CN101630804B

CN101630804B - 贴合基板的端子加工方法

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Publication number: CN101630804B
Application number: CN2009101422847A
Authority: CN
Inventors: 砂田富久; 清水政二; 音田健司
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2029-06-29
Also published as: JP2010023071A; KR20100009475A; CN101630804A; TW201005818A; EP2147899A1; KR101073459B1; TWI400751B

Abstract

本发明提供一种贴合基板的端子加工方法，其是一种利用即使露出宽度较小加工线亦不会弯曲，可确实进行端子加工的激光折断处理的端子加工方法。形成对第一基板及第二基板的分断面彼此为同一面的第一分断面，之后，将覆盖端子部的第一基板的部位以离前述第一基板的第一分断面10mm以下的宽度做为端材部切除以形成第二分断面，使前述端子部露出的贴合基板的端子加工方法，形成以激光划线加工而得的第一划线、第二划线、第三划线，其次，沿第二划线及第三划线进行折断处理以形成第一分断面，其次，沿第一划线进行激光折断处理以切除前述端材部。

Description

贴合基板的端子加工方法

技术领域

本发明涉及对脆性材料的贴合基板切除基板的一部(亦称为端材部、耳部、连接部)以进行与外部机器的电气连接的使端子部露出的端子加工方法。在此，所谓脆性材料的贴合基板是指使用玻璃基板、单结晶硅、半导体晶圆、蓝宝石、陶瓷等材料的贴合基板。

背景技术

以下的说明中所谓「划线」是指在分断基板前先沿基板上的分断预定线形成的有限深度的裂痕。

又，所谓「折断处理」是指分断基板的加工。

沿划线进行折断处理会使当初的有限深度的裂痕伸展至基板背面。由此，基板被完全分断。

又，所谓「激光划线加工」是指对脆性材料基板设定分断预定线，沿此分断预定线扫描激光光束的光束点(激光光束被照射而被加热的区域)并在软化温度以下加热基板，其次沿光束点通过的轨迹冷却基板以利用热应力于基板表面形成沿分断预定线的划线(有限深度的裂痕)的加工。

又，所谓「激光折断处理」是指沿已形成的划线扫描激光光束的光束点以再度加热(根据需要再加热后可再冷却)以利用热应力使划线(有限深度的裂痕)于深度方向伸展、到达基板的背面以分断的处理。

又，做为先前技术的一后述的「使用多光子吸收的激光划线」是在基板内部将激光光束聚光以将基板内部改质的加工技术，由于是不在基板面形成划线加工的技术，故与上述的「激光划线加工」、「激光折断处理」加工机制不同，在此是与「激光划线加工」、「激光折断处理」区别使用。

玻璃基板等脆性材料基板被加工为适当的大小或形状后被利用于各种制品。

例如，在液晶显示面板的制造是使用两片大面积玻璃基板(母基板)，在一方的基板上图案形成滤色片(CF)，在另一方的基板上图案形成驱动液晶的TFT(Thin Film Transistor)及外部连接的目的的端子部，形成此两片基板的贴合基板。之后，通过实行分割为一个一个的单位显示基板的加工制造液晶显示面板。

其中，将母基板分割为单位显示基板的加工中，以往是对两片基板分别压接刀轮并使其相对移动以刻划划线，其次沿划线从基板的背面侧施加弯曲力矩进行折断处理。由此，分断为单位显示基板。

在上述的液晶显示面板用的贴合基板是在使形成有滤色片的侧的第一基板(CF基板)、形成有TFT及连接于此TFT的端子部的侧的第二基板(TFT基板)贴合时，使形成有TFT或端子部的基板面被第一基板覆盖。

此端子部由于是连接TFT与外部机器之间的信号线的区域，故必须使能使端子部露出以连接信号线。因此，在将大面积的贴合基板分断为单位显示基板之际是对对向于端子部的第一基板(CF)的部位沿与连接TFT的侧为相反侧的端子部的外侧端(亦即单位显示基板的端部)分断并将离端子部的外侧端至少与外部机器连接的信号线的安装为可能的宽度做为端材部切除。

切除端材部的端子加工是通过在端材部的两端分别形成划线并沿此等划线进行折断处理来进行。

此时通过调整由刀轮形成的各划线轮的形成顺序、使用折断装置的折断处理的顺序，可容易进行端子加工的贴合基板的端子加工方法已被公开(参考专利文献1)。

根据此专利文献1，如图4所示，由以下的顺序(1)～(5)加工贴合基板可抑制端子加工中的折断不良的发生已被公开。

(1)在第一基板51(CF基板)上以相当于对向于第二基板54(TFT基板)的端子部53的端材部(耳部)的宽度(L)的间隔形成第一、第二划线S1、S2(图4(a))。

(2)在第二基板54上在第二划线S2的背面侧的延长上的位置形成第三划线S3，之后沿第一划线S1折断第一基板51(图4(b)～图4(d))

(3)沿第三划线S3折断第二基板54(图4(e))

(4)根据沿第一划线S1的第一基板51的分断面B1、沿第三划线S3的分断面B3的第一基板51、第二基板54的分离(图4(f))

(5)沿第二划线S2进行折断，沿分断面B2切除残留于第一基板51的端材部(耳部)55(图4(g))

根据上述流程的端子加工方法兼具长处与短处。

此端子加工方法的长处为即使第一划线S1与第二划线S2的宽度即端材部(耳部)的宽度(L)变短(例如10mm以下)，沿直线的划线的直线端子加工仍为可能。

反之，短处可举出以下各点。第一，在折断处理必须分别使用相异的两种(弯曲力矩型、剪断型)折断装置。亦即，在图4(c)、图4(e)形成分断面B1、分断面B3时是如图5所示，使用将使与基板的接触面为锐角的折断杆42沿线K(将划线S2、S3在背侧延长的线上)按压以施加弯曲力矩的折断装置。相对于此，在图4(g)形成分断面B2时是如图6所示，使用将使与第一基板51的接触面为平面的折断杆43抵接端材部(耳部)55并按压以使剪断力作用的特殊折断装置。

第二，使用刀轮的划线S1～S3的加工比激光划线加工容易有切屑产生。由于切屑发生会有对良率产生影响的可能，故希望极力抑制发生。因此，在希望减少切屑发生时，以激光加工形成划线较理想。

第三，在图4(f)第一基板51的端材部(耳部)55与第二基板54的端子部53被分离，形成单位显示基板M1与基板M2，但此时在单位显示基板M1，的前覆盖端子部53的端材部(耳部)55被分离，端子部53成为露出状态。

在图4(f)的步骤成为单位显示基板M1的端子部53露出的状态的单位显示基板M1被搬送至次一步骤(例如组装线)进行制品化的加工。

然而若维持在端子部53露出的状态下被搬送至次一步骤，在搬送中在端子部53的端面有损伤的可能。特别是在进行到图4(g)的加工的面板制造线与进行制品的组装的组装线的距离相距较远时，必须在搬送中使端子部53不会受伤，增加搬送的麻烦。

由上述理由，发挥端子部53的保护罩的机能的端材部(耳部)55在之后的步骤(上述例中为组装线)切除较理想。

针对此点，已有在端子部被端材部(耳部)覆盖的状态先将母基板分断为单位显示基板(液晶显示面板)的大小，之后再切除端材部的激光加工方法被公开(参考专利文献2)。

根据于此专利文献2记载的加工方法，(1)先分断为单位显示基板(液晶显示面板)的大小，(2)之后，对被分断的各单位显示基板(液晶显示面板)通过为使端子部露出的沿切断预定线照射激光，利用多光子吸收现象切离端材部(在专利文献2是称为切断部)，使端子部露出。亦即，照射以使激光于切断预定线下方近处的基板内聚光，使多光子吸收产生以将基板内改质。之后，端材部(切断部)以改质区域为起点被分断。此时的激光加工称为「使用多光子吸收的激光划线」。

其中，专利文献1是日本专利第3792508号公报；专利文献2是日本特开2007-62074号公报。

采用于专利文献2记载的使用多光子吸收的激光划线时，有以下的问题。

仅以利用激光照射的多光子吸收可能仅被改质而难以在加工预定线的位置完全分断基板。亦即，即使在基板内的改质区域形成有裂痕，若不使裂痕伸展可能仍不被分断。此时需要使用折断装置的分断处理。此时，由于欲分断的端材部(切断部)的正下方有端子部存在，故无法使用剪断型的折断装置，以弯曲力矩型的折断装置分断。在弯曲力矩型的折断装置虽须在夹切断预定线均等支撑两侧的状态下从背侧推压，但若端材部(切断部)的宽度变小便无法均等支撑，即使以弯曲力矩型的折断装置亦无法安定分断。因此，在端材部(切断部)的宽度小于10mm时，若采用先分断为单位显示基板，之后再切除端材部(切断部)的步骤分断不良便容易发生，若小于5mm则以折断装置的分断本身亦有困难。又，在以多光子吸收形成的改质区域或以刀轮形成的划线因会形成微裂痕，故基板的端面强度会降低。此外，由于切除端材部的端面接近端子部，故亦难以研磨加工等除去微裂痕。

由上述，端子加工不论为采用使用刀轮的机械式加工的状况或采用使用多光子吸收的激光划线的状况皆有短处，新端子加工方法受到期望。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种贴合基板的端子加工方法，以解决在上述的使用刀轮的端子加工或使用多光子吸收的激光划线的端子加工产生的诸问题并在使端子的露出量为10mm以下时亦可加工的新端子加工方法。

为解决上述问题，的本发明是利用激光划线加工与激光折断处理进行端子加工。

亦即，本发明是对使第一脆性材料基板、连接于机能膜的端子部与前述机能膜一起形成于单侧面的第二脆性材料基板贴合为前述端子部被第一基板覆盖贴合的基板进行。

在此，所谓「机能膜」在液晶显示面板虽是指TFT，但只要是与形成于基板面的端子部连接且发挥任意机能的机能膜并不特别受限。例如，可为TFT以外的薄膜元件、抵抗膜、光学膜等。

所谓「端子部」是指在机能膜与外部机器之间连接信号线或动力线的区域。一般是图案形成导电性膜(例如金属膜、透明导电膜)。由于端子部必须与外部机器连接，故端子部的表面至少从端子部的外侧端(与端子部与机能膜连接的侧相反侧的端)露出与外部机器的连接所必须的宽度。另外，端子部的宽度越小，便越可扩大可做为机能膜使用的面积。因此，使露出的端子部的宽度为下限为可与外部机器连接的宽度，上限为10mm以下的范围较理想。具体而言，使被露出的端子部的宽度为2mm～8mm程度较理想。

本发明的端子加工方法是先在与前述端子部的连接于前述机能膜的侧为相反侧的端子部外侧端形成对第一基板及第二基板的分断面彼此为同一面的第一分断面。之后，将覆盖前述端子部的第一基板的部位以离前述第一基板的第一分断面10mm以下的宽度做为端材部切除以形成第二分断面，使前述端子部露出。

在先分断为单位显示基板(液晶显示面板)的大小后利用激光划线加工切除端材部(切断部)时，会有即使直线扫描雷光束的光束点加工线亦会弯曲的现象。

此是起因于光束点被扫描的线(分断预定线)为单位显示基板(液晶显示面板)的周边区域，在扫描光束点时在扫描线的中央侧与边侧形成不均匀应力场。被形成的加工线(划线、分断线)在单位显示基板的周边受部均匀的应力场的影响而加工线弯曲。

而加工线的弯曲若端子部的露出宽度(端材部的宽度)越小便越明显。

因此，由以上的流程进行加工时，首先，在第一基板的成为第二分断面的预定位置、第一基板的成为第一分断面的预定位置、第二基板的成为第一分断面的预定位置形成以激光划线加工而得的第一划线、第二划线、第三划线。此时由于尚未被分断，故划线并非形成于基板周边的易形成不均匀应力场的位置，且由于在均匀应力场被加工，故划线为直线。

其次，沿第二划线及第三划线进行折断处理，形成第一分断面。此折断处理为激光折断处理或机械式折断处理皆可。其结果，被分割为各单位显示基板，往后第一划线便位于单位显示基板的周边。

其次，沿第一划线进行激光折断处理，以激光折断处理切除前述端材部。此时，由于第一划线位于单位显示基板的周边，故虽会形成不均匀应力场，但由于直线状的划线已形成，故裂痕会受其诱导而伸展，以激光折断处理沿第一次划线直线状的分断即为可能。

利用本发明，即使端子宽度为10mm以下，亦可加工具有笔直的分断面的端子。又，由于可以激光折断处理使第一划线(有限深度的裂痕)在深度方向延伸，故不会成为分断不良，可确实完全分断。此外，可防止切除端材部的端面强度低落。

与现有技术相比，本发明的其它技术手段与有益效果在于：

上述发明中，可以激光折断处理进行对第二划线及第三划线的折断处理。

由此，不必使用进行机械式折断处理的折断装置，可仅使用激光装置加工从划线至在第一分断面的折断。又，可减少切屑的发生。

上述发明中，可在形成第一分断面后，将切除前述端材部前的贴合基板做为中间加工品搬送，之后，进行对前述中间加工品的第一划线的激光折断处理。

通过搬送安装有做为端子部的保护罩的端材部的中间加工品，可防止端子部损伤。

附图说明

图1为在本发明的端子加工方法使用的激光加工装置的概略构成图；

图2为显示本发明的端子加工方法的加工流程的平面图；

图3为显示图2的A-A’剖面的图；

图4为显示以往的端子加工方法的加工流程的一例的图；

图5为在以往的端子加工使用的弯曲力矩型折断装置的一例的图；

图6为在以往的端子加工使用的剪断型折断装置的一例的图。

附图标记说明：2-滑动平台；7-台座；12-旋转平台；31-第一基板(CF基板)；32-机能膜(TFT)；33-端子部；34-第二基板(TFT基板)；35-端材部；S1-第一划线；S2-第二划线；S3-第三划线；B1-第二分断面；B2、B3-第一分断面。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

基于图面说明本发明的实施形态。在此是以对液晶显示面板用的贴合玻璃基板G进行端子加工的状况为例说明。

(激光加工装置)

最初说明进行激光划线加工与激光折断处理的激光加工装置。另外，由于在本发明是对贴合基板的两面进行激光加工，故会随时进行基板的反转处理。因此，在激光加工装置旁设有使基板反转的市售的机械手臂。此利用机械手臂的反转处理技术仅利用周知技术故省略说明。

另外，在此虽省略说明，但若在贴合基板的表面侧与背面侧设置激光加工装置便不需要反转处理，可设置表里一对的激光加工装置代替机械手臂。

图1为在本发明的端子加工方法使用的激光加工装置的概略构成图。

沿平行配置于水平的架台1上的一对导轨3、4设有在图1的纸面前后方向(以下称Y方向)往复移动的滑动平台2。在两导轨3、4之间沿前后方向配置有导螺杆5，在此导螺杆5螺合有固定于前述滑动平台2的支柱6，以马达(图示外)正反转导螺杆5使滑动平台2沿导轨3、4于Y方向往复移动。

在滑动平台2上沿导轨8配置有在图1的左右方向(以下称X方向)往复移动的水平台座7。在固定于台座7的支柱10a贯通螺合有通过马达9旋转的导螺杆10，导螺杆10正反转会使台座7沿导轨8于X方向往复移动。

在台座7上设有以旋转机构11旋转的旋转平台12，在此旋转平台12的上以水平的状态载置玻璃的贴合基板G。此基板G为切出单位显示基板的母基板。旋转机构11是使旋转平台12绕垂直的轴旋转，可旋转至任意旋转角度。将此旋转机构11旋转90度可沿互相正交的2方向进行激光加工。又，基板G是以吸引夹头固定于旋转平台12。

在旋转平台12的上方有激光装置13与光学保持具14受安装架15保持。

激光装置13是使用准分子激光、YAG激光、二氧化碳气体激光或一氧化碳激光等。在基板G的加工，使用振荡玻璃材料的能量吸收效率较大的波长的光的二氧化碳气体激光较理想。

由激光装置13射出的激光光束是通过组装有调整光束形状的透镜光学系统的光学保持具14对基板G上照射椭圆形的光束点。光束点的形状虽未特别受限，但椭圆等具有长轴的形状在可沿加工预定线高效率加热的点较优良。

在安装架15接近光学保持具14设有冷却喷嘴16。由此冷却喷嘴16喷射冷媒。在冷媒虽可使用冷却水、压缩空气、氦气、二氧化碳气体等，但在本实施形态是喷射压缩空气。从冷却喷嘴16被喷射的冷却媒体被朝向从光束点的左端少许离开的位置，在基板G的表面形成冷却点。

将因光束点的通过而被加热的区域以冷却点冷却，使热应力沿加工预定线发生，在基板形成裂痕。

又，在安装架15透过升降机构17安装有刀轮18。此刀轮18是在于基板G的边端形成初期龟裂时暂时下降。

又，在激光加工装置LS1搭载有可检测已预先刻印于基板G的定位用对准标记的摄影机20，由以摄影机20检测出的对准标记的位置求取于基板G上设定的加工预定线的位置与旋转平台12的对应位置关系，以使可正确定位以使刀轮18的下降位置或激光光束的照射位置来到加工预定线上。

(端子加工流程)

其次使用激光加工装置LS1说明加工液晶显示面板用的贴合基板G时的加工流程。

图2为液晶显示面板用的贴合基板的各加工步骤的平面图。图中，各符号的指示线中，实线表示表面侧的基板，虚线表示背面侧。又，图3为在图2显示的各步骤的A-A’剖面图。

如图2(a)、图3(a)所示，贴合基板G是由形成有滤色片(CF)的第一基板31(CF基板)、形成有TFT 32及连接于TFT 32的端子部33的第二基板34(TFT基板)构成。第二基板34是形成有TFT 32及连接于TFT 32的端子部33的基板面为内侧的贴合面(接合面)。

首先，对第一基板31以激光划线加工形成第一划线S1、第二划线S2。第一划线S1是在仅分断单侧基板(第一基板)的位置形成的划线。第二划线S2是在以同一面完全分断第一基板31与第二基板34的位置形成的划线，被形成为与后述的第三划线S3成对。

在进行端子加工的位置，第一划线S1、第二划线S2是形成为隔距离L(图3)。距离L是端子部33露出的宽度，若将此宽度取过大则液晶显示面板的显示画面会变小，故最大亦使为10mm以下。另外，距离L的下限只要为技术上能加工且做为端子与外部机器的连接可确实达成的宽度，并无特别受限，但一般是在1mm～10mm的范围设定。

另外，端子加工是至少一边为对象。在本实施形态是在三边进行端子加工。

其次，如图2(b)、图3(b)所示，反转基板G，在第一基板31的第二划线S2的背面侧的延长上形成第三划线S3。(另外，亦可先形成第三划线S3后再形成第一划线S1、第二划线S2)

其次，如图2(c)、图3(c)所示，进行沿第三划线S3再度加热的激光折断处理，以热应力使裂痕(第三划线S3)伸展至到达背面以形成分断面B3。

其次，如图2(d)、图3(d)所示，反转基板G，进行沿第二划线S2再度加热的激光折断处理，以热应力使裂痕(第二划线S2)伸展至到达背面以形成分断面B2。

通过至此的加工，如图2(e)、图3(e)所示，基板G在由分断面B2、分断面B3构成的第一分断面被分离，单位显示基板M1及邻接的基板M2被切出。另外，在本实施形态中，邻接的基板M2是设于单位显示基板间的不要部，会被废弃，但若配置为单位显示基板M1彼此邻接以使此不要部即基板M2不产生，可更不浪费地有效利用基板G。

其次，如图2(f)、图3(f)所示，进行沿第一划线S1再度加热的激光折断处理，以热应力使裂痕(第一划线S1)伸展至到达背面以形成分断面B1。

此时分断面B1是位于离已先形成的分断面B2 10mm以内的位置，在第一划线S1的左右有构造上非对称的应力分布产生。再加热导致于此部分产生的热应力在第一划线S1的左右为非对称。因此，若裂痕的伸展方向仅以形成于基板的应力梯度决定，裂痕便会弯曲，但由于已先形成有第一划线S1，故裂痕会如受此第一划线S1诱导般伸展。其结果，沿第一划线S1直线形成分断面B2，不会弯曲。

其次，如图2(g)、图3(g)所示，端材部35被切除，可得经端子加工的单位显示基板M1。

由以上的加工流程，良好的端子加工即为可能。

另外，上述加工流程中，可将在图2(e)、图3(e)的步骤被分离的单位显示基板M1做为中间制品取出，搬送至同一工厂内的其他场所或其他工厂，以置于与最初用于激光划线加工的激光加工装置LS1不同的厂所的第二激光加工装置LS2(与激光加工装置LS1同规格、性能即可)进行激光折断处理。此时，搬送中的端子部33被第一基板31(成为端材部35的部分)覆盖而被保护，故不会损伤。

本发明的端子加工方法可利用于玻璃基板等脆性材料基板的端子加工。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种贴合基板的端子加工方法，是对将第一脆性材料基板、与连接于机能膜的端子部及前述机能膜一起形成于单侧面的第二脆性材料基板，贴合为前述端子部被第一脆性材料基板覆盖的构造的贴合基板，在与前述端子部的连接于前述机能膜的侧为相反侧的端子部外侧端形成分断第一脆性材料基板及第二脆性材料基板的第一分断面，之后，将覆盖前述端子部的第一脆性材料基板的部位以离前述第一基板的第一分断面10mm以下的宽度做为端材部切除以形成第二分断面，使前述端子部露出，其特征在于：

在第一脆性材料基板的成为第二分断面的预定位置、第一脆性材料基板的成为第一分断面的预定位置、第二脆性材料基板的成为第一分断面的预定位置，形成以激光划线加工而得的第一划线、第二划线、第三划线；

其次，沿所述第二划线及所述第三划线进行折断处理以形成第一分断面；

接着，通过沿所述第一划线进行激光折断处理切除前述端材部使前述端子部露出，其中，所述激光划线加工是沿上述预定位置扫描激光光束的光束点并在软化温度以下加热基板，所述光束点指激光光束被照射而被加热的区域，其次沿光束点通过的轨迹冷却基板以利用热应力于基板表面形成沿预定位置的划线；

所述的激光折断处理是沿已形成的划线扫描激光光束的光束点以再度加热。

2.根据权利要求1的贴合基板的端子加工方法，其特征在于，以激光折断处理进行对所述第二划线及所述第三划线的折断处理。

3.根据权利要求1或2的贴合基板的端子加工方法，其特征在于，在形成第一分断面后，将切除前述端材部前的贴合基板做为中间加工品搬送，之后，进行对前述中间加工品的第一划线的激光折断处理。