脆性材料基板的划线方法和划线设备技术

一种划线方法和划线设备，其中母玻璃基板被一第一激光点（ＬＳ１）沿着一条划线预期线（ＳＬ）连续加热到一个低于母玻璃基板的软化点的温度，一个划线沿着该划线预期线形成于母玻璃基板的表面上，一个靠近第一激光点（ＬＳ１）的区域被沿着划线预期线（ＳＬ）连续冷却，一个在第一激光点（ＬＳ１）相对侧上并靠近冷却区域的区域沿着划线预期线（ＳＬ）被一第二激光点（ＬＳ２）连续加热到一个低于母玻璃基板的软化点的温度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Scribing method and scribing device for brittle material substrate

A marking method and marking device, wherein the mother glass substrate by a first laser point (LS1) along a desired line marking (SL) continuously heated to a softening point lower than that of the parent glass substrate temperature, a line along the scribe lines are formed on the glass substrate is expected to base on the surface of a near the first laser point (LS1) of the area along the scribe line expected (SL) continuous cooling, a first laser point (LS1) on the opposite side and near the cooling region along the scribe line (SL) is expected to second points (LS2) continuous laser heated to a softening of the glass substrate is lower than that of the base point temperature.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于在一种脆性材料基板(或基底)的表面上形成一条划线的划线方法和划线设备，该脆性材料基板例如是被用于平板显示器(在下文中称作“FPD”)的一种玻璃基板、半导体晶片或类似物体，以便给脆性材料基板划线和使其断开。
技术介绍
在本说明书中，将对在液晶显示器板的母玻璃基板上的一条划线的形成进行描述，所述液晶显示器板属于玻璃基板，是脆性材料基板的一类。一个FPD例如包括一对被装配在一起的玻璃基板的液晶显示器或类似物被如下制造，一对大尺寸的母玻璃基板被装配到一起，然后每个母玻璃基板都被划线并断开成被包括在FPD中的若干玻璃基板。为了给每个母玻璃基板划线并使其断开，一条划线被通过一个切割器预先形成在每个玻璃基板上。最近，一种使用激光束在一个母玻璃基板的表面上形成划线的方法已经被实现。根据一种使用激光束在一个母玻璃基板的表面上形成划线的方法，如图6中所示，一个激光束LB被从一个激光振荡器61射向一个母玻璃基板50，从激光振荡器61射出的激光束LB沿着一条预定线路形成一个椭圆形的激光点LS，以在母玻璃基板50上形成一条划线(在下文中，称作“一条划线形成线”)SL。母玻璃基板50和从激光振荡器61射出的激光束LB沿着激光点LS的纵向方向相对于彼此移动。母玻璃基板50被激光束LB加热到一个温度，该温度低于能使母玻璃基板50熔化的软化温度。从而，具有被形成于其上的激光点LS的母玻璃基板50的表面被加热而不会被熔化。朝着用激光束LB照射的照射区域的方向和在其附近在母玻璃基板50的表面上，一种冷却介质例如冷却水能被从冷却喷嘴62喷射，以便形成一条划线。在被用激光束LB照射的母玻璃基板50的表面上，一个压应力被由激光束LB进行的加热产生，而一个拉应力被喷射在表面上的冷却介质产生，从而，一个拉应力在压应力被产生的区域附近产生，因此，基于各自的应力，在具有压应力的区域和具有拉应力的区域之间产生一个应力梯度。在母玻璃基板50上，一个纵裂纹沿着划线形成线SL从一个凹口TR被形成，凹口TR被预先形成在母玻璃基板50的端部区域。图7是一个示意投影图，表示一个激光束LB在被划线设备划线的母玻璃基板50上的照射情况，图8是一个平面图，示意性地表示母玻璃基板50的物理变化情况。从激光振荡器61振荡的激光束LB在母玻璃基板50的表面上形成一个椭圆形的激光点LS，激光点LS具有椭圆形状，例如，具有一个30.0mm的长轴b和一个1.0mm的短轴a，激光束LB被如此射出以致其长轴沿着划线形成线SL。在这种情况下，形成于母玻璃基板50上的激光点LS在其外周区域上比其中心部分具有更高的热能强度，即，激光点LS在长轴的方向上的每端都具有最大的能量强度，这样一种热能强度的分布通过转换热能强度的高斯分布被获得，因而，在位于划线形成线SL上的长轴的方向上的每一端上，热能强度是最大的，在置于端部之间的激光点LS的中心部分中的热能强度低于在每端上的热能强度。母玻璃基板50能沿着激光点LS的长轴的方向相对移动，因而，母玻璃基板50在激光点LS的端部之一被首先用高热能强度加热，接着在激光点LS的中心部分用低热能强度加热，然后在沿着划线形成线SL移动时用高热能强度加热。在那之后，来自冷却喷嘴62的冷却水被喷向相应于激光点LS的一个端部的区域，例如，在划线上的冷却点CP，冷却点CP离开激光点LS的端部一个距离L，该距离L从0到几个毫米。因而，一个温度梯度在激光点LS和冷却点CP之间产生，结果，一个巨大的拉应力与冷却点CP一起被产生于一个相对于激光点LS的区域中，冷却点CP被置于其间。利用该拉应力，在母玻璃基板50上，一个纵裂纹在厚度方向t上从凹口TR沿着划线形成线被产生，凹口TR被形成于母玻璃基板50的端部。母玻璃基板50被椭圆形的激光点LS加热，在这种情况下，热量在垂直方向上被从母玻璃基板50的表面传导到内部，母玻璃基板50在激光点LS的一端具有高热能强度。由于激光点LS相对于母玻璃基板50移动，所以母玻璃基板50被激光点LS的前端加热的一部分在激光点LS的中心部分被低热能强度加热，然后在激光点LS的后端被用高热能强度再次加热。因而，母玻璃基板50的表面首先被用高热能强度加热，并且当母玻璃基板50的表面被用低热能强度加热时，热量必定被传递到其内部。在这点，防止了母玻璃基板50的表面被用高热能强度连续加热，这使母玻璃基板50的表面不会熔化。在那之后，当母玻璃基板50被再次用高热能强度加热时，热量必定渗透入母玻璃基板50的内部，因而，一个压应力在母玻璃基板50的表面上和其内部被产生。在压应力被产生的区域附近，一个拉应力由被喷向冷却点CP的冷却水产生。当压应力在被激光点LS加热的区域中产生和拉应力在冷却点CP被冷却水产生时，一个巨大的拉应力与冷却点CP一起被产生于一个相对于激光点LS的区域中，冷却点CP被置于其间。这样一个拉应力由产生于激光点LS和冷却点CP之间的热膨胀区域中的压应力产生，利用该抗拉强度，一个隐性裂纹(或荫蔽裂纹)被从凹口TR沿着划线形成线产生，凹口TR被形成于母玻璃基板50的一个端部。当充当划线的隐性裂纹被形成于母玻璃基板50中时，母玻璃基板50被提供给下一个断开步骤。在断开步骤中，一个力被施加到母玻璃基板50的隐性裂纹的两侧以便产生一个弯矩，该弯矩促使隐性裂纹在母玻璃基板50的厚度方向上延伸，因而，母玻璃基板50被划线并沿着隐性裂纹断开，所述隐性裂纹被沿着划线形成线SL形成。关于这样一个划线设备，增大被激光点LS产生的压应力和在冷却点CP处的拉应力之间的差值是必须的，以便通过由激光点LS进行的加热和在冷却点CP处的冷却之间的应力梯度形成一个纵裂纹，其中激光点LS被形成于母玻璃基板50的表面上。为了充分地执行由激光点LS进行的加热和由冷却点CP进行的冷却，降低母玻璃基板相对于激光点LS和冷却点CP的移动速度是必须的，结果，一个问题产生了，因为纵裂纹的形成效率降低了。在母玻璃基板50的边缘被激光点LS的一端快速加热的情况下，其中在所述边缘由激光点LS沿着划线形成线进行的加热被开始，如图9(a)中所示，有一个不希望有的可能性，即不受控制的裂纹CR在激光点LS的前方位置处被形成在母玻璃基板50上。在母玻璃基板50的边缘部分，当母玻璃基板50被划线并断开成一个预定形状时，一个应力继续存在，残余应力被由激光点LS进行的快速加热释放，导致裂纹的产生。以这种方式，形成于激光点LS前方位置的裂纹CR是不受控制的并不能沿着划线形成线形成。同样在母玻璃基板50的边缘部分被激光点LS的一端快速加热的情况下，其中在一个隐性裂纹BC被沿着划线形成线形成之后，在所述边缘部分由激光点LS进行的加热被停止，如图9(b)中所示，有一个不希望有的可能性，即在与激光点LS的移动方向相反的方向上，一条不受控制的裂纹CR被从母玻璃基板50的一个端面形成。该裂纹CR是不受控制的并不能被沿着划线形成线形成。被用来解决这些问题的本专利技术具有一个目的，即提供一种划线方法和划线设备以有效地和成功地在脆性材料基板上形成一条划线，例如在一个母玻璃基板或类似物上。本专利技术的另一个目的是提供一种用于在一个脆性材料基板形成划线的划线方法和划线设备，它能防止一个不受控制的裂纹在脆性材料基板的边缘部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于脆性材料基板的划线方法，其中所述脆性材料基板被第一激光点沿着所述脆性材料基板的表面上的划线形成线连续加热到低于所述脆性材料基板的软化点的温度，一条划线将被沿着所述划线形成线形成，同时靠近所述第一激光点的区域被沿着所述划线形成线连续冷却；和靠近所述冷却区域并且在所述第一激光点的相对侧上的区域被第二激光点沿着所述划线形成线连续加热到低于所述脆性材料基板的软化点的温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松本真人，五户统悟，
申请(专利权)人：三星钻石工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]