TWI439433B

TWI439433B - Scribe device

Info

Publication number: TWI439433B
Application number: TW100104370A
Authority: TW
Inventors: Yasutomo Okajima
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2014-06-01
Also published as: KR101167502B1; JP2011161886A; JP5091961B2; TW201206852A; KR20110094243A; CN102189609B; CN102189609A

Description

刻劃裝置

本發明係關於於玻璃基板、半導體基板、薄膜太陽電池之基板等脆性材料形成刻劃槽之刻劃裝置。

以往之刻劃裝置係例如專利文獻1所示，具備在使玻璃基板、半導體基板、薄膜太陽電池之基板等脆性材料保持為水平之狀態下移送之支持台、跨支持台被設置之橋部、可滑動地安裝於橋部之刻劃頭，於此刻劃頭之前端設有刻劃加工用之刀具。刀具係其刃前緣之方向(相對於脆性材料之相對進行方向)可調整為相對脆性材料之移送方向為既定之角度。此外，藉由在使刻劃頭下降以將輪之刃前緣按壓於脆性材料之狀態下使脆性材料移送並使刻劃頭在橋部上滑動，可於脆性材料形成相對脆性材料之移送方向成既定之角度之刻劃槽。

為了於脆性材料精度良好地形成刻劃槽，於刻劃裝置之作業開始時或維護時，必須先將脆性材料之移送方向與刃前緣之方向所成角度調整為既定之角度。因此，係藉由準備已被加工為既定之角度之治具，藉由手動補正橋部相對支持台之位置來進行角度調整。具體而言，係於支持台之既定之位置配置治具，以將治具之已被加工為既定之角度之部分按壓橋部來調整橋部相對支持台之角度。

專利文獻1：日本發明專利第3078668號公報

在如上述之以往之刻劃裝置，即使在作業開時或維護時先將脆性材料之移送方向與刃前緣之方向所成角度調整為既定之角度之場合，隨著重複形成刻劃槽之作業，可能因刻劃槽形成時之振動而於橋部相對支持台之位置有變位產生，於脆性材料之移送方向與刃前緣之方向所成之角度從設定角度變動。此外，亦可能因設置有刻劃裝置之環境(例如溫度或濕氣)而於橋部本身有變形產生，於脆性材料之移送方向與刃前緣之方向所成之相對角度從已預先設定之既定之角度變動。

若有此種定角度之變動產生，便無法持續精度良好地形成刻劃槽。因此，在以往之刻劃裝置會有若於設定角度有變動產生，便有再度使用治具以手動重新進行角度之調整之必要，維護作業變煩雜之問題。

此外，在形成較大寬度之刻劃槽，例如40μm程度之刻劃槽之刻劃裝置中，在手動再調整脆性材料與刃前緣之方向所成之角度之場合可以充分之精度形成刻劃槽。然而，在形成如10μm以下之寬度較窄之刻劃槽之刻劃裝置中，手動再調整脆性材料之移送方向與刃前緣之方向所成之角度本身便為困難，無法持續精度良好地形成刻劃槽。

此外，在一般之刻劃裝置係如專利文獻1所示，具備刻劃頭之橋部係設為跨支持台，藉由使保持脆性材料之支持台於對橋部正交之方向(稱為Y方向)移送，於脆性材料形成Y方向之刻劃槽。此外，藉由使刻劃頭於沿橋部之方向(稱為X方向)滑動，於脆性材料形成X方向之刻劃槽。因此，在形成X方向或Y方向之刻劃槽後形成Y方向或X方向之刻劃槽之場合，每次皆有將刀具之刃前緣之方向重新安裝為沿刻劃方向或使脆性材料在支持台上90度旋轉重置之必要，其作業非常煩雜。

針對此問題，本發明之第1目的在於提供可解決上述以往課題，簡化維護作業，持續精度良好地形成刻劃槽之刻劃裝置。

另外，本發明之第2目的在於提供不必重新安裝刀具或重置應加工之脆性材料便可容易且迅速地進行相異之二方向之刻劃槽之刻劃裝置。

為了解決上述課題而被完成之本發明之一種刻劃裝置係由保持脆性材料之支持台、跨支持台被平行配置且分別具備刻劃頭之一對橋部、讀取設於支持台上之對準標記之光學讀取部、使橋部變位移動以調整支持台與刻劃頭之相對位置之移動調整機構、根據對準標記之變位資訊控制前述移動調整機構之動作以使設於刻劃頭之刀具之刃前緣之方向朝向既定之方向之控制部構成；被配置為安裝於一橋部之刻劃頭之刀具之刃前緣之方向與安裝於另一橋部之刻劃頭之刀具之刃前緣之方向朝向彼此正交之方向。

在本發明由於係藉由控制部根據以光學讀取部讀取之對準標記之變位資訊使前述移動調整機構動作以使刃前緣之方向與脆性材料之相對移送方向所成之角度為既定之角度，自動補正支持台與刻劃頭之相對位置，故使用治具再調整之必要消失，可簡化維護作業並持續精度良好地形成刻劃槽。

此外，在本發明由於係設置二個橋部且被配置為安裝於一橋部之刻劃頭之刀具之刃前緣之方向與安裝於另一橋部之刻劃頭之刀具之刃前緣之方向朝向分別正交之方向，故在對脆性材料於彼此正交之X、Y方向形成刻劃槽之場合，藉由使安裝於一橋部之刻劃頭之刀具之刃前緣朝向X方向並使安裝於另一橋部之刻劃頭之刀具之刃前緣朝向Y方向，只要選擇任一橋部，不必重新安裝刀具便可形成X方向及Y方向之刻劃槽，具有可容易且迅速地進行形成相異之二方向之刻劃槽之作業之優良效果。

(解決其他課題之手段及效果)

前述移動調整機構可係由將橋部之一端支持為僅可旋動之樞軸部、將橋部之另一端支持為可以前述樞軸部為支點旋動之滑動支持部、以樞軸部為支點使橋部旋動之驅動部構成。

藉此，藉由使驅動部作動可使橋部以樞軸部為支點正確地變位旋動且可以簡單之構造形成移動調整機構。

此外，前述控制部可係在刻劃裝置之刻劃槽成形作業之過程中於對準標記之位置有變位產生之場合根據由光學讀取部取得之變位資訊控制前述移動調整機構之動作以使前述變位成為既定值以下。

藉此，在刀具之刃前緣之方向在刻劃裝置之刻劃槽成形作業之過程中，於刃前緣之方向與脆性材料之相對移送方向所成之角度有變動產生之場合，可檢知該變動並迅速自動調整為既定之角度。

於以下，根據於圖顯示之實施例詳細說明本發明之詳細。

圖1為本發明之刻劃裝置之俯視圖，圖2為上述刻劃裝置之側面圖，圖3為從圖1之A-A線觀察之前視圖。此刻劃裝置1具備於上面保持玻璃基板、半導體基板、薄膜太陽電池之基板等脆性材料2並移送之水平之支持台3。支持台3可保持脆性材料2並往在圖1顯示之Y方向移送。因此，支持台3係透過沿往Y方向被鋪設之軌道31移動之支持台移送機構32被安裝。

此外，刻劃裝置1具備跨支持台3被設置之一對橋部4A、4B。各橋部4A、4B係由在支持台3之上方對Y方向大致正交之沿X方向水平延伸之樑部41、連結於此樑部41之兩端之垂直之腳部42、43形成。

於橋部4A、4B之樑部41設有刻劃頭5與光學讀取部即攝影機6、6，使可讀取設於支持台3上之預先設定之位置之對準標記。對準標記雖不特別圖示，但即使不直接設於支持台3上而設於載置於支持台3上之刻度基板上亦可。

刻劃頭5係構成為可透過內藏有馬達之刻劃頭移動機構52升降，於刻劃頭5之前端安裝有刀輪51。此外，刻劃頭5可藉由前述刻劃頭移動機構52沿設於樑部41之滑槽44於X方向移動。

橋部4A、4B之中，安裝於一橋部4A之刻劃頭5之刀輪51之刃前緣之方向(旋轉方向)係被設置為朝向X方向。藉此，藉由對支持台3上之脆性材料2按壓刀輪51之刃前緣同時使刻劃頭5於X方向移動，可對脆性材料2形成X方向之刻劃槽。

安裝於另一橋部4B之刻劃頭5之刀輪51之刃前緣之方向(旋轉方向)係被設置為朝向Y方向。藉此，藉由對支持台3上之脆性材料2按壓刀輪51之刃前緣同時使支持台3於Y方向移動，可對脆性材料2形成Y方向之刻劃槽。在此場合，如圖7所示，只要事先並列安裝複數、例如4個刻劃頭5，即可同時形成4列刻劃槽。

另外，前述各橋部4A、4B係如圖4～圖6所示，被構成為可透過移動調整機構40以於X方向延伸之樑部41之一端為支點旋動變位。此移動調整機構40由於橋部4A、4B為相同，故針對橋部4A之移動調整機構40具體敘述。

移動調整機構40係由將連結於橋部4A之一端之腳部43之下端支持為僅可旋動之樞軸部45、承載另一腳部42之下端之滑動支持部46構成。滑動支持部46具備可藉由驅動部48沿鋪設於Y方向之固定軌道47移動之承載構件49，於前述承載構件49設有於X方向延伸之長孔49a，於此長孔49a可滑動地嵌合有形成於腳部42之下端之滑動軸42a。藉此，使承載構件49滑動，使橋部4A以樞軸部45為支點旋動變位，可微調整刀輪51之刃前緣之方向。

另外，刻劃裝置1具備根據對準標記之變位資訊(變位前後之對準標記間之向量差)控制移動調整機構40之動作以將刀輪51之刃前緣之方向補正為具先設定之角度之電腦等控制部7。

利用如上述被構成之刻劃裝置1，藉由對脆性材料2按壓一橋部4A之刻劃頭5之刀輪51之刃前緣同時使刻劃頭5於X方向移動，可對脆性材料2形成X方向之刻劃槽。藉由按壓另一橋部4B之刀輪51之刃前緣同時使支持台3於Y方向移送，可對脆性材料2形成Y方向之刻劃槽。在此場合，由於設橋部4A、4B二個橋部並於一橋部4A安裝有使刃前緣朝向X方向之刀輪51，於另一橋部4B設有使刃前緣朝向Y方向之刀輪51，故只要選擇任一橋部，不必重新安裝刀輪51便可形成X方向及Y方向之刻劃槽，而可容易且迅速地進行作業。

此外，在刻劃裝置1之起動時，雖係使用治具安裝刀輪51以使脆性材料2之移送方向與各刃前緣之方向(旋轉方向)正確地成為直角，但隨著長期重複刻劃槽形成作業可能因振動或環境(溫度或濕氣)之變化等而於橋部等有變形產生，於脆性材料2之移送方向與刀輪51之刃前緣所成之相對角度有變動產生。若此種變動成為設定值以上，則根據對準標記之變位資訊(變位前後之對準標記間之向量差)，控制部7控制移動調整機構40之動作以使橋部4A、4B以樞軸部45為支點變位旋動(例如圖6之角度α)，將前述變動後之角度自動再調整為預先設定之角度。藉此，可簡化維護作業並持續精度良好地形成刻劃槽。

另外，控制部7可於刻劃槽之形成作業成為既定次數以上時讀取對準標記，只要於角度有變動便自動調整。

以上，雖已針對本發明之代表性實施例說明，但本發明並非為僅特定於上述之實施例構造者。例如，於橋部4A、4B中，雖係將橋部之一端構成為可藉由樞軸部45僅旋動，但亦可設與滑動支持部46相同機構來取代此樞軸部45。此外，滑動支持部46亦只要是可將橋部精度良好地變位旋動之機構不論為何種皆可。另外，安裝於刻劃頭5之刀輪亦可為於刃前緣具有方向性之固定刃來取代刀輪。此外，本發明中，可在達成其目的且不脫離申請專利範圍之範圍內適當修正、變更。

[產業上之可利用性]

本發明可適用於於玻璃基板、半導體基板、薄膜太陽電池之基板等脆性材料形成刻劃槽之刻劃裝置。

1．．．刻劃裝置

2．．．脆性材料

3．．．支持台

4A、4B．．．橋部

5．．．刻劃頭

6．．．攝影機(光學讀取部)

7．．．控制部

40．．．移動調整機構

45．．．樞軸部

46．．．滑動支持部

圖1為本發明之刻劃裝置之俯視圖。

圖2為上述刻劃裝置之側面圖。

圖3為從圖1之A-A線觀察之前視圖。

圖4為顯示上述刻劃裝置中之橋部之移動調整機構之滑動支持部之一部分剖面側面圖。

圖5為顯示橋部之移動調整機構之樞軸部之一部分剖面側面圖。

圖6為顯示上述刻劃裝置之橋部稍微變位旋動後之狀態之擴大俯視圖。

圖7為顯示刻劃裝置之其他實施例之俯視圖。

1．．．刻劃裝置

2．．．脆性材料

3．．．支持台

4A、4B．．．橋部

5．．．刻劃頭

6．．．攝影機(光學讀取部)

40．．．移動調整機構

41．．．樑部

42a．．．滑動軸

45．．．樞軸部

46．．．滑動支持部

47．．．固定軌道

48．．．驅動部

49a．．．長孔

Claims

一種刻劃裝置，由保持脆性材料之支持台、跨支持台平行配置且分別具備刻劃頭之一對橋部、讀取設於支持台上之對準標記之光學讀取部、使橋部變位移動以調整支持台與刻劃頭之相對位置之移動調整機構、根據對準標記之變位資訊控制前述移動調整機構之動作以使設於刻劃頭之刀具刃前緣之方向朝向既定方向之控制部構成；安裝於一橋部之刻劃頭之刀具刃前緣之方向、與安裝於另一橋部之刻劃頭之刀具刃前緣之方向，係配置成朝向彼此正交之方向。
如申請專利範圍第1項之刻劃裝置，其中，前述移動調整機構係由將橋部之一端支持為僅可旋動之樞軸部、將橋部之另一端支持為可以前述樞軸部為支點旋動之滑動支持部、以樞軸部為支點使橋部旋動之驅動部構成。
如申請專利範圍第2項之刻劃裝置，其中，前述控制部係在刻劃裝置之刻劃槽成形作業之過程中對準標記之位置產生變位之場合，根據由光學讀取部取得之變位資訊控制前述移動調整機構之動作以使前述變位在既定值以下。