TW201144244A - Cutter wheel, scribing method and cutting method for fragile material substrate using the cutter wheel, and method of manufacturing cutter wheel - Google Patents

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201144244 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明，係關於沿碟狀輪之圓周部形成v字形之棱線 部作為刀鋒，在前述稜線部以大致等間隔形成複數個既定 形狀之突起之脆性材料基板劃線用刀輪及使用其之脆性材 料基板之劃線方法及分割方法、以及刀輪之製造方法。 【先前技術】 平面顯示面板（以下，稱為FPD)之一種之液晶顯示面 板，係將2片玻璃基板貼合，在其間隙注入液晶來構成液 晶面板。又，在稱為LCOS之投影用基板内之反射型基板之 情形’係使用將石英基板與半導體晶圓貼合而成之一對脆 性基板。貼合如上述脆性基板而成之貼合基板，通常，藉 由在作為母基板之貼合基板之表面形成劃線，接著沿形成 之劃線進行基板之裂片’俾形成分割為既定尺寸之單位基 板。 又’在本說明書’將形成劃線稱為r切割」，沿形成 之劃線使基板裂片分離稱為「分割」。又，在本發明，將 刀輪之「從玻璃基板之表面朝垂直方向對玻璃基板之板厚 形成相對地深之垂直裂痕」性質稱為「滲透性」。在使用 後述之具有面滲透性之刀輪之情形，僅以「切割」步驟則 能使基板成為「分割」狀態。 在專利文獻1及專利文獻2，揭示以下構成：使用刀輪 對貼合母基板形成劃線，接著沿形成之劃線將前述玻璃基 201144244 板分割為所要之大、夕s / 受又大小之早位玻璃基板。 (專利文獻1)日本转門正，， 不特開平Η _ 116260號公報 (專利文獻2)曰本直士丨货。Λ 不專利第3,074，143號公報 圖1 7，係使用於上述書丨 視圖。 攻畫1線作業之公知之劃線裝置的韵 在此圖1 7設左 Υ方向來說明如 使用圖17說明習知之劃線方法。又 右方向為X方向設與紙面正交之方向為 下。 如圖17所示，劃線裝置1〇〇，具備：工作台Μ，將所 載置之玻璃基板G藉由真空吸附機構固且能水平旋轉； -對導執2卜2卜以能朝γ方向移動的方式支撐工作台μ 且互相平行；滾珠螺桿22 ’沿導執21、21使工作台Μ移 動；導桿23 ’沿X方向架設於工作台28上方；劃線頭i， 設置於導桿23能朝X方向滑動’並對後述之刀輪ι〇施加 切割壓力；馬達24 ’使劃線頭！沿導桿23滑動；刀輪保持 具4，以能升降且擺動的方式設置於劃線頭i下端；刀輪 10 ’以能旋轉的方式裝配於刀輪保持具4下端；及一對Ccd 攝影機2 5，s史置於導桿2 3上方，用以識別形成於工作台 28上之玻璃基板G之基準標記。 圖18及圖19，係用以說明玻璃基板之分割步驟，即， 分別說明在玻璃基板表面形成劃線之步驟，與沿形成之劃 線分割玻璃基板之步驟。

依圖1 8及圖19 ’說明玻璃基板之分割步驟之二例。又， 在以下之說明，以使用於液晶面板之貼合玻璃之玻璃基板G 201144244 為例，使一側之玻璃基板為A面玻璃基板，另一側為B面 玻璃基板。 在第1例’（1)首先，如圖18(a)所示’使A面玻璃基 板為上側，將玻璃基板G載置於劃線裝置之劃線台上，對a 面玻璃基板’使用刀輪1 0進行劃線來形成劃線Sa。 (2)其次’使前述玻璃基板g之上下翻轉，將前述玻 璃基板G搬送至裂片（break)裝置。然後，如圖18(b)所示， 以此裂片裝置，對載置於墊4上之玻璃基板〇之B面玻璃 基板，沿與劃線Sa對向之線緊壓分割桿3。藉此，下側之 A面玻璃基板，從劃線Sa向上方使裂痕伸長，a面玻璃基 板則沿劃線Sa進行裂片。 (3) 其次，將前述玻璃基板G搬送至劃線裝置之劃線 台上。然後，以此劃線裝置，如圖18(c)所示，對B面玻璃 基板，使用刀輪10進行劃線來形成劃線Sb。 (4) 其次，使前述玻璃基板G之上下翻轉，搬送至裂 片裝置。然後，如圖18⑷所示，對載置於墊4上之前述玻 璃基板〇之A面玻璃基板，沿與劃線Sb對向之線緊壓分判 桿3。藉此’下側之B面玻璃基板，從劃線Sb向上方使裂 痕伸長，B面玻璃基板則沿劃線Sb進行裂片。 在本發明，上述步驟所構成之分割方_ (S代表劃線，B代表裂片）。 勹bB方式 又，在第2例，⑴首先，如圖 璃基板為上側，將玻璃基板G載置於劃線裝：之:二面玻 對A面玻璃基板，使用刀輪1〇進叫、^ 1。上 線來形成劃線Sa。 201144244 (2) 其次，使前述玻璃基板G之上下翻轉，將前述玻 璃基板G載置於劃線台上’對B面玻璃基板，使用刀輪1〇 進行劃線來形成劃線Sb(圖19(b))。 (3) 其次’將前述玻璃基板G搬送至裂片裝置。然後， 如圖19(c)所示’以此裂片裝置，對載置於墊4上之玻璃基 板G之B面玻璃基板，沿與劃線Sa對向之線緊壓分割桿3。 藉此，下側之A面玻璃基板’從劃線Sa向上方使裂痕伸長， A面玻璃基板則沿劃線Sa進行裂片。 (4) 其次，使前述玻璃基板G之上下翻轉，如圖19 (d) 所示’載置於裂片裝置之墊4上。然後，對前述玻璃基板〇 之A面玻璃基板’沿對向劃線Sb之線緊壓分割桿3。藉此， 下側之B面玻璃基板，從劃線sb向上方使裂痕伸長，B面 玻璃基板則沿劃線S b進行裂片。 在本發明，上述步驟所構成之分割方式稱為SSBB方 式。 藉由實施上述二例之（1)〜（4)之各步驟，玻璃基板G，則 在所要之位置沿劃線分割成2個。 一，即，藉由劃 肋標記」之肋骨 又，要分割玻璃基板，其所需條件之 線時使垂直裂痕之間歇進展所產生所謂「 狀之刀面。 宝·劃線時對玻璃基板之刀輪之緊壓負載(以下，稱為「切 割壓力」）’若設定於能形成良好之劃線之適當切割區域， 則能產生肋標記。但是，若更增加切割壓力來劃線，則在 玻璃基板G之表面顯著地出現所謂碎片（㈣㈣)之破碎 6 201144244 之產生或水平裂痕之增加。切割壓力之適當切割區域若狹 窄，切割壓力之設定則困難，切割壓力之下限值若高，則 容易產生碎片或水平裂痕。如上述，較佳者為切割壓力之 適當切割區域係寬廣且下限值係低。 【發明内容】 。與使用上述之習知劃線裝置在玻璃基板將劃線僅形成 於單方向之情形不同，在將複數個劃線交又以形成交點之 方式縱橫進行劃線之情形，會產生所謂交點跳越之現 象。此現象’係如圖20所示，當刀輪2G通過最初所形成 之劃線L1〜L3而要形成劃線L4〜Lm，在此等劃線之交點 附近，後來要形成之劃，線L4〜L6纟交點附近局部無法形成 之現象。 若在玻璃基板產生此種交點跳越，以前述裂片裝置欲 將玻璃基板分㈣’無法按照劃線來分割玻璃基板其結 果，產生大量之不良品，而有使生產效率顯著降低之問題。 造成交點跳越之原因如下1，在最初形成劃線時， 隔著劃線在兩側之玻璃表面附近内部應力存在於内部。苴 次’當刀輪要通過最初所形成之劃線時，#由潛在於其附 近之内部應力會將刀輪朝與玻璃基板面垂直方向施加的劃 線所需之力削減之結果，在交點附近，後來要形成之劃線 卻無法形成。 方面使用刀輪形成劃、線時，會有在玻璃基板之 …去獲付冰切入（垂直裂痕），並且，劃線時在玻璃基板 201144244 之表面容易滑走而無法形成本來之正常劃線的缺點。 圖1及圖2 ’係用以說明具有後述之習知之高滲透性的 刀輪之刀鋒形狀及本發明之刀鋒形狀的示意圖（包含局部放 大圖）。 在專利文獻2 ’如圖丨及圖2所示，揭示脆性材料基板 劃線用刀輪2G，即’沿碟狀輪之圓周部形成v字形之稜線 部作為刀鋒2 ’藉由在前述稜線部以大致等間隔切削槽1 〇b 來形成複數個既定形狀之突起j。藉由使用刀輪2〇形成劃 線從玻璃基板之表面朝垂直方向對玻璃基板之板厚能形 成相對深之垂直裂痕。 使用如上述具有高滲透性之刀輪2〇之情形，能抑制上 述之交點跳越或劃線時在玻璃基板之表面滑走，並可謀求 劃線後之裂片步驟之簡化。視情形，可省略圖18(b)及圖l8(d) 所不之SBSB方式之裂片步驟，或圖19(c)及圖19(d)所示之 SSBB方式之裂片步驟。 近年來’使用於液晶顯示面板等之玻璃基板，由於行 動電話等可攜式終端機之用途擴大，從攜帶之容易性之觀 點對輕量化之要求越來越高’因此’玻璃基板之板厚越 來越薄’為了要彌補因此所產生之剛性之降低，進行玻璃 基板之材質之改良，其結果，即使使用具有高滲透性之刀 輪20 ’對玻璃基板形成良好之劃線則困難之情形越來越增 加。換言之’若以與習知厚度之玻璃基板同樣之負載進行 劃線’玻璃基板則容易破壞。為了要防止玻璃基板之破壞， 若以低負載劃線，在玻璃基板之表面形成肋標記則困難， 201144244 而不易將玻璃基板分割為單位基板。 點，其目的在於提供：於

劃線方法，而完成本發明。 本發明有蓉於上述習知問題點 將脆性材料基板分割時，即使脆性 情形，亦能將高艢疮+金I丨M M A _ 即，依本發明，提供一種刀輪，係脆性材料基板劃線 用刀輪，其沿碟狀輪之圓周部形成V字形之稜線部作為刀 鋒在δ亥稜線部以大致等間隔形成複數個既定形狀之突 起’其特徵在於： 刀輪之外徑係1.0〜2.5mm，該突起係在該稜線部之全周 以8〜35/zm之間距形成，該突起之高度係〇.5〜6.〇vm，刀 鋒之角度係85〜140。。 依本發明之另一觀點，提供一種脆性材料基板之劃線 方法，係藉由將刀輪壓接轉動於脆性材料基板上，俾在脆 生材料基板之表面形成劃線；該刀輪，係沿碟狀輪之圓周 4形成V字形之稜線部作為刀鋒，在該稜線部以大致等間 隔形成複數個突起；其特徵在於： 將脆性材料基板劃線時，使用具有如下構成之刀輪來 進行’即’刀輪之外徑係1.0〜2.5mm，該突起係在該稜線部 之全周以8〜35# m之間距形成’該突起之高度係〇 5〜6 〇μ 201144244 m ’刀鋒之角度係85〜14〇。。 、依本發明之另一觀點’提供-種脆性材料基板之分割 方，其特徵在於.使用刀輪在脆性材料基板形成劃線， 接著沿形成之劃線施加負載以進行裂片。 ，又，在本發明之脆性材料基板之分割方法，雖能賓略 裂片步驟’僅在脆性材料基板形成劃線則能使脆性材料基 板沿該劃線分割、即能分離，但此種省略裂片步驟之脆性 材料基板之分割方法亦包含於本發明。 藉由使用本發明之刀輪來實施劃線，能抑制交點跳越 之產生，即使脆性材料基板之板厚較薄之情形，亦能將高 精度之劃線穩定形成。 在本發明之脆性材料基板之分割方法，能抑制交點跳 越之產生，即使脆性材料基板之板厚較薄之情形，亦能將 高精度之劃線穩定形成。 對厚度係從0.4mm至0.7mm之脆性材料基板，因對刀 輪之刀鋒施加〇·〇3〜(M9MPa之負載來實施劃線，故能以比 較小之切割壓力將高精度之劃線穩定形成。 分割對象之脆性材料基板，能列舉例如無鹼玻璃或合 成石英玻璃、TFT液晶面板用之玻璃基板。 在本發明之脆性材料基板之分割方法，藉由使用本發 明之刀輪能提高被分割之脆性材料基板之強度。又，在本 發明所s胃脆性材料基板之強度’係指JIS R342〇所規定之4 點彎曲試驗的彎曲強度。 10 201144244 【實施方式】 以下’依圖式詳細說明本發明之實施形態。 又，本發明之脆性材料基板，對形態、材質、用途及 尺寸未特別限定，可由單板所構成之基板亦可貼合2片以 上之單板而成之貼合基板，亦可在此等基板之表面或内部 貼附、含有薄膜或半導體材料，者。 石本發明之脆性材料基板之材質，可舉例如玻璃、陶瓷、 藍寶石等，其用途可舉例如液晶顯示面板、電漿顯示 面板、有機EL顯示面板等之平板顯示用之面板。 本發月之大起之分割數」，係為了要在沿刀輪之圓 周邛形成V子形之棱線部當作刀鋒之部分，以適當之間隔 :成複數個既定形狀之突起，將前述圓周均等分割之數 量’表示突起之數量。 在以下之實施形態，雖表示本發明之刀輪之形狀相關 之例，但本發明之刀輪並不限定於此等。 使用圖1圖2，說明本發明之刀认 I Θ之刀輪40之實施形態。 圖1 ’係從正交於刀輪40之旋鏟缸— ^ .目 灰轉軸之方向觀察之前視 圖，圖2，係圖1之側視圖。 又，刀輪40 ’係能裝配於圖丨7 间1 /所說明之習知之劃線裝 置100之劃線頭1的刀輪。 如圖1所示’刀輪40，係輪外么 τ祝外徑(1>、輪厚w之碟狀， 在輪之外周部形成刀鋒角α之刀鋒2。 再者，如圖1及圖2所示，刀认 輪40，在形成刀鋒2之 稷線部40a形成凹凸。即，在此例，丄向 你此例’如圖2之局部放大圖所 201144244 示，形成U字狀或V字狀之槽40b。槽40b，藉由從平坦之 棱線部4〇a至深度h，依各間距p切削來形成。藉由此等槽 4〇b之形成，依各間距p形成高度h之突起』（相當於稜線 部40a)。又，槽40b ’係無法用肉眼看出之微米級之大小。

圖3，係用以說明使用本發明之刀輪4〇之液晶面板分 割作業線30A、30B的圖。圖3(a)係實施圖18所示之SBSB 方式之作業線30A，圖3(b)係實施圊19所示之SSBB方式 之作業線30B。 如圖3所示’液晶面板分割作業線3〇a、30B具備：液 晶面板分割裝置3 2、3 4、去角裝置3 6、及配設於此等各裝 置之間之各搬送機器人31、33、35。 如圖3(a)所示，液晶面板分割裝置32具備：供實施 SBSB方式之劃線裝置S(S1、S2)及裂片裝置B(B1、B2)、 用以使玻璃基板G上下之各面翻轉而搬送之翻轉搬送機器 人R1及R2、及用以不使玻璃基板〇翻轉而搬送之搬送機 器人Μ。 如圖3(b)所示，液晶面板分割裝置34具備：供實施 SSBB方式之劃線裝置S(Si、S2)及裂片裝置Β(Β1、Β2)， 與圖3(a)同樣用以搬送玻璃基板G之翻轉搬送機器人ri及 R2、及搬送機器人μ構成。 各劃線裝置S卜S2，係與圖17之劃線裝置1 00同樣之 構成，替代圖17中之刀輪10將刀輪40裝配於刀輪保持具 4 〇 依圖4〜圖1 5，說明為了要評價本發明之刀輪對玻璃基 12 201144244 板之分割特性所進行之實驗與其結果。 (實驗1) 在貫驗1，使用刀輪40分割玻璃基板時，測定藉由刀 輪40之刀鋒2所形成之肋標記之深度與切割壓力之切割區 域（能分割之範圍）之關係。又，上述「肋標記」，係指因龜 裂之間歇進展所產生之肋骨狀破裂面而言，乃是否形成良 好劃線之可目視指標。 將分割條件表示如下。 刀輪 對象玻璃基板 無鹼玻璃（厚度0.4mm之玻璃單板） 材質：燒結鑽石 外徑 φ : 2.0mm 厚度 W : 0.65mm 軸孔徑：0.8mm 大起之間距P : 8.7〜34· 1 μ m(將圓周 均等分割為230〜900) 突起之高度h : 0.5〜3 y m 刀鋒角度α : 90〜11 5。 劃線裝置 設定條件 二星鑽石工業株式會社製MS型 破璃基板切入深度：〇.lmm 劃線速度：300mm/sec 切割壓力：0.03〜〇.22MPa (所謂切割壓力，係表示形成劃線時 施加於刀輪之壓力。） 表1係表示用來作試料之刀輪之刀鋒之特徵。 13 201144244 [表l] 試料 No 刀鋒角度 (。） 分割數 [間距(//m)] 突起之高度 (/^m) 1 90 900〔 7.0〕 0.5 2 90 530〔 11.8〕 2.0 3 90 470〔 13.4〕 2.0 4 90 420〔15.0〕 3.0 5 100 530〔 11.8〕 2.0 6 100 470〔 13.4〕 2.0 7 100 420 C 15.0] 3.0 8 100 230〔 27.3〕 3.0 9 105 420 C 15.0) 3.0 10 115 470〔 13.0〕 2.0 11 115 420〔 15.0〕 Ϊ0 圖4，係將實驗1之刀輪對玻璃基板之分割性評價者。 即’依刀尖別測定肋標記（藉由刀輪之刀鋒所形成）之深度與 切割壓力之切割區域之關係。 從圖4可知，試料No_7、8、10及11之刀鋒，其中， 尤其No.7、10及11之刀鋒，形成比較深之肋標記，且對 切割壓力獲得寬廣之切割區域。 (實驗2) 在實驗2 ’使用刀輪對玻璃基板進行交又劃線，觀察進 行交叉劃線之玻璃基板之交點的端面狀況。分割條件及作 為試料所使用刀輪40，與實驗1同樣，係表1所示者。 圖5，係評價實驗2之分割性《即，對前述之試料丨〜丄丄 之刀鋒，將進行交叉劃線之玻璃基板之交點的端面狀況與 切割壓力之切割區域的關係依刀鋒別測定。

S 14 201144244 在圖：，分別代表「◎」係特別良好之狀態，「〇」係 良好之狀態，「△」係損傷鞀许 糸 m能「 傷程度低之狀態’「X」係損傷程 度同之狀」係無法切割之狀離。 圖6及圖7’係說明後述之「缺：」或「擠裂」等坡璃 基板之損傷的®，各上圖’表示比圖示於各圖之下之劃線 L1形成為後之劃線"之截面’各下圖，係表示各平面。 記載於圖5之考察欄之「缺角」，如圖6所示，係指. 刀輪C壓接轉動於玻璃基板，邊形成劃線μ邊朝圖中箭頭 方向前進’當快到達既設之劃線。時，半分割狀態（垂直裂 痕K達到玻璃基板G之厚度之約㈣之狀態）之劃線^在 玻璃基板G之背面附近韌傾斜方向分割，產生如圖6中之 7所示之不良現象。 又，所明「擠裂」，如圖7所示，係指：刀輪c壓接 轉動於玻璃基板，邊形成劃線L4邊向圖中箭頭方向前進， 如圖20所示即將到達既設之劃線L1〜L3之前（在圖7僅表 不劃線L1)，半分割狀態（垂直裂痕κ達到玻璃基板G之厚 度之約90%之狀態）之玻璃基板<3彼此互擠，而在各端面部 產生微小之缺口，產生如圖7中之冷所示之不良現象。 在實驗2，如圖5所示，試料n〇.2、3、5、ό、9、1〇 及11之刀鋒，其中，尤其試料No. 3、5、6及10之刀鋒， 則在切割壓力涉及比較寬廣之切割區域獲得良好之交點。 從實驗1及實驗2得知：若使用：輪外徑係1. 〇〜2.5 mm， 前述突起係在前述稜線部之全周以8〜35"m形成，前述突 起之高度係0.5〜6.0# m，刀鋒之角度係90〜1 15。的刀輪之 15 201144244 情形’在交點及端面能抑制缺角、擠裂等之不良現象發生， 所分割之玻璃基板G則提高端面之％由 问細曲之強度。更擴大角度範圍 來確§忍之結果’在8 5 ~ 14 0。之筋圚沾比冲山 把圍此確涊端面強度之提高。 (實驗3) 在實驗3’使用刀輪對玻璃基板進行交又劃線。對進行 交又劃線之玻璃基板的交點端面狀況與對所形成之垂直裂 痕之深度之程度（滲透性），與切割壓力之切龍域相關聯: 依各刀鋒測定玻璃基板之分割性。 將分割條件表示如下。 對象玻璃基板 刀輪 無驗玻璃（厚度〇·7 mm之玻璃單板） 材質：燒結鑽石 外徑 φ : 2. Omm 厚度 W : 0. 65mm 軸孔徑：0. 8mm 突起之間距P: 1 7. 4 // m (將圓周均等 分割為360) 突起之高度h: 3/zm 刀鋒角度 α : 11〇°115°120。 劃線裝置 設定條件 圖8，係表 切割結果。 三星鑽石工業株式會社製MS型 玻璃基板切入深度：0.1mm 劃線速度：300mm/sec 切割壓力：0. 04〜0. 21MPa 示作為試料所使用刀輪之刀鋒之形狀，與其 16 201144244 圖8，係評價實驗3之分割性，評價方法如下：在玻璃 基板之表面沿以8mm X 8mm正交之χ軸及γ軸分別形成 各10條直線狀之交叉劃線，對所形成之100處評價交點跳 越之狀態。在圖中，η=1、η=2及η=3 使用新刀鋒之反覆評價次數）。 表示評價η數（分別 在圖8中之 — 阼衣不社 劃線前進方向之交點前後，未形成劃線之情形，所謂「半 跳越」，係表示在劃線前進方向之交點前後之任—=，未 形成劃線之情形。 在圖8中之交點核對欄之「滲透」列，〇印係表示垂 直裂痕至玻璃基板厚度之1〇〜2〇%則停止而未滲透至深處之

It形，△印係表示垂直裂痕達至玻璃基板厚度之。以上 之情形。 如從圖8明知，若將切割壓力設定於〇 〇8〜〇 17Mpa時 月fa廣/乏地抑制交點跳越之產生，並且能抑制對玻璃基板之 刀鋒之過度滲透。 又，刀鋒角度α在n〇。〜12〇。之範圍，對切割壓力能確 保比較寬廣之切割區域。在此情形，亦更擴大角度範圍來 言忍史 ρ '、、’。 在85〜140。之範圍能確認缺角、擠裂之改善。 從f給1Α J钎知：若使用：輪外徑係1.0〜2.5mm，前述突 起係在則述稜線部之全周以8〜35ym形成，前述突起之高 度係0 · 5〜6 0 ~ ± ^ ·以111，刀鋒之角度係85〜14(Γ的刀輪之情形，在 交點及端面 ’月b抑制缺角、擠裂等之不良，即使脆性材料 板之板厚較薄之情形，能穩定形成高精度之劃線。 17 201144244 如從上述實施形態明瞭，對前述之習知高渗透型之刀 輪20 ’藉由將使突起之間距更縮小（即’對圓周增加分割數） 之刀輪40使用於劃線’提高在所形成之劃線所分割之玻璃 基板端面之強度，即使薄板厚能形成良好之劃線。 又’因能形成良好之劃線之切割區域寬廣，故不容易 受刀鋒之磨損、或玻璃基板上之劃線之形成位置之差異所 造成之影響，能長時間進行穩定之劃線之形成。 藉由將習知之高滲透型之刀輪20與本發明之刀輪4〇 選擇性地使用，從薄板厚至厚板厚對寬廣範圍之劃線對象 基板能形成良好之劃線。 又，藉由使突起之間距縮小，並且使突起之高度降低， 亦能提高在所形成之劃線所分割之玻璃基板之分割後端面 之強度’若是熟悉此技藝人士則可容易理解。 又，亦對板厚0.4mm以下之基板，藉由調整刀輪4〇之 突起之高度或間距，能形成良好之劃線，並且能防止分割 後之不必要之龜裂之產生及其伸展。 (實驗4) 在實驗4 ’使用各刀鋒部分之突起之分割數⑺距）或突 起之高度不同之刀輪(以下，稱為試料刀輪)對未塗布玻璃基 板進行交叉劃線1後進行裂片而獲得當作試料之分割玻 璃基板（以下，稱為試料基板）。 ，對所獲得之試料基板進行玻璃f曲強度試驗，使突起 之形態與玻璃基板之強度相關聯來評價。 將分割條件表示如下。 18 201144244 對象玻璃基板 A) 無鹼玻璃（厚度0.63 mm之玻 璃板） 玻璃密度2. 37 未塗布玻璃基板尺寸：370x470mm 试料基板· 100xl5_ B) 鹼性玻璃（厚度0.7 mm之玻璃 單板） 玻璃密度2. 50 未塗布玻璃基板尺寸：300x400mm 试料基板：1 〇 〇 X 15 _ C) 無鹼玻璃（厚度0.7 mm之玻璃 單板） 玻璃密度2. 54 試料刀輪 未塗布玻璃基板尺寸：360x460mm 试料基板：1〇 〇xi 5mm 材質：燒結鑽石 外徑φ : 2. 〇_ 厚度 W : 〇. 65mm 軸孔徑：〇. 8mm 突起之間距P : 17. 4〜57. 1 μ m(將 圓周均等分割為11〇〜360 ) 突起之高度h: 3〜10/zm 刀鋒角度α : 125。 201144244 劃線裝置 劃線設定條件 三星鑽石工業株式會社製Ms型 外一外切割法（使試料刀輪位於未塗 布玻璃基板之外側從一方夕A A 乃 < 基板端面 部至另一方之基板端面部形成劃線之 方法） 玻璃基板設定切入深度：〇 1 5mm 劃線速度：300mm/sec 切割壓力：0· 22〜0· 25MPa 圖9 ’係表示使用於玻璃彎曲強度試驗之玻璃管曲 試驗裝置。 再者，將 試驗裝置 試驗方法 破璃‘奢曲強度§式驗之試驗條件表示如下 島津製作所EzTest/CE JIS R3420 4點彎曲試驗 上部支點間距離A : 20min 下部支點間距離B : 6 Omm 試料基板之一方之長度C : l〇〇mm 衣2 ’係表示所使用之試料刀輪之形態，設定切割壓力 仏°己量（肋標記之深度）之各值。又，下述表2中之試料 N〇.1及No.2係具有高滲透性之習知刀輪（專利文獻2所記 载之刀輪），No.3〜Νο·8係本發明之刀輪。 刀鋒之形態

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No. 公板⑽ 5ΕΓ " ·ν»Ί、/* 如宜* Γ " «Ο ' —---- 切割壓力 (MPa) 1 110 分割(57.1)/10 ^ 0.23 104.7 2 135 分割(46.5)/10 〜 0.24 101.0 3 140 分割(44,9)/7 0.24 101.3 4 170 分割(36.9)/5 ^ 0.24 100.3 5 230 分割(27.3)/3 — 0.25 99.67 6 360 分割(17.4)/3 ~ 0.25 99.30 7 ?75 分割(22.8)/3 ' 0.22 Η 99.30 8 255 分割(24.6)/3 0.22 99.30 將貫驗4之具體步驟表示如下。 首先’使用表2之試料刀輪卜6在未塗布玻璃基板之 單面進行交叉劃線。此時，以在各未塗布玻璃基板形成基 準深度係iObm之肋標記之方式，以表2之設定切割壓力 形成劃線。又’劃線’首先’使試料刀輪位於未塗布玻璃 基板之外側而從一方之基板端面部形成至另一方之基板端 面部（外一外切割法以各設定切割壓力所形成之實際之肋 標記之深度，在表2中以「肋標記量」表示。 此後，對未塗布玻璃基板使用手折法進行分割，取得 複數個試料基板（l00rnnixl5min；)。 其次，對所取得之各試料基板，使用圖9所示之破璃 彎曲強度試驗裝置實施玻璃彎曲強度試驗。 在玻璃f曲強度試驗，以#由上述交又劃線形成劃線 之側之面成為圖中之下面側之方式，支#試料基板來進行 試驗。 將對以玻璃彎曲強度試驗所取得之各試料基板的各試 料刀輪別之數值（破璃f曲強度試驗結果）繪在韋伯（Weih⑴ 21 201144244 機率紙上。其結果則表示於圖] _ υ、圖12及圖^圖⑺矣 示對象玻璃基板係Α)無鹼玻璃之棒 圖1 〇表 %艾ft形之結果，圖12矣甜 象玻璃基板係B)驗性玻璃之情升彡之沾 ’'、 驗玻璃之情形之結果。 …果’目Μ表示〇無 又，對在玻璃彎曲強度試驗啬搞 喊被後破破斷之試料基板， 分析各破斷面，將此等資料與試料 掠刑4夕媒“外山 ％刀輪1〜8相關聯當作破 壞型式之發生率算出。 將其結果表示於圖11、圖 玻璃基板係Α)無驗玻璃之情形 基板係Β)驗性玻璃之情形之結 之情形之結果。 13及圖15。圖U表示對象 之結果，圖1 3表示對象玻璃 果，圖15表示C)無鹼玻璃 又，隨著破壞型式從圖中左向右（從型式Α向型式Η)， 表示抵抗試料基板本身之破壞之強度則高。 如從圖Η)、圖i2及圖14明瞭，使用於劃線之試料刀 輪，隨著突起之分割數增加，而突起高度從高向低設定， 所得之試料基板之強度則有變大之趨勢。 又，如從圖11、圖13及圖15明瞭，使用於劃線之試 料刀輪，隨著突起之分割數增加，而突起高度從高向低設 定’在玻璃彎曲強度試驗最後被破斷之試料基板端面強度 則變大。 如實驗4所示，使用增加突起之分割數，設定突起高 度為低之本發明之刀輪，在玻璃基板形成劃線之情形，比 起使用具有高滲透性之習知刀輪（記載於專利文獻2、之刀輪） 之情形’藉由其後之分割被分割而最後當作試料基板所得 22 201144244 之玻璃基板，能瞭解使其彎曲強度及端面強度增加。 (實驗5) 在實驗5 ’使用本發明之刀輪40切割貼合玻璃基板時， 測定貼合玻璃基板之厚度及刀鋒之條件與切割壓力之切割 區域的關係。 對貼合玻璃基板之切割方法，如圖19所示，將A面玻 璃基板朝上側，將玻璃基板G載置於劃線裝置之劃線台上， 對A面玻璃基板’使用刀輪4〇形成劃線Sa，其次，使前述 玻璃基板G之上下翻轉而將玻璃基板g載置於劃線台上， 對B面玻璃基板，使用相同之刀輪40進行劃線而形成劃線 Sb(以下，稱為SS方式）。 算出SS方式之A面玻璃基板之切割壓力的切割區域 (下限值及上限值所構成），及B面玻璃基板之切割壓力的切 割區域（下限值及上限值所構成）的共同之切割區域，將此為 貼合玻璃基板之切割區域而表示其下限值及上限值之測定 結果。 將分割條件表示如下。 對象貼合玻璃基板 鹼性玻璃及無鹼玻璃 玻璃基板之厚度 0. 2〜0· 35mm(A面及B面之各厚 度） 刀輪 材質：燒結鑽石 外徑 φ : 2. Omm 厚度 W : 0· 65mm 轴孔徑：0. 8mm 23 201144244 突起之間距P: 1 7. 4 e m (將圓周均 等分割為360) 突起之高度h: 3/im 刀鋒角度α : 95〜120。 劃線裝置 三星鑽石工業株式會社製MS型 設定條件 玻璃基板切入深度：〇. 1 mm 劃線速度.2 OOmm/sec 切割壓力：0· 04〜〇. 18 MPa 表3，係表示當作試料所使用之貼合玻璃基板之厚度， 種類及刀輪之刀鋒之條件，與當作貼合玻璃基板之切割區 域之其下限值及上限值。 又，在表3,所謂「玻璃厚度」，係指構成貼合玻璃基 板之A面玻璃基板及B面玻璃基板之各別之厚度。「丨 ， 表示「同上」。 [表3] 試料 No. 玻璃厚度 (mm) 玻璃種類 刀鋒角度 〇 切割下限 (MPa) 切割 (MPa) 1 0.2 驗性 110 1 0.04 0.08 — 2 t t 115 0.04 0.10 3 t 个 120 0.06 0.12 4 0.2 無驗 95 0.06 ~~〇7Ϊ2 ' 5 个 个 100 0.07 ~〇ΓΪ3 6 个 个 105 0.09 0.12 7 0.3 100 0.04 ~~〇ΓΪ2 ' 8 个 个 105 0.06 ~〇ΓΪ4 9 A 110 0.08 〇ΤΪ6 24 201144244

0.10 όΠΤ οΤδ 0^09 ΤΪ6 ΤΓδ 如從表3可知，對相里 ^ ± ”之材質及厚度之貼合玻璃基板 且比較低之切割區 使用刀輪40進行劃線之情形，獲得寬廣 域0 (其他實施形態） 圖16，係說明本發明之刀仏 乃之刀輪40之製造方法之—例，將 刀鋒之前端側放大之刀輪4〇的& 的則硯圖。刀輪40，對碟狀輪 先沿其圓周部形成V本·Μ Α 圓η I❿珉v子形之稜線部2〇a之刀鋒，其次如圖！ 及圖2,在稜線部4(^形成凹凸（槽4此）。 在本實施形態，因要說明刀鋒之形成方法，故對凹凸（槽 4〇b)之形成省略其說明。對凹凸(槽俱)之形成，可參照日 本特許第3074143號公報之記載。 參照圖1 6具體說明本發明之刀輪4〇之刀鋒之形成方 法（以下，稱為「二段研磨方式」）。 首先，將碟狀輪1 〇 A之刀鋒至少以1個刀鋒角度0】 粗研磨來形成（圖中實線所示之輪廓之刀鋒）。 當需要刀鋒角度0丨之刀輪40之情形，將已粗研磨刀 鋒之上述碟狀輪10A再精加工研磨來形成刀鋒角度ο:之 輪10B。其次’藉由對此輪10B以前述之方法形成凹凸（槽 40b) ’獲得刀鋒角度之刀輪4〇。 25 201144244 當需要刀鋒角度02之刀輪4〇 之隋开>，將已粗研磨刀 鋒之上述碟狀輪1〇Α施加精加工 研磨刀 研磨來形成刀鋒角度02 之輪10C(圖中虛線所示之輪靡 邪之刀鋒）。其次，藉由對此於 10C以前述之方法形成凹凸（ 对此輪 ^ ㈣40b)，獲得刀鋒角度02之 刀輪40 。 、 如上述’若將預先加工為一個刀鋒角度Η 4〇(Y足穩定之需求）作為標準品而儲存多數個，僅施力^ 小之精加工研磨，則因能以短時 町间表k具備多樣之刀鋒 度（0 2…），故能謀求大幅縮短工 丁 月匕構築可適合於多種 少量生產之生產體制。 又，上述之「二段研磨方式」’不僅適用於本發明之 刀輪，亦能適用於專利文獻！所記載之刀輪ig(即，沿碟狀 輪之圓周部形成V字形之稜線部作為刀鋒的刀輪），及專利 文獻2所記載之刀輪2G(即，在刀輪1G之前述稜線部以大 略等間隔形成複數個既定形狀之突起的刀輪）。 如實施形態1〜5可知，對前述之習知高滲透型之刀輪 20’藉由將使突起之間距縮小之刀輪4()使用於劃線，能^ 高沿形成之劃線分割之玻璃基板端面之強度，即使薄板厚 能形成良好之劃線。 又，因能形成良好之劃線之切割區域係寬廣，故不容 易受刀鋒之磨損，或玻璃基板上之劃線之形成位置之差異 所造成之影響，能長時間形成穩定之劃線。 藉由選擇性使用習知高滲透型之刀輪2〇與本發明之刀 輪40，對從薄板厚至厚板厚之寬廣範圍之劃線對象基板， 26 201144244 能形成良好之劃線。 又，藉由使突起之間距縮小，並且使突起之高度降低， 能提高沿形成之劃線分割之玻璃基板裂片後端面之強度， 若係熟悉此技藝人士則可容易理解。 又，對板厚係0.4mm 之突起之高度，能形成良好之劃線，並且能防止裂片後不 必要之龜裂產生及其伸展。 再者，使用本發明之刀輪40在玻璃基板形成劃線之情 形，以其後之分割所分割而最後所得之玻璃基板，則能提 向其彎曲強度及端面強度。 再者，使用本發明之刀輪40在玻璃基板形成劃線之情 形’對相I之材質及厚度之貼纟玻璃基板能得寬廣且比較 低之切割區域。 於^圓^述實施形態，刀輪4〇,雖以將突起均等形成 僅部全周者為例來表示，但並不限於此，將突起 周之圓周部之一部分者’或不均等形成於輪之圓 周者’均包含於本發明之刀輪。 因能之刀輪及使用其之脆性材料基板之劃線方法， •月匕抑制父點跳越 之情形，，P使脆性材料基板之板厚較薄 材料基板之；後：形“精度之劃線’故在玻璃等之脆性 攸之劃線時能利用。

另】 在本發明，於對®片Λ J 脆性材料美柘割6 又〇.4mm至〇.7mm之範圍之 寸I板劃線時，將刀私 加〇.〇3〜〇 19ΜΡ 將刀輪之刀鋒對脆性材料基板，施 .19_之負載來劃線之劃線方法係極為有效。 27 201144244 本發明，特別對無鹼玻璃或合成石英玻璃之玻璃基板 具有極佳效果，其用途可舉例如以TFT液晶面板、TN液晶 面板、STN面板為代表之各種平面顯示面板用之各種脆性 材料基板® 【圖式簡單說明】 圖1 ’係將本發明之刀輪及習知之刀輪從正交於其旋轉 軸之方向觀察的前視圖。 圖2，係圖1的側視圖。 圖3(a)、（b)，係用以說明使用本發明之刀輪之液晶面 板分割作業線的圖》 圖4,係將實驗1之刀輪對玻璃基板之分割性評價的圖。 圖5 ’係將實驗2之刀輪對玻璃基板之分割性評價的圖。 圖6,係用以說明實驗2之缺角之產生原因的圖。 圖7,係用以說明實驗2之擠裂之產生原因的圖。 圖8,係將實驗3之刀輪對玻璃基板之分割性評價的圖。 圖9,係表示使用於實驗4之玻璃彎曲強度試驗的玻璃 彎曲強度試驗裝置。 圖】〇,將對實驗4所使用之試料刀輪之各別所獲得之 玻璃彎曲強度試驗結果，繪在韋伯機率紙上的圖表。 圖η，對在實驗4之玻璃青曲強度試驗最後被破斷之 試料基板，分析各破斷面，W資料與試料刀輪相關聯 當作破壞型式之發生率所算出的圖表。 圖，將對實驗4所使用之試料刀輪之各別所獲得之 28 201144244 玻璃彎曲強度試驗結果，繪在韋伯機率紙上的圖表。 、圖13，對在實驗4之玻璃彎曲強度試驗最後被破斷之 試料基板，分析各破斷面，冑此等資料與試料刀輪相關聯 當作破壞型式之發生率所算出的圖表。 圖14，將對實驗4所使用之試料刀輪之各別所獲得之 玻璃彎曲強度試驗結果，繪在韋伯機率紙上的圖表。 圖15，對在實驗4之玻璃彎曲強度試驗最後被破斷之 試料基板，分析各破斷面，將此等資料與試料刀輪相關聯 當作破壞型式之發生率所算出的圖表。 圖1 6，係用以說明本發明之刀輪之製造方法的二段研 磨方式之一例，將刀尖之前端側放大之刀輪的前視圖。 圖1 7 ’係使用於劃線作業之習知之劃線裝置的前視圖。 圖18(a)〜（d)，係用以說明以習知之sbSB方式對玻璃 基板表面之劃線之形成，與沿形成之劃線分割玻璃基板之 步驟。 圖19(a)〜(d)，係用以說明以習知之SSBb方式對玻璃 基板表面之劃線之形成’與沿形成之劃線分割玻璃基板之 步驟。 圖20，係用以說明進行交叉劃線時所產生之交點跳越 之現象的立體圖》 【主要元件符號說明】 劃線頭 刀鋒 29 201144244 3 分割桿 10 刀輪（習知） 20 刀輪（習知） 20a 稜線部 20b 槽 40 刀輪（本發明） 40a 棱線部 40b 槽 100 劃線裝置

Claims (1)

1. 201144244 七、申請專利範圍： 1_ 一種脆性材料基板劃線用刀輪之製造方法，該脆性材 料基板劃線用刀輪，係沿碟狀輪之圓周部形成v字形之稜 線部作為刀鋒，在該棱線部以大致等間隔形成複數個突 起’其特徵在於具有以下步驟： 將碟狀輪之刀鋒，以至少1個刀鋒角度0 1粗研磨；其 次將該刀鋒之前端側，以與刀鋒角度0 1不同之刀鋒角度β 2精加工研磨；及 於形成有作為刀鋒之V字形之稜線部，以大致等間隔 形成複數個槽，藉此形成複數個突起； 3亥刀輪之外徑係1 ·〇〜2 _ 5 mm，該突起係在該棱線部之全 周以8〜35 μ m之間距形成，該突起之高度係〇 5〜6 〇 # m， 該刀鋒角度6»2係85〜140。。 2. 種刀輪，其特徵在於：係藉由申請專利範圍第1項 之脆性材料基板劃線用刀輪之製造方法所製造。 3. 如申吻專利範圍第2項之刀輪，其中，該刀輪之刀鋒 之角度係95〜140。。 4 ·如申叫專利範圍第2項之刀輪，其係燒結鑽石或超硬 合金材料所形成。 5.種脆性材料基板之劃線方法，其特徵在力：係使用 申請專利範圍第2項之刀輪來進行劃線。 6·-種脆性材料基板之分割方法，其特徵在於：係使用 I請專利範圍第2項之刀輪在脆性材料基板形成劃線，然 後沿形成之劃線施加負載來進行裂片。 31