JP2011162394A - 基板分断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分断されたマザー基板の単位表示パネルの分断面に端子領域が形成される場合でも、単位表示パネルの端子領域を損傷することなく素早く分断することのできる基板分断装置を提供する。
【解決手段】上下に配置された第一並びに第二カッターホイールと、スクライブ予定ラインによって左右に区分されたマザー基板Ｗを個別に保持する一対のテーブル１，２とからなり、単位表示パネルＵ１，Ｕ２の分断面が、第二基板側が第一基板側よりも突出した段差状に形成され、この段差部分に端子領域が形成されるようにする基板分断装置であって、少なくとも一方の保持部材を、他方の保持部材に対して分離する方向でかつ斜め方向に向かって移動させるための移動手段１３を設ける。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の単位表示パネルパターンが形成してあるマザー基板（貼り合わせ基板、貼り合わせマザー基板ともいう）を分断する基板分断装置に関する。
本明細書の説明で用いる「スクライブ溝」とは、加工対象となる脆性材料基板に対してスクライブ加工を行い、脆性材料基板の破壊現象を基板表面から内部に発生させた際に、基板内部へ進展することで形成される亀裂をいう。
加工対象となる脆性材料基板とは、ガラス基板をはじめ、半導体ウェハ、石英、セラミックなどの平面表示パネルに利用される基板をいう。
また、上述した「スクライブ加工」とは、脆性材料基板の加工において、脆性破壊を利用して亀裂を形成させる加工をいう。そして、スクライブ加工で形成されたスクライブラインに沿ってブレイクすることで基板を（パネルに）切断することを「分断」という。なお、高浸透性カッターホイールを用いてスクライブ加工を行った場合には、ブレイクすることが不要になる程度の深いクラックが形成される場合があるが、この場合には「ブレイクする」ではなく「分離する」と表現する。

以下、液晶表示パネルを例にして説明する。 液晶表示パネル製造用のマザー基板は、複数のカラーフィルタがパターン形成された第一基板（ＣＦ側基板ともいう）と、複数のＴＦＴ及び端子領域がパターン形成された第二基板（ＴＦＴ側基板ともいう）とを、液晶を封入するシール材を挟んで貼り合わせてある。このとき、第二基板はＴＦＴや端子領域が形成された基板面が第一基板との接合面となるように貼り合わせてある。

第二基板の端子領域は、ＴＦＴと外部機器との間で信号線が接続される領域であることから露出させる必要がある。そのため、マザー基板を単位表示パネルごとに分割する際に、端子領域に対向する第一基板（ＣＦ側基板）の部位を端材として除去する。具体的には、ＴＦＴが接続される側とは逆側になる端子領域の外側端に沿って第二基板側を分断し、さらに、端子領域の外側端から信号線を取り付けるために必要な幅（端子幅）だけ内側に入った位置で第一基板を分断する。これにより、端子領域に対向する第一基板の部位を端材として切除するようにしている。

一般に、マザー基板を単位表示パネルごとに分割する工程では、カッターホイールを用いた分断方法が利用されている。その場合、マザー基板を構成する２枚の基板（ＣＦ側基板とＴＦＴ側基板）のそれぞれに対し、分断予定位置（スクライブ予定ライン）にカッターホイールを圧接して各基板にスクライブ溝を刻む。次いでスクライブ溝に沿って、マザー基板を単位表示パネルごとに完全分断する。この分断方法として、スクライブ溝を境として左右の基板に上下に力を加えるか、あるいは左右のいずれか一方の基板を水平方向に引っ張ってブレイクするメカニカルブレイク方法が利用されている。そして、分割された１つ１つの単位表示パネルを、搬出ロボットにより後工程に移送する。

マザー基板の上下二面に対し同時にスクライブ溝を形成して、基板を反転させることなく加工する基板加工システム（基板分断システム）や基板加工方法が、例えば特許文献１や特許文献２で開示されている。これらの文献によれば、上下一対のカッターホイールを用いて、マザー基板を上下方向から二面同時にスクライブする。次いで二面同時に分離して、単位表示パネルごとに分割する。

ここで、マザー基板を単位表示パネルごとに分断するときの端子領域の加工について説明する。図１０は単位表示パネルの端子領域が形成される部分にスクライブ溝を形成した状態を示す図であり、図１１は形成したスクライブ溝に沿って分断した状態を示す図である。
左側の単位表示パネルＵ１と右側の単位表示パネルＵ２との境界には、端子領域を形成するための３本のスクライブ予定ラインが設定されており、これらに沿って３本のスクライブ溝を加工する。図１０に示すように、第一スクライブ溝Ｓ１と第二スクライブ溝Ｓ２とは、第一基板Ｇ１と第二基板Ｇ２とに対し、それぞれの加工端面が揃うように形成される。第三スクライブ溝Ｓ３は、第一基板側において、スクライブ溝Ｓ１から端子幅Ｌだけ離れた位置に形成される。

そして、３本のスクライブ溝Ｓ１〜Ｓ３に沿ってブレイクすることにより、図１１に示すように、２つのカット面Ｃａ，Ｃｂが形成される。
これらのうち、第一スクライブ溝Ｓ１と第二スクライブ溝Ｓ２とからなるカット面をジャストカット面Ｃａという。ジャストカット面Ｃａは単位表示パネルＵ１と単位表示パネルＵ２とを同一端面となるように分離する面である。

また、ジャストカット面Ｃａから端子幅Ｌだけ離れた位置において第一基板Ｇ１側だけに形成されるカット面を端子カット面Ｃｂという。端子カット面Ｃｂは端子領域Ｔの端子面を露出するために分断されるカット面である。そしてジャストカット面Ｃａと端子カット面Ｃｂとの間の第一基板Ｇ１に、端材Ｅが発生する。

実際の製造工程では、端材Ｅがジャストカット面Ｃａに付着した状態、あるいは端子カット面Ｃｂに付着した状態になる場合が発生する。したがって、端材Ｅがジャストカット面Ｃａに付着した状態であっても、端子カット面Ｃｂに付着した状態であっても、追加のブレイク処理を行って良品化する必要がある。

そこで、それぞれの付着状態に対応した二種類のブレイク機構を別途に用意し、２種類の付着状態のいずれであるかを判定し、端材Ｅの付着状態に応じてブレイク機構を選択し、追加のブレイク処理を行う必要があり、２つのブレイク機構が必要になりブレイク工程が複雑になる。

そこで、常に端材Ｅをジャストカット面Ｃａに付着させるようにして、次の工程で、単一種のブレイク機構を用いて確実に端材Ｅを分離するようにする分割方法が開示されている（特許文献３参照）。

この文献に記載された分割方法によれば、カッターホイールでスクライブ加工する際に、まず、第一基板Ｇ１（ＣＦ側基板）について加工し、次いで上下反転して第二基板Ｇ２（ＴＦＴ側基板）について加工を行う。このスクライブ加工の際に、第二スクライブ溝Ｓ２並びに第３スクライブ溝Ｓ３を加工するカッターホイールの押圧力を強くし、第一スクライブ溝Ｓ１を加工する際のカッターホイールの押圧力を弱くして行う。このようにしてスクライブに強弱を与えることにより、スクライブ溝の深さが調整され、図１２に示すように端材Ｅを常にジャストカット面Ｃａ側に付着させた状態でブレイクされるようにすることができる。その結果、一種類のブレイク機構を用意するだけで効率よく端材Ｅを除去できるようになる。

国際公開ＷＯ２００５／０８７４５８号公報 国際公開ＷＯ２００２／０５７１９２号公報 特開２００８−０５６５０７号公報

しかしながら、端材Ｅがジャストカット面Ｃａ側に付着した状態は、図１２に示すように、端材Ｅがジャストカット面Ｃａの外側に突き出ることになる。すなわち、分断された単位表示パネルＵ１，Ｕ２の分断面が、段差状に形成されることになる。以下、本発明ではこの形態を「オフセット形状」という。したがって、右側の単位表示パネルＵ２よりも先に、左側の単位表示パネルＵ１を上方に取り出そうとして、単位表示パネルＵ１を第一基板Ｇ１側に引き離そうと力を加えると、単位表示パネルＵ１の端子領域が端材Ｅと接触状態で押圧することになる。このとき端材Ｅが単位表示パネルＵ２側のジャストカット面Ｃａにしっかり付着していると、端子領域を損傷するおそれがある。

また、単位表示パネルＵ１を水平方向に移動させて引き離すブレイク手段（特許文献１参照）では、第一基板に付着した端材Ｅと単位表示パネルＵ１の端子領域Ｔが面接触で水平移動するので、摩擦によりやはり端子領域に損傷が生じることがあり、生産の歩留まりが劣化するといった課題がある。

そこで、本発明は、分断されたマザー基板の単位表示パネルＵ１，Ｕ２の分断面がオフセット形状になる場合でも、単位表示パネルの端子領域を損傷することなく素早く分断することのできる基板分断装置を提供することを目的とする。

本発明では、前提として、基板分断装置が加工するマザー基板は、第一基板と第二基板とを貼り合わせた構造を有し、マザー基板の第一基板及び第二基板にそれぞれ複数のスクライブ予定ラインが設定されている。そして、本発明の基板分断装置は、マザー基板を複数のスクライブ予定ラインに沿って分断することにより、第二基板側が第一基板側よりも突出した段差を形成し、段差部分に端子領域が形成された単位表示パネルにするための基板分断装置である。
そして、上記課題を解決するために、本発明の基板分断装置は以下の構成を備えている。すなわち、本発明の基板分断装置は、上述したマザー基板の上下に配置された第一カッターホイール並びに第二カッターホイールと、スクライブ予定ラインによって左右に区分されるマザー基板をそれぞれ個別に保持する一対の保持部材とからなり、少なくとも一方の保持部材には、他方の保持部材に対して分離する方向でかつ斜め方向に向かって移動させるための移動手段が設けられている。

本発明の基板分断装置によれば、スクライブ予定ラインによって左右に区分されたマザー基板をそれぞれ個別に保持する一対の保持部材の少なくとも一方を、他方の保持部材に対して遠のく方向でかつ第一基板側に向かって斜め方向に移動させる。これにより、端子領域の面に端材（第一基板の端材部分と第二基板の端子領域部分）が接触することなく瞬時に分離させることができ、摩擦等による端子領域の損傷を確実に防止できるとともに、分断に要する時間を短縮することができるといった効果がある。

上記発明において、保持部材の移動手段が、支持柱に垂直方向に移動可能に取り付けられた垂直移動体を含み、保持部材が垂直移動体の上面で水平方向に移動できるように配置され、保持部材と垂直移動体とを同調して移動させることにより、保持部材を斜め上方に移動させるようにしてもよい。
これにより、テーブルを安定した状態で確実に斜め方向に移動させることができる。

本発明にかかる基板分断装置のスクライブ機構部分を示す斜視図。 上記スクライブ機構並びにテーブル移動手段の一部を示す正面図。 図１のマザー基板をスクライブするときの加工手順の第一過程を示す図。 図１のマザー基板をスクライブするときの加工手順の第二過程を示す図。 図１のマザー基板を分断した状態を示す図。 図１のマザー基板を分断した別の状態を示す図。 図３の要部拡大図。 図４の要部拡大図。 図５の要部拡大図。 単位表示パネルの端子領域の部分にスクライブ溝を形成した状態を示す図。 形成したスクライブ溝に沿って分断した状態を示す図。 第二スクライブ溝Ｓ２並びに第３スクライブ溝Ｓ３を加工する際のカッターホイールの押圧力を強くし、第一スクライブ溝Ｓ１を加工する際のカッターホイールの押圧力を弱くしたときの分離状態の例を示す図。

以下において本発明の詳細をその実施の形態を示す図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明にかかる基板分断装置Ｍにおけるスクライブ機構部分の実施形態を示す斜視図である。

基板分断装置Ｍは、加工すべきマザー基板を保持する保持部材としての水平なテーブル１，２を備えている。このテーブル１，２の上方並びに下方にテーブルを挟むようにしてスクライブ溝を形成するための第一並びに第二カッターホイール３，３が配置されている。テーブル１，２は図１のＸ方向（前後方向）に沿って分割された前部のテーブル１と後部のテーブル２とからなり、テーブル１，２の間に、カッターホイール３，３が位置するように配置されている。テーブル１，２はマザー基板Ｗ（図２参照）を吸着して保持する吸着機能を備えている。またマザー基板Ｗをテーブル上でＹ方向に移動させる搬送機構（不図示）が設けられている。

カッターホイール３，３は、支持体４，４に上下移動可能に取り付けられ、支持体４，４は、両側の支持柱５，５によってＸ方向に水平に橋架された上下のガイドバー６，６のガイド７，７に沿って移動可能に取り付けられ、モータ８，８の回転によりＸ方向に移動する。

また、Ｘ方向及びＹ方向に移動することが可能な台座９，９にカメラ１０，１０がそれぞれ設けられている。台座９，９は支持台９ａ上でＸ方向に延設されたガイド１１に沿って移動する。カメラ１０，１０は、手動操作で上下動することができ、撮像の焦点を調整することができる。カメラ１０，１０で撮影された画像はモニタ１２，１２に表示される。

テーブル１，２上に載置されたマザー基板Ｗの表面には、位置を特定するためのアライメントマークが設けられており、カメラ１０，１０によりアライメントマークを撮像することにより、マザー基板Ｗの位置を調整する。具体的には、テーブル１，２に支持されたマザー基板Ｗ表面のアライメントマークを、カメラ１０，１０により撮像してアライメントマークの位置を特定する。特定されたアライメントマークの位置に基づいて、マザー基板Ｗ表面の載置時の位置及び方向ズレが画像処理にて検出される。その結果、マザー基板に対するスクライブ時に、位置ズレに対してはスクライブ開始位置が変更され、方向ズレに対してはＸ軸及びＹ軸方向のスクライブ動作を組み合わせた直線補間動作によりスクライブ線が形成される。

図２に示すように、上記のテーブル１，２のうち、少なくとも一方のテーブル（本実施例では前部のテーブル１）は、移動手段１３により他方のテーブル２から離れる方向でかつ斜め上方若しくは斜め下方に向かって移動できるように形成されている。図２に示した実施例では、移動手段１３は、支持柱１４に垂直方向に移動可能に取り付けられた垂直移動体１５を含み、テーブル１が垂直移動体１５の上面でレール１６に沿って水平方向（Ｙ方向）に移動できるように配置されており、テーブル１と垂直移動体１５とを同調して電動的に移動させることにより、テーブル１を他方のテーブル２から遠のく方向で斜め上方若しくは斜め下方に移動可能に構成されている。

マザー基板Ｗを分断するに際し、図２に示すようにマザー基板Ｗの第一基板（ＴＦＴ側基板）を上側にした状態でマザー基板Ｗを所定位置（スクライブ予定ラインがカッターホイール３の延長上にくる位置）でテーブル１，２に載置して吸着保持させる。次いで上下方向からカッターホイール３，３をスクライブ予定ラインに沿ってマザー基板Ｗに押しつけてスクライブする。

このとき、分断された単位表示パネルＵ１，Ｕ２の分断面が図９で示すようにオフセット形状となるようにスクライブする。すなわち、図３及び図７に示すように、カッターホイール３，３を端子幅Ｌだけ横方向に離れさせた状態で、第一基板Ｇ１と第二基板Ｇ２に強い押圧力で押しつけてスクライブし、第二スクライブ溝Ｓ２並びに第三スクライブ溝Ｓ３を加工する。次いで図４並びに図８に示すように、第二スクライブ溝Ｓ３と相対する位置で第一基板Ｇ１に弱い力で第一スクライブ溝Ｓ１を加工する。なお、このとき、第三スクライブ溝Ｓ３と相対する第二基板Ｇ２の位置に、刃先がないローラホイール（不図示）を当てるようにすることにより、第一スクライブ溝Ｓ１を加工するときの下方向の力に対する抗力を与えるようにしておくことが好ましい。その場合は、図１における下方側の支持体４にはカッターホイール３の横に、これと同様の昇降機構を備えたローラホイールを並行に配置しておき、第一スクライブ溝Ｓ１を加工するときに作動させればよい。

この後、図５並びに図９に示すように移動手段１３により、前部のテーブル１を後部のテーブル２から遠のく方向で斜め上方に移動させてマザー基板Ｗを分割し、単位表示パネルＵ１，Ｕ２を加工する。端材Ｅが付着した単位表示パネルＵ２は次工程で端材Ｅが第一スクライブ溝Ｓ１から切除される。

これにより、端子領域の面を接触させることなく瞬間に分断させることができ、摩擦等による端子領域Ｔの損傷を確実に防止できるとともに、分断に要する時間を短縮することができる。また、分断時にオフセット形状で上下に重なる部分（単位表示パネルＵ２の端材部分Ｅと単位表示パネルＵ１の端子領域部分）の接触が無くなって、端子領域Ｔを損傷させることなく分断することができる。

上記実施例では、マザー基板Ｗを分断するに際し、マザー基板Ｗの第一基板（ＴＦＴ側基板）を上側にした状態でマザー基板Ｗをテーブル１，２に吸着保持させて分断する例を示したが、逆にマザー基板Ｗの第一基板（ＴＦＴ側基板）を下側にした状態でマザー基板Ｗをテーブルに吸着保持させて同様にスクライブした後、図６に示すように、テーブル１を矢印で示す斜め下方に移動させて分断するようにしてもよい。

以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものではない。例えば上記実施例では、前部テーブルのみ移動手段を介して斜め方向に移動できるようにしたが、前後いずれのテーブルも斜めに移動できるように形成することも可能である。また前記移動手段は、テーブルを安定して斜めに移動させることのできる機構であればどのような構造のものでもよい。例えばテーブルを、リンク機構を介して斜め方向に移動させることも可能である。その他本発明では、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。

また、上記実施形態ではテーブルをＹ方向に移動させたが、テーブルをＸＹ方向に分割されるようにすれば、Ｙ方向とともにＸ方向にも移動させて、二次元的に斜め移動させることもできる。

本発明は、液晶パネル用のマザー基板をスクライブして単位表示パネルに分割する基板分断装置に利用することができる。

Ｗ 基板
Ｇ１ 第一基板
Ｇ２ 第二基板
１ 前部テーブル（保持部材）
２ 後部テーブル（保持部材）
３ 第一、第二カッターホイール
１３ 移動手段
１４ 支持柱
１５ 垂直移動体

Claims (2)

1. 加工対象のマザー基板が第一基板と第二基板とを貼り合わせた構造を有し、前記マザー基板の第一基板及び第二基板にそれぞれ複数のスクライブ予定ラインが設定されており、
   前記マザー基板を前記複数のスクライブ予定ラインに沿って分断することにより、第二基板側が第一基板側よりも突出した段差が形成され、段差部分に端子領域が形成された単位表示パネルに分断するための基板分断装置であって、
   マザー基板の上下に配置された第一カッターホイール並びに第二カッターホイールと、
   前記複数のスクライブ予定ラインによって左右に区分されるマザー基板をそれぞれ個別に保持する一対の保持部材とからなり、
   少なくとも一方の保持部材には、他方の保持部材に対して分離する方向でかつ斜め方向に向かって移動させるための移動手段が設けられていることを特徴とする基板分断装置。
2. 前記保持部材の移動手段が、支持柱に垂直方向に移動可能に取り付けられた垂直移動体を含み、前記保持部材が垂直移動体の上面で水平方向に移動できるように配置され、前記保持部材と垂直移動体とを同調して移動させることにより、保持部材を斜め上方に移動させるようにした請求項１に記載の基板分断装置。
   

Images