JP2013227175A - Method of dividing glass substrate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of dividing reinforced glass easily, safely and reducing deterioration of its strength.SOLUTION: There is provided a method of dividing reinforced glass having a compression stress on the surface and a tensile stress inside. In a first process, a laser is focused at a first depth location inside a substrate, and the laser is scanned along a predetermined dividing line to form machining marks inside the substrate along the predetermined dividing line, and in a second process, a location of starting point of a crack for division is set on the predetermined dividing line, and the laser is focused at a second depth location between the first depth location and the surface of the substrate in a part of a region including the location of the starting point of the crack on the predetermined dividing line, and the laser strong enough to develop cracks on the machining marks and on the surface of the substrate is irradiated to form cracks, and the resultant cracks are developed along the predetermined dividing line to divide the substrate.

Description

本発明は、ガラス基板の分断方法、特に、表面に圧縮応力を有するとともに内部に引張応力を有する強化ガラスを分断するためのガラス基板の分断方法に関する。   The present invention relates to a method for dividing a glass substrate, and more particularly to a method for dividing a glass substrate for dividing a tempered glass having a compressive stress on its surface and a tensile stress inside.

ガラス基板をレーザにより分断する技術として、CO2レーザをガラス基板に照射して熱応力を生じさせ、分断する方法がある。表面が強化された強化ガラスを分断する場合も、このような従来技術を用いることによって分断することが可能である。 As a technique for dividing a glass substrate with a laser, there is a method in which a glass substrate is irradiated with a CO 2 laser to cause thermal stress to divide the glass substrate. Even when the tempered glass whose surface is strengthened is divided, it is possible to divide by using such a conventional technique.

しかし、ガラス基板の表面の強化度が増すと、以上のような従来の技術では分断できなくなる。そこで、高強度ガラスを分断する方法として、特許文献1に示されるような分断方法が提供されている。   However, if the degree of strengthening of the surface of the glass substrate is increased, the conventional technology as described above cannot be divided. Therefore, as a method for dividing high-strength glass, a method for dividing as shown in Patent Document 1 is provided.

この特許文献1に示された方法では、まず、ガラス基板において強化層が形成されていない内部領域に、改質層としての第1ダメージラインが形成される。そして、同様に、強化層が形成されていない内部領域において、第1ダメージラインより浅い領域に第2ダメージラインが形成される。これらのダメージラインを形成することによって、分断予定ラインに沿って亀裂が進展し、ガラス基板は分断される。なお、この分断の際に、カッタによって溝を形成するメカニカルスクライブや、手動又は機械的な操作でダメージラインの両側を押して曲げ力を作用させることが記載されている。   In the method disclosed in Patent Document 1, first, a first damage line as a modified layer is formed in an internal region where a reinforcing layer is not formed on a glass substrate. Similarly, the second damage line is formed in a region shallower than the first damage line in the inner region where the reinforcing layer is not formed. By forming these damage lines, cracks develop along the planned dividing line, and the glass substrate is divided. In addition, it is described that a mechanical force is applied by pressing both sides of the damage line by mechanical scribe forming a groove by a cutter or by manual or mechanical operation at the time of the division.

WO2010/096359A1(段落0024,0026,0027,0031,0032等)WO2010 / 096359A1 (paragraphs 0024, 0026, 0027, 0031, 0032, etc.)

特許文献1に記載された分断方法では、ダメージラインが基板表面から比較的浅い領域に形成される。このため、ダメージラインを形成した時点で自然に分断される場合がある一方で、ダメージラインの形成後に、後工程としての分断工程が必要になる場合がある。すなわち、特許文献1に示された方法では、ダメージラインを形成した時点で、フルカットになるのか、あるいはハーフカットになるのか予測ができず、分断処理に関して不安定になる。   In the cutting method described in Patent Document 1, the damage line is formed in a relatively shallow region from the substrate surface. For this reason, it may be naturally divided at the time when the damage line is formed, while a dividing step as a subsequent step may be required after the formation of the damage line. That is, in the method disclosed in Patent Document 1, it is impossible to predict whether the cut will be full cut or half cut at the time when the damage line is formed, and the division processing becomes unstable.

また、ダメージラインを形成した後に分断工程が必要な場合は、前述のように、メカニカルスクライブや、ダメージラインの両側に曲げ力を作用させる処理等が必要になる。この場合は、基板表面に欠け等の損傷が生じ、強度の低下を招くという問題がある。   Further, when the dividing step is necessary after the damage line is formed, as described above, mechanical scribe, treatment for applying a bending force to both sides of the damage line, and the like are necessary. In this case, there is a problem that damage such as chipping occurs on the substrate surface, leading to a decrease in strength.

本発明の課題は、強化ガラスに対して、容易にかつ安定して、しかも強度の低下を抑えて分断を行えるようにすることにある。   An object of the present invention is to make it possible to divide the tempered glass easily and stably while suppressing a decrease in strength.

第1発明に係るガラス基板の分断方法は、表面に圧縮応力を有するとともに内部に引張応力を有する強化ガラスを分断するための方法であって、第1工程と、第2工程と、を含む。第1工程は、基板内部の第1深さ位置にレーザを集光し分断予定ラインに沿ってレーザを走査することによって、分断予定ラインに沿って基板内部に加工痕を形成する。第2工程は、分断予定ライン上において分断用の亀裂の起点となる位置を設定し、亀裂起点位置を含む分断予定ライン上の一部領域における第1深さ位置と基板表面との間の第2深さ位置にレーザを集光し、かつ加工痕及び基板表面に亀裂が進展可能な強度のレーザを照射して亀裂を形成するとともに、形成された亀裂を分断予定ラインに沿って進展させて基板を分断する。   The method for dividing a glass substrate according to the first invention is a method for dividing a tempered glass having a compressive stress on its surface and a tensile stress inside, and includes a first step and a second step. In the first step, a laser beam is condensed at a first depth position inside the substrate, and the laser is scanned along the planned division line, thereby forming a processing mark in the substrate along the planned division line. In the second step, a position to be a starting point of a crack for splitting is set on the planned cutting line, and a first depth position between a first depth position and a substrate surface in a partial region on the planned cutting line including the crack starting point position is set. Condensing the laser at two depth positions and irradiating the laser with the intensity that can develop cracks on the processing traces and the substrate surface to form cracks, and propagating the formed cracks along the planned cutting line Divide the board.

ここでは、まず、基板内部において、分断予定ラインに沿って加工痕が形成される。次に、分断予定ライン上のある位置に亀裂起点位置が設定され、この亀裂起点位置を含む一部領域における加工痕と基板表面との間にレーザを集光してレーザが照射される。このレーザ照射によって、加工痕及び基板表面に亀裂が進展し、さらに分断予定ラインに沿って亀裂が進展する。これにより、基板が分断される。   Here, first, a processing mark is formed along the planned dividing line inside the substrate. Next, a crack starting position is set at a certain position on the planned dividing line, and the laser is focused between a processing mark and a substrate surface in a partial region including the crack starting position and irradiated with the laser. By this laser irradiation, cracks develop on the processing marks and the substrate surface, and further cracks develop along the line to be divided. Thereby, a board | substrate is parted.

ここでは、第2工程を実行することによって基板が分断され、第1工程の終了時に意図せずに基板が分断されるのを防止できる。すなわち、安定した分断処理を実行できる。また、分断に際してメカニカルスクライブ等が不要になるので、処理が簡単になり、また基板表面の損傷を抑えることができるので、基板の強度低下を抑えることができる。   Here, it is possible to prevent the substrate from being unintentionally divided at the end of the first step by executing the second step. That is, a stable division process can be executed. Further, since mechanical scribing or the like is not required at the time of division, processing is simplified, and damage to the substrate surface can be suppressed, so that a decrease in strength of the substrate can be suppressed.

第2発明に係るガラス基板の分断方法は、第1発明の分断方法において、第1工程における第1深さ位置は、基板の表面から365μm以上685μm以下である。   The glass substrate dividing method according to the second invention is the glass substrate dividing method according to the first invention, wherein the first depth position in the first step is 365 μm or more and 685 μm or less from the surface of the substrate.

第1工程において形成される加工痕の深さが基板表面から浅い場合は、第1工程終了時に基板が自然分断される場合があり、分断処理が不安定になる。逆に、第1工程において形成される加工痕の深さが基板表面から深すぎる場合は、第2工程を実行しても基板が良好に安定して分断されない。   When the depth of the processing mark formed in the first step is shallow from the substrate surface, the substrate may be naturally divided at the end of the first step, and the dividing process becomes unstable. Conversely, if the depth of the processing marks formed in the first step is too deep from the substrate surface, the substrate is not stably and stably divided even if the second step is executed.

そこで、第1工程においては、365μm以上685μm以下の深さにレーザを集光して加工痕を形成することが必要である。これにより、第1工程終了時に基板が意図せずに分断されるのを防止でき、かつ第2工程において良好に基板を分断することができる。   Therefore, in the first step, it is necessary to focus the laser to a depth of 365 μm or more and 685 μm or less to form a processing mark. Thereby, it is possible to prevent the substrate from being unintentionally divided at the end of the first step, and it is possible to favorably divide the substrate in the second step.

第3発明に係るガラス基板の分断方法は、第2発明の分断方法において、第2工程における第2深さ位置は、基板表面から140μm以上365μm以下の範囲内である。   The glass substrate dividing method according to the third aspect of the invention is the dividing method of the second invention, wherein the second depth position in the second step is within the range of 140 μm or more and 365 μm or less from the substrate surface.

ここでは、第2工程におけるレーザの集光位置を以上の範囲に設定することによって、第1工程で形成された加工痕と基板表面との間に亀裂を形成でき、かつその亀裂を分断予定ラインに沿って進展させることができる。   Here, by setting the laser condensing position in the second step in the above range, a crack can be formed between the processing trace formed in the first step and the substrate surface, and the crack is scheduled to be divided. You can make progress.

第4発明に係るガラス基板の分断方法は、第2発明の分断方法において、第1工程における第1深さ位置は、基板の厚み方向の中央位置から表面側に185μm以下、裏面側に135μm以下の範囲内である。   The glass substrate dividing method according to a fourth invention is the dividing method according to the second invention, wherein the first depth position in the first step is 185 μm or less on the front surface side and 135 μm or less on the back surface side from the center position in the thickness direction of the substrate. Is within the range.

第1工程において、基板の表面あるいは裏面に偏った領域に加工痕を形成すると、第1工程終了時にあるいは第1工程の途中に基板が分断される場合があり、安定した分断を行うことができない。   In the first step, if a processing mark is formed in a region biased to the front surface or the back surface of the substrate, the substrate may be divided at the end of the first step or in the middle of the first step, and stable division cannot be performed. .

そこで、第4発明では、第1工程における第1深さ位置を、基板の厚み方向の中央部分とし、当該領域に加工痕を形成するようにしている。このため、安定した分断処理を行うことができる。   Therefore, in the fourth invention, the first depth position in the first step is the central portion in the thickness direction of the substrate, and a processing mark is formed in the region. For this reason, the stable parting process can be performed.

第5発明に係るガラス基板の分断方法は、第2発明の分断方法において、第1工程における第1深さ位置は、基板の裏面から415μm以上735μm以下の範囲内である。   The glass substrate dividing method according to a fifth aspect of the invention is the dividing method of the second invention, wherein the first depth position in the first step is within a range of 415 μm or more and 735 μm or less from the back surface of the substrate.

ここで、第1工程において、基板の裏面から離れた領域にレーザを集光して加工痕を形成すると、第2工程の実行後に、裏面に向かって進展した亀裂が曲がってしまい、裏面における分断ラインが分断予定ラインからずれてしまう。   Here, in the first step, if a laser beam is focused on a region away from the back surface of the substrate to form a processing mark, a crack that has progressed toward the back surface is bent after the second step is performed, so that the separation on the back surface is interrupted. The line deviates from the line to be divided.

そこで、第5発明では、第1工程における第1深さ位置を、基板裏面から所定の範囲内とし、当該領域に加工痕を形成するようにしている。これにより、高い精度の分断を実行できる。   Therefore, in the fifth invention, the first depth position in the first step is set within a predetermined range from the back surface of the substrate, and a processing mark is formed in the region. As a result, high-accuracy division can be performed.

第6発明に係るガラス基板の分断方法は、第1から第5発明の分断方法において、第2工程において、レーザ照射される一部領域は、走査開始側の基板端縁から10mm以内の部分である。   The glass substrate dividing method according to a sixth aspect of the present invention is the dividing method according to any one of the first to fifth aspects of the invention, wherein in the second step, the partial region irradiated with the laser is a portion within 10 mm from the substrate edge on the scanning start side. is there.

ここで、ガラス基板を分断する場合、一般的に、基板端部は最終製品として使用されずに廃棄される場合が多い。そこで、2回目のレーザ照射によって損傷を受けやすい部分を、走査開始側の基板端部とすることにより、良好な品質の最終製品を得ることができる。   Here, when the glass substrate is divided, generally, the substrate end is often discarded without being used as a final product. Therefore, by setting the portion that is easily damaged by the second laser irradiation as the substrate end on the scanning start side, a final product with good quality can be obtained.

第7発明に係るガラス基板の分断方法は、第6発明の分断方法において、第2工程において、レーザ照射される一部領域以外は遮蔽物によって基板表面が覆われている。   The glass substrate dividing method according to a seventh aspect of the present invention is the dividing method of the sixth aspect, wherein in the second step, the substrate surface is covered with a shielding object except for a partial region irradiated with the laser.

第8発明に係るガラス基板の分断方法は、第6発明の分断方法において、第2工程において、レーザ照射される一部領域以外は、レーザの基板への照射を停止する。   The glass substrate dividing method according to an eighth aspect of the present invention is the dividing method of the sixth aspect, wherein in the second step, the irradiation of the laser to the substrate is stopped except for a partial region irradiated with the laser.

第9発明に係るガラス基板の分断方法は、第1から第8発明の分断方法において、第1工程において、レーザ出力は4W以上8W以下であり、走査速度は200mm/s以上500mm/s以下である。   The glass substrate dividing method according to the ninth invention is the dividing method of the first to eighth inventions, wherein in the first step, the laser output is 4 W or more and 8 W or less, and the scanning speed is 200 mm / s or more and 500 mm / s or less. is there.

第10発明に係るガラス基板の分断方法は、第9発明の分断方法において、第2工程において、レーザ出力は6W以上8W以下であり、走査速度は300mm/s以上500mm/s以下である。   A glass substrate dividing method according to a tenth invention is the dividing method according to the ninth invention, wherein, in the second step, the laser output is 6 W or more and 8 W or less, and the scanning speed is 300 mm / s or more and 500 mm / s or less.

以上のように、本発明では、圧縮応力を持たせた強化層を表面に有する強化ガラスに対して、容易にかつ安定して、しかもガラス基板の強度を低下させることなく分断を行うことができる。   As described above, in the present invention, the tempered glass having a tempered layer having a compressive stress on the surface can be easily and stably divided without reducing the strength of the glass substrate. .

本発明の一実施形態による分断方法が適用される強化ガラスの模式的断面図。The typical sectional view of tempered glass to which the parting method by one embodiment of the present invention is applied. 本発明に係る分断方法の第1工程の加工条件(レーザ出力及び走査速度)を調査するための実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result for investigating the process conditions (laser output and scanning speed) of the 1st process of the cutting method which concerns on this invention. 本発明に係る分断方法の第2工程の加工条件を調査するための実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result for investigating the process conditions of the 2nd process of the cutting method which concerns on this invention. 2回のレーザ照射による基板の分断面の様子を示す顕微鏡写真。The microscope picture which shows the mode of the dividing surface of the board | substrate by two times of laser irradiation. 本発明の一実施形態による分断方法によって分断された基板の表面及び分断面を示す顕微鏡写真。The microscope picture which shows the surface and divided surface of the board | substrate cut | disconnected by the cutting method by one Embodiment of this invention. 第1工程及び第2工程におけるレーザの加工位置を変更して基板分断可能な条件を調査した実験結果を示す図。The figure which shows the experimental result which investigated the conditions which can change the process position of the laser in a 1st process and a 2nd process, and can board | substrate parting.

[ガラス基板]
図1に分断対象としてのガラス基板の断面構成の一例を示している。このガラス基板は、表面に圧縮応力を有するとともに内部に引張応力を有する強化ガラスである。具体的には、表面及び裏面の近傍において、表面及び裏面に近づくほど大きな圧縮応力(CS)を有している。そして、表面及び裏面から所定の深さに達する基板内部では、逆に引張応力(CT)を有している。図1において、「DOL」は基板表面の圧縮応力を有する強化層深さを示している。
[Glass substrate]
FIG. 1 shows an example of a cross-sectional configuration of a glass substrate as a part to be divided. This glass substrate is a tempered glass having a compressive stress on the surface and a tensile stress inside. Specifically, in the vicinity of the front and back surfaces, the closer to the front and back surfaces, the greater the compressive stress (CS). And inside the board | substrate which reaches predetermined depth from the surface and the back surface, it has a tensile stress (CT) conversely. In FIG. 1, “DOL” indicates the depth of the reinforcing layer having compressive stress on the substrate surface.

[分断方法]
以上のような強化ガラス(以下、単に「基板」と記す場合もある)を分断する場合は、以下のような2つの工程を実行する。
[Division method]
When dividing the tempered glass as described above (hereinafter sometimes simply referred to as “substrate”), the following two steps are executed.

<第1工程>
基板内部の引張応力を有する領域にレーザを集光し、分断予定ラインに沿ってレーザを走査する。これにより、分断予定ラインに沿って基板内部に加工痕を形成する。なお、加工痕は、レーザによって基板が一旦軟化または溶融し、再度固化した状態の領域である。
<First step>
The laser is focused on a region having a tensile stress inside the substrate, and the laser is scanned along a line to be cut. As a result, a processing mark is formed inside the substrate along the division line. The processing mark is an area where the substrate is once softened or melted by the laser and solidified again.

<第2工程>
第1工程終了後に、第1工程で形成された加工痕と基板表面との間にレーザを集光し、かつ基板端面(基板表面上のレーザ走査開始端)から所定の範囲にわたって分断予定ラインに沿ってレーザを走査する。このときの、レーザの強度は、加工痕及び基板表面に亀裂が進展可能であって、かつ形成された亀裂が分断予定ラインの全体に沿って進展可能な強度にする。
<Second step>
After completion of the first step, the laser is focused between the processing trace formed in the first step and the substrate surface, and the line is scheduled to be divided over a predetermined range from the substrate end surface (laser scanning start end on the substrate surface). A laser is scanned along. At this time, the intensity of the laser is set such that a crack can propagate on the processing trace and the substrate surface, and the formed crack can propagate along the entire line to be cut.

実験例Experimental example

以下に、各工程の条件設定のための実験結果を示す。なお、各実験において、分断対象は、すべて厚みが1.1mmの高強化ガラス(断面構成は図1参照)である。また、レーザ照射は基板の表面側から行った。なお、ここでは基板にレーザを照射した面を「表面」、「表面」と反対の面を「裏面」と呼ぶ。   The experimental results for setting the conditions for each process are shown below. In each experiment, the object to be divided is high-tempered glass having a thickness of 1.1 mm (see FIG. 1 for the cross-sectional configuration). Laser irradiation was performed from the surface side of the substrate. Here, the surface of the substrate irradiated with laser is referred to as “front surface”, and the surface opposite to “front surface” is referred to as “back surface”.

[実験1:第1工程の条件設定]
図2に第1工程におけるレーザ照射条件を設定するための実験結果を示している。図2に示す表は、1回のレーザ照射の加工結果を示すものであり、表中の各記号の意味は以下の通りである。
[Experiment 1: Setting conditions for the first step]
FIG. 2 shows the experimental results for setting the laser irradiation conditions in the first step. The table shown in FIG. 2 shows the processing results of one laser irradiation, and the meaning of each symbol in the table is as follows.

「○」 :2回のレーザ照射で分断可能
「△」 :1回のレーザ照射で分断
「△×」:分断予定ラインから逸れた分断
「××」:2回のレーザ照射で分断不可能(1回のレーザ照射で加工痕有り)
「−」 :2回のレーザ照射で分断不可能(1回のレーザ照射で加工痕無し)
また、レーザ照射条件は以下の通りである。
“○”: Can be divided by two laser irradiations “△”: Divided by one laser irradiation “△ ×”: Divided off from the planned dividing line “XX”: Cannot be divided by two laser irradiations ( There is a processing mark by one laser irradiation)
"-": Cannot be divided by two laser irradiations (no processing marks after one laser irradiation)
The laser irradiation conditions are as follows.

・繰り返し周波数:3MHz
・レーザ出力:2.0〜8.0W
・走査速度:50〜500mm/s
・加工位置(集光位置):基板の表面から535μm
以上の実験1の結果から、第1工程の加工条件としては、レーザ出力を4Wとし、走査速度を200〜300mm/sの範囲に設定することが好ましいことがわかる。
・ Repetition frequency: 3MHz
・ Laser output: 2.0-8.0W
・ Scanning speed: 50-500mm / s
・ Processing position (condensing position): 535 μm from the surface of the substrate
From the results of Experiment 1 above, it can be seen that as the processing conditions in the first step, it is preferable to set the laser output to 4 W and set the scanning speed in the range of 200 to 300 mm / s.

[実験2:第2工程の条件設定]
図3は、第1工程のレーザ照射条件を以下のように設定し、第2工程におけるレーザ照射条件(走査速度、加工位置)を種々変更して分断可能な条件を調査した実験結果を示している。なお、この実験2では、第2工程において、分断予定ラインの一部ではなく全部にわたってレーザを走査した。
[Experiment 2: Condition setting for the second step]
FIG. 3 shows the results of an experiment in which the laser irradiation conditions in the first step are set as follows, and the laser irradiation conditions (scanning speed and processing position) in the second step are variously changed to investigate the conditions that can be divided. Yes. In Experiment 2, in the second step, the laser was scanned over the entire parting line rather than partly.

<第1工程>
・繰り返し周波数:3MHz
・レーザ出力:4.0W
・走査速度:300mm/s
・加工位置(焦点位置):基板の表面から535μm
なお、図3の表中の各記号の意味は以下の通りである。
<First step>
・ Repetition frequency: 3MHz
・ Laser output: 4.0W
・ Scanning speed: 300mm / s
・ Processing position (focal position): 535 μm from the surface of the substrate
The meaning of each symbol in the table of FIG. 3 is as follows.

「○」:分断可能(レーザ照射後、ラインに沿った分断)
「△」:分断可能(レーザ照射数分後、ラインに沿った分断)
「□」:分断可能(ラインから逸れた分断)
「×」:加工痕有 (分断不可能)
この実験2の結果から、第1工程でのレーザ照射条件を以上のように設定し、加工位置を535μmに設定した場合、第2工程では以下の条件で加工すれば、確実に分断が可能であることがわかる。
"○": Can be divided (After laser irradiation, along the line)
“△”: Can be divided (several minutes after laser irradiation)
"□": Can be divided (parting off the line)
“×”: Processing mark (cannot be divided)
From the results of Experiment 2, when the laser irradiation conditions in the first step are set as described above and the processing position is set to 535 μm, the second step can be reliably divided by processing under the following conditions. I know that there is.

<第2工程>
・繰り返し周波数:3MHz
・レーザ出力:8.0W
・走査速度:500mm/s
・加工位置(焦点位置):基板の表面から140〜365μm
[実験3]
図4は基板の分断工程(第2工程)において、分断予定ラインの一部にのみレーザを照射した実験結果を示している。図4(a)は第1工程のレーザ走査開始端部から20mm離れた位置の分断予定ラインに沿ってレーザを照射した場合の分断面の様子を示している。図4(b)は第1工程のレーザ走査終了端部から20mm離れた位置の分断予定ラインに沿ってレーザを照射した場合の分断面の様子を示している。図4(c)は第1工程のレーザ走査開始端部から20mmの範囲に、分断予定ラインに沿ってレーザを走査した場合の分断面の様子を示している。加工条件は、実験2で得られた各条件と同じである。第2工程のレーザ照射位置を基板の中央部や第1工程でのレーザ走査終了端部に変えても分断が可能であった。
<Second step>
・ Repetition frequency: 3MHz
・ Laser output: 8.0W
・ Scanning speed: 500mm / s
Processing position (focal position): 140 to 365 μm from the surface of the substrate
[Experiment 3]
FIG. 4 shows a result of an experiment in which a laser is irradiated to only a part of a division planned line in the substrate dividing step (second step). FIG. 4A shows a state of a divided cross section when the laser is irradiated along a planned dividing line at a position 20 mm away from the laser scanning start end in the first step. FIG. 4B shows a state of a divided cross section when the laser is irradiated along the planned dividing line at a position 20 mm away from the end of the laser scanning in the first step. FIG. 4C shows a state of a divided cross section when the laser is scanned along the planned dividing line within a range of 20 mm from the laser scanning start end of the first step. The processing conditions are the same as the conditions obtained in Experiment 2. Even if the laser irradiation position in the second step is changed to the center portion of the substrate or the laser scanning end portion in the first step, the division is possible.

この実験3の結果から、第2工程において、分断予定ラインの一部のみにレーザを照射するだけで第1工程で形成した加工痕に沿って亀裂が進展し、基板の分断が可能であることがわかる。   From the result of this experiment 3, in the second step, it is possible to divide the substrate by cracking along the processing marks formed in the first step by irradiating only a part of the planned cutting line with laser. I understand.

なお、ここでは示していないが、第2工程のレーザ照射領域は、分断予定ラインに沿って1mmの範囲にレーザを照射しただけでも分断が可能であった。   Although not shown here, the laser irradiation region in the second step could be divided even by irradiating the laser within a range of 1 mm along the planned division line.

[実験4:実施例]
実験3で加工を行った基板の分断面の状態を確認した。その結果を図5に示している。図5(a)は第2工程でレーザを照射した部分の基板表面の顕微鏡写真(同図左)と、その分断面の顕微鏡写真(同図右)である。また、図5(b)は基板中央部(第2工程でレーザを照射していない部分)の基板表面の顕微鏡写真(同図左)と、その分断面の顕微鏡写真(同図右)である。ここでの各工程での加工条件は以下の通りである。
[Experiment 4: Example]
The state of the sectional surface of the substrate processed in Experiment 3 was confirmed. The result is shown in FIG. FIG. 5A is a micrograph (left in the figure) of the substrate surface of the portion irradiated with the laser in the second step, and a micrograph of the corresponding cross section (right in the figure). FIG. 5B is a micrograph of the substrate surface at the center of the substrate (the portion not irradiated with the laser in the second step) (left of the figure) and a micrograph of the corresponding cross section (right of the figure). . The processing conditions in each step here are as follows.

第1工程:
・繰り返し周波数:3MHz
・レーザ出力:4.0W
・走査速度:300mm/s
・加工位置(焦点位置):基板の表面から535μm
第2工程:
・繰り返し周波数:3MHz
・レーザ出力:8.0W
・走査速度:500mm/s
・加工位置(焦点位置):基板の表面から213μm
・レーザ照射部分:走査開始端部(切入部)10mmの範囲(それ以外は遮蔽)
この実験4の結果から、第2工程のレーザを照射した部分は、基板表面に200μm程度のサイズの欠けが発生しているが、第2工程のレーザを照射していない部分は基板表面に欠けが発生していないことがわかる。第2工程のレーザを照射ていない部分の基板の表面における亀裂の直進性(分断予定ラインからのズレ)は、第2工程のレーザを照射した部分と比較して良好であった。
First step:
・ Repetition frequency: 3MHz
・ Laser output: 4.0W
・ Scanning speed: 300mm / s
・ Processing position (focal position): 535 μm from the surface of the substrate
Second step:
・ Repetition frequency: 3MHz
・ Laser output: 8.0W
・ Scanning speed: 500mm / s
Processing position (focal position): 213 μm from the surface of the substrate
・ Laser irradiation part: scanning start edge (cut-in part) in the range of 10mm (other than shielding)
From the result of Experiment 4, the portion irradiated with the laser in the second step has a chip of about 200 μm in size on the substrate surface, but the portion not irradiated with the laser in the second step has chipped on the substrate surface. It turns out that does not occur. The straight advanceability of the cracks on the surface of the substrate in the portion not irradiated with the laser in the second step (deviation from the line to be divided) was better than the portion irradiated with the laser in the second step.

以上から、第2工程においてレーザを照射する領域は、最終製品になった場合には廃棄されるような領域(例えば基板端部)とするのが好ましいことがわかる。   From the above, it can be seen that the region to be irradiated with the laser in the second step is preferably a region (for example, the edge of the substrate) that is discarded when the final product is obtained.

[実験5:加工位置の特定]
第1工程におけるレーザの加工位置を365〜998μmの範囲で変更し、第2工程におけるレーザ加工位置を変更して基板分断可能な条件を調査した実験結果を図6に示している。ここでの各加工条件は以下の通りである。
[Experiment 5: Specification of machining position]
FIG. 6 shows an experimental result in which the laser processing position in the first step was changed in the range of 365 to 998 μm, and the laser processing position in the second step was changed to investigate the conditions for dividing the substrate. Each processing condition here is as follows.

第1工程:
・繰り返し周波数:3MHz
・レーザ出力:4.0W
・走査速度:300mm/s
・加工位置(集光位置):基板の表面から365〜998μm
第2工程:
・繰り返し周波数:3MHz
・レーザ出力:8.0W
・走査速度:500mm/s
・加工位置(集光位置):基板の表面から140〜998μm
図6の表中における各記号の意味は以下の通りである。
First step:
・ Repetition frequency: 3MHz
・ Laser output: 4.0W
・ Scanning speed: 300mm / s
Processing position (condensing position): 365 to 998 μm from the surface of the substrate
Second step:
・ Repetition frequency: 3MHz
・ Laser output: 8.0W
・ Scanning speed: 500mm / s
Processing position (condensing position): 140 to 998 μm from the surface of the substrate
The meaning of each symbol in the table of FIG. 6 is as follows.

「○」:分断可能(レーザ照射後、ラインに沿った分断)
「□」:ラインから逸れた分断
「×」:加工痕有 (分断不可能)
この実験結果から、第1工程での加工位置を365〜857μmにした場合、第2工程の加工位置を、第1工程での加工位置より225〜472μmだけ表面側に移動させる必要があることがわかる。
"○": Can be divided (After laser irradiation, along the line)
"□": Dividing from the line "X": Processing trace (cannot be divided)
From this experimental result, when the processing position in the first step is set to 365 to 857 μm, it is necessary to move the processing position in the second step to the surface side by 225 to 472 μm from the processing position in the first step. Recognize.

なお、第1工程での加工位置は、基板の厚み中央位置(表面から550μm)から表面側に185μm以下、裏面側に307μm以下であることが好ましい。基板の表面あるいは裏面に偏った領域に加工痕を形成すると、第1工程終了時にあるいは第1工程の途中に基板が分断される場合があり、安定した分断を行うことができないからである。   The processing position in the first step is preferably 185 μm or less on the front surface side and 307 μm or less on the back surface side from the central thickness position (550 μm from the front surface) of the substrate. This is because if a processing mark is formed in a region biased to the front surface or the back surface of the substrate, the substrate may be divided at the end of the first step or in the middle of the first step, and stable division cannot be performed.

また、第1工程での加工位置は、また、基板の裏面から415〜735μmの範囲内であることが好ましい。第1工程において、基板の裏面から離れた領域にレーザを集光して加工痕を形成すると、第2工程の実行後に、裏面に向かって進展した亀裂が曲がってしまい、裏面における分断ラインが分断予定ラインからずれてしまうからである。   Moreover, it is preferable that the processing position in a 1st process exists in the range of 415-735 micrometers from the back surface of a board | substrate. In the first step, if the laser is focused on a region away from the back surface of the substrate to form a processing mark, the crack that has progressed toward the back surface is bent after the second step is performed, and the dividing line on the back surface is broken. This is because it deviates from the planned line.

[実験例のまとめ]
<加工方法>
第1工程では、基板内部の引張応力が存在している部分に加工位置(レーザ集光位置)を設定し、分断予定ラインの全域にわたってレーザを照射する。これにより、基板内部に加工痕を形成する。
[Summary of experimental example]
<Processing method>
In the first step, a processing position (laser condensing position) is set in a portion where tensile stress is present inside the substrate, and the laser is irradiated over the entire parting line. Thereby, a processing mark is formed inside the substrate.

第2工程では、分断予定ラインの一部領域にのみレーザを照射して、加工痕と基板表面とに達する亀裂を進展させ、かつその亀裂を分断予定ラインに沿って進展させる。これにより、分断予定ラインに沿って基板を自然分断させる。なお、2回目のレーザ照射によって基板表面に欠け等が生じ、強度低下を招くおそれがある。したがって、第2工程においてレーザを照射する領域は、最終製品状態では廃棄される部分(例えば基板端部)であることが望ましい。   In the second step, the laser is irradiated only to a partial region of the planned dividing line, the crack reaching the processing trace and the substrate surface is developed, and the crack is propagated along the planned dividing line. As a result, the substrate is naturally divided along the division line. Note that chipping or the like may occur on the substrate surface due to the second laser irradiation, leading to a decrease in strength. Therefore, it is desirable that the region to be irradiated with the laser in the second step is a portion (for example, an end portion of the substrate) that is discarded in the final product state.

<レーザ照射条件>
レーザ照射条件について、各工程では、以下の条件であれば、本発明の方法で分断が可能である。
<Laser irradiation conditions>
Regarding the laser irradiation conditions, in each step, if the following conditions are satisfied, it can be divided by the method of the present invention.

第1工程:
・繰り返し周波数:3MHz
・レーザ出力:4.0W(好ましくは4W以上8W以下)
・走査速度:200〜300mm/s(好ましくは200mm/s以上500mm/s以下)
第2工程:
・繰り返し周波数:3MHz
・レーザ出力:8.0W(好ましくは6W以上8W以下)
・走査速度:500mm/s(好ましくは300mm/s以上500mm/s以下)
<加工位置>
加工位置について、各工程では、以下の条件であれば、本発明の方法で分断が可能である。
First step:
・ Repetition frequency: 3MHz
Laser output: 4.0 W (preferably 4 W or more and 8 W or less)
Scanning speed: 200 to 300 mm / s (preferably 200 mm / s or more and 500 mm / s or less)
Second step:
・ Repetition frequency: 3MHz
Laser output: 8.0 W (preferably 6 W or more and 8 W or less)
Scanning speed: 500 mm / s (preferably 300 mm / s to 500 mm / s)
<Processing position>
With respect to the processing position, each process can be divided by the method of the present invention under the following conditions.

第1工程:基板表面から365〜685μmの範囲。   1st process: The range of 365-685 micrometers from a substrate surface.

基板中央位置から表面側に185以上、裏面側に135μm以下の範囲。             A range of 185 or more on the front side and 135 μm or less on the back side from the center position of the substrate.

基板の裏面から415以上735μm以下の範囲。             The range from 415 to 735 μm from the back surface of the substrate.

第2工程:基板表面から140〜365μmの範囲であって、かつ第1工程の加工位置(加工痕が形成された位置でもある)から225〜472μmだけ基板表面側の位置。   Second step: A position in the range of 140 to 365 [mu] m from the substrate surface and a position on the substrate surface side of 225 to 472 [mu] m from the processing position in the first step (which is also a position where processing marks are formed).

[特徴]
(1)第2工程において、基板の一部領域にレーザを照射することによって基板を分断することができる。したがって、意図せずに基板が自然分断されるのを防止でき、安定した分断処理を実行できる。
[Feature]
(1) In the second step, the substrate can be divided by irradiating a partial region of the substrate with laser. Therefore, it is possible to prevent the substrate from being naturally divided unintentionally, and a stable division process can be executed.

(2)第2工程におけるレーザ照射は、基板の一部のみであるので、基板表面の損傷を最小限にすることができ、分断品質の劣化を抑え、基板の強度低下を防止できる。特に、2回目のレーザ照射を、最終製品において廃棄される部分に実行することにより、製品の品質劣化をなくすことができる。   (2) Since the laser irradiation in the second step is only part of the substrate, damage to the substrate surface can be minimized, degradation of the cutting quality can be suppressed, and a reduction in the strength of the substrate can be prevented. In particular, the quality degradation of the product can be eliminated by performing the second laser irradiation on the discarded part in the final product.

(3)分断に際してメカニカルスクライブ等が不要になるので、処理が簡単になり、前記同様に、基板の強度低下を抑えることができる。   (3) Since mechanical scribing or the like is not required at the time of dividing, the processing is simplified, and a decrease in the strength of the substrate can be suppressed as described above.

(4)第1工程及び第2工程の加工位置を適切に設定することによって、安定した分断処理を行うことができる。   (4) By appropriately setting the processing positions in the first step and the second step, stable division processing can be performed.

[他の実施形態]
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

第2工程においてレーザ照射を遮蔽するための方法としては、アルミニウム等のレーザ反射材を基板表面に配置してもよいし、レーザ照射領域以外についてはレーザ照射を呈するようにしてもよい。   As a method for shielding the laser irradiation in the second step, a laser reflecting material such as aluminum may be disposed on the substrate surface, or the laser irradiation may be performed in a region other than the laser irradiation region.

また、前記実施形態では、第2工程においてレーザを照射する一部領域(亀裂の起点となる領域)を、基板の端部領域としたが、分断予定ライン上であれば、どのような位置でもよい。例えば、基板の中央部分や、クロススクライブする際の交点位置を亀裂の起点位置にしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the partial area | region (area | region used as the origin of a crack) irradiated with a laser in a 2nd process was made into the edge part area | region of a board | substrate, as long as it is on the division | segmentation planned line, it will be in any position. Good. For example, the center position of the substrate or the intersection position at the time of cross scribing may be set as the crack starting position.

Claims (10)

表面に圧縮応力を有するとともに内部に引張応力を有する強化ガラスを分断するためのガラス基板の分断方法であって、
基板内部の第1深さ位置にレーザを集光し分断予定ラインに沿ってレーザを走査することによって、前記分断予定ラインに沿って基板内部に加工痕を形成する第1工程と、
前記分断予定ライン上において分断用の亀裂の起点となる位置を設定し、亀裂起点位置を含む前記分断予定ライン上の一部領域における前記第1深さ位置と基板表面との間の第2深さ位置にレーザを集光し、かつ前記加工痕及び基板表面に亀裂が進展可能な強度のレーザを照射して亀裂を形成するとともに、形成された前記亀裂を前記分断予定ラインに沿って進展させて基板を分断する第2工程と、
を含むガラス基板の分断方法。
A method for dividing a glass substrate for dividing a tempered glass having a compressive stress on the surface and a tensile stress inside,
A first step of forming a processing mark inside the substrate along the planned dividing line by condensing the laser at a first depth position inside the substrate and scanning the laser along the planned dividing line;
A position to be a starting point of a crack for splitting is set on the planned cutting line, and a second depth between the first depth position and the substrate surface in a partial region on the planned cutting line including the crack starting point position. The laser beam is focused at a certain position, and the crack is formed by irradiating the processing trace and the laser beam with a strength capable of propagating a crack on the substrate surface, and the formed crack is allowed to propagate along the division line. A second step of dividing the substrate,
Glass substrate cutting method.
前記第1工程における第1深さ位置は、基板の表面から365μm以上685μm以下である、請求項1に記載のガラス基板の分断方法。   The glass substrate cutting method according to claim 1, wherein the first depth position in the first step is 365 μm or more and 685 μm or less from the surface of the substrate. 前記第2工程における第2深さ位置は、基板表面から140μm以上365μm以下の範囲内で、かつ前記第1工程で形成された加工痕から225μm以上472μm以下の範囲内に集光する、請求項2に記載のガラス基板の分断方法。   The second depth position in the second step is condensed within a range of 140 μm or more and 365 μm or less from the substrate surface and within a range of 225 μm or more and 472 μm or less from the processing mark formed in the first step. 2. The method for dividing a glass substrate according to 2. 前記第1工程における第1深さ位置は、前記基板の厚み方向の中央位置から表面側に185μm以下、裏面側に135μm以下の範囲内である、請求項2に記載のガラス基板の分断方法。   3. The glass substrate cutting method according to claim 2, wherein the first depth position in the first step is within a range of 185 μm or less on the front surface side and 135 μm or less on the back surface side from the center position in the thickness direction of the substrate. 前記第1工程における第1深さ位置は、前記基板の裏面から415μm以上735μm以下の範囲内である、請求項2に記載のガラス基板の分断方法。   The glass substrate cutting method according to claim 2, wherein the first depth position in the first step is in a range of 415 μm to 735 μm from the back surface of the substrate. 前記第2工程において、レーザ照射される一部領域は、走査開始側の基板端縁から10mm以内の部分である、請求項1から5のいずれかに記載のガラス基板の分断方法。   6. The glass substrate cutting method according to claim 1, wherein in the second step, the partial region irradiated with the laser is a portion within 10 mm from the substrate edge on the scanning start side. 前記第2工程において、レーザ照射される前記一部領域以外は遮蔽物によって基板表面が覆われている、請求項6に記載のガラス基板の分断方法。   The method for dividing a glass substrate according to claim 6, wherein in the second step, the substrate surface is covered with a shielding object except for the partial region irradiated with the laser. 前記第2工程において、レーザ照射される前記一部領域以外は、レーザの基板への照射を停止する、請求項6に記載のガラス基板の分断方法。   The glass substrate cutting method according to claim 6, wherein, in the second step, irradiation of the laser to the substrate is stopped except for the partial region irradiated with the laser. 前記第1工程において、レーザ出力は4W以上8W以下であり、走査速度は200mm/s以上500mm/s以下である、請求項1から8のいずれかに記載のガラス基板の分断方法。   The glass substrate cutting method according to any one of claims 1 to 8, wherein, in the first step, the laser output is 4 W or more and 8 W or less, and the scanning speed is 200 mm / s or more and 500 mm / s or less. 前記第2工程において、レーザ出力は6W以上8W以下であり、走査速度は300mm/s以上500mm/s以下である、請求項9に記載のガラス基板の分断方法。   The glass substrate cutting method according to claim 9, wherein in the second step, the laser output is 6 W or more and 8 W or less, and the scanning speed is 300 mm / s or more and 500 mm / s or less.
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