貼合基板的端子加工方法

2023-06-30 23:30:01

專利名稱：貼合基板的端子加工方法
技術領域：
本發明涉及對脆性材料的貼合基板切除基板的一部(亦稱為端材部、耳部、 連接部)以進行與外部機器的電氣連接的使端子部露出的端子加工方法。在此， 所謂脆性材料的貼合基板是指使用玻璃基板、單結晶矽、半導體晶圓、藍寶石、 陶瓷等材料的貼合基板。
背景技術：
以下的說明中所謂「劃線」是指在分斷基板前先沿基板上的分斷預定線形 成的有限深度的裂痕。
又，所謂r折斷處理」是指分斷基板的加工。
沿劃線進行折斷處理會使當初的有限深度的裂痕伸展至基板背面。由此， 基板被完全分斷。
又，所謂「雷射劃線加工J是指對脆性材料基板設定分斷預定線，沿此分 斷預定線掃描雷射光束的光束點(雷射光束被照射而被加熱的區域)並在軟化 溫度以下加熱基板，其次沿光束點通過的軌跡冷卻基板以利用熱應力於基板表 面形成沿分斷預定線的劃線(有限深度的裂痕)的加工。
又，所謂「雷射折斷處理」是指沿已形成的劃線掃描雷射光束的光束點以 再度加熱(根據需要再加熱後可再冷卻)以利用熱應力使劃線(有限深度的裂痕) 於深度方向伸展、到達基板的背面以分斷的處理。
又，做為先前技術的一後述的「使用多光子吸收的雷射劃線J是在基板內 部將雷射光束聚光以將基板內部改質的加工技術，由於是不在基板面形成劃線 加工的技術，故與上述的r雷射劃線加工」、「雷射折斷處理」加工機制不同， 在此是與「雷射劃線加工J 、 r雷射折斷處理」區別使用。
玻璃基板等脆性材料基板被加工為適當的大小或形狀後被利用於各種製品。
例如，在液晶顯示面板的製造是使用兩片大面積玻璃基板(母基板)，在一方的基板上圖案形成濾色片(CF),在另一方的基板上圖案形成驅動液晶的TFT (Thin Film Trans is tor)及外部連接的目的的端子部，形成此兩片基板的貼合 基板。之後，通過實行分割為一個一個的單位顯示基板的加工製造液晶顯示面 板。
其中，將母基板分割為單位顯示基板的加工中，以往是對兩片基板分別壓 接刀輪並使其相對移動以刻劃劃線，其次沿劃線從基板的背面側施加彎曲力矩 進行折斷處理。由此，分斷為單位顯示基板。
在上述的液晶顯示面板用的貼合基板是在使形成有濾色片的側的第 一基 板(CF基板)、形成有TFT及連接於此TFT的端子部的側的第二基板(TFT基板) 貼合時，使形成有TFT或端子部的基板面被第一基板覆蓋。
此端子部由於是連接TFT與外部機器之間的信號線的區域，故必須使能使 端子部露出以連接信號線。因此，在將大面積的貼合基板分斷為單位顯示基板 之際是對對向於端子部的第 一基板(CF)的部位沿與連接TFT的側為相反側的端 子部的外側端(亦即單位顯示基板的端部)分斷並將離端子部的外側端至少與 外部機器連接的信號線的安裝為可能的寬度做為端材部切除。
切除端材部的端子加工是通過在端材部的兩端分別形成劃線並沿此等劃 線進行折斷處理來進行。
此時通過調整由刀輪形成的各劃線輪的形成順序、使用折斷裝置的折斷處 理的順序，可容易進行端子加工的貼合基板的端子加工方法已被公開(參考專 利文獻l)。
根據此專利文獻1,如圖4所示，由以下的順序(l) ~ (5)加工貼合基板可 抑制端子加工中的折斷不良的發生已被公開。
(1) 在第一基板51 (CF基板)上以相當於對向於第二基板54 (TFT基板) 的端子部53的端材部(耳部)的寬度(L)的間隔形成第一、第二劃線S1、 S2 (圖 4 (a))。
(2) 在第二基板54上在第二劃線S2的背面側的延長上的位置形成第三 劃線S3，之後沿第一划線Sl折斷第一基板51 (圖4 (b) 圖4 (d))
(3) 沿第三劃線S3折斷第二基板54 (圖4 (e))
(4) 根據沿第一划線Sl的第一基板51的分斷面Bl、沿第三劃線S3的 分斷面B3的第一基板51、第二基板54的分離(圖4 (f))
(5) 沿第二劃線S2進行折斷，沿分斷面B2切除殘留於第一基板51的端材部(耳部)55 (圖4 (g))
根據上述流程的端子加工方法兼具長處與短處。
此端子加工方法的長處為即使第一划線Sl與第二劃線S2的寬度即端材部 (耳部)的寬度(L)變短(例如10 mra以下)，沿直線的劃線的直線端子加工仍為 可能。
反之，短處可舉出以下各點。第一，在折斷處理必須分別使用相異的兩種 (彎曲力矩型、剪斷型)折斷裝置。亦即，在圖4 (c)、圖4 (e)形成分斷面Bl、 分斷面B3時是如圖5所示，使用將使與基板的接觸面為銳角的折斷杆42沿線 K (將劃線S2、 S3在背側延長的線上)按壓以施加彎曲力矩的折斷裝置。相對 於此，在圖4 (g)形成分斷面B2時是如圖6所示，使用將使與第一基板51的 接觸面為平面的折斷杆43抵接端材部(耳部)55並按壓以使剪斷力作用的特殊 折斷裝置。
第二，使用刀輪的劃線Sl-S3的加工比雷射劃線加工容易有切屑產生。 由於切屑發生會有對良率產生影響的可能，故希望極力抑制發生。因此，在希 望減少切屑發生時，以雷射加工形成劃線較理想。
第三，在圖4 (f)第一基板51的端材部(耳部)55與第二基板54的端子 部53被分離，形成單位顯示基板Ml與基板M2,但此時在單位顯示基^反Ml, 的前覆蓋端子部53的端材部(耳部)55被分離，端子部53成為露出狀態。
在圖4 (f)的步驟成為單位顯示基板Ml的端子部53露出的狀態的單位顯 示基板Ml被搬送至次一步驟(例如組裝線)進行製品化的加工。
然而若維持在端子部53露出的狀態下被搬送至次一步驟，在搬送中在端 子部53的端面有損傷的可能。特別是在進行到圖4 (g)的加工的面板製造線與 進行製品的組裝的組裝線的距離相距較遠時，必須在搬送中使端子部53不會 受傷，增加搬送的麻煩。
由上述理由，發揮端子部53的保護罩的機能的端材部(耳部)55在之後的 步驟(上述例中為組裝線)切除較理想。
針對此點，已有在端子部被端材部(耳部)覆蓋的狀態先將母基板分斷為單 位顯示基板(液晶顯示面板)的大小，之後再切除端材部的雷射加工方法被公開 (參考專利文獻2)。
根據於此專利文獻2記載的加工方法，(l)先分斷為單位顯示基板(液晶顯 示面板)的大小，(2)之後，對被分斷的各單位顯示基板(液晶顯示面板)通過為使端子部露出的沿切斷預定線照射雷射，利用多光子吸收現象切離端材部(在
專利文獻2是稱為切斷部)，使端子部露出。亦即，照射以使雷射於切斷預定
線下方近處的基板內聚光，使多光子吸收產生以將基板內改質。之後，端材部 (切斷部)以改質區域為起點被分斷。此時的雷射加工稱為「使用多光子吸收的 雷射劃線J 。
其中，專利文獻1是日本專利第3792508號公報；專利文獻2是日本特開 2007-62074號公才艮。
採用於專利文獻2記載的使用多光子吸收的雷射劃線時，有以下的問題。
僅以利用雷射照射的多光子吸收可能僅被改質而難以在加工預定線的位 置完全分斷基板。亦即，即使在基板內的改質區域形成有裂痕，若不使裂痕伸 展可能仍不被分斷。此時需要使用折斷裝置的分斷處理。此時，由於欲分斷的 端材部(切斷部)的正下方有端子部存在，故無法使用剪斷型的折斷裝置，以彎 曲力矩型的折斷裝置分斷。在彎曲力矩型的折斷裝置雖須在夾切斷預定線均等 支撐兩側的狀態下從背側推壓，但若端材部(切斷部)的寬度變小便無法均等支 撐，即使以彎曲力矩型的折斷裝置亦無法安定分斷。因此，在端材部(切斷部) 的寬度小於10mm時，若採用先分斷為單位顯示基板，之後再切除端材部(切斷 部)的步驟分斷不良便容易發生，若小於5 mm則以折斷裝置的分斷本身亦有困 難。又，在以多光子吸收形成的改質區域或以刀輪形成的劃線因會形成微裂痕， 故基板的端面強度會降低。此外，由於切除端材部的端面接近端子部，故亦難 以研磨加工等除去微裂痕。
由上述，端子加工不論為釆用使用刀輪的機械式加工的狀況或採用使用多 光子吸收的雷射劃線的狀況皆有短處，新端子加工方法受到期望。

發明內容
本發明的主要目的是提供一種貼合基板的端子加工方法，以解決在上述的 使用刀輪的端子加工或使用多光子吸收的雷射劃線的端子加工產生的諸問題 並在^f吏端子的露出量為10mm以下時亦可加工的新端子加工方法。
為解決上述問題，的本發明是利用雷射劃線加工與雷射折斷處理進行端子 加工。
亦即，本發明是對使第一脆性材料基板、連接於機能膜的端子部與前述機 能膜一起形成於單側面的第二脆性材料基板貼合為前述端子部被第一基板覆蓋貼合的基板進行。
在此，所謂「機能膜」在液晶顯示面板雖是指TFT,但只要是與形成於基 板面的端子部連接且發揮任意機能的機能膜並不特別受限。例如，可為TFT以 外的薄膜元件、抵抗膜、光學膜等。
所謂「端子部J是指在機能膜與外部機器之間連接信號線或動力線的區域。 一般是圖案形成導電性膜(例如金屬膜、透明導電膜)。由於端子部必須與外部
側相反側的端)露出與外部機器的連接所必須的寬度。另外，端子部的寬度越 小，便越可擴大可做為機能膜使用的面積。因此，使露出的端子部的寬度為下 限為可與外部機器連接的寬度，上限為10mm以下的範圍較理想。具體而言， 使被露出的端子部的寬度為2mm ~ 8mm程度較理想。
本發明的端子加工方法是先在與前述端子部的連接於前述機能膜的側為 相反側的端子部外側端形成對第 一基板及第二基板的分斷面彼此為同 一 面的 第一分斷面。之後，將覆蓋前述端子部的第一基板的部位以離前述第一基板的 第一分斷面10 mm以下的寬度做為端材部切除以形成第二分斷面，使前述端子 部露出。
在先分斷為單位顯示基板(液晶顯示面板)的大小後利用雷射劃線加工切 除端材部(切斷部)時，會有即使直線掃描雷光束的光束點加工線亦會彎曲的現 象。
此是起因於光束點被掃描的線(分斷預定線)為單位顯示基板(液晶顯示面 板)的周邊區域，在掃描光束點時在掃描線的中央側與邊側形成不均勻應力場。 被形成的加工線(劃線、分斷線)在單位顯示基板的周邊受部均勻的應力場的影 響而加工線彎曲。
而加工線的彎曲若端子部的露出寬度(端材部的寬度)越小便越明顯。 因此，由以上的流程進行加工時，首先，在第一基板的成為第二分斷面的 預定位置、第一基板的成為第一分斷面的預定位置、第二基板的成為第一分斷 面的預定位置形成以雷射劃線加工而得的第一划線、第二劃線、第三劃線。此 時由於尚未被分斷，故劃線並非形成於基板周邊的易形成不均勻應力場的位 置，且由於在均勻應力場被加工，故劃線為直線。
其次，沿第二劃線及第三劃線進行折斷處理，形成第一分斷面。此折斷處 理為雷射折斷處理或機械式折斷處理皆可。其結果，被分割為各單位顯示基板，往後第 一划線便位於單位顯示基板的周邊。
其次，沿第一划線進行雷射折斷處理，以雷射折斷處理切除前述端材部。 此時，由於第一划線位於單位顯示基板的周邊，故雖會形成不均勻應力場，但 由於直線狀的劃線已形成，故裂痕會受其誘導而伸展，以雷射折斷處理沿第一 次劃線直線狀的分斷即為可能。
利用本發明，即使端子寬度為10mm以下，亦可加工具有筆直的分斷面的 端子。又，由於可以雷射折斷處理使第一划線(有限深度的裂痕)在深度方向延 伸，故不會成為分斷不良，可確實完全分斷。此外，可防止切除端材部的端面 強度低落。
與現有技術相比，本發明的其它技術手段與有益效果在於 上述發明中，可以雷射折斷處理進行對第二劃線及第三劃線的折斷處理。 由此，不必使用進行機械式折斷處理的折斷裝置，可僅使用雷射裝置加工
從劃線至在第一分斷面的折斷。又，可減少切屑的發生。
上述發明中，可在形成第一分斷面後，將切除前述端材部前的貼合基板做
為中間加工品搬送，之後，進行對前述中間加工品的第一划線的雷射折斷處理。
通過搬送安裝有做為端子部的保護罩的端材部的中間加工品，可防止端子 部損傷。


圖1為在本發明的端子加工方法使用的雷射加工裝置的概略構成圖； 圖2為顯示本發明的端子加工方法的加工流程的平面圖； 圖3為顯示圖2的A-A'剖面的圖； 圖4為顯示以往的端子加工方法的加工流程的一例的圖； 圖5為在以往的端子加工使用的彎曲力矩型折斷裝置的一例的圖； 圖6為在以往的端子加工使用的剪斷型折斷裝置的一例的圖。 附圖標記說明2-滑動平臺；7-臺座；12-旋轉平臺；31-第一基板(CF基 板)；32-機能膜(TFT); 33-端子部；34-第二基板(TFT基板)；35-端材部；S1-第一划線；S2-第二劃線；S3-第三劃線；Bl-第二分斷面；B2、 B3-第一分斷面。
具體實施例方式
以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。基於圖面說明本發明的實施形態。在此是以對液晶顯示面板用的貼合玻璃 基板G進行端子加工的狀況為例說明。 (雷射加工裝置)
最初說明進行雷射劃線加工與雷射折斷處理的雷射加工裝置。另外，由於 在本發明是對貼合基板的兩面進行雷射加工，故會隨時進行基板的反轉處理。 因此，在雷射加工裝置旁設有使基板反轉的市售的機械手臂。此利用機械手臂 的反轉處理技術僅利用周知技術故省略說明。
另外，在此雖省略說明，但若在貼合基板的表面側與背面側設置雷射加工 裝置便不需要反轉處理，可設置表裡一對的雷射加工裝置代替機械手臂。
圖1為在本發明的端子加工方法使用的雷射加工裝置的概略構成圖。
沿平行配置於水平的架臺1上的一對導軌3、 4設有在圖1的紙面前後方 向(以下稱Y方向)往復移動的滑動平臺2。在兩導軌3、 4之間沿前後方向配置 有導螺杆5，在此導螺杆5螺合有固定於前述滑動平臺2的支柱6,以馬達(圖 示外)正反轉導螺杆5使滑動平臺2沿導軌3、 4於Y方向往復移動。
在滑動平臺2上沿導軌8配置有在圖1的左右方向(以下稱X方向)往復移 動的水平臺座7。在固定於臺座7的支柱10a貫通螺合有通過馬達9旋轉的導 螺杆10,導螺杆10正反轉會使臺座7沿導軌8於X方向往復移動。
在臺座7上設有以旋轉機構11旋轉的旋轉平臺12,在此旋轉平臺12的上 以水平的狀態載置玻璃的貼合基板G.。此基板G為切出單位顯示基板的母基板。 旋轉機構11是使旋轉平臺12繞垂直的軸旋轉，可旋轉至任意旋轉角度。將此 旋轉機構11旋轉90度可沿互相正交的2方向進行雷射加工。又，基板G是以 吸引夾頭固定於旋轉平臺12。
在旋轉平臺12的上方有雷射裝置13與光學保持具14受安裝架15保持。
雷射裝置13是使用準分子雷射、YAG雷射、二氧化碳氣體雷射或一氧化碳 雷射等。在基板G的加工，使用振蕩玻璃材料的能量吸收效率較大的波長的光 的二氧化碳氣體雷射較理想。
由雷射裝置13射出的雷射光束是通過組裝有調整光束形狀的透鏡光學系 統的光學保持具14對基板G上照射橢圓形的光束點。光束點的形狀雖未特別 受限，但橢圓等具有長軸的形狀在可沿加工預定線高效率加熱的點較優良。
在安裝架15接近光學保持具14設有冷卻噴嘴16。由此冷卻噴嘴16噴射 冷媒。在冷媒雖可使用冷卻水、壓縮空氣、氦氣、二氧化碳氣體等，但在本實施形態是噴射壓縮空氣。從冷卻噴嘴16被噴射的冷卻媒體被朝向從光束點的
左端少許離開的位置，在基板G的表面形成冷卻點。
將因光束點的通過而被加熱的區域以冷卻點冷卻，使熱應力沿加工預定線 發生，在基板形成裂痕。
又，在安裝架15透過升降機構17安裝有刀輪18。此刀輪18是在於基板 G的邊端形成初期龜裂時暫時下降。
又，在雷射加工裝置LSI搭載有可檢測已預先刻印於基板G的定位用對準 標記的才聶影機20,由以#_影才幾20檢測出的對準標記的位置求取於基板G上i殳 定的加工預定線的位置與旋轉平臺12的對應位置關係，以使可正確定位以使 刀輪18的下降位置或雷射光束的照射位置來到加工預定線上。
(端子加工流程)
其次使用雷射加工裝置LSI說明加工液晶顯示面板用的貼合基板G時的加 工流程。
圖2為液晶顯示面板用的貼合基板的各加工步驟的平面圖。圖中，各符號 的指示線中，實線表示表面側的基板，虛線表示背面側。又，圖3為在圖2顯 示的各步驟的A-A，剖面圖。
如圖2 (a)、圖3 (a)所示，貼合基板G是由形成有濾色片(CF)的第一基 板31 (CF基板)、形成有TFT 32及連接於TFT 32的端子部33的第二基板34 (TFT 基板)構成。第二基板34是形成有TFT 32及連接於TFT 32的端子部33的基 板面為內側的貼合面(接合面)。
首先，對第一基板31以雷射劃線加工形成第一划線Sl、第二劃線S2。第 一划線Sl是在僅分斷單側基板(第一基板)的位置形成的劃線。第二劃線S2是 在以同一面完全分斷第一基板31與第二基板34的位置形成的劃線，被形成為 與後述的第三劃線S3成對。
在進行端子加工的位置，第一划線S1、第二劃線S2是形成為隔距離L (圖 3)。距離L是端子部33露出的寬度，若將此寬度取過大則液晶顯示面板的顯 示畫面會變小，故最大亦使為10 mra以下。另外，距離L的下限只要為技術上 能加工且做為端子與外部機器的連接可確實達成的寬度，並無特別受限，但一 般是在lmm ~ 1 Omm的範圍設定。
另外，端子加工是至少一邊為對象。在本實施形態是在三邊進行端子加工。
其次，如圖2 (b)、圖3 (b)所示，反轉基板G,在第一基板31 第二劃線S2的背面側的延長上形成第三劃線S3。(另外，亦可先形成第三劃線S3後 再形成笫一划線S1、第二劃線S2)
其次，如圖2 (c)、圖3 (c)所示，進行沿第三劃線S3再度加熱的雷射折 斷處理，以熱應力使裂痕(第三劃線S3)伸展至到達背面以形成分斷面B3。
其次，如圖2 (d)、圖3 (d)所示，反轉基板G，進行沿第二劃線S2再度 加熱的雷射折斷處理，以熱應力使裂痕(第二劃線S2)伸展至到達背面以形成分 斷面B2。
通過至此的加工，如圖2 (e)、圖3 (e)所示，基板G在由分斷面B2、分 斷面B3構成的第一分斷面被分離，單位顯示基板M1及鄰接的基板M2被切出。 另外，在本實施形態中，鄰接的基板M2是設於單位顯示基板間的不要部，會 被廢棄，但若配置為單位顯示基板M1彼此鄰接以使此不要部即基板M2不產生， 可更不浪費地有效利用基板G。
其次，如圖2 (f)、圖3 (f)所示，進行沿第一划線Sl再度加熱的雷射折 斷處理，以熱應力使裂痕(第一划線Sl)伸展至到達背面以形成分斷面Bl。
此時分斷面Bl是位於離已先形成的分斷面B2 10mm以內的位置，在第一 劃線Sl的左右有構造上非對稱的應力分布產生。再加熱導致於此部分產生的 熱應力在第一划線Sl的左右為非對稱。因此，若裂痕的伸展方向僅以形成於 基板的應力梯度決定，裂痕便會彎曲，但由於已先形成有第一划線Sl,故裂痕 會如受此第一划線Sl誘導般伸展。其結果，沿第一划線Sl直線形成分斷面B2, 不會彎曲。
其次，如圖2 (g)、圖3 (g)所示，端材部35被切除，可得經端子加工的 單位顯示基板M1。
由以上的加工流程，良好的端子加工即為可能。
另外，上述加工流程中，可將在圖2 (e)、圖3 (e)的步驟被分離的單位 顯示基板Ml做為中間製品取出，搬送至同一工廠內的其他場所或其他工廠， 以置於與最初用於雷射劃線加工的雷射加工裝置LS1不同的廠所的第二雷射加 工裝置LS2 (與雷射加工裝置LSI同規格、性能即可)進行雷射折斷處理。此時， 搬送中的端子部33被第一基板31 (成為端材部35的部分)覆蓋而被保護，故 不會損傷。
本發明的端子加工方法可利用於玻璃基板等脆性材料基板的端子加工。
以上說明對本發明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離以下所附權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可做出許 多修改，變化，或等效，但都將落入本發明的保護範圍內。
權利要求
1、一種貼合基板的端子加工方法，是對將第一脆性材料基板、與連接於機能膜的端子部及前述機能膜一起形成於單側面的第二脆性材料基板，貼合為前述端子部被第一基板覆蓋的構造的貼合基板，在與前述端子部的連接於前述機能膜的側為相反側的端子部外側端形成分斷第一基板及第二基板的第一分斷面，之後，將覆蓋前述端子部的第一基板的部位以離前述第一基板的第一分斷面10mm以下的寬度做為端材部切除以形成第二分斷面，使前述端子部露出，其特徵在於在第一基板的成為第二分斷面的預定位置、第一基板的成為第一分斷面的預定位置、第二基板的成為第一分斷面的預定位置，形成以雷射劃線加工而得的第一划線、第二劃線、第三劃線；其次，沿所述第二劃線及所述第三劃線進行折斷處理以形成第一分斷面；接著，通過沿所述第一划線進行雷射折斷處理切除前述端材部使前述端子部露出。
2、 根據權利要求1的貼合基板的端子加工方法，其特徵在於，以雷射折 斷處理進行對所述第二劃線及所述第三劃線的折斷處理。
3、 根據權利要求1或2的貼合基板的端子加工方法，其特徵在於，在形 成第一分斷面後，將切除前述端材部前的貼合基板做為中間加工品搬送，之後， 進行對前述中間加工品的第 一划線的雷射折斷處理。
全文摘要
本發明提供一種貼合基板的端子加工方法，其是一種利用即使露出寬度較小加工線亦不會彎曲，可確實進行端子加工的雷射折斷處理的端子加工方法。形成對第一基板及第二基板的分斷面彼此為同一面的第一分斷面，之後，將覆蓋端子部的第一基板的部位以離前述第一基板的第一分斷面10mm以下的寬度做為端材部切除以形成第二分斷面，使前述端子部露出的貼合基板的端子加工方法，形成以雷射劃線加工而得的第一划線、第二劃線、第三劃線，其次，沿第二劃線及第三劃線進行折斷處理以形成第一分斷面，其次，沿第一划線進行雷射折斷處理以切除前述端材部。
文檔編號H01R43/00GK101630804SQ20091014228
公開日2010年1月20日 申請日期2009年6月29日 優先權日2008年7月18日
發明者清水政二, 砂田富久, 音田健司 申請人:三星鑽石工業股份有限公司