CN103568073A - 脆性材料基板的裂断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种可缩短脆性材料基板裂断所需时间的裂断装置。其是由载置基板W的平台（2）、于平台（2）上方配置成与载置面平行的梁（7）、沿着梁（7）的延伸方向并设置于该梁（7）的导引轴（8）、以及形成为可沿着该导引轴（8）移动的多个裂断杆（10）所构成；且以如下方式形成：各裂断杆（10）形成为可通过升降轴（12）而升降，且形成为可以与平台（2）的载置面垂直的轴作为中心而旋转，借此，多个裂断杆（10）成为沿着梁（7）的延伸方向串行地排列的串行姿势、以及沿着与梁（7）的延伸方向正交的方向成为相互平行的分离姿势。

Description

脆性材料基板的裂断装置
技术领域
本发明涉及由玻璃、陶瓷、蓝宝石及半导体晶圆等脆性材料所构成的基板的裂断装置。特别是涉及将在前段步骤中形成刻划线(切槽)的脆型材料基板，沿着其刻划线进行裂断并取出单位基板的裂断装置。
背景技术
现有习知有对脆性材料基板(以下，简称“基板”)的表面，利用刀轮(亦称刻划轮)或固定刀刃、或激光束等刻划手段，形成相互正交的X方向及Y方向的刻划线，之后，沿该刻划线施以外力而进行裂断，而借此将基板分断成单位基板的方法，例如，揭示于专利文献1或专利文献2。
图5表示基板的一般的裂断装置的立体图。裂断装置21，具备有载置并保持成为加工对象的基板W的水平的平台22。平台22，可借由内藏马达的旋转驱动部23而在水平面内进行旋动，且构成为可沿水平轨条24移动于Y方向。在平台22上方设置有于X方向水平延伸的梁(横架)25，而在该梁25安装有与该梁平行并于X方向延伸的板状的裂断杆26，且成为可通过借由汽缸27而驱动的升降轴28进行升降。
图8表示在前阶段的刻划步骤中，借由刻划手段于表面形成相互正交的纵、横的刻划线S1、S2的长方形的基板W，W1是在裂断后成为制品的单位基板，W2是在裂断后被弃置的端材区域。当在裂断装置21中对该基板W进行裂断，刻划线S1、S2的任一方，例如如图5所示，成为基板长边方向的刻划线S1沿着X方向，并于平台22上夹持并载置由弹性材料所构成的缓冲片13。该情形，如图7(a)所示，预先使刻划线S1、S2成为下面。之后，如图7(b)所示，使裂断杆26从基板W上方朝向刻划线S1下降并按压基板W，且借由使该基板W在缓冲片13上仅弯曲成V字状，而使刻划线S1的裂痕延伸而对基板W进行裂断。如此在全部裂断长边方向的刻划线S1之后，如图6所示，以基板短边方向的刻划线S2朝向X方向的方式使平台22进行90度旋转。而且与上述同样地，使裂断杆26下降并裂断所有的刻划线S2后，取出如图8所示的单位基板W1，并将端缘部的端材区域W2予以弃置。
专利文献1：日本特许第3787489号公报
专利文献2：日本特开平2002-187098号公报
发明内容
在上述现有习知的裂断装置21中，是借由与梁25平行、并于X方向延伸的一个裂断杆26进行裂断，因此必需使裂断杆升降刻划线的数量次数，亦即合计长边方向的刻划线S1与短边方向的刻划线S2的数量次数。通常在1枚大型基板形成有许多的刻划线，因此对应刻划线的数量增加而使得裂断所需的时间变长，并且亦影响裂断杆或其升降机构的磨耗或寿命等。
因此，本发明的目的在于提供一种可解决上述课题且缩短裂断所需时间的裂断装置。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的脆性材料基板的裂断装置，其是由具有载置脆性材料基板的载置面的平台、在该平台上方配置成与该载置面平行的梁、沿着该梁的延伸方向并设置于该梁的导引轴、以及形成为可沿着该导引轴移动的多个裂断杆所构成，以如下方式形成：该多个裂断杆之各个，形成为可通过升降轴而升降，且形成为可以与该载置面垂直的轴作为中心而旋转，借此该多个裂断杆成为沿着梁的延伸方向串行地排列的串行姿势、以及沿着与梁的延伸方向正交的方向成为相互平行的分离姿势。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
较佳地，前述的脆性材料基板的裂断装置，其中，该多个裂断杆，在该分离姿势中，可在维持裂断杆彼此的间隔下沿着该导引轴同时地进行移动，并且亦可个别单独地进行移动。借此，在以多个裂断杆成为相互平行的分离姿势的方式进行裂断的情形时，可使多个裂断杆的刻划线的裂断以相同的间距连续地进行，且可使作业效率化。此外，由于亦可个别单独地进行移动，因此即使在应进行裂断的基板的刻划线的间距已改变的情形时，亦可同时地对多条刻划线进行裂断。
借由上述技术方案，本发明脆性材料基板的裂断装置至少具有下列优点及有益效果：在应进行裂断的刻划线的长度较各个裂断杆的长度为短的情形时，使多个裂断杆成为沿着与梁的延伸方向正交的方向并成为相互平行的分离姿势，而朝向基板的刻划线同时地下降，借此可使多个刻划线同时地进行裂断，且可缩短裂断所需时间。此外，在应进行裂断的刻划线较各个裂断杆的长度为长的情形时，可借由使2个裂断杆成为在梁的延伸方向串行地排列的串行姿势而进行裂断。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1表示在本发明的裂断装置中，对基板的短边方向的刻划线进行裂断情形的一例的立体图。
图2表示对基板的长边方向的刻划线进行裂断情形与图1同样的立体图。
图3（a）和图3（b）表示基板裂断时状态的剖面图。
图4表示裂断杆的另一实施例的部分立体图。
图5表示在现有习知的裂断装置中，对基板长边方向的刻划线进行裂断情形的一例的立体图。
图6表示对基板短边方向的刻划线进行裂断情形与图5同样的立体图。
图7（a）和图7（b）表示现有习知的裂断装置的基板裂断时状态的剖面图。
图8表示形成有刻划线的基板的一例的俯视图。
【主要元件符号说明】
W：脆性材料基板
S1：长边方向的刻划线
S2：短边方向的刻划线
1：裂断装置
2：平台
7：梁
8：导引轴
9：保持具
10：裂断杆
11：流体汽缸
12：升降轴
13：缓冲片
具体实施方式
在以下，针对本发明的裂断装置根据图式进行详细地说明。图1表示本发明的裂断装置的一例的立体图，表示对基板短边方向的刻划线进行裂断的情形；图2表示对基板长边方向的刻划线进行裂断的情形与图1同样的立体图；图3（a）与图3（b）是基板裂断时的放大剖面图。
裂断装置1，具备有载置应进行裂断的基板W的平台2。该平台2，可沿着水平轨条3,3并于Y方向进行移动，通过借由马达M1而旋转的螺杆轴4驱动。此外，平台2可借由内藏马达的驱动部5在水平面内进行旋动。
平台2，为了可保持载置于其上的基板W于固定位置而具备有保持手段。作为该保持手段，例如可借由来自于平台2开口的多个小的吸附孔(未图示)吸气而吸附保持基板W。
在夹持平台2而立设的支持柱6,6，是以于X方向延伸的水平梁(横架)7横跨平台2的方式架设。在梁7，沿着梁7的延伸方向亦即X方向而设置有借由马达M2而驱动的导引轴8。沿着该导引轴8安装有可移动的2个保持具9,9，在该保持具9,9分别安装有左右一对长条板状的裂断杆10,10。
左右的裂断杆10,10，沿着梁7的延伸方向并配置于一直线，且借由流体汽缸11、及由该流体汽缸11驱动的升降轴12而形成为可升降。此外，裂断杆10的下端，如图3（a）与图3（b）所示，以于长度方向具有棱线10a的倒三角形而形成。进一步地，各裂断杆10,10，以与平台2的面垂直的轴(在本实施例中为升降轴12)为中心而形成为可旋转，借此，该2个裂断杆10,10，以成为如图1所示般沿着梁7的延伸方向亦即X方向串行地排列的串行姿势、与如图2所示般沿着与梁7的延伸方向正交的方向亦即Y方向而成为相互平行的分离姿势的方式而形成。在本实施例中，于升降轴12固接有裂断杆10，且该升降轴12成为可借由装入保持具9内的旋动机构(未图示)进行旋动而借此使裂断杆10进行旋转。
分别保持裂断杆10,10的2个保持具9,9，形成为可借由驱动马达M2，而在保持相互的间隔下沿着导引轴8同时地连动而进行移动，并且亦可个别单独地进行移动。借由该单独的移动，可调整裂断杆10,10彼此的间隔。该构成，例如可在保持具9与导引轴8的啮合部，借由使离合器等的传动遮断机构(未图示)介于其间而可达成解除啮合并使两者间的传动暂时地遮断。在调整裂断杆10,10的间隔的情形，打开任一方的保持具9的传动遮断机构，且驱动马达M2而仅使另一方的保持具9进行移动。此外，在保持间隔下使裂断杆10,10进行移动的情形，若可解除两方的传动遮断机构而成为传动状态即可。
接着，针对利用上述的裂断装置1，对在图8所示的基板W，亦即以既定的间距形成有于表面相互正交的刻划线S1,S2的长方形基板W进行裂断的动作进行说明。首先，在对基板W长边方向的刻划线S1进行分断时，如图1所示，使2个裂断杆10,10沿着X方向串行地排列。在本实施例中成为相互连结的连结状态。而且如图3(a)所示，以刻划线S1,S2成为朝下的方式将基板W载置于平台2上的缓冲片13的上面。在该情形，将基板W载置成长边方向的刻划线S1与裂断杆10,10的连结方向亦即X方向为一致。另外，连结2个裂断杆10,10时的长度，预先设定成较应进行裂断的长边方向的刻划线S1的长度为长。在该状态下，使连结的裂断杆10,10从刻划线S1的正上方下降，并对最初的刻划线S1进行裂断，接着，仅使平台2以刻划线S1的间距程度往Y方向移动并对下一个刻划线S1进行裂断。在所图示的基板W中，由于长边方向的刻划线S1有2条，因此借由使裂断杆10下降2次，可裂断所有的长边方向的刻划线S1。
一旦完成长边方向的刻划线S1的裂断，如图2所示，使2个裂断杆10,10分离，并成为沿着与梁7的延伸方向正交的方向亦即Y方向而成为相互平行的分离姿势，并且调整裂断杆10,10的间隔成为与刻划线S2的间距一致。另外，各别的裂断杆10的长度，预先设定成较应进行裂断的短边方向的刻划线S2的长度为长。在该状态下，使2个裂断杆10,10从刻划线S2,S2的正上方同时地下降，借此同时地裂断2条刻划线S2,S2(参照图3（a）与图3（b）)。接着，使裂断杆10,10在保持其间隔下，沿着导引轴8移动至接下来应进行裂断的刻划线S2,S2的正上方，且与上述同样地使其下降并进行裂断。重复进行该动作直到裂断所有的短边方向的刻划线S2。在所图示的基板W中，由于短边方向的刻划线S2有5条，因此借由使裂断杆10,10下降3次而完成短边方向的刻划线S2的裂断。若短边方向的刻划线S2有10条，则借由5次的下降便可裂断所有10条的刻划线S2。
如此，借由使成为分离姿势的2个裂断杆10,10同时地下降，可对2条刻划线同时进行裂断并可缩短裂断所需的时间，并且，使其在维持相互的间隔下沿着导引轴8移动，借此可以相同间隔连续地进行裂断。
此外，在基板W的长边方向的刻划线S1的长度较各裂断杆10,10的长度为短的情形，与短边方向的刻划线S2的裂断时相同，使裂断杆10,10成为相互平行的分离姿势，且使平台2旋转而以刻划线S1与Y方向一致的方式配置基板W，借此亦可对2条长边方向的刻划线S1同时进行裂断。借此，可进一步有助于裂断所需时间的缩短。
另外，如图4所示，在使2个裂断杆10,10于一直线连结时，于裂断杆10,10邻接的侧端部，可设置相互啮合的凹部10c与凸部10b。借此，可确实地保持2个裂断杆10,10两者直线的连结状态。
以上，已针对本发明的代表性的实施例进行说明，但本发明并不一定仅限定于上述的实施例。例如，在上述实施例中，虽揭示设置有2个裂断杆10，但亦可设置3个或其以上。而且，在达成本发明的目的、不脱离请求范围的范围内，可做适当地修正、变更。
本发明可适用于由玻璃、陶瓷、蓝宝石、及半导体晶圆等脆性材料所构成的基板的裂断装置。

Claims (2)

1.一种脆性材料基板的裂断装置，其特征在于其是由具有载置脆性材料基板的载置面的平台、在该平台上方配置成与该载置面平行的梁、沿着该梁的延伸方向并设置于该梁的导引轴、以及形成为可沿着该导引轴移动的多个裂断杆所构成，以如下方式形成：
该多个裂断杆之各个，形成为可通过升降轴而升降，且形成为可以与该载置面垂直的轴作为中心而旋转，借此该多个裂断杆成为沿着梁的延伸方向串行地排列的串行姿势、以及沿着与梁的延伸方向正交的方向成为相互平行的分离姿势。
2.根据权利要求1所述的脆性材料基板的裂断装置，其特征在于该多个裂断杆，在该分离姿势中，可在维持裂断杆彼此的间隔下沿着该导引轴同时地进行移动，并且亦可个别单独地进行移动。
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