JP2022100469A - 脆性材料基板の加工方法及び分断方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、最初に固定刃のスクライビングツール、または、カッターホイールを用いて、基板表面の一端縁に近い箇所から他端縁に近い箇所まで、端縁を含まないようにスクライブして、クラックCを伴わない浅い溝状のスクライブラインSL(図6(a)参照)を形成する。これにより、スクライブ開始点で強い衝撃が加わることなくスクライブ加工することができ、クラックCを伴わない溝状のスクライブラインSLを確実に加工できる。以下、クラックCを伴わない浅い溝状のスクライブラインSL(図6(a)参照)を「トレンチラインTL」と称する。
また、小さな曲率半径で転向することが可能なスクライビングツールを用いて、これを周回移動させて閉曲線を画くようにし、スクライブ開始点でトレンチラインに接したときに、その接点(開始点)位置で0.5mm以下の小さな曲率半径となる円弧状の転向部Kを画くことにより、閉曲線から直ちに離隔するようにして分離用スクライブラインを画いているので、分離用スクライブラインを、接点の直後の位置で閉曲線のスクライブラインから離隔させることができるようになる。したがって分離用スクライブラインと閉曲線のスクライブラインの交点近傍において、それぞれの残留応力の影響を受けにくくなり、閉曲線のスクライブラインにおけるバリの発生を抑えることができるようになり、バリが生じたとしても許容可能な程度の大きさに抑えることができる。
接点位置で0.5mm以下の曲率半径となる転向部Kを描いて転向した後に基板端縁まで到達する分離用スクライブラインを加工するので、接点(開始点)位置を直線部分に設けても、分離用スクライブラインを閉曲線のスクライブラインから直ちに離隔させることができる。このように接点(開始点)を直線部分に設けるようにすれば切り出す異形製品のコーナー部分(曲線部分)の形状がどのようであっても、コーナーの形状と無関係に分離用スクライブラインの転向部Kの曲率半径を設定することができる。
ここで、前記分離用スクライブラインは、前記転向部Kで転向した後は直線状に画かれ、前記転向部Kを挟んで前記閉曲線の前記接点位置が含まれる直線部分と前記分離用スクライブラインの直線とのなす屈曲角度が20°~90°であるようにしてもよい。
分離用スクライブラインを、ブレイクが容易な直線形状にするには、閉曲線の直線部分と重ならないようにするため、閉曲線の直線部分と平行にならないようにする必要がある。後述する検証実験によれば具体的には屈曲角度を20°~90°とすればよいことが判明した。
本発明により、板厚が200μm以下の技術的に分断加工が困難であるガラス基板であっても、バリ発生を抑えた分断加工が可能になる。
なお、刃先部1bは四角錘台の形態に代えて、三角錘台または五角錘台等の多角錘台として形成することもできる。また、角柱または多角形の板状の刃先部1bの角部に天面及び稜線を形成して刃先部1eとすることもできる。
<実施形態1>
基板分断の第一段階として次のようなスクライブ工程を行う。スクライブ工程として、図1に示すように、ガラス基板W(以下単に基板という)の表面にスクライビングツール1で、四隅の角部を丸めた四角形の閉曲線で描かれるスクライブラインSL1を加工する。具体的には、上記四角形の閉曲線のうちの一つの辺(直線部分)の中間位置を開始点P1として、スクライビングツール1の刃先1eを押し当て、クラックを伴わない浅い溝状のトレンチライン(図6(a))でスクライブを開始する。そして上記四角形を画くようにスクライビングツール1を周回移動させて、再び開始点P1の位置で接するまでトレンチラインのスクライブラインSL1を加工する(以後、周回移動した後の開始点P1の位置を接点P1ともいう)。
なお、クラックCは環境条件やスクライブ条件に応じて基板Wの端縁の近傍のみに短く形成されることも、分離用スクライブラインSL2及び閉曲線のスクライブラインSL1に沿って長く形成されることもありうるが、いずれの場合であっても、その後に応力付与により確実にトレンチライン全体に伸展させることができるので少なくとも端縁の近傍にクラックが誘導できていればよい。
検証目的:閉曲線のスクライブラインSL1の開始点(接点)P1を、閉曲線の直線部分の中央付近とし、閉曲線のスクライブラインSL1の直線部分から分岐して転向する転向部Kの曲率半径Rを変数パラメータにして、端縁まで延びる直線状の分離用スクライブラインSL2を加工したときの発生するバリの大きさを検証する(図1参照)。
基板板厚:50μm
スクライビングツールの押圧力:1.3N
スクライブ速度:10mm/sec(転向部0.1mm/sec)
屈曲角度:90°で固定
転向部Kの曲率半径:10mm、1mm、0.5~0.1mm
実施形態1と同様のスクライビングツール1によるスクライブ加工を行うが、閉曲線のスクライブラインSL1の開始点(接点)P1を、閉曲線のスクライブラインSL1の直線部分の端、すなわち丸めた角部(コーナーの曲線部分)との境界位置とし、周回移動して、接点P1の位置で接する閉曲線のスクライブラインSN1を加工する。そしてスクライブラインSN1に連続するようにして、接点P1の位置から曲率半径Rの転向部で転向した後、好ましくは20°~90°の屈曲角度で基板端N1まで直線で延びる分離用のスクライブラインSL2を一筆書きで形成する。
この実施形態においても、先の実施形態1と同様に、バリの発生を抑制できる。
検証目的:閉曲線のスクライブラインSL1の開始点(接点)P1を、閉曲線のスクライブラインSL1の直線部分の端(コーナーの曲線部分との境界位置)とし、分離用スクライブラインSL2の直線部分と、閉曲線のスクライブラインSL1の直線部分とがなす屈曲角度αを変数パラメータにして、発生するバリの大きさとの関係を検証する(図2参照)。
基板板厚: 50μm
スクライビングツールの押圧力:1.3N
スクライブ速度:10mm/sec(転向部0.1mm/sec)
転向部Kの曲率半径:0.1mmで固定
屈曲角度α:0°、20°、45°、70°、90°
なお、図示を省略するが、開始点(接点)の位置が検証実験1のように直線部の中央である場合も、屈曲角度αが20°~90°の範囲では「良」以上の判定であり、抑制の効果が得られている。
また、上記実施形態では、基板Wの端縁に分離用スクライブラインSL2が達することでトレンチラインの溝に厚み方向に進行するクラックが誘導されるようにしたが、クラックを誘導するためのクラックラインであるアシストラインを分離用スクライブラインSL2と交差するように形成してもよい。この場合、分離用スクライブラインSL2は基板Wの端縁から離れた場所に形成することができる。そして、分離用スクライブラインSL2とアシストラインが交差することで、アシストラインのクラックが分離用スクライブラインSL2の交点より誘導され、分離用スクライブラインSL2のトレンチラインがクラックCを伴うクラックラインCLに変化する。
さらに、本発明は、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。
C クラック
CL クラックライン
K 屈曲部の角部
N1 基板端
P1 スクライブ開始点(交点)
SL スクライブライン
SL1 閉曲線のスクライブライン
SL2 分離用スクライブライン
TL トレンチライン
W 基板
1 スクライビングツール
Claims (5)
- 脆性材料基板の表面に対し、前記基板の端縁から内側に離れた位置をスクライブ開始点として固定刃のスクライビングツールを押し付けてクラックを伴わないトレンチラインで閉曲線を画くように周回移動させ、前記スクライブ開始点まで戻ってスクライブラインを加工するとともに、前記スクライブラインに連続させて、前記接点位置で0.5mm以下の曲率半径となる転向部Kを描いて転向した後に分離用スクライブラインを加工し、前記トレンチラインの溝に厚み方向に進行するクラックが誘導されるようにするスクライブ工程からなる脆性材料基板の加工方法。
- 前記閉曲線は直線部分と曲線部分とが含まれ、前記接点位置は直線部分に含まれる請求項1に記載の脆性材料基板の加工方法。
- 前記分離用スクライブラインは、前記転向部Kで転向した後は直線に画かれ、前記転向部Kを挟んで前記閉曲線の前記接点位置が含まれる直線部分と前記分離用スクライブラインの直線とのなす屈曲角度が20°~90°である請求項2に記載の脆性材料基板の加工方法。
- 前記脆性材料基板は、板厚が200μm以下のガラス基板である請求項1~3のいずれか1項に記載の脆性材料基板の加工方法。
- 脆性材料基板の表面に対し、前記基板の端縁から内側に離れた位置をスクライブ開始点として固定刃のスクライビングツールを押し付けてクラックを伴わないトレンチラインで閉曲線を画くように周回移動させ、前記スクライブ開始点まで戻ってスクライブラインを加工するとともに、前記スクライブラインに連続させて、前記接点位置で0.5mm以下の曲率半径となる転向部Kを描いて転向した後に分離用スクライブラインを加工し、前記トレンチラインの溝に厚み方向に進行するクラックが誘導されるようにするスクライブ工程と、
前記スクライブラインに沿って応力を加えることにより前記閉曲線で囲まれた領域を切り出すブレイク工程とからなる脆性材料基板の分断方法。
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