TWI472495B - Breaking device - Google Patents

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Description

折斷裝置
本發明係關於玻璃基板、半導體基板等脆性材料基板之折斷裝置，進一步詳言之，係關於將在前製程形成有劃線(切槽)之基板，沿該劃線加以分斷之折斷裝置。
於將玻璃等脆性材料基板加以分斷之加工中，以使用刀輪(cutter wheel、亦稱scribing wheel)等之槽加工用工具、或照射雷射光束以於基板表面形成劃線(scribe line)，之後，沿著該劃線施加外力使基板彎曲以折斷(分斷)之方法較為人知，例如專利文獻1及專利文獻2中已有所揭露。
圖6係顯示習知脆性材料基板通常之折斷方法程序的圖。
首先，如圖6(a)所示，將脆性材料基板W裝載於劃線裝置之裝載台20上，於其表面使用刀輪21形成劃線S。
其次，如圖6(b)所示，將脆性材料基板W裝載於鋪有彈性體緩衝片23之折斷裝置之裝載台22上。此時，係將脆性材料基板W反轉成形成有劃線S之表面(表面側)朝向緩衝片23、而相反側之表面(背面側)為上面。
接著，從朝下之劃線S之背面上方，降下一沿著劃線S延伸之長條板狀折斷桿24從脆性材料基板W之相反側按壓，藉由使脆性材料基板W在緩衝片23上略彎曲成V字形，據以使劃線S(裂痕)滲透於深度方向。據此，如圖6(c)所示，脆性材料基板W即沿著劃線S被折斷。
先行技術文獻
[專利文獻1]　日本專利第3787489號公報
[專利文獻2]　特開平10-330125號公報
根據該習知方法，如圖6(c)所示，在使用折斷桿24使脆性材料基板W彎曲成V字形加以分段時，會有左右基板之相鄰上端緣部分25彼此擠壓干涉而形成小缺口等受損之情形。當產生此種缺口時，即便是非常小的缺口，亦會因該處而誘使在折斷後之基板表面產生裂紋等，成為產生瑕疵品之重要原因。此外，當因缺口而產生之微小片殘留在緩衝片23時，於進行次一折斷時，有可能造成脆性材料基板W之損傷。尤其是在脆性材料基板W表面形成有微細電子電路之情形時，即有可能產生切斷電子電路等之重大不良影響。
因此，本發明之目的在提供一種在使脆性材料基板彎曲成V字形加以分斷時可阻止分斷端面彼此干涉、且得到沒有缺口之整齊分斷端面的新穎折斷裝置。
為解決上述課題而為之本發明之折斷裝置，係對脆性材料基板從形成有劃線之表面側相反側之背面側朝向該劃線壓接折斷桿，據以使該基板彎成V字形後進行沿該劃線之分斷，其特徵在於：該折斷桿，係由以長條硬質構件形成且於按壓方前端具備前端抵接部之桿本體、與由較桿本體柔軟之彈性構件形成且以夾著該前端抵接部彼此成對之方式安裝在該桿本體之左右裙片構成；該左右裙片傾斜形成為越接近前端越從該桿本體往外側擴張，且其前端較該前端抵接部突出於按壓方向側。
根據本發明，在壓接折斷桿以使脆性材料基板彎曲成V字形後加以分斷時，因左右裙片之彈性變形，脆性材料基板即受到從劃線向左右分離之方向之力(增壓)，由於此力，在分斷之同時脆性材料基板之左右分斷面被拉開而無分斷面彼此干涉之情形，獲得無缺口之整齊分斷面之效果。
上述左右裙片較佳係形成為沿桿本體長度方向隔著間隔分割為複數個。如此，裙片即易於變形，能使力量集中於抵接部分以賦予橫方向之力。
又，亦可將左右裙片沿桿本體長度方向連續長長的形成。如此，即能沿著劃線均勻的賦予橫方向之力。
本發明中，較佳係於左右裙片之外側面形成有沿桿本體長度方向之槽。
如此，當裙片抵接於基板而被按壓時能在槽的部分彎曲，即使裙片材質之硬度較高、或是相當厚的彈性樹脂，亦能容易的彈性變形。此外，藉由彎曲動作，能對基板有效的作用於水平方向拉開之力。
以下，根據圖之揭示詳細說明本發明之折斷裝置。
圖1係顯示本發明之折斷裝置之一例的立體圖，圖2係顯示於折斷裝置之一折斷桿例的立體圖，圖3係用以說明折斷桿之動作的剖面圖。
折斷裝置A，具備裝載待分斷之脆性材料基板W(例如玻璃基板)的裝載台1。此裝載台1可沿水平軌道2,2移動於Y方向，被藉由馬達M旋轉之螺栓3驅動。又，裝載台1可藉由內裝馬達之驅動部4在水平面內旋動。
裝載台1具備將裝載於其上脆性材料基板W保持於定位置之保持手段。本實施例中，作為此保持手段，設有於裝載台1開口之多數個小的空氣吸附孔1a，藉由來自此空氣吸附孔1a之空氣吸引吸附保持脆性材料基板W。又，除此之外，亦可以用來抵接脆性材料基板W端面以進行定位之塊體(block)或銷(pin)作為保持手段。
具備夾著裝載台1設置之兩側的支承柱5,5與延伸於X方向之橫架6的橋7，係跨在裝載台21設置。於此橫架6透過軸10將折斷桿保持可昇降，藉由汽缸11進行昇降。
折斷桿(brake bar)B，如圖2及圖3所示，具備配合形成於折斷對象基板W之劃線S之長度延伸於水平方向之長條狀桿本體8。桿本體8係以硬質構件(例如厚的硬質橡膠製)形成，被軸10支承，而能以軸10於按壓基板W之方向昇降。又，折斷桿B之下端側，於按壓方向(向下方向)之前端形成有用以與基板W抵接之前端抵接部8a。前端抵接部8a係將前端之剖面作成三角形而成尖銳突出，形成稜線，而能沿劃線S有效的傳遞按壓力。當然，只要能有效的傳遞按壓力之形狀的話，前端抵接部8a之形狀並無特別限定。例如，前端抵接部8a之剖面可以是半圓形。此外，若折斷對象是如貼合基板般之表面、背面皆需進行按壓之情形時，由於前端抵接部8a抵接之面亦形成有劃線，因此在此種情形時，可作成開叉(二股)之前端抵接部以避開劃線S進行按壓。
於桿本體8之側面，具備於中央夾著前端抵接部8a彼此成對、以較桿本體8柔軟之彈性構件形成之左右一對的裙片9,9。具體而言，雖係與桿本體8同樣的使用硬質橡膠，但將其厚度作薄以作為增加了柔軟性之彈性構件。如此，藉由相同硬質橡膠之使用，可將桿本體8與裙片9一體成形。當然，亦可使用育桿本體8不同之柔軟材料以對裙片9,9賦予柔軟性。
此左右一對之裙片9,9係傾斜形成為越接近前端(下端)、越從桿本體8向外擴張，且其前端部9a較桿本體8a之前端抵接部8a更突出於下方。又，為了使裙片9,9之彈性變形更為容易，於裙片9,9之外側面設有沿桿本體8之長度方向之槽9b。
進一步的，於本實施例中，如圖2所示，左右裙片9,9係形成為沿著桿本體8之長度方向隔著間隔、例如分割為四個。此等被分割為四個之裙片9’係形成為與連結板部9d連結成一體。
又，如圖1所示，安裝有用以檢測脆性材料基板W之位置的攝影機12、與顯示攝影機14拍攝之影像的監視器13。以攝影機12拍攝設在裝載台1上之脆性材料基板W之角隅部表面之位置特定用對準標記，據以檢測脆性材料基板W之位置。若對準標記是位於基準設定位置的話，即開始折斷作業。但若對準標記相對基準設定位置有偏差的話，則檢測該偏差量，一邊觀察監視器之影像、一邊以手作業、或使脆性材料基板W在裝載台1上移動以修正該偏差。
接著，說明此折斷裝置之動作。
在脆性材料基板W已於前段之劃線步驟中形成劃線(切槽)S，如圖1所示，以此劃線S與折斷桿B之長度方向一致之方式將基板W透過緩衝片14裝載於裝載台1。此時，係將脆性材料基板W之形成有劃線S之面(表面側)朝向緩衝片14側，使相反側之面(背面側)成為上面。
其次，如圖3(a)所示，移動裝載台1將其配置在脆性材料基板W待分斷之劃線S緊挨在折斷桿B之前端抵接部8a之正下方。
接著，如圖3(b)所示降下折斷桿B，首先左右裙片9,9之前端部9a,9a於劃線S上方接觸其左右兩側部分。當折斷桿B進一步降下時，裙片9,9即往箭頭方向彈性變形，此彈性變形之力量作用於使脆性材料基板W從劃線S分離之方向。
在此狀態下進一步使折斷桿B降下時，桿本體8之前端抵接部8a即按壓脆性材料基板W，使脆性材料基板W贊緩衝片14上彎曲成V字形。如此，劃線S(裂痕)即往深度方向滲透，如圖3(c)所示，從劃線S將脆性材料基板W折斷。
於此分斷時，脆性材料基板W因裙片9,9之彈性變形而承受從劃線S分離方向之力(增壓)，因此與分斷之同時晶圓WW之左右分斷端面被拉開，不會產生端面彼此接觸等之干涉。如此，即不會產生缺口等之損傷、獲得端面強度優異之分斷面。
又，將桿本體8對脆性材料基板W之按壓力設定為與使用習知折斷桿之按壓力相同程度，即能實現與現行同等之折斷處理。
因裙片9,9之彈性變形產生之往左右之分離拉力，係由裙片9,9之材料及厚度、形狀所決定。因此，若係高硬度之硬質橡膠等之情形時，如上實施例等所示，較佳是於裙片9,9之外側面設置沿桿本體8長度方向之槽9b、或再加上將裙片9,9形成為沿桿本體8之長度方向隔著間隔分割為複數個，以更易於彈性變形。
又，裙片9對桿本體8之安裝方法只要是配置成能產生往左右分離方向之力即可，因此所分割之複數裙片不僅可安裝成沿長度方向左右並列，亦可沿長度方向左右交錯的安裝。
此外，視裙片9,9之材料，如圖4所示，可將上述左右裙片9,9沿桿本體8之長度方向連續長長的形成，或亦可省略上述槽9b。
上述實施例中，雖顯示了個別作成上述左右裙片9,9將其安裝於桿本體8之例，但亦可如圖5所示，將左右裙片9,9透過連結部9c加以連帶形成為一體。
以上，雖針對本發明之代表性實施例作了說明，但本發明並不限定於上述實施例之構成。例如，亦可作成將裙片9,9以能裝拆之方式安裝於折斷桿B之桿本體8，視脆性材料基板W之種類換裝彈力不同之裙片、或不需要裙片時則從桿本體8卸下。除此之外，本發明可在達成其目的且不脫離申請專利範圍之範圍內，適當的進行各種修正、變更。
產業上之可利用性
本發明可適用於沿著劃線分斷玻璃基板、半導體基板、薄膜太陽電池等脆性材料之折斷裝置。
1、20、22‧‧‧裝載台
1a‧‧‧空氣吸附孔
5‧‧‧支承柱
6‧‧‧橫架
7‧‧‧橋部
8‧‧‧桿本體
8a‧‧‧桿本體之前端抵接部
9、9’‧‧‧裙片
9a‧‧‧裙片前端
9b‧‧‧裙片之槽
9c‧‧‧連結部
9d‧‧‧連結板部
10‧‧‧軸
11‧‧‧汽缸
12‧‧‧攝影機
13‧‧‧監視器
21‧‧‧刀輪
23‧‧‧緩衝片
A‧‧‧折斷裝置
B、24‧‧‧折斷桿
S‧‧‧劃線
W‧‧‧脆性材料基板
圖1係顯示本發明之折斷裝置之一例的立體圖。
圖2係顯示於折斷裝置之一折斷桿例的立體圖。
圖3係用以說明折斷桿之動作的剖面圖。
圖4係顯示於折斷桿之裙片之其他實施例的立體圖。
圖5係顯示於折斷桿之裙片之再一實施例的立體圖。
圖6係顯示習知一般折斷方法的圖。
B．．．折斷桿
8．．．桿本體
9．．．裙片
9a．．．裙片前端
10．．．軸

Claims (4)

  1. 一種折斷裝置，係對脆性材料基板從形成有劃線之表面側相反側之背面側朝向該劃線壓接折斷桿，據以使該脆性材料基板彎成V字形後進行沿該劃線之分斷，其特徵在於：該折斷桿，係由以長條硬質構件形成且於按壓方向前端具備前端抵接部之桿本體、與由較該桿本體柔軟之彈性構件形成且以夾著該前端抵接部彼此成對之方式安裝在該桿本體之左右裙片構成；該左右裙片傾斜形成為越接近其各自的前端越從該桿本體往外側擴張，且其各自的前端較該前端抵接部突出於按壓方向側。
  2. 如申請專利範圍第1項之折斷裝置，其中，該左右裙片係形成為沿該桿本體長度方向隔著間隔分割為複數個。
  3. 如申請專利範圍第1項之折斷裝置，其中，該左右裙片係沿該桿本體長度方向連續長長地形成。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之折斷裝置，其中，於該左右裙片之外側面形成有沿該桿本體長度方向之槽。
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