CN102729341A - 折断装置及折断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种沿着划线以非接触方式折断脆性材料基板的折断装置。是由用来以形成有划线S的面朝上的姿势加以装载的装载台2、将脆性材料基板W在装载台2上保持于定位置的保持手段11、及配置在装载台2上方的吸引垫21构成，吸引垫21具备于下面侧产生朝上的吸引作用的减压空间部P、及挟着此减压空间部P至少从左右两侧的部位喷出朝下的空气的喷出孔23，借由吸引垫21的减压空间部P产生的朝上的吸引作用于划线S上进行吸引，并以从喷出孔23喷出的空气将划线S的左右两侧部分按压向下方，据以折断脆性材料基板W。

Description

折断装置及折断方法

技术领域

本发明是关于玻璃基板、半导体基板等脆性材料基板的折断装置及折断方法，进一步详言之，是关于将在前步骤形成有划线(切槽)的基板，沿着该划线间以分断的折断装置及折断方法。

背景技术

在将玻璃等脆性材料基板加以分断的加工中，以使用刀轮(cutterwheel也称scribing wheel)等的槽加工用工具、或照射激光束以于基板表面形成划线(scribe line)，之后，沿着该划线施加外力使基板弯曲以折断(分断)的方法较为人知，例如专利文献1中已有所揭露。

图11、图12显示现有习知的脆性材料基板的折断方法的图。

首先，如图11(a)所示，将脆性材料基板W装载于划线装置的装载台40上，在其表面使用刀轮41形成划线S。

其次，如图11(b)所示，将脆性材料基板W装载于铺有弹性体缓冲片43的折断装置的装载台42上。此时，将脆性材料基板W反转成形成有划线S的表面(表面侧)朝向缓冲片43、而相反侧的表面(背面侧)为上面。

接着，从朝下的划线S的背面上方，降下一沿着划线S延伸的长条板状折断杆44从脆性材料基板W的相反侧按压，借由使脆性材料基板W在缓冲片43上略弯曲成V字形，据以使划线S(裂痕)渗透于深度方向。据此，如图11(c)所示，脆性材料基板W即沿着划线S被折断。

上述折断方法中，在脆性材料基板W形成划线S后，为进行其次的折断步骤而使脆性材料基板W反转的作业是不可或缺的。为进行此反转作业，须有机械臂等的专用反转装置，且由于须确保使其反转的空间因此装置变得大型化，不仅设备成本高、作业效率也低等的缺点。

为此，申请人在专利文献2揭示了一种可在无须使脆性材料基板反转的情形下加以折断的折断方法。

该专利文献2记载的折断方法，针对形成在脆性材料基板W上面的划线S，作出一将该划线S包含于中央、覆盖既定宽度带状区域的封闭空间，借由对该封闭空间进行减压使脆性材料基板W略弯曲成V字形，沿着划线S将其折断。

具体而言，如图12(a)所示，在使划线S朝上的状态下将脆性材料基板W装载于装载台45上，从划线S的上方使吸引装置46的吸引构件47降下接触于脆性材料基板W的上面。吸引构件47具有在划线方向细长延伸的长方体形状，下面形成有朝下的凹部48，在凹部的开口面贴有可变形的弹性吸引片49。在吸引片49设有吸引用的狭缝50。在凹部48的上壁面设有空气吸引孔51，借由从此吸引孔51吸引空气，据以如图12(b)所示，将凹部48内的封闭空间予以减压并与吸引片49一起使脆性材料基板W弯曲成倒V字形，使形成划线S的裂痕扩大来加以折断。

先行技术文献

[专利文献1]国际公开WO2004/048058号公报

[专利文献2]专利第3787489号公报

发明内容

发明欲解决的课题

根据专利文献2的折断方法，在脆性材料基板W的上表面形成划线S后，可在不使此脆性材料基板W反转的情形下移至其次的折断步骤。

然而，此折断方法中，为形成经减压的封闭空间，必须使吸引构件47接触脆性材料基板W表面。因此，在接触基板面时须非常注意接触压力以避免损及脆性材料基板W表面，但在封闭空间的减压时脆性材料基板会被吸上来，在接触部分会产生相对应的应力，因此压力及接触时的冲击而时有于接触部分产生损伤的情形。尤其是在脆性材料基板W表面形成有微细的集成电路等的情形时，若在电路部分产生损伤即成为瑕疵品，而有良率变差的问题。

因此，本发明的目的在提供一种能消除上述课题，在折断时因是从划线的背面侧进行按压而无须反转基板，且能以非接触方式沿划线进行折断的新颖的折断装置及折断方法。

用以解决课题的手段

为解决上述课题而为的本发明的折断装置，是由用来将形成有划线的脆性材料基板以形成有当该划线的面朝上的姿势加以装载的装载台、将脆性材料基板在装载台上保持于定位置的保持手段、及配置在装载台上方的吸引垫构成；吸引垫具备于其下面侧产生朝上的吸引作用的减压空间部、及挟着此减压空间部至少从左右两侧的部位喷出朝下的空气的喷出孔，借由吸引垫的减压空间部产生的朝上的吸引作用于划在线进行吸引，并以从喷出孔喷出的空气将划线的左右两侧部分向下方按压，据以折断脆性材料基板。

上述吸引垫的减压空间部，可设置朝下开口的空气吸引孔借由从此空气吸引孔吸引空气据以形成，也可从吸引垫的喷出孔朝下方使空气一边如漩涡般回旋一边喷出，借由此朝下的回旋下降流形成的气旋效果来形成减压空间部。

发明效果

根据本发明，可在不使脆性材料基板接触吸引垫的情形下，以划线为顶点使其弯曲成倒V字形后沿划线分断脆性材料基板，如此，即能消除分断时脆性材料基板的损伤，提供高质量的制品。

用以解决其它课题的手段及效果

本发明中，较佳的是将吸引垫形成为可相对装载了脆性材料基板的装载台，沿划线的方向相对移动。

如此，即能在使用精巧吸引垫的同时、沿着划线依序连续折断脆性材料基板。

本发明中，可以沿划线延伸的长条体形成吸引垫。此场合，吸引垫的长度以能涵盖待分断的一条划线的尺寸形成较佳。

如此，即能一次分断一条划线而谋求作业效率的提升。此外，也无须往划线方向的扫描机构。

本发明中，脆性材料基板的保持手段可作成包含形成于装载台的多数个吸附孔或多孔质板，借由来自此吸附孔或多孔质板的吸引空气吸附保持脆性材料基板，此吸附孔或多孔质板形成的脆性材料基板的吸附力，至少在吸引垫的动作时设定为在容许脆性材料基板的倒V字形弯曲的范围内。

如此，即能在将脆性材料基板确实的吸附保持在装载台上的定位置的同时，在不阻碍脆性材料基板的倒V字形弯曲的形成的情形下，确实的从划线加以分断。

附图说明

图1显示本发明的折断装置的一例的立体图。

图2放大折断装置的主要部位的立体图。

图3是图2的装载台部分的剖面图。

图4显示以吸引垫使脆性材料基板分断的状态的放大剖面图。

图5显示吸引垫的空气吸引孔及喷出孔的排列形态例的仰视图。

图6显示吸引垫的另一实施例的立体图。

图7是图6所示的吸引垫的仰视图。

图8显示脆性材料基板的保持手段的另一例的立体图。

图9显示吸引垫的另一实施例的立体图。

图10是图9所示的吸引垫的剖面图。

图11显示先前的一般折断方法的图。

图12显示先前的折断方法的图。

1：折断装置                   2：装载台

3：水平轨                     4：螺栓轴

5：驱动部                     6：支承柱

7：导杆                       8：桥

9：导件                       10：滑件

11：装载台的吸附孔(保持手段)  12：歧管

13：软管连接口                14：摄影机

15：监视器                    20：吸引机构

21、21a、21b：吸引垫          22、22a：空气吸引孔

23、23a、23b：喷出孔          25：吸引空气通路

26：喷出空气通路              27：轴

28：内筒                      29：外筒

30：定位销                    41：刀轮

42、45：装载台                43：缓冲片

44：折断杆                    46：吸引装置

47：吸引构件                  48：凹部

49：弹性吸引片                50：吸引用狭缝

51：空气吸引孔                P：减压空间部

S：划线                       W：脆性材料基板

具体实施方式

以下，根据图的揭示详细说明本发明的折断装置及折断方法。

图1显示本发明的折断装置的一例的立体图、图2是放大折断装置的主要部位的立体图、图3是图2的装载台部分的剖面图。图4显示以吸引垫使脆性材料基板分断的状态的放大剖面图，图5则吸引垫的仰视图、显示空气吸引孔及喷出孔的排列形态。

折断装置1，具备装载待分断的脆性材料基板W的装载台2。此装载台2可沿水平轨道3，3移动于Y方向，被借由马达M1旋转的螺栓4驱动。又，装载台2可借由内装马达的驱动部5在水平面内旋动。

装载台2具备将装载于其上脆性材料基板W保持于定位置的保持手段。本实施例中，作为此保持手段，设有在装载台2开口的多数个小的空气吸附孔11。此空气吸附孔11，如图3所示，通过设在装载台内部的共通的歧管(manifold)12及软管(hose)连接口13连通于未图示的真空吸引源(真空泵)。又，也可取代空气吸引孔11，在装载台的吸附面使用陶瓷制或烧结金属制的多孔质板。

具备夹着装载台2设置的两侧的支承柱6，6与延伸在X方向的导杆7的桥8，跨在装载台2上设置。滑件10设置成能沿着形成在导杆7的导件9移动于X方向，被马达M2驱动。此滑件10通过上下方向的位置调整机构安装在吸引机构20。

位于吸引机构20下部的吸引垫21，如图4所示，设有在下面侧产生朝上的吸引作用的减压空间部P、与在将此减压空间部P夹在内侧的左右部位喷出朝下的空气的喷出孔23。本实施形态中，在吸引垫21的下面中央设置空气吸引孔22，借由从此空气吸引孔22吸引空气以形成前述减压空间部P。具体而言，如图5(a)所示，在吸引垫21的下面中心设置空气吸引孔22，在其左右位置配置彼此平行的长圆状喷出孔23，23。

又，如图5(b)所示，可将空气吸引孔22与喷出孔23作成相同的长圆状，或也可如图5(c)所示，将喷出孔23作成圆弧状的长孔配置成围绕中心的空气吸引孔22。

空气吸引孔22通过吸引空气通路25连通于未图示的空气吸引源(真空泵)，喷出孔23则通过喷出空气通路26连通于未图示的空气供应源(压缩空气供应装置、高压钢瓶等)。图4所示的实施例中，是将支承吸引垫21的轴27以彼此隔着间隙配置的内筒28与外筒29的双层管形成，以内筒28的内部为吸引空气通路25、而以内筒28与外筒29间之间隙为喷出空气通路26。将此等吸引空气通路25、喷出空气通路26与各自的空气源相连接的管线设备，在图1中是省略的。

又，如图1所示，安装有用以检测脆性材料基板W的位置的摄影机14，摄影机14拍摄的影像显示于监视器15。以摄影机14拍摄设在装载台2上的脆性材料基板W的角隅部表面的位置特定用对准标记，据以进行脆性材料基板W的定位。若对准标记是位于基准设定位置的话，即开始折断作业。但若对准标记相对基准设定位置有偏差的话，则检测该偏差量，一边观察监视器的影像、一边以手作业或以机械臂自动的使脆性材料基板W在装载台2上移动直到无位置偏差为止，以修正该偏差。

接着，说明此折断装置的动作。

在前工艺的划线步骤中，已于脆性材料基板W形成划线(切槽)S，以此划线S与吸引垫21的行走方向一致的方式将基板W装载于装载台2，以空气吸附孔11加以吸附保持。

其次，配置成吸引垫21位于待分断的划线S的上方、且划线S位于左右喷出孔23，23之间。进一步的，将吸入垫降至脆性材料基板W的表面附近，沿着划线S从端部移动。借由此吸引垫21的移动，如图4所示，脆性材料基板W即被来自吸引垫21的空气吸引孔22的吸引空气吸引设置划线S的部分，同时划线S的两侧部分被来自喷出孔23的喷出空气(降流)按压，因此即以划线S为顶点而略被弯曲成倒V字形，沿着划线S被折断。为避免基板W弯曲时脆性材料基板W接触吸引垫21，脆性材料基板W与吸引垫21之间隔是被预先设定。如此，即能在吸引垫21不接触脆性材料基板W的情形下，沿着划线S依序分断基板W。

又，使用吸引垫21折断脆性材料基板W时，在装载台2上吸附保持脆性材料基板W的空气吸附孔11的吸附力，必须设定在容许以吸引垫21的空气吸引孔22使脆性材料基板进行倒V字形弯曲的范围内。因此，最好是能与吸引垫21的吸引动作连动，使装载台2的空气吸附孔11的吸附力弱至容许倒V字形弯曲的范围内，或将空气吸附孔11的吸附力设定在恒容许倒V字形弯曲的范围内。具体而言，将吸引垫21的空气吸引孔22的向上的吸引力设定为大于装载台2的空气吸附孔21的向下的吸附力，以能暂时且局部的吸起的方式调整空气吸附力的平衡。

接着，说明变形例。图6及图7(a)显示本发明的吸引垫的其它实施例。此吸引垫21a是以沿划线S延伸的长条体形成，其下面设有在长度方向并列延伸的空气吸引孔22a与喷出孔23a。此包含空气吸引孔22a与喷出孔23a的吸引垫21a的长度，是以能涵盖待分断的一条划线S的尺寸形成。如此，即能将一整条划线S一次折断，谋求人工操作的效率化。当然，也可将吸引垫21a的朝度形成的较短，分数次沿划线S间歇性的移动来进行折断。

又，上述空气吸引孔22a虽以图7(a)所示的细长延伸的长圆形较佳，但也可如图7(b)所示是沿直线方向隔着一定间隔形成的圆形孔。同样的，虽未图示，但喷出孔23a也可取代细长的长圆形而作成沿直线方向隔着一定间隔形成的圆形孔。

又，上述实施例中，作为将脆性材料基板W在装载台2上保持在定位置的保持手段，虽利用空气吸附孔11的吸附力，但不限于此。也可例如图8所示，在装载台2上设置抵接于脆性材料基板W侧端缘的定位销30以进行定位，并保持成在吸引垫21的动作时脆性材料基板W不至产生X方向及Y方向的横向偏移。此场合，由于并无向下吸附力的作用，因此吸引垫21的吸引力也可设定得较上述实施例小。此外，虽未图示，但也可作成于吸引垫21的动作时，在容许脆性材料基板W的倒V字形弯曲的范围内以夹子等的夹具轻轻的保持脆性材料基板W的缘部。

又，图1～图4所示实施例中，使吸引垫21沿着脆性材料基板W的划线S移动，但也可相反的，先使吸引垫21停止在定位置后使装载了脆性材料基板W的装载台2沿划线S的方向移动。

接着，说明吸引垫的其它实施例。图9及图10显示于吸引垫的减压空间部P的形成，使用回旋下降流的实施例的图。

此吸引垫21b在下面形成有凹部25，在凹部25的外周侧侧面形成有多个喷出孔23b。空气从喷出孔23b朝着半径方向内侧吹出。在凹部25的中央形成有具越往下方越细径的方式形成的圆锥状侧面26的圆柱状凸部27，并作成从喷出孔23b吹出的空气撞击圆锥状侧面26。借由作成此种构造，从喷出孔23b喷出的空气会成为涡流而一边回旋一边向下方喷出，形成回旋下降流。借由此回旋下降流形成的“气旋效果”，回旋流的中心部减压，其结果在中央形成具有吸引力的减压空间部P，且其周围存在下降流。

承上所述，借由将此吸引垫21b相对脆性材料基板W在略上方隔一距离的状态下相对移动，即能与图4所说明的实施例同样的，以回旋流中心部的吸引力吸引形成在脆性材料基板W的划线S的上方部分，并借由向下的回旋下降流将吸引部分的周边压向下方。如此，即能确实的在脆性材料基板W与吸引垫21b不至接触的情形下，以划线S为顶点使基板W弯曲成倒V字形，沿着划线S折断脆性材料基板W。根据此方法，由于仅借由喷出空气即能形成减空间部P，因此只要有空气供应源即可，不再需要真空泵等的空气吸引机构。

以上，虽针对本发明的代表性的实施例作了说明，但本发明当然不受限于上述实施例的构成。

例如，可将多个吸引垫21b排成直列加以使用。

此外，将吸引垫21、21b般的扫描型吸引机构20安装在用以加工出划线的划线装置，以构成具备划线形成手段与折断手段的划线折断装置也是可能的。除此之外，本发明可在达成其目的且不脱离申请专利范围的范围内，适当的进行各种修正、变更。

产业上的可利用性

本发明可适用于沿着划线分断玻璃基板、半导体基板等脆性材料的折断装置。

Claims (7)

1.一种脆性材料基板的折断装置，其特征在于其由用来将形成有划线的脆性材料基板以形成有当该划线的面朝上的姿势加以装载的装载台、将该脆性材料基板在该装载台上保持于定位置的保持手段、及配置在该装载台上方的吸引垫构成；

该吸引垫具备于其下面侧产生朝上的吸引作用的减压空间部、及挟着此减压空间部至少从左右两侧的部位喷出朝下的空气的喷出孔，借由该吸引垫的减压空间部产生的朝上的吸引作用于划在线进行吸引，并以从该喷出孔喷出的空气将该划线的左右两侧部分向下方按压，据以折断该脆性材料基板。

2.如权利要求1所述的脆性材料基板的折断装置，其特征在于该吸引垫具备朝下开口的空气吸引孔，借由从此空气吸引孔吸引空气据以形成该减压空间部。

3.如权利要求1所述的脆性材料基板的折断装置，其特征在于该吸引垫在下面形成有凹部，在该凹部中央形成具有以越往下方直径越细的方式形成的圆锥状侧面的圆柱状突部，从该喷出孔吹出的空气撞击该圆锥状侧面后即形成朝下方一边回旋一边下降的回旋下降流，借由当该回旋下降流形成的气旋效果在该凹部中央形成该减压空间部。

4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的脆性材料基板的折断装置，其特征在于该吸引垫形成为可相对装载了脆性材料基板的装载台，沿划线的方向相对移动。

5.如权利要求1或2中任一权利要求所述的脆性材料基板的折断装置，其特征在于该吸引垫是以沿划线延伸的长条体形成。

6.如权利要求1至3中任一权利要求所述的脆性材料基板的折断装置，其特征在于脆性材料基板的保持手段包含形成于该装载台的多数个吸附孔或多孔质板，借由来自此吸附孔或多孔质板的吸引空气吸附保持脆性材料基板，此吸附孔或多孔质板的脆性材料基板的吸附力，至少在吸引垫的动作时设定为在容许脆性材料基板的倒V字形弯曲的范围内。

7.一种脆性材料基板的折断方法，其特征在于其将形成有划线的脆性材料基板以设有该划线的面朝上的方式装载于装载台上并保持于定位置；

将下面侧具备可产生朝上吸引作用的减压空间部与夹着此减压空间部至少从左右两侧的部位喷出朝下的空气的喷出孔的吸引垫，以该下面朝向装载台上的脆性材料基板的方式配置在装载台上方；

借由该吸引垫的该减压空间部产生的朝上的吸引作用，吸引形成在该脆性材料基板的划线的上方部分，并以从该喷出孔喷出的空气按压划线的左右两侧部分，据以折断该脆性材料基板。

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