JP7032789B2 - スクライブ方法およびスクライブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、２枚の基板を貼り合わせて形成された貼り合わせ基板（または貼り合わせマザー基板ともいい、以下これを「マザー基板」という）に分断用のスクライブラインを加工するスクライブ方法に関し、特に、縁部に端子領域を有するマザー基板のスクライブ方法およびスクライブ装置に関する。

液晶表示パネル製造用のマザー基板は、複数のカラーフィルタがパターン形成された第一基板（ＣＦ側基板ともいう）と、複数のＴＦＴおよび端子領域がパターン形成された第二基板（ＴＦＴ側基板ともいう）とを、液晶を封入するシール材を挟んで貼り合わせてある。そして、このマザー基板を格子状の分断予定ラインに沿ってカッターホイールなどでスクライブラインを加工することによって単位製品に分割している。また、端子領域は上側のＣＦ側基板を端縁から必要な幅（端子幅）だけ内側に入った位置で切除することによって形成されている（特許文献１、２参照）。

図２～図４は、マザー基板から単位製品を切り出す工程の一例を示すものである。ここではマザー基板Ｍから８つの単位製品を切り出す場合について説明する。
まず、図１並びに図７（ａ）に示すように、マザー基板Ｍを挟んで対向するように上下に配置された第一、第二のカッターホイール３ａ、３ｂを用いて、マザー基板Ｍを構成するＣＦ側基板１とＴＦＴ側基板２のそれぞれに対し、Ｘ方向の分断予定ラインに沿って第一、第二のカッターホイール３ａ、３ｂを圧接してスクライブすることにより各基板にスクライブラインＳ１を刻む。次いで、図７（ｂ）に示すように、第一カッターホイール３ａでＣＦ側基板１に端子領域形成用のスクライブラインＳ２を形成する。スクライブラインＳ１は基板の厚み方向にクラック（亀裂）ができる程度の切り込みで形成され、後工程で基板を撓ませること等により分断する。スクライブラインＳ１から分断されたマザー基板Ｍは、図３に示すように、それぞれ４つの単位製品領域を含む短冊状基板Ｍ１となり、スクライブラインＳ２で分断されたＣＦ側基板１の端部は、端材Ｅとして除去されて端子領域Ｔが露出される。

次いで、短冊状基板Ｍ１を９０度回転させたあと、分断予定ラインに沿って第一、第二のカッターホイール３ａ、３ｂを同時に押し付けながらスクライブして各基板にスクライブラインＳ３を刻み、当該スクライブラインＳ３に沿って分断して図４に示す単位製品Ｍ２を切り出す。
なお、端子領域Ｔは、上記のように単位製品の一辺のみに形成される場合のほかに、図５（ａ）のように左右両辺に形成される場合や、図５（ｂ）のように隣接する２辺に沿ってＬ状に形成される場合、あるいは図示は省略するが、単位製品の３辺に沿ってコの字状に形成される場合もある。

なお、第一、第二のカッターホイール３ａ、３ｂで貼り合わせ基板の各表面をスクライブする場合、第一、第二のカッターホイール３ａ、３ｂが同じ対向位置で走行する「同時切り」のほかに、図６（ａ）のように第一、第二のカッターホイール３ａ、３ｂがスクライブ方向に対して前後にずれて走行する「先行切り」と、図６（ｂ）のように第一、第二のカッターホイール３ａ、３ｂがスクライブ方向に対して左右にずれて走行する「シフト切り」と、図示は省略するが、第一、第二のカッターホイールがスクライブ方向に対して前後左右にずれて走行する「先行・シフト切り」とがあり、基板の厚みや種類、上下の分断予定ラインの位置などによって使い分けられている。一般的には、スクライブの始点または終点に端子領域が存在する場合、第一、第二のカッターホイールが基板に同時に接触する、または基板から同時に離れるように、「先行切り」や「先行・シフト切り」の手法が多く用いられている。

ＷＯ２００５／０８７４５８号公報 特開２０１５－０１３７８３号公報

上記したマザー基板の分断過程において、第一、第二のカッターホイール３ａ、３ｂでマザー基板Ｍの上下面をスクライブするとき、従来は、カッターホイールは基板の終端まで所定の押圧荷重で走行して停止させたあと、基板から離れるように上下に退避する動作を行うようにしている。

したがって、端子領域が形成された部分をスクライブするときは、図８に示すように、第二カッターホイール３ｂは、端子領域Ｔの部分で上側のＣＦ側基板１がない状態で下側のＴＦＴ側基板２のみを押し込んでスクライブすることになる。通常、０．３ｍｍ～１．０ｍｍの薄いＴＦＴ側基板に対して直径２ｍｍ～３ｍｍのカッターホイールを用いて４Ｎ～８Ｎの荷重でスクライブしているが、端子領域Ｔの部分をスクライブするときに、上側の基板が切除されて端子領域Ｔを上側のＣＦ側基板１および対向する第一カッターホイール３ａで支持することができないので、図９に示すように第二カッターホイール３ｂの押し付けによって端子領域Ｔの部分が根元部Ｐを基点として変形する現象が発生する。このような変形が生じると、端子領域Ｔの破壊が生じたり、スクライブラインの亀裂がカッターホイールの直下からスクライブ方向前方へ伸展し、予定されたスクライブライン上に生じない先走り現象が生じたりして不良品の原因となる。

そこで本発明は、上記した課題に鑑み、スクライブ時における端子領域の変形を抑制して破壊や先走り現象の生じない高品質な製品を得ることのできる貼り合わせ基板のスクライブ方法およびスクライブ装置を提供することを主たる目的とする。

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、本発明のスクライブ方法にあっては、第一基板の端縁部の一部が切除されて第二基板の端縁部に端子領域が形成されている貼り合わせ基板において、カッターホイールを用いて前記端子領域の方向へスクライブすることにより前記第二基板の表面に分断用のスクライブラインを加工するスクライブ方法であって、予め、前記端子領域を有する前記第二基板をカッターホイールで切り込んでスクライブしたときに、前記端子領域の破壊が生じるカッターホイールの切込位置である端子破壊点を探索する工程と、この端子破壊点を超えない少なくとも１つの適正切込量の加工条件のデータをスクライブレシピとして記憶する工程と、前記スクライブレシピの１つを選択して当該加工条件に基づいてスクライブする工程とからなる。
ここで、前記スクライブレシピは、基板の厚みごとに分類して作成され、加工すべき基板に対応する切込量をレシピから選択してスクライブするようにしてもよい。

また、本発明は、第一基板の端縁部の一部が切除されて第二基板の端縁部に端子領域が形成されている基板の前記第二基板の表面に分断用のスクライブラインを加工するスクライブ装置であって、加工すべき基板を保持するテーブルと、前記テーブルに保持された基板に昇降機構を介して昇降可能に配置され、前記第二基板の端子領域の方向に向かって走行するカッターホイールと、前記カッターホイールによる基板加工処理全般の処理を行う制御部と、前記制御部に記憶されたスクライブレシピとを含み、前記スクライブレシピは、前記カッターホイールが前記第二基板の前記端子領域部分に切り込んでスクライブするときに、当該端子領域の破壊が生じない切込量の加工条件のデータが記述され、このスクライブレシピの１つを選択して当該加工条件に基づいてスクライブするようにしたスクライブ装置をも特徴とする。

本発明は、上記したように、端子領域部分をカッターホイールで切り込んでスクライブしたときに、端子領域が変形して破壊が生じるカッターホイールの切込位置を端子破壊点として設定し、この端子破壊点を超えない適正切込量の加工条件のデータをスクライブレシピとして記憶させ、そのスクライブレシピの１つを選択して当該加工条件に基づいてスクライブするようにしたので、カッターホイールのスクライブ終端時における端子領域の変形が抑制されて端子領域の破壊を確実に防止することができるといった効果がある。

上記発明において、前記スクライブレシピは、基板の厚みに加えて、これに従属する端子領域の幅、使用されるカッターホイールの直径並びに刃先の種類、カッターホイールの走行速度の情報を含むようにするのがよい。
これにより、スクライブレシピの選択範囲が広くなって多様な基板のスクライブに対応することが可能となる。

本発明のスクライブ装置の一例を示す図。 加工対象となるマザー基板の一例を示す平面図並びに正面図。 図２のマザー基板から分断された短冊状基板を示す平面図並びに側面図。 図３の短冊状基板から切り出された単位製品を示す斜視図。 単位製品に形成される端子領域の別の形成例を示す斜視図。 先行切り並びにシフト切りのスクライブ手段を示す説明図。 マザー基板にスクライブラインを加工するときの説明図。 第二カッターホイールで端子領域をスクライブするときの説明図。 第二カッターホイールで端子領域をスクライブしたときの端子領域の変形を示す説明図。 第二カッターホイールで端子領域をスクライブしたときの良好な状態を示す説明図。 スクライブレシピの一例を示す説明図。 スクライブ装置に付帯するコンピュータの構造を示すブロック図。 Ｚ軸アドレスの最大変化量を切込量ごとに表示した図。

以下において、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明に係るスクライブ装置の一例を概略的に示す斜視図である。このスクライブ装置は、加工対象となるマザー基板Ｍを吸着して保持する水平なテーブル４と、このテーブル４を挟んで互いに対向するようにしてテーブル４の上方並びに下方に配置された第一カッターホイール３ａ並びに第二カッターホイール３ｂとを備えている。テーブル４は、図１のＹ方向に沿って所定間隔をあけて前後に分割されており、この間隔内に第一カッターホイール３ａ並びに第二カッターホイール３ｂが位置するように配置されている。

第一、第二のカッターホイール３ａ、３ｂは、それぞれ上下のホルダ５、５に保持され、ホルダ５、５は、スクライブヘッド６、６に昇降機構（図示略）を介して昇降可能に取り付けられている。また、スクライブヘッド６、６は、両側の支持柱７、７によってＸ方向に水平に橋架された上下のガイドバー８、８のガイド９、９に沿って移動可能に取り付けられ、モータ１０、１０の回転によりＸ方向に移動できるように形成されている。

このスクライブ装置の第一、第二のカッターホイール３ａ、３ｂを用いて、先に述べた図２～図４で示した手順と同じ手順によりマザー基板ＭにスクライブラインＳ１、Ｓ２を加工して端子領域Ｔを有する短冊状基板Ｍ１を切り出す。その後、分断予定ラインに沿って短冊状基板Ｍ１にスクライブラインＳ３を加工して単位製品Ｍ２を切り出す。

本発明では、この端子領域Ｔを有する短冊状基板Ｍ１にスクライブラインＳ３を加工するときに下記の手段で行うようにした。すなわち、端子領域Ｔを有する第二基板（ＴＦＴ側基板）２を第二カッターホイール３ｂで押し付けてスクライブしたときに、予め端子領域Ｔに破壊が生じる第二カッターホイール３ｂの第二基板２への切込量を端子破壊点として探索して設定しておき、スクライブ時に端子破壊点を超えない適正切込量の加工条件の範囲内で第二カッターホイール３ｂを押し込んでスクライブすることにより、端子領域Ｔの変形を緩和して端子領域Ｔにおける破壊の発生をなくすようにした。
本発明における端子破壊点の設定については、以下で具体的に説明する。

発明者等は、ＴＦＴ側基板２の厚みが０．３ｍｍ、端子幅６ｍｍの貼り合わせ基板（短冊状基板Ｍ１）を、直径２ｍｍの第一、第二のカッターホイール３ａ、３ｂを用いて「先行切り」のスクライブ手法により１．０ｍｍの切込量でスクライブラインを加工するスクライブ実験を行った。その結果、図９に示すように、端子領域Ｔの変形により破壊が発生し、そのときの第二カッターホイール３ｂのＺ軸アドレスの変化量ｈは０．４１ｍｍであることが確認された。なお、Ｚ軸アドレスとは、スクライブ時におけるカッターホイールの基板厚さ方向に沿った移動軌跡の位置をいい、変化量ｈとは、カッターホイールが基板に接触する位置を基準（０点）として、設定された切込量に応じた実際のカッターホイールの切込位置の変化量をいう。また、端子領域Ｔの破壊が生じたときのＺ軸アドレスの変化量ｈの値を端子破壊点とする。

また、上記と同じ貼り合わせ基板に、それぞれ０．１ｍｍ～０．９ｍｍの切込量を設定してスクライブ実験を行った。その結果を図１３に示す。これによれば、切込量が０．１ｍｍ～０．３ｍｍでは、端子領域ＴにおけるＺ軸アドレスの変化量ｈの最大値である最大変化量が０．４ｍｍ以下であり、上記の端子破壊点を超えない範囲に収まっているが、切込量０．５ｍｍ以上ではＺ軸アドレスの最大変化量が端子破壊点を超えており、端子領域Ｔに破壊が発生する可能性が高くなる。したがって、０．１ｍｍ～０．３ｍｍが適正切込量となる。実際に、図１３における切込量０．３ｍｍの場合のＺ軸アドレスの最大変化量は０．２５３ｍｍであって、図１０に示すようにＺ軸アドレスの変化量ｈが端子破壊点を超えることはなく、端子領域Ｔの変形は小さく抑制され、端子領域Ｔの破壊は発生していない。

このようなスクライブ実験を、０．１ｍｍ～１．０ｍｍの厚みの貼り合わせ基板に対してそれぞれ行うことにより、切込位置の最大変化量が端子破壊点を超えない適正切込量を各板厚ごとに分類して設定する。そしてこの設定値をスクライブレシピＳＤとして、スクライブ装置に付帯するコンピュータ１１の制御部１２（図１２参照）に記憶させておき、スクライブ開始時に、加工対象基板に対応する希望の切込量をレシピから選択してコンピュータ制御によりスクライブするようにした。

図１１は、スクライブレシピＳＤの一例を示す図である。各スクライブレシピＳＤには、レシピＮｏ．１…Ｎｏ．ｎのようにレシピごとに識別するための番号が付されている。それぞれのスクライブレシピＳＤには、基板の厚み、切込量、端子領域の幅、使用されるカッターホイールの直径並びに刃先の種類、カッターホイールの走行速度などがスクライブ情報として分類して記述されている。そして、オペレータによりこれから実行しようとするスクライブ加工に適合したレシピの１つが選択されると、制御部１２がこれを読み込むことで、スクライブレシピＳＤに記述された内容に基づいてカッターホイールの上昇量が制御されてスクライブ処理が実行される。

図１２は、コンピュータ１１の構造を示すブロック図である。コンピュータ１１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のコンピュータハードウエアにより実現される制御部１２と、入力部１３と、表示部１４を備えている。
制御部１２は、テーブル４による基板の吸着保持、モータ１０によるスクライブヘッド６、６の移動、昇降機構による第一、第二のカッターホイール３ａ、３ｂの昇降動作等、基板に対する加工処理動作全般の制御を行う。
入力部１３は、オペレータがスクライブ装置に対して種々の操作指示やデータを入力するためのインターフェースである。
表示部１４は、処理メニューや動作状況を表示するためのものである。

本発明は上記したように、端子領域Ｔの部分を第二カッターホイール３ｂで切り込んでスクライブしたときに、端子領域Ｔが変形して破壊が生じるカッターホイールの切込位置を端子破壊点として探索し、この端子破壊点を超えない適正切込量の加工条件のデータをスクライブレシピＳＤとして記憶させ、このスクライブレシピＳＤの１つを選択して当該加工条件に基づいてスクライブするようにしたので、第二カッターホイール３ｂのスクライブ終端時において端子領域Ｔの変形が抑制され、端子領域Ｔが破壊されるのを確実に防止することができる。

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形態に特定されるものではなく、本発明の目的を達成し、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。
例えば、本実施の形態においてはマザー基板Ｍがテーブル４上にＣＦ側基板１が上面となるように配置されているが、ＴＦＴ側基板２が上面となるように配置されてもよい。この場合、第一カッターホイール３ａをテーブル４の下方に、第二カッターホイール３ｂをテーブル４の上方にそれぞれ配置することになる。

本発明の貼り合わせ基板のスクライブ方法およびスクライブ装置は、端子領域を有する貼り合わせ基板に分断用のスクライブラインを加工するときに利用することができる。

Ｍ マザー基板
Ｍ１ 短冊状基板
Ｍ２ 単位製品
ＳＤ スクライブレシピ
Ｔ 端子領域
１ 第一基板（ＣＦ側基板）
２ 第二基板（ＴＦＴ側基板）
３ａ 第一カッターホイール
３ｂ 第二カッターホイール
４ テーブル
１１ コンピュータ
１２ 制御部

Claims (5)

1. 第一基板の端縁部の一部が切除されて第二基板の端縁部に端子領域が形成されている貼り合わせ基板において、カッターホイールを用いて前記端子領域の方向へスクライブすることにより前記第二基板の表面に分断用のスクライブラインを加工するスクライブ方法であって、
   予め、前記端子領域を有する前記第二基板をカッターホイールで切り込んでスクライブしたときに、前記端子領域の破壊が生じるカッターホイールの切込位置である端子破壊点を探索する工程と、
   この端子破壊点を超えない少なくとも１つの適正切込量の加工条件のデータをスクライブレシピとして記憶する工程と、
   前記スクライブレシピの１つを選択して当該加工条件に基づいてスクライブする工程とからなるスクライブ方法。
2. 第一基板の端縁部の一部が切除されて第二基板の端縁部に端子領域が形成されている貼り合わせ基板を、互いに対向する２つのカッターホイールを用いて前記端子領域の方向へスクライブすることにより基板の上下面に分断用のスクライブラインを加工する貼り合わせ基板のスクライブ方法であって、
   予め、前記端子領域を有する前記第二基板を第二カッターホイールで切り込んでスクライブしたときに、前記端子領域の破壊が生じるカッターホイールの切込位置である端子破壊点を探索する工程と、
   この端子破壊点を超えない少なくとも１つの適正切込量の加工条件のデータをスクライブレシピとして記憶する工程と、
   前記スクライブレシピの１つを選択して当該加工条件に基づいてスクライブする工程とからなる貼り合わせ基板のスクライブ方法。
3. 前記スクライブレシピは、基板の厚みごとに分類して作成され、加工すべき基板に対応する切込量をレシピから選択してスクライブするようにした請求項１または２に記載の貼り合わせ基板のスクライブ方法。
4. 前記スクライブレシピは、端子領域の幅、使用されるカッターホイールの直径並びに刃先の種類、カッターホイールの走行速度の情報を含む請求項１から３のいずれか１項に記載の貼り合わせ基板のスクライブ方法。
5. 第一基板の端縁部の一部が切除されて第二基板の端縁部に端子領域が形成されている貼り合わせ基板の前記第二基板の表面に分断用のスクライブラインを加工するスクライブ装置であって、
   加工すべき基板を保持するテーブルと、
   前記テーブルに保持された基板に昇降機構を介して昇降可能に配置され、前記第二基板の端子領域の方向に向かって走行するカッターホイールと、
   前記カッターホイールによる基板加工処理全般の処理を行う制御部と、
   前記制御部に記憶されたスクライブレシピとを含み、
   前記スクライブレシピは、前記カッターホイールが前記第二基板の前記端子領域部分に切り込んでスクライブするときに、当該端子領域の破壊が生じない切込量の加工条件のデータが記述され、このスクライブレシピの１つを選択して当該加工条件に基づいてスクライブするようにしたスクライブ装置。

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