JP2016003181A - 脆性材料基板のスクライブ方法及びスクライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脆性材料基板の表面において互いに交差するように複数のスクライブライン及び交点を形成する際に、交点においてスクライブラインが形成されない現象を防止すること。
【解決手段】スクライブユニットにより前記脆性材料基板の表面における第１の方向に少なくとも一本の第１のスクライブラインを形成し、かつ、第２の方向に少なくとも一本の第２のスクライブラインを形成する。スクライブユニットが予め設定された第１の方向と第２の方向のスクライブラインの交点の近辺領域をスクライブする時に、そのスクライブ荷重を交点の近辺領域以外のスクライブ荷重より小さくする。
【選択図】図６Ａ

Description

本発明は、脆性材料基板のスクライブ方法及びスクライブ装置に関するものであり、さらに詳しくはフラットパネルディスプレイ（以下、「ＦＰＤ」と称す）に使用されるガラス基板を分断し、又は半導体ウェハ、セラミックス等各種の脆性材料基板を分断する際、脆性材料基板の表面に互いに交差する複数本のスクライブラインを形成することにより分断して複数の製品を形成するためのスクライブ方法及びスクライブ装置に関する。

ＦＰＤ関連製品は、液晶表示パネル、液晶プロジェクタ基板、有機ＥＬ素子等においてさまざまな用途があり、映像及び文字などの表示手段として使用されている。この種のＦＰＤにおいて、例えば、一対のガラス基板を張り合わせてなる液晶表示パネルは、製造過程において、それぞれサイズの大きい一対のマザーガラスを張り合わせた後、所定の大きさに分断される。

このマザーガラス基板の分断作業は、スクライブ装置を使用して、まず、マザーガラス基板の表面上方に移動したスクライブユニットのカッターホイールに対し荷重をかけるとともに、カッターホイールを一方向に沿って回転させながら移動させる。このような作業を進行開始位置から順次移動させて所定の回数を繰り返すことにより、第１の方向に互いに平行する第１のスクライブラインを形成する。

その後、カッターホイールの進行方向を第１の方向と交差する（非平行の）方向に変更し、第１の方向の第１のスクライブラインと交差する第２の方向における第２のスクライブラインを形成する。

そして、交差するスクライブラインを有するガラス基板をブレイク機構に送り、ブレイク機構においてスクライブラインを中心軸にして基板に対し所定の曲げ応力を与えることにより、基板をスクライブラインに沿って分断する。これにより、所望のサイズの液晶表示パネルが得られる。

特許第４２０３０１５号号公報

スクライブ装置に使用されるカッターホイール、又はその他のスクライブカッターの刃先稜線が予め加工されず、図２Ａのような凹凸状の切口が形成されていない場合、脆性材料基板上をスクライブする際、いわゆる「交点飛び」という現象が起こる。これは、カッターホイールが先に形成されたスクライブラインの近辺を通過する時に、所定分断線に沿って形成すべきスクライブラインを形成できない現象のことをいう。これは、先に形成されたスクライブラインの両側に応力が残存しており、後にカッターホイールが先に形成されたスクライブラインを横切る時に、脆性材料基板に対するカッターホイールの脆性材料基板に下方に向くクラックを生じさせる力が弱まってしまうため、所望のスクライブラインを順調に形成することができないからである。

そのため、過去の本出願人の発明（特許第４２０３０１５号を参照）においては、第１の方向のスクライブラインと交差する第２の方向のスクライブラインとが全く交点を生じないようにされるスクライブ方法により、交点飛びに起因する切り欠き、基板同士の押し合いによるクラック及び削れ等の欠陥を防止している。しかしながら、上記のように全く交点を生じさせないスクライブ方法の場合は、スクライブ過程において大幅なカッターホイールの昇降を繰り返さなければならないため、加工速度が落ちてしまう。

前記従来技術の欠点に鑑み、本発明は、スクライブラインを形成する時に、カッターホイールの荷重を調整することにより、加工時間を有効に減少し、かつ、一部の脆性基板材料をスクライブする際、カッターホイールの形状、特殊加工への依存を抑え、しかも、いわゆるカケ、コジリ、ソゲ等の基板製品の欠陥が生じにくい、スクライブ方法及び装置を提供する。

この課題を解決するために、本発明の脆性材料基板のスクライブ方法は、第１の表面及び前記第１の表面に対する第２の表面を含む脆性材料基板をスクライブする方法であって、前記スクライブ方法は、（Ａ）少なくとも第１の方向及び前記第１の方向と平行でない第２の方向のそれぞれに沿って延伸する複数の分断予定線を、前記脆性材料基板の前記第１の表面に設定する工程と、（Ｂ）スクライブユニットにより、設定された複数の分断予定線に沿ってスクライブラインを形成し、前記スクライブユニットに可変荷重を掛かることにより、前記第１の方向において少なくとも１本の第１のスクライブラインを形成し、及び前記第１のスクライブラインと交差する第２の方向において少なくとも一本の第２のスクライブラインを形成する工程と、を含み、前記少なくとも一本の第１のスクライブラインと前記少なくとも一本の第２のスクライブラインは交差して少なくとも１つの交点を形成し、（Ｃ）前記少なくとも一本の第１のスクライブラインをスクライブする際に前記スクライブユニットに掛かる荷重は、前記スクライブユニットが前記少なくとも１つの交点の近辺領域にない時の荷重がＰ１で、前記スクライブユニットが前記少なくとも１つの交点の近辺領域にある時の荷重がＭ１であり、（Ｄ）前記少なくとも一本の第２のスクライブラインをスクライブする際に前記スクライブユニットに掛かる荷重は、前記スクライブユニットが前記少なくとも１つの交点の近辺領域にない時の荷重がＰ２で、前記スクライブユニットが前記少なくとも１つの交点の近辺領域にある時の荷重がＭ２であり、かつ、（Ｅ）Ｍ１、Ｍ２は共に、少なくともＰ１とＰ２よりも小さく、かつ、０ではない。これによれば、交点飛びに起因するいわゆるカケ、コジリ、ソゲ等の不具合の状況を減少させる。

より好ましくは、前記交点の近辺領域が、２本の交差する前記第１のスクライブラインと前記第２のスクライブラインから０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ離れた平行線により定義される菱形領域である。また、より好ましくは、前記交点の近辺領域が、２本の交差する前記第１のスクライブラインと前記第２のスクライブラインからそれぞれ０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ離れた平行線により定義される菱形領域である。一般的に、前記脆性材料基板の厚さは０．０２５〜４０ｍｍである。

スクライブする脆性材料基板が液晶基板である場合、基板の厚さが０．３〜０．７ｍｍであり、より好ましいＰ１とＰ２の範囲が０．０５ＭＰａ〜０．１１ＭＰａの間にあり、中間値の０．０８ＭＰａとすることができ、より好ましいＭ１が０．０５ＭＰａである。他の実施態様では、Ｐ１とＰ２が０．１１ＭＰａであり、Ｍ１の範囲が０．０５ＭＰａ〜０．０７ＭＰａの間にあり、Ｍ２の範囲が０．０５ＭＰａ〜０．０９ＭＰａの間にある。

また、本発明は、脆性材料基板を分断する脆性材料基板のスクライブ装置であって、前記方法により、脆性材料基板をスクライブすることを特徴とする。前記スクライブユニットがカッターホイールを有するものとし、基板の種類に応じて刃部が凹凸の歯状を有しないものが選択され、又は刃部が凹凸の歯状を有するカッターホイールが選択されることができる。前記スクライブユニットは進行制御手段により制御され、前記進行制御手段は、前記スクライブユニットのスクライブ速度が１０〜１０００ｍｍ／ｓｅｃとなるように制御される。本発明の装置によれば、交点飛びの現象及びこれに起因する製品の欠陥を有効に減らすことができる。

このような特徴を有する本発明によれば交点飛びに起因するいわゆるカケ、コジリ、ソゲ等の不具合の状況を減少させることができる。また、本発明の装置によれば、交点飛びの現象及びこれに起因する製品の欠陥を有効に減らすことができる。

図１は本発明の第１の実施形態の脆性材料基板のスクライブ装置の概略的な正面図である。 図２Ａは本発明に使用されるカッターホイールの回転軸方向から見た側面図である。 図２Ｂは本発明に使用されるカッターホイールの回転軸と垂直の方向から見た正面図である。 図２Ｃは図２Ａに示す刃先稜線の拡大図である。 図３Ａは本発明に使用されるカッターホイールの変形例の回転軸方向から見た側面図である。 図３Ｂは本発明に使用されるカッターホイールの変形例の回転軸と垂直の方向から見た正面図である。 図４は図２に示すカッターホイールにより脆性材料基板をスクライブする時に生じる垂直クラックの拡大断面図である。 図５は本発明のスクライブ方法を説明するための脆性材料基板の一例の平面図である。 図６Ａは本発明のスクライブ方法を説明するための脆性材料基板の他の例の平面図である。 図６Ｂは図６Ａの局所拡大図であり、第１のスクライブラインと第２のスクライブラインの交点の近辺領域Ｋを示している。 図６Ｃは図６Ａの局所拡大図であり、第１のスクライブラインと第２のスクライブラインの交点の近辺領域Ｋを示している。

以下に、実施例をもって本発明の特徴及びそれによる効果を説明する。但し、これらの実施例により本発明の求める保護範囲が制限されるものではない。

図１は本発明の脆性材料基板のスクライブ装置１００の概略的な正面図である。スクライブ装置１００は、図示を省略する真空吸引手段又は静電気による吸引手段、粘着手段等が設けられ、一般的に０．０２５〜４０ｍｍの間の厚さを有する分断すべき脆性材料基板Ｇを吸引して固定する、水平に回転可能な作業台１を有する。作業台１は平行する一対のガイドレール２、２によって支持され、ボールねじ３によりガイドレール２、２に沿ってＹ軸方向（紙面と直交する方向）に移動することができる。

作業台１の上方にはＹ軸方向と直交するＸ軸方向（前記図面の左右方向）に沿ってガイド棒４が架設される。ガイド棒４にはガイド棒４に沿ってＸ軸方向に摺動可能なスクライブユニット５と、前記スクライブユニット５を駆動して摺動させるモータ６が設けられている。

スクライブユニット５の下部には、昇降可能かつ揺動自在であるカッター支持部７と、前記カッター支持部７の下端に回転可能に取り付けられるカッターホイール８とが設けられている。また脆性材料基板の分断装置がマークに基づいて作業台１の位置を調整して分断される基板を正確なスクライブと分断位置に移動できるように、ガイド棒４の上方に作業台１上の脆性材料基板Ｇのアライメントマークを識別する一対のＣＣＤカメラ９が設けられている。

また、スクライブ装置１００はオペレーションソフトウェアと装置インターフェースとからなる荷重制御手段と進行制御手段と、を含む。荷重制御手段と進行制御手段は、スクライブユニット５が脆性材料基板の表面上において第１の方向に沿う第１のスクライブラインと第２の方向に沿う第２のスクライブラインをスクライブして形成する際、前記スクライブユニット５の摺動動作を制御するとともに、カッター支持部７を介してカッターホイール８に与える荷重を制御する。これにより、カッターホイール８が少なくとも、交差する２本の第１のスクライブライン及び第２のスクライブラインを形成する時に、カッターホイールから脆性材料基板Ｇ上にかかるスクライブ荷重を調整可能とする。

なお、変形例として、スクライブユニット５をガイド棒４に固定し（ゆえに、モータ６を必要としない）、作業台１をＸ軸及びＹ軸方向に沿って移動可能なＸ−Ｙ テーブルタイプとしてもよい。又は作業台１を固定し、スクライブユニット５をＸ軸及びＹ軸方向に沿って移動可能なタイプとすることもできる。

図２は本発明に使用されるカッターホイールの一つの例である。カッターホイール８は外周に稜線と傾斜面からなる刃部を有し、刃部には歯状の凹凸を有するもので、回転してスクライブするときに脆性材料基板Ｇの表面に対して短周期的な打点衝撃を与えることができる。従来、刃先稜線に所定の間隔をもって微細な溝を設ける、即ち連続的な突起を形成することによりカッターホイールの刃部を構成すれば、２つの方向に沿って交差したスクライブラインを形成する時に、カッターホイールの稜線部に形成された突起により、脆性材料基板に与える集中的な衝撃力を生じさせることができることが知られている。カッターホイールが先のスクライブライン近辺の応力残存箇所を通過するときに、脆性材料基板に対するカッターホイールの圧迫圧力を維持することができる。特に一部の脆性基板材料にとっては、実際の作業において所定のスクライブ位置に所望の十分な深さの垂直クラックを得ることができるので、スクライブ後にブレイク機構等により分断作業を行い、理想的な欠陥のない製品に分断することができる。

図２Ａは回転軸方向から見たカッターホイール８の外見の側面図であり、図２Ｂは回転軸と垂直の方向から見たカッターホイール８の外見の正面図であり、図２Ｃは図２Ａに示す刃先稜線の拡大図である。図２Ｃに示すとおり、カッターホイール８の刃先稜線１０にはＵ字形の溝１１が形成され、かつ、ピッチＰごとに高さｈの突起１２が存在する。一例として、カッターホイール８は外径が２．５ｍｍ、厚さが０．６５ｍｍ、刃先角度２θが１２５°、突起数が１２５個、突起高さｈが５μｍ、ピッチＰが６３μｍであるものが用いられる。他の例として、外径が２．０ｍｍ、厚さが０．６５ｍｍ、刃先角度２θが１０５°、突起数が３６０個、突起高さｈが３μｍ、ピッチＰが６３μｍであるものが用いられてもよい。

図３Ａ、図３Ｂは、本発明に使用されるカッターホイールの他の例である。図３Ａ、図３Ｂに示されるカッターホイール８の刃部は歯状の凹凸を有しない。

このスクライブ装置１００により、下記のように、第１のスクライブラインと第２のスクライブラインとの交点の近辺領域Ｋにおいてスクライブユニットのカッターホイールにかける荷重を変更する方法によれば、本発明の交点飛び現象を減少するという目的を実現できる。

図４は、カッターホイール８により、刃先荷重が０．０８ＭＰａ、スクライブ速度が３００ｍｍ／ｓｅｃで、厚さが１．１ｍｍの脆性材料基板１をスクライブした後のスクライブラインが残っている基板の断面を示す。脆性材料基板１は、第１の表面Ｆと第１の表面に対する第２の表面Ｓを有する。脆性材料基板１の前記第１の表面上には、複数の分断予定線が予め設定されている。分断予定線は少なくとも第１の方向及び一第２の方向のそれぞれに沿って延伸し、かつ、第１の方向と第２の方向は平行ではなく、分断予定線に沿ってスクライブ後に互いに交差するスクライブラインが形成される。

スクライブユニット５のカッターホイール８は、設定された複数の分断予定線に沿って転動してスクライブラインを形成（スクライブ）し、第１の方向に少なくとも一本の第１のスクライブラインＬ（又は図５に示す第１のスクライブラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３）を形成し、及び第１のスクライブラインと交差する第２の方向の少なくとも一本の第２のスクライブラインＲ（又は図５に示す第２のスクライブラインＲ１、Ｒ２、Ｒ３）を形成し、少なくとも一本の第１のスクライブラインＬと前記少なくとも一本の第２のスクライブラインＲは交差して少なくとも１つの交点Ａを形成する。第１，第２のスクライブラインＬとＲは、カッターホイール８により形成された溝形状を有し、さらにカッターホイール８の切り込み圧力により更に下方へ延伸した垂直クラックを含むのが好ましい。より好ましくは垂直クラック（実測値が９６２μｍ）がほぼ板厚を貫通するようにスクライブラインが形成される。このようにすれば、次の工程の分断作業中にスクライブラインに沿って適切に分断することができるので、良品率を向上させることが可能となる。

続いて、荷重制御手段と進行制御手段によりスクライブユニット５の摺動動作及びカッターホイール８にかかる荷重を制御することについて説明する。進行制御手段により制御される前記スクライブユニット５のスクライブ速度は、１０〜１０００ｍｍ／ｓｅｃとされることが好ましい。

スクライブ動作の前に、第１のスクライブラインＬ１〜Ｌ３の形成位置と互いの間隔、第２のスクライブラインＲ１〜Ｒ３の形成位置と互いの間隔、スクライブライン開始位置、スクライブライン停止位置、荷重変換開始位置、及び荷重変換停止位置などのデータを変数とし、荷重制御手段と進行制御手段を構成するソフトウェアがインストールされているコンピューターに入力される。

図５に示すとおり、脆性材料基板Ｇの左上コーナーを基準点Ｏとし、第１のスクライブラインＬ１〜Ｌ３のそれぞれの所定形成位置と互いの間隔距離についても前記コンピューターに入力される。ここでは説明上の便宜のため、単純な入力数値を例とし、スクライブラインＬ１が基準点ＯからＸ軸（右側）方向へ１０ｍｍに、スクライブラインＬ２が基準点ＯからＸ軸（右側）方向へ１００ｍｍに、スクライブラインＬ３が２００ｍｍに位置するように設定する。

本実施例においては、ソフトウェアとインターフェース装置とからなる荷重制御手段によりカッターホイール８にかける荷重を制御する。そのうち、カッターホイール８が、第１のスクライブラインＬの、第１のスクライブラインと第２のスクライブラインとの交点の近辺領域Ｋ以外の部分をスクライブする場合のカッターホイール８の刃先荷重がＰ１（例えば、０．０８ＭＰａ）に設定される。同様に、カッターホイール８が、第２のスクライブラインＲの、第１のスクライブラインと第２のスクライブラインの交点の近辺領域Ｋ以外の部分をスクライブする場合のカッターホイール８の刃先荷重がＰ２（例えば、０．０８ＭＰａ）に設定される。

カッターホイール８は設定されたＰ１とＰ２の荷重を用いて第１のスクライブラインＬと第２のスクライブラインＲをそれぞれスクライブする。図５に示すように、第１のスクライブラインＬ１を図に示す基板の最も上方の縁から下方へスクライブするものとし、第２のスクライブラインＲ１を図に示す基板の左側寄りの位置から右方へスクライブするものとすることができる。

以下において、スクライブ動作をより詳しく説明する。進行中のカッターホイール荷重は、カッターホイール８が所定の第１のスクライブラインと第２のスクライブラインの交点の近辺領域Ｋ（交点自体を含む。図６Ａの拡大図に示すとおりである。）に位置する場合を除き、基本的には変わらない。カッターホイール８が第１のスクライブラインと第２のスクライブラインの交点の近辺領域Ｋに進行した場合、第１のスクライブラインＬをスクライブするカッターホイール８の荷重はＭ１に変更され、第２のスクライブラインＲをスクライブするカッターホイール８の荷重はＭ２に変更される。なお、Ｍ１、Ｍ２は共にＰ１とＰ２よりも小さくされる。また、Ｐ１をＰ２より大きいものとすることもでき、Ｐ１をＰ２より小さいものとすることもできる。

このスクライブラインの交点の近辺領域Ｋにおける荷重の変更を設定するため、まず第１のスクライブラインＬ１〜Ｌ３の、基準点ＯからのＸ軸方向（図５と図６Ａにおいては右方向）の所定位置がそれぞれ前記コンピューターに入力される。

続いて、所定の第１のスクライブラインＬ１のスクライブライン開始位置の数値が入力される。本実施例においては、基板の最上縁、又は基板の最上縁から少々離れた位置である。

更に、スクライブ進行中の所定の第１のスクライブラインＬ１の１つ目の荷重変換開始位置Ｂ１が入力される。荷重変換開始位置Ｂ１は、第２のスクライブラインＲ１の所定の形成位置からＹ軸方向に沿って上方へ所定の距離、本実施形態では例えば０．５ｍｍ離れたところに設定されている。

続いて、所定の第１のスクライブラインＬ１の１つ目の荷重変換停止位置Ｂ２の数値が入力される。荷重変換停止位置Ｂ２は、第２のスクライブラインＲ１の所定の形成位置からＹ軸方向に沿って下方へ所定の距離、本実施形態では０．５ｍｍ離れたところに設定されている。

このように、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示すとおり、所定の大きさの脆性基板上に、第１のスクライブラインＬ１の２つ目の荷重変換開始位置Ｂ３、２つ目の荷重変換停止位置Ｂ４、３つ目の荷重変換開始位置Ｂ５、３つ目の荷重変換停止位置Ｂ６、４つ目の荷重変換開始位置Ｂ７、及び４つ目の荷重変換停止位置Ｂ８の数値が順次設定される。所定の第１のスクライブラインＬ２及びＬ３の位置の数値の設定と入力も、前記方法と同様に行われる。

次に、第２のスクライブラインＲ１〜Ｒ３の、基準点ＯからのＹ軸方向（図５と図６Ａにおいては下方向）の所定位置がそれぞれ前記コンピューターに入力される。

続いて、所定の第２のスクライブラインＲ１のスクライブライン開始位置Ａ１の数値を入力する。第２のスクライブラインＲ１のスクライブライン開始位置Ａ１は第１のスクライブラインＬ１の所定の形成位置からＸ軸方向に沿って右方へ所定の距離、本例では０．５ｍｍ離れたところ、図５に示す例ではＸ軸上の１０．５ｍｍの位置である。

更に、所定の第２のスクライブラインＲ１の１つ目の荷重変換開始位置Ａ２を入力する。荷重変換開始位置Ａ２は、第１のスクライブラインＬ２の所定の形成位置からＸ軸方向に沿って左方へ所定の距離、本例では０．５ｍｍ離れたところ、即ち、図６Ａに示す例のＸ軸上の９９．５ｍｍの位置である。

続いて、所定の第２のスクライブラインＲ１の１つ目の荷重変換停止位置Ａ３の数値を入力する。荷重変換停止位置Ａ３は、第１のスクライブラインＬ２の所定の形成位置からＸ軸方向に沿って右方へ所定の距離、本例では０．５ｍｍ離れたところ、即ち、図６Ａに示す例のＸ軸上の１００．５ｍｍの位置である。

最後に、所定の第２のスクライブラインＲ１のスクライブライン停止位置Ａ４を入力する。スクライブライン停止位置Ａ４は、第１のスクライブラインＬ３の所定の形成位置からＸ軸方向に沿って左方へ所定の距離、本例では０．５ｍｍ離れたところ、即ち、図６Ａに示す例のＸ軸上の１９９．５ｍｍの位置である。

前記荷重変換開始位置Ｂ１、Ｂ３、Ａ２等、及び荷重変換停止位置Ｂ２、Ｂ４、Ａ３等は、前記コンピューターが第１と第２のスクライブラインＬ１〜Ｌ３とＲ１〜Ｒ３を形成する過程において、各位置のそれぞれにおいてカッターホイール８の刃先にかかる荷重をＭ１及びＭ２に変更するためのものである。より好ましくは、Ｍ１はＰ１よりも小さく、かつ、Ｐ２よりも小さくする。例えば、Ｐ１とＰ２が０．０８ＭＰａである場合、Ｍ１を０．０５ＭＰａとする。

上記各数値の入力の順番は任意に変動可能であり、上記の例に限らない。また、基準点Ｏの位置も、必ずしも脆性材料基板Ｇの左上コーナーに位置しなくてもよく、基板表面のその他の任意の位置若しくはコーナー以外の位置、又はいずれの辺の中央などの所定位置に位置してもよい。

他の実施例においては、前記脆性基板Ｇが液晶基板であり、厚さが０．３〜０．７ｍｍで、より好ましくは０．４ｍｍである。カッターホイール荷重Ｐ１とＰ２の範囲は、より好ましくは０．０５ＭＰａ〜０．１１ＭＰａの間にあり、一般的に中間に近い数値０．０８ＭＰａを用いることができる。スクライブユニットが第１のスクライブラインと第２のスクライブラインの交点の近辺領域Ｋにある時に、カッターホイール８の荷重Ｍ１が０．０５ＭＰａに、Ｍ２がＰ１とＰ２よりも小さい値に設定されるのがより好ましい。

もう１つの具体的な実施例において、前記脆性基板Ｇが液晶基板であり、厚さが０．３〜０．７ｍｍで、より好ましくは０．４ｍｍである。カッターホイール荷重Ｐ１とＰ２が０．１１ＭＰａで、スクライブユニットが第１のスクライブラインと第２のスクライブラインの交点の近辺領域Ｋにある時に、カッターホイール８の荷重Ｍ１の範囲が０．０５ＭＰａ〜０．０７ＭＰａの間にあり、Ｍ２の範囲が０．０５ＭＰａ〜０．０９ＭＰａの間にある。

１つのスクライブ工程の例を以下に説明する。スクライブユニットが前記ガイド棒４に沿って第１のスクライブラインＬ１のスクライブ開始位置の上方まで摺動される。第１のスクライブラインＬ１〜Ｌ３は基板１の縁からスクライブを開始するので、第１のスクライブラインＬ１に沿って基板外方の仮想の延長線に沿って少しの距離を移動した箇所をスクライブ開始位置とすることができる。

スクライブ開始位置に到達後はスクライブユニットの摺動を一時停止し、カッター支持部７を下降させ、カッター支持部７に設けられているカッターホイール８をスクライブライン開始位置まで下降させる。そして、カッターホイール８に刃先荷重Ｐ１をかけ、スクライブを開始する。カッターホイール８が所定の第１のスクライブラインと第２のスクライブラインの交点の近辺領域Ｋに進入する時に、荷重はＭ１に調整される。このようにして、第１のスクライブラインＬ１〜Ｌ３を順次形成する。

その後、作業台１が９０°回転し、第２のスクライブラインＲ１〜Ｒ３をスクライブする。この時、スクライブユニット５は進行制御手段により制御され、前記ガイド棒４に沿って第２のスクライブラインＲ１のスクライブ開始位置の上方まで摺動する。

スクライブ開始位置に到達後は一時停止し、前記カッター支持部７を下降させ、カッター支持部７に設けられているカッターホイール８をスクライブライン開始位置Ａ１まで下降させ、カッターホイール８に刃先荷重Ｐ２をかけてスクライブする。カッターホイール８が右方へ移動し荷重変換開始位置Ａ２に進行した時、荷重をＭ２に下げ、第１のスクライブラインと第２のスクライブラインの交点の近辺領域Ｋを経過した後、即ち荷重変換停止位置Ａ３において、荷重をＰ２に戻し、引き続きスクライブライン停止位置Ａ４までスクライブする。このように、徐々に第２のスクライブラインＲ１〜Ｒ３をスクライブする。

なお、先に第１のスクライブラインＬ１をスクライブしてから、第２のスクライブラインＲ１をスクライブし、更に第１のスクライブラインＬ１をスクライブすることも可能である。スクライブの順番はこれに限られるものではなく、実際の状況に応じてスクライブの順番を変更することができる。

前記の低い荷重Ｍ１、Ｍ２によりスクライブが行われる前記交点の近辺領域Ｋは、より好ましくは、２本の交差する第１のスクライブラインと第２のスクライブラインから０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ離れた平行線により定義される菱形領域内である。更に限定して、２本の交差する第１のスクライブラインと第２のスクライブラインからそれぞれ０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ離れた平行線により定義される菱形領域とすることもできる。実際に、互いに垂直に交差する２本のスクライブラインを形成する際、より低い荷重Ｍ１とＭ２が用いられる位置は図６Ｂと図６Ｃに示されるＫの位置である。

実際のテスト結果においては、固定荷重にて２本の交差する第１のスクライブラインと第２のスクライブラインをスクライブした場合、前後のスクライブ荷重のいずれがより小さいかに関わらず、２つの方法により作られた製品の不良状況と割合は大体同じであった。しかし、本発明の方法により第１のスクライブラインと第２のスクライブラインの交点の近辺領域Ｋにおいて荷重を下げた場合、製品不良の状況と割合は明らかに改善された。

本発明により分断される脆性材料基板１の材料の例として、ガラス、液晶パネル、ウェハ、セラミックス等の基板、又はプラズマ表示パネル（ＰＤＦ）、有機ＥＬ表示装置等の脆性材料基板が貼り合わせられたフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、又は透過型プロジェクタ基板、反射型プロジェクタ基板等のマザー貼り合わせ基板が挙げられる。

スクライブ完成後の基板に対しては、更に分断が行われる。例えば、せん断、パンチング、切断、振動、折り曲げ分断などの機械的な分断方法により、前記脆性材料基板を前記スクライブラインに沿って分断させ、複数の製品を形成することができる。

上記の説明では、主に脆性材料基板の一種であるガラス基板に対してスクライブラインを形成する場合について説明したが、これに限らず、例えば、液晶表示パネルにも本発明のスクライブ装置及びスクライブ方法を有効に適用し、本発明の目的を実現することができる。

１ 作業台
２ ガイドレール
３ ボールねじ
４ ガイド棒
５ スクライブユニット
６ モータ
７ カッター支持部
８ カッターホイール
１０ 刃先稜線
１１ 溝
１２ 突起
１００ スクライブ装置
Ａ１ スクライブライン開始位置
Ａ２ 荷重変換開始位置
Ａ３ 荷重変換停止位置
Ａ４ スクライブライン停止位置
Ｂ１、Ｂ３、Ｂ５、Ｂ７ 荷重変換開始位置
Ｂ２、Ｂ４、Ｂ６、Ｂ８ 荷重変換停止位置
Ｇ 脆性材料基板
Ｋ 交点の近辺領域
Ｌ、Ｌ１〜Ｌ３ 第１のスクライブライン
Ｒ、Ｒ１〜Ｒ４ 第２のスクライブライン

Claims (16)

1. 第１の表面及び前記第１の表面に対する第２の表面を含む脆性材料基板にスクライブラインを形成するスクライブ方法であって、前記スクライブ方法は、
   （Ａ）少なくとも第１の方向及び前記第１の方向と平行でない第２の方向のそれぞれに沿って延伸する複数の分断予定線を、前記脆性材料基板の前記第１の表面に設定する工程と、
   （Ｂ）スクライブユニットにより、設定された複数の分断予定線に沿ってスクライブし、前記スクライブユニットに可変荷重をかけることにより、前記第１の方向において少なくとも１本の第１のスクライブラインを形成し、及び前記第１のスクライブラインと交差する第２の方向において少なくとも一本の第２のスクライブラインを形成する工程と、を含み、
   前記少なくとも一本の第１のスクライブラインと前記少なくとも一本の第２のスクライブラインは交差して少なくとも１つの交点を形成し、
   （Ｃ）前記少なくとも一本の第１のスクライブラインを形成する際に前記スクライブユニットにかかる荷重は、前記スクライブユニットが前記少なくとも１つの交点の近辺領域にない時の荷重がＰ１で、前記スクライブユニットが前記少なくとも１つの交点の近辺領域にある時の荷重がＭ１であり、
   （Ｄ）前記少なくとも一本の第２のスクライブラインをスクライブする際に前記スクライブユニットにかかる荷重は、前記スクライブユニットが前記少なくとも１つの交点の近辺領域にない時の荷重がＰ２で、前記スクライブユニットが前記少なくとも１つの交点の近辺領域にある時の荷重がＭ２であり、かつ、
   （Ｅ）Ｍ１、Ｍ２は共に、少なくともＰ１とＰ２よりも小さく、かつ、０ではない、脆性材料基板のスクライブ方法。
2. Ｐ１＝Ｐ２である、請求項１に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
3. Ｐ１＞Ｐ２である、請求項１に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
4. Ｐ１＜Ｐ２である、請求項１に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
5. 前記交点の近辺領域が、２本の交差する前記第１のスクライブラインと前記第２のスクライブラインから０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ離れた平行線により定義される菱形領域である、請求項１に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
6. 前記交点の近辺領域が、２本の交差する前記第１のスクライブラインと前記第２のスクライブラインからそれぞれ０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ離れた平行線により定義される菱形領域である、請求項１に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
7. 前記脆性材料基板の厚さが０．０２５〜４０ｍｍである、請求項１に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
8. 前記脆性材料基板が、厚さ０．３〜０．７ｍｍの液晶基板である、請求項７に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
9. Ｐ１とＰ２の範囲が０．０５ＭＰａ〜０．１１ＭＰａの間にある、請求項７に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
10. Ｐ１とＰ２が０．０８ＭＰａである、請求項７に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
11. 前記少なくとも一本の第１のスクライブラインを形成する際に、Ｍ１が０．０５ＭＰａである、請求項７に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
12. Ｐ１とＰ２が０．１１ＭＰａであり、Ｍ１の範囲が０．０５ＭＰａ〜０．０７ＭＰａの間にあり、Ｍ２の範囲が０．０５ＭＰａ〜０．０９ＭＰａの間にある、請求項７に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の脆性材料基板のスクライブ方法により、脆性材料基板をスクライブする、脆性材料基板のスクライブ装置。
14. 前記スクライブユニットは進行制御手段により制御され、前記進行制御手段は、前記スクライブユニットのスクライブ速度が１０〜１０００ｍｍ／ｓｅｃとなるように制御する、請求項１３に記載の脆性材料基板のスクライブ装置。
15. 前記スクライブユニットがカッターホイールを有し、前記カッターホイールの刃部は歯状の凹凸を有しない、請求項１３に記載の脆性材料基板のスクライブ装置。
16. 前記スクライブユニットがカッターホイールを有し、前記カッターホイールの刃部は歯状の凹凸を有する、請求項１３に記載の脆性材料基板のスクライブ装置。