JP2004238269A

JP2004238269A - Method of cutting substrate and method of producing substrate, and method of manufacturing substrate

Info

Publication number: JP2004238269A
Application number: JP2003030997A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takei; 厚武居
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of cutting a substrate by which the occurrence of crack in the cutting of the substrate is suppressed and the breaking strength of the substrate is improved, a method of producing the substrate and a method of manufacturing the substrate. <P>SOLUTION: The method of cutting substrate is provided with a process of causing thermal stress at a cutting position of the substrate by the irradiation (S1) with laser, a process (S2) of forming scribe grooves at the cutting position where thermal stress is caused and a process (S3) of cutting the substrate along the scribe grooves. The substrate is cut by force smaller than the conventional one by causing the thermal stress on the substrate in this way to suppress the occurrence of the crack. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電気光学パネルの一部を構成するガラスなどからなる基板の切断方法及び基板の生産方法並びに基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電気光学パネルの一例としての液晶パネルはガラスなどからなる基板が２枚貼り合わされた構造を有している。液晶パネルの製造工程においては、例えば貼り合わされた２枚の大基板を切断して複数の単個の液晶パネルを製造する手法がとられている。この切断工程では、先端に超硬金属やダイアモンドを有するチップにより基板の破断すべき位置にスクライブ溝を形成した後、基板に力を加えることによってスクライブ溝に沿って基板を切断する。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−６２６１２号（第２頁、
【図３】）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような方法で基板を切断する場合、スクライブ溝形成時にクラックが生じ、更に基板切断時にこのクラックが進行して液晶パネルが割れるという問題があった。また、基板切断時に基板に生じたクラックを有する液晶パネルを携帯電話機などの製品に組みこんだ際、製品になった後の落下衝撃などによりクラックが進行して液晶パネルが割れるといった問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、基板切断時におけるクラックの発生を抑え、基板の割れ強度を向上した基板の切断方法及び基板の生産方法並びに基板の製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、本発明は以下のような構成を採用している。
本発明の基板の切断方法は、基板の破断すべき位置に熱応力を生じさせる工程と、熱応力を生じさせた前記破断位置にスクライブ溝を形成する工程と、前記スクライブ溝に沿って前記基板を破断する工程とを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明のこのような構成によれば、基板に熱応力が生じた状態で基板が切断されるため、従来よりも少ない力で基板を割ることができる。従って、従来よりも浅いスクライブ溝でも容易に基板を切断することが可能となるため、従来よりもスクライブ溝形成時の基板に対して加える力を、例えば約１０分の１にすることができる。これにより、スクライブ溝形成時における基板のクラックの発生を従来よりも抑制することができ、基板の割れ強度を向上させることができる。また、このように切断された基板が組み込まれた電子機器は、外的衝撃に対する強度が強く、基板が割れにくい。
【０００８】
また、前記熱応力を生じさせる工程は、前記基板を加熱する工程と、前記加熱された基板を冷却する工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
このように、基板を加熱した後、冷却することにより、基板に熱応力を残すことが出来る。
【００１０】
また、前記熱応力を生じさせる工程において、前記基板は１００℃以上１５０℃以下に加熱されることを特徴とする。
【００１１】
このように、基板を１００℃以上１５０℃以下の温度で加熱させることが望ましい。１００℃よりも低い温度で基板を加熱すると十分に熱応力が残すことができず、また１５０℃よりも高い温度で基板を加熱すると、基板が割れてしまうおそれがある。
【００１２】
また、前記熱応力を生じさせる工程において、前記基板はキセノンランプまたはハロゲンランプによって加熱されることを特徴とする。
【００１３】
このように、キセノンランプやハロゲンランプを用いて基板を部分的に加熱することができる。
【００１４】
また、前記熱応力を生じさせる工程において、前記基板はレーザによって加熱されることを特徴とする。
【００１５】
このようにレーザを用いて基板を部分的に加熱することができる。
【００１６】
また、前記基板はガラスであり、前記レーザはＣＯ_２レーザであることを特徴とする。
【００１７】
このように基板としてガラス基板を用いる場合、レーザとしてガラス基板が吸収しやすい波長を有するＣＯ_２を用いることにより、効率よく加熱を行うことができる。
【００１８】
本発明の基板の生産方法は、大基板を破断して複数の小基板を生産する方法において、前記大基板の破断すべき位置に熱応力を生じさせる工程と、熱応力を生じさせた前記破断位置にスクライブ溝を形成する工程と、前記スクライブ溝に沿って前記大基板を破断する工程とを具備することを特徴とする。
また、本発明の基板の製造方法は、大基板を破断して複数の小基板を生産する方法において、前記大基板の破断すべき位置に熱応力を生じさせる工程と、熱応力を生じさせた前記破断位置にスクライブ溝を形成する工程と、前記スクライブ溝に沿って前記大基板を破断する工程とを具備することを特徴とする。
【００１９】
本発明のこのような構成によれば、大基板に熱応力が生じた状態で大基板が切断されるため、従来よりも少ない力で大基板を割ることができる。従って、従来よりも浅いスクライブ溝でも容易に大基板を切断することが可能となるため、従来よりもスクライブ溝形成時の基板に対して加える力を、例えば約１０分の１にすることができる。これにより、スクライブ溝形成時における大基板のクラックの発生を従来よりも抑制することができ、小基板の割れ強度を向上させることができる。また、このように生産された小基板が組み込まれた電子機器は、外的衝撃に対する強度が強く、小基板が割れにくい。
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
基板としてガラス基板を例にあげ、本発明における基板の切断方法について図１〜図４を用いて説明する。尚、ここでは１枚のガラス基板を切断する場合について説明する。
【００２０】
図１は基板の切断工程フローチャート図である。図２は基板の切断工程を説明するための概略斜視図及び概略断面図である。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各図において、左側には斜視図、右側には斜視図のＡ−Ａ´、Ｂ−Ｂ´、Ｃ−Ｃ´で切断した断面図を示している。また、図２（ｄ）においては、斜視図のみ示している。図３は基板の概略平面図であり、切断工程中におけるレーザ処理を施す領域とスクライブ溝との大きさを比較するための図である。図４はガラス基板をレーザ処理及びスクライブ溝形成の際に用いるスクライブ装置の概略断面図である。
【００２１】
まず、図１及び図２を用いて、基板の切断方法について説明する。図２（ａ）に示すように、対向する第１面１００ａ及び第２面１００ｂを有するガラス基板１００に対して、破断すべき位置１４６（図面上、点線で図示）に沿って第１面１００ａ側からＣＯ_２レーザを照射する（工程Ｓ１）。ＣＯ_２レーザはレーザ照射機５０から出射される。ここで出射されるレーザの波長は１０．６μｍ、光出力は５０Ｗに設定している。これにより、レーザが照射された領域は約１００〜１５０℃に加熱される。その後、ガラス基板１００をそのまま放置してガラス基板１００を常温に戻す。これにより、ガラス基板１００の破断位置１４６付近に熱応力を残留させる。ここで、レーザ照射時において、ガラス基板１００のレーザが照射された領域が１００℃よりも低い温度で加熱されると十分な熱応力を残留させることができない。また、ガラス基板１００のレーザが照射された領域が１５０℃よりも高い温度で加熱されると、ガラス基板１００が割れてしまうおそれがある。また、ここでは、レーザとしてガラス基板が吸収しやすい波長を有するＣＯ_２を用いているので、効率よく加熱を行うことができる。
【００２２】
次に、図２（ｂ）に示すように、ガラス基板１００の第１面１００ａに、破断位置１４６に沿ってチップ５１を移動させてスクライブ溝１４７を形成する（工程Ｓ２）。チップ５１は先端にダイアモンドまたは超硬金属を有するものであり、チップ５１の先端部をガラス基板１００に接して移動させることにより基板表面にスクライブ溝１４７を形成する。従来のレーザ処理を施さない場合では、スクライブ溝形成時に約０．５〜１ｋｇ／ｃｍ^２の力を加えてチップを移動させていた。これに対し、本実施形態においては、レーザ処理を施すことによりガラス基板に熱応力が生じているため、従来よりもガラス基板が割れやすくなっている。従って、従来よりも浅いスクライブ溝でも容易に基板を切断することが可能となるため、従来よりもスクライブ溝形成時の基板に対して加える力を、例えば約１０分の１にすることができる。これにより、スクライブ溝形成時における基板のクラックの発生を従来よりも抑制することができ、基板の割れ強度を向上させることができる。
【００２３】
次に、図２（ｃ）に示すように、ガラス基板１００の第１面１００ａが下側となるようにガラス基板１００を配置する。この状態で第２面１００ｂ側にスクライブ溝１４７に対応させてブレイクバー５２を配置して、ブレイクバー５２を介してガラス基板１００に力を加えることにより、ガラス基板１００を切断する（工程Ｓ３）。これにより図２（ｄ）に示すように、１枚の大基板としてのガラス基板１００を切断して、２枚の小基板としてのガラス基板１００ｃが得られる。
【００２４】
本実施形態において、図３に示すようにレーザ処理が施される領域１５０（図面上、右上がり斜線及び格子で埋められた領域）は、スクライブ溝が形成される領域１５１（図面上、格子で埋められた領域）よりも大きくなるように設定されている。ここでは、レーザ処理が施される領域１５０の幅ａを約１ｍｍ、スクライブ溝が形成される領域の幅ｂを約０．１ｍｍとした。このように、レーザ処理が施される領域１５０をスクライブ溝が形成される領域１５１よりも大きくなるように設定することによって、レーザ処理時に処理領域が多少ずれても、必ずレーザ処理が施される領域１５０内にスクライブ溝を形成することができる。すなわち、熱応力が生じる領域内に確実に破断位置がくるように設定することができる。
【００２５】
次に、本実施形態のレーザ処理及びスクライブ溝形成を行うためのスクライブ装置１０２について、図４を用いて説明する。
【００２６】
図４に示すように、スクライブ装置１０２は、ガラス基板１００を載置、保持する載置台１０１、ガラス基板１００に対してＣＯ_２レーザを照射するレーザ照射機５０、及びチップ５１を有する。載置台１０１は図面ｘ方向に沿って移動可能に設計されている。レーザ照射機５０は、ＣＯ_２レーザを発振するレーザ発振器５３と、発振されたレーザを所望の位置に導くレンズ５４と、レンズ５４の向きを調整する調整機構５５とを有する。レーザ照射器５０は定位置に固定されており、レンズ５４の向きを調整機構５５により変えることによって発振されたレーザをガラス基板の１００上の所望の位置に導く。チップ５１は先端にダイアモンドまたは超硬金属を有している。チップ５１は上下移動及びｘ軸、ｙ軸方向に移動可能に設計されている。
【００２７】
以上のように本実施形態においては、スクライブ溝形成工程及び切断工程の前に、ガラス基板にレーザ処理を施して熱応力を生じさせているので、従来と比較して少ない力でガラス基板を切断することができ、クラックの発生を抑えることができる。
【００２８】
（第２実施形態）
第１実施形態では１枚のガラス基板を切断する場合について説明したが、第２実施形態では重ね合わされた２枚のガラス基板を切断する場合について、図５及び図６を用いて説明する。尚、基板に対して熱応力を生じさせるためのレーザ処理工程及び冷却工程、スクライブ溝形成工程、切断工程は、第１実施形態と同じため詳細な説明は省略する。また、本実施形態においても、レーザ処理工程及びスクライブ溝形成工程において、第１実施形態で記載したスクライブ装置を用いることができる。
【００２９】
図５及び図６は、基板の切断工程図である。
【００３０】
図５（ａ）に示すように、重ね合わされた２枚のガラス基板４１及び４２を切断する場合、ガラス基板４１のガラス基板４２と対向しない面側から、ガラス基板４１を破断すべき位置４６（図面上、点線で図示）に沿って、ＣＯ_２レーザを照射する。その後、２枚のガラス基板４１及び４２をそのまま放置してガラス基板４１及び４２を常温に戻す。これにより、ガラス基板４１の破断位置４６付近に熱応力を残留させる。
【００３１】
次に、図５（ｂ）に示すように、ガラス基板４１のガラス基板４２と対向しない面に、破断位置４６に沿ってチップ５１を移動させることによってスクライブ溝４７を形成する。
【００３２】
次に、図５（ｃ）に示すように、ガラス基板４１が下側に位置するように配置する。この状態でガラス基板４２のガラス基板４１と対向しない面側にスクライブ溝４７に対応させてブレイクバー５２を配置し、ブレイクバー５２を介してガラス基板４１に力を加えることにより、ガラス基板４１を切断する。これにより図６（ａ）に示すように、ガラス基板４１が２枚のガラス基板４１ａ及び４１ｂに切断される。
【００３３】
次に図６（ａ）に示すように、ガラス基板４２のガラス基板４１と対向しない面側から、ガラス基板４２を破断すべき位置４８（図面上、点線で図示）に沿ってＣＯ_２レーザを照射する。その後、２枚のガラス基板４１及び４２をそのまま放置してガラス基板４１及び４２を常温に戻す。これにより、ガラス基板４２の破断位置４８付近に熱応力を残留させる。
【００３４】
次に、図６（ｂ）に示すように、ガラス基板４２のガラス基板４１と対向しない面に、破断位置４８に沿ってチップ５１を移動させてスクライブ溝４９を形成する。
【００３５】
次に、図６（ｃ）に示すように、ガラス基板４２が下側に位置するように配置する。この状態でガラス基板４１のガラス基板４２と対向しない面側にスクライブ溝４９に対応させてブレイクバー５２を配置し、ブレイクバー５２を介してガラス基板４２に力を加えることにより、ガラス基板４１を切断する。これにより図６（ｄ）に示すように、２枚のガラス基板４１ａ及び４２ａ、４１ｂ及び４２ｂがそれぞれ重ね合わされた２組の基板を得ることができる。
【００３６】
このように、重ね合わされた２枚の基板を切断する場合には、１枚づつ基板を切断することができる。従って、ここでは２枚のガラス基板４１及び４２の切断面が面一の場合を例にとって説明したが、２枚を同時に切断せず１枚づつ基板を切断するので、ガラス基板４１とガラス基板４２の切断箇所が異なる場合でも、問題なく切断は可能である。
【００３７】
（第３実施形態）
以下、ガラス基板を一構成とする液晶パネルの製造工程中の基板切断に本発明を適用した場合を例にあげ、図７及び図８を用いて説明する。本実施形態は、第２実施形態で説明した重ね合わされた２枚の基板を切断する場合の具体的な応用例であり、基本的な切断手順は第２実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。第２実施形態では、説明を簡略化するために２枚の基板間には何も配置されていないが、本実施形態では２枚の基板を接着するシール材が配置されている。本実施形態においては、大基板としての大判パネルから小基板としての個別の液晶パネルを生産する生産方法に本発明を用いている。具体的には、液晶パネル製造工程中における大判パネルから短冊状パネルに切断する工程（１次切断）、短冊状パネルから単個の液晶パネルに切断する工程（２次切断）に、本発明の切断方法を用いている。
【００３８】
図７は、本発明による液晶パネルの概略製造工程図であり、図８は本発明による液晶パネルの製造方法のフローチャート図である。
【００３９】
まず、図７（ａ）に示す大基板としての第１母基板１１と第２母基板１２に対して、透明電極の形成や配向膜の形成などの所定の処理を行った後（工程Ｓ１）、一方の母基板上に複数（ここでは１６個）の開曲線状のシール材１３を塗布する。その後、２枚の母基板をシール材１３を介して貼りあわせる（工程Ｓ２）。これにより図７（ａ）に例示する大板パネル基板１０が得られる。
【００４０】
次に、第１母基板１１に、破断すべき位置で１８及び１６に沿ってＣＯ_２レーザを照射する（工程Ｓ３）。その後、２枚の母基板１１及び１２をそのまま放置して常温に戻す。これにより、第１母基板１１の破断位置１８及び１６付近に熱応力を残留させる。次に、第１母基板１１に破断位置１８及び１６に沿ってチップを移動させてスクライブ溝を形成する（工程Ｓ４）。その後、第１母基板１１が下側に位置するように配置した状態で第２母基板１２側にスクライブ溝に対応させてブレイクバーを配置し、ブレイクバーを介して第１母基板１１に力を加えることにより、第１母基板１１を切断する（工程Ｓ５）。次に、第２母基板１２に、破断すべき位置１６に沿ってＣＯ_２レーザを照射する（工程Ｓ６）。その後、２枚の母基板１１及び１２をそのまま放置して常温に戻す。これにより、第２母基板１２の破断位置１６付近に熱応力を残留させる。次に、第２母基板１２に破断位置１６に沿ってチップを移動させてスクライブ溝を形成する（工程Ｓ７）。その後、第２母基板１２が下側に位置するように配置した状態で第１母基板１１側にスクライブ溝に対応させてブレイクバーを配置し、ブレイクバーを介して第２母基板１２に力を加えることにより、第２母基板１２を切断する（工程Ｓ８）。以上により１次切断が終了する。１次切断により、大判パネル１０からは複数の短冊状のパネルが形成される。この短冊状パネルは、一方の基板（第２母基板１２から切り出された基板）が、もう一方の基板（第１母基板１１から切り出された基板）よりも張り出した張り出し部２１を有している。
【００４１】
次に、短冊状パネルの切断面に露出した各液晶パネル開口部１４から基板間に液晶を注入し、開口部１４を封止材１９により封止する（工程Ｓ９）。これにより、図７（ｂ）に示す液晶が封入された状態の張り出し部２１を有する短冊状パネル２０が得られる。
【００４２】
次に、短冊状パネル２０の第１母基板１１側に、破断すべき位置１５に沿ってＣＯ_２レーザを照射する（工程Ｓ１０）。その後、短冊状パネル２０をそのまま放置して常温に戻す。これにより、第１母基板１１側の破断位置１５付近に熱応力を残留させる。次に、第１母基板１１側に破断位置１５に沿ってチップを移動させてスクライブ溝を形成する（工程Ｓ１１）。その後、第１母基板１１が下側に位置するように配置した状態で第２母基板１２側にスクライブ溝に対応させてブレイクバーを配置し、ブレイクバーを介して第１母基板１１に力を加えることにより、第１母基板１１を切断する（工程Ｓ１２）。次に、第２母基板１２に、破断すべき位置１５に沿ってＣＯ_２レーザを照射する（工程Ｓ１３）。その後、短冊状パネル２０をそのまま放置して常温に戻す。これにより、第２母基板１２の破断位置１５付近に熱応力を残留させる。次に、第２母基板１２に破断位置１５に沿ってチップを移動させてスクライブ溝を形成する（工程Ｓ１４）。その後、第２母基板１２が下側に位置するように配置した状態で第１母基板１１側にスクライブ溝に対応させてブレイクバーを配置し、ブレイクバーを介して第２母基板１２に力を加えることにより、第２母基板１２を切断する（工程Ｓ１５）。以上により２次切断が終了する。この２次切断により、短冊状パネル２０から複数の図７（ｃ）に示すような個別の液晶パネル１を得る。
【００４３】
次に、個別の液晶パネル１の張り出し部４上の所定位置にドライバＩＣを実装し（工程Ｓ１６）、液晶パネルが完成する。
【００４４】
以上のようにして製作された液晶パネル１は、基板切断時におけるクラックの発生が従来と比較して抑制されているので、割れ強度が向上している。よって、このような液晶パネル１が組み込まれる携帯電話や携帯型端末などの電子機器は、ユーザの使用時における落下などの衝撃などにより、割れ、破損が生じる事が少なくなる。
【００４５】
なお、液晶パネルだけでなく、エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動表示装置、電界放出表示装置、ＬＥＤ（ライトエミッティングダイオード）表示装置等のような各種の電気光学パネルに対しても本発明を同様に適用することができる。
【００４６】
上述の実施形態においては、基板に熱応力を生じさせる手段としてレーザを用いているが、これに限定されず、キセノンランプやハロゲンランプなど基板に対してスポット的に照射が可能で、基板を加熱できるものであればよい。
【００４７】
また、上述の実施形態においては、レーザ照射後の基板の冷却は、基板を放置することによって自然に常温に戻していたが、図９に示すようにスクライブ装置１０２´にエアや窒素ガスを基板に対して噴きつける冷却手段としてのエアノズル５６を設けても良い。これにより、基板を常温に戻す時間を短縮することができ、製造効率が向上する。尚、図９において上述のスクライブ装置１０２と同様の構造については同じ符号を付し、ここでは説明を省略している。
【００４８】
また、上述の実施形態においては、基板としてガラス基板を例にあげたが、これに限定されるものでなく、シリコンウエハー基板やセラミック基板などにも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る基板の切断方法のフローチャート図である。
【図２】第１実施形態に係る基板の切断工程図である。
【図３】レーザ照射領域とスクライブ溝の位置関係を示す基板平面図である。
【図４】スクライブ装置の概略断面図である。
【図５】第２実施形態に係る基板の切断工程図（その１）である。
【図６】第２実施形態に係る基板の切断工程図（その２）である。
【図７】第３実施形態に係る液晶パネルの製造工程図である。
【図８】第３実施形態に係る液晶パネル製造方法のフローチャート図である。
【図９】スクライブ装置の変形例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・液晶パネル
１１・・・第１母基板
１２・・・第２母基板
１５、１６、１８、４６、４８、１４６・・・破断すべき位置
４１、４２、１００・・・ガラス基板（大基板）
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ・・・ガラス基板（小基板）
４７、４９、１４７・・・スクライブ溝
５０・・・レーザ照射機
５１・・・チップ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for cutting a substrate made of, for example, glass which constitutes a part of an electro-optical panel, a method for producing a substrate, and a method for producing a substrate.
[0002]
[Prior art]
For example, a liquid crystal panel as an example of an electro-optical panel has a structure in which two substrates made of glass or the like are bonded. In a manufacturing process of a liquid crystal panel, for example, a method of manufacturing a plurality of single liquid crystal panels by cutting two large substrates bonded together is employed. In this cutting step, a scribe groove is formed at a position where the substrate is to be broken with a chip having a carbide metal or diamond at the tip, and then the substrate is cut along the scribe groove by applying a force to the substrate. (For example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-62612 (page 2,
FIG. 3).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the substrate is cut by such a method, there is a problem that a crack is generated when the scribe groove is formed, and the crack is further advanced at the time of cutting the substrate to break the liquid crystal panel. In addition, when a liquid crystal panel having a crack generated on a substrate at the time of cutting the substrate is assembled into a product such as a mobile phone, there is a problem that the crack progresses due to a drop impact after the product is formed and the liquid crystal panel is broken. .
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a method for cutting a substrate, a method for producing a substrate, and a method for manufacturing a substrate, which suppress generation of cracks at the time of cutting a substrate and improve crack strength of the substrate. That is the task.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the present invention employs the following configuration.
The method of cutting a substrate according to the present invention includes the steps of: generating a thermal stress at a position where the substrate is to be broken; forming a scribe groove at the broken position where the thermal stress is generated; and forming the substrate along the scribe groove. And a step of breaking
[0007]
According to such a configuration of the present invention, since the substrate is cut while a thermal stress is generated in the substrate, the substrate can be broken with less force than in the related art. Therefore, the substrate can be easily cut even in the scribe groove which is shallower than in the conventional case, and the force applied to the substrate when the scribe groove is formed can be reduced to, for example, about 1/10. Thereby, the occurrence of cracks in the substrate during the formation of the scribe grooves can be suppressed more than before, and the crack strength of the substrate can be improved. In addition, an electronic device in which the substrate thus cut is incorporated has high strength against an external impact, and the substrate is not easily broken.
[0008]
Further, the step of generating the thermal stress includes a step of heating the substrate and a step of cooling the heated substrate.
[0009]
As described above, by heating and then cooling the substrate, thermal stress can be left on the substrate.
[0010]
Further, in the step of generating the thermal stress, the substrate is heated to 100 ° C. or more and 150 ° C. or less.
[0011]
Thus, it is desirable to heat the substrate at a temperature of 100 ° C. or more and 150 ° C. or less. If the substrate is heated at a temperature lower than 100 ° C., sufficient thermal stress cannot be left, and if the substrate is heated at a temperature higher than 150 ° C., the substrate may be broken.
[0012]
Further, in the step of generating the thermal stress, the substrate is heated by a xenon lamp or a halogen lamp.
[0013]
Thus, the substrate can be partially heated using a xenon lamp or a halogen lamp.
[0014]
Further, in the step of generating the thermal stress, the substrate is heated by a laser.
[0015]
Thus, the substrate can be partially heated using the laser.
[0016]
Further, the substrate is glass, and the laser is a CO ₂ laser.
[0017]
When a glass substrate is used as the substrate as described above, efficient heating can be performed by using CO ₂ having a wavelength easily absorbed by the glass substrate as a laser.
[0018]
The method for producing a substrate according to the present invention is a method for producing a plurality of small substrates by breaking a large substrate, wherein a step of generating a thermal stress at a position where the large substrate is to be fractured includes the step of: Forming a scribe groove at a position; and breaking the large substrate along the scribe groove.
Further, in the method for producing a substrate of the present invention, in the method for producing a plurality of small substrates by breaking a large substrate, a step of generating a thermal stress at a position where the large substrate is to be fractured, The method includes a step of forming a scribe groove at the breaking position and a step of breaking the large substrate along the scribe groove.
[0019]
According to such a configuration of the present invention, since the large substrate is cut in a state where thermal stress is generated in the large substrate, the large substrate can be broken with less force than in the related art. Therefore, it is possible to easily cut a large substrate even in a scribe groove which is shallower than in the past, so that the force applied to the substrate when the scribe groove is formed can be reduced to, for example, about 1/10. . Thus, the occurrence of cracks in the large substrate during the formation of the scribe groove can be suppressed more than before, and the crack strength of the small substrate can be improved. Further, the electronic device incorporating the small substrate thus produced has high strength against an external impact, and the small substrate is not easily broken.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
A glass substrate is taken as an example of the substrate, and a method of cutting the substrate in the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a case where one glass substrate is cut will be described.
[0020]
FIG. 1 is a flowchart of a substrate cutting process. FIG. 2 is a schematic perspective view and a schematic cross-sectional view for explaining a substrate cutting step. 2A, 2B, and 2C, the left side is a perspective view, and the right side is a cross-sectional view cut along AA ', BB', and CC 'of the perspective view. Is shown. FIG. 2D shows only a perspective view. FIG. 3 is a schematic plan view of the substrate, and is a diagram for comparing the size of a scribe groove with a region to be subjected to laser processing during a cutting process. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a scribing apparatus used for laser processing and forming scribe grooves on a glass substrate.
[0021]
First, a method for cutting a substrate will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2A, the first surface 100a is cut along a position 146 to be broken (shown by a dotted line in the drawing) with respect to the glass substrate 100 having the opposing first surface 100a and second surface 100b. The CO ₂ laser is irradiated from the side (step S1). The CO ₂ laser is emitted from the laser irradiator 50. The wavelength of the emitted laser is set to 10.6 μm, and the optical output is set to 50 W. Thereby, the area irradiated with the laser is heated to about 100 to 150 ° C. After that, the glass substrate 100 is left as it is while the glass substrate 100 is left as it is. As a result, thermal stress remains near the break position 146 of the glass substrate 100. Here, at the time of laser irradiation, if the region of the glass substrate 100 irradiated with the laser is heated at a temperature lower than 100 ° C., a sufficient thermal stress cannot be left. Further, when the region of the glass substrate 100 irradiated with the laser is heated at a temperature higher than 150 ° C., the glass substrate 100 may be broken. Further, here, since CO ₂ having a wavelength easily absorbed by the glass substrate is used as the laser, heating can be performed efficiently.
[0022]
Next, as shown in FIG. 2B, the scribe groove 147 is formed on the first surface 100a of the glass substrate 100 by moving the chip 51 along the break position 146 (step S2). The tip 51 has a diamond or a super hard metal at the tip, and a scribe groove 147 is formed on the substrate surface by moving the tip of the tip 51 in contact with the glass substrate 100. When the conventional laser processing is not performed, the chip is moved by applying a force of about 0.5 to 1 kg / cm ² when forming the scribe groove. On the other hand, in the present embodiment, since the glass substrate is subjected to thermal stress by performing the laser processing, the glass substrate is more easily broken than in the related art. Therefore, the substrate can be easily cut even in the scribe groove which is shallower than in the conventional case, and the force applied to the substrate when the scribe groove is formed can be reduced to, for example, about 1/10. Thereby, the occurrence of cracks in the substrate during the formation of the scribe grooves can be suppressed more than before, and the crack strength of the substrate can be improved.
[0023]
Next, as shown in FIG. 2C, the glass substrate 100 is arranged such that the first surface 100a of the glass substrate 100 is on the lower side. In this state, the break bar 52 is arranged on the second surface 100b side so as to correspond to the scribe groove 147, and a force is applied to the glass substrate 100 via the break bar 52, thereby cutting the glass substrate 100 (step S3). . Thereby, as shown in FIG. 2D, the glass substrate 100 as one large substrate is cut to obtain a glass substrate 100c as two small substrates.
[0024]
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a region 150 where laser processing is performed (a region filled with oblique lines and grids rising to the right in the drawing) is a region 151 in which scribe grooves are formed (in the drawing, grids are used). (Filled area). Here, the width a of the region 150 where the laser processing is performed is about 1 mm, and the width b of the region where the scribe groove is formed is about 0.1 mm. In this way, by setting the region 150 where the laser processing is performed to be larger than the region 151 where the scribe groove is formed, the laser processing is always performed even if the processing region slightly shifts during the laser processing. A scribe groove can be formed in the region 150. That is, it is possible to set so that the breaking position surely comes within the region where the thermal stress occurs.
[0025]
Next, a scribing apparatus 102 for performing laser processing and forming scribe grooves according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0026]
As shown in FIG. 4, the scribe device 102 includes a mounting table 101 for mounting and holding the glass substrate 100, a laser irradiator 50 for irradiating the glass substrate 100 with a CO ₂ laser, and a chip 51. The mounting table 101 is designed to be movable along the x direction in the drawing. The laser irradiator 50 includes a laser oscillator 53 that oscillates a CO ₂ laser, a lens 54 that guides the oscillated laser to a desired position, and an adjustment mechanism 55 that adjusts the direction of the lens 54. The laser irradiator 50 is fixed at a fixed position, and guides the oscillated laser to a desired position on the glass substrate 100 by changing the direction of the lens 54 by the adjustment mechanism 55. The tip 51 has diamond or cemented metal at the tip. The tip 51 is designed to be able to move up and down and move in the x-axis and y-axis directions.
[0027]
As described above, in the present embodiment, before the scribe groove forming step and the cutting step, the glass substrate is subjected to laser processing to generate thermal stress, so that the glass substrate is cut with less force compared to the related art. And the occurrence of cracks can be suppressed.
[0028]
(2nd Embodiment)
In the first embodiment, a case where one glass substrate is cut has been described. In the second embodiment, a case where two superposed glass substrates are cut will be described with reference to FIGS. 5 and 6. Note that the laser processing step, the cooling step, the scribe groove forming step, and the cutting step for generating thermal stress on the substrate are the same as those in the first embodiment, and thus detailed description is omitted. Also in this embodiment, the scribe device described in the first embodiment can be used in the laser processing step and the scribe groove forming step.
[0029]
5 and 6 are process diagrams of cutting the substrate.
[0030]
As shown in FIG. 5 (a), when cutting the two glass substrates 41 and 42 which are superimposed, the position 46 () at which the glass substrate 41 should be broken from the side of the glass substrate 41 not facing the glass substrate 42. A CO ₂ laser is irradiated along the dotted line in the drawing). Thereafter, the two glass substrates 41 and 42 are left as they are, and the glass substrates 41 and 42 are returned to room temperature. As a result, thermal stress remains near the breaking position 46 of the glass substrate 41.
[0031]
Next, as shown in FIG. 5B, a scribe groove 47 is formed on the surface of the glass substrate 41 that does not face the glass substrate 42 by moving the chip 51 along the break position 46.
[0032]
Next, as shown in FIG. 5C, the glass substrate 41 is disposed so as to be located on the lower side. In this state, the break bar 52 is arranged on the side of the glass substrate 42 that does not face the glass substrate 41 so as to correspond to the scribe groove 47, and a force is applied to the glass substrate 41 via the break bar 52, whereby the glass substrate 41 is moved. Disconnect. Thereby, as shown in FIG. 6A, the glass substrate 41 is cut into two glass substrates 41a and 41b.
[0033]
Next, as shown in FIG. 6A, a CO ₂ laser is applied along a position 48 (shown by a dotted line in the drawing) at which the glass substrate 42 is to be broken, from the side of the glass substrate 42 not facing the glass substrate 41. Irradiate. Thereafter, the two glass substrates 41 and 42 are left as they are, and the glass substrates 41 and 42 are returned to room temperature. As a result, thermal stress remains near the break position 48 of the glass substrate 42.
[0034]
Next, as shown in FIG. 6B, the scribe groove 49 is formed by moving the chip 51 along the breaking position 48 on the surface of the glass substrate 42 not facing the glass substrate 41.
[0035]
Next, as shown in FIG. 6C, the glass substrate 42 is disposed so as to be located on the lower side. In this state, the break bar 52 is arranged on the surface of the glass substrate 41 that does not face the glass substrate 42 so as to correspond to the scribe grooves 49, and a force is applied to the glass substrate 42 via the break bar 52, whereby the glass substrate 41 is moved. Disconnect. As a result, as shown in FIG. 6D, two sets of substrates in which the two glass substrates 41a and 42a, 41b and 42b are respectively overlapped can be obtained.
[0036]
As described above, when cutting two superposed substrates, the substrates can be cut one by one. Therefore, here, the case where the cut surfaces of the two glass substrates 41 and 42 are flush has been described as an example. However, since the two substrates are not cut at the same time but the substrates are cut one by one, the glass substrates 41 and 42 are cut. Can be cut without any problem even if the cut portions are different.
[0037]
(Third embodiment)
Hereinafter, a case where the present invention is applied to substrate cutting in a manufacturing process of a liquid crystal panel having a glass substrate as one configuration will be described as an example with reference to FIGS. 7 and 8. This embodiment is a specific application example in the case of cutting two superposed substrates described in the second embodiment, and the basic cutting procedure is the same as that of the second embodiment. Description is omitted. In the second embodiment, nothing is disposed between the two substrates for simplicity of description, but in the present embodiment, a sealant for bonding the two substrates is disposed. In the present embodiment, the present invention is used in a production method for producing individual liquid crystal panels as small substrates from large-format panels as large substrates. Specifically, the present invention includes a step of cutting a large-sized panel into a strip-shaped panel (primary cutting) and a step of cutting a strip-shaped panel into a single liquid crystal panel (secondary cutting) in a liquid crystal panel manufacturing process. The cutting method is used.
[0038]
FIG. 7 is a schematic diagram of a manufacturing process of a liquid crystal panel according to the present invention, and FIG. 8 is a flowchart of a method of manufacturing a liquid crystal panel according to the present invention.
[0039]
First, predetermined processing such as formation of a transparent electrode and formation of an alignment film is performed on the first mother substrate 11 and the second mother substrate 12 as the large substrates shown in FIG. 7A (step S1). Then, a plurality of (here, 16) open-curve sealing materials 13 are applied to one mother substrate. Thereafter, the two mother substrates are bonded together via the sealing material 13 (step S2). Thus, a large panel substrate 10 illustrated in FIG. 7A is obtained.
[0040]
Next, the first mother substrate 11 is irradiated with a CO ₂ laser along the lines 18 and 16 at the positions to be broken (step S3). Thereafter, the two mother substrates 11 and 12 are left as they are to return to room temperature. As a result, thermal stress is left near break positions 18 and 16 of first mother substrate 11. Next, the scribe groove is formed in the first mother substrate 11 by moving the chip along the breaking positions 18 and 16 (step S4). Thereafter, a break bar is arranged on the second mother substrate 12 side corresponding to the scribe groove in a state where the first mother substrate 11 is arranged so as to be located on the lower side, and a force is applied to the first mother substrate 11 via the break bar. To cut the first mother substrate 11 (step S5). Next, the second mother substrate 12 is irradiated with a CO ₂ laser along the position 16 to be broken (step S6). Thereafter, the two mother substrates 11 and 12 are left as they are to return to room temperature. As a result, thermal stress remains near the break position 16 of the second motherboard 12. Next, a scribe groove is formed by moving the chip along the breaking position 16 in the second mother substrate 12 (step S7). Then, a break bar is arranged on the first mother substrate 11 side in a state corresponding to the scribe groove in a state where the second mother substrate 12 is arranged on the lower side, and a force is applied to the second mother substrate 12 via the break bar. To cut the second mother substrate 12 (step S8). Thus, the primary cutting is completed. By the primary cutting, a plurality of strip-shaped panels are formed from the large-format panel 10. This strip-shaped panel has an overhang portion 21 in which one substrate (a substrate cut out from the second motherboard 12) is more protruding than the other substrate (a substrate cut out from the first motherboard 11). I have.
[0041]
Next, liquid crystal is injected between the substrates from each liquid crystal panel opening 14 exposed on the cut surface of the strip-shaped panel, and the opening 14 is sealed with a sealing material 19 (step S9). As a result, the strip-shaped panel 20 having the protruding portion 21 in which the liquid crystal is sealed as shown in FIG. 7B is obtained.
[0042]
Next, a CO ₂ laser is irradiated on the first mother substrate 11 side of the strip-shaped panel 20 along the position 15 to be broken (step S10). Thereafter, the strip-shaped panel 20 is left as it is to return to room temperature. As a result, thermal stress remains near the break position 15 on the first mother substrate 11 side. Next, a scribe groove is formed by moving the chip along the breaking position 15 on the first mother substrate 11 side (step S11). Thereafter, a break bar is arranged on the second mother substrate 12 side corresponding to the scribe groove in a state where the first mother substrate 11 is arranged so as to be located on the lower side, and a force is applied to the first mother substrate 11 via the break bar. To cut the first mother substrate 11 (step S12). Next, the second mother substrate 12 is irradiated with a CO ₂ laser along the position 15 to be broken (step S13). Thereafter, the strip-shaped panel 20 is left as it is to return to room temperature. As a result, thermal stress remains near the break position 15 of the second mother substrate 12. Next, the scribe groove is formed by moving the chip along the breaking position 15 in the second mother substrate 12 (step S14). Then, a break bar is arranged on the first mother substrate 11 side in a state corresponding to the scribe groove in a state where the second mother substrate 12 is arranged on the lower side, and a force is applied to the second mother substrate 12 via the break bar. To cut the second mother substrate 12 (step S15). Thus, the secondary cutting is completed. By this secondary cutting, a plurality of individual liquid crystal panels 1 as shown in FIG.
[0043]
Next, a driver IC is mounted at a predetermined position on the overhang portion 4 of the individual liquid crystal panel 1 (step S16), and the liquid crystal panel is completed.
[0044]
In the liquid crystal panel 1 manufactured as described above, the occurrence of cracks at the time of cutting the substrate is suppressed as compared with the related art, so that the crack strength is improved. Therefore, electronic devices, such as a mobile phone and a portable terminal, into which such a liquid crystal panel 1 is incorporated are less likely to be cracked or damaged by an impact such as a drop during use by a user.
[0045]
Not only liquid crystal panels, but also various electro-optical panels such as electroluminescent devices, inorganic electroluminescent devices, plasma display devices, electrophoretic display devices, field emission display devices, LED (light emitting diode) display devices, etc. The present invention can be similarly applied to this.
[0046]
In the above-described embodiment, a laser is used as a means for generating thermal stress on the substrate. However, the present invention is not limited to this, and a substrate such as a xenon lamp or a halogen lamp can be irradiated in a spot manner, and the substrate is heated. Anything that can be done is acceptable.
[0047]
Further, in the above embodiment, the cooling of the substrate after the laser irradiation was naturally returned to normal temperature by leaving the substrate, but as shown in FIG. 9, air or nitrogen gas was supplied to the scribe device 102 ′. An air nozzle 56 may be provided as cooling means for spraying air. As a result, the time required to return the substrate to room temperature can be reduced, and the manufacturing efficiency can be improved. Note that, in FIG. 9, the same reference numerals are given to the same structures as those of the above-described scribe device 102, and description thereof is omitted here.
[0048]
Further, in the above embodiment, a glass substrate is taken as an example of the substrate, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a silicon wafer substrate, a ceramic substrate, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of a substrate cutting method according to a first embodiment.
FIG. 2 is a process diagram of cutting the substrate according to the first embodiment.
FIG. 3 is a plan view of a substrate showing a positional relationship between a laser irradiation area and a scribe groove.
FIG. 4 is a schematic sectional view of a scribe device.
FIG. 5 is a diagram (part 1) illustrating a process for cutting a substrate according to the second embodiment;
FIG. 6 is a diagram (part 2) illustrating a process for cutting a substrate according to the second embodiment;
FIG. 7 is a manufacturing process diagram of the liquid crystal panel according to the third embodiment.
FIG. 8 is a flowchart of a liquid crystal panel manufacturing method according to a third embodiment.
FIG. 9 is a schematic sectional view showing a modified example of the scribe device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal panel 11 ... 1st motherboard 12 ... 2nd motherboard 15,16,18,46,48,146 ... Position 41,42,100 to be broken ... Glass substrate (Large substrate)
41a, 41b, 42a, 42b ... glass substrate (small substrate)
47, 49, 147 scribe groove 50 laser irradiator 51 chip

Claims

Generating a thermal stress at the position of the substrate to be broken;
Forming a scribe groove at the fracture position where the thermal stress has occurred,
Breaking the substrate along the scribed grooves.

The step of generating the thermal stress,
Heating the substrate;
2. The method of cutting a substrate according to claim 1, further comprising a step of cooling the heated substrate.

The method according to claim 1, wherein in the step of generating the thermal stress, the substrate is heated to 100 ° C. or more and 150 ° C. or less.

4. The method according to claim 1, wherein in the step of generating the thermal stress, the substrate is heated by a xenon lamp or a halogen lamp. 5.

4. The method according to claim 1, wherein, in the step of generating the thermal stress, the substrate is heated by a laser. 5.

The substrate is a glass, the laser cutting method of the substrate according to claim 5, characterized in that the CO ₂ laser.

In a method of producing a plurality of small substrates by breaking a large substrate,
Causing a thermal stress at the position of the large substrate to be broken,
Forming a scribe groove at the fracture position where the thermal stress has occurred,
Breaking the large substrate along the scribe groove.

In a method of manufacturing a plurality of small substrates by breaking a large substrate,
Causing a thermal stress at the position of the large substrate to be broken,
Forming a scribe groove at the fracture position where the thermal stress has occurred,
Breaking the large substrate along the scribe groove.