JP5352642B2 - Glass substrate scribing method - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス基板のスクライブ方法、特に、圧縮応力を持たせた強化層を表面に有する強化ガラスをスクライブするガラス基板のスクライブ方法に関する。   The present invention relates to a glass substrate scribing method, and more particularly to a glass substrate scribing method for scribing tempered glass having a tempered layer having a compressive stress on its surface.

ガラス基板を分断するためにスクライブ溝を形成する方法として、レーザ光を用いてスクライブ溝を形成する方法がある。この場合は、スクライブ予定ラインに沿ってレーザ光が照射され、基板の一部が溶解、蒸発させられてスクライブ溝が形成される。ただ、この方法では、溶解、蒸発された基板の一部が基板表面に付着し、品質の劣化を伴う場合がある。また、溶解、蒸発された部分で形成された疵痕は基板端面強度が低下する原因になる。   As a method of forming a scribe groove for dividing a glass substrate, there is a method of forming a scribe groove using a laser beam. In this case, laser light is irradiated along the scribe line, and a part of the substrate is melted and evaporated to form a scribe groove. However, in this method, a part of the dissolved and evaporated substrate may adhere to the surface of the substrate, which may be accompanied by deterioration of quality. In addition, the scar formed in the melted and evaporated part causes a reduction in the strength of the substrate end face.

そこで、スクライブ溝を形成する他の方法として、特許文献1又は2に示されたような方法がある。ここでは、ガラス基板のスクライブ溝の起点となる場所に初期亀裂が形成され、この初期亀裂にレーザ光が照射される。これにより、レーザ照射部分に熱応力が生じ、亀裂が進展してスクライブ溝が形成される。   Therefore, as another method of forming the scribe groove, there is a method as shown in Patent Document 1 or 2. Here, an initial crack is formed at a location that becomes the starting point of the scribe groove of the glass substrate, and the initial crack is irradiated with laser light. As a result, thermal stress is generated in the laser irradiation portion, and the crack progresses to form a scribe groove.

また、レーザ光を照射してスクライブ溝を形成する方法では、ガラス基板の周縁部においてスクライブ溝の亀裂が深くなる傾向にある。この状態で、ガラス基板をスクライブ溝に沿って分断すると、分断面の品質が低下するという問題や、スクライブ溝がまっすぐに形成されないという問題が発生する。   Further, in the method of forming a scribe groove by irradiating a laser beam, the scribe groove has a tendency to deepen at the peripheral edge of the glass substrate. If the glass substrate is divided along the scribe groove in this state, there arises a problem that the quality of the divided section is deteriorated and a problem that the scribe groove is not formed straight.

そこで、特許文献3には、スクライブ予定ラインの終端部に、スクライブ溝を形成しない領域を形成するようにしたレーザスクライブ方法が示されている。この方法によれば、ガラス基板の終端部における分断後の断面の品質を、複雑な制御をすることなく向上させることができると記載されている。   Therefore, Patent Document 3 discloses a laser scribing method in which a region where no scribe groove is formed is formed at the end of a scribe line. According to this method, it is described that the quality of a section after division at the terminal portion of the glass substrate can be improved without complicated control.

特開平3−489号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-489 特開平9−1370号公報JP-A-9-1370 再公表特許 WO2007/094348号公報Republished patent WO2007 / 094348

ところで、最近のFPD(フラットパネルディスプレイ)業界では、基板端面の強度が重要視されるために、ガラス基板として、表面に強化層が形成された化学強化ガラスが主に用いられている。この化学強化ガラスは、イオン交換処理によって表面に圧縮応力を持たせた層(強化層)を有し、内部には引張応力が存在している。このような化学強化ガラスは、最近では、特に端面強度が要求されるタッチパネル等のカバーガラスに用いられている。   By the way, in the recent FPD (flat panel display) industry, since the strength of the substrate end face is regarded as important, chemically tempered glass having a tempered layer formed on the surface is mainly used as a glass substrate. This chemically tempered glass has a layer (strengthening layer) whose surface is given compressive stress by ion exchange treatment, and tensile stress exists inside. Such chemically tempered glass has recently been used for a cover glass such as a touch panel in which end face strength is particularly required.

本件発明者は、このような強化ガラスのなかで、最近開発された、特に表面が高強度の強化ガラスに初期亀裂を形成し、レーザスクライブ方法によってスクライブ溝を形成した場合、以下のような現象で、自然分断を生じる場合があることを見いだした。   Among the tempered glass, the present inventor has recently developed the following phenomenon, particularly when the surface is formed with an initial crack in the tempered glass having high strength and the scribe groove is formed by the laser scribe method. I found out that there might be a natural division.

まず、スクライブ予定ラインの開始端であるガラス基板の端縁部に初期亀裂を形成すると、スクライブ溝の形成工程において、初期亀裂が深く形成されてしまう。そして、この深い亀裂に起因して、スクライブ溝の形成後に、分断工程を実施することなくガラス基板が自然に分断される。   First, if an initial crack is formed at the edge of the glass substrate, which is the starting end of the scribe line, the initial crack is deeply formed in the scribe groove forming step. Then, due to the deep crack, the glass substrate is naturally divided without performing a dividing step after the scribe groove is formed.

また、自然分断を避ける対策として、初期亀裂を開始端(基板の端縁)から内部側にオフセットして形成しても、同様に自然分断となる場合がある。この場合の現象についてより詳細に説明する。まず、スクライブ溝の形成工程において、初期亀裂からレーザ光の走査方向とは逆に、ガラス基板の端縁に向かって亀裂が進展する場合がある。そして、初期亀裂からガラス基板の端縁にまで亀裂が進展すると、ガラス基板の端縁部分の亀裂の深さは、基板厚みの全体にわたるほど深くなる。この端縁部に形成された深い亀裂によって、ガラス基板がスクライブ溝に沿って自然に分断される。このような自然分断が生じると、後工程の処理が困難になる。   Further, as a measure for avoiding natural division, even if the initial crack is formed by being offset from the start end (the edge of the substrate) to the inner side, natural division may occur in the same manner. The phenomenon in this case will be described in more detail. First, in the step of forming a scribe groove, the crack may progress from the initial crack toward the edge of the glass substrate, contrary to the scanning direction of the laser beam. And when a crack progresses from an initial stage crack to the edge of a glass substrate, the depth of the crack of the edge part of a glass substrate will become so deep that it covers the whole substrate thickness. The glass substrate is naturally divided along the scribe groove by the deep crack formed in the edge portion. When such natural separation occurs, it becomes difficult to process the subsequent process.

そこで、オフセットの量を増やすことも考えられる。しかし、オフセットの量を増やすと、ガラス基板周縁部に無駄な部分(製品として確保できない部分)が増え、歩留まりが悪い。   Therefore, it is conceivable to increase the amount of offset. However, when the amount of offset is increased, useless portions (portions that cannot be secured as products) increase in the peripheral edge portion of the glass substrate, resulting in poor yield.

本発明の課題は、強化ガラスに対して、簡単な方法で自然分断を防止することにある。   An object of the present invention is to prevent natural breakage of tempered glass by a simple method.

第1発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、圧縮応力を持たせた強化層を表面に有するガラスをスクライブする方法であって、初期亀裂形成工程と、スクライブ溝形成工程と、亀裂規制溝形成工程と、を含む。初期亀裂形成工程は、ガラスの表面に、強化層の少なくとも一部を除去して初期亀裂を形成する。スクライブ溝形成工程は、ガラスの表面にレーザ光を照射して加熱するとともに、加熱された領域を冷却し、スクライブ予定ラインに沿って初期亀裂を進展させてスクライブ溝を形成する。亀裂規制溝形成工程は、スクライブ溝形成工程における亀裂進展方向と逆方向に初期亀裂が進展するのを防止するために、初期亀裂形成工程の前処理又は後処理として、ガラスの表面において初期亀裂とガラス基板の端縁との間に、スクライブ予定ラインが延びる方向と交差する方向に所定の幅を有する溝を形成する。 A scribing method for a glass substrate according to a first invention is a method for scribing a glass having a reinforcing layer having a compressive stress on its surface, an initial crack forming step, a scribe groove forming step, and a crack regulating groove forming step. And including. In the initial crack forming step, at least a part of the reinforcing layer is removed from the surface of the glass to form an initial crack. In the scribe groove forming step, the surface of the glass is heated by irradiating a laser beam, the heated region is cooled, and an initial crack is propagated along the planned scribe line to form a scribe groove. In order to prevent the initial crack from developing in the direction opposite to the crack propagation direction in the scribe groove forming process, the crack restricting groove forming process is performed as an initial crack on the surface of the glass as a pre-treatment or a post-treatment in the initial crack forming process. A groove having a predetermined width is formed between the edge of the glass substrate and a direction intersecting with a direction in which a planned scribe line extends.

ここでは、スクライブ予定ラインの開始端部の近辺に初期亀裂が形成される。また、初期亀裂とガラス基板の端縁との間に、スクライブ予定ラインが延びる方向と交差する方向に亀裂が逆方向に進展するのを規制するための溝が形成される。その後、ガラス表面にレーザ光が照射されて加熱され、さらに加熱された領域が冷却される。この加熱及び冷却処理によって、スクライブ予定ラインに沿って亀裂が進展し、スクライブ溝が形成される。このとき、亀裂はスクライブ予定ラインの終端部に向かって進展するが、逆方向にも進展する場合がある。しかし、この逆方向に進展する亀裂は、初期亀裂とガラス基板の端縁との間に形成された溝によって停止される。 Here, an initial crack is formed in the vicinity of the start end of the scribe line. Further, a groove is formed between the initial crack and the edge of the glass substrate for restricting the crack from developing in the reverse direction in a direction intersecting with the direction in which the scribe planned line extends. Thereafter, the glass surface is irradiated with laser light and heated, and the heated region is cooled. By this heating and cooling treatment, cracks develop along the scribe line and scribe grooves are formed. At this time, the crack propagates toward the end of the scribe line, but may also develop in the opposite direction. However, the crack progressing in the opposite direction is stopped by a groove formed between the initial crack and the edge of the glass substrate.

このため、初期亀裂が逆方向に進展してガラス基板端縁部分に深い亀裂が形成されるのを避けることができる。したがって、スクライブ溝形成後の自然分断を抑えることができる。   For this reason, it can be avoided that the initial cracks propagate in the reverse direction and deep cracks are formed at the edge portions of the glass substrate. Therefore, the natural division after the scribe groove formation can be suppressed.

また、初期亀裂から基板端縁に向かう亀裂の形成を規制できるので、初期亀裂と基板端縁との間の製品として確保できない部分を少なくでき、製品の歩留まりを向上させることができる。   In addition, since the formation of a crack from the initial crack toward the substrate edge can be regulated, the portion that cannot be secured as a product between the initial crack and the substrate edge can be reduced, and the yield of the product can be improved.

第2発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、第1発明のスクライブ方法において、亀裂規制溝形成工程において、溝は、スクライブ予定ラインに対して垂直な方向に延びるように形成される。   The glass substrate scribing method according to a second aspect of the present invention is the scribing method of the first aspect, wherein in the crack restricting groove forming step, the groove is formed so as to extend in a direction perpendicular to the planned scribe line.

ここでは、亀裂規制用の溝がスクライブ予定ラインに対して垂直な方向に形成されるので、亀裂の進展をより確実に止めることができる。   Here, since the crack restricting groove is formed in a direction perpendicular to the scribe line, the progress of the crack can be stopped more reliably.

第3発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、第1又は第2発明のスクライブ方法において、亀裂規制溝形成工程において、溝はスクライブ溝形成工程で形成されるスクライブ溝の深さより浅く形成される。   In the scribing method for a glass substrate according to the third invention, in the scribing method of the first or second invention, in the crack regulating groove forming step, the groove is formed shallower than the depth of the scribe groove formed in the scribe groove forming step.

ここで、亀裂進展停止用溝を深くした場合、ガラス基板の内部の引張り応力により亀裂進展停止用溝を起点として自然に亀裂が進展し、この亀裂によって基板が分離してしまう場合がある。   Here, when the crack growth stopping groove is deepened, the crack may spontaneously progress from the crack growth stopping groove due to the tensile stress inside the glass substrate, and the substrate may be separated by this crack.

そこで、この第3発明では、亀裂進展停止用溝をスクライブ溝の深さよりも浅くし、基板の自然分断を避けるようにしている。   Therefore, in the third aspect of the invention, the crack growth stopping groove is made shallower than the depth of the scribe groove so as to avoid natural division of the substrate.

第4発明に係るガラス基板のスクライブ方法は、第1から第3発明のいずれかのスクライブ方法において、初期亀裂形成工程で形成される初期亀裂と、亀裂規制溝形成工程で形成される溝とは、両者の間に間隔をあけて形成される、
ここでは、初期亀裂と亀裂規制用の溝とが互いに離して形成されるので、初期亀裂がガラス基板の端縁にまで進展するのを、より確実に抑えることができる。
The scribing method for a glass substrate according to a fourth invention is the scribing method of any one of the first to third inventions, wherein the initial crack formed in the initial crack forming step and the groove formed in the crack restricting groove forming step are , Formed with a gap between them,
Here, since the initial crack and the crack regulating groove are formed apart from each other, it is possible to more reliably suppress the initial crack from extending to the edge of the glass substrate.

以上のように、本発明では、圧縮応力を持たせた強化層を表面に有するガラスに対して、初期亀裂がガラス基板の端縁に向かって逆方向に進展するのを抑えることができる。したがって、ガラスにスクライブ溝を形成した時点でガラスが自然分断するのを防止できる。 As mentioned above, in this invention, it can suppress that an initial stage crack progresses in the reverse direction toward the edge of a glass substrate with respect to the glass which has the reinforcement | strengthening layer which gave the compressive stress on the surface. Therefore, it is possible to prevent the glass to break spontaneously at the point of forming the scribe groove in the glass.

本発明の一実施形態によるスクライブ方法を実施するための装置の概略構成図。The schematic block diagram of the apparatus for enforcing the scribe method by one Embodiment of this invention. 従来方法によってスクライブを実施した場合に、基板が自然に分離する様子を示す図。The figure which shows a mode that a board | substrate isolate | separates naturally when scribing is implemented by the conventional method. 厚みが0.55mmの強化ガラスに対する初期亀裂形成のための押付荷重と初期亀裂との関係及びスクライブ結果を示す図。The figure which shows the relationship between the pressing load and initial crack for the initial crack formation with respect to 0.55 mm of thickness tempered glass, and the scribe result. 初期亀裂が形成された強化ガラスの一部の拡大断面図。The expanded sectional view of a part of tempered glass in which the initial crack was formed. 厚みが0.7mmの強化ガラスに対する初期亀裂形成のための押付荷重と初期亀裂との関係及びスクライブ結果を示す図。The figure which shows the relationship between the pressing load for initial crack formation with respect to the tempered glass whose thickness is 0.7 mm, and an initial crack, and a scribe result. 厚みが1.1mmの強化ガラスに対する初期亀裂形成のための押付荷重と初期亀裂との関係及びスクライブ結果を示す図。The figure which shows the relationship between the pressing load for initial crack formation with respect to the tempered glass whose thickness is 1.1 mm, and an initial crack, and a scribe result.

[装置構成]
図1は、本発明の一実施形態による方法を実施するためのスクライブ装置の概略構成を示す図である。スクライブ装置1は、例えば、マザーガラス基板を、FPD(フラットパネルディスプレイ)に使用される複数の単位基板に分断するための装置である。ここでのガラス基板は、表面に強化層が形成された化学強化ガラスが主に用いられている。前述のように、この化学強化ガラスは、イオン交換処理によって表面に圧縮応力を持たせた強化層を有している。
[Device configuration]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a scribing apparatus for carrying out a method according to an embodiment of the present invention. The scribe device 1 is a device for dividing a mother glass substrate into a plurality of unit substrates used for an FPD (flat panel display), for example. As the glass substrate here, chemically strengthened glass having a tempered layer formed on the surface is mainly used. As described above, this chemically strengthened glass has a tempered layer having a compressive stress on the surface by an ion exchange treatment.

<スクライブ装置>
スクライブ装置1は、レーザビームをガラス基板Gに向けて照射する照射部2と、冷却部3と、図示しない移動部と、を備えている。冷却部3は、図示しない冷媒源から供給される冷媒を、ノズル4を介して噴射して冷却スポットCPを形成する。移動部は、照射部2及び冷却部3のノズル4を、ガラス基板Gに設定されたスクライブ予定ラインSLに沿って、ガラス基板Gとの間で相対移動させる。
<Scribe device>
The scribing apparatus 1 includes an irradiation unit 2 that irradiates a laser beam toward the glass substrate G, a cooling unit 3, and a moving unit (not shown). The cooling unit 3 forms a cooling spot CP by injecting a refrigerant supplied from a refrigerant source (not shown) through the nozzle 4. The moving unit moves the irradiation unit 2 and the nozzle 4 of the cooling unit 3 relative to the glass substrate G along the scribe line SL set on the glass substrate G.

照射部2は、レーザビームLBを照射するレーザ発振器(例えば、COレーザ)を有し、このレーザビームLBを、光学系を介してガラス基板G上にビームスポットLSとして照射する。 The irradiation unit 2 includes a laser oscillator (for example, a CO 2 laser) that irradiates a laser beam LB, and irradiates the laser beam LB on the glass substrate G as a beam spot LS via an optical system.

なお、ここでは図示していないが、ガラス基板Gの端部にスクライブの起点となる初期亀裂TRを形成するための初期亀裂形成手段が設けられている。初期亀裂形成手段としては、カッタホイール等の機械的ツールが用いられるが、レーザビームの照射によって初期亀裂TRを形成することも可能である。   Although not shown here, an initial crack forming means for forming an initial crack TR serving as a starting point for scribing is provided at the end of the glass substrate G. As the initial crack forming means, a mechanical tool such as a cutter wheel is used, but it is also possible to form the initial crack TR by irradiation with a laser beam.

[スクライブ方法]
まず、図1に示すように、カッタホイール等の初期亀裂形成手段を用いてガラス基板Gの端部にスクライブの起点となる初期亀裂TRを形成する。このとき、初期亀裂TRの深さは、ガラス基板(強化ガラス)の表面に形成された強化層が剥離される程度の深さにする。具体的には、初期亀裂TRの深さを、強化層の厚みの1.0倍以上2.0倍以下にする。
[Scribe method]
First, as shown in FIG. 1, an initial crack TR serving as a starting point for scribing is formed at the end of the glass substrate G using initial crack forming means such as a cutter wheel. At this time, the depth of the initial crack TR is set to such a depth that the reinforcing layer formed on the surface of the glass substrate (tempered glass) is peeled off. Specifically, the depth of the initial crack TR is set to 1.0 to 2.0 times the thickness of the reinforcing layer.

以上の初期亀裂を形成する工程の前工程あるいは後工程として、次の工程であるスクライブ溝形成工程において、初期亀裂TRから、亀裂が進展する方向(レーザビームLBの走査方向)と逆方向に亀裂が進展するのを防止するために、亀裂規制用の溝Sを形成する。この溝Sは、ガラス基板Gの表面において初期亀裂TRとガラス基板Gの端縁Geとの間に形成される。また、溝Sは、スクライブ予定ラインSLが延びる方向と直交する方向に所定の幅で形成される。さらに、亀裂規制溝Sの深さは、後工程で形成されるスクライブ溝の深さより浅く形成するのが好ましい。その理由は、亀裂進展停止用溝Sが深すぎると、ガラス基板の内部の引張り応力により亀裂進展停止用溝Sを起点として自然に亀裂が進展し、この亀裂によって基板が分離してしまうからである。また、亀裂進展停止用溝Sの深さは、強化層の厚みより深くするのが望ましい。   As a pre-process or a post-process of the above initial crack formation process, in the scribe groove forming process, which is the next process, the crack progresses from the initial crack TR in the direction opposite to the crack propagation direction (scanning direction of the laser beam LB). In order to prevent the development of cracks, a crack restricting groove S is formed. The groove S is formed between the initial crack TR and the edge Ge of the glass substrate G on the surface of the glass substrate G. Further, the groove S is formed with a predetermined width in a direction orthogonal to the direction in which the planned scribe line SL extends. Further, it is preferable that the depth of the crack restricting groove S is shallower than the depth of the scribe groove formed in the subsequent process. The reason for this is that if the crack growth stopping groove S is too deep, the crack will naturally grow starting from the crack growth stopping groove S due to the tensile stress inside the glass substrate and the substrate will be separated by this crack. is there. Further, the depth of the crack growth stopping groove S is preferably deeper than the thickness of the reinforcing layer.

なお、この亀裂規制溝Sは、複数のスクライブ予定ラインSLのそれぞれに対応して形成される。ただし、亀裂規制溝Sは、すべてのスクライブ予定ラインSLに直交する1本の溝でもよい。しかし、この溝形成時に発生する粉塵等の異物を少なくするためには、局所的に複数の溝を形成する方が好ましい。   The crack restricting groove S is formed corresponding to each of the plurality of scribe lines SL. However, the crack restricting groove S may be a single groove orthogonal to all the scribe planned lines SL. However, in order to reduce foreign matter such as dust generated when forming the groove, it is preferable to form a plurality of grooves locally.

次に、ガラス基板Gに対して、照射部2からレーザビームLBが照射される。このレーザビームLBはビームスポットLSとしてガラス基板G上に照射される。そして、照射部2から出射されるレーザビームLBが、スクライブ予定ラインSLに沿ってガラス基板Gと相対的に移動させられる。ガラス基板GはビームスポットLSによってガラス基板Gの軟化点よりも低い温度に加熱される。また、冷却スポットCPをビームスポットLSの移動方向後方において追従させる。   Next, the laser beam LB is irradiated from the irradiation unit 2 to the glass substrate G. This laser beam LB is irradiated onto the glass substrate G as a beam spot LS. Then, the laser beam LB emitted from the irradiation unit 2 is moved relative to the glass substrate G along the scribe line SL. The glass substrate G is heated to a temperature lower than the softening point of the glass substrate G by the beam spot LS. Further, the cooling spot CP is made to follow behind the moving direction of the beam spot LS.

以上のようにして、レーザビームLBの照射によって加熱されたビームスポットLSの近傍には圧縮応力が生じるが、その直後に冷媒の噴射によって冷却スポットCPが形成されるので、垂直クラックの形成に有効な引張応力が生じる。この引張応力により、ガラス基板Gの端部に形成された初期亀裂TRを起点としてスクライブ予定ラインSLに沿った垂直クラックが形成され、所望のスクライブ溝が形成される。   As described above, compressive stress is generated in the vicinity of the beam spot LS heated by the irradiation of the laser beam LB, but immediately after that, the cooling spot CP is formed by the injection of the refrigerant, which is effective for forming vertical cracks. Tensile stress is generated. Due to this tensile stress, a vertical crack is formed along the scheduled scribe line SL starting from the initial crack TR formed at the end of the glass substrate G, and a desired scribe groove is formed.

ここで、スクライブ溝の形成工程において、初期亀裂TRから、レーザビームLBの走査方向とは逆方向に亀裂が進展したとしても、初期亀裂TRとガラス基板Gの端縁Geとの間に亀裂規制溝Sが形成されているので、亀裂は亀裂規制溝Sで停止する。このため、初期亀裂TRからガラス基板Gの端縁Geにまで亀裂が進展し、ガラス基板Gの端縁部で深い亀裂が形成されるのを避けることができる。これにより、ガラス基板Gが自然に分断されるのを防止することができる。   Here, in the process of forming the scribe groove, even if the crack progresses from the initial crack TR in the direction opposite to the scanning direction of the laser beam LB, the crack is regulated between the initial crack TR and the edge Ge of the glass substrate G. Since the groove S is formed, the crack stops at the crack restricting groove S. For this reason, it is possible to avoid a crack from extending from the initial crack TR to the edge Ge of the glass substrate G and forming a deep crack at the edge of the glass substrate G. Thereby, it is possible to prevent the glass substrate G from being naturally divided.

実験例Experimental example

[ガラス基板の分断に関する検証]
<従来例による実験例>
図2に、従来の方法、すなわち亀裂規制溝Sを形成することなく、スクライブ予定ラインの開始端から終了端までレーザ加熱及び冷却を行った場合の例を示している。基板は、全体厚みが0.7mmで、強化層の厚みが18μmの強化ガラスである。また、レーザビームの条件は、レーザ出力が200W、走査速度は200mm/secである。なお、図2では、ガラス基板の端部領域は表れていない。
[Verification of glass substrate cutting]
<Experimental example by conventional example>
FIG. 2 shows an example of a conventional method, that is, a case where laser heating and cooling are performed from the start end to the end end of the scribe line without forming the crack regulating groove S. The substrate is a tempered glass having an overall thickness of 0.7 mm and a reinforced layer thickness of 18 μm. Further, the laser beam conditions are a laser output of 200 W and a scanning speed of 200 mm / sec. In addition, in FIG. 2, the edge part area | region of a glass substrate does not appear.

図2(a)はスクライブ直後の状態である。ここでは、スクライブ溝は、基板の全深さにわたって進展していない状態(以下、この状態を「ハーフカット」と記す)であり、図では薄いラインで表れている。   FIG. 2A shows a state immediately after scribing. Here, the scribe groove is in a state where it does not extend over the entire depth of the substrate (hereinafter, this state is referred to as “half cut”), and is represented by a thin line in the drawing.

図2(b)はスクライブ処理から5秒後の状態である。ここでは、スクライブの開始点側(図の右側)から図の中央付近までスクライブラインがフルカット(図では濃いラインで表れている)されている。   FIG. 2B shows a state after 5 seconds from the scribing process. Here, the scribe line is fully cut (shown as a dark line in the figure) from the scribe start point side (right side of the figure) to the center of the figure.

図2(c)はスクライブ処理から20秒後の状態である。ここでは、図で表れているすべての部分で、スクライブラインがフルカット(図では濃いラインで表れている)されている。   FIG. 2C shows a state after 20 seconds from the scribing process. Here, the scribe line is fully cut (shown as a dark line in the figure) in all the parts shown in the figure.

このように、スクライブ予定ラインの開始端から終了端までのすべてにわたってレーザ加熱及び冷却を行ってスクライブ溝を形成した場合は、基板が自然に分断される(フルカットされる)。   Thus, when laser heating and cooling are performed over the entire scribe line from the start end to the end end to form the scribe groove, the substrate is naturally divided (full cut).

<実施例>
以上のような従来例に対して、亀裂規制のための溝Sを、初期亀裂TRとガラス基板Gの端縁Geとの間に形成することによって、初期亀裂TRから基板端縁Geに向かって亀裂が形成されてのが防止され、基板のフルカット、すなわち自然分断を避けることができた。なお、溝Sは、形成されるスクライブ溝の深さより浅く形成した。
<Example>
Compared to the conventional example as described above, by forming a groove S for crack control between the initial crack TR and the edge Ge of the glass substrate G, the initial crack TR toward the substrate edge Ge. The formation of cracks was prevented, and a full cut of the substrate, that is, a natural division could be avoided. The groove S was formed shallower than the depth of the scribe groove to be formed.

[初期亀裂に関する考察]
本実施形態の方法では、初期亀裂の深さ等が製造品質に大きく影響する。そこで、初期亀裂の深さに関する実験例を以下に示す。
[Discussion on initial cracks]
In the method of the present embodiment, the depth of the initial crack or the like greatly affects the manufacturing quality. Therefore, an experimental example regarding the depth of the initial crack is shown below.

<実験例1>
図3に、全体厚みが0.55mmで、強化層の厚みが18μmの強化ガラスに対してスクライブ溝を形成した実験例1を示している。具体的には、図3は、初期亀裂形成時の工具のガラスに対する押圧荷重とそのときの溝深さとの関係を示すとともに、その後のレーザ加熱及び冷却処理によるスクライブ結果を示している。
<Experimental example 1>
FIG. 3 shows Experimental Example 1 in which a scribe groove is formed in a tempered glass having an overall thickness of 0.55 mm and a reinforced layer thickness of 18 μm. Specifically, FIG. 3 shows the relationship between the pressing load on the glass of the tool at the time of initial crack formation and the groove depth at that time, and the scribe result by the subsequent laser heating and cooling treatment.

この場合の加熱処理のためのレーザ出力は200W、加工速度は230mm/secである。また、冷却条件は、ビーム後端に冷却ノズルを配置し、冷却水及びエアをビームスポットで加熱された部分に吐出している。   In this case, the laser output for the heat treatment is 200 W, and the processing speed is 230 mm / sec. As cooling conditions, a cooling nozzle is disposed at the rear end of the beam, and cooling water and air are discharged to a portion heated by the beam spot.

この実験例1から、初期亀裂の溝深さが19〜30μm(強化層の厚みの1.05〜1.67倍)であれば、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝が形成されることがわかる。そして、溝深さが19μm未満では亀裂が確実に進展せず(不安定である)、また30μmを越えると割れが発生してスクライブ予定ライン以外に亀裂が形成されることがわかる。   From Experimental Example 1, it can be seen that when the groove depth of the initial crack is 19 to 30 μm (1.05 to 1.67 times the thickness of the reinforcing layer), a desired scribe groove is formed along the planned scribe line. It can be seen that if the groove depth is less than 19 μm, the crack does not progress reliably (unstable), and if it exceeds 30 μm, a crack occurs and a crack is formed in addition to the scribe line.

なお、初期亀裂の溝深さの例を図4に示している。この図4に示すように、所定の面積が確保されている最も深い部分までの深さを「溝深さ」としており、一部先鋭的に深部まで到達している亀裂については無視している。   An example of the groove depth of the initial crack is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the depth to the deepest part where a predetermined area is secured is defined as “groove depth”, and cracks that partially reach the deep part are ignored. .

[実験例2]
図5に、全体厚みが0.7mmで、強化層の厚みが21μmの強化ガラスに対してスクライブ溝を形成した実験例2を示している。図の横軸と縦軸の関係は図3と同様である。また、この場合の加熱処理のためのレーザ出力は200W、加工速度は170mm/secである。また、冷却条件は実験例1と同様である。
[Experiment 2]
FIG. 5 shows an experimental example 2 in which scribe grooves are formed in a tempered glass having an overall thickness of 0.7 mm and a reinforced layer thickness of 21 μm. The relationship between the horizontal axis and the vertical axis in the figure is the same as in FIG. In this case, the laser output for the heat treatment is 200 W, and the processing speed is 170 mm / sec. The cooling conditions are the same as in Experimental Example 1.

この実験例2から、初期亀裂の溝深さが約24〜50μm(強化層の厚みの1.14〜2.38倍)であれば、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝が形成されることがわかる。そして、溝深さが24μm未満では亀裂が確実に進展せず(不安定である)、また50μmを越えると割れが発生してスクライブ予定ライン以外に亀裂が形成されることがわかる。なお、押付荷重が約6〜24Nであれば、溝深さが50μmを越えても所望のスクライブ溝が形成されるが、溝深さのみに着目すると、初期亀裂の溝深さは約24〜50μmが妥当である。   From Experimental Example 2, it can be seen that if the groove depth of the initial crack is about 24 to 50 μm (1.14 to 2.38 times the thickness of the reinforcing layer), a desired scribe groove is formed along the planned scribe line. It can be seen that when the groove depth is less than 24 μm, the crack does not progress reliably (unstable), and when the groove depth exceeds 50 μm, the crack occurs and a crack is formed other than the planned scribe line. If the pressing load is about 6 to 24 N, a desired scribe groove is formed even if the groove depth exceeds 50 μm. However, when attention is paid only to the groove depth, the groove depth of the initial crack is about 24 to 50 μm is reasonable.

[実験例3]
図6に、全体厚みが1.1mmで、強化層の厚みが34μmの強化ガラスに対してスクライブ溝を形成した実験例3を示している。図の横軸と縦軸の関係は図3と同様である。また、この場合の加熱処理のためのレーザ出力は200W、加工速度は170mm/secである。また、冷却条件は実験例1と同様である。
[Experiment 3]
FIG. 6 shows Experimental Example 3 in which a scribe groove was formed in a tempered glass having an overall thickness of 1.1 mm and a reinforced layer thickness of 34 μm. The relationship between the horizontal axis and the vertical axis in the figure is the same as in FIG. In this case, the laser output for the heat treatment is 200 W, and the processing speed is 170 mm / sec. The cooling conditions are the same as in Experimental Example 1.

この実験例3から、初期亀裂の溝深さが約24〜60μm(強化層の厚みの0.71〜1.76倍)であれば、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝が形成されることがわかる。そして、溝深さ浅すぎる場合は亀裂が進展せず、また60μmを越えると亀裂進展が不安定であることがわかる。なお、実験例2と同様に、押付荷重が約6N〜24Nであれば、溝深さが60μmを越えても所望のスクライブ溝が形成されるが、溝深さのみに着目すると、初期亀裂の溝深さは約24〜60μmが妥当である
[まとめ]
以上から、スクライブ予定ラインに沿って所望のスクライブ溝を形成するためには、初期亀裂の深さは強化ガラスの強化層の厚みの1.0倍以上2.0倍以下であることが望ましいことがわかる。また、初期亀裂の深さは、ガラス板厚が0.55mmでは30μm(5.5%)以下であること、ガラス板厚が0.7mmでは50μm(7.1%)以下であること、ガラス板厚が1.1mmでは60μm(5.4%)以下であることが望ましいことがわかる。このことは、初期亀裂の深さは、最大でもガラスの板厚の7%以下であることが望ましいことを示している。
From Experimental Example 3, it can be seen that if the groove depth of the initial crack is about 24 to 60 μm (0.71 to 1.76 times the thickness of the reinforcing layer), a desired scribe groove is formed along the planned scribe line. When the groove depth is too shallow, the crack does not progress, and when it exceeds 60 μm, the crack progress is unstable. As in Experimental Example 2, if the pressing load is about 6N to 24N, a desired scribe groove is formed even if the groove depth exceeds 60 μm. The appropriate groove depth is about 24-60μm. [Summary]
From the above, it can be seen that in order to form a desired scribe groove along the scribe line, it is desirable that the depth of the initial crack is 1.0 to 2.0 times the thickness of the tempered glass reinforced layer. . The depth of the initial crack is 30 μm (5.5%) or less when the glass plate thickness is 0.55 mm, 50 μm (7.1%) or less when the glass plate thickness is 0.7 mm, and the glass plate thickness is 1.1 mm. Then, it is understood that it is desirable to be 60 μm (5.4%) or less. This indicates that the depth of the initial crack is preferably at most 7% of the glass thickness.

[特徴]
(1)スクライブ予定ラインSLの開始端部で、初期亀裂と基板端縁との間に、スクライブ予定ラインSLに対して直交する亀裂を規制するための溝Sを形成しているので、初期亀裂から基板端縁に向かって亀裂が進展するのを防止できる。このため、基板の端縁部に深い亀裂が形成されるのを避けることができ、この深い亀裂に起因する基板の自然分断を避けることができる。したがって、クロススクライブ等の後の加工工程が容易になる。
[Feature]
(1) Since a groove S for regulating a crack perpendicular to the planned scribe line SL is formed between the initial crack and the substrate edge at the start end of the planned scribe line SL, the initial crack is formed. It is possible to prevent the crack from progressing toward the edge of the substrate. For this reason, it is possible to avoid the formation of a deep crack in the edge portion of the substrate, and it is possible to avoid the natural division of the substrate due to the deep crack. Therefore, subsequent processing steps such as cross scribing are facilitated.

(2)初期亀裂から基板端縁に向かう亀裂の形成を規制できるので、初期亀裂の基板端縁からのオフセット量を少なくすることができる。したがって、基板において、製品として確保できない部分が少なくなり、製品の歩留まりを向上させることができる。   (2) Since the formation of a crack from the initial crack toward the substrate edge can be regulated, the offset amount of the initial crack from the substrate edge can be reduced. Therefore, the portion of the substrate that cannot be secured as a product is reduced, and the yield of the product can be improved.

(3)初期亀裂から基板端縁に向かう亀裂を停止させるための手段として、溝を形成しているので、簡単な方法で基板の自然分断を避けることができる。   (3) Since the groove is formed as a means for stopping the crack from the initial crack toward the edge of the substrate, natural separation of the substrate can be avoided by a simple method.

(4)初期亀裂と亀裂規制溝とは離れて形成されているので、初期亀裂から基板端縁に向かう亀裂をより確実に停止させることができる。   (4) Since the initial crack and the crack regulating groove are formed apart from each other, the crack from the initial crack toward the substrate edge can be stopped more reliably.

(5)亀裂規制用の溝は局所的に形成されているので、粉塵等の発生を極力抑えることができ、ガラス基板の品質の低下を避けることができる。   (5) Since the crack restricting groove is locally formed, generation of dust or the like can be suppressed as much as possible, and deterioration of the quality of the glass substrate can be avoided.

[他の実施形態]
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes or modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

亀裂規制のための溝は、スクライブ予定ラインに対して直交するように形成するのが好ましいが、スクライブ予定ラインに交差するように形成されていれば直交していなくてもよい。   The groove for controlling the crack is preferably formed so as to be orthogonal to the planned scribe line, but may not be orthogonal if it is formed so as to intersect the planned scribe line.

G ガラス基板
LB レーザビーム
LS ビームスポット
SL スクライブ予定ライン
CP 冷却スポット
TR 初期亀裂
S 亀裂規制溝
G Glass substrate
LB laser beam
LS beam spot
SL scribe line
CP cooling spot
TR initial crack
S Crack control groove

Claims (4)

圧縮応力を持たせた強化層を表面に有するガラスをスクライブするガラス基板のスクライブ方法であって、
ガラスの表面に、強化層の少なくとも一部を除去して初期亀裂を形成する初期亀裂形成工程と、
ガラスの表面にレーザ光を照射して加熱するとともに、加熱された領域を冷却し、スクライブ予定ラインに沿って前記初期亀裂を進展させてスクライブ溝を形成するスクライブ溝形成工程と、
前記スクライブ溝形成工程における亀裂進展方向と逆方向に前記初期亀裂が進展するのを防止するために、前記初期亀裂形成工程の前処理又は後処理として、ガラスの表面において前記初期亀裂とガラス基板の端縁との間に、スクライブ予定ラインが延びる方向と交差する方向に所定の幅を有する溝を形成する亀裂規制溝形成工程と、
を含むガラス基板のスクライブ方法。
The glass having a reinforcing layer which gave a compressive stress on the surface a scribing method for a glass substrate to be scribed,
An initial crack forming step of forming an initial crack by removing at least a part of the reinforcing layer on the surface of the glass ;
A scribe groove forming step of irradiating the surface of the glass with laser light to heat, cooling the heated region, and forming the scribe groove by extending the initial crack along the scribe line,
To prevent the initial crack to crack propagation direction and the reverse direction in the scribe groove forming step progresses, as a pretreatment or post-treatment of the initial crack formation process, the initial crack and the glass substrate on the surface of the glass A crack regulating groove forming step for forming a groove having a predetermined width in a direction intersecting with a direction in which a scribe planned line extends between the edge and the edge,
A method for scribing a glass substrate.
前記亀裂規制溝形成工程において、前記溝は、スクライブ予定ラインに対して垂直な方向に延びるように形成される、請求項1に記載のガラス基板のスクライブ方法。   2. The glass substrate scribing method according to claim 1, wherein in the crack restricting groove forming step, the groove is formed to extend in a direction perpendicular to a scribe line. 前記亀裂規制溝形成工程において、前記溝は前記スクライブ溝形成工程で形成されるスクライブ溝の深さより浅く形成される、請求項1又は2に記載のガラス基板のスクライブ方法。   3. The glass substrate scribing method according to claim 1, wherein in the crack restricting groove forming step, the groove is formed to be shallower than a depth of the scribe groove formed in the scribe groove forming step. 前記初期亀裂形成工程で形成される初期亀裂と、前記亀裂規制溝形成工程で形成される溝とは、両者の間に間隔をあけて形成される、請求項1から3のいずれかに記載のガラス基板のスクライブ方法。   The initial crack formed in the initial crack forming step and the groove formed in the crack restricting groove forming step are formed with an interval between them. A scribing method for a glass substrate.
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