(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記分割検出部は、前記撮像部が撮像した画像から分割予定線を挟んだ両側の前記基板の距離の変化量を検出し、その変化量に基づいて前記基板の分割を検出する請求項1に記載のブレーキング装置。
前記分割検出部は、前記撮像部が撮像した画像から分割予定線を挟んだ両側の前記基板の間から検出される光強度の変化量を検出し、その変化量に基づいて前記基板の分割を検出する請求項1に記載のブレーキング装置。
前記分割検出部は、前記ブレードを前記検出位置に停止させた状態で前記撮像部が撮像した画像から前記基板の分割を検出する請求項1〜5のいずれか1項に記載のブレーキング装置。
前記分割検出部は、前記ブレード制御部が前記ブレードを移動させながら、前記撮像部が撮像した画像から前記基板の分割を検出する請求項1〜5のいずれか1項に記載のブレーキング装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1及び2では、ブレードに押圧されている分割中の基板をカメラで撮像しているため、分割対象の基板が可撓性を有している場合、基板の撓み変形が起きてカメラで得られる画像がボケやすく、基板の分割を正確に検出できないという問題がある。
【0007】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、基板に撓みが生じても精度良く基板の分割を検出することができるブレーキング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明にかかるブレーキング装置は、分割予定線が形成された基板を支持する基板支持台と、前記基板に当接して曲げ応力を付与するブレードと、前記ブレードを前記基板に対して近接及び離隔移動する移動部と、前記移動部の動作を制御する移動制御部と、前記基板支持台に支持された前記基板を撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した画像から前記基板の分割を検出する分割検出部とを備え、前記移動制御部は、前記ブレードが前記基板に当接する当接位置から前記基板を押圧する方向へ所定距離移動した分割位置に前記ブレードを移動させ、前記基板に曲げ応力を付与して前記基板を分割するブレーキング装置において、前記移動制御部は、前記ブレードを前記分割位置に移動させた後、前記分割位置と前記当接位置との間に設定された検出位置に前記ブレードを移動させ、前記分割検出部は、前記ブレードが前記検出位置に位置する時に前記撮影部が撮像した画像から前記基板の分割を検出するものである。
【0009】
本発明の好ましい態様において、前記分割検出部は、前記撮影部が撮像した画像から分割予定線を挟んだ両側の前記基板の距離の変化量を検出し、その変化量に基づいて前記基板の分割を検出してもよい。
【0010】
他の好ましい態様において、前記分割検出部は、前記撮影部が撮像した画像から分割予定線を挟んだ両側の前記基板の間から検出される光強度の変化量を検出し、その変化量に基づいて前記基板の分割を検出してもよい。
【0011】
他の好ましい態様において、前記分割検出部は、前記撮影部が撮像した画像全体の明度の変化量を検出し、その変化量に基づいて前記基板の分割を検出してもよい。
【0012】
他の好ましい態様において、前記撮影部が前記基板を撮影する際に前記基板を照明するリング照明を備えてもよい。
【0013】
他の好ましい態様において、前記分割検出部は、前記ブレードを前記検出位置に停止させた状態で前記撮影部が撮像した画像から前記基板の分割を検出してもよい。
【0014】
他の好ましい態様において、前記分割検出部は、前記移動制御部が前記ブレードを移動させながら、前記撮影部が撮像した画像から前記基板の分割を検出してもよい。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、基板の撓み変形を抑えた状態で撮影部が基板を撮影することができるため、精度良く基板の分割を検出することができる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【0018】
図1は、本実施形態にかかるブレーキング装置10の斜視図であり、
図2は基板が保持された状態を示す基板保持部20の平面図、
図3はブレーキング装置10の断面図、
図4はブレーキング装置10の制御構成を示すブロック図である。
【0019】
本実施形態にかかるブレーキング装置10は、例えば、半導体素子などが格子状に複数形成された基板1を切断して各素子毎に切り分ける装置であって、基板保持部20、支持台30、ブレード駆動部50、照明装置80と、これらを駆動制御する制御部90とを備える。
【0020】
基板保持部20は、
図2に示すように、円環状のシート保持枠24と、シート保持枠24の内側に張られた粘着シート22とを備え、水平配置されたベース部11に設けられた移動テーブル12上に着脱可能に固定される。粘着シート22は、ビニールシートやポリエステルシート等の合成樹脂等の伸縮性を有する材料からなるシート材であり、片側表面に粘着剤が塗布され基板1の一方面1aを貼着することで基板1を基板保持部20に固定する。また、基板1の他方面1b側には透明な樹脂製の保護フィルム26が配されており、支持台30に基板1が保護フィルム26を介して接触するようになっている。
【0021】
基板保持部20に固定する基板1は、レーザ照射等によって基板1の一方面1aと反対側の他方面1bに近接する位置に格子状の分割予定線2が形成されている。
【0022】
移動テーブル12は、ベース部11上に設置されたXテーブル13と、Xテーブル13に設置された円筒状のθテーブル14とを備える。
【0023】
Xテーブル13は、ベース部11上において図中に示すX軸方向に延びるガイドレール15に摺動可能に設けられ、Xテーブル駆動モータ16によりX軸方向に往復移動可能に構成されている。また、Xテーブル13に設けられた貫通孔17には、θテーブル14が挿入されXテーブル13に対して鉛直方向に相当するZ軸回りに回転可能に設けられている。
【0024】
θテーブル14は、基板保持部20を着脱可能に固定する部材であって、基板保持部20を装着した状態においてシート保持枠24の内側に対応する中空部14aを備えている。本実施形態では粘着シート22に貼着された基板1を下方に向くように基板保持部20がθテーブル14に固定される。
【0025】
また、θテーブル14は、θテーブル駆動モータ18の駆動軸に連結されたギア18aを介してZ軸を中心に回転可能に構成されている。これにより、θテーブル14上に固定された基板保持部20がベース部11に対してX軸方向及びθ軸周りに移動可能になっている。θテーブル14の中空部14aの下方には、ベース部11に固定された支持台30と撮像部78と照明装置80が設けられている。
【0026】
支持台30は、基板保持部20に保持された基板1の他方面1bと対向する弾性プレート30aと、取付部32を介してベース部11に固定されたガラスプレート30bとを備える。弾性プレート30aは、透明シリコーンゴム等の光透過性と適度な弾力性とを有する板状体からなり、弾性プレート30aの下面が光透過性を有するガラスプレート30bによって支持されている。
【0027】
支持台30は、ブレード駆動部50に配設されたブレード52から曲げ応力が付与された時に基板1の他方面1bを支持するもので、切断対象となる基板1のY軸方向(X軸及びZ軸と直交する方向)を十分にカバーできる大きさに形成されている。
【0028】
撮像部78は、CCDカメラ等からなり、ガラスプレート30bの下方にレンズを上方に向けて設けられ、ガラスプレート30b及び弾性プレート30aを介して基板保持部20に固定された基板1の分割予定線2と回路パターンなど所定の目印Pを撮像する。また、撮像部78は、θテーブル14から基板保持部20を取り外した状態でガラスプレート30b及び弾性プレート30aを介してブレード駆動部50に設けられたブレード52を撮像する。撮像部78は、撮像した画像データを制御部90に入力する。
【0029】
照明装置80は、撮像部78の対物レンズの光軸を取り囲むようにリング状に配置され、対物レンズの光軸に対して斜め方向から基板1に光を照射する。照明装置80としては、リング照明や複数の光源をリング状に配列した照明等を使用することができる。
【0030】
ブレード駆動部50は、
図1及び3に示すように、ブレード52が固定されたブレード保持部54と、Z軸方向に延びるガイドレール56に摺動可能に設けられたスライドベース57とを備える。ブレード保持部54は、スライドベース57に配設されたガイドローラ60によって、スライドベース57に対してX軸及びY軸方向への移動を制限されつつZ軸(上下)方向のみに摺動可能に配設されている。
【0031】
スライドベース57は、ベース駆動モータ58の駆動軸に接続されたボールネジ59と連結され、ベース駆動モータ58がボールネジ59を回転制御することでZ軸方向に変位量を制御して往復移動可能に設けられている。
【0032】
また、スライドベース57には、ブレード保持部54を押圧しブレード52に荷重を付与する荷重付与部62が、ブレード52の刃先52aとX軸方向の位置が上下に一致するように設けられている。荷重付与部62は、例えば、電空レギュレータにより圧力制御された空圧式シリンダや圧電素子(ピエゾ素子)などを備え、所定値に設定された一定大きさの荷重をブレード保持部54を介してブレード52に付与する。
【0033】
ブレード駆動部50では、スライドベース57がZ軸方向に移動することで、スライドベース57に設けられたブレード保持部54とともにブレード52を基板1に対して相対的に近接及び離隔移動させる。そして、ブレード52の刃先52aが粘着シート22を介して基板1に当接すると、ブレード52が基板1に下向きの荷重を付与し曲げ応力を付与する。
【0034】
制御部90は、コンピュータを備え、撮像部78から入力される画像データと、予め定められたプログラムに従って、Xテーブル駆動モータ16、θテーブル駆動モータ18、ベース駆動モータ58、荷重付与部62、撮像部78、及び照明装置80等の動作を制御することで、ブレーキング装置10全体の動作を制御したり、撮像部78から入力される画像データを不図示の表示部に表示させたり、不図示の記憶装置に記憶させる。
【0035】
具体的には、制御部90は、Xテーブル駆動モータ16、θテーブル駆動モータ18の動作を制御してブレード52に対する基板保持部20の位置を調整する。また、制御部90は、ブレード駆動部50の動作を制御してブレード52を基板保持部20に対してZ軸方向に移動させるブレード制御部として機能する。ブレード制御部は、ブレード駆動部50の動作を制御して、ブレード52の刃先52aが基板保持部20の粘着シート22からZ軸方向に所定離隔だけ離れた待機位置と、刃先52aが粘着シート22を介して基板1に当接する当接位置より更に所定距離(例えば200〜250μm)だけ下方に位置する分割位置と、当接位置と分割位置との間に設定された位置、例えば、当接位置より50〜100μm下方に設定された位置(以下、この位置を検出位置という)とを移動するようにブレード52をZ軸方向に移動させる。
【0036】
また、制御部90は、撮像部78が撮像した画像データに基づいて基板1の分割を検出する分割検出部として機能する。
【0037】
次に、ブレーキング装置10による基板1の切断動作について、
図5に示すフロー図を参照して説明する。
【0038】
まず、ステップS1において、分割予定線2を形成した基板1の他方面1bが保護シート26を介して支持台30と対向するように粘着シート22に基板1の一方面1aを貼着した基板保持部20を移動テーブル12のθテーブル14にセットし、基板1の分割予定線2とブレード52の刃先52aとの位置合わせを行う。
【0039】
この位置合わせは、上記のように、制御部90が撮像部78により撮像された画像データに基づいてブレード52の刃先52aの位置と分割予定線2とのズレ量をX軸方向の変位量Δxとθ軸回りの変位量Δθとして演算する。X軸方向の変位量Δxとθ軸回りの変位量Δθの入力を受けた制御部90は、Xテーブル駆動モータ16及びθテーブル駆動モータ18と制御して、移動テーブル12をX軸方向及びθ方向に移動させることで変位量Δxと変位量Δθがゼロになり、ブレード52の刃先52aと分割予定線2とが上下に対向するように(平面視において一致するように)基板保持部20の位置を調整する。
【0040】
位置合わせが終了するとステップS2に進み、制御部90は、荷重付与部62の荷重を所定値に設定した後、ベース駆動モータ58を駆動制御することで、スライドベース57を下降させ、ブレード保持部54に設けられたブレード52を待機位置から分割位置に到達するまで降下させる。これにより、ブレード52が、粘着シート22を介して基板1を下方に押圧し、基板1に曲げ応力を付与する。
【0041】
制御部90は、ブレード52を分割位置に所定時間待機させて基板1に曲げ応力を付与した後、ステップS3に進んで分割位置から検出位置までブレード52を上方へ移動させる。
【0042】
分割位置から検出位置にブレード52が到達すると、制御部90は、ステップS4に進み、ブレード52が検出位置に位置する時に、照明装置80を点灯して基板1を照明しつつ、撮像部78を制御してブレード52から曲げ応力が付与された後の基板1の分割予定線2と、その分割予定線2を挟んで隣り合う一対の目印Pを撮像部78によって撮像する。なお、本実施形態では、制御部90は、ブレード52を検出位置に停止させた状態で基板1の分割予定線2と目印Pを撮像する。
【0043】
そして、制御部90は、ステップS5に進んで撮像部78が撮像した画像データに基づいて基板1が分割されたか否かを検出する。
【0044】
具体的には、基板1が分断されていない場合、曲げ応力を付与する前の状態から曲げ応力を付与しても分割予定線2を挟んで隣り合う一対の目印Pの距離(間隔)に殆ど変化がない。一方、基板1が分割されている場合、分割箇所が広がり分割予定線2を挟んで隣り合う一対の目印Pの距離が分割されていない場合に比べて大きくなる。
【0045】
そこで、制御部90は、撮像部78から入力された画像データに基づいて、ブレード52が曲げ応力を付与する前後において分割予定線2を挟んで隣り合う一対の目印Pの距離を測定し、曲げ応力を付与する前後で目印Pの距離の変化量が所定値以上である(つまり、曲げ応力を付与すると目印Pの距離が所定値以上大きくなる)と、基板1が分割されていることを検出し、目印Pの間の距離の変化量が所定値より小さい(つまり、曲げ応力を付与しても目印Pの距離の増加量が所定値未満である)と基板1が分割されていないことを検出する。
【0046】
そして、制御部90は、ステップS5において基板1が分割されていないことを検出すると、ステップS2に戻り、再び、ベース駆動モータ58を駆動制御して、ブレード52を分割位置へ降下させて基板1に曲げ応力を付与する。なお、ステップS2に戻り、再び基板1に曲げ応力を付与する場合、分割位置を下方に変更して基板1の押し込み量を増加したり、あるいは、荷重付与部62がブレード52に付与する荷重を増加して、基板1に付与する負荷を増加してもよい。その際、ブレード52が基板1を押し込む量や荷重付与部62が付与する荷重を使用者が任意に設定できても良い。
【0047】
一方、ステップS5において基板1が分割されたことを検出すると、ステップS6に進み、制御部90は、ベース駆動モータ58を駆動制御してブレード52を検出位置から待機位置へ上昇させた後、基板1に設けられた全ての分割予定線2の分割が終了したか否か判断する。
【0048】
制御部90は、分割していない分割予定線2があれば、ステップS7に進み、Xテーブル駆動モータ16及びθテーブル駆動モータ18を制御することで、ブレード52の刃先52aが次の分割予定線2と上下に対向するように移動テーブル12をX軸方向及びθ方向に移動させる。その後、ステップS2に戻り、制御部90は、再び、ベース駆動モータ58を制御して、ブレード52を分割位置へ降下させて基板1に曲げ応力を付与し、次の分割予定線2において基板1を分割する。
【0049】
そして、曲げ応力の付与、分割の検出、基板1のX軸方向への移動を繰り返してY軸方向に沿って全ての分割予定線2において分割を行う。Y軸方向に沿う全ての分割予定線2について分割が終了すると、制御部90はθテーブル駆動モータ18を駆動しθテーブル14を90度回転させる。そして、分割が終了した分割予定線2と直交する分割予定線2について、上記同様、曲げ応力の付与、分割の検出、基板1のX軸方向への移動を繰り返すことで、全ての分割予定線2において分割を行い、分割していない分割予定線2がなければ、制御部90は基板1の分割を終了する。
【0050】
以上のような本実施形態のブレーキング装置10では、基板1に当接する当接位置と基板1を分割する分割位置との間に設定された検出位置にブレード52が位置する時に、撮像部78が基板1を撮像するため、ブレード52による基板1の押し込み量が少なく基板1の撓み変形量が少ない状態で基板1を撮像することができる。そのため、撮像部78で撮像される画像がボケにくく、基板1が分割されたか否か正確に検出することができる。
【0051】
しかも、本実施形態では、撮像部78が基板1の画像を撮像する際に、ブレード52が基板1から完全に離れておらず基板1を押圧しているため、基板1が分割されていれば、基板1同士の間隔がブレード52によって押し広げられているため、基板1が分割されているか否かを検出しやすくなる。
【0052】
また、本実施形態では、基板1を撮像する際に基板1を照明する照明装置80が、撮像部78の対物レンズの光軸を取り囲むようにリング状に配置され、対物レンズの光軸に対して斜め方向から基板1に光を照射するため、ブレード52が検出位置にあり基板1に撓みがあっても撮像部78に取り込まれる光量が低下しにくく、撮像部78より明瞭な画像を得ることができ、基板1が分割されたか否か正確に検出することができる。
【0053】
また、本実施形態では、ブレード53を検出位置に停止させた状態で撮像部78が基板1を撮像するため、撮像する際に精度良くブレード52を検出位置に位置させることができ、基板1が分割されたか否か正確に検出することができる。
【0054】
(変更例1)
上記した実施形態では、撮像部が撮像した画像からブレード52が曲げ応力を付与する前後において分割予定線2を挟んで隣り合う一対の目印Pの距離を測定し、曲げ応力を付与した前後での基板1の距離の変化量に基づいて基板1が分割されたか否かを検出したが、本発明はこれに限定されない。
【0055】
例えば、撮像部78が撮像した画像からブレード52が曲げ応力を付与する前後において分割予定線2を挟んだ両側の基板1の間から検出される光強度の変化量を検出し、曲げ応力を付与した前後での光強度の変化量が所定値以上(つまり、曲げ応力を付与すると基板1の間から検出される光強度が増加し、その増加量が所定値以上)であると、基板1が分割されていることを検出し、光強度の変化量が所定値より小さいと基板1が分割されていないことを検出してもよい。
【0056】
また、ブレード52が曲げ応力を付与する前後において撮像部78が撮像した画像全体の明度の変化量を検出し、曲げ応力を付与した前後での明度の変化量が所定値以上(つまり、曲げ応力を付与すると画像全体の明度が減少し、その減少量が所定値以上)であると、基板1が分割されていることを検出し、光強度の変化量が所定値より小さいと基板1が分割されていないことを検出してもよい。
【0057】
(変更例2)
上記した実施形態では、制御部90は、ブレード52を検出位置に停止させた状態で基板1の分割予定線2と目印Pを撮像したが、分割位置から待機位置に向けて上方へ移動させながら、基板1の分割予定線2と目印Pを撮像部78に撮像させてもよい。このようにブレード52を移動させながら撮像部78が撮像することで、分割位置から待機位置へ移動させる途中でブレード78を停止させる必要がないため、タクトタイムを短縮することができる。
【0058】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。