CN110000936A - 分断装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够适当地检测分断板的刀尖的平行度的分断装置。针对刀尖的不同的多个测定点的各个测定点，在通过载台的水平移动和面内旋转部的面内旋转而将刀尖位置检测传感器配置为使检测面位于该测定点的正下方的状态下，使分断板从规定的初始位置下降，测定分断板接触到或接近于检测面时的从初始位置起算的分断板的位移量，求出将针对从多个测定点中预先确定的一个测定点的位移量设为基准位移量时的其他测定点处的位移量与基准位移量的差分值的最大值即最大差分值，在最大差分值为预先确定的阈值以内的情况下，判定为刀尖的平行度充分，在最大差分值超过阈值的情况下，判定为刀尖的平行度不充分。

Description

分断装置

技术领域

本发明涉及对脆性材料基板进行分断的装置，尤其是涉及分断板的检查。

背景技术

作为将玻璃基板、半导体基板等脆性材料基板、以及同种或异种的脆性材料基板贴合而成的贴合基板等的分断方法，已知有如下的方法：在脆性材料基板的一方主面上利用刀轮(划刻轮)等划刻工具形成划刻线，之后将分断板(分断棒)沿着划刻线按压于该脆性材料基板的另一方主面侧，由此，使裂痕从划刻线伸展而将基板分断(break)。近年来，也已知有由弹性体构成在进行分断时载置脆性材料基板的载台的分断装置(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-047628号公报

发明内容

发明要解决的课题

在分断装置中为了良好地进行脆性材料基板的分断，需要使分断板的刀尖与载台(或者水平载置的脆性材料基板)平行。另一方面，分断板为刀尖因持续的使用而磨损的消耗品，在适当的时机被更换。因此，为了在分断装置中确保分断的精度，在每次安装新的分断板时，要求确认刀尖的平行度。另外，在持续使用的过程中安装部产生松动等，当初很好地安装的分断板的平行度也可能发生劣化。因此，在持续使用的期间，也要求定期地确认刀尖的平行度。

以往的平行度的确认通常是使用与分断装置独立设置的检查装置并通过检查者的手动作业来进行的。例如通过在刀尖的几个位置处反复进行如下的作业来确认出平行度：将能够以压力变化或电特性的变化的形式来检测物体的接触的接触检测传感器载置于分断装置的工作台上的分断棒下降位置，之后使分断棒下降，对接触检测传感器检测到分断棒的接触时的分断棒的高度进行测定。

然而，上述方式由于在测定部位的调整和分断装置的操作中需要熟练，因此具有再现性和作业效率差这样的问题，还具有在作业的中途刀尖可能触碰到检查者的手而使检查者受伤等的问题。另外，在针对分断装置蓄积检查数据这一方面也耗费精力。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够适当地检查分断板的刀尖的平行度的分断装置。

解决方案

为了解决上述课题，技术方案1的发明是一种分断装置，其对分断对象物进行分断，所述分断装置的特征在于，具备：载台，其设置为在水平方向上沿一方向进退自如；面内旋转部，其设置在所述载台上，且在水平面内旋转自如；工作台，其设置在所述面内旋转部上，且具有载置分断对象物的水平的被载置面；分断板，其以刀尖位于铅垂方向最下端部的姿势升降自如地设置于所述工作台的上方，通过与载置于所述工作台的所述分断对象物的规定位置抵接而将所述分断对象物在所述规定位置处分断；刀尖位置检测传感器，其以检测面朝向铅垂上方的姿势设置在所述面内旋转部中的比所述工作台的外缘部靠外侧的位置，能够检测来自铅垂上方的所述刀尖向所述检测面的接触或接近；以及刀尖检查处理部，其对用于所述刀尖的平行度检查的所述分断装置的各部分的处理动作进行控制，所述刀尖检查处理部针对所述刀尖的不同的多个测定点的各个测定点，在通过所述载台的水平移动和所述面内旋转部的面内旋转而将所述刀尖位置检测传感器配置为使所述检测面位于该测定点的正下方的状态下，使所述分断板从规定的初始位置下降，测定所述分断板接触到或接近于所述检测面时的所述分断板的从所述初始位置起算的位移量，所述刀尖检查处理部基于针对所述多个测定点的所述位移量来判定所述刀尖的平行度。

技术方案2的发明在技术方案1所记载的分断装置的基础上，其特征在于，所述分断板固定地设置在水平面内，通过同步地进行所述载台的水平移动和所述面内旋转部的面内旋转，使所述检测面从所述多个测定点中的第一测定点的正下方向第二测定点的正下方移动时的相对移动方向沿着所述分断板的刀刃方向。

技术方案3的发明在技术方案1或技术方案2所记载的分断装置的基础上，其特征在于，在所述多个测定点中预先确定出一个测定点，所述刀尖检查处理部求出将该一个测定点的所述位移量设为基准位移量时的其他测定点处的位移量与所述基准位移量的差分值的最大值即最大差分值，在所述最大差分值为预先确定的阈值以内的情况下，所述刀尖检查处理部判定为所述刀尖的平行度充分，在所述最大差分值超过所述阈值的情况下，所述刀尖检查处理部判定为所述刀尖的平行度不充分。

发明效果

根据技术方案1至技术方案3的发明，与以往相比，效率高且再现性好，进而能够在确保检查者的安全的同时检查刀尖的平行度。

尤其是根据技术方案2的发明，实现检查时间的缩短。

附图说明

图1是示出分断装置100的主要部分的立体图。

图2是分断装置100的动作控制的框图。

图3是概要地示出刀尖的平行度检查的情形的图。

图4是示出刀尖位置检测传感器8的移动的情形的俯视图。

图5是示出刀尖位置检测传感器8的移动的情形的俯视图。

附图标记说明：

1 工作台；

1a 被载置面；

2 分断板；

2a 刀尖；

2b 保持器；

2c 螺钉；

3 升降机构；

4 载台；

5 水平移动机构；

6 面内旋转部；

7 旋转机构；

8 刀尖位置检测传感器；

8a 检测面；

10 控制部；

11 输入操作部；

12 显示部；

13 存储部；

10a 分断处理部；

10b 刀尖检查处理部；

100 分断装置；

C (面内旋转部的)旋转轴；

L (刀尖位置检测传感器的检测面的)旋转轨迹。

具体实施方式

<分断装置的概要>

图1是示出本实施方式的分断装置100的主要部分的立体图。图2是分断装置100的动作控制的框图。

分断装置100是将预先在一方主面形成有划刻线的分断对象物(省略图示，以下也称为工件)沿着该划刻线分断(break)的装置。分断装置100主要具备工作台1和分断板2。

工作台1的上表面为均匀地平坦的被载置面1a，工作台1具有对被载置面1a进行支承的均匀地平坦的支承部1b，在进行分断时，在上述被载置面载置固定工件。

分断板2是以沿一个方向(以下，刀刃方向)延伸的刀尖2a位于铅垂方向下端部的姿势设置于工作台1的上方的薄板状的构件。刀尖2a大体设置为，通过两个刀面形成为规定的刀尖角(例如5°～90°)而将与刀刃方向垂直的剖面形成为三角形。虽然在图1中省略图示，但分断板2构成为在被螺钉2c(参照图3)固定于保持器2b(参照图3)之后，由升降机构3沿铅垂方向升降自如。但是，分断板2固定地设置在水平面内。需要说明的是，在图1中，标注了将分断板2的刀刃方向设为x轴、且将铅垂朝上的方向设为z轴正方向的右手系的xyz坐标(图3以后也同样)。

更详细而言，工作台1设置在载台4上。载台4通过水平移动机构5(例如滚珠丝杠或线性马达等)而在水平面内沿与分断板2的刀刃方向垂直的方向(若为图1的情况则为y轴方向)进退自如。此外，载台4具备在水平面内向正反两方向旋转自如的面内旋转部6，工作台1设置在上述面内旋转部6上。面内旋转部6以穿过工作台1的中央位置且沿铅垂方向延伸的假想的旋转轴C为旋转中心而在水平面内旋转。上述面内旋转部6的旋转通过旋转机构7工作来实现。

另外，分断装置100具备：对装置整体的动作进行控制的控制部10；用于供装置的操作者进行各种执行指示和数据输入等的输入操作部11；用于显示各种处理菜单、动作状态、处理经过及处理结果等的显示部12；以及存放装置的动作程序和各种数据的存储部13。

此外，在分断装置100中，关于通过由控制部10执行存放于存储部13的规定程序而控制一系列的分断处理动作的分断处理部10a，在控制部10中作为假想的构成要素而实现。分断处理部10a控制分断处理的装置各部分的动作，具体而言，控制分断板2的升降动作、载台4的水平动作及面内旋转部6的旋转动作。通过上述分断处理部10a的控制，能够进行分断装置100中的分断处理。

在进行具有以上结构的分断装置100中的工件的分断(break)时，首先，将工件按照以划刻线为下方的姿势载置固定于工作台1的被载置面1a。在进行上述载置固定后，通过分断处理部10a对水平移动机构5和旋转机构7进行控制，从而适当地组合载台4的水平移动和面内旋转部6的旋转移动，进行载置于工作台1的工件的定位。具体而言，由于分断板2在水平面内的配置位置是固定的，因此，以使要分断的划刻线位于分断板2的铅垂下方的方式对工件进行定位。

当进行上述定位后，按照分断处理部10a的控制，升降机构3使分断板2从铅垂上方下降。最终，该刀尖2a在划刻线的上方位置处与工件抵接。在进行上述抵接之后还使上述刀尖2a的下降持续规定距离(规定时间)时，裂痕从划刻线伸展，其结果是，工件被分断。

需要说明的是，在图1中，假定了工作台1的被载置面1a均匀地平坦且至少包含该被载置面1a整体的部分由弹性体构成的情况，但工作台1的结构不局限于此。只要能够可靠地固定工件而适当地进行分断，则也可以采用其他结构。例如，也可以采用如下的方式：由隔开了规定距离的一对支承部及被载置面构成工作台，以使划刻线位于这些支承部之间的空隙部分的方式载置工件。

另外，也可以利用光学上透明的构件来设置工作台1，能够利用未图示的相机，从工作台1的下方观察载置于被载置面1a的工件的一方主面。

<刀尖的平行度检查>

接着，对在本实施方式的分断装置100中进行的刀尖的平行度检查进行说明。图3是概要地示出上述刀尖的平行度检查的情形的图。

在本实施方式中，刀尖的平行度是指，与执行分断时同样地以工作台1的支承部1b的表面为基准而使分断板2成为刀尖2a朝向铅垂下方的水平姿势的状态下的刀尖2a相对于水平面的倾斜程度。在本实施方式中，是刀尖2a的不同位置处的高度的一致度。即，在刀尖2a的多个不同的测定点测定了高度的基础上，根据以其中一个点处的刀尖2a的高度为基准时的其他测定点处的高度的偏移量的最大值，对平行度进行评价。即，上述偏移量越小，则平行度越好。

平行度的好坏直接关系到分断的精度，因此，通常在安装新的分断板2时进行平行度检查。另外，在持续使用的过程中，由于在将分断板2固定于保持器2b的螺钉2c中产生松动等而有可能导致当初良好的平行度发生劣化，因此，在持续使用的期间也定期地进行平行度检查。

需要说明的是，在图3中例示了在x＝x1～x5的五个部位的测定点进行测定的情况，但测定点的个数不局限于此。其个数可以根据所要求的平行度的精度、刀尖2a的长度等适当决定。

理想的是，优选所有点处的刀尖2a的高度位置相同，即偏移量为0，但实际上只要所求出的偏移量处于预先确定的阈值的范围内，则判定为平行度得以确保。

例如在因螺钉2c的松动等而使分断板2未适当地安装于保持器2b的情况下或者在刀尖2a存在缺损的情况下等，该偏移量被以超过阈值的值的形式获得，判定为未确保平行度。

分断装置100具备刀尖位置检测传感器8，作为用于进行这种刀尖2a的平行度检查的构成要素。此外，关于通过由控制部10执行存放于存储部13的规定程序来控制分断装置100中的刀尖的平行度检查用的各部分的处理动作的刀尖检查处理部10b，在控制部10中作为假想的构成要素而实现。

刀尖位置检测传感器8也称为精密接触测定器，是根据检测对象物接触到检测面8a时的力的变化来检测存在该接触的传感器。或者，刀尖位置检测传感器8也可以是根据产生了该接触(或接近)时的电特性的变化来检测存在该接触(或接近)的传感器。需要说明的是，以后，为了简单说明，包含使用对检测对象物接近于检测面8a进行检测的刀尖位置检测传感器8来作为刀尖位置检测传感器8的情况，表现为检测对象物“接触”到检测面8a。刀尖位置检测传感器8以检测面8a朝向铅垂上方的姿势设置在载台4的面内旋转部6上且比工作台1的外缘部更靠外侧的位置。更详细而言，刀尖位置检测传感器8配置为，检测面8a的高度位置与在工作台1载置有工件时的工件上表面的高度位置大概一致。

另外，刀尖位置检测传感器8通过设置在面内旋转部6上，从而当面内旋转部6在水平面内以旋转轴C为旋转中心旋转时，与其配合地绕旋转轴C旋转。

实际上在刀尖检查处理部10b的控制下进行平行度检查的情况下，首先，在将分断板2的高度设为初始位置(或检查基准位置)的状态下，以使检测面8a位于刀尖2a的最初的测定点(若为图3的情况，则x＝x1)的正下方的方式调整刀尖位置检测传感器8的配置位置。当刀尖位置检测传感器8配置于上述位置时，如图3中箭头AR1所示，使分断板2朝向该检测面8a下降，最终其刀尖2a与检测面8a接触。当刀尖位置检测传感器8检测到上述接触时，将这一意思的检测信号赋予给刀尖检查处理部10b，立即停止分断板2的下降，使分断板2恢复到初始位置。然后，该情况下的分断板2在z轴方向上的从初始位置起算的位移量通过控制部10(刀尖检查处理部10b)而存储于存储部13。

当解除针对x＝x1的测定时，如箭头AR2所示，使刀尖位置检测传感器8移动，进行下一个测定点x＝x2处的测定。以后，在所有的测定点(x＝x1～x5)反复进行刀尖位置检测传感器8的移动和直到分断板2与检测面8a接触为止的位移量的测定。

当针对所有测定点结束了位移量的测定时，刀尖检查处理部10b将预先确定的一个测定点(例如中间的测定点)处的位移量作为基准位移量，计算其他测定点处的位移量与基准位移量的差分值。若这些差分值的最大值(最大差分值)处于预先确定的阈值以下，则判定为分断板2具有充分的平行度。另一方面，在最大差分值超过阈值的情况下，判定为分断板2的平行度不充分。将这些判定结果显示于显示部12。在后者的情况下，也可以适当显示出促进安装状态的再调整或更换的显示。

这样，在本实施方式的分断装置100中，在刀尖检查处理部10b的控制下，使用该装置所具备的刀尖位置检测传感器8来自动地进行刀尖2a的平行度检查。由此，与以往那样的使用与分断装置独立设置的检查装置并通过检查者的手动作业而进行的检查相比，实现了检查的再现性及作业效率的提高。另外，检查者的安全性也得以确保。

此外，在本实施方式的分断装置100中，上述平行度检查时的刀尖位置检测传感器8在测定点之间的移动方式具有特征。图4及图5是示出上述刀尖位置检测传感器8的移动的情形的俯视图。

首先，关于刀尖2a的x＝x1的测定点处的位移量的测定，如图4的(a)所示，刀尖位置检测传感器8在其检测面8a(优选其中心)配置于x＝x1的正下方的位置的状态下进行。

当上述测定结束后，使检测面8a向x＝x2的测定点的正下方移动，但分断装置100不具有使刀尖位置检测传感器8或者附设有刀尖位置检测传感器8的载台4向也作为刀尖2a的刀刃方向的x轴方向移动的结构。刀尖位置检测传感器8的移动是通过将还在分断时的分断部位的移动和定位时使用的、载台4的水平移动与面内旋转部6在水平面内的旋转移动组合而实现的。

更具体而言，通过将基于面内旋转部6绕旋转轴C在水平面内旋转而实现的、使刀尖位置检测传感器8的检测面8a(更严格来说其中心)沿着图4中双点划线所示的旋转轨迹L在水平面内旋转θ的动作、以及图4的(b)中箭头AR3所示的载台4的水平移动动作(图4的(b)中以旋转轴C的移动为代表)进行组合，从而使检测面8a如图4(c)所示那样向x＝x2移动。

这样，刀尖位置检测传感器8的检测面8a的移动通过载台4和面内旋转部6的移动来实现，由此，在本实施方式的分断装置100中，能够以与分断时对工件进行定位之际同样的定位精度，来进行平行度检查时的测定点的定位。更详细而言，在刀尖位置检测传感器8(的检测面8a)的绕旋转轴C的旋转半径为刀尖2a中的最为分离的测定点(若为图3～图5的情况则是x＝x1和x＝x5)之间的距离(x5-x1)的1/2倍以上的情况下，能够进行上述定位，因此，在本实施方式的分断装置100中，也以满足上述要件的方式配置刀尖位置检测传感器8。

优选的是，通过适当地调整此时的面内旋转部6和载台4的移动开始时机、以及面内旋转部6的旋转速度和载台4的水平移动速度，即，通过同步地进行面内旋转部6和载台4的动作，从而使刀尖位置检测传感器8的检测面8a相对地沿着刀尖2a的刀刃方向即x轴方向从x＝x1朝向x＝x2直线地移动。在上述情况下，与使两者独立地移动的情况相比，能够实现短时间内的刀尖位置检测传感器8的移动。由此，实现检查时间的缩短。

x＝x2处的测定结束后的向x＝x3的移动也同样地，如图5所示，是通过将检测面8a的沿着旋转轨迹L在水平面内的θ旋转与图5的(b)中箭头AR4所示的载台4的水平移动进行组合而实现的。关于上述移动，也优选采用通过适当地调整面内旋转部6和载台4的移动开始时机、以及面内旋转部6的旋转速度和载台4的水平移动速度而使检测面8a相对地沿着x轴方向移动的方式。

此外，关于以后的向x＝x4、x5的移动，也采用同样的方式。

如以上说明的那样，根据本实施方式，通过在分断装置设置刀尖位置检测传感器，使用该刀尖位置检测传感器来进行分断板的刀尖的平行度检查，由此与以往相比效率高且再现性好，进而能够在确保检查者的安全的同时检查刀尖的平行度。

另外，通过用于分断时的工件定位的载台与面内旋转部的移动来进行刀尖位置检测传感器的移动，由此，能够以与分断时同样的定位精度来进行平行度检查时的测定点的定位。优选的是，通过同步地进行载台的水平移动动作和面内旋转部的旋转动作而使刀尖位置检测传感器的检测面相对地沿着刀刃方向移动，由此实现检查时间的缩短。

<变形例>

在上述的实施方式中，基于与基准位移量的差分值来评价平行度，但也可以代替于此，采用如下方式：求出所有测定点处的位移量彼此的差分值，根据这些差分值的最大值是否处于阈值的范围内，来检查平行度。

Claims (3)

1.一种分断装置，该分断装置对分断对象物进行分断，

其特征在于，

所述分断装置具备：

载台，其设置为在水平方向上沿一方向进退自如；

面内旋转部，其设置在所述载台上，且在水平面内旋转自如；

工作台，其设置在所述面内旋转部上，且具有载置分断对象物的水平的被载置面；

分断板，其以刀尖位于铅垂方向最下端部的姿势升降自如地设置于所述工作台的上方，通过与载置于所述工作台的所述分断对象物的规定位置抵接而将所述分断对象物在所述规定位置处分断；

刀尖位置检测传感器，其以检测面朝向铅垂上方的姿势设置在所述面内旋转部中的比所述工作台的外缘部靠外侧的位置，能够检测来自铅垂上方的所述刀尖向所述检测面的接触或接近；以及

刀尖检查处理部，其对用于所述刀尖的平行度检查的所述分断装置的各部分的处理动作进行控制，

所述刀尖检查处理部针对所述刀尖的不同的多个测定点的各个测定点，在通过所述载台的水平移动和所述面内旋转部的面内旋转而将所述刀尖位置检测传感器配置为使所述检测面位于该测定点的正下方的状态下，使所述分断板从规定的初始位置下降，测定所述分断板接触到或接近于所述检测面时的所述分断板的从所述初始位置起算的位移量，

所述刀尖检查处理部基于针对所述多个测定点的所述位移量来判定所述刀尖的平行度。

2.根据权利要求1所述的分断装置，其特征在于，

所述分断板固定地设置在水平面内，

通过同步地进行所述载台的水平移动和所述面内旋转部的面内旋转，使所述检测面从所述多个测定点中的第一测定点的正下方向第二测定点的正下方移动时的相对移动方向沿着所述分断板的刀刃方向。

3.根据权利要求1或2所述的分断装置，其特征在于，

在所述多个测定点中预先确定出一个测定点，所述刀尖检查处理部求出将该一个测定点的所述位移量设为基准位移量时的其他测定点处的位移量与所述基准位移量的差分值的最大值即最大差分值，

在所述最大差分值为预先确定的阈值以内的情况下，所述刀尖检查处理部判定为所述刀尖的平行度充分，在所述最大差分值超过所述阈值的情况下，所述刀尖检查处理部判定为所述刀尖的平行度不充分。