JP2011213593A - スクライブ装置及びそのチップホルダ交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スクライブ装置において、短時間でチップを交換できるようにすること。
【解決手段】チップホルダ１０にチップ１４を回転自在に取付ける。チップホルダ１０を円筒形とし、その先端に取付部１６を設ける。ホルダジョイントに開口部を設け、マグネットによってチップホルダ１０を吸着させて取付けることによって、着脱を容易にする。又チップホルダ１０の面に、チップのオフセットデータを２次元コード１７として記録する。チップホルダの交換時にオフセットデータを読出してスクライブ装置に入力することにより、オフセットを打ち消す。こうすればチップホルダを着脱する際に補正に関連して必要だった操作を省いて、短時間の装置停止の間にチップを交換することができる。
【選択図】図１６Ａ

Description

本発明は脆性材料基板にスクライブラインを形成するためのスクライブ装置及びそのチップホルダ交換方法に関し、特にスクライブライン形成用のホイールチップ（スクライビングホイール）を保持するチップホルダに特徴を有するスクライブ装置及びそのチップホルダ交換方法に関するものである。

従来、液晶表示パネルや液晶プロジェクタ基板等のフラットパネルディスプレイ等では、製造過程においてマザーガラス基板が貼り合わされた後に所定の大きさの単個のパネルに成るように分断される。このマザーガラス基板等の脆性材料基板の分断には、スクライブ工程とブレイク工程があり、スクライブ工程ではスクライブ装置が用いられる。

図１は、従来のスクライブ装置の一例を示す概略斜視図である。このスクライブ装置１００は、移動台１０１が一対の案内レール１０２ａ、１０２ｂに沿って、ｙ軸方向に移動自在に保持されている。ボ−ルネジ１０３は移動台１０１と螺合している。ボールネジ１０３はモータ１０４の駆動により回転し、移動台１０１を案内レール１０２ａ，１０２ｂに沿ってｙ軸方向に移動させる。移動台１０１の上面にはモータ１０５が設けられている。モータ１０５はテーブル１０６をｘｙ平面で回転させて所定角度に位置決めするものである。脆性材料基板１０７はこのテーブル１０６上に載置され、図示しない真空吸引手段などにより保持される。スクライブ装置の上部には、脆性材料基板１０７のアライメントマークを撮像する２台のＣＣＤカメラ１０８が設けられている。

スクライブ装置１００には、移動台１０１とその上部のテーブル１０６をまたぐようにブリッジ１１０がｘ軸方向に沿って支柱１１１ａ，１１１ｂにより架設されている。スクライブヘッド１１２はブリッジ１１０に設けられたガイド１１３に沿ってｘ軸方向に移動可能となっている。モータ１１４はスクライブヘッド１１２をｘ軸方向に沿って移動させる駆動源である。スクライブヘッド１１２の先端部には、ホルダジョイント１２０を介してチップホルダ１３０が取付けられている。

次にスクライブヘッド１１２に取付けられる従来のホルダジョイントと、チップホルダについて説明する。図２に分解斜視図を示すように、ホルダジョイント１２０は上部にベアリング１２１を有し、下方がＬ字形に構成されたホルダ部１２２を有している。ホルダ部１２２の側方には位置決め用のピン１２３が設けられている。チップホルダ１３０は図３，図４に示すように円板状のホイールチップ（以下、単にチップという）１３１を回転可能に保持するものである。チップ１３１はピン（図示せず）によって下端中央の先端部に回転自在に保持され、ピンは止め金１３２によって脱落が防止されている。チップ１３１は脆性材料基板に圧接しながら転動してスクライブラインを形成するものである。このチップホルダ１３０は、その側面を位置決めピン１２３に接触させることにより、ホルダジョイント１２０のホルダ部１２２に位置決めしている。そしてチップホルダ１３０は固定ボルト１３３によってホルダ部１２２に固定される。スクライブヘッド１１２はその下部のホルダジョイント１２０、及びチップホルダ１３０を昇降動可能に保持している。スクライブヘッド１１２には、その内部にそうした昇降動作を可能とする昇降部、たとえば空気圧制御を用いるエアーシリンダーやリニアモータによる電動昇降部などが設けられている。その昇降部は、チップ１３１を脆性材料基板の表面上を適切な荷重にて圧接しながら転動させていき、スクライブラインを形成する。

次に、スクライブ装置として組立てられた後、スクライブ動作に必要な電気的及び機械的な調整が終了しているスクライブ装置のスクライブ動作について説明する。図５Ａ，図５Ｂはこの処理の手順を示すフローチャートである。スクライブ開始前には、図６に示すようにまず脆性材料基板１０７をテーブル１０６上に載置し、位置決め後に吸引し固定する（ステップＳ０）。その後、位置決め状況を確認するため、スクライブ装置の上方に設置された２台のＣＣＤカメラ１０８を用いて、基板上の左右２ヶ所の位置決め用のアライメントマーク６３ａ及び６３ｂを夫々拡大して撮像し、画像処理を行う（ステップＳ１）。撮像された拡大画像は夫々対応するモニタに表示されるので、オペレータはその撮像された画像を確認しながら精確な位置決め作業を行うことが出来る。スクライブ装置１００は画像処理により、２台のＣＣＤカメラを結ぶ線、すなわちテーブル１０６の基準線Ａから基板１０７がどれだけの角度（θ）傾いて載置されているか、また基板１０７がテーブル１０６の基準となる原点位置からどれだけずれて載置されているかを検出する（ステップＳ２）。その検出結果に基づき、スクライブ装置１００はステップＳ３に進んで、モータ１０５の回転によりテーブル１０６の傾き角θが０となるように補正する。テーブル１０６の原点位置からのずれは、次のようにして補正することが可能である。ｙ軸方向については、テーブル１０６をｙ軸方向に上記ずれ量のｙ軸方向成分に相当する量だけ移動させ、また、ｘ軸方向についてはスクライブヘッド１１２の位置を上記ずれ量のｘ軸成分に相当する量だけ移動させる。また他の補正方法として、下記の方法がある。すなわち、スクライブ装置が上記ずれ量をｘ軸成分とｙ軸成分に分けてスクライブ動作の開始位置の位置データの各軸成分の値を補正することにより、スクライブ開始位置をずらせる。こうすれば同等の結果が得られる。

上記ずれ量の補正作業は、スクライブ対象の基板が取替えられた場合には毎回必ず、スクライブ開始前に実行する必要がある。補正作業が終了したならば、所望の位置からスクライブ動作を開始する。スクライブ装置１００はチップホルダを降下し、基板にチップを当接させながら転動させて通常スクライブを行う（ステップＳ５〜Ｓ７）。そしてそのスクライブラインの形成後、スクライブ装置１００はチップホルダを上昇させ（ステップＳ８）、次いで基板を相対的に移動させて（ステップＳ９）、ステップＳ５に戻る。

次にステップＳ９に示す基板の移動について、図５Ｂを用いて詳細に説明する。まずスクライブ装置１００は制御プログラム内の制御データであるフラグＦＸが０かどうかを判断する（ステップＳ１０）。このフラグＦＸはテーブルの回転時に立てられるフラグであり、初期化後は０となっている。フラグＦＸが０であれば、ステップＳ１１に進んでｘ軸方向のスクライブが終了したかどうかを判別する。終了していなければスクライブ装置１００はテーブル１０６を移動することによって基板を相対的に移動し（ステップＳ１２）、ステップＳ５に戻って同様の処理を繰り返す。こうすればこのループを繰り返すことによってｘ軸方向のスクライブを終了させることができる。ｘ軸方向のスクライブが終了した場合には、ステップＳ１３に進んでスクライブ装置１００はフラグＦＸを１にセットし、ステップＳ１４に進んでテーブル１０６を右方向に９０度回転させる。そしてステップＳ１５においてｙ軸方向のスクライブが終了したかどうかを判別し、終了していなければステップＳ１６に進んでテーブル１０６を移動し、ステップＳ５に戻る。ｘ軸方向のスクライブが終了すればフラグＦＸが立てられているので、スクライブ装置１００はステップＳ１０からステップＳ１５に進んで、ｙ軸方向のスクライブが終了したかどうかを判別する。終了していない場合には、スクライブ装置１００は必要な移動量だけ相対的に基板をｙ軸方向へ平行移動する（ステップＳ１６）。その後、再度ステップＳ５へ戻って同様のスクライブ動作を繰り返す。その後、スクライブ装置１００はステップＳ１５でｙ軸方向のスクライブラインの形成が全て終了したと判断すると、テーブルを９０度左方向に回転してスクライブ動作を終了する。スクライブ装置１００はフラグＦＸをリセットし、基板は吸引が解除されてテーブル１０６から取り外される（ステップＳ１７）。次に別の基板をテーブルに載置したときも、同様の手順にてスクライブ動作を行う。

新しく製造したスクライブ装置１００にホルダジョイント１２０を取付けて使用する場合とか、スクライブ装置を使用している途中でチップ１３１が取り付けられているチップホルダ１３０、スクライブヘッド１１２やホルダジョイント１２０を調整・修理の為又は交換する為に取外した後、調整後再び取り付けて使用する場合とか、交換後に別の部品を取り付けて使用する場合には、下記の方法でずれ量の補正作業を実行する必要がある。この場合に、説明を簡単にする為に次の調整が既に終了していると仮定して説明を進める。すなわち、２台のＣＣＤカメラの内の１台の撮像画像の中心座標がスクライブラインの形成に必要な原点位置と一致するように調整されていて、更にチップホルダなどの部品の取付け後にチップによって形成されるスクライブラインは、テーブルのｘ軸方向の基準線と平行である様に予め調整されているとする。

まず、スクライブ装置１００の駆動系の原点位置と実際にチップ１３１が基板上にスクライブラインの形成を開始する開始位置とのずれを精確に検出する為に、テストスクライブを行う必要がある。テストスクライブをする場合は、オペレータは基板を通常のマザー基板とは別の、ダミー基板をテーブル１０６に載置し、ステップＳ０からＳ３までの前処理を実行させる。図７は、テストにてダミー基板上に形成されるスクライブラインとＣＣＤカメラによる撮像画像のアライメントマークの中心座標Ｐ０との位置関係を示す模式図である。スクライブヘッド１１２やホルダジョイント１２０及びチップホルダ１３０の各オフセット量が補正処理されて相殺されているのであれば、スクライブ装置１００は中心座標Ｐ０からスクライブを開始することができる。

しかし電気的及び機械的な誤差があって、各組立て部品毎にその値が異なるので、取付け後の誤差の量を改めて測定し必要な補正処理を終了させてからでないと中心座標Ｐ０からスクライブができない。そこでオペレータはチップホルダ１３０を降下させ、ダミー基板にチップを当接させる（ステップＳ５’，Ｓ６’）．そしてダミー基板に対してテストスクライブを行い一本のスクライブラインを形成させる（Ｓ７’）。その後、チップホルダを上昇させて（Ｓ８’）、ずれ量を測定する（Ｓ９’）。ここでチップのスクライブ開始位置（Ｘ，Ｙ）が、図７に示すように位置Ｐ１（Ｘ，Ｙ）＝（４，３）であったとする。この位置はＣＣＤカメラ１０８の撮像画像を用いて測定することができる。

次にオペレータは位置Ｐ１から中心座標Ｐ０までのずれ量を測定する（Ｓ９’）。このずれ量がオフセットとして打ち消されるべき値となるため、これを補正値として補正処理する（Ｓ１０’）。そしてダミー基板をテーブルから取外して補正の処理を終了する（Ｓ１１’）。そしてステップＳ０に戻って同様の処理を繰り返す。こうすることによって、図５Ａに示すステップＳ５以下の通常スクライブでは、中心座標Ｐ０からスクライブを開始することができる。

このようにして補正処理をしておけば、それ以降はスクライブ対象の基板が取り換えられるたびにステップＳ１〜Ｓ３の前処理をしておくことで、脆性材料基板１０７上に形成されるスクライブラインは、予定したライン（例えば図６の線Ｂ）の位置に精確に形成され、同一の基板１０７に対して順次スクライブ開始位置を変えてスクライブ動作が繰り返される（ステップＳ５-Ｓ９）。

チップは脆性材料基板を所定の長さだけスクライブすると磨耗して性能が劣化するため、定期的に交換する必要がある（特許文献１）。従来のスクライブ装置において、消耗品であるチップを交換する場合には、まずオペレータはスクライブヘッド１１２からチップホルダ１３０を取外す。次いで取外したチップホルダ１３０から磨耗したチップ１３１を取外して、新しいチップをチップホルダ１３０に取付ける。その後、オペレータは再度チップホルダ１３０をスクライブヘッド１１２に取り付けて、交換作業が終了する。そのためチップ自体、チップホルダ、スクライブヘッドのいずれかを交換した場合にも、チップの取付け位置に誤差（オフセット）が生じているので、オフセットを相殺するために、テストスクライブとその後の補正処理（ステップＳ５’〜Ｓ１１’）が必要である。

こうしてスクライブヘッドの周辺部品の取替えに伴うオフセット量を補正しておくことで、それ以降は通常のマザー基板に対してステップＳ０からＳ３の前処理をした後、ステップＳ５からＳ９の一連のスクライブ関連動作を繰り返して必要な数のスクライブラインを基板上に形成する。

なお、ここではスクライブヘッドがｘ軸方向に移動し、テーブルがｙ軸方向に移動すると共に、回転するスクライブ装置１００について示したが、テーブルがｘ軸、ｙ軸方向に移動し、且つ回転するスクライブ装置もある（特許文献２）。又テーブルがｘ軸、ｙ軸方向に移動するが、回転機構がないスクライブ装置もある。更にテーブルが固定され、スクライブヘッドがｘ及びｙ軸方向に移動するタイプのスクライブ装置もある（特許文献３）。

図１に示したスクライブ装置の変形例として、移動台１０１上に回転テーブルを持たないで移動台上にそのまま脆性材料基板１０７を載置するタイプのスクライブ装置（装置タイプ１）がある。更に別の変形例として、図１のテーブル１０６が固定されており、ブリッジ１１０が支柱１１１ａ及び１１１ｂ共々ｙ軸方向に移動する駆動機構を備えたタイプのスクライブ装置（装置タイプ２、例えば、特許文献４）がある。この場合には、以下のスクライブ動作が必要となってくる。すなわち、図５ＡのステップＳ２において検出される基板１０７の傾き角θの補正は出来ないので、基板のずれ量の補正処理のみをＳ３にて実行する。このスクライブ装置では、θの補正の代わりとして図６を用いて説明する直線補間法によるスクライブ動作を実行する。すなわち、直線Ｂの位置に正規のスクライブラインを形成すると想定した場合に、スクライブヘッド１１２のみを単にｘ軸方向に移動すれば直線Ａのラインが得られるだけである。そこでこのスクライブ装置では、スクライブヘッドのｘ軸方向の移動と同時に並行して、装置タイプ１の場合にはテーブル１０６を、もう一方の装置タイプ２の場合にはブリッジ１１０を夫々移動させる。こうすれば、傾斜したスクライブラインＢを形成することが可能となる。同時並行して移動させる移動量は傾きθの大きさに依存する。傾斜したスクライブ線は、傾きθで形成される三角形の底辺と高さに相当する移動量をスクライブヘッド１１２とデーブル１０６（又はブリッジ１１０）が分担すること、言い換えると２方向の微小な階段状の直線移動の繰り返しにより実現することが可能となる。

特許３０７４１４３号公報 特許公開２０００−１１９０３０号公報 特許公開２０００−０８６２６２号公報 特許公開２０００−２６４６５７号公報

従来チップホルダに取付けられたチップを交換する場合には、まずオペレータは固定ボルト１３３を緩めホルダジョイント１２０からチップホルダ１３０を取外す。そしてオペレータは止め金１３２のボルトを緩めて止め金１３２をピン孔からずらせて、ピンを抜き取って、チップ１３１を取り出す。又新しいチップに交換した後、オペレータは同様の過程でピンを挿入してチップをチップホルダ１３０に取付け、図４に示すようにチップホルダ１３０をホルダジョイント１２０に取付ける。次いでホルダジョイント１２０をスクライブヘッド１１２に取付ける。

このようにチップを交換した場合には、図５のＳ０からＳ３及びＳ５’からＳ１１’までの作業を実行する必要がある。つまり、この交換に伴うオフセットを補正する為に一旦ダミー基板を用いてテスト的なスクライブラインを形成させたり、オフセット量を求めてその量を補正するといった作業が必要となり、そうした処理に手間がかかるという欠点があった。

又チップの大きさは用途により異なるが、液晶表示体用の貼り合わせ基板のスクライブ用の場合、例えば直径２．５ｍｍ程度であり、ピンは０．５ｍｍφ程度であり、小さくて取り扱いにくい。従って従来はチップの交換作業に時間がかかるという欠点があった。又多種のチップを種々の装置に取り付けて使用するパネル加工工場内では、誤って異なった種類のチップを取付けてしまう可能性がある。その場合には、スクライブ条件が変化し、正常な安定したスクライブができなくなるが、その原因が直ぐにはわかりにくいという欠点もあった。又固定ボルトによってチップホルダをホルダジョイントに固定する際に、固定の仕方によってチップの取り付け位置が微妙にずれることから、取り付け後のチップによるスクライブラインの形成位置にばらつきが生じるという欠点もあった。

本発明は従来のスクライブ装置のチップ交換に伴う問題点に着目してなされたものであって、チップと一体化したチップホルダを用いることによって、このような欠点を解消することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のスクライブ装置は、脆性材料基板に対向するように設けられたスクライブヘッドの先端に回転自在に装着されるホルダジョイントを含むスクライブ装置であって、前記ホルダジョイントは、下面に開口が形成されており、前記開口には内側にマグネットが埋設されており、開口の中心軸と垂直な平行ピンが設けられているものである。

この課題を解決するために、本発明のスクライブ装置は、脆性材料基板に対向するように設けられたスクライブヘッドの先端に回転自在に装着されるホルダジョイントと、一端に傾斜部を含むように一面が切欠された取付部を備え、前記一端の少なくとも一部が磁性体で構成され、他端に回転自在に取り付けられたスクライブライン形成用のチップホルダと、を含み、前記ホルダジョイントの下面には前記チップホルダの一端が挿入される開口が形成されており、前記開口には内側にマグネットが埋設されており、開口の中心軸と垂直な平行ピンが設けられており、前記ホルダジョイントは、２対の向かい合う外周面を有し、前記２対の向かい合う外周面のうち、ある一対は、他の一対より長辺を有するものである。

ここで前記ホルダジョイントは、ベアリングを備えるようにしてもよい。

ここで前記平行ピンは、前記開口に挿入されるチップホルダの垂直方向及び水平方向の位置を同時に決定するようにしてもよい。

ここで前記平行ピンは、中心軸から離隔された位置に設けられるようにしてもよい。

ここで前記平行ピンは、前記開口に挿入されるチップホルダの垂直方向及び水平方向の位置を同時に決定するようにしてもよい。

ここで前記開口は、円形としてもよい。

ここで前記ホルダジョイントは、２対の向かい合う外周面を有し、前記２対の向かい合う外周面のうち、ある一対は、他の一対より長辺を有するようにしてもよい。

この課題を解決するために、本発明のスクライブ装置のチップホルダ交換方法であって、前記チップホルダは、ホイールチップと一体化して交換され、ホルダジョイントの開口の内側に埋設されているマグネットに固定されたチップホルダをホルダジョイントから引っ張り分離する段階及び新たなチップホルダをホルダジョイントに取り付ける段階を含み、前記取付段階は、チップホルダの一端をホルダジョイントの開口に挿入し、チップホルダの傾斜部を平行ピンに接触させてホルダジョイントに対して位置決めさせ、前記チップホルダをマグネットに吸引させてホルダジョイントに固定することを含むものである。

このような特徴を有する本発明によれば、ホルダジョイントに開口部を設け、マグネットによってチップホルダを吸着させて取付けているので、チップホルダを容易に着脱することができる。又チップのオフセットデータをチップホルダにコードとして保持し、そのコードを読み取ることによって、補正データをスクライブ装置に容易に設定することができる。従ってチップホルダに固有のオフセットを測定する必要がなく、容易に所望の位置からスクライブを開始することができるという効果が得られる。

図１は従来のスクライブ装置の全体構成を示す斜視図である。 図２は従来のホルダジョイント及びチップホルダを示す斜視図である。 図３は従来のチップホルダを示す斜視図である。 図４は従来のチップホルダをホルダジョイントに取付けた状態を示す図である。 図５Ａは従来のスクライブ処理を示すフローチャートである。 図５Ｂは従来のスクライブ処理において基板の移動処理を示すフローチャートである。 図６はＣＣＤカメラでアライメントマークを撮像した状態を示す図である。 図７はアライメントマークとチップのスクライブ開始位置及びオフセットデータの関係を示す図である。 図８は本発明の実施の形態によるスクライブ装置の全体構成を示す斜視図である。 図９は本発明の実施の形態によるチップホルダの構成を示す図である。 図１０は本実施の形態によるチップホルダの斜視図である。 図１１は本実施の形態によるホルダジョイントを示す図である。 図１２は本実施の形態によるホルダジョイントのチップホルダ挿入時の斜視図である。 図１３はチップホルダを挿入した状態を示すホルダジョイントの一部断面図である。 図１４はホルダジョイントをスクライブヘッドに取付けた状態を示す図である。 図１５は本実施の形態によるスクライブ装置の制御系の構成を示すブロック図である。 図１６Ａは本実施の形態によるスクライブ装置のスクライブ処理の手順を示すフロー図である。 図１６Ｂは本実施の形態によるスクライブ装置のスクライブ処理の手順を示すフロー図である。 図１７はアライメントマークとチップのスクライブ開始位置及びオフセットデータの関係を示す図である。 図１８Ａはチップホルダへの２次元データの書込み処理を示す概略模式図である。 図１８Ｂはチップホルダへの２次元データの読取り処理を示す概略模式図である。

図８は本発明の実施の形態によるスクライブ装置を示す斜視図である。このスクライブ装置において、前述した従来例と同一部分は同一符号を付している。本実施の形態によるスクライブ装置１は、移動台１０１が一対の案内レール１０２ａ、１０２ｂに沿って、ｙ軸方向に移動自在に保持されている。ボ−ルネジ１０３は移動台１０１と螺合している。ボールネジ１０３はモータ１０４の駆動により回転し、移動台１０１を案内レール１０２ａ，１０２ｂに沿ってｙ軸方向に移動させる。移動台１０１の上面にはモータ１０５が設けられている。モータ１０５はテーブル１０６をｘｙ平面で回転させて所定角度に位置決めするものである。脆性材料基板１０７はこのテーブル１０６上に載置され、図示しない真空吸引手段などにより保持される。スクライブ装置１の上部には、脆性材料基板１０７のアライメントマークを撮像する２台のＣＣＤカメラ１０８が設けられている。

スクライブ装置１には、移動台１０１とその上部のテーブル１０６をまたぐようにブリッジ１１０がｘ軸方向に沿って支柱１１１ａ，１１１ｂにより架設されている。スクライブヘッド１１２はブリッジ１１０に設けられたガイド１１３に沿ってｘ軸方向に移動可能となっている。モータ１１４はスクライブヘッド１１２をｘ軸方向に沿って移動させるものである。スクライブヘッド１１２の先端部には、後述するチップホルダ１０がホルダジョイント２０を介して取付けられている。ここでモータ１０４と案内レール１０２ａ，１０２ｂ、ボールネジ１０３はテーブルをｙ軸方向に移動させる移動部であり、ブリッジ１１０、支柱１１１ａ，１１１ｂ、ガイド１１３はスクライブヘッドをｘ軸方向に移動させる移動部であり、モータ１０５はテーブルを回転させる回転部であって、これらが相対移動部を構成している。

次に本実施の形態によるスクライブヘッドに取付けられるチップホルダ１０の構成について説明する。図９は本発明の実施の形態によるチップホルダを示す図であり、図１０はその斜視図である。これらの図に示すように、チップホルダ１０は略円筒形の部材であって、その一端には略正方形状の平坦部１１ａ，１１ｂがいずれも中心軸に平行に設けられる。チップホルダ１０はこの平坦部の間に中心軸に沿った切欠き１２を有しており、平坦部１１ａ，１１ｂの下端にはその面に垂直な方向のピン溝１３を有している。チップ１４は例えばホイール径が２．５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ程度の円板状の形状を有し、円周部分の断面が円錐形に形成され、中心に貫通孔を有している。チップ１４は、ピン溝１３に挿入されたピン１５を中心の貫通孔に貫通させることによって、回転自在に保持される。ピン１５をピン溝１３に挿入しチップ１４を保持した後は、チップの交換を要する場合にもチップを取り外さず、チップホルダと共に交換される。一方チップホルダ１０の他端には位置決め用の取付部１６が設けられている。取付部１６はチップホルダ１０を切欠いて形成され、傾斜部１６ａ及び平坦部１６ｂを有する。平坦部１６ｂはチップホルダの軸と平行であり、且つ下方の平坦部１１ａ，１１ｂとは垂直となっている。尚平坦部１１ａには、後述するように２次元コード１７が印字される。又チップホルダ１０はその上部の一部分が磁性体金属で構成されている。

スクライブヘッド１１２はその内部に、チップを備えたチップホルダ１０の昇降動作を可能とする昇降部、例えば空気圧制御を用いるエアーシリンダーやリニアモータによる電動昇降部などが設けられている。その昇降部により、チップ１４を脆性材料基板の表面上を適切な荷重にて圧接し転動していきスクライブラインを形成する。

次にホルダジョイント２０について説明する。図１１はホルダジョイントを示す図であり、図１２はこのホルダジョイント２０にチップホルダ１０を挿入する状態を示す斜視図である。これらの図に示すようにホルダジョイント２０は上部にベアリング２１ａ，２１ｂを有しており、下方がチップホルダを保持する保持部２２となっている。ホルダジョイント２０の保持部２２には、図示のように円形の開口２３が形成されており、その内側にマグネット２４が埋設されている。又この開口２３の内部には中心軸から隔てた位置に中心軸と垂直な平行ピン２５が設けられる。平行ピン２５はチップホルダ１０の傾斜部１６ａに接してチップホルダ１０を位置決めするものである。

このチップホルダ１０をホルダジョイント２０に取付ける際には、図１２に示すようにホルダジョイントの開口２３にチップホルダ１０をその取付部１６から挿入する。そうすればチップホルダの先端部がマグネット２４によって吸引され、更に傾斜部１６ａが平行ピン２５に接触して位置決め固定される。図１３はこの取付けられた状態を示す部分断面図、図１４はホルダジョイント２０が取付けられたスクライブヘッド１１２の一部を示す図である。チップホルダ１０はマグネット２４によって吸引されているだけであるため、取付けが極めて容易であり、所定の位置に固定される。取り替える場合にもチップホルダ１０を引っ張るだけで容易に取り外すことができ、着脱が容易となる。

次に本実施の形態によるスクライブ装置１の構成について、ブロック図を用いて説明する。図１５はスクライブ装置１の制御系を示すブロック図である。本図において２台のＣＣＤカメラ１０８からの出力は画像処理部４１を介して制御部４２に与えられる。又後述のユニット補正値及びチップホルダの補正データは補正値入力部４３を介して制御部４２に与えられる。制御部４２はこれらの補正値に基づいて、Ｘ方向及びＹ方向のオフセットを打ち消すようにＸモータ駆動部４４、Ｙモータ駆動部４５にデータを与える。これらのモータ駆動部４４，４５は夫々モータ１１４，１０４を直接駆動するものである。又回転用モータ駆動部４６はモータ１０５を駆動し、テーブル１０６上に配置された脆性材料基板１０７を回転させると共に、角度ずれがあるときにその角度ずれを打ち消すものである。更に制御部４２にはチップホルダ昇降駆動部４７やモニタ４８が接続される。チップホルダ昇降駆動部４７は、チップ１４の転動時にチップ１４が脆性材料基板の表面上を適切な荷重にて圧接するように駆動するものである。

次に本実施の形態の動作について図１６Ａ，図１６Ｂのフローチャートを用いて説明する。スクライブ装置１がスクライブを開始する際には、前述した従来例の図５Ａと同様に、ステップＳ０〜Ｓ３の処理を行う。次いでステップＳ４においてスクライブ装置１はテストスクライブが必要かどうかを判別し、テストスクライブが必要であればステップＳ５’に進んで前述した従来例とほぼ同様の処理を行う。この処理について以下に説明する。

新規に製作した、あるいは古いチップホルダを取り替えて新たにスクライブヘッド１１２やホルダジョイント２０をスクライブ装置１に取り付けて使用する場合には、まずスクライブ装置１の駆動系の原点位置及び走行方向と、実際にチップ１４が基板上にスクライブラインの形成を開始する開始位置及び形成方向とが精確に一致するように、下記の要領で調整する必要がある。スクライブヘッド１１２やホルダジョイント２０を交換した後でテストスクライブする場合には、オペレータはあらかじめダミー基板をテーブル上に載置する。ここであるチップホルダの補正値として、例えばＸ＝−１，Ｙ＝−２があらかじめ入力されているものとする。尚このスクライブ装置を初めて使用する場合は、チップホルダのオフセット値はＸ＝０，Ｙ＝０であるとする。図１７はスクライブ対象となるガラス基板等に取付けられるアライメントマークと、チップホルダの実際の切り込み位置との関係を示す図である。アライメントマークの中心点を中心座標Ｐ０とすると、スクライブヘッド１１２やホルダジョイント２０にオフセットがなければ、チップホルダ１０のオフセットを打ち消す補正を行うことによって、スクライブ装置１は中心座標Ｐ０からスクライブを開始することができる。

しかし電気的及び機械的な誤差があるため、中心座標Ｐ０からスクライブができない。そこでオペレータはチップホルダを降下させ、ダミー基板にチップを当接させる（ステップＳ５’，Ｓ６’）．そしてダミー基板に対してテストスクライブを行い（Ｓ７’）、次にステップＳ８’においてチップホルダを上昇させて、切り込み開始位置を測定する。ここでチップの切り込み開始位置（Ｘ，Ｙ）は、図１７に示すように位置Ｐ２（Ｘ，Ｙ）＝（３，１）であったとする。この位置はＣＣＤカメラ１０８を用いて測定することができる。この測定によってオフセットのないチップホルダを使った場合に、チップを降下させてダミー基板に対してスクライブを開始したときに、スクライブヘッド１１２とホルダジョイント２０によるユニットに固有のオフセット（誤差）が確認されたこととなる。

従って次に測定された位置Ｐ２から中心座標までのずれ量を測定する（Ｓ９’）。このずれ量がオフセットとして打ち消されるべき値となるため、オペレータはこれを使用してユニットの誤差を打ち消す補正値を入力する（Ｓ１２）。この場合にはこのオフセットを打ち消すためのユニット補正値（第２の補正値）は、Ｘ＝−３，Ｙ＝−１となる。

さてこの処理を終えた後、又はテストスクライブが不要な場合には、スクライブ装置１はステップＳ２１においてチップホルダ１３０が交換されたかどうかを判別する。チップホルダ１０は図１３に示すようにホルダジョイント２０に取付けられ、更にホルダジョイント２０が図１４に示すようにスクライブヘッド１１２に取付けられる。従ってこれらのいずれかを交換すると、電気的な原点とスクライブ開始点との位置ずれが生じる。この位置ずれ（オフセット）の原因としては、部品精度や組立誤差等がある。スクライブヘッド１１２及びホルダジョイント２０は交換頻度が少なく、これらをユニットの固定誤差とすることができる。一方チップホルダについては、チップが磨耗して性能が劣化する毎にチップホルダ１０自体を交換するため、補正を頻繁に行う必要があった。そこで本実施の形態では、あらかじめチップホルダ１０の出荷時に、チップホルダ１０に固有のオフセット値を測定しておき、このオフセット値（第１のオフセット値）を後述するようにチップホルダ１０自体に記録する。そしてオペレータがチップホルダを交換した場合に、ステップＳ２２に進んで新しいチップホルダ１０のオフセット値を読み出す。そしてオペレータは補正値入力部４３より対応する補正データを入力する（ステップＳ２３）。

そして制御部４２はステップＳ２４において総補正値として、ユニット補正値とチップホルダの補正値とをＸ，Ｙについて個別に加算する。上述の例では総補正値をＸ＝−４，Ｙ＝−３として、補正の処理を終了する。

仮にチップホルダ１０の補正データを入力せず、且つユニットの固定誤差も補正することなくそのままチップを降下させると、図１７に示す位置Ｐ１（Ｘ，Ｙ）＝（４，３）にチップが降下することとなる。又ユニットの固定誤差のみの補正のみを行った場合には、図１７の位置Ｐ３（Ｘ，Ｙ）＝（１，２）にチップが降下することとなる。そこでこのスクライブ装置１ではユニット補正値とチップホルダの補正データを加える。こうすることによって、図１６Ａに示すステップＳ５以下の通常スクライブでは、中心座標Ｐ０からスクライブを開始することができる。

その後、新たな脆性材料基板に対してスクライブを行う際には、図１６Ａに示すフローチャートのうちステップＳ０からＳ３を実行した後でステップＳ５〜Ｓ９を行うことによってスクライブを行うことができる。即ち一旦スクライブヘッドのオフセットを補正した後は、脆性材料基板が変わってもその基板がテーブル上の正規の位置決め位置からどれ程ずれているかのずれ量を基板交換時に検出して、一度補正する処理を実行すればよい。

次にこの初期補正後にチップホルダ１０を交換した場合には、図１６Ａに示すようにステップＳ１〜Ｓ４、及びＳ２１からＳ２２に進んで新たなチップホルダ１０に記録されている補正値を読み出す。更にステップＳ２３において、読み取った新しいチップホルダ１０の補正データを入力する。この後ステップＳ２４においてスクライブ装置内で既に設定したユニット補正値と合わせてチップホルダの補正値を加算し、総補正値とするだけで、テストスクライブを実行せずに全ての補正が完了することとなる。

従って、補正処理後の実際のスクライブの際には、図１６Ａに示すステップＳ１〜Ｓ３に続けてＳ５〜Ｓ９を行うことによって、通常のスクライブを行うことができる。即ち従来のようにオペレータがダミー基板をテーブルに載置し、試験的にダミー基板上にスクライブラインを形成して基板の位置決め位置と方向の両方のずれを補正した後、チップホルダの取付けオフセットに伴うオフセットを相殺するといった補正処理（ステップＳ５’〜Ｓ１１’）を実行する必要がなくなり、補正作業を大幅に軽減させることができる。

出荷時に行うチップホルダに固有のオフセットの測定について説明する。この場合はあらかじめユニット誤差が０の装置、又はユニット誤差が既知の装置を用いて、チップホルダのチップのスクライブ開始位置を確認する。そしてスクライブ開始位置に基づいてオフセットデータを得る。また、これを打ち消す値を補正データとする。

次にこのオフセットデータの記録方法について説明する。本実施の形態では、図１８Ａ，図１８Ｂに示すように、チップホルダ１０の平坦部１１ａ又は１１ｂにコードを記録する。このコードは１次元コード、例えばバーコードを用いて記録してもよいが、記録面積が小さいため２次元コードであることが好ましい。２次元コードでは、１次元コードよりも狭い面積に多くの情報を記録することができる。また２次元コードはデータ復元機能を持ち、汚れやデータの一部に破損が生じても、それを復元して読み取り用センサによって読み取ることが可能である。図１８Ａ，図１８Ｂはチップホルダ１０への２次元コードの書込みと読出しを行う状況を模式的に示す図である。図１８Ａにおいてレーザマーカのコントローラ５１によって記録するデータを設定して２次元コードのパターンを形成する。記録すべきデータとしては、チップの種類やあらかじめ測定したオフセットデータを２次元コードとする。そしてヘッド部５２によってチップホルダ１０の平坦部１１ａ又は１１ｂに直接印字する。図９，図１０にはこうして平坦部１１ａに印字された２次元コード１７を示している。そして、チップを交換するためにチップホルダを取り替えた場合には、新しいチップホルダの使用前に図１８Ｂに示すように２次元データを読取器５３によって読み取る。そうすれば読取ったデータからチップの種類を確認することができる。又前述したようにオフセット値をスクライブ装置の制御部へ手動操作にて又は自動的に入力させることによって、チップホルダの取替えに伴うデータ補正処理を極めて容易に実行させることができる。

尚本実施の形態では、２次元コードをチップホルダ１０に直接印字しているが、２次元コードを印字したラベルを張り付けるようにしてもよい。又本実施の形態では、チップホルダの平坦部１１ａ又は１１ｂに２次元コードを印字するようにしているが、傾斜部１６ａや平坦部１６ｂに記録してもよく、更に円筒部分の表面に記録することもできる。

本実施の形態では、２次元コードとしてチップの種類とオフセットデータとを記録するようにしているが、これらのデータに加えて、チップホルダの製造年月日やロット等を記録することもできる。更に２次元コードのパターンの記録器としてはレーザマーカ以外の他の記録器であってもよく、又データの読取器としてワイヤレスのハンディ型読取器を用いることもできる。

更に本実施の形態では、チップホルダに固有のデータを２次元コードとして記録しているが、この記録媒体として密着接触型のデータキャリア等を用いてもよい。この場合にはチップホルダの平坦部１６ｂ等にデータキャリアを取付け、ホルダジョイントのデータキャリアに対向する部分に、データの読取りや書込み機能を有するリードライトユニットを配置しておく。こうすればデータの読出しを記録器や読取り用センサ等を用いることなく、コードを書込み及び読出してこれを利用することができる。

また本実施の形態では、チップホルダに２次元のコードとしてオフセット値を記録している。これに代えてオフセット値を打ち消すためのデータをチップホルダに記録しておき、このオフセット値を打ち消す補正値をスクライブ装置に入力し、補正を行うようにしてもよい。

次に他の形式のスクライブ装置に本発明を適用した場合について説明する。他の形式のスクライブ装置として、テーブルが回転せずｘ軸方向及びｙ軸方向にのみ移動する装置がある。又スクライブヘッドがｘ軸及びｙ軸方向に移動するスクライブ装置もある。これらの場合には、θ補正に変えてアライメントマークの確認によってθに相当する補正をする必要がある。

移動台１０１上に回転テーブルを持たないで移動台上にそのまま脆性材料基板１０７を載置するスクライブ装置の場合には、図１６ＡのステップＳ２において角度θの補正は不可能となる。このとき上記の場合と同様に補正処理をすれば、所望の位置、例えばアライメントマークの中心座標Ｐ０からスクライブが開始されるが、角度ずれも存在すると、スクライブの終了点がずれることになる。この場合は従来と同様に直線補間法によって、この角度のずれを打ち消すことができる。

更に複数のヘッドを有するマルチスクライブ装置も用いられている。この場合には各ヘッドの使用時に補正データに合わせてオフセットを除くように位置調整することが必要となる。また、２枚の脆性材料基板が貼合わされたパネル基板の上下両面を同時にスクライブするべく上下に一対のスクライブヘッドが搭載されたスクライブ装置の場合にも、同様のチップホルダが採用可能である。単に、スクライブヘッドがｘ軸とｙ軸方向共に移動しチップホルダがｘｙ平面内で自在に回転可能に保持されて、チップが形成するスクライブラインが曲線を描くように構成されているスクライブヘッドが搭載されたスクライブ装置についても、本発明のチップホルダを用いればチップの取替え後には、スクライブ開始位置データの補正を容易に短時間で行うことが可能となる。

本発明は脆性材料基板にスクライブラインを形成するためのスクライブ装置及びそのチップホルダ交換方法に関し、チップホルダのオフセットデータをチップホルダにコードとして保持しているため、そのコードを読み取ることによって補正データをスクライブ装置に容易に設定することができる。従ってチップホルダに固有のオフセットを測定する必要がなく、容易に所望の位置からスクライブを開始することができ、ガラス基板のスクライブ工程に有用である。

１ スクライブ装置
１０ チップホルダ
１１ａ，１１ｂ，１６ｂ 平坦部
１２ 切欠き
１３ ピン溝
１４ チップ
１５ ピン
１６ 取付部
１６ａ 傾斜部
１７ ２次元コード
２０ ホルダジョイント
２１ａ，２１ｂ ベアリング
２２ 保持部
２３ 開口
２４ マグネット
２５ 平行ピン
４１ 画像処理部
４２ 制御部
４３ 補正値入力部
４４ Ｘモータ駆動部
４５ Ｙモータ駆動部
４６ 回転用モータ駆動部
４７ チップホルダ昇降駆動部
４８ モニタ
１１２ スクライブヘッド

Claims (13)

1. 脆性材料基板に対向するように設けられたスクライブヘッドの先端に回転自在に装着されるホルダジョイントを含むスクライブ装置であって、
   前記ホルダジョイントは、下面に開口が形成されており、前記開口には内側にマグネットが埋設されており、開口の中心軸と垂直な平行ピンが設けられていることを特徴とするスクライブ装置。
2. 脆性材料基板に対向するように設けられたスクライブヘッドの先端に回転自在に装着されるホルダジョイントと、一端に傾斜部を含むように一面が切欠された取付部を備え、前記一端の少なくとも一部が磁性体で構成され、他端に回転自在に取り付けられたスクライブライン形成用のチップホルダと、を含み、
   前記ホルダジョイントの下面には前記チップホルダの一端が挿入される開口が形成されており、前記開口には内側にマグネットが埋設されており、開口の中心軸と垂直な平行ピンが設けられており、
   前記ホルダジョイントは、２対の向かい合う外周面を有し、前記２対の向かい合う外周面のうち、ある一対は、他の一対より長辺を有することを特徴とするスクライブ装置。
3. 第１項または第２項において、
   前記ホルダジョイントは、ベアリングを備えることを特徴とするスクライブ装置。
4. 第１項または第２項において、
   前記平行ピンは、前記開口に挿入されるチップホルダの垂直方向及び水平方向の位置を同時に決定することを特徴とするスクライブ装置。
5. 第１項または第２項において、
   前記平行ピンは、中心軸から離隔された位置に設けられたことを特徴とするスクライブ装置。
6. 第５項において、前記平行ピンは、前記開口に挿入されるチップホルダの垂直方向及び水平方向の位置を同時に決定することを特徴とするスクライブ装置。
7. 第１項または第２項において、
   前記開口は、円形であることを特徴とするスクライブ装置。
8. 第１項において、
   前記ホルダジョイントは、２対の向かい合う外周面を有し、前記２対の向かい合う外周面のうち、ある一対は、他の一対より長辺を有することを特徴とするスクライブ装置。
9. 第１項または第２項のスクライブ装置のチップホルダ交換方法であって、
   前記チップホルダは、ホイールチップと一体化して交換され、
   ホルダジョイントの開口の内側に埋設されているマグネットに固定されたチップホルダをホルダジョイントから引っ張り分離する段階及び新たなチップホルダをホルダジョイントに取り付ける段階を含み、
   前記取付段階は、チップホルダの一端をホルダジョイントの開口に挿入し、チップホルダの傾斜部を平行ピンに接触させてホルダジョイントに対して位置決めさせ、前記チップホルダをマグネットに吸引させてホルダジョイントに固定することを含むことを特徴とするスクライブ装置のチップホルダ交換方法。
10. 第９項において、
    前記ホルダジョイントは、ベアリングを備えることを特徴とするスクライブ装置のチップホルダ交換方法。
11. 第９項において、
    前記平行ピンは、前記開口に挿入されるチップホルダの垂直方向及び水平方向の位置を同時に決定することを特徴とするスクライブ装置のチップホルダ交換方法。
12. 第９項において、
    前記平行ピンは、中心軸から離隔された位置に設けられたことを特徴とするスクライブ装置のチップホルダ交換方法。
13. 第９項において、
    前記平行ピンは、前記開口に挿入されるチップホルダの垂直方向及び水平方向の位置を同時に決定することを特徴とするスクライブ装置のチップホルダ交換方法。

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