CN105314837B - 基板分断方法以及基板分断装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基板分断方法以及基板分断装置，其课题在于提供可在相同作业平台上有效地进行划线的加工及沿着该划线切断基板的分断方法以及分断装置。本发明的解决手段如下。具备：划线形成部件(2)，在基板(M)加工划线(S)；以及切断部件(3)，切断该划线(S)；切断部件(3)包括：一对上滚子(3a、3a)，横跨划线(S)抵接在其左右位置的基板(M)上；以及下滚子(3b)，在与设置有划线(S)的面相反侧的面抵接在相对于划线(S)的部位；通过使划线形成部件(2)相对于基板(M)移动而在基板(M)加工划线(S)，随后，一面使上滚子(3a、3a)移动一面将下滚子(3b)压抵在基板(M)，由此使基板(M)弯曲并沿着划线(S)而将基板(M)切断。

Description

基板分断方法以及基板分断装置

技术领域

本发明涉及玻璃、硅、陶瓷、化合物半导体等脆性材料基板(以下，简称为“基板”)的分断方法以及分断装置。尤其，本发明涉及在基板上形成划线并沿着该划线而将基板切断(分断)的分断方法以及分断装置。

背景技术

以往以来，众所周知有对基板使用刀轮(cutter wheel)或激光束(laser bean)形成划线，在下一步骤中，沿着该划线利用切断棒将基板切断的方法，例如在专利文献1或专利文献2等中有所公开。

作为形成划线的方法，有利用刀轮(也称为划线轮)进行的方法与使用激光束的方法。

利用刀轮进行的情况下，有如下方法：一面将刀轮的刀尖压抵在基板表面一面使刀轮或基板相对地移动，由此在基板表面形成连续的龟裂(裂痕)。

使用激光束的情况下，为如下方法：通过使激光束相对于基板相对地移动而将光束点沿着基板的切断预定线扫描而加热，并且随此从冷却机构的喷嘴喷射冷媒液，利用由此时的加热而产生的压缩应力与由急冷而产生的拉伸应力的应力分布来产生龟裂(裂痕)，沿着切断预定线的方向形成连续的槽。两者从装置价格、加工对象基板、加工品质等观点考虑根据使用用途分开使用。

在该刻划形成步骤之后，从与形成有划线的面相反侧的面将相对于划线的部分利用切断棒或滚子等进行按压，由此使基板弯曲，利用弯曲力矩沿着划线而切断。

在对基板沿着划线施加弯曲力矩而切断时，为了有效地产生弯曲力矩，如专利文献2等所示之三点弯曲方式较为有效。

图8表示一般的三点弯曲方式的切断步骤，通过配置横跨基板M1的应切断的划线S并接触于其左右位置的一对固定刀10、10及在与设置有划线S的面相反侧的面与相对于划线S的部分接触的下刀(切断棒)11，并将下刀11按压在基板M1，而产生弯曲力矩将基板M1切断。

此外，也众所周知有利用代替固定刀10、10以及下刀11而使用一对固定滚子与按压滚子的三点弯曲方式将基板切断的方法。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开平11-116260号公报

[专利文献2]日本专利2011-212963号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

在所述以往的切断方法中，为了切割单位产品，首先，在刻划步骤中在基板M1上加工划线S之后，将基板M1搬送至切断装置的平台并沿着划线S切断。因此，由于刻划步骤与切断步骤是在分别不同的平台上进行，所以作业时间变长而生产性差，而且在平台间的搬送中途也产生损伤基板等风险。

另外，在由刀轮进行的刻划步骤中，为了加工对下一步骤中的切断充分的深度的龟裂必须提高刀轮的按压荷重。然而，高荷重的刀轮的刻划有时会产生龟裂不规则地进展的所谓“先行”，成为不良品的产生主要原因。

另外，在三点弯曲方式中，在将按压体(相当于所述下刀或按压滚子)压抵在划线而使基板弯曲并沿着划线切断时，如图8(b)所示，有时左右的分断端面的下端缘12相互干涉而对接触部分造成损伤，因此也存在端面强度劣化的问题。

因此，本发明鉴于这些课题，目的在于提供可在相同作业平台上有效地进行划线的加工及沿着该划线的切断的基板的分断方法以及分断装置。

[解决问题的技术手段]

为了达成所述目的在本发明中讲述如下技术手段。即，本发明的基板分断方法的特征在于具备：划线形成部件，在基板表面加工划线；以及切断部件，切断所述划线；所述切断部件包括：一对上滚子，横跨所述划线抵接在其左右位置的基板上；以及下滚子，在与设置有所述划线的面相反侧的面抵接在相对于划线的部位；通过使所述划线形成部件相对于基板移动而在基板表面加工划线，随后，一面使所述切断部件相对于基板移动一面将所述下滚子压抵在基板，由此使基板弯曲并沿着所述划线而将基板切断。

另外，本发明的特征也在于一种基板分断装置，具备：划线形成部件，一面相对于基板移动一面在基板表面加工划线；以及切断部件，在该划线形成部件的移动方向后方侧，一面相对于所述基板移动一面切断所述划线；所述切断部件包括：一对上滚子，横跨所述划线抵接在其左右位置的基板上；以及下滚子，在与设置有所述划线的面相反侧的面抵接在相对于划线的部位；并形成为通过使所述下滚子压抵在基板而使基板弯曲，并沿着所述划线而将基板切断。

所述划线形成部件优选为一面压抵基板表面一面转动的刀轮，也可为照射激光束的激光照射部。

[发明效果]

根据本发明，由于利用划线形成部件形成划线，随后，利用切断部件沿着划线而将基板切断，所以可将刻划步骤与切断步骤在相同作业平台上同时进行，由此可缩短作业时间，从而可实现生产性的提高与装置的小型化。

在本发明中，可将所述切断部件的下滚子配置在比上滚子靠其移动方向的后方侧，且相对于所述划线，在比上滚子的基板抵接部位靠后方侧压抵而使基板弯曲。

由此，在将下滚子上推而使基板弯曲时，除了由弯曲引起的拉伸应力以外还产生如将划线从基板端缘部撕开的应力，即便划线的龟裂较浅也可容易地切断。因此，在划线形成部件为刀轮的情况下，可将刀轮的按压荷重抑制得较低，从而可抑制因高荷重的刻划而产生的龟裂的不规则的先行或端面强度的降低。另外，在划线形成部件为激光束的情况下，可将激光输出抑制得较低，从而可实现包含激光输出源或冷却机构的激光单元的小型化。

另外，由于在切断时将基板的分断端面向左右拉开，所以可使分断端面彼此干涉而造成损伤等的不良情况消失。

附图说明

图1是表示本发明的分断装置的一实施方式的俯视图。

图2是表示图1的分断装置中的刀轮部分的说明图。

图3是表示图1的分断装置中的切断部件部分的说明图。

图4是表示本发明的分断方法的立体图。

图5是表示由刀轮进行的刻划步骤的说明图。

图6是表示由切断部件进行的切断步骤的说明图。

图7是表示由激光束进行的刻划步骤的说明图。

图8(a)、(b)是表示以往的三点弯曲方式的切断步骤的说明图。

具体实施方式

以下，基于图1～6所示的一实施方式对本发明的详细情况进行说明。此处，以在玻璃基板M(以下称为“基板M”)的表面加工划线S并沿着该划线S而将基板M切断的情况为例进行说明。

基板分断装置A具备用以将基板M载置在上表面并向图1的X方向搬送的前后一对输送带1a、1b。输送带1a、1b隔开间隔P而串联地配置，该输送带的上表面成为在基板M加工划线S或沿着该划线S而将基板M切断的实质性的作业平台。

在输送带1a、1b的间隔P的上方位置，配置着：作为划线形成部件2的刀轮2a，在输送带上的基板M的表面加工划线S；以及切断部件3，切断由该刀轮2a而形成的划线S。

刀轮2a可升降地安装在刻划头4，刻划头4以沿着以横跨输送带1a、1b的方式配置的上部导件5利用移动机构(图示省略)可在图1的Y方向往返移动的方式形成。由此，如图4以及图5所示，形成为通过一面使刀轮2a下降而压抵在基板M表面一面向Y方向转动，可加工划线S。

切断部件3配置为在由刀轮2a加工的划线S之后一面与刀轮2a一起移动一面沿着划线S而将基板M切断。即，切断部件3包括：一对上滚子3a、3a，横跨划线S抵接在其左右位置的基板M上；以及下滚子3b，在与设置有划线S的面相反侧的面抵接在相对于划线S的部位。

上滚子3a、3a形成为可升降地支持在刀轮2a的刻划头4，且与刀轮2a一起移动。下滚子3b形成为安装在沿着与上部导件5平行地设置的下部导件6而移动的刻划头7，且与上滚子3a、3a同步移动。

进而，本实施例中，切断部件3的下滚子3b在切断时的移动方向上配置在比上滚子3a、3a靠后方侧。

其次，对使用所述装置的基板分断方法进行说明。

首先，将基板M从成为作业平台的输送带1a、1b的上游向下游(图1的X方向)搬送，在基板M的刻划预定线如图2所示到达刀轮2a的正下方时使输送带1a、1b停止。

接着，如图4所示，一面使刀轮2a下降而压抵在基板M表面一面向Y方向移动而形成划线S。

然后，之后不久，一面使切断部件3与刀轮2a向相同方向移动而使上滚子3a、3a抵接在划线S的两侧，一面在与设置有划线S的面相反侧的面使下滚子3b压抵在相对于划线S的部位，由此使基板M弯曲，使划线S的龟裂产生向左右的拉伸应力，由此使龟裂深深地浸透在基板M的厚度方向。此时，本实施例中，由于下滚子3b配置在比上滚子3a、3a靠移动方向后方侧，所以在将下滚子3b推上去而使基板M弯曲时，除了由弯曲引起的拉伸应力以外，如图4的箭头所示，还受到如将划线S从基板端缘部撕开的应力，因此可容易地切断划线S。

所述实施例中，表示了使用刀轮2a作为划线形成部件2的例子，但也可代替其如图7所示利用照射激光束的激光照射部2b进行。该激光照射部2b与将照射之后的激光点冷却的冷却机构2c成套使用。

激光照射部2b以及冷却机构2c与所述刀轮2a同样地，安装在沿着分断装置A的上部导件5可向X方向移动的刻划头4。而且，一面相对于基板M使激光照射部2b移动一面照射激光束，并且随此从冷却机构2c喷射冷媒。利用由此时的加热而产生的压缩应力与由急冷而产生的拉伸应力的应力分布，使基板M产生龟裂加工划线S。

如上所述，本发明中，在利用划线形成部件2形成划线S之后，沿着该划线S利用切断部件3而将基板M切断，因此可将刻划步骤与切断步骤在相同作业平台上同时进行，由此可实现由作业时间的缩短化引起的生产性的提高与装置的小型化。

另外，通过将切断部件3的下滚子3b配置在比上滚子3a、3a靠移动方向后方侧，在将下滚子3b推上去而使基板M弯曲时，除了由弯曲引起的拉伸应力以外，还产生如将划线S从基板端缘部撕开的应力，因此，即便划线S的龟裂较浅也可容易地切断。因此，在划线形成部件2为刀轮情况下，可将刀轮的按压荷重抑制得较低，从而可抑制因高荷重的刻划而产生的龟裂的不规则的先行或端面强度的降低。另外，在划线形成部件2为激光束的情况下，可将激光输出抑制得较低，从而可实现包含激光输出源或冷却机构的激光照射单元的小型化。

另外，由于在切断时基板的分断端面向左右拉开，所以可使如以往般分断端面彼此干涉而造成损伤等的不良情况消失。

以上，对本发明的代表性的实施例进行了说明，但本发明未必特定为所述实施方式。例如，所述实施例中，使用输送带1a、1b作为作业平台，但也可为固定台。在该情况下，载置在台上的基板M的搬送利用例如吸附机器人等进行即可。另外，本发明中，在达成其目的、不脱离权利要求书的范围内可适当进行修正、变更。

[工业上的可利用性]

本发明用于包含玻璃、硅、陶瓷、化合物半导体等脆性材料的基板的切断。

[符号的说明]

A 分断装置

M 基板

P 间隔

S 划线

1a、1b 输送带

2 划线形成部件

2a 刀轮

2b 激光照射部

2c 冷却机构

3 切断部件

3a 上滚子

3b 下滚子

4 刻划头

5 上部导件

6 下部导件

Claims (6)

1.一种基板分断方法，其特征在于具备：

划线形成部件，一面移动一面在基板表面加工划线；以及切断部件，一面移动一面切断所述划线；

所述切断部件包括：一对上滚子，横跨所述划线抵接在其左右位置的基板上；以及下滚子，配置在比所述上滚子靠其移动方向的后方侧，在与设置有所述划线的面相反侧的面抵接在相对于划线的部位；

通过使所述划线形成部件相对于基板移动而在基板表面加工划线，

跟随在所述划线之后，一面使所述切断部件相对于基板移动一面将所述上滚子及所述下滚子压抵在基板，由此使基板弯曲并沿着所述划线而将基板切断。

2.根据权利要求1所述的基板分断方法，其中所述划线形成部件为刀轮，通过使该刀轮一面压抵在所述基板一面转动而形成所述划线。

3.根据权利要求1所述的基板分断方法，其中所述划线形成部件为对所述基板表面照射激光束而形成划线的激光照射部，该激光照射部具备将照射之后的激光点冷却的冷却机构。

4.一种基板分断装置，具备：

划线形成部件，一面相对于基板移动一面在基板表面加工划线；以及

切断部件，在该划线形成部件的移动方向后方侧，一面相对于所述基板移动一面切断所述划线；

所述切断部件包括：一对上滚子，横跨所述划线抵接在其左右位置的基板上；以及下滚子，配置在比所述上滚子靠其移动方向的后方侧，在与设置有所述划线的面相反侧的面抵接在相对于划线的部位；并形成为通过使所述上滚子及所述下滚子压抵在基板而使基板弯曲，并沿着所述划线而将基板切断。

5.根据权利要求4所述的基板分断装置，其中所述划线形成部件为一面压抵所述基板表面一面转动的刀轮。

6.根据权利要求4所述的基板分断装置，其中所述划线形成部件为对所述基板表面照射激光束的激光照射部，该激光照射部具备将照射之后的激光点冷却的冷却机构。