TWI551561B - A scribing device for a brittle material substrate - Google Patents

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TWI551561B TW101150751A TW101150751A TWI551561B TW I551561 B TWI551561 B TW I551561B TW 101150751 A TW101150751 A TW 101150751A TW 101150751 A TW101150751 A TW 101150751A TW I551561 B TWI551561 B TW I551561B
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Yoshitaka Miura
Keisuke Tominaga
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Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd
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Description

脆性材料基板之刻劃裝置
本發明係關於玻璃基板等脆性材料基板之刻劃裝置。本發明不僅單板之玻璃基板，於將2片玻璃基板貼合之貼合基板亦可使用。
在液晶顯示面板之製造步驟係使用將2片之大面積玻璃貼合之貼合基板(以下稱為母基板)。對此母基板係劃分為複數之單位顯示面板，藉由以對母基板之刻劃步驟與其後之分斷步驟，分斷為一個一個之單位顯示面板，切出成為製品之複數之液晶顯示面板。
一般在從母基板切出單位顯示面板之步驟係先藉由對母基板表面沿著刻劃預定線使刀輪(亦稱刻劃輪)壓接並相對移動來進行形成互相直交之X方向與Y方向之刻劃線(刻劃溝)之刻劃步驟。其後，往折斷裝置側送，沿著該刻劃線以折斷棒或滾筒施加外力或吹送蒸氣促使熱變形，進行將母基板完全分斷為各單位顯示面板之折斷步驟。
將上述刻劃步驟在上下兩面同時進行，不使大面積之基板反轉且效率良好地進行之刻劃機構揭示於例如專利文獻1與專利文獻2。
圖6～圖8係概略顯示將上述刻劃步驟在上下兩面同時進行之以往之刻劃機構者。在此刻劃機構11係如於圖7顯示般，將上下一對之刀輪12、13配置於母基板M之上下， 藉由以輸送帶等搬送裝置14使母基板M往刀輪12、13移動，如於圖9(a)顯示般加工Y方向之刻劃線S1。
其後，如於圖8顯示般，藉由將刀輪12、13之刃前緣變更為X方向並以往X方向之驅動機構(不圖示)使刀輪於X方向轉動，如於圖9(b)顯示般將X方向之刻劃線S2加工。
另外，刀輪之刃前緣方向之變更可為於保持刀輪之刃前緣之保持具設強制使刃前緣方向變更之方向切換機構，或藉由使用刃前緣方向自由旋轉之保持具而於壓接轉動時藉由刃前緣方向自動朝向轉動方向之「朝向作用」來切換亦可。
如上述般形成X方向與Y方向之刻劃線S1、S2之母基板M係送往折斷裝置並從刻劃線分斷取出單位製品M1，端緣部之端材領域M2係廢棄。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】國際公開號WO2005/087458號公報
【專利文獻2】日本特開2010-052995號公報
於上述刻劃步驟中形成之刻劃線係於刻劃步驟中不完全分斷而加工殘留不貫通之連結部分之溝(垂直裂痕)以使到後續之折斷步驟才完全分斷。另外，若形成之刻劃線之溝之深度過淺，在折斷步驟不施加大荷重就無法分斷，故 必須形成盡可能深但不完全分斷之程度之刻劃溝。因此，會有因基板之個體差或壓接荷重之調整不足等而於將刻劃線加工後立即有刻劃線之一部分錯誤地完全分斷之可能。
此種完全分斷若在例如將Y方向之刻劃線S1加工時發生，如於圖10(a)顯示，以左右之刻劃線分斷之中間之基板部分M3即使在母基板M之搬送方向後端側端部以夾具15把持，在Y方向之刻劃最終地點相反側端部(搬送方向前端部)仍可能往下方落下而位置偏移或如於圖10(b)顯示，往上方彈起而位置偏移。如此一來，往下方之位置偏移係下方側之刀輪之刃前緣對落下之基板部分M3衝突而受損傷，往上方之位置偏移係上方側之刀輪之刃前緣對彈起之基板部分M3衝突而受損傷。
若刀輪之刃前緣損傷則銳利度會變差，加工之母基板之刻劃線之分斷面劣化。若忽視此種分斷面之劣化，會有製品之品質低下且不良品發生而製品之良率低下之問題產生。
此外，即使在上述落下或彈起不直接對刀輪之刃前緣給予損傷之場合，在該狀態直接轉換為X方向之刻劃步驟時，如於圖11(a)與圖11(b)顯示，刀輪12或13之刃前緣對因彈起或落下而產生之段差部分衝突，於基板之段差部分亦有缺口等產生，還是有製品之良率變差之弊害。
此外，於母基板M之X方向之刻劃步驟中，若於在母基板M之搬送方向前端部將區分X方向之端材領域M2(參照圖9)之刻劃線S2加工之際有上述分斷現象產生，如於圖 12顯示，分斷之端材領域M2往下方偏移或落下而與前述同樣地有可能下方側之刀輪13之刃前緣會受損傷。再加上由於非預期之端材之落下，有往裝置之驅動機構部分落下分散之端材或其破片混入而對裝置之正常之運轉產生妨礙之問題點。
另外，端材之落下係不僅將2片之基板貼合之母基板，即使為單板基板亦成為問題。
針對上述問題，本發明係以提供不在折斷步驟而是在刻劃步驟之加工中可將因完全分斷發生而產生之問題事先解決之刻劃裝置為目的。
為了解決上述課題而完成之本發明之刻劃裝置係一種刻劃裝置，具備用來對加工對象之脆性材料基板之上面加工刻劃線之上部刀輪、用來對加工對象之脆性材料基板之下面加工刻劃線之下部刀輪之至少其中一方，其特徵在於：設有以與前述脆性材料基板之刻劃線形成之面同一平面為基板基準面並於基板之至少一部分從此基板基準面往刀輪側變位時檢知該變位之變位檢知機構。
根據本發明，於刻劃線步驟中若一部分之刻劃線完全分斷而基板之一部分從基板基準面往下方位置偏移或往上方位置偏移，此變位係以變位檢知機構檢出。藉此，將異常檢知後可迅速對應。其結果，可進行維護作業以使可迅速進行適正之刻劃線之加工，有可於必要時確認刀輪之刃 前緣且可維持製品之品質之效果。
前述刀輪可由上部刀輪與下部刀輪構成亦可。
藉此，可將脆性材料基板之刻劃線之加工以上下兩面進行。
此外，前述變位檢知機構係檢知在刻劃線之正上或正下之變位，且於刀輪從基板表面離開時檢出亦可。
藉此，可檢知在X方向之刻劃預定線上之基板之少許之變位，故可確實防止刀輪之往位置偏移之基板之衝突。
此外，由其他觀點完成之本發明之刻劃裝置係一種刻劃裝置，於加工對象之脆性材料基板之下側具備下部刀輪，藉由以搬送機構將前述脆性材料基板於Y方向搬送，使前述刀輪之刃前緣位於與Y方向正交之X方向之刻劃預定線之正下，其次，藉由在沿著該X方向之刻劃預定線使刀輪壓接之狀態下使移動，加工X方向之刻劃線，其特徵在於：設有以與前述脆性材料基板之下面同一平面為基板基準面並於在前述搬送機構之搬送方向前端側沒有以該搬送機構支持之位置於基板之至少一部分從此基板基準面往刀輪側變位時檢知該變位之變位檢知機構。
藉此，在基板之搬送方向前端部將區分X方向之領域之X方向之刻劃線加工之際，若於刻劃線有分斷現象產生而分斷之領域從基板基準面往下方落下，即使為加工中亦可立即檢知，故可進行裝置之維護作業。藉此，可對以後之基板落下導致之下部刀輪之刃前緣減輕損傷且可將由於 非預期之端材之落下而有往裝置之驅動機構部分落下分散之端材或其破片混入而對裝置之正常之運轉產生妨礙之問題防止於未然。
於以下將本發明之刻劃裝置之詳細基於圖1～圖3說明。
另外，本發明之刻劃裝置雖係可將各種脆性材料基板做為加工對象適用者，但特別是以將玻璃基板貼合之大面積之液晶顯示面板用之母基板為理想之加工對象，故以下係以此貼合液晶顯示面板用母基板為例來說明。
刻劃裝置1具備用來對母基板M之表裡兩面加工互相正交之X方向與Y方向之刻劃線S1、S2(參照圖9)之上部刀輪2與下部刀輪3。此等上部刀輪2與下部刀輪3係於刻劃頭4安裝為可上下移動。此外，刻劃頭4係形成為可沿著導引構件5以移動機構(不圖式)於圖1之X方向往復移動。
於刻劃裝置1係設有用來將母基板M於圖1之Y方向搬送之搬送裝置6。此搬送裝置6係如於圖2顯示，以分斷為左右之第1輸送機6a與第2輸送機6b構成，於第1輸送機6a與第2輸送機6b之問之空問P之上下配置前述上部刀輪2與下部刀輪3。將母基板M載置於搬送裝置上並於Y方向使移動，藉由使上部刀輪2與下部刀輪3抵接按壓於母基板M，形成為可將Y方向之刻劃線S1於母基板M之 上下兩面同時加工。
此外，X方向之刻劃線S2係如於圖3顯示般，將上部刀輪2與下部刀輪3刃前緣之方向變更為X方向，藉由將上部刀輪2與下部刀輪3沿著導引構件5對母基板M之表面按壓並使轉動，形成為可對母基板M之表裡兩面同時加工。
另外，在本發明係設有以與搭載於前述搬送裝置6並加工之母基板M之上面與下面呈現同一平面之水平面為基板基準面R1、R2，位於母基板M之前述空間P之位置之部位從此基板基準面R1、R2往上部刀輪2與下部刀輪3側變位時，亦即，如於圖10(a)顯示般往下方位置偏移或如於圖10(b)顯示般往上方位置偏移時，檢知此偏移之變位檢知機構7。此外，形成為藉由此變位檢知機構7檢知前述變位而將裝置之作動停止。
變位檢知機構7係可使用例如光電感測器。光電感測器係以發光部7a與受光部7b形成，將可見光或紅外線等光從發光部7a做為信號光送光，將送光之光以設於母基板M之對岸側之受光部7b受光，或將以設於母基板M之對岸側之鏡使反射之光以設於與發光部7a同側之受光部7b受光，藉由其輸出信號檢出基板之變位者。於本實施例中，此變位檢知機構7係在左右之第1輸送機6a與第2輸送機6b之間之空間P之中間部配置為可量測前述基板基準面R1、R2。此變位檢知機構7係在空間P之中問部配置於將上部刀輪2與下部刀輪3連結之假想垂直線之線上，藉此可在 刀輪之加工位置正確地量測變位。
另外，在此場合，刻劃線之加工中係刀輪會造成量測之阻礙，故設定為在刻劃線加工後上部刀輪2與下部刀輪3從母基板M表面離開時變位檢知機構7作動。且若檢出比事先設定之閾值(判定值)大之變位，裝置之作動停止。
另外，變位檢知機構7係如於圖4顯示般，設置於不會因前述上部刀輪2與下部刀輪3而妨礙光路之位置亦可。在此場合雖在刀輪之加工位置之正確之基板表面之位置無法把握，但於刻劃線加工中若基板之變位產生可即時檢出。因此，變位檢知後，可立即使裝置之作動停止。但在維護之方便上，例如於附帶之控制用電腦輸入程式等來設定以使上部刀輪2與下部刀輪3從基板表面離開後再將裝置之作動停止較理想。
於上述之構成中，首先，如於圖2顯示般，將母基板M載置於搬送裝置6上，藉由在將上部刀輪2與下部刀輪3按壓於母基板M之表面之狀態下使母基板M往Y方向移動，將Y方向之刻劃線S1依序加工。其次，如於圖3顯示般，將上部刀輪2與下部刀輪3之刃前緣之方向變更為X方向，藉由將刀輪沿著導引構件5按壓於母基板M之表面並使轉動，將X方向之刻劃線S2依序加工。
於此Y方向之刻劃線步驟中，若一部分之刻劃線完全分斷而如於圖10顯示般，分斷之中間之基板部分M3從基板基準面R1、R2往下方位置偏移或往上方位置偏移，此變位係在刀輪從母基板M表面離開之後以變位檢知機構7檢 出，裝置之作動停止。另外，對應於必要而進行以警報音或警告燈等通知異常之動作亦可。
藉此，將刀輪之按壓力或搬送裝置之搬送速度等修正，進行可適正地進行刻劃線加工之維護作業，此外，確認刃前緣之異常，可將對應於必要而將刀輪交換為新品之作業在位置偏移發生後立即進行。
此外，同樣地，於繼續進行之母基板M之X方向之刻劃線步驟中，若於在母基板M之搬送方向前端部將區分X方向之端材領域M2(參照圖9)之刻劃線S2加工之際有上述分斷現象產生而端材領域M1從基板基準面R2往下方位置偏移或落下，此變位係在刀輪從母基板M表面離開之後以變位檢知機構7檢出，裝置之作動停止。
藉此，可將裝置之維護作業與上述同樣地於問題發生後立即進行。
在上述實施例雖係例示於加工對象之母基板M之上面設用來加工刻劃線之上部刀輪2、於加工對象之母基板M之下面設用來加工科話線之下部刀輪3而對母基板M之表裡兩面同時加工刻劃線之例，但將上部刀輪2與下部刀輪3之其中一方省略而形成亦可。
此外，代替上述實施例，在單板基板等如於圖5顯示般省略上部刀輪2，僅以下部刀輪3形成亦可(反之，僅以上部刀輪2形成亦可)。
在此場合係於母基板M之X方向之刻劃步驟中對於在母基板M之搬送方向前端部將區分X方向之端材領域M2 之刻劃線S2加工之際之端材之脫落之檢出特別有效。亦即，若於X方向之刻劃線S2有分斷現象產生，於下方沒有輸送機等支持部，故分斷之端材領域M2會從基板基準面R2往下方位置偏移或落下。此現象係以變位檢知機構7檢出，裝置之作動停止。特別是若如圖5般於從下部刀輪3稍微離開之位置設變位檢知機構7，可與落下同時將異常檢出。
藉此，落下之發生後可立即進行裝置之維護或修正，於使用下部刀輪3之場合係可減輕於其刃前緣受損傷且可將由於非預期之端材之落下而有往裝置之驅動機構部分落下分散之端材或其破片混入而對裝置之正常之運轉產生妨礙之問題防止於未然。
以上，雖已針對本發明之代表性實施例說明，但本發明並非僅特定為上述之實施例構造者，在達成其目的且不脫離請求之範圍之範圍內可適宜修正、變更。
【產業上之可利用性】
本發明可適用於對玻璃基板等脆性材料基板加工刻劃線之刻劃裝置。
M‧‧‧母基板
M2‧‧‧母基板之端材領域
S1‧‧‧Y方向之刻劃線
S2‧‧‧X方向之刻劃線
R1、R2‧‧‧基板基準面
1‧‧‧刻劃裝置
2‧‧‧上部刀輪
3‧‧‧下部刀輪
6‧‧‧搬送裝置
7‧‧‧變位檢知機構
圖1係顯示本發明之刻劃裝置之一例之概略平面圖。
圖2係顯示於圖1顯示之刻劃裝置中之Y方向之刻劃線加工時之狀態之概略前視圖。
圖3係顯示X方向之刻劃線加工時之狀態之與圖2同 樣之前視圖。
圖4係顯示刻劃裝置之其他實施例之與圖3同樣之前視圖。
圖5係顯示刻劃裝置之再其他實施例之與圖3同樣之前視圖。
圖6係顯示以往之刻劃裝置之一例之概略平面圖。
圖7係顯示以往之刻劃裝置中之Y方向之刻劃線加工時之狀態之概略前視圖。
圖8係顯示X方向之刻劃線加工時之狀態之與圖7同樣之前視圖。
圖9係將母基板之標準之刻劃線依加工順序顯示之俯視圖。
圖10係顯示於Y方向之刻劃線形成時產生之母基板之位置偏移現象之立體圖。
圖11係顯示位置偏移現象產生時之刀輪之刻劃動作之立體圖。
圖12係顯示將區分X方向之端材領域之X方向之刻劃線加工時之端材之落下之圖。
M‧‧‧母基板
P‧‧‧空間
R1、R2‧‧‧基板基準面
1‧‧‧刻劃裝置
2‧‧‧上部刀輪
3‧‧‧下部刀輪
4‧‧‧刻劃頭
5‧‧‧導引構件
6‧‧‧搬送裝置
6a‧‧‧第1輸送機
6b‧‧‧第2輸送機
7‧‧‧變位檢知機構

Claims (3)

  1. 一種刻劃裝置，具備用來對加工對象之脆性材料基板之上面加工刻劃線之上部刀輪、用來對脆性材料基板之下面加工刻劃線之下部刀輪之至少其中一方，其特徵在於：設有以與前述脆性材料基板之刻劃線形成之面同一平面為基板基準面並於基板之至少一部分從此基板基準面往刀輪側變位時檢知該變位之變位檢知機構；前述變位檢知機構係檢知在該刻劃線之正上或正下之前述變位，且於該刀輪從該脆性材料基板表面離開時檢出。
  2. 如申請專利範圍第1項之刻劃裝置，其中，前述刀輪由上部刀輪與下部刀輪構成，且將該脆性材料基板之刻劃線之加工以上下兩面進行。
  3. 一種刻劃裝置，於加工對象之脆性材料基板之下側具備下部刀輪，藉由以搬送機構將前述脆性材料基板於y方向搬送，使前述刀輪之刃前緣位於與y方向正交之x方向之刻劃預定線之正下，其次，藉由在沿著該x方向之刻劃預定線使刀輪壓接之狀態下使移動，加工x方向之刻劃線，其特徵在於：設有變位檢知機構，其以與前述脆性材料基板之下面同一平面為基板基準面並在前述搬送機構之搬送方向前端側沒有以該搬送機構支持之位置於基板之至少一部分從此基板基準面往刀輪側變位時檢知該變位；前述變位檢知機構係檢知在該刻劃線之正上或正下之前述變位，且於該刀輪從該脆性材料基板表面離開時檢出。
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