JP2014234328A - スクライブヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】ホイールホルダを回動自在としたスクライブヘッドのキャスター効果に伴うスクライブの不良を防止すること。【解決手段】リニアスライダ４４によりホルダ４５を昇降自在とし、ホルダ４５に直接ホイールホルダ４６を取付けている。こうすることによってスクライブする脆性材料基板の面に垂直な方向には回動しないようにする。これによりスクライブヘッドはキャスター効果を伴ったならい動作を行わせる必要がなくなるので、スクライブを安定させることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、スクライブ装置に用いられ脆性材料基板にスクライブラインを形成するスクライブヘッドに関するものである。

脆性材料基板、例えばガラス基板を所望の大きさに分断する場合、スクライブ装置を用いてスクライビングホイールの刃先を所定の荷重でガラス基板の表面に圧接しながら移動させ、スクライブラインを形成する。そしてブレイク装置によりスクライブラインに沿ってガラス基板に所定の力を付加することにより、ガラス基板をスクライブラインに沿って分断するようにしていた。

図１は、従来のスクライブ装置１０の構成の一例を示す。スクライブ装置１０は、回転自在のテーブル１１と、テーブル１１の下方にＹ軸に平行に設けられた第１，第２のガイドレール１２Ａ，１２Ｂと、ボールネジ１３とを含んでいる。

テーブル１１は、水平面（ＸＹ平面）に沿って回転可能に構成され、図示しない真空吸引手段が設けられている。真空吸引手段は、テーブル１１に載置されたガラス基板などの脆性材料基板Ｇをテーブル１１に固定するものである。第１，第２のガイドレール１２Ａ，１２Ｂは、テーブル１１をＹ軸方向に移動自在に支持し、ボールネジ１３は、第１，第２のガイドレール１２Ａ，１２Ｂに沿ってテーブル１１をＹ軸方向に移動させるものである。

スクライブ装置１０は、Ｘ軸に平行なガイドバー１４と、ガイドバー１４に沿ってＸ軸方向に摺動する摺動ユニット１５と、摺動ユニット１５を摺動させるモータ１６とを含んでいる。ガイドバー１４は、テーブル１１の上方に支柱１７Ａ，１７Ｂとの間に架設されている。摺動ユニット１５は、ガイドバー１４に摺動自在に設けられている。モータ１６は、ガイドバー１４に沿って摺動ユニット１５をＸ軸方向に摺動するものである。第１ＣＣＤカメラ１８Ａと第２ＣＣＤカメラ１８Ｂは、ガイドバー１４の上方に配置されており、脆性材料基板Ｇに記されたアライメントマークを検出するものである。

摺動ユニット１５にはモータ１９が搭載され、モータ１９を駆動することでスクライブヘッド２０を昇降自在としている。

図２はスクライブヘッド２０の主要部を拡大して示している。スクライブヘッド２０はベアリング２１，２２によって回転自在に軸支された回動軸２３と、回動軸２３の周りを回動可能なホイールホルダ２４と、ホイールホルダ２４の下端にピン２６の周りに回転自在に保持されたスクライビングホイール２５とを含んでいる。そして図２（ａ）に示すように、スクライビングホイール２５の回転中心の位置は、回動軸２３の軸心Ｏからオフセット距離Ｓだけ離れている。

さて、スクライブ時にはモータ１９を駆動することでスクライブヘッド２０のスクライビングホイール２５を脆性材料基板Ｇの表面に圧接する。そしてモータ１６を駆動し、摺動ユニット１５を摺動させることによって、スクライブヘッド２０は、ガイドバー１４に沿って移動する。その結果、スクライビングホイール２５は脆性材料基板Ｇの表面に圧接された状態で脆性材料基板Ｇの表面を移動し、脆性材料基板Ｇの表面にスクライブラインが形成される。このときスクライブヘッド２５の回転中心であるピン２６の位置は回動軸２３の軸心Ｏからオフセット距離Ｓだけ離れているために、スクライビングホイール２５はスクライブヘッド２０の移動方向とは逆方向に位置し、回動軸２３に追従するように移動する（以下、この動きをキャスター効果という）。

このように従来のスクライブ装置は、先端にスクライビングホイールを有するホイールホルダを脆性材料基板の表面に対して略垂直な方向を軸として回転自在に保存したスクライブヘッドを、脆性材料基板の表面に対して上下動させ、スクライブヘッドに対して脆性材料基板を相対的に移動させることで、脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成していた。

特開２００１−３２８８３３号公報 特開平９−１８８５３４号公報

しかるに、スクライブを開始するためにスクライビングホイール２５を脆性材料基板Ｇに当接させたときに、スクライビングホイール２５の刃先の稜線の向きとスクライブヘッド２０の移動方向（すなわち回動軸２３の移動方向）とは一致しないことが多い。そのためスクライブヘッド２０が移動を開始すると、ホイールホルダ２４はスクライブヘッド２０の移動に伴ってベアリング２１，２２によって回動軸２３を中心にして回動する。そして刃先の稜線の向きがキャスター効果により徐々に変化し、やがてスクライビングホイール２５の刃先の向きが回動軸２３の軸心Ｏに一致し、スクライビングホイール２５を軸心Ｏの位置する方向に向かせる力が生じる。

しかし、キャスター効果を生じさせるためにホイールホルダを回動自在にしているので、スクライブラインの最初の部分は湾曲してしまう。その後も脆性材料の表面にわずかな凹凸がある場合など、脆性材料の表面の状態によってスクライビングホイールがスクライブ予定ラインから外れることがあった。スクライビングホイールがスクライブ予定ラインから外れた場合、キャスター効果によりスクライブヘッドが移動する方向にスクライビングホイールが戻ろうとする力が作用するため、形成されるスクライブラインにうねりが生じるという問題点があった。特に薄いガラス基板をスクライブする場合には、ガラス基板をテーブルに吸着して固定した場合に表面に凹凸が生じ易くなり、スクライブラインのうねりも生じ易くなるという問題点があった。

又ホイールホルダを回動自在にした場合、スクライビングホイールを脆性材料基板に接触させたときにホイールの向きが斜めになっていると、スクライブを開始したときにホイールが脆性材料に斜めに食い込んで、製品不良が発生するという問題点もあった。

更に、例えばＸ方向にスクライブした後にＹ方向にスクライブする場合など、異なる方向に連続してスクライブする場合、スクライビングホイールの方向が所望の方向に一致するまである程度の助走（ならい動作）が必要であった。このような助走が終了すると所望の方向にスクライブラインを形成することができるが、助走の間は正規のスクライブラインが形成できないため、脆性材料基板周辺の端材の部分を用いてスクライブする必要があった。

本発明はこのような従来の回動自在のホイールホルダを有するスクライブヘッドの問題点に鑑みてなされたものであって、ホイールホルダの回動に伴う問題点を解消することを技術的課題とする。

この課題を解決するために、本発明のスクライブヘッドは、脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するスクライビングホイールと、前記スクライビングホイールを回転可能に保持するホイールホルダと、前記ホイールホルダを上下動させる昇降部材と、を備え、前記脆性材料基板をスクライブするスクライブヘッドにおいて、前記ホイールホルダを前記昇降部材に固定して取付けたことを特徴とするものである。

ここで前記昇降部材と前記ホイールホルダは、前記スクライビングホイールのスクライブ方向に平行な面を備え、当該面同士で互いに固着されるようにしてもよい。

このような特徴を有する本発明によれば、ホイールホルダは昇降部材に固定して取付けられているため、垂直方向の軸に沿っては回転しない。このためスクライブラインの方向とスクライビングホイールとの回転軸とを常に垂直にしておくことで、キャスター効果によってスクライブ方向を変化させる必要がなく、スクライブラインの最初の部分にも湾曲は生じない。又脆性材料基板の凹凸によってスクライブラインにうねりが生じたり、脆性材料基板が損傷することがないという効果が得られる。

図１は従来のスクライブ装置の概要を示す正面図である。 図２は従来のスクライブヘッドの主要部を示す概略図である。 図３は本発明の実施の形態によるスクライブヘッドを有するスクライブ装置の正面図である。 図４は本実施の形態によるスクライブヘッドを示す斜視図である。 図５は本実施の形態によるスクライブヘッドを示す側面図である。

次に本発明の実施の形態について図３及び図４について説明する。図３は本実施の形態のスクライブ装置の一例を示す正面図である。本実施の形態のスクライブ装置３０において、従来のスクライブ装置１０と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。スクライブ装置３０においてもテーブル１１がガイドレール１２Ａ，１２Ｂに沿ってＹ軸方向に移動自在に保持され、摺動ユニット１５が支柱１７Ａ，１７Ｂに保持されたガイドバー１４に沿ってＸ軸方向に摺動自在に保持されている。又スクライブヘッド４０が摺動ユニット１５の下方に取付けられていることは前述した従来のスクライブ装置と同様である。この実施の形態においては、スクライブヘッド４０の先端に設けられるホイールホルダはＺ軸方向の周りに回転しないように固定されて、スクライビングホイールの刃先の稜線はＸ軸方向に向かうようにして保持されている。

図４は、この実施の形態のスクライブヘッド４０の詳細を示す斜視図、図５はその側面図である。スクライブヘッド４０には、摺動ユニット１５に設けられた取付板４１の上部に回転軸を下側に垂直状態で駆動源となるサーボモータ４２が取り付けられている。サーボモータ４２の回転軸には、円筒カム４３が回転軸と一体的に回転するように取り付けられている。円筒カム４３の下面は、水平状態に対して傾斜状態になったカム面４３ａとなっている。

また、スクライブヘッド４０は、取付板４１の下部に設けられたリニアスライダ４４を有しており、このリニアスライダ４４によってＸＺ平面に平行な平板状のホルダ４５が上下方向にスライド可能に保持されている。ここでサーボモータ４２と円筒カム４３、リニアスライダ４４及びホルダ４５は、ホイールホルダ４６を上下方向（±Ｚ軸方向）に移動させる昇降部材を構成している。ホルダ４５の下端部のＸＺ面に平行な面には、ホイールホルダ４６が回転できないように固定して取付けられている。ホイールホルダ４６の下端部には、脆性材料基板Ｇにスクライブラインを形成するためのスクライビングホイール４７がピンを中心に回転自在に保持されている。ここでスクライビングホイール４７のピンはＹ軸方向に取付けられており、Ｘ軸方向にのみスクライブできるようにしている。ホルダ４５と取付板４１との間には、ホルダ４５を取付板４１に対して上方に向かって付勢する弾性体であるコイルスプリング４８が設けられている。

ホルダ４５の上部には、円筒カム４３のカム面４３ａに当接するカムフォロア４９が一体的に設けられている。カムフォロア４９は回転可能になったローラ形状になっており、ホルダ４５がコイルスプリング４８によって上方に付勢されることによって、円筒カム４３のカム面４３ａに圧接されている。

このように本実施の形態では、リニアスライダ４４にホルダ４５及びホイールホルダ４６が固定されており、ホルダ４５の面とホイールホルダ４６の面とを直接接触させている。従ってホルダ４５及びホイールホルダ４６はサーボモータ４２を回転することにより上下動のみが可能である。このためホルダ４５を下降させて摺動ユニット１５をガイドバー１４に沿って摺動させることにより、ホイールホルダの取付面を含むＸ軸方向をスクライブ方向としてスクライブすることができる。従ってスクライブの開始時にスクライブラインが湾曲することなく、スクライビングホイールが脆性材料基板に斜めに食い込んで製品不良が発生することもなく、又ならい動作による不要なスクライブを不要とすることができる。又スクライブすべき脆性材料基板の面に凹凸があっても、スクライブラインが湾曲することなくスクライブが可能となる。尚スクライビング方向を変化させるためには、テーブル１１を回転させたり、ガイドレール１２Ａ，１２Ｂに沿って移動させることによって、任意の方向にスクライブを実行することができる。

尚この実施の形態ではサーボモータによって円筒カムを回転させ、これによってリニアスライダを介してホイールホルダを上下動自在としているが、昇降部材は本実施の形態の構成に限定されるものではなく、ホイールホルダを上下動できるものであれば足りる。

又この実施の形態ではテーブルをＹ軸方向に移動させるようにしているが、ホイールホルダを固定しテーブルをＸ軸及びＹ軸方向に移動させるようにしてもよい。この場合にはスクライビングホイールの稜線が含まれる面内でスクライブする必要がある。又テーブルを回転自在としているが、テーブルをＸＹ方向に移動させることでテーブルの回転を停止しておいてもよい。

本発明はホイールホルダが回動自在でなく、スクライブをＸ軸方向に対してのみ行うようにしているのでスクライブラインの湾曲がなく、ならい動作も不要となるので、種々の脆性材料基板をスクライブするスクライブ装置に好適である。

１１ テーブル
１２Ａ，１２Ｂ ガイドレール
１３ ボールねじ
１４ ガイドバー
１５ 摺動ユニット
２０，４０ スクライブヘッド
４１ 取付板
４２ サーボユニット
４３ 円筒カム
４４ リニアスライダ
４５ ホルダ
４６ ホイールホルダ
４７ スクライビングホイール
４８ コイルスプリング
４９ カムフォロワ

Claims (2)

1. 脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するスクライビングホイールと、
   前記スクライビングホイールを回転可能に保持するホイールホルダと、
   前記ホイールホルダを上下動させる昇降部材と、を備え、
   前記脆性材料基板をスクライブするスクライブヘッドにおいて、
   前記ホイールホルダを前記昇降部材に固定して取付けたことを特徴とするスクライブヘッド。
2. 前記昇降部材と前記ホイールホルダは、前記スクライビングホイールのスクライブ方向に平行な面を備え、当該面同士で互いに固着されていることを特徴とする請求項１記載のスクライブヘッド。