CN110655316A - 基板的分割方法及分割装置 - Google Patents

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Abstract

技术问题：本发明提供一种基板的分割方法及分割装置，其在基板的加工方法中以较少的作业工序在基板的端面形成倒角。解决方案：在基板的分割方法中，执行激光照射步骤，即通过采用空间光相位调制，在平面方向上连续地形成包含相对于第一基板(W1)从外侧面(35)延伸的倒角部(41)的多个第一加工痕(31)，从而形成第一划分线(S1)。接着执行分割步骤，即通过向第一基板(W1)施加力，从而沿着第一划分线(S1)对第一基板(W1)进行分割。

Description

基板的分割方法及分割装置
技术领域
本发明涉及一种基板的分割方法及分割装置。
背景技术
作为对玻璃基板进行划线加工的方法，已知有激光加工。在激光加工中，例如使用红外线皮秒激光器。在此情况下，已知有一种方法是沿着平面方向利用激光脉冲间歇地进行内部加工来形成多个激光细丝(レーザフィラメント)，从而形成划分线(例如参照专利文献1)。
在专利文献1所示的技术中，聚焦激光束由脉冲构成，该脉冲具有以能够在基板内产生细丝的方式选择的能量及脉冲持续时间。并且，由多个细丝形成划分线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2013-536081号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
以往，在对基板进行分割后，在基板的端面进行去除角部的倒角加工。
但是，如果在基板分割后进行倒角加工，则需要对基板进行分割和倒角加工两者，因此作业工序增加。
本发明的目的在于，在基板的加工方法中，以较少的作业工序在基板的端面形成倒角。
(二)技术方案
以下作为解决课题的手段对多个方式进行说明。这些方式可以根据需要任意地组合。
本发明的一方面的基板的分割方法具备下述的步骤。
◎激光照射步骤，通过采用空间光相位调制，在平面方向上连续地形成包含相对于基板从外侧面延伸的倒角部的多个加工痕，从而形成划分线。
◎分割步骤，通过向基板施加力，从而沿着划分线对基板进行分割。
如果采用该分割方法对基板进行分割，则会在剩余的基板的端面形成倒角部。因此，能够以较少的作业工序在基板的端面形成倒角。
此外，倒角部是指例如形成有C面(切角；Corner cut)、R面、倒R面、削口(エグリ)、切口等的部分。
激光照射步骤可以具有下述的步骤。
◎第一步骤，在形成倒角部的位置，沿平面方向空开间隔形成多个加工痕。
◎第二步骤，在形成倒角部的位置，在先形成的多个加工痕的平面方向之间形成多个加工痕。
在第一步骤中，关于加工痕彼此的间隔，可以是在独立的加工痕彼此之间形成，也可以是在多个加工痕的集合之间形成。
在该分割方法中，至少分两次来形成多个加工痕，从而形成了倒角部，因此即使降低激光照射脉冲的强度，也能够连续地形成加工痕来加工倒角部。因此，避免了加工痕在倒角部中例如在上下方向上变得非常长的情况，从而使倒角部的形状平滑。
本发明的另一方面的基板的分割装置具备：激光装置和基板分割装置。
激光装置执行激光照射步骤，即通过采用空间光相位调制，在平面方向上连续地形成包含相对于基板从外侧面延伸的倒角部的多个加工痕，从而形成划分线。
基板分割装置执行分割步骤，即通过向基板施加力，从而沿着划分线对基板进行分割。
如果采用该分割装置对基板进行分割，则会在剩余的基板的端面形成倒角部。因此，能够以较少的作业工序在基板的端面形成倒角。
(三)有益效果
采用本发明的基板的分割方法及分割装置，能够以较少的作业工序在基板的端面形成倒角。
附图说明
图1是第一实施方式的激光加工装置的示意图。
图2是空间光相位调制器的示意性动作说明图。
图3是划分线形成工序中的基板的示意性剖面。
图4是对基板分割装置的结构及动作进行说明的示意图。
图5是对基板分割装置的结构及动作进行说明的示意图。
图6是分割后的基板的示意性剖面图。
图7是第二实施方式的划分线形成工序中的基板的示意性剖面。
图8是第二实施方式的划分线形成工序中的基板的示意性剖面。
图9是第三实施方式的划分线形成工序中的基板的示意性剖面。
附图标记说明
1-激光加工装置；3A-第一激光装置；3B-第二激光装置；5A-第一传输光学系统；5B-第二传输光学系统；7-驱动装置；9-控制部；11-夹紧机构；13-驱动装置操作部；15A-第一激光振荡器；15B-第二激光振荡器；17A-第一激光控制部；17B-第二激光控制部；21A-第一空间光相位调制器；21B-第二空间光相位调制器；23A-第一集光透镜；23B-第二集光透镜；25-驱动部；31-第一加工痕；33-第二加工痕；35-外侧面；36-内侧面；37-外侧面；38-内侧面；40-密封材料；41-倒角部；41A-倒角部形成位置；43-直线部；43A-直线部形成位置；45-倒角部；47-直线部；S1-第一划分线；S2-第二划分线；W-贴合基板；W1-第一基板；W2-第二基板；W3-端材。
具体实施方式
1.第一实施方式
(1)整体结构
参照图1及图2对激光加工装置1的整体结构进行说明。图1是第一实施方式的激光加工装置的示意图。图2是空间光相位调制器的示意性动作说明图。
激光加工装置1是在贴合基板W(以下称为“基板W”)形成划分线的装置。基板W具有第一基板W1、第二基板W2。基板W例如是液晶玻璃基板。
如图2所示，第一基板W1和第二基板W2利用密封材料40贴合。第一基板W1具有外侧面35和内侧面36。第二基板W2具有外侧面37和内侧面38。在内侧面36和内侧面38之间配置有密封材料40。
激光加工装置1具有第一激光装置3A。第一激光装置3A是在第一基板W1形成第一划分线S1(图3)的装置。
第一激光装置3A具有第一激光振荡器15A和第一激光控制部17A。第一激光振荡器15A例如是波长为340～1100nm的皮秒激光器。第一激光控制部17A能够控制第一激光振荡器15A的驱动和激光功率。
激光加工装置1具有第一传输光学系统5A。第一传输光学系统5A具有第一空间光相位调制器21A，该第一空间光相位调制器21A对从第一激光装置3A射出的激光进行调制。第一空间光相位调制器21A例如可以为透射型，即透射型的空间光传输调制器(SLM：SpatialLight Modulator)。另外也可以取代透射型的空间光传输调制器而使用反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal on Silicon)的空间光相位调制器等反射型的空间光传输调制器。第一空间光相位调制器21A对激光进行调制并且向下方照射第一激光L1。第一传输光学系统5A在第一空间光相位调制器21A的下方具有第一集光透镜23A。
激光加工装置1具备第二激光装置3B。第二激光装置3B是在第二基板W2形成第二划分线S2(图3)的装置。
第二激光装置3B具有第二激光振荡器15B和第二激光控制部17B。第二激光振荡器15B例如是波长为340～1100nm的皮秒激光器。第二激光控制部17B能够控制第二激光振荡器15B的驱动和激光功率。
激光加工装置1具有第二传输光学系统5B。第二传输光学系统5B具有第二空间光相位调制器21B，该第二空间光相位调制器21B对从第二激光装置3B射出的激光进行调制。第二空间光相位调制器21B可以与第一空间光相位调制器21A同样地是SLM。第二空间光相位调制器21B对激光进行调制并且向上方照射第二激光L2。第二传输光学系统5B在第二空间光相位调制器21B的上方具有第二集光透镜23B。
激光加工装置1具有驱动部25。驱动部25向第一空间光相位调制器21A及第二空间光相位调制器21B中的各像素电极施加规定电压，使液晶层显示规定的调制图案，由此利用第一空间光相位调制器21A及第二空间光相位调制器21B按照期望对激光进行调制。这里，液晶层所显示的调制图案基于例如想要形成加工痕的位置、照射的激光的波长、加工对象物的材料、以及第一传输光学系统5A和第二传输光学系统5B、加工对象物的折射率等而预先导出并存储于控制部9。
其结果是，如图2所示，第一空间光相位调制器21A及第二空间光相位调制器21B能够形成任意的多个光束并能够实现利用多个光束的同时加工。
激光加工装置1具有保持基板W并进行驱动的驱动装置7。驱动装置7通过驱动装置操作部13进行移动。驱动装置操作部13使驱动装置7沿着水平方向移动。
激光加工装置1具备控制部9。控制部9是计算机系统，该计算机系统具有处理器(例如CPU)、存储装置(例如ROM、RAM、HDD、SSD等)、各种接口(例如A/D转换器、D/A转换器、通信接口等)。控制部9通过执行在存储部(与存储装置的存储区域的一部分或全部对应)中保存的程序来进行各种控制动作。
控制部9可以由单一的处理器构成，也可以由用于进行各控制的独立的多个处理器构成。
控制部9能够对第一激光控制部17A及第二激光控制部17B进行控制。控制部9能够控制驱动部25。控制部9能够控制驱动装置操作部13。
虽然没有图示，在控制部9连接有对基板W的大小、形状及位置进行检测的传感器、用于对各装置的状态进行检测的传感器及开关、以及信息输入装置。
(2)划线加工方法
参照图3对使用激光加工装置1的划线加工方法进行说明。图3是划分线形成工序中的基板的示意性剖面。
(2-1)第一激光照射步骤
通过从第一基板W1侧照射第一激光L1，从而形成第一划分线S1。具体而言，在平面方向(与纸面正交的方向)上连续地形成在第一基板W1内部沿着光轴形成的多个第一加工痕31。第一加工痕31的厚度方向的形成位置在第一基板W1的外侧面35与内侧面36之间。
第一划分线S1的第一加工痕31具有相对于第一基板W1而从外侧面35延伸的倒角部41。第一加工痕31还具有从倒角部41向内侧面36延伸的直线部43。倒角部41的剖面呈直线状，并且是将端面的外侧面35侧的角削去的形状。
在该实施方式中，可在第一划分线的S1的俯视下的一处沿着厚度方向同时地形成多个第一加工痕31。
此外，第一加工痕31中的构成倒角部41的部分与构成直线部43的部分相比，基板W的厚度方向的长度较短。其原因在于，倒角部41的集光点与直线部43的集光点相比，集光的NA较大。其结果是，在直线部43形成了在基板W的厚度方向上较长的第一加工痕31，在倒角部41形成了在基板W的厚度方向上较短的第一加工痕31。
(2-2)第二激光照射步骤
通过从第二基板W2侧照射第二激光L2，从而形成第二划分线S2。具体而言，沿着第一加工痕31在平面方向(与纸面正交的方向)上连续地形成在第二基板W2内部沿着光轴形成的多个第二加工痕33。
第二加工痕33的厚度方向的形成位置在第二基板W2的内侧面38与外侧面37之间。
第二划分线S2的第二加工痕33具有相对于第二基板W2而从外侧面37延伸的倒角部45。第二加工痕33还具有从倒角部45向内侧面38延伸的直线部47。倒角部45的剖面呈直线状，并且是将端面的外侧面37侧的角削去的形状。
在该实施方式中，可在第二划分线的S2的俯视下的一处沿着厚度方向同时地形成多个第二加工痕33。
此外，第二加工痕33中的构成倒角部45的部分与构成直线部47的部分相比，基板W的厚度方向的长度较短。其原因在于，倒角部45的集光点与直线部47的集光点相比，集光的NA较大。其结果是，在直线部47形成了在基板W的厚度方向上较长的第二加工痕33，在倒角部41形成了在基板W的厚度方向上较短的第二加工痕33。
(3)基板分割装置
参照图4～图6对基板分割装置201进行说明。图4及图5是对基板分割装置的结构及动作进行说明的示意图。图6是分割后的基板的示意性剖面图。此外，基板分割装置201可以通过激光加工装置1的控制部9进行控制，也可以通过其他控制部进行控制。
基板分割装置201是通过从形成了划分线的基板分割除去端材而切出产品的装置。
基板分割装置201具有保持台203。保持台203具有水平的吸附面203a，在其上载置作为加工对象的基板W。在保持台203的吸附面203a设置有将基板W稳定保持的多个空气吸附孔(未图示)。
保持台203是尤其对基板W的产品部分进行吸附固定的吸附台。基板W以第二划分线S2与保持台203的缘部一致的方式置于保持台203。
基板分割装置201具有夹紧机构211。夹紧机构211是以对从保持台203的吸附面203a突出的基板W的一端即端材W3夹持方式进行把持的装置。
夹紧机构211具有夹紧部件213。夹紧部件213构成为可自由开闭。
夹紧机构211具有用于驱动夹紧部件213的把持动作机构(未图示)。
基板分割装置201还具有按压机构215，该按压机构215用于从上侧按压并固定基板W的产品部分(隔着第一及第二划分线S1、S2而与端材W3为相反侧的部分)。
基板分割装置201具有转动机构(未图示)。转动机构以夹紧部件213能够以在与纸面正交的方向上延伸的轴为支点转动规定角度的方式对夹紧部件213进行保持。转动机构例如具有旋转马达。
基板分割装置201具有升降机构(未图示)。升降机构是用于使夹紧部件213及转动机构升降的装置。升降机构例如具有压力缸。
如图4所示，基板分割装置201利用夹紧部件213来把持端材W3。
接着，基板分割装置201通过如图5所示那样使夹紧部件213升降并倾斜而将端材W3从产品切除。此时，按压机构215通过在其与保持台203之间夹持基板W的产品部分而使得该部分不会从保持台203浮起。
此外，夹紧部件213也可以在向一个方向倾斜之后反向倾斜。由此可更切实地进行分割。
其结果是，可沿着第一基板W1的第一划分线S1和第二基板W2的第二划分线S2进行分割。
其结果是，如图6所示，如果分割基板W，则会在剩余的基板W的端面形成倒角部41、45。即，在进行分割的同时形成倒角。因此，能够以较少的作业工序在基板W的端面形成倒角部41、45。
2.第二实施方式
在第一实施方式中，是在俯视下的一处沿着基板的厚度方向同时地形成了多个加工痕，但是也可以分多次形成加工痕。使用图7及图8对这样的实施方式进行说明。图7及图8是第二实施方式的划分线形成工序中的基板的示意性剖面。
以下对第一基板的第一划分线S1的形成进行说明。
首先，如图7所示，在直线部形成位置43A形成第一加工痕31。与此同时，在倒角部形成位置41A例如相对于最终的第一加工痕31而言每隔一个形成第一加工痕31。即，多个第一加工痕31在倒角部形成位置41A沿平面方向空开间隔形成。
接着，如图8所示，在倒角部形成位置41A，在先形成的多个第一加工痕31的平面方向之间形成多个第一加工痕31。具体而言，即在逐个独立形成的第一加工痕31之间形成一个第一加工痕31。
在该实施方式中，至少分两次来形成多个第一加工痕31，从而形成了倒角部41，因此即使降低激光照射脉冲的强度，也能够连续地形成第一加工痕31来加工倒角部41。因此，避免了第一加工痕31在倒角部41中例如在上下方向上变得非常长的情况，因此使得倒角部41的形状平滑。
此外，上述实施方式在倒角部形成位置41A的第一步骤中，逐个独立地形成了第一加工痕31，但也可以是形成多个由多个第一加工痕31彼此连续地形成的组。
3.第三实施方式
在第一实施方式及第二实施方式中倒角部是C面，但也可以是其他形状。使用图9对这种实施方式进行说明。图9是第三实施方式的划分线形成工序中的基板的示意性剖面。
如图9所示，对于R面的倒角部也能够应用第一实施方式及第二实施方式的采用激光照射的划分线形成。
4.其他实施方式
以上对本发明的多个实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式，可以在不脱离发明主旨的范围内进行各种变更。尤其是能够将本说明书记载的多个实施方式及变形例根据需要任意地组合。
基板只要是玻璃、半导体晶片、陶瓷等脆性材料基板则没有特别限定。
对于贴合基板以外的基板也能够应用本发明。
虽然在上述实施方式中基板分割装置是将基板的端材除去的装置，但是也可以是其他基板分割装置。
工业实用性
本发明可广泛地用于通过激光装置以脉冲沿着平面方向间歇地对基板内部进行加工来形成划分线的方法及装置。

Claims (3)

1.一种基板的分割方法，其具备：
激光照射步骤，通过采用空间光相位调制，在平面方向上连续地形成包含相对于基板从外侧面延伸的倒角部的多个加工痕，从而形成划分线；以及
分割步骤，通过向所述基板施加力，从而沿着所述划分线对所述基板进行分割。
2.根据权利要求1所述的基板的分割方法，其特征在于，
所述激光照射步骤具有：
第一步骤，在形成所述倒角部的位置，沿平面方向空开间隔形成所述多个加工痕；以及
第二步骤，在形成所述倒角部的位置，在先形成的多个加工痕的平面方向之间形成所述多个加工痕。
3.一种基板的分割装置，其具备：激光装置和基板分割装置，
所述激光装置执行激光照射步骤，即通过采用空间光相位调制，在平面方向上连续地形成包含相对于基板从外侧面延伸的倒角部的多个加工痕，从而形成划分线；
所述基板分割装置执行分割步骤，即通过向所述基板施加力，从而沿着所述划分线对所述基板进行分割。
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