JP2019043010A - 端材分離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】輪郭用スクライブラインによって脆性材料基板から機能領域を含む製品基板を分断する際に補助スクライブラインを最小の本数とすること。【解決手段】脆性材料基板３０の表面に閉曲線の輪郭用スクライブライン３１と外周部より輪郭用スクライブライン３１に近接する２本の補助スクライブライン３２，３３を形成する。分断する際にまず補助スクライブライン３２，３３を折り曲げて亀裂を進展させ、輪郭用スクライブライン３１に沿って亀裂を進展させて端材片３０Ｂ１を分離し、次いで外周に残った端材片３０Ｂ２をブレイクすることで、脆性材料基板３０より製品基板３０Ａを損傷なく取り出すことができる。【選択図】図１２

Description

本発明は閉曲線で囲まれた領域を分断し端材を分離して脆性材料基板の製品部分を取り出す端材分離方法に関するものである。

脆性材料基板をスクライブする場合には主として直線に沿って行われ、このスクライブラインに沿って曲げモーメントを与えることによってブレイクするようにしていた。しかし切断すべき形状が円形や楕円形状等の場合には、切断すべき形状に沿って閉曲面を形成する必要があり、その場合にスクライブラインに沿ってブレイクすることが難しいという問題点があった。

特許文献１には、基板から製品基板を切り出すため円形の閉曲線で形成される輪郭用スクライブラインを形成し、更にそのスクライブラインの周囲からスクライブラインに接触することなく接線方向に向けた補助スクライブラインを形成することが示されている。

又特許文献２にも輪郭用スクライブラインと外周の補助スクライブラインとを直交させることなく斜め方向に補助スクライブラインを形成することにより、輪郭用スクライブラインの内側にまで亀裂が達するのを防止するスクライブ方法が示されている。

特許第５１７１５２２号 特開２０１４−２１７９８２号公報

このように補助スクライブラインを脆性材料基板に形成する場合に、補助スクライブラインの数が多ければ製品の取り出しが容易になるが、加工に時間がかかり、切断すべき輪郭用スクライブラインの内側にも亀裂が達してしまうなど、補助スクライブラインやその延長線と輪郭用スクライブラインが接続する部分では、製品の損傷や品質の低下が生じることがあった。

又特許文献２に示されるように補助スクライブラインを輪郭用スクライブラインに対して傾けるように形成すると、基板に形成する輪郭用スクライブラインの配置によっては、輪郭用スクライブラインに沿ってブレイクすることが難しい場合があった。

本発明はこのような従来の欠点を解消するものであり、補助スクライブラインの本数を最小限として補助スクライブラインを用いて分断時に損傷なく周囲の端材を除去し、製品基板を分離できるようにすることを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の端材分離方法は、脆性材料基板に形成された閉曲線からなり内側に製品基板を含む輪郭用スクライブラインと、前記輪郭用スクライブラインの外側より前記輪郭用スクライブラインに近接する位置まで脆性材料基板に形成された補助スクライブラインと、を有する脆性材料基板から前記製品基板を除いた端材を分離する端材分離方法であって、前記補助スクライブラインを折り曲げて前記補助スクライブラインに亀裂を進展させ、前記端材を前記製品基板から離れる方向へ開き、前記補助スクライブラインから前記輪郭用スクライブラインに沿って亀裂を進展させることにより端材を分離するものである。ここで、前記輪郭用スクライブラインは少なくとも１つの曲線部分を含む形状であればよい。

ここで前記補助スクライブラインは、夫々前記脆性材料基板の外周部より形成された２本の補助スクライブラインであり、前記補助スクライブラインを折り曲げて前記輪郭用スクライブラインの一部と前記２本の補助スクライブラインに囲まれた端材片を分離させるステップを更に有するようにしてもよい。

ここで前記輪郭用スクライブラインの内側の前記製品基板を吸着固定するステップを更に有するようにしてもよい。

このような特徴を有する本発明によれば、脆性材料基板に閉曲線の輪郭用スクライブラインを形成し、その周囲に最小限の補助スクライブラインを形成している。そして補助スクライブラインから分断を開始して閉曲線に囲まれた製品基板を切り出す際に、製品基板に割れ等が生じることなく、所望の形状に分断することができるという効果が得られる。

図１は本発明の第１の実施の形態による端材分離方法に用いられる脆性材料基板に形成されたスクライブラインを示す平面図である。 図２はスクライブラインが形成された脆性材料基板とテーブルを示す平面図である。 図３はスクライブラインが形成された脆性材料基板とテーブルを示す斜視図である。 図４は本実施の形態による端材分離方法の第１ステップを示す斜視図である。 図５は本実施の形態による端材分離方法の第２ステップを示す斜視図である。 図６は本実施の形態による端材分離方法の第３ステップを示す斜視図である。 図７は本実施の形態による端材分離方法の第４ステップを示す斜視図である。 図８は本発明の第２の実施の形態による端材分離方法に用いられる脆性材料基板に形成されたスクライブラインを示す平面図である。 図９はスクライブラインが形成された脆性材料基板とテーブルを示す平面図である。 図１０はスクライブラインが形成された脆性材料基板とテーブルを示す斜視図である。 図１１は本実施の形態による端材分離方法の第１ステップを示す側面図である。 図１２は本実施の形態による端材分離方法の第２ステップを示す斜視図である。 図１３は本実施の形態による端材分離方法の第３ステップを示す斜視図である。 図１４は本実施の形態の変形例による脆性材料基板とテーブルを示す斜視図である。 図１５は本実施の形態の他の変形例による脆性材料基板とテーブルを示す斜視図である。 図１６は本実施の形態の他の変形例による脆性材料基板とテーブルを示す斜視図である。 図１７は他の変形例による端材分離方法の分離過程を示す斜視図である。

本発明の端材分離方法の第１の実施の形態について説明する。本実施の形態では図１に示すように脆性材料基板１０を１枚の単板の基板とする。図１に示すようにまず脆性材料基板１０の中央部分に、四隅を円弧状の曲線とし、それらの間に直線部分を有した機能領域を含むほぼ長方形の製品基板１０Ａを切り出すため、輪郭用の閉曲線となるスクライブライン１１を形成する。

次いで脆性材料基板１０を輪郭用スクライブライン１１の内側の製品基板１０Ａと外側の端材１０Ｂとに分断するために、製品基板１０Ａの外側に１本の補助スクライブライン１２を形成する。補助スクライブライン１２は輪郭用スクライブライン１１に接することなく、しかも近接する輪郭用スクライブライン１１に対して垂直に脆性材料基板１０の外周部近傍からスクライブライン１１の１つの辺に近接する位置まで形成されている。この実施の形態では補助スクライブライン１２は外周部とは接しない内切りとしているが、外周部と接する外切りであってもよい。また、輪郭用スクライブライン１１と補助スクライブラインは、脆性材料基板１０の上面に形成されていてもよく、後述するテーブル２０に接する下面に形成されていてもよい。

次にこの脆性材料基板１０から端材を分離して製品基板を取り出す端材分離方法について図２〜図７を用いて説明する。まず図２に示すように脆性材料基板１０をテーブル２０上に保持する。ここで輪郭用スクライブライン１１に囲まれた製品基板１０Ａのみを吸着等によってテーブル２０に固定する。又補助スクライブライン１２が形成された外周部分はテーブル２０の外側となるように配置する。

次いで図３に示すように補助スクライブライン１２が形成された部分を矢印Ａに示すようにわずかに持ち上げる。そうすればテーブル２０に吸着されていない部分が上向きに湾曲し、補助スクライブライン１２に近い輪郭用スクライブライン１１の一部分がブレイクされる。図４ではブレイクされた部分１３を太い線で示している。

更に図５に示すように補助スクライブライン１２の左右の２箇所の部分を持ち上げ、矢印Ｂ，Ｃに示すように左右を互いに逆方向、ここでは谷折りの方向に力を加える。こうすれば脆性材料基板１０の外周部は補助スクライブライン１２に沿って分離されることとなる。ここで補助スクライブライン１２に沿って分断するとき亀裂は輪郭用のスクライブライン１１に到達するが、そのとき輪郭用スクライブライン１１の補助スクライブライン１２近傍は既にブレイクされたブレイク部分１３であるため、製品の内側まで破断されてしまうことはない。

更に図６に示すように補助スクライブライン１２の左右の２箇所の部分を更に徐々に上方に持ち上げるとともに製品基板１０Ａから離れる方向へ押し開き、ブレイク部分１３を起点として輪郭用スクライブライン１１に沿って左右より四隅の曲線部分を超えて亀裂を進展させていく。そして輪郭用スクライブライン１１の両側より進展した亀裂がつながれば、図７に示すように周囲の端材１０Ｂを分離することができ、製品基板１０Ａを容易に取り出すことができる。

このようにしてスクライブしておけば、補助スクライブラインを１本のみとしておいても輪郭用スクライブラインの曲線部分に沿って分断を進めることができ、損傷なく機能領域を分断することができる。

次に本発明の端材分離方法の第２の実施の形態について説明する。この実施の形態では脆性材料基板３０は長方形の２枚の基板を図示しないシール部によって貼り合せた貼り合わせ基板とする。そして図８に示すようにまず脆性材料基板３０の中央部分に、２箇所の湾曲部分３１ａ，３１ｂを有するほぼ長方形の製品基板３０Ａを切り出すため、輪郭用の閉曲線となるスクライブライン３１を形成する。次いで脆性材料基板３０より製品基板３０Ａと端材３０Ｂとに分断するために、周囲に２本の補助スクライブライン３２，３３を形成する。補助スクライブライン３２，３３は輪郭用スクライブライン３１の湾曲部でない頂点３１ｃ，３１ｄに近接し、しかも輪郭用スクライブライン３１の２本の直線部分の延長線上に位置するように、脆性材料基板３０の外周の端材となる部分に形成する。ここでは補助スクライブライン３２，３３は脆性材料基板３０の短辺に平行となるように形成している。補助スクライブライン３２，３３は輪郭用スクライブライン３１に連続していてもよく、連続していなくてもよい。又脆性材料基板３０の外周部と接する外切りであってもよく、接しない内切りであってもよい。輪郭用スクライブライン３１，補助スクライブライン３２，３３は脆性材料基板３０の両面から形成する。

次にこの脆性材料基板３０から端材を分離して製品基板を取り出す端材分離方法について図９〜図１３を用いて説明する。まず図９に示すように製品部分をテーブル４０上に保持する。ここでテーブル４０は吸着部分を自由に選択できるものとし、閉曲線のスクライブライン３１に囲まれた製品部分のみを吸着等によってテーブル４０に固定する。そして補助スクライブライン３２，３３が形成された端材部分はテーブル４０の外側となるように配置する。

次いで図１０に黒点Ａ，Ｂで示す部分を保持し、図１０，図１１に矢印で示すように上向きに折り曲げて補助スクライブライン３２，３３をブレイクする。

更に図１２に示すように保持した部分を左右に少し開いて徐々に上方に押し上げながら製品基板３０Ａから離れるように端材３０Ｂを押し広げ、輪郭用スクライブライン３１に沿って亀裂を進展させていく。そして輪郭用スクライブライン３１の２箇所の湾曲部分３１ａ，３１ｂを越えて両側より進展した亀裂がつながれば、図１３に示すように端材３０Ｂのうちコ字状となった端材片３０Ｂ１を分離することができる。

更に図１３に示すように端材３０Ｂのうち補助スクライブライン３２，３３の間に残った端材片３０Ｂ２を下向きに折り曲げて分離する。こうすれば脆性材料基板３０の外周部の全ての端材３０Ｂは除去され、輪郭用スクライブライン３１に沿って製品基板３０Ａが分離されることとなる。

このようにしてスクライブしておけば、補助スクライブラインを２本のみとしておいても輪郭に沿って分断を進めることができ、損傷なく機能領域を分断することができる。

又前述した各実施の形態ではテーブル２０及び４０は脆性材料基板１０及び３０より大きな長方形状のものを用いているが、いずれも分断する脆性材料基板に製品部分の形状に合わせた形状のテーブルを用いて製品部分のみを吸着固定するようにしてもよい。図１４は第２の実施の形態の変形例であり、脆性材料基板３０を輪郭用スクライブライン３１の内側の製品基板３０Ａとほぼ同一の形状で、製品基板３０Ａよりも小さなテーブル４１に配置する直前の状態を示す図である。この変形例では輪郭用スクライブライン３１がテーブル４１の外側に配置されるよう脆性材料基板３０を配置する。分離の手順については前述した実施の形態と同様である。なお、前述した実施の形態においては外周端材３０Ｂを除去する際にテーブル４０に接触しないよう上向きに押し広げていたが、本実施の形態においては外周端材３０Ｂを下向きに押し広げて亀裂を伸展させてもよい。外周端材３０Ｂに加えられる力の方向は、脆性材料基板３０の厚さや、輪郭用スクライブライン３１が脆性材料基板３０のどちらの面に形成されたかにより、適宜決定することができる。

又第２の実施の形態において、補助スクライブライン３２，３３は図８に示すように基板の短辺に平行なものとしているが、図１５に示すように基板の長辺に平行な補助スクライブライン３４，３５を形成するようにしてもよい。この場合、輪郭用スクライブライン３１の１つの直線部分と補助スクライブライン３４，３５が一直線状となる。この変形例でも、分断時には製品基板３０Ａとほぼ同一形状で製品基板３０Ａより小さいテーブル４１を用いる。そして端材３０Ｂの両側を下向きに押し下げて輪郭用スクライブライン３１の一部と２本の補助スクライブライン３４，３５に囲まれた端材３０Ｂの一部である端材片３０Ｂ４を分離する。次いで端材３０Ｂの残りの端材片３０Ｂ３の両端を徐々に上向きに押し上げつつ左右に押し広げ、輪郭用スクライブライン３１に沿って亀裂を進展させる。そして輪郭用スクライブライン３１の両側より進展した亀裂がつながれば、端材片３０Ｂ３を分離し、製品基板３０Ａを取り出すことができる。

上記の実施の形態においては、直線部分を含み少なくとも２つの角が曲線とされた輪郭用スクライブラインの脆性材料基板を例に説明したが、円や楕円など直線部分を有さない閉曲線の輪郭用スクライブ方法に対しても同様に分離することができる。この場合、補助スクライブラインは曲線の法線方向に沿って形成することが好ましい。

さらに、図１６に示すように、脆性材料基板５０及び輪郭用スクライブライン５１の一部に製品基板側に窪んだ曲線からなる凹部が形成されていてもよい。この変形例では、脆性材料基板５０は単板の基板とする。脆性材料基板５０には輪郭用スクライブライン５１が形成され、その内側が製品基板５０Ａ、外側が枠状の端材５０Ｂとなっている。輪郭用スクライブライン５１は凹部５１ａを有し、その凹部５１ａに対応して脆性材料基板５０にも凹部５０ａが形成されている。言いかえれば、輪郭用スクライブラインの凹部５１ａの外側に所定の幅の端材片が形成されており、凹部５１ａの外側の端材片の幅は、例えば２〜５ｍｍとされている。

この場合、補助スクライブラインは凹部５１ａを避けて形成することが好ましく、凹部５１ａを挟むように２箇所に補助スクライブライン５２，５３を設けてもよい。分断時には輪郭用スクライブライン５１の凹部５１ａがテーブルの外側となるように、凹部５１ａを除く部分と同一形状の、製品基板５０Ａよりやや小さい長方形のテーブル６０を用いる。

さてブレイク時には第１の実施の形態と同様に、補助スクライブライン５２，５３に夫々近接する輪郭用スクライブライン５１の一部分をブレイクし、ブレイク部分５４，５５を形成する。続いて第２の実施の形態と同様に、補助スクライブライン５２を挟んで端材片５０Ｂ１となる部分の黒丸Ａと端材片５０Ｂ２となる部分の白丸Ｂの示す部分に互いに逆方向に力を加えて補助スクライブライン５２をブレイクする。補助スクライブライン５３についても同様に、端材片５０Ｂ１となる部分の黒丸Ｃと端材片５０Ｂ２となる部分の白丸Ｄの位置に互いに逆方向に力を加えて補助スクライブライン５３をブレイクする。次に、２本の補助スクライブライン５２，５３の外側へ離れるように端材５０Ｂを押し広げ、輪郭用スクライブライン５１に沿って亀裂を進展させていく。そして輪郭用スクライブライン５１の両側より進展した亀裂がつながれば、図１７に示すように端材５０Ｂのうちコ字状となった端材片５０Ｂ１を分離することができる。更に端材５０Ｂのうち、補助スクライブライン５２，５３の間に残った、凹部５１ａの外側の端材片５０Ｂ２を製品基板５０Ａから離れる方向、すなわち凹部の内側に引っ張るように力を加えて分離する。こうすれば脆性材料基板５０の外周部の全ての端材５０Ｂは除去され、凹部を含む輪郭用スクライブライン５１に沿って製品基板５０Ａが分離されることとなる。

尚この変形例では２本の補助スクライブラインを形成しているが、凹部の大きさ、形状によっては補助スクライブライン５２，５３のどちらか一方のみを形成するようにしても良い。

本発明は閉曲線を輪郭とするスクライブラインを形成し、外周部の端材を除去する場合において損傷なく機能領域を分断することができ、基板の分断に広く利用することができる。

１０，３０，５０ 脆性材料基板
１０Ａ，３０Ａ，５０Ａ 製品基板
１０Ｂ，３０Ｂ，５０Ｂ 端材
１１，３１，５１ 輪郭用スクライブライン
１２，３２，３３，３４，３５，５２，５３ 補助スクライブライン
１３，５４，５５ ブレイク部分
２０，４０，４１，６０ テーブル
３０Ｂ１，３０Ｂ２，３０Ｂ３，３０Ｂ４，５０Ｂ１，５０Ｂ２ 端材片

Claims (4)

1. 脆性材料基板に形成された閉曲線からなり内側に製品基板を含む輪郭用スクライブラインと、
   前記輪郭用スクライブラインの外側より前記輪郭用スクライブラインに近接する位置まで脆性材料基板に形成された補助スクライブラインと、を有する脆性材料基板から製品基板を除いた端材を分離する端材分離方法であって、
   前記補助スクライブラインにおいて前記脆性材料基板を折り曲げて前記補助スクライブラインに沿って亀裂を進展させ、
   前記端材を前記製品基板から離れる方向に開き、前記補助スクライブラインから前記輪郭用スクライブラインに沿って亀裂を進展させることにより前記端材を分離する端材分離方法。
2. 前記補助スクライブラインは、夫々前記脆性材料基板の外周部より形成された２本の補助スクライブラインであり、
   前記補助スクライブラインを折り曲げて前記輪郭用スクライブラインの一部と前記２本の補助スクライブラインに囲まれた端材片を分離させるステップを更に有する請求項１記載の端材分離方法。
3. 前記輪郭用スクライブラインの内側の前記製品基板を吸着固定するステップを更に有する請求項１又は２記載の端材分離方法。
4. 前記製品基板を吸着固定するステップでは、前記製品基板の形状に対応した形状を有するテーブルによって前記製品を吸着固定する請求項３記載の端材分離方法。

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