JP2000281375A

JP2000281375A - ガラス基板の割断方法及び割断装置

Info

Publication number: JP2000281375A
Application number: JP11094230A
Authority: JP
Inventors: Miki Fukushima; 幹福島
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-10
Also published as: TW469262B; KR20010014665A; KR100383883B1

Abstract

(57)【要約】【課題】肉厚のガラス基板であっても正確に、かつ回
路不良の原因になる切り屑を発生させずに割断すること
ができるガラス基板の割断方法及び割断装置を提供す
る。【解決手段】切断予定線１３を加熱するヒータ１４
と、進展する亀裂の先端を検出するセンサ機構１７と、
加熱により進展する亀裂の先端周辺のガラス基板１１を
部分的に冷却する冷却機構１８と、切断予定線１３上を
センサ機構１７及び冷却機構１８と一体となって移動す
る移動ユニット１９とを有することを特徴とするガラス
基板の割断装置により、亀裂が進展する前にガラス基板
１１の切断予定線１３を予め加熱し、進展する亀裂の先
端周辺のガラス基板１１を部分的に冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶ディスプレ
イ、プラズマディスプレイ等の表示画面の材料として用
いられるガラス基板の割断方法及び割断装置に関するも
のである。詳しくは、特にガラス基板を加熱又は冷却す
ることにより発生する熱応力によってガラス基板の亀裂
を進展させるガラス基板の割断方法及び割断装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にガラス等の脆性材料を割断する方
法としては、ダイヤモンド等の硬質材料を用いて脆性材
料の表面に連続的に亀裂又は溝を設け、その亀裂又は溝
に沿って衝撃又は荷重を加えて割断する方法が行われて
いる。特に、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ
等を製造する製造工程においても、ガラス基板の表面に
ダイヤモンド等の硬質材料を用いて亀裂又は溝を設け、
その亀裂又は溝に沿って衝撃又は荷重を加えて割断する
方法が行われている。しかしながら、以上の割断方法で
は割断の際に切り屑が発生するという問題点を有してい
る。特に、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等
の製造工程においては、ガラス基板上に高密度の回路パ
ターンが設けられるため、上述した衝撃又は荷重を加え
て割断する方法によってガラス基板を割断した場合に
は、割断の際に発生する切り屑が回路パターン上に付着
し、回路不良が発生するおそれがあった。そのため、ガ
ラス基板の割断後に切り屑を除去する洗浄工程という煩
雑な工程が必要とされていた。

【０００３】従って、特に液晶ディスプレイ、プラズマ
ディスプレイ等の製造工程においては上述のように切り
屑が発生しない、熱割断による割断方法の実用化が期待
されている。この熱割断による割断方法は、ガラス基板
を加熱又は冷却することにより発生する熱応力を利用し
て割断する方法である。

【０００４】以上のような割断方法としては例えば特開
平５−２２１６７３に開示されている割断方法がある。
以下、従来の脆性材料の割断方法の一例として特開平５
−２２１６７３に開示されている割断方法を、図６及び
図７を参照して説明する。図６及び図７はそれぞれ、特
開平５−２２１６７３に開示された割断方法にて割断さ
れる脆性材料の板体を示す斜視図及び平面図である。図
６において、板体１は割断目標ライン２に沿って割断さ
れる。板体１の割断目標ライン２の下には予加熱体３が
設置されている。この予加熱体３は電熱線によって構成
されており、図示しない給電ラインにより電力が供給さ
れると発熱し、温度が上昇する。また、板体１の端面４
には予め部分的切断溝５が設けられている。この部分的
切断溝５は板体１の割断をスムーズに開始させるための
もので、ダイヤモンドガラス切り等により形成される。
さらに、板体１の上面６には予め割断目標ライン２に沿
って微細な加工溝７が形成されている。この加工溝７を
設けることで板体１は正確に割断される。また、割断用
加熱ユニット８は作業者の手で取り扱われる加熱体であ
り、部分的切断溝５を始点とする割断目標ライン２に沿
って板体１の上面６を移動させることができる。割断用
加熱ユニット８は図示しないが内部に割断用加熱体を有
し、この割断用加熱体が板体１を局部的に加熱する。

【０００５】板体１を割断する際には、まず、板体１の
割断目標ライン２の下を予加熱体３により加熱する。こ
の予加熱体３の加熱により、板体１の割断目標ライン２
には熱応力が発生し、図７に示すように割断目標ライン
２を挟んで外側方向に引張力Ａが生じる。また、板体１
の端面にも引張力Ａが生じる。次に、割断用加熱ユニッ
ト８を部分的切断溝５を始点とする割断目標ライン２に
沿って移動させる。この際、割断用加熱ユニット８によ
る熱応力場は図７に示すように局所的なものであり、割
断用加熱ユニット８により加熱された部分は破線で示し
たように放射状に熱膨張力が生じる。従って、割断用加
熱ユニット８により加熱された部分は板体１の引張強度
に達し、割れの進展が始まる。このように割断用加熱ユ
ニット８を板体１の端面４から順次割断目標ライン２に
沿って移動させることにより、割断用加熱ユニット８の
移動に伴って割れが進展し、板体１が割断される。な
お、割断のスピードは予加熱体３の加熱温度及び加熱面
積と、割断用加熱ユニット８の加熱温度及び加熱面積を
適度に組み合わせることによってコントロールされてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の割断方法は以下の問題点を有していた。従来の割断方
法においては板体１を正確に割断するためには、割断目
標ライン２に沿って微細な加工溝７を設ける必要があっ
た。特に板体１が肉厚の場合には割断後の割断面がきれ
いになるように板体１を割断するためには、加工溝７を
深い溝にする必要があった。そのため、従来の割断方法
では脆性材料を正確に、かつ高精度の割断面を得るよう
に割断するには、割断の際に不可避的に一定量以上の切
り屑が発生し、この切り屑が回路不良発生の潜在的な原
因になるという問題があった。また、従来の割断方法に
おいては割断のスピードを加熱条件のみによってコント
ロールするようにしていたため、現実には割断のスピー
ドをコントロールすることは困難であり、特に、割断の
スピードを向上させることは困難であった。すなわち、
従来の割断方法においては、一旦板体１の割れの進展が
始まってしまうと割れのスピードを積極的に向上させる
手段はなく、そのため割断のスピードを精度良くコント
ロールしながら向上させることは困難であった。さら
に、従来の割断方法においては、割れの進展を目視しな
がら割断用加熱ユニット８を移動させることにより割断
を行っていたので、例えば予め決定した加熱条件により
予測される割断のスピードと異なるスピードで割断が進
展した場合には、目視により割断の進展状況を追跡確認
する必要が生じ、作業者にとって割断作業が煩雑となる
場合があった。

【０００７】本発明は以上の従来技術における問題に鑑
みてなされたものであって、肉厚のガラス基板であって
も正確に、かつ回路不良の原因になる切り屑を発生させ
ずに割断することができるガラス基板の割断方法及び割
断装置を提供することを目的とする。また、割断のスピ
ードを容易に向上し、精度良くコントロールすることが
できるガラス基板の割断方法及び割断装置を提供するこ
とを目的とする。また、作業者による割断作業の監視が
特には不要で、結果として作業性及び製品歩留まりを向
上することができるガラス基板の割断方法及び割断装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に提供する本願第１の発明にかかるガラス基板の割断方
法は、ガラス基板を加熱又は冷却することにより発生す
る熱応力によってガラス基板の亀裂を進展させるガラス
基板の割断方法において、亀裂が進展する前にガラス基
板の切断予定線を予め加熱し、進展する亀裂の先端周辺
のガラス基板を部分的に冷却することを特徴とするガラ
ス基板の割断方法である。

【０００９】かかる割断方法とすることにより、亀裂が
進展する前にガラス基板の切断予定線を予め加熱するた
め割断精度の向上を図ることができる。特に切断予定線
が直線の場合には割断面の直線性が良好となる。かつ、
進展する亀裂の先端周辺のガラス基板を部分的に冷却す
るため、亀裂の先端周辺のガラス基板の温度勾配を容易
にコントロールすることができる。従って、肉厚のガラ
ス基板であっても正確に、かつ回路不良の原因になる切
り屑を発生させずに割断することができる。また、割断
のスピードを容易に向上することができる。

【００１０】また、前記課題を解決するために提供する
本願第２の発明にかかるガラス基板の割断方法は、ガラ
ス基板を加熱又は冷却することにより発生する熱応力に
よってガラス基板の亀裂を進展させるガラス基板の割断
方法において、切断予定線を、切断予定線に接触してガ
ラス基板を加熱する線状ヒータにより予め加熱した後、
進展する亀裂の先端周辺のガラス基板を、切断予定線に
沿って移動可能な冷却機構により部分的に冷却すること
を特徴とするガラス基板の割断方法である。

【００１１】かかる割断方法とすることにより、切断予
定線を、切断予定線に接触してガラス基板を加熱する線
状ヒータにより予め加熱するため、割断面の直線性が良
好となるばかりでなく、ガラス基板に対する線状ヒータ
の熱伝導性が良好となり、効率的に割断を行うことがで
きる。かつ、進展する亀裂の先端周辺のガラス基板を、
切断予定線に沿って移動可能な冷却機構により部分的に
冷却するため、効率的に切断予定線に沿った部分を冷却
することができ、亀裂の先端周辺のガラス基板の温度勾
配を容易にコントロールすることができる。従って、肉
厚のガラス基板であっても正確に、かつ回路不良の原因
になる切り屑を発生させずに割断することができる。ま
た、割断のスピードを容易に向上することができる。

【００１２】また、前記課題を解決するために提供する
本願第３の発明にかかるガラス基板の割断方法は、局所
加熱手段又は局所冷却手段を用いてガラス基板を加熱又
は冷却することにより発生する熱応力によってガラス基
板の亀裂を進展させるガラス基板の割断方法において、
亀裂の先端位置をセンサ機構により検出し、この検出情
報に基づいて前記冷却手段の移動速度を制御することを
特徴とするガラス基板の割断方法である。

【００１３】かかる割断方法とすることにより、亀裂の
先端位置をセンサ機構により検出し、この検出情報に基
づいて前記冷却手段の移動速度を制御するため、亀裂の
先端周辺のガラス基板の温度勾配を容易にコントロール
することができる。従って、肉厚のガラス基板であって
も正確に、かつ回路不良の原因になる切り屑を発生させ
ずに割断することができる。また、作業者による監視を
必要とすることなく割断のスピードを容易に向上するこ
とができる。

【００１４】また、前記課題を解決するために提供する
本願第４の発明にかかるガラス基板の割断方法は、局所
加熱手段又は局所冷却手段を用いてガラス基板を加熱又
は冷却することにより発生する熱応力によってガラス基
板の亀裂を進展させるガラス基板の割断方法において、
ガラス基板の切断予定線の終端部に割断面を開く方向に
外力を加えることを特徴とするガラス基板の割断方法で
ある。

【００１５】かかる割断方法とすることにより、ガラス
基板の切断予定線の終端部に割断面を開く方向に外力を
加えるため、割断面を開く方向の熱応力が減少するガラ
ス基板の切断予定線の終端部に応力を加えることがで
き、割断割断のスピードを容易に向上することができ
る。

【００１６】また、前記課題を解決するために提供する
本願第５の発明にかかるガラス基板の割断方法は、本願
第１乃至本願第４の発明にかかるガラス基板の割断方法
において、ガラス基板の切断予定線の終端部の温度上昇
を、切断予定線の他の部分と比較して小さくさせること
を特徴とするガラス基板の割断方法である。

【００１７】かかる割断方法とすることにより、ガラス
基板の切断予定線の終端部の温度上昇を、切断予定線の
他の部分と比較して小さくさせるため、ガラス基板の切
断終了側の端面の温度勾配を減少させることができる。
従って、ガラス基板の切断終了側の端面に微細な亀裂が
生じている場合であっても、誤ってガラス基板の切断終
了側から亀裂が進展することを防止することができる。

【００１８】また、前記課題を解決するために提供する
本願第６の発明にかかるガラス基板の割断装置は、ガラ
ス基板を加熱又は冷却することにより発生する熱応力に
よってガラス基板に設けられた亀裂を進展させるガラス
基板の割断装置において、切断予定線を加熱するヒータ
と、進展する亀裂の先端を検出するセンサ機構と、加熱
により進展する亀裂の先端周辺のガラス基板を部分的に
冷却する冷却機構と、切断予定線上をセンサ機構及び冷
却機構と一体となって移動する移動ユニットとを有する
ことを特徴とするガラス基板の割断装置である。

【００１９】かかる構成とすることにより、割断精度の
向上を図ることができ、かつ効率的に切断予定線に沿っ
た部分を冷却することができ、亀裂の先端周辺のガラス
基板の温度勾配を容易にコントロールすることができ
る。従って、肉厚のガラス基板であっても正確に、かつ
回路不良の原因になる切り屑を発生させずに割断するこ
とができる。割断のスピードを容易に向上することがで
きる。また、作業者による監視を必要とすることなく割
断のスピードを容易に向上することができる。

【００２０】また、前記課題を解決するために提供する
本願第７の発明にかかるガラス基板の割断装置は、本願
第６の発明にかかるガラス基板の割断装置において、ヒ
ータが切断予定線に接触してガラス基板を加熱する線状
ヒータであることを特徴とするガラス基板の割断装置で
ある。

【００２１】かかる構成とすることにより、割断面の直
線性が良好となるばかりでなく、ガラス基板に対するヒ
ータの熱伝導性が良好となり、効率的に割断を行うこと
ができる。

【００２２】また、前記課題を解決するために提供する
本願第８の発明にかかるガラス基板の割断装置は、本願
第６又は本願第７の発明にかかるガラス基板の割断装置
において、ヒータをガラス基板に下方から接触させるヒ
ータ上下動機構を有することを特徴とするガラス基板の
割断装置である。

【００２３】かかる構成とすることにより、ガラス基板
にヒータを確実に接触させることができるため、ガラス
基板に対するヒータの熱伝導性がさらに良好となり、さ
らに効率的に割断を行うことができる。

【００２４】また、前記課題を解決するために提供する
本願第９の発明にかかるガラス基板の割断装置は、本願
第６乃至本願第８の発明にかかるガラス基板の割断装置
において、ヒータがヒータ上下動機構に弾性体を介して
取り付けられていることを特徴とするガラス基板の割断
装置である。

【００２５】かかる構成とすることにより、ヒータが加
熱するガラス基板の面に起伏がある場合であっても、ヒ
ータをガラス基板に密着させることができるため、ガラ
ス基板に対するヒータの熱伝導性がさらに良好となり、
さらに効率的に割断を行うことができる。

【００２６】また、前記課題を解決するために提供する
本願第１０の発明にかかるガラス基板の割断装置は、本
願第６乃至本願第９の発明にかかるガラス基板の割断装
置において、センサ機構がガラス基板の所望検出位置に
ビームを射出する光源と、前記ビームを受光する光検出
器とを有し、前記光検出器を、ガラス基板の内部を通過
しガラス基板の表面で反射した反射光を検出する位置に
配置したことを特徴とするガラス基板の割断装置であ
る。

【００２７】かかる構成とすることにより、ガラス基板
の亀裂の進展状況を的確に検知することができる。ま
た、ガラス基板の表面での反射光を検出する構成とした
ため、光源及び光検出器をガラス基板に対し、同一側に
配置することができる。従って、移動ユニットを移動さ
せることが容易となる。

【００２８】また、前記課題を解決するために提供する
本願第１１の発明にかかるガラス基板の割断装置は、本
願第６乃至本願第９の発明にかかるガラス基板の割断装
置において、センサ機構がガラス基板の所望検出位置に
ビームを射出する光源と、前記ビームの反射光を受光す
る２個の光検出器とを有し、前記２個の光検出器の一方
をガラス基板の表面での反射光の強度を検出する位置に
配置し、他方の光検出器を、ガラス基板の内部を通過し
ガラス基板の表面で反射した反射光の強度を検出する位
置に配置し、前記２個の光検出器の出力の比に基づき亀
裂の先端を検出することを特徴とするガラス基板の割断
装置である。

【００２９】かかる構成とすることにより、ガラス基板
の亀裂の進展状況をさらに的確に検知することができ
る。

【００３０】また、前記課題を解決するために提供する
本願第１２の発明にかかるガラス基板の割断装置は、本
願第６乃至本願第１１の発明にかかるガラス基板の割断
装置において、冷却機構が、ガラス基板上の切断予定線
を挟んで２方向から圧縮空気を吹き付ける２個のエアノ
ズルを有することを特徴とするガラス基板の割断装置で
ある。

【００３１】かかる構成とすることにより、切断予定線
を挟んでガラス基板の温度分布をほぼ対称にして冷却す
ることができる。従って、割断精度の向上をさらに図る
ことができる。

【００３２】また、前記課題を解決するために提供する
本願第１３の発明にかかるガラス基板の割断装置は、本
願第６乃至本願第１２の発明にかかるガラス基板の割断
装置において、ガラス基板を保持する吸着パッドと、ガ
ラス基板の切断予定線の終端部を切断予定線方向と反対
の方向に付勢する押しつけローラとを備えた外力付加機
構を有することを特徴とするガラス基板の割断装置であ
る。

【００３３】かかる構成とすることにより、簡易な構造
でガラス基板の切断予定線の終端部に割断面を開く方向
に外力を加えることができるため、割断面を開く方向の
熱応力が減少するガラス基板の切断予定線の終端部に応
力を加えることができ、割断割断のスピードを容易に向
上することができる。

【００３４】また、前記課題を解決するために提供する
本願第１４の発明にかかるガラス基板の割断装置は、本
願第６乃至本願第１３の発明にかかるガラス基板の割断
装置において、ガラス基板の切断開始側の端面に初期亀
裂を生じさせるカッターを備えた初期亀裂導入機構を有
することを特徴とするガラス基板の割断装置である。

【００３５】かかる構成とすることにより、確実にガラ
ス基板の切断開始側の端面の所望の位置から割断を開始
することができる。

【００３６】また、前記課題を解決するために提供する
本願第１５の発明にかかるガラス基板の割断装置は、本
願第６乃至本願第１４の発明にかかるガラス基板の割断
装置において、ガラス基板の切断予定線の終端部を冷却
する終端部冷却機構を有することを特徴とするガラス基
板の割断装置である。

【００３７】かかる構成とすることにより、ガラス基板
の切断終了側の端面の温度勾配を減少させることができ
る。従って、ガラス基板の切断終了側の端面に微細な亀
裂が生じている場合であっても、誤ってガラス基板の切
断終了側から亀裂が進展することを防止することができ
る。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるガラス基板
の割断方法及び割断装置の一実施の形態につき図１乃至
図５を参照して説明する。図１は本実施の形態にかかる
ガラス基板の割断装置の要部を示す概略正面図である。
また、図２は本実施の形態にかかるガラス基板の割断装
置の要部を示す概略平面図である。なお、図２では説明
の便宜上、ガラス基板１１を破線で記載しているが、こ
れはガラス基板１１と割断装置との位置関係を示すもの
ではない。本実施の形態にかかるガラス基板の割断装置
は図１及び図２に示すように、ガラス基板１１の裏面１
２を切断予定線１３に沿って一様に加熱する線状ヒータ
１４と、ガラス基板１１の切断開始側の端面１５から切
断終了側の端面１６へ切断予定線１３に沿って進展する
亀裂の先端を検出するセンサ機構１７と、ガラス基板１
１を局部的に冷却する冷却機構１８と、このセンサ機構
１７及び冷却機構１８と一体となってガラス基板１１の
切断予定線１３に平行に移動する移動ユニット１９とを
有する。

【００３９】本実施の形態においては、割断されるガラ
ス基板１１は表面２０に回路パターンが設けられてお
り、割断の際には図１に示すように、回路パターンが設
けられている表面２０が上面となるように配置される。
線状ヒータ１４はニクロム線などの発熱線を耐熱性のパ
イプ内に収納した棒状のシーズヒータであり、ガラス基
板１１の切断予定線１３の直下に位置し、かつ切断予定
線１３と平行になるように配置される。この線状ヒータ
１４は図１に示すように、線状ヒータ１４の下側に位置
するヒータ上下動機構２１に、弾性体である板バネ材２
２を介して揺動自在に保持されている。なお、本実施の
形態にかかるガラス基板の割断装置においては、この弾
性体として板バネ材２２を用いたがこれに限られず、例
えばゴム材、スプリング材を用いてもよい。また、ヒー
タ上下動機構２１にはヒータ支持部材２３が設けられて
いる。従って、線状ヒータ１４は下方から板バネ２２に
付勢されるが、ヒータ支持部材２３に当接するため、常
にヒータ上下動機構２１内に収まっている。また、ヒー
タ上下動機構２１はベース２４に対し、図１の破線矢印
に示すように上下方向に移動することができるように保
持されている。従って、線状ヒータ１４はベース２４に
対し上下方向に移動することができる。

【００４０】センサ機構１７はガラス基板１１の切断予
定線１３に斜め下方からビームを射出する光源２５と、
ガラス基板１１の表面２０で反射する反射光を受光する
光検出器２６とから構成されている。これら光源２５と
光検出器２６は線状ヒータ１４を挟んでほぼ対称の位置
に配置される。このセンサ機構１７は、ガラス基板１１
の切断予定線１３に亀裂が生じていない場合には光検出
器２６が反射光を受光しているが、ビームの通過経路に
割断面が生じると、その割断面では全反射が起こり、違
う方向に射出するため、光検出器２６が受光する反射光
の強度が減少する。そのため、ガラス基板１１の切断予
定線１３に亀裂が生じているか否かを検知することがで
きる。なお、本実施の形態にかかるガラス基板の割断装
置においては、センサ機構１７として１個の光源２５と
１個の光検出器２６を用いてガラス基板１１の表面２０
で反射する反射光を受光するようにしたが、センサ機構
１７の構成はこれに限られない。例えばセンサ機構１７
として、ガラス基板１１の切断予定線１３に斜め下方か
らビームを射出する１個の光源と、この光源の反射光を
受光する２個の光検出器とを備えたセンサ機構１７とし
てもよい。この場合、２個の光検出器の一方をガラス基
板１１の表面２０での反射光の強度を検出する位置に配
置し、他方をガラス基板１１の裏面１２での反射光の強
度を検出する位置に配置し、これら２個の光検出器の出
力を比較してガラス基板１１の切断予定線１３に亀裂が
生じているか否かを検知する。このように２個の光検出
器を使用することにより、ガラス基板１１の亀裂の進展
状況をさらに的確に検知することができる。

【００４１】冷却機構１８は図１に示すように、ガラス
基板１１の裏面１２の切断予定線１３の近傍に斜め下方
から圧縮空気を吹き付ける２個のエアノズル２７を有し
ている。圧縮空気は図示しないエア供給装置から２個の
エアノズル２７にそれぞれ送られる。これら２個のエア
ノズル２７はセンサ機構１７と同様、線状ヒータ１４を
挟んでほぼ対称の位置に配置される。この冷却機構１８
は、線状ヒータ１４により加熱されたガラス基板１１の
切断予定線１３に沿った部分を２個のエアノズル２７に
て圧縮空気を吹き付けることにより、ガラス基板１１の
温度勾配を大きくすることができるため、割断のスピー
ドを向上させることができる。また、２個のエアノズル
２７を線状ヒータ１４を挟んでほぼ対称の位置に配置し
たため、切断予定線１３を挟んでガラス基板１１の温度
分布をほぼ対称にして冷却することができる。従って、
割断精度の向上をさらに図ることができる。

【００４２】上述したセンサ機構１７及び冷却機構１８
は、図１及び図２に示すように移動ユニット１９に固定
されている。センサ機構１７は移動ユニット１９の前方
部に固定され、冷却機構１８は移動ユニット１９の後方
部に固定されている。また、移動ユニット１９は図１に
示すようにベース２４を挟んでほぼ対称の位置に一対と
なって配置される。この一対の移動ユニット１９は図２
に示すように、ベース２４を挟んでほぼ対称の位置で、
かつベース２４に平行となるように配置されたレール２
８上を移動することができる。移動ユニット１９の動作
は図示しない制御システムによって制御される。

【００４３】一方、ガラス基板１１の切断開始側の端面
１５近傍には図２に示すように、ガラス基板１１の切断
開始側の端面１５に初期亀裂を生じさせるカッター２９
を備えた初期亀裂導入機構３０が配置されている。この
初期亀裂導入機構３０を、図３を参照して説明する。図
３は本実施の形態にかかるガラス基板の割断装置の初期
亀裂導入機構３０を示す概略側面図である。この初期亀
裂導入機構３０は、ガラス基板１１の切断開始側の端面
１５に初期亀裂を生じさせるカッター２９と、カッター
２９の駆動軸３１と、シリンダ３２と、これらを駆動さ
せる駆動部３３とから構成される。カッター２９はホイ
ールカッターであり、シリンダ３２によりガラス基板１
１方向に付勢される。また、カッター２９、駆動軸３
１、シリンダ３２は一体となり、駆動部３３からの駆動
力により上下方向に、すなわち、図３に示す矢印方向に
移動することができる。後述するように、ガラス基板１
１を線状ヒータ１４で加熱する前に、ガラス基板１１の
切断開始側の端面１５にカッター２９にて初期亀裂をで
ある引っ掻きキズを付けることにより、スムーズかつ的
確に亀裂を生じさせることができる。

【００４４】また、ガラス基板１１の切断終了側の端面
１６近傍には図２に示すように、外力付加機構３４が配
置されている。この外力付加機構３４を、図２及び図４
を参照して説明する。図４は本実施の形態にかかるガラ
ス基板の割断装置の外力付加機構３４を示す概略側面図
である。この外力付加機構３４は、図２及び図４に示す
ようにガラス基板１１を保持する吸着パッド３５と、ガ
ラス基板１１の切断予定線１３の終端部を亀裂進展方向
と反対の方向に付勢する端面押し付けローラ３６と、ガ
ラス基板１１の切断予定線１３の終端部を上方向から付
勢する上面押し付けローラ３７とを有する。吸着パッド
３５及び上面押しつけローラ３７は外力付加機構３４の
内部の駆動部からの駆動力により、図４の矢印に示すよ
うにガラス基板１１に対して上下に移動することができ
る。また、端面押し付けローラ３６は外力付加機構３４
の内部の駆動部からの駆動力により、図４の矢印に示す
ようにガラス基板１１に対して前後に移動することがで
きる。さらに、図２に示すように外力付加機構３４には
ガラス基板１１の切断予定線１３の終端部を冷却する終
端部冷却機構３８が設けられている。この終端部冷却機
構３８はガラス基板１１の上方向から圧縮空気を吹き付
けるエアノズル３９を有している。圧縮空気は、図示し
ないエア供給装置からエアノズル３９に送られる。

【００４５】以下、上述した本実施の形態にかかるガラ
ス基板の割断装置を使用して行うガラス基板の割断方法
について説明する。まず、図示しない搬送機構により、
ガラス基板１１を図１及び図２に示す位置まで搬送す
る。すなわち、線状ヒータ１４の直上にガラス基板１１
の切断予定線１３が位置し、かつエアノズル２７が接触
しない位置まで搬送する。次に、図２及び図３に示すよ
うに、外力付加機構３４の吸着パッド３５が下降してガ
ラス基板１１を吸着することにより、ガラス基板１１を
上述した位置に固定する。この際、可能な限りガラス基
板１１の平面度が確保されるように吸着固定することが
望ましい。ガラス基板１１の平面度が保たれていない
と、上述したセンサ機構１７による亀裂先端の検出の精
度が不安定となる場合が生じ得るからである。

【００４６】次に、図３に示すように、初期亀裂導入機
構３０によりガラス基板１１の切断開始側の端面１５に
初期亀裂を形成する。すなわち、固定されたガラス基板
１１の切断開始側の端面１５と切断予定線１３との交点
に回転しているカッター２９を押し当て、その後カッタ
ー２９を下方向に移動させ、直線状の引っ掻きキズをガ
ラス基板１１の切断開始側の端面１５に形成する。この
ように予め端面１５に初期亀裂を形成することにより、
例えば端面１５に微細なキズ等がある場合であっても、
スムーズかつ的確に亀裂を生じさせることができる。次
に、図４に示すように、外力付加機構３４によりガラス
基板１１の切断予定線１３の終端部に外力を加える。す
なわち、固定されたガラス基板１１の切断終了側の端面
１６に端面押し付けローラ３６を押し付け、また、ガラ
ス基板１１の上方向からは上面押し付けローラ３７を押
し付ける。このようにガラス基板１１の切断予定線１３
の終端部に端面押し付けローラ３６で外力を加えるの
は、亀裂が切断予定線１３の終端部にまで進展した場
合、割断面を開く方向の熱応力が減少するため、割断面
を開く方向に外力を加える必要があるからである。一
方、ガラス基板１１の上方向から上面押し付けローラ３
７にて外力を加えるのは、一般に本実施の形態にかかる
ガラス基板１１のようにその上面に回路パターンを形成
した場合、ガラス基板１１の端部が上方に反り上がって
しまい、後述する線状ヒータ１４の熱が効率良く伝導さ
れない場合があり、これを防止する必要があるからであ
る。

【００４７】次に、線状ヒータ１４によりガラス基板１
１の切断予定線１３を加熱する。但し、ガラス基板１１
の切断予定線１３の終端部はその温度が上昇しないよう
に、終端部冷却機構３８にて冷却を行う。すなわち、ヒ
ータ上下動機構２１を上方向に移動させ、加熱した線状
ヒータ１４をガラス基板１１の切断予定線１３に接触さ
せると同時にエアノズル３９によりガラス基板１１の上
方向から圧縮空気を吹き付ける。ここで、線状ヒータ１
４は板バネ２２を介してヒータ上下動機構２１に揺動自
在に保持されているため、ガラス基板１１の裏面１２に
多少の起伏があったとしても、線状ヒータ１４はガラス
基板１１に密着することができる。従って、線状ヒータ
１４の熱はガラス基板１１に効率良く伝導される。以上
のように線状ヒータ１４によりガラス基板１１の切断予
定線１３を加熱すると、図５に示すようにガラス基板１
１は切断予定線１３に発生する熱応力により切断予定線
１３を挟んで外側方向に引張力Ｃが生じる。ここで、図
５は本実施の形態にかかるガラス基板の割断方法により
割断されるガラス基板の亀裂を示す概略平面図である。
一方、上述したように予めガラス基板１１の端面１５に
は初期亀裂が形成されているため、図５に示すようにこ
の初期亀裂が切断予定線１３に沿って進展する。さら
に、ガラス基板１１の切断予定線１３の終端部を冷却し
ているので、ガラス基板１１の切断終了側の端面１６に
微細な亀裂が生じている場合であっても、誤ってガラス
基板１１の切断終了側から亀裂が進展することを防止す
ることができる。

【００４８】次に、切断予定線１３に沿って進展する亀
裂の先端をセンサ機構１７により検出して、冷却機構１
８による局部冷却を行う。すなわち、予め移動ユニット
１９の位置を制御しておき、センサ機構１７の光源２５
から射出されるビームが反射する反射位置が、ガラス基
板１１の切断開始側の端面１５から離れた位置、例えば
１０ｍｍ程度離れた位置になるようにセンサ機構１７を
配置しておく。このセンサ機構１７の位置を初期位置と
する。この際、センサ機構１７は、線状ヒータ１４がガ
ラス基板１１に接触するときに光源２５によるビームの
射出を開始し、ガラス基板１１の割断が終了するまでこ
の射出を継続する。その後、上述したように亀裂が切断
予定線１３に沿って進展すると、初期位置にあるセンサ
機構１７が亀裂の先端を検出する。図５には亀裂の先端
を検出した状態が示されている。センサ機構１７が亀裂
の先端を検出すると、冷却機構１８のエアノズル２７か
ら圧縮空気が図５に示す冷却部位Ｄに吹き付けられる。
このように冷却機構１８による局部冷却を行うことによ
り、冷却部位Ｄ周辺のガラス基板１１の温度勾配を大き
くすることができるため、亀裂の進展を促進することが
できる。

【００４９】次に、亀裂の進展に合わせて冷却部位Ｄを
移動するべく、移動ユニット１９を前進させる。すなわ
ち、センサ機構１７が亀裂の先端を検出すると移動ユニ
ット１９はセンサ機構１７が亀裂の先端を検出しなくな
る位置まで前進し、亀裂を検出しなくなった位置で停止
する。その後、亀裂が進展し再びセンサ機構１７が亀裂
の先端を検出すると移動ユニット１９は再び前進する。
このように移動ユニット１９は亀裂の進展に合わせて前
進、停止を繰り返す。従って、センサ機構１７とともに
移動する冷却機構１８は常に亀裂の先端の後方を冷却す
るため、効率良く亀裂の進展を促進することができる。
ところで、ガラス基板１１の厚さや線状ヒータ１４の加
熱量などの条件によっては、亀裂の進展が一定時間（例
えば１０秒程度）停止してしまう等、予測した亀裂進展
スピードと相違する場合があるが、その場合には適宜冷
却機構１８の圧縮空気の吹き付け量などを調節すればよ
い。

【００５０】次に、センサ機構１７により亀裂が切断予
定線１３の終端部まで進展したことを検出したら、セン
サ機構１７のセンシング及び冷却機構１８の冷却を終了
し、移動ユニット１９を初期位置に移動させることによ
り、ガラス基板１１の割断が終了する。なお、本実施の
形態においては、線状ヒータ１４によりガラス基板１１
の切断予定線１３を加熱する際、ガラス基板１１の切断
予定線１３の終端部の温度を上昇させないように終端部
冷却機構３８で冷却を行うが、例えば、切断予定線１３
の終端部の温度を上昇させないように、線状ヒータ１４
の終端部の加熱量を小さくしてもよい。この場合、本実
施の形態とは異なり、終端部冷却機構３８が不要とな
る。

【００５１】

【発明の効果】以上に示したように、本発明にかかるガ
ラス基板の割断方法は、亀裂が進展する前にガラス基板
の切断予定線を予め加熱するため割断精度の向上を図る
ことができる。特に切断予定線が直線の場合には割断面
の直線性が良好となる。かつ、進展する亀裂の先端周辺
のガラス基板を部分的に冷却するため、亀裂の先端周辺
のガラス基板の温度勾配を容易にコントロールすること
ができる。従って、肉厚のガラス基板であっても正確
に、かつ回路不良の原因になる切り屑を発生させずに割
断することができる。また、割断のスピードを容易に向
上することができる。また、本発明にかかるガラス基板
の割断装置は、切断予定線を加熱するヒータと、進展す
る亀裂の先端を検出するセンサ機構と、加熱により進展
する亀裂の先端周辺のガラス基板を部分的に冷却する冷
却機構と、切断予定線上をセンサ機構及び冷却機構と一
体となって移動する移動ユニットとを有することによ
り、割断精度の向上を図ることができ、かつ効率的に切
断予定線に沿った部分を冷却することができ、亀裂の先
端周辺のガラス基板の温度勾配を容易にコントロールす
ることができる。従って、肉厚のガラス基板であっても
正確に、かつ回路不良の原因になる切り屑を発生させず
に割断することができる。割断のスピードを容易に向上
することができる。また、作業者による監視を必要とす
ることなく割断のスピードを容易に向上することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるガラス基板の割
断装置を示す概略正面図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかるガラス基板の割
断装置を示す概略平面図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかるガラス基板の割
断装置の初期亀裂導入機構を示す概略側面図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかるガラス基板の割
断装置の外力付加機構を示す概略側面図である。

【図５】本発明の一実施形態にかかるガラス基板の割
断方法により割断されるガラス基板の亀裂を示す概略平
面図である。

【図６】従来の割断方法にて割断される脆性材料の板
体を示す斜視図である。

【図７】従来の割断方法にて割断される脆性材料の板
体を示す平面図である。

【符号の説明】

１１ガラス基板１２裏面１３切断予定線１４線状ヒータ１５切断開始側の端面１６切断終了側の端面１７センサ機構１８冷却機構１９移動ユニット２０表面２１ヒータ上下動機構２２板バネ材２３ヒータ支持部材２４ベース２５光源２６光検出器２７エアノズル２８レール２９カッター３０初期亀裂導入機構３１駆動軸３２シリンダ３３駆動部３４外力付加機構３５吸着パッド３６端面押し付けローラ３７上面押し付けローラ３８終端部冷却機構３９エアノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス基板を加熱又は冷却することによ
り発生する熱応力によってガラス基板の亀裂を進展させ
るガラス基板の割断方法において、亀裂が進展する前に
ガラス基板の切断予定線を予め加熱し、進展する亀裂の
先端周辺のガラス基板を部分的に冷却することを特徴と
するガラス基板の割断方法。
【請求項２】ガラス基板を加熱又は冷却することによ
り発生する熱応力によってガラス基板の亀裂を進展させ
るガラス基板の割断方法において、切断予定線を、切断
予定線に接触してガラス基板を加熱する線状ヒータによ
り予め加熱した後、進展する亀裂の先端周辺のガラス基
板を、切断予定線に沿って移動可能な冷却機構により部
分的に冷却することを特徴とするガラス基板の割断方
法。
【請求項３】局所加熱手段又は局所冷却手段を用いて
ガラス基板を加熱又は冷却することにより発生する熱応
力によってガラス基板の亀裂を進展させるガラス基板の
割断方法において、亀裂の先端位置をセンサ機構により
検出し、この検出情報に基づいて前記冷却手段の移動速
度を制御することを特徴とするガラス基板の割断方法。
【請求項４】局所加熱手段又は局所冷却手段を用いて
ガラス基板を加熱又は冷却することにより発生する熱応
力によってガラス基板の亀裂を進展させるガラス基板の
割断方法において、ガラス基板の切断予定線の終端部に
割断面を開く方向に外力を加えることを特徴とするガラ
ス基板の割断方法。
【請求項５】ガラス基板の切断予定線の終端部の温度
上昇を、切断予定線の他の部分と比較して小さくさせる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のガラス
基板の割断方法。
【請求項６】ガラス基板を加熱又は冷却することによ
り発生する熱応力によってガラス基板に設けられた亀裂
を進展させるガラス基板の割断装置において、切断予定
線を加熱するヒータと、進展する亀裂の先端を検出する
センサ機構と、加熱により進展する亀裂の先端周辺のガ
ラス基板を部分的に冷却する冷却機構と、切断予定線上
をセンサ機構及び冷却機構と一体となって移動する移動
ユニットとを有することを特徴とするガラス基板の割断
装置。
【請求項７】ヒータが切断予定線に接触してガラス基
板を加熱する線状ヒータであることを特徴とする請求項
６に記載のガラス基板の割断装置。
【請求項８】ヒータをガラス基板に下方から接触させ
るヒータ上下動機構を有することを特徴とする請求項６
又は請求項７に記載のガラス基板の割断装置。
【請求項９】ヒータがヒータ上下動機構に弾性体を介
して取り付けられていることを特徴とする請求項６乃至
請求項８に記載のガラス基板の割断装置。
【請求項１０】センサ機構がガラス基板の所望検出位
置にビームを射出する光源と、前記ビームを受光する光
検出器とを有し、前記光検出器を、ガラス基板の内部を
通過しガラス基板の表面で反射した反射光を検出する位
置に配置したことを特徴とする請求項６乃至請求項９に
記載のガラス基板の割断装置。
【請求項１１】センサ機構がガラス基板の所望検出位
置にビームを射出する光源と、前記ビームの反射光を受
光する２個の光検出器とを有し、前記２個の光検出器の
一方を、ガラス基板の内部を通過しガラス基板の表面で
反射した反射光の強度を検出する位置に配置し、他方の
光検出器をガラス基板の裏面での反射光の強度を検出す
る位置に配置し、前記２個の光検出器の出力の比に基づ
き亀裂の先端を検出することを特徴とする請求項６乃至
請求項９に記載のガラス基板の割断装置。
【請求項１２】冷却機構が、ガラス基板上の切断予定
線を挟んで２方向から圧縮空気を吹き付ける２個のエア
ノズルを有することを特徴とする請求項６乃至請求項１
１に記載のガラス基板の割断装置。
【請求項１３】ガラス基板を保持する吸着パッドと、
ガラス基板の切断予定線の終端部を切断予定線方向と反
対の方向に付勢する押しつけローラとを備えた外力付加
機構を有することを特徴とする請求項６乃至請求項１２
に記載のガラス基板の割断装置。
【請求項１４】ガラス基板の切断開始側の端面に初期
亀裂を生じさせるカッターを備えた初期亀裂導入機構を
有することを特徴とする請求項６乃至請求項１３に記載
のガラス基板の割断装置。
【請求項１５】ガラス基板の切断予定線の終端部を冷
却する終端部冷却機構を有することを特徴とする請求項
６乃至請求項１４に記載のガラス基板の割断装置。