基板上面検出方法及びスクライブ装置
【課題】スクライブ装置等において基板までの距離を検出する場合にスクライブヘッドの上部位置を原点とすると、スクライブ装置毎に原点位置が異なり、共通したレシピテーブルを作成できないという欠点があった。
【解決手段】非接触センサを用いてテーブルまでの距離ｄ１を算出し、基準ブロックまでの距離ｄ２を算出し、その差Δｄを保持すると共に、スクライブヘッドを降下し基準ブロックに当接させて刃先とテーブルとの差を検出し、テーブルの上面を零点の位置としてスクライブヘッドの位置を表現できるようにする。これによってテーブルの上面を零点として基板の厚さを含むスクライブ方法を記述したレシピテーブルを作成しておくことで、スクライブ装置の種類にかかわらず同一種類の脆性材料基板に対してスクライブ加工を行うことができる。
【解決手段】非接触センサを用いてテーブルまでの距離ｄ１を算出し、基準ブロックまでの距離ｄ２を算出し、その差Δｄを保持すると共に、スクライブヘッドを降下し基準ブロックに当接させて刃先とテーブルとの差を検出し、テーブルの上面を零点の位置としてスクライブヘッドの位置を表現できるようにする。これによってテーブルの上面を零点として基板の厚さを含むスクライブ方法を記述したレシピテーブルを作成しておくことで、スクライブ装置の種類にかかわらず同一種類の脆性材料基板に対してスクライブ加工を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクライブ装置に用いられ、テーブル上に配置される脆性材料基板の上面を検出するための基板上面検出方法及びスクライブ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来スクライブ装置では特許文献１などに示されているように、テーブル上に脆性材料基板（以下、単に基板ともいう）が配置され、この基板に対してスクライブヘッドを上下動すると共に、基板の面に平行に移動させることによって基板をスクライブしている。このとき基板に所定の荷重をかけてスクライブするためにスクライブヘッドの刃先の位置を認識しておく必要がある。図１は従来のスクライブ装置の主要部を示している。スクライブ装置はテーブル１０１上に配置された脆性材料基板１０２に対して上下動自在のスクライブヘッド１０３を有しており、スクライブヘッド１０３の上部には基準位置を設定するためのセンサドグ１０４が設けられている。センサドグ１０４では投光器から受光器に向けてレーザ光が投光されている。そしてスクライブヘッド１０３に取付けられた遮蔽板１０５がレーザ光を遮光する位置を零点とし、この点より下方にスクライブヘッド１０３が移動したときに正方向とする。遮蔽板１０５がセンサドグ１０４のレーザ光を遮ると、スクライブヘッド１０３は上昇を停止するため、センサドグ１０４の位置より上には上昇しない。即ちスクライブヘッド１０３の上下方向（ｚ軸方向）の移動距離は常に零又は正の値となるように制御される。
【０００３】
さて従来のスクライブ装置等では、テーブル１０１上に配置された脆性材料基板１０２の基板上面までの距離を認識するために、図２に示すようにスクライブヘッド１０３を徐々に低下させる。そして脆性材料基板１０２に接触して抵抗が増加した時点を脆性材料基板１０２の上面の位置として設定する。このときにはスクライブヘッドの刃先が脆性材料基板１０２の製品部分１０２ａを傷つけないようにするため、脆性材料基板１０２の製品が形成されていない周辺の部分１０２ｂにスクライブヘッド１０３を当接させて距離を測定していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４８０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように従来の基板の上面検出時では、基板の上面を検出するためにスクライブヘッドを基板に対し下降させているが、急激に下降させると基板に過大な力が加わってしまう。従ってスクライブヘッドを徐々に下降させる必要があり、基板の上面検出に時間がかかるという問題点があった。又基板毎にスクライブヘッドの零点位置からの距離を確認する必要があるため、基板の上面検出はスクライブ装置毎に行う必要があった。又センサドグの位置がスクライブ装置毎にばらつきがあるため、基板上面までの距離やスクライブするパターンをデータとして保持するレシピテーブルについても、スクライブ装置毎に異ならせる必要があるという問題点があった。更に基板の周辺部分にスクライブヘッドを接触させるため、基板の中央部分までの距離は必ずしも正確でないという問題点もあった。
【０００６】
本発明はこのような従来の基板の上面検出方法の問題点に鑑みてなされたものであって、迅速且つ正確に検出すると共に、スクライブ装置の種類にかかわらずスクライブする際に共通したレシピテーブルを用いることができるようにすることを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために、本発明の基板上面検出方法は、テーブル及び基準ブロックを上面に保持するサブテーブルと、下端にスクライビングホイールを有し、前記サブテーブルに対して上下動自在のスクライブヘッドと、前記サブテーブルの上面側上方の位置に保持され下方の反射面までの距離を測定する非接触変位計とを有するスクライブ装置における基板上面検出方法であって、前記サブテーブル上の前記テーブルの上面までの距離ｄ１を前記非接触変位計によって検出し、前記サブテーブル上に配置された基準ブロックの上面までの距離ｄ２を前記非接触変位計によって検出し、前記テーブルと基準ブロックとのｚ軸方向の差（Δｄ＝ｄ２−ｄ１）を登録し、基準位置からスクライブヘッドを下降させ前記基準ブロックの上面に当接するまでの距離ｄ３を登録し、スクライブヘッドから見た前記テーブルの上面ｄ３−Δｄを零点として設定し、前記テーブル上に加工対象となる脆性材料基板を配置し、前記非接触変位計によって脆性材料基板の少なくとも一点までの距離ｄ４を検出し、前記脆性材料基板の高さＤ４を（Ｄ４＝ｄ１−ｄ４）とし、（ｄ３−Δｄ）−Ｄ４をスクライビングヘッドから前記脆性材料基板までの距離とするものである。
【０００８】
ここで前記脆性材料基板の高さを前記脆性材料基板の機能領域を含む複数部分について測定し、その平均値を算出して求めるようにしてもよい。
【０００９】
この課題を解決するために、本発明のスクライブ装置は、テーブル及び基準ブロックを上面に保持するサブテーブルと、下端にスクライブヘッドを有し、前記サブテーブルに対して上下動自在のスクライブヘッドと、前記サブテーブルの上面側上方（例えば、ＣＣＤカメラ２７奥側）の位置に保持され、下方の反射面までの距離を測定する非接触変位計と、前記スクライブヘッドと前記テーブル上の脆性材料基板をその基板のスクライブされる面に平行な方向で相対的に移動させる移動手段と、前記サブテーブルの上面を零の位置として前記テーブル上に加工対象となる脆材料基板を配置し、前記移動手段及びスクライブヘッドを移動させてスクライブする制御部と、を具備するものである。
【００１０】
ここで前記制御部は、前記サブテーブル上のテーブルの上面までの距離ｄ１及び基準ブロックの上面までの距離ｄ２を夫々前記非接触変位計によって検出し、基準位置からスクライブヘッドを下降させ前記基準ブロックの上面に当接するまでの距離ｄ３を検出し、ｄ２−ｄ１をΔｄとするとスクライブヘッドから見た前記テーブルの上面ｄ３−Δｄを零点として設定し、前記非接触変位計によって脆性材料基板の少なくとも一点までの距離ｄ４を検出し、前記脆性材料基板の高さＤ４を（Ｄ４＝ｄ１−ｄ４）とし、（ｄ３−Δｄ）−Ｄ４をスクライビングヘッドから前記脆性材料基板までの距離としてもよい。
【００１１】
ここで前記制御部は、前記脆性材料基板の高さを前記脆性材料基板の機能領域を含む複数部分について測定し、その平均値を算出して求めるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
このような特徴を有する本発明によれば、テーブルの上面を零点として設定しており、テーブル上に配置される脆性材料基板の上面までの距離がレシピテーブルに設定されるため、スクライブ装置の種類にかかわらず同一種類の基板については共通したレシピテーブルを用いることができる。又脆性材料基板の周辺部分ではなく製品が構成されている部分に光を照射して非接触でその高さを検出するため、迅速に基板の上面の高さを設定できるという効果が得られる。更に請求項２及び５の発明では、脆性材料基板の製品が構成されている複数部分に光を照射して距離を測定し、平均値を用いるため、より正確に基板の高さを設定できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は従来のスクライブ装置における基板の上面検出前の主要部を示す図である。
【図２】図２は従来のスクライブ装置における基板の上面検出時の動作を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは本発明の実施の形態による基板上面検出方法を適用したスクライブ装置の一例を示す概略斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂはこのスクライブ装置の主要部を示す斜視図である。
【図４】図４は本実施の形態によるスクライブ装置のテーブルを示す斜視図である。
【図５】図５は本実施の形態が適用されるスクライブ装置のコントローラを示すブロック図である。
【図６Ａ】図６Ａは零点検出時のサブテーブル上のテーブルまでのレーザ変位計による距離測定を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは零点検出時のサブテーブル上の基準ブロックまでのレーザ変位計による距離測定を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは零点検出時のサブテーブル上の基準ブロックまでのスクライブヘッドによる距離測定を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ｄはテーブル上の脆性材料基板の高さを測定する状態を示す図である。
【図７】図７は零点検出及びレシピテーブル作成時の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８はレーザ変位計による基板の測定点を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図３Ａは、本発明の実施の形態による基板上面検出装置を適用したスクライブ装置の一例を示す概略斜視図である。このスクライブ装置１０は、移動台１１が一対の案内レール１２ａ、１２ｂに沿って、ｙ軸方向に移動自在に保持されている。ボ−ルネジ１３は移動台１１と螺合している。ボールネジ１３はモータ１４の駆動により回転し、移動台１１を案内レール１２ａ，１２ｂに沿ってｙ軸方向に移動させる。移動台１１の上面にはモータ１５が設けられている。モータ１５はサブテーブル１６をｘｙ平面で回転させて所定角度に位置決めするものである。
【００１５】
スクライブ装置１０には、移動台１１とその上部のサブテーブル１６をまたぐようにブリッジ２０がｘ軸方向に沿って支柱２１ａ，２１ｂにより架設されている。ブリッジ２０はサーボモータ２３によってスクライブヘッド２２及びＣＣＤカメラ２７を移動自在に保持している。スクライブヘッド２２の先端部には、ホルダ２４を介してスクライビングホイール２５が取付けられている。ＣＣＤカメラ２７はサブテーブル１６上の状態をモニタするためのカメラである。サーボモータ２３はボールねじ２６を回転させることによりスクライブヘッド２２及びＣＣＤカメラ２７を案内レール２８ａ，２８ｂによりｘ軸方向に沿って直線駆動するものである。スクライブヘッド２２は、スクライビングホイール２５を脆性材料基板の表面上に適切な荷重にて圧接しながら転動させていき、スクライブラインを形成するものである。
【００１６】
次にサブテーブル１６上に配置されるテーブルとワークについて図４を用いて説明する。本実施の形態ではサブテーブル１６上に４つのテーブル３１，３２，３３，３４が設けられており、更にその側方には基準ブロック３５が設けられる。基準ブロック３５の高さは４つのテーブル３１〜３４とほぼ同一であり、例えば１．５ｍｍの高さを有するものとする。テーブル３１〜３４の上面には夫々脆性材料基板３６〜３９が固定される。脆性材料基板３６〜３９は例えば低温焼成セラミックス基板であり、図示しない真空吸引手段などによりテーブル３１〜３４上に保持される。
【００１７】
又図３Ｂに示すようにブリッジ２０にはＣＣＤカメラ２７奥側の位置にサブテーブルとの間の距離を測定するためのレーザ変位計４１が固定されている。レーザ変位計４１は後述するように、サブテーブル１６の上部に配置される基板及び基準ブロックまでの高さを検出する非接触変位計である。
【００１８】
更にスクライブヘッド２２にはその上端位置にセンサドグ４２が配置されている。センサドグ４２は一対の投受光器から成る光電センサによって構成されており、その光電センサの光を遮蔽できるような遮蔽板４３がスクライブヘッド２２に設けられる。センサドグ４２の光電センサの光を遮蔽板４３が遮蔽する位置がスクライブヘッド２２の最上端位置となり、常にこれより下方に位置するように制御されている。
【００１９】
又サーボモータ４４はスクライブヘッド２２をｚ軸方向に移動させるモータであり、その軸にはサーボエンコーダ４５が設けられる。又サーボモータ４４の出力軸にはプーリ４６ａが取付けられ、プーリ４６ａ，４６ｂとその間に張り渡されている伝達ベルト４７を介してボールネジ４８に回転力が伝えられる。スクライブヘッド２２はボールネジ４８の回転によって上下動するように構成されている。
【００２０】
ここで移動台１１、案内レール１２ａ，１２ｂやサブテーブル１６及びこれらを駆動するモータ１４，１５及びスクライブヘッド２２を移動させるサーボモータ２３は、スクライブヘッドと脆性材料基板をその基板のスクライブされる面に平行な方向で相対的に移動させる移動手段を構成している。
【００２１】
次に本実施の形態によるスクライブ装置１０のコントローラの構成について、ブロック図を用いて説明する。図５はスクライブ装置１０のコントローラ５０のブロック図である。本図においてＣＣＤカメラ２７からの出力はコントローラ５０の画像処理部５１を介して制御部５２に与えられる。入力部５３はレシピテーブル作成時に必要なデータを入力するものである。制御部５２にはＸモータ駆動部５４が接続され、更にＹモータ駆動部５５，回転用モータ駆動部５６及びスクライブヘッド駆動部５７が接続される。Ｘモータ駆動部５４はサーボモータ２３を駆動するものである。Ｙモータ駆動部５５はモータ１４を駆動するものである。回転用モータ駆動部５６はモータ１５を駆動するものである。スクライブヘッド駆動部５７はモータ４４を駆動するものである。制御部５２はスクライブラインのデータに基づいて、サブテーブル１６のｙ軸方向の位置を制御し、サブテーブル１６を回転制御する。又制御部５２はスクライブヘッド駆動部５７を介してスクライブヘッドをｚ軸方向に駆動すると共に、スクライビングホイール２５の転動時にスクライビングホイール２５が脆性材料基板の表面上を適切な荷重にて圧接するように駆動するものである。更に制御部５２にはモニタ５８及びデータ保持部５９が接続される。データ保持部５９は後述する撮像ポイントの位置データやスクライブのためのスクライブデータを保持するものである。又制御部５２にはスクライブヘッドをｚ方向に駆動するモータに連結されたサーボエンコーダ４５及びレーザ変位計４１の出力が入力されている。制御部５２はこれらの入力に基づいて後述するようにテーブルの上面と基板の上面位置を検出し、スクライブを実行できるようにするものである。
【００２２】
次にこの実施の形態によるテーブルの零点位置検出及びその後のレシピテーブル作成について説明する。図６Ａ〜図６Ｄはスクライブ装置のサブテーブル１６上の１つのテーブル３１とレーザ変位計４１，スクライブヘッド２２等を示す概略図であり、図７はフローチャートである。
【００２３】
まず図６Ａに示すように、スクライブヘッド２２が最も上部位置であり、遮蔽板４３がセンサドグ４２の光電センサの光を遮蔽する位置とする。そして図７に示すステップＳ１において、テーブル３１を交換した際にサブテーブル１６上に設けられるテーブル３１の上面位置をレーザ変位計４１によって測定する。このときのテーブル３１までの距離をｄ１とすると、一旦データ保持部５９に保持する。
【００２４】
ステップＳ２において、図６Ｂに示すようにレーザ変位計４１の下方に基準ブロック３５が位置するようにサブテーブル１６を移動させる。そして基準ブロック３５上にレーザ光を照射してレーザ変位計４１によって基準ブロック３５の上面の位置を検出する。このとき基準ブロック３５の上面までの距離ｄ２とする。
【００２５】
次いでステップＳ３において測定されたｄ１とｄ２との差（ｄ２−ｄ１）をパラメータΔｄとして登録する。Δｄは基準ブロック３５とテーブル３１とのｚ軸方向の差である。
【００２６】
更にステップＳ４において図６Ｃに示すようにサブテーブル１６を移動させ、スクライブヘッド２２の真下に基準ブロック３５が位置するようにする。そして基準位置からスクライブヘッド２２を下降させ、その刃先が基準ブロック３５の上面に当接するまで下降させる。このときサーボエンコーダ４５で検出される距離をｄ３とし、メモリパラメータとして登録する。このようにしてステップＳ１〜Ｓ４によってスクライブヘッドの刃先の先端とテーブルの上面との距離を認識することができる。即ちテーブル３６はスクライブヘッドから見てｄ３−Δｄの位置が上面となる。この距離を零点として登録する（ステップＳ５）。
【００２７】
その後図６Ｄに示すように、ステップＳ６においてテーブル３１上にスクライブの加工対象となる脆性材料基板３６を配置する。脆性材料基板３６はその内側に多数の機能領域が格子状に形成された低温焼成セラミック基板とする。そしてこの基板の上面までの距離をレーザ変位計４１を用いて測定する。このとき基板３６の複数点の距離を測定することが好ましく、例えば図８に示すように基板３６の中心６１とその周囲の点６２〜６５、計５点についてレーザ変位計によって距離を検出する。そして計測した５点の距離の平均値をｄ４とすると、この値をレーザ変位計４１から基板３６の上面までの距離として認識する。但しテーブル３１の上面を零点としているため、図６Ａ，図６Ｂより明らかなように基板３６の高さＤ４は（ｄ１−ｄ４）である。ステップＳ７ではスクライブヘッド２２から基板３６の上面までの距離を図６Ｄに示すように（ｄ３−Δｄ）−Ｄ４として算出する。この距離計測はレーザ変位計４１による非接触の検出であるため、脆性材料基板を何ら損傷することなく、極めて短時間に計測を終えることができる。又基板が低温焼成セラミック基板等の厚さのばらつきが大きい基板であっても、複数箇所について基板の厚さを測定することができるため、より正確に基板の高さのデータを得ることができる。
【００２８】
こうして基板の厚さを検出した後、レシピテーブルに基板の高さに基づいてスクライブヘッドを下降させる距離をレシピテーブルに書き込み、レシピテーブルを完成させる（ステップＳ８）。
【００２９】
こうして完成したレシピテーブルに基づいて脆性材料基板をスクライブする。又別の脆性材料基板を別のスクライブ装置で同様にスクライブする場合であっても、このレシピテーブルを読み出して基板に加える荷重を算出しスクライブを行う。このようにレシピテーブルについては基板の種類が決まればスクライブ装置の種類を変更してもそのまま適用することができる。
【００３０】
尚前述した実施の形態では非接触変位計の例としてレーザ変位計を用いているが、非接触で基板やテーブルの上面までの距離を正確に検出できるものであれば他の変位計であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明はスクライブ装置のテーブルの基準位置を検出するためのものであり、スクライブ装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０ スクライブ装置
１６ サブテーブル
２２ スクライブヘッド
２３ サーボモータ
２４ ホルダ
２５ スクライビングホイール
２７ ＣＣＤカメラ
３１〜３４ テーブル
３６〜３９ 脆性材料基板
４１ レーザ変位計
４２ センサドグ
４３ 遮蔽板
４４ サーボモータ
４５ サーボエンコーダ
５０ コントローラ
５２ 制御部
５３ 入力部
５９ データ保持部
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクライブ装置に用いられ、テーブル上に配置される脆性材料基板の上面を検出するための基板上面検出方法及びスクライブ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来スクライブ装置では特許文献１などに示されているように、テーブル上に脆性材料基板（以下、単に基板ともいう）が配置され、この基板に対してスクライブヘッドを上下動すると共に、基板の面に平行に移動させることによって基板をスクライブしている。このとき基板に所定の荷重をかけてスクライブするためにスクライブヘッドの刃先の位置を認識しておく必要がある。図１は従来のスクライブ装置の主要部を示している。スクライブ装置はテーブル１０１上に配置された脆性材料基板１０２に対して上下動自在のスクライブヘッド１０３を有しており、スクライブヘッド１０３の上部には基準位置を設定するためのセンサドグ１０４が設けられている。センサドグ１０４では投光器から受光器に向けてレーザ光が投光されている。そしてスクライブヘッド１０３に取付けられた遮蔽板１０５がレーザ光を遮光する位置を零点とし、この点より下方にスクライブヘッド１０３が移動したときに正方向とする。遮蔽板１０５がセンサドグ１０４のレーザ光を遮ると、スクライブヘッド１０３は上昇を停止するため、センサドグ１０４の位置より上には上昇しない。即ちスクライブヘッド１０３の上下方向（ｚ軸方向）の移動距離は常に零又は正の値となるように制御される。
【０００３】
さて従来のスクライブ装置等では、テーブル１０１上に配置された脆性材料基板１０２の基板上面までの距離を認識するために、図２に示すようにスクライブヘッド１０３を徐々に低下させる。そして脆性材料基板１０２に接触して抵抗が増加した時点を脆性材料基板１０２の上面の位置として設定する。このときにはスクライブヘッドの刃先が脆性材料基板１０２の製品部分１０２ａを傷つけないようにするため、脆性材料基板１０２の製品が形成されていない周辺の部分１０２ｂにスクライブヘッド１０３を当接させて距離を測定していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４８０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように従来の基板の上面検出時では、基板の上面を検出するためにスクライブヘッドを基板に対し下降させているが、急激に下降させると基板に過大な力が加わってしまう。従ってスクライブヘッドを徐々に下降させる必要があり、基板の上面検出に時間がかかるという問題点があった。又基板毎にスクライブヘッドの零点位置からの距離を確認する必要があるため、基板の上面検出はスクライブ装置毎に行う必要があった。又センサドグの位置がスクライブ装置毎にばらつきがあるため、基板上面までの距離やスクライブするパターンをデータとして保持するレシピテーブルについても、スクライブ装置毎に異ならせる必要があるという問題点があった。更に基板の周辺部分にスクライブヘッドを接触させるため、基板の中央部分までの距離は必ずしも正確でないという問題点もあった。
【０００６】
本発明はこのような従来の基板の上面検出方法の問題点に鑑みてなされたものであって、迅速且つ正確に検出すると共に、スクライブ装置の種類にかかわらずスクライブする際に共通したレシピテーブルを用いることができるようにすることを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために、本発明の基板上面検出方法は、テーブル及び基準ブロックを上面に保持するサブテーブルと、下端にスクライビングホイールを有し、前記サブテーブルに対して上下動自在のスクライブヘッドと、前記サブテーブルの上面側上方の位置に保持され下方の反射面までの距離を測定する非接触変位計とを有するスクライブ装置における基板上面検出方法であって、前記サブテーブル上の前記テーブルの上面までの距離ｄ１を前記非接触変位計によって検出し、前記サブテーブル上に配置された基準ブロックの上面までの距離ｄ２を前記非接触変位計によって検出し、前記テーブルと基準ブロックとのｚ軸方向の差（Δｄ＝ｄ２−ｄ１）を登録し、基準位置からスクライブヘッドを下降させ前記基準ブロックの上面に当接するまでの距離ｄ３を登録し、スクライブヘッドから見た前記テーブルの上面ｄ３−Δｄを零点として設定し、前記テーブル上に加工対象となる脆性材料基板を配置し、前記非接触変位計によって脆性材料基板の少なくとも一点までの距離ｄ４を検出し、前記脆性材料基板の高さＤ４を（Ｄ４＝ｄ１−ｄ４）とし、（ｄ３−Δｄ）−Ｄ４をスクライビングヘッドから前記脆性材料基板までの距離とするものである。
【０００８】
ここで前記脆性材料基板の高さを前記脆性材料基板の機能領域を含む複数部分について測定し、その平均値を算出して求めるようにしてもよい。
【０００９】
この課題を解決するために、本発明のスクライブ装置は、テーブル及び基準ブロックを上面に保持するサブテーブルと、下端にスクライブヘッドを有し、前記サブテーブルに対して上下動自在のスクライブヘッドと、前記サブテーブルの上面側上方（例えば、ＣＣＤカメラ２７奥側）の位置に保持され、下方の反射面までの距離を測定する非接触変位計と、前記スクライブヘッドと前記テーブル上の脆性材料基板をその基板のスクライブされる面に平行な方向で相対的に移動させる移動手段と、前記サブテーブルの上面を零の位置として前記テーブル上に加工対象となる脆材料基板を配置し、前記移動手段及びスクライブヘッドを移動させてスクライブする制御部と、を具備するものである。
【００１０】
ここで前記制御部は、前記サブテーブル上のテーブルの上面までの距離ｄ１及び基準ブロックの上面までの距離ｄ２を夫々前記非接触変位計によって検出し、基準位置からスクライブヘッドを下降させ前記基準ブロックの上面に当接するまでの距離ｄ３を検出し、ｄ２−ｄ１をΔｄとするとスクライブヘッドから見た前記テーブルの上面ｄ３−Δｄを零点として設定し、前記非接触変位計によって脆性材料基板の少なくとも一点までの距離ｄ４を検出し、前記脆性材料基板の高さＤ４を（Ｄ４＝ｄ１−ｄ４）とし、（ｄ３−Δｄ）−Ｄ４をスクライビングヘッドから前記脆性材料基板までの距離としてもよい。
【００１１】
ここで前記制御部は、前記脆性材料基板の高さを前記脆性材料基板の機能領域を含む複数部分について測定し、その平均値を算出して求めるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
このような特徴を有する本発明によれば、テーブルの上面を零点として設定しており、テーブル上に配置される脆性材料基板の上面までの距離がレシピテーブルに設定されるため、スクライブ装置の種類にかかわらず同一種類の基板については共通したレシピテーブルを用いることができる。又脆性材料基板の周辺部分ではなく製品が構成されている部分に光を照射して非接触でその高さを検出するため、迅速に基板の上面の高さを設定できるという効果が得られる。更に請求項２及び５の発明では、脆性材料基板の製品が構成されている複数部分に光を照射して距離を測定し、平均値を用いるため、より正確に基板の高さを設定できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は従来のスクライブ装置における基板の上面検出前の主要部を示す図である。
【図２】図２は従来のスクライブ装置における基板の上面検出時の動作を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは本発明の実施の形態による基板上面検出方法を適用したスクライブ装置の一例を示す概略斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂはこのスクライブ装置の主要部を示す斜視図である。
【図４】図４は本実施の形態によるスクライブ装置のテーブルを示す斜視図である。
【図５】図５は本実施の形態が適用されるスクライブ装置のコントローラを示すブロック図である。
【図６Ａ】図６Ａは零点検出時のサブテーブル上のテーブルまでのレーザ変位計による距離測定を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは零点検出時のサブテーブル上の基準ブロックまでのレーザ変位計による距離測定を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは零点検出時のサブテーブル上の基準ブロックまでのスクライブヘッドによる距離測定を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ｄはテーブル上の脆性材料基板の高さを測定する状態を示す図である。
【図７】図７は零点検出及びレシピテーブル作成時の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８はレーザ変位計による基板の測定点を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図３Ａは、本発明の実施の形態による基板上面検出装置を適用したスクライブ装置の一例を示す概略斜視図である。このスクライブ装置１０は、移動台１１が一対の案内レール１２ａ、１２ｂに沿って、ｙ軸方向に移動自在に保持されている。ボ−ルネジ１３は移動台１１と螺合している。ボールネジ１３はモータ１４の駆動により回転し、移動台１１を案内レール１２ａ，１２ｂに沿ってｙ軸方向に移動させる。移動台１１の上面にはモータ１５が設けられている。モータ１５はサブテーブル１６をｘｙ平面で回転させて所定角度に位置決めするものである。
【００１５】
スクライブ装置１０には、移動台１１とその上部のサブテーブル１６をまたぐようにブリッジ２０がｘ軸方向に沿って支柱２１ａ，２１ｂにより架設されている。ブリッジ２０はサーボモータ２３によってスクライブヘッド２２及びＣＣＤカメラ２７を移動自在に保持している。スクライブヘッド２２の先端部には、ホルダ２４を介してスクライビングホイール２５が取付けられている。ＣＣＤカメラ２７はサブテーブル１６上の状態をモニタするためのカメラである。サーボモータ２３はボールねじ２６を回転させることによりスクライブヘッド２２及びＣＣＤカメラ２７を案内レール２８ａ，２８ｂによりｘ軸方向に沿って直線駆動するものである。スクライブヘッド２２は、スクライビングホイール２５を脆性材料基板の表面上に適切な荷重にて圧接しながら転動させていき、スクライブラインを形成するものである。
【００１６】
次にサブテーブル１６上に配置されるテーブルとワークについて図４を用いて説明する。本実施の形態ではサブテーブル１６上に４つのテーブル３１，３２，３３，３４が設けられており、更にその側方には基準ブロック３５が設けられる。基準ブロック３５の高さは４つのテーブル３１〜３４とほぼ同一であり、例えば１．５ｍｍの高さを有するものとする。テーブル３１〜３４の上面には夫々脆性材料基板３６〜３９が固定される。脆性材料基板３６〜３９は例えば低温焼成セラミックス基板であり、図示しない真空吸引手段などによりテーブル３１〜３４上に保持される。
【００１７】
又図３Ｂに示すようにブリッジ２０にはＣＣＤカメラ２７奥側の位置にサブテーブルとの間の距離を測定するためのレーザ変位計４１が固定されている。レーザ変位計４１は後述するように、サブテーブル１６の上部に配置される基板及び基準ブロックまでの高さを検出する非接触変位計である。
【００１８】
更にスクライブヘッド２２にはその上端位置にセンサドグ４２が配置されている。センサドグ４２は一対の投受光器から成る光電センサによって構成されており、その光電センサの光を遮蔽できるような遮蔽板４３がスクライブヘッド２２に設けられる。センサドグ４２の光電センサの光を遮蔽板４３が遮蔽する位置がスクライブヘッド２２の最上端位置となり、常にこれより下方に位置するように制御されている。
【００１９】
又サーボモータ４４はスクライブヘッド２２をｚ軸方向に移動させるモータであり、その軸にはサーボエンコーダ４５が設けられる。又サーボモータ４４の出力軸にはプーリ４６ａが取付けられ、プーリ４６ａ，４６ｂとその間に張り渡されている伝達ベルト４７を介してボールネジ４８に回転力が伝えられる。スクライブヘッド２２はボールネジ４８の回転によって上下動するように構成されている。
【００２０】
ここで移動台１１、案内レール１２ａ，１２ｂやサブテーブル１６及びこれらを駆動するモータ１４，１５及びスクライブヘッド２２を移動させるサーボモータ２３は、スクライブヘッドと脆性材料基板をその基板のスクライブされる面に平行な方向で相対的に移動させる移動手段を構成している。
【００２１】
次に本実施の形態によるスクライブ装置１０のコントローラの構成について、ブロック図を用いて説明する。図５はスクライブ装置１０のコントローラ５０のブロック図である。本図においてＣＣＤカメラ２７からの出力はコントローラ５０の画像処理部５１を介して制御部５２に与えられる。入力部５３はレシピテーブル作成時に必要なデータを入力するものである。制御部５２にはＸモータ駆動部５４が接続され、更にＹモータ駆動部５５，回転用モータ駆動部５６及びスクライブヘッド駆動部５７が接続される。Ｘモータ駆動部５４はサーボモータ２３を駆動するものである。Ｙモータ駆動部５５はモータ１４を駆動するものである。回転用モータ駆動部５６はモータ１５を駆動するものである。スクライブヘッド駆動部５７はモータ４４を駆動するものである。制御部５２はスクライブラインのデータに基づいて、サブテーブル１６のｙ軸方向の位置を制御し、サブテーブル１６を回転制御する。又制御部５２はスクライブヘッド駆動部５７を介してスクライブヘッドをｚ軸方向に駆動すると共に、スクライビングホイール２５の転動時にスクライビングホイール２５が脆性材料基板の表面上を適切な荷重にて圧接するように駆動するものである。更に制御部５２にはモニタ５８及びデータ保持部５９が接続される。データ保持部５９は後述する撮像ポイントの位置データやスクライブのためのスクライブデータを保持するものである。又制御部５２にはスクライブヘッドをｚ方向に駆動するモータに連結されたサーボエンコーダ４５及びレーザ変位計４１の出力が入力されている。制御部５２はこれらの入力に基づいて後述するようにテーブルの上面と基板の上面位置を検出し、スクライブを実行できるようにするものである。
【００２２】
次にこの実施の形態によるテーブルの零点位置検出及びその後のレシピテーブル作成について説明する。図６Ａ〜図６Ｄはスクライブ装置のサブテーブル１６上の１つのテーブル３１とレーザ変位計４１，スクライブヘッド２２等を示す概略図であり、図７はフローチャートである。
【００２３】
まず図６Ａに示すように、スクライブヘッド２２が最も上部位置であり、遮蔽板４３がセンサドグ４２の光電センサの光を遮蔽する位置とする。そして図７に示すステップＳ１において、テーブル３１を交換した際にサブテーブル１６上に設けられるテーブル３１の上面位置をレーザ変位計４１によって測定する。このときのテーブル３１までの距離をｄ１とすると、一旦データ保持部５９に保持する。
【００２４】
ステップＳ２において、図６Ｂに示すようにレーザ変位計４１の下方に基準ブロック３５が位置するようにサブテーブル１６を移動させる。そして基準ブロック３５上にレーザ光を照射してレーザ変位計４１によって基準ブロック３５の上面の位置を検出する。このとき基準ブロック３５の上面までの距離ｄ２とする。
【００２５】
次いでステップＳ３において測定されたｄ１とｄ２との差（ｄ２−ｄ１）をパラメータΔｄとして登録する。Δｄは基準ブロック３５とテーブル３１とのｚ軸方向の差である。
【００２６】
更にステップＳ４において図６Ｃに示すようにサブテーブル１６を移動させ、スクライブヘッド２２の真下に基準ブロック３５が位置するようにする。そして基準位置からスクライブヘッド２２を下降させ、その刃先が基準ブロック３５の上面に当接するまで下降させる。このときサーボエンコーダ４５で検出される距離をｄ３とし、メモリパラメータとして登録する。このようにしてステップＳ１〜Ｓ４によってスクライブヘッドの刃先の先端とテーブルの上面との距離を認識することができる。即ちテーブル３６はスクライブヘッドから見てｄ３−Δｄの位置が上面となる。この距離を零点として登録する（ステップＳ５）。
【００２７】
その後図６Ｄに示すように、ステップＳ６においてテーブル３１上にスクライブの加工対象となる脆性材料基板３６を配置する。脆性材料基板３６はその内側に多数の機能領域が格子状に形成された低温焼成セラミック基板とする。そしてこの基板の上面までの距離をレーザ変位計４１を用いて測定する。このとき基板３６の複数点の距離を測定することが好ましく、例えば図８に示すように基板３６の中心６１とその周囲の点６２〜６５、計５点についてレーザ変位計によって距離を検出する。そして計測した５点の距離の平均値をｄ４とすると、この値をレーザ変位計４１から基板３６の上面までの距離として認識する。但しテーブル３１の上面を零点としているため、図６Ａ，図６Ｂより明らかなように基板３６の高さＤ４は（ｄ１−ｄ４）である。ステップＳ７ではスクライブヘッド２２から基板３６の上面までの距離を図６Ｄに示すように（ｄ３−Δｄ）−Ｄ４として算出する。この距離計測はレーザ変位計４１による非接触の検出であるため、脆性材料基板を何ら損傷することなく、極めて短時間に計測を終えることができる。又基板が低温焼成セラミック基板等の厚さのばらつきが大きい基板であっても、複数箇所について基板の厚さを測定することができるため、より正確に基板の高さのデータを得ることができる。
【００２８】
こうして基板の厚さを検出した後、レシピテーブルに基板の高さに基づいてスクライブヘッドを下降させる距離をレシピテーブルに書き込み、レシピテーブルを完成させる（ステップＳ８）。
【００２９】
こうして完成したレシピテーブルに基づいて脆性材料基板をスクライブする。又別の脆性材料基板を別のスクライブ装置で同様にスクライブする場合であっても、このレシピテーブルを読み出して基板に加える荷重を算出しスクライブを行う。このようにレシピテーブルについては基板の種類が決まればスクライブ装置の種類を変更してもそのまま適用することができる。
【００３０】
尚前述した実施の形態では非接触変位計の例としてレーザ変位計を用いているが、非接触で基板やテーブルの上面までの距離を正確に検出できるものであれば他の変位計であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明はスクライブ装置のテーブルの基準位置を検出するためのものであり、スクライブ装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０ スクライブ装置
１６ サブテーブル
２２ スクライブヘッド
２３ サーボモータ
２４ ホルダ
２５ スクライビングホイール
２７ ＣＣＤカメラ
３１〜３４ テーブル
３６〜３９ 脆性材料基板
４１ レーザ変位計
４２ センサドグ
４３ 遮蔽板
４４ サーボモータ
４５ サーボエンコーダ
５０ コントローラ
５２ 制御部
５３ 入力部
５９ データ保持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブル及び基準ブロックを上面に保持するサブテーブルと、下端にスクライビングホイールを有し、前記サブテーブルに対して上下動自在のスクライブヘッドと、前記サブテーブルの上面側上方の位置に保持され下方の反射面までの距離を測定する非接触変位計とを有するスクライブ装置における基板上面検出方法であって、
前記サブテーブル上の前記テーブルの上面までの距離ｄ１を前記非接触変位計によって検出し、
前記サブテーブル上に配置された基準ブロックの上面までの距離ｄ２を前記非接触変位計によって検出し、
前記テーブルと基準ブロックとのｚ軸方向の差（Δｄ＝ｄ２−ｄ１）を登録し、
基準位置からスクライブヘッドを下降させ前記基準ブロックの上面に当接するまでの距離ｄ３を登録し、
スクライブヘッドから見た前記テーブルの上面ｄ３−Δｄを零点として設定し、
前記テーブル上に加工対象となる脆性材料基板を配置し、前記非接触変位計によって脆性材料基板の少なくとも一点までの距離ｄ４を検出し、前記脆性材料基板の高さＤ４を（Ｄ４＝ｄ１−ｄ４）とし、（ｄ３−Δｄ）−Ｄ４をスクライビングヘッドから前記脆性材料基板までの距離とする基板上面検出方法。
【請求項２】
前記脆性材料基板の高さを前記脆性材料基板の機能領域を含む複数部分について測定し、その平均値を算出して求める請求項１記載の基板上面検出方法。
【請求項３】
テーブル及び基準ブロックを上面に保持するサブテーブルと、
下端にスクライブヘッドを有し、前記サブテーブルに対して上下動自在のスクライブヘッドと、
前記サブテーブルの上面側上方の位置に保持され、下方の反射面までの距離を測定する非接触変位計と、
前記スクライブヘッドと前記テーブル上の脆性材料基板をその基板のスクライブされる面に平行な方向で相対的に移動させる移動手段と、
前記サブテーブルの上面を零点の位置として前記テーブル上に加工対象となる脆性材料基板を配置し、前記移動手段及びスクライブヘッドを移動させてスクライブする制御部と、を具備するスクライブ装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記サブテーブル上のテーブルの上面までの距離ｄ１及び基準ブロックの上面までの距離ｄ２を夫々前記非接触変位計によって検出し、基準位置からスクライブヘッドを下降させ前記基準ブロックの上面に当接するまでの距離ｄ３を検出し、ｄ２−ｄ１をΔｄとするとスクライブヘッドから見た前記テーブルの上面ｄ３−Δｄを零点として設定し、前記非接触変位計によって脆性材料基板の少なくとも一点までの距離ｄ４を検出し、前記脆性材料基板の高さＤ４を（Ｄ４＝ｄ１−ｄ４）とし、（ｄ３−Δｄ）−Ｄ４をスクライビングヘッドから前記脆性材料基板までの距離とする請求項３記載のスクライブ装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記脆性材料基板の高さを前記脆性材料基板の機能領域を含む複数部分について測定し、その平均値を算出して求める請求項４記載のスクライブ装置。
【請求項１】
テーブル及び基準ブロックを上面に保持するサブテーブルと、下端にスクライビングホイールを有し、前記サブテーブルに対して上下動自在のスクライブヘッドと、前記サブテーブルの上面側上方の位置に保持され下方の反射面までの距離を測定する非接触変位計とを有するスクライブ装置における基板上面検出方法であって、
前記サブテーブル上の前記テーブルの上面までの距離ｄ１を前記非接触変位計によって検出し、
前記サブテーブル上に配置された基準ブロックの上面までの距離ｄ２を前記非接触変位計によって検出し、
前記テーブルと基準ブロックとのｚ軸方向の差（Δｄ＝ｄ２−ｄ１）を登録し、
基準位置からスクライブヘッドを下降させ前記基準ブロックの上面に当接するまでの距離ｄ３を登録し、
スクライブヘッドから見た前記テーブルの上面ｄ３−Δｄを零点として設定し、
前記テーブル上に加工対象となる脆性材料基板を配置し、前記非接触変位計によって脆性材料基板の少なくとも一点までの距離ｄ４を検出し、前記脆性材料基板の高さＤ４を（Ｄ４＝ｄ１−ｄ４）とし、（ｄ３−Δｄ）−Ｄ４をスクライビングヘッドから前記脆性材料基板までの距離とする基板上面検出方法。
【請求項２】
前記脆性材料基板の高さを前記脆性材料基板の機能領域を含む複数部分について測定し、その平均値を算出して求める請求項１記載の基板上面検出方法。
【請求項３】
テーブル及び基準ブロックを上面に保持するサブテーブルと、
下端にスクライブヘッドを有し、前記サブテーブルに対して上下動自在のスクライブヘッドと、
前記サブテーブルの上面側上方の位置に保持され、下方の反射面までの距離を測定する非接触変位計と、
前記スクライブヘッドと前記テーブル上の脆性材料基板をその基板のスクライブされる面に平行な方向で相対的に移動させる移動手段と、
前記サブテーブルの上面を零点の位置として前記テーブル上に加工対象となる脆性材料基板を配置し、前記移動手段及びスクライブヘッドを移動させてスクライブする制御部と、を具備するスクライブ装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記サブテーブル上のテーブルの上面までの距離ｄ１及び基準ブロックの上面までの距離ｄ２を夫々前記非接触変位計によって検出し、基準位置からスクライブヘッドを下降させ前記基準ブロックの上面に当接するまでの距離ｄ３を検出し、ｄ２−ｄ１をΔｄとするとスクライブヘッドから見た前記テーブルの上面ｄ３−Δｄを零点として設定し、前記非接触変位計によって脆性材料基板の少なくとも一点までの距離ｄ４を検出し、前記脆性材料基板の高さＤ４を（Ｄ４＝ｄ１−ｄ４）とし、（ｄ３−Δｄ）−Ｄ４をスクライビングヘッドから前記脆性材料基板までの距離とする請求項３記載のスクライブ装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記脆性材料基板の高さを前記脆性材料基板の機能領域を含む複数部分について測定し、その平均値を算出して求める請求項４記載のスクライブ装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８６２８８（Ｐ２０１３−８６２８８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２６５１７（Ｐ２０１１−２２６５１７）
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（３９００００６０８）三星ダイヤモンド工業株式会社 (383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（３９００００６０８）三星ダイヤモンド工業株式会社 (383)
【Ｆターム（参考）】
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