TWI432388B - Scribing method, method of marking the ceramic substrate and cutting method of ceramic substrate - Google Patents
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Description
本發明係關於適合用於於脆性材料基板之表面形成劃線之劃線輪及於脆性材料基板之表面形成劃線之劃線方法,特別係關於適合用於於陶瓷基板(高溫燒成陶瓷製之多層基板(HTCC)、低溫燒成陶瓷製之多層基板(LTCC)等電子零件內藏基板等)、藍寶石、矽等比玻璃硬之脆性材料(硬脆材料)之表面形成劃線之劃線輪及劃線方法。
近年來,LTCC基板做為實現模組之更高密度化與小型化受到注目,特別是對通信機器之高頻模組,LTCC基板被認為為最佳。在其製造過程中被要求切斷過程中之生產性之更加提高、切斷成本之更加降低。
切斷LTCC基板等陶瓷基板之方法係先沿燒成前之生片之應被切斷之線形成V槽,燒成後沿V槽折斷以個片化。
例如,LTCC基板之狀況,於燒成時生片之各邊會收縮長度基準10%以上。且,隨生片之部位不同會於收縮率產生誤差。由於係在燒成前形成V槽,決定切斷位置,故若隨部位不同於收縮率有誤差,於由燒成後之切斷所得之個片之尺寸亦會有誤差產生,結果為產率降低。又,由於係在V槽形成後燒成,故形狀方面於燒成時於基板易有彎曲產生,切斷面之品質降低。此外,在搬送V槽形成後燒成前之生片或燒成後折斷前之基板時,會有沿V槽有預定外
之裂痕產生,於搬送產生阻礙之虞。又,從抑制燒成時之彎曲之點,雖有從生片之上面及下面之兩側形成V槽之方法,但對位困難。
切斷LTCC基板等陶瓷基板之方法亦考慮於半導體晶圓之切斷等被廣泛使用之以切片切斷。
然而,於切片有如下之問題。(1)由於一般加工速度為5~10mm/s甚慢,故所要時間甚長而生產性極低。(2)由於切片鋸之厚度之量會成為切屑,故材料之損失(切口損失)無法避免。(3)於切斷面易有缺口發生。(4)由於必須使用冷卻、洗淨水,故不僅無法對應對環境友善之MQL(Minimum Quantity Lubrication),於實裝後基板亦無法使用。(5)需要對切片帶之黏貼、剝除之步驟。(6)切斷面之品質受金剛石砥粒大幅影響。(7)刀之壽命短,運行成本高。特別是加工速度之問題在使生產量增加時,會強迫極大之設備投資,故加工速度之提升與比切片低價之切斷方法之開發需求持續提高。
利用雷射劃線之切斷雖亦被考慮,但有(1)由於脈衝照射,故於切斷面有縫線狀之照射痕殘留,會成為品質上之問題,(2)熱加工使廢料(廢氣)產生,(3)熱加工使介電特性降低,(4)裝置成本高之問題。
在此,以做為切斷玻璃基板之方法被廣泛使用之割斷,亦即,使劃線輪於基板上壓接轉動而於脆性材料基板之表面形成劃線,藉此從基板表面使垂直方向之裂痕產生(劃線步驟),之後對基板施加應力使該垂直裂痕成長至基板
之背面(折斷步驟),切斷基板之方法切斷陶瓷基板亦被嘗試。割斷因不會產生玻璃之切屑之點,被認為比使用會產生玻璃之切屑之金剛石切割鋸(或輪)、金剛石切片鋸之研削切斷理想。
然而,由於一般陶瓷基板比玻璃基板硬,故即使欲以割斷切斷,亦有(1)劃線輪難以壓入,不易形成劃線,(2)由於劃線產生之裂痕於基板之厚度方向難以伸展,不易形成深垂直裂痕,故難以折斷,(3)由於陶瓷基板之穿孔等使輪之直進性降低,故不僅難於特定之位置形成劃線,亦有於劃線輪之壓入量產生誤差或縮短劃線輪之壽命之問題。
割斷雖做為藍寶石、矽等之切斷方法長期被使用,但由於產率差,故藍寶石或矽等之切斷亦持續仰賴使用含有金剛石之微粉末之切割鋸(或輪)或切片鋸之研削切斷。
於玻璃基板之割斷,不因劃線使水平裂痕或缺口產生亦為重要。在割斷玻璃基板時,任何人皆認為只要使垂直裂痕於玻璃基板之厚度方向深入伸展便可容易折斷,但於例如供液晶顯示器用之無鹼玻璃,不因劃線使水平裂痕或缺口產生可得之垂直裂痕之深度僅為玻璃基板之厚度之13%程度,折斷步驟為不可或缺(非專利文獻1)。又,雖有以割斷切斷電子零件用陶瓷基板之想法,但在使用以往之通常之劃線輪之割斷,以劃線產生之垂直裂痕之伸展甚淺,為以良好產率割斷便不得不多道(Multi-pass)劃線。
做為於玻璃基板之劃線使用之劃線輪,本申請人至今已進行各種提案。例如,已提案如圖8所示之為形成於圓
盤狀之輪之圓周部之刃(外周邊部)11之稜線之刃前緣(周邊脊)12以特定間隔形成有複數之槽13之劃線輪1’(例如專利文獻1)。亦即,隨液晶面板等平板顯示器(以下稱為FPD)之母玻璃基板變大,因在折斷步驟之產率之問題與為折斷而將大貼合母玻璃基板反轉變困難等,故不折斷之加工法之開發被要求。隨此,本申請人已開發將基板之割斷之概念更新之「無折斷劃線輪」。於專利文獻1有揭示於玻璃用之劃線輪,於稜線(圓周脊)以特定之深度加工槽,使垂直裂痕伸展至超過以往之界限之深度以使折斷步驟較容易,或甚至使垂直裂痕伸展至基板之厚度之80%以上以使折斷步驟可省略之劃線輪(高滲透式)。
此外,亦已提案將貼合玻璃基板一批分斷為單個之劃線輪、FPD用玻璃硬度增加中防止在製造母玻璃基板之過程被進行之劃線之滑動之劃線輪(專利文獻2)或於異型切斷使所謂垂直裂痕對玻璃表面斜向伸展以使圓形物容易穿過之劃線輪(專利文獻3)等。
利用專利文獻1記載之高滲透式之劃線輪,不僅玻璃基板,即使對比玻璃硬之脆性材料(陶瓷等硬脆材料)亦容易壓入,可使垂直裂痕於基板之厚度方向深入伸展。然而,即使將使用於玻璃基板之高滲透式之劃線輪直接用於硬脆材料之切斷,刃前緣12亦會在短時間磨耗而不實用。又,以專利文獻2記載之劃線輪雖可防止一定程度之滑動,但無法使垂直裂痕於基板之厚度方向深入伸展。專利文獻3記載之劃線輪在垂直裂痕之伸展或壽命之點亦難謂充分。
【非專利文獻1】長岡技術科學大學平成12年度博士論文:小野俊彥「關於利用液晶玻璃之劃線、折斷方法之切斷之研究」
【專利文獻1】日本特開平9-188534公報
【專利文獻2】WO 2007/004700
【專利文獻3】日本特開2000-219527公報
劃線輪之商品壽命主要係由為稜線之刃前緣之磨耗程度決定。由於刃前緣磨耗而帶圓弧後,於劃線時垂直裂痕便無法充分產生,故劃線輪之耐磨耗性之提升受到需要者強烈要求。
又甚至,脆性材料基板之中較硬之陶瓷基板等以往雖係以切片鋸等以濕式研削切斷,但由於切屑或切削液之處理會不可避免地產生,故使用無此種附帶處理且可以乾式進行之使用劃線輪之上述切斷方法是否可行已開始被檢討。然而,若使用目前為止之劃線輪將陶瓷基板等較硬之脆性材料(硬脆材料)劃線,刃前緣之磨耗嚴重而劃線輪之商品壽命會變非常短。又,亦有垂直裂痕未充分深入產生之問題。
在此,本發明係著眼於此種以往之問題而為,其目的在於提供刃前緣之磨耗少而使用壽命長、可應需要使較深垂直裂痕產生、即使將陶瓷基板等較硬而劃線困難之材料(難劃線材料)劃線刃前緣之磨耗亦少且使特定深度之垂直
裂痕產生之劃線輪。
本發明者等為了達成前述目的而累積銳意檢討之結果,開發適合本用途之燒結金剛石並找出可藉由使劃線輪之外徑為較小徑、使於刃前緣形成之槽之深度比被供為玻璃用之以往品深、使槽間之稜線之長度為特定以上達成前述目的而完成本發明。藉由此種構成,即使為將陶瓷基板等較硬之難劃線材料劃線時,劃線輪之長壽化亦被實現。亦即,使劃線輪之外徑為小徑使陶瓷基板等與劃線輪之接觸面積較小而使大應力產生,且藉由使槽加深可使垂直裂痕深入產生,甚至藉由使槽間之稜線之長度加長使長壽化。另外,使垂直裂痕產生至更深之劃線輪在與以往之劃線輪使相同深度之垂直裂痕產生時可使施加於劃線輪之荷重減輕,藉此亦可圖劃線輪之長壽化。又,垂直裂痕只要為陶瓷基板等硬脆材料之厚度之60%以上,便可以高產率折斷(例如手折),利用本發明,能以單道(One-pass)使陶瓷基板等之硬脆材料之厚度之60%以上之垂直裂痕伸展。
本發明之劃線輪,於圓盤狀之輪之圓周部形成有剖面大致V字形狀之刃(外周邊部),於為前述刃之稜線之刃前緣(周邊脊)以特定間隔形成有複數之槽,其特徵在於:前述輪之外徑為1mm~5mm(較理想為1mm~3mm)之範圍,前述剖面大致V字形狀之刃之前端角度(刃前緣角)為90~160度(較理想為100~140度),前述槽之深度為25μm以上,前述槽間之稜線之長度為25μm以上。
在此,前述複數之槽之節距為50μm~200μm之範圍
較理想。
由圖劃線輪之更加長壽化之觀點,前述槽之寬度之對前述槽間之稜線之長度之比例為1.0以上較理想。
本發明之劃線輪由金剛石燒結體(特別是構成之金剛石粒子之平均粒徑為0.5μm以下且金剛石含有率為85vol%以上之金剛石燒結體)構成較理想。
又,本發明之劃線方法係藉由使於圓盤狀之輪之圓周部形成有剖面大致V字形狀之刃並於為前述刃之稜線之刃前緣以特定間隔形成有複數之槽之劃線輪於脆性材料基板上壓接轉動而於脆性材料基板之表面形成劃線,其特徵在於:使用外徑為1mm~5mm(較理想為1mm~3mm)之範圍、前述剖面大致V字形狀之刃之前端角度(刃前緣角)為90~160度(較理想為100~140度)、前述槽之深度為25μm以上、前述槽間之稜線之長度為25μm以上之劃線輪做為前述劃線輪。
本發明之劃線方法,特別適合使用於比玻璃硬之脆性材料(難劃線材料,例如陶瓷基板、藍寶石、矽等硬脆材料)之劃線。
利用本發明,提供前述之劃線輪之對陶瓷基板之劃線形成之使用。
此外,本發明之陶瓷基板之切斷方法係在藉由使前述之劃線輪於陶瓷基板上壓接轉動而於陶瓷基板之表面形成劃線並使伸展至陶瓷基板之厚度方向之60%以上之連續之裂痕(垂直裂痕)以單道形成後,沿劃線折斷。
利用本發明之劃線輪,由於使輪之外徑、槽之深度、槽間之稜線之長度為特定範圍,故刃前緣之磨耗少而使用壽命長、可應需要使較深垂直裂痕產生、即使將陶瓷基板等較硬基板(硬脆材料)劃線刃前緣之磨耗亦少,可涵蓋長時間(長行進距離)使特定深度之垂直裂痕產生。
利用本發明之劃線方法,由於使用前述之劃線輪,故在使與以往相同深度之垂直裂痕產生時可使施加於劃線輪之荷重比以往減輕,藉此亦可圖劃線輪之長壽化。又,亦可應需要使較深垂直裂痕產生、可僅以劃線加工進行基板之切斷。甚至,即使為陶瓷基板等硬脆性材料基板(硬脆材料)亦可藉由劃線加工與折斷加工(割斷)切斷。
利用本發明,由於藉由使用劃線輪割斷陶瓷基板等硬脆材料可以例如利用切片鋸之研削切斷時之接近10倍之速度且以乾式切斷,故可提供可使陶瓷基板等硬脆材料之切斷之生產性與產率提升,削減生產成本,且對環境友善之陶瓷基板等硬脆材料之切斷方法。
利用本發明,由於藉由於劃線輪之周邊脊以特定之節距形成特定深度之槽使特定高度之突起以特定之節距被形成,故在使扺接陶瓷基板等硬脆材料轉動時,可藉由突起產生之大集中應力形成伸展至脆性材料基板(即使為陶瓷基板等硬脆材料)之厚度方向之60%以上連續之垂直裂痕,故能以單道(One-pass)將脆性材料基板(即使為陶瓷基板等硬脆材料)以高效率、高產率且對環境友善之乾式割斷。
以下雖更詳細說明本發明之劃線輪,但本發明不受限於該等實施形態。
於圖1及圖2顯示本發明之劃線輪之一實施形態。圖1為從劃線輪之旋轉軸方向所見之前視圖,圖2為側視圖。如圖2所示,於圓盤狀之輪之圓周部形成有剖面大致V字形狀之刃11。
此刃11之刃前緣角θ通常為鈍角,具體之角度雖根據切斷之基板之材質或厚度適當被設定,但通常為90~160度(例如100~140度)之範圍。此外,如圖1所示,於為此刃11之稜線之刃前緣12以特定間隔形成有複數之V字狀之槽13。在此形成於刃前緣12之複數之槽13係以微米等級被刻意加工者,與形成刃前緣稜線之研削加工時必然被形成之研削條痕不同。
本發明之劃線輪1其外徑必須為1mm~5mm。若輪之外徑小於1mm,使用性及耐久性可能會降低,若外徑大於5mm,劃線時垂直裂痕可能不會深入基板被形成。更理想之輪外徑為1mm~3mm之範圍。又,劃線輪之厚度為0.5mm~1.2mm較理想。若劃線輪之厚度比0.5mm薄,使用性及耐久性可能會降低,反之若比1.2mm厚,僅劃線輪之材料及製造成本變高。更理想之厚度為0.5mm~1.1mm之範圍。
形成於劃線輪1之刃前緣12之槽13其深度D(於圖1圖示)為25μm以上為重要。使槽13之深度D為25μm以
上可使藉由劃線形成於基板之垂直裂痕於長期間(長劃線距離)充分深。更理想之槽之深度D為30μm以上。槽13之深度D通常由加工性之觀點為60μm以下。
圖1之劃線輪之槽13之形狀雖為三角形,但槽13之形狀並不受限於此,為如圖3所示之梯形形狀(該圖(a))、U字形狀或半圓形狀(該圖(b))、矩形形狀(該圖(c))等亦無妨。另外,本發明中所謂槽之深度D係指從稜線14至槽13之最深部之距離。
又,槽間之稜線14之長度L(於圖1圖示)為25μm以上亦為重要。若前述稜線14之長度L為25μm未滿,即使使槽13之深度D為25μm以上劃線輪之壽命仍短。理想之槽間之稜線之長度L之下限值為30μm,上限值為75μm。
於圖4顯示調查槽13之深度D與槽間之稜線14之長度L之關係之實驗資料。此圖係顯示取行進距離為縱軸,取槽間之稜線之長度L為橫軸,改變槽之深度D之各劃線輪之槽間之稜線14之長度L與行進距離之關係。另外,在此所謂「行進距離」係顯示至垂直裂痕成為基板之厚度之60%以下之時之劃線輪之劃線距離。因此,行進距離越長表示做為劃線輪越優秀。試驗條件如下。
評價基板:HTCC基板(市售品,厚度:0.635mm)
劃線速度:100mm/sec
切入設定量:0.15mm
切斷方法:內-內切斷(利用從基板之一邊之內側至另一
邊之內側之劃線之切斷)
切斷方向:單一方向劃線
劃線輪形狀:直徑2.0mm、厚度0.65mm、內徑(使銷貫通之貫通口之開口徑)0.8mm、刃前緣角110度
槽節距:45~165μm
槽長度:25~100μm
槽間之稜線之長度:10~75μm
刃前緣荷重:18N
在以行進距離15m以上為劃線輪之選別基準時,如由圖4得知,以槽深度D為15μm、20μm之以往之劃線輪,即使使槽間之稜線之長度L變化,行進距離亦不會超過15m。相對於此,以槽深度D為30μm、50μm之劃線輪,在槽間之稜線之長度L為25μm以上時,行進距離達到15m以上。
於刃前緣12形成之槽13之節距P(於圖1圖示)為50μm~200μm之範圍較理想。若槽13之節距P為50μm未滿,會有劃線輪1之刃前緣12磨耗變大而耐久性降低之虞。另外,若槽13之節距P超過200μm,無法將垂直裂痕形成至基板之深處。更理想之槽13之節距P為70μm~170μm之範圍。
又,前述槽之寬度W(於圖1圖示)之對前述槽間之稜線之長度L之比例雖可從0.5~5之範圍內選定,但通常為1.0以上(特別是1.0~3.5)較理想。亦即,槽之寬度W為與
槽間之稜線之長度L相同或為槽間之稜線之長度L以上較理想。藉由使槽之寬度W之對前述槽間之稜線之長度L之比例為上述範圍使前述之行進距離變長。
本發明之劃線輪可以以往公知之方法製作。例如,由被製成劃線輪之適當厚度(例如0.5~1.2mm)之材料基板切除圓盤狀之原板,將此原板之兩面圓周邊緣部削入為厚度往半徑方向外方變薄,於圓周部形成剖面大致V字形狀之刃。此時,刃前緣角如前述為90~160度(特別是100~140度)之範圍較理想。之後,於為前述刃之稜線之刃前緣以雷射加工、放電加工、研削加工等以往公知之加工方法形成槽。由於本發明之劃線輪為小徑且於槽之形成被要求微細之加工精度,故上述加工方法中以雷射加工較適當。做為使用之雷射光發生裝置,YAG高頻雷射或二氧化碳氣體雷射較理想。
做為劃線輪之材料,使用為以往公知之材料之燒結金剛石較理想。
適合做為本發明之劃線輪之材料被使用之金剛石燒結體為係由金剛石粒子與殘部之結合相構成且相鄰之金剛石粒子彼此互相結合者較理想。藉由相鄰之金剛石粒子彼此互相結合,可獲得優良耐磨耗性及強度。
在此,使用之金剛石粒子其平均粒徑為0.5μm以下較理想。縮小平均粒徑並提高小金剛石粒子之比例可實現劃線輪之長壽命。
金剛石粒子之含有量通常對金剛石燒結體全體為75
vol%~90vol%,於本發明使用之金剛石燒結體之金剛石粒子之含有量對金剛石燒結體全體為85vol%以上較理想。在此所謂vol%係指相對於包含空孔之金剛石燒結體之全體積之金剛石粒子之合計體積之比例。結合相由於硬度比金剛石粒子小,故藉由使金剛石粒子之含有率為85vol%以上防止硬度之降低,縮小金剛石之粒徑而成為耐衝擊性等強度或耐磨耗性優良者。
結合相包含結合材與添加劑。結合材通常適合使用鐵族元素。鐵族元素可舉出鈷、鎳、鐵,其中鈷較理想。本用途之結合材之含有量對金剛石燒結體全體為10vol%~30vol%之範圍較理想,特別是10vol%~20vol%較理想。
添加物適合使用例如從由鈦、鋯、釩、鈮、鉻構成之群選出之至少1種以上之元素之碳化物。
適合做為本發明之劃線輪之材料被使用之金剛石燒結體例如可在混合金剛石粒子、結合材、添加劑後,以將此混合物在金剛石於熱力學上安定之高溫、超高壓下燒結來製造。
燒結係在超高壓發生裝置之金屬容器內將前述混合物以較理想為壓力5GPa~8GPa、溫度1500℃~1900℃保持10分鐘程度來進行。
以下說明使用以上已說明之劃線輪之劃線方法。
於圖5顯示安裝劃線輪之保持具之概說圖。於此保持具2,劃線輪1藉由銷21於支持筐體22被支持為可自由旋轉。將此保持具2裝設於具有裝設於以下說明之劃線裝置
之升降加壓機構(氣壓缸、伺服馬達等)之劃線頭之前端,以劃線頭之升降加壓機構使劃線輪1壓接於玻璃基板等脆性材料基板4並於基板4之表面上轉動。藉此,於基板4上形成劃線SL,垂直裂痕產生。此時之對劃線輪1施加之荷重及劃線速度雖係由基板4之種類或厚度等適當決定,但通常對劃線輪1施加之荷重為5~50N(較理想為15~30N)之範圍,劃線速度為50~300mm/sec之範圍。其次,使用不圖示之折斷裝置從例如基板4之與形成有劃線SL之面相反側之面施加應力,使垂直裂痕K成長至基板4之相反面而切斷基板。
做為可以本發明之劃線輪1劃線之基板4,可舉出例如玻璃、陶瓷、矽、藍寶石等脆性材料基板。本發明之劃線輪特別適合將硬脆材料(陶瓷、矽、藍寶石等比玻璃硬之脆性材料)劃線。由於利用本發明之劃線輪1可獲得比以往深之垂直裂痕,故若為形成與以往相同程度之垂直裂痕,可使對劃線輪1施加之荷重減輕,故商品壽命變長。此外,做為脆性材料基板對較硬之陶瓷基板、矽、藍寶石等硬脆材料亦可以由劃線加工與折斷加工構成之切斷方式切斷。特別是近年來,於通信機器關聯之高頻模組使用之基板從HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics)往較易加工之LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)之轉換被加速,使用本發明之劃線方法之切斷方法更有效被利用。
於圖6及圖7顯示劃線裝置之概說圖。圖6為劃線裝置3之前視圖,圖7為其側面圖。圖6中,平台31於水平
方向旋轉並於Y方向(圖6中之左右方向)移動。於該平台31之上面,加工對象之基板4以真空吸附被吸引固定於平台31。藉由以一對CCD攝影機34a、34b辨識於該基板4標示之對準標記檢出基板4之設定時之位置偏移。例如,基板4偏離角度θ時,平台31被旋轉-θ之量,基板4於Y方向偏離+y(在圖6中向右y)時,平台31於Y方向被移動-y(在圖6中向左y)之量。於平台31之上方軌道32(於圖7圖示)於X方向延伸,劃線頭5沿該軌道32藉由刀具軸馬達33(於圖7圖示)往復移動。於該劃線頭5之下部,劃線輪1被裝設為可以水平方向之銷21(參照圖5)為軸自由旋轉之保持具2被裝設為可以垂直方向之軸為旋轉中心自由旋轉。
藉由在使裝設於保持具2之下端之劃線輪1以特定壓力按壓(將此力稱為劃線荷重)基板4之表面之狀態下使劃線輪1與被配置為水平之基板4在水平面內相對移動可於基板4之上面形成劃線。例如,使劃線頭5於X方向移動會使X方向之劃線被刻於基板4之上面,藉由每次使平台31於Y方向移動皆重複此劃線動作一一刻出X方向之劃線。之後藉由在以不圖示之驅動源使平台31旋轉90度後進行同樣之劃線動作刻出對在先前之加工被形成之各劃線直交之方向之劃線。藉由在使劃線輪1以特定壓力按壓基板4之表面之狀態下使平台31於Y方向移動亦可於基板4之上面使Y方向之劃線形成。
之後,形成有劃線之基板受折斷裝置於與形成有劃線
之面相反側之面施加應力,藉此,垂直裂痕成長至基板之相反面而基板被切斷。又,以劃線加工形成深垂直裂痕時,不以折斷裝置為必要,僅以劃線加工切斷基板。
本發明之劃線輪為乾式(不使用冷卻、洗淨液),刃前緣之磨耗少而使用壽命長,可應需要使較深垂直裂痕產生,且即使將陶瓷基板(例如HTCC基板或LTCC基板)、矽、藍寶石等較硬之脆性材料基板(硬脆材料)劃線,刃前緣之磨耗亦少,可於長期間(長劃線距離)使特定深度之垂直裂痕產生,故為有用。
1‧‧‧劃線輪
3‧‧‧劃線裝置
4‧‧‧基板(脆性材料基板)
5‧‧‧劃線頭
11‧‧‧刃(外周邊部)
12‧‧‧刃前緣(圓周脊)
13‧‧‧槽
14‧‧‧稜線
D‧‧‧槽之深度
W‧‧‧槽之寬
L‧‧‧槽間之稜線之長度
P‧‧‧槽之節距
圖1為顯示本發明之劃線輪一例之前視圖。
圖2為圖1之劃線輪之側視圖。
圖3為顯示槽形狀之其他例之放大圖。
圖4為顯示稜線長度L與槽深度D之對劃線輪之行進距離之影響之圖。
圖5為顯示使用本發明之劃線輪之保持具之一例之概說圖。
圖6為實施本發明之劃線方法之劃線裝置之前視圖。
圖7為圖6之劃線裝置之側視圖。
圖8為顯示以往之劃線輪之概說圖。
1‧‧‧劃線輪
12‧‧‧刃前緣(圓周脊)
13‧‧‧槽
14‧‧‧稜線
D‧‧‧槽之深度
W‧‧‧槽之寬
L‧‧‧槽間之稜線之長度
P‧‧‧槽之節距
Claims (6)
- 一種劃線輪,用來將從由陶瓷、藍寶石、矽構成之群選出之至少一種硬脆材料劃線,於圓盤狀刀輪之圓周部形成有剖面大致V字形狀之刃,於前述刃之稜線之刃前緣以特定間隔形成有複數槽,其特徵在於:前述刀輪之外徑在1mm~5mm之範圍;前述剖面大致V字形狀之刃之前端角度為90~160度;前述槽之深度為25μm以上;前述槽間稜線之長度為25μm以上;前述槽之寬度之相對前述槽間稜線之長度之比例為1.0以上。
- 如申請專利範圍第1項之劃線輪,其中,前述複數槽之節距為50μm~200μm之範圍。
- 如申請專利範圍第1項之劃線輪,其中,由構成之金剛石粒子之平均粒徑為0.5μm以下且金剛石含有量為85vol%以上之金剛石燒結體構成。
- 一種劃線方法,係使於圓盤狀刀輪之圓周部形成有剖面大致V字形狀之刃、並於前述刃之稜線之刃前緣以特定間隔形成有複數槽之劃線輪,在脆性材料基板上壓接轉動據以在脆性材料基板之表面形成劃線,其特徵在於:使用外徑在1mm~5mm之範圍、前述剖面大致V字形狀之刃之前端角度為90~160度、前述槽之深度為25μm以上、前述槽間稜線之長度為25μm以上之劃線輪做為前述劃線輪; 前述脆性材料基板係由從由陶瓷、藍寶石、矽構成之群選出之至少一種硬脆材料構成;前述槽之寬度之相對前述槽間稜線之長度之比例為1.0以上。
- 一種陶瓷基板之劃線方法,使用如申請專利範圍第1~3項中任一項之劃線輪於陶瓷基板形成劃線。
- 一種陶瓷基板之切斷方法,係使如申請專利範圍第1~3項中任一項之劃線輪於陶瓷基板上壓接轉動據以在陶瓷基板之表面形成劃線,並形成使其伸展至陶瓷基板厚度方向之60%以上之連續裂痕後,沿劃線折斷。
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JP5067457B2 (ja) * | 2010-07-29 | 2012-11-07 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | スクライビングホイール、スクライブ装置、およびスクライブ方法 |
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JP5170195B2 (ja) * | 2010-09-24 | 2013-03-27 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 樹脂付き脆性材料基板の分割方法 |
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JP5554228B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2014-07-23 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 基板加工方法 |
JP6263324B2 (ja) * | 2011-02-18 | 2018-01-17 | デンカ株式会社 | アルミニウム合金−セラミックス複合体の製造方法 |
JP5397403B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2014-01-22 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | スクライビングホイールおよびスクライブ装置 |
JP5966564B2 (ja) * | 2011-06-08 | 2016-08-10 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | スクライビングホイール及びスクライブ方法 |
KR101944781B1 (ko) * | 2011-06-29 | 2019-02-07 | 주성엔지니어링(주) | 태양전지의 제조방법 및 제조장치 |
JP2013089622A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd | 半導体基板のブレイク方法 |
JP5867159B2 (ja) * | 2012-02-27 | 2016-02-24 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | セラミックス基板の割断方法 |
JP5880948B2 (ja) * | 2012-02-27 | 2016-03-09 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | アルミナ基板の割断方法 |
TW201604154A (zh) * | 2012-03-28 | 2016-02-01 | Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd | 劃線輪、劃線裝置、劃線方法、顯示用面板之製造方法及顯示用面板 |
EP2843688B1 (en) * | 2012-04-24 | 2019-01-16 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Dicing blade |
JP5748914B2 (ja) * | 2012-06-15 | 2015-07-15 | 株式会社東京精密 | ダイシング装置及びダイシング方法 |
JP6085895B2 (ja) * | 2012-07-27 | 2017-03-01 | イファ ダイヤモンド インダストリアル カンパニー,リミテッド | 微細構造の溝を持つスクライビングホイール |
CN103833210A (zh) * | 2012-11-23 | 2014-06-04 | 李帅 | 一种切割玻璃的方法和切割刀轮 |
JP6344787B2 (ja) * | 2012-11-30 | 2018-06-20 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | セラミックス基板の分断方法及びスクライブ装置 |
JP6042712B2 (ja) * | 2012-12-18 | 2016-12-14 | 株式会社ディスコ | サファイアウェーハの加工方法 |
CN104175406B (zh) * | 2013-05-24 | 2017-09-15 | 三星钻石工业股份有限公司 | 刀轮及其制造方法 |
JP6185792B2 (ja) * | 2013-08-29 | 2017-08-23 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | 半導体ウエハの分断方法 |
CN103936275A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-07-23 | 北京沃尔德超硬工具有限公司 | 一种用于切割带膜玻璃的双刃口刀轮 |
JP5913489B2 (ja) * | 2014-09-03 | 2016-04-27 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | イメージセンサ用ウエハ積層体のスクライブライン形成及び分断方法並びにスクライブライン形成及び分断装置 |
US20160303747A1 (en) | 2015-04-14 | 2016-10-20 | Darex, Llc | Cutting Edge with Microscopically Sized Channels to Enhance Cutting Performance |
JP2017119364A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | スクライブ装置およびスクライブ方法 |
JP2016180185A (ja) * | 2016-05-09 | 2016-10-13 | デンカ株式会社 | アルミニウム合金−セラミックス複合体、この複合体の製造方法、及びこの複合体からなる応力緩衝材 |
TWI774883B (zh) * | 2017-12-26 | 2022-08-21 | 日商三星鑽石工業股份有限公司 | 黏合基板的劃線方法以及劃線裝置 |
CN108724490A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-11-02 | 山东大海新能源发展有限公司 | 提高晶片用晶棒利用率的方法 |
CN110802752A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-02-18 | 深圳市金武科技有限公司 | 一种玻璃切割刀及其加工方法 |
JP7398099B2 (ja) * | 2019-12-27 | 2023-12-14 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | スクライビングホイール |
KR20230056841A (ko) * | 2021-10-20 | 2023-04-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | 커팅 장치 및 이를 이용한 기판 커팅 방법 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US648791A (en) * | 1899-01-23 | 1900-05-01 | Henri Raynal | Apparatus for cutting pattern stencil-plates. |
JPS61112345A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-05-30 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
TW308581B (zh) * | 1995-11-06 | 1997-06-21 | Mitsuboshi Diamond Kogyo Kk | |
JP2989602B1 (ja) | 1999-01-28 | 1999-12-13 | 三星ダイヤモンド工業株式会社 | ガラスカッタホィ―ル |
US6796212B2 (en) * | 2000-08-11 | 2004-09-28 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Scribing method for brittle materials, a cutter wheel used therefor and an apparatus provided therewith |
CN1970266B (zh) * | 2001-03-16 | 2010-09-01 | 三星宝石工业株式会社 | 刀轮、使用该刀轮的割划设备和制造该刀轮的设备 |
TW528736B (en) * | 2001-04-02 | 2003-04-21 | Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd | Cutter wheel, device and method using the cutter wheel, method of dividing laminated substrate, and method and device for manufacturing cutter wheel |
JP3085312U (ja) * | 2001-10-11 | 2002-04-26 | トーヨー産業株式会社 | カッターホイール |
US8074551B2 (en) * | 2002-02-26 | 2011-12-13 | Lg Display Co., Ltd. | Cutting wheel for liquid crystal display panel |
TWI290128B (en) * | 2002-04-01 | 2007-11-21 | Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltdl | Parting method for fragile substrate and parting device using the method |
US20040123717A1 (en) * | 2002-04-02 | 2004-07-01 | Kazuya Maekawa | Cutter wheel, device and method using the cutter wheel, method of dividing laminated substrate, and method and device for manufacturing cutter wheel |
JP4223247B2 (ja) * | 2002-08-12 | 2009-02-12 | シャープ株式会社 | 有機絶縁膜の製造方法及びインクジェットヘッド |
TWI286232B (en) * | 2002-10-29 | 2007-09-01 | Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd | Method and device for scribing fragile material substrate |
JP2005001941A (ja) * | 2003-06-12 | 2005-01-06 | Thk Co Ltd | ダイヤモンドホイール及びスクライブ装置 |
EP1712339A4 (en) * | 2004-02-02 | 2010-03-24 | Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd | CUTTING WHEEL, TILTING METHOD AND CUTTING METHOD FOR BRACKET MATERIAL CARRIER USING THE CUTTING WHEEL AND METHOD FOR PRODUCING THE CUTTING WHEEL |
US8881633B2 (en) * | 2004-07-16 | 2014-11-11 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | Cutter wheel, manufacturing method for same, manual scribing tool and scribing device |
TWI380868B (zh) * | 2005-02-02 | 2013-01-01 | Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltdl | Fine processing method of sintered diamond using laser, cutter wheel for brittle material substrate, and method of manufacturing the same |
TWI454433B (zh) * | 2005-07-06 | 2014-10-01 | Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd | A scribing material for a brittle material and a method for manufacturing the same, a scribing method using a scribing wheel, a scribing device, and a scribing tool |
JP2007031200A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Allied Material Corp | カッターホイール |
CN200991967Y (zh) * | 2006-12-19 | 2007-12-19 | 劲钻科技股份有限公司 | 脆性板材用切割轮 |
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