JP2005314172A - Substrate cutter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はガラスなどの無機材料からなる基板の基板切断装置に関し、さらに詳しく言えば、スクライブ切断法による基板切断装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate cutting apparatus for a substrate made of an inorganic material such as glass, and more particularly to a substrate cutting apparatus using a scribe cutting method.
一般に、ガラスなどの硬い基板を切断する方法としては、回転ブレードを用いるダイシング切断法,超高圧水流を用いたウォータジェット切断法,スクライブ切断法などが知られている。ここでスクライブ切断法とは、カッターなどにより基板の一方の面にスクライブ(scribe)溝を形成した後、その他方の面側から圧力を加えて基板をスクライブ溝に沿って破断(分断)する方法である(例えば、特許文献1,2参照)。 In general, as a method for cutting a hard substrate such as glass, a dicing cutting method using a rotating blade, a water jet cutting method using an ultra-high pressure water flow, a scribe cutting method, and the like are known. Here, the scribe cutting method is a method in which a scribe groove is formed on one surface of a substrate with a cutter or the like, and then the substrate is broken (divided) along the scribe groove by applying pressure from the other surface side. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
このうち、ダイシング切断法およびウォータジェット切断法は、切断後のカット断面が精密であるという利点はあるものの、いずれも冷却水の供給装置を必要とするため、装置自体の構造が複雑でコスト面での問題が多く、また、切断作業に時間がかかるという問題もある。 Of these, the dicing cutting method and the water jet cutting method have the advantage that the cut section after cutting is precise, but both require a cooling water supply device, so the structure of the device itself is complicated and costly. In addition, there are many problems in that the cutting work takes time.
とりわけ、液晶パネルを構成するガラス基板(透明電極基板)において、水分は電極を腐食させる原因になりかねないため水を使用する切断法は好まれない。そこで、液晶パネルの分野においては、ガラス基板の切断に水が不要であり、しかも生産性およびコスト面で有利なスクライブ切断法が好ましく採用されている。 In particular, in a glass substrate (transparent electrode substrate) constituting a liquid crystal panel, water may cause corrosion of the electrode, so that a cutting method using water is not preferred. Therefore, in the field of liquid crystal panels, a scribe cutting method that does not require water for cutting the glass substrate and is advantageous in terms of productivity and cost is preferably employed.
通常、液晶パネルはマザー基板から多面取りされるため切断工程が2回にわたって行われる。すなわち、マザー基板を列方向もしくは行方向に沿って切断して複数の液晶パネルを含む多連基板(スティック基板)を切り出す工程と、多連基板を切断して個々の液晶パネル(液晶セル)を切り出す工程とが行われる。いずれもスクライブ切断法により行われ、その基板切断装置の一例を図3および図4を参照して説明する。 Usually, since the liquid crystal panel is multi-sided from the mother substrate, the cutting process is performed twice. That is, a step of cutting a mother substrate along a column direction or a row direction to cut out a multiple substrate (stick substrate) including a plurality of liquid crystal panels, and cutting the multiple substrate into individual liquid crystal panels (liquid crystal cells). Cutting out. Both are performed by the scribe cutting method, and an example of the substrate cutting apparatus will be described with reference to FIGS.
ここでの例は多連基板から個々の液晶パネルを切り出す基板切断装置で、図3に示すように、多連基板10が載置されるワークテーブル20と、ワークテーブル20に対して両矢印A方向に沿って昇降可能な破断手段30とを備えている。
An example here is a substrate cutting apparatus that cuts out individual liquid crystal panels from a multiple substrate. As shown in FIG. 3, a work table 20 on which the
多連基板10は、周辺シール材を介して圧着された状態で図示しないマザー基板から切り出された一対のガラス基板(透明電極基板)11,12を含み、通常の液晶パネルにおいてその板厚は0.4〜0.7mm程度である。
The
ガラス基板11,12の各表面11a,12aには、切り出される液晶パネルの対向する2辺に沿ってカッターホイールチップなどの切削手段により所定深さのスクライブ溝111,121(この例では各基板ともに7つのスクライブ溝111A〜111G,121A〜121G)が形成される。なお、スクライブ溝は「けがき溝」とも言う。
On the
破断手段30は、図示しない例えばエアシリンダなどの駆動手段に連結される昇降ヘッド31と、昇降ヘッド31の下端に取り付けられる例えばウレタン硬質ゴム材からなる押圧チップ32とを備えている。
The breaking
ワークテーブル20は多連基板10を平坦に支持するが、破断手段30から押圧力がかけられた際にはその被押圧部分が若干凹み得るような弾性体からなる。図示しないが、ワークテーブル20には多連基板10を所定ピッチ(隣接するスクライブ溝間のピッチ)で水平方向(矢印B方向)に移動させる基板送り手段が設けられている。
Although the work table 20 supports the
多連基板10の切断はガラス基板11側とガラス基板12側とで別々に行われるが、ガラス基板11側を切断する場合には、ガラス基板11を下側,ガラス基板12を上側としてワークテーブル20上に載置し、上記基板送り手段により図4(a)に示すように最初のスクライブ溝111Aが破断手段30の押圧チップ32の真下に位置するように多連基板10を送り込む。
The
そして、昇降ヘッド31を下降させて押圧チップ32をガラス基板12側から押し付ける。この押圧力によりワークテーブル20の被押圧部分が若干凹み、これに伴って図4(b)に示すようにスクライブ溝111Aの部分に反り(スクライブ溝を基点として左右が浮き上がるような反り)が生じてガラス基板11がスクライブ溝111Aに沿って破断する。
And the raising / lowering
以後同様に、多連基板10を移動させて各スクライブ溝111B〜111Gを破断手段30の押圧チップ32の真下位置に送り込み、各スクライブ溝111B〜111Gに沿ってガラス基板11側を切断する。ガラス基板11の切断が終了したら、今度はガラス基板12側を下向きとしてワークテーブル20上に載置し、その各スクライブ溝121A〜121Gに沿ってガラス基板12を切断する。これにより、多連基板10に含まれている液晶パネルが1枚ずつ切り出される。
Thereafter, similarly, the
しかしながら、スクライブ切断法では図4(b)に示すようにスクライブ溝を基点としてその左右両側を浮き上がらせるように基板を反らす必要があるため、上記従来の基板切断装置によると1箇所ずつしか切断できない。 However, in the scribe cutting method, as shown in FIG. 4B, it is necessary to warp the substrate so that the left and right sides thereof are lifted with the scribe groove as a base point. Therefore, according to the conventional substrate cutting apparatus, only one place can be cut. .
したがって、上記の例のように各ガラス基板11,12にそれぞれ7つのスクライブ溝111,121が切り込まれている場合には、多連基板10から個々の液晶パネルを全部切り出すまでには14回の切断作業が必要となり生産性が悪い。
Accordingly, when the seven
また、多連基板10をワークテーブル20上で移動させているが、ワークテーブル20上には切断時に発生するガラス粉が付着しており、それによってパネル面に傷が付けらガラス傷不良が発生することもある。このような問題は、多連基板から個々の液晶パネルを切り出す場合だけでなく、マザー基板から多連基板を切り出す際にも同様に生ずる。
Moreover, although the
したがって、本発明が解決しようとする課題は、基板をスクライブ切断法により複数本のスクライブ溝に沿って切断するにあたって、基板をワークテーブル上で移動させることなく各スクライブ溝を同時に切断し得る基板切断装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to cut a substrate along a plurality of scribe grooves by a scribe cutting method, which can cut each scribe groove simultaneously without moving the substrate on the work table. To provide an apparatus.
上記課題を解決するため、本発明は、ガラスなどの無機材料からなる基板で、その一方の面側に複数本のスクライブ溝が互いに平行として形成されている基板を切断対象とし、押圧チップを上記基板の他方の面側から上記各スクライブ溝にめがけて押し付けて上記基板に含まれている個々の基板片を切り出すスクライブ切断法による基板切断装置において、上記基板がスクライブ溝形成面側を下向きとして載置されるワークテーブルと、上記ワークテーブルに対して昇降可能な昇降ヘッドとを含み、上記昇降ヘッドには上記スクライブ溝ごとに上記押圧チップが設けられていて、それら各押圧チップが上記昇降ヘッドにより同時に上記基板に押し付けられることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a substrate made of an inorganic material such as glass, on which a plurality of scribe grooves are formed parallel to each other on one surface side, and the pressing tip is the above-mentioned In a substrate cutting apparatus based on a scribe cutting method in which individual substrate pieces included in the substrate are cut from the other surface side of the substrate by being pressed against the scribe grooves, the substrate is mounted with the scribe groove forming surface side facing down. And a lifting head that can be moved up and down with respect to the work table. The lifting head is provided with the pressing tip for each of the scribe grooves, and each pressing tip is moved by the lifting head. It is characterized by being simultaneously pressed against the substrate.
本発明において、ワークテーブルはその全体がテーブルとしてのある程度の硬さを有しながらも押圧チップによる押圧力によって部分的に凹み得るような弾性体製であってもよいが、基板に対して押圧チップを同時に作用させたとしても基板が確実に反るようにするため、ワークテーブルには隣接するスクライブ溝間に配置され基板をワークテーブルのテーブル面から所定高さ位置に支持する複数のスペーサが設けられていることが好ましい。 In the present invention, the work table may be made of an elastic body that has a certain degree of hardness as a table but can be partially recessed by the pressing force of the pressing tip. In order to ensure that the substrate is warped even if the chips are operated simultaneously, the work table has a plurality of spacers arranged between adjacent scribe grooves to support the substrate at a predetermined height position from the table surface of the work table. It is preferable to be provided.
また、上記スペーサは押圧チップによる押圧力によっては弾性変形しない硬質材からなり、かつ、上記スペーサによる基板の支持高さがテーブル面から0.1mm〜t/2(tは上記基板の板厚)であることが好ましい。 The spacer is made of a hard material that is not elastically deformed by the pressing force of the pressing tip, and the support height of the substrate by the spacer is 0.1 mm to t / 2 (t is the thickness of the substrate) from the table surface. It is preferable that
別の態様として、上記ワークテーブルを押圧チップによる押圧力によっては弾性変形しない硬質材とし、上記ワークテーブルの各スクライブ溝と対応する位置にのみ押圧チップに対する受台としてのゴム弾性体からなるチップ受台を埋設してもよい。 As another aspect, the work table is made of a hard material that is not elastically deformed by the pressing force of the pressing chip, and the chip receiver is made of a rubber elastic body as a support for the pressing chip only at a position corresponding to each scribe groove of the work table. A table may be buried.
本発明によれば、基板に形成されている各スクライブ溝ごとに押圧チップが配置され、すべてのスクライブ溝に対して同時に押圧力を加えることにより、基板をスクライブ溝に沿って一気に破断することができ作業効率が格段に向上するとともに、基板をワークテーブル上で移動させる必要がないため基板面に擦り傷が付くこともない。 According to the present invention, a pressing chip is arranged for each scribe groove formed on the substrate, and by simultaneously applying a pressing force to all the scribe grooves, the substrate can be broken at a stretch along the scribe grooves. In addition, the working efficiency is remarkably improved and the substrate surface does not need to be moved on the work table, so that the substrate surface is not scratched.
また、ワークテーブルに基板をそのテーブル面から所定高さ位置に支持する複数のスペーサを隣接するスクライブ溝間に配置することにより、押圧チップの押圧力によって基板がスクライブ溝を基点としてその両側が浮き上がるように確実に反るため基板をスクライブ溝に沿ってきれいに破断することができる。 Further, by arranging a plurality of spacers on the work table that support the substrate at a predetermined height position from the table surface, between the adjacent scribe grooves, the substrate is lifted on both sides from the scribe groove by the pressing force of the pressing chip. In order to be surely warped, the substrate can be cleanly broken along the scribe groove.
また別の態様として、ワークテーブルの各スクライブ溝と対応する位置にのみ押圧チップに対する受台としてのゴム弾性体からなるチップ受台を埋設しても上記スペーサによる場合と同様の効果が得られる。 As another aspect, the same effect as in the case of the spacer can be obtained by embedding a chip cradle made of a rubber elastic body as a cradle for the pressing chip only at a position corresponding to each scribe groove of the work table.
次に、図1および図2を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, but the present invention is not limited to this.
図1は本発明による基板切断装置の一例を模式的に示す側面図であり、この基板切断装置は、基板10が載置されるワークテーブル20と、ワークテーブル20に対して昇降自在な破断手段30とを備えている。この例において、基板10は上記従来例で説明したのと同じく、図示しないマザー基板から周辺シール材を介して貼り合わされた状態で切り出された一対のガラス基板(透明電極基板)11,12を有する多連基板である。
FIG. 1 is a side view schematically showing an example of a substrate cutting apparatus according to the present invention. This substrate cutting apparatus includes a work table 20 on which a
図示しないが、多連基板10には複数のセルが含まれており、この基板切断装置での切断ら先だって各セル内に液晶が注入され、また、ガラス基板11,12の各表面11a,12aにはホイールチップなどの切削手段により所定深さのスクライブ溝111,121が形成される。
Although not shown, the
なお、この例においても先に説明した従来例と同じく、ガラス基板11,12の各々に7つのスクライブ溝が形成されているが、図面上での参照符号の錯綜を避けるためにガラス基板11側のみに各スクライブ溝の参照符号111A〜111Gを付す。各スクライブ溝111A〜111Gは切り出す液晶パネル(液晶セル)の対向する2辺に沿うように互いに平行に入れられている。
In this example, as in the conventional example described above, seven scribe grooves are formed in each of the
破断手段30は上記従来例と同様に図示しないエアシリンダなどの駆動手段に連結されている昇降ヘッド31と、昇降ヘッド31の下端に取り付けられた押圧チップ32とを備えているが、本発明においては各スクライブ溝ごとに破断手段30が用意されている。
The breaking means 30 includes an elevating
この例では、7つのスクライブ溝111A〜111Gに対して、押圧チップ32を有する昇降ヘッド31をそれぞれ割り当てているが、昇降ヘッド31をひとつの共通ヘッドとして、その共通ヘッドに7つの押圧チップ32を取り付けるようにしてもよい。なおこの例においても、押圧チップ32はウレタン硬質ゴム材でその押圧面は所定の曲率で丸められているが、これとは別の材質および形状としてもよい。
In this example, the lifting
例えばガラス基板11側を切断する場合、多連基板10は図1に示すようにガラス基板11を下側としてワークテーブル20のテーブル面21に載置されるのであるが、本発明の好ましい態様によれば、ワークテーブル20にはガラス基板11の表面11aに接して多連基板10をテーブル面21上の所定高さ位置に支持する複数のスペーサ40が配置されている。
For example, when the
スペーサ40は基板のスクライブ溝に対して押圧チップ32により押圧力が加えられた際に、そのスクライブ溝を基点としてその左右の両側が浮き上がるように基板を反らせるためのもので、好ましくは隣接するスクライブ溝の中間位置に配置される。この例では、スクライブ溝が7つであるため、スペーサ40はテーブル面21の8箇所に設けられている。
The
すなわち、ガラス基板11の隣接するスクライブ溝111の間(スクライブ溝111Aと111Bとの間,スクライブ溝111Bと111Cとの間,スクライブ溝111Cと111Dとの間,スクライブ溝111Dと111Eとの間,スクライブ溝111Eと111Fとの間,スクライブ溝111Fと111Gとの間)のほぼ中間点およびガラス基板11の両端部11b,11cと、その両端側に形成されたスクライブ溝111A,111Gとのほぼ中間点の計8箇所に配置されている。
That is, between the
スペーサ40は押圧チップ32による押圧力によっては弾性変形しない金属材もしくは硬質合成樹脂材からなり、かつ、スペーサ40による基板の支持高さがテーブル面21から0.1mm〜t/2であることが好ましい(tは切断される基板の板厚)。この支持高さはスクライブ溝間の距離に応じて選択され、その距離が短い場合には下限値側の値が選択され、長い場合には上限値側の値が選択されるであろう。
The
いずれにしても、0.1mm未満であるとスクライブ溝を破断させるに至るまで基板を十分に反らすことができない場合があり、他方においてt/2を超えると基板の反りが大きすぎてスクライブ溝以外の部分で破断が生ずるおそれがあるため好ましくない。液晶パネル用の上記ガラス基板11,12の板厚が例えば0.4〜0.7mmであるとすると、この例でのスペーサ40による好ましい支持高さの上限値は0.2〜0.35mmとなる。
In any case, if it is less than 0.1 mm, the substrate may not be sufficiently warped until the scribe groove is broken. On the other hand, if it exceeds t / 2, the warp of the substrate is too large and other than the scribe groove. This is not preferable because there is a possibility that breakage may occur in the portion. If the thickness of the
スペーサ40の先端形状は基板に対する支持点を明確にするうえで鋭角的であることが好ましいことから、この例ではスペーサ40を矩形状の一辺を山形にしてなる断面五角柱とし、その山形の頂点部41をスクライブ溝とほぼ平行にしているが、これ以外にスペーサ40を例えば断面三角形状としてもよい。なお、ワークテーブル20はスペーサ40をしっかりと固定支持できるようにその全体が金属材や硬質樹脂から形成されることが好ましい。
Since the tip shape of the
多連基板10に含まれている液晶パネルを同多連基板10から切り出すには、まず、図1に示すようにガラス基板11を下側として多連基板10をスペーサ40によりワークテーブル20のテーブル面21から所定高さ位置に支持されるように載置する。その際、図示しない位置決め手段により、ガラス基板11のスクライブ溝111A〜111Gが破断手段30側の各押圧チップ32と位置的に重なるように位置決めする。
In order to cut out the liquid crystal panel included in the
そして、各昇降ヘッド31を同時に降下させて各押圧チップ32を多連基板10の他方のガラス基板12上に所定の圧力をもって押し付ける。そうすると、多連基板10はスペーサ40によりテーブル面21上の所定高さ位置に支持されているため、先の図4(b)で説明したようにガラス基板11は各スクライブ溝111A〜111Gを基点としてその左右両側が浮き上がるように波形に反り返って各スクライブ溝の部分が同時に破断されることになる。
And each raising / lowering
このようにして、ガラス基板11側を破断したら多連基板10をひっくり返して今度は他方のガラス基板12側を下向きとしてワークテーブル20上に載置し、上記と同様にしてガラス基板12側の各スクライブ溝121に沿ってガラス基板12を破断することにより、多連基板10から個々の液晶パネルを切り出す。
In this way, when the
このように本発明によれば、例えば多連基板10からそれに含まれている個々の液晶パネルを切り出すにあたって、ガラス基板11およびガラス基板12に対してそれぞれ1回の切断作業(計2回の切断作業)でよく、上記従来の14回の切断作業に比べてその切断回数を大幅に低減することができる。しかも、多連基板10をワークテーブル20上で移動させる必要もないことから、パネル面に擦り傷が付くこともない。
As described above, according to the present invention, for example, when the individual liquid crystal panels included in the
上記の例ではスペーサ40にて多連基板10をテーブル面21上から所定高さ位置に支持するようにしているが、図2(a)に示すようにワークテーブル20の各スクライブ溝111(121)と対応する位置にのみ上記押圧チップ32に対するゴム弾性体からなるチップ受台40Aを埋設してもよい。
In the above example, the
なお、チップ受台40Aの上面はテーブル面21に対し若干高くしてもよいしあるいは低くてもよいが、破断時の傷付き防止の観点からテーブル面21と同一高さとすることがもっとも好ましい。
The top surface of the
図2(a)の変形例によれば、押圧チップ32によりガラス基板12側からスクライブ溝111の部分が押圧されるとそれに伴ってチップ受台40Aが凹むため、上記の例と同じくガラス基板11はスクライブ溝111を基点としてその左右両端が浮き上がるように反り最終的にスクライブ溝111に沿って破断する。
According to the modification of FIG. 2A, when the portion of the
また、押圧時の基板の反り量を適正に管理するためチップ受台40Aの幅は基板の板厚tより大きくされ、好ましくは2t〜10tがよい。なお、各スクライブ溝111(121)はチップ受台40Aの幅方向の中央に位置するように配置されることが好ましい。
Further, in order to properly manage the amount of warping of the substrate during pressing, the width of the
この変形例の場合、ガラス基板11がワークテーブル20のテーブル面21に対して密着して置かれ、また、ワークテーブル20にはチップ受台40Aの収納溝22が形成されるため、押圧チップ32の押圧力によっては収納溝22のエッジがガラス基板11に強く当たりガラス基板11に傷が付けられることがあり得る。
In the case of this modification, the
これを防止するには、図2(b)に示すように収納溝22の両側面を溝底側からテーブル面21に向かうにしたがって漸次開口幅が広くなるような傾斜面とし、すなわち収納溝22の断面形状を逆二等辺台形(逆三角形でもよい)として収納溝22のエッジの角度を鈍角とすることが好ましい。
In order to prevent this, as shown in FIG. 2B, both side surfaces of the
別の方法として、チップ受台40Aの幅をできるだけ大きくして、スクライブ溝111を基点として浮き上がる両端の部分が収納溝22のエッジにかからないようにする方法もある。
As another method, there is a method in which the width of the
本発明に係る基板切断装置は液晶パネルや有機ELパネルを構成するガラス基板のみならず、例えばシリコンウェハーやセラミック基板など無機材料からなる硬質基板をスクライブ切断法によって切断する場合に広く利用できる。 The substrate cutting apparatus according to the present invention can be widely used not only for glass substrates constituting liquid crystal panels and organic EL panels, but also for cutting hard substrates made of inorganic materials such as silicon wafers and ceramic substrates by a scribe cutting method.
10 基板(多連基板)
11,12 ガラス基板
111,121 スクライブ溝
20 ワークテーブル
21 テーブル面
22 収納溝
30 破断手段
31 昇降ヘッド
32 押圧チップ
40 スペーサ
41 頂点部
40A チップ受台
10 Substrate (Multiple substrate)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記基板がスクライブ溝形成面側を下向きとして載置されるワークテーブルと、上記ワークテーブルに対して昇降可能な昇降ヘッドとを含み、上記昇降ヘッドには上記スクライブ溝ごとに上記押圧チップが設けられていて、それら各押圧チップが上記昇降ヘッドにより同時に上記基板に押し付けられることを特徴とする基板切断装置。 A substrate made of an inorganic material such as glass, on which a plurality of scribe grooves are formed parallel to each other on one surface side, and the pressing chip is connected to each scribe groove from the other surface side of the substrate. In a substrate cutting apparatus by a scribe cutting method that cuts out individual substrate pieces contained in the substrate by pressing toward the substrate,
A work table on which the substrate is placed with the scribe groove forming surface side facing down; and a lift head that can be lifted and lowered with respect to the work table. The lift head is provided with the pressing chip for each of the scribe grooves. A substrate cutting apparatus, wherein each of the pressing chips is simultaneously pressed against the substrate by the elevating head.
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CN102097371A (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-15 | 亚威科股份有限公司 | Substrate dividing device and substrate dividing method using the same |
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