JP2013023401A

JP2013023401A - 分断装置

Info

Publication number: JP2013023401A
Application number: JP2011158882A
Authority: JP
Inventors: Jinko Nishio; 仁孝西尾; Katsuyoshi Nakata; 勝喜中田
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2013-02-04
Also published as: CN102887636A; KR101397487B1; CN102887636B; TW201306102A; KR20130011907A; TWI532088B

Abstract

【課題】設備の省力化と作業時間の短縮化が可能な短冊状基板の分断装置を提供する。
【解決手段】短冊状基板Ｗの表面に基板幅方向に沿ってスクライブ溝Ｓを形成するスクライブ部Ａと、スクライブされた短冊状基板Ｗを表裏反転させる反転部Ｂと、反転された短冊状基板Ｗをスクライブ溝Ｓに沿って分断するブレイク部Ｃと、短冊状基板Ｗをスクライブ部Ａからブレイク部Ｃまで搬送する搬送部９、１８とを備え、搬送部は、短冊状基板Ｗの長さ方向を搬送方向に向けた姿勢のまま短冊状基板Ｗを搬送できるように形成され、スクライブ部Ａのスクライブヘッド４を保持する横梁３が、短冊状基板Ｗの長さ方向に沿って形成され、スクライブヘッド４もしくは短冊状基板Ｗの何れかを相対的に移動させることにより、短冊状基板Ｗに対し幅方向に沿ったスクライブ溝Ｓを加工するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板等の脆性材料基板の分断装置に関する。特に本発明は、基板上にスクライブ溝を形成してこのスクライブ溝に沿って分断する分断装置に関する。

従来より、大面積のマザー基板に形成した複数条の平行なスクライブ溝に沿って分断することによって複数の短冊状基板を形成し、その後に、短冊状基板に幅方向に沿った複数条のスクライブ溝を形成してこのスクライブ溝から基板をブレイクすることにより、単位製品ごとに分割し、単位製品を取り出す方法が知られている（例えば特許文献１、特許文献２等）。

図９は従来の分断方法を概略的に示す説明図である。
マザー基板から切り出された短冊状基板Ｗは、図９（ａ）並びに図９（ｂ）に示すように、長さ方向に沿った水平姿勢でスクライブ装置３１に送られ、幅方向に複数のスクライブ溝Ｓが加工される。スクライブ装置３１のフレームの一部を構成する長尺の横梁（ビーム）３１ａは、短冊状基板Ｗの搬送方向と直交する方向に配置され、横梁３１ａにカッターホイールなどのスクライブ溝形成具を備えたスクライブヘッド３１ｂが取り付けられており、このスクライブヘッド３１ｂが往復動して複数のスクライブ溝Ｓが順次加工される。このあと、図９（ｃ）に示すように、短冊状基板Ｗは表裏反転されてブレイク装置３２に送られ、図９（ｄ）で示すようにブレイクバー３２ａによりスクライブ溝Ｓから順次分断されて、単位要素の製品Ｗ_１が取り出される。

しかし、この方法では、スクライブ装置においてスクライブ溝Ｓの数だけスクライブヘッドを往復動しなければならないので、作業時間が長くなり、スループットの向上が制限され、製品コストに影響がでるといった欠点がある。

そこで、複数のスクライブ溝Ｓを一挙に加工する方法として図１０に示す方法が提案されている。
スクライブ装置３３の横梁（ビーム）３３ａは、短冊状基板Ｗの搬送方向と直交する方向に配置され、この横梁３１ａに加工すべきスクライブ溝Ｓと同じ数だけのスクライブヘッド３３ｂが取り付けられている。このスクライブ装置３３に、図１０（ａ）並びに図１０（ｂ）に示すように、マザー基板から切り出された短冊状基板Ｗは、その長さ方向が送り方向と直交する水平姿勢でスクライブ装置３３に送られて、幅方向に沿った複数のスクライブ溝Ｓが一挙に加工される。次いで、図１０（ｃ）並びに図１０（ｄ）に示すように、スクライブ溝が加工された短冊状基板Ｗは水平姿勢のまま９０度回転されたあと、表裏反転されてブレイク装置３４に送られ、図１０（ｅ）で示すようにブレイクバー３４ａによりスクライブ溝Ｓから順次単位製品Ｗ_１に分断される。

特開２００３−２９２３３３号公報特開２００６−３１５９０１号公報

しかし、図１０に示した後者の方法では、短冊状基板Ｗを載置平面上で水平姿勢を維持させたまま９０度回転させる機構が必要となるため、設備費用が高くなるとともに、それだけ製造ラインが長くなるといった欠点がある。
また、スクライブ装置３３のフレームの一部を構成する長尺の横梁３３ａが短冊状基板Ｗの送り方向と直交して配置されているので、横梁の両端部分が一連の製造ラインから横にはみ出ることになる。したがって、製造ラインを二連または三連平行して設置する場合、上記のはみ出た部分が邪魔になって無駄な空間が発生し、設置スペースの合理化を図ることができないといった問題点があった。

そこで本発明は、上記した従来課題を解決し、設備の省力化と作業時間の短縮化が可能な新規な短冊状基板の分断装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち、本発明の分断装置では、短冊状基板の表面に基板幅方向に沿ってスクライブ溝を形成するスクライブ部と、スクライブ溝が形成された短冊状基板を表裏反転させる反転部と、表裏反転された短冊状基板をスクライブ溝に沿って分断するブレイク部と、前記短冊状基板をスクライブ部からブレイク部まで搬送する搬送部とを備え、前記搬送部は、短冊状基板の長さ方向を搬送方向に向けた姿勢のままでかつ搬送方向を維持させた状態で短冊状基板を搬送できるように形成され、前記スクライブ部のスクライブヘッドを保持する横梁が、短冊状基板の長さ方向に沿って形成され、スクライブヘッドもしくは短冊状基板の何れかを相対的に移動させることにより、短冊状基板に幅方向に沿ったスクライブ溝を加工するように形成されている構成とした。

本発明の分断装置は上記のごとく構成されているので、スクライブ部の横梁に複数のスクライブヘッドを取り付けることにより短冊状基板に複数のスクライブ溝を一挙に加工することができて作業時間の短縮化を図ることができるとともに、スクライブ加工された短冊状基板は、スクライブ部での姿勢を維持したまま搬送部により次の反転部に送られるので、短冊状基板を９０度回転させる必要がなくなる。これにより、９０度回転させるための回転機構やその設置スペースを省略して装置のコンパクト化を図ることができる。また、スクライブ部のスクライブヘッドを保持する横梁が、短冊状基板の長さ方向、すなわち搬送方向に沿って形成されているので、長尺の横梁が分断装置のラインから横方向にはみ出るようなことがなくなり、分断装置のラインを平面からみて比較的幅狭くかつスマートな帯状に形成することができる。これにより、短冊状基板の搬送方向に平行して二つもしくは三つといった複数の分断装置を合理的に組み合わせて構成することができ、設置スペースの有効利用を図ることができる、といった効果がある。

（その他の課題を解決するための手段及び効果）
本発明において、前記スクライブ部で短冊状基板を載置する第１テーブルと、反転部で反転された短冊状基板を載置してブレイク部に送る第２テーブルと、前記スクライブ部から反転部に短冊状基板を搬送する搬送機構とを備え、搬送機構並びに第２テーブルは実質的に前記搬送部を形成している構成としてもよい。
これにより、第１テーブル上で短冊状基板にスクライブ溝を加工したあと、短冊状基板の長さ方向を搬送方向に向けた姿勢のままで表裏反転させると共に、ブレイク部まで短冊状基板を搬送することができる。

また、本発明において、前記反転部は、搬送機構から短冊状基板を受け取って載置する反転テーブルと、この反転テーブルを反転駆動して下方に待機する第２テーブルに短冊状基板を引き渡す反転機構とからなり、反転テーブルは短冊状基板を着脱可能に吸着する吸着機能を備えている構成とするのがよい。
これにより、短冊状基板の表裏反転を確実に行うことができると共に、次のブレイク部に送るための第２テーブルに的確に引き渡すことができる。

本発明に係る分断装置の一実施態様を示す斜視図である。図１の分断装置におけるスクライブ部の斜視図である。図１の分断装置における反転部並びにブレイク部の斜視図である。図１の分断装置における搬送機構の一例を示す側面図である。図１の分断装置における反転部の側面図である。本発明の分断装置の概略的な全体構成を示す図である。本発明の分断装置の工程順の動きを示す図である。本発明に係る分断装置の他の実施例を示す概略的な平面図である。従来の分断方法を概略的に示す説明図である。従来の別の分断方法を概略的に示す説明図である。

以下、本発明に係る分断装置の詳細を、図１〜図７に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る分断装置の斜視図であり、図２はスクライブ部の斜視図であり、図３は反転部並びにブレイク部の斜視図であり、図４は搬送機構の一例を示す側面図であり、図５は反転部の側面図であり、図６は分断装置の概略的な全体構成を示す図であり、図７は工程順に動きを示した図である。

本発明の分断装置は、ガラス製のマザー基板から分断された短冊状基板Ｗを幅方向（図のＹ方向）に沿って分断して複数の単位製品を取り出す分断装置として使用される。したがって、本発明に使用される短冊状基板Ｗは、最終製品となる単位製品が一列に複数個並べられた長方形の基板をいう。

本発明の分断装置１は、短冊状基板Ｗの表面に基板幅方向に沿って複数の、本実施例では３本のスクライブ溝Ｓを形成するスクライブ部Ａと、スクライブされた短冊状基板Ｗを表裏反転させる反転部Ｂと、反転された短冊状基板Ｗをスクライブ溝に沿って分断するブレイク部Ｃと、短冊状基板Ｗをスクライブ部Ａからブレイク部Ｃまで搬送する搬送部とを備えている。搬送部は、実質的には後述する搬送機構９と第２テーブル１８とによって構成され、搬送部による基板搬送方向と短冊状基板の長さ方向（複数の単位製品が並んだ長手方向）とが同じ方向となるようにしてある。すなわち、短冊状基板Ｗの長さ方向を搬送方向に向けた姿勢のままで搬送方向を一定方向に維持するようにして、短冊状基板Ｗがスクライブ部Ａからブレイク部Ｃまで一定の方向に搬送できるように形成されている。この基板搬送方向を図面ではＸ方向として表示する。

スクライブ部Ａは、左右一対の支柱２、２と、これら支柱２、２に橋架された横梁（ビームともいう）３とを備え、横梁３はＸ方向に沿って配置されている。横梁３には、所定の間隔をあけて複数の、本実施例では３個のスクライブヘッド４が設けられており、スクライブヘッド４の下端には短冊状基板Ｗにスクライブ溝Ｓを加工するためのカッターホイールなどのスクライブ溝形成具５が取り付けられている。また、スクライブヘッド４の下方には短冊状基板Ｗを載置する水平面が長方形状の第１テーブル６が配置されている。第１テーブル６は、Ｘ方向と平面上で直交するＹ方向に延設されたレール８に沿って移動可能に形成され、この第１テーブル６に短冊状基板Ｗがその長さ方向をＸ方向に向けた姿勢で載置保持される。

上記スクライブ部Ａにおいて、スクライブ溝形成具５を短冊状基板Ｗの表面に押しつけながら、第１テーブル６を、駆動軸７を介してＹ方向に移動させることにより、短冊状基板Ｗに３本のスクライブ溝Ｓが加工される。スクライブ加工された短冊状基板Ｗは、以下で説明する搬送部の搬送機構９により次の反転部Ｂに送られる。

図４は上記搬送機構９の一例を示す。この搬送機構９は前述した分断装置１に組み込まれているものであるが、図１〜図３では図面の複雑化を避けるために省略してある。
搬送機構９はＸ方向に沿った前後の支柱１０、１０に水平なガイドレール１１が取り付けられ、このガイドレール１１に沿って走行する走行体１２にエア吸引孔を下面に備えた吸着板１３が駆動機構（不図示）を介して昇降できるように形成されている。この吸着板１３を昇降させて短冊状基板Ｗを吸着保持させ、ガイド１１に沿ってＸ方向に移動させることにより、スクライブ部Ａでスクライブ加工された短冊状基板Ｗを、その平面姿勢を変えることなく次の反転部Ｂに送ることができる。

反転部Ｂは、図５に示すように、支柱１４に沿って上下動する昇降体１５と、昇降体１５に軸１６を支点として上向きの姿勢から下向きの姿勢まで反転する反転テーブル１７とを備えている。反転テーブル１７は短冊状基板Ｗを吸着するためのエア吸引孔を表面に備え、反転機構（不図示）により反転するように形成されている。反転テーブル１７の下方には、反転された短冊状基板Ｗを受け取って次のブレイク部Ｃに搬送するための第２テーブル１８が待機している。

図５（ａ）は、反転テーブル１７上に吸着板１３から短冊状基板Ｗが受け渡された状態を示す。この状態から図５（ｂ）に示すように、昇降体１５を反転テーブル１７の反転可能な位置まで上昇させて反転機構により反転させ、表裏反転した短冊状基板Ｗを第２テーブル１８に引き渡す。

第２テーブル１８は、反転された短冊状基板Ｗを次のブレイク部Ｃに搬送する搬送部の一部を構成する。本実施例において、ブレイク部Ｃに向かってＸ方向に敷設されたレール１９にステージ２１が移動可能に取り付けられ、このステージ２１に、Ｙ方向に敷設されたレール２２に沿って駆動軸２３により移動できるように第２テーブル１８が設けられている。

反転部Ｂより引き渡された短冊状基板Ｗは、第２テーブル１８に載置されたまま、ステージ２１上でＹ方向に少し移動されたあと、ステージ２１と共にブレイク部Ｃに送られる。本実施例ではブレイク部Ｃの位置の関係からステージ２１をＹ方向に少し移動させたが、移動させずにそのままステージ２１によりブレイク部Ｃに送るようにしてもよい。

ブレイク部Ｃは、ステージ２１の通過を許すように、レール１９、１９を跨ぐようにして配置された門型のフレーム２４を備え、このフレーム２４の横梁２５に、先端を細くしたブレイクバー２６が昇降機構（不図示）により昇降可能に設けられている。第２テーブル１８に載置されてブレイク部Ｃに送られてきた短冊状基板Ｗは、スクライブ溝Ｓを設けた面とは反対の面からブレイクバー２６で押しつけられることにより、スクライブ溝Ｓから順次分断され、単位製品Ｗ_１が取り出される。上記したスクライブ部Ａから反転部Ｂを経てブレイク部Ｃに至る一連の加工手順は、図６並びに図７（ａ）から図７（ｅ）において概略的に示されている。

上記分断装置では、スクライブ部Ａの横梁３に取り付けた複数のスクライブヘッド４により複数のスクライブ溝Ｓを一挙に加工することができるとともに、スクライブヘッド４を保持するスクライブ部Ａの長尺状の横梁３が、短冊状基板Ｗの長さ方向、すなわちＸ方向に沿って形成されているので、横梁３の両端部分が分断装置のラインから横方向にはみ出るようなことがなくなり、分断装置のラインを平面からみて比較的幅狭くかつスマートな帯状に形成することができる。これにより、例えば図８で示すように、短冊状基板Ｗの搬送方向に平行して二つの分断装置１、１を組み合わせて構成したり、或いは三組、四組といった複数組を無駄な空間を残すことなく合理的に組み合わせて構成したりすることができ、設置スペースの有効利用を図ることができる。

また、スクライブ部Ａでスクライブされた短冊状基板Ｗは、その平面姿勢を維持したまま搬送部により反転部Ｂに送られるので、従来のような短冊状基板Ｗを９０度回転させる工程を必要とせず、回転機構の設備やその設置スペースを省略することができる。

上記実施例において、スクライブ部Ａの第１テーブル６をＹ方向に移動させることにより短冊状基板Ｗにスクライブ溝Ｓを加工するようにしたが、反対に、第１テーブル６を固定しておいてスクライブヘッド４を支持する横梁５や支柱２を移動させるようにしてスクライブするようにしてもよい。また短冊状基板Ｗにスクライブ溝を加工するスクライブ溝形成具３１ｂはカッターホイールなどの機械的工具の他、レーザービームによって加工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形態に特定されるものではない。例えば、搬送部の一部を構成する搬送機構９の構成は上記実施例に代えてロボットアームにより行うことができる。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。

本発明の分断方法は、ガラス基板等の脆性材料からなる短冊状基板の分断に利用される。

Ａスクライブ部
Ｂ反転部
Ｃブレイク部
Ｓスクライブ溝
Ｗ短冊状基板
１分断装置
６第１テーブル
９搬送部の一部を構成する搬送機構
１７反転テーブル
１８搬送部の一部を構成する第２テーブル

Claims

短冊状基板の表面に基板幅方向に沿ってスクライブ溝を形成するスクライブ部と、
スクライブ溝が形成された短冊状基板を表裏反転させる反転部と、
表裏反転された短冊状基板を前記スクライブ溝に沿って分断するブレイク部と、
前記短冊状基板をスクライブ部からブレイク部まで搬送する搬送部とを備え、
前記搬送部は、短冊状基板の長さ方向を搬送方向に向けた姿勢のままでかつ搬送方向を維持させた状態で短冊状基板を搬送できるように形成され、
前記スクライブ部のスクライブヘッドを保持する横梁が、短冊状基板の長さ方向に沿って形成され、スクライブヘッドもしくは短冊状基板の何れかを相対的に移動させることにより、短冊状基板に幅方向に沿ったスクライブ溝を加工するように形成されている分断装置。
前記スクライブ部で短冊状基板を載置する第１テーブルと、
反転部で反転された短冊状基板を載置してブレイク部に送る第２テーブルと
前記スクライブ部から反転部に短冊状基板を搬送する搬送機構とを備え、
搬送機構並びに第２テーブルは前記搬送部を形成している請求項１に記載の分断装置。
前記反転部は、搬送機構から短冊状基板を受け取って載置する反転テーブルと、この反転テーブルを反転駆動して下方に待機する前記第２テーブルに短冊状基板を引き渡す反転機構とからなり、反転テーブルは短冊状基板を着脱可能に吸着する吸着機能を備えている請求項２に記載の分断装置。