KR101077840B1 - 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법 - Google Patents

취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법 Download PDF

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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 커터를 이용한 스크라이브(scribe)에 의해 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법에 있어서, 미소한 요철이나 조개껍질 형상 깨짐 등을 관통구멍의 둘레에 발생시키는 일 없이 원활하게 관통구멍을 형성할 수 있도록 한다.
(해결 수단) 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레를 커터 휠(2)에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 제1 크랙(41)으로 이루어지는 제1 스크라이브 라인(31)을 형성한다. 이어서, 제1 스크라이브 라인(31)의 내측을 제1 스크라이브 라인(31)을 따라 커터(2)에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사지고, 제1 크랙(41)에 합류하는 제2 크랙(42)으로 이루어지는 제2 스크라이브 라인(32)을 형성한다. 그리고, 제1 스크라이브 라인(31)으로 둘러싸인 영역에 하방으로 힘을 가하여, 제1 스크라이브 라인(31)으로 둘러싸인 영역을 유리 기판(1)으로부터 빼내어, 유리 기판(1)에 관통구멍(11)을 형성한다.
커터, 스크라이브, 취성재료기판, 관통구멍, 커터 휠, 제1 크랙, 제2 크랙

Description

취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법{METHOD FOR FORMING A THROUGH HOLE IN A SUBSTRATE MADE OF BRITTLE MATERIAL}
본 발명은, 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커터를 이용하여 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법에 관한 것이다.
취성 재료 기판으로서 예를 들면 유리 기판에 관통구멍을 형성하는 경우, 도 11에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(1)의 표면을 도시하지 않은 커터 휠로 폐곡선 형상으로 스크라이브(scribe)하여, 기판 표면에 대하여 수직인 크랙(crack; 71)으로 이루어지는 스크라이브 라인(6)을 형성하고(동 도면 (a)), 다음으로 스크라이브 라인(6)으로 둘러싸인 영역을 냉각하여 수축시켜(동 도면 (b)), 스크라이브 라인(6)으로 둘러싸인 영역을 빼내어 관통구멍(11)을 형성하고 있었다(동 도면 (c)).
그러나, 이 종래의 방법에서는, 스크라이브 라인(6)으로 둘러싸인 영역을 수축시키는 공정이 필요하게 된다. 또한, 도 12에 나타내는 바와 같이, 이 수축이 충분하지 않으면, 스크라이브 라인(6)으로 둘러싸인 영역을 제거할 때에, 크랙(71)을 형성하는 대향면이 접촉·마찰하여, 관통구멍(11)의 둘레(周緣)에 미소한 요철 (이하, 「요철」이라고 기재함)이나 조개껍질 형상 깨짐 등이 발생한다.
그래서, 예를 들면 특허문헌 1에서는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 커터 휠(2)에 의한 스크라이브에 의해, 유리 기판(1)의 두께 방향에 대하여 경사지는 크랙(72)을 유리 기판(1)에 형성하고, 스크라이브 라인(6)으로 둘러싸인 영역의 빼냄 구배를 형성한 후, 당해 영역에 대하여 수직 방향으로 외력을 가하여 당해 영역을 제거하는 기술이 제안되어 있다.
[특허문헌 1] 일본공개특허공보 평7-223828
그런데, 도 14에 나타내는 바와 같이, 본 발명자들이 실험한 바로는, 커터(2)에 의해 실제로 형성되는 크랙(73)은, 유리 기판(1)의 표면으로부터 어느 정도 깊이까지는 소망하는 경사 각도로 형성되기는 하지만, 그보다 깊은 곳에서는 크랙(73)의 경사는 기판 두께 방향에 대하여 급격히 작아져, 유리 기판(1)의 이면측에 가까워지면 크랙(73)의 경사는 기판 두께 방향, 즉 기판 표면에 대하여 거의 수직이 되는 것이 판명되었다.
이와 같이 크랙(73)이 기판 표면에 대하여 수직인 부분(L)을 길게 갖고 있으면, 스크라이브 라인(6)으로 둘러싸인 영역을 제거할 때에, 크랙(73)을 형성하는 대향면이 접촉·마찰하여, 도 12에 나타낸 바와 같이, 관통구멍(11)의 둘레에 요철이나 조개껍질 형상 깨짐 등이 발생한다.
본 발명은 이러한 종래의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 요철이나 조개껍질 형상 깨짐 등을 관통구멍의 둘레에 발생시키는 일 없이, 커터를 이용하여 취성 재료 기판에 관통구멍을 원활하게 형성하는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의하면, 커터를 이용한 스크라이브에 의해 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법으로서, 취성 재료 기판의, 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레(外緣) 또는 바깥둘레의 내측을 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향 에 대하여 경사진 제1 크랙으로 이루어지는 제1 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 제1 스크라이브 라인의 내측 또는 제1 스크라이브 라인의 외측의 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레를 제1 스크라이브 라인을 따라 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사지고, 제1 크랙에 합류하는 제2 크랙으로 이루어지는 제2 스크라이브 라인을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법이 제공된다. 이 경우, 제1 스크라이브 라인을 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레에 형성할 때에는, 제1 크랙을 기판 두께 방향에 대하여 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥쪽 방향으로 경사지게 하고, 제1 스크라이브 라인을 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레의 내측에 형성할 때에는, 제1 크랙을 기판 두께 방향에 대하여 관통구멍 형성 예정 영역의 안쪽 방향으로 경사지게 함으로써, 빼냄 구배가 확실하게 형성된다.
여기에서, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 크랙을 기판의 두께 전체에 확실하게 형성하는 관점에서는, 제1 스크라이브 라인과 제2 스크라이브 라인과의 간격을 0.1∼1㎜의 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 커터로서는, 회전축을 공유하는 2개의 원추 또는 원추대의 합동(合同)인 저면(底面)을 접합한 형상을 갖고, 상기 저면의 원주 부분을 날끝 능선으로 하며, 이 날끝 능선에, 회전축 방향에 대하여 소정 각도 경사진 홈이 둘레 방향에 소정 간격으로 형성된 것을 이용해도 좋다. 또한, 회전축을 공유하는 2개의 원추 또는 원추대의 합동인 저면을 접합한 형상을 갖고, 상기 저면의 원주 부분을 날끝 능선으로 하며, 상기 2개의 원추 또는 원추대의 측면과 상기 저면이 이루는 각도가 서로 다른 커터를 이용해도 좋다.
그리고 또한, 제1 스크라이브 라인과 제2 스크라이브 라인을 상이한 커터로 형성하도록 해도 좋다.
본 발명에 의하면, 미소 간극(gap)을 사이에 두고 또는 직접 접합된 2장의 취성 재료 기판에, 커터를 이용한 스크라이브에 의해 관통구멍을 형성하는 방법으로서, 상기 2장의 취성 재료 기판의 한쪽에, 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레를 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 제1 크랙으로 이루어지는 제1 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 제1 스크라이브 라인의 내측을 제1 스크라이브 라인을 따라 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사지고, 제1 크랙에 합류하는 제2 크랙으로 이루어지는 제2 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 상기 2장의 취성 재료 기판의 다른 한쪽에, 제1 스크라이브 라인보다도 외측을 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 제3 크랙으로 이루어지는 제3 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 제3 스크라이브 라인의 외측을 제3 스크라이브 라인을 따라 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사지고, 제3 크랙에 합류하는 제4 크랙으로 이루어지는 제4 스크라이브 라인을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법이 제공된다. 이 경우, 제1 크랙을 기판 두께 방향에 대하여 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥쪽 방향으로 경사지게 하고, 제3 크랙을 기판 두께 방향에 대하여 관통구멍 형성 예정 영역의 안쪽 방향으로 경사지게 함으로써, 빼냄 구배가 확실하게 형성된다.
또한, 본 발명에 의하면, 미소 간극을 사이에 두고 또는 직접 접합된 2장의 취성 재료 기판에, 커터를 이용한 스크라이브에 의해 관통구멍을 형성하는 방법으로서, 상기 2장의 취성 재료 기판의 한쪽에, 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레보다도 내측을 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 제1 크랙으로 이루어지는 제1 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 제1 스크라이브 라인의 외측의 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레를 제1 스크라이브 라인을 따라 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사지고, 제1 크랙에 합류하는 제2 크랙으로 이루어지는 제2 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 상기 2장의 취성 재료 기판의 다른 한쪽에, 제1 스크라이브 라인보다도 내측을 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 제3 크랙으로 이루어지는 제3 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 제3 스크라이브 라인의 내측을 제3 스크라이브 라인을 따라 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사지고, 제3 크랙에 합류하는 제4 크랙으로 이루어지는 제4 스크라이브 라인을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법이 제공된다. 이 경우, 제1 크랙을 기판 두께 방향에 대하여 관통구멍 형성 예정 영역의 안쪽 방향으로 경사지게 하고, 제3 크랙을 기판 두께 방향에 대하여 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥쪽 방향으로 경사지게 함으로써, 빼냄 구배가 확실하게 형성된다.
본 발명에 따른 관통구멍의 형성 방법에서는, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 제1 크랙으로 이루어지는 제1 스크라이브 라인을 형성한 후, 추가로, 제1 스크 라이브 라인의 내측 또는 외측을, 제1 스크라이브 라인을 따라 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사지고, 제1 크랙에 합류하는 제2 크랙으로 이루어지는 제2 스크라이브 라인을 형성하기 때문에, 스크라이브 라인으로 둘러싸인 영역의 빼냄 구배가 확실하게 형성된다. 이에 따라, 스크라이브 라인으로 둘러싸인 영역을 빼내어 형성한 관통구멍의 둘레에 요철이나 조개껍질 형상 깨짐이라는 문제는 발생하지 않는다.
또한, 미소 간극을 사이에 두고 또는 직접 접합된 2장의 취성 재료 기판의 경우에도, 전술의 2개의 스크라이브 라인을 각각의 기판에 형성함으로써, 요철이나 조개껍질 형상 깨짐이 발생하는 일 없이 원활하게 관통구멍을 형성할 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 본 발명에 따른 관통구멍의 형성 방법에 대해서 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시 형태에 결코 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 관통구멍의 형성 방법의 일 실시 형태를 나타내는 공정도를 도 1 및 도 2에 나타낸다. 이들 도면은, 취성 재료 기판인 유리 기판에 원형의 관통구멍을 뚫는 경우의 공정도로서, 도 1은 사시도이고, 도 2는 종단면도이다. 우선 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 원반(disc) 형상으로 외주부에 날끝이 형성된 커터 휠(2)을 이용하여, 유리 기판(1)상의, 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레를 스크라이브하여 제1 스크라이브 라인(31)을 형성한다. 이 스크라이브에 의해 유리 기판(1)에는, 도 2(a)에 나타내는 바와 같은, 얕은 곳에서 반경 방향 바깥쪽으로 퍼지듯이 경사지며, 깊은 곳에서는 기판 표면에 대하여 대략 수직인 제1 크랙(41)이 형성된다.
다음으로, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 제1 스크라이브 라인(31)보다도 내측이고 그리고 제1 스크라이브 라인(31)과 동심원 형상으로 커터 휠(2)에 의해 스크라이브를 행하여 제2 스크라이브 라인(32)을 형성한다. 이 스크라이브에 의해, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 얕은 곳에서는 반경 방향 바깥쪽으로 퍼지는 경사가 작으며, 깊어지면 경사가 급격히 커져 제1 크랙(41)에 합류하는 제2 크랙(42)이 형성된다. 이에 따라, 제1 스크라이브 라인(31)으로 둘러싸인 영역을 유리 기판(1)으로부터 빼내기 위한, 기판 표면에 대하여 수직인 부분(L)(도 2(c)에 도시)의 짧은 빼냄 구배가 형성한다.
여기에서, 동일한 커터 휠(2)을 이용하여 제2 크랙(42)을 형성한 경우라도, 제2 크랙(42)이 제1 크랙(41)과 평행이 되지 않고 제1 크랙(41)에 합류하는 것은, 제1 크랙(41)의 형성에 의해, 그 주변의 취성 재료 내부의 응력의 상태가 변화하여, 크랙이 형성되어 있지 않은 부분과 다른 상태로 되기 때문이라고 생각되어진다. 직선 형상의 스크라이브 라인을 형성하는 통상의 스크라이브에 있어서도, 기판의 단변(端邊) 부근에 단변을 따라 스크라이브 라인을 형성하면, 스크라이브 라인을 따라 형성되는 크랙이 단변측으로 경사지는 경향이 있는 것이 확인되고 있다. 따라서, 제2 크랙(42)이 제1 크랙(41)에 합류하도록 하기 위해서는, 예를 들면 제1 스크라이브 라인(31)과 제2 스크라이브 라인(32)과의 간격을, 기판(1)의 두께나 커터 휠(2)의 누름력 등을 고려하면서 조정할 필요가 있다. 제1 스크라이브 라 인(31)과 제2 스크라이브 라인(32)과의 간격은, 통상은 0.1∼1㎜의 범위가 바람직하다. 제1 스크라이브 라인(31)과 제2 스크라이브 라인(32)과의 간격을 너무 넓히면, 제2 크랙(42)은 제1 크랙(41)과 대략 평행으로 형성되어, 제1 크랙(41)과 합류하지 않게 된다. 반대로 제1 스크라이브 라인(31)과 제2 스크라이브 라인(32)과의 간격을 너무 좁히면, 제1 크랙(41)에 있어서의 기판 표면에 대하여 수직인 부분(L)(도 2(c)에 도시)이 길어져, 제1 스크라이브 라인(31)으로 둘러싸인 영역을 유리 기판(1)으로부터 빼낼 때에 요철이나 조개껍질 형상 깨짐 등이 발생할 우려가 있다.
그리고 도 1(c) 및 도 2(c)에 나타내는 바와 같이, 제1 스크라이브 라인(31)으로 둘러싸인 영역에 대하여 하방으로 힘을 가하면, 제1 크랙(41) 및 제2 크랙(42)에 의해 형성된 빼냄 구배에 의해, 당해 영역은 용이하게 빠져, 유리 기판(1)에 관통구멍(11)이 형성된다. 또한, 제1 크랙(41)이 유리 기판(1)의 이면까지 도달해 있지 않은 경우라도, 상기 외력이 가해짐으로써, 제1 크랙(41)은 유리 기판(1)의 이면까지 진전되기 때문에, 관통구멍(11)의 형성에 지장을 초래할 우려는 없다. 물론, 유리 기판(1)에 외력을 가하기 전에, 유리 기판(1)을 가열 및/또는 냉각하여 팽창·수축시켜, 제1 크랙(41)을 유리 기판(1)의 이면까지 진전시키도록 해도 상관없다. 이와 같이 유리 기판(1)에 외력을 가하기 전에 유리 기판(1)을 팽창·수축시켜 두면, 제1 스크라이브 라인(31)으로 둘러싸인 영역을 유리 기판으로부터 빼낼 때도 처리가 한층 원활하게 행해질 수 있게 된다.
본 발명의 방법으로 관통구멍(11)을 형성할 수 있는 취성 재료 기판(1)으로 서는, 종래 공지의 것을 들 수 있다. 예를 들면, 유리, 세라믹, 실리콘, 사파이어 등의 취성 재료 기판을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 방법으로 관통구멍(11)을 형성할 수 있는 취성 재료 기판(1)의 두께는, 취성 재료 기판의 재질 등에 따라 다르지만, 취성 재료 기판이 유리 기판인 경우에는 대략 2㎜ 정도의 두께까지 관통구멍을 형성할 수 있다. 또한, 관통구멍(11)의 크기로서 특별히 한정은 없고, 일반적으로 작은 지름의 관통구멍일수록 형성하기 어려운 바, 본 발명의 방법에서는 직경 15㎜ 정도의 관통구멍이라도 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 커터(2)로서는, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 크랙을 형성할 수 있으면 특별히 한정은 없다. 본 발명의 방법에서 적합하게 사용할 수 있는 커터의 일 예를 도 3∼도 5에 나타낸다. 도 3은 커터의 전체 사시도, 도 4(a)는 도 3의 화살표 A로부터 본 날끝 능선의 부분 확대도, 도 4(b)는 도 3의 화살표 B로부터 본 날끝 능선의 부분 확대도, 그리고 도 5는 홈 부분에서의 수직 단면도이다. 도 3에 나타내는 커터(2a)는, 회전축(22)을 공유하는 2개의 원추대의 합동인 저면을 접합한 형상을 갖고, 저면의 원주 부분에 날끝 능선(21)이 형성되어 있다. 이 커터 휠(2a)에서는, 날끝 능선(21)에, 회전축 방향에 대하여 소정 각도 경사진 홈(23)이 둘레 방향에 소정 간격으로 형성되어 있다. 이 커터 휠(2a)을 이용하여 스크라이브를 행하면, 도 5에 있어서, 하방을 향하여 왼쪽 방향으로 경사진 크랙이 형성된다. 홈(23)의 피치로서는 20∼200㎛의 범위가 바람직하다. 홈(23)의 양단에서의 깊이는, 깊이(d1)가 2∼2500㎛의 범위, 깊이(d2)가 1∼20㎛의 범위가 바람직하다.
도 6에, 본 발명에서 사용하는 커터의 다른 형태를 나타낸다. 동 도면 (a)는 도 3의 화살표 A로부터 본 날끝 능선의 부분 확대도이고, 동 도면 (b)는 도 3의 화살표 B로부터 본 날끝 능선의 부분 확대도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 홈(23)의 형상은 V자 형상이라도 좋다. 이 경우, V자 형상의 홈(23)의 피치 및, 홈(23)의 양단의 깊이(d1, d2)로서는 상기 형태의 적합한 범위가 여기에서도 예시된다. 또한, 동 도면 (a)에 나타내는 홈의 형상은, U자 형상이나 V자 형상 이외에, 톱날 형상, 오목 형상 등의 형상이라도 상관없다.
도 7에, 본 발명의 방법에서 적합하게 사용할 수 있는 커터의 다른 예를 나타낸다. 이 도면의 커터 휠(2b)은, 회전축을 공유하는 2개의 원추대의 합동인 저면을 접합한 형상을 갖고, 저면의 원주 부분에 날끝 능선(21)이 형성되어 있는 점은 도 3에 나타내는 커터 휠(2a)과 동일하지만, 2개의 원추대의 측면과 저면이 이루는 각도(θ1)와 각도(θ2)가 다른 점에서 상위하다. 이 도면에 나타내는 커터 휠(2b)을 이용하여 스크라이브를 행하면, 도 3의 커터 휠(2a)과 동일하게, 도 7에 있어서, 하방을 향하여 왼쪽 방향으로 경사진 크랙이 형성된다. 또한, 크랙의 경사는, 통상은, 2개의 원추대의 측면과 저면이 이루는 각도(θ1)와 각도(θ2)와의 차이에 비례하며, 각도(θ1)와 각도(θ2)와이 차이가 커질수록 크랙의 경사는 커진다.
커터로서 커터 휠을 이용하는 경우, 그 외경은 1㎜∼10㎜의 범위가 바람직하 다. 커터 휠의 외경이 1㎜보다도 작으면, 취급성 및 내구성이 저하하는 경우가 있으며, 외경이 10㎜보다 크면, 스크라이브 시에 경사 크랙이 깊게 형성되지 않는 경우가 있다. 보다 바람직한 커터 휠 외경은 1㎜∼5㎜의 범위이다. 또한, 커터 휠에 가하는 하중 및 스크라이브 속도는, 취성 재료 기판의 종류나 두께 등으로부터 적절히 결정되지만, 통상, 커터 휠에 가하는 하중은 0.05∼0.4MPa의 범위, 스크라이브 속도는 10∼500㎜/sec의 범위이다.
이상 예시한 커터 휠은, 회전축을 공유하는 2개의 원추대의 합동인 저면을 접합한 형상을 갖고 있었지만, 도 8에 나타내는 바와 같은, 회전축을 공유하는 2개의 원추의 합동인 저면을 접합한 형상을 가진 커터 휠(2c)을 이용해도 물론 상관없다.
본 발명의 방법에 있어서, 제1 스크라이브 라인(31)과 제2 스크라이브 라인(32)에서 상이한 커터 휠을 사용해도 좋다. 즉, 제2 스크라이브 라인(32)을 형성할 때에, 기판 두께 방향에 대하여 제2 크랙(42)이 제1 크랙(41)보다도 강하게 경사지는 커터 휠을 이용해도 좋다.
도 9에, 본 발명에 따른 방법의 다른 실시 형태를 나타낸다. 이 도면에 나타내는 관통구멍의 형성 방법은, 미소 간극을 사이에 두고 또는 직접 접합된 2장의 취성 재료 기판(예를 들면 유리 기판)(1a, 1b)에 관통구멍을 형성하는 방법이다. 우선 도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 원반 형상으로 외주부에 날끝이 형성된 커터 휠(2)을 이용하여, 윗 유리 기판(1a)의 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레를 스크라이브하여, 제1 크랙(41)으로 이루어지는 제1 스크라이브 라인(31)을 형성한다. 다음으로, 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 제1 스크라이브 라인(31)보다도 내측이고 그리고 제1 스크라이브 라인(31)과 동심원 형상으로 커터 휠(2)에 의해 스크라이브를 행하여, 제2 크랙(42)으로 이루어지는 제2 스크라이브 라인(32)을 형성한다. 전술한 바와 같이, 이 제2 크랙(42)은 제1 크랙(41)에 합류하여, 제1 스크라이브 라인(31)으로 둘러싸인 영역을 윗 유리 기판(1a)으로부터 빼내기 위한, 기판 표면에 대하여 수직인 부분(L)(도 2(c)에 도시)의 짧은 빼냄 구배가 형성된다.
다음으로, 도 9(c)에 나타내는 바와 같이, 아래 유리 기판(1b)의 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레보다도 내측이고 그리고 제1 스크라이브 라인(31)보다도 외측을, 커터 휠(2)을 이용하여 스크라이브하여, 제3 크랙(43)으로 이루어지는 제3 스크라이브 라인(33)을 형성한다. 다음으로, 동 도면(d)에 나타내는 바와 같이, 제3 스크라이브 라인(33)보다도 외측에 있는 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레를 커터 휠(2)에 의해 스크라이브하여, 제4 크랙(44)으로 이루어지는 제4 스크라이브 라인(34)을 형성한다. 전술한 바와 같이, 이 제4 크랙(44)은 제3 크랙(43)에 합류하여, 제4 스크라이브 라인(34)으로 둘러싸인 영역을 아래 유리 기판(1b)으로부터 빼내기 위한, 기판 표면에 대하여 수직인 부분(L)(도 2(c)에 도시)의 짧은 빼냄 구배가 형성된다.
그리고 도 9(e)에 나타내는 바와 같이, 제1 스크라이브 라인(31)으로 둘러싸인 영역에 대하여 하방으로 힘을 가하면, 제1 크랙(41)과 제2 크랙(42)에 의해 형성된 빼냄 구배에 의해 윗 유리기판(1a)의 관통구멍 형성 예정 영역이 윗 유리 기판(1a)으로부터 빠지고, 제3 크랙(43)과 제4 크랙(44)에 의해 형성된 빠짐 구배에 의해 아래 유리기판(1b)의 관통구멍 형성 예정 영역이 아래 유리 기판(1b)으로부터 빠진다. 이에 따라 2장 적층된 유리 기판(1a, 1b)에 관통구멍(11)이 형성된다.
또한, 아래 유리 기판(1b)에 제3 스크라이브 라인(33), 제4 스크라이브 라인(34)을 이 순서로 형성한 후, 윗 유리 기판(1a)에 제1 스크라이브 라인(31), 제2 스크라이브 라인(32)을 이 순서로 형성해도, 상기 실시 형태와 동일하게, 2장 적층된 유리 기판(1a, 1b)에 관통구멍이 형성된다.
이상, 설명한 실시 형태에서는 관통구멍(11)의 평면 형상은 원형 형상이었지만, 본 발명의 방법으로 형성되는 관통구멍의 평면 형상은 이에 한정되는 것은 아니고, 어떠한 형상이라도 상관없다.
(실시예)
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만 본 발명은 이들 예에 결코 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
스크라이브 장치(「MP500A」 미츠보시다이아몬드코교 가부시키가이샤 제조)에, 두께 1.1㎜의 소다 유리 기판을 부착하고, 제1 스크라이브를 행하여 원형의 제1 스크라이브 라인을 형성했다. 다음으로, 동일한 커터 휠을 이용하여, 제1 스크라이브 라인으로부터 0.2㎜ 내측에 동심원 형상으로 제2 스크라이브를 행하여 제2 스크라이브 라인을 형성했다. 또한, 사용한 커터 휠의 사양 및 스크라이브 조건은 하기와 같다.
그리고, 제1 스크라이브 라인 및 제2 스크라이브 라인이 교차되는 위치에서 소다 유리 기판을 수직으로 절단하여, 그 단면을 관찰했다. 도 10에 소다 유리 기판의 단면 확대 사진을 나타낸다.
(경사 홈이 있는 커터 휠)
직경 : 2.0㎜
두께 : 0.65㎜
날끝 각도 : 130°
홈의 수: 135
홈의 깊이 : (d1) 20㎛, (d2) 10㎛
(스크라이브 조건)
스크라이브 하중 : 0.22MPa
절개량 : 0.20㎜
흡착압 : 약 －35kPa
실시예 2 및 실시예 3
제1 스크라이브 라인과 제2 스크라이브 라인과의 거리를 0.3㎜ 및 0.4㎜로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 소다 유리 기판에 제1 스크라이브 라인과 제2 스크라이브 라인을 형성한 후, 소다 유리 기판을 수직으로 절단하여 그 단면을 관찰했다. 도 10에 소다 유리 기판의 단면 확대 사진을 함께 나타낸다.
도 10에서 분명한 바와 같이, 실시예 1∼3의 소다 유리 기판에서는, 제1 스크라이브에 의해, 기판 두께 방향에 대하여 반경 방향 바깥쪽으로 경사져, 기판의 이면측에 거의 도달하는 제1 크랙(41)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 스크라이브의 내측에 동심원 형상으로 형성된 제2 크랙(42)은, 기판의 표층에서는 제1 크랙(41)과 대략 평행하고, 깊어지면 급격히 바깥쪽으로 경사져 제1 크랙(41)에 합류하고 있다. 제2 크랙이 제1 크랙에 합류하는 위치는, 제1 스크라이브 라인과 제2 스크라이브 라인과의 간격이 클수록 기판 두께 방향으로 깊어져 있다. 제2 크랙이 제1 크랙에 합류하는 위치가 기판 두께 방향으로 깊을수록, 도 2(c)에 나타낸 기판 표면에 대하여 수직인 부분(L)이 짧아지기 때문에, 제1 스크라이브 라인으로 둘러싸인 영역을 소다 유리 기판으로부터 빼내기 쉬워진다.
본 발명에 따른 방법은, 소위 요철이나 조개껍질 형상 깨짐 등을 관통구멍의 둘레에 발생시키는 일 없이, 커터를 이용하여 취성 재료 기판에 관통구멍을 원활하게 형성할 수 있어 유용하다.
도 1은 본 발명에 따른 관통구멍의 형성 방법의 일 예를 나타내는 공정도이다.
도 2는 도 1의 각 공정에 대응하는 종단면도이다.
도 3은 본 발명에서 사용하는 커터 휠의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 화살표 A 및 화살표 B로부터 본 커터 휠의 확대도이다.
도 5는 도 3의 커터 휠의 부분 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명에서 사용하는 커터 휠의 다른 예를 나타내는 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명에서 사용하는 커터 휠의 다른 예를 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 8은 본 발명에서 사용하는 커터 휠의 또 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 관통구멍의 형성 방법의 다른 예를 나타내는 공정도이다.
도 10은 실시예 1∼3의 소다 유리 기판의 단면 확대 사진이다.
도 11은 종래의 관통구멍의 형성 방법을 나타내는 공정도이다.
도 12는 종래의 관통구멍의 형성 방법에 있어서의 문제점을 나타내는 사시도이다.
도 13은 종래의 다른 관통구멍의 형성 방법을 나타내는 공정도이다.
도 14는 종래의 방법에 의해 실제로 형성되는 크랙의 형상을 나타낸 모식 도(schematic diagram)이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 : 유리 기판(취성 재료 기판)
1a : 윗 유리 기판
1b : 아래 유리 기판
2 : 커터 휠
2a, 2b, 2c : 커터 휠
11 : 관통구멍
21 : 날끝 능선
22 : 회전축
23 : 홈
31 : 제1 스크라이브 라인
32 : 제2 스크라이브 라인
33 : 제3 스크라이브 라인
34 : 제4 스크라이브 라인
41 : 제1 크랙
42 : 제2 크랙
43 : 제3 크랙
44 : 제4 크랙

Claims (7)

  1. 커터를 이용한 스크라이브에 의해 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법으로서,
    취성 재료 기판의, 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레 또는 바깥둘레의 내측을 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 제1 크랙으로 이루어지는 제1 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 제1 스크라이브 라인의 내측 또는 제1 스크라이브 라인의 외측의 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레를 제1 스크라이브 라인을 따라 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사지고, 제1 크랙에 합류하는 제2 크랙으로 이루어지는 제2 스크라이브 라인을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 스크라이브 라인과 제2 스크라이브 라인과의 간격이 0.1∼1㎜의 범위인 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    회전축을 공유하는 2개의 원추 또는 원추대의 합동인 저면을 접합한 형상을 갖고, 상기 저면의 원주 부분을 날끝 능선으로 하며, 이 날끝 능선에, 회전축 방향 에 대하여 소정 각도 경사진 홈이 둘레 방향에 소정 간격으로 형성된 커터를 이용하여 스크라이브를 행하는 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    회전축을 공유하는 2개의 원추 또는 원추대의 합동인 저면을 접합한 형상을 갖고, 상기 저면의 원주 부분을 날끝 능선으로 하며, 상기 2개의 원추 또는 원추대의 측면과 상기 저면이 이루는 각도가 서로 다른 커터를 이용하여 스크라이브를 행하는 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 스크라이브 라인과 제2 스크라이브 라인을 상이한 커터로 형성하는 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법.
  6. 미소 간극을 사이에 두고 또는 직접 접합된 2장의 취성 재료 기판에, 커터를 이용한 스크라이브에 의해 관통구멍을 형성하는 방법으로서,
    상기 2장의 취성 재료 기판의 한쪽에, 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레를 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 제1 크랙으로 이루어지는 제1 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 제1 스크라이브 라인의 내측을 제1 스크라이브 라인을 따라 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사지고, 제1 크랙에 합류하는 제2 크랙으로 이루어지는 제2 스크라이브 라인 을 형성하는 공정과, 상기 2장의 취성 재료 기판의 다른 한쪽에, 제1 스크라이브 라인보다도 외측을 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 제3 크랙으로 이루어지는 제3 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 제3 스크라이브 라인의 외측을 제3 스크라이브 라인을 따라 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사지고, 제3 크랙에 합류하는 제4 크랙으로 이루어지는 제4 스크라이브 라인을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법.
  7. 미소 간극을 사이에 두고 또는 직접 접합된 2장의 취성 재료 기판에, 커터를 이용한 스크라이브에 의해 관통구멍을 형성하는 방법으로서,
    상기 2장의 취성 재료 기판의 한쪽에, 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레보다도 내측을 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 제1 크랙으로 이루어지는 제1 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 제1 스크라이브 라인의 외측의 관통구멍 형성 예정 영역의 바깥둘레를 제1 스크라이브 라인을 따라 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사지고, 제1 크랙에 합류하는 제2 크랙으로 이루어지는 제2 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 상기 2장의 취성 재료 기판의 다른 한쪽에, 제1 스크라이브 라인보다도 내측을 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사진 제3 크랙으로 이루어지는 제3 스크라이브 라인을 형성하는 공정과, 제3 스크라이브 라인의 내측을 제3 스크라이브 라인을 따라 커터에 의해 스크라이브하여, 기판 두께 방향에 대하여 경사지고, 제3 크랙에 합류하는 제4 크랙으로 이루어지는 제4 스크라이브 라인을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 취성 재료 기판에 관통구멍을 형성하는 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106542727B (zh) * 2016-10-10 2019-03-05 华南理工大学 一种微磨削尖端精准诱导的曲面镜面脆裂成型方法
JP2020071968A (ja) * 2018-10-30 2020-05-07 三星ダイヤモンド工業株式会社 フレキシブル有機ｅｌディスプレイの製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001002438A (ja) 1999-06-15 2001-01-09 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd ガラススクライバー
JP2007039302A (ja) 2005-08-05 2007-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガラス基板割断方法およびガラス基板割断装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2785906B2 (ja) * 1994-02-14 1998-08-13 日本板硝子株式会社 ガラス板の切断方法
JPH09278474A (ja) * 1996-04-08 1997-10-28 Nippon Sheet Glass Co Ltd ガラスホイルカッタおよびガラス板切断方法
JP4421697B2 (ja) * 1999-06-15 2010-02-24 三星ダイヤモンド工業株式会社 ブレイク装置
KR100789455B1 (ko) * 2002-02-20 2007-12-31 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정 패널의 절단 방법
JP4576621B2 (ja) * 2003-09-03 2010-11-10 学校法人日本大学 セラミックス製の円筒体の分割方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001002438A (ja) 1999-06-15 2001-01-09 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd ガラススクライバー
JP2007039302A (ja) 2005-08-05 2007-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガラス基板割断方法およびガラス基板割断装置

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