CN109927185A - 基板分断装置 - Google Patents

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中田胜喜
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Abstract

本发明提供一种基板分断装置，其使断开杆转动而变更其延伸的朝向，较高地维持断开杆相对于基板的平行度。基板分断装置用于分段形成有彼此正交的多条第一刻划线以及第二刻划线的基板。断开杆能够通过从基座向下方移动来分割基板，具有可装卸地支承于基座的基座构件、与基座构件连结且用于与基板接触的杆构件。第二滑动驱动机构使基座沿第一水平方向移动。第一滑动驱动机构使基座沿与第一水平方向正交的第二水平方向移动。转动机构使断开杆相对于基座在沿第一水平方向延伸的第一姿态与沿第二水平方向延伸的第二姿态之间转动。倾斜度调整机构通过使杆构件的两端中的至少一方相对于基座构件上下移动，能够调整杆构件的倾斜度。

Description

基板分断装置
技术领域
本发明涉及一种基板分断装置，尤其涉及将由玻璃、陶瓷、半导体晶片等脆性材料构成的基板分断的基板分断装置。
背景技术
以往，已知有以下的方法：使用刀轮(也称作刻划轮)、激光束等在脆性材料基板(以下，仅称为“基板”)的表面形成彼此正交的X方向以及Y方向的刻划线，之后，沿该刻划线施加外力来断开基板，从而将基板分断为单位基板(例如参照专利文献1)。
专利文献1所述的断开装置A具备载置基板W的水平的工作台1。工作台1能够在水平面内转动，并且能够沿Y方向移动。在工作台1的上方设置有沿X方向而水平地延伸的梁23。在梁23安装有沿X方向延伸的断开杆10，断开杆10能够通过被工作缸驱动的升降轴而升降。
在断开基板W时，首先，以刻划线S1与X方向平行的方式将基板W载置于工作台1。此时，刻划线S1配置于下表面侧。接下来，使断开杆10从基板W的上方朝向刻划线S1下降，与此相对，使作为冲击构件的锤落下从而赋予冲击。其结果是，刻划线S1的裂纹伸展，从而基板被断开。另外，在所有的刻划线S1的断开结束后将工作台旋转90度，与上述相同地通过断开杆来在刻划线S2依次进行断开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-039271号公报
近年来，开发出了使断开机构相对于梁转动自如且能够沿X方向移动的基板分断装置。在该装置中，当在刻划线S2处进行分割时，使断开杆旋转为沿Y方向延伸，接下来使断开杆一边沿着梁在X方向上移动一边在刻划线S2处依次进行断开。
通常，对断开杆的按压刃的前端棱线有以下要求：与基板平行地对置并且遍及刻划线全长而均匀地施加按压力。其原因在于，若平行度产生偏差，则无法遍及刻划线全长而以适当的按压力均匀地按压，断开的精度会降低。
然而，在上述的转动断开杆的基板分断装置中，在刻划线S1分割时与刻划线S2分割时，断开杆旋转90度，因此难以维持断开杆相对于基板表面的平行度。其原因在于，通常，载置于工作台的基板的倾斜度在X方向与Y方向上不同。
发明内容
本发明的目的在于，在转动断开杆而变更延伸的朝向的基板分断装置中，较高地维持断开杆相对于基板的平行度。
用于解决课题的方案
以下，作为用于解决课题的方案来说明多个方式。这些方式能够根据需要而任意地组合。
本发明的一个方案所涉及的基板分断装置是用于将形成有彼此正交的多条第一刻划线以及多条第二刻划线的基板分断的装置，该基板分断装置具备基座、断开杆、第一驱动机构、第二驱动机构、转动机构、以及倾斜度调整机构。
断开杆是能够通过从基座向下方移动来分割基板的构件，断开杆具有以能够装卸的方式支承于基座的基座构件、以及与基座构件连结且用于与基板接触的杆构件。
第一驱动机构使基座沿第一水平方向移动。
第二驱动机构使基座沿与第一水平方向正交的第二水平方向移动。
转动机构使断开杆相对于基座而在沿第一水平方向延伸的第一姿态与沿第二水平方向延伸的第二姿态之间转动。
倾斜度调整机构通过使杆构件的两端中的至少一方相对于基座构件上下移动，从而能够调整杆构件的倾斜度。
在该装置中，例如，断开杆在第一姿态的状态下一边沿第二水平方向移动一边在多条第一刻划线处进行分割，接下来断开杆在第二姿态的状态下一边沿第一水平方向移动一边在多条第二刻划线处进行分割。
在该装置中，通过倾斜度调整机构在第一刻划线的分割时与第二刻划线的分割时变更断开杆的倾斜度，能够提高断开杆与基板的平行度。
也可以为，倾斜度调整机构具有固定于基座构件的马达、以及将马达的旋转力转换为上下方向且向杆构件传递的动力传递机构。
在该装置中，能够通过简单的结构使杆构件相对于基座构件移动。
也可以为，基板分断装置还具备相对于基座构件而沿上下方向引导杆构件的引导部。
在该装置中，杆构件相对于基座构件的姿态稳定。
也可以为，基板分断装置还具备使断开杆相对于基座上下移动的上下驱动机构。
在该装置中，断开杆相对于基座下降从而能够与基板接触。
也可以为，基板分断装置还具备锤，锤装配于基座，通过从基座落下而从上方与断开杆碰撞，由此使断开杆分断基板。
在该装置中，在断开杆的杆构件与基板抵接的状态下，通过锤与断开杆碰撞来分断基板。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的基板分断装置的立体图。
图2是图1的局部放大图，是断开杆升降装置的立体图。
图3是断开杆升降装置的主视图。
图4是断开杆升降装置的后视图。
图5是断开杆的立体图。
图6是图5的局部放大图。
图7是断开杆升降装置的侧视图。
图8是断开杆的前端部分的剖视图。
图9是断开杆倾斜度调整机构的立体图。
图10是断开杆倾斜度调整机构的主视图。
图11是图10的XI-XI剖视图。
图12是图10的XII-XII剖视图。
图13是示出基板分断装置的控制结构的框图。
图14是示出基板分断动作的示意图。
图15是示出基板分断动作的一个状态的俯视图。
图16是示出基板分断动作的一个状态的俯视图。
图17是示出基板分断动作的一个状态的俯视图。
图18是示出基板分断动作的一个状态的俯视图。
图19是示出基板分断动作的一个状态的俯视图。
图20是示出基板分断动作的一个状态的俯视图。
附图标记说明
1：基板分断装置；3：带式输送装置；9：梁；11：断开杆升降装置；19：断开杆；21：支承构件；21a：板状构件；22：支承部；23：杆构件；27：倾斜度调整机构；29：锤；50：控制器；100A：基板。
具体实施方式
1.第一实施方式
(1)基板分断装置
使用图1对第一实施方式的基板分断装置1进行说明。图1是本发明的第一实施方式所涉及的基板分断装置的立体图。需要说明的是，在各图中，箭头X为第一水平方向，箭头Y为第二水平方向。
基板分断装置1对在前级工序形成有刻划线(切槽)的基板100A(图15)从其刻划线的相反侧的面进行按压而使基板挠曲，由此沿刻划线分断基板。具体而言，在基板100A形成有彼此正交的多条第一刻划线S1以及多条第二刻划线S2。
基板分断装置1具有带式输送装置3，该带式输送装置3具有用于载置基板100A的载置面3a。带式输送装置3能够将基板100A沿第二水平方向搬运。
基板分断装置1具有沿第一方向延伸的梁(横梁)9。梁9配置在比带式输送装置3的载置面3a靠上方的位置，且能够通过第二滑动驱动机构89(第二驱动机构的一例)而沿着轨道15在第二水平方向上移动。
(2)断开杆升降装置
使用图2～图8对断开杆升降装置11进行说明。图2是图1的局部放大图，是断开杆升降装置的立体图。图3是断开杆升降装置的主视图。图4是断开杆升降装置的后视图。图5是断开杆的立体图。图6是图5的局部放大图。图7是断开杆升降装置的侧视图。图8是断开杆的前端部分的剖视图。
断开杆升降装置11具有断开杆19。断开杆19保持于梁9，例如沿着第一水平方向延伸。使断开杆19在与基板100A的表面接触的位置静止，在该状态下使作为冲击构件的锤29向断开杆19落下，由于该冲击而沿着刻划线断开基板100A(后述)。
断开杆19是能够通过从梁9向下方移动来分割基板100A的构件，断开杆19具有以能够装卸的方式支承于梁9的支承构件21(基座构件的一例)、与支承构件21连结且用于与基板100A接触的杆构件23(杆构件的一例)、以及倾斜度调整机构27(倾斜度调整机构的一例)。
支承构件21以能够沿上下方向移动的方式支承于梁9的支承部22。支承构件21能够通过升降装置81(图13，上下驱动机构的一例)升降。支承部22通过转动机构83(图13，转动机构的一例)支承于梁9。转动机构83使断开杆相对于梁9而在沿第一水平方向延伸的第一姿态(图15)与沿第二水平方向延伸的第二姿态(图19)之间转动。转动机构83能够通过第一滑动驱动机构85(图13，第一驱动机构的一例)而沿着梁9在第一水平方向上移动。
支承构件21具有板状构件21a。板状构件21a例如沿第一水平方向较长地延伸，主面朝向第二水平方向。
杆构件23具有支承板23a、按压板23b、以及多个连结板23c。按压板23b以能够通过多个连结板23c调整上下位置的方式安装于支承板23a。按压板23b在其下端具有例如沿着第一水平方向呈直线状延伸的按压刃23d。
连结板23c被安装为能够沿着形成于支承板23a且上下延伸的燕尾槽而在上下方向上移动，且能够通过转动上下调整螺栓来调整上下位置。
倾斜度调整机构27用于通过调整杆构件23相对于支承构件21的倾斜度从而调整杆构件23的按压刃23d相对于基板100A的平行度。关于倾斜度调整机构27在后面进行说明。
锤29装配于支承部22，通过从支承部22落下而从上方与杆构件23碰撞来使杆构件23分断基板100A。锤29经由锁定机构87(图13)而被支承部22支承。若锁定机构87(图13)的锁定解除，则锤29向下方落下而与杆构件23碰撞。需要说明的是，若断开杆19向上方移动，则锤29也被断开杆19抬起而上升，并被锁定机构87(图13)锁定。
(3)倾斜度调整机构
使用图9～图12对倾斜度调整机构27进行说明。图9是断开杆倾斜度调整机构的立体图。图10是断开杆倾斜度调整机构的主视图。图11是图10的XI-XI剖视图。图12是图10的XII-XII剖视图。
倾斜度调整机构27在第一水平方向两侧具有用于调整杆构件23相对于支承构件21的上下方向位置的一对机构。即，杆构件23的长度方向两端各自独立地能够相对于支承构件21升降，由此能够调整倾斜度。
以下，对倾斜度调整机构27的一对机构的一方进行说明。
倾斜度调整机构27具有马达53、减速机构55、小齿轮57、齿条59、板63、块65、滑块67、以及滑块基座板71。
马达53具有沿第一方向延伸的旋转轴，且固定于支承构件21。
减速机构55固定于支承构件21，被输入有来自马达53的转矩。
小齿轮57与减速机构55的输出轴连结。齿条59沿上下方向延伸，且与小齿轮57卡合。通过小齿轮57与齿条59构成将马达53的旋转力转换为上下方向的力且向杆构件23传递的动力传递机构。
板63能够相对于支承构件21而沿上下方向移动，板63固定于齿条59。
另外，板63被LM引导构件64(引导部的一例)引导为相对于支承构件21而沿上下方向移动。因此，板63相对于支承构件21的姿态稳定。
块65与板63接近地配置。
滑块67固定在块65的上下两端，且延伸至板63的孔内。
滑块基座板71与块65接近地配置。在滑块基座板71通过固定部75固定有杆构件23。综上所述，板63、块65、滑块67、滑块基座板71以及杆构件23成为一体并能够相对于支承构件21而相对地上下移动。
其中，杆构件23与滑块基座板71能够在规定范围内相对地上下移动，在两者之间设置有LM引导构件70。
轴73固定于滑块基座板71且插入块65的孔内。由此，滑块基座板71能够相对于块65例如绕沿第一水平方向延伸的旋转轴转动。
根据以上的结构，若马达53旋转，则小齿轮57、板63、块65、滑块67、滑块基座板71升降，伴随于此，杆构件23的长度方向一端升降。
如上所述，杆构件23的长度方向两端能够通过倾斜度调整机构27的一对机构而沿上下方向移动。为了调整杆构件23的倾斜度，可以驱动一对机构的两方，也可以将一方作为基准侧预先固定而将另一方作为修正侧移动。在后者的方法中，倾斜度调整的控制变得简单。
(4)基板分断装置的控制结构
使用图13对基板分断装置1的控制结构进行说明。图13是示出基板分断装置的控制结构的框图。
基板分断装置1具有控制器50。控制器50是具有处理器(例如CPU)、存储装置(例如ROM、RAM、HDD、SSD等)、各种接口(例如A/D转换器、D/A转换器、通信接口等)的计算机系统。控制器50通过执行保存于存储部(与存储装置的存储区域的一部分或者全部对应)的程序来进行各种控制动作。
控制器50可以由单一的处理器构成，但也可以为了各控制而由独立的多个处理器构成。
控制器50的各要素的功能的一部分或者全部也可以作为能够由构成控制器50的计算机系统执行的程序而实现。此外，控制器50的各要素的功能的一部分也可以由定制IC构成。
在控制器50连接有升降装置81、转动机构83、第一滑动驱动机构85、锁定机构87、以及第二滑动驱动机构89。
虽未图示，但在控制器81连接有对基板W的大小、形状以及位置进行检测的传感器、用于对各装置的状态进行检测的传感器、开关、以及信息输入装置。
(5)基板分断动作
(5-1)基板分断的原理
使用图14对基板分断的原理进行说明。图14是示出基板分断动作的示意图。
首先，将断开杆19配置在刻划线的正上方。
接下来，断开杆19通过升降装置81从梁9的支承部22下降，杆构件23的按压刃23d与基板的表面接触。
接下来，支承构件21通过升降装置81向下方移动，从杆构件23向下方离开。
接下来，锤29通过锁定机构87下降，对杆构件23赋予冲击。由此，基板在刻划线处被分断。
最后，支承构件21通过升降装置81而向上方移动，且从下方与杆构件23抵接。之后，进行断开杆19的上升。
(5-2)基板分断的动作
使用图15～图20对基板分断动作进行说明。图15～图20是示出基板分断动作的一个状态的俯视图。以下，对各图的动作进行说明。
在图15所示的状态下，断开杆19处于沿第一水平方向延伸的第一姿态的状态。
首先，通过倾斜度调整机构27来变更断开杆19的倾斜度，从而使断开杆19的按压刃23d相对于基板100A的表面平行。
如图16所示，梁9通过第二滑动驱动机构89而沿第二水平方向移动，断开杆19在第一姿态的状态下在多条第一刻划线S1处依次进行分断。由此，形成长方形基板111。需要说明的是，如上所述，断开杆19的按压刃23d与基板100A的表面的平行度较高，因此基板在第一刻划线S1处高精度地分断。
如图17所示，梁9通过第二滑动驱动机构89而沿第二水平方向移动，断开杆19配置在基板100A的第二水平方向中间。
如图18所示，断开杆19通过转动机构83而旋转90度，成为沿第二水平方向延伸的第二姿态。
如图19所示，断开杆19通过第一滑动驱动机构85而向第一水平方向一侧移动。接下来，在该状态下，通过倾斜度调整机构27来变更断开杆19的倾斜度。因此，能够提高断开杆19与多个长方形基板111的平行度。
如图20所示，断开杆19通过第一滑动驱动机构85而沿第一水平方向移动，接下来断开杆19在第二姿态的状态下在多条第二刻划线S2处依次进行分断。由此，形成单位基板113。需要说明的是，如上所述，断开杆19的按压刃23d与基板100A的表面的平行度较高，因此将基板在第二刻划线S2处高精度地分断。
在该装置中，通过倾斜度调整机构27在第一刻划线S1的分割时与第二刻划线S2的分割时变更断开杆19的倾斜度，能够提高断开杆19与基板100A的平行度。若在以往，断开杆在刻划线S1分割时与刻划线S2分割时旋转90度，因此难以维持断开杆的相对于基板表面的平行度。其原因在于，通常载置于载置部的基板的倾斜度在X方向与Y方向上不同。
2.其他实施方式
以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更。特别是，记载于本说明书中的多个实施方式以及变形例能够根据需要而任意地组合。
产业上的可利用性
本发明能够广泛应用于将由玻璃、陶瓷、半导体晶片等脆性材料构成的基板分断的基板分断装置。

Claims (5)

1.一种基板分断装置，其为用于将形成有彼此正交的多条第一刻划线以及多条第二刻划线的基板分断的装置，其中，
所述基板分断装置具备：
基座；
断开杆，其为能够通过从所述基座向下方移动来分割基板的构件，所述断开杆具有以能够装卸的方式支承于所述基座的基座构件、以及与所述基座构件连结且用于与所述基板接触的杆构件；
第一驱动装置，其使所述基座沿第一水平方向移动；
第二驱动机构，其使所述基座沿与第一水平方向正交的第二水平方向移动；
转动机构，其使所述断开杆相对于所述基座而在沿第一水平方向延伸的第一姿态与沿第二水平方向延伸的第二姿态之间转动；以及
倾斜度调整机构，其通过使所述杆构件的两端中的至少一方相对于所述基座构件上下移动，从而能够调整所述杆构件的倾斜度。
2.根据权利要求1所述的基板分断装置，其中，
所述倾斜度调整机构具有固定于所述基座构件的马达、以及将所述马达的旋转力转换为上下方向且向所述杆构件传递的动力传递机构。
3.根据权利要求1或2所述的基板分断装置，其中，
所述基板分断装置还具备相对于所述基座构件而沿上下方向引导所述杆构件的引导部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的基板分断装置，其中，
所述基板分断装置还具备使所述断开杆相对于所述基座而上下移动的上下驱动机构。
5.根据权利要求4所述的基板分断装置，其中，
所述基板分断装置还具备锤，所述锤装配于所述基座，通过从所述基座落下而从上方与所述断开杆碰撞，从而使所述断开杆分断所述基板。
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