JP2017001190A - 貼り合わせ基板の分断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ブレイクバーの押し込み量の最適レンジをより広く設定できると共に分断後の端材部の除去を容易に行うことができる貼り合わせ基板の分断装置を提供する。【解決手段】第一基板G1と第二基板G2とが貼り合わされた貼り合わせ基板Uを、第一基板G1に形成されたスクライブラインSに沿って分断する分断装置であって、第一基板G1側を上向きかつ端材部Eをテーブル端縁1aからはみ出させた状態で貼り合わせ基板Uを載置するテーブル1と、端材部Eを押圧して貼り合わせ基板Uを屈曲させることによりスクライブラインSを分断すると共に端材部Eを吸着保持する昇降可能な押圧・吸着部材6とからなり、テーブル1は、押圧・吸着部材6によって第一基板G1が分断される基板ブレイク位置と、押圧・吸着部材6からの端材部Eの落下を邪魔しない退避位置とに移動可能に構成する。【選択図】図1
Description
本発明は、脆性材料基板からなる貼り合わせ基板を分断して、複数の単位基板を得る際に、単位基板の周辺に外部接続用の端子領域を形成するようにして分断する貼り合わせ基板の分断装置に関する。本発明の分断装置は、例えば液晶表示パネルの単位表示パネルの加工に利用される。
液晶表示パネルの製造では、二枚の大面積ガラス基板を使用し、一方の基板上にカラーフィルタCF(Color Filter)を形成し、他方の基板上に液晶を駆動する薄膜トランジスタTFT(Thin Film Transistor)および外部接続のための端子領域を形成する。そして、これら二枚の基板を貼り合わせるとともに液晶を封入したマザー基板を形成し、次いで、一つ一つの単位基板に分断する。
一般に、マザー基板となる貼り合わせ基板を単位基板に分断する工程では、カッターホイールやレーザ光を用いた分断方法が利用される。この場合、まず、マザー基板を構成する二枚の基板(CF側基板とTFT側基板)のそれぞれに対し、分断予定位置にカッターホイールやレーザ光でスクライブライン(スクライブ溝)を刻む。次いでそのスクライブラインの部分を撓ませることにより、マザー基板を単位基板ごとに完全分断する。
単位基板は、TFTと外部機器とを接続するために、端子領域を露出させる必要がある。そのため、マザー基板を単位基板に分断する際に、端子領域に対向する部分の第一基板(CF側基板)を、端材として切除するようにしている。
図9は、液晶表示パネル用マザー基板の基板レイアウトの一例を示す平面図である。ここでは、マザー基板MにスクライブラインLによって区分けされた単位基板UがX方向に3列、Y方向に4列、合計12個配置されている。そして、端子領域Tはそれぞれの単位基板Uの周囲四辺のうちの一辺に形成される。
図10は、図9のマザー基板Mから切り出した単位基板Uを示す平面図並びに右側面図であり、図11は、単位基板Uの端子領域T部分を拡大して示す断面図である。端子領域Tは、図11(a)、(b)に示すように、スクライブラインSによって区分けされた端材部Eを除去することによって形成される。
図10は、図9のマザー基板Mから切り出した単位基板Uを示す平面図並びに右側面図であり、図11は、単位基板Uの端子領域T部分を拡大して示す断面図である。端子領域Tは、図11(a)、(b)に示すように、スクライブラインSによって区分けされた端材部Eを除去することによって形成される。
端材部Eを区分けするスクライブラインSは、端材部Eを除去しやすいように第一基板G1の厚み全部にわたって亀裂を浸透させるようにするのが好ましいが、カッターホイールでスクライブする際にその押圧力を強くすると、他方の第二基板G2に亀裂を生じさせるおそれがある。特に、マザー基板Mを構成する二枚の基板G1、G2のそれぞれの厚みが0.2〜0.3mmと薄い場合には、小さな外力を受けただけでも基板が割れやすくなっているので、強い押圧力を与えることはできない。したがって、スクライブラインSは第一基板G1を完全分断する深さまでは形成せずに、ハーフカット(例えば板厚の5〜7割程度の深さの亀裂)に抑えるようにしている。そして、次のブレイク工程でスクライブラインSを完全分断して端材部Eを除去し、端子領域Tを外部に露出させるようにしている。
単位基板UのスクライブラインSを分断する方法として、従来では、特許文献1や特許文献2に示すような受刃とブレイクバーとによる三点曲げ方式が広く用いられている。
図12は、この三点曲げ方式を用いてスクライブラインSを分断する場合を説明するための図である。受刃17は、単位基板UのスクライブラインSに沿ってその両脇部分に接触する左右一対の受け部17a、17aを備え、これら受け部間の中心にスクライブラインSがくるように、当該スクライブラインSを下向きにした状態で単位基板Uを受刃17上に載置する。ブレイクバー18は先端を山状にした長尺板材で形成され、単位基板Uの上方側からスクライブラインSに向かって押し付けて単位基板Uを撓ませることによりスクライブラインSの亀裂を厚み方向に浸透させて完全分断する(図12(b)参照)。この後、端材部Eは吸着ロボット等により除去される。
図12は、この三点曲げ方式を用いてスクライブラインSを分断する場合を説明するための図である。受刃17は、単位基板UのスクライブラインSに沿ってその両脇部分に接触する左右一対の受け部17a、17aを備え、これら受け部間の中心にスクライブラインSがくるように、当該スクライブラインSを下向きにした状態で単位基板Uを受刃17上に載置する。ブレイクバー18は先端を山状にした長尺板材で形成され、単位基板Uの上方側からスクライブラインSに向かって押し付けて単位基板Uを撓ませることによりスクライブラインSの亀裂を厚み方向に浸透させて完全分断する(図12(b)参照)。この後、端材部Eは吸着ロボット等により除去される。
ところで、このような受刃とブレイクバーを用いた三点曲げによる分断方法では、間隔の狭い左右の受け部間で基板を凸状に湾曲させて分断するものであるから、ブレイクバーの押し込み量の最適レンジが狭い範囲に絞られてしまうといった問題点がある。例えば、図12において単位基板Uを構成する二枚の基板G1、G2のそれぞれの厚みが0.2mmの場合では、押し込み量の最適レンジHは0.2〜0.3mmであり、これより低いとスクライブラインSの亀裂が完全分断されず、逆に高い場合は単位基板Uが凸状に大きく湾曲して上方側の基板G2にまで予期せぬクラックが生じて不良品となる。
特に近年では、素材の有効利用や小型化の観点から、単位基板Uに形成される端子領域Tの幅、すなわち、端子幅の狭小化が求められ、具体的には1〜2mm程度にまで小さくすることが求められている。端子幅が1〜2mmまで狭小化すると、スクライブラインSの下方両脇を受ける左右の受け部17a、17aの間隔が狭くなって、ブレイクバー18の押し込み量の最適レンジHがますます小さくなるとともに、分断自体が難しくなる。例えば、端子幅が1mmの場合には左右の受け部17a、17aの間隔は最大でも1.8mm以下となり、スクライブラインSの亀裂を浸透させるのに充分な単位基板Uの湾曲が得られず、三点曲げによる分断が難しくなるといった問題点もある。
そこで本発明は、上記した課題に鑑み、ブレイクバーの押し込みにより分断するものでありながら、押し込み量の最適レンジをより広い範囲で設定することができるようにして確実に分断できると共に、分断後の端材の除去も容易に行うことのできる貼り合わせ基板の分断装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち本発明の分断装置は、端材部を区分けするスクライブラインが形成された第一基板と、当該第一基板に貼り合わされた第二基板とを備えた貼り合わせ基板の前記第一基板を、前記スクライブラインに沿って分断する分断装置であって、前記第一基板を上向きにして、かつ、前記端材部をテーブル端縁からはみ出させた状態で貼り合わせ基板を載置するテーブルと、前記テーブル端縁からはみ出た端材部を押圧して前記貼り合わせ基板を屈曲させることにより、前記スクライブラインに沿って前記第一基板を分断すると共に分断後も前記端材部を吸着保持する昇降可能な押圧・吸着部材とからなり、前記テーブルは、前記押圧・吸着部材によって前記第一基板が分断される基板ブレイク位置と、前記押圧・吸着部材からの端材部の落下を邪魔しない退避位置とに移動できるように形成されている構成とした。
本発明によれば、押圧・吸着部材による分断の際に、基板の折り曲げ起点はテーブル端縁の一点だけとなるので、受刃二点で支える三点曲げ方式において凸状に湾曲する場合に比べて基板を無理なく屈曲させることができる。また、これにより押圧・吸着部材による押し下げ量の最適レンジが広くなり、ブレイク動作を確実かつ良好に行うことができる。また、押圧・吸着部材のブレイク動作と同時に同じ押圧・吸着部材によって分断された端材部が吸着保持され、テーブルの退避後に下方に破棄されるので、端材部を確実に除去して端子領域を形成することができ、高品質の製品を連続して効率よく加工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、前記押圧・吸着部材の下面に前記端材部の少なくとも一部が嵌まり込む凹部が形成されている構成とするのがよい。
これにより、分断後の端材部を周囲から抱き込むように保持して、より確実に端材部を基板から除去することができる。
これにより、分断後の端材部を周囲から抱き込むように保持して、より確実に端材部を基板から除去することができる。
本発明において、前記押圧・吸着部材によって前記貼り合わせ基板が押圧されたときに、当該貼り合わせ基板の上面に接触して基板の浮き上がりを阻止する押さえ部が設けられている構成とするのがよい。
これにより、押圧・吸着部材によるブレイク動作時の基板の浮き上がりを防止して確実なブレイクを行うことができる。
これにより、押圧・吸着部材によるブレイク動作時の基板の浮き上がりを防止して確実なブレイクを行うことができる。
本発明の貼り合わせ基板の分断装置を図1〜図6で示した実施例に基づいて説明する。本発明の分断装置は、先行する工程でマザー基板から単位基板に分断された後、単位基板の端子領域を加工する工程で用いられる。
本発明の加工対象となるマザー基板Mは、第一基板(CF側基板)と第二基板(TFT側基板)とを貼り合わせた基板構造を有し、上記図9〜図11で示したものと同じであって、スクライブラインLによって区分けされた単位基板UがX方向に3列、Y方向に4列、合計12個が形成されている。個々の単位基板Uの周辺のうち一辺には端子領域Tを形成するためのスクライブラインSが第一基板G1に設けられている。このスクライブラインSによって区分けされた第一基板G1の端部が端材部Eとなる。そしてこのマザー基板Mが前段のスクライブ工程およびブレイク工程によってスクライブラインLに沿って個々の単位基板Uに完全分断された状態で本発明の分断装置に搬送される。
本発明の分断装置は、第一基板G1を上向きにして、かつ、スクライブラインSを含む端材部Eをテーブル端縁1aからはみ出させた状態で単位基板Uを載置する水平なテーブル1と、テーブル端縁1aからはみ出た端材部Eを押圧して単位基板Uを屈曲させることによりスクライブラインSに沿って第一基板G1を分断すると共に、分断後も端材部Eを吸着保持する昇降可能な押圧・吸着部材6とを備えている。
テーブル1は、押圧・吸着部材6によって第一基板G1のスクライブラインSが分断される基板ブレイク位置(図3、図4参照)と、押圧・吸着部材6からの端材部Eの落下を邪魔しない退避位置(図1、図5、図6参照)とに移動できるように形成されている。
テーブル1の駆動機構は特に限定されないが、例えば図1並びに図2に示すように、固定台2に設置された左右一対のレール3にテーブル1を移動可能に取り付け、モータ4で駆動するネジ軸5の回動により各位置に移動するように構成することができる。
テーブル1の駆動機構は特に限定されないが、例えば図1並びに図2に示すように、固定台2に設置された左右一対のレール3にテーブル1を移動可能に取り付け、モータ4で駆動するネジ軸5の回動により各位置に移動するように構成することができる。
押圧・吸着部材6は、端材部E表面を押し付けるブレイクバーとしての機能と、分断後の端材部Eを吸着する吸着体としての機能を兼ね備えるものであって、スクライブラインSの方向に沿って延びる長尺体で形成され、分断装置の横梁部材7に昇降軸8を介して昇降可能に保持されており、流体シリンダ9により駆動される。
押圧・吸着部材6の下端はエアを透過する多孔質板材10で形成され、内部にエア室11が設けられている。エア室11は、分断装置に付帯して設けられた真空ポンプ等のエア吸引源(図示外)とエア通路12並びにエアダクト13を介して接続されている。なお、多孔質板材10には多数の小孔を設けた金属板を用いることが好ましいが、硬度のある発泡合成樹脂板で形成することもできる。
次に、本発明の分断装置の動作について説明する。
まず、図1に示すように、テーブル1の退避位置でテーブル1上に単位基板Uを載置する。このとき、単位基板Uの第一基板G1を上向きにして、かつ、スクライブラインSを含む端材部Eがテーブル1の送り方向前方側の端縁1aからはみ出させた状態で載置する。この場合、スクライブラインSがテーブル端縁1aから僅かに、例えば第一基板G1および第二基板G2の厚みがそれぞれ0.2mmのガラス製単位基板では3mm程度はみ出すように載置する。そしてテーブル1を図3に示す基板ブレイク位置まで移動させる。
まず、図1に示すように、テーブル1の退避位置でテーブル1上に単位基板Uを載置する。このとき、単位基板Uの第一基板G1を上向きにして、かつ、スクライブラインSを含む端材部Eがテーブル1の送り方向前方側の端縁1aからはみ出させた状態で載置する。この場合、スクライブラインSがテーブル端縁1aから僅かに、例えば第一基板G1および第二基板G2の厚みがそれぞれ0.2mmのガラス製単位基板では3mm程度はみ出すように載置する。そしてテーブル1を図3に示す基板ブレイク位置まで移動させる。
次いで、図4に示すように、押圧・吸着部材6を降下させて端材部Eの一部上面を押し込み、テーブル端縁1aを支点として単位基板UのスクライブラインSを設けた部分を下方に折り曲げるように屈曲させることにより、スクライブラインSの亀裂を単位基板Uの厚み方向に浸透させて第一基板G1をスクライブラインSに沿って分断する。この分断の際、単位基板Uの折り曲げ起点はテーブル端縁1aの一点だけとなることから、受刃二点で支える三点曲げ方式において凸状に湾曲する場合に比べて単位基板Uを無理なく屈曲させることができ、これにより、押圧・吸着部材6による押し下げ量の最適レンジを広くとることができる。発明者等の実験によれば、第一基板G1および第二基板G2の厚みが0.2mmのガラス製の単位基板Uでは、押圧・吸着部材6の押し込み量が0.2mm〜0.5mmの広い範囲において良好にスクライブラインSを分断することができた。
なお、上記の押圧・吸着部材6による分断の際に、単位基板Uの端材部Eとは反対側の上面に接触する押さえ部14を設けておくのがよい。これにより、押圧・吸着部材6によるブレイク動作時に単位基板Uの浮き上がりを防止して確実なスクライブラインSの分断を行うことができる。この押さえ部14は、単位基板Uの上面に軽く接触するロボットアーム等によっても形成することができる。
なお、上記の押圧・吸着部材6による分断の際に、単位基板Uの端材部Eとは反対側の上面に接触する押さえ部14を設けておくのがよい。これにより、押圧・吸着部材6によるブレイク動作時に単位基板Uの浮き上がりを防止して確実なスクライブラインSの分断を行うことができる。この押さえ部14は、単位基板Uの上面に軽く接触するロボットアーム等によっても形成することができる。
スクライブラインSを分断した後、図5に示すように、端材部Eを吸着したまま押圧・吸着部材6を元位置に上昇させ、テーブル1を退避位置に移動させる。そして図6に示すように、押圧・吸着部材6の吸引力を解除して端材部Eを落下させ、下方の集積ボックス15に廃棄する。端材部Eが除去されて端子領域Tが露出された単位基板Uは、搬出ロボット等により次の工程に搬出される。
上記のごとく本発明によれば、押圧・吸着部材6による分断の際に、三点曲げ方式において凸状に湾曲する場合に比べて単位基板Uを無理なく屈曲させることができるので、押圧・吸着部材6による押し下げ量の最適レンジが広くなってスクライブラインSのブレイク動作を確実かつ良好に行うことができる。また、スクライブラインSの分断と同時に押圧・吸着部材6によって端材部Eが吸着保持され、テーブル1の退避後に下方に廃棄されるので、端材部を確実に除去できると共に端子領域を有する高品質の製品を連続して効率よく加工することができる。
図7並びに図8は押圧・吸着部材6に若干の変更を加えた実施例を示すものである。
この実施例では、押圧・吸着部材6の下面に単位基板Uの端材部Eの一部が嵌まり込む凹部16が形成されている。これにより、分断後の端材部Eが周囲から抱き込むように保持され、より確実に単位基板Uから端材部Eを除去することができる。
この実施例では、押圧・吸着部材6の下面に単位基板Uの端材部Eの一部が嵌まり込む凹部16が形成されている。これにより、分断後の端材部Eが周囲から抱き込むように保持され、より確実に単位基板Uから端材部Eを除去することができる。
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なく、その目的を達成し、発明の趣旨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。
本発明の分断装置は、周辺の一辺に端子領域部分を備えた単位基板の加工に利用することができる。
G1 第一基板(CF側基板)
G2 第二基板(TFT側基板)
E 端材部
S スクライブライン
U 単位基板(貼り合わせ基板)
1 テーブル
1a テーブル端縁
6 押圧・吸着部材
14 押さえ部
16 凹部
G2 第二基板(TFT側基板)
E 端材部
S スクライブライン
U 単位基板(貼り合わせ基板)
1 テーブル
1a テーブル端縁
6 押圧・吸着部材
14 押さえ部
16 凹部
Claims (3)
- 端材部を区分けするスクライブラインが形成された第一基板と、当該第一基板に貼り合わされた第二基板とを備えた貼り合わせ基板の前記第一基板を、前記スクライブラインに沿って分断する分断装置であって、
前記第一基板を上向きにして、かつ、前記端材部をテーブル端縁からはみ出させた状態で貼り合わせ基板を載置するテーブルと、
前記テーブル端縁からはみ出た端材部を押圧して前記貼り合わせ基板を屈曲させることにより前記スクライブラインに沿って前記第一基板を分断すると共に分断後も前記端材部を吸着保持する昇降可能な押圧・吸着部材とからなり、
前記テーブルは、前記押圧・吸着部材によって前記第一基板が分断される基板ブレイク位置と、前記押圧・吸着部材からの端材部の落下を邪魔しない退避位置とに移動できるように形成されている貼り合わせ基板の分断装置。 - 前記押圧・吸着部材の下面に前記端材部の少なくとも一部が嵌まり込む凹部が形成されている請求項1に記載の貼り合わせ基板の分断装置。
- 前記押圧・吸着部材によって前記貼り合わせ基板が押圧されたときに、当該貼り合わせ基板の上面に接触して基板の浮き上がりを阻止する押さえ部が設けられている請求項1又は請求項2に記載の貼り合わせ基板の分断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015114229A JP2017001190A (ja) | 2015-06-04 | 2015-06-04 | 貼り合わせ基板の分断装置 |
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