TW201540680A - 裂斷方法及裂斷裝置 - Google Patents

Abstract

本發明所提供之裂斷方法及裂斷裝置，能夠在不使已載置於平台上之基板移動或反轉的情況下，沿相互正交之分斷預定線以低負載具效果地進行裂斷而切出單位製品。 本發明構成為：藉由將基板W載置於具備有與相互正交之格子狀之刻劃預定線S1、S2對應之凸部1b的吸附平台1上並以吸附平台1進行吸附，使基板W之與凸部1b相接觸之部分彎曲隆起成凸狀，利用刻劃線形成構件11對該彎曲隆起部14之頂部表面進行刻劃，藉此於基板W形成刻劃線，同時藉由在基板W之彎曲隆起部14所產生之伸張應力，使刻劃線之龜裂往基板厚度方向浸透而將基板W沿刻劃線完全分斷，切出呈格子狀劃分之單位製品W1。

Description

裂斷方法及裂斷裝置

本發明係關於一種由玻璃、矽、陶瓷等脆性材料所構成之基板的裂斷方法及裂斷裝置。本發明尤其是關於一種能夠從大型的母基板藉由沿相互於X-Y方向正交之分斷預定線進行裂斷，而切出如液晶顯示面板之覆蓋玻璃般之四角形單位製品的裂斷方法及裂斷裝置。

以往習知，藉由在玻璃等脆性材料基板(以下，簡稱「基板」)之表面形成刻劃線(切槽)，沿該刻劃線以裂斷桿按壓、或以滾筒壓接轉動等使基板撓曲而藉此分斷基板的方法被廣為實施。

此外，作為形成刻劃線之手段，存在有以刀輪(亦稱刻劃輪)等刃體進行的方法、及使用雷射光束的方法。

在使用刃體的情形，係藉由一邊將其刃前端按壓於基板表面一邊使刃體或基板相對移動而於基板表面形成連續之溝槽的方法。

在使用雷射光束的情形，藉由使基板相對於雷射光束進行相對移動而使光束點沿基板之裂斷預定線進行掃描並加熱，並且追隨於其從冷卻機構之噴嘴噴射冷媒液。係利用此時之由加熱所產生之壓縮應力、及由急冷所產生之伸張應力的應力分布而使龜裂(裂紋)產生，沿裂斷預定線之方向形成連續之溝槽的方法。兩者係從裝置價格、加工對象基板、加工品質等觀點並根據使用用途而分開使用。

作為在以刀輪加工刻劃線時，以低負載形成有限深度之龜裂的手段，例如有專利文獻1中所揭示的方法。

在該方法中，藉由將基板載置於直線狀之凸部上面而使基板彎曲，在藉由該彎曲而於基板產生張力的狀態下，對彎曲頂部以刀輪一邊按壓一邊轉動，用以加工刻劃線。

然而，在該方法中，由於刻劃線之龜裂為有限深度，因此接下來有必要進一步進行用以從刻劃線進行完全分斷之裂斷步驟。此外，在該方法中，即使假定可藉由使刀輪之按壓負載增強而完全分斷刻劃線之龜裂，對於與凸部延伸方向正交之方向的裂斷亦有必要進行非常麻煩的操作。亦即，必須將沿凸部延伸方向分斷成的左右之基板取出，就每一個改變其方向再度設定於裝置中，由於該操作繁雜且作業時間長，因此實質上在生產線上是難以實施的。

專利文獻1：日本特開平11-79770號公報

專利文獻2：日本特開2011-201200號公報

另一方面，於專利文獻2中提及有在基板表面以雷射光束形成刻劃線之後，藉由使基板反轉並對刻劃線之相反側之位置照射第二次的雷射光束，使龜裂往厚度方向浸透而裂斷基板的雷射裂斷方法。

根據該雷射裂斷方法，可在不將已於最初加工有刻劃線之基板搬送至裂斷裝置的情況下，沿刻劃線進行裂斷。然而，用於使基板反轉之反轉機構係為必需的，從而使裝置規模變大。尤其產生基板面積越大型化，反轉越加困難的問題。

因此，本發明之目的在於提供一種如下之裂斷方法及裂斷裝 置，該裂斷方法及裂斷裝置，能夠在不使已載置於平台上之基板相對於平台面移動、或使其反轉等的情況下，沿相互於X-Y方向正交之分斷預定線以低負載具效果地進行裂斷，切出單位製品。

為了達成上述目的，在本發明中提出如以下之技術性的手 段。亦即，本發明之裂斷方法，係沿相互正交之格子狀之刻劃預定線裂斷基板而切出單位製品，其特徵在於：藉由將基板載置於具備有與該格子狀之刻劃預定線對應之凸部的吸附平台上並以該吸附平台進行吸附，使基板之與該凸部相接觸之部分彎曲隆起成凸狀，利用刻劃線形成構件對該彎曲隆起部之頂部表面進行刻劃，藉此於基板形成刻劃線，同時藉由在該基板之彎曲隆起部所產生之伸張應力，使刻劃線之龜裂往基板厚度方向浸透而將基板沿刻劃線完全分斷，切出呈格子狀劃分之單位製品。

此外，本發明之裂斷裝置，其特徵在於：由吸附平台、及在 該吸附平台上所吸附之基板之表面形成刻劃線的刻劃線形成構件所構成；該吸附平台，形成為具備在與該基板之相互正交之格子狀之刻劃預定線對應之位置呈格子狀地形成之凸部，藉由在該吸附平台吸附基板，使基板之與該凸部相接觸的部分彎曲隆起成凸狀；該刻劃線形成構件，形成為可沿該吸附平台所吸附之基板之彎曲隆起部之頂部相對移動。

在本發明中，該刻劃線形成構件，雖較佳為一邊按壓基板表面一邊進行轉動的刀輪，但亦可為朝向基板照射雷射光束之雷射照射部。該雷射照射部，以與冷卻照射後之雷射點的冷卻機構成組使用。

根據本發明，藉由將基板載置於吸附平台上並進行吸引，基 板能夠在呈格子狀配置之凸部的部分隆起而形成沿刻劃預定線之彎曲隆起部。由於該彎曲隆起部以頂部為邊界往左右作用有伸張應力，因此藉由對彎曲隆起部之頂部進行刻劃而形成之刻劃線之龜裂，因該伸張應力而往厚度方向較深地浸透，藉此基板沿刻劃線被完全分斷，能夠切出呈格子狀劃分之單位製品。

如此般在本發明中，由於成為實質性的刻劃預定線的彎曲隆起部，作用有以其頂部為邊界之往左右的伸張應力，因此即使刻劃線之龜裂較淺地形成，亦能夠使該龜裂往厚度全部浸透而沿刻劃線分斷。藉此，能夠以完美的分斷面分斷基板，並能夠將分斷後之基板之端面強度保持為較高。此外，由於刻劃線之龜裂較淺地完成，因此在刻劃線形成構件中，在為刀輪的情形時，能夠以較低的刻劃負載形成刻劃線，在為雷射照射部的情形時，能夠以較小的輸出功率形成刻劃線。

進一步地，在使基板已吸附於吸附平台的狀態下，藉由使刻劃線形成構件沿呈格子狀正交之彎曲隆起部相對移動，能夠切出呈格子狀劃分之單位製品，因此具有能夠縮短作業時間並使生產性提高之效果。

A‧‧‧裂斷裝置

S1‧‧‧X方向之刻劃線

S2‧‧‧Y方向之刻劃線

W‧‧‧基板

W1‧‧‧單位製品

1‧‧‧平台

1a‧‧‧空氣吸引孔

1b‧‧‧凸部

11‧‧‧刀輪(刻劃線形成構件)

14‧‧‧基板之彎曲隆起部

15‧‧‧雷射照射部

16‧‧‧冷卻機構

圖1，係表示藉由本發明裂斷之基板之一例的俯視圖。

圖2，係表示本發明之裂斷裝置之一例的概略性前視圖。

圖3，係表示圖2之裂斷裝置中的吸附平台的立體圖。

圖4，係表示吸附平台之基板吸附狀態的一部分剖面圖。

圖5，係圖4之部分放大剖面圖。

圖6，係表示本發明之裂斷裝置之其他實施例的概略性前視圖。

以下，針對本發明之實施形態利用圖式進行說明。

本發明中供裂斷的基板W，例如係使用於液晶顯示用面板之覆蓋玻璃等之厚度0.1~0.5mm之薄板玻璃，如圖1所示般藉由從一片母基板W沿相互於X-Y方向正交之格子狀之刻劃預定線S1、S2進行分斷，將多個、在本實施例中為4片單位製品W1切出。

圖2係表示本發明之裂斷裝置A，具備有載置基板W並進 行保持之吸附平台1。在吸附平台1，如圖3所示般，於表面設置有多個空氣吸引孔1a…，與設置於外部之真空泵等空氣吸引源(省略圖示)連通。此外，吸附平台1，在其表面具備有相互於X-Y方向正交並形成為格子狀之凸部1b。該凸部1b，形成於與載置於該吸附平台1供裂斷之基板W之刻劃預定線S1、S2對應之位置。藉此，在已將基板W載置於吸附平台1上並以空氣吸引孔1a…吸引基板W時，基板W在凸部1b的部分隆起並如圖4及圖5所示般形成彎曲隆起部14。

較佳為上述凸部1b之高度在0.2~3.0mm、各凸部之X方向之間隔在50~500mm、Y方向之間隔在50~500mm之範圍內形成。該等尺寸，根據裂斷對象基板W之厚度或素材、及切出之單位製品W1之尺寸而設定。在本實施例中，係對於厚度0.3mm之薄板玻璃製基板，以凸部0.3mm、X方向之間隔100mm、Y方向之間隔100mm形成。

進一步地，吸附平台1，為可沿水平之軌條2於Y方向(圖1 之前後方向)移動，以藉由馬達(省略圖示)而進行旋轉之螺紋軸3驅動。此 外，吸附平台1為可藉由內藏馬達之旋轉驅動部4而於水平面內旋動。

具備有夾著吸附平台1設置的兩側之支持柱5、5、及於X 方向水平延伸之樑(橫樑)6的橋架7，以跨越平台1上之方式設置。

在樑6，設置有於X方向水平延伸之導引件9，在該導引件9以刻劃頭10可藉由馬達8而於X方向移動之方式安裝刻劃頭10。

在刻劃頭10之下部，設置有保持刀輪11之保持具12，該 刀輪11係作為對載置於吸附平台1上之基板W之表面進行刻劃加工之刻劃線形成構件。保持具12，形成為可藉由流體汽缸13而與刀輪11一起升降。

接著，針對上述裂斷裝置之裂斷動作順序進行說明。

首先，將基板W載置於吸附平台1上。然後，使真空泵作動而在吸附平台1表面吸引基板W。藉由該吸引，如圖4、5所示，基板W在呈格子狀配置之凸部1b部分隆起而形成彎曲隆起部14。此時，由於凸部1b形成於與基板W之刻劃預定線對應之位置，因此彎曲隆起部14之頂部成為刻劃預定線。

在該狀態中，一邊使刀輪11按壓於X方向之彎曲隆起部14之頂部一邊於X方向轉動而加工刻劃線S1。此時，由於彎曲隆起部14往上方撓曲，因此其表面部分如於圖5之箭頭所示般以刻劃線S1之龜裂為中心而於左右作用有伸張應力，藉由該伸張應力，龜裂往厚度方向較深地浸透而沿刻劃線S1完全分斷基板W。

在將X方向之所有刻劃線S1分斷後，使吸附平台1在水平面上旋轉90度，與上述同樣地藉由刀輪11分斷刻劃線S2，藉此能夠切出單位製品W1。

如此般，由於在彎曲隆起部14作用有以頂部為邊界往左右 之伸張應力，因此即使以較低之刻劃負載較淺地形成刻劃線之龜裂，亦能夠使該龜裂往厚度全部浸透而進行沿刻劃線之分斷。藉此，能夠以完美的分斷面分斷基板，並能夠將分斷後之基板之端面強度保持為較高。

在上述實施例中，雖例示了使用刀輪11作為對基板W加工 刻劃線S1、S2之刻劃線形成構件的例子，但亦可取代其，如圖6所示般以照射雷射光束之雷射照射部15進行。該雷射照射部15以與冷卻照射後之雷射點的冷卻機構成組使用。

雷射照射部15及冷卻機構16，與上述刀輪11同樣地，安裝於可沿裂斷裝置A之導引件9而於X方向移動之刻劃頭10。而且，對已載置於吸附平台1之基板W的彎曲隆起部14之頂部，一邊使雷射照射部15移動一邊照射雷射光束，並且追隨於其從冷卻機構16噴射冷媒。藉由此時之加熱所產生之壓縮應力、與急速冷卻所產生之伸張應力的應力分布，而使龜裂產生以加工刻劃線。此時，即使是使雷射照射部15之輸出功率變小而較淺地形成刻劃線之龜裂，由於在彎曲隆起部14作用有以頂部為邊界往左右之伸張應力，因此能夠使龜裂藉由伸張應力而往基板厚度方向較深地浸透，與上述刀輪11之情形同樣地，能夠沿刻劃線S1、S2完全分斷基板W而切出單位製品W1。

另外，在本發明中，亦可預先如日式拉門(障子)框般呈格子 狀拼裝上述凸部1b，而成為能夠裝卸自如地安裝於吸附平台1。

藉此，若將凸部1b從吸附平台1取出，則亦能夠將基板W以不使其隆起而為平坦之狀態載置於平台上，可作為僅加工刻劃線之一般的刻劃裝置而使用。此外，亦可先準備多個與尺寸不同之單位製品W1之尺寸相配合 者，從而拼裝出所欲之尺寸者再使用。

以上雖已針對本發明之代表性的實施例進行了說明，但本發 明並不特定於上述實施形態，可在達成其目的、不脫離發明之趣旨的範圍內適當地修改、變更。

本發明可適用於從玻璃等大型之母基板沿相互於X-Y方向 正交之分斷預定線裂斷基板之裂斷方法及裂斷裝置。

W‧‧‧基板

1‧‧‧平台

1a‧‧‧空氣吸引孔

1b‧‧‧凸部

11‧‧‧刀輪(刻劃線形成構件)

14‧‧‧基板之彎曲隆起部

Claims (7)

1. 一種裂斷方法，係沿相互正交之格子狀之刻劃預定線裂斷基板而切出單位製品，其特徵在於：藉由將基板載置於具備有與該格子狀之刻劃預定線對應之凸部的吸附平台上並以該吸附平台進行吸附，使基板之與該凸部相接觸之部分彎曲隆起成凸狀，利用刻劃線形成構件對該彎曲隆起部之頂部表面進行刻劃，藉此於基板形成刻劃線，同時藉由在該基板之彎曲隆起部所產生之伸張應力，使刻劃線之龜裂往基板厚度方向浸透而將基板沿刻劃線完全分斷，切出呈格子狀劃分之單位製品。
2. 如申請專利範圍第1項之裂斷方法，其中，該凸部之高度為0.2~3.0mm，各凸部之間隔為50~500mm。
3. 如申請專利範圍第1或2項之裂斷方法，其中，該刻劃線形成構件為刀輪。
4. 如申請專利範圍第1或2項之裂斷方法，其中，該刻劃線形成構件為照射雷射光束之雷射照射部，該雷射照射部具備冷卻照射後之雷射點的冷卻機構。
5. 一種裂斷裝置，其特徵在於：由吸附平台、及在該吸附平台上所吸附之基板之表面形成刻劃線的刻劃線形成構件所構成；該吸附平台，形成為具備在與該基板之相互正交之格子狀之刻劃預定線對應之位置呈格子狀地形成之凸部，藉由在該吸附平台吸附基板，使基板之與該凸部相接觸的部分彎曲隆起成凸狀； 該刻劃線形成構件，形成為可沿該吸附平台所吸附之基板之彎曲隆起部之頂部相對移動。
6. 如申請專利範圍第5項之裂斷裝置，其中，該刻劃線形成構件為刀輪。
7. 如申請專利範圍第5項之裂斷裝置，其中，該刻劃線形成構件為照射雷射光束之雷射照射部，該雷射照射部具備冷卻照射後之雷射點的冷卻機構。