CN103030263B - 母基板的分断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可沿着分断预定线精度较佳地进行分断的基板的裂断方法。在刻线步骤中，以特定的间距形成多条划线，接下来在裂断步骤中，沿着上述多条划线之一即第1划线裂断基板，并将沿着第1划线而形成的基板的端缘作为基准，移动特定的间距而沿着其它划线将裂断机构定位而裂断上述基板。

Description

母基板的分断方法

技术领域

本发明是关于一种由玻璃、氧化铝等陶瓷、蓝宝石等的脆性材料所构成的母基板的分断方法。

背景技术

先前以来，作为将母基板分断为单位基板(单位制品)的方法，以下的方法众所周知：例如，如专利文献1所揭示般，利用由局部加热所形成的热应力在基板上形成划线(龟裂)，接下来将形成有划线的基板传送至裂断装置中，并以裂断棒或裂断辊等推压，借此沿着划线进行分断。

具体而言，使用借由激光束而在基板上形成的光束点作为加热源，将在平台上使保持的基板对光束点相对移动，借此沿着意欲分断的线(分断预定线)局部地进行加热，并且追随其自冷却单元的喷嘴局部地喷射冷媒。此时，利用借由加热与其后的急冷而产生的应力分布，以预先形成于基板的端部的初期龟裂(触发)为起点使龟裂向分断预定线的方向延展，而形成一条划线。

接下来，将该形成有划线的基板搬送至裂断装置中，以借由将裂断棒等抵压于划线而使基板弯曲，而自划线裂断基板而分断。

利用热应力而形成的划线的切槽具有以下的特征：与利用激光消熔加工、或借由刀轮所进行的机械加工而形成的切槽相比，加工质量十分优异，且可进行端面强度较强的分断加工。

为了提高以裂断棒等将基板分断时的加工质量，必需进行使使裂断棒抵接的位置相对于形成于基板上的划线正确地一致的对准作业。

因此，使用以下的方法：预先将可在母基板上以照相机光学地读取的一对对准标记标注于基板的角部，以其为基准确定刻线位置而进行刻线加工，接下来再次将对准标记作为基准而确定裂断位置而进行裂断加工。

[先前技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开2001-058281号公报

发明内容

[发明所欲解决的问题]

即便对于未设置对准标记的基板(素板)，也实施进行刻线与裂断而分断的加工。在此情形时采用以下的方法：在以刻线加工而在基板上形成可目视确认的加工痕迹时，进行刻线加工，继而在裂断步骤之时，光学地读取先形成的划线的加工痕迹而进行裂断加工。

然而，由利用热应力而形成的龟裂所构成的划线中，在刚加工后暂时由于借由热应力而产生的拉伸应力的影响而可目视确认刻线槽，但立刻变为无法目视确认的细微裂纹。由于若划线变为细微裂纹，则无法以光学照相机检测划线，故在其次的裂断步骤之时，无法光学地读取划线而定位。因此，不易于裂断步骤中正确地对准而自划线分断。

因此，在未设置对准标记的玻璃基板的情形时，如图7所示，在光学地检测基板W的端缘34并将其作为基准而在每特定间距加工X方向的划线S1后，使基板旋转90度并将端缘35作为基准以特定间距加工Y方向的划线S2。其后，将基板W搬送至裂断装置中而光学地检测各自的端缘34、35，并将其作为基准而对准划线S1、S2的位置，自划线裂断基板W而取出单位制品W1。

然而，在刻线步骤中即便为将母基板W的端缘34、35作为基准而形成划线的情形时，也存在起因于激光束与冷却点的位置的偏移等，导致已形成的划线自将端缘34、35作为基准的特定的位置偏移一定的距离的情形。在此情形时，已形成的各划线的间隔为特定的间隔，但各划线的位置自特定的位置偏移，且该特定的位置是自端缘34、35起。因此，在裂断步骤中，若将母基板W的端缘34、35作为基准而调整基板的对准，则会对于全部的划线产生对准偏移。

进而，除此之外，在裂断步骤中，在光学地检测母基板W的端缘34、35并将其作为基准而对准划线的位置的情形时，由于作为基准的端缘34、35是以粗糙的面形成，故存在于划线与裂断棒的刃前缘棱线的位置上产生略微的误差的情形。裂断棒的刃前缘棱线的宽度约为20μm，若该刃前缘棱线的中心未相对于划线以±10μm的精度正确地配置，则推压力会不对称地对划线施加，而如图8所示，存在于裂断时产生划线的垂直方向的龟裂(crack)K在基板的背面附近向倾斜方向倾斜的所谓称作“裂痕”的异常的情形。如此的“裂痕”当然是损害分断后的制品的质量者，且使制造正品率降低的较大原因。

因此，本发明的目的在于：解决先前的问题，并提供一种可沿着分断预定线精度较佳地进行分断的基板的裂断方法。

[解决问题的技术手段]

为了解决上述问题而完成的本发明是由利用热应力的激光刻线于脆性材料基板上形成分断用划线的刻线步骤、及沿着分断用划线裂断基板的裂断步骤所构成的脆性材料基板的岔断方法，并由以下的顺序构成。

首先，在刻线步骤中，以特定的间距形成多条划线。接下来，在裂断步骤中，沿着上述多条划线之一即第1划线裂断基板，并在此时将沿着第1划线而形成的基板的端缘作为基准移动上述特定的间距，而沿着其它划线将裂断手段定位而裂断上述基板。

此处，所谓“特定的间距”是指预先设定的邻接的划线间的距离，通常将全部邻接的划线间的间距设定为固定间隔。因此，若正确地确定任一条划线的位置，则其它划线即存在于自其移动“特定的间距”的整数倍的距离的位置上。

[发明的效果]

根据本发明的分断方法，在形成的多条划线中，以先裂断第1划线而作为端缘而使其可视化，并在以后将其作为基准而以移动特定的间距而进行对准，即便各分断用划线为细微裂纹，也可正确地将裂断手段对准于分断用划线。

借此，可显著地减少上述的“裂痕”的产生，且可获得分断面较佳的高质量的单位制品，并且可提高正品率。

在上述发明中，裂断步骤中，较佳为光学地检测沿着第1划线而形成的基板的端缘。由于第1划线是因先裂断而可视化，故可以光学照相机等光学地检测，借此可正确地进行位置对准。

在上述发明中，较佳为第1划线是在多条划线中最接近于一者的基板端部的划线。借此，只要其它分断用划线向一方向每特定的间距地移动，则可实现顺序正确的定位，且可进行正确的裂断。

在此情形时，第1划线也可为与用以自母基板分离单位基板的划线分开形成的对准用划线。

由于以将最接近于一者的基板端部的最初的划线作为对准用划线而与分断用划线分开形成，而可使基板端部与对准用划线的间隔小于其它“特定的间距”，故可在基板的端部形成(用以废弃的)边角材料区域而加工的情形时，使边角材料区域较小。

在上述发明中，脆性材料基板也可为玻璃、氧化铝陶瓷、蓝宝石材料。由于所述材料借由利用热应为的刻线易形成细微裂纹，故可有效地利用本发明。

附图说明

图1表示用以实施本发明的刻线装置的一例的概略图。

图2表示用以实施本发明的裂断装置的一例的概略图。

图3表示本发明中的刻线步骤的顺序的图。

图4表示本发明中的裂断步骤的顺序的图。

图5表示基板裂断机构的一例的剖面图。

图6表示本发明中的其它实施例的图。

图7说明先前的刻线方法的俯视图。

图8说明先前的在裂断时产生的“裂痕”的现象的图。

1：刻线装置的平台2、13：轨道

3、14：螺杆轴4、15：旋转驱动部

5、16：支持柱6：引导棒

7、18：桥接器8：引导槽

9：刻线头10：激光照射部

11：冷媒喷射部12：裂断装置的平台

12a：吸附孔17：横杆

19：轴20：裂断棒

21：圆筒22：照相机

23：监视器30、31：母基板的端缘

32、33：在自对准用划线分断后形成的母基板的端缘

34、35：端缘A：刻线装置

B：裂断装置M1、M2：马达

W：母基板W1：单位制品

Wa：短条状基板Wb：母基板的最初的部分

AS1、AS2：对准用划线S1、S2：分断用划线

X、Y：向

具体实施方式

以下，基于图式详细地说明本发明的母基板的分断方法。再者，在本发明中所谓“母基板”是指玻璃基板等脆性材料，且借由分断可切出为单位基板(单位制品)的基板。

图1表示在本发明的分断方法中，为了在母基板上形成划线而使用的刻线装置的一例的概略图。

该刻线装置A包括载置母基板W的平台1。平台1以可将载置于其上的基板W保持于固定位置的方式包括保持机构。在本实施例中，作为该保持机构，经由在平台1上开口的多个小空气吸附孔(圈示以外)将基板吸附保持。又，平台1可沿着水平的轨道2在Y方向上(图1的前后方向)移动，且借由利用马达(图示以外)而旋转的螺杆轴3驱动。进而，平台1可借由内置马达的旋转驱动部4在水平面内旋动。

包括夹平台1而设置的两侧的支持柱5、5及在X方向上延伸的引导棒6的桥接器7是以横跨于平台1上的方式而设置。以可沿着于引导棒6中形成的引导槽8而移动的方式设置有刻线头9，且该刻线头9可借由马达M1的旋转而在X方向上移动。在刻线头9中设置有作为加热源的激光照射部10、及追随由该激光照射部10所形成的加热区域(激光点)而冷却加热区域的后方最近处的冷媒喷射部11。

图2表示在本发明的分断方法中，自划线裂断母基板而进行分断的裂断装置的一例的概略图。

该裂断装置B包括载置母基板W的水平的平台12。该平台12可沿着轨道13、13在Y方向上移动，且借由利用马达M2而旋转的螺杆轴14驱动。又，平台12可借由内置马达的旋转驱动部15而在水平面内旋动。平台12包括在其上表面开口的多个吸附孔12a，可将载置于平台12上的母基板W吸附保持于固定位置。

包括夹平台12而设置的两侧的支持柱16、16及在X方向上延伸的横杆17的桥接器18是以横跨于平台12上的方式而设置。经由轴19将裂断棒20可升降地保持于横杆17上，且该裂断棒20是以借由汽缸21升降的方式而设置。

又，在桥接器18的上部设置有可检测载置于平台12上的母基板W的端缘的照相机22。该照相机22可借由以手动操作上下移动而调整拍摄的焦点。以照相机22拍摄的图像显示于监视器23。

其次，对使用上述的刻线装置A以及裂断装置B的本发明的分断方法进行详细叙述。在本发明的分断方法中，在裂断之前，借由刻线装置A在母基板W上形成沿着分断预定线的划线。在该刻线步骤中，如图3(a)所示，首先，最初自母基板W的端缘30隔开固定的间距而依序形成与该线平行的X方向的分断用划线S1···。

分断用划线S1是借由自激光照射部10将激光束照射至基板W而使压缩应力局部地产生，并追随于该加热区域(激光点)，在加热区域的后方最近处自冷媒喷射部11喷射冷媒液，使由急冷所形成的拉伸应力产生，而使龟裂向分断预定线的方向进展而形成。龟裂是如形成隐藏于基板内部的“细微裂纹”。

其次，如图3(b)所示，借由使旋转驱动部4(参阅图1)旋转，而使母基板W旋转90度后，如图3(c)所示，与上述同样地，形成与上述的划线S1交叉的划线S2…。其后，将母基板W搬送至裂断装置B中。在裂断装置B中以形成有划线的侧朝向平台面侧的方式而载置。

在利用裂断装置B的裂断步骤中，首先，借由照相机22检测母基板W的端缘30，并以将该端缘30作为基准且最接近于端缘30的划线S1位于裂断棒20的下方最近处的方式而配置基板W。其后，借由压下裂断棒20，如自图4(a)至图4(b)所示，自最接近于端缘30的划线S1裂断母基板W。借此，将最初的部分Wb分断。

再者，例如，如图5所示，借由裂断棒20所进行的基板的裂断是可借由隔着缓冲片材24(形成有对应于吸附孔12a的图示以外的孔)将母基板W载置于平台12上，且自分断用划线S1的上方以裂断棒20挤压基板W而使母基板W弯曲为V字形而进行。

在将母基板W自最接近于端缘30的划线S1分断后，以照相机22检测借由该分断而形成的基板W的端缘32，并将该端缘32作为基准而借由平台12使母基板W移动划线S1的间距。接下来，在正确地使裂断棒20与分断用划线S1一致的状态下，自分断用划线S1将母基板分断为如图4(c)所示的短条状的基板Wa。

进而，使短条状基板Wa旋转90度而载置于平台12上，与迄今为止同样地，自最接近于基板Wa的端缘31的划线S2分断基板Wa，将借由分断而形成的端缘33作为基准并使基板Wa移动划线S2的间距，并借由裂断棒20自分断用划线S2分断(参阅图4(d)及图4(e))。借此，如图4(f)所示般取出单位制品W1。再者，将在最终划线S1以及S2与基板端缘之间形成的狭窄区域部分作为边角材料而废弃。

由于如上述般取出的单位制品W1是在裂断时正确地使裂断棒20与分断用划线S1一致的状态下进行对准，而自分断用划线S1裂断，故可显著地减少上述的“裂痕”的产生，并可获得分断面较佳的高质量的单位制品。

下述的表1表示将借由本发明方法所得的单位制品的“裂痕”量与在图7所示的借由先前以来的裂断方法所得的制品相比较的数值者。将单位制品以相同素材分别制作3个，在单位制品W1的(1)～(4)的4个部位观察“裂痕”。

其结果，可知在借由本发明方法所得的单位制品中的任一部位，“裂痕”量均显著减少。

[表1]

以上对本发明的代表性实施例进行了说明，但本发明并不一定特定为上述的实施形态，可在达成其目的、且不脱离申请专利范围的范围内进行适当修正、变更。

例如，也可如图6(a)～(d)所示，在刻线步骤中在基板W的端缘附近另外形成对准专用的划线AS1、AS2，并使间距固定地自此处形成制品取出用的分断用划线S1、S2。在此情形时，在接下来的裂断步骤中，预先裂断对准专用的划线AS1、AS2，并在以后将形成于所述AS1、AS2的位置上的端缘作为基准，使基板W间隔每个划线S1、S2的间距地移动，而借由裂断棒20自分断用划线S1、S2分断。

又，在上述实施例中，选择最接近于基板端部的划线作为第1划线，但也可将其以外的划线作为第1划线，沿着其而预先进行裂断并分断为2个，并在以后分别对于裂断为2个的基板，将该基板端面(端缘)作为基准而进行位置对准。进而，在上述实施例中，作为裂断手段使用裂断棒，但也可使用一面沿着划线推压基板一面移动的辊、或沿着划线加热基板的激光照射机构。

[产业上的可用性]

本发明的分断方法可利用在脆性材料基板中以形成高质量的端面的方式利用细微裂纹而取出单位制品的裂断方法中。

Claims (4)

1.一种母基板的分断方法，其是由以利用热应力的激光刻线在脆性材料基板形成分断用划线的刻线步骤、及沿着上述分断用划线裂断上述基板的裂断步骤所构成的脆性材料基板的分断方法，其特征在于：

在上述刻线步骤中，以特定的间距形成多条划线；

接下来，在上述裂断步骤中，若有无法将上述多条划线光学地检出的细微裂痕时，不将上述细微裂痕光学地检出，沿着上述多条划线之一即第1划线而裂断上述基板，并将沿着第1划线而形成的基板的端缘作为基准，移动上述特定的间距而沿着其它划线将裂断手段定位而裂断上述基板，在上述裂断步骤中，光学地检测沿着第1划线而形成的基板的端缘。

2.如权利要求1所述的母基板的分断方法，其特征在于其第1划线是在上述多条划线中最接近于一者的基板端部的划线。

3.如权利要求2所述的母基板的分断方法，其特征在于其第1划线是与用以自母基板分离单位基板的划线分开形成的对准用划线。

4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的母基板的分断方法，其特征在于其上述脆性材料基板是由玻璃、氧化铝陶瓷、蓝宝石材料形成。