JP6357914B2

JP6357914B2 - スクライブ装置

Info

Publication number: JP6357914B2
Application number: JP2014131719A
Authority: JP
Inventors: 直得永
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2018-07-18
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: CN105217310A; KR102298468B1; JP2016007842A; TWI643827B; TW201600479A; KR20160001604A; CN105217310B

Description

本発明は、ガラス、シリコン、セラミック等の脆性材料からなる基板の表面にスクライブ予定ラインに沿ってブレイク用のスクライブライン（切り溝）を加工するスクライブ装置に関する。特に本発明は、四方の周辺部分に端材領域が形成される脆性材料基板のスクライブ装置に関する。

通常、脆性材料基板（以下、単に「基板」という）から単位基板を切り出すには、図１０に示すように、まず基板Ｗ’の表面に互いに直交するＸ方向のスクライブ予定ラインＳ１並びにＹ方向のスクライブ予定ラインＳ２に沿ってスクライブラインを加工し、次の工程でこれらのスクライブラインＳ１、Ｓ２に沿ってブレイクすることによって製品となる単位基板を切り出している。この場合、切り出された単位基板の端面精度を高めるために、基板Ｗ’の四辺近傍には端材領域Ｔが形成されており、ブレイク時に端材領域Ｔは切り離されて破棄される。

上記スクライブラインＳ１、Ｓ２を形成する方法として、基板の一端部（搬送方向に対して上流側端部）をチャック爪で把持した状態でスクライブユニットに向かって搬送し、当該スクライブユニットによりスクライブラインを形成する手法が、例えば特許文献１等で知られている。

図１１（ａ）は、上記図１０で示した基板Ｗ’をチャック爪で把持してスクライブユニットに搬送し、スクライブユニットのカッターホイールで基板表面にスクライブラインを形成する一般的な方法を示す説明図である。
基板Ｗ’は、水平な姿勢でチャック爪３０によって把持され、スクライブユニット３１のビーム３２に向かって搬送され、ビーム３２に取り付けたスクライブヘッド３３のカッターホイール３４を基板Ｗ’表面に押しつけながらＸ方向に転動させることによって、Ｘ方向のスクライブ予定ラインＳ１に沿ってスクライブラインが加工される。また、Ｙ方向のスクライブ予定ラインＳ２の加工は、カッターホイール３４のホルダ（図示外）を回転させる等してカッターホイール３４の転動方向をＹ方向に変更し、基板Ｗ’をチャック爪３０で把持してカッターホイール３４に向かって移動させることによって行われる。

通常、チャック爪３０で基板Ｗ’を把持する場合、図１１（ｂ）に示すように、チャック代Ｌ１には２．５〜３ｍｍが必要である。従来では、端材領域Ｔの幅Ｌ２が１０ｍｍ程度で形成されており、チャック代に２．５〜３ｍｍを要しても、隣接するＸ方向のスクライブ予定ラインＳ１との間には７〜７．５ｍｍが残っているので、チャック爪３０に干渉されることなくスクライブすることができる。また、カッターホイール３４の刃先の向きを基板搬送方向に沿ったＹ方向に向けてスクライブ予定ラインＳ２をスクライブする場合に、加工すべきＹ方向のスクライブ予定ラインＳ２上にチャック爪３０が乗っていても、カッターホイール３４がこれに隣接するＸ方向のスクライブ予定ラインＳ１を越えた位置でチャック爪３０との接触前に基板送りを止めることにより、Ｙ方向のスクライブ予定ラインＳ２をスクライブすることができる。

特開２０１３−２４９２０６号公報

ところが近年、製品となる単位基板のコンパクト化や、材料の有効利用のために、端材領域Ｔの幅を小さくすることが求められており、具体的には３ｍｍ程度まで小さくすることが要求されている。しかし、端材領域Ｔの幅を３ｍｍまで小さくすると、図６（ｂ）に示すように、チャック爪１１がこれに隣接するＸ方向のスクライブ予定ラインＳ１に干渉し、当該スクライブ予定ラインＳ１をスクライブすることができない。
また、Ｙ方向のスクライブ予定ラインＳ２をスクライブする場合も、図８で示すチャック爪１１の位置が、加工すべきＹ方向のスクライブ予定ラインＳ２上に乗っていると、カッターホイール２３がチャック爪１１に干渉されてＹ方向のスクライブ予定ラインＳ２を最後まで完全にスクライブすることができない。

そこで本発明は上記課題に鑑み、基板の端材領域の幅がチャック爪の掴み代と略同じ３ｍｍ程度まで小さい場合でも、チャック爪に干渉されることなくスクライブ予定ラインに沿って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。

上記課題を解決するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち、本発明のスクライブ装置は、基板を第一の位置から下流側の第二の位置へ移送するローダと、前記第二の位置に移送された基板の上流側端部をチャック爪により把持した状態で、下流側のスクライブユニットへ搬送する把持搬送ユニットとを備え、前記スクライブユニットが具備するカッターホイールにより、前記基板の表面に基板搬送方向である第一の方向に延びるスクライブラインを加工するスクライブ装置であって、前記ローダは前記基板をピックアップする吸着搬送部材を備え、前記ローダが前記吸着搬送部材とともに前記第一の方向と直交する第二の方向に移動できるように形成されている構成とした。

本発明によれば、ローダの吸着搬送部材で基板をピックアップして第一の位置から第二の位置に移送する過程において、ローダを吸着搬送部材とともに第二の方向（Ｘ方向）に移動させることによって、チャック爪が第一の方向（Ｙ方向）に延びるスクライブ予定ラインから外れた箇所で基板をチャックできるようになる。これにより、Ｙ方向のスクライブラインを加工する際にカッターホイールがチャック爪と干渉することがなく、円滑にスクライブすることができる。

上記発明において、前記カッターホイールが、その刃先の向きを前記第二の方向に向けた姿勢で前記第二の方向に移動できるように形成され、前記カッターホイールにより前記チャック爪に隣接する第二の方向のスクライブラインを加工する際に、前記チャック爪が前記基板の把持を解除すると共に前記チャック爪が前記カッターホイールと干渉しない位置に退避するように形成されている構成とするのがよい。

これにより、加工される基板の端材領域がチャック爪の掴み代と略同じ程度の小さな幅で設定されている場合であっても、チャック爪に隣接する第二の方向（Ｘ方向）のスクライブラインを加工する際に、チャック爪による基板の把持を解除すると共に当該チャック爪をカッターホイールと干渉しない位置に退避させることによって、円滑にスクライブすることが可能となる。

上記発明において、前記スクライブユニットには、前記基板の上面を押さえて前記基板を載置する台盤との間で前記基板を保持する昇降可能な押圧部材を設けた構成とするのがよい。

これにより、チャック爪が基板の把持を解除した後であっても、基板の表面を押圧部材で押さえつけることで基板を安定的に保持することができる。

本発明に係るスクライブ装置の一例を示す全体斜視図。図１に示すスクライブ装置の側面図。台盤上でのチャック爪による基板把持状態を示す一部拡大断面図。把持搬送ユニットのチャック爪の動作説明図。スクライブユニット部分を示す側面図。チャック爪による基板把持後のスクライブユニットへの搬送状態を平面視で示す説明図。ローダによる基板の台盤搬送過程を示す説明図。Ｙ方向スクライブ予定ラインのスクライブ工程を平面視で示す説明図。チャック爪による干渉回避動作の別の一例を示す説明図。基板におけるスクライブ予定ラインの従来のレイアウトを示す平面図。図１０の基板スクライブ方法の一例を平面視で示す説明図。

以下において、本発明のスクライブ装置の詳細を、図１〜９を参照して説明する。
本発明においてスクライブされる基板Ｗは、図６（ａ）に示すように、互いに直交するＸ方向のスクライブ予定ラインＳ１とＹ方向のスクライブ予定ラインＳ２によって、六つの単位基板領域Ｗ１と、四方周辺の端材領域Ｔとに区分けされる。本実施例では、この端材領域Ｔの幅が３ｍｍ程度としてある。

本発明のスクライブ装置は、図１、２で示すように、基板搬送方向の上流側から順に配置されたローダＡと、把持搬送ユニットＢと、スクライブユニットＣとから構成される。以下の説明においては、基板搬送方向をＹ方向とし、基板搬送方向（Ｙ方向）と直交する方向をＸ方向とする。また、基板搬送方向の上流側を単に上流側といい、基板搬送方向の下流側を単に下流側という。

ローダＡは、コンベア１によって送られてきた基板Ｗをピックアップして下流側の把持搬送ユニットＢの台盤１０に移送する吸着搬送部材２を備えている。ここでは、コンベア１上に載置されている基板Ｗの位置を第一の位置といい、台盤１０上の位置を第二の位置という。
吸着搬送部材２は、下面に多数のエア吸引孔を有する吸着板３を備え、吸着板３は流体シリンダなどの昇降機構４により昇降できるように支持部材５に保持されている。また、支持部材５はＹ方向に延びる支柱６に形成されたレール７に沿って往復移動できるようにしてある。
さらに、ローダＡの支持部材５を支える支柱６は、上流側の門型ビーム８と、下流側にあるスクライブユニットＣの門型ビーム２０とによって支えられ、それぞれのビームに形成されたレール８ａ、２０ａに沿って吸着搬送部材２とともにＸ方向に移動できるように形成されている。

把持搬送ユニットＢは、台盤１０上に載置される基板Ｗの上流側端部をチャック爪１１で把持した状態で、基板Ｗを下流側のスクライブユニットＣへ搬送する複数の、本実施例では５個のチャック部材１２を備えている。チャック部材１２はＸ方向に延びる共通のフレーム１３に保持され、フレーム１３はその両端部分でＹ方向に延びる左右のレール１４に沿って往復移動できるように形成されている。
各チャック部材１２のチャック爪１１は、台盤１０に設けられたＹ方向に延びる溝１５に沿って移動できるように配置されている。そして、基板Ｗをチャック爪１１で把持したときには、図３に示すように、基板Ｗの下面が台盤１０の上面に接した状態で台盤１０上に載置できるように形成されている。
また、チャック爪１１は、図４に詳しく示すように、上部爪片１１ａと下部爪片１１ｂとからなり、上部爪片１１ａが枢軸１１ｃを支点として、図４（ａ）の基板チャック位置から図４（ｂ）の解除位置に回動できるようになっている。この解除位置において、本実施例では、後述するスクライブユニットＣのカッターホイール２３により、最上流側のＸ方向のスクライブ予定ラインＳ１をスクライブする際に、上部爪片１１ａがカッターホイール２３と干渉しない退避姿勢となるべく大きく開くように形成されている。なお、上部爪片１１ａのチャック並びに解除動作は、流体シリンダ１１ｄによって行われる。

スクライブユニットＣは、図５に詳しく示すように、台盤１０を跨ぐように配置された門型のビーム２０と、このビーム２０に設けられたＸ方向（図５の前後方向）に延びるガイド部材２１と、このガイド部材２１に設けられたレール２１ａに沿ってＸ方向に移動可能に取り付けられたスクライブヘッド２２とを備えている。スクライブヘッド２２には、下端部にカッターホイール２３を有するホルダ２４が流体シリンダ等の昇降機構２５を介して昇降可能に設けられている。ホルダ２４はスクライブヘッド２２に対して取付角度が変更できるように取り付けられており、これによりカッターホイール２３の刃先の向きをＸ方向並びにＹ方向に変更できるようにしてある。
また、スクライブユニットＣには、台盤１０上に載置される基板Ｗの上面の一部を押さえて台盤１０との間で基板Ｗを保持する昇降可能な押圧部材２６が設けられている。押圧部材２６の駆動は流体シリンダ等の駆動機構２７により行われる。

なお、図１、２において、上記したローダＡの吸着搬送部材２をレール７に沿ってＹ方向へ往復移動させるための駆動機構、レール８ａ、２０ａに沿ってＸ方向に移動させるための駆動機構、把持搬送ユニットＢのフレーム１３をレール１４に沿ってＹ方向へ往復移動させるための駆動機構、スクライブユニットＣのスクライブヘッド２２をレール２１ａに沿ってＸ方向へ往復移動させるための駆動機構は、それぞれ図面の複雑化を避けるために図示を省略した。

次に、上記のスクライブ装置の動作について説明する。
図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、コンベア１上の第一の位置にある基板Ｗは、ローダＡの吸着板３でピックアップされてレール７に沿って下流側に移動し、把持搬送ユニットＢのフレーム１３を乗り越えて第二の位置である台盤１０上に受け渡される。
台盤１０上に移送された基板Ｗは、図６（ａ）に示すように、その上流側一端部の端材領域Ｔ部分が把持搬送ユニットＢのチャック爪１１に把持される。この場合のチャック爪１１の掴み代は、端材領域Ｔの幅と略同じ３ｍｍである。この状態で基板Ｗは下流側のスクライブユニットＣに向かって移動する。そして、基板Ｗの最下流側（先導端側）のＸ方向スクライブ予定ラインＳ１がスクライブユニットＣのカッターホイール２３の直下に到達したときに、把持搬送ユニットＢの基板送りを停止し、カッターホイール２３を降下させてこのスクライブ予定ラインに沿って押しつけながらＸ方向にスクライブする。
このようにしてＸ方向のスクライブ予定ラインＳ１を下流側から順次スクライブしていく。しかし、図６（ｂ）に示すように、最上流のＸ方向スクライブ予定ラインＳ１を加工する場合は、チャック爪１１の掴み代が端材領域Ｔの幅と略同じであるので、カッターホイール２３がチャック爪１１と干渉してスクライブすることができない。したがってこの際は、図４（ｂ）に示すように、基板Ｗを把持するチャック爪１１の上部爪片１１ａを流体シリンダ１１ｄによりカッターホイール２３と干渉しない解除姿勢まで回動退避させている。これにより、最上流側のＸ方向スクライブ予定ラインＳ１を円滑にスクライブすることができる。
また、この実施例では、チャック爪１１が基板Ｗの把持を解除した位置で、チャック爪１１の上部爪片１１ａが退避姿勢まで回動するので、チャック爪１１の基板解除動作と干渉回避動作とをワンアクションで迅速に行うことができる。
なお、最上流のＸ方向スクライブ予定ラインＳ１をスクライブする際は、押圧部材２７を基板Ｗ表面に接する位置まで降下させて、チャック爪１１のチャック解除により不安定となった基板Ｗを台盤１０との間で挟着保持するのがよい。

全てのＸ方向スクライブ予定ラインＳ１をスクライブした後、Ｙ方向のスクライブ予定ラインＳ２を加工する際は、図８に示すように、カッターホイール２３の刃先の向きをＹ方向に変更し、チャック爪１１により基板Ｗを把持してカッターホイール２３に向かって移動させて行う。このスクライブに先立って、ローダＡの吸着搬送部材２で基板Ｗを第二の位置に移送する過程で、吸着搬送部材２をレール８ａ、２０ａに沿ってＸ方向に移動させることによって、チャック爪１１がＹ方向のスクライブ予定ラインＳ２から外れた位置でチャックするように調整しておく。これにより、カッターホイール２３がチャック爪１１に干渉されることなくＹ方向のスクライブ予定ラインＳ２を最後までスクライブすることができる。

上記実施例では、最上流のＸ方向スクライブ予定ラインＳ１を加工する際に、チャック爪１１の解除位置で、上部爪片１１ａを大きく上方に開くことによってカッターホイール２３との干渉を回避するようにしたが、図９に示すように、チャック爪１１をフレーム１３ごと上流側に移動させてカッターホイール２３との干渉を回避させるように形成してもよい。

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なく、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。

本発明は、ガラス等の脆性材料基板の表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。

Ａローダ
Ｂ把持搬送ユニット
Ｃスクライブユニット
Ｓ１Ｘ方向のスクライブ予定ライン
Ｓ２Ｙ方向のスクライブ予定ライン
Ｔ端材領域
Ｗ基板
Ｗ１単位基板領域
１コンベア
２吸着搬送部材
３吸着板
１０台盤
１１チャック爪
１１ａ上部爪片
１１ｂ下部爪片
１２チャック部材
２０ビーム
２３カッターホイール
２６押圧部材

Claims

基板を第一の位置から下流側の第二の位置へ移送するローダと、前記第二の位置に移送された基板の上流側端部をチャック爪により把持した状態で、下流側のスクライブユニットへ搬送する把持搬送ユニットとを備え、前記スクライブユニットが具備するカッターホイールにより、前記基板の表面に基板搬送方向である第一の方向に延びるスクライブラインを加工するスクライブ装置であって、
前記ローダは前記基板をピックアップする吸着搬送部材を備え、前記ローダが前記吸着搬送部材とともに前記第一の方向と直交する第二の方向に移動できるように形成されており、
前記スクライブユニットは、前記基板の上面を押さえて前記基板を載置する台盤との間で前記基板を保持する昇降可能な押圧部材を備えているスクライブ装置。
前記カッターホイールが、その刃先の向きを前記第二の方向に向けた姿勢で前記第二の方向に移動できるように形成され、前記カッターホイールにより前記チャック爪に隣接する第二の方向のスクライブラインを加工する際に、前記チャック爪が前記基板の把持を解除すると共に前記チャック爪が前記カッターホイールと干渉しない位置に退避するように形成されている請求項１に記載のスクライブ装置。