脆性材料基板的断开装置的制作方法

专利名称：：脆性材料基板的断开装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种脆性材料基板的断开装置，特别是一种用于分断形成有分断槽的玻璃板等脆性材料基板的脆性材料基板的断开装置。
背景技术：
：当分断玻璃板等脆性材料基板时，通常是通过利用由超硬合金或烧结金刚石所形成的刻划轮、或者前端具有金刚石片(diamondchip)的玻璃切割工具在玻璃板上形成分断槽(刻划线)后，使其两侧弯曲来进行分断。特别是在使大型玻璃板弯曲时，例如可使用如专利文献1或者专利文献2中所揭示的断开装置。专利文献1中所揭示的装置是将第一产品平台以及第二产品平台以其边缘部具有一定角度的方式配置在刻划平台(scribetable)以及偏斜平台上。并且，将两面已被刻划的玻璃板载置在平台上，并利用第一夹棒与第二夹棒按压玻璃板而加以固定。当在这种状态下使第二产品平台转动时，以夹棒作为按压点，剪切力与拉伸力将作用于玻璃板的刻划线上，从而将玻璃板分断成左右两块。并且，专利文献2中所揭示的装置是通过沿着分断槽按压断开棒，而将玻璃板分断成左右两块。[先前技术文献][专利文献][专利文献1]日本再公表专利2003/002471号公报[专利文献2]日本专利特开平7-276174号公报
发明内容在专利文献1中，如上所述，用于分断玻璃板的先前的断开装置包含刻划平台以及偏斜平台，并且包含用于保持玻璃板的夹棒等的机构。而且，如果仅单纯地使偏斜平台偏斜，则在玻璃板的分断面会产生擦伤，因此必须使另一个平台滑动、或者挪动偏斜平台的转动支点。由以上所述可知，先前的断开装置存在如下问题不仅构造体型大，而且需要复杂的机构，从而无法廉价地构成。另外，在专利文献2中，难以沿着分断槽对断开棒施加均等的负荷，从而容易产生分断不良。本发明的课题在于实现一种小型且廉价的用于分断玻璃板等脆性材料基板的装置。技术方案1的脆性材料基板的断开装置是用于将形成有分断槽的脆性材料基板沿着分断槽加以分断的装置，其包括基台以及一对钳子(Pliers)。一对钳子被基台所支撑，用于握持形成有分断槽的脆性材料基板的分断槽的两端部，并使分断负荷作用于分断槽的两端，从而分断脆性材料基板。此处，在本发明中，所谓分断槽，是指包含利用通常用于刻划脆性材料基板的刻划轮以及由激光等的照射所产生的热应力而形成的刻划线、通过使用磨石的切割加工而形成的分断用切槽在内，成为用于通过分断而使脆性材料基板分离的引导线(guideline)的槽。另外，在本发明中，所谓分断，是指用于沿着形成于脆性材料的主表面上的刻划线或切槽分离脆性材料基板的加工步骤。此外，在本发明中，所谓脆性材料基板，包括建材用玻璃、汽车用窗玻璃、FPD(FlatPanelDisplay,平板显示器)等的玻璃电路基板、烧结材料的陶瓷、单晶硅、半导体晶片、陶瓷基板、蓝宝石基板、石材等。在所述装置中，是通过利用一对钳子握持形成有分断槽的玻璃板等脆性材料基板，并使分断负荷进行作用，来分断脆性材料基板。更详细而言，在所述装置中，是将形成有分断槽的脆性材料基板的分断槽的两端分别用钳子加以握持。而且，利用钳子支撑脆性材料基板的一面，并且对另一面施加按压力。通过所述按压力使脆性材料基板弯曲，从分断槽的两端产生裂缝而分断所述脆性材料基板。在这种装置中，不需要像先前装置那样使平台偏斜等的复杂的构成以及机构，而只要设置一对钳子即可，构成变得简单。因此，可实现廉价的装置。技术方案2的脆性材料基板的断开装置如技术方案1的装置，其中一对钳子可在与脆性材料基板的分断槽形成的方向正交的方向上相对于脆性材料基板相对地移动。当分断大型脆性材料基板时，有时会在一块基板上形成多条分断槽。因此，在所述装置中，可使一对钳子相对于脆性材料基板在与分断槽正交的方向上相对地移动。因此，即使在形成有多条分断槽时，也可以利用一对钳子使分断负荷依次作用于各分断槽来进行分断。技术方案3的脆性材料基板的断开装置如技术方案1或2的装置，其中一对钳子可在脆性材料基板的分断槽形成的方向上移动。此处，由于一对钳子也可以在形成有分断槽的方向上移动，因此可根据基板的尺寸等将钳子调整到适当的位置，从而可对各种玻璃板进行良好的分断。技术方案4的脆性材料基板的断开装置如技术方案1或2的装置，其中一对钳子分别包含第一夹盘与第二夹盘。第一夹盘在前端部具有用于按压脆性材料基板的第一面的按压体。第二夹盘包含承托部，所述承托部与按压体相对向且相对于按压体相对地接近、远离自如而配置，用于承托脆性材料基板的第二面。而且，第二夹盘的承托部包含可弹性变形的弹性板，其在与分断槽交叉的方向上以特定长度延伸且刚性较玻璃板低；以及弹性板支撑部，其相对于第二夹盘而支撑弹性板的长度方向两端部；并且第一夹盘的按压体包含用于使较分断槽的槽宽更宽广的分布负荷作用于脆性材料基板的按压部。技术方案5的脆性材料基板的断开装置如技术方案3的装置，其中一对钳子分别包含第一夹盘与第二夹盘。第一夹盘在前端部具有用于按压脆性材料基板的第一面的按压体。第二夹盘包含承托部，所述承托部与按压体相对向且相对于按压体相对地接近、远离自如而配置，用于承托脆性材料基板的第二面。而且，第二夹盘的承托部包含可弹性变形的弹性板，其在与分断槽交叉的方向上以特定长度延伸且刚性较玻璃板低；以及弹性板支撑部，其相对于第二夹盘而支撑弹性板的长度方向两端部；并且第一夹盘的按压体包含用于使较分断槽的槽宽更宽广的分布负荷作用于脆性材料基板的按压部。在所述装置中，形成有分断槽的脆性材料基板是被第二夹盘的承托部所支撑，并受到第一夹盘的按压体按压而弯曲，从而被分断。此时，脆性材料基板的一个表面被承托部的弹性板所覆盖，并且脆性材料基板的另一个表面以包含分断槽的特定宽度通过按压体而承受分布负荷。当利用包含这种夹盘的钳子分断脆性材料基板时，分布负荷将作用于脆性材料基板而将它分断。因此，与先前的使用工具的情况相比，能够以缓慢的速度分断脆性材料基板，从而使脆性材料基板的分断面的品质提升。[发明的效果]如上所述的本发明与先前的断开装置相比，能够实现小型且低成本的装置。图1是本发明的一实施方式的玻璃板的搬送与分断装置的外观立体图。图2是所述装置的钳头的示意图。图3是所述钳头的夹盘部分的构成图。图4是图3的侧视图。图5是用来说明所述装置的动作的流程图。[符号的说明]1基台4断开平台5钳子32钳头35上夹盘36下夹盘40按压体40a按压板40b按压板支撑部45承托部46弹性板47弹性板支撑部具体实施例方式[整体构成]图1是本发明的一实施方式的包含断开装置的玻璃板的搬送与分断装置的概略外观立体图。所述装置是能够执行玻璃板G的搬送、分断槽(刻划线)的形成以及分断(断开)的装置，所述装置包括基台1、刻划平台2、刻划头(scribehead)3、断开平台(breaktable)4、以及一对钳子5。再者，在以下说明中，如图1所示，将沿着基台1的一条边的方向(与玻璃板的搬送方向正交的方向)定义为X轴方向，将在水平面内与X轴方向正交的方向(玻璃板的搬送方向)定义为Y轴方向，将高度(垂直)方向定义为Z轴方向。5[基台]基台1是在Y轴方向上较长的长方体形状，在X轴方向的两端部具有沿Y轴方向而形成的一对导轨IO。所述一对导轨10具有与基台1的Y轴方向的长度大致相同的长度。[OO51][刻划平台]刻划平台2是形成在基台1的一侧的一部分上。在所述刻划平台2的表面配置有三行万向滚珠(balltransfer)12，从而使玻璃板G可在X以及Y轴方向上移动自如。另外，在所述刻划平台2上设置有多个定位销13、14、15。具体而言，在Y轴方向上，在基台1的长度方向的大致中央部配置有两个第一定位销13。所述第一定位销13在上下方向上移动自如，从而可获得能够抵接于刻划平台2上所载置的玻璃板G的搬送方向下游侧的端面的定位位置、以及不妨碍玻璃板G的移动的退避位置。并且，以与两个第一定位销13在Y轴方向上相对向的方式配置有两个第二定位销14。所述第二定位销14在上下方向上移动自如，从而可获得能够抵接于刻划平台2上所载置的玻璃板G的搬送方向上游侧的端面的定位位置、以及不妨碍玻璃板G的移动的退避位置。另外，第二定位销14构成为还可以在已上升的定位位置沿着Y轴方向移动。此外，在所述刻划平台2上，在X轴方向的两端部分别配置有两根(共计四根)第三定位销15。所述第三定位销15沿着X轴方向移动自如，从而可抵接于刻划平台2上所载置的玻璃板G的端面而使玻璃板G沿着X轴方向移动或者进行定位。[刻划头]刻划头3配置在刻划平台2上所载置的玻璃板G的下方。并且，所述刻划头3沿着在X轴方向上延伸的刻划引导器(scribeguide)20而在X轴方向上移动自如。在刻划头3的上部设置着用于在玻璃板上形成分断槽的刻划轮21。另外，与刻划头3在上下方向上相对向地配置着支撑棒22。支撑棒22可通过固定在门型框架23上的气缸(cylinder)24而在上下方向上移动。更具体而言，支撑棒22通过气缸24而在按压位置与退避位置之间移动，所述按压位置是当在玻璃板G上形成刻划线时从上方按压玻璃板G的位置，所述退避位置是当搬送玻璃板G时自玻璃板G朝上方远离的位置。再者，在图1中，省略了将门型框架24支撑于基台l上的支撑部。此外，刻划头3也可以由伺服电动机或线性伺服电动机等来驱动。[断开平台]断开平台4形成在基台1的另一侧的一部分上，即隔着刻划头3、刻划引导器20以及支撑棒22而与刻划平台2在Y轴方向上相反之侧。在所述断开平台4上载置着利用刻划头3而形成有刻划线的玻璃板G，在此进行玻璃板G的分断。再者，虽然未进行图示，但是在所述断开平台4上设置有搬送带(conveyer)，从而通过所述搬送带搬出经分断的玻璃板G。[钳子]—对钳子5分别沿着导轨10在Y轴方向上移动自如。一对钳子5具有彼此相同的构成，如图1及图2所示，包含在Y轴方向上移动自如地卡合于导轨10的第一移动体30、在X轴方向上移动自如地卡合于第一移动体30的第二移动体31、以及钳头32。通过这种构成，钳头32在X轴方向以及Y轴方向的两个方向上移动自如。钳头32如图2中示意性地表示，包含上夹盘35与下夹盘36。上夹盘35安装在加压气缸37的杆前端，可通过加压气缸37而在上下方向上移动。并且，下夹盘36安装在承托侧气缸38的杆前端，可通过承托侧气缸38而在上下方向上移动。通过如上所述的构成，可利用上下夹盘35、36握持玻璃板G的X轴方向的两端，而在刻划平台2与断开平台4之间在Y轴方向上搬送玻璃板G。并且，同样地，可利用上下夹盘35、36握持玻璃板G的X轴方向的两端，使分断负荷作用于断开平台4上所载置的玻璃板G的刻划线的两端而分断玻璃板G。〈夹盘>其次，使用图3及图4来对各夹盘35、36进行详细说明。上夹盘35在前端部具有按压体40。按压体40是为了从上方按压玻璃板G而设置的部分，如图3及图4所示，其包含作为按压部的按压板40a以及按压板支撑部40b。再者，图4是图3的右侧视图。按压板40a是用于使分布负荷在较刻划线的槽宽更宽广的范围作用于形成有刻划线的玻璃板G上的构件，其在X轴方向及Y轴方向上具有特定宽度。所述按压板40a优选由具有较玻璃更高的刚性的不锈钢材料或者SK(工具钢)材料等形成，但并不特别限定于这些材质。再者，在本实施方式中，按压板40a的Y轴方向的宽度形成得较下述第二夹盘36的承托部的宽度更短。按压板支撑部40b是用于将按压板40a支撑在加压气缸37的杆前端部的构件。所述按压板支撑部40b包含从按压板40a的上表面朝上方延伸的三个板状部分。在加压气缸37的杆前端部固定有连结构件42。在连结构件42上形成有插入到按压板支撑部40b的三个板状部分的安装部42a。并且，利用穿过形成于按压板支撑部40b与安装部42a上的贯穿孔的连结销43，将连结构件42与按压板支撑部40b、即加压气缸37的杆与按压体40加以连结。再者，按压体40经由连结销43而与连结构件42转动自如地连结，可使按压板40a的接触面的整个面与玻璃板G的表面相接触，因此可在按压板40a与下述弹性板46之间确实地夹持玻璃板G。下夹盘36在前端部具有承托部45。承托部45包含弹性板46及弹性板支撑部47。弹性板46是在Y轴方向上以特定长度延伸，且刚性较玻璃板G更低的可弹性变形的构件。在本实施方式中，弹性板46形成为在Y轴方向上较按压板40a更长、在X轴方向上与按压板40a大致相同的长度。另外，所述弹性板46优选由聚縮醛、氯乙烯、聚乙酮等树脂来形成，但并不特别限定于这些材质。弹性板支撑部47是相对于承托侧气缸38而支撑弹性板46的长度方向两端部的构件，其包含支撑轴48以及一对支撑构件49。支撑轴48具有与弹性板46大致相同的长度。此处，在承托侧气缸38的杆前端固定有连结构件50，支撑轴48贯穿所述连结构件50上所形成的承托部支撑孔50a。一对支撑构件49为大致矩形的板状构件，其上表面固定在弹性板46的两端部。并且，在一对支撑构件49上形成有贯穿孔，支撑轴48贯穿于其中。在一对支撑构件49的上表面，在X轴方向的外侧的端部设置有玻璃板G的端面所抵接的止动部(sto卯er)52。通过使玻璃板G的端面抵接于所述止动部52，可进行玻璃板G与钳头32(夹盘35、36)的相对定位。再者，在连结构件50中形成有在Y轴方向上贯穿于承托部支撑孔50a的螺孔。并且，在所述螺孔中旋接着螺钉构件51，利用其前端按压着支撑轴48。[动作]其次，使用图5的流程图，对玻璃板的搬送以及分断动作进行说明。当通过与本装置不同的自动搬送装置或者手工操作将玻璃板G搬入到基台1时，执行步骤S1的玻璃板设置处理。即，在所述步骤S1中，使一对钳子5(具体而言，第一移动体30)沿着导轨10移动到基台1的一端侧，并利用所述一对钳子5的钳头32的上下夹盘35、36(以下仅记作钳头32)握持搬入到基台1上的玻璃板G的两端。这时，向加压气缸37以及承托侧气缸38输送压力比较低的空气，利用低压夹持玻璃板G(以下记作低压夹持)。然后，在利用钳头32夹持着玻璃板G的状态下，使玻璃板G移动到配置有定位销1315的刻划平台2上。其次，在步骤S2中，使用定位销1315执行预对准处理。此处，在解除了钳头32对玻璃板G的夹持状态下，执行以下的处理。S卩，首先使第一定位销13以及第二定位销14突出至玻璃板G的端面可抵接的定位位置。然后，利用第二定位销14将玻璃板G的端面推向第一定位销13侧，并且使左右第三定位销15移动以使它们彼此接近，从而进行玻璃板G的X轴方向的定位。这样，通过使各定位销1315抵接于玻璃板G的四个端面，来将玻璃板G载置在基准位置上。其次，在步骤S3中，使所有定位销1315退避，再次利用钳头32握持玻璃板G并搬送到刻划位置。利用钳头32握持玻璃板G时玻璃板G上的夹盘位置优选玻璃板G的搬送方向上的玻璃板G的前头的两端，但可对应于所搬送的玻璃板G的大小等而适当设定。再者，朝向所述刻划位置的搬送是根据从步骤S2的基准位置起的朝向钳头32的移动距离而设定。即，钳头32的第一移动体30是通过未图示的伺服电动机(servomotor)而在Y轴方向上移动，因此可通过检测伺服电动机的转速并加以控制，而高精度地控制玻璃板G的移动距离，从而使玻璃板G准确地移动到刻划位置。当使玻璃板G移动到刻划位置时，通过步骤S4执行刻划动作。即，使刻划头3在X轴方向上移动，从而在玻璃板下表面形成刻划线。这时，预先驱动气缸24使支撑棒22下降，通过所述支撑棒22按压玻璃板G的上表面。然后，在形成了一条刻划线之后，使支撑棒22上升而从玻璃板G退避。其次，在步骤S5中，判断是否已形成预定条数的刻划线。在大型玻璃板的情况下，有时会在一块玻璃板上形成多条刻划线，因此反复执行步骤S3至步骤S5，直到形成预定条数的刻划线为止。当形成预定条数的刻划线时，从步骤S5转移到步骤S6。在步骤S6中，暂时解除钳头32对玻璃板G的夹持后，以使最早形成的刻划线位于上夹盘35的按压板40a的Y轴方向的中央的方式，利用钳头32握持玻璃板G。再者，此处的钳头32对玻璃板G的握持是通过低压夹持来进行的。其次，在步骤S7中，使钳头32移动到断开平台5为止，从而使玻璃板G位于断开位置。在使玻璃板G移动到断开位置之后，在步骤S8中，利用钳头32分断玻璃板G。即，朝加压气缸37以及承托侧气缸38供给比较高的气压，并利用加压气缸37按压玻璃板G。此处的气压是较利用钳头32握持并搬送玻璃板G的情况下的低压夹持时更高的压力。借8此，玻璃板G被沿着刻划线而分断。经分断的玻璃板通过步骤S10而搬出到下一步骤。在步骤S9中，判断是否已对所有刻划线进行了分断处理。当对所有刻划线的分断处理尚未完成时，返回到步骤S6，以使最前端的刻划线位于上夹盘35的按压板40a的Y轴方向的中央的方式，利用钳头32握持玻璃板G。再者，如上所述，此处的钳头32对玻璃板G的握持被替换成利用低压夹持的握持。反复执行以上步骤S6至步骤S9的处理，当对所有刻划线的分断处理完成时，结束分断处理。此处，对步骤S8中的分断时的作用进行详细说明。在利用钳头32的分断处理中，由于按压板40a在Y轴方向上具有特定宽度，因此分布负荷会作用于形成有刻划线的部位。而且，在分断处理时按压板40a不会变形，所以分布负荷会均匀地作用于按压板40a的整个宽度。并且，玻璃板G的下表面被弹性板46所覆盖，当如上所述均匀的分布负荷作用于刻划线的周边时，伴随着玻璃板G的变形，弹性板46也会变形。而且，会沿着刻划线从两端部产生裂缝，从而分断玻璃板G。在进行如上所述的玻璃分断动作时，使均匀的分布负荷从玻璃板G的上表面作用至包含刻划线在内的特定区域，另外利用弹性板46覆盖玻璃板G的下表面，所以裂缝的行进速度与先前的情况相比变慢。即，裂缝会缓慢地行进下去，而不是像先前那样瞬间弹裂开那样的分断。因此，玻璃板G的分断面会变得良好，而且可以抑制两侧的玻璃分断面彼此干扰而在玻璃分断面上产生缺口或裂纹，从而可提升玻璃分断面的品质而提高良率。[特征]在所述装置中，是通过一对钳头32使分断负荷作用于刻划线的两端来进行玻璃板的分断，因此与包含偏斜平台等的构成的先前的断开装置相比，可构成小型且廉价的装置。并且，由于通过一对钳头32进行玻璃板G的搬送以及分断，因此与像先前装置那样通过各自独立的装置进行搬送、刻划线的形成以及分断的情况相比，可使整个系统小型化，并且可将用于构建系统的成本抑制得较低。钳头32不仅可在Y轴方向上，而且可在X轴方向上移动，因此可根据玻璃板的尺寸等而将钳头32调整到适当的位置，从而可对各种玻璃板进行良好的分断。在钳头32中设置包含按压体及承托部的夹盘35、36，以比较宽广的面积部分握持并搬送玻璃板，因此可防止搬送时玻璃板与钳头32发生偏移等的故障。尤其是按压板40a转动自如地连结于连结构件42，并且在承托部45中设置有刚性较玻璃板更低的可弹性变形的弹性板46，因此可确实地保持并搬送玻璃板。并且，在分断时，是使分布负荷作用于玻璃板来进行分断，因此与先前的使用工具的情况相比，能够以缓慢的速度分断玻璃板，从而使玻璃板的分断面的品质提升。[另一实施方式](a)在所述实施方式中，在钳头32的下夹盘36上设置有包含弹性板46的承托部45，但钳头32的各夹盘35、36的构成并不限定于所述实施方式。另外，关于用于驱动钳头的各夹盘的构成，也可以进行各种变形，而并不限定于所述实施方式的构成。(b)第一至第三定位销也可以各设一个。9(c)在所述实施方式中，设置了一对钳子5，但也可以设置两对以上的钳子。(d)用于驱动钳头32的上下夹盘35、36的构成并不限定于如所述实施方式的气缸。还可设为利用伺服电动机或齿条齿轮(Rack&Pinion)机构等来驱动。(e)在所述实施方式中，是在刻划平台2上于玻璃板G上形成分断槽之后，通过钳头32的高压夹持动作在断开平台4上对所述玻璃板G进行分断，但是也可以将在刻划平台2上于玻璃板G上形成有分断槽的玻璃板G送回到Y轴上的玻璃板G的搬送方向上游侧，并通过钳头32的高压夹持动作在刻划平台2上进行分断。这种情况下，可将断开平台4从基台1上拆除。权利要求一种脆性材料基板的断开装置，其用于将形成有分断槽的脆性材料基板沿着分断槽加以分断，其特征在于包括基台；以及一对钳子，其被所述基台所支撑，用于握持形成有分断槽的脆性材料基板的分断槽的两端部，并使分断负荷作用于分断槽的两端而分断脆性材料基板。2.根据权利要求1所述的脆性材料基板的断开装置，其特征在于所述一对钳子可在与脆性材料基板的分断槽形成的方向正交的方向上相对于脆性材料基板相对地移动。3.根据权利要求1或2所述的脆性材料基板的断开装置，其特征在于所述一对钳子可在脆性材料基板的分断槽形成的方向上移动。4.根据权利要求1或2所述的玻璃板的搬送与分断装置，其特征在于所述一对钳子分别包括第一夹盘，其在前端部具有用于按压脆性材料基板的第一面的按压体；以及第二夹盘，其包含承托部，所述承托部与所述按压体相对向且相对于所述按压体相对地接近、远离自如而配置，而承托脆性材料基板的第二面；所述第二夹盘的承托部包括可弹性变形的弹性板，其在与所述分断槽交叉的方向上以特定长度延伸且刚性较脆性材料基板低；以及弹性板支撑部，其相对于所述第二夹盘支撑所述弹性板的长度方向两端部；并且所述第一夹盘的按压体包含用于使较所述分断槽的槽宽更宽广的分布负荷作用于脆性材料基板的按压部。5.根据权利要求3所述的玻璃板的搬送与分断装置，其特征在于所述一对钳子分别包括第一夹盘，其在前端部具有用于按压脆性材料基板的第一面的按压体；以及第二夹盘，其包含承托部，所述承托部与所述按压体相对向且相对于所述按压体相对地接近、远离自如而配置，而承托脆性材料基板的第二面；所述第二夹盘的承托部包括可弹性变形的弹性板，其在与所述分断槽交叉的方向上以特定长度延伸且刚性较脆性材料基板低；以及弹性板支撑部，其相对于所述第二夹盘支撑所述弹性板的长度方向两端部；并且所述第一夹盘的按压体包含用于使较所述分断槽的槽宽更宽广的分布负荷作用于脆性材料基板的按压部。全文摘要本发明提供一种小型且廉价的用于分断大型玻璃板等脆性材料基板的装置。所述断开装置是用于将形成有分断槽的脆性材料基板沿着分断槽加以分断的装置，包括基台1以及一对钳头32。一对钳头32被基台1所支撑，用于握持形成有分断槽的脆性材料基板的分断槽的两端部，并使分断负荷作用于分断槽的两端而分断脆性材料基板。文档编号C03B33/02GK101792254SQ20101011065公开日2010年8月4日申请日期2010年1月29日优先权日2009年1月30日发明者冈岛康智,前川和哉申请人:三星钻石工业股份有限公司