專利名稱：劃線裝置及劃線方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別使用于低溫?zé)商沾苫宓鹊拇嘈圆牧匣宓?切斷的劃線裝置及劃線方法。
背景技術(shù)：
低溫?zé)商沾苫?以下，稱為LTCC)，是將導(dǎo)體配線于氧化鋁的主 材枓與玻璃材枓混合而成的薄片以形成多層膜，且使該多層膜以80(TC程 度的低溫?zé)傻幕?。LTCC基板于一片母基板上使多個功能區(qū)域同時形 成格子狀，使該等功能區(qū)域依各功能區(qū)域斷開來使用?，F(xiàn)有如專利文獻(xiàn)l 即日本專利第3116743號公報(bào)所示，使用陶瓷用劃線刀劃線，以將LTCC 基板斷開。又，借由切割工具機(jī)械地切割LTCC基板以進(jìn)行斷開。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有的機(jī)械式切割的斷開方法，不僅切割費(fèi)時，且要正確地切割困 難。又有切割時產(chǎn)生粉塵，或因于各小基板間切割需要設(shè)置一定的空間 于母基板上等缺點(diǎn)。
另一方面，于平面顯示器等，將玻璃制的功能區(qū)域形成格子狀的母 基板等斷開成多個小基板的情形，首先使用劃線裝置劃線成格子狀。因 此如圖1所示從附加于母基板周圍的對準(zhǔn)標(biāo)記選擇一對標(biāo)記且將連結(jié)該 標(biāo)記的線進(jìn)行劃線。其次，從該線設(shè)定考慮功能區(qū)域大小的既定間距， 以形成其它平行劃線。圖中一點(diǎn)鏈線所示的線，表示待劃線的線。于玻 璃基板，形成對準(zhǔn)標(biāo)記后，因不會不可逆地產(chǎn)生大變形，而對準(zhǔn)標(biāo)記的 精度高，故即使如此從周圍的對準(zhǔn)標(biāo)記以既定間距使母基板平行移動來 進(jìn)行劃線，亦能正確地將母基板劃線并加以斷開。
然而，LTCC基板是于燒成前形成功能區(qū)域及對準(zhǔn)標(biāo)記，因于燒成時 會收縮，故如圖2所示尺寸精度低。因此，即使于LTCC基板的周圍預(yù)先附加對準(zhǔn)標(biāo)記，以該對準(zhǔn)標(biāo)記為基準(zhǔn)使母基板以所要的間距平行移動， 仍無法正確地于功能區(qū)域間進(jìn)行劃線。因此將母基板依功能區(qū)域正確地 斷開以制造制品基板有其困難的問題點(diǎn)。尤其，將基板與制品基板較小
時(例如縱橫200mra以下(特別是IOO腿以下))的基板斷開的情形，借由 斷開以獲得縱橫IO皿以下(特別是5mm以下)的制品時，依功能區(qū)域分別 正確地?cái)嚅_以制造制品基板有其困難。
本發(fā)明是用以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題點(diǎn)，其目的在于使用玻璃 基板等的脆性材料基板的劃線所用的劃線裝置，即使形成低溫?zé)商沾?等的功能區(qū)域及對準(zhǔn)標(biāo)記后，于劃線前，借由燒成等處理，假設(shè)會變形 的脆性材料基板，亦能對應(yīng)變形，于功能區(qū)域間正確地進(jìn)行劃線而能容 易地切斷。
為解決前述問題，本發(fā)明的劃線裝置，是用以進(jìn)行劃線以將形成于 脆性材料基板上的功能區(qū)域依各功能區(qū)域加以斷開而成為制品基板；該 脆性材料基板，是對待劃線的每一線設(shè)定成對的對準(zhǔn)標(biāo)記；該劃線裝置， 具備平臺，設(shè)置該脆性材料基板；劃線頭，以與該平臺上的脆性材料 基板對向的方式設(shè)置成升降自如，于其前端保持劃線輪；移動手段，使 該劃線輪緊壓于該脆性材料基板表面的狀態(tài)下使該劃線頭及脆性材料基 板相對移動；攝影機(jī)，用以對設(shè)在該脆性材料基板的待劃線的線的端部 的對準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行攝影；及控制器，預(yù)先保持含待劃線的線的處理資料表， 根據(jù)該處理資料表，借由該移動手段使該劃線頭及脆性材料基板相對移 動，以使其一致于將設(shè)在脆性材料基板的一對對準(zhǔn)標(biāo)記連結(jié)的線，且使 該劃線頭升降以進(jìn)行劃線。
在此處該劃線頭，亦可使用高切入型的劃線輪。
為解決前述問題，本發(fā)明的劃線方法，是用以形成劃線以將形成于 脆性材料基板上的功能區(qū)域依各功能區(qū)域加以斷開而成為制品基板；該 脆性材料基板，是對待劃線的每一線設(shè)定成對的對準(zhǔn)標(biāo)記；對每一劃線 檢測設(shè)在該脆性材料基板的一對對準(zhǔn)標(biāo)記;使該平臺與劃線頭相對移動 于水平方向以對通過該一對對準(zhǔn)標(biāo)記的線進(jìn)行劃線；使劃線頭下降于脆 性材料基板上，沿連結(jié)該對準(zhǔn)標(biāo)記的線對該脆性材料基板進(jìn)行劃線。又，本說明書所稱的劃線，是指借由使劃線輪在壓接脆性材料基板 的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動以刻設(shè)劃線(切線)而言，沿劃線產(chǎn)生垂直裂痕(伸展于板厚 方向的裂痕)。
依據(jù)具有如上述特微的本發(fā)明，對每一劃線根據(jù)對準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行劃線。 因此對本來待形成劃線的位置(功能區(qū)域間的空間)的對準(zhǔn)標(biāo)記的位置的
尺寸精度低的LTTC基板等脆性材料基板，亦能正確進(jìn)行劃線，能根據(jù)該
劃線加以斷開。因此，若基板與制品基板是較小的情形[例如斷開成縱橫
200mm以下(特別是100mm以下)的基板時，借由斷開而獲得縱橫100,以
下(特別是5mm以下)的制品時]，特別有效。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖1是表示劃線前的玻璃基板的一實(shí)施例圖。 圖2是表示燒成后劃線前的低溫?zé)商沾苫宓囊粚?shí)施例圖。 圖3是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的劃線裝置的立體示意圖。 圖4是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的控制器的方塊圖。 圖5是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的劃線前的脆性材料基板的示意圖。 圖6是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的劃線裝置的劃線動作的流程圖。 圖7是表示劃線前的脆性材料基板的另一實(shí)施例示意圖。主要組件符號說明
100:劃線裝置 101:移動臺 102a、 102b:導(dǎo)軌 103:滾珠螺桿 104、 105:馬達(dá)
106:平臺
107:脆性材料基板
108a、 108b: CCD攝影機(jī) 109a、 109b:定位銷
110:橋部llla、 lllb:支柱112:劃線頭
113:線性馬達(dá)
114:保持具
115:劃線輪
120:控制器
121:影像處理部
122:控制部
123:輸入部
124:Y馬達(dá)驅(qū)動部
126:旋轉(zhuǎn)用馬達(dá)驅(qū)動部
127:劃線頭驅(qū)動部
128:監(jiān)視器
129:處理資料保持部
具體實(shí)施方式
圖3表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的劃線裝置的一實(shí)施例的立體示意圖。該 劃線裝置100，將移動臺101保持成沿一對導(dǎo)軌102a、 102b，能移動于y 軸方向。滾珠螺桿103螺合于移動臺101。滾珠螺桿103借由馬達(dá)104的 驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，使移動臺101沿導(dǎo)軌102a、 102b移動于y軸方向。于移動 臺101上面設(shè)有馬達(dá)105。馬達(dá)105是用以使平臺106旋轉(zhuǎn)于xy平面以 定位在既定角度。在此，將脆性材料基板107設(shè)定為低溫?zé)商沾苫濉?該脆性材料基板107載置于平臺106上，借由未圖示的真空吸附手段等 保持。于劃線裝置的上部，設(shè)置用以攝影脆性材料基板107的對準(zhǔn)標(biāo)記 的2臺CCD攝影機(jī)108a、 108b。進(jìn)而，于平臺106上的周邊部2處，設(shè) 有用以定位脆性材料基板107的定位銷109a、 109b。
于劃線裝置100，以跨越移動臺101與其上部的平臺106的方式使橋 部110沿x軸方向借由支柱llla、 lllb架設(shè)。橋部IIO，借由線性馬達(dá) 113將劃線頭112保持成能移動。線性馬達(dá)113用以使劃線頭112沿x軸 方向直線驅(qū)動。于劃線頭112的前端部，通過保持具114安裝有劃線輪115。劃線頭112，用以使劃線輪115以適當(dāng)?shù)呢?fù)載邊壓接于脆性材料基 板表面上邊轉(zhuǎn)動，以形成劃線。劃線輪115，較佳為使用日本專利第 3074153號所揭示的高切入型劃線輪，于本發(fā)明實(shí)施形態(tài)亦使用該劃線 輪。例如，借由以既定間距形成既定深度的槽于一般所使用的通常的劃 線輪刀口(周邊脊)，則能成形為高切入型劃線輪。 一般所使用的通常劃 線輪，例如，借由沿碟狀輪(圓筒狀輪)的圓周部形成V字形刀口(周邊脊) 來制造。V字形刀口的收斂角，通常是鈍角，例如90 160"，較佳為95 150"，更佳為100 140"。例如，V字形刀口，借由使碟狀輪沿其圓周部 研削而形成外周邊部來完成。例如，以研削形成的V字形刀口，具有來 自研削條痕的微小鋸齒狀。高切入型劃線輪，借由規(guī)則地形成較通常的 劃線輪刃口的鋸齒狀谷為大的凹部(槽)而制造。能使槽的深度，例如為 2 100um，較佳為3 50ixm，更佳為5 20um。能使槽的寬度，例如 為10 100um，較佳為15 100um，特佳為20 50nm。能使形成槽的 間距，例如直徑1 10mm(特別是1. 5 7mm)的劃線輪時為20 250u m， 較佳為30 180"m，特佳為40 80tim。在此，間距是將劃線輪的圓周 方向的槽1個的長度，與借由槽的形成殘存的突起1個的長度合計(jì)所得 的值。通常，高切入型劃線輪，是槽1個的長度，較劃線輪的圓周方向 的突起l個的長度為長。劃線輪的材質(zhì)，雖能使用燒結(jié)金剛石(PCD)、超 硬合金等，但基于劃線輪壽命的觀點(diǎn)，較佳為燒結(jié)金剛石(PCD)。
在此，以移動臺101、導(dǎo)軌102a、 102b或平臺106及用以驅(qū)動該等 的馬達(dá)104、 105及用以使劃線頭112移動的線性馬達(dá)113，構(gòu)成移動手 段，使劃線頭與脆性材料基板沿平行于該基板待劃線的面的方向(若基板 配置于水平方向的情形，是水平方向)相對移動。
其次，使用方塊圖說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的劃線裝置100的控制器的 構(gòu)成。圖4是劃線裝置100的控制器120的方塊圖。于圖4，來自2臺 CCD攝影機(jī)108a、 108b的輸出通過控制器120的影像處理部121給與控 制部122。輸入部123如后述是用以輸入對脆性材料基板的劃線相關(guān)的處 理資料。于控制部122連接Y馬達(dá)驅(qū)動部125、旋轉(zhuǎn)用馬達(dá)驅(qū)動部126及 劃線頭驅(qū)動部127。 Y馬達(dá)驅(qū)動部125用以驅(qū)動馬達(dá)104，旋轉(zhuǎn)用馬達(dá)驅(qū)動部126是用以驅(qū)動馬達(dá)105?？刂撇?22根據(jù)處理資料控制平臺106的 y軸方向的位置，以旋轉(zhuǎn)控制平臺106。又控制部122通過劃線頭驅(qū)動部 127使劃線頭驅(qū)動于x軸方向，且于劃線輪115轉(zhuǎn)動時使劃線輪115以適 當(dāng)?shù)呢?fù)載壓接于脆性材料基板表面上來驅(qū)動。進(jìn)而，于控制部122連接 監(jiān)視器128及處理資料保持部129。處理資料保持部129是保持后述的劃 線用的處理資料。處理資料是邊以監(jiān)視器128確認(rèn)輸入邊以輸入部123 輸入。
其次，使用流程圖及脆性材料基板，說明本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的劃線裝 置的劃線方法。圖5是表示配置于劃線裝置的平臺106上的正方形狀的 脆性材料基板107，在此圖標(biāo)形成4個功能區(qū)域的LTCC基板。脆性材料 基板107預(yù)先對待劃線的每一線于其兩端形成一對對準(zhǔn)標(biāo)記。在此，沿 外周部環(huán)狀設(shè)置8個對準(zhǔn)標(biāo)記，將各對準(zhǔn)標(biāo)記如圖標(biāo)設(shè)為A H。脆性材 料基板107燒成后，燒成前是正方形狀，雖形成4個正方形狀的功能區(qū) 域?yàn)楦褡訝睿诶@成時產(chǎn)生畸變。于本發(fā)明實(shí)施形態(tài)，預(yù)先根據(jù)記載 劃線方法、表示待劃線的線的一對對準(zhǔn)標(biāo)記的處理資料表進(jìn)行該脆性材 料基板的劃線。
于圖6開始動作后，于步驟Sll借由CCD攝影機(jī)'108a、 108b檢測對 準(zhǔn)標(biāo)記A、 B，進(jìn)行對準(zhǔn)使與連結(jié)對準(zhǔn)標(biāo)記的線一致。該動作首先使馬達(dá) 104驅(qū)動，使平臺106移動于y軸方向，若有角度偏差時，驅(qū)動馬達(dá)105 使平臺106旋轉(zhuǎn)以抵銷該角度偏差，進(jìn)行定位。結(jié)束該對準(zhǔn)后，使劃線 頭112借由線性馬達(dá)113移動于x軸方向，使劃線頭112下降進(jìn)行對準(zhǔn) 標(biāo)記A、 B間的劃線(步驟S12)。接著，完成A、 B間的劃線后，使劃線頭 112上升。進(jìn)而，根據(jù)處理資料表驅(qū)動馬達(dá)104，使平臺106移動于y軸 方向，從對準(zhǔn)標(biāo)記A、 B間向C、 D間進(jìn)行間距移送(步驟S13)。然后，借 由CCD攝影機(jī)108a、 108b檢測C、 D間的對準(zhǔn)標(biāo)記，取得y軸的位置、 角度資料進(jìn)行y軸位置的微調(diào)整，以一致于連結(jié)對準(zhǔn)標(biāo)記C、 D間的線， 若有角度偏差時使平臺106旋轉(zhuǎn)(步驟S14)以抵銷該角度偏差。接著，于 步驟S15使劃線頭112下降以進(jìn)行對準(zhǔn)標(biāo)記C、 D間的劃線。
再者，于步驟S16，為了從對準(zhǔn)標(biāo)記C、 D間的線向?qū)?zhǔn)標(biāo)記E、 F間
8的線間距移送，使平臺移動于y軸方向。進(jìn)而，于歩驟S17，沿對準(zhǔn)標(biāo)記 E、 F進(jìn)行對準(zhǔn)。同樣，于步驟S18進(jìn)行E、 F間的劃線。
接著，于步驟S19，于對準(zhǔn)標(biāo)記F進(jìn)行線路調(diào)整。該調(diào)整是利用對準(zhǔn) 標(biāo)記F的位置資料旋轉(zhuǎn)90"后移動于y軸方向，以使能從包含對準(zhǔn)標(biāo)記E 的線進(jìn)行劃線。然后以馬達(dá)驅(qū)動部126驅(qū)動馬達(dá)105使平臺106旋轉(zhuǎn) 90"(歩驟S20)。接著進(jìn)行對準(zhǔn)標(biāo)記E、 A間的對準(zhǔn)(步驟S21)，進(jìn)行對準(zhǔn) 標(biāo)記E、 A間的劃線。以下同樣地反復(fù)朝y軸方向的平臺移動與對準(zhǔn)標(biāo)記 H、 G間的對準(zhǔn)、劃線、對準(zhǔn)標(biāo)記F、 B間的對準(zhǔn)及劃線(步驟S22 S28)。 并且于步驟S29進(jìn)行線路調(diào)整而結(jié)束處理。
如上述于實(shí)施形態(tài)，因每在劃線時檢測一對對準(zhǔn)標(biāo)記，使連結(jié)對準(zhǔn) 標(biāo)記的線當(dāng)作劃線，故即使如LTCC基板燒成時容易產(chǎn)生畸變的脆性材料 基板的情形，能根據(jù)設(shè)于基板的對準(zhǔn)標(biāo)記正確進(jìn)行劃線。借此能提高制 品基板的尺寸精度，作為極端的例，能防止于制品基板的功能區(qū)域上形 成劃線，能提高制品的良品率。
又，在此所述的脆性材料基板與其對準(zhǔn)標(biāo)記是一例，亦可具有更多 個功能區(qū)域或?qū)?zhǔn)標(biāo)記的基板。又如圖5所示不僅于水平及垂直進(jìn)行對 準(zhǔn)，例如，對因燒成所致的收縮偏差，如圖7所示變形為梯形形狀的基 板、其它非定型的基板，亦能以對應(yīng)所要的對準(zhǔn)標(biāo)記的線進(jìn)行劃線。
又，于本實(shí)施形態(tài)，借由移動手段使平臺移動于y軸方向，且使平 臺旋轉(zhuǎn)，使劃線頭移動于x軸方向。取代之，移動手段可使平臺移動于x 軸及y軸方向，亦可使劃線頭移動于x軸及y軸方向。
又，于本實(shí)施形態(tài)，雖將脆性材料基板設(shè)為低溫?zé)商沾苫?，?X」易變形的基板(特別是小基板)的劃線(特別是獲得小制品基板的劃線) 特別有效。又，就算使用于液晶面板等的玻璃基板、其它的基板，亦可 適用本發(fā)明而能更正確進(jìn)行劃線。
本發(fā)明能廣泛地利用于低溫?zé)商沾苫宓臄嚅_或形成玻璃基板等 脆性材料基板的劃線的制程。
權(quán)利要求
1.一種劃線裝置，是用以進(jìn)行劃線以將形成于脆性材料基板上的功能區(qū)域依各功能區(qū)域加以斷開而成為制品基板；該脆性材料基板，是對待劃線的每一線設(shè)定成對的對準(zhǔn)標(biāo)記；該劃線裝置，具備平臺，設(shè)置該脆性材料基板；劃線頭，以與該平臺上的脆性材料基板對向的方式設(shè)置成升降自如，于其前端保持劃線輪；移動手段，使該劃線輪以緊壓于該脆性材料基板表面的狀態(tài)下使該劃線頭及脆性材料基板相對移動；攝影機(jī)，用以對設(shè)在該脆性材料基板的待劃線的線的端部的對準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行攝影；及控制器，是預(yù)先保持含待劃線的線的處理資料表，根據(jù)該處理資料表，借由該移動手段使脆性材料基板相對移動，以使其一致于將設(shè)在脆性材料基板的一對對準(zhǔn)標(biāo)記連結(jié)的線，且使該劃線頭升降以進(jìn)行劃線。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的劃線裝置，其特征在于所述劃線頭是使 用高切入型的劃線輪。
3. —種劃線方法，是用以形成劃線以將形成于脆性材料基板上的功 能區(qū)域依各功能區(qū)域加以斷開而成為制品基板；該脆性材料基板，是對待劃線的每一線設(shè)定成對的對準(zhǔn)標(biāo)記； 對每一劃線檢測設(shè)在該脆性材料基板的一對對準(zhǔn)標(biāo)記； 使該平臺移動以對通過該一對對準(zhǔn)標(biāo)記的線進(jìn)行劃線； 使劃線頭下降于脆性材料基板上，沿連結(jié)該對準(zhǔn)標(biāo)記的線對該脆性 材料基板進(jìn)行劃線。
全文摘要
一種劃線裝置及劃線方法，對低溫?zé)商沾苫暹M(jìn)行劃線時，能正確地沿所要的線進(jìn)行劃線。于脆性材料基板，對每一劃線預(yù)先附加對準(zhǔn)標(biāo)記。使平臺能沿y軸方向移動自如，且借由馬達(dá)旋轉(zhuǎn)自如。又使劃線頭沿x軸方向移動自如。于劃線時使脆性材料基板固定于平臺上，每于劃線時檢測成對的對準(zhǔn)標(biāo)記。又，以連結(jié)對準(zhǔn)標(biāo)記的線成為劃線的方式移動平臺后，進(jìn)行劃線。如此，就算容易產(chǎn)生變形的脆性材料基板，亦能正確地進(jìn)行劃線。
文檔編號B28D7/00GK101554755SQ20091011953
公開日2009年10月14日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者曾山正信 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司