JP2021008053A - Curved substrate scribing device and dividing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス基板等の脆性材料からなる曲面基板を分断するために用いる曲面基板のスクライブ装置及び分断システムに関する。 The present invention relates to a curved substrate scribe device and a dividing system used for cutting a curved substrate made of a brittle material such as a glass substrate.
ガラス基板等の脆性材料からなる曲面基板を分断する加工では、従来、曲面基板の曲面に沿った表面を有するテーブル上に曲面基板を載置した状態でカッターホイールを基板表面に押し付けてスクライブラインを形成し、その後、スクライブラインに沿って外力を印加してスクライブラインから亀裂を進展させることにより、製品の形状に分断している。
(特許文献1参照)。
In the process of dividing a curved substrate made of a brittle material such as a glass substrate, conventionally, the cutter wheel is pressed against the surface of the substrate while the curved substrate is placed on a table having a surface along the curved surface of the curved substrate to form a scribing line. It is formed and then divided into the shape of the product by applying an external force along the scribing line to develop cracks from the scribing line.
(See Patent Document 1).
近年、液晶ディスプレイパネル等のディスプレイパネル製品の形状は多様化しており、さまざまな形状のディスプレイパネルの生産が増加している。 In recent years, the shapes of display panel products such as liquid crystal display panels have been diversified, and the production of display panels of various shapes is increasing.
従来のスクライブ装置では、加工対象の曲面基板の形状に合わせて成型されたテーブルを用意する必要があった。 In the conventional scribe device, it is necessary to prepare a table molded according to the shape of the curved substrate to be processed.
そこで、本発明は、さまざまな曲面を有する脆性材料基板を精度よくスクライブできるスクライブ装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a scribing device capable of accurately scribing a brittle material substrate having various curved surfaces.
上記課題を解決するためになされた本発明にかかる曲面基板のスクライブ装置は、脆性材料の曲面基板にスクライブラインを形成する曲面基板のスクライブ装置であって、曲面基板を保持して移送する基板移送機構と、曲面基板にスクライブラインを形成するスクライブ機構とを備え、スクライブ機構は所定の加工位置において曲面基板にスクライブラインを形成するスクライブヘッドと、曲面基板との距離を測定する距離センサーとを有し、基板移送機構は、距離センサーにより測定された距離の実測データに基づいて、加工位置における曲面基板の表面とスクライブヘッドとの距離を調整可能に設けられている。 The scribe device for a curved substrate according to the present invention, which has been made to solve the above problems, is a scribe device for a curved substrate that forms a scribe line on a curved substrate made of a brittle material, and transfers the substrate while holding the curved substrate. It is equipped with a mechanism and a scribe mechanism for forming a scribe line on a curved substrate, and the scribe mechanism has a scribe head for forming a scribe line on a curved substrate at a predetermined machining position and a distance sensor for measuring the distance between the curved substrate. However, the substrate transfer mechanism is provided so that the distance between the surface of the curved substrate and the scribe head at the machining position can be adjusted based on the actual measurement data of the distance measured by the distance sensor.
また、上記課題を解決するためになされた本発明にかかる曲面基板の分断システムは、脆性材料の曲面基板にスクライブラインを形成し、スクライブラインが形成された曲面基板に応力を加えて、スクライブラインに沿って曲面基板を分割する曲基板の分断システムであって、曲面基板にスクライブラインを形成するスクライブ機構と、曲面基板を保持して移送する基板移送機構と、曲面基板の端材領域を把持するブレイク機構と、を備え、スクライブ機構は所定の加工位置において曲面基板にスクライブラインを形成するスクライブヘッドと、曲面基板との距離を測定する距離センサーとを有し、基板移送機構は、脆性材料基板を保持する基板保持部を有し、基板移送機構は、距離センサーにより測定された距離の実測データに基づいて、加工位置における曲面基板の表面とスクライブヘッドとの距離を調整可能に設けられており、ブレイク機構は端材を把持する把持部を有し、基板保持部と把持部とは、相対的に接近離隔可能に設けられている。 Further, in the curved substrate dividing system according to the present invention made to solve the above problems, a scribing line is formed on a curved substrate made of a brittle material, and stress is applied to the curved substrate on which the scribing line is formed to apply a scribing line. It is a curved board dividing system that divides a curved board along the line, and grips a scribing mechanism that forms a scribing line on the curved board, a board transfer mechanism that holds and transfers the curved board, and a scrap area of the curved board. The scribing mechanism has a scribing head that forms a scribing line on a curved substrate at a predetermined machining position, and a distance sensor that measures the distance to the curved substrate. The substrate transfer mechanism is a brittle material. It has a substrate holding part that holds the substrate, and the substrate transfer mechanism is provided so that the distance between the surface of the curved substrate and the scribing head at the processing position can be adjusted based on the measured distance data measured by the distance sensor. The break mechanism has a grip portion for gripping the scrap material, and the substrate holding portion and the grip portion are provided so as to be relatively close to each other.
本発明のスクライブ装置及び分断システムによれば、曲面基板との距離を実測データに基づいて調整可能に保持しているので、加工位置における曲面に応じて基板との距離を調整しながらスクライブ加工できるため、さまざまな曲面を有する曲面基板を精度よくスクライブできる。 According to the scribing device and the dividing system of the present invention, since the distance to the curved substrate is adjustable and held based on the measured data, scribing can be performed while adjusting the distance to the substrate according to the curved surface at the machining position. Therefore, it is possible to scribe a curved substrate having various curved surfaces with high accuracy.
1.スクライブ装置
1)装置構成
図1に基づいて、本発明に係るスクライブ装置の構成を説明する。図1は本発明にかかるスクライブ装置の実施形態を示す正面模式図である。
1. 1. Scrivener device 1) Device configuration The configuration of the scribe device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a front schematic view showing an embodiment of a scribe device according to the present invention.
スクライブ装置1は、曲面基板Wにスクライブラインを形成する装置である。基板Wは、ガラス等の脆性材料からなる曲面基板であり、例えば液晶パネルである。スクライブ装置1は基板移送機構2と、スクライブ機構3と、制御部4とを有する。
The
基板移送機構2は、基板Wを保持した状態で基板Wの位置、高さ、傾斜及び方向を変更することができる装置である。基板移送機構2は、ロボットアーム部210と、基板保持ヘッド220を有する。ロボットアーム部210は、図示しないモータを駆動して、基板保持ヘッド220の位置、高さ及び傾斜を変更することができる。
The
基板保持ヘッド220は、旋回部221と基板保持部222とを有する。基板保持部222は、基板Wを真空吸着して保持する。旋回部221は、図示しないモータを駆動して基板保持部222を旋回させる。
The
図2は、基板保持ヘッド220周りの平面模式図である。図2に示すように、基板保持ヘッド220は、保持した基板Wをその主面に略垂直な方向の軸回りに旋回させることができる。
FIG. 2 is a schematic plan view around the
スクライブ機構3は、基板Wの所定の位置にスクライブラインを形成する装置である。スクライブ機構3は、基板移送機構2によって保持された状態の基板Wにスクライブラインを形成する。
The
スクライブ機構3は、2つのスクライブヘッド310と距離センサー320とを有する。スクライブヘッド310は、基板の1つの面または両面にレーザ光を照射することにより、基板Wにスクライブラインを形成する。スクライブ機構3は、照射したレーザ光を基板Wの内部に集光することにより基板の内部に基板の厚さ方向に延びる加工痕を形成する。距離センサー320は、基板Wとの距離を測定する。
The
制御部4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。制御部4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、基板移送機構2とスクライブ機構3の動作制御を行う。
The
2)スクライブ方法
図3は、スクライブ装置1を用いて製品の形状に分割される基板Wの模式図である。基板Wには、スクライブ装置1を用いて、製品の形状に沿ったスクライブラインS1と、製品の周りの端材を4分割する4本のスクライブラインS2とが形成される。製品領域Pは、スクライブラインS1で囲まれており、端材が分離されて製品となる領域である。端材領域D1〜D4は、スクライブラインS1とスクライブラインS2に沿って、製品領域Pから分離され端材となる領域である。
2) Scribing method FIG. 3 is a schematic view of a substrate W divided into product shapes using the
図4及び図5を用いて、スクライブ装置1の動作を説明する。まず、基板移送機構2は、基板保持部222を用いて、基板Wの製品領域Pを吸着保持する。このとき、吸着ヘッド220とスクライブ機構3との位置が干渉し難いように、曲面基板の凸になっている面を吸着保持するのが好ましい。
The operation of the
基板移送機構2は、ロボットアーム部210を駆動して、スクライブ機構3の距離センサー320が基板との距離を測定可能な位置に基板Wを移動する。このとき、基板Wの曲面形状に応じて、基板Wの方向及び傾斜を調整する。
The
距離センサー320を用いて基板との距離を測定しつつ、基板移送機構2を駆動して基板Wを移動及び旋回させる。基板移送機構2は、制御部4の記憶部に予め記録された基板Wの形状の設計データに基づいて、距離センサー320の測定位置がスクライブラインS1に沿って一周するように基板Wを移動させる。これにより、製品領域Pの外形となるスクライブラインS1に沿って基板Wを移動させたときの距離センサー320と基板Wとの距離の実測データを制御部4の記憶部に記憶する。
While measuring the distance to the substrate using the
次いで、基板移送機構2は、ロボットアーム部210を駆動して、スクライブ機構3がスクライブ可能な位置に基板Wを移動する。このとき、基板Wの曲面形状に応じて、基板Wの方向及び傾斜を調整する。
Next, the
スクライブ機構3によって基板Wにレーザを照射しつつ、基板移送機構2を駆動して基板Wを移動及び旋回させる。基板移送機構2は、図4に示すように、レーザ照射位置(加工位置)Fを固定したまま、スクライブラインS1が所望の形状に形成されるように基板Wを移動させる。このとき、制御部4は、記憶部に記憶された基板Wの実測データに基づいてスクライブヘッド310と基板Wとの距離を調整する。これにより、製品領域Pの外形となるスクライブラインS1が所定の位置に形成される。なお、図4における破線は、スクライブラインが形成される前のスクライブラインS1の位置を示している。
While irradiating the substrate W with a laser by the
このとき、基板移送機構2は、図5に示すように、レーザ照射位置(加工位置)Fにおける接線に垂直な方向にスクライブラインS1が基板の厚さ方向に延在するように、基板Wの曲面に応じて基板Wの傾斜を調整する。なお、基板Wの接線に垂直な方向にスクライブラインが基板の厚さ方向に延在するように基板の傾斜を調整することに代えて、基板Wの表面に対して所定の傾斜を有するようにスクライブラインを形成してもよい。
At this time, as shown in FIG. 5, the
各スクライブラインS2も、スクライブラインS1と同様に、スクライブ機構3を用いてレーザを照射しつつ、基板移送機構2を用いて基板Wの傾斜を調整しながら基板Wの位置及び方向を変更することにより形成される。
Similar to the scribe line S1, each scribe line S2 also changes the position and direction of the substrate W while irradiating the laser using the
本発明のスクライブ装置1によれば、基板Wの傾斜を変更可能かつその主面に略垂直な軸回りに回転可能に保持しているので、さまざまな曲面形状の基板に対して、スクライブラインを形成することができる。また、スクライブヘッドを移動させる必要が無いため、スクライブヘッドの移動に起因するレーザ照射位置(加工位置)の変動による加工精度の低下を抑制できる。
According to the
なお、上記実施例では、スクライブラインS1との距離を測定することとしたが、スクライブラインS2との距離も測定することとしてもよい。 In the above embodiment, the distance from the scribe line S1 is measured, but the distance from the scribe line S2 may also be measured.
上記実施例では、スクライブラインを形成する際に、制御部4は、記憶部に記憶された基板Wの実測データに基づいてスクライブヘッド310と基板Wとの距離を調整することとしたが、設計データを実測データで補正した加工データを用いることとしてもよい。
In the above embodiment, when forming the scribe line, the
上記実施例では、スクライブラインは、レーザ光を照射して基板の内部に基板の厚さ方向に延びる加工痕を形成することによって形成されることしたが、これに代えて、カッターを用いて亀裂を形成するメカニカル加工や、熱応力による亀裂形成、レーザアブレーションによる溝形成などの他のレーザ加工など、任意の方法で形成することができる。 In the above embodiment, the scribing line is formed by irradiating a laser beam to form a machining mark extending in the thickness direction of the substrate inside the substrate, but instead of this, a crack is used using a cutter. It can be formed by any method such as mechanical processing for forming a surface, crack formation by thermal stress, and other laser processing such as groove formation by laser ablation.
レーザ加工によってスクライブラインを形成する場合は、スクライブヘッド310を1つのみ設けることとしてもよい。 When the scribe line is formed by laser processing, only one scribe head 310 may be provided.
カッターを基板Wに押圧することにより基板Wにスクライブラインを形成する場合は、2つのカッターで基板Wを挟むように両面を押圧することとしてもよいし、基板の一方の面にカッター、基板の他方の面にバックアップロールを設け、カッターとバックアップロールとで押圧することとしてもよい。 When a scribing line is formed on the substrate W by pressing the cutter against the substrate W, both sides may be pressed so as to sandwich the substrate W with two cutters, or the cutter and the substrate may be pressed on one surface of the substrate. A backup roll may be provided on the other surface and pressed by the cutter and the backup roll.
2.分断システム
図6に基づいて、本発明の分断システムの構成を説明する。図5は、分断システム11の正面模式図である。分断システム11は、スクライブ装置1にブレイク機構5を追加したものである。分断システム11において、制御部4は、ブレイク機構5の動作制御も行う。
2. 2. Dividing system The configuration of the dividing system of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a front schematic view of the dividing
ブレイク機構5は、基板Wの端部を把持する装置である。ブレイク機構5は把持部510と移動ベース部520とを有する。把持部510は図示しないアクチュエータにより開閉可能に設けられており、基板Wの端部を挟むように把持部510を閉じることにより基板Wの端材を把持する。移動ベース部520は、図示しないアクチュエータにより把持部510を基板移送機構2に対して接近および離隔する方向に移動させる。
The
分断システム11は、基板吸着部220で保持した基板Wを、まずスクライブ機構3を用いてスクライブラインを形成し、次いでブレイク機構5を用いて端材領域を分離(ブレイク)する。
In the
次に、ブレイク機構5を用いたブレイクの動作を説明する。まず、基板移送機構2は、基板保持部222を用いて、基板Wの製品領域Pを吸着保持する。
Next, the operation of the break using the
次いで、基板移送機構2は、ロボットアーム部210を駆動して、ブレイク機構5が端材領域D1を把持可能な位置に基板Wを移動し、ブレイク機構5が端材領域D1を把持する。このとき、端材領域D1の形状に応じて、基板Wの方向及び位置及び傾斜を調整する。
Next, the
ブレイク機構5は、移動ベース部520を駆動して、把持部510を基板移送機構2から離隔する方向に移動させることにより、製品領域Pから端材領域D1を分離する。
The
次いで、ブレイク機構5は、把持部510を開いて端材領域D1を下方に落下させる。
Next, the
次に、旋回部221は、基板保持部222を旋回させて、端材領域D2がブレイク機構5に対向するように基板Wの方向を変える。このとき、端材領域D2の形状に応じて、ロボットアーム部210及び旋回部221を駆動して、基板Wの方向、傾斜及び位置を調整する。
Next, the swivel portion 221 swivels the
以後、端材領域D1の分離と同様の動作を繰り返すことにより、端材領域D2〜D4を製品領域Pから分離する。 After that, the scrap regions D2 to D4 are separated from the product region P by repeating the same operation as the separation of the scrap region D1.
この分断システムによれば、基板移送機構2で基板Wを保持したまま、スクライブ及びブレイクを連続して実行できる。
According to this division system, scribing and breaking can be continuously executed while the substrate W is held by the
本発明は、脆性材料の曲面基板を分断する装置に適用することができる。 The present invention can be applied to an apparatus for dividing a curved substrate of a brittle material.
W 基板
1 スクライブ装置
11 分断システム
2 基板移送機構
210 ロボットアーム部
220 基板保持ヘッド
221 旋回部
222 基板保持部
3 スクライブ機構
310 スクライブヘッド
320 距離センサー
4 制御部
5 ブレイク機構
510 把持部
520 移動ベース部
Claims (5)
前記曲面基板を保持して移送する基板移送機構と、
前記曲面基板にスクライブラインを形成するスクライブ機構と、を備え、
前記スクライブ機構は所定の加工位置において前記曲面基板にスクライブラインを形成するスクライブヘッドと、前記曲面基板との距離を測定する距離センサーとを有し、
前記基板移送機構は、前記距離センサーにより測定された距離の実測データに基づいて、前記加工位置における前記曲面基板の表面と前記スクライブヘッドとの距離を調整可能に設けられている、スクライブ装置。 A scribe device for curved substrates that forms scribing lines on curved substrates made of brittle materials.
A substrate transfer mechanism that holds and transfers the curved substrate, and
A scribe mechanism for forming a scribe line on the curved substrate is provided.
The scribe mechanism has a scribe head that forms a scribe line on the curved substrate at a predetermined processing position, and a distance sensor that measures a distance between the curved substrate.
The substrate transfer mechanism is a scribe device provided so as to be able to adjust the distance between the surface of the curved substrate and the scribe head at the processing position based on the actual measurement data of the distance measured by the distance sensor.
前記曲面基板にスクライブラインを形成するスクライブ機構と、
前記曲面基板を保持して移送する基板移送機構と、
前記曲面基板の端材領域を把持するブレイク機構と、を備え、
前記スクライブ機構は所定の加工位置において前記曲面基板にスクライブラインを形成するスクライブヘッドと、前記曲面基板との距離を測定する距離センサーとを有し、
前記基板移送機構は、前記脆性材料基板を保持する基板保持部を有し、
前記基板移送機構は、前記距離センサーにより測定された距離の実測データに基づいて、前記加工位置における前記曲面基板の表面と前記スクライブヘッドとの距離を調整可能に設けられており、
前記ブレイク機構は前記端材を把持する把持部を有し、
前記基板保持部と前記把持部とは、相対的に接近離隔可能に設けられている、分断システム。 A curved substrate dividing system in which a scribe line is formed on a curved substrate made of a brittle material, stress is applied to the curved substrate on which the scribe line is formed, and the curved substrate is divided along the scribe line.
A scribe mechanism that forms a scribe line on the curved substrate,
A substrate transfer mechanism that holds and transfers the curved substrate, and
A break mechanism for gripping a scrap area of the curved substrate is provided.
The scribe mechanism has a scribe head that forms a scribe line on the curved substrate at a predetermined processing position, and a distance sensor that measures a distance between the curved substrate.
The substrate transfer mechanism has a substrate holding portion for holding the brittle material substrate.
The substrate transfer mechanism is provided so that the distance between the surface of the curved substrate and the scribe head at the processing position can be adjusted based on the actual measurement data of the distance measured by the distance sensor.
The break mechanism has a grip portion that grips the scrap material.
A division system in which the substrate holding portion and the grip portion are provided so as to be relatively close to each other.
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