JP2005219951A - 脆性基板のスクライブユニットおよびそれを用いたスクライブ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス板などの脆性基板の表面にスクライブ加工を施す時に発生するカレットにより、脆性基板の表面に傷が付くことを確実に防止して、脆性基板の任意の位置にスクライブラインを形成する。
【解決手段】巻き取りリール４２を回転させて、従動リール４４に巻回されたフィルムＦを脆性基板に密着させた状態で巻き取るとともに、スクライブヘッド３を走行させ、巻き取られるフィルムＦの上からカッターホイール３３によって脆性基板にスクライブラインを形成する。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイに使用されるガラス基板、半導体ウエハ、セラミックス基板などの脆性基板をスクライブするためのスクライブユニットおよびスクライブ方法に関するものである。

通常、板ガラスの製造工場で製造された板ガラスは、まず、大型板ガラスに分断された後、各用途や品種に応じた製品サイズに分断される。このような分断工程では、超硬合金製または焼結ダイヤモンド製のカッターホイールによって大型板ガラスの表面をスクライブさせることで、その厚み方向に垂直クラックを発生させ、スクライブライン（垂直クラックのライン）を大型板ガラスに形成した後、スクライブラインに対して曲げモーメントを加えるなどして、垂直クラックをさらに大型板ガラスの厚み方向に伸展させて大型板ガラスの分断を行っている。

ところで、このような分断工程の中の一つの工程である上述の板ガラスにスクライブラインを形成するスクライブ工程においては、切り屑（カレット）が必然的に発生する。こうしたカレットが分断工程中に残存すると、板ガラスの表面に傷が付き、品質を損ねることになる。特に、液晶表示パネル基板などに用いられるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板においては、ガラス基板の表裏面の傷の発生は歩留りの低下を招く原因となる。

このため、スクライブ工程において発生するカレットによる表面の傷付きを極力防止する必要性から、特許文献１に記載されているように、予め大型板ガラスの表面に保護フィルムを貼着し、板ガラスの表面に保護フィルムが貼着された状態でカッターホイールによりスクライブさせることが提案されている。
特開平１１−２１１４０号公報

ところで、前述した従来技術においては、脆性基板の任意の位置にスクライブラインを形成できるように、板ガラスなどの脆性基板の表面全体に保護フィルムを貼着しているが、スクライブラインを形成するカッターホイールは、厚みが０．６〜２ｍｍ程度である。このようなカッターホイールによってスクライブラインを形成する際、カレットの飛散を考慮した場合、スクライブラインの左右に一定範囲にわたって保護フィルムが貼着されていれば、カレットによる脆性基板の表面への傷付きは防止できる。

しかしながら、スクライブラインの形成に先立って、設定されたスクライブライン上に一定幅の保護フィルムを貼着する必要があり、さらに、スクライブ後、保護フィルムを剥がす工程が必要となるため、作業効率が低下する。また、スクライブラインが交差するクロススクライブラインを形成する場合、２方向に保護フィルムを貼着させる必要があるため、スクライブラインが交差する位置では、保護フィルムが二重に貼着されるため、スクライブ圧( 刃先荷重) が変化し、所望の垂直クラックを形成することが困難となる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ガラス板などの脆性基板の表面にスクライブ工程で発生するカレットにより、傷が付けられることを確実に防止して、脆性基板の任意の位置にスクライブラインを形成することのできる脆性基板のスクライブユニットおよびそれを用いたスクライブ方法を提供するものである。

本発明によれば、テーブルとの間で相対移動する相対移動手段に取付けられ、先端部に装着されるスクライブカッタで脆性基板にスクライブラインを形成するスクライブヘッドと、所定長さのフィルムを相互に巻き取るための一対のリールと、スクライブラインを形成する際に、スクライブカッタと脆性基板との間に位置するフィルムを、スクライブヘッドの移動に応じてリールに巻き取るフィルム巻き取り部材とを具備してなる脆性基板のスクライブユニットが提供される。

すなわち、スクライブヘッドの移動速度に対応する回転速度でリールに巻き取られるフィルムの上から、スクライブヘッドに装着されたスクライブカッタを用いて脆性基板にスクライブラインを形成する。

この発明の別の観点によれば、スクライブヘッドの移動に伴って移動するスクライブカッタの移動方向の前方に配置されるリールに巻回するフィルムを後方に配置されるリールを回転させてフィルムを巻き取るとともに、スクライブヘッドを走行させてフィルムの上からスクライブカッタにより脆性基板にスクライブラインを形成するスクライブ方法が提供される。

すなわち、リールに巻き取られるフィルムの上から、スクライブヘッドに装着されたスクライブカッタを用いて脆性基板にスクライブラインを形成する。

本発明のスクライブユニットでは、ガラス基板などの脆性基板の表面上にスクライブ加工中に発生するカレットにより、脆性基板の表面が傷付けられることを確実に防止して、脆性基板の表面の任意の位置にスクライブラインを形成することができる。

フィルム巻き取り部材が、スクライブヘッドの移動に伴って移動するスクライブカッタの移動方向の前方および後方に配置されかつリールの回転軸と平行な回転軸を有してフィルムと当接しながら脆性基板の主面上を転動可能な一対の転動ローラを具備するので、スクライブカッタの移動方向とフィルムの長手方向が一致するためフィルムを連続して巻き取ることができる。

フィルム巻き取り部材が、転動ローラの少なくとも一方を脆性基板の主面に付勢する付勢手段を具備してなるので、フィルムを連続して脆性基板に密着させることができる。

フィルム巻き取り部材が、転動ローラの回転に応じて一方のリールからフィルムを送り出すフィルム送り手段を具備するので、フィルムのたるみを防止できる。

フィルム送り手段が、フィルムを挟持してフィルムを送り出すフィルム送り出しローラ対と、転動ローラの回転をフィルム送り出しローラ対に伝達する伝達手段とを具備するので、フィルムを精度よく送り出せる。

フィルム送り手段が、フィルムを挟持してフィルムを送り出すフィルム送り出しローラ対と、転動ローラの回転に応じてフィルム送り出しローラ対の一方の回転軸を回転させるモータとを具備するので、フィルムを精度よく送り出せる。

モータがフィルム送り出しローラ対によりフィルムを送り出す送り速度を随時算出するためのロータリエンコーダをさらに具備するので、フィルムを精度よく送り出せる。

フィルム巻き取り部材が、スクライブヘッドの移動方向の後方のリールを回転させてフィルムを巻き取る巻き取りモータと、リールと巻き取りモータとの間に巻き取りモータのトルクを制限するトルクリミッターとを具備するので、スクライブヘッドと脆性基板との間を通過したフィルムにたるみが生じることなく巻き取ることができる。

フィルムの少なくとも一方の表面に粘着剤が塗布されているので、カレットがフィルムへ付着することを促進できる。

スクライブカッタがカッターホイールであって、カッターホイールの刃先稜線に、その全周にわたって所定のピッチで突起が形成されるので、カッターホイールがフィルム上を転動する際、カッターホイールの刃先がフィルムを貫いて脆性基板に打点衝撃を与えることができるため、脆性基板の厚み方向に深い垂直クラックのスクライブラインを形成することができる。

本発明のスクライブ方法では、リールに巻き取られるフィルムの上からスクライブカッタで脆性基板にスクライブラインを形成するので、スクライブ加工時に発生するカレットにより、脆性基板の表面が傷付けられることを防止できる。

フィルムには粘着剤が塗布され、フィルムの粘着面を上面に向けた状態でフィルムの上からスクライブカッタにより脆性基板にスクライブラインを形成するので、スクライブ加工中に発生するカレットが、脆性基板の表面へ飛散することを防止できる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１のスクライブユニットを示す概略正面図であり、図２はそのスクライブユニットの概略平面図である。

このスクライブユニット１は、図示しないスクライブ装置のガイドバーに沿って摺動自在に設けられた摺動部材２と、摺動部材２に取り付けられたスクライブヘッド３と、摺動部材２に設けられたフィルムユニット４と、から構成されている。

スクライブヘッド３は、摺動部材２に固定されたスクライブヘッド本体３１と、スクライブヘッド本体３１に昇降自在に脆性基板Ｇ（図４参照）の表面と垂直な方向の位置が調節可能とされ、かつ、垂直な回転軸回りに回転自在に設けられたチップホルダー３２と、チップホルダー３２に取り付けられ、水平な回転軸回りに回転自在に軸支されたカッターホイール３３と、からなる。詳細には図示しないが、カッターホイール３３の水平な回転軸の軸心は、チップホルダー３２の垂直な回転軸の軸心よりもスクライブヘッド３の走行方向（＋Ｘ方向）とは逆方向に変位した位置に設けられている。このため、スクライブヘッド３が脆性基板Ｇの表面をスクライブするために走行する時、カッターホイール３３はキャスター効果によりスクライブヘッド３のスクライブ方向に追従する。これによって脆性基板Ｇをスクライブ加工するときのカッターホイール３３の直進安定性を得るようにしている。

ここで、カッターホイール３３は、超硬合金製または焼結ダイヤモンド製の円盤に対して両側の円周エッジを互いに斜めに削り込み、図３に示すように、円筒面にＶ字状の刃先稜線３３１を形成するとともに、刃先稜線３３１の全周にわたって溝３３１ａを切り欠くことにより、高さｈの突起３３１ｂを設定ピッチで形成したものであって、中心に挿通孔３３２が形成されている。

このような突起３３１ｂを設けたカッターホイール３３によるスクライブ加工では、カッターホイール３３の転動時に、カッターホイール３３に設けた突起３３１ｂにより、脆性基板Ｇに打点衝撃を与えて突起３３１ｂが脆性基板Ｇに深く食い込むため、水平クラックの発生は少なく、脆性基板Ｇの厚み方向に略貫通する深い垂直クラックが得られる。垂直クラックが深いと、次工程の分断工程において、スクライブラインに沿った精確なブレイクが行え、脆性基板Ｇの分断工程における歩留りが向上する。

フィルムユニット４は、図２に示すように、スクライブヘッド３に対して、その走行方向の上流側（−Ｘ方向側）に位置して摺動部材２に設けられた巻き取りモータ４１と、巻き取りモータ４１の出力軸に連結されたトルクリミッター４８と、トルクリミッター４８の出力軸に脱着自在に連結された巻き取りリール４２と、スクライブヘッド３に対して、その走行方向の下流側（＋Ｘ方向側）に位置して摺動部材２に設けられたベアリングケース４３と、ベアリングケース４３のベアリングの内径に圧入された軸に着脱自在に連結された従動リール４４と、スクライブヘッド３の走行方向の上流側（−Ｘ方向側）に位置して、スクライブヘッド３に設けられた上流側押圧部５０と、スクライブヘッド３の走行方向の下流側（＋Ｘ方向側）にスクライブヘッド３に設けられたフィルム送り部６０と、上流側押圧部５０に対して巻き取りリール４２側に位置して摺動部材２に設けられたガイドピン４７と、を備えている。

上流側押圧部５０は回転軸５５に結合され、回転自在なゴムローラ（転動ローラ）５１を支持するホルダー５６と、ホルダー５６の軸部にスプリング５２を挿入してホルダー５６をナット５４により保持する保持部材５３を備えており、保持部材５３はスクライブヘッド３に取り付けられる。

上流側押圧部５０のゴムローラ５１は下方に向けてフィルムＦを付勢するとともに、ナット５４によりゴムローラ５１の鉛直方向の位置が調節される。

フィルム送り部６０は回転軸６７に結合され、回転自在なゴムローラ（転動ローラ）６１を支持するホルダー７６と、ホルダー７６の軸部にスプリング７３を挿入してホルダー７６をナット７４により保持する保持部材７５を備えており、保持部材７５はスクライブヘッド３に取り付けられる。

フィルム送り部６０のゴムローラ６１は下方に向けてフィルムＦを付勢するとともに、ナット７４によりゴムローラ６１の鉛直方向の位置が調節される。回転軸６７の一方の先端部付近には第１の歯車６４が結合されている。

また、ホルダー７６の従動リール４４側にはフィルム送りローラ６２が回転軸７０と結合しており、その回転軸７０の先端部付近には第２の歯車６６が結合され、更にゴムローラ６１の回転軸６７とフィルム送りローラ６２の回転軸７０の間に回転軸６８が設けられ、その回転軸６８の先端部付近には第３の歯車６５が結合されている。

第１の歯車６４、第２の歯車６６および第３の歯車６５のピッチ円と歯数は同一であり、第１の歯車６４は第３の歯車６５に噛み合わされ、第３の歯車６５は第２の歯車６６に噛み合わされる。

さらに、フィルム送りローラ６２の回転軸７０の従動リール４４側には第４の回転軸７１がホルダー７６の従動リール４４側に形成された溝７７に嵌合されて溝７７の長手方向に移動自在に保持されており、その第４の回転軸７１には補助ローラ６３が回転軸７１に回転自在に支持されている。第４の回転軸７１とホルダー７６に設けられるピン６９との間にはスプリング７２が取り付けられ、補助ローラ６３がフィルムＦを介してフィルム送りローラ６２を押圧する。

脆性基板Ｇのスクライブが開始されると、ゴムローラ６１が脆性基板Ｇの表面上を転動する。ゴムローラ６１の回転は、第１歯車６４、第３歯車６５、第２歯車６６に伝達される。フィルム送りローラ６２は、ゴムローラ６１が脆性基板Ｇ上を走行する際のゴムローラ６１と同じ周速度で、フィルムＦを従動リール４４から繰り出す。

フィルムＦは、一端が従動リール４４の軸部に固定されて従動リール４４に巻き回されており、他端側が巻き取りリール４２の軸部に固定されて巻き取りリール４２に巻き回されている。従動リール４４に巻回されたフィルムＦは、フィルム送りローラ６２により引き出され、ゴムローラ６１を経てカッターホイール３３の直下を通過した後、ゴムローラ５１およびガイドピン４７を経て巻き取りリール４２に巻き取られる。すなわち、フィルムＦは、通常、スプリング５２の付勢力によって下方に押し下げられたゴムローラ５１およびスプリング７３の付勢力によって下方に押し下げられたゴムローラ６１で巻き回されるため、カッターホイール３３よりも下方に位置している。

また、巻き取りモータ４１を駆動させることにより、巻き取りリール４２にフィルムＦを巻き取ることができる。この際、トルクリミッター４８により、設定された張力以上の張力が作用した場合を除いて、フィルムＦは、一定の力で張られた状態となる。フィルム送りローラ６２がフィルムＦを従動リール４４側から送り始めると、巻き取りモータ４１に付加されているトルクが低くなり、フィルムＦが巻き取りリール４２に巻き取られる。

フィルムＦとしては、厚みが１０〜５０μｍ、幅５ｍｍ程度のものが採用され、スクライブ加工中に脆性基板Ｇの表面上へのカレットの飛散を防止するために、フィルムＦの表面に弱粘着剤が塗布されたものを採用することが好ましい。

さらに、カッターホール３３を支持するチップホルダー３２は、カッターホイール３３がフィルムＦ上を圧接転動する際、スリップするなどの不具合が生じないように、カッターホイール３３の下端とフィルムＦとの間隔が調節できるように、スクライブヘッド本体３１に昇降自在かつ位置調節可能に保持される。

また、第１歯車６４、第２歯車６６および第３歯車６５は金属製またはエンジニアプラスチック製である。したがって、精度良く回転運動が伝達できる。

次に、このように構成されたスクライブユニット１の動作について、図４および図５に基づいて説明する。

まず、初期設定において、スクライブユニット１の移動速度（スクライブ速度）、脆性基板Ｇにカッターホイール３３が乗り上げるときのスクライブユニット１の移動速度、スクライブユニット１の待機位置、下降位置、スクライブ開始位置、スクライブ終了位置をそれぞれ設定する。

初期設定が終了すれば、図示しない始動スイッチを操作することにより、巻き取りモータ４１が駆動する。フィルムＦは、一定の力で張られた状態となる（ステップＳ１）。スクライブユニット１が、待機位置からスクライブ開始位置に移動する（ステップＳ２）。次いで、カッターホイール３３が脆性基板Ｇの表面から０．５乃至２．０ｍｍ下方の切り込み位置へ位置するようにスクライブユニット１を下降させた後（ステップＳ３）、カッターホイール３３が脆性基板Ｇに乗り上げるときに脆性基板Ｇの端面に欠けを発生させないように低速の移動速度でスクライブユニット１が移動する（ステップＳ４）。次いで、カッターホイール３３が脆性基板Ｇに乗り上げる（ステップＳ５）。

この場合、図４（ａ）に示すように、まず、フィルム送り部６０のゴムローラ６１はスプリング７３の付勢力により脆性基板Ｇの端面のエッジとの間にフィルムＦを挟み込んだ状態で脆性基板Ｇに乗り上げる。次いで、脆性基板Ｇの表面との間にフィルムＦを挟み込んだ状態で脆性基板Ｇ上を転動する。このため、脆性基板Ｇとゴムローラ６１に挟まれたフィルムＦは、脆性基板Ｇを転動するゴムローラ６１によってフィルム送りローラ６２がゴムローラ６１と同じ周速度で同じ回転方向へ回転して従動リール４４から引き出される。この後、ゴムローラ６１が脆性基板Ｇの表面上を所定の距離だけ転動すると、図４（ｂ）に示すように、カッターホイール３３が脆性基板Ｇの端面のエッジに乗り上げ、スクライブ加工を開始する。ここで、フィルムＦが脆性基板Ｇの端面のエッジにあてがわれていることから、脆性基板Ｇとカッターホイール３３が当接することによる脆性基板Ｇの端面のエッジに発生する欠けを防止できる。

図４（ｃ）に示すように、スクライブユニット１の移動速度（スクライブ速度）でスクライブ加工中（ステップＳ６）、カッターホイール３３がフィルムＦ上を圧接転動し、カッターホイール３３の刃先がフィルムＦを貫いて脆性基板Ｇに打点衝撃を与えるため、脆性基板Ｇの厚み方向に深い垂直クラックのスクライブラインが形成される。一方、脆性基板Ｇにスクライブラインが形成される際に発生するカレットは、スクライブラインを挟んで両側の領域にわたって配置された所定幅のフィルムＦの表面に塗布された弱粘着剤に粘着されると同時に、巻き取りリール４２に巻き取られる。したがって、カレットは、脆性基板Ｇの表面に飛散することがなく、スクライブ加工時に発生するカレットにより、脆性基板Ｇの表面が傷付けられることを防止できる。また、フィルムＦの厚みや材質を変更することにより、脆性基板Ｇの性状に適応したスクライブ条件を設定することができる。

尚、カッターホイール３３によってスクライブラインを形成する際、スクライブ条件に合わせて、スクライブ予定ラインを挟んで前記ラインの両側の領域にわたって所定幅のフィルムが貼着されていれば、カレットによる脆性基板Ｇの表面への飛散を防止できる。したがって、必ずしも、フィルムの表面に粘着剤が塗布されていなくてもよい。

再び図５に戻って説明する。図４（ｄ）に示すように、スクライブユニット１がスクライブ終了位置に到達すれば（ステップＳ７）、スクライブユニット１が上昇し（ステップＳ８）、巻き取りモータ４１の駆動を停止させた後（ステップＳ９）、スクライブユニット１が待機位置へ移動する（ステップＳ１０）。これにより、1 本のスクライブラインを形成するスクライブユニット１の動作が終了する。

以下、同様に先に形成したスクライブラインと平行にスクライブラインを脆性基板Ｇの所定の位置に順に形成する。

また、上記の方法で形成された複数のスクライブラインと交差するようにスクライブラインを形成する場合は、詳細には図示しないが、脆性基板Ｇを吸引により吸着保持しているテーブルを、例えば、９０度回転させた後、前述したように、スクライブラインを形成すればよい。ここで、新たにクロススクライブラインを形成する場合、先にスクライブラインを形成した際に利用したフィルムＦは、脆性基板Ｇ上に残っていない。したがって、フィルムＦが重なった状態でスクライブラインを形成することはなく、同一のスクライブ圧で所望の垂直クラックを有するスクライブラインを形成することができる。

なお、フィルムＦが巻き取りリール４２に順次巻き取られることにより、フィルムＦを交換する必要が生じた場合は、新たなフィルムＦが巻き付けられた従動リール４４と、従動リール４４から引き出されてフィルムＦの一端が止着された巻き取りリール４２とを、先に使用した巻き取りリール４２および従動リール４４に替えて取り付ければよい。また、リールの交換は、巻き取りリール４２に巻かれたフィルムＦをフィルム検出センサ８１が検出したときに基づいて行うことができる。

実施例２では、フィルム送り部の他の実施例を示す。図６は、本発明の実施例２のスクライブユニットを示す正面図であり、図７はそのスクライブユニットの平面図である。このスクライブユニット１００は、実施例１のフィルム送り部の構成が異なる以外は図１および図２に示す実施例１のスクライブユニット１と構造的な相違はないため、実施例２におけるフィルム送り部１１０以外の部材の詳細な説明は同一の部材に同一の符号を用いることで省略する。

実施例２のフィルム送り部１１０は、回転軸１１５に結合され、回転自在なゴムローラ（転動ローラ）１１１を支持するホルダー１２６と、ホルダー１２６の軸部にスプリング１１２を挿入してホルダー１２６をナット１１４によりスクライブヘッド３に保持する保持部材１１３を備えており、保持部材１１３はスクライブヘッド３に取り付けられる。

フィルム送り部１１０のゴムローラ１１１は下方に向けてフィルムＦを付勢する。

また、ホルダー１２６の従動リール４４側にはフィルム送りモータ１１６が摺動部材２に設けられ、そのフィルム送りモータ１１６の回転軸１１８にはフィルム送りローラ１１９が結合されている。回転軸１１８は、図７に示すようにロータリエンコーダ１１７の軸と結合され、ロータリエンコーダ１１７によりフィルム送りローラ１１９の回転状態を検出できる。ロータリエンコーダ１１７は摺動部材２に取り付けられ、ロータリエンコーダ１１７の従動リール４４側にはスクライブユニット１００の移動方向（＋Ｘ方向および−Ｘ方向）に移動自在なスライドテーブル１２２が台座１２５を介して摺動部材２に設けられる。スプリング保持金具１２３とスライドテーブル１２２の間にスプリング１２４を介在させることで、スライドテーブル１２２に設けられ、スクライブユニット１００の移動方向と直交する方向に延在する回転軸１２１に回転自在に備えられた補助ローラ１２０はフィルムＦを介してフィルム送りローラ１１９を押圧する。

脆性基板Ｇのスクライブが開始されると、フィルム送りモータ１１６が駆動され、脆性基板Ｇ上をスクライブヘッド３が走行する移動速度と一致する周速度でフィルム送りローラ１１９が回転させられ、フィルムＦを従動リール４４から繰り出す。

フィルムＦは一端が従動リール４４の軸部に固定されて従動リール４４に巻き回されており、他端側が巻き取りリール４２の軸部に固定されて巻き取りリール４２に巻き回されている。従動リール４４に巻回されたフィルムＦは、フィルム送りローラ１１９により引き出され、ゴムローラ１１１を経てカッターホイール３３の直下を通過した後、ゴムローラ（転動ローラ）５１およびガイドピン４７を経て巻き取りリール４２に巻き取られる。すなわち、フィルムＦは、通常、スプリング５２の付勢力によって下方に押し下げられたゴムローラ５１およびスプリング１１２の付勢力によって下方に押し下げられたゴムローラ１１１で巻き回されるため、カッターホイール３３よりも下方に位置している。

また、巻き取りモータ４１を駆動させることにより、巻き取りリール４２にフィルムＦを巻き取ることができる。この際、トルクリミッター４８により、設定された張力以上の張力が作用した場合を除いて、フィルムＦは、一定の力で張られた状態とされ、フィルム送りローラ１１９がフィルムＦを巻き取りリール４２側へ送り始めると、巻き取りモータ４１に付加されているトルクが低くなり、フィルムＦが巻き取りリール４２に巻き取られる。

また、フィルムＦとしては、厚みが１０〜５０μｍ、幅５ｍｍ程度のものが採用され、スクライブ加工中に脆性基板Ｇの表面上へのカレットの飛散を防止するために、フィルムＦの表面に弱粘着剤が塗布されたものを採用することが好ましい。

さらに、カッターホール３３を支持するチップホルダー３２は、カッターホイール３３がフィルムＦ上を圧接転動する際、スリップするなどの不具合が生じないように、カッターホイール３３の下端とフィルムＦとの間隔が調節できるように、スクライブヘッド本体３１に昇降自在かつ位置調節可能に保持される。

次に、このように構成されたスクライブユニット１００の動作について、図８に基づいて説明する。

まず、初期設定において、スクライブユニット１００の移動速度（スクライブ速度）、脆性基板Ｇにカッターホイール３３が乗り上げるときのスクライブユニット１００の移動速度、スクライブユニット１００の待機位置、下降位置、スクライブ開始位置、スクライブ終了位置をそれぞれ設定する。

初期設定が終了すれば、図示しない始動スイッチを操作することにより、巻き取りモータ４１が駆動される。フィルムＦは、一定の力で引張られた状態とされる（ステップＳ２１）。スクライブユニット１００が、待機位置からスクライブ開始位置に移動する（ステップＳ２２）。次いで、カッターホイール３３が脆性基板Ｇの表面から０．５乃至２．０ｍｍ下方の切り込み位置へ位置するようにスクライブユニット１００が下降した後（ステップＳ２３）、カッターホイール３３が脆性基板Ｇに乗り上げるときの移動速度でスクライブユニット１００が移動し（ステップＳ２４）、カッターホイール３３が脆性基板Ｇに乗り上げる（ステップＳ２５）。

この場合、まず、フィルム送り部１１０のゴムローラ１１１がスプリング１１２の付勢力により脆性基板Ｇの端面のエッジとの間にフィルムＦを挟み込んだ状態で脆性基板Ｇに乗り上げるとともに、脆性基板Ｇの表面との間にフィルムＦを挟み込んだ状態で脆性基板Ｇ上を転動する。このため、脆性基板Ｇとゴムローラ１１１に挟まれたフィルムＦは、脆性基板Ｇを転動するゴムローラ１１１によって従動リール４４から引き出される。この後、ゴムローラ１１１が脆性基板Ｇの表面上を所定の距離だけ転動すると、カッターホイール３３が脆性基板Ｇの端面のエッジに乗り上げ、スクライブ加工を開始する。ここで、フィルムＦが脆性基板Ｇの端面のエッジにあてがわれていることから、脆性基板Ｇとカッターホイール３３が当接することによる脆性基板Ｇの端面のエッジに発生する欠けを防止できる。

そして、フィルム送りモータ１１６が回転を開始するとともに、スクライブユニット１００がスクライブ速度で移動を開始する（ステップＳ２６）。このとき、一端が巻き取りリール４２に止着されたフィルムＦは、トルクリミッター４８によって一定の力で張られた状態に維持されるとともに、ゴムローラ１１１によって脆性基板Ｇの表面に密着されて従動リール４４から繰り出される。

このようにして、フィルム送りモータ１１６が回転を開始するとともに、スクライブユニット１００がスクライブ速度で移動開始することにより、フィルム送りローラ１１９がフィルムＦを巻き取りリール４２側へ送り始めると、巻き取りモータ４１に付加されているトルクが低くなり、フィルムＦが巻き取りリール４２に巻き取られる。フィルム送りモータ１１６の回転速度はスクライブ加工中のスクライブ速度と一致するようにフィルム送りモータ１１６の回転速度を随時変更させる。（ステップＳ２７）。

すなわち、図９に示すように、フィルム送りローラ１１９の回転状態をロータリエンコーダ１１７がパルス出力することにより（ステップＳ７１）、フィルムＦの実送り速度を算出した後（ステップＳ７２）、スクライブ速度に一致するフィルム送りモータ１１６の回転軸１１８の周速度を算出する（ステップＳ７３）。次いで、フィルム送りモータ１１６のドライバーへ算出された回転速度で回転するように指令信号を出力することにより（ステップＳ７４）、フィルム送りローラ１１９の周速度をスクライブ速度と等しくなるように変更させる（ステップＳ７５）。このようなフィルム送りローラ１１９の周速度の変更は、スクライブユニット１００がスクライブ終了位置に到達したか否かが判断されて（ステップＳ７６）、スクライブ終了位置に到達するまで継続される。

スクライブユニット１００の移動速度（すなわちスクライブ速度）でスクライブ加工中（ステップＳ２６）、カッターホイール３３がフィルムＦ上を圧接転動し、カッターホイール３３の刃先がフィルムＦを貫いて脆性基板Ｇに打点衝撃を与えるため、脆性基板Ｇの厚み方向に深い垂直クラックのスクライブラインが形成される。一方、脆性基板Ｇにスクライブラインが形成される際に発生するカレットは、スクライブラインを挟んで両側の領域にわたって配置された所定幅のフィルムＦの表面に塗布された弱粘着剤に付着すると同時に、巻き取りリール４２に巻き取られる。したがって、カレットは、脆性基板Ｇの表面に飛散することがなく、スクライブ加工時に発生するカレットにより、脆性基板Ｇの表面が傷付けられることを防止できる。また、フィルムＦの厚みや材質を変更することにより、脆性基板Ｇの性状に適応したスクライブ条件を設定することができる。

尚、カッターホイール３３によってスクライブラインを形成する際、スクライブ条件に合わせて、スクライブ予定ラインを挟んで前記ラインの両側の領域にわたって所定幅のフィルムＦが貼着されていれば、カレットによる脆性基板Ｇの表面への飛散を防止できることから、必ずしも、フィルムＦの表面に粘着剤が塗布されていなくてもよい。

再び図８に戻って、スクライブユニット１００がスクライブ終了位置に到達すれば（ステップＳ２８）、スクライブユニット１００が上昇し（ステップＳ２９）、フィルム送りモータ１１６の駆動を停止させた後（ステップＳ３０）、スクライブユニット１００が待機位置へ移動する（ステップＳ３１）ことで、1 本のスクライブラインを形成するスクライブユニット１００の動作が終了する。

以下、同様に先に形成したスクライブラインと平行にスクライブラインを脆性基板Ｇの所定の位置に順に形成する。

また、このように形成された複数のスクライブラインと交差するようにスクライブラインを形成する場合は、脆性基板Ｇを吸引により吸着保持しているテーブルを、例えば、９０度回転させた後、前述したように、スクライブラインを形成すればよい。ここで、新たにクロススクライブラインを形成する場合、先にスクライブラインを形成した際に利用したフィルムＦは、脆性基板Ｇ上に残っていないことから、フィルムＦが重なった状態でスクライブラインを形成することはなく、同一のスクライブ圧で所望の垂直クラックを有するスクライブラインを形成することができる。

なお、フィルムＦが巻き取りリール４２に順次巻き取られることにより、フィルムＦを交換する必要が生じた場合は、新たなフィルムＦが巻き付けられた従動リール４４と、従動リール４４から引き出されてフィルムＦの一端が止着された巻き取りリール４２とを、先に使用した巻き取りリール４２および従動リール４４に代えて取り付ければよい。また、リールの交換は、巻き取りリール４２に巻かれたフィルムＦをフィルム検出センサ８１が検出したときに基づいて行われる。

実施例３ではフィルム送り部の他の実施例を示す。図１０は、本発明の実施例３のスクライブユニットを示す概略正面図であり、図１１はそのスクライブユニットの概略平面図である。このスクライブユニット２００は、実施例２のスクライブユニット１００と比べて、フィルム送り部の構成が異なる以外は図６および図７に示す実施例２のスクライブユニット１００と構造的な相違はないため、実施例３におけるフィルム送り部２１０以外の部材の詳細な説明は同一の部材に同一の符号を用いることで省略する。

実施例３のフィルム送り部２１０は、回転軸２１５に結合され、回転自在なゴムローラ（転動ローラ）２１１を支持するホルダー２２６と、ホルダー２２６の軸部にスプリング２１２を挿入してホルダー２２６をナット２１４により保持する保持部材２１３を備えており、保持部材２１３はスクライブヘッド３に取り付けられる。

フィルム送り部２１０のゴムローラ２１１は下方に向けてフィルムＦを付勢する。また、ホルダー２２６の従動リール４４側にガイドローラ２２７が設けられる。

本実施例３のスクライブユニット２００は、実施例１及び実施例２のスクライブユニットのようにフィルム送りローラによるフィルム送り手段を用いなくても、脆性基板Ｇのスクライブが開始されると、ゴムローラ２１１が脆性基板Ｇ上をスクライブヘッド３が走行する移動速度と一致する回転速度で回転させられ、フィルムＦを従動リール４４から繰り出す。

また、巻き取りモータ４１を駆動させることにより、巻き取りリール４２にフィルムＦを巻き取ることができる。この際、トルクリミッター４８により、設定された張力以上の張力が作用した場合を除いて、フィルムＦは、一定の力で張られた状態とされ、ゴムローラ２１１がフィルムＦを巻き取りリール４２側へ送り始めると、巻き取りモータ４１に付加されているトルクが低くなり、フィルムＦが巻き取りリール４２に巻き取られる。

さらに、フィルムＦとしては、厚みが１０〜５０μｍ、幅５ｍｍ程度のものが採用され、スクライブ加工中に脆性基板Ｇの表面上へのカレットの飛散を防止するために、フィルムＦの表面に弱粘着剤が塗布されたものを採用することが好ましい。

また、カッターホイール３３を支持するチップホルダー３２は、カッターホイール３３がフィルムＦ上を圧接転動する際、スリップするなどの不具合が生じないように、カッターホイール３３の下端とフィルムＦとの間隔が調節できるように、スクライブヘッド本体３１に昇降自在かつ位置調節可能に保持される。

このように構成されたスクライブユニット２００の動作については、図４及び図５で説明した実施例１のスクライブユニットと同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

尚、実施例１乃至実施例３におけるフィルムＦの材質はプラスチックフィルムであるポリエチレン、金属フィルムであるアルミニウム、これらのフィルムを積層した積層フィルムが用いられる。

また、実施例１乃至実施例３の説明においては、脆性基板Ｇの一種であるガラス基板にスクライブラインを形成する場合について主に述べたが、例えば、液晶表示パネル、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機ＥＬディスプレイなどの脆性基板を貼り合わせたフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）や、透過型プロジェクタ基板、反射型プロジェクタ基板等のマザー貼り合わせ基板にスクライブラインを形成する工程にも本発明のスクライブユニットおよびスクライブ方法が有効に適用される。

以上のように本発明によれば、カッターホイールが脆性基板の表面から０．５ｍｍ乃至２．０ｍｍ下方の脆性基板の端面の外側の切り込み位置に下降した状態で脆性基板の端面に向かって移動することにより、まず、ゴムローラ（転動ローラ）が、スプリングの付勢力によって脆性基板の端面のエッジとの間にフィルムを挟み込んだ状態で脆性基板に乗り上げた後、脆性基板の表面との間にフィルムを挟み込んだ状態で脆性基板の表面上を転動する。この際、フィルム送り手段として、脆性基板の表面上を転動するゴムローラの回転が複数の歯車を介してフィルム送りローラに伝達され、フィルム送りローラがゴムローラと同じ周速度で同じ回転方向へ回転して従動リールからフィルムを引き出す。

また、別のフィルム送り手段としてはクライブ加工時のスクライブ速度に一致するフィルム送りローラの周速度をフィルム送りモータの回転軸と結合しているロータリエンコーダから出力される信号により随時演算し、フィルム送りモータを演算された回転速度で回転させる。

このとき、巻き取りモータは既に駆動させられており、フィルムは、一定の力で張られた状態とされ、フィルム送りローラがフィルムを巻き取りリール側へ送り始めると、巻き取りモータに付加されているトルクが低くなり、フィルムが巻き取りリールに巻き取られる。

次いで、カッターホイールが脆性基板の表面上に乗り上げれば、スクライブヘッドを移動させることにより、スクライブ加工を開始する。この際、従動リールに巻回されたフィルムは、スプリングによって付勢されたゴムローラを介して脆性基板の表面に密着されて、巻き取りリールに巻き取られる。また、カッターホイールが脆性基板の表面に密着されたフィルム上を圧接転動することにより、カッターホイールの刃先がフィルムを貫いて脆性基板にスクライブラインを形成することができる。カッターホイールを回転自在に支持するスクライブヘッドがスクライブ終了位置に到達すれば、スクライブヘッドを上昇させるとともに、巻き取りモータの駆動を停止させた後、スクライブヘッドを待機位置へ移動させて、カッターホイールにより脆性基板の表面に１本のスクライブラインを形成させる動作が終了する。

この結果、脆性基板に形成されるスクライブ予定ラインを挟む両側の領域にわたって脆性基板の表面に密着された所定の幅のフィルムの上から脆性基板にスクライブラインを形成することから、スクライブ加工時に発生して飛散したカレットは、フィルムの表面に塗布された粘着剤によってフィルムの表面に粘着させられた後、直ちに巻き取られる。このため、カレットが脆性基板の表面上に飛散することがなく、カレットにより、脆性基板の表面が傷付けられることを確実に防止することができる。

この場合、フィルムの厚みや材質を変更することにより、脆性基板の性状に適応したスクライブ条件を設定することができる。

尚、カッターホイールによってスクライブラインを形成する際、スクライブ条件に合わせて、スクライブ予定ラインを挟んで両側の領域にわたって所定幅のフィルムが貼着されていれば、カレットによる脆性基板の表面への飛散を防止できることから、必ずしも、フィルムの表面に粘着剤が塗布されていなくてもよい。

また、カッターホイールが脆性基板に乗り上げる際、脆性基板の端面のエッジと当接しているフィルムの上に乗り上げることから、脆性基板の端面のエッジに欠けが発生することを防止できる。

また、本発明によれば、脆性基板、特に、液晶表示パネル基板などに用いられるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の表面に、スクライブ工程で発生するカレットにより、傷が付けられることを防止して、量産時の歩留りを向上させることができる。

本発明の実施例１のスクライブユニットを示す正面図である。 図１のスクライブユニットの平面図である。 図１のスクライブユニットに用いられたカッターホイールを示す側面図および正面図ならびに部分拡大図である。 本発明のスクライブユニットによるスクライブ工程を説明する工程図である。 図１のスクライブユニットによるスクライブ工程を説明するフローチャート図である。 本発明の実施例２のスクライブユニットを示す正面図である。 図６のスクライブユニットの平面図である。 図６のスクライブユニットによるスクライブ工程を説明するフローチャート図である。 図８のフローチャートにおいて、フィルム送りモータの回転速度を変更する工程を説明するフローチャート図である。 本発明の実施例３のスクライブユニットを示す正面図である。 図１０のスクライブユニットの平面図である。

符号の説明

１ スクライブユニット
２ 摺動部材
３ スクライブヘッド
３３ カッターホイール
３３１ 刃先稜線
３３１ｂ 突起
４ フィルムユニット
４１ 巻き取りモータ
４２ 巻き取りリール（リール）
４３ ベアリングケース
４４ 従動リール（リール）
４８ トルクリミッター
５０ 上流側押圧部
５１ ゴムローラ（転動ローラ）
６０ フィルム送り部
６１ ゴムローラ（転動ローラ）
６２ フィルム送りローラ
６４，６５，６６ 歯車
１００ スクライブユニット
１１０ フィルム送り部
１１１ ゴムローラ（転動ローラ）
１１６ フィルム送りモータ
１１７ ロータリエンコーダ
１１９ フィルム送りローラ
２１０ フィルム送り部
２１１ ゴムローラ（転動ローラ）
Ｆ フィルム
Ｇ 脆性基板

Claims (12)

1. テーブルとの間で相対移動する相対移動手段に取付けられ、先端部に装着されるスクライブカッタで脆性基板にスクライブラインを形成するスクライブヘッドと、所定長さのフィルムを相互に巻き取るための一対のリールと、スクライブラインを形成する際に、スクライブカッタと脆性基板との間に位置するフィルムを、スクライブヘッドの移動に応じてリールに巻き取るフィルム巻き取り部材とを具備してなる脆性基板のスクライブユニット。
2. フィルム巻き取り部材が、スクライブヘッドの移動に伴って移動するスクライブカッタの移動方向の前方および後方に配置されかつリールの回転軸と平行な回転軸を有してフィルムと当接しながら脆性基板の主面上を転動可能な一対の転動ローラを具備する請求項１に記載の脆性基板のスクライブユニット。
3. フィルム巻き取り部材が、転動ローラの少なくとも一方を脆性基板の主面に付勢する付勢手段を具備してなる請求項２に記載の脆性基板のスクライブユニット。
4. フィルム巻き取り部材が、転動ローラの回転に応じて一方のリールからフィルムを送り出すフィルム送り手段を具備する請求項２に記載の脆性基板のスクライブユニット。
5. フィルム送り手段が、フィルムを挟持してフィルムを送り出すフィルム送り出しローラ対と、転動ローラの回転をフィルム送り出しローラ対に伝達する伝達手段とを具備する請求項４に記載の脆性基板のスクライブユニット。
6. フィルム送り手段が、フィルムを挟持してフィルムを送り出すフィルム送り出しローラ対と、転動ローラの回転に応じてフィルム送り出しローラ対の一方の回転軸を回転させるモータとを具備する請求項４に記載の脆性基板のスクライブユニット。
7. モータがフィルム送り出しローラ対によりフィルムを送り出す送り速度を随時算出するためのロータリエンコーダをさらに具備する請求項６に記載の脆性基板のスクライブユニット。
8. フィルム巻き取り部材が、スクライブヘッドの移動方向の後方のリールを回転させてフィルムを巻き取る巻き取りモータと、リールと巻き取りモータとの間に巻き取りモータのトルクを制限するトルクリミッターとを具備する請求項１に記載の脆性基板のスクライブユニット。
9. フィルムの少なくとも一方の表面に粘着剤が塗布されている請求項１乃至８のいずれかに記載の脆性基板のスクライブユニット。
10. スクライブカッタがカッターホイールであって、そのカッターホイールの刃先稜線に、その全周にわたって所定のピッチで突起が形成される請求項１に記載の脆性基板のスクライブユニット。
11. スクライブヘッドの移動に伴って移動するスクライブカッタの移動方向の前方に配置されるリールに巻回するフィルムを後方に配置されるリールを回転させてフィルムを巻き取るとともに、スクライブヘッドを走行させてフィルムの上からスクライブカッタにより脆性基板にスクライブラインを形成する脆性基板のスクライブユニットを用いたスクライブ方法。
12. フィルムには粘着剤が塗布され、フィルムの粘着面を上面に向けた状態でフィルムの上からスクライブカッタにより脆性基板にスクライブラインを形成する請求項１１記載の脆性基板のスクライブユニットを用いたスクライブ方法。
    

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