TW202404772A - 溝槽加工工具及溝槽加工方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種溝槽加工工具，其可進行可以於溝槽底殘留薄皮之樹脂膜之方式將樹脂膜帶狀地剝離，並且於加工互相交叉之X-Y方向之帶狀之溝槽時，於交點部沒有膜剝離發生之溝槽加工。 溝槽加工工具，構成為包含：工具本體1，於下部具備刃前緣形成部2；刃前緣形成部2具備：朝向工具移動方向之前面2a、左右側面2c、2d及底面2e、以及形成於前面2e之下緣部之刃部3；刃部3係由從底面2e之端緣附近向斜上方傾斜之第一刃面5、相對於該第一刃面相交成銳角之朝上之第二刃面6、以及藉由上述第一刃面與第二刃面形成之銳利之刃前緣7所形成；刃部3之左右側面3a、3b以越到達成為下面之前述第一刃面則寬度越窄之方式傾斜形成。

Description

溝槽加工工具及溝槽加工方法

本發明是關於在積層於脆性材料基板上之樹脂膜形成溝槽之溝槽加工工具及溝槽加工方法，更具體地是，適合於將貼附有樹脂膜之玻璃基板等進行分斷加工時，事先將分斷預定線附近之樹脂膜帶狀地去除之加工之溝槽加工工具及使用該溝槽加工工具之溝槽加工方法。

以往，有採用藉由在玻璃基板等脆性材料基板上事先圖案形成多個元件，之後使用刻劃輪等之基板切斷用工具於基板上加工切痕並分割，來量產上述元件之製造方法。 在如上述之元件製造步驟中，如圖7所示，於大片之母基板W上設定互相交叉之X-Y方向之分斷預定線S1、S2，藉由沿著此等分斷預定線進行分斷而分割為構成個別之元件的方形之各單位基板W1。 雖藉由上述製造步驟可製造各種之元件，但於此等元件之中有例如如指紋感測器般於基板表面積層有功能性樹脂膜之元件。

積層有樹脂膜之玻璃基板，由於樹脂膜與玻璃之物性極度不同，故使用於玻璃基板形成切痕之刻劃輪將玻璃基板與樹脂膜同時加工是困難的。因此，使用對樹脂膜加工溝槽之溝槽加工工具沿著分斷預定線將樹脂膜帶狀地剝離後，從在剝離之溝槽底露出的玻璃基板之表面、或該玻璃基板之（沒有樹脂膜之）背面以刻劃輪等於基板形成切痕，最後使基板彎曲等而沿著分斷預定線分斷。

作為可對樹脂膜加工溝槽之溝槽加工工具之習知例，例如，有於專利文獻1或專利文獻2揭示者。 於專利文獻1揭示之剝離切刀（溝槽加工工具），是於將液晶面板之偏光板切削時可使用之如雕刻刀之切刃之剝離切刀，具備具有既定寬度之銳利之刃前緣的刃前緣部。在此，除了有記載刃前緣剖面形狀除了大致V字狀（圖1）者以外，還記載了為了增加剝離寬度而設成ㄈ之字狀、梯形狀、半圓狀、以及圓形等各種之刃前緣形狀者（圖32），於將偏光板切削時，藉由以於刃部前端全域形成離隙角而僅使刃前緣前端對玻璃表面進行線接觸之方式一邊按壓一邊使其移動，如雕刻刀般將樹脂膜以刃前緣之剖面形狀剝離去除（圖2等）。

此利用剝離切刀進行之加工，其目的是，將玻璃基板上之成膜（偏光板等之膜、樹脂膜、以及保護膜等亦包含在內）進行切削、剝離、以及去除以使玻璃基板之表面完全露出。因此，使剝離切刀之刃前緣前端抵接於玻璃基板之玻璃表面，且在按壓於玻璃基板之狀態下使前端刃部移動。

然而，剝離切刀，如雕刻刀般僅使朝向行進方向之銳利刃前緣之前端以對玻璃表面進行線接觸之方式移動，故刃前緣始終往向下方侵入之方向作用，若刃前緣對玻璃表面強力接觸則基板容易損傷。此外，由於僅刃前緣前端之狹窄之線接觸面接觸基板，故難以調整對狹窄之接觸面施加之壓力，而難以將按壓力控制為刃前緣不對玻璃表面強力接觸。

若因與剝離切刀之刃前緣之接觸而於玻璃表面有損傷，則在後步驟中使玻璃基板彎曲而進行分斷時龜裂會往與分斷預定線不同之方向進展而成為不良品之發生要因。此外，亦有於分斷端面產生缺口等瑕疵而無法獲得高品質之製品之問題。 另外，隨著元件不同，亦有從元件構造、功能、性能、以及良率等各種之觀點而不容許刃前緣與玻璃基板直接接觸之情形。

例如關於指紋感測器用元件，亦於將功能性樹脂膜之一部分以溝槽加工工具剝離時，不希望溝槽加工工具接觸基板表面，故為了使溝槽加工工具之刃前緣確實不接觸玻璃表面，要求在溝槽底稍微殘留薄皮之狀態下，例如在樹脂膜之厚度為50μm之情形時殘留10～15μm之薄皮之狀態下進行剝離，目前期望有適於如上述溝槽加工之溝槽加工工具。

關於此點，於專利文獻2記載之剝離用工具（溝槽加工工具），有記載具有：垂直之左右側壁、夾於左右側壁之矩形之底面、以及從底面傾斜上升之斜面；底面與斜面成為刃面且夾於此等刃面之邊緣成為刃前緣，藉由成為使此底面對基板之主面（樹脂膜表面）平行地進行面接觸之姿勢並使刃前緣移動，可將樹脂膜以固定之溝槽寬度剝離。

根據此剝離用工具，底面成為主面（樹脂膜表面）之抑制面而抑制刃前緣（邊緣）之侵入，且可以撈起由刃前緣剝離之樹脂部分之方式加工溝槽。因此，只要採用此剝離用工具，即可在以刃前緣不接觸玻璃基板表面之方式將樹脂膜之薄皮殘留於基板表面之狀態下進行剝離。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2008-116969號公報 [專利文獻2]日本特開2015-229259號公報

［發明欲解決之課題］

然而，若使用記載於專利文獻2之剝離用工具來加工互相正交之X-Y方向之溝槽，則有時在交點之特定位置會有樹脂膜之膜剝離發生。亦即，如圖8所示，若對最初加工後之溝槽，例如X方向之溝槽V1加工Y方向之溝槽V2，則有時於與溝槽V1之交點部分在工具行進方向前方側（工具脫離側）會有於成為製品之單位基板W1之角部發生膜剝離（圖之塗黑部分）之狀況。若有如上述之膜剝離發生，則分斷後之單位基板W1之品質會降低，並且於樹脂膜是像指紋感測器般之功能性膜之情形，會因膜剝離而對元件性能帶來嚴重之不良影響。

因此，本發明鑑於上述課題，其目的在於，提供可沿著互相交叉之分斷預定線不使膜剝離發生而以既定之溝槽寬度將樹脂膜精度良好地剝離而進行溝槽加工之溝槽加工工具及加工方法。 此外，其目的在於提供可以溝槽加工工具之刃前緣不直接接觸基板表面之方式，在溝槽底殘留少許樹脂膜之薄皮之狀態下穩定性良好地將樹脂膜剝離之溝槽加工工具及加工方法。 ［用來解決課題之手段］

為了解決上述課題，檢討在交點部之膜剝離問題之發生原因之結果，認為在於下述之點。亦即，若使用專利文獻2之剝離用工具來加工溝槽，則由於工具之左右壁面是垂直的，故如圖6（b）所示，形成之溝槽V之左右側面亦以垂直之面形成。因此，在使用此工具加工任一方之溝槽，例如X方向之溝槽V1後，於加工與溝槽V1正交之Y方向之溝槽V2時，會使得工具前端在與最初加工後之溝槽V1之交點部抵接於溝槽V1之垂直之壁面而一邊將此壁面切裂一邊行進。此時，從刃前緣之行進方向觀看之工具之剖面積相對較大，且工具之左右壁面亦對溝槽之垂直之壁面垂直接觸，故於切裂並行進時，工具從溝槽之壁面接受大的抵抗，並且成為製品之單位基板之角部之樹脂膜被工具之垂直壁面拉扯而剝離，因而有於交點部之膜剝離產生。

因此，為了達成上述目的，在本發明中採用如下之技術手段。亦即，本發明之溝槽加工工具，構成為：包含：工具本體，於下部具備刃前緣形成部；前述刃前緣形成部具備：朝向工具移動方向之前面、左右側面及底面、以及形成於前述前面之下緣部之刃部；前述刃部係由從前述底面之端緣附近向斜上方傾斜之第一刃面、相對於該第一刃面相交成銳角之朝上之第二刃面、以及藉由上述第一刃面與上述第二刃面形成之銳利之刃前緣所形成；前述刃部之左右側面以越到達成為下面之前述第一刃面則寬度越窄之方式傾斜形成之構成。

在此，較佳為，相對於前述刃前緣形成部之底面的前述第一刃面之傾斜角度在1～30度之範圍內形成。 又，較佳為，藉由前述第一刃面與前述第二刃面形成之刃前緣之角度在30～85度之範圍內形成。 進而，較佳為，前述第一刃面之長度L在10～200μm之範圍內形成。 又，較佳為，前述刃部之左右側面之相對於前述第一刃面之傾斜角度在40～60度之範圍內形成。 ［發明之效果］

根據本發明，由於刃部之左右側面以越到達下方則寬度越窄之方式傾斜形成，故加工之溝槽之左右側壁是上寬狀地傾斜形成。而且，在加工相對於最初加工後之溝槽正交之溝槽時，工具刃前緣於其交點部，抵接於最初加工後之溝槽之傾斜側壁並將該傾斜側壁切裂並行進。此時，除了從刃前緣之行進方向觀看之剖面積變小外，由於溝槽之側壁部分傾斜，故刃部從溝槽之側壁受到之抵抗，比起以往之將垂直之側壁面切裂之情形大幅減輕。進而，刃部之傾斜之左右側面成為壓制膜表面之型態，故在交點部分中之工具行進方向前方側，可防止在成為製品之單位基板之角部的膜剝離之發生，可獲得高品質之製品。

此外，在本發明中於加工溝槽時，藉由刃部之左右側面以越到達下方則寬度越窄之方式傾斜形成，使得刃前緣容易往樹脂膜內部切入。另一方面，位於刃部之上面側的第二刃面成為斜面而可將剝離之部分往上方撈起並釋放，並且下面側之第一刃面朝向與被加工面平行之方向成為面接觸之按壓面而可抑制刃前緣之過度侵入。藉此，可使工具之相對於基板之位置精度及按壓力穩定而微調整變容易，可在溝槽之底部殘留薄皮之狀態下精度良好地加工溝槽，可防止由刃前緣導致之對玻璃板面之損傷。

以下，關於本發明之細節一邊參照圖式一邊進行說明。 圖1是顯示本發明之溝槽加工工具之一實施例之立體圖，圖2是刃部之放大圖。此溝槽加工工具A，由成為向於圖5所示之刻劃裝置B之刻劃頭17安裝之安裝部的板狀之本體1、以及一體形成於其下端部的刃前緣形成部2所構成。刃前緣形成部2，以朝向工具移動方向之前面2a、以及後面2b、左右側面2c、2d及底面2e形成，以超硬合金或燒結鑽石等硬質材料製造。於此刃前緣形成部2之前面側，以及後面側之下端部分之任一方，或其雙方形成有刃部3。在本實施例中，於成為工具行進方向前端側之前面2a的下緣部設置有刃部3。

刃部3，如以圖2之放大圖所示，由從刃前緣形成部2之底面2e之端緣附近向斜上方傾斜之第一刃面5、相對於第一刃面5相交成銳角之第二刃面6、以及由上述第一刃面5與第二刃面6形成之銳利之刃前緣7所形成。

相對於刃前緣形成部2之底面2e的第一刃面5之傾斜角度α1以1～30度之範圍設定，在本實施例中是以10度形成。形成傾斜角度α1是為了區分底面2e與第一刃面5。藉此，於後述之使用時，第一刃面5作為對基板面進行面接觸之接觸面而發揮作用，使其作為抑制刃前緣之侵入的穩定之按壓面而發揮功能，且是為了不成為必要以上之接觸面積。另外，第一刃面5之長度L在10～200μm之範圍內形成，較佳是在50～100μm左右之範圍內形成。

此外，由第一刃面5與第二刃面6形成之刃部3之角度α2在30～85度之範圍內設定，更佳為考慮強度與銳利度之平衡而以接近60度之角度形成。

進而，如圖2（b）所示，刃部3之左右側面3a、3b以越到達成為對基板接觸之接觸面的第一刃面5則寬度越窄之方式傾斜形成。相對於此第一刃面5之傾斜角度α3在40～60度之範圍內設定，更佳為以50～55度左右形成。此外，刃部3之底部之寬度，亦即第一刃面5之寬度D是在0～70μm之範圍內設定，較佳為30～60μm，更佳為40μm左右。雖然第一刃面5之寬度D越小越容易切入樹脂膜，但藉由設定為30μm以上，更容易抑制刃前緣7之過度侵入，又即使在對脆性材料基板接觸之情形，也不容易傷害脆性材料基板，不容易磨耗。若第一刃面5之寬度D超過70μm，則難以將傾斜角度α3設定為適當之角度。 另外，溝槽加工工具A之本體1不限於板狀，亦可形成為圓柱狀或多角柱形。

圖5是顯示用來安裝溝槽加工工具A以對基板W加工溝槽之刻劃裝置之一例者。刻劃裝置B，具備將基板W載置並吸附保持之水平之吸附平台10。吸附平台10，可沿著水平之軌道11於圖之前後方向移動，以藉由馬達（圖示外）而旋轉之螺桿軸12驅動。另外，吸附平台10，藉由內置馬達之旋轉驅動部13而可在水平面內轉動。此外，具備有橫棧14之橋部15以跨越吸附平台10上之方式設置，於橫棧14設置有水平延伸之導引部16。於導引部16設置有刻劃頭17以可藉由以馬達18作為驅動源之移動機構（圖示外）移動。於此刻劃頭17透過工具保持具19而安裝有溝槽加工工具A。工具保持具19藉由未圖示之附帶彈壓機構之升降機構，而可以微米單位之精度來調整上下高度，並且溝槽加工工具A組裝成可以一定壓力按壓樹脂膜。

在使用上述之溝槽加工工具A對基板W加工溝槽之情形，如圖3以及圖4所示，將刃前緣部7在朝向箭頭之移動方向之狀態下，且，以刃部3之第一刃面5對基板W進行面接觸之方式使溝槽加工工具A傾斜之狀態，亦即，使溝槽加工工具A向移動方向側傾斜第一刃面5之傾斜角度α1而安裝於刻劃裝置B之刻劃頭17。然後，將溝槽加工工具A之第一刃面5按壓於基板W之主面（樹脂膜面），以可以想要之厚度將樹脂膜剝離之方式調整第一刃面5之高度。此時，第一刃面5是設定於樹脂膜之內部且從脆性材料基板之基板表面離開10～15μm之位置。然後，藉由相對於吸附平台10使溝槽加工工具A相對移動，將既定之溝槽寬度之樹脂膜沿著分斷預定線帶狀地剝離以加工X-Y方向之溝槽V1、V2。

於加工此溝槽V1、V2時，藉由刃部之左右側面以越到達下方則寬度越窄之方式傾斜形成，使得刃前緣容易切入樹脂膜內部。另一方面，位於刃部3之上面側的第二刃面6成為斜面而可將剝離之部分如以圖所示般往上方撈起並釋放，並且下面側之第一刃面5成為對被加工面進行面接觸的按壓面而可抑制刃前緣7之過度侵入。藉此，工具A之相對於基板之位置精度及按壓力之微調整變容易，如圖6（a）所示的，可於溝槽之底部殘留薄皮23之狀態下精度良好地加工溝槽。藉此，可確實地消除以刃前緣損傷基板之脆性材料基板面之不良情況。此外，因第一刃面5成為對被加工面進行面接觸的按壓面而使得刃前緣穩定，從而可對厚度50μm之樹脂膜在殘留厚度10～15μm之薄皮部之狀態下穩定性良好地加工溝槽。

此外，由於是以刃部3之左右側面3a、3b以越到達成為下面之第一刃面5則寬度越窄之方式使其傾斜，故加工之溝槽V’成為如圖6（a）所示之上部較寬之形狀，溝槽之左右側壁22往越到達上端則越互相遠離之方向傾斜形成。據此，於加工相對於已先加工之溝槽交叉之溝槽時，工具刃前緣於其交點部，抵接於最初加工後之溝槽之傾斜側壁並將該傾斜側壁切裂並行進。此時，除了從刃部之行進方向觀看之剖面積變小外，由於溝槽之側壁部分傾斜，故刃部從溝槽之側壁受到之抵抗，比起以往的將垂直的側壁面切裂之情形所受到之抵抗，大幅減輕。另外，刃部之傾斜之左右側面成為壓制膜表面之型態，故在交點部分中之工具行進方向前方側，在成為製品之單位基板之角部的膜剝離不會發生。

以上，雖針對本發明之代表性之實施例進行了說明，但本發明並非必須限定於上述之實施型態者，在達成其目的、且不脫離申請專利範圍之範圍內可適當修正及變更。 例如在上述實施例中，顯示了將刃部3設置於刃前緣形成部2之前面下緣之例，但亦可於前後雙方形成刃前緣部3。藉此，若一方磨耗或破損，藉由將溝槽加工工具之安裝方向改變，即可將另一方之刃前緣作為新品來使用。

此外，在上述實施例中雖是殘留10～15μm之薄皮而將樹脂膜剝離，但亦可以使第一刃面5配合脆性材料基板表面而薄皮幾乎不殘留之方式使樹脂膜剝離。於此情形，也是第一刃面5平行地朝向脆性材料基板表面之狀態，故刃前緣7不易侵入脆性材料基板，可一邊抑制由刃前緣7導致的基板之損傷，一邊加工互相交叉之X-Y方向之溝槽。

此外，在上述實施例中雖針對指紋感測器等之功能性樹脂膜之溝槽加工進行了說明，但並不限於此，針對為了基板表面之保護用而積層之樹脂膜亦可適用。 ［產業上之可利用性］

本發明，可於在表面貼附有樹脂膜之玻璃基板等脆性材料基板之分斷時，事先沿著分斷預定線於樹脂膜加工帶狀之溝槽時利用。

A:溝槽加工工具 B:刻劃裝置 D:寬度 L:長度 S1、S2:分斷預定線 V、V’、V1、V2:溝槽 W:基板 W1:單位基板 1:工具本體 2:刃前緣形成部 2a:前面 2b:後面 2c、2d:左右側面 2e:底面 3:刃部 3a、3b:左右側面 5:第一刃面 6:第二刃面 7:刃前緣 10:吸附平台 11:軌道 12:螺桿軸 13:旋轉驅動部 14:橫棧 15:橋部 16:導引部 17:刻劃頭 18:馬達 19:工具保持具 20:脆性材料基板 21:樹脂膜 22:左右側壁 23:薄皮 α1:傾斜角度 α2:角度 α3:傾斜角度

[圖1]是顯示本發明之作為一實施型態之溝槽加工工具之立體圖。 [圖2]是上述溝槽加工工具之刃部之放大圖。 [圖3]是顯示上述溝槽加工工具之使用時之姿勢之側視圖。 [圖4]是上述溝槽加工工具之使用時之刃部之放大側視圖。 [圖5]是顯示安裝溝槽加工工具之刻劃裝置之一例之概略前視圖。 [圖6]的（a）是以本發明之溝槽加工工具加工後之溝槽之剖面圖，（b）是以習知的溝槽加工工具加工後之溝槽之剖面圖。 [圖7]是用來說明玻璃基板之分斷步驟之俯視圖。 [圖8]是用來說明在交點部之膜剝離之現象之俯視圖。

D:寬度

L:長度

2e:底面

3:刃部

3a、3b:左右側面

5:第一刃面

6:第二刃面

7:刃前緣

α1:傾斜角度

α2:角度

α3:傾斜角度

Claims (7)

1. 一種溝槽加工工具，包含： 工具本體，於下部具備刃前緣形成部； 前述刃前緣形成部具備：朝向工具移動方向之前面、左右側面及底面、以及形成於前述前面之下緣部之刃部； 前述刃部係由從前述底面之端緣附近向斜上方傾斜之第一刃面、相對於該第一刃面相交成銳角之朝上之第二刃面、以及藉由上述第一刃面與上述第二刃面形成之銳利之刃前緣所形成； 前述刃部之左右側面以越到達成為下面之前述第一刃面則寬度越窄之方式傾斜形成。
2. 如請求項1記載之溝槽加工工具，其中， 相對於前述刃前緣形成部之底面的前述第一刃面之傾斜角度在1～30度之範圍內形成。
3. 如請求項1記載之溝槽加工工具，其中， 藉由前述第一刃面與前述第二刃面形成之刃前緣之角度在30～85度之範圍內形成。
4. 如請求項1記載之溝槽加工工具，其中， 前述第一刃面之長度L在10～200μm之範圍內形成。
5. 如請求項1記載之溝槽加工工具，其中， 前述刃部之左右側面之相對於前述第一刃面之傾斜角度在40～60度之範圍內形成。
6. 一種溝槽加工方法，對積層於脆性材料基板上之樹脂膜，於互相交叉之X方向及Y方向加工帶狀之溝槽，其係使用溝槽加工工具來加工溝槽，前述溝槽加工工具包含： 工具本體，於下部具備刃前緣形成部； 前述刃前緣形成部具備朝向工具移動方向之前面、左右側面及底面、以及形成於前述前面之下緣部之刃部； 前述刃部係由從前述底面之端緣附近向斜上方傾斜之第一刃面、相對於該第一刃面相交成銳角之朝上之第二刃面、以及由上述第一刃面與上述第二刃面形成之銳利之刃前緣所形成； 前述刃部之左右側面以越到達成為下面之前述第一刃面則寬度越窄之方式傾斜形成； 使前述第一刃面對前述樹脂膜面接觸並於X方向移動以加工溝槽，然後於Y方向移動以加工溝槽。
7. 如請求項6記載之溝槽加工方法，其中 將前述第一刃面設定於前述樹脂膜之內部且從前述脆性材料基板之基板表面離開10～15μm之位置並於X方向及Y方向移動以進行溝槽加工。