特許 6256178 脆性材料基板のブレイク装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6256178

(24)【登録日】2017年12月15日

(45)【発行日】2018年1月10日

(54)【発明の名称】脆性材料基板のブレイク装置

(51)【国際特許分類】

   B28D 5/00 20060101AFI20171227BHJP

   B26F 3/02 20060101ALI20171227BHJP

   B26F 3/00 20060101ALI20171227BHJP

   B26D 7/06 20060101ALI20171227BHJP

   B28D 7/04 20060101ALI20171227BHJP

   B65G 49/07 20060101ALI20171227BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20171227BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20171227BHJP

【ＦＩ】

   B28D5/00 Z

   B26F3/02

   B26F3/00 A

   B26D7/06 Z

   B28D7/04

   B65G49/07 G

   H01L21/68 A

   H01L21/68 P

【請求項の数】2

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-92493(P2014-92493)

(22)【出願日】2014年4月28日

(65)【公開番号】特開2015-208937(P2015-208937A)

(43)【公開日】2015年11月24日

【審査請求日】2016年12月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】390000608

【氏名又は名称】三星ダイヤモンド工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100084364

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 宜喜

(72)【発明者】

【氏名】太田 欣也

(72)【発明者】

【氏名】黒田 直洋

(72)【発明者】

【氏名】富本 博之

(72)【発明者】

【氏名】中谷 郁祥

(72)【発明者】

【氏名】礒嶌 聡

【審査官】 塩治 雅也

(56)【参考文献】

【文献】 再公表特許第２００３／０８２５４２（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−３７１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１３６３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２２５６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−６６４７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｄ ５／００−７／０４

Ｂ２６Ｄ ７／０６

Ｂ２６Ｆ ３／００−３／０２

Ｂ６５Ｇ ４９／０７

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

脆性材料基板をブレイクするブレイク装置であって、
前記脆性材料基板は、
一方の面に縦方向及び横方向に所定のピッチで形成された機能領域を有し、樹脂がコーティングされ、前記機能領域が中心に位置するように格子状に形成されたスクライブラインに沿ってブレイクされたものであり、
前記ブレイク装置は、
端材分離ステージ上に保持されている脆性材料基板の周囲の端材を分離する端材分離装置と、
前記端材分離ステージとエキスパンドステージに前記脆性材料基板を挟み込んで反転する反転装置と、
前記脆性材料基板の樹脂層をエキスパンドし、格子状に形成されたスクライブラインに沿ってブレイクするエキスパンド機構と、を具備する脆性材料基板のブレイク装置。

【請求項2】

前記ブレイク装置は、
回転自在に設けられた前記脆性材料基板を上面に保持する端材分離ステージと、
前記脆性材料基板の周囲の端材となる部分に対応する辺を有する枠状のプッシャープレートと、
前記プッシャープレートを前記脆性材料基板の面に平行に昇降させる第１の昇降機構と、
前記端材分離ステージの回転軸と同一の回転軸で前記端材分離ステージと重ね合わせるように回転自在に設けられたエキスパンドステージと、
前記端材分離ステージ及び前記エキスパンドステージを夫々独立して回転させる第１，第２の回転機構と、
下面にエキスパンドバーを有するエキスパンダと、
前記エキスパンダを脆性材料基板の上方よりスクライブラインに沿って降下させることによって前記脆性材料基板の樹脂層をブレイクする第２の昇降機構と、を具備する請求項１記載の脆性材料基板のブレイク装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は半導体基板、セラミックス基板等の脆性材料基板の上に樹脂層がコーティングされた基板の周囲の端材を分離して完全にブレイクするためのブレイク装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、スクライブラインが形成された基板を、スクライブラインが形成された面の裏面から、スクライブラインに沿って面に垂直にブレイクバーで押圧することによりブレイクする基板ブレイク装置が提案されている。ブレイクの対象となる基板が半導体ウエハであり、整列して多数の機能領域が形成されている場合には、まず基板に機能領域の間に等しい間隔を隔てて縦方向及び横方向にスクライブラインを形成する。そしてこのスクライブラインに沿ってブレイク装置で分断することが必要となる。

【0003】

又特許文献２には脆性材料基板を搬送するため支持アームを基板に接触させて真空で吸着し、支持アームを移動させることによって基板を搬送する搬送機構が示されている。

【0004】

脆性材料基板をブレイクしたり周囲の端材を取り外した後に樹脂層を破断して、各チップに完全に分離するために反転させることが必要となる。特許文献３にはロボットアームを用いて脆性材料基板を反転させる反転機構が示されている。この反転操作では、スクライブした基板をロボットアームで架台に一旦配置し、下から持ち替えることによって反転を行っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−３９９３１号公報

【特許文献2】特開２０１３−１７７３０９号公報

【特許文献3】特許第３７８７４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

脆性材料基板、例えばセラミックス基板上に製造工程でｘ軸とｙ軸に沿って一定ピッチで多数の機能領域が形成され、セラミックス基板の上面にシリコン樹脂が充填される基板をブレイク装置を用いて、ブレイクするものとする。この基板に対して格子状にスクライブラインを形成し、ブレイクしたときに、スクライブラインに沿ってセラミックス基板の部分のみが分離され、シリコン樹脂層はそのまま残る。そのため基板を反転させてシリコン樹脂層にスクライブを伸展させる必要がある。

【0007】

しかるに従来の技術では、樹脂層を除いてブレイクした脆性材料基板を搬送する搬送装置、端材を分離する分離端材装置、反転装置及び樹脂層をブレイクするブレイク装置が夫々独立しており、これらが１つとしてまとまっておらず、装置が大型化するという問題点があった。

【0008】

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであって、樹脂層を除く基板のみがブレイクされた脆性材料基板をそのままの状態で脱落することなく搬送でき、周囲の端材を分離して反転し、樹脂層を分離して完全にブレイクできる装置を小型化し、作業を効率的に行えるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この課題を解決するために、本発明の脆性材料基板のブレイク装置は、脆性材料基板をブレイクするブレイク装置であって、前記脆性材料基板は、一方の面に縦方向及び横方向に所定のピッチで形成された機能領域を有し、樹脂がコーティングされ、前記機能領域が中心に位置するように格子状に形成されたスクライブラインに沿ってブレイクされたものであり、前記ブレイク装置は、端材分離ステージ上に保持されている脆性材料基板の周囲の端材を分離する端材分離装置と、前記端材分離ステージとエキスパンドステージに前記脆性材料基板を挟み込んで反転する反転装置と、前記脆性材料基板の樹脂層をエキスパンドし、格子状に形成されたスクライブラインに沿ってブレイクするエキスパンド機構と、を具備するものである。

【0010】

ここで前記ブレイク装置は、回転自在に設けられた前記脆性材料基板を上面に保持する端材分離ステージと、前記脆性材料基板の周囲の端材となる部分に対応する辺を有する枠状のプッシャープレートと、前記プッシャープレートを前記脆性材料基板の面に平行に昇降させる第１の昇降機構と、前記端材分離ステージの回転軸と同一の回転軸で前記端材分離ステージと重ね合わせるように回転自在に設けられたエキスパンドステージと、前記端材分離ステージ及び前記エキスパンドステージを夫々独立して回転させる第１，第２の回転機構と、下面にエキスパンドバーを有するエキスパンダと、前記エキスパンダを脆性材料基板の上方よりスクライブラインに沿って降下させることによって前記脆性材料基板の樹脂層をブレイクする第２の昇降機構と、を具備するようにしてもよい。

【発明の効果】

【0011】

このような特徴を有する本発明によれば、脆性材料基板上に樹脂層が形成され、表面に機能領域を有する脆性材料基板において、樹脂層を除く基板のみがブレイクされている基板に対してプッシャープレートを押し下げることによって周囲の端材を分離している。そして同軸の回転機構でエキスパンドステージと端材分離ステージとを同時に同方向に回転させることによって脆性材料基板をそのまま反転させることができる。更にエキスパンドステージ上に基板を保持し、樹脂層にエキスパンダを押し付けることで樹脂層を分離することができる。端材分離ステージは端材分離と反転、エキスパンドステージは反転とエキスパンドに用いられるため、装置全体を小型化し、効率化することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は本発明の実施の形態を実現するブレイク装置の全体構成を示す斜視図である。

【図2】図２は本発明の実施の形態を実現するブレイク装置を示す正面図である。

【図3】図３は本実施の形態の搬送ヘッドによって搬送される基板の一例を示す正面図及びＡ−Ａ線に沿った部分断面図である。

【図4】図４は本発明の実施の形態による搬送ヘッドを示す斜視図である。

【図5】図５は本実施の形態による搬送ヘッドの正面図である。

【図6】図６は本実施の形態による搬送ヘッドの底面図である。

【図7】図７は本実施の形態による搬送ヘッドの一部を切欠いて示す斜視図である。

【図8】図８は本実施の形態による搬送装置に用いられる集塵機の一例を示す斜視図である。

【図9】図９は本実施の形態による端材分離装置に用いられるプッシャープレートの一例を示す斜視図である。

【図10】図１０は本実施の形態による端材分離ステージとエキスパンドステージを示す側面図である。

【図11】図１１は本実施の形態による搬送ヘッドと端材分離ステージ、及びエキスパンドステージを示す断面図である。

【図12】図１２は本実施の形態による搬送ヘッドと端材分離ステージの一部を示す断面図である。

【図13】図１３は本実施の形態による端材分離ステージとエキスパンドステージを示す斜視図である。

【図14】図１４は本実施の形態によるエキスパンドステージとその上下のエキスパンダを示す斜視図である。

【図15】図１５は本実施の形態による端材分離ステージ、搬送ヘッド、エキスパンドステージとエキスパンドヘッドを示す側面図である。

【図16】図１６は本実施の形態による基板を挟み込んで回転させる状態を示す斜視図である。

【図17】図１７は本実施の形態による回転させた後のエキスパンドステージと端材分離ステージを示す側面図である。

【図18】図１８は本実施の形態による樹脂をエキスパンドして分離する状態を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施の形態であるブレイク装置について説明する。図１は本実施の形態を実現するブレイク装置の全体構成を示す斜視図、図２はその正面図である。これらの図に示すように、ベース１０上にはビーム１１が支柱によってベース１０の上面に平行に保持されており、そのビーム１１の側方にはリニアスライダ１２が設けられる。リニアスライダ１２は搬送ヘッド１３をビーム１１に沿って自在に動作させるものである。ベース１０上には図１，図２に示すように脆性材料基板（以下、単に基板という）をブレイクするブレイクステージ１４と、後述する端材を分離する端材分離ステージ１５、及びエキスパンドステージ１６が設けられている。搬送ヘッド１３はブレイクステージ１４から基板を吸引して図中右方の端材分離ステージ１５に搬送するものである。

【0014】

本発明の実施の形態においてブレイクの対象となる基板について説明する。基板２０は図３に正面図及びその部分断面図を示すように、セラミックス基板２１上に製造工程でｘ軸とｙ軸に沿って一定ピッチで多数の機能領域２２が形成された基板とする。この機能領域２２は例えば、ＬＥＤとしての機能を有する領域とし、各機能領域にはＬＥＤのための円形のレンズが夫々の表面に形成されている。その基板の上面にはシリコン樹脂２３が充填されるが、このシリコン樹脂２３をＬＥＤが形成された機能領域２２の範囲に留めるために、機能領域２２の外側の周囲にセラミックス基板２１の表面よりわずかに高い線状の突起２４が形成されている。シリコン樹脂２３を充填する際に、線状突起２４の上面やその外側にまでシリコン樹脂２３が達することがある。

【0015】

そして各機能領域毎に分断してＬＥＤチップとするために、基板２０をブレイクする前に、スクライブ装置により各機能領域が中心に位置するように、縦方向のスクライブラインＳ_y1〜Ｓ_ynと、横方向のスクライブラインＳ_x1〜Ｓ_xmとが互いに直交するようにスクライブする。

【0016】

スクライブされた基板２０は図２に示すブレイクステージ１４において、レンズが形成されている面を上面として、図示しないブレイク装置によってスクライブラインＳ_x1〜Ｓ_xm，スクライブラインＳ_y1〜Ｓ_ynに沿ってブレイクされる。ブレイクされた直後の基板２０はセラミックス基板２１の層のみがスクライブラインに沿って分断されてはいるが、シリコン樹脂２３の層はブレイクされていないとする。即ち基板２０は表面の薄いシリコン樹脂２３の層のみによってつながった状態となっており、線状突起２４の内側にｘ，ｙ軸に配列された多数の機能領域の部分と外周の端材となる不要部分とを有している。

【0017】

次にこの基板２０を吸引して搬送するための搬送ヘッド１３について説明する。図４は搬送ヘッド１３を示す斜視図、図５はその側面図、図６はその底面図、図７は搬送ヘッドの一部を切り欠いて示す斜視図である。

【0018】

図４に示すように、搬送ヘッド１３は略正方形状の水平方向のハンガーベース３１に略Ｌ字状のハンガー３２が垂直に接続される。ハンガー３２の側方に長方形状のハンガーブラケット３３が接続され、ハンガーブラケット３３には更に長方形状のハンガーブラケット３４がその面を重ねて取付けられ、ハンガーブラケット３４には上下動自在のリニアスライダ３５が設けられる。リニアスライダ３５の下方にはヘッド部４０が設けられる。リニアスライダ３５は上方向と下方向との２方向に夫々空気流を流入する流入口を有しており、その流入を切換えることでヘッド部４０を上下動自在とする第１の昇降機構である。尚リニアスライダ３５はヘッド部４０を昇降できるものであれば足り、空気流の流入により上下動させるものだけではなく、モータ等で上下動させるものであってもよい。

【0019】

ヘッド部４０は直方体状の筐体であって、筐体の内部は空洞であり、下面は開放されている。そして図７に示すように下面にはベースプレート４１が設けられる。ベースプレート４１は下面が平坦となった金属製の部材であり、例えばアルミニウム製とする。ベースプレート４１にはブレイクされた基板２０の機能領域２２に対応するように、ｘｙ方向に整列した多数の開口が等間隔で設けられている。これらの開口はレンズの径より夫々大きいものとする。又基板２０の機能領域２２の外周の端材に対応する部分にも、外周に沿った開口が設けられている。

【0020】

ベースプレート４１の下面には薄い弾性シート４２が取付けられている。弾性シート４２は平坦なゴム製の平板である。そして弾性シート４２も図６に示すように搬送の対象となる基板２０の各機能領域２２に対応してｘ方向及びｙ方向に等間隔で開口を有し、更にその周囲の線状突起２４に対向した部分に四角形の環状の窪みを有している。又基板２０の機能領域２２の外周の端材に対応する部分にも、環状の窪みの外側に外周に沿った開口が設けられている。これらの開口はベースプレート４１と弾性シート４２を重ね合わせたときに同一位置となるようにしている。ここでベースプレート４１の開口及び弾性シート４２の開口は機能領域２２に形成されているＬＥＤのレンズの径よりやや大きい径とし、ブレイクされた基板２０を吸引するときに、機能領域２２のレンズが弾性シート４２に直接接触しないように構成されている。

【0021】

次にこのヘッド部４０の一方の側面には、ダクト４３が取付けられ、ダクト４３の先には図８に示す集塵機のブロア４４が連結されている。尚ここでは集塵機を用いているが、ブロア４４単体で使用してもよい。弾性シート４２に基板２０を接触させた状態でブロア４４を駆動してダクト４３を介して空気を吸引すると、ベースプレート４１，弾性シート４２の開口から空気が吸引されることとなり、基板２０を吸引することができる。又図示しない切換え部によって空気流を流入から流出に切換えることで、空気を弾性シート４２の開口から噴出させる状態に切換えることができる。

【0022】

そしてこのヘッド部４０の四方の側壁には複数のラッチ機構４６が設けられている。ラッチ機構４６はヘッド部４０の下面にベースプレート４１と弾性シート４２とを一体として着脱自在に保持すると共に、弾性シート４２のゴムが劣化した場合には容易に交換できるようにするためのものである。尚このラッチ機構４６はヘッド部４０の少なくとも平行な一対の側壁に設けたものであってもよい。

【0023】

ヘッド部４０の下部外周には図９に示す枠状のプッシャープレート４７が上下動自在に設けられる。プッシャープレート４７はヘッド部４０と端材分離ステージ１５との間に基板２０を保持した状態で、プッシャープレート４７を下降させることにより、基板２０の周囲の不要部分を端材として分離するものである。プッシャープレート４７は基板２０の周囲の端材部分に相当する大きさの枠状部材である。又図示のように、上面は一定の高さであり、一対の相対向する辺４７ａ，４７ｂの厚さが厚く、これと直角な相対向する２辺４７ｃ，４７ｄの厚さが薄くなるように構成されている。

【0024】

次にプッシャープレート４７の昇降機構について説明する。ヘッド部４０の側壁のうち、ダクト４３が連結される１つの側壁を除く互いに平行な２つの側壁には、昇降機構としてエアシリンダ４８が設けられる。エアシリンダ４８は図５に示すようにヘッド部４０の側壁にねじ止めにて固定された本体部４８ａと、上下動自在の平板状の連結部材４８ｂ、及びこれに接続される枠状の連結部材４８ｃとを有している。又連結部材４８ｃの下方にはプッシャープレート４７が上下動自在に連結されている。

【0025】

次に端材の分離及び基板の反転に用いられる端材分離ステージ１５について説明する。端材分離ステージ１５は、図１０〜図１２に示すように、アーム５１上に長方形状のチャンバー５２とその上部のベースプレート５３と、これにほぼ同一形状の弾性プレート５４を有している。チャンバー５２の中央部分には大きな窪みが形成され、アーム５１の内部に形成されたダクト５１ａに連通している。ベースプレート５３はブレイクされた基板の全機能領域に相当する長方形状の平板であるが、全機能領域よりもわずかに小さくしておくことが好ましい。ベースプレート５３は例えばアルミニウム製とする。ベースプレート５３には各機能領域２２に対応するようにｘｙ方向に整列した多数の開口が設けられている。

【0026】

ベースプレート４１の上面には弾性プレート５４が貼り付けられている。弾性プレート５４は基板２０の全機能領域に相当する長方形状の領域に相当する形状のゴム製等の平板であるが、全機能領域よりもわずかに小さくしておくことが好ましい。弾性プレート５４には４辺の外周部を除いてベースプレート５３の開口、即ちブレイクされた基板の機能領域に対応するようにｘｙ方向に整列した多数の開口が設けられている。弾性プレート５４の上面の縁の部分はわずかに湾曲した構造であることが好ましい。

【0027】

さてこの弾性プレート５４とベースプレート５３の開口はいずれも各機能領域２２に対応するように設けられているため、重ね合わせたときにこれらの開口を通じて外部の空気をチャンバー５２の窪みに流通させることができる。アーム５１の内部のダクト５１ａには図示しないチューブを介して真空吸着装置に連結され、真空吸着装置を駆動することによって弾性プレート５４の開口より空気を噴出させたり又は吸引することができる。

【0028】

さてこのアーム５１は回転軸５５を中心として図１０の状態から時計方向に１８０°回転自在として構成されている。この軸上にはアーム５１をその上部のチャンバー５２，ベースプレート５３及び弾性プレート５４と共に回転させる回転機構が設けられている。回転機構はアーム５１を１８０°回転できるものであれば足り、ロータリーシリンダであってもよく、又モータと減速ギアから成るものであってもよい。

【0029】

次に基板２０の反転及びシリコン樹脂２３の層をブレイクする際に用いられるエキスパンドステージ１６について、図１０，図１１，図１３〜図１５を用いて説明する。エキスパンドステージ１６は図１１，図１３に示すようにアーム６１とアーム６１に取付けられる直方体状のカートリッジ６２を有している。カートリッジ６２はその四方の隅にＬ字形の柱状部を有し、その内側にスペーサ６３，スポンジ６４及びエキスパンドラバー６５を保持するものである。スペーサ６３及びエキスパンドラバー６５は基板の機能領域に相当する大きさの平板であり、エキスパンドラバー６５はゴム製の弾性支持板である。エキスパンドラバー６５には、ブレイクされた基板２０の機能領域２２に対応するように、ｘｙ方向に整列した多数の開口が等間隔で設けられている。この開口は機能領域２２に形成されているＬＥＤのレンズの径よりやや大きい径とし、ブレイクされた基板２０を吸引するときに、機能領域２２のレンズがエキスパンドラバー６５に直接接触しないように構成されている。

【0030】

そして図１１においてエキスパンドラバー６５の下面にはカートリッジとほぼ同一形状の枠状の平たい押さえ板６６が設けられる。押さえ板６６はねじ止めによってカートリッジ６２に接続され、スペーサ６３やスポンジ６４，エキスパンドラバー６５の脱落を防止している。

【0031】

さてアーム６１はアーム５１の回転軸５５と同一の回転軸を中心にして１８０°回転自在として構成されている。そしてアーム６１をカートリッジ６２やスペーサ６３，スポンジ６４及びエキスパンドラバー６５と共に回転させる回転機構が設けられる。回転機構はアーム６１を１８０°回転するものであれば足り、ロータリーシリンダであってもよく、モータと減速ギアから成るものであってもよい。そしてベース１０上には図１３に示すようにホルダ６７が設けられている。ホルダ６７はエキスパンドステージのアーム６１を時計方向に１８０°回転させたときに、その位置でアーム６１の下面を支持するものである。

【0032】

次にこの実施の形態のシリコン樹脂２３のブレイクに用いられるエキスパンド機構１７について図１４，図１５を用いて説明する。エキスパンド機構１７はエキスパンドステージ１６上に保持されている基板２０のシリコン樹脂２３の層を破断することによって、基板２０を完全にブレイクするためのものである。エキスパンド機構１７は、図１４に示すようにベース１０に平行なベース７１とこれを上下方向に移動させる第２の昇降機構であるリニアスライダ７２を有している。ベース７１にはエキスパンドヘッド７３が移動自在に取付けられており、ｘ軸方向にエキスパンドヘッド７３を移動させるリニアスライダ７４及びエキスパンドヘッド７３をその軸に沿って回転させる回転機構７５が設けられている。回転機構７５は、ここでは一対のベルト車とプーリー及びこれに接続されたモータと回転ギアを有するものとしているが、エキスパンドヘッド７３を回転させるものであれば足りるので、モータと減速機構を用いたものであってもよい。

【0033】

エキスパンドヘッド７３の下面にはエキスパンダ８０がエキスパンドステージ１６の面に平行に取付けられている。これにより、リニアスライダ７２によりエキスパンドヘッド７３を上下動させた場合、エキスパンダ８０も同時に一体となって上下動することとなる。エキスパンダ８０は平面状のベースに平行な筋状のエキスパンドバー８１が多数並列に形成され、各エキスパンドバーの全ての稜線は１つの平面を構成している。又エキスパンドバー８１の間隔は一定でスクライブ予定ラインの間隔の２以上の整数倍であればよく、本実施の形態では２倍とする。そして各エキスパンドバー８１の断面は図１４，図１５に示すようにスクライブラインに沿って押圧できるように円弧状としている。

【0034】

次にこの搬送装置によって基板２０をブレイクステージ１４から端材分離ステージ１５に搬送する場合について説明する。まず搬送装置の搬送ヘッド１３をブレイクステージ１４上の基板２０の真上に移動し、ヘッド部４０を基板２０に合わせて下降させる。そしてヘッド部４０の最下部の弾性シート４２の開口をＬＥＤのレンズに対応させるように位置決めする。次にブロア４４を駆動してダクト４３を介して空気を吸引すると、ベースプレート４１，弾性シート４２の開口から空気が吸引されることとなり、弾性シート４２に接触させた基板２０を吸引することができる。ここで弾性シート４２の開口から空気を吸引する際に空気の漏れが生じていたとしても、空気は常に開口から内部に流入しているため、基板２０を吸引することができる。そして搬送ヘッド１３を引き上げることによって、ブレイクされた基板２０をそのまま引き上げることができる。

【0035】

この状態で搬送ヘッド１３全体をリニアスライダ１２によって移動させることによって基板２０を所望の位置に搬送することができる。こうして図１０に示すように搬送ヘッド１３を端材分離ステージ１５の真上に移動させた後、ヘッド部４０をリニアスライダ３５によって下降させる。そしてヘッド部４０の下面に保持されている基板２０が端材分離ステージ１５の上部に接触し、その機能領域２２が弾性シート５４の開口に夫々対応する位置になるように位置決めして下降を停止する。そして基板２０の下面が弾性プレート５４に接触した状態でアーム５１を介して空気を吸引することによって、基板２０を端材分離ステージ１５上に保持することができる。このときブロア４４を動作させたままであってもよく、又停止させてもいい。

【0036】

次に端材分離装置による端材分離時の動作について説明する。まずプッシャープレート４７の昇降機構のエアシリンダ４８から空気を吹き出すことによって、ヘッド部１５の下部のプッシャープレート４７を下降させることができる。プッシャープレート４７を基板２０に平行に下降させると、まず厚さの厚い辺４７ａ，４７ｂによって基板２０の機能領域の外側の細長い周辺部分のみが下向きの圧力を受け、分離されて端材となる。更に下降を続けると、厚さの薄い２辺４７ｃ，４７ｄにより基板２０の機能領域の外側の細長い周辺部分が下降の圧力を受けて分離されて端材となる。図１３は分離された４本の端材を示している。このようにプッシャープレート４７を押し下げるという１度の下降の操作で、基板２０の周囲の端材を全て分離することができる。このとき基板２０の周囲の隣接する辺を同時に端材として分離していない。又弾性プレート５４はプッシャープレート４７よりやや小さく、その上面の縁部分が湾曲している。このため基板２０の機能領域を損傷することなく、短時間で周囲の端材を全て分離することができる。

【0037】

その後アーム５１から空気を吸引した状態で、ブロア４４より空気を噴出させ、ヘッド部４０を上昇させる。これによってヘッド部４０は基板２０から分離されることとなる。ヘッド部４０を上昇させた状態でリニアスライダ１２により搬送ヘッド１３を図２の左方に移動させることで元の状態に復帰させる。

【0038】

こうしてヘッド部１３を端材分離ステージ１５の上方から遠ざけた後、エキスパンドステージ１６のアーム６１を回動させ、端材分離ステージ１５の上部の基板２０の上面にエキスパンドラバー６５を接触させる。図１３はこの状態を示す図である。このときエキスパンドラバー６５の開口の内壁にレンズが接触しないように位置決めする。そして基板２０を端材分離ステージ１５とエキスパンドステージ１６との間に挟み込む。この状態でアーム５１及びアーム６１を同一の回転軸に沿って図１６に示すように回転させる。こうすれば端材分離ステージ１５とエキスパンドステージ１６とで基板２０を完全に保持した状態で反転させることができ、回転途中で基板２０が脱落することがない。図１７はこれらのステージを１８０°回転させ、エキスパンドステージ１６の下面がホルダ６７に支持されている状態である。

【0039】

こうして回転を終えた後、端材分離ステージ１５のアーム５１のダクトを介して弾性プレート５４の開口より空気を噴出させ、端材分離ステージ１５から基板２０を離す。次に端材分離ステージ１５のみを１８０°逆方向に回転させ、元の位置に復帰させる。これによりエキスパンドステージ１６上に基板２０が保持されているが、基板２０の上部は開放された状態となる。

【0040】

次にセラミックス基板２１に形成されたスクライブラインをシリコン樹脂２３の層にも伸展させて基板２０の分断を完了する方法について説明する。まずリニアスライダ７４によってエキスパンドヘッド７３が基板２０の真上にくるように移動させる。そしてエキスパンダ８０の各エキスパンドバー８１の最下部の稜線を図１８（ａ）に示すようにスクライブラインＳに合わせるようにリニアスライダ７４で位置決めする。

【0041】

次にリニアスライダ７２を駆動し、エキスパンダ８０をエキスパンドステージ１６に対して平行に保ちつつ徐々に降下させる。そして図１８（ｂ）に示すようにエキスパンドバー８１によりスクライブラインＳの真上からセラミックス基板２１を押圧する。こうすれば図１８（ｃ）に示すようにセラミックス基板２１がエキスパンドバー８１に押されて変形し、沈み込んでエキスパンドラバー６５が同様にＶ字状に変形し、基板２０のシリコン樹脂２３の層をブレイクすることができる。ブレイクが完了すると、リニアスライダ７２を逆転させてエキスパンダ８０を上昇させる。

【0042】

このときエキスパンダ８０は多数のエキスパンドバー８１が並列に形成されており、その間隔はスクライブラインのピッチの２倍であるため、１つおきに複数のスクライブラインに沿って同時にシリコン樹脂２３をブレイクすることができる。

【0043】

そしてエキスパンドヘッド７３をｘ軸方向にスクライブラインのピッチ分だけ移動させて、同様にしてエキスパンダ８０を降下させることによって他の隣接するスクライブラインについても樹脂層のブレイクを完了することができる。ここではエキスパンドバー８１の間隔がスクライブラインのピッチの２倍であるので、１回エキスパンドヘッド７３をシフトさせてブレイクすることによって基板２０の全てのｘ軸方向のブレイクを完了することができる。又エキスパンドバー８１の間隔がスクライブラインのピッチの３倍の場合には、２回エキスパンドヘッド７３を移動させてブレイクすることで全てのｘ軸方向のブレイクを完了することができる。

【0044】

そしてエキスパンドヘッド７３を回転機構７５により９０°回転させる。ｙ軸のスクライブラインについても位置決めした後エキスパンダ８０を降下させ、シリコン樹脂２３の層をブレイクする。そしてエキスパンドヘッド７３をｘ軸方向にスクライブラインのピッチ分だけ移動させて、同様にしてエキスパンダ８０を降下させる。こうすれば機能領域を格子状に分断して全面のブレイクが完了し、ＬＥＤチップを多数形成することができる。

【0045】

尚この実施の形態では、エキスパンドラバー６５の多数の開口を貫通孔として機能領域を保護できるようにしているが、ブレイク時に基板２０の構造体が接触しない保護穴であれば足りるので、貫通孔でなく、構造体が接触しない程度の深さの窪みとしてもよい。

【0046】

この実施の形態では上面にレンズを有する機能領域を持つＬＥＤ基板のＬＥＤチップを製造する例について説明しているが、本発明は表面にレンズを有するチップだけでなく、特に何も突出していない機能領域を有するチップについても適用することができ、又レンズ以外の突起物を有する機能領域を持つ脆性材料基板にも適用することができる。

【0047】

更にこの実施の形態では、セラミックス基板にシリコン樹脂を塗布した脆性材料基板について説明しているが、その他の種々の材質の層の基板であってもよい。例えばガラス基板に対して偏光板等の層を積層したものであってもよい。

【0048】

前述した端材分離ステージにおいてプッシャープレートの昇降機構としてエアシリンダについて説明しているが、昇降機構はリニアスライダなど他の形状の昇降機構であってもよいことはいうまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明は脆性材料基板のセラミックス基板のみをブレイクした基板を搬送し、端材を分離して反転し、ブレイクすることができ、基板の製造に有効に適用することができる。

【符号の説明】

【0050】

１０ ベース
１１ ビーム
１２ リニアスライダ
１３ 搬送ヘッド
１４ ブレイクステージ
１５ 端材分離ステージ
１６ エキスパンドステージ
１７ エキスパンド機構
２０ 基板
２１ セラミックス基板
２２ 機能領域
２３ シリコン樹脂
２４ 線状突起
３１ ハンガーベース
３２ ハンガー
３３，３４ ハンガーブラケット
３５ リニアスライダ
４０ ヘッド部
４１ ベースプレート
４２ 弾性プレート
４３ ダクト
４４ ブロア
４６ ラッチ機構
４７ プッシャープレート
４８ エアシリンダ
５１ アーム
５２ チャンバー
５３ ベースプレート
５４ 弾性プレート
５５ 回転軸
６１ アーム
６２ カートリッジ
６３ スペーサ
６４ スポンジ
６５ エキスパンドラバー
６７ ホルダ
７１ ベース
７２，７４ リニアスライダ
７３ エキスパンドヘッド
７５ 回転機構
８０ エキスパンダ
８１ エキスパンドバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】