TW201036926A - Scribing device and scribing method - Google Patents

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201036926 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種特別係用於低溫燒成陶瓷基板等脆性 材料基板之切斷之劃線裝置及劃線方法。 【先前技術】 、 低溫燒成陶瓷（以下稱為LTCC)係將於氧化鋁之骨材與玻 璃材料混合之薄片上將導體配線而成之多層膜，以800。〇 左右之低溫燒成之基板。LTCC基板係於1片母基板上將多 〇 數之功能區域同時形成為格子狀，該等功能區域係分斷成 小基板使用。先前，母基板之分斷係使用切削工具，並以 機械性切削進行分斷。 又，分斷玻璃基板等時，如專利文獻丨等所示，首先係 藉由劃線裝置進行劃線，之後再沿劃線線條分斷跪性材料 基板。又，本說明書中所謂之劃線係指藉由使劃線輪於脆 性材料基板上形成壓接狀態並予轉動，而刻劃上劃線線條 (切線）。形成有劃線線條之基板，可藉 〇 厚方向伸展之裂痕）產生而容易地分斷。 可藉由使垂直裂痕（於板 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]國際公開w〇 2005/028172Ai 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 工作台上保持1片脆性材料基板

先前之劃線裝置雖可於 進行劃線， 146471.doc 201036926 之時間結束。因此於對多數之脆性材料基板進行劃線時， 會有脆性材料基板之保持及劃線後之卸除作業麻煩之缺 點。 ' 本發明係為解決此種先前之缺點者，其目的係在於，在 將小基板劃線時，可高作業性地進行劃線。 [解決問題之技術手段] 為解決該課題，本發明之劃線裝置係進行劃線，以將形 成於脆性材料基板上之功能區域按各功能區域分斷形成製 品基板者；前述劃線之種類別為從前述脆性材料基板之一 邊之内側至其他邊之内側之内切割劃線、與從前述脆性材 料基板之-邊之外側至其他邊之外側之外切割劃線；前述 劃線裝置具備：分別定位設置複數片前述脆性材料基板之 工作台；以與前述玉作台上之脆性材料基板相對向之方式 昇降自如地設置，於其前端保持劃線輪之劃線頭；於前述 劃線輪按壓於前述脆性材料基板之表面之狀態下使前” 線頭及脆性材料基板相對地移動之移動機構；及預先保持 將劃線之線條就各前述脆性材料基板設定之製程參數資料 表，基於前述製程參數資料表藉由前述移動機構使前述劃 線頭及脆性材料基板相對地移動，且使前述劃線頭昇降而 進行對應於劃線種類別之劃線之控制器。 此處，前述工作台亦可且古 、有可疋位刖述複數之脆性材料 基板之複數之定位銷。 此處之前述劃線輪亦可為高渗透型劃線輪。 為解決該課題，本發明之倉丨 月之劃線方法’係為將形成於脆性 146471.doc 201036926 材料基板上之功能區域按各功能區域分斷形成為製品基 板’而使用昇降自如之劃線頭進行劃線者；其係於將劃線 之種類別设為從則述脆性材料基板之一邊之内側至JL他邊 之内側劃線之内切割劃線、與從前述脆性材料基板之一邊 之外側至其他邊之外側劃線之外切割劃線時，預先保持將 劃線之線條與顯示該劃線内容之複數之脆性材料基板各者 之製程參數資料表，將複數之脆性材料基板定位配置於工 作α上，就前述各脆性材料基板基於前述製程參數資料 表’使前述劃線頭及脆性材料基板相對地移動，而基於前 述製程參數資料表使前述劃線頭昇降而對應於劃線之種類 別進行劃線者。 [發明之效果] 根據具有如此特徵之本發明，即使劃線之脆性材料基板 之尺寸小之情形亦可同時配置複數片於工作台上，且能夠 以自動運轉一次性地進行複數片之劃線作業。因此可節省 操作劃線裝置之作業者之工數，使作業性提高。 【實施方式】 圖1係顯示本發明之實施形態之劃線裝置之一例之概略 立體圖。該劃線裝置100中，移動台1〇1係沿一對導軌 l〇2a、l〇2b，於y軸方向移動自如地被保持。滾珠螺桿1〇3 係與移動台101螺合。滾珠螺桿1〇3係藉由馬達1〇4之驅動 而旋轉，使移動台1〇1沿導軌102a、102bKy軸方向移動。 於移動台101之上面設置有馬達105。馬達1〇5係使工作台 106於xy平面上旋轉而定位成特定角度者。此處，於工作 146471.doc 201036926 台106上載置有複數之脆性材料基板1〇7，例如低溫燒成之 陶究基板’其係以未圖示之真空吸引機構等保持。於劃線 裝置之上部’設置有拍攝各脆性材料基板1 〇7之對準標記 之2台CCD照相機i〇8a、i〇8b。 以下對配置於工作台106與其上面之脆性材料基板，使 用圖2進行說明。於工作台1〇6上’如圖2所示其係將複 數片此處為9片脆性材料基板1 〇7a~ 107i隔以特定之間隔 同時配置者。又為進行9片脆性材料基板1〇7a〜i〇7i之定 位，就各基板將4根定位銷1〇9垂直地設置於工作台106之 xy平面。使用者使各脆性材料基板之2邊接觸於9根定位銷 109而進行定位。 於劃線裝置1〇〇中，橋部110係以跨越移動台1〇1與其上 部之工作台106之方式沿乂軸方向利用支柱ma、mb架 設。橋部no係利用線性馬達113移動自如地保持劃線頭 112線性馬達113係將劃線頭112沿X抽方向直線驅動者。 於劃線頭112之前端部’經由支座114安裝有劃線輪115。 劃線頭112係將劃線輪115於脆性材料基板之表面上以適當 荷重難一面令其轉動，而形成劃線線條者。 " 作為劃線輪115,較好的為使用日本專利第則153號所 不之高渗透型劃線輪’實施形態所使用者亦為該劃線輪。 列如’、藉由於—般所使用之通常之劃線輪之刃，以特定間 距开）成特定深度之溝槽，可帘占 _ 了形成為尚滲透型劃線輪。一般 斤使用之通常之劃線輪，例如係 ,係藉由沿碟狀輪之圓周部形 成V子型之刃而製成。V字型之刀之收束角通常為純角， 146471.doc 201036926 例如90。〜160。，較妬盔nc〇 例如，V字型之习”、、〜150。，特別好的為100。〜140。。 外圓周部而形成ιΓΙ將魏輪沿㈣周部研削形成 成由來於研削條痕刀係 站丄 微小之鋸齒狀。高滲透型割線於，π 藉由規則地形成比通f 、明可 凹部(溝槽)而製造。溝槽 狀合。P更大之 溝槽之冰度可為例如2〜100陴，較好 =別好的為5〜2〇_溝槽之寬度可為例如 Ο

形成溝槽之間距，例 J如為直仕1〜10 mm(特別為丨5〜7 m 之劃線輪之情形下，可為2G韻_，較好為3G〜180帅， 特別好的為40〜80 um。μ· * ·> pq。 H此處之間距，係指劃線輪之圓周方 向之溝槽1個之長度，與因溝槽之形成而殘存之突起i個之 長度合計之值。通常，高滲透賴線輪中，相較於劃線輪 之圓周方向之突起i個之長度，i個溝槽之長度更長。作為 d線輪之材質’雖可使用燒結金剛石（p⑶）、超硬合金 等’但由劃線輪之壽命此點而言，較好的為燒結金剛石 (PCD) 〇 此處使移動台1〇1、導執102a、102b或工作台1〇6及驅動 該等之馬達104、105及劃線頭112移動之線性馬達113，構 成使劃線頭與脆性材料基板於該基板之面内相對地移動之 移動機構。 以下對本實施形態之劃線裝置100之控制器之構成，使 用方塊圖進行說明。圖3係劃線裝置1 〇〇之控制器12〇之方 塊圖。本圖中，從2台CCD照相機108a、1〇8b之輸出，係 146471.doc 201036926 經由控制器m之圖像處理部I2I被賦予於控制部i22。輸 入部12 3如後所述係輸入針對 腕性材枓基板之劃線之製程 參數貝科者。於控制部122連接 、 筏有Y馬達驅動部125、旋轉 用馬達驅動部126及劃線頭驅動部丨 勒。卩127。γ馬達驅動部125係 驅動馬達104者，旋轉用馬達驅 逐.¾動。p 126係驅動馬達1〇5 者。控制部U2係基於製程參數眘 取j >数貧科，控制工作台1〇6之y 抽方向之位置’並旋轉控制卫作台⑽。又控制部i22係經 由劃線頭驅動部127將劃線頭於χ軸方向驅動且於劃線輪 之轉動時’將劃線輪115以適當荷重壓接於脆性材料基 板之表面上之方式驅動者。此外於控制部連接有監視 益128及製程參數資料保持部129。製程參數資料保持部 129係保持用於分別將9片脆性材料基板1❹化〜丨〇7j[劃線之 製程參數資料表a〜i者。製程參數資料係以監視器128確認 輸入且一面由輸入部！ 23輸入。 以下對作為該實施形態之劃線裝置之2種劃線方法之外 切割劃線與内切割劃線進行說明。首先，外切割劃線係從 脆性材料基板之外側至外側劃線之方法，使用圖4進行說 明將劃線輪115於脆性材料基板1 〇7之端部略外側之點， 使劃線輪U5之最下端降下至比脆性材料基板丨〇7之上面略 下方。然後以相對於劃線輪U5施加特定劃線壓之狀態， 藉由向圖中右方向水平移動而從脆性材料基板1〇7之緣部 開始劃線’劃線至脆性材料基板1 〇7之另一緣部。因外切 割劃線之情形下劃線線條達至基板之兩端，故劃線後之分 斷（分開）容易，又劃線開始位置之滑動問題雖不會產生， 146471.doc 201036926 但劃線輪易消耗。 其次，内切割劃線如圖5所示，使劃線輪丨丨5從脆性材料 基板107之緣部稍向内側降下，又藉由以相對於劃線輪】15 施加向下之特定劃線壓之狀態朝圖中右方向水平移動，而 從脆性材料基板107之内側開始劃線。内切割劃線時，係 劃線至脆性材料基板107之另一端之内侧，外側不劃線。 Ο

於内切割劃線時，因使劃線輪降下至脆性材料基板1〇7 之端部之内側，故劃線造成之垂直裂痕多變得較淺。為 此，本實施形態中作為劃線輪〗15係使用高滲透型之刃。 因此，即使内切割劃線亦可使垂直裂痕滲透至深處。 以下對劃線之例基於圖面進行說明。該實施形態中，係 就各劃線線條設定外切割劃線與内切割劃線後進行劃線。 圖6係顯示丨片脆性材料基板1〇7&與格子狀形成於其面上之 20個功能區域。又於各功能區域之令間如圖所示預先形成 有對準標記。其中外周之對準標記設為a〜r。 一：後，對該實施形態之劃線裳置之動作，參照流程圖進 行說明。首先如圖7所示於劃線之前預先設定超出量，製 作製程參數資料表。如前所述’劃線之種類別有内切割劃 線及外切割劃線，預先設定外切割與内切割之超出量。於 SU如圖4所示，設定外切割之開始時之超出量OH1及終端 之超出量OH2。此處’超出量係指從基板之端部至劃線頭 之降下位置或上昇位置之距離。於外切割之情形下超出量 係正值。例如就開始超出量、终端超出量分別設定為+5 匪之情形，可使劃線輪從自基板之端部5咖外側處開始 146471.doc 201036926 降下，於基板端部之5 mm之外側使劃線輪上昇，進行外切 割。於S12如圖5所示，設定内切割之開始超出量〇H3及終 端超出量OH4。於内切割之情形下，超出量為負值。於例 如開始超出量、終端超出量各設定為_2 mm之情形，可從 自基板之端部2 mm内側處開始劃線，於基板端部之2瓜瓜 之内側結束劃線，以之進行内切割劃線。 而後，前進韻3製作製程參數資料表。料程參數資 料表可就同時設置之脆性材料基板分別設定，但若製程參 數身料表對各基板都相同時，則亦可不分別就各基板製作 製程參數資料表。此處⑴片份之製程參數資料表進行說 1月。製程參數f料表例如如圖8所示，係設定劃線線條盘 I 線方法及間距者。該資料表中設^有如圖6所示之跪性 材1基板107a之對準標記a〜f間、及與之平行之對準標記 ^間、“間、p〜i間、。〜別之内切割劃線。又設定沿割 間之内切割劃線，以及進-牛之、/二 〜j 劃線。 進步之沿劃線線條〇S2之外切割 又，作為劃線方法，係設定〇、〗、 劃線方法〇係表示内切 中之任-種。此處 行之對準卜& π #丰仏己a〜f間之劃線及與之平 中，劃=二::間^間、，之劃線等之 準標記之情开/ = 法1係外切割，表示不使用對 *對準之：方法2係外切割，係基於對準標記獨 記之腺f 也是，相對於預先設置有對準桿 跪性材料基板，於外切割時可設定劃線方法2。 146471.doc 201036926 ，外間距係以mm單位表示距離劃線之基準線之平行移 動董者基準線係指連接_對對準標記之線或基板之端 邊。通常内切割劃線中，因連接對準標記之線條係原狀成 為劃線時之基準線條，故間距可為〇。因此對準標記化

r〜g.』i、a〜° ' b〜n...f〜j間之内切割劃線中，間距設為 線方法1之外切割’距離作為基準線之基板之端 邊之偏差量係以例如mm表示。於圖8之製程參數資料表 子於外切。ij用之劃線線條〇s】係採劃線方法卜將間距 設為作為距離基準線條之偏差量之5mm。又對於外切割之 劃線OS2，係採劃線方法i、間距_5mm。 此處’藉由使内切割之超出量之絕對值比外切割之間距 、邑對们可使與外切割劃線線條直交之内切割劃線線 條與外切割劃線線條交叉。例如因於前述情形中切割劃線 之超出量之絕對值為2,外切割劃線之間距之絕對值為卜 故如圖6所示，可使對準標記a〜f間、卜_·..之劃線線條與 劃線線條Ο S1、0 S 2交叉。 以下，針對如此於製作製程參數資料表後之劃線動作， 使用圖9之流程圖進行說明。#先將9片脆性材料基板 l〇7a〜107i以各4根定位銷1〇9對準2邊配置於工作台 上。然後開始劃線時，首先於S21選擇讀出預先保持 脆性材料基板，例如l〇7a用之製程參數資料表a。然後從 該製程參數資料表讀出1條劃線線條之資料（S22^例如於 圖8所示之製程參數資料表&之情形下，讀出通過對準標記 a〜f之線條。又於S23設定該劃線線條於基準線+間距之位 146471.doc -II - 201036926 置。此時，因連接對準標記之線條為基準線，間距為〇， 故連接對準標記之線條即原狀成為劃線線條。為此，使工 作台106藉由控制部122在y軸方向移動，根據需要使工作 台106旋轉。然後，使該劃線頭112藉由線性馬達ιΐ3在X軸 移動時’以可形成劃線線條之方式定位。 結束該設定後，於S24讀出劃線方法，選擇内切割或外 切割中之一種。於内切割之情形前進到步驟s25進行内切 割劃線。於該情形下，從預先設定之内切割劃線之開始超 出量OH3之位置開始劃線。藉此，可從脆性材料基板職 之内側開始劃線。而後，進行劃線至以終端超出量〇H4所 設定之終端位置，再使劃線頭上昇結束劃線。而後前進至 步彻’選擇是否已結束於製程參數資·料表以所有劃 線，右劃線未結束，則返回至步驟S22重覆同樣之處理。 結束基於製程參數資料表心〜f、r〜g…^之内切割劃 線後，前進至外切割之劃線線條⑽。於該情形下，驅動 馬達1〇5令工作台106旋轉9〇。。於該情形下，平行於基板 邊在5 mm内側之線條係作為外切割之劃線線條。 又，因劃線方法為}，故按外切割之開始超出量〇hi之量 ㈣性材料基板之外側開始劃線動作（劃線頭降下），按終 山超出量OH2之量進行外切割劃線動作至脆性材料基板之 外側.，再使劃線頭上昇。然後同樣地進行劃線線條㈣、 _ 』之内切割劃線動作。再對劃線線條OS2進行與OS 1 同樣，外切割劃線。藉此可沿設定於如圖8所示之製程參 ； 中之所希望之線條，將脆性材料基板107a劃 14647】.doc 12 201036926 線 然後，於S28檢杳县π 1 ^ — 否已結束最終之製程參數資料表之 ㈣。若非最終之製程參數資料表，則返回至⑵。其 =至Γ個脆性材料基板mb之劃線，同樣地重覆設 疋於製程參數資料表b之線條之劃線。如此若結束配置於 工作台106上：所有基板之劃線後，結束處理。 Ο Ο 作D 106上不配置9片脆性材料基板，只於局部區 域配置脆㈣料基板之情形下，亦可預先以基板之片 數。又因精由CCD照相機識別工作台1〇6上之基板數，故 亦可跳過未配置區域之劃線進行下-步處理。 又該實施形態中係藉由移動機構使工作台向丫軸方向移 動且使工作台旋轉’使劃線頭於χ轴方向移動者。亦可將 之取代為，作為移動機構使工作台於χ軸及y軸方向移動 者，或使劃線頭於χ軸及y軸方向移動者。 又該實施形態中雖以跪性材料基板作為低溫燒成陶究基 板’但即使是用於液晶面板等之玻璃基板或其他基板，若 為可於工作口上配置複數之基板之尺寸者，即可適用本發 明。 又該實施形態中雖為可於工作台上配置9片脆性材料基 板，但無疑亦可為4片、16片等其他片數。又，植設於工 作台上之銷若為固定脫離自如，則可配合脆性材料基板之 尺寸選擇適當之銷之位置或數量。此外，亦可於工作台上 隔以間隔適當地配置脆性材料基板，藉由CCD照相機識別 其正確之位置。該情形下亦可預先於工作台上印上標記。 M6471.doc •13· 201036926 [產業上之利用可能性] 本發明可廣泛地利用於在低溫燒成陶瓷基板之陶瓷基板 或玻璃基板等尺寸小之脆性材料基板上形成劃線線條之步 驟。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本實施形態之劃線裝置之立體圖； 圖2係顯示本實施形態之工作台與脆性材料基板之圖； 圖3係顯示本實施形態之控制器之方塊圖； 圖4係顯示脆性材料基板之外切割劃線之圖； 圖5係顯示脆性材料基板之内切割劃線之圖； 圖6係顯示利用本實施形態劃線前之脆性材料基板之 圖； 圖7係顯示劃線前之超出量及製程參數資料表之作成之 流程圖； 圖8係顯示製程參數資料表之一例之圖；及 圖9係顯示利用本實施形態之劃線裝置之劃線動作之流 程圖。 【主要元件符號說明】 100 劃線裝置 101 移動台 102a、102b 導軌 103 滾珠螺桿 104、105 馬達 106 工作台 146471.doc - 14 - 201036926

107、 107a〜107i 脆性材料基板 108a 、108b CCD照相機 109 定位銷 110 橋部 111a 、111b 支柱 112 劃線頭 113 線性馬達 114 支座 115 劃線輪 120 控制器 121 圖像處理部 122 控制部 123 輸入部 124 Y馬達驅動部 126 旋轉用馬達驅動部 127 劃線頭驅動部 128 監視器 129 製程參數資料保持部 I46471.doc -15-

Claims (1)

1. 201036926 七、申請專利範圍： 1. 一種劃線裝置，其係進行劃線以對形成於脆性材料基板 上之功能區域按各功能區_進行/分斷而成為製品基板 者； 將則述劃線之種類別設為從前述脆性材料基板之一邊 -之内側至其他邊之内側之内切割劃線、與從前述脆性材 料基板之一邊之外侧至其他邊之外側之外切割劃線； 前述劃線裝置具備： 〇 1作台’其將複數之前述脆性材料基板分別定位而設 置； 劃線頭，其以與前述工作台上之脆性材料基板相對向 之方式昇降自如地設置，且於前端保持劃線輪； 移動機構，其於前述劃線輪按壓於前述脆性材料基板 之表面之狀態下，使前述劃線頭及脆性材料基板相對地 移動；及 控制器，其預先保持有就各前述脆性材料基板設定進 〇 行劃線之線條之種類別之製程參數資料表，基於前述製 程參數資料表，精由y述移動機構使前述劃線頭及脆性 材料基板相對地移動，且使前述劃線頭昇降而進行對應 於劃線種類別之劃線。 2. 如請求項1之劃線裝置，其中前述工作台具有可定位前 述複數之脆性材料基板之複數之定位銷。 3. 如請求項丨或2之劃線裝置，其中前述劃線輪為高滲透型 劃線輪。 146471.doc 201036926 4. 一種劃線方法，其為對形成於脆性材料基板上之功能區 域按各功能區域進行分斷而成為製品基板，而使用昇降 自如之劃線頭進行劃線者； 將劃線之種類別設為從前述脆性材料基板之一邊之内 側至其他邊之内侧劃線之内切割劃線、與從前述脆性材 料基板之一邊之外側至其他邊之外側劃線之外切割劃線 時， 預先保持包含進行劃線之線條與該劃線種類別之複數 之脆性材料基板各者之製程參數資料表； % 3 將複數之脆性材料基板定位配置於工作台上；且 就前述各脆性材料基板基於前述製程參數資料表，使 前述劃線頭及脆性材料基板相對地移動，並基於前述製 程參數資料表使前述劃線頭昇降而對應於劃線之種類別 進行劃線。 5. 如請求項4之劃線方法，其中前述工作臺具有可定位前 述複數之脆性材料基板之複數之定位銷。 6. 如請求項4或5之劃線方法，其中前述劃線頭具有高滲透 〇 型劃線輪。 146471.doc