TWI811319B

TWI811319B - 劃線裝置

Info

Publication number: TWI811319B
Application number: TW108110473A
Authority: TW
Inventors: 奥田修
Original assignee: 日商三星鑽石工業股份有限公司
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2023-08-11
Also published as: TW201946129A; EP3785872A1; WO2019208145A1; CN111954589A; EP3785872A4; JPWO2019208145A1; KR20210005565A

Abstract

本發明提供一種可進一步提高生產性、工具之互換性、防誤操作功能之劃線裝置。

本發明之劃線裝置1具有：載置器件3，其供載置脆性材料基板2；劃線頭7，其以與載置器件3上之脆性材料基板2對向之方式設置；固持件接頭19，其設置於劃線頭7之前端；劃線工具8，其裝卸自如地安裝於固持件接頭19，且具備於載置器件3上之脆性材料基板2形成刻劃線之劃線輪9；及工具變更機構30，其將使用後之劃線工具8自固持件接頭19卸除，且將另一劃線工具8安裝於該固持件接頭19而實施工具更換；且工具變更機構30具有收容複數個劃線工具8之卡匣31。

Description

劃線裝置

本發明係關於一種對脆性材料基板劃線之劃線裝置之技術，尤其關於一種更換劃線工具之工具變更機構。

先前，液晶顯示面板或液晶投影機基板等平板顯示器等中，於製造過程中在貼合了母玻璃基板後被分斷成特定大小之單個面板。

於此種母玻璃基板等脆性材料基板之分斷時，有於該基板形成刻劃線(垂直裂紋)之劃線步驟、及使垂直裂紋完全浸透之裂斷步驟。其中，於劃線步驟中使用有劃線裝置。

於該劃線裝置中，具備使用了劃線輪或金剛石尖頭等之劃線工具，且藉由該劃線工具，而於脆性材料基板形成垂直裂紋。

作為對脆性材料基板劃線之劃線裝置相關之技術，例如有專利文獻1所揭示者。

專利文獻1之目的在於：使用與晶片(劃線輪等)一體化之晶片固持件(劃線工具)，預先使偏移資料以編碼形式保持於晶片固持件，藉此消除例如修正偏移量之作業之勞力或錯誤地安裝不同種類之晶片、於劃線之形成位置產生偏差等問題。

具體而言，將晶片旋轉自由地安裝於晶片固持件。將晶片固持件設為圓筒形，並於其前端設置安裝部。於固持件接頭設置開口部，利用磁鐵吸附並安裝晶片固持件，藉此易於裝卸。又，於晶片固持件之面，將晶片之偏移資料記錄為二維碼。藉由在更換晶片固持件時讀出偏移資料並輸入至劃線裝置，而消除偏移。如此，可於裝卸晶片固持件時節省修正相關之必要操作，並於短時間之裝置停止期間更換晶片。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本再公表專利2007-063979號公報

專利文獻1所揭示之劃線裝置消除了上文中列舉之問題，成為對業者而言易於使用之裝置而廣受好評。

然而，對劃線裝置之要求逐年提高，例如，強烈希望於運轉中自動更換劃線工具而延長連續運轉時間、將自動更換之時間縮短為短時間而提高生產性等。

具體而言，於生產性上，要求縮短劃線工具之自動更換所花費之時間、縮短設置收容劃線工具之卡匣之時間、延長於卡匣中滿載劃線工具時劃線裝置之連續運轉時間之長度等用以進一步提高生產性之改善。

又，於工具之互換性上，要求除設定為標準之劃線工具、及安裝有該劃線工具之劃線頭以外，還可使用其他劃線工具、劃線頭，亦能夠對應傾斜之劃線頭等用以進一步提高工具互換性之改善。

又，於防誤操作功能(不使作業人員進行錯誤操作、或以即便使用者進行錯誤操作亦不會陷入危險狀況之方式考慮安全性而設計)上，要求於準備卡匣及裝卸卡匣時確保劃線裝置中安全、提高劃線工具之自動更換動作時之可靠性、可辨識是否安裝有特定之劃線工具並正確操作等用以進一步提高防誤操作功能之改善。

因此，本發明鑒於上述問題點，目的在於提供一種可進一步提高生產性、工具之互換性、防誤操作功能之劃線裝置。

為了達成上述目的，本發明中採用以下之技術手段。

本發明之劃線裝置之特徵在於，具有：載置器件，其供載置脆性材料基板；劃線頭，其以與上述載置器件上之上述脆性材料基板對向之方式設置；固持件接頭，其設置於上述劃線頭之前端；劃線工具，其裝卸自如地安裝於上述固持件接頭，且具備於上述載置器件上之上述脆性材料基板形成刻劃線之劃線輪；及工具變更機構，其將使用後之劃線工具自上述固持件接頭卸除，且將另一劃線工具安裝於該固持件接頭而實施工具更換；且上述工具變更機構具有收容複數個上述劃線工具之卡匣。

較佳為，上述卡匣裝卸自如地配備於上述載置器件之側方，且安裝時以緊固具固定。

較佳為，於上述卡匣，形成複數個孔部，且上述孔部設為收容上述劃線工具之收容部。

較佳為，形成有複數個之上述收容部中之至少一個設為空置之狀態。

較佳為，於形成有複數個之收容部之一端與另一端，具備確認上述劃線工具之更換位置是否正確之確認構件。

較佳為，上述確認構件之上表面與上述劃線工具之上表面以成為同一平面之方式配備。

較佳為，於上述確認構件之上部，設置有確認上述劃線工具之更換位置是否正確之確認面。

較佳為，上述確認面若成為朝向與設置於上述劃線工具之面相同方向之面，則確認該劃線工具之更換位置正確。

較佳為，於上述確認構件之上表面，形成有確認上述卡匣之安裝狀態之凹部。

較佳為，上述卡匣係以所收容之上述劃線工具之上表面與上述載置器件之上表面成為相同平面之方式配備。

根據本發明，可進一步提高生產性、工具之互換性、防誤操作功能。

1:劃線裝置

2:脆性材料基板

3:工作台(載置器件)

4:頭單元

5:塊體

6:相機

7:劃線頭

8:劃線工具(工具)

8a:舊工具

8b:新工具

9:劃線輪(輪)

10:本體部

11:側壁面部

12:簷部

13:缺口部

14:銷槽

15:銷

16:安裝部

17:平坦面

18:傾斜面

19:固持件接頭

20:軸承

21:保持部

22:開口

23:磁鐵

24:平行銷

30:工具變更機構

31:卡匣

32:基座

33:夾具

34:螺孔

35:螺絲

36:長孔(鎖定構件)

37:導銷(螺栓)

38:橢圓形狀之長孔

39:鑰匙孔形狀之長孔

40:收容部

41:階差部

42:確認銷(確認構件)

43:確認面

44:凹部(位置檢測孔)

51:去除器

61:移載嘴

71:二維碼讀取器

A:方向

x:軸

y:軸

z:軸

圖1係模式性地表示本發明之劃線裝置之概略之立體圖。

圖2係自A方向(y軸方向)觀察劃線裝置之側視圖。

圖3係劃線裝置之B-B剖視圖。

圖4係模式性地表示劃線頭之概略之側視圖(C部放大)。

圖5係模式性地表示收容劃線工具之卡匣之概略的立體圖。

圖6係卡匣之俯視圖、側視圖、D-D剖視圖、E-E剖視圖。

以下，參照圖式說明本發明之劃線裝置1之實施形態。

再者，以下說明之實施形態係使本發明具體化之一例，並非利用該具體例限定本發明之構成者。又，關於圖式，為了易於觀察而省略構成零件之一部分進行描繪。又，關於劃線裝置1中之x軸方向、y軸方向、z軸方向等，如圖式所示。

圖1~3係本發明之劃線裝置1之概略圖。

本發明之劃線裝置1具有：工作台3(載置器件)，其供載置脆性材料基板2；頭單元4，其於脆性材料基板2之表面上形成刻劃線(垂直裂紋)；及塊體5，其配備有去除器51等。

再者，形成刻劃線之方向係圖2之自左側朝向右側之x軸方向。

工作台3由內置有馬達之支持部(未圖示)自下方支持。支持部載置於移動台上。移動台(未圖示)係沿著一對導軌(未圖示)於y軸方向移動自如地被保持。該移動台與滾珠螺桿(未圖示)螺合，藉由利用馬達之驅動使滾珠螺桿旋轉而沿著導軌於y軸方向移動。

支持部內之馬達(未圖示)係於工作台3之xy平面內旋轉並定位於特定角度者。載置於工作台3上之脆性材料基板2由真空吸引器件(未圖示)等保持。又，拍攝脆性材料基板2之對準標記之相機6設置於頭單元4之上部。

於劃線裝置1中，以跨及移動台與其上部之工作台3之方式藉由支柱(未圖示)沿著x軸方向架設有樑(未圖示)。

頭單元4藉由馬達之驅動，而能夠沿著設置於樑之導件(未圖示)於x軸方向移動。於頭單元4之前端部，安裝有劃線頭7。又，頭單元4亦能夠於z軸方向移動。

如圖2所示，頭單元4係相對於形成刻劃線之方向，以略微偏倒之方式傾斜地配置。於本實施形態中，相對於形成刻劃線之方向(行進方向)朝後方傾斜2°而配置頭單元4。

劃線頭7具有於脆性材料基板2之表面上形成刻劃線之劃線工具8、及將劃線工具8裝卸自如地保持之固持件接頭19。又，劃線頭7係除頭單元4整體於z軸方向之移動以外，劃線頭7本身亦能夠於z軸方向移動。

該劃線頭7亦相對於形成刻劃線之方向(圖2之左側→右側、x軸方向)，以略微偏倒之方式傾斜地配置。於本實施形態中，相對於形成刻劃線之方向朝後方傾斜2°而配置劃線頭7。

此處，使工作台3於y軸方向移動之y軸移動部包含引導移動台之一對導軌、與移動台螺合之滾珠螺桿、及使滾珠螺桿旋轉之馬達。

又，使頭單元4於x軸方向移動之x軸移動部包含架設於工作台3之上部之樑、支撐樑之支柱、及引導頭單元4之導件。又，支持部內之馬達係使工作台3旋轉之旋轉部。

該等y軸移動部、x軸移動部、旋轉部構成相對移動部。

其次，對安裝於固持件接頭19之劃線工具8之構成進行說明。

圖4係表示劃線工具8及其安裝狀態之圖。再者，於以後之說明中，有時將劃線工具8亦簡稱為工具。

工具8具有於脆性材料基板2形成刻劃線(垂直裂紋)之劃線輪9、及支持劃線輪9之本體部10。

再者，於以後之說明中，有時將劃線輪9亦簡稱為輪。

工具8亦與劃線頭7同樣地，相對於形成刻劃線之方向(圖2之左側→右側、x軸方向)，以略微偏倒之方式傾斜。於本實施形態中，相對於形成刻劃線之方向(行進方向)朝後方傾斜2°而配置工具8。

如此，藉由使工具8(劃線頭7)傾斜地配置，可於脆性材料基板2之表面上形成所需之刻劃線。又，亦能夠減少形成刻劃線時之切削屑。

本體部10係大致圓柱形狀之構件，且於其一端(前端)側設置有垂直切割之平坦之側壁面部11。側壁面部11以相對向之方式設置有一對。於側壁面部11之上部，形成有伸出至徑向外側之簷部12。再者，於側壁面部11之任一者，列印有下述二維碼。

於一對側壁面部11之間，設置有平行於該側壁面部11之缺口部13。

又，於一對側壁面部11之下端之各者，設置有與該面正交之方向之銷槽14。該一對銷槽14對向，且以貫通缺口部13之方式設置。於該缺口部13配備有劃線輪9。

輪9係圓板形狀之構件，且圓周部分之剖面形成為尖銳之三角形狀，於中心形成有貫通孔。輪9為例如直徑2.5mm，厚度0.5mm左右之尺寸。

輪9係繞插入至將銷槽14之中心與貫通孔之中心對準而成之孔部的銷15之軸心旋轉自如地受到支持。

另一方面，於本體部10之另一端(基端)側，設置有定位用之安裝部16。安裝部16係將本體部10切開而形成，具有平坦面17與傾斜面18。

平坦面17形成於本體部10之基端，設為與側壁面部11正交之方向之面。傾斜面18設為自平坦面17朝向下方向徑外方向傾斜之面。該等平坦面17與傾斜面18相連而設置。

本體部10成為自長度方向中途部朝向上方前端變細之形狀。再者，本體部10之基端(上部)由磁性體金屬構成。

如此，輪9與本體部10成為一體而成者為工具8。亦即，藉由將銷15插入至銷槽14並將輪9旋轉自如地支持而成為一體之工具8係於不卸除輪9之情況下更換。

具備輪9之工具8安裝於劃線頭7，藉由設置於頭單元4之內部之升降部而進行升降動作。再者，作為升降部，例如可列舉滾珠螺桿等。

藉由與該升降部不同之壓力機構，使具有尖銳部位之輪9以適當之負載於脆性材料基板2之表面上壓接並滾動，藉此形成刻劃線。賦予工具8之按壓力之汽缸、與驅動劃線頭7整體之器件係分開設置。

其次，對固持件接頭19進行說明。

固持件接頭19係上部由圓柱狀之構件形成，下部由圓筒狀之構件形成。再者，固持件接頭19係相較於其上部之圓柱狀構件下部設為更大之圓筒狀之構件。

固持件接頭19亦與劃線頭7同樣地，相對於形成刻劃線之方向(圖2之左側→右側、x軸方向)，以略微偏倒之方式傾斜。於本實施形態中，相對於形成刻劃線之方向朝後方傾斜2°而配置固持件接頭19。

固持件接頭19係於上部外嵌地安裝有軸承20，藉由該軸承20而繞大致垂直方向之軸心旋轉自如地受到支持(參照圖3)。

固持件接頭19之下部成為保持工具8之保持部21，且形成有圓筒形狀之開口22。於該開口22之上端埋設有磁鐵23。

又，於開口22之內部，於遠離中心軸之位置設置有與該中心軸正交之方向之平行銷24。平行銷24係藉由與工具8之傾斜面18相接而定位工具8者，即，將輪9之方向設定為正確之方向者。

於固持件接頭19安裝工具8時，自安裝部16側將工具8插入至固持件接頭19之開口22。於是，由磁性體金屬構成之工具8之前端(基端)側被磁鐵23吸引，而固定於固持件接頭19。

進而，平坦面17朝向平行銷24側，傾斜面18與平行銷24接觸而定位並固定。亦即，由於平坦面17與傾斜面18僅朝向一方向，故輪9之方向被設定為特定方向。

該工具8係被磁鐵23吸引而固定於固持件接頭19，僅此而已，故極易裝卸。亦即，於安裝工具8之情形時，可藉由吸引而固定於特定之位置，於替換之情形時，亦僅藉由牽引工具8便可輕易卸除。工具8之裝卸亦可手動進行。

磁鐵23若位於固持件接頭19之最終設置位置之3~4mm近前，則牽引工具8。

且說，本發明之劃線裝置1中具有工具變更機構30，該工具變更機構30將使用後之劃線工具8自固持件接頭19卸除，且將另一劃線工具8安裝於該固持件接頭19而自動地實施工具更換。

工具變更機構30具有：卡匣31，其收容工具8；去除器51，其將工具 8自固持件接頭19卸除；移載嘴61，其使工具8於劃線頭7與卡匣31之間移動；及二維碼讀取器71，其讀取安裝於劃線頭7(固持件接頭19)之工具8之二維碼。

本發明之特徵在於劃線裝置1所具備之卡匣31。

以下，對卡匣31之構成進行詳細說明。

如圖1、圖2所示，卡匣31係配備於工作台3之側方、收容複數個工具8之平板狀構件。

詳細而言，卡匣31係安裝於設置在工作台3之側壁面之基座32之構件。基座32係配置於y軸方向且頭單元4之原點側之工作台3之側壁面。再者，關於卡匣31之安裝位置，並不限定於本實施形態所例示之位置(工作台3之側壁面)。

卡匣31係對應於劃線頭7之傾斜，而於x軸方向上朝圖2之左側傾斜地配置。於本實施形態中，卡匣31亦係傾斜2°配置。

卡匣31係安裝於基座32後，由該基座32所具備之夾具33確實地固定，以便不脫落。即，卡匣31裝卸自如地配備於工作台3之側方，於安裝時以夾具33或鎖定構件36等緊固具固定。

圖5係表示卡匣31之構成之立體圖。圖6係表示卡匣31之構成之俯視圖、側視圖、C-C剖視圖、D-D剖視圖。

如圖5、圖6所示，卡匣31係將兩片長方形狀之平板材重合而形成之構件，且於其上表面形成有複數個孔部。

關於卡匣31之尺寸，例如於本實施形態中，長邊為工作台3之邊長之大約1/3左右之長度，短邊設為長邊之1/2左右之長度。又，卡匣31之厚度設為較工具8之上下方向之長度薄者。再者，關於該卡匣31之尺寸，能夠適當變更。

於俯視時，在卡匣31之四角設置有用以固定兩片平板材之螺孔34。藉由將螺絲35插入至該螺孔34而將兩片平板材緊固，從而成為一片平板材。

又，於俯視時，在卡匣31之y軸方向之一側形成有一個長孔36。該長孔36係用以於將卡匣31安裝於基座32時不使其自基座32脫落之鎖定構件。

詳細而言，藉由將設置於基座32之導銷37(螺栓)插入並卡合於鎖定構件36，而將卡匣31固定於基座32。鎖定構件36具有形成於上側平板材之橢圓形狀之長孔38、及形成於下側平板材之鑰匙孔形狀之長孔39。

橢圓形狀之長孔38為能夠插入導銷37之頭部之大小。

鑰匙孔形狀之長孔39為僅一部位可供導銷37之頭部通過，其他部位僅導銷37之主體部能夠通過之大小。

即，使導銷37之頭部通過鑰匙孔形狀之長孔39之能夠通過之部位，並插入至橢圓形狀之長孔38，其後使卡匣31滑動，僅使導銷37之主體部通過可通過之鑰匙孔形狀之長孔39，藉此將導銷37卡合於鎖定構件36，因此卡匣31被固定於基座32。

進而，於俯視時，在卡匣31之中央設置有複數個收容更換用工具8之收容部40。該收容部40以沿著卡匣31之x軸方向並列之方式設置。於本實施形態中，收容部40係以二排之狀態配置有複數個。

收容部40係形成為有底圓筒狀者，且內周徑設為略微大於工具8之外周徑之徑。又，收容部40之深度較佳為於將工具8收容於收容部40之情形時能確實地看到安裝部16之深度。

於收容部40之內部，設置有階差部41。該階差部41係自內周壁伸出之構件，且以對向之方式設置有一對。階差部41於工具8收容於收容部40時，由形成於側壁面部11之上部之簷部12抵接。

於工具8之收容時，工具8之簷部12抵接於階差部41，藉此工具8於收容部40中成為浮起之狀態，且輪9不與底部接觸，故可防止該輪9之損傷。

於形成有複數個之收容部40之x軸方向之兩端(一端與另一端)，具備確認工具8之方向(工具8之更換位置)是否正確之確認銷42(確認構件)。

確認銷42係設為與工具8大致相同形狀者，以上表面與工具8之上表面成為同一平面之方式配備。於確認銷42之上部設置有確認面43。確認面43設為與y軸方向平行，且朝向與頭單元4之原點相反之方向。確認面43係設為與工具8之平坦面17大致相同之平面。

該等確認面43與平坦面17之兩面若成為相同方向之面，則可藉由目視容易地確認「工具8之更換位置正確」。另一方面，若平坦面17朝向與確認面43不同之方向，則可藉由目視容易地確認「工具8之更換位置不正確」。

於確認銷42之上表面中央，形成有凹部44。該凹部44使用設置於劃線裝置1之上部之相機6(攝像裝置)，檢測卡匣31之安裝方向、收容於卡匣31之工具8之條數、收容於卡匣31之工具8之上表面是否存在於與工作台3之上表面大致相同之平面上等，從而確認卡匣31之安裝狀態是否正確。即，凹部44係卡匣31或工具8等之位置檢測孔。

再者，使收容於卡匣31之工具8之上表面存在於與工作台3之上表面大致相同之平面上之情況於實際操作上較佳，故而以此為標準。

再者，形成有複數個之收容部40中之至少一個於收容工具8並於工作台3上進行安裝時，被設為空置狀態。於該空置之收容部40，收容使用後之工具8(舊工具8a)。

此處，對工具變更機構30之動作態樣進行說明。

使鎖定構件36對準導銷37，且使收容有複數個工具8之卡匣31滑動，而設置於配置在工作台3之側方之基座32，且以夾具33固定。

使去除器51上升，預先設為打開狀態。使劃線頭7移動至去除器51之上方，並下降至去除器51能夠抓取工具8(舊工具8a)之位置。

藉由使去除器51稍微下降，從而去除器51抓住劃線頭7之舊工具8a。於抓住舊工具8a之狀態下使去除器51進一步下降，藉此將舊工具8a自固持件接頭19拔出並卸除。卸除後，使劃線頭7移動至其他位置。

使移載嘴61移動至去除器51之上方。使移載嘴61靠近去除器51。其後，使去除器51上升。於是，藉由移載嘴61之真空吸附，將舊工具8a吸附於移載嘴61內。

使保持有舊工具8a之移載嘴61移動至卡匣31內之空置之收容部40之上方。使移載嘴61下降而將舊工具8a插入至空置之收容部40，解除真空吸附而收容。

其次，移載嘴61移動至新工具8b之上方並下降。藉由移載嘴61之真空吸附，而自卡匣31接收新工具8b。

使去除器51上升，預先設為打開狀態。

使保持有新工具8b之移載嘴61移動至去除器51之上方。使移載嘴61下降，抓住新工具8b並設置於去除器51。移載結束後，使移載嘴61上升並移動至其他位置。

使劃線頭7移動至保持有新工具8b之去除器51之上方，並稍微下降。使去除器51上升，將新工具8b插入至固持件接頭19。

使去除器51進一步上升，將新工具8b放開而安裝於劃線頭7。新工具8b被磁鐵23吸附且藉由平行銷24而定位。

再者，亦可將新工具8b設置於設置在去除器51附近之收容部。於該情形時，若劃線頭7移動至收容有新工具8b之收容部之上方並稍微下降，則收容部上升特定高度，從而將新工具8b插入至固持件接頭19。於是，新工具8b由磁鐵23吸入，而安裝於固持件接頭19。

然而，固持件接頭19相對於由去除器51抓住或收容於收納部之新工具8b，接近至最終設置位置之大約2.5mm近前之位置。又，對照劃線頭7之斜率，去除器51、收納部、移載嘴61皆傾斜2度。

使用二維碼讀取器71讀取列印於新工具8b之二維碼。根據讀取之資料，確認是否為正確之工具8。於正確之情形時，移至實際操作。

實際操作後，將收容有全部之使用後之舊工具8a的卡匣31解除夾具33及鎖定構件36而自基座32卸除。其後，將收容有新工具8b之卡匣31載置於基座32，並利用夾具33及鎖定構件36固定，藉此進行替換。

以上，根據本發明，由於在卸除劃線工具8進行更換時，不伴隨為了保護刃尖(輪9)而使劃線工具8上下反轉等作業，故可謀求縮短更換時間、延長連續運轉時間。又，藉由使用本發明之卡匣31，能夠儘可能地防止卡匣31之安裝出錯(人為出錯)等，從而能夠進一步提高劃線工具8之互換性、防誤操作功能。

再者，應認為本次所揭示之實施形態於所有方面為例示，而非限制性者。

尤其是於本次所揭示之實施形態中，未明示之事項、例如動作條件或操作條件、構成物之尺寸、重量等並未脫離業者通常實施之範圍，若為通常之業者，則採用可容易設想之事項。

例如，於本實施形態之情形時，關於頭單元4，例示出使其傾斜2度而安裝之類型，但除此之外，還存在朝向垂直方向安裝頭單元4之類型。於該情形時亦能夠應用本案之技術。