專利名稱：折斷裝置及折斷方法
技術領域：
本發明是關于玻璃基板、半導體基板等脆性材料基板的折斷裝置及折斷方法，進一步詳言之，是關于將在前步驟形成有劃線(切槽)的基板，沿著該劃線間以分斷的折斷裝置及折斷方法。
背景技術：
在將玻璃等脆性材料基板加以分斷的加工中，以使用刀輪(cutter wheel也稱scribing wheel)等的槽加工用工具、或照射激光束以于基板表面形成劃線(scribeline)，之后，沿著該劃線施加外力使基板彎曲以折斷(分斷)的方法較為人知，例如專利文獻I中已有所揭露。圖11、圖12顯示現有習知的脆性材料基板的折斷方法的圖。 首先，如圖11(a)所示，將脆性材料基板W裝載于劃線裝置的裝載臺40上，在其表面使用刀輪41形成劃線S。其次，如圖11(b)所示，將脆性材料基板W裝載于鋪有彈性體緩沖片43的折斷裝置的裝載臺42上。此時，將脆性材料基板W反轉成形成有劃線S的表面(表面側)朝向緩沖片43、而相反側的表面(背面側)為上面。接著，從朝下的劃線S的背面上方，降下一沿著劃線S延伸的長條板狀折斷桿44從脆性材料基板W的相反側按壓，借由使脆性材料基板W在緩沖片43上略彎曲成V字形，據以使劃線S(裂痕)滲透于深度方向。據此，如圖11(c)所示，脆性材料基板W即沿著劃線S被折斷。上述折斷方法中，在脆性材料基板W形成劃線S后，為進行其次的折斷步驟而使脆性材料基板W反轉的作業是不可或缺的。為進行此反轉作業，須有機械臂等的專用反轉裝置，且由于須確保使其反轉的空間因此裝置變得大型化，不僅設備成本高、作業效率也低等的缺點。為此，申請人在專利文獻2揭示了一種可在無須使脆性材料基板反轉的情形下加以折斷的折斷方法。該專利文獻2記載的折斷方法，針對形成在脆性材料基板W上面的劃線S，作出一將該劃線S包含于中央、覆蓋既定寬度帶狀區域的封閉空間，借由對該封閉空間進行減壓使脆性材料基板W略彎曲成V字形，沿著劃線S將其折斷。具體而言，如圖12(a)所示，在使劃線S朝上的狀態下將脆性材料基板W裝載于裝載臺45上，從劃線S的上方使吸引裝置46的吸引構件47降下接觸于脆性材料基板W的上面。吸引構件47具有在劃線方向細長延伸的長方體形狀，下面形成有朝下的凹部48，在凹部的開口面貼有可變形的彈性吸引片49。在吸引片49設有吸引用的狹縫50。在凹部48的上壁面設有空氣吸引孔51，借由從此吸引孔51吸引空氣，據以如圖12(b)所示，將凹部48內的封閉空間予以減壓并與吸引片49 一起使脆性材料基板W彎曲成倒V字形，使形成劃線S的裂痕擴大來加以折斷。
先行技術文獻[專利文獻I]國際公開W02004/048058號公報[專利文獻2]專利第3787489號公報

發明內容
發明欲解決的課題根據專利文獻2的折斷方法，在脆性材料基板W的上表面形成劃線S后，可在不使此脆性材料基板W反轉的情形下移至其次的折斷步驟。然而，此折斷方法中，為形成經減壓的封閉空間，必須使吸引構件47接觸脆性材料基板W表面。因此，在接觸基板面時須非常注意接觸壓力以避免損及脆性材料基板W表 面，但在封閉空間的減壓時脆性材料基板會被吸上來，在接觸部分會產生相對應的應力，因此壓力及接觸時的沖擊而時有于接觸部分產生損傷的情形。尤其是在脆性材料基板W表面形成有微細的集成電路等的情形時，若在電路部分產生損傷即成為瑕疵品，而有良率變差的問題。因此，本發明的目的在提供一種能消除上述課題，在折斷時因是從劃線的背面側進行按壓而無須反轉基板，且能以非接觸方式沿劃線進行折斷的新穎的折斷裝置及折斷方法。用以解決課題的手段為解決上述課題而為的本發明的折斷裝置，是由用來將形成有劃線的脆性材料基板以形成有當該劃線的面朝上的姿勢加以裝載的裝載臺、將脆性材料基板在裝載臺上保持于定位置的保持手段、及配置在裝載臺上方的吸引墊構成；吸引墊具備于其下面側產生朝上的吸引作用的減壓空間部、及挾著此減壓空間部至少從左右兩側的部位噴出朝下的空氣的噴出孔，借由吸引墊的減壓空間部產生的朝上的吸引作用于劃在線進行吸引，并以從噴出孔噴出的空氣將劃線的左右兩側部分向下方按壓，據以折斷脆性材料基板。上述吸引墊的減壓空間部，可設置朝下開口的空氣吸引孔借由從此空氣吸引孔吸引空氣據以形成，也可從吸引墊的噴出孔朝下方使空氣一邊如漩渦般回旋一邊噴出，借由此朝下的回旋下降流形成的氣旋效果來形成減壓空間部。發明效果根據本發明，可在不使脆性材料基板接觸吸引墊的情形下，以劃線為頂點使其彎曲成倒V字形后沿劃線分斷脆性材料基板，如此，即能消除分斷時脆性材料基板的損傷，提供聞質量的制品。用以解決其它課題的手段及效果本發明中，較佳的是將吸引墊形成為可相對裝載了脆性材料基板的裝載臺，沿劃線的方向相對移動。如此，即能在使用精巧吸引墊的同時、沿著劃線依序連續折斷脆性材料基板。本發明中，可以沿劃線延伸的長條體形成吸引墊。此場合，吸引墊的長度以能涵蓋待分斷的一條劃線的尺寸形成較佳。如此，即能一次分斷一條劃線而謀求作業效率的提升。此外，也無須往劃線方向的掃描機構。
本發明中，脆性材料基板的保持手段可作成包含形成于裝載臺的多數個吸附孔或多孔質板，借由來自此吸附孔或多孔質板的吸引空氣吸附保持脆性材料基板，此吸附孔或多孔質板形成的脆性材料基板的吸附力，至少在吸引墊的動作時設定為在容許脆性材料基板的倒V字形彎曲的范圍內。如此，即能在將脆性材料基板確實的吸附保持在裝載臺上的定位置的同時，在不阻礙脆性材料基板的倒V字形彎曲的形成的情形下，確實的從劃線加以分斷。


圖I顯示本發明的折斷裝置的一例的立體圖。圖2放大折斷裝置的主要部位的立體圖。
圖3是圖2的裝載臺部分的剖面圖。圖4顯示以吸引墊使脆性材料基板分斷的狀態的放大剖面圖。圖5顯示吸引墊的空氣吸引孔及噴出孔的排列形態例的仰視圖。圖6顯示吸引墊的另一實施例的立體圖。圖7是圖6所示的吸引墊的仰視圖。圖8顯示脆性材料基板的保持手段的另一例的立體圖。圖9顯示吸引墊的另一實施例的立體圖。圖10是圖9所示的吸引墊的剖面圖。圖11顯示先前的一般折斷方法的圖。圖12顯示先前的折斷方法的圖。I :折斷裝置2 :裝載臺3冰平軌4 :螺栓軸5 :驅動部6 :支承柱7 :導桿8 -M9 :導件10 :滑件11 :裝載臺的吸附孔(保持手段)12 :歧管13:軟管連接口14:攝影機15:監視器20:吸引機構21、21a、21b :吸引墊22、22a :空氣吸引孔23、23a、23b :噴出孔25 :吸引空氣通路26:噴出空氣通路27 :軸28:內筒29 :外筒30 :定位銷41 :刀輪42、45 :裝載臺43 :緩沖片44:折斷桿46 :吸引裝置47:吸引構件48:凹部49:彈性吸引片50:吸引用狹縫51:空氣吸引孔P :減壓空間部S :劃線W :脆性材料基板
具體實施例方式以下，根據圖的揭示詳細說明本發明的折斷裝置及折斷方法。圖I顯示本發明的折斷裝置的一例的立體圖、圖2是放大折斷裝置的主要部位的立體圖、圖3是圖2的裝載臺部分的剖面圖。圖4顯示以吸引墊使脆性材料基板分斷的狀態的放大剖面圖，圖5則吸引墊的仰視圖、顯示空氣吸引孔及噴出孔的排列形態。折斷裝置1，具備裝載待分斷的脆性材料基板W的裝載臺2。此裝載臺2可沿水平軌道3，3移動于Y方向，被借由馬達Ml旋轉的螺栓4驅動。又，裝載臺2可借由內裝馬達的驅動部5在水平面內旋動。裝載臺2具備將裝載于其上脆性材料基板W保持于定位置的保持手段。本實施例中，作為此保持手段，設有在裝載臺2開口的多數個小的空氣吸附孔11。此空氣吸附孔11，如圖3所示，通過設在裝載臺內部的共通的歧管(manifold) 12及軟管(hose)連接口 13連通于未圖示的真空吸引源(真空泵)。又，也可取代空氣吸引孔11，在裝載臺的吸附面使用 陶瓷制或燒結金屬制的多孔質板。具備夾著裝載臺2設置的兩側的支承柱6，6與延伸在X方向的導桿7的橋8，跨在裝載臺2上設置。滑件10設置成能沿著形成在導桿7的導件9移動于X方向，被馬達M2驅動。此滑件10通過上下方向的位置調整機構安裝在吸引機構20。位于吸引機構20下部的吸引墊21，如圖4所示，設有在下面側產生朝上的吸引作用的減壓空間部P、與在將此減壓空間部P夾在內側的左右部位噴出朝下的空氣的噴出孔23。本實施形態中，在吸引墊21的下面中央設置空氣吸引孔22，借由從此空氣吸引孔22吸引空氣以形成前述減壓空間部P。具體而言，如圖5(a)所示，在吸引墊21的下面中心設置空氣吸引孔22，在其左右位置配置彼此平行的長圓狀噴出孔23，23。又，如圖5(b)所示，可將空氣吸引孔22與噴出孔23作成相同的長圓狀，或也可如圖5(c)所示，將噴出孔23作成圓弧狀的長孔配置成圍繞中心的空氣吸引孔22。空氣吸引孔22通過吸引空氣通路25連通于未圖示的空氣吸引源(真空泵)，噴出孔23則通過噴出空氣通路26連通于未圖示的空氣供應源(壓縮空氣供應裝置、高壓鋼瓶等)。圖4所示的實施例中，是將支承吸引墊21的軸27以彼此隔著間隙配置的內筒28與外筒29的雙層管形成，以內筒28的內部為吸引空氣通路25、而以內筒28與外筒29間之間隙為噴出空氣通路26。將此等吸引空氣通路25、噴出空氣通路26與各自的空氣源相連接的管線設備，在圖I中是省略的。又，如圖I所示，安裝有用以檢測脆性材料基板W的位置的攝影機14，攝影機14拍攝的影像顯示于監視器15。以攝影機14拍攝設在裝載臺2上的脆性材料基板W的角隅部表面的位置特定用對準標記，據以進行脆性材料基板W的定位。若對準標記是位于基準設定位置的話，即開始折斷作業。但若對準標記相對基準設定位置有偏差的話，則檢測該偏差量，一邊觀察監視器的影像、一邊以手作業或以機械臂自動的使脆性材料基板W在裝載臺2上移動直到無位置偏差為止，以修正該偏差。接著，說明此折斷裝置的動作。在前工藝的劃線步驟中，已于脆性材料基板W形成劃線(切槽)S，以此劃線S與吸引墊21的行走方向一致的方式將基板W裝載于裝載臺2，以空氣吸附孔11加以吸附保持。
其次，配置成吸引墊21位于待分斷的劃線S的上方、且劃線S位于左右噴出孔23，23之間。進一步的，將吸入墊降至脆性材料基板W的表面附近，沿著劃線S從端部移動。借由此吸引墊21的移動，如圖4所示，脆性材料基板W即被來自吸引墊21的空氣吸引孔22的吸引空氣吸引設置劃線S的部分，同時劃線S的兩側部分被來自噴出孔23的噴出空氣(降流)按壓，因此即以劃線S為頂點而略被彎曲成倒V字形，沿著劃線S被折斷。為避免基板W彎曲時脆性材料基板W接觸吸引墊21，脆性材料基板W與吸引墊21之間隔是被預先設定。如此，即能在吸引墊21不接觸脆性材料基板W的情形下，沿著劃線S依序分斷基板W。又，使用吸引墊21折斷脆性材料基板W時，在裝載臺2上吸附保持脆性材料基板W的空氣吸附孔11的吸附力，必須設定在容許以吸引墊21的空氣吸引孔22使脆性材料基板進行倒V字形彎曲的范圍內。因此，最好是能與吸引墊21的吸引動作連動，使裝載臺2的空氣吸附孔11的吸附力弱至容許倒V字形彎曲的范圍內，或將空氣吸附孔11的吸附力設定在恒容許倒V字形彎曲的范圍內。具體而言，將吸引墊21的空氣吸引孔22的向上的吸引力設定為大于裝載臺2的空氣吸附孔21的向下的吸附力，以能暫時且局部的吸起的方式調整空氣吸附力的平衡。
接著，說明變形例。圖6及圖7(a)顯示本發明的吸引墊的其它實施例。此吸引墊21a是以沿劃線S延伸的長條體形成，其下面設有在長度方向并列延伸的空氣吸引孔22a與噴出孔23a。此包含空氣吸引孔22a與噴出孔23a的吸引墊21a的長度，是以能涵蓋待分斷的一條劃線S的尺寸形成。如此，即能將一整條劃線S —次折斷，謀求人工操作的效率化。當然，也可將吸引墊21a的朝度形成的較短，分數次沿劃線S間歇性的移動來進行折斷。又，上述空氣吸引孔22a雖以圖7(a)所示的細長延伸的長圓形較佳，但也可如圖7(b)所示是沿直線方向隔著一定間隔形成的圓形孔。同樣的，雖未圖示，但噴出孔23a也可取代細長的長圓形而作成沿直線方向隔著一定間隔形成的圓形孔。又，上述實施例中，作為將脆性材料基板W在裝載臺2上保持在定位置的保持手段，雖利用空氣吸附孔11的吸附力，但不限于此。也可例如圖8所示，在裝載臺2上設置抵接于脆性材料基板W側端緣的定位銷30以進行定位，并保持成在吸引墊21的動作時脆性材料基板W不至產生X方向及Y方向的橫向偏移。此場合，由于并無向下吸附力的作用，因此吸引墊21的吸引力也可設定得較上述實施例小。此外，雖未圖示，但也可作成于吸引墊21的動作時，在容許脆性材料基板W的倒V字形彎曲的范圍內以夾子等的夾具輕輕的保持脆性材料基板W的緣部。又，圖I 圖4所示實施例中，使吸引墊21沿著脆性材料基板W的劃線S移動，但也可相反的，先使吸引墊21停止在定位置后使裝載了脆性材料基板W的裝載臺2沿劃線S的方向移動。接著，說明吸引墊的其它實施例。圖9及圖10顯示于吸引墊的減壓空間部P的形成，使用回旋下降流的實施例的圖。此吸引墊21b在下面形成有凹部25，在凹部25的外周側側面形成有多個噴出孔23b。空氣從噴出孔23b朝著半徑方向內側吹出。在凹部25的中央形成有具越往下方越細徑的方式形成的圓錐狀側面26的圓柱狀凸部27，并作成從噴出孔23b吹出的空氣撞擊圓錐狀側面26。借由作成此種構造，從噴出孔23b噴出的空氣會成為渦流而一邊回旋一邊向下方噴出，形成回旋下降流。借由此回旋下降流形成的“氣旋效果”，回旋流的中心部減壓，其結果在中央形成具有吸引力的減壓空間部P，且其周圍存在下降流。承上所述，借由將此吸引墊21b相對脆性材料基板W在略上方隔一距離的狀態下相對移動，即能與圖4所說明的實施例同樣的，以回旋流中心部的吸引力吸引形成在脆性材料基板W的劃線S的上方部分，并借由向下的回旋下降流將吸引部分的周邊壓向下方。如此，即能確實的在脆性材料基板W與吸引墊21b不至接觸的情形下，以劃線S為頂點使基板W彎曲成倒V字形，沿著劃線S折斷脆性材料基板W。根據此方法，由于僅借由噴出空氣即能形成減空間部P，因此只要有空氣供應源即可，不再需要真空泵等的空氣吸引機構。以上，雖針對本發明的代表性的實施例作了說明，但本發明當然不受限于上述實施例的構成。例如，可將多個吸引墊21b排成直列加以使用。此外，將吸引墊21、21b般的掃描型吸引機構20安裝在用以加工出劃線的劃線裝置，以構成具備劃線形成手段與折斷手段的劃線折斷裝置也是可能的。除此之外，本發明可 在達成其目的且不脫離申請專利范圍的范圍內，適當的進行各種修正、變更。產業上的可利用性本發明可適用于沿著劃線分斷玻璃基板、半導體基板等脆性材料的折斷裝置。
權利要求
1.ー種脆性材料基板的折斷裝置，其特征在于其由用來將形成有劃線的脆性材料基板以形成有當該劃線的面朝上的姿勢加以裝載的裝載臺、將該脆性材料基板在該裝載臺上保持于定位置的保持手段、及配置在該裝載臺上方的吸引墊構成； 該吸引墊具備于其下面側產生朝上的吸引作用的減壓空間部、及挾著此減壓空間部至少從左右兩側的部位噴出朝下的空氣的噴出孔，借由該吸引墊的減壓空間部產生的朝上的吸引作用于劃在線進行吸引，并以從該噴出孔噴出的空氣將該劃線的左右兩側部分向下方按壓，據以折斷該脆性材料基板。
2.如權利要求I所述的脆性材料基板的折斷裝置，其特征在于該吸引墊具備朝下開ロ的空氣吸引孔，借由從此空氣吸引孔吸引空氣據以形成該減壓空間部。
3.如權利要求I所述的脆性材料基板的折斷裝置，其特征在于該吸引墊在下面形成有凹部，在該凹部中央形成具有以越往下方直徑越細的方式形成的圓錐狀側面的圓柱狀突部，從該噴出孔吹出的空氣撞擊該圓錐狀側面后即形成朝下方ー邊回旋ー邊下降的回旋下降流，借由當該回旋下降流形成的氣旋效果在該凹部中央形成該減壓空間部。
4.如權利要求I至3中任ー權利要求所述的脆性材料基板的折斷裝置，其特征在于該吸引墊形成為可相對裝載了脆性材料基板的裝載臺，沿劃線的方向相對移動。
5.如權利要求I或2中任ー權利要求所述的脆性材料基板的折斷裝置，其特征在于該吸引墊是以沿劃線延伸的長條體形成。
6.如權利要求I至3中任ー權利要求所述的脆性材料基板的折斷裝置，其特征在于脆性材料基板的保持手段包含形成于該裝載臺的多數個吸附孔或多孔質板，借由來自此吸附孔或多孔質板的吸引空氣吸附保持脆性材料基板，此吸附孔或多孔質板的脆性材料基板的吸附力，至少在吸引墊的動作時設定為在容許脆性材料基板的倒V字形彎曲的范圍內。
7.ー種脆性材料基板的折斷方法，其特征在于其將形成有劃線的脆性材料基板以設有該劃線的面朝上的方式裝載于裝載臺上并保持于定位置； 將下面側具備可產生朝上吸引作用的減壓空間部與夾著此減壓空間部至少從左右兩側的部位噴出朝下的空氣的噴出孔的吸引墊，以該下面朝向裝載臺上的脆性材料基板的方式配置在裝載臺上方； 借由該吸引墊的該減壓空間部產生的朝上的吸引作用，吸引形成在該脆性材料基板的劃線的上方部分，并以從該噴出孔噴出的空氣按壓劃線的左右兩側部分，據以折斷該脆性材料基板。
全文摘要
本發明提供一種沿著劃線以非接觸方式折斷脆性材料基板的折斷裝置。是由用來以形成有劃線S的面朝上的姿勢加以裝載的裝載臺2、將脆性材料基板W在裝載臺2上保持于定位置的保持手段11、及配置在裝載臺2上方的吸引墊21構成，吸引墊21具備于下面側產生朝上的吸引作用的減壓空間部P、及挾著此減壓空間部P至少從左右兩側的部位噴出朝下的空氣的噴出孔23，借由吸引墊21的減壓空間部P產生的朝上的吸引作用于劃線S上進行吸引，并以從噴出孔23噴出的空氣將劃線S的左右兩側部分按壓向下方，據以折斷脆性材料基板W。
文檔編號C03B33/02GK102729341SQ20121006288
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月7日 優先權日2011年4月6日
發明者富永圭介 申請人:三星鉆石工業股份有限公司