JP2006175847A - System for cutting brittle material and its method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脆性材料(硬く脆い材料)からなる被加工基板を局部的に加熱し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工を行う割断加工システムに係り、とりわけ、被加工基板の縁部における切落とし加工などの割断加工を、終端部(割断加工の加工終了点側に位置する部分)での切残しを発生させることなく、また、終端部での亀裂(割断線)の曲がりを発生させることなく、高品位でかつ高速に実現することができる、脆性材料の割断加工システム及びその方法に関する。 The present invention relates to a cleaving system in which a processing substrate made of a brittle material (hard and brittle material) is locally heated, and the processing substrate is cracked by the thermal stress. The cleaving process such as the cutting process at the edge of the processed substrate does not leave a cut at the end part (the part located on the cutting end point side of the cleaving process), and the crack (breaking line at the end part) The present invention relates to a brittle material cleaving system and method that can be realized at high speed and at high speed without causing the bending of
従来から、液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネルなどに用いられるガラス基板などを割断する方法として、ガラス基板などからなる被加工基板を局部的に加熱及び冷却し、その際に生じる熱応力(引張応力)によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工を行う方法が提案されている。 Conventionally, as a method of cleaving glass substrates used in liquid crystal display panels and plasma display panels, a substrate to be processed such as a glass substrate is locally heated and cooled, and thermal stress (tensile stress) generated at that time Has proposed a method of cleaving by generating cracks in the substrate to be processed.
このような従来の割断加工方法においては、例えば、ステージ上に載置された被加工基板に対してレーザビームを照射することにより被加工基板を局部的に加熱し、この局部的に加熱が行われた領域に生じる熱応力(引張応力)によって被加工基板に亀裂を生じさせる。また、このようにして被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を割断予定線に沿って移動させることにより、被加工基板に生じた亀裂を割断予定線に沿って進展させる。この場合、被加工基板のうち局部的に加熱が行われた領域を、冷却剤の吹き付けなどによって局部的に冷却すると、当該領域に生じる熱応力(引張応力)をより増大させることが可能となり、亀裂の進展を促進することができる。 In such a conventional cleaving method, for example, the substrate to be processed is locally heated by irradiating the substrate to be processed placed on a stage with a laser beam, and the local heating is performed. The substrate to be processed is cracked by thermal stress (tensile stress) generated in the cracked region. In addition, by moving the region heated locally on the substrate to be processed along the planned cutting line, the crack generated in the processed substrate is propagated along the planned cutting line. In this case, when the locally heated region of the substrate to be processed is locally cooled by spraying a coolant or the like, the thermal stress (tensile stress) generated in the region can be further increased. The progress of cracks can be promoted.
ところで、このような従来の割断加工方法において、被加工基板の割断加工を精度良く行うためには、被加工基板に生じる亀裂を割断予定線に沿って精度良く進展させる必要がある。 By the way, in such a conventional cleaving method, in order to cleave the substrate to be processed with high accuracy, it is necessary to accurately develop a crack generated in the substrate to be processed along the planned cutting line.
このための従来の手法としては、例えば特許文献1に記載されているような手法が提案されているが、この手法では、被加工基板の中央部を割断する場合には亀裂が精度良く進展するものの、切落とし加工のように被加工基板の縁部を割断する場合に亀裂の進展経路が湾曲してしまい、精度の良い直進性を得ることができない。
As a conventional technique for this purpose, for example, a technique as described in
このような背景の下で、本発明者らは、先に、被加工基板の縁部における切落とし加工などの割断加工を高品位でかつ高速に実現するための手法として、特願2004−269215号に記載された手法を提案した。
本発明は上記特願2004−269215号をさらに改良したものであり、被加工基板の縁部における切落とし加工などの割断加工を、終端部(割断加工の加工終了点側に位置する部分)での切残しを発生させることなく、また、終端部での亀裂(割断線)の曲がりを発生させることなく、高品位でかつ高速に実現することができる、脆性材料の割断加工システム及びその方法を提供することを目的とする。 The present invention is a further improvement of the above-mentioned Japanese Patent Application No. 2004-269215, in which cleaving processing such as cut-off processing at the edge of the substrate to be processed is performed at the end portion (portion located at the processing end point side of cleaving processing). A brittle material cleaving system and method that can be realized with high quality and high speed without generating any uncut parts and without generating cracks (breaking lines) at the end. The purpose is to provide.
本発明は、その第1の解決手段として、脆性材料からなる被加工基板を局部的に加熱し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工を行う割断加工システムにおいて、被加工基板を保持する基板保持機構と、前記基板保持機構により保持された前記被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱することにより当該被加工基板に対して割断加工を行う加工部ユニットとを備え、前記加工部ユニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱が行われる領域が当該被加工基板の割断予定線に沿って移動するよう、前記基板保持機構と前記加工部ユニットとが互いに相対的に移動するように構成されており、前記基板保持機構は、前記被加工基板の縁部を当該被加工基板の一方の表面及びそれと反対側の他方の表面の両側から保持する端材クランパと、前記被加工基板の前記縁部に沿って延びる割断予定線を基準として前記端材クランパから離間する側に設けられ、前記端材クランパにより支持された前記被加工基板の前記他方の表面を支持する高さホルダと、前記被加工基板のうち割断加工の加工終了点側に位置する終端部を拘束する終端部拘束機構とを有し、前記端材クランパのうち少なくとも前記被加工基板に当接する部分は比較的剛性の高い弾性材料からなり、前記高さホルダは割断加工時に前記被加工基板がその延在面に沿って変位するよう当該被加工基板を水平移動可能に支持し、前記終端部拘束機構は前記被加工基板の前記終端部のうち前記割断予定線を基準として前記端材クランパから離間する側の一部を拘束することを特徴とする割断加工システムを提供する。 As a first solution, the present invention provides a cleaving system in which a substrate to be processed made of a brittle material is locally heated, and the substrate to be processed is cracked by the thermal stress. A substrate holding mechanism for holding a processed substrate, and cleaving the substrate to be processed by locally irradiating the substrate to be processed by irradiating a laser beam onto the substrate to be processed held by the substrate holding mechanism. A processing unit that performs processing, and the substrate holding mechanism so that a region in which heating is locally performed on the substrate to be processed by the processing unit unit moves along a planned cutting line of the substrate to be processed. The processing unit is configured to move relative to each other, and the substrate holding mechanism has an edge of the substrate to be processed on one surface of the substrate to be processed and the opposite side thereof. An end material clamper that is held from both sides of the other surface, and provided on a side that is separated from the end material clamper with reference to a planned cutting line extending along the edge of the substrate to be processed, and is supported by the end material clamper. A height holder for supporting the other surface of the substrate to be processed, and a terminal portion restraining mechanism for restraining a terminal portion located on the processing end point side of the cleaving processing of the substrate to be processed, At least a portion of the material clamper that is in contact with the substrate to be processed is made of an elastic material having a relatively high rigidity, and the height holder is arranged so that the substrate to be processed is displaced along the extending surface during cleaving. The substrate is supported so as to be horizontally movable, and the termination portion restraining mechanism restrains a portion of the termination portion of the substrate to be processed on the side separated from the end material clamper with respect to the planned cutting line. Providing splitting processing system to.
なお、上述した第1の解決手段において、前記終端部拘束機構は、前記被加工基板に対してその平面に直交する方向から外力を加えることにより前記被加工基板の一部を拘束することが好ましい。具体的には、前記終端部拘束機構は、前記被加工基板の前記一方の表面を前記高さホルダに向けて加圧する終端部ホルダや、前記被加工基板の前記他方の表面を前記高さホルダに向けて吸引する真空吸引機構であることが好ましい。 In the first solving means described above, it is preferable that the termination portion restraining mechanism restrains a part of the substrate to be processed by applying an external force to the substrate to be processed from a direction orthogonal to the plane. . Specifically, the termination portion restraining mechanism includes a termination portion holder that pressurizes the one surface of the substrate to be processed toward the height holder, and the other surface of the substrate to be processed as the height holder. It is preferable that the vacuum suction mechanism sucks toward the surface.
また、上述した第1の解決手段において、前記終端部拘束機構は、前記被加工基板に対してその平面に平行な方向から外力を加えることにより前記被加工基板の一部を拘束することが好ましい。具体的には、前記終端部拘束機構は、前記被加工基板の前記終端部側に位置する側面を前記割断予定線の方向に沿って加圧する終端部ガイドであることが好ましい。 In the first solving means described above, it is preferable that the terminal portion restraining mechanism restrains a part of the substrate to be processed by applying an external force to the substrate to be processed from a direction parallel to the plane. . Specifically, it is preferable that the termination portion restraining mechanism is a termination portion guide that pressurizes a side surface of the substrate to be processed located on the termination portion side along the direction of the planned cutting line.
さらに、上述した第1の解決手段において、前記加工部ユニットは、前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域に冷却剤を吹き付けて当該領域を冷却することが好ましい。また、前記端材クランパによる前記被加工基板の前記縁部における保持幅が10mm以下であることが好ましい。さらに、前記弾性材料はそのヤング率が10〜数1000MPaの範囲にあることが好ましい。 Furthermore, in the first solving means described above, it is preferable that the processing unit unit cools the region by spraying a coolant on the region that is locally heated on the substrate to be processed. Moreover, it is preferable that the holding width in the said edge part of the said to-be-processed substrate by the said end material clamper is 10 mm or less. Furthermore, the elastic material preferably has a Young's modulus in the range of 10 to several thousand MPa.
本発明は、その第2の解決手段として、脆性材料からなる被加工基板を局部的に加熱し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工を行う割断加工方法において、割断対象となる被加工基板を基板保持機構により保持する保持工程と、前記保持工程にて保持された前記被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱しつつ、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われる領域を、当該被加工基板の縁部に沿って延びる割断予定線に沿って移動させる割断工程とを含み、前記保持工程にて前記被加工基板を保持する前記基板保持機構は、前記被加工基板の縁部を当該被加工基板の一方の表面及びそれと反対側の他方の表面の両側から保持する端材クランパと、前記被加工基板の前記縁部に沿って延びる割断予定線を基準として前記端材クランパから離間する側に設けられ、前記端材クランパにより支持された前記被加工基板の他方の表面を支持する高さホルダと、前記被加工基板のうち割断加工の加工終了点側に位置する終端部を拘束する終端部拘束機構とを有し、前記端材クランパのうち少なくとも前記被加工基板に当接する部分は比較的剛性の高い弾性材料からなり、前記高さホルダは割断加工時に前記被加工基板がその延在面に沿って変位するよう当該被加工基板を水平移動可能に支持し、前記終端部拘束機構は前記被加工基板の前記終端部のうち前記割断予定線を基準として前記端材クランパから離間する側の一部を拘束することを特徴とする割断加工方法を提供する。 As a second solution, the present invention provides a cleaving method in which a substrate to be processed made of a brittle material is locally heated, and the substrate to be processed is cracked by the thermal stress. A holding step of holding a target substrate to be processed by a substrate holding mechanism, and a laser beam is irradiated on the substrate to be processed held in the holding step to locally heat the substrate to be processed. A cutting step of moving a region where heating is locally performed on the substrate to be processed along a planned cutting line extending along an edge of the substrate to be processed, and the substrate to be processed is held in the holding step. The substrate holding mechanism for holding the edge clamper holds the edge portion of the substrate to be processed from both sides of one surface of the substrate to be processed and the other surface opposite thereto, and the edge portion of the substrate to be processed. Extending along A height holder that is provided on the side away from the end material clamper with reference to the planned cutting line and supports the other surface of the substrate to be processed supported by the end material clamper, and cleaving processing of the substrate to be processed An end portion restraining mechanism for restraining the end portion located on the processing end point side, and at least a portion of the end material clamper that contacts the substrate to be processed is made of an elastic material having a relatively high rigidity, and The holder supports the substrate to be processed so that the substrate to be processed is displaced along the extending surface at the time of cleaving, and the terminal portion restraining mechanism is configured to include the terminal portion of the substrate to be processed. There is provided a cleaving method characterized in that a part of the side separated from the end material clamper is constrained on the basis of a cleaving line.
なお、上述した第2の解決手段において、前記保持工程にて前記被加工基板の一部を拘束する前記終端部拘束機構は、前記被加工基板に対してその平面に直交する方向から外力を加えることが好ましい。 In the second solving means described above, the termination portion restraining mechanism for restraining a part of the substrate to be processed in the holding step applies an external force to the substrate to be processed from a direction perpendicular to the plane. It is preferable.
また、上述した第2の解決手段において、前記保持工程にて前記被加工基板の一部を拘束する前記終端部拘束機構は、前記被加工基板に対してその平面に平行な方向から外力を加えることが好ましい。 In the second solving means described above, the terminal portion restraining mechanism for restraining a part of the substrate to be processed in the holding step applies an external force to the substrate to be processed from a direction parallel to the plane. It is preferable.
さらに、上述した第2の解決手段においては、前記割断工程において前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域に冷却剤を吹き付けて当該領域を冷却することが好ましい。また、前記端材クランパによる前記被加工基板の前記縁部における保持幅が10mm以下であることが好ましい。さらに、前記弾性材料はそのヤング率が10〜数1000MPaの範囲にあることが好ましい。 Furthermore, in the above-described second solving means, it is preferable that the region is cooled by spraying a coolant on the region heated locally on the substrate to be processed in the cleaving step. Moreover, it is preferable that the holding width in the said edge part of the said to-be-processed substrate by the said end material clamper is 10 mm or less. Furthermore, the elastic material preferably has a Young's modulus in the range of 10 to several thousand MPa.
本発明によれば、被加工基板の縁部の一方の表面及び他方の表面が、端材クランパに取り付けられた比較的剛性の高い弾性材料からなる樹脂材により保持されるとともに、被加工基板の他方の表面が、割断加工時に被加工基板の水平移動を許容する低摩擦材料からなる高さホルダにより支持されているので、被加工基板の縁部における割断加工(例えば、10mm幅又はそれ以下の幅の部分を取り除く切落とし加工など)を高品位でかつ高速に実現することができる。 According to the present invention, one surface and the other surface of the edge portion of the substrate to be processed are held by the resin material made of a relatively rigid elastic material attached to the end material clamper, and Since the other surface is supported by a height holder made of a low friction material that allows horizontal movement of the substrate to be processed at the time of cleaving, cleaving at the edge of the substrate to be processed (for example, 10 mm width or less) It is possible to realize high-quality and high-speed cutting-off processing that removes the width portion.
また、本発明によれば、被加工基板の縁部が、端材クランパに取り付けられた比較的剛性の高い弾性材料からなる樹脂材により保持されているので、被加工基板の割断予定線の部分での剛性が高められ、その厚さ方向及び伸び方向への自由度が抑えられる。このため、被加工基板の割断予定線にて生じる引張応力が、主として被加工基板の左右方向(亀裂を開く方向)に集中して作用することとなり、切残しが発生しやすい被加工基板の終端部(割断加工の加工終了点側に位置する部分)での切残しの発生を防止することができる。また、被加工基板のうち割断加工の加工終了点側に位置する終端部(割断予定線を基準として端材クランパから離間する側の一部)が、終端部拘束機構と高さホルダとにより挟持されて拘束されているので、被加工基板の母材(切り落とされる端材側ではない部分)側が外側に開く結果として生じる被加工基板の母材側終端点での変位を小さくすることができる。このため、被加工基板の終端部における亀裂の急峻な湾曲の発生を効果的に防止して、亀裂を最後まで精度良く直線的に進展させることができる。また、終端部拘束機構と高さホルダとにより被加工基板の母材側終端点が挟持されているので、被加工基板の割断予定線の終端部分での剛性が高められるとともに、当該終端部分での開きのモーメントを確保することができ、被加工基板の終端部(割断加工の加工終了点側に位置する部分)での切残しの発生をより効果的に防止することができる。 Further, according to the present invention, the edge of the substrate to be processed is held by the resin material made of a relatively rigid elastic material attached to the end material clamper. And the degree of freedom in the thickness direction and the extension direction is suppressed. For this reason, the tensile stress generated in the planned cutting line of the substrate to be processed mainly acts in the left-right direction of the substrate to be processed (the direction in which the crack is opened), and the end of the substrate to be processed is likely to be left uncut. It is possible to prevent the occurrence of uncut portions at the part (the part located on the side of the cutting end point of the cleaving process). In addition, the terminal portion (part on the side away from the end material clamper with respect to the planned cutting line) is sandwiched between the terminal portion restraining mechanism and the height holder. Therefore, the displacement at the base material side end point of the substrate to be processed, which is generated as a result of the base material side of the substrate to be processed (the portion that is not the end material side to be cut off) opened outward, can be reduced. For this reason, generation | occurrence | production of the sharp curve of the crack in the termination | terminus part of a to-be-processed substrate can be prevented effectively, and a crack can be advanced linearly with sufficient precision to the last. In addition, since the base material side end point of the substrate to be processed is sandwiched between the end portion restraining mechanism and the height holder, the rigidity at the end portion of the planned cutting line of the substrate to be processed is increased, and the end portion Can be ensured, and the occurrence of uncut residue at the end portion of the substrate to be processed (the portion located on the processing end point side of the cleaving processing) can be more effectively prevented.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、図1乃至図5により、本発明の一実施の形態に係る割断加工システムの構成について説明する。 First, the configuration of a cleaving system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1及び図2に示すように、本実施の形態に係る割断加工システム1は、ガラスなどの脆性材料からなる被加工基板51を局部的に加熱し、その熱応力によって被加工基板51に亀裂を生じさせて割断加工を行うものであり、被加工基板51を保持する基板保持機構10と、基板保持機構10により保持された被加工基板51に対して割断加工を行うための加工部ユニット5とを備えている。なおここでは、割断対象となる被加工基板51として、ガラス基板を用いるものとする。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
このうち、基板保持機構10は、被加工基板51の縁部を当該被加工基板51の上面及びそれと反対側の下面の両側から保持する端材クランパ12と、被加工基板51の縁部に沿って延びる割断予定線61を基準として端材クランパ12から離間する側に設けられ、端材クランパ12により支持された被加工基板51の下面を支持する高さホルダ19と、被加工基板51のうち割断加工の加工終了点側に位置する終端部を拘束する終端部ホルダ(終端部拘束機構)70とを有している。なお、端材クランパ12及び各高さホルダ19はいずれもベース11上に固定されており、端材クランパ12及び各高さホルダ19上に載置された被加工基板51がベース11に対して平行になるようにその高さなどが決められている。
Among these, the
ここで、端材クランパ12は、被加工基板51の下面を支持する端材ホルダ15と、端材ホルダ15との間で被加工基板51を挟持するよう被加工基板51の上面を加圧する加圧バー14とを有している。
Here, the
また、加圧バー14及び端材ホルダ15のうち被加工基板51に当接する部分には樹脂材14a,15aが取り付けられている。なお、樹脂材14a,15aは比較的剛性の高い弾性材料からなっており、そのヤング率は10〜数1000MPa(1MPa=1×10+9N/m2)の範囲にあることが好ましい。なおここでは、樹脂材14a,15aは、同一の材料からなっていることが好ましい。より具体的には、樹脂材14a,15aとしては、フッ素系樹脂(テフロン(登録商標)などのPTFEや、PCTFE、PFAなど)、ポリアセタール樹脂(POM)、MCナイロンなどを用いることが好ましい。なおここで、典型的な材料のヤング率を列挙すると、PTFEは0.3〜0.6GPa(1GPa=1×10+12N/m2)、ポリエチレンは0.4〜1.3GPaである。これに対し、鉄(鋼)は200〜220GPa、銅は130GPa、ゴムは数MPaである。
また、樹脂材14a,15aは、その厚さが10分の数mm〜10mmの範囲にあることが好ましい。ここで、樹脂材14a,15aの厚さが薄すぎると、被加工基板51を加圧したときに傷などがつきやすく、樹脂材14a,15aにより保持された部分での変形の程度が不十分となる。また逆に、樹脂材14a,15aの厚さが厚くなりすぎると、被加工基板51のうち樹脂材14a,15aにより保持された部分での変形の程度が大きくなり被加工基板51の割断予定線61を挟んだ左右の部分での変形が非対称となる。
Moreover, it is preferable that the
ここで、加圧バー14は、被加工基板51の全長に亘って被加工基板51の縁部を加圧するよう一体の剛体からなっており、加圧バー14による加圧が行われていない状態では被加工基板51の上面から数mm程度浮いた状態で取り付けられている。なお、加圧バー14は、そのヤング率が100GPa以上の金属からなることが好ましい。また、加圧バー14と端材ホルダ15とにより挟持される被加工基板51の縁部における保持幅は10mm以下であることが好ましい。具体的には例えば、被加工基板51の縁部にて10mm幅の部分を取り除く切落とし加工を行うものとすると、被加工基板51の縁部における保持幅は数mm程度とすることが好ましい。この場合には、被加工基板51の端辺から割断予定線61までの10mm幅の部分のうち数mm幅の部分だけが加圧バー14により挟持される。
Here, the
図3に示すように、加圧バー14の上部には、支持機構17により支持されたレバー軸13の一端が取り付けられている。レバー軸13の他端には、モータ16のロッド16aにより押される荷重センサ18が組み込まれており、レバー軸13の他端(力点N1)を上方へ移動させることによりレバー軸13を支点N4を中心として回転させる。なおこのとき、モータ16の内部には、外部から与えられた印加信号によって回転した回転子(図示せず)の回転移動をギアなどの減速器(図示せず)を介してロッド16aの直進移動へと変換する構造が設けられている。またこのとき、図示しない制御回路により、モータ16への入力信号と荷重センサ18の出力信号とを用いたフィードバック回路を構成するようにすれば、レバー軸13の他端(力点N1)を所要の目標荷重W1で押すことができる。
As shown in FIG. 3, one end of the
このようにしてレバー軸13が支点N4を中心として回転すると、レバー軸13の一端(作用点N2)が下方へ移動し、レバー軸13によって加圧バー14が押されることにより、加圧バー14が下方へ移動し、端材ホルダ15との間で被加工基板51を挟持する。なおこのとき、レバー軸13の他端(力点N1)に加えられた荷重W1はレバー軸13のてこ比に応じた荷重としてレバー軸13の一端(作用点N2)に作用し、最終的に被加工基板51の縁部(加圧点N3)を所望の荷重(力F1)で加圧する。
When the
ここで、レバー軸13の支点N4と作用点N2との間の距離は作用点N2が移動する距離に比べて長いので、加圧バー14は被加工基板51の垂直方向に対してほぼ平行に移動する。これにより、加圧バー14に取り付けられた樹脂材14aと被加工基板51の上面とが均一に接触することとなるので、被加工基板51に対して均等な荷重を加えることができる。
Here, since the distance between the fulcrum N 4 of the
なお、このようにして加圧バー14を加圧するレバー軸13は、被加工基板51の割断予定線61に沿って複数個配置されており、加圧バー14の上部をレバー軸13の数分だけの点で加圧することができる。これにより、加圧バー14により被加工基板51に対して加えられる荷重を場所によらず均一にすることができる。また逆に、レバー軸13による加圧点を不均等に配置することにより、図1の割断加工点P1,P3(被加工基板51の縁部のうち加工開始点及び加工終了点に対応する点)における荷重を、中央部の割断加工点P2における荷重よりも強く若しくは弱くするなどのように、加圧バー14により被加工基板51に対して加えられる荷重を場所によって変えることもできる。
A plurality of
高さホルダ19は、割断加工時に被加工基板51がその延在面に沿って変位するよう当該被加工基板51を水平移動可能に支持するものであり、高さホルダ19のうち少なくとも被加工基板51に当接する部分は、割断加工時に被加工基板51の水平移動を許容する低摩擦材料からなっていることが好ましい。具体的には例えば、金属製の高さホルダ19の上面を研磨して当該上面の摩擦係数を小さくしたり、高さホルダ19の上面に樹脂コートを施して当該上面の摩擦係数を小さくすることが好ましい。この場合、高さホルダ19の上面は、その摩擦係数が0.1以下の範囲にあることが好ましい。これにより、高さホルダ19の上面とガラスなどからなる被加工基板51との間での摩擦が少なくなり、両者が相対的に滑動(水平移動)することが可能となる。なお、高さホルダ19の上面に施される樹脂コートとしては、フッ素系樹脂(テフロン(登録商標)などのPTFEや、PCTFE、PFAなど)などを用いることが好ましい。なお、高さホルダ19としては、上述したような低摩擦材料からなるものを用いる他、高さホルダ19のうち被加工基板51に当接する部分(高さホルダ19の上部)に、割断加工時に被加工基板51の水平移動を許容する弾性体からなる軟らかい変形部材を設け、高さホルダ19上にて被加工基板51を水平移動させることにより、割断加工時に被加工基板51がその延在面に沿って変位するようにしてもよい。
The
終端部ホルダ70は、被加工基板51に対してその平面に直交する方向から外力を加えることにより、被加工基板51の終端部のうち割断予定線61を基準として端材クランパ12から離間する側の一部を拘束するものであり、被加工基板51の上面を高さホルダ19(図1では割断予定線61に最も近い高さホルダ19)に向けて加圧するように構成されている。
The
具体的には、終端部ホルダ70は、図4に示すように、高さホルダ19の端部に固定された一対の支持板72と、これらの支持板72に支軸73を介して支持された押さえバー71とを有している。押さえバー71は、モータ(図示せず)により支軸73を中心として回転するように構成されており、押さえバー71の一端が下方へ移動することにより、高さホルダ19との間で被加工基板51を挟持する。なおこのとき、押さえバー71の一端は被加工基板51の上面を所望の荷重(力F2)で加圧する。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
ここで、終端部ホルダ70の押さえバー71のうち被加工基板51に当接する部分(例えば、被加工基板51の終端部側に位置する側面から数十mm〜数mmの程度の長さの部分)には樹脂材71aが取り付けられている。なお、樹脂材71aとしては、フッ素系樹脂(PTFE、PCTFE、PFA)を用いることが好ましい。ただし、押さえバー71の材料が被加工基板51を挟持するのに適した材料(例えばリン青銅等)である場合には、必ずしも樹脂材71aを用いる必要はない。
Here, a portion of the holding
また、樹脂材71aは、その厚さが数mm〜数10mmの範囲にあることが好ましい。ここで、樹脂材71aの厚さが薄すぎると、被加工基板51を加圧したときに傷などがつきやすい。一方、樹脂材71aの厚さが厚くなりすぎると、被加工基板51のうち樹脂材71aにより保持された部分での変形の程度が大きくなり被加工基板51の挟持が不十分となりやすい。
The
なお、高さホルダ19のうち終端部ホルダ70と対向する部分には何ら特別な部材を設ける必要はないが、樹脂材等を設けてその剛性を制御したり、当該部分の上面に樹脂コートを施して当該上面の摩擦係数を小さくしてもよい。これにより、ある割断力までは弾性的に変形させた後、それ以上はすべりの作用を生じさせるといったような非線形な制御を行うことが可能である。
In addition, it is not necessary to provide any special member in the portion of the
次に、このような基板保持機構10により保持された被加工基板51に対して割断加工を行うための加工部ユニット5について説明する。
Next, the
図5に示すように、加工部ユニット5は、予熱ユニット20、加熱ユニット30及び冷却ユニット40を含み、これらの各ユニットが被加工基板51上で割断予定線61に沿って相対的に移動するように構成されている。なお、予熱ユニット20、加熱ユニット30及び冷却ユニット40は、被加工基板51上での移動方向に関して先頭側から後尾側へ向かってこの順番で一直線状に配置されている。
As shown in FIG. 5, the
予熱ユニット20は、被加工基板51上にレーザビームLB1を照射して被加工基板51を局部的に予熱するためのものであり、200W程度のレーザ光を出射するCO2レーザなどからなるレーザ発振器21と、レーザ発振器21により出射されたレーザ光を反射する反射ミラー22と、反射ミラー22により反射されたレーザ光を被加工基板51上で走査するポリゴンミラー23とを有している。これにより、レーザ発振器21により出射されたレーザ光が反射ミラー22を経てポリゴンミラー23で反射され、被加工基板51上で割断予定線61に沿って所定の長さL1に亘って繰り返し走査されることにより、線状のレーザビームLB1が生成される。なお、線状のレーザビームLB1は、図1に示すように、割断予定線61に沿う方向に延びる線状の照射パターン62を有するものである。
The preheating
加熱ユニット30は、予熱ユニット20により局部的に予熱された被加工基板51上にレーザビームLB2を照射して被加工基板51を局部的に加熱するためのものであり、数十〜百数十W程度のレーザ光を出射するCO2レーザなどからなるレーザ発振器31と、レーザ発振器31により出射されたレーザ光を反射する反射ミラー32と、反射ミラー32により反射されたレーザ光を被加工基板51上で走査するポリゴンミラー33とを有している。これにより、レーザ発振器31により出射されたレーザ光が反射ミラー32を経てポリゴンミラー33で反射され、被加工基板51上で割断予定線61に沿って所定の長さL2に亘って繰り返し走査されることにより、線状のレーザビームLB2が生成される。なお、線状のレーザビームLB2は、図1に示すように、割断予定線61に沿う方向に延びる線状の照射パターン63を有するものである。
The
冷却ユニット40は、加熱ユニット30により局部的に加熱された被加工基板51に冷却剤Cを吹き付けて被加工基板51を局部的に冷却するためのものであり、水や霧(水と気体との混合物)、窒素などの気体、二酸化炭素粒子などの微粒子固体、アルコールなどの液体、霧状のアルコールなどの冷却剤Cを被加工基板51の表面に噴射する冷却ノズル41を有している。なお、冷却ノズル41から噴射された冷却剤Cは、図1に示すように、被加工基板51上に所定の吹付パターン64で吹き付けられる。
The cooling
以上において、基板保持機構10と加工部ユニット5(予熱ユニット20、加熱ユニット30及び冷却ユニット40)とは互いに相対的に移動するように構成されており、これにより、加工部ユニット5により被加工基板51上で局部的に加熱及び冷却が行われる領域(レーザビームLB1,LB2の照射パターン62,63及び冷却剤Cの吹付パターン64)が当該被加工基板51の割断予定線61に沿って移動するようになっている。なお、加工部ユニット5に含まれる予熱ユニット20、加熱ユニット30及び冷却ユニット40はいずれも移動ステージ(図示せず)により被加工基板51に沿う方向に移動することができるようになっており、予熱ユニット20、加熱ユニット30及び冷却ユニット40がいずれも被加工基板51上で割断予定線61に沿って適切な間隔で一直線状に配置されるようにアライメント調整を行うことができるようになっている。
In the above, the
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
図1乃至図5に示す割断加工システム1において、割断対象となる被加工基板51を基板保持機構10上に搬送し(図1乃至図3の矢印の方向参照)、被加工基板51の下面を高さホルダ19により支持するとともに、被加工基板51の縁部を、端材クランパ12の端材ホルダ15と加圧バー14との間に位置付け、さらに、被加工基板51のうち割断加工の加工終了点側に位置する終端部(割断予定線61を基準として端材クランパ12から離間する側の一部)を、終端部ホルダ70と高さホルダ19との間に位置付ける。
In the
そして、このようにして基板保持機構10上に位置付けられた被加工基板51は端材クランパ12の加圧バー14と端材ホルダ15とにより挟持される。具体的には、端材クランパ12において、モータ16の回転子(図示せず)を回転させてロッド16aを直進させ、荷重センサ18を介してレバー軸13の他端(力点N1)を押すようにする。これにより、支持機構17により支持されたレバー軸13が支点N4を中心として回転し、レバー軸13の一端(作用点N2)が下方へ移動し、レバー軸13によって加圧バー14が押されることにより、加圧バー14が下方へ移動し、端材ホルダ15との間で被加工基板51を挟持する。これにより、被加工基板51が基板保持機構10上の所定の場所に位置決めされる。
The
また、被加工基板51は終端部ホルダ70と高さホルダ19とにより挟持される。具体的には、終端部ホルダ70において、モータ(図示せず)により支軸73を中心として押さえバー71を回転させると、押さえバー71の一端が下方へ移動し、高さホルダ19との間で被加工基板51を挟持する。
Further, the
その後、加工部ユニット5を基板保持機構10に対して相対的に移動させ、基板保持機構10上に位置決めされた被加工基板51の割断予定線61上に加工部ユニット5を位置付ける。なお、加工部ユニット5に含まれる予熱ユニット20、加熱ユニット30及び冷却ユニット40は、被加工基板51の割断予定線61上に位置付けられたときに当該割断予定線61に沿って適切な間隔で一直線状に配置されるように予めアライメント調整が行われている。
Thereafter, the
この状態で、図示しない初期クラックユニットで被加工基板51の端部P1に微小な亀裂を入れ、次いで、加工部ユニット5を基板保持機構10に対して相対的に移動させ、加工部ユニット5に含まれる予熱ユニット20、加熱ユニット30及び冷却ユニット40を被加工基板51上で割断予定線61に沿ってこの順番で相対的に移動させる。
In this state, put microcracks on the end P 1 of the substrate to be processed 51 with an initial crack unit (not shown), then moved relatively processing
これにより、図1及び図5に示すように、まず、予熱ユニット20が被加工基板51上で割断予定線61に沿って相対的に移動し、被加工基板51上に線状のレーザビームLB1を照射することにより、被加工基板51を所定の温度(30〜200℃程度)で局部的に予熱する。なおこのとき、予熱ユニット20においては、レーザ発振器21により出射されたレーザ光が反射ミラー22を経てポリゴンミラー23で反射され、被加工基板51上で割断予定線61に沿って所定の長さL1に亘って繰り返し走査されることにより、照射パターン62を有する線状のレーザビームLB1が生成される。
As a result, as shown in FIGS. 1 and 5, first, the preheating
次に、このようにして予熱ユニット20により局部的に予熱された被加工基板51上で割断予定線61に沿って加熱ユニット30が相対的に移動し、予熱ユニット20により被加工基板51上で局部的に予熱が行われた領域よりも狭い線状の領域に線状のレーザビームLB2を照射することにより、被加工基板51を所定の温度(100〜400℃程度)で局部的に加熱する。なおこのとき、加熱ユニット30においては、レーザ発振器31により出射されたレーザ光が反射ミラー32を経てポリゴンミラー33で反射され、被加工基板51上で割断予定線61に沿って所定の長さL2に亘って繰り返し走査されることにより、照射パターン63を有する線状のレーザビームLB2が生成される。
Next, the
その後、このようにして加熱ユニット30により局部的に加熱された被加工基板51上で割断予定線61に沿って冷却ユニット40が相対的に移動し、加熱ユニット30により被加工基板51上で局部的に加熱が行われた領域と同程度の大きさ及びそれ以上の領域に冷却剤Cを吹き付けることにより、被加工基板51を局部的に冷却する。なおこのとき、冷却ユニット40においては、冷却ノズル41から噴射された冷却剤Cが被加工基板51の表面に所定の吹付パターン64で吹き付けられる。
Thereafter, the cooling
以上のようにして、被加工基板51上で割断予定線61に沿って予熱ユニット20による予熱、加熱ユニット30による加熱、及び冷却ユニット40による冷却が順次行われると、主として被加工基板51の加熱により発生した熱応力と被加工基板51の冷却により発生した応力とによって亀裂が形成され、かつ、予熱ユニット20、加熱ユニット30及び冷却ユニット40が被加工基板51上で割断予定線61に沿って相対的に移動することに伴って割断予定線61に沿って亀裂が進展する。
As described above, when preheating by the preheating
具体的には、図6(a)(b)に示すように、予熱ユニット20及び加熱ユニット30により照射されたレーザビームLB1,LB2により被加工基板51を局部的に加熱すると、被加工基板51のうちレーザビームLB1,LB2が照射された部分が熱膨張を引き起こし、その部分が上方へ盛り上がると同時に、被加工基板51が亀裂を中心として左右に開くように変形する。
Specifically, as shown in FIGS. 6A and 6B, when the
このとき、被加工基板51のうちレーザビームLB1,LB2が照射された位置とそれに近接する端辺の位置との間の部分(切落とし部分としての端材)51a(図面の左側の部分)の幅WL1は、レーザビームLB1,LB2が照射された位置とそれに近接しない端辺の位置との間の部分(実際に使用する部分としての母材)51b(図面の右側の部分)の幅WL2に比べて短いので、被加工基板51のうち左側の部分51aが右側の部分51bに比べてより大きく変形しやすい。しかしながら、本実施の形態においては、被加工基板51の縁部(被加工基板51の左側の部分51aの一部)が、端材クランパ12の加圧バー14及び端材ホルダ15に取り付けられた比較的剛性の高い弾性材料からなる樹脂材14a,15aにより保持されているので、当該部分がゴムなどの比較的剛性の低い弾性材料からなる樹脂材により保持される場合に比べて、その複数の方向への変形量を格段に抑えることができる。このため、被加工基板51の左側の部分51a及び右側の部分51bの変形量がほぼ等しくなり、両者の間での変形の非対称性を小さくすることができる。
At this time, a portion of the
また、レーザビームLB1,LB2の照射により生じる被加工基板51に対する引張応力は、被加工基板51の左側の部分51a及び右側の部分51bに対してその長手方向(割断予定線61に沿った方向)に垂直な外側に開くような変形を生じさせることとなる。しかしながら、本実施の形態においては、被加工基板51の縁部(被加工基板51の左側の部分51aの一部)が、端材クランパ12の加圧バー14及び端材ホルダ15に取り付けられた比較的剛性の高い弾性材料からなる樹脂材14a,15aにより保持されているので、図7(a)に示すように、被加工基板51の左側の部分51aについては、その変形量を格段に抑えることができる。一方、被加工基板51の右側の部分51bについては、その下面が、割断加工時に被加工基板51の水平移動を許容する低摩擦材料からなる高さホルダ19により支持されているので、図7(a)に示すように、被加工基板51の左側の部分51aとは異なり、割断加工時に右側の部分51bが高さホルダ19の上面で滑動(水平移動)し、その長手方向(割断予定線61に沿った方向)に垂直な外側に開くような変形が行われる。これにより、被加工基板51における亀裂52の進展に必要とされる亀裂52の開きを十分に確保した上で、被加工基板51の割断予定線61に沿って亀裂52を精度良く直線的に進展させることができる。なお、図7(a)において、二点鎖線で示す被加工基板51は割断加工前のものであり、実線で示す被加工基板51は割断加工時のものである。
Further, the tensile stress on the
なおこのとき、本実施の形態においては、被加工基板51の縁部(被加工基板51の左側の部分51aの一部)が、端材クランパ12の加圧バー14及び端材ホルダ15に取り付けられた比較的剛性の高い弾性材料からなる樹脂材14a,15aにより保持されているので、被加工基板51の割断予定線61の部分での剛性が高められ、その厚さ方向及び伸び方向への自由度が抑えられる。このため、被加工基板51の割断予定線61にて生じる引張応力が、主として被加工基板51の左右方向(亀裂52を開く方向)に集中して作用することとなり、切残しが発生しやすい被加工基板51の終端部(割断加工の加工終了点側に位置する部分)での切残しの発生を防止することができる。
At this time, in this embodiment, the edge of the
また、本実施の形態においては、被加工基板51のうち割断加工の加工終了点側に位置する終端部(割断予定線61を基準として端材クランパ12から離間する側の一部(例えば図1及び図7(a)の母材側終端点P4)が、終端部ホルダ70と高さホルダ19とにより挟持されて拘束されているので、被加工基板51の母材側終端点P4近傍での剛性が上がり、被加工基板51の右側の部分51bが外側に開く結果として生じる被加工基板51の母材側終端点P4での変位(図7(a)の変位δl)を小さくすることができる。すなわち、被加工基板51の縁部が端材クランパ12により保持されている場合であっても、亀裂52はその終端部において急峻な湾曲を発生しやすいが(図7(b)の二点鎖線参照)、終端部ホルダ70と高さホルダ19とにより被加工基板51の母材側終端点P4を挟持した場合には、そのような湾曲の発生を効果的に防止して、亀裂52を最後まで精度良く直線的に進展させることができる(図7(b)の実線参照)。また、終端部ホルダ70と高さホルダ19とにより被加工基板51の母材側終端点P4が挟持されることにより、被加工基板51の割断予定線61の終端部分での剛性が高められるとともに、当該終端部分での開きのモーメントを確保することができるので、被加工基板51の終端部(割断加工の加工終了点側に位置する部分)での切残しの発生をより効果的に防止することができる。
Further, in the present embodiment, a terminal portion of the
このように本実施の形態によれば、被加工基板51の縁部の上面及び下面が、端材クランパ12の加圧バー14及び端材ホルダ15に取り付けられた比較的剛性の高い弾性材料からなる樹脂材14a,15aにより保持されるとともに、被加工基板51の下面が、割断加工時に被加工基板51の水平移動を許容する低摩擦材料からなる高さホルダ19により支持されているので、被加工基板51の縁部における割断加工(例えば、10mm幅又はそれ以下の幅の部分を取り除く切落とし加工など)を高品位でかつ高速に実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, the upper surface and the lower surface of the edge portion of the
また、本実施の形態によれば、被加工基板51の縁部が、端材クランパ12の加圧バー14及び端材ホルダ15に取り付けられた比較的剛性の高い弾性材料からなる樹脂材14a,15aにより保持されているので、被加工基板51の割断予定線61の部分での剛性が高められ、その厚さ方向及び伸び方向への自由度が抑えられる。このため、被加工基板51の割断予定線61にて生じる引張応力が、主として被加工基板51の左右方向(亀裂52を開く方向)に集中して作用することとなり、切残しが発生しやすい被加工基板51の終端部(割断加工の加工終了点側に位置する部分)での切残しの発生を防止することができる。また、被加工基板51のうち割断加工の加工終了点側に位置する終端部(割断予定線61を基準として端材クランパ12から離間する側の一部(例えば図1及び図7(a)の母材側終端点P4)が、終端部ホルダ70と高さホルダ19とにより挟持されて拘束されているので、被加工基板51の右側の部分51bが外側に開く結果として生じる被加工基板51の母材側終端点P4での変位δlを小さくすることができる。このため、被加工基板51の終端部における亀裂52の急峻な湾曲の発生を効果的に防止して、亀裂52を最後まで進展させ、かつ、精度良く直線的に進展させることができる。また、終端部ホルダ70と高さホルダ19とにより被加工基板51の母材側終端点P4が挟持されているので、被加工基板51の割断予定線61の終端部分での剛性が高められるとともに、当該終端部分での開きのモーメントを確保することができ、被加工基板51の終端部(割断加工の加工終了点側に位置する部分)での切残しの発生をより効果的に防止することができる。
Further, according to the present embodiment, the edge of the
なお、以上のようにして被加工基板51の縁部における切落とし加工などの割断加工を、終端部(割断加工の加工終了点側に位置する部分)での切残しを発生させることなく行う場合には、切り残した部分を二度切りするような必要がないので、(1)割断時間が余分にかかったり、シーケンスが複雑になることがなく、また、(2)時間節約のために、二度切り用の加工部ユニットを設ける必要もなく、さらに、(3)二度切りすることによる亀裂の不連続性の発生もない、という利点が得られる。
In the case where the cleaving process such as the cut-off process at the edge of the
なお、上述した実施の形態においては、終端部ホルダ70により被加工基板51の上面を高さホルダ19に向けて加圧することにより、被加工基板51の終端部の一部を拘束するようにしているが、これに限らず、図8及び図9に示すような終端部ガイド(終端部拘束機構)74により被加工基板51の終端部側に位置する側面を割断予定線61の方向に沿って加圧することにより、被加工基板51の一部を拘束するようにしてもよい。具体的には、図8及び図9に示すように、終端部ガイド74は、高さホルダ19の端部に固定された押さえバー75と、押さえバー75の先端に取り付けられた樹脂材75aとを有している。なお、樹脂材75aとしては、樹脂材71aと同様に、フッ素系樹脂を用いることが好ましい。そして、端材クランパ12により被加工基板51が押さえバー75の樹脂材75aに対して押し付けられた状態で固定されることにより、その反力(力F3)として、被加工基板51の終端部側に位置する側面を割断予定線61の方向に沿って加圧する。なおこの場合、終端部ガイド74は、被加工基板51に対してその平面に平行な方向から外力を加えることとなる。
In the above-described embodiment, the upper end of the
また、上述した実施の形態においては、終端部ホルダ70により被加工基板51の上面を高さホルダ19に向けて加圧することにより、被加工基板51の終端部の一部を拘束するようにしているが、これに限らず、図10及び図11に示すような真空吸引機構(終端部拘束機構)76により被加工基板51の下面を高さホルダ76に向けて吸引することにより、被加工基板51の一部を拘束するようにしてもよい。具体的には、図10及び図11に示すように、真空吸引機構76は、被加工基板51の終端部に対応する部分にて開口した真空吸引部77aが設けられた高さホルダ77を有しており、吸引ノズル78の真空吸引部78aを介して真空引きすることにより、その吸引力に対応する力F4で、被加工基板51の下面が高さホルダ76に向けて吸引されるようになっている。なおこの場合、真空吸引機構76は、被加工基板51に対してその平面に直交する方向から外力を加えることとなる。ここで、高さホルダ77は、真空吸引部77aが設けられている点を除いて、上述した実施の形態に係る高さホルダ19と同一の構成及び作用を有している。なお、高さホルダ77のうち真空吸引部77aの近傍の部分には、樹脂材等を設けてその剛性を制御したり、当該部分の上面に樹脂コートを施して当該上面の摩擦係数を小さくしてもよい。これにより、ある割断力までは弾性的に変形させた後、それ以上はすべりの作用を生じさせるといったような非線形な制御を行うことが可能である。また、さらに割断がP1からP3に時間的に進行するのに同期して時間Tで真空引きを開始したり、進行に同期して真空圧を高めたり、低めたり等の制御をすることも可能である。
Further, in the above-described embodiment, by pressing the upper surface of the substrate to be processed 51 toward the
さらに、上述した実施の形態においては、図1、図2及び図4に示す終端部ホルダ70に加えて、又は終端部ホルダ70に代えて、図8及び図9に示す終端部ガイド74や、図10及び図11に示す真空吸引機構76を適宜組み合わせて用いることも可能である。
Furthermore, in the above-described embodiment, in addition to or instead of the
さらに、上述した実施の形態においては、終端部ホルダ70と高さホルダ19との組み合わせにより被加工基板51の終端部の一部を拘束するようにしているが、これに限らず、終端部ホルダ70に対向する部材として、被加工基板51の下面を支持する高さホルダ19以外の専用の部材を用い、この部材と終端部ホルダ70の押さえバー71の樹脂材71aとにより被加工基板51の終端部の一部を挟持するようにしてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
さらに、上述した実施の形態においては、割断対象となる被加工基板51として、1枚のガラス基板を用いているが、シール材を介して貼り合わされた2枚のガラス基の間に液晶材が注入された状態の液晶基板に対しても同様に高品位でかつ高速な割断加工を行うことができる他、これ以外の任意の脆性材料からなる基板に対しても同様に高品位でかつ高速な割断加工を行うことができる。
Furthermore, in the above-described embodiment, a single glass substrate is used as the
1 割断加工システム
5 加工部ユニット
10 基板保持機構
11 ベース
12 端材クランパ
13 レバー軸
14 加圧バー
14a 樹脂材
15 端材ホルダ
15a 樹脂材
16 モータ
16a ロッド
17 支持機構
18 荷重センサ
19 高さホルダ
20 予熱ユニット
21 レーザ発振器
22 反射ミラー
23 ポリゴンミラー
30 加熱ユニット
31 レーザ発振器
32 反射ミラー
33 ポリゴンミラー
40 冷却ユニット
41 冷却ノズル
51 ガラス基板(被加工基板)
51a,51b ガラス基板の部分
52 亀裂
61 割断予定線
62,63 レーザビームの照射パターン
64 冷却剤の吹付パターン
70 終端部ホルダ(終端部拘束機構)
71 押さえバー
71a 樹脂材
72 支持板
73 支軸
74 終端部ガイド(終端部拘束機構)
75 押さえバー
75a 樹脂材
76 真空吸引機構(終端部拘束機構)
77 高さホルダ
77a 真空吸引部
78 吸引ノズル
78a 真空吸引部
P1,P2,P3 割断加工点
P4 母材側終端点
N1 力点
N2 作用点
N3 加圧点
N4 支点
F1,F2,F3 ,F4 力
LB1,LB2 レーザビーム
C 冷却剤
DESCRIPTION OF
51a,
71
75
77
Claims (15)
被加工基板を保持する基板保持機構と、
前記基板保持機構により保持された前記被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱することにより当該被加工基板に対して割断加工を行う加工部ユニットとを備え、
前記加工部ユニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱が行われる領域が当該被加工基板の割断予定線に沿って移動するよう、前記基板保持機構と前記加工部ユニットとが互いに相対的に移動するように構成されており、
前記基板保持機構は、前記被加工基板の縁部を当該被加工基板の一方の表面及びそれと反対側の他方の表面の両側から保持する端材クランパと、前記被加工基板の前記縁部に沿って延びる割断予定線を基準として前記端材クランパから離間する側に設けられ、前記端材クランパにより支持された前記被加工基板の前記他方の表面を支持する高さホルダと、前記被加工基板のうち割断加工の加工終了点側に位置する終端部を拘束する終端部拘束機構とを有し、前記端材クランパのうち少なくとも前記被加工基板に当接する部分は比較的剛性の高い弾性材料からなり、前記高さホルダは割断加工時に前記被加工基板がその延在面に沿って変位するよう当該被加工基板を水平移動可能に支持し、前記終端部拘束機構は前記被加工基板の前記終端部のうち前記割断予定線を基準として前記端材クランパから離間する側の一部を拘束することを特徴とする割断加工システム。 In the cleaving processing system that heats the processing substrate made of a brittle material locally and cleaves the processing substrate by generating a crack in the processing substrate,
A substrate holding mechanism for holding a substrate to be processed;
A processing unit that cleaves the processing substrate by locally irradiating the processing substrate by irradiating a laser beam on the processing substrate held by the substrate holding mechanism;
The substrate holding mechanism and the processing unit are relatively positioned so that a region where heating is locally performed on the processing substrate by the processing unit moves along a planned cutting line of the processing substrate. Configured to move,
The substrate holding mechanism includes an end material clamper that holds an edge of the substrate to be processed from both sides of one surface of the substrate to be processed and the other surface opposite to the substrate, and along the edge of the substrate to be processed. A height holder that is provided on the side separated from the end material clamper with respect to the planned cutting line extending and that supports the other surface of the substrate to be processed supported by the end material clamper; and And a terminal portion restraining mechanism for restraining a terminal portion located on the processing end point side of the cleaving processing, and at least a portion of the end material clamper that abuts on the substrate to be processed is made of an elastic material having a relatively high rigidity. The height holder supports the substrate to be processed so that the substrate to be processed is displaced along the extending surface at the time of cleaving, and the terminal portion restraining mechanism is configured to connect the terminal portion of the substrate to be processed. of Cleaving processing system, characterized by constraining the portions positioned away the Chi the expected splitting line from said end member clamper as a reference.
割断対象となる被加工基板を基板保持機構により保持する保持工程と、
前記保持工程にて保持された前記被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱しつつ、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われる領域を、当該被加工基板の縁部に沿って延びる割断予定線に沿って移動させる割断工程とを含み、
前記保持工程にて前記被加工基板を保持する前記基板保持機構は、前記被加工基板の縁部を当該被加工基板の一方の表面及びそれと反対側の他方の表面の両側から保持する端材クランパと、前記被加工基板の前記縁部に沿って延びる割断予定線を基準として前記端材クランパから離間する側に設けられ、前記端材クランパにより支持された前記被加工基板の他方の表面を支持する高さホルダと、前記被加工基板のうち割断加工の加工終了点側に位置する終端部を拘束する終端部拘束機構とを有し、前記端材クランパのうち少なくとも前記被加工基板に当接する部分は比較的剛性の高い弾性材料からなり、前記高さホルダは割断加工時に前記被加工基板がその延在面に沿って変位するよう当該被加工基板を水平移動可能に支持し、前記終端部拘束機構は前記被加工基板の前記終端部のうち前記割断予定線を基準として前記端材クランパから離間する側の一部を拘束することを特徴とする割断加工方法。 In the cleaving method of locally heating a substrate to be processed made of a brittle material and performing cleaving by generating a crack in the substrate to be processed by the thermal stress,
A holding step of holding a substrate to be cut by a substrate holding mechanism;
A region to be locally heated on the substrate to be processed is irradiated with a laser beam on the substrate to be processed held in the holding step to locally heat the substrate to be processed. A cleaving step of moving along a cleaving line extending along the edge of the processed substrate,
The substrate holding mechanism that holds the substrate to be processed in the holding step includes an end material clamper that holds the edge of the substrate to be processed from both sides of one surface of the substrate to be processed and the other surface opposite to the surface. And supporting the other surface of the substrate to be processed supported by the end material clamper, which is provided on the side separated from the end material clamper with reference to a planned cutting line extending along the edge of the substrate. And a termination portion restraining mechanism for restraining a termination portion of the substrate to be processed, which is located on the side of the cutting end point of the cleaving process, and contacts at least the substrate to be processed of the end material clamper. The portion is made of an elastic material having a relatively high rigidity, and the height holder supports the workpiece substrate so that the workpiece substrate can be displaced along its extending surface during the cleaving process. Imprisonment Mechanism cleaving process wherein the restraining a portion of the side away from said end member clamper based the expected splitting line of the end portion of the substrate to be processed.
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