基板切割和分离系统及方法技术方案

一种使用激光束在具有激光束焦线的基板内形成多个缺陷的方法，多个缺陷中的每个缺陷是基板内具有约10微米或以下的直径的损坏轨迹，多个缺陷形成基板上的轮廓线。基板具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面。方法还包括：(i)在基板的第一表面上邻近轮廓线的位置处施加第一力，及(ii)在基板的第二表面上在轮廓线的位置处施加第二力。此外，该方法包括沿着轮廓线将基板断裂成第一基板部分和第二基板部分。基板部分。基板部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基板切割和分离系统及方法


[0001]本案根据专利法请求2020年12月21日提出申请的美国临时申请案第63/128,279号和2021年9月27日提出申请的美国临时申请案第63/248,700号的优先权，依据其全部内容并透过引用而并入本案。
[0002]本案一般涉及用于切割和分离基板的设备和方法，更具体地，涉及使用激光束和断裂器系统切割和分离基板。

技术介绍

[0003]材料的激光工艺领域涵盖广泛的应用，包括不同类型材料的切割、钻孔、铣削、焊接、熔化等。在这些工艺中，特别令人感兴趣的是切割或分离不同类型的基板，这些基板由诸如用于薄膜晶体管(TFT)的玻璃、蓝宝石、或熔融石英、或用于电子的显示材料之类的材料组成。基板的切割或分离通常需要激光束，以沿着基板形成一划痕线。接下来，将机械力或另一激光施加到划痕线，以沿划痕线切割或分离基板。
[0004]然而，这样的传统系统通常会在基板中引起不希望的碎裂或破裂。此外，此类传统系统会损坏施加到基板表面的涂层。因此，需要使用激光束来改进基板的切割和分离。

技术实现思路

[0005]因此，需要一种切割和分离基板而不会在基板中引起这种碎裂和破裂的系统。此外，需要一种透过这种切割和分离过程提供良好边缘质量的系统。本案的实施方式包括一种系统，该系统包括激光加工系统和基板断裂系统，以精确且准确地切割和分离基板。更具体而言，激光加工系统使用激光束在基板中精确地形成轮廓线。基板断裂系统接着会沿轮廓线分离基板，而不损坏基板或施加在其上的涂层。这产生了一种高效且容易的系统来准确地切割和分离基板，并提供具有增强的边缘质量的切割基板。此外，本案公开的系统精确地切割和分离基板，同时防止在工艺中基板的任何破裂或碎裂。
[0006]根据第一方面，公开了一种使用激光束在具有激光束焦线的基板内形成多个缺陷的方法，该多个缺陷中的每个缺陷是基板内的直径约为10微米或以下的损坏轨迹，该多个缺陷在基板上形成一轮廓线。该基板具有一第一表面，及与第一表面相对的一第二表面。该方法还包括：(i)在该基板的该第一表面上邻近该轮廓线的位置处施加一第一力，及(ii)在该基板的该第二表面上在该轮廓线的位置处施加一第二力。此外，该方法包括沿着该轮廓线将该基板折断成一第一基板部分和一第二基板部分。
[0007]根据第二方面，公开了一种系统，该系统包括激光加工系统，该激光加工系统包括一光束源，其配置以输出被聚焦到激光束焦线中的一激光束，以及一基板断裂系统，其包括一第一组断裂器棒及一柔性膜。该第一组断裂器棒包括具有一第一边缘的一第一断裂器棒、具有一第二边缘的一第二断裂器棒、及具有一第三边缘的一第三断裂器棒。该第一断裂器棒及该第二断裂器棒设置在柔性膜的一第一侧，该第三断裂器棒设置在柔性膜的一第二侧。
[0008]本案所描述的过程和系统的附加特征和优点将在随后的详细描述中阐述，并且部分地对于本领域技术人员将从该描述中显而易见或通过实施本案所描述的实施方式来识别，包括详细的以下的说明、权利要求书、以及附图。
[0009]应当理解，前述一般描述和以下详细描述都描述了各种实施方式，并且旨在提供用于理解所请求保护的专利技术目标的性质和特征的概述或概念。附图以提供对各种实施方式的进一步理解，并且附图被并入并构成本说明书的一部分。该些附图绘示本案中所述的各种实施方式，且与说明书一起用来解释所请求的专利技术目标的原理及操作。
附图说明
[0010]在附图中阐述的实施方式本质上是说明性和示例性的，并且不用以限制由权利要求书所限定的专利技术目标。当结合以下附图阅读时，可以理解说明性实施方式的以下详细说明，其中，相同的结构用相同的附图标记表示，并且其中：
[0011]图1示意性地记载了根据本案描述的一或多个实施方式的用于切割和分离基板的系统；
[0012]图2A示意性地记载了根据本案所述的一或多个实施方式的图1的系统的激光加工系统；
[0013]图2B示意性地记载了根据本案所述的一或多个实施方式的图1A的激光加工系统的激光束焦线的定位；
[0014]图2C示意性地记载了根据本案所述的一或多个实施方式的图1A的激光加工系统的光学组件；
[0015]图3A图解地记载了根据本案描述的一或多个实施方式的示例性脉冲丛发内的激光脉冲的相对强度与时间的关系；
[0016]图3B图解地记载了根据本案描述的一或多个实施方式的另一示例性脉冲丛发内的激光脉冲的相对强度与时间的关系；
[0017]图4A
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4C示意性地记载了根据本案所述的一或多个实施方式的基板断裂系统；
[0018]图5A和5B记载了根据本案所述的一或多个实施方式的图4A
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4C的基板断裂系统的断裂器棒组；
[0019]图6示意性地记载了根据本案所述的一或多个实施方式的基板断裂系统；
[0020]图7A
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7C记载了根据本案所述的一或多个实施方式的具有基板的基板断裂系统；
[0021]图8A
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8C记载了根据本案所述的一或多个实施方式的基板断裂系统的薄膜；
[0022]图9记载了根据本案所述的一或多个实施方式的基板断裂系统的断裂过程；
[0023]图10记载了根据本案描述的一或多个实施方式的定位在基板上的基板断裂系统；
[0024]图11A
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11C示意性地记载了根据本案所述的一或多个实施方式的基板断裂系统；及
[0025]图12记载了根据本案描述的一或多个实施方式的用于切割和分离基板的过程。
[0026]本专利技术的特征和优点将在以下结合附图的详细描述中变得显而易知，其中相同的附图标记自始至终表示相应的元件。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、功能相似的及/或结构相似的元件。元素首次出现的附图由相应参考编号中最左边的数字表示。
具体实施方式
[0027]现在将详细参考用于激光加工透明工件的系统和工艺的实施方式，其示例在附图中示出。尽可能地，在所有附图中将使用相同的附图标记指代相同或相似的部件。
[0028]如本案所用，“激光加工”包括将激光束引导到及/或进入基板。在一些实施方式中，激光加工还包括将激光束相对于基板平移，例如，沿一轮廓线、沿一修改线、或沿另一路径。激光加工的例子，包括使用激光束形成包括延伸到基板中的一系列缺陷的轮廓，以及使用激光束在基板中形成一修改轨迹。
[0029]如本案所用，“轮廓”是指透过沿一线平移激光所形成的基板中的一组缺陷。如本案所用，轮廓是指在基板中或基板上的虚拟二维形状或路径。因此，虽然轮廓本身是虚拟形状，但轮廓可能是明显的，例如，断裂线或裂纹。
[0030]如本案所用，“轮廓线”表示基板表面上的直线的、成角度的、多边形或弯曲的线，其定义了激光束在基板平面内移动时所经过的路径，并且产生一组缺陷。轮廓线定义了基板中所需分离的表面。可以透过使用各种技术在基板中产生多个缺陷来形成轮廓线，例如透过将脉冲激光束引导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：使用激光束在具有激光束焦线的基板内形成多个缺陷，所述多个缺陷中的每个缺陷是所述基板内具有约10微米或以下的直径的损坏轨迹，所述多个缺陷形成所述基板上的轮廓线，所述基板具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；(i)在所述基板的所述第一表面上邻近所述轮廓线的位置处施加第一力，及(ii)在所述基板的所述第二表面上在所述轮廓线的位置处施加第二力；以及沿所述轮廓线将所述基板断裂成第一基板部分和第二基板部分。2.如权利要求1所述的方法，还包括：在与所述轮廓线相邻的位置处并且在所述轮廓线的与所述第一力相反的一侧处，在所述基板的所述第一表面上施加第三力。3.如权利要求2所述的方法，其中所述第三力是等于所述第一力。4.如权利要求1所述的方法，还包括：利用第一断裂器棒施加所述第一力，所述第一断裂器棒仅在所述断裂器棒的边缘处接触所述基板。5.如权利要求1所述的方法，其中所述基板是设置在柔性膜上，所述方法还包括：将所述第二力施加在所述柔性膜上以及在所述基板的所述第二表面上。6.如权利要求5所述的方法，其中所述柔性膜由于施加所述第一力和所述第二力中的至少一者而弯曲和挠曲。7.如权利要求6所述的方法，其中所述柔性膜不会由于施加所述第一力和所述第二力中的所述至少一者而破裂。8.如权利要求5所述的方法，其中所述柔性膜由聚合材料组成。9.如权利要求5所述的方法，其中所述柔性膜具有约50微米至约300微米的厚度。10.如权利要求5所述的方法，其中所述柔性膜在所述柔性膜的水平方向上具有约120％或以上的弹性，且在所述柔性膜的垂直方向上具有约120％或以上的弹性。11.如权利要求1所述的方法，其中所述损坏轨迹的所述直径约为5微米或以下。12.如权利要求10所述的方法，其中所述损坏轨迹的所述直径约为3微米或以下。13.如权利要求1所述的方法，其中所述基板由玻璃基板、玻璃陶瓷基板、或半导体晶片组成。14.如权利要求13所述的方法，其中所述基板由透明玻璃基板组成。15.如权利要求1所述的方法，其中所述基板包括涂层。16.如权利要求1所述的方法，还包括：用所述激光束在所述基板内形成第二多个缺陷，所述第二多个缺陷中的每个缺陷是所述基板内的直径约10微米或以下的损伤轨迹，所述第二多个缺陷在所述基板上形成第二轮廓线；以及(i)在所述基板的第一表面上邻近所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯，
申请(专利权)人：康宁公司，
类型：发明
国别省市：