JP2013023417A - Processing apparatus of glass substrate - Google Patents

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JP2011160733A
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Kenji Koda
幸田健志
Yoshie Chikamoto
近本好永
Toshiyuki Kobayashi
小林俊之
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LEMI Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent ingress of water mist into a gap between a glass substrate and a glass substrate holding table even when a great amount of water mist is sprayed onto the glass substrate during scribe processing of tempered glass and thick glass.SOLUTION: In the processing apparatus of a glass substrate 1, cut grooves 21, 22, 23, and 24 are cut at positions corresponding to the outer circumference part of the glass substrate 1 in a glass substrate holding table 10. A drainage path 11 is communicated to these cut grooves 21, 22, 23, and 24. As a result, even when a great amount of water mist is sprayed onto the glass substrate 1 during scribe processing of the glass substrate 1, extra water mist flows into the cut grooves 21, 22, 23, and 24 in the glass substrate holding table 10 to be discharged outside of the processing apparatus through the drainage path 11. Accordingly, it is possible to prevent ingress of the water mist into a gap between the glass substrate 1 and the glass substrate holding table 10.

Description

本発明はスマートフォンやタブレット端末、ノートパソコン、タッチテーブルのスクリーンやテレビのスクリーンなどに使用されるフラットパネルディスプレイ用ガラス、特にガラス表面を化学強化したアルミノケイ酸ガラスやフロートガラスに熱処理を加えて風冷強化した強化ガラス、あるいは厚さが3mm以上の肉厚ガラス(以下これらを強化ガラスと総称する)を加工するガラス基板の加工装置に関する。 The present invention is applied to a glass for flat panel displays used in smartphones, tablet terminals, notebook computers, touch table screens, television screens, etc., in particular aluminosilicate glass or float glass having a chemically strengthened glass surface, and then subjected to air cooling. The present invention relates to a glass substrate processing apparatus that processes tempered tempered glass or thick glass having a thickness of 3 mm or more (hereinafter collectively referred to as tempered glass).

最近ガラス割断において、過去1世紀にわたって使用されてきたダイヤモンドチップによる機械的方法に代わって、レーザビーム照射による熱応力スクライブ方法(以下レーザスクライブと略記する)が使用されるようになってきた。 Recently, in the glass cleaving, a thermal stress scribing method (hereinafter abbreviated as laser scribing) using laser beam irradiation has been used in place of the mechanical method using a diamond tip that has been used for the past century.

レーザスクライブによれば、機械的方法に固有の欠点、すなわちマイクロクラック発生によるガラス強度の低下、割断時のカレット発生による汚染、適用板厚の下限値の存在などが一掃できる。   According to laser scribing, defects inherent in the mechanical method, that is, a decrease in glass strength due to the occurrence of microcracks, contamination due to the occurrence of cullet at the time of cleaving, the presence of a lower limit value of the applied plate thickness, and the like can be eliminated.

レーザスクライブにおいては一般に、ガラスを局所的に加熱し、気化、溶融やクラックが発生しない程度のレーザ光照射を行なう。この時ガラス加熱部は熱膨張しようとするが周辺ガラスからの反作用にあい十分な膨張ができず、この加熱領域には圧縮応力が発生する。周辺の非加熱領域でも、加熱部からの膨張に押されてさらに周辺に対して歪みが発生し、その結果圧縮応力が発生する。こうした圧縮応力は加熱中心点を原点とした半径方向のもので、加熱が発生後ほとんど音速でガラス板全域に伝播する。ところで物体に圧縮応力がある場合には、その直交方向にはポアソン比に比例した引っ張り応力が発生する。 In laser scribing, generally, glass is locally heated and irradiated with laser light to the extent that vaporization, melting, and cracks do not occur. At this time, the glass heating portion tries to expand thermally, but cannot sufficiently expand due to the reaction from the surrounding glass, and compressive stress is generated in this heating region. Even in the peripheral non-heated region, the peripheral portion is further distorted by the expansion from the heating portion, and as a result, compressive stress is generated. Such compressive stress is in the radial direction with the heating center point as the origin, and propagates throughout the glass plate almost at the speed of sound after heating occurs. When the object has a compressive stress, a tensile stress proportional to the Poisson's ratio is generated in the orthogonal direction.

引張り応力の存在位置に亀裂がある場合にはこの亀裂先端では応力拡大が発生し、この拡大された応力が材料の破壊靱性値を超えると亀裂が拡大する。すなわち、亀裂先端から加熱中心に向かって亀裂が進展するという制御された割断が生じることになる。したがって、レーザ照射点を先行走査することで、亀裂を延長させていくことができる。 If there is a crack at the position where the tensile stress is present, stress expansion occurs at the crack tip, and if the expanded stress exceeds the fracture toughness value of the material, the crack expands. That is, a controlled cleaving occurs in which the crack progresses from the crack tip toward the heating center. Therefore, the crack can be extended by scanning the laser irradiation point in advance.

ガラスのレーザスクライブはこの原理を使用しており、引張り応力の最大点付近に冷却を行なうと、このときガラスの収縮によって増幅される引張り応力が割断強化に役立ち、加熱と冷却の併用によって割断が効率よく実現できることが提案されている(特許文献1参照)。 Glass laser scribing uses this principle, and when cooling is performed near the maximum point of tensile stress, the tensile stress amplified by the shrinkage of the glass at this time is useful for strengthening the cleaving. It has been proposed that it can be realized efficiently (see Patent Document 1).

特許文献1によれば、加熱用レーザ光としてはCOレーザ光が使用される。COレーザ光のビームスポットにおけるエネルギーの99%は、ガラス板6の深さ3.7μmのガラス表面層において吸収され、ガラス板の全厚さにわたって透過しない。これは、CO2レーザ波長におけるガラスの吸収係数が著しく大きいことによる。この結果、加熱はガラス板の表面層のみで発生し、この加熱領域では圧縮応力が発生する。 According to Patent Document 1, a CO 2 laser beam is used as the heating laser beam. 99% of the energy in the beam spot of the CO 2 laser light is absorbed in the glass surface layer having a depth of 3.7 μm of the glass plate 6 and is not transmitted through the entire thickness of the glass plate. This is due to the extremely large absorption coefficient of glass at the CO 2 laser wavelength. As a result, heating occurs only in the surface layer of the glass plate, and compressive stress is generated in this heating region.

一方、この加熱領域から外れた位置にある冷却点で冷却を行なうと引張り応力が発生し、この冷却点から後方に初亀裂を出発点とする表面スクライブが発生する。このスクライブの深さは、ソーダガラスなどでは通常100μm程度である。しかしながら、ガラス板は脆性が強く、このスクライブ線にあわせて曲げ応力を印加し機械的に割断することが容易である。この曲げ応力の印加によって割断するプロセスをブレイクと称する。レーザビームは走査方向の方向に走査される。この方法は従来方法である機械的方法に比較すれば数多くの長所があり、フラットパネルディスプレイ装置の生産に徐々に応用されるようになって来た。 On the other hand, when the cooling is performed at a cooling point located outside the heating region, tensile stress is generated, and surface scribes starting from the initial crack are generated behind the cooling point. The depth of this scribe is usually about 100 μm for soda glass or the like. However, the glass plate is highly brittle and it is easy to mechanically cleave it by applying a bending stress in accordance with this scribe line. The process of cleaving with the application of bending stress is called breaking. The laser beam is scanned in the scanning direction. This method has many advantages compared with the conventional mechanical method, and has gradually been applied to the production of flat panel display devices.

特許第3027768号明細書Japanese Patent No. 3027768

一方、近年、スマートフォンやタブレット端末、ノートパソコン、タッチテーブルのスクリーンやテレビのスクリーンなどのフラットパネルディスプレイ用ガラスとしてガラス表面の硬度を増すためにガラス表面を化学強化したアルミノケイ酸ガラスやフロートガラスに熱処理を加えて風冷強化した強化ガラス、あるいは厚さが3mm以上の肉厚ガラスなどの強化ガラスが活用されている。 On the other hand, in recent years, heat treatment has been applied to aluminosilicate glass and float glass whose glass surface has been chemically strengthened to increase the hardness of the glass surface as glass for flat panel displays such as smartphones, tablet terminals, laptop computers, touch table screens and TV screens. Tempered glass such as tempered glass tempered by air cooling or thick glass having a thickness of 3 mm or more is used.

特許文献1によるレーザスクライブ加工方法は、通常のソーダガラスの割断加工には問題はないが、強化ガラスの場合にはいくつかの課題がある。たとえば、強化ガラスの場合には初亀裂の形成も通常のダイヤモンドカッタなどの刃物でガラスの表面を引掻いて良好な初亀裂を形成することが極めて困難であり、パルス発振型のレーザを利用する方法など検討されている。 The laser scribing method according to Patent Document 1 has no problem in the normal cleaving processing of soda glass, but there are some problems in the case of tempered glass. For example, in the case of tempered glass, it is extremely difficult to form a good initial crack by scratching the surface of the glass with a knife such as a normal diamond cutter, and a pulse oscillation type laser is used. Methods are being studied.

また、ガラス基板が強化ガラスである場合は、スクライブ溝の深さが浅いものしか加工できないので、強く化学処理したガラスほどブレイクが難しく、さらに、ガラスが厚い場合にもブレイクのために大きな力が必要になり難しくなる。このため、強化ガラスにスクライブ溝を形成するには、ブレイクを直線的かつ良好に行なえるようにある程度の深さのスクライブ溝を加工しなければならないが、このためには、レーザスクライブ加工時に冷却用の水ミストが多量に必要である。 In addition, when the glass substrate is tempered glass, it is possible to process only those with a shallow scribe groove depth, so that the glass that is strongly chemically treated is more difficult to break, and even when the glass is thick, there is a large force for breaking. It becomes necessary and difficult. For this reason, in order to form a scribe groove in the tempered glass, it is necessary to process a scribe groove of a certain depth so that the break can be performed linearly and satisfactorily. A large amount of water mist is required.

ところがスクライブ加工時にガラス基板に多量の水ミストを吹き付けると、ガラス基板とガラス基板を支持しているテーブルとの間の隙間にミストの水が入り込んでガラス基板の下面においてガラス基板の中央部、すなわち、スクライブ線の進行方向に向かって進入してしまい、レーザ加熱や冷却プロセスの制御が乱れてスクライブ溝の進行方向や深さに乱れが生じてしまい、所望のスクライブ溝が形成できないという課題がある。 However, when a large amount of water mist is sprayed on the glass substrate during the scribing process, the water of the mist enters the gap between the glass substrate and the table supporting the glass substrate, that is, the central portion of the glass substrate on the lower surface of the glass substrate, that is, The scribe line enters the traveling direction, the laser heating and cooling process control is disturbed, and the traveling direction and depth of the scribe groove are disturbed, and a desired scribe groove cannot be formed. .

本発明はこのような課題を解決するもので、ガラス基板、特に強化ガラスや肉厚ガラスのスクライブ加工において、スクライブ加工時にガラス基板に多量の水ミストを吹き付けても、ガラス基板とガラス基板を支持しているテーブルとの間の隙間にミストの水が入り込むことを防止することができるガラス基板の加工装置を提供することを目的とするものである。 The present invention solves such problems, and supports glass substrates and glass substrates even when a large amount of water mist is sprayed on the glass substrate during scribing in glass substrates, particularly tempered glass and thick glass. It aims at providing the processing apparatus of the glass substrate which can prevent that the water of mist enters into the clearance gap between the table which is carrying out.

上記目的を達成するために、本発明は、ガラス基板を保持しているテーブルにおいて、ガラス基板の外周部に当たる位置に切溝を刻設し、この切溝に排水用の通路を連通させたものである。
上記構成によれば、ガラス基板、特にガラス基板が強化ガラスで形成されたガラス基板のスクライブ加工に際に、ガラス基板に多量の水ミストを吹き付けても、噴きつけ後に余剰となった水ミストはガラス基板の外周部における切溝に流れ、そこから連通する排水用の通路を通って加工装置の外部に排水されるので、ガラス基板とガラス基板を支持しているテーブルとの間の隙間にミストの水が入り込むことを防止することができる。したがって、水ミストがガラス基板の下面においてガラス基板の中央部、すなわち、スクライブ線の進行方向に向かって進入しないので、レーザ加熱や冷却プロセスの制御に乱れがなく、スクライブ溝の進行方向や深さに乱れがない良好なスクライブ溝を形成することができる。この結果、ブレイクを容易にし、しかもガラス基板の割断予定線の全体に亘ってブレイクが真直に走るようにすることができ、ブレイクの困難な強化ガラスでも確実に加工させることができる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a table holding a glass substrate, a groove is formed at a position corresponding to the outer peripheral portion of the glass substrate, and a drainage passage is communicated with the groove. It is.
According to the above configuration, even when a large amount of water mist is sprayed on the glass substrate during the scribing process of the glass substrate, particularly the glass substrate formed of tempered glass, Since it flows into the kerf on the outer periphery of the glass substrate and drains to the outside of the processing apparatus through the drainage passage communicating from there, the mist is formed in the gap between the glass substrate and the table supporting the glass substrate. Water can be prevented from entering. Therefore, since the water mist does not enter the central portion of the glass substrate on the lower surface of the glass substrate, that is, toward the traveling direction of the scribe line, there is no disturbance in the control of the laser heating and cooling processes, and the traveling direction and depth of the scribe groove. It is possible to form a good scribe groove without any disturbance. As a result, the break can be facilitated, and the break can run straight over the entire cutting line of the glass substrate, and even tempered glass that is difficult to break can be reliably processed.

また、本発明は、ガラス基板の外周辺がそれぞれ切溝の幅方向の略中央部に位置するように構成されたものである。
上記構成によれば、ガラス基板、特にガラス基板が強化ガラスで形成されたガラス基板のスクライブ加工に際に、ガラス基板に多量の水ミストを吹き付けても、噴きつけ後に余剰となった水ミストはガラス基板の外周部における切溝に流れ、そこから連通する排水用の通路を通って加工装置の外部に排水されるので、ガラス基板とガラス基板を支持しているテーブルとの間の隙間にミストの水が入り込むことを防止することができる。
Moreover, this invention is comprised so that the outer periphery of a glass substrate may be located in the approximate center part of the width direction of a kerf, respectively.
According to the above configuration, even when a large amount of water mist is sprayed on the glass substrate during the scribing process of the glass substrate, particularly the glass substrate formed of tempered glass, Since it flows into the kerf on the outer periphery of the glass substrate and drains to the outside of the processing apparatus through the drainage passage communicating from there, the mist is formed in the gap between the glass substrate and the table supporting the glass substrate. Water can be prevented from entering.

また、本発明は、ガラス基板保持テーブルに複数の大きさのガラス基板に対応した複数の切溝を刻設したものである。
上記構成によれば、一枚のガラス基板保持テーブルで大きさの異なる複数のガラス基板に対応させることができる。
In the present invention, a plurality of kerfs corresponding to a plurality of glass substrates are formed on the glass substrate holding table.
According to the said structure, it can be made to respond | correspond to the several glass substrate from which a magnitude | size differs with one glass substrate holding table.

また、本発明は、加工すべきガラス基板の大きさに応じた複数種のガラス基板保持テーブルを加工すべきガラス基板の大きさに応じて交換可能としたものである。
上記構成によれば、一台の加工装置で多種多様な大きさのガラス基板を加工することができる。
In the present invention, a plurality of types of glass substrate holding tables corresponding to the size of the glass substrate to be processed can be exchanged according to the size of the glass substrate to be processed.
According to the said structure, the glass substrate of various sizes can be processed with one processing apparatus.

また、本発明は、ガラス基板が表面に強化層を形成した強化ガラスまたは厚さが3mm以上の肉厚ガラスとしたものである。
上記構成によれば、強化ガラスや肉厚ガラスのスクライブ加工において、スクライブ加工時にガラス基板に多量の水ミストを吹き付けても、ガラス基板とガラス基板を支持しているテーブルとの間の隙間にミストの水が入り込むことを防止することができる
In the present invention, the glass substrate is a tempered glass having a tempered layer formed on the surface thereof or a thick glass having a thickness of 3 mm or more.
According to the above configuration, in the scribe processing of tempered glass or thick glass, even if a large amount of water mist is sprayed on the glass substrate during the scribe processing, the mist is formed in the gap between the glass substrate and the table supporting the glass substrate. Can prevent water from entering

本発明によれば、ガラス基板を支持しているテーブルにおいて、ガラス基板の外周部に当たる位置に切溝を刻設し、この切溝に排水用の通路を連通させているので、スクライブ加工時に吹き付けられる多量の水ミストを吹き付けても、吹き付け後に余剰となった水ミストをガラス基板の外周部に形成された切溝から排水用の通路を通って加工装置の外部に排水させることができるので、ガラス基板とガラス基板を支持しているテーブルとの間の隙間にミストの水が入り込むことを防止することができる。 According to the present invention, in the table supporting the glass substrate, a kerf is formed at a position corresponding to the outer peripheral portion of the glass substrate, and the drainage passage is communicated with the kerf, so that it is sprayed during scribe processing. Even if a large amount of water mist is sprayed, the excess water mist after spraying can be drained from the kerf formed on the outer periphery of the glass substrate to the outside of the processing device through the drainage passage, Mist water can be prevented from entering the gap between the glass substrate and the table supporting the glass substrate.

本発明の実施例に係る脆性材料加工装置の概略図Schematic of a brittle material processing apparatus according to an embodiment of the present invention 本発明の実施例に係る脆性材料加工装置に使用されるガラス基板保持用テーブルの概略斜視図The schematic perspective view of the table for glass substrate holding used for the brittle material processing apparatus which concerns on the Example of this invention.

本発明は、ガラス基板をガラス基板保持用テーブル上に支持し、ガラス基板の割断予定線に沿ってレーザビームで加熱後その加熱位置を冷却し、レーザビームの照射位置および冷却点をガラス基板に対して割断予定線に沿って相対的に移動させてガラス基板にスクライブを形成するガラス基板の加工装置において、ガラス基板保持用テーブルにおけるガラス基板の外周部に当たる位置に切溝を刻設し、この切溝に排水用の通路を連通させたものである。
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
In the present invention, a glass substrate is supported on a glass substrate holding table, heated with a laser beam along a cutting plan line of the glass substrate, and then the heating position is cooled, and the irradiation position and cooling point of the laser beam are applied to the glass substrate. On the other hand, in a glass substrate processing apparatus that forms a scribe on a glass substrate by relatively moving along a planned cutting line, a kerf is cut at a position corresponding to the outer peripheral portion of the glass substrate in the glass substrate holding table. A drainage passage is communicated with the kerf.
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明による強化ガラスの加工装置の全体構成を示す概念図である。強化ガラスからなるガラス基板1はガラス基板保持テーブル10上に載置され、ガラス基板保持テーブル10はX−Y駆動装置によりX−Y平面において移動する。図においては、ガラスの移動方向であるY軸駆動用のサーボモータ8とシャフト軸9のみが示されており、X軸駆動系は図示省略されている。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a processing apparatus for tempered glass according to the present invention. The glass substrate 1 made of tempered glass is placed on a glass substrate holding table 10, and the glass substrate holding table 10 is moved in the XY plane by an XY driving device. In the figure, only the Y-axis drive servomotor 8 and the shaft 9 that are glass moving directions are shown, and the X-axis drive system is not shown.

ガラス基板1を加熱するレーザ発振器2は、ガラス基板1に対して不透明な波長のレーザ光線を出力するレーザ光源、例えば、波長10.6μmのレーザ光線を出力するCOガスレーザ光源が使用される。レーザ発振器2はたとえば最大出力100Wのガス封じ切り型が使用される。なお、ガラス基板1の表面強化層が厚かったりガラス基板1の厚さが3mm以上など厚い肉厚ガラスの場合にはブレイクが困難である場合がしばしばあるので、最大出力が200Wのレーザ発振器を使用することが好ましい。レーザ照射装置2から出力されるレーザビーム3は、反射鏡4により下向きに反射されてビーム変換装置12に入射される。 As the laser oscillator 2 for heating the glass substrate 1, a laser light source that outputs a laser beam having an opaque wavelength to the glass substrate 1, for example, a CO 2 gas laser light source that outputs a laser beam having a wavelength of 10.6 μm is used. The laser oscillator 2 is, for example, a gas sealing type with a maximum output of 100 W. In the case where the glass substrate 1 is thick and the glass substrate 1 is thick glass such as 3 mm or more thick, it is often difficult to break, so a laser oscillator with a maximum output of 200 W is used. It is preferable to do. The laser beam 3 output from the laser irradiation device 2 is reflected downward by the reflecting mirror 4 and enters the beam conversion device 12.

レーザ発振器2はたとえば最大出力100Wのガス封じ切り型が使用される。ガラス基板11の表面強化層が厚かったりガラス基板11の厚さが10mm以上など厚い場合には、ブレイクが困難である場合がしばしばあるので、最大出力が200Wのレーザ発振器を使用することが好ましい。 The laser oscillator 2 is, for example, a gas sealing type with a maximum output of 100 W. When the surface reinforcing layer of the glass substrate 11 is thick or the glass substrate 11 is thick such as 10 mm or more, it is often difficult to break, so it is preferable to use a laser oscillator with a maximum output of 200 W.

ビーム変換装置12は、平行に対向配置された全反射面および部分反射面を備えており、反射鏡4から反射された一本のレーザビーム3をビーム変換装置12に斜入射させると、レーザビーム3は全反射面および部分反射面の間において複数回多重反射して、部分反射面からビームエネルギーの一部を順次に透過することにより割断予定線の方向に配列した複数本のビームよりなるレーザビーム列5に変換される。このレーザビーム列5はガラス基板1に斜照射される。 The beam conversion device 12 includes a total reflection surface and a partial reflection surface arranged in parallel to face each other. When one laser beam 3 reflected from the reflection mirror 4 is incident on the beam conversion device 12 obliquely, the laser beam 3 is a laser comprising a plurality of beams arranged in the direction of the planned cutting line by performing multiple reflections between the total reflection surface and the partial reflection surface a plurality of times and sequentially transmitting a part of the beam energy from the partial reflection surface. It is converted into a beam train 5. The laser beam train 5 is obliquely irradiated on the glass substrate 1.

複数本のビームよりなるレーザビーム列5の照射位置の前方には、ガラス基板1の割断予定線の始点に亀裂を形成するための初期亀裂形成装置6が設けられている。初期亀裂形成装置6はたとえばレーザ光になどの局所熱源やダイヤモンドカッタなどで構成される。 An initial crack forming device 6 for forming a crack at the starting point of the planned cutting line of the glass substrate 1 is provided in front of the irradiation position of the laser beam row 5 composed of a plurality of beams. The initial crack forming apparatus 6 is constituted by a local heat source such as a laser beam or a diamond cutter.

一方、複数本のビームよりなるビーム列5の照射位置の後方には、レーザビーム列5による加熱領域に間隔をあけて追従しながら加熱されたガラス基板1の表面に水ミストなどの冷媒を吹き付けて急冷却する冷却装置7が配置されている。
ガラス基板1の表面に吹き付けられた水ミストなどの冷媒は排水通路11を介して加工装置の外部に排水される。詳細は後述する。
On the other hand, a coolant such as water mist is sprayed on the surface of the heated glass substrate 1 while following the heating region by the laser beam train 5 with a space behind the irradiation position of the beam train 5 composed of a plurality of beams. A cooling device 7 for rapid cooling is disposed.
A coolant such as water mist sprayed on the surface of the glass substrate 1 is drained to the outside of the processing apparatus via the drainage passage 11. Details will be described later.

図2にガラス基板保持テーブル10の斜視図を示す。ガラス基板保持テーブル10の一主面には加工するガラス基板1が載置される。ガラス基板保持テーブル10には、載置されたガラス基板1の外周部に当たる位置に切溝21、22、23、24が刻設されている。ガラス基板1はその外周辺がそれぞれ切溝21、22、23、24の幅方向の略中央部に位置するように載置される。したがって、切溝21、22、23、24の刻設位置は加工すべきガラス基板1の大きさにより異なっている。 FIG. 2 is a perspective view of the glass substrate holding table 10. A glass substrate 1 to be processed is placed on one main surface of the glass substrate holding table 10. The glass substrate holding table 10 is provided with cut grooves 21, 22, 23, and 24 at positions corresponding to the outer peripheral portion of the placed glass substrate 1. The glass substrate 1 is placed so that the outer periphery thereof is located at the approximate center in the width direction of the kerfs 21, 22, 23, and 24. Therefore, the engraved positions of the kerfs 21, 22, 23, and 24 differ depending on the size of the glass substrate 1 to be processed.

一般に加工すべきガラス基板1の大きさには用途によって異なるので、1つのガラス基板保持テーブル10に数種類の大きさのガラス基板1に対応した複数の切溝を刻設したり、加工すべきガラス基板1の大きさに応じた複数種のガラス基板保持テーブル10を用意しておき、加工すべきガラス基板1の大きさに呼応して交換可能なように構成することが好ましい。 In general, the size of the glass substrate 1 to be processed varies depending on the application, so that a plurality of kerfs corresponding to the glass substrate 1 of several sizes are engraved on one glass substrate holding table 10 or the glass to be processed It is preferable that a plurality of types of glass substrate holding tables 10 corresponding to the size of the substrate 1 are prepared and configured to be exchangeable in accordance with the size of the glass substrate 1 to be processed.

次に、図1および図2により本発明によるガラス基板の加工装置の動作を説明する。
強化ガラスを加工するために、まず、ガラス基板1の割断予定線25の始端に初亀裂形成装置7により初亀裂26を形成する。この初亀裂26がガラス基板11の加工の出発位置となる。初亀裂26を形成するには、まず、ガラス基板保持テーブル10の上に載置されたガラス基板1をサーボモータ8により−Y方向に移動させ、ガラス基板1の割断予定線25の始端を初亀裂形成装置6の加工具の直下に位置させて、ガラス基板11の割断予定線25の始端に初亀裂26となるクラックを形成する。
Next, the operation of the glass substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In order to process the tempered glass, first, the initial crack 26 is formed by the initial crack forming apparatus 7 at the start end of the planned cutting line 25 of the glass substrate 1. This initial crack 26 is a starting position for processing the glass substrate 11. In order to form the initial crack 26, first, the glass substrate 1 placed on the glass substrate holding table 10 is moved in the −Y direction by the servo motor 8, and the starting end of the planned cutting line 25 of the glass substrate 1 is first set. A crack that becomes the initial crack 26 is formed at the start end of the cutting line 25 of the glass substrate 11, which is positioned directly below the processing tool of the crack forming apparatus 6.

つぎに、初亀裂形成装置6をガラス基板1の表面から離間させ、ガラス基板保持テーブル10の上に載置されたガラス基板1をサーボモータ8により+Y方向に移動させながら、レーザ照射装置2を発振させてレーザビーム3を出射する。出射されたレーザビーム3は、反射鏡4により下向きに反射されてビーム変換装置12に斜入射され、ビーム変換装置12の全反射面および部分反射面の間において複数回多重反射して、部分反射面から割断予定線25の方向に配列した複数本のビームよりなるレーザビーム列5に変換されてガラス基板1に斜照射される。この結果、ガラス基板1は初亀裂26を始端として割断予定線12に沿ってレーザビーム列5により加熱される。可動式テーブル10をサーボモータ8によりさらに+Y方向に移動させるとガラス基板1もさらに+Y方向に移動し、レーザビーム列5により加熱された領域は冷却装置7の真下の位置に達する。このとき、冷却装置7から冷媒となる水ミストを噴射すると、ガラス基板1は冷却点直下で初亀裂26から拡大した亀裂がガラス基板11の板厚方向に発生する。 Next, the laser irradiation apparatus 2 is moved while separating the initial crack forming apparatus 6 from the surface of the glass substrate 1 and moving the glass substrate 1 placed on the glass substrate holding table 10 in the + Y direction by the servo motor 8. The laser beam 3 is emitted after being oscillated. The emitted laser beam 3 is reflected downward by the reflecting mirror 4 and obliquely incident on the beam conversion device 12, and is reflected multiple times between the total reflection surface and the partial reflection surface of the beam conversion device 12 to be partially reflected. The glass substrate 1 is converted into a laser beam array 5 composed of a plurality of beams arranged in the direction of the planned cutting line 25 from the surface and obliquely irradiated onto the glass substrate 1. As a result, the glass substrate 1 is heated by the laser beam train 5 along the planned cutting line 12 with the initial crack 26 as a starting end. When the movable table 10 is further moved in the + Y direction by the servo motor 8, the glass substrate 1 is further moved in the + Y direction, and the region heated by the laser beam row 5 reaches a position directly below the cooling device 7. At this time, when water mist serving as a refrigerant is sprayed from the cooling device 7, the glass substrate 1 is cracked in the thickness direction of the glass substrate 11, expanding from the initial crack 26 immediately below the cooling point.

初亀裂26の付近で板厚方向に拡大した亀裂は、レーザビーム列5および冷却点の組み合わせがガラス基板1に対して相対的に移送するのに伴って、割断予定線12に沿って亀裂を拡大させることができる。この結果、ガラス基板11表面にスクライブ溝27が形成される。 The crack expanded in the plate thickness direction in the vicinity of the initial crack 26 is cracked along the planned cutting line 12 as the combination of the laser beam train 5 and the cooling point is transferred relative to the glass substrate 1. Can be enlarged. As a result, a scribe groove 27 is formed on the surface of the glass substrate 11.

ところで、ガラス基板1が強化ガラスである場合、亀裂を進展させるためにはレーザビーム列5のパワー密度は大きく、また、冷却に使用される水ミストの量も多量に使用しないと十分な深さのスクライブ溝27を形成することができない。ところが前述したように、スクライブ加工時にガラス基板に多量の水ミストを吹き付けると、ガラス基板とガラス基板を支持しているテーブルとの間の隙間にミストの水が入り込んでガラス基板の下面においてガラス基板の中央部、すなわち、スクライブ溝27の進行方向に向かって進入するおそれがある。 By the way, when the glass substrate 1 is a tempered glass, the power density of the laser beam train 5 is large in order to propagate cracks, and a sufficient depth is required unless a large amount of water mist is used for cooling. The scribe groove 27 cannot be formed. However, as described above, when a large amount of water mist is sprayed on the glass substrate during the scribing process, the water of the mist enters the gap between the glass substrate and the table supporting the glass substrate, and the glass substrate is formed on the lower surface of the glass substrate. There is a risk of entering the central portion of the scribe groove 27, that is, toward the traveling direction of the scribe groove 27.

この現象を防ぐために、本発明においては図2に示すように、ガラス基板保持テーブル10には載置されたガラス基板1の外周部に当たる位置に切溝21、22、23、24が刻設されている。したがって、スクライブ加工時に多量に吹き付けられたミストの水はこの切溝21、22、23、24に流れ込み、切溝21、22、23、24に連結された排水通路11を介して加工装置の外部に排水される。排水された水は必要に応じてろ過後冷却装置7に再利用することができる。 In order to prevent this phenomenon, in the present invention, as shown in FIG. 2, the glass substrate holding table 10 is provided with kerfs 21, 22, 23, 24 at positions corresponding to the outer peripheral portion of the glass substrate 1 placed thereon. ing. Therefore, a large amount of mist water sprayed during scribing flows into the kerfs 21, 22, 23, 24, and passes through the drainage passage 11 connected to the kerfs 21, 22, 23, 24. To be drained. The drained water can be reused in the cooling device 7 after filtration if necessary.

このように、本発明によれば、強化ガラスのレーザスクライブにおいて、ブレイクを直線的かつ良好に行なえるようにある程度の深さのスクライブ溝27を加工する場合に多量の水ミストを使用しても、ガラス基板とガラス基板を支持しているテーブルとの間の隙間にミストの水が入り込んでガラス基板の下面においてガラス基板の中央部、すなわち、スクライブ溝27の進行方向に向かって進入することを防止することができる。したがって、レーザ加熱や冷却プロセスの制御が乱れてスクライブ溝27の進行方向や深さに乱れが生じることがなく、所望のスクライブ溝27を確実に形成することができる。 Thus, according to the present invention, even when a large amount of water mist is used when processing the scribe groove 27 having a certain depth so that the break can be performed linearly and satisfactorily in laser scribing of tempered glass. The water of mist enters the gap between the glass substrate and the table supporting the glass substrate and enters the central portion of the glass substrate, that is, toward the traveling direction of the scribe groove 27 on the lower surface of the glass substrate. Can be prevented. Therefore, the control of the laser heating or cooling process is not disturbed and the traveling direction and depth of the scribe groove 27 are not disturbed, and the desired scribe groove 27 can be formed reliably.

本発明による強化ガラスの加工装置は、近年、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどのフラットパネルディスプレイや携帯電話、携帯端末などの表示装置用に用いられているガラス表面に強化層を形成した強化ガラスや厚さが厚い厚ガラスの鏡面割断に適用して好適である。 In recent years, a processing apparatus for tempered glass according to the present invention includes a tempered glass having a tempered layer formed on a glass surface used for flat panel displays such as liquid crystal displays and plasma displays, and display devices such as mobile phones and portable terminals. It is suitable for application to the mirror cleaving of thick thick glass.

1 ガラス基板
2 レーザ発振器
3 レーザビーム
4 反射鏡
5 レーザビーム列
6 初期亀裂形成装置
7 冷却装置
8 サーボモータ
9 シャフト軸
10 ガラス基板保持テーブル
12 ビーム変換装置
21、22、23、24 切溝
25 割断予定線
26 初亀裂
27 スクライブ溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Laser oscillator 3 Laser beam 4 Reflecting mirror 5 Laser beam row | line | column 6 Initial crack formation apparatus 7 Cooling apparatus 8 Servo motor 9 Shaft shaft 10 Glass substrate holding table 12 Beam conversion apparatus 21, 22, 23, 24 Cut groove 25 Cutting Planned line 26 First crack 27 Scribe groove

Claims (5)

ガラス基板をガラス基板保持用テーブル上に支持し、ガラス基板の割断予定線に沿ってレーザビームで加熱後その加熱位置を冷却し、レーザビームの照射位置および冷却点をガラス基板に対して割断予定線に沿って相対的に移動させてガラス基板にスクライブを形成するガラス基板の加工装置であって、ガラス基板保持用テーブルにおけるガラス基板の外周部に当たる位置に切溝を刻設し、この切溝に排水用の通路を連通させたことを特徴とするガラス基板の加工装置。 A glass substrate is supported on a glass substrate holding table, heated with a laser beam along the planned cutting line of the glass substrate, the heated position is cooled, and the irradiation position and cooling point of the laser beam are scheduled to be cut with respect to the glass substrate. A glass substrate processing apparatus that forms a scribe on a glass substrate by relatively moving along a line, and forming a kerf at a position corresponding to the outer periphery of the glass substrate in the glass substrate holding table. An apparatus for processing a glass substrate, characterized in that a drainage passage is communicated with the glass substrate. ガラス基板の外周辺がそれぞれ切溝の幅方向の略中央部に位置するように構成したことを特徴とする請求項1に記載のガラス基板の加工装置。 The glass substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the outer periphery of the glass substrate is configured to be positioned at a substantially central portion in the width direction of the kerf. ガラス基板保持テーブルに複数の大きさのガラス基板に対応した複数の切溝を刻設したことを特徴とする請求項1に記載のガラス基板の加工装置。 The glass substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of kerfs corresponding to a plurality of glass substrates having a plurality of sizes are formed on the glass substrate holding table. 加工すべきガラス基板の大きさに応じた複数種のガラス基板保持テーブルを加工すべきガラス基板の大きさに応じて交換可能としたことを特徴とする請求項1に記載のガラス基板の加工装置。 The glass substrate processing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of types of glass substrate holding tables corresponding to the size of the glass substrate to be processed can be exchanged according to the size of the glass substrate to be processed. . ガラス基板が表面に強化層を形成した強化ガラスまたは厚さが3mm以上の肉厚ガラスであることを特徴とする請求項1に記載のガラス基板の加工装置。 The glass substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the glass substrate is a tempered glass having a tempered layer formed on a surface thereof or a thick glass having a thickness of 3 mm or more.
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