CN105621875A - 脆性基板的切断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及脆性基板的切断方法。进行沿在其正下方无裂痕且利用低负荷形成的沟槽线的切断。通过使刀尖移动而在脆性基板11的表面SF1上以获得无裂痕状态的方式形成经由一点N2延伸的沟槽线TL。沿在一点N2与沟槽线TL交叉的线BL分离脆性基板11，露出沟槽线TL的端面SE是以维持无裂痕状态的方式形成。使端面SE的表面粗糙度增大。其次，沿沟槽线TL切断脆性基板11。

Description

脆性基板的切断方法

技术领域

本发明涉及脆性基板的切断方法。

背景技术

在平板显示器面板或太阳能电池面板等电气设备的制造中，常常需要将玻璃基板等脆性基板切断。首先在基板上形成划线，其次沿该划线切断基板。划线可通过使用刀尖机械性对基板进行加工而形成。通过刀尖在基板上滑动或滚动而在基板上形成由塑性变形所致的沟槽，并同时在该沟槽的正下方形成有垂直裂痕。其后，实施称为切断步骤的应力赋予。由此通过使所述垂直裂痕完全沿厚度方向前进而切断基板。

切断基板的步骤相对较多的是于在基板形成划线的步骤后不久进行。然而，也提出在形成划线的步骤与切断步骤之间进行加工基板的步骤。

例如根据国际公开第2002/104078号的技术，在有机EL(electroluminescence，电致发光)显示器的制造方法中，在安装密封顶盖之前，针对成为各有机EL显示器的每一区域而在玻璃基板上形成划线。因此，可避免于在设置密封顶盖之后在玻璃基板上形成划线时成为问题的密封顶盖与玻璃切割器的接触。

此外，例如根据国际公开第2003/006391号的技术，在液晶显示面板的制造方法中，将2个玻璃基板在形成划线之后加以贴合。由此能够在1次切断步骤中同时将2片脆性基板切断。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]国际公开第2002/104078号

[专利文献2]国际公开第2003/006391号

发明内容

[发明所欲解决的问题]

根据所述以往的技术，对脆性基板的加工是在形成划线之后进行，通过其后的应力赋予而进行切断步骤。此意味着在对脆性基板加工时沿划线全体既已存在有垂直裂痕。由此，在加工中意外产生该垂直裂痕在厚度方向上的进一步伸展，由此在加工中本该一体的脆性基板有可能分离。此外，即便于未在划线的形成步骤与基板的切断步骤之间进行基板的加工步骤的情况下，通常在划线的形成步骤之后且基板的切断步骤之前需要搬送或保管基板，此时基板也有时会意外地被切断。

为解决所述问题，本发明者开发出独自的切断技术。根据该技术，首先形成未在正下方具有裂痕的沟槽线作为规定将脆性基板切断的位置的线。通过形成有沟槽线而规定将脆性基板切断的位置。其后，只要维持沟槽线的正下方不存在裂痕的状态，则不易产生沿沟槽线的切断。通过使用该状态，能够预先规定将脆性基板切断的位置，并且也能够防止脆性基板在应切断的时间点之前意外切断。

如上所述，沟槽线与通常的划线相比更难以产生沿其的切断。此意味着在防止沿沟槽线的意外切断的方面有用，但另一方面，意味着在进行沿沟槽线的有意图的切断中，需要特别适于产生沿沟槽线的裂痕的处理。本发明者作为所述处理之一而已发现能够使用沿与沟槽线交叉的线切断脆性基板的处理。然而，于在形成沟槽线时对刀尖施加的负荷相对较小的情况下，在所述处理中，有时不会产生沿沟槽线的裂痕。存在因更切实地防止意外切断、或刀尖长寿命化的理由而要求降低负荷的情况。由此即便在该情况下，也要求能够沿沟槽线产生裂痕的处理。

本发明是为解决以上问题而完成者，其目的在于提供即便在利用低负荷形成沟槽线的情况下也可进行沿其正下方不具有裂痕的沟槽线的切断的脆性基板的切断方法。

[解决问题的技术手段]

脆性基板的切断方法具有以下步骤。

通过使刀尖一面向脆性基板的表面上按压一面移动而在表面上产生塑性变形，由此在表面上形成经由一点而延伸的沟槽线。形成沟槽线的步骤是以获得在沟槽线的正下方脆性基板在与沟槽线交叉的方向上连续性地连结的状态即无裂痕状态的方式进行。

通过沿在脆性基板的表面上的一点与沟槽线交叉的线分离脆性基板而形成有露出沟槽线的端面。分离脆性基板的步骤是以维持无裂痕状态的方式进行。

使端面的表面粗糙度增大。在使端面的表面粗糙度增大之后，沿沟槽线切断脆性基板。切断脆性基板的步骤包括通过对在端面上露出沟槽线的部位施加应力而使裂痕以部位为起点沿沟槽线伸展的步骤。

[发明的效果]

根据本发明，使露出沟槽线的端面的表面粗糙度增大。由此，易于产生以在端面上露出沟槽线的部位为起点的裂痕。由此，即便在利用低负荷形成沟槽线的情况下也可进行沿其正下方不具有裂痕的沟槽线的切断。

附图说明

图1是概略性地表示本发明的实施方式1的脆性基板的切断方法的流程图。

图2是概略性地表示本发明的实施方式1的脆性基板的切断方法的一步骤的俯视图。

图3是沿图2的线IIIA-IIIA的概略部分剖视图，(A)为表示无裂痕状态的沟槽线的图，及(B)为表示其比较例的图。

图4是概略性地表示本发明的实施方式1的脆性基板的切断方法的一步骤的俯视图。

图5是图4的箭头V的视野下的脆性基板的端面的概略部分侧视图。

图6是概略性地表示本发明的实施方式1的脆性基板的切断方法的一步骤的剖视图。

图7是概略性地表示本发明的实施方式1的脆性基板的切断方法的一步骤的剖视图。

图8是图7的箭头VIII的视野下的概略部分侧视图。

图9是概略性地表示本发明的实施方式1的脆性基板的切断方法的一步骤的剖视图。

图10是概略性地表示本发明的实施方式1的脆性基板的切断方法的一步骤的剖视图。

图11(A)是概略性地表示本发明的实施方式1的脆性基板的切断方法中所使用的划线器具的构成的侧视图，及(B)是与图11(A)的箭头XI对应的视野下的刀尖的仰视图。

图12(A)是概略性地表示图11的变形例的划线器具的构成的侧视图，及(B)是与图12(A)的箭头XII对应的视野下的刀尖的仰视图。

图13是概略性地表示本发明的实施方式2的脆性基板的切断方法的一步骤的俯视图。

图14是概略性地表示本发明的实施方式2的脆性基板的切断方法的一步骤的俯视图。

图15是概略性地表示本发明的实施方式2的脆性基板的切断方法中所使用的划线器具的构成的侧视图。

图16(A)是概略性地表示图15的划线轮及销的构成的前视图，及(B)是图16(A)的部分放大图。

具体实施方式

以下，基于图式对本发明的各实施方式的脆性基板的切断方法进行说明。另外，在以下的图式中对相同或相当的部分附上相同参照编号，且不重复其说明。

(实施方式1)

图1是概略性地表示本实施方式的玻璃基板11(脆性基板)的切断方法的流程图。图2是概略性地表示步骤S20(图1)后不久的状态的俯视图。

首先，准备玻璃基板11(图1：步骤S10)。玻璃基板11具有上表面SF1(表面)、及其相反面即下表面。此外，准备设置有刀尖的划线器具，下文会进行详细叙述。

其次，使刀尖一面向玻璃基板11的上表面SF1上按压一面移动。由此在上表面SF1上产生塑性变形。其结果，在上表面SF1上形成从点N1经由点N2(一点)向点N3延伸的沟槽线TL(图1：步骤S20)。在形成沟槽线TL时，刀尖在点N2上向划线方向DL(一方向)移动。另外，点N1～N3表示上表面SF1上的位置。

通过根据需要重复所述沟槽线TL的形成步骤，而可形成所期望的数量的沟槽线TL。图2例示形成有3个沟槽线TL的情况。

参照图3(A)，形成沟槽线TL的步骤是以获得在沟槽线TL的正下方玻璃基板11在与沟槽线TL交叉的方向DC上连续性地连结的状态(称为无裂痕状态)的方式进行。

另外图3(B)表示未处于无裂痕状态的沟槽线TL。在该状态下，玻璃基板11通过在沟槽线TL的正下方沿沟槽线TL延伸的裂痕线CL，而在与沟槽线TL交叉的方向DC上切断。为切断玻璃基板而形成的以往的典型的划线伴随有裂痕线CL，并非为以无裂痕状态形成者。

其次，沿在玻璃基板11的上表面SF1上的点N2与沟槽线TL交叉的线BL分离玻璃基板11。该分离例如可通过沿线BL的通常的划线的形成、及其后的通常的切断步骤而进行。

参照图4，通过所述分离而形成有露出沟槽线TL的端面SE(图1：步骤S30)。在露出沟槽线TL的部位上的端面SE的法线方向(法线向量)DN具有划线方向DL(图2)的成分。法线方向DN与划线方向DL优选大致相同。

参照图5，分离玻璃基板11的步骤是以维持无裂痕状态的方式进行。因此，在形成所述沟槽线TL时对刀尖施加的负荷只要为足以在上表面SF1上产生塑性变形的大小但又不过度大即可。

其次，使端面SE的表面粗糙度增大。该步骤能够通过对端面SE的至少露出沟槽线TL的部位进行伴随有微小破碎的机械加工而进行，具体而言，能够通过对端面SE的露出沟槽线TL的部位进行磨削而进行。该磨削例如能够使用锉刀或带轴磨石等工具进行。

其次，沿沟槽线TL切断玻璃基板11(图1：步骤S40)。在该目的下，通过对在端面SE上露出沟槽线TL的部位施加应力的切断步骤，而使裂痕以该部位为起点沿沟槽线TL伸展。切断步骤可根据沟槽线TL的数量而进行多次。以下，对优选的切断步骤的详细内容进行说明。

参照图6，以玻璃基板11的上表面SF1隔着衬垫物81而与载台80对向的方式，将形成有沟槽线TL的玻璃基板11(图2)隔着衬垫物81而载置在载台80上。衬垫物81包含较玻璃基板11及载台80的材料更易于变形的材料。

参照图7及图8来准备切断杆85。切断杆85优选如图8所示般具有以能够局部性地按压玻璃基板11的表面的方式突出的形状，在图8中具有大致V字状的形状。如图7所示般，该切断杆85的突出部分呈直线状延伸。

其次，使切断杆85接触于玻璃基板11的下表面SF2的一部分。该接触部分从玻璃基板11的端面SE离开。

其次，如箭头CT1所示般，所述接触部分沿沟槽线TL扩展，且向端面SE的侧靠近。在所述的最初接触时，或通过继其后的接触部分的扩展，而产生切断杆85在下表面SF2上接触于与沟槽线TL对向的部分、且从端面SE离开的状态。

参照图9，如箭头CT2所示般，所述接触部分到达玻璃基板11的端面SE。由此对端面SE施加应力。其结果，产生以在端面SE上露出沟槽线TL的部位(图5)为起点的裂痕。该裂痕沿沟槽线TL伸展(参照图10的箭头PR)。

通过以上切断步骤而进行玻璃基板11的切断。

参照图11(A)及(B)，接下来对本实施方式中所使用的优选的划线器具50进行说明。划线器具50通过利用安装于划线头(未图示)来相对于玻璃基板11相对性地移动而对玻璃基板11进行划线。划线器具50具有刀尖51及柄52。刀尖51被保持于柄52。

在刀尖51设置有顶面SD1(第1面)、及包围顶面SD1的多个面。这些多个面包含侧面SD2(第2面)及侧面SD3(第3面)。顶面SD1、侧面SD2及SD3朝向互不相同的方向，且相互相邻。刀尖51具有顶面SD1、侧面SD2及SD3合流的顶点，由该顶点构成刀尖51的突起部PP。此外，侧面SD2及SD3形成构成刀尖51的侧部PS的棱线。侧部PS从突起部PP呈线状延伸。此外，侧部PS如上所述为棱线，因此具有呈线状延伸的凸形状。

刀尖51优选为金刚石尖。即优选刀尖51由金刚石制成。该情况下，能够容易地使硬度较高且使表面粗糙度较小。更优选刀尖51由单晶金刚石制成。在结晶学上而言，进而优选顶面SD1为{001}面，侧面SD2及SD3的各者为{111}面。该情况下，侧面SD2及SD3虽然具有相异的方向，但在结晶学上为相互等效的结晶面。

另外，也可使用不为单晶的金刚石，例如，也可使用利用CVD(ChemicalVaporDeposition，化学气相沉积)法合成的多晶金刚石。或者，也可使用由微粒石墨或非石墨状碳在不包含铁族元素等结合材的情况下进行烧结而成的多晶金刚石，或通过铁族元素等结合材使金刚石粒子结合的烧结金刚石。

柄52沿轴方向AX延伸。刀尖51优选以顶面SD1的法线方向大致沿轴方向AX的方式安装在柄52上。

在划线器具50应用于本实施方式的情况下，被按压的刀尖51在上表面SF1上向前进方向DA滑动。前进方向DA为将从突起部PP沿侧部PS延伸的方向投影至上表面SF1上而成的方向，大致对应于将轴方向AX向上表面SF1上投影而成的方向。另外，当使用与前进方向DA相反的前进方向DB时，在本实施方式中难以产生沿沟槽线TL的裂痕。推测该方向相依性起因于由形成沟槽线TL所致产生的玻璃基板11内的应力的分布。

参照图12(A)及(B)，也可使用划线器具50v来作为变形例。划线器具50v的刀尖51v呈具有顶点及圆锥面SC的圆锥形状。刀尖51v的突起部PPv由顶点构成。刀尖的侧部PSv是从顶点沿在圆锥面SC上延伸的假想线(图21(B)的虚线)而构成。由此，侧部PSv具有呈线状延伸的凸形状。

根据本实施方式，使露出沟槽线TL的端面SE(图5)的表面粗糙度增大。由此，易于产生以在端面SE上露出沟槽线TL的部位为起点的裂痕。由此，即便在以低负荷形成沟槽线TL的情况下，也可沿在其正下方不具有裂痕的沟槽线TL(图3(A))进行切断。

(实施方式2)

参照图13，与实施方式1(图2)大致相同地在玻璃基板11的上表面SF1上形成沟槽线TL。其中对用于形成沟槽线TL而言优选的划线器具、或其刀尖的姿势，在实施方式1及2之间互不相同。下文对该点的详细内容进行叙述。

其次，与实施方式1相同沿线BL分离玻璃基板11。

参照图14，通过所述分离而形成有露出沟槽线TL的端面SE。在露出沟槽线TL的部位上的端面SE的法线方向DN，在本实施方式中具有与划线方向DL(图13)为相反方向的成分。法线方向DN与划线方向DL优选大致相反。

其次，进行与实施方式1大致相同的步骤。即，使端面SE的表面粗糙度增大，继而沿沟槽线TL切断玻璃基板11。

参照图15，其次，说明对在本实施方式中使用而言优选的划线器具50R。划线器具50R具有划线轮51R、支座52R、及销53。划线轮51R具有大致圆盘状的形状，其直径典型的是为数mm左右。划线轮51R是能够绕旋转轴RX旋转地经由销53而被保持于支座52R。

划线轮51R具有设置有刀尖的外周部PF。外周部PF绕旋转轴RX呈圆环状延伸。外周部PF如图16(A)所示般，在目视级别上呈棱线状峭立，由此构成包含棱线与倾斜面的刀尖。另一方面，在显微镜级别上，在划线轮51R通过向玻璃基板11内侵入而实际上作用的部分(图16(B)的较二点链线靠下方)，外周部PF的棱线具有微细的表面形状MS。表面形状MS在前视下(图16(B))，优选呈具有有限的曲率半径的曲线形状。

划线轮51R使用超硬合金、烧结金刚石、多晶金刚石或单晶金刚石等硬质材料而形成。在减小所述棱线及倾斜面的表面粗糙度的观点来看，划线轮51R全体也可由单晶金刚石制成。

为使用划线器具50R形成沟槽线TL(图15)，而使划线器具50R的刀尖在玻璃基板11的上表面SF1上向前进方向DB移动(参照图15)。换言之，使刀尖在玻璃基板11的上表面SF1上滚动(箭头RT)。

此时，对刀尖施加的负荷F具有与玻璃基板11的厚度方向DT平行的垂直成分Fp、及与上表面SF1平行的面内成分Fi。由划线轮51R的滚动所致的划线轮51R的前进方向DB与面内成分Fi的方向相同。换言之，划线方向DL(图13)与面内成分Fi的方向相同。

即便根据本实施方式，也可获得与实施方式1大致相同的效果。进而根据本实施方式，在形成沟槽线TL时能够使用划线轮51R。另外，当将划线轮51R应用于实施方式1时，与本实施方式相比，难以沿沟槽线TL产生裂痕。

另外，也可使用划线器具50或50v代替划线器具50R。该情况下，优选与实施方式1相反，不使用前进方向DA而使用其相反方向即前进方向DB。由此，更易于沿沟槽线TL产生裂痕。

所述各实施方式的脆性基板的切断方法可特佳地应用于玻璃基板，但脆性基板也可由除玻璃以外的材料制成。例如作为除玻璃以外的材料，也可使用陶瓷、硅、化合物半导体、蓝宝石或石英。

[符号的说明]

N2点(一点)

SF1上表面(表面)

SF2下表面

TL沟槽线

11玻璃基板(脆性基板)

50、50R、50v划线器具

51、51v刀尖

51R划线轮

85切断杆

Claims (7)

1.一种脆性基板的切断方法，其包括如下步骤：通过使刀尖一面向脆性基板的表面上按压一面移动而在所述表面上产生塑性变形，由此在所述表面上形成经由一点延伸的沟槽线；且形成所述沟槽线的步骤是以获得在所述沟槽线的正下方所述脆性基板在与所述沟槽线交叉的方向上连续性地连结的状态即无裂痕状态的方式进行；该脆性基板的切断方法进而包括如下步骤：

通过沿在所述脆性基板的所述表面上的所述一点与所述沟槽线交叉的线分离所述脆性基板，而形成露出所述沟槽线的端面；且分离所述脆性基板的步骤是以维持所述无裂痕状态的方式进行；该脆性基板的切断方法进而包括：

使所述端面的表面粗糙度增大的步骤；及

在使所述端面的表面粗糙度增大的步骤之后，沿所述沟槽线切断所述脆性基板的步骤；且切断所述脆性基板的步骤包括如下步骤：通过对在所述端面上露出所述沟槽线的部位施加应力而使裂痕以所述部位为起点沿所述沟槽线伸展。

2.根据权利要求1所述的脆性基板的切断方法，其中使所述端面的表面粗糙度增大的步骤包括对所述端面进行机械性加工的步骤。

3.根据权利要求2所述的脆性基板的切断方法，其中进行所述机械性加工的步骤包括对所述端面进行磨削的步骤。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的脆性基板的切断方法，其中在形成所述沟槽线的步骤中，所述刀尖向一方向移动过所述一点上，

在露出所述沟槽线的部位上的所述端面的法线方向具有所述一方向的成分。

5.根据权利要求4所述的脆性基板的切断方法，其中形成所述沟槽线的步骤包括使所述刀尖在所述脆性基板的所述表面上滑动的步骤。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的脆性基板的切断方法，其中在形成所述沟槽线的步骤中，所述刀尖向一方向移动过所述一点上，

在露出所述沟槽线的部位上的所述端面的法线方向具有与所述一方向相反的方向的成分。

7.根据权利要求6所述的脆性基板的切断方法，其中形成所述沟槽线的步骤包括使所述刀尖在所述脆性基板的所述表面上滚动的步骤。