TW202040225A - 保持具、定位裝置及刻劃裝置 - Google Patents

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Abstract

一種抑制基板在搬運中損傷之保持具(100)，係具備保持構件(101)、凹部(102)及夾緊構件(103)。保持構件(101)係保持基板(S)。凹部(102)係進行保持構件(101)中的基板(S)之定位。夾緊構件(103)係將已定位於凹部(102)的基板(S)夾緊於保持構件(101)。

Description

保持具、定位裝置及刻劃裝置
本發明係關於一種保持加工對象之基板的保持具、具備該保持具的定位裝置及具備該定位裝置的刻劃裝置。
以往，已知有一種將玻璃基板(glass substrate)或陶瓷基板(ceramic substrate)等之基板予以切出的裝置。例如，有一種在貼合後的玻璃基板形成刻劃線(scribe line)，予以切出該玻璃基板之小片的裝置(例如，參照發明專利文獻1)。
[發明專利文獻1]日本發明專利第5280442號公報。
在習知之對基板加工的裝置中，加工對象之基板係在原本狀態下藉由搬運機來搬運至該裝置。在加工對象之基板為非常脆的基板(薄的玻璃基板等)的情況下，有時該基板會在藉由搬運機所為之搬運中受到損傷。又，在習知之裝置中，係將被搬運來的基板在原本狀態下藉由吸引吸附等來保持於載台(stage)。為此，在保持基板之後需要預備的定位。
本發明之目的係在於抑制加工對象之基板在搬運中損傷。
以下，說明作為用以解決課題之手段的複數個態樣。此等態樣係可以因應需要而做任意組合。
本發明之一觀點的保持具，係為用以保持加工對象之基板的保持具。保持具係具備保持構件、定位部及夾緊構件(clamp member)。保持構件係保持基板。定位部係進行保持構件中的基板之定位。夾緊構件係將已定位於定位部的基板夾緊於保持構件。
藉由將基板保持於上述之保持具，則即便是非常脆的基板仍可以防止在搬運中損傷。又，在定位於定位部的狀態下藉由夾緊構件來夾緊基板，藉此就不需要對基板加工之前所進行之預備的定位。
在上述之保持具中，亦可在保持構件形成有開口。藉此，可以同時加工由保持具所保持的基板之雙表面。
本發明之另一觀點的定位裝置，其具備固定構件及保持具。固定構件係能夠在預定之平面內進行移動及旋轉。保持具係固定於固定構件，且具有保持構件、定位部及夾緊構件，該保持構件係保持基板，該定位部係進行保持構件中的基板之定位，該夾緊構件係將已定位於定位部的基板夾緊於保持構件。
藉此，即便是非常脆的基板仍不會在搬運中損傷，而可以將該基板搬運至定位裝置為止。又，在定位裝置中不需要預備的定位。亦即，定位裝置係僅執行保持具整體之定位即可。
本發明之更另一觀點的刻劃裝置，其具備定位裝置及刻劃機構。定位裝置係具有固定構件及保持具。固定構件係能夠在預定之平面內進行移動及旋轉。保持具係固定於固定構件，且具有保持構件、定位部 及夾緊構件，該保持構件係保持基板，該定位部係進行保持構件中的基板之定位，該夾緊構件係將已定位於定位部的基板夾緊於保持構件。刻劃機構係設置於由保持具所保持的基板之上表面側及/或下表面側。
藉此，即便是非常脆的基板仍可以防止在搬運至刻劃裝置途中損傷。又，在刻劃裝置中不需要預備的定位。
藉由將加工對象之基板保持於上述之保持具，就可以抑制基板在搬運中損傷，並且不需要加工裝置中的基板之預備的定位。
1:定位裝置
3:刻劃機構
11:固定構件
11a:第一軸承構件
11b:第二軸承構件
12:第一棒狀構件
12a:第一落下防止構件
13:第二棒狀構件
13a:第二落下防止構件
14:第一驅動機構
14a:第一驅動馬達
14b,15b:轉動機構
15:第二驅動機構
15a:第二驅動馬達
16:平台
17:支撐構件
100:保持具
101:保持構件
102:凹部
103:夾緊構件
200:刻劃裝置
O1:開口
S:基板
SW:刻劃輪
第1圖係第一實施形態的保持具之上視圖。
第2圖係第一實施形態的保持具之A-A’線的剖視圖。
第3圖係第一實施形態的刻劃裝置之概略剖視圖。
第4圖係定位裝置之上視圖。
第5圖係顯示定位裝置中的基板之角度修正動作的上視圖。
第6圖係顯示定位裝置中的基板之位置之調整動作的上視圖。
1.[第一實施形態]
(1)保持具
以下，使用第1圖及第2圖來說明第一實施形態的保持具100。第1圖係第一實施形態的保持具之上視圖。第2圖係第一實施形態的保持具之A-A’ 線的剖視圖。
第一實施形態的保持具100為將成為加工對象的基板S不損傷地供給至如刻劃裝置200(後述)的加工裝置，並且不需要加工裝置中的基板S之預備的定位的器具。
保持具100係具備保持構件101。保持構件101是例如金屬製的板狀構件。再者，雖然本實施形態之保持構件101係具有正方形，但是其形狀可以為任意形狀。
在保持構件101係形成有俯視觀察下與加工對象之基板S同一形狀的凹部102(定位部之一例)。凹部102係進行保持構件101中的基板S之定位。具體而言，藉由基板S載置於凹部102之底面，且基板S插入於凹部102，基板S就會由凹部102所拘束。
保持具100係具備夾緊構件103。夾緊構件103為夾緊已插入且定位於凹部102的基板S，並將基板S固定於凹部102之形成位置的構件。在本實施形態中，夾緊構件103係設置有四個，且夾緊基板S之各邊。再者，亦可以基於基板S之形狀等，將夾緊構件103之數目設為四個以外。
夾緊構件103是藉由例如橡膠(rubber)、矽樹脂(silicon resin)等的樹脂、或塑膠材料(plastic material)所構成的板夾(panel clamp)。藉由將夾緊構件103以橡膠、樹脂、塑膠材料作成，就可以防止基板S損傷。此外，亦可以使用金屬製的夾具(clamp)作為夾緊構件103。
本實施形態之保持具100係進一步具備開口O1。開口O1係設置於比保持構件101上所形成的凹部102更靠內側，且使基板S之下表面露出。藉此，具備有上述之保持具100的刻劃裝置200，係可以同時加工(形 成刻劃線)基板S之上表面與下表面。
以下，簡單地說明具有上述之構成的保持具100之使用形態。
在將基板S供給至刻劃裝置200時，該基板S係由保持具100所保持。具體而言，將基板S插入於保持構件101之凹部102，且以夾緊構件103來固定該基板S。藉此，由於可以進行保持具100中的基板S之定位，所以在刻劃裝置200(定位裝置1)中不需要預備的定位。
之後，已保持基板S的保持具100藉由搬運裝置(未圖示)搬運至刻劃裝置200(定位裝置1)。在將基板S保持於保持具100的狀態下進行搬運，藉此就可以減低搬運時的基板S之損傷。在將上述之保持具100搬運至刻劃裝置200之後，將已保持基板S的保持具100固定於定位裝置1之固定構件11(後述)的上表面。
(2)刻劃裝置
以下，使用第3圖來說明第一實施形態的刻劃裝置200。第3圖係第一實施形態的刻劃裝置之概略剖視圖。
在以下之說明中，係將X軸與Y軸定義為預定之水平面內的二維之軸。又，定義Z軸為表示與該水平面垂直之方向。在第3圖中，係將紙面內之由左至右方向作為正的X方向，將從紙面向上作為正的Y方向。又，將紙面內之由下至上方向作為正的Z方向。
刻劃裝置200為在由保持具100所保持的基板S形成刻劃線的裝置。基板S為玻璃基板或陶瓷基板等的脆性基板、或是樹脂基板等。 藉由刻劃裝置200在基板形成刻劃線，藉此就可以沿著刻劃線將基板予以分離。
刻劃裝置200係具備定位裝置1及刻劃機構3。定位裝置1為進行保持具100(由保持具100所保持的基板S)之定位的裝置。在定位裝置1中，設置於固定保持具100之固定構件11的第一軸承構件11a及第二軸承構件11b，係分別滑動於第一棒狀構件12及第二棒狀構件13之表面上，藉此可以在水平面內(X-Y平面內)定位保持具100。又，藉由第一棒狀構件12及第二棒狀構件13在水平面內「傾動」(tilting)，就可以變更保持具100之水平面內的角度。
刻劃機構3為使刻劃輪(scribe wheel)SW轉動以切斷基板的裝置。刻劃輪SW為外周部分形成為V字形的圓板狀之構件。刻劃輪SW之上述外周部分係成為在基板S形成刻劃線的刃。
如第3圖所示，在本實施形態的刻劃裝置200中，係在基板S之上表面側與下表面側設置有刻劃機構3。藉此，可以在基板S之上表面與下表面同時形成刻劃線。
(3)定位裝置
以下，使用第3圖及第4圖來說明刻劃裝置200所具備之第一實施形態的定位裝置1之具體的構成。第4圖係定位裝置之上視圖。
第一實施形態的定位裝置1係一邊藉由配置成「井字框(curb)」狀的棒狀構件來支撐固定有保持具100的固定構件11，一邊使該固定構件11滑動於棒狀構件，藉此可以在X-Y平面內移動保持 具100，且繞著Z方向之軸旋轉。
定位裝置1係具有固定構件11、第一軸承構件11a、第二軸承構件11b、一對之第一棒狀構件12、一對之第二棒狀構件13、一對之第一驅動機構14及一對之第二驅動機構15。
固定構件11係將保持具100固定於其上表面。具體而言，保持具100之保持構件101係固定於固定構件11之上表面。又，在固定構件11之上部設置有朝向與保持具100的四角形之一邊呈平行的方向延伸的開口。第一軸承構件11a係在嵌合於該開口的狀態下固定於固定構件11之上部。第一軸承構件11a是例如空氣軸承(air bearing)等之可以平滑地滑動於棒狀構件的軸承。
另一方面，在固定構件11之下部係設置有另一開口，該另一開口係朝向與嵌合有第一軸承構件11a之開口所延伸之方向垂直的方向延伸。第二軸承構件11b係在嵌合於該開口的狀態下固定於固定構件11之下部。第二軸承構件11b是例如空氣軸承等之可以平滑地滑動於棒狀構件的軸承。
一對之第一棒狀構件12為長柱狀之構件。如第3圖及第4圖所示，本實施形態的第一棒狀構件12雖然為圓柱狀之構件，但是亦可為角柱等之具有多角形之剖面的柱狀構件。再者，第一棒狀構件12之長度更佳是事先設為比平台(後述)之一邊的長度更長，且比平台之對角線的長度更若干長。
一對之第一棒狀構件12的各個第一棒狀構件12係貫通固定於固定構件11之上部的第一軸承構件11a。藉此，一對之第一棒狀構件12係於與上述四角形之一邊(與第一棒狀構件12之長度方向平行的邊)垂直的方向上，僅以 四角形之另一邊(與第一棒狀構件12之長度方向垂直的邊)之長度空出間隔地配置。
又，藉由一對之第一棒狀構件12貫通第一軸承構件11a，固定於固定構件11的第一軸承構件11a就能夠滑動於第一棒狀構件12之表面上。亦即，藉由固定構件11滑動於一對之第一棒狀構件12的表面上，保持具100就可以朝向第一棒狀構件12之長度方向移動。更且，在一對之第一棒狀構件12的一端係以連結一對之第一棒狀構件12的方式設置有第一落下防止構件12a。
一對之第二棒狀構件13為長柱狀之構件。本實施形態的第二棒狀構件13雖然是圓柱狀之構件，但是亦可為角柱等之具有多角形之剖面的柱狀構件。再者，第二棒狀構件13之長度更佳是事先設為比平台(後述)之一邊的長度更長，且比平台之對角線的長度更若干長。
一對之第二棒狀構件13係分別貫通固定於固定構件11之下部的第二軸承構件11b。藉此，一對之第二棒狀構件13係於與上述四角形之一邊(與第二棒狀構件13之長度方向平行的邊)垂直的方向上，僅以四角形之另一邊(與第二棒狀構件13之長度方向垂直的邊)之長度空出間隔地配置。
又，藉由一對之第二棒狀構件13貫通第二軸承構件11b，固定於固定構件11的第二軸承構件11b就能夠滑動於第二棒狀構件13之表面上。亦即，藉由固定構件11滑動於一對之第二棒狀構件13的表面上，保持具100就可以朝向第二棒狀構件13之長度方向移動。更且，在一對之第二棒狀構件13的一端係以連結一對之第二棒狀構件13的方式設置有第二落下防止構件13a。
如上所述，第一軸承構件11a係固定於固定構件11之上部，第二軸承構件11b係固定於固定構件11之下部。又，第二軸承構件11b係朝向與第一軸承構件11a所延伸之方向垂直的方向延伸。
藉由軸承構件之上述配置，貫通第一軸承構件11a的一對之第一棒狀構件12與貫通第二軸承構件11b的一對之第二棒狀構件13，係在固定構件11之配置位置相互地垂直交叉，亦即在保持具100之四角隅相互地垂直交叉。亦即一對之第一棒狀構件12與一對之第二棒狀構件13係配置成「井字框」狀。一對之第一棒狀構件12及一對之第二棒狀構件13係可以藉由該「井字框」結構而在穩定的狀態下支撐保持具100。
又，由於固定構件11能夠滑動於相互地垂直交叉的第一棒狀構件12及第二棒狀構件13，所以固定於固定構件11的保持具100係可以在此等二個棒狀構件所形成的平面(亦即X-Y平面)上移動至任意的位置。
一對之第一驅動機構14係分別設置於定位裝置1之X方向的端部，且連接一對之第一棒狀構件12的對應端部。更具體而言，在一對之第一棒狀構件12的一端部連接有一個第一驅動機構14，在一對之第一棒狀構件12的另一端部連接有一個第一驅動機構14。各個第一驅動機構14係利用第一驅動馬達14a之驅動朝向Y方向移動，藉此使本身已連接的一對之第一棒狀構件12的端部朝向Y方向(第一方向之一例)移動。
藉由上述之構成，一對之第一驅動機構14係可以將一對之第一棒狀構件12的二個端部獨立朝向Y方向移動。又，一對之第一驅動機構14係使一對之第一棒狀構件12的端部朝向Y方向移動，藉此可以將固定構件11在一對之第二棒狀構件13的表面上滑動。亦即，一對之第一驅動機構14係可以 將保持具100朝向第二棒狀構件13之長度方向移動。
又，一對之第一驅動機構14係分別具有轉動機構14b。轉動機構14b係使一對之第一棒狀構件12的端部繞著Z軸轉動。
一對之第二驅動機構15係分別設置於定位裝置1之Y方向的端部，且連接一對之第二棒狀構件13的對應端部。更具體而言，在一對之第二棒狀構件13的一端部連接有一個第二驅動機構15，在一對之第二棒狀構件13的另一端部連接有一個第二驅動機構15。各個第二驅動機構15係藉由第二驅動馬達15a之驅動朝向X方向移動，藉此使本身已連接的一對之第二棒狀構件13的端部朝向X方向(第二方向之一例)移動。
藉由上述之構成，一對之第二驅動機構15係可以將一對之第二棒狀構件13的二個端部獨立朝向X方向移動。又，一對之第二驅動機構15係使一對之第二棒狀構件13的端部朝向X方向移動，藉此可以將固定構件11在一對之第一棒狀構件12的表面上滑動。亦即，一對之第二驅動機構15係可以將保持具100朝向第一棒狀構件12之長度方向移動。
又，一對之第二驅動機構15係分別具有轉動機構15b。轉動機構15b係使一對之第二棒狀構件13的端部繞著Z軸轉動。
定位裝置1係具有平台16。平台16為一個水平面(X-Y平面)所定義出之具有重量的構件。一對之第一驅動機構14及一對之第二驅動機構15係配置於平台16所定義的共同之水平面上。具體而言，一對之第一驅動機構14係分別配置於共同之水平面上的X方向之端部。另一方面，一對之第二驅動機構15係分別配置於共同之水平面上的Y方向之端部。
藉由將驅動機構配置於平台16，就可以在共同之水平面內移動第一棒 狀構件12及第二棒狀構件13。結果，可以提高保持具100之X方向及Y方向上的定位精度。
平台16是例如花崗岩(granite)製的石材平台(stone surface plate)。此外，亦可以使用金屬製的平台。
定位裝置1係具有支撐構件17。支撐構件17係設置於固定構件11之下端部，且抵接於平台16之共同的水平面來支撐固定構件11。支撐構件17係在抵接於平台16之水平面的狀態下，隨著固定構件11之移動而移動於平台16之水平面上。藉此，支撐構件17係可以在平台16之水平面內穩定地移動固定構件11(保持具100)。支撐構件17是例如氣墊(air pad)等的緩衝構件。
藉由設為將保持具100固定於具有上述之構成的定位裝置1的形態，則即便是非常脆的基板S仍不會在搬運中損傷，而可以將該基板S搬運至定位裝置1。又，由於在定位裝置1中不需要預備的定位，所以定位裝置1係只要以如下所示地僅執行保持具100整體之定位即可。
(4)藉由定位裝置所為的基板之定位動作
其次，使用第5圖至第6圖來簡單說明使用了具有上述之構成的定位裝置1的基板S之定位動作。第5圖係顯示定位裝置中的基板之角度修正動作的上視圖。第6圖係顯示定位裝置中的基板之位置之調整動作的上視圖。
首先，針對使基板S(保持具100)在現在位置繞著Z軸旋轉的情況之動作加以說明。在使基板S在現在位置旋轉的情況下，如第5圖所示，使一對之第一驅動機構14分別朝向X方向相互地逆向移動。與此同時，使一對之第 二驅動機構15分別朝向Y方向相互地逆向移動。
例如，如第5圖所示，互為逆向地使存在於正的X方向之第一驅動機構14朝向負的Y方向移動，使存在於負的Y方向之第一驅動機構14朝向正的Y方向移動；互為逆向地使存在於正的Y方向之第二驅動機構15朝向正的X方向移動，使存在於負的Y方向之第二驅動機構15朝向負的X方向移動
藉此，一對之第一棒狀構件12會相對於X軸傾動(朝向負的Y方向傾動)，一對之第二棒狀構件13會相對於Y軸傾動(朝向正的X方向傾動)，結果，基板S(保持具100)會在現在位置繞著Z軸朝向順時針方向(第5圖的情況)旋轉。
如第5圖所示，在保持具100繞著Z軸旋轉時，第一驅動機構14及第二驅動機構15之轉動機構14b、15b會將棒狀構件繞著Z軸轉動。如此，在本實施形態的定位裝置1中，保持具100之旋轉軸與棒狀構件之旋轉軸會分離。藉由如此的構成，本實施形態的定位裝置1係可以高精度地旋轉保持具100(基板S)。換句話說，定位裝置1係可以執行基板S之高精度的角度修正。
其次，針對使基板S(保持具100)朝向X方向及/或Y方向移動的情況之動作加以說明。在使基板S朝向至少包含X方向之成分的方向移動的情況下，使一對之第二驅動機構15朝向X方向中的同一方向移動。藉此，保持具100會沿著朝向包含至少X方向之成分的方向延伸的一對之第一棒狀構件12移動。
另一方面，在使基板S朝向至少包含Y方向之成分的方向移動的情況 下，使一對之第一驅動機構14朝向Y方向中的同一方向移動。藉此，保持具100會沿著朝向包含至少Y方向之成分的方向延伸的一對之第二棒狀構件13移動。
例如，如第6圖所示，在如第5圖般地旋轉保持具100之後，進而使一對之第一驅動機構14朝向正的Y方向移動，同時使一對之第二驅動機構15朝向負的X方向移動。藉此，一對之第一棒狀構件12及一對之第二棒狀構件13會一邊維持現在的傾動角度一邊移動，且可以將基板S(保持具100)朝向X-Y平面內之雙方向同時移動。
(5)實施形態之共同事項
上述第一實施形態係具有下述的構成及功能。
保持具(例如保持具100)為用以保持加工對象之基板(例如基板S)的保持具。保持具係具備保持構件(例如保持構件101)、定位部(例如凹部102)及夾緊構件(例如夾緊構件103)。保持構件係保持基板。定位部係進行保持構件中的基板之定位。夾緊構件係將已定位於定位部的基板夾緊於保持構件。
藉由將基板保持於上述之保持具，則即便是非常脆的基板仍可以防止在搬運中損傷。又，在已定位於定位部的狀態下利用夾緊構件來夾緊基板，藉此就不需要對基板加工之前所進行之預備的定位。
2.[其他實施形態]
以上，雖然已針對本發明之一實施形態加以說明，但是本發明並非被 限定於上述實施形態，而能夠在不脫離發明之要旨的範圍內進行各種的變更。特別是，本說明書中所記載的複數個實施形態及變化例係能夠因應需要而進行任意組合。
第一實施形態中所說明的保持具100係可以在保持各種的基板之目的下使用。
[產業上之可利用性]
本發明係可以廣泛地應用於保持基板的保持具。
100:保持具
101:保持構件
102:凹部
103:夾緊構件
O1:開口
S:基板

Claims (4)

  1. 一種保持具，其用以保持加工對象之基板，且具備：
    保持構件，係保持前述基板；
    定位部，係進行前述保持構件中的前述基板之定位；以及
    夾緊構件，係將已定位於前述定位部的前述基板夾緊於前述保持構件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之保持具，其中在前述保持構件係形成有開口。
  3. 一種定位裝置，其具備：
    固定構件，係能夠在預定之平面內進行移動及旋轉；以及
    保持具，係固定於前述固定構件，且具有保持構件、定位部及夾緊構件，該保持構件係保持基板，該定位部係進行前述保持構件中的前述基板之定位，該夾緊構件係將已定位於前述定位部的前述基板夾緊於前述保持構件。
  4. 一種刻劃裝置，其具備：
    定位裝置，係具有固定構件及保持具，該固定構件係能夠在預定之平面內進行移動及旋轉，該保持具係固定於前述固定構件，且具有保持構件、定位部及夾緊構件，該保持構件係保持基板，該定位部係進行前述保持構件中的前述基板之定位，該夾緊構件係將已定位於前述定位部的前述基板夾緊於前述保持構件；以及
    刻劃機構，係設置於由前述保持具所保持的基板之上表面側及/或下表面側。
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