距形成着多条划线的脆性材料基板断裂，且包括：
输送机，在使所述脆性材料基板的所述划线为与输送方向正交的方向且朝下的状态下载置并搬送所述脆性材料基板；
***部，配置在所述输送机的输送方向中间位置，使搬送中的所述脆性材料基板以向上方***后立即下降的方式移动；及
弹性部件，在所述***部的上方弹性接触于由所述输送机输送来的所述脆性材料基板的上表面；
所述***部是以所述脆性材料基板越过该***部而移动时向上方挠曲的方式形成。
2.根据权利要求1所述的基板切断装置，其中所述***部是以从所述输送机的皮带的下方利用提升部件使皮带提升的方式形成。
3.根据权利要求1所述的基板切断装置，其中所述输送机分割成前部输送机与后部输送机，在所述前后的输送机之间形成着所述***部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基板切断装置，其中所述弹性部件被支持部件保持，在所述支持部件安装着在与所述弹性部件的下表面接触的状态下可以朝基板输送方向转动的旋转皮带，所述旋转皮带是由弹性材料形成，使得在所述脆性材料基板利用所述***部向上方挠曲时可以与所述弹性部件一起凹陷。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的基板切断装置，其中所述***部形成为可以调整上下位置。
6.根据权利要求4所述的基板切断装置，其中所述***部形成为可以调整上下位置。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的基板切断装置，其中所述弹性部件形成为可以调整上下位置。
8.根据权利要求4所述的基板切断装置，其中所述弹性部件形成为可以调整上下位置。
9.根据权利要求5所述的基板切断装置，其中所述弹性部件形成为可以调整上下位置。
10.根据权利要求6所述的基板切断装置，其中所述弹性部件形成为可以调整上下位置。
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