CN104556662A - 刻划工具、刻划工具的制造方法及划线形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种刻划工具、刻划工具的制造方法及划线形成方法。更确切地形成划线形成用起点裂痕。刻划工具包含柄、及安装于柄上的金刚石粒(51)。在金刚石粒(51)设有具有端的脊线(EL)。金刚石粒(51)包含第1部分(P1)及第2部分(P2)。第1部分(P1)具有设于脊线(EL)的端的第1突起(D1)、及沿着脊线(EL)而从第1突起(D1)延伸的第1直线部(L1)。在第2部分(P2)设有连接第1直线部(L1)而配置于脊线(EL)上的凹部(RA)。在第1部分(P1)及第2部分(P2)之间，第1直线部(L1)与凹部(RA)相合而构成第2突起(D2)。

Description

刻划工具、刻划工具的制造方法及划线形成方法

技术领域

本发明涉及一种刻划工具、刻划工具的制造方法及划线形成方法，尤其涉及一种使用金刚石粒的刻划工具、刻划工具的制造方法及划线形成方法。

背景技术

在制造平板显示面板或太阳电池面板等电气设备时，常常需要切断例如玻璃板、半导体晶片、蓝宝石晶片或陶瓷板等由脆性材料制作的基板。这时，经常会利用刻划装置在基板上进行刻划。即，在基板表面形成划线。划线是指向基板厚度方向至少局部行进的裂痕在基板表面上呈线状延伸。

当裂痕在厚度方向完全行进时，仅通过划线形成便能沿着划线将基板完全切断。当裂痕只在厚度方向部分行进时，在划线形成后要进行被称为分断步骤的应力赋予。通过分断步骤使裂痕向厚度方向完全行进，从而沿着划线将基板完全切断。

广泛用作形成划线的刻划工具，有金刚石刻划工具。例如根据日本专利特开2011-219308号公报(专利文献1)，金刚石刻划工具包含合成金刚石砥粒、及保持该合成金刚石砥粒的柄。合成金刚石砥粒具有(100)面与邻接的2面的(111)面的交点作为石尖(point)。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2011-219308号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

为了形成划线，首先需要产生成为其开端的朝向基板内部的龟裂(以下称为起点裂痕)。一旦形成了起点裂痕，便能从起点裂痕开始使划线在基板上容易地伸展。反过来说，未形成起点裂痕时，即便在基板上猛拉刻划工具，只不过是在基板上造成损伤。仅有该损伤的话，在所述分断步骤中即便赋予应力也无法切断基板，此种构成并不相当于本说明书中的“划线”。

起点裂痕尤其容易形成于基板端缘。原因是利用刻划工具在端缘对端面造成损伤时，尤其容易产生朝向基板内部的龟裂。但是，有尽管处于端缘上但损伤不充分而无法形成起点裂痕的情况。换句话说，形成起点裂痕的步骤的良率并非100％。由此，期望有一种能更确切地形成起点裂痕的方法。

本发明是为了解决如上所述的问题研究而成的，目的在于提供一种能够更确切地形成划线形成用起点裂痕的刻划工具、刻划工具的制造方法及划线形成方法。

[解决问题的技术手段]

本发明的刻划工具包含柄、及安装于柄的金刚石粒。金刚石粒上设有具有端的脊线。金刚石粒包含第1及第2部分。第1部分具有设于脊线的端的第1突起、及沿着脊线从第1突起延伸的第1直线部。在第2部分设有连接第1直线部而配置于脊线上的凹部。在第1及第2部分之间，第1直线部和凹部相合而构成第2突起。

优选为，金刚石粒更包含第3部分，该第3部分具有沿着脊线而从凹部延伸的第2直线部。第1及第2直线部位于一条假想直线上。

优选为，第1直线部具有超过30μm且小于100μm的长度。优选为，凹部沿着脊线而具有超过30μm且小于100μm的长度。优选为，凹部具有超过10μm且小于50μm的深度。

本发明的刻划工具的制造方法包含以下步骤。准备设有脊线的金刚石粒，该脊线具有设有突起的端。在离开突起的位置向金刚石粒照射与脊线交叉的激光光束，由此在脊线上形成凹部。

本发明的划线形成方法是在设有具有端缘的主面的基板形成划线的刻划方法，且包含以下步骤(1)～(3)。

(1)准备设有具有端的脊线的金刚石粒。金刚石粒包含第1及第2部分。第1部分具有设于脊线的端的第1突起、及沿着脊线而从第1突起延伸的第1直线部。在第2部分设有连接第1直线部而配置于脊线上的凹部。在第1及第2部分之间，第1直线部和凹部相合而构成第2突起。

(2)在基板的主面端缘形成初始龟裂。形成初始龟裂的步骤包含：在端缘卡住金刚石粒的凹部的步骤；及利用第2突起卡住卡于凹部的端缘的步骤。

(3)在主面上使金刚石粒的第1部分从初始龟裂开始移行，使得划线伸展。

所述划线形成方法中，优选为金刚石粒更包含第3部分，该第3部分具有沿着脊线而从凹部延伸的第2直线部。第1及第2直线部位于一条假想直线上。形成初始龟裂的步骤在利用第2突起卡住卡于凹部的端缘的步骤之前，更包含使基板的主面端缘在脊线上从第2直线部上朝凹部中滑入的步骤。

[发明的效果]

根据本发明，可以更确切地形成划线形成用起点裂痕。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中使划线从初始龟裂伸展的情况的局部俯视图。

图2是沿着图1的线II-II的概略局部剖视图。

图3是从图2的箭头III的视点观察的金刚石粒的俯视图。

图4是沿着图3的线IV-IV的概略局部剖视图。

图5是对图4的构成赋予尺寸的图。

图6是概略表示本发明的实施方式1中的划线形成方法的第1步骤的局部剖视图。

图7是概略表示本发明的实施方式1中的划线形成方法的第2步骤的局部剖视图。

图8是概略表示本发明的实施方式1中的划线形成方法的第3步骤的局部剖视图。

图9是概略表示本发明的实施方式1中的划线形成方法的第4步骤的局部剖视图。

图10是概略表示本发明的实施方式1中的划线形成方法的第5步骤的局部剖视图。

图11是概略表示本发明的实施方式2中的刻划工具的制造方法的一步骤的俯视图。

图12是概略表示本发明的实施方式3中的刻划工具具备的金刚石粒的构成的局部剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。此外，以下附图中对相同或相当的部分附加相同参照编号，且不重复其说明。

(实施方式1)

参照图1及图2，首先说明本实施方式的概要。准备刻划工具50，该刻划工具50包含柄59及安装于该柄59的金刚石粒51。另外，准备设有具有端缘EG的主面FC的基板4。通过使金刚石粒51撞击端缘EG而形成初始龟裂IC。刻划工具50在主面FC上进一步移行(图中箭头V4)，由此使划线SL从初始龟裂IC伸展。从而形成划线SL。

接下来，详细叙述金刚石粒51的构成。

参照图3，在金刚石粒51设有面P0、及包围面P0的面P1a～P1d。面P1a及P1b是彼此相邻的一对面。在面P1a及P1b的交界处，金刚石粒51上设有脊线EL。脊线EL具有连接面P0的一端(后述突起D1的位置)、及另一端(未图示)。在脊线EL上分别从一端及另一端离开的位置，形成着凹部RA。关于凹部RA的详细情况在后文叙述。

此外，关于面P1b与P1c的对、面P1c与P1d的对、及面P1d与P1a的对也分别相同。优选为，从结晶学上来说，面P0为(001)面，面P1a～P1d分别为(111)面、(-111)面、(-1-11)面及(1-11)面。

参照图4，金刚石粒51包含部分P1～P3(第1～第3部分)。部分P1具有设于脊线EL一端的突起D1(第1突起)、及沿着脊线EL从突起D1延伸的直线部L1(第1直线部)。在部分P2设有连接直线部L1而配置于脊线EL上的凹部RA。在部分P1及P2之间，直线部L1与凹部RA相合而构成突起D2(第2突起)。

部分P3具有沿着脊线EL而从凹部RA延伸的直线部L2(第2直线部)。在部分P3及P3之间，凹部RA与直线部L2相合而构成突起D3(第3突起)。直线部L1及L2位于假想直线VL(一条假想直线)上。由此，凹部RA是局部地设于假想直线VL上。所述突起D1～D3均是脊线EL与平面或曲面所成的角部，其前端为点状或微小的曲面。

参照图5，优选为直线部L1具有超过30μm且小于100μm的长度M1。优选为凹部RA沿着脊线EL而具有超过30μm且小于100μm的长度M2。优选为凹部RA具有超过10μm且小于50μm的深度M3。

接下来，以下详细说明形成划线SL的刻划方法。

首先，准备刻划工具50(图2)。具体来说，准备安装于柄59(图2)的金刚石粒51(图5)。

参照图6，准备基板4。移动柄59(图2)而使金刚石粒51配置于待机位置。具体来说，将金刚石粒51的突起D1配置得比基板4的主面FC高。此外，使突起D1～D3从主面FC上离开而配置。凹部RA配置成面朝端缘EG。

参照图7，如图中箭头V1所示，下降金刚石粒51使得整个凹部RA处于主面FC下。此时从主面FC到突起D1的距离称为切入量，通常设定为100μm以上。

参照图8，如图中箭头U2所示，使金刚石粒51朝基板4水平移动。由此，金刚石粒51的直线部L2接触基板4的端缘EG。结果，金刚石粒51撞击基板4(图中箭头V2)。另外，所述接触时为了避免产生过度冲击，所述水平移动(图8的箭头U2)的速度优选为充分小于划线SL形成时(图10的箭头V4)的速度。例如，前者为5mm/秒以上且20mm/秒以下的程度，后者为300mm/秒以上且500mm/秒以下的程度。金刚石粒51撞击基板4后从主面FC到突起D1的距离(实际上是金刚石粒没入基板4的深度)变成1～7μm左右。

接着，在基板4的主面FC的端缘EG形成初始龟裂IC。具体来说，执行以下步骤。

进一步参照图9，继续进行水平移动(图中箭头U3)，而在脊线EL上使基板4的主面FC的端缘EG从直线部L2上朝凹部RA中滑入。此时，突起D3卡住端缘EG而能在端缘EG形成损伤。随着水平移动不断进行，金刚石粒51的凹部RA卡于端缘EG，且利用突起D2卡住卡于凹部RA的端缘EG(图中箭头V3)。

参照图10，通过所述步骤而在基板4的主面FC的端缘EG形成初始龟裂IC。然后，在主面FC上使金刚石粒51的部分P1的一部分(具体来说是突起D1与直线部L1的一部分)从初始龟裂IC开始移行(图中箭头V4)，从而使划线SL(图1及图2)伸展。形成初始龟裂IC后、形成划线SL的过程中，如图所示，优选为凹部RA位于基板4的外部。

另外，初始龟裂IC及划线SL分别能通过使金刚石粒51以适当的负荷向基板4的主面FC上按压并在水平方向(图8～图10中的右方向)移动而连续地形成。只要所述负荷选择地适当，便会在无特别控制的情况下自动产生包含箭头V2(图8)及V3(图9)的微小上下移动。

根据本实施方式，卡于凹部RA的端缘EG(图9)被突起D2卡住。由此，可以更确切地形成初始龟裂IC(图10)。此外，在利用突起D2卡住卡于凹部RA的端缘EG前，基板4的端缘EG从直线部L2上朝凹部RA中滑入。此时，还可以通过突起D3卡住端缘EG而形成损伤。由于该损伤的产生，能够进一步更确切地形成初始龟裂IC。

直线部L1具有超过30μm的长度M1(图5)，由此在初始龟裂IC形成结束后，以适于刻划的负荷及切入深度形成划线SL时(图10)，凹部RA充分远离基板4。由此，轻易地避免了凹部RA对形成划线SL的影响。直线部L1具有小于100μm的长度M1(图5)，由此突起D2确切地接触端缘EG。假设长度M1过大，那么设定适于刻划的负荷及切入深度时突起D2位于基板4的主面FC上的可能性高，这种情况下便无法对端缘EG造成损伤。

凹部RA沿着脊线EL而具有超过30μm的长度M2(图5)，由此可以使金刚石粒51的凹部RA更确切地卡于基板4的端缘EG。凹部RA沿着脊线EL而具有小于100μm的长度M2(图5)，由此可以减小脊线EL上因基板4的主面FC的端缘EG从直线部L2上朝凹部RA中滑入而由突起D3卡住端缘EG所形成的损伤的位置、与被突起D2卡住的位置之间的偏离。由此，容易对端缘EG的同一部位赋予两种作用。从而可进一步更确切地形成初始龟裂IC。

凹部RA具有超过10μm的深度M3(图5)，由此利用对于形成初始龟裂IC来说充分突出的突起D2卡住基板4的端缘EG。由此，可进一步更确切地形成初始龟裂IC。凹部RA具有小于50μm的深度M3(图5)，由此可更容易地形成凹部RA。

另外，在本实施方式中，如图7所示，是下降金刚石粒51使得整个凹部RA位于主面FC下，但也可以替代地下降金刚石粒51使得凹部RA的一部分位于主面FC下。这种情况下，通过之后金刚石粒51的水平移动(图9：U3)，使端缘EG插入凹部RA内。之后，进行所述图9以后的步骤。

根据该变形例，突起D3不接触基板4，仅通过突起D2卡住端缘EG这样的一次作用便形成初始龟裂IC。由此，不同于通过两次以上的作用来形成初始龟裂IC的情况，不会因位置偏离而形成两处以上的初始龟裂IC。若在不必要的部位形成初始龟裂IC，便可能产生意料外的龟裂伸展。

另外，所述说明中是金刚石粒51相对于基板4而移动，但只要能获得同样的相对移动，也可以使基板4相对于金刚石粒51而移动、或者两者都移动。

(实施方式2)

在本实施方式中，说明所述实施方式1的刻划工具50(图2)的制造方法。

参照图11，准备安装于柄59(图2)的金刚石粒51。如实施方式1说明的那样，在金刚石粒51设有脊线EL，该脊线EL具有设有突起D1的端。另外，这个时候尚未形成凹部RA(图3)。

接下来，在从突起D1离开的位置，向金刚石粒51照射与脊线EL交叉的激光光束LL。利用由此产生的激光烧蚀，在脊线EL上形成凹部RA(图3)。

根据本实施方式，可以容易地制造金刚石粒51。此外，金刚石粒51还可以在经过所述激光烧蚀后安装于柄59(图2)。

(实施方式3)

参照图12，本实施方式的刻划工具包含金刚石粒52来代替金刚石粒51(实施方式1：图4)。在金刚石粒52设有凹部RB来代替凹部RA(图4)。换句话说，在部分P2设有连接直线部L1而配置于脊线EL上的凹部RB。在部分P1及P2之间，直线部L1与凹部RB相合而构成突起D2。在本实施方式中，凹部RB延伸至脊线EL中与突起D1所处的一端相反的另一端(图12中未图示)。换句话说，未设置部分P3(图4)，所以也未设置突起D3(图4)。

此外，除所述以外的构成与所述实施方式1的构成大体相同，因此，对相同或对应的要素附加相同符号，且不重复其说明。

根据本实施方式，金刚石粒52不具有突起D3，仅通过突起D2卡住端缘EG这样的一次作用便形成初始龟裂IC。由此，不同于通过两次以上的作用来形成初始龟裂IC的情况，不会因位置偏离而形成两处以上的初始龟裂IC。若在不必要的部位形成初始龟裂IC，便可能产生意料外的龟裂伸展。

应意识到本次公开的实施方式均为例示而非限制。本发明的范围并非由所述实施方式表示，而是由权利要求表示，且意图包含与权利要求均等含义及范围内的全部变更。

[符号的说明]

4           基板

50          刻划工具

51、52      金刚石粒

59          柄

D1～D3      突起(第1～第3突起)

EG          端缘

EL          脊线

FC          主面

IC          初始龟裂

L1、L2      直线部(第1及第2直线部)

LL          激光光束

P1～P3      部分(第1～第3部分)

RA、RB      凹部

SL          划线

VL          假想直线

Claims (8)

1.一种刻划工具，包含柄、及

安装于所述柄上的金刚石粒，在所述金刚石粒设有具有端的脊线，所述金刚石粒包含：

第1部分，具有设于所述脊线的所述端的第1突起、及沿着所述脊线从所述第1突起延伸的第1直线部；及

第2部分，设有连接所述第1直线部而配置于所述脊线上的凹部；且

在所述第1及第2部分之间，所述第1直线部与所述凹部相合而构成第2突起。

2.根据权利要求1所述的刻划工具，其中所述金刚石粒更包含第3部分，该第3部分具有沿着所述脊线从所述凹部延伸的第2直线部，且所述第1及第2直线部位于一条假想直线上。

3.根据权利要求1或2所述的刻划工具，其中所述第1直线部具有超过30μm且小于100μm的长度。

4.根据权利要求1或2所述的刻划工具，其中所述凹部沿着所述脊线而具有超过30μm且小于100μm的长度。

5.根据权利要求1或2所述的刻划工具，其中所述凹部具有超过10μm且小于50μm的深度。

6.一种刻划工具的制造方法，包含如下步骤：准备设有脊线的金刚石粒，该脊线具有设有突起的端；及

在从所述突起离开的位置，向所述金刚石粒照射与所述脊线交叉的激光光束，由此在所述脊线上形成凹部。

7.一种划线形成方法，是在设有具有端缘的主面的基板形成划线的刻划方法，该划线形成方法包含：

准备设有具有端的脊线的金刚石粒的步骤，所述金刚石粒包含具有设于所述脊线的所述端的第1突起和沿着所述脊线从所述第1突起延伸的第1直线部的第1部分、及设有连接所述第1直线部而配置于所述脊线上的凹部的第2部分，且在所述第1及第2部分之间，所述第1直线部与所述凹部相合而构成第2突起，该划线形成方法更包含

在所述基板的所述主面的所述端缘形成初始龟裂的步骤，所述形成初始龟裂的步骤包含使所述金刚石粒的所述凹部卡于所述端缘的步骤、及利用所述第2突起卡住卡于所述凹部的所述端缘的步骤，该划线形成方法还包含如下步骤：

在所述主面上使所述金刚石粒的所述第1部分从所述初始龟裂开始移行，由此使划线伸展。

8.根据权利要求7所述的划线形成方法，其中所述金刚石粒更包含具有沿着所述脊线从所述凹部延伸的第2直线部的第3部分，所述第1及第2直线部位于一条假想直线上，且

所述形成初始龟裂的步骤在利用所述第2突起卡住卡于所述凹部的所述端缘的步骤前，更包含在所述脊线上使所述基板的所述主面的所述端缘从所述第2直线部上朝所述凹部中滑入的步骤。