專利名稱：基板上表面檢測方法及劃線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于劃線裝置且用以檢測配置在平臺上的脆性材料基板的上表面的基板上表面檢測方法及劃線裝置。
背景技術(shù)：
以往，劃線裝置如專利文獻I等所示，在平臺上配置脆性材料基板(以下也簡單地稱為基板)，通過使劃線頭相對于該基板上下移動，并且與基板的面平行地移動而對基板進行劃線。此時，為了對基板施加特定的負荷以進行劃線而必須預(yù)先識別出劃線頭的刃尖的位置。圖1表示以往的劃線裝置的主要部分。劃線裝置包括相對于配置在平臺101上的脆性材料基板102而可自如地上下移動的劃線頭103，在劃線頭103的上部設(shè)置著用以設(shè)定基準位置的傳感設(shè)備(sensor dog) 104。在傳感設(shè)備104中，從投光器向受光器投射激光。而且，將安裝在劃線頭103上的遮蔽板105遮蔽激光的位置設(shè)為零點，當劃線頭103向較該點靠下方處移動時設(shè)為正方向。如果遮蔽板105遮蔽傳感設(shè)備104的激光，則劃線頭103停止上升，因此，劃線頭103不會上升至較傳感設(shè)備104的位置靠上方處。即，劃線頭103的上下方向(z軸方向)的移動距離以始終成為零或正值的方式受到控制。且說，在以往的劃線裝置等中，為了識別至配置在平臺101上的脆性材料基板102的基板上表面為止的距離，如圖2所示，使劃線頭103逐漸降低。而且，將與脆性材料基板102接觸而阻力增大的時間點的位置設(shè)定為脆性材料基板102的上表面的位置。此時，為了不使劃線頭的刃尖損傷脆性材料基板102的產(chǎn)品部分102a，而使劃線頭103與脆性材料基板102的未形成有產(chǎn)品的周邊部分102b接觸來測量距離。[先前技術(shù)文獻][專利文獻][專利文獻I]日本專利特開2011-148098號公報

發(fā)明內(nèi)容
[發(fā)明所要解決的問題]如上所述，在以往的檢測基板的上表面時，為了檢測基板的上表面而使劃線頭相對于基板下降，但如果急劇地下降，則會對基板施加過大的力。因此，必須使劃線頭緩緩下降，從而存在基板的上表面檢測耗費時間的問題。此外，由于必須針對每個基板確認距劃線頭的零點位置的距離，所以基板的上表面檢測必須針對每個劃線裝置進行。此外，由于傳感設(shè)備的位置針對每個劃線裝置而存在偏差，所以就將至基板上表面為止的距離或劃線的圖案作為數(shù)據(jù)加以保持的參照表而言，也存在必須針對每個劃線裝置而不同的問題。此外，由于使劃線頭接觸基板的周邊部分，所以也存在至基板的中央部分為止的距離并不一定準確的問題。本發(fā)明是鑒于如上所述的以往的基板的上表面檢測方法的問題而完成的，其技術(shù)性課題在于迅速且準確地進行檢測，并且不管劃線裝置的種類，在進行劃線時均可使用共用的參照表。[解決問題的技術(shù)手段]為了解決該課題，本發(fā)明的基板上表面檢測方法是如下劃線裝置的基板上表面檢測方法，該劃線裝置包括輔助平臺，在上表面保持平臺及基準塊；劃線頭，在下端具有劃線輪(scribing wheel),且相對于上述輔助平臺而可自如地上下移動；及非接觸移位計，保持在上述輔助平臺的上表面?zhèn)壬戏降奈恢茫覝y量至下方的反射面為止的距離；且通過上述非接觸移位計檢測至上述輔助平臺上的上述平臺的上表面為止的距離dl，并通過上述非接觸移位計檢測至配置在上述輔助平臺上的基準塊的上表面為止的距離d2，登錄上述平臺與基準塊的z軸方向的差(Λ d = d2-dl)，并登錄從基準位置起至使劃線頭下降而抵接于上述基準塊的上表面為止的距離d3，將從劃線頭觀察的上述平臺的上表面d3-Ad設(shè)定為零點，在上述平臺上配置成為加工對象的脆性材料基板，通過上述非接觸移位計檢測至脆性材料基板的至少一點為止的距離d4，將上述脆性材料基板的高度D4設(shè)為(D4 = dl-d4)，將(d3- Δ d) -D4設(shè)為從劃線頭至上述脆性材料基板為止的距離。此處，也可在包括上述脆性材料基板的功能區(qū)域的多個部分測量上述脆性材料基板的高度，通過算出其平均值而求得。為了解決該課題，本發(fā)明的劃線裝置包括輔助平臺，在上表面保持平臺及基準塊；劃線頭，在下端具有劃 線輪，且相對于上述輔助平臺而可自如地上下移動；非接觸移位計，保持在上述輔助平臺的上表面?zhèn)壬戏?例如CCD(Charge Coupled Device,電荷稱合器件)相機27的深側(cè))的位置，且測量至下方的反射面為止的距離；移動機構(gòu)，使上述劃線頭與上述平臺上的脆性材料基板在與該基板的被劃線的面平行的方向相對移動；及控制部，以上述輔助平臺的上表面為零位置在上述平臺上配置成為加工對象的脆性材料基板，使上述移動機構(gòu)及劃線頭移動而進行劃線。此處，上述控制部也可通過上述非接觸移位計分別檢測至上述輔助平臺上的平臺的上表面為止的距離dl及至基準塊的上表面為止的距離d2，且檢測從基準位置起至使劃線頭下降而抵接于上述基準塊的上表面為止的距離d3，如果將d2-dl設(shè)為Λ d，則將從劃線頭觀察的上述平臺的上表面d3-Ad設(shè)定為零點，通過上述非接觸移位計檢測至脆性材料基板的至少一點為止的距離d4，將上述脆性材料基板的高度D4設(shè)為(D4 = dl-d4)，將(d3- Δ d) -D4設(shè)為從劃線頭至上述脆性材料基板為止的距離。此處，上述控制部也可在包括上述脆性材料基板的功能區(qū)域的多個部分測量上述脆性材料基板的高度，通過算出其平均值而求得。[發(fā)明的效果]根據(jù)具有如上所述的特征的本發(fā)明，由于將平臺的上表面設(shè)定為零點，在參照表中設(shè)定有至配置在平臺上的脆性材料基板的上表面為止的距離，所以不管劃線裝置的種類，對同一種類的基板可使用共用的參照表。此外，由于對構(gòu)成產(chǎn)品的部分而非脆性材料基板的周邊部分照射光而以非接觸檢測其高度，所以可獲得能夠迅速地設(shè)定基板的上表面的高度的效果。此外，在技術(shù)方案2及5的發(fā)明中，由于對脆性材料基板的構(gòu)成產(chǎn)品的多個部分照射光以測量距離，且使用平均值，所以可獲得能夠更準確地設(shè)定基板的高度的效果。


圖1是表示以往的劃線裝置中的基板的上表面檢測前的主要部分的圖。圖2是表示以往的劃線裝置中的基板的上表面檢測時的動作的圖。圖3A是表示應(yīng)用本發(fā)明的實施方式的基板上表面檢測方法的劃線裝置的一例的概略立體圖。圖3B是表示該劃線裝置的主要部分的立體圖。圖4是表示本實施方式的劃線裝置的平臺的立體圖。圖5是表示應(yīng)用本實施方式的劃線裝置的控制器的方塊圖。圖6A是表示通過激光移位計測量至零點檢測時的輔助平臺上的平臺為止的距離的圖。圖6B是表示通過激光移位計測量至零點檢測時的輔助平臺上的基準塊為止的距離的圖。圖6C是表示通過劃線頭測量至零點檢測時的輔助平臺上的基準塊為止的距離的圖。圖6D是表示測量平臺上的脆性材料基板的高度的狀態(tài)的圖。圖7是表示零點檢測及參照表制作時的動作的流程圖。圖8是表示通過激光移位計測定基板時的測量點的圖。

[符號的說明]10劃線裝置16輔助平臺22劃線頭23伺服馬達24固持器25劃線輪27CCD 相機31 34 平臺36 39 脆性材料基板41激光移位計42傳感設(shè)備43遮蔽板44伺服馬達45伺服編碼器50控制器52控制部53輸入部59數(shù)據(jù)保持部
具體實施例方式圖3A系表示應(yīng)用本發(fā)明的實施方式的基板上表面檢測裝置的劃線裝置的一例的概略立體圖。該劃線裝置10是沿一對導(dǎo)軌12a、12b在7軸方向上移動自如地保持著移動臺11。滾珠螺桿13與移動臺11螺合。滾珠螺桿13通過馬達14的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，從而使移動臺11沿導(dǎo)軌12a、12b在y軸方向上移動。在移動臺11的上表面設(shè)置著馬達15。馬達15使輔助平臺16在xy平面上旋轉(zhuǎn)并定位在特定角度。在劃線裝置10中，以橫跨移動臺11及其上部的輔助平臺16的方式，通過支柱21a、21b而沿X軸方向架設(shè)著橋接器(bridge) 20。橋接器20通過伺服馬達23而將劃線頭22及CCD相機27移動自如地保持。在劃線頭22的前端部經(jīng)由固持器24而安裝著劃線輪25。C⑶相機27是用以監(jiān)視輔助平臺16上的狀態(tài)的相機。伺服馬達23通過使?jié)L珠螺桿26旋轉(zhuǎn)而借助導(dǎo)軌28a、28b使劃線頭22及CXD相機27沿x軸方向直線驅(qū)動。劃線頭22使劃線輪25 —面以適當?shù)呢摵蓧航釉诖嘈圆牧匣宓谋砻嫔弦幻孓D(zhuǎn)動而形成劃線。其次，利用圖4對配置在輔助平臺16上的平臺及工件進行說明。在本實施方式中，在輔助平臺16上設(shè)置著4個平臺31、32、33、34，此外，在輔助平臺16的側(cè)方設(shè)置著基準塊35?；鶞蕢K35的高度與4個平臺31 34大致相同，例如設(shè)為具有1. 5mm的高度。在平臺31 34的上表面分別固定著脆性材料基板36 39。脆性材料基板36 39例如為低溫煅燒陶瓷基板，通過未圖示的真空吸引機構(gòu)等而保持在平臺31 34上。此外，如圖3B所示，在橋接器20上在CXD相機27深側(cè)的位置固定著用以測量與輔助平臺之間的距離的激光移位計41。如下所述，激光移位計41是檢測至配置在輔助平臺16的上部的基板及基準塊為止的高度的非接觸移位計。此外，在劃線頭22的上端位置配置著傳感設(shè)備42。傳感設(shè)備42是由包含一對投受光器的光電傳感器所構(gòu)成，在劃線頭22上設(shè)置著如可遮蔽該光電傳感器的光般的遮蔽板43。遮蔽板43遮蔽傳感設(shè)備42的光電傳感器的光的位置成為劃線頭22的最上端位置，且以遮蔽板43的位置始終位于較該最上端位置靠下方的方式受到控制。此外，伺服馬達44是使劃線頭22沿z軸方向移動的馬達，在其軸上設(shè)置著伺服編碼器(servo encoder)45。此外,在伺服馬達44的輸出軸上安裝著滑輪(pulley)46a,經(jīng)由滑輪46a、46b及張設(shè)在兩滑輪間的傳輸帶47而向滾珠螺桿48傳遞旋轉(zhuǎn)力。劃線頭22以通過滾珠螺桿48的旋轉(zhuǎn)而上下移動的方式構(gòu)成。此處，移動臺11、導(dǎo)軌12a、12b或輔助平臺16及驅(qū)動其等的馬達14、15、以及使劃線頭22移動的伺服馬達23構(gòu)成使劃線頭與脆性材料基板在與該基板的被劃線的面平行的方向相對移動的移動機構(gòu)。其次，利用方塊圖對本實施方式的劃線裝置10的控制器的構(gòu)成進行說明。圖5是劃線裝置10的控制器50的方塊圖。在本圖中，來自CCD相機27的輸出經(jīng)由控制器50的圖像處理部51而提供給控制部52。輸入部53輸入?yún)⒄毡碇谱鲿r所需的數(shù)據(jù)。在控制部52連接著X馬達驅(qū)動部54，此外，連接著Y馬達驅(qū)動部55、旋轉(zhuǎn)用馬達驅(qū)動部56及劃線頭驅(qū)動部57。X馬達驅(qū)動部54驅(qū)動伺服馬達23。Y馬達驅(qū)動部55驅(qū)動馬達14。旋轉(zhuǎn)用馬達驅(qū)動部56驅(qū)動馬達15。劃線頭驅(qū)動部57驅(qū)動馬達44。控制部52根據(jù)劃線的數(shù)據(jù)而控制輔助平臺16的y軸方向的位置，且對輔助平臺16進行旋轉(zhuǎn)控制。此外，控制部52經(jīng)由劃線頭驅(qū)動部57而沿z軸方向驅(qū)動劃線頭，并且在劃線輪25轉(zhuǎn)動時，以使劃線輪25以適當?shù)呢摵蓧航釉诖嘈圆牧匣宓谋砻嫔系姆绞竭M行驅(qū)動。此外，在控制部52連接著監(jiān)視器58及數(shù)據(jù)保持部59。數(shù)據(jù)保持部59保持下述的攝像點的位置數(shù)據(jù)或用以進行劃線的劃線數(shù)據(jù)。此外，與沿z方向驅(qū)動劃線頭的馬達連結(jié)的伺服編碼器45及激光移位計41的輸出被輸入至控制部52?？刂撇?2根據(jù)這些輸入而如下述般檢測平臺的上表面及基板的上表面位置，從而可執(zhí)行劃線。其次，對本實施方式的平臺的零點位置檢測及之后的參照表制作進行說明。圖6A 圖6D是表示劃線裝置的輔助平臺16上的I個平臺31及激光移位計41、劃線頭22等的概略圖，圖7是流程圖。首先，如圖6A所示，劃線頭22處于最上部位置，且設(shè)遮蔽板43處于遮蔽傳感設(shè)備42的光電傳感器的光的位置。而且，在圖7所示的步驟SI中，在更換平臺31時，通過激光移位計41測量設(shè)置在輔助平臺16上的平臺31的上表面位置。如果設(shè)此時的至平臺31為止的距離為dl，則暫時保持在數(shù)據(jù)保持部59。在步驟S2中，如圖6B所示，以基準塊35位于激光移位計41的下方的方式使輔助平臺16移動。然后，對基準塊35上照射激光并通過激光移位計41檢測基準塊35的上表面位置。此時設(shè)至基準塊35的上表面為止的距離為d2。其次，將在步驟S3中測量出的dl與d2的差(d2_dl)登錄為參數(shù)Ad。Ad為基準塊35與平臺31的z軸方向的差。此外，在步驟S4中，如圖6C所示使輔助平臺16移動而使基準塊35位于劃線頭22的正下方。然后，使劃線頭22從基準位置開始下降，并下降至其刃尖與基準塊35的上表面接觸為止。此時，將由伺服編碼器45檢測的距離設(shè)為d3并登錄為內(nèi)存參數(shù)(memoryparameter)。如此一來,通過步驟SI S4,可識別出劃線頭的刃尖的前端與平臺的上表面的距離。即，平臺36在從劃線頭觀察時d3-Ad的位置成為上表面。將該距離登錄為零點(步驟S5)。之后，如圖6D所示，在步驟S6中，在平臺31上配置成為劃線的加工對象的脆性材料基板36。脆性材料基板36設(shè)為在其內(nèi)側(cè)呈格子狀地形成著多個功能區(qū)域的低溫煅燒陶瓷基板。而且，利用激光移位計41測量至該基板的上表面為止的距離。此時，優(yōu)選測量至基板36的多個點的距離，例如，如圖8所示，針對基板36的中心61及其周圍的點62 65的共計5個點，利用激光移位計檢測至其等的距離。而且，如果將計測的5個點的距離的平均值設(shè)為d4，則將該值識別為從激光移位計41至基板36的上表面為止的距離。但是，由于將平臺31的上表面設(shè)為零點，所以如根據(jù)圖6A、圖6B明示，基板36的高度D4為(dl_d4)。在步驟S7中，如圖6D所示，作為(d3-Ad)-D4而算出從劃線頭22至基板36的上表面為止的距離。由于該距離計測是通過激光移位計41進行的非接觸檢測，所以不會對脆性材料基板造成任何損傷，且能夠在短時間內(nèi)結(jié)束計測。此外，即便基板為低溫煅燒陶瓷基板等厚度偏差較大的基板，因可在多個部位測量基板的厚度，所以也可更準確地獲得基板的高度數(shù)據(jù)。在如此般檢測基板的厚度之后，根據(jù)參照表中的基板高度而將使劃線頭下降的距離寫入到參照表中，從而完成參照表(步驟S8)。根據(jù)如此般完成的參照表而對脆性材料基板進行劃線。此外，即便在利用其他劃線裝置對其他脆性材料基板同樣地進行劃線的情況下，也可讀出該參照表并算出對基板施加的負荷而進行劃線。從而，就參照表而言，如果基板的種類已定，則即便變更劃線裝置的種類也可直接應(yīng)用。另外，上述實施方式中是利用激光移位計作為非接觸移位計的例子，但只要能夠以非接觸準確地檢測至基板或平臺的上表面為止的距離，則也可為其他移位計。[產(chǎn)業(yè)上的可利用性]本發(fā)明是用以檢測劃線裝置的平臺的基準位置的方法，可較好地用于劃線裝置。
權(quán)利要求
1.一種基板上表面檢測方法，其是如下劃線裝置之基板上表面檢測方法，該劃線裝置包括輔助平臺，在上表面保持平臺及基準塊；劃線頭，在下端具有劃線輪，且相對于上述輔助平臺而可自如地上下移動；及非接觸移位計，保持在上述輔助平臺的上表面?zhèn)壬戏降奈恢茫覝y量至下方的反射面為止的距離；且 通過上述非接觸移位計檢測至上述輔助平臺上的上述平臺的上表面為止的距離dl， 通過上述非接觸移位計檢測至配置在上述輔助平臺上的基準塊的上表面為止的距離d2, 登錄上述平臺與基準塊的z軸方向的差(Ad = d2-dl)， 登錄從基準位置起至使劃線頭下降而抵接于上述基準塊的上表面為止的距離d3， 將從劃線頭觀察的上述平臺的上表面d3-Ad設(shè)定為零點， 在上述平臺上配置成為加工對象的脆性材料基板，通過上述非接觸移位計檢測至脆性材料基板的至少一點為止的距離d4，將上述脆性材料基板的高度D4設(shè)為(D4 = dl-d4)，將(d3- Δ d) -D4設(shè)為從劃線頭至上述脆性材料基板為止的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板上表面檢測方法，其中在包括上述脆性材料基板的功能區(qū)域的多個部分測量上述脆性材料基板的高度，且通過算出其平均值而求得。
3.一種劃線裝置，其包括 輔助平臺，在上表面保持平臺及基準塊； 劃線頭，在下端具有劃線輪，且相對于上述輔助平臺而可自如地上下移動； 非接觸移位計，保持在上述輔助平臺的上表面?zhèn)壬戏降奈恢?，且測量至下方的反射面為止的距離； 移動機構(gòu)，使上述劃線頭與上述平臺上的脆性材料基板在與該基板的劃線的面平行的方向相對移動；及 控制部，以上述輔助平臺的上表面為零點位置在上述平臺上配置成為加工對象的脆性材料基板，使上述移動機構(gòu)及劃線頭移動而進行劃線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的劃線裝置，其中上述控制部通過上述非接觸移位計分別檢測至上述輔助平臺上的平臺的上表面為止的距離dl及至基準塊的上表面為止的距離d2，且檢測從基準位置起至使劃線頭下降而抵接于上述基準塊的上表面為止的距離d3，如果將d2-dl設(shè)為Λ d，則將從劃線頭觀察到的上述平臺的上表面d3- Δ d設(shè)定為零點，通過上述非接觸移位計檢測至脆性材料基板的至少一點為止的距離d4，將上述脆性材料基板的高度D4設(shè)為(D4 = dl-d4)，將(d3-Λ d)-D4設(shè)為從劃線頭至上述脆性材料基板為止的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的劃線裝置，其中上述控制部在包括上述脆性材料基板的功能區(qū)域的多個部分測量上述脆性材料基板的高度，且通過算出其平均值而求得。
全文摘要
本申請的發(fā)明涉及一種基板上表面檢測方法及劃線裝置。在劃線裝置等中，在檢測至基板為止的距離的情況下，如果以劃線頭的上部位置為原點，則每個劃線裝置的原點位置不同，存在無法制作共用的參照表的缺點。本發(fā)明是利用非接觸傳感器算出至平臺為止的距離d1，且算出至基準塊為止的距離d2，保持距離d1與距離d2的差Δd，并且使劃線頭下降而抵接于基準塊，檢測刃尖與平臺的差，而可以平臺的上表面為零點位置來表現(xiàn)劃線頭的位置。由此，通過以平臺的上表面為零點來制作包括基板的厚度的描述劃線方法的參照表，不管劃線裝置的種類，均可對同一種類的脆性材料基板進行劃線加工。
文檔編號B25H7/04GK103047935SQ201210310920
公開日2013年4月17日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者吉田圭吾, 岡島康智, 林將圭 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司