JP2020001965A - 基板加工装置における基板位置決め機構及び基板位置決め方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＣＤカメラを用いることなく短時間で自動的に基板の位置決めを行うことができる新規な位置決め機構並びに位置決め方法を簡単な機構で提供する。【解決手段】基板搬送用のテーブル２に載置した基板Ｗをスクライブ部１に送り込んで基板表面に分断用のスクライブラインを加工する基板加工装置の基板位置決め機構であって、テーブル２が、基板送り方向に沿った回動３を介して傾動可能に形成され、テーブル２の傾動時に傾斜下位側となる側辺２ａの近傍でテーブル上面に複数のストッパー６が設けられ、当該ストッパー６、６は、回動軸３と平行な仮想ライン上で間隔をあけて配置されており、これにより、テーブル２の傾動時にテーブル上の基板Ｗが自重によって傾斜下位側に移動して基板Ｗの一側辺がストッパー６に当接するようにした。【選択図】 図５

Description

本発明は、樹脂基板や脆性材料基板に分断用のスクライブラインを加工する基板加工装置において、搬送テーブル上に載置された基板を適正位置に位置決めする位置決め機構及び位置決め方法に関する。特に本発明は、切り出すべき単位基板が一列に配列された長方形の基板（以下これを短冊状基板という）にスクライブラインを加工したり、当該スクライブラインに沿ってブレイクしたりする基板加工装置に適した基板位置決め機構及び基板位置決め方法に関する。

通常、加工すべき基板から単位基板を切り出す場合、カッターホイールやレーザー光で基板表面に分断用のスクライブラインを加工し、次いで、当該スクライブラインから基板を撓ませるなどをしてブレイクすることにより行っている。このスクライブラインを加工する際、スクライブ予定ラインに沿って正確にスクライブラインを加工するためには、加工ステージとなるテーブル上に載置された基板を適正な加工位置に位置決めする必要がある。

この位置決め手段として、一般的に特許文献１に示すようなＣＣＤカメラを用いた光学的手法が広く実施されている。この方法によれば、加工すべき基板の２カ所にアライメントマークをつけておき、加工装置の上方に設置した２台のＣＣＤカメラでアライメントマークを撮像してアライメントマークの位置を特定する。特定されたアライメントマークの位置データに基づいて、基板載置時の位置ズレを検出し、テーブル上の適正位置に移動させることで修正する。

また簡易的な位置決め手段として、テーブル上に複数の位置決め用のピンを設けておいて、手動で基板の一辺をピンに沿わすことで基板の位置決めを行う方法もある。

特開２０１１−１６２３９５号公報

しかし、ＣＣＤカメラを用いた光学的手段では、カメラやモニター、撮像データを解析処理する電子機器などの付帯装置が高価であると共に、撮像データに基いて基板を位置決めするのに時間がかかるといった問題点があった。
また、位置決め用ピンによる手段では、オペレータによる手作業で行われるため操作が面倒であると共に、不用意に基板を位置決めピンに強く当てつけることがあって基板端面に傷がつくなどの恐れがあった。また、基板が薄い場合には、位置決めピンに押し当てる際に基板が湾曲するなどして正確に位置決めす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、上記課題に鑑み、ＣＣＤカメラを用いることなく短時間で自動的に基板の位置決めを行うことができる新規な位置決め機構並びに位置決め方法を簡単な機構で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。即ち、本発明では、基板搬送用のテーブルに載置した基板をスクライブ部に送り込んで基板表面に分断用のスクライブラインを加工する基板加工装置の基板位置決め機構であって、前記テーブルが、基板送り方向に沿った回動軸を介して傾動可能に形成され、前記テーブルの傾動時に傾斜下位側となるテーブル上面に複数のストッパーが設けられており、前記複数のストッパーが、前記回動軸と平行な仮想ライン上で間隔をあけて配置されている構成とした。

また本発明は、スクライブ部に搬送するテーブル上に載置された基板を適正位置に位置決めする位置決め方法であって、前記テーブルを基板送り方向に沿った回動軸を介して傾動させて、テーブル上の基板を自重によって傾斜下位側に移動させ、傾斜下位側で待機するストッパーに基板の一側辺を当接させることにより基板の位置決めを行うようにした基板位置決め方法も特徴とする。

本発明において、前記テーブルを平面視４角形で形成し、その一側辺が前記傾斜下位側となるようにするのがよい。また、前記基板搬送用のテーブルは、その表面に形成した多数の小穴から圧縮エアーを噴出して基板を浮上させるフロートテーブルで形成するのがよい。

本発明によれば、搬送ステージとなるテーブルを傾動させるだけで自動的に、かつ、迅速に基板の位置決めを行うことができて基板加工作業の効率化を高めることができるとともに、傾動させるための機構が簡単であるので安価に提供することができるといった効果がある。

本発明において、前記ストッパーを、基板送り方向に沿って移動可能に形成するのが好ましい。
これにより、分断時に切り捨てられる端材領域部分にストッパーが当接する位置に調整することで、製品となる単位基板の端面に傷がつくことを回避することができる。

また、本発明において、前記ストッパーを弾性材料からなるローラで形成し、当該ローラの円周面で基板を受け止めるように形成するのがよい。
こうすることで、幅の狭い端材領域であっても円周の点接触で正確に端材領域部分に当接させることができるとともに、素材が弾性材料であるのでソフトに受け止めることができるといった効果がある。

本発明にかかる位置決め機構を組み込んだ基板加工装置の側面図。 上記基板加工装置の平面図 テーブル部分の拡大正面図。 テーブルに短冊状基板を載置した状態を示す平面図。 位置決め機構の動作を示す図３同様の拡大正面図。

以下、本発明に係る基板位置決め機構の詳細を、図１〜図５に基づいて詳細に説明する。ここでは、図４に示すように、点線で示したスクライブ予定ラインＳによって区分けされた複数の単位基板Ｗ１が端材領域Ｔを介在させた状態で一列に配列された分断パターンを有する短冊状基板Ｗに対して、分断用のスクライブラインを加工する基板加工装置に本発明の基板位置決め機構を実施した。

この基板加工装置は、加工すべき短冊状基板Ｗを載置してスクライブ部１に搬送する水平なテーブル２を備えている。テーブル２は、基板送り方向を長くした平面視長方形の形状を有し、テーブル下方で基板送り方向に沿って配置された回動軸３を介して長さ方向に沿った一側辺２aが傾斜下位となるよう傾動可能に形成されている。また、テーブル２を水平な姿勢から傾斜姿勢に揺動させるための流体シリンダー４がテーブル２の下面に設置されている。なお、以下に於いて、基板送り方向をＸ方向とし、Ｘ方向に対して水平面上で直交する方向をＹ方向として説明する。

テーブル２は、表面に多数のエアー噴出用の小穴（図示せず）が形成されていて、この小穴からの噴出エアーによって載置された短冊状基板をテーブル面に接触しないように浮上させることができる所謂「フロートテーブル」で形成されている。
また、短冊状基板Wを上空から吸着パット１４ａで吸着してＸ方向に搬送する搬送部材１４が設けられている。吸着パット１４ａは支持部１４ｂで保持されるとともにＸ方向に延びるガイド１４ｃに沿って移動可能に取り付けられている。また、吸着パット１４ａはシリンダー１４ｄにより昇降可能に形成されている。

さらに、テーブル２が傾動した時に、傾斜下位側となる一側辺２ａの近傍でテーブル上面に二つのストッパー６、６が設けられている。このストッパー６、６は、回動軸３と平行な仮想ライン上で間隔をあけて配置され、テーブル２が傾動した時に、テーブル上の短冊状基板Ｗが自重によって傾斜下位側に移動して長手方向に沿った一側辺が当接し、停止するように形成されている。ストッパー６はゴムなどの弾性材料からなるローラで形成され、当該ローラの円周面で短冊状基板Ｗを受け止めるように形成されている。また、ストッパー６は支持アーム７に保持され、支持アーム７は駆動部８のＸ方向に延びるレール８aに沿って移動可能に形成されており、これにより、短冊状基板Ｗに対する接当位置が調整できるようにしてある。

スクライブ部１は、送られてきた短冊状基板Ｗの上方並びに下方位置で、それぞれカッターホイール９を有する上下のスクライブヘッド１０を備えている。スクライブヘッド１０は、送られてくる短冊状基板Ｗを跨ぐように設置された門型の枠体１１に上下動可能に取り付けられ、かつ、枠体１１の横梁（ビーム）１２に設けたガイド１３に沿ってＹ方向に移動できるように形成されている。これにより、カッターホイール９を基板Ｗの表面に押しつけながらＹ方向に移動させることにより、短冊状基板Ｗの表裏両面にＹ方向に沿ったスクライブラインを加工することができるようにしている。

次に、本位置決め機構を組み込んだ基板加工装置の動作について説明する。
まず、図４に示すように、テーブル上に長手方向をＸ方向に向けた姿勢で短冊状基板Ｗを載置する。分断すべき短冊状基板Ｗとして本実施例では、複数の基板を積層した積層基板を対象とした。また、短冊状基板Ｗは、先に説明したように、点線で示す分断予定ラインＳに沿って区分けされた４個の単位基板Ｗ１が端材領域Ｔを介在して配列された分断パターンで設定されている。

短冊状基板Ｗをスクライブ部１に送り込むに先立って、テーブル２上に載置した短冊状基板Ｗの位置決めを行う。この位置決めは短冊状基板Ｗをスクライブ部１でスクライブするときに、基板のＹ方向のスクライブ予定ラインＳをカッターホイールの走行方向に沿って正確に位置させるためのものである。

基板の位置決めは、流体シリンダー４を駆動してテーブル２の側辺２ａが傾斜下位となるようにテーブルを傾動させて行う。この際、短冊状基板Ｗの送り方向後端面をテーブル２に取り付けた当てローラ５に接触するようにしておく。
テーブル２を傾動させると、短冊状基板が自重で傾斜下位側に移動し、短冊状基板Ｗの長手方向に沿った一側辺がストッパー６に当接して停止する。この停止した位置で短冊状基板のＹ方向のスクライブ予定ラインＳがカッターホイール９の進行方向と一致するように二つのストッパー６の位置を予め設定しておくことにより、基板の位置決めを正確に行うことができる。なお、テーブルを傾動するときにテーブル上面に設けた小穴からエアーを噴出させて基板Ｗを無接触状態にわずかに浮上させることにより、スムースに傾斜面に沿って移動させることができる。

この位置決めの際、ストッパー６が短冊状基板Ｗの端材領域Ｔの部分に当たるように駆動部８のレール８ａに沿って移動させてその位置を調整しておくのがよい。これにより、分断時に切り捨てられる端材領域部分にストッパー６が当接するので、製品となる単位基板Ｗ１の端面に傷がつくことを回避することができる。またストッパー６はローラで形成され、その円周面で短冊状基板Ｗに当接するようにしてあるので、幅の狭い端材領域Ｔであっても円周の点接触で正確に端材領域部分に当接させることができるとともに、素材が弾性材料であるのでソフトに受け止めることができる。

位置決めを行った後、テーブル２を水平に戻し、搬送部材１４の吸着パット１４ａで短冊状基板Ｗを吸着してＸ方向に搬送し、スクライブ予定ラインＳがスクライブ部１のカッターホイール１０に相対する位置に来たときに停止させてテーブル上に載置する。そしてカッターホイール１０を基板表面に押しつけながらＹ方向に走行させることにより、スクライブ予定ラインＳに沿って正確に分断用のスクライブラインを加工することができる。
スクライブラインが加工された短冊状基板Ｗは更にＸ方向に送られて次の工程でスクライブラインから分断されて単位基板Ｗ１が取り出される。

このように本発明の基板位置決め機構によれば、搬送ステージとなるテーブルを傾動させるだけで自動的に、かつ、迅速に基板の位置決めを行うことができて基板加工作業の効率化を高めることができるとともに、傾動させるための機構が簡単であるので安価に提供することができる。

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はない。例えば上記テーブルに代えて傾動可能なコンベアであってもよい。また上記実施例では、スクライブラインをカッターホイールで加工するようにしたが、レーザの照射により加工するようにしてもよい。さらに、上記実施例では、短冊状基板を加工対象としたが、短冊状基板に限らず四角形の基板全般を加工対象とすることができる。

また、加工される基板は、１枚のみの単板から複数の基板を積層させた積層基板を対象とすることができ、素材もガラスなどの脆性材料基板や樹脂基板を対象とすることができる。なお、加工される基板が単板の場合は、上記したブレイク部の上下のカッターホイールの何れか一方を省略することができる。

本発明の基板位置決め機構は、スクライブラインを基板に加工する際の基板位置決めに利用することができる。

Ｓ スクライブ予定ライン
Ｗ 短冊状基板
Ｗ１ 単位基板
Ｔ 端材領域
１ スクライブ部
２ テーブル
２ａ テーブルの側辺
３ 回動軸
４ 流体シリンダー
６ ストッパー
９ カッターホイール
１０ スクライブヘッド
１４ 搬送部材

Claims (6)

1. 基板搬送用のテーブルに載置した基板をスクライブ部に送り込んで基板表面に分断用のスクライブラインを加工する基板加工装置の基板位置決め機構であって、
   前記テーブルが、基板送り方向に沿った回動軸を介して傾動可能に形成され、
   前記テーブルの傾動時に傾斜下位側となるテーブル上面に複数のストッパーが設けられ、
   前記複数のストッパーは、前記回動軸と平行なライン上で間隔をあけて配置されている基板位置決め機構。
2. 前記テーブルが平面視４角形で形成され、その一側辺がテーブル傾動時に傾斜下位側となるように形成されている請求項１に記載の基板位置決め機構。
3. 前記基板搬送用のテーブルが、その表面に形成した多数の小穴から圧縮エアーを噴出して基板を浮上させるフロートテーブルで形成されている請求項１または請求項２に記載の基板位置決め機構。
4. 前記ストッパーが、基板送り方向に沿って移動可能に形成されている請求項１〜請求項３に記載の基板位置決め機構。
5. 前記ストッパーが弾性材料からなるローラで形成され、当該ローラの円周面で基板を受け止めるように形成されている請求項１〜請求項４に記載の基板位置決め機構。
6. スクライブ部に搬送するテーブル上に載置された基板を適正位置に位置決めする位置決め方法であって、
   前記テーブルを基板送り方向に沿った回動軸を介して傾動させて、テーブル上の基板を自重によって傾斜下位側に移動させ、
   傾斜下位側で待機するストッパーに基板の一側辺を当接させることにより基板の位置決めを行うようにした基板位置決め方法。
   

Images