KR20150124376A - 취성 재료 기판의 브레이크 장치 - Google Patents

취성 재료 기판의 브레이크 장치 Download PDF

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KR20150124376A
KR20150124376A KR1020150003344A KR20150003344A KR20150124376A KR 20150124376 A KR20150124376 A KR 20150124376A KR 1020150003344 A KR1020150003344 A KR 1020150003344A KR 20150003344 A KR20150003344 A KR 20150003344A KR 20150124376 A KR20150124376 A KR 20150124376A
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킨야 오타
나오히로 구로다
히로유키 도미모토
이쿠요시 나카타니
사토시 이소지마
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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 종방향 및 횡방향으로 정렬하여 기능 영역이 형성되며, 수지층을 제외하고 브레이크되어 있는 기판에 대해서 그 주위의 단재(端材)를 분리하여 반전하고, 수지층을 브레이크하는 것이다.
(해결 수단) 단재 분리 스테이지(15) 상에 기판(20)을 지지(holding)하고 푸셔 플레이트(47)를 강하시켜, 단재를 분리한다. 이어서 단재 분리 스테이지(15)와 익스팬드 스테이지(16)에 기판을 사이에 끼우고 회전시킨다. 그 후 단재 분리 스테이지(15)를 역방향으로 회전시키고, 익스팬드 헤드(73)를 기판에 수직으로 강하하여 수지층을 브레이크함으로써, 각 칩을 분리한다.

Description

취성 재료 기판의 브레이크 장치{APPARATUS FOR BREAKING BRITTLE MATERIAL SUBSTRATE}
본 발명은 반도체 기판, 세라믹스 기판 등의 취성 재료 기판(brittle material substrate) 위에 수지층이 코팅된 기판의 주위의 단재(端材)를 분리하여 완전하게 브레이크하기 위한 브레이크 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 스크라이브 라인(scribing line)이 형성된 기판을, 스크라이브 라인이 형성된 면의 이면(裏面)으로부터, 스크라이브 라인을 따라 면에 수직으로 브레이크 바로 압압(pushing)함으로써 브레이크하는 기판 브레이크 장치가 제안되고 있다. 브레이크의 대상이 되는 기판이 반도체 웨이퍼이며, 정렬하여 다수의 기능 영역이 형성되어 있는 경우에는, 우선 기판에 기능 영역의 사이에 동일한 간격을 두고 종방향 및 횡방향으로 스크라이브 라인을 형성한다. 그리고 이 스크라이브 라인을 따라 브레이크 장치로 분단(dividing)하는 것이 필요해진다.
또한 특허문헌 2에는 취성 재료 기판을 반송하기 위해 지지 아암을 기판에 접촉시켜 진공으로 흡착하고, 지지 아암을 이동시킴으로써 기판을 반송하는 반송 기구가 나타나 있다.
취성 재료 기판을 브레이크하거나 주위의 단재를 떼어낸 후에 수지층을 파단하여, 각 칩으로 완전하게 분리하기 위해 반전시키는 것이 필요해진다. 특허문헌 3에는 로봇 아암을 이용하여 취성 재료 기판을 반전시키는 반전 기구가 나타나 있다. 이 반전 조작에서는, 스크라이브한 기판을 로봇 아암으로 가대(rack)에 일단 배치시키고, 아래로부터 바꿈으로써 반전을 행하고 있다.
일본공개특허공보 2004-39931호 일본공개특허공보 2013-177309호 일본특허공보 제3787489호
취성 재료 기판, 예를 들면 세라믹스 기판 상에 제조 공정으로 x축과 y축을 따라 일정 피치로 다수의 기능 영역이 형성되고, 세라믹스 기판의 상면에 실리콘 수지가 충전되는 기판을 브레이크 장치를 이용하여, 브레이크하는 것으로 한다. 이 기판에 대하여 격자 형상으로 스크라이브 라인을 형성하고, 브레이크했을 때에, 스크라이브 라인을 따라 세라믹스 기판의 부분만이 분리되고, 실리콘 수지층은 그대로 남는다. 그 때문에 기판을 반전시켜 실리콘 수지층으로 스크라이브를 신전(extension)시킬 필요가 있다.
그런데 종래의 기술에서는, 수지층을 제외하고 브레이크한 취성 재료 기판을 반송하는 반송 장치, 단재를 분리하는 분리 단재 장치, 반전 장치 및 수지층을 브레이크하는 브레이크 장치가 각각 독립되어 있어, 이들이 하나로 정리되어 있지 않아, 장치가 대형화된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점에 착안하여 이루어진 것으로서, 수지층을 제외한 기판만이 브레이크된 취성 재료 기판을 그대로의 상태에서 탈락하는 일 없이 반송할 수 있고, 주위의 단재를 분리하여 반전하고, 수지층을 분리하여 완전하게 브레이크할 수 있는 장치를 소형화하여, 작업을 효율적으로 행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 취성 재료 기판의 브레이크 장치는, 취성 재료 기판을 브레이크하는 브레이크 장치로서, 상기 취성 재료 기판은, 한쪽의 면에 종방향 및 횡방향으로 소정의 피치로 형성된 기능 영역을 갖고, 수지가 코팅되고, 상기 기능 영역이 중심에 위치하도록 격자 형상으로 형성된 스크라이브 라인을 따라 브레이크된 것이며, 상기 브레이크 장치는, 단재 분리 스테이지 상에 지지(holding)되어 있는 취성 재료 기판의 주위의 단재를 분리하는 단재 분리 장치와, 상기 단재 분리 스테이지와 익스팬드 스테이지(expand stage)에 상기 취성 재료 기판을 사이에 끼우고 반전하는 반전 장치와, 상기 취성 재료 기판의 수지층을 익스팬드하고, 격자 형상으로 형성된 스크라이브 라인을 따라 브레이크하는 익스팬드 기구를 구비하는 것이다.
여기에서 상기 브레이크 장치는, 회전이 자유롭게 형성된 상기 취성 재료 기판을 상면에 지지하는 단재 분리 스테이지와, 상기 취성 재료 기판의 주위의 단재가 되는 부분에 대응하는 변을 갖는 틀 형상의 푸셔 플레이트와, 상기 푸셔 플레이트를 상기 취성 재료 기판의 면에 평행하게 승강시키는 제1 승강 기구와, 상기 단재 분리 스테이지의 회전축과 동일한 회전축에서 상기 단재 분리 스테이지와 서로 겹쳐지도록 회전이 자유롭게 형성된 익스팬드 스테이지와, 상기 단재 분리 스테이지 및 상기 익스팬드 스테이지를 각각 독립적으로 회전시키는 제1, 제2 회전 기구와, 하면에 익스팬드 바를 갖는 익스팬더와, 상기 익스팬더를 취성 재료 기판의 상방으로부터 스크라이브 라인을 따라 강하시킴으로써 상기 취성 재료 기판의 수지층을 브레이크하는 제2 승강 기구를 구비하도록 해도 좋다.
이러한 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 취성 재료 기판 상에 수지층이 형성되고, 표면에 기능 영역을 갖는 취성 재료 기판에 있어서, 수지층을 제외한 기판만이 브레이크되어 있는 기판에 대하여 푸셔 플레이트를 압하함으로써 주위의 단재를 분리하고 있다. 그리고 동(同)축의 회전 기구로 익스팬드 스테이지와 단재 분리 스테이지를 동시에 동방향으로 회전시킴으로써 취성 재료 기판을 그대로 반전시킬 수 있다. 또한 익스팬드 스테이지 상에 기판을 지지하고, 수지층에 익스팬더를 밀어 붙임으로써 수지층을 분리할 수 있다. 단재 분리 스테이지는 단재 분리와 반전, 익스팬드 스테이지는 반전과 익스팬드에 이용되기 때문에, 장치 전체를 소형화하여, 효율화할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 실시 형태를 실현하는 브레이크 장치의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태를 실현하는 브레이크 장치를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 실시 형태의 반송 헤드에 의해 반송되는 기판의 일 예를 나타내는 정면도 및 A-A선을 따른 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 의한 반송 헤드를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 실시 형태에 의한 반송 헤드의 정면도이다.
도 6은 본 실시 형태에 의한 반송 헤드의 저면도이다.
도 7은 본 실시 형태에 의한 반송 헤드의 일부를 절결(cut-away)하여 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 실시 형태에 의한 반송 장치에 이용되는 집진기의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 실시 형태에 의한 단재 분리 장치에 이용되는 푸셔 플레이트의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 실시 형태에 의한 단재 분리 스테이지와 익스팬드 스테이지를 나타내는 측면도이다.
도 11은 본 실시 형태에 의한 반송 헤드와 단재 분리 스테이지 및, 익스팬드 스테이지를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 실시 형태에 의한 반송 헤드와 단재 분리 스테이지의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 실시 형태에 의한 단재 분리 스테이지와 익스팬드 스테이지를 나타내는 사시도이다.
도 14는 본 실시 형태에 의한 익스팬드 스테이지와 그 상하의 익스팬더를 나타내는 사시도이다.
도 15는 본 실시 형태에 의한 단재 분리 스테이지, 반송 헤드, 익스팬드 스테이지와 익스팬드 헤드를 나타내는 측면도이다.
도 16은 본 실시 형태에 의한 기판을 사이에 끼우고 회전시키는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 17은 본 실시 형태에 의한 회전시킨 후의 익스팬드 스테이지와 단재 분리 스테이지를 나타내는 측면도이다.
도 18은 본 실시 형태에 의한 수지를 익스팬드하여 분리하는 상태를 나타내는 확대 단면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
본 발명의 실시 형태인 브레이크 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시 형태를 실현하는 브레이크 장치의 전체 구성을 나타내는 사시도, 도 2는 그의 정면도이다. 이들 도면에 나타내는 바와 같이, 베이스(10) 상에는 빔(11)이 지주(支柱)에 의해 베이스(10)의 상면에 평행하게 지지(holding)되어 있으며, 그 빔(11)의 측방에는 리니어 슬라이더(12)가 형성된다. 리니어 슬라이더(12)는 반송 헤드(13)를 빔(11)을 따라 자유롭게 동작시키는 것이다. 베이스(10) 상에는 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이 취성 재료 기판(이하, 단순히 기판이라고 함)을 브레이크하는 브레이크 스테이지(14)와, 후술하는 단재를 분리하는 단재 분리 스테이지(15) 및, 익스팬드 스테이지(16)가 형성되어 있다. 반송 헤드(13)는 브레이크 스테이지(14)로부터 기판을 흡인하여 도면 중 오른쪽의 단재 분리 스테이지(15)로 반송하는 것이다.
본 발명의 실시 형태에 있어서 브레이크의 대상이 되는 기판에 대해서 설명한다. 기판(20)은 도 3에 정면도 및 그의 부분 단면도를 나타내는 바와 같이, 세라믹스 기판(21) 상에 제조 공정으로 x축과 y축을 따라 일정 피치로 다수의 기능 영역(22)이 형성된 기판으로 한다. 이 기능 영역(22)은 예를 들면, LED로서의 기능을 갖는 영역으로 하고, 각 기능 영역에는 LED를 위한 원형의 렌즈가 각각의 표면에 형성되어 있다. 그 기판의 상면에는 실리콘 수지(23)가 충전되지만, 이 실리콘 수지(23)를 LED가 형성된 기능 영역(22)의 범위에 고정시키기 위해, 기능 영역(22)의 외측의 주위에 세라믹스 기판(21)의 표면보다 근소하게 높은 선 형상의 돌기(24)가 형성되어 있다. 실리콘 수지(23)를 충전할 때에, 선 형상 돌기(24)의 상면이나 그 외측에까지 실리콘 수지(23)가 도달하는 경우가 있다.
그리고 각 기능 영역마다 분단하여 LED칩으로 하기 위해, 기판(20)을 브레이크하기 전에, 스크라이브 장치에 의해 각 기능 영역이 중심에 위치하도록, 종방향의 스크라이브 라인 Sy1∼Syn과, 횡방향의 스크라이브 라인 Sx1∼Sxm이 서로 직교하도록 스크라이브한다.
스크라이브된 기판(20)은 도 2에 나타내는 브레이크 스테이지(14)에 있어서, 렌즈가 형성되어 있는 면을 상면으로 하여, 도시하지 않는 브레이크 장치에 의해 스크라이브 라인 Sx1∼Sxm, 스크라이브 라인 Sy1∼Syn을 따라 브레이크된다. 브레이크된 직후의 기판(20)은 세라믹스 기판(21)의 층만이 스크라이브 라인을 따라 분단되어는 있지만, 실리콘 수지(23)의 층은 브레이크되어 있지 않다고 한다. 즉 기판(20)은 표면이 얇은 실리콘 수지(23)의 층에 의해서만 연결된 상태로 되어 있으며, 선 형상 돌기(24)의 내측에 x, y축에 배열된 다수의 기능 영역의 부분과 외주(外周)의 단재가 되는 불필요 부분을 갖고 있다.
다음으로 이 기판(20)을 흡인하여 반송하기 위한 반송 헤드(13)에 대해서 설명한다. 도 4는 반송 헤드(13)를 나타내는 사시도, 도 5는 그의 측면도, 도 6은 그의 저면도, 도 7은 반송 헤드의 일부를 절결하여 나타내는 사시도이다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 반송 헤드(13)는 대략 정방형 형상의 수평 방향의 행거 베이스(31)에 대략 L자 형상의 행거(32)가 수직으로 접속된다. 행거(32)의 측방에 장방형 형상의 행거 브라켓(33)이 접속되고, 행거 브라켓(33)에는 추가로 장방형 형상의 행거 브라켓(34)이 그 면을 겹쳐 부착되고, 행거 브라켓(34)에는 상하이동이 자유로운 리니어 슬라이더(35)가 형성된다. 리니어 슬라이더(35)의 하방에는 헤드부(40)가 형성된다. 리니어 슬라이더(35)는 상방향과 하방향의 2방향으로 각각 공기류를 유입하는 유입구를 갖고 있으며, 그 유입을 전환함으로써 헤드부(40)를 상하이동이 자유롭게 하는 제1 승강 기구이다. 또한 리니어 슬라이더(35)는 헤드부(40)를 승강할 수 있는 것이면 충분하며, 공기류의 유입에 의해 상하이동시키는 것뿐만 아니라, 모터 등으로 상하이동시키는 것이라도 좋다.
헤드부(40)는 직방체 형상의 케이스체로서, 케이스체의 내부는 공동(cavity)이며, 하면은 개방되어 있다. 그리고 도 7에 나타내는 바와 같이 하면에는 베이스 플레이트(41)가 형성된다. 베이스 플레이트(41)는 하면이 평탄하게 된 금속제의 부재로서, 예를 들면 알루미늄제로 한다. 베이스 플레이트(41)에는 브레이크된 기판(20)의 기능 영역(22)에 대응하도록, xy 방향으로 정렬한 다수의 개구가 등간격으로 형성되어 있다. 이들 개구는 렌즈의 지름보다 각각 큰 것으로 한다. 또한 기판(20)의 기능 영역(22)의 외주의 단재에 대응하는 부분에도, 외주를 따른 개구가 형성되어 있다.
베이스 플레이트(41)의 하면에는 얇은 탄성 시트(42)가 부착되어 있다. 탄성 시트(42)는 평탄한 고무제의 평판이다. 그리고 탄성 시트(42)도 도 6에 나타내는 바와 같이 반송의 대상이 되는 기판(20)의 각 기능 영역(22)에 대응하여 x방향 및 y방향에 등간격으로 개구를 갖고, 추가로 그 주위의 선 형상 돌기(24)에 대향한 부분에 사각형의 환상의 오목부를 갖고 있다. 또한 기판(20)의 기능 영역(22)의 외주의 단재에 대응하는 부분에도, 환상의 오목부의 외측에 외주를 따른 개구가 형성되어 있다. 이들 개구는 베이스 플레이트(41)와 탄성 시트(42)를 서로 겹쳤을 때에 동일 위치가 되도록 하고 있다. 여기에서 베이스 플레이트(41)의 개구 및 탄성 시트(42)의 개구는 기능 영역(22)에 형성되어 있는 LED의 렌즈의 지름보다 약간 큰 지름으로 하여, 브레이크된 기판(20)을 흡인할 때에, 기능 영역(22)의 렌즈가 탄성 시트(42)에 직접 접촉하지 않도록 구성되어 있다.
다음으로 이 헤드부(40)의 한쪽의 측면에는, 덕트(43)가 부착되고, 덕트(43)의 끝에는 도 8에 나타내는 집진기의 블로워(44)가 연결되어 있다. 또한 여기에서는 집진기를 이용하고 있지만, 블로워(44) 단체(單體)로 사용해도 좋다. 탄성 시트(42)에 기판(20)을 접촉시킨 상태에서 블로워(44)를 구동하고 덕트(43)를 통하여 공기를 흡인하면, 베이스 플레이트(41), 탄성 시트(42)의 개구로부터 공기가 흡인 되어, 기판(20)을 흡인할 수 있다. 또한 도시하지 않는 전환부에 의해 공기류를 유입으로부터 유출로 전환함으로써, 공기를 탄성 시트(42)의 개구로부터 분출시키는 상태로 전환할 수 있다.
그리고 이 헤드부(40)의 사방의 측벽에는 복수의 래치 기구(46)가 형성되어 있다. 래치 기구(46)는 헤드부(40)의 하면에 베이스 플레이트(41)와 탄성 시트(42)를 일체로 하여 착탈이 자유롭게 지지함과 함께, 탄성 시트(42)의 고무가 열화된 경우에는 용이하게 교환할 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한 이 래치 기구(46)는 헤드부(40)의 적어도 평행한 한 쌍의 측벽에 형성한 것이라도 좋다.
헤드부(40)의 하부 외주에는 도 9에 나타내는 틀 형상의 푸셔 플레이트(47)가 상하이동이 자유롭게 형성된다. 푸셔 플레이트(47)는 헤드부(40)와 단재 분리 스테이지(15)와의 사이에 기판(20)을 지지한 상태에서, 푸셔 플레이트(47)를 하강시킴으로써, 기판(20)의 주위의 불필요 부분을 단재로서 분리하는 것이다. 푸셔 플레이트(47)는 기판(20)의 주위의 단재 부분에 상당하는 크기의 틀 형상 부재이다. 또한 도시한 바와 같이, 상면은 일정한 높이이며, 한 쌍의 서로 대향하는 변(47a, 47b)의 두께가 두껍게, 이것과 직각인 서로 대향하는 2변(47c, 47d)의 두께가 얇아지도록 구성되어 있다.
다음으로 푸셔 플레이트(47)의 승강 기구에 대해서 설명한다. 헤드부(40)의 측벽 중, 덕트(43)가 연결되는 1개의 측벽을 제외한 서로 평행한 2개의 측벽에는, 승강 기구로서 에어 실린더(48)가 형성된다. 에어 실린더(48)는 도 5에 나타내는 바와 같이 헤드부(40)의 측벽에 나사 고정으로 고정된 본체부(48a)와, 상하이동이 자유로운 평판 형상의 연결 부재(48b) 및, 이것에 접속되는 틀 형상의 연결 부재(48c)를 갖고 있다. 또한 연결 부재(48c)의 하방에는 푸셔 플레이트(47)가 상하이동이 자유롭게 연결되어 있다.
다음으로 단재의 분리 및 기판의 반전에 이용되는 단재 분리 스테이지(15)에 대해서 설명한다. 단재 분리 스테이지(15)는, 도 10∼도 12에 나타내는 바와 같이, 아암(51) 상에 장방형 형상의 챔버(52)와 그 상부의 베이스 플레이트(53)와, 이것에 거의 동일 형상인 탄성 플레이트(54)를 갖고 있다. 챔버(52)의 중앙 부분에는 큰 오목부가 형성되며, 아암(51)의 내부에 형성된 덕트(51a)에 연통(communication)하고 있다. 베이스 플레이트(53)는 브레이크된 기판의 전(全)기능 영역에 상당하는 장방형 형상의 평판이지만, 전기능 영역보다도 근소하게 작게 해두는 것이 바람직하다. 베이스 플레이트(53)는 예를 들면 알루미늄제로 한다. 베이스 플레이트(53)에는 각 기능 영역(22)에 대응하도록 xy 방향으로 정렬한 다수의 개구가 형성되어 있다.
베이스 플레이트(53)의 상면에는 탄성 플레이트(54)가 부착되어 있다. 탄성 플레이트(54)는 기판(20)의 전기능 영역에 상당하는 장방형 형상의 영역에 상당하는 형상의 고무제 등의 평판이지만, 전기능 영역보다도 근소하게 작게 해두는 것이 바람직하다. 탄성 플레이트(54)에는 4변의 외주부를 제외하고 베이스 플레이트(53)의 개구, 즉 브레이크된 기판의 기능 영역에 대응하도록 xy 방향으로 정렬한 다수의 개구가 형성되어 있다. 탄성 플레이트(54)의 상면의 테두리의 부분은 근소하게 만곡된 구조인 것이 바람직하다.
그리고 이 탄성 플레이트(54)와 베이스 플레이트(53)의 개구는 모두 각 기능 영역(22)에 대응하도록 형성되어 있기 때문에, 서로 겹쳤을 때에 이들 개구를 통하여 외부의 공기를 챔버(52)의 오목부로 유통시킬 수 있다. 아암(51)의 내부의 덕트(51a)에는 도시하지 않는 튜브를 통하여 진공 흡착 장치에 연결되고, 진공 흡착 장치를 구동함으로써 탄성 플레이트(54)의 개구로부터 공기를 분출시키거나 또는 흡인할 수 있다.
그리고 이 아암(51)은 회전축(55)을 중심으로 하여 도 10의 상태로부터 시계 방향으로 180° 회전이 자유롭게 구성되어 있다. 이 축 상에는 아암(51)을 그 상부의 챔버(52), 베이스 플레이트(53) 및 탄성 플레이트(54)와 함께 회전시키는 회전 기구가 형성되어 있다. 회전 기구는 아암(51)을 180° 회전할 수 있는 것이면 충분하며, 로터리 실린더라도 좋고, 또한 모터와 감속 기어로 이루어지는 것이라도 좋다.
다음으로 기판(20)의 반전 및 실리콘 수지(23)의 층을 브레이크할 때에 이용되는 익스팬드 스테이지(16)에 대해서, 도 10, 도 11, 도 13∼도 15를 이용하여 설명한다. 익스팬드 스테이지(16)는 도 11, 도 13에 나타내는 바와 같이 아암(61)과, 아암(61)에 부착되는 직방체 형상의 카트리지(62)를 갖고 있다. 카트리지(62)는 그 사방의 모퉁이에 L자형의 기둥 형상부를 갖고, 그 내측에 스페이서(63), 스펀지(64) 및 익스팬드 러버(65)를 지지하는 것이다. 스페이서(63) 및 익스팬드 러버(65)는 기판의 기능 영역에 상당하는 크기의 평판이며, 익스팬드 러버(65)는 고무제의 탄성 지지판이다. 익스팬드 러버(65)에는, 브레이크된 기판(20)의 기능 영역(22)에 대응하도록, xy 방향으로 정렬한 다수의 개구가 등간격으로 형성되어 있다. 이 개구는 기능 영역(22)에 형성되어 있는 LED의 렌즈의 지름보다 약간 큰 지름으로 하여, 브레이크된 기판(20)을 흡인할 때에, 기능 영역(22)의 렌즈가 익스팬드 러버(65)에 직접 접촉하지 않도록 구성되어 있다.
그리고 도 11에 있어서 익스팬드 러버(65)의 하면에는 카트리지와 거의 동일 형상인 틀 형상의 평평한 누름판(66)이 형성된다. 누름판(66)은 나사 고정에 의해 카트리지(62)에 접속되어, 스페이서(63)나 스펀지(64), 익스팬드 러버(65)의 탈락을 방지하고 있다.
그리고 아암(61)은 아암(51)의 회전축(55)과 동일한 회전축을 중심으로 하여 180° 회전이 자유롭게 구성되어 있다. 그리고 아암(61)을 카트리지(62)나 스페이서(63), 스펀지(64) 및 익스팬드 러버(65)와 함께 회전시키는 회전 기구가 형성된다. 회전 기구는 아암(61)을 180° 회전하는 것이면 충분하며, 로터리 실린더라도 좋고, 모터와 감속 기어로 이루어지는 것이라도 좋다. 그리고 베이스(10) 상에는 도 13에 나타내는 바와 같이 홀더(67)가 형성되어 있다. 홀더(67)는 익스팬드 스테이지의 아암(61)을 시계 방향으로 180° 회전시켰을 때에, 그 위치에서 아암(61)의 하면을 지지하는 것이다.
다음으로 이 실시 형태의 실리콘 수지(23)의 브레이크에 이용되는 익스팬드 기구(17)에 대해서 도 14, 도 15를 이용하여 설명한다. 익스팬드 기구(17)는 익스팬드 스테이지(16) 상에 지지되어 있는 기판(20)의 실리콘 수지(23)의 층을 파단함으로써, 기판(20)을 완전하게 브레이크하기 위한 것이다. 익스팬드 기구(17)는, 도 14에 나타내는 바와 같이 베이스(10)에 평행한 베이스(71)와, 이것을 상하 방향으로 이동시키는 제2 승강 기구인 리니어 슬라이더(72)를 갖고 있다. 베이스(71)에는 익스팬드 헤드(73)가 이동이 자유롭게 부착되어 있으며, x축 방향으로 익스팬드 헤드(73)를 이동시키는 리니어 슬라이더(74) 및 익스팬드 헤드(73)를 그 축을 따라 회전시키는 회전 기구(75)가 형성되어 있다. 회전 기구(75)는, 여기에서는 한 쌍의 벨트차와 풀리 및 이것에 접속된 모터와 회전 기어를 갖는 것으로 하고 있지만, 익스팬드 헤드(73)를 회전시키는 것이면 충분하기 때문에, 모터와 감속 기구를 이용한 것이라도 좋다.
익스팬드 헤드(73)의 하면에는 익스팬더(80)가 익스팬드 스테이지(16)의 면에 평행하게 부착되어 있다. 이에 따라, 리니어 슬라이더(72)에 의해 익스팬드 헤드(73)를 상하이동시킨 경우, 익스팬더(80)도 동시에 일체가 되어 상하이동하게 된다. 익스팬더(80)는 평면 형상의 베이스에 평행한 줄무늬 형상의 익스팬드 바(81)가 다수 병렬로 형성되고, 각 익스팬드 바의 모든 능선은 1개의 평면을 구성하고 있다. 또한 익스팬드 바(81)의 간격은 일정하며 스크라이브 예정 라인의 간격의 2 이상의 정수배이면 좋고, 본 실시 형태에서는 2배로 한다. 그리고 각 익스팬드 바(81)의 단면은 도 14, 도 15에 나타내는 바와 같이 스크라이브 라인을 따라 압압할 수 있도록 원호 형상으로 하고 있다.
다음으로 이 반송 장치에 의해 기판(20)을 브레이크 스테이지(14)로부터 단재 분리 스테이지(15)로 반송하는 경우에 대해서 설명한다. 우선 반송 장치의 반송 헤드(13)를 브레이크 스테이지(14) 상의 기판(20)의 바로 위로 이동하고, 헤드부(40)를 기판(20)에 맞추어 하강시킨다. 그리고 헤드부(40)의 최하부의 탄성 시트(42)의 개구를 LED의 렌즈에 대응시키도록 위치 결정한다. 다음으로 블로워(44)를 구동하고 덕트(43)를 통하여 공기를 흡인하면, 베이스 플레이트(41), 탄성 시트(42)의 개구로부터 공기가 흡인되게 되어, 탄성 시트(42)에 접촉시킨 기판(20)을 흡인할 수 있다. 여기에서 탄성 시트(42)의 개구로부터 공기를 흡인할 때에 공기의 누설이 발생하고 있었다고 해도, 공기는 항상 개구로부터 내부로 유입하고 있기 때문에, 기판(20)을 흡인할 수 있다. 그리고 반송 헤드(13)를 끌어 올림으로써, 브레이크된 기판(20)을 그대로 끌어 올릴 수 있다.
이 상태에서 반송 헤드(13) 전체를 리니어 슬라이더(12)에 의해 이동시킴으로써 기판(20)을 소망하는 위치로 반송할 수 있다. 이렇게 하여 도 10에 나타내는 바와 같이 반송 헤드(13)를 단재 분리 스테이지(15)의 바로 위로 이동시킨 후, 헤드부(40)를 리니어 슬라이더(35)에 의해 하강시킨다. 그리고 헤드부(40)의 하면에 지지되어 있는 기판(20)이 단재 분리 스테이지(15)의 상부에 접촉하고, 그 기능 영역(22)이 탄성 플레이트(54)의 개구에 각각 대응하는 위치가 되도록 위치 결정하여 하강을 정지한다. 그리고 기판(20)의 하면이 탄성 플레이트(54)에 접촉한 상태에서 아암(51)을 통하여 공기를 흡인함으로써, 기판(20)을 단재 분리 스테이지(15) 상에 지지할 수 있다. 이때 블로워(44)를 동작시킨 채라도 좋고, 또한 정지시켜도 좋다.
다음으로 단재 분리 장치에 의한 단재 분리시의 동작에 대해서 설명한다. 우선 푸셔 플레이트(47)의 승강 기구의 에어 실린더(48)로부터 공기를 취출함으로써, 헤드부(40)의 하부의 푸셔 플레이트(47)를 하강시킬 수 있다. 푸셔 플레이트(47)를 기판(20)에 평행하게 하강시키면, 우선 두께가 두꺼운 변(47a, 47b)에 의해 기판(20)의 기능 영역의 외측이 가늘고 긴 주변 부분만이 하향의 압력을 받아, 분리되어 단재가 된다. 또한 하강을 계속하면, 두께가 얇은 2변(47c, 47d)에 의해 기판(20)의 기능 영역의 외측이 가늘고 긴 주변 부분이 하강의 압력을 받아 분리되어 단재가 된다. 도 13은 분리된 4개의 단재를 나타내고 있다. 이와 같이 푸셔 플레이트(47)를 압하한다는 한 번의 하강의 조작으로, 기판(20)의 주위의 단재를 모두 분리할 수 있다. 이때 기판(20)의 주위의 인접하는 변을 동시에 단재로서 분리하고 있지 않다. 또한 탄성 플레이트(54)는 푸셔 플레이트(47)보다 약간 작고, 그 상면의 테두리 부분이 만곡되어 있다. 이 때문에 기판(20)의 기능 영역을 손상시키는 일 없이, 단시간에 주위의 단재를 모두 분리할 수 있다.
그 후 아암(51)으로부터 공기를 흡인한 상태에서, 블로워(44)로부터 공기를 분출시켜, 헤드부(40)를 상승시킨다. 이에 따라 헤드부(40)는 기판(20)으로부터 분리되게 된다.
헤드부(40)를 상승시킨 상태에서 리니어 슬라이더(12)에 의해 반송 헤드(13)를 도 2의 왼쪽으로 이동시킴으로써 원래의 상태로 복귀시킨다.
이렇게 하여 반송 헤드(13)를 단재 분리 스테이지(15)의 상방으로부터 멀리한 후, 익스팬드 스테이지(16)의 아암(61)을 회전 운동시키고, 단재 분리 스테이지(15)의 상부의 기판(20)의 상면에 익스팬드 러버(65)를 접촉시킨다. 도 13은 이 상태를 나타내는 도면이다. 이때 익스팬드 러버(65)의 개구의 내벽에 렌즈가 접촉하지 않도록 위치 결정한다. 그리고 기판(20)을 단재 분리 스테이지(15)와 익스팬드 스테이지(16)와의 사이에 끼운다. 이 상태에서 아암(51) 및 아암(61)을 동일한 회전축을 따라 도 16에 나타내는 바와 같이 회전시킨다. 이렇게 하면 단재 분리 스테이지(15)와 익스팬드 스테이지(16)에서 기판(20)을 완전하게 지지한 상태로 반전시킬 수 있어, 회전 도중에 기판(20)이 탈락하는 일이 없다. 도 17은 이들 스테이지를 180° 회전시켜, 익스팬드 스테이지(16)의 하면이 홀더(67)에 지지되어 있는 상태이다.
이렇게 하여 회전을 끝낸 후, 단재 분리 스테이지(15)의 아암(51)의 덕트를 통하여 탄성 플레이트(54)의 개구로부터 공기를 분출시켜, 단재 분리 스테이지(15)로부터 기판(20)을 떨어뜨린다. 다음으로 단재 분리 스테이지(15)만을 180° 역방향으로 회전시켜, 원래의 위치로 복귀시킨다. 이에 따라 익스팬드 스테이지(16) 상에 기판(20)이 지지되어 있지만, 기판(20)의 상부는 개방된 상태가 된다.
다음으로 세라믹스 기판(21)에 형성된 스크라이브 라인을 실리콘 수지(23)의 층으로도 신전시켜 기판(20)의 분단을 완료하는 방법에 대해서 설명한다. 우선 리니어 슬라이더(74)에 의해 익스팬드 헤드(73)가 기판(20)의 바로 위에 오도록 이동시킨다. 그리고 익스팬더(80)의 각 익스팬드 바(81)의 최하부의 능선을 도 18(a)에 나타내는 바와 같이 스크라이브 라인(S)에 맞추도록 리니어 슬라이더(74)로 위치 결정한다.
다음으로 리니어 슬라이더(72)를 구동하여, 익스팬더(80)를 익스팬드 스테이지(16)에 대하여 평행하게 유지하면서 서서히 강하시킨다. 그리고 도 18(b)에 나타내는 바와 같이 익스팬드 바(81)에 의해 스크라이브 라인(S)의 바로 위로부터 세라믹스 기판(21)을 압압한다. 이렇게 하면 도 18(c)에 나타내는 바와 같이 세라믹스 기판(21)이 익스팬드 바(81)에 눌려 변형되고, 가라 앉는 익스팬드 러버(65)가 동일하게 V자 형상으로 변형되어, 기판(20)의 실리콘 수지(23)의 층을 브레이크할 수 있다. 브레이크가 완료되면, 리니어 슬라이더(72)를 반대로 작동시켜 익스팬더(80)를 상승시킨다.
이때 익스팬더(80)는 다수의 익스팬드 바(81)가 병렬로 형성되어 있으며, 그 간격은 스크라이브 라인의 피치의 2배이기 때문에, 1개 간격으로 복수의 스크라이브 라인을 따라 동시에 실리콘 수지(23)를 브레이크할 수 있다.
그리고 익스팬드 헤드(73)를 x축 방향으로 스크라이브 라인의 피치분만큼 이동시키고, 동일하게 하여 익스팬더(80)를 강하시킴으로써 다른 인접하는 스크라이브 라인에 대해서도 수지층의 브레이크를 완료할 수 있다. 여기에서는 익스팬드 바(81)의 간격이 스크라이브 라인의 피치의 2배이기 때문에, 1회 익스팬드 헤드(73)를 시프트시켜 브레이크함으로써 기판(20)의 모든 x축 방향의 브레이크를 완료할 수 있다. 또한 익스팬드 바(81)의 간격이 스크라이브 라인의 피치의 3배인 경우에는, 2회 익스팬드 헤드(73)를 이동시켜 브레이크함으로써 모든 x축 방향의 브레이크를 완료할 수 있다.
그리고 익스팬드 헤드(73)를 회전 기구(75)에 의해 90° 회전시킨다. y축의 스크라이브 라인에 대해서도 위치 결정한 후 익스팬더(80)를 강하시켜, 실리콘 수지(23)의 층을 브레이크한다. 그리고 익스팬드 헤드(73)를 x축 방향으로 스크라이브 라인의 피치분만큼 이동시키고, 동일하게 하여 익스팬더(80)를 강하시킨다. 이렇게 하면 기능 영역을 격자 형상으로 분단하여 전면(全面)의 브레이크가 완료되며, LED칩을 다수 형성할 수 있다.
또한 이 실시 형태에서는, 익스팬드 러버(65)의 다수의 개구를 관통구멍으로 하여 기능 영역을 보호할 수 있도록 하고 있지만, 브레이크시에 기판(20)의 구조체가 접촉하지 않는 보호 구멍이면 충분하기 때문에, 관통구멍이 아니라, 구조체가 접촉하지 않을 정도의 깊이의 오목부로 해도 좋다.
이 실시 형태에서는 상면에 렌즈를 갖는 기능 영역을 가지는 LED 기판의 LED칩을 제조하는 예에 대해서 설명하고 있지만, 본 발명은 표면에 렌즈를 갖는 칩뿐만 아니라, 특히 아무것도 돌출되어 있지 않은 기능 영역을 갖는 칩에 대해서도 적용할 수 있으며, 또한 렌즈 이외의 돌기물을 갖는 기능 영역을 가지는 취성 재료 기판에도 적용할 수 있다.
또한 이 실시 형태에서는, 세라믹스 기판에 실리콘 수지를 도포한 취성 재료 기판에 대해서 설명하고 있지만, 그 외의 여러 가지의 재질의 층의 기판이라도 좋다. 예를 들면 유리 기판에 대하여 편광판 등의 층을 적층한 것이라도 좋다.
전술한 단재 분리 스테이지에 있어서 푸셔 플레이트의 승강 기구로서 에어 실린더에 대해서 설명하고 있지만, 승강 기구는 리니어 슬라이더 등 다른 형상의 승강 기구라도 좋은 것은 말할 필요도 없다.
본 발명은 취성 재료 기판의 세라믹스 기판만을 브레이크한 기판을 반송하고, 단재를 분리하여 반전하고, 브레이크할 수 있어, 기판의 제조에 유효하게 적용할 수 있다.
10 : 베이스
11 : 빔
12 : 리니어 슬라이더
13 : 반송 헤드
14 : 브레이크 스테이지
15 : 단재 분리 스테이지
16 : 익스팬드 스테이지
17 : 익스팬드 기구
20 : 기판
21 : 세라믹스 기판
22 : 기능 영역
23 : 실리콘 수지
24 : 선 형상 돌기
31 : 행거 베이스
32 : 행거
33, 34 : 행거 브라켓
35 : 리니어 슬라이더
40 : 헤드부
41 : 베이스 플레이트
42 : 탄성 플레이트
43 : 덕트
44 : 블로워
46 : 래치 기구
47 : 푸셔 플레이트
48 : 에어 실린더
51 : 아암
52 : 챔버
53 : 베이스 플레이트
54 : 탄성 플레이트
55 : 회전축
61 : 아암
62 : 카트리지
63 : 스페이서
64 : 스펀지
65 : 익스팬드 러버
67 : 홀더
71 : 베이스
72, 74 : 리니어 슬라이더
73 : 익스팬드 헤드
75 : 회전 기구
80 : 익스팬더
81 : 익스팬드 바

Claims (2)

  1. 취성 재료 기판을 브레이크하는 브레이크 장치로서,
    상기 취성 재료 기판은,
    한쪽의 면에 종방향 및 횡방향으로 소정의 피치로 형성된 기능 영역을 갖고, 수지가 코팅되고, 상기 기능 영역이 중심에 위치하도록 격자 형상으로 형성된 스크라이브 라인을 따라 브레이크된 것이며,
    상기 브레이크 장치는,
    단재(端材) 분리 스테이지 상에 지지(holding)되어 있는 취성 재료 기판의 주위의 단재를 분리하는 단재 분리 장치와,
    상기 단재 분리 스테이지와 익스팬드 스테이지에 상기 취성 재료 기판을 사이에 끼우고 반전하는 반전 장치와,
    상기 취성 재료 기판의 수지층을 익스팬드하여, 격자 형상으로 형성된 스크라이브 라인을 따라 브레이크하는 익스팬드 기구를 구비하는 취성 재료 기판의 브레이크 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 장치는,
    회전이 자유롭게 형성된 상기 취성 재료 기판을 상면에 지지하는 단재 분리 스테이지와,
    상기 취성 재료 기판의 주위의 단재가 되는 부분에 대응하는 변을 갖는 틀 형상의 푸셔 플레이트와,
    상기 푸셔 플레이트를 상기 취성 재료 기판의 면에 평행하게 승강시키는 제1 승강 기구와,
    상기 단재 분리 스테이지의 회전축과 동일한 회전축에서 상기 단재 분리 스테이지와 서로 겹쳐지도록 회전이 자유롭게 형성된 익스팬드 스테이지와,
    상기 단재 분리 스테이지 및 상기 익스팬드 스테이지를 각각 독립적으로 회전시키는 제1, 제2 회전 기구와,
    하면에 익스팬드 바를 갖는 익스팬더와,
    상기 익스팬더를 취성 재료 기판의 상방으로부터 스크라이브 라인을 따라 강하시킴으로써 상기 취성 재료 기판의 수지층을 브레이크하는 제2 승강 기구를 구비하는 취성 재료 기판의 브레이크 장치.
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