JP5295398B2 - マルチヘッド搭載スクライブ装置及びマルチヘッド搭載スクライブ装置を用いたスクライブ方法 - Google Patents

Description

本発明は脆性材料基板に同時に複数のスクライブラインを形成することができるマルチヘッド搭載スクライブ装置及びこのマルチヘッド搭載スクライブ装置を用いたスクライブ方法に関するものである。

従来、液晶表示パネルや液晶プロジェクタ基板等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等では、製造過程においてマザーガラス基板が貼り合わされた後に所定の大きさの単個のパネルとなるように分断される。マザーガラス基板等の脆性材料基板の分断には、スクライブ工程とブレイク工程があり、スクライブ工程ではスクライブ装置が用いられる。ＦＰＤの製造では、一枚のマザー基板をスクライブして、ブレイク加工により複数個のパネル基板を取り出す。しかるにマザー基板の寸法が大きくなりかつパネル基板の数が多数になると、スクライブ効率を高める為に複数のスクライブヘッドが搭載されたマルチヘッド搭載スクライブ装置が使用される。

図１は、従来のマルチヘッド搭載スクライブ装置の一例を示す概略斜視図である。マルチヘッド搭載スクライブ装置１００では、移動台１０１が一対の案内レール１０２ａ、１０２ｂに沿って、ｙ軸方向に移動自在に保持されている。ボ−ルネジ１０３は移動台１０１と螺合している。ボールネジ１０３はモータ１０４の駆動により回転し、移動台１０１を案内レール１０２ａ，１０２ｂに沿ってｙ軸方向に移動させる。移動台１０１の上面にはモータ１０５が設けられている。モータ１０５はテーブル１０６をｘｙ平面で回転させて所定角度に位置決めする。脆性材料基板１０７はテーブル１０６上に載置され、図示しない真空吸引手段などにより保持される。スクライブ装置の上部には、脆性材料基板１０７のアライメントマークを撮像する２台のＣＣＤカメラ１０８が設けられている。

スクライブ装置１００には、移動台１０１とその上部のテーブル１０６をまたぐようにブリッジ１１０がｘ軸方向に沿って支柱１１１ａ，１１１ｂにより架設されている。ブリッジ１１０は複数のスクライブヘッド１１２がガイド１１３に沿ってｘ軸方向に移動可能となっている。各スクライブヘッド１１２はその内部に、それ自身を夫々独立してｘ軸方向に沿って移動させる駆動源が搭載されている。又これに代えて、ガイド１１３と各スクライブヘッド１１２とが、例えばリニア駆動され、各スクライブヘッド１１２が夫々独立に移動できるようになっていてもよい。スクライブヘッド１１２はその先端部にホルダジョイント１２０を介してチップホルダ１３０を取付ける。

次にスクライブヘッド１１２に取付けられる従来のホルダジョイントと、チップホルダについて説明する。図２に分解斜視図を示すように、ホルダジョイント１２０は上部にベアリング１２１を有し、下方がＬ字形に構成されたホルダ部１２２を有している。ホルダ部１２２はその側方に、位置決め用のピン１２３を設ける。チップホルダ１３０は図３，図４に示すように円板状のホイールチップ（以下、単にチップという）１３１を回転可能に保持するものである。チップ１３１は図示しないピンによって下端中央の先端部に回転自在に保持され、ピンは止め金１３２によって脱落が防止されている。チップ１３１は脆性材料基板に圧接しながら転動してスクライブラインを形成するものである。このチップホルダ１３０は、その側面を位置決めピン１２３に接触させることにより、ホルダジョイント１２０のホルダ部１２２に位置決めされている。そしてチップホルダ１３０は固定ボルト１３３によってホルダ部１２２に固定される。スクライブヘッド１１２はその下部のホルダジョイント１２０、及びチップホルダ１３０を昇降可能に保持している。スクライブヘッド１１２には、その内部にそうした昇降を可能とする昇降部、たとえば空気圧制御を用いるエアーシリンダーやリニアモータによる電動昇降部などが設けられている。その昇降部は、チップ１３１を脆性材料基板の表面上を適切な荷重にて圧接しながら転動させていき、スクライブラインを形成する。

マルチヘッド搭載スクライブ装置１００はスクライブヘッドを複数設けている。各スクライブヘッドは夫々チップホルダを取付けている。複数のチップは同時に使用される場合もあり、一部が使用される場合もある。又あらかじめ切断対象に合わせて異なった種類のチップを取付けておき、使用時にその一部を選択してスクライブする場合もある。

次に、マルチヘッド搭載スクライブ装置として組立てた後、スクライブ動作に必要な電気的及び機械的な調整が終了していたスクライブ装置のスクライブ動作について説明する。図５Ａ，図５Ｂはこの処理の手順を示すフローチャートである。スクライブ開始前には、図６に示すようにまず脆性材料基板１０７をテーブル１０６上に載置し、位置決め後に吸引し固定する（ステップＳ０）。その後、位置決め状況を確認するため、スクライブ装置の上方に設置された２台のＣＣＤカメラ１０８を用いて、基板上の左右２ヶ所の位置決め用のアライメントマーク６３ａ及び６３ｂを夫々拡大して撮像し、画像処理を行う（ステップＳ１）。撮像された拡大画像は夫々対応するモニタに表示されるので、オペレータはその撮像された画像を確認しながら精確な位置決めをすることができる。ここで２台のＣＣＤカメラを結ぶ線をテーブル１０６の基準線Ａとする。スクライブ装置１００は画像処理により、基板１０７が基準線Ａからどれだけの角度（θ）傾いて載置されているか、また基板１０７がテーブル１０６の基準となる原点位置からどれだけずれて載置されているかを検出する（ステップＳ２）。その検出結果に基づき、スクライブ装置１００はステップＳ３に進んで、モータ１０５の回転により基板１０７の傾き角θが０となるように補正する。基板１０７の原点位置からのずれは、次のようにして補正することが可能である。ｙ軸方向については、テーブル１０６をｙ軸方向に上記ずれ量のｙ軸方向成分に相当する量だけ移動させる。ｘ軸方向については、スクライブヘッド１１２の位置を上記ずれ量のｘ軸成分に相当する量だけ移動させる。また他の補正方法として、スクライブ装置が上記ずれ量をｘ軸成分とｙ軸成分に分けてスクライブ動作の開始位置の位置データの各軸成分の値を補正する。こうしてスクライブ開始位置をずらせれば、同等の結果が得られる。

スクライブ対象の基板を取替えた場合には、オペレータは毎回必ず、スクライブ開始前に上記のずれ量の補正作業を実行する必要がある。補正作業が終了したならば、所望の位置からスクライブ動作を開始する。スクライブ装置１００はチップホルダを降下し、基板にチップを当接させながら転動させて通常スクライブを行う（ステップＳ５〜Ｓ７）。そしてそのスクライブラインの形成後、スクライブ装置１００はチップホルダを上昇させ（ステップＳ８）、次いで基板を相対的に移動させて（ステップＳ９）、ステップＳ５に戻る。

次にステップＳ９に示す基板の移動について、図５Ｂを用いて詳細に説明する。まずスクライブ装置１００は制御プログラム内の制御データであるフラグＦＸが０かどうかを判断する（ステップＳ１０）。このフラグＦＸはテーブルの回転時に立てられるフラグであり、初期化後は０となっている。フラグＦＸが０であれば、ステップＳ１１に進んでｘ軸方向のスクライブが終了したかどうかを判別する。終了していなければスクライブ装置１００はテーブル１０６を移動することによって基板を相対的に移動し（ステップＳ１２）、ステップＳ５に戻って同様の処理を繰り返す。こうすればこのループを繰り返すことによってｘ軸方向のスクライブを終了させることができる。ｘ軸方向のスクライブが終了した場合には、ステップＳ１３に進んでスクライブ装置１００はフラグＦＸを１にセットする。次にステップＳ１４においてテーブル１０６を右方向に９０度回転させる。そしてステップＳ１５においてｙ軸方向のスクライブが終了したかどうかを判別し、終了していなければステップＳ１６に進んでテーブル１０６を移動し、ステップＳ５に戻る。ｘ軸方向のスクライブが終了すればフラグＦＸが立てられているので、スクライブ装置１００はステップＳ１０からステップＳ１５に進んで、ｙ軸方向のスクライブが終了したかどうかを判別する。終了していない場合には、スクライブ装置１００は必要な移動量だけ相対的に基板をｙ軸方向へ平行移動する（ステップＳ１６）。その後、再度ステップＳ５へ戻って同様のスクライブ動作を繰り返す。その後、スクライブ装置１００はステップＳ１５でｙ軸方向のスクライブラインの形成が全て終了したと判断すると、テーブルを９０度左方向に回転させてスクライブ動作を終了する。スクライブ装置１００はフラグＦＸをリセットする。基板は吸引が解除されてテーブル１０６から取り外される（ステップＳ１７）。次に別の基板をテーブルに載置したときも、同様の手順にてスクライブ動作を行う。

新しく製造されたマルチヘッド搭載スクライブ装置１００にホルダジョイント１２０を取付けて使用する場合とか、使用している途中でチップホルダ１３０、スクライブヘッド１１２やホルダジョイント１２０を調整や修理のために交換したときには、下記の方法でずれ量の補正作業をする必要がある。この場合に、説明を簡単にする為に次の調整が既に終了していると仮定して説明を進める。すなわち、２台のＣＣＤカメラの内の１台の撮像画像の中心座標がスクライブラインの形成に必要な原点位置と一致するように調整されていて、更にチップホルダなどの部品の取付け後にチップによって形成されるスクライブラインは、テーブルのｙ軸方向の基準線と平行である様に予め調整されているとする。

また、本明細書の従来のマルチヘッド搭載スクライブ装置の動作説明では、同スクライブ装置の各種機能の説明が簡単になる様に、チップ１３１は、ホルダジョイント１２０に設けられたベアリング１２１の周りに回転可能で、何れの移動方向にもその方向に沿ってもスクライブラインを形成できるものとする。すなわち、ｘとｙ方向の何れの方向にも、移動方向に全く支障なくスクライブラインを形成できるとする。

また、チップホルダ１３０、スクライブヘッド１１２やホルダジョイント１２０などが交換された場合には、交換対象となったスクライブヘッド１１２の移動が他のスクライブヘッド１１２によって制限を受けない様に、他のスクライブヘッド１１２はブリッジの右端及び左端のいずれか適切な退避位置にて待機させるものとする。

まず、スクライブ装置１００の駆動系の原点位置と実際にチップ１３１が基板上にスクライブラインの形成を開始する開始位置とのずれを精確に検出する為に、テストスクライブを行う必要がある（ステップＳ４）。テストスクライブをする場合は、オペレータは基板を通常のマザー基板とは別の、ダミー基板をテーブル１０６に載置し、ステップＳ０からＳ３までの前処理を実行する。図７は、テストにてダミー基板上に形成されるスクライブラインとＣＣＤカメラによる撮像画像のアライメントマークの中心座標Ｐ０との位置関係を示す模式図である。スクライブヘッド１１２やホルダジョイント１２０及びチップホルダ１３０の各オフセット量が補正処理されて相殺されているのであれば、スクライブ装置１００は中心座標Ｐ０からスクライブを開始することができる。

しかし電気的及び機械的な誤差があって、各組立て部品毎にその値が異なるので、取付け後の誤差の量を改めて測定し必要な補正処理を終了させてからでないと、中心座標Ｐ０からスクライブができない。そこでオペレータはチップホルダ１３０を降下させ、ダミー基板にチップを当接させる（ステップＳ５’，Ｓ６’）．そしてダミー基板に対してテストスクライブを行い一本のスクライブラインを形成させる（Ｓ７’）。その後、チップホルダを上昇させて（Ｓ８’）、ずれ量を測定する（Ｓ９’）。ここでチップのスクライブ開始位置（Ｘ，Ｙ）が、図７に示すように位置Ｐ１（Ｘ，Ｙ）＝（４，３）であったとする。この位置はＣＣＤカメラ１０８を用いて測定することができる。

次にオペレータは位置Ｐ１から中心座標Ｐ０までのずれ量を測定する（Ｓ９’）。このずれ量がオフセットとして打ち消されるべき値となるため、これを補正値として補正処理する（Ｓ１０’）。そしてダミー基板をテーブルから取外して補正の処理を終了する（Ｓ１１’）。そしてステップＳ０に戻って同様の処理を繰り返す。こうすることによって、図５Ａに示すステップＳ５以下の通常スクライブでは、中心座標Ｐ０からスクライブを開始することができる。

このようにして補正処理をしておけば、それ以降はスクライブ対象の基板が取り換えられるたびにステップＳ１〜Ｓ３の前処理をしておく。こうすれば、脆性材料基板１０７上に形成されるスクライブラインは、予定したライン（例えば図６の線Ｂ）の位置に精確に一致する。そして同一の基板１０７に対して順次スクライブ開始位置を変えてスクライブ動作を繰り返す（ステップＳ５〜Ｓ９）。

チップは脆性材料基板を所定の長さだけスクライブすると磨耗して性能が劣化するため、定期的に交換する必要がある（特許文献１）。従来のスクライブ装置において、消耗品であるチップを交換する場合には、まずオペレータはスクライブヘッド１１２からチップホルダ１３０を取外す。次いで取外したチップホルダ１３０から磨耗したチップ１３１を取外して、新しいチップをチップホルダ１３０に取付ける。その後、オペレータは再度チップホルダ１３０をスクライブヘッド１１２に取り付けて、交換作業を終える。そのためチップ自体、チップホルダ、スクライブヘッドのいずれかを交換した場合にも、チップの取付け位置に誤差（オフセット）が生じているので、オフセットを相殺するために、テストスクライブとその後の補正処理（ステップＳ５’〜Ｓ１１’）が必要である。

こうしてスクライブヘッドの周辺部品の取替えに伴うオフセット量を補正しておく。それ以降は通常のマザー基板に対してステップＳ０からＳ３の前処理をした後、ステップＳ５からＳ９の一連のスクライブ関連動作を繰り返して必要な数のスクライブラインを基板上に形成することができる。

なお、ここではスクライブヘッドがｘ軸方向に移動し、テーブルがｙ軸方向に移動すると共に、回転するスクライブ装置について示したが、テーブルがｘ軸、ｙ軸方向に移動し、且つ回転するスクライブ装置もある（特許文献２）。又テーブルがｘ軸、ｙ軸方向に移動するが、回転機構がないスクライブ装置もある。更にテーブルが固定され、スクライブヘッドがｘ及びｙ軸方向に移動するタイプのスクライブ装置もある（特許文献３）。

図１に示したスクライブ装置の変形例として、移動台１０１上に回転テーブルを持たないで移動台上にそのまま脆性材料基板１０７を載置するタイプのスクライブ装置（装置タイプ１）がある。更に別の変形例として、図１のテーブル１０６が固定されており、ブリッジ１１０が支柱１１１ａ及び１１１ｂ共々ｙ軸方向に移動する駆動機構を備えたタイプのスクライブ装置（装置タイプ２、例えば、特許文献４）がある。上記した様々な機器構成を用いるスクライブ装置の内、加工対象となる基板を載置するテーブル又はそれに相当する部分が回転しない機器構成が採用されている装置の場合には、以下の調整作業が必要である。調整の必要性について、まずスクライブヘッドが１個のみ用いられているシングルヘッド搭載のスクライブ装置の場合を例として説明をする。

すなわち、図５ＡのステップＳ２において検出される基板１０７の傾き角θの補正はできないので、基板のずれ量の補正処理のみをＳ３にて実行する。こうしたテーブルが回転しないスクライブ装置で、単一のスクライブヘッドが搭載されているシングルヘッド搭載のスクライブ装置では、θの補正の代わりとして図６を用いて説明する直線補間法によるスクライブ動作を実行する。すなわち、直線Ｂの位置に正規のスクライブラインを形成すると想定した場合に、スクライブヘッド１１２のみを単にｘ軸方向に移動すれば直線Ａのラインが得られるだけである。そこでこのスクライブ装置では、スクライブヘッドのｘ軸方向の移動と同時に、装置タイプ１の場合にはテーブル１０６を、装置タイプ２の場合にはブリッジ１１０を夫々移動させる。こうすれば、傾斜したスクライブラインＢを形成することが可能となる。同時並行して移動させる移動量は傾き角θに依存する。スクライブヘッド１１２とデーブル１０６（又はブリッジ１１０）が傾き角θで形成される三角形の底辺と高さに相当する移動を分担することにより、傾斜したスクライブ線が実現できる。これは２方向の微小な階段状の直線移動の繰り返しにより実現している。

特許３０７４１４３号公報 特許公開２０００−１１９０３０号公報 特許公開２０００−０８６２６２号公報 特許公開２０００−２６４６５７号公報

従来チップホルダに取付けられたチップを交換する場合には、まずオペレータは固定ボルト１３３を緩めホルダジョイント１２０からチップホルダ１３０を取外す。そしてオペレータは止め金１３２のボルトを緩めて止め金１３２をピン孔からずらせて、ピンを抜き取って、チップ１３１を取り出す。又新しいチップに交換した後、オペレータは同様の過程でピンを挿入してチップをチップホルダ１３０に取付け、図４に示すようにチップホルダ１３０をホルダジョイント１２０に取付ける。次いでホルダジョイント１２０をスクライブヘッド１１２に取付ける。

このようにチップを交換した場合には、図５ＡのＳ０からＳ３及びＳ５’からＳ１１’までの作業を実行する必要がある。つまり、この交換に伴うオフセットを補正する為に一旦ダミー基板を用いてテストスクライブをしたり、オフセット量を求めてその量を補正する作業が必要となり、そうした処理に手間がかかるという欠点があった。

又チップの大きさは用途により異なるが、液晶表示パネルの貼り合わせ基板のスクライブ用の場合、例えば直径２．５ｍｍ程度であり、ピンは直径０．５ｍｍ程度であり、小さくて取り扱いにくい。従って従来はチップの交換作業に時間がかかるという欠点があった。又多種のチップを種々の装置に取り付けて使用するパネル加工工場内では、誤って異なった種類のチップを取付けてしまう可能性がある。その場合には、スクライブ条件が変化し、正常な安定したスクライブができなくなるが、その原因が直ぐにはわかりにくいという欠点もあった。又固定ボルトによってチップホルダをホルダジョイントに固定する際に、固定の仕方によってチップの取り付け位置が微妙にずれることから、取り付け後のチップによるスクライブラインの形成位置にばらつきが生じるという欠点もあった。

又マルチヘッド搭載スクライブ装置においては、人手で複数のチップを管理したり、その走行距離に応じて刃先の摩耗時期を把握し、交換するのに手間がかかるという問題点もあった。更に切断の対象に応じてチップを交換する場合があるが、この場合にも切断対象に合わせたチップを選択して交換することが必要であり、チップの管理が複雑になるという欠点があった。

また、マルチヘッド搭載のスクライブ装置では加工対象の基板を載置させるテーブルが回転可能である必要があったが、加工対象となる基板がＦＰＤ用途に数多く用いられると同時に寸法が大きくなってきている。基板寸法の巨大化に対応して加工テーブルの寸法も大きくなってきた結果、大面積で所定の平面平坦度が確保されたテーブルを精度良く製作することが困難となってきている。また、回転させた場合の回転角度の分解能の点でも加工後のパネルの寸法精度の点で回転テーブル方式では対応が困難となってきている。

前述したように単一のスクライブヘッドが搭載され、加工テーブルが回転しないスクライブ装置の場合にあっては、直線補間法により所望のスクライブラインの形成が可能である。しかし、複数のスクライブヘッドが搭載された装置で、加工テーブルが回転しない場合には、各ヘッド毎の取付誤差を相殺処理した後であっても、一旦加工基板が加工テーブルの上で傾いて載置されると以下の問題が発生する。すなわち、各スクライブヘッドのチップホルダ下に取り付けられたチップを用いてスクライブ開始の調整作業が必要で、調整しなければ精確なスクライブラインの形成が不可能である。

その状況を更に詳しく図６を用いて説明する。図６において、加工テーブルの直線移動により紙面の一番左側のチップのスクライブ開始位置がＱ１（左側のアライメントマーク６３ａの中心位置）に調節した場合、そのチップでは直線補間法でＢに沿ったスクライブラインを形成することができる。しかしながら、その隣のスクライブヘッドに取り付けられたチップは、スクライブ動作開始位置が直線Ａ上の位置、例えばＱ２からとなり、直線補間法を用いても直線Ｂと重なるスクライブラインは形成不可能である。このことは、基板を加工テーブル上に傾いて載置した場合には、複数のスクライブヘッドにより形成されるスクライブラインの基板上のｙ軸方向の形成開始位置がすべてのチップで異なることを意味する。通常加工テーブルには、基板は程度の差はあるが傾いて載置される。従ってテーブルが回転しない機器構成の場合に、従来のマルチヘッド搭載のスクライブ装置を用いると、各スクライブヘッドのチップが形成するスクライブラインの開始位置が変化し、品質上大きな問題が発生する。

本発明は従来のマルチヘッド搭載のスクライブ装置の問題点に着目してなされたものであって、チップと一体化したチップホルダを用いることによって、チップ交換に伴う調整作業のわずらわしさを解消することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のマルチヘッド搭載スクライブ装置は、複数のスクライブヘッドを搭載したマルチヘッド搭載スクライブ装置であって、脆性材料基板が設置される設置手段と、前記設置手段上の脆性材料基板に対向するように設けられる複数のスクライブヘッドと、前記スクライブヘッドの先端に設けられるホルダジョイントと、一端が傾斜部を含むように一面が切欠かれた取付部を有して前記ホルダジョイントに着脱自在に取付けられ、他端に回転自在に取付けられたスクライブライン形成用のホイールチップを備えたチップホルダと、前記スクライブヘッド及び前記脆性材料基板を、相対的に脆性材料基板の平面に沿った面内で移動させる相対移動部と、を具備し、前記ホルダジョイントは、下面に前記チップホルダの一端が挿入される開口が形成されており、前記開口には内側にマグネットが埋設され、前記開口の中心軸と垂直な平行ピンが設けられており、前記チップホルダの一端の少なくとも一部は磁性体で構成され、前記チップホルダの一端が前記開口に挿入されれば前記チップホルダの傾斜部が平行ピンに接触して位置決めされ、マグネットによって固定されるものである。

ここで前記相対移動部は、前記設置手段をｙ軸方向に移動させる移動部及び前記スクライブヘッドをｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させる移動部を含むようにしてもよい。

ここで前記相対移動部は、前記設置手段をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させるようにしてもよい。

ここで前記相対移動部は、前記設置手段をｙ軸方向に移動させる移動部及び前記スクライブヘッドをｘ軸方向に移動させる移動部を含むようにしてもよい。

ここで前記相対移動部は、前記設置手段を脆性材料基板の面内で回転させる回転部を更に具備するようにしてもよい。

なお、例えば、設置手段がコンベアの場合、設置手段であるコンベア自体を移動させることなく、コンベア上に設置された脆性材料基板をコンベアの作動によりｘ軸方向又はｙ軸方向に移動させることができる。

この課題を解決するために、本発明のマルチヘッド搭載スクライブ装置を用いたスクライブ方法は、 脆性材料基板が設けられる設置手段と、前記設置手段上の脆性材料基板に対向するように設けられる複数のスクライブヘッドと、ベアリングを備えて前記スクライブヘッドの先端に回転自在に設置されるホルダジョイントと、一端に傾斜部を含むように一面が切欠された取付部を備えて前記ホルダジョイントに所定方向に着脱されるように取り付けられ、他端が回転自在に取り付けられたスクライブライン形成用のホイールチップを備えるチップホルダと、を備えるマルチヘッド搭載スクライブ装置を用いたスクライブ方法であって、前記ホルダジョイントは、下面に前記チップホルダの一端が挿入される開口が形成されており、前記開口には内側にマグネットが埋設され、前記開口の中心軸と垂直な平行ピンが設けられており、前記チップホルダの一端の少なくとも一部は、磁性体で構成され、前記チップホルダを前記ホルダジョイントに取り付けた後、前記複数のスクライブヘッド及び前記設置手段を、前記設置手段の面に沿ってx軸方向及びy軸方向に相対的に移動させて設置手段上の脆性材料基板をスクライブし、前記取付は、前記チップホルダの一端を前記ホルダジョイントの開口に挿入し、前記傾斜部を前記平行ピンに接触させて前記ホルダジョイントに対して位置決めさせ、前記磁性体を前記マグネットに吸引させて前記ホルダジョイントに固定することを含むものである。

このような特徴を有する本発明によれば、複数のスクライブヘッドが搭載されたマルチヘッド搭載スクライブ装置として、基板寸法が巨大化した基板用で設置手段（例えば、加工テーブル、コンベア）が回転しない機器構成のものが提供可能となる。更に、マルチヘッド搭載スクライブ装置においてもチップの交換や管理を容易に行うことができる。

図１は従来のマルチヘッド搭載スクライブ装置の全体構成を示す斜視図である。 図２は従来のホルダジョイント及びチップホルダを示す斜視図である。 図３は従来のチップホルダを示す斜視図である。 図４は従来のチップホルダをホルダジョイントに取付けた状態を示す図である。 図５Ａは従来のスクライブ処理を示すフローチャートである。 図５Ｂは従来のスクライブ処理において基板の移動処理を示すフローチャートである。 図６はＣＣＤカメラでアライメントマークを撮像した状態を示す図である。 図７はアライメントマークとチップのスクライブ開始位置及びオフセットデータの関係を示す図である。 図８は本発明の第１の実施の形態によるマルチヘッド搭載スクライブ装置の全体構成を示す斜視図である。 図９は本発明の第１の実施の形態によるチップホルダの構成を示す図である。 図１０は本発明の第１の実施の形態によるチップホルダの斜視図である。 図１１は本発明の第１の実施の形態によるホルダジョイントを示す図である。 図１２は本発明の第１の実施の形態によるホルダジョイントのチップホルダ挿入時の斜視図である。 図１３はチップホルダを挿入した状態を示すホルダジョイントの一部断面図である。 図１４はホルダジョイントをスクライブヘッドに取付けた状態を示す図である。 図１５は本発明の第１の実施の形態によるマルチヘッド搭載スクライブ装置の正面を示す概略図である。 図１６は本発明の第１の実施の形態のマルチヘッド搭載スクライブ装置の平面概略図である。 図１７は本発明の第１の実施の形態によるマルチヘッド搭載スクライブ装置の制御系の構成を示すブロック図である。 図１８はチップホルダの管理テーブルを示す図である。 図１９Ａは本発明の第１の実施の形態によるマルチヘッド搭載スクライブ装置のスクライブ処理の手順を示すフロー図である。 図１９Ｂは本発明の第１の実施の形態によるマルチヘッド搭載スクライブ装置のスクライブ処理の手順を示すフロー図である。 図２０は本発明の第１の実施の形態の自動交換処理を示すフローチャートである。 図２１は動作開始時にチップを交換する場合の処理を示すフローチャートである。 図２２はアライメントマークとチップのスクライブ開始位置及びオフセットデータの関係を示す図である。 図２３Ａはチップホルダへの２次元データの書込み処理を示す概略模式図である。 図２３Ｂはチップホルダへの２次元データの読取り処理を示す概略模式図である。 図２４は本発明の第２の実施の形態によるマルチヘッド搭載のスクライブ装置の全体構成を示す斜視図である。 図２５Ａは本発明の第２の実施の形態によるマルチヘッド搭載スクライブ装置のスクライブヘッドに取り付けて用いられるスライドヘッド部を示す斜視図である。 図２５Ｂは本発明の第２の実施の形態によるマルチヘッド搭載スクライブ装置のスクライブヘッドに取り付けて用いられるスライドヘッド部を示す側面図である。 図２５Ｃは本発明の第２の実施の形態によるマルチヘッド搭載スクライブ装置のスクライブヘッドを示す斜視図である。 図２６は本発明の第２の実施の形態によるマルチヘッド搭載のスクライブ装置の動作状態を示す概略図である。

本発明の第１の実施の形態であるマルチヘッド搭載のスクライブ装置と、このスクライブ装置に用いられるチップホルダ自動交換システムについて説明する。チップホルダ自動交換システムはマルチヘッド搭載のスクライブ装置に加えて、チップを保持するチップストッカ、コードリーダ、自動交換ロボット、及びこれらを制御するコントローラを含めて構成されている。まずその主要構成要素であるマルチヘッド搭載スクライブ装置について説明する。図８はマルチヘッド搭載スクライブ装置を示す斜視図である。このマルチヘッド搭載スクライブ装置において、前述した従来例と同一部分は同一符号を付している。本実施の形態によるマルチヘッド搭載スクライブ装置１は、移動台１０１が一対の案内レール１０２ａ、１０２ｂに沿って、ｙ軸方向に移動自在に保持されている。ボ−ルネジ１０３は移動台１０１と螺合している。ボールネジ１０３はモータ１０４の駆動により回転し、移動台１０１を案内レール１０２ａ，１０２ｂに沿ってｙ軸方向に移動させる。移動台１０１の上面にはモータ１０５が設けられている。モータ１０５はテーブル１０６をｘｙ平面で回転させて所定角度に位置決めするものである。脆性材料基板１０７はこのテーブル１０６上に載置され、図示しない真空吸引手段などにより保持される。スクライブ装置１の上部には、脆性材料基板１０７のアライメントマークを撮像する２台のＣＣＤカメラ１０８が設けられている。

スクライブ装置１には、移動台１０１とその上部のテーブル１０６をまたぐようにブリッジ１１０がｘ軸方向に沿って支柱１１１ａ，１１１ｂにより架設されている。ブリッジ１１０に設けられたガイド１１３に沿って複数のスクライブヘッド５０がｘ軸方向に移動可能となっている。各スクライブヘッド５０はその内部に、それ自身を夫々独立してｘ軸方向に沿って移動させる駆動源であるモータが搭載されている。またこれに代えて、ガイド１１３と各スクライブヘッド５０とがリニア駆動され、各スクライブヘッド５０が夫々独立に移動できるようになっていてもよい。各スクライブヘッド５０の先端部には、後述するチップホルダ１０がホルダジョイント２０を介して取付けられている。ここでモータ１０４と案内レール１０２ａ，１０２ｂ、ボールネジ１０３は、テーブルをｙ軸方向に移動させる移動部であり、ブリッジ１１０、支柱１１１ａ，１１１ｂ、ガイド１１３はスクライブヘッドをｘ軸方向に移動させる移動部であり、モータ１０５はテーブルを回転させる回転部であって、これらが相対移動部を構成している。

次に本実施の形態によるスクライブヘッドに取付けられるチップホルダ１０の構成について説明する。図９は本実施の形態によるチップホルダを示す図であり、図１０はその斜視図である。これらの図に示すように、チップホルダ１０は略円筒形の部材であって、その一端には略正方形状の平坦部１１ａ，１１ｂがいずれも中心軸に平行に設けられる。チップホルダ１０はこの平坦部の間に中心軸に沿った切欠き１２を有しており、平坦部１１ａ，１１ｂの下端にはその面に垂直な方向のピン溝１３を有している。チップ１４は例えばホイール径が２．５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ程度の円板状の形状を有し、円周部分の断面が円錐形に形成され、中心に貫通孔を有している。チップ１４は、ピン１５をピン溝１３を介して中心の貫通孔に貫通させることによって、回転自在に保持される。ピン１５によってチップ１４を保持した後は、チップの交換を要する場合にもチップを取り外さず、チップホルダと共に交換される。一方チップホルダ１０の他端には位置決め用の取付部１６が設けられている。取付部１６はチップホルダ１０を切欠いて形成され、傾斜部１６ａ及び平坦部１６ｂを有する。平坦部１６ｂはチップホルダの軸と平行であり、且つ下方の平坦部１１ａ，１１ｂとは垂直となっている。尚平坦部１１ａには、後述するように２次元コード１７が印字される。又チップホルダ１０はその上部の一部分が磁性体金属で構成されている。

スクライブヘッド５０はその内部に、チップを備えたチップホルダ１０の昇降動作を可能とする昇降部、例えば空気圧制御を用いるエアーシリンダーやリニアモータによる電動昇降部などを設ける。スクライブヘッド５０は昇降部によりチップ１４を脆性材料基板上に適切な荷重にて圧接し、チップ１４を転動させスクライブラインを形成する。

次にホルダジョイント２０について説明する。図１１はホルダジョイントを示す図であり、図１２はこのホルダジョイント２０にチップホルダ１０を挿入する状態を示す斜視図である。これらの図に示すようにホルダジョイント２０は上部にベアリング２１ａ，２１ｂを有しており、下方がチップホルダを保持する保持部２２となっている。ホルダジョイント２０の保持部２２には、図示のように円形の開口２３が形成されており、その内側にマグネット２４が埋設されている。又この開口２３の内部には中心軸から隔てた位置に中心軸と垂直な平行ピン２５が設けられる。平行ピン２５はチップホルダ１０の傾斜部１６ａに接してチップホルダ１０を位置決めするものである。

このチップホルダ１０をホルダジョイント２０に取付ける際には、図１２に示すようにホルダジョイントの開口２３にチップホルダ１０をその取付部１６から挿入する。そうすればチップホルダ１０は先端部がマグネット２４によって吸引され、更に傾斜部１６ａが平行ピン２５に接触して位置決め固定される。図１３はチップホルダ１０が取付けられた状態を示す部分断面図、図１４はホルダジョイント２０が取付けられたスクライブヘッド５０の一部を示す図である。チップホルダ１０はマグネット２４によって吸引されているだけであるため、取付けが極めて容易であり、所定の位置に固定される。取り替える場合にもチップホルダ１０を引っ張るだけで容易に取り外すことができ、着脱が容易となる。

さて図１５，図１６は本実施の形態によるチップホルダ自動交換システムの他の構成要素を示す正面図及び平面図の概略図である。これらの図に示すように、テーブル１０６の側方には多数のチップホルダを保持するチップストッカ３１が設けられる。チップストッカ３１は固定されており、各チップホルダの２次元コード１７を記録する面が外部に露出しており、コードリーダ３２によって２次元コード１７が外部から検出できるように構成されている。コードリーダ３２は、例えばブリッジ１１０近くに設置された取付柱（図１５、図１６には図示せず）に取付けられ、テーブル１０６の移動に伴ってチップホルダのデータを読み出すことができる。又支柱１１１ｂにはチップを交換するためのロボット３３が設けられる。ロボット３３は交換位置にあるスクライブヘッド５０のチップホルダを取り出してチップストッカ３１に戻したり、チップストッカ３１から選択して取り出されたチップホルダをスクライブヘッド５０に装着するチップ交換ロボットである。コードリーダ３２の出力は後述するコントローラに入力され、ロボット３３はコントローラからの指示に基づいて動作する。

次に本実施の形態によるスクライブ装置１のコントローラの構成について、ブロック図を用いて説明する。図１７はスクライブ装置１のコントローラ４０のブロック図である。本図において２台のＣＣＤカメラ１０８からの出力はコントローラ４０の画像処理部４１を介して制御部４２に与えられる。又後述のユニット補正値及びチップホルダの選択の指示は入力部４３を介して制御部４２に与えられる。制御部４２は補正値に基づいて、Ｘ方向及びＹ方向のオフセットを打ち消すようにＸモータ駆動部４４ａ、Ｙモータ駆動部４４ｂ，４５にデータを与える。Ｘモータ駆動部４４ａ，Ｙモータ駆動部４４ｂは各スクライブヘッド５０のＸ方向駆動用モータ、Y方向駆動用モータを夫々駆動するものであり、Ｙモータ駆動部４５はモータ１０４を直接駆動し、テーブル１０６上の脆性材料基板１０７をＹ軸方向に移動させるものである。又回転用モータ駆動部４６はモータ１０５を駆動し、テーブル１０６上の脆性材料基板１０７を回転させると共に、角度ずれがあるときにその角度ずれを打ち消すものである。更に制御部４２にはチップホルダ昇降駆動部４７やモニタ４８が接続される。チップホルダ昇降駆動部４７は、チップ１４の転動時にチップ１４が脆性材料基板の表面上を適切な荷重にて圧接するように駆動させるものである。

更にスクライブ装置のコントローラ４０には、コードリーダ３２、ロボット３３が接続される。コードリーダ３２はテーブル１０６の移動に伴って２次元コードの読み取り位置にあるチップホルダのオフセット値を含むデータを読み出すものであり、ロボット３３は制御部４２の制御に基づいてチップホルダを交換するものである。更にコントローラ４０にはチップホルダの管理テーブルを保持する使用データ保持部４９が設けられる。

次に図１８はチップホルダの管理テーブル４９ａを示す図である。管理テーブルには、チップホルダ毎にチップホルダに固有の管理番号に加えて、使用日時や走行距離を示すデータが保持される。

次に本実施の形態の動作について図１９Ａ，図１９Ｂ、図２０、図２１のフローチャートを用いて説明する。マルチヘッド搭載スクライブ装置１がスクライブを開始する際には、前述した従来例の図５Ａと同様に、ステップＳ０〜Ｓ３の処理を行う。次いでステップＳ４においてスクライブ装置１はテストスクライブが必要かどうかを判別し、テストスクライブが必要であればステップＳ５’に進んで前述した従来例とほぼ同様の処理を行う。この処理について以下に説明する。

新規に製作されたスクライブ装置を使用する場合、あるいは古いチップホルダを取り替えて新たにスクライブヘッド５０やホルダジョイント２０をスクライブ装置１に取り付けて使用する場合には、まずスクライブ装置１の駆動系の原点位置及び走行方向と、実際にチップ１４が基板上にスクライブラインの形成を開始する開始位置及び形成方向とが精確に一致するように、下記の要領で調整する必要がある。スクライブヘッド５０やホルダジョイント２０を交換した後でテストスクライブする場合には、オペレータはあらかじめダミー基板をテーブル上に載置する。ここであるチップホルダの補正値として、例えばＸ＝−１，Ｙ＝−２があらかじめ入力されているものとする。尚このスクライブ装置を初めて使用する場合は、チップホルダのオフセット値はＸ＝０，Ｙ＝０であるとする。図２２はスクライブ対象となるガラス基板等に取付けられるアライメントマークと、チップホルダの実際の切り込み位置との関係を示す図である。アライメントマークの中心点を中心座標Ｐ０とすると、スクライブヘッド５０やホルダジョイント２０にオフセットがなければ、チップホルダ１０のオフセットを打ち消す補正を行うことによって、スクライブ装置１は中心座標Ｐ０からスクライブを開始することができる。

しかし電気的及び機械的な誤差があるため、中心座標Ｐ０からスクライブができない。そこでステップＳ４から分岐点「Ａ」を通って図１９ＢのステップＳ５’，Ｓ６’に進み、オペレータは調整の対象となっているチップホルダを降下させ、ダミー基板にチップを当接させる。そしてダミー基板に対してテストスクライブを行い（Ｓ７’）、次にステップＳ８’においてチップホルダを上昇させて、切り込み開始位置を測定する。ここでチップの切り込み開始位置（Ｘ，Ｙ）は、図２２に示すように位置Ｐ２（Ｘ，Ｙ）＝（３，１）であったとする。この位置はＣＣＤカメラ１０８を用いて測定することができる。この測定によってオフセットのないチップホルダを使ってスクライブを開始したときに、スクライブヘッド５０とホルダジョイント２０によるユニットに固有のオフセット（誤差）が確認されたこととなる。

従って次に測定された位置Ｐ２から中心座標までのずれ量を測定する（ステップＳ９’）。このずれ量がオフセットとして打ち消されるべき値となるため、オペレータはこれを使用してユニットの誤差を打ち消す補正値を入力する（ステップＳ１２）。この場合にはこのオフセットを打ち消すためのユニット補正値（第２の補正値）は、Ｘ＝−３，Ｙ＝−１となる。次いでダミー基板をテーブルから取り外す（ステップＳ１１’）。

さてこの処理を終えた後、又はテストスクライブが不要な場合には、マルチヘッド搭載スクライブ装置１はステップＳ２１においてチップホルダ１３０の交換が必要かどうかを判別する。この判別では前述した管理テーブル４９ａの使用中のチップの走行距離が所定の距離を超えている場合には交換が必要と判断する。又スクライブの対象となる基板に対するチップ１４のスクライブ特性が異なる場合にもチップホルダの交換が必要となる。

さてチップホルダ１０は図１３に示すようにホルダジョイント２０に取付けられ、更にホルダジョイント２０が図１４に示すようにスクライブヘッド５０に取付けられる。従ってこれらのいずれかを交換すると、電気的な原点とスクライブ開始点との位置ずれが生じる。この位置ずれ（オフセット）の原因としては、部品精度や組立誤差等がある。スクライブヘッド５０及びホルダジョイント２０は交換頻度が少なく、これらをユニットの固定誤差とすることができる。一方チップホルダについては、チップが磨耗して性能が劣化する毎にチップホルダ１０自体を交換するため、補正を頻繁に行う必要がある。そこで本実施の形態では、あらかじめチップホルダ１０の出荷時に、チップホルダ１０に固有のオフセット値を測定しておき、このオフセット値（第１のオフセット値）を後述するようにチップホルダ１０自体に記録している。そして交換が必要な場合には、ロボット３３を用いてチップホルダを自動交換する（ステップＳ２２）。自動交換した場合に、ステップＳ２３に進んで新しいチップホルダ１０のオフセット値をコードリーダ３２によって読み出す。そしてオフセット値は符号を変換することにより補正データに変換される（ステップＳ２４）。

そして制御部４２はステップＳ２５において総補正値として、ユニット補正値とチップホルダの補正値とをＸ，Ｙについて個別に加算する。上述の例では総補正値をＸ＝−３＋（−１）＝−４，Ｙ＝−１＋（−２）＝−３として、補正の処理を終了する。

次にステップＳ２２の自動交換処理ルーチンについて図２０を用いて説明する。自動交換処理を開始すると、まずステップＳ３１においてモニタ４８を通じてチップホルダの交換を促す表示を行う。そしてオペレータからの交換の許可入力を待受ける（ステップＳ３２）。交換が許可されればステップＳ３３に進んで、コードリーダ３２によってチップストッカ３１に保持されているチップホルダの２次元コードを読み出し、必要なチップホルダを探す。そして必要なチップホルダが見つかると、スクライブヘッド５０から元のチップホルダを取り出して、チップストッカ３１に戻す。これと共に、チップストッカ３１にある所望のチップホルダをスクライブヘッド５０に挿入してチップを交換する（Ｓ３４）。そして使用を終えたチップの走行距離等のデータを更新する（Ｓ３５）。この後前述したステップＳ２３に進む。尚、ここではステップＳ３２においてオペレータにチップホルダの交換の許可を求めるようにしているが、所定の走行距離を超えればこのような表示をすることなく自動的にチップホルダを交換するようにしてもよい。

さて、仮にチップホルダ１０の補正データを入力せず、且つユニットの固定誤差も補正することなくそのままチップを降下させると、図２２に示す位置Ｐ１（Ｘ，Ｙ）＝（４，３）にチップが降下することとなる。又ユニットの固定誤差のみの補正のみを行った場合には、図２２の位置Ｐ３（Ｘ，Ｙ）＝（１，２）にチップが降下することとなる。そこでこのマルチヘッド搭載スクライブ装置１ではユニット補正値とチップホルダの補正データを加える。こうすることによって、図１９Ａに示すステップＳ５以下の通常スクライブでは、中心座標Ｐ０からスクライブを開始することができる。尚ステップＳ５以下の通常スクライブでは、スクライブに使用したチップの走行距離を検出し、チップホルダ１０を上昇させると、ステップＳ１０において管理テーブル４９ａの当該チップの走行距離データを加算しておく。

その後、新たな脆性材料基板に対してスクライブを行う際には、図１９Ａに示すフローチャートのうちステップＳ０からＳ３を実行した後でステップＳ５〜Ｓ１０を実行することによってスクライブを行うことができる。即ち一旦スクライブヘッドのオフセットを補正した後は、脆性材料基板が変わってもその基板がテーブル上の正規の位置決め位置からどれ程ずれているかのずれ量を基板交換時に検出して、一度補正する処理を実行すればよい。

次にこの初期補正後にチップホルダ１０の自動交換が必要な場合には、図１９Ａに示すようにステップＳ１〜Ｓ４、及びＳ２１からＳ２２に進んでチップホルダの自動交換を行う。そしてステップＳ２３において、新たなチップホルダ１０に記録されているオフセット値を読み出す。更にステップＳ２４において、読み取った新しいチップホルダ１０のオフセット値を補正データに変換する。この後ステップＳ２５においてスクライブ装置内で既に設定したユニット補正値と合わせてチップホルダの補正値を加算し、総補正値とするだけで、テストスクライブを実行せずに全ての補正が完了することとなる。

従って、補正処理後の実際のスクライブの際には、図１９Ａに示すステップＳ１〜Ｓ３に続けてＳ５〜Ｓ１０を行うことによって、通常のスクライブを行うことができる。即ち従来のようにオペレータがダミー基板をテーブルに載置し、試験的にダミー基板上にスクライブラインを形成して基板の位置決め位置と方向の両方のずれを補正した後、チップホルダの取付けオフセットに伴うオフセットを相殺するといった補正処理（ステップＳ５’〜Ｓ１１’）を実行する必要がなくなり、補正作業を大幅に軽減させることができる。

又使用開始時にチップホルダを交換する際の処理について図２１を用いて説明する。この場合にはまずステップＳ４１においてチップ交換指示があるかどうかをチェックする。チップ交換指示があればＳ４２においてコードリーダ３２より２次元コードを読み出し、指定されたチップホルダを探し出す。そして指示されたチップホルダをスクライブヘッドに取付ける（Ｓ４３）。そして既にスクライブヘッドに取付けられていたチップホルダについては、管理テーブル４９ａ上でそのデータを更新する（Ｓ４４）。そして全ての交換処理が終了したかどうかをチェックし（Ｓ４５）、終了していなければＳ４１に戻って同様の処理を繰り返す。交換処理が終了していれば、Ｓ０に進んで前述した処理を行う。

次に出荷時に行うチップホルダに固有のオフセットの測定について説明する。この場合はあらかじめユニット誤差が０の装置、又はユニット誤差が既知の装置を用いて、チップホルダのチップのスクライブ開始位置を確認する。そしてスクライブ開始位置に基づいてオフセットデータを得る。

次にこのオフセットデータの記録方法について説明する。本実施の形態では、図２３Ａ，図２３Ｂに示すように、チップホルダ１０の平坦部１１ａ又は１１ｂにコードを記録する。このコードは１次元コード、例えばバーコードを用いて記録してもよいが、記録面積が小さいため２次元コードであることが好ましい。２次元コードでは、１次元コードよりも狭い面積に多くの情報を記録することができる。また２次元コードはデータ復元機能を持ち、汚れやデータの一部に破損が生じても、それを復元して読み取り用センサによって読み取ることが可能である。図２３Ａ，図２３Ｂはチップホルダ１０への２次元コードの書込みと読出しを行う状況を模式的に示す図である。図２３Ａにおいてレーザマーカのコントローラ５１によって記録するデータを設定して２次元コードのパターンを形成する。記録すべきデータとしては、チップの種類やあらかじめ測定したオフセットデータを２次元コードとする。そしてヘッド部５２によってチップホルダ１０の平坦部１１ａ又は１１ｂに直接印字する。図９，図１０にはこうして平坦部１１ａに印字された２次元コード１７を示している。そして、チップを交換するためにチップホルダを取り替えた場合には、新しいチップホルダの使用前に図２３Ｂに示すように２次元データを読取器５３によって読み取る。そうすれば読取ったデータからチップの種類を確認することができる。又前述したようにオフセット値を補正データに変換することによって、チップホルダの交換に伴う調整作業を自動化する。

尚本実施の形態では、２次元コードをチップホルダ１０に直接印字しているが、２次元コードを印字したラベルを張り付けるようにしてもよい。又本実施の形態では、チップホルダの平坦部１１ａ又は１１ｂに２次元コードを印字するようにしているが、傾斜部１６ａや平坦部１６ｂに記録してもよく、更に円筒部分の表面に記録することもできる。

本実施の形態では、２次元コードとしてチップの種類とオフセットデータとを記録するようにしているが、これらのデータに加えて、チップホルダの製造年月日やロット等を記録することもできる。更に２次元コードのパターンの記録器としてはレーザマーカ以外の他の記録器であってもよく、又データの読取器としてワイヤレスのハンディ型読取器を用いることもできる。

更に本実施の形態では、チップホルダに固有のデータを２次元コードとして記録しているが、この記録媒体として密着接触型のデータキャリア等を用いてもよい。この場合にはチップホルダの平坦部１６ｂ等にデータキャリアを取付け、ホルダジョイントのデータキャリアに対向する部分に、データの読取りや書込み機能を有するリードライトユニットを配置しておく。こうすればデータの読出しに、記録器や読取り用センサ等を用いることなく、コードを書込み及び読出してこれを利用することができる。

また本実施の形態では、チップホルダに２次元のコードとしてオフセット値を記録している。これに代えてオフセット値を打ち消すためのデータをチップホルダに記録しておき、このオフセット値を打ち消す補正値をスクライブ装置に入力し、補正を行うようにしてもよい。

次に本発明の第２の実施の形態について説明する。この実施の形態によるマルチヘッド搭載スクライブ装置は、テーブルが回転せずｙ軸方向にのみ移動し、スクライブヘッドがｘ軸方向に移動するスクライブ装置である。図２４はこの実施の形態による複数のマルチヘッド搭載のスクライブ装置の斜視図であり、前述した第１の実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。この実施の形態ではモータ１０５がなく、移動台１０１の上面がそのままテーブル１０６となっており、テーブル１０６上に脆性材料基板１０７が配置される。さてブリッジ１１０にはｘ軸方向に移動自在に複数、本実施の形態では２つのリニアスライダ７１が設けられる。リニアスライダ７１は夫々垂直方向の連結板７２を介してスライドヘッド７３を保持している。スライドヘッド７３は左右のいずれか一方の側方にスクライブヘッド７４を取付けるものである。その他の構成は前述した第１の実施の形態と同様である。

スライドヘッド７３はｙ軸方向にスクライブヘッド７４をシフトさせるシフト機構を有する。このシフト機構は相対移動部の一部を構成している。次にスクライブヘッドについて図２５Ａ〜図２５Ｃを用いて詳細に説明する。図２５Ａは、連結板７２に設けられた一方のスライドヘッド７３の斜視図、図２５Ｂは、スライドヘッド７３の正面図である。このスライドヘッド７３は、上下方向に適当な間隔をあけて上側ブロック部７３ａ及び下側ブロック部７３ｂが配置されている。これら上側ブロック部７３ａ及び下側ブロック部７３ｂは、同時にｙ軸の正又は負方向に平行にスライドするものである。上側ブロック部７３ａにおいて、スライダ７１のスライド方向であるｘ軸方向の両側には、ｙ軸方向に沿って水平状態で延びる２つのスライドガイド７３ｃが設けられている。各スライドガイド７３ｃには上側ガイドブロック７３ｄがそれぞれスライド可能に設けられている。下側ブロック部７３ｂにおいても、スライド方向であるｘ軸方向の両側に、ｙ軸方向に沿って水平状態で延びる２つのスライドガイド７３ｅが設けられている。各スライドガイド７３ｅに下側ガイドブロック７３ｆがそれぞれスライド可能に設けられている。

図２５Ｂに示すように、スライドヘッド７３の上下の両側に設けられた上側ガイドブロック７３ｄ及び下側ガイドブロック７３ｆには、取付板７３ｇがそれぞれ垂直状態で取り付けられている。また、このスライドヘッド７３のいずれか一方の取付板７３ｇには、スクライブヘッド７４が取り付けられている。

上側ブロック部７３ａ及び下側ブロック部７３ｂの間には、ボールネジ７３ｈがｙ方向に沿って配置されており、このボールネジ７３ｈにスライドブロック７３ｉが螺合している。スライドブロック７３ｉは各取付板７３ｇに一体的に取り付けられている。

更に上側ブロック部７３ａの上方にはサーボモータ７３ｍが設けられている。サーボモータ７３ｍは正転及び逆転可能になっており、回転軸は−ｙ方向に水平状態で突出しており、その先端部にタイミングプーリ７３ｎが一体的に取り付けられている。タイミングプーリ７３ｎの下方には、ボールネジ７３ｈの先端部に取り付けられた従動側のタイミングプーリ７３ｐが回転自在に保持されている。そして、両タイミングプーリ７３ｎ，７３ｐにタイミングベルト７３ｑが周回移動可能に巻き掛けられている。

サーボモータ７３ｍが回転すると、タイミングベルト７３ｑによって、上側のタイミングプーリ７３ｎから下側のタイミングプーリ７３ｐに回転力が伝達されて、下側のタイミングプーリ７３ｐに一体的に取り付けられたボールネジ７３ｈが回転する。ボールネジ７３ｈの回転によって、スライドブロック７３ｉがｙ方向に沿ってスライドし、それに伴って各取付板７３ｇがそれぞれｙ方向に沿ってスライドする。これにより、各取付板７３ｇに取り付けられたスクライブヘッド７４をｙ方向に沿ってスライドさせることができる。

図２５Ｃは、スクライブヘッド７４の斜視図である。スライドヘッド７３に設けられた一方の取付板７３ｇには、スクライブヘッド７４のサーボモータ７４ａが取り付けられている。サーボモータ７４ａは、取付板７４ｇに取り付けられた載置板７４ｉの開口部から回転軸を下側に垂直状態で延出した倒立状態で載置板７４ｉ及び取付板７４ｇを介して取付板７３ｇに取り付けられている。サーボモータ７４ａの回転軸には、円筒カム７４ｂが回転軸と一体的に回転するように取り付けられている。円筒カム７４ｂの下面は、水平状態に対して傾斜状態になったカム面７４ｃになっている。

また、スクライブヘッド７４は、下部にリニアベアリング７４ｄを有しており、このリニアベアリング７４ｄに、ホルダ部材７４ｅが、上下方向にスライド可能に保持されている。リニアベアリング７４ｄには、円筒カム７４ｂのカム面７４ｃに当接するカムフォロア７４ｆが、ホルダ部材７４ｅと一体的に設けられている。カムフォロア７４ｆは、回転可能になったローラ形状になっている。ホルダ部材７４ｅと取付板７４ｇとの間には、ホルダ部材７４ｅを取付板７４ｇに対して上方に向かって付勢する弾性体、例えばコイルスプリング７４ｈが設けられている。コイルスプリング７４ｈはホルダ部材７４ｅを上方に付勢することによって、カムフォロワ７４ｆをカム面７４ｃに圧接している。

ホルダ部材７４ｅの下端部には、第１の実施の形態と同様にホルダジョイント２０が保持されている。ホルダジョイント２０の下端部にはチップホルダ１０が設けられることは第１の実施の形態と同様である。

さてこのように構成された第２の実施の形態によるマルチヘッド搭載のスクライブ装置においては、第１の実施の形態のようにテーブル自体を回転させることなく補正を行う。例えば図２６に示すようにテーブル１０６上に脆性材料基板１０７が傾いて設置された場合において、いずれか一方のスクライブヘッドのチップホルダのチップがアライメントマーク６３ａからスクライブができるように、第１の実施の形態と同様に設定する。その場合に、他のスクライブヘッドはｙ軸方向へのシフト機構を用いてその位置を移動させる。その後通常の補正処理を行うようにすれば、直線Ｂ上に沿って２つのスクライブヘッドを移動させ、２本のスクライブラインを形成することができる。そうすれば２つのスクライブヘッドを用いて脆性材料基板１０７に同時にスクライブする場合に、いずれも図２６に示す直線Ｂのいずれかの位置からスクライブを開始することができる。そして従来と同様の直線補間法によって、この角度のずれを打ち消し、直線Ｃ，Ｄに示すように直線Ｂに対して垂直方向にスクライブを行うことができる。

また上下に一対のスクライブヘッドが搭載されたスクライブ装置は、２枚の脆性材料基板が貼合わされたパネル基板の上下両面を同時にスクライブすることができる。このスクライブ装置の場合にも、同様のチップホルダが採用可能である。単に、スクライブヘッドがｘ軸とｙ軸方向共に移動しチップホルダがｘｙ平面内で自在に回転可能に保持されて、スクライブラインが曲線を描くように構成されているスクライブヘッドが搭載されたスクライブ装置についても、本発明のチップホルダを用いればチップホルダの取替え後には、スクライブ開始位置データの補正を容易に短時間で行うことが可能となる。

本発明は脆性材料基板にスクライブラインを形成するスクライブ装置に用いられるチップホルダの自動交換システムであり、チップホルダのオフセットデータをチップホルダにコードとして保持しているため、そのコードを読み取ることによって補正データをスクライブ装置に容易に設定でき、チップの交換を自動化することができる。従って脆性材料基板にスクライブラインを形成する工程に広く利用することができる。

１ マルチヘッド搭載スクライブ装置
１０ チップホルダ
１１ａ，１１ｂ，１６ｂ 平坦部
１２ 切欠き
１３ ピン溝
１４ チップ
１５ ピン
１６ 取付部
１６ａ 傾斜部
１７ ２次元コード
２０ ホルダジョイント
２１ａ，２１ｂ ベアリング
２２ 保持部
２３ 開口
２４ マグネット
２５ 平行ピン
３１ チップストッカ
３２ コードリーダ
３３ ロボット
４０ コントローラ
４１ 画像処理部
４２ 制御部
４３ 補正値入力部
４４ Ｘモータ駆動部
４５ Ｙモータ駆動部
４６ 回転用モータ駆動部
４７ チップホルダ昇降駆動部
４８ モニタ
４９ 使用データ保持部
４９ａ 管理テーブル
５０ スクライブヘッド
７１ リニアスライダ
７２ 連結板
７３ スライドヘッド
７４ スクライブヘッド

Claims (7)

1. 複数のスクライブヘッドを搭載したマルチヘッド搭載スクライブ装置であって、
   脆性材料基板が設置される設置手段と、
   前記設置手段上の脆性材料基板に対向するように設けられる複数のスクライブヘッドと、
   前記スクライブヘッドの先端に設けられるホルダジョイントと、
   一端が傾斜部を含むように一面が切欠かれた取付部を有して前記ホルダジョイントに着脱自在に取付けられ、他端に回転自在に取付けられたスクライブライン形成用のホイールチップを備えたチップホルダと、
   前記スクライブヘッド及び前記脆性材料基板を、相対的に脆性材料基板の平面に沿った面内で移動させる相対移動部と、を具備し、
   前記ホルダジョイントは、下面に前記チップホルダの一端が挿入される開口が形成されており、前記開口には内側にマグネットが埋設され、前記開口の中心軸と垂直な平行ピンが設けられており、
   前記チップホルダの一端の少なくとも一部は磁性体で構成され、
   前記チップホルダの一端が前記開口に挿入されれば前記チップホルダの傾斜部が平行ピンに接触して位置決めされ、マグネットによって固定されるマルチヘッド搭載スクライブ装置。
2. 前記相対移動部は、前記設置手段をｙ 軸方向に移動させる移動部及び前記スクライブヘッドをｘ 軸方向及びｙ 軸方向に移動させる移動部を含む請求項１ 記載のマルチヘッド搭載スクライブ装置。
3. 前記相対移動部は、前記設置手段をｘ 軸方向及びｙ 軸方向に移動させる請求項１ 記載のマルチヘッド搭載スクライブ装置。
4. 前記相対移動部は、前記設置手段をｙ 軸方向に移動させる移動部及び前記スクライブヘッドをｘ 軸方向に移動させる移動部を含む請求項１ 記載のマルチヘッド搭載スクライブ装置。
5. 前記相対移動部は、前記設置手段を脆性材料基板の面内で回転させる回転部を更に有する請求項１ 記載のマルチヘッド搭載スクライブ装置。
6. 前記相対移動部は、前記設置手段を脆性材料基板の面内で回転させる回転部を更に有する請求項４ 記載のマルチヘッド搭載スクライブ装置。
7. 脆性材料基板が設けられる設置手段と、
   前記設置手段上の脆性材料基板に対向するように設けられる複数のスクライブヘッドと、
   ベアリングを備えて前記スクライブヘッドの先端に回転自在に設置されるホルダジョイントと、
   一端に傾斜部を含むように一面が切欠された取付部を備えて前記ホルダジョイントに所定方向に着脱されるように取り付けられ、他端が回転自在に取り付けられたスクライブライン形成用のホイールチップを備えるチップホルダと、を備えるマルチヘッド搭載スクライブ装置を用いたスクライブ方法であって、
   前記ホルダジョイントは、下面に前記チップホルダの一端が挿入される開口が形成されており、前記開口には内側にマグネットが埋設され、前記開口の中心軸と垂直な平行ピンが設けられており、
   前記チップホルダの一端の少なくとも一部は、磁性体で構成され、
   前記チップホルダを前記ホルダジョイントに取り付けた後、前記複数のスクライブヘッド及び前記設置手段を、前記設置手段の面に沿ってx軸方向及びy軸方向に相対的に移動させて設置手段上の脆性材料基板をスクライブし、
   前記取付は、前記チップホルダの一端を前記ホルダジョイントの開口に挿入し、前記傾斜部を前記平行ピンに接触させて前記ホルダジョイントに対して位置決めさせ、前記磁性体を前記マグネットに吸引させて前記ホルダジョイントに固定することを含む、スクライブ方法。
   
   

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