JP4619024B2 - Brittle material cleaving system and method - Google Patents

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本発明は、脆性材料(硬く脆い材料)からなる被加工基板を局部的に加熱し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工を行う割断加工システムに係り、とりわけ、脆性材料からなる被加工基板の高品位でかつ高速な割断加工を実現することができる、脆性材料の割断加工システム及びその方法に関する。   The present invention relates to a cleaving system in which a substrate to be processed made of a brittle material (hard and brittle material) is locally heated, and the substrate to be processed is cracked by the thermal stress, and is particularly brittle. The present invention relates to a brittle material cleaving system and method capable of realizing high-quality and high-speed cleaving of a workpiece substrate made of a material.

従来から、脆性材料からなる被加工基板に対して割断加工を行う方法として、(a)ダイヤモンドなどの硬質材料を用いて被加工基板の表面を引っかくなどの作業を行って、被加工基板の表面に連続的でかつ微細な線状の亀裂や加工溝などを形成した後、その亀裂や加工溝などを拡げるように圧力または衝撃荷重を加えることにより被加工基板を割断する方法、(b)ダイヤモンド砥石などの研削砥石を用いて被加工基板の表面にスクライビング加工を施し、その加工線に沿って被加工基板を割断する方法が知られている。このうち、後者の(b)の方法は、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイパネル(PDP)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)などを製造するための製造プロセスにおいてガラス基板などを割断するために一般的に用いられている。   Conventionally, as a method of cleaving a work substrate made of a brittle material, (a) a surface of the work substrate is obtained by scratching the surface of the work substrate using a hard material such as diamond. A method of cleaving a substrate to be processed by forming a continuous and fine linear crack or processed groove on the substrate and then applying a pressure or impact load so as to expand the crack or processed groove; (b) Diamond A method is known in which a surface of a substrate to be processed is scribed using a grinding wheel such as a grindstone, and the substrate to be processed is cut along the processing line. Among these, the latter method (b) is generally used for cleaving glass substrates and the like in a manufacturing process for manufacturing a liquid crystal display, a plasma display panel (PDP), a field emission display (FED) and the like. ing.

しかしながら、上記(a)の方法では、被加工基板の割断面に応力集中の原因となる不規則な微細な亀裂が残存しやすく、割断加工を行った後に端面の研磨などの仕上げ加工が必要になるなどの問題がある。   However, in the above method (a), irregular fine cracks that cause stress concentration are likely to remain on the cut surface of the substrate to be processed, and finishing processing such as polishing of the end face is necessary after cleaving. There are problems such as becoming.

また、上記(b)の方法では、スクライビング加工を施すために加工しろが必要になるという問題がある。また、硬い脆性材料からなる被加工基板ではスクライビング加工を施すこと自体が難しいという問題もある。さらに、被加工基板の割断面の表面にバリなどの不規則な面が発生しやすく、質の高い加工面を形成するのが困難であるなどの問題もある。   Further, the method (b) has a problem in that a machining margin is required to perform the scribing process. In addition, there is a problem that it is difficult to perform a scribing process on a workpiece substrate made of a hard brittle material. Furthermore, there is a problem that irregular surfaces such as burrs are easily generated on the surface of the cut surface of the substrate to be processed, and it is difficult to form a high-quality processed surface.

さらに、上記(b)の方法を利用して、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイパネル、フィールドエミッションディスプレイなどに用いられるガラス基板を割断する場合には、(1)研削砥石などによってスクライビング加工を施すための刃の寿命が短くなる、(2)刃を交換する際の再調整に時間がかかり、製造プロセスを停止するための無駄な時間が必要になる、(3)被加工基板の割断面の表面に生じるバリやゴミなどを除去するための洗浄工程や仕上げのための研磨工程などが別途必要になる、(4)近年一般的になりつつある薄厚のガラス基板(例えば、0.1mm〜0.数mm程度の厚さの基板)に対しての割断が難しく、スクライビング加工中に破損やチッピングなどを生じるおそれがある、という問題がある。   Furthermore, when cleaving a glass substrate used for a liquid crystal display, a plasma display panel, a field emission display, etc. using the method (b), (1) a blade for scribing with a grinding wheel (2) It takes time for readjustment when replacing the blade, and wasteful time is required to stop the manufacturing process. (3) It occurs on the surface of the cut surface of the substrate to be processed A cleaning process for removing burrs, dust, etc. and a polishing process for finishing are separately required. (4) Thin glass substrates (for example, 0.1 mm to 0.00 mm) that are becoming common in recent years. There is a problem that it is difficult to cleave the substrate with a thickness of about a certain degree), and there is a possibility that breakage or chipping may occur during the scribing process.

このような事情の下で、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイパネル、フィールドエミッションディスプレイなどに用いられるガラス基板を割断する方法としては、(c)COレーザ(炭酸ガスレーザ)などのレーザビームを用いて脆性材料からなる被加工基板を局部的に加熱し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する方法が提案されている(特許文献1参照)。 Under such circumstances, as a method of cleaving a glass substrate used for a liquid crystal display, a plasma display panel, a field emission display, etc., (c) a brittle material using a laser beam such as a CO 2 laser (carbon dioxide laser) There has been proposed a method in which a substrate to be processed is heated locally and cracked by causing cracks in the substrate to be processed by the thermal stress (see Patent Document 1).

この(c)の方法では、ガラス基板を割断する場合でも、(1)研削砥石などを用いないことから刃の交換などに伴う問題がなく、(2)被加工基板の割断面の表面にバリやゴミなどが生じないことから洗浄工程や研磨工程などを省略することができ、さらに、(3)薄厚のガラス基板を割断する場合でも破損やチッピングなどが生じるおそれがない、という利点がある。   In the method (c), even when the glass substrate is cleaved, (1) there is no problem associated with blade replacement because no grinding wheel is used, and (2) there is no burrs on the surface of the cut surface of the substrate to be processed. Further, there is an advantage that a cleaning process and a polishing process can be omitted because no dust or dust is generated, and (3) there is no possibility of breakage or chipping even when a thin glass substrate is cleaved.

しかしながら、上記(c)の方法(レーザビームを用いて被加工基板を割断する方法)では、被加工基板に損傷(溶融や変形、変質など)を与えずに投入することが可能なレーザビームのエネルギーに制約があり、脆性材料からなる被加工基板の割断加工を高速に実現することが困難であった。具体的には例えば、1mmオーダの厚さのガラス基板では、表面割断(Micro Crack Method)(ガラス基板の表面のみを割断する方法)の場合にはその速度を数百mm/秒以下程度に抑え、全割断(Full Body Crack Method)(ガラス基板の表面から裏面までを貫通した状態で割断する方法)の場合にはその速度は数十mm/秒以下程度に抑える必要があった。ここで、このような速度を越えて割断加工が行われると、表面割断及び全割断のいずれの場合でも、被加工基板の割断面の品位を良好に維持することができなくなる。特に、全割断の場合においては、その割断加工の速度を順次高速化していくと、例えば割断速度がVaのときに全割断が可能であっても、割断速度を(Va+α)に高速化したときには全割断が不可能となり、被加工基板の裏面にまで割断が到達しなくなる。   However, in the method (c) (method of cleaving the substrate to be processed using a laser beam), a laser beam that can be injected without damaging (melting, deformation, alteration, etc.) the substrate to be processed. Due to energy limitations, it has been difficult to achieve high-speed cutting of a workpiece substrate made of a brittle material. Specifically, for example, in the case of a glass substrate having a thickness on the order of 1 mm, the speed is reduced to about several hundred mm / second or less in the case of surface cracking (micro crack method) In the case of the Full Body Crack Method (a method of cleaving with the glass substrate penetrating from the front surface to the back surface), the speed has to be suppressed to about several tens of mm / second or less. Here, when the cleaving process is performed exceeding such a speed, the quality of the cut section of the substrate to be processed cannot be maintained satisfactorily in both cases of surface cleaving and total cleaving. In particular, in the case of full cleaving, if the cleaving speed is sequentially increased, for example, even when all cleaving is possible when the cleaving speed is Va, the cleaving speed is increased to (Va + α). All the cleaving is impossible and the cleaving does not reach the back surface of the substrate to be processed.

このような問題点を解消するため、従来においては、レーザビームが照射される被加工基板の割断予定線に機械的な応力を印加し、レーザビームの照射により発生する局部的な熱応力(引張応力)に機械的な応力(引張応力)を重畳させた状態で被加工基板に亀裂を生じさせることで、被加工基板の割断加工をより高速に行う方法が提案されている(特許文献2及び3参照)。ここで、被加工基板の割断予定線に沿って機械的な応力を印加する方法としては、特許文献2及び3に記載されているように、被加工基板の全体を真空排気系や治具等により湾曲させる方法が知られている。
特表平8−509947号公報 特開平7−323384号公報 特開平10−71483号公報
In order to solve such problems, conventionally, a mechanical stress is applied to the planned cutting line of the substrate to be processed that is irradiated with the laser beam, and a local thermal stress (tensile force) generated by the laser beam irradiation is applied. (Patent Document 2 and Patent Document 2). 3). Here, as a method of applying mechanical stress along the planned cutting line of the substrate to be processed, as described in Patent Documents 2 and 3, the entire substrate to be processed is evacuated, jigs, etc. A method of bending is known.
Japanese National Patent Publication No. 8-509947 JP 7-323384 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-71483

しかしながら、上述した従来の方法ではいずれも、被加工基板の割断予定線に機械的な応力を印加した状態で当該割断予定線にレーザビームを照射して割断加工を行っているので、機械的な応力が印加された分だけ被加工基板の割断速度が高速化するものの、亀裂の形成時に機械的な応力が与えられることによる影響により被加工基板の品質(割断面の表面粗さや、真直性、割断面のガラス表面に対する直角度)が悪くなるという問題がある。   However, in any of the conventional methods described above, the mechanical cutting process is performed by irradiating the planned cutting line with a laser beam in a state where mechanical stress is applied to the planned cutting line of the substrate. Although the cutting speed of the substrate to be processed is increased by the amount of stress applied, the quality of the substrate to be processed (surface roughness, straightness, There is a problem that the perpendicularity of the cut surface to the glass surface is deteriorated.

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、脆性材料の高品位でかつ高速な割断加工を実現することができる、脆性材料の割断加工システム及びその方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points, and an object of the present invention is to provide a brittle material cleaving system and method capable of realizing high-quality and high-speed cleaving of a brittle material. And

本発明は、第1の解決手段として、脆性材料からなる被加工基板を局部的に加熱し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工を行う割断加工システムにおいて、被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱することにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせる割断ユニットと、前記割断ユニットにより前記被加工基板に生じた亀裂が当該被加工基板の割断予定線に沿って進展するように、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させる移動ユニットと、前記被加工基板上で進展する亀裂を押し拡げるように、当該亀裂の先端部から所定の距離だけ離間した部分に局部的に機械的な応力を印加する加圧機構とを備え、前記加圧機構により前記被加工基板上で局部的に機械的な応力が印加された領域が、前記割断ユニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域の移動に追従するように前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動するように構成されていることを特徴とする割断加工システムを提供する。   As a first solution, the present invention provides a cleaving system in which a substrate to be processed made of a brittle material is locally heated, and the substrate to be processed is cracked by the thermal stress. The substrate to be processed is irradiated with a laser beam to locally heat the substrate to be processed, so that a cleaving unit that causes a crack in the substrate to be processed, and a crack that has occurred in the substrate to be processed by the cleaving unit. A moving unit that moves a region heated locally on the substrate to be processed relative to the substrate to be processed so as to progress along a planned cutting line of the substrate to be processed, and the substrate to be processed A pressurizing mechanism that applies mechanical stress locally to a portion that is separated from the tip of the crack by a predetermined distance so as to spread the crack that propagates above. The region of the substrate to be processed is such that a region where mechanical stress is locally applied on the processed substrate follows the movement of the region heated locally on the substrate to be processed by the cleaving unit. Provided is a cleaving system characterized by being configured to move along a cleaving line.

なお、上述した第1の解決手段においては、前記割断ユニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を局部的に冷却する冷却ユニットをさらに備え、前記移動ユニットは、前記割断ユニット及び前記冷却ユニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱及び冷却が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させることが好ましい。   In the first solving means described above, the cutting unit further includes a cooling unit that locally cools a region heated locally on the substrate to be processed by the cleaving unit, and the moving unit includes the cleaving unit. The region heated and cooled locally on the substrate to be processed by the unit and the cooling unit is preferably moved relative to the substrate to be processed.

また、上述した第1の解決手段においては、前記加圧機構は、前記被加工基板のうち前記割断予定線の両側に位置する部分を、前記レーザビームが照射される側の第1表面から当該第1表面の反対側の第2表面へ向けて加圧する第1加圧部と、前記被加工基板のうち前記割断予定線上に位置する部分を、前記第2表面から前記第1表面へ向けて加圧する第2加圧部とを有し、前記第1加圧部により加圧される領域及び前記第2加圧部により加圧される領域のうちの少なくともいずれか一方が前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動するように構成されていることが好ましい。   Further, in the first solving means described above, the pressurizing mechanism is configured such that portions of the substrate to be processed positioned on both sides of the planned cutting line are from the first surface on the side irradiated with the laser beam. A first pressurizing unit that pressurizes the second surface opposite to the first surface, and a portion of the substrate to be processed that is located on the planned cutting line from the second surface toward the first surface. A second pressurizing unit that pressurizes, and at least one of a region pressurized by the first pressurizing unit and a region pressurized by the second pressurizing unit is formed on the substrate to be processed. It is preferable to be configured to move along the planned cutting line.

ここで、前記第1加圧部及び前記第2加圧部のうちの少なくともいずれか一方は、前記被加工基板を押圧することで当該被加工基板を加圧するローラ部材を有し、このローラ部材が前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動することにより、当該被加工基板上で加圧される領域が移動するように構成されていることが好ましい。   Here, at least one of the first pressure unit and the second pressure unit has a roller member that presses the substrate to be processed by pressing the substrate to be processed, and this roller member. However, it is preferable that the region to be pressed on the substrate to be processed moves when the substrate moves along the planned cutting line of the substrate to be processed.

また、前記第1加圧部及び前記第2加圧部のうちの少なくともいずれか一方は、前記被加工基板に気体を吹き付けることで当該被加工基板を加圧する気体吹付機構を有し、この気体吹付機構が前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動することにより、当該被加工基板上で加圧される領域が移動するように構成されていてもよい。   In addition, at least one of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit includes a gas spraying mechanism that pressurizes the substrate to be processed by spraying gas onto the substrate to be processed. The spraying mechanism may be configured to move along the planned cutting line of the substrate to be processed so that a region to be pressed on the substrate to be processed moves.

さらに、前記第1加圧部及び前記第2加圧部のうちの少なくともいずれか一方は、前記被加工基板のまわりの気体を吸引することで当該被加工基板を加圧する気体吸引機構を有し、この気体吸引機構が前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動することにより、当該被加工基板上で加圧される領域が移動するように構成されていてもよい。   Furthermore, at least one of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit has a gas suction mechanism that pressurizes the substrate to be processed by sucking a gas around the substrate to be processed. The gas suction mechanism may be configured to move along the planned cutting line of the substrate to be processed so that a region to be pressurized on the substrate to be processed moves.

さらに、前記第1加圧部及び前記第2加圧部のうちの少なくともいずれか一方は、前記被加工基板の前記割断予定線に沿って配列された複数の気体噴出口を有し、これらの各気体噴出口による気体の噴出状態を前記被加工基板の前記割断予定線に沿って順次切り替えることにより、当該被加工基板上で加圧される領域が移動するように構成されていてもいお。   Furthermore, at least one of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit has a plurality of gas jets arranged along the planned cutting line of the substrate to be processed. The region to be pressurized on the substrate to be processed may be moved by sequentially switching the gas ejection state from each gas ejection port along the planned cutting line of the substrate to be processed.

さらに、前記第1加圧部及び前記第2加圧部のうちの少なくともいずれか一方は、前記被加工基板の前記割断予定線に沿って配列された複数の気体吸引口を有し、これらの各気体吸引口による気体の吸引状態を前記被加工基板の前記割断予定線に沿って順次切り替えることにより、当該被加工基板上で加圧される領域が移動するように構成されていてもよい。   Furthermore, at least one of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit has a plurality of gas suction ports arranged along the planned cutting line of the substrate to be processed. The region to be pressurized on the substrate to be processed may be moved by sequentially switching the gas suction state by each gas suction port along the planned cutting line of the substrate to be processed.

本発明は、第2の解決手段として、脆性材料からなる被加工基板を局部的に加熱し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工を行う割断加工方法において、割断対象となる被加工基板を準備する準備工程と、前記被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱しつつ、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板の割断予定線に沿って移動させることにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせるとともに当該亀裂を進展させる割断工程と、前記被加工基板上で進展する亀裂を押し拡げるように、当該亀裂の先端部から所定の距離だけ離間した部分に局部的に機械的な応力を印加する加圧工程とを含み、前記加圧工程において、前記被加工基板上で局部的に機械的な応力が印加される領域を、前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域の移動に追従するように前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動させることを特徴とする割断加工方法を提供する。   As a second solution, the present invention provides a cleaving method in which a substrate to be processed made of a brittle material is locally heated and a crack is generated in the substrate to be processed by the thermal stress. A preparatory process for preparing a substrate to be processed, and heating the substrate to be processed locally while irradiating the substrate with a laser beam to locally heat the substrate to be processed By moving the region along the planned cutting line of the substrate to be processed, it is possible to generate a crack in the substrate to be processed and to expand the crack that propagates on the substrate to be processed, and a cleaving step that causes the crack to propagate. And a pressurizing step of applying mechanical stress locally to a portion separated from the tip of the crack by a predetermined distance, and in the pressurizing step, the mechanically locally on the substrate to be processed Stress A cleaving method for moving a region to be applied along the planned cutting line of the substrate to be processed so as to follow the movement of the region heated locally on the substrate to be processed I will provide a.

なお、上述した第2の解決手段においては、前記割断工程において、前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を冷却することが好ましい。   In the second solving means described above, in the cleaving step, it is preferable to cool a locally heated region on the workpiece substrate.

本発明によれば、レーザビームの照射により被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板の割断予定線に沿って移動させることにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせて進展させるとともに、このようにして当該被加工基板上で進展する亀裂を押し拡げるように、当該亀裂の先端部から所定の距離だけ離間した部分に局部的に機械的な応力を印加するようにしている。またこのとき、被加工基板上で局部的に機械的な応力が印加される領域を、被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域の移動に追従するように被加工基板の割断予定線に沿って移動させるようにしている。このように、レーザビームの照射により被加工基板に亀裂を生じさせた後に当該亀裂を押し拡げるように(すなわち割断面に間隙を持たせるように)局部的に機械的な応力を印加するようにしているので、亀裂の形成時に機械的な応力が与えられることにより生じる被加工基板の割断面の品質(割断面の表面粗さや、真直性、割断面のガラス表面に対する直角度)の劣化を抑え、被加工基板の裏面まで割断面を効果的に到達させることが可能である。このため、被加工基板の品質(割断面の表面粗さや、真直性、割断面のガラス表面に対する直角度)を良好に保ちつつ、被加工基板の割断速度の高速化を図ることができる。   According to the present invention, a crack is generated in the substrate to be processed by moving the region heated locally on the substrate to be processed by irradiation with the laser beam along the planned cutting line of the substrate to be processed. The mechanical stress is locally applied to a portion separated by a predetermined distance from the tip of the crack so as to spread the crack that propagates on the substrate to be processed in this way. I have to. In addition, at this time, the region where the mechanical stress is locally applied on the substrate to be processed is scheduled to be cleaved so as to follow the movement of the region heated locally on the substrate to be processed. It moves along the line. In this way, a mechanical stress is applied locally so that a crack is generated in the substrate to be processed by laser beam irradiation so that the crack is spread (that is, a gap is provided in the split section). Therefore, the degradation of the quality of the cut surface of the substrate to be processed (surface roughness, straightness, and perpendicularity of the cut surface to the glass surface) caused by mechanical stress applied during the formation of cracks is suppressed. It is possible to effectively reach the cut surface to the back surface of the substrate to be processed. For this reason, it is possible to increase the cleaving speed of the substrate to be processed while maintaining good quality of the substrate to be processed (surface roughness of the cut section, straightness, and perpendicularity of the cut section with respect to the glass surface).

また、本発明によれば、レーザビームの照射により被加工基板に生じた亀裂を押し拡げるように局部的に機械的な応力を印加するようにしているので、被加工基板として2枚のガラス基板がシール材を介して貼り合わされたような液晶基板が用いられる場合であっても、亀裂を押し拡げる(すなわち割断面に間隙を持たせる)ことにより粘着性の接着部材からなるシール材のあるガラス基板の部分を容易に切り離すことが可能であり、高品位な割断加工を容易に実現することができる。   Further, according to the present invention, since mechanical stress is applied locally so as to expand the crack generated in the processed substrate by the laser beam irradiation, the two glass substrates are processed as the processed substrate. Even in the case where a liquid crystal substrate is used such that is bonded through a sealing material, the glass with the sealing material made of a sticky adhesive member by expanding the crack (that is, by providing a gap in the split section) The substrate portion can be easily separated, and high-quality cleaving can be easily realized.

さらに、本発明によれば、被加工基板に対してレーザビームを照射することにより割断加工を行っているので、被加工基板の割断面の表面にバリやゴミなどが生じず、洗浄工程や仕上げのための研磨工程なども省略することができる。また、薄厚基板を割断する場合でも破損やチッピングなどが生じるおそれもない。   Furthermore, according to the present invention, since the cleaving process is performed by irradiating the substrate to be processed with a laser beam, the surface of the cut section of the substrate to be processed does not generate burrs and dust, and the cleaning process and finishing. The polishing process for the purpose can be omitted. Further, even when a thin substrate is cleaved, there is no possibility that damage or chipping will occur.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1の実施の形態
まず、図1により、本発明の第1の実施の形態に係る割断加工システムの全体構成について説明する。
First Embodiment First, an overall configuration of a cleaving system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る割断加工システム1は、脆性材料からなる被加工基板60を局部的に加熱し、その熱応力によって被加工基板60に亀裂を生じさせて割断加工を行うものであり、被加工基板60に対して割断加工を行うための加工部ユニット5と、被加工基板60を支持するとともに加工部ユニット5に対して被加工基板60を相対的に移動させる移動ユニット50とを備えている。なおここでは、割断対象となる被加工基板60として、2枚のガラス基板(上基板61及び下基板62)がシール材(図2の符号63参照)を介して貼り合わされた液晶基板を用いるものとする。   As shown in FIG. 1, the cleaving system 1 according to the first embodiment of the present invention locally heats a work substrate 60 made of a brittle material and cracks the work substrate 60 by the thermal stress. The processing unit 5 for performing the cleaving process on the substrate 60 to be processed, and the substrate 60 to be processed with respect to the processing unit unit 5 while supporting the substrate 60 to be processed. And a moving unit 50 for relative movement. Here, a liquid crystal substrate in which two glass substrates (an upper substrate 61 and a lower substrate 62) are bonded via a sealing material (see reference numeral 63 in FIG. 2) is used as a substrate 60 to be cut. And

このうち、加工部ユニット5は、加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)及び加圧ユニット45を含み、これらの各ユニットが被加工基板60上で割断予定線71に沿って相対的に移動するように構成されている。なお、加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)及び加圧ユニット45は、被加工基板60上での移動方向に関して先頭側から後尾側へ向かってこの順番で一直線状に配置されている。   Among these, the processing unit 5 includes a heating / cooling unit 10 (preheating unit 20, cleaving unit 30 and cooling unit 40) and a pressurizing unit 45. It is comprised so that it may move relatively along. The heating / cooling unit 10 (the preheating unit 20, the cleaving unit 30, and the cooling unit 40) and the pressurizing unit 45 are aligned in this order from the head side to the tail side with respect to the moving direction on the substrate 60 to be processed. Has been placed.

以下、加工部ユニット5に含まれる加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)及び加圧ユニット45の詳細について説明する。   Hereinafter, details of the heating / cooling unit 10 (the preheating unit 20, the cleaving unit 30, and the cooling unit 40) and the pressurizing unit 45 included in the processing unit 5 will be described.

加熱冷却ユニット10の予熱ユニット20は、被加工基板60上にレーザビームLB1を照射して被加工基板60を局部的に予熱するためのものであり、200W程度のCOレーザを出射するレーザ発振器21と、レーザ発振器21により出射されたレーザを反射する反射ミラー22と、反射ミラー22により反射されたレーザを被加工基板60上で走査するポリゴンミラー23とを有している。これにより、レーザ発振器21により出射されたレーザが反射ミラー22を経てポリゴンミラー23で反射され、被加工基板60上で割断予定線71に沿って所定の長さL1に亘って繰り返し走査されることにより、線状のレーザビームLB1が生成される。なお、図2に示すように、線状のレーザビームLB1は、割断予定線71に沿う方向に延びる線状の照射パターン65を有するものであり、その幅W1(割断予定線71に直交する方向の長さ)を数mm〜数十mm程度とし、その長さL1(割断予定線71に沿う方向の長さ)を数十mmから被加工基板60の全長に達する長さ程度とすることが好ましい。 The preheating unit 20 of the heating / cooling unit 10 is for irradiating a laser beam LB1 on the workpiece substrate 60 to locally preheat the workpiece substrate 60, and a laser oscillator that emits a CO 2 laser of about 200 W. 21, a reflection mirror 22 that reflects the laser emitted from the laser oscillator 21, and a polygon mirror 23 that scans the laser reflected by the reflection mirror 22 on the substrate 60 to be processed. As a result, the laser emitted from the laser oscillator 21 is reflected by the polygon mirror 23 through the reflecting mirror 22 and repeatedly scanned over the predetermined length L1 along the planned cutting line 71 on the substrate 60 to be processed. As a result, a linear laser beam LB1 is generated. 2, the linear laser beam LB1 has a linear irradiation pattern 65 extending in a direction along the planned cutting line 71, and has a width W1 (a direction orthogonal to the planned cutting line 71). The length L1 (the length in the direction along the planned cutting line 71) is about a length from several tens mm to the entire length of the substrate 60 to be processed. preferable.

加熱冷却ユニット10の割断ユニット30は、被加工基板60上にレーザビームLB2を照射して被加工基板60を局部的に加熱することにより、被加工基板60に亀裂を生じさせるためのものであり、数十W〜百数十W程度のCOレーザを出射するレーザ発振器31と、レーザ発振器31により出射されたレーザを反射する反射ミラー32と、反射ミラー32により反射されたレーザを被加工基板60上で走査するポリゴンミラー33とを有している。これにより、レーザ発振器31により出射されたレーザが反射ミラー32を経てポリゴンミラー33で反射され、被加工基板60上で割断予定線71に沿って所定の長さL2に亘って繰り返し走査されることにより、線状のレーザビームLB2が生成される。なお、図2に示すように、線状のレーザビームLB2は、割断予定線71に沿う方向に延びる線状の照射パターン66を有するものであり、その幅W2(割断予定線71に直交する方向の長さ)を十分の数mm〜十数mm程度とし、その長さL2(割断予定線71に沿う方向の長さ)を数mm〜百mm程度とすることが好ましい。 The cleaving unit 30 of the heating / cooling unit 10 is for causing a crack in the workpiece substrate 60 by irradiating the workpiece substrate 60 with the laser beam LB2 to locally heat the workpiece substrate 60. , A laser oscillator 31 that emits a CO 2 laser of about several tens of W to several tens of W, a reflection mirror 32 that reflects the laser emitted by the laser oscillator 31, and a laser that is reflected by the reflection mirror 32 And a polygon mirror 33 that scans on 60. As a result, the laser emitted from the laser oscillator 31 is reflected by the polygon mirror 33 via the reflecting mirror 32, and repeatedly scanned over the predetermined length L2 along the planned cutting line 71 on the substrate 60 to be processed. As a result, a linear laser beam LB2 is generated. As shown in FIG. 2, the linear laser beam LB2 has a linear irradiation pattern 66 extending in a direction along the planned cutting line 71, and has a width W2 (a direction orthogonal to the planned cutting line 71). It is preferable that a sufficient length of about several millimeters to several tens of millimeters and a length L2 (a length in a direction along the planned cutting line 71) of about several millimeters to a hundred millimeters.

加熱冷却ユニット10の冷却ユニット40は、被加工基板60に冷却剤Cを吹き付けて被加工基板60上で局部的に加熱が行われた領域を局部的に冷却するためのものであり、水や霧(水と気体との混合物)、窒素などの気体、二酸化炭素粒子(ドライアイス)などの微粒子固体、アルコールなどの液体、霧状のアルコール、雪状のドライアイスなどの冷却剤Cを被加工基板60の表面に噴射する冷却ノズル41を有している。なお、冷却ノズル41は、その直径(内径)が数mm以下であることが好ましい。   The cooling unit 40 of the heating / cooling unit 10 is for locally cooling the region heated locally on the substrate to be processed 60 by spraying the coolant C onto the substrate 60 to be processed. Processing coolant C such as mist (mixture of water and gas), gas such as nitrogen, particulate solid such as carbon dioxide particles (dry ice), liquid such as alcohol, mist-like alcohol, snow-like dry ice A cooling nozzle 41 for spraying onto the surface of the substrate 60 is provided. The cooling nozzle 41 preferably has a diameter (inner diameter) of several mm or less.

加圧ユニット45は、被加工基板60に局部的に機械的な応力を印加するためのものであり、加圧ユニット本体46と、加圧ユニット本体46に取り付けられたアーム47と、アーム47の先端部にシャフト49を介して回動自在に装着され被加工基板60の表面に転がり接触しながら当該被加工基板60を押圧して加圧する、割断予定線71を挟んで等距離に位置した2個のローラ部材48とを有している。なお、加圧ユニット45は、被加工基板60上で割断予定線71に沿って相対的に移動するようになっており、それに伴ってローラ部材48により被加工基板60上で加圧される領域も被加工基板60の割断予定線71に沿って移動するようになっている。なお、ローラ部材48は、上述したように被加工基板60の表面を滑ることなく当該表面に転がり接触しながら移動する。ここで、ローラ部材48は、その直径が数mm〜数十mmであり、被加工基板60に傷などの損傷を与えない、樹脂やゴムなどの材料で作られていることが好ましい。なお、ローラ部材48は、単一の材料で作られている他、複数の材料で作られていてもよい。特に、本発明における割断加工では、レーザビームの照射により発生する熱応力を用いているので、比熱や熱伝導係数などの熱的挙動が重要であり、その点を考慮して適切な材料を選択する必要がある。なおここで、ローラ部材48の被加工基板60への接触条件としては、各種の条件(ローラ部材48の押し付け力や、ガラス基板である被加工基板60のたわみ量など)を選択することができる。   The pressurizing unit 45 is for applying mechanical stress locally to the substrate 60 to be processed. The pressurizing unit main body 46, an arm 47 attached to the pressurizing unit main body 46, 2 positioned at an equal distance across a planned cutting line 71, which is rotatably mounted at the tip via a shaft 49 and presses and presses the substrate 60 while being in rolling contact with the surface of the substrate 60. Individual roller members 48. Note that the pressure unit 45 is relatively moved along the planned cutting line 71 on the substrate 60 to be processed, and accordingly, the region pressed by the roller member 48 on the substrate 60 to be processed. Also moves along the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be processed. As described above, the roller member 48 moves while rolling and contacting the surface of the substrate 60 to be processed without sliding. Here, the roller member 48 has a diameter of several mm to several tens of mm, and is preferably made of a material such as resin or rubber that does not damage the substrate to be processed 60 such as scratches. The roller member 48 may be made of a single material or a plurality of materials. In particular, the cleaving process according to the present invention uses thermal stress generated by laser beam irradiation, so thermal behavior such as specific heat and thermal conductivity is important. There is a need to. Here, various conditions (such as the pressing force of the roller member 48 and the deflection amount of the processed substrate 60 that is a glass substrate) can be selected as the contact conditions of the roller member 48 to the processed substrate 60. .

以上において、加工部ユニット5に含まれる加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)及び加圧ユニット45はいずれも移動ステージ(図示せず)により被加工基板60に沿う方向(X方向及びY方向)に移動することができるようになっており、加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)及び加圧ユニット45がいずれも被加工基板60上で割断予定線71に沿って適切な間隔で一直線状に配置されるようにアライメント調整を行うことができるようになっている。   In the above, the heating / cooling unit 10 (the preheating unit 20, the cleaving unit 30, and the cooling unit 40) and the pressure unit 45 included in the processing unit 5 are all along the substrate 60 to be processed by the moving stage (not shown). The heating / cooling unit 10 (the preheating unit 20, the cleaving unit 30, and the cooling unit 40) and the pressure unit 45 are all on the substrate 60 to be processed. The alignment can be adjusted so as to be arranged in a straight line at appropriate intervals along the planned cutting line 71.

一方、移動ユニット50は、加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)及び加圧ユニット45を含む加工部ユニット5に対して被加工基板60を相対的に移動させるためのものであり、被加工基板60を支持する基板ホルダ51と、基板ホルダ51により支持された被加工基板60を位置決めするための位置決めピン52と、基板ホルダ51を加熱冷却ユニット10に対してXY平面内で相対的に移動させる移動ステージ53とを有している。   On the other hand, the moving unit 50 moves the substrate 60 to be processed relative to the processing unit 5 including the heating / cooling unit 10 (the preheating unit 20, the cleaving unit 30, and the cooling unit 40) and the pressure unit 45. A substrate holder 51 for supporting the substrate 60 to be processed, positioning pins 52 for positioning the substrate to be processed 60 supported by the substrate holder 51, and the substrate holder 51 with respect to the heating / cooling unit 10 in the XY plane. And a moving stage 53 that is relatively moved.

また、基板ホルダ51上には、被加工基板60のうち割断予定線71上に位置する部分を支持する基板支え54が設けられている。ここで、基板支え54は、図3(a)(b)に示すように、断面形状が三角形状をなしている。また、基板支え54は、テフロン(登録商標)などのフッ素系樹脂や、PEEK(登録商標)などのポリアリルエーテルエーテルケトン系樹脂、アクリル、ポリイミド樹脂、軟質ガラスなどのように、被加工基板60を傷つけない程度の硬度の材料で作られた部材からなっていることが好ましい。なお、図3(a)(b)においては、被加工基板60のうち割断予定線71上に位置する部分を支持する基板支えとして、図示されているような基板支え54を一つだけ設けているが、これに限らず、図示されているような基板支え54と平行に複数本の基板支えを設け、被加工基板60の全面を支持するようにしてもよい。   A substrate support 54 is provided on the substrate holder 51 to support a portion of the substrate to be processed 60 that is located on the planned cutting line 71. Here, as shown in FIGS. 3A and 3B, the substrate support 54 has a triangular cross-sectional shape. Further, the substrate support 54 is made of a substrate 60 to be processed such as fluorine resin such as Teflon (registered trademark), polyallyl ether ether ketone resin such as PEEK (registered trademark), acrylic, polyimide resin, or soft glass. It is preferably made of a member made of a material having a hardness that does not damage the surface. 3 (a) and 3 (b), only one substrate support 54 as shown is provided as a substrate support for supporting a portion of the substrate 60 to be processed located on the planned cutting line 71. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of substrate supports may be provided in parallel with the substrate support 54 as shown in the figure to support the entire surface of the substrate to be processed 60.

なお、以上において、上述した加圧ユニット45(第1加圧部)及び基板支え54(第2加圧部)により加圧機構が構成されている。   In the above, a pressurizing mechanism is constituted by the pressurizing unit 45 (first pressurizing unit) and the substrate support 54 (second pressurizing unit) described above.

より具体的には、図3(a)(b)に示すように、加圧ユニット45の2個のローラ部材48が被加工基板60の上方に配置され、被加工基板60のうち割断予定線71の両側に位置する部分を、レーザビームLB1,LB2が照射される側の表面(第1表面)から当該表面の反対側の裏面(第2表面)へ向けて加圧する。一方、基板支え54は、被加工基板60の下方に配置され、被加工基板60のうち割断予定線71上に位置する部分を、裏面(第2表面)から表面(第1表面)へ向けて加圧する。なお、基板支え54は、被加工基板60の割断予定線71に沿ってその全長に亘って延びており、このようにして延びる基板支え54に沿ってその全長に亘ってローラ部材48が移動するようになっている。このようにすると、加圧ユニット45に先行して移動する加熱冷却ユニット10により形成された亀裂68に機械的な応力(符号69参照)が印加され、亀裂68がより深く入ることにより、被加工基板60がその割断面のところで容易に切り離される。   More specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, the two roller members 48 of the pressure unit 45 are disposed above the substrate to be processed 60, and the planned cutting line of the substrate to be processed 60 is shown. The part located on both sides of 71 is pressurized from the surface (first surface) on the side irradiated with laser beams LB1 and LB2 toward the back surface (second surface) opposite to the surface. On the other hand, the substrate support 54 is disposed below the substrate 60 to be processed, and a portion of the substrate 60 that is located on the planned cutting line 71 is directed from the back surface (second surface) to the surface (first surface). Pressurize. The substrate support 54 extends over the entire length along the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be processed, and the roller member 48 moves along the entire length of the substrate support 54 thus extended. It is like that. In this case, mechanical stress (see reference numeral 69) is applied to the crack 68 formed by the heating / cooling unit 10 that moves in advance of the pressurizing unit 45, and the crack 68 enters deeper, so that the workpiece is processed. The substrate 60 is easily separated at the fractured surface.

なお、図3(a)(b)においては、基板支え54として、断面形状が三角形状のものを用いているが、これに限らず、図4(a)〜(f)に示すような各種の断面形状(多角形、台形、蒲鉾形、半円形、円形、楕円形など)の基板支え54A〜54Fを用いるようにしてもよい。なお、基板支え54,54A〜54Fの断面形状は、長さ方向に関して一様にする他、長さ方向に関してその大きさや形状などを場所により変えるようにしてもよい。これにより、被加工基板60上の場所に応じて、ローラ部材48及び基板支え54,54A〜54Fにより被加工基板60上で局部的に印加される機械的な応力を制御することができる。   3 (a) and 3 (b), the substrate support 54 has a triangular cross-sectional shape. However, the present invention is not limited to this, and there are various types as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (f). Substrate supports 54A to 54F having a cross-sectional shape (polygon, trapezoid, bowl, semicircle, circle, ellipse, etc.) may be used. The cross-sectional shapes of the substrate supports 54, 54A to 54F may be uniform in the length direction, and the size, shape, and the like in the length direction may be changed depending on the location. Thereby, according to the place on the to-be-processed substrate 60, the mechanical stress applied locally on the to-be-processed substrate 60 by the roller member 48 and the substrate supports 54 and 54A to 54F can be controlled.

一方、図3(a)(b)においては、加圧ユニット45のローラ部材48として、円筒形のものを用いているが、これに限らず、図5(a)〜(f)に示すような各種の形状(楕円球形、球形、裁頭円錐台形、算盤玉形、鼓形など)のローラ部材48A〜48Fを用いるようにしてもよい。なお、図5(a)〜(d)においては、互いに分離した二つのローラ部材48A〜48Dにより被加工基板60を押圧する構成がとられており、図5(e)(f)においては、一体型のローラ部材48E,48Fにより被加工基板60を押圧する構成がとられている。   On the other hand, in FIGS. 3A and 3B, a cylindrical member is used as the roller member 48 of the pressure unit 45. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIGS. Various roller shapes 48A to 48F having various shapes (elliptical sphere, sphere, truncated frustoconical, abacus bead, hourglass, etc.) may be used. 5A to 5D, the substrate 60 is pressed by two roller members 48A to 48D separated from each other. In FIGS. 5E and 5F, A configuration is adopted in which the workpiece substrate 60 is pressed by integral roller members 48E and 48F.

次に、このような構成からなる本発明の第1の実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the first embodiment of the present invention having such a configuration will be described.

図1に示す割断加工システム1において、割断対象となる被加工基板60を移動ユニット50の移動ステージ53上に搭載された基板ホルダ51上に位置決めする。具体的には、被加工基板60に付けられたアライメントマーク(図示せず)をCCD力メラ(図示せず)により撮像し、画像処理装置(図示せず)による撮像結果に基づいて被加工基板60のアライメントマークが基板ホルダ51上の所定の場所にくるように両者の相対的な位置関係を変化させる。これにより、被加工基板60が基板ホルダ51上の所定の場所に位置決めされる。なお、このようにして基板ホルダ51上に位置決めされた被加工基板60は位置決めピン52により固定される。   In the cleaving system 1 shown in FIG. 1, the substrate 60 to be cleaved is positioned on the substrate holder 51 mounted on the moving stage 53 of the moving unit 50. Specifically, an alignment mark (not shown) attached to the substrate 60 to be processed is imaged by a CCD force mela (not shown), and the substrate to be processed is based on an imaging result by an image processing device (not shown). The relative positional relationship between the two alignment marks is changed so that the 60 alignment marks are located at predetermined positions on the substrate holder 51. As a result, the substrate 60 to be processed is positioned at a predetermined location on the substrate holder 51. The substrate 60 to be processed positioned on the substrate holder 51 in this way is fixed by positioning pins 52.

そして、移動ユニット50の移動ステージ53により基板ホルダ51を移動させ、基板ホルダ51上に位置決めされた被加工基板60の割断予定線71上に加工部ユニット5を位置付ける。なお、加工部ユニット5に含まれる加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)及び加圧ユニット45は、被加工基板60の割断予定線71上に位置付けられたときに当該割断予定線71に沿って適切な間隔で一直線状に配置されるように予めアライメント調整が行われている。   Then, the substrate holder 51 is moved by the moving stage 53 of the moving unit 50, and the processing unit 5 is positioned on the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be processed positioned on the substrate holder 51. Note that the heating / cooling unit 10 (the preheating unit 20, the cleaving unit 30 and the cooling unit 40) and the pressure unit 45 included in the processing unit 5 are positioned on the cleaving line 71 of the substrate 60 to be processed. The alignment is adjusted in advance so as to be arranged in a straight line at appropriate intervals along the planned cutting line 71.

この状態で、移動ユニット50の移動ステージ53により、基板ホルダ51上に位置決めされた被加工基板60を加工部ユニット5に対して相対的に移動させ、加工部ユニット5に含まれる加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)及び加圧ユニット45を被加工基板60上で割断予定線71に沿ってこの順番で相対的に移動させる。   In this state, the substrate 60 positioned on the substrate holder 51 is moved relative to the processing unit 5 by the moving stage 53 of the moving unit 50, and the heating / cooling unit 10 included in the processing unit 5 is included. (Preheating unit 20, cleaving unit 30 and cooling unit 40) and pressure unit 45 are relatively moved in this order along cleaving line 71 on substrate 60 to be processed.

これにより、図1及び図2に示すように、まず、被加工基板60上で割断予定線71に沿って加熱冷却ユニット10の予熱ユニット20が相対的に移動し、被加工基板60上に線状のレーザビームLB1を照射することにより、被加工基板60を所定の温度(30℃〜200℃程度)で局部的に予熱する。なおこのとき、予熱ユニット20においては、レーザ発振器21により出射されたレーザが反射ミラー22を経てポリゴンミラー23で反射され、被加工基板60上で割断予定線71に沿って所定の長さL1に亘って繰り返し走査されることにより、照射パターン65を有する線状のレーザビームLB1が生成される。   As a result, as shown in FIGS. 1 and 2, first, the preheating unit 20 of the heating / cooling unit 10 relatively moves along the planned cutting line 71 on the substrate 60 to be processed, and the line on the substrate 60 is processed. By irradiating the shaped laser beam LB1, the workpiece substrate 60 is locally preheated at a predetermined temperature (about 30 ° C. to 200 ° C.). At this time, in the preheating unit 20, the laser emitted from the laser oscillator 21 is reflected by the polygon mirror 23 through the reflecting mirror 22 and has a predetermined length L1 along the planned cutting line 71 on the substrate 60 to be processed. By being repeatedly scanned over, a linear laser beam LB1 having an irradiation pattern 65 is generated.

そして、このようにして予熱ユニット20により局部的に予熱された被加工基板60上で割断予定線71に沿って割断ユニット30が相対的に移動し、予熱ユニット20により被加工基板60上で局部的に予熱が行われた領域よりも幅の狭い線状の領域に線状のレーザビームLB2を照射することにより、被加工基板60を所定の温度(100℃〜400℃程度)で局部的に加熱する。なおこのとき、割断ユニット30においては、レーザ発振器31により出射されたレーザが反射ミラー32を経てポリゴンミラー33で反射され、被加工基板60上で割断予定線71に沿って所定の長さL2に亘って繰り返し走査されることにより、照射パターン66を有する線状のレーザビームLB2が生成される。   Then, the cleaving unit 30 relatively moves along the planned cutting line 71 on the substrate 60 to be locally preheated by the preheating unit 20 in this way, and locally on the substrate 60 to be processed by the preheating unit 20. By irradiating a linear laser beam LB2 to a linear region that is narrower than the region that has been preheated locally, the substrate 60 to be processed is locally at a predetermined temperature (about 100 ° C. to 400 ° C.). Heat. At this time, in the cleaving unit 30, the laser emitted from the laser oscillator 31 is reflected by the polygon mirror 33 through the reflecting mirror 32, and has a predetermined length L2 along the planned cutting line 71 on the substrate 60 to be processed. By being repeatedly scanned over, a linear laser beam LB2 having an irradiation pattern 66 is generated.

その後、このようにして割断ユニット30により局部的に加熱された被加工基板60上で割断予定線71に沿って冷却ユニット40が相対的に移動し、割断ユニット30により被加工基板60上で局部的に加熱が行われた領域よりも幅の広い円形状の領域に冷却剤Cを吹き付けることにより、被加工基板60を局部的に冷却する。なおこのとき、冷却ユニット40においては、冷却ノズル41から噴射された冷却剤Cが被加工基板60の表面に所定の吹付パターン67で吹き付けられる。   Thereafter, the cooling unit 40 moves relatively along the planned cutting line 71 on the substrate 60 to be heated locally by the cleaving unit 30 in this manner, and the crushing unit 30 locally moves on the substrate 60 to be processed. The substrate 60 to be processed is locally cooled by spraying the coolant C onto a circular area that is wider than the area that has been heated. At this time, in the cooling unit 40, the coolant C sprayed from the cooling nozzle 41 is sprayed on the surface of the substrate 60 to be processed with a predetermined spray pattern 67.

さらに、このようにして冷却ユニット40により局部的に冷却された被加工基板60上で割断予定線71に沿って加圧ユニット45が相対的に移動し、被加工基板60の表面をローラ部材48が転がりながら押圧することにより、被加工基板70の裏面を支持する基板支え54との協働により被加工基板60に局部的に機械的な応力を印加する。より具体的には、加圧ユニット45は、被加工基板60のうち割断予定線71の両側に位置する部分を被加工基板60の表面側から加圧し、基板支え54は、被加工基板60のうち割断予定線71上に位置する部分を被加工基板60の裏面側から加圧する。   Further, the pressure unit 45 relatively moves along the planned cutting line 71 on the substrate 60 to be locally cooled in this manner by the cooling unit 40, and the surface of the substrate 60 is moved by the roller member 48. By pressing while rolling, mechanical stress is locally applied to the substrate to be processed 60 in cooperation with the substrate support 54 that supports the back surface of the substrate 70 to be processed. More specifically, the pressurizing unit 45 pressurizes portions of the substrate to be processed 60 that are located on both sides of the planned cutting line 71 from the surface side of the substrate to be processed 60. Of these, the portion located on the planned cutting line 71 is pressurized from the back side of the substrate 60 to be processed.

以上のようにして、被加工基板60上で割断予定線71に沿って加熱冷却ユニット10による処理(予熱ユニット20による予熱、割断ユニット30による加熱及び冷却ユニット40による冷却)が順次行われると、主として被加工基板60の加熱により発生した熱応力(引張応力)と被加工基板60の冷却により発生した引張応力とによって亀裂68が形成され、かつ、加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)が被加工基板70上で割断予定線71に沿って相対的に移動することに伴って割断予定線71に沿って亀裂68が進展する。   As described above, when the processing by the heating / cooling unit 10 (preheating by the preheating unit 20, heating by the cleaving unit 30, and cooling by the cooling unit 40) is sequentially performed on the substrate 60 along the planned cutting line 71, Cracks 68 are formed mainly by the thermal stress (tensile stress) generated by heating the substrate 60 to be processed and the tensile stress generated by cooling the substrate 60 to be processed, and the heating / cooling unit 10 (preheating unit 20, cleaving unit 30). As the cooling unit 40) relatively moves along the planned cutting line 71 on the substrate 70, the crack 68 develops along the planned cutting line 71.

具体的には、割断ユニット30により被加工基板60を局部的に加熱すると、被加工基板60の加熱により発生した熱応力(引張応力)によって被加工基板60に亀裂68が生じる。そして、この状態で、被加工基板60上で局部的に加熱が行われる領域(照射パターン66に対応)を割断予定線71に沿って移動させると、割断ユニット30による加熱により発生した熱応力が被加工基板60の亀裂68の先端部に順次加えられ、この亀裂68の先端部での応力拡大効果(破壊工学でいう「亀裂先端周りの持つ特異的効果」)によって領域66の移動に追従する形で亀裂68が進展する。   Specifically, when the workpiece substrate 60 is locally heated by the cleaving unit 30, a crack 68 is generated in the workpiece substrate 60 due to thermal stress (tensile stress) generated by heating the workpiece substrate 60. Then, in this state, when a region (corresponding to the irradiation pattern 66) in which heating is locally performed on the workpiece substrate 60 is moved along the planned cutting line 71, the thermal stress generated by the heating by the cutting unit 30 is generated. It is sequentially applied to the tip of the crack 68 of the substrate 60 to be processed, and follows the movement of the region 66 by the stress expansion effect (“specific effect around the crack tip” in fracture engineering) at the tip of the crack 68. Cracks 68 develop in shape.

このとき、割断ユニット30により被加工基板60を局部的に加熱するのに続いて、冷却ユニット40により、割断ユニット30により被加工基板60上で局部的に加熱が行われた領域(照射パターン66に対応)よりも幅の広い円形状の領域(吹付パターン67に対応)に冷却剤Cを吹き付けると、被加工基板60の冷却により発生した引張応力が、割断ユニット30による加熱により発生した引張応力と重ね合わされる。これにより、割断ユニット30による加熱のみにより発生した引張応力がさらに拡大され、被加工基板60の亀裂68の先端部で生じる応力拡大効果がより大きくなって亀裂68をより高速に進展させることができる。なお、このようにして被加工基板60の加熱により発生した熱応力(引張応力)と被加工基板60の冷却により発生した引張応力とによって亀裂68を進展させる場合には、亀裂68の先端部は通常、冷却ユニット40の近傍に位置する。   At this time, after the substrate 60 is locally heated by the cleaving unit 30, the region (irradiation pattern 66) that is locally heated on the substrate 60 by the cleaving unit 30 by the cooling unit 40. When the coolant C is sprayed on a circular area (corresponding to the spray pattern 67) wider than the tensile stress generated by cooling the substrate 60, the tensile stress generated by heating by the cleaving unit 30 And superimposed. Thereby, the tensile stress generated only by heating by the cleaving unit 30 is further expanded, and the stress expansion effect generated at the tip of the crack 68 of the substrate to be processed 60 is further increased, so that the crack 68 can be advanced at a higher speed. . When the crack 68 is caused to propagate by the thermal stress (tensile stress) generated by heating the workpiece substrate 60 and the tensile stress generated by cooling the workpiece substrate 60 in this way, the tip of the crack 68 is Usually, it is located in the vicinity of the cooling unit 40.

なお、以上において、割断ユニット30により被加工基板60を局部的に加熱するのに先行して、割断ユニット30により被加工基板60上で局部的に加熱が行われる領域(割断ユニット30により実際に加熱が行われる領域と同程度の大きさかそれよりも広い領域)(照射パターン65に対応)を局部的に予熱すると、割断ユニット30により被加工基板60上で局部的に加熱が行われる領域の温度を予め上昇させておくことができ、割断ユニット30により行われる割断のための加熱を効果的に補助することができる。   In the above, prior to locally heating the substrate 60 to be processed by the cleaving unit 30, a region in which heating is locally performed on the substrate to be processed 60 by the cleaving unit 30 (actually by the cleaving unit 30. When a region about the same size or wider than the region where the heating is performed (corresponding to the irradiation pattern 65) is locally preheated, the region in which the heating is locally performed on the substrate 60 by the cleaving unit 30 is performed. The temperature can be raised in advance, and heating for cleaving performed by the cleaving unit 30 can be effectively assisted.

さらに、冷却ユニット40により被加工基板60を局部的に冷却するのに続いて、加圧ユニット45により、加熱冷却ユニット10に含まれる割断ユニット30及び冷却ユニット40により被加工基板60上で局部的に加熱及び冷却が行われた領域の移動に追従するような態様で、被加工基板60上で進展する亀裂68の先端部から所定の距離だけ離間した部分を押圧すると、当該部分に局部的に機械的な応力が印加され、被加工基板60の裏面を支持する基板支え54との協働により被加工基板60上で進展する亀裂68が押し拡げられる。このようにして、加圧ユニット45及び基板支え54は、被加工基板60の割断面に僅かな間隙を持たせるように作用し、被加工基板60の表面のみが割断され又は被加工基板60の裏面まで割断面が到達することなく非割断面が僅かに残されているような場合でも、被加工基板60の裏面まで割断面を十分に到達させて全割断に至らしめることが可能となる。   Further, after locally cooling the workpiece substrate 60 by the cooling unit 40, the pressurizing unit 45 causes the cleaving unit 30 and the cooling unit 40 included in the heating / cooling unit 10 to locally localize the workpiece substrate 60. When a portion separated by a predetermined distance from the tip of the crack 68 that propagates on the workpiece substrate 60 is pressed in such a manner as to follow the movement of the heated and cooled region, the portion is locally applied to the portion. A mechanical stress is applied, and the crack 68 that propagates on the workpiece substrate 60 is expanded by cooperation with the substrate support 54 that supports the back surface of the workpiece substrate 60. In this way, the pressure unit 45 and the substrate support 54 act so as to give a slight gap to the cut surface of the substrate 60 to be processed, and only the surface of the substrate 60 to be processed is cleaved or the substrate 60 is processed. Even in the case where the uncut surface is slightly left without reaching the back surface, it is possible to sufficiently reach the back surface of the substrate 60 to be cut and to achieve the entire cutting.

ここで、加圧ユニット45及び基板支え54からなる加圧機構に関する最も重要な点は、加熱冷却ユニット10に含まれる予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40により被加工基板60の割断をほぼ完了させた後に、加圧ユニット45及び基板支え54により被加工基板60に対して機械的な圧力を印加することである。すなわち、加圧ユニット45及び基板支え54により印加される機械的な応力は、既に発生している被加工基板60の割断面に対して作用し、当該割断面を押し拡げることで被加工基板60をその厚さ方向に貫通させる。言い換えれば、加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)により被加工基板60の割断が行われている間は、被加工基板60の当該部分に積極的に変形(湾曲等)を加えることはしない。   Here, the most important point regarding the pressurizing mechanism including the pressurizing unit 45 and the substrate support 54 is that the preheating unit 20, the cleaving unit 30 and the cooling unit 40 included in the heating / cooling unit 10 substantially cleave the workpiece 60. After the completion, mechanical pressure is applied to the substrate 60 by the pressurizing unit 45 and the substrate support 54. That is, the mechanical stress applied by the pressurizing unit 45 and the substrate support 54 acts on the fractured surface of the workpiece substrate 60 that has already been generated, and the workpiece substrate 60 is expanded by expanding the fractured surface. Is penetrated in the thickness direction. In other words, while the processing substrate 60 is cleaved by the heating / cooling unit 10 (the preheating unit 20, the cleaving unit 30, and the cooling unit 40), the portion of the processing substrate 60 is actively deformed (curved or the like). ) Is not added.

なお、従来の割断加工システムとしては、既に説明したように、レーザビームの照射により発生する局部的な熱応力(引張応力)に機械的な応力(引張応力)を重畳させた状態で被加工基板の割断を行うものが知られている。ここで、このような従来の割断加工システムにおいて、被加工基板に対して割断が行われる以前又は割断が行われている最中に被加工基板の変形などにより機械的な応力が印加されていると、割断時に亀裂の先端部に印加される引張応力は、レーザビームの照射により発生する局部的な熱応力と、変形による機械的な応力との和になる。ここで、このような変形による機械的な応力は、被加工基板の割断予定線に対して対称的にかつ均等に印加することは極めて難しい。このため、このような引張応力による割断では、変形による機械的な応力の不均一性により、レーザビームの照射による割断の均一性が乱され、その結果、被加工基板の品質(割断面の表面粗さや、真直性、割断面のガラス表面に対する直角度)の劣化をきたすことになる。   As described above, as a conventional cleaving system, a substrate to be processed in a state where mechanical stress (tensile stress) is superimposed on local thermal stress (tensile stress) generated by laser beam irradiation. It is known that cleaves. Here, in such a conventional cleaving system, mechanical stress is applied by deformation of the substrate to be processed before cleaving the substrate to be processed or during cleaving. The tensile stress applied to the crack tip at the time of cleaving is the sum of the local thermal stress generated by laser beam irradiation and the mechanical stress due to deformation. Here, it is extremely difficult to apply the mechanical stress due to such deformation symmetrically and evenly with respect to the planned cutting line of the substrate to be processed. For this reason, in such cleaving due to tensile stress, the nonuniformity of mechanical stress due to deformation disturbs the cleaving uniformity due to laser beam irradiation. As a result, the quality of the substrate to be processed (the surface of the fractured surface) Deterioration of roughness, straightness, and perpendicularity of the cut section to the glass surface is caused.

以下、このような現象の詳細につき図16(a)(b)により説明する。なお、図16(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る割断加工システム1(被加工基板60に対して割断を行った後に被加工基板60に機械的な応力を印加するシステム)において得られた被加工基板60の割断面の品質を示し、図16(b)は、従来の割断加工システム(被加工基板60に対して割断を行うと同時に被加工基板60に機械的な応力を印加するシステム)により得られた被加工基板60の割断面の品質を示す。なお、図16(c)は、被加工基板60が割断される様子を示す模式図であり、図16(c)に示す「うねり」及び「位置」がそれぞれ図16(a)(b)に示す「うねり」及び「位置」に対応している。また、符号68、71はそれぞれ割断線(亀裂)及び割断予定線を示している。   Hereinafter, details of such a phenomenon will be described with reference to FIGS. 16A shows the cleaving system 1 according to the first embodiment of the present invention (a system for applying mechanical stress to the substrate 60 after cleaving the substrate 60 to be processed). 16 (b) shows the quality of the cut surface of the substrate 60 to be processed, and FIG. 16 (b) shows the conventional cleaving system (when the substrate 60 is cleaved and at the same time mechanically applied to the substrate 60). The quality of the cut surface of the to-be-processed substrate 60 obtained by the system which applies stress is shown. FIG. 16C is a schematic diagram showing a state in which the substrate 60 to be processed is cleaved, and “swell” and “position” shown in FIG. 16C are shown in FIGS. 16A and 16B, respectively. It corresponds to “swell” and “position” shown. Reference numerals 68 and 71 denote a breaking line (crack) and a breaking line, respectively.

図16(a)に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る割断加工システム1により得られた割断後の被加工基板60では、割断予定線71からの実際の割断線(亀裂)68のうねりの幅は−0.02mm〜0.1mmでその振幅は小さく、脈動の繰り返しも滑らかである。これに対し、図16(b)に示すように、従来の割断加工システムにより得られた被加工基板60では、割断予定線71からの実際の割断線(亀裂)68のうねりの幅は0mm〜0.4mmでその振幅はかなり大きく、脈動の繰り返しも大きい。   As shown in FIG. 16 (a), in the cut substrate to be processed 60 obtained by the cleaving system 1 according to the first embodiment of the present invention, the actual cleaving line (crack from the cleaving planned line 71 is obtained. ) The width of the undulation of 68 is -0.02 mm to 0.1 mm, the amplitude is small, and the repetition of pulsation is smooth. On the other hand, as shown in FIG. 16B, in the substrate to be processed 60 obtained by the conventional cleaving system, the width of the undulation of the actual cleaving line (crack) 68 from the cleaving line 71 is 0 mm to. The amplitude is considerably large at 0.4 mm, and the repetition of pulsation is also large.

以上から明らかなように、本発明の第1の実施の形態のように、被加工基板60に対して割断を行った後に被加工基板60に対して機械的な応力を印加する場合には、従来のように、被加工基板60に対して割断を行うと間に同時に機械的な応力を印加する場合に比べて、被加工基板60の割断面の品質(特に割断面の真直性)が良好である。なお、データとしては示していないが、両者の場合における割断面の微小な面(例えば幅10t[mm]×厚さt[mm]の面)の二次元的な滑らかさを観察すると、明らかに前者の方が後者に比べて良好な結果が得られた。   As is clear from the above, when mechanical stress is applied to the substrate to be processed 60 after cleaving the substrate to be processed 60 as in the first embodiment of the present invention, Compared to the conventional case where mechanical stress is simultaneously applied while cleaving the workpiece substrate 60, the quality of the fractured surface of the workpiece substrate 60 (particularly straightness of the fractured surface) is better. It is. Although not shown as data, when two-dimensional smoothness of a minute surface (for example, a surface of width 10 t [mm] × thickness t [mm]) in both cases is observed, it is clear. The former gave better results than the latter.

このように本発明の第1の実施の形態によれば、レーザビームの照射により被加工基板60上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板60の割断予定線71に沿って移動させることにより、当該被加工基板60に亀裂68を生じさせて進展させるとともに、このようにして当該被加工基板60上で進展する亀裂68を押し拡げるように、加圧ユニット45及び基板支え54により当該亀裂68の先端部から所定の距離だけ離間した部分に局部的に機械的な応力を印加するようにしている。またこのとき、加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)に対して加圧ユニット45を連動させて移動させ、被加工基板60上で局部的に機械的な応力が印加される領域を、被加工基板60上で局部的に加熱が行われた領域の移動に追従するように被加工基板60の割断予定線71に沿って移動させるようにしている。このように、レーザビームの照射により被加工基板60に亀裂68を生じさせた後に当該亀裂68を押し拡げるように(すなわち割断面に間隙を持たせるように)局部的に機械的な応力を印加するようにしているので、亀裂68の形成時に機械的な応力が与えられることにより生じる被加工基板60の割断面の品質(割断面の表面粗さや、真直性、割断面のガラス表面に対する直角度)の劣化を抑え、被加工基板60の裏面まで割断面を効果的に到達させることが可能である。このため、被加工基板60の品質(割断面の表面粗さや、真直性、割断面のガラス表面に対する直角度)を良好に保ちつつ、被加工基板60の割断速度の高速化を図ることができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the region that is locally heated on the substrate 60 to be processed by the laser beam irradiation is taken along the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be processed. The pressure unit 45 and the substrate support 54 are moved so as to cause a crack 68 to develop in the workpiece substrate 60 and to cause the crack to propagate on the workpiece substrate 60 in this way. Thus, a mechanical stress is locally applied to a portion separated from the tip of the crack 68 by a predetermined distance. At this time, the pressurizing unit 45 is moved in conjunction with the heating / cooling unit 10 (the preheating unit 20, the cleaving unit 30, and the cooling unit 40), and mechanical stress is locally applied on the substrate 60 to be processed. The region to be processed is moved along the planned cutting line 71 of the substrate to be processed 60 so as to follow the movement of the region heated locally on the substrate to be processed 60. As described above, a mechanical stress is applied locally so that a crack 68 is generated in the workpiece substrate 60 by irradiation of the laser beam and then the crack 68 is expanded (that is, a gap is provided in the split section). Therefore, the quality of the fractured surface of the substrate 60 to be processed which is generated by applying mechanical stress when the crack 68 is formed (surface roughness, straightness, perpendicularity of the fractured surface to the glass surface). ) Can be suppressed, and the fractured section can be effectively reached to the back surface of the substrate 60 to be processed. For this reason, it is possible to increase the cutting speed of the substrate to be processed 60 while maintaining the quality of the substrate to be processed 60 (surface roughness, straightness, and perpendicularity to the glass surface of the cut surface). .

また、本発明の第1の実施の形態によれば、レーザビームの照射により被加工基板60に生じた亀裂68を押し拡げるように局部的に機械的な応力を印加するようにしているので、被加工基板60として2枚のガラス基板(上基板61及び下基板62)がシール材63を介して貼り合わされたような液晶基板が用いられる場合であっても、亀裂68を押し拡げる(すなわち割断面に間隙を持たせる)ことにより粘着性の接着部材からなるシール材63のあるガラス基板の部分を容易に切り離すことが可能であり、高品位な割断加工を容易に実現することができる。   In addition, according to the first embodiment of the present invention, mechanical stress is locally applied so as to expand the crack 68 generated in the workpiece substrate 60 by the laser beam irradiation. Even when a liquid crystal substrate in which two glass substrates (an upper substrate 61 and a lower substrate 62) are bonded together with a sealant 63 is used as the substrate to be processed 60, the crack 68 is expanded (that is, split). By providing a gap in the cross section, the portion of the glass substrate having the sealing material 63 made of an adhesive adhesive member can be easily separated, and high-quality cleaving can be easily realized.

さらに、本発明の第1の実施の形態によれば、被加工基板60に対してレーザビームを照射することにより割断加工を行っているので、割断面の表面にバリやゴミなどが生じず、洗浄工程や仕上げのための研磨工程などを省略することができ、また、薄厚基板(例えば0.4mm以下)に対しても破損やチッピングなどが生じるおそれもない。特に、薄厚基板の場合には、レーザビームの熱が基板の裏面に伝わるまでの時間が短くなるので、レーザビームのパワーが同じであれば、より高速に割断を行うことができ、一方、レーザビームの移動速度(割断速度)が同じであれば、より小さなパワーのレーザビームにより割断を行うことができ、システムを小型でかつ安価に実現することができる。   Furthermore, according to the first embodiment of the present invention, since the cleaving process is performed by irradiating the workpiece substrate 60 with a laser beam, no burrs or dust are generated on the surface of the fractured surface. A cleaning process, a polishing process for finishing, and the like can be omitted, and there is no possibility of damage or chipping even on a thin substrate (for example, 0.4 mm or less). In particular, in the case of a thin substrate, since the time until the heat of the laser beam is transmitted to the back surface of the substrate is shortened, if the power of the laser beam is the same, the cleaving can be performed at a higher speed. If the beam moving speed (cleaving speed) is the same, the cleaving can be performed with a laser beam having a smaller power, and the system can be realized in a small size and at a low cost.

なお、上述した第1の実施の形態においては、加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)及び加圧ユニット45は、被加工基板60に対して同一の相対速度で移動するように構成されているが、加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)及び加圧ユニット45にそれぞれ別個の移動ステージを取り付け、被加工基板60の割断予定線71上の特定の部分においてそれぞれが互いに離反するように移動させること等により、所定のタイミングにおいてそれぞれの相対速度を異ならせるようにしてもよい。   In the first embodiment described above, the heating / cooling unit 10 (the preheating unit 20, the cleaving unit 30, and the cooling unit 40) and the pressure unit 45 move at the same relative speed with respect to the substrate 60 to be processed. However, separate moving stages are attached to the heating / cooling unit 10 (the preheating unit 20, the cleaving unit 30 and the cooling unit 40) and the pressure unit 45, respectively, on the cleaving line 71 of the substrate 60 to be processed. The relative speeds may be made different at a predetermined timing, for example, by moving the parts apart from each other.

また、上述した第1の実施の形態においては、加熱冷却ユニット10に含まれる予熱ユニット20及び割断ユニット30において、被加工基板60上でレーザを走査するための光学部品としてポリゴンミラー23,33を用いているが、これに限らず、例えば、ガルバノミラーや円筒型反射鏡などを用いるようにしてもよい。なお、このような光学部品としては、透過型、非透過型(反射型)のいずれのものも用いることができる。   In the first embodiment described above, in the preheating unit 20 and the cleaving unit 30 included in the heating / cooling unit 10, the polygon mirrors 23 and 33 are used as optical components for scanning the laser on the substrate 60. However, the present invention is not limited to this. For example, a galvano mirror or a cylindrical reflector may be used. In addition, as such an optical component, any of a transmission type and a non-transmission type (reflection type) can be used.

さらに、上述した第1の実施の形態においては、加熱冷却ユニット10に含まれる予熱ユニット20及び割断ユニット30により被加工基板60に亀裂を直接生じさせているが、加熱冷却ユニット10の予熱ユニット20に先行して移動する割断線リードユニットをさらに設け、被加工基板60の表面に円盤などが接触した状態で割断予定線に沿って相対的に移動させることにより、被加工基板60の表面に百分の数μm〜数十μm程度の深さの圧痕(微細なクラック)を形成するようにしてもよい。これにより、加熱冷却ユニット10の予熱ユニット20及び割断ユニット30により形成される亀裂68の真直性などを向上させることができる。   Furthermore, in the first embodiment described above, the preheating unit 20 and the cleaving unit 30 included in the heating / cooling unit 10 directly cause cracks in the substrate 60 to be processed. Is further provided with a cutting line lead unit that moves in advance, and is relatively moved along the planned cutting line with a disk or the like in contact with the surface of the substrate 60 to be processed. An indentation (fine crack) having a depth of about several μm to several tens of μm may be formed. Thereby, the straightness of the crack 68 formed by the preheating unit 20 and the cleaving unit 30 of the heating / cooling unit 10 can be improved.

さらに、上述した第1の実施の形態においては、移動ユニット50の移動ステージ53により加工部ユニット5に対して被加工基板60側(基板ホルダ51側)を移動させることにより加工部ユニット5と被加工基板60との相対的な移動を実現するようにしているが、これに限らず、加工部ユニット5側を移動させることにより加工部ユニット5と被加工基板60との相対的な移動を実現するようにしてもよい。   Further, in the first embodiment described above, the processing unit 5 and the processing target unit 5 are moved by moving the processing substrate 60 side (substrate holder 51 side) relative to the processing unit 5 by the moving stage 53 of the moving unit 50. Although the relative movement with the processed substrate 60 is realized, the present invention is not limited to this, and the relative movement between the processed unit 5 and the processed substrate 60 is realized by moving the processed unit 5 side. You may make it do.

さらに、上述した第1の実施の形態においては、割断対象となる被加工基板60として、2枚のガラス基板(上基板61及び下基板62)がシール材63を介して貼り合わされた液晶基板を用いているが、上基板61及び下基板62の間に液晶材が注入された状態の液晶基板に対しても同様に高品位でかつ高速な割断加工を行うことができる。具体的には例えば、このような液晶基板のうち液晶を封止するためのシール材の外側の部位(基板の面内方向で液晶端から約1mm、基板の厚さ方向で基板の厚さ分(約1mm〜0.5mm)だけ離れた部位)を割断する。ただし、この場合には、ガラス基板の表面温度がガラス歪点(熱により特性が変わる温度)を越えることがなく、かつ、ガラス基板の裏面の液晶接触部分において液晶が損傷を受けて正常な動作をしなくなる温度(約80℃)にならないように、予熱ユニット20及び割断ユニット30により照射されるレーザビームLB1,LB2のパワーや照射時間、冷却ユニット30により吹き付けられる冷却剤Cの量や温度などのパラメータを設定し、予熱温度や加熱温度、冷却温度などを調整することが好ましい。   Further, in the first embodiment described above, a liquid crystal substrate in which two glass substrates (an upper substrate 61 and a lower substrate 62) are bonded together with a sealant 63 as a substrate to be processed 60 to be cleaved. Although being used, a high-quality and high-speed cleaving process can be similarly performed on a liquid crystal substrate in a state where a liquid crystal material is injected between the upper substrate 61 and the lower substrate 62. Specifically, for example, a portion outside the sealing material for sealing the liquid crystal in such a liquid crystal substrate (about 1 mm from the liquid crystal edge in the in-plane direction of the substrate and the thickness of the substrate in the thickness direction of the substrate) (Sites separated by about 1 mm to 0.5 mm) are cleaved. However, in this case, the surface temperature of the glass substrate does not exceed the glass strain point (the temperature at which the characteristics change due to heat), and the liquid crystal is damaged at the liquid crystal contact portion on the back surface of the glass substrate, and normal operation is performed. The power and irradiation time of the laser beams LB1 and LB2 irradiated by the preheating unit 20 and the cleaving unit 30 and the amount and temperature of the coolant C sprayed by the cooling unit 30 are set so that the temperature does not become low (about 80 ° C.). It is preferable to adjust the preheating temperature, heating temperature, cooling temperature, etc.

さらに、上述した第1の実施の形態においては、被加工基板60を表面側から加圧する機構として、ローラ部材48,48A〜48Fを有する加圧ユニット48を用いているが、これに限らず、図6に示すように、被加工基板60にエアー(空気やその他のガス(窒素や酸素などを含む)などの気体)を吹き付けて加圧するエアーパッド(気体吹付機構)80Aを用いてもよい。ここで、エアーパッド80Aは、被加工基板60のうち割断予定線71の両側に位置する部分を加圧するように少なくとも一対設けられており、被加工基板60の割断予定線71に沿って移動することにより、当該被加工基板60上で加圧される領域が移動するように構成されている。なお、エアーパッド80Aは、支持体81に支持されたエアーパッド本体82を有しており、支持体81に形成されたエアー通路83及びエアーパッド本体82に形成されたエアー噴出口84を介して噴出されたエアーが被加工基板60へ向けて吹き付けられるようになっている。ここで、図6に示すエアーパッド80Aでは、被加工基板60の表面にエアーパッド本体82を押し付けて加圧することとなるが、このとき、被加工基板60とエアーパッド本体82との間にエアーの噴出により間隙ができる。このため、被加工基板60及びエアーパッド本体82の両者は非接触状態となり、エアーパッド80Aを被加工基板60の表面に沿って移動させた場合でも、被加工基板60の表面に傷などが発生することがない。また、図6に示すエアーパッド80Aでは、被加工基板60に吹き付けられるエアーの温度を制御して適宜高温又は低温にすることができるので、それに伴って被加工基板60の表面の温度を制御することができる。   Furthermore, in the first embodiment described above, the pressurizing unit 48 having the roller members 48, 48A to 48F is used as a mechanism for pressurizing the substrate 60 to be processed from the surface side. As shown in FIG. 6, an air pad (gas blowing mechanism) 80 </ b> A that pressurizes the substrate 60 by blowing air (gas such as air or other gas (including nitrogen or oxygen)) onto the substrate 60 may be used. Here, at least a pair of the air pads 80 </ b> A are provided so as to pressurize portions of the substrate to be processed 60 that are located on both sides of the planned cutting line 71, and move along the planned cutting line 71 of the processed substrate 60. Thus, the region to be pressurized on the substrate to be processed 60 is configured to move. The air pad 80A has an air pad main body 82 supported by the support 81, and an air passage 83 formed in the support 81 and an air outlet 84 formed in the air pad main body 82. The ejected air is blown toward the substrate 60 to be processed. Here, in the air pad 80 </ b> A shown in FIG. 6, the air pad main body 82 is pressed against the surface of the substrate to be processed 60 to pressurize it. A gap is formed by erupting. Therefore, both the substrate to be processed 60 and the air pad main body 82 are in a non-contact state, and even when the air pad 80A is moved along the surface of the substrate to be processed 60, the surface of the substrate to be processed 60 is damaged. There is nothing to do. Further, in the air pad 80A shown in FIG. 6, the temperature of the air blown to the substrate to be processed 60 can be controlled to be appropriately high or low, and accordingly, the surface temperature of the substrate to be processed 60 is controlled. be able to.

ここで、図6に示す構成においては、互いに分離した二つのエアーパッド80Aにより被加工基板60を加圧しているが、これに限らず、図7及び図8(a)(b)に示すように、一体型のエアーパッド80B,80Cにより被加工基板60を加圧するようにしてもよい。このうち、エアーパッド80Bは、図7に示すように、エアーパッド本体82に一つのエアー通路83から分岐された2系統のエアー噴出口85が形成され、エアー通路83から供給されたエアーを割断予定線71の左右に振り分けることにより被加工基板60のうち割断予定線71の両側に位置する部分にエアーを吹き付けて加圧するように構成されている。また、エアーパッド80Cは、図8(a)(b)に示すように、エアーパッド本体82の底面82aに、エアー通路83に連結された大型の開口部86が形成され、エアー通路83から供給されたエアーを開口部86を介して流すことにより被加工基板60のうち割断予定線71の両側に位置する部分にエアーを吹き付けて加圧するように構成されている。   Here, in the configuration shown in FIG. 6, the workpiece substrate 60 is pressurized by two air pads 80A separated from each other, but not limited to this, as shown in FIGS. 7 and 8A and 8B. In addition, the workpiece substrate 60 may be pressurized by the integrated air pads 80B and 80C. Of these, as shown in FIG. 7, the air pad 80B has two air jet outlets 85 branched from one air passage 83 in the air pad main body 82, and cleaves the air supplied from the air passage 83. By allocating to the left and right of the planned line 71, air is blown and pressurized to the portions of the substrate to be processed 60 located on both sides of the planned cutting line 71. 8A and 8B, the air pad 80C has a large opening 86 connected to the air passage 83 formed on the bottom surface 82a of the air pad main body 82, and is supplied from the air passage 83. By flowing the air through the opening 86, the air is blown and pressurized to the portions of the substrate to be processed 60 that are located on both sides of the planned cutting line 71.

なお、図6、図7及び図8(a)(b)に示す構成において、被加工基板60を裏面側から加圧する基板支えとしては、図示されているような基板支え54に代えて、図4(a)〜(f)に示すような各種の断面形状(多角形、台形、蒲鉾形、半円形、円形、楕円形など)の基板支え54A〜54Fを用いることもできる。   6, 7, and 8 (a) and 8 (b), the substrate support that pressurizes the substrate 60 to be processed from the back side is replaced with a substrate support 54 as illustrated. Substrate supports 54A to 54F having various cross-sectional shapes (polygonal, trapezoidal, bowl-shaped, semicircular, circular, elliptical, etc.) as shown in 4 (a) to (f) can also be used.

さらに、上述した第1の実施の形態においては、被加工基板60を裏面側から加圧する機構として、基板支え54,54A〜54Fを用いているが、これに限らず、図9に示すように、被加工基板60の裏面にエアー(空気やその他のガス(窒素や酸素などを含む)などの気体)を吹き付けて加圧する基板ホルダ91Aを用いるようにしてもよい。ここで、基板ホルダ91Aは、エアーを供給するためのエアー通路92と、エアー通路92に接続されるとともに被加工基板60のうち割断予定線71上に位置する部分へ向けて開口した円形開口を持つ複数のエアー噴出口93とを有している。なお、各エアー噴出口93は、被加工基板60の割断予定線71に沿って複数配列されており、エアー通路92から供給されたエアーを被加工基板60のうち割断予定線71上に位置する部分に吹き付けて加圧するように構成されている。ここで、基板ホルダ91Aのエアー噴出口93から噴出されるガスの温度は大気温度である必要はなく、被加工基板60に損傷を与えない程度の高温(例えば70℃程度)のガスを用いるようにしてもよい。これにより、エアー噴出口93から噴出されるガスにより被加工基板60を予熱しておくことが可能となり、被加工基板60の割断速度及び割断品位をより向上させることができる。   Furthermore, in the first embodiment described above, the substrate supports 54 and 54A to 54F are used as a mechanism for pressurizing the substrate 60 to be processed from the back surface side. However, the present invention is not limited to this, as shown in FIG. Alternatively, the substrate holder 91 </ b> A that pressurizes the substrate 60 by blowing air (gas such as air or other gas (including nitrogen or oxygen)) onto the back surface of the substrate 60 may be used. Here, the substrate holder 91 </ b> A has an air passage 92 for supplying air, and a circular opening that is connected to the air passage 92 and opens toward a portion of the substrate to be processed 60 located on the planned cutting line 71. And a plurality of air jets 93. A plurality of air jets 93 are arranged along the planned cutting line 71 of the substrate to be processed 60, and the air supplied from the air passage 92 is positioned on the planned cutting line 71 in the processed substrate 60. It is comprised so that a part may be sprayed and pressurized. Here, the temperature of the gas ejected from the air ejection port 93 of the substrate holder 91 </ b> A does not need to be the atmospheric temperature, and a high-temperature gas (such as about 70 ° C.) that does not damage the substrate 60 to be processed is used. It may be. Thereby, it becomes possible to pre-heat the to-be-processed substrate 60 with the gas ejected from the air jet outlet 93, and it is possible to further improve the cleaving speed and cleaving quality of the to-be-processed substrate 60.

さらに、上述した第1の実施の形態においては、被加工基板60を表面側から加圧するローラ部材48,48A〜48F又はエアーパッド80A〜80Cを被加工基板60の割断予定線71に沿って移動させることにより、被加工基板60上で加圧される領域を移動させるようにしているが、これに限らず、図10(a)(b)に示すように、被加工基板60の割断予定線71に沿って複数のエアー噴出口93が配列された基板ホルダ91Bにおいて、各エアー噴出口93によるエアーの噴出状態を電動式バルブなどによって被加工基板60の割断予定線71に沿って順次切り替えることにより、被加工基板60上で加圧される領域を移動させるようにしてもよい。なお、図10(a)(b)においては、基板ホルダ91Bの載置面91aに形成された複数のエアー吸引口95からエアー通路94を介して空気などのエアーを吸引することにより被加工基板60を加圧するようにしているが、ローラ部材やエアーパッドにより被加工基板60を表面側から押圧して加圧するようにしてもよい。また、図10(a)(b)においては、基板ホルダ91Bに形成された全てのエアー吸引口95からエアー通路94を介して同一の吸引力でエアーを吸引するようにしているが、各エアー噴出口93によるエアーの噴出状態の切り替えに連動して、各エアー吸引口95によるエアーの吸引状態(吸引の有無や吸引力)を被加工基板60の割断予定線71に沿って順次切り替えるようにしてもよい。   Furthermore, in the first embodiment described above, the roller members 48, 48A to 48F or the air pads 80A to 80C that pressurize the substrate 60 to be processed from the surface side are moved along the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be processed. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIGS. 10A and 10B, the planned cutting line of the substrate to be processed 60 is moved. In the substrate holder 91 </ b> B in which a plurality of air jets 93 are arranged along 71, the air ejection state of each air jet 93 is sequentially switched along the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be processed by an electric valve or the like. Accordingly, the region to be pressed on the substrate to be processed 60 may be moved. 10A and 10B, a substrate to be processed is obtained by sucking air such as air from a plurality of air suction ports 95 formed on the mounting surface 91a of the substrate holder 91B through an air passage 94. 60 is pressed, but the substrate 60 to be processed may be pressed from the surface side by a roller member or an air pad. In FIGS. 10A and 10B, air is sucked from all the air suction ports 95 formed in the substrate holder 91B through the air passage 94 with the same suction force. In conjunction with the switching of the air ejection state by the ejection port 93, the air suction state (the presence or absence of suction or suction force) by each air suction port 95 is sequentially switched along the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be processed. May be.

さらに、上述した第1の実施の形態においては、被加工基板60を表面側から加圧する機構及び被加工基板を裏面側から加圧する機構のうちのいずれか一方のみを移動又は稼働させることにより、被加工基板60上で加圧される領域を移動させるようにしているが、これに限らず、図11乃至図15に示すように、被加工基板60を表面側から加圧する機構及び被加工基板60を裏面側から加圧する機構の両方を移動又は稼働させることにより、被加工基板60上で加圧される領域を移動させるようにしてもよい。   Furthermore, in the first embodiment described above, by moving or operating only one of the mechanism for pressing the substrate to be processed 60 from the front surface side and the mechanism for pressing the substrate to be processed from the back surface side, The region to be pressed on the substrate to be processed 60 is moved. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIGS. 11 to 15, a mechanism for pressing the substrate to be processed 60 from the surface side and the substrate to be processed You may make it move the area | region pressurized on the to-be-processed substrate 60 by moving or operating both the mechanisms which press 60 from the back surface side.

具体的には例えば、図11及び図12に示すように、被加工基板60の上方に、被加工基板60にエアー(空気やその他のガス(窒素や酸素などを含む)などの気体)を吹き付けて加圧するエアーパッド(気体吹付機構)80Dを配置し、被加工基板60の下方に、シャフト103に回動自在に装着されたローラ部材104(105)を有する加圧ユニット(全体構成については省略)を配置するようにするとよい。ここで、エアーパッド80D、及びローラ部材104(105)を有する加圧ユニットはいずれも、互いに同期した状態で被加工基板60の割断予定線71に沿って移動するように構成されている。なお、エアーパッド80Dは、図11及び図12に示すように、エアーパッド本体82の底面82a及びその底面82aに形成された開口部88に連結されたエアー通路87を有し、エアー通路87から供給されたエアーをエアー噴出口89を介して被加工基板60のうち割断予定線71の両側に位置する部分に吹き付けて加圧するように構成されている。また、ローラ部材104(105)は、図1に示す加圧ユニット45と同様の構成を備えた加圧ユニットに組み込まれており、全体として、基板ホルダ101の開口部102内に配置されている。   Specifically, for example, as shown in FIGS. 11 and 12, air (a gas such as air or other gas (including nitrogen, oxygen, etc.)) is blown onto the substrate 60 to be processed above the substrate 60 to be processed. An air pad (gas blowing mechanism) 80D for pressurization is disposed, and a pressurizing unit (not shown for the entire configuration) having a roller member 104 (105) rotatably attached to the shaft 103 below the substrate 60 to be processed. ) Should be placed. Here, each of the pressure units having the air pad 80D and the roller member 104 (105) is configured to move along the planned cutting line 71 of the substrate 60 in a synchronized state. As shown in FIGS. 11 and 12, the air pad 80D has an air passage 87 connected to a bottom surface 82a of the air pad main body 82 and an opening 88 formed in the bottom surface 82a. The supplied air is configured to be blown and pressurized to the portions of the substrate to be processed 60 located on both sides of the planned cutting line 71 through the air jet port 89. Further, the roller member 104 (105) is incorporated in a pressure unit having the same configuration as the pressure unit 45 shown in FIG. 1 and is disposed in the opening 102 of the substrate holder 101 as a whole. .

また、図13に示すように、被加工基板60の上方及び下方のいずれにも、被加工基板60にエアー(空気やその他のガス(窒素や酸素などを含む)などの気体)を吹き付けて加圧するエアーパッド(気体吹付機構)80D,113Aを配置するようにしてもよい。ここで、エアーパッド80D,113Aはいずれも、互いに同期した状態で被加工基板60の割断予定線71に沿って移動するように構成されている。なお、エアーパッド80Dは、図11及び図12に示すエアーパッド80Dと同様の構成を備えている。また、エアーパッド113Aは、支持体114に支持されたエアーパッド本体115を有しており、支持体114に形成されたエアー通路116及びエアーパッド本体115に形成されたエアー噴出口117を介して噴出されたエアーが被加工基板60へ向けて吹き付けられるようになっている。なお、エアーパッド113Aは、基板ホルダ101の開口部102内に配置されている。   Further, as shown in FIG. 13, air (a gas such as air or other gas (including nitrogen, oxygen, etc.)) is blown onto the substrate 60 both above and below the substrate 60 to be processed. You may make it arrange | position the air pad (gas blowing mechanism) 80D and 113A to press. Here, both of the air pads 80D and 113A are configured to move along the planned cutting line 71 of the substrate to be processed 60 in a state of being synchronized with each other. The air pad 80D has the same configuration as the air pad 80D shown in FIGS. The air pad 113 </ b> A has an air pad main body 115 supported by the support body 114, and an air passage 116 formed in the support body 114 and an air outlet 117 formed in the air pad main body 115. The ejected air is blown toward the substrate 60 to be processed. The air pad 113A is disposed in the opening 102 of the substrate holder 101.

さらに、図14に示すように、被加工基板60の上方に、シャフト49に回動自在に装着されたローラ部材48を有する加圧ユニット(全体構成については省略)を配置し、被加工基板60の下方に、被加工基板60にエアー(空気やその他のガス(窒素や酸素などを含む)などの気体)を吹き付けて加圧するエアーパッド(気体吹付機構)113Bを配置するようにしてもよい。ここで、ローラ部材48を有する加圧ユニット及びエアーパッド113Bはいずれも、互いに同期した状態で被加工基板60の割断予定線71に沿って移動するように構成されている。なお、ローラ部材48を有する加圧ユニットは、図1に示す加圧ユニット45と同様の構成を備えている。また、エアーパッド113Bは、支持体114に支持されたエアーパッド本体118を有しており、支持体114に形成されたエアー通路116及びエアーパッド本体118に形成されたエアー噴出口119を介して噴出されたエアーが被加工基板60に吹き付けられるようになっている。なお、エアーパッド113Bは、基板ホルダ101の開口部102内に配置されている。   Further, as shown in FIG. 14, a pressurizing unit (omitted from the overall configuration) having a roller member 48 rotatably attached to a shaft 49 is disposed above the substrate 60 to be processed. An air pad (gas blowing mechanism) 113B that pressurizes the substrate 60 by blowing air (a gas such as air or other gas (including nitrogen or oxygen)) onto the substrate 60 may be disposed. Here, both the pressure unit having the roller member 48 and the air pad 113B are configured to move along the planned cutting line 71 of the substrate to be processed 60 in a synchronized state. The pressure unit having the roller member 48 has the same configuration as the pressure unit 45 shown in FIG. The air pad 113 </ b> B has an air pad main body 118 supported by the support body 114, and an air passage 116 formed in the support body 114 and an air outlet 119 formed in the air pad main body 118. The ejected air is blown onto the substrate 60 to be processed. The air pad 113B is disposed in the opening 102 of the substrate holder 101.

さらに、図15に示すように、被加工基板60の上方及び下方のいずれにも、シャフト49,103に回動自在に装着されたローラ部材48G,105を有する加圧ユニット(全体構成については省略)を配置するようにしてもよい。ここで、ローラ部材48G,105を有する加圧ユニットはいずれも、互いに同期した状態で被加工基板60の割断予定線71に沿って移動するように構成されている。なお、ローラ部材48Gは、図1に示す加圧ユニット45と同様の構成を備えている。また、ローラ部材105は、図1に示す加圧ユニット45と同様の構成を備えた加圧ユニットに組み込まれており、全体として、基板ホルダ101の開口部102内に配置されている。   Further, as shown in FIG. 15, a pressure unit having roller members 48G and 105 rotatably attached to shafts 49 and 103, both above and below the substrate 60 to be processed (the entire configuration is omitted). ) May be arranged. Here, each of the pressure units having the roller members 48G and 105 is configured to move along the planned cutting line 71 of the substrate 60 in a synchronized state. The roller member 48G has a configuration similar to that of the pressure unit 45 shown in FIG. Further, the roller member 105 is incorporated in a pressure unit having the same configuration as the pressure unit 45 shown in FIG. 1 and is disposed in the opening 102 of the substrate holder 101 as a whole.

第2の実施の形態
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、本発明の第2の実施の形態は、基板ホルダ51A上に配置された被加工基板60に対して、被加工基板60の下方に配置された加熱冷却ユニット10により被加工基板60の割断加工を行う点を除いて、他は上述した第1の実施の形態と略同一である。本発明の第2の実施の形態において、上述した第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment of the present invention, the processed substrate 60 is cleaved by the heating / cooling unit 10 disposed below the processed substrate 60 with respect to the processed substrate 60 disposed on the substrate holder 51A. Except for the point which processes, others are as substantially the same as 1st Embodiment mentioned above. In the second embodiment of the present invention, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図17に示すように、本発明の第2の実施の形態に係る割断加工システム1′は、上述した第1の実施の形態の場合と同様に、加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)及び加圧ユニット120からなる加工部ユニット5を備えている。なお、図17に示す割断加工システム1′においては、移動ステージ(図示せず)により、加熱冷却ユニット10(予熱ユニット20、割断ユニット30及び冷却ユニット40)及び加圧ユニット120からなる加工部ユニット5を被加工基板60(基板ホルダ51A)に対して移動させることにより加工部ユニット5と被加工基板60との相対的な移動を実現している。   As shown in FIG. 17, the cleaving system 1 ′ according to the second embodiment of the present invention is similar to the case of the first embodiment described above, in the heating / cooling unit 10 (preheating unit 20, cleaving unit). 30 and a cooling unit 40) and a pressurizing unit 120. In the cleaving system 1 ′ shown in FIG. 17, a processing unit comprising the heating / cooling unit 10 (preheating unit 20, cleaving unit 30 and cooling unit 40) and pressure unit 120 is moved by a moving stage (not shown). 5 is moved relative to the substrate to be processed 60 (substrate holder 51A), so that the relative movement between the processing unit 5 and the substrate to be processed 60 is realized.

ここで、図17及び図18に示すように、被加工基板60が載置される基板ホルダ51Aには開口部55が形成されており、この開口部55を通して加熱冷却ユニット10からのレーザ光や冷却剤が被加工基板60に対して照射されたり吹き付けられたりするようになっている。(なお、図18においては、本実施の形態の特徴部分の構成を分かりやすく示すため、基板ホルダ51Aの開口部55内に配置される加熱冷却ユニット10については省略している。)
また、被加工基板60が載置される基板ホルダ51Aの上方には、加圧ユニット120が配置されている。ここで、加圧ユニット120は、被加工基板60に局部的に機械的な応力を印加するためのものであり、加圧ユニット本体121と、加圧ユニット本体121に取り付けられたアーム122と、アーム122の先端部にシャフト124を介して回動自在に装着され被加工基板60の表面に転がり接触しながら当該被加工基板60を押圧して加圧するローラ部材123とを有している。なお、加圧ユニット120は、被加工基板60上で割断予定線71に沿って相対的に移動するようになっており、それに伴ってローラ部材123により被加工基板60上で加圧される領域も被加工基板60の割断予定線71に沿って移動するようになっている。なお、ローラ部材123は、上述したように被加工基板60の表面を滑ることなく当該表面に転がり接触しながら移動する。ここで、加圧ユニット120は、一つのローラ部材123により被加工基板60を押圧する点を除いて、他の基本的な構成は加圧ユニット45と同一である。
Here, as shown in FIGS. 17 and 18, an opening 55 is formed in the substrate holder 51 </ b> A on which the substrate 60 to be processed is placed, and laser light from the heating / cooling unit 10 or the like is transmitted through the opening 55. The coolant is irradiated or sprayed on the substrate 60 to be processed. (In FIG. 18, the heating and cooling unit 10 disposed in the opening 55 of the substrate holder 51A is omitted for easy understanding of the configuration of the characteristic portion of the present embodiment.)
Further, a pressure unit 120 is disposed above the substrate holder 51A on which the substrate 60 to be processed is placed. Here, the pressure unit 120 is for applying mechanical stress locally to the substrate 60 to be processed, and includes a pressure unit main body 121, an arm 122 attached to the pressure unit main body 121, There is a roller member 123 that is rotatably attached to the tip of the arm 122 via a shaft 124 and presses and presses the substrate to be processed 60 while being in rolling contact with the surface of the substrate to be processed 60. The pressurizing unit 120 is relatively moved along the planned cutting line 71 on the substrate 60 to be processed, and in accordance with this, a region pressed by the roller member 123 on the substrate 60 to be processed. Also moves along the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be processed. As described above, the roller member 123 moves while being in rolling contact with the surface of the substrate 60 to be processed without slipping. Here, the pressure unit 120 is the same as the pressure unit 45 except for the point that the substrate 60 is pressed by one roller member 123.

なお、上述した加圧ユニット120(第2加圧部)及び基板ホルダ51A(第1加圧部)により加圧機構が構成されている。   In addition, the pressurization mechanism is comprised by the pressurization unit 120 (2nd pressurization part) and substrate holder 51A (1st pressurization part) which were mentioned above.

より具体的には、図18に示すように、加圧ユニット120のローラ部材123が被加工基板60の上方に配置され、被加工基板60のうち割断予定線71上に位置する部分を、レーザビームLB1,LB2が照射される表面(第1表面)とは反対側の裏面(第2表面)から当該表面(第1表面)へ向けて加圧する。このとき、被加工基板60を支持する基板ホルダ51Aは、当該基板ホルダ51Aに形成された開口部55の両側に位置する部分により、加圧ユニット120のローラ部材123により印加される圧力に対する反作用として、被加工基板60のうち割断予定線71の両側に位置する部分を、レーザビームLB1,LB2が照射される側の表面(第1表面)から裏面(第2表面)へ向けて加圧する。このようにすると、加圧ユニット120に先行して移動する加熱冷却ユニット10により形成された亀裂68に機械的な応力(符号69参照)が印加され、亀裂68がより深く入ることにより、被加工基板60がその割断面のところで容易に切り離される。   More specifically, as shown in FIG. 18, the roller member 123 of the pressure unit 120 is disposed above the substrate to be processed 60, and a portion of the substrate to be processed 60 that is positioned on the planned cutting line 71 is a laser. Pressure is applied from the back surface (second surface) opposite to the surface (first surface) irradiated with the beams LB1 and LB2 toward the surface (first surface). At this time, the substrate holder 51A that supports the substrate 60 to be processed is a reaction against the pressure applied by the roller member 123 of the pressure unit 120 by the portions located on both sides of the opening 55 formed in the substrate holder 51A. The portions of the substrate to be processed 60 that are located on both sides of the planned cutting line 71 are pressurized from the surface (first surface) on the side irradiated with the laser beams LB1 and LB2 toward the back surface (second surface). In this way, mechanical stress (see reference numeral 69) is applied to the crack 68 formed by the heating / cooling unit 10 that moves prior to the pressurizing unit 120, and the crack 68 enters deeper, so that the workpiece is processed. The substrate 60 is easily separated at the fractured surface.

このように本発明の第2の実施の形態によれば、レーザビームの照射により被加工基板60に亀裂68を生じさせた後に当該亀裂68を押し拡げるように(すなわち割断面に間隙を持たせるように)局部的に機械的な応力を印加するようにしているので、上述した第1の実施の形態の場合と同様に、亀裂68の形成時に機械的な応力が与えられることにより生じる被加工基板60の割断面の品質(割断面の表面粗さや、真直性、割断面のガラス表面に対する直角度)の劣化を抑え、被加工基板60の裏面まで割断面を効果的に到達させることが可能である。このため、被加工基板60の品質(割断面の表面粗さや、真直性、割断面のガラス表面に対する直角度)を良好に保ちつつ、被加工基板60の割断速度の高速化を図ることができる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, after the crack 68 is generated in the workpiece substrate 60 by the laser beam irradiation, the crack 68 is expanded (that is, the gap is provided in the split section). Since mechanical stress is applied locally, as in the case of the first embodiment described above, the work to be caused by mechanical stress being applied when the crack 68 is formed Degradation of the quality of the cut surface of the substrate 60 (surface roughness of the cut surface, straightness, perpendicularity of the cut surface with respect to the glass surface) can be suppressed, and the cut surface can be effectively reached to the back surface of the substrate 60 to be processed It is. For this reason, it is possible to increase the cutting speed of the substrate to be processed 60 while maintaining the quality of the substrate to be processed 60 (surface roughness, straightness, and perpendicularity to the glass surface of the cut surface). .

なお、上述した第2の実施の形態においては、加圧ユニット120のローラ部材123により印加される圧力に対する反作用を利用して、基板ホルダ51Aにより被加工基板60のうち割断予定線71の両側に位置する部分を加圧するようにしているが、これに限らず、図19に示すように、被加工基板60の割断予定線71に沿って複数のエアー通路56が配列された基板ホルダ51Bにおいて、被加工基板60が載置される載置面51aに形成された複数のエアー吸引口57からエアー通路56を介してエアーを吸引することにより被加工基板60を加圧するようにしてもよい。なおこのとき、各エアー吸引口57によるエアーの吸引状態を電動式バルブなどによって被加工基板60の割断予定線71に沿って順次切り替えることにより、被加工基板60上で加圧される領域を移動させるようにしてもよい。ここで、このようにして各エアー吸引口57によるエアーの吸引状態を電動式バルブなどによって被加工基板60の割断予定線71に沿って順次切り替える場合には、図20に示すように、加圧ユニット120自体を省略することもできる。   In the second embodiment described above, the substrate holder 51 </ b> A is used to apply the reaction against the pressure applied by the roller member 123 of the pressure unit 120 to both sides of the planned cutting line 71 on the substrate 60 to be processed. In the substrate holder 51B in which a plurality of air passages 56 are arranged along the planned cutting line 71 of the substrate to be processed 60 as shown in FIG. You may make it pressurize the to-be-processed substrate 60 by attracting | sucking air through the air path 56 from the several air suction opening 57 formed in the mounting surface 51a in which the to-be-processed substrate 60 is mounted. At this time, the air suction state of each air suction port 57 is sequentially switched along the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be moved by an electric valve or the like, thereby moving the region pressurized on the substrate 60 to be processed. You may make it make it. Here, when the air suction state by each air suction port 57 is sequentially switched along the planned cutting line 71 of the substrate 60 by an electric valve or the like in this way, as shown in FIG. The unit 120 itself can be omitted.

また、上述した第2の実施の形態においては、被加工基板60を裏面側から加圧する機構として、ローラ部材123を有する加圧ユニット120を用いているが、これに限らず、図21に示すように、被加工基板60にエアー(空気やその他のガス(窒素や酸素などを含む)などの気体)を吹き付けて加圧するエアーパッド(気体吹付機構)130を用いてもよい。ここで、エアーパッド130は、被加工基板60の割断予定線71に沿って移動することにより、当該被加工基板60上で加圧される領域が移動するように構成されている。なお、エアーパッド130は、支持体131に支持されたエアーパッド本体132を有しており、支持体131に形成されたエアー通路133及びエアーパッド本体132に形成されたエアー噴出口134を介して噴出されたエアーが被加工基板60に吹き付けられるようになっている。   In the second embodiment described above, the pressure unit 120 having the roller member 123 is used as a mechanism for pressing the substrate 60 to be processed from the back surface side. As described above, an air pad (gas spraying mechanism) 130 that sprays air (a gas such as air or other gas (including nitrogen or oxygen)) and pressurizes the substrate 60 may be used. Here, the air pad 130 is configured to move along the planned cutting line 71 of the substrate to be processed 60, thereby moving a region to be pressurized on the substrate to be processed 60. The air pad 130 has an air pad main body 132 supported by the support 131, and an air passage 133 formed in the support 131 and an air outlet 134 formed in the air pad main body 132. The ejected air is blown onto the substrate 60 to be processed.

さらに、上述した第2の実施の形態においては、被加工基板60を裏面側から加圧する機構として、被加工基板60の上方に配置された、ローラ部材123を有する加圧ユニット120を用いているが、これに限らず、図22に示すように、被加工基板60の下方に配置された、空気などのエアーを吸引して加圧するエアーパッド(気体吸引機構)140を用いるようにしてもよい。ここで、エアーパッド140は、被加工基板60の割断予定線71に沿って移動することにより、当該被加工基板60上で加圧される領域を移動させることができるように構成されている。なお、エアーパッド140は、支持体141に支持されたエアーパッド本体142を有しており、支持体141に形成されたエアー通路143及びエアーパッド本体142に形成されたエアー吸引口144を介してエアーを吸引することにより被加工基板60を加圧するようになっている。なおこのとき、図23に示すように、被加工基板60の下方に配置されたエアーパッド140とともに、被加工基板60の上方に配置された、ローラ部材123を有する加圧ユニット120を用いるようにしてもよい。   Furthermore, in the second embodiment described above, the pressure unit 120 having the roller member 123 disposed above the substrate to be processed 60 is used as a mechanism for pressing the substrate to be processed 60 from the back side. However, the present invention is not limited to this, and an air pad (gas suction mechanism) 140 that sucks and pressurizes air such as air, which is disposed below the substrate to be processed 60, may be used as shown in FIG. . Here, the air pad 140 is configured to be able to move a region to be pressed on the substrate to be processed 60 by moving along the planned cutting line 71 of the substrate to be processed 60. The air pad 140 has an air pad main body 142 supported by the support 141, and an air passage 143 formed in the support 141 and an air suction port 144 formed in the air pad main body 142. The workpiece substrate 60 is pressurized by sucking air. At this time, as shown in FIG. 23, the pressure unit 120 having the roller member 123 disposed above the substrate 60 to be processed is used together with the air pad 140 disposed below the substrate 60 to be processed. May be.

なお、上述した第2の実施の形態においては、移動ステージ(図示せず)により被加工基板60(基板ホルダ51A)に対して加工部ユニット5側を移動させることにより加工部ユニット5と被加工基板60との相対的な移動を実現するようにしているが、これに限らず、被加工基板60側(基板ホルダ51A側)を移動させることにより加工部ユニット5と被加工基板60との相対的な移動を実現するようにしてもよい。   In the second embodiment described above, the processing unit 5 and the workpiece are processed by moving the processing unit 5 side with respect to the substrate 60 (substrate holder 51A) by a moving stage (not shown). Although the relative movement with respect to the substrate 60 is realized, the present invention is not limited to this. The relative movement between the processing unit 5 and the substrate 60 to be processed by moving the substrate to be processed 60 (substrate holder 51A side). Movement may be realized.

本発明の第1の実施の形態に係る割断加工システムの全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the cleaving processing system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示す割断加工システムで行われる被加工基板の割断加工の様子を説明するための図。The figure for demonstrating the mode of the cutting process of the to-be-processed substrate performed with the cleaving system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構の詳細を説明するための図。The figure for demonstrating the detail of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構に含まれる基板支えの変形例を示す図。The figure which shows the modification of the board | substrate support contained in the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構に含まれる加圧ユニットのローラ部材の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the roller member of the pressurization unit contained in the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構の第1の変形例を示す図。The figure which shows the 1st modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構の第2の変形例を示す図。The figure which shows the 2nd modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構の第3の変形例を示す図。The figure which shows the 3rd modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構の第4の変形例を示す図。The figure which shows the 4th modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構の第5の変形例を示す図。The figure which shows the 5th modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構の第6の変形例を示す図。The figure which shows the 6th modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構の第7の変形例を示す図。The figure which shows the 7th modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構の第8の変形例を示す図。The figure which shows the 8th modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構の第9の変形例を示す図。The figure which shows the 9th modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムの加圧機構の第10の変形例を示す図。The figure which shows the 10th modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図1に示す割断加工システムにより得られた被加工基板の割断面の品質を説明するための図。The figure for demonstrating the quality of the cut surface of the to-be-processed substrate obtained by the cleaving processing system shown in FIG. 本発明の第2の実施の形態に係る割断加工システムの全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the cleaving processing system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図17に示す割断加工システムの加圧機構の第1の変形例を示す図。The figure which shows the 1st modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図17に示す割断加工システムの加圧機構の第2の変形例を示す図。The figure which shows the 2nd modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図17に示す割断加工システムの加圧機構の第3の変形例を示す図。The figure which shows the 3rd modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図17に示す割断加工システムの加圧機構の第4の変形例を示す図。The figure which shows the 4th modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図17に示す割断加工システムの加圧機構の第5の変形例を示す図。The figure which shows the 5th modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG. 図17に示す割断加工システムの加圧機構の第6の変形例を示す図。The figure which shows the 6th modification of the pressurization mechanism of the cleaving processing system shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,1′ 割断加工システム
5 加工部ユニット
10 加熱冷却ユニット
20 予熱ユニット
21 レーザ発振器
22 反射ミラー
23 ポリゴンミラー
30 割断ユニット
31 レーザ発振器
32 反射ミラー
33 ポリゴンミラー
40 冷却ユニット
41 冷却ノズル
45 加圧ユニット
46 加圧ユニット本体
47 アーム
48,48A〜48F,48G ローラ部材
49 シャフト
50 移動ユニット
51,51A,51B 基板ホルダ
51a 載置面
52 位置決めピン
53 移動ステージ
54,54A〜54F 基板支え
55 開口部
56 エアー通路
57 エアー吸引口
60 被加工基板
61 上基板
62 下基板
63 シール材
65,66 レーザビームの照射パターン
67 冷却剤の吹付パターン
68 亀裂(割断線)
69 応力
71 割断予定線
80A〜80D エアーパッド
81 支持体
82 エアーパッド本体
82a 底面
83,87 エアー通路
84,85,89 エアー噴出口
86,88 開口部
91A,91B 基板ホルダ
91a 載置面
92,94 エアー通路
93 エアー噴出口
95 エアー吸引口
101 基板ホルダ
102 開口部
103 シャフト
104,105 ローラ部材
113A,113B エアーパッド
114 支持体
115,118 エアーパッド本体
116 エアー通路
117,119 エアー噴出口
120 加圧ユニット
121 加圧ユニット本体
122 アーム
123 ローラ部材
124 シャフト
130,140 エアーパッド
131,141 支持体
132,142 エアーパッド本体
133,143 エアー通路
134 エアー噴出口
144 エアー吸引口
LB1,LB2 レーザビーム
C 冷却剤
1,1 'Cleaving processing system 5 Processing unit 10 Heating / cooling unit 20 Preheating unit 21 Laser oscillator 22 Reflecting mirror 23 Polygon mirror 30 Cleaving unit 31 Laser oscillator 32 Reflecting mirror 33 Polygon mirror 40 Cooling unit 41 Cooling nozzle 45 Pressure unit 46 Pressure unit main body 47 Arm 48, 48A to 48F, 48G Roller member 49 Shaft 50 Moving unit 51, 51A, 51B Substrate holder 51a Placement surface 52 Positioning pin 53 Moving stage 54, 54A to 54F Substrate support 55 Opening 56 Air passage 57 Air suction port 60 Substrate 61 Upper substrate 62 Lower substrate 63 Sealing material 65, 66 Laser beam irradiation pattern 67 Coolant spray pattern 68 Crack (breaking line)
69 Stress 71 Planned lines 80A to 80D Air pad 81 Support 82 Air pad main body 82a Bottom surface 83, 87 Air passages 84, 85, 89 Air outlets 86, 88 Openings 91A, 91B Substrate holder 91a Placement surfaces 92, 94 Air passage
93 Air outlet 95 Air suction port 101 Substrate holder 102 Opening portion 103 Shaft 104, 105 Roller member 113A, 113B Air pad 114 Support body 115, 118 Air pad main body 116 Air passage 117, 119 Air outlet 120 Pressure unit 121 Addition Pressure unit body 122 Arm 123 Roller member 124 Shafts 130, 140 Air pads 131, 141 Support bodies 132, 142 Air pad bodies 133, 143 Air passage 134 Air outlet 144 Air suction ports LB1, LB2 Laser beam C Coolant

Claims (6)

脆性材料からなる被加工基板を局部的に加熱し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工を行う割断加工システムにおいて、
被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱することにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせる割断ユニットと、
前記割断ユニットにより前記被加工基板に生じた亀裂が当該被加工基板の割断予定線に沿って進展するように、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させる移動ユニットと、
前記被加工基板上で進展する亀裂を押し拡げるように、当該亀裂の先端部から所定の距離だけ離間した部分に局部的応力を印加する加圧機構とを備え、
前記加圧機構により前記被加工基板上で局部的応力が印加された領域が、前記割断ユニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域の移動に追従するように前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動するように構成され
前記加圧機構は、
前記被加工基板のうち前記割断予定線の両側に位置する部分を、前記レーザビームが照射される側第1表面反対側の第2表面側へ加圧する第1加圧部と、
前記被加工基板のうち前記割断予定線上に位置する部分を前記第1表面へ向けて加圧する第2加圧部とを有し、
前記第1加圧部により加圧される領域及び前記第2加圧部により加圧される領域のうちの少なくともいずれか一方が前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動するように構成され、
前記第1加圧部及び前記第2加圧部のうちの少なくともいずれか一方が、前記被加工基板の前記割断予定線に沿って配列された複数の気体噴出口を有し、これらの各気体噴出口による気体の噴出状態を前記被加工基板の前記割断予定線に沿って順次切り替えることにより、当該被加工基板上で加圧される領域が移動するように構成されていることを特徴とする割断加工システム。
In the cleaving processing system that heats the processing substrate made of a brittle material locally and cleaves the processing substrate by generating a crack in the processing substrate,
A cleaving unit for generating a crack in the processed substrate by irradiating the processed substrate with a laser beam to locally heat the processed substrate;
A region heated locally on the substrate to be processed is formed on the substrate to be processed so that a crack generated in the substrate to be processed by the cleaving unit propagates along a planned cutting line of the substrate to be processed. A mobile unit that moves relative to the
The so spread press crack progresses in a processing substrate, and a pressure mechanism for applying a local stress to the spaced apart portions a predetermined distance from the tip of the crack,
The pressurizing said by pressure mechanism locally stress a processing substrate is applied region, the object so as to follow the movement of the area locally heated a processing substrate is performed by said cleaving unit It is configured to move along the planned cutting line of the processed substrate ,
The pressure mechanism is
A portion located on either side of the expected splitting line of the substrate to be processed, a first pressure to pressurize the first surface and the opposite second surface of the side where the laser beam is irradiated,
A portion located on the expected splitting line of the substrate to be processed, and a second pressure for pressurizing toward the first surface,
At least any one of the area | region pressurized by the said 1st pressurization part and the area | region pressurized by the said 2nd pressurization part is comprised so that it may move along the said cutting plan line of the said to-be-processed substrate. And
At least one of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit has a plurality of gas jets arranged along the planned cutting line of the substrate to be processed. A region to be pressurized on the substrate to be processed is moved by sequentially switching a gas ejection state from the ejection port along the planned cutting line of the substrate to be processed. Cleaving processing system.
脆性材料からなる被加工基板を局部的に加熱し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工を行う割断加工システムにおいて、
被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱することにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせる割断ユニットと、
前記割断ユニットにより前記被加工基板に生じた亀裂が当該被加工基板の割断予定線に沿って進展するように、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させる移動ユニットと、
前記被加工基板上で進展する亀裂を押し拡げるように、当該亀裂の先端部から所定の距離だけ離間した部分に局部的応力を印加する加圧機構とを備え、
前記加圧機構により前記被加工基板上で局部的応力が印加された領域が、前記割断ユニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域の移動に追従するように前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動するように構成され、
前記加圧機構は、
前記被加工基板のうち前記割断予定線の両側に位置する部分を、前記レーザビームが照射される側第1表面反対側の第2表面側へ向けて加圧する第1加圧部と、
前記被加工基板のうち前記割断予定線上に位置する部分を前記第1表面へ向けて加圧する第2加圧部とを有し、
前記第1加圧部により加圧される領域及び前記第2加圧部により加圧される領域のうちの少なくともいずれか一方が前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動するように構成され、
前記第1加圧部及び前記第2加圧部のうちの少なくともいずれか一方が、前記被加工基板の前記割断予定線に沿って配列された複数の気体吸引口を有し、これらの各気体吸引口による気体の吸引状態を前記被加工基板の前記割断予定線に沿って順次切り替えることにより、当該被加工基板上で加圧される領域が移動するように構成されていることを特徴とする割断加工システム。
In the cleaving processing system that heats the processing substrate made of a brittle material locally and cleaves the processing substrate by generating a crack in the processing substrate,
A cleaving unit for generating a crack in the processed substrate by irradiating the processed substrate with a laser beam and locally heating the processed substrate;
A region heated locally on the substrate to be processed is formed on the substrate to be processed so that a crack generated in the substrate to be processed by the cleaving unit propagates along a planned cutting line of the substrate to be processed. A mobile unit that moves relative to the
The so spread press crack progresses in a processing substrate, and a pressure mechanism for applying a local stress to the spaced apart portions a predetermined distance from the tip of the crack,
The pressurizing said by pressure mechanism locally stress a processing substrate is applied region, the object so as to follow the movement of the area locally heated a processing substrate is performed by said cleaving unit It is configured to move along the planned cutting line of the processed substrate,
The pressure mechanism is
A portion located on either side of the expected splitting line of the substrate to be processed, a first pressure to pressurize toward the second surface opposite the first surface on which the laser beam is irradiated,
A portion located on the expected splitting line of the substrate to be processed, and a second pressure for pressurizing toward the first surface,
At least any one of the area | region pressurized by the said 1st pressurization part and the area | region pressurized by the said 2nd pressurization part is comprised so that it may move along the said cutting plan line of the said to-be-processed substrate. And
At least one of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit has a plurality of gas suction ports arranged along the planned cutting line of the substrate to be processed. A region that is pressurized on the substrate to be processed is moved by sequentially switching the state of gas suction by the suction port along the planned cutting line of the substrate to be processed. Cleaving processing system.
前記割断ユニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を局部的に冷却する冷却ユニットをさらに備え、
前記移動ユニットは、前記割断ユニット及び前記冷却ユニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱及び冷却が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させることを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の割断加工システム。
A cooling unit for locally cooling a region heated locally on the substrate to be processed by the cleaving unit;
The moving unit moves a region heated and cooled locally on the substrate to be processed by the cleaving unit and the cooling unit relative to the substrate to be processed. Item 3. The cleaving system according to any one of Items 1 and 2 .
脆性材料からなる被加工基板を局部的に加熱し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工を行う割断加工方法において、
割断対象となる被加工基板を準備する準備工程と、
前記被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱しつつ、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板の割断予定線に沿って移動させることにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせるとともに当該亀裂を進展させる割断工程と、
前記被加工基板上で進展する亀裂を押し拡げるように、当該亀裂の先端部から所定の距離だけ離間した部分に局部的応力を印加する加圧工程とを含み、
前記加圧工程において、前記被加工基板上で局部的応力が印加される領域を、前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域の移動に追従するように前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動させ、第1加圧部によって前記被加工基板のうち前記割断予定線の両側に位置する部分が、前記レーザビームが照射される側の第1表面反対側の第2表面側へ加圧され、第2加圧部によって前記被加工基板のうち前記割断予定線上に位置する部分が前記第1表面へ向けて加圧され、前記第1加圧部により加圧される領域及び前記第2加圧部により加圧される領域のうちの少なくともいずれか一方が前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動し、
前記第1加圧部及び前記第2加圧部のうちの少なくともいずれか一方が、前記被加工基板の前記割断予定線に沿って配列された複数の気体噴出口を有し、これらの各気体噴出口による気体の噴出状態を前記被加工基板の前記割断予定線に沿って順次切り替えることにより、当該被加工基板上で加圧される領域が移動することを特徴とする割断加工方法。
In the cleaving method of locally heating a substrate to be processed made of a brittle material and performing cleaving by generating a crack in the substrate to be processed by the thermal stress,
A preparation step of preparing a substrate to be cut;
While the substrate to be processed is locally heated by irradiating the substrate to be processed with the laser beam, the region heated locally on the substrate to be processed is aligned with the planned cutting line of the substrate to be processed. A cleaving step of causing the crack to develop and causing the crack to occur in the substrate to be processed,
The so spread press crack progresses in a processing substrate, and a pressurization step of applying a local stress to the spaced apart portions a predetermined distance from the tip of the crack,
In the pressurizing step, the region where stress is locally applied on the substrate to be processed follows the movement of the region heated locally on the substrate to be processed. is moved along the expected splitting line, the portion located on either side of the expected splitting line of the substrate to be processed by the first pressing is opposite the first surface on which the laser beam is irradiated pressurized to the second surface, the portion located at the expected splitting line of the substrate to be processed by the second pressure is pressurized toward the first surface side, by the first pressure At least one of the region to be pressed and the region to be pressed by the second pressing unit moves along the planned cutting line of the substrate to be processed,
At least one of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit has a plurality of gas jets arranged along the planned cutting line of the substrate to be processed. A cleaving method characterized in that a region to be pressed on the substrate to be processed is moved by sequentially switching a gas ejection state at the ejection port along the planned cutting line of the substrate to be processed.
脆性材料からなる被加工基板を局部的に加熱し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工を行う割断加工方法において、
割断対象となる被加工基板を準備する準備工程と、
前記被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱しつつ、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板の割断予定線に沿って移動させることにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせるとともに当該亀裂を進展させる割断工程と、
前記被加工基板上で進展する亀裂を押し拡げるように、当該亀裂の先端部から所定の距離だけ離間した部分に局部的応力を印加する加圧工程とを含み、
前記加圧工程において、前記被加工基板上で局部的応力が印加される領域を、前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域の移動に追従するように前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動させ、第1加圧部によって前記被加工基板のうち前記割断予定線の両側に位置する部分が、前記レーザビームが照射される側の第1表面反対側の第2表面側へ加圧され、第2加圧部によって前記被加工基板のうち前記割断予定線上に位置する部分が前記第1表面へ向けて加圧され、前記第1加圧部により加圧される領域及び前記第2加圧部により加圧される領域のうちの少なくともいずれか一方が前記被加工基板の前記割断予定線に沿って移動し、
前記第1加圧部及び前記第2加圧部のうちの少なくともいずれか一方が、前記被加工基板の前記割断予定線に沿って配列された複数の気体吸引口を有し、これらの各気体吸引口による気体の吸引状態を前記被加工基板の前記割断予定線に沿って順次切り替えることにより、当該被加工基板上で加圧される領域が移動することを特徴とする割断加工方法。
In the cleaving method of locally heating a substrate to be processed made of a brittle material and performing cleaving by generating a crack in the substrate to be processed by the thermal stress,
A preparation step of preparing a substrate to be cut;
While the substrate to be processed is locally heated by irradiating the substrate to be processed with the laser beam, the region heated locally on the substrate to be processed is aligned with the planned cutting line of the substrate to be processed. The cleaving step of causing the crack to progress while causing the crack to be processed on the substrate to be processed,
The so spread press crack progresses in a processing substrate, and a pressurization step of applying a local stress to the spaced apart portions a predetermined distance from the tip of the crack,
In the pressurizing step, the region where stress is locally applied on the substrate to be processed follows the movement of the region heated locally on the substrate to be processed. is moved along the expected splitting line, the portion located on either side of the expected splitting line of the substrate to be processed by the first pressing is opposite the first surface on which the laser beam is irradiated pressurized to the second surface, the portion located at the expected splitting line of the substrate to be processed by the second pressure is pressurized toward the first surface side, by the first pressure At least one of the region to be pressed and the region to be pressed by the second pressing unit moves along the planned cutting line of the substrate to be processed,
At least one of the first pressurizing unit and the second pressurizing unit has a plurality of gas suction ports arranged along the planned cutting line of the substrate to be processed. A cleaving method , wherein a region to be pressed on the substrate to be processed is moved by sequentially switching a gas suction state by a suction port along the planned cutting line of the substrate to be processed.
前記割断工程において、前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を冷却することを特徴とする、請求項4または5のいずれかに記載の割断加工方法。 6. The cleaving method according to claim 4 , wherein, in the cleaving step, a region heated locally on the substrate to be processed is cooled.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012218246A (en) * 2011-04-06 2012-11-12 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd Disruption apparatus of brittle material substrate
JP2012218245A (en) * 2011-04-06 2012-11-12 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd Break device, and break method

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007055000A (en) * 2005-08-23 2007-03-08 Japan Steel Works Ltd:The Method and device for cutting article to be processed made of nonmetal material
JP2007118207A (en) * 2005-10-25 2007-05-17 Seiko Epson Corp Processing method of laminate
TW200722218A (en) * 2005-12-05 2007-06-16 Foxsemicon Integrated Tech Inc Laser cutting apparatus
WO2007142264A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Toray Engineering Co., Ltd. Substrate splitting apparatus, substrate splitting method, and split substrate split by using the apparatus or method
JP5171186B2 (en) * 2007-09-27 2013-03-27 三星ダイヤモンド工業株式会社 Brittle material substrate cleaving apparatus and cleaving method
JP2010253752A (en) * 2009-04-23 2010-11-11 Lemi Ltd Device and method of cutting brittle material
JP5365390B2 (en) * 2009-07-21 2013-12-11 三星ダイヤモンド工業株式会社 Break unit and break method
JP5464952B2 (en) * 2009-09-28 2014-04-09 株式会社ナガセインテグレックス Laser processing method
JP5249979B2 (en) * 2010-03-18 2013-07-31 三星ダイヤモンド工業株式会社 Method of processing brittle material substrate and laser processing apparatus used therefor
JP2014091134A (en) * 2012-11-01 2014-05-19 Ihi Corp Laser processing device
WO2015016082A1 (en) * 2013-07-29 2015-02-05 コニカミノルタ株式会社 Organic electroluminescent element production method, production device and organic electroluminescent element
KR101659454B1 (en) * 2014-08-21 2016-09-23 한국미쯔보시다이아몬드공업(주) Breaking apparatus for substrate
JP6420648B2 (en) * 2014-12-05 2018-11-07 川崎重工業株式会社 Glass plate cleaving device
KR101663533B1 (en) * 2015-05-11 2016-10-10 주식회사 비에스피 Manufacturing method of magnetic shielding sheet and flake device for this
TWI614198B (en) * 2015-10-21 2018-02-11 Splitting process equipment and method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001347497A (en) * 2000-06-06 2001-12-18 Hitachi Ltd Cutoff method and device
JP2003286044A (en) * 2002-03-27 2003-10-07 Sharp Corp Apparatus and method of dicing substrate
WO2004014625A1 (en) * 2002-08-09 2004-02-19 Mitsuboshi Diamond Industrial Co.,Ltd. Method and device for scribing fragile material substrate
JP2005001264A (en) * 2003-06-12 2005-01-06 Sharp Corp Parting device and parting method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2700136B2 (en) * 1994-06-02 1998-01-19 双栄通商株式会社 How to cut brittle materials
JP3810127B2 (en) * 1996-04-25 2006-08-16 京セラ株式会社 Glass substrate cutting method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001347497A (en) * 2000-06-06 2001-12-18 Hitachi Ltd Cutoff method and device
JP2003286044A (en) * 2002-03-27 2003-10-07 Sharp Corp Apparatus and method of dicing substrate
WO2004014625A1 (en) * 2002-08-09 2004-02-19 Mitsuboshi Diamond Industrial Co.,Ltd. Method and device for scribing fragile material substrate
JP2005001264A (en) * 2003-06-12 2005-01-06 Sharp Corp Parting device and parting method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012218246A (en) * 2011-04-06 2012-11-12 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd Disruption apparatus of brittle material substrate
JP2012218245A (en) * 2011-04-06 2012-11-12 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd Break device, and break method
KR101323671B1 (en) * 2011-04-06 2013-10-30 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤 Breaking apparatus and breaking method

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