JP5091961B2 - Scribing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス基板、半導体基板、薄膜太陽電池の基板等の脆性材料にスクライブ溝を形成するためのスクライブ装置に関する。 The present invention relates to a scribing apparatus for forming a scribe groove in a brittle material such as a glass substrate, a semiconductor substrate, and a thin film solar cell substrate.
従来のスクライブ装置は、例えば特許文献1に示すように、ガラス基板や半導体基板、薄膜太陽電池の基板等の脆性材料を水平に保持した状態で移送させる支持台と、支持台を跨いで設置されたブリッジと、ブリッジに摺動自在に取り付けられたスクライブヘッドとを備え、このスクライブヘッドの先端にスクライブ加工用のカッターが設けられている。カッターは、その刃先の方向(脆性材料に対する相対的な進行方向)が脆性材料の移送方向に対して所定の角度に調整できるようになっている。そして、スクライブヘッドを下降させてホイールの刃先を脆性材料に押しつけた状態で脆性材料を移送させるとともに、スクライブヘッドをブリッジ上にて摺動させることにより、脆性材料の移送方向に対して所定の角度をなすスクライブ溝を脆性材料に形成するようになっている。
A conventional scribing device is installed across a support base and a support base for transferring a brittle material such as a glass substrate, a semiconductor substrate, and a thin film solar cell substrate in a horizontal state as shown in
脆性材料にスクライブ溝を精度良く形成するためには、スクライブ装置の作業開始時、あるいはメンテナンス時に、脆性材料の移送方向と刃先の方向とがなす角度を所定の角度に調整しておく必要がある。そのために、所定の角度に加工された治具を用意して、支持台に対するブリッジの位置を手動で補正することにより角度調整を行っている。具体的には、支持台の所定の位置に治具を配置し、治具の所定の角度に加工された部分をブリッジに押し当てることで支持台に対するブリッジの角度を調整している。 In order to accurately form the scribe groove in the brittle material, it is necessary to adjust the angle formed by the brittle material transfer direction and the blade edge direction to a predetermined angle at the start of the scribing device operation or maintenance. . For this purpose, a jig processed at a predetermined angle is prepared, and the angle is adjusted by manually correcting the position of the bridge with respect to the support base. Specifically, the jig is arranged at a predetermined position of the support base, and the angle of the bridge with respect to the support base is adjusted by pressing a portion of the jig processed at a predetermined angle against the bridge.
上記のような従来のスクライブ装置では、作業開始時、あるいはメンテナンス時に、脆性材料の移送方向と刃先の移送方向とのなす角度を所定の角度に調整した場合でも、スクライブ溝を形成する作業を繰り返すうちに、スクライブ溝形成時の振動により支持台に対するブリッジの位置に変位が生じ、脆性材料の移送方向と刃先の方向とのなす角度が設定角度から変動することがあった。また、スクライブ装置が設置されている環境(例えば温度や湿度)によりブリッジ自体に歪みが生じ、脆性材料の移送方向と刃先の方向とのなす相対的な角度が予め設定した所定の角度から変動することもあった。 In the conventional scribing apparatus as described above, the operation of forming the scribe groove is repeated even when the angle formed between the transfer direction of the brittle material and the transfer direction of the blade edge is adjusted to a predetermined angle at the start of work or maintenance. In the meantime, the position of the bridge relative to the support base is displaced by the vibration when the scribe groove is formed, and the angle formed by the brittle material transfer direction and the blade edge direction may vary from the set angle. In addition, the bridge itself is distorted by the environment (for example, temperature and humidity) in which the scribe device is installed, and the relative angle between the brittle material transfer direction and the blade edge direction varies from a predetermined angle set in advance. There was also.
このような定角度の変動が生じると、スクライブ溝を継続して精度良く形成することができない。そのため、従来のスクライブ装置では、設定角度に変動が生じると、再度治具を用いて角度の調整を手動でやり直す必要があり、メンテナンス作業が煩雑になる、といった問題点があった。 When such a constant angle variation occurs, the scribe groove cannot be formed continuously with high accuracy. Therefore, in the conventional scribing apparatus, when the set angle fluctuates, it is necessary to manually adjust the angle again using a jig again, and there is a problem that maintenance work becomes complicated.
また、比較的大きな幅のスクライブ溝、例えば40μm程度のスクライブ溝を形成するスクライブ装置では、脆性材料と刃先の方向とのなす角度を手動で再調整した場合は、充分な精度でスクライブ溝を形成することが可能であった。しかし、10μm以下のような幅の狭いスクライブ溝を形成するスクライブ装置では、脆性材料の移送方向と刃先の方向とのなす角度を手動で再調整すること自体が困難であり、スクライブ溝を継続して精度良く形成することができなかった。 In addition, in a scribing device that forms a scribe groove having a relatively large width, for example, a scribe groove of about 40 μm, the scribe groove is formed with sufficient accuracy when the angle formed by the brittle material and the direction of the blade edge is manually readjusted. It was possible to do. However, in a scribing device that forms a narrow scribe groove of 10 μm or less, it is difficult to manually readjust the angle formed between the brittle material transfer direction and the blade edge direction. And could not be formed with high accuracy.
また、一般的なスクライブ装置では、例えば特許文献1に示すように、スクライブヘッドを備えたブリッジは支持台を跨ぐように設けられており、脆性材料を保持する支持台を、ブリッジに対して直交する方向(Y方向という)に移送させることにより、脆性材料にY方向のスクライブ溝を形成している。また、スクライブヘッドをブリッジに沿った方向(X方向という)にスライドさせることにより、脆性材料にX方向のスクライブ溝を形成している。従って、X方向又はY方向のスクライブ溝を形成したあと、Y方向又はX方向のスクライブ溝を形成する場合は、その都度、カッターの刃先の向きをスクライブ方向に沿うように据え代えるか、あるいは脆性材料を支持台上で90度回転させて置き直す必要があり、その作業が大変煩雑であった。
In a general scribing apparatus, for example, as shown in
そこで本発明の第1の目的は、上記従来課題を解消し、メンテナンス作業を簡略化して、スクライブ溝を継続して精度良く形成することのできるスクライブ装置を提供することにある。 Accordingly, a first object of the present invention is to provide a scribing device that can eliminate the above-described conventional problems, simplify maintenance work, and continuously form scribe grooves with high accuracy.
さらに、本発明の第2の目的は、カッターを据え代えることなく、あるいは加工すべき脆性材料を置き換えることなく、異なる二方向のスクライブ溝を容易にかつ迅速に行うことができるスクライブ装置を提供することにある。 Furthermore, a second object of the present invention is to provide a scribing device capable of easily and quickly performing scribing grooves in two different directions without replacing the cutter or replacing the brittle material to be processed. There is.
上記課題を解決するためになされた本発明のスクライブ装置は、脆性材料を保持する支持台と、支持台を跨ぐようにして平行に配置され、かつ、各々スクライブヘッドを備えた一対のブリッジと、支持台を一方向に移送する支持台移送機構と、支持台上に設けられたアライメントマークを読み取る光学読取部と、ブリッジを変位移動させて支持台とスクライブヘッドとの相対的な位置を調整する移動調整機構と、アライメントマークの変位情報に基づき、スクライブヘッドに設けられたカッターの刃先の方向が所定の方向に向くように前記移動調整機構の動作を制御する制御部とからなり、一方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向と、他方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向とが、互いに直交する方向に向けて配置されるようにしている。 Scribing apparatus of the present invention made to solve the above problem, a support base for the brittle material to hold, arranged in parallel so as to straddle the support base, and a pair of bridge each comprising a scribing head , A support table transfer mechanism that transfers the support table in one direction, an optical reading unit that reads the alignment mark provided on the support table, and a relative displacement between the support table and the scribe head by adjusting the displacement of the bridge And a control unit that controls the operation of the movement adjusting mechanism so that the direction of the blade edge of the cutter provided in the scribe head is directed to a predetermined direction based on the displacement information of the alignment mark. The direction of the cutting edge of the cutter attached to the scribe head of the bridge and the cutting edge of the cutter attached to the scribe head of the other bridge Direction Metropolitan, are to be placed in a direction orthogonal to each other.
本発明では、制御部により、光学読取部で読み取ったアライメントマークの変位情報に基づき、刃先の方向と脆性材料の相対的な移送方向とがなす角度が、所定の角度となるように移動調整機構を動作して、支持台とスクライブヘッドとの相対的な位置を自動的に補正するので、治具を用いて再調整する必要がなくなり、メンテナンス作業を簡略化すると共に、スクライブ溝を継続して精度良く形成することができる。 In the present invention, the movement adjustment mechanism is configured so that the angle formed by the direction of the blade edge and the relative transfer direction of the brittle material is a predetermined angle based on the displacement information of the alignment mark read by the optical reading unit. To automatically correct the relative position of the support base and scribe head, eliminating the need for readjustment using a jig, simplifying maintenance work, and continuing the scribe groove It can be formed with high accuracy.
加えて本発明では、二つのブリッジを設けて一方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向と、他方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向とが、それぞれ直交する方向に向けて配置されているので、脆性材料に互いに直交するX、Y方向にスクライブ溝を形成する場合に、一方のブリッジに取り付けたカッターの刃先をX方向に向け、他方のブリッジに取り付けたカッターの刃先をY方向に向けて取り付けることにより、何れかのブリッジを選択するだけで、カッターを据え代えることなくX方向並びにY方向のスクライブ溝を形成することができ、異なる二方向のスクライブ溝を形成する作業を容易にかつ迅速に行うことができる、といった優れた効果がある。 In addition, in the present invention, the direction of the blade edge of the cutter attached to the scribe head of one bridge with two bridges provided is orthogonal to the direction of the blade edge of the cutter attached to the scribe head of the other bridge. Since the scribe grooves are formed in the X and Y directions perpendicular to each other in the brittle material, the cutting edge of the cutter attached to one bridge is directed to the X direction and attached to the other bridge. By attaching the cutter blade tip in the Y direction, you can form scribe grooves in the X direction and Y direction without changing the cutter by simply selecting one of the bridges. There is an excellent effect that the operation of forming the film can be performed easily and quickly.
(その他の課題を解決するための手段及び効果)
前記移動調整機構は、ブリッジの一端を回動のみ可能に支持する枢軸部と、ブリッジの他端を前記枢軸部を支点として回動可能に支持する摺動支持部と、摺動支持部を移動させることにより枢軸部を支点としてブリッジを回動させる駆動部とから構成するのがよい。
これにより、駆動部を作動させることによりブリッジを枢軸部を支点として正確に変位回動させることができると共に、移動調整機構を簡単な構造で形成することができる。
(Means and effects for solving other problems)
The movement adjusting mechanism moves the pivot support that supports one end of the bridge so as to be able to rotate, the slide support that supports the other end of the bridge so that the pivot can be used as a fulcrum, and the slide support. It is good to comprise from the drive part which rotates a bridge | bridging by making a pivot part into a fulcrum by doing.
Thus, by operating the drive unit, the bridge can be accurately displaced and rotated with the pivot portion serving as a fulcrum, and the movement adjusting mechanism can be formed with a simple structure.
また、前記制御部は、スクライブ装置のスクライブ溝成形作業の過程でアライメントマークの位置に変位が生じた場合、光学読取部による変位情報に基づいて、前記変位が所定値以下となるように前記移動調整機構の動作を制御するようにするのがよい。
これにより、カッターの刃先の方向がスクライブ溝の形成作業過程で、刃先の方向と脆性材料の相対的な移送方向とがなす角度に変動が生じた場合、これを検知して速やかに所定の角度になるように自動調整することができる。
Further, when the displacement of the position of the alignment mark occurs in the process of forming the scribe groove of the scribe device, the control unit moves the movement so that the displacement becomes a predetermined value or less based on the displacement information by the optical reading unit. It is preferable to control the operation of the adjusting mechanism.
As a result, if the direction of the blade edge of the cutter changes in the angle formed by the direction of the blade edge and the relative transfer direction of the brittle material in the process of forming the scribe groove, this is detected and quickly detected at a predetermined angle. Can be automatically adjusted to
以下において、本発明の詳細を図に示した実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明にかかるスクライブ装置の平面図であり、図2は側面図、図3は図1のA−Aラインから見た正面図である。このスクライブ装置1は、ガラス基板や半導体基板、薄膜太陽電池の基板等の脆性材料2を上面に保持して移送する水平な支持台3を備えている。支持台3は脆性材料2を保持して図2で示すY方向に移送できるようになっている。そのために、支持台3は、Y方向に向かって敷設されたレール31に沿って移動する支持台移送機構32を介して取り付けられている。
Hereinafter, details of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a plan view of a scribing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a side view, and FIG. 3 is a front view as seen from the line AA in FIG. The
また、スクライブ装置1は支持台3を跨ぐようにして設置された一対のブリッジ4A,4Bを備えている。各ブリッジ4A,4Bは、支持台3の上方で、Y方向に対して略直交するX方向に沿って伸びる水平な梁部41と、この梁部41の両端に連結された垂直な脚部42、43とによって形成されている。
The
ブリッジ4A,4Bの梁部41には、スクライブヘッド5並びに光学読取部であるカメラ6,6が設けられており、支持台3上の予め設定した位置に設けたアライメントマークを読み取ることができるようにしている。アライメントマークは特に図示しないが、支持台3上に直接設けなくても、支持台3上に載置するゲージ基板上に設けるようにしてもよい。
スクライブヘッド5は、モータを内蔵したスクライブヘッド移動機構52を介して昇降可能に構成され、スクライブヘッド5の先端にはカッターホイール51が取り付けられている。また、スクライブヘッド5は、梁部41に設けたスライド溝44に沿って前記スクライブヘッド移動機構52によりX方向に移動できるようになっている。
The
The
ブリッジ4A,4Bのうち、一方のブリッジ4Aのスクライブヘッド5に取り付けられたカッターホイール51の刃先の方向(回転方向)は、X方向に向けて設置されている。これにより、支持台3上の脆性材料2に対して、カッターホイール51の刃先を押しつけながらスクライブヘッド5をX方向に移動させることにより、脆性材料2にX方向のスクライブ溝を形成することが可能となる。
Of the
他方のブリッジ4Bのスクライブヘッド5に取り付けられたカッターホイール51の刃先の方向(回転方向)は、Y方向に向けて設置されている。これにより、支持台3上の脆性材料2に対して、カッターホイール51の刃先を押しつけながら支持台3をY方向に移動させることにより、脆性材料2にY方向のスクライブ溝を形成することが可能となる。この場合、図7に示すように、複数の、例えば4つのスクライブヘッド5を並列して取り付けておけば、同時に4列のスクライブ溝を形成することが可能となる。
The direction (rotation direction) of the blade edge of the
さらに、前記各ブリッジ4A,4Bは、図4〜図6に示すように、移動調整機構40を介してX方向に伸びた梁部41の一端を支点として回動変位できるように構成されている。この移動調整機構40は、ブリッジ4A,4Bとも同じであるので、ブリッジ4Aの移動調整機構40について具体的に述べる。
移動調整機構40は、ブリッジ4Aの一端に連結された脚部43の下端を回動のみ可能に支持する枢軸部45と、他方の脚部42の下端を受ける摺動支持部46とからなる。摺動支持部46は、Y方向に敷設された固定レール47に沿って駆動部48により移動できる受け部材49を備え、前記受け部材49にはX方向に延びる長孔49aが設けられており、この長孔49aに、脚部42の下端に形成された摺動軸42aがスライド可能に嵌合されている。これにより、受け部材49をスライドさせて、ブリッジ4Aを枢軸部45を支点として回動変位させることで、カッターホイール51の刃先の方向を微調整することが可能となる。
Further, as shown in FIGS. 4 to 6, each of the
The
さらに、スクライブ装置1は、アライメントマークの変位情報(変位前後のアライメントマーク間のベクトル差)に基づき、カッターホイール51の刃先の方向を予め設定した角度に補正するように、移動調整機構40の動作を制御するコンピュータ等の制御部7を備えている。
Further, the
上記のごとく構成されたスクライブ装置1によれば、一方のブリッジ4Aのスクライブヘッド5のカッターホイール51の刃先を脆性材料2に押しつけながらX方向に移動させることにより、脆性材料2にX方向のスクライブ溝を形成することができ、他方のブリッジ4Bのカッターホイール51の刃先を押しつけながら支持台3をY方向に移送させることにより、脆性材料2にY方向のスクライブ溝を形成することができる。この場合、ブリッジ4A及び4Bの二つのブリッジを設けて一方のブリッジ4Aに刃先をX方向に向けたカッターホイール51を取り付け、他方のブリッジ4Bに刃先をY方向に向けたカッターホイール51を設けてあるので、何れかのブリッジを選択するだけで、カッターホイール51を据え代えることなくX方向並びにY方向のスクライブ溝を形成することができて作業を容易かつ迅速に行うことができる。
According to the
また、スクライブ装置の立ち上げ時に、治具を用いて脆性材料2の移送方向と各刃先の方向(回転方向)が正しく直角となるようにカッターホイール51を取り付けて行うのであるが、スクライブ溝形成作業を長期間繰り返すうちに、振動や環境(温度や湿気)の変化等によりブリッジ等に歪みが生じ、脆性材料2の移送方向とカッターホイール51の刃先とがなす相対的な角度に変動が生じる場合がある。このような変動が設定値以上になると、アライメントマークの変位情報(変位前後のアライメントマーク間のベクトル差)に基づき、制御部7は移動調整機構40の動作を制御してブリッジ4A,4Bを、枢軸部45を支点として変位回動 (例えば図6の角度α) させ、前記変動した角度を予め設定した角度に自動的に再調整する。これにより、メンテナンス作業を簡略化すると共に、スクライブ溝を継続して精度良く形成することができる。
なお、制御部7は、スクライブ溝の形成作業が所定回数以上になったときにアライメントマークを読み取って、角度に変動があれば自動調整するようにしてもよい。
In addition, when the scriber is started up, a
Note that the
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、ブリッジ4A,4Bにおいて、ブリッジの一端を枢軸部45により回動のみ自在に構成したが、この枢軸部45に代えて、摺動支持部46と同じ機構を設けるようにしてもよい。また、摺動支持部46も、ブリッジを精度良く変位回動できる機構であればどのようなものであってもよい。さらに、スクライブヘッド5に取り付けられるカッターは、カッターホイールに代えて刃先に方向性のある固定刃であってもよい。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。
As mentioned above, although the typical Example of this invention was described, this invention is not necessarily limited only to said Example structure. For example, in the
本発明は、ガラス基板、半導体基板、薄膜太陽電池の基板等の脆性材料にスクライブ溝を形成するためのスクライブ装置に適用することができる。 The present invention can be applied to a scribing apparatus for forming a scribe groove in a brittle material such as a glass substrate, a semiconductor substrate, and a thin film solar cell substrate.
1 スクライブ装置
2 脆性材料
3 支持台
4A,4B ブリッジ
5 スクライブヘッド
6 カメラ(光学読取部)
7 制御部
40 移動調整機構
45 枢軸部
46 摺動支持部
DESCRIPTION OF
7
Claims (3)
一方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向と、他方のブリッジのスクライブヘッドに取り付けられたカッターの刃先の方向とが、互いに直交する方向に向けて配置されていることを特徴とするスクライブ装置。 A support base for the brittle material to hold, arranged in parallel so as to straddle the support base, and each pair of bridge with scribing head, a support base transfer mechanism for transferring the support base in one direction, the support An optical reading unit that reads an alignment mark provided on the table, a movement adjustment mechanism that adjusts the relative position of the support table and the scribe head by moving the bridge, and a scribe head based on displacement information of the alignment mark And a control unit that controls the operation of the movement adjustment mechanism so that the direction of the blade edge of the cutter provided in is directed to a predetermined direction,
The direction of the cutting edge of the cutter attached to the scribing head of one bridge and the direction of the cutting edge of the cutter attached to the scribing head of the other bridge are arranged in directions orthogonal to each other. A scribing device.
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