TWI603928B - Breaking device of brittle material substrate - Google Patents

Description

脆性材料基板之裂斷裝置

本發明係關於由玻璃、陶瓷、藍寶石及半導體晶圓等之脆性材料所構成之基板之裂斷裝置。本發明尤其是關於將在前段步驟中形成刻劃線(切槽)之脆型材料基板，沿著其刻劃線進行裂斷並取出單位基板之裂斷裝置。

習知有對脆性材料基板(以下，簡稱「基板」)之表面，利用刀輪(亦稱刻劃輪)或固定刀刃、或雷射光束等之刻劃手段，形成相互正交之X方向及Y方向之刻劃線，之後，沿該刻劃線施以外力而進行裂斷，而藉此將基板分斷成單位基板之方法，例如，揭示於專利文獻1或專利文獻2。

圖5，係表示基板之一般的裂斷裝置之立體圖。裂斷裝置21，具備有載置並保持成為加工對象之基板W之水平之平台22。平台22，成為可藉由內藏馬達之旋轉驅動部23而在水平面內進行旋動，且構成為可沿水平之軌條24移動於Y方向。在平台22之上方設置有於X方向水平延伸之樑(橫架)25，而在該樑25安裝有與該樑平行並於X方向延伸之板狀之裂斷桿26，且成為可透過藉由汽缸27而驅動之升降軸28進行升降。

圖8，係表示在前階段之刻劃步驟中，藉由刻劃手段於表面形成相互正交之縱、橫之刻劃線S1、S2之長方形之基板W者，W1係在裂斷後成為製品之單位基板，W2係在裂斷後被棄置之端材區域。當在裂斷裝 置21中對該基板W進行裂斷，刻劃線S1、S2之任一方，例如如圖5所示，成為基板之長邊方向之刻劃線S1沿著X方向，並於平台22上夾持並載置由彈性材料所構成之緩衝片13。該情形，如圖7(a)所示，預先使刻劃線S1、S2成為下面。之後，如圖7(b)所示，使裂斷桿26從基板W之上方朝向刻劃線S1下降並按壓基板W，且藉由使該基板W在緩衝片13上僅彎曲成V字狀，而使刻劃線S1之裂痕延伸而對基板W進行裂斷。如此在全部裂斷長邊方向之刻劃線S1之後，如圖6所示，以基板之短邊方向之刻劃線S2朝向X方向之方式使平台22進行90度旋轉。而且與上述同樣地，使裂斷桿26下降並裂斷所有之刻劃線S2後，取出如圖8所示之單位基板W1，並將端緣部之端材區域W2予以棄置。

專利文獻1：日本特許第3787489號公報

專利文獻2：日本特開2002-187098號公報

在上述之習知之裂斷裝置21中，係藉由與樑25平行、並於X方向延伸之一個裂斷桿26進行裂斷者，因此必需使裂斷桿升降刻劃線之數量次數，亦即合計長邊方向之刻劃線S1與短邊方向之刻劃線S2之數量次數。通常在1枚大型基板形成有許多之刻劃線，因此對應刻劃線之數量增加而使得裂斷所需之時間變長，並且亦影響裂斷桿或其升降機構之磨耗或壽命等。

因此，本發明之目的係提供一種可解決上述課題且縮短裂斷所需之時間之裂斷裝置。

為了解決上述課題，在本發明中提出如下述之技術性手段。 亦即，本發明之裂斷裝置，由具有載置脆性材料基板之載置面之平台、在該平台之上方配置成與該載置面平行之樑、沿著該樑之延伸方向並設置於該樑之導引軸、以及形成為可沿著該導引軸移動之多個裂斷桿所構成；且以如下方式形成：該多個裂斷桿之各個，形成為可透過升降軸而升降，且形成為可以與該載置面垂直之軸作為中心而可旋轉，藉此該多個裂斷桿成為沿著樑之延伸方向串列地排列之串列姿勢、與沿著與樑之延伸方向正交之方向成為相互平行之分離姿勢。

由於本發明係為如上述者，因此具有如下之效果：在應進行裂斷之刻劃線之長度較各個裂斷桿之長度為短之情形，使多個裂斷桿成為沿著與樑之延伸方向正交之方向並成為相互平行之分離姿勢，而朝向基板之刻劃線同時地下降，藉此可使多個刻劃線同時地進行裂斷，且可縮短裂斷所需之時間。此外，在應進行裂斷之刻劃線較各個裂斷桿之長度為長之情形，可藉由使2個裂斷桿成為在樑之延伸方向串列地排列之串列姿勢而進行裂斷。

在本發明中，較佳為形成如下方式：該多個裂斷桿，在成為相互平行之分離姿勢中，可在維持裂斷桿彼此之間隔下沿著該導引軸同時地進行移動，並且亦可個別單獨地進行移動。藉此，在以多個裂斷桿成為相互平行之分離姿勢之方式進行裂斷之情形，可使多個裂斷桿之刻劃線之裂斷以相同之間距連續地進行，且可使作業效率化。此外，由於亦可個別單獨地進行移動，因此即使在應進行裂斷之基板之刻劃線之間距已改變之情形，亦可同時地對多條刻劃線進行裂斷。

W‧‧‧脆性材料基板

S1‧‧‧長邊方向之刻劃線

S2‧‧‧短邊方向之刻劃線

1‧‧‧裂斷裝置

2‧‧‧平台

7‧‧‧樑

8‧‧‧導引軸

9‧‧‧保持具

10‧‧‧裂斷桿

11‧‧‧流體汽缸

12‧‧‧升降軸

13‧‧‧緩衝片

圖1，係表示在本發明之裂斷裝置中，對基板之短邊方向之刻劃線進行裂斷之情形之一例之立體圖。

圖2，係表示對基板之長邊方向之刻劃線進行裂斷之情形之與圖1同樣之立體圖。

圖3，係表示基板裂斷時之狀態之剖面圖。

圖4，係表示裂斷桿之另一實施例之部分立體圖。

圖5，係表示在習知之裂斷裝置中，對基板之長邊方向之刻劃線進行裂斷之情形之一例之立體圖。

圖6，係表示對基板之短邊方向之刻劃線進行裂斷之情形之與圖5同樣之立體圖。

圖7，係表示習知之裂斷裝置之基板裂斷時之狀態之剖面圖。

圖8，係表示形成有刻劃線之基板之一例之俯視圖。

在以下，針對本發明之裂斷裝置根據圖式進行詳細地說明。圖1，係表示本發明之裂斷裝置之一例之立體圖，係表示對基板之短邊方向之刻劃線進行裂斷之情形者；圖2，係表示對基板之長邊方向之刻劃線進行裂斷之情形之與圖1同樣之立體圖；圖3，係基板裂斷時之放大剖面圖。

裂斷裝置1，具備有載置應進行裂斷之基板W之平台2。該平台2，成為可沿著水平之軌條3,3並於Y方向進行移動，透過藉由馬達M1而旋轉之螺桿軸4驅動。此外，平台2成為可藉由內藏馬達之驅動部5在水平面內進行旋動。

平台2，為了可保持載置於其上之基板W於固定位置而具備有保持手段。作為該保持手段，例如可藉由來自於平台2開口之多個小的吸附孔(未圖示)之吸氣而吸附保持基板W。

在夾持平台2而立設之支持柱6,6，係以於X方向延伸之水平之樑(橫架)7橫跨平台2之方式架設。在樑7，沿著梁7之延伸方向亦即X方向而設置有藉由馬達M2而驅動之導引軸8。沿著該導引軸8安裝有可移動之2個保持具9,9，在該保持具9,9分別安裝有左右一對之長條板狀之裂斷桿10,10。

左右之裂斷桿10,10，沿著梁7之延伸方向並配置於一直線上，且藉由流體汽缸11、及由該流體汽缸11驅動之升降軸12而形成為可升降。此外，裂斷桿10之下端，如圖3所示，以於長度方向具有稜線10a之倒三角形而形成。進一步地，各裂斷桿10,10，以與平台2之面垂直之軸(在本實施例中為升降軸12)為中心而形成為可旋轉，藉此，該2個裂斷桿10,10，以成為如圖1所示般沿著梁7之延伸方向亦即X方向串列地排列之串列姿勢、與如圖2所示般沿著與梁7之延伸方向正交之方向亦即Y方向而成為相互平行之分離姿勢之方式而形成。在本實施例中，於升降軸12固接有裂斷桿10，且該升降軸12成為可藉由裝入保持具9內之旋動機構(未圖示)進行旋動而藉此使裂斷桿10進行旋轉。

分別保持裂斷桿10,10之2個保持具9,9，形成為可藉由驅動馬達M2，而在保持相互之間隔下沿著導引軸8同時地連動而進行移動，並且亦可個別單獨地進行移動。藉由該單獨之移動，可調整裂斷桿10,10彼此之間隔。該構成，例如可在保持具9與導引軸8之嚙合部，藉由使離合器 等之傳動遮斷機構(未圖示)介於其間而可達成解除嚙合並使兩者間之傳動暫時地遮斷。在調整裂斷桿10,10之間隔之情形，打開任一方之保持具9之傳動遮斷機構，且驅動馬達M2而僅使另一方之保持具9進行移動。此外，在保持間隔下使裂斷桿10,10進行移動之情形，若可解除兩方之傳動遮斷機構而成為傳動狀態即可。

接著，針對利用上述之裂斷裝置1，對在圖8所示之基板W，亦即以既定之間距形成有於表面相互正交之刻劃線S1,S2之長方形之基板W進行裂斷之動作進行說明。首先，在對基板W之長邊方向之刻劃線S1進行分斷時，如圖1所示，使2個裂斷桿10,10沿著X方向串列地排列。在本實施例中成為相互連結之連結狀態。而且如圖3(a)所示，以刻劃線S1,S2成為朝下之方式將基板W載置於平台2上之緩衝片13之上面。在該情形，將基板W載置成長邊方向之刻劃線S1與裂斷桿10,10之連結方向亦即X方向為一致。另外，連結2個裂斷桿10,10時之長度，預先設定成較應進行裂斷之長邊方向之刻劃線S1之長度為長。在該狀態下，使連結之裂斷桿10,10從刻劃線S1之正上方下降，並對最初之刻劃線S1進行裂斷，接著，僅使平台2以刻劃線S1之間距程度往Y方向移動並對下一個刻劃線S1進行裂斷。在所圖示之基板W中，由於長邊方向之刻劃線S1有2條，因此藉由使裂斷桿10下降2次，可裂斷所有之長邊方向之刻劃線S1。

一旦完成長邊方向之刻劃線S1之裂斷，如圖2所示，使2個裂斷桿10,10分離，並成為沿著與梁7之延伸方向正交之方向亦即Y方向而成為相互平行之分離姿勢，並且調整裂斷桿10,10之間隔成為與刻劃線S2之間距一致。另外，各別之裂斷桿10之長度，預先設定成較應進行裂斷之 短邊方向之刻劃線S2之長度為長。在該狀態下，使2個裂斷桿10,10從刻劃線S2,S2之正上方同時地下降，藉此同時地裂斷2條刻劃線S2,S2(參照圖3)。接著，使裂斷桿10,10在保持其間隔下，沿著導引軸8移動至接下來應進行裂斷之刻劃線S2,S2之正上方，且與上述同樣地使其下降並進行裂斷。重複進行該動作直到裂斷所有之短邊方向之刻劃線S2。在所圖示之基板W中，由於短邊方向之刻劃線S2有5條，因此藉由使裂斷桿10,10下降3次而完成短邊方向之刻劃線S2之裂斷。若短邊方向之刻劃線S2有10條，則藉由5次的下降便可裂斷所有10條之刻劃線S2。

如此，藉由使成為分離姿勢之2個裂斷桿10,10同時地下降，可對2條刻劃線同時進行裂斷並可縮短裂斷所需之時間，並且，使其在維持相互之間隔下沿著導引軸8移動，藉此可以相同間隔連續地進行裂斷。

此外，在基板W之長邊方向之刻劃線S1之長度較各裂斷桿10,10之長度為短之情形，與短邊方向之刻劃線S2之裂斷時相同般，使裂斷桿10,10成為相互平行之分離姿勢，且使平台2旋轉而以刻劃線S1與Y方向一致之方式配置基板W，藉此亦可對2條長邊方向之刻劃線S1同時進行裂斷。藉此，可進一步有助於裂斷所需時間之縮短。

另外，如圖4所示，在使2個裂斷桿10,10於一直線上連結時，於裂斷桿10,10之鄰接之側端部，可設置相互嚙合之凹部10c與凸部10b。藉此，可確實地保持2個裂斷桿10,10兩者之直線之連結狀態。

以上，已針對本發明之代表性之實施例進行說明，但本發明並不一定僅限定於上述之實施例。例如，在上述實施例中，雖揭示設置有2 個裂斷桿10，但亦可設置3個或其以上。而且，在達成本發明之目的、不脫離請求範圍之範圍內，可做適當地修正、變更。

本發明可適用於由玻璃、陶瓷、藍寶石、及半導體晶圓等之脆性材料所構成之基板之裂斷裝置。

W‧‧‧脆性材料基板

S1‧‧‧長邊方向之刻劃線

S2‧‧‧短邊方向之刻劃線

M1,M2‧‧‧馬達

1‧‧‧裂斷裝置

2‧‧‧平台

3‧‧‧軌條

4‧‧‧螺桿軸

5‧‧‧驅動部

6‧‧‧支持柱

7‧‧‧樑

8‧‧‧導引軸

9‧‧‧保持具

10‧‧‧裂斷桿

11‧‧‧流體汽缸

12‧‧‧升降軸

13‧‧‧緩衝片

Claims (2)

1. 一種脆性材料基板之裂斷裝置，係由具有載置脆性材料基板之載置面之平台、在該平台之上方配置成與該載置面平行之樑、沿著該樑之延伸方向並設置於該樑之導引軸、以及形成為可沿著該導引軸移動之多個裂斷桿所構成，以如下方式形成：該多個裂斷桿之各個，形成為可透過升降軸而升降，且形成為可以與該載置面垂直之軸作為中心而旋轉，藉此該多個裂斷桿成為沿著樑之延伸方向串列地排列之串列姿勢、以及沿著與樑之延伸方向正交之方向成為相互平行之分離姿勢；在該多個裂斷桿之相鄰接之側端部，設置有用於以串列姿勢之狀態相互嚙合之凹部與凸部。
2. 如申請專利範圍第1項之裂斷裝置，其中，該多個裂斷桿，在該分離姿勢中，可在維持裂斷桿彼此之間隔下沿著該導引軸同時地進行移動，並且亦可個別單獨地進行移動。