JP2011230480A - Apparatus and method for breaking substrate made of brittle material substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はスクライブラインが形成された脆性材料基板をそのスクライブラインに沿って分断するためのブレイク装置及びブレイク方法に関するものである。 The present invention relates to a breaking device and a breaking method for dividing a brittle material substrate on which a scribe line is formed along the scribe line.
従来、LEDの製造工程では、円形のサファイア基板上にLEDのチップを格子状に配置し、各LEDチップを分断するように格子状にスクライブラインを形成し、このスクライブラインに沿ってブレイクすることが行われる。特許文献1にはこのようなブレイク装置が開示されている。図1は基板をブレイクする場合の一例を示す断面図である。図1において、基板101上には多数のLEDチップ102が等間隔を隔ててあらかじめ形成され、基板101の上面に粘着フィルム103が接着されている。基板101上のLEDチップ102の中間部分には、スクライブライン104が等間隔で形成されている。この基板101をシート105上に配置し、更に一対の受け刃106上に配置する。基板101の上部にはブレード107がz軸に沿って上下動自在に保持されており、下方にはカメラ108が配置される。そしてブレイクする際にはスクライブライン104を受け刃106の中心となるように位置決めして、スクライブライン104の真上よりz軸方向にブレード107を押し下げ、スクライブライン104に沿ってブレイクを行う。
Conventionally, in the LED manufacturing process, LED chips are arranged in a grid pattern on a circular sapphire substrate, scribe lines are formed in a grid pattern so as to divide each LED chip, and breaks along the scribe lines. Is done.
図2はブレイク作業の際のシーケンス図である。図3はそのブレードのz軸方向の位置を示すタイムチャートであり、図2のステップ番号を同時に示している。ブレイクを開始すると、図2のステップS1においてブレード107を0.00mmの位置から下降させ、更にブレード107の先端が上面の粘着フィルム103に接触した後も下降速度を低下させつつブレード107を−0.30mmの位置まで押し下げて基板をブレイクする(ステップS2)。こうしてブレイクした後、ステップS3でブレード107を上昇させ、元の0.00mmの位置まで復帰させる。次いでステップS4で基板101を次のスクライブラインまで図1のy軸方向に移動させる。この移動距離は並行に引かれているスクライブライン間のピッチに相当するものとすると、移動後にはブレード107のほぼ真下に次のスクライブラインが位置する。しかしブレイクによって基板の位置が多少ずれるため、正確にブレード107の真下にスクライブラインが位置するわけではない。そこで移動終了後に下方の受け刃106の間よりカメラ108によって基板101の画像を取得する(ステップS5)。そして画像処理で次のスクライブラインの位置を検出し(ステップS6)、基板101をスクライブラインのy方向の位置がブレード107の真下になるようにわずかに修正する(ステップS7)。この修正を終えた後、ステップS1に戻って同様の処理を繰り返す。
FIG. 2 is a sequence diagram in the break work. FIG. 3 is a time chart showing the position of the blade in the z-axis direction, and the step numbers of FIG. 2 are shown at the same time. When the break is started, the
しかるに従来のブレイク方法によれば、ブレードが基板に接触し、ブレイクするときに、基板の位置がわずかにずれるので、これを補正するためブレイクする毎に位置の微調整を行っている。しかし次にブレイクすべきスクライブラインまで基板を移動させた後カメラで画像を取得し、更に画像処理を行ってスクライブ位置を検出しているため、画像処理等に時間がかかり、ブレイク処理の時間が長くなってしまうという問題点があった。又基板の角度がずれた場合の補正が十分でないという問題点もあった。 However, according to the conventional break method, the position of the substrate is slightly shifted when the blade contacts the substrate and breaks. Therefore, the position is finely adjusted every time the break is performed to correct this. However, after moving the substrate to the scribe line to be broken next, the camera acquires an image, and further performs image processing to detect the scribe position. There was a problem of becoming longer. There is also a problem that correction is not sufficient when the angle of the substrate is shifted.
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、画像処理と基板の移動とを並行して行うことによって処理時間を短縮できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and an object of the present invention is to reduce the processing time by performing image processing and substrate movement in parallel.
この課題を解決するために、本発明のブレイク方法は、複数のスクライブラインが形成された基板をスクライブラインに沿ってブレードを押し当てて順次ブレイクするブレイク方法であって、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第1のブレイク処理を行い、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第2のブレイク処理を行い、前記第1のブレイク処理の終了後に前記第2のブレイク処理と並行してカメラにより基板の画像を取得し、次にブレイクすべきスクライブラインの位置を画像処理によって検出し、前記第2のブレイク処理の後に前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板の位置を修正し、前記第2のブレイク処理に戻ることによりスクライブラインに沿って順次ブレイクするものである。 In order to solve this problem, a breaking method according to the present invention is a breaking method in which a substrate on which a plurality of scribe lines are formed is sequentially pressed by pressing the blades along the scribe lines. Is lowered and raised to break along the scribe line, and a first break process is performed to move the substrate so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade, and the blade is aligned with the scribe line. Is lowered and raised to break along the scribe line, and a second break process is performed to move the substrate so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade, and the first break process is performed. After the end of the image, the image of the substrate by the camera in parallel with the second break process The position of the scribe line to be obtained is detected by image processing, and the position of the substrate is set so that the next scribe line to be broken is located immediately below the blade after the second break process. By correcting and returning to the second break process, breaks are sequentially made along the scribe line.
ここで前記第1,第2のブレイク処理は、スクライブラインに合わせてブレードを下降させ、前記ブレードを押し下げて基板に形成されたスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードを上昇させ、次にブレイクすべきスクライブラインがブレイク位置と一致するように基板を移動させる処理としてもよい。 Here, in the first and second breaking processes, the blade is lowered in accordance with the scribe line, the blade is pushed down to break along the scribe line formed on the substrate, the blade is raised, and then the break is performed. The substrate may be moved so that the scribe line to be coincided with the break position.
この課題を解決するために、本発明のブレイク装置は、複数のスクライブラインが形成された基板をスクライブラインに沿って順次ブレイクするブレイク装置であって、ブレードを上下方向に昇降させて基板をブレイクするブレード昇降手段と、複数のスクライブラインが形成された基板を保持する受け刃と、前記基板をその面に沿って移動させる移動手段と、前記受け刃の間の基板を撮像するカメラと、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第1のブレイク処理を行い、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第2のブレイク処理を行い、前記第1のブレイク処理の終了後に前記第2のブレイク処理と並行してカメラにより基板の画像を取得し、次にブレイクすべきスクライブラインの位置を画像処理によって検出し、前記第2のブレイク処理の後に前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板の位置を修正するコントローラと、を具備するものである。 In order to solve this problem, the breaking device of the present invention is a breaking device that sequentially breaks a substrate on which a plurality of scribe lines are formed along the scribe line, and lifts and lowers the blade in the vertical direction to break the substrate. Blade lifting and lowering means, a receiving blade for holding a substrate on which a plurality of scribe lines are formed, a moving means for moving the substrate along its surface, a camera for imaging the substrate between the receiving blades, and a scribe The blade is lowered and raised in accordance with the line, breaks along the scribe line, and a first break process is performed in which the substrate is moved so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade. Along the line, the blade is lowered and raised to break along the scribe line. A second break process is performed to move the substrate so that a next scribe line to be broken is positioned immediately below the first break process, and after the first break process is completed, the second break process is performed in parallel with the second break process. An image of the substrate is acquired, and a position of a scribe line to be next broken is detected by image processing, and after the second break process, the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade. And a controller for correcting the position of the substrate.
ここで前記カメラによる画像の取得時に基板を照射する照明装置を更に有するようにしてもよい。 Here, you may make it further have an illuminating device which irradiates a board | substrate at the time of the image acquisition by the said camera.
ここで前記照明装置は、単色光を発光する光源を有するようにしてもよい。 Here, the lighting device may include a light source that emits monochromatic light.
ここで前記照明装置は、透過型及び反射型のいずれか一方により基板に光を照射するようにしてもよい。 Here, the illumination device may irradiate the substrate with light by either one of a transmission type and a reflection type.
ここで前記照明装置は、カメラの撮像と同軸の明視野照明及び非同軸の暗視野照明のいずれか一方の照明を用いるようにしてもよい。 Here, the illumination device may use either one of a bright field illumination that is coaxial with the imaging of the camera and a non-coaxial dark field illumination.
この課題を解決するために、本発明のブレイク方法は、複数のスクライブラインが形成された基板をスクライブラインに沿ってブレードを押し当てて順次ブレイクするブレイク方法であって、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第1のブレイク処理を行い、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第2のブレイク処理を行い、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第3のブレイク処理を行い、前記第1のブレイク処理の終了後に前記第2のブレイク処理と並行してカメラにより基板の画像を取得し、次にブレイクすべきスクライブラインの位置を検出する第1の画像処理を行い、前記第2のブレイク処理の終了後に前記第3のブレイク処理と並行して相異なる位置でカメラにより基板の画像を取得し、次にブレイクすべきスクライブラインの位置を検出する第2の画像処理を行い、前記第3のブレイク処理の後に前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記第1,第2の画像処理によって検出された画像の位置に基づいて前記基板の角度を修正し、前記第2のブレイク処理に戻ることによりスクライブラインに沿って順次ブレイクするものである。 In order to solve this problem, a breaking method according to the present invention is a breaking method in which a substrate on which a plurality of scribe lines are formed is sequentially pressed by pressing the blades along the scribe lines. Is lowered and raised to break along the scribe line, and a first break process is performed to move the substrate so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade, and the blade is aligned with the scribe line. Is lowered and raised to break along the scribe line, and a second break process is performed to move the substrate so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade, and the blade is aligned with the scribe line. Descend and raise to break along the scribe line A third break process is performed to move the substrate so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade, and in parallel with the second break process after the first break process is completed. The first image processing for acquiring the image of the substrate by the camera and detecting the position of the scribe line to be broken next is performed, and is different in parallel with the third break processing after completion of the second break processing. The image of the substrate is acquired by the camera at the position, the second image processing for detecting the position of the scribe line to be broken next is performed, and the next scribe to be broken immediately below the blade after the third breaking processing. The angle of the substrate is corrected based on the position of the image detected by the first and second image processing so that the line is positioned, and the second block is corrected. It is to sequentially broken along the scribe line by returning to microphone processing.
ここで前記第1,第2,第3のブレイク処理は、スクライブラインに合わせてブレードを下降させ、前記ブレードを押し下げて基板に形成されたスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードを上昇させ、次にブレイクすべきスクライブラインがブレイク位置と一致するように基板を移動させる処理としてもよい。 Here, the first, second, and third breaking processes are performed by lowering the blade in accordance with the scribe line, pushing down the blade to break along the scribe line formed on the substrate, and raising the blade, Next, the substrate may be moved so that the scribe line to be broken coincides with the break position.
この課題を解決するために、本発明のブレイク装置は、複数のスクライブラインが形成された基板をスクライブラインに沿って順次ブレイクするブレイク装置であって、ブレードを上下方向に昇降させて基板をブレイクするブレード昇降手段と、複数のスクライブラインが形成された基板を保持する受け刃と、前記基板をその面に沿って移動及び回転させる移動手段と、前記受け刃の間の基板を撮像するカメラと、前記カメラを基板の駆動方向と垂直な方向に移動させるカメラ移動手段と、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第1のブレイク処理を行い、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第2のブレイク処理を行い、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第3のブレイク処理を行い、前記第1のブレイク処理の終了後に前記第2のブレイク処理と並行してカメラにより基板の画像を取得し、次にブレイクすべきスクライブラインの位置を検出する第1の画像処理を行い、前記第2のブレイク処理の終了後に前記第3のブレイク処理と並行して相異なる位置でカメラにより基板の画像を取得し、次にブレイクすべきスクライブラインの位置を検出する第2の画像処理を行い、前記第3のブレイク処理の後に前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記第1,第2の画像処理によって検出された画像の位置に基づいて前記基板の角度を修正するコントローラと、を具備するものである。 In order to solve this problem, the breaking device of the present invention is a breaking device that sequentially breaks a substrate on which a plurality of scribe lines are formed along the scribe line, and lifts and lowers the blade in the vertical direction to break the substrate. Blade lifting and lowering means, a receiving blade for holding a substrate on which a plurality of scribe lines are formed, a moving means for moving and rotating the substrate along its surface, and a camera for imaging the substrate between the receiving blades , A camera moving means for moving the camera in a direction perpendicular to the driving direction of the substrate, a blade that descends and rises in accordance with the scribe line, breaks along the scribe line, and the next scribe to be broken directly under the blade A first break process is performed to move the substrate so that the line is positioned, and it is aligned with the scribe line. The blade is lowered and raised to break along the scribe line, and a second break process is performed in which the substrate is moved so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade. The blade is lowered and raised to break along the scribe line, and a third break process is performed to move the substrate so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade. In parallel with the second break process, after the break process is completed, the image of the substrate is acquired by the camera, the first image process for detecting the position of the scribe line to be broken next is performed, and the second break process is performed. After the completion of the process, the image of the substrate is acquired by the camera at a different position in parallel with the third break process. Second image processing for detecting the position of the scribe line to be broken is performed, and after the third break processing, the first and second scribe lines are positioned so that the next scribe line to be broken is located immediately below the blade. And a controller for correcting the angle of the substrate based on the position of the image detected by the image processing.
このような特徴を有する本発明によれば、画像を取得した後、基板を次のスクライブライン付近まで移動させる間に画像処理を並行して行って次のスクライブ位置を検出している。このためブレイク全体の処理時間を短縮して基板のスクライブ位置や角度補正することができ、正確に基板をブレイクすることができるという効果が得られる。 According to the present invention having such characteristics, after the image is acquired, the next scribe position is detected by performing image processing in parallel while moving the substrate to the vicinity of the next scribe line. For this reason, the processing time of the whole break can be shortened, the scribe position and angle of the substrate can be corrected, and the effect that the substrate can be accurately broken can be obtained.
図4及び図5は本発明の実施の形態による脆性材料基板のブレイク装置を示す相異なる方向からの斜視図である。これらの図において、ブレイク装置10は支持テーブル11が4本の支柱12によって台13上に保持されている。支持テーブル11はYテーブル14を支持するものであり、Yテーブル14上に回転テーブル15が設けられる。Yテーブル14は回転テーブル15をy軸方向に移動させるテーブルであり、回転テーブル15は後述する基板を回転させるテーブルである。支持テーブル11の上面には回転テーブル15の他に、4本の円柱状の昇降ガイド17が立設され、昇降ガイド17の上端を架け渡すようにして架台18が設けられる。支持テーブル11と架台18との間には、昇降ガイド17によってz軸方向にのみ自在に移動できるように昇降案内された昇降テーブル19が設けられている。
4 and 5 are perspective views from different directions showing a brittle material substrate breaking device according to an embodiment of the present invention. In these drawings, the
架台18上には支持部材20を介してステッピングモータ21が設けられている。ステッピングモータ21の回転軸には架台18に対して自在に回転できるように貫通するボールねじ22が連結され、ボールねじ22は昇降テーブル19に螺合している。このため昇降テーブル19はステッピングモータ21の駆動によりz軸方向に昇降する。昇降テーブル19の下面にはブレイク時に基板を押圧することにより基板を割断するブレード23が支持部材24を介して取付けられている。
A stepping
支持テーブル11上にはステッピングモータ30とその駆動により回転するボールねじ31が設けられ、ボールねじ31の駆動を受けYテーブル14をy軸方向に移動する。モータ32,回転機構33は回転テーブル15を回転させるものである。
A stepping
図6は回転テーブル15上に保持されるサファイア基板を示している。図6において環状のリング部材51に粘着フィルム52が張り渡され、この粘着フィルム52の中心部分に円形の基板50が貼り付けられている。基板50上にはあらかじめ図7に示すようにLEDなどの多数のチップ53が格子状に形成されており、その下面にはあらかじめ各LEDチップの間を分離することができるように格子状にスクライブライン54が形成されている。
FIG. 6 shows a sapphire substrate held on the
支持テーブル11上にはリング部材51に取付けられた基板50を保持する受け刃34が設けられている。受け刃34は図7に示すように一対の台状部材である。支持テーブル11は受け刃34の間の部分が開口部となっている。
A receiving
一方、図5に示すように支持テーブル11の下方にはカメラ35が設置される。カメラ35は例えばCCDカメラであり、支持テーブル11上に形成された開口部及びその上の受け刃の間を介して受け刃の上部に保持された基板50を撮像するために用いられる。基板50を撮像することにより、基板50上に形成されているスクライブライン又はチップの位置を検出し、これによって基板50の位置を微調整することができる。
On the other hand, a camera 35 is installed below the support table 11 as shown in FIG. The camera 35 is, for example, a CCD camera, and is used for imaging the
又支持テーブル11の下方にはカメラ35をx軸方向に移動させる移動機構が設けられる。この移動機構は図5に示すようにステッピングモータ36とその軸に連結されたポールねじ37を有しており、ガイドレール38に沿ってカメラ支持部39をx軸方向に移動させることによりその上部のカメラ35を同時に移動させるものである。
A moving mechanism for moving the camera 35 in the x-axis direction is provided below the support table 11. As shown in FIG. 5, the moving mechanism has a stepping motor 36 and a
又図7に示すようにカメラ35の上部にはハーフミラー40が設けられ、その側方にはLED光源41が設けられる。LED光源41はコントラストが高く高精度の画像が得られる単一光、例えば青色光を用いることが好ましい。
As shown in FIG. 7, a
ここで昇降ガイド17,架台18,昇降テーブル19,支持部材24,ステッピングモータ30とボールねじ31は、ブレード23をz軸方向に上下動させるブレード駆動手段を構成している。又Yテーブル14,回転テーブル15とその駆動機構は受け刃34上の基板50をその面に沿って移動させる移動手段を構成している。又ステッピングモータ36,ポールねじ37とガイドレール38はカメラ35をx軸方向に移動させるカメラ移動手段を構成している。
Here, the elevating
次に本実施の形態によるブレイク装置10のコントローラについて説明する。図8はブレイク装置10のコントローラ60の構成を示すブロック図である。本図においてカメラ35からの出力はコントローラ60の画像処理部61を介して制御部62に与えられる。入力部63は脆性材料基板の基準ピッチを入力するものである。制御部62にはYモータ駆動部64,回転用モータ駆動部65及び昇降テーブル駆動部66が接続される。Yモータ駆動部64はステッピングモータ30を駆動するものである。回転用モータ駆動部65はモータ32を駆動するものである。又カメラ駆動部67はステッピングモータ36を駆動するものである。制御部62はスクライブラインのピッチなどのデータに基づいて、Yテーブル14のy軸方向の位置を制御し、回転テーブル15を回転制御する。又制御部62は昇降テーブル駆動部66を介してステッピングモータ21を調整する。又制御部62はカメラ駆動部67を介してカメラ35のx軸方向の位置を駆動する。これにより昇降テーブル19をz軸方向に上下動させることができ、昇降テーブル19の下降によりブレード23を基板50のスクライブラインに圧接することができる。又制御部62には照明駆動回路68が設けられ、これにLED光源41が接続されている。照明駆動回路68はLED光源41を所定のタイミングで駆動することによって、カメラ35の光源として用いるものであり、LED光源41と共に照明装置を構成している。更に制御部62にはモニタ69及びデータ保持部70が接続される。データ保持部70はスクライブラインや本数などのデータを保持するものである。
Next, the controller of the
次に本発明の第1の実施の形態によるブレイク装置のブレイク方法について説明する。図9はブレイク作業の際のシーケンス図、図10はそのブレード23の下端のz軸方向の位置を示すタイムチャートであり、図9のステップ番号を同時に示している。時刻t0にブレイクを開始すると、図9のステップS11においてブレード23を下降させる。更にブレード23の先端が上面の粘着フィルム42に接触した時刻t1の後も下降速度を低下させつつブレード23を時刻t2に−0.30mmに達するまで押し下げ、基板50をブレイクする。ブレイクした後、時刻t3よりステップS13でブレード23を上昇させ、時刻t4に元の位置まで復帰させる。これによってブレード23の位置は0.00mmとなる。次いでステップS14で基板50を次のスクライブラインまで図4のy軸方向に移動させる。この移動距離は平行に引かれているスクライブライン間のピッチに相当するものとすると、移動後にはブレード23のほぼ真下にスクライブラインが位置する。ここでステップS11〜S14を第1のブレイク処理という。
Next, a breaking method of the breaking device according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a sequence diagram at the time of the break work, and FIG. 10 is a time chart showing the position of the lower end of the
次にステップS15において時刻t5よりブレード23を下降させる。更にブレード23の先端が上面の粘着フィルム52に接触した後も下降速度を低下させつつブレード23を時刻t6に−0.30mmに達するまで押し下げ、基板50をブレイクする(ステップS16)。ブレイクした後、時刻t7よりステップS17でブレード23を上昇させ、時刻t8に元の位置まで復帰させる。これによってブレード23の位置は0.00mmとなる。次いでステップS18で基板50を次のスクライブラインまで図4のy軸方向に移動させる。この移動距離は平行に引かれているスクライブライン間のピッチに相当するものとすると、移動後にはブレード23のほぼ真下にスクライブラインが位置する。しかしブレイクによって基板の位置が多少ずれるため、正確にブレード23の真下というわけではない。ここでステップS15〜S18の処理を第2のブレイク処理という。
Then the
さて第2のブレイク処理と並行して実行される並行処理について説明する。まず時刻t5の直前にカメラ35で画像取得を行う(ステップS19)。画像取得を行った後、ステップS20において画像処理を行い、スクライブラインの1ピッチ分を加えて次のスクライブラインの位置を検出する。即ち本実施の形態では図9,図10に示すように、ブレードの上下動及び基板50のy軸方向への移動と、画像取得及び画像処理とを並行して実行する。これらの処理の後、ステップS21において、ブレード23が次のスクライブラインの真下になるように基板の位置を修正する。この修正を終えた後、ステップS15に戻って時刻t9より同様の処理を繰り返す。
Now, parallel processing executed in parallel with the second break processing will be described. First acquire an image by the camera 35 immediately before the time t 5 (step S19). After image acquisition, image processing is performed in step S20, and the position of the next scribe line is detected by adding one pitch of the scribe line. That is, in the present embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10, the vertical movement of the blade and the movement of the
このようにすれば第1のブレイク処理(S11〜S15)では基板の位置を修正することができないが、その後の第2のブレイク処理、及びそれ以降は1サイクル分前の画像処理によって得られるスクライブの位置データに基づいて基板の位置を修正することができる。このように本実施の形態ではブレードの上下動及び移動処理と画像処理とを並行して行っているため、ブレイク処理の時間を短縮することができる。 In this way, the position of the substrate cannot be corrected by the first break process (S11 to S15), but the scribe obtained by the second break process after that and the image process one cycle before is performed thereafter. The position of the substrate can be corrected based on the position data. As described above, in the present embodiment, since the vertical movement and movement processing of the blade and the image processing are performed in parallel, the time for the break processing can be shortened.
次に本発明の第2の実施の形態について説明する。この実施の形態では基板のピッチ方向の処理でなく基板の角度補正を実行するようにしたものであり、ブレイク装置自体の構造及びコントローラについては第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。図11A,図11Bは本実施の形態のブレイク作業の際のシーケンス図、図12は基板の上面とスクライブラインの位置及びカメラの撮像位置を示す図である。ブレイクを開始した後、第1の実施の形態の第1のブレイク処理と同様に、図11AのステップS31〜S34においてブレード23の下降、基板50のブレイク、ブレード23の上昇、基板の次のスクライブラインまでの移動(第1のブレイク処理)を行う。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the angle correction of the substrate is executed instead of the processing in the pitch direction of the substrate. The structure and controller of the break device itself are the same as those in the first embodiment, so the description will be given. Omitted. FIG. 11A and FIG. 11B are sequence diagrams at the time of the break work of the present embodiment, and FIG. After the break is started, as in the first break process of the first embodiment, the
次にステップS35〜S38においても第1の実施の形態の第2のブレイク処理と同様にブレード23の下降、基板50のブレイク、ブレード23の上昇、及び次のスクライブラインまで移動(第2のブレイク処理)を行う。更に本実施の形態では、ステップS39〜S42において第3のブレイク処理として更にブレード23の下降、ブレード23の上昇及び基板50の移動を行う。ステップSS34,S38及びステップS42における移動距離は平行に引かれているスクライブライン間のピッチに相当するものとすると、移動後にはブレード23のほぼ真下にスクライブラインが位置する。しかしブレイクによって基板の位置が多少ずれるため、正確にブレード23の真下というわけではない。
Next, in steps S35 to S38, as in the second break process of the first embodiment, the
さて第2,第3のブレイク処理と並行して実行される並行処理について説明する。まずカメラは図12の位置P1にあるものとし、ステップS35によるブレードの下降の直前に、カメラ35で画像取得を行う(ステップS44)。この位置P1は図12(b)においてカメラ35が移動可能なx軸上の左端の位置であり、図12(a)の左端の破線で示す部分の画像を取得する。画像取得を行った後、ステップS45において画像処理を行い、次のスクライブラインの位置を検出する。更に位置検出処理と並行して、ステップS46においてカメラの位置を図12(b)の位置P2に移動する。この位置P2は図12(b)においてカメラ35が移動可能な右端の位置とする。そして移動を終えた後、ステップS38において基板50が次のスクライブラインに移動した後に、ステップS47に進んで再びカメラで画像取得を行う。ステップS48において画像処理を行い、次のスクライブラインの位置を検出する。
Now, parallel processing executed in parallel with the second and third break processing will be described. First, it is assumed that the camera is at a position P1 in FIG. 12, and an image is acquired by the camera 35 immediately before the blade is lowered in step S35 (step S44). This position P1 is the leftmost position on the x-axis where the camera 35 can move in FIG. 12B, and an image of the portion indicated by the broken line on the left end in FIG. 12A is acquired. After image acquisition, image processing is performed in step S45, and the position of the next scribe line is detected. Further, in parallel with the position detection process, the camera position is moved to position P2 in FIG. 12B in step S46. This position P2 is the rightmost position where the camera 35 can move in FIG. After the movement, after the
位置検出を行った後、ステップS49に進んで角度検出処理を行う。この角度の検出処理はステップSS45,49による2箇所の画像処理でのスクライブ位置に基づいて画像の角度変化を検出するものである。ここでステップS45とS49とでは1ピッチ分のずれがあるので、規定の1ピッチ分をステップS45の画像位置に加えた位置とステップS49での画像位置とを比較して角度ずれの検出を行う。そしてステップS43において、回転用モータ駆動部65によってモータ32を回転させることによって、基板の回転角度のずれを修正する。又ステップS48,S49でのスクライブ位置検出、角度検出と並行して、ステップS50においてカメラの位置を次の画像取得位置に移動する。角度修正を繰り返して行う場合には、カメラをx軸方向の右端の位置P1に移動させ、又遅延並行処理を行う場合には中央の位置P0に移動させる。ステップS43での角度修正を終えた後、ステップS44,S35に戻って同様の処理を繰り返す。
After performing position detection, it progresses to step S49 and performs angle detection processing. This angle detection process detects a change in the angle of the image based on the scribe positions in the two image processes in steps SS45 and 49. Here, since there is a shift of one pitch in steps S45 and S49, the position of the specified one pitch added to the image position in step S45 is compared with the image position in step S49 to detect the angle shift. . In step S43, the rotation of the rotation angle of the substrate is corrected by rotating the
本実施の形態では図11,図12に示すように、基板50のx軸方向への移動と、画像取得及び画像処理とを並行して実行している。本実施の形態では最初のブレイクサイクルでは角度補正することができないが、それ以降は2サイクル毎に角度修正を行うことができる。このように本実施の形態では移動と画像処理とを並行して行っているため、ブレイク処理の時間を短縮することができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the movement of the
次の本発明の第3の実施の形態について説明する。この実施の形態では第1の実施の形態による遅延並行処理と第2の実施の形態による角度遅延並行処置とを組み合わせて処理するものである。図13のルーチンR0は前述した図9に示すステップS11〜S14の処理であり、ルーチンR1はステップS15〜S21までの遅延並行処理を示すルーチンである。このルーチンR1,R2はステップS15〜S21の遅延並行処理を繰り返すことを示しており、ここでは繰り返し回数は2回とする。次いでルーチンR3に示すように角度補正処理を行う。この角度補正処理は第2の実施の形態で説明した図11A,図11BのステップS35〜S50の処理と同様であり、この処理を終えた後、ルーチンR1に戻って遅延並行処理を繰り返す。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the delayed parallel processing according to the first embodiment and the angular delayed parallel treatment according to the second embodiment are combined and processed. Routine R0 in FIG. 13 is the processing of steps S11 to S14 shown in FIG. 9 described above, and routine R1 is a routine that shows the delayed parallel processing from steps S15 to S21. The routines R1 and R2 indicate that the delayed parallel processing in steps S15 to S21 is repeated, and here, the number of repetitions is two. Next, as shown in routine R3, angle correction processing is performed. This angle correction process is the same as the process of steps S35 to S50 of FIGS. 11A and 11B described in the second embodiment. After this process is completed, the process returns to the routine R1 to repeat the delayed parallel process.
図14はこのタイムシーケンスを示す図であり、Ti(iは自然数)はブレイクのサイクルを示す。ブレイクのサイクルT0,T1,T2ではブレイク処理R0と遅延並行処理R1,R2の処理を実行する。図14ではサイクルT0,T1のほぼ終了時点にカメラ35は図12(b)に示す中央位置P0で取得した画像データを次のサイクルの基板の位置修正に用いることを示している。次のサイクルT2ではカメラの位置をP1とし、サイクルT3ではカメラの位置をP2とする。サイクルT3,T4では角度補正の遅延並行処理ルーチンR3が実行される。そしてサイクルT4において角度位置調整を行う。サイクルT4の最終段階ではカメラを再び中央位置であるP0に移動してサイクルT5において画像修正を行う。このように角度修正として2サイクル分の補正を加えることによって角度補正とピッチの位置修正とを同時に行うようにしている。角度補正はピッチの位置調整に比べて誤差が生じる可能性が少ないため、複数回、例えば5〜20回の遅延並行処理をした後に1回の角度調整処理を加えるものであってもよい。 FIG. 14 is a diagram showing this time sequence, and Ti (i is a natural number) indicates a break cycle. In the break cycles T0, T1, and T2, break processing R0 and delayed parallel processing R1 and R2 are executed. FIG. 14 shows that the camera 35 uses the image data acquired at the center position P0 shown in FIG. 12B for correcting the position of the substrate in the next cycle at almost the end of the cycles T0 and T1. In the next cycle T2, the camera position is set to P1, and in cycle T3, the camera position is set to P2. In cycles T3 and T4, a delayed parallel processing routine R3 for angle correction is executed. Then, the angular position adjustment is performed in cycle T4. In the final stage of cycle T4, the camera is moved again to the central position P0, and image correction is performed in cycle T5. In this way, angle correction and pitch position correction are simultaneously performed by adding correction for two cycles as angle correction. Since the angle correction is less likely to cause an error than the pitch position adjustment, a single angle adjustment process may be added after a plurality of, for example, 5 to 20 delayed parallel processes.
尚前述した各実施の形態ではサファイア基板上にLEDチップが形成されたマザー基板をブレイクする工程を示しているが、ブレイクされる基板は、サファイア基板に限らず、ダイヤモンド基板などの高硬度基板や、シリコン単結晶基板、シリコンカーバイト基板、磁化アルミニウム基板などの脆性材料基板である。また本発明はLEIやメモリ等のシリコン基板のブレイク工程、レーザ、高周波ディバイス等に使用されるGaN基板のブレイク工程、パワートランジスタに使用されるSiC基板の工程など種々の脆性材料基板のブレイク工程に適用することができる。 In each of the above-described embodiments, a process of breaking a mother substrate in which an LED chip is formed on a sapphire substrate is shown. However, the substrate to be broken is not limited to a sapphire substrate, but a high-hardness substrate such as a diamond substrate, And a brittle material substrate such as a silicon single crystal substrate, a silicon carbide substrate, or a magnetized aluminum substrate. In addition, the present invention is applicable to various brittle material substrate break processes such as a break process for silicon substrates such as LEI and memory, a break process for GaN substrates used for lasers, high frequency devices, etc., and a process for SiC substrates used for power transistors. Can be applied.
ここでカメラによる画像取得は、本実施の形態では図7に示すように基板50の下方より光を照射し、ハーフミラー40でその一部を反射させて下方からスクライブラインを照射する反射型照明により画像の取得を行っているが、短時間での画像取得が可能であれば他の方法であってもよい。例えば基板50の真下にLED等の光源を配置し、基板50を透過する光を受光する透過型の照明を用いて画像取得を行うこともできる。又カメラの撮像と照明光の光軸を同軸とする明視野照明を用いているが、基板の斜め方向上方又は下方に光源を配置して非同軸の光を基板に照射し画像を得る暗視野照明を用いることもできる。
In this embodiment, as shown in FIG. 7, the image acquisition by the camera is performed by irradiating light from below the
又この実施の形態ではLEDを照明として用いているが、CCDカメラを常に撮像可能状態とした時間帯中に瞬間的にフラッシュランプを点灯することによって発光した瞬間の画像を取得するようにしてもよい。このようにすれば高速で撮像することができ、正確に基板の位置を判別することができる。 In this embodiment, an LED is used as illumination. However, an image of the moment when light is emitted can be acquired by momentarily turning on the flash lamp during the time period in which the CCD camera is always ready for imaging. Good. In this way, imaging can be performed at high speed, and the position of the substrate can be accurately determined.
本発明では脆性材料基板に多数のスクライブラインが形成された基板を短時間でブレイクすることができ、LED基板などの製造過程に有用である。 In the present invention, a substrate in which a large number of scribe lines are formed on a brittle material substrate can be broken in a short time, which is useful in the manufacturing process of LED substrates and the like.
10 ブレイク装置
11 支持テーブル
14 Yテーブル
15 回転テーブル
16 脆性材料基板
18 架台
19 昇降テーブル
21 ステッピングモータ
22,31 ボールねじ
23 ブレード
30,36 ステッピングモータ
32 モータ
33 回転機構
35 カメラ
40 ハーフミラー
41 LED光源
50 基板
52 粘着フィルム
60 コントローラ
DESCRIPTION OF
Claims (14)
スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第1のブレイク処理を行い、
スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第2のブレイク処理を行い、
前記第1のブレイク処理の終了後に前記第2のブレイク処理と並行してカメラにより基板の画像を取得し、次にブレイクすべきスクライブラインの位置を画像処理によって検出し、
前記第2のブレイク処理の後に前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板の位置を修正し、前記第2のブレイク処理に戻ることによりスクライブラインに沿って順次ブレイクするブレイク方法。 A break method of sequentially breaking a substrate on which a plurality of scribe lines are formed by pressing a blade along the scribe lines,
The blade is lowered and raised in accordance with the scribe line to break along the scribe line, and a first break process is performed to move the substrate so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade.
The blade is lowered and raised in accordance with the scribe line to break along the scribe line, and a second break process is performed in which the substrate is moved so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade.
After completion of the first break process, the image of the substrate is acquired by the camera in parallel with the second break process, and the position of the scribe line to be broken next is detected by the image process,
After the second break process, the position of the substrate is corrected so that the next scribe line to be broken is located immediately below the blade, and the process returns to the second break process to sequentially follow the scribe line. Break method to break.
スクライブラインに合わせてブレードを下降させ、
前記ブレードを押し下げて基板に形成されたスクライブラインに沿ってブレイクし、
前記ブレードを上昇させ、
次にブレイクすべきスクライブラインがブレイク位置と一致するように基板を移動させる処理である請求項1記載のブレイク方法。 The first and second break processes are:
Lower the blade to the scribe line,
Break down along the scribe line formed on the substrate by pushing down the blade,
Raise the blade,
2. A breaking method according to claim 1, wherein the substrate is moved so that a scribe line to be broken next coincides with a break position.
ブレードを上下方向に昇降させて基板をブレイクするブレード昇降手段と、
複数のスクライブラインが形成された基板を保持する受け刃と、
前記基板をその面に沿って移動させる移動手段と、
前記受け刃の間の基板を撮像するカメラと、
スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第1のブレイク処理を行い、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第2のブレイク処理を行い、前記第1のブレイク処理の終了後に前記第2のブレイク処理と並行してカメラにより基板の画像を取得し、次にブレイクすべきスクライブラインの位置を画像処理によって検出し、前記第2のブレイク処理の後に前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板の位置を修正するコントローラと、を具備するブレイク装置。 A breaking device that sequentially breaks a substrate on which a plurality of scribe lines are formed along the scribe lines,
Blade raising and lowering means for breaking the substrate by raising and lowering the blade in the vertical direction;
A receiving blade for holding a substrate on which a plurality of scribe lines are formed;
Moving means for moving the substrate along its surface;
A camera for imaging the substrate between the receiving blades;
The blade is lowered and raised in accordance with the scribe line to break along the scribe line, and a first break process is performed to move the substrate so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade. The blade is lowered and raised in accordance with the scribe line to break along the scribe line, and a second break process is performed in which the substrate is moved so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade. After completion of the first break process, the image of the substrate is acquired by a camera in parallel with the second break process, the position of the scribe line to be broken next is detected by the image process, and the second break process is performed. After that, the next scribe line to be broken is positioned just below the blade. Breaking apparatus comprising a controller for correcting the position of the substrate.
スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第1のブレイク処理を行い、
スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第2のブレイク処理を行い、
スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第3のブレイク処理を行い、
前記第1のブレイク処理の終了後に前記第2のブレイク処理と並行してカメラにより基板の画像を取得し、次にブレイクすべきスクライブラインの位置を検出する第1の画像処理を行い、
前記第2のブレイク処理の終了後に前記第3のブレイク処理と並行して相異なる位置でカメラにより基板の画像を取得し、次にブレイクすべきスクライブラインの位置を検出する第2の画像処理を行い、
前記第3のブレイク処理の後に前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記第1,第2の画像処理によって検出された画像の位置に基づいて前記基板の角度を修正し、前記第2のブレイク処理に戻ることによりスクライブラインに沿って順次ブレイクするブレイク方法。 A break method of sequentially breaking a substrate on which a plurality of scribe lines are formed by pressing a blade along the scribe lines,
The blade is lowered and raised in accordance with the scribe line to break along the scribe line, and a first break process is performed to move the substrate so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade.
The blade is lowered and raised in accordance with the scribe line to break along the scribe line, and a second break process is performed in which the substrate is moved so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade.
The blade is lowered and raised in accordance with the scribe line to break along the scribe line, and a third break process is performed to move the substrate so that the next scribe line to be broken is positioned directly below the blade.
After the end of the first break process, in parallel with the second break process, the image of the substrate is acquired by the camera, and the first image process for detecting the position of the scribe line to be broken next is performed,
After completion of the second break process, a second image process is performed in which an image of the substrate is obtained by a camera at a different position in parallel with the third break process, and the position of the scribe line to be broken next is detected. Done
After the third break processing, the angle of the substrate is set based on the position of the image detected by the first and second image processing so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade. A break method in which breaks are made sequentially along the scribe line by correcting and returning to the second break process.
スクライブラインに合わせてブレードを下降させ、
前記ブレードを押し下げて基板に形成されたスクライブラインに沿ってブレイクし、
前記ブレードを上昇させ、
次にブレイクすべきスクライブラインがブレイク位置と一致するように基板を移動させる処理である請求項8記載のブレイク方法。 The first, second and third break processes are:
Lower the blade to the scribe line,
Break down along the scribe line formed on the substrate by pushing down the blade,
Raise the blade,
9. The breaking method according to claim 8, wherein the substrate is moved so that a scribe line to be broken next coincides with a break position.
ブレードを上下方向に昇降させて基板をブレイクするブレード昇降手段と、
複数のスクライブラインが形成された基板を保持する受け刃と、
前記基板をその面に沿って移動及び回転させる移動手段と、
前記受け刃の間の基板を撮像するカメラと、
前記カメラを基板の駆動方向と垂直な方向に移動させるカメラ移動手段と、
スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第1のブレイク処理を行い、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第2のブレイク処理を行い、スクライブラインに合わせてブレードを下降及び上昇させスクライブラインに沿ってブレイクし、前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記基板を移動する第3のブレイク処理を行い、前記第1のブレイク処理の終了後に前記第2のブレイク処理と並行してカメラにより基板の画像を取得し、次にブレイクすべきスクライブラインの位置を検出する第1の画像処理を行い、前記第2のブレイク処理の終了後に前記第3のブレイク処理と並行して相異なる位置でカメラにより基板の画像を取得し、次にブレイクすべきスクライブラインの位置を検出する第2の画像処理を行い、前記第3のブレイク処理の後に前記ブレードの直下にブレイクすべき次のスクライブラインが位置とするように前記第1,第2の画像処理によって検出された画像の位置に基づいて前記基板の角度を修正するコントローラと、を具備するブレイク装置。 A breaking device that sequentially breaks a substrate on which a plurality of scribe lines are formed along the scribe lines,
Blade raising and lowering means for breaking the substrate by raising and lowering the blade in the vertical direction;
A receiving blade for holding a substrate on which a plurality of scribe lines are formed;
Moving means for moving and rotating the substrate along its surface;
A camera for imaging the substrate between the receiving blades;
Camera moving means for moving the camera in a direction perpendicular to the driving direction of the substrate;
The blade is lowered and raised in accordance with the scribe line to break along the scribe line, and a first break process is performed to move the substrate so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade. The blade is lowered and raised in accordance with the scribe line to break along the scribe line, and a second break process is performed in which the substrate is moved so that the next scribe line to be broken is positioned immediately below the blade. The blade is lowered and raised in accordance with the scribe line to break along the scribe line, and a third break process is performed to move the substrate so that the next scribe line to be broken is positioned directly below the blade. The second break process after completion of the first break process In parallel, the image of the substrate is acquired by the camera, the first image processing for detecting the position of the scribe line to be broken next is performed, and the third break processing is performed in parallel with the end of the second break processing. The image of the substrate is acquired by the camera at different positions, and then the second image processing for detecting the position of the scribe line to be broken is performed, and after the third breaking processing, the breaking should be performed immediately below the blade. And a controller for correcting the angle of the substrate based on the position of the image detected by the first and second image processing so that the next scribe line is positioned.
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