TW201305075A - 刻劃痕線裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種刻劃痕線裝置，可依刻劃線的種類使用適當的劃線頭來形成刻劃線。該裝置係為用以在基板形成複數條刻劃線的裝置，係具備：具有第1劃線頭，並且在基板形成第1刻劃線的第1劃線單元11；以及具有第2劃線頭，並且在基板形成第2刻劃線的第2劃線單元12。第1劃線頭具有：夾具保持構件23；以及在前端可安裝刀輪42，並且相對於夾具保持構件23支持成繞著與工件表面垂直的軸旋轉自如的夾具24。第2劃線頭具有：夾具保持構件23；以及在前端可安裝刀輪42，並且相對於夾具保持構件23繞著與工件表面垂直的軸之旋轉受到限制的夾具24。

Description

刻劃痕線裝置

本發明是關於刻劃痕線裝置，尤其是關於一種用以在作為工件的脆性材料基板形成複數條刻劃線(scribe line)的刻劃痕線裝置。

例如在分割玻璃基板的情況，是將刀輪(cutter wheel)等工具的刀鋒壓接在玻璃基板，並且使該刀鋒沿著刻劃預定線移動，藉此形成刻劃線。接下來，沿著刻劃線對玻璃基板施加預定的力量，玻璃基板就會被分割。

在進行如上所述的玻璃基板之分割時，係使用例如專利文獻1所示的刻劃痕線裝置。該專利文獻1所示的裝置是例如為用以將貼合有兩片玻璃基板的LCD基板予以分割的裝置，該裝置具備兩個劃線頭(scribe head)、以及保持搬送手段。兩個劃線頭是為了分別刻劃基板的表面及背面而上下相對向地設置。又，保持搬送手段是在兩個劃線頭之間輸送基板。

在專利文獻1所示的裝置中會有在上下的玻璃基板的相同位置形成刻劃線的情況、以及在上下的玻璃基板的不同位置形成刻劃線的情況。

在對上下的玻璃基板的相同位置形成刻劃線的情況，係以從上下夾住兩玻璃基板的方式將安裝有刀輪的劃線頭按壓至各者，並形成刻劃線。

另一方面，在對上下的玻璃基板的不同位置形成刻劃 線的情況，係使一方安裝有劃線頭的架橋(bridge)移動，並藉由上下的劃線頭，在基板表面及背面的不同位置形成刻劃線。

又，專利文獻2揭示了以縮短加工時間為目的的基板分割方法。在此，在從母基板切割出複數個單位基板時，為了不使刀輪對於基板的按壓中斷，是使劃線頭一筆劃地移動來加工。

[先前技術文獻] (專利文獻)

專利文獻1：WO 02/057192 A1

專利文獻2：WO 2005/113212 A1

在專利文獻1及2所示的習知刻劃痕線裝置中，當劃線頭的移動方向改變時，必須使刀輪平穩地遵循所改變的移動方向。因此，安裝有刀輪的夾具相對於夾具保持構件是支持成繞著與基板表面垂直的軸旋轉自如。

另一方面，尤其在藉由刻劃線而分割的剖面會就此成為製品之剖面而露出的情況，必須避免所加工的刻劃線彎曲。為了避免刻劃線的彎曲，較佳為安裝有刀輪的夾具之旋動受到限制。

本發明之課題在於提供一種可依刻劃線的種類使用適當的劃線頭來形成刻劃線的刻劃痕線裝置。

第1發明之刻劃痕線裝置是用以在作為工件的脆性材料基板形成複數條刻劃線的裝置，係具備：具有第1劃線頭，並且在脆性材料基板形成第1刻劃線的第1劃線單元；以及具有第2劃線頭，並且在脆性材料基板形成第2刻劃線的第2劃線單元。第1劃線頭具有：第1夾具保持構件、以及在前端可安裝切刀(cutter)，並且相對於第1夾具保持構件支持成繞著與工件表面垂直的軸旋轉自如的第1夾具。第2劃線頭具有：第2夾具保持構件、以及在前端可安裝切刀，並且相對於第2夾具保持構件繞著與工件表面垂直的軸之旋轉受到限制的第2夾具。

在此，在改變劃線頭的移動方向而形成刻劃線的情況，係藉由使用第1劃線單元，安裝有切刀的第1夾具可平穩地遵循第1劃線頭的動作而形成刻劃線。又，在形成直線的刻劃線的情況，藉由使用第2劃線單元，安裝有切刀的第2夾具的旋轉會受到限制，可形成彎曲受到抑制的刻劃線。

第2發明之刻劃痕線裝置係在第1發明的裝置中，在第1劃線單元與第2劃線單元之間還具備：用來改變脆性材料基板之姿勢的姿勢變更手段。

例如，在脆性材料基板形成彼此正交之x方向及y方向的刻劃線的情況，係在利用第1劃線單元形成x方向的刻劃線之後，在姿勢變更手段中使脆性材料基板在工作台(table)面上旋轉90度。接下來在第2劃線單元中形成y方向的刻劃線。因此，可有效地進行加工。

第3發明之刻劃痕線裝置係在第1或第2發明的裝置中，第1劃線單元還具有：隔著所加工的脆性材料基板而與第1劃線頭相對向配置的第3劃線頭。而且，第3劃線頭具有：第3夾具保持構件、以及在前端可安裝切刀，並且相對於第3夾具保持構件繞著與工件表面垂直的軸之旋轉受到限制的第3夾具；並且在脆性材料基板形成第3刻劃線。

在此，在第1劃線單元中，可在基板的兩面形成刻劃線。此時，在基板的一面可平穩地形成劃線頭之移動方向改變過的刻劃線，在基板的另一面可形成彎曲受到抑制的直線的刻劃線。

第4發明之刻劃痕線裝置係在第1發明的裝置中，第2劃線單元還具有：隔著所加工的脆性材料基板，而與第2劃線頭相對向配置的第4劃線頭。而且，第4劃線頭具有：第4夾具保持構件、以及在前端可安裝切刀，並且相對於第4夾具保持構件繞著與工件表面垂直的軸之旋轉受到限制的第4夾具；並且在脆性材料基板形成第4刻劃線。

在此，可在基板的表裏形成彎曲受到抑制的直線的刻劃線，且可有效地形成品質穩定的刻劃線。

如以上所述，本發明可依刻劃線的種類使用適當的劃線頭來形成刻劃線。

以下，以分割液晶顯示面板製造用之母基板時的刻劃 痕線裝置為例進行說明。

[工件]

首先，就作為加工對象的工件進行說明。如第1圖所示，液晶顯示面板製造用的母基板MG是使形成有複數個單位顯示面板(單位基板)之圖案(pattern)P的兩個基板G1、G2(參照第2圖)相貼合而構成。具體而言，如第2圖所示，形成有複數個彩色濾光片(color filter)的第1基板(亦稱為CF側基板)G1、與形成有複數個TFT及端子區域的第2基板(亦稱為TFT基板)G2係包夾封入液晶的密封材而相貼合。在此，第2基板G2的端子區域T(在第1圖的放大圖中，以假想線顯示出端子的一部分)係為在內部的TFT與外部機器之間連接信號線的區域，因此必須在分割的最後階段露出在外部。

另一方面，有別於在兩個基板G1、G2間封入液晶的密封材，在母基板MG的外周緣部還設有外部密封件1。該外部密封件1係為為了不使在分割母基板MG時所產生的碎片飛散而用以將兩片基板G1、G2接著的密封件。

在對此種母基板MG朝x方向刻劃痕線時，如第1圖所示，必須使形成在下面之TFT基板G2上的電極端子2露出。此外，第1圖中，實線S1是利用上方的切刀所形成的刻劃線，虛線S2是利用下方的切刀所形成的刻劃線。因此，需要一種使CF基板G1之刻劃線S1與TFT基板G2之刻劃線S2的位置稍微不同達端子大小的刻劃線。然而，即使在使刻劃線錯開的情況，在從母基板MG的端部到外部密 封件1的內端，仍必須使上下之刻劃線S1、S2對準來劃線。如第2圖(a)、(b)所示，假設，在從母基板MG的端部到外部密封件1並未使上下之刻劃線S1、S2對準的情況，外部密封件1就會殘留在兩個基板G1、G2間。如此一來，在殘留有外部密封件1的部分中，CF基板G1與TFT基板G2就會仍然相貼合而無法使端子部分露出。因此，如前所述，在從母基板MG的端部到外部密封件1的內端，必須使上下的刻劃線S1、S2對準來劃線，然後再使上下的刻劃線S1、S2錯開。此外，第2圖(b)是該圖(a)的A向視圖。

又，如第3圖所示，在朝y方向劃線時的上下刻劃線S3、S4，係從刻劃線的起點開始即成為單位基板P之完成品的剖面，因此為了控制分割面的品質劣化，必須避免在刻劃線產生彎曲。

[刻劃痕線裝置的全體構成]

本實施形態的刻劃痕線裝置係為用以在如上的工件形成刻劃線S1至S4，並分割成複數個單位基板P的裝置，且將全體構成顯示於第4圖及第5圖。第4圖係為顯示裝置全體的概略之平面圖，第5圖係為示意性顯示裝置的一部分之前視圖。

如第4圖所示，刻劃痕線裝置10主要具有：第1劃線單元11、兩個第2劃線單元12、以及基板姿勢變更裝置13。並且設有用以在該等裝置間搬送基板的搬送機構(未圖示)。在第1劃線單元11的搬送方向上游側設有待機工作台15。又，在基板姿勢變更裝置13的搬送方向上游側及 下游側分別設有姿勢變更用的工作台16、17。此外，在該實施形態中，雖然，在基板姿勢變更裝置13的搬送方向下游側配置有兩行加工線，但是亦可配置一行加工生產線。在一行加工生產線的情況，係設置一個第2劃線單元12。

第1劃線單元11是對所搬入而來的母基板MG形成x方向的刻劃線。而且，第2劃線單元12是對執行過x方向之劃線及分割處理的基板形成y方向的刻劃線。

如第5圖所示，在各劃線單元11、12設有隔著基板相對向的一對劃線頭SH(在第5圖中僅顯示出構成劃線頭的刀輪)。此外，關於劃線頭SH的詳細內容容後敘述。在本裝置中，係藉由利用上下的劃線頭SH，在上下的基板同時形成刻劃線，因此不需要執行斷開(break)步驟作為另外的步驟而可分割基板。第5圖(a)係為示意性顯示劃線處理的圖，同圖(b)係顯示分割後的基板。藉由此種裝置構成，就不需要用以在基板之表裏形成刻劃線的反轉步驟、以及形成刻劃線之後的斷開步驟。

[劃線頭]

在本裝置中，兩個劃線頭係分別設在第1及第2劃線單元11、12之各者。各劃線頭的構成是如後所述，雖然有安裝有刀輪的夾具會自由旋轉，或是夾具之旋轉受到限制的差異，但是其他構成皆相同。以下，根據第6圖至第8圖來說明劃線頭的基本構成。

劃線頭20是為了在母基板MG形成刻劃線S1至S4所使用，可沿著設在刻劃痕線裝置10的導桿11a、12a(參照 第4圖)朝水平方向移動。劃線頭20具備：在內部配置有旋動電動機(motor)組裝體或滾珠螺桿等之機構(未圖示)的基座構件21、裝設在基座構件21之上部的推壓用電動機22、夾具保持構件23；以及具有夾具24的中心銷(king pin)組裝體25。

〈夾具保持構件〉

如第7圖所示，夾具保持構件23係具有圓筒構件28、插入在圓筒構件28之內面的套管(collar)29、及頂蓋(head cover)30。圓筒構件28係被支持在基座構件21的下方。頂蓋30在中央部具有貫穿孔，並且固定在圓筒構件28的下端。

〈夾具〉

如第7圖及第8圖所示，夾具24係設置作為中心銷組裝體25的構成構件之一。亦即，中心銷組裝體25具有夾具24、上下的軸承32、33、間隔件(spacer)34、軸承蓋35、及支持構件36。

夾具24具有：朝上下方向延伸的桿部24a、以及設在桿部24a之前端的切刀保持部24b。在桿部24a的上端透過螺栓41而安裝有聯接器(coupling)40。聯接器40可與設在基座構件21之內部的旋動用電動機組裝體連結，且可使夾具24在預定的角度範圍轉動。如第7圖所示，切刀保持部24b係在一方的側視中，前端部分係形成為三角形狀。又，如第8圖所示，在切刀保持部24b的前端部從下方形成有預定長度的切縫24c。在該切縫24c的下端部安 裝有刀輪42。

如第7圖所示，從與劃線頭之移動方向正交的方向觀察，刀輪42的安裝中心C1與夾具24之桿部24a的中心C2係偏移(offset)達距離δ。藉由該偏移δ，當劃線頭20的移動方向改變時，夾具24就會跟著旋轉。此外，如第8圖所示，在從沿著劃線頭20之移動方向的方向觀察的情況，刀輪42的中心與夾具24之桿部24a的中心是一致的。

上下的軸承32、33是相對於夾具支持構件23旋轉自如地支持著夾具24。間隔件34是設在上下軸承32、33之間，上端是抵接於上軸承32的內環，下端是抵接於下軸承33的內環。

軸承蓋35係為大致圓筒狀的構件，並具有固定部35a及防塵密封(dust seal)部35b。固定部35a是在桿部24a的下端部固定成無法相對旋轉。又，在固定部35a之上下方向的大致中間部形成有朝半徑方向貫穿的轉動限制用孔35c。防塵密封部35b具有從固定部35a的下端部朝徑向外方延伸，且朝上方突出的環狀之端緣(lip)部。

支持構件36係為配置在軸承蓋35之外周部的圓筒狀構件。支持構件36的外周面是被壓入在夾具保持構件23之頂蓋30的內周面。又，在支持構件36的內周面與軸承蓋35的外周面之間設有間隙。此外，在頂蓋30設有朝頂蓋30之半徑方向貫穿的插銷(pin)43。該插銷43的前端是藉由螺絲構件44推壓在形成於支持構件36之外周面的環狀溝36a。藉此，可防止支持構件36從頂蓋30落下。又， 在支持構件36的內周面與軸承蓋35的外周面之間設有間隙。

在支持構件36之上下方向的大致中間部，在對應於軸承蓋35之孔35c的位置，形成有朝半徑方向貫穿的螺絲孔。在該螺絲孔安裝有螺絲構件45。螺絲構件45的前端是延伸至軸承蓋35的孔35c內。此外，孔35c的內徑比螺絲構件45的外徑更大，且軸承蓋35及夾具24係相對於支持構件36而可旋轉達相當於該等直徑之差異的角度。

在支持構件36的下端面形成有環狀的溝。在該環狀溝插入有軸承蓋35的端緣部。藉由這種構成，可防止因為加工所產生的加工片進入軸承32、33。

〈夾具的旋轉限制〉

從以上的說明可以明瞭，藉由將螺絲構件45裝設在支持構件36，並將螺絲構件45的前端插入軸承蓋35的轉動限制用孔35c，可限制軸承蓋35之相對於支持構件36的旋轉。亦即，可限制夾具24相對於夾具保持構件23之繞著與工件表面垂直之軸的旋轉。此外，如前所述，孔35c的內徑係形成為比螺絲構件45的外徑大，而在兩者之間形成有間隙，因此夾具24可相對於支持構件36旋轉達相當於該間隙大小的角度(較佳為5°以下)。以下，將以此方式裝置(set)的劃線頭稱為「固定頭」。

另一方面，藉由從支持構件36卸下螺絲構件45，軸承蓋35便可相對於支持構件36自由旋轉。亦即，相對於夾具保持構件23，夾具24可繞著與工件表面垂直的軸自 由旋轉。以下，將以此方式裝置的劃線頭稱為「旋轉頭」。

[加工動作]

在此就第1圖至第3圖所示的將液晶顯示面板製造用的母基板分割時的加工動作進行說明。在該情況，係裝置固定頭作為第1劃線單元11之上方的劃線頭，並裝置旋轉頭作為下方的劃線頭。又，以第2劃線單元12之上下的劃線頭而言，皆設置固定頭。

首先，母基板MG會由搬送機構搬入待機工作台15。所搬入的母基板MG會被搬送至設有第1劃線單元11的工作台。在此，母基板MG係朝x方向被劃線。具體而言，如第1圖所示，利用上方的固定頭形成刻劃線S1，利用下方的旋轉頭形成刻劃線S2。藉此，形成在下面之TFT基板G2上的電極端子2會露出。又，在此，因藉由上下的劃線頭同時形成刻劃線S1、S2，因此不需要特別進行斷開步驟，母基板MG會沿著x方向的刻劃線S1、S2而被分割。

在以上的加工中，如第1圖的虛線S2所示，下方的旋轉頭雖在移動中會改變方向，但是因夾具24會相對於夾具保持構件23自由旋轉，因此夾具24會平穩地一面旋轉並一面仿照跟從刻劃線S2。又，上方的固定頭是因為夾具24相對於夾具保持構件23的旋轉受到限制，因此可抑制所形成的刻劃線1之彎曲。因此，可抑制製品之切斷品質的劣化。

藉由第1劃線單元11完成x方向之分割的基板會被搬送至基板姿勢變更裝置13。基板姿勢變更裝置13是使基 板的姿勢在水平面內旋轉90度，並且搬送至設有第2劃線單元12的工作台。

接下來，第2劃線單元12會執行y方向的劃線。藉此，母基板MG會被分割成各單位基板P。在此，與前述同樣地，可利用上下的劃線頭同時形成刻劃線S3、S4，而且不需要設置斷開步驟而分割成單位基板P。

在該第2劃線單元12中，上下的刻劃線S3、S4是分別藉由上下的固定頭形成。在此，從刻劃線S3、S4的起點開始即成為單位基板P之完成品的剖面，但因為刻劃線S3、S4是藉由固定頭形成，因此可抑制在刻劃線S3、S4產生彎曲。

[特徵]

(1)在必須改變劃線頭之移動方向的加工步驟當中，是裝置夾具可自由旋轉的旋轉頭。而在不需要改變劃線頭之移動方向，尤其是在刻劃線會就此成為製品之剖面的情況，是裝置夾具之旋轉受到限制的固定頭。因此可依刻劃線的種類使用適當的劃線頭來加工。

(2)藉由裝設或卸下螺絲構件，可將劃線頭替換成固定式及旋轉式，且可低成本地構成兩種劃線頭。

[其他實施形態]

本發明並不限定於如以上所述的實施形態，而可不脫離本發明之範圍地進行各種變形或修正。

前述實施形態是將本發明是用在分割液晶顯示面板用之母基板的情況，但同樣亦可適用於要在其他脆性材料基 板形成刻劃線的情況。

前述實施形態是針對在各劃線單元設有上下的劃線頭的情況加以說明，但是亦可將本發明同樣適用在僅於上或下之一方設有劃線頭的裝置。

用來限制夾具相對於夾具保持構件之旋轉的構成並不限定於前述實施形態。前述實施形態是將螺絲構件插入貫穿孔，但亦可使用插銷取代螺絲構件。

1‧‧‧外部密封件

10‧‧‧刻劃痕線裝置

11‧‧‧第1劃線單元

11a、12a‧‧‧導桿

12‧‧‧第2劃線單元

13‧‧‧基板姿勢變更裝置

15‧‧‧待機工作台

16、17‧‧‧工作台

20、SH‧‧‧劃線頭

21‧‧‧基座構件

22‧‧‧推壓用電動機

23‧‧‧夾具保持構件

24‧‧‧夾具

24a‧‧‧桿部

24b‧‧‧切刀保持部

24c‧‧‧切縫

25‧‧‧中心銷組裝體

28‧‧‧圓筒構件

29‧‧‧套筒

30‧‧‧頂蓋

32‧‧‧上軸承

33‧‧‧下軸承

34‧‧‧間隔件

35‧‧‧軸承蓋

35a‧‧‧固定部

35b‧‧‧防塵密封部

35c‧‧‧旋轉限制用孔

36‧‧‧支持構件

40‧‧‧聯接器

41‧‧‧螺栓

42‧‧‧刀輪

43‧‧‧插銷

45‧‧‧螺絲構件

G1‧‧‧第1基板

G2‧‧‧第2基板

MG‧‧‧母基板

P‧‧‧單位基板

S1、S2、S3、S4‧‧‧刻劃線

T‧‧‧端子區域

δ‧‧‧偏移

第1圖係為顯示利用本發明之一實施形態的刻劃痕線裝置來加工的基板之一例的圖。

第2圖係說明前述刻劃痕線裝置之刻劃線的圖。

第3圖係為顯示利用本發明之一實施形態的刻劃痕線裝置來加工的基板之一例的圖。

第4圖係前述刻劃痕線裝置的概略俯視圖。

第5圖係前述刻劃痕線裝置的概略前視圖。

第6圖係劃線頭的外觀斜視圖。

第7圖係劃線頭的部分剖面圖。

第8圖係中心銷組裝體的部分剖面圖。

24‧‧‧夾具

24a‧‧‧桿部

24b‧‧‧切刀保持部

24c‧‧‧切縫

25‧‧‧中心銷組裝體

32‧‧‧上軸承

33‧‧‧下軸承

34‧‧‧間隔件

35‧‧‧軸承蓋

35a‧‧‧固定部

35b‧‧‧防塵密封部

35c‧‧‧旋轉限制用孔

36‧‧‧支持構件

40‧‧‧聯接器

41‧‧‧螺栓

42‧‧‧刀輪

45‧‧‧螺絲構件

Claims (4)

1. 一種刻劃痕線裝置，是用以在作為工件的脆性材料基板形成複數條刻劃線的刻劃痕線裝置，係具備：第1劃線單元，係具有第1劃線頭，並且用以在脆性材料基板形成第1刻劃線；該第1劃線頭具有：第1夾具保持構件、以及在前端可安裝切刀，並且相對於前述第1夾具保持構件支持成繞著與工件表面垂直的軸旋轉自如的第1夾具；以及第2劃線單元，係具有第2劃線頭，並且用以在脆性材料基板形成第2刻劃線；該第2劃線頭具有：第2夾具保持構件、以及在前端可安裝切刀，並且相對於前述第2夾具保持構件繞著與工件表面垂直的軸之旋轉受到限制的第2夾具。
2. 如申請專利範圍第1項所述之刻劃痕線裝置，其中，在前述第1劃線單元與前述第2劃線單元之間，復具備：用來改變脆性材料基板之姿勢的姿勢變更手段。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之刻劃痕線裝置，其中，前述第1劃線單元復具有：隔著所加工的脆性材料基板，而與前述第1劃線頭相對向配置的第3劃線頭，前述第3劃線頭具有：第3夾具保持構件；以及在前端可安裝切刀，並且相對於前述第3夾具保持構件繞著與工件表面垂直的軸之旋轉受到限制的第3夾具；並且在脆性材料基板形成第3刻劃線。
4. 如申請專利範圍第1項所述之刻劃痕線裝置，其中，前 述第2劃線單元復具有：隔著所加工的脆性材料基板，而與前述第2劃線頭相對向配置的第4劃線頭，前述第4劃線頭具有：第4夾具保持構件；以及在前端可安裝切刀，並且相對於前述第4夾具保持構件繞著與工件表面垂直的軸之旋轉受到限制的第4夾具；並且在脆性材料基板形成第4刻劃線。