KR20100009475A - 접합 기판의 단자 가공 방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 노출폭이 작아도 가공 라인이 구부러지는 일 없이, 확실하게 단자 가공을 행할 수 있는 레이저 브레이크 처리에 의한 단자 가공 방법을 제공한다.

(해결 수단) 제1 기판(31), 제2 기판(34)에 대한 분단면끼리가 동일면이 되는 제1 분단면(B2, B3)을 형성하고, 그 후에, 단자부(33)를 덮는 제1 기판의 부위를, 제1 기판의 제1 분단면으로부터 10mm 이하의 폭으로 단재부(端材部;35)로서 절제(切除)하여 제2 분단면(B1)을 형성하고, 단자부를 노출시키는 접합 기판의 단자 가공 방법으로서, 레이저 스크라이브 가공에 의한 제1 스크라이브 라인(S1), 제2 스크라이브 라인(S2), 제3 스크라이브 라인(S3)을 형성하고, 이어서, 제2 스크라이브 라인(S2) 및 제3 스크라이브 라인(S3)을 따라 브레이크 처리를 행하여 제1 분단면(B2, B3)을 형성하고, 이어서, 제1 스크라이브 라인(S1)을 따라 레이저 브레이크 처리를 행하여 단재부(35)를 절제한다.

레이저스크라이브가공, 분단, 단자가공, 브레이크처리, 단재부

Description

접합 기판의 단자 가공 방법{METHOD FOR PROCESSING TERMINAL OF BONDED SUBSTRATE}

본 발명은 취성(脆性) 재료의 접합 기판에 대하여, 기판의 일부(단재부(端材部), 귀퉁이부(耳部), 접속부라고도 함)를 절제(切除)하여 외부 기기와의 전기적 접속을 행하는 단자부를 노출시키는 단자 가공 방법에 관한 것이다.

여기에서, 취성 재료의 접합 기판이란, 유리 기판, 단결정 실리콘, 반도체 웨이퍼, 사파이어, 세라믹 등의 재료를 이용한 접합 기판을 말한다.

이하의 설명에서는 「스크라이브 라인」(scribe line)이란, 기판을 분단(分斷; dividing)하기 전에, 기판 상의 분단 예정 라인을 따라 미리 형성하는 유한 깊이의 크랙(crack)을 말한다.

또한, 「브레이크 처리」란, 기판을 분단하는 가공을 말한다.

스크라이브 라인을 따라 브레이크 처리가 행해짐으로써, 당초의 유한 깊이의 크랙이 기판 이면(裏面)까지 신전(伸展; extension)시켜진다. 이에 따라, 기판이 완전하게 분단되게 된다.

또한, 「레이저 스크라이브 가공」이란, 취성 재료 기판에 대하여 분단 예정 라인을 설정하여, 이 분단 예정 라인을 따라 레이저 빔의 빔 스폿(beam spot; 레이저 빔이 조사(照射)되어 가열되는 영역)을 주사하여 기판을 연화(軟化) 온도 이하에서 가열하고, 이어서 빔 스폿이 통과한 궤적을 따라 기판을 냉각함으로써, 열응력을 이용하여 기판 표면에 분단 예정 라인을 따른 스크라이브 라인(유한 깊이의 크랙)을 형성하는 가공을 말한다.

또한, 「레이저 브레이크 처리」란, 먼저 형성한 스크라이브 라인을 따라, 레이저 빔의 빔 스폿을 주사하여 재차 가열함으로써(필요에 따라 재가열 후에 재차 냉각해도 좋음), 열응력을 이용하여 스크라이브 라인(유한 깊이의 크랙)을 깊이 방향으로 신전시켜, 기판의 이면에 도달시켜 분단하는 처리를 말한다.

또한, 선행 기술의 하나로서 후술하는 「다광자(多光子; multiphoton) 흡수를 이용한 레이저 스크라이브」는, 기판 내부에 레이저 빔을 집광하여 기판 내부를 개질하는 가공 기술로서, 기판면에 스크라이브 라인을 형성하는 일 없이 가공하는 기술인 점으로부터, 전술한 「레이저 스크라이브 가공」 및 「레이저 브레이크 처리」는 가공의 메커니즘이 다르기 때문에, 여기에서는 「레이저 스크라이브 가공」 및 「레이저 브레이크 처리」는 구별하여 사용하는 것으로 한다.

유리 기판 등의 취성 재료 기판은, 여러 가지의 제품에 있어서 적절한 크기나 형상으로 가공된 후에 사용되고 있다.

예를 들면, 액정 표시 패널의 제조에서는, 2장의 대면적 유리 기판(머더 기판; mother substrate)을 사용하여, 한쪽의 기판 상에 컬러 필터(CF)를 패턴 형성하고, 다른 한쪽의 기판 상에 액정을 구동하는 TFT(Thin Film Transistor) 및 외부 접속을 위한 단자부를 패턴 형성하여, 이들 2장의 기판의 접합 기판을 형성한다. 그 후, 하나하나의 단위 표시 기판으로 분할하는 공정을 실행함으로써, 액정 표시 패널이 제조된다.

이 중, 머더 기판을 단위 표시 기판으로 분할하는 공정에서는, 종래, 2장의 기판의 각각에 대하여, 커터 휠(cutter wheel)을 압접(壓接)하면서 상대(相對) 이동시킴으로써 스크라이브 라인을 새기고, 이어서 스크라이브 라인을 따라, 기판의 이측(裏側)으로부터 굽힘 모멘트를 가하여 브레이크 처리를 행하고 있었다. 이에 따라, 단위 표시 기판으로 분단하고 있었다.

그런데, 전술한 액정 표시 패널용의 접합 기판에서는, 컬러 필터가 형성된 측의 제1 기판(CF 기판)과, TFT 및 이 TFT에 접속되는 단자부가 형성된 측의 제2 기판(TFT 기판)을 접합할 때에, TFT나 단자부가 형성된 기판면이 제1 기판에 의해 덮여지도록 하고 있다.

이 단자부는, TFT와 외부 기기와의 사이의 신호선을 접속하는 영역인 점으로부터, 단자부를 노출시켜 신호선을 접속할 수 있도록 할 필요가 있다. 그 때문에, 대면적의 접합 기판을 단위 표시 기판으로 분단할 때에, 단자부에 대향하는 제1 기판(CF 기판)의 부위에 대하여, TFT가 접속되는 측과는 반대측이 되는 단자부의 외측단(즉 단위 표시 기판의 단부(端部))을 따라 분단함과 함께, 단자부의 외측단으로부터 적어도 외부 기기와 접속하는 신호선의 부착이 가능한 폭을 단재부로서 절제하도록 하고 있다.

단재부를 절제하는 단자 가공은, 단재부의 양단에 각각 스크라이브 라인을 형성하여, 이들의 스크라이브 라인을 따라 브레이크 처리를 행함으로써 행해진다.

그 경우에 커터 휠에 의한 각 스크라이브 라인의 형성순서 및, 브레이크 장치에 의한 브레이크 처리의 순서를 고려하므로써, 단자 가공을 용이하게 행할 수 있는 접합 기판의 단자 가공 방법이 개시되어 있다.(특허문헌 1 참조).

이 특허문헌 1에 의하면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 접합 기판을 이하의 순서(1)∼(5)로 가공함으로써, 단자 가공에 있어서의 브레이크 불량의 발생을 억제할 수 있는 것이 개시되어 있다.

(1) 제1 기판(51)(CF 기판) 상에, 제2 기판(54)(TFT 기판)의 단자부(53)에 대향하는 단재부(귀퉁이부)의 폭(L)에 상당하는 간격으로 제1, 제2 스크라이브 라인(S1, S2)을 형성(도 4(a))

(2) 제2 기판(54) 상에 제2 스크라이브 라인(S2)의 이면측의 연장상의 위치에 제3 스크라이브 라인(S3)을 형성하고, 그 후에 제1 스크라이브 라인(S1)을 따라 제1 기판(51)을 브레이크(도 4(b)∼(d))

(3) 제3 스크라이브 라인(S3)을 따라 제2 기판(54)을 브레이크(도 4(e))

(4) 제1 스크라이브 라인(S1)을 따른 제1 기판(51)의 분단면(B1)과 제3 스크라이브 라인(S3)을 따른 분단면(B3)에 의한 제1 기판(51), 제2 기판(54)의 분리(도 4(f))

(5) 제2 스크라이브 라인(S2)을 따라 브레이크를 행하고, 분단면(B2)을 따라 제1 기판(51)에 남은 단재부(귀퉁이부)(55)를 절제(도 4(g))

상기 순서에 의한 단자 가공 방법은 장점과 단점을 겸비하고 있다.

이 단자 가공 방법의 장점은, 제1 스크라이브 라인(S1)과 제2 스크라이브 라인(S2)과의 폭인 단재부의 폭(L)이 짧아져도(예를 들면 10mm 이하), 직선의 스크라이브 라인을 따른 직선적인 단자 가공이 가능하다.

한편, 단점으로서는, 이하의 점을 들 수 있다. 우선, 첫째로, 브레이크 처리에, 다른 2종류(굽힘 모멘트형, 전단형)의 브레이크 장치를 구분하여 사용할 필요가 있다. 즉, 도 4(c), 도 4(e)에 있어서 분단면(B1), 분단면(B3)을 형성할 때는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 기판과의 접촉면을 예각(銳角)으로 한 브레이크 바(42)를, 라인 K(스크라이브 라인(S2, S3)을 이측으로 연장한 라인 상)를 따라 눌러 굽힘 모멘트를 가하는 브레이크 장치를 이용하게 된다. 이에 대하여, 도 4(g)에 있어서 분단면(B2)을 형성할 때는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 기판(51)과의 접촉면을 평면으로 한 브레이크 바(42)를 단재부(귀퉁이부;55)에 닿게 하여, 전단력이 가해지도록 누르는 특수한 브레이크 장치를 이용하게 된다.

둘째로, 커터 휠에 의한 스크라이브 라인(S1∼S3)의 가공은, 레이저 스크라이브 가공에 비교하면, 컬릿(cullet)이 생기기 쉽다. 컬릿 발생은, 수율에 영향을 미칠 우려가 있기 때문에, 최대한 발생을 억제하고자 한다. 그 때문에, 컬릿 발생을 저감하고 싶을 경우에는, 레이저 가공에 의해 스크라이브 라인을 형성하는 편이 바람직하다.

셋째로, 도 4(f)에 있어서, 제1 기판(51)의 단재부(귀퉁이부;55)와 제2 기판(54)의 단자부(53)가 분리되어, 단위 표시 기판(M1)과 기판(M2)이 형성되게 되지만, 이때 단위 표시 기판(M1)에서는, 단자부(53)를 덮고 있었던 단재부(귀퉁이 부;55)가 분리되어, 단자부(53)가 노출된 상태로 되어 버린다.

도 4(f)의 공정으로 단위 표시 기판(M1)의 단자부(53)가 노출한 상태로 된 단위 표시 기판(M1)은, 다음 공정(예를 들면 조립 라인)으로 반송되어 제품화의 가공이 행해진다.

그러나 단자부(53)가 노출된 상태인 채로, 다음 공정으로 반송되면, 반송중에 단자부(53)의 단면에 흠집이 나버릴 우려가 있다. 특히, 도 4(g)까지의 가공이 행해지는 패널 제조 라인과, 제품의 조립이 행해지는 조립 라인과의 거리가 떨어져 있는 경우에는, 반송중에 단자부(53)에 흠집이 나지 않도록 할 필요가 있어, 반송에 수고를 요한다.

이러한 이유로부터, 단자부(53)의 보호 커버로서 기능하는 단재부(귀퉁이부;55)는, 다음의 공정(상기 예에서는 조립 라인)에서 절제하는 것이 바람직하다.

그래서, 단자부가 단재부(귀퉁이부)로 덮여진 상태인 채, 먼저 머더 기판을 단위 표시 기판(액정 표시 패널)의 크기로 분단하고, 나중에 단재부를 절제하도록 한 레이저 가공 방법이 개시되어 있다(특허문헌 2 참조).

이 특허문헌 2에 기재된 가공 방법에 의하면, (1) 단위 표시 기판(액정 표시 패널)의 크기로 분단하고, (2) 그 후, 분단된 각 단위 표시 기판(액정 표시 패널)에 대하여, 단자부를 노출시키기 위한 절단 예정 라인을 따라 레이저광을 조사함으로써, 다광자 흡수의 현상을 이용하여 단재부(특허문헌 2에서는 절단부라고 함)를 잘라내어, 단자부를 노출시킨다. 즉, 레이저광이 절단 예정 라인 바로 아래의 기판 내에 집광하도록 조사하고, 다광자 흡수를 발생시켜 기판 내를 개질한다. 그리 고, 개질 영역을 기점으로 하여 단재부(절단부)가 분단된다. 이때의 레이저 가공을, 「다광자 흡수를 이용한 레이저 스크라이브」라고 한다.

[특허문헌 1] 일본특허 제3792508호 공보

[특허문헌 2] 일본공개특허공보 2007-62074호

특허문헌 2에 기재된 다광자 흡수를 이용한 레이저 스크라이브를 채용한 경우에는 이하의 문제가 있다.

레이저 조사에 의한 다광자 흡수만으로는, 개질이 이루어질 뿐으로 가공 예정 라인의 위치에서 기판을 완전 분단하는 것이 곤란한 경우가 있다. 즉, 비록 기판 내의 개질 영역에 크랙이 형성되었다고 해도, 크랙을 신전시키지 않으면 분단되지 않는 경우가 있다. 그때는 브레이크 장치를 이용한 분단 처리가 필요해진다. 이 경우, 분단하려고 하는 단재부(절단부)의 바로 아래에 단자부가 존재하기 때문에, 전단형의 브레이크 장치는 사용할 수 없어, 굽힘 모멘트형의 브레이크 장치로 분단하게 된다. 굽힘 모멘트형의 브레이크 장치에서는, 절단 예정 라인을 사이에 끼워 양측을 균등하게 지지한 상태로 이측으로부터 누를 필요가 있지만, 단재부(절단부)의 폭이 작아지면, 균등하게 지지할 수 없게 되어, 굽힘 모멘트형의 브레이크 장치에 의해서도 안정되게 분단할 수 없게 된다. 따라서, 단재부(절단부)의 폭이 10mm보다 작은 경우에는 먼저 단위 표시 기판으로 분단하고, 그 후에 단재부(절단부)를 절제하는 공정을 채용하면 분단 불량이 발생하기 쉬워지고, 5mm 이하가 되면 브레이크 장치에 의한 분단 자체가 곤란해졌다. 또한, 다광자 흡수에 의해 형성한 개질 영역이나 커터 휠에 의해 형성한 스크라이브 라인에는 마이크로 크랙이 형성되기 때문에 기판의 단면 강도가 저하된다. 또한, 단재부를 절제한 단면은 단자부에 근접하고 있기 때문에, 연마 가공 등에 의해 마이크로 크랙을 제거하는 것도 곤 란하다.

이상의 점으로부터, 단자 가공은, 커터 휠에 의한 기계적 가공을 채용한 경우라도, 다광자 흡수를 이용한 레이저 스크라이브를 채용한 경우라도 단점이 있어, 새로운 단자 가공 방법이 요망되고 있었다.

그래서, 본 발명은 전술한 커터 휠에 의한 단자 가공이나 다광자 흡수를 이용한 레이저 스크라이브에 의한 단자 가공에서 발생하는 제반 문제를 해결하고, 단자의 노출폭을 10mm 이하로 한 경우라도 가공 가능한 새로운 단자 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어지는 본 발명은, 레이저 스크라이브 가공과 레이저 브레이크 처리를 이용하여 단자 가공을 행하는 것이다.

즉, 본 발명은 제1 취성 재료 기판과, 기능막에 접속되는 단자부가 기능막과 함께 편측면에 형성된 제2 취성 재료 기판을 단자부가 제1 기판으로 덮여지도록 접합한 기판에 대하여 행한다.

여기에서, 「기능막」이란, 액정 표시 패널에서는 TFT를 말하지만, 기판면에 형성된 단자부와 접속되어 무엇인가의 기능을 가져오는 기능막이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, TFT 이외의 박막 소자, 저항막, 광학막 등이라도 좋다.

「단자부」란, 기능막과 외부 기기와의 사이에서 신호선이나 동력선을 접속하는 영역을 말한다. 일반적으로는 도전성막(예를 들면 금속막, 투명 도전막)이 패턴 형성된다. 단자부는 외부 기기와 접속할 필요가 있기 때문에, 적어도 단자부 의 외측단(단자부가 기능막과 접속되는 측과 반대측의 단(端))으로부터 외부 기기와의 접속에 필요한 폭으로, 단자부의 표면이 노출되게 된다. 한편, 단자부의 폭은 작게 할수록, 기능막으로서 사용할 수 있는 면적을 크게 할 수 있다. 그 때문에, 노출시키는 단자부의 폭은, 하한(下限)이 외부 기기와 접속 가능한 폭이고, 상한(上限)은 10mm 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 노출되는 단자부의 폭을 2mm∼8mm 정도로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 단자 가공 방법은, 우선, 단자부의 기능막에 접속되는 측과는 반대측의 단자부 외측에, 제1 기판 및 제2 기판에 대한 분단면끼리가 동일면이 되는 제1 분단면을 형성한다. 그 후에, 단자부를 덮는 제1 기판의 부위를, 제1 기판의 제1 분단면으로부터 10mm 이하의 폭으로 단재부로서 절제하여 제2 분단면을 형성하여, 단자부를 노출시킨다.

그런데, 먼저 단위 표시 기판(액정 표시 패널)의 크기로 분단하고나서, 단재부(절단부)를 레이저 스크라이브 가공을 이용하여 절제하는 경우, 레이저 빔의 빔 스폿을 직선적으로 주사해도 가공 라인이 구부러져 버리는 현상이 발생한다.

이는, 빔 스폿이 주사되는 라인(분단 예정 라인)이 단위 표시 기판(액정 표시 패널)의 주변 영역이 되기 때문에, 빔 스폿을 주사했을 때에, 주사 라인보다 중앙측과 변(side)측에서 불균일한 응력장이 형성되는 것에 기인한다. 형성된 가공 라인(스크라이브 라인, 분단선)은, 단위 표시 기판의 주변에서 불균일한 응력장의 영향을 받아 가공 라인이 구부러지는 것으로 생각된다.

그리고 가공 라인의 구부러짐은, 단자부의 노출폭(단재부의 폭)이 작아지면 눈에 띄게 된다.

그 때문에, 이상의 순서로 단자 가공을 행할 때에, 우선, 제1 기판의 제2 분단면이 되는 예정 위치, 제1 기판의 제1 분단면이 되는 예정 위치, 제2 기판의 제1 분단면이 되는 예정 위치에, 레이저 스크라이브 가공에 의한 제1 스크라이브 라인, 제2 스크라이브 라인, 제3 스크라이브 라인을 형성한다. 이 시점에서는, 기판은 아직 분단되어 있지 않기 때문에, 스크라이브 라인은 기판 주변의 불균일한 응력장이 형성되기 쉬운 위치에 형성되는 것이 아니고, 균일한 응력장의 영역에서 가공되기 때문에, 스크라이브 라인은 직선이 된다.

이어서, 제2 스크라이브 라인 및 제3 스크라이브 라인을 따라 브레이크 처리를 행하여 제1 분단면을 형성한다. 이 브레이크 처리는, 레이저 브레이크 처리라도 기계적인 브레이크 처리라도 좋다. 그 결과, 단위 표시 기판마다 분할되고, 이후 제1 스크라이브 라인은 단위 표시 기판의 주변에 위치하게 된다. 계속해서, 제1 스크라이브 라인을 따라 레이저 브레이크 처리를 행하여, 단재부를 레이저 브레이크 처리에 의해 절제한다. 이 시점에서, 제1 스크라이브 라인은 단위 표시 기판의 주변에 위치하기 때문에, 불균일한 응력장이 형성되지만, 이미 직선 형상의 제1 스크라이브 라인이 형성되어 있기 때문에, 이에 유도되어 크랙이 신전하기 때문에, 레이저 브레이크 처리에 의해 제1 스크라이브 라인을 따라 직선 형상의 분단이 가능해진다.

본 발명에 의하면, 단자폭이 10mm 이하라도, 똑바로 된 분단면을 갖는 단자 를 가공할 수 있다. 또한, 레이저 브레이크 처리로 제1 스크라이브 라인(유한 깊이의 크랙)을 깊이 방향으로 신전시킬 수 있기 때문에, 분단 불량이 되지 않아, 확실하게 완전 분단할 수 있다. 또한, 단재부를 절제한 단면의 단면 강도의 저하를 방지할 수 있다.

(그 외의 과제를 해결하기 위한 수단 및 효과)

상기 발명에 있어서, 제2 스크라이브 라인 및 제3 스크라이브 라인에 대한 브레이크 처리를, 레이저 브레이크 처리로 행하도록 해도 좋다.

이에 따라, 기계적인 브레이크 처리를 행하는 브레이크 장치를 이용할 필요가 없어져, 레이저 장치만을 이용하여 스크라이브로부터 제1 분단면에서의 브레이크까지 가공할 수 있다. 또한, 컬릿의 발생을 줄일 수 있다.

상기 발명에 있어서, 제1 분단면을 형성한 후에, 단재부를 절제하기 전의 접합 기판을 중간 가공품으로서 반송하고, 그 후, 중간 가공품의 제2 스크라이브 라인에 대한 레이저 브레이크 처리를 행하도록 해도 좋다.

단자부의 보호 커버로서의 단재부를 부착한 중간 가공품을 반송함으로써, 단자부가 흠집나는 것을 방지할 수 있다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 여기에서는 액정 표시 패널용의 접합 유리 기판(G)에 단자 가공을 행하는 경우를 예로 설명한다.

(레이저 가공 장치)

맨 처음, 레이저 스크라이브 가공과 레이저 브레이크 처리를 행하는 레이저 가공 장치에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명에서는 접합 기판의 양면에 대하여 레이저 가공을 행하는 점에서 수시로 기판의 반전 처리가 행해진다. 그 때문에, 기판을 반전시키기 위한 시판의 로봇 아암이 레이저 가공 장치의 옆에 설치되어 있다. 이 로봇 아암에 의한 반전 처리 기술에 대해서는 주지 기술을 이용할 뿐이기 때문에 설명을 생략한다.

또한, 여기에서는 설명을 생략하지만, 접합 기판의 표면측과 이면측에 레이저 가공 장치를 형성하면 반전 처리 자체가 불필요해지기 때문에, 로봇 아암을 대신하여, 표리(表裏) 한쌍의 레이저 가공 장치를 설치해도 좋다.

도 1은 본 발명의 단자 가공 방법을 실시할 때에 이용하는 레이저 가공 장치(LS1)의 개략 구성도이다.

수평한 가대(架臺,rack;1) 상에 평행하게 배치된 한쌍의 가이드 레일(3, 4)을 따라, 도 1의 지면 전후 방향(이하 Y방향이라고 함)으로 왕복 이동하는 슬라이드 테이블(2)이 형성되어 있다. 양 가이드 레일(3, 4)의 사이에, 스크류 나사(5)가 전후 방향을 따라 배치되고, 이 스크류 나사(5)에, 슬라이드 테이블(2)에 고정된 스테이(stay;6)가 나사결합되어 있고, 스크류 나사(5)를 모터(도시 외)에 의해 정회전, 역회전함으로써, 슬라이드 테이블(2)이 가이드 레일(3, 4)을 따라 Y방향으로 왕복 이동하도록 형성되어 있다.

슬라이드 테이블(2) 상에, 수평한 대좌(臺座,pedestal;7)가 가이드 레일(8)을 따라, 도 1의 좌우 방향(이하 X방향이라고 함)으로 왕복 이동하도록 배치되어 있다. 대좌(7)에 고정된 스테이(10a)에, 모터(9)에 의해 회전하는 스크류 나사(10)가 관통하여 나사결합되어 있고, 스크류 나사(10)가 정회전, 역회전함으로써, 대좌(7)가 가이드 레일(8)을 따라 X방향으로 왕복 이동한다.

대좌(7) 상에는, 회전 기구(11)에 의해 회전하는 회전 테이블(12)이 형성되어 있고, 이 회전 테이블(12)의 위에, 유리의 접합 기판(G)이 수평한 상태로 놓여진다. 이 기판(G)은, 단위 표시 기판을 잘라내기 위한 머더 기판이다. 회전 기구(11)는, 회전 테이블(12)을, 수직한 축의 주위에서 회전하도록 되어, 임의의 회전 각도로 회전할 수 있다. 이 회전 기구(11)를 90도 회전함으로써, 서로 직교하는 2방향을 따라 레이저 가공을 행할 수 있다. 또한, 기판(G)은, 흡인 척에 의해 회전 테이블(12)에 고정된다.

회전 테이블(12)의 상방에는, 레이저 장치(13)와 광학 홀더(14)가 부착 프레임(15)에 지지되어 있다.

레이저 장치(13)에는, 엑시머 레이저, YAG 레이저, 탄산가스 레이저 또는 일산화탄소 레이저 등이 사용된다. 기판(G)의 가공에는, 유리 재료의 에너지 흡수 효율이 큰 파장의 빛을 발진하는 탄산가스 레이저를 사용하는 것이 바람직하다.

레이저 장치(13)로부터 출사된 레이저 빔은, 빔 형상을 조정하기 위한 렌즈 광학계가 조입된 광학 홀더(14)에 의해, 타원형의 빔 스폿이 기판(G) 상에 조사된다. 빔 스폿 형상은 특별히 한정되지 않지만, 타원 등의 장축을 갖는 형상이, 가공 예정 라인을 따라 효율 좋게 가열할 수 있는 점에서 우수하다.

부착 프레임(15)에는, 광학 홀더(14)에 근접하여, 냉각 노즐(16)이 형성되어 있다. 냉각 노즐(16)로부터는 냉매가 분사된다. 냉매에는, 냉각수, 압축 공기, He가스, 탄산가스 등을 이용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는 압축 공기를 분사하도록 하고 있다. 냉각 노즐(16)로부터 분사되는 냉각 매체는, 빔 스폿의 좌단(左端)으로부터 조금 떨어진 위치로 향하여져, 기판(G)의 표면에 냉각 스폿을 형성하도록 하고 있다.

빔 스폿의 통과에 의해 가열된 영역을, 냉각 스폿에 의해 냉각함으로써, 가공 예정 라인을 따라 열응력이 발생하여, 기판에 크랙이 형성된다.

또한, 부착 프레임(15)에는, 커터 휠(18)이, 승강 기구(17)를 통하여 부착되어 있다. 이 커터 휠(18)은, 기판(G)의 단변(端邊)에 초기 파열을 형성할 때에, 일시적으로 하강하도록 하여 이용된다.

또한, 레이저 가공 장치(LS1)에는, 미리 기판(G)에 각인되어 있는 위치 결정용의 얼라인먼트 마크(alignment mark)를 검출할 수 있는 카메라(20)가 탑재되어 있어, 카메라(20)에 의해 검출된 얼라인먼트 마크의 위치로부터, 기판(G) 상에 설정하는 가공 예정 라인의 위치와 회전 테이블(12)과의 대응 위치 관계를 구하고, 커터 휠(18)의 하강 위치나 레이저 빔의 조사 위치가 가공 예정 라인 상에 오도록, 정확하게 위치 결정할 수 있도록 하고 있다.

(단자 가공 순서)

다음으로, 레이저 가공 장치(LS1)를 이용하여, 액정 표시 패널용의 접합 기판(G)을 가공할 때의 가공 순서에 대하여 설명한다.

도 2는 액정 표시 패널용의 접합 기판의 가공 공정마다의 평면도이다. 도면 에 있어서, 각 부호의 인출선 중, 실선의 인출선에 대해서는 표면측의 기판을 나타내고, 파선의 인출선에 대해서는 이면측의 기판을 나타낸다. 또한, 도 3은 도 2에서 나타내는 각 공정에 있어서의 A-A' 단면도이다.

도 2(a), 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 접합 기판(G)은, 컬러 필터(CF)가 형성된 제1 기판(31)(CF 기판)과, TFT(32) 및 이 TFT(32)에 접속되는 단자부(33)가 형성된 제2 기판(34)(TFT 기판)으로 이루어진다. 제2 기판(34)은, TFT(32) 및 단자부(33)가 형성된 기판면이 내측의 접합면이 되도록 하고 있다.

우선, 제1 기판(31)에 대하여, 레이저 스크라이브 가공에 의해, 제1 스크라이브 라인(S1), 제2 스크라이브 라인(S2)을 형성한다. 제1 스크라이브 라인(S1)은, 편측 기판(제1 기판)만을 분단하는 위치에 형성하는 스크라이브 라인이다. 제2 스크라이브 라인(S2)은, 제1 기판(31)과 제2 기판(34)을 동일면에서 완전 분단하는 위치에 형성하는 스크라이브 라인으로, 후술하는 제3 스크라이브 라인(S3)과 쌍이 되도록 하여 형성된다.

단자 가공이 행해지는 위치에는, 제1 스크라이브 라인(S1)과 제2 스크라이브 라인(S2)이 거리(L)(도 3)를 두어 형성하도록 하고 있다. 거리(L)는, 단자부(33)가 노출하는 폭으로, 이 폭을 크게 취하면 액정 표시 패널의 표시 화면이 작아지기 때문에, 최대라도 10mm 이하로 한다. 또한, 거리(L)의 하한에 대해서는 기술적으로 가공할 수 있고, 또한, 단자로서 외부 기기와의 접속을 확실하게 할 수 있는 폭이면 특별히 한정되지 않지만, 일반적으로는 1mm∼10mm의 범위로 설정한다.

또한, 단자 가공은 적어도 1변이 대상이 된다. 본 실시 형태에서는 3변에 단자 가공이 행해진다.

이어서, 도 2(b), 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 기판(G)을 반전하여, 제1 기판(31)의 제2 스크라이브 라인(S2)의 이면측의 연장상에, 제3 스크라이브 라인(S3)을 형성한다(또한, 제3 스크라이브 라인(S3)을 먼저 형성하고나서, 제1 스크라이브 라인(S1), 제2 스크라이브 라인(S2)을 형성해도 좋다).

이어서, 도 2(c), 도 3(c)에 나타내는 바와 같이, 제3 스크라이브 라인(S3)을 따라 재차 가열하는 레이저 브레이크 처리를 행하고, 열응력에 의해 크랙(제3 스크라이브 라인(S3))을 이면에 달하기까지 신전시켜 분단면(B3)을 형성한다.

이어서, 도 2(d), 도 3(d)에 나타내는 바와 같이, 기판(G)을 반전하여, 제2 스크라이브 라인(S2)을 따라 재차 가열하는 레이저 브레이크 처리를 행하고, 열응력에 의해 크랙(제2 스크라이브 라인(S2))을 이면에 달하기까지 신전시켜 분단면(B2)을 형성한다.

여기까지의 가공에 의해, 도 2(e), 도 3(e)에 나타내는 바와 같이, 기판(G)은 분단면(B2), 분단면(B3)으로 이루어지는 제1 분단면으로 분리되고, 단위 표시 기판(M1) 및 인접하는 기판(M2)이 잘라내어진다. 또한, 본 실시 형태에서는, 인접하는 기판(M2)은 단위 표시 기판간에 형성된 불필요부로서, 폐기되지만, 이 불필요부인 기판(M2)이 생기지 않도록 단위 표시 기판(M1)끼리가 인접하도록 배치하면, 기판(G)을 더욱 낭비없이 유효하게 이용할 수 있다.

이어서, 도 2(f), 도 3(f)에 나타내는 바와 같이, 제1 스크라이브 라인(S1)을 따라 재차 가열하는 레이저 브레이크 처리를 행하고, 열응력에 의해 크랙(제1 스크라이브 라인(S1))을 이면에 달하기까지 신전시켜 분단면(B1)을 형성한다.

이때 분단면(B1)은, 먼저 형성한 분단면(B2)으로부터 10mm 이내의 위치에 있고, 제1 스크라이브 라인(S1)의 좌우에서 구조적으로 비대칭인 응력 분포가 발생하고 있다. 또한 재가열에 의해 이 부분에 발생하는 열응력은, 제1 스크라이브 라인(S1)의 좌우에서 비대칭으로 되어 있다. 따라서, 기판에 형성되는 응력 구배만으로, 크랙의 신전 방향이 정해진다면 크랙은 구부러져 버리는 것이지만, 먼저 제1 스크라이브 라인(S1)이 형성되어 있기 때문에, 이 스크라이브 라인(S1)으로 유도되도록 크랙이 신전하도록 된다. 그 결과, 제1 스크라이브 라인(S1)을 따라 직선적으로 분단면(B1)이 형성되어, 구부러지는 일은 없다.

이어서, 도 2(g), 도 3(g)에 나타내는 바와 같이, 단재부(35)가 절제되어, 단자 가공이 이루어진 단위 표시 기판(M1)이 얻어진다.

이상의 가공 순서에 의해, 양호한 단자 가공이 가능해진다.

또한, 상기 가공 순서에 있어서, 도 2(e), 도 3(e)의 공정에서 분리된 단위 표시 기판(M1)을, 중간 제품으로서 취출하고, 이를 동일 공장 내의 다른 장소나 다른 공장으로 반송하여, 최초로 레이저 스크라이브 가공에 이용한 레이저 가공 장치(LS1)와는 다른 장소에 놓여진 제2 레이저 가공 장치(LS2)(레이저 가공 장치(LS1)와 동일 사양, 성능으로 좋음)로 레이저 브레이크 처리를 행하도록 해도 좋다. 그 경우, 반송중의 단자부(33)는 제1 기판(31)(단재부(35)가 되는 부분)으로 덮여져 보호되어 있기 때문에, 흠집이 나는 일은 없다.

본 발명의 단자 가공 방법은, 유리 기판 등의 취성 재료 기판의 단자 가공에 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 단자 가공 방법으로 이용하는 레이저 가공 장치의 개략 구성도이다.

도 2는 본 발명의 단자 가공 방법의 가공 순서을 나타내는 평면도이다.

도 3은 도 2의 A-A' 단면을 나타내는 도면이다.

도 4는 종래의 단자 가공 방법의 가공 순서의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 5는 종래의 단자 가공으로 사용하는 굽힘 모멘트형 브레이크 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 6은 종래의 단자 가공으로 사용하는 전단형 브레이크 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

2 : 슬라이드 테이블

7 : 대좌

12 : 회전 테이블

31 : 제1 기판(CF 기판)

32 : 기능막(TFT)

33 : 단자부

34 : 제2 기판(TFT 기판)

35 : 단재부

S1 : 제1 스크라이브 라인

S2 : 제2 스크라이브 라인

S3 : 제3 스크라이브 라인

B1 : 제2 분단면

B2, B3 : 제1 분단면

Claims (3)

1. 제1 취성 재료 기판과, 기능막에 접속되는 단자부가 상기 기능막과 함께 편측면에 형성된 제2 취성 재료 기판을 상기 단자부가 제1 기판으로 덮여지도록 접합한 구조의 접합 기판에 대하여,

   상기 단자부의 상기 기능막에 접속되는 측과는 반대측의 단자부 외측단에, 제1 기판 및 제2 기판을 분단하는 제1 분단면을 형성하고,

   그 후에, 상기 단자부를 덮는 제1 기판의 부위를, 상기 제1 기판의 제1 분단면으로부터 10mm 이하의 폭으로 단재부로서 절제(切除)하여 제2 분단면을 형성하고, 상기 단자부를 노출시키는 접합 기판의 단자 가공 방법으로서,

   제1 기판의 제2 분단면이 되는 예정 위치, 제1 기판의 제1 분단면이 되는 예정 위치, 제2 기판의 제1 분단면이 되는 예정 위치에, 레이저 스크라이브 가공에 의한 제1 스크라이브 라인, 제2 스크라이브 라인, 제3 스크라이브 라인을 형성하고,

   이어서, 제2 스크라이브 라인 및 제3 스크라이브 라인을 따라 브레이크 처리를 행하여 제1 분단면을 형성하고,

   이어서, 제1 스크라이브 라인을 따라 레이저 브레이크 처리를 행하여 상기 단재부를 절제함으로써 단자부를 노출시키는 접합 기판의 단자 가공 방법.
2. 제1항에 있어서,

   제2 스크라이브 라인 및 제3 스크라이브 라인에 대한 브레이크 처리를 레이저 브레이크 처리로 행하는 접합 기판의 단자 가공 방법.
3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

   제1 분단면을 형성한 후에, 상기 단재부를 절제하기 전의 접합 기판을 중간 가공품으로서 반송하고, 그 후, 상기 중간 가공품의 제1 스크라이브 라인에 대한 레이저 브레이크 처리를 행하는 접합 기판의 단자 가공 방법.

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