JP2014065629A - Dividing method and scribing device of brittle material substrate - Google Patents

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剛史 池田
Koji Yamamoto
山本  幸司
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  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply divide a thin glass substrate at low cost when divided.SOLUTION: The method for dividing a glass substrate along a predetermined division line comprises: the first step of closely placing a plurality of glass substrates on a work table; the second step of forming initial cracks in the uppermost positioned glass substrate out of the plurality of glass substrates; the third step of irradiating and heating the glass substrate having the formed initial cracks with a laser beam along the predetermined division line, cooling the heated region and forming cracks or working marks inside the plurality of substrates along the predetermined division line; and the fourth step of pressing both sides of the predetermined division line to divide the plurality of glass substrates along the predetermined division line.

Description

本発明は、脆性材料基板の分断方法、特に、厚みの薄い脆性材料基板を分断予定ラインに沿って分断する脆性材料基板の分断方法及びそれを実施するためのスクライブ装置に関する。   The present invention relates to a method for dividing a brittle material substrate, and more particularly, to a method for dividing a brittle material substrate that divides a thin brittle material substrate along a planned division line and a scribing apparatus for carrying out the method.

例えばガラス基板を分断する技術として、レーザを用いてスクライブ溝を形成し、分断する方法が提案されている。具体的には、まず、例えばCOレーザをガラス基板の分断予定ラインに沿って走査させながら照射し、ガラス基板を加熱して圧縮応力を生じさせる。さらに、レーザ光が照射された近傍に冷却媒体を吹き付けて冷却し、冷却領域に引張応力を生じさせる。以上の処理によってガラス基板内部には応力勾配が形成される。この応力勾配によってガラス基板に亀裂が形成され、基板表面にスクライブ溝が形成される。その後、分断予定ラインの両側を押圧することによって、分断予定ラインに沿ってガラス基板が分断される。 For example, as a technique for dividing a glass substrate, a method of forming a scribe groove using a laser and dividing the glass substrate has been proposed. Specifically, first, for example, a CO 2 laser is irradiated while being scanned along a planned dividing line of the glass substrate, and the glass substrate is heated to generate a compressive stress. Further, a cooling medium is blown in the vicinity where the laser beam is irradiated to cool, and tensile stress is generated in the cooling region. By the above processing, a stress gradient is formed inside the glass substrate. This stress gradient forms a crack in the glass substrate and forms a scribe groove on the substrate surface. Then, a glass substrate is parted along a parting plan line by pressing both sides of a parting plan line.

ところが、以上のような分断方法では、ガラス基板の板厚が薄くなるほどスクライブ溝を形成することが困難になる。これは、ガラス基板が薄くなると、レーザ光の照射による加工時に、板厚方向において適切な温度分布を形成することができず、スクライブ溝(亀裂)を形成するために必要な引張応力を発生することができないためである。   However, in the dividing method as described above, it becomes difficult to form the scribe groove as the plate thickness of the glass substrate is reduced. This is because when the glass substrate becomes thin, an appropriate temperature distribution cannot be formed in the thickness direction during processing by laser light irradiation, and a tensile stress necessary for forming a scribe groove (crack) is generated. It is because it cannot be done.

また、従来の方法では、特にガラス基板の厚みが例えば200μm以下になると、スクライブ溝の形成(ハーフカット)ではなくフルカットされてしまう。そして、フルカットになった場合、(1)分断ラインにうねりが生じる、(2)分断予定ラインの位置(例えば中央と端部)で条件が異なる、(3)基板サイズ効果がある、(4)クロススクライブができない、等の問題がある。   Moreover, in the conventional method, especially when the thickness of the glass substrate is 200 μm or less, for example, the scribe groove is not formed (half cut) but is fully cut. And when it becomes a full cut, (1) the waviness occurs in the dividing line, (2) the conditions are different depending on the position of the planned dividing line (for example, the center and the end), (3) there is a substrate size effect, (4 ) There are problems such as inability to cross-scribe.

そこで、特許文献1に示されるように、分断対象としてのガラス基板を支持基板上に固着して分断する方法が提案されている。この方法では、分断対象であるガラス基板から支持基板に熱が伝達され、支持基板には、上に凸となる歪みが分断予定ラインの近傍に生じる。   In view of this, as shown in Patent Document 1, there has been proposed a method in which a glass substrate as an object to be divided is fixed on a support substrate and divided. In this method, heat is transferred from the glass substrate to be divided to the support substrate, and the support substrate is distorted upwardly in the vicinity of the line to be divided.

なお、「ハーフカット」とは、基板裏面に達しない深さの亀裂を形成することにより、基板にスクライブ溝を形成する加工をいう。この場合は、スクライブ溝形成後に、スクライブ溝に沿ってブレイクバーを押し当てて曲げモーメントを加える分断処理を行うことにより基板を分断することができる。   “Half cut” refers to a process of forming a scribe groove in a substrate by forming a crack having a depth that does not reach the back surface of the substrate. In this case, after the scribe groove is formed, the substrate can be divided by performing a dividing process of applying a bending moment by pressing the break bar along the scribe groove.

また、「フルカット」とは、基板表面から基板裏面に達する亀裂を形成する加工であり、前述のような分断処理を行うことなく基板が分断される。   In addition, “full cut” is a process of forming a crack reaching the substrate back surface from the substrate surface, and the substrate is divided without performing the dividing process as described above.

再公表特許WO2009/011246Republished patent WO2009 / 011246

特許文献1の方法によれば、支持基板と、この支持基板の上に固着された分断対象としてのガラス基板とを、一体の基板として加工することができる。このため、厚みの薄いガラス基板であっても、厚みの厚いガラス基板を分断する際と同様に、端面品質が良好で、直進性に優れた分断を実現することができる。   According to the method of Patent Document 1, the support substrate and the glass substrate as the object to be divided fixed on the support substrate can be processed as an integrated substrate. For this reason, even if it is a glass substrate with a thin thickness, similarly to the case of dividing a glass substrate with a large thickness, it is possible to realize division with excellent end face quality and excellent straightness.

しかし、特許文献1の方法では、ガラス基板を1枚分断するごとにガラス基板を支持基板に着脱するための工程が必要なる。このため、ガラス1枚あたりの加工時間が長くなり、コストが割高になる。   However, the method of Patent Document 1 requires a step for attaching and detaching the glass substrate to and from the support substrate every time one glass substrate is cut. For this reason, the processing time per one glass becomes long and cost becomes expensive.

本発明の課題は、特に厚みの薄い脆性材料基板を分断する際に、簡単にかつ安価に分断することができるようにすることにある。   An object of the present invention is to enable easy and inexpensive division, particularly when a thin brittle material substrate is divided.

本発明の第1側面に係る脆性材料基板の分断方法は、脆性材料基板を分断予定ラインに沿って分断する分断方法であって、以下の行程を含んでいる。   The method for dividing a brittle material substrate according to the first aspect of the present invention is a method for dividing a brittle material substrate along a planned division line, and includes the following steps.

第1工程:複数の基板を密着させてワークテーブルに載置する工程。   First step: A step of placing a plurality of substrates in close contact and placing them on a work table.

第2工程:複数の基板のうちの最上位に位置する基板に対して初期亀裂を形成する工程。   Second step: A step of forming an initial crack on the substrate located at the top of the plurality of substrates.

第3工程:初期亀裂の形成された基板に対して分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射して加熱するとともに、加熱された領域を冷却し、分断予定ラインに沿って複数の基板内部に亀裂を形成する工程。   Third step: The substrate on which the initial crack is formed is heated by irradiating the laser beam along the planned dividing line, and the heated region is cooled, and a plurality of substrates are cracked along the planned dividing line. Forming.

第4工程:分断予定ラインの両側を押圧して分断予定ラインに沿って複数の基板を分断する工程。   Fourth step: A step of pressing the both sides of the planned dividing line and dividing the plurality of substrates along the planned dividing line.

ここでは、まず、複数の基板が密着されてワークテーブル上に載置される。そして、最上位の基板に初期亀裂が形成され、その後、分断予定ラインに沿ってレーザ光が照射され、さらにこのレーザ光による加熱領域が冷却される。これにより、複数の基板に対して亀裂が形成される。このように、分断予定ラインに沿って亀裂が形成された複数の基板に対して、分断予定ラインの両側を押圧することによって、複数の基板を分断予定ラインに沿って分断することができる。   Here, first, a plurality of substrates are brought into close contact with each other and placed on a work table. Then, an initial crack is formed in the uppermost substrate, and thereafter, laser light is irradiated along the planned dividing line, and further, a heating region by this laser light is cooled. Thereby, cracks are formed in the plurality of substrates. In this way, by pressing both sides of the planned dividing line against the plurality of substrates in which cracks are formed along the planned dividing line, the plurality of substrates can be divided along the planned dividing line.

ここでは、複数の基板を密着して加工を行うので、1枚の基板の厚みが薄い場合であっても、精度よく分断することができる。また、従来の方法のように支持基板が不要となり、しかも複数の基板を同時に分断できるので、分断に要するコストを低減できる。   Here, processing is performed with a plurality of substrates in close contact with each other, so that even when the thickness of one substrate is thin, it can be accurately divided. Further, unlike the conventional method, a supporting substrate is not necessary, and a plurality of substrates can be divided at the same time, so that the cost required for the division can be reduced.

本発明の第2側面に係る脆性材料基板の分断方法は、第1側面の分断方法において、複数の基板は、第1基板と第2基板とを含む。第1基板は第1厚みを有しレーザ光が照射される側に配置されている。第2基板は、第1厚みより厚い第2厚みを有し、第1基板に密着されている。   The brittle material substrate cutting method according to the second aspect of the present invention is the first side cutting method, wherein the plurality of substrates include a first substrate and a second substrate. The first substrate has a first thickness and is disposed on the side irradiated with the laser beam. The second substrate has a second thickness that is greater than the first thickness, and is in close contact with the first substrate.

ここでは、レーザ光が照射される側に、厚みのより薄い基板を配置することによって、薄い基板を精度よく分断することができる。   Here, by arranging a thinner substrate on the side irradiated with the laser light, the thin substrate can be accurately divided.

本発明の第3側面に係る脆性材料基板の分断方法は、第2側面の分断方法において、第1基板の厚みは10μm以上200μm以下である。   In the method for dividing a brittle material substrate according to the third aspect of the present invention, the thickness of the first substrate is not less than 10 μm and not more than 200 μm.

ここで、第1基板の厚みが10μmより薄い場合は、初期亀裂が基板の厚さを貫通してしまい、初期亀裂から分断予定ラインに沿わない不要な亀裂が進展しまう恐れがある。また、第1基板の厚みが200μmを超えると、亀裂を第1基板を貫通させて第2基板まで進展させることが困難になる。   Here, when the thickness of the first substrate is less than 10 μm, the initial crack penetrates the thickness of the substrate, and there is a possibility that an unnecessary crack that does not follow the line to be divided from the initial crack may develop. Further, if the thickness of the first substrate exceeds 200 μm, it becomes difficult to propagate the crack through the first substrate to the second substrate.

本発明の第4側面に係る脆性材料基板の分断方法は、第3側面の分断方法において、第2基板の厚みは200μm以上である。   The brittle material substrate cutting method according to the fourth aspect of the present invention is the third side cutting method, wherein the thickness of the second substrate is 200 μm or more.

ここで、第2基板の厚みが200μmより薄い場合は、第2基板が加熱されることによって生じる圧縮応力が小さいため、亀裂を形成するために必要な引張り応力を十分に第1基板に発生させることができない。   Here, when the thickness of the second substrate is less than 200 μm, the compressive stress generated by heating the second substrate is small, so that the tensile stress necessary for forming the crack is sufficiently generated in the first substrate. I can't.

本発明の第5側面に係る脆性材料基板の分断方法は、第1から第4側面のいずれかの分断方法において、第3工程では、互いに直交する第1方向及び第2方向に沿って延びる分断予定ラインに沿って複数の基板内部に亀裂を形成する。   The brittle material substrate cutting method according to the fifth aspect of the present invention is the cutting method according to any one of the first to fourth side surfaces, in the third step, the cutting extending along the first direction and the second direction orthogonal to each other. Cracks are formed inside the plurality of substrates along a predetermined line.

ここでは、いわゆるクロススクライブを行う場合に本発明を適用している。特に厚みの薄い基板にクロススクライブを行う場合、第1方向にスクライブ処理を実行すると、基板はフルカットされてしまう。フルカットされると、第2方向にスクライブ処理を実行した場合、フルカットされた部分で亀裂が止まってしまい、第2方向に沿ってスクライブ溝を形成することができない。   Here, the present invention is applied to so-called cross-scribe. In particular, when cross-scribing a thin substrate, if the scribing process is executed in the first direction, the substrate is fully cut. If the scribing process is executed in the second direction when the full cut is performed, the crack stops at the full cut portion, and the scribe groove cannot be formed along the second direction.

しかし、本発明を適用することによって、薄い基板に対しても精度よくクロススクライブを行うことができる。   However, by applying the present invention, it is possible to accurately perform a cross-scribe even for a thin substrate.

本発明の第6側面に係る脆性材料基板の分断方法は、第1から第5側面のいずれかの分断方法において、第1工程では、複数の基板を静電気放電によって密着させる。   The brittle material substrate dividing method according to the sixth aspect of the present invention is the dividing method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the plurality of substrates are brought into close contact by electrostatic discharge in the first step.

本発明の第7側面に係る脆性材料基板のスクライブ装置は、脆性材料基板に分断予定ラインに沿って亀裂を形成するスクライブ装置であって、複数の基板を密着させて載置するワークテーブルと、複数の基板のうちの最上位に位置する基板に対して初期亀裂を形成する初期亀裂形成機構と、初期亀裂の形成された基板に対して分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射して加熱するレーザ照射機構と、レーザ照射機構によって加熱された領域を冷却し、分断予定ラインに沿って複数の基板内部に亀裂を形成する冷却機構と、を備えている。   A brittle material substrate scribing apparatus according to a seventh aspect of the present invention is a scribing apparatus for forming a crack along a planned dividing line on a brittle material substrate, and a work table for placing a plurality of substrates in close contact with each other, An initial crack formation mechanism that forms an initial crack on the substrate located at the top of the plurality of substrates, and a substrate on which the initial crack is formed is irradiated with a laser beam along a planned dividing line and heated. A laser irradiation mechanism; and a cooling mechanism that cools a region heated by the laser irradiation mechanism and forms cracks in a plurality of substrates along a predetermined dividing line.

以上のような本発明では、複数の基板を密着して各基板に亀裂を形成することによって、特に厚みの薄い脆性材料基板を分断する際に、簡単にかつ安価に分断することができる。   In the present invention as described above, when a plurality of substrates are brought into close contact with each other to form a crack in each substrate, the thin brittle material substrate can be divided easily and inexpensively.

本発明の一実施形態による分断方法を実施するための装置の概略構成図。The schematic block diagram of the apparatus for enforcing the cutting method by one Embodiment of this invention. 本発明の方法によってスクライブ処理されたガラス基板の断面を模式的に示す図。The figure which shows typically the cross section of the glass substrate scribe-processed by the method of this invention. 本発明の方法によってスクライブ処理されたガラス基板の断面の写真。The photograph of the section of the glass substrate by which scribe processing was carried out by the method of the present invention. 本発明の方法によって分断可能なレーザ光の出力と走査速度の範囲を示す図。The figure which shows the range of the output and scanning speed of the laser beam which can be cut | disconnected by the method of this invention. 本発明を用いてクロススクライブした場合のチップの角部の表面状態を示す写真。The photograph which shows the surface state of the corner | angular part of a chip | tip at the time of cross-scribing using this invention. 本発明を用いてクロススクライブした場合のチップの角部の断面状態を示す写真。The photograph which shows the cross-sectional state of the corner | angular part of a chip | tip at the time of carrying out cross scribing using this invention.

[装置構成]
図1は、本発明の一実施形態による方法を実施するためのスクライブ装置の概略構成を示す図である。スクライブ装置1は、例えば、マザーガラス基板を、FPD(フラットパネルディスプレイ)に使用される複数の単位基板に分断するための装置である。
[Device configuration]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a scribing apparatus for carrying out a method according to an embodiment of the present invention. The scribe device 1 is a device for dividing a mother glass substrate into a plurality of unit substrates used for an FPD (flat panel display), for example.

スクライブ装置1は、複数のガラス基板Gが積層されて載置されるテーブル2と、カッターホイール3と、レーザ照射部4と、冷却部5と、駆動機構6と、吸引ポンプ7と、制御部8と、を備えている。なお、この実施形態では、2枚のガラス基板が積層されて分断される例を示している。具体的には、上部には第1厚みの第1ガラス基板G1が配置され、下部には第1厚みより厚い第2厚みの第2ガラス基板G2が配置されている。   The scribing apparatus 1 includes a table 2 on which a plurality of glass substrates G are stacked and placed, a cutter wheel 3, a laser irradiation unit 4, a cooling unit 5, a drive mechanism 6, a suction pump 7, and a control unit. 8 and. In this embodiment, an example is shown in which two glass substrates are laminated and divided. Specifically, a first glass substrate G1 having a first thickness is disposed in the upper portion, and a second glass substrate G2 having a second thickness that is thicker than the first thickness is disposed in the lower portion.

テーブル2には、上部がテーブル表面に解放された複数の貫通孔10が形成されている。複数の貫通孔10は通路11を介して吸引ポンプ7に接続されている。   The table 2 is formed with a plurality of through-holes 10 whose upper portions are released from the table surface. The plurality of through holes 10 are connected to the suction pump 7 via the passage 11.

カッターホイール3は、第1ガラス基板G1の端部にスクライブの起点となる初期亀裂を形成するためのツールである。このカッターホイール3は主に、ホルダと、ホルダに支持されたスクライビングホイールとを有している。   The cutter wheel 3 is a tool for forming an initial crack serving as a starting point for scribing at the end of the first glass substrate G1. This cutter wheel 3 mainly has a holder and a scribing wheel supported by the holder.

レーザ照射部4は、レーザ光を照射するレーザ発振器(例えば、COレーザ)を有し、このレーザ光を、光学系を介してガラス基板G上にビームスポットとして照射する。また、冷却部5は、図示しない冷媒源から供給される冷媒(例えば、水と空気、ヘリウムガス等)を、ノズルを介して噴射して冷却スポットを形成する。 The laser irradiation unit 4 includes a laser oscillator (for example, a CO 2 laser) that irradiates a laser beam, and irradiates the laser beam as a beam spot on the glass substrate G through an optical system. The cooling unit 5 forms a cooling spot by injecting a coolant (for example, water and air, helium gas) supplied from a coolant source (not shown) through a nozzle.

駆動機構6は、カッターホイール3、レーザ照射部4、及び冷却部5を、レール14に沿って移動させる機構である。この駆動機構6によって、カッターホイール3、レーザ照射部4、及び冷却部5が、ガラス基板Gに設定されたスクライブ予定ラインに沿って移動させられる。   The drive mechanism 6 is a mechanism that moves the cutter wheel 3, the laser irradiation unit 4, and the cooling unit 5 along the rail 14. By this drive mechanism 6, the cutter wheel 3, the laser irradiation unit 4, and the cooling unit 5 are moved along a scribe planned line set on the glass substrate G.

制御部8は、カッターホイール3、レーザ照射部4、冷却部5、駆動機構6、及び吸引ポンプ7を制御する。具体的には、制御部8によって、カッターホイール3のガラス基板Gへの押圧力、レーザ出力、冷媒の噴射量、駆動速度(走査速度)、吸引ポンプ7の回転数(吸着圧)が制御される。   The control unit 8 controls the cutter wheel 3, the laser irradiation unit 4, the cooling unit 5, the drive mechanism 6, and the suction pump 7. Specifically, the controller 8 controls the pressing force of the cutter wheel 3 to the glass substrate G, the laser output, the refrigerant injection amount, the driving speed (scanning speed), and the rotation speed (adsorption pressure) of the suction pump 7. The

[分断方法]
まず、加工対象となる第1及び第2ガラス基板G1,G2を、例えばESD(Electrostatic Discharge)法によって密着させ、この積層された2枚のガラス基板Gをテーブル2上に載置する。そして、吸引ポンプ7を駆動して、ガラス基板Gをテーブル2上に吸着する。
[Division method]
First, the first and second glass substrates G1 and G2 to be processed are brought into close contact by, for example, an ESD (Electrostatic Discharge) method, and the two laminated glass substrates G are placed on the table 2. Then, the suction pump 7 is driven to suck the glass substrate G onto the table 2.

次に、カッターホイール3を用いて第1ガラス基板G1の端部にスクライブの起点となる初期亀裂を形成する。   Next, the initial crack used as the starting point of a scribe is formed in the edge part of the 1st glass substrate G1 using the cutter wheel 3. FIG.

初期亀裂形成後に、ガラス基板Gに対して、レーザ照射部4からレーザ光が照射される。このレーザ光はビームスポットとしてガラス基板G上に照射される。そして、レーザ照射部4から出射されるレーザ光が、分断予定ラインに沿って走査される。ガラス基板Gはビームスポットによってガラス基板Gの軟化点よりも低い温度に加熱される。また、冷却スポットをビームスポットの移動方向後方において追従させる。   After the initial crack formation, the laser beam is irradiated from the laser irradiation unit 4 to the glass substrate G. This laser beam is irradiated onto the glass substrate G as a beam spot. Then, the laser beam emitted from the laser irradiation unit 4 is scanned along the planned dividing line. The glass substrate G is heated to a temperature lower than the softening point of the glass substrate G by the beam spot. Further, the cooling spot is made to follow behind the moving direction of the beam spot.

以上のようにして、レーザ光の照射によって加熱されたビームスポットの近傍には圧縮応力が生じるが、その直後に冷媒の噴射によって冷却スポットが形成されるので、ガラス基板Gの表面に形成された冷却スポットとその直下の加熱領域との間の温度差により、冷却スポットには、垂直クラックの形成に有効な引張応力が生じる。この引張応力により、第1ガラス基板G1の端部に形成された初期亀裂を起点として、2つのガラス基板G1,G2に、分断予定ラインに沿った垂直クラックが形成される。   As described above, compressive stress is generated in the vicinity of the beam spot heated by the laser beam irradiation, but a cooling spot is formed immediately after the injection of the coolant, so that it is formed on the surface of the glass substrate G. Due to the temperature difference between the cooling spot and the heating region immediately below it, a tensile stress effective for forming vertical cracks is generated in the cooling spot. Due to this tensile stress, vertical cracks along the planned dividing line are formed on the two glass substrates G1 and G2 starting from the initial crack formed at the end of the first glass substrate G1.

なお、クロススクライブを行う場合は、互いに直交するX及びY方向に設定された分断予定ラインに沿って以上の処理を実行する。   In addition, when performing a cross scribe, the above process is performed along the division | segmentation planned line set to the X and Y direction orthogonal to each other.

その後、分断予定ラインの両側に押圧力を加えることによって、2つのガラス基板G1,G2は分断予定ラインに沿って分断される。   Thereafter, by applying a pressing force to both sides of the planned dividing line, the two glass substrates G1 and G2 are divided along the planned dividing line.

[実験例1]
以上のような本発明の方法を用いて、以下の条件で分断を検証した。
[Experimental Example 1]
Using the method of the present invention as described above, the fragmentation was verified under the following conditions.

<ガラス基板>
板厚:第1ガラス基板=0.05mmで、レーザ光照射側である上部に配置。
<Glass substrate>
Plate thickness: 1st glass substrate = 0.05 mm, arranged on the upper side on the laser beam irradiation side

第2ガラス基板=0.5mm
材質:第1ガラス基板=無アルカリガラス、線膨張係数α=3.7×10−6/K
第2ガラス基板=ソーダガラス、 線膨張係数α=8.7×10−6/K
サイズ:ともに、370mm×470mm
<レーザ光>
COレーザ
波長:10.6μm
図2にスクライブ処理を実行した後の(分断前の)基板の断面図を模式的に示している。また、図3に、スクライブ処理開始側、中央部、終了側におけるそれぞれの断面写真を示している。
Second glass substrate = 0.5mm
Material: first glass substrate = non-alkali glass, linear expansion coefficient α = 3.7 × 10 −6 / K
Second glass substrate = soda glass, linear expansion coefficient α = 8.7 × 10 −6 / K
Size: Both 370mm x 470mm
<Laser light>
CO 2 laser wavelength: 10.6 μm
FIG. 2 schematically shows a cross-sectional view of the substrate (before division) after performing the scribing process. FIG. 3 shows cross-sectional photographs of the scribing process start side, the center part, and the end side.

この実験により、2枚のガラス基板ともに、ハンドブレイク(手によって押圧力を加えての分断)が可能であった。   According to this experiment, both of the two glass substrates could be hand-breaked (dividing by applying a pressing force by hand).

断面観察をしたところ、図3に示すように、厚みが0.05mmの第1ガラス基板についてはフルカットされており、また厚みが0.5mmの第2ガラス基板については約40μmの深さの亀裂が形成されていた。なお、スクライブ開始側については、初期亀裂の終端から第1ガラス基板に亀裂が発生し、その亀裂が進展した。また、スクライブ終了側では、スクライブ終端の直前でスクライブ(亀裂進展)が停止した。   As a result of cross-sectional observation, as shown in FIG. 3, the first glass substrate having a thickness of 0.05 mm is fully cut, and the second glass substrate having a thickness of 0.5 mm has a depth of about 40 μm. A crack was formed. In addition, about the scribe start side, the crack generate | occur | produced in the 1st glass substrate from the end of the initial crack, and the crack progressed. On the scribe end side, scribe (crack propagation) stopped just before the scribe end.

また、図4に、レーザ光の出力と走査速度を変えてスクライブ処理を行った実験例を示している。なお、ガラス基板の仕様については図2及び図3の実験例と同じである。この図4において、「○」はスクライブ溝が形成されたことを示している。   FIG. 4 shows an experimental example in which the scribing process is performed by changing the laser beam output and the scanning speed. In addition, about the specification of a glass substrate, it is the same as the experimental example of FIG.2 and FIG.3. In FIG. 4, “◯” indicates that a scribe groove is formed.

図4から明らかなように、スクライブ溝が形成可能な範囲は以下のとおりである。   As is apparent from FIG. 4, the range in which the scribe groove can be formed is as follows.

レーザ光の出力が130Wの場合は、走査速度は200〜420mm
レーザ光の出力が140Wの場合は、走査速度は300〜500mm
レーザ光の出力が150Wの場合は、走査速度は380〜500mm
なお、ガラス基板としては、レーザ光が照射される側の第1ガラス基板G1は、厚みが10μm以上200μm以下が好ましい。第1ガラス基板G1の厚みが10μmより薄い場合は、積層しても精度よく分断することができず、また200μmより厚い場合は、第2ガラス基板G2の分断ができない。
When the laser beam output is 130 W, the scanning speed is 200 to 420 mm.
When the laser beam output is 140 W, the scanning speed is 300 to 500 mm.
When the laser beam output is 150 W, the scanning speed is 380 to 500 mm.
As the glass substrate, the thickness of the first glass substrate G1 on the side irradiated with the laser light is preferably 10 μm or more and 200 μm or less. If the thickness of the first glass substrate G1 is less than 10 μm, it cannot be divided accurately even if it is laminated, and if it is thicker than 200 μm, the second glass substrate G2 cannot be divided.

また、第2ガラス基板G2の厚みは200μm以上が好ましい。   Further, the thickness of the second glass substrate G2 is preferably 200 μm or more.

なお、上記の実験例では、第1ガラス基板と第2ガラス基板に互いに異なる材質のガラス基板を用いたが、第1ガラス基板と第2ガラス基板とに同じ材質のガラス基板を用いても、上記実験と同様の結果が得られた。   In the above experimental example, glass substrates made of different materials are used for the first glass substrate and the second glass substrate. However, even if glass substrates made of the same material are used for the first glass substrate and the second glass substrate, Similar results to the above experiment were obtained.

[実験例2]
図5に、クロススクライブを行った場合の角部の表面を観察した写真を示している。また、図6に、同様にクロススクライブを行った場合の角部の断面を観察した写真を示している。
[Experiment 2]
FIG. 5 shows a photograph observing the surface of the corner when cross scribing is performed. Moreover, the photograph which observed the cross section of the corner | angular part at the time of performing a cross scribe similarly in FIG. 6 is shown.

なお、クロススクライブの条件は、1チップのサイズが20mm×50mmであり、50mm側の辺を最初にスクライブ処理し、次に20mm側の辺をスクライブ処理した。レーザ照射条件は、20mm側の辺では、出力が130Wで走査速度は380mmで実行し、50mm側の辺では、出力は130Wで走査速度は370mmで実行した。なお、ガラス基板の仕様は先の実験例1と同様である。   The condition of cross scribing was that the size of one chip was 20 mm × 50 mm, the side on the 50 mm side was first scribed, and then the side on the 20 mm side was scribed. Laser irradiation conditions were executed at an output of 130 W and a scanning speed of 380 mm on the 20 mm side, and at an output of 130 W and a scanning speed of 370 mm on the 50 mm side. The specification of the glass substrate is the same as that of the first experimental example.

図5及び図6から明らかなように、各チップの角部の表面及び断面には異常は認められなかった。   As apparent from FIGS. 5 and 6, no abnormality was observed on the surface and cross section of the corner of each chip.

[特徴]
厚みの薄い第1ガラス基板G1と、第1ガラス基板G1より厚い第2ガラス基板G2とを密着させてスクライブ処理及び分断処理をすることにより、1枚では精度よく分断できない第1ガラス基板G1を、精度よく分断することができる。また、2枚のガラス基板G1,G2を同時に分断できるので、分断に要するコストを低減できる。
[Feature]
The first glass substrate G1 that cannot be accurately divided by one sheet is obtained by making the first glass substrate G1 having a small thickness and the second glass substrate G2 thicker than the first glass substrate G1 in close contact with each other to perform a scribing process and a dividing process. Can be divided accurately. Moreover, since the two glass substrates G1 and G2 can be divided at the same time, the cost required for the division can be reduced.

クロススクライブを行った場合、薄いガラス基板に対しても精度よくクロススクライブを行うことができる。   When cross scribing is performed, it is possible to accurately perform cross scribing even on a thin glass substrate.

[他の実施形態]
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

前記実施形態では、ガラス基板を例にとって説明したが、分断対象はガラス基板に限定されるものではなく、他の脆性材料基板を分断する場合にも本発明を適用することができる。   Although the glass substrate has been described as an example in the embodiment, the object to be divided is not limited to the glass substrate, and the present invention can also be applied to the case where another brittle material substrate is divided.

1 スクライブ装置
2 テーブル
3 カッターホイール
4 レーザ照射部
5 冷却部
6 駆動機構
8 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scribe device 2 Table 3 Cutter wheel 4 Laser irradiation part 5 Cooling part 6 Drive mechanism 8 Control part

Claims (7)

脆性材料基板を分断予定ラインに沿って分断する分断方法であって、
複数の基板を密着させてワークテーブルに載置する第1工程と、
前記複数の基板のうちの最上位に位置する基板に対して初期亀裂を形成する第2工程と、
前記初期亀裂の形成された基板に対して分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射して加熱するとともに、加熱された領域を冷却し、分断予定ラインに沿って複数の基板内部に亀裂又は加工痕を形成する第3工程と、
前記分断予定ラインの両側を押圧して前記分断予定ラインに沿って複数の基板を分断する第4工程と、
を含む脆性材料基板の分断方法。
A cutting method for cutting a brittle material substrate along a planned cutting line,
A first step of bringing a plurality of substrates into close contact and placing them on a work table;
A second step of forming an initial crack in the uppermost substrate of the plurality of substrates;
The substrate on which the initial crack is formed is heated by irradiating a laser beam along a planned dividing line, and the heated region is cooled, and cracks or processing marks are formed inside the plurality of substrates along the planned dividing line. A third step of forming
A fourth step of pressing the both sides of the planned dividing line and dividing the plurality of substrates along the planned dividing line;
For cutting a brittle material substrate containing
前記複数の基板は、
第1厚みを有しレーザ光が照射される側に配置された第1基板と、
前記第1厚みより厚い第2厚みを有し、前記第1基板に密着された第2基板と、
を含む、請求項1に記載の脆性材料基板の分断方法。
The plurality of substrates are:
A first substrate having a first thickness and disposed on a side irradiated with laser light;
A second substrate having a second thickness greater than the first thickness and in close contact with the first substrate;
The method for dividing a brittle material substrate according to claim 1, comprising:
前記第1基板の厚みは10μm以上200μm以下である、請求項2に記載の脆性材料基板の分断方法。   The method for dividing a brittle material substrate according to claim 2, wherein the thickness of the first substrate is not less than 10 μm and not more than 200 μm. 前記第2基板の厚みは200μm以上である、請求項3に記載の脆性材料基板の分断方法。   The method for dividing a brittle material substrate according to claim 3, wherein the thickness of the second substrate is 200 μm or more. 前記第3工程では、互いに直交する第1方向及び第2方向に沿って延びる分断予定ラインに沿って複数の基板内部に亀裂又は加工痕を形成する、請求項1から4のいずれかに記載の脆性材料基板の分断方法。   5. The crack according to claim 1, wherein, in the third step, cracks or processing marks are formed in the plurality of substrates along a planned dividing line extending along a first direction and a second direction orthogonal to each other. Method for dividing a brittle material substrate. 前記第1工程では、複数の基板を静電気放電によって密着させる、請求項1から5のいずれかに記載の脆性材料基板の分断方法。   The method for dividing a brittle material substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein in the first step, the plurality of substrates are brought into close contact with each other by electrostatic discharge. 脆性材料基板に分断予定ラインに沿って亀裂を形成するスクライブ装置であって、
複数の基板を密着させて載置するワークテーブルと、
前記複数の基板のうちの最上位に位置する基板に対して初期亀裂を形成する初期亀裂形成機構と、
前記初期亀裂の形成された基板に対して分断予定ラインに沿ってレーザ光を照射して加熱するレーザ照射機構と、
前記レーザ照射機構によって加熱された領域を冷却し、前記分断予定ラインに沿って複数の基板内部に亀裂を形成する冷却機構と、
を備えた脆性材料基板のスクライブ装置。
A scribing device that forms a crack in a brittle material substrate along a planned cutting line,
A work table on which a plurality of substrates are placed in close contact;
An initial crack forming mechanism for forming an initial crack with respect to the substrate located at the top of the plurality of substrates;
A laser irradiation mechanism that irradiates and heats a laser beam along a division line to the substrate on which the initial crack is formed;
A cooling mechanism that cools a region heated by the laser irradiation mechanism and forms cracks in a plurality of substrates along the division line.
A brittle material substrate scribing device comprising:
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