CN106182467A - 脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法及基板断开方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法及基板断开方法，其能够在脆性材料基板上高可靠性地形成垂直裂纹。在脆性材料基板上形成垂直裂纹的方法包括：槽线形成工序，在一个主面上形成槽线，槽线是线状的槽部；以及辅助线形成工序，通过使划线轮压接滚动而形成与槽线交叉的辅助线，其中，划线轮在外周部具有等间距地设有多个槽的刀尖，在槽线形成工序中，将槽线形成为正下方维持无裂纹状态，在辅助线形成工序中，在使划线轮于水平面内以预定的倾斜角度从辅助线的形成前进方向倾斜的状态下形成辅助线，从而以两条线的交点为起点，产生从槽线起的垂直裂纹的扩展。

Description

脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法及基板断开方法

技术领域

本发明涉及用于断开脆性材料基板的方法，尤其涉及在断开脆性材料基板时形成垂直裂纹的方法。

背景技术

平板显示器面板或者太阳能电池面板等的制造流程一般包括断开由玻璃基板、陶瓷基板、半导体基板等脆性材料构成的基板(母基板)的工序。对于相关断开，广泛采用了使用金刚石刻刀、刀轮等划线工具在基板表面形成划线，并使裂纹(垂直裂纹)从该划线向基板厚度方向扩展的方法。当形成了划线时，垂直裂纹往往会在厚度方向上完全扩展而使基板断开，但是，垂直裂纹有时也会在厚度方向上仅局部扩展。在后者的情况下，当形成了划线之后会进行被称为断开工序的应力施加。通过断开工序使垂直裂纹在厚度方向上完全扩展下去，从而沿着划线将基板断开。

作为上述这样的通过形成划线来使垂直裂纹扩展的方法，已经公知的有：形成也被称为辅助线的、在使垂直裂纹扩展时成为起点(触发)的线状加工痕的方法(例如参照专利文献1)。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-74145号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

例如，像专利文献1中所公开的利用辅助线的方法与不利用辅助线的方法相比，具有在形成断开用的划线时可减小刀轮、金刚石刻刀等划线工具施加于基板的力(冲击)的优点。例如，即使是在作用垂直裂纹不易扩展这样的弱的力(负荷)来形成划线的方式中，也能够以辅助线为触发，使垂直裂纹从划线理想地扩展。

不过，对于尤其是批量生产的制造工序中所进行的脆性材料基板的断开，要求高的成品率(确实的断开)，但专利文献1中公开的技术未必能够保证以辅助线为起点使垂直裂纹可靠地扩展。

本发明是鉴于上述技术问题而作出的，其目的在于，提供一种能够在脆性材料基板的预定断开位置上高可靠性地形成垂直裂纹的方法。

用于解决技术问题的方案

为了解决上述技术问题，根据本发明第一方面的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法是用于在厚度方向上断开脆性材料基板时，于断开位置形成垂直裂纹的方法，其特征在于，包括：槽线形成工序，在所述脆性材料基板的一个主面上形成槽线，所述槽线是线状的槽部；以及辅助线形成工序，通过使划线轮在所述一个主面上压接滚动而形成辅助线，所述划线轮在外周部具有等间距地设有多个槽的刀尖，所述辅助线是与所述槽线交叉的加工痕，在所述槽线形成工序中，以在所述槽线的正下方维持无裂纹状态的方式形成所述槽线，在所述辅助线形成工序中，在使所述划线轮于水平面内以预定的倾斜角度从所述辅助线的形成前进方向倾斜的状态下形成所述辅助线，并且，以所述槽线与所述辅助线的交点为起点，使垂直裂纹从所述槽线起向所述脆性材料基板的厚度方向扩展。

本发明的第二方面在上述第一方面的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法的基础上，其特征在于，在所述辅助线形成工序中，使得随着所述辅助线的形成，在所述脆性材料基板内部的所述辅助线的侧方产生存在多个辅助裂纹的内部裂纹区域，并且，规定所述槽线与所述辅助线的形成位置，以使所述内部裂纹区域形成在所述槽线上的垂直裂纹的预定扩展方向一侧。

本发明的第三方面在上述第二方面的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法的基础上，其特征在于，以所述辅助线在与所述槽线上的垂直裂纹的预定扩展方向相反的一侧附近与所述槽线交叉的方式来形成所述辅助线。

本发明的第四方面在上述第二方面或上述第三方面的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法的基础上，其特征在于，在所述辅助线形成工序中，使所述划线轮的前进方向前侧于水平面内从所述辅助线的形成前进方向朝与所述槽线上的垂直裂纹的预定扩展方向相反的一侧倾斜。

本发明的第五方面在上述第一方面至上述第四方面的任一方面的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法的基础上，其特征在于，所述倾斜角度在1.0°以上2.5°以下。

本发明的第六方面在上述第一方面至上述第五方面的任一方面的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法的基础上，其特征在于，在形成所述槽线之后形成所述辅助线。

根据本发明第七方面的脆性材料基板的断开方法是用于在厚度方向上断开所述脆性材料基板的方法，其特征在于，包括：垂直裂纹形成工序，通过上述第一方面至上述第六方面的任一方面的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法，在所述脆性材料基板上形成所述垂直裂纹；以及断开工序，沿所述垂直裂纹断开所述脆性材料基板。

发明效果

根据上述第一方面至第七方面，能够在脆性材料基板的预定断开位置上使垂直裂纹高可靠性地扩展，因此，能够在该断开位置可靠地断开脆性材料基板。

附图说明

图1是划线装置100的简要构成示意图。

图2是部分A处的划线轮51的放大图。

图3是划线装置100中的划线轮51的姿势示意图。

图4是例示形成了槽线TL之后的情形的脆性材料基板W的俯视图。

图5的(a)和(b)是用于形成槽线TL的金刚石刻刀150的简要构成示意图。

图6是包括槽线TL的垂直截面的zx局部截面图。

图7是例示形成辅助线AL时的情形的脆性材料基板W的俯视图。

图8是例示垂直裂纹VC随着辅助线AL的形成进行扩展的情形的脆性材料基板W的俯视图。

图9是例示垂直裂纹VC随着辅助线AL的形成进行扩展的情形的脆性材料基板W的俯视图。

图10是包括槽线TL和垂直裂纹VC的垂直截面的zx局部截面图。

图11的(a)和(b)是示出形成垂直裂纹VC时辅助线AL附近的情形的示意图。

图12的(a)和(b)是将倾斜角度θ设为1.4°来形成辅助线AL而成的脆性材料基板W的拍摄例。

图13的(a)和(b)是将倾斜角度θ设为2.5°来形成辅助线AL而成的脆性材料基板W的拍摄例。

图14是针对实施例的不同的各倾斜角度θ，相对于形成辅助线AL时所施加的负荷对VC成立率进行了标示而得的图表。

图15是参照例中的脆性材料基板W的俯视图。

图16是针对参照例，相对于形成辅助线AL时所施加的负荷对VC成立率进行了标示而得的图表。

具体实施方式

＜划线装置＞

图1是简要示出本发明实施方式中使用的划线装置100的构成的图。一般情况下，划线装置100在沿厚度方向DT将玻璃基板、陶瓷基板、半导体基板等脆性材料基板W于预定断开位置断开而使其小尺寸化时使用，但在本实施方式中，将划线装置100用于辅助线AL(参照图7等)的形成中，为了在脆性材料基板W的一个主面SF1侧的断开位置处使垂直裂纹扩展而进行该辅助线AL的形成。需要说明的是，在本实施方式中，辅助线AL是指形成在与形成于主面SF1侧的断开位置上的槽线TL(参照图4等)交叉的位置、且在使垂直裂纹于槽线TL的正下方扩展时作为起点(触发)的加工痕。并且，槽线TL是其正下方为垂直裂纹的形成位置的细微的线状槽部(凹部)。在后面详细说明辅助线AL和槽线TL。

划线装置100主要包括用于放置脆性材料基板W的工作台1、以及用于保持划线工具50的划线头2。

划线装置100包括未图示的工作台移动机构和划线头移动机构中之一或者双方，通过配备这些机构，从而在划线装置100中，划线头2能够在保持有划线工具50的状态下相对于工作台1在水平面内相对移动。下面，为了便于说明，假设在进行划线动作时，划线头2朝图1所示的划线方向DP相对于工作台1进行移动。

划线工具50是用于对脆性材料基板W进行划线的工具。划线工具50具有划线轮(刀轮)51、销52以及支架53。

划线轮51呈圆盘状(算盘珠状)，具有沿着其外周的刀尖PF。图2是图1所示部分A处的划线轮51的放大图。如图1所示，划线轮51的外周整体上看呈均匀的圆形，但是，实际上，如图2所示，其上等间距地设有多个细微的槽G。即、划线轮51是所谓的带槽轮。需要注意的是，在除了槽G之外的部位，刀尖PF呈包括棱线和夹着棱线的一对倾斜面的截面观察时基本为三角形的形状。

划线轮51典型地具有数mm左右的直径，并具有数百个左右的数μm左右深度的槽G。销52垂直插入划线轮51的轴中心AX的位置。支架53由划线头2保持，并以划线轮51能够绕轴中心AX旋转的方式支撑插入划线轮51的销52。即、支架53对与销52形成为一体的划线轮51进行轴支承，使其能够绕轴中心AX旋转。更详细地，支架53水平地支撑销52，以使划线轮51的刀尖PF(外周部)所成的面沿竖直方向延伸。

刀尖PF例如用超硬合金、烧结金刚石、多晶金刚石或者单晶金刚石等硬质材料形成。从减小上述的棱线及倾斜面的表面粗糙度的角度出发，也可以整个划线轮51由单晶金刚石制成。

在具有上述这样构成的划线装置100中，在使划线轮51压接于以另一个主面SF2为放置面水平放置并固定在工作台1上的脆性材料基板W的一个主面(下面也称为上表面)SF1的状态下，使保持划线工具50的划线头2向划线方向DP移动。于是，压接于脆性材料基板W的状态的划线轮51在刀尖PF进入脆性材料基板W一点的状态下沿箭头RT所示的方向绕轴中心AX滚动。由此，随着该划线轮51的压接滚动，在脆性材料基板W的上表面SF1上产生沿划线轮51的移动方向的塑性变形。在本实施方式中，将产生该塑性变形的划线轮51的压接滚动动作称为划线轮51的划线动作。需要说明的是，可以通过划线头2所具有的未图示的负荷调节机构来调节将划线轮51压接于上表面SF1时划线轮51所施加在脆性材料基板上的负荷。

图3是示出划线装置100中的划线轮51的姿势(倾斜)的图。在本实施方式中，以划线方向DP为基准方向，将划线轮51在保持于划线头2的状态下相对于划线方向DP在水平面内向顺时针方向倾斜角度θ时的角度θ定义为划线轮51的倾斜角度。倾斜角度θ还是划线轮51的刀尖PF(棱线)所成的竖直面与水平面的正交轴的延伸方向D1与划线方向DP所成的角度。

在本实施方式中，如上所述，在断开一个脆性材料基板W时形成辅助线AL，但将形成该辅助线AL时的倾斜角度θ有意设定为大于0°的值。需要注意的是，在该方式中，由于规定倾斜角度θ，从而辅助线AL形成为具有固有的性状，在后面将详细说明这一点。

具体地，在形成辅助线AL时，使用倾斜角度θ被设定在1.0°～2.5°的范围内的划线装置100。

需要说明的是，该划线轮51的倾斜既可以采用通过倾斜划线头2来实现的方式，也可以采用通过改变划线工具50在划线头2上的安装角度来实现的方式，还可以采用通过其它方式来实现的方式。

＜垂直裂纹的形成程序＞

接着，说明在本实施方式中进行的利用辅助线AL在断开位置处形成垂直裂纹的程序。图4至图10是阶段性示出该垂直裂纹的形成情形的图。在后面的说明中，以对矩形形状的脆性材料基板W事先设定有与一组对边平行的多个断开位置(断开线)的情况为例进行说明。并且，在各图中，带有以辅助线AL的形成前进方向为x轴正方向、以槽线TL的形成前进方向为y轴负方向、以竖直上方为z轴正方向的右手系xyz坐标。

首先，通过倾斜角度θ被设定为0°的划线工具50形成槽线TL。图4是例示槽线TL形成之后的情形的脆性材料基板W的俯视图(xy平面图)。图5是简要示出用于形成槽线TL的划线工具150的构成的图。图6是包括槽线TL的垂直截面的zx局部截面图。图4所示的槽线TL的形成位置相当于从脆性材料基板W的上表面SF1侧俯视观察脆性材料基板W时的断开位置。

在本实施方式中，形成槽线TL时使用包括金刚石刻刀151的划线工具150。金刚石刻刀151例如形成为如图5所示的棱锥台形状，设有顶面SD1(第一面)和包围顶面SD1的多个面。更加详细地，如图5的(b)所示，这些多个面包括侧面SD2(第二面)和侧面SD3(第三面)。顶面SD1、侧面SD2和SD3朝向互不相同的方向、且彼此相邻。在金刚石刻刀151中，通过由侧面SD2和SD3构成的棱线PS、以及顶面SD1、侧面SD2和SD3这三个面所成的顶点PP形成刀尖PF2。例如，如图5的(a)所示，金刚石刻刀151以在呈棒状(柱状)的长柄152的一端部侧顶面SD1在最下端部的方式被保持。

在使用划线工具150时，如图5的(a)所示，在将长柄152的轴向AX2从竖直方向朝移动方向DA前方(y轴正方向)倾斜了预定角度的状态下、换言之、以使顶面SD1朝向移动方向DA后方(y轴负方向)的姿势，使金刚石刻刀151抵接于脆性材料基板W的上表面SF1。之后，在保持该抵接状态的同时，向移动方向DA前方移动划线工具150，从而使金刚石刻刀151的刀尖PF2滑动。由此，产生沿着金刚石刻刀151的移动方向DA的塑性变形。在本实施方式中，将产生该塑性变形的金刚石刻刀151的滑动动作也称为金刚石刻刀151的划线动作。

如图4和图6所示，槽线TL是在脆性材料基板W的上表面SF1上形成为沿y轴方向延伸的细微的线状槽部。在使划线工具150的姿势相对于移动方向DA对称的状态下，使金刚石刻刀151滑动而在脆性材料基板W的上表面SF1上产生塑性变形，其结果，形成槽线TL。这时，如图6所示意性示出地，槽线TL大致形成为与其延伸方向垂直的截面的形状为线对称的槽部。

如图4所示，在脆性材料基板W的上表面SF1上规定的断开位置处，槽线TL沿着箭头AR1所示的y轴负方向从起点T1形成至终点T2。在后面的说明中，也将槽线TL中相对更接近起点T1的范围称为上游侧，将相对更接近终点T2的范围称为下游侧。

需要注意的是，在图4中，槽线TL的起点T1和终点T2设在与脆性材料基板W的端部分开一些的位置，但是，这并不是必须的方式，也可以根据作为断开对象的脆性材料基板W的种类、断开后的单片的用途等，适当地使任意一方或双方位于脆性材料基板W的端部位置。不过，与如图4所例示那样地将起点T1设为从端部分开一些的位置时相比，将起点T1设在脆性材料基板W的端部的方式会使施加于划线工具150的刀尖PF2的冲击增大，所以考虑到刀尖PF2的寿命这点以及产生意外的垂直裂纹这点，需要加以注意。

并且，多个断开位置各自上的槽线TL的形成既可以采用在包括一个划线工具150的未图示的加工装置中利用该划线工具150依次形成的方式，也可以采用使用多个槽线TL形成用加工装置同时并行地形成的方式。

在形成槽线TL时，将划线工具150施加的负荷(相当于从竖直上方将划线工具150压进脆性材料基板W的上表面SF1的力)设定为能够确实地形成槽线TL但又不会在脆性材料基板W的厚度方向DT上产生从该槽线TL起的垂直裂纹的扩展的程度(图6)。

换言之，以在槽线TL的正下方脆性材料基板W维持为在与槽线TL交叉的方向上连续连接的状态(无裂纹状态)的方式进行槽线TL的形成。需要说明的是，与此对应地形成槽线TL时，在脆性材料基板W的槽线TL附近(离槽线TL大致5μm～10μm程度以内的范围)，作为塑性变形的结果，会残留有内部应力。

例如，通过将划线工具150施加的负荷设定为比利用相同划线工具150形成伴有垂直裂纹扩展的划线时小的值而实现该槽线TL的形成。

在无裂纹状态下，即使形成有槽线TL，也不会发生从该槽线TL起的垂直裂纹的扩展，因此，即使假设对脆性材料基板W作用有弯曲力矩，与形成有垂直裂纹时相比，也不易发生沿着槽线TL的断开。

在形成槽线TL之后，通过包括倾斜角度θ被设定在1.0°～2.5°的范围内的划线工具50的划线装置100形成辅助线AL。图7是举例示出形成辅助线AL时的情形的脆性材料基板W的俯视图。图8和图9是举例示出垂直裂纹VC随着辅助线AL的形成进行扩展的情形的脆性材料基板W的俯视图。图10是包括槽线TL和垂直裂纹VC的垂直截面的zx局部截面图。

在本实施方式中，如图7所示，辅助线AL是在槽线TL的下游侧附近沿着箭头AR2所示的x轴正方向(与槽线TL正交)使脆性材料基板W的上表面SF1在从起点A1至终点A2的范围内产生塑性变形而形成的加工痕。

更详细地，以使箭头AR2所示的辅助线AL的形成前进方向与划线方向DP(x轴正方向)一致的方式进行辅助线AL的形成。因此，以划线轮51的前进方向前方向辅助线AL的形成位置的下游侧、即向y轴负方向侧倾斜的状态进行辅助线AL的形成。

这时，在划线轮51压接于脆性材料基板W的上表面SF1的状态下，划线头2向划线方向DP移动，从而产生划线轮51的滚动。其结果，辅助线AL形成为在x轴方向上断续的、倾斜角度θ越大则宽度越宽的加工痕(参照图12的(a)和图13的(a))，其截面形状为非对称(参照图12的(b))。需要说明的是，辅助线AL的形成也与形成槽线TL时同样，不以使垂直裂纹在其正下方扩展为目的，因此，在形成辅助线AL时，也可以将划线轮51所施加的负荷设定为比利用相同划线轮51形成伴有垂直裂纹扩展的划线时小的值。

如果在划线轮51所施加的负荷在预定的阈值以上的条件下进行上述方式的辅助线AL的形成，则每当辅助线AL与槽线TL交叉时，如图8的箭头AR3所示，从与各槽线TL的交点C的位置开始朝垂直裂纹VC的预定扩展方向(图8中为槽线TL的上游侧)依次产生如图10所示那样的、从槽线TL向脆性材料基板W的厚度方向DT的垂直裂纹VC的扩展。

最终地，如图9所示，在所有的断开位置处产生从槽线TL起的垂直裂纹VC的扩展。即、以辅助线AL的形成为契机(以辅助线AL为触发)，在至此之前虽形成有槽线TL但却是无裂纹状态的脆性材料基板W的各断开位置处形成从槽线TL延伸的垂直裂纹VC。

这是因为，当利用包括金刚石刻刀151的划线工具150形成了槽线TL时，将在槽线TL的正下方产生的垂直裂纹VC具有向存在顶面SD1一侧扩展的性质。即、在辅助线AL附近产生的垂直裂纹VC具有向特定的一方向扩展的性质。在以金刚石刻刀的顶面SD1配置于槽线TL上的上游侧的方式形成槽线TL的本实施方式中，形成辅助线AL之后，垂直裂纹VC向槽线TL的上游侧扩展，但不易在反方向上扩展。

按照该方式在断开位置上形成有垂直裂纹VC的脆性材料基板W被提供到未图示的预定的断开装置。在断开装置中，通过所谓的三点弯曲或者四点弯曲的方法对脆性材料基板W作用弯曲力矩，以此进行使垂直裂纹VC扩展至脆性材料基板W的下表面SF2的断开工序。经该断开工序，脆性材料基板W在断开位置处断开。

在上述那样的程序的情况下，断开位置上的槽线TL的形成未伴有垂直裂纹VC的扩展，因此，与现有的以在形成划线的同时形成垂直裂纹的方式来对断开位置进行划线的情况相比，具有能够降低施加在划线工具50上的负荷的优点。该优点有助于延长用于断开位置的断开的划线工具50的寿命。

＜垂直裂纹扩展的详情＞

图11是示出通过在形成槽线TL之后形成辅助线AL来形成垂直裂纹VC时的辅助线AL附近的情形的示意图。并且，图12和图13是形成有辅助线AL的脆性材料基板W的拍摄例。需要说明的是，图12是倾斜角度θ设为1.4°时的拍摄例，图13是倾斜角度θ设为2.5°时的拍摄例。

当在作为划线方向DP的x轴正方向(垂直于y轴的方向)上形成了辅助线AL时，则会在其整个形成位置上，在脆性材料基板W内部的、辅助线AL的y轴方向正侧(图11中是辅助线AL的图中上侧)的侧方形成存在以辅助线AL为起点的无数个辅助裂纹的内部裂纹区域CR。这在例如从上表面SF1侧观察脆性材料基板W的图12的(a)及图13的(a)中也得到确认。

更详细地，以将辅助线AL的任意位置为起点使其偏集(偏在)于从(+y、-z)的方向到-z方向的范围内的方式产生内部裂纹区域CR。这从图12的(b)及图13的(b)中也得到确认。当俯视观察上表面SF1时，在辅助线AL的y轴正方向侧的离辅助线AL最多大约几十μm左右的范围内形成内部裂纹区域CR。不过，因为辅助裂纹的形成是随机产生的现象，所以虽然比例小，但也会在其它范围内产生辅助裂纹，关于这一点在图11中省略了图示。

内部裂纹区域CR的形成涉及整个辅助线AL，所以在辅助线AL与槽线TL交叉的部位附近也会高概率地产生内部裂纹区域CR。如上所述，由于在槽线TL附近残留有内部应力，所以在将辅助线形成为了使得内部裂纹区域CR形成在槽线TL的垂直裂纹VC的预定扩展方向侧的情况下，以内部裂纹区域CR形成在存在残留内部应力的区域为契机，产生槽线TL附近的残留内部应力的释放。其结果，如图11的(b)中的箭头AR4所示，朝垂直裂纹VC的预定扩展方向(本实施方式中是槽线TL的上游侧)产生从槽线TL起的垂直裂纹VC的扩展。这便是根据上述的本实施方式的方法的垂直裂纹VC的扩展的详情。

而且，在根据本实施方式的方法中，如上所述，通过利用倾斜角度θ设为1.0°～2.5°的有意使其倾斜的划线轮51来形成辅助线AL，从而使内部裂纹区域CR偏集于与划线轮51在前进方向前方倾斜一侧相反的一侧，并且，设定辅助线AL和槽线TL的形成位置，以使断开位置在形成该内部裂纹区域CR的一侧延伸。由此，提高断开位置上垂直裂纹VC从槽线TL扩展的可靠性。即、本实施方式中所采用的利用有意使其倾斜的划线轮51来形成辅助线AL的方式具有限定垂直裂纹VC的扩展部位并提高该扩展的可靠性的效果。即、通过在断开脆性材料基板W时，根据其断开位置来规定划线轮51的倾斜方向以及辅助线AL的形成位置和槽线TL的形成位置，从而能够在该断开位置使垂直裂纹VC可靠地扩展。

需要说明的是，当θ小于1.0°时，不会产生内部裂纹区域CR的偏集，会降低裂纹扩展的可靠性，因此不优选。并且，倾斜角度θ越大，则形成辅助线AL时划线轮51的滚动越发困难，并且，存在易于出现碎渣的倾向。

如以上所说明的，根据本实施方式，当要在预定的断开位置断开脆性材料基板时，在对应于该断开位置的形成位置处以正下方不会产生垂直裂纹的条件形成槽线，并且，使用在水平面内有意使其倾斜的划线轮，以使辅助裂纹偏集于垂直裂纹VC的预定扩展方向、即槽线的上游侧的方式形成辅助线，从而能够在该断开位置使垂直裂纹高可靠性地扩展。由于可靠地形成垂直裂纹，从而在作为后续工序的断开工序中，能够在该断开位置可靠地断开脆性材料基板。在这种情况下，能够将形成槽线和辅助线时划线轮所施加的负荷设为比进行伴有垂直裂纹扩展的划线动作时小的值。

＜实施例＞

改变辅助线AL的形成条件进行了多次按照上述实施方式中所示的程序进行的槽线TL和辅助线AL的形成，并评价了垂直裂纹VC的扩展发生情况。作为脆性材料基板W，使用了0.3mm厚的玻璃基板。

具体地，将倾斜角度θ更改为1.4°、2.5°、4.9°这三个水平，将施加于划线轮51上的负荷更改为0.75N、1.1N、1.5N、1.9N、2.25N、2.6N、3.0N这七个水平，从而在合计21种条件下形成了辅助线AL。划线头2的移动速度设为100mm/sec。并且，作为划线轮51，使用了轮直径为1.8mm、厚度为0.65mm、销52的插通孔的直径为0.8mm、刀尖角度为100°、槽G的数量为300个、槽G的深度为3μm的划线轮。

并且，固定施加于划线工具150的负荷，对应辅助线AL的各种形成条件各形成了100条槽线TL。

图14是针对3种倾斜角度θ中的每一种倾斜角度，相对于形成辅助线AL时所施加的负荷对从共100条槽线TL起的垂直裂纹VC的扩展发生率(下面称为VC成立率)进行了标示而得的图表。

如图14所示，在倾斜角度θ为1.4°的情况下，当将施加于划线轮51的负荷设为1.1N以上时，获得了90％以上的VC成立率，在倾斜角度θ为2.5°的情况下，通过将施加于划线轮51的负荷设为1.5N以上，从而获得了95％以上的VC成立率。相对于此，当倾斜角度θ为4.9°时，VC成立率最高达到了90％左右。

这些结果表明，当倾斜角度θ为1.4°时，如果向划线轮51施加至少1.1N的负荷，则能够使垂直裂纹VC高概率地从槽线TL扩展，并且，当倾斜角度θ为2.4°时，如果向划线轮51施加至少1.5N的负荷，则能够使垂直裂纹VC高概率地从槽线TL扩展。并且，还表明了即使进一步增大倾斜角度θ，虽然也能够使垂直裂纹VC扩展，但是其可靠性降低。

此外，如果使用相同条件的划线轮51进行划线动作，并与划线的形成一道使垂直裂纹扩展，则至少需要施加3N～4N左右的负荷，因此，本实施例的结果还表明了，可通过施加比进行伴有垂直裂纹扩展的划线动作时划线轮51所施加的负荷小的负荷来形成辅助线AL。进一步而言，由于可以通过施加与形成辅助线AL时同等程度或更小的负荷来形成槽线TL，所以可以说，根据上述实施方式的方法是通过施加比直接以划线动作来使垂直裂纹扩展的方法更低的负荷即可实现垂直裂纹扩展的方法。

＜变形例以及参照例＞

上述实施方式中，在形成槽线TL之后形成辅助线AL，但是，也可以将槽线TL和辅助线AL的形成顺序颠倒。

并且，上述实施方式中，槽线TL和辅助线AL在脆性材料基板W的上表面SF1上正交，但这并不是必须的方式，只要能够理想地实现随着辅助线AL的形成而使垂直裂纹从槽线TL扩展，则槽线TL和辅助线AL也可以采用斜交叉的方式。

并且，上述实施方式中，在使长柄152的轴向AX2向移动方向DA前方倾斜的状态下、即以顶面SD1朝向移动方向DA后方的姿势来使金刚石刻刀151滑动，以此通过划线工具150形成槽线TL，但是，也可以代替上述方式而在使长柄152的轴向AX2向移动方向DA后方倾斜的状态下、即以顶面SD1朝向移动方向DA前方的姿势来使金刚石刻刀151滑动，以此来形成槽线TL。

或者，在上述实施方式中，使用金刚石刻刀151来形成槽线TL，但也可以代替上述方式而采用通过使划线轮压接滚动来形成槽线TL的方式。这时，作为划线轮，优选使用刀尖上未设有槽的划线轮。这例如可以通过下述方式实现：即、单独准备包括没有槽的划线轮的槽线TL形成用划线装置100、以及包括倾斜角度θ被固定设定在1.0°～2.5°的范围内的划线轮51的辅助线AL形成用划线装置100，分别利用这两装置来形成槽线TL和辅助线AL。

不过，在采用后两者的方式的情况下，与上述实施方式不同，垂直裂纹的预定扩展方向是槽线TL的下游侧。为此，在这些方式中，在将划线轮51倾斜成倾斜角度θ为负的状态下，于槽线TL的上游侧附近形成辅助线AL。更详细地，在划线轮51的前进方向前方朝辅助线AL的形成位置的下游侧、即y轴负方向侧倾斜的状态下进行辅助线AL的形成即可。

这时，也与上述实施方式同样，以使辅助裂纹AC偏集于作为垂直裂纹VC的预定扩展方向的槽线TL的下游侧的方式形成辅助线AL，由此，在垂直裂纹VC的预定扩展方向上理想地产生从槽线TL起的垂直裂纹的扩展。其结果，在形成有槽线TL的断开位置上能够使垂直裂纹高可靠性地扩展。

并且，图15是作为参照例示出的、改变上述实施方式中的位置关系来形成槽线TL和辅助线AL时的脆性材料基板W的俯视图。具体地，在图15所示的情况下，朝y轴正方向形成了槽线TL之后，在脆性材料基板W的y轴方向正侧的端部附近，如箭头AR2β所示地朝x轴正方向形成辅助线AL。这时，与上述实施方式以及实施例相反，在将划线轮51的前进方向前方向辅助线AL的形成位置的上游侧倾斜的状态下形成辅助线AL。换言之，以划线轮51的前进方向前方与槽线TL的延伸方向在同一侧的方式形成辅助线AL。因此，这时如果随着辅助线AL的形成而产生从槽线TL起的垂直裂纹VC的扩展，则在箭头AR3β所示的方向上、即在从槽线TL与辅助线AL的交点C朝向槽线TL的上游侧的方向上产生扩展。

图16是与上述实施例同样地将倾斜角度θ更改为1.4°、2.5°、4.9°三个水平来评价参照例的VC成立率，并相对于形成辅助线AL时所施加的负荷对所得到的VC成立率进行标示而得的图表。

如图16所示，在参照例中，在倾斜角度θ为2.5°的情况下，当施加于划线轮51的负荷在1.9N以上时，得到了95％以上的VC成立率，当倾斜角度θ为4.9°时，通过将施加于划线轮51的负荷设为1.9N以上而得到了100％的VC成立率。相对于此，当倾斜角度θ为1.4°时，只有负荷在3.0N时，VC成立率才超过90％。

即、该参照例中的倾斜角度θ和VC成立率的关系与上述实施例中的关系相反。并且，可以确认，当倾斜角度θ为2.5°时，在实施例和参照例两者中都存在能够高可靠性地扩展垂直裂纹VC的负荷范围。这表明，内部裂纹区域CR的形成位置(与辅助线AL的形成位置的关系)依赖于倾斜角度θ的值，所以认为其给出了根据倾斜角度θ能够控制产生垂直裂纹VC扩展的方向的可能性的启示。不过，如上所述，如果增大倾斜角度θ的值，则容易发生碎渣，所以从实用角度出发，优选如上述实施方式所示地将倾斜角度θ规定在1.0°～2.5°的范围。

符号说明

1：工作台

2：划线头

50、150：划线工具

51：划线轮

52：销

53：支架

100：划线装置

151：金刚石刻刀

152：长柄

A1：(辅助线AL的)起点

A2：(辅助线AL的)终点

AL：辅助线

AX：轴中心

C：(槽线TL与辅助线AL的)交点

CR：内部裂纹区域

DP：划线方向

PF：(划线轮51的)刀尖

SF1：(脆性材料基板W的)一个主面(上表面)

SF2：(脆性材料基板W的)另一个主面(下表面)

T1：(槽线TL的)起点

T2：(槽线TL的)终点

TL：槽线

VC：垂直裂纹

W：脆性材料基板

Claims (7)

1.一种脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法，用于在厚度方向上断开脆性材料基板时，于断开位置形成垂直裂纹，其特征在于，包括：

槽线形成工序，在所述脆性材料基板的一个主面上形成槽线，所述槽线是线状的槽部；以及

辅助线形成工序，通过使划线轮在所述一个主面上压接滚动而形成辅助线，所述划线轮在外周部具有等间距地设有多个槽的刀尖，所述辅助线是与所述槽线交叉的加工痕，

在所述槽线形成工序中，以在所述槽线的正下方维持无裂纹状态的方式形成所述槽线，

所述辅助线形成工序中，在使所述划线轮于水平面内以预定的倾斜角度从所述辅助线的形成前进方向倾斜的状态下形成所述辅助线，

并且，以所述槽线与所述辅助线的交点为起点，使垂直裂纹从所述槽线起向所述脆性材料基板的厚度方向扩展。

2.根据权利要求1所述的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法，其特征在于，

在所述辅助线形成工序中，使得随着所述辅助线的形成，在所述脆性材料基板的内部的、所述辅助线的侧方产生存在多个辅助裂纹的内部裂纹区域，

并且，规定所述槽线与所述辅助线的形成位置，以使所述内部裂纹区域形成在所述槽线上的垂直裂纹的预定扩展方向一侧。

3.根据权利要求2所述的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法，其特征在于，

以所述辅助线在与所述槽线上的垂直裂纹的预定扩展方向相反的一侧附近与所述槽线交叉的方式来形成所述辅助线。

4.根据权利要求2或3所述的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法，其特征在于，

在所述辅助线形成工序中，使所述划线轮的前进方向前侧于水平面内从所述辅助线的形成前进方向朝与所述槽线上的垂直裂纹的预定扩展方向相反的一侧倾斜。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法，其特征在于，

所述倾斜角度在1.0°以上2.5°以下。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法，其特征在于，

在形成所述槽线之后形成所述辅助线。

7.一种脆性材料基板的断开方法，用于在厚度方向上断开所述脆性材料基板，其特征在于，包括：

垂直裂纹形成工序，通过权利要求1至6中任一项所述的脆性材料基板中垂直裂纹的形成方法，在所述脆性材料基板上形成所述垂直裂纹；以及

断开工序，沿所述垂直裂纹断开所述脆性材料基板。