(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割線を形成した基板の、前記分割線と交差する両側縁を受け入れて案内する案内溝をそれぞれ形成して平行に配設された一対の固定側案内部材と、
前記案内溝の延長線上に位置する案内溝をそれぞれ有するとともに、前記固定側案内部材との間の中間点を中心に上方ないし下方へ揺動可能な一対の可動側案内部材と、
基板を前記固定側案内部材から前記可動側案内部材へ送り込んで、その分割線が中間点を通るように前記基板を位置決めする位置決め手段と、
前記基板を位置決めした状態で一方の前記可動側案内部材を揺動させる揺動駆動手段と、
前記一方の可動側案内部材と他方の可動側案内部材の揺動相対変位に応じた揺動力を前記一方の可動側案内部材から前記他方の可動側案内部材へ伝達する揺動力伝達手段とを具備する基板分割装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミックあるいはガラス等の基板を所定の大きさに分割する基板分割装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッドＩＣ等の回路形成を終えたセラミック基板等をチップに分割する際には、焼成前に金型等によって予め基板Ｍの表面に図７（Ａ）に示すように縦横に形成したｘ，ｙの分割線に沿って所定の大きさに割る。この分割作業は従来人手で行われているが、作業効率が悪い上に、近年の回路実装面積の増大に伴って基板Ｍ周縁の掴み代が減少しているため、分割作業自体が困難になっている。
【０００３】
そこで、例えば特開平５−１２１４０３１号公報には、分割線を形成したセラミック基板の片側を把持する一対のチャックを設けて、一方のチャックを他方のチャックに対して揺動させることにより、セラミック基板を分割線に沿って自動分割する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案の方法は、セラミック基板の片側を人手に代えてチャックで強力に把持することにより、基板周縁の掴み代の減少に対応するものである。しかし、基板の損傷を防止しつつこれを確実に把持するためには、掴み代をある程度大きく確保することは避けられないとともに、基板を強力に把持する毎に、チャック面に設けた弾性樹脂体に大きな繰り返し応力が生じてその寿命が低下する懸念がある。また、分割線に沿って基板が割れる際に、把持されていない基板分割片の他端側が大きく振れて基板本体や他部材等と干渉し、破損するおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、基板分割時の掴み代を小さくして基板の回路実装率を向上させることができるとともに、装置寿命が長くかつ基板損傷のおそれもない基板分割装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の基板分割装置では、分割線（ｘ，ｙ）を形成した基板（Ｍ）の、分割線（ｘ，ｙ）と交差する両側縁（Ｓ１，Ｓ２）を受け入れて案内する案内溝（１１）をそれぞれ形成して平行に配設された一対の固定側案内部材（１Ａ，１Ｂ）と、案内溝（１１）の延長線上に位置する案内溝（２１）をそれぞれ有するとともに、固定側案内部材（１Ａ，１Ｂ）との間の中間点を中心に上方ないし下方へ揺動可能な一対の可動側案内部材（２Ａ，２Ｂ）と、基板（Ｍ）を固定側案内部材（１Ａ，１Ｂ）から可動側案内部材（２Ａ，２Ｂ）へ送り込んで、その分割線（ｘ，ｙ）が上記中間点を通るように基板（Ｍ）を位置決めする位置決め手段（３，４）と、基板（Ｍ）を位置決めした状態で一方の可動側案内部材（２Ａ）を揺動させる揺動駆動手段（２５，２６）と、一方の可動側案内部材（２Ａ）と他方の可動側案内部材（２Ｂ）の揺動相対変位に応じた揺動力を一方の可動側案内部材（２Ａ）から他方の可動側案内部材（２Ｂ）へ伝達する揺動力伝達手段（６）とを具備している。ここで、駆動力伝達手段は、所定の捩じれおよび曲げ変形を生じる金属バー等で構成することができ、この金属バーで両可動側案内部材を結合する。なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【０００７】
本発明においては、各一対の固定側案内部材と可動側案内部材の案内溝内に基板の両側縁を受け入れて保持するようにしているから、従来のように基板の片側のみをチャッキングするのに比して、掴み代を小さくしても基板を安定に保持できる。したがって、基板上の回路実装面積を増大させることができるとともに、基板の片側を強力にチャックする必要がないから、チャック面に設けた弾性樹脂体が疲労する等の問題はなく、装置寿命が長い。また、基板の両側縁を案内溝で規制しているから、分割線に沿って割れる際に基板分割片の他端が大きく振れて損傷する等の問題も生じない。そして、揺動力伝達手段により、他方の可動側案内部材へは両可動側案内部材の揺動相対変位に応じた揺動力を一方の可動側案内部材から伝達するようにしているから、基板の「割れ」は常に、一方の可動側案内部材に保持された分割線の一端側から他端側へ向かって進行させられ、この結果、分割線を大きく外れた「割れ」が基板に生じることが防止される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１には分割装置の正面図を示す。分割装置はフロアＦ上に据えつけられた架台７を有し、架台７上にはその左右位置にガイドレール７１が設けられて、図２に示すように、架台７の長手方向へ一定長で延びている。これらガイドレール７１上にはスライダ７２を介して移動基台７３が設けられており、移動基台７３は架台７上に設けた駆動シリンダ７４のロッド７４１に結合されている。これにより、駆動シリンダ７４のロッド７４１の伸縮に伴って移動基台７３が前後方向（図２の左右方向）の所定位置へ移動させられる。
【０００９】
移動基台７３の左右両端には支持台７５（図１）が立設され、各支持台７５の上半部にはこれを貫通してそれぞれ軸体２２，２３が設けられている。各軸体２２，２３はその軸心回りに回転可能かつ軸方向へ移動可能に支持台７５に支持されている。各軸体２２，２３の先端には揺動板２４が設けられている。左右の揺動板２４は同一形状で、図２に示すように、矩形の本体部２４１と、これより下方へ突出する略台形の連結部２４２とよりなり、本体部２４１の板面には案内溝２１を形成した可動側案内部材２Ａ，２Ｂ（図１）が設けられている。
【００１０】
可動側案内部材２Ａ，２Ｂは軸体２２，２３の軸心から水平方向へ延びる矩形のブロック体で、その端面中央に水平に延びる上記案内溝２１が形成されている。図１において、軸体２２には駆動板２５が設けられている。この駆動板２５は、図３に示すように、上端部が相対回転可能に軸体２２に嵌装されるとともに下端部は二股状になって、その凹所内に、駆動シリンダ２６から突出するロッド２６１先端の駆動ピン２６２が位置している。したがって、図３の退入位置からロッド２６１が進出すると、図の鎖線で示すように駆動板２５が揺動させられる。
【００１１】
駆動板２５の板面中間位置には、揺動力伝達手段としての金属バー６の一端が嵌着固定されており、この金属バー６は、図１に示すように、各軸体２２，２３に設けた揺動板２４の下端部を隙を有して貫通して、軸体２３に設けた従動板２７の下端部に嵌着固定されている。この従動板２７の上端部は相対回転可能に軸体２３に嵌装されている。
【００１２】
図１において、架台７上には、図略の支持体に支持されて、左右位置を平行に延びる固定側案内部材１Ａ，１Ｂが設けられている。固定側案内部材１Ｂは図２に示すように架台７の長手方向へ延び、下側に位置する主案内部材１２と上側に位置する副案内部材１３，１４より構成されている。左右の主案内部材１２上の副案内部材１３は対向方向の外方へ一定量逃げており、左右の主案内部材１２上には、ロボットアーム等によって、基板Ｍがその分割線ｘ（図７参照）と直交する両側縁Ｓ１，Ｓ２にて載置される。主案内部材１２上の前端（図２の右端）に位置する副案内部材１４は主案内部材１２と面一に位置するとともに（図１）主案内部材１２との間に案内溝１１を形成しており、これら案内溝１１内に基板Ｍの上記両側縁Ｓ１，Ｓ２が受け入れられる。なお、上記軸体２２，２３（図１）はその基端が連結板２２１，２３１により駆動シリンダ２８，２９のロッド２８１，２９１先端と結合されており、各ロッド２８１，２９１が図１の進出状態から退入すると、これに伴って各軸体２２，２３が対向方向へ進出して、その先端に設けた各可動側案内部材２Ａ，２Ｂの案内溝２１が左右の固定側案内部材１Ａ，１Ｂの案内溝１１の延長線上に至る。
【００１３】
図２において、架台７上にはさらに、その長手方向へ延びるガイドレール７６が設けられており、このガイドレール７６上にはスライダ７７を介して略Ｕ字形の支持体７８が載置されている。スライダ７７はロッドレスシリンダ７９によりガイドレール７６上を移動させられる。上記支持体７８の前後の立壁間にはスライドシャフト７８１が水平姿勢で架設されており、このスライドシャフト７８１に摺動可能にプッシャ３の基体３１が装着されている。基体３１の前端上面からはＬ字状に屈曲したプッシャ腕３２が突出し、その先端には樹脂ブロックの押圧体３３が固定されて、固定側案内部材１Ｂと同一高さに位置している。なお、基体３１は、これと支持体７８の後壁との間に設けたバネ部材３４により前方（図２の右方）へ付勢されている。また、基体３１の後端上面からは支持体７８の後壁に向けて遮光板３５が延びており、基体３１がスライドシャフト７８１上を一定量後方へ移動すると、遮光板３５の先端が、後壁に設けたホトセンサ（図示略）の光を遮ってセンサ信号が発せられる。
【００１４】
支持台７を介して上記プッシャ３とは反対位置にストッパ４が設けられており、そのストッパ腕４１は上記プッシャ腕３２の方向へ向く同形のＬ字状をなして、その先端に樹脂ブロックの押圧体４２が固定されている。この押圧体４２は可動側案内部材２Ａ，２Ｂや固定側案内部材１Ａ，１Ｂと同一高さに位置している。なお、ストッパ腕４１は図１に示すように、Ｌ字状に屈曲した基体４３の水平部上に支持されて、左右の固定側案内部材１Ａ，１Ｂの中間に位置している。基体４３はその垂直部が図略のボールネジ機構に結合されており、サーボモータによって、前後方向（図２の左右方向）の所定位置へ移動させられる。
【００１５】
このような構造の分割装置において、左右の固定側案内部材１Ａ，１Ｂの主案内部材１２上に基板Ｍの両側縁Ｓ１，Ｓ２を載置した後、軸体２２，２３を対向方向へ進出させて、その先端に設けた各可動側案内部材２Ａ，２Ｂの案内溝２１を、固定側案内部材１Ａ，１Ｂの案内溝１１の延長線上に一致させる。同時に、支持台７５を後退移動（図２の左方）させて、各可動側案内部材２Ａ，２Ｂの後端を固定側案内部材１Ａ，１Ｂの前端に近接させる（図４の状態）。この時、ストッパ４も固定側案内部材１Ａ，１Ｂに向けて後退移動させられて、その押圧体４２が、固定側案内部材１Ａ，１Ｂの前端に対して所定位置に位置決めされる。この状態で、プッシャ３をストッパ４の方向へ前進移動させると、移動過程でその押圧体３３が基板Ｍの後端面に当接し、基板Ｍを、図４に示すように、固定側案内部材１Ａ，１Ｂの案内溝１１を経て、その前端面が押圧体４２に当接するまで可動側案内部材２Ａ，２Ｂの案内溝２１内へ押し込む。
【００１６】
基板Ｍがストッパ４の押圧体４２に当たると、プッシャ３はバネ部材３４のバネ力に抗して後退し、その遮光板３５によりホトセンサの光が遮られてセンサ信号が発せられる。この結果、支持体７８が戻り後退させられる。これにより、基板Ｍが過度な力でストッパ４に押しつけられるのが防止される。ストッパ４によって位置決めされた基板Ｍは、図５に示すように、その分割線ｘが固定側案内部材１Ａ，１Ｂ（一方のみ図示）と可動側案内部材２Ａ，２Ｂの間に来るとともに、分割線ｘの直下の基板Ｍ下面位置がほぼ軸体２３の軸心Ｏに一致する。
【００１７】
上記のように基板Ｍを位置決めした後、ストッパ４を原位置へ後退させ、続いて、駆動シリンダ２６（図３）のロッド２６１を進出させると、駆動板２５および金属バー６を介して左右の揺動片２４およびこれらに設けた可動側案内部材２Ａ，２Ｂが図４の鎖線で示すように軸体２２，２３の軸心Ｏ（図５）回りに下方へ揺動し、これに伴って基板Ｍが分割線ｘに沿って分割される。この時、可動側案内部材２Ｂの揺動力は、介在する金属バー６が捩じれおよび曲げ変形することにより、可動側案内部材２Ａとの揺動相対変位に応じたものとなる。すなわち、可動側案内部材２Ａが揺動を開始してその案内溝２１が基板Ｍの表面に当たり、その揺動力によって基板Ｍの分割線ｘの一端で「割れ」が生じ始めても、可動側案内部材２Ｂには未だ十分な揺動力が生じず、分割線ｘの他端では「割れ」は生じない。可動側案内部材２Ａがさらに揺動し、分割線ｘの一端での「割れ」が他端に向かって伝達し始めると、この時の両可動側案内部材２Ａ，２Ｂの揺動相対変位が大きくなるため、金属バー６を介した可動側案内部材２Ｂの揺動力は大きくなり、この結果、分割線ｘにおける「割れ」は急速に他端に向かって伝達する。このように、基板Ｍの「割れ」が常に分割線ｘの一端から他端へ向かって進行させられる結果、上記「割れ」は確実に分割線ｘ上を進行し、分割線ｘから大きく外れることはない。
【００１８】
基板Ｍを分割すると、駆動シリンダ２６のロッド２６１が後退して可動側案内部材２Ａ，２Ｂは傾斜姿勢から再び水平姿勢に戻るが、この間、分割線ｘで基板Ｍから分離された分割片Ｍ１（図７（Ｂ）参照）は摩擦力で可動側案内部材２Ａ，２Ｂの案内溝２１内に留まり、脱落することはない。可動側案内部材２Ａ，２Ｂが水平姿勢に戻ると、駆動シリンダ７４により支持体７５が後退移動させられ、可動側案内部材２Ａ，２Ｂが固定側連結部材１Ａ，１Ｂから離れる（図２の状態）。この状態で、上記分割片Ｍ１の長辺をロボットアーム等で掴んだ後、駆動シリンダ２８，２９によって各可動側案内部材２Ａ，２Ｂを互いに離間する方向へ後退させると（図１の状態）、分割片Ｍ１の両端縁が案内溝２１から脱し、分割片Ｍ１をロボットアーム等により次工程へ搬送することが可能となる。
【００１９】
なお、本実施形態では、図６に示すように、基板Ｍの側縁Ｓ１，Ｓ２（一方のみ図示）外周と案内溝１１の内周面との間に基板厚さの１／１０程度の隙Ｌを形成してある。このようにした方が、基板Ｍの製造誤差を吸収してプッシャ３による送りをスムーズに行うことができる。
【００２０】
このような分割装置を２台設ければ、図７（Ａ）から（Ｂ）に示すように最初にｘ分割線に沿った分割を行い、続いて方向を変えて図７（Ｃ）から（Ｄ）に示すようにｙ分割線に沿った分割を行うことができる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、可動側案内部材２Ａ，２Ｂを軸体２２，２３の軸心を中心に下方へ揺動させたが、分割線が基板Ｍの下面に形成されている場合には、軸心Ｏを基板Ｍの上面に位置させて可動側案内部材２Ａ，２Ｂを上方へ揺動させる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の基板分割装置によれば、基板分割時の掴み代を小さくして基板の回路実装率を向上させることができるとともに、装置寿命を長くでき、かつ基板損傷のおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板分割装置の部分断面正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う、基板分割装置の部分断面側面図である。
【図３】図１のＩＩＩ  −ＩＩＩ  線に沿う、駆動板設置部の部分断面側面図である。
【図４】固定側案内部材に接近した揺動板の正面図である。
【図５】図４のＡ部拡大断面図である。
【図６】案内溝内に受け入れられた基板側縁の拡大断面図である。
【図７】基板の分割工程を示す平面図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ…固定側案内部材、１１…案内溝、２Ａ，２Ｂ…可動側案内部材、２１…案内溝、２５…揺動板（揺動駆動手段）、２６…駆動シリンダ（揺動駆動手段）、３…プッシャ（位置決め手段）、４…ストッパ（位置決め手段）、６…金属バー（揺動力伝達手段）、Ｍ…基板、側縁…Ｓ１，Ｓ２、ｘ，ｙ…分割線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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