CN103047935A - 基板上表面检测方法及划线装置 - Google Patents

Abstract

本申请的发明涉及一种基板上表面检测方法及划线装置。在划线装置等中，在检测至基板为止的距离的情况下，如果以划线头的上部位置为原点，则每个划线装置的原点位置不同，存在无法制作共用的参照表的缺点。本发明是利用非接触传感器算出至平台为止的距离d1，且算出至基准块为止的距离d2，保持距离d1与距离d2的差Δd，并且使划线头下降而抵接于基准块，检测刃尖与平台的差，而可以平台的上表面为零点位置来表现划线头的位置。由此，通过以平台的上表面为零点来制作包括基板的厚度的描述划线方法的参照表，不管划线装置的种类，均可对同一种类的脆性材料基板进行划线加工。

Description

基板上表面检测方法及划线装置

技术领域

本发明涉及一种用于划线装置且用以检测配置在平台上的脆性材料基板的上表面的基板上表面检测方法及划线装置。

背景技术

以往，划线装置如专利文献1等所示，在平台上配置脆性材料基板(以下也简单地称为基板)，通过使划线头相对于该基板上下移动，并且与基板的面平行地移动而对基板进行划线。此时，为了对基板施加特定的负荷以进行划线而必须预先识别出划线头的刃尖的位置。图1表示以往的划线装置的主要部分。划线装置包括相对于配置在平台101上的脆性材料基板102而可自如地上下移动的划线头103，在划线头103的上部设置着用以设定基准位置的传感设备(sensor dog)104。在传感设备104中，从投光器向受光器投射激光。而且，将安装在划线头103上的遮蔽板105遮蔽激光的位置设为零点，当划线头103向较该点靠下方处移动时设为正方向。如果遮蔽板105遮蔽传感设备104的激光，则划线头103停止上升，因此，划线头103不会上升至较传感设备104的位置靠上方处。即，划线头103的上下方向(z轴方向)的移动距离以始终成为零或正值的方式受到控制。

且说，在以往的划线装置等中，为了识别至配置在平台101上的脆性材料基板102的基板上表面为止的距离，如图2所示，使划线头103逐渐降低。而且，将与脆性材料基板102接触而阻力增大的时间点的位置设定为脆性材料基板102的上表面的位置。此时，为了不使划线头的刃尖损伤脆性材料基板102的产品部分102a，而使划线头103与脆性材料基板102的未形成有产品的周边部分102b接触来测量距离。

[先前技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2011-148098号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

如上所述，在以往的检测基板的上表面时，为了检测基板的上表面而使划线头相对于基板下降，但如果急剧地下降，则会对基板施加过大的力。因此，必须使划线头缓缓下降，从而存在基板的上表面检测耗费时间的问题。此外，由于必须针对每个基板确认距划线头的零点位置的距离，所以基板的上表面检测必须针对每个划线装置进行。此外，由于传感设备的位置针对每个划线装置而存在偏差，所以就将至基板上表面为止的距离或划线的图案作为数据加以保持的参照表而言，也存在必须针对每个划线装置而不同的问题。此外，由于使划线头接触基板的周边部分，所以也存在至基板的中央部分为止的距离并不一定准确的问题。

本发明是鉴于如上所述的以往的基板的上表面检测方法的问题而完成的，其技术性课题在于迅速且准确地进行检测，并且不管划线装置的种类，在进行划线时均可使用共用的参照表。

[解决问题的技术手段]

为了解决该课题，本发明的基板上表面检测方法是如下划线装置的基板上表面检测方法，该划线装置包括：辅助平台，在上表面保持平台及基准块；划线头，在下端具有划线轮(scribing wheel)，且相对于上述辅助平台而可自如地上下移动；及非接触移位计，保持在上述辅助平台的上表面侧上方的位置，且测量至下方的反射面为止的距离；且通过上述非接触移位计检测至上述辅助平台上的上述平台的上表面为止的距离d1，并通过上述非接触移位计检测至配置在上述辅助平台上的基准块的上表面为止的距离d2，登录上述平台与基准块的z轴方向的差(Δd＝d2-d1)，并登录从基准位置起至使划线头下降而抵接于上述基准块的上表面为止的距离d3，将从划线头观察的上述平台的上表面d3-Δd设定为零点，在上述平台上配置成为加工对象的脆性材料基板，通过上述非接触移位计检测至脆性材料基板的至少一点为止的距离d4，将上述脆性材料基板的高度D4设为(D4＝d1-d4)，将(d3-Δd)-D4设为从划线头至上述脆性材料基板为止的距离。

此处，也可在包括上述脆性材料基板的功能区域的多个部分测量上述脆性材料基板的高度，通过算出其平均值而求得。

为了解决该课题，本发明的划线装置包括：辅助平台，在上表面保持平台及基准块；划线头，在下端具有划线轮，且相对于上述辅助平台而可自如地上下移动；非接触移位计，保持在上述辅助平台的上表面侧上方(例如CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)相机27的深侧)的位置，且测量至下方的反射面为止的距离；移动机构，使上述划线头与上述平台上的脆性材料基板在与该基板的被划线的面平行的方向相对移动；及控制部，以上述辅助平台的上表面为零位置在上述平台上配置成为加工对象的脆性材料基板，使上述移动机构及划线头移动而进行划线。

此处，上述控制部也可通过上述非接触移位计分别检测至上述辅助平台上的平台的上表面为止的距离d1及至基准块的上表面为止的距离d2，且检测从基准位置起至使划线头下降而抵接于上述基准块的上表面为止的距离d3，如果将d2-d1设为Δd，则将从划线头观察的上述平台的上表面d3-Δd设定为零点，通过上述非接触移位计检测至脆性材料基板的至少一点为止的距离d4，将上述脆性材料基板的高度D4设为(D4＝d1-d4)，将(d3-Δd)-D4设为从划线头至上述脆性材料基板为止的距离。

此处，上述控制部也可在包括上述脆性材料基板的功能区域的多个部分测量上述脆性材料基板的高度，通过算出其平均值而求得。

[发明的效果]

根据具有如上所述的特征的本发明，由于将平台的上表面设定为零点，在参照表中设定有至配置在平台上的脆性材料基板的上表面为止的距离，所以不管划线装置的种类，对同一种类的基板可使用共用的参照表。此外，由于对构成产品的部分而非脆性材料基板的周边部分照射光而以非接触检测其高度，所以可获得能够迅速地设定基板的上表面的高度的效果。此外，在技术方案2及5的发明中，由于对脆性材料基板的构成产品的多个部分照射光以测量距离，且使用平均值，所以可获得能够更准确地设定基板的高度的效果。

附图说明

图1是表示以往的划线装置中的基板的上表面检测前的主要部分的图。

图2是表示以往的划线装置中的基板的上表面检测时的动作的图。

图3A是表示应用本发明的实施方式的基板上表面检测方法的划线装置的一例的概略立体图。

图3B是表示该划线装置的主要部分的立体图。

图4是表示本实施方式的划线装置的平台的立体图。

图5是表示应用本实施方式的划线装置的控制器的方块图。

图6A是表示通过激光移位计测量至零点检测时的辅助平台上的平台为止的距离的图。

图6B是表示通过激光移位计测量至零点检测时的辅助平台上的基准块为止的距离的图。

图6C是表示通过划线头测量至零点检测时的辅助平台上的基准块为止的距离的图。

图6D是表示测量平台上的脆性材料基板的高度的状态的图。

图7是表示零点检测及参照表制作时的动作的流程图。

图8是表示通过激光移位计测定基板时的测量点的图。

[符号的说明]

10        划线装置

16        辅助平台

22        划线头

23        伺服马达

24        固持器

25        划线轮

27        CCD相机

31～34    平台

36～39    脆性材料基板

41        激光移位计

42        传感设备

43        遮蔽板

44        伺服马达

45        伺服编码器

50        控制器

52        控制部

53        输入部

59        数据保持部

具体实施方式

图3A系表示应用本发明的实施方式的基板上表面检测装置的划线装置的一例的概略立体图。该划线装置10是沿一对导轨12a、12b在y轴方向上移动自如地保持着移动台11。滚珠螺杆13与移动台11螺合。滚珠螺杆13通过马达14的驱动而旋转，从而使移动台11沿导轨12a、12b在y轴方向上移动。在移动台11的上表面设置着马达15。马达15使辅助平台16在xy平面上旋转并定位在特定角度。

在划线装置10中，以横跨移动台11及其上部的辅助平台16的方式，通过支柱21a、21b而沿x轴方向架设着桥接器(bridge)20。桥接器20通过伺服马达23而将划线头22及CCD相机27移动自如地保持。在划线头22的前端部经由固持器24而安装着划线轮25。CCD相机27是用以监视辅助平台16上的状态的相机。伺服马达23通过使滚珠螺杆26旋转而借助导轨28a、28b使划线头22及CCD相机27沿x轴方向直线驱动。划线头22使划线轮25一面以适当的负荷压接在脆性材料基板的表面上一面转动而形成划线。

其次，利用图4对配置在辅助平台16上的平台及工件进行说明。在本实施方式中，在辅助平台16上设置着4个平台31、32、33、34，此外，在辅助平台16的侧方设置着基准块35。基准块35的高度与4个平台31～34大致相同，例如设为具有1.5mm的高度。在平台31～34的上表面分别固定着脆性材料基板36～39。脆性材料基板36～39例如为低温煅烧陶瓷基板，通过未图示的真空吸引机构等而保持在平台31～34上。

此外，如图3B所示，在桥接器20上在CCD相机27深侧的位置固定着用以测量与辅助平台之间的距离的激光移位计41。如下所述，激光移位计41是检测至配置在辅助平台16的上部的基板及基准块为止的高度的非接触移位计。

此外，在划线头22的上端位置配置着传感设备42。传感设备42是由包含一对投受光器的光电传感器所构成，在划线头22上设置着如可遮蔽该光电传感器的光般的遮蔽板43。遮蔽板43遮蔽传感设备42的光电传感器的光的位置成为划线头22的最上端位置，且以遮蔽板43的位置始终位于较该最上端位置靠下方的方式受到控制。

此外，伺服马达44是使划线头22沿z轴方向移动的马达，在其轴上设置着伺服编码器(servo encoder)45。此外，在伺服马达44的输出轴上安装着滑轮(pulley)46a，经由滑轮46a、46b及张设在两滑轮间的传输带47而向滚珠螺杆48传递旋转力。划线头22以通过滚珠螺杆48的旋转而上下移动的方式构成。

此处，移动台11、导轨12a、12b或辅助平台16及驱动其等的马达14、15、以及使划线头22移动的伺服马达23构成使划线头与脆性材料基板在与该基板的被划线的面平行的方向相对移动的移动机构。

其次，利用方块图对本实施方式的划线装置10的控制器的构成进行说明。图5是划线装置10的控制器50的方块图。在本图中，来自CCD相机27的输出经由控制器50的图像处理部51而提供给控制部52。输入部53输入参照表制作时所需的数据。在控制部52连接着X马达驱动部54，此外，连接着Y马达驱动部55、旋转用马达驱动部56及划线头驱动部57。X马达驱动部54驱动伺服马达23。Y马达驱动部55驱动马达14。旋转用马达驱动部56驱动马达15。划线头驱动部57驱动马达44。控制部52根据划线的数据而控制辅助平台16的y轴方向的位置，且对辅助平台16进行旋转控制。此外，控制部52经由划线头驱动部57而沿z轴方向驱动划线头，并且在划线轮25转动时，以使划线轮25以适当的负荷压接在脆性材料基板的表面上的方式进行驱动。此外，在控制部52连接着监视器58及数据保持部59。数据保持部59保持下述的摄像点的位置数据或用以进行划线的划线数据。此外，与沿z方向驱动划线头的马达连结的伺服编码器45及激光移位计41的输出被输入至控制部52。控制部52根据这些输入而如下述般检测平台的上表面及基板的上表面位置，从而可执行划线。

其次，对本实施方式的平台的零点位置检测及之后的参照表制作进行说明。图6A～图6D是表示划线装置的辅助平台16上的1个平台31及激光移位计41、划线头22等的概略图，图7是流程图。

首先，如图6A所示，划线头22处于最上部位置，且设遮蔽板43处于遮蔽传感设备42的光电传感器的光的位置。而且，在图7所示的步骤S1中，在更换平台31时，通过激光移位计41测量设置在辅助平台16上的平台31的上表面位置。如果设此时的至平台31为止的距离为d1，则暂时保持在数据保持部59。

在步骤S2中，如图6B所示，以基准块35位于激光移位计41的下方的方式使辅助平台16移动。然后，对基准块35上照射激光并通过激光移位计41检测基准块35的上表面位置。此时设至基准块35的上表面为止的距离为d2。

其次，将在步骤S3中测量出的d1与d2的差(d2-d1)登录为参数Δd。Δd为基准块35与平台31的z轴方向的差。

此外，在步骤S4中，如图6C所示使辅助平台16移动而使基准块35位于划线头22的正下方。然后，使划线头22从基准位置开始下降，并下降至其刃尖与基准块35的上表面接触为止。此时，将由伺服编码器45检测的距离设为d3并登录为内存参数(memory parameter)。如此一来，通过步骤S1～S4，可识别出划线头的刃尖的前端与平台的上表面的距离。即，平台36在从划线头观察时d3-Δd的位置成为上表面。将该距离登录为零点(步骤S5)。

之后，如图6D所示，在步骤S6中，在平台31上配置成为划线的加工对象的脆性材料基板36。脆性材料基板36设为在其内侧呈格子状地形成着多个功能区域的低温煅烧陶瓷基板。而且，利用激光移位计41测量至该基板的上表面为止的距离。此时，优选测量至基板36的多个点的距离，例如，如图8所示，针对基板36的中心61及其周围的点62～65的共计5个点，利用激光移位计检测至其等的距离。而且，如果将计测的5个点的距离的平均值设为d4，则将该值识别为从激光移位计41至基板36的上表面为止的距离。但是，由于将平台31的上表面设为零点，所以如根据图6A、图6B明示，基板36的高度D4为(d1-d4)。在步骤S7中，如图6D所示，作为(d3-Δd)-D4而算出从划线头22至基板36的上表面为止的距离。由于该距离计测是通过激光移位计41进行的非接触检测，所以不会对脆性材料基板造成任何损伤，且能够在短时间内结束计测。此外，即便基板为低温煅烧陶瓷基板等厚度偏差较大的基板，因可在多个部位测量基板的厚度，所以也可更准确地获得基板的高度数据。

在如此般检测基板的厚度之后，根据参照表中的基板高度而将使划线头下降的距离写入到参照表中，从而完成参照表(步骤S8)。

根据如此般完成的参照表而对脆性材料基板进行划线。此外，即便在利用其他划线装置对其他脆性材料基板同样地进行划线的情况下，也可读出该参照表并算出对基板施加的负荷而进行划线。从而，就参照表而言，如果基板的种类已定，则即便变更划线装置的种类也可直接应用。

另外，上述实施方式中是利用激光移位计作为非接触移位计的例子，但只要能够以非接触准确地检测至基板或平台的上表面为止的距离，则也可为其他移位计。

[产业上的可利用性]

本发明是用以检测划线装置的平台的基准位置的方法，可较好地用于划线装置。

Claims (5)

1.一种基板上表面检测方法，其是如下划线装置之基板上表面检测方法，该划线装置包括：辅助平台，在上表面保持平台及基准块；划线头，在下端具有划线轮，且相对于上述辅助平台而可自如地上下移动；及非接触移位计，保持在上述辅助平台的上表面侧上方的位置，且测量至下方的反射面为止的距离；且

通过上述非接触移位计检测至上述辅助平台上的上述平台的上表面为止的距离d1，

通过上述非接触移位计检测至配置在上述辅助平台上的基准块的上表面为止的距离d2，

登录上述平台与基准块的z轴方向的差(Δd＝d2-d1)，

登录从基准位置起至使划线头下降而抵接于上述基准块的上表面为止的距离d3，

将从划线头观察的上述平台的上表面d3-Δd设定为零点，

在上述平台上配置成为加工对象的脆性材料基板，通过上述非接触移位计检测至脆性材料基板的至少一点为止的距离d4，将上述脆性材料基板的高度D4设为(D4＝d1-d4)，将(d3-Δd)-D4设为从划线头至上述脆性材料基板为止的距离。

2.根据权利要求1所述的基板上表面检测方法，其中在包括上述脆性材料基板的功能区域的多个部分测量上述脆性材料基板的高度，且通过算出其平均值而求得。

3.一种划线装置，其包括：

辅助平台，在上表面保持平台及基准块；

划线头，在下端具有划线轮，且相对于上述辅助平台而可自如地上下移动；

非接触移位计，保持在上述辅助平台的上表面侧上方的位置，且测量至下方的反射面为止的距离；

移动机构，使上述划线头与上述平台上的脆性材料基板在与该基板的划线的面平行的方向相对移动；及

控制部，以上述辅助平台的上表面为零点位置在上述平台上配置成为加工对象的脆性材料基板，使上述移动机构及划线头移动而进行划线。

4.根据权利要求3所述的划线装置，其中上述控制部通过上述非接触移位计分别检测至上述辅助平台上的平台的上表面为止的距离d1及至基准块的上表面为止的距离d2，且检测从基准位置起至使划线头下降而抵接于上述基准块的上表面为止的距离d3，如果将d2-d1设为Δd，则将从划线头观察到的上述平台的上表面d3-Δd设定为零点，通过上述非接触移位计检测至脆性材料基板的至少一点为止的距离d4，将上述脆性材料基板的高度D4设为(D4＝d1-d4)，将(d3-Δd)-D4设为从划线头至上述脆性材料基板为止的距离。

5.根据权利要求4所述的划线装置，其中上述控制部在包括上述脆性材料基板的功能区域的多个部分测量上述脆性材料基板的高度，且通过算出其平均值而求得。

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