CN101987775A - 脆性材料基板的加工方法及加工装置 - Google Patents

脆性材料基板的加工方法及加工装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种于脆性材料板的一面形成有树脂层的脆性材料基板的加工方法，提供能从同一面对树脂层与脆性材料板两者有效地施以划线槽的脆性材料基板的划线方法及装置。从树脂层21上面以固定刀1或激光对树脂层加工出切槽22，其次将于刀刃两面具备两段角度的倾斜面的刀轮2沿前述切槽22进行划线，通过于脆性材料板形成划线槽23。前述刀轮2具备前端部分的刀刃棱线角α较大的脆性材料划线用刀刃2a，且设有从该脆性材料划线用刀刃2a左右所形成的第一倾斜面2b连续的第二倾斜面2c，沿此左右第二倾斜面的假想直线所交叉的角度β形成为较前述前端部分的棱线角α小，通过此，将刀刃的左右两面以两段角度的倾斜面形成。

Description

脆性材料基板的加工方法及加工装置
技术领域
本发明涉及如触碰面板或具保护膜的玻璃般、于脆性材料(玻璃、陶瓷、半导体材料等)表面具备膜等树脂层的玻璃基板等的脆性材料基板的加工方法及加工装置。
背景技术
以往，作为玻璃基板的一个分断方法，于平台上以真空吸附机构固定玻璃基板，于玻璃基板的一面侧通过刀刃棱线角较大的玻璃用刀轮形成划线槽，其后通过裂断杆、滚动滚轮等的紧压手段沿划线槽进行加压，以使垂直的龟裂伸展而将玻璃基板分断。
目前，一种如触碰基板之类、于玻璃板的单侧表面形成有膜等的树脂层的玻璃基板已广为人知。此种形成有树脂层的玻璃基板的分断中，由于树脂与玻璃的物性不同，因此以上述划线法进行划线时会产生问题。例如，若欲以刀刃棱线角较大的玻璃用刀轮从树脂层的面对玻璃板直接形成划线槽时，树脂层不会分断，即使能分断树脂层的划线部分亦会不规则地分裂，或划线槽的周缘部分被破坏而产生微粒子状的粉尘，导致成为加工截面的质量不良的原因。
因此，以往是通过下所示的方法对玻璃基板进行加工。如图12所示，在使于玻璃板20一面形成有树脂层21的玻璃基板W分断时，首先，沿划线预定线一边紧压刀刃的棱线角较小的锐利固定刀30一边前进，而于树脂层21形成切槽31。此切槽31仅形成于树脂层，而不形成于玻璃板。之所以要以棱线角较小的锐利固定刀30切割树脂层，是因若使用棱线角较大的刀刃即无法切割树脂层的原因。
其次，如图13所示使玻璃基板W反转，使刀刃棱线角较大的玻璃用刀轮32，于先划线出的切槽31的正背侧的玻璃板20的位置滚动，以加工出划线槽33。之所以要以棱线角较大的刀轮32进行划线，因若使用棱线角较小的刀刃即无法形成划线槽，当载重略为超过即有突然断裂的可能。
如上所述，以固定刀从单侧面切出树脂层，使基板反转，并以刀轮从另一单面在玻璃划线后进行分断加工。
发明内容
然而，上述的现有方法中，须具有一使玻璃基板反转的步骤，包含位置对齐在内加工所需时间对应地增加。进而，因增加了反转机构等的附加设备所花费的费用，而有使装置复杂、大型化而成本提高的问题。再者，当树脂层为触碰面板的情形，以树脂层为下面而反转时，树脂层接触于平台面，加上玻璃基板本身的自重而导致树脂层成为易受损伤的状态。
因此，本发明提供一种加工方法及加工装置，其可在对于一面形成有树脂层的玻璃基板进行分断加工时，在不反转玻璃基板的状态下从同一面对树脂层及玻璃板两者有效地施以切槽、划线槽。
为达成上述目的，本发明采取如下的技术手段。亦即，本发明的加工方法，是一种于一面形成有树脂层的玻璃基板的加工方法，首先从树脂层上面侧通过树脂分离手段于树脂层加工出切槽。树脂分离手段，只要能分离树脂层者均可而并无特别限制，但最好使用以机械方式进行分离的固定刀或热分离的激光等。其次，使用以下说明的构造的刀轮，通过将此刀轮从树脂层上面侧沿前述切槽紧压滚动，而于玻璃板形成划线槽。亦即，于玻璃板划线的刀轮，具备于刀刃前端部分具有棱线角α的玻璃划线用刀刃、从该玻璃划线用刀刃左右所形成的第一倾斜面连续的第二倾斜面、以及沿此左右第二倾斜面的假想直线所交叉的角度β较前述前端部分的棱线角α小的两段角度的倾斜面。
前述刀轮的刀刃的棱线角α最好为80度～160度(通常为90度～145度，尤佳为90度～130度)，沿第二倾斜面的假想直线所交叉的角度β最好为10度～70度(通常为15度～55度，尤佳为25度～40度)。
根据本发明的划线方法，通过激光或固定刀等的树脂分离手段，在对树脂层加工出切槽后，其次以具备两段角度的倾斜面的刀轮从形成有树脂层的侧的面进行划线。使用具备两段角度的倾斜面的刀轮基于以下理由。
一般而言，玻璃等的脆性材料的划线用刀轮，由于通过一边压接玻璃一边滚动而形成划线槽的构造，因此刀刃棱线角α较大。若通过刀刃棱线角α较小的刀轮，当载重较小时即无法形成划线槽，而当载重较大时，即有在未形成划线槽的状态下突然断裂的可能。
另一方面，当将刀刃棱线角α较大的脆性材料划线用刀轮从形成于树脂层的切槽上滚动时，刀刃面的一部分会接触于树脂层，而使接触于刀轮的树脂层的部分不规则地断裂。
因此，通过作成具备两段角度的倾斜面的刀轮，并使刀轮的嵌入树脂层的部分的厚度变薄，当以刀刃棱线角α较大的刀刃面(第一倾斜面)于脆性材料基板划线时，以第二倾斜面不接触于树脂层的方式进行，通过此可防止树脂层的切槽的周缘部分被破坏或裂开。
根据本发明，可通过具有上述两段角度的倾斜面的刀轮，从树脂层上面的侧沿切槽进行划线，而可在不使脆性材料基板反转的状态下从同一面于脆性材料基板加工出划线槽。通过此，可大幅缩短加工时间。
本发明，当形成于树脂层的切槽的宽度在例如200μm以下、特别是100μm以下(通常为20μm以上)的范围内时特别有效。
上述发明中，用以加工出前述切槽的固定刀或激光照射光学系统与用以于脆性材料板加工出划线槽的刀轮亦可配置于同一直线上，以在一次动作连续进行对树脂层的切槽形成、对脆性材料板的划线槽形成。通过此可进一步缩短加工时间。
上述发明中，接续于刀轮后吸引粉尘物的吸引装置与使表面平坦化的紧压滚轮亦可配置于同一直线上，以在一次动作依序连续进行对树脂层的切槽形成、对脆性材料板的划线槽形成、粉尘物吸引、表面平坦化的各动作。
通过此，当于划线部分产生粉尘物或毛边时，可吸引除去粉尘物且将毛边紧压成平坦而加工出高质量的制品。又，由于此等作业能以一次动作达成，因此能谋求加工的效率化。
附图说明
图1是显示实施本发明的加工方法时所使用的基板加工装置一例的立体图；
图2是上述加工装置的安装基座5的立体图；
图3是上述安装基座5的侧视图；
图4是安装于上述安装基座5的固定刀1的截面图；
图5是安装于上述安装基座5的刀轮2的截面图；
图6是显示上述刀轮2的刀刃部分的放大截面图；
图7是显示本发明的加工装置的安装基座5的另一实施例的侧视图；
图8是显示本发明的划线方法的第一步骤的说明图；
图9是显示本发明的划线方法的第二步骤的说明图；
图10是显示本发明的划线方法的第三步骤的说明图；
图11是显示本发明的划线方法的第四步骤的说明图；
图12是显示现有划线方法的第一步骤的说明图；
图13是显示现有划线方法的第二步骤的说明图。
【主要元件符号说明】
1固定刀
1d，2d上下调节机构
2刀轮
2a刀轮的玻璃划线用刀刃
2b第一倾斜面
2c第二倾斜面
3吸引装置
4紧压滚轮
5安装基座
6激光照射光学系统
7固定件
10平台
11支撑柱
12导杆
13桥接件
14滑件
15导件
16马达
20玻璃基板的玻璃板
21玻璃基板的树脂层
22切槽
22a毛边
23划线槽
30固定刀
31切槽
32刀轮
33划线槽
A加工装置
W玻璃基板
α刀轮的刀刃棱线角
β刀轮的第二倾斜面的角度
∑固定刀的刀刃棱线角
具体实施方式
以下，基于显示该实施形态的图式详细说明本发明的加工方法。
图1显示实施本发明的加工方法时所使用的加工装置A一实施例的立体图。加工装置A，具备可移动于大致水平方向(Y方向)且能在水平面内旋转的平台10。平台10具备用以保持玻璃基板W的真空吸附机构(未图示)。
以隔着平台10设置的两侧的支撑柱11，11与延伸于X方向的导杆12所构成的桥接件13，设置成横跨平台10上，形成为可通过图示外的移动机构移动于Y方向。滑件14，安装成可通过形成于导杆12的导件15移动，通过马达16的旋转而移动于X方向。于滑件14，透过可上下移动的固定件7安装有保持后述固定刀1或刀轮2等的安装基座5。
如图2及图3所示，于安装基座5，以固定刀1为前头的方式依序排列于同一直线上的状态安装有固定刀1、刀轮2、除去粉尘物的吸引装置3、紧压滚轮4。
图4固定刀1的截面图。固定刀1以烧结钻石或超硬合金等的超硬质材料制造，形成为刀刃棱线角∑小且锐利的刀刃。此刀刃棱线角∑是25度～40度的范围、尤其最好是30度。又，固定刀1可通过上下调节机构1d微调其上下位置。
图5刀轮的截面图，图6其一部分放大图。刀轮2与固定刀1同样地，以烧结钻石或超硬合金等的超硬质材料制造。又，此刀轮2，于前端部分形成有棱线角α较大的玻璃划线用刀刃2a，自形成于该玻璃划线用刀刃2a左右所形成的第一倾斜面2b连续形成有第二倾斜面2c。沿此左右的第二倾斜面2c，2c的假想直线所交叉的角度β形成为较前述刀刃的棱线角α小，通过此，刀刃的左右两面作成两段角度的倾斜面。
前述刀刃2a的棱线角α是80度～160度，通常为90度～145度，尤佳为90度～130度左右，沿第二倾斜面的假想直线所交叉的角度β是10度～70度，通常为15度～55度例如25度～40度，尤佳为30度左右。又，刀轮2与固定刀1同样地，可通过上下调节机构2d(参照图2)微调其上下位置。
其次，说明上述加工装置A的加工动作。
图8～图11，显示对形成有树脂层的玻璃基板进行分断加工时的步骤的图。通过本发明划线的玻璃基板W，于玻璃板20的一面形成有薄树脂层21的触碰面板等的基板。将此玻璃基板W如图8所示，以树脂层21为上侧的方式装载固定于平台10上。其后使安装基座5下降，在使固定刀1、刀轮2对齐于划线位置的状态下，以安装基座5的固定刀1成为前导的方式紧压于玻璃基板W并移动。
通过此移动，首先通过锐利的固定刀1如图8所示于树脂层21加工出切槽22。此时，先进行固定刀1的前端不接触于玻璃板20的位置设定。通过此仅树脂层21通过锐利的固定刀1加工出漂亮的切槽22。
其次，如图9所示，后续的刀轮2沿切槽22一边压接于玻璃板20一边滚动，而于玻璃板20形成划线槽23。此时，由于刀轮2的刀刃棱线角α以适于划线用的大角度形成，因此可有效地于玻璃板20加工出划线槽23。又，由于除了此刀刃2a部分以外的第二倾斜面2c的角度β形成为较小，因此能使嵌入树脂层的切槽22的刀轮2前端部分的厚度较薄，通过此能将以刀轮紧压扩展切槽2的作用抑制地较小，而能消除切槽22的周缘部分被破坏或断裂的情形。
其后，通过后续的吸引装置3，吸引除去通过玻璃板20的划线等而产生的微细粉尘物，其次以后续的紧压滚轮4将于切槽22的缘部产生的微微隆起的毛边22a紧压成平坦且平顺(参照图10，图11)。通过此能进行高质量的加工。
上述实施例中，虽使用固定刀1于玻璃基板W的树脂层21加工出切槽22，但亦可代替此，如图7所示将激光照射光学系统6安装于安装基座5，并以激光加工出切槽22(激光剥蚀加工)。
又，本发明中，依所加工的玻璃基板W材质的不同，亦可省略刀轮2的后续所配置的吸引装置3、紧压滚轮4的任一方、或者省略其两者。
以上，虽说明了本发明的代表实施例，但本发明并不限定于上述实施形态。例如，上述实施例中，虽使安装基座5相对玻璃基板W移动，但亦可固定安装基座5而使玻璃基板W移动。除此之外，本发明亦可在可达成其目的、不脱离权利要求书的范围内进行适当修正、变更。
再者，以上说明中，虽以对形成有树脂层的玻璃基板进行分断加工时的步骤为例作了说明，但本发明亦可适当运用于形成有树脂层的玻璃基板以外的形成有树脂层的脆性材料基板(例如陶瓷基板、半导体材料基板)。
本发明的分断方法，可利用在对如触碰面板般，于玻璃板的一面形成有薄树脂层的玻璃基板等的脆性材料基板进行分断加工。

Claims (11)

1.一种于脆性材料板的一面形成有树脂层的脆性材料基板的加工方法，其特征在于：
是从树脂层上面通过树脂分离手段于树脂层加工出切槽；
使用一刀具，该刀具具备于刀刃前端部分具有棱线角α的脆性材料划线用刀刃、从该脆性材料划线用刀刃左右所形成的第一倾斜面连续的第二倾斜面、以及沿此左右第二倾斜面的假想直线所交叉的角度β较前述前端部分的棱线角α小的两段角度的倾斜面，通过将此刀轮从前述树脂层上面沿前述切槽紧压滚动，于脆性材料板形成划线槽。
2.如权利要求1的脆性材料基板的加工方法，其特征在于，前述树脂分离手段，通过使固定刀滑动以将前述切槽形成于树脂层。
3.如权利要求1的脆性材料基板的加工方法，其特征在于，前述树脂分离手段，通过照射激光以将前述切槽形成于树脂层。
4.如权利要求2或3所述的脆性材料基板的加工方法，其特征在于，用以加工出前述切槽的固定刀或激光照射光学系统与用以于脆性材料板加工出划线槽的刀轮是配置于同一直线上，以在一次动作连续进行对树脂层的切槽的形成、对脆性材料板的划线槽的形成。
5.如权利要求4的脆性材料基板的加工方法，其特征在于，接续于前述刀轮后吸引粉尘物的吸引装置与使表面平坦化的紧压滚轮配置于同一直线上，以在一次的动作依序连续进行对树脂层的切槽形成、对脆性材料板的划线槽形成、粉尘物吸引、表面平坦化的各动作。
6.如权利要求1至3中任一项所述的脆性材料基板的加工方法，其特征在于，前述刀轮的刀刃前端部分的棱线角α是系80度～160度，沿第二倾斜面的假想直线交叉的角度β是10度～70度。
7.如权利要求4所述的脆性材料基板的加工方法，其特征在于，前述刀轮的刀刃前端部分的棱线角α是80度～160度，沿第二倾斜面的假想直线交叉的角度β是10度～70度。
8.如权利要求5所述的脆性材料基板的加工方法，其特征在于，前述刀轮的刀刃前端部分的棱线角α是80度～160度，沿第二倾斜面的假想直线交叉的角度β是10度～70度。
9.一种于一面形成有树脂层的脆性材料基板的加工装置，其特征在于，具备：
固定刀或激光照射光学系统，配置于前述树脂层上面的侧，用以于前述树脂层加工出切槽；以及
刀轮，与前述固定刀或激光照射光学系统配置于同一直线上，且通过使其从树脂层上面的侧沿切槽滚动，于脆性材料板形成划线槽；
前述刀轮具备于刀刃前端部分具有棱线角α的脆性材料划线用刀刃、且具有从前述脆性材料划线用刀刃左右所形成的第一倾斜面连续的第二倾斜面，沿此左右第二倾斜面的假想直线所交叉的角度β形成为较前述前端部分的棱线角α小，通过此，将刀的左右两面以两段角度的倾斜面形成。
10.如权利要求9的脆性材料基板的加工装置，其特征在于，具备吸引因前述切槽及划线槽的加工所产生的粉尘物的吸引装置、使划线槽的表面平坦化的紧压滚轮，将固定刀或激光照射光学系统配置于前头并依序将刀轮、吸引装置、紧压滚轮配置于同一直线上。
11.如权利要求9或10所述的脆性材料基板的加工装置，其特征在于，前述刀轮的刀刃前端部分的棱线角α是80度～160度，沿第二倾斜面的假想直线所交叉的角度β是10度～70度。
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