JP2018001409A - スチームブレイクユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ブレイク残りの発生をなくして確実にブレイクすることのできるスチームブレイクユニットを提供する。【解決手段】スクライブラインＳが形成された脆性材料基板Ｍに対して相対的に移動しながら基板Ｍの表面にスチームを噴射することによってスクライブラインＳに沿って基板ＭをブレイクするスチームブレイクユニットＡにおいて、基板Ｍの移動方向と直交する方向に形成されたスクライブラインＳを押圧する押圧バー１０を備え、当該押圧バー１０は、スチーム噴射後にスクライブラインＳへの押圧を実行するようにした構成とする。【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス等の脆性材料基板をスクライブラインに沿ってブレイクするために用いられるスチームブレイクユニットに関する。

通常、脆性材料基板（以下、単に「基板」という）をブレイクする場合、まずカッターホイールやレーザを用いて基板表面にスクライブラインを形成し、このスクライブラインを設けた面とは反対側の面からスクライブラインに沿ってブレイクバーを押し付けてブレイクする方法が多用されている。この方法では、ブレイクバーの機械的な押し付けによって基板を撓ませてブレイクするものであるから、スクライブラインの亀裂を厚み方向全体にわたって確実に浸透させることができ、ブレイク残りが生じることなく基板を分断することができる。

また、上記ブレイクバーに代えて、特許文献１に示すようなスチームブレイク方法がある。
この方法は、スクライブラインが形成されたガラス基板の表面に、約１００〜２５０℃の水蒸気をノズル部から噴射し、スクライブラインが形成された領域を熱と圧力によって集中的に膨張させて、スクライブラインの亀裂を厚み方向に浸透させることにより基板をスクライブラインに沿ってブレイクするというものである。

国際公開ＷＯ２００５／０２８１７２号公報

ところが、このスチームブレイク方法では、スチームの温度やスクライブラインの亀裂の深さの微妙な変化、または基板の厚み等によって亀裂の進展が不十分でブレイク残りが発生する場合がある。ブレイク残りが発生すると、分断すべき単位基板が互いに繋がった状態で残ってしまい、次工程への搬送の際に単位基板同士の端面がこじれて傷付くことにより端面強度が劣化したり、次工程のステージ上に正しい姿勢で配置させることができなかったりする等のトラブルが発生する。

そこで本発明は、上記課題を解決して確実かつ効率よくブレイクすることのできるスチームブレイクユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決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、本発明のスチームブレイクユニットは、スクライブラインが形成された脆性材料基板に対して相対的に移動しながら前記脆性材料基板の表面にスチームを噴射することによって前記スクライブラインに沿って前記脆性材料基板をブレイクするスチームブレイクユニットにおいて、前記移動の方向と直交する方向に形成されたスクライブラインを押圧する押圧バーを備え、前記押圧バーは、スチームが噴射されたあとで前記スクライブラインへの押圧を実行するように形成されていることを特徴とする。

ここで、前記スチームブレイクユニットは、前記脆性材料基板に対する相対的な移動と前記スクライブラインの直上での停止を反復するように形成され、前記押圧バーは、前記停止の状態において前記スクライブラインを押圧する構成とするのがよい。

本発明によれば、スチームの熱と圧力によってスクライブラインの亀裂を進展させたあと、押圧バーによってスクライブラインの部分を押し付けることにより、スチームによる亀裂の進展が不十分でブレイク残りが生じていても押圧バーの押し付けによって繋がっている部分が完全分断され、確実にスクライブラインをブレイクすることができる。これにより、ブレイクされた基板を次工程に搬送する際に単位基板同士の端面がこじれて傷付くことにより端面強度が劣化したり、次工程のステージ上に正しい姿勢で配置させられなかったりする等のトラブルの発生を防止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、前記押圧バーが、前記移動の方向と直交する方向に位置調整可能に形成されている構成とするのがよい。
これにより、分断すべき基板のサイズやスクライブラインの長さに応じて押圧バーを適正な位置に調整することが可能となり、効果的にブレイクすることができる。

本発明のスチームブレイクユニットを組み込んだブレイク装置の一例を示す概略的平面図。 図１に示すブレイク装置の側面図。 本発明に係るスチームブレイクユニットの動作を示す説明図。 本発明に係るスチームブレイクユニットの構造を示す拡大図。

以下において、本発明のスチームブレイクユニットの詳細を、図に示した実施例に基づき説明する。
図１、２は、本発明に係るスチームブレイクユニットＡを備えたブレイク装置１を示すものである。ブレイク装置１は、基板送り方向に沿って水平な姿勢で直線状に配列された第一支持部材２と第二支持部材３とを備えている。本実施例では、第一支持部材２と第二支持部材３はベルトコンベアで構成され、第一支持部材２が上流側、第二支持部材３が下流側となり、上流側の第一支持部材２から下流側の第二支持部材３に向かって分断すべき基板Ｍが搬送されるようになっている。なお、以下において基板Ｍの送り方向をＹ方向といい、送り方向と直交する方向をＸ方向という。

第一支持部材２と第二支持部材３の間で、搬送される基板Ｍの通過を許容する間隔をあけた状態で上部並びに下部スチームブレイクユニットＡ、Ａが配置されている。これら上下のスチームブレイクユニットＡ、Ａは、門型のブリッジ４のＸ方向に延びる水平なガイド５（図３参照）に取り付けられている。上部並びに下部スチームブレイクユニットＡ、Ａは、それぞれ複数（本実施例では７つ）で形成され、ガイド５に沿ってＸ方向に位置調整可能に取り付けられている。
本実施例において、分断対象となる基板Ｍは、上側の第一基板Ｍ１と下側の第二基板Ｍ２とを貼り合わせた貼り合わせ基板であって、先行するスクライブ工程で、上下の基板Ｍ１、Ｍ２の表面において相対する位置に一定の間隔をあけてＸ方向に延びる複数のスクライブラインＳが予め形成されている。

それぞれのスチームブレイクユニットＡは、図４に示すように、Ｙ方向下流側に向かってガイド５から突出して形成され、基板Ｍに向かってスチームを噴射するノズル部６が設けられている。ノズル部６は、加熱室７を介して水供給口８に連通されており、ヒータ９により加熱室７で加熱された蒸気が所定のタイミングで弁（図示外）を開放することによりノズル部６から噴射するように形成されている。

また、スチームブレイクユニットＡには、ノズル部６よりＹ方向下流側に離れた位置で、基板Ｍの表面に向かって昇降する押圧バー１０が設けられている。この押圧バー１０は、全てのスチームブレイクユニットＡに備えるようにしてもよく、あるいは選択された複数のユニット、例えば図１に示すように左右両端と中央に位置するスチームブレイクユニットＡにのみ備えるようにしてもよい。また、押圧バー１０は、Ｘ方向に長い板状材からなり、シリンダ等の昇降機構１１により昇降できるように形成されている。

そして、ブレイク装置１における、ベルトコンベアの搬送制御、ノズル部６からの噴射制御（弁の開閉制御）、押圧バー１０の昇降制御は、コンピュータからなる制御部２０により行われる。

次に、上記のブレイク装置１を用いた基板Ｍのブレイク動作を図１〜４に基づき説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、基板ＭをスクライブラインＳがＸ方向に向いた姿勢で第一支持部材２上に載置し、基板Ｍを下流側に搬送する。

基板ＭのスクライブラインＳが上下のスチームブレイクユニットＡ、Ａの間を通過する過程において、図３（ｂ）に示すように、スクライブラインＳに向かってスチームブレイクユニットＡのノズル部６から約１００〜２５０℃のスチームが噴射される。これにより、スクライブラインＳが形成された領域が熱と圧力によって集中的に膨張し、スクライブラインＳの亀裂が厚み方向に浸透する。また、多くのスクライブラインは厚み全域にわたって亀裂が浸透してブレイクされるが、一部のスクライブラインには亀裂の進展が不十分でブレイク残りが発生している場合がある。このようなブレイク残りを完全分断するために次の工程が行われる。

スチームブレイクユニットＡ、Ａのノズル部６からスチームを噴射したあと、図３（ｃ）に示すように、スクライブラインＳが押圧バー１０、１０の位置にきたときに基板Ｍの搬送を停止する。このタイミングは制御部２０によりベルトコンベアの搬送速度から算出される。そして、上下の押圧バー１０、１０を昇降させてスクライブラインＳの部分を軽く叩くように押し付ける。この押し付けによる基板Ｍの撓みや衝動によってスクライブラインＳのブレイク残り部分が完全分断される。このようにして順次後続のスクライブラインＳの亀裂がノズル部６からのスチームと押圧バー１０の押し付けとによって完全分断されて第二支持部材３により下流側に搬送され、次の工程に移される。

本発明では上記のように、スチームの熱と圧力によってスクライブラインＳの亀裂を進展させたあと、押圧バー１０によってスクライブラインＳの部分を押し付けることにより、スチームによる亀裂の進展が不十分でブレイク残りが生じていても次の押圧バー１０の押し付けによって繋がっている部分が完全分断され、確実にスクライブラインＳをブレイクすることができる。これにより、ブレイクされた基板を次工程に搬送する際に単位基板同士の端面がこじれて傷付くことにより端面強度が劣化したり、次工程のステージ上に正しい姿勢で配置させられなかったりする等のトラブルの発生を防止することができる。

また、上記実施例において、押圧バー１０を備えたスチームブレイクユニットＡが、Ｘ方向に延びるガイド５に沿ってＸ方向に位置調整可能に取り付けられているので、分断すべき基板ＭのサイズやスクライブラインＳの長さに応じてその位置を適正な位置に調整することができる。

上記実施例では、第一基板Ｍ１と第二基板Ｍ２を貼り合わせた貼り合わせ基板Ｍをブレイクする場合について説明したが、本発明のスチームブレイクユニットＡは、表面にスクライブラインＳを有する単板の基板のブレイクにも適用することができる。この場合は、上下のスチームブレイクユニットＡ、Ａのうち、スクライブラインＳに相対する何れか一方のスチームブレイクユニットＡのみを使用し、上記と同様に、ノズル部６からスチームを噴射させてスクライブラインＳの亀裂を進展させたあと、押圧バー１０によってスクライブラインＳの部分を押し付けることにより、ブレイク残りのない状態で完全にスクライブラインＳに沿って基板をブレイクすることができる。

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例構造のみに特定されるものではない。例えば、上記実施例では、基板Ｍを載置してＹ方向、すなわち、上流から下流に搬送する支持部材２、３をコンベアで形成したが、これに代えて、チャックやロボットアーム等で基板Ｍの縁部を掴んでＹ方向に搬送するような構成とすることもできる。
また、上記実施例では、基板Ｍを第一支持部材２と第二支持部材３によりＹ方向へ移動させるようにしたが、基板Ｍを停止させておいてスチームブレイクユニットＡ、Ａを移動させるようにしてもよい。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。

本発明は、表面にスクライブラインを備えた脆性材料基板をスクライブラインに沿ってブレイクするスチームブレイクユニットに利用することができる。

Ａ スチームブレイクユニット
Ｍ 脆性材料基板
Ｍ１ 第一基板
Ｍ２ 第二基板
Ｓ スクライブライン
１ ブレイク装置
２ 第一支持部材
３ 第二支持部材
４ ブリッジ
５ ガイド
６ ノズル部
１０ 押圧バー

Claims (3)

1. スクライブラインが形成された脆性材料基板に対して相対的に移動しながら前記脆性材料基板の表面にスチームを噴射することによって前記スクライブラインに沿って前記脆性材料基板をブレイクするスチームブレイクユニットにおいて、
   前記移動の方向と直交する方向に形成されたスクライブラインを押圧する押圧バーを備え、
   前記押圧バーは、スチームが噴射されたあとで前記スクライブラインへの押圧を実行するように形成されているスチームブレイクユニット。
2. 前記押圧バーは、前記移動の方向と直交する方向に位置調整可能に形成されている請求項１に記載のスチームブレイクユニット。
3. 前記スチームブレイクユニットは、前記脆性材料基板に対する相対的な移動と前記スクライブラインの直上での停止を反復するように形成され、
   前記押圧バーは、前記停止の状態において前記スクライブラインを押圧するように形成されている請求項１または２に記載のスチームブレイクユニット。

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