JP2004131341A - 脆性材料基板のブレーク方法及びその装置並びに加工装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】脆性基板のブレーク時に生じる分断面の不整形がないようにすると共に、貼り合わせ基板の共割れを防止すること。
【解決手段】テーブル２１上にゴム板２２及びステンレス板２３を設ける。その上部に切断の対象となるスクライブラインを有するガラス基板２４を配置する。ガラス基板２４の両側にはガラス基板２４の高さとほぼ等しい高さのストッパ２５を配置し、上部よりスクライブラインに合わせてブレークバー２７で押圧する。こうすればガラス基板２４の変形状態がゴム板２２及びステンレス板２３にも反映することとなり、分断面の変形をなくすことができる。
【選択図】 図１
【解決手段】テーブル２１上にゴム板２２及びステンレス板２３を設ける。その上部に切断の対象となるスクライブラインを有するガラス基板２４を配置する。ガラス基板２４の両側にはガラス基板２４の高さとほぼ等しい高さのストッパ２５を配置し、上部よりスクライブラインに合わせてブレークバー２７で押圧する。こうすればガラス基板２４の変形状態がゴム板２２及びステンレス板２３にも反映することとなり、分断面の変形をなくすことができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスクライブラインが形成された脆性材料基板をそのスクライブラインに沿ってブレークするためのブレーク方法とブレーク装置及び脆性材料基板を分断する加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下の説明においては、脆性材料基板がガラス基板の場合を一例として説明する。
【０００３】
従来、単板のガラス基板の分断方法は、例えば特許文献１に示されているように、まずスクライブ工程によってガラス基板にスクライブラインを形成する。次いでブレーク工程において、ガラス基板を反転させた後、ガラス基板を分断する。図１１（ａ），（ｂ）は単板のガラス基板に対する分断工程を示す図である。まずスクライブ装置１において、テーブル２上にガラス基板３を配置する。そしてガラス基板３に対し、先端が鈍角のホイールカッタ４を所定の圧力でガラス基板３上に押圧する。所定の圧力を加えた状態でホイールカッタ４を転動させることにより、ガラス基板３の表面にスクライブラインＳを形成する。
【０００４】
次に図１１（ｂ）に示すようにガラス基板３を反転させ、ブレーク装置５のテーブル６上にクッションとなるゴム板７及びステンレス板（ＳＵＳ板）８を介してそのガラス基板３をセットする。棒状のブレークバー９をガラス基板３の下面にあるスクライブラインＳに沿って位置するようにガラス基板３を配置する。そしてブレークバー９をシリンダ１０の駆動により下降させてガラス基板３を上方から押圧する。こうしてブレークバー９によってガラス基板３を弾性体のゴム板７上で僅かにＶ字状に撓ませてスクライブラインＳに曲げモーメントを加え、スクライブラインＳの分断に寄与する垂直成分のクラックを伸長させて、ガラス基板３をスクライブラインＳに沿って分断する。
【０００５】
図１２はマザー液晶パネル基板などの貼り合わせガラス基板に対する分断方法を示している。
１．まず図１２（ａ）においてスクライブ装置１にて、Ａ，Ｂの２枚のガラス基板を貼り合わせた貼り合わせガラス基板１１のうち上側のガラス基板Ａに対してスクライブラインＳを形成する。
２．次に図１２（ｂ）においてブレーク装置５を用い、反転させた貼り合わせガラス基板１１のうちガラス基板Ｂに対してガラス基板Ａに形成されたスクライブラインＳに沿ってブレークバー９を押圧して下側のガラス基板ＡをスクライブラインＳに沿ってブレークする。
３．次いで図１２（ｃ）に示すように貼り合わせガラス基板１１を同じスクライブ装置１に戻し、ガラス基板ＢにスクライブラインＳ’ を形成する。尚液晶パネルでは、ガラス基板の一端に端子を形成する関係上、２枚のガラス基板ＡとＢのスクライブラインの位置が互いにずれている。
４．次に図１２（ｄ）に示すように、再度反転させて貼り合わせガラス基板１１をブレーク装置５に戻し、ガラス基板Ａに対してガラス基板Ｂに形成されたスクライブラインＳ’ に沿ってブレークバー９を押圧して下側のガラス基板ＢをスクライブラインＳ’ に沿ってブレークする。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１０３２９５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるにこのようなブレーク装置及びブレーク方法においては、次のような問題点があった。まずガラス基板は完全な平面でなく、表面にはある程度のうねりがある。従ってテーブルの平面精度を高くしていたとしても、その上部にステンレス板及びゴム板を介してガラス基板を配置しているため、ガラス基板をブレークする時のガラス基板の表面は平坦度が悪い状態となっている。又ブレークバー自体も反り、うねりがあるので、図１３（ａ）に示すようにガラス基板が斜めに分断されてしまうことがあるという欠点があった。又図１３（ｂ）に示すように、ブレークバーとガラス基板とが均一に加圧されない。従ってガラス基板の複数の個所１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・・を起点として垂直クラックがスクライブラインに沿って進展していくため、ブレークされたガラス基板の断面にはうねりが生じていた。更にブレークバーによって一部分のガラス基板を強く押し込んでしまう個所が生じるため、図１３（ｃ）に示すように貼り合わせ基板の一方の基板Ａをブレークする際にスクライブがなされていない他方の基板Ｂまでブレークされてしまう、いわゆる共割れ現象が生じることがあるという欠点があった。
【０００８】
本発明はこのように脆性材料基板が斜めに分断されたり、複数の個所が起点となってブレークされることなく、又貼り合わせ基板をブレークする際に共割れ現象が生じることのないブレーク装置及びブレーク方法並びに加工装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、テーブル上に所定の厚さの弾性シート及び硬性シートを積層して配置すると共に、脆性材料基板を配置し、前記脆性材料基板の厚さとほぼ等しい高さを有するストッパを脆性材料基板の周囲に配置し、前記テーブルに対して垂直に上下動自在に保持されたブレークバーにより前記脆性材料基板とその両側に設けられるストッパとをほぼ同時に押圧することによって、前記脆性材料基板をブレークすることを特徴とするものである。
【００１０】
本願の請求項２の発明は、テーブルと、テーブル上に設けられた所定の厚さの弾性シートと、前記弾性シート上に設けられた所定の厚さの硬性シートと、前記硬性シート上に設けられるブレークの対象となる脆性材料基板の厚さとほぼ等しい高さを有し、前記脆性材料基板の周囲の前記硬性シート上に配置されるストッパと、前記テーブルに対して上下動自在に保持され、前記脆性材料基板とその両側に設けられる前記ストッパとをほぼ同時に押圧するブレークバーとを具備することを特徴とするものである。
【００１１】
本願の請求項３の発明は、請求項２の脆性材料基板のブレーク装置において、前記脆性材料基板と前記ストッパを被うカバーと、前記カバーに接続され、ブレーク後の脆性材料基板の屑を吸引する真空吸引部とを更に具備することを特徴とするものである。
【００１２】
本願の請求項４の発明は、脆性材料基板を保持するテーブルと、前記テーブルに保持された脆性材料基板に対し所定の圧力をかけてスクライブラインを形成するホイールカッタとを具備するスクライブ装置と、テーブルと、テーブル上に設けられた所定の厚さの弾性シートと、前記弾性シート上に設けられた所定の厚さの硬性シートと、前記硬性シート上に設けられるブレークの対象となる脆性材料基板の厚さとほぼ等しい高さを有し、前記脆性材料基板の周囲の前記硬性シート上に配置されるストッパと、前記テーブルに対して上下動自在に保持され、前記脆性材料基板とその周囲に設けられる前記ストッパとをほぼ同時に押圧するブレークバーとを具備するブレーク装置と、前記脆性材料基板を反転して搬送する搬送装置とを具備することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態１によるブレーク装置の主要部分の正面図であり、図２はブレーク装置の斜視図である。これらの図に示すように、ブレーク装置２０のテーブル２１上にゴム板２２及びステンレス板２３が設けられる。ゴム板２２は例えば厚さが２〜６ｍｍであり、ステンレス板２３は例えば厚さが０．７〜４ｍｍとする。尚ゴム板２２及びステンレス板２３には、ガラス基板２４を吸引して固定するための開口が複数設けられており、複数の開口はテーブル２１に加工された図示しない真空回路に接続されている。そしてステンレス板２３の上部には切断の対象となるガラス基板２４が載置される。さて本実施の形態では、切断対象となるガラス基板２４の周囲の部分にストッパ２５を配置する。ブレーク装置２０は図２に示すように、テーブル２１の上部に移動自在の断面コ字状の枠状部２６が設けられる。枠状部２６の上辺の下方には、ブレークバー２７がテーブル２１と平行にシリンダ２８によって上下動自在に構成される。ブレークバー２７の下降速度やブレークバー２７の最下端で停止する時間、ガラス基板を押圧させるためにシリンダ２８に供給される圧力などは調整自在とする。又ブレークバー２７は棒状の金属部材２７ａの下面に断面がＶ字形状をなす部材２７ｂ（硬質のゴムやＮＣナイロン等）が接合されたものである。
【００１４】
また、テーブル２１は回転機構（図示せず）により正確に９０゜回転させることができ、直交するスクライブラインが形成されている（クロススクライブされている）ガラス基板２４に対しても直交するそれぞれのスクライブラインに沿ってガラス基板を２４をブレーク（分断）できるようにされている。
【００１５】
図３はクロススクライブされたガラス基板２４がテーブル２１に載置された状態を示しており、このときストッパ２５はガラス基板２４の周囲に配置される。
【００１６】
さて本実施の形態で用いられるストッパ２５は図４（ａ）に断面形状を示すように、ステンレス材料や鉄等の硬質材料２５ａを用いてもよい。又図４（ｂ）に示すように、上面のみをステンレス（ＳＵＳ材）や鉄（ＳＫ材）等の硬質材料２５ａとし、その下方をゴム、プラスチック材等の軟質材料２５ｂで形成してもよい。更に図４（ｃ）に示すように、ストッパ全体を軟質材料２５ｂで形成してもよく、図４（ｄ）に示すように、上面に軟質材料２５ｂ、下方に硬質材料２５ａを用いてもよい。又ストッパ２５の全体形状は図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、ブレークする（分断させる）脆性材料基板に合わせて、環状や枠状、格子状又は短冊状の種々の形態とすることができる。例えば１枚のマザー液晶パネル基板から 複数の液晶パネルを切り出す場合には、枠状等のストッパが用いられる。また、短冊状になった液晶パネル基板から複数の液晶パネルを切り出す際、複数枚の短冊状の液晶パネル基板をステンレス板２３の上に載置させ、短冊状のストッパを用いて複数の短冊状の液晶パネル基板がブレーク（分断）される。
【００１７】
そしてガラス基板２４の厚さにほぼ等しいストッパ２５の高さをあらかじめ選択しておく。ガラス基板２４の上面を基準面とすると、ストッパ２５の高さは例えば＋０．０１ｍｍ〜＋０．０５ｍｍの範囲とする。そしてブレーク装置の動作を開始させると、まずスクライブラインに沿ってブレークバー２７の位置決めを行って、ガラス基板２４の厚さに応じたブレーク圧（シリンダ圧力）とし、ブレークバー２７の下降時間を設定する。この下降時間は、ブレークバー２７がガラス基板２４に接触してからガラス基板２４の押圧を終了し、上昇を開始するまでの時間として設定する。この時間はガラス基板２４の厚さや材質及び単板の基板か貼り合わせ基板によって異なる。例えば１．１ｍｍの脆性材料基板を貼り合わせた貼り合わせ基板の場合には６秒程度に設定する。
【００１８】
これらの準備を終えてから、ブレークバー２７を下降させる。図６（ａ）はガラス基板２４とその側方に設けられるストッパ２５及びガラス基板２４に形成されたスクライブラインを示す上面図であり、図６（ｂ）はブレークバー２７でストッパ２５を押圧しつつガラス基板２４を押圧したときのテーブル２１上のステンレス板２３とゴム板２２の変形を示す部分断面図である。ブレークバー２７によってガラス基板２４とストッパ２５を押圧すると、図６（ｂ）に示すようにガラス基板２４の両側にあるストッパ２５によってステンレス板２３を介してゴム板２２がわずかに下方に押し下げられるように変形する。それに伴って上部のステンレス板２３及びガラス基板２４も同様にこれに沿ってわずかに変形すると考えられる。そしてこの状態で所定時間一定圧力を加えることでブレークバー２７が更に押し込まれるため、ガラス基板２４のスクライブラインに沿ってＶ字形状に撓み、これにより、ガラス基板２４をブレーク（分断）させることができ、きれいな分断面を得ることができる。
【００１９】
図７（ａ）はガラス基板２４がブレーク（分断）される前の状態を示す図である。ガラス基板２４の表裏面は高い平坦度に加工されているが、その表裏面には極わずかにうねりがある。図７（ａ）及び図７（ｂ）はガラス基板の表裏面がうねっている状態を誇張して示している。また、ブレークバー２７の先端（ガラス基板を押圧するライン）がうねっている状態を誇張して示している。ブレークバー２７がストッパ２５とガラス基板２４に接触してこれらをほぼ同時に押圧すると、図７（ｂ）に示すように、ゴム板２２及びステンレス板２３が変形して、ガラス基板２３の裏面うねりに倣い、さらに、ガラス基板２４がブレークバー２７のうねりに倣う状態となる。尚実際の基板のブレークでは図７（ｂ）に示す状態を一定時間維持し、ストッパ２５及びガラス基板２４に圧力をかけておく必要がある。ブレークバー２７を下降端で維持する時間は、基板の材料や厚みによって適宜設定される。又図８に示すように、従来の装置においては、ガラス基板等をブレーク（分断）する際、ブレークバーの下降したときの最下点位置、すなわちガラス基板２４からブレークバーが下降したときの最下点までの距離ｐ（押し込み量）を設定する必要があり、そのためにメカニカルストッパが必要であった。一方本発明においては、ブレークバーの下降時間を設定してガラス基板をブレーク（分断）するため、メカニカルストッパが不要となる。
【００２０】
このような方法によってマザー液晶パネル基板等の貼り合わせガラス基板を分断する場合には、共割れ現象を防止することができる。特にガラス基板が薄くて硬度の高い材料で形成されている場合には、特に本発明を適用することが有効となる。
【００２１】
前述した実施の形態１では、ガラス基板２４の周囲にストッパ２５を配置しているため、ガラス基板２４をブレーク（分断）することによって発生する細かいガラスの破片（カレット）やガラス屑がテーブル上に溜まり易い。この問題を解決するようにした実施の形態２について説明する。この実施の形態２では図９に示すように、下面が開放された直方体状のカバー３１でステンレス板２３の表面やその表面に設けられるストッパ２５、ガラス基板２４を被ってしまうように形成する。このカバー３１の下面はゴム等の弾性部３２を設け、カバーの内部を気密に保てるようにしておく。更にカバー３１の上部に真空吸引機構３３を連結しておく。
【００２２】
そしてガラス基板２４のブレーク（分断）が完了すると、ブレークした後に真空吸引機構３３を作動させて、真空吸引によってガラス基板２４のブレーク（分断）で生じたカレット粉や屑を取り除く。こうすればストッパ２５を設けた場合にあっても、分断によって生じるカレットやガラス屑をステンレス板２３の表面から速やかに吸引して取り除くことができる。
【００２３】
さてこのブレーク装置はガラス基板の分断の前段階であるスクライブ装置及びスクライブ装置とスクライブ装置から基板を反転して一枚の基板や貼り合わせ基板を分断する加工装置の一部として用いることができる。この加工装置は、前述したブレーク装置とスクライブ装置及びガラス基板を反転して搬送する搬送装置によって構成される。スクライブ装置は従来例に示すものと同様であり、ベース上に配置されたガラス基板にホイールカッタを押圧して回転させることによって、基板の上面にスクライブラインを形成する。又スクライブラインが形成された基板を反転させた（ガラス基板の表裏を裏返した）後、前述したブレーク装置によってブレークを行う。
【００２４】
次にこの加工装置を用いてマザー液晶パネル基板等の貼り合わせガラス基板を分断する過程について図面を用いて説明する。まず貼り合わせガラス基板４１はガラス基板Ａ，Ｂから成るものとする。図１０はこの貼り合わせ基板の側面図及び上面図であり、切断過程に沿って示している。まずスクライブ装置で図１０ （ａ）に示すように上側の基板Ａの上面にスクライブラインＳＡを形成する。次いで貼り合わせ基板４１を上下反転させて（表裏を裏返して）前述したブレーク装置に搬送し、ブレーク装置によって基板Ａのブレークを行う。このとき基板Ａのみが分断された状態となる。次いで基板Ａのみが分断された状態で再び貼り合わせ基板４１をスクライブ装置（別のスクライブ装置であってもよい）に搬送する。そして図１０（ｃ）に示すように、貼り合わせ基板４１の他方の基板Ｂの上面にスクライブラインＳＢを形成する。次に再び反転機構で反転させた後、ブレーク装置（別のブレーク装置であってもよい）に搬送し、図１０（ｄ）に示すように反転した下側の基板Ｂに対してブレークを行い、貼り合わせ基板を分断する。
【００２５】
本実施の形態ではテーブル２１上にゴム板２２を設けているが、このゴム板２２がブレークバーの下面を構成する硬質のゴムより柔軟な部材であればよく、任意の弾性シートにより構成することができる。又ステンレス板２３についてもステンレス製に限らずブレークバーより硬度の高い種々の材質を用いた硬性シートにより構成することができる。
【００２６】
本実施の形態では脆性材料基板としてガラス基板について説明してきたが、脆性材料基板としては、一枚のガラス基板だけでなく半導体ウェハや液晶表示パネルとされる貼り合わせガラス基板、セラミック基板等が含まれる。又貼り合わせ基板としては、マザー液晶パネル基板やＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＬＣＯＳ、プロジェクタ基板等が含まれる。従って、これらの種々の脆性材料基板の分断に本発明を適用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本願の請求項１〜４の発明によれば、ブレーク装置においてステンレス板の表面に載置された脆性材料基板の表裏面の平面度が低い場合であっても、ブレーク時に基板は基板表面に対し斜めにブレークされることなく、ほぼ基板表面に対して直角な分断面を得ることができる。又請求項４の発明によれば、貼り合わせ基板を分断する場合に、ブレーク時に生じることがあった共割れ現象を防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるブレーク装置の主要部を示す正面図である。
【図２】本実施の形態によるブレーク装置の斜視図である。
【図３】本実施の形態のブレーク装置のテーブルにクロススクライブされた基板が載置されたとき、その基板のブレーク時の状態を示す上面図である。
【図４】本実施の形態によるストッパの種々の形態を示す断面図である。
【図５】本実施の形態によるストッパの種々の形態を示す上面図である。
【図６】（ａ）は本実施の形態のブレーク装置のブレーク時の状態を示す上面図、（ｂ）はそのゴム板とステンレス板の変形状態を示す図である。
【図７】本発明によるガラス基板のブレーク時におけるゴム板とステンレス板の変形状態を示す概略図である。
【図８】従来のブレーク装置におけるブレークバーの押し込み量を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態２による真空吸着装置を有するブレーク装置の断面図である。
【図１０】ブレーク装置とスクライブ装置及び搬送装置を用いて貼り合わせ基板を加工するときの加工工程を示す図である。
【図１１】従来のガラス基板のスクライブ装置及びブレーク装置を示す図である。
【図１２】従来の貼り合わせ基板に対するスクライブ装置とブレーク装置の使用例を示す図である。
【図１３】従来のブレーク装置の切断状態の種々の問題点を示す概略図である。
【符号の説明】
２０ ブレーク装置
２１ テーブル
２２ ゴム板
２３ ステンレス板
２４ ガラス基板
２５ ストッパ
２６ 枠状部
２７ ブレークバー
３１ カバー
３２ 弾性部
３３ 真空吸引部
【発明の属する技術分野】
本発明はスクライブラインが形成された脆性材料基板をそのスクライブラインに沿ってブレークするためのブレーク方法とブレーク装置及び脆性材料基板を分断する加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下の説明においては、脆性材料基板がガラス基板の場合を一例として説明する。
【０００３】
従来、単板のガラス基板の分断方法は、例えば特許文献１に示されているように、まずスクライブ工程によってガラス基板にスクライブラインを形成する。次いでブレーク工程において、ガラス基板を反転させた後、ガラス基板を分断する。図１１（ａ），（ｂ）は単板のガラス基板に対する分断工程を示す図である。まずスクライブ装置１において、テーブル２上にガラス基板３を配置する。そしてガラス基板３に対し、先端が鈍角のホイールカッタ４を所定の圧力でガラス基板３上に押圧する。所定の圧力を加えた状態でホイールカッタ４を転動させることにより、ガラス基板３の表面にスクライブラインＳを形成する。
【０００４】
次に図１１（ｂ）に示すようにガラス基板３を反転させ、ブレーク装置５のテーブル６上にクッションとなるゴム板７及びステンレス板（ＳＵＳ板）８を介してそのガラス基板３をセットする。棒状のブレークバー９をガラス基板３の下面にあるスクライブラインＳに沿って位置するようにガラス基板３を配置する。そしてブレークバー９をシリンダ１０の駆動により下降させてガラス基板３を上方から押圧する。こうしてブレークバー９によってガラス基板３を弾性体のゴム板７上で僅かにＶ字状に撓ませてスクライブラインＳに曲げモーメントを加え、スクライブラインＳの分断に寄与する垂直成分のクラックを伸長させて、ガラス基板３をスクライブラインＳに沿って分断する。
【０００５】
図１２はマザー液晶パネル基板などの貼り合わせガラス基板に対する分断方法を示している。
１．まず図１２（ａ）においてスクライブ装置１にて、Ａ，Ｂの２枚のガラス基板を貼り合わせた貼り合わせガラス基板１１のうち上側のガラス基板Ａに対してスクライブラインＳを形成する。
２．次に図１２（ｂ）においてブレーク装置５を用い、反転させた貼り合わせガラス基板１１のうちガラス基板Ｂに対してガラス基板Ａに形成されたスクライブラインＳに沿ってブレークバー９を押圧して下側のガラス基板ＡをスクライブラインＳに沿ってブレークする。
３．次いで図１２（ｃ）に示すように貼り合わせガラス基板１１を同じスクライブ装置１に戻し、ガラス基板ＢにスクライブラインＳ’ を形成する。尚液晶パネルでは、ガラス基板の一端に端子を形成する関係上、２枚のガラス基板ＡとＢのスクライブラインの位置が互いにずれている。
４．次に図１２（ｄ）に示すように、再度反転させて貼り合わせガラス基板１１をブレーク装置５に戻し、ガラス基板Ａに対してガラス基板Ｂに形成されたスクライブラインＳ’ に沿ってブレークバー９を押圧して下側のガラス基板ＢをスクライブラインＳ’ に沿ってブレークする。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１０３２９５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるにこのようなブレーク装置及びブレーク方法においては、次のような問題点があった。まずガラス基板は完全な平面でなく、表面にはある程度のうねりがある。従ってテーブルの平面精度を高くしていたとしても、その上部にステンレス板及びゴム板を介してガラス基板を配置しているため、ガラス基板をブレークする時のガラス基板の表面は平坦度が悪い状態となっている。又ブレークバー自体も反り、うねりがあるので、図１３（ａ）に示すようにガラス基板が斜めに分断されてしまうことがあるという欠点があった。又図１３（ｂ）に示すように、ブレークバーとガラス基板とが均一に加圧されない。従ってガラス基板の複数の個所１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・・を起点として垂直クラックがスクライブラインに沿って進展していくため、ブレークされたガラス基板の断面にはうねりが生じていた。更にブレークバーによって一部分のガラス基板を強く押し込んでしまう個所が生じるため、図１３（ｃ）に示すように貼り合わせ基板の一方の基板Ａをブレークする際にスクライブがなされていない他方の基板Ｂまでブレークされてしまう、いわゆる共割れ現象が生じることがあるという欠点があった。
【０００８】
本発明はこのように脆性材料基板が斜めに分断されたり、複数の個所が起点となってブレークされることなく、又貼り合わせ基板をブレークする際に共割れ現象が生じることのないブレーク装置及びブレーク方法並びに加工装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１の発明は、テーブル上に所定の厚さの弾性シート及び硬性シートを積層して配置すると共に、脆性材料基板を配置し、前記脆性材料基板の厚さとほぼ等しい高さを有するストッパを脆性材料基板の周囲に配置し、前記テーブルに対して垂直に上下動自在に保持されたブレークバーにより前記脆性材料基板とその両側に設けられるストッパとをほぼ同時に押圧することによって、前記脆性材料基板をブレークすることを特徴とするものである。
【００１０】
本願の請求項２の発明は、テーブルと、テーブル上に設けられた所定の厚さの弾性シートと、前記弾性シート上に設けられた所定の厚さの硬性シートと、前記硬性シート上に設けられるブレークの対象となる脆性材料基板の厚さとほぼ等しい高さを有し、前記脆性材料基板の周囲の前記硬性シート上に配置されるストッパと、前記テーブルに対して上下動自在に保持され、前記脆性材料基板とその両側に設けられる前記ストッパとをほぼ同時に押圧するブレークバーとを具備することを特徴とするものである。
【００１１】
本願の請求項３の発明は、請求項２の脆性材料基板のブレーク装置において、前記脆性材料基板と前記ストッパを被うカバーと、前記カバーに接続され、ブレーク後の脆性材料基板の屑を吸引する真空吸引部とを更に具備することを特徴とするものである。
【００１２】
本願の請求項４の発明は、脆性材料基板を保持するテーブルと、前記テーブルに保持された脆性材料基板に対し所定の圧力をかけてスクライブラインを形成するホイールカッタとを具備するスクライブ装置と、テーブルと、テーブル上に設けられた所定の厚さの弾性シートと、前記弾性シート上に設けられた所定の厚さの硬性シートと、前記硬性シート上に設けられるブレークの対象となる脆性材料基板の厚さとほぼ等しい高さを有し、前記脆性材料基板の周囲の前記硬性シート上に配置されるストッパと、前記テーブルに対して上下動自在に保持され、前記脆性材料基板とその周囲に設けられる前記ストッパとをほぼ同時に押圧するブレークバーとを具備するブレーク装置と、前記脆性材料基板を反転して搬送する搬送装置とを具備することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態１によるブレーク装置の主要部分の正面図であり、図２はブレーク装置の斜視図である。これらの図に示すように、ブレーク装置２０のテーブル２１上にゴム板２２及びステンレス板２３が設けられる。ゴム板２２は例えば厚さが２〜６ｍｍであり、ステンレス板２３は例えば厚さが０．７〜４ｍｍとする。尚ゴム板２２及びステンレス板２３には、ガラス基板２４を吸引して固定するための開口が複数設けられており、複数の開口はテーブル２１に加工された図示しない真空回路に接続されている。そしてステンレス板２３の上部には切断の対象となるガラス基板２４が載置される。さて本実施の形態では、切断対象となるガラス基板２４の周囲の部分にストッパ２５を配置する。ブレーク装置２０は図２に示すように、テーブル２１の上部に移動自在の断面コ字状の枠状部２６が設けられる。枠状部２６の上辺の下方には、ブレークバー２７がテーブル２１と平行にシリンダ２８によって上下動自在に構成される。ブレークバー２７の下降速度やブレークバー２７の最下端で停止する時間、ガラス基板を押圧させるためにシリンダ２８に供給される圧力などは調整自在とする。又ブレークバー２７は棒状の金属部材２７ａの下面に断面がＶ字形状をなす部材２７ｂ（硬質のゴムやＮＣナイロン等）が接合されたものである。
【００１４】
また、テーブル２１は回転機構（図示せず）により正確に９０゜回転させることができ、直交するスクライブラインが形成されている（クロススクライブされている）ガラス基板２４に対しても直交するそれぞれのスクライブラインに沿ってガラス基板を２４をブレーク（分断）できるようにされている。
【００１５】
図３はクロススクライブされたガラス基板２４がテーブル２１に載置された状態を示しており、このときストッパ２５はガラス基板２４の周囲に配置される。
【００１６】
さて本実施の形態で用いられるストッパ２５は図４（ａ）に断面形状を示すように、ステンレス材料や鉄等の硬質材料２５ａを用いてもよい。又図４（ｂ）に示すように、上面のみをステンレス（ＳＵＳ材）や鉄（ＳＫ材）等の硬質材料２５ａとし、その下方をゴム、プラスチック材等の軟質材料２５ｂで形成してもよい。更に図４（ｃ）に示すように、ストッパ全体を軟質材料２５ｂで形成してもよく、図４（ｄ）に示すように、上面に軟質材料２５ｂ、下方に硬質材料２５ａを用いてもよい。又ストッパ２５の全体形状は図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、ブレークする（分断させる）脆性材料基板に合わせて、環状や枠状、格子状又は短冊状の種々の形態とすることができる。例えば１枚のマザー液晶パネル基板から 複数の液晶パネルを切り出す場合には、枠状等のストッパが用いられる。また、短冊状になった液晶パネル基板から複数の液晶パネルを切り出す際、複数枚の短冊状の液晶パネル基板をステンレス板２３の上に載置させ、短冊状のストッパを用いて複数の短冊状の液晶パネル基板がブレーク（分断）される。
【００１７】
そしてガラス基板２４の厚さにほぼ等しいストッパ２５の高さをあらかじめ選択しておく。ガラス基板２４の上面を基準面とすると、ストッパ２５の高さは例えば＋０．０１ｍｍ〜＋０．０５ｍｍの範囲とする。そしてブレーク装置の動作を開始させると、まずスクライブラインに沿ってブレークバー２７の位置決めを行って、ガラス基板２４の厚さに応じたブレーク圧（シリンダ圧力）とし、ブレークバー２７の下降時間を設定する。この下降時間は、ブレークバー２７がガラス基板２４に接触してからガラス基板２４の押圧を終了し、上昇を開始するまでの時間として設定する。この時間はガラス基板２４の厚さや材質及び単板の基板か貼り合わせ基板によって異なる。例えば１．１ｍｍの脆性材料基板を貼り合わせた貼り合わせ基板の場合には６秒程度に設定する。
【００１８】
これらの準備を終えてから、ブレークバー２７を下降させる。図６（ａ）はガラス基板２４とその側方に設けられるストッパ２５及びガラス基板２４に形成されたスクライブラインを示す上面図であり、図６（ｂ）はブレークバー２７でストッパ２５を押圧しつつガラス基板２４を押圧したときのテーブル２１上のステンレス板２３とゴム板２２の変形を示す部分断面図である。ブレークバー２７によってガラス基板２４とストッパ２５を押圧すると、図６（ｂ）に示すようにガラス基板２４の両側にあるストッパ２５によってステンレス板２３を介してゴム板２２がわずかに下方に押し下げられるように変形する。それに伴って上部のステンレス板２３及びガラス基板２４も同様にこれに沿ってわずかに変形すると考えられる。そしてこの状態で所定時間一定圧力を加えることでブレークバー２７が更に押し込まれるため、ガラス基板２４のスクライブラインに沿ってＶ字形状に撓み、これにより、ガラス基板２４をブレーク（分断）させることができ、きれいな分断面を得ることができる。
【００１９】
図７（ａ）はガラス基板２４がブレーク（分断）される前の状態を示す図である。ガラス基板２４の表裏面は高い平坦度に加工されているが、その表裏面には極わずかにうねりがある。図７（ａ）及び図７（ｂ）はガラス基板の表裏面がうねっている状態を誇張して示している。また、ブレークバー２７の先端（ガラス基板を押圧するライン）がうねっている状態を誇張して示している。ブレークバー２７がストッパ２５とガラス基板２４に接触してこれらをほぼ同時に押圧すると、図７（ｂ）に示すように、ゴム板２２及びステンレス板２３が変形して、ガラス基板２３の裏面うねりに倣い、さらに、ガラス基板２４がブレークバー２７のうねりに倣う状態となる。尚実際の基板のブレークでは図７（ｂ）に示す状態を一定時間維持し、ストッパ２５及びガラス基板２４に圧力をかけておく必要がある。ブレークバー２７を下降端で維持する時間は、基板の材料や厚みによって適宜設定される。又図８に示すように、従来の装置においては、ガラス基板等をブレーク（分断）する際、ブレークバーの下降したときの最下点位置、すなわちガラス基板２４からブレークバーが下降したときの最下点までの距離ｐ（押し込み量）を設定する必要があり、そのためにメカニカルストッパが必要であった。一方本発明においては、ブレークバーの下降時間を設定してガラス基板をブレーク（分断）するため、メカニカルストッパが不要となる。
【００２０】
このような方法によってマザー液晶パネル基板等の貼り合わせガラス基板を分断する場合には、共割れ現象を防止することができる。特にガラス基板が薄くて硬度の高い材料で形成されている場合には、特に本発明を適用することが有効となる。
【００２１】
前述した実施の形態１では、ガラス基板２４の周囲にストッパ２５を配置しているため、ガラス基板２４をブレーク（分断）することによって発生する細かいガラスの破片（カレット）やガラス屑がテーブル上に溜まり易い。この問題を解決するようにした実施の形態２について説明する。この実施の形態２では図９に示すように、下面が開放された直方体状のカバー３１でステンレス板２３の表面やその表面に設けられるストッパ２５、ガラス基板２４を被ってしまうように形成する。このカバー３１の下面はゴム等の弾性部３２を設け、カバーの内部を気密に保てるようにしておく。更にカバー３１の上部に真空吸引機構３３を連結しておく。
【００２２】
そしてガラス基板２４のブレーク（分断）が完了すると、ブレークした後に真空吸引機構３３を作動させて、真空吸引によってガラス基板２４のブレーク（分断）で生じたカレット粉や屑を取り除く。こうすればストッパ２５を設けた場合にあっても、分断によって生じるカレットやガラス屑をステンレス板２３の表面から速やかに吸引して取り除くことができる。
【００２３】
さてこのブレーク装置はガラス基板の分断の前段階であるスクライブ装置及びスクライブ装置とスクライブ装置から基板を反転して一枚の基板や貼り合わせ基板を分断する加工装置の一部として用いることができる。この加工装置は、前述したブレーク装置とスクライブ装置及びガラス基板を反転して搬送する搬送装置によって構成される。スクライブ装置は従来例に示すものと同様であり、ベース上に配置されたガラス基板にホイールカッタを押圧して回転させることによって、基板の上面にスクライブラインを形成する。又スクライブラインが形成された基板を反転させた（ガラス基板の表裏を裏返した）後、前述したブレーク装置によってブレークを行う。
【００２４】
次にこの加工装置を用いてマザー液晶パネル基板等の貼り合わせガラス基板を分断する過程について図面を用いて説明する。まず貼り合わせガラス基板４１はガラス基板Ａ，Ｂから成るものとする。図１０はこの貼り合わせ基板の側面図及び上面図であり、切断過程に沿って示している。まずスクライブ装置で図１０ （ａ）に示すように上側の基板Ａの上面にスクライブラインＳＡを形成する。次いで貼り合わせ基板４１を上下反転させて（表裏を裏返して）前述したブレーク装置に搬送し、ブレーク装置によって基板Ａのブレークを行う。このとき基板Ａのみが分断された状態となる。次いで基板Ａのみが分断された状態で再び貼り合わせ基板４１をスクライブ装置（別のスクライブ装置であってもよい）に搬送する。そして図１０（ｃ）に示すように、貼り合わせ基板４１の他方の基板Ｂの上面にスクライブラインＳＢを形成する。次に再び反転機構で反転させた後、ブレーク装置（別のブレーク装置であってもよい）に搬送し、図１０（ｄ）に示すように反転した下側の基板Ｂに対してブレークを行い、貼り合わせ基板を分断する。
【００２５】
本実施の形態ではテーブル２１上にゴム板２２を設けているが、このゴム板２２がブレークバーの下面を構成する硬質のゴムより柔軟な部材であればよく、任意の弾性シートにより構成することができる。又ステンレス板２３についてもステンレス製に限らずブレークバーより硬度の高い種々の材質を用いた硬性シートにより構成することができる。
【００２６】
本実施の形態では脆性材料基板としてガラス基板について説明してきたが、脆性材料基板としては、一枚のガラス基板だけでなく半導体ウェハや液晶表示パネルとされる貼り合わせガラス基板、セラミック基板等が含まれる。又貼り合わせ基板としては、マザー液晶パネル基板やＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＬＣＯＳ、プロジェクタ基板等が含まれる。従って、これらの種々の脆性材料基板の分断に本発明を適用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本願の請求項１〜４の発明によれば、ブレーク装置においてステンレス板の表面に載置された脆性材料基板の表裏面の平面度が低い場合であっても、ブレーク時に基板は基板表面に対し斜めにブレークされることなく、ほぼ基板表面に対して直角な分断面を得ることができる。又請求項４の発明によれば、貼り合わせ基板を分断する場合に、ブレーク時に生じることがあった共割れ現象を防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるブレーク装置の主要部を示す正面図である。
【図２】本実施の形態によるブレーク装置の斜視図である。
【図３】本実施の形態のブレーク装置のテーブルにクロススクライブされた基板が載置されたとき、その基板のブレーク時の状態を示す上面図である。
【図４】本実施の形態によるストッパの種々の形態を示す断面図である。
【図５】本実施の形態によるストッパの種々の形態を示す上面図である。
【図６】（ａ）は本実施の形態のブレーク装置のブレーク時の状態を示す上面図、（ｂ）はそのゴム板とステンレス板の変形状態を示す図である。
【図７】本発明によるガラス基板のブレーク時におけるゴム板とステンレス板の変形状態を示す概略図である。
【図８】従来のブレーク装置におけるブレークバーの押し込み量を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態２による真空吸着装置を有するブレーク装置の断面図である。
【図１０】ブレーク装置とスクライブ装置及び搬送装置を用いて貼り合わせ基板を加工するときの加工工程を示す図である。
【図１１】従来のガラス基板のスクライブ装置及びブレーク装置を示す図である。
【図１２】従来の貼り合わせ基板に対するスクライブ装置とブレーク装置の使用例を示す図である。
【図１３】従来のブレーク装置の切断状態の種々の問題点を示す概略図である。
【符号の説明】
２０ ブレーク装置
２１ テーブル
２２ ゴム板
２３ ステンレス板
２４ ガラス基板
２５ ストッパ
２６ 枠状部
２７ ブレークバー
３１ カバー
３２ 弾性部
３３ 真空吸引部
Claims (4)
- テーブル上に所定の厚さの弾性シート及び硬性シートを積層して配置すると共に、脆性材料基板を配置し、
前記脆性材料基板の厚さとほぼ等しい高さを有するストッパを脆性材料基板の周囲に配置し、
前記テーブルに対して垂直に上下動自在に保持されたブレークバーにより前記脆性材料基板とその両側に設けられるストッパとをほぼ同時に押圧することによって、前記脆性材料基板をブレークすることを特徴とするブレーク方法。 - テーブルと、
テーブル上に設けられた所定の厚さの弾性シートと、
前記弾性シート上に設けられた所定の厚さの硬性シートと、
前記硬性シート上に設けられるブレークの対象となる脆性材料基板の厚さとほぼ等しい高さを有し、前記脆性材料基板の周囲の前記硬性シート上に配置されるストッパと、
前記テーブルに対して上下動自在に保持され、前記脆性材料基板とその両側に設けられる前記ストッパとをほぼ同時に押圧するブレークバーと、
を具備することを特徴とする脆性材料基板のブレーク装置。 - 前記脆性材料基板と前記ストッパを被うカバーと、
前記カバーに接続され、ブレーク後の脆性材料基板の屑を吸引する真空吸引部と、
を更に具備することを特徴とする請求項２記載の脆性材料基板のブレーク装置。 - 脆性材料基板を保持するテーブルと、
前記テーブルに保持された脆性材料基板に対し所定の圧力をかけてスクライブラインを形成するホイールカッタと、を具備するスクライブ装置と、
テーブルと、
テーブル上に設けられた所定の厚さの弾性シートと、
前記弾性シート上に設けられた所定の厚さの硬性シートと、
前記硬性シート上に設けられるブレークの対象となる脆性材料基板の厚さとほぼ等しい高さを有し、前記脆性材料基板の周囲の前記硬性シート上に配置されるストッパと、
前記テーブルに対して上下動自在に保持され、前記脆性材料基板とその両側に設けられる前記ストッパとをほぼ同時に押圧するブレークバーと、
を具備するブレーク装置と、
前記脆性材料基板を反転して搬送する搬送装置と、
を具備することを特徴とする脆性材料基板の加工装置。
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