基板分割装置的制作方法

文档序号:11214255
基板分割装置的制造方法

本发明涉及脆性材料基板的分割装置,特别是涉及对形成有划线槽的脆性材料基板进行分割的装置。



背景技术:

现有技术中,已知有用于将玻璃、半导体晶片、陶瓷等脆性材料基板断开的分割装置(参照专利文献1)。

专利文献1中记载的分割装置具有彼此隔开间隙而设置的一对工作台。玻璃板以形成于其上表面的划线槽位于间隙的方式跨两工作台而被吸引固定。

而且,通过使一工作台沿与间隙平行的旋转中心轴转动,由此使玻璃板挠曲而断开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平4-280828号公报



技术实现要素:

发明要解决的技术问题

一般来说,划线槽的深度并不均匀,存在深度深的部位,因此在专利文献1所记载的分割装置中,在分割玻璃板时并不是一样地进行玻璃板的断开,而是先在上述深的部位完成玻璃板的断开。即,在上述深的部位,使垂直裂纹到达玻璃板的下表面,之后,以该部位为起点,沿划线方向进行玻璃板的断开。其结果,断开面成屏风状或者弯曲,这种情况下,分割得到的基板的商品价值降低。

本发明的目的在于,对由脆性材料构成的基板进行分割时,提高断开面的精度。

用于解决技术问题的方案

以下,作为用于解决技术问题的方案,对多个方面进行说明。这些方面能够根据需要任意地组合。

本发明的一方面所涉及的基板分割装置是能够分割形成有划线槽的由脆性材料构成的基板的装置。基板分割装置包括第一保持工作台、第二保持工作台以及转动连结部。

第一保持工作台具有用于保持基板的第一保持面。

第二保持工作台具有用于保持基板的第二保持面。第一保持工作台与第二保持工作台以使第一保持面与第二保持面横向排列而能形成水平面的方式在侧部之间隔开间隙而相邻。

转动连结部将第一保持工作台的侧部与第二保持工作台的侧部彼此连结为转动自如,在第一保持面与第二保持面横向排列而形成了水平面的状态下,转动连结部在与水平面不同的高度处具有转动中心。

转动连结部具有将第一保持工作台的侧部的第一端部与第二保持工作台的侧部的第一端部彼此连结的第一转动连结部、以及将第一保持工作台的侧部的第二端部与第二保持工作台的侧部的第二端部彼此连结的第二转动连结部。第二转动连结部的转动中心的高度与第一转动连结部的转动中心的高度不同。

在该基板分割装置中,第一转动连结部将两工作台的侧部的第一端部彼此连结,第二转动连结部将两工作台的侧部的第二端部彼此连结。而且,第一连结部的转动中心的高度与第二连结部的转动中心的高度不同,因此,例如在将基板保持于了第一保持工作台与第二保持工作台的保持面的状态下使第二保持工作台相对于第一保持工作台进行了转动时,在两工作台的侧部的第一端部与第二端部间,基板的位移不同。因此,基板的划线槽从槽的延伸方向的一侧朝向另一侧断开。其结果,断开面的精度提高。

基板分割装置还可以进一步包括转动中心高度调节机构。转动中心高度调节机构能够对第一转动连结部和第二转动连结部中的至少一方的转动中心的高度进行调节。

在该基板分割装置中,通过转动中心高度调节机构,能够将第一转动连结部和第二转动连结部中的至少一方的转动中心变更为适当的位置。

本发明的一方面所涉及的基板分割装置是能够分割形成有划线槽的由脆性材料构成的基板的装置。基板分割装置包括第一保持工作台、第二保持工作台、转动连结部以及转动中心高度调节机构。

第一保持工作台具有用于保持基板的第一保持面。

第二保持工作台具有用于保持基板的第二保持面。第一保持工作台与第二保持工作台以使第一保持面与第二保持面横向排列而能形成水平面的方式在侧部之间隔开间隙而相邻。

转动连结部将第一保持工作台的侧部与第二保持工作台的侧部彼此连结为转动自如。在第一保持面与第二保持面横向排列而形成了水平面的状态下,转动连结部在与水平面不同的高度处具有转动中心。

转动中心高度调节机构能够调节转动连结部的转动中心的高度。

在该基板分割装置中,通过转动中心高度调节机构,能够将转动连结部的转动中心变更为适当的位置。

发明效果

根据本发明涉及的基板分割装置,在对由脆性材料构成的基板进行分割时,断开面的精度变高。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的基板分割装置的上表面的平面图。

图2是表示将基板载置于基板分割装置之上的状态的基板分割装置的上表面的平面图。

图3是基板分割装置的背面的平面图。

图4是用于表示基板分割装置的转动连结部的立体图。

图5是表示基板分割装置的分割动作的一状态的立体图。

图6是基板分割装置的主视图。

图7是基板分割装置的主视图,并且是表示分割动作的一状态的图。

图8是基板分割装置的主视图,并且是表示分割动作的一状态的图。

图9是用于表示转动连结部的高度与基板位移的关系的示意性主视图。

图10是用于表示转动连结部的高度与基板位移的关系的示意性主视图。

图11是用于表示转动连结部的高度与基板位移的关系的示意性主视图。

图12是用于表示转动中心高度调节机构的剖面图。

图13是图12的局部放大图。

具体实施方式

1.第一实施方式

(1)基板分割装置的基本结构

使用图1~图3,对基板分割装置1进行说明。基板分割装置1是用于分割脆弱性基板W(以下,称作“基板W”)的装置。基板W例如是单晶硅基板。图1是本发明的第一实施方式所涉及的基板分割装置的上表面的平面图。图2是表示将基板载置于基板分割装置之上的状态的基板分割装置的上表面的平面图。图3是基板分割装置的背面的平面图。以下,在图1~图3中,将纸面左右方向设为X方向、将纸面上下方向设为Y方向来进行说明。另外,将纸面的下侧设为“Y方向近前侧”,将纸面的上侧设为“Y方向里侧”。

基板分割装置1具有第一保持工作台3、第二保持工作台5以及转动连结部7,第一保持工作台3与第二保持工作台5能够处于相互水平的状态(图6)、以及相互倾斜的姿势(一方相对于另一方向上侧倾斜的姿势(图7)或向下侧倾斜的姿势(图8))。

在该基板分割装置1中,第一保持工作台3与第二保持工作台5经由转动连结部7而使得侧部彼此相互连结。因此,基板分割装置1的构造变得简单,因此,基板分割装置的保管、运输、操作变得容易。

基板分割装置1具有第一保持工作台3。第一保持工作台3在图1~图3中配置于左侧。第一保持工作台3呈具有X方向的短边与Y方向的长边的矩形。

第一保持工作台3具有第一保持面11。进而,如图6所示,第一保持工作台3在内部具有第一真空室13。如图1所示,在第一真空室13与第一保持面11之间形成有多个第一吸引孔15。多个第一吸引孔15设于规定区域,以便能够通过吸附而充分地保持基板W。具体而言,多个第一吸引孔15靠近X方向的第二保持工作台5侧而形成。换句话说,多个第一吸引孔15未形成于X方向上的与第二保持工作台5相反一侧的端部。需要注意的是,图6是基板分割装置的主视图。

基板分割装置1具有第二保持工作台5。第二保持工作台5在图1~图3中配置于右侧。第二保持工作台5呈具有X方向的短边与Y方向的长边的矩形。第二保持工作台5具有第二保持面21。进而,如图6所示,第二保持工作台5在内部具有第二真空室23。如图1所示,在第二真空室23与第二保持面21之间形成有多个第二吸引孔25。多个第二吸引孔25设于规定区域,以便能够通过吸附而充分地保持基板W。具体而言,多个第二吸引孔25靠近X方向的第一保持工作台3侧而形成。换句话说,多个第二吸引孔25未形成于X方向上的与第一保持工作台3相反一侧的端部。

基板分割装置1具有转动连结部7。转动连结部7将第一保持工作台3与第二保持工作台5连结为相互转动自如。更具体而言,转动连结部7将第一保持工作台3与第二保持工作台5的侧部彼此(后述)连结为转动自如。这里的转动中心是与Y方向平行地延伸的轴。由此,第一保持工作台3与第二保持工作台5能够相对于彼此偏斜。

如图1~图3所示,第一保持工作台3与第二保持工作台5以使长边彼此、即侧部3a与侧部5a彼此在X方向上靠近的方式而配置,并在两者的X方向之间确保有沿Y方向延伸的间隙33。具体而言,转动连结部7将侧部3a与侧部5a彼此连结。这样,第一保持工作台3与第二保持工作台5的侧部3a与侧部5a彼此隔开间隙33而相邻,进而,第一保持面11与第二保持面21能够横向排列地形成水平面。

使用图4以及图6,详细地说明转动连结部7。

若进一步详细说明的话,转动连结部7具有第一连结部件41。第一连结部件41设于第一保持工作台3。更具体而言,第一连结部件41具有在第一保持工作台3的侧部3a附近的下表面向Y方向延伸的第一部分41a、从第一部分41a向上方延伸的一对第二部分41b、以及从各第二部分41b的上端沿Y方向朝相互靠近的一侧延伸的第三部分41c。第三部分41c配置于第一连结部件41的表面侧。由此,第一连结部件41被固定于第一保持工作台3。进而,第一连结部件41具有从各第二部分41b的上部朝向第二保持工作台5在X方向上延伸的第一突出部41d。

另外,转动连结部7具有第二连结部件43。第二连结部件43设于第二保持工作台5。更具体而言,第二连结部件43具有在第二保持工作台5的侧部5a附近的下表面向Y方向延伸的第一部分43a、从第一部分43a向上方延伸的一对第二部分43b、以及从各第二部分43b的上端沿Y方向朝相互靠近的一侧延伸的第三部分43c。第三部分43c配置于第二保持工作台5的表面侧。由此,第二连结部件43被固定于第二保持工作台5。进而,第二连结部件43具有从各第二部分43b的上部朝向第一保持工作台3在X方向上延伸的第二突出部43d。第一突出部41d与第二突出部43d在Y方向上靠近。

更具体而言,转动连结部7具有将第一突出部41d与第二突出部43d连结的Y方向的近前侧的第一转动连结部45a以及Y方向里侧的第二转动连结部45b。第一转动连结部45a以及第二转动连结部45b分别具有将第一突出部41d与第二突出部43d连结为转动自如的转动销。

如以上所述,转动连结部7具有在Y方向上分离的第一转动连结部45a与第二转动连结部45b。换句话说,如图1所示,第一转动连结部45a将第一保持工作台3以及第二保持工作台5各自的第一端部3A以及第一端部5A彼此连结,第二转动连结部45b将第一保持工作台3以及第二保持工作台5各自的第二端部3B以及第二端部5B彼此连结。第一转动连结部45a的第一转动中心轴O1以及第二转动连结部45b的第二转动中心轴O2配置在同一直线上,在第一保持面11与第二保持面21横向排列而形成了水平面的状态下,位于第一保持面11以及第二保持面21的下方。需要注意的是,在图1的俯视时可知,第一转动中心轴O1以及第二转动中心轴O2平行于Y方向,而且两者的X方向位置一致。

如图3所示,利用多个螺栓59使第一保持工作台3与第一连结部件41固定,进而,使第二保持工作台5与第二连结部件43固定。此外,螺栓59的数量以及位置并不限定于该实施方式。而且,保持工作台与连结部件之间的固定并不限定于螺栓。

(2)分割动作

使用图4~图8,说明基板分割装置1对基板W进行的分割动作。图5是表示基板分割装置的分割动作的一状态的立体图。图7及图8是基板分割装置的主视图,并且是表示分割动作的一状态的图。

首先,在第一保持工作台3以及第二保持工作台5之上载置基板W。此时,如图4以及图6所示,第一保持工作台3与第二保持工作台5配置成对于一张基板W具有同一载置面。第一保持工作台3配置并固定在设置地面(未图示)之上。第二保持工作台5如上述那样以能够相对于第一保持工作台3偏斜的方式与第一保持工作台3连结。在基板W的上表面预先形成有划线槽S。划线槽S是在基板W的中心呈直线状延伸的槽。划线槽S的形成方法与现有例相同,剪切应力或拉伸应力高的部分成为基板W的断点。

如图9所示,以基板W的划线槽S位于基板分割装置1的X方向的中央位置(间隙33之上)的方式,使基板W跨第一保持工作台3以及第二保持工作台5而配置。此时,划线槽S与Y方向平行。

在该状态下进行第一真空室13以及第二真空室23的真空吸引,使基板W吸附在第一保持工作台3以及第二保持工作台5上。

接下来,如图5以及图7所示,例如作业人员用手抓住第二保持工作台5而使其向顺时针方向转动,使其以相对于第一保持工作台3向下方倾斜的方式移动。于是,沿划线槽S开展基板W的切断。而且,由于第一保持工作台3以及第二保持工作台5的第一转动中心轴O1以及第二转动中心轴O2的中心位于水平状态的第一保持面11以及第二保持面21的下方位置,因此折后的基板W的切断面彼此分离,从而切屑不会抵接于基板W的切断面彼此。

接下来,如图8所示,作业人员用手抓住第二保持工作台5而使其向逆时针方向转动,使其以相对于第一保持工作台3向上方倾斜的方式移动。于是,沿划线槽S开展基板W的切断。

使用图9~图11,进一步详细说明上述的动作。图9~图11是用于表示转动连结部的高度与基板的位移的关系的示意性主视图。

如图9~图11所示,第一转动中心轴O1和第二转动中心轴O2被设定为高度不同。此外,为了方便说明,夸张地绘制了第一转动中心轴O1与第二转动中心轴O2的高度位置的不同。

具体而言,如图9所示,第二转动中心轴O2配置于第一转动中心轴O1的下侧,换句话说,离第一保持面11以及第二保持面21更远。

例如,在基板W的厚度是0.2mm的情况下,基板W的下表面与第一转动中心轴O1的距离是1.3mm,基板W的下表面与第二转动中心轴O2的距离是1.8mm。基板W的下表面与第一转动中心轴O1的距离处于0.5mm~2.0mm的范围,更优选的是处于0.1mm~3.0mm的范围。另外,基板W的下表面与第二转动中心轴O2的距离处于0.6mm~2.5mm的范围,更优选的是处于0.1mm~3.5mm的范围。

这种情况下,在将基板W载置于了第一保持工作台3与第二保持工作台5的第一保持面11以及第二保持面21的状态下使第二保持工作台5相对于第一保持工作台3向第一转动中心轴O1以及第二转动中心轴O2所在的一侧进行了转动时,在第一保持工作台3以及第二保持工作台5的侧部3a、5a的第一端部3A、5A与第二端部3B、5B处,基板W的被第二保持工作台5保持的部分的位移不同。因此,基板W的划线槽S从划线槽S的延伸方向的一侧朝着另一侧断开。其结果,断开面的精度提高。

使用图10,更具体地进行说明。在图10中,用实线表示第二保持工作台5中的第一端部5A的位置,用虚线表示第二端部5B的位置。这种情况下,第二保持工作台5的侧部5a的移动量随着往Y方向里侧而增大。换句话说,第二端部5B的移动量比第一端部5A的移动量大。另外,随着上述的角度变大,其趋势增强。需要注意的是,在图10中,为了明确第二端部5B的位置与第一端部5A的移动量差异,夸张地绘制了第二端部5B的移动量。

其结果,基板W的Y方向里侧边缘成为基板W的断开的起点,从Y方向里侧向近前侧连续地开展基板W的断开。在该断开方法中,由于断开的起点为一点,因此作用于基板W的断开力的大小与以往的断开方法相比格外低。另外,断开端面、即断开面加工得平整,不会发生对现有技术描述那样的基板W的断开端面的不良情况。

图11示出了将第一转动中心轴O1以及第二转动中心轴O2配置于基板W的上表面的上侧、并使第二保持工作台5相对于第一保持工作台3向第一转动中心轴O1以及第二转动中心轴O2所在的一侧进行了转动的例子。需要注意的是,这种情况下,在将基板W载置于了第一保持工作台3以及第二保持工作台5时,划线槽形成于基板W的下表面。

具体而言,第二转动中心轴O2配置于第一转动中心轴O1的上侧,换句话说,离第一保持面11以及第二保持面21更远。

例如,在基板W的厚度是0.2mm的情况下,基板W的上表面与第一转动中心轴O1的距离是1.3mm,基板W的上表面与第二转动中心轴O2的距离是1.8mm。基板W的上表面与第一转动中心轴O1的距离处于0.5mm~2.0mm的范围,更优选的是处于0.1mm~3.0mm的范围。另外,基板W的上表面与第二转动中心轴O2的距离处于0.6mm~2.5mm的范围,更优选的是处于0.1mm~3.5mm的范围。

在图11中,用实线表示第二保持工作台5中第一端部5A的位置,用虚线表示第二端部5B的位置。这种情况下,第二保持工作台5的侧部5a的移动量随着往Y方向里侧而变大。换句话说,第二端部5B的移动量比第一端部5A的移动量大。另外,随着上述的角度变大,其趋势增强。需要注意的是,在图11中,为了明确第二端部5B的位置与第一端部5A的移动量差异,夸张地绘制了第二端部5B的移动量。

其结果,基板W的Y方向里侧边缘成为基板W的断开的起点,从Y方向里侧向近前侧连续地开展基板W的断开。在该断开方法中,由于断开的起点为一点,因此作用于基板W的断开力的大小与以往的断开方法相比格外低。另外,断开端面、即断开面加工得平整,不会发生对现有技术描述那样的基板W的断开端面的不良情况。

(3)转动中心高度调节机构

使用图12以及图13,对能够调整转动连结部7的转动中心的高度的转动中心高度调节机构51进行说明。图12是用于表示转动中心高度调节机构的剖面图。图13是图12的局部放大图。利用转动中心高度调节机构51,能够将转动连结部7的转动中心变更为适当的位置。

如图12所示,转动中心高度调节机构51具有用于变更第一转动连结部45a的高度的第一调节机构51a、以及用于变更第二转动连结部45b的高度的第二调节机构51b。需要注意的是,在图12中,示出了第一保持工作台3上的第一调节机构51a以及第二调节机构51b。不过,虽未图示,但在第二保持工作台5上也同样设有第一调节机构51a以及第二调节机构51b。

更详细地说,第一调节机构51a是用于对第一转动连结部45a的转动中心相对于第一保持工作台3的第一端部3A的高度进行调节的机构。第一调节机构51a具有调节螺栓61。调节螺栓61能够与第一实施方式的螺栓59更换来进行使用。

如图13所示,调节螺栓61具有头部61a、颈部61b、螺纹部61c以及前端部61d。头部61a落座(着座)于第一连结部件41的第一部分41a的下表面。颈部61b以旋转自如的方式插入至第一部分41a的孔41e内。螺纹部61c与第一保持工作台3的螺孔3d螺合(螺纹连接)。螺纹部61c的两端从第一保持工作台3的两主面突出。进而,螺纹部61c的前端抵接于第三部分41c的下表面。

通过上述结构,如果调节螺栓61与螺孔3d的螺合深度发生变化,则第一保持工作台3的第一端部3A相对于第一连结部件41的第一突出部41d的高度发生变化,其结果,第一转动连结部45a的高度发生变化。

第一调节机构51a还具有防脱螺栓63。防脱螺栓63与前端部61d螺合(螺纹连接)。

第一调节机构51a还具有固定螺母65。固定螺母65落座(着座)于第一保持工作台3的表面,而且与螺纹部61c螺合(螺纹连接)。

下面对第一调节机构51a的高度调整动作进行说明。

首先,相对于调节螺栓61将固定螺母65拧松。

接着,使调节螺栓61螺合,调整第一保持工作台3的高度。

最后,相对于调节螺栓61拧紧固定螺母65。

通过以上的调整动作,能够调节第一转动连结部45a的高度并将其维持在希望的位置。

通过用转动中心高度调节机构51来变更第一转动连结部45a及第二转动连结部45b,从而能够如上述实施方式那样设定第一转动中心轴O1及第二转动中心轴O2的高度。另外,通过转动中心高度调节机构51,能够根据基板W的厚度、断开方向等条件来调节第一转动中心轴O1以及第二转动中心轴O2的高度。

例如,转动中心轴能够配置于基板W的下表面的上方。另外,通过转动中心高度调节机构51,也能够使第一转动中心轴O1与第二转动中心轴O2的高度一致。

高度调节机构(在上述实施方式中是调节螺栓61)的数量及位置并不特别限定。

高度调节机构的结构不被特别限定。

2.其它实施方式

以上,说明了本发明的多个实施方式,本发明并不限定于上述实施方式,其能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更。特别是,本说明书所记载的多个实施方式及变形例能够根据需要任意地组合。

(1)将基板W保持于保持工作台的方法并不限定于真空吸附。在基板是玻璃并在其表面形成有树脂膜的情况下,也可以通过静电吸附来进行固定。除此之外,也可以采用具有从上方进行按压保持的机构的工作台、粘着工作台等其它基板保持工作台。

(2)使工作台偏斜的方法并不限定于手动。例如,也可以经由偏斜机构而使工作台偏斜。偏斜机构既可以利用电机的旋转力或者流体缸而使偏斜工作台转动规定角,也可以经由臂、连杆而以手动转动工作台。

(3)划线槽的形成部位并不限定于上述实施方式。例如,划线槽也可以形成于基板的下表面,还可以形成于基板的上表面和下表面。

(4)基板并不限定于单晶硅基板。基板包括单层的玻璃、夹层玻璃、半导体晶片、陶瓷基板。此外,在如液晶面板那样为夹层玻璃基板的情况下,可通过交替的断开动作交替地断开上下的基板,而且也不需要将基板翻转的工序,因此作业效率大幅度提高。

(5)转动中心高度调节机构并不限定于上述实施方式。例如,转动中心高度调节机构也可以是对配置于保持工作台与连结部件之间的垫片(シム)的张数或者厚度进行变更的结构。

工业上的可利用性

本发明能够广泛地应用于对形成有划线槽的由脆性材料构成的基板进行分割的装置。

附图标记说明

1:基板分割装置

3:第一保持工作台

3A:第一端部

3B:第二端部

3a:侧部

5:第二保持工作台

5A:第一端部

5B:第二端部

5a:侧部

7:转动连结部

11:第一保持面

13:第一真空室

15:第一吸引孔

21:第二保持面

23:第二真空室

25:第二吸引孔

33:间隙

41:第一连结部件

43:第二连结部件

W:脆弱性基板

再多了解一些
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