JP2018020955A - プレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】曲げ過程時の基板に加えられるストレスを最小化し、良好な分断面を得ることができるプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法を提供する。【解決手段】前記ガラス基板の表面にスクライブラインを形成するが、前記ガラス基板の一側のエッジラインから出発して、他側のエッジラインに到達する形態の直線型スクライブラインを形成するスクライブ段階と、前記ガラス基板のエッジ部にクラックを形成するが、前記スクライブラインの内部領域に形成するスタートクラック(start crack)形成段階と、前記スクライブライン及び前記スタートクラックが形成されている前記ガラス基板を分断するブレーク段階を含み、スクライブラインの端部にスタートクラックを前もって形成して、曲げ時に前記スタートクラックからクラックが開始されるように導くことにより、より小さい力で基板を分断し得る。【選択図】図１

Description

本発明は、脆性を有するガラス基板分断方法に関し、より詳細には、ブレーク段階を行う前に、ガラス基板のエッジ部に微細なクラックを形成して、効率的なブレークが具現されるようにするプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法に関する。
脆性を有するガラス基板を必要なサイズに精密カットするための方法であって、ガラス基板に表示された分断予定線に沿ってレーザービームを照射したり、カットホイールを加圧走行させて、ガラス基板にスクライブラインを形成した後、このスクライブラインに曲げ力を印加する方法が一般的に行われている。
また、ガラス基板に曲げ力を印加するブレーク工程は、ローラー(roller)やプッシャー(pusher)などを使用して、基板に物理力を加える接触式方法と、レーザーまたはスチーム(steam)などを使用して、基板を加熱した後に冷却させる非接触式方法がある。
韓国公開特許公報第10-2014-0018504(以下、特許文献１という)には、柔軟性安着パッドに載置された状態で移送する基板の下部にローリング部を設けて、基板がローリング部を越えていく間に下部に曲げられてスクライブラインがひろがって分断されるように導く技術が開示されている。
参考までに、前記基板の曲げ過程時に、基板の表面、すなわち、スクライブラインが形成されている上面には、引張応力が発生するのに反し、底面には、圧縮応力が発生する。
基板の表面で発生する引張応力は、クラックを発生させ、これを基板の厚み方向に進行させようと作用するが、圧縮応力は、クラックの進行を妨げる作用をする。前記圧縮応力が大きくなるほどクラックの伝播が不良になり、より強い曲げ力を加えたり、曲げ角度を増加させなければならない。
問題は、曲げ角度が増加するほど、基板に印加されるストレス量が大きくなることにある。例えば、基板に印加されるストレス量が大きくなる場合、分断時に多量のチッピング(chipping)が発生するだけではなく、分断後の基板の断面に不規則な突出部が形成され、基板の断面自体も斜めに形成される。
これは、基板に印加される圧縮応力が小さい場合、それに比例して曲げ角度を減らすことができるとの意味である。すなわち、より小さい力で基板を分断する場合、基板に印加されるストレス量が減り、チッピングが発生せず、一様な形態の基板の断面を得ることができる。
ところで、前記公開公報の装置を含む従来の殆どの基板ブレーク関連技術は、分断装置自体の構成のみを開示しているだけで、基板の曲げ角度を減らすための内容は開示していない。
韓国公開特許公報第２０１４−００１８５０４号
本発明は、前記問題点を解消するために創出したものであって、スクライブラインの端部にスタートクラック(start crack)を予め形成して、曲げ時に前記スタートクラックからクラックが開始されるように導くことにより、より小さい力で基板を分断することができるプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法を提供することに目的がある。
なお、本発明は、曲げ過程時の基板に加えられるストレスを最小化して、基板の損傷が殆どなく、チッピングが発生しないので、良好な分断面を得ることができるプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法を提供することに目的がある。
さらに、本発明は、スタートクラックの作用により、より小さな曲げ力でブレークが行われるようにして、スクライブラインの深さを下げることができ、スクライブラインの加工に所要されるエネルギーの消耗量を減少させるだけでなく、スクライブラインの形成にともなうチッピングの発生を生じさせないプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法を提供することに目的がある。
前記目的を達成するための本発明のプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法は、分断するガラス基板をスクライブ装置に投入するガラス基板投入段階と；前記投入段階を通じて、前記スクライブ装置内にセットされた前記ガラス基板の表面にスクライブラインを形成するが、前記ガラス基板の一側のエッジラインから出発して、他側のエッジラインに到達する形態の直線状のスクライブラインを形成するスクライブ段階と;前記スクライブ段階の完了後に前記ガラス基板のエッジ部にクラックを形成するが、前記スクライブラインの内部領域に形成するスタートクラック形成段階と；前記スクライブライン及び前記スタートクラックが形成されている前記ガラス基板を、前記スクライブラインを曲げて分断するブレーク段階を含むことを特徴とする。
また、前記スタートクラックは、前記ガラス基板のエッジ部から内側に浸透するが、前記ガラス基板の厚みの20倍以下の長さだけ浸透するように形成されたことを特徴とする。
併せて、前記スタートクラックは、前記ガラス基板の厚み方向に貫通した形態をとることを特徴とする。
また、前記ブレーク段階は、前記ガラス基板を、多数の吸着孔を有し、互いに分離された吸着テーブルの上面に吸着固定させた状態で、一側の吸着テーブルを傾斜するように変位させることにより、前記スタートクラックからクラックが広がっていき、分断が行われるようにする段階であることを特徴とする。
また、前記ブレーク段階時に、前記吸着テーブルの吸着孔のうち、一部吸着孔だけを作動させるが、前記スタートクラックが位置したエッジ部と反対側のエッジ部だけを吸着固定することを特徴とする。
前記のように構成される本発明のプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法は、スクライブラインの端部にスタートクラック(start crack)を予め形成して、曲げ時に前記スタートクラックからクラックが開始されるように導くことにより、より小さい力で基板を分断することができる。
また、本発明に係る分断方法は、曲げ過程時に基板に加えられるストレスを最小化して、基板の損傷が殆どなく、チッピングが発生しないので、良好な分断面を得ることができるようにする。
併せて、本発明に係る分断方法は、スタートクラックの作用により、より小さな曲げ力でブレークが行われるようにして、スクライブラインの深さを下げることができ、スクライブラインの加工に所要されるエネルギーの消耗量を減少させるだけでなく、スクライブラインの形成にともなうチッピングの発生を生じさせない。
図１は、本発明の一実施例に係るプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法を説明するための順序図である。 図２は、ガラス基板の一側のエッジラインにスタートクラック部が形成された様子を示した切除斜視図である。 図３は、図2に示したスタートクラック部の作用を説明するための側断面図である。 図４は、本発明の一実施例に係るガラス基板分断方法において、ブレーク段階の特徴を説明するための図である。 図５は、スタートクラック部を適用した場合と適用しなかった場合とを比較した分断部の様子を示した写真である。
以下、本発明に係る一実施例を添付の図面を参照して、より詳細に説明することにする。
基本的に、本実施例に係るガラス基板分断方法は、ガラス基板の表面にスクライブラインを形成し、このスクライブラインの一部にクラックを意図的に形成する過程を含む。前記クラックは、クラックが開始される開始点、いわゆるスタートクラックであって、ガラス基板のブレーク時に瞬時に広がっていき、より小さい力でブレークが行われるようにする。
図1は、本発明の一実施例に係るプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法を説明するための順序図である。
図1に示されたように、本実施例に係るガラス基板分断方法は、ガラス基板の投入段階(100)と、スクライブ段階(102)と、スタートクラック形成段階(104)と、ブレーク段階(106)を含んで構成される。
まず、ガラス基板投入段階(100)は、分断加工するガラス基板を、用意された別途のスクライブ装置(未図示)に投入してセットする過程である。スクライブ装置のサイズやタイプ又は駆動方式は、必要に応じて多様に変更することができる。例えばレーザーを用いるレーザータイプスクライブ装置や、切断ホイールを有するホイールタイプスクライブ装置を使用することができる。
ガラス基板投入段階(100)を通じて、ガラス基板のアライメントと固定が完了されると、スクライブ段階(102)を行う。スクライブ作業は、レーザービームや切断ホイールを用いて行われることができる。
特にスクライブ段階(102)では、ガラス基板(11)の表面にスクライブライン(13)を形成するが、このスクライブライン(13)は、ガラス基板(11)の一側のエッジライン(図3の11a)から出発して、他側のエッジライン(11b)に到達する形態になるようにする。スクライブライン(13)の深さは、場合に応じて異なり、例えば40μｍ程度になるようにできる。
スクライブ段階(102)の完了後に行われるスタートクラック形成段階(104)は、ガラス基板(11)のエッジラインに人為的クラックを形成する過程である。例えば図3に示すように、一側のエッジライン(11a)や他側のエッジライン(11b)にクラックを形成する。
特に、前記クラックはスクライブライン(13)の内部領域に含まれる。ガラス基板(11)のエッジライン(11a)とスクライブライン(13)が会う部位にクラックを形成する。
前記クラックはスタートクラック部(15)を構成し、ガラス基板(11)に曲げ力を加える時にクラック出発点の役割をする。すなわち、スクライブライン(13)を中心にガラス基板(11)を折ってブレークを試みる時にクラックが前記スタートクラック部(15)からスクライブライン(13)に沿って瞬時に広がっていくものである。
図2は、ガラス基板(11)の一側のエッジライン(11a)にスタートクラック部(15)が形成された様子を示した切除斜視図であり、図3は、図2に示したスタートクラック部(15)の作用を説明するための側断面図である。
図2及び図3に示されたように、ガラス基板(11)の上面にスクライブライン(13)が形成され、前記スクライブライン(13)の一端部にスタートクラック部(15)が位置する。
スタートクラック部(15)は、ガラス基板(11)の一端部からAだけくい込んだ形態をとる。Aの長さは、ガラス基板(11)の厚みの2倍乃至20倍程度であり得る。
スタートクラック形成段階(104)が完了されると、ガラス基板(11)をブレーク装置に移動させた後にブレーク段階(106)を行う。ブレーク段階(106)は、スクライブライン(13)及びスタートクラック部(15)が形成されているガラス基板(11)のスクライブライン(13)を曲げて分断する過程である。
本実施例では、ブレーク装置として、図4に示されたように、吸着テーブル(17a、17b)を使用する。
図4は、ブレーク段階(106)を説明するための図である。
図4を参照すると、互いに隣接する一対の吸着テーブル(17a、17b)の上面にブレークするガラス基板(11)が位置する。当然、ガラス基板(11)には、スクライブライン(13)とスタートクラック部(15)が形成されている。併せて、スクライブライン(13)は、2つの吸着テーブル(17a、17b)の間に合わせられている。
特に、吸着テーブル(17a、17b)の上面には、真空圧を形成する多数の吸着口(19)が設けられているが、多数の吸着口(19)の一部だけが作動する。吸着口が作動するとの意味は、真空圧を出力するとの意味である。
真空圧を出力する作動吸着口(19b)は、点で表示し、真空圧を出力しない非作動吸着口(19a)は丸で示した。
図面を参照すると、各吸着テーブル(17a、17b)のサイド部に位置する吸着口の一部だけが作動している。吸着テーブル(17a、17b)の中央部を含む殆どの吸着口(19)は、作動しない。
このように、一部の吸着口だけを作動させる理由は、ガラス基板(11)のブレークのための過度な吸着力が必要でないからでもあり、特に、スタートクラック部(15)から分断が開始されるようにして、ガラス基板(11)のブレークが行われるようにするためである。
結局、吸着テーブル(17a、17b)の上面にガラス基板(11)を吸着させた状態で、一側の吸着テーブル(17b)を変位させて傾斜するようにすることで、ガラス基板(11)のブレーク段階(106)が完了する。
図5は、スタートクラック部(15)を適用した場合と適用しなかった場合とを比較した分断部の様子を示した拡大写真である。
図面の上側に配置された写真は、スタートクラック部(15)を形成した状態でブレークした後の分断面を示している。写真に示されているように、分断面が全体として滑らかでかつ突出部や離脱した部分がない。
これに比べて、下側の写真の場合、分断面の一部に突出部(丸で表示した部分)が残っていることを示している。前記突出部により、分断面の表面を仕上げ処理するための追加の後加工が要求される。
以上、本発明を具体的な実施例を通じて詳細に説明したが、本発明は、前記実施例に限らず、本発明の技術的思想の範囲内で通常の知識を有する者により様々な変形が可能である。
１１ ガラス基板
１１ａ エッジライン
１１ｂ エッジライン
１３ スクライブライン
１５ スタートクラック部
１７ａ 吸着テーブル
１７ｂ 吸着テーブル
１９ 吸着口
１９ａ 非作動吸着口
１９ｂ 作動吸着口

Claims (5)

  1. 分断(dividing)するガラス基板をスクライブ装置へ投入するガラス基板の投入段階と、
    前記投入段階を通じて、前記スクライブ装置内にセットされた前記ガラス基板の表面にスクライブラインを形成するが、前記ガラス基板の一側のエッジラインから出発して、他側のエッジラインに到達する形態の直線型スクライブラインを形成するスクライブ段階と;
    前記スクライブ段階の完了後に、前記ガラス基板のエッジ部にクラックを形成するが、前記スクライブラインの内部領域に形成するスタートクラック形成段階と、
    前記スクライブライン及び前記スタートクラックが形成されている前記ガラス基板を、前記スクライブラインを曲げて分断するブレーク段階を含むことを特徴とするプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法。
  2. 前記スタートクラックは、前記ガラス基板のエッジ部から内側に浸透するが、前記ガラス基板の厚みの20倍以下の長さだけ浸透するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載のプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法。
  3. 前記スタートクラックは、前記ガラス基板の厚み方向に貫通した形態をとることを特徴とする請求項２に記載のプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法。
  4. 前記ブレーク段階は、
    前記ガラス基板を、多数の吸着孔を有し、互いに分離された吸着テーブルの上面に吸着固定させた状態で、一側の吸着テーブルを傾斜するように変位させることにより、前記スタートクラックからクラックが広がっていき、分断が行われるようにする段階であることを特徴とする請求項１に記載のプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法。
  5. 前記ブレーク段階時に前記吸着テーブルの吸着孔のうち、一部吸着孔だけを作動させるが、前記スタートクラックが位置したエッジ部と反対側のエッジ部だけを吸着固定することを特徴とする請求項４に記載のプレクラッキング過程を含むガラス基板分断方法。
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