(57)【要約】【課題】製品に損傷を与えることなく、製品を基板から切り出す。【解決手段】端材除去装置１は、スクライブラインＳが形成された基板Ｍから端材Ｍａを分割除去することで製品Ｐを切り出す装置である。端材除去装置１は、チャック部材１３と、外方移動部２３とを備えている。チャック部材１３は、端材Ｍａを把持する。外方移動部２３は、端材Ｍａを把持したチャック部材１３を外方に移動させながら傾けることで、端材Ｍａを製品Ｐから切り離す。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクライブラインが形成された基板から端材を分割除去することで製品を切り出す端材除去装置であって、
前記端材を把持する把持部と、
前記端材を把持した前記把持部を外方に移動させながら傾けることで、前記端材を前記製品から切り離す外方移動部と、
を備えた、端材除去装置。
【請求項２】
前記製品を吸着固定する吸着台をさらに備えている、請求項１に記載の端材除去装置。
【請求項３】
前記吸着台は、前記製品の輪郭に対応した輪郭を有する、請求項２に記載の端材除去装置。
【請求項４】
スクライブラインが形成された基板から端材を分割除去することで製品を切り出す端材除去方法であって、
前記端材を把持するステップと、
前記端材を把持した状態で当該端材を外方へ引っ張るステップと、
前記端材を引っ張った状態で傾けるステップと、
を備えた、端材除去方法。
【請求項５】
前記基板の製品を吸着固定するステップをさらに備える、請求項４に記載の端材除去方法。
【請求項６】
前記製品を吸着固定するステップでは、前記製品の輪郭に対応した輪郭を有する吸着台によって、前記製品を吸着固定する、請求項５に記載の端材除去方法。
【請求項７】
前記端材を複数に分割するための補助スクライブラインを形成するステップをさらに備える、請求項４〜６のいずれかに記載の端材除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端材除去装置及び端材除去方法に関し、特に、基板から端材を分割除去することで製品を切り出す端材除去装置及び端材除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、脆性材料基板から製品を切り出す際、不要な部分である端材を基板から除去する装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
上記の装置では、最初に基板にスクライブラインを形成し、その後スクライブラインに沿って基板に曲げモーメントを加えてブレイクする。スクライブラインが全て直線からなる場合には、当該直線形状の押さえ部材が用いられる。一方、スクライブラインが異型の場合には、当該異型の押さえ部材が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１３／１７５５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スクライブラインが直線の場合は、曲げモーメントをスクライブラインに均等に加えることは、比較的容易である。
しかし、取り出すべき製品が異型の場合には、当該形状を有する押圧部材を用意したとしても、スクライブラインに曲げモーメントを均等に加えることが難しい。したがって、スクライブラインの分割精度が低下して、そのため製品の分割面に破損が生じることがあった。
なお、異型とは、縁形状が少なくとも部分的に直線以外の形状（例えば、曲線、複雑な折れ曲がり部）を含んだ形状をいう。
【０００５】
本発明の目的は、製品に損傷を与えることなく、基板から製品を切り出すことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一見地に係る端材除去装置は、スクライブラインが形成された基板から端材を分割除去することで製品を切り出す装置である。端材除去装置は、把持部と、外方移動部とを備えている。なお、製品とは、基板において、端材が切り離された後に残る部分を意味する。
把持部は、端材を把持する。
外方移動部は、端材を把持した把持部を外方に移動させながら傾けることで、端材を製品から切り離す。
この装置では、外方移動部が把持部を外方に移動させながら傾けることで、それによって製品と端材との間の亀裂が進展し、亀裂進展が完了した瞬間に端材が製品から引き剥がされる。この場合、曲げモーメントが従来に比べてより均等にスクライブラインに加わるので、その結果、製品に損傷が生じにくい。
【０００７】
端材除去装置は、製品を吸着固定する吸着台をさらに備えていてもよい。
【０００８】
吸着台は、製品の輪郭に対応した輪郭を有していてもよい。
【０００９】
本発明の他の見地に係る端材除去方法は、スクライブラインが形成された基板から端材を分割除去することで製品を切り出す方法である。端材除去方法は、下記のステップを備えている。
◎端材を把持するステップ
◎端材を把持した状態で当該端材を外方へ引っ張るステップ
◎端材を引っ張った状態で傾けるステップ
この方法では、端材を外方に引っ張った状態で傾けることで、それにより製品と端材との間の亀裂が進展し、亀裂進展が完了した瞬間に端材が製品から引き剥がされる。この場合、従曲げモーメントが来に比べてより均等にスクライブラインに加わるので、製品に損傷が生じにくい。
【００１０】
端材除去方法は、基板の製品を吸着固定するステップをさらに備えていてもよい。
【００１１】
製品を吸着固定するステップでは、製品の輪郭に対応した輪郭を有する吸着台によって、製品を吸着固定してもよい。
【００１２】
端材除去方法は、端材を複数に分割するための補助スクライブラインを形成するステップをさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る端材除去装置及び端材除去方法では、製品に損傷を与えることなく、基板から製品を切り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る端材除去装置の正面図であり、端材分離除去方法の第１段階を示す正面図。
【図２】端材除去装置の制御構成を示すブロック図。
【図３】端材除去装置の制御動作を示すフローチャート。
【図４】端材分離除去方法の第２段階を示す正面図。
【図５】端材分離除去方法の第３段階を示す正面図。
【図６】端材分離除去方法の第１段階を示す模式的正面図。
【図７】端材分離除去方法の第２段階を示す模式的正面図。
【図８】端材分離除去方法の第３段階を示す模式的正面図。
【図９】端材分離除去方法の第１例を示す概略斜視図。
【図１０】端材分離除去方法の第１例を示す概略斜視図。
【図１１】端材分離除去方法の第２例を示す概略平面図。
【図１２】端材分離除去方法の第２例を示す概略平面図。
【図１３】端材分離除去方法の第２例を示す概略平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．第１実施形態
（１）端材除去装置の構成
図１を用いて、端材除去装置１を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る端材除去装置の正面図であり、端材分離除去方法の第１段階を示す正面図である。図１では、左右方向をＸ方向として、紙面直交方向をＹ方向とする。
端材除去装置１は、スクライブラインが形成された基板から端材を分割除去することで製品を切り出す装置である。
【００１６】
端材除去装置１は、保持テーブル３（吸着台の一例）を有している。保持テーブル３は、水平な吸着面３ａを有しており、そこには加工対象となるマザー基板Ｍが載置される。保持テーブル３の吸着面３ａには、マザー基板Ｍを安定保持する多数のエア吸着孔（図示せず）が設けられている。
保持テーブル３は、特に、マザー基板Ｍの製品Ｐの部分を吸着固定する吸着台である。保持テーブル３は、製品の輪郭に対応した輪郭を有する。
本実施形態では、マザー基板Ｍは、２枚の基板Ｍ１，Ｍ２からなる合わせガラスである。基板Ｍ１及び基板Ｍ２には、スクライブ装置（図示せず）の上下のカッターホイールによってスクライブラインＳが形成されている。
【００１７】
端材除去装置１は、チャック機構１１を有している。チャック機構１１は、保持テーブル３の吸着面３ａからはみ出したマザー基板Ｍの一端を掴むように把持する装置である。
チャック機構１１は、チャック部材１３（把持部の一例）を有している。チャック部材１３は、開閉自在に構成されており、保持テーブル３の上面からはみ出したマザー基板Ｍの端材Ｍａを掴むように把持する。
チャック機構１１は、チャック部材１３を駆動するための把持動作機構１５（図２）を有している。把持動作機構１５は、例えば、圧力シリンダを有している。
【００１８】
端材除去装置１は、回動機構１７を有している。回動機構１７は、チャック部材１３がＹ方向に延びる軸を支点として所定角度だけ回動できるように、チャック部材１３を保持している。回動機構１７は、例えば、回転モータを有している。
端材除去装置１は、昇降機構１９を有している。昇降機構１９は、チャック部材１３及び回動機構１７を昇降させるための装置である。昇降機構１９は、例えば、圧力シリンダを有している。
【００１９】
端材除去装置１は、水平方向駆動機構２１を有している。水平方向駆動機構２１は、昇降機構１９を水平方向に移動するための装置である。水平方向駆動機構２１は、例えば、圧力シリンダを有している。
上述した回動機構１７、昇降機構１９及び水平方向駆動機構２１は、端材Ｍａを把持したチャック部材１３を外方に移動させながら傾けることで、端材Ｍａを製品Ｐから切り離す外方移動部２３を構成している。外方移動部２３がチャック部材１３を外方に移動させながら傾けることで、それによって製品Ｐと端材Ｍａとの間の亀裂が進展し、亀裂進展が完了した瞬間に端材Ｍａが製品Ｐから引き剥がされる。この場合、曲げモーメントが従来に比べてより均等にスクライブラインに加わるので、製品に損傷が生じにくい。
【００２０】
図２を用いて、端材除去装置１の制御構成を説明する。図２は、端材除去装置の制御構成を示すブロック図である。端材除去装置１は、制御部３１を有している。制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを有するコンピュータから構成されている。制御部３１は、記憶部に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
この実施形態では、制御部３１は、把持動作機構１５、回動機構１７、昇降機構１９、水平方向駆動機構２１を制御できる。
【００２１】
制御部３１には、図示しないが、各種センサ及び入力スイッチが接続されている。
なお、制御部３１は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
【００２２】
（２）端材除去装置の動作
次に、図３〜図８を用いて、端材の除去方法を説明する。図３は、端材除去装置の制御動作を示すフローチャートである。図４及び図５は、端材分離除去方法の各段階を示す正面図である。図６〜図８は、端材分離除去方法の各段階を示す模式的正面図である。
以下に説明する制御動作では、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
以下の制御動作は、制御部３１が把持動作機構１５、回動機構１７、昇降機構１９及び水平方向駆動機構２１に制御信号を送信することで実行される。
【００２３】
マザー基板Ｍは、保持テーブル３の端縁部分から端材相当部分が突き出た状態で載置される。
図３のステップＳ１では、図１に示すように、チャック部材１３をマザー基板Ｍに向かって移動させてマザー基板Ｍの端縁を把持させる（端材を把持するステップの一例）。
【００２４】
ステップＳ２では、図６に示すように、端材Ｍａを掴んだ状態でチャック部材１３を水平方向に移動させる動作を開始する。具体的には、水平方向駆動機構２１がチャック部材１３を水平方向に移動して張力を作用させる（端材を把持した状態で当該端材を外方へ引っ張るステップの一例）
ステップＳ３では、図４及び図７に示すように、チャック部材１３を斜め下方に傾斜するように回動させる（端材を引っ張った状態で傾けるステップの一例）動作が開始されるつまり、端材Ｍａには、水平方向の力と斜め下方への力が作用する。具体的には、水平方向駆動機構２１がチャック部材１３を水平方向に移動する状態を維持しつつ、昇降機構１９がチャック部材１３を回動させ、さらには昇降機構１９がチャック部材１３を下方に移動させる。
【００２５】
ステップＳ４では、図５及び図８に示すように、端材Ｍａがマザー基板Ｍから分離されるのを待つ。
ステップＳ５では、チャック部材１３の下方移動及び回動を停止する。
ステップＳ６では、チャック部材１３が端材Ｍａを下方に放棄する。つまり、チャック部材１３が斜め下方に傾斜するように回動して、端材Ｍａを下方に放棄する。端材Ｍａは      に収容される。
ステップＳ７では、チャック部材１３は初期位置に戻り、次回の端材分離除去のために待機する。
【００２６】
（３）端材分離除去方法の第１例
図９及び図１０を用いて、端材分離除去方法の第１例を説明する。図９及び図１０は、端材分離除去方法の第１例を示す概略斜視図である。
図９に示すように、マザー基板Ｍは、製品Ｐと、第１端材Ｍａ１と、第２端材Ｍａ２と、第３端材Ｍａ３と、を有している。製品Ｐと、第１端材Ｍａ１、第２端材Ｍａ２及び第３端材Ｍａ３とは、スクライブラインＳによって分割されている。
【００２７】
図９に示すように、製品Ｐは曲線部を有する異型である。より詳細には、製品Ｐは、３辺の直線部と、その端部から斜めに延びる２辺の直線部と、それらを結ぶ半円形状部とを有している。したがって、スクライブラインＳも異型になっている。
図９では、第１端材Ｍａ１と、第２端材Ｍａ２と、第３端材Ｍａ３の各々をチャック部材１３が保持している。第１端材Ｍａ１と第２端材Ｍａ２は、製品Ｐの半円形状部の中心の両側に配置されている。第３端材Ｍａ３は、製品Ｐの半円形状部と反対側の直線部に配置されている。この状態で、全てのチャック部材１３が前述の通りの動作を行うと、図１０に示すように、端材の分離除去が行われる。なお、複数の端材の分離除去は全てを同時に行う必要はなく、一つずつ行ってもよい。
【００２８】
さらに、この実施形態では、保持テーブル３の輪郭形状がスクライブラインＳに沿った（つまり、一致した）形状になっている。したがって、保持テーブル３の外縁にスクライブラインＳが一致するようにマザー基板Ｍを載せて吸着した状態で端材の分離除去を実行すれば、スクライブラインＳにおける亀裂分断が速やかに行われる。
さらにこの実施形態では、端材同士を複数に分割するための補助スクライブラインが形成されている。例えば、第１補助スクライブラインＳａ１、第２補助スクライブラインＳａ２、第３補助スクライブラインＳａ３である。第１補助スクライブラインＳａ１は、第１端材Ｍａ１と第２端材Ｍａ２との境界である。第２補助スクライブラインＳａ２は、第１端材Ｍａ１と第３端材Ｍａ３との境界である。第３補助スクライブラインＳａ３は、第２端材Ｍａ２と第３端材Ｍａ３との境界である。つまり、スクライブラインＳを形成する工程では、補助スクライブラインも形成される。
【００２９】
（４）端材分離除去方法の第１例
図１１〜図１３を用いて、端材分離除去方法の第２例を説明する。図１１〜図１３は、端材分離除去方法の第２例を示す概略平面図である。
図１１に示すように、マザー基板Ｍは、製品Ｐと、第１端材Ｍｂ１と、第２端材Ｍｂ２と、第３端材Ｍｂ３と、第４端材Ｍｂ４と、第５端材Ｍｂ５と、を有している。製品Ｐ及び各端材はスクライブラインＳによって互いに分割されている。
【００３０】
図１１に示すように、製品Ｐは曲線部を有する異型である。したがって、スクライブラインＳも異型になっている。製品Ｐの形状は前記実施形態と同じである。
この実施形態では、第１例の第１端材Ｍａ１が第１端材Ｍｂ１と第４端材Ｍｂ４に分割され、さらに、第１例の第２端材Ｍａ２が第２端材Ｍｂ２と第５端材Ｍｂ５に分割されている。第１端材Ｍｂ１と第４端材Ｍｂ４との間には、直線状の第１補助スクライブラインＳｂ１が形成されている。第２端材Ｍｂ２と第５端材Ｍｂ５との間には、直線状の第２補助スクライブラインＳｂ２が形成されている。この場合は、最初に、図１２に示すように、最初に第４端材Ｍｂ４及び第５端材Ｍｂ５が分割除去される。そして、次に、図１３に示すように、第１端材Ｍｂ１と、第２端材Ｍｂ２と、第３端材Ｍｂ３とが分割除去される。
【００３１】
第２例では、端材がさらに細かく分割されているので、第１例に比べて、分割除去作業がスムーズに（つまり、損傷を生じさせる可能性が少なく）行われる。
図１１では、各端材をチャック部材１３が保持している。この状態で、全てのチャック部材１３が前述の通りの動作を行うと、端材の分離除去が行われる。なお、複数の端材の分離除去は全てを同時に行う必要はなく、一つずつ行ってもよい。
【００３２】
さらに、この実施形態では、吸着台（図示せず）の輪郭形状がスクライブラインＳに沿った（一致した）形状になっている。したがって、吸着台の外縁にスクライブラインＳが一致するようにマザー基板Ｍを載せて吸着した状態で端材の分離除去を実行すれば、スクライブラインＳにおける亀裂分断が速やかに行われる。
さらにこの実施形態では、端材同士を複数に分割するための補助スクライブラインが形成されている。例えば、第１補助スクライブラインＳｂ１、第２補助スクライブラインＳｂ２、第３補助スクライブラインＳｂ３である。つまり、スクライブラインＳを形成するときには、補助スクライブラインも形成される。
【００３３】
２．他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
【００３４】
（１）基板の変形例
２枚の脆性材料基板を貼り合せた貼り合せ脆性材料基板には、ガラス基板を貼り合わせた液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネル等のフラットディスプレイパネルと、シリコン基板、サファイヤ基板等をガラス基板に貼り合わせた半導体基板とが含まれる。
【００３５】
基板の種類は特に限定されない。基板は、単板のガラス、半導体ウエハ、セラミック基板を含んでいる。
スクライブラインの形状は限定されない。前記実施形態では製品の形状は異型であったが、異型を含まない製品（直線からなる単純な形状、例えば、四角形）の切り出しにも本発明を適用できる。
【００３６】
（２）端材除去装置の変形例
チャック部材を駆動するための駆動機構の構成は前記実施形態に限定されない。
【００３７】
（３）端材除去方法の変形例
前記実施形態では、端材を引っ張った状態で傾けるステップの一例では、水平方向駆動機構２１がチャック部材１３を水平方向に移動するとともに、回動機構１７がチャック部材１３を回動させ、さらには昇降機構１９がチャック部材１３を下方に移動させていた。しかし、端材Ｍａには水平方向の力と斜め下方への力が作用すればよいので、水平方向駆動機構２１がチャック部材１３を水平方向に移動するとともに、回動機構１７がチャック部材１３を回動させるだけでもよい。つまり、この場合は、昇降機構１９がチャック部材１３を下方に移動させない。
前記実施形態ではステップＳ２で水平方向移動が開始されてステップＳ３で回動が開始されたが、両ステップは同時に行われてもよいし、回動が先に行われてもよい。
前記実施形態では端材を下方に傾けたが、上方に傾けてもよい。また、上下の傾け動作を順番に１回ずつ又は複数回ずつ行ってもよい。
【００３８】
（４）吸着テーブルの変形例
前記実施形態では、保持テーブル３の輪郭が製品の形状に一致している例を説明した。この場合に両者は完全に一致している場合のみならず、概ね同等の対応する形状であっても同等の効果が得られる。
また、吸着テーブルの輪郭が製品の形状に対応していない場合でも、本発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、基板から端材を分割除去することで製品を切り出す端材除去装置及び端材除去方法に広く適用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１      ：端材除去装置
３      ：保持テーブル
１１    ：チャック機構
１３    ：チャック部材
１５    ：把持動作機構
１７    ：回動機構
１９    ：昇降機構
２１    ：水平方向駆動機構
３１    ：制御部
Ｍ      ：マザー基板
Ｍａ    ：端材
Ｐ      ：製品
Ｓ      ：スクライブライン
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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