JP2010149282A - Method of forming through-hole in fragile material substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脆性材料基板に貫通孔を形成する方法に関し、より詳細にはカッターを用いて脆性材料基板に貫通孔を形成する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for forming a through hole in a brittle material substrate, and more particularly to a method for forming a through hole in a brittle material substrate using a cutter.
脆性材料基板として例えばガラス基板に貫通孔を形成する場合、図11に示すように、ガラス基板1の表面を不図示のカッターホイールで閉曲線状にスクライブして、基板表面に対して垂直なクラック71からなるスクライブライン6を形成し(同図(a))、次にスクライブライン6で囲まれた領域を冷却して収縮させ(同図(b))、スクライブライン6で囲まれた領域を抜き落とし貫通孔11を形成していた(同図(c))。 For example, when a through hole is formed in a glass substrate as a brittle material substrate, the surface of the glass substrate 1 is scribed in a closed curve with a cutter wheel (not shown) as shown in FIG. The scribe line 6 is formed (FIG. 2A), and the region surrounded by the scribe line 6 is cooled and contracted (FIG. 2B), and the region surrounded by the scribe line 6 is extracted. A drop through hole 11 was formed ((c) in the figure).
しかし、この従来の方法では、スクライブライン6で囲まれた領域を収縮させる工程が必要となる。また、図12に示すように、この収縮が十分でないと、スクライブライン6で囲まれた領域を取り除く際に、クラック71を形成する対向面が接触・摩擦し、貫通孔11の周縁に微小な凹凸(以下、「コジリ」と記す)や貝殻状の欠け(以下、「ハマカケ」と記す)等が生じる。 However, this conventional method requires a step of shrinking the region surrounded by the scribe line 6. In addition, as shown in FIG. 12, if this contraction is not sufficient, when the region surrounded by the scribe line 6 is removed, the opposing surface forming the crack 71 comes into contact and friction, and a minute amount is formed on the periphery of the through hole 11. Unevenness (hereinafter referred to as “kojiri”), shell-shaped chipping (hereinafter referred to as “hamakake”), and the like occur.
そこで、例えば特許文献1では、図13に示すように、カッターホイール2によるスクライブによって、ガラス基板1の厚み方向に対して傾斜するクラック72をガラス基板1に形成し、スクライブライン6で囲まれた領域の抜き勾配を形成した後、当該領域に対して垂直方向に外力を加えて当該領域を取り除く技術が提案されている。
ところが、図14に示すように、本発明者等が実験したところでは、カッター2によって実際に形成されるクラック73は、ガラス基板1の表面からある程度深さまでは所望の傾斜角度で形成されるものの、それより深いところではクラック73の傾斜は基板厚み方向に対して急激に小さくなり、ガラス基板1の裏面側に近くなるとクラック73の傾斜は基板厚み方向、すなわち基板表面に対してほぼ垂直になることが判明した。 However, as shown in FIG. 14, when the present inventors experimented, the crack 73 actually formed by the cutter 2 was formed at a desired inclination angle at a certain depth from the surface of the glass substrate 1. In the deeper area, the inclination of the crack 73 is drastically reduced with respect to the substrate thickness direction, and the inclination of the crack 73 becomes substantially perpendicular to the substrate thickness direction, that is, the substrate surface when approaching the back surface side of the glass substrate 1. It has been found.
このようにクラック73が基板表面に対して垂直な部分Lを長く有していると、スクライブライン6で囲まれた領域を取り除く際に、クラック73を形成する対向面が接触・摩擦し、図12に示したように、貫通孔11の周縁にコジリやハマカケ等が生じる。 When the crack 73 has a long portion L perpendicular to the substrate surface in this way, when the region surrounded by the scribe line 6 is removed, the opposing surface that forms the crack 73 comes into contact and friction. As shown in FIG. 12, scratches, scratches, and the like are generated on the periphery of the through hole 11.
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コジリやハマカケ等を貫通孔の周縁に発生させることなく、カッターを用いて脆性材料基板に貫通孔を円滑に形成する方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and the object of the present invention is to make a through-hole in a brittle material substrate using a cutter without generating galling or peeling on the periphery of the through-hole. It is in providing the method of forming smoothly.
本発明によれば、カッターを用いたスクライブによって脆性材料基板に貫通孔を形成する方法であって、脆性材料基板の、貫通孔形成予定領域の外縁又は外縁の内側をカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜した第1クラックからなる第1スクライブラインを形成する工程と、第1スクライブラインの内側又は第1スクライブラインの外側の貫通孔形成予定領域の外縁を第1スクライブラインに沿ってカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜し、第1クラックに合流する第2クラックからなる第2スクライブラインを形成する工程とを有することを特徴とする脆性材料基板に貫通孔を形成する方法が提供される。この場合、第1スクライブラインを貫通孔形成予定領域の外縁に形成するときには、第1クラックを基板厚み方向に対して貫通孔形成予定領域の外向きに傾斜させ、第1スクライブラインを貫通孔形成予定領域の外縁の内側に形成するときには、第1クラックを基板厚み方向に対して貫通孔形成予定領域の内向きに傾斜させることによって、抜き勾配が確実に形成される。 According to the present invention, a through-hole is formed in a brittle material substrate by scribing using a cutter, the outer edge of the through-hole formation scheduled region or the inner side of the outer edge of the brittle material substrate being scribed by a cutter, and the substrate thickness A step of forming a first scribe line composed of a first crack inclined with respect to a direction, and an outer edge of a through-hole formation scheduled region inside the first scribe line or outside the first scribe line along the first scribe line Forming a through-hole in a brittle material substrate, characterized in that it includes a step of forming a second scribe line composed of a second crack that is scribed by a cutter, is inclined with respect to the substrate thickness direction, and merges with the first crack. A method is provided. In this case, when the first scribe line is formed at the outer edge of the through-hole formation planned region, the first crack is inclined outwardly from the through-hole formation planned region with respect to the substrate thickness direction, and the first scribe line is formed through the through-hole. When forming inside the outer edge of the planned region, the draft is surely formed by inclining the first crack inward of the through-hole forming planned region with respect to the substrate thickness direction.
ここで、基板厚み方向に対して傾斜したクラックを基板の厚み全体に確実に形成する観点からは、第1スクライブラインと第2スクライブラインとの間隔を0.1〜1mmの範囲とするのが好ましい。 Here, from the viewpoint of surely forming cracks inclined with respect to the substrate thickness direction in the entire thickness of the substrate, the interval between the first scribe line and the second scribe line is set to a range of 0.1 to 1 mm. preferable.
また、カッターとしては、回転軸を共有する2つの円錐又は円錐台の合同な底面を接合した形状を有し、前記底面の円周部分を刃先稜線とし、この刃先稜線に、回転軸方向に対して所定角度傾斜した溝が周方向に所定間隔で形成されたものを用いてもよい。また、回転軸を共有する2つの円錐又は円錐台の合同な底面を接合した形状を有し、前記底面の円周部分を刃先稜線とし、前記2つの円錐又は円錐台の側面と前記底面とのなす角度が互いに異なるカッターを用いてもよい。 Moreover, as a cutter, it has the shape which joined the conical bottom face of two cones or frustums which share a rotating shaft, and let the circumferential part of the said bottom face be a blade edge ridgeline, and this blade edge ridgeline with respect to the rotation axis direction Alternatively, grooves in which grooves inclined at a predetermined angle are formed at predetermined intervals in the circumferential direction may be used. Further, it has a shape in which the conical bottom surfaces of two cones or truncated cones sharing a rotation axis are joined, and the circumferential portion of the bottom surface is a cutting edge ridge line, and the side surfaces of the two cones or truncated cones and the bottom surface Cutters having different angles may be used.
そしてまた、第1スクライブラインと第2スクライブラインとを異なるカッターで形成するようにしてもよい。 Further, the first scribe line and the second scribe line may be formed by different cutters.
本発明によれば、微小間隙を介して又は直接接合された2枚の脆性材料基板に、カッターを用いたスクライブによって貫通孔を形成する方法であって、前記2枚の脆性材料基板の一方に、貫通孔形成予定領域の外縁をカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜した第1クラックからなる第1スクライブラインを形成する工程と、第1スクライブラインの内側を第1スクライブラインに沿ってカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜し、第1クラックに合流する第2クラックからなる第2スクライブラインを形成する工程と、前記2枚の脆性材料基板のもう一方に、第1スクライブラインよりも外側をカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜した第3クラックからなる第3スクライブラインを形成する工程と、第3スクライブラインの外側を第3スクライブラインに沿ってカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜し、第3クラックに合流する第4クラックからなる第4スクライブラインを形成する工程とを有することを特徴とする脆性材料基板に貫通孔を形成する方法が提供される。この場合、第1クラックを基板厚み方向に対して貫通孔形成予定領域の外向きに傾斜させ、第3クラックを基板厚み方向に対して貫通孔形成予定領域の内向きに傾斜させることによって、抜き勾配が確実に形成される。 According to the present invention, there is provided a method of forming a through-hole by scribing using a cutter in two brittle material substrates that are directly bonded through a minute gap, wherein one of the two brittle material substrates is formed. , A step of scribing the outer edge of the through-hole formation scheduled region with a cutter to form a first scribe line composed of a first crack inclined with respect to the substrate thickness direction, and an inner side of the first scribe line along the first scribe line Scribing with a cutter, forming a second scribe line composed of a second crack that is inclined with respect to the thickness direction of the substrate and merges with the first crack; and the other of the two brittle material substrates, A third scriber comprising a third crack that is scribed by a cutter on the outside of the scribe line and inclined with respect to the substrate thickness direction. And a fourth scribe line comprising a fourth crack that scribes the outside of the third scribe line with a cutter along the third scribe line, is inclined with respect to the substrate thickness direction, and merges with the third crack. And forming a through hole in the brittle material substrate. In this case, the first crack is inclined to the outside of the through-hole formation planned region with respect to the substrate thickness direction, and the third crack is inclined to the inward of the through-hole formation planned region with respect to the substrate thickness direction. A gradient is reliably formed.
また、本発明によれば、微小間隙を介して又は直接接合された2枚の脆性材料基板に、カッターを用いたスクライブによって貫通孔を形成する方法であって、前記2枚の脆性材料基板の一方に、貫通孔形成予定領域の外縁よりも内側をカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜した第1クラックからなる第1スクライブラインを形成する工程と、第1スクライブラインの外側の貫通孔形成予定領域の外縁を第1スクライブラインに沿ってカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜し、第1クラックに合流する第2クラックからなる第2スクライブラインを形成する工程と、前記2枚の脆性材料基板のもう一方に、第1スクライブラインよりも内側をカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜した第3クラックからなる第3スクライブラインを形成する工程と、第3スクライブラインの内側を第3スクライブラインに沿ってカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜し、第3クラックに合流する第4クラックからなる第4スクライブラインを形成する工程とを有することを特徴とする脆性材料基板に貫通孔を形成する方法が提供される。この場合、第1クラックを基板厚み方向に対して貫通孔形成予定領域の内向きに傾斜させ、第3クラックを基板厚み方向に対して貫通孔形成予定領域の外向きに傾斜させることによって、抜き勾配が確実に形成される。 In addition, according to the present invention, there is provided a method of forming a through-hole by scribing using a cutter in two brittle material substrates joined directly through a minute gap, the two brittle material substrates being On the other hand, a step of scribing with a cutter on the inner side of the outer edge of the through-hole formation scheduled region to form a first scribe line composed of the first crack inclined with respect to the substrate thickness direction, and a penetration outside the first scribe line Scribing the outer edge of the hole formation scheduled region with a cutter along the first scribe line, forming a second scribe line composed of a second crack that is inclined with respect to the substrate thickness direction and merges with the first crack; The other side of the two brittle material substrates is scribed inside the first scribe line with a cutter and tilted with respect to the substrate thickness direction. Forming a third scribe line composed of the third crack, and scribing the inside of the third scribe line along the third scribe line with a cutter, inclining with respect to the substrate thickness direction, and joining the third crack And a step of forming a fourth scribe line made of the fourth crack. A method of forming a through hole in a brittle material substrate is provided. In this case, the first crack is inclined inward of the through-hole formation planned region with respect to the substrate thickness direction, and the third crack is inclined outward with respect to the substrate thickness direction by the outward direction of the through-hole formation planned region. A gradient is reliably formed.
本発明に係る貫通孔の形成方法では、基板厚み方向に対して傾斜した第1クラックからなる第1スクライブラインを形成した後、さらに、第1スクライブラインの内側又は外側を、第1スクライブラインに沿ってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜し、第1クラックに合流する第2クラックからなる第2スクライブラインを形成するので、スクライブラインで囲まれた領域の抜き勾配が確実に形成される。これにより、スクライブラインで囲まれた領域を抜き取って形成した貫通孔の周縁にコジリやハマカケといった不具合は生じない。 In the through hole forming method according to the present invention, after forming the first scribe line composed of the first crack inclined with respect to the substrate thickness direction, the inner side or the outer side of the first scribe line is further used as the first scribe line. The second scribe line is formed of the second crack that scribes along the substrate and is inclined with respect to the thickness direction of the substrate and merges with the first crack, so that the draft angle of the region surrounded by the scribe line is reliably formed. . As a result, problems such as scratches and scratches do not occur at the periphery of the through hole formed by extracting the region surrounded by the scribe line.
また、微小間隙を介して又は直接接合された2枚の脆性材料基板の場合にも、前述の2つスクライブラインをそれぞれの基板に形成することにより、コジリやハマカケが生じることなく円滑に貫通孔を形成することができる。 In addition, even in the case of two brittle material substrates directly bonded through a minute gap, by forming the above-mentioned two scribe lines on each substrate, a through-hole can be smoothly formed without causing galling or peeling. Can be formed.
以下、本発明に係る貫通孔の形成方法についてより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, although the through hole forming method according to the present invention will be described in more detail, the present invention is not limited to these embodiments.
本発明に係る貫通孔の形成方法の一実施形態を示す工程図を図1及び図2に示す。これらの図は、脆性材料基板であるガラス基板に円形の貫通孔を開ける場合の工程図であって、図1は斜視図、図2は縦断面図である。まず図1(a)に示すように、円盤形状で外周部に刃先が形成されたカッターホイール2を用いて、ガラス基板1上の、貫通孔形成予定領域の外縁をスクライブして第1スクライブライン31を形成する。このスクライブによってガラス基板1には、図2(a)に示すような、浅い所で半径方向外方に広がるように傾斜し、深い所では基板表面に対して略垂直な第1クラック41が形成される。 Process drawings showing one embodiment of the method for forming a through hole according to the present invention are shown in FIGS. These drawings are process diagrams in the case where a circular through-hole is formed in a glass substrate which is a brittle material substrate. FIG. 1 is a perspective view and FIG. 2 is a longitudinal sectional view. First, as shown in FIG. 1 (a), a first scribe line is formed by scribing the outer edge of the through-hole formation scheduled area on the glass substrate 1 using a cutter wheel 2 having a disk shape and a cutting edge formed on the outer periphery. 31 is formed. As a result of this scribing, the glass substrate 1 is inclined so as to spread outward in the radial direction in a shallow place as shown in FIG. 2A, and a first crack 41 substantially perpendicular to the substrate surface is formed in a deep place. Is done.
次に、図1(b)に示すように、第1スクライブライン31よりも内側で且つ第1スクライブライン31と同心円状にカッターホイール2によってスクライブを行い第2スクライブライン32を形成する。このスクライブによって、図2(b)に示すように、浅い所では半径方向外方に広がる傾斜が小さく、深くなると傾斜が急に大きくなって第1クラック41に合流する第2クラック42が形成される。これによって、第1スクライブライン31で囲まれた領域をガラス基板1から抜き落とすための、基板表面に対して垂直な部分L(図2(c)に図示)の短い抜き勾配が形成される。 Next, as shown in FIG. 1B, scribing is performed by the cutter wheel 2 inside the first scribe line 31 and concentrically with the first scribe line 31 to form a second scribe line 32. By this scribing, as shown in FIG. 2 (b), the slope extending outward in the radial direction is small in a shallow place, and the slope suddenly increases as it deepens, and the second crack 42 joining the first crack 41 is formed. The As a result, a short draft of a portion L (shown in FIG. 2C) perpendicular to the substrate surface is formed for extracting the region surrounded by the first scribe line 31 from the glass substrate 1.
ここで、同じカッターホイール2を用いて第2クラック42を形成した場合でも、第2クラック42が第1クラック41と平行とならずに第1クラック41に合流するのは、第1クラックの形成によって、その周辺の脆性材料内部の応力の状態が変化し、クラックが形成されていない部分と異なる状態になるためであると考えられる。直線状のスクライブラインを形成する通常のスクライブにおいても、基板の端辺付近に端辺に沿ってスクライブラインを形成すると、スクライブラインに沿って形成されるクラックが端辺側に傾斜する傾向のあることが確認されている。したがって、第2クラック42が第1クラック41に合流するようにするためには、例えば第1スクライブライン31と第2スクライブライン32との間隔を、基板1の厚みやカッターホイール2の圧接力などを考慮しながら調整する必要がある。第1スクライブライン31と第2スクライブライン32との間隔は、通常は0.1〜1mmの範囲が好ましい。第1スクライブライン31と第2スクライブライン32との間隔を広げすぎると、第2クラック42は第1クラック41と略平行に形成され、第1クラック41と合流しなくなる。逆に第1スクライブライン31と第2スクライブライン32との間隔を狭くしすぎると、第1クラック41における基板表面に対して垂直な部分L(図2(c)に図示)が長くなり、第1スクライブライン31で囲まれた領域をガラス基板1から抜き落とす際にコジリやハマカケなどが発生するおそれがある。 Here, even when the second crack 42 is formed using the same cutter wheel 2, the second crack 42 joins the first crack 41 without being parallel to the first crack 41. This is considered to be because the state of stress inside the surrounding brittle material is changed due to the state different from the portion where no crack is formed. Even in a normal scribe that forms a linear scribe line, if a scribe line is formed near the edge of the substrate along the edge, the crack formed along the scribe line tends to incline toward the edge. It has been confirmed. Therefore, in order for the second crack 42 to merge with the first crack 41, for example, the distance between the first scribe line 31 and the second scribe line 32 is set to the thickness of the substrate 1, the pressure contact force of the cutter wheel 2, and the like. It is necessary to adjust while taking The distance between the first scribe line 31 and the second scribe line 32 is usually preferably in the range of 0.1 to 1 mm. If the distance between the first scribe line 31 and the second scribe line 32 is excessively widened, the second crack 42 is formed substantially parallel to the first crack 41 and does not merge with the first crack 41. Conversely, if the distance between the first scribe line 31 and the second scribe line 32 is too narrow, the portion L (shown in FIG. 2C) perpendicular to the substrate surface in the first crack 41 becomes longer, When the region surrounded by the 1 scribe line 31 is pulled out from the glass substrate 1, there is a possibility that galling or cracking may occur.
そして図1(c)及び図2(c)に示すように、第1スクライブライン31で囲まれた領域に対して下方に力を加えると、第1クラック41及び第2クラック42によって形成された抜き勾配によって、当該領域は容易に抜け落ち、ガラス基板1に貫通孔11が形成される。なお、第1クラック41がガラス基板1の裏面まで達していなかった場合であっても、上記外力が加わることによって、第1クラック41はガラス基板1の裏面まで進展するので、貫通孔11の形成に支障を来すおそれはない。もちろん、ガラス基板1に外力を加える前に、ガラス基板1を加熱及び/又は冷却して膨張・収縮させて、第1クラック41をガラス基板1の裏面まで進展させるようにしても構わない。このようにガラス基板1に外力を加える前にガラス基板1を膨張・収縮させておくと、第1スクライブライン31で囲まれた領域をガラス基板から抜き落とす際も処理が一層円滑に行えるようになる。 And as shown in FIG.1 (c) and FIG.2 (c), when force was applied below with respect to the area | region enclosed by the 1st scribe line 31, it was formed of the 1st crack 41 and the 2nd crack 42 The region easily falls off due to the draft, and the through hole 11 is formed in the glass substrate 1. Even if the first crack 41 does not reach the back surface of the glass substrate 1, the first crack 41 progresses to the back surface of the glass substrate 1 by applying the external force, so that the through hole 11 is formed. There is no risk of disruption. Of course, before applying external force to the glass substrate 1, the glass substrate 1 may be heated and / or cooled to expand and contract so that the first crack 41 extends to the back surface of the glass substrate 1. If the glass substrate 1 is expanded and contracted before applying external force to the glass substrate 1 in this way, the processing can be performed more smoothly even when the region surrounded by the first scribe line 31 is removed from the glass substrate. Become.
本発明の方法で貫通孔11を形成できる脆性材料基板1としては、従来公知のものが挙げられる。例えば、ガラス、セラミック、シリコン、サファイア等の脆性材料基板が挙げられる。また、本発明の方法で貫通孔11を形成できる脆性材料基板1の厚みは、脆性材料基板の材質等によって異なるが、脆性材料基板がガラス基板の場合にはおおよそ2mm程度の厚さまで貫通孔を形成できる。また貫通孔11の大きさとして特に限定はなく、一般に小さい径の貫通孔ほど形成しにくいところ、本発明の方法では直径15mm程度の貫通孔であっても容易に形成することができる。 Examples of the brittle material substrate 1 that can form the through-holes 11 by the method of the present invention include conventionally known ones. For example, a brittle material substrate such as glass, ceramic, silicon, and sapphire can be used. In addition, the thickness of the brittle material substrate 1 on which the through hole 11 can be formed by the method of the present invention varies depending on the material of the brittle material substrate, but when the brittle material substrate is a glass substrate, the through hole is formed to a thickness of about 2 mm. Can be formed. Further, the size of the through hole 11 is not particularly limited. Generally, a through hole having a smaller diameter is more difficult to form. However, in the method of the present invention, even a through hole having a diameter of about 15 mm can be easily formed.
本発明で使用するカッター2としては、基板厚み方向に対して傾斜したクラックを形成できるものであれば特に限定はない。本発明の方法で好適に使用できるカッターの一例を図3〜図5に示す。図3はカッターの全体斜視図、図4(A)は図3の矢印Aから見た刃先稜線の部分拡大図、図4(B)は図3の矢印Bから見た刃先稜線の部分拡大図、そして図5は溝部分での垂直断面図である。図3に示すカッター2aは、回転軸22を共有する2つの円錐台の合同な底面を接合した形状を有し、底面の円周部分に刃先稜線21が形成されている。このカッターホイール2aでは、刃先稜線21に、回転軸方向に対して所定角度傾斜した溝23が周方向に所定間隔で形成されている。このカッタホイール2aを用いてスクライブを行うと、図5において、下方に向かって左方向に傾斜したクラックが形成される。溝23のピッチとしては20〜200μmの範囲が好ましい。溝23の両端での深さは、深さd1が2〜2500μmの範囲、深さd2が1〜20μmの範囲が好ましい。 The cutter 2 used in the present invention is not particularly limited as long as it can form a crack inclined with respect to the substrate thickness direction. An example of a cutter that can be suitably used in the method of the present invention is shown in FIGS. 3 is an overall perspective view of the cutter, FIG. 4A is a partially enlarged view of a cutting edge ridge line viewed from the arrow A in FIG. 3, and FIG. 4B is a partially enlarged view of the cutting edge ridge line viewed from the arrow B in FIG. FIG. 5 is a vertical sectional view of the groove portion. The cutter 2a shown in FIG. 3 has a shape in which the congruent bottom surfaces of two truncated cones sharing the rotation shaft 22 are joined, and the edge edge line 21 is formed on the circumferential portion of the bottom surface. In the cutter wheel 2a, grooves 23 that are inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis direction are formed in the cutting edge ridge line 21 at predetermined intervals in the circumferential direction. When scribing is performed using the cutter wheel 2a, a crack inclined downward in the left direction in FIG. 5 is formed. The pitch of the grooves 23 is preferably in the range of 20 to 200 μm. The depths at both ends of the groove 23 are preferably such that the depth d 1 is in the range of 2 to 2500 μm and the depth d 2 is in the range of 1 to 20 μm.
図6に、本発明で使用するカッターの他の形態を示す。同図(A)は図3の矢印Aから見た刃先稜線の部分拡大図、同図(B)は図3の矢印Bから見た刃先稜線の部分拡大図である。この図に示すように、溝23の形状はV字状であってもよい。この場合、V字状の溝23のピッチ、及び溝23の両端の深さd1,d2としては前記形態の好適範囲がここでも例示される。なお、同図(A)に示す溝の形状は、U字状やV字状の他、鋸刃状、凹形状などの形状であっても構わない。 FIG. 6 shows another embodiment of the cutter used in the present invention. 3A is a partially enlarged view of the cutting edge ridge line viewed from the arrow A in FIG. 3, and FIG. 3B is a partially enlarged view of the cutting edge ridge line viewed from the arrow B in FIG. As shown in this figure, the shape of the groove 23 may be V-shaped. In this case, the pitch of the V-shaped groove 23, and the depths d 1, d 2 at both ends of the grooves 23 is preferably the range of the embodiment is exemplified here. In addition, the shape of the groove | channel shown to the figure (A) may be shapes, such as a saw blade shape and a concave shape other than U shape or V shape.
図7に、本発明の方法で好適に使用できるカッターの他の例を示す。この図のカッターホイール2bは、回転軸を共有する2つの円錐台の合同な底面を接合した形状を有し、底面の円周部分に刃先稜線21が形成されている点は図3に示すカッターホイール2aと同じであるが、2つの円錐台の側面と底面とのなす角度θ1と角度θ2が異なっている点で相違する。この図に示すカッタホイール2bを用いてスクライブを行うと、図3のカッタホイール2aと同様に、図7において、下方に向かって左方向に傾斜したクラックが形成される。なお、クラックの傾斜は、通常は、2つの円錐台の側面と底面とのなす角度θ1と角度θ2との差に比例し、角度θ1と角度θ2との差が大きくなるほどクラックの傾斜は大きくなる。 FIG. 7 shows another example of a cutter that can be suitably used in the method of the present invention. The cutter wheel 2b in this figure has a shape in which the congruent bottom surfaces of two truncated cones sharing a rotation axis are joined, and the point of the edge edge line 21 is formed on the circumferential portion of the bottom surface is the cutter shown in FIG. Although it is the same as the wheel 2a, it differs in that the angle θ1 and the angle θ2 formed by the side surfaces and the bottom surface of the two truncated cones are different. When scribing is performed using the cutter wheel 2b shown in this figure, cracks that are inclined downward in the left direction in FIG. 7 are formed in the same manner as the cutter wheel 2a in FIG. The inclination of the crack is usually proportional to the difference between the angle θ1 and the angle θ2 formed by the side surfaces and the bottom surface of the two truncated cones, and the inclination of the crack increases as the difference between the angle θ1 and the angle θ2 increases. .
カッターとしてカッタホイールを用いる場合、その外径は1mm〜10mmの範囲が好ましい。カッターホイールの外径が1mmよりも小さいと、取り扱い性及び耐久性が低下することがあり、外径が10mmより大きいと、スクライブの際に傾斜クラックが深く形成されないことがある。より好ましいカッターホイール外径は1mm〜5mmの範囲である。また、カッタホイールにかける荷重及びスクライブ速度は、脆性材料基板の種類や厚みなどから適宜決定されるが、通常、カッタホイールにかける荷重は0.05〜0.4MPaの範囲、スクライブ速度は10〜500mm/secの範囲である。 When a cutter wheel is used as the cutter, the outer diameter is preferably in the range of 1 mm to 10 mm. When the outer diameter of the cutter wheel is smaller than 1 mm, the handleability and durability may be lowered, and when the outer diameter is larger than 10 mm, the inclined crack may not be formed deeply during scribing. A more preferable cutter wheel outer diameter is in the range of 1 mm to 5 mm. In addition, the load applied to the cutter wheel and the scribe speed are appropriately determined based on the type and thickness of the brittle material substrate. Usually, the load applied to the cutter wheel is in the range of 0.05 to 0.4 MPa, and the scribe speed is 10 to 10. The range is 500 mm / sec.
以上例示したカッターホイールは、回転軸を共有する2つの円錐台の合同な底面を接合した形状を有していたが、図8に示すような、回転軸を共有する2つの円錐の合同な底面を接合した形状を有したカッタホイール2cを用いてももちろん構わない。 The cutter wheel exemplified above has a shape in which the congruent bottom surfaces of the two truncated cones sharing the rotation axis are joined, but the congruent bottom surface of the two cones sharing the rotation axis as shown in FIG. Needless to say, the cutter wheel 2c having a shape obtained by joining the members may be used.
本発明の方法において、第1スクライブライン31と第2スクライブライン32とで異なるカッターホイールを使用してもよい。すなわち、第2スクライブライン32を形成する際に、基板厚み方向に対して第2クラック42が第1クラック41よりも強く傾斜するカッターホイールを用いてもよい。 In the method of the present invention, different cutter wheels may be used for the first scribe line 31 and the second scribe line 32. That is, when the second scribe line 32 is formed, a cutter wheel in which the second crack 42 is inclined more strongly than the first crack 41 with respect to the substrate thickness direction may be used.
図9に、本発明に係る方法の他の実施形態を示す。この図に示す貫通孔の形成方法は、微小間隙を介して又は直接接合された2枚の脆性材料基板(例えばガラス基板)1a,1bに貫通孔を形成する方法である。まず図9(a)に示すように、円盤形状で外周部に刃先が形成されたカッターホイール2を用いて、上ガラス基板1aの貫通孔形成予定領域の外縁をスクライブし、第1クラック41からなる第1スクライブライン31を形成する。次に、図9(b)に示すように、第1スクライブライン31よりも内側で且つ第1スクライブライン31と同心円状にカッターホイール2によってスクライブを行い、第2クラック42からなる第2スクライブライン32を形成する。前述のように、この第2クラック42は第1クラック41に合流し、第1スクライブライン31で囲まれた領域を上ガラス基板1aから抜き取るための、基板表面に対して垂直な部分L(図2(c)に図示)の短い抜き勾配が形成される。 FIG. 9 shows another embodiment of the method according to the present invention. The through-hole forming method shown in this figure is a method of forming through-holes in two brittle material substrates (for example, glass substrates) 1a and 1b that are directly bonded through a minute gap. First, as shown in FIG. 9A, the outer edge of the through-hole formation scheduled region of the upper glass substrate 1a is scribed using a cutter wheel 2 having a disk shape and a cutting edge formed on the outer peripheral portion. A first scribe line 31 is formed. Next, as shown in FIG. 9B, the second scribe line is formed by scribing with the cutter wheel 2 inside the first scribe line 31 and concentrically with the first scribe line 31. 32 is formed. As described above, the second crack 42 merges with the first crack 41, and a portion L (see FIG. 5) perpendicular to the substrate surface for extracting the region surrounded by the first scribe line 31 from the upper glass substrate 1a. A short draft of 2 (c) is formed.
次に、図9(c)に示すように、下ガラス基板1bの貫通孔形成予定領域の外縁よりも内側で且つ第1スクライブライン31よりも外側を、カッターホイール2を用いてスクライブし、第3クラック43からなる第3スクライブライン33を形成する。次いで、同図(d)に示すように、第3スクライブライン33よりも外側にある貫通孔形成予定領域の外縁をカッターホイール2によってスクライブし、第4クラック44からなる第4スクライブライン34を形成する。前述のように、この第4クラック44は第3クラック43に合流し、第4スクライブライン34で囲まれた領域を下ガラス基板1bから抜き取るための、基板表面に対して垂直な部分L(図2(c)に図示)の短い抜き勾配が形成される。 Next, as shown in FIG. 9C, the cutter wheel 2 is used to scribe the inner side of the outer edge of the through-hole formation scheduled region of the lower glass substrate 1b and the outer side of the first scribe line 31 using the cutter wheel 2. A third scribe line 33 composed of three cracks 43 is formed. Next, as shown in FIG. 4D, the outer edge of the through-hole formation scheduled area outside the third scribe line 33 is scribed by the cutter wheel 2 to form the fourth scribe line 34 composed of the fourth crack 44. To do. As described above, the fourth crack 44 merges with the third crack 43, and a portion L (see FIG. 5) perpendicular to the substrate surface for extracting the region surrounded by the fourth scribe line 34 from the lower glass substrate 1b. A short draft of 2 (c) is formed.
そして図9(e)に示すように、第1スクライブライン31で囲まれた領域に対して下方に力を加えると、第1クラック41と第2クラック42とによって形成された抜き勾配によって上ガラス1aの貫通孔形成予定領域が上ガラス基板1aから抜け落ち、第3クラック43と第4クラック44とによって形成された抜き勾配によって下ガラス1bの貫通孔形成予定領域が下ガラス基板1bから抜け落ちる。これによって2枚積層されたガラス基板1a,1bに貫通孔11が形成される。 Then, as shown in FIG. 9 (e), when a force is applied downward to the area surrounded by the first scribe line 31, the upper glass is formed by the draft formed by the first crack 41 and the second crack 42. The through-hole formation scheduled area of 1a falls off from the upper glass substrate 1a, and the through-hole formation scheduled area of the lower glass 1b falls out of the lower glass substrate 1b due to the draft formed by the third crack 43 and the fourth crack 44. As a result, the through-hole 11 is formed in the two laminated glass substrates 1a and 1b.
なお、下ガラス基板1bに第3スクライブライン33、第4スクライブラインをこの順で形成した後、上ガラス基板1aに第1スクライブライン31、第2スクライブライン32をこの順で形成しても、上記実施形態と同様に、2枚積層されたガラス基板1a,1bに貫通孔11が形成される。 In addition, after forming the 3rd scribe line 33 and the 4th scribe line in this order on the lower glass substrate 1b, even if the 1st scribe line 31 and the 2nd scribe line 32 are formed in this order on the upper glass substrate 1a, Similar to the above embodiment, the through-hole 11 is formed in the glass substrates 1a and 1b that are laminated.
以上、説明した実施形態では貫通孔11の平面形状は円形状であったが、本発明の方法で形成される貫通孔の平面形状はこれに限定されるものではなく、いかなる形状であっても構わない。 As described above, in the embodiment described above, the planar shape of the through-hole 11 is circular, but the planar shape of the through-hole formed by the method of the present invention is not limited to this, and any shape can be used. I do not care.
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these examples at all.
実施例1
スクライブ装置(「MP500A」三星ダイヤモンド工業社製)に、厚さ1.1mmのソーダガラス基板を取り付け、第1のスクライブを行い円形の第1スクライブラインを形成した。次に、同じカッターホイールを用いて、第1スクライブラインから0.2mm内側に同心円状に第2のスクライブを行い第2スクライブラインを形成した。なお、使用したカッターホイールの仕様及びスクライブ条件は下記の通りである。
そして、第1スクライブライン及び第2スクライブラインと交差する位置でソーダガラス基板を垂直に切断し、その断面を観察した。図10にソーダガラス基板の断面拡大写真を示す。
Example 1
A soda glass substrate having a thickness of 1.1 mm was attached to a scribe device (“MP500A” manufactured by Samsung Diamond Industrial Co., Ltd.), and a first scribe line was formed to form a circular first scribe line. Next, using the same cutter wheel, a second scribe line was formed by concentrically forming a second scribe line 0.2 mm inside from the first scribe line. The specifications and scribing conditions of the cutter wheel used are as follows.
And the soda glass substrate was cut | disconnected perpendicularly | vertically in the position which cross | intersects a 1st scribe line and a 2nd scribe line, and the cross section was observed. FIG. 10 shows an enlarged cross-sectional photograph of the soda glass substrate.
(傾斜溝付きカッタホイール)
直径 :2.0mm
厚さ :0.65mm
刃先角度:130°
溝の数 :135
溝の深さ:(d1)20μm、(d2)10μm
(Cutter wheel with inclined groove)
Diameter: 2.0mm
Thickness: 0.65mm
Blade angle: 130 °
Number of grooves: 135
Groove depth: (d 1 ) 20 μm, (d 2 ) 10 μm
(スクライブ条件)
スクライブ荷重:0.22MPa
切込み量 :0.20mm
吸着圧 :約−35kPa
(Scribe condition)
Scribe load: 0.22 MPa
Cutting depth: 0.20 mm
Adsorption pressure: About -35kPa
実施例2及び実施例3
第1スクライブラインと第2スクライブラインとの距離を0.3mm及び0.4mmとした以外は実施例1と同様にして、ソーダガラス基板に第1スクライブラインと第2スクライブラインとを形成した後、ソーダガラス基板を垂直に切断してその断面を観察した。図10にソーダガラス基板の断面拡大写真を合わせて示す。
Example 2 and Example 3
After forming the first scribe line and the second scribe line on the soda glass substrate in the same manner as in Example 1 except that the distance between the first scribe line and the second scribe line was set to 0.3 mm and 0.4 mm. The soda glass substrate was cut vertically and the cross section was observed. FIG. 10 also shows an enlarged cross-sectional photograph of the soda glass substrate.
図10から明らかなように、実施例1〜3のソーダガラス基板では、第1のスクライブによって、基板厚み方向に対して半径方向外方へ傾斜し、基板の裏面側にほぼ達する第1クラック41が形成されている。そして、第1のスクライブの内側に同心円状に形成された第2クラック42は、基板の表層では第1クラック41と略平行で、深くなると急に外方へ傾斜して第1クラック41に合流している。第2クラックが第1クラックに合流する位置は、第1スクライブラインと第2スクライブラインとの間隔が大きいほど基板厚み方向に深くなっている。第2クラックが第1クラックに合流する位置が基板厚み方向に深いほど、図2(c)に示した基板表面に対して垂直な部分Lが短くなるので、第1スクライブラインで囲まれた領域をソーダガラス基板から抜き落としやすくなる。 As is clear from FIG. 10, in the soda glass substrates of Examples 1 to 3, the first scribes 41 are inclined radially outward with respect to the substrate thickness direction by the first scribe and almost reach the back surface side of the substrate. Is formed. The second crack 42 formed concentrically on the inner side of the first scribe is substantially parallel to the first crack 41 on the surface layer of the substrate, and suddenly inclines outward as it deepens and joins the first crack 41. is doing. The position where the second crack merges with the first crack is deeper in the substrate thickness direction as the distance between the first scribe line and the second scribe line is larger. As the position where the second crack merges with the first crack is deeper in the thickness direction of the substrate, the portion L perpendicular to the substrate surface shown in FIG. 2C becomes shorter, so the region surrounded by the first scribe line Can be easily removed from the soda glass substrate.
本発明に係る方法は、いわゆるコジリやハマカケ等を貫通孔の周縁に発生させることなく、カッターを用いて脆性材料基板に貫通孔を円滑に形成することができ有用である。 The method according to the present invention is useful because a through-hole can be smoothly formed in a brittle material substrate by using a cutter without causing so-called galling or peeling at the periphery of the through-hole.
1 ガラス基板(脆性材料基板)
1a 上ガラス基板
1b 下ガラス基板
2 カッターホイール
2a,2b,2c カッターホイール
11 貫通孔
21 刃先稜線
22 回転軸
23 溝
31 第1スクライブライン
32 第2スクライブライン
33 第3スクライブライン
34 第4スクライブライン
41 第1クラック
42 第2クラック
43 第3クラック
44 第4クラック
1 Glass substrate (brittle material substrate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Upper glass substrate 1b Lower glass substrate 2 Cutter wheel 2a, 2b, 2c Cutter wheel 11 Through-hole 21 Cutting edge ridge line 22 Rotating shaft 23 Groove 31 1st scribe line 32 2nd scribe line 33 3rd scribe line 34 4th scribe line 41 1st crack 42 2nd crack 43 3rd crack 44 4th crack
Claims (7)
脆性材料基板の、貫通孔形成予定領域の外縁又は外縁の内側をカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜した第1クラックからなる第1スクライブラインを形成する工程と、第1スクライブラインの内側又は第1スクライブラインの外側の貫通孔形成予定領域の外縁を第1スクライブラインに沿ってカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜し、第1クラックに合流する第2クラックからなる第2スクライブラインを形成する工程とを有することを特徴とする脆性材料基板に貫通孔を形成する方法。 A method of forming a through hole in a brittle material substrate by scribing using a cutter,
A step of scribing with a cutter the outer edge of the brittle material substrate in the through-hole formation scheduled region or the inside of the outer edge to form a first scribe line composed of a first crack inclined with respect to the substrate thickness direction; The outer edge of the through-hole formation scheduled region on the inner side or the outer side of the first scribe line is scribed by a cutter along the first scribe line, is inclined with respect to the substrate thickness direction, and is formed of a second crack that joins the first crack. Forming a through hole in a brittle material substrate, comprising: forming a scribe line.
前記2枚の脆性材料基板の一方に、貫通孔形成予定領域の外縁をカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜した第1クラックからなる第1スクライブラインを形成する工程と、第1スクライブラインの内側を第1スクライブラインに沿ってカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜し、第1クラックに合流する第2クラックからなる第2スクライブラインを形成する工程と、前記2枚の脆性材料基板のもう一方に、第1スクライブラインよりも外側をカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜した第3クラックからなる第3スクライブラインを形成する工程と、第3スクライブラインの外側を第3スクライブラインに沿ってカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜し、第3クラックに合流する第4クラックからなる第4スクライブラインを形成する工程とを有することを特徴とする脆性材料基板に貫通孔を形成する方法。 A method of forming a through-hole by scribing using a cutter in two brittle material substrates bonded through a minute gap or directly,
A step of scribing the outer edge of the through-hole formation scheduled region on one of the two brittle material substrates with a cutter to form a first scribe line composed of a first crack inclined with respect to the substrate thickness direction; Scribing the inside of the line along the first scribe line with a cutter, forming a second scribe line composed of a second crack that is inclined with respect to the substrate thickness direction and merges with the first crack; and the two sheets Forming a third scribe line comprising a third crack inclined to the substrate thickness direction on the other side of the brittle material substrate by scribing the outside of the first scribe line with a cutter; Is scribed by a cutter along the third scribe line, inclined with respect to the substrate thickness direction, The fourth method of forming a brittle material substrate into the through-hole, characterized in that a step of forming a fourth scribe line consisting of cracks merging into 3 cracks.
前記2枚の脆性材料基板の一方に、貫通孔形成予定領域の外縁よりも内側をカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜した第1クラックからなる第1スクライブラインを形成する工程と、第1スクライブラインの外側の貫通孔形成予定領域の外縁を第1スクライブラインに沿ってカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜し、第1クラックに合流する第2クラックからなる第2スクライブラインを形成する工程と、前記2枚の脆性材料基板のもう一方に、第1スクライブラインよりも内側をカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜した第3クラックからなる第3スクライブラインを形成する工程と、第3スクライブラインの内側を第3スクライブラインに沿ってカッターによってスクライブし、基板厚み方向に対して傾斜し、第3クラックに合流する第4クラックからなる第4スクライブラインを形成する工程とを有することを特徴とする脆性材料基板に貫通孔を形成する方法。 A method of forming a through-hole by scribing using a cutter in two brittle material substrates bonded through a minute gap or directly,
A step of forming a first scribe line made of a first crack inclined with respect to the thickness direction of the substrate by scribing inside one of the two brittle material substrates with a cutter inside the outer edge of the through-hole formation scheduled region; A second scribe consisting of a second crack that scribes the outer edge of the through-hole formation scheduled region outside the first scribe line with a cutter along the first scribe line, is inclined with respect to the substrate thickness direction, and merges with the first crack. A third scribe line comprising a step of forming a line, and a third scribe line formed by scribing the inner side of the first scribe line with a cutter on the other side of the two brittle material substrates and inclined with respect to the substrate thickness direction. A step of forming and scrubbing the inside of the third scribe line with a cutter along the third scribe line Bed was, how inclined with respect to the substrate thickness direction to form a brittle material substrate into the through-hole, characterized in that a step of forming a fourth scribe line consisting of fourth cracks joins the third cracks.
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