JP2015139966A - 脆性材料基板のスクライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マザー基板のたるみやうねりの発生をなくして上下のカッターホイールで精度よくスクライブすることができるスクライブ装置を提供する。
【解決手段】同一平面上で所定の間隙Ｐをあけて直列に配置され、加工対象となる脆性材料基板Ｍを載せて搬送する前部コンベア１ａ並びに後部コンベア１ｂと、これら前部コンベア１ａ、後部コンベア１ｂの間隙Ｐに配置された上部カッターホイール２ａ並びに下部カッターホイール２ｂと、間隙Ｐ内で上部カッターホイール２ａ並びに下部カッターホイール２ｂのそれぞれの脇部分に配置され、脆性材料基板Ｍの上下両面に向かってエアを噴出する上部エア噴出部材８ａ並びに下部エア噴出部材８ｂとから構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガラス基板、半導体基板等の脆性材料基板のスクライブ装置に関する。特に本発明は、ガラス基板を貼り合わせた液晶表示パネル用マザー基板のスクライブ装置に関する。

液晶表示パネル用マザー基板は、２枚の大面積ガラス基板を使用し、一方の基板上にカラーフィルタを形成し、他方の基板上に液晶を駆動するＴＦＴ（Thin Film Transistor）及び端子領域を形成して、これら２枚の基板を貼り合わせてある。そして、スクライブ工程並びにブレイク工程を経ることにより、一つ一つの単位表示パネルに分断され、製品としての液晶表示パネルが切り出される。

一般に、マザー基板から単位表示パネルを切り出す工程では、マザー基板の表面並びに裏面に対し、スクライブ予定ラインに沿ってカッターホイール（スクライビングホイールともいう）を圧接しながら相対移動させることにより、互いに直交するＸ方向並びにＹ方向のスクライブラインを形成するスクライブ工程を行う。その後、当該スクライブラインに沿って外力を印加して基板を撓ませることにより、マザー基板を単位表示パネルごとに完全分断するブレイク工程を行う。

上記のスクライブ工程を、上下二面で同時に行うようにして、大面積の基板を反転させることなく、かつ、効率よく行えるようにしたスクライブ装置が、例えば特許文献１並びに特許文献２に開示されている。

図６は、スクライブ工程を上下二面で同時に行うようにした従来のスクライブ装置を概略的に示す正面図である。
このスクライブ装置では、マザー基板Ｍを載置してＹ方向に搬送するための前後一対のベルトコンベア２１ａ、２１ｂが間隔をあけて直列に配置されている。前後のベルトコンベア２１ａ、２１ｂの間には、互いに直交するスクライブラインをマザー基板Ｍの表裏両面に加工するための上部カッターホイール２２ａ並びに下部カッターホイール２２ｂが配置されている。これら上部カッターホイール２２ａ並びに下部カッターホイール２２ｂを、マザー基板Ｍの表面並びに裏面に同時に押し付けながらＸ方向（図６の前後方向）に転動させることにより、マザー基板Ｍの表裏両面に図７（ａ）に示すようなＸ方向のスクライブラインＳ１を加工する。その後、マザー基板Ｍを９０度回転して上記同様にカッターホイール２２ａ、２２ｂを転動させて、図７（ｂ）に示すようなＹ方向のスクライブラインＳ２を加工するようにしている。Ｙ方向のスクライブラインＳ２の加工は、Ｘ方向のスクライブラインＳ１を加工した後、カッターホイール２２ａ、２２ｂの向きを９０度回転して転動させることによっても加工することができる。また、この場合には、Ｙ方向のスクライブラインＳ２を加工した後、カッターホイール２２ａ、２２ｂの向きを９０度回転させてＸ方向のスクライブラインＳ１を加工するようにしてもよい。

このようにしてＸ方向並びにＹ方向のスクライブラインＳ１、Ｓ２が形成されたマザー基板Ｍは、ブレイク装置に送られて各スクライブラインから分断され、単位製品Ｍ１が取り出された後に端縁部の端材領域Ｍ２は廃棄される。

国際公開ＷＯ２００５／０８７４５８号公報 特開２０１０−０５２９９５号公報

上記したスクライブ装置において、マザー基板Ｍを搬送する前部ベルトコンベア２１ａと後部ベルトコンベア２１ｂとの間には、上下のカッターホイール２２ａ、２２ｂを配置するための一定の間隔が必要である。スクライブ時にマザー基板Ｍはこの間隔を跨がって前後のベルトコンベア２１ａ、２１ｂにより支持されることになるので、マザー基板Ｍの厚みが薄い場合には下方へのたるみが生じる場合がある。また、ベルトコンベアのベルトを橋架する輪体やベルトの表面は加工精度を高めることが困難であって微細な凹凸が残っており、そのためコンベア間を跨がるマザー基板Ｍが薄い場合にはベルトの凹凸の影響を受けてうねり等が発生することがある。
マザー基板Ｍにたるみやうねりが生じた状態で上下のカッターホイール２２ａ、２２ｂによりスクライブすると、亀裂が不規則に走ったり、カケなどの損傷が生じたりして不良品の原因となる。特に近年では、加工対象となる液晶表示パネル用マザー基板は、低電力、高機能、コンパクト化のために、例えば０．１〜０．１５ｍｍといった薄板のものが要求されており、この問題の解決が課題となっている。

そこで本発明は、例えば厚みが０．１ｍｍ程度の薄板のマザー基板であっても、上記したようなたるみやうねりの発生をなくして上下のカッターホイールで精度よくスクライブすることができるスクライブ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明のスクライブ装置は、同一平面上で所定の間隔をあけて直列に配置され、加工対象となる脆性材料基板を載せて搬送する前部コンベア並びに後部コンベアと、これら前部コンベア並びに後部コンベアの間に配置された上部カッターホイール並びに下部カッターホイールと、前記前部コンベアと後部コンベアの間で、前記上部カッターホイール並びに下部カッターホイールのそれぞれの脇部分に配置され、前記脆性材料基板の上下両面に向かってエアを噴出する上部エア噴出部材並びに下部エア噴出部材とから構成される。

上下のエア噴出部材によるエア噴出圧は、加工対象となる脆性材料基板が浮上した状態で安定するように、前記下部エア噴出部材によるエアの噴出圧が、前記上部エア噴出部材によるエアの噴出圧よりも基板の自重に抗する圧力相当分だけ強く設定されるようにして、脆性材料基板が無接触で水平に保持できるようにするのが望ましい。

本発明によれば、上下のカッターホイールによってスクライブラインを加工する際、前後のコンベア間にあるマザー基板は、上下のエア噴出部材からの噴出エアによって挟み込まれるようにして無接触で水平に支持されるので、マザー基板が自重で垂れ下がるような薄板のものであっても、水平姿勢を保持して精度よくスクライブすることが可能となる。また、隣接する前後のコンベアの加工や調整の精度によって受ける悪影響を緩和することができる。さらに、基板をクランプせず浮上させたことにより、クランプ付近に不均一の応力が発生するおそれがなくなり、精度の高い加工が可能になる。

上記発明において、上下のエア噴出部材は、前部コンベアと後部コンベアの間の間隙に沿って形成され、スクライブ装置のフレームに固定されるようにしてもよく、あるいは前記カッターホイールの周辺に噴出する長さとし、当該カッターホイールと共に移動するように、カッターホイールを保持するスクライブヘッドに取り付けられている構成としてもよい。特に後者の場合は、位置調整が困難な大面積基板に向いており、エア消費量を抑制することができるといった効果もある。

本発明に係るスクライブ装置の一例を示す斜視図。 図１に示すスクライブ装置の正面図。 図１に示すスクライブ装置の平面図。 本発明のスクライブ装置の別実施例を示す要部断面正面図。 図４に示すスクライブ装置の平面図。 従来のスクライブ装置の一例を示す正面図。 脆性材料基板（マザー基板）に対するスクライブライン加工手順の平面図。

以下において、本発明のスクライブ装置の詳細を、図１〜３に基づいて説明する。
なお、本発明に係るスクライブ装置が加工対象とする基板は、両面同時加工するものであれば特に限定されないが、ここではガラス基板を貼り合わせた大面積の液晶表示パネル用マザー基板を例に説明する。この液晶表示パネル用貼り合わせマザー基板を、以後は単に「マザー基板Ｍ」という。

スクライブ装置Ａは、マザー基板Ｍを載置して図１のＹ方向に搬送するための一対の前部コンベア１ａ並びに後部コンベア１ｂを備えている。前部コンベア１ａ並びに後部コンベア１ｂは、後述するカッターホイール２ａ、２ｂ並びにエア噴出部材８ａ、８ｂを配置する間隙Ｐをあけて同一平面上でＹ方向に直列に配置されている。前部コンベア１ａ並びに後部コンベア１ｂは、輪体間でベルトが回動するベルトコンベアとするのがよい。

前部コンベア１ａと後部コンベア１ｂとの間に、Ｘ方向並びにＹ方向のスクライブラインＳ１、Ｓ２（図７参照）をマザー基板Ｍの表裏両面に加工するための上部カッターホイール２ａ並びに下部カッターホイール２ｂが配置されている。これら上部カッターホイール２ａ並びに下部カッターホイール２ｂは、それぞれホルダ３ａ、３ｂを介して上下のスクライブヘッド４ａ、４ｂに上下移動可能に取り付けられている。また、スクライブヘッド４ａ、４ｂは、門型のブリッジ５の水平なビーム（横梁）６ａ、６ｂに形成されたガイド７に沿ってＸ方向に往復移動できるように取り付けられている。例えば、スクライブヘッド４ａ、４ｂをビーム６ａ、６ｂに沿ってＸ方向に移動させるとＸ方向のスクライブラインを加工することができ、また、マザー基板Ｍを前部コンベア１ａと後部コンベア１ｂとでビーム６ａ、６ｂに対して垂直方向（Ｙ方向）に移動させるとＹ方向のスクライブラインを加工することができる。さらに、マザー基板Ｍがビーム６ａ、６ｂに対して斜めに配置されている場合には、スクライブヘッド４ａ、４ｂのビーム６ａ、６ｂに沿った方向の移動と、マザー基板Ｍのビーム６ａ、６ｂに対する垂直方向の移動とを組み合わせることによって、Ｘ方向及びＹ方向のスクライブラインを加工することができる。

さらに本発明では、前部コンベア１ａと後部コンベア１ｂとの間隙Ｐ内で、上部カッターホイール２ａ並びに下部カッターホイール２ｂの両脇部分に上部エア噴出部材８ａ並びに下部エア噴出部材８ｂが設けられている。
これらのエア噴出部材８ａ、８ｂは、上下のカッターホイール２ａ、２ｂの進行方向、すなわち、間隙Ｐに沿ってＸ方向に延設され、スクライブ装置Ａの左右のフレーム９に固定されている。また、加工対象となるマザー基板Ｍに向かってエア噴出孔１０が設けられ、コンプレッサ等のエア供給源（図示略）からの高圧エアがエア噴出孔１０から噴出するように形成されている。
なお、上下のエア噴出部材８ａ、８ｂのエア噴出孔１０からのエアは、加工対象となるマザー基板Ｍに対して上下均等な噴出圧となるように設定されており、これによって前後のコンベア１ａ、１ｂ間にあるマザー基板Ｍを無接触で水平に支持することができるようにしている。

上記の構成において、加工の際には、マザー基板Ｍを前部コンベア１ａ並びに後部コンベア１ｂ上に載置し、上部カッターホイール２ａ並びに下部カッターホイール２ｂをマザー基板Ｍの表裏両面に押し付けた状態でＸ方向に転動させることにより、Ｘ方向のスクライブラインＳ１を加工する。全てのＸ方向のスクライブラインＳ１の加工が完了すると、マザー基板Ｍを９０度回転させて再びコンベア１ａ、１ｂ上に載置し、上記同様に上下のカッターホイール２ａ、２ｂをマザー基板Ｍの表裏両面に押し付けながら転動させることにより、Ｙ方向のスクライブラインＳ２を加工する。なお、マザー基板Ｍを回転させることなく、カッターホイール２ａ、２ｂの向きを９０度回転させて、マザー基板ＭをＹ方向へ移動することによってカッターホイール２ａ、２ｂを転動させることもできる。

このスクライブラインＳ１、Ｓ２の加工の際、マザー基板Ｍは上下のエア噴出部材８ａ、８ｂからの噴出エアによって挟み込まれるようにして無接触で水平に支持されるので、マザー基板が例えば０．１ｍｍといった薄板のものであっても、垂れ下がることなく水平姿勢を保持することができて精度よくスクライブすることが可能となる。また、隣接するコンベア１ａ、１ｂの加工精度による影響を受けることがない。さらに、基板自体はクランプされていないためフリーな状態であり、局所的な応力の影響を受けることもない。

図４並びに図５は本発明の別実施例のスクライブ装置を示すものであって、図４は要部断面図であり、図５は平面図である。
この実施例では、上下のエア噴出部材８ａ、８ｂは、カッターホイール２ａ、２ｂの周辺のみに噴出する長さとし、当該カッターホイール２ａ、２ｂと共に移動するように形成されている。具体的には、上下のエア噴出部材８ａ、８ｂは、支持アーム１１ａ、１１ｂを介してそれぞれ上下のスクライブヘッド４ａ、４ｂに取り付けられている。
これにより、上下のカッターホイール２ａ、２ｂの移動と共に上下のエア噴出部材８ａ、８ｂも移動して、マザー基板Ｍのカッターホイール２ａ、２ｂが押し付けられる部分を無接触で水平保持し、上記実施例と同様に精度よくスクライブすることができる。特に本実施例の場合は、エア消費量を抑制することができるという効果がある。また、大面積基板用の装置になると、図１〜３で説明した装置では、エア噴出部材の長さが長くなるため調整作業が困難になるが、スクライブヘッドに取り付けるようにした本実施例であればエア噴出部材を短くできるので、大面積用に好適である。

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例構造のみに特定されるものではない。例えば上記実施例では、エア噴出部材８ａ、８ｂはそれぞれ上下のカッターホイール２ａ、２ｂの両脇部分に設けたが、何れか一方を省略して片脇部分のみに設けるようにしてもよい。
また、エア噴出部材８ａ、８ｂのエア噴出孔１０は、通気性のある多孔質の板材の通気孔により形成することも可能である。
その他本発明ではその目的を達成し、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、ガラス基板、半導体基板、液晶表示パネル用貼り合わせ基板等の脆性材料基板の表裏両面にスクライブラインを加工するスクライブ装置に適用することができる。

Ａ スクライブ装置
Ｍ マザー基板（脆性材料基板）
Ｓ１ Ｙ方向のスクライブライン
Ｓ２ Ｘ方向のスクライブライン
Ｐ 前後のコンベアの間隙
１ａ 前部コンベア
１ｂ 後部コンベア
２ａ 上部カッターホイール
２ｂ 下部カッターホイール
３ａ、３ｂ ホルダ
４ａ、４ｂ スクライブヘッド
８ａ 上部エア噴出部材
８ｂ 下部エア噴出部材
９ フレーム
１０ エア噴出孔
１１ａ、１１ｂ 支持アーム

Claims (4)

1. 同一平面上で所定の間隔をあけて直列に配置され、加工対象となる脆性材料基板を載せて搬送する前部コンベア並びに後部コンベアと、
   これら前部コンベア並びに後部コンベアの間に配置された上部カッターホイール並びに下部カッターホイールと、
   前記前部コンベアと後部コンベアの間で、前記上部カッターホイール並びに下部カッターホイールのそれぞれの脇部分に配置され、前記脆性材料基板の上下両面に向かってエアを噴出する上部エア噴出部材並びに下部エア噴出部材とからなるスクライブ装置。
2. 加工対象となる脆性材料基板が浮上した状態で安定するように、前記下部のエア噴出部材によるエアの噴出圧が、前記上部のエア噴出部材によるエアの噴出圧よりも基板の自重に抗する圧力相当分だけ強く設定されている請求項１に記載のスクライブ装置。
3. 前記上下のエア噴出部材は、前部コンベアと後部コンベアの間の間隙に沿って形成され、スクライブ装置のフレームに固定されている請求項１又は請求項２に記載のスクライブ装置。
4. 前記上下のエア噴出部材は、前記カッターホイールの周辺に噴出する長さとし、当該カッターホイールと共に移動するように、カッターホイールを保持するスクライブヘッドに取り付けられている請求項１又は請求項２に請求項に記載のスクライブ装置。

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