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TWI646060B - 脆性材料基板之端材分離方法及端材分離裝置 - Google Patents

脆性材料基板之端材分離方法及端材分離裝置 Download PDF

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TWI646060B
TWI646060B TW103146435A TW103146435A TWI646060B TW I646060 B TWI646060 B TW I646060B TW 103146435 A TW103146435 A TW 103146435A TW 103146435 A TW103146435 A TW 103146435A TW I646060 B TWI646060 B TW I646060B
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太田欣也
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日商三星鑽石工業股份有限公司
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Abstract

本發明之端材分離方法及裝置，能夠確實地將在縱方向及橫方向陣列排列形成有功能區域、且除了樹脂層外被裂斷之基板的周圍端材分離。
將基板20保持在端材分離載台15上。端材分離載台15具有腔室52、其上部之底板53、以及彈性板54，且在彈性板54與底板53設置多個開口。此外，藉由從彈性板54之開口吸引空氣而保持其上面之基板20。藉由使相對向之二邊和與其垂直之另二邊的高度相互不同之框狀之推板47以與基板20之面平行地下降，而使基板20周圍之端材分離。

Description

脆性材料基板之端材分離方法及端材分離裝置
本發明係關於一種使用於分離基板周圍之端材的端材分離方法及端材分離裝置，該基板係在半導體基板、陶瓷基板等脆性材料基板上塗布有樹脂層而成。
在專利文獻1中，提及有如下之基板裂斷裝置：利用裂斷桿對形成有刻劃線之基板，從形成有刻劃線之面的背面，沿刻劃線並與面垂直地進行按壓而藉此進行裂斷。成為裂斷對象之基板係半導體晶圓，且在呈陣列地形成有多個功能區域的情形時，首先在基板以於功能區域之間隔著等間隔之方式於縱方向及橫方向形成刻劃線。然後，必須沿著該刻劃線以裂斷裝置進行分斷。而且，由於在基板之周圍產生端材，因此必須對其沿著刻劃線以裂斷裝置進行裂斷，且將所塗布之樹脂層裂斷而進行分離。
專利文獻1：日本特開2004-39931號公報
專利文獻2：日本特開2013-177309號公報
在脆性材料基板、例如陶瓷基板上於製造步驟中沿x軸與y軸以一定之間距形成多個功能區域，對在陶瓷基板之上面填充矽樹脂之基板使用裂斷裝置進行裂斷。雖在將該基板裂斷成格子狀後，有必要將形成有功能區域之區域外周之端材切離，但在以往習知存在有為了就各邊個別 地取出端材，而使得作業步驟變複雜之問題。
本發明係著眼於如此般之問題點而完成的，其目的在於使脆性材料基板既已裂斷之基板的周圍之端材以較短時間分離。
為了解決該課題，本發明之脆性材料基板之端材分離方法，係分離脆性材料基板之功能區域周圍之端材；該脆性材料基板，係在一側面具有於縱方向及橫方向以既定之間距形成的功能區域，且塗布有樹脂，並以該功能區域位於中心之方式沿呈格子狀形成之刻劃線被裂斷；將該脆性材料基板保持在於上面具有與該脆性材料基板之全功能區域相當之形狀之彈性板的端材分離載台上，從上部保持與該脆性材料基板之全功能區域相當之區域，從該端材分離載台之上部使與該脆性材料基板之端材之位置對應的框狀之推板一邊維持與脆性材料基板平行之狀態一邊下降，藉此分離端材。
為了解決該課題，本發明之脆性材料基板之端材分離裝置，係分離脆性材料基板周圍之端材；該脆性材料基板，係在一側面具有於縱方向及橫方向以既定之間距形成的功能區域，且塗布有樹脂，並以該功能區域位於中心之方式沿呈格子狀形成之刻劃線被裂斷；其具備有：於上面保持該脆性材料基板之端材分離載台、具有與成為該脆性材料基板周圍之端材的部分對應之邊的框狀之推板、以及使該推板以與該脆性材料基板之面平行地升降之升降機構。
此處，亦可為：該端材分離載台，具有：具有凹部之腔室、設於該腔室上且具有多個開口之底板、以及設於該底板上面之彈性板。
此處，亦可為：彈性板，係較位於該基板之應分離之端材之 內側的有效區域更窄，且已使上面之緣彎曲之平板的板。
此處，亦可為：該推板之相對向之二邊、和與其垂直之另二邊的高度相互不同。
此處，亦可為：該推板，呈上下移動自如地安裝於搬送該脆性材料基板之搬送頭。
根據具有如此般之特徵的本發明，能夠藉由對除了樹脂層外被裂斷之脆性材料基板以推板往下按壓之一次的下降操作，將脆性材料基板周圍之不要的部分作為端材並全部分離。因此能夠使作業時間縮短，此外，能夠使端材分離裝置之構造簡單化。
10‧‧‧基座
11‧‧‧樑
12‧‧‧線性滑件
13‧‧‧搬送頭
14‧‧‧裂斷載台
15‧‧‧端材分離載台
16‧‧‧擴展載台
17‧‧‧擴展機構
20‧‧‧基板
21‧‧‧陶瓷基板
22‧‧‧功能區域
23‧‧‧矽樹脂
24‧‧‧線狀突起
31‧‧‧吊架基座
32‧‧‧吊架
33、34‧‧‧吊架托架
35‧‧‧線性滑件
40‧‧‧頭部
41‧‧‧底板
42‧‧‧彈性片
43‧‧‧導管
44‧‧‧鼓風機
46‧‧‧閂扣機構
47‧‧‧推板
48‧‧‧氣缸
51‧‧‧臂
52‧‧‧腔室
53‧‧‧底板
54‧‧‧彈性板
55‧‧‧旋轉軸
圖1，係表示實現本發明之實施形態之搬送機構之整體構成的立體圖。
圖2，係表示實現本發明之實施形態之搬送機構的前視圖。
圖3，係表示藉由本實施形態之搬送頭搬送之基板之一例的前視圖及沿A-A線的部分剖面圖。
圖4，係表示本發明之實施形態之搬送頭的立體圖。
圖5，係本實施形態之搬送頭的前視圖。
圖6，係本實施形態之搬送頭的仰視圖。
圖7，係切除本實施形態之搬送頭之一部分而表示的立體圖。
圖8，係表示使用於本實施形態之搬送裝置的集塵機之一例的立體圖。
圖9，係表示使用於本實施形態之端材分離裝置的推板之一例的立體圖。
圖10，係表示本發明之實施形態之端材分離載台與擴展載台的側視圖。
圖11，係表示本實施形態之搬送頭與端材分離載台、及擴展載台的剖面圖。
圖12，係表示本實施形態之搬送頭與端材分離載台之一部分的剖面圖。
針對本發明之實施形態的端材分離載台進行說明。圖1係表示實現本實施形態之搬送機構之整體構成的立體圖，圖2係其前視圖。如這些圖式所示般，在基座10上藉由支柱並與基座10之上面平行地保持有樑11，在此樑11之側方設置線性滑件12。線性滑件12使搬送頭13沿著樑11自在地動作。在基座10上，如圖1、圖2所示般，設置有裂斷脆性材料基板(以下，簡稱基板)的裂斷載台14、分離下述之端材的端材分離載台15、及擴展載台16。搬送頭13，從裂斷載台14吸引基板並往圖中右方之端材分離載台15搬送。
針對在本發明之實施形態中成為搬送及端材分離之對象的基板進行說明。基板20如圖3所示前視圖及其部分剖面圖般，為在陶瓷基板21上於製造步驟中沿x軸與y軸以一定間距形成有多個功能區域22之基板。該功能區域22例如為具有作為LED之功能的區域，在各功能區域於各個表面形成有用於LED之圓形晶體。在該基板之上面填充矽樹脂23，但為了使該矽樹脂23留在形成有LED之功能區域22之範圍，而於功能區域22之外側周圍形成有較陶瓷基板21之表面稍微高的線狀之突起24。在填充矽樹脂23時，有時會有矽樹脂23到達線狀突起24之上面或其外側的情況。
而且，為了就各功能區域進行分斷以成為LED晶片，在裂 斷基板20之前，藉由刻劃裝置以各功能區域位於中心之方式，且以縱方向之刻劃線Sy1~Syn、與橫方向之刻劃線Sx1~Sxm相互正交之方式進行刻劃。
將經刻劃之基板20在圖2所示之裂斷載台14中，以形成有晶體之面作為上面，藉由未圖示之裂斷裝置沿刻劃線Sx1~Sxm、刻劃線Sy1~Syn裂斷。經裂斷後之基板20僅陶瓷基板21層沿刻劃線被分斷，但矽樹脂23層則尚未被裂斷。亦即，基板20成為僅藉由表面較薄之矽樹脂23層連接的狀態，在線狀突起24之內側具有排列於x、y軸之多個功能區域的部分與成為外周端材的不要的部分。
接著，針對用於吸引該基板20並進行搬送之搬送頭13進行說明。圖4係表示搬送頭13之立體圖，圖5係其側視圖，圖6係其仰視圖，圖7係切除搬送頭之一部分而表示之立體圖。
如圖4所示，搬送頭13，於大致正方形狀之水平方向之吊架基座31垂直地連接有大致L字狀之吊架32。在吊架32之側方連接有長方形狀之吊架托架33，在吊架托架33進一步地以重合其面之方式安裝有長方形狀之吊架托架34，在吊架托架34設置可上下移動自如的線性滑件35。在線性滑件35之下方設置頭部40。線性滑件35係於上方向與下方向之兩方向分別具有流入空氣流之流入口，藉由切換其流入而使頭部40上下移動自如的升降機構。此外，線性滑件35只要是能夠使頭部40升降者即可，並不僅只為藉由空氣流之流入而使其上下移動者，亦可為利用馬達等而使其上下移動者。
頭部40係直方體狀的筐體，筐體內部為空洞，下面開放。而且如圖7所示般，在下面設置底板41。底板41係下面為平坦的金屬製構 件，例如為鋁製。在底板41以與經裂斷之基板20之功能區域22對應的方式，等間隔地設置有呈陣列地排列於xy方向之多個開口。該等開口設成為分別大於晶體之徑長。此外，亦在與基板20之功能區域22之外周端材對應的部分，設置有沿外周之開口。
在底板41下面安裝有薄的彈性片42。彈性片42係平坦的橡膠製之平板。而且，如圖6所示般，亦在彈性片42以與成為搬送對象之基板20之各功能區域22對應之方式於x方向及y方向等間隔地具有開口，進一步地在與其周圍之線狀突起24對向的部分具有四角形之環狀凹部。此外，亦在與基板20之功能區域22之外周端材對應的部分，於環狀凹部之外側設置有沿外周之開口。該等開口在重合底板41與彈性片42時成為同一位置。此處，底板41之開口及彈性片42之開口設成為較形成於功能區域22之LED之晶體的徑長稍大的徑長，且在吸引經裂斷之基板20時，構成為功能區域22之晶體不直接與彈性片42接觸。
接著，在該頭部40之一側面，安裝有導管43，在導管43之前端連結有圖8所示之集塵機之鼓風機(blower)44。此外，於此處雖使用集塵機，但亦可使用鼓風機44單體。在基板20已接觸彈性片42的狀態下，一旦驅動鼓風機44並透過導管43吸引空氣，則從底板41、彈性片42之開口吸引空氣，且能夠吸引基板20。此外，藉由未圖示之切換部將空氣流從流入切換成流出，藉此能夠切換成使空氣從彈性片42之開口噴出的狀態。
而且，在該頭部40之四側之側壁設置有多個閂扣(latch)機構46。閂扣機構46係為了在頭部40之下面將底板41與彈性片42設成為一體並保持成裝卸自如，並且在彈性片42之橡膠已劣化的情形時能夠容易地更 換。此外，該閂扣機構46亦可為設於頭部40之至少平行之一對側壁而成者。
在頭部40之下部外周，呈上下移動自如地設置圖9所示之框狀的推板47。推板47，係在已將基板20保持於頭部40與端材分離載台15之間的狀態下，藉由使推板47下降，將基板20周圍不要的部分作為端材而分離者。推板47係與基板20周圍之端材部分相當的尺寸大小的框狀構件。此外如圖示般，構成為上面係一定之高度，一對相對向之邊47a、47b之厚度較厚，與其呈直角的相對向之二邊47c、47d之厚度較薄。
接著，針對推板47之升降機構進行說明。頭部40之側壁之中，在除了連結導管43之一個側壁以外的相互平行之2個側壁，設置氣缸48以作為升降機構。氣缸48，如圖5所示般具有以螺栓固定於頭部40之側壁的本體部48a、上下移動自如之平板狀的連結構件48b、及與其連接之框狀的連結構件48c。此外，在連結構件48c之下方呈上下移動自如地連結有推板47。
接著針對使用於端材之分離的端材分離載台15進行說明。端材分離載台15，如圖10~圖12所示，在臂51上具有長方形狀之腔室52與其上部的底板53、及與此幾乎相同形狀之彈性板54。
在腔室52之中央部分形成有較大的凹部，且與形成於臂51內部之導管51a連通。底板53係與經裂斷之基板之全功能區域相當的長方形狀之平板，但較佳為稍微小於全功能區域。底板53例如為鋁製。在底板53以與各功能區域22對應之方式設置有呈陣列地排列於xy方向之多個開口。
在底板41之上面貼附有彈性板54。彈性板54係與相當於基板20之全功能區域的長方形狀區域相當的形狀之橡膠製等平板，但較佳 為稍微小於全功能區域。在彈性板54除了4個邊的外周部外，設置有底板53之開口、亦即以與經裂斷之基板之功能區域對應之方式呈陣列地排列於xy方向之多個開口。較佳為彈性板54上面之緣的部分為稍微彎曲之構造。
此外，該彈性板54與底板53之開口均設成為與各功能區域22對應，因此能夠在重合時使外部空氣通過該等開口而流通於腔室52之凹部。在臂51內部之導管51a透過未圖示之管與真空吸附裝置連結，且藉由驅動真空吸附裝置而能夠使空氣從彈性板54之開口噴出或進行吸引。
此外，該臂51構成為可以旋轉軸55為中心而從圖10之狀態往順時針方向旋轉自如180°。在該軸上設置有使臂51與其上部之腔室52、底板53及彈性板54一起旋轉之旋轉機構。旋轉機構只要是能夠使臂51旋轉180°者即可，可為旋轉汽缸，或亦可為由馬達與減速齒輪所構成者。
接著，針對藉由該搬送裝置將基板20從裂斷載台14往端材分離載台15搬送的情形進行說明。首先，使搬送裝置之搬送頭13移動於裂斷載台14上之基板20之正上方，使頭部40下降與基板20相合。然後，以使頭部40最下部之彈性片42之開口對應於LED晶體之方式進行定位。接著，一旦驅動鼓風機44並透過導管43吸引空氣，則從底板41、彈性片42之開口吸引空氣，能夠對已與彈性片42接觸之基板20進行吸引。此處，即使在從彈性片42之開口吸引空氣時產生空氣洩漏，由於空氣始終從開口往內部流入，因此亦能夠吸引基板20。然後，藉由升起搬送頭13，而能夠將經裂斷之基板20在維持原狀態下升起。
在該狀態下，使搬送頭13整體藉由線性滑件12而移動，藉此能夠將基板20搬送至所欲之位置。以如此方式，在使搬送頭13移動至端 材分離載台15之正上方後，使頭部40藉由線性滑件35而下降。然後，被保持於頭部40之下面之基板20與端材分離載台15之上部接觸，且以其功能區域22成為分別對應於彈性板54之開口之位置的方式定位並停止下降。然後，在基板20之下面已接觸彈性板54之狀態下透過臂51吸引空氣，藉此能夠將基板20保持於端材分離載台15上。此時，亦可為維持使鼓風機44動作之狀態，又亦可使其停止。
接著，針對端材分離裝置之端材分離時之動作進行說明。首先，可藉由從推板47之升降機構之氣缸48吹出空氣，而使頭部15之下部之推板47下降。一旦使推板47以與基板20平行地下降，則首先藉由厚度較厚之邊47a、47b，僅基板20之功能區域外側之細長的周邊部分承受向下之壓力，分離並成為端材。進一步地一旦持續下降，則藉由厚度較薄之二邊47c、47d，基板20之功能區域外側之細長的周邊部分承受下降之壓力而分離並成為端材。如此般能夠藉由以推板47按壓等之類的一次下降操作，而完全分離基板20周圍之端材。此時，並不使基板20周圍之相鄰接的邊同時成為端材而分離。此外，彈性板54稍微小於推板47，其上面之緣部分彎曲。因此，能夠在不損傷基板20之功能區域的情況下，以較短時間將周圍之端材完全分離。
之後，在從臂51吸引空氣之狀態下，從鼓風機44噴出空氣，使頭部40上升。藉此，使頭部40從基板20分離。在使頭部40上升之狀態下，藉由線性滑件12使搬送頭13往圖2左方移動而藉此返回至原狀態。
在該實施形態中，雖針對將擁有於上面具有晶體之功能區域的LED基板之LED晶片之周圍端材進行分離的例子進行了說明，但本發明 不僅適用於在表面具有晶體之晶片，尤其亦可適用於具有未有任何突出之功能區域的晶片，此外，亦可適用於擁有具有晶體以外之突起物的功能區域之脆性材料基板。
進一步地，在該實施形態中，雖針對在陶瓷基板塗布有矽樹脂之脆性材料基板進行了說明，但亦可為其他各種材質層之基板。例如，亦可為對玻璃基板積層有偏光板等層而成者。
雖針對氣缸作為上述之端材分離載台中推板之升降機構進行了說明，但升降機構當然亦可為線性滑件等其他形狀之升降機構。
本發明能夠對僅已將脆性材料基板之陶瓷基板裂斷之基板進行保持並分離端材，能夠具有效果地適用於基板製造時之端材分離裝置。

Claims (6)

  1. 一種脆性材料基板之端材分離方法，係分離脆性材料基板之功能區域周圍之端材，其特徵在於：該脆性材料基板，係在一側面具有於縱方向及橫方向以既定之間距形成的功能區域，且塗布有樹脂，並以該功能區域位於中心之方式沿呈格子狀形成之刻劃線被裂斷；將該脆性材料基板保持在於上面具有與該脆性材料基板之全功能區域相當之形狀之彈性板的端材分離載台上；從上部保持與該脆性材料基板之全功能區域相當之區域；從該端材分離載台之上部使與該脆性材料基板之端材之位置對應的框狀之推板一邊維持與脆性材料基板平行之狀態一邊下降，藉此分離端材。
  2. 一種脆性材料基板之端材分離裝置，係分離脆性材料基板周圍之端材，其特徵在於：該脆性材料基板，係在一側面具有於縱方向及橫方向以既定之間距形成的功能區域，且塗布有樹脂，並以該功能區域位於中心之方式沿呈格子狀形成之刻劃線被裂斷；該端材分離裝置，具備有：於上面保持該脆性材料基板之端材分離載台、具有與成為該脆性材料基板周圍之端材的部分對應之邊的框狀之推板、以及使該推板以與該脆性材料基板之面平行地升降之升降機構。
  3. 如申請專利範圍第2項之脆性材料基板之端材分離裝置，其中，該端材分離載台，具有：具有凹部之腔室、設於該腔室上且具有多個開口之底板、以及設於該底板上面之彈性板。
  4. 如申請專利範圍第3項之脆性材料基板之端材分離裝置，其中，該彈性板，係較位於該基板之應分離之端材之內側的功能區域更窄，且已使上面之緣彎曲之平板的板。
  5. 如申請專利範圍第2項之脆性材料基板之端材分離裝置，其中，該推板之相對向之二邊和與其垂直之另二邊的高度相互不同。
  6. 如申請專利範圍第2項之脆性材料基板之端材分離裝置，其中，該推板，呈上下移動自如地安裝於搬送該脆性材料基板之搬送頭。
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