JP2010126391A - 基板の分割装置および基板の分割方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に対して均等に荷重を加えて分割する基板の分割装置および基板の分割方法を提供する。
【解決手段】基板Ｗの分割装置２１は、基板Ｗを、対向ハーフスクライブライン１５が形成された裏面側から対向ハーフスクライブライン１５を中心とする線対称位置で支持する一対の支持部材２２と、基板Ｗを、対向ハーフスクライブライン１５の直上の表面側から対向ハーフスクライブライン１５に対し平行に押圧することで、基板Ｗを分割するブレイクバー２３と、を備え、基板Ｗを押圧するブレイクバー２３のブレイクバー本体４１は、ストレート形状に形成され、且つ押圧時の基板Ｗに対し幅方向に撓みが生じないように基板Ｗの幅寸法より短く形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、スクライブラインに沿って基板を分割する基板の分割装置および基板の分割方法に関するものである。

従来、この種のブレイクマシン（分割装置）として、表面に形成した一対の凸部により、ワーク（基板）を、スクライブラインを中心に線対称位置で支持するテーブルマットと、スクライブラインの直上部からワークを押圧するブレイクバーと、を有するものが知られている（特許文献１参照）。
このブレイクマシンでは、ワークを、スクライブラインを下に向けてテーブルマットに載置し、スクライブラインの真上からワークより長いブレイクバーを押し付け、ワークをテーブルマット上で撓ませて分割するようにしている。
特開平１０−３３０１２５号公報

しかしながら、このようなブレイクマシンでは、ブレイクバーがワークより長いため、ワークに押し当てたブレイクバーがワークから受ける反力（構造上、幅方向の両端が強い）により、僅かに凸型に撓ってしまう。このため、ワークの幅方向において僅かに凸型に撓んでからブレイクされることになり、ワークのブレイク端面が、厚み方向におよび幅方向において、精度良く直角に分断されない問題があった。すなわち、ブレイク端面が、スクライブラインから真っ直ぐ破断されずに、斜めに反るように破断されてしまうという問題があった（図６参照）。

本発明は、ブレイク端面が、スクライブラインに沿って厚み方向におよび幅方向において垂直になるように基板を分割することができる基板の分割装置および基板の分割方法を提供することをその課題としている。

本発明の基板の分割装置は、基板を、スクライブラインが形成された裏面側からスクライブラインを中心とする線対称位置で支持する一対の支持部材と、基板を、スクライブラインの直上の表面側からスクライブラインに対し平行に押圧することで、基板を分割するブレイクバーと、を備え、基板を押圧するブレイクバーの押圧接触部は、ストレート形状に形成され、且つ押圧時の基板に対し幅方向に撓みが生じないように基板の幅寸法より短く形成されていることを特徴とする。

本発明の基板の分割方法は、一対の支持部材を用い、基板を、スクライブラインが形成された裏面側からスクライブラインを中心とする線対称位置で支持する支持工程と、基板を押圧する押圧接触部が、ストレート形状に形成され、且つ押圧時の基板に対し幅方向に撓みが生じないように基板の幅寸法より短く形成されたブレイクバーを用い、基板を、スクライブラインの直上の表面側からスクライブラインに対し平行に押圧することで、基板を分割する分割工程と、を備えたことを特徴とする。

これらの構成によれば、ブレイクバーは、スクライブラインに対し平行に押圧し、且つ基板に対し幅方向に撓みが生じないように基板の幅寸法より短く形成されているため、基板は、一対の支持部材とブレイクバーとの協働により、長手方向にのみ撓んでスクライブラインを起点に瞬間的にブレイクされる。すなわち、基板の幅方向は、均等な荷重を受けてブレイクされる。よって、スクライブラインに沿ってブレイク端面が、厚み方向におよび幅方向において垂直になるように基板を分割することができる。

また、押圧接触部は、スクライブラインに対して略９０％の長さに形成されていることが、好ましい。

この構成によれば、基板に対し幅方向に撓みが生じないように基板に対して均等に荷重を加えることができる。よって、スクライブラインに沿ってブレイク端面が垂直になるように基板を分割することができる。

また、基板は、複数のＴＦＴをマトリクス状に作り込んだＴＦＴマザー基板と、これに液晶を滴下しシール材を介して貼り合わされた対向マザー基板と、から成る貼り合せ基板を、短冊状に分割したものであることが、好ましい。

この構成によれば、短冊状にした基板から小型の貼り合せ基板（液晶パネル）を効率よく、複数枚取りすることができる。

また、スクライブラインが一対の支持部材の中間位置に停止するように、基板を間欠送りする基板送り手段を、更に備え、基板送り手段は、基板を、幅規制しつつ幅方向の側縁部に転接して送る一対の段付ローラを有していることが、好ましい。

この構成によれば、基板を、傷付けることなく、分割位置に精度よく送ることができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係る分割装置および分割装置を用いた分割方法について説明する。この分割装置は、円板状のＯＤＦ（One Drop Filling）マザー基板を、スクライブラインに沿って短冊状に分割し、続いてＴＦＴ基板に形成されたスクライブラインに沿って分割した後の工程に用いられ、短冊状のＯＤＦ基板（基板）をさらにスクライブラインを境に分割して、不要チップが残ったプレＴＦＴ液晶パネルにするものである。そして、プレＴＦＴ液晶パネルは、後工程で不要チップを分割して、小型のＴＦＴ液晶パネルとなる。そこで、まず分割対象である短冊状のＯＤＦ基板の基となるＯＤＦマザー基板について説明する。

図１に示すように、ＯＤＦマザー基板１は、複数のＴＦＴ７をマトリクス状に作りこんだ円形のガラス基板であるＴＦＴマザー基板２と、これに液晶を滴下したシール材８を介して、円形のガラス基板である対向マザー基板３と、を貼り合わせて構成されている（図１（ａ）参照）。一方、ＯＤＦマザー基板１から複数枚取りされたＴＦＴ液晶パネル４は、シール材８を介して、ＴＦＴ基板５に対向基板６を貼り合わせた構成を有し、全体として方形に形成されている。この場合、ＴＦＴ液晶パネル４におけるＴＦＴ基板５と対向基板６とは、縦方向の２辺と横方向の１辺とにおいて揃っており、残りの横方向の１辺が、ＴＦＴ基板５に対し対向基板６がセットバックしている。そして、このセットバックした部分のＴＦＴ基板５上にＦＰＣ等を接続するための端子エリア９が構成されている（図１（ｂ）参照）。

したがって、図１（ａ）に示すように、ＴＦＴ液晶パネル４を複数枚取りするＯＤＦマザー基板１には、図外のダイヤモンドカッタをＯＤＦマザー基板１に対して相対的に移動（往復）させるスクライブ装置等により格子状にスクライブライン１１が形成される。ＴＦＴマザー基板２および対向マザー基板３の外面の同位置には、ＴＦＴ液晶パネル４の幅に合致する（縦方向の２辺に対応する）縦スクライブライン１２がそれぞれ形成されている。また、ＴＦＴマザー基板２の外面には、ＴＦＴ液晶パネル４の長さに合致する（横方向の２辺に対応する）ＴＦＴスクライブライン１３（図２参照）が形成され、同様に対向マザー基板３の外面には、ＴＦＴ液晶パネル４の長さに合致する対向スクライブライン１４が形成されている。さらに、対向基板６の外面には、不揃い部分を構成する対向ハーフスクライブライン１５が形成されている。

先ず、両縦スクライブライン１２に沿って、ＴＦＴマザー基板２および対向マザー基板３がそれぞれブレイクされ、ＯＤＦマザー基板１が短冊状に分割される。次に、この各短冊状のＯＤＦマザー基板１においてＴＦＴマザー基板２を、ＴＦＴスクライブライン１３に沿ってブレイクし、分割したあとのＴＦＴスクライブライン１３に沿ってダイサー加工した後、続いて対向マザー基板３を、対向ハーフスクライブライン１５に沿ってブレイクする。このブレイクにより、端子エリア９がむき出しなる共に対向スクライブライン１４を存して不要チップ１７が残ったプレＴＦＴ液晶パネル１６が分割される。そして、最終的に不要チップ１７が、対向スクライブライン１４に沿ったブレイクにより分割除去されて、ＴＦＴ液晶パネル４が作成される。

すなわち、実施形態の分割対象である基板Ｗは、プレＴＦＴ液晶パネル１６に分割する直前の短冊状のＯＤＦ基板１８であり、具体的には、ＴＦＴマザー基板２を、ＴＦＴスクライブライン１３に沿ってブレイクした状態の、短冊状のＯＤＦ基板１８である。なお、実施形態の分割装置２１の分割において、不要チップ１７が誤って分割されないように、ＴＦＴスクライブライン１３および対向ハーフスクライブライン１５は、ダイヤモンドカッタの往復回数やダイヤモンドカッタの押圧力を調整するようにして、ＯＤＦマザー基板１に対して強くスクライブし、対向スクライブライン１４は、弱くスクライブするようにしてもよい。

次に、図２を参照して、分割装置２１について説明する。分割装置２１は、対向ハーフスクライブライン１５が形成された裏面側（外面側）から基板Ｗを支持する一対の棒状の支持部材２２と、対向ハーフスクライブライン１５の直上の表面側（外面側）から対向ハーフスクライブライン１５に対し平行に押圧することで、基板Ｗを分割するブレイクバー２３と、ブレイクバー２３を支持すると共にブレイク動作させる図外のブレイク機構と、基板Ｗを支持部材２２に向って間欠送りする基板送り手段２４と、送られた基板Ｗを位置決めするためのアライメントカメラ２５と、これら構成装置を支持する図外のフレームと、を備えている。

この分割装置２１において、基板送り手段２４は基板送り方向の上流側に配設され、一対の支持部材２２は下流側に配設されており、基板Ｗは略水平に送られる。また、一対の支持部材２２の中間位置の直上には、基板Ｗの上方に位置してブレイクバー２３が配設され、さらに基板Ｗの下方に位置してアライメントカメラ２５が臨むようになっている。基板Ｗは、基板送り手段２４により一対の支持部材２２の直上に送られ、アライメントカメラ２５による撮像結果に基づいてアライメントし、支持部材２２で支持された後に、ブレイクバー２３により分割される。

基板送り手段２４は、基板Ｗを下流側に押出す押出し機構３１と、押出し機構３１によって押出される基板Ｗを下流側に送る送りローラ機構３２と、から構成されている。押出し機構３１は、基板Ｗの基端側壁面に当接する押出し板３３と、押出し板３３を介して基板Ｗを下流側に間欠送りさせるシリンダ３４と、から構成されている。送りローラ機構３２は、基板Ｗの送り方向の前後に配設された一対の段付きローラ３５の２組と、一対の段付きローラ３５を昇降させる昇降機構３６と、から構成されている。各段付きローラ３５は、それぞれ小さい内輪３７および大きい外輪３８から成る自由回転ローラであり、外輪３８の内面が基板Ｗの側縁部１８ａに転接し、基板Ｗを幅規制するようになっている。また、同時に内輪３７のローラ面３９が基板Ｗ下面の両端部に転接し、ＴＦＴ液晶パネル４の表示部４ａに触れないようになっている（ともに図２（ｂ）参照）。この場合、外輪３８の内面および内輪３７のローラ面３９は、基板Ｗを適切に間欠送りすべく、滑らないようにゴム等の滑り止め加工が施されていることが好ましい。基板送りをする場合、昇降機構３６により一対の段付きローラ３５の２組を、支持部材２２より僅かに上昇させた状態で、シリンダ３４により押出し板３３を下流側に押し出して基板Ｗを支持部材２２の直上に間欠送りする。

アライメントカメラ２５は、一対の支持部材２２の中間位置の下部に固定的に配置されており、送られてきた基板Ｗの下面に形成された対向ハーフスクライブライン１５あるいはＴＦＴ７等の位置決め基準となる部位を対向マザー基板３側から撮像する（図２（ｃ）参照）。そして、図外のモニタに映し出された撮像結果を見ながら、基板Ｗを、図外のアライメント装置あるいは人的作業によって、支持部材２２の中間位置に対向ハーフスクライブライン１５が位置するように、Ｘ、Ｙおよびθ方向にアライメントする。なお、アライメントは、少なくとも基板Ｗを装置に導入したときに行うようにする。

一対の支持部材２２は、超硬合金等の素材で丸棒状に形成されており、基板送り手段２４の下流側に、水平に、且つ一定の距離を存して固定的に配設されている。各支持部材２２は、基板Ｗの幅を越える長さを有しており、図外のフレーム等に水平に支持されている。そして、一対の支持部材２２は、アライメント後の基板Ｗが昇降機構３６によって下降することで、対向マザー基板３側から基板Ｗを支持する。なお、支持部材２２は、基板Ｗに線接触してこれを支持できるものであれば、その断面形状は任意である（例えば、三角形）。

ブレイクバー２３は、超硬合金等の素材で丸棒状に形成され、基板Ｗに直接接触する丸棒状のブレイクバー本体４１（押圧接触部）と、ブレイクバー本体４１より細径に形成され、ブレイクバー本体４１を両端からそれぞれ延在する一対の軸状部４２と、が一体に形成されている（図２（ｃ）参照）。そして、上記のブレイク機構は、この一対の軸状部４２の部分でブレイクバー２３を支持し、ブレイクバー２３を上下に平行移動させる。また、ブレイクバー２３（ブレイクバー本体４１）は、一対の支持部材２２の中間位置の直上に、且つ一対の支持部材２２と平行に配設されている。基板Ｗは、その対向ハーフスクライブライン１５が、ブレイクバー２３の直下に位置するように導入され、またその延長上にアライメントカメラ２５が配設されている。

ブレイクバー本体４１は丸棒状、すなわち断面円形のストレート形状を有し、基板Ｗの幅より幾分短く形成されている。この場合、ブレイクバー本体４１は、その長手方向の中間位置を基板Ｗの幅方向中間位置に合致させた、いわゆるセンター中心で配設されており、分割に際し基板Ｗに加える押圧力が幅方向において偏らないようになっている。より具体的には、ブレイクバー本体４１は、基板Ｗに対しセンター中心で配設され、且つ押圧時の基板Ｗに対し幅方向に撓みが生じないように、基板Ｗの幅寸法に対して略９０％の長さに形成されている。これにより、ブレイクバー２３を下動させて一対の支持部材２２に支持した基板Ｗを押圧してゆくと、基板Ｗは長手方向においてのみ撓み、対向ハーフスクライブライン１５に沿って、ブレイクされる。なお、ブレイクバー本体４１は、基板Ｗに線接触してこれを押圧できるものであれば、その断面形状は任意である（例えば、三角形）。

次に、図３を参照して、上記した分割装置２１を用いた分割方法について説明する。この分割方法は、一対の支持部材２２を用い、対向ハーフスクライブライン１５が形成された裏面側から基板Ｗを支持する支持工程と、基板Ｗを、対向ハーフスクライブライン１５の直上の表面側から対向ハーフスクライブライン１５に対し平行に押圧することで、基板Ｗを分割する分割工程と、を備えている。

支持工程では、基板送り手段２４によりブレイクエリアに送り込まれた基板Ｗを、対向ハーフスクライブライン１５が支持部材２２の中間位置に位置決めされるようにアライメントし、一対の支持部材２２に載せ込むようにする（図３（ａ）参照）。もっとも、２回目以降のブレイク動作では、所定のアライメント精度が保たれている限り、アライメント動作は省略され、アライメントカメラ２５による確認のみが行われる。

分割工程では、ブレイク機構によりブレイクバー２３を下動させ、一対の支持部材２２に支持された基板Ｗを、対向ハーフスクライブライン１５に沿って、ブレイクする（図３（ｂ）参照）。このブレイク動作では、基板Ｗは、幅方向には撓むことなく長手方向にのみ凹型に撓み、対向ハーフスクライブライン１５を起点に精度良く分割される。そして、分割後の基板Ｗ、すなわちプレＴＦＴ液晶パネル１６は、続く基板Ｗの送りに伴って支持部材２２から落下し図外のトレイに収容される。

次に、図４ないし図６を参照して、上記した分割装置２１おいて、基板Ｗの幅寸法に対してブレイクバー本体４１の長さを変更して基板Ｗを分割したときの分割実験結果について説明する。本実験では、基板Ｗの幅寸法に対してブレイクバー本体４１の長さが６０％、９０％および１５０％（基板Ｗの幅寸法より長い凸部）の３種類について実験した。なお、この本実験は、ブレイクバー本体４１の長さ以外は、上記した分割装置２１による基板Ｗの分割と同じ条件で行った。

図４に示すように、基板Ｗの幅寸法に対して６０％の長さのブレイクバー本体４１を有するブレイクバー２３を用いた場合、対向マザー基板３のブレイク端面１６ａは、対向ハーフスクライブライン１５を起点に、厚み方向においては下側が斜め前方に張り出すように、また幅方向においては下側が凹状に湾曲して分断される傾向にあった。これにより、ブレイク端面１６ａの下端がＴＦＴ７の一部に覆ってしまうおそれがあり、後工程でのＦＰＣ圧着ができないおそれがある（図４（ａ）および（ｂ）参照）。図４（ｃ）は、ＴＦＴ液晶パネル４を平面的視したときの対向マザー基板３の下面側端のズレ量をプロットしたものである。グラフ中の縦軸は、分割されるべき位置に対して実際に分割された位置を示しており、プラス方向は、対向ハーフスクライブライン１５より基端側へのズレ量であり、一方、マイナス方向は、先端側（ＴＦＴ７側）へのズレ量である。この結果から、係る場合には、良品の許容範囲として点線に示した基準範囲を大きく超えることが分かる。すなわち、基板Ｗの幅寸法に対して６０％の長さのブレイクバー本体４１を有するブレイクバー２３を用いて分割したＴＦＴ液晶パネル４は、不良品と判断した。

図５に示すように、基板Ｗの幅寸法に対して９０％の長さのブレイクバー本体４１を有するブレイクバー２３を用いた場合、対向マザー基板３は、概ね垂直に分割した（図５（ａ）および（ｂ）参照）。この際、ブレイクバー本体４１は、分割時に基板Ｗが幅方向で撓らないように基板Ｗの幅寸法の略９０％の長さに形成されているため、基板Ｗは、長手方向にのみ撓んで対向ハーフスクライブライン１５を起点に瞬間的にブレイクされる。すなわち、基板Ｗの幅方向は、均等な荷重を受けてブレイクされる。よって、対向ハーフスクライブライン１５に沿ってブレイク端面１６ａが、厚み方向におよび幅方向において垂直になるように基板Ｗを分割することができる。また、その結果、対向ハーフスクライブライン１５に対するズレ量が、図５（ｃ）の点線に示した基準範囲内に収まるため、係る場合には、良品と判断した。

図６に示すように、基板Ｗよりも長い幅寸法のブレイクバー本体４１を有するブレイクバー２３を用いた場合、対向マザー基板３のブレイク端面１６ａは、対向ハーフスクライブライン１５を起点に、厚み方向においては下側が斜め手前に食い込むように、また幅方向においては下側が凸状に湾曲して分断される傾向にあった。これにより、ブレイク端面１６ａの下端がシールの部分まで達しシール切れとなるおそれがある。またブレイク端面１６ａの下端がＴＦＴ７の一部に覆ってしまい、後工程でのＦＰＣ圧着ができないおそれがある（図６（ａ）および（ｂ）参照）。また、その結果、図６（ｃ）の点線に示した基準範囲を超えてしまうため、係る場合には、不良品と判断した。

以上の構成によれば、基板Ｗの幅方向に撓みが生じないように基板Ｗの幅寸法に対して略９０％の長さのブレイクバー本体４１を有するブレイクバー２３により基板Ｗを分割することで、基板Ｗに対して均等に加荷重を加えることができる。よって、対向ハーフスクライブライン１５に対して均等に押圧力が加わるため、対向ハーフスクライブライン１５に沿ってブレイク端面１６ａが垂直になるように分割することができる。

（ａ）はＯＤＦマザー基板の斜視図であり、（ｂ）はＴＦＴ液晶パネルの斜視図である。 （ａ）は分割装置の側面図であり、（ｂ）はＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）は支持工程の図であり、（ｂ）は分割工程の図である。 基板の幅寸法の６０％の長さのブレイクバー本体を用いて基板を分割したときの（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図および拡大図であり、（ｃ）は分割の結果をプロットしたグラフである。 基板の幅寸法の９０％の長さのブレイクバー本体を用いて基板を分割したときの（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図および拡大図であり、（ｃ）は分割の結果をプロットしたグラフである。 基板の幅よりも凸部が長いブレイクバー本体を用いて基板を分割したときの（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図および拡大図であり、（ｃ）は分割の結果をプロットしたグラフである。

符号の説明

１…ＯＤＦマザー基板 ２…ＴＦＴマザー基板 ３…対向マザー基板 ４…ＴＦＴ液晶パネル ６…対向基板 ７…ＴＦＴ ８…シール材 １１…スクライブライン １４…対向スクライブライン １５…対向ハーフスクライブライン １８…ＯＤＦ基板 ２２…支持部材 ２３…ブレイクバー ２４…基板送り手段 ３５…段付きローラ ４１…ブレイクバー本体 Ｗ…基板

Claims (5)

1. 基板を、スクライブラインが形成された裏面側から前記スクライブラインを中心とする線対称位置で支持する一対の支持部材と、
   前記基板を、前記スクライブラインの直上の表面側から前記スクライブラインに対し平行に押圧することで、前記基板を分割するブレイクバーと、を備え、
   前記基板を押圧する前記ブレイクバーの押圧接触部は、ストレート形状に形成され、且つ押圧時の前記基板に対し幅方向に撓みが生じないように前記基板の幅寸法より短く形成されていることを特徴とする基板の分割装置。
2. 前記押圧接触部は、前記スクライブラインに対して略９０％の長さに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板の分割装置。
3. 前記基板は、複数のＴＦＴをマトリクス状に作り込んだＴＦＴマザー基板と、これに液晶を滴下しシール材を介して貼り合わされた対向マザー基板と、から成る貼り合せ基板を、短冊状に分割したものであることを特徴とする請求項１または２に記載の基板の分割装置。
4. 前記スクライブラインが前記一対の支持部材の中間位置に停止するように、前記基板を間欠送りする基板送り手段を、更に備え、
   前記基板送り手段は、前記基板を、幅規制しつつ幅方向の側縁部に転接して送る一対の段付ローラを有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板の分割装置。
5. 一対の支持部材を用い、
   基板を、スクライブラインが形成された裏面側から前記スクライブラインを中心とする線対称位置で支持する支持工程と、
   前記基板を押圧する押圧接触部が、ストレート形状に形成され、且つ押圧時の前記基板に対し幅方向に撓みが生じないように前記基板の幅寸法より短く形成されたブレイクバーを用い、
   前記基板を、前記スクライブラインの直上の表面側から前記スクライブラインに対し平行に押圧することで、前記基板を分割する分割工程と、を備えたことを特徴とする基板の分割方法。

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