TW201620843A - 脆性基板之分斷方法 - Google Patents

Abstract

本發明係進行沿於其正下方無裂痕且以低負荷形成之溝槽線之分斷。 藉由使刀尖移動而於脆性基板11之表面SF1上以獲得無裂痕狀態之方式形成經由一點N2延伸之溝槽線TL。藉由沿於一點N2與溝槽線TL交叉之線BL將脆性基板11分離，而以維持無裂痕狀態之方式形成露出溝槽線TL之端面SE。使端面SE之表面粗糙度增大。其次，沿溝槽線TL分斷脆性基板11。

Description

脆性基板之分斷方法

本發明係關於脆性基板之分斷方法。

於平板顯示器面板或太陽能電池面板等電氣機器之製造中，常常需要將玻璃基板等脆性基板分斷。首先於基板上形成劃線，其次沿該劃線分斷基板。劃線可藉由使用刀尖機械性對基板進行加工而形成。藉由刀尖於基板上滑動或滾動而於基板上形成由塑性變形所致之溝槽，並同時於該溝槽之正下方形成有垂直裂痕。其後，實施稱為分斷步驟之應力賦予。由此藉由使上述垂直裂痕完全沿厚度方向行進而分斷基板。

分斷基板之步驟相對較多的是於在基板形成劃線之步驟後立即進行。然而，亦提出於形成劃線之步驟與分斷步驟之間進行加工基板之步驟。

例如根據國際公開第2002/104078號之技術，於有機EL(electroluminescence，電致發光)顯示器之製造方法中，於安裝密封頂蓋之前，針對成為各有機EL顯示器之每一區域而於玻璃基板上形成劃線。因此，可避免於在設置密封頂蓋之後於玻璃基板上形成劃線時成為問題之密封頂蓋與玻璃切割器之接觸。

又，例如根據國際公開第2003/006391號之技術，於液晶顯示面板之製造方法中，將2個玻璃基板於形成劃線之後加以貼合。由此可於1次分斷步驟中同時將2片脆性基板分斷。

[現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]國際公開第2002/104078號

[專利文獻2]國際公開第2003/006391號

根據上述以往之技術，對脆性基板之加工係於形成劃線之後進行，藉由其後之應力賦予而進行分斷步驟。此意味著於對脆性基板加工時沿劃線全體既已存在有垂直裂痕。由此，於加工中意外產生該垂直裂痕於厚度方向上之進一步伸展，由此於加工中本該一體之脆性基板有可能分離。又，即便於未於劃線之形成步驟與基板之分斷步驟之間進行基板之加工步驟之情形時，通常於劃線之形成步驟之後且基板之分斷步驟之前需要搬送或保管基板，此時基板亦有時會意外地被分斷。

為解決上述問題，本發明者開發出獨自之分斷技術。根據該技術，首先形成未於正下方具有裂痕之溝槽線作為規定將脆性基板分斷之位置之線。藉由形成有溝槽線而規定將脆性基板分斷之位置。其後，只要維持溝槽線之正下方不存在裂痕之狀態，則不易產生沿溝槽線之分斷。藉由使用該狀態，可預先規定將脆性基板分斷之位置，並且亦可防止脆性基板於應分斷之時間點之前意外分斷。

如上所述，溝槽線與通常之劃線相比更難以產生沿其之分斷。此意味著於防止沿溝槽線之意外分斷之方面有用，但另一方面，意味著於進行沿溝槽線之有意圖之分斷中，需要特別適於產生沿溝槽線之裂痕之處理。本發明者作為上述處理之一而已發現可使用沿與溝槽線交叉之線分斷脆性基板之處理。然而，於在形成溝槽線時對刀尖施加之負荷相對較小之情形時，於上述處理中，有時不會產生沿溝槽線之 裂痕。存在因更切實地防止意外分斷、或刀尖長壽命化之理由而要求降低負荷之情形。由此即便於該情形時，亦要求可沿溝槽線產生裂痕之處理。

本發明係為解決以上問題而完成者，其目的在於提供即便於利用低負荷形成溝槽線之情形時亦可進行沿其正下方不具有裂痕之溝槽線之分斷之脆性基板之分斷方法。

脆性基板之分斷方法具有以下步驟。

藉由使刀尖一面向脆性基板之表面上按壓一面移動而於表面上產生塑性變形，由此於表面上形成經由一點而延伸之溝槽線。形成溝槽線之步驟係以獲得於溝槽線之正下方脆性基板於與溝槽線交叉之方向上連續地相連之狀態即無裂痕狀態之方式進行。

藉由沿於脆性基板之表面上之一點與溝槽線交叉之線分離脆性基板而形成有露出溝槽線之端面。分離脆性基板之步驟係以維持無裂痕狀態之方式進行。

使端面之表面粗糙度增大。於使端面之表面粗糙度增大之後，沿溝槽線分斷脆性基板。分斷脆性基板之步驟包括藉由對於端面上露出溝槽線之部位施加應力而使裂痕以部位為起點沿溝槽線伸展之步驟。

根據本發明，使露出溝槽線之端面之表面粗糙度增大。由此，易於產生以於端面上露出溝槽線之部位為起點之裂痕。由此，即便於利用低負荷形成溝槽線之情形時亦可進行沿其正下方不具有裂痕之溝槽線之分斷。

11‧‧‧玻璃基板(脆性基板)

50、50R、50v‧‧‧劃線器具

51、51v‧‧‧刀尖

51R‧‧‧劃線輪

52‧‧‧柄

52R‧‧‧保持器

53‧‧‧銷

80‧‧‧載台

81‧‧‧襯墊物

85‧‧‧分斷桿

AX‧‧‧軸方向

BL‧‧‧線

CL‧‧‧裂痕線

CT1‧‧‧箭頭

CT2‧‧‧箭頭

DA、DB‧‧‧行進方向

DC‧‧‧方向

DL‧‧‧劃線方向

DN‧‧‧法線方向

DT‧‧‧厚度方向

F‧‧‧負荷

Fp‧‧‧垂直成分

Fi‧‧‧面內成分

IIIA、XI、XII、XIII‧‧‧線

MS‧‧‧表面形狀

N1、N2、N3‧‧‧點(一點)

PF‧‧‧外周部

PP、PPv‧‧‧突起部

PR、RT、V‧‧‧箭頭

PS、PSv‧‧‧側部

RX‧‧‧旋轉軸

SD1‧‧‧頂面

SD2、SD3‧‧‧側面

SC‧‧‧圓錐面

SE‧‧‧端面

SF1‧‧‧上表面(表面)

SF2‧‧‧下表面

TL‧‧‧溝槽線

S10、S20、S30、S40‧‧‧步驟

圖1係概略性地表示本發明之實施形態1之脆性基板之分斷方法 之流程圖。

圖2係概略性地表示本發明之實施形態1之脆性基板之分斷方法之一步驟之俯視圖。

圖3係沿圖2之線IIIA-IIIA之概略部分剖視圖，(A)為表示無裂痕狀態之溝槽線之圖，及(B)為表示其比較例之圖。

圖4係概略性地表示本發明之實施形態1之脆性基板之分斷方法之一步驟之俯視圖。

圖5係圖4之箭頭V之視野下之脆性基板之端面之概略部分側視圖。

圖6係概略性地表示本發明之實施形態1之脆性基板之分斷方法之一步驟之剖視圖。

圖7係概略性地表示本發明之實施形態1之脆性基板之分斷方法之一步驟之剖視圖。

圖8係圖7之箭頭VIII之視野下之概略部分側視圖。

圖9係概略性地表示本發明之實施形態1之脆性基板之分斷方法之一步驟之剖視圖。

圖10係概略性地表示本發明之實施形態1之脆性基板之分斷方法之一步驟之剖視圖。

圖11(A)係概略性地表示本發明之實施形態1之脆性基板之分斷方法中所使用之劃線器具之構成之側視圖，及(B)係與圖11(A)之箭頭XI對應之視野下之刀尖之仰視圖。

圖12(A)係概略性地表示圖11之變化例之劃線器具之構成之側視圖，及(B)係與圖12(A)之箭頭XII對應之視野下之刀尖之仰視圖。

圖13係概略性地表示本發明之實施形態2之脆性基板之分斷方法之一步驟之俯視圖。

圖14係概略性地表示本發明之實施形態2之脆性基板之分斷方法 之一步驟之俯視圖。

圖15係概略性地表示本發明之實施形態2之脆性基板之分斷方法中所使用之劃線器具之構成之側視圖。

圖16(A)係概略性地表示圖15之劃線輪及銷之構成之前視圖，及(B)係圖16(A)之部分放大圖。

以下，基於圖式對本發明之各實施形態之脆性基板之分斷方法進行說明。再者，於以下之圖式中對相同或相當之部分附上相同參照編號，且不重複其說明。

(實施形態1)

圖1係概略性地表示本實施形態之玻璃基板11(脆性基板)之分斷方法之流程圖。圖2係概略性地表示剛完成步驟S20(圖1)後之狀態之俯視圖。

首先，準備玻璃基板11(圖1：步驟S10)。玻璃基板11具有上表面SF1(表面)、及其相反面即下表面。又，準備設置有刀尖之劃線器具，下文會進行詳細敍述。

其次，使刀尖一面向玻璃基板11之上表面SF1上按壓一面移動。由此於上表面SF1上產生塑性變形。其結果，於上表面SF1上形成自點N1經由點N2(一點)向點N3延伸之溝槽線TL(圖1：步驟S20)。於形成溝槽線TL時，刀尖於點N2上向劃線方向DL(一方向)移動。再者，點N1~N3表示上表面SF1上之位置。

藉由根據需要重複上述溝槽線TL之形成步驟，而可形成所期望之數量之溝槽線TL。圖2例示形成有3個溝槽線TL之情形。

參照圖3(A)，形成溝槽線TL之步驟係以獲得於溝槽線TL之正下方玻璃基板11於與溝槽線TL交叉之方向DC上連續地相連之狀態(稱為無裂痕狀態)之方式進行。

再者圖3(B)表示未處於無裂痕狀態之溝槽線TL。於該狀態下，玻璃基板11藉由於溝槽線TL之正下方沿溝槽線TL延伸之裂痕線CL，而於與溝槽線TL交叉之方向DC上分斷。為分斷玻璃基板而形成之以往之典型之劃線係伴隨有裂痕線CL者，而非為以無裂痕狀態形成者。

其次，沿於玻璃基板11之上表面SF1上之點N2與溝槽線TL交叉之線BL分離玻璃基板11。該分離例如可藉由沿線BL之通常之劃線之形成、及其後之通常之分斷步驟而進行。

參照圖4，藉由上述分離而形成露出溝槽線TL之端面SE(圖1：步驟S30)。於露出溝槽線TL之部位之端面SE之法線方向(法線向量)DN具有劃線方向DL(圖2)之成分。法線方向DN與劃線方向DL較佳為大致相同。

參照圖5，分離玻璃基板11之步驟係以維持無裂痕狀態之方式進行。因此，於形成上述之溝槽線TL時對刀尖施加之負荷，只要為足以於上表面SF1上產生塑性變形之大小但又不過度大即可。

其次，使端面SE之表面粗糙度增大。該步驟可藉由對端面SE之至少露出溝槽線TL之部位進行伴隨有微小破碎之機械加工而進行，具體而言，可藉由對端面SE之露出溝槽線TL之部位進行磨削而進行。該磨削例如可使用銼刀或帶軸磨石等工具進行。

其次，沿溝槽線TL分斷玻璃基板11(圖1：步驟S40)。基於該目的，藉由對於端面SE上露出溝槽線TL之部位施加應力之分斷步驟，而使裂痕以該部位為起點沿溝槽線TL伸展。分斷步驟可根據溝槽線TL之數量而進行複數次。以下，對較佳之分斷步驟之詳細內容進行說明。

參照圖6，以玻璃基板11之上表面SF1隔著襯墊物81而與載台80對向之方式，將形成有溝槽線TL之玻璃基板11(圖2)隔著襯墊物81而 載置於載台80上。襯墊物81包含較玻璃基板11及載台80之材料更易於變形之材料。

參照圖7及圖8來準備分斷桿85。分斷桿85較佳為如圖8所示般具有以可局部性地按壓玻璃基板11之表面之方式突出之形狀，於圖8中具有大致V字狀之形狀。如圖7所示般，該分斷桿85之突出部分呈直線狀延伸。

其次，使分斷桿85接觸於玻璃基板11之下表面SF2之一部分。該接觸部分自玻璃基板11之端面SE離開。

其次，如箭頭CT1所示般，上述接觸部分沿溝槽線TL擴展，且向端面SE之側靠近。於上述之最初接觸時，或藉由繼其後之接觸部分之擴展，而產生分斷桿85於下表面SF2上接觸於與溝槽線TL對向之部分、且自端面SE離開之狀態。

參照圖9，如箭頭CT2所示般，上述接觸部分到達玻璃基板11之端面SE。由此對端面SE施加應力。其結果，產生以於端面SE上露出溝槽線TL之部位(圖5)為起點之裂痕。該裂痕沿溝槽線TL伸展(參照圖10之箭頭PR)。

藉由以上分斷步驟而進行玻璃基板11之分斷。

參照圖11(A)及(B)，接下來對本實施形態中所使用之較佳之劃線器具50進行說明。劃線器具50藉由利用安裝於劃線頭(未圖示)來相對於玻璃基板11相對性地移動而對玻璃基板11進行劃線。劃線器具50具有刀尖51及柄52。刀尖51被保持於柄52。

於刀尖51設置有頂面SD1(第1面)、及包圍頂面SD1之多個面。這些多個面包含側面SD2(第2面)及側面SD3(第3面)。頂面SD1、側面SD2及SD3朝向互不相同之方向，且相互相鄰。刀尖51具有頂面SD1、側面SD2及SD3合流之頂點，由該頂點構成刀尖51之突起部PP。又，側面SD2及SD3形成構成刀尖51之側部PS之稜線。側部PS自 突起部PP呈線狀延伸。又，側部PS如上所述為稜線，因此具有呈線狀延伸之凸形狀。

刀尖51較佳為金剛石筆。即較佳為刀尖51由金剛石製成。該情形時，可容易地使硬度較高且使表面粗糙度較小。更較佳為刀尖51由單晶金剛石製成。就結晶學上而言，進而較佳為頂面SD1為{001}面，側面SD2及SD3之各者為{111}面。該情形時，側面SD2及SD3雖然具有相異之方向，但於結晶學上為相互等效之結晶面。

再者，亦可使用不為單晶之金剛石，例如，亦可使用利用CVD(Chemical Vapor Deposition，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不包含鐵族元素等黏結劑而燒結成之多晶金剛石，或藉由鐵族元素等黏結劑使金剛石粒子黏結之燒結金剛石。

柄52沿軸方向AX延伸。刀尖51較佳為以頂面SD1之法線方向大致沿軸方向AX之方式安裝於柄52上。

將劃線器具50應用於本實施形態之情形時，被按壓之刀尖51係於上表面SF1上向行進方向DA滑動。行進方向DA為將自突起部PP沿側部PS延伸之方向投影至上表面SF1上之方向，大致對應於將軸方向AX向上表面SF1上投影之方向。再者，當使用與行進方向DA相反之行進方向DB時，於本實施形態中難以產生沿溝槽線TL之裂痕。推測此種方向相依性係起因於由形成溝槽線TL所產生之玻璃基板11內之應力之分佈。

參照圖12(A)及(B)，亦可使用劃線器具50v作為變化例。劃線器具50v之刀尖51v呈具有頂點及圓錐面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係自頂點沿於圓錐面SC上延伸之假想線(圖21(B)之虛線)而構成。由此，側部PSv具有呈線狀延伸之凸形狀。

根據本實施形態，使露出溝槽線TL之端面SE(圖5)之表面粗糙度增大。由此，易於產生以於端面SE上露出溝槽線TL之部位為起點之裂痕。由此，即便於以低負荷形成溝槽線TL之情形時，亦可沿於其正下方不具有裂痕之溝槽線TL(圖3(A))進行分斷。

(實施形態2)

參照圖13，與實施形態1(圖2)大致相同地於玻璃基板11之上表面SF1上形成溝槽線TL。其中對用於形成溝槽線TL而言較佳之劃線器具、或其刀尖之姿勢，於實施形態1及2之間互不相同。下文對該點之詳細內容進行敍述。

其次，與實施形態1相同沿線BL分離玻璃基板11。

參照圖14，藉由上述分離而形成有露出溝槽線TL之端面SE。於露出溝槽線TL之部位上之端面SE之法線方向DN，於本實施形態中具有與劃線方向DL(圖13)為相反方向之成分。法線方向DN與劃線方向DL較佳為大致相反。

其次，進行與實施形態1大致相同之步驟。即，使端面SE之表面粗糙度增大，繼而沿溝槽線TL分斷玻璃基板11。

參照圖15，其次，說明對於本實施形態中使用而言較佳之劃線器具50R。劃線器具50R具有劃線輪51R、保持器52R、及銷53。劃線輪51R具有大致圓盤狀之形狀，其直徑典型為數mm左右。劃線輪51R係可繞旋轉軸RX旋轉地經由銷53而被保持於保持器52R。

劃線輪51R具有設置有刀尖之外周部PF。外周部PF繞旋轉軸RX呈圓環狀延伸。外周部PF如圖16(A)所示般，於目視級別上呈稜線狀峭立，由此構成包含稜線與傾斜面之刀尖。另一方面，於顯微鏡級別上，於劃線輪51R藉由向玻璃基板11內侵入而實際上作用之部分(圖16(B)之較二點鏈線靠下方)，外周部PF之稜線具有微細之表面形狀MS。表面形狀MS於前視下(圖16(B))，較佳為呈具有有限之曲率半徑 之曲線形狀。

劃線輪51R使用超硬合金、燒結金剛石、多晶金剛石或單晶金剛石等硬質材料而形成。於減小上述稜線及傾斜面之表面粗糙度之觀點來看，劃線輪51R全體亦可由單晶金剛石製成。

為使用劃線器具50R形成溝槽線TL(圖15)，而使劃線器具50R之刀尖於玻璃基板11之上表面SF1上向行進方向DB移動(參照圖15)。換言之，使刀尖於玻璃基板11之上表面SF1上滾動(箭頭RT)。

此時，對刀尖施加之負荷F具有與玻璃基板11之厚度方向DT平行之垂直成分Fp、及與上表面SF1平行之面內成分Fi。由劃線輪51R之滾動所致之劃線輪51R之行進方向DB與面內成分Fi之方向相同。換言之，劃線方向DL(圖13)與面內成分Fi之方向相同。

即便根據本實施形態，亦可獲得與實施形態1大致相同之效果。進而根據本實施形態，於形成溝槽線TL時可使用劃線輪51R。再者，當將劃線輪51R應用於實施形態1時，與本實施形態相比，難以沿溝槽線TL產生裂痕。

再者，亦可使用劃線器具50或50v代替劃線器具50R。該情形時，較佳為與實施形態1相反，不使用行進方向DA而使用其相反方向即行進方向DB。由此，更易於沿溝槽線TL產生裂痕。

上述各實施形態之脆性基板之分斷方法可特佳地應用於玻璃基板，但脆性基板亦可由除玻璃以外之材料製成。例如作為除玻璃以外之材料，亦可使用陶瓷、矽、化合物半導體、藍寶石或石英。

11‧‧‧玻璃基板(脆性基板)

BL‧‧‧線

DL‧‧‧劃線方向

IIIA‧‧‧線

N1、N2、N3‧‧‧點(一點)

SF1‧‧‧上表面(表面)

TL‧‧‧溝槽線

Claims (7)

1. 一種脆性基板之分斷方法，其包括如下步驟：藉由使刀尖一面向脆性基板之表面上按壓一面移動而於上述表面上產生塑性變形，由此於上述表面上形成經由一點延伸之溝槽線；且形成上述溝槽線之步驟係以獲得於上述溝槽線之正下方上述脆性基板於與上述溝槽線交叉之方向上連續地相連之狀態即無裂痕狀態之方式進行；該脆性基板之分斷方法進而包括如下步驟：藉由沿於上述脆性基板之上述表面上之上述一點與上述溝槽線交叉之線分離上述脆性基板，而形成露出上述溝槽線之端面；且分離上述脆性基板之步驟係以維持上述無裂痕狀態之方式進行；該脆性基板之分斷方法進而包括：使上述端面之表面粗糙度增大之步驟；及於使上述端面之表面粗糙度增大之步驟之後，沿上述溝槽線分斷上述脆性基板之步驟；且分斷上述脆性基板之步驟包括如下步驟：藉由對於上述端面上露出上述溝槽線之部位施加應力而使裂痕以上述部位為起點沿上述溝槽線伸展。
2. 如請求項1之脆性基板之分斷方法，其中使上述端面之表面粗糙度增大之步驟包括對上述端面進行機械性加工之步驟。
3. 如請求項2之脆性基板之分斷方法，其中進行上述機械性加工之步驟包括對上述端面進行磨削之步驟。
4. 如請求項1至3中任一項之脆性基板之分斷方法，其中於形成上述溝槽線之步驟中，上述刀尖係朝一方向於上述一點上移動，露出上述溝槽線之部位之上述端面之法線方向具有上述一方向之成分。
5. 如請求項4之脆性基板之分斷方法，其中形成上述溝槽線之步驟 包括使上述刀尖於上述脆性基板之上述表面上滑動之步驟。
6. 如請求項1至3中任一項之脆性基板之分斷方法，其中於形成上述溝槽線之步驟中，上述刀尖係朝一方向於上述一點上移動，露出上述溝槽線之部位之上述端面之法線方向具有與上述一方向相反之方向之成分。
7. 如請求項6之脆性基板之分斷方法，其中形成上述溝槽線之步驟包括使上述刀尖於上述脆性基板之上述表面上滾動之步驟。