JP6251061B2 - Scribing device for brittle material substrate - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス基板、半導体基板等の脆性材料基板のスクライブ装置に関する。特に本発明は、ガラス基板を貼り合わせた液晶表示パネル用マザー基板のスクライブ装置に関する。 The present invention relates to a scribing apparatus for brittle material substrates such as glass substrates and semiconductor substrates. In particular, the present invention relates to a scribing apparatus for a mother substrate for a liquid crystal display panel in which a glass substrate is bonded.
液晶表示パネル用マザー基板は、2枚の大面積ガラス基板を使用し、一方の基板上にカラーフィルタを形成し、他方の基板上に液晶を駆動するTFT(Thin Film Transistor)及び端子領域を形成して、これら2枚の基板を貼り合わせてある。そして、スクライブ工程並びにブレイク工程を経ることにより、一つ一つの単位表示パネルに分断され、製品としての液晶表示パネルが切り出される。 The mother board for the liquid crystal display panel uses two large-area glass substrates, a color filter is formed on one substrate, and a TFT (Thin Film Transistor) and terminal area for driving the liquid crystal are formed on the other substrate. Then, these two substrates are bonded together. Then, through the scribe process and the break process, the unit display panel is divided into individual unit display panels, and a liquid crystal display panel as a product is cut out.
一般に、マザー基板から単位表示パネルを切り出す工程では、マザー基板の表面並びに裏面に対し、スクライブ予定ラインに沿ってカッターホイール(スクライビングホイールともいう)を圧接しながら相対移動させることにより、互いに直交するX方向並びにY方向のスクライブラインを形成するスクライブ工程を行う。その後、当該スクライブラインに沿って外力を印加して基板を撓ませることにより、マザー基板を単位表示パネルごとに完全分断するブレイク工程を行う。 In general, in the process of cutting out the unit display panel from the mother substrate, the cutter wheels (also referred to as scribing wheels) are moved relative to each other along the planned scribe line with respect to the front surface and back surface of the mother substrate, so that they are orthogonal to each other. A scribe process for forming a scribe line in the direction and the Y direction is performed. Thereafter, a breaking process is performed in which the mother substrate is completely divided into unit display panels by applying an external force along the scribe line to bend the substrate.
上記のスクライブ工程を、上下二面で同時に行うようにして、大面積の基板を反転させることなく、かつ、効率よく行えるようにしたスクライブ装置が、例えば特許文献1並びに特許文献2に開示されている。
For example,
図6は、スクライブ工程を上下二面で同時に行うようにした従来のスクライブ装置を概略的に示す正面図である。
このスクライブ装置では、マザー基板Mを載置してY方向に搬送するための前後一対のベルトコンベア21a、21bが間隔をあけて直列に配置されている。前後のベルトコンベア21a、21bの間には、互いに直交するスクライブラインをマザー基板Mの表裏両面に加工するための上部カッターホイール22a並びに下部カッターホイール22bが配置されている。これら上部カッターホイール22a並びに下部カッターホイール22bを、マザー基板Mの表面並びに裏面に同時に押し付けながらX方向(図6の前後方向)に転動させることにより、マザー基板Mの表裏両面に図7(a)に示すようなX方向のスクライブラインS1を加工する。その後、マザー基板Mを90度回転して上記同様にカッターホイール22a、22bを転動させて、図7(b)に示すようなY方向のスクライブラインS2を加工するようにしている。Y方向のスクライブラインS2の加工は、X方向のスクライブラインS1を加工した後、カッターホイール22a、22bの向きを90度回転して転動させることによっても加工することができる。また、この場合には、Y方向のスクライブラインS2を加工した後、カッターホイール22a、22bの向きを90度回転させてX方向のスクライブラインS1を加工するようにしてもよい。
FIG. 6 is a front view schematically showing a conventional scribing apparatus in which the scribing process is simultaneously performed on two upper and lower surfaces.
In this scribing device, a pair of front and
このようにしてX方向並びにY方向のスクライブラインS1、S2が形成されたマザー基板Mは、ブレイク装置に送られて各スクライブラインから分断され、単位製品M1が取り出された後に端縁部の端材領域M2は廃棄される。 The mother substrate M on which the scribe lines S1 and S2 in the X direction and the Y direction are formed in this way is sent to the breaker and divided from each scribe line, and after the unit product M1 is taken out, the end of the edge portion is obtained. The material area M2 is discarded.
上記したスクライブ装置において、マザー基板Mを搬送する前部ベルトコンベア21aと後部ベルトコンベア21bとの間には、上下のカッターホイール22a、22bを配置するための一定の間隔が必要である。スクライブ時にマザー基板Mはこの間隔を跨がって前後のベルトコンベア21a、21bにより支持されることになるので、マザー基板Mの厚みが薄い場合には下方へのたるみが生じる場合がある。また、ベルトコンベアのベルトを橋架する輪体やベルトの表面は加工精度を高めることが困難であって微細な凹凸が残っており、そのためコンベア間を跨がるマザー基板Mが薄い場合にはベルトの凹凸の影響を受けてうねり等が発生することがある。
マザー基板Mにたるみやうねりが生じた状態で上下のカッターホイール22a、22bによりスクライブすると、亀裂が不規則に走ったり、カケなどの損傷が生じたりして不良品の原因となる。特に近年では、加工対象となる液晶表示パネル用マザー基板は、低電力、高機能、コンパクト化のために、例えば0.1〜0.15mmといった薄板のものが要求されており、この問題の解決が課題となっている。
In the scribing apparatus described above, a certain interval is required between the front belt conveyor 21a and the
If the upper and lower cutter wheels 22a and 22b are scribed in a state where sagging or undulation occurs in the mother substrate M, cracks run irregularly or damage such as chipping occurs, resulting in defective products. In particular, in recent years, a mother substrate for a liquid crystal display panel to be processed is required to be a thin plate of 0.1 to 0.15 mm, for example, in order to achieve low power, high function, and compactness. Has become an issue.
そこで本発明は、例えば厚みが0.1mm程度の薄板のマザー基板であっても、上記したようなたるみやうねりの発生をなくして上下のカッターホイールで精度よくスクライブすることができるスクライブ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a scribing device that can accurately scribe with the upper and lower cutter wheels without the occurrence of sagging or swell as described above, even for a thin mother substrate having a thickness of about 0.1 mm. The purpose is to do.
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、同一平面上で所定の間隔をあけて直列に配置され、加工対象となる脆性材料基板を載せて搬送する前部コンベア並びに後部コンベアと、これら前部コンベア並びに後部コンベアの間に配置された上部カッターホイール並びに下部カッターホイールと、前記前部コンベアと後部コンベアの間で、前記上部カッターホイール並びに下部カッターホイールのそれぞれの脇部分に配置され、前記脆性材料基板の上下両面に向かってエアを噴出する上部エア噴出部材並びに下部エア噴出部材とから構成される。 The scribing device of the present invention made to solve the above problems is arranged in series at a predetermined interval on the same plane, and includes a front conveyor and a rear conveyor that carry and carry a brittle material substrate to be processed. The upper cutter wheel and the lower cutter wheel arranged between the front conveyor and the rear conveyor, and the upper cutter wheel and the lower cutter wheel are arranged on the respective side portions between the front conveyor and the rear conveyor. The upper air ejecting member and the lower air ejecting member for ejecting air toward the upper and lower surfaces of the brittle material substrate.
上下のエア噴出部材によるエア噴出圧は、加工対象となる脆性材料基板が浮上した状態で安定するように、前記下部エア噴出部材によるエアの噴出圧が、前記上部エア噴出部材によるエアの噴出圧よりも基板の自重に抗する圧力相当分だけ強く設定されるようにして、脆性材料基板が無接触で水平に保持できるようにするのが望ましい。 The air ejection pressure by the lower air ejection member is equal to the air ejection pressure by the lower air ejection member so that the air ejection pressure by the upper and lower air ejection members is stable in the state where the brittle material substrate to be processed is levitated. It is desirable that the brittle material substrate can be held horizontally without contact so as to be set stronger than the pressure corresponding to the weight of the substrate.
本発明によれば、上下のカッターホイールによってスクライブラインを加工する際、前後のコンベア間にあるマザー基板は、上下のエア噴出部材からの噴出エアによって挟み込まれるようにして無接触で水平に支持されるので、マザー基板が自重で垂れ下がるような薄板のものであっても、水平姿勢を保持して精度よくスクライブすることが可能となる。また、隣接する前後のコンベアの加工や調整の精度によって受ける悪影響を緩和することができる。さらに、基板をクランプせず浮上させたことにより、クランプ付近に不均一の応力が発生するおそれがなくなり、精度の高い加工が可能になる。 According to the present invention, when the scribe line is processed by the upper and lower cutter wheels, the mother board between the front and rear conveyors is supported horizontally without contact so as to be sandwiched by the air jetted from the upper and lower air jetting members. Therefore, even if the mother substrate is a thin plate that hangs down under its own weight, it becomes possible to maintain a horizontal posture and scribe with high accuracy. Moreover, the bad influence received by the precision of the process and adjustment of the conveyor before and behind adjacent can be relieved. Furthermore, since the substrate is floated without being clamped, there is no possibility that non-uniform stress is generated in the vicinity of the clamp, and high-precision processing is possible.
上記発明において、上下のエア噴出部材は、前部コンベアと後部コンベアの間の間隙に沿って形成され、スクライブ装置のフレームに固定されるようにしてもよく、あるいは前記上部カッターホイール並びに下部カッターホイールの周辺に噴出する長さとし、当該カッターホイールと共に移動するように、カッターホイールを保持するスクライブヘッドに取り付けられている構成としてもよい。特に後者の場合は、位置調整が困難な大面積基板に向いており、エア消費量を抑制することができるといった効果もある。 In the above invention, the upper and lower air ejection members may be formed along the gap between the front conveyor and the rear conveyor and fixed to the frame of the scribing device, or the upper cutter wheel and the lower cutter wheel. It is good also as a structure attached to the scribe head which hold | maintains a cutter wheel so that it may be the length which ejects to the periphery of this, and it moves with the said cutter wheel. In particular, the latter case is suitable for a large-area substrate whose position is difficult to adjust, and has an effect of suppressing air consumption.
以下において、本発明のスクライブ装置の詳細を、図1〜3に基づいて説明する。
なお、本発明に係るスクライブ装置が加工対象とする基板は、両面同時加工するものであれば特に限定されないが、ここではガラス基板を貼り合わせた大面積の液晶表示パネル用マザー基板を例に説明する。この液晶表示パネル用貼り合わせマザー基板を、以後は単に「マザー基板M」という。
Below, the detail of the scribing apparatus of this invention is demonstrated based on FIGS.
The substrate to be processed by the scribing apparatus according to the present invention is not particularly limited as long as both sides are processed simultaneously, but here, a mother substrate for a liquid crystal display panel having a large area bonded with a glass substrate will be described as an example. To do. This bonded mother substrate for a liquid crystal display panel is hereinafter simply referred to as “mother substrate M”.
スクライブ装置Aは、マザー基板Mを載置して図1のY方向に搬送するための一対の前部コンベア1a並びに後部コンベア1bを備えている。前部コンベア1a並びに後部コンベア1bは、後述するカッターホイール2a、2b並びにエア噴出部材8a、8bを配置する間隙Pをあけて同一平面上でY方向に直列に配置されている。前部コンベア1a並びに後部コンベア1bは、輪体間でベルトが回動するベルトコンベアとするのがよい。 The scribing apparatus A includes a pair of front conveyors 1a and a rear conveyor 1b for placing the mother board M and transporting it in the Y direction in FIG. The front conveyor 1a and the rear conveyor 1b are arranged in series in the Y direction on the same plane with a gap P in which cutter wheels 2a, 2b and air ejection members 8a, 8b described later are disposed. The front conveyor 1a and the rear conveyor 1b are preferably belt conveyors in which the belt rotates between the ring bodies.
前部コンベア1aと後部コンベア1bとの間に、X方向並びにY方向のスクライブラインS1、S2(図7参照)をマザー基板Mの表裏両面に加工するための上部カッターホイール2a並びに下部カッターホイール2bが配置されている。これら上部カッターホイール2a並びに下部カッターホイール2bは、それぞれホルダ3a、3bを介して上下のスクライブヘッド4a、4bに上下移動可能に取り付けられている。また、スクライブヘッド4a、4bは、門型のブリッジ5の水平なビーム(横梁)6a、6bに形成されたガイド7に沿ってX方向に往復移動できるように取り付けられている。例えば、スクライブヘッド4a、4bをビーム6a、6bに沿ってX方向に移動させるとX方向のスクライブラインを加工することができ、また、マザー基板Mを前部コンベア1aと後部コンベア1bとでビーム6a、6bに対して垂直方向(Y方向)に移動させるとY方向のスクライブラインを加工することができる。さらに、マザー基板Mがビーム6a、6bに対して斜めに配置されている場合には、スクライブヘッド4a、4bのビーム6a、6bに沿った方向の移動と、マザー基板Mのビーム6a、6bに対する垂直方向の移動とを組み合わせることによって、X方向及びY方向のスクライブラインを加工することができる。
An upper cutter wheel 2a and a lower cutter wheel 2b for processing the scribe lines S1 and S2 (see FIG. 7) in the X direction and the Y direction on the front and back surfaces of the mother board M between the front conveyor 1a and the rear conveyor 1b. Is arranged. The upper cutter wheel 2a and the lower cutter wheel 2b are attached to the upper and lower scribe heads 4a and 4b via holders 3a and 3b, respectively, so as to be movable up and down. Further, the scribe heads 4a and 4b are attached so as to reciprocate in the X direction along
さらに本発明では、前部コンベア1aと後部コンベア1bとの間隙P内で、上部カッターホイール2a並びに下部カッターホイール2bの両脇部分に上部エア噴出部材8a並びに下部エア噴出部材8bが設けられている。
これらのエア噴出部材8a、8bは、上下のカッターホイール2a、2bの進行方向、すなわち、間隙Pに沿ってX方向に延設され、スクライブ装置Aの左右のフレーム9に固定されている。また、加工対象となるマザー基板Mに向かってエア噴出孔10が設けられ、コンプレッサ等のエア供給源(図示略)からの高圧エアがエア噴出孔10から噴出するように形成されている。
なお、上下のエア噴出部材8a、8bのエア噴出孔10からのエアは、加工対象となるマザー基板Mに対して上下均等な噴出圧となるように設定されており、これによって前後のコンベア1a、1b間にあるマザー基板Mを無接触で水平に支持することができるようにしている。
Further, in the present invention, an upper air ejection member 8a and a lower air ejection member 8b are provided on both sides of the upper cutter wheel 2a and the lower cutter wheel 2b in the gap P between the front conveyor 1a and the rear conveyor 1b. .
These air ejection members 8a and 8b extend in the X direction along the traveling direction of the upper and lower cutter wheels 2a and 2b, that is, the gap P, and are fixed to the left and
Note that the air from the air ejection holes 10 of the upper and lower air ejection members 8a and 8b is set to have a uniform upper and lower ejection pressure with respect to the mother board M to be processed, thereby the front and rear conveyors 1a. The mother board M between 1b can be supported horizontally without contact.
上記の構成において、加工の際には、マザー基板Mを前部コンベア1a並びに後部コンベア1b上に載置し、上部カッターホイール2a並びに下部カッターホイール2bをマザー基板Mの表裏両面に押し付けた状態でX方向に転動させることにより、X方向のスクライブラインS1を加工する。全てのX方向のスクライブラインS1の加工が完了すると、マザー基板Mを90度回転させて再びコンベア1a、1b上に載置し、上記同様に上下のカッターホイール2a、2bをマザー基板Mの表裏両面に押し付けながら転動させることにより、Y方向のスクライブラインS2を加工する。なお、マザー基板Mを回転させることなく、カッターホイール2a、2bの向きを90度回転させて、マザー基板MをY方向へ移動することによってカッターホイール2a、2bを転動させることもできる。 In the above configuration, in processing, the mother substrate M is placed on the front conveyor 1a and the rear conveyor 1b, and the upper cutter wheel 2a and the lower cutter wheel 2b are pressed against both the front and back surfaces of the mother substrate M. By rolling in the X direction, the scribe line S1 in the X direction is processed. When processing of all the X-direction scribe lines S1 is completed, the mother board M is rotated 90 degrees and placed again on the conveyors 1a and 1b, and the upper and lower cutter wheels 2a and 2b are placed on the front and back of the mother board M in the same manner as described above. The Y-direction scribe line S2 is processed by rolling while pressing against both sides. In addition, without rotating the mother board | substrate M, the direction of cutter wheel 2a, 2b can be rotated 90 degree | times, and the cutter wheel 2a, 2b can also be rolled by moving the mother board | substrate M to a Y direction.
このスクライブラインS1、S2の加工の際、マザー基板Mは上下のエア噴出部材8a、8bからの噴出エアによって挟み込まれるようにして無接触で水平に支持されるので、マザー基板が例えば0.1mmといった薄板のものであっても、垂れ下がることなく水平姿勢を保持することができて精度よくスクライブすることが可能となる。また、隣接するコンベア1a、1bの加工精度による影響を受けることがない。さらに、基板自体はクランプされていないためフリーな状態であり、局所的な応力の影響を受けることもない。 During the processing of the scribe lines S1 and S2, the mother substrate M is supported horizontally without contact so as to be sandwiched by the air ejected from the upper and lower air ejection members 8a and 8b. Even a thin plate such as this can maintain a horizontal posture without sagging and can be scribed with high accuracy. Moreover, it is not influenced by the processing accuracy of the adjacent conveyors 1a and 1b. Furthermore, since the substrate itself is not clamped, it is in a free state and is not affected by local stress.
図4並びに図5は本発明の別実施例のスクライブ装置を示すものであって、図4は要部断面図であり、図5は平面図である。
この実施例では、上下のエア噴出部材8a、8bは、カッターホイール2a、2bの周辺のみに噴出する長さとし、当該カッターホイール2a、2bと共に移動するように形成されている。具体的には、上下のエア噴出部材8a、8bは、支持アーム11a、11bを介してそれぞれ上下のスクライブヘッド4a、4bに取り付けられている。
これにより、上下のカッターホイール2a、2bの移動と共に上下のエア噴出部材8a、8bも移動して、マザー基板Mのカッターホイール2a、2bが押し付けられる部分を無接触で水平保持し、上記実施例と同様に精度よくスクライブすることができる。特に本実施例の場合は、エア消費量を抑制することができるという効果がある。また、大面積基板用の装置になると、図1〜3で説明した装置では、エア噴出部材の長さが長くなるため調整作業が困難になるが、スクライブヘッドに取り付けるようにした本実施例であればエア噴出部材を短くできるので、大面積用に好適である。
4 and 5 show a scribing apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view of the main part, and FIG. 5 is a plan view.
In this embodiment, the upper and lower air ejection members 8a and 8b have a length that ejects only around the cutter wheels 2a and 2b, and are formed to move together with the cutter wheels 2a and 2b. Specifically, the upper and lower air ejection members 8a and 8b are attached to the upper and lower scribe heads 4a and 4b via the
As a result, the upper and lower air ejection members 8a and 8b are moved along with the movement of the upper and lower cutter wheels 2a and 2b, and the portion of the mother board M to which the cutter wheels 2a and 2b are pressed is horizontally held without contact. As with, it can be scribed with high accuracy. Particularly in the case of the present embodiment, there is an effect that the air consumption can be suppressed. In addition, when the device for a large area substrate is used, in the device described with reference to FIGS. 1 to 3, the length of the air ejection member becomes long and the adjustment work becomes difficult, but in this embodiment that is attached to the scribe head. If it exists, since an air ejection member can be shortened, it is suitable for large areas.
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。例えば上記実施例では、エア噴出部材8a、8bはそれぞれ上下のカッターホイール2a、2bの両脇部分に設けたが、何れか一方を省略して片脇部分のみに設けるようにしてもよい。
また、エア噴出部材8a、8bのエア噴出孔10は、通気性のある多孔質の板材の通気孔により形成することも可能である。
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 above embodiment, the air ejection members 8a and 8b are provided on both sides of the upper and lower cutter wheels 2a and 2b, respectively, but either one may be omitted and provided only on one side.
Further, the air ejection holes 10 of the air ejection members 8a and 8b can be formed by ventilation holes made of a porous plate material having air permeability.
In addition, the present invention achieves its object and can be appropriately modified and changed without departing from the scope of the claims.
本発明は、ガラス基板、半導体基板、液晶表示パネル用貼り合わせ基板等の脆性材料基板の表裏両面にスクライブラインを加工する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 that processes scribe lines on both front and back surfaces of a brittle material substrate such as a glass substrate, a semiconductor substrate, and a bonded substrate for a liquid crystal display panel.
A スクライブ装置
M マザー基板(脆性材料基板)
S1 Y方向のスクライブライン
S2 X方向のスクライブライン
P 前後のコンベアの間隙
1a 前部コンベア
1b 後部コンベア
2a 上部カッターホイール
2b 下部カッターホイール
3a、3b ホルダ
4a、4b スクライブヘッド
8a 上部エア噴出部材
8b 下部エア噴出部材
9 フレーム
10 エア噴出孔
11a、11b 支持アーム
A Scribing device M Mother substrate (brittle material substrate)
S1 Y-direction scribe line S2 X-direction scribe line P Front and rear conveyor gap 1a Front conveyor 1b Rear conveyor 2a Upper cutter wheel 2b Lower cutter wheel 3a, 3b Holder 4a, 4b Scribe head 8a Upper air ejection member 8b Lower
Claims (3)
これら前部コンベア並びに後部コンベアの間に配置された上部カッターホイール並びに下部カッターホイールと、
前記前部コンベアと後部コンベアの間で、前記上部カッターホイール並びに下部カッターホイールのそれぞれの脇部分に配置され、前記脆性材料基板の上下両面に向かってエアを噴出する上部エア噴出部材並びに下部エア噴出部材とからなり、
前記上部エア噴出部材並びに下部エア噴出部材は、前部コンベアと後部コンベアの間の間隙に沿って形成され、スクライブ装置のフレームに固定されているスクライブ装置。 A front conveyor and a rear conveyor that are arranged in series at a predetermined interval on the same plane and carry and carry a brittle material substrate to be processed,
An upper cutter wheel and a lower cutter wheel disposed between the front conveyor and the rear conveyor;
Between the front conveyor and the rear conveyor, an upper air ejection member and a lower air ejection, which are arranged on the side portions of the upper cutter wheel and the lower cutter wheel, respectively, eject air toward the upper and lower surfaces of the brittle material substrate. Ri Do not from a member,
The upper air ejection member and the lower air ejection member is formed along the gap between the front conveyor and the rear conveyor, the scribing device that is fixed to the frame of the scribing apparatus.
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