JP2018069494A - 脆性材料基板の分断搬送装置 - Google Patents

脆性材料基板の分断搬送装置 Download PDF

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西尾 仁孝
Jinko Nishio
仁孝 西尾
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Abstract

【課題】搬送の際に基板表面に傷が付くことを抑制できる分断搬送装置を提供する。
【解決手段】脆性材料基板Wの分断搬送装置1において折割テーブル17は、スクライブラインSが形成された脆性材料基板を上面17aに載置して、基板のスクライブラインより基板搬送方向下流側部分である分断基板Waを切り離す。第2シャトルアーム11Bは分断基板を搬送可能である。ジャッキ9Bは第2シャトルアームを折割テーブル上面より上側の出現位置と下側の没入位置に変位させる。第1搬送方向駆動部は第2シャトルアームを基板搬送方向に移動可能である。コントローラは折割テーブルによって基板を分断させ、次にジャッキによって第2シャトルアームを没入位置から出現位置へと変位して分断基板を折割テーブルから第2シャトルアームに移し替え、次に第1搬送方向駆動部によって第2シャトルアームを基板搬送方向下流側へシフトすることで分断基板を移動させる。
【選択図】図3

Description

本発明は、脆性材料基板の分断搬送装置に関する。
ガラス基板等の脆性材料基板の分断は、基板表面にスクライブラインを形成するスクライブ工程と、形成されたスクライブラインに沿って基板を分断するブレイク工程とによって行われる。スクライブ工程では、スクライビングホイールの刃先が、基板表面に押し付けられながら、所定のラインに沿って移動される。スクライブラインの形成には、スクライブヘッドを備えたスクライブ装置が用いられる。
また、基板を分断して搬送する装置が記載されている(例えば、特許文献1を参照)。この装置では、水平に並べられた多数の搬送ローラにより、基板がスクライブ位置とブレイク位置に搬送される。スクライブ位置において、切り線加工手段(カッター)によって基板にスクライブラインが形成され、ブレイク位置において、横折り機によって基板がスクライブラインに沿って分断される。分断された基板の断片は、搬送ローラで転がされて下流へと搬送される。
特開2012−96936号公報
引用文献1の方法によれば、搬送ローラに載せられた状態で基板が搬送ローラ上を搬送されるので、搬送の際に、搬送ローラから基板に衝撃や振動が付与されやすい。これにより、基板の表面に傷が付くことが起こり得る。
本発明の目的は、搬送の際に基板表面に傷が付くことを抑制することが可能な分断搬送装置を提供することにある。
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る脆性材料基板の分断搬送装置は、分断装置と、搬送体と、上下駆動機構と、シフト機構と、制御部とを備えている。
分断装置は、少なくとも一方の面にスクライブラインが形成された脆性材料基板を基板支持面に載置して、脆性材料基板のスクライブラインより基板搬送方向下流側部分である分断基板を切り離す。
搬送体は、分断基板を搬送可能である。
上下駆動機構は、搬送体を分断装置の基板支持面よりも上側の出現位置と下側の没入位置に変位させる。
シフト機構は、搬送体を基板搬送方向に移動可能である。
制御部は、分断装置によって脆性材料基板を分断させ、次に上下駆動機構によって搬送体を没入位置から出現位置へと変位することで分断基板を分断装置から搬送体に移し替え、次にシフト機構によって搬送体を基板搬送方向下流側へシフトすることで分断基板を移動させる。
この装置では、分断装置によって脆性材料基板を分断し、次に上下駆動機構に搬送体を没入位置から出現位置へと変位することで、分断基板を分断装置から搬送体に移し替える。最後に、次にシフト機構によって搬送体を基板搬送方向下流側へシフトすることで分断基板を移動させる。
この装置では、分断基板は搬送体に載せられて、搬送体がシフト機構によって基板搬送方向下流側にシフトされる。したがって基板に衝撃や振動が付与されにくく、そのため基板の表面に傷が付きにくい。
制御部は、分断基板の移動後に、上下駆動機構によって搬送体を出現位置から没入位置へと変位することで、分断基板を別の支持体に移し替えてもよい。
この装置では、簡単な構造及び動作によって、分断基板が別の支持体に確実に移し替えられる。
本発明に係る分断搬送装置では、搬送の際に基板表面に傷が付くことが抑制される。
本発明の一実施形態としての基板分断装置の模式的斜視図。 基板分断装置の模式的平面図。 基板分断装置の模式的正面図。 基板分断装置の模式的側面図。 基板分断装置の制御構成のブロック図。 基板分断動作のフローチャート。 基板分断動作を示す模式図。 基板分断動作を示す模式図。 基板分断動作を示す模式図。 基板分断動作を示す模式図。 基板分断動作を示す模式図。 基板分断動作を示す模式図。 基板分断動作を示す模式図。 基板分断動作を示す模式図。
1.第1実施形態
(1)基板分断装置の概要
図1〜図4を用いて、分断搬送装置1を説明する。図1は、本発明の一実施形態としての基板分断装置の模式的斜視図である。図2は、基板分断装置の模式的平面図である。図3は、基板分断装置の模式的正面図である。図4は、基板分断装置の模式的側面図である。図には、第1水平方向が矢印Xで示され、それに直交する第2水平方向が矢印Yで示されている。
分断搬送装置1は、上面にスクライブラインSが形成された脆性材料基板W(以下、「基板W」という)を分断して分断基板W1を形成して搬送する装置である。図1〜図4において、矢印Xが基板搬送方向である。図2及び図3の左側が基板搬送方向上流側であり、右側が基板搬送方向下流側である。
図2では、基板Wと、そこから形成された複数の分断基板W1が示されている。分断基板W1は、X方向辺がY方向辺より短い長方形である。基板Wは、図3に示すように、Y方向に延びる複数のスクライブラインSを有している。スクライブラインSは基板Wの上面に形成されている。基板Wの基板搬送方向最下流側のスクライブラインSのさらに下流側が分断予定部分Waになっている。
分断搬送装置1は、載置部3を有している。載置部3は、基板Wが載置される構造である。載置部3は、複数の載置テーブル3aを有している。複数の載置テーブル3aは、X方向に延びており、Y方向に間隔を空けて配置されている。複数の載置テーブル3aの上面3bは平坦な水平面であり、互いに高さが一致している。基板Wは、複数の載置テーブル3aの上面3bに載置されている。この実施形態では載置テーブル3aの数は3であるが、数は限定されない(以下、各装置の個数について特に限定されないことは同様である)。
載置部3は、複数の昇降ユニット5Aを有している。昇降ユニット5Aは、載置部3に載置された基板Wを上下方向に移動させる装置である。昇降ユニット5Aは、載置テーブル3a同士の間に配置されている。つまり、昇降ユニット5Aと載置テーブル3aはY方向に交互に配置されている。
昇降ユニット5Aは、支持台レール7と、複数のジャッキ9Aと、第1シャトルアーム11Aとを有している。支持台レール7は、載置テーブル3a同士の間でX方向に延びて配置されている。ジャッキ9Aは支持台レール7の上に配置されている。第1シャトルアーム11Aは、ジャッキ9Aの上に配置されている。第1シャトルアーム11Aは、X方向に延びており、上面11aが平坦な水平面である。昇降ユニット5Aは、複数のモータ71(図5)を有している。モータ71が駆動すると、ジャッキ9Aが第1シャトルアーム11Aを昇降する。これにより、第1シャトルアーム11Aは、上面11aが載置テーブル3aの上面3bより低い没入位置と、上面11aが載置テーブル3aの上面3bより高い出現位置との間で移動可能である。
さらに、昇降ユニット5Aは、支持台レール7を基板搬送方向に移動させる第1搬送方向駆動部73(図5)を有している。これにより、第1シャトルアーム11A(後述する第2シャトルアーム11B、第3シャトルアーム11Cも)は、基板搬送方向上流側位置と基板搬送方向下流側位置との間で移動可能である。基板搬送方向上流側位置と基板搬送方向下流側位置との間の距離は、分断基板W1の基板搬送方向長さに対応している。なお、第1搬送方向駆動部73は公知の技術である。
分断搬送装置1は、折割部15を有している。折割部15は、基板Wを上面に載置して、分断基板W1を切り離す装置である。折割部15は、複数の昇降ユニット5Aの基板搬送方向下流側に近接して配置されている。折割部15は、複数の折割テーブル17を有している。折割テーブル17は、載置テーブル3aの基板搬送方向下流側に近接して配置されている。折割テーブル17の上面17aには、基板Wの分断予定部分Waが載置される。折割テーブル17の下端には、シャフト19が固定されている。シャフト19はY方向に延びている。シャフト19は、ロータリアクチュエータ75によって回動させられ、それにより折割テーブル17は、上面17aの高さが載置テーブル3aの上面3bの高さと一致する第1姿勢(図7)と、上面17aが載置テーブル3aから基板搬送方向下流側にかつ下方に離れる第2姿勢(図8)との間で姿勢を変更できる。シャフト19は、載置テーブル3a及び折割テーブル17に載置された基板WのスクライブラインSを通って基板Wの面に直交する直線L上にある。
折割部15は、吸着部77(図5)を有している。吸着部77は、折割テーブル17の上面17aに開口部を有しており、分断基板W1を折割テーブル17の上面17aに吸着保持する装置である。
折割部15は、第2搬送方向駆動部79(図5)を有している。折割部15は、折割テーブル17を基板搬送方向に移動させる装置である。これにより、折割テーブル17は、基板搬送方向上流側位置と基板搬送方向下流側位置との間で移動可能である。具体的には、第2搬送方向駆動部79は、シャフト19を基板搬送方向に移動させる機構であり、図1及び図3に示すように、シャフト19のY方向両端はシフト用ガイド80によって高さ位置を維持したまま所定範囲内で移動可能に案内されている。なお、第2搬送方向駆動部79は公知の技術である。
折割部15は、複数の昇降ユニット5Bを有している。昇降ユニット5Bは、折割テーブル17に載置された分断基板W1を上下方向に移動させる装置である。昇降ユニット5Aは、折割テーブル17同士の間に配置されている。つまり、昇降ユニット5Bと折割テーブル17はY方向に交互に配置されている。
昇降ユニット5Bは、ジャッキ9Bと、第2シャトルアーム11Bとを有している。ジャッキ9Bは支持台レール7の上に配置されている。第2シャトルアーム11Bは、分断基板W1を搬送する部材である。第2シャトルアーム11Bは、ジャッキ9Bの上に配置されている。第2シャトルアーム11Bは、上面11bが平坦な水平面である。折割部15は、モータ71(図5)を有している。モータ71が駆動すると、ジャッキ9Bが第2シャトルアーム11Bを昇降する。これにより、第2シャトルアーム11Bは、上面11bが折割テーブル17の上面17aより低い没入位置と、上面11bが折割テーブル17の上面17aより高い出現位置との間で移動可能である。つまり、ジャッキ9Bは、第2シャトルアーム11Bを折割テーブル17の上面17aよりも上側の出現位置と下側の没入位置に変位させる。
分断搬送装置1は、載置部21を有している。載置部21は、分断基板W1が載置される構造である。載置部21は、複数の載置テーブル21aを有している。複数の載置テーブル21aは、X方向に延びており、Y方向に間隔を空けて配置されている。複数の載置テーブル21aは、複数の載置テーブル3a及び折割テーブル17の基板搬送方向下流側に配置されている。複数の載置テーブル21aの上面21bは平坦な水平面であり、互いに高さが一致している。
分断搬送装置1は、複数の昇降ユニット5Cを有している。昇降ユニット5Cは、載置部21に載置された分断基板W1を上下方向に移動させる装置である。昇降ユニット5Cは、載置テーブル21a同士の間に配置されている。つまり、昇降ユニット5Aと載置テーブル21aはY方向に交互に配置されている。
昇降ユニット5Cは、ジャッキ9Cと、第3シャトルアーム11Cとを有している。ジャッキ9Cは支持台レール7の上に配置されている。第3シャトルアーム11Cはジャッキ9Cの上に配置されている。第3シャトルアーム11Cは、上面11cが平坦な水平面である。
折割部15は、複数のモータ71(図5)を有している。モータ71が駆動すると、ジャッキ9Cが第3シャトルアーム11Cを昇降する。これにより、第3シャトルアーム11Cは、上面11cが載置テーブル21aの上面21bより低い没入位置と、上面11cが載置テーブル21aの上面21bより高い出現位置との間で移動可能である。
(2)基板分断装置の制御構成
図5を用いて、分断搬送装置1の制御構成を説明する。図5は、基板分断装置の制御構成のブロック図である。分断搬送装置1は、コントローラ81を有している。
コントローラ81は、プロセッサ(例えば、CPU)と、記憶装置(例えば、ROM、RAM、HDD、SSDなど)と、各種インターフェース(例えば、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、通信インターフェースなど)を有するコンピュータシステムである。コントローラ81は、記憶部(記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応)に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
コントローラ81は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
コントローラ81の各要素の機能は、一部又は全てが、コントローラ81を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、コントローラ81の各要素の機能の一部は、カスタムICにより構成されていてもよい。
コントローラ81には、モータ71、第1搬送方向駆動部73、ロータリアクチュエータ75、吸着部77、第2搬送方向駆動部79が接続されている。コントローラ81は、これら装置を制御可能である。
コントローラ81には、図示しないが、基板W、分断基板W1の大きさ、形状及び位置検出するセンサ、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。
(3)基板分断動作
図6〜図14を用いて、基板分断動作を説明する。図6は、基板分断動作のフローチャートである。図7〜図14は、基板分断動作を示す模式図である。
コントローラ81は、折割テーブル17によって基板Wを分断させ、次にジャッキ9Bによって第2シャトルアーム11Bを没入位置から出現位置へと変位することで分断基板W1を折割テーブル17から第2シャトルアーム11Bに移し替え、次に第1搬送方向駆動部73によって第2シャトルアーム11Bを基板搬送方向下流側へシフトすることで分断基板W1を移動させる。
以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
さらに、制御フローチャートの各ブロックは、単一の制御動作とは限らず、複数のブロックで表現される複数の制御動作に置き換えることができる。
ステップS1では、折割テーブル17による基板Wの吸着が開始される。具体的には、コントローラ81が吸着部77を駆動させて、基板Wの分断予定部分Waを折割テーブル17の上面17aに吸着する。このとき、図7に示すように、折割テーブル17は第1姿勢であり、折割テーブル17の上面17aは、水平状態であり、載置テーブル3aの上面3bと高さが一致している。また、折割テーブル17は、載置テーブル3aと載置テーブル21aとの間で基板搬送方向上流側位置にあり、そのため載置テーブル3aの縁部端面と折割テーブル17の縁部端面が近接又は当接している。第1シャトルアーム11A、第2シャトルアーム11Bは、基板搬送方向上流側位置でかつ没入位置にある。
ステップS2では、折割テーブル17のスイング動作が行われる。具体的には、コントローラ81がロータリアクチュエータ75を駆動させて、図8に示すように、折割テーブル17を第1姿勢から第2姿勢に回動させる。この結果、分断基板W1が折り割られる。
折割テーブル17の回転軸であるシャフト19は、折割テーブル17に載置された基板WのスクライブラインSを通って基板Wの面に直交する直線L上にある。したがって、スクライブラインSに対して、水平方向に作用する力成分と下方に作用する力成分が発生する。その結果、分断基板W1がスクライブラインSから斜め下方に移動させられて、そのためスクライブラインSで分断が確実に行われる。
ステップS3では、折割テーブル17が基板搬送方向上流側位置から基板搬送方向下流側位置に移動させられる。具体的には、コントローラ81が第2搬送方向駆動部79を駆動させて、図9に示すように、折割テーブル17を搬送方向下流側に移動する。
ステップS4では、折割テーブル17のリターンスイング動作が行われる。具体的には、コントローラ81がロータリアクチュエータ75を駆動させて、図10に示すように、折割テーブル17を第2姿勢から第1姿勢に回動させる。この結果、分断基板W1は、基板Wから端面同士が基板搬送方向に離れた状態で水平姿勢になる。
以上のように、分断基板W1がスクライブラインSに沿って折り割られた後に、第2搬送方向駆動部79によって折割テーブル17を基板搬送方向下流側に移動され、次にロータリアクチュエータ75によって折割テーブル17が第1姿勢に戻される。したがって、基板Wと分断基板W1の端面同士の間に折割テーブル17の基板搬送方向移動量の隙間が確保され、そのため両者が接触することがない。その結果、基板端面の強度を高く保つことができる。
ステップS5では、折割テーブル17による基板Wの吸着が停止される。具体的には、コントローラ81が吸着部77の動作を停止させる。
ステップS6では、第1シャトルアーム11A、第2シャトルアーム11Bが、没入位置から出現位置まで移動させられる。具体的には、コントローラ81がモータ71を駆動させて、図11に示すように、第1シャトルアーム11A及び第2シャトルアーム11Bが上昇させられる。その結果、第1シャトルアーム11Aが、図11に示すように、基板Wを載置テーブル3aから持ち上げる。また、第2シャトルアーム11Bが、分断基板W1を折割テーブル17から持ち上げる。
ステップS7では、第1シャトルアーム11A、第2シャトルアーム11Bが、基板搬送方向上流側位置から基板搬送方向下流側位置まで移動させられる。具体的には、コントローラ81が第1搬送方向駆動部73を駆動させて、図12に示すように、第1シャトルアーム11A、第2シャトルアーム11Bを基板搬送方向下流側に移動する。この結果、基板W及び分断基板W1が基板搬送方向下流側に移動させられる。
ステップS8では、折割テーブル17が基板搬送方向下流側位置から基板搬送方向上流側に移動させられる。具体的には、コントローラ81が第2搬送方向駆動部79を駆動させて、図12に示すように、折割テーブル17を走行方向上流側に移動する。なお、ステップS7とステップS8いずれが先に行われてもよいし、同時に行われてもよい。
ステップS9では、第1シャトルアーム11A、第2シャトルアーム11Bが、出現位置から没入位置に移動させられる。具体的には、コントローラ81がモータ71を駆動させて、図13に示すように、第1シャトルアーム11A、第2シャトルアーム11Bが下降させられる。その結果、基板Wが載置テーブル3aに載置される。また、基板Wの分断予定部分Waが折割テーブル17に載置される。
また、図13に示すように、分断基板W1が載置テーブル21aに載置される。言い換えると、分断基板W1の移動後に、ジャッキ9Bによって第2シャトルアーム11Bを出現位置から没入位置へと変位することで、分断基板W1を載置テーブル21aに移し替える。このようにして、簡単な構造及び動作によって、分断基板W1が載置テーブル21aに確実に移し替えられる。
ステップS10では、第1シャトルアーム11A、第2シャトルアーム11Bが、基板搬送方向下流側位置から基板搬送方向上流側位置に移動させられる。具体的には、コントローラ81が第1搬送方向駆動部73を駆動させて、図14に示すように、第1シャトルアーム11A、第2シャトルアーム11Bを基板搬送方向上流側に移動する。
以上に述べたように、分断基板W1は第2シャトルアーム11Bに載せられて、第2シャトルアーム11Bが第1搬送方向駆動部73によって基板搬送方向下流側にシフトされる。したがって分断基板W1に衝撃や振動が付与されにくく、そのため分断基板W1の表面に傷が付きにくい。
以上に述べたように、分断基板W1は、折割テーブル17の上面17aに吸着され、折割テーブル17が回動することでスクライブラインSに沿って折り割られる。分断基板W1と基板Wは端面同士が接触することがないので、基板端面の強度を高く保つことができる。
以上に述べたように、第1シャトルアーム11Aは、基板分断後に、基板Wを載置テーブル3aから持ち上げて基板搬送方向下流側に移動させてから載置テーブル3aに下ろす動作を繰り返し実行する。また、第2シャトルアーム11Bは、基板分断後に、分断基板W1を折割テーブル17から持ち上げて基板搬送方向下流側に移動させてから載置テーブル21aに下ろす動作を繰り返し実行する。第1シャトルアーム11Aと第2シャトルアーム11Bの動作は同期している。なお、前述の説明では省略していたが、第3シャトルアーム11Cは、第1シャトルアーム11A及び第2シャトルアーム11Bと同期して動作する。具体的には、第3シャトルアーム11Cは、基板分断後に、分断基板W1を載置テーブル21aから持ち上げて基板搬送方向下流側に移動させてから載置テーブル21aに下ろす動作を繰り返し実行する。
2.他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施例及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
前記実施形態では第2シャトルアーム11Bと第3シャトルアーム11Cは別体であったが、両者は一体であってもよい。
前記実施形態では基板を分断する方法は吸着テーブルの回動による方法であったが、基板分断方法は特に限定されない。例えば、上下に配置された一対のブレイクバーによって基板を分断してもよい。
本発明は、脆性材料基板の分断搬送装置に広く適用される。
1 :分断搬送装置
3 :載置部
3a :載置テーブル
3b :上面
5A :昇降ユニット
5B :昇降ユニット
5C :昇降ユニット
7 :支持台レール
9A :ジャッキ
9B :ジャッキ(上下駆動機構の一例)
9C :ジャッキ
11A :第1シャトルアーム
11B :第2シャトルアーム(搬送体の一例)
11C :第3シャトルアーム
11a :上面(基板支持面の一例)
11b :上面
11c :上面
15 :折割部
17 :折割テーブル(分断装置の一例)
17a :上面
19 :シャフト
21 :載置部
21a :載置テーブル
21b :上面
71 :モータ
73 :第1搬送方向駆動部(シフト機構の一例)
75 :ロータリアクチュエータ
77 :吸着部
79 :第2搬送方向駆動部
81 :コントローラ(制御部の一例)
S :スクライブライン
W :脆性材料基板
W1 :分断基板
Wa :分断予定部分

Claims (2)

  1. 少なくとも一方の面にスクライブラインが形成された脆性材料基板を基板支持面に載置して、前記脆性材料基板の前記スクライブラインより基板搬送方向下流側部分である分断基板を切り離す分断装置と、
    前記分断基板を搬送可能な搬送体と、
    前記搬送体を前記分断装置の前記基板支持面よりも上側の出現位置と下側の没入位置に変位させる上下駆動機構と、
    前記搬送体を基板搬送方向に移動可能なシフト機構と、
    前記分断装置によって前記脆性材料基板を分断させ、次に前記上下駆動機構によって前記搬送体を前記没入位置から前記出現位置へと変位することで前記分断基板を前記分断装置から前記搬送体に移し替え、次に前記シフト機構によって前記搬送体を基板搬送方向下流側へシフトすることで前記分断基板を移動させる制御部と、
    を備えている脆性材料基板の分断搬送装置。
  2. 前記制御部は、前記分断基板の移動後に、前記上下駆動機構によって前記搬送体を前記出現位置から前記没入位置へと変位することで、前記分断基板を別の支持体に移し替える、請求項1の脆性材料基板の分断搬送装置。
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