脆性材料基板的划线形成方法及划线形成装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及脆性材料基板的划线形成方法及划线形成装置，所述形成方法及形成装置能够沿着划线直线性良好地对脆性材料基板进行分割。利用激光束以低于脆性材料基板的软化点的温度沿着划线的形成预定线对脆性材料基板表面进行加热，并且在加热后立即对加热区域进行冷却来形成第１裂痕，然后，使切割刀以压接状态沿着划线在基板表面上移动，由此在基板内形成比第１裂痕的深度更深的裂痕。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对以玻璃、作为烧结材料的陶瓷、单晶硅、半导体晶片、 陶瓷基板等为主的由脆性材料构成的单片及贴合母基板进行分割时用于在基板上形成划线(scribe line)的方法及其装置。
技术介绍
一般对玻璃基板等脆性材料基板进行分割时，广泛地利用如下方法， 即，使轮刀(cutterwheel)等旋转刀在基板表面上转动，由此在基板上刻出 划线，沿着该划线在厚度方向产生裂痕，由此对基板进行分割。以轮刀 形成划线时，要以强压接力将轮刀紧压在脆性基板表面并同时进行转动 来刻出划线，因此会产生各种缺陷。例如，在利用轮刀来形成划线时， 除了在厚度方向会产生垂直裂痕外，有时亦会产生水平裂痕。随着该水 平裂痕的产生，会在划线附近产生废碎玻璃(cullet)。在大尺寸的脆性材 料基板(母基板)上形成多条划线来获取多个小基板等的情况下，随着轮刀 所形成的划线累计长度的增大，废碎玻璃的产生量会随之增加。其结果， 必须频繁地在划线装置或断裂装置(划线形成后使用)的工作台上进行飞 散以清扫废碎玻璃。此外，所产生的废碎玻璃会进入用于对轮刀刀口的转动进行轴支撑 的旋转部分，从而使得轴支撑部的磨损加速，或使得轴支撑部的旋转不 圆滑导致刀口的磨损加速，结果会縮短切割刀寿命。为了避免上述缺陷，例如使用专利文献1 专利文献3所示的激光束 (laser beam)来形成划线的方法已进入实用化。专利文献l:日本特表平8 — 509947号公报专利文献2:日本特开2001—58281号公报专利文献3:日本特开2001 — 130921号公报
技术实现思路
在上述的激光划线的情况下，与使用轮刀来形成划线相比，因废碎玻璃^l限于在采用轮刀于基板端形成初期龟裂(触发，trigger)时产生，因 此能减少废碎玻璃的产生量。此外还能提高以断裂装置进行断裂(break) 后的端面强度值。另一方面，由于脆性材料基板(加工对象)的热加工经历、表面状态、 材质、单元基板情况下的单元间隙(cellgap)的内部构造等的不同，即使为 激光划线的方法，脆性材料基板表面附近所形成的裂痕深度亦有较浅的 情况，会造成断裂动作不稳定，产生难以期待断裂后的分割面品质稳定 化的问题。此外，在交叉划线动作中，在与已形成的第1方向的第1划 线相交叉地朝第2方向形成第2划线时，会出现在其交点附近产生已经 形成的垂直裂痕发生中断、使其以后形成的划线不合格的情况。此外，若垂直裂痕的深度较浅，则在后续的断裂步骤需要向基板施 加大负荷，从而会造成装置规模变大、或在断裂后的截面品质上产生问 题。在平面显示体的用途方面，在计算机用显示器或平面电视中，具备 大尺寸显示面积画面的商品越来越受欢迎，结果导致母基板大面积化的 趋势，划线形成时的直线性则要求更高的稳定性。此外，对于便携电话 或游戏机所代表的可携式终端机(PDA)， 一方面携带上要求基板的薄型 化，另一方面要求端面强度具有更高的品质。为了要满足如上述各种品 质方面的严格要求，仅使用公知的刀口划线法或激光划线法已成为无法 对应市场要求的状况。因此，本专利技术的主要目的在于提供脆性基板材料的划线形成方法及 其装置，该方法充分利用激光划线及轮刀划线两者的特征，即沿划线的 形成预定线实施激光划线后，利用切割刀在划线上描线，使垂直裂痕深 度加深，由此获得直线性良好且截面品质优异的效果。为达成上述目的，本专利技术采用如下的技术手段。即，本专利技术涉及脆 性材料基板的划线形成方法，其特征在于，其包含以下工序利用激光束以低于所述脆性材料基板的软化点的温度沿着划线的形 成预定线对脆性材料基板表面进行加热的工序；在加热后立即对加热区域进行冷却来形成第1深度的裂痕的工序； 以及随后使切割刀以压接状态沿着划线在基板表面上移动从而在基板内形成比第1深度更深的第2裂痕的工序。此外，本专利技术涉及脆性材料基板的划线形成装置，其构成中具备 激光束扫描机构，该机构以低于该脆性材料基板的软化点的温度沿着划线的形成预定线在脆性材料基板表面进行激光加热同时扫描激光束；第1裂痕形成机构，该机构由冷却机构形成，在利用所述激光束加热后立即对加热区域进行冷却；以及切割刀压接移动机构，在第1裂痕形成后，所述机构以压接状态沿 着划线移动，在基板内形成比第l裂痕更深的裂痕。此处，作为激光束，可使用通常在脆性材料基板的划线中使用的激光束，优选使用准分子激光、YAG激光、二氧化碳激光或一氧化碳激光 等的激光束。特别是，基于能量吸收效率及经济性的理由，优选使用二 氧化碳激光。如上所述，在本专利技术中，在照射激光束后进行冷却，随后利用切割 刀使裂痕更深，因而在进行脆性材料基板的分割时能正确地分割，可以 获得高截面品质，并且在轻负荷下就可以容易地进行断裂。此外，由于 进行激光划线后使切割刀以压接状态在基板表面上移动，因而具有如下 优异效果能以轻压接负荷形成比仅通过激光划线所形成的裂痕深度更 深的裂痕；能抑制微细废碎玻璃的产生从而减少各种缺陷的发生，同时 能减轻切割刀磨损从而延长使用寿命，可期待降低成本。如上所述，通过激光划线动作与切割刀的压接移动的组合来形成划 线，由此不仅能够抑制仅单独进行激光划线动作时的缺点，同时还能发 挥出通过切割刀的压接移动进一步增大激光划线动作时的优点的效果。 具体而言，以最初的激光划线形成直线性良好且废碎玻璃的产生少的划线后，通过利用切割刀在该划线上施加负荷使得裂痕的深度能够进一步 进展为更深的裂痕，而单独以激光划线仅能形成浅的裂痕，由此可获得 确保断裂动作的稳定性并有助于维持其后的截面高品质化等的现有技术 中所未曾预料的特有效果。此外，由于切割刀压接机构可兼用作用于形 成初期龟裂的机构，因此不需要为此所需的附加装置。此外，例如在液晶面板的电极端子处理中，通常先以刀口形成划线， 接着以断裂机器进行所谓边缘去除，由于边缘宽度较小，因而有时不能 正确进行断裂，但依本专利技术则能正确进行断裂。另外，由于无需降低激 光划线中的激光扫描速度就能利用刀口来形成较深裂痕，因而获得了不必改变所谓生产节拍时间(tacttime)就可生产液晶面板的效果。在上述专利技术中，该切割刀优选为轮刀等的以在脆性基板上转动的旋转刀形态形成的切割刀。由此，在脆性材料基板上使轮状切割刀转动，能形成更深的裂痕。 此外，在上述专利技术中，还可将切割刀以在脆性材料基板上滑接的非旋转刀的形式来形成。由此，能使切割刀部分的构造由简单机构低成本地构成。 通过将切割刀压接移动机构兼用作用于形成初期龟裂的机构，不仅能使装置简化，而且即使面板规格改变致使其划线条件大幅变更，仍能通过程序转换来应对。附图说明图1为从正面观察本专利技术的划线形成装置的概要构成图。 图2为用于说明图1的装置中的形成划线的动作的概要立体图，其 为表示划线形成前的图。图3为与图2同样的概要立体图，其为表示其动作的第1过程的图。 图4为与图2同样的概要立体图，其为表示动作的第2过程的图。 图5为示意性表示在基板形成裂痕的过程的放大截面图，图5(a)为表 示通过激光划线形成细微裂痕(blind cmck)的状态的放大截面图，图5(b) 为激光划线后以切割刀压接状态进行移动的阶段的放大截面图，图5(c)为表示切割刀移动结束后划线的最终状态的放大截面图。图6为本专利技术其它实施方式的划线形成装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脆性材料基板的划线形成方法，该形成方法的特征在于，其包含以下工序：　　　　利用激光束以低于所述脆性材料基板的软化点的温度沿着划线的形成预定线对脆性材料基板表面进行加热的工序；　　　　在加热后立即对加热区域进行冷却来形成第１深度的第１裂痕的工序；以及随后　　　　使切割刀以压接状态沿着划线在基板表面上移动从而在基板内沿着该划线形成比第１深度更深的第２裂痕的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-10-28 313931/20051.一种脆性材料基板的划线形成方法，该形成方法的特征在于，其包含以下工序利用激光束以低于所述脆性材料基板的软化点的温度沿着划线的形成预定线对脆性材料基板表面进行加热的工序；在加热后立即对加热区域进行冷却来形成第1深度的第1裂痕的工序；以及随后使切割刀以压接状态沿着划线在基板表面上移动从而在基板内沿着该划线形成比第1深度更深的第2裂痕的工序。2. 如权利要求1所述的脆性材料基板的划线形成方法，其中，所述 切割刀为在脆性材料基板表面上转动的旋转刀。3. 如权利要求1所述的脆性材料基板的划线形成方法，其中，所述 切割刀为在脆性材料基板表面上滑接的非旋转刀。4. 一种脆性材料基板的划线形成装置，该形成装置的特征在于，其 具备激光束产生机构，该机构以低于该脆性材料基板的软化点的温度沿 着划线的形成预定线在载置于工...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾山正信，
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]