JP2011161886A

JP2011161886A - スクライブ装置

Info

Publication number: JP2011161886A
Application number: JP2010029904A
Authority: JP
Inventors: Yasutomo Okajima; 康智岡島
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2030-02-15
Also published as: CN102189609B; KR20110094243A; TWI439433B; TW201206852A; JP5091961B2; CN102189609A; KR101167502B1

Abstract

【課題】メンテナンス作業を簡略化して、スクライブ溝を継続して精度良く形成することのできるスクライブ装置を提供する。
【解決手段】脆性材料２を保持する支持台３と、支持台３を跨ぐようにして平行に配置され、かつ、各々スクライブヘッド５を備えた一対のブリッジ４Ａ，４Ｂと、支持台３上に設けられたアライメントマークを読み取る光学読取部６と、ブリッジを変位移動させて支持台３とスクライブヘッド５との相対的な位置を調整する移動調整機構４０と、アライメントマークの変位情報に基づき、スクライブヘッド５に設けられたカッターホイール５１の刃先の方向が所定の方向に向くように前記移動調整機構４０の動作を制御する制御部７とからなり、一方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向と、他方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向とを、互いに直交する方向に向けて配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板、半導体基板、薄膜太陽電池の基板等の脆性材料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。

従来のスクライブ装置は、例えば特許文献１に示すように、ガラス基板や半導体基板、薄膜太陽電池の基板等の脆性材料を水平に保持した状態で移送させる支持台と、支持台を跨いで設置されたブリッジと、ブリッジに摺動自在に取り付けられたスクライブヘッドとを備え、このスクライブヘッドの先端にスクライブ加工用のカッターが設けられている。カッターは、その刃先の方向（脆性材料に対する相対的な進行方向）が脆性材料の移送方向に対して所定の角度に調整できるようになっている。そして、スクライブヘッドを下降させてホイールの刃先を脆性材料に押しつけた状態で脆性材料を移送させるとともに、スクライブヘッドをブリッジ上にて摺動させることにより、脆性材料の移送方向に対して所定の角度をなすスクライブ溝を脆性材料に形成するようになっている。

脆性材料にスクライブ溝を精度良く形成するためには、スクライブ装置の作業開始時、あるいはメンテナンス時に、脆性材料の移送方向と刃先の方向とがなす角度を所定の角度に調整しておく必要がある。そのために、所定の角度に加工された治具を用意して、支持台に対するブリッジの位置を手動で補正することにより角度調整を行っている。具体的には、支持台の所定の位置に治具を配置し、治具の所定の角度に加工された部分をブリッジに押し当てることで支持台に対するブリッジの角度を調整している。

特許第３０７８６６８号公報

上記のような従来のスクライブ装置では、作業開始時、あるいはメンテナンス時に、脆性材料の移送方向と刃先の移送方向とのなす角度を所定の角度に調整した場合でも、スクライブ溝を形成する作業を繰り返すうちに、スクライブ溝形成時の振動により支持台に対するブリッジの位置に変位が生じ、脆性材料の移送方向と刃先の方向とのなす角度が設定角度から変動することがあった。また、スクライブ装置が設置されている環境（例えば温度や湿度）によりブリッジ自体に歪みが生じ、脆性材料の移送方向と刃先の方向とのなす相対的な角度が予め設定した所定の角度から変動することもあった。

このような定角度の変動が生じると、スクライブ溝を継続して精度良く形成することができない。そのため、従来のスクライブ装置では、設定角度に変動が生じると、再度治具を用いて角度の調整を手動でやり直す必要があり、メンテナンス作業が煩雑になる、といった問題点があった。

また、比較的大きな幅のスクライブ溝、例えば４０μｍ程度のスクライブ溝を形成するスクライブ装置では、脆性材料と刃先の方向とのなす角度を手動で再調整した場合は、充分な精度でスクライブ溝を形成することが可能であった。しかし、１０μｍ以下のような幅の狭いスクライブ溝を形成するスクライブ装置では、脆性材料の移送方向と刃先の方向とのなす角度を手動で再調整すること自体が困難であり、スクライブ溝を継続して精度良く形成することができなかった。

また、一般的なスクライブ装置では、例えば特許文献１に示すように、スクライブヘッドを備えたブリッジは支持台を跨ぐように設けられており、脆性材料を保持する支持台を、ブリッジに対して直交する方向（Ｙ方向という）に移送させることにより、脆性材料にＹ方向のスクライブ溝を形成している。また、スクライブヘッドをブリッジに沿った方向（Ｘ方向という）にスライドさせることにより、脆性材料にＸ方向のスクライブ溝を形成している。従って、Ｘ方向又はＹ方向のスクライブ溝を形成したあと、Ｙ方向又はＸ方向のスクライブ溝を形成する場合は、その都度、カッターの刃先の向きをスクライブ方向に沿うように据え代えるか、あるいは脆性材料を支持台上で９０度回転させて置き直す必要があり、その作業が大変煩雑であった。

そこで本発明の第１の目的は、上記従来課題を解消し、メンテナンス作業を簡略化して、スクライブ溝を継続して精度良く形成することのできるスクライブ装置を提供することにある。

さらに、本発明の第２の目的は、カッターを据え代えることなく、あるいは加工すべき脆性材料を置き換えることなく、異なる二方向のスクライブ溝を容易にかつ迅速に行うことができるスクライブ装置を提供することにある。

上記課題を解決するためになされた本発明のスクライブ装置は、脆性材料を保持する支持台と、支持台を跨ぐようにして平行に配置され、かつ、各々スクライブヘッドを備えた一対のブリッジと、支持台上に設けられたアライメントマークを読み取る光学読取部と、ブリッジを変位移動させて支持台とスクライブヘッドとの相対的な位置を調整する移動調整機構と、アライメントマークの変位情報に基づき、スクライブヘッドに設けられたカッターの刃先の方向が所定の方向に向くように前記移動調整機構の動作を制御する制御部とからなり、一方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向と、他方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向とが、互いに直交する方向に向けて配置されるようにしている。

本発明では、制御部により、光学読取部で読み取ったアライメントマークの変位情報に基づき、刃先の方向と脆性材料の相対的な移送方向とがなす角度が、所定の角度となるように移動調整機構を動作して、支持台とスクライブヘッドとの相対的な位置を自動的に補正するので、治具を用いて再調整する必要がなくなり、メンテナンス作業を簡略化すると共に、スクライブ溝を継続して精度良く形成することができる。

加えて本発明では、二つのブリッジを設けて一方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向と、他方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向とが、それぞれ直交する方向に向けて配置されているので、脆性材料に互いに直交するＸ、Ｙ方向にスクライブ溝を形成する場合に、一方のブリッジに取り付けたカッターの刃先をＸ方向に向け、他方のブリッジに取り付けたカッターの刃先をＹ方向に向けて取り付けることにより、何れかのブリッジを選択するだけで、カッターを据え代えることなくＸ方向並びにＹ方向のスクライブ溝を形成することができ、異なる二方向のスクライブ溝を形成する作業を容易にかつ迅速に行うことができる、といった優れた効果がある。

（その他の課題を解決するための手段及び効果）
前記移動調整機構は、ブリッジの一端を回動のみ可能に支持する枢軸部と、ブリッジの他端を前記枢軸部を支点として回動可能に支持する摺動支持部と、摺動支持部を移動させることにより枢軸部を支点としてブリッジを回動させる駆動部とから構成するのがよい。
これにより、駆動部を作動させることによりブリッジを枢軸部を支点として正確に変位回動させることができると共に、移動調整機構を簡単な構造で形成することができる。

また、前記制御部は、スクライブ装置のスクライブ溝成形作業の過程でアライメントマークの位置に変位が生じた場合、光学読取部による変位情報に基づいて、前記変位が所定値以下となるように前記移動調整機構の動作を制御するようにするのがよい。
これにより、カッターの刃先の方向がスクライブ溝の形成作業過程で、刃先の方向と脆性材料の相対的な移送方向とがなす角度に変動が生じた場合、これを検知して速やかに所定の角度になるように自動調整することができる。

本発明にかかるスクライブ装置の平面図。上記スクライブ装置の側面図。図２のＡ−Ａラインから見た正面図。上記スクライブ装置におけるブリッジの移動調整機構の摺動支持部を示す一部断面側面図。ブリッジの移動調整機構の枢軸部を示す一部断面側面図。上記スクライブ装置のブリッジが、少し変位回動した状態を示す拡大平面図。スクライブ装置の他の実施例を示す平面図。

以下において、本発明の詳細を図に示した実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明にかかるスクライブ装置の平面図であり、図２は側面図、図３は図１のＡ−Ａラインから見た正面図である。このスクライブ装置１は、ガラス基板や半導体基板、薄膜太陽電池の基板等の脆性材料２を上面に保持して移送する水平な支持台３を備えている。支持台３は脆性材料２を保持して図２で示すＹ方向に移送できるようになっている。そのために、支持台３は、Ｙ方向に向かって敷設されたレール３１に沿って移動する支持台移送機構３２を介して取り付けられている。

また、スクライブ装置１は支持台３を跨ぐようにして設置された一対のブリッジ４Ａ，４Ｂを備えている。各ブリッジ４Ａ，４Ｂは、支持台３の上方で、Ｙ方向に対して略直交するＸ方向に沿って伸びる水平な梁部４１と、この梁部４１の両端に連結された垂直な脚部４２、４３とによって形成されている。

ブリッジ４Ａ，４Ｂの梁部４１には、スクライブヘッド５並びに光学読取部であるカメラ６，６が設けられており、支持台３上の予め設定した位置に設けたアライメントマークを読み取ることができるようにしている。アライメントマークは特に図示しないが、支持台３上に直接設けなくても、支持台３上に載置するゲージ基板上に設けるようにしてもよい。
スクライブヘッド５は、モータを内蔵したスクライブヘッド移動機構５２を介して昇降可能に構成され、スクライブヘッド５の先端にはカッターホイール５１が取り付けられている。また、スクライブヘッド５は、梁部４１に設けたスライド溝４４に沿って前記スクライブヘッド移動機構５２によりＸ方向に移動できるようになっている。

ブリッジ４Ａ，４Ｂのうち、一方のブリッジ４Ａのスクライブヘッド５に取り付けられたカッターホイール５１の刃先の方向（回転方向）は、Ｘ方向に向けて設置されている。これにより、支持台３上の脆性材料２に対して、カッターホイール５１の刃先を押しつけながらスクライブヘッド５をＸ方向に移動させることにより、脆性材料２にＸ方向のスクライブ溝を形成することが可能となる。

他方のブリッジ４Ｂのスクライブヘッド５に取り付けられたカッターホイール５１の刃先の方向（回転方向）は、Ｙ方向に向けて設置されている。これにより、支持台３上の脆性材料２に対して、カッターホイール５１の刃先を押しつけながら支持台３をＹ方向に移動させることにより、脆性材料２にＹ方向のスクライブ溝を形成することが可能となる。この場合、図７に示すように、複数の、例えば４つのスクライブヘッド５を並列して取り付けておけば、同時に４列のスクライブ溝を形成することが可能となる。

さらに、前記各ブリッジ４Ａ，４Ｂは、図４〜図６に示すように、移動調整機構４０を介してＸ方向に伸びた梁部４１の一端を支点として回動変位できるように構成されている。この移動調整機構４０は、ブリッジ４Ａ，４Ｂとも同じであるので、ブリッジ４Ａの移動調整機構４０について具体的に述べる。
移動調整機構４０は、ブリッジ４Ａの一端に連結された脚部４３の下端を回動のみ可能に支持する枢軸部４５と、他方の脚部４２の下端を受ける摺動支持部４６とからなる。摺動支持部４６は、Ｙ方向に敷設された固定レール４７に沿って駆動部４８により移動できる受け部材４９を備え、前記受け部材４９にはＸ方向に延びる長孔４９ａが設けられており、この長孔４９ａに、脚部４２の下端に形成された摺動軸４２ａがスライド可能に嵌合されている。これにより、受け部材４９をスライドさせて、ブリッジ４Ａを枢軸部４５を支点として回動変位させることで、カッターホイール５１の刃先の方向を微調整することが可能となる。

さらに、スクライブ装置１は、アライメントマークの変位情報（変位前後のアライメントマーク間のベクトル差）に基づき、カッターホイール５１の刃先の方向を予め設定した角度に補正するように、移動調整機構４０の動作を制御するコンピュータ等の制御部７を備えている。

上記のごとく構成されたスクライブ装置１によれば、一方のブリッジ４Ａのスクライブヘッド５のカッターホイール５１の刃先を脆性材料２に押しつけながらＸ方向に移動させることにより、脆性材料２にＸ方向のスクライブ溝を形成することができ、他方のブリッジ４Ｂのカッターホイール５１の刃先を押しつけながら支持台３をＹ方向に移送させることにより、脆性材料２にＹ方向のスクライブ溝を形成することができる。この場合、ブリッジ４Ａ及び４Ｂの二つのブリッジを設けて一方のブリッジ４Ａに刃先をＸ方向に向けたカッターホイール５１を取り付け、他方のブリッジ４Ｂに刃先をＹ方向に向けたカッターホイール５１を設けてあるので、何れかのブリッジを選択するだけで、カッターホイール５１を据え代えることなくＸ方向並びにＹ方向のスクライブ溝を形成することができて作業を容易かつ迅速に行うことができる。

また、スクライブ装置の立ち上げ時に、治具を用いて脆性材料２の移送方向と各刃先の方向（回転方向）が正しく直角となるようにカッターホイール５１を取り付けて行うのであるが、スクライブ溝形成作業を長期間繰り返すうちに、振動や環境（温度や湿気）の変化等によりブリッジ等に歪みが生じ、脆性材料２の移送方向とカッターホイール５１の刃先とがなす相対的な角度に変動が生じる場合がある。このような変動が設定値以上になると、アライメントマークの変位情報（変位前後のアライメントマーク間のベクトル差）に基づき、制御部７は移動調整機構４０の動作を制御してブリッジ４Ａ，４Ｂを、枢軸部４５を支点として変位回動 (例えば図６の角度α) させ、前記変動した角度を予め設定した角度に自動的に再調整する。これにより、メンテナンス作業を簡略化すると共に、スクライブ溝を継続して精度良く形成することができる。
なお、制御部７は、スクライブ溝の形成作業が所定回数以上になったときにアライメントマークを読み取って、角度に変動があれば自動調整するようにしてもよい。

以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施例構造のみに特定されるものではない。例えば、ブリッジ４Ａ，４Ｂにおいて、ブリッジの一端を枢軸部４５により回動のみ自在に構成したが、この枢軸部４５に代えて、摺動支持部４６と同じ機構を設けるようにしてもよい。また、摺動支持部４６も、ブリッジを精度良く変位回動できる機構であればどのようなものであってもよい。さらに、スクライブヘッド５に取り付けられるカッターは、カッターホイールに代えて刃先に方向性のある固定刃であってもよい。その他本発明では、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。

本発明は、ガラス基板、半導体基板、薄膜太陽電池の基板等の脆性材料にスクライブ溝を形成するためのスクライブ装置に適用することができる。

１スクライブ装置
２脆性材料
３支持台
４Ａ，４Ｂブリッジ
５スクライブヘッド
６カメラ（光学読取部）
７制御部
４０移動調整機構
４５枢軸部
４６摺動支持部

Claims

脆性材料を保持する支持台と、支持台を跨ぐようにして平行に配置され、かつ、各々スクライブヘッドを備えた一対のブリッジと、支持台上に設けられたアライメントマークを読み取る光学読取部と、ブリッジを変位移動させて支持台とスクライブヘッドとの相対的な位置を調整する移動調整機構と、アライメントマークの変位情報に基づき、スクライブヘッドに設けられたカッターの刃先の方向が所定の方向に向くように前記移動調整機構の動作を制御する制御部とからなり、
一方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向と、他方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向とが、互いに直交する方向に向けて配置されていることを特徴とするスクライブ装置。
前記移動調整機構は、ブリッジの一端を回動のみ可能に支持する枢軸部と、ブリッジの他端を前記枢軸部を支点として回動可能に支持する摺動支持部と、枢軸部を支点としてブリッジを回動させる駆動部とからなる請求項１に記載のスクライブ装置。
前記制御部は、スクライブ装置のスクライブ溝成形作業の過程でアライメントマークの位置に変位が生じた場合、光学読取部による変位情報に基づいて、前記変位が所定値以下となるように前記移動調整機構の動作を制御するようにした請求項２に記載のスクライブ装置。