JP6477946B2 - ブレイク装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス等の脆性材料基板をスクライブラインに沿ってブレイクするためのブレイク方法並びにブレイク装置に関する。特に本発明は、薄板のガラス基板（マザー基板）を、その表面に形成されたスクライブラインに沿ってブレイクして単位基板を切り出すのに適したブレイク装置に関する。

通常、マザー基板（以下、単に「基板」という）から単位基板を切り出すのには、図６に示すように、まず基板Ｍの表面に互いに直交するＸ方向のスクライブラインＳ１並びにＹ方向のスクライブラインＳ２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単位基板Ｍ１を切り出している。

基板をスクライブラインに沿ってブレイクする方法としては、ブレイクバーを用いるものが一般的に知られている。これによれば、図８（ａ）に示すようなクッションシート１０、或いは図８（ｂ）に示すような左右一対の受刃１１、１１上に、スクライブラインＳを設けた面を下側にして基板Ｍを載置し、上方からブレイクバー１２を基板Ｍに押しつけて基板Ｍを撓ませ、スクライブラインＳの亀裂を厚み方向に浸透させてブレイクする。
しかしこの方法では、長尺のブレイクバーを基板に押しつけて一本のスクライブラインを一挙にブレイクするため、基板にかかる負荷が大きくなり、分断面が破壊されやすく端面強度が劣化しやすいといった課題がある。特に、基板の薄板化が要求される現在では、例えば板厚が０．２〜１ｍｍといった薄い基板が提供されているが、このような薄板基板をブレイクバーで一挙にブレイクすると、上記したような不具合の発生が更に深刻になって、分断端部に不規則な亀裂が先走ったり、割れ等が発生したりして不良品となることがある。

特開２００２−１０３２９５号公報 特開２０１１−２０１２００号公報

一方、基板表面にレーザビームでスクライブラインを形成した後、基板を反転させてスクライブラインの反対側の位置に２回目のレーザビームを照射することにより、亀裂を厚み方向に浸透させて基板をブレイクするレーザブレイク方法が特許文献２で提案されている。
このレーザブレイク方法によれば、最初にスクライブラインを加工した基板をブレイク装置に搬送することなくスクライブラインに沿ってブレイクすることが可能である。しかしながら、基板を反転させるための反転機構が必要となって装置が大掛かりとなるとともに、反転操作の際に基板が傷つくリスクも発生する。

そこで本発明は、ブレイクバーを用いることなく、簡単な機構で低荷重により容易にスクライブラインに沿ってブレイクすることができるブレイク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、本発明は、上側の第一基板と下側の第二基板とが貼り合わされ、前記第一基板および前記第二基板それぞれの外面側に互いに直交する２方向のスクライブラインが形成された貼り合わせ基板が、前記貼り合わせ基板を搬送するコンベアベルト上に、前記スクライブラインの直交する２方向が前記コンベアベルトの基板送り方向および基板送り方向と直交する方向に一致するように向けて載置され、前記コンベアベルトの搬送経路上で前記貼り合わせ基板を前記２方向のスクライブラインに沿ってブレイクするブレイク装置であって、
（ａ）前記コンベアベルトの中間位置の下面に、基板送り方向に直交する凸部を備えた第一凸部形成ユニットが配置され、前記第一凸部形成ユニットの凸部によって前記コンベアベルトの一部が押し上げられて基板送り方向に直交する凸条部が形成されるとともに、
（ｂ）基板送り方向に沿ったスクライブラインより長く、かつ、基板送り方向に平行する凸部を備えた第二凸部形成ユニットが配置され、前記コンベアベルトの上流側平坦部もしくは下流側平坦部の下面で前記コンベアベルトの一側から他側に向かって移動可能に配置し、この第二凸部形成ユニットを、前記貼り合わせ基板が載置されている前記コンベアベルトの一側から他側に移行させることによって、ベルト面に基板送り方向と平行に隆起する一筋のウェーブを一側から他側に向かって順次発生させるように構成されたブレイク装置を特徴とする。

本発明によれば、貼り合わせ基板をコンベアベルトで搬送する過程で、凸条部に乗り上げるときの基板の屈曲によって下側の第二基板のスクライブラインの亀裂を厚み方向に浸透させ、凸条部を乗り越えるときの基板の屈曲によって上側の第一基板のスクライブラインの亀裂を厚み方向に浸透させることにより貼り合わせ基板の基板送り方向と直交する方向のスクライブラインに沿ってブレイクすることができるものであるから、作業時間を短縮することができて生産性を向上させることができる。また、従来のようなブレイクバーを用いず、貼り合わせ基板の自重による屈曲によってスクライブラインをブレイクするものであるから、装置機構を簡略化できるとともに、衝撃のない低荷重でブレイクすることができ、分断面の破壊や傷の発生を抑制して端面強度を高めることができる。

本発明において、基板送り方向に沿ったスクライブラインより長く、かつ、基板送り方向に平行する凸部を備えた第二凸部形成ユニットを、コンベアベルトの上流側平坦部もしくは下流側平坦部の下面でコンベアベルトの一側から他側に向かって移動可能に配置し、この第二凸部形成ユニットを、貼り合わせ基板が載置されているコンベアベルトの一側から他側に移行させることによって、ベルト面に基板送り方向と平行に隆起する一筋のウェーブを一側から他側に向かって順次発生させ、ウェーブに乗り上げるときの基板の屈曲によって下側の第二基板のスクライブラインの亀裂を厚み方向に浸透させ、ウェーブを乗り越えるときの基板の屈曲によって上側の第一基板のスクライブラインの亀裂を厚み方向に浸透させることにより貼り合わせ基板の基板送り方向のスクライブラインに沿って貼り合わせ基板をブレイクするようにしている。
これにより、基板送り方向に直交するスクライブラインのブレイクに加えて、基板送り方向に沿ったスクライブラインも低荷重でブレイクすることができ、大判の基板から単位基板を切り出すことができる。

本発明に係るブレイク装置の一例を示す概略的な平面図。 図１のブレイク装置を側面視した説明図。 図１の装置によりＸ方向スクライブラインをブレイクする際の動作説明図。 図１の装置によりＹ方向スクライブラインをブレイクする際の動作説明図。 凸部形成ユニットによって隆起したベルトの拡大図。 ブレイクされる基板の一例を示す平面図。 貼り合わせ基板をブレイクする際の動作説明図。 従来のブレイク方法の一例を示す説明図。

以下において、本発明のブレイク装置の詳細を、図１〜６に示した実施例に基づいて説明する。ここでは、先に図６で示したように、基板Ｍの表面に互いに直交するＸ方向のスクライブラインＳ１並びにＹ方向のスクライブラインＳ２が予め形成されており、このスクライブラインＳ１、Ｓ２に沿って基板Ｍをブレイクする場合について説明する。
なお、この基板Ｍは、トータルの厚みが０．２〜１．０ｍｍと薄く、載置されるベルトの表面形状に沿って自重により屈曲変形する物性を備えている。また、Ｘ−Ｙ方向のスクライブラインＳ１、Ｓ２によって区分けされる単位基板Ｍ１の各辺の寸法は、５０〜１００ｍｍとするのが好ましい。

本発明のブレイク装置は、複数の輪体１…によって無端状に張設されたベルト２を有するコンベア３を備えている。ベルト２は原動機（図示略）によって駆動され、基板Ｍを載置して図１〜３のＹ方向に向かって搬送する。

基板Ｍを載置してＹ方向に搬送するベルト２の搬送経路中間位置の下面に、基板送り方向に直交するＸ方向に向かってベルト全幅にわたって延びる凸部４ａを備えた第一凸部形成ユニット４が配置されている。この第一凸部形成ユニット４の凸部４ａが、ベルト２の下面で上方に向かって押しつけられており、これによりベルト２の押しつけられた部分が隆起して、Ｘ方向に延びる凸条部２ａが形成されている。したがってこの凸条部２ａは、ベルト２の上流側平坦部２ｂと、下流側平坦部２ｃとの間で形成されることになる。
ベルト２は、凸部４ａによる下方からの押し上げによって、押し上げられた部分が容易に隆起できるように、比較的薄い布や合成樹脂等のシート材で形成されている。なお、図５に示すように、隆起した凸条部２ａの高さＨを５〜１０ｍｍ、凸条部２ａの左右の勾配角度Ｒを２〜７°とするのがよい。この高さＨ並びに勾配角度Ｒは、ブレイクされる基板Ｍの厚みや材料によって適切な値が選択される。

さらに、基板Ｍの分断すべきＹ方向のスクライブラインＳ２より長く、かつ、基板送り方向に平行する凸部６ａを備えた第二凸部形成ユニット６が、ベルト２の下流側平坦部２ｃの一側に配置されている。この凸部形成ユニット６は、モータ７によって回転するネジ軸８によって、凸部６ａでベルト２の下面を押し上げながら一側から他側に移行するように形成されている。この移行により、ベルト面に対して基板送り方向と平行に隆起する一筋の凸条のウェーブ９をベルト２の一側から他側に向かって順次発生させるようにしている。ウェーブ９の高さ並びに左右の勾配角度は、先に述べた凸条部２ａの高さＨ並びに勾配角度Ｒと同じ値で形成できるようにするのが好ましい。

上記のブレイク装置において、図２並びに図３（ａ）に示すように、基板ＭのＸ方向スクライブラインＳ１をコンベア３の進行方向と直交する方向にした状態で基板Ｍをベルト２の上流側平坦部２ｂ上に載置し、コンベア３を駆動して下流に向かって搬送する。
基板Ｍが凸条部２ａに移行すると、基板Ｍは凸条部２ａに乗り上げて屈曲する。最初のＸ方向スクライブラインＳ１が凸条部２ａの頂部に達すると、図３（ｃ）に示すように、屈曲外面側（外角側）となるスクライブラインＳ１の亀裂が厚み方向に浸透し、スクライブラインＳ１に沿って基板Ｍがブレイクされる。このようにして、順次後続のＸ方向スクライブラインＳ１がブレイクされて、基板Ｍは下流側平坦部２ｃに移行する。

基板Ｍが下流側平坦部２ｃで第二凸部形成ユニット６の近傍まで移行すると、コンベア３を停止して第二凸部形成ユニット６を駆動する。第二凸部形成ユニット６は、図４に示すように凸部６ａでベルト２の下面を押し上げながら一側から他側に移行し、ベルト面に対して基板送り方向（Ｙ方向）と平行する一筋の凸条のウェーブ９をベルト２の一側から他側に向かって順次発生させる。これにより、基板ＭのＹ方向スクライブラインＳ２が順次ウェーブ９上に乗り上げて、その亀裂が厚み方向に浸透してブレイクされる。
このようにして、基板ＭのＸ方向スクライブラインＳ１並びにＹ方向のスクライブラインＳ２がブレイクされ、単位基板Ｍ１が切り出される。

上記実施例では、単板の基板Ｍをブレイクする場合について説明したが、第一基板Ｗ１並びに第二基板Ｗ２を貼り合わせた貼り合わせ基板Ｗ（以下、単に「基板Ｗ」という）のブレイク工程にも適用することができる。
図７はそのブレイク工程を示すものであって、ブレイクされる基板Ｗの第一基板Ｗ１並びに第二基板Ｗ２の外面には、前記同様の互いに直交するスクライブラインＳ１、Ｓ２がそれぞれ予め形成されている。なお、図７においてスクライブラインＳ２は、図面を見やすくするため表示を省略した。
この基板Ｗをベルト２の上流側平坦部２ｂ上に載置し、コンベア３を駆動して下流に向かって搬送する。貼り合わせ基板Ｗが凸条部２ａに移行すると、基板Ｗは凸条部２ａに乗り上げて屈曲する。そして、図７（ｂ）に示すように、最初のＸ方向スクライブラインＳ１が上流側平坦部２ｂと凸条部２ａとの境界部分に達すると、屈曲外面側（外角側）となる下側の第二基板Ｗ２のスクライブラインＳ１がブレイクされる。
さらに基板Ｗが進行して、図７（ｃ）に示すように、第一基板Ｗ１のスクライブラインＳ１が凸条部２ａの頂部に達すると、屈曲外面側（外角側）となる上側の第一基板Ｗ１のスクライブラインＳ１がブレイクされる。このようにして、図７（ｄ）に示すように、基板Ｗは上下のスクライブラインＳ１、Ｓ１に沿って完全分断される。
また、Ｙ方向のスクライブラインＳ２は、ベルト２の下流側平坦部２ｃにおいて、第二凸部形成ユニット６により上記同様の手段でブレイクすることができる。

以上のように本実施例によれば、基板Ｍをベルト２で搬送する過程において、Ｘ方向スクライブラインＳ１並びにＹ方向のスクライブラインＳ２がブレイクされるものであるから、作業時間を短縮することができて生産性を向上させることができる。また、従来のようにブレイクバーを用いず、基板Ｍの自重による屈曲によってスクライブラインをブレイクするものであるから、衝撃のない低荷重でブレイクすることができ、分断面の破壊や傷の発生を抑制して端面強度を高めることができるとともに、ブレイクバーの使用による悪影響をなくすことができる。

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、基板のＸ方向スクライブラインＳ１をブレイクした後にＹ方向スクライブラインＳ２をブレイクするようにしたが、第二凸部形成部材６を上流側平坦部２ｂに配置して、Ｙ方向スクライブラインＳ２を先にブレイクするようにしてもよい。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。

本発明は、表面にスクライブラインを備えた脆性材料基板をブレイクするブレイク装置に適用することができる。

Ｍ 基板
Ｓ１ Ｘ方向スクライブライン
Ｓ２ Ｙ方向スクライブライン
２ ベルト
２ａ 凸条部
２ｂ 上流側平坦部
２ｃ 下流側平坦部
３ コンベア
４ 第一凸部形成ユニット
４ａ 第一凸部形成ユニットの凸部
６ 第二凸部形成ユニット
６ａ 第二凸部形成ユニットの凸部
９ ウェーブ

Claims (1)

1. 上側の第一基板と下側の第二基板とが貼り合わされ、前記第一基板および前記第二基板それぞれの外面側に互いに直交する２方向のスクライブラインが形成された貼り合わせ基板が、前記貼り合わせ基板を搬送するコンベアベルト上に、前記スクライブラインの直交する２方向が前記コンベアベルトの基板送り方向および基板送り方向と直交する方向に一致するように向けて載置され、前記コンベアベルトの搬送経路上で前記貼り合わせ基板を前記２方向のスクライブラインに沿ってブレイクするブレイク装置であって、
   （ａ）前記コンベアベルトの中間位置の下面に、基板送り方向に直交する凸部を備えた第一凸部形成ユニットが配置され、前記第一凸部形成ユニットの凸部によって前記コンベアベルトの一部が押し上げられて基板送り方向に直交する凸条部が形成されるとともに、
   （ｂ）基板送り方向に沿ったスクライブラインより長く、かつ、基板送り方向に平行する凸部を備えた第二凸部形成ユニットが配置され、前記コンベアベルトの上流側平坦部もしくは下流側平坦部の下面で前記コンベアベルトの一側から他側に向かって移動可能に配置し、この第二凸部形成ユニットを、前記貼り合わせ基板が載置されている前記コンベアベルトの一側から他側に移行させることによって、ベルト面に基板送り方向と平行に隆起する一筋のウェーブを一側から他側に向かって順次発生させるように構成されたブレイク装置。

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