TW202104109A - 脆性材料基板之劃線裝置、劃線方法、分割裝置以及分割方法 - Google Patents

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Abstract

[課題] 提供一種可高效率地分割脆性材料基板之劃線裝置、劃線方法、分割裝置以及分割方法。 [解決手段] 一種分割裝置，係在脆性材料基板形成劃線，再對已形成劃線之脆性材料基板施加應力，而沿著劃線分割脆性材料基板之脆性材料基板的分割裝置，其係包括：劃線機構，係在脆性材料基板形成劃線；基板移送機構，係固持並移送脆性材料基板；以及分離機構，係握持脆性材料基板之切邊區域；劃線機構係具有在既定加工位置在脆性材料基板形成劃線的劃線頭；基板移送機構係具有固持該脆性材料基板之基板固持部；分離機構係具有握持該切邊之握持部；基板固持部與握持部係被設置成可相對地接近、離開。

Description

脆性材料基板之劃線裝置、劃線方法、分割裝置以及分割方法
本發明係有關於一種為了分割玻璃基板等之由脆性材料所構成的基板所使用之基板的劃線裝置、劃線方法、分割裝置以及分割方法。
在分割玻璃基板等之由脆性材料所構成的基板之加工，係以往，在將基板載置於工作台上之狀態將裁刀輪壓在基板之表面，並形成劃線，然後，沿著劃線施加外力，而使龜裂從劃線進展(分離)，藉此，分割成製品的形狀(參照專利文獻1)。
近年來，液晶顯示面板等之顯示面板製品的形狀係多樣化，包含曲面，各種形狀之顯示面板的生產增加中。 [先行專利文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 特開2017－132684號公報
[發明所欲解決之課題]
在專利文獻1之玻璃加工裝置，係因為在固持基板之工作台的兩端設置將基板之端部折斷的機構，所以需要準備配合加工對象之玻璃基板之形狀的工作台。
因此，本發明係目的在於提供一種可高效率地分割具有各種形狀之脆性材料基板的分割裝置。 [解決課題之手段]
為了解決該課題所開發之本發明之脆性材料基板的分割裝置，係在脆性材料基板形成劃線，再對已形成劃線之脆性材料基板施加應力，而沿著劃線分割脆性材料基板之脆性材料基板的分割裝置，其係包括：劃線機構，係在脆性材料基板形成劃線；基板移送機構，係固持並移送脆性材料基板；以及分離機構，係握持脆性材料基板之切邊區域；劃線機構係具有在既定加工位置在脆性材料基板形成劃線的劃線頭；基板移送機構係具有固持該脆性材料基板之基板固持部；分離機構係具有握持切邊之握持部；基板固持部與握持部係被設置成可相對地接近、離開。
又，為了解決該課題所開發之本發明之脆性材料基板的分割方法，係在脆性材料基板形成劃線，再對已形成劃線之脆性材料基板施加應力，而沿著劃線分割脆性材料基板之脆性材料基板的分割方法，其係具有：吸附固持步驟，係吸附並固持脆性材料基板的主面；形成步驟，係在被吸附並固持之狀態的脆性材料基板形成劃線；以及分離步驟，係在仍然維持被吸附並固持之狀態下，移送脆性材料基板，再對已形成劃線之脆性材料基板施加外力，而沿著劃線分離該脆性材料基板。 [發明之效果]
若依據本發明之分割裝置，因為在一個基板固持部仍然固持基板之狀態下，實施劃線加工及分離加工，所以不必因應於分割後之基板的形狀來改變固持基板之工作台的形狀或分離機構的配置，而可對基板高效率地劃線及分割。
(第1實施形態) 1)裝置構成
根據圖1，說明本發明之分割裝置的構成。圖1係表示本發明之分割裝置之實施形態的正面模式圖。
分割裝置1係在曲面基板W形成劃線，再沿著所形成之劃線分割的裝置。基板W係由玻璃等之脆性材料所構成的曲面基板，例如是液晶面板。分割裝置1係具有基板移送機構2、劃線機構3、控制部4以及分離機構5。
基板移送機構2係可在固持基板W之狀態變更基板W之位置、高度、傾斜以及方向的裝置。基板移送機構2係具有機器手臂部210與基板固持頭220。機器手臂部210係驅動未圖示之馬達，而可變更基板固持頭220之位置、高度以及傾斜。
基板固持頭220係具有旋轉部221與基板固持部222。基板固持部222係對基板W進行真空吸附並固持。旋轉部221係驅動未圖示之馬達，而使基板固持部222旋轉。
圖2係基板固持頭220之周圍的平面模式圖。如圖2所示，基板固持頭220係可使所固持之基板W繞與其主面大致垂直之方向的軸旋轉。
劃線機構3係在基板W之既定位置形成劃線的裝置。劃線機構3係在藉基板移送機構2固持之狀態的基板W形成劃線。
劃線機構3係具有2個劃線頭310。劃線頭310係藉由將雷射光照射於基板之單面或雙面，而在基板W形成劃線。劃線機構3係藉由將照射之雷射光聚光於基板W之內部，而在基板W之內部形成在基板之厚度方向延伸的加工痕。
分離機構5係握持基板W之端部的裝置。分離機構5係具有握持部510與移動基部520。握持部510係被設置成藉未圖示之致動器可開閉，藉由將握持部510閉合成夾住基板W的端部，握持基板W之切邊。移動基部520係藉未圖示之致動器使握持部510在對基板移送機構2接近及離開之方向移動。
控制部4係具有處理器(例如，CPU)、記憶裝置(例如，ROM、RAM、HDD、SSD等)、以及各種介面(例如A/D變換器、D/A變換器、通訊介面等)的電腦系統。控制部4係藉由執行記憶部(對應於記憶裝置之記憶區域的一部分或全部)所儲存之程式，進行基板移送機構2、劃線機構3以及分離機構5的動作控制。 2)分割方法
分割裝置1係首先，使用劃線機構3，在藉基板吸附部220所固持之基板W形成劃線，接著，使用基板握持機構5，將切邊區域分離(break)。
圖3係使用分割裝置1被分割成製品的形狀之基板W的模式圖。在基板W，係使用分割裝置1，形成沿著製品之形狀的劃線S1、與將製品之周圍的切邊進行4分割的4條劃線S2。製品區域P係被劃線S1包圍，切邊被分離而成為製品的區域。切邊區域D1~D4係沿著劃線S1與劃線S2，從製品區域P被分離而成為切邊的區域。 2－1)劃線方法
使用圖4及圖5，說明分割裝置1之劃線動作。首先，基板移送機構2係使用基板固持部222，吸附並固持基板W的製品區域P。在此時，為了吸附頭220與劃線機構3的位置難發生干涉，吸附並固持曲面基板之成為凸的面較佳。
接著，基板移送機構2係驅動機器手臂部210，而將基板W移至劃線機構3可劃線的位置。在此時，因應於基板W之曲面形狀，調整基板W之方向及傾斜。
一面藉劃線機構3將雷射光照射於基板W，一面驅動基板移送機構2，使基板W移動及旋轉。基板移送機構2係如圖4所示，在仍然固定雷射照射位置(加工位置)F下，使基板W移動成將劃線S1形成為所要的形狀。藉此，在既定位置形成成為製品區域P之外形的劃線S1。此外，在圖4之虛線係表示在形成劃線之前之劃線S1的位置。
在此時，基板移送機構2係如圖5所示，因應於基板W之曲面，將基板W的傾斜調整成在基板之厚度方向形成劃線S1，該劃線S1係對在雷射照射位置(加工位置)F之基板W之表面的切線在任意的的方向延伸。藉此，形成對基板W之表面的切線具有任意之傾斜角α的劃線。
各劃線S2亦與劃線S1一樣，在使用劃線機構3照射雷射光下，使用基板移送機構2一面調整基板W的傾斜，一面變更基板W之位置與方向，藉此，形成。 2－2)分離方法
其次，使用圖6，說明分割裝置1之分離動作。
基板移送機構2係驅動機器手臂部210，分離機構5使基板W移至可握持切邊區域D1位置後，分離機構5之握持部510握持切邊區域D1。在此時，因應於切邊區域D1的形狀，調整基板W之方向、位置以及傾斜。
分離機構5係驅動移動基部520，藉由使握持部510在從基板移送機構2離開之方向移動，而從製品區域P分離切邊區域D1。
然後，分離機構5係打開握持部510，而使切邊區域D1向下方落下。
接著，旋轉部221係使基板固持部222旋轉，而將基板W之方向改變成切邊區域D2與分離機構5相對向。在此時，因應於切邊區域D2的形狀，驅動機器手臂部210及旋轉部221，調整基板W之方向、傾斜以及位置。
以後，藉由重複與切邊區域D1之分離相同的動作，從製品區域P分離切邊區域D2~D4。
若依據此分割裝置1，不必因應於基板的形狀而改變工作台的形狀或分離機構的配置。又，因為在藉基板移送機構2仍然固持基板W下，可執行劃線及分離，所以在相異之位置進行劃線步驟及分離步驟，亦在分離步驟之基板的位置調整成為容易。
此外，在上述之實施例，劃線係照射雷射光而在基板之內部形成在基板之厚度方向延伸的加工痕，藉此，所形成，但是替代之，可藉任意的方法形成，例如使用裁刀來形成龜裂的機械式加工、或藉熱應力之龜裂形成、藉雷射剝蝕之槽形成等其他的雷射加工等。
在藉雷射加工形成劃線的情況，係亦可採用設置僅一個劃線頭310。
在藉由向基板W推壓裁刀，在基板W形成劃線的情況，係亦可採用藉2支裁刀以夾住基板W的方式推壓雙面，亦可採用在基板之一個面設置裁刀，並在基板之另一個面設置支撐輥，而藉裁刀與支撐輥推壓。
又，在上述之實施例，基板W係採用曲面基板，但是亦可是平面的基板。
此外，亦可從本實施形態之分割裝置1刪除分離機構5，作為劃線裝置。 (第2實施形態)
根據圖7，說明本發明之第2實施形態之劃線裝置11的構成。圖7係劃線裝置11的正面模式圖。劃線裝置11係從分割裝置1刪除分離機構5，並對劃線機構3追加距離感測器320。
距離感測器320係測量與基板W之距離。在劃線機構3之距離感測器320的位置係無特別地限定，但是設置於劃線頭310之附近較佳。
再使用圖4及圖5，說明劃線裝置11的動作。首先，基板移送機構2係使用基板固持部222，吸附並固持基板W的製品區域P。在此時，為了吸附頭220與劃線機構3的位置難發生干涉，吸附並固持曲面基板之成為凸的面較佳。
基板移送機構2係驅動機器手臂部210，而將基板W移至劃線機構3之距離感測器320可測量與基板之距離的位置。在此時，因應於基板W之曲面形狀，調整基板W之方向及傾斜。
一面使用距離感測器320測量與基板之距離，一面驅動基板移送機構2，使基板W移動及旋轉。基板移送機構2係根據控制部4之記憶部所預先記憶之基板W之形狀的設計資料，使基板W移動成距離感測器320之測量位置沿著劃線S1繞一圈。藉此，將實測資料記憶於控制部4的記憶部，該實測資料係使基板W沿著成為製品區域P之外形的劃線S1移動時之距離感測器320與基板W的距離。
接著，基板移送機構2係驅動機器手臂部210，而將基板W移至劃線機構3可劃線的位置。在此時，因應於基板W之曲面形狀，調整基板W之方向及傾斜。
一面藉劃線機構3將雷射光照射於基板W，一面驅動基板移送機構2，使基板W移動及旋轉。基板移送機構2係如圖4所示，在仍然固定雷射照射位置(加工位置)F下，使基板W移動成將劃線S1形成為所要的形狀。在此時，控制部4係根據記憶部所記憶之與基板W之距離的實測資料，調整劃線頭310與基板W之距離。藉此，在既定位置形成成為製品區域P之外形的劃線S1。此外，在圖4之虛線係表示在形成劃線之前之劃線S1的位置。
各劃線S2亦與劃線S1一樣，在使用劃線機構3照射雷射光下，使用基板移送機構2一面調整基板W的傾斜，一面變更基板W之位置與方向，藉此，所形成。
若依據本發明之劃線裝置11，因為可變更基板W之傾斜，且固持成可繞與其主面大致垂直之軸轉動，所以對各種之曲面形狀的基板，可形成劃線。又，因為不必使劃線頭移動，所以可抑制由劃線頭的移動所引起之雷射照射位置(加工位置)的變動所造成之加工精度的降低。
此外，在該第2實施形態，採用測量在劃線S1之與基板W的距離，但是亦可採用測量在劃線S2之與基板W的距離。
在該第2實施形態，係在形成劃線時，控制部4係作成根據記憶部所記憶之基板W的實測資料，調整劃線頭310與基板W之距離，但是亦可作成使用加工資料，該加工資料係已藉實測資料修正了設計資料者。
在該第2實施形態，係說明了劃線裝置11，該劃線裝置11係從分割裝置1刪除分離機構5，並追加距離感測器320，但是亦可作成對分割裝置1之劃線機構3追加距離感測器320。 [產業上的可利用性]
本發明係可應用於分割脆性材料基板的裝置。
W:基板 1:分割裝置 2:基板移送機構 210:機器手臂部 220:基板固持頭 221:旋轉部 222:基板固持部 3:劃線機構 310:劃線頭 320:距離感測器 4:控制部 5:分離機構 510:握持部 520:移動基部
[圖1] 係表示本發明之分割裝置之一實施形態的正面模式圖。 [圖2] 係本發明之分割裝置的基板固持頭之周圍的平面模式圖。 [圖3] 係已形成劃線之基板的模式圖。 [圖4] 係用以說明本發明之分割裝置之劃線動作的模式圖。 [圖5] 係用以說明使用本發明之分割裝置來調整基板的傾斜之動作的模式圖。 [圖6] 係用以說明本發明之分割裝置之分離動作的模式圖。 [圖7] 係表示本發明之劃線裝置之一實施形態的正面模式圖。
W:基板
1:分割裝置
2:基板移送機構
210:機器手臂部
220:基板固持頭
221:旋轉部
222:基板固持部
3:劃線機構
310:劃線頭
4:控制部
5:分離機構
510:握持部
520:移動基部

Claims (12)

  1. 一種劃線裝置，係在脆性材料基板形成劃線的劃線裝置，其係： 包括： 基板移送機構，係固持並移送該脆性材料基板；及 劃線機構，係在該脆性材料基板形成劃線； 該劃線機構係具有劃線頭，該劃線頭係在既定加工位置在該脆性材料基板形成劃線； 該基板移送機構係被設置成可調整在該加工位置之該脆性材料基板之表面與該劃線頭的距離和傾斜。
  2. 如請求項1之劃線裝置，其中 該劃線機構係更具有距離感測器，該距離感測器係測量與該脆性材料基板之距離； 該基板移送機構係被設置成根據藉該距離感測器所測量之距離的實測資料，可調整在該加工位置之該脆性材料基板之表面與該劃線頭的距離。
  3. 如請求項1之劃線裝置，其中該基板移送機構係具有：固持部，係固持該脆性材料基板；及旋轉部，係使所固持之該脆性材料基板繞與其主面大致垂直的軸旋轉。
  4. 如請求項1之劃線裝置，其中該劃線機構係藉由將雷射光聚光於該脆性材料基板之內部，而形成在該脆性材料基板之厚度方向延伸的加工痕。
  5. 如請求項1之劃線裝置，其中該脆性材料基板係曲面基板，該基板固持部係被設置成吸附該曲面基板之成為凸的面。
  6. 一種分割裝置，係在脆性材料基板形成劃線，再對已形成劃線之該脆性材料基板施加應力，而沿著該劃線分割該脆性材料基板之脆性材料基板的分割裝置，其係： 包括： 如該請求項1~5中任一項的劃線裝置；及 分離機構，係分離該脆性材料基板之切邊區域； 該劃線裝置之基板移送機構係具有固持該脆性材料基板之基板固持部； 該分離機構係具有握持該切邊區域之握持部； 該基板固持部與該握持部係被設置成可相對地接近、離開。
  7. 一種劃線方法，係在脆性材料基板形成劃線之脆性材料基板的劃線方法，其係具有： 基板固持步驟，係吸附並固持該脆性材料基板之主面；及 劃線步驟，係藉由調整該被吸附並固持之狀態之該脆性材料基板的傾斜，而形成在對該脆性材料基板之表面傾斜的方向延伸的劃線。
  8. 如請求項7之劃線方法，其中在該劃線步驟，係使用距離感測器，實測在形成劃線的加工位置之與基板的距離，再根據該實測資料，調整在該加工位置之與該脆性材料基板之表面的距離。
  9. 如請求項7之劃線方法，其中在該劃線步驟，係使該脆性材料基板繞與其主面大致垂直的軸旋轉。
  10. 如請求項7之劃線方法，其中在該劃線步驟，係藉由將雷射光聚光於該脆性材料基板之內部，而形成在該脆性材料基板之厚度方向延伸的加工痕。
  11. 如請求項7之劃線方法，其中 該脆性材料基板係曲面基板； 在該基板固持步驟，係吸附該曲面基板之成為凸的面。
  12. 一種分割方法，係在脆性材料基板形成劃線，再對已形成劃線之該脆性材料基板施加應力，而沿著該劃線分割該脆性材料基板之脆性材料基板的分割方法，其係具有： 如該請求項7~11中任一項的劃線方法；及 分離步驟，係在仍然維持該吸附並固持之狀態下，移送該脆性材料基板，再對已形成該劃線之脆性材料基板的切邊區域施加外力，而沿著該劃線分離該脆性材料基板。
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