JP2007118355A - スクライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スクライブ溝の加工精度を向上できるスクライブ装置を提供する。
【解決手段】可動支持軸２２の下端部に小径孔２３及び大径孔２４を形成し、前記大径孔２４にラジアルボールベアリング２５を介してスクライブ刃ユニット２６を構成する支持軸２７を回転可能に支持する。ブラケット２８の下端部に連結ピン２９を介してスクライブ刃３０を回転可能に支持する。前記小径孔２３の上方向にシリンダ方式のロック機構Ｋ２を設ける。このロック機構Ｋ２のピストンロッド３２の下端面を前記支持軸２７の上端面に接触可能に対応させる。ピストン側シリンダ室Ｒ１に可動支持軸２２内に形成したエア供給通路３９から圧力エアを供給することにより、ピストンロッド３２を下方に移動させてロッド３４の下端面を支持軸２７の上端面に押圧接触させスクライブ刃ユニット２６の垂直軸線Ｏ１´を中心とする揺動を阻止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、水晶板、ウエハ等の脆性材料の表面にスクライブ溝を形成するためのスクライブ装置に関する。

従来、脆性材料の割断方法として、脆性材料の表面に対し、スクライブ装置によって、スクライブ溝を形成するとともに、このスクライブ溝に沿って、ブレードによって、脆性材料を割断する割断装置が提案されている。前記スクライブ装置として、従来、次のようなものが提案されている。すなわち、ワークを支持するテーブルと、水平移動機構及び昇降機構により水平方向に移動されるとともに昇降動作される可動支持体と、この可動支持体に対し垂直軸線の周りで回動可能に装着されたブラケットと、該ブラケットに対し前記垂直軸線から水平方向に所定距離変位した位置に水平軸線の周りで回転可能に装着されたスクライブ刃とを備えている。

上記従来のスクライブ装置においては、スクライブ刃が垂直軸線の周りで揺動するので、スクライブ溝を形成する際に、スクライブ刃が姿勢制御されて、直線状のスクライブ溝を形成することができる。しかしながら、常時スクライブ刃が揺動すると、スクライブ溝が直線状にならない場合があり、スクライブ溝の加工精度が低下するという問題があった。

本発明は、スクライブ溝の加工精度を向上することができるスクライブ装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ワークを支持するテーブルの上方に可動支持体を装着し、該可動支持体の下端部に対し、軸受機構を介してブラケットを垂直軸線の周りで往復回動可能に装着し、該ブラケットに対し前記垂直軸線から水平方向に所定距離変位した位置にスクライブ刃を取り付け、前記テーブル又はスクライブ刃を水平方向に移動してワークの上面にスクライブ溝を形成するようにしたスクライブ装置において、前記可動支持体に対し前記ブラケット及びスクライブ刃が前記垂直軸線を中心として水平方向に揺動するのを阻止するロック機構を設けたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記ブラケットの上面には支持軸が連結され、該支持軸は可動支持体の下端部に形成された取付穴に対し軸受を介して回転可能に支持され、前記ロック機構は、前記支持軸の上端面に押圧されるピストンロッドを備えたエアシリンダによって構成され、前記エアシリンダのピストン側シリンダ室には、圧力エア供給源からエア供給経路を介して圧力エアが供給されるように構成され、エアシリンダのロッド側シリンダ室には、前記ピストンロッドを常には退避位置に付勢する付勢部材が収容されていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記可動支持体は、昇降機構によって上下方向に移動されるサドルに取り付けられた取付筒体の内部に挿入された可動支持ロッドにより構成され、前記エアシリンダには、前記取付筒体及び可動支持ロッドに形成されたエア供給経路から圧力エアが前記エアシリンダのピストン側シリンダ室に供給されるように構成されていることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記ブラケットの上面には支持軸が連結され、該支持軸は可動支持体の下端部に形成された取付穴に対し軸受を介して回転可能に支持され、前記ロック機構は、前記支持軸の上端面に押圧されるピストンロッドを備えたエアシリンダによって構成され、前記エアシリンダのピストン側シリンダ室には、前記ピストンロッドを常には揺動阻止位置に付勢する付勢部材が収容され、エアシリンダのロッド側シリンダ室には、圧力エア供給源からエア供給経路を介して圧力エアが供給されるように構成され、常には、前記付勢部材によってピストンロッドがブラケットの揺動を阻止する位置に押圧されるように構成されていることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記ブラケットの下部にはスクライブ刃が回転可能に装着されていることを要旨とする。

本発明によれば、前記可動支持体に対し前記ブラケット及びスクライブ刃が前記垂直軸線を中心として水平方向に揺動するのを阻止するロック機構を設けた。このため、スクライブ溝を形成する工程において、スクライブ溝が所定長さだけ形成され、スクライブ刃の揺動が無くなり直線方向に移動するようになった状態で、前記ロック機構を作動して、前記ブラケット及びスクライブ刃の揺動を阻止することができる。この結果、ワークに対するスクライブ溝の形成作業において、スクライブ溝を直線状に精度よく形成することができる。

以下、本発明を具体化したスクライブ装置の一実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
図１に示すように、スクライブ装置の下部には、ワーク支持テーブル１１が装設され、このワーク支持テーブル１１の上面には、スクライブ溝１２ａが形成されるワーク１２が載置されるようになっている。ワーク支持テーブル１１に設けた図示しない吸着装置によってワーク１２を所定位置に吸着保持するようになっている。前記ワーク支持テーブル１１はＸ軸移動機構１３によってＸ軸（水平）方向、つまりスクライブ方向に往復動されるようになっている。

前記スクライブ装置の上部には、サドル１４が簡略化して図示された昇降機構としてのＺ軸移動機構１５によってＺ軸（上下）方向の移動可能に、かつＹ軸移動機構１６によって前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸（水平）方向の往復動可能に装着されている。前記サドル１４の前面には、円筒状をなす取付筒体２１が上下方向に指向するように取り付けられている。この取付筒体２１の中心孔には可動支持体としての可動支持軸２２が下方に突出するように挿入されている。前記取付筒体２１と可動支持軸２２は、図示しない相対移動防止機構により該可動支持軸２２の中心軸線Ｏ１方向の相対移動不能に、かつ、図示しない相対回動防止機構により中心軸線Ｏ１の周りで相対回動不能に組み付けられている。

前記可動支持軸２２の下端部には、小径孔２３及び大径孔２４が上下に、かつ同心状に形成され、大径孔２４にはラジアルボールベアリング２５を介してスクライブ刃ユニット２６が装着されている。このスクライブ刃ユニット２６は、前記大径孔２４に前記中心軸線Ｏ１と同じ垂直軸線Ｏ１´の周りで回転可能に支持された支持軸２７と、この支持軸２７の下端部に連結されたブラケット２８と、このブラケット２８の下端部に連結ピン２９によって水平軸線Ｏ２の周りで回転可能に支持されたスクライブ刃３０とによって構成されている。前記スクライブ刃３０の水平軸線Ｏ２は、前記垂直軸線Ｏ１´から水平方向に所定距離Ｅだけ変位されている。なお、前記支持軸２７にはラジアルボールベアリング２５から支持軸２７が抜けるの防止するためのＣ型留め環Ｃ１が係止され、大径孔２４の内周面には、ラジアルボールベアリング２５の抜け出しを防止するためのＣ型留め環Ｃ２が係止されている。この実施形態では、前記取付筒体２１に形成した大径孔２４、ラジアルボールベアリング２５及び支持軸２７等によりブラケット２８の軸受機構Ｋ１を構成している。

上記の構成によって、前記スクライブ刃ユニット２６のブラケット２８及びスクライブ刃３０が図２に示すように前記垂直軸線Ｏ１´を中心として水平（Ｙ軸）方向へ揺動される。

前記可動支持軸２２の内部には、前記支持軸２７の回転を阻止して、スクライブ刃ユニット２６の揺動を阻止するためのロック機構Ｋ２が設けられている。このロック機構Ｋ２について説明すると、前記可動支持軸２２には、前記小径孔２３の上方近傍に位置するように、シリンダ室３１が形成され、該シリンダ室３１には、ピストンロッド３２が収容されている。このピストンロッド３２はピストン３３と、このピストン３３の下面に連結されたロッド３４と、前記ピストン３３の外周面に形成された環状溝に収容されたシールリング３５とによって構成されている。前記ロッド３４の下端部は、前記小径孔２３とシリンダ室３１の隔壁に形成された挿通孔３６から下方に突出され、前記支持軸２７の上端面に接触可能になっている。

前記シリンダ室３１は、前記ピストン３３によって、上部に位置するピストン側シリンダ室Ｒ１と、下部に位置するロッド側シリンダ室Ｒ２とに区画されている。前記ロッド側シリンダ室Ｒ２には前記ピストンロッド３２を上方に付勢して、支持軸２７の上端面からロッド３４の下端面を離隔する方向、つまり、アンロック方向に付勢するコイルばねよりなる付勢部材３７が収容されている。前記ロッド側シリンダ室Ｒ２は、可動支持軸２２に形成した連通路３８によって大気と連通されている。

次に、前記ピストン側シリンダ室Ｒ１に対して圧力エアを供給することにより、前記ピストンロッド３２を下方に移動して、ロッド３４の下端面を支持軸２７の上端面に押圧してスクライブ刃ユニット２６をロックするための圧力エアを供給するエア供給機構について説明する。

前記可動支持軸２２の中心部には、先端を前記ピストン側シリンダ室Ｒ１に連通し、基端を可動支持軸２２の外周面に開口したエア供給通路３９が形成されている。前記可動支持軸２２の外周面には、全周にわたって環状の溝部４０が形成され、該溝部４０には、前記エア供給通路３９の基端が開口されている。

前記取付筒体２１の中心孔には、前記溝部４０と対応するように、環状の溝部４１が形成され、該溝部４１は取付筒体２１に形成したエア導入口４２から圧力エアが導入されるようになっている。前記エア導入口４２には、圧力エア供給源４３、配管４４及びこの配管４４に接続した電磁開閉弁４５を介して、圧力エアが供給されるようになっている。そして、前記電磁開閉弁４５が閉路ポート４５ａから開路ポート４５ｂに切り換えられると、圧力エア供給源４３から配管４４、エア導入口４２及びエア供給通路３９を介して、圧力エアがピストン側シリンダ室Ｒ１内に供給され、ピストンロッド３２が付勢部材３７の付勢力に抗して下方に押し上げられ、スクライブ刃ユニット２６が揺動しないようにロックされるようになっている。

次に、前記のように構成したスクライブ装置の動作について説明する。
図１はエアシリンダの付勢部材３７によって、ピストンロッド３２が上方に持ち上げられ、ロッド３４の下端面が支持軸２７の上端面から離隔するとともに、電磁開閉弁４５が消磁されていて閉路ポート４５ａに切り換えられた状態を示す。この状態において、前記ワーク支持テーブル１１の上面にワーク１２を載置して図示しない吸着装置によりワーク１２を所定位置に吸着把持する。そして、前記Ｚ軸移動機構１５を作動して、サドル１４、取付筒体２１及び可動支持軸２２を所定高さ位置に下降する。この位置は前記スクライブ刃ユニット２６のスクライブ刃３０がワーク１２の表面に対しスクライブ溝１２ａを形成することができるように設定されている。

次に、前記Ｘ軸移動機構１３を作動することによって、ワーク支持テーブル１１及びワーク１２を水平方向、つまり図２（ａ）に示すスクライブ方向Ｘ（左方向）に直線移動する。これによってスクライブ刃ユニット２６のスクライブ刃３０によりワーク１２の上面にスクライブ溝１２ａが形成される。ワーク１２に対するスクライブ溝１２ａの形成工程の初期段階においては、ブラケット２８及びスクライブ刃３０が支持軸２７の垂直軸線Ｏ１´を中心に水平方向に揺動するので、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、スクライブ溝１２ａが直線状とはならず蛇行状態となる。そして、図２（ｃ）に示すように、所定長さだけスクライブ溝１２ａが形成された後は、ブラケット２８及びスクライブ刃３０が揺動することなく、直線方向に移動されて、直線状のスクライブ溝１２ａが形成される。

図２（ｃ）に示すように、前記スクライブ溝１２ａが直線状に安定して形成される状態になったとき、前記電磁開閉弁４５が閉路ポート４５ａから開路ポート４５ｂに切り換えられて、圧力エア供給源４３から配管４４、エア導入口４２及びエア供給通路３９を介してピストン側シリンダ室Ｒ１内に圧力エアが供給される。すると、前記ピストンロッド３２が付勢部材３７の付勢力に抗して下方に移動され、ロッド３４の下端面が支持軸２７の上端面に押圧接触される。この結果、スクライブ刃ユニット２６が垂直軸線Ｏ１´を中心として水平方向に揺動するのが阻止される。このロック状態は、シリンダ室３１の内周面に対するシールリング３５の摩擦抵抗によりピストンロッド３２が回転不能に保持されるとともに、支持軸２７の上端面と、ロッド３４の下端面との摩擦接触によりロッド３４と支持軸２７の相対回転が阻止されることにより保持される。

前記スクライブ刃ユニット２６のロック状態において、一条のスクライブ溝１２ａの形成作業が終了されると、Ｚ軸移動機構１５が作動されて、スクライブ刃ユニット２６が上昇されるとともに、Ｘ軸移動機構１３が作動されてスクライブ開始位置に移動される。その後、Ｙ軸移動機構１６が作動されて、次のスクライブ溝１２ａの形成位置までスクライブ刃ユニット２６がＹ軸方向に移動される。そして、再びＺ軸移動機構１５が作動されて、スクライブ刃ユニット２６が下方に移動され、二条目のスクライブ溝１２ａの加工動作が行われる。このようにして、ワーク１２の上面に対する複数条のスクライブ溝１２ａの形成が順次行われ、前記ワーク支持テーブル１１を図示しない旋回機構により９０度旋回させて複数条のスクライブ溝１２ａの形成が行われ、ワーク１２の上面に平面視碁盤目状にスクライブ溝１２ａが形成される。なお、このワーク１２は割断装置によりスクライブ溝１２ａに沿って四角形状の複数の素子に割断される。

上記実施形態のスクライブ装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、可動支持軸２２の下端部に装着したスクライブ刃ユニット２６のブラケット２８及びスクライブ刃３０の水平方向の揺動を阻止するためのロック機構Ｋ２を設けた。このため、ワーク１２に対するスクライブ溝１２ａの形成工程の途中において、可動支持軸２２に対し、前記スクライブ刃ユニット２６をロックすることにより、ワーク１２に対し、複数条のスクライブ溝１２ａを直線状に安定して形成することができ、スクライブ溝１２ａの加工精度を向上することができる。

（２）上記実施形態では、ロック機構Ｋ２として、圧力エア供給源４３から圧力エアを配管４４、エア導入口４２、溝部４１及びエア供給通路３９を介して、ピストン側シリンダ室Ｒ１内に供給するようにした。このため、フレキシブル配管を少なくして、ロック機構Ｋ２のピストン側シリンダ室Ｒ１に圧力エアを安定して供給することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図３に示すように、前記ピストン側シリンダ室Ｒ１に付勢部材３７を収容するとともに、連通路３８をピストン側シリンダ室Ｒ１側に形成し、前記ロッド側シリンダ室Ｒ２にエア供給通路３９からの圧力エアを供給するようにしてもよい。この場合には、前記付勢部材３７によって、ピストンロッド３２のロッド３４が下方に移動され、常には前記支持軸２７が押圧されているので、電磁開閉弁４５を開路ポート４５ｂに切り換えた状態で、スクライブ溝１２ａの加工作業を開始し、所定長さだけスクライブ溝１２ａが形成された後に、前記電磁開閉弁４５を閉路ポート４５ａに切り換えて、前記付勢部材３７によりピストンロッド３２の下方に押圧して、スクライブ刃ユニット２６をロックする。

この別例においては、常には付勢部材３７によって、スクライブ刃ユニット２６がロック状態となるので、前記実施形態と比較して、圧力エアの消費量を低減することができ、スクライブ溝１２ａの加工コストを低減することができる。

・前記スクライブ刃ユニット２６のロック機構Ｋ２を、プランジヤーを有する電磁ソレノイドにより構成してもよい。
・電磁開閉弁４５の切り換え制御動作を、スクライブ装置の動作を制御する図示しない制御装置内のコンピューターにより予め設定された設定時間が経過したときに、切り換え動作を行うようにしてもよい。

・前記Ｙ軸移動機構１６をワーク支持テーブル１１側に装着してもよい。又、Ｘ軸移動機構１３をサドル１４側に装着してもよい。さらに、Ｚ軸移動機構１５をワーク支持テーブル１１側に装着してもよい。

この発明のスクライブ装置の中央部縦断面図。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、スクライブ装置のスクライブ刃ユニットの動作を説明する平面図。 この発明の別例を示す部分縦断面図。

符号の説明

Ｋ１…軸受機構、Ｋ２…ロック機構、Ｏ１´…垂直軸線、Ｒ１…ピストン側シリンダ室、Ｒ２…ロッド側シリンダ室、１２…ワーク、１３…Ｘ軸移動機構、１４…サドル、１５…Ｚ軸移動機構、１６…Ｙ軸移動機構、２１…取付筒体、２７…支持軸、２８…ブラケット、３０…スクライブ刃、３２，３４…ピストンロッド、３７…付勢部材、４３…圧力エア供給源。

Claims (5)

1. ワークを支持するテーブルの上方に可動支持体を装着し、該可動支持体の下端部に対し、軸受機構を介してブラケットを垂直軸線の周りで往復回動可能に装着し、該ブラケットに対し前記垂直軸線から水平方向に所定距離変位した位置にスクライブ刃を取り付け、前記テーブル又はスクライブ刃を水平方向に移動してワークの上面にスクライブ溝を形成するようにしたスクライブ装置において、
   前記可動支持体に対し前記ブラケット及びスクライブ刃が前記垂直軸線を中心として水平方向に揺動するのを阻止するロック機構を設けたことを特徴とするスクライブ装置。
2. 請求項１において、前記ブラケットの上面には支持軸が連結され、該支持軸は可動支持体の下端部に形成された取付穴に対し軸受を介して回転可能に支持され、前記ロック機構は、前記支持軸の上端面に押圧されるピストンロッドを備えたエアシリンダによって構成され、前記エアシリンダのピストン側シリンダ室には、圧力エア供給源からエア供給経路を介して圧力エアが供給されるように構成され、エアシリンダのロッド側シリンダ室には、前記ピストンロッドを常には退避位置に付勢する付勢部材が収容されていることを特徴とするスクライブ装置。
3. 請求項２において、前記可動支持体は、昇降機構によって上下方向に移動されるサドルに取り付けられた取付筒体の内部に挿入された可動支持ロッドにより構成され、前記エアシリンダには、前記取付筒体及び可動支持ロッドに形成されたエア供給経路から圧力エアが前記エアシリンダのピストン側シリンダ室に供給されるように構成されていることを特徴とするスクライブ装置。
4. 請求項１において、前記ブラケットの上面には支持軸が連結され、該支持軸は可動支持体の下端部に形成された取付穴に対し軸受を介して回転可能に支持され、前記ロック機構は、前記支持軸の上端面に押圧されるピストンロッドを備えたエアシリンダによって構成され、前記エアシリンダのピストン側シリンダ室には、前記ピストンロッドを常には揺動阻止位置に付勢する付勢部材が収容され、エアシリンダのロッド側シリンダ室には、圧力エア供給源からエア供給経路を介して圧力エアが供給されるように構成され、常には、前記付勢部材によってピストンロッドがブラケットの揺動を阻止する位置に押圧されるように構成されていることを特徴とするスクライブ装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、前記ブラケットの下部にはスクライブ刃が回転可能に装着されていることを特徴とするスクライブ装置。

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