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JP2019196281A - 基板分断装置 - Google Patents

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Toshiyuki Sakai
敏行 酒井
成尾　徹
Toru Naruo
徹 成尾
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Abstract

【課題】多種多様な基板に対応して分断することのできる傾動テーブルを備えた基板分断装置を提供する。【解決手段】基板Ｗを保持する基板保持面１ａ、２ａを備え、かつ、これら基板保持面１ａ、２ａが同一水平面を形成するように間隔をあけて隣接された固定テーブル１並びに傾動テーブル２とからなり、傾動テーブル２は、当該傾動テーブル２を固定テーブル１に隣接する一端部に形成された回動軸３を支点として傾動させる傾動機構と、傾動テーブル２を固定テーブル１から水平方向に離反するように移動させる水平移動機構と、傾動テーブル２を昇降させる昇降機構とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、脆性材料からなる基板の基板分断装置に関する。特に本発明は、基板上に形成した複数条のスクライブライン（スクライブ溝）に沿って短冊状あるいは格子状に基板を分断する基板分断装置に関する。
一般に、マザー基板から単位基板を切り出す工程では、カッターホイールやレーザ光を用いた分断方法が利用される。この場合、マザー基板の分断予定位置にカッターホイールやレーザ光で互いに交差するスクライブラインを格子状に加工し、この後、分断装置によりスクライブラインに沿って基板を分断して単位基板を切り出す。
基板を分断する手段としては、特許文献１、２に示すように、スクライブラインを形成した反対側の面からブレイクバーを押しつけて基板を撓ませることにより分断する方法や、特許文献３、４に示すように、傾動テーブルにより基板を曲げてスクライブラインに沿って分断する方法がある。
傾動テーブルを用いた分断方法は、基板を吸着保持する固定テーブルと傾動テーブルとが隙間をあけて隣接して設けられ、傾動テーブルが固定テーブル側に寄った端部下面で回動軸を介して下方に傾動するように形成されている。そして、固定テーブルと傾動テーブルとの隙間にスクライブラインを位置させた状態で両テーブルの上面に基板を吸着保持させて、傾動テーブルを傾斜させることにより基板に曲げモーメントを与えてスクライブラインに沿って分断するようにしている。
この傾動テーブルを用いた分断方法では、テーブルの傾動によって基板に曲げモーメントを与えるとともに、固定テーブルに隣接する傾動テーブルの先端部が、隣接する固定テーブルに対して離れる方向に変位して分断される基板の端面同士が引き離されるので、基板が互いに接触することによる損傷をなくすことができるといったメリットがある。
特開２０１７−１２８１３７号公報 特開２０１４−０８３８２１号公報 特開平４−２８０８２８号公報 特開２０１７−１７７４５３号公報
通常、分断加工対象基板としては、ガラス、シリコン、アルミナ、セラミックス等のそれぞれ物理的強度の異なる脆性材料で形成された１枚のみの単板や、２枚の基板を貼り合わせた貼り合わせ基板、あるいはガラス基板の両面に異なる材料からなる薄板を貼り合わせた３層構造の積層基板等、多種多様なタイプがあり、それぞれの厚みも、例えばガラス単板では０．１ｍｍから５ｍｍ以上のものがある。したがって、基板のタイプによっては、単に曲げモーメントを加えるだけでは分断できないものがあり、曲げモーメントと同時に引張り力を加えたり、あるいは上下方向に剪断力を加えたりすることが要求される場合がある。
しかし、従来の傾動テーブルでは、回動軸を介して単に傾動するだけの構成であるため、上記した多種多様な基板を分断するには限界があった。
そこで本発明は、このような従来課題の解決を図り、多種多様な基板に対応して分断することのできる傾動テーブルを備えた基板分断装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち、本発明では、脆性材料からなる基板の表面に形成されたスクライブラインに沿って前記基板を分断する基板分断装置であって、それぞれに基板を保持する基板保持面を備え、かつ、これら基板保持面が同一水平面を形成するように間隔をあけて隣接された固定テーブル並びに傾動テーブルとからなり、前記傾動テーブルは、当該傾動テーブルを前記固定テーブルに隣接する一端部に形成された回動軸を支点として傾動させる傾動機構と、前記傾動テーブルを前記固定テーブルから水平方向に離反するように移動させる水平移動機構と、前記傾動テーブルを昇降させる昇降機構とを備えている構成とした。
本発明は上記の構成としたので、基板の分断に際して、傾動テーブルを上方または下方に傾斜させて曲げモーメントを加えて分断したり、傾動テーブルを上方または下方に昇降させて剪断力により分断したり、あるいは、傾動テーブルを傾動させると同時に上下方向または、水平方向に移動させて曲げモーメントと同時に剪断力を加えたり、引張り力を加えたりして分断することができる。これにより、厚みや材料、積層構造の異なる各種タイプの基板に対応して、最も好ましい分断方法を選択して実施することができる。
また、傾動テーブルは水平方向に移動できるように形成されているので、基板分断後に分断された基板を傾動テーブルに載せたまま外部に搬出することができ、これにより、分断された基板を外部に搬出するためのコンベア等の搬出手段を省略することができるといった効果がある。
本発明において、前記傾動機構は、前記回動軸を介して前記傾動テーブルを回動可能に支持する支持アームと、前記傾動テーブルの他端部下面に連結され、前記回動軸を支点として前記傾動テーブルを上下に揺動させる流体シリンダとから構成するのがよい。
これにより、回動軸を支点として傾動テーブルを上向きまたは下向きの傾斜姿勢に揺動変位させることができる。
本発明において、前記水平移動機構は、前記支持アーム並びに前記流体シリンダを保持する走行部材と、ガイドレールを介して前記走行部材を水平方向に移動可能に保持する台板とからなり、前記ガイドレールは、前記傾動テーブルが前記固定テーブルから離反する方向に延長して形成され、前記走行部材が駆動機構を介して走行するように形成されている構成とするのがよい。
これにより、走行部材に保持させた傾動テーブルを固定テーブルから引き離す位置に移動させることができる。
本発明において、前記昇降機構は、前記台板を昇降可能に保持する支柱と、前記台板の下面に設けられた滑車と、この滑車を受ける傾斜受け面を備えたスライド部材と、ガイドレールを介して前記スライド部材を水平方向に摺動可能に保持する基盤とからなり、前記ガイドレールは、前記傾動テーブルが前記固定テーブルから離反する方向に延長して形成され、前記傾斜受け面の傾斜方向が前記ガイドレールの方向に沿って形成され、前記スライド部材が駆動機構により摺動するように形成されている構成とするのがよい。
これにより、台板に保持された傾動テーブルを固定テーブルに対して上動または下動させることができる。
本発明の基板分断装置を示す側面図。 図１に示す基板分断装置の背面図。 本発明における傾動テーブルの傾動状態を示す側面図。 本発明における傾動テーブルの水平方向への移動状態を示す側面図。 本発明における傾動テーブルの昇降状態を示す側面図。 本発明の基板分断装置における傾動テーブルの動作を示す説明図。
以下において、本発明に係る基板分断装置の詳細を図１〜図５で示した実施例に基づき説明する。
本発明に係る基板分断装置は、脆性材料からなる基板Ｗを保持する基板保持面１ａ、２ａを有する固定テーブル１並びに傾動テーブル２を備えている。これら両テーブル１、２は、基板保持面１ａ、２ａが同一水平面を形成するように間隔をあけて隣接して設けられている。基板保持面１ａ、２ａは、本実施例ではテーブル１、２の表面に多数の吸引孔（図示外）を設けて吸引エアにより基板Ｗを吸着保持できるように形成されている。
傾動テーブル２は、固定テーブル１に隣接する一端側の下面で回動軸３を介して支持アーム４に回動可能に保持されており、他端側はその下面で上下方向に沿って配置された流体シリンダ５のシャフト５ａの先端に枢軸６を介して連結されている。支持アーム４は、その下端部で走行部材７に固定されており、流体シリンダ５も枢軸５ｂを介して変位自在に走行部材７に保持されている。
上記の構成により、傾動テーブル２を傾動させることが可能な傾動機構が形成されている。すなわち、流体シリンダ５を駆動してシャフト５ａを上下動させることにより、回動軸３を支点として傾動テーブル２を揺動させて、図６（ａ）、（ｂ）で示すような上向きまたは下向きの傾斜姿勢にすることができる。
さらに、上記した走行部材７は、ガイドレール８を介して水平方向へ移動可能に台板９に保持されている。ガイドレール８は、傾動テーブル２が固定テーブル１から離反する方向に沿って延長して形成されており、走行部材７は、駆動機構（図示外）により走行できるように形成されている。
この構成により傾動テーブル２の水平移動機構が形成されている。ここでは、走行部材７をガイドレール８に沿って移動させることにより、図６（ｅ）に示すように傾動テーブル２を固定テーブル１から引き離された方向に移動させることができる。
また、上記した台板９は、その中間部の左右で支柱１０にガイド１０ａを介して昇降可能に支持されている。さらに、台板９の下面には、その前後および左右に滑車１１が設けられており、滑車１１はスライド部材１２に設けられた傾斜受け面１３によって受け止められている。スライド部材１２は、基盤１４のガイドレール１５にスライド可能に保持されており、駆動機構（図示外）により移動できるようにしてある。ガイドレール１５は、傾動テーブル２が固定テーブル１から離反する方向に沿って形成されており、傾斜受け面１３の傾斜方向は、ガイドレール１５の延長方向に沿って形成されている。なお、図１では傾斜受け面１３の左側が傾斜上位となるように示したが、その逆であってもよい。
この構成により、傾動テーブル２の昇降機構が形成されている。ここでは、スライド部材１２をガイドレール１５に沿って移動させることにより、傾斜受け面１３もこれに伴って移動し、台板９の滑車１１を、図５に示すように傾斜受け面１３の傾斜上位側に持ち上げ、あるいは傾斜下位側に降下させる。これにより、台板９に保持された傾動テーブル２を固定テーブル１に対して上動または下動させることができる（図５並びに図６（ｃ）、（ｄ）参照）。
上記の基板分断装置で基板Ｗを分断する際は、前工程で加工したスクライブラインＳを傾動テーブル２と固定テーブル１との間隔内に位置させた状態で基板Ｗを両テーブル１、２に吸着保持させる。この状態で傾動テーブル２を図６（ａ）、（ｂ）のように上方または下方に傾斜させて曲げモーメントを加えて分断したり、図６（ｃ）、（ｄ）のように傾動テーブル２を上方または下方に昇降させて剪断力により分断したりすることができる。また、基板の種類によっては、傾動テーブル２を傾動させると同時に昇降機構によって上下方向に移動させたり、または水平移動機構によって水平方向に移動させたりすることにより、曲げモーメントと同時に剪断力を加えたり、引張り力を加えたりして効果的に分断することができる。
また、傾動テーブル２は水平移動機構のガイドレール８に沿って水平方向に移動させることができるので、分断後の基板Ｗを傾動テーブル２に載せたまま外部に搬出することが可能となる。これにより、分断された基板を外部に搬出するためのコンベア等の搬出手段を省略することができる。
なお、傾動テーブル２を傾動させて基板Ｗを分断する際に、図３に示すように傾動テーブル２の固定テーブル１に隣接する先端部が、回動軸３を中心とする回動によって固定テーブル１に対して上方または下方に変位するので、分断された基板Ｗの端面同士が引き離されて、基板同士の接触による端面の損傷を防ぐことができる。
以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものではなく、本発明の目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。
本発明は、脆性材料からなる基板をスクライブラインに沿って分断する基板分断装置に利用することができる。
Ｓ スクライブライン
Ｗ 基板
１ 固定テーブル
１ａ 基板保持面
２ 傾動テーブル
２ａ 基板保持面
３ 回動軸
４ 支持アーム
５ 流体シリンダ
５ａ シャフト
６ 枢軸
７ 走行部材
８ ガイドレール
９ 台板
１０ 支柱
１１ 滑車
１２ スライド部材
１３ 傾斜受け面
１４ 基盤
１５ ガイドレール

Claims (4)

  1. 脆性材料からなる基板の表面に形成されたスクライブラインに沿って前記基板を分断する基板分断装置であって、
    それぞれに基板を保持する基板保持面を備え、かつ、これら基板保持面が同一水平面を形成するように間隔をあけて隣接された固定テーブル並びに傾動テーブルとからなり、
    前記傾動テーブルは、当該傾動テーブルを前記固定テーブルに隣接する一端部に形成された回動軸を支点として傾動させる傾動機構と、
    前記傾動テーブルを前記固定テーブルから水平方向に離反するように移動させる水平移動機構と、
    前記傾動テーブルを昇降させる昇降機構とを備えている基板分断装置。
  2. 前記傾動機構は、前記回動軸を介して前記傾動テーブルを回動可能に支持する支持アームと、前記傾動テーブルの他端部下面に連結され、前記回動軸を支点として前記傾動テーブルを上下に揺動させる流体シリンダとからなる請求項１に記載の基板分断装置。
  3. 前記水平移動機構は、前記支持アーム並びに前記流体シリンダを保持する走行部材と、ガイドレールを介して前記走行部材を水平方向に移動可能に保持する台板とからなり、前記ガイドレールは、前記傾動テーブルが前記固定テーブルから離反する方向に延長して形成され、前記走行部材が駆動機構を介して走行するように形成されている請求項２に記載の基板分断装置。
  4. 前記昇降機構は、前記台板を昇降可能に保持する支柱と、前記台板の下面に設けられた滑車と、この滑車を受ける傾斜受け面を備えたスライド部材と、ガイドレールを介して前記スライド部材を水平方向に摺動可能に保持する基盤とからなり、前記ガイドレールは、前記傾動テーブルが前記固定テーブルから離反する方向に延長して形成され、前記傾斜受け面の傾斜方向が前記ガイドレールの方向に沿って形成され、前記スライド部材が駆動機構により摺動するように形成されている請求項３に記載の基板分断装置。
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