TWI290543B - Scribe line forming device and scribe line forming method - Google Patents

Description

1290543 玫、發明說明： [發明所屬之技術領域] ^本發明，係有關形成線狀劃線之劃線形成裝置及劃線 形成方法，該劃線是用以分割液晶顯示器等所使用之玻璃 基板等脆性基板。 [先前技術] 可適用於小型資訊端末、投影之液晶顯示器，係隨著 資訊處理技術之急速進步帶來之個人電腦市場之擴大，液 晶顯示器之需求變得廣泛，今後之發展是可預期的。 尤其，個人電腦用、τν用之液晶顯示器，對其顯示 晝面大型化、高精細化及輕量化之要求提高，玻璃基板之 大尺寸化及薄板化配合這要求正進展中。此外，隨著玻璃 基板之大尺寸化及薄板化，開始要求高度之基板分割技術 ，以將這種玻璃基板高精細分割成所希望之尺寸。 玻璃基板等脆性基板，係藉著執行劃線製程及裂片製 程而分割；該劃線製程，係於玻璃基板之表面形成沿所希 望之分割方向之線狀之劃線，該裂片製程，係沿玻璃基板 之表面上所形成之劃線施加彎曲力矩，而將玻璃基板沿劃 線分割。 若能於玻璃基板形成劃線之劃線製程中，將劃線（垂直 裂痕之線），以相對玻璃基板之表面垂直向下深滲透之方式 形成，之後之裂片製程中，便能提高沿劃線分割時之分割 精度，因此，形成深的垂直裂痕是重要的。 例如，使用日本之實開昭59-88429號公報所示之手動 1290543 告J刀’使安裝於割刀前端之輪形刀片，於玻璃基板之表面 加I轉動’藉此來於脆性材料基板之表面形成劃線。此 外’於複數之跪性材料基板之表面連續自動形成許多之劃 線的咸置中，例如能使用日本之特開昭554 號公報 中揭示之裝置。 [發明内容] /使用尖形鑽石切削玻璃基板之表面來形成劃線之方法 ，係在以尖形鑽石切削玻璃基板之過程一定產生玻璃之碎 片（玻璃屬），故並不適合於在液晶顯示器所使用之玻璃基 板形成劃線之場合。 =外，在使支撐成能旋轉之輪形刀片於玻璃基板之表 面加屢、轉動之方法中，具備氣麼缸等昇降機構’使用該 汁降機構將輪形刀片加壓於基板表面，來產生垂直裂痕。 然而，使用該昇降機構之加虔方式中，若不增加昇降 機構所產生之緊壓力，於玻璃 ^ ^ 於破璃基板之表面便無法容易地形 =深之垂直裂痕。此外，若增加緊愿力，使輪形刀片跑 …玻璃基板之端料，便可能於麵純之端部產生碎片 還有’在玻璃基板之平面部，也有可能在非所希 方向產生裂痕(水平裂痕)等阻礙，使得在分割 :=石’在分割面及含有分割面之玻璃基板之端面 V片。又’在這方法中，亦在劃線時產生玻璃屑。 追在玻璃基板有「彎曲」的情形，輪形刀片便不 板之表面”之凹凸，而無法在玻璃基 衣曲擭侍適當的垂直裂痕。 本發明’係為了解決上述問題點而為者，其目的在於 1290543 方法’以便能於玻璃基 於破璃基板產生足夠深 提供—種劃線形成裝置及劃線形成 板之端部不致產生碎片等妨礙下， 之垂直裂痕。 笼之揭示 :了解決上述問題’依據本發明，係提供一種劃線形 成4置，其特徵在於具有： 垂直裂痕形成構件，前端具有刀尖，用以賦予緊壓力 亩：刀尖壓緊脆性基板之表面，以形成作為劃線起點之垂 直裂痕； t擊力賦予機構’為了在脆性基板上所希望之位置產 ^既疋木度之垂直裂痕，而用以對垂直裂痕形成構件賦予 極大的衝擊力； 加熱機構’用以形成溫度比脆性基板之軟化點還低之 領域； 冷卻機構，用以冷卻脆性基板； /配置移動機構’用以將加熱機構、垂直裂痕形成構件 衝擊力賦予機構、及冷卻機構，配置成能相對於脆性基 板/口脆f生基板之表面上預先設定之劃線預定線、以相隔一 定間隔之狀態移動；及 控制部’用以控制衝擊力賦予機構之驅動。 控制部’較佳者係控制垂直裂痕形成構件及配置移動 為構之驅動’使刀尖以不造成損傷之程度之荷重接觸並移 動於脆性基板表面，並控制衝擊力賦予機構之驅動，以便 田刀1位於脆性基板之端部旁邊、及通過預先形成之劃線 1290543 的通過點之方邊時，於脆性基板上產生既定深度之垂直裂 痕。 加熱機才冓’杈佳者係具備伺服機才冓，以便從在脆性基 板上移動之垂直裂痕形成構件之上下運動來檢測脆性基板 表面之同度變化，根據檢測結果，來調整從雷射光振盪器 照射之雷射光之焦點。 々部機構，較佳者係於配置移動機構配置成，與在脆 性基板上移動之垂直裂痕形成構件之上下運動連動而上下 運動。 配置移動機構’較佳者係用以從劃線預定線之前方側 起’以垂直裂痕形成構件、加熱機構、及冷卻機構之順序 ’或以加熱機構、垂直裂痕形成構件、及冷卻機構之順序 ，配置該3個構件。 配置移動機構，較佳者係用以將垂直裂痕形成構件、 加熱機構、及冷卻機構配置成能變更互相之相對位置。 冷卻機構，係例如放出冷卻媒體之冷卻喷嘴。 冷部機構，係例如具有用以調整冷卻機構高度位置之 伺服機構。 垂直裂痕形成構件，係例如割玻璃刀，其以輪形刀片 為刀尖，並將輪形刀片支撐成能轉動。 加熱機構，係例如用以照射既定雷射光之雷射光振盪 器。 衝擊力賦予機構，係例如電樞，用以將電磁線圈之通 電導通或斷開，來產生將刀尖緊壓於脆性基板表面上之移 1290543 動慣性。 本發明係例如進一步具備雷射位移計及接觸式位移計 之任一個，用以檢測脆性基板之表面之高度變化。 跪性基板’係從液晶顯示裝置用玻璃基板、電漿顯示 器面板用玻璃、基板及有機EL顯示器面板用玻璃基板之 中所選擇之1個。 ， 依據本發明之另一觀點’本發明為一種劃線形成方法 ’其特徵在於包含下列製程： 邊使如端有刀尖之垂直裂痕形成構件在脆，性基板上移 動’邊藉由給予刀尖極大衝擊力之衝擊力賦予機構，來於 脆性基板上所希望之位置產生既定深度之垂直裂痕；且 對該垂直裂痕，沿設定於基板上之劃線預定線，形成 溫度比脆性基板之軟化點更低之照射領域，並且於照射領 域之後方形成冷卻領域，藉以來形成劃線。 本發明之劃線形成方法，較佳者係當刀尖位於脆性基 板之端部旁邊、及位於與預先形成之劃線交差之交差位置 之旁邊時，藉由衝擊力賦予機構，來於脆性基板上所希望 之位置產生既定深度之垂直裂痕。 [實施方式] 發明之最佳實施形態 以下，根據圖式詳細說明本發明之劃線形成裝置及劃 線形成方法。 實施形態1 1之概略側視 圖1，係本實施形態1之劃線形成裝置 1290543 圖，圖2 之前視圖 係從圖 之卜1、線剖面所示之劃線形成裝置1 該劃線形成裝置卜係如圖1及圖2所示具有載A1〇1 ，用以將I形成劃線之脆性材料基板S固定成水平狀能。 在此，'本說明書所記載之脆性材料基s，具體上係：稱 為母基板之大尺寸基板。有玻璃製、陶兗製、半導體晶圓 等之基板’該等基板依序分割成既^之小的大小而用於各 種用途。供脆性材料基板s固定之载纟1〇1之側方之側壁 :〇2,設有沿水平方向(與紙面成鉛直之方向)之導執榻。 該導軌103,連接有内部具備驅動馬達之驅動裝置η之一 端側。驅動裝f U’係能藉由驅動馬達之驅動而沿導軌 103延伸之方向往一定方向滑動。 該驅動裝置11之他端側設有伺服馬達2。該伺服馬達 2，係在設有驅動裝置u之一側之相反側，具有在水平方 向突出既定長度之旋轉軸3。該旋轉軸3，係藉由伺服馬 達2而旋轉驅動，於該旋轉轴3之前端部，安裝有與旋轉 軸3 —起旋轉之支揮架4。 安裝於伺服馬達2之旋轉軸3的支撐架4，係如圖j 所示，具有呈平坦板狀之架本體部4a、及從該架本體部乜 之一端側往上方突出既定高度之突出部4b，且該支撐架4 從側面視呈大致L字狀。該支撐架4，係將設有突出部外 之一端側，配置於沿導軌1〇3之行進方向之前方側（圖i中 之左方），突出部4b之上端安裝於伺服馬達2之旋轉輛3 1290543 於支撐架4之架本體部4a之靠後方之下面安裝有割玻 璃刀5。割玻璃刀5，係具有輪形刀片5a、及將該輪形刀 片5a支撐成可旋轉之支撐具5b ;且該輪形刀片5a，係由 超硬度材質（超硬合金或燒結鑽石等）所形成。 割玻璃刀5，係支撐具5b之上端安裝於支撐架4之架 本體部4a之下面，藉此能隨支撐架4之移動而一起移動。 輪形刀片5a，係呈圓形，其寬度方向之中央部突出成最大 直徑。該輪形刀片5a，係被下面開放之支撐具5b支撐成 軸芯部能旋轉。輪形刀片5a，係在脆性材料基板s上，產鲁 生垂直裂痕之位置及其他位置，均經常接觸脆性材料基板 S之表面上，當對脆性材料基板s之表面上緊壓而施加既 定以上之衝擊力時，便在脆性材料基板s上產生垂直裂痕

支撐架4之架本體部4a之上面之割玻璃刀5之旁 設有作為衝擊力賦予機構之電樞6。於該電樞6之周 設有向下方彈壓之彈簧(未圖示），電樞6，係經常處 壓力向下方作用之狀態。又，…之内部具備電磁 6a’用以藉由㈣電壓之施加來產生向上方舉起之電 ’在電壓施加之狀態下，電磁線_ ^產生之向上電 二彈！產生之向下彈麼力兩者平衡，而成為靜止狀, 之雷、、☆徂认尸 ，亦即，對電磁線圈 之電机供給停止時，電磁線 藉由强笼* 4 ^ a屋生之向上電磁力消j =產生之向下彈麼力’賦予架本體部牦之上… 该衝擊力足以使割玻璃刀5 彻心刀片5a在脆性才 11 1290543 基板s之表面產生垂直裂痕。又，當再度施加既定之電壓 ’向上電磁力發生作用，而回到靜止狀態。 又’本實施形態1中，雖已說明：在電壓之施加停止 時，藉由彈簧向下之彈壓力來對支撐架4之架本體部乜施 加衝擊力之機器構成，不過，也可以用下列之機器構成： 相反地，在通常狀態下，電樞6被彈簧產生之向上彈壓力 支撐成靜止狀態，在電壓施加（電流供給）時，有向下電磁 力作用，而對架本體部4a施加衝擊力。後者之場合，其電 /爪之施加時間較短，故以少電力消耗便能使用。 於支撐架4之架本體部4a之後端部，將用來放出冷卻 媒體之冷卻噴嘴7安裝成與架本體部4a成為一體，即便支 撐架4之架本體部4a因脆性材料基板s上之凹凸等而上 下移動，該冷卻喷嘴7仍能追隨支撐架4之架本體部钩之 上下運動而移動。又，該冷卻喷嘴7，係連接於未圖示之 冷卻媒體源，其將既定之冷卻媒體貯藏於冷卻狀態。從冷 部噴嘴7放出之冷卻媒體，可使用冷卻水、冷卻用酒精等 ,溫液體，或使液態氮、乾冰等氣化而得之氮氣、二氧化 碳等低溫氣體，也可用氦氣、氬氣等惰性氣體，也可以只 用空氣等。 ^ 於伺服馬達2之後部側設有雷射光振盪器8，用以透 過支揮架4上之本體架4a之既定位置所形成之孔部^而 對脆性材料基s之表面上照射既定之雷射光，加熱雷射 光：射到之部分。又’本實施形'態1中，是藉由雷射光振 盪器8振盪出之雷射光來於脆性材料基板s之表面形成加 12 1290543 熱點，不過，只要是能將脆性材料基板s以點狀加熱者即 可，除了雷射光，纟可使用產生紅外線、紫外線等:加熱 源。 8、割玻璃刀5、冷卻喷嘴7，係 依上述順序配置著，從雷射光振 上述之雷射光振盪器 沿導執103之行進'方向 盪器8照射出之雷射光之照射領域、割玻璃刀5之輪形刀 片5a接觸脆性材料基板s上之接觸領域、從冷卻噴嘴7 放出之冷卻媒體造成冷卻之冷卻領域，係在脆性材料基板 s上彼此接近並按上述順序形成。 於伺服馬達2之上部側設有控制裝置9，用以分別控 制驅動裝置U、雷射光振盈器8、冷卻喷嘴7等上述各才: 成之驅動。於該控制裝i 9設有編碼器，用來檢測驅動裝 置11所產生沿導軌103方向之驅動裝置U、雷射光振盈 器8及冷卻噴嘴7之移動之位移量（亦即，本體架4之移動 之位移量），並檢測餘馬達2之旋轉軸3之位移，藉 測接觸脆性材料基板S之表面的割玻璃刀5之輪形刀片& 之上下運動之位移量。 亦即，為了形成作為劃線起點之垂直裂痕而設置之割 玻璃刀5之輪形刀4 5a，係在脆性材料基板S上不形成垂 直裂痕之部分，亦經常接觸脆性材料基板S之表面，由於 脆性材料基板s上存在凹凸等，在接觸脆性材料基板s表 面之輪形刀片5&產生上下運動時，隨著該輪形刀片5a之 =運動、，固定著支撐具5,之支撐架4之架本體部仆亦 上下運動，該支撐架4之架本體部4b之上下運動， 13 1290543 使伺服料2之旋轉軸3產生旋轉移動。藉由配備於控制 裝置9之編碼器，來檢測該舰馬達2之旋㈣3之旋轉 ，以檢測輪形刀片5 a之上下運動。 控制裝置9，係能藉由編碼器從輪形刀片5a之位移量 檢測脆性材料基板s 之凹3，根據該檢測結果，將: 雷射光振堡器8照射之雷射光之焦點形成位置加以調整， 來追隨脆性材料基板S表面上之凹凸，雷射光，便按照雷 射光之光束形狀、波長、脈衝寬度，以焦點對準照射對象 物之表面、表面附近或内部之既定一定深度位置之方式受 到自動控制，而在基板上相對移動。 又，本實施形態1中，冷卻噴嘴7,安裝於支撐架4 之架本體部4a之後端並成為一體，追隨接觸脆性材料基 板S表面之割玻璃刀5之上下運動而移動，而將冷卻媒體 經书從同一鬲度放出給脆性材料基板S之表面，亦可與上 述之雷射光振蘯器8同樣地，根據編碼器之檢測結果調整 冷卻喷嘴7之高度位置。 其次，就本實施形態1之劃線形成裝置之動作，參照 圖3(a)〜（e)加以說明。 首先，如圖3(a)所示，使輪形刀片5a成為位於載台後 方側之狀態，將作為劃線形成對象之脆性材料基板s固定 於載台101上之既定位置。 其次’驅動驅動裝置11及控制裝置9，使裝有輪形刀 片5a、雷射光振盪器8、冷卻喷嘴7之支撐架4,在脆性 材料基板5之表面上往前方（圖1之左方）移動。在此狀態 1290543 下，割玻璃刀5之輪形刀片5a，係設置成，其高度位置在 比載台101所載置之脆性材料基板s稍下方之位置。又， 控制裝置9，係藉由伺服馬達2控制加在裝有割玻璃刀$ 之支撐架4的力矩，來避免過度之押壓力向下加在脆性材 料基板S之表面。 藉驅動裝置1 1之驅動而前進之割玻璃刀5之輪形刀片 5a到達脆性㈣基板s之端部之位置。此時，將割玻璃刀 5控制在不施加使脆性材料基板s之表面產生垂直裂痕之 緊屢力’故設置於比脆性材料基s之表面稍下方之輪形鲁 刀片5a，係接觸脆性材料基板s之端料，脆性材料基板 s之端部不產生碎片等，照原樣乘上脆性材料基板s之表 面上。藉由往該脆性材料基& s表面上之乘上，在割玻璃 刀5產生上下運動’該上下運動傳遞至伺服馬達2之旋轉 軸3之旋轉’割玻璃刀5之輪形刀片&已經乘上脆性材料 :板S之表面之這件事，是由配備於控制裝置9 來檢測。

當編碼器檢測出割玻璃刀5之輪形刀片5a已經乘上 :生材料基板S之表面上時’控制裝置9,係使施加於電 之電磁線圈6a的電塵齡開。^ 强懕…士 的電座斷開。藉此’電柩6,係藉彈簧 弹&力而訂移動，對架本體部^之上 由該衝擊力之钟名^ 賦予衝擊力。 5之二 脆性材料基板S表面之割玻璃 * 乂刀片5a，係對脆性材料基板s =大的衝擊力’在脆性材料基板s之表面上: 3(b)所示形成以深度之垂直裂痕了。接著，再度對電, 15 1290543 線圈6a施加電壓，產生將電樞6往上推之電磁力，向彈簧 下方之彈壓力與往上推之電磁力成為平衡狀態，電樞6便 在既定兩度位置成為靜止狀態。 藉由割玻璃刀5之輪形刀片5a而在脆性材料基板s之 端部形成作為劃線起點之垂直裂痕τ後，控制裝置9，係 以足以在脆性材料基板s之表面形成劃線之緊壓力不作用 之方式、以足以維持接觸脆性材料基板s表面之狀態之微 小荷重有作用之方式，控制伺服馬達2。 具有邊接觸邊轉動於脆性材料基板s表面之輪形刀片籲 5a的割玻璃刀5，係若脆性材料基板s之表面上有凹凸、 彎曲等，接觸脆性材料基板S之輪形刀片5a便產生上下 運動，隨著該輪形刀片5a之上下運動，將支撐具讣固定 之支撐架4亦產生上下運動，藉由該支撐架4之上下運動 ，使伺服馬達2之旋轉軸3產生旋轉移動。配備於控制裝 置9之編碼器，檢測該伺服馬達2之旋轉轴3之旋轉移動 ，以檢測脆性材料基板S上之凹凸、彎曲等。控制裝置9 ，係根據如此般由編碼器檢測之脆性材料基板s上之凹凸馨 、彎曲等，來調整雷射光振盪器8之焦點位置。藉此，即 便脆性材料基S上產生凹凸等，雷射光仍以焦點對準脆 性材料基才反S之表面上或内部之一定深度位置之狀態照射 。又，供給冷卻媒體之冷卻噴嘴7，係安裝於支撐架4之 架本體部4b之後端部並成為一體，故與按照脆性材料基 板s表面之凹凸而上下運動之輪形刀片5a之動作連動、 上下運動，冷卻喷嘴7,係相對於脆性材料基板s，冷卻 16 1290543 喷嘴7之剪端與脆性材料基板s之間之距離保持於一定’ 即便脆性材料基板S有凹凸等，仍經常位於能適當供給冷 卻媒體之位置。 然後，藉由驅動裝置11及控制裝置9之驅動，如圖 ，3(c)所示，使雷射光振盪器8、輪形刀片5a、冷卻噴嘴7 分別在脆性材料基板s之表面上往一定方向移動。此時， 在掃描方向之前方側，藉著由雷射光振盪器8照射出之雷 射光加熱至脆性材料基板S之表面不致熔融之溫度，亦 即比玻璃軟化點更低之溫度。藉此，受雷射光照射之照 射領域L，以脆性材料基板s之表面不致熔融之方式被加 熱。 又，脆性材料基板S之表面中作為雷射光之照射領域 L旁邊之後方側，從冷卻喷嘴7有冷卻媒體放出，而形成 冷卻領域C。受雷射光照射而被加熱之雷射光照射領域乙 之脆性材料基板S之表面，受雷射光之加熱而產生壓應力 ，而在有冷卻媒體放出之冷卻領域C，受冷卻媒體造成玻 璃表面之冷卻而產生拉應力。如此，靠近壓應力產生之雷 射光照射領域L有拉應力產生，故兩領域間產生根據各個 應力之應力梯度，在脆性材料基板s，便以形成於脆性材 料基板S端部之垂直裂痕τ為起點，沿劃線預定線，以大 致為垂直裂痕Τ之深度，該垂直裂痕伸展下去。如此，依 序，雷射光振盪器8、冷卻喷嘴7往一定方向掃描，藉此 形成沿掃描方向之劃線。 在脆性材料基板S之端部，由割玻璃刀5之輪形刀 17 1290543 片5a形成垂直裂痕τ，以垂直裂痕τ為起點，並利用雷射 光照射之雷射光照射領域L與有冷卻媒體放出之冷卻領域 C之應力梯度所得之劃線之形成，係㈣3⑷所*，在雷 射光照射領域L與冷卻領域c之間，有與掃描方向交差之 劃線SLc已經形成之場合，應力梯度在交差之劃線&之 部分會成為中斷之狀態，有時超過交差之劃線n法 形成劃線。因此，本實施形態j之㈣形成裝置中，藉由 配備於控制裝置9之編碼器，檢測驅動裝置jι所產生之 本體架4。沿導軌1〇3之移動距離，控制裝置9,記憶形成 有交差之劃線SLc之位置，藉以在割玻璃刀5之輪形刀片 5a即將到達超過交差之劃線SLc之位置時，使電框6之向 電磁線圈6a之電壓施加（電流之供給）停止。該電麗之斷開 ，係並非與到達交差之劃線SLc的時 開電麼，提早的時間’是電磁線圈心電感成分引起= 亂的過渡遲延產生之時間， 位置z正上方既… 輪·刀片5a上升至該交差 間遲延之時之;^置之機械慣性所產生之移動時 生之電流值二的=可由線圈之 對移動速度來求得又輪形刀片5相對基板之相 於控制裝置9,每將求得之時間遲延之值預先記憶 遲=::Γ憶領域讀出使用。藉由提早相當於該 簧之彈麼力往=對電磁線圈6a通電，電植6’便藉彈 該衝擊力之賦：動，賦予支撐架4之上面衝擊力。藉由 職予，脆性材料基板S之表面上之端部及圖 18 1290543 3(0所示之該交差位置z之旁邊受到極大的衝擊力，而在 脆性材料基板S表面上超過交差之劃線sLc之位置，妒成 作為劃線形成起點之既定深度之垂直裂痕τ。 .藉此，，在形成劃線之途中，即便與掃描方向交差 之劃線SLc形成，仍能將與垂直裂痕τ連續之劃線s = 實形成。 _' 如以上說明，本實施形態丨之劃線形成裝置丨，係藉 由來自配置於割玻璃刀5上方側之電樞6的衝擊力來於^ 性材料基S之表面上產生垂直裂痕T，故僅在脆性材料 基板S表面上所希望之位置產生極大的衝擊力，能產生高 精細分割上具足夠深度之垂直裂痕T。 來自電柩6之衝擊力，相較於前述習知之昇降裝置所 產生之加壓力，以非常小的力即足夠，故能謀求装置之簡 化、小型化。 在從電樞6不賦予衝擊力之場合，割玻璃刀5，係以 必要最小限之劃線壓接觸脆性材料基板s之表面來執行割 線動作，故割玻璃刀5之輪形刀片5a跑上脆性材料基板_s 時，能防止於脆性材料基板s之端部產生碎片等。 又，接觸脆性材料基板S表面之割玻璃刀5之輪形刀 片5a，係對應於脆性材料基板8表面上之凹凸等作上下運 動，該上下運動由編碼器從飼服馬達2旋轉轴3之旋轉來 檢測，根據該檢測結果，能調整雷射光振盈器8之焦點位 置’故即便脆性材料基板S有凹凸等，雷射光仍適切地昭 射於脆性材料基板S之表面上或既定深度之一定位置，能 19 1290543 將高精細的劃線於表面或内部形成。 再者’藉由割玻璃刀5之輪形 y 网$刀片5 a來形成作為劃線 起點之垂直裂痕T，並使該番吉划产 直i痕T沿劃線預定線伸展

之手段，係於脆性材料基板S 微6形成由雷射光加熱及由冷卻 媒體冷卻所產.生之溫度梯度，利用根據所形成之溫度梯度 的脆性材料基S之熱應變’故玻璃屑僅在起點附近產生 極少1 ’相較於使用刀尖習 大之白知方法，發生之玻璃屑之量 劇減。 控制裝置9,係控制驅動裝置u之驅動，使輪形刀片鲁 5a以不造成損傷之程度之荷重在脆性基板表面邊接觸邊移 動’又，控制電樞6之驅動，使得當輪形刀片“位於脆性 基板s之端部旁邊及預先形成之劃線SLc之交差位置z之 旁邊時，在脆性基板上產生既定深度之垂直裂痕，故能形 成高精細的劃線s L。 實施形態2 圖4,係本實施形態2之劃線形成裝置丨，之概略側視 圖，圖5，係從圖4之IV -IV線截面所視之劃線形成裝置丨，_ 之前視圖。 本實施形態2之劃線形成裝置1，，係如圖4所示，雷 射光振盪器8，設於從控制裝置9延伸至後方侧（圖中右方 )之位置，使雷射光照射於割玻璃刀5之輪形刀片5a接觸 跪性材料基板S表面之部分之後方側。 其他之構成，係與前述實施形態1之劃線形成裝置i 相同，故詳細說明省略。 1290543 該劃線形成裝置i，中’輪形刀片5a、雷 冷卻喷嘴7,沿著沿導㈣之行進方向依照該順二:置 ’割玻璃力5之輪形刀片5a接觸脆性材料基板s 觸領域、從雷射光振Μ 8照射之雷射光之照射領 從冷卻喷冑7放出之冷卻媒體所冷卻之冷卻領域，在脆性 材料基板S上形成互相接近。 本實施形態2之劃線形成裝置i，中，將以接觸脆性材 料基板S表面之狀態移動之割玻璃刀5之輪形刀片化之 上下運動，根據伺服馬達2之旋轉軸3之旋轉，藉由設於 控制裝置9之編碼H來檢測。又’根據該檢測結果，^調 整配置於割玻璃刀5後方側之雷射光振盪胃8之雷射照射 位置。 ^ 又，本實施形態2之劃線形成裝4 i，之動作，亦與前 述實施形態1之劃線形成裝置i之動作概略㈣，有關該 實施形態2之劃線形成裝置1’之動作，參照用以說明之圖 6(a)〜（e)，詳細說明則省略。 本實施形態2之劃線形成裝置丨，中，藉由來自配置於 割玻璃刀5上方側之電樞6的衝擊力來於脆性材料基板s 之表面上產生垂直裂痕T ’故僅在脆性材料基板$表面上 所希望之位置產生極大的衝擊力，能產生高精細分割上具 足夠深度之垂直裂痕T，在從電柩6不施加衝擊力之場合 ，割玻璃刀5之輪形刀片5a，係只有施加用以接觸脆性材 料基板S之表面、產生既定劃線的輕度荷重，故能防止當 割玻璃刀5之輪形刀片5a跑上脆性材料基板s時，在脆 21 1290543 性材料基板s之端部產生碎片等。 又，有關脆性材料基板S之表面上之凹凸等，編碼琴 將接觸脆性材料基板S表面之割玻璃刀5之輪形刀片5 之上下運動從伺服馬達2之旋轉軸3之旋轉來^，根2 該檢測結果’能將雷射光振盪器8之焦點位置，以追隨存 在於脆性材料基板S之凹凸之方式調整，故即使 :: 料基板S之凹凸等，雷射光仍能適切地照射於脆性材a料美 板S之表面上或既定深度之位置，能形成高精細的劃線/ 實施形熊3 圖 圖7,係本實施形態' 3之畫線形成裝置i，，之概略側視 本實施形態3，係於支撐架4之本體架私之下面設有 雷射位料10’用以在割玻璃刀5之作為前方之位置叹由 雷射光之照射來檢測之脆性材料基板s之凹凸，彎曲等 動設有。其他之構成，係與前述實施形態丨之劃線形成裝 置1相同。詳細說明省略。 又，有關本實施形態3之劃線形成裝置i，，之動作，可 將脆性材料基板S之表面之凹凸以雷射位移計1〇來檢測 ，此點以外，與前述實施形態丨之劃線形成裝置之動作概 略相同，詳細說明省略。 本實施形態3之劃線形成裝置Γ，，係藉由來自配置於 割玻璃刀5上方側之電柩6之衝擊力，在脆性材料基板s 之表面上產生垂直裂痕，故僅在脆性材料基板s表面上所 希望之位置產生極大的衝擊力，能產生高精細分割上具足 22 1290543 夠/米度之垂直裂痕τ，在從電樞6不作用衝擊力之場合， 割玻璃刀5之輪形刀片5a，係只有施加用以接觸脆性材料 基板S之表面產生既定劃線之輕度之荷重，故防止當割玻 璃刀5之輪形刀# 5a跑上脆性材料基板s _，於脆性材 料基板S之端部產生碎片等。 又，脆性材料基板s之表面上之凹凸等，藉由接觸脆 性材料基板S表面之割玻璃刀5之前方側所設置之雷射位 移計10來檢測，根據該檢測結果，能將雷射光振盪器8 之焦點位置以追隨存在於脆性材料基板s之凹凸之方式碉 整，故即便於脆性材料基板S有凹凸等，雷射光仍能二' 點經常對準之狀態照射於脆性材料基s之表面上或内； 之一定深度位置，而形成高精細的劃線。 又，脆性材料基板s之表面上之凹凸等，係除了以上 述之雷射位移計10來檢測外，亦能設置接觸式位移計來 檢測。 在上述實施形態1〜3已分別說明之劃線形成裝置，係 將割玻璃刀5、冷卻噴嘴7及雷射光振盪器8以固定之方 式配置，不過，亦能使用公知之技術將該等構件配置於支 撐架4上，以便能按照劃線形成條件，將該等構件彼此之 相對位置加以變更。藉此，能形成適合劃線形成條件之劃 線。又，劃線形成之諸條件、與該等構件彼此之相對位置 之關係’請參照日本特許第3027768號之公報。 在上述之實施形態1〜3分別已說明之劃線形成裝置， 係將割玻璃刀5之輪形刀片5a(用以於脆性材料基板s產 23 1290543 $為剎線起點之垂直裂痕τ)，作成能檢測脆性材料基板 之表面上之凹凸、彎曲，故能將裝置構成作成便宜、 型之裝置。 、本發明之特徵之一，將基板s之端部或交差位置ζ預 先以田射光加熱後，能將作為劃線起點之垂直裂痕τ形成 ，故能抑制基板s之端部或交差位置ζ上不能控制之裂痕 之發生。 於驅動控制裝置9，使垂直裂痕丁之形成在行進方向之 稍微超過端部之基板内之位置進行（内切之開始），或使劃 線之形成在行進方向末端之稍微前方結束（内切之結束）， 藉此能抑制上述之不能控制之裂痕之發生。 產之利用可能抖 如以上說明，本發明，係將割玻璃刀之輪形刀片，以 不造成損傷之程度之荷重接觸並移動於脆性基板之表面上 ’並藉由衝擊力賦予機構，來對在該脆性基板上移動之割 玻璃刀賦予用以產生既定深度垂直裂痕的極大衝擊力，藉 此於跪性基板上所希望之位置產生垂直裂痕。又，配置照 射雷射光（用以形成溫度比脆性基板之軟化點還低之照射領 域）之雷射光振盪器、及放出冷卻媒體（用以冷卻脆性基板） 之冷卻喷嘴’於所形成之垂直裂痕，沿劃線預定線，藉由 脆性基板上之照射領域（被雷射光振盪器照射雷射光）產生 之壓應力、及冷卻領域（有從該冷卻喷嘴放出之冷卻媒體） 產生之拉應力而產生應力梯度，藉此使由割玻璃刀形成之 垂直裂痕沿劃線預定線伸展，而形成劃線。 24 1290543 因此’本發明中，脆性基板之表面上產生垂直裂痕之 所希望之位置以外，係作用接觸脆性基板之程度之荷重， 不會有過度之緊壓力外加於脆性基板，故在割玻璃刀之輪 形刀片跑上脆性基板上之場合等，能防止脆性基板產生碎 片等損傷。 又’即便是在脆性基板之表面有凹凸，或脆性基板有 彎曲之場合，均能取得適合脆性基板表面高度之劃線條件 ’故能經常形成穩定之劃線。 再者’以刀尖形成作為劃線起點之垂直裂痕以外的情 形’係利用於脆性基板產生之熱應變來使該垂直裂痕沿劃 線預疋線伸展而形成劃線，故玻璃屑，在起點附近僅產生 一點點，相較於使用刀尖之習知方法劇減。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 圖1 ’係實施形態1之劃線形成裝置之概略側視圖。 圖2 ’係實施形態丨之劃線形成裝置之概略前視圖。 圖3(a)至（e) ’係依順序分別說明以實施形態i之劃線 形成裝置來形成劃線之方法的立體圖。 圖4，係實施形悲2之劃線形成裝置之概略側視圖。 圖5，係實施形態2之劃線形成裝置之概略前視圖。 圖6(a)至（e)，係依順序分別說明以實施形態2之劃線 形成裝置來形成劃線之方法的立體圖。 圖7係實施形態3之劃線形成裝置之概略前視圖。 (一）元件代表符號 25 1290543 1 實施形態 1之劃線形成裝置 Γ 實施形態 2之劃線形成裝置 1，， 實施形態 3之劃線形成裝置 2— 肩服馬達 3 旋轉軸 4 支撐架 4a 架本體部 4b 突出部 4c 孔部 5 割玻璃刀 5a 輪形刀片 5b 支撐具 6 電樞 6a 電磁線圈 7 冷卻喷嘴 8 雷射光振盪器 9 控制裝置 10 雷射位移計 11 驅動裝置 101 載台 102 側壁 103 導軌 c 冷卻領域 s 脆性材料基板 26 1290543 SL 劃線 SLc 交差之劃線 T 垂直裂痕 Z 交差位置

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Claims (1)

1290543 拾、申請專利範圍： 1. 一種劃線形成裝置，係具有： 垂直裂痕形成構件，前端具有刀尖，用以賦予緊壓力 ’將刀尖壓緊脆性基板之表面，以形成作為劃線起點之垂 直裂痕； 衝擊力賦予機構，為了在脆性基板上所希望之位置產 生既定深度之垂直裂痕，而用以對垂直裂痕形成構件賦予 極大的衝擊力； 加熱機構，用以形成溫度比脆性基板之軟化點還低之 領域； 冷卻機構，用以冷卻脆性基板； 配置移動機構，用以將加熱機構、垂直裂痕形成構件 、衝擊力賦予機構、及冷卻機構，配置成能相對於脆性基 板沿脆性基板之表面上預先設定之劃線預定線、以相隔一 定間隔之狀態移動；及 控制部，用以控制衝擊力賦予機構之驅動。 2·如申請專利範圍第1項之劃線形成裝置，其中，該 控制部，係控制垂直裂痕形成構件及配置移動機構之驅動 ，使刀尖以不造成損傷之程度之荷重接觸並移動於脆性基 板表面並控制衝擊力賦予機構之驅動，以便當刀尖位於 脆性基板之端部旁邊、及通過預先形成之劃線的通過點之 旁邊時，於脆性基板上產生既定深度之垂直裂痕。 3·如申請專利範圍第丨項之劃線形成裝置，其中，該 加熱機構，係具備伺服機構，以便從在脆性基板上移動之 28 1290543 垂直裂痕形成構件之上下運動來檢測脆性基板表面之高度 變化’根據檢測結果，來調整從雷射光振盪器照射之雷射 光之焦點。 4·如申請專利範圍第丨項之劃線形成裝置，其中，該 冷卻機構’係於配置移動機構配置成，與在脆性基板上移 動之垂直裂痕形成構件之上下運動連動而上下運動。 5 ·如申請專利範圍第1項之劃線形成裝置，其中，該 配置移動機構，係用以從劃線預定線之前方側起，以垂直 裂痕形成構件、加熱機構、及冷卻機構之順序，或以加熱 機構重直4痕形成構件、及冷卻機構之順序，配置該3 個構件。 6.如申請專利範圍第丨項之劃線形成裝置，其中，該 配置移動機構’係用以將垂直裂痕形成構件、加熱機構、 及β卻機構配置成能變更互相之相對位置。 人如申請專利範圍第丨項之劃線形成裝置，其中，該 7飞機構’係具有用m周整冷卻機構高度位置之飼服機構 8·如申請專利範圍帛"員之劃線形成裝置，其中，該 垂直裂痕形成構件’係割玻璃刀，其以輪形刀片為刀尖， 並將輪形刀片支撐成能轉動。 該 該 9.如申研專利範圍帛！項之劃線形成裝置，其中 加熱機構’係用以照射既定雷射光之雷射光振盪器' 請專利範圍第1項之劃線形成裝置，其中 ▽部機構放出冷卻媒體之冷卻喷嘴。 29 1290543 11 ·如申請專利範圍第1項之劃線形成裝置，其中，該 衝擊力賦予機構，係電樞，用以將電磁線圈之通電導通或 斷開，來產生將刀尖緊壓於脆性基板表面上之移動慣性。 12 ·如申请專利範圍第1項至第11項中任一項之劃線 形成裝置，係進一步具備雷射位移計及接觸式位移計之任 一個，用以檢測脆性基板之表面之高度變化。 1 3 ·如申请專利範圍第1項至第11項中任一項之劃線 形成裝置，其中，脆性基板，係從液晶顯示裝置用玻璃基 板、電漿顯示器面板用玻璃、基板及有機EL顯示器面板 用玻璃基板之中所選擇之1個。 14 ·如申請專利範圍第12項之劃線形成裝置，其中， ，脆性基板，係從液晶顯示裝置用玻璃基板、電漿顯示器 面板用玻璃、基板及有機EL顯示器面板用玻璃基板之中 所選擇之1個。 1 5 · —種劃線形成方法，其特徵在於包含下列製程·· 邊使則端有刀尖之垂直裂痕形成構件在脆性基板上移 動，邊藉由給予刀尖極大衝擊力之衝擊力賦予機構，來於 脆性基板上所希望之位置產生既定深度之垂直裂痕；且 對該垂直裂痕’沿設定於基板上之劃線預定線，形成 溫度比脆性基板之軟化點更低之照射領域，並且於照射領 域之後方形成冷卻領域，藉以來形成劃線。 16.如申請專利範圍第15項之劃線形成方法，其中， 當刀尖位：脆性基板之端部旁邊、及位於與預先形成之劃 線交差之交差位置之旁邊時，藉由衝擊力賦予機構，來於 30 1290543 脆性基板上所希望之位置產生既定深度之垂直裂痕。 拾壹、圖式： 如次頁 31