JP2020164358A - Partial punching method and partial punching device for laminated substrate - Google Patents

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宇航 宮崎
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郁祥 中谷
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Shuichi Inoue
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Abstract

To improve processing precision of an end face of a product after processing in punching away a contour inside part with a laser along a predetermined contour.SOLUTION: A partial punching method for a laminated substrate W comprises the following steps. In a forming step, a first substrate W1 is irradiated with laser light along a contour of a first punched part 31 to form a first scribe line S1 consisting of a processing mark formed over the entire thickness-directional region. In a forming step, a second substrate W2 is irradiated with laser light along a contour of a second punched part 32 to form a second scribe line S2 consisting of a processing mark formed outside surrounding the first scribe line S1 over the entire thickness-directional region. In a punching step, a punching member 47 is pressed against the first punched part 31 of the first substrate from above with the first substrate W1 above to form the first punched part 31 of the first substrate W1 and the second punched part 32 of the second substrate W2.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、貼り合わせ基板の部分抜き加工方法及び部分抜き加工装置に関する。 The present invention relates to a method for partially punching a bonded substrate and a partial punching apparatus.

ガラス基板をスクライブ加工する方法として、レーザ加工が知られている。レーザ加工では、例えば、赤外線ピコ秒レーザが用いられている。この場合、レーザパルスによる内部加工を平面方向に断続的に行って複数のレーザフィラメントを形成することで、スクライブラインを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特許文献１に示す技術では、収束レーザビームは、基板内で自己収束を引き起こし、結果としてフィラメントを作り出すように選択されたエネルギー及びパルス持続時間を有するパルスで構成される。そして、複数のフィラメントによって、スクライブラインが形成される。 Laser processing is known as a method for scribe processing a glass substrate. In the laser processing, for example, an infrared picosecond laser is used. In this case, a method of forming a scribe line by forming a plurality of laser filaments by intermittently performing internal processing by a laser pulse in the plane direction is known (see, for example, Patent Document 1).
In the technique described in Patent Document 1, the convergent laser beam is composed of pulses having energy and pulse duration selected to cause self-convergence within the substrate and result in filaments. Then, a scribe line is formed by the plurality of filaments.

特表２０１３−５３６０８１号公報Special Table 2013-536881

対象が貼り合わせ基板の場合は、２枚の基板のスクライブラインを同時に分断することが望まれる。貼り合わせ基板とは、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成された基板と、カラーフィルタ（ＣＦ）が形成された基板とをシール材を介して貼り合わされたマザー基板である。このマザー基板が分断されることにより個々の液晶パネルが取得される。
貼り合わせ基板において所定の輪郭に沿って輪郭内側部分を抜き落として除去することが行われている。しかし、スクライブラインに沿ったガラス基板の分離に大きな力が必要になるので、欠け、チッピング、割れなどが発生しやすく、そのため歩留まりが低下する。 When the target is a bonded substrate, it is desirable to divide the scribe lines of the two substrates at the same time. The bonded substrate is, for example, a mother substrate in which a substrate on which a thin film transistor (TFT) is formed and a substrate on which a color filter (CF) is formed are bonded via a sealing material. Individual liquid crystal panels are acquired by dividing the mother substrate.
In the bonded substrate, the inner portion of the contour is cut off and removed along a predetermined contour. However, since a large force is required to separate the glass substrate along the scribe line, chipping, chipping, cracking, etc. are likely to occur, and thus the yield is lowered.

本発明の目的は、貼り合わせ基板の部分抜き加工方法及び部分抜き加工装置において、レーザによって所定の輪郭に沿って輪郭内側部分を抜き落として除去する際に、加工後の製品の端面の加工精度を向上させることにある。 An object of the present invention is the processing accuracy of the end face of a product after processing when a laser is used to remove an inner portion of the contour along a predetermined contour in a partial punching method and a partial punching apparatus for a bonded substrate. Is to improve.

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。 Hereinafter, a plurality of aspects will be described as means for solving the problem. These aspects can be arbitrarily combined as needed.

本発明の一見地に係る第１基板と第２基板を貼り合わせてなる貼り合わせ基板の部分抜き加工方法は、下記のステップを備えている。
◎第１基板の第１打ち抜かれ部分の輪郭に沿ってレーザ光を照射することで、厚み方向全域に形成された加工痕からなる第１スクライブラインを形成する形成ステップ。
◎第２基板の第２打ち抜かれ部分の輪郭に沿ってレーザ光を照射することで、第１スクライブラインを囲むように外側に形成された厚み方向全域に形成された加工痕からなる第２スクライブラインを形成する形成ステップ。
◎第１基板を上側においた状態で、打ち抜き部材を第１基板の第１打ち抜かれ部分に上から押し付けることで、第１基板の第１打ち抜かれ部分及び第２基板の第２打ち抜かれ部分を打ち抜くステップ。
この方法では、第１打ち抜かれ部分及び第２打ち抜かれ部分が落ちた後の貼り合わせ基板の穴の精度が高くなる。なぜなら、第２スクライブラインが第１スクライブラインを囲むように形成されているので、打ち抜き時に第１基板の第１打ち抜かれ部分が第２基板の穴の縁に引っ掛からないからである。 The method for partially punching a bonded substrate, which is formed by bonding the first substrate and the second substrate according to the first aspect of the present invention, includes the following steps.
◎ A forming step of forming a first scribe line consisting of processing marks formed in the entire thickness direction by irradiating a laser beam along the contour of the first punched portion of the first substrate.
◎ By irradiating the laser beam along the contour of the second punched portion of the second substrate, the second scribe consisting of the processing marks formed on the outer side so as to surround the first scribe line in the entire thickness direction. A forming step that forms a line.
◎ By pressing the punched member against the first punched portion of the first substrate from above with the first substrate placed on the upper side, the first punched portion of the first substrate and the second punched portion of the second substrate can be pressed. Punching steps.
In this method, the accuracy of the holes in the bonded substrate after the first punched portion and the second punched portion have fallen is improved. This is because the second scribe line is formed so as to surround the first scribe line, so that the first punched portion of the first substrate does not get caught in the edge of the hole of the second substrate at the time of punching.

第１スクライブラインと第２スクライブラインの半径差は、１０〜３０μｍの範囲であってもよい。 The radius difference between the first scribe line and the second scribe line may be in the range of 10 to 30 μm.

打ち抜き部材は、振動しながら、第１基板の第１打ち抜かれ部分に押し付けられてもよい。 The punched member may be pressed against the first punched portion of the first substrate while vibrating.

本発明の他の見地に係る貼り合わせ基板の部分抜き加工装置は、第１スクライブラインによって囲まれた第１打ち抜かれ部分を有する第１基板と、前記第２スクライブラインによって囲まれた第２打ち抜かれ部分を有する第２基板とを有する貼り合わせ基板の第１打ち抜かれ部分と第２打ち抜かれ部分を打ち抜くための部分抜き加工装置である。部分抜き加工装置は、載置部と、打ち抜き部材とを備えている。
載置部には、第２スクライブラインが前記第１スクライブラインを囲むように形成された貼り合わせ基板が、第１基板を上側においた状態で置かれる。
打ち抜き部材は、第１基板の第１打ち抜かれ部分に上から押し付けることで、第１基板の第１打ち抜かれ部分及び第２基板の第２打ち抜かれ部分を打ち抜く。
この装置では、第１打ち抜かれ部分及び第２打ち抜かれ部分が落ちた後の貼り合わせ基板の穴の精度が高くなる。なぜなら、第２スクライブラインが第１スクライブラインを囲むように形成されているので、打ち抜き時に第１基板の第１打ち抜かれ部分が第２基板の穴の縁に引っ掛からないからである。 The partially punching apparatus for the bonded substrate according to another aspect of the present invention includes a first substrate having a first punched portion surrounded by a first scribe line and a second punch surrounded by the second scribe line. It is a partial punching processing device for punching a first punched portion and a second punched portion of a bonded substrate having a second substrate having a punched portion. The partial punching apparatus includes a mounting portion and a punching member.
A bonded substrate formed so that the second scribe line surrounds the first scribe line is placed on the mounting portion with the first substrate on the upper side.
The punched member is pressed against the first punched portion of the first substrate from above to punch the first punched portion of the first substrate and the second punched portion of the second substrate.
In this device, the accuracy of the holes in the bonded substrate after the first punched portion and the second punched portion have fallen is improved. This is because the second scribe line is formed so as to surround the first scribe line, so that the first punched portion of the first substrate does not get caught in the edge of the hole of the second substrate at the time of punching.

本発明に係る貼り合わせ基板の部分抜き加工方法及び部分抜き加工装置では、レーザによって所定の輪郭に沿って輪郭内側部分を抜き落として除去する際に、加工後の製品の端面の加工精度が向上する。 In the partial punching method and the partial punching apparatus for the bonded substrate according to the present invention, the machining accuracy of the end face of the product after machining is improved when the inner portion of the contour is cut off along a predetermined contour by a laser. To do.

本発明の第１実施形態のレーザ加工装置の模式図。The schematic diagram of the laser processing apparatus of 1st Embodiment of this invention. 打ち抜き動作を説明するための打ち抜き装置の模式的側面図。Schematic side view of the punching device for explaining the punching operation. 貼り合わせ基板の部分平面図。Partial plan view of the bonded substrate. 打ち抜き動作を説明するための打ち抜き装置の模式的側面図。Schematic side view of the punching device for explaining the punching operation. 打ち抜き動作を説明するための打ち抜き装置の模式的側面図。Schematic side view of the punching device for explaining the punching operation. 打ち抜き実験後の基板の状態示す写真（参考例）。A photograph showing the state of the substrate after the punching experiment (reference example). 打ち抜き実験後の基板の状態示す写真（実施例）。Photograph showing the state of the substrate after the punching experiment (Example). 打ち抜き実験後の基板の状態示す写真（実施例）。A photograph showing the state of the substrate after the punching experiment (Example). 打ち抜き実験後の基板の状態示す写真（実施例）。A photograph showing the state of the substrate after the punching experiment (Example).

１．第１実施形態
本実施形態は、貼り合わせ基板の所定部分を抜き落とすことで、抜き部分がなくなった基板製品を製造する方法を説明する。
（１）レーザ加工装置
図１を用いて、レーザ加工装置１の全体構成を説明する。図１は、本発明の第１実施形態のレーザ加工装置の模式図である。 1. 1. First Embodiment This embodiment describes a method of manufacturing a substrate product in which a predetermined portion of a bonded substrate is removed to eliminate the removed portion.
(1) Laser Processing Device The overall configuration of the laser processing device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view of the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

レーザ加工装置１は、貼り合わせ基板Ｗ（以下、「基板Ｗ」）にスクライブラインを形成する装置である。基板Ｗは、第１基板Ｗ１と、第２基板Ｗ２とを有している。基板Ｗは、例えば、液晶ガラス基板である。
第１基板Ｗ１と第２基板Ｗ２は、シール材（図示せず）よって貼り合わされている。
一例として、第１基板Ｗ１の厚みは０．１５ｍｍであり、第２基板Ｗ２の厚みは０．１５ｍｍである。 The laser processing device 1 is a device that forms a scribe line on a bonded substrate W (hereinafter, “substrate W”). The substrate W has a first substrate W1 and a second substrate W2. The substrate W is, for example, a liquid crystal glass substrate.
The first substrate W1 and the second substrate W2 are bonded together by a sealing material (not shown).
As an example, the thickness of the first substrate W1 is 0.15 mm, and the thickness of the second substrate W2 is 0.15 mm.

レーザ加工装置１は、第１レーザ装置３Ａを有している。
第１レーザ装置３Ａは、第１レーザ発振器１５Ａと、第１レーザ制御部１７Ａとを有している。第１レーザ発振器１５Ａは、例えば、波長３４０〜１１００ｎｍのピコ秒レーザである。第１レーザ制御部１７Ａは、第１レーザ発振器１５Ａの駆動及びレーザパワーを制御できる。
レーザ加工装置１は、第１伝送光学系５Ａを有している。第１伝送光学系５Ａは、第１レーザ装置３Ａから出射されたレーザ光を変調する第１空間光位相変調器２１Ａを有している。第１空間光位相変調器２１Ａは、例えば透過型であり、透過型の空間光位相変調器（ＳＬＭ：Ｓｐａｔｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）であってもよい。また透過型の空間光位相変調器に代えて反射型液晶（ＬＣＯＳ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）の空間光位相変調器などの反射型の空間光位相変調器を使用してもよい第１空間光位相変調器２１Ａは、レーザ光を変調すると共に、下方に照射して第１レーザ光Ｌ１を発射する。第１伝送光学系５Ａは、第１空間光位相変調器２１Ａの下方に、第１集光レンズ２３Ａを有している。 The laser processing device 1 has a first laser device 3A.
The first laser device 3A includes a first laser oscillator 15A and a first laser control unit 17A. The first laser oscillator 15A is, for example, a picosecond laser having a wavelength of 340 to 1100 nm. The first laser control unit 17A can control the drive and laser power of the first laser oscillator 15A.
The laser processing apparatus 1 has a first transmission optical system 5A. The first transmission optical system 5A has a first spatial optical phase modulator 21A that modulates the laser light emitted from the first laser device 3A. The first spatial light phase modulator 21A is, for example, a transmissive type, and may be a transmissive type spatial light phase modulator (SLM: Spatial Light Modulator). Further, a first spatial optical phase may be used instead of the transmissive spatial optical phase modulator, such as a reflective spatial optical phase modulator such as a reflective liquid crystal (LCOS: Liquid Crystal on Silicon) spatial optical phase modulator. The modulator 21A modulates the laser beam and irradiates it downward to emit the first laser beam L1. The first transmission optical system 5A has a first condenser lens 23A below the first spatial optical phase modulator 21A.

レーザ加工装置１は、第２レーザ装置３Ｂを備えている。
第２レーザ装置３Ｂは、第２レーザ発振器１５Ｂと、第２レーザ制御部１７Ｂとを有している。第２レーザ発振器１５Ｂは、例えば、波長３４０〜１１００ｎｍのピコ秒レーザである。第２レーザ制御部１７Ｂは第２レーザ発振器１５Ｂの駆動及びレーザパワーを制御できる。
レーザ加工装置１は、第２伝送光学系５Ｂを有している。第２伝送光学系５Ｂは、第２レーザ装置３Ｂから出射されたレーザ光を変調する第２空間光位相変調器２１Ｂを有している。第２空間光位相変調器２１Ｂは、第１空間光位相変調器２１Ａと同じく、ＳＬＭであってもよい。第２空間光位相変調器２１Ｂは、レーザ光を変調すると共に、上方に第２レーザ光Ｌ２を照射する。第２伝送光学系５Ｂは、第２空間光位相変調器２１Ｂの上方に、第２集光レンズ２３Ｂを有している。 The laser processing device 1 includes a second laser device 3B.
The second laser device 3B includes a second laser oscillator 15B and a second laser control unit 17B. The second laser oscillator 15B is, for example, a picosecond laser having a wavelength of 340 to 1100 nm. The second laser control unit 17B can control the drive and laser power of the second laser oscillator 15B.
The laser processing apparatus 1 has a second transmission optical system 5B. The second transmission optical system 5B has a second spatial optical phase modulator 21B that modulates the laser light emitted from the second laser apparatus 3B. The second spatial optical phase modulator 21B may be an SLM like the first spatial optical phase modulator 21A. The second space optical phase modulator 21B modulates the laser beam and irradiates the second laser beam L2 upward. The second transmission optical system 5B has a second condenser lens 23B above the second spatial optical phase modulator 21B.

レーザ加工装置１は、駆動部２５を有している。駆動部２５は、第１空間光位相変調器２１Ａ及び第２空間光位相変調器２１Ｂにおける各画素電極に所定電圧を印加し、液晶層に所定の変調パターンを表示させ、これにより、レーザ光を第１空間光位相変調器２１Ａ及び第２空間光位相変調器２１Ｂで所望に変調させる。ここで、液晶層に表示される変調パターンは、例えば、加工痕を形成しようとする位置、照射するレーザ光の波長、加工対象物の材料、及び第１伝送光学系５Ａ及び第２伝送光学系５Ｂや加工対象物の屈折率等に基づいて予め導出され、制御部９（後述）に記憶されている。
この結果、第１空間光位相変調器２１Ａ及び第２空間光位相変調器２１Ｂは、任意の多数のビームを形成することができ、多数のビームによる同時加工が可能になる。 The laser processing device 1 has a drive unit 25. The drive unit 25 applies a predetermined voltage to each pixel electrode in the first space optical phase modulator 21A and the second space optical phase modulator 21B to display a predetermined modulation pattern on the liquid crystal layer, thereby transmitting laser light. Modulation is desired with the first space optical phase modulator 21A and the second space optical phase modulator 21B. Here, the modulation pattern displayed on the liquid crystal layer is, for example, the position where the processing mark is to be formed, the wavelength of the laser beam to be irradiated, the material of the object to be processed, and the first transmission optical system 5A and the second transmission optical system. It is derived in advance based on 5B, the refractive index of the object to be processed, and the like, and is stored in the control unit 9 (described later).
As a result, the first space optical phase modulator 21A and the second space optical phase modulator 21B can form an arbitrary large number of beams, and simultaneous processing by a large number of beams becomes possible.

レーザ加工装置１は、基板Ｗを保持して駆動する駆動装置７を有している。駆動装置７は、駆動装置操作部１３によって移動される。駆動装置操作部１３は、駆動装置７を水平方向に移動させる。 The laser processing device 1 has a drive device 7 that holds and drives the substrate W. The drive device 7 is moved by the drive device operation unit 13. The drive device operation unit 13 moves the drive device 7 in the horizontal direction.

レーザ加工装置１は、制御部９を備えている。制御部９は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。制御部９は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
制御部９は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。 The laser processing device 1 includes a control unit 9. The control unit 9 has a processor (for example, CPU), a storage device (for example, ROM, RAM, HDD, SSD, etc.), and various interfaces (for example, A / D converter, D / A converter, communication interface, etc.). It is a computer system. The control unit 9 performs various control operations by executing a program stored in the storage unit (corresponding to a part or all of the storage area of the storage device).
The control unit 9 may be composed of a single processor, or may be composed of a plurality of independent processors for each control.

制御部９は、第１レーザ制御部１７Ａ及び第２レーザ制御部１７Ｂを制御できる。制御部９は、駆動部２５を制御できる。制御部９は、駆動装置操作部１３を制御できる。
制御部９には、図示しないが、基板Ｗの大きさ、形状及び位置を検出するセンサ、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。 The control unit 9 can control the first laser control unit 17A and the second laser control unit 17B. The control unit 9 can control the drive unit 25. The control unit 9 can control the drive device operation unit 13.
Although not shown, the control unit 9 is connected to a sensor for detecting the size, shape, and position of the substrate W, a sensor and a switch for detecting the state of each device, and an information input device.

（２）打ち抜き装置
図２を用いて、打ち抜き装置４１（部分抜き加工装置の一例）を説明する。図２は、打ち抜き装置の模式的側面図である。
打ち抜き装置４１は、基板Ｗの第１打ち抜かれ部分３１及び第２打ち抜かれ部分３２（後述）を打ち抜きして抜き落とすための装置である。
打ち抜き装置４１は、基台４３（載置部の一例）を有している。基台４３は、平面視で円形の上下貫通穴４３ａを有している。
打ち抜き装置４１は、打ち抜き部材４７（打ち抜き部材の一例）を有している。打ち抜き部材４７は、円錐形状の部材であり、基板Ｗの平面に密着可能な平面状の当接面４７ａを有している。また、打ち抜き部材４７は例えばエアシリンダ（図示せず）によって上下方向に移動可能である。 (2) Punching device The punching device 41 (an example of a partial punching device) will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic side view of the punching device.
The punching device 41 is a device for punching out the first punched portion 31 and the second punched portion 32 (described later) of the substrate W.
The punching device 41 has a base 43 (an example of a mounting portion). The base 43 has a circular vertical through hole 43a in a plan view.
The punching device 41 has a punching member 47 (an example of the punching member). The punched member 47 is a conical member and has a flat contact surface 47a that can be brought into close contact with the flat surface of the substrate W. Further, the punching member 47 can be moved in the vertical direction by, for example, an air cylinder (not shown).

（３）スクライブ加工方法
第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２を基板Ｗに照射することで、第１スクライブラインＳ１と第２スクライブラインＳ２を形成する。具体的には、第１レーザ装置３Ａ及び第２レーザ装置３Ｂを用いた第１レーザ光Ｌ１及び第２レーザ光Ｌ２による基板Ｗの内部加工を平面方向に断続的に行うことで、厚み方向全域に形成された加工痕からなる第１スクライブラインＳ１と第２スクライブラインＳ２が形成される。さらに具体的には、上記のスクライブライン形成工程では、レーザ照射部分には基板Ｗ内部に光軸に沿って長く延びる加工痕が形成される。具体的には、加工痕は、第１基板Ｗ１の外側面及び内側面間、及び第２基板Ｗ２の外側面及び内側面の間に延びている。 (3) Scribing Processing Method By irradiating the substrate W with the first laser beam L1 and the second laser beam L2, the first scribe line S1 and the second scribe line S2 are formed. Specifically, the internal processing of the substrate W by the first laser light L1 and the second laser light L2 using the first laser device 3A and the second laser device 3B is performed intermittently in the plane direction to cover the entire thickness direction. The first scribe line S1 and the second scribe line S2, which are formed of the processing marks formed in the above, are formed. More specifically, in the above scribe line forming step, a processing mark extending long along the optical axis is formed inside the substrate W in the laser irradiation portion. Specifically, the processing marks extend between the outer surface and the inner side surface of the first substrate W1 and between the outer surface and the inner side surface of the second substrate W2.

図３を用いて、第１スクライブラインＳ１及び第２スクライブラインＳ２の形状及び位置関係を説明する。図３は、貼り合わせ基板の部分平面図である。
第１スクライブラインＳ１によって第１打ち抜かれ部分３１が画定され、第２スクライブラインＳ２によって第２打ち抜かれ部分３２が画定される。第１打ち抜かれ部分３１と第２打ち抜かれ部分３２は平面視で円形である。
第２スクライブラインＳ２は、第１スクライブラインＳ１を囲むように外側に形成されている。第１スクライブラインＳ１と第２スクライブラインＳ２の半径差は、１０〜３０μｍの範囲である。 The shape and positional relationship of the first scribe line S1 and the second scribe line S2 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a partial plan view of the bonded substrate.
The first scribe line S1 defines the first punched portion 31, and the second scribe line S2 defines the second punched portion 32. The first punched portion 31 and the second punched portion 32 are circular in a plan view.
The second scribe line S2 is formed on the outside so as to surround the first scribe line S1. The radius difference between the first scribe line S1 and the second scribe line S2 is in the range of 10 to 30 μm.

（４）打ち抜き加工
図２、図４〜図５を用いて、第１打ち抜かれ部分３１に押し付け力を付与することで、第１打ち抜かれ部分３１及び第２打ち抜かれ部分３２を打ち抜く工程を説明する。図３〜図５は、打ち抜き動作を説明するための打ち抜き装置の模式的側面図である。
最初に、図２に示すように、基板Ｗが基台４３の上に載置される。具体的には、第１打ち抜かれ部分３１及び第２打ち抜かれ部分３２の中心が上下貫通穴４３ａの中心に置かれるように、貼り合わせ基板Ｗが配置される。このとき、第１基板Ｗ１が上側である。 (4) Punching Process The process of punching the first punched portion 31 and the second punched portion 32 by applying a pressing force to the first punched portion 31 will be described with reference to FIGS. 2 and 4 to 5. To do. 3 to 5 are schematic side views of a punching device for explaining the punching operation.
First, as shown in FIG. 2, the substrate W is placed on the base 43. Specifically, the bonded substrate W is arranged so that the centers of the first punched portion 31 and the second punched portion 32 are placed at the center of the upper and lower through holes 43a. At this time, the first substrate W1 is on the upper side.

次に、図４に示すように、打ち抜き部材４７が下降して、当接面４７ａが第１基板Ｗ１の第１打ち抜かれ部分３１に接触し、押し下げる。
この結果、図５に示すように、第１打ち抜かれ部分３１及び第２打ち抜かれ部分３２が打ち抜かれて、落下する。この結果、第１基板Ｗ１に第１穴３３が形成され、第２基板Ｗ２に第２穴３４が形成される。
この方法では、第１打ち抜かれ部分３１及び第２打ち抜かれ部分３２が落ちた後の貼り合わせ基板Ｗの第１穴３３及び第２穴３４の精度が高くなる。なぜなら、第２スクライブラインＳ２が第１スクライブラインＳ１を囲むように形成されているので、打ち抜き時に第１基板Ｗ１の第１打ち抜かれ部分３１が第２基板Ｗ２の第２穴３４の縁に引っ掛かりにくくなっているからである。 Next, as shown in FIG. 4, the punching member 47 is lowered, and the contact surface 47a comes into contact with the first punched portion 31 of the first substrate W1 and pushes it down.
As a result, as shown in FIG. 5, the first punched portion 31 and the second punched portion 32 are punched and fall. As a result, the first hole 33 is formed in the first substrate W1, and the second hole 34 is formed in the second substrate W2.
In this method, the accuracy of the first hole 33 and the second hole 34 of the bonded substrate W after the first punched portion 31 and the second punched portion 32 have fallen is increased. This is because the second scribe line S2 is formed so as to surround the first scribe line S1, so that the first punched portion 31 of the first substrate W1 is caught by the edge of the second hole 34 of the second substrate W2 at the time of punching. This is because it is becoming difficult.

図６〜図９を用いて、打ち抜き実験の結果を説明する。図６は、打ち抜き実験後の基板の状態示す写真（参考例）である。図７〜図９は、打ち抜き実験後の基板の状態示す写真（実施例）である。
実験条件は下記の通りである。繰返周波数は４００ｋＨｚ、Ｄｉｖｉｄｅｒは２０、出力は２４Ｗ、速度は３０ｍｍ／ｓ、パルス間隔は１．５μｍ、第１基板Ｗ１の穴径に関して直径は４．４０ｍｍ、第２基板Ｗ２側の穴径は第１基板Ｗ１との半径差が０μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍである。
押込速度は０．１ｍｍ／ｓである。押込量は０．３ｍｍである。 The results of the punching experiment will be described with reference to FIGS. 6 to 9. FIG. 6 is a photograph (reference example) showing the state of the substrate after the punching experiment. 7 to 9 are photographs (examples) showing the state of the substrate after the punching experiment.
The experimental conditions are as follows. The repeat frequency is 400 kHz, the divider is 20, the output is 24 W, the speed is 30 mm / s, the pulse interval is 1.5 μm, the diameter of the hole of the first substrate W1 is 4.40 mm, and the hole diameter of the second substrate W2 is The radius difference from the first substrate W1 is 0 μm, 10 μm, 20 μm, and 30 μm.
The pushing speed is 0.1 mm / s. The pushing amount is 0.3 mm.

図６の半径差なしの参考例では、チッピングが複数見られ、さらに大きな割れが見られる。
図７の半径差１０μｍの実施例では、チッピングは見られない。
図８の半径差２０μｍの実施例では、チッピングは見られない。
図９の半径差３０μｍの実施例では、チッピングは見られない。
以上より第２スクライブラインＳ２と第１スクライブラインＳ１の半径差が１０μｍ以上であれば、貼り合わせ基板Ｗの第１穴３３及び第２穴３４の精度が高くなることが分かった。 In the reference example with no radius difference in FIG. 6, a plurality of chippings are observed, and even larger cracks are observed.
In the example of the radius difference of 10 μm in FIG. 7, no chipping is observed.
In the example of the radius difference of 20 μm in FIG. 8, no chipping is observed.
In the example of FIG. 9 having a radius difference of 30 μm, no chipping is observed.
From the above, it was found that if the radius difference between the second scribe line S2 and the first scribe line S1 is 10 μm or more, the accuracy of the first hole 33 and the second hole 34 of the bonded substrate W is high.

その理由は下記の通りである。
上記の半径差なしの参考例では、位置合わせ誤差に起因して、第１打ち抜かれ部分の少なくとも一部が第２打ち抜かれ部分より半径方向外側にはみ出ており、そのため打ち抜き後の穴に不良が発生したと推測される。それに対して半径差１０μｍの実施例では、第１打ち抜かれ部分は第２打ち抜かれ部分の半径方向内側に完全に入っており、そのため打ち抜き後の穴は良好であったと推測される。 The reason is as follows.
In the above reference example without a radius difference, at least a part of the first punched portion protrudes radially outward from the second punched portion due to the alignment error, so that the hole after punching is defective. It is presumed that it occurred. On the other hand, in the embodiment having a radius difference of 10 μm, the first punched portion is completely inside the second punched portion in the radial direction, and it is presumed that the hole after punching is good.

２．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施例及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
本実施形態では、超音波振動なしで基板を精度良く打ち抜くことができる。ただし、打ち抜き部材として、超音波アクチュエータ（図示せず）に装着された超音波振動子を用いてもよい。
基板は、ガラス、半導体ウェハ、セラミックス等の脆性材料基板であればよく、特に限定されない。
打ち抜かれ部分は、平面視で、三角形、四角形、多角形、楕円、小判形状、その他の形状でよい。 2. Other Embodiments Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. In particular, a plurality of examples and modifications described in the present specification can be arbitrarily combined as required.
In this embodiment, the substrate can be punched out with high accuracy without ultrasonic vibration. However, as the punching member, an ultrasonic oscillator mounted on an ultrasonic actuator (not shown) may be used.
The substrate may be a brittle material substrate such as glass, a semiconductor wafer, or ceramics, and is not particularly limited.
The punched portion may be a triangle, a quadrangle, a polygon, an ellipse, an oval shape, or any other shape in a plan view.

本発明は、貼り合わせ基板の部分抜き加工方法及び部分抜き加工装置に広く適用できる。 The present invention can be widely applied to a method for partially punching a bonded substrate and a partial punching apparatus.

１ ：レーザ加工装置
３Ａ ：第１レーザ装置
３Ｂ ：第２レーザ装置
５Ａ ：第１伝送光学系
５Ｂ ：第２伝送光学系
７ ：駆動装置
９ ：制御部
１３ ：駆動装置操作部
１５Ａ ：第１レーザ発振器
１５Ｂ ：第２レーザ発振器
１７Ａ ：第１レーザ制御部
１７Ｂ ：第２レーザ制御部
２１Ａ ：第１空間光位相変調器
２１Ｂ ：第２空間光位相変調器
２３Ａ ：第１集光レンズ
２３Ｂ ：第２集光レンズ
２５ ：駆動部
３１ ：第１打ち抜かれ部分
３２ ：第２打ち抜かれ部分
３３ ：第１穴
３４ ：第２穴
４０ ：シール材
４１ ：打ち抜き装置
４３ ：基台
４３ａ ：上下貫通穴
４７ ：打ち抜き部材
４７ａ ：当接面
Ｌ１ ：第１レーザ光
Ｌ２ ：第２レーザ光
Ｓ１ ：第１スクライブライン
Ｓ２ ：第２スクライブライン
Ｗ ：貼り合わせ基板
Ｗ１ ：第１基板
Ｗ２ ：第２基板 1: Laser processing device 3A: 1st laser device 3B: 2nd laser device 5A: 1st transmission optical system 5B: 2nd transmission optical system 7: Drive device 9: Control unit 13: Drive device operation unit 15A: 1st laser Oscillator 15B: Second laser oscillator 17A: First laser control unit 17B: Second laser control unit 21A: First space optical phase modulator 21B: Second space optical phase modulator 23A: First condensing lens 23B: Second Condensing lens 25: Drive unit 31: First punched part 32: Second punched part 33: First hole 34: Second hole 40: Sealing material 41: Punching device 43: Base 43a: Vertical through hole 47: Punching member 47a: Contact surface L1: First laser beam L2: Second laser beam S1: First scribing line S2: Second scribing line W: Laminated substrate W1: First substrate W2: Second substrate

Claims (5)

第１基板と第２基板を貼り合わせてなる貼り合わせ基板の部分抜き加工方法であって、
第１基板の第１打ち抜かれ部分の輪郭に沿ってレーザ光を照射することで、厚み方向全域に形成された加工痕からなる第１スクライブラインを形成するステップと、
第２基板の第２打ち抜かれ部分の輪郭に沿ってレーザ光を照射することで、前記第１スクライブラインを囲むように外側に形成された厚み方向全域に形成された加工痕からなる第２スクライブラインを形成するステップと、
前記第１基板を上側においた状態で、打ち抜き部材を前記第１基板の前記第１打ち抜かれ部分に上から押し付けることで、前記第１基板の前記第１打ち抜かれ部分及び前記第２基板の前記第２打ち抜かれ部分を打ち抜くステップと、
を備えた、貼り合わせ基板の部分抜き加工方法。 It is a method of partially punching a bonded substrate, which is formed by bonding a first substrate and a second substrate.
A step of forming a first scribe line consisting of processing marks formed in the entire thickness direction by irradiating a laser beam along the contour of the first punched portion of the first substrate,
By irradiating the laser beam along the contour of the second punched portion of the second substrate, the second scribe is formed on the outer side so as to surround the first scribe line and is formed in the entire thickness direction. Steps to form a line and
By pressing the punched member against the first punched portion of the first substrate from above with the first substrate placed on the upper side, the first punched portion of the first substrate and the second substrate can be described. The second step of punching the punched part and
A method for partially punching a bonded substrate. 前記第１スクライブラインと前記第２スクライブラインの半径差は、１０〜３０μｍの範囲である、請求項１に記載の貼り合わせ基板の部分抜き加工方法。 The method for partially punching a bonded substrate according to claim 1, wherein the radius difference between the first scribe line and the second scribe line is in the range of 10 to 30 μm. 前記打ち抜き部材は、振動しながら、前記第１基板の前記第１打ち抜かれ部分に押し付けられる、請求項１又は２に記載の貼り合わせ基板の部分抜き加工方法。 The method for partially punching a bonded substrate according to claim 1 or 2, wherein the punched member is pressed against the first punched portion of the first substrate while vibrating. 第１スクライブラインによって囲まれた第１打ち抜かれ部分を有する第１基板と、第２スクライブラインによって囲まれた第２打ち抜かれ部分を有する第２基板とを有する貼り合わせ基板を部分抜き加工装置であって、
前記第２スクライブラインが前記第１スクライブラインを囲むように形成された貼り合わせ基板が、前記第１基板を上側においた状態で置かれる載置部と、
前記第１基板の前記第１打ち抜かれ部分に上から押し付けることで、前記第１基板の前記第１打ち抜かれ部分及び前記第２基板の前記第２打ち抜かれ部分を打ち抜く打ち抜き部材と、
を備えた、貼り合わせ基板の部分抜き加工装置。 A bonded substrate having a first substrate having a first punched portion surrounded by a first scribe line and a second substrate having a second punched portion surrounded by a second scribe line is subjected to a partial punching apparatus. There,
A mounting portion in which the bonded substrate formed so that the second scribe line surrounds the first scribe line is placed with the first substrate on the upper side, and
A punching member that punches out the first punched portion of the first substrate and the second punched portion of the second substrate by pressing against the first punched portion of the first substrate from above.
A partial punching device for bonded substrates. 前記打ち抜き部材は、振動しながら、前記第１基板の前記第１打ち抜かれ部分に押し付けられる、請求項４に記載の貼り合わせ基板の部分抜き加工装置。 The partial punching apparatus for a bonded substrate according to claim 4, wherein the punching member is pressed against the first punched portion of the first substrate while vibrating.
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