TW201615580A - 脆性基板之分斷方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種脆性基板之分斷方法，其係沿包含曲線部之形狀穩定地分斷脆性基板者。 將刀尖按壓在脆性基板4之表面SF。藉由在脆性基板4之表面SF上滑動被按壓之刀尖，而在脆性基板4之表面SF上產生塑性變形，藉此形成具有溝形狀之溝渠線TL。形成溝渠線TL之工序係為獲得下述狀態而進行，即，在溝渠線TL之正下方之脆性基板4於與溝渠線TL在交叉方向上連續地相連接狀態即無裂痕狀態。溝渠線TL包含曲線部。藉由沿溝渠線TL伸展脆性基板4在厚度方向上之裂痕，而形成裂痕線CL。藉由裂痕線CL，斷開在溝渠線TL之正下方之脆性基板4與溝渠線TL在交叉方向上之連續之連接。

Description

脆性基板之分斷方法
本發明係關於一種脆性基板之分斷方法。
根據專利文獻1，在將切刀壓接在脆性基板之表面之狀態下，以劃出閉合曲線之方式移動脆性材料基板以及切刀之至少一者，形成包含裂痕之劃線。其後，對脆性材料基板施加應力，使裂痕生長至脆性材料基板之背面而分斷脆性材料基板。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2010-173905號公報
與僅由直線組成之劃線相比，含有曲線部之劃線較難穩定地形成。曲線部之曲率半徑為5mm以下之情形時，此問題尤其明顯。為此，利用上述公報所記載之使用含有曲線部之劃線之方法，沿包含曲線部之形狀穩定地分斷脆性基板實屬困難。
本發明係為解決以上問題而完成者，其目的在於提供一種可以沿包含曲線部之形狀穩定地分斷脆性基板之脆性基板之分斷方法。
本發明之脆性基板之分斷方法包含以下之工序。
準備脆性基板，該脆性基板具有表面，且具有垂直於表面之厚度方向。
藉由在脆性基板之表面上滑動被按壓之刀尖，在脆性基板之表面上產生塑性變形，藉此形成具有溝形狀之溝渠線。形成溝渠線之工序係為獲得下述狀態而進行，即，在溝渠線之正下方之脆性基板與溝渠線在交叉方向上連續地相連接狀態即無裂痕狀態。溝渠線包含曲線部。
藉由沿溝渠線伸展脆性基板在厚度方向上之裂痕而形成裂痕線。藉由裂痕線，斷開在溝渠線之正下方之脆性基板與溝渠線在交叉方向上之連續之連接。
根據本發明，脆性基板之分斷形狀係由溝渠線之形狀所規定。與先前之劃線不同，溝渠線即便包含曲線部亦可以穩定地形成。因此，可以沿包含曲線部之形狀穩定地分斷脆性基板。
4‧‧‧玻璃基板(脆性基板)
50‧‧‧切割器具
51‧‧‧刀尖
51v‧‧‧刀尖
52‧‧‧柄部
AX‧‧‧軸方向
CL‧‧‧裂痕線
DA‧‧‧方向
DB‧‧‧方向
DC‧‧‧方向
DT‧‧‧方向
EA‧‧‧方向
EB‧‧‧方向
IVA‧‧‧線
IVB‧‧‧線
Na‧‧‧交點
Nb‧‧‧交點
NC‧‧‧刀尖51之位置
NE‧‧‧終點
NS‧‧‧起點
PP‧‧‧突起部
PPv‧‧‧突起部
PS‧‧‧側部
PSv‧‧‧側部
S10‧‧‧準備基板之步驟
S20‧‧‧按壓刀尖之步驟
S30‧‧‧形成溝渠線之步驟
S40‧‧‧形成裂痕線之步驟
S50‧‧‧分斷基板之步驟
SC‧‧‧圓錐面
SD1‧‧‧頂面
SD2‧‧‧側面
SD3‧‧‧側面
SF‧‧‧表面
SL‧‧‧劃線
TL‧‧‧溝渠線
IIIB‧‧‧箭頭
VIIIB‧‧‧箭頭
圖1(A)及圖1(B)分別係概略地顯示本發明之實施形態1中脆性基板之分斷方法之第1及第2工序之俯視圖。
圖2係概略地顯示本發明之實施形態1中脆性基板之分斷方法之構成之流程圖。
圖3(A)係概略地顯示本發明之實施形態1中脆性基板之分斷方法所使用器具之構成之側視圖、以及圖3(B)係以圖3(A)之箭頭IIIB之視點概略地顯示上述器具所具有刀尖之構成之平面圖。
圖4(A)係分別沿圖1(A)、圖5(A)、圖6(A)、圖7(A)中之線IVA-IVA之概略局部端面圖、以及圖4(B)係分別沿圖1(B)、圖5(B)、圖6(B)、圖7(B)中之線IVB-IVB之概略局部端面圖。
圖5(A)及圖5(B)分別係概略地顯示本發明之實施形態2中脆性基 板之分斷方法之第1及第2工序之俯視圖。
圖6(A)及圖6(B)分別係概略地顯示本發明之實施形態3中脆性基板之分斷方法之第1及第2工序之俯視圖。
圖7(A)及圖7(B)分別係概略地顯示本發明之實施形態4中脆性基板之分斷方法之第1及第2工序之俯視圖。
圖8(A)係概略地顯示本發明之實施形態5中脆性基板之分斷方法所使用器具之構成之側視圖、以及圖8(B)係以圖8(A)之箭頭VIIIB之視點概略地顯示上述器具所具有之刀尖之構成之平面圖。
以下，基於圖式說明關於本發明之實施形態。又，在以下圖式中，對相同或相當之部分賦予相同之參照符號，不再重複其說明。
(實施形態1)
以下說明關於本實施形態之脆性基板之分斷方法。
參照圖1(A)，準備玻璃基板4(脆性基板)(圖2：步驟S10)。玻璃基板4具有表面SF。
參照圖3(A)及(B)，準備包含刀尖51及柄部52之切割器具50。刀尖51係由固定於作為其固定架之柄部52而被固持。
刀尖51上設有頂面SD1(第1面)與包圍頂面SD1之複數個面。該複數個面包含側面SD2(第2面)以及側面SD3(第3面)。頂面SD1、側面SD2以及SD3(第1至第3面)彼此朝向不同之方向，且彼此相鄰。刀尖51具有由頂面SD1、側面SD2及SD3交匯之頂點，藉由此頂點構成刀尖51之突起部PP。此外，側面SD2及SD3形成了構成刀尖51之側部PS之稜線。側部PS自突起部PP以線狀延伸。此外，側部PS係如上述般之為稜線，故具有以線狀延伸之凸形狀。
刀尖51係以金剛石尖頭為較佳者。亦即，從硬度及可減小表面粗糙度之方面而言，刀尖51以由金剛石製作較佳。更佳者係刀尖51由 單晶金剛石製作。進一步更佳者就結晶學而言，頂面SD1係{001}面，側面SD2及SD3分別係{111}面。此時，側面SD2及SD3雖然具有不同之朝向，但在結晶學上係為相互等價之結晶面。
又，亦可使用非單晶之金剛石，例如，亦可使用藉由CVD法(化學氣相沈積法)合成之多晶金剛石。或者，亦可使用由微粒石墨或非石墨狀碳以不含鐵族元素等結合劑之方式燒結而成之多晶金剛石，或者將金剛石粒子藉由鐵族元素等之結合劑結合而成之燒結金剛石。
柄部52係沿軸方向AX延伸。刀尖51以頂面SD1之法線方向大致沿軸方向AX之方式安裝於柄部52者較佳。
再次參照圖1(A)，其次，將刀尖51按壓在玻璃基板4之表面SF之起點NS(一處)(圖2：步驟S20)。具體而言，係將刀尖51之突起部PP及側部PS向玻璃基板4所具有之厚度方向DT按壓。
其次，將被按壓之刀尖51自玻璃基板4之表面SF之起點NS朝方向DA滑動。方向DA係將從突起部PP沿側部PS延伸之方向在表面SF上投影而成者，與將軸方向AX向表面SF上投影之方向大致對應。此時，刀尖51藉由柄部52在表面SF上拖動。滑動之刀尖51之位置NC劃出包含曲線部之軌跡，最終再次向起點NS靠近。
藉由上述滑動在玻璃基板4之表面SF上產生塑性變形，藉此形成具有溝形狀之溝渠線TL(圖4(A))(圖2：步驟S30)。與刀尖51之位置NC之軌跡相對應，溝渠線TL包含曲線部。曲線部可具有5mm以下之曲率半徑。
形成溝渠線TL之工序係為獲得下述狀態而進行，即，在溝渠線TL之正下方之玻璃基板4與溝渠線TL在交叉方向DC上連續地相連接狀態即無裂痕狀態。在無裂痕狀態中，雖然已形成由塑性變形引起之溝渠線TL，但尚未形成沿此溝渠線之裂痕。為獲得無裂痕狀態而施加於刀尖51之荷重小至不產生裂痕之程度且大至產生塑性變形之程 度。
藉由進一步持續滑動刀尖51，使刀尖51之位置NC返回至起點NS。藉此，形成由包含起點NS之閉合曲線所構成之溝渠線TL。並且閉合曲線亦可除曲線部外包含直線部。
參照圖1(B)，藉由刀尖51之位置NC返回至起點NS，開始形成沿溝渠線TL之朝方向EA之裂痕線CL(圖4(B))(圖2：步驟S40)。裂痕線CL係藉由沿溝渠線TL伸展脆性基板4在厚度方向DT上之裂痕而形成。裂痕線CL係自溝渠線TL之凹處在厚度方向DT上伸展之裂痕，在表面SF上以線狀延伸。藉由裂痕線CL，在溝渠線TL之正下方，斷開玻璃基板4在與溝渠線TL交叉方向DC(圖4(B))上之連續之連接。在此處所謂之「連續之連接」，換言之，係未被裂痕遮斷之連接者。並且，在如上述所言之連續之連接被斷開之狀態下，介以裂痕線CL之裂痕，玻璃基板4之各個部分亦可彼此接觸。
沿溝渠線TL裂痕所伸展之方向EA，與形成溝渠線TL之工序中刀尖51所滑動之方向DA(圖1(A))相反。即裂痕線CL之伸展之容易度存在方向依存性。據推測，該方向依存性起因於形成溝渠線TL時在玻璃基板4中所產生的內部應力之分佈。
又，前述劃線係藉由刀尖51之滑動或轉動等同時形成溝渠線TL及裂痕線CL(圖3(B))，裂痕線CL之形成時機與本實施形態不同。
其次，沿裂痕線CL分斷玻璃基板4(圖2：步驟S50)。亦即進行所謂分斷工序。分斷工序係例如藉由向玻璃基板4施加外力使玻璃基板撓曲而得以進行。
又，裂痕線CL在其形成時若在厚度方向DT上徹底行進時，可同時進行裂痕線CL之形成與玻璃基板4之分斷。該情形時，可省略分斷工序。
根據本實施形態，玻璃基板4之分斷形狀係由溝渠線TL之形狀所 規定。與先前之劃線不同，溝渠線TL即便包含曲線部亦可以穩定地形成。因此，可以沿包含曲線部之形狀穩定地分斷玻璃基板4。特別係曲線部具有5mm以下之曲率半徑之情形，適用本實施形態之效果顯著。
(實施形態2)
參照圖5(A)，本實施形態中，被按壓於玻璃基板4之表面SF之起點NS(一處)之刀尖51係朝方向DB而非方向DA滑動。方向DB係沿側部PS朝突起部PP之延伸方向(參照圖3(A)及(B))在表面SF上之投影者，與軸方向AX朝表面SF上投影之方向在逆向大致對應。此時，刀尖51係藉由柄部52在表面SF上按壓前行。藉由上述滑動形成溝渠線TL(圖4(A))。
參照圖5(B)，根據刀尖51之位置NC返回至起點NS，開始沿溝渠線TL朝方向EB形成裂痕線CL(圖4(B))(圖2：步驟S40)。裂痕沿溝渠線TL所伸展之方向EB，與形成溝渠線TL之工序中之刀尖51之滑動方向DA(圖1(A))相同。
又，關於上述以外之構成，因與前述實施形態1之構成大略相同，故就相同或對應之要素賦予相同符號，不再重複其說明。
藉由本實施形態亦可得到與實施形態1大略相同之效果。
(實施形態3)
參照圖6(A)，本實施形態中，被按壓在玻璃基板4之表面SF上之起點NS(一處)之刀尖51(圖3(A)及(B))自起點NS朝方向DA滑動至遠離之終點NE。藉由此滑動形成包含曲線部之溝渠線TL(圖4(A))。到達終點NE之刀尖51自玻璃基板4之表面SF離開。
參照圖6(B)，藉由在溝渠線TL上朝玻璃基板4施加應力，開始形成裂痕線CL之工序。本實施形態中，在玻璃基板4之表面SF上，形成與溝渠線TL交叉之劃線SL。劃線SL與溝渠線TL在交點NA及NB之各 交點交叉。藉此，自交點Na及Nb之各交點起，開始朝方向DA之逆向EA形成裂痕線CL。為開始形成裂痕線CL，在無法藉由劃線SL之形成獲取足夠之應力之情形下，亦可藉由沿劃線SL之玻璃基板4之分斷施加更大應力，而開始形成裂痕線CL。此外無需一定要設置兩個交點Na及Nb，只需設置作為朝方向EA形成裂痕線CL之起點堪稱合適之交點即可。具體而言，至少設置交點Na，即可沿溝渠線TL中包含其曲線部之主要部分形成裂痕線CL。此外，應力之施加方法，並非限定於上述之方法者。
又，關於上述以外之構成，因與前述實施形態1之構成大略相同，故就相同或對應之要素賦予相同符號，不再重複其說明。
藉由本實施形態亦可得到與實施形態1大略相同之效果。此外根據本實施形態，亦可沿非閉合曲線之形狀分斷玻璃基板4。
(實施形態4)
參照圖7(A)，本實施形態中，被按壓在玻璃基板4之表面SF之起點NS之刀尖51(圖3(A)及(B))係朝方向DB滑動至終點NE。藉由此滑動，形成包含曲線部之溝渠線TL(圖4(A))。到達終點NE之刀尖51自玻璃基板4之表面SF離開。
參照圖7(B)，藉由在溝渠線TL上對玻璃基板4施加應力，形成裂痕線CL之工序開始。本實施形態中，在玻璃基板4之表面SF上，形成與溝渠線TL相交叉之劃線SL。劃線SL與溝渠線TL在交點Na及Nb之各交點交叉。藉此，自交點Na及Nb之各交點起，朝與方向DB相同之方向EB，開始形成裂痕線CL。為開始形成裂痕線CL，在無法藉由劃線SL之形成獲取足夠之應力之情形下，亦可藉由沿劃線SL之玻璃基板4之分斷施加更大應力，而開始形成裂痕線CL。此外無需一定要設置兩個交點Na及Nb，只需設置作為朝方向EB形成裂痕線CL之起點堪稱合適之交點即可。具體而言，至少設置交點Nb，即可沿溝渠線TL中 包含其曲線部之主要部分形成裂痕線CL。此外，應力之施加方法，並非限定於上述之方法者。
又，關於上述以外之構成，因與上述實施形態2或者3之構成大略相同，故就相同或對應之要素賦予相同符號，不再重複其說明。
藉由本實施形態亦可得到與實施形態3大略相同之效果。
(實施形態5)
參照圖8(A)及(B)，在上述各實施形態中，亦可使用刀尖51v替代刀尖51(圖3(A)及(B))。刀尖51v具有包含頂點與圓錐面SC之圓錐形狀。刀尖51v之突起部PPv係由頂點構成。刀尖之側部PSv係沿自頂點在圓錐面SC上延伸之假想線(圖8(B)中之虛線)而構成。藉此，側部PSv具有線狀延伸之凸形狀。
上述各實施形態中係使用玻璃基板作為脆性基板，但脆性基板不只限定於玻璃基板，只要係由脆性材料所製作之基板即可。作為玻璃以外之脆性材料，有例如陶瓷、矽、化合物半導體、藍寶石，或者石英。
本發明在其發明範圍內，可自由組合各實施形態，或是適當變形、省略各實施形態。
4‧‧‧玻璃基板(脆性基板)
CL‧‧‧裂痕線
DA‧‧‧方向
EA‧‧‧方向
IVA‧‧‧線
IVB‧‧‧線
NC‧‧‧刀尖51之位置
NS‧‧‧起點
SF‧‧‧玻璃基板4之表面
TL‧‧‧溝渠線

Claims (5)

  1. 一種脆性基板之分斷方法，該方法包含：準備脆性基板之工序，該脆性基板具有表面且具有垂直於前述表面之厚度方向；按壓工序，其係在前述脆性基板之前述表面按壓刀尖者；及形成溝渠線之工序，其係將藉由前述按壓工序被按壓之前述刀尖，在前述脆性基板之前述表面上滑動，藉此在前述脆性基板之前述表面上產生塑性變形，而形成具有溝形狀之溝渠線者，前述形成溝渠線之工序係為獲得下述狀態而進行，即，在前述溝渠線之正下方之前述脆性基板與前述溝渠線在交叉方向上連續相連接狀態之無裂痕狀態，前述溝渠線包含曲線部；且進一步包含形成裂痕線之工序，其係沿前述溝渠線伸展前述脆性基板在前述厚度方向之裂痕，藉此形成裂痕線者；而且藉由前述裂痕線，分斷在前述溝渠線之正下方之前述脆性基板與前述溝渠線在交叉方向上之連續之連接。
  2. 如請求項1之脆性基板之分斷方法，其中前述形成溝渠線之工序包含：刀尖滑動工序，其係前述刀尖在前述脆性基板之前述表面之一處上滑動者；及刀尖返回工序，其係藉由將前述刀尖進一步持續滑動，將前述刀尖返回至前述之一處者；且前述形成裂痕線之工序，係藉由前述刀尖返回至前述之一處而開始。
  3. 如請求項1之脆性基板之分斷方法，其中進一步包含離開刀尖之工序，其係在前述形成溝渠線之工序之後且在前述形成裂痕線 之工序之前，使前述刀尖自前述脆性基板之前述表面離開者，且前述形成裂痕線之工序係藉由在前述溝渠線上對前述脆性基板施加應力而開始。
  4. 如請求項1至3中任一項之脆性基板之分斷方法，其中前述形成裂痕線之工序中沿前述溝渠線之裂痕之伸展方向與前述形成溝渠線之工序中之前述刀尖之滑動方向相反。
  5. 如請求項1至3中任一項之脆性基板之分斷方法，其中前述形成裂痕線之工序中沿前述溝渠線之裂痕之伸展方向與前述形成溝渠線之工序中之前述刀尖之滑動方向相同。
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