CN106298587B - 切断装置、基板的切断方法及切断装置的基板载置部用构件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适合于基板载置部的构件，该基板载置部是将基板沿着刻划线切断的切断装置中的基板载置部。在将基板沿着刻划线切断的装置中，以水平姿势载置基板的载置部由板状的透明弹性体构成，其硬度为50°以上且90°以下，厚度偏差为30μm以下，载置基板的载置面的表面粗度为30nm以下。此外，通过加热成型及后续的抛光处理来得到这样的透明弹性体。

Description

切断装置、基板的切断方法及切断装置的基板载置部用构件

技术领域

本发明涉及一种用于分割基板的切断装置，特别涉及在进行切断时载置基板的载置部的特性。

背景技术

平板显示面板或者太阳能电池板等的制造过程一般包括对由玻璃基板、陶瓷基板、半导体基板等脆性材料构成的基板(母板)进行分割的工序。在这样的分割中广泛使用如下方法，即，使用金刚石笔、刀轮等刻划工具在基板表面形成刻划线，使龟裂(垂直龟裂)从该刻划线在基板厚度方向上扩展。在形成了刻划线的情况下，虽然有时垂直龟裂在厚度方向上完全扩展而分割基板，但也有时垂直龟裂在厚度方向上不完全扩展。在后者的情况下，在形成刻划线之后进行切断处理。切断处理大体如下，即，通过下压以沿着刻划线的方式与基板抵接的切断刀，从而使垂直龟裂在厚度方向上完全扩展，由此沿着刻划线分割基板。

作为在这样的切断处理中使用的切断装置，现有技术广泛使用通过所谓的3点弯曲的方式使龟裂从刻划线扩展的装置(例如，参照专利文献1)。这样的切断装置具有隔开规定的间隔配置的2个下刀(载置台)和作为上刀的切断刀，以使刻划线沿着该间隔的形成位置延伸的方式将基板水平地配置在下刀之上，然后使作为上刀的切断刀下降而与基板抵接，进而使切断刀向下方进行下压，从而使基板产生3点弯曲的状态，使垂直龟裂从刻划线扩展而分割基板。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-83821号公报。

最近，取代专利文献1公开的现有结构的切断装置，正在研究/开发采用一个弹性体(例如橡胶板)作为基板的载置部而利用切断刀进行切断的切断装置。这样的切断装置与现有结构的切断装置相比，例如具有能够减小切断刀的压入量的优点。

在这样的情况下，关于用作载置部的弹性体的表面，从切断的精度、可靠性等观点出发，要求尽可能厚度相同且表面平坦。至少要求厚度偏差为30μm以下且表面粗度为30nm以下。

此外，优选像这样作为载置部使用的弹性体和支承该弹性体的支承部都是透明的。因为在这些弹性体和支承部透明的情况下，能够经由它们从下方观察载置于该弹性体的基板。作为这样的透明弹性体的材料，可例示透明硅酮橡胶。

然而，市售的板状的透明弹性体一般是通过将液体或粘土状的透明弹性体材料流入到模具中进行加热成型而制造的，因此其厚度的精度除了直接受到模具的精度的影响之外，还受到成型温度偏差、材料的密度偏差等的影响。例如，如果产品的目标厚度为3mm，则该产品至少具有100μm左右的厚度偏差。在将这样的总的厚度偏差大的透明弹性体直接作为切断装置的载置部使用的情况下，作用于切断刀的力会根据位置而产生不均匀，产生不完全分割、压入不足等不良，难以可靠地进行良好的切断。

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种适合于基板的载置部的由弹性体构成的构件及在载置部具有该构件的切断装置，所述载置部是将基板沿着刻划线切断的切断装置的载置部。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的方案1是一种切断装置，将在一侧主表面形成有刻划线的基板沿着所述刻划线切断，所述切断装置的特征在于，包括：载置部，以水平姿势载置所述基板；以及切断刀，以相对于所述载置部进退自如的方式设置在所述载置部的上方，所述切断装置构成为，在以使所述刻划线的延伸方向与所述切断刀的刀刃的延伸方向一致的方式将所述基板载置在所述载置部的状态下，使所述切断刀下降至规定的下降停止位置，从而沿着所述刻划线分割所述基板，所述载置部是板状的弹性体，其硬度为50°以上且90°以下，厚度偏差为30μm以下，载置所述基板的载置面的表面粗度为30nm以下。

方案2的发明是如方案1所述的切断装置，其特征在于，所述弹性体是透明弹性体。

方案3的发明是如方案2所述的切断装置，其特征在于，所述透明弹性体是硅酮橡胶。

方案4的发明是一种基板的切断方法，将在一侧主表面形成有刻划线的基板沿着所述刻划线切断，其特征在于，包括：以使所述刻划线的延伸方向与切断刀的刀刃的延伸方向一致的方式将所述基板以水平姿势载置在载置部上的工序，其中，所述切断刀以相对于所述载置部进退自如的方式设置在所述载置部的上方；以及在所述基板载置在所述载置部上的状态下使所述切断刀下降至规定的下降停止位置，从而沿着所述刻划线分割所述基板的工序，作为所述载置部，使用板状的弹性体，其硬度为50°以上且90°以下，厚度偏差为30μm以下，载置所述基板的载置面的表面粗度为30nm以下。

方案5的发明是如方案4所述的基板的切断方法，其特征在于，所述弹性体是对通过加热成型而形成的厚度偏差为100μm以上的初始弹性体的表面进行抛光而得到的。

方案6的发明是如方案4或方案5所述的基板的切断方法，其特征在于，所述弹性体是透明弹性体。

方案7的发明是如方案6所述的基板的切断方法，其特征在于，所述透明弹性体是硅酮橡胶。

方案8的发明是一种切断装置的基板载置部用构件，在将在一侧主表面形成有刻划线的基板沿着所述刻划线切断的切断装置中，在以水平姿势载置所述基板的载置部中使用，其特征在于，所述基板载置部用构件是板状的弹性体，其硬度为50°以上且90°以下，厚度偏差为30μm以下，载置所述基板的载置面的表面粗度为30nm以下。

方案9的发明是如方案8所述的切断装置的基板载置部用构件，其特征在于，所述基板载置部用构件由透明弹性体构成。

方案10的发明是如方案9所述的切断装置的基板载置部用构件，其特征在于，所述基板载置部用构件由硅酮橡胶构成。

发明效果

根据方案1至方案10的发明，能够在切断装置中沿着刻划线可靠地分割基板。

特别是，根据方案2、方案3、方案6、方案7、方案9以及方案10，能够沿着刻划线可靠地进行切断，并且还能够在进行切断时经由载置部从下方对基板进行观察。

特别是，根据方案5的发明，能够通过对加热成型体进行抛光这样的简便的方法来得到载置部用的弹性体。

附图说明

图1是示出切断装置100的主要部分的图。

图2是示出切断装置100的主要部分的图。

图3是概略性地示出对初始弹性体1β进行的加工处理的顺序的图。

图4是对比地示出用非接触式高度测定器(激光位移计)对粗抛光前后的初始弹性体1β的表面进行评价的结果的图。

图5是示出将初始弹性体1β直接用于载置部1的情况下的切断的状态的示意图。

图6是示出将以上述的方式对初始弹性体1β进行粗抛光和精抛光而得到的载置部用构件1α用于载置部1的情况下的切断的状态的示意图。

具体实施方式

<切断装置>

图1和图2是示出本发明的实施方式的切断装置100的主要部分的图。切断装置100包括用于以水平姿势载置基板W的载置部1、通过按压基板W来分割基板W的切断刀2、用于从下方支承载置部1的支承部3。切断装置100是如下的装置，即，通过使用切断刀2对预先形成有刻划线SL的基板W实施切断处理，从而使龟裂(垂直龟裂)从该刻划线SL向基板W的厚度方向扩展，由此沿着刻划线SL分割基板W。更具体地说，图1是包括与切断刀2的长尺寸方向垂直的截面的侧截面图，图2是沿着切断刀2的长尺寸方向的侧面图。

基板W由玻璃基板、陶瓷基板、半导体基板等脆性材料构成。厚度和尺寸没有特别的限制，典型地可设想为厚度为0.1mm～1mm左右、直径为6英寸～10英寸左右的基板。

另外，虽然在图1和图2中示出了基板W仅形成有1条刻划线SL的状态，但这是为了图示的简单和说明的方便，通常对一个基板形成有多条刻划线SL。此外，虽然在图1和图2中省略了图示，但也可以是如下方式，即，基板W以贴附于片材的状态被切断，所述片材张设在被称为切割环等的环状的张设构件。

载置部1由板状的弹性体构成，在被支承部3以水平姿势支承的状态下，在其上表面1a载置基板W。在本实施方式中，将在这样的载置部1中使用的弹性体构件称为载置部用构件1α。基板W以如下状态载置于载置部1，该状态是，使形成有刻划线SL侧的主表面(刻划线形成面)Wa与载置部1的上表面1a抵接，并且使刻划线SL的延伸方向与切断刀2的刀刃2a的延伸方向一致。

关于载置部1的厚度，只要是在切断时使该载置部1表现出合适的弹性的程度即可，典型地为1mm～5mm左右。

切断刀2例如由超硬合金、部分稳定化氧化锆等构成，如图1所示，在其铅直下侧部分具有刀刃2a，该刀刃2a的与该切断刀2的长尺寸方向垂直的截面呈大致三角形。刀刃2a由构成大致10°～90°左右的角度的2个刀刃面形成。

支承部3是如下的部位，即，以水平姿势从下方支承载置部1，表面平坦且与载置部1相比具有充分的刚性。

在具有上述结构的切断装置100中，如图1中用箭头AR1所示，使切断刀2铅直向下下降规定距离，使其与基板W的刻划线SL的上方位置抵接，从而进行切断处理。

更具体地说，如图2所示，通过使切断刀2从规定的初始位置z＝z0开始一直下降至停止位置(下降停止位置)来实现切断处理，该停止位置确定在位于非刻划线形成面Wb的高度位置z＝z1下方的z＝z2的高度位置。另外，将在进行切断处理时基板下降的距离即从z＝z0至z＝z2的距离|z2-z0|称为切断刀2的压入量。

如果在使切断刀2从初始位置z＝z0下降而在高度位置z＝z1与非刻划线形成面Wb抵接后仍继续下压切断刀2直至使其到达z＝z2的下降停止位置，则基板W会从上方受到切断刀2的按压力，由此被推向作为弹性体的载置部1，此时来自弹性体的反作用力作用于基板W，使基板W从形成有刻划线SL的地方分离成2个单片。由此，基板W被分割成2个单片。

为了在这样的方式中良好地实现分割，优选作为载置部用构件1α使用的弹性体的硬度为50°～90°左右。在使用硬度小于50°的弹性体作为载置部用构件1α的情况下，上述方式中的分割所需的压入量会变得过大，从而在分割时容易在边缘部分产生缺口，因此不优选。此外，在使用硬度超过90°的弹性体作为载置部用构件1α的情况下，在上述的方式中将得不到适合于分割的反作用力，因此不优选。

优选的是，载置部1和支承部3由光学透明的构件构成，且如图1或图2所示，切断装置100在支承部3的铅直下方具有摄像机4。在这样的情况下，作为构成载置部1的透明的弹性体(载置部用构件1α)，可例示硅酮橡胶。作为构成支承部3的透明的构件，可例示玻璃板。此外，摄像机4例如为CCD摄像机。

摄像机4配置在包括切断刀2(更具体地说是刀刃2a)的铅直面内。摄像机4配置为朝向铅直上方，能够经由透明的载置部1和支承部3对载置在载置部1的基板W进行拍摄。

另外，以附设于摄像机4的方式设置有照明单元5。照明单元5配置为朝向铅直上方照射照明光。作为照明单元5，一个合适的例子是使用以围绕摄像机4的方式设置的环形照明，但是也可以使用其它方式的照明。

像这样，在载置部1和支承部3透明且具有摄像机4(及照明单元5)的情况下，在切断装置100中能够经由载置部1和支承部3来观察基板W。由此，在通过切断刀2进行切断时，能够使用摄像机4的拍摄图像对基板W进行定位、观察切断处理时的状态。例如，在进行切断处理前，通过一边用摄像机4观察基板W的刻划线形成面Wa一边调整基板W的位置，从而可将刻划线SL配置在切断刀2的正下方。

<载置部用构件的制作>

接着，对在上述的切断装置100中作为载置部1使用的载置部用构件1α的制作进行说明。以下，特别对为了能够利用摄像机4经由载置部1和支承部3进行拍摄而使用透明的弹性体作为载置部用构件1α的情况进行说明。图3是概略地示出用于得到这样的情况下的载置部用构件1α的顺序的图。

为了在切断装置100中良好地实现基板W的分割，要求载置部1的上表面1a水平且平坦，并达到规定程度。在像上述那样能够利用摄像机4从支承部3的下方进行拍摄的情况下，除了这些水平性和平坦性之外，还要求构成载置部1的载置部用构件1α具有充分的透光性。因此，在本实施方式中，在使用透明弹性体作为载置部用构件1α的情况下，除了水平性和平坦性之外，以还可确保透明性的方式制作载置部用构件1α。

在制作这样的载置部用构件1α时，首先将液体状或粘土状的透明弹性体材料流入到模具中，进行加热而成型为板状，由此得到透明弹性体。在以下的说明中，将通过这样的加热成型得到的透明弹性体以及在此后进行的加工的中间阶段的透明弹性体统称为初始弹性体1β。图3是概略性地示出对初始弹性体1β进行的加工处理的顺序的图。

用于得到初始弹性体1β的加热成型是为了将初始弹性体1β做成为板状而进行的，由于受到模具的精度、成型温度偏差、透明弹性体材料的密度偏差等影响，所以其尺寸精度不足。因此，像在图3(a)中示意性地示出的那样，尽管加热成型后的初始弹性体1β确保了透明性，但是在其表面存在大的起伏，例如在10mm～300mm左右的范围内厚度最大可变化100μm左右，因此，初始弹性体1β具有最大100μm左右的厚度偏差。

因此，为了消除这样的厚度偏差，接着如图3(b)所示，将初始弹性体1β吸附固定在具有充分的平坦度的吸附台201，对其上表面S1进行抛光(或者研磨)。在被吸附固定在吸附台201的状态下，被吸附面S0的起伏被吸附台201的平坦性消除，仅在上表面S1侧产生起伏。

上表面S1的抛光例如可通过如下方式来实现，即，用相对于吸附台201保持在固定的高度位置的磨石等粗抛光单元202如箭头AR2所示地对初始弹性体1β的上表面S1进行抛光。将这样的处理称为粗抛光。

当然，对于初始弹性体1β，在对其进行加热成型时将这样的粗抛光的除去量考虑在内而确定目标厚度。也可以说，上述的初始弹性体1β的厚度偏差是由于在不同位置该目标厚度与实际厚度之差不同而产生的。

如图3(c)所示，实施了这样的粗抛光的初始弹性体1β的上表面S2消除了图3(b)所示的处理前的上表面S1存在的起伏，宏观上实现了平坦的状态。具体地说，厚度偏差可抑制为5μm～30μm左右。

图4是对比地示出用非接触式高度测定器(激光位移计)对粗抛光前后的初始弹性体1β的表面进行评价的结果的图。在图4(a)所示的粗抛光前的初始弹性体1β的上表面S1中存在最大大于60μm的凹凸差，相对于此，在图4(b)所示的粗抛光后的初始弹性体1β的上表面S2中，凹凸差被抑制为大约其1/3的20μm左右。

然而，粗抛光后得到的上表面S2在微观上反而成为比粗抛光前的上表面S1更粗糙的状态。在图4中也可确认，图4(b)所示的上表面S2存在比图4(a)所示的上表面S1细微的凹凸。因为具有这样的表面状态，所以上表面S2成为对光进行漫反射的不透明面。即，粗抛光后的初始弹性体1β在厚度方向上失去了透光性。例如，在上表面S2中产生了300nm～1000nm左右的表面粗度(Ra)。

因此，为了恢复透光性而对粗抛光后的上表面S2进行精抛光。作为精抛光的方法可例示例如如图3(d)所示的打磨等，即，一边供给氧化铝粉末等抛光剂203，一边使抛光轮204如箭头AR3所示地旋转。精抛光至少进行至精抛光后的上表面S3的表面粗度(Ra)为40nm以下的程度。由此，上表面S3变得充分平坦且平滑，其结果是可抑制漫反射而提高透明度。例如，粗抛光后为20～30％左右的光透射率恢复至80～90％左右。

通过对最初设为被吸附面S0的面也同样进行如上所述的粗抛光和精抛光，从而可得到表面平坦、厚度均匀且透明的载置部用构件1α。

另外，如果在仅对最初作为上表面S1的一侧面进行粗抛光和精抛光的状态下即可得到充分的平坦性和厚度的均匀性，则也可以不对最初作为被吸附面S0的另一侧面进行抛光。在这样的情况下，优选将透明性高的一侧的面(通常，与精抛光后的上表面S3相比非抛光面的透明性更高)作为载置部1的上表面1a(靠近基板W的被观察部位的一侧)使用。

此外，图5是示出将初始弹性体1β直接用于载置部1的情况下的切断的状态的示意图，图6是示出将对初始弹性体1β以上述的方式进行粗抛光和精抛光而得到的载置部用构件1α用于载置部1的情况下的切断的状态的示意图。无论哪种情况，均预先将切断刀2和刻划线SL的配置关系调整为可分割的状态，并设定适当的压入量。

如图5(a)所示，在为了将初始弹性体1β作为载置部1使用而用支承部3从下方对其进行支承的状态下，至少在其上表面S4形成有起伏。另外，虽然在图5中为了图示的简单而示出了初始弹性体1β与支承部3密接的方式，但是实际上根据初始弹性体1β的形状有可能在初始弹性体1β与支承部3之间形成有缝隙。

如图5(b)所示，当将基板W载置在这样的作为载置部1的初始弹性体1β上时，由于在上表面S4存在起伏，所以在初始弹性体1β中会形成与基板W接触的区域RE1和不与基板W接触的区域RE2。当在这样的状况下如箭头AR4所示地使切断刀2下降而进行切断处理时，会产生如图5(c)所示的状况，即，在基板W中的与初始弹性体1β接触的区域RE3进行了分割，但是在未与初始弹性体1β接触的区域RE4则未进行分割。可以认为，这是因为在后者中，切断刀2没有充分地压入到基板W，其结果从作为载置部1的初始弹性体1β得不到可进行分割的反作用力。

另外，在这样的情况下，也可以考虑使切断刀2的压入量大于规定值而进行分割的方式，但是这样会在分割得到的单片的边缘部分产生缺陷，使品质下降的可能性增高，因此不优选。

相对于此，在将厚度均匀的载置部用构件1α用于载置部1的情况下，如图6(a)所示，其上表面1a是一样平坦的，且载置部1与支承部3密接。因此，在如图6(b)所示地将基板W载置在载置部用构件1α上且如箭头AR5所示地使切断刀2下降的情况下，切断刀2会均匀地压入到基板W，因此如图6(c)所示，基板W(沿着刻划线SL)可靠地被分割。即，与图5所示的情况不同，不会产生未被分割的地方。

如上所述，本实施方式的切断装置进行沿着刻划线分割预先形成有该刻划线的基板的切断处理，在所述切断装置中，载置基板的载置部使用板状的弹性体，其硬度为50°以上且90°以下，厚度偏差为30μm以下，载置基板的载置面的表面粗度为30nm以下，从而在该切断装置中能够沿着刻划线可靠地分割基板。

此外，满足这样的条件的弹性体能够通过如下的简单的方法来得到，该方法是，对通过将液体的弹性体材料进行加热成型而得到的成型体进行抛光，即使在使用透明的弹性体作为该载置部的情况下也能够应用这样的方法。在使用透明的弹性体作为载置部的切断装置中，能够沿着刻划线可靠地进行切断，并且还能够在进行切断时从下方经由载置部及其支承部对基板进行观察。

<变形例>

在上述的实施方式中，载置部1的整体(整个下表面)被支承部3从下方支承，但是这不是必须的。只要可确保载置部1的水平性，也可以有不被支承部3支承的地方。例如，在将摄像机4设置于载置部1的下方的结构中，在载置部1与摄像机4之间的区域(特别是摄像机4的视角内)中也可以没有支承部3。在这样的情况下，只要载置部1是透明的，即使支承部3不透明，摄像机4也能够经由载置部1对载置在载置部1的基板W进行拍摄。

附图标记说明

1：载置部；

1α：载置部用构件；

1β：初始弹性体；

1a：(载置部的)上表面；

2：切断刀；

2a：刀刃；

3：支承部；

4：摄像机；

5：照明单元；

100：切断装置；

201：吸附台；

202：粗抛光单元；

203：抛光剂；

204：抛光轮；

S0：被吸附面；

SL：刻划线；

W：基板；

Wa：(基板的)刻划线形成面；

Wb：(基板的)非刻划线形成面。

Claims (9)

1.一种切断装置，将在一侧主表面形成有刻划线的基板沿着所述刻划线切断，其特征在于，包括：

载置部，以水平姿势载置所述基板；以及

切断刀，以相对于所述载置部进退自如的方式设置在所述载置部的上方，

所述切断装置构成为，在以使所述刻划线的延伸方向与所述切断刀的刀刃的延伸方向一致的方式将所述基板载置在所述载置部的状态下，使所述切断刀下降至规定的下降停止位置，从而沿着所述刻划线来分割所述基板，

所述载置部是板状的弹性体，其硬度为50°以上且90°以下，厚度偏差为30μm以下，载置所述基板的载置面的表面粗度为30nm以下，

所述弹性体是对通过加热成型而形成的厚度偏差为100μm以上的初始弹性体的表面进行抛光而得到的。

2.如权利要求1所述的切断装置，其特征在于，

所述弹性体是透明弹性体。

3.如权利要求2所述的切断装置，其特征在于，

所述透明弹性体是硅酮橡胶。

4.一种基板的切断方法，将在一侧主表面形成有刻划线的基板沿着所述刻划线切断，其特征在于，包括：

以使所述刻划线的延伸方向与切断刀的刀刃的延伸方向一致的方式将所述基板以水平姿势载置在载置部上的工序，其中，所述切断刀以相对于所述载置部进退自如的方式设置在所述载置部的上方；以及

在所述基板载置在所述载置部上的状态下，使所述切断刀下降至规定的下降停止位置，从而沿着所述刻划线分割所述基板的工序，

作为所述载置部使用板状的弹性体，其硬度为50°以上且90°以下，厚度偏差为30μm以下，载置所述基板的载置面的表面粗度为30nm以下，

所述弹性体是对通过加热成型而形成的厚度偏差为100μm以上的初始弹性体的表面进行抛光而得到的。

5.如权利要求4所述的基板的切断方法，其特征在于，

所述弹性体是透明弹性体。

6.如权利要求5所述的基板的切断方法，其特征在于，

所述透明弹性体是硅酮橡胶。

7.一种切断装置的基板载置部用构件，在将在一侧主表面形成有刻划线的基板沿着所述刻划线切断的装置中，在以水平姿势载置所述基板的载置部中使用，其特征在于，

所述基板载置部用构件是板状的弹性体，其硬度为50°以上且90°以下，厚度偏差为30μm以下，载置所述基板的载置面的表面粗度为30nm以下，

所述弹性体是对通过加热成型而形成的厚度偏差为100μm以上的初始弹性体的表面进行抛光而得到的。

8.如权利要求7所述的切断装置的基板载置部用构件，其特征在于，

所述基板载置部用构件由透明弹性体构成。

9.如权利要求8所述的切断装置的基板载置部用构件，其特征在于，

所述基板载置部用构件由硅酮橡胶构成。

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