CN106985293B - 脆性基板的截断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种将脆性基板沿沟槽线准确地截断的方法。准备脆性基板,其具有第一面及与第一面相反的第二面,该第一面设置有具有第一部分及第二部分的沟槽线。裂纹仅沿着第一部分及第二部分中的第二部分延伸。接下来,在支承部上介由第一弹性部件载置脆性基板的第一面。第一弹性部件比脆性基板及支承部都更富于弹性。接下来,将应力施加部件介由第二弹性部件向脆性基板的第二面按压。第二弹性部件比脆性基板和应力施加部件都更富于弹性。
Description
技术领域
本发明涉及一种脆性基板的截断方法。
背景技术
在平板显示器面板或太阳能电池板等电气设备的制造中,常常需要对玻璃基板等脆性基板进行截断。首先在基板上形成划分线(Scribe Line),接下来沿着该划分线截断基板。划分线可以通过使用刀尖对基板进行机械加工而形成。通过使刀尖在基板上滑动或滚动,在基板上形成由塑性变形所致的沟槽,同时在该沟槽的下方形成垂直裂纹。然后,实施被称为断开工序的应力赋予。由此使上述垂直裂纹沿厚度方向完全行进而截断基板。
截断基板的工序多是在对基板形成划分线的工序之后随即进行。但是也提出了在形成划分线的工序与断开工序之间进行加工基板的工序。
例如根据国际公开第2002/104078号的技术,在有机EL显示器的制造方法中,在装配封闭罩之前,针对要成为各有机EL显示器的每一区域在玻璃基板上形成划分线。因此,能够避免在设置封闭罩后在玻璃基板上形成划分线时构成问题的封闭罩与玻璃刀的接触。
另外,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,将两片玻璃基板在形成划分线后贴合。由此能够在一次断开工序中对两片脆性基板同时进行断开。
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
(一)要解决的技术问题
根据上述的现有技术,对脆性基板的加工是在划分线形成后进行,并通过之后的应力赋予来进行断开工序。这就意味着在对脆性基板加工时沿着划分线整体已经存在有垂直裂纹。由此,可能会在加工中意外地发生该垂直裂纹在厚度方向上进一步伸展,从而导致在加工中应为一体的脆性基板发生分离。另外,即使在划分线形成工序和基板断开工序之间不进行基板加工工序的情况下,通常也需要在划分线形成工序后且基板断开工序之前搬送或保管基板,此时也可能会使基板意外地截断。
为了解决上述技术问题,本发明人等开发出了独有的截断技术。根据该技术,作为规定截断脆性基板的位置的线,首先在其下方形成不具有裂纹的沟槽线。通过形成沟槽线来规定将脆性基板截断的位置。其后,只要保持在沟槽线下方不存在裂纹的状态,就不容易发生沿沟槽线的截断。通过利用该状态,不但可预先规定将脆性基板截断的位置,而且还能够防止脆性基板在应当截断时刻之前意外截断的情况。
如上所述,沟槽线与通常的划分线相比,不易发生沿着其的截断。由此,可防止脆性基板的意外截断,另一方面,也存在导致沿着沟槽线准确地进行脆性基板截断的难度较高的问题。
本发明是为了解如上所述的技术问题而完成的,其目的在于,提供一种脆性基板的截断方法,该方法能够沿着其下方不具有裂纹的沟槽线准确地进行截断。
(二)技术方案
本发明的脆性基板的截断方法具有以下工序。
a)准备脆性基板,该脆性基板具有第一面和第二面,并具有与第一面垂直的厚度方向,其中,第一面设置有具有第一部分及第二部分的沟槽线,第二面与第一面相反。仅在第一部分及第二部分中的第一部分的下方,脆性基板在与沟槽线交叉的方向上处于连续性地相连的状态,即无裂纹状态。裂纹仅沿着第一部分及第二部分中的第二部分延伸。
b)在支承部上介由第一弹性部件载置脆性基板的第一面。第一弹性部件比脆性基板及支承部都更富于弹性。
c)在工序b)之后,将应力施加部件介由第二弹性部件向脆性基板的第二面按压。第二弹性部件比脆性基板及应力施加部件都更富于弹性。
(三)有益效果
根据本发明,第一弹性部件比脆性基板及支承部都更富于弹性。另外,第二弹性部件比脆性基板及应力施加部件都更富于弹性。由此,首先沿着沟槽线的第二部分稳定地发生脆性基板的分离。然后,沿着沟槽线的第一部分稳定地发生脆性基板的进一步的分离。由此能够将脆性基板沿着沟槽线整体稳定地截断。
附图说明
图1为示意性地表示本发明实施方式1的脆性基板的截断方法的流程图。
图2为示意性地表示本发明实施方式1的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图3为沿图2的线III-III的示意剖视图。
图4为沿图2的线IVA-IVA的示意剖视图(A)、以及沿图2的线IVB-IVB的示意剖视图(B)。
图5为示意性地表示本发明实施方式1的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图6为沿图5的线VI-VI的示意剖视图。
图7为沿图5的线VII-VII的示意剖视图。
图8为示意性地表示本发明实施方式1的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图9为沿图8的线IX-IX的示意剖视图。
图10为沿图8的线X-X的示意剖视图。
图11为示意性地表示本发明实施方式1的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图12为示意性地表示本发明实施方式1的脆性基板的截断方法一个工序的剖视图。
图13为示意性地表示本发明实施方式1的脆性基板的截断方法一个工序的剖视图。
图14为沿图13的线XIV-XIV的示意性的局部剖视图。
图15为示意性地表示本发明实施方式1的脆性基板的截断方法一个工序的剖视图。
图16为示意性地表示本发明实施方式1的脆性基板的截断方法一个工序的剖视图。
图17为示意性地表示在本发明实施方式1的脆性基板的截断方法中使用的划线器具的结构的侧视图(A)、以及与图17中的(A)的箭头XVII对应的视野中的刀尖的仰视图(B)。
图18为示意性地表示本发明实施方式1的第一变形例的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图19为示意性地表示本发明实施方式1的第二变形例的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图20为示意性地表示本发明实施方式1的第三变形例的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图21为示意性地表示在本发明实施方式1的第四变形例的脆性基板的截断方法中使用的划线器具的结构的侧视图(A)、以及与图21中的(A)的箭头XXI对应的视野中的刀尖的仰视图(B)。
图22为示意性地表示本发明实施方式2的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图23为示意性地表示本发明实施方式2的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图24为示意性地表示本发明实施方式2的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图25为示意性地表示本发明实施方式2的第一变形例的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图26为示意性地表示本发明实施方式2的第一变形例的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图27为示意性地表示本发明实施方式2的第二变形例的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图28为示意性地表示本发明实施方式2的第三变形例的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图29为示意性地表示在本发明实施方式2的脆性基板的截断方法中使用的划线器具的结构的侧视图。
图30为示意性地表示图29的划线轮及销的结构的主视图(A)、和图30中的(A)的局部放大图(B)。
图31为示意性地表示本发明实施方式3的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图32为沿图31的线XXXII-XXXII的示意性的剖视图。
图33为示意性地表示本发明实施方式3的脆性基板的截断方法一个工序的剖视图。
图34为示意性地表示本发明实施方式3的脆性基板的截断方法一个工序的俯视图。
图35为示意性地表示本发明实施方式4的脆性基板的截断方法一个工序的局部剖视图。
附图标记说明
AL-辅助线;CL-裂纹线;HR-高载荷区间(第二部分);LR-低载荷区间(第一部分);SF1-第一面;SF2-第二面;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;80-载台(支承部);81、82-薄膜;85-断开棒(应力施加部件)。
具体实施方式
下面参照附图对本发明各实施方式的脆性基板的截断方法进行说明。此外,在以下图中对相同或相当的部分附上相同的附图标记且不进行重复说明。
(实施方式1)
(截断方法)
下面参照图1的流程图对本实施方式的脆性基板的截断方法进行说明。
参照图2~图4,准备玻璃基板11。玻璃基板11具有第一面SF1、以及与其相反的第二面SF2。另外,玻璃基板11具有与第一面SF1垂直的厚度方向DT。
另外,准备具有刀尖的划线器具。关于划线器具将在后面进行详述。
接下来,一边向玻璃基板11的第一面SF1上按压刀尖,一边使刀尖在第一面SF1上从始点N1经由途中点N2向终点N3移动。由此在玻璃基板11的第一面SF1上发生塑性变形。由此在第一面SF1上形成从始点N1经由途中点N2向终点N3延伸的沟槽线TL(图1:步骤S11)。在图2中,通过刀尖在方向DA上的移动,形成3个沟槽线TL。
形成沟槽线TL的工序包含:形成作为沟槽线TL一部分的低载荷区间LR(第一部分)的工序;以及形成作为沟槽线TL一部分的高载荷区间HR(第二部分)的工序。在图2中,从始点N1到途中点N2形成低载荷区间,从途中点N2到终点N3形成高载荷区间。在形成高载荷区间HR的工序中施加于刀尖的载荷高于在形成低载荷区间LR的工序中使用的载荷。反而言之,在形成低载荷区间LR的工序中施加于刀尖的载荷低于在形成高载荷区间HR的工序中使用的载荷,例如是高载荷区间HR载荷的30%~50%左右。因此,高载荷区间HR的宽度大于低载荷区间LR的宽度。例如,高载荷区间HR具有10μm的宽度,低载荷区间LR具有5μm的宽度。另外,高载荷区间HR的深度大于低载荷区间LR的深度。沟槽线TL的剖面例如具有角度为160°左右的V字形状。
形成沟槽线TL的工序,以可得到玻璃基板11在低载荷区间LR和高载荷区间HR两者的下方,在与沟槽线TL交叉的方向DC(图4中的(A)和(B))上连续地相连的状态,即无裂纹状态的方式进行。为此,施加于刀尖的载荷的大小程度是可使玻璃基板11发生塑性变形且不会发生以该塑性变形部为起点的裂纹。
接下来,仅沿着沟槽线TL的高载荷区间HR和低载荷区间LR中的高载荷区间HR产生裂纹(图1:步骤S12)。具体而言,进行以下工序。
参照图5~图7,首先在玻璃基板11的第一面SF1上形成与高载荷区间HR交叉的辅助线AL。辅助线AL带来在玻璃基板11的厚度方向上渗透的裂纹。辅助线AL可利用通常的划线方法来形成。
接下来,沿着辅助线AL使玻璃基板11分离。该分离可利用通常的断开工序来进行。以该分离为契机,玻璃基板11在厚度方向上的裂纹,仅沿着沟槽线TL的低载荷区间LR和高载荷区间HR中的高载荷区间HR伸展。
参照图8和图9,如上所述,裂纹仅沿着沟槽线TL的低载荷区间LR和高载荷区间HR中的高载荷区间HR产生。具体而言,在高载荷区间HR中因分离而新产生的边与途中点N2之间的部分上形成裂纹线CL。裂纹线CL的形成方向与沟槽线TL的形成方向DA(图2)相反。此外,在因分离而新产生的边与终点N3之间的部分上则难以形成裂纹线CL。该方向依赖性起因于高载荷区间HR形成时的刀尖状态,详情后述。
参照图10,由于裂纹线CL,在沟槽线TL的高载荷区间HR的下方,玻璃基板11在与沟槽线TL的延伸方向交叉的方向DC上连续性的相连断开。这里所说的“连续性的相连”,换言之即不被裂纹隔断的相连。此外,在如上所述连续性的相连断开的状态下,玻璃基板11的各部分彼此可以介由裂纹线CL的裂纹接触。另外,也可以在沟槽线TL的正下略微残留有连续性的相连。
如上所述,准备将要通过后述工序进行断开的玻璃基板11(图1:步骤S10)。在此时刻,仅在低载荷区间LR和高载荷区间HR中的低载荷区间LR下方,玻璃基板11处于在与沟槽线TL交叉的方向上连续性地相连的状态,即无裂纹状态。另外,裂纹仅沿着低载荷区间LR和高载荷区间HR中的高载荷区间HR延伸。
接下来,进行沿着沟槽线TL截断玻璃基板11的断开工序。此时,通过向玻璃基板11施加应力而使裂纹以裂纹线CL为起点沿着低载荷区间LR伸展。裂纹伸展的方向(图11中的箭头PR)与形成沟槽线TL的方向DA(图2)相反。下面对断开工序进行详细说明。
参照图12,准备载台80(支承部)。载台80例如由玻璃或不锈钢制成。载台80典型地具有平坦的表面。接下来,在载台80上介由下侧弹性片材71(第一弹性部件)载置玻璃基板11的第一面SF1(图1:步骤S20)。
下侧弹性片材71由通常意义上的弹性体制成,因此比玻璃基板11及载台80都更富于弹性。换言之,下侧弹性片材71具有比玻璃基板11及载台80各自的杨氏模量都低的杨氏模量。进一步换言之,下侧弹性片材71具有比玻璃基板11及载台80各自的硬度都低的硬度。下侧弹性片材71的硬度优选为40°~90°。作为下侧弹性片材71的材料的弹性体,优选橡胶,例如硅橡胶、氯丁橡胶或天然橡胶。下侧弹性片材71的厚度例如是数毫米(mm)左右。
参照图13和图14,在玻璃基板11的第二面SF2上载置上侧弹性片材72(第二弹性部件)。另外,准备断开棒85(应力施加部件)。如图14所示,断开棒85为了能够局部性地按压被施加应力的对象而优选具有突出的形状,在图14中具有大致V字形状的形状。如图13所示,该突出部分呈直线状延伸。断开棒85例如由超硬合金、局部稳定化氧化锆或不锈钢制成。
上侧弹性片材72由通常意义上的弹性体制成,因此比玻璃基板11及断开棒85都更富于弹性。换言之,上侧弹性片材72具有比玻璃基板11及断开棒85各自的杨氏模量都低的杨氏模量。进一步换言之,上侧弹性片材72具有比玻璃基板11及断开棒85各自的硬度都低的硬度。上侧弹性片材72的硬度优选为40°~90°。作为上侧弹性片材72的材料的弹性体,优选橡胶,例如硅橡胶、氯丁橡胶或天然橡胶。上侧弹性片材72的材料可以与下侧弹性片材71的材料相同。上侧弹性片材72的厚度例如是数毫米(mm)左右。
参照图15,接下来使断开棒85接近载台80。优选使断开棒85沿方向DR向载台80相对性地直线移动。方向DR以使断开棒85接近载台80的方式来选择即可,例如是与载台80的表面(图中为上表面)垂直的方向。断开棒85以其介由上侧弹性片材72与玻璃基板11接触的位置为基准,典型性地进一步向玻璃基板11移动数百微米(μm)左右。通过该移动,将断开棒85介由上侧弹性片材72向玻璃基板11的第二面SF2按压(图1:步骤S30)。由此通过上侧弹性片材72及下侧弹性片材71的夹持向玻璃基板11施加应力。其结果是:裂纹从沿着高载荷区间HR设置的裂纹线CL扩张。
参照图16,利用上述的裂纹扩张使玻璃基板11沿着高载荷区间HR分离。并且进一步地,如图中箭头PR所示,裂纹进一步从高载荷区间HR向低载荷区间LR伸展。
如上所述,沿着高载荷区间HR及低载荷区间LR两者,换言之即沿着沟槽线TL截断玻璃基板11。即,如图11所示,进行截断玻璃基板11的断开工序。
(划线器具)
参照图17中的(A)及(B)对适于上述沟槽线TL形成的划线器具50进行说明。划线器具50被安装于划线头(未图示),并在玻璃基板11上相对性地移动,从而对玻璃基板11进行划线。划线器具50具有刀尖51及刀柄52。刀尖51被刀柄52所保持。
在刀尖51上设有顶面SD1以及围绕顶面SD1的多个面。该多个面包含侧面SD2及侧面SD3。顶面SD1、侧面SD2和SD3朝向互不相同的方向且彼此相邻。刀尖51具有顶面SD1、侧面SD2及SD3汇合的顶点,由该顶点构成了刀尖51的突起部PP。另外,侧面SD2及SD3形成了构成刀尖51的侧部PS的棱线。侧部PS从突起部PP起呈线状延伸。另外,侧部PS如上所述是棱线,因此具有呈线状延伸的凸形状。
刀尖51优选是金刚石笔(diamond point)。即刀尖51优选由金刚石制作。此时,容易提高硬度并减小表面粗糙度。更加优选刀尖51由单晶金刚石制成。就结晶学而言,进一步优选顶面SD1是{001}面且侧面SD2及SD3分别为{111}面。此时,虽然侧面SD2和SD3具有不同朝向,但是在结晶学上是彼此等价的结晶面。
此外,也可以采用非单晶的金刚石,例如是以CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)法合成的多晶金刚石。或者,可以采用由微粒石墨或非石墨状碳在不含铁族元素等结合材料的情况下烧结而成的多晶金刚石、或是通过铁族元素等结合材料使金刚石粒子结合而成的烧结金刚石。
刀柄52沿轴向AX延伸。刀尖51优选以顶面SD1的法线方向大致沿轴向AX的方式安装于刀柄52。
在使用划线器具50形成沟槽线TL时,首先将刀尖51按压于玻璃基板11的第一面SF1。具体而言,是将刀尖51的突起部PP和侧部PS向玻璃基板11所具有的厚度方向DT按压。
接下来,使被按压的刀尖51在第一面SF1上沿方向DA滑动。方向DA是将从突起部PP沿侧部PS延伸的方向在第一面SF1上投影的方向,大致与使轴向AX在第一面SF1上投影的方向对应。在滑动时,刀尖51在第一面SF1上被刀柄52牵引滑动。该滑动会在玻璃基板11的第一面SF1上产生塑性变形。而通过该塑性变形会形成沟槽线TL。
此外,在本实施方式中形成从始点N1到终点N3的沟槽线TL时,如果使刀尖51沿方向DB移动,换言之,以刀尖51的移动方向为基准使刀尖51的姿态向相反方向倾斜,则与使用方向DA时相比,难以发生图9所示的裂纹线CL的形成、和图16所示的裂纹的行进。更一般地讲,在通过刀尖51沿方向DA移动而形成的沟槽线TL上,裂纹容易向与方向DA相反的方向伸展。另一方面,在通过刀尖51沿方向DB移动而形成的沟槽线TL上,裂纹容易与方向DB同向地伸展。推测这种方向依赖性可能与起因于沟槽线TL形成时发生的塑性变形而在玻璃基板11内产生的应力分布有关。另外,根据本发明人等的研究发现通过使轴向AX相对于第一面SF1呈垂直接近,可使上述的方向依赖性颠倒。
(比较例)
利用图15对无下侧弹性片材71和上侧弹性片材72而在载台80及断开棒85之间夹入玻璃基板11的比较例进行说明。此时,在利用断开棒85向玻璃基板11施加应力的初始阶段,可对玻璃基板11局部性地施加较大的应力。具体而言,对玻璃基板11的第二面SF2中最初与断开棒85接触的部位,可局部性地施加较大的应力。当该部位处于未设裂纹的低载荷区间LR(图15)上时,则较大的应力局部性地施加于不存在成为起点的裂纹的区域,结果导致玻璃基板11容易从低载荷区间LR的线脱离而截断。
如果断开棒85可以与沿着沟槽线TL的线(图15中的玻璃基板11的上边)的整体同时接触,则可避免该问题。但是为此而需要进行严密的位置控制,特别是玻璃基板11的长度(图15中的横向的尺寸)越大其实施就越困难,达到500mm左右以上时则变得尤其困难。
在断开棒85(图13)配置为其在图中的右侧比左侧足够靠近下方之后,断开棒85相对于载台80沿方向DR(图15)相对地直线移动时,则在应力施加的初始阶段,断开棒85在第二面SF2中相较于低载荷区间LR先在高载荷区间HR上保持余裕地接触。该情况下,可防止在应力施加的初始阶段向低载荷区间LR附近局部性地施加较大的应力。但是,当为了推进断开工序而想要使断开棒85进一步接近载台80时,则会导致断开棒85的右侧与载台80碰撞。因此难以最终完成断开工序。该问题随着玻璃基板11的长度(图15中的横向的尺寸)增大而越发显著,且当达到500mm左右以上时尤其成问题。
(效果)
与上述比较例不同,根据本实施方式,在断开工序中采用下侧弹性片材71及上侧弹性片材72(图15)。下侧弹性片材71比玻璃基板11及载台80都富于弹性。另外,上侧弹性片材72比玻璃基板11及断开棒85都富于弹性。利用该下侧弹性片材71和上侧弹性片材72,可抑制在应力施加的初始阶段向玻璃基板11局部性地施加较大的应力。由此,在初始阶段首先沿着沟槽线TL的高载荷区间HR稳定地发生玻璃基板11的分离。然后,沿着沟槽线TL的低载荷区间LR稳定地发生玻璃基板11的进一步的分离。由此,能够将玻璃基板11沿着沟槽线TL的整体稳定地截断。
优选地,断开棒85与玻璃基板11的第二面SF2的接触,是通过使断开棒85相对于载台80沿着方向DR直线移动来进行的。由此,无需断开棒85或载台80的复杂动作即可进行断开。
另外,根据本实施方式,在形成用于规定玻璃基板11的截断位置的沟槽线TL(图2及图3)时,与高载荷区间HR相比,在低载荷区间LR上施加于刀尖51(图17中的(A))的载荷减轻。由此能够减小对刀尖51的损伤。
另外,在低载荷区间LR及高载荷区间HR中的低载荷区间LR是无裂纹状态的情况下(图8和图9),在低载荷区间LR上不存在成为截断玻璃基板11的起点的裂纹。因此在该状态下对玻璃基板11进行任意处理时,即使对低载荷区间LR施加意外的应力,也不易发生玻璃基板11的意外截断。因此能够稳定地进行上述处理。
另外,在低载荷区间LR及高载荷区间HR两者为无裂纹状态的情况下(图2和图3),在沟槽线TL上不存在成为截断玻璃基板11的起点的裂纹。因此在该状态下对玻璃基板11进行任意处理时,即使对沟槽线TL施加意外的应力,也不易发生玻璃基板11的意外截断。因此能够更加稳定地进行上述处理。
另外,沟槽线TL在形成辅助线AL前形成。由此,能够避免辅助线AL在形成沟槽线TL时造成影响。尤其是可避免为了形成沟槽线TL而使刀尖51在辅助线AL上通过之后的形成异常。
接下来对实施方式1的变形例进行以下说明。
参照图18,可以以辅助线AL与沟槽线TL的交叉为契机,形成裂纹线CL。在形成辅助线AL时对玻璃基板11施加的应力较大的情况下,可能发生这种现象。
参照图19,在玻璃基板11的第一面SF1上,可以首先形成辅助线AL,然后形成沟槽线TL(在图19中未图示)。
参照图20,辅助线AL可以在平面布局中以与高载荷区间HR交叉的方式,在玻璃基板11的第二面SF2上形成。由此,能够使辅助线AL及沟槽线TL两者互不影响地形成。
参照图21中的(A)和(B),可以采用划线器具50v来取代划线器具50(图17中的(A)及(B))。刀尖51v呈具有顶点和圆锥面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沿着从顶点起在圆锥面SC上延伸的假想线(图21中的(B)中的虚线)构成。由此,侧部PSv具有呈线状延伸的凸形状。
(实施方式2)
参照图22,首先准备玻璃基板11。另外,准备具有刀尖的划线器具。对于划线器具的详情后述。
接下来,通过刀尖在玻璃基板11的第一面SF1上沿着方向DB的移动,在第一面SF1上形成与后述的高载荷区间HR(图23)交叉的辅助线AL。
参照图23,通过刀尖沿着方向DB的移动,在玻璃基板11的第一面SF1上从始点Q1经由途中点Q2到终点Q3形成沟槽线TL。从始点Q1到途中点Q2的沟槽线TL形成为高载荷区间HR。从途中点Q2到终点Q3的沟槽线TL形成为低载荷区间LR。
接下来,使玻璃基板11沿着辅助线AL分离。该分离可通过通常的断开工序来进行。以该分离为契机,玻璃基板11的厚度方向上的裂纹沿着沟槽线TL,仅在沟槽线TL中的高载荷区间HR上伸展。
参照图24,通过上述的裂纹伸展,沿沟槽线TL的一部分形成裂纹线CL。具体而言,在高载荷区间HR中,在因分离而新产生的边与途中点Q2之间的部分上形成裂纹线CL。裂纹线CL的形成方向与沟槽线TL的形成方向DB(图23)相同。此外,在因分离而新产生的边与始点Q1之间的部分上则难以形成裂纹线CL。该方向依赖性起因于高载荷区间HR形成时的刀尖状态,详情后述。
接下来,可利用与实施方式1同样的断开工序(图12~图16)来进行断开工序,即,使裂纹以裂纹线CL为起点沿着沟槽线TL从途中点Q2朝向终点Q3伸展。由此将玻璃基板11截断。
参照图25和图26,作为第一变形例,可以首先形成沟槽线TL,然后形成辅助线AL。参照图27,作为第二变形例,可以以辅助线AL的形成为契机,形成裂纹线CL。参照图28,辅助线AL可以在平面布局中以与高载荷区间HR交叉的方式,在玻璃基板11的第二面SF2上形成。另外,虽然在本实施方式中高载荷区间HR从始点Q1起形成,但是高载荷区间HR在与辅助线AL交叉的部分上形成即可。例如可以从始点Q1起到与辅助线AL交叉的部位近前为止形成低载荷区间LR,继而以与辅助线AL交叉的方式形成高载荷区间HR。
参照图29,接下来对适于形成本实施方式中的沟槽线TL的划线器具50R进行说明。划线器具50R具有划线轮51R、支架52R、销53。划线轮51R具有大致圆盘状的形状,其直径典型地是数毫米(mm)左右。划线轮51R介由销53可绕旋转轴RX旋转地保持于支架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30中的(A)所示,在目视级别下呈棱线状峭立,由此构成包含棱线和倾斜面的刀尖。另一方面,在显微镜级别下如图30中的(B)所示,在划线轮51R通过向第一面SF1内侵入而实际作用的部分(图30中的(B)的双点划线更靠下方),外周部PF的棱线具有微细的表面形状MS。表面形状MS优选为正视时(图30中的(B))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形成。从减小上述棱线及倾斜面的表面粗糙度的观点来看,划线轮51R整体可以由单晶金刚石制成。
使用划线器具50R形成沟槽线TL,是通过使划线轮51R在玻璃基板11的第一面SF1上滚动(图29:箭头RT),从而使划线轮51R在第一面SF1上沿方向DB行进来进行的。该利用滚动的行进,是一边通过向划线轮51R施加载荷F从而将划线轮51R的外周部PF按压在玻璃基板11的第一面SF1上一边进行的。由此,通过使玻璃基板11的第一面SF1上发生塑性变形,从而形成具有槽形状的沟槽线TL。载荷F具有与玻璃基板11的厚度方向DT平行的垂直成分Fp、以及与第一面SF1平行的面内成分Fi。方向DB与面内成分Fi的方向相同。
此外,沟槽线TL也可以利用沿方向DB移动的划线器具50R以外的方法形成,例如可以利用沿方向DB移动的划线器具50(图17中的(A)和(B))或50v(图21中的(A)和(B))形成。
此外,对于上述以外的结构,由于与上述实施方式1的结构大致相同,因此对相同或对应的要素附上相同附图标记且不对其重复说明。
采用本实施方式,也能够获得与实施方式1大致同样的效果。另外,在本实施方式中,由于采用旋转的刀尖而不是固定的刀尖来形成沟槽线TL,因此能够延长刀尖寿命。
(实施方式3)
参照图31和图32,在本实施方式中,在利用刀尖形成沟槽线TL时,其高载荷区间HR形成到玻璃基板11的缘上的终点N4,来取代终点N3(图2)。由此,在形成沟槽线TL时,刀尖在终点N4切割玻璃基板4的边缘。
参照图33,以切割玻璃基板4的边缘为契机,如图中箭头所示裂纹从玻璃基板4的边缘起伸展。由此形成裂纹线CL。
参照图34,通过重复该工序,可形成所需数量的沟槽线TL。其后,进行与实施方式1同样的断开工序。
根据本实施方式,无需特别地形成辅助线AL(图5)等,即可容易地向玻璃基板4提供开始形成裂纹线CL的契机。
(实施方式4)
参照图35,在本实施方式中,在载台80上介由下侧弹性片材71载置玻璃基板11的第一面SF1时,在玻璃基板11的第一面SF1与下侧弹性片材71之间配置薄膜81。薄膜81在玻璃基板11的第一面SF1侧具有比下侧弹性片材71的粘着性(tack)低的粘着性。薄膜81优选为树脂薄膜,例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚烯烃制成。薄膜81的厚度比下侧弹性片材71的厚度小,例如是数十微米(μm)左右。
另外,在将断开棒85介由上侧弹性片材72向玻璃基板11的第二面SF2按压时,在玻璃基板11的第二面SF2与上侧弹性片材72之间配置薄膜82。具体而言,在玻璃基板11的第二面SF2上载置薄膜82。上侧弹性片材72载置在薄膜82上。薄膜82在玻璃基板11的第二面SF2侧具有比上侧弹性片材72的粘着性低的粘着性。薄膜82优选为树脂薄膜,例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯或聚烯烃制成。薄膜82的厚度比上侧弹性片材72的厚度小,例如是数十微米(μm)左右。
此外,对于上述以外的结构,由于与上述实施方式1~3任一结构大致相同,因此对相同或对应的要素附上相同的附图标记且不对其重复说明。
根据本实施方式,通过在玻璃基板11的第一面SF1与下侧弹性片材71之间配置薄膜81,能够防止下侧弹性片材71贴附于第一面SF1。另外,通过在玻璃基板11的第二面SF2与上侧弹性片材72之间配置薄膜82,能够防止上侧弹性片材72贴附于第二面SF2。
上述各实施方式的脆性基板的截断方法对玻璃基板尤其适用,但是脆性基板也可以由玻璃以外的材料制成。例如作为玻璃以外的材料,也可以采用陶瓷、硅、化合物半导体、蓝宝石或石英。
Claims (5)
1.一种脆性基板的截断方法,
具备a)准备脆性基板的工序,该脆性基板具有第一面和第二面,并具有与所述第一面垂直的厚度方向,其中,所述第一面设置有具有第一部分及第二部分的沟槽线,所述第二面与所述第一面相反,仅在所述第一部分及所述第二部分中的所述第一部分的下方,所述脆性基板在与所述沟槽线交叉的方向上处于连续性地相连的状态,即无裂纹状态,裂纹仅沿着所述第一部分及第二部分中的所述第二部分延伸,
还具备b)在支承部上借由第一弹性部件载置所述脆性基板的所述第一面的工序,所述第一弹性部件比所述脆性基板及所述支承部都更富于弹性,
还具备c)在所述工序b)之后,将应力施加部件借由第二弹性部件向所述脆性基板的所述第二面按压的工序,所述第二弹性部件比所述脆性基板及所述应力施加部件都更富于弹性。
2.根据权利要求1所述的脆性基板的截断方法,其特征在于,
所述工序a)包含a1)通过一边向所述脆性基板的第一面上按压刀尖,一边使所述刀尖在所述第一面上移动,从而在所述脆性基板的所述第一面上发生塑性变形,由此形成所述沟槽线的工序,在形成所述沟槽线的工序中,为了形成所述沟槽线的所述第二部分而施加在所述刀尖上的载荷,高于为了形成所述沟槽线的所述第一部分而施加在所述刀尖上的载荷,形成所述沟槽线的工序以在所述第一部分及第二部分两者的下方可获得无裂纹状态的方式进行,
还包含a2)仅沿着所述沟槽线的所述第一部分及第二部分中的所述第二部分产生裂纹的工序。
3.根据权利要求1或2所述的脆性基板的截断方法,其特征在于,在所述工序b)中,在所述脆性基板的所述第一面与所述第一弹性部件之间,配置具有比所述第一弹性部件的粘着性低的粘着性的薄膜。
4.根据权利要求1或2所述的脆性基板的截断方法,其特征在于,在所述工序c)中,在所述脆性基板的所述第二面与所述第二弹性部件之间,配置具有比所述第二弹性部件的粘着性低的粘着性的薄膜。
5.根据权利要求3所述的脆性基板的切断方法,其特征在于,在所述工序c)中,在所述脆性基板的所述第二面与所述第二弹性部件之间,配置具有比所述第二弹性部件的粘着性低的粘着性的薄膜。
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