JP2008229714A - Laser scribing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ光を用いて、ガラス板、セラミック板などの脆性材料製板を被割断基板として切断するための方法およびその装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for cutting a brittle material plate such as a glass plate or a ceramic plate as a substrate to be cut using a laser beam.
従来のレーザスクライブ装置の場合、被割断基板の加工面は、スクライブヘッド側になる。このとき、スクライブヘッド側と反対側つまり、加工面と反対側が、被割断基板と吸着テーブルとが接触する面となる。従い、被割断基板の片面に成膜がされている場合、成膜されていない面をスクライブヘッド側に向けてテーブルに載置することが望ましい。しかし、この場合、被割断基板上の成膜と、吸着テーブルとが接触することになる。 In the case of a conventional laser scribing apparatus, the processed surface of the substrate to be cut is the scribe head side. At this time, the side opposite to the scribe head side, that is, the side opposite to the processing surface is the surface where the substrate to be cut and the suction table contact. Therefore, when a film is formed on one side of the substrate to be cut, it is desirable to place the non-film-formed side on the table with the side facing the scribe head. However, in this case, the film formation on the substrate to be cut and the suction table come into contact.
その対応策として、下記特許文献1では、被割断基板の裏面保護のため、通気性セラミックス材からなる吸着テーブルから気体を噴出させ被割断基板を一定位置に保持する発明が示されている。この場合、気体流量が少ない場合、水平状態で移載する場合は良いが、撓んだ状態で載置すると圧力が不足し、吸着テーブル面に接触してしまう。逆に、エア流量が多い場合、撓んだ状態で載置しても吸着テーブル面に接触しないが、被割断基板が盛り上がったたり、振動したりする。また、気体消費量も増し経済的にも不利である。気体流路中に塵が混入した場合は、被割断基板の成膜面に塵が付着する恐れもあろう。
As a countermeasure,
また、下記特許文献2では、被割断基板の裏面保護のため、圧縮気体と装置近辺の気体中の空気と混合し、被割断基板に気体を噴射して浮上させる事例が示されている。この場合、構造が複雑で高価になる。気体の流路中に塵が混入した場合は、成膜面に塵が付着する恐れもあろう。
Moreover, in the following
従来のレーザスクライブ装置の場合、被割断基板の加工面は、スクライブヘッド側になる。このとき、スクライブヘッド側と反対側つまり、スクライブ処理加工面と反対側の面が、被割断基板と吸着テーブルとが接触する面となる。従い、被割断基板の片面に成膜がされている場合、成膜されていない面をスクライブヘッド側に向けて吸着テーブルに載置することが望ましい。しかし、これでは被割断基板上の成膜と、吸着テーブルとが接触することになる。 In the case of a conventional laser scribing apparatus, the processed surface of the substrate to be cut is the scribe head side. At this time, the surface opposite to the scribe head side, that is, the surface opposite to the scribe processing surface is the surface where the substrate to be cut and the suction table contact. Therefore, when a film is formed on one side of the substrate to be cut, it is desirable to place the non-film-formed side on the suction table with the side facing the scribe head. However, in this case, the film formation on the substrate to be cut comes into contact with the suction table.
被割断基板上の成膜面と吸着テーブルとを接触させることなく、成膜されていない面をスクライブヘッド側に向けて吸着テーブルに載置して、レーザスクライブ処理する装置について説明する。 An apparatus for performing a laser scribing process by placing a surface on which a film is formed on the substrate to be cut and the suction table on the suction table with the surface on which the film is not formed facing the scribe head side will be described.
被割断基板上の成膜面もしくはその面の中の所定の領域を避けるように、吸着テーブル上にリブ突起物を配置する。該突起物の上に被割断基板を載置する。これにより、成膜面と吸着テーブルとは接触せずに、レーザスクライブ処理が可能である。必要に応じて、突起物に真空吸着用細孔や溝を設けておく。 Rib protrusions are arranged on the suction table so as to avoid a film formation surface on the substrate to be cut or a predetermined region in the surface. A substrate to be cut is placed on the protrusion. Thereby, the laser scribing process can be performed without contacting the film formation surface and the suction table. If necessary, the protrusions are provided with vacuum suction pores and grooves.
サブテーブル方式の手法を用いて、主テーブルの上部に備えた吸着テーブル上に載置することも考えられる。 It is also conceivable to place it on a suction table provided on the upper part of the main table using a sub-table method.
レーザスクライブ処理をおこなうにあたって、所定の領域を避けるように、吸着テーブル上にリブ突起物を配置することによって、被割断基板は(金属と気体間の)吸着テーブルと材料の差違による、熱伝導率の差違の影響を受けにくくなりスクライブ処理の不良率を低減できる。 When performing the laser scribing process, the rib projections are arranged on the suction table so as to avoid a predetermined area, so that the substrate to be cut has a thermal conductivity due to the difference between the suction table and the material (between metal and gas). It becomes difficult to be affected by the difference between the two, and the defect rate of the scribing process can be reduced.
上記、課題を解決する手段を実施することによって、被割断基板と吸着テーブル間において、接触面積が外周部だけになるため、被割断基板が塵などによる傷つきやすい被割断基板の成膜面を下方にして保持することが可能である。 By implementing the above means for solving the problem, the contact area between the cleaved substrate and the suction table is only the outer peripheral portion, so that the cleaved substrate has a film formation surface below the cleaved substrate that is easily damaged by dust or the like. It is possible to hold it.
レーザースクライブ装置について図1を用いて説明する。 A laser scribing apparatus will be described with reference to FIG.
レーザースクライブ装置1は、本体部2、制御盤ボックス30、テーブル部4、アライメント部5、スクライブヘッド部6の各ユニットから構成される。
The laser scribing
本体部2は、本体フレーム21、サブフレーム211、カバー212などを含む部材にて構成され、制御盤ボックス30、操作部31、テーブル部4、アライメント部5、スクライブヘッド部6を含み、それぞれ配置されている。
The
次に、図2に示す様に、本体部2には、メンテナンス用カバーフレーム22が付随する。このメンテナンス用カバーフレーム22は、装置内部と装置外部とを区分けするカバー222やフレームなどの部材から構成される。
Next, as shown in FIG. 2, the
このメンテナンス用カバーフレーム22は、一部が装置の外装カバーであり、一部は装置外装カバーとオーバーラップした形で構成されている。そのメンテナンス時の状態を図3に示す。
A part of the
装置稼働時、メンテナンス用カバーフレーム22は、装置設置面積を最小状態にすることを考慮に入れ、符号224で示す様に、装置外装カバーと重なり合う様に配置されている。
When the apparatus is in operation, the
装置メンテナンス時、メンテナンス用カバーフレーム22は、装置外装カバーとオーバーラップする部分225が最小になる様に配置され、装置内部に作業者が入って作業をすることが可能となる様に、設計されている。
During equipment maintenance, the
次に、制御盤ボックス30には、制御用機器と呼ばれる機器として、数値演算装置(いわゆるパソコンやPLC、シーケンサ、NCコントローラなど)、ブレーカ、リレー、モータアンプ、変圧器、直流電源装置、ノイズフィルタ、信号入力ユニット、信号出力ユニット、A/D変換ユニット、モータ位置決めユニット、信号カウンタ、タイマー等を含む機器が接続され、収納されている。これらの機器は装置内機器レイアウト上の都合により、適宜制御盤外に配置される場合がある。
Next, in the
操作部31は、図2に示す様に、レーザスクライブ装置1のカバー212に情報表示部、情報入力部として構成され設置されている。
As shown in FIG. 2, the operation unit 31 is configured and installed as an information display unit and an information input unit on the
情報入力部は、情報入力手段としてキーボード332、操作SW(マウス)などを含む機器にて構成される。
The information input unit is composed of devices including a
情報表示部は、情報出力手段をも兼ね、情報表示器331や表示ランプなどを含む機器にて構成される。
The information display unit also serves as an information output unit, and is configured by devices including an
情報入力部のキーボード332はレーザスクライブ装置1の数値演算装置と接続され、オペレータからの動作指令や設定値を入力したり、登録する役割を持つ。
The
情報出力部は、情報入力部と同様、情報表示部が兼ね、レーザスクライブ装置1の数値演算装置と接続され、オペレータに装置や装置内の機器の状態や情報を伝える役割を持つ。
情報出力手段は上記の他に、ブザーやスピーカ、表示メーターなどが適宜使用可能である。
Similar to the information input unit, the information output unit also serves as an information display unit, and is connected to the numerical arithmetic unit of the laser scribing
In addition to the information output means, a buzzer, a speaker, a display meter, etc. can be used as appropriate.
テーブル部4は、図1及び図4に示す様に、被割断基板10を載置するテーブル本体部43を移動させるステージ部43−aとを含む部材にて構成される。ステージ部43−aは、水平方向(図1に矢印で示す、X(左右)411・Y(前後)413方向)に移動可能なように、XY2軸直交した駆動部41と、鉛直方向を中心軸にして水平方向(図1の矢印に示すθ方向)に回転可能なように、θ軸回転部415とを含み、ステージ部43−aと本体フレーム21に取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
ステージ部43−aには、図5に示す様に、巻取カバー42が設置される場合がある。この巻取カバー42は、ステージ部43−aの1軸に付き2つ取り付けられる。それぞれの巻取カバー42は、ステージ部43−aの動作に合わせて伸縮可能で、外部からステージ内部への異物の混入を防ぐ役割を持つ。
As shown in FIG. 5, a
テーブル本体部43は、吸着テーブル431と中間プレートを含む。吸着テーブル431はXY方向に平坦で、被割断基板10が載置可能な形状をしている。
The table
吸着テーブル431には、被割断基板10と接する部分の一部に、吸着溝と呼ばれる溝や、吸着孔孔と呼ばれる孔が設けられ、真空気室434や図示しない配管ホースや配管継手などを介して真空ポンプへ連通されている。吸着テーブル431に載置された被割断基板10は、吸着溝や吸着孔を負圧にすることで吸着テーブル431と密着し、吸着テーブル431が高速で移動しても位置ずれを起こすことがなくなる。
The suction table 431 is provided with a groove called a suction groove or a hole called a suction hole in a part of a portion in contact with the
吸着テーブル431とテーブル本体部43との間に図示しないが、中間プレートが配備され、複数のネジや留め具を介して取り付けられる。中間プレートのネジや留め具は、吸着テーブル431の水平度や平坦度調整のために用いられる。
Although not shown between the suction table 431 and the table
吸着テーブル431は、吸着サブテーブル440と呼ばれる部材を設ける場合がある。
The suction table 431 may be provided with a member called a
吸着サブテーブル440は、被割断基板10と吸着テーブル431との間に配置され、吸着テーブル431に取り付けられる。
The
吸着サブテーブルは被割断基板10の一部だけが接触する形状をしている。
The suction sub-table has a shape in which only a part of the
吸着サブテーブルが被割断基板10を支持する位置は、被割断基板10の外周部又は四隅などが例示でき、さらには、場合により被割断基板10の中央部又はそれ以外の場所も例示できる。 The position where the suction sub-table supports the substrate to be cut 10 can be exemplified by the outer peripheral portion or the four corners of the substrate to be cut 10, and further, the center portion of the substrate to be cut 10 or other places can also be exemplified.
また、吸着テーブル431には、図示しない排気パンが設置されている。
排気パンには、配管チューブ、ミストセパレータなどを介してブロワなどの負圧吸引装置に連通されている。スクライブヘッド6内のノズルから噴射されるミストは、排気パンを通じて回収し、吸着テーブル上にミストが残らない様に構成されている。
The suction table 431 is provided with an unillustrated exhaust pan.
The exhaust pan communicates with a negative pressure suction device such as a blower via a piping tube, a mist separator, and the like. The mist ejected from the nozzle in the scribe head 6 is collected through an exhaust pan so that the mist does not remain on the suction table.
アライメント部5は、カメラ部52、カメラ駆動部55にて構成されている。カメラ部52は、撮像カメラ521、レンズ、照明などを含む機器にて構成される。撮像カメラ521としては、CCDカメラ、CMOSカメラなどが使用される。
The
撮像カメラ521は、被割断基板10上の一部のマーク若しくは被割断基板10の姿勢や外郭部を観察する機能がある。撮像カメラ521と画像処理部とは信号ケーブルを介して接続されており、撮像カメラ521で観察された画像が画像処理部へ伝送される。画像処理部へ伝送された画像は、適宜、情報表示器331に出力される。
The
レンズは、被割断基板10上の一部のマーク若しくは被割断基板10の外郭部の像を撮像カメラ521上に結像させる役目を持つ。
The lens serves to form an image of a part of the mark on the
照明は、被割断基板10上の一部のマーク若しくは被割断基板10の外郭部を明るくし、撮像カメラ521で観察しやすい明るさにする役目を持つ。照明は、LED光源、ハロゲン光源、メタルハライド光源、白色電球、蛍光灯などを含み、明るさを調節する調光手段を配備する場合もある。
The illumination serves to brighten some marks on the substrate to be cut 10 or the outer portion of the substrate to be cut 10 so that the image can be easily observed by the
カメラ駆動部55は、カメラ固定部、ステージ部などを含む部材にて構成される。画像処理部は、パソコンに搭載して使用する画像処理ボードや汎用の画像処理装置などを含む機器にて構成される。
The
スクライブヘッド部6は、図6に示す様に、イニシエータ部61、レーザ加熱部7そしてミスト冷却部8にて構成される。
As shown in FIG. 6, the scribe head unit 6 includes an
イニシエータ部61は、スクライブホイール65、ホイールヘッド部63にて構成される。ホイールヘッド部63には、ピン64を介して、スクライブホイール65が取り付けられている。ピン64は円筒状をしているため、スクライブホイール65はホイールヘッド65内で落下や位置擦れを起こさない様に、回転可能になっている。
The
ホイールヘッド部63には、スクライブホイール65が被割断基板10のなす平面方向(XY方向)に対して鉛直方向(当該装置の場合のZ方向621)に移動可能な様に、Z軸位置決め機構622が配置されている。
The wheel head portion 63 has a Z-axis positioning mechanism 622 so that the
レーザ加熱部は、レーザ発振器71、ミラー部73、レンズ部75、レーザ制御部77にて構成される。レーザ発振器71は本体フレーム21に取り付けられている。レーザ発振器71には炭酸ガスレーザ(CO、CO2レーザ)が使用される。レーザ発振器71から出射されたビームはミラーやレンズを介して、被割断基板10に照射される。ミラー部73は、レーザ発振器71から出射されたレーザビームの方向を変えるために、適宜の枚数が用いられる。レンズは少なくとも1つ以上を用い、レーザ発振器71から出射されたビームを被割断基板10に対して効率良く加熱できるような形状をしている。
The laser heating unit includes a
レンズを使用する替わりに、反射面が平面でないミラーを使用することで、レンズを使用した場合と同様に、被割断基板10に対して効率良く加熱することが可能である。ミラーは、レーザを効率良く反射する材料を使用することが望ましく、金属(銅やアルミ、シリコンなど)の上に金属(金や銀、銅、アルミなど)や誘電体多層膜がコーティングされたものが使用される。 Instead of using a lens, it is possible to efficiently heat the substrate to be cut 10 by using a mirror having a non-planar reflecting surface as in the case of using a lens. The mirror should be made of a material that reflects the laser efficiently. Metal (gold, silver, copper, aluminum, etc.) or a dielectric multilayer film is coated on the metal (copper, aluminum, silicon, etc.). Is used.
ミラー部73は、ミラー732とミラーホルダーとを含み自然冷却だけでなく、適宜冷却して使用する場合もある。ミラー732を冷却する手段としては、ミラー73やミラーホルダーに多数のフィンを接触させて冷却する空冷方式、ミラー73やミラーホルダーに接触させて所定の温度の水や流体を循環させるユニットにて冷却する水冷方式等がある。
The
レンズ部75は、レンズホルダー751、レンズ752を含み、レンズは、レーザ71を効率良く透過する材料を使用することが望ましく、炭酸ガスレーザの場合、ZnSe(セレン化亜鉛)やGe(ゲルマニウム)が使用される。レンズは、自然冷却だけでなく、適宜冷やして使用する場合もある。
The lens unit 75 includes a
レーザ制御部77は、所望のレーザ出力となるように、レーザ発振器71もしくはレーザ発振器71と接続されたアンプユニットに対して、パワー制御用の電気信号を出力する。アンプユニットは、レーザ発振器71に内蔵される場合と、レーザ発振器71とは隔てて設置される場合とがある。レーザ発振器71と隔てて設置されたアンプユニットは、適宜スクライブ装置1内部に設置される。パワー制御用の電気信号には、高周波パルスの電圧や直流電流などが使用される。
The
次にチラー714について述べる。レーザ発振器71やアンプユニットは、自然冷却以外に、強制的に冷却を必要とする場合が多い。レーザ発振器71を冷却する手段として、レーザ発振器71筐体の一部に多数の放熱フィンを取り付けた空冷方式が例示できる。空冷方式の場合、送風機を併用して冷却効率を上げるものがある。レーザを冷却する手段として、空冷方式の他に水冷方式が上げられる。水冷方式は、レーザー発振器71の筐体の温度を、外部から供給した冷水に熱を伝え、外部に放出する方式である。冷媒として、水以外にエチレングリコールを含む溶液や、油類などを含む方式も広義で含み、水冷方式と呼ぶものとする。
Next, the
図1、図4あるいは図6に示す様に、ミスト冷却部は、水供給部81、エア供給部、ノズル83とからなる。水供給部81は、本体フレーム21上の貯水タンク若しくは装置外部から供給される水を所定の圧力で送り出す、加圧ポンプやレギュレータなどの圧力調整手段と、送液チューブにて構成される。エア供給部は、装置外部のブロア26から供給されるエアを所定の圧力で送り出す、加圧ポンプやレギュレータなどの圧力調整手段と、配管チューブにて構成される。ノズル83は、水供給部より送られた水と、エア供給部82より送られたエアを混合して霧状にして、被割断基板10に噴射される構造になっている。ノズル83は少なくとも1つ以上用いられ、複数使用する場合は、複数の水供給部が適宜配置される。
As shown in FIG. 1, FIG. 4 or FIG. 6, the mist cooling unit includes a
ミスト吸引部85は、吸引ノズル851、配管ホース、ミストセパレータ852、排気ファンにて構成される。吸引ノズル851はスクライブヘッド6内に配置され、配管ホースを通じて、ミストセパレータ、排気ファンと連通されている。ミストセパレータや排気ファンは、スクライブ装置本体2内の本体フレーム21上若しくはスクライブ装置外部に配置される。ミストセパレータは、排気エア中の水分を分離し、排気ファンの腐食を防止する役割がある。排気ファンは、吸引ノズル851先端部分を負圧にし、かつ所定の流量のエアを吸引するために用いられる。排気ファンには、軸流ファン、遠心ファン、斜流ファンなどが用いられるが、真空ポンプを用いることも出来る。
The mist suction unit 85 includes a suction nozzle 851, a piping hose, a mist separator 852, and an exhaust fan. The suction nozzle 851 is disposed in the scribe head 6 and communicates with a mist separator and an exhaust fan through a piping hose. The mist separator and the exhaust fan are disposed on the
ミスト噴霧領域の制限機構について述べる。ミスト冷却部のノズル83から供給されるミストは、被割断基板10に直接噴霧されるだけでなく、所定の形状で所定の面積を持った開口部を設けた板を通過させて噴霧することもできる。該板を通過させると、ミストの噴霧エリアは、直接噴霧する場合よりも狭くすることができる。
The mechanism for limiting the mist spray area will be described. The mist supplied from the
次に、ビーム照射位置の変更について述べる。ミラー、レンズの内、少なくとも一つは、位置を変えることが可能で、ビーム入射方向をZ方向とした場合に、Z方向と直交する1軸もしくは2軸方向(いわゆるX方向及び/又はY方向)に位置変更が可能なように配置されている。ミラー及び/又はレンズの位置を変更することにより、被割断基板10に照射されるレーザビームの照射位置を変更することができる。X方向及び/又はY方向の位置変更手段として、図示していない直動式アクチュエータが上げられ、シリンダや回転モータとボールネジ、リニアモータなどで構成される。この直動式アクチュエータは、制御用機器と接続されていて、適宜位置決めが可能である。 Next, the change of the beam irradiation position is described. At least one of the mirror and the lens can be changed in position, and when the beam incident direction is the Z direction, it is a uniaxial or biaxial direction orthogonal to the Z direction (so-called X direction and / or Y direction). ) So that the position can be changed. By changing the position of the mirror and / or the lens, it is possible to change the irradiation position of the laser beam irradiated to the substrate to be cut 10. As the position changing means in the X direction and / or the Y direction, a direct-acting actuator (not shown) is raised, and includes a cylinder, a rotary motor, a ball screw, a linear motor, and the like. This direct acting actuator is connected to a control device and can be appropriately positioned.
また、ビーム形状については、レンズの内、少なくとも一つは、位置を変えることが可能で、被割断基板10との距離が変更可能なように配置されている。レンズの位置を変えることにより、被割断基板10に照射されるレーザビームの寸法が変化する。レンズの位置変更手段として、直動式アクチュエータが上げられ、シリンダや回転モータとボールネジ、リニアモータなどで構成される。この直動式アクチュエータは、制御用機器と接続されていて、適宜位置決めが可能である。 As for the beam shape, at least one of the lenses is arranged so that the position thereof can be changed and the distance from the substrate to be cut 10 can be changed. By changing the position of the lens, the dimension of the laser beam irradiated onto the substrate to be cut 10 is changed. As a lens position changing means, a direct-acting actuator is raised, and is composed of a cylinder, a rotation motor, a ball screw, a linear motor, and the like. This direct acting actuator is connected to a control device and can be appropriately positioned.
パワーメータ72は、レーザスクライブ装置1の内部に設置されている。パワーメータ72は、本体部2筐体とレーザ受光部70と温度センサ部と制御部とを含む。レーザ受光部70はレーザを受光し、温度センサ部にて電気信号が出力され、制御ボード77にて増幅処理やフィルタ処理がなされる。レーザ部7のレーザ発振器から出射されたレーザビームは、被割断基板10に照射されない時に、パワーメータヘッド部のレーザ受光部に照射される。レーザ発振器から出射されたビームが被割断基板10に照射されるか、パワーメータに照射されるかは、ミラーの位置や角度を変更することで選択可能である。ミラーの位置や角度を変更する手段として、直動式アクチュエータ、回転式アクチュエータが上げられる。このアクチュエータは制御用機器77と接続されていて、適宜位置決めが可能である。パワーメータ72で計測された計測値は、電気信号に変換して出力され、制御ボード77に入力される。照射されるレーザビームのパワーに応じて、パワーメータ72から電気信号が出力されるので、制御用機器側でレーザビームのパワーを計測することが出来る。
The
パワーメータ用チラー726について述べる。パワーメータ72のヘッドには、冷却が不要なものと、冷却が必要なものとがある。パワーメータ72のヘッドを冷却する手段として、パワーメータ72のヘッド筐体の一部に多数の放熱フィンを取り付けた空冷方式が例示できる。空冷方式の場合、送風機を併用して冷却効率を上げるものがある。また、パワーメータ72のヘッドを冷却する手段として、空冷方式の他に水冷方式が上げられる。水冷方式は、パワーメータ72のヘッド筐体の温度を、外部から供給した冷水に熱を伝え、外部に放出する方式をからなる。冷媒として、水以外にエチレングリコールを含む溶液や、油類などを含む方式も広義で含み、いずれの水冷方式を用いても良い。水冷方式の場合、冷水供給源がレーザ発振器の冷却用とパワーメータ72のヘッド部の冷却用とが独立している場合と、共通の場合とがある。
The
基板変位センサ66は、スクライブヘッド6内部に設置されており、スクライブヘッド6と被割断基板10との距離を測定することができる。基板変位センサ66には、接触式または非接触式のものが使用される。基板変位センサ66で計測された計測値は、電気信号に変換して出力され、制御盤ボックス30内の制御用機器に入力される。スクライブヘッド6と被割断基板10との距離に応じて、基板変位センサから電気信号が出力されるので、制御用機器側で距離を計測することが出来る。
The substrate displacement sensor 66 is installed inside the scribe head 6 and can measure the distance between the scribe head 6 and the substrate to be cut 10. As the substrate displacement sensor 66, a contact type or non-contact type is used. The measurement value measured by the substrate displacement sensor 66 is converted into an electrical signal, output, and input to the control device in the
基板表面温度センサ781は、スクライブ装置1の内部に設置されている。基板表面温度センサ781を用いて、スクライブ装置1中の被割断基板10の表面温度を測定することができる。基板表面温度センサ781で計測された計測値は、電気信号に変換して出力され、制御盤ボックス30内の制御用機器に入力される。
The substrate surface temperature sensor 781 is installed inside the
観察カメラ部について述べる。スクライブ装置1内やスクライブヘッド6内には、観察カメラが設置されている場合がある。観察カメラ部は、カメラ部、カメラ駆動部にて構成されている。カメラ部は、撮像カメラ、レンズ、照明などを含む機器にて構成される。撮像カメラには、CCDカメラ、CMOSカメラなどが用いられる。また、カメラ部は、被観察物上の一部若しくは全部の模様や姿勢や外郭部を観察する機能がある。カメラ部と画像処理部とは信号ケーブルを介して接続されており、撮像カメラで観察された画像が画像処理部へ伝送される。画像処理部へ伝送された画像は、適宜、情報表示部に出力される。レンズは、被割断基板10上の一部のマーク若しくは被割断基板10の外郭部の像を撮像カメラ上に結像させる役目を持つ。その場合の照明は、被割断基板10上の一部のマーク若しくは被割断基板10の外郭部を明るくし、撮像カメラで観察しやすい明るさにする役目を持つ。照明は、LED光源、ハロゲン光源、メタルハライド光源、白色電球、蛍光灯などを含み、明るさを調節する調光手段を持つ場合もある。
The observation camera section will be described. An observation camera may be installed in the
レーザスクライブ装置1には、局所クリーンユニットと呼ばれるクリーンエア供給手段が設置される場合がある。また、必要に応じて、装置内の空気を外部に排出する排気ブロワが設置される。
The
次に、上記装置を用いて、被割断基板10にレーザスクライブ処理をおこなう方法について説明する。 Next, a method for performing a laser scribing process on the substrate to be cut 10 using the above apparatus will be described.
被割断基板10としては、携帯用情報端末やパソコン用モニタ、薄型TVなどの、FPD(Flat Panel Display)に使用されるガラス板等を例示できる。 Examples of the substrate to be cut 10 include glass plates used for FPD (Flat Panel Display) such as portable information terminals, personal computer monitors, and thin TVs.
FPD用ガラス板は、マザーガラスと呼ばれる大型の基板サイズで各種製造工程を通った後、最終製品のサイズのパネル単位に切り出される。ガラス板の材料として、ソーダライムガラスや無アルカリガラスと呼ばれる材料等が例示できる。 The glass plate for FPD passes through various manufacturing processes with a large substrate size called mother glass, and is then cut out in panel units of the final product size. Examples of the material for the glass plate include materials called soda lime glass and non-alkali glass.
まず被割断基板10を吸着テーブルに載置し、吸着させる。 First, the substrate to be cut 10 is placed on the suction table and sucked.
被割断基板10の表面にアライメントマークが配置されていない場合、被割断基板10の外形基準でアライメントを行う方法を選択することができる。被割断基板10の外形基準の方法としては、テーブル部43に刻印された目印や線を参考に作業者が位置を調整する方法や、テーブル部43上に位置決め基準となる突起を配置してガラス板をそれに沿わせる方法などが挙げられる。
When the alignment mark is not arranged on the surface of the substrate to be cut 10, a method of performing alignment based on the outer shape reference of the substrate to be cut 10 can be selected. As a method for reference of the outer shape of the
被割断基板10表面にアライメントマークが配置されている場合、吸着テーブル431に対して被割断基板10が多少ずれた状態で載置されていても構わない。 When the alignment mark is arranged on the surface of the substrate to be cut 10, the substrate to be cut 10 may be placed in a state slightly deviated from the suction table 431.
アライメントマークをアライメントカメラにて読み取り、被割断基板10のずれ量を制御盤ボックス30の数値演算装置にて演算する。数値演算装置は、被割断基板10のずれ量とテーブルの位置情報を元に、被割断基板10の姿勢を正すための補正演算を行う。被割断基板10を載置したテーブル41は、被割断基板10の厚み測定位置へ移動し、スクライブヘッド部6と被割断基板10の表面との距離を測定する。制御装置は測定した距離情報を元に、イニシエータ61の高さを調節する。
The alignment mark is read by the alignment camera, and the deviation amount of the substrate to be cut 10 is calculated by the numerical calculation device of the
テーブル部43はスクライブ処理開始位置へ所定の速度で移動する。テーブル部43の移動中に、イニシエータ61によって被割断基板10の端面の表面部に極めて小さな亀裂が形成される。この小さな亀裂が、レーザスクライブ処理の開始点となる。
The
レーザ発振器7からスクライブヘッド6に対してレーザビームが照射される。レーザビームはスクライブヘッド6内のレンズにてスクライブ処理に最適なビーム形状に成形され、被割断基板10の表面に照射される。被割断基板10は、レーザが照射されつつ所定の速度で移動しているので、スクライブ予定線111に対して連続的に加熱される。この時、被割断基板10表面には圧縮応力が生じる。
A laser beam is applied to the scribe head 6 from the
被割断基板10は、レーザで加熱された直後、ミスト冷却部8のノズル83からミストが噴霧され、冷却される。この時、被割断基板10の表面には引張応力が生じる。
Immediately after the
上記で述べた、加熱と冷却のサイクルにより、被割断基板10表面には圧縮と引張の応力変化が起きる。この圧縮と引張の応力変化は被割断基板10の移動に伴って、連続的に行われる。
このとき、イニシエータ61にて形成した被割断基板10の端面の表面部の小さな亀裂が連続的に拡がる。この連続した亀裂がスクライブ線112である。尚、このスクライブ線112は通常目視では認識できない。
Due to the heating and cooling cycle described above, changes in compressive and tensile stress occur on the surface of the
At this time, small cracks in the surface portion of the end face of the
事前に登録したスクライブ処理条件情報に基づき、被割断基板10基板上の所定の位置に対して、スクライブ処理を行う。必要に応じて、被割断基板10の姿勢を変え、スクライブ処理を行う。上記動作を必要回数繰り返すことにより、格子状にスクライブ線を形成する。 Based on pre-registered scribing process condition information, a scribing process is performed on a predetermined position on the substrate to be cut 10. If necessary, the posture of the substrate to be cut 10 is changed, and a scribing process is performed. By repeating the above operation as many times as necessary, scribe lines are formed in a lattice shape.
被割断基板10基板を装置外に取り出し、次にスクライブ処理する被割断基板10をテーブルに載置する。
The
被割断基板10からなる貼合せ基板は片面ずつスクライブ処理する必要があるので、第1面をスクライブ処理した後、被割断基板10を表裏反転し、第2面をスクライブヘッド6側に向けて載置する。スクライブ装置1に反転機構が付属している場合は、被割断基板10を反転機構で反転させた後、テーブル部43に載置する。スクライブ処理処理が完了した被割断基板10基板は、スクライブ線に沿って必要な外力を加えて割断され、短冊化もしくは個片化される。
Since the bonded substrate made of the substrate to be cut 10 needs to be scribe-treated one by one, after the first surface is scribed, the substrate to be cut 10 is turned upside down and the second surface is placed toward the scribe head 6 side. Put. When the reversing mechanism is attached to the
尚、短冊化とは、複数のパネルが列状に連なった状態であることを意味し、個片化とは、複数のパネルがそれぞれ個々に分離されている状態を意味する。 Stripping means that a plurality of panels are connected in a row, and singulation means a state where the plurality of panels are individually separated.
スクライブ線112に沿って曲げ応力が作用することで、亀裂が拡がり、被割断基板10基板が割断される。 When the bending stress acts along the scribe line 112, the crack spreads and the substrate to be cut 10 is cut.
被割断基板10に当該装置によって、被割断基板10を割断するために、多くの場合成膜が施こされている被割断基板10のスクライブヘッド側と反対側の面を支える場合、被割断基板10上の成膜もしくは、所定の領域を回避する様に、吸着プレート431上にリブ441突起物を配置する。該リブ441突起物には、必要に応じて真空吸着用細孔442あるいは溝443を載置しておく。
In order to cleave the cleaved
その後、該突起物の上に被割断基板10を載置した後、吸着し、ビームスクライブ処理を実施した。
Then, after mounting the to-
保護すべき被割断基板10の成膜面106と吸着プレート431とは、図6にある様に、接触せずにスクライブ処理が行える「外周吸着テーブル」や、図7にある様に、「外周部分吸着テーブル」を用いて、レーザスクライブ処理をおこなうことができた。
As shown in FIG. 6, the
それら、吸着機構としては、図8に示す様な断面を持つ外周部分吸着テーブルとして準備した。
これにより、保護すべき被割断基板10の成膜面106は、吸着テーブルと距離を隔てて保持することが可能となる。この成膜面は、被割断基板の全面にある場合、外周部分には無い場合、表示エリア上にのみある場合、表示画素部分にのみある場合など、種々形態が異なる。このような場合に対応するために、リブ突起物を再配置したり、予め種々形態のリブ突起物を配置した吸着サブテーブルを準備しておき適宜交換して使用することが可能である。
被割断基板は、厚みに比べて縦横の寸法が大きい場合に外周吸着のみを行うと、重力により変形しやすくなる。重力による変形を低減するために、外周吸着部分以外に、被割断基板の中央部及び/又はそれ以外の位置に、適宜リブ突起物を配置することも可能である。
As the suction mechanism, an outer peripheral partial suction table having a cross section as shown in FIG. 8 was prepared.
As a result, the
When the substrate to be cut is subjected to only the outer periphery suction when the vertical and horizontal dimensions are larger than the thickness, the substrate is easily deformed by gravity. In order to reduce deformation due to gravity, it is also possible to appropriately arrange rib protrusions at the central portion of the substrate to be cut and / or at other positions in addition to the peripheral suction portion.
レーザスクライブ装置を用いて、被割断基板に、スクライブ処理を施す方法において、被割断基板としては、携帯用情報端末やパソコン用モニタ、薄型TVなどの、FPD(Flat Panel Display)に使用されるガラス基板等に摘要できる。 In a method of scribing a substrate to be cut using a laser scribing apparatus, the substrate to be cut is glass used for FPD (Flat Panel Display) such as a portable information terminal, a monitor for a personal computer, and a thin TV. It can be used as a substrate.
また、FPD用ガラス板は、マザーガラスと呼ばれる大型の基板サイズで各種製造工程を通った後、最終製品のサイズのパネル単位に切り出される。ガラス板の材料として、ソーダライムガラスや無アルカリガラスと呼ばれる材料が例示できる。 Moreover, the glass plate for FPD passes through various manufacturing processes with a large substrate size called mother glass, and is then cut out in panel units of the final product size. Examples of the glass plate material include so-called lime glass and non-alkali glass.
1 レーザスクライブ装置
106 成膜面
2 本体図
30 制御盤ブロック
4 テーブル部
43 テーブル本体部
431 吸着テーブル
432 吸着孔
434 真空気室
440 吸着サブテーブル
441 リブ
442 吸着孔
443 吸着溝
5 アライメント部
6 スクライブヘッド部
7 加熱部
8 冷却部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007077468A JP2008229714A (en) | 2007-03-23 | 2007-03-23 | Laser scribing device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109420858A (en) * | 2017-08-24 | 2019-03-05 | 宁波方太厨具有限公司 | A kind of positioning tool of laser cutting |
-
2007
- 2007-03-23 JP JP2007077468A patent/JP2008229714A/en active Pending
Cited By (2)
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CN109420858A (en) * | 2017-08-24 | 2019-03-05 | 宁波方太厨具有限公司 | A kind of positioning tool of laser cutting |
CN109420858B (en) * | 2017-08-24 | 2020-09-11 | 宁波方太厨具有限公司 | Positioning tool for laser cutting |
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