母基板的分斷方法

2023-09-22 08:32:20 1

專利名稱：母基板的分斷方法
技術領域：
本發明是關於一種由玻璃、氧化鋁等陶瓷、藍寶石等的脆性材料所構成的母基板的分斷方法。
背景技術：
先前以來，作為將母基板分斷為單位基板(單位製品)的方法，以下的方法眾所周知例如，如專利文獻I所揭示般，利用由局部加熱所形成的熱應力在基板上形成劃線(龜裂)，接下來將形成有劃線的基板傳送至裂斷裝置中，並以裂斷棒或裂斷輥等推壓，藉此沿著劃線進行分斷。具體而言，使用藉由雷射束而在基板上形成的光束點作為加熱源，將在平臺上使保持的基板對光束點相對移動，藉此沿著意欲分斷的線(分斷預定線)局部地進行加熱，並且追隨其自冷卻單元的噴嘴局部地噴射冷媒。此時，利用藉由加熱與其後的急冷而產生的應力分布，以預先形成於基板的端部的初期龜裂(觸發)為起點使龜裂向分斷預定線的方向延展，而形成一條劃線。接下來，將該形成有劃線的基板搬送至裂斷裝置中，以藉由將裂斷棒等抵壓於劃線而使基板彎曲，而自劃線裂斷基板而分斷。利用熱應力而形成的劃線的切槽具有以下的特徵與利用雷射消熔加工、或藉由刀輪所進行的機械加工而形成的切槽相比，加工質量十分優異，且可進行端面強度較強的分斷加工。為了提高以裂斷棒等將基板分斷時的加工質量，必需進行使使裂斷棒抵接的位置相對於形成於基板上的劃線正確地一致的對準作業。因此，使用以下的方法預先將可在母基板上以照相機光學地讀取的一對對準標記標註於基板的角部，以其為基準確定刻線位置而進行刻線加工，接下來再次將對準標記作為基準而確定裂斷位置而進行裂斷加工。[先前技術文獻][專利文獻][專利文獻I]日本特開2001-058281號公報

發明內容
[發明所欲解決的問題]即便對於未設置對準標記的基板(素板)，也實施進行刻線與裂斷而分斷的加工。在此情形時採用以下的方法在以刻線加工而在基板上形成可目視確認的加工痕跡時，進行刻線加工，繼而在裂斷步驟之時，光學地讀取先形成的劃線的加工痕跡而進行裂斷加工。然而，由利用熱應力而形成的龜裂所構成的劃線中，在剛加工後暫時由於藉由熱應力而產生的拉伸應力的影響而可目視確認刻線槽， 但立刻變為無法目視確認的細微裂紋。由於若劃線變為細微裂紋，則無法以光學照相機檢測劃線，故在其次的裂斷步驟之時，無法光學地讀取劃線而定位。因此，不易於裂斷步驟中正確地對準而自劃線分斷。因此，在未設置對準標記的玻璃基板的情形時，如圖7所示，在光學地檢測基板W的端緣34並將其作為基準而在每特定間距加工X方向的劃線SI後，使基板旋轉90度並將端緣35作為基準以特定間距加工Y方向的劃線S2。其後，將基板W搬送至裂斷裝置中而光學地檢測各自的端緣34、35，並將其作為基準而對準劃線S1、S2的位置，自劃線裂斷基板W而取出單位製品Wl。然而，在刻線步驟中即便為將母基板W的端緣34、35作為基準而形成劃線的情形時，也存在起因於雷射束與冷卻點的位置的偏移等，導致已形成的劃線自將端緣34、35作為基準的特定的位置偏移一定的距離的情形。在此情形時，已形成的各劃線的間隔為特定的間隔，但各劃線的位置自特定的位置偏移，且該特定的位置是自端緣34、35起。因此，在裂斷步驟中，若將母基板W的端緣34、35作為基準而調整基板的對準，則會對於全部的劃線產生對準偏移。進而，除此之外，在裂斷步驟中，在光學地檢測母基板W的端緣34、35並將其作為基準而對準劃線的位置的情形時，由於作為基準的端緣34、35是以粗糙的面形成，故存在於劃線與裂斷棒的刃前緣稜線的位置上產生略微的誤差的情形。裂斷棒的刃前緣稜線的寬度約為20 u m,若該刃前緣稜線的中心未相對於劃線以± 10 ii m的精度正確地配置，則推壓力會不對稱地對劃線施加，而如圖8所示，存在於裂斷時產生劃線的垂直方向的龜裂(crack)K在基板的背面附近向傾斜方向傾斜的所謂稱作「裂痕」的異常的情形。如此的「裂痕」當然是損害分斷後的製品的質量者，且使製造正品率降低的較大原因。因此，本發明的目的在於解決先前的問題，並提供一種可沿著分斷預定線精度較佳地進行分斷的基板的裂斷方法。
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[解決問題的技術手段]為了解決上述問題而完成的本發明是由利用熱應力的雷射刻線於脆性材料基板上形成分斷用劃線的刻線步驟、及沿著分斷用劃線裂斷基板的裂斷步驟所構成的脆性材料基板的岔斷方法，並由以下的順序構成。首先，在刻線步驟中，以特定的間距形成多條劃線。接下來，在裂斷步驟中，沿著上述多條劃線之一即第I劃線裂斷基板，並在此時將沿著第I劃線而形成的基板的端緣作為基準移動上述特定的間距，而沿著其它劃線將裂斷手段定位而裂斷上述基板。此處，所謂「特定的間距」是指預先設定的鄰接的劃線間的距離，通常將全部鄰接的劃線間的間距設定為固定間隔。因此，若正確地確定任一條劃線的位置，則其它劃線即存在於自其移動「特定的間距」的整數倍的距離的位置上。[發明的效果]根據本發明的分斷方法，在形成的多條劃線中，以先裂斷第I劃線而作為端緣而使其可視化，並在以後將其作為基準而以移動特定的間距而進行對準，即便各分斷用劃線為細微裂紋，也可正確地將裂斷手段對準於分斷用劃線。藉此，可顯著地減少上述的「裂痕」的產生，且可獲得分斷面較佳的高質量的單位製品，並且可提聞正品率。在上述發明中，裂斷步驟中，較佳為光學地檢測沿著第I劃線而形成的基板的端緣。由於第I劃線是因先裂斷而可視化，故可以光學照相機等光學地檢測，藉此可正確地進行位置對準。在上述發明中，較佳為第I劃線是在多條劃線中最接近於一者的基板端部的劃線。藉此，只要其它分斷用劃線向一方向每特定的間距地移動，則可實現順序正確的定位，且可進行正確的裂斷。在此情形時，第I劃線也可為與用以自母基板分離單位基板的劃線分開形成的對準用劃線。由於以將最接近於一者的基板端部的最初的劃線作為對準用劃線而與分斷用劃線分開形成，而可使基板端部與對準用劃線的間隔小於其它「特定的間距」，故可在基板的端部形成(用以廢棄的)邊角材料區域而加工的情形時，使邊角材料區域較小。在上述發明中，脆性材料基板也可為玻璃、氧化鋁陶瓷、藍寶石材料。由於所述材料藉由利用熱應為的刻線易形成細微裂紋，故可有效地利用本發明。


圖1表示用以實施本發明的刻線裝置的一例的概略圖。圖2表示用以實施本發明的裂斷裝置的一例的概略圖。圖3表示本發明中的刻線步驟的順序的圖。圖4表示本發明中的裂斷步驟的順序的圖。圖5表不基板裂斷機構的一例的剖面圖。 圖6表示本發明中的其它實施例的圖。圖7說明先前的刻線方法的俯視圖。圖8說明先前的在裂斷時產生的「裂痕」的現象的圖。1:刻線裝置的平臺2、13:軌道3、14 :螺杆軸4、15 :旋轉驅動部5、16:支持柱6 :引導棒7、18:橋接器8:引導槽9 :刻線頭10 :雷射照射部11 :冷媒噴射部12 :裂斷裝置的平臺12a:吸附孔17 :橫杆19 :軸20 :裂斷棒21:圓筒22:照相機23 :監視器30、31 :母基板的端緣32,33 :在自對準用劃線分斷後形成的母基板的端緣34、35 :端緣A :刻線裝置B :裂斷裝置M1、M2:馬達W:母基板Wl :單位製品Wa :短條狀基板Wb :母基板的最初的部分AS1、AS2 :對準用劃線S1、S2:分斷用劃線X、Y:向
具體實施例方式以下，基於圖式詳細地說明本發明的母基板的分斷方法。再者，在本發明中所謂「母基板」是指玻璃基板等脆性材料，且藉由分斷可切出為單位基板(單位製品)的基板。圖1表示在本發明的分斷方法中，為了在母基板上形成劃線而使用的刻線裝置的一例的概略圖。該刻線裝置A包括載置母基板W的平臺I。平臺I以可將載置於其上的基板W保持於固定位置的方式包括保持機構。在本實施例中，作為該保持機構，經由在平臺I上開口的多個小空氣吸附孔(圈示以外)將基板吸附保持。又，平臺I可沿著水平的軌道2在Y方向上(圖1的前後方向)移動，且藉由利用馬達(圖示以外)而旋轉的螺杆軸3驅動。進而，平臺I可藉由內置馬達的旋轉驅動部4在水平面內旋動。包括夾平臺I而設置的兩側的支持柱5、5及在X方向上延伸的引導棒6的橋接器7是以橫跨於平臺I上的方式而設置。以可沿著於引導棒6中形成的引導槽8而移動的方式設置有刻線頭9，且該刻線頭9可藉由馬達Ml的旋轉而在X方向上移動。在刻線頭9中設置有作為加熱源的雷射照射部10、及追隨由該雷射照射部10所形成的加熱區域(雷射點)而冷卻加熱區域的後方最近處的冷媒噴射部11。圖2表示在本發 明的分斷方法中，自劃線裂斷母基板而進行分斷的裂斷裝置的一例的概略圖。該裂斷裝置B包括載置母基板W的水平的平臺12。該平臺12可沿著軌道13、13在Y方向上移動，且藉由利用馬達M2而旋轉的螺杆軸14驅動。又，平臺12可藉由內置馬達的旋轉驅動部15而在水平面內旋動。平臺12包括在其上表面開口的多個吸附孔12a，可將載置於平臺12上的母基板W吸附保持於固定位置。包括夾平臺12而設置的兩側的支持柱16、16及在X方向上延伸的橫杆17的橋接器18是以橫跨於平臺12上的方式而設置。經由軸19將裂斷棒20可升降地保持於橫杆17上，且該裂斷棒20是以藉由汽缸21升降的方式而設置。又，在橋接器18的上部設置有可檢測載置於平臺12上的母基板W的端緣的照相機22。該照相機22可藉由以手動操作上下移動而調整拍攝的焦點。以照相機22拍攝的圖像顯示於監視器23。其次，對使用上述的刻線裝置A以及裂斷裝置B的本發明的分斷方法進行詳細敘述。在本發明的分斷方法中，在裂斷之前，藉由刻線裝置A在母基板W上形成沿著分斷預定線的劃線。在該刻線步驟中，如圖3(a)所示，首先，最初自母基板W的端緣30隔開固定的間距而依序形成與該線平行的X方向的分斷用劃線SI 。分斷用劃線SI是藉由自雷射照射部10將雷射束照射至基板W而使壓縮應力局部地產生，並追隨於該加熱區域(雷射點)，在加熱區域的後方最近處自冷媒噴射部11噴射冷媒液，使由急冷所形成的拉伸應力產生，而使龜裂向分斷預定線的方向進展而形成。龜裂是如形成隱藏於基板內部的「細微裂紋」。其次，如圖3(b)所示，藉由使旋轉驅動部4 (參閱圖1)旋轉，而使母基板W旋轉90度後，如圖3(c)所示，與上述同樣地，形成與上述的劃線SI交叉的劃線S2…。其後，將母基板W搬送至裂斷裝置B中。在裂斷裝置B中以形成有劃線的側朝向平臺面側的方式而載置。
在利用裂斷裝置B的裂斷步驟中，首先，藉由照相機22檢測母基板W的端緣30，並以將該端緣30作為基準且最接近於端緣30的劃線SI位於裂斷棒20的下方最近處的方式而配置基板W。其後，藉由壓下裂斷棒20，如自圖4(a)至圖4(b)所示，自最接近於端緣30的劃線SI裂斷母基板W。藉此，將最初的部分Wb分斷。再者，例如，如圖5所示，藉由裂斷棒20所進行的基板的裂斷是可藉由隔著緩衝片材24 (形成有對應於吸附孔12a的圖示以外的孔)將母基板W載置於平臺12上，且自分斷用劃線SI的上方以裂斷棒20擠壓基板W而使母基板W彎曲為V字形而進行。在將母基板W自最接近於端緣30的劃線SI分斷後，以照相機22檢測藉由該分斷而形成的基板W的端緣32，並將該端緣32作為基準而藉由平臺12使母基板W移動劃線SI的間距。接下來，在正確地使裂斷棒20與分斷用劃線SI 一致的狀態下，自分斷用劃線SI將母基板分斷為如圖4(c)所示的短條狀的基板Wa。進而，使短條狀基板Wa旋轉90度而載置於平臺12上，與迄今為止同樣地，自最接近於基板Wa的端緣31的劃線S2分斷基板Wa，將藉由分斷而形成的端緣33作為基準並使基板Wa移動劃線S2的間距，並藉由裂斷棒20自分斷用劃線S2分斷(參閱圖4(d)及圖4(e))。藉此，如圖4(f)所示般取出單位製品W1。再者，將在最終劃線SI以及S2與基板端緣之間形成的狹窄區域部分作為邊角材料而廢棄。由於如上述般取出的單位製品Wl是在裂斷時正確地使裂斷棒20與分斷用劃線SI一致的狀態下進行對準，而自分斷用劃線Si裂斷，故可顯著地減少上述的「裂痕」的產生，並可獲得分 斷面較佳的高質量的單位製品。下述的表I表示將藉由本發明方法所得的單位製品的「裂痕」量與在圖7所示的藉由先前以來的裂斷方法所得的製品相比較的數值者。將單位製品以相同素材分別製作3個，在單位製品Wl的⑴ ⑷的4個部位觀察「裂痕」。其結果，可知在藉由本發明方法所得的單位製品中的任一部位，「裂痕」量均顯著減少。[表 I]
權利要求
1.一種母基板的分斷方法，其是由以利用熱應力的雷射刻線在脆性材料基板形成分斷用劃線的刻線步驟、及沿著上述分斷用劃線裂斷上述基板的裂斷步驟所構成的脆性材料基板的分斷方法，其特徵在於 在上述刻線步驟中，以特定的間距形成多條劃線； 接下來，在上述裂斷步驟中，沿著上述多條劃線之一即第I劃線而裂斷上述基板，並將沿著第I劃線而形成的基板的端緣作為基準，移動上述特定的間距而沿著其它劃線將裂斷手段定位而裂斷上述基板。
2.如權利要求1所述的母基板的分斷方法，其特徵在於其在上述裂斷步驟中，光學地檢測沿著第I劃線而形成的基板的端緣。
3.如權利要求1所述的母基板的分斷方法，其特徵在於其第I劃線是在上述多條劃線中最接近於一者的基板端部的劃線。
4.如權利要求2所述的母基板的分斷方法，其特徵在於其第I劃線是在上述多條劃線中最接近於一者的基板端部的劃線。
5.如權利要求3所述的母基板的分斷方法，其特徵在於其第I劃線與用以自母基板分離單位基板的劃線分開形成的對準用劃線。
6.如權利要求4所述的母基板的分斷方法，其特徵在於其第I劃線與用以自母基板分離單位基板的劃線分開形成的對準用劃線。
7.如權利要求1至6中任一權利要求所述的母基板的分斷方法，其特徵在於其上述脆性材料基板是由玻璃、氧化鋁陶瓷、藍寶石材料形成。
全文摘要
本發明提供一種可沿著分斷預定線精度較佳地進行分斷的基板的裂斷方法。在刻線步驟中，以特定的間距形成多條劃線，接下來在裂斷步驟中，沿著上述多條劃線之一即第1劃線裂斷基板，並將沿著第1劃線而形成的基板的端緣作為基準，移動特定的間距而沿著其它劃線將裂斷機構定位而裂斷上述基板。
文檔編號C03B33/02GK103030263SQ20121029300
公開日2013年4月10日 申請日期2012年8月15日 優先權日2011年9月28日
發明者福原健司, 山本幸司 申請人:三星鑽石工業股份有限公司