CN110776250A - 基板加工装置及基板加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基板加工装置及基板加工方法，其中，所述基板加工装置在第一板与第二板粘结而成的基板上形成通孔，包括：装载台，其装载基板；激光束照射单元，向装载于所述装载台的所述基板照射激光束；基板翻转单元，用于翻转所述基板；以及，气体喷射单元，其通过裂痕喷射气体，所述裂痕通过向所述基板照射激光束而形成于所述基板内部。

Description

基板加工装置及基板加工方法
技术领域
本发明涉及一种在基板形成通孔的基板加工装置及基板加工方法。
背景技术
通常，用于平板显示器的液晶显示面板、有机电致发光显示器面板、无机电致发光显示器面板、透射型投影基板、反射型投影基板的制造工艺中，是将如玻璃等脆性母体玻璃切割成预定尺寸而使用。
母体玻璃是由第一板及第二板粘接形成的粘接基板(以下称为基板)。第一板及第二板是通过胶等粘着剂来粘接。第一板及第二板之间具有液晶及/或电子元件等。
为了确保设置各种部件(例如，摄像头、音响等)的区域，对上述基板会进行形成预定形状的通孔的通孔加工工序。这种通孔可以形成在除了粘接有粘着剂的部分及具有液晶及/或电子元件等的部分之外的第一板及第二板之间的区域，在形成通孔的区域，第一板及第二板之间为密封的空间，存在有气体层。
进行上述通孔加工工序的过程是，在基板装载于装载台的状态下，从基板上部向基板内部照射激光束而使构成基板的材料变性，从而在基板内向基板厚度方向形成裂痕。在上述通孔加工工序中，在第一板及第二板内部向基板厚度方向依次形成多个激光束斑点，由此在第一板及第二板内部分别形成裂痕。
在上述通孔加工工序中,从基板的上部向第一板及第二板依次照射激光束，在第一板及第二板之间以密封状态存在的气体层内的气体会接收激光束所产生的热量被加热而膨胀，受到这种气体层内气体的热膨胀的影响，存在如第一板与第二板相互间隔开等的基板变形的问题。并且，通过被加热的气体热会传递至粘着剂，由此存在粘着剂被加热而粘着性能下降的问题。
发明内容
为了解决上述以往技术中的问题，本发明目的在于提供一种基板加工装置及基板加工方法，在粘接第一板及第二板而构成的基板上加工形成通孔的过程中，能够最小化第一板与第二板之间的气体层内的气体因激光束所产生的热被加热的现象。
为了解决上述目的，本发明提供一种基板加工装置，其在第一板与第二板粘结而构成的基板上形成通孔，所述基板加工装置包括：装载台，其装载基板；激光束照射单元，其向装载于所述装载台的所述基板照射激光束；基板翻转单元，用于翻转所述基板；以及，气体喷射单元，其通过裂痕来喷射气体，所述裂痕通过向所述基板照射激光束而形成于所述基板内部，沿着欲在所述基板形成的通孔的轮廓向所述第一板照射激光束而划分第一截取部，翻转所述基板，向对应于所述第一截取部的第二板的部分照射激光束而形成气体通过用裂痕，通过所述气体通过用裂痕来向所述第一截取部喷射气体而从所述第一板去除所述第一截取部，在对应于去除所述第一截取部的部分的所述第二板部分沿着欲在所述基板形成的通孔的轮廓而照射激光束来划分第二截取部，翻转所述基板，通过去除所述第一截取部的部分向所述第二截取部喷射气体而从所述第二板去除所述第二截取部。
并且，本发明实施例中的基板加工装置，其在粘结第一板与第二板而构成的基板上形成通孔，所述基板加工装置包括：装载台，其装载基板；激光束照射单元，向装载于所述装载台的所述基板照射激光束；基板翻转单元，用于翻转所述基板；以及，气体喷射单元，其通过裂痕喷射气体，所述裂痕通过向所述基板照射激光束而形成于所述基板内部形成。
为了达成上述目的的本发明实施例的基板加工方法包括：其在第一板与第二板粘结而成的基板上形成通孔，其中，包括：沿着欲在所述基板形成的通孔的轮廓，向所述第一板照射激光束而划分第一截取部的步骤；翻转所述基板的步骤；向对应于所述第一截取部的第二板的部分照射激光束而形成气体通过用裂痕的步骤；通过所述气体通过用裂痕来向所述第一截取部喷射气体而从所述第一板去除所述第一截取部的步骤；在对应于去除所述第一截取部的部分的所述第二板部分，沿着欲在所述基板形成的通孔的轮廓而照射激光束来划分第二截取部的步骤；翻转所述基板的步骤；以及通过去除所述第一截取部的部分，向所述第二截取部喷射气体而从所述第二板去除所述第二截取部的步骤。
发明效果
根据本发明实施例中的基板加工装置及基板加工方法，可以在不通过第一板及气体层的情况下向第二板照射激光束，也可以在不通过第二板及气体层的情况下向第一板照射激光束。并且，依次进行在第一板划分第一截取部，并将第一截取部从第一板去除而将第一板与第二板之间的气体层向外部开放后，在第二板划分第二截取部，并将第二截取部从第一板去除的过程。从而，可以最小化在第一板及第二板的一侧对第一板及第二板都照射激光束的现有的基板加工工艺中，即通过第一板及气体层向第二板照射激光束的现有的基板加工工艺中可能发生的气体层内的气体被加热所带来的问题。
附图说明
图1为概略示出本发明实施例中的基板加工装置的示意图。
图2为概略示出本发明实施例中的基板加工装置的立体图。
图3至图7为说明利用本发明实施例中的基板加工装置在基板形成通孔的基板加工过程的示意图。
附图说明:
10：装载台
20：激光束照射单元
30：基板翻转单元
40：气体喷射单元
50：驱动单元
具体实施方式
以下，参照附图对本发明实施例中的基板加工装置及基板加工方法进行说明。
通过本发明实施例中的基板加工装置及基板加工方法形成预定形状的通孔的对象是粘接第一板S1及第二板S2而形成的粘接基板S(以下称为基板)。例如，第一板S1及第二板S2中的一个可以具备薄膜晶体管，另一个可以具备滤色器。第一板S1与第二板S2之间以预定的图案介入有如胶这样的粘着剂、黑矩阵、保护膜、电极、有机膜、金属层、非金属层等多种物质。第一板S1及第二板S2是通过如胶这样的粘着剂粘接。通过粘着剂可以维持第一板S1与第二板S2之间的间隔。
为了确保设置各种部件(例如，摄像头、音响等)的区域，对基板执行形成具有预定形状的通孔的通孔加工工序。这种通孔可以形成在第一板S1与第二板S2之间的未设置有物质的部分，在形成通孔的区域中，第一板S1与第二板S2之间作为空的空间可以存在气体层。
如图1及图2，本发明中的基板加工装置包括：装载台10，其装载有基板S；激光束照射单元20，其向装载于装载台10的基板S照射激光束；基板翻转单元30，其将基板S上下翻转；气体喷射单元40，其通过向基板S照射激光束而在基板S内部形成的裂痕来喷射气体。
装载台10包括在X轴方向上以预定间隔排列的多个装载部件11。多个装载部件11之间形成有预定空间12。在基板S形成通孔的过程中，作为欲从基板S去除的部分的截取部D1、D2从基板S被去除后，通过多个装载部件11之间的空间12可以向下降落。此时，多个装载部件11之间的空间12下方设置有未图示的回收部，通过多个装载部件11之间的空间12降落的截取部D1、D2回收至回收部。
并且，在通过基板翻转单元30翻转基板的过程中，基板翻转单元30的吸附板32会插入至多个装载部件11之间的空间12。
激光束照射单元20包括：激光束产生模块23，其包括激光源及光学系统；激光束照射头25，其与激光束产生模块23连接，向基板S照射由激光束产生模块23产生的激光束。
激光束照射头25可以构成为能够在基板S内部向基板S的厚度方向生成多个激光束斑点P。随着形成有多个激光束斑点P的多个部分被激光束变性，在基板S内部的局部部分产生多个微细裂痕。并且，所述多个微细裂痕生长为一个裂痕。
激光束照射头25与驱动单元50连接，相对于基板S以垂直方向及水平方向移动。
驱动单元50包括：连接部件51，其与激光束照射头25连接；Y轴移动部52，其将连接部件51向Y轴方向移动而使得激光束照射头25向Y轴方向移动；Z轴移动部53，其将连接部件51向Z轴方向移动而使得激光束照射头25向Z轴方向移动；X轴移动部54，其将连接部件51向X轴方向移动而使得激光束照射头25向X轴方向移动；支撑架55，其支撑Y轴移动部52、Z轴移动部53及X轴移动部54。
Y轴移动部52、Z轴移动部53及X轴移动部54分别可以是通过空压或者油压工作的致动器、用电磁相互作用而工作的直线电机、或者如滚珠螺杆的直线移动装置。但，本发明并不限于以上构成，可以是将激光束照射头25向X轴方向、Y轴方向及Z轴方向移动的多节机械臂等各种结构。
为了在基板S形成圆形的通孔，X轴移动部54及Y轴移动部52可以同时运行，由此，激光束照射头25向X轴方向及Y轴方向同时移动并沿着圆形通孔的轮廓而移动。但，本发明并不限于此，为了在基板S形成圆形的通孔，可以使用以与Z轴方向平行的轴为中心旋回激光束照射头25的旋转装置。
气体喷射单元40包括：气体供应部43，其供给气体；气体喷头45，其与气体供应部43连接，将由气体供应部43供应的气体向基板S喷射。气体喷头45朝向形成于基板S内部的裂痕喷射气体。
从气体喷头45喷射的气体可以通过形成于基板S内部的裂痕。此时，形成于基板S内部的裂痕受到从气体喷头45喷射的气体的压力而生长，由此，气体可以通过裂痕。
气体喷头45与驱动单元50连接，相对于基板S向垂直方向及水平方向移动。气体喷头45与激光束照射头25一同设置于连接部件51。
如图1所示，基板翻转单元30包括：向Z轴方向延伸的支撑台31；被支撑台31支撑并具备多个吸附喷嘴321的吸附板32；沿着支撑台31将吸附板32向Z轴方向移动的吸附板升降装置33；以及，以与Y轴方向平行的轴为中心旋转吸附板32的吸附板旋转装置34。
吸附板32通过吸附板升降装置33及吸附板旋转装置34被支撑台31支撑。
吸附板升降装置33可以是通过空压或者油压工作的致动器、用电磁相互作用而工作的直线电机、或者如滚珠螺杆的直线移动装置。吸附板旋转装置34可以是电机。
吸附板32可以插入至构成装载台10的多个装载部件11之间的空间内。
根据如上结构，为了上下翻转装载于装载台10的基板S，吸附板32通过吸附板升降装置33朝向基板S移动。由此，吸附板32的吸附喷嘴321与基板S的上部面接触。与此同时，吸附力(负压)作用于吸附喷嘴321，由此，基板S吸附于吸附喷嘴321。并且，在基板S吸附于吸附喷嘴321的状态，吸附板32通过吸附板升降装置33朝向远离装载台10的方向上升。
在吸附板32上升的状态下，吸附板32通过吸附板旋转装置34以平行于Y轴方向的轴为中心进行旋转，由此，基板S可以上下翻转。
并且，吸附板32通过吸附板升降装置33朝向装载台10移动后插入至多个装载部件11之间的空间，从而基板S可以安置于装载台10。在这种状态下，吸附板32位于装载台10的下部，从而可以立即执行作为下一顺序的基板翻转动作。
以下，参照图3至图7对在基板S上形成通孔的基板加工过程进行说明。
首先，如图3所示，沿着欲在基板S形成的通孔的轮廓将激光束照射头25向X轴方向及Y轴方向同时移动，在第一板S1划分第一截取部D1。第一截取部D1是欲从第一板S1消除的部分，可以具有与在基板S形成的通孔的直径对应的直径。激光束照射头25在第一板S1内部的第一板S1的厚度方向形成有多个激光束斑点P。在形成于第一板S1内部的多个激光束斑点P的影响下构成第一板S1的材料变性而产生裂痕，由此，第一截取部D1可以沿着形成有多个激光束斑点P的线从第一板S1切割。
并且，如图4所示，通过基板翻转单元30，基板S可以上下翻转。在此状态下，激光束照射头25在对应于第一截取部D1的第二板S2部分形成气体通过用裂痕。气体通过用裂痕也可以通过在第二板S2的厚度方向上形成多个激光束斑点P而形成。在形成在第二板S2内部的多个激光束斑点P的影响下形成第二板S2的材料变性而产生细微的裂痕，成为气体可以通过这些细微裂痕的状态。
并且，如图5所示，气体喷头45对应于形成在第二板S2的气体通过用裂痕而设置后，向气体通过用裂痕喷射高压气体。此时，从气体喷头45喷射的气体通过气体通过用裂痕向第一板S1的第一截取部D1流动。此时，通过气体喷头45喷射的气体使气体通过用裂痕生长并通过气体通过用裂痕。并且，第一截取部D1受到从气体喷头45喷射的气体的压力从第一板S1分离。从第一板S1分离的第一截取部D1通过装载部件11之间的空间12向下降落回收至回收部。
在这种状态下，如图6所示，在对应于第一截取部D1被去除的部分的第二板S2部分沿着欲形成于基板S的通孔的轮廓，将激光束照射头25同时向X轴方向及Y轴方向移动而划分第二截取部D2。第二截取部D2为欲从第二板S2去除的部分，其可以具备与形成于基板S的通孔的直径对应的直径。激光束照射头25在第二板S2内部向第二板S2厚度方向形成多个激光束斑点P。受到形成于第二板S2内部的多个激光束斑点P的影响，构成第二板S2的材料变性而形成细微的裂痕，由此，第二截取部D2可以沿着形成多个激光束斑点P的线从第二板S2被分割。
并且，通过基板翻转单元30，如图7所示，基板S上下翻转。并且，气体喷头45朝向去除第一截取部D1的部分而设置，即，朝向第二板S2的第二截取部D2而设置后，朝向第二板S2的第二截取部D2喷射高压气体。由此，受到从气体喷头45喷射的气体的压力，第二截取部D2从第二板S2分离。从第二板S2分离的第二截取部D2通过装载部件11之间的空间12向下降落而回收至回收部。
通过上述基板加工方法，在基板S上形成预定形状的通孔。
根据本发明实施例中的基板加工装置及基板加工方法，可以不通过第一板S1及气体层而向第二板S2照射激光束，不经过第二板S2及气体层而向第一板S1照射激光束。并且，依次进行在第一板S1划分第一截取部D1，第一截取部D1从第一板S1去除而将第一板S1及第二板S2之间的气体层向外部开放之后，在第二板S2划分第二截取部D2并从第二板S2去除第二截取部D2的过程。由此，可以最小化在第一板及第二板之间存在密封的气体层的状态下在第一板及第二板的一侧向第一板及第二板都照射激光束的现有的基板加工工序中，即，通过第一板及气体层向第二板照射激光束的现有的基板加工工序中可能会发生的因气体层内气体被加热而产生的问题。
并且，在第一板S1及第二板S2分别形成第一截取部D1及第二截取部D2，向第一截取部D1及第二截取部D2喷射气体来将第一截取部D1及第二截取部D2从第一板S1及第二板S2去除。由此，在基板S上形成通孔的过程中可能会产生的碎片等可以通过气体的流动而被去除，从而可以防止基板S上残留有碎片等的问题。并且，因激光束的照射而在基板D内产生的热量能够通过气体流动而被去除，因此可以最小化气体层内气体被加热所导致的问题。
以上示例性说明了本发明的优选实施例，但本发明保护的范围不限于以上特定实施例，可以在权利要求书中记载的范畴内适当变更。

Claims (5)

1.一种基板加工装置，其在第一板与第二板粘结而成的基板上形成通孔，其中，包括：
装载台，其装载基板；
激光束照射单元，其向装载于所述装载台的所述基板照射激光束；
基板翻转单元，用于翻转所述基板；以及，
气体喷射单元，其通过裂痕来喷射气体，所述裂痕通过向所述基板照射激光束而形成于所述基板内部，
沿着欲在所述基板形成的通孔的轮廓,向所述第一板照射激光束而划分第一截取部，翻转所述基板，向对应于所述第一截取部的所述第二板的部分照射激光束而形成气体通过用裂痕，通过所述气体通过用裂痕向所述第一截取部喷射气体而从所述第一板去除所述第一截取部，在对应于去除所述第一截取部的部分的所述第二板的部分沿着欲在所述基板形成的通孔的轮廓而照射激光束来划分第二截取部，翻转所述基板，通过去除了所述第一截取部的部分向所述第二截取部喷射气体而从所述第二板去除所述第二截取部。
2.一种基板加工方法，其在第一板与第二板粘结而成的基板上形成通孔，其中，包括：
沿着欲在所述基板形成的通孔的轮廓，向所述第一板照射激光束而划分第一截取部的步骤；
翻转所述基板的步骤；
向对应于所述第一截取部的第二板的部分照射激光束而形成气体通过用裂痕的步骤；
通过所述气体通过用裂痕来向所述第一截取部喷射气体而从所述第一板去除所述第一截取部的步骤；
在对应于去除所述第一截取部的部分的所述第二板部分，沿着欲在所述基板形成的通孔的轮廓而照射激光束来划分第二截取部的步骤；
翻转所述基板的步骤；以及
通过去除所述第一截取部的部分，向所述第二截取部喷射气体而从所述第二板去除所述第二截取部的步骤。
3.根据权利要求2所述的基板加工方法，其中，
在划分第一截取部的步骤、形成气体通过用裂痕的步骤、以及划分第二截取部的步骤中，在所述第一板以及第二板的内部朝向所述第一板和第二板的厚度方向生成多个激光束斑点。
4.一种基板加工装置，其在第一板与第二板粘结而成的基板上形成通孔，其中，包括：
装载台，其装载基板；
激光束照射单元，其向装载于所述装载台的所述基板照射激光束；
基板翻转单元，用于翻转所述基板；以及，
气体喷射单元，其通过裂痕来喷射气体，所述裂痕通过向所述基板照射激光束而形成于所述基板内部。
5.根据权利要求4所述的基板加工装置，其中，
所述激光束照射单元在所述基板内部朝向所述基板的厚度方向生成多个激光束斑点。
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