JP6716900B2 - 分断装置 - Google Patents

Description

本発明は、脆性材料基板をスクライブラインに沿って分断するための分断装置に関する。特に本発明は、液晶表示パネルのように、２枚のガラス基板を貼り合わせた貼り合わせ基板を、それぞれの基板の表裏両面に形成されたスクライブラインに沿って分断するのに適した分断装置に関する。

液晶表示パネルの製造時には、２枚の大面積ガラス基板、すなわち、液晶を駆動する薄膜トランジスタＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の電子デバイスが形成されたガラス基板と、対向電極が形成されたガラス基板とを貼り合わせて大判の貼り合わせ基板を形成する。そして、この大判の貼り合わせ基板を、スクライブ工程ならびにブレイク工程を経て１つ１つの単位表示パネルに分断することにより、製品となる単位基板が切り出される（特許文献１、特許文献２参照）。

図９は、後記特許文献等で開示された貼り合わせ基板の分断方法を示すものである。
まず、図９（ａ）に示すように、貼り合わせ基板Ｍの上側の第一基板１の表面に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）Ｋを圧接させながら相対移動させることにより第一スクライブラインＳ１を形成する。次いで図９（ｂ）に示すように、貼り合わせ基板Ｍを表裏反転させ、上方からブレイクバー２０を押し付けて基板Ｍを下方に撓ませることにより、スクライブラインＳ１の亀裂を厚み方向に浸透させて第一基板１をスクライブラインＳ１に沿ってブレイクする。続いて図９（ｃ）に示すように、貼り合わせ基板Ｍの第二基板２の表面にカッターホイールＫで第二スクライブラインＳ２を加工する。この後、図９（ｄ）に示すように、貼り合わせ基板Ｍを再度反転させてブレイクバー２０を押し付けることにより、第二基板２を第二スクライブラインＳ２に沿ってブレイクするようにしている。

また、別の分断方法としては図１０に示すものがある。すなわち、図１０（ａ）に示すように、貼り合わせ基板Ｍの上下両面からカッターホイールＫ、Ｋを圧接させながら相対移動させることにより、第一基板１と第二基板２の表面に第一スクライブラインＳ１と第二スクライブラインＳ２を同時に加工する。次いで図１０（ｂ）に示すように、貼り合わせ基板Ｍに上方からブレイクバー２０を押し付けて基板Ｍを下方に撓ませることにより、下側の第二基板２のスクライブラインＳ２の亀裂を厚み方向に浸透させて第二基板２をスクライブラインＳ２に沿ってブレイクする。続いて図１０（ｃ）に示すように、貼り合わせ基板Ｍを表裏反転させ、上方からブレイクバー２０を押し付けて基板Ｍを撓ませることにより、第一基板１を第一スクライブラインＳ１に沿ってブレイクする。

特開２００２−１０３２９５号公報 特開２００６−１３７６４１号公報

上記した従来の貼り合わせ基板の分断方法では、いずれの場合も一方の基板をブレイクバー等でブレイクした後に、基板を反転させて反対側の基板をブレイクする工程、すなわち、貼り合わせ基板を表裏反転させる操作が必要となる。
しかし、このような基板の反転操作は、基板を反転させるための機構が必要であって装置が大型化するとともに装置コストも高くなる。加えて、反転操作に時間がかかるとともに、反転操作中に基板が傷付くリスクも有しているため生産性が低下するといった問題点もあった。

そこで本発明は、上記した課題に鑑み、貼り合わせ基板の分断に際し、基板を表裏反転させることなく第一基板ならびに第二基板をスクライブラインに沿って一挙かつ確実に分断することができる分断装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち本発明の分断装置は、表面に形成されたスクライブラインに沿って基板を分断する分断装置であって、前記スクライブラインを境界とする前記基板の一方の領域を第一領域、他方の領域を第二領域としたときに、前記第一領域を第一支持部材で支持するとともに前記第二領域を前記第一支持部材からはみ出させた状態で、前記第二領域に対し上方から衝突させて前記スクライブラインに沿って前記第二領域を前記第一領域から切り離すインパクト部材を備えている構成とした。

本発明の分断装置では、インパクト部材を分断すべき基板の表面に衝突させて基板に剪断力を発生させるものであるから、単板の脆性材料基板や貼り合せ基板をスクライブラインに沿って確実に分断することができる。特に、分断すべき基板が第一基板と第二基板からなる貼り合わせ基板である場合には、インパクト部材の１回の下降で第一基板と第二基板をスクライブラインに沿って一挙に分断することが可能となる。これにより、一方の基板のスクライブラインをブレイク後に基板を反転させて、他方の基板のスクライブラインをブレイクするといった基板の表裏反転操作を省略して分断作業の効率化と装置のコンパクト化を図るとともに、反転操作中に基板が傷付くリスクも解消することができる。

上記発明において、前記インパクト部材による衝突は、当該インパクト部材の自由落下によって行うようにするのがよい。これにより、複雑な機構を用いることなく、貼り合わせ基板の分断に必要な剪断力をインパクト部材の自重によって容易に得ることができる。

また、上記発明において、前記インパクト部材による衝突時に、前記第一領域を上方から押さえて当該第一領域の浮き上がりを阻止する押さえ部材を備えている構成とするのがよい。これにより、インパクト部材による衝突時に第一領域部分の浮き上がりを阻止して精度よく分断することができる。

本発明に係る分断装置を概略的に示す側面図。 図１の分断装置の要部を示す斜視図。 図１の分断装置による分断工程の第一段階を示す説明図。 図１の分断装置による分断工程の第二段階を示す説明図。 図１の分断装置による分断工程の第三段階を示す説明図。 図１の分断装置による分断工程の第四段階を示す説明図。 分断対象となる貼り合わせ基板の一例を示す平面図と断面図。 分断後の短冊状基板ならびに単位基板を示す平面図。 従来の貼り合わせ基板の分断方法の一例を示す説明図。 従来の貼り合わせ基板の分断方法の別の一例を示す説明図。

本発明に係る分断装置の実施例を、図１〜８に基づいて説明する。
図７は本発明に係る分断装置の分断対象となる貼り合わせ基板の一例を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。貼り合わせ基板Ｍは、上側の第一基板１と下側の第二基板２とが貼り合わされて構成されている。第一基板１の表面には第一スクライブラインＳ１が、第二基板２の表面には第二スクライブラインＳ２が平面視において同じ位置でそれぞれＸ−Ｙ方向に沿って形成されている。これらのスクライブラインＳ１、Ｓ２によって複数の単位基板Ｍ１となる領域が格子状に区分けされている。

本発明に係る分断装置Ａは、相対的に上下に移動する第一支持部材５と第二支持部材６とを備えている。本実施例では、第一支持部材５ならびに第二支持部材６がベルトコンベアで構成され、第一支持部材５が上流側、第二支持部材６が下流側となり、上流側の第一支持部材５から下流側の第二支持部材６に向かって分断すべき貼り合わせ基板Ｍが搬送されるようになっている。

第一支持部材５と第二支持部材６は、水平状態において互いに近接した位置に配置されており、この位置から第二支持部材６がシリンダ７等の昇降機構により下方に移動できるようになっている。

第二支持部材６の上方には、第一支持部材５寄りの位置にインパクト部材８が設けられている。インパクト部材８はベルト幅方向に長く形成され、索引紐９で吊り上げられた位置からガイド１０に沿って自重により垂直に自由落下できるように形成されている。また、第一支持部材５の上方には、第二支持部材６寄りの位置に、分断時の基板Ｍの浮き上がりを阻止する押さえ部材１１が設けられている。この押さえ部材１１およびインパクト部材８の下面には、基板Ｍの表面へ接触したときに傷が付くことを防止するためのウレタン等の軟質シート１１ａ、８ａが貼り付けられている。

さらに、インパクト部材８の落下ストロークを制限するストッパ４が設けられている。このストッパ４は、第二支持部材６を挟んだ左右両脇部分に配置され、分断装置Ａのフレーム（図示せず）に固定されている。また、ストッパ４に当接する当接片８ｂが、インパクト部材８に連なって形成されている。このストッパ４は、後述する分断工程中において、インパクト部材８により切り離されて第二支持部材６上に落下した基板Ｍ１、Ｍ２に対し、インパクト部材８が接触するのを防ぐ役目をする。

次に、分断装置Ａの動作について説明する。
先行するスクライブ工程で第一、第二スクライブラインＳ１、Ｓ２が予め加工された貼り合わせ基板Ｍを、いずれか一方のスクライブライン、例えばＸ方向のスクライブラインがベルト幅方向に沿うようにして第一支持部材５に載置し、下流側の第二支持部材６に向かって搬送する（図１〜３参照）。そして、図４に示すように、最初のスクライブラインＳ１、Ｓ２が第一支持部材５から少し離れた位置まで移動したときに貼り合わせ基板Ｍの搬送を停止させる。このとき、貼り合わせ基板ＭのスクライブラインＳ１、Ｓ２を境界として、第一支持部材５によって支持されている領域を第一領域といい、第二支持部材６によって支持されている領域を第二領域という。

次いで、図５、６に示すように、押さえ部材１１を下降させて貼り合わせ基板Ｍの第一領域の表面に軽く接触させる。この状態で、インパクト部材８を上方の待機位置から自由落下させると、自由落下の衝突で生じる剪断力によって、貼り合わせ基板Ｍの上下のスクライブラインＳ１、Ｓ２は同時にブレイクされ、第二領域が第一領域から分離されて図８（ａ）に示す短冊状基板Ｍ１となる。このとき、貼り合わせ基板Ｍの第一領域は押さえ部材１１によって押さえられているので、分断時の第一領域部分の浮き上がりを防ぐことができる。

このようにして順次Ｘ方向のスクライブラインに沿って貼り合わせ基板Ｍを短冊状基板Ｍ１に分断した後、この短冊状基板Ｍ１のＹ方向のスクライブラインがベルト幅方向に沿うようにして第一支持部材５に載置し、上記同様に、インパクト部材８によって短冊状基板Ｍ１をスクライブラインに沿って順次分断して、図８（ｂ）に示す単位基板Ｍ２を切り離す。

分断対象となる貼り合わせ基板Ｍの素材や厚みにより、分断時における第二支持部材６の下降ストロークＬ１、ならびに、インパクト部材８の自重および落下ストロークＬ２が好ましい値に設定される。例えば、貼り合わせ基板Ｍの第一基板１および第二基板２が、０．２〜０．４ｍｍの厚さのガラス板である場合、第二支持部材６の下降ストロークＬ１は４〜１０ｍｍ、インパクト部材８の下降ストロークＬ２は３〜９ｍｍとするのがよい。また、インパクト部材８が最下端まで落下したときの第二支持部材６上の第二領域との間隔Ｌ３は１〜５ｍｍとするのが好ましい。

このように、インパクト部材８を自由落下させて衝突させることにより生じる剪断力によって貼り合わせ基板Ｍを分断するため、一方の基板のスクライブラインをブレイク後に基板を反転させて他方の基板のスクライブラインをブレイクするといった煩雑な基板反転操作を省略して、インパクト部材の１回の落下によって第一基板１と第二基板２をスクライブラインＳ１、Ｓ２に沿って一挙に分断することが可能となる。これにより、分断作業の効率化と装置のコンパクト化を図るとともに、反転操作中に基板が傷付くリスクも解消することができる。
また、インパクト部材８により切り離されて短冊状基板Ｍ１や単位基板Ｍ２となる第二領域は、第二支持部材６上へ落下後に第二支持部材６で順次下流側へ搬送することにより、貼り合わせ基板Ｍの分断工程を流れ作業で連続的に行うことができる。

本発明において、上記実施例では貼り合わせ基板Ｍに対し、インパクト部材８を自重による自由落下で衝突させることにより基板Ｍへの剪断力が生じるようにしたが、これと同等の剪断力が生じるのであれば、例えばプレス機のような機械的手段でインパクト部材８を下降させるようにしてもよい。

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形態に特定されるものではない。例えば、上記実施例では、第一基板と第二基板を貼り合わせた貼り合わせ基板を分断対象として説明したが、単板の脆性材料基板の分断にも適用できることは言うまでもない。

本発明の分断装置は、大判の脆性材料基板をスクライブラインに沿って分断して単位基板を切り出すときに利用することができる。

Ａ 分断装置
Ｍ 貼り合わせ基板
Ｓ１ 第一スクライブライン
Ｓ２ 第二スクライブライン
１ 第一基板
２ 第二基板
４ ストッパ
５ 第一支持部材
６ 第二支持部材
８ インパクト部材
１１ 押さえ部材

Claims (2)

1. 表面に形成されたスクライブラインに沿って基板を分断する分断装置であって、
   前記スクライブラインを境界とする前記基板の一方の領域を第一領域、他方の領域を第二領域としたときに、前記第一領域を第一支持部材で支持するとともに前記第二領域を前記第一支持部材からはみ出させた状態で、前記第二領域に対し上方から衝突させて前記スクライブラインに沿って前記第二領域を前記第一領域から切り離すインパクト部材を備え、
   前記インパクト部材による衝突は、当該インパクト部材の自由落下によってなされるようにしたことを特徴とする分断装置。
2. 前記インパクト部材による衝突時に、前記第一領域を上方から押さえて当該第一領域の浮き上がりを阻止する押さえ部材を備えている請求項１に記載の分断装置。