TWI693138B - 脆性材料基板之分斷方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之脆性材料基板之分斷方法，能夠在脆性材料基板之分斷中，沿分斷預定線確實地形成裂紋線，並進行分斷。
對脆性材料基板之分斷預定線形成不伴隨裂紋之槽狀之溝線TL1~TL6。使形成有溝線TL1~TL6之玻璃基板20反轉，從反面以相對於溝線以70°以下或110°以上之角度交叉之方式形成輔助線AL1。藉由沿輔助線AL1分斷脆性材料基板20，使裂紋沿溝線延伸而形成裂紋線，沿該裂紋線分斷基板。
Description
本發明係關於一種脆性材料基板之分斷方法，尤其是關於一種在沿刻劃線之裂紋之形成方法具有特徵的脆性材料基板之分斷方法。
在平面顯示器面板或太陽電池面板等電氣機器之製造中，分斷玻璃基板等脆性材料基板的動作經常是必須的。使用刻劃裝置之典型的分斷方法，係藉由進行刻劃於基板厚度方向至少局部性地深入、而在基板表面上形成呈線狀延伸的裂紋(以下，稱為裂紋線)。
專利文獻1中，將在刻劃時產生之位於玻璃基板上面的凹痕稱為刻劃線。根據該公報揭示，在刻劃線之刻設的同時，產生從刻劃線往下方延伸之裂紋。也就是，刻劃線與裂紋線同時形成。
在裂紋深入厚度方向的情形時，僅藉由裂紋線之形成便可沿裂紋線分斷玻璃基板。另一方面，在裂紋僅局部深入厚度方向的情形時，在形成裂紋線之後，於裂斷步驟中賦予應力。藉由賦予應力使裂紋線之裂紋於厚度方向完全深入，而能夠分斷基板。但是，若未形成有裂紋線，則即便在裂斷步驟中賦予應力，亦無法沿刻劃線分斷基板。因此，為了分斷玻璃基板，必須確實地形成裂紋線。
專利文獻1：日本特開平9-188534號公報
為了形成裂紋線，必須考慮玻璃基板之種類、厚度等各種因素來調整刻劃工具之形狀或刻劃負載、速度等。近年來，隨著薄且強度高之玻璃的開發，而逐漸難以確實地形成裂紋線。例如，為了確實形成裂紋線，若提高刻劃負載，則刃前端逐漸磨耗時，於玻璃表面產生之傷痕變大，使粉塵的產生變多。此外，亦難以加快刻劃速度。如上所述，使得刻劃負載或所使用之刃前端的條件受限。又，有時會有玻璃基板或設置玻璃基板之台因平台表面高低起伏等而使裂紋線於玻璃基板之厚度方向傾斜形成，結果使分斷後之玻璃端面傾斜的情形。
本發明係為了解決以上之課題而完成，其目的在提供一種能夠沿脆性材料基板之分斷預定線確實地使裂紋線產生，並沿裂紋線進行分斷的脆性材料基板之分斷方法。
為了解決該課題，本發明之脆性材料基板之分斷方法，係對具有由包含彼此對向之第1及第2邊之緣所圍繞之表面、且具有與該表面垂直之厚度方向的脆性材料基板，從該第1、第2邊之中分斷預定線上之該第1邊附近起至該第2邊附近沿該分斷預定線形成不伴隨裂紋之槽狀之至少一條溝線，以和該溝線以70°以下或110°以上之角度交叉之方式形成輔助線，藉由沿該輔助線分斷該脆性材料基板，形成使裂紋從該輔助線與該溝線之交叉位置起沿該溝線往脆性材料基板之厚度方向深入而成的裂紋線，並沿該裂紋線分斷該脆性材料基板。
此處亦可為：該輔助線形成直線狀。
此處亦可為：該輔助線係形成為與複數條該溝線相交之角度變化之連續線狀。
此處亦可為：該溝線，係藉由將使用金剛石尖點之刻劃工具按壓於該脆性材料基板並使該脆性材料基板與該刻劃工具相對移動而形成。
此處亦可為：該溝線，係藉由將刻劃輪按壓於該脆性材料基板並使其滾動而形成。
根據具有上述特徵之本發明，首先沿分斷預定線在脆性材料基板之上面形成其下方不具有裂紋之由凹痕、即凹槽構成之溝線，藉由使輔助線以既定角度與溝線交叉並於輔助線進行分斷，而能夠沿溝線確實地使裂紋線產生。之後藉由沿裂紋線進行分斷，即能夠將脆性材料基板分斷成所欲之大小。本發明中，由於在形成溝線時於其下方不產生裂紋，因此在溝線形成時能夠將負載設定較低、將刻劃速度設定較快，且可獲得能夠使刃前端之磨耗少之效果。此外，亦可獲得能夠使在脆性材料基板之表面產生之傷痕或粉塵之產生變少之效果。
10:刻劃工具
11:刃前端
12:柄
20:玻璃基板
TL1~TL9:溝線
AL、AL1、AL2:輔助線
CL1~CL9:裂紋線
圖1，係顯示本發明之第1實施形態的玻璃基板之分斷方法中所使用之刻劃工具之構成的側視圖、及顯示其刃前端之構成的以箭頭IB之視點顯示的俯視圖。
圖2，係顯示本發明之第1實施形態的玻璃基板之分斷方法的流程圖。
圖3，係顯示本發明之第1實施形態的玻璃基板之分斷方法的立體圖。
圖4，係本發明之第1實施形態的玻璃基板之分斷方法中所形成之溝線、及裂紋線的剖面圖。
圖5，係概略性地顯示本發明之第1實施形態的玻璃基板之分斷方法之輔助線之形成與分斷之步驟的俯視圖。
圖6，係顯示本發明之第1實施形態之溝線與輔助線之交叉角度和裂紋線之成立機率的圖。
圖7，係概略性地顯示本發明之第1實施形態的玻璃基板之分斷方法之輔助線之形成與分斷之步驟之其他例的俯視圖。
圖8，係概略性地顯示本發明之第2實施形態的玻璃基板之溝線形成之步驟的俯視圖。
圖9，係概略性地顯示本發明之第2實施形態的玻璃基板之輔助線形成與分斷之步驟的俯視圖。
以下，根據圖式針對本發明之實施形態進行說明。本實施形態中，使用玻璃基板作為脆性材料基板。作為脆性材料基板，其他可例舉如由低溫燒成陶瓷或高溫燒成陶瓷等構成之陶瓷基板、矽基板、化合物半導體基板、藍寶石基板、石英基板等。
本實施形態之玻璃基板之分斷方法，使用圖1(a)所示之刻劃工具10。刻劃工具10具有刃前端11及柄12。刃前端11，被保持於作為其保持具之柄12。
在刃前端11，如圖1(b)所示，設有頂面SD1(第1面)、及圍繞頂面SD1之複數個側面SD2~SD5。該等面中，頂面SD1、側面SD2及SD3(第1~第3面)，彼此朝向不同之方向，且彼此相鄰。刃前端11，具有頂面SD1、側面SD2及SD3相交之頂點，藉由該頂點構成刃前端11之突起
部PP。此外，側面SD2及SD3，構成有刃前端11之構成側部PS之稜線。側部PS從突起部PP起呈線狀延伸。
刃前端11，由於可將其硬度及表面粗糙度設為較小，因此較佳為由金剛石作成，更佳為由單結晶金剛石作成。進一步地，較佳為在結晶學上頂面SD1為{001}面，側面SD2及SD3分別為{111}面。此時，雖側面SD2及SD3具有不同朝向，但在結晶學上為彼此等價之結晶面。
刃前端11亦可為非單結晶之金剛石。例如，亦可使用以CVD(Chemical Vapor Deposition)法(化學氣相沉積法)合成之多結晶體金剛石。或者，亦可使用由微粒之石墨或非石墨狀碳以不含鐵族元素等之結合材之方式燒結而成之多結晶金剛石、或將石墨粒子藉由鐵族元素等之結合材結合而成之燒結金剛石。
柄12沿軸方向AX延伸。刃前端11，較佳為以其頂面SD1之法線方向大致沿軸方向AX之方式安裝於柄12。
接下來針對本實施形態之玻璃基板之分斷方法進行說明。在圖2之步驟S1中首先準備玻璃基板20。玻璃基板20如圖3(a)所示，係被彼此對向之第1、第2邊20a、20b圍繞、且為具有平坦之表面SF的玻璃基板20。在步驟S2中，將刻劃工具10之刃前端11於位置N1按壓於玻璃基板20之表面SF。位置N1係分斷預定線之接近邊20a的位置。此時在圖1(a)中，以刃前端11之突起部PP位於邊20a及側部PS之間、且刃前端11之側部PS配置於突起部PP與邊20b之間的方式將刃前端11按壓於玻璃基板20之表面SF上。然後，使按壓在玻璃基板20之表面SF的刃前端11於表面SF上從位置N1起滑動至接近分斷預定線之邊20b的位置N2以進行刻劃，
藉此形成溝線TL1。亦即，參照圖1(a)，使刃前端11往從邊20a朝向邊20b之方向、即方向DA滑動。所謂的溝線，如於圖4(a)所顯示之剖面圖般，係藉由刻劃而於玻璃基板20之表面SF僅形成塑性變形之槽、係於厚度方向未產生裂紋的線。又，本實施形態中，邊20a為刻劃上游側，邊20b為下游側。
以同樣之方式在玻璃基板20之表面SF之分斷預定線上形成其他溝線。此處與溝線T1平行地進一步形成五條溝線TL2~TL6。在該等之溝線TL1~TL6之刻劃後，於其下方不產生裂紋。因此，能夠以較形成使裂紋產生之一般刻劃線更低之負載等較廣之刻劃條件，進行用以形成溝線之刻劃。
接著，在圖2之步驟S3中，將該玻璃基板20反轉。然後如圖3(c)及圖5(a)所示，以從不具有溝線TL1~TL6之背面以110°以上之角度θ 1與各溝線交叉之方式形成輔助線AL1(步驟S4)。輔助線AL1係形成於接近各溝線之下游側、即位置N2的位置。輔助線AL1如圖1所示，可使用具有金剛石之刃前端的刻劃工具，亦可以使刻劃輪滾動之方式形成。本實施形態中，輔助線係形成有裂紋之裂紋線。
以上述方式形成輔助線AL1之後，在步驟S5中，藉由沿輔助線AL1對玻璃基板20進行裂斷，如圖5(b)所示，將玻璃基板20沿輔助線AL1分斷。此時，從已形成之溝線TL1~TL6與輔助線AL1交叉之位置如圖4(b)所示般產生裂紋，且裂紋往各溝線TL1~TL6之上游側延伸。因此，溝線TL1~TL6變成於其下方伴隨有裂紋之裂紋線CL1~CL6。
之後，在圖2之步驟S6中，藉由沿該裂紋線CL1~CL6對
玻璃基板20進行分斷即能夠將玻璃基板分斷成所欲之形狀。
此外，該實施形態中，如圖3(c)、圖5(a)所示，以相對於溝線TL1~TL6以110°以上之角度θ 1交叉之方式形成輔助線AL1。當將輔助線AL1與溝線TL之交叉角度設為θ時，在沿輔助線分斷時正常地產生裂紋而成為裂紋線之機率，如圖6所示在90°時為最小、在70°以下或110°以上時為100%。因此，如圖7(a)所示般，亦可以在溝線TL1~TL6以70°以下之角度θ 2交叉之方式形成輔助線AL2，如圖7(b)所示般沿該輔助線AL2進行分斷。此時，亦能夠以同樣之方式從溝線與輔助線AL2之交點之上游側沿溝線使裂紋確實地延伸。
此外，本實施形態中，輔助線雖為一般的裂紋線，但亦可以是不伴隨有裂紋的溝線。此時，在步驟S5(圖2)中藉由進行在輔助線形成裂紋之步驟及裂斷步驟，將玻璃基板20沿輔助線AL1或AL2分斷。
接著，針對本發明之第2實施形態進行說明。此實施形態中，亦與第1實施形態同樣地，如圖8(a)所示，首先準備玻璃基板20，使用刻劃工具10於玻璃基板20形成平行之溝線TL1~TL9。然後，如圖8(b)所示使玻璃基板20反轉。
接著，如圖9(a)所示，以在各溝線TL1~TL9之位置交互地以70°以下或110°以上之角度相交之方式形成正弦波狀之輔助線AL。如上述之正弦波狀之輔助線AL，可藉由使用以行進方向為中心旋動之具有學習功能之刻劃頭，一邊使玻璃基板20與刻劃頭之一方左右地往復運動一邊進行刻劃，而容易形成。接著如圖9(b)所示，當沿該輔助線AL對玻璃基板進行分斷時，裂紋沿各溝線TL1~TL9往溝線之上游側延伸，而可成為裂紋線
CL1~CL9。之後，沿裂紋線CL1~CL9對基板進行分斷的動作，此與第1實施形態之分斷方法相同。如上所述，若形成輔助線AL，可減少沿輔助線分斷後之邊角料面積。此外，第2實施形態中，輔助線並不限於正弦波狀，只要是在一條輔助線中，與各溝線TL1~TL9相交之角度為70°以下或110°以上進行變化之連續線即可。
又，上述各實施形態中，如圖1所示雖使用具有金剛石尖點之刻劃工具，但亦可使用以既定負載滾動以進行刻劃之圓板形的刻劃輪。使用刻劃輪而形成有溝線的情形時，使玻璃基板反轉，於形成輔助線時，在玻璃基板之上游側之端部、即接近圖3(b)之位置N1的位置形成直線或正弦波狀之輔助線。據此在沿輔助線分斷時，能夠使裂紋從溝線之與輔助線交叉之位置往下游側延伸，使裂紋線形成至下游側。之後，沿裂紋線CL1~CL9分斷基板的方法則與第1、第2實施形態之分斷方法相同。
又，亦可使具有金剛石尖點之刻劃工具往與上述各實施形態相反方向滑動。亦即，參照圖1(a)，使刃前端11往從邊20b朝向邊20a之方向即方向DB滑動，邊20b成為刻劃上游側，邊20a成為下游側。此時，刃前端11被柄12按壓於表面SF上前進。此場合，在使玻璃基板反轉形成輔助線時，在玻璃基板之上游側之端部、即接近圖3(b)之位置N2的位置形成直線或正弦波狀之輔助線。據此在沿輔助線分斷時，能夠使裂紋從溝線之與輔助線交叉之位置往下游側延伸，使裂紋線形成至下游側。之後，沿裂紋線CL1~CL9分斷基板的方法則與第1、第2實施形態之分斷方法相同。
本發明係在脆性材料基板形成溝線，使脆性材料基板反轉並形成輔助線的基板之分斷方法，能有效地使用在脆性材料基板之分斷。
S1‧‧‧玻璃基板之準備
S2‧‧‧溝線之形成
S3‧‧‧玻璃基板之反轉
S4‧‧‧以與溝線交叉之方式形成輔助線
S5‧‧‧沿輔助線分離
S6‧‧‧沿裂紋線分斷
Claims (5)
- 一種脆性材料基板之分斷方法，其特徵在於：對具有由包含彼此對向之第1及第2邊之緣所圍繞之表面、且具有與該表面垂直之厚度方向的脆性材料基板，從該第1、第2邊之中分斷預定線上之該第1邊附近起至該第2邊附近沿該分斷預定線形成不伴隨裂紋之槽狀之至少一條溝線；以和該溝線以70°以下或110°以上之角度交叉之方式形成輔助線；藉由沿該輔助線分斷該脆性材料基板，形成使裂紋從該輔助線與該溝線之交叉位置起沿該溝線往脆性材料基板之厚度方向深入而成的裂紋線；沿該裂紋線分斷該脆性材料基板。
- 如申請專利範圍第1項之脆性材料基板之分斷方法，其中，該輔助線形成直線狀。
- 如申請專利範圍第1項之脆性材料基板之分斷方法，其中，該輔助線係形成為與複數條該溝線相交之角度變化之連續線狀。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之脆性材料基板之分斷方法，其中，該溝線，係藉由將具有金剛石之刃前端之尖點之刻劃工具按壓於該脆性材料基板並使該脆性材料基板與該刻劃工具相對移動而形成。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之脆性材料基板之分斷方法，其中，該溝線，係藉由將刻劃輪按壓於該脆性材料基板並使其滾動而形成。
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