JP2012183644A - 基板の分割方法及び分割装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を第１の切断線及び第２の切断線に分割して複数個の単位基板を得る方法及び装置にあって、作業効率を高め、分割の作業を良好に行う。
【解決手段】基板１１に、直交する第１切断線Ｌ１及び第２切断線Ｌ２に沿って溝１１ａを設ける。枠部材１４の内周に張り渡された保持フィルム１３に、基板１１の下面を貼付ける。基板１１の第１切断線Ｌ１の両側を受け刃１８によって受けた状態で、ブレード２５を下降させて分割を行うことを、第１切断線Ｌ１の全てに関して順に実行し、その後、基板１１の第２切断線Ｌ２の両側を受け刃１８によって受けた状態で、ブレード２５を下降させて分割を行うことを、第２切断線Ｌ２の全てに関して順に実行する。その際の分割順序を、分割対象となる切断線Ｌ１，Ｌ２を含んだ基板１１の領域における重心Ｇの位置が、受け刃１８により受けられる範囲の内側に常に位置されるような順序とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、薄板状の基板を、複数の第１切断線及びそれとは交差する複数の第２切断線に沿って分割して複数個の小片状の単位基板を得るための基板の分割方法及び分割装置に関する。

例えば電子部品用のセラミック基板を製造するにあたっては、予め、必要な基板（単位基板）を縦横に並ぶように多数個有した大型の基板を形成し、その後、その基板を縦横に分割して、個々の単位基板とする方法が採用される。この種の基板の分割方法として、例えば特許文献１に開示された方法が一般的であり、この従来の分割方法について、図１０及び図１１を参照して説明する。

即ち、図１０（ａ）に示すように、分割前のセラミック基板１は、四角形状をなし、その上面には、前後方向（Ｙ方向）及び左右方向（Ｘ方向）に延びる複数本の分割スリット１ａ（図１１参照）が形成されている。具体的には、図１０（ｃ）、（ｄ）に示すように、１枚の基板１から、例えば５２５個の単位基板２が得られるようになっている。これに対し、分割装置は、図１１に示すように、基板１を図で横方向に搬送するベルト搬送機構３、基板１の図で右端部が当接するストッパ４、基板１の図で右端部上面を保持する保持ガイド５、基板１上面の図で前後に延びる未分割の分割スリット１ａのうち最も右側に位置する分割スリット１ａの左側を押圧する押え部材６、当該分割スリット１ａの下方に位置し上下動する支点部材７を備えている。

これにて、図１１（ａ）に示すように、まず、基板１は、その右端部がストッパ４に当接するまでベルト搬送機構３により搬送され、図１１（ｂ）に示すように、基板１のうちＹ方向に延び且つ最も右側に位置する分割スリット１ａを挟む両側（右及び左）部分が、保持ガイド５及び押え部材６により保持される。次に、図１１（ｃ）に示すように、支点部材７が上昇されることにより、前記分割スリット１ａでの分割が行われる。この後、図１１（ｄ）に示すように、基板１のうち分割された部分（中間分割体８）が搬出され、図１１（ｅ）に示すように、次の部分を分割すべく基板１が図で右方に搬送される。

以上の工程を繰返すことにより、まず、図１０（ｂ）に示すように、基板１は、Ｙ方向延びる複数本の分割スリット１ａで分割され、前後方向に長い棒状の複数本（例えば２１本）の中間分割体８が得られる。次いで、各中間分割体８に関して、Ｘ方向に延びる分割スリット１ａに沿って複数個（例えば２５個）に分割して個々の単位基板２とする工程が実行される。全ての中間分割体８に対する分割が完了することにより、図１０（ｃ）に示すように、多数個（例えば５２５個）の単位基板２が得られる。これら多数個の単位基板２は、図１０（ｄ）に示すように、トレイ９に整列状態に載置され、次の工程に供給される。

特許第３３５３１５９号公報

上記のような、基板１を複数本の細長い中間分割体８に分割し、この後、各中間分割体８に対する分割作業を行って個々の単位基板２を得る方法では、分割作業回数が極めて多くなるため、作業効率が悪いという問題点があった。そこで、その問題点を解決すべく、本発明者らは、上記基板１を、例えば樹脂製の透明なフィルムに接着剤により貼付けて保持させ、その保持状態のまま分割作業を行うことを試みた。

この場合、基板１の下面をフィルムに貼付け、例えばリング状の枠により、そのフィルムの外周部をピンと張った状態で保持し、前記枠を移動機構に連結して水平方向に自在に移動させるようにする。これと共に、上記図１１の構成とは上下逆に、枠にフィルムを介して保持された基板１のうち分割対象となる分割スリット１ａの下面側を、受け刃により受けた状態に位置合せした上で、上方からブレードを下降させることにより、分割スリット１ａに沿って分割することができる。

これによれば、基板１が分割スリット１ａで一部分割された後も、個々の中間分割体８や単位基板２をバラバラにすることなくフィルムに保持させたままで作業を続けることができるので、取扱いが容易となり、作業効率を高めることができる。しかし、上記図１１の従来例と同様に、フィルムに保持された基板１を右側端部に位置する分割スリット１ａから順に分割するようにすると、分割作業を行う際に、最初に受け刃により受ける位置が基板１の端部寄り部位となるため、基板１が安定せず（図７（ｂ）参照）、分割作業時に基板１が斜めに浮上って分割作業がうまく行えなくなる事態の発生が予想される。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、基板を第１の切断線及び第２の切断線に分割して複数個の単位基板を得るようにしたものにあって、作業効率を高めることができ、しかも、分割の作業を良好に行うことができる基板の分割方法及び分割装置を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の基板の分割方法は、薄板状の基板（１１）を、第１の方向に平行に延びる複数の第１切断線（Ｌ１）に沿って複数に分割すると共に、前記第１の方向とは交差する第２の方向に平行に延びる複数の第２切断線（Ｌ２）に沿って複数に分割して複数個の小片状の単位基板（１２）を得るための基板の分割方法であって、前記基板（１１）の下面全体を、保持フィルム（１３）に貼付けて保持させる貼付工程と、前記保持フィルム（１３）に保持された基板（１１）を、前記第１切断線（Ｌ１）のうち分割対象となる一の切断線（Ｌ１）の両側の下面側を受け部材（１８）によって受けた状態で、上方からブレード（２５，３１，３２，３３）を下降させて当該一の切断線（Ｌ１）に沿って分割することを、前記第１切断線（Ｌ１）の全てに関して順に実行する第１分割工程と、この第１分割工程を経た基板（１１）を、前記保持フィルム（１３）に保持させたままで、前記第２切断線（Ｌ２）のうち分割対象となる一の切断線（Ｌ２）の両側の下面側を受け部材（１８）によって受けた状態で、上方からブレード（２５，３１，３２，３３）を下降させて当該一の切断線（Ｌ２）に沿って分割することを、前記第２切断線（Ｌ２）の全てに関して順に実行する第２分割工程とを含むと共に、前記第１分割工程における複数の第１切断線（Ｌ１）に沿う分割、及び、前記第２分割工程における複数の第２切断線（Ｌ２）に沿う分割は、前記基板（１１）が既にいずれかの切断線（Ｌ１，Ｌ２）で分割されて複数の領域に分離されている状態であっても、常に、当該基板（１１）のうち前記分割対象となる切断線（Ｌ１，Ｌ２）を含んだ領域における重心（Ｇ）位置が、前記受け部材（１８）により受けられる範囲の内側に位置されるような順序で実行されるところに特徴を有する（請求項１の発明）。

また、本発明の基板の分割装置は、薄板状の基板（１１）を、第１の方向に平行に延びる複数の第１切断線（Ｌ１）に沿って複数に分割すると共に、前記第１の方向とは交差する第２の方向に平行に延びる複数の第２切断線（Ｌ２）に沿って複数に分割して複数個の小片状の単位基板（１２）を得るための基板の分割装置（１５）であって、前記基板（１１）をその下面全体を保持フィルム（１３）に貼付けて保持された状態で移動させる移動機構（１６）と、前記基板（１１）の下面側の分割対象となる一の切断線（Ｌ１，Ｌ２）の両側部分を受ける受け部材（１８）と、前記基板（１１）を前記受け部材（１８）により受けた状態で、上方からブレード（２５，３１，３２，３３）を下降させて当該一の切断線（Ｌ１，Ｌ２）に沿って分割するブレード機構（１９）と、前記移動機構（１６）及びブレード機構（１９）を制御して、前記保持フィルム（１３）に保持された基板（１１）に対する、前記第１切断線（Ｌ１）の全てに関する分割の作業を順に実行させ、その後、前記第２切断線（Ｌ２）の全てに関する分割の作業を順に実行させる制御手段（２１）とを備えると共に、前記制御手段（２１）は、前記基板（１１）の前記第１切断線（Ｌ１）に沿う分割、及び、前記第２切断線（Ｌ２）に沿う分割を、前記基板（１１）が既にいずれかの切断線（Ｌ１，Ｌ２）で分割されて複数の領域に分離されている状態であっても、常に、当該基板（１１）のうち前記分割対象となる切断線（Ｌ１，Ｌ２）を含んだ領域における重心（Ｇ）位置が、前記受け部材（１８）により受けられる範囲の内側に位置されるような順序で実行するところに特徴を有する（請求項７の発明）。

本発明の基板の分割方法及び分割装置によれば、基板（１１）は、その下面全体が保持フィルム（１３）により貼付け保持されているので、第１切断線（Ｌ１）に沿う分割の作業（第１分割工程）が行なわれて基板（１１）が第１切断線（Ｌ１）方向に沿って延びる複数の領域（中間分割体）に分割されていても、それら中間分割体同士間における第２切断線（Ｌ２）のずれが生じることのない状態としておくことができる。これにより、基板（１１）に対する次の第２切断線（Ｌ２）に沿う分割作業（第２分割工程）を、中間分割体毎に行うのではなく、第２切断線（Ｌ２）を基板（１１）全体に関して連続した線として取扱いながら行うことができる。従って、中間分割体毎に第２切断線（Ｌ２）に沿う分割作業を行う場合に比べて、分割の作業回数を少なくして効率的な作業を行うことができる。

そして、上記した基板（１１）の第１切断線（Ｌ１）に沿う分割の作業（第１分割工程）、及び、次の第２切断線（Ｌ２）に沿う分割の作業（第２分割工程）は、常に、当該基板（１１）のうち分割対象となる切断線（Ｌ１，Ｌ２）を含んだ領域における重心（Ｇ）位置が、受け部材（１８）により受けられる範囲の内側に位置されるような順序で実行される。つまり、基板（１１）のうち分割対象となる切断線（Ｌ１，Ｌ２）を含む領域の重心（Ｇ）が、常に受け部材（１８）上に乗った状態で分割の作業が行なわれるので、当該重心（Ｇ）位置が受け部材（１８）の受ける範囲から外れていることに伴う基板（１１）の斜めの浮上り、ひいては基板（１１）の浮上りに起因した分割作業の不良を未然に防止することができる。

本発明においては、ブレード（２５，３１，３２，３３）の刃先部（２５ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ）を、前記基板（１１）に対して低速で押付けて押し割る押圧方式により分割の作業（第１分割工程及び第２分割工程）を実行する構成とすることができる（請求項２、請求項８の発明）。これによれば、ブレード（２５，３１，３２，３３）の刃先部（２５ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ）を、基板（１１）の表面に押込むことにより、基板（１１）をきれいに割ることができる。

或いは、ブレード（２５，３１，３２，３３）の刃先部（２５ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ）によって、前記基板（１１）に打撃を与えて割る衝撃方式により分割の作業（第１分割工程及び第２分割工程）を実行する構成とすることができる（請求項３、請求項９の発明）。これによれば、基板（１１）に対して瞬間的な衝撃を加えることにより、基板（１１）の欠け等の発生を抑えることができる。尚、これら押圧方式及び衝撃方式は、分割の対象となる基板（１１）の材質、基板（１１）に形成される分割用の溝（１１ａ）の深さ、ブレード（２５，３１，３２，３３）の形状などによって、適切な分割作業が行なえるように使い分けることができる。

このとき、前記ブレード（２５，３１，３２，３３）の刃先部（２５ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ）の形状として、前記基板（１１）の板面に対し平行な直線状のものを採用したり（請求項１０の発明）、前記基板（１１）の板面に対し傾斜する直線状のものを採用したり（請求項１１の発明）、反りを有した形状のものを採用したり（請求項１２の発明）することができる。これらは、例えば分割の対象となる基板（１１）の材質、基板（１１）に形成される分割用の溝（１１ａ）の深さ、分割の方式等に応じて、適切な分割作業が行なえるように使い分けることができる。

本発明においては、前記基板（１１）に、少なくとも下面側に位置して、予め前記第１切断線（Ｌ１）及び第２切断線（Ｌ２）に沿って分割用の溝（１１ａ）を形成しておくことができる（請求項４の発明）。又は、前記基板（１１）に、上下両面に位置して、予め前記第１切断線（Ｌ１）及び第２切断線（Ｌ２）に沿って分割用の溝（１１ａ）を形成すると共に、それら溝（１１ａ）の深さを、下面側の溝（１１ａ）の方が上面側の溝（１１ａ）に比べて大きく形成することができる（請求項５の発明）。これらによれば、基板（１１）の分割の作業を容易にすることができ、基板（１１）の異常な割れや、クラックの発生を防止することができる。

また、本発明においては、前記基板（１１）の切断線（Ｌ１，Ｌ２）を撮影する撮影手段（２０）を設け、基板（１１）の分割作業時（第１分割工程及び第２分割工程）において、前記基板（１１）の切断線（Ｌ１，Ｌ２）を撮影手段（２０）により撮影することに基づき、受け部材１８に対して該基板（１１）を位置合せするように構成することができる（請求項６、請求項１３の発明）。これにより、切断線（Ｌ１，Ｌ２）に沿う分割の作業を、より正確に行うことができる。

本発明の一実施例を示すもので、分割装置の電気的構成を概略的に示すブロック図 基板の分割の工程を説明するための概略的な縦断側面図 基板が受け刃に受けられている様子を示す平面図 ブレードの形状を３種類について示す正面図 ブレードの刃先部の形状を２種類について示す側面図 基板が分割される様子を順に概略的に示す基板の平面図 基板の領域の重心が受け刃の内側にある場合（ａ）及び受け刃の外側に外れた場合（ｂ）を示す縦断側面図 位置調整の方法を説明するための図 分割作業の実行の順序を説明するための基板の概略的平面図 従来例を示すもので、図６相当図 図２相当図

以下、本発明を、薄板状をなすセラミック基板を、縦横に分割して多数個の四角形の小片状の単位基板を得る場合に適用した一実施例について、図１ないし図９を参照しながら説明する。まず、基板としてのセラミック基板１１（以下単に基板１１という）について簡単に述べておく。

図６等に示すように、基板１１は、長方形状（ほぼ正方形）の薄板状をなし、第１の方向であるＸ方向（図６で左右方向）に平行に延びる複数本の第１切断線Ｌ１に沿って複数に分割されると共に、第１の方向（Ｘ方向）とは交差この場合直交する第２の方向であるＹ方向（図６で前後方向）に平行に延びる複数本の第２切断線Ｌ２に沿って複数に分割される。これにより、１枚の基板１１から、例えば５２５個（２１×２５）の小片状の単位基板１２（図６（ｄ）参照）を得るものとされている。

このとき、本実施例では、図２等に示すように、基板１１の上下（表裏）両面には、第１切断線Ｌ１及び第２切断線Ｌ２に沿って、断面がＶ字状をなすような分割用の溝１１ａが格子状に形成されている。また、前記分割用の溝１１ａの深さは、基板１１の下面側の溝１１ａの方が上面側の溝１１ａに比べて大きく形成されている。ちなみに、基板１１の厚み寸法は、例えば０．８ｍｍとされ、上面側の溝１１ａの深さ寸法が、例えば０．０５ｍｍ、下面側の溝１１ａの深さ寸法が、例えば０．１５ｍｍとされている。この場合、基板１１に形成する溝１１ａについては、ある程度深く形成する方が分割時に発生するばりを小さくすることができる。しかし、溝１１ａが深すぎると、その分だけ基板１１の強度が低下するので、強度と分割性とのバランスを考慮した深さで形成されている。

尚、図２、図３、図８、図９等では、説明の簡素化のために、便宜上、基板１１を簡略化して図示しており、１枚の基板１１を縦横各４個（合計１６個の単位基板１２）に分割するものとしている。ここでは、基板１１の縁部（耳）の切断（分割）もなく、基板１１の上下両面に設けられる第１及び第２切断線Ｌ１及びＬ２（分割用の溝１１ａ）の数を夫々３本ずつとしている。また、図８（ａ）等に示すように、３本の第１切断線Ｌ１を区別する必要がある場合には、図で奥側のものから順に、符号Ｌ１の後に、（Ｉ）、（II）、（III）を付して区別し、３本の第２切断線Ｌ２を区別する必要がある場合には、図で右側のものから順に、符号Ｌ２の後に、（Ｉ）、（II）、（III）を付して区別する。

さて、本実施例では、前記基板１１は、後述する分割装置によって分割の作業を行う際に、図２、図３、図７に示すように、透明な合成樹脂製の保持フィルム１３、及び、リング状をなす枠部材１４により保持された状態で取扱われる。前記保持フィルム１３は、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）からなり、前記枠部材１４の内周部に、張り渡された状態に取付けられている。そして、前記基板１１は、枠部材１４の内周部の中央部に位置するようにして、その下面が保持フィルム１３の上面に接着剤により貼付けられている。この場合、保持フィルム１３は透明であるため、基板１１の下面側（溝１１ａの位置等）を下方から視認することができる。

次に、上記した基板１１を分割する本実施例に係る分割装置１５について述べる。図１に示すように、この分割装置１５は、図示しないベース上に、移動機構を構成するＹ−θテーブル１６を備えると共に、基板搬送機構１７、受け部材としての金属製の受け刃１８（図２、図３、図７参照）、ブレード機構１９、撮像手段としてのカメラ部２０、制御手段としての制御装置２１等を備えている。

詳しく図示はしないが、前記Ｙ−θテーブル１６は、ベースの中央部に設けられ、その左側に位置して基板搬入部が設けられ、右側に位置して基板搬出部が設けられる。基板搬入部には、上記のように、基板１１が、保持フィルム１３及び枠部材１４により保持された状態で（貼付工程を経た後）供給され、複数枚がストックされる。前記基板搬送機構１７は、基板搬入部にストックされている基板１１（枠部材１４）を、１枚ずつ右方（Ｘ方向に）へ移動させＹ−θテーブル１６（載置台）まで搬送する。また、基板搬送機構１７は、分割作業が行なわれた後の基板１１（枠部材１４）を、Ｙ−θテーブル１６から基板搬出部までＸ方向に搬送する。基板搬出部に搬送された分割後の基板１１は、保持フィルム１３及び枠部材１４により保持されたままの状態で、次の工程に送られる。

図１に一部示すように、前記Ｙ−θテーブル１６は、チャック部２２を有し前記枠部材１４が水平状に載置されるリング状の載置台、垂直軸を中心として前記載置台を回転方向に自在に移動させるθ軸部２３、θ軸部２３及び載置台をＹ方向（前後方向）に自在に移動させるＹ軸部２４を備えて構成されている。前記チャック部２２は、図２、図３等にも示すように、前記枠部材１４の外周の３箇所を上下から挟んで保持することにより、枠部材１４（基板１１）を載置台上に固定する。そして、その枠部材１４（基板１１）は、θ軸部２３及びＹ軸部２４によって回転方向及びＹ（前後）方向に自在に移動される。

前記受け刃１８は、基板１１の分割時にその下面を受けるためのもので、図２、図３等に示すように、前記載置台の内周部の中央部に位置して、横長な矩形板状のものを、前後に位置して２枚並べたように構成されている。つまり、受け刃１８は、前後方向中央部に、左右方向（Ｘ方向）に延びる一定間隔のスリット１８ａを有した矩形板状に構成されている。これにて、受け刃１８は、基板１１のうち、左右方向に延びて配置された分割対象となる一の切断線Ｌ１，Ｌ２の前後両側部分を受けるようになっている。尚、前記スリット１８ａの間隔寸法は、基板１１における隣り合う切断線Ｌ１，Ｌ２の間隔の２倍未満とすることが望ましい。

前記ブレード機構１９は、前記基板１１を分割するための例えば硬質セラミック製のブレード２５を備えると共に、そのブレード２５を上下動させるためのＺ軸部を備えて構成されている。前記ブレード２５は、例えば図４（ａ）に示すように、左右方向（Ｘ方向）に延び、基板１１の大きさ（縦横寸法）よりやや長く構成され、下端部に下向きの刃先部２５ａを備えている。本実施例では、この刃先部２５ａの形状として、前記基板１１の板面（上面）に対し平行（水平）に配置される直刃状のものを採用している。また、図５（ａ）に示すように、刃先部２５ａの断面形状は、例えば、刃の両側に対称的な斜面を有した鋭角形状（９０°よりやや小さい角度）とされている。

このブレード２５は、前記受け刃１８のスリット１８ａに対応して、つまり、刃先部２５ａが、スリット１８ａの中心線に沿う位置に落ちるように配置され、前記Ｚ軸部によって駆動される。これにて、基板１１の板面（上面）に対し、上方からブレード２５を下降させることによって、切断線Ｌ１，Ｌ２に沿う分割が行なわれるようになっている。尚、本実施例では、ブレード機構１９は、前記ブレード２５の刃先部２５ａによって、前記基板１１に打撃を与えて割る衝撃方式により分割の作業を実行するようになっている。

前記カメラ部２０は、図２に示すように、前記受け刃１８の下方に位置して設けられ、受け刃１８のスリット１８ａを通し、透明な保持フィルム１３を透視して基板１１の下面側を撮影する。後述するように、前記制御装置２１は、カメラ部２０の撮影画像データから、画像処理により、基板１１に形成された溝１１ａの縦横の交差点の位置を複数個所について検出する。そして、検出した溝１１ａの複数の交差点の位置に基づき、基板１１のＸＹ方向（特にＹ方向）の位置及びＸ方向に対する傾き（θ方向のずれ）を演算し、ひいては基板１１の回転方向（θ方向）及びＹ方向の位置補正（受け刃１８のスリット１８ａの中心線と、切断線Ｌ１、Ｌ２との位置合せ）を行うようになっている。

前記制御装置２１は、コンピュータ（ＣＰＵ）を主体として構成され、図１に示すように、前記カメラ部２０からの撮影画像データが入力されると共に、データ入力装置２６から必要なデータ、即ち分割作業を行う基板１１の大きさや第１及び第２切断線Ｌ１及びＬ２（分割用の溝１１ａ）の位置等のデータが入力される。制御装置２１は、そのソフトウエア的構成（基板分割プログラムの実行）により、前記基板搬送機構１７、Ｙ−θテーブル１６のチャック部２２、θ軸部２３、Ｙ軸部２４、ブレード機構１９を制御し、基板１１に対する分割の各工程（本実施例に係る分割方法）を実行する。

このとき、詳しくは後の作用説明でも述べるように、本実施例では、まず、基板搬入部の１枚の基板１１（枠部材１４）が、基板搬送機構１７によりＹ−θテーブル１６（載置台）上に搬送される。このとき、基板１１は、第１分割線Ｌ１がほぼ左右（Ｘ）方向に延びた状態に配置される。そして、基板１１を受け刃１８により受けた状態で、ブレード機構１９によって第１切断線Ｌ１に沿って分割することを、基板１１（枠部材１４）をＹ軸部２４によりＹ方向に移動させながら全ての第１切断線Ｌ１に関して順に行う第１分割工程が実行される。

この第１分割工程が完了すると、次に、Ｙ−θテーブル１６により、基板１１（枠部材１４）が、約９０°回転されることにより、今度は、第２分割線Ｌ２が、左右（Ｘ）方向に延びて配置される。そこで、同様に、基板１１を受け刃１８により受けた状態で、ブレード機構１９によって第２切断線Ｌ２に沿って分割することを、基板１１（枠部材１４）をＹ軸部２４によりＹ方向に移動させながら全ての第２切断線Ｌ２に関して順に行う第２分割工程が実行される。この後、分割が完了した基板１１は基板搬出部に搬送される。尚、上記第１分割工程及び第２分割工程における各分割作業を行う際には、カメラ部２０により基板１１の溝１１ａを撮影することに基づき、前記受け刃１８に対する基板１１の位置合せ（Ｙ方向及びθ方向の位置調整）を行う工程が実行される。

そして、本実施例では、制御装置２１は、データ入力装置２６から入力された基板１１のデータに基づいて、第１分割工程における複数の第１切断線Ｌ１に沿う分割の順序、及び、第２分割工程における複数の第２切断線Ｌ２に沿う分割の順序を決定し、決定した順序で作業を実行する。このとき、分割の順序は、基板１１が既にいずれかの切断線Ｌ１，Ｌ２（溝１１ａ）で分割されて複数の領域に分離されている状態であっても、常に、基板１１のうち分割対象となる切断線Ｌ１，Ｌ２を含んだ領域における重心位置Ｇが、受け刃１８により受けられる範囲の内側に位置される順序となるように決定される。

ここで、第１切断線Ｌ１及び第２切断線Ｌ２の夫々についての、分割作業の順序の決定の手法について、図８、図９等に示す簡略化された基板１１を例としてあげながら説明する。即ち、まず基板１１の第１切断線Ｌ１に沿っての分割作業が行なわれるのであるが、最初には、図２（ａ）や図７（ａ）、図９（ａ）にも示すように、基板１１の重心Ｇは、基板１１の中心部に位置しているので、その重心Ｇの位置に最も近い（一致する）第１切断線Ｌ１（II）が選択される。この場合、重心Ｇの位置に最も近い切断線Ｌ１，Ｌ２を分割対象とすることにより、当該基板１１の領域の重心Ｇが、受け刃１８により受けられる範囲の内側に位置し、そこから外れることはない。

この第１切断線Ｌ１（II）に沿う分割によって、基板１１は、前後２つの領域に分離されることになる。そこで、次の順序として、図２（ｃ）や図９（ｂ）に示すように、そのうち例えば手前側の領域において、その領域の重心Ｇに最も最も近い（一致する）第１切断線Ｌ１（III）が選択される。最後に、図９（ｃ）に示すように、第１切断線Ｌ１（I）が選択される。従って、第１切断線Ｌ１に沿う分割作業の順序は、第１切断線Ｌ１（II）、第１切断線Ｌ１（III）、第１切断線Ｌ１（I）の順となる。このとき、重心Ｇに最も近い切断線Ｌ１を分割対象としていくことにより、当該基板１１の領域の重心Ｇが、受け刃１８により受けられる範囲の内側に常に位置し、そこから外れることはない。

また、同様に、第２切断線Ｌ２に沿っての分割作業は、重心位置に基づいて、第２切断線Ｌ２（II）、第２切断線Ｌ２（III）、第２切断線Ｌ２（I）の順に決定される。この場合、基板１１は、全ての第１切断線Ｌ１に沿って既に分割されていることになるが、分割順序の決定（重心Ｇの位置の想定）は、各第２切断線Ｌ２を基板１１全体に関して連続した線として取扱いながら、つまり基板１１が第１切断線Ｌ１に沿って分割されていないものと仮定して行なわれる。

次に、上記構成の分割装置１５を用いて、基板１１を分割する工程（分割方法）について、図７〜図９も参照して述べる。上記したように、分割前の基板１１は、分割装置１５の前段の装置において、その下面を、リング状の枠部材１４の内周部に張り渡された保持フィルム１３に接着する貼付工程が実行される。そして、その基板１１は、枠部材１４及び保持フィルム１３による保持状態で、分割装置１５の基板搬入部に供給（ストック）される。

分割装置１５において、制御装置２１は以下のように各機構を制御する。基板１１の分割作業を行うにあたっては、まず、基板搬送機構１７により、基板搬入部の１枚の基板１１（枠部材１４）が、Ｙ−θテーブル１６に搬送され、チャック部２２によって枠部材１４が載置台上に固定される。この状態では、基板１１のＸ方向の位置については、特に問題は生じない状態にセットされる。この場合、図２（ａ）や図３等に示すように、基板１１の第１切断線Ｌ１がＸ方向（左右方向）を指向すると共に、例えば基板１１の下面側中央部が受け刃１８により受けられるような、大まかな位置合せ状態で供給される。

次に、基板１１を第１切断線Ｌ１に沿って順に分割する第１分割工程が実行され、その後、基板１１を第２切断線Ｌ２に沿って順に分割する第２分割工程が実行される。このとき、制御装置２１は、上記したように、予め決定された順序で分割作業を実行する。これら分割の工程は、簡略化された基板１１を例とすると、図９に示す手順で実行される。尚、この図９では、分割対象となる分割線Ｌ１，Ｌ２を太線で示し、既に分割された分割線Ｌ１，Ｌ２を細線で示し、分割前（未分割）の分割線Ｌ１，Ｌ２を点線で示す。

即ち、第１分割工程が開始されると、図９（ａ）に示すように、中央の第１分割線Ｌ１（II）に対する分割作業が行なわれるのであるが、この際、図２（ａ）に示すように、まずカメラ部２０により基板１１の下面側の溝１１ａを撮影することに基づき、前記受け刃１８に対する基板１１の位置合せ（Ｙ方向及びθ方向の位置調整）を行う工程が実行される。

この位置合せの工程では、図８（ｂ）に示すように、カメラ部２０の撮影画像データに基づいて、中央の溝１１ａの交差点（第１分割線Ｌ１（II）と第２分割線Ｌ２（II）との交点）の位置を認識し、更に、図８（ｃ）に示すように、中央の溝１１ａ（第１分割線Ｌ１（II））の左右両端を認識することが行なわれる。そして、それらの位置認識に基づいて、Ｙ−θテーブル１６（Ｙ軸部２４及びθ軸部２３）を制御し、基板１１の位置が、第１分割線Ｌ１（II）が、受け刃１８のスリット１８ａの中心線に一致するように、調整される。

この位置合せの後、ブレード機構１９のＺ軸部を制御し、ブレード２５を下降させることにより、図２（ｂ）にも示すように、基板１１の第１分割線Ｌ１（II）に沿う分割作業が実行される。この分割作業は、ブレード２５の刃先部２５ａによって、基板１１に打撃を与えて割る衝撃方式により実行される。基板１１に打撃を与えた後、ブレード２５は元の位置まで上昇される。

ここで、図７（ｂ）に示すように、仮に、最初に基板１１の第１切断線Ｌ１のうち端部に位置するもの（第１切断線Ｌ１（I））を分割対象とすると、重心Ｇが受け刃１８により受けられる範囲から外れるため、基板１１の斜めの浮上り、ひいては分割作業の不良を招く虞がある。これに対し、本実施例では、図７（ａ）に示すように、基板１１の重心Ｇが、受け刃１８により受けられる範囲の内側に乗った状態に位置しているので、基板１１の一部が受け刃１８から浮上ることなく、分割作業を安定して行なうことができる。

また、この分割作業において、基板１１には、第１分割線Ｌ１に沿って上下両面に溝１１ａが形成されているので、溝１１ａに沿って基板１１を容易に分割することができ、基板１１の異常な割れや、クラックの発生を防止することができる。更に、カメラ部２０による視覚認識に基づいて、第１切断線Ｌ１とブレード２５の刃先部２５ａとの位置合せが行われているので、切断線Ｌ１に沿う分割の作業をより正確に行うことができる。この場合、本実施例では、第１切断線Ｌ１と刃先部２５ａとの位置ずれ量を、例えば±０．１ｍｍ（１００μｍ）以内とすることができ、これにより、基板１１の分割面におけるばりの発生を小さく抑えることができるのである。

基板１１の第１分割線Ｌ１（II）に沿う分割が完了すると、次に、Ｙ軸部２４により枠部材１４が前後（Y）方向に平行移動され、図２（ｃ）に示すように、基板１１の第１分割線Ｌ１（III）が、受け刃１８のスリット１８ａの中心線に一致する位置まで移動される。これにて、図９（ｂ）に示すように、ブレード２５を下降させて基板１１の第１分割線Ｌ１（III）に沿う分割作業が同様に実行される。この場合も、基板１１のうち、第１分割線Ｌ１（III）を含む領域（既に基板１１は第１分割線Ｌ１（II）で２分割されている）の重心Ｇは、受け刃１８により受けられる範囲の内側に位置しているので、分割作業を安定して行なうことができる。

基板１１の第１分割線Ｌ１（III）に沿う分割が完了すると、同様に、Ｙ軸部２４により枠部材１４が前後（Y）方向に平行移動され、図９（ｃ）に示すように、ブレード２５を下降させて基板１１の第１分割線Ｌ１（I）に沿う分割作業が実行される。この場合も、やはり基板１１のうち第１分割線Ｌ１（I）を含む領域の重心Ｇは、受け刃１８により受けられる範囲の内側に位置しているので、分割作業を安定して行なうことができる。

基板１１の全ての第１分割線Ｌ１に沿う分割の作業（第１分割工程）が完了すると、図９（ｄ）に示すように、基板１１（枠部材１４）は、θ軸部２３により、例えば反時計回り方向に９０°回転される。これにて、今度は基板１１の第２分割線Ｌ２が、左右（Ｘ）方向に延びるように配置される。そして、同様に、カメラ部２０の撮影に基づき、中央の第２分割線Ｌ２（II）が受け刃１８のスリット１８ａの中心線に一致するように、基板１１の位置合せ（Ｙ方向及びθ方向の位置調整）が行なわれる。

引続き、第２分割工程が開始され、まず、図９（ｅ）に示すように、ブレード２５を下降させて基板１１の第２分割線Ｌ２（II）に沿う分割作業が実行される。この場合も、基板１１のうち第２分割線Ｌ２（II）を含む領域の重心Ｇは、受け刃１８により受けられる範囲の内側に位置しているので、分割作業を安定して行なうことができる。

このとき、基板１１は、その下面全体が保持フィルム１３により貼付け保持されているので、既に基板１１が第１切断線Ｌ１方向に沿って延びる複数領域（４個の中間分割体）に分割されていても、それら中間分割体同士間における第２切断線Ｌ２のずれが生じることのない状態としておくことができる。これにより、基板１１に対する第２切断線Ｌ２に沿う分割作業（第２分割工程）を、中間分割体毎に行うのではなく、第２切断線Ｌ２を基板１１全体に関して連続した線として取扱いながら行うことができるのである。

この後、図９（ｆ）に示すように、基板１１の第２分割線Ｌ２（III）に沿う分割が行なわれ、引続き、図９（ｇ）に示すように、基板１１の第２分割線Ｌ２（I）に沿う分割が行なわれる。これらの場合も、基板１１のうち分割対象となる第２分割線Ｌ２を含む領域の重心Ｇは、受け刃１８により受けられる範囲の内側に位置しているので、分割作業を安定して行なうことができる。

以上の工程により、図９（ｈ）に示すように、基板１１は、１６個の単位基板１２に分割される。分割後の１６個の単位基板１２は、やはり保持フィルム１３（枠部材１４）に保持されたままで、チャック部２２による固定が解除され、基板搬送機構１７により、基板搬出部に搬送される。この後、１６個の単位基板１２は、枠部材１４及び保持フィルム１３に保持されたままで次工程に送られる。またこれと共に、新たな基板１１に対する分割の作業が実行される。

このように、本実施例の分割方法及び分割装置１５によれば、基板１１を保持フィルム１３により貼付けて保持させているので、第１分割工程が行なわれて基板１１が第１切断線Ｌ１方向に沿って延びる複数の領域（中間分割体）に分割されていても、それら中間分割体同士間における第２切断線Ｌ２のずれが生じることのない状態で、第２切断線Ｌ２を基板１１全体に関して連続した線として取扱いながら第２分割工程を行うことができる。従って、従来例で述べたような、中間分割体毎に第２切断線に沿う分割作業を行う場合に比べて、分割の作業回数を少なくして極めて効率的な作業を行うことができる。

そして、第１分割工程及び第２分割工程は、常に、当該基板１１のうち分割対象となる切断線Ｌ１，Ｌ２を含んだ領域における重心Ｇの位置が、受け刃８により受けられる範囲の内側に位置されるような順序で実行されるので、当該重心Ｇの位置が受け刃１８の受ける範囲から外れていることに伴う基板１１の斜めの浮上り、ひいては基板１１の浮上りに起因した分割作業の不良を未然に防止することができ、分割の作業を良好に行うことができる。

また、本実施例では、基板１１の切断線Ｌ１，Ｌ２に沿って溝１１ａを設けたことにより、基板１１の分割の作業を容易にすることができ、基板１１の異常な割れや、クラックの発生を防止することができる。さらに、カメラ部２０による撮影画像に基づいて、受け刃１８に対して基板１１を位置合せするように構成したので、基板１１の切断線Ｌ１，Ｌ２に沿う分割の作業を、より正確に行うことができる。ちなみに、溝１１ａとブレード２５の刃先部２５ａとの位置ずれを、１００μｍ以下とすることにより、良好な分割作業を行なうことができる。

尚、上記実施例では、ブレード２５の刃先部２５ａの形状として、基板１１の板面に対し平行な直線状のもの（図４（ａ）参照）を採用したが、図４（ｂ）に示すブレード３１のような、刃先部３１ａが下方に凸状に湾曲した（反りを有した）形状のものを採用したり、或いは、図４（ｃ）に示すブレード３２のような、刃先部３２ａが基板１１の板面に対し傾斜する直線状のものを採用したりすることができる。また、ブレードの刃先部の断面形状としても、図５（ｂ）に示すブレード３３のような、刃先部３３ａが、片面が垂直面でもう片方の面が鋭角的な傾斜面となるものを採用しても良い。これらブレードの刃先部形状は、例えば分割の対象となる基板１１の材質、基板１１に形成される分割用の溝１１ａの深さ、分割の方式等に応じて、適切な分割作業が行なえるように使い分けることができる。

上記実施例では、衝撃方式により基板１１の分割を行うようにしたが、ブレード２５の刃先部２５ａを、基板１１に対して低速で押付けて押し割る押圧方式により分割の作業を実行する構成としても良い。これら押圧方式及び衝撃方式についても、分割の対象となる基板１１の材質、基板に１１形成される分割用の溝１１ａの深さ、ブレード２５の形状などによって、適切な分割作業が行なえるように使い分けることができる。ブレード２５の長さ寸法は、基板１１の長さ寸法よりやや短い場合でも、分割作業が可能である。

また、上記実施例では、カメラ部２０を、基板１１の下面側を撮影するように構成したが、基板１１の上面を上方から撮影する構成としても良い。カメラ部２０により基板１１の中心及び四隅部を撮影（スキャン）し、より厳密な位置調整を行う構成とすることもできる。更に、カメラ部２０の撮影画像から基板１１の溝１１ａを検出するものに限らず、溝１１ａとは別途に、基板１１の表面に位置合せ用のマーク等を設けておき、そのマークを検出するようにしても良い。

その他、本発明は、上記し図面に示した実施例に限定されるものではなく、例えば、分割対象となる基板１１としては、セラミック基板に限定されるものではなく、半導体ウエハの分割や、合成樹脂を主体としたいわゆるＰＣ板の分割にも適用することができる。基板の形状としては長方形に限らず、単位基板の形状としても、長方形（正方形）に限らず、菱形や平行四辺形状であっても良く、更には、第３の方向に延びる第３切断線を設けて三角形の単位基板に分割する場合にも適用することができる。また、溝１１ａは基板１１の裏面（下面）側だけに設けるようにしても良い等、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得る。

図面中、１１は基板、１１ａは溝、１２は単位基板、１３は保持フィルム、１５は分割装置、１６はＹ−θテーブル（移動機構）、１８は受け刃（受け部材）、１９はブレード機構、２０はカメラ部（撮影手段）、２１は制御装置（制御手段）、２５，３１，３２，３３はブレード、２５ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａは刃先部、Ｌ１は第１切断線、Ｌ２は第２切断線、Ｇは重心を示す。

Claims (13)

1. 薄板状の基板（１１）を、第１の方向に平行に延びる複数の第１切断線（Ｌ１）に沿って複数に分割すると共に、前記第１の方向とは交差する第２の方向に平行に延びる複数の第２切断線（Ｌ２）に沿って複数に分割して複数個の小片状の単位基板（１２）を得るための基板の分割方法において、
   前記基板（１１）の下面全体を、保持フィルム（１３）に貼付けて保持させる貼付工程と、
   前記保持フィルム（１３）に保持された基板（１１）を、前記第１切断線（Ｌ１）のうち分割対象となる一の切断線（Ｌ１）の両側の下面側を受け部材（１８）によって受けた状態で、上方からブレード（２５，３１，３２，３３）を下降させて当該一の切断線（Ｌ１）に沿って分割することを、前記第１切断線（Ｌ１）の全てに関して順に実行する第１分割工程と、
   この第１分割工程を経た基板（１１）を、前記保持フィルム（１３）に保持させたままで、前記第２切断線（Ｌ２）のうち分割対象となる一の切断線（Ｌ２）の両側の下面側を受け部材（１８）によって受けた状態で、上方からブレード（２５，３１，３２，３３）を下降させて当該一の切断線（Ｌ２）に沿って分割することを、前記第２切断線（Ｌ２）の全てに関して順に実行する第２分割工程とを含むと共に、
   前記第１分割工程における複数の第１切断線（Ｌ１）に沿う分割、及び、前記第２分割工程における複数の第２切断線（Ｌ２）に沿う分割は、前記基板（１１）が既にいずれかの切断線（Ｌ１，Ｌ２）で分割されて複数の領域に分離されている状態であっても、常に、当該基板（１１）のうち前記分割対象となる切断線（Ｌ１，Ｌ２）を含んだ領域における重心（Ｇ）位置が、前記受け部材（１８）により受けられる範囲の内側に位置されるような順序で実行されることを特徴とする基板の分割方法。
2. 前記第１分割工程及び第２分割工程は、前記ブレード（２５，３１，３２，３３）の刃先部（２５ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ）を、前記基板（１１）に対して低速で押付けて押し割る押圧方式により実行されることを特徴とする請求項１記載の基板の分割方法。
3. 前記第１分割工程及び第２分割工程は、前記ブレード（２５，３１，３２，３３）の刃先部（２５ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ）によって、前記基板（１１）に打撃を与えて割る衝撃方式により実行されることを特徴とする請求項１記載の基板の分割方法。
4. 前記基板（１１）には、少なくとも下面側に位置して、予め前記第１切断線（Ｌ１）及び第２切断線（Ｌ２）に沿って分割用の溝（１１ａ）が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板の分割方法。
5. 前記基板（１１）には、上下両面に位置して、予め前記第１切断線（Ｌ１）及び第２切断線（Ｌ２）に沿って分割用の溝（１１ａ）が形成されていると共に、前記溝（１１ａ）の深さは、下面側の溝（１１ａ）の方が上面側の溝（１１ａ）に比べて大きく形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の基板の分割方法。
6. 前記第１分割工程及び第２分割工程においては、前記基板（１１）の切断線（Ｌ１，Ｌ２）を撮影手段（２０）により撮影することに基づき、前記受け部材（１８）に対して該基板（１１）を位置合せする工程が実行されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の基板の分割方法。
7. 薄板状の基板（１１）を、第１の方向に平行に延びる複数の第１切断線（Ｌ１）に沿って複数に分割すると共に、前記第１の方向とは交差する第２の方向に平行に延びる複数の第２切断線（Ｌ２）に沿って複数に分割して複数個の小片状の単位基板（１２）を得るための基板の分割装置（１５）において、
   前記基板（１１）をその下面全体を保持フィルム（１３）に貼付けて保持された状態で移動させる移動機構（１６）と、
   前記基板（１１）の下面側の分割対象となる一の切断線（Ｌ１，Ｌ２）の両側部分を受ける受け部材（１８）と、
   前記基板（１１）を前記受け部材（１８）により受けた状態で、上方からブレード（２５，３１，３２，３３）を下降させて当該一の切断線（Ｌ１，Ｌ２）に沿って分割するブレード機構（１９）と、
   前記移動機構（１６）及びブレード機構（１９）を制御して、前記保持フィルム（１３）に保持された基板（１１）に対する、前記第１切断線（Ｌ１）の全てに関する分割の作業を順に実行させ、その後、前記第２切断線（Ｌ２）の全てに関する分割の作業を順に実行させる制御手段（２１）とを備えると共に、
   前記制御手段（２１）は、前記基板（１１）の前記第１切断線（Ｌ１）に沿う分割、及び、前記第２切断線（Ｌ２）に沿う分割を、前記基板（１１）が既にいずれかの切断線（Ｌ１，Ｌ２）で分割されて複数の領域に分離されている状態であっても、常に、当該基板（１１）のうち前記分割対象となる切断線（Ｌ１，Ｌ２）を含んだ領域における重心（Ｇ）位置が、前記受け部材（１８）により受けられる範囲の内側に位置されるような順序で実行することを特徴とする基板の分割装置。
8. 前記ブレード機構（１９）は、前記ブレード（２５，３１，３２，３３）の刃先部（２５ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ）を、前記基板（１１）に対して低速で押付けて押し割る押圧方式により分割の作業を実行することを特徴とする請求項７記載の基板の分割装置。
9. 前記ブレード機構（１９）は、前記ブレード（２５，３１，３２，３３）の刃先部（２５ａ，３１ａ，３２ａ，３３ａ）によって、前記基板（１１）に打撃を与えて割る衝撃方式により分割の作業を実行することを特徴とする請求項７記載の基板の分割装置。
10. 前記ブレード（２５、３３）の刃先部（２５ａ，３３ａ）は、前記基板（１１）の板面に対し平行な直線状に構成されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の基板の分割装置。
11. 前記ブレード（３２）の刃先部（３２ａ）は、前記基板（１１）の板面に対し傾斜する直線状に構成されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の基板の分割装置。
12. 前記ブレード（３１）の刃先部（３１ａ）は、反りを有した形状に構成されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の基板の分割装置。
13. 前記基板（１１）の切断線（Ｌ１，Ｌ２）を撮影する撮影手段（２０）を備え、
    前記制御手段（２１）は、分割作業時において、前記撮影手段（２０）の撮影した切断線に（Ｌ１，Ｌ２）基づいて前記移動機構（１６）を制御し、前記受け部材（１８）に対する前記基板（１１）の位置合せを実行することを特徴とする請求項７ないし１２のいずれかに記載の基板の分割装置。

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