CN1238167C - 脆性基板的切断方法、使用该方法的断裂装置、切断装置及切断系统 - Google Patents

脆性基板的切断方法、使用该方法的断裂装置、切断装置及切断系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种脆性基板的切断方法及其断裂装置、切断装置及切断系统,所述方法包括:针对形成于脆性基板上面的划线,以使脆性基板上所形成的划线包含于中央的方式形成涵盖既定幅宽的封闭空间;通过使所述封闭空间减压以使脆性基板弯曲并断裂,借以制造出数个脆性基板。所述装置包括:封闭空间形成机构,以使脆性基板上所形成的划线包含于中央的方式形成涵盖既定幅宽的封闭空间;以及使所述封闭空间减压的减压机构;所述减压机构使所述封闭空间减压,以使脆性基板弯曲并断裂而制造出数个脆性基板。本发明可缩小脆性基板的加工系统形态,且能缩短整个加工所需的作业时间。

Description

脆性基板的切断方法、使用该方法的断裂装置、切断装置及切断系统
〔技术领域〕本发明涉及一种将形成有划线的脆性基板沿其划线切断的断裂装置。所述脆性基板包括半导体晶片、玻璃基板、贴合玻璃基板和陶瓷基板等。
〔背景技术〕图1显示单板型的脆性基板的切断系统。利用划线装置1,对平台2上的脆性基板3在施加了既定切深压力的状态下通过刀轮片4的转动在脆性基板表面形成划线S。
隔着缓冲板7,将翻转后的脆性基板3夹在断裂装置5的平台6上并固定住。位于脆性基板下面的划线S的上方设有延伸于划线方向的棒状断裂棒8,利用汽缸9的驱动来降下所述断裂棒8而从上方紧压脆性基板3,以在弹性体的缓冲片7上使脆性基板3稍挠曲成V字形,借以使划线S的裂痕(有助于切断的直垂裂痕)延伸而使脆性基板3沿着划线S切断。
图2是显示对液晶面板那样的贴合玻璃基板的断裂方法。该方法包括:1.利用划线装置1对贴合玻璃基板3’的A面(图中A面为上侧的玻璃基板)进行划线(图2a)。
2.在断裂装置5’中用断裂棒8紧压翻转后的贴合玻璃基板的B面,以使下侧的A面断裂(图2b)。
3.将所述贴合玻璃基板3’移送至第2划线装置1″(或送回所述划线装置1’),对B面实施划线(由于液晶面板是在玻璃边的一端形成端子,故A面和B面上的划线位置彼此错开)(图2c)。
4.接着在第2断裂装置5″(或所述断裂装置5’)中,用断裂棒8紧压再度翻转后的贴合玻璃基板3’的A面,以使下侧的B面断裂(图2d)。
然而,如上所述,将已划线的脆性基板3从划线装置搬送往断裂装置时,脆性基板3的翻转步骤是绝对必需的。在进行所述翻转时,如图3所示,将已划线的脆性基板用机械手臂10等暂时摆置于别的架台11等上,再将所述脆性基板3用机械手臂从下方撑起(即换拿)并固定在断裂装置的平台6上。因此,不仅需要翻转机构,且其作业效率不佳。
又由于划线及断裂时分别必须使用专用的翻转装置,故其系统变得大型化且成本提高。
〔发明内容〕本发明的目的是提供一断裂方法及断裂装置,可将划线后须进行的脆性基板翻转步骤取消,而同时在一平台上进行脆性基板的划线及断裂。
根据本发明一方面提供一种脆性基板的切断方法,其特征在于,包括:断裂步骤,以使脆性基板上所形成的划线包含于大致中央的方式进行涵盖既定幅宽的封闭空间;通过使所述封闭空间减压以使脆性基板弯曲成倒V字形并断裂。根据本发明另一方面提供一种脆性基板的断裂装置,其特征在于包括:封闭空间形成机构,以使脆性基板上所形成的划线包含于中央的方式形成涵盖既定幅宽的封闭空间;使所述封闭空间减压的减压机构;断裂机构,藉由所述减压机构使所述封闭空间减压,以使脆性基板弯曲成倒V字形并断裂。
根据本发明又一方面提供一种脆性基板的切断装置,其特征在于,包括:在脆性基板上形成至少一条划线的划线机构,以及使脆性基板断裂的至少一个断裂装置;该断裂装置是采用上述的脆性基板的断裂装置。
根据本发明再一方面提供一种脆性基板的切断系统,用于切断单板型的脆性基板,该系统包括:对所述脆性基板进行划线的划线机构部;以及对形成划线后的脆性基板进行断裂的断裂机构部;该划线机构部与断裂机构部是由分别独立的装置所构成;以划线机构部对脆性基板进行划线后,再以断裂机构部对该脆性基板的同一面实施断裂;且该断裂机构部是采用上述的断裂装置。
本发明由于无需翻转划线后的脆性基板(即划线位于上侧)即可进行断裂,故可缩小脆性基板的加工系统形态,而且能缩短整个加工所需的作业时间。又在断裂时,由于不需要在脆性基板和平台间的缓冲材,故在划线装置的平台上能一并进行断裂,在此情形下,将已划线的脆性基板从划线装置送往断裂装置的搬送机构也变得不需要,而能进一步缩短系统尺寸及加工作业时间。
〔附图说明〕图1是显示对单板型的脆性基板的以往的划线及断裂;图2是显示对贴合玻璃基板的以往的划线及断裂;图3是显示将脆性基板的表里翻转的翻转步骤;图4是显示本发明的断裂棒的组装图;图5是显示图4的断裂棒的进行断裂时的样子;
图6是显示脆性基板为小尺寸时的断裂的样子;图7是图5的管塞的纵截面图;图8是显示图5的进行断裂时的样子;图9是显示采用上述断裂棒的断裂装置的1实施例的立体图;图10是使用上述断裂装置所构成的脆性基板的加工系统图;图11是显示在以往的划线装置中设置图9的断裂机构而成的划线兼断裂装置的1实施形态的立体图;图12是使用上述划线兼断裂装置所构成的脆性基板的加工系统图。
〔具体实施方式〕图4是显示使用本发明的断裂方法的断裂棒25的组装图。如图所示,所述断裂棒是使用铝材制的柱状长方体21。其尺寸按照加工对象的不同,其长度、宽度、厚度分别可取300mm~1000mm、10~30mm、10~50mm的范围。在柱状长方体21的上面中央沿长方体21的长轴方向形成有宽6mm、深0.5mm的槽21a。
其次如中图所示那样,在槽21a的两端和分别从两端算起既定长度的内侧处,埋设有合计4个弹性体构成的隔片22。各隔片22的厚度和槽21a的深度相同。利用这些隔片22沿长方体21的长轴方向将槽21a区分成3个区间。在各区间中,分别形成有从槽底面贯通到柱状长方体21下面的吸引孔23。
又如图4的下图所示,在柱状长方体21的上面接合弹性体构成的厚5mm的吸引板24。借此而在槽21a上形成3个封闭区间。另外,对应于这3个封闭区间,在吸引板24上分别形成贯通到下面的切口24a。这样就可以制得断裂棒25。在此的切口24a是对应于所述3个封闭区间而切成3条,但形成1条连续状的切口亦可。
所述吸引板24及隔片22是使用年久劣化少、高发泡硅酮海绵片(弹簧硬度试验按日本橡胶协会标准规格:SRIS 0101-1968为5~30),但只要是具有适当的弹性系数的材质即可。
断裂时如图5所示,是将吸引板24的面抵接于脆性基板3来使用。在吸引孔23的开口部所设的管塞26上连接着为进行抽真空用的管子。
图5显示断裂棒长度和脆性基板3的划线S长度大致相等的情形,这时,是从3个管塞26同时进行抽真空,但如图6所示,当脆性基板3″的划线长度比断裂棒长度为短时,则借由中央的管塞26进行抽真空。
图4是说明封闭区间为3个的情形,但较佳为配合脆性基板的切断条件来设置4~20个封闭区间,而对各个区间的真空压力实施分别控制。
图7是显示图5(图6也同样)的管塞26处的垂直截面图。让脆性基板3的划线S和切口24a的线大致呈一致。在此应注意的是,划线S不在脆性基板3的下面而是上面,又在脆性基板3和平台6之间并不需要缓冲板。
接着如图8所示,从管塞26进行抽真空,吸引板24将稍变形成倒V字形,追随于此而使脆性基板3变形,利用所述变形,而使划线S的裂痕向下成长进而切断脆性基板3。借由在吸引板24上形成切口24a,如图7所示,在断裂棒25因其本身重量而呈抵接于脆性基板3的状态下,将两者的接合面上微量存在的空隙部中所残留的空气吸出,借以增加两者间的吸引力。取代所述切口24a,设置排成一列小孔也可,又当脆性基板3和吸引板24的密合性良好时,就算不具备这种切口也能大致获得所期待的吸引力。
图9是显示使用上述断裂棒25的断裂装置30的一实施例的立体图。平台6能移动于Y方向且能作90度及θ旋转,将脆性基板3吸引固定在其平台面上。跨设于平台6上的桥部31,是由两侧的支持板、和被支持板支撑的延伸于水平X方向的顶板31a所构成。
在顶板31a的中央设置汽缸32,从汽缸32向下延伸的汽缸轴33的下端部是支撑住断裂棒25的上面中央部。利用所述汽缸32的驱动来使断裂棒25上下移动,在下降时为了使断裂棒25不致冲撞脆性基板3,如局部放大图所示那样设有止动机构37,它由固定于汽缸轴33的卡止片34、一端固定于顶板31a的L字形止动构件25、螺合于卡止片34上所设的螺孔且下端部抵接于止动构件35水平部上方的螺丝36所构成。通过顶板31a上所设的孔Q来转动所述螺丝36等,借以对应于玻璃板3的板厚来调整断裂棒25的下降位置。另外,取代所述止动机构37而设置能使断裂棒25缓慢下降的适当的制动机构也可。
断裂棒25为使其升降时能平行移动而设有导棒38。在3个管塞26中,中央管塞是通过阀V1连接于真空泵,两端2个管塞26则通过阀V2连接于真空泵,如图9的上图所示。当如图5所示那样断裂时,阀V1、V2同时呈打开,而当如图6所示那样断裂时,仅阀V1呈打开。
抽真空时的真空压力,能在表压-1.33×102Pa(-1mmHg)~-8.64×104Pa(-650mmHg)的范围内作调整,另一方面,为将脆性基板3吸引固定在平台6上的真空压力为-1.33×102Pa(-1mmHg)以下,平台6上所形成的吸引孔为直径2mm。只要将玻璃板固定用的真空压力设成比断裂用的真空压力为小(更接近大气压),就算在划线的正下方形成吸引孔也不会妨碍断裂的进行。
图10是显示采用上述断裂装置30的脆性基板加工的系统图。借由供材搬送机等将贴合玻璃基板3’固定在划线装置S1的平台上,对上侧的A面进行划线。关于划线装置的机构是用图11来描述。
A面已划线的贴合玻璃基板3’,是由搬送机以A面在上侧的方式直接固定在A面断裂装置B1(图9所示的断裂装置)的平台上,依据本发明的断裂方法来进行A面的断裂。
所述贴合玻璃基板经翻转机将表里翻转后固定在第2B面划线装置S2的平台(当系统仅由划线装置S1及断裂装置B1构成时则送回划线装置S1)。接着对位于上侧的B面进行划线。
B面已划线的贴合玻璃基板是由搬送机以B面在上侧的方式直接固定在第2B面断裂装置B2(或所述断裂装置B1)的平台上,并进行B面的断裂。这样即完成贴合玻璃基板的加工,用移材搬送机搬往下一工序。
图11是显示脆性基板的划线装置同时能进行断裂的划线兼断裂装置40的一实施形态。跨设于平台6上的桥部41是由两侧的支持柱和延伸于X方向的导棒42所构成,所述导棒42上是设有延伸相同方向的导件42a。划线头43设置成能通过支持具支撑体44来沿着导件42a移动,在划线头43的下部设有用来将刀轮片45保持成转动自如的片支持具46。
在以上要素所构成的划线机构的背后设有图9所说明的包含桥部的断裂机构。
在断裂机构的背后设有用来识别脆性基板3上所标记的对准标记的一对摄影机51、52,被摄影机捕捉的影像显示于监视器53、54,同时借影像识别装置来进行对准标记的影像识别,并运算其位置数据。
如上所述,依据本发明,在划线后无需翻转脆性基板即可进行断裂,且断裂装置中不需要图1所示的缓冲板7,因此在进行划线的平台上也能进行断裂。接着,在平台上,用气流或刷子来除去切下后的粉末状碎玻璃。
图12是显示采用上述划线兼断裂装置40的贴合玻璃基板的加工系统图。借由供材搬送机等将贴合玻璃基板3’固定在划线兼断裂装置SB1的平台上,对上侧的A面实施划线后,接着进行断裂。
A面已完成划线及断裂的贴合玻璃基板3’,经表里翻转后固定在第2划线兼断裂装置SB2的平台上(当系统仅由划线兼断裂装置SB1构成时,则送回划线兼断裂装置SB1)。接着,对位于上侧的B面进行划线及断裂,搬往下一工序。
为了将单板型的脆性基板及贴合脆性基板完全切断,按照切断条件及下个行程的生产方式所附带的条件,数个断裂装置是必要的。例如单板型的脆性基板的断裂中,在第1方向的断裂上及与第1方向在脆性基板同一面上的夹角为90°的第2方向的断裂上,分别使用本发明的断裂装置。另外,将贴合脆性基板切割成短栅状再送往下一行程时,在送达下一行程前对脆性基板的表里面分别使用本发明的断裂装置。
另外,本实施形态所采用的槽21a和吸引板24(图4)的尺寸只是一个例子,本发明的实施所适用的尺寸如下所示:槽宽:3mm~10mm槽深:0.1mm~1mm板厚:1mm~8mm

Claims (19)

1.一种脆性基板的切断方法,其特征在于,包括:在脆性基板上形成至少一条划线的划线步骤;以及断裂步骤,以使脆性基板上所形成的划线包含于大致中央的方式形成涵盖既定幅宽的封闭空间;通过使所述封闭空间减压以使脆性基板弯曲成倒V字形并断裂。
2.如权利要求1所述的脆性基板的切断方法,其特征在于,所述的密闭空间包括分别区隔成气密的数个区域,通过将至少一个区域减压来使脆性基板断裂。
3.一种脆性基板的切断方法,其特征在于,该脆性基板是由第一脆性基板与第二脆性基板所贴合而成的贴合基板;该切断方法包括:对所述贴合基板的第一脆性基板进行划线及断裂的第一切断步骤;将所述贴合基板的表里翻转后搬送的翻转搬送步骤;以及对所述贴合基板的第二脆性基板进行划线及断裂的第二切断步骤;所述第一切断步骤即第二切断步骤是采用权利要求1或2所述的断裂步骤。
4.一种脆性基板的断裂装置,其特征在于包括:封闭空间形成机构,以使脆性基板上所形成的划线包含于中央的方式形成涵盖既定幅宽的封闭空间;使所述封闭空间减压的减压机构;断裂机构,藉由所述减压机构使所述封闭空间减压,以使脆性基板弯曲成倒V字形并断裂。
5.如权利要求4所述的脆性基板的断裂装置,其特征在于,所述封闭空间形成机构包括:沿划线方向形成的凹状槽及封闭该槽两端的封闭构件。
6.如权利要求5所述的脆性基板的断裂装置,其特征在于,所述槽和封闭构件一起构成被区隔构件区隔成气密的数个能分别进行减压的区域。
7.如权利要求5或6所述的脆性基板的断裂装置,其特征在于,所述封闭构件及区隔构件的脆性基板抵接面上贴附有弹性体的吸引板。
8.如权利要求7所述的脆性基板的断裂装置,其特征在于,所述吸引板上沿划线方向形成有贯通所述吸引板厚度方向的切口。
9.如权利要求7所述的脆性基板的断裂装置,其特征在于,所述吸引板上在槽的各个能分别进行减压的区域均形成有贯通该吸引板厚度方向的切口。
10.如权利要求7所述的脆性基板的断裂装置,其特征在于,所述吸引板上所形成的切口,是贯通该吸引板厚度方向的小孔,其顺沿划线方向排成一列。
11.一种脆性基板的切断装置,其特征在于,包括:在脆性基板上形成至少一条划线的划线机构,以及使脆性基板断裂的至少一个断裂装置;该断裂装置是采用如权利要求4至6之任一项所述的脆性基板的断裂装置。
12.一种脆性基板的切断系统,用于切断单板型的脆性基板,该系统包括:对所述脆性基板进行划线的划线机构部;以及对形成划线后的脆性基板进行断裂的断裂机构部;该划线机构部与断裂机构部是由分别独立的装置所构成;以划线机构部对脆性基板进行划线后,再以断裂机构部对该脆性基板的同一面实施断裂;且该断裂机构部是采用权利要求4至6之任一项所述的断裂装置。
13.如权利要求12所述的脆性基板的切断系统,其特征在于:是由将该划线机构部与断裂机构部组装于同一装置中而成的切断装置所构成。
14.如权利要求12或13所述的脆性基板的切断系统,其特征在于,是将分别独立的装置所构成的划线机构部与断裂机构部、及将划线机构部与断裂机构部组装于同一装置中而构成的切断装置,以可选择的方式加以组合。
15.一种脆性基板的切断系统,用于切断由第一基板与第二基板所贴合而成的贴合基板;该系统包括:对所述的脆性基板实施划线的划线机构部;对形成划线后的脆性基板实施断裂的断裂机构部;以及将脆性基板的表里翻转后搬送的翻转搬送机构;该划线机构部是由分别独立的装置所构成;以划线机构部对脆性基板的第一面实施划线后,再以断裂机构部对脆性基板的第一面实施断裂,将其翻转后,以划线机构部对脆性基板的第二面实施划线后,再以断裂机构部对该脆性基板的第二面实施断裂;且该断裂机构部是采用权利要求4至6之任一项所述的断裂装置。
16.如权利要求15所述的脆性基板的切断系统,其特征在于:还包括第二划线机构部或第二断裂机构部;以第一划线机构部对脆性基板的第一面实施划线后,再以断裂机构部对该脆性基板的第一面实施断裂,将其翻转;接着,在对脆性基板的第二面实施划线及翻转时是采用第二划线机构部与第二断裂机构部、第一划线机构部与第二断裂机构部、第二划线机构部与第一断裂机构部三者中任一者。
17.如权利要求15所述的脆性基板的切断系统,其特征在于:是由将该划线机构部与断裂机构部组装于同一装置中而成的切断装置所构成。
18.如权利要求15所述的脆性基板的切断系统,其特征在于:具有将该划线机构部与断裂机构部组装于同一装置中而构成的第一切断装置及第二切断装置;以第一切断装置的划线机构部对脆性基板的第一面实施划线后,再以断裂机构部对该脆性基板的第一面实施断裂,将其翻转后,以第二切断装置的划线机构部对脆性基板的第二面实施划线后,再以断裂机构部对该脆性基板的第二面实施断裂。
19.如权利要求15所述的脆性基板的切断系统,其特征在于是将由分别独立的装置所构成的划线机构部与断裂机构部、及将划线机构部与断裂机构部组装于同一装置中而构成的切断装置,以可选择的方式加以配置。
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