JP2017001190A - 貼り合わせ基板の分断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレイクバーの押し込み量の最適レンジをより広く設定できると共に分断後の端材部の除去を容易に行うことができる貼り合わせ基板の分断装置を提供する。【解決手段】第一基板Ｇ１と第二基板Ｇ２とが貼り合わされた貼り合わせ基板Ｕを、第一基板Ｇ１に形成されたスクライブラインＳに沿って分断する分断装置であって、第一基板Ｇ１側を上向きかつ端材部Ｅをテーブル端縁１ａからはみ出させた状態で貼り合わせ基板Ｕを載置するテーブル１と、端材部Ｅを押圧して貼り合わせ基板Ｕを屈曲させることによりスクライブラインＳを分断すると共に端材部Ｅを吸着保持する昇降可能な押圧・吸着部材６とからなり、テーブル１は、押圧・吸着部材６によって第一基板Ｇ１が分断される基板ブレイク位置と、押圧・吸着部材６からの端材部Ｅの落下を邪魔しない退避位置とに移動可能に構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、脆性材料基板からなる貼り合わせ基板を分断して、複数の単位基板を得る際に、単位基板の周辺に外部接続用の端子領域を形成するようにして分断する貼り合わせ基板の分断装置に関する。本発明の分断装置は、例えば液晶表示パネルの単位表示パネルの加工に利用される。

液晶表示パネルの製造では、二枚の大面積ガラス基板を使用し、一方の基板上にカラーフィルタＣＦ（Color Filter）を形成し、他方の基板上に液晶を駆動する薄膜トランジスタＴＦＴ（Thin Film Transistor）および外部接続のための端子領域を形成する。そして、これら二枚の基板を貼り合わせるとともに液晶を封入したマザー基板を形成し、次いで、一つ一つの単位基板に分断する。

一般に、マザー基板となる貼り合わせ基板を単位基板に分断する工程では、カッターホイールやレーザ光を用いた分断方法が利用される。この場合、まず、マザー基板を構成する二枚の基板（ＣＦ側基板とＴＦＴ側基板）のそれぞれに対し、分断予定位置にカッターホイールやレーザ光でスクライブライン（スクライブ溝）を刻む。次いでそのスクライブラインの部分を撓ませることにより、マザー基板を単位基板ごとに完全分断する。

単位基板は、ＴＦＴと外部機器とを接続するために、端子領域を露出させる必要がある。そのため、マザー基板を単位基板に分断する際に、端子領域に対向する部分の第一基板（ＣＦ側基板）を、端材として切除するようにしている。

図９は、液晶表示パネル用マザー基板の基板レイアウトの一例を示す平面図である。ここでは、マザー基板ＭにスクライブラインＬによって区分けされた単位基板ＵがＸ方向に３列、Ｙ方向に４列、合計１２個配置されている。そして、端子領域Ｔはそれぞれの単位基板Ｕの周囲四辺のうちの一辺に形成される。
図１０は、図９のマザー基板Ｍから切り出した単位基板Ｕを示す平面図並びに右側面図であり、図１１は、単位基板Ｕの端子領域Ｔ部分を拡大して示す断面図である。端子領域Ｔは、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、スクライブラインＳによって区分けされた端材部Ｅを除去することによって形成される。

端材部Ｅを区分けするスクライブラインＳは、端材部Ｅを除去しやすいように第一基板Ｇ１の厚み全部にわたって亀裂を浸透させるようにするのが好ましいが、カッターホイールでスクライブする際にその押圧力を強くすると、他方の第二基板Ｇ２に亀裂を生じさせるおそれがある。特に、マザー基板Ｍを構成する二枚の基板Ｇ１、Ｇ２のそれぞれの厚みが０．２〜０．３ｍｍと薄い場合には、小さな外力を受けただけでも基板が割れやすくなっているので、強い押圧力を与えることはできない。したがって、スクライブラインＳは第一基板Ｇ１を完全分断する深さまでは形成せずに、ハーフカット（例えば板厚の５〜７割程度の深さの亀裂）に抑えるようにしている。そして、次のブレイク工程でスクライブラインＳを完全分断して端材部Ｅを除去し、端子領域Ｔを外部に露出させるようにしている。

単位基板ＵのスクライブラインＳを分断する方法として、従来では、特許文献１や特許文献２に示すような受刃とブレイクバーとによる三点曲げ方式が広く用いられている。
図１２は、この三点曲げ方式を用いてスクライブラインＳを分断する場合を説明するための図である。受刃１７は、単位基板ＵのスクライブラインＳに沿ってその両脇部分に接触する左右一対の受け部１７ａ、１７ａを備え、これら受け部間の中心にスクライブラインＳがくるように、当該スクライブラインＳを下向きにした状態で単位基板Ｕを受刃１７上に載置する。ブレイクバー１８は先端を山状にした長尺板材で形成され、単位基板Ｕの上方側からスクライブラインＳに向かって押し付けて単位基板Ｕを撓ませることによりスクライブラインＳの亀裂を厚み方向に浸透させて完全分断する（図１２（ｂ）参照）。この後、端材部Ｅは吸着ロボット等により除去される。

特開２０１４−２００９４０号公報 特開２０１５−０１７０１４号公報

ところで、このような受刃とブレイクバーを用いた三点曲げによる分断方法では、間隔の狭い左右の受け部間で基板を凸状に湾曲させて分断するものであるから、ブレイクバーの押し込み量の最適レンジが狭い範囲に絞られてしまうといった問題点がある。例えば、図１２において単位基板Ｕを構成する二枚の基板Ｇ１、Ｇ２のそれぞれの厚みが０．２ｍｍの場合では、押し込み量の最適レンジＨは０．２〜０．３ｍｍであり、これより低いとスクライブラインＳの亀裂が完全分断されず、逆に高い場合は単位基板Ｕが凸状に大きく湾曲して上方側の基板Ｇ２にまで予期せぬクラックが生じて不良品となる。

特に近年では、素材の有効利用や小型化の観点から、単位基板Ｕに形成される端子領域Ｔの幅、すなわち、端子幅の狭小化が求められ、具体的には１〜２ｍｍ程度にまで小さくすることが求められている。端子幅が１〜２ｍｍまで狭小化すると、スクライブラインＳの下方両脇を受ける左右の受け部１７ａ、１７ａの間隔が狭くなって、ブレイクバー１８の押し込み量の最適レンジＨがますます小さくなるとともに、分断自体が難しくなる。例えば、端子幅が１ｍｍの場合には左右の受け部１７ａ、１７ａの間隔は最大でも１．８ｍｍ以下となり、スクライブラインＳの亀裂を浸透させるのに充分な単位基板Ｕの湾曲が得られず、三点曲げによる分断が難しくなるといった問題点もある。

そこで本発明は、上記した課題に鑑み、ブレイクバーの押し込みにより分断するものでありながら、押し込み量の最適レンジをより広い範囲で設定することができるようにして確実に分断できると共に、分断後の端材の除去も容易に行うことのできる貼り合わせ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は、端材部を区分けするスクライブラインが形成された第一基板と、当該第一基板に貼り合わされた第二基板とを備えた貼り合わせ基板の前記第一基板を、前記スクライブラインに沿って分断する分断装置であって、前記第一基板を上向きにして、かつ、前記端材部をテーブル端縁からはみ出させた状態で貼り合わせ基板を載置するテーブルと、前記テーブル端縁からはみ出た端材部を押圧して前記貼り合わせ基板を屈曲させることにより、前記スクライブラインに沿って前記第一基板を分断すると共に分断後も前記端材部を吸着保持する昇降可能な押圧・吸着部材とからなり、前記テーブルは、前記押圧・吸着部材によって前記第一基板が分断される基板ブレイク位置と、前記押圧・吸着部材からの端材部の落下を邪魔しない退避位置とに移動できるように形成されている構成とした。

本発明によれば、押圧・吸着部材による分断の際に、基板の折り曲げ起点はテーブル端縁の一点だけとなるので、受刃二点で支える三点曲げ方式において凸状に湾曲する場合に比べて基板を無理なく屈曲させることができる。また、これにより押圧・吸着部材による押し下げ量の最適レンジが広くなり、ブレイク動作を確実かつ良好に行うことができる。また、押圧・吸着部材のブレイク動作と同時に同じ押圧・吸着部材によって分断された端材部が吸着保持され、テーブルの退避後に下方に破棄されるので、端材部を確実に除去して端子領域を形成することができ、高品質の製品を連続して効率よく加工することができるといった効果がある。

上記発明において、前記押圧・吸着部材の下面に前記端材部の少なくとも一部が嵌まり込む凹部が形成されている構成とするのがよい。
これにより、分断後の端材部を周囲から抱き込むように保持して、より確実に端材部を基板から除去することができる。

本発明において、前記押圧・吸着部材によって前記貼り合わせ基板が押圧されたときに、当該貼り合わせ基板の上面に接触して基板の浮き上がりを阻止する押さえ部が設けられている構成とするのがよい。
これにより、押圧・吸着部材によるブレイク動作時の基板の浮き上がりを防止して確実なブレイクを行うことができる。

本発明に係る分断装置を概略的に示す一部断面側面図。 図１におけるＡ−Ａ線断面図。 図１の分断装置におけるテーブルの基板分断位置移動状態を示す説明図。 基板分断位置での押圧・吸着部材によるブレイク動作を示す説明図。 押圧・吸着部材による端材部吸着後のテーブルの退避位置移動状態を示す説明図。 押圧・吸着部材による端材部廃棄時の説明図。 押圧・吸着部材の別実施例を示す説明図。 図７の押圧・吸着部材を拡大して示す斜視図。 マザー基板の基板レイアウトの一例を示す平面図。 図９のマザー基板から切り出された単位基板を示す平面図と右側面図。 単位基板の端子領域部分を示す断面図。 従来の三点曲げ方式による分断方法を示す説明図。

本発明の貼り合わせ基板の分断装置を図１〜図６で示した実施例に基づいて説明する。本発明の分断装置は、先行する工程でマザー基板から単位基板に分断された後、単位基板の端子領域を加工する工程で用いられる。

本発明の加工対象となるマザー基板Ｍは、第一基板（ＣＦ側基板）と第二基板（ＴＦＴ側基板）とを貼り合わせた基板構造を有し、上記図９〜図１１で示したものと同じであって、スクライブラインＬによって区分けされた単位基板ＵがＸ方向に３列、Ｙ方向に４列、合計１２個が形成されている。個々の単位基板Ｕの周辺のうち一辺には端子領域Ｔを形成するためのスクライブラインＳが第一基板Ｇ１に設けられている。このスクライブラインＳによって区分けされた第一基板Ｇ１の端部が端材部Ｅとなる。そしてこのマザー基板Ｍが前段のスクライブ工程およびブレイク工程によってスクライブラインＬに沿って個々の単位基板Ｕに完全分断された状態で本発明の分断装置に搬送される。

本発明の分断装置は、第一基板Ｇ１を上向きにして、かつ、スクライブラインＳを含む端材部Ｅをテーブル端縁１ａからはみ出させた状態で単位基板Ｕを載置する水平なテーブル１と、テーブル端縁１ａからはみ出た端材部Ｅを押圧して単位基板Ｕを屈曲させることによりスクライブラインＳに沿って第一基板Ｇ１を分断すると共に、分断後も端材部Ｅを吸着保持する昇降可能な押圧・吸着部材６とを備えている。

テーブル１は、押圧・吸着部材６によって第一基板Ｇ１のスクライブラインＳが分断される基板ブレイク位置（図３、図４参照）と、押圧・吸着部材６からの端材部Ｅの落下を邪魔しない退避位置（図１、図５、図６参照）とに移動できるように形成されている。
テーブル１の駆動機構は特に限定されないが、例えば図１並びに図２に示すように、固定台２に設置された左右一対のレール３にテーブル１を移動可能に取り付け、モータ４で駆動するネジ軸５の回動により各位置に移動するように構成することができる。

押圧・吸着部材６は、端材部Ｅ表面を押し付けるブレイクバーとしての機能と、分断後の端材部Ｅを吸着する吸着体としての機能を兼ね備えるものであって、スクライブラインＳの方向に沿って延びる長尺体で形成され、分断装置の横梁部材７に昇降軸８を介して昇降可能に保持されており、流体シリンダ９により駆動される。

押圧・吸着部材６の下端はエアを透過する多孔質板材１０で形成され、内部にエア室１１が設けられている。エア室１１は、分断装置に付帯して設けられた真空ポンプ等のエア吸引源（図示外）とエア通路１２並びにエアダクト１３を介して接続されている。なお、多孔質板材１０には多数の小孔を設けた金属板を用いることが好ましいが、硬度のある発泡合成樹脂板で形成することもできる。

次に、本発明の分断装置の動作について説明する。
まず、図１に示すように、テーブル１の退避位置でテーブル１上に単位基板Ｕを載置する。このとき、単位基板Ｕの第一基板Ｇ１を上向きにして、かつ、スクライブラインＳを含む端材部Ｅがテーブル１の送り方向前方側の端縁１ａからはみ出させた状態で載置する。この場合、スクライブラインＳがテーブル端縁１ａから僅かに、例えば第一基板Ｇ１および第二基板Ｇ２の厚みがそれぞれ０．２ｍｍのガラス製単位基板では３ｍｍ程度はみ出すように載置する。そしてテーブル１を図３に示す基板ブレイク位置まで移動させる。

次いで、図４に示すように、押圧・吸着部材６を降下させて端材部Ｅの一部上面を押し込み、テーブル端縁１ａを支点として単位基板ＵのスクライブラインＳを設けた部分を下方に折り曲げるように屈曲させることにより、スクライブラインＳの亀裂を単位基板Ｕの厚み方向に浸透させて第一基板Ｇ１をスクライブラインＳに沿って分断する。この分断の際、単位基板Ｕの折り曲げ起点はテーブル端縁１ａの一点だけとなることから、受刃二点で支える三点曲げ方式において凸状に湾曲する場合に比べて単位基板Ｕを無理なく屈曲させることができ、これにより、押圧・吸着部材６による押し下げ量の最適レンジを広くとることができる。発明者等の実験によれば、第一基板Ｇ１および第二基板Ｇ２の厚みが０．２ｍｍのガラス製の単位基板Ｕでは、押圧・吸着部材６の押し込み量が０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの広い範囲において良好にスクライブラインＳを分断することができた。
なお、上記の押圧・吸着部材６による分断の際に、単位基板Ｕの端材部Ｅとは反対側の上面に接触する押さえ部１４を設けておくのがよい。これにより、押圧・吸着部材６によるブレイク動作時に単位基板Ｕの浮き上がりを防止して確実なスクライブラインＳの分断を行うことができる。この押さえ部１４は、単位基板Ｕの上面に軽く接触するロボットアーム等によっても形成することができる。

スクライブラインＳを分断した後、図５に示すように、端材部Ｅを吸着したまま押圧・吸着部材６を元位置に上昇させ、テーブル１を退避位置に移動させる。そして図６に示すように、押圧・吸着部材６の吸引力を解除して端材部Ｅを落下させ、下方の集積ボックス１５に廃棄する。端材部Ｅが除去されて端子領域Ｔが露出された単位基板Ｕは、搬出ロボット等により次の工程に搬出される。

上記のごとく本発明によれば、押圧・吸着部材６による分断の際に、三点曲げ方式において凸状に湾曲する場合に比べて単位基板Ｕを無理なく屈曲させることができるので、押圧・吸着部材６による押し下げ量の最適レンジが広くなってスクライブラインＳのブレイク動作を確実かつ良好に行うことができる。また、スクライブラインＳの分断と同時に押圧・吸着部材６によって端材部Ｅが吸着保持され、テーブル１の退避後に下方に廃棄されるので、端材部を確実に除去できると共に端子領域を有する高品質の製品を連続して効率よく加工することができる。

図７並びに図８は押圧・吸着部材６に若干の変更を加えた実施例を示すものである。
この実施例では、押圧・吸着部材６の下面に単位基板Ｕの端材部Ｅの一部が嵌まり込む凹部１６が形成されている。これにより、分断後の端材部Ｅが周囲から抱き込むように保持され、より確実に単位基板Ｕから端材部Ｅを除去することができる。

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なく、その目的を達成し、発明の趣旨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。

本発明の分断装置は、周辺の一辺に端子領域部分を備えた単位基板の加工に利用することができる。

Ｇ１ 第一基板（ＣＦ側基板）
Ｇ２ 第二基板（ＴＦＴ側基板）
Ｅ 端材部
Ｓ スクライブライン
Ｕ 単位基板（貼り合わせ基板）
１ テーブル
１ａ テーブル端縁
６ 押圧・吸着部材
１４ 押さえ部
１６ 凹部

Claims (3)

1. 端材部を区分けするスクライブラインが形成された第一基板と、当該第一基板に貼り合わされた第二基板とを備えた貼り合わせ基板の前記第一基板を、前記スクライブラインに沿って分断する分断装置であって、
   前記第一基板を上向きにして、かつ、前記端材部をテーブル端縁からはみ出させた状態で貼り合わせ基板を載置するテーブルと、
   前記テーブル端縁からはみ出た端材部を押圧して前記貼り合わせ基板を屈曲させることにより前記スクライブラインに沿って前記第一基板を分断すると共に分断後も前記端材部を吸着保持する昇降可能な押圧・吸着部材とからなり、
   前記テーブルは、前記押圧・吸着部材によって前記第一基板が分断される基板ブレイク位置と、前記押圧・吸着部材からの端材部の落下を邪魔しない退避位置とに移動できるように形成されている貼り合わせ基板の分断装置。
2. 前記押圧・吸着部材の下面に前記端材部の少なくとも一部が嵌まり込む凹部が形成されている請求項１に記載の貼り合わせ基板の分断装置。
3. 前記押圧・吸着部材によって前記貼り合わせ基板が押圧されたときに、当該貼り合わせ基板の上面に接触して基板の浮き上がりを阻止する押さえ部が設けられている請求項１又は請求項２に記載の貼り合わせ基板の分断装置。

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