CN103910196A - 吸附反转装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种可以极为简单的构造进行吸附板的上下动的吸附反转装置。吸附基板W并使其反转的吸附反转装置，具备由左右的侧架14支持的旋转轴15、呈水平地安装于旋转轴15并与旋转轴15一起旋动的支持构件16、通过下压构件17而保持于支持构件16成可上下动的水平的吸附板18、以及对该吸附板18随时以朝向上方的方式进行弹压的回弹弹簧19；且以如下的方式构成：借由使下压构件17动作而使吸附板18往下动，借由解除下压构件17下压之力、并借由回弹弹簧19的弹压力而使吸附板18上升并返回原位置。

Description

吸附反转装置

技术领域

本发明涉及一种在对由玻璃、硅、陶瓷、化合物半导体等的脆性材料所构成的基板进行加工分断用的刻划线、沿着该刻划线进行分断基板等的基板加工装置等所使用的吸附反转装置。

背景技术

由现有习知，例如在专利文献1等揭示有如下方法：对载置于平台上的基板，使刀轮(又称刻划轮)在施加既定的刻划压的状态下转动、或利用由激光光束的照射产生的热梯度等，形成相互正交的多条平行的刻划线，之后，使基板表背面反转，从与设有该刻划线的面相反侧的面以裂断杆按压而使基板挠曲借此分断基板，取出单位制品。

此外，关于贴合有2片玻璃基板的基板的分断方法，例如在专利文献2(图45等)，亦揭示有利用以下所示的步骤进行分断的方法。亦即，对载置于刻划装置的平台上的基板，借由使刀轮转动，而在基板的一面即a面形成刻划线。接着，在利用吸附反转装置吸附基板并使其反转之后，载置于裂断装置的平台上，对成为基板a面的背面的基板b面以裂断杆等进行按压而裂断基板a面。接着，与上述同样地，在基板b面形成刻划线，使基板反转后，对基板a面以裂断杆等进行按压而分断基板b面。之后，将所分断的基板从裂断装置卸除而移往下一步骤。

在如上述的基板的加工方法中，使用于使基板反转的吸附反转装置，具备有用以吸附置于平台等的载置台上的基板并抬起的吸附板，而使利用吸附板吸附并抬起的基板进行反转。作为使该吸附板相对于基板面上下升降的机构，例如从位于平台的上方的构架(frame)等的支持部延伸设置垂直的支柱，在该垂直的支柱，将保持该吸附板成可反转的升降构件安装成可升降。该升降构件，以如下方式形成：为了使其升降对于反转为必要的距离而借由移动行程较长的流体汽缸或利用齿条与齿轮(pinion)等构成复杂的构造的升降机构进行升降。

在如上述般的吸附反转装置，存在有如下的问题点：借由垂直的支柱、或沿着此进行升降的升降构件、以及装入于内部的复杂的升降机构而使升降装置成为大型者、且机构变复杂并使成本变高。

专利文献1：国际公开WO2005/053925号公报

专利文献2：国际公开WO2002/057192号公报

有鉴于上述现有的吸附反转装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的吸附反转装置，能够改进一般现有的吸附反转装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的吸附反转装置存在的缺陷，而提供一种可以新颖的机构、更极为简单的构造进行吸附板的上下动的吸附反转装置。

为了达成上述目的而在本发明中提出了如接下来的技术方案。亦即，本发明是吸附基板并使其反转的吸附反转装置，具备由左右的侧架支持的旋转轴、呈水平地安装于该旋转轴并与旋转轴一起旋动的支持构件、通过下压构件而保持于该支持构件成能够上下动的水平的吸附板、以及对该吸附板随时以朝向上方的方式进行弹压的回弹弹簧；且成为以如下方式形成的构成：借由使该下压构件动作而使该吸附板往下动，借由解除该下压构件下压之力、并借由该回弹弹簧的弹压力而使该吸附板上升并返回原位置。

在本发明的吸附反转装置中，由于形成为一旦解除下压构件的下压力，则借由回弹弹簧的弹压力(复原力)而吸附板自然返回原位置，因此具有如下的效果：可省略用以使吸附板上升的机械性的机构，借此可以简单的构成、且低成本形成吸附板的升降机构。

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。

在上述发明中，较佳为：下压构件，由具备有活塞的气缸构成，且该活塞形成为在开启动作(ON动作)下进行往下动、在关闭动作(OFF动作)下解除下压力，并且能够调整开启动作(ON动作)时的下压量。借此，可根据基板的厚度等作业条件，而适当地调整吸附板的下降量。

此外，在上述发明中，较佳为：用于对气缸供给空气的空气流路设于旋转轴内部，且连接有从空气流路至气缸的空气流通用的配管。

借此，在该吸附板反转旋动时，与气缸连接的配管不会扭结，并且可简化与气缸连接的配管设备。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明吸附反转装置至少具有结构简单、成本低廉、可适当调整吸附板的下降量等优点。

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是装入有本发明的吸附反转装置的基板加工装置的整体构成的立体图。

图2是图1的基板加工装置中的刻划装置的概略性的前视图。

图3是表示图1的基板加工装置中的吸附反转装置的整体构成的立体图。

图4是图3的吸附反转装置的一部分放大剖面图。

图5是表示图3的吸附反转装置中的吸附板的往下动状态的与图4同样的剖面图。

图6是表示图3的吸附反转装置的反转旋动机构部分的侧视图。

图7是表示图1的基板加工装置中的吸附升降装置的立体图。

图8是表示利用基板加工装置的基板加工步骤的第一阶段的说明图。

图9是表示基板加工步骤的第二阶段的说明图。

图10是表示基板加工步骤的第三阶段的说明图。

图11是表示基板加工步骤的第四阶段的说明图。

图12是表示基板加工步骤的第五阶段的说明图。

图13是表示基板加工步骤的第六阶段的说明图。

图14是表示基板加工步骤的第七阶段的说明图。

图15是表示基板加工步骤的第八阶段的说明图。

图16是表示基板加工步骤的第九阶段的说明图。

图17是表示基板加工步骤的第十阶段的说明图。

图18是表示基板加工步骤的第十一阶段的说明图。

图19是表示安装于基板加工装置的操作面板的图式。

图20是表示装入于基板加工装置的裂断装置的前视图。

图21是表示吸附反转装置以及吸附升降装置的连接各吸附板与空气吸引装置的空气回路的图式。

【主要元件符号说明】

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的吸附反转装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

以下，根据图式针对本发明的吸附反转装置的细节进行说明。另外，在此处，根据利用装入于对基板加工刻划线、且在之后使基板反转的基板加工装置的吸附反转装置的实施例进行说明。

装入有本发明的吸附反转装置的基板加工装置A，如图1所示，具备有在基板W的表面加工刻划线的刻划装置B、使基板W反转的吸附反转装置C、以及配置于刻划装置B的平台的上方且吸附基板W并使其升降的吸附升降装置D。上述刻划装置B、吸附反转装置C以及吸附升降装置D，装入于基板加工装置A的构架1。构架1，是由金属制的架材以长方体的结构组装成，且将在图1的俯视观察中沿着长边方向的线设为X方向，将与X方向正交的方向设为Y方向而在以下进行说明。

刻划装置B，如图1、2所示，装入于构架1内的沿着X方向的一端侧(在本实施例中为图1的右侧)，且具备有在台板2上沿着于Y方向延伸的轨条3进行移动的平台4。台板2，形成为在俯视观察下在Y方向延伸的长方形，且其一端部分从构架1延伸出。平台4，具备于其上面具有多个吸附孔的吸附面4a，且成为可借由内藏马达的旋转驱动部5而在水平面内旋动。此外，平台4以及旋转驱动部5，安装于沿着轨条3进行移动的移动载台6上，且形成为借由利用马达8进行旋转的螺纹轴9而在Y方向进行移动。此外，将具有导引件10的梁(横架)11沿着X方向设置于构架1，且将具有刀轮12的可升降的刻划头13以可在X方向移动的方式安装于导引件10。

吸附反转装置C，如图1、图3～5所示，具备有由左右的侧架14、14支持的在Y方向延伸的水平的旋转轴15、水平地安装于该旋转轴15且与旋转轴15一起进行旋转的支持构件16、以及在该支持构件16通过多个、在本实施例中为4个的下压构件17支持成可上下动的水平的吸附板18。吸附板18具备于下面具有多个吸附孔的吸附面18a，且借由回弹弹簧19而随时是朝向上方弹压。在本实施例中作为上述的下压构件17，是以具备有在开启动作(ON动作)下往下动、在关闭动作(OFF动作)下解除下压力的活塞的气缸形成。借由使该气缸17开启动作(ON动作)，如图5所示，使吸附板18以抵抗回弹弹簧19而往下动，且借由使气缸17关闭动作(OFF动作)，形成为可借由回弹弹簧19的复原力而使吸附板18返回图4的原位置。此外，下压构件17即气缸的活塞17a，形成为可调整其突出行程。借此，可根据基板W的厚度等的作业条件而适当地调整吸附板18的下降量。进一步地，旋转轴15是以内部成为中空的管材形成，其内部形成作为用以从空气供给源(图示外)往该气缸17供给空气的空气流路15a。从该空气流路15a通过配管47而与各气缸17连接。借此，使得在吸附板18反转旋动时与气缸17连接的配管47不扭结。

吸附反转装置C的旋转轴15，形成为可借由反转旋动机构42进行180度旋转。该反转旋动机构42，如图6所示，在其一端部具备齿轮20，借由利用汽缸22使啮合于该齿轮20的齿条21驱动，形成为可180度旋转。借此，使得吸附板18的吸附面18a可从向下的姿势反转为向上的姿势，此外相反地，可从向上的姿势反转为向下的姿势。此外，如图1所示，在构架1的X方向延伸的上部架材1a,1a的上面设置有轨条23,23，在吸附反转装置C的侧架14,14的上端部，设置有沿该轨条23,23进行滑动的导引部24,24。进一步地，用以使吸附反转装置C借由手动而移动的把手25，以与一方的导引部24相连并往构架1的外侧延伸的方式设置。借此，形成为可借由手动而使吸附板18从确保了可反转的空间的构架1内的图1中的左侧亦即基板反转位置，移动至刻划装置B的平台4的上方亦即基板交付位置。

进一步地，在桥架左右的侧架14,14的上端的连结板26，设置有安装于构架1的可出入的定位销28,28卡入的卡合孔27。定位销28，分别配置于上述的基板反转位置与基板交付位置，而形成为在吸附反转位置C来到基板反转位置以及基板交付位置时，借由位置侦测构件29进行侦测而自动地往卡合孔27卡入。作为定位销28，例如可以借由电磁铁的ON/OFF(开启/关闭)而进行出入的螺线管(solenoid)形成。此外，作为位置侦测构件29，可利用光感测器或限制开关(limit switch)等。

吸附升降装置D，如图7所示，具备有固定于构架1的水平的固定板30、具有安装于固定板30且朝向垂直下方进行往复运动的活塞31a的流体汽缸31、及固定于该流体汽缸31的活塞31a的下端的吸附板32。吸附板32，配置于上述的刻划装置B的平台4的上方，且在下面设置有具有多数个吸附孔的吸附面32a。此外，吸附板32，具备有从其上面往垂直上方延伸并可滑动地贯通固定板30的多个导引件33。在本实施例中，导引件33以圆棒材形成，且在以流体汽缸31为中心的对称位置以每2根为一对的方式，合计配置有4根。借此，可在吸附板32进行升降时阻止自由旋转，并且可更安定地保持吸附板32的水平姿势。此外，导引件33的上端借由连结构件33a相互地连结保持，而借此可补强导引件33并保持垂直的立设姿势，且可使吸附板32滑顺地升降。

在本实施例中，吸附反转装置C以及吸附升降机构D中的吸附板18,32的升降动作及真空动作、以及使吸附反转装置C的吸附板18反转的反转旋动机构42的驱动，处于可借由利用按钮开关的开关操作而以手动进行。具体而言，如图19所示，用以解除吸附反转装置C的定位销28,28的锁止的右侧锁止解除按钮34以及左侧锁止解除按钮35、为了在基板交付位置使吸附板18往下动而对下压构件(气缸)17进行ON/OFF操作的升降按钮36、用以使吸附升降装置D的流体汽缸31作动的操作按钮37、以及驱动吸附反转装置C的反转旋动机构42的反转操作按钮43，设置于安装在基板加工装置A的正面的操作面板38(在图1中省略)。进一步地，吸附反转装置C的吸附板18的真空按钮39、及吸附升降装置D的吸附板32的真空按钮40设置于上述操作面板38。

上述的刻划装置B的平台4、吸附反转装置C的吸附板18以及吸附升降装置D的吸附板32的各吸附面4a、18a、32a的吸附孔，通过吸气用的配管与采用真空泵的空气吸引装置(图示外)连接，而形成可借由吸引空气吸附保持基板W。在图1～7中，连接各吸附板的吸气用的配管以及其附带设备，为了避免图式的复杂化而省略。吸附反转装置C的吸附板18与吸附升降装置D的吸附板32，如图21所示，形成为从同一空气吸引装置48经由配管49供给吸引空气，而一旦按压吸附板32的真空按钮40则借由切换阀(valve)50做切换。借此，可谋求空气吸引装置的省力化、使往各吸附板的配管简略化、以及基板加工装置的成本降低，并且可仅以按压真空按钮40的一键(one-touch)操作进行吸引空气的切换。

接着，针对借由上述的基板加工装置A，在单板的基板W的上面加工刻划线之后，使该基板W反转的步骤，利用图1、图8～19依序进行说明。在图1中，在刻划装置B的平台4上所载置的基板W，处于其上面既已借由刀轮12加工有刻划线的状态。利用刀轮12的刻划加工，是借由使平台4移动至台板2的延伸端部而载置欲加工的基板W后，使平台4移行至刻划头13的位置，使刀轮12下降并使刀轮12或平台4相对地移动而进行。此外，借由旋转驱动部5使平台4旋转90度，借此可加工X-Y方向的刻划线。

在上面加工刻划线并载置于平台4上的基板W，经由以下的步骤而表背面反转。首先，对吸附反转装置C的左侧的定位销28的锁，以操作左侧锁解除按钮35而进行解除。然后，握持把手25并以手动方式如图8、9所示使吸附板18移动至刻划装置B的平台4的上方、亦即基板交付位置。在该基板交付位置，利用位置感测构件29进行感测而自动地将右侧的定位销28卡入于卡合孔27，将吸附反转装置C的位置锁止。

接着，按压升降按钮36而使下压构件17(参照图5)作动，使吸附板18如图10所示向下移动至与平台4的基板W接触的位置。在该位置，按压真空按钮39而使基板W吸附于吸附板18。此时，由平台4的吸引空气所产生的吸附力，借由额外设置的平台用的吸附解除按钮(图示外)，成为在按压真空按钮39之前解除、或与按压该真空按钮39的操作连动而解除。接着，再次按压升降按钮36而解除下压构件17的下压力。借由该解除，吸附板18借由回弹弹簧19的复原力而如图11所示般返回原位置。

接着，按压右侧锁解除按钮34而解除右侧的定位销28的锁后，如图12所示，以手动方式使吸附反转装置C移动至基板反转位置。在该基板反转位置，利用位置感测构件29进行感测而将左侧的定位销28卡入于卡合孔27，将吸附反转装置C的位置锁止。在该位置，如图13所示，按压反转操作按钮43而使吸附板18反转。

在使吸附板18反转后，按压左侧锁解除按钮35而解除锁，以手动方式使吸附反转装置C移动至图14的基板交付位置。之后，按压吸附升降装置D的操作按钮37，如图15所示，使吸附板32下降于吸附于吸附反转装置C的吸附板18的基板W上。在该状态下，按压真空按钮40而使吸附空气从吸附反转装置C的吸附板18切换成吸附升降装置D的吸附板32，使基板W吸附于吸附板32后，按压操作按钮37而如图16所示，使吸附升降装置D的吸附板32上升，并且借由上述的操作解除吸附反转装置C的锁而使吸附反转装置C(吸附板18)返回基板反转位置。

接着，按压操作按钮37，如图17所示，使吸附升降装置D的吸附板32下降至刻划装置B的平台4上，按压真空按钮40而使吸附板32的吸附空气关闭。借此，在平台4交付基板W。之后，按压操作按钮37而如图18所示，使吸附升降装置D的吸附板32上升至原位置。此外，返回至反转位置的吸附反转装置C的吸附板18，借由按压反转操作按钮43使其反转成吸附面18a朝向下方而为了接下来的基板反转作业使其待机。如此般经反转的基板W，为了接下来的裂断步骤而从平台4卸除。

在上述的步骤中，吸附反转装置C的吸附板18，由于在来到基板反转位置及基板交付位置时借由定位销28锁止，因此可在已决定的位置确实地保持吸附板18。此外，在基板W的交付动作或反转动作时，吸附板18不会左右晃动，而可以稳定的姿势顺利地进行。此外，吸附反转装置C的吸附板18，是从刻划装置B的平台4接受基板W之后，使其往基板反转位置移动并反转者，因此在从平台4接收基板W时，亦可仅抬起至不与平台4接触的程度。因此，如图3～5所示，作为使吸附板18升降的机构，可以利用上下移动行程较小的下压构件17、及在解除了下压构件17的下压力时使吸附板18返回原位置的回弹弹簧19的简单的机构而呈小型化地形成。

在上述实施例中，为了反转刻划装置B的平台4上的基板W，首先利用吸附反转装置C拾起平台4上的基板W并使其反转后，将基板W往吸附升降装置D交付并载置于平台4，但除了此顺序之外，亦可首先利用吸附升降装置D从平台4拾起基板W并往吸附反转装置C交付，使基板W反转后，利用吸附反转装置C将基板W载置于平台4。

此外，除了装入于基板加工装置A的刻划装置B之外，亦可如图20所示，装入具备有借由汽缸44进行升降的板状的裂断杆45的裂断装置E。在该情形，将预先于上面加工有刻划线的基板W，载置于具备有与上述的刻划装置B的平台4相同移动机构的平台4，借由吸附反转装置C及吸附升降装置D经由与上述的步骤相同顺序，以刻划线成为背面侧的方式使基板W反转并返回平台4。然后，使平台4移动至裂断杆45的下方而将裂断杆45按压于基板W并使基板W挠曲，沿着刻划线进行分断。之后，使经分断的基板W从平台4卸除。

以上虽已针对本发明的代表性的实施例进行了说明，但本发明并不特别限定于上述的实施型态。例如，在上述实施例中，吸附反转装置C及吸附升降装置D中的吸附板18、32的升降动作及真空动作、以及使吸附反转装置C的吸附板18反转的反转旋动机构42的驱动，虽以手动的方式借由按钮操作进行，但亦可构成为以自动的方式借由计算机控制进行。此外在本发明中，在达成其目的、不脱离请求的范围的范围内，可进行适当修改、变更。

本发明是在对玻璃等的脆性材料基板进行刻划加工或裂断加工的基板加工装置中，利用于使基板反转的吸附反转装置。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种吸附反转装置，是吸附基板并使其反转，其特征在于，具备：

由左右的侧架所支持的旋转轴、

呈水平地安装于该旋转轴并与旋转轴一起旋动的支持构件、

通过下压构件而保持于该支持构件成能够上下动的水平的吸附板、以及

对该吸附板随时以朝向上方的方式进行弹压的回弹弹簧；

且以如下的方式形成：借由使该下压构件动作而使该吸附板往下动，借由解除该下压构件下压之力、且借由该回弹弹簧的弹压力而使该吸附板上升并返回原位置。

2.根据权利要求1所述的吸附反转装置，其特征在于其中该下压构件，由具备有活塞的气缸构成，且该活塞形成为在开启动作下进行往下动、在关闭动作下解除下压力，并且能够调整开启动作时的下压量。

3.根据权利要求2所述的吸附反转装置，其特征在于其中用于对该气缸供给空气的空气流路设于该旋转轴内部，且连接有从该空气流路至该气缸的空气流通用的配管。