JP6364789B2

JP6364789B2 - スクライブ装置

Info

Publication number: JP6364789B2
Application number: JP2014014772A
Authority: JP
Inventors: 康智岡島
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: JP2015139968A; TW201529501A; KR20150090813A; TWI658014B; CN104803591B; CN104803591A

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、液晶表示パネル用マザー基板等の基板を貼り合わせた貼り合わせ基板のスクライブ装置に関する。

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。

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。

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。

図７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７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８（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８（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。

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。

国際公開ＷＯ２００５／０８７４５８号公報特開２０１０−０５２９９５号公報

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。

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。

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、前記下部カッターホイールの脇部分に配置されたエア噴出・吸引部材とからなり、前記エア噴出・吸引部材は、同時に前記脆性材料基板の表面に対してエアを噴出する噴出孔並びにエアを吸引する吸引孔を交互に配置するようにして備え、前記下部カッターホイールの周辺にて噴出・吸引する長さとし、当該下部カッターホイールと共に移動するように、当該下部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た。

ここで、前記エア噴出・吸引部材は、前記下部カッターホイールの脇部分に配置する方が望ましいが、上部カッターホイールの脇部分に配置してもよい。前記エア噴出・吸引部材によるエアの噴出圧及び吸引圧は、下部カッターホイールの脇部分に配置した場合は噴出圧を吸引圧よりも強くすることになり、上部カッターホイールの脇部分に配置した場合は吸引圧を噴出圧よりも強くすることになる。
また、エアを噴出する噴出孔とエアを吸引する吸引孔の配置は任意であるが、互い違いに配置されるようにするのがよい。

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、噴出口と吸引口とが交互に配置されたエア噴出・吸引部材から同時にエアの噴出と吸引とを行うことによって、無接触に浮上した状態で安定して支持することができるので、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。加えて、スクライブ時に生じる切り屑などの微粉末を吸引エアによって吸引除去することができるので、製品の品質を高めることができるといった効果もある。

そして、エア噴出・吸引部材は、前記下部カッターホイールの周辺にて噴出・吸引する長さとし、当該下部カッターホイールと共に移動するように、下部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いるので、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。

本発明に係るスクライブ装置の一例を示す斜視図。図１に示すスクライブ装置の正面図。図１に示すスクライブ装置の平面図。本発明のスクライブ装置の別実施例を示す要部断面正面図。図４に示すスクライブ装置の平面図。エア噴出・吸引部材の別実施例を示す斜視図。従来のスクライブ装置の一例を示す正面図。脆性材料基板（マザー基板）に対するスクライブライン加工手順の平面図。

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。

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・吸引部材８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。

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８参照）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。

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、下部カッターホイール２ｂの両脇部分にエア噴出・吸引部材８が設けられている。
これらエア噴出・吸引部材８は、カッターホイールの進行方向、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、エア噴出・吸引部材８には、加工対象となるマザー基板Ｍに向かってエアを噴出する噴出孔１０ａとエアを吸引する吸引孔１０ｂが設けられている。図に示す実施例では、噴出孔１０ａと吸引孔１０ｂとはエア噴出・吸引部材８の略全長にわたってそれぞれ列をなして多数形成されており、噴出孔１０ａはコンプレッサ等の高圧エア供給源（図示略）に、吸引孔１０ｂはバキュームポンプなどのエア吸引源（図示略）にそれぞれ接続されている。噴出孔１０ａと吸引孔１０ｂとは、それぞれ直列に配置してもよいが、通常は、噴出孔１０ａと吸引孔１０ｂとを交互に配置すると、マザー基板Ｍを安定して支持しやすくなる。

そして、加工対象となるマザー基板Ｍが水平に浮上した状態で安定するように、エア噴出・吸引部材８によるエアの噴出圧並びに吸引圧がバランスよく設定されている。このエア噴出・吸引部材８からのエアの噴出と吸引を同時に行うことによって、例えば何らかの原因によりエア吸引圧が優ってマザー基板Ｍが下降気味になると、エア噴出圧によって押し戻され、逆にエア噴出圧が優って脆性材料基板Ｍが上昇気味になると、エア吸引圧によって引き戻される。これによりマザー基板Ｍが上下に偏ることなく水平に浮上した状態で、無接触で安定支持される。
なお、噴出孔と吸引孔とは、基板を上昇させる力と基板を下降させる力とが局所的に偏ることなく作用させて基板を水平に浮上させることができるように配置すればよいので、製造コストさえ許容されれば、噴出孔と吸引孔とをさらに細かく交互に設けるようにしてもよい。

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。

このスクライブラインＳ１、Ｓ２の加工の際、マザー基板Ｍはエア噴出・吸引部材８からの噴出エアと吸引エアとによって無接触で水平に支持されるので、マザー基板Ｍ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、スクライブ時に生じる切り屑などの微粉末を吸引エアによって吸引除去することができるので、製品の品質を高めることができるといった効果もある。

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、エア噴出・吸引部材８は、下部カッターホイール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２ｂと共に移動するように形成されている。具体的には、エア噴出・吸引部材８は、支持アーム１１を介して下部カッターホイール２ｂのスクライブヘッド４ｂに取り付けられている。
これにより、カッターホイール２ｂの移動と共にエア噴出・吸引部材８も移動して、マザー基板Ｍのカッターホイール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・吸引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・吸引部材を短くできるので、大面積用に好適である。

図６は、エア噴出・吸引部材８の別実施例を示すものである。ここでは、円形のボディ１２の水平な面１２’に複数のエア噴出孔１０ａが間隔をあけて円形状に配列されており、その内側（又は外側）に複数のエア吸引孔１０ｂが間隔をあけて円形状に配列して形成されている。なお、エア噴出孔とエア吸引孔とを交互に配置して円形状に配列させるようにしてもよい。
この実施例で示した円形ボディのエア噴出・吸引部材８は、上記図４、５で示したスクライブヘッドと共に移動するタイプの実施例において好適であるが、これを複数個用いて直線的に連結することによって図１〜３に示した固定タイプの実施例にも適応させることができる。

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・吸引部材８を加工されるマザー基板Ｍの下方側に配置したが、上方側に配置するようにしてもよい。
また、エア噴出・吸引部材８のエア噴出孔１０ａ並びにエア吸引孔１０ｂ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。

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。

Ａスクライブ装置
Ｍマザー基板（脆性材料基板）
Ｓ１Ｙ方向のスクライブライン
Ｓ２Ｘ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
８エア噴出・吸引部材
９フレーム
１０ａエア噴出孔
１０ｂエア吸引孔
１１支持アーム

Claims

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、前記下部カッターホイールの脇部分に配置されたエア噴出・吸引部材とからなり、
前記エア噴出・吸引部材は、同時に前記脆性材料基板の表面に対してエアを噴出する噴出孔並びにエアを吸引する吸引孔を交互に配置するようにして備え、前記下部カッターホイールの周辺にて噴出・吸引する長さとし、当該下部カッターホイールと共に移動するように、当該下部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スクライブ装置。