JP6487800B2 - 基板の加工方法及び加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、表面にディスプレイ画面が形成され裏面にディスプレイ画面を作動させる部品が実装された中央領域と該中央領域を囲繞する外周余剰領域とが形成された基板について、接続端子を外周に露出させるために外周余剰領域を切断する基板の加工方法及び加工装置に関する。

裏面側に配線や部品が実装されている基板の外周部を切断する場合は、裏面側を濡らさないようにするために、部品周辺及びカットライン近傍にパッキンを設け、基板裏面を吸着保持している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１４２０８０号公報

しかし、基板の裏面に配線のプリント等の凹凸があると、パッキンではシールしきれないためにエアーのリークが発生し、外部から侵入した水が部品に付着してしまうという問題がある。

また、基板の外周部を切断する切削工程と外周部が切断された基板を洗浄する洗浄工程との後には、基板の表面を乾燥させる乾燥工程が必要となるが、基板を保持テーブルに保持した状態で、吸水スポンジやエアーブローによって基板上面を乾燥させ、その後、乾燥させた基板を装置内の次の工程が行われる場所に搬送しているため、前の基板の乾燥工程が終わるまでは次の基板を保持テーブルに搬送することができず、生産性が低いという問題が生じている。

本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、基板の裏面の部品を濡らさずに切削加工できるようにするとともに、切削加工後の基板の乾燥を迅速に行い、生産性を向上させることを目的とする。

本発明に係る基板の加工方法は、表面にはディスプレイ画面が形成され、裏面には該ディスプレイ画面を駆動する部品が実装された中央領域と該中央領域を囲繞する外周余剰領域とが形成された基板について、接続端子を該中央領域から外周側に露出させるために、該基板を切断して外周余剰領域を除去する基板の加工方法であって、該中央領域に対して非接触な状態で、該中央領域を除く基板の裏面側を第１の保持テーブルに保持する保持ステップと、該保持ステップの実施後、切削ブレードを用いて基板の該外周余剰領域を切削する切削ステップと、該切削ステップの実施後、基板の表面を洗浄する洗浄ステップと、該洗浄ステップの実施後、吸水性を有し多孔質部材から構成される搬送パッドによって基板の表面全面を吸着し、該搬送パッドが表面に付着した水分を除去しながら該第１の保持テーブルから第２の保持テーブルへ基板を搬送する搬送ステップと、該搬送ステップの実施後、該保持ステップで該第１の保持テーブルに保持されていた該中央領域を除く基板の裏面側を該第２の保持テーブルによって保持し、該基板の裏面を洗浄するとともに乾燥させる洗浄乾燥ステップと、を含み、該保持ステップでは、該第１の保持テーブルのうち、基板の裏面の該中央領域に対応する部分を正圧とし、該中央領域以外に対応する部分を吸着することを特徴とする。

また、本発明に係る加工装置は、表面にはディスプレイ画面が形成され、裏面には該ディスプレイ画面を駆動する部品が実装された中央領域と該中央領域を囲繞する外周余剰領域とが形成された基板について、接続端子を該中央領域から外周側に露出させるために、該基板を切断して外周余剰領域を除去する加工装置であって、基板を保持する第１の保持テーブルと、該第１の保持テーブルに保持された基板を切削する切削ブレードを含む切削手段と、切削後の基板の表面を洗浄する洗浄手段と、洗浄後の基板の表面に付着した水分を除去しながら、該第１の保持テーブルから、該第１の保持テーブルによって保持された領域を洗浄するとともに乾燥させる第２の保持テーブルに搬送する搬送パッドと、を少なくとも具備し、該第１の保持テーブルは、中央部に位置する正圧領域と該正圧領域を囲繞する吸着領域とに分かれ、該正圧領域は、大気圧又は正圧のいずれかを供給する供給源と該正圧領域とを連通させる供給路を具備し、該吸着領域は、二つの環状のゴムに囲まれた領域を指し、該ゴムのうち、外側のゴムに形成された該切削ブレード用の逃げ溝と、吸引源と該吸着領域とを連通させる第１の吸引路とを具備し、該搬送パッドは、板状の多孔質部材から形成され該基板の表面全面を吸着する第１のスポンジと、該第１のスポンジを収容する凹部を有する第１のプレートと、該第１のスポンジと吸引源とを連通させる第２の吸引路とを少なくとも具備し、該第２の保持テーブルは、板状の多孔質部材から形成され該第１の保持テーブルによって保持された領域を吸着する第２のスポンジと、該第２のスポンジの吸着させる表面以外の部分を覆う第２のプレートと、該第２のスポンジと吸引源とを連通させる第３の吸引路と、
を少なくとも具備することを特徴とする。

本発明に係る基板の加工方法は、保持ステップにおいて、第１の保持テーブルのうち、基板の裏面の中央領域に対応する部分を正圧とし、中央領域以外に対応する部分を吸着するため、基板の裏面の部品を濡らさずに切削加工することができる。また、基板の表面を洗浄した後、吸水性があり多孔質部材から形成される搬送パッドで基板の表面を吸着し、基板の表面に付着した水分を除去しながら基板を第２の保持テーブルに搬送し、第２の保持テーブルにおいては第１の保持テーブルによって保持された部分以外を保持するとともにその部分を洗浄し乾燥させるため、切削加工後の基板の乾燥を迅速に行い、生産性を向上させることができる。

本発明に係る加工装置は、第１の保持テーブルを、吸着領域と正圧領域に分けた構造とし、部品が実装された基板の中央領域には正圧を供給することで、配線等の凹凸によるバキュームリークがあっても部品が濡れずに外周を切断することが可能となっている。また、搬送パッドと第２の保持テーブルとに、バキューム機構を具備した多孔質部材を使用し、この搬送パッドによって搬送と基板表面の水分除去とが同時に行われ、第２の保持テーブルによって基板裏面の水分除去が行われる。これによって、乾燥時間を待たずに次の基板をチャックテーブルに搬送することができる。

加工装置の例を示す斜視図である。 第１の保持テーブルの例を示す断面図である。 搬送パッドの例を示す断面図である。 第２の保持テーブルの例を示す断面図である。 保持ステップを示す断面図である。 切削ステップを示す断面図である。 洗浄ステップを示す断面図である。 搬送ステップを示す断面図である。 乾燥ステップを示す断面図である。

図１に示す切削装置１は、本発明の加工装置の一例であり、切削対象の矩形の基板１０の裏面１０２を保持する第１の保持テーブル２と、第１の保持テーブル２に保持された基板１０を切削する切削手段３と、切削後の基板１０の表面１０１を洗浄する洗浄手段４と、切削及び表面洗浄後の基板１０を保持する第２の保持テーブル５と、切削及び表面洗浄後の基板１０を第１の保持テーブル２から第２の保持テーブル５に搬送する搬送パッド６とを備えている。

基板１０の表面１０１には、ディスプレイ画面が形成されている。一方、基板１０の裏面１０２には、ディスプレイ画面を駆動する部品が実装された中央領域１０３と中央領域１０３を囲繞する外周余剰領域１０４とが形成されている。

切削装置１の前面側には、加工対象の基板１０が収容されるカセット７０が載置されるカセット載置領域７が設けられている。カセット載置領域７の後方（＋Ｙ方向側）には、カセット７０からの基板１０の搬出及びカセット７０への基板１０の搬入を行う搬入出手段８が配設されている。また、カセット載置領域７と搬入出手段８との間には、基板１０が一時的に載置される仮置き領域８０が設けられている。仮置き領域８０には、基板１０を一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段８１が配設されている。

仮置き領域８０の近傍には、基板１０を仮置き領域８０から第１の保持テーブル２に搬送する旋回搬送手段９が配設されている。

第１の保持テーブル２は、Ｘ軸方向に移動可能であり、その移動経路の上方には、基板の切削すべき位置を検出するアライメント手段１１が配設されている。アライメント手段１１は、基板を撮像する撮像手段１１０を備えている。

切削手段３は、Ｙ軸方向の軸心を有するスピンドルの先端に装着された切削ブレード３０を備えている。また、切削ブレード３０をＹ軸方向から挟むようにして、切削ブレード３０に対して切削液を供給する一対の切削液ノズル３１（一方のみを図示）が配設されている。

洗浄手段４は、第１の保持テーブル２の移動経路の上方であって切削手段３よりも＋Ｘ方向側に配設されている。洗浄手段４は、切削後の基板１０の表面１０１を洗浄する。洗浄手段４は、昇降可能な軸部４０と、軸部４０の下端に固定されＹ軸方向に延在する洗浄スポンジ４１とを備えている。

図２に示すように、第１の保持テーブル２の中央部には、凹部２０が形成されている。凹部２０は、底面２００と側面２０１とを備え、底面２００には、エアー供給路２１の一端から開口した噴出口２１０が形成されている。エアー供給路２１の他端は、エアー供給源２２に連通している。凹部２０の外周側は、図１に示した基板１０の裏面１０２を接触状態で保持する接触保持部２３を備えている。接触保持部２３の上面は、基板１０の裏面１０２に接触する保持面２３０であり、保持面２３０には、第１の吸引路２４の一端から開口した吸引口２４０が形成されている。第１の吸引路２４の他端は、吸引源２５に連通している。

保持面２３０には、四角環状の内側ゴム２６と、内側ゴム２６の外周側に位置する環状の外側ゴム２７とが固着されている。また、外側ゴム２７には、その周回方向に沿ってブレード用逃げ溝２７０が形成されている。

図１に示すように、搬送パッド６は、Ｙ軸方向に移動可能なアーム部６０と、アーム部６０に対してＺ軸方向に昇降可能な昇降部６１と、昇降部６１の下端に固定された第１のプレート６２とを備えている。図３に示すように、第１のプレート６２の下面側には凹部６３が形成され、凹部６３には第１のスポンジ６４が収容されている。この第１のスポンジ６４は、吸水性のあるもの、例えば、ウレタンスポンジであり、板状の多孔質部材によって形成され、その下面６４０は、平面上に形成されている。第１のプレート６２の内部には第２の吸引路６５が設けられ、第２の吸引路６５の一端が第１のスポンジ６４の上端に連通している。一方、第２の吸引路６５の他端は、継手６６を介して吸引源６７に連通している。

第２の保持テーブル５は、図４に示すように、側壁５１０と、底板５１１と、底板５１１から側壁５１０と平行に立設された隔壁５１２とからなる第一のプレート５１を備えている。側壁５１０と隔壁５１２との間には、四角環状の第２のスポンジ５２が収容されている。底板５１１の内部には第３の吸引路５３が形成されており、この第３の吸引路５３の一端は、第２のスポンジ５２に連通している。一方、第３の吸引路５３の他端は、継手５４を介して吸引源５５に連通している。第２のスポンジ５２は、吸水性のあるもの、例えばウレタンスポンジであり、第２のスポンジの吸着させる表面５２０以外の部分は、第２のプレート５１の側壁５１０と、底板５１１と、隔壁５１２とによって覆われている。

（１）保持ステップ
切削装置１の第１の保持テーブル２には、図５に示すように、基板１０の裏面１０２側が載置される。基板１０の裏面１０２の中央領域１０３には、表面のディスプレイ画面を駆動する部品１０５が実装されており、中央領域１０３の周囲には中央領域１０３を囲繞する外周余剰領域１０４が形成されている。

外周余剰領域１０４は、内側ゴム２６及び外側ゴム２７の上に載置される。このとき、中央領域１０３の部品１０５が凹部２０に位置し、部品１０５と第１の保持テーブル２とが非接触となることが好ましい。

そして、吸引源２５を作動させ、吸引源２５が生み出す吸引力を第１の吸引路２４を介して吸引口２４０に作用させる。そうすると、内側ゴム２６の外周と外側ゴム２７の内周との間の領域、すなわち、内側ゴム２６の外周面と基板１０の裏面１０２と外側ゴム２７の内周面と保持面２３０とによって囲まれた空間２８は、負圧による吸着領域となる。したがって、空間２８に作用する負圧によって、基板１０の裏面１０２の外周余剰領域１０４が吸引保持される。

また、供給源２２を作動させ、供給路２１を介して供給口２１０からエアーを噴出させる。そうすると、内側ゴム２６の内周側の領域、すなわち、内側ゴム２６の内周面と基板１０の裏面１０２と保持面２３０と凹部２０の底面２００と凹部２０の側面２０１とによって囲まれた空間２９は、正圧領域となる。なお、空間２９の圧力は、大気圧としてもよい。このように、保持ステップでは、第１の保持テーブル２のうち、基板１０の裏面１０２の中央領域１０３に対応する部分を正圧とし、中央領域１０３以外に対応する部分を吸着する。

（２）切削ステップ
このようにして基板１０の裏面１０２が保持された状態で、第１の保持テーブル２が図１に示した−Ｘ方向に移動し、撮像手段１１０によって基板１０の表面１０１が撮像され、切削すべき切削ライン、すなわちこの場合は、外周余剰領域１０４の切削すべき位置が検出される。そして、その検出された切削ラインと切削ブレード３０とのＹ軸方向の位置合わせがなされる。

次に、第１の保持テーブル２がさらに＋Ｘ方向に移動し、切削ブレード３０が高速回転しながら切削手段３が降下し、図６に示すように、検出された切削ラインに切削ブレード３１が切り込んで切削される。切削ブレード３１の刃先は、外側ゴム２７に形成されたブレード逃げ溝２７０に収容される。切削時は、切削ブレード３０と基板１０との接触部位に対して、切削液ノズル３１から切削液が供給される。

１本の切削ラインを切削後、切削手段３をＹ軸方向に送り、同方向に形成された切削ラインについても同様の切削を行うと、同方向の２本の切削ラインが切削される。さらに、第１の保持テーブル２を９０度回転させ、同様の切削を行うと、外周余剰領域１０４が切断され、残った基板の中央領域から外周側に接続端子が露出した状態となる。

空間２９は正圧領域となっているため、空間２８との間には圧力差がある。したがって、かりに内側ゴム２６と基板１０の裏面１０２との間、または内側ゴム２６と保持面２３０との間に多少の隙間があったとしても、切削中に使用される切削液が空間２９に侵入するのを阻止することができる。したがって、空間２９に位置する部品１０５が濡れるのを防止することができる。

（３）洗浄ステップ
次に、図７に示すように、洗浄手段４を構成する軸部４０を降下させることにより、洗浄スポンジ４１の下面の高さを基板１０の表面１０１の高さの若干下方にあわせる。そして、基板１０の表面１０１に洗浄スポンジ４１を接触させながら、第１の保持テーブル２を＋Ｘ方向に移動させながら、表面１０１に付着した切削屑を除去する。そして、かかる洗浄が終了すると、第１の保持テーブル２は、図１に示した元の位置に戻る。

（４）搬送ステップ
次に、図１に示した搬送パッド６が−Ｙ方向に移動し、図３に示した第１のスポンジ６４を、第１の保持テーブル２に保持された基板１０の直上に位置させる。そして、図１に示した昇降部６１が降下して第１のプレート６２及び第１のスポンジ６４が降下し、図８に示すように、第１のスポンジ６４の下面６４０を基板１０の表面１０１全面に接触させる。

次に、第２の吸引路６５を介して吸引源６７において発生する吸引力を第１のスポンジ６４に作用させ、基板１０の表面１０１全面を吸引保持する。そうすると、基板１０の表面１０１に付着していた水分が吸引され除去されていく。

こうして表面１０１に付着していた切削液を吸引して表面１０１の洗浄及び乾燥を行いながら、図１に示したアーム部６０を−Ｙ方向に移動させ、基板１０を第２の保持テーブル５の直上に移動させる。そして、昇降部６１を降下させ、図９に示すように、基板１０を第２の保持テーブル５に載置する。

（５）洗浄及び乾燥ステップ
次に、図９に示すように、第３の吸引路５３を介して吸引源５５の吸引力を第２のスポンジ５２に作用させ、保持ステップで第１の保持テーブル２に保持されていた中央領域１０３を除く基板１０の裏面１０２側、すなわち、切削ステップ後にも残存している外周余剰領域１０４を吸引保持する。そうすると、裏面１０２の外周余剰領域１０４に付着していた切削液が吸引され、裏面１０２の外周余剰領域１０４が洗浄及び乾燥される。

第２のスポンジ５２は、四角環状に形成され、中央領域１０３の部品１０５には接触しない。部品１０５は、保持ステップ、切削ステップ及び洗浄ステップにおいて、濡れないように保護されていたため、乾燥ステップにおいても乾燥させる必要はない。

このように、基板１０の表面１０１を洗浄した後、吸水性があり多孔質部材から形成される搬送パッド６の第１のスポンジ６４によって基板１０の表面１０１を吸着し、基板１０の表面１０１に付着した水分を除去しながら基板１０を第２の保持テーブル５に搬送し、第２の保持テーブル５においては第１の保持テーブル２によって保持された部分以外を保持するとともにその部分を洗浄し乾燥させるため、切削加工後の基板１０の乾燥を迅速に行うことができる。また、搬送パッド６による搬送中に基板１０の表面１０１の洗浄及び乾燥を行うことができるため、切削された基板１０の洗浄及び乾燥が終了するのを待つことなく、次の切削対象の基板を第１の保持テーブル２に保持して切削を行うことができ、生産性を向上させることができる。

１：切削装置
２：第１の保持テーブル
２０：凹部 ２００：底面
２１：エアー供給路
２２：エアー供給源 ２３：接触保持部 ２３０：保持面 ２４：第１の吸引路
２５：吸引源 ２６：内側ゴム ２７：外側ゴム ２７０：ブレード用逃げ溝
２８：空間（吸引領域） ２９：空間（正圧領域）
３：切削手段 ３０：切削ブレード ３１：切削液ノズル
４：洗浄手段 ４０：軸部 ４１：スポンジ
５：第２の保持テーブル ５０：凹部
５１：第２のプレート ５１０：側壁 ５１１：底板 ５１２：隔壁５１２
５２：第２のスポンジ ５２０：表面
５３：第３の吸引路 ５４：継手 ５５：吸引源
６：搬送パッド ６０：アーム部 ６１：昇降部 ６２：第１のプレート ６３：凹部
６４：第１のスポンジ ６４０：下面 ６５：第２の吸引路 ６６：吸引源
７：カセット載置領域 ７０：カセット
８：搬入出手段 ８０：仮置き領域
９：旋回搬送手段 ９０：アーム ９１：保持部
１１：アライメント手段 １１０：撮像手段

Claims (2)

1. 表面にはディスプレイ画面が形成され、裏面には該ディスプレイ画面を駆動する部品が実装された中央領域と該中央領域を囲繞する外周余剰領域とが形成された基板について、接続端子を該中央領域から外周側に露出させるために、該基板を切断して外周余剰領域を除去する基板の加工方法であって、
   該中央領域を除く基板の裏面側を第１の保持テーブルに保持する保持ステップと、
   該保持ステップの実施後、切削ブレードを用いて基板の該外周余剰領域を切削する切削ステップと、
   該切削ステップの実施後、基板の表面を洗浄する洗浄ステップと、
   該洗浄ステップの実施後、吸水性を有し多孔質部材から構成される搬送パッドによって基板の表面全面を吸着し、該搬送パッドが表面に付着した水分を除去しながら該第１の保持テーブルから第２の保持テーブルへ基板を搬送する搬送ステップと、
   該搬送ステップの実施後、該保持ステップで該第１の保持テーブルに保持されていた該中央領域を除く基板の裏面側を該第２の保持テーブルによって保持し、該基板の裏面を洗浄するとともに乾燥させる洗浄乾燥ステップと、
   を含み、
   該保持ステップでは、該第１の保持テーブルのうち、基板の裏面の該中央領域に対応する部分を正圧とし、該中央領域以外に対応する部分を吸着する
   ことを特徴とする基板の加工方法。
2. 表面にはディスプレイ画面が形成され、裏面には該ディスプレイ画面を駆動する部品が実装された中央領域と該中央領域を囲繞する外周余剰領域とが形成された基板について、接続端子を該中央領域から外周側に露出させるために、該基板を切断して外周余剰領域を除去する加工装置であって、
   基板を保持する第１の保持テーブルと、
   該第１の保持テーブルに保持された基板を切削する切削ブレードを含む切削手段と、
   切削後の基板の表面を洗浄する洗浄手段と、
   洗浄後の基板の表面に付着した水分を除去しながら、該第１の保持テーブルから、該第１の保持テーブルによって保持された領域を洗浄するとともに乾燥させる第２の保持テーブルに搬送する搬送パッドと、
   を少なくとも具備し、
   該第１の保持テーブルは、
   中央部に位置する正圧領域と該正圧領域を囲繞する吸着領域とに分かれ、
   該正圧領域は、大気圧又は正圧のいずれかを供給する供給源と該正圧領域とを連通させる供給路を具備し、
   該吸着領域は、
   二つの環状のゴムに囲まれた領域を指し、
   該ゴムのうち、外側のゴムに形成された該切削ブレード用の逃げ溝と、
   吸引源と該吸着領域とを連通させる第１の吸引路とを具備し、
   該搬送パッドは、
   板状の多孔質部材から形成され該基板の表面全面を吸着する第１のスポンジと、
   該第１のスポンジを収容する凹部を有する第１のプレートと、
   該第１のスポンジと吸引源とを連通させる第２の吸引路と
   を少なくとも具備し、
   該第２の保持テーブルは、
   板状の多孔質部材から形成され該第１の保持テーブルによって保持された領域を吸着する第２のスポンジと、
   該第２のスポンジの吸着させる表面以外の部分を覆う第２のプレートと、
   該第２のスポンジと吸引源とを連通させる第３の吸引路と、
   を少なくとも具備することを特徴とする加工装置。

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