CN107000085B - 基板切断装置及基板切断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在切断时可抑制基板的挠曲，且可防止装置构成大型化的基板切断装置及基板切断方法。该基板切断装置(10)具备：第1刀具(20)，具有多片第1旋转刃(32)；第2刀具(22)，具有多片第2旋转刃(52)；第1旋转驱动手段(72)，用以旋转驱动第1刀具(20)；第2旋转驱动手段(74)，用以旋转驱动第2刀具(22)；刀具支持手段(76)，用以支持第1刀具(20)及第2刀具(22)，使旋转轴彼此间形成平行且径向相对；及相位调整手段(104)，用以调整第1刀具(20)及第2刀具(22)至少一个的相位，以使第2旋转刃(52)在第1刀具(20)与第2刀具(22)相对的对向区域，位于相邻的2片第1旋转刃(32)间。

Description

基板切断装置及基板切断方法
技术领域
本发明为涉及从基板的一面及另一面切断基板的基板切断装置及基板切断方法。
背景技术
以往，电器设备等的基板的制造方法，有一种是将多个单位基板统一集制在1张基板上，并将分割槽从表背两面形成在该基板的各单位基板间，且沿分割槽将该基板分割成多个单位基板。专利文献1中就记载了这种基板制造方法所用的一个分割槽形成装置例。该分割槽形成方法具备了具有多片旋转刃的2个刀具。
先前技术文献
专利文献
专利文献1日本特开2012－86353号公报。
专利文献1所记载的分割槽形成装置中，由于完全未就2个刀具的旋转刃彼此间的位置关系加以考虑，因此将2个刀具从和基板正交的方向彼此靠近时，有各旋转刃彼此干扰的疑虑。因此，使用该分割槽形成装置无法将基板完全切断。即，该分割槽形成装置不能转用为基板切断装置。
图6为传统基板切断装置1的构成正视图。图6所示的基板切断装置1具备了具有多片第1旋转刃2a的第1刀具2、及具有多片第2旋转刃3a的第2刀具3。第1刀具2和第2刀具3为在基板4的切断方向彼此隔离配置，藉此防止第1旋转刃2a与第2旋转刃3a的干扰。
但，该基板切断装置1中，基板4接触第1旋转刃2a的第1部分4a会被向下方推压而大幅挠曲，基板4接触第2旋转刃3a的第2部分4b则被向上方推压而大幅挠曲，故有基板无法利落切断的问题。又，在切断板厚较薄的基板4时，因刚性不足而使基板4的挠曲变得更大，所以基板4切断作业本身也有甚为困难的问题。而且，包含有第1刀具2及第2刀具3的装置构成也会在基板4的切断方向有大型化的问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题而研发者，其目的在提供在切断基板时可抑制基板的挠曲，且能防止装置构成大型化的基板切断装置及基板切断方法。
为达成上述目的，本发明的基板切断装置为用以从基板的一面及另一面切断前述基板的基板切断装置，其特征在于具备：第1刀具，具有用以从前述一面切断前述基板的多片第1旋转刃；第2刀具，具有用以从前述另一面切断前述基板的多片第2旋转刃；第1旋转驱动手段，用以旋转驱动前述第1刀具；第2旋转驱动手段，用以旋转驱动前述第2刀具；刀具支持手段，以旋转轴彼此间形成平行且径向相对的方式支持前述第1刀具及前述第2刀具；以及相位调整手段，用以调整前述第1刀具及前述第2刀具的至少一个相位，使前述第2旋转刃在前述第1刀具与前述第2刀具相对的对向区域位于相邻的2片前述第1旋转刃间。
该构成中，由于使第2旋转刃在第1刀具与第2刀具相对的对向区域位于相邻2片第1旋转刃间，故可防止第1旋转刃与第2旋转刃在基板的切断方向大幅隔离。因而，以第1旋转刃及第2旋转刃的一片旋转刃切断基板时，可用另一片旋转刃抑制基板的挠曲。此外，由于以旋转轴彼此间形成平行且径向相对的方式支持第1刀具及第2刀具，故可防止基板切断方向上的装置构成大型化。
本发明的另一特征为具备用以使前述第1刀具及前述第2刀具在前述基板的切断方向对着前述基板相对移动的X方向驱动手段。
该构成中，由于可藉X方向驱动手段使第1刀具及第2刀具对着基板相对移动，故可使基板的切断作业顺利进行。
本发明的再一特征为前述第1旋转驱动手段具有第1电动机；前述第2旋转驱动手段具有第2电动机；前述相位调整手段具有控制部，用以控制前述第1电动机及前述第2电动机的至少一个；前述控制部为控制前述第1电动机及前述第2电动机的至少一个，使前述第2旋转刃在前述对向区域位于相邻的2片前述第1旋转刃间。
该构成中，由于用控制部对第1电动机及第2电动机的至少一个进行控制，所以可迅速且正确地调整第1刀具及第2刀具的至少一个相位。
本发明的又一特征为前述多片第1旋转刃和前述多片第2旋转刃为相同数量且以相同倾角设置；前述相位调整手段具有用以检测前述第1刀具及前述第2刀具的各相位的相位检测部；前述控制部为以前述第1刀具及前述第2刀具的各相位的差达到从前述倾角的整数倍减去1/2倾角所得的值的方式，来控制前述第1电动机及前述第2电动机的至少一个。
该构成中，只要以相位差为从倾角的整数倍减去1/2倾角所得的值的方式控制第1电动机及第2电动机的至少一个，即可使第2旋转刃简单定位于相邻2片第1旋转刃间。
为达成上述目的，本发明的基板切断方法为用以从基板的一面及另一面切断前述基板的基板切断方法，包括下列步骤：(a)将具有用以从前述一面切断前述基板的多片第1旋转刃的第1刀具以及具有用以从前另一面切断前述基板的多片第2旋转刃的第2刀具，以旋转轴彼此间形成平行且径向相对的方式配置；(b)以前述第2旋转刃在前述第1刀具和前述第2刀具相对的对向区域位于相邻的2片前述第1旋转刃间的方式，使前述第1刀具及前述第2刀具旋转；及(c)在前述基板的切断方向，使前述第1刀具及前述第2刀具一边对着前述基板相对移动，一边切断前述基板。
该构成中，由于可防止第1旋转刃与第2旋转刃在基板的切断方向大幅隔离，故可抑制基板在切断时的挠曲。而且可防止在基板切断方向上的装置构成大型化。
附图说明
图1为本发明一实施例的基板切断装置的构成正视图。
图2为本发明一实施例的基板切断装置的构成方块图。
图3为基板切断步骤的透视图。
图4为第2旋转刃配置于第1旋转刃间的状态的放大正视图。
图5为本发明一实施例的基板切断方法各步骤的流程图。
图6为传统基板切断装置的构成正视图。
具体实施方式
[发明的实施例]
以下，一面参考图式，一面就本发明基板切断装置及基板切断方法的各实施例加以说明。
[基板切断装置]
图1为本发明一实施例的基板切断装置10的构成正视图。图2为基板切断装置10的构成方块图。图3为基板12的切断步骤的透视图。如图3所示，以下的说明中，将切断基板12的方向设为X方向，铅直方向设为Z方向，对X方向及Z方向成正交的方向设为Y方向。
如图2所示，基板切断装置10为用以从基板12的一面12a及另一面12b将基板12完全切断的装置。如图3所示，本实施例所使用的基板12为集制有电器设备(例如移动电话)等所用的多个(本实施例为9个)单位基板18的薄板型(厚度为0.3至0.4mm左右)的集合基板。此外，基板12的厚度并不限定于本实施例所示者。
如图1所示，基板切断装置10具备：圆板状的第1刀具20、圆板状的第2刀具22、旋转台24、及工件夹盘26。
如图1所示，第1刀具20具有圆板状的刃座30、及设于刃座30外周部的多片(本实施例为20片)第1旋转刃32。如图2所示，刃座30的中心部形成有供后述第1电动机34的旋转轴34a穿过的贯通孔36。刃座30在贯通孔36的附近部位形成有供螺栓38穿过的多个(本实施例为4个)贯通孔40。刃座30在贯通孔40的附近傍部位形成有供定位销42穿过的至少1个(本实施例为1个)贯通孔44。
图1所示的各第1旋转刃32为藉由切削基板12以切断基板12用的切削刃，多片第1旋转刃32为以等间隔(本实施例为18度的角度间隔)设在刃座30的外周部。本实施例中，第1刀具20为以正面观看朝顺时钟方向旋转的方式构成，各第1旋转刃32则设置成朝顺时钟方向的前方。
如图1所示，第2刀具22具有圆板状的刃座50、及设在刃座50外周部的多片(本实施例为20片)第2旋转刃52。如图2所示，刃座50的中心部形成有供后述第2电动机54的旋转轴54a穿过的贯通孔56。刃座50在贯通孔56的附近部位形成有供螺栓58穿过的多个(本实施例为4个)贯通孔60。刃座50在贯通孔60的附近部位形成有供定位销62穿过的至少1个(本实施例为1个)贯通孔64。
图1所示的各第2旋转刃52为藉由切削基板12以切断基板12用的切削刃，多片第2旋转刃52则以等间隔(本实施例为18度的角度间隔)设在刃座50的外周部。本实施例中，第2刀具22为以正面观看朝反时钟方向旋转的方式构成，各第2旋转刃52则设置成朝反时钟方向的前方。
如图1所示，旋转台24为在基板12的切断步骤中用以支持基板12者。旋转台24设有用以使其朝向在X方向与Y方向间变换的旋转台驱动手段68(图2)。因而，即使在以旋转台24支持的基板12依照彼此正交的切断线L1及切断线L2(图3)切断的情况中，第1刀具20及第2刀具22的移动方向只要是X方向及Y方向的任一方向(本实施例为X方向)均可。旋转台驱动手段68具有伺服电动机(图标省略)。如图2所示，旋转台驱动手段68为电连接于控制部70，并根据自控制部70输入的控制信号来控制旋转台驱动手段68的伺服电动机(图标省略)等。
如图1所示，工件夹盘26为用以将基板12固定于旋转台24的构件。本实施例的工件夹盘26为以可用负压吸附基板12的方式构成的真空夹盘。工件夹盘26具有用以切换吸附状态与解除吸附状态的电磁阀(图示省略)。如图2所示，工件夹盘26为电连接于控制部70，并根据自控制部70输入的控制信号来控制工件夹盘26的电磁阀(图示省略)等。
此外，如图2所示，基板切断装置10具备：第1旋转驱动手段72、第2旋转驱动手段74、刀具支持手段76、X方向驱动手段80、Y方向驱动手段82、及相位调整手段104。
如图2所示，第1旋转驱动手段72为用以旋转驱动第1刀具20的手段，具有第1电动机34、及第1电动机驱动器84。本实施例的第1电动机34为伺服电动机，且构成为得以8000至10000转/分钟的转速旋转驱动。第1电动机34的旋转轴34a设有供固定第1刀具20的凸缘86。凸缘86设有供穿过第1刀具20的贯通孔40的螺栓38螺合的螺孔88、及穿过第1刀具20的贯通孔44的定位销42。在第1刀具20固定于凸缘86的状态中，第1电动机34的旋转轴34a即为第1刀具20的旋转轴。
如图2所示，第1电动机34设有用以检测旋转轴34a的相位(即，第1刀具20的相位)的第1相位检测部90。本实施例的第1相位检测部90具有旋转编码器，且第1相位检测部90和控制部70呈电连接。
图2所示的第1电动机驱动器84为对第1电动机34供给驱动电流者，且电连接于控制部70。控制信号自控制部70输入至第1电动机驱动器84时，第1电动机驱动器84会将和该控制信号相应的驱动电流供给到第1电动机34。
如图2所示，第2旋转驱动手段74为用以旋转驱动第2刀具22的手段，具有第2电动机54、及第2电动机驱动器92。本实施例的第2电动机54为伺服电动机，且构成为得以8000至10000转/分钟的转速旋转驱动。第2电动机54的旋转轴54a设有供固定第2刀具22的凸缘94。凸缘94设有：供穿过第2刀具22的贯通孔60的螺栓58螺合的螺孔96、及穿过第2刀具22的贯通孔64的定位销62。在第2刀具22固定于凸缘94的状态下，第2电动机54的旋转轴54a即为第2刀具22的旋转轴。
如图2所示，第2电动机54设有用以检测旋转轴54a的相位(亦即，第2刀具22的相位)的第2相位检测部98。本实施例的第2相位检测部98具有旋转编码器，且第2相位检测部98和控制部70呈电连接。
图2所示的第2电动机驱动器92为对第2电动机54供给驱动电流，且电连接于控制部70。从控制部70对第2电动机驱动器92输入控制信号时，第2电动机驱动器92会将与该控制信号相应的驱动电流供给至第2电动机54。
如图2所示，刀具支持手段76为支持第1刀具20及第2刀具22，使两者的旋转轴彼此间形成平行且径向相对的手段。本实施例的刀具支持手段76具有：安装有第1刀具20的第1电动机34；安装有第2刀具22的第2电动机54；支持第1电动机34及第2电动机54的Z方向驱动手段78；及支持Z方向驱动手段78的支持台102。Z方向驱动手段78为用以使第1电动机34及第2电动机54移动于Z方向的装置，具有线性导件及伺服电动机(图标省略)。Z方向驱动手段78为电连接于控制部70，且根据自控制部70输入的控制信号来控制Z方向驱动手段78的伺服电动机(图标省略)等。
图2所示的X方向驱动手段80为用以使第1刀具20及第2刀具22和刀具支持手段76一起移动于X方向的装置。图2所示的Y方向驱动手段82为用以使第1刀具20及第2刀具22和刀具支持手段76一起移动于Y方向的装置。X方向驱动手段80及Y方向驱动手段82具有线性导件及伺服电动机(图标省略)。X方向驱动手段80及Y方向驱动手段82为电连接于控制部70，且根据自控制部70输入的控制信号来控制X方向驱动手段80及Y方向驱动手段82的各伺服电动机等(图标省略)。
图4为第2旋转刃52配置于第1旋转刃32间的状态的放大正视图。图2所示的相位调整手段104为用以调整第1刀具20及第2刀具22的至少一个相位，以使第2旋转刃52在第1刀具20及第2刀具22相对的对向区域Q(图4)位于相邻2片第1旋转刃32间的装置。如图4所示，假设具有外切于多片第1旋转刃32的外切圆R1、及外切于多片第2旋转刃52的外切圆R2时，则外切圆R1和外切圆R2会在对向区域Q交叉。
如图2所示，本实施例的相位调整手段104具有第1电动机34、第1相位检测部90、第1电动机驱动器84、第2电动机54、第2相位检测部98、第2电动机驱动器92、及控制部70。相位调整手段104的控制部70为了调整相位而控制第1电动机34及第2电动机54的至少一个装置，且具有执行各种运算处理的中央处理器(CPU)、及存储程序及数据的存储装置(ROM、RAM)。
图4中的基准线M为正交于基板12，且通过第1刀具20的旋转中心及第2刀具22旋转中心的假想直线。第1相位检测部90及第2相位检测部98输出表示原点位置的信号时，在对向区域Q，相邻2片第1旋转刃32会配置在包夹基准线M的X方向两侧，第2旋转刃52会配置在该2片第1旋转刃32间。
本实施例中，由于多片第1旋转刃32与多片第2旋转刃52为相同数量且以相同倾角设置，所以第1刀具20和第2刀具22的相位差为倾角(本实施例为18度)的整数倍时，第1旋转刃32与第2旋转刃52会在对向区域Q相对向。因此，为了避免第1旋转刃32与第2旋转刃52的互相干扰，图2所示的控制部70会对第1电动机34及第2电动机54的至少一个进行控制，使上述相位差达到从倾角(本实施例为18度)的整数倍减去1/2倾角(本实施例为9度)所得的值。
[基板切断方法]
沿着图3所示的切断线L1、L2切断基板12时，首先，将基板12载置于图1所示的旋转台24上，且用工件夹盘26固定该基板12。接着，旋转驱动第1刀具20及第2刀具22，一面使这些刀具移动于X方向及Y方向，一面沿各切断线L1(图3)将基板12切断。
沿图3所示的多条切断线L1切断基板12的作业完成时，使图1所示的旋转台24旋转，将基板12的各切断线L2(图3)延伸的方向从Y方向变换至X方向。然后，一边使第1刀具20及第2刀具22移动于X方向及Y方向，一边沿各切断线L2(图3)切断基板12。此外，图3中的两点链线表示方向变换后的基板12的状态。
以下依照图5的流程图分别沿着切断线L1、L2来切断基板12的方法(基板切断方法)详细加以说明。
图2所示的控制部70开始执行基板切断程序时，控制部70会依序执行图5所示的各步骤S1至S7。首先，在步骤S1中，控制部70会控制第1电动机34及第2电动机54，以旋转驱动第1刀具20及第2刀具22。此时，第1刀具20及第2刀具22为处在藉由Z方向驱动手段78而在Z方向彼此拉开的状态。
在图4所示的对向区域Q，第1旋转刃32与第2旋转刃52在Z方向相对向时，由于在切断基板12时各旋转刃会彼此干扰，所以必须将第1旋转刃32及第2旋转刃52的各位置在X方向彼此错开。因此，图2所示的相位调整手段104的控制部70会在步骤S2及步骤S3中调整第2刀具22的相位，使第2旋转刃52位在相邻2片第1旋转刃32间。
即，在步骤S2中，控制部70会取得第1相位检测部90及第2相位检测部98(图2)检测所得的第1刀具20及第2刀具22的各相位。在步骤S3中，控制部70会调整第2刀具22的相位，以使第2旋转刃52在对向区域Q(图4)位于相邻2片第1旋转刃32间。更详细而言，控制部70会控制第2电动机54，使相位差达到从倾角(本实施例为18度)的整数倍减去1/2倾角(本实施例为9度)所得的值。控制部70会持续执行步骤S2及S3的各步骤，直到基板切断程序结束为止。
另外，在步骤S3中，也可控制第1电动机34(图2)，以调整第1刀具20的相位。又，也可控制第1电动机34及第2电动机54(图2)两者，以调整第1刀具20及第2刀具22两者的相位。而且，从倾角的整数倍减去的所得值也不限于1/2倾角，在第1旋转刃32与第2旋转刃52不造成干扰的范围内，可适当变更。
在步骤S4中，控制部70为控制X方向驱动手段80、Y方向驱动手段82及Z方向驱动手段78，俾将第1刀具20及第2刀具22定位在图3所示的起点P1。此时，Z方向驱动手段78为使第1刀具20及第2刀具22朝相互接近的方向移动。在步骤S5中，控制部70为控制X方向驱动手段80，藉由使第1刀具20及第2刀具22往X方向移动，将基板12朝X方向切断。
在步骤S6中，控制部70会判断第1刀具20及第2刀具22是否到达X方向的终点P2(图3)，判断为“未到达”时，即继续进行步骤S5的动作(往X方向的移动)，判断为“已到达”时，则进到步骤S7。此外，第1刀具20及第2刀具22是否到达终点P2，可根据例如被刀具支持手段76(图2)按压的极限开关(图示省略)的输出来判断。
步骤S7中，控制部70会控制X方向驱动手段80、Y方向驱动手段82及Z方向驱动手段78(图2)，使第1刀具20及第2刀具22往下一个起点移动。藉此动作，在多条切断线L1及多条切断线L2中的1条切断线的基板12切断步骤就告结束。
[本实施例的功效]
若依本实施例，可藉上述构成达到以下的各项功效。即，如图4所示，由于使第2旋转刃52在第1刀具20与第2刀具22相对的对向区域Q位于相邻2片第1旋转刃32间，所以可以防止第1旋转刃32与第2旋转刃52在切断基板12的X方向大幅隔离。因而，在以第1旋转刃32及第2旋转刃52的一片旋转刃切断基板12时，可以另一片旋转刃抑制基板12的挠曲。而且，可以防止X方向的装置构成大型化。
由于可藉图2所示的X方向驱动手段80，使第1刀具20及第2刀具22对着基板12相对移动，故可使基板12的切断作业顺利进行。而且，由于采用控制部70来控制第1电动机34及第2电动机54，故第1刀具20及第2刀具22的至少一个相位可迅速且正确地加以调整。
如图1所示，由于多片第1旋转刃32与多片第2旋转刃52为相同数量且以相同倾角设置，故只要控制第1电动机34及第2电动机54的至少一个，使相位差达到从倾角的整数倍减去1/2倾角所得的值，就可使第2旋转刃52简单定位于相邻2片第1旋转刃32间。
[变化例]
此外，实施本发明时，并不限定于上述实施例，只要在不逸离本发明目的的范围内，仍可作种种的变更。例如，如图3所示，上述实施例中，为使第1刀具20及第2刀具22相对于基板12移动于X方向，但也可与此相反地使基板12相对于第1刀具20及第2刀具22移动于X方向(图示省略)。
又，如图2所示，上述实施例中，为使用具有控制部70的相位调整手段104作为用以调整第1刀具20及第2刀具22的至少一个相位的相位调整装置，但也可使用由齿轮或正时皮带等构成的机械式相位调整手段(图示省略)来替代。
附图标记
10 基板切断装置
20 第1刀具
22 第2刀具
32 第1旋转刃
52 第2旋转刃
72 第1旋转驱动手段
74 第2旋转驱动手段
76 刀具支持手段
104 相位调整手段

Claims (5)

1.一种基板切断装置，为用以从基板的一面及另一面切断前述基板的基板切断装置，其特征在于具备：
第1刀具，具有用以从前述一面切断前述基板的多片第1旋转刃；
第2刀具，具有用以从前述另一面切断前述基板的多片第2旋转刃；
第1旋转驱动手段，用以旋转驱动前述第1刀具；
第2旋转驱动手段，用以旋转驱动前述第2刀具；
刀具支持手段，以旋转轴彼此间形成平行且径向相对的方式支持前述第1刀具及前述第2刀具；
相位调整手段，用以调整前述第1刀具及前述第2刀具的至少一个相位，使前述第2旋转刃在前述第1刀具与前述第2刀具相对的对向区域位于相邻的2片前述第1旋转刃间；
Y方向驱动手段，用以使前述第1刀具及前述第2刀具和前述刀具支持手段一起移动于Y方向；以及
Z方向驱动手段，使前述第1刀具位在从前述基板的一面侧切断该基板的位置，且使前述第2刀具位在从前述基板的另一面侧切断该基板的位置。
2.根据权利要求1所述的基板切断装置，其特征在于具备:用以使前述第1刀具及前述第2刀具在前述基板的切断方向对着前述基板相对移动的X方向驱动手段。
3.根据权利要求1或2所述的基板切断装置，其特征在于:
前述第1旋转驱动手段具有第1电动机，
前述第2旋转驱动手段具有第2电动机，
前述相位调整手段具有控制部，用以控制前述第1电动机及前述第2电动机的至少一个，
前述控制部为控制前述第1电动机及前述第2电动机的至少一个，使前述第2旋转刃在前述对向区域位于相邻的2片前述第1旋转刃间。
4.根据权利要求3所述的基板切断装置，其特征在于，
前述多片第1旋转刃和前述多片第2旋转刃为相同数量且以相同倾角设置，
前述相位调整手段具有用以检测前述第1刀具及前述第2刀具的各相位的相位检测部，
前述控制部为以前述第1刀具及前述第2刀具的各相位的差达到从前述倾角的整数倍减去1/2倾角所得的值的方式，控制前述第1电动机及前述第2电动机的至少一个。
5.一种基板切断方法，为用以使用权利要求1至4中任一项所述的基板切断装置从基板的一面及另一面切断前述基板的基板切断方法，其特征在于包括下列步骤:
(a)将具有用以从前述基板的一面切断前述基板的多片第1旋转刃的第1刀具以及具有用以从前述基板的另一面切断前述基板的多片第2旋转刃的第2刀具，以旋转轴彼此间形成平行且径向相对的方式配置；
(b)以前述第2旋转刃在前述第1刀具和前述第2刀具相对的对向区域位于相邻的2片前述第1旋转刃间的方式，使前述第1刀具及前述第2刀具旋转；以及
(c)控制Y方向驱动手段将前述第1刀具及前述第2刀具定位在切断的起点，并在前述基板的切断方向，一边使前述第1刀具及前述第2刀具对着前述基板相对移动，前述第1刀具及前述第2刀具一边各自切断前述基板。
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