JP6331454B2

JP6331454B2 - スクライブ装置

Info

Publication number: JP6331454B2
Application number: JP2014030136A
Authority: JP
Inventors: 成尾　徹; 徹成尾
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2034-02-20
Also published as: JP2015155355A; KR20150098551A; CN104860522B; TW201532989A; TWI635058B; CN104860522A

Description

本発明は、ガラス基板、半導体基板等の脆性材料基板のスクライブ装置に関する。

一般に大面積の脆性材料基板から単位製品を切り出す工程では、脆性材料基板の表面に対し、スクライブ予定ラインに沿ってカッターホイール（スクライビングホイールともいう）を圧接させながら相対移動させることにより、互いに直交するＸ方向並びにＹ方向のスクライブラインを形成するスクライブ工程を行う。その後、当該スクライブラインに沿って外力を印加して基板を撓ませることにより、脆性材料基板を単位表示パネルごとに完全分断するブレイク工程を行う。

上記スクライブ工程を、脆性材料基板の下面から行うようにしたスクライブ装置が、例えば特許文献１で開示されている。
このスクライブ装置は、図６に示すように、脆性材料基板Ｍを載置して搬送する一対のコンベア２１ａ、２１ｂが間隔Ｐをあけて直列に配置されており、当該コンベア２１ａ、２１ｂ間には、脆性材料基板Ｍの裏面にスクライブラインを加工するためのカッターホイール２２並びにこれを支持するスクライブヘッド２３が配置されている。そして脆性材料基板Ｍの上面を受台２４で支えて、カッターホイール２２を脆性材料基板Ｍの裏面に押し付けながらＸ方向（図６の前後方向）に転動させることにより、図７（ａ）に示すように脆性材料基板Ｍの裏面にＸ方向のスクライブラインＳ１を加工する。その後、脆性材料基板Ｍを９０度回転して上記同様にカッターホイールを転動させて、図７（ｂ）に示すようにＹ方向のスクライブラインＳ２を加工するようにしている。

このようにしてＸ方向並びにＹ方向のスクライブラインＳ１、Ｓ２が形成された脆性材料基板Ｍは、ブレイク装置に送られて各スクライブラインから分断され、単位製品Ｍ１が取り出された後に端縁部の端材領域Ｍ２は廃棄される。

特開２０１０−０２６２６７号公報

上記したスクライブ装置において、脆性材料基板Ｍを下面側からスクライブするためには、カッターホイール２２を備えたスクライブヘッド２３を上流側のコンベア２１ｂと下流側のコンベア２１ａとの間に配置しなければならない。しかし、スクライブヘッド２３は内部に昇降駆動部等が組み込まれているため寸法（体積）を小さくすることには限界があり、そのため必然的にコンベア２１ａ、２１ｂの間隔Ｐが大きくなる。この間隔Ｐが大きいと、図８（ａ）に示すように、上流側コンベア２１ｂから下流側コンベア２１ａに脆性材料基板Ｍを受け渡す際に、基板Ｍの先端が下流側コンベア２１ａの先端部分に接触して損傷したり、基板Ｍの向きがずれたりするといった不具合が発生することがある。
特に近年において基板の薄板化、小型化が進み、基板の厚さが薄い場合は間隙Ｐ内で先端部分が下方に垂れ気味になることから、上記した不具合の発生が特に問題となる。また、基板のサイズが小さい場合は、図８（ｂ）に示すように、脆性材料基板Ｍが間隔Ｐ内で傾いたり、落下したりするといった不具合も発生する。

そこで本発明の目的は、上記の不具合を解消し、薄板や小サイズの基板であっても下面から精度よくスクライブすることのできるスクライブ装置を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた本発明のスクライブ装置は、間隔をあけて配置された一対の支持機構上に脆性材料基板を載置し、当該脆性材料基板の下面を前記間隔の下方からカッターホイールを転動させてスクライブするスクライブ装置であって、前記カッターホイールを上端部に備えたカッターホイール支持体と、このカッターホイール支持体を昇降させる駆動部を有するスクライブヘッドとを備え、前記カッターホイールが前記脆性材料基板の下面をスクライブする位置に上昇した状態において、前記スクライブヘッドの上端が前記一対の支持機構より低い位置となるように、前記カッターホイール支持体の長さが設定され、前記カッターホイール支持体の前記間隔の幅方向に沿った寸法が、前記間隔の範囲内になるように形成され、前記一対の支持機構は、前記カッターホイール支持体に近接するようにして、前記スクライブヘッドの上端の前記間隔の幅方向に沿った寸法より、前記間隔が小さくなるように配置されている構成とした。
前記支持機構は、前記脆性材料基板を載置して搬送する上流側のコンベアと下流側のコンベアとで形成するのが望ましい。

本発明によれば、カッターホイール支持体の幅寸法が脆性材料基板の支持機構の間隔よりも細く、しかも、カッターホイールがスクライブ位置まで上昇したときに、スクライブヘッドの上端外縁部分が、一対の支持機構より低い位置となるようにカッターホイール支持体が長く形成されているので、支持機構をカッターホイール支持体に近接する位置まで近づけて形成することが可能となる。これにより、小サイズの脆性材料基板であっても、間隔内で傾いたり間隔内へ落下したりすることをなくすことができると共に、薄い基板の場合には間隔内での垂れ下がり等の現象を緩和することができるといった効果がある。

本発明に係るスクライブ装置の一例を示す一部切欠き斜視図。カッターホイールを含むスクライブヘッド部分を示す拡大斜視図。スクライブヘッド部分を示す一部断面側面図。スクライブ時の状態を示す一部断面側面図。本発明のスクライブ装置の別実施例を示す要部の側面図。従来のスクライブ装置の一例を示す側面図。脆性材料基板に対するスクライブラインの加工手順を示す平面図。従来のスクライブ装置によって生じる不具合を示す説明図。

以下において、本発明のスクライブ装置の詳細を、図１〜４に基づいて説明する。
スクライブ装置Ａは、大面積の脆性材料基板Ｍを載置する一対の支持機構１を備えている。本実施例ではこの支持機構１として、脆性材料基板Ｍを載置して図１のＹ方向に搬送する上流側コンベア１ｂ並びに下流側コンベア１ａで形成されている。
上流側コンベア１ｂ並びに下流側コンベア１ａは、後述するカッターホイール２とガイドローラ６並びにこれらの支持体３、７を配置するための間隔Ｐをあけて同一平面上でＹ方向に直列に配置されている。上流側コンベア１ｂ並びに下流側コンベア１ａは、輪体間でベルトが回動するベルトコンベアとするのがよい。

上流側コンベア１ｂと下流側コンベア１ａとの間には、Ｘ方向並びにＹ方向のスクライブラインＳ１、Ｓ２（図７参照）を脆性材料基板Ｍの裏面に加工するためのカッターホイール２が配置されている。このカッターホイール２は、垂直方向に延びるカッターホイール支持体３の上端部に取り付けられ、カッターホイール支持体３は、後述するガイドローラ支持体７と共に昇降駆動部４を内蔵するスクライブヘッド５に昇降可能に保持されている。

本実施例では、カッターホイール２の転動方向における前後の位置に、ガイドローラ支持体７、７に保持されたガイドローラ６、６が一直線上に配置されている。このガイドローラ６、６は、ローラ面がカッターホイール２の刃先よりもわずかに下方へ後退した高さ位置となるように配置されており、スクライブ時におけるカッターホイール２の刃先の基板Ｍに対する過度の食い込みが抑制されるようにしてある。

カッターホイール支持体３並びにガイドローラ支持体７は、それぞれ下端部で共通の基盤８により連結され、スクライブヘッド５に内蔵された昇降駆動部４の昇降軸１１に対し、垂直な軸９及びベアリング１０を介して回動可能に取り付けられている。昇降駆動部４は、流体シリンダまたはモータ等の原動機１２によって駆動される。
また、スクライブヘッド５は、門型のブリッジ１３の水平なビーム（横梁）１４に形成されたガイド１５に沿ってＸ方向に往復移動できるように取り付けられている。

本発明では、カッターホイール支持体３並びにガイドローラ支持体７のコンベア１ａ、１ｂ間の間隔Ｐの幅方向に沿った幅寸法Ｌが、コンベア１ａ、１ｂの間隔Ｐの範囲内になるように細く形成されている。そして、コンベア１ａ、１ｂがこれら支持体３、７に近接する位置まで近づくように間隔Ｐは可能な限り狭く形成されている。
また、カッターホイール２が脆性材料基板Ｍの下面をスクライブする位置まで上昇した図４の状態では、昇降駆動部４を内蔵するスクライブヘッド５の上端外縁部分がコンベア１ａ、１ｂの下部に接触しない位置となるように、カッターホイール支持体３並びにガイドローラ支持体７が長く形成されている。

さらに、コンベア１ａ、１ｂの間隔Ｐの上方には当該間隔Ｐに沿って延びる受台１６が配置されている。この受台１６は、カッターホイール２によるスクライブ時に、脆性材料基板Ｍの上面に接触して脆性材料基板Ｍの浮き上がりを防止するために使用されるものであって、ブリッジ１３に設けられたビーム１７下方に、流体シリンダ１８によって昇降可能に取り付けられている。

上記の構成において、脆性材料基板Ｍを上流側コンベア１ｂ並びに下流側コンベア１ａ上に載置し、カッターホイール２を脆性材料基板Ｍの裏面に押し付けた状態でＸ方向に転動させることにより、Ｘ方向のスクライブラインＳ１を加工する。全てのＸ方向のスクライブラインＳ１の加工が完了すると、脆性材料基板Ｍを９０度回転させて再びコンベア１ａ、１ｂ上に載置し、上記同様にカッターホイール２を脆性材料基板Ｍに押し付けながら転動させることにより、Ｙ方向のスクライブラインＳ２を加工する。

以上のようにこのスクライブ装置では、カッターホイール支持体３及びガイドローラ支持体７の幅寸法Ｌがコンベア１ａ、１ｂの間隔Ｐよりも細く形成され、かつ、カッターホイール２がスクライブ位置まで上昇したときに、スクライブヘッド５の上端外縁部分がコンベア１ａ、１ｂの下部に接触しない位置となるように、両支持体３、７が長く形成されているので、コンベア１ａ、１ｂの間隔Ｐを、これら支持体３、７に近接する位置まで狭めて形成することが可能となる。これにより、小サイズの脆性材料基板であっても、間隔Ｐ内で傾いたり落下したりすることをなくすことができると共に、上流側コンベア１ｂから下流側コンベア１ａに脆性材料基板Ｍを受け渡す際に、基板Ｍの先端が下流側コンベア１ａの先端部分に接触して損傷したり、基板Ｍの向きがずれたりする不具合についても解消することができる。また、薄板の脆性材料基板Ｍであっても、間隔Ｐ内での垂れ下がり等の現象を緩和することができる。

上記実施例では、脆性材料基板Ｍを載置する一対の支持機構１として、上流側コンベア１ｂと下流側コンベア１ａとからなる構成を示したが、これに換えて、図５に示すように間隔Ｐをあけて配置した一対の固定支持台１ｃ、１ｄで形成することも可能である。この場合における脆性材料基板Ｍの搬送は、図示は省略するが、例えば支持台１ｃ、１ｄ上面に設けたエア吐出孔からエアを吹き付けて基板Ｍを浮上させる搬送機構、あるいは吸着搬送ロボットなどの基板搬送機構によって行うようにすればよい。

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例構造のみに特定されるものではない。例えば、上記実施例で示したガイドローラ６並びにガイドローラ支持体７を省略して形成す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。

本発明は、ガラス基板、半導体基板等の脆性材料基板の裏面にスクライブラインを加工するスクライブ装置に適用することができる。

Ａスクライブ装置
Ｌカッターホイール支持体並びにガイドローラ支持体の幅
Ｍ脆性材料基板
Ｓ１Ｘ方向のスクライブライン
Ｓ２Ｙ方向のスクライブライン
Ｐ支持機構の間隔
１支持機構
１ａ、１ｂコンベア
２カッターホイール
３カッターホイール支持体
４昇降駆動部（駆動部）
５スクライブヘッド
６ガイドローラ
７ガイドローラ支持体

Claims

間隔をあけて配置された一対の支持機構上に脆性材料基板を載置し、当該脆性材料基板の下面を前記間隔の下方からカッターホイールを転動させてスクライブするスクライブ装置であって、
前記カッターホイールを上端部に備えたカッターホイール支持体と、
このカッターホイール支持体を昇降させる駆動部を有するスクライブヘッドとを備え、
前記カッターホイールが前記脆性材料基板の下面をスクライブする位置に上昇した状態において、前記スクライブヘッドの上端が前記一対の支持機構より低い位置となるように、前記カッターホイール支持体の長さが設定され、
前記カッターホイール支持体の前記間隔の幅方向に沿った寸法が、前記間隔の範囲内になるように形成され、前記一対の支持機構は、前記カッターホイール支持体に近接するようにして、前記スクライブヘッドの上端の前記間隔の幅方向に沿った寸法より、前記間隔が小さくなるように配置されているスクライブ装置。
前記支持機構は、前記脆性材料基板を載置して搬送する上流側のコンベア並びに下流側のコンベアである請求項１に記載のスクライブ装置。