JP6413693B2 - Method for dividing brittle substrate - Google Patents
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Description
本発明は、脆性基板の分断方法に関する。 The present invention relates to a method for dividing a brittle substrate.
フラットディスプレイパネルまたは太陽電池パネルなどの電気機器の製造において、ガラス基板などの脆性基板を分断することがしばしば必要となる。まず基板上にスクライブラインが形成され、次にこのスクライブラインに沿って基板が分断される。スクライブラインは、刃先を用いて基板を機械的に加工することによって形成され得る。刃先が基板上を摺動または転動することで、基板上に塑性変形によるトレンチが形成されると同時に、このトレンチの直下には垂直クラックが形成される。その後、ブレーク工程と称される応力付与がなされる。これにより上記垂直クラックを厚さ方向に完全に進行させることで、基板が分断される。 In the manufacture of electrical equipment such as flat display panels or solar cell panels, it is often necessary to break a brittle substrate such as a glass substrate. First, a scribe line is formed on the substrate, and then the substrate is divided along the scribe line. The scribe line can be formed by mechanically processing the substrate using the cutting edge. When the blade edge slides or rolls on the substrate, a trench due to plastic deformation is formed on the substrate, and at the same time, a vertical crack is formed immediately below the trench. Thereafter, stress is applied, which is called a break process. Thus, the substrate is divided by causing the vertical crack to advance completely in the thickness direction.
基板が分断される工程は、基板にスクライブラインを形成する工程の直後に行われることが比較的多い。しかしながら、スクライブラインを形成する工程とブレーク工程との間において基板を加工する工程を行なうことも提案されている。 The process of dividing the substrate is relatively often performed immediately after the process of forming a scribe line on the substrate. However, it has also been proposed to perform a process of processing the substrate between the process of forming the scribe line and the break process.
たとえば国際公開第2002/104078号の技術によれば、有機ELディスプレイの製造方法において、封止キャップを装着する前に各有機ELディスプレイとなる領域毎にガラス基板上にスクライブラインが形成される。このため、封止キャップを設けた後にガラス基板上にスクライブラインを形成したときに問題となる封止キャップとガラスカッターとの接触を回避させることができる。 For example, according to the technique of International Publication No. 2002/104078, in the method of manufacturing an organic EL display, a scribe line is formed on a glass substrate for each region to be each organic EL display before mounting a sealing cap. For this reason, the contact between the sealing cap and the glass cutter, which becomes a problem when the scribe line is formed on the glass substrate after the sealing cap is provided, can be avoided.
また、たとえば国際公開第2003/006391号の技術によれば、液晶表示パネルの製造方法において、2つのガラス基板が、スクライブラインが形成された後に貼り合わされる。これにより1度のブレーク工程で2枚の脆性基板を同時にブレークすることができる。 For example, according to the technique of International Publication No. 2003/006391, in a method for manufacturing a liquid crystal display panel, two glass substrates are bonded together after a scribe line is formed. As a result, two brittle substrates can be simultaneously broken in one break step.
上記従来の技術によれば、脆性基板への加工がスクライブラインの形成後に行われ、その後の応力付与によりブレーク工程が行われる。このことは、脆性基板への加工時にスクライブライン全体に沿って垂直クラックが既に存在していることを意味する。よって、この垂直クラックの厚さ方向におけるさらなる伸展が加工中に意図せず発生することで、加工中は一体であるべき脆性基板が分離されてしまうことがあり得た。また、スクライブラインの形成工程と基板のブレーク工程との間に基板の加工工程が行われない場合においても、通常、スクライブラインの形成工程の後かつ基板のブレーク工程の前に基板の搬送または保管が必要であり、その際に基板が意図せず分断されてしまうことがあり得た。 According to the above-described conventional technique, the brittle substrate is processed after the scribe line is formed, and then the break process is performed by applying stress. This means that vertical cracks already exist along the entire scribe line during processing into a brittle substrate. Therefore, the further extension in the thickness direction of the vertical crack occurs unintentionally during the processing, and the brittle substrate that should be integrated during the processing may be separated. Also, even when a substrate processing step is not performed between the scribe line formation step and the substrate break step, the substrate is usually transported or stored after the scribe line formation step and before the substrate break step. In this case, the substrate may be unintentionally divided.
上記課題を解決するために本発明者は独自の分断技術を開発してきた。この技術によれば、脆性基板が分断される位置を規定するラインとして、まず、その直下にクラックを有しないトレンチラインが形成される。トレンチラインが形成されることにより、脆性基板が分断されることになる位置が規定される。その後、トレンチラインの直下にクラックが存在していない状態が維持されていれば、トレンチラインに沿った分断が容易には生じにくい。この状態を用いることで、脆性基板が分断されることになる位置を予め規定しつつも、分断されるべき時点より前に脆性基板が意図せず分断されることを防ぐことができる。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has developed a unique cutting technique. According to this technique, as a line that defines a position where a brittle substrate is divided, first, a trench line having no crack is formed immediately below the line. The formation of the trench line defines the position where the brittle substrate will be divided. Thereafter, if a state in which no crack is present immediately below the trench line is maintained, division along the trench line is not easily generated. By using this state, it is possible to prevent the brittle substrate from being unintentionally divided before the time point at which it should be divided, while predefining the position where the brittle substrate is to be divided.
上述したようにトレンチラインは、通常のスクライブラインに比して、それに沿った分断が発生しにくい。このことは、意図しない分断を防ぐ意味では有用である一方で、意図的な分断を行うには、それに適した特別な処理を必要とすることを意味する。脆性基板の分断方法を簡素化するためには、この処理が容易なものであることが望ましい。 As described above, the trench line is less likely to break along the scribe line than the normal scribe line. While this is useful in the sense of preventing unintentional fragmentation, it means that special processing suitable for it is required to perform intentional fragmentation. In order to simplify the method of dividing the brittle substrate, it is desirable that this treatment be easy.
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、その直下にクラックを有しないトレンチラインに沿った分断を簡素な工程で行うことができる脆性基板の分断方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to cut a brittle substrate that can be cut along a trench line that does not have a crack directly below it by a simple process. Is to provide.
脆性基板の分断方法は、以下の工程を有する。縁を有する表面が設けられた脆性基板が準備される。次に、脆性基板へ刃先を押し付けながら脆性基板上で刃先が移動させられる。刃先を移動させる工程は、脆性基板の縁に刃先を乗り上げさせることによって、縁上の一の位置である始点に欠けを形成する工程と、欠けを形成する工程によって始点に乗り上げた刃先を脆性基板の表面上へ押し付けながら表面上で刃先を移動させることによって脆性基板の表面上に塑性変形を発生させることで、始点から表面上の他の位置である終点まで第1のトレンチラインを形成する工程とを含む。第1のトレンチラインを形成する工程は、第1のトレンチラインの直下において脆性基板が第1のトレンチラインと交差する方向において連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように行われる。次に、脆性基板に応力を加えることにより、欠けを起点としたクラックを始点から終点へ伸展させることによって、第1のトレンチラインに沿って脆性基板が分断される。 The method for dividing a brittle substrate includes the following steps. A brittle substrate provided with a surface having an edge is prepared. Next, the blade edge is moved on the brittle substrate while pressing the blade edge against the brittle substrate. The step of moving the cutting edge is performed by causing the cutting edge to ride on the edge of the brittle substrate, thereby forming a chip at the starting point that is one position on the edge, and the cutting edge that has been mounted on the starting point by the step of forming the chip. Forming a first trench line from a starting point to an ending point which is another position on the surface by generating plastic deformation on the surface of the brittle substrate by moving the cutting edge on the surface while pressing onto the surface of the substrate Including. The step of forming the first trench line is performed so as to obtain a crackless state in which the brittle substrate is continuously connected in the direction intersecting the first trench line immediately below the first trench line. Is called. Next, the brittle substrate is divided along the first trench line by applying a stress to the brittle substrate and extending the crack starting from the chip from the start point to the end point.
本発明によれば、第1のトレンチラインに沿ってクラックを伸展させるきっかけとして、脆性基板の縁に形成された欠けが用いられる。この欠けは、第1のトレンチラインの形成開始時に移動する刃先が脆性基板の縁を乗り上げるだけで形成される。よって第1のトレンチラインに沿った脆性基板の分断を簡素な工程で行うことができる。 According to the present invention, the chip formed at the edge of the brittle substrate is used as a trigger for extending the crack along the first trench line. This chipping is formed only by the cutting edge moving at the start of the formation of the first trench line riding over the edge of the brittle substrate. Therefore, the brittle substrate can be divided along the first trench line by a simple process.
以下、図面に基づいて本発明の各実施の形態における脆性基板の分断方法について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。 Hereinafter, a method for dividing a brittle substrate in each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態におけるガラス基板11(脆性基板)の分断方法を概略的に示すフロー図である。図2は、ステップS20(図1)直後の状態を概略的に示す上面図である。図3は、図2の線III−IIIに沿う視野で工程を順に示す概略部分断面図(A)〜(C)である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a flowchart schematically showing a method for dividing a glass substrate 11 (brittle substrate) in the present embodiment. FIG. 2 is a top view schematically showing a state immediately after step S20 (FIG. 1). FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view (A) to (C) showing the steps in order in the field of view along line III-III in FIG.
まずガラス基板11が準備される(図1:ステップS10)。ガラス基板11は、縁EGを有する上面SF1(表面)と、下面SF2とを有する。またガラス基板11は、上面SF1に垂直な厚さ方向DTを有する。また刃先が設けられたスクライビングホイール51Rを有するスクライビング器具が準備される。スクライビング器具の詳細については後述する。
First, the
次に、矢印M1(図3(A))に示すスクライビングホイール51Rの移動により、その刃先がガラス基板11の上面SF1の縁EGに接触する。次に、ガラス基板11へ刃先を押し付けながらガラス基板11上で刃先が移動させられる(図1:ステップS20)。以下、その工程について説明する。
Next, the cutting edge contacts the edge EG of the upper surface SF <b> 1 of the
まず、矢印M2(図3(B))に示すスクライビングホイール51Rの移動により、ガラス基板11の縁EGに刃先が乗り上げる。これにより、縁EG上の一の位置である始点N1(図2)に欠けCP(図3(C))が形成される(図1:ステップS20C)。
First, the cutting edge rides on the edge EG of the
次に、上記のように欠けCPを形成する工程によって始点N1に乗り上げた刃先をガラス基板11の上面SF1上へ押し付けながら、矢印M3(図3(C))に示すように、上面SF1上で、刃先が設けられたスクライビングホイール51Rが移動させられる。これによって、ガラス基板11の上面SF1上に塑性変形が発生する。その結果、始点N1から、上面SF1上の他の位置である終点N3まで、トレンチラインTL(第1のトレンチライン)が形成される(図1:ステップS20T)。
Next, as shown in the arrow M3 (FIG. 3C), the cutting edge that has run over the starting point N1 in the step of forming the chip CP as described above is pressed onto the upper surface SF1 of the
図4(A)を参照して、トレンチラインTLを形成する工程は、トレンチラインTLの直下においてガラス基板11がトレンチラインTLと交差する方向DCにおいて連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように行われる。クラックレス状態においては、塑性変形によるトレンチラインTLは形成されているものの、それに沿ったクラックは形成されていない。よってガラス基板11に曲げモーメントが加わっても、トレンチラインTLに沿った分断は容易には生じない。クラックレス状態を得るためには、刃先がガラス基板11に押し付けられる荷重が過度に大きくならないようにすればよい。なお図4(B)は、図4(A)の比較例を示すものであり、トレンチラインTLと、それに沿ってその直下に延びるクラックであるクラックラインCLとが形成された状態を示す。
Referring to FIG. 4A, the step of forming trench line TL is a crackless state in which
上述したトレンチラインTLの形成工程が必要に応じて繰り返されることにより、所望の数のトレンチラインが形成され得る。図2は、3つのトレンチラインTLが形成される場合を例示している。 A desired number of trench lines can be formed by repeating the process of forming the trench lines TL as necessary. FIG. 2 illustrates a case where three trench lines TL are formed.
図5を参照して、次にブレーク工程が行われる。具体的には、ガラス基板11に応力を加えることにより、欠けCPを起点としたクラックを始点N1から終点N3へ伸展させることによって、トレンチラインTLに沿ってガラス基板11が分断される(図1:ステップS30)。ブレーク工程はトレンチラインTLの数に応じて複数回行い得る。なおブレーク工程のより詳細な方法は後述する。
Referring to FIG. 5, a break process is performed next. Specifically, the
以上により、トレンチラインTLに沿ってガラス基板11が分断される。
As described above, the
図6および図7を参照して、次に、上述したスクライビングホイール51Rを有するスクライビング器具50Rの詳細について、以下に説明する。
Next, the details of the
スクライビング器具50Rは、スクライブヘッド(図示せず)に取り付けられることによってガラス基板11に対して相対的に移動することにより、ガラス基板11に対するスクライブを行うものである。スクライビング器具50Rは、スクライビングホイール51Rと、ホルダ52Rと、ピン53とを有する。スクライビングホイール51Rは、おおよそ円盤状の形状を有しており、その直径は、典型的には数mm程度である。スクライビングホイール51Rは、ホルダ52Rにピン53を介して、回転軸RX周りに回転可能に保持されている。
The
スクライビングホイール51Rは、刃先が設けられた外周部PFを有する。外周部PFは、回転軸RX周りに円環状に延びている。外周部PFは、図7(A)に示すように、目視レベルでは稜線状に切り立っており、それによって、稜線と傾斜面とからなる刃先を構成している。一方、顕微鏡レベルでは、スクライビングホイール51Rがガラス基板11内へ侵入することによって実際に作用する部分(図7(B)の二点鎖線よりも下方)において外周部PFの稜線は微細な表面形状MSを有する。表面形状MSは、正面視(図7(B))において、有限の曲率半径を有する曲線形状を有することが好ましい。
The
スクライビングホイール51Rは、超硬合金、焼結ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンドまたは単結晶ダイヤモンドなどの硬質材料を用いて形成されている。上述した稜線および傾斜面の表面粗さを小さくする観点でスクライビングホイール51R全体が単結晶ダイヤモンドから作られてもよい。
The
次にスクライビング器具50Rの使用方法について説明する。スクライビング器具50Rの刃先をガラス基板11の表面SF1上において移動させることにより(図6参照)、トレンチラインTL(図3(C))を形成するスクライブが行われる。この際、刃先に加えられる荷重Fは、ガラス基板11の厚さ方向DTに平行な垂直成分Fpと、上面SF1に平行な面内成分Fiとを有する。スクライビングホイール51Rの転動(矢印RT)によるスクライビングホイール51Rの進行方向DBは面内成分Fiの方向と同じである。言い換えれば、トレンチラインTLの形成方向は、面内成分Fiの方向と同じである。
Next, a method for using the
次に本実施の形態におけるブレーク工程に特に適した方法について、以下に説明する。 Next, a method particularly suitable for the break process in this embodiment will be described below.
図8を参照して、ガラス基板11の上面SF1が敷物81を介してテーブル80に対向するように、トレンチラインTLが形成されたガラス基板11(図2)が敷物81を介してテーブル80上に置かれる。敷物81は、ガラス基板11およびテーブル80の材料に比して変形しやすい材料からなる。
Referring to FIG. 8, glass substrate 11 (FIG. 2) on which trench lines TL are formed is placed on table 80 via
図9および図10を参照して、ブレークバー85が準備される。ブレークバー85は、図10に示すように、ガラス基板11の表面を局所的に押し付けることができるように突出した形状を有することが好ましく、図10においては略V字状の形状を有する。図9に示すように、この突出部分は直線状に延在している。
With reference to FIGS. 9 and 10, a
次に、ブレークバー85がガラス基板11の下面SF2の一部に接触させられる。この接触部分は、下面SF2のうち厚さ方向(図9における縦方向)において欠けCPと対向する対向部分SF2Cから離れている。
Next, the
次に、矢印CT1に示すように、上記接触部分が、トレンチラインTLに沿って拡張され、対向部分SF2Cの方へ近づく。上述した最初の接触時、またはそれに続く接触部分の拡張によって、ブレークバー85が下面SF2において、トレンチラインTLに対向する部分に接触し、かつ欠けCPに対向する部分からは離れた状態が生じる。
Next, as indicated by arrow CT1, the contact portion is expanded along the trench line TL and approaches the facing portion SF2C. The
図11を参照して、矢印CT2に示すように、上記接触部分が対向部分SF2Cに達する。言い換えれば、ブレークバー85は、前述した工程によってトレンチラインTLに先に応力を印加し、その後、さらに欠けCPにも同時に応力を印加する。この応力により欠けCPからトレンチラインTLに沿ってクラックが伸展する(図12の矢印PR参照)。
Referring to FIG. 11, as indicated by arrow CT2, the contact portion reaches opposing portion SF2C. In other words, the
以上のブレーク工程により、ガラス基板11の分断(図5)が行われる。
The
本実施の形態によれば、トレンチラインTLに沿ってクラックを伸展させるきっかけとして、ガラス基板11の縁EGに形成された欠けCPが用いられる。この欠けCPは、トレンチラインTLの形成開始時に移動する刃先がガラス基板11の縁EGを乗り上げるだけで形成される。よってトレンチラインTLに沿ったガラス基板11の分断を簡素な工程で行うことができる。
According to the present embodiment, the chip CP formed on the edge EG of the
また欠けCPの形成には、スクライビングホイール51Rの刃先、すなわち回転する刃先、が用いられる。これにより、ダイヤモンドポイントのような固定された刃先が用いられる場合に比して、ガラス基板11の縁EGに刃先が乗り上げる際に刃先が受けるダメージが抑制される。
For the formation of the chip CP, the cutting edge of the
(実施の形態2)
図13を参照して、本実施の形態においては、トレンチラインTLの一部として高荷重区間HRを形成する工程と、トレンチラインTLの一部として低荷重区間LRを形成する工程とが行われる。高荷重区間HRは、始点N1から、始点N1と終点N3との間の途中点N2まで形成される。低荷重区間LRは途中点N2から終点N3まで形成される。低荷重区間LRを形成する工程において刃先に加えられる荷重は、高荷重区間HRを形成する工程で用いられる荷重よりも低い。
(Embodiment 2)
Referring to FIG. 13, in the present embodiment, a process of forming high load section HR as a part of trench line TL and a process of forming low load section LR as a part of trench line TL are performed. . The high load section HR is formed from the start point N1 to an intermediate point N2 between the start point N1 and the end point N3. The low load section LR is formed from the midpoint N2 to the end point N3. The load applied to the cutting edge in the process of forming the low load section LR is lower than the load used in the process of forming the high load section HR.
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。 Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the first embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is not repeated.
本実施の形態によれば、トレンチラインTLのうち欠けCPから延びる部分である高荷重区間HRが、高荷重による塑性変形で形成される。これにより、低荷重区間LRで用いられる低荷重による塑性変形でトレンチラインTL全体が形成される場合に比して、欠けCPからトレンチラインTLへクラックが発生しやすくなる。よってブレーク工程(図8〜図12)において、欠けCPをきっかけとしたクラックをより確実に発生させることができる。よってこのクラックの伸展を用いた、トレンチラインTLに沿ったガラス基板11の分断をより確実に行うことができる。
According to the present embodiment, the high load section HR that is a portion extending from the chip CP in the trench line TL is formed by plastic deformation due to the high load. Thereby, compared with the case where the whole trench line TL is formed by the plastic deformation by the low load used in the low load section LR, the crack is likely to occur from the chip CP to the trench line TL. Therefore, in the break process (FIGS. 8 to 12), a crack triggered by the chip CP can be generated more reliably. Therefore, the
なお図2においては終点N3がガラス基板11の縁EGから離れているが、終点N3はガラス基板11の縁EG上(図2の例においてはガラス基板11の表面SF1の右辺の縁上)に位置してもよい。
In FIG. 2, the end point N3 is separated from the edge EG of the
(実施の形態3)
図14を参照して、まず、実施の形態1とほぼ同様の方法により、その始点に欠けCPを伴い、かつ終点まで延びるトレンチラインTLが、方向DLへ向けて形成される。
(Embodiment 3)
Referring to FIG. 14, first, a trench line TL having a chip CP at the start point and extending to the end point is formed in the direction DL by a method substantially similar to that of the first embodiment.
図15を参照して、次に、荷重を加えることによって刃先をガラス基板11の上面SF1上へ押し付けながら、上面SF1上で刃先が方向DMへ向けて移動させられる。これによってガラス基板11の上面SF1上に塑性変形を発生させることで、トレンチラインTM(第2のトレンチライン)が点T1およびT6の間に形成される。トレンチラインTMの形成は、トレンチラインTL(図4(A))に関して実施の形態1において説明したのと同様に、トレンチラインTMに関してクラックレス状態が得られるように行われる。
Referring to FIG. 15, next, the blade edge is moved in the direction DM on the upper surface SF <b> 1 while pressing the blade edge onto the upper surface SF <b> 1 of the
点T1および点T2の間と、点T3およびT4の間と、点T5およびT6の間は、トレンチラインTMの一部として高荷重区間HRが形成される。点T2およびT3の間と、点T4およびT5の間は、トレンチラインTMの一部として低荷重区間LRが形成される。高荷重区間HRを形成する工程において刃先に加えられる荷重は、低荷重区間LRを形成する工程で用いられる荷重よりも高い。高荷重区間HRはトレンチラインTLと交差する。なおトレンチラインTMの形成方法は、トレンチラインTLの形成方法と同様のものを用いることができる。 A high load section HR is formed as a part of the trench line TM between the points T1 and T2, between the points T3 and T4, and between the points T5 and T6. A low load section LR is formed as a part of the trench line TM between the points T2 and T3 and between the points T4 and T5. The load applied to the cutting edge in the process of forming the high load section HR is higher than the load used in the process of forming the low load section LR. The high load section HR intersects with the trench line TL. The method for forming the trench line TM can be the same as the method for forming the trench line TL.
次に、実施の形態1と同様のブレーク工程により、欠けCPを起点としてトレンチラインTLに沿ってクラックが伸展させられる。これによりトレンチラインTLに沿ってガラス基板11が分断される(図16)。この分断をきっかけとしてトレンチラインTMのうち高荷重区間HRにのみクラックが伸展する。この結果、トレンチラインTMの一部に沿ってクラックラインCLが形成される。具体的には、分断によって新たに生じた辺と、その辺を挟む1対の途中点のうちの一方との間の部分において、高荷重区間HRにクラックラインCLが形成される。
Next, the crack is extended along the trench line TL starting from the chip CP by the same break process as in the first embodiment. Thereby, the
なお分断によって新たに生じた辺と、その辺を挟む1対の途中点のうちの他方との間の部分においては、高荷重区間HRであってもクラックラインCLが形成されにくい。この理由は、クラックラインCLに沿ったクラックの伸展のしやすさに方向依存性があるためである。この方向依存性は、ガラス基板11がスクライブされた際に生じる内部応力の分布に起因すると推測される。
Note that crack lines CL are unlikely to be formed in a portion between a side newly generated by the division and the other of the pair of intermediate points sandwiching the side, even in the high load section HR. This is because the ease of extension of cracks along the crack line CL is direction-dependent. This direction dependency is presumed to be caused by the distribution of internal stress generated when the
高荷重区間HRにおいては、図4(B)に示すように、ガラス基板11はトレンチラインTMの直下においてクラックラインCLによって、トレンチラインTMの延在方向と交差する方向DCにおいて連続的なつながりが断たれている。ここで「連続的なつながり」とは、言い換えれば、クラックによって遮られていないつながりのことである。なお、上述したように連続的なつながりが断たれている状態において、クラックラインCLのクラックを介してガラス基板11の部分同士が接触していてもよい。
In the high load section HR, as shown in FIG. 4B, the
次に、実施の形態1と同様のブレーク工程によりガラス基板11に応力を加えることによって、クラックラインCLを起点として低荷重区間LRに沿ってクラックが伸展する。これにより、トレンチラインTMに沿ってガラス基板11が分断される。すなわち、前述したトレンチラインTLに沿った分断に加えてさらに、トレンチラインTMに沿った分断が行われる。
Next, by applying stress to the
本実施の形態によれば、実施の形態1とほぼ同様の効果が得られる。またガラス基板11が分断される位置を、トレンチラインTLと、それに交差するトレンチラインTMとによって規定することができる。
According to the present embodiment, substantially the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, the position where the
(実施の形態4)
図17(A)および図18(A)を参照して、はじめに、本実施の形態におけるガラス基板11の分断装置について説明する。
(Embodiment 4)
With reference to FIG. 17 (A) and FIG. 18 (A), the cutting apparatus of the
分断装置は、スクライビング器具50Rと、コンベア70と、ブレークローラ61と、補助ローラ62とを有する。コンベア70は、ガラス基板11の上面SF1を露出しつつガラス基板11を方向CVへ搬送するものである。スクライビング器具50Rはスクライブヘッド(図示せず)に固定されており、コンベア70によって移動させられるガラス基板11と接触することによって、ガラス基板11の上面SF1をスクライブするものである。
The cutting device includes a
ブレークローラ61は、ブレーク工程を行うためにガラス基板11の下面SF2を局所的に押し付ける部材である。補助ローラ62は、ブレークローラ61による下面SF2上への押し付けが行えるよう、反対面である上面SF1上でガラス基板11に接触するローラである。ブレークローラ61による押し付けによってガラス基板11が安定的に撓むことができるように、平面レイアウト(図17(A))において補助ローラ62はブレークローラ61と異なる位置に配置されており、好ましくは、回転軸方向(図17(A)における縦方向)においてブレークローラを挟むように配置されている。
The
なお、図17(A)および図18(A)において図を見やすくするために、コンベア70は二点鎖線によって模式的に示している。他の図においても同様である。
In addition, in order to make a figure legible in FIG. 17 (A) and FIG. 18 (A), the
次に、上述した分断装置による分断方法について、以下に説明する。 Next, the cutting method by the above-described cutting apparatus will be described below.
コンベア70の搬送方向CVへの移動に従って、ガラス基板11が搬送方向CVへ搬送される。これにより、スクライビング器具50Rが有するスクライビングホイール51Rの刃先がガラス基板11の縁EGから上面SF1上へ乗り上げる。この乗り上げにより、ガラス基板11の縁EGに欠けCPが形成される。
As the
上面SF1上に乗り上げた刃先は、ガラス基板11の搬送方向CVへの移動により、ガラス基板11の上面SF1に対して相対的に搬送方向CVと反対方向に移動する。上面SF1に対する刃先の相対的な移動方向は、方向DB(図17(A))に対応するものとされる。この移動中、刃先に荷重が加えられることで、上面SF1上に、欠けCPの位置を始点として有する、トレンチラインTLの高荷重区間HRが形成される。
The cutting edge that rides on the upper surface SF1 moves in the direction opposite to the transport direction CV relative to the upper surface SF1 of the
図17(B)および図18(B)を参照して、ガラス基板11がさらに搬送された後、刃先に加えられる荷重が高荷重区間HRにおけるものよりも小さくされることにより、トレンチラインTLの低荷重区間LRの形成が開始される。
Referring to FIGS. 17B and 18B, after the
図17(C)および図18(C)を参照して、ガラス基板11がさらに搬送されることで、ブレークローラ61および補助ローラ62による、欠けCPが設けられた高荷重区間HRへの応力印加が行われる。これにより、欠けCPからクラックが伸展し、その結果、高荷重区間HRにクラックラインCLが形成される。図18(C)においては、クラックラインCLはガラス基板11を厚さ方向に貫通して下面SF2にまで達している。
Referring to FIGS. 17C and 18C, when
図17(D)および図18(D)を参照して、ガラス基板11がさらに搬送されることで、ブレークローラ61および補助ローラ62による、低荷重区間LRへの応力印加が開始される。低荷重区間LRのうち応力印加を受けた部分まで、上述したクラックラインCLからクラックが伸展する。以降、ガラス基板11の搬送の進行に従って、低荷重区間LRにおいてクラックが伸展する。
With reference to FIG. 17D and FIG. 18D, when the
クラックが伸展させられている際に、スクライビング器具50Rにより低荷重区間LRが形成されることで、低荷重区間LRが延長される。これにより、トレンチラインTLの終点が始点から遠ざかりつつ、トレンチラインTLが延長された長さに応じてガラス基板11の分断が進行する。すなわちガラス基板11の連続的な分断が進行する。
When the crack is extended, the low load section LR is extended by forming the low load section LR by the
本実施の形態によれば、欠けCPをきっかけとして伸展するクラックを用いて、ガラス基板11を連続的に分断することができる。これにより、ガラス基板11の長さについての制約を受けずにガラス基板11を分断することができる。
According to the present embodiment, it is possible to continuously divide the
また、高荷重区間HRと異なり低荷重区間LRにおいては、ブレークローラ61による応力印加を未だ受けていない部分にまでクラックが伸展しにくい。よって、図18(D)に示す連続分断工程において、クラックが刃先に達したり、さらに刃先の位置を超えて伸展したりすることが防止される。これにより、ガラス基板11の連続的な分断を安定的に行うことができる。
In addition, unlike the high load section HR, in the low load section LR, the crack is difficult to extend to a portion where the stress application by the
(実施の形態5)
図19(A)および(B)を参照して、ガラス基板11の縁EGに刃先が乗り上げる際のダメージが特に問題とならない場合は、固定された刃先を有するスクライビング器具50(図19(A)および(B))が用いられてもよい。
(Embodiment 5)
Referring to FIGS. 19A and 19B, when the damage when the blade edge rides on the edge EG of the
スクライビング器具50は、スクライブヘッド(図示せず)に取り付けられることによってガラス基板11に対して相対的に移動することにより、ガラス基板11に対するスクライブを行うものである。スクライビング器具50は刃先51およびシャンク52を有する。刃先51は、シャンク52に保持されている。
The
刃先51には、天面SD1(第1の面)と、天面SD1を取り囲む複数の面とが設けられている。これら複数の面は側面SD2(第2の面)および側面SD3(第3の面)を含む。天面SD1、側面SD2およびSD3は、互いに異なる方向を向いており、かつ互いに隣り合っている。刃先51は、天面SD1、側面SD2およびSD3が合流する頂点を有し、この頂点によって刃先51の突起部PPが構成されている。また側面SD2およびSD3は、刃先51の側部PSを構成する稜線をなしている。側部PSは突起部PPから線状に延びている。また側部PSは、上述したように稜線であることから、線状に延びる凸形状を有する。
The
刃先51はダイヤモンドポイントであることが好ましい。すなわち刃先51はダイヤモンドから作られていることが好ましい。この場合、容易に、硬度を高く、表面粗さを小さくすることができる。より好ましくは刃先51は単結晶ダイヤモンドから作られている。さらに好ましくは結晶学的に言って、天面SD1は{001}面であり、側面SD2およびSD3の各々は{111}面である。この場合、側面SD2およびSD3は、異なる向きを有するものの、結晶学上、互いに等価な結晶面である。
The
なお単結晶でないダイヤモンドが用いられてもよく、たとえば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法で合成された多結晶体ダイヤモンドが用いられてもよい。あるいは、微粒のグラファイトや非グラファイト状炭素から、鉄族元素などの結合材を含まずに焼結された多結晶体ダイヤモンド、またはダイヤモンド粒子を鉄族元素などの結合材によって結合させた焼結ダイヤモンドが用いられてもよい。 Diamond that is not a single crystal may be used. For example, polycrystalline diamond synthesized by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method may be used. Alternatively, polycrystalline diamond sintered from fine graphite or non-graphitic carbon without containing a binder such as an iron group element, or sintered diamond obtained by bonding diamond particles with a binder such as an iron group element May be used.
シャンク52は軸方向AXに沿って延在している。刃先51は、天面SD1の法線方向が軸方向AXにおおよそ沿うようにシャンク52に取り付けられることが好ましい。
The
スクライビング器具50を用いたトレンチラインTLの形成においては、押し付けられた刃先51が上面SF1上で方向DBへ摺動させられる。方向DBは、突起部PPから側部PSに沿って延びる方向を上面SF1上に射影した方向と反対の方向であり、軸方向AXを上面SF1上へ射影した方向と反対の方向におおよそ対応している。
In forming the trench line TL using the
なおトレンチラインTM(図15)の形成時のように、ガラス基板11の縁EGに欠けCPを形成する必要がない場合は、刃先51が方向DBと反対の方向DAに摺動されてもよい。この場合、ガラス基板11の上面SF1上での刃先の移動方向は逆(図15においては方向DMと反対の方向)とされる。
Note that when it is not necessary to form the chip CP on the edge EG of the
スクライビング器具50Rとスクライビング器具50とが、トレンチラインによって使い分けられてもよい。特に、実施の形態3において、トレンチラインTLの形成がスクライビング器具50Rによって行われる一方で、刃先の乗り上げを伴わないトレンチラインTMの形成がスクライビング器具50によって行われてもよい。
The
図20(A)および(B)を参照して、本実施の形態の変形例として、スクライビング器具50vが用いられてもよい。スクライビング器具50vの刃先51vは、頂点と、円錐面SCとを有する円錐形状を有する。刃先51vの突起部PPvは頂点で構成されている。刃先の側部PSvは頂点から円錐面SC上に延びる仮想線(図20(B)における破線)に沿って構成されている。これにより側部PSvは、線状に延びる凸形状を有する。
With reference to FIG. 20 (A) and (B), the
上記各実施の形態による脆性基板の分断方法はガラス基板に対して特に好適に適用されるが、脆性基板は、ガラス以外の材料から作られていてもよい。たとえば、ガラス以外の材料として、セラミックス、シリコン、化合物半導体、サファイア、または石英が用いられてもよい。 Although the method for dividing a brittle substrate according to each of the above embodiments is particularly preferably applied to a glass substrate, the brittle substrate may be made of a material other than glass. For example, ceramics, silicon, a compound semiconductor, sapphire, or quartz may be used as a material other than glass.
N1 始点
N2 途中点
N3 終点
EG 縁
CL クラックライン
CP 欠け
SF1 上面(表面)
HR 高荷重区間
SF2 下面
LR 低荷重区間
TL トレンチライン(第1のトレンチライン)
TM トレンチライン(第2のトレンチライン)
11 ガラス基板(脆性基板)
50,50R,50v スクライビング器具
51,51v 刃先
51R スクライビングホイール
52 シャンク
52R ホルダ
53 ピン
61 ブレークローラ
62 補助ローラ
70 コンベア
80 テーブル
81 敷物
85 ブレークバー
N1 start point N2 halfway point N3 end point EG edge CL crack line CP chipping SF1 upper surface (surface)
HR High load section SF2 Lower surface LR Low load section TL Trench line (first trench line)
TM trench line (second trench line)
11 Glass substrate (brittle substrate)
50, 50R, 50v
Claims (5)
前記脆性基板へ刃先を押し付けながら前記脆性基板上で前記刃先を移動させる工程とを備え、前記刃先を移動させる工程は、
前記脆性基板の前記縁に前記刃先を乗り上げさせることによって、前記縁上の一の位置である始点に欠けを形成する工程と、
前記欠けを形成する工程によって前記始点に乗り上げた前記刃先を前記脆性基板の前記表面上へ押し付けながら前記表面上で前記刃先を移動させることによって前記脆性基板の前記表面上に塑性変形を発生させることで、前記始点から前記表面上の他の位置である終点まで第1のトレンチラインを形成する工程とを含み、前記第1のトレンチラインを形成する工程は、前記第1のトレンチラインの直下において前記脆性基板が前記第1のトレンチラインと交差する方向において連続的につながっている状態であるクラックレス状態が得られるように行われ、さらに
前記脆性基板に応力を加えることにより、前記欠けを起点としたクラックを前記始点から前記終点へ伸展させることによって、前記第1のトレンチラインに沿って前記脆性基板を分断する工程を備える、脆性基板の分断方法。 Preparing a brittle substrate provided with a surface having an edge;
A step of moving the cutting edge on the brittle substrate while pressing the cutting edge against the brittle substrate, and the step of moving the cutting edge,
Forming a chip at a starting point which is one position on the edge by running the blade edge on the edge of the brittle substrate;
Generating plastic deformation on the surface of the brittle substrate by moving the blade edge on the surface while pressing the blade edge that has reached the starting point on the surface of the brittle substrate in the step of forming the chip. Forming a first trench line from the start point to an end point which is another position on the surface, and the step of forming the first trench line is performed immediately below the first trench line. It is performed so as to obtain a crackless state in which the brittle substrate is continuously connected in a direction intersecting the first trench line, and further, stress is applied to the brittle substrate, thereby starting the chip. The brittle substrate is extended along the first trench line by extending the crack from the start point to the end point. A method for dividing a brittle substrate, comprising a step of dividing.
前記始点から前記始点と前記終点との間の途中点まで、前記第1のトレンチラインの一部として高荷重区間を形成する工程と、
前記途中点から前記終点まで、前記第1のトレンチラインの一部として低荷重区間を形成する工程とを含み、前記低荷重区間を形成する工程において前記刃先に加えられる荷重は、前記高荷重区間を形成する工程で用いられる荷重よりも低い、請求項1または2に記載の脆性基板の分断方法。 Forming the first trench line comprises:
Forming a high load section as a part of the first trench line from the start point to an intermediate point between the start point and the end point;
Including a step of forming a low load section as a part of the first trench line from the intermediate point to the end point, and the load applied to the cutting edge in the step of forming the low load section is the high load section The method for dividing a brittle substrate according to claim 1, wherein the method is lower than a load used in a step of forming the substrate.
前記第2のトレンチラインの一部として低荷重区間を形成する工程と、
前記第2のトレンチラインの一部として高荷重区間を形成する工程とを含み、前記高荷重区間を形成する工程において前記刃先に加えられる荷重は、前記低荷重区間を形成する工程で用いられる荷重よりも高く、前記高荷重区間は前記第1のトレンチラインと交差し、さらに
前記第1のトレンチラインに沿って前記脆性基板を分断する工程をきっかけとして前記第2トレンチラインのうち前記高荷重区間にのみクラックが伸展することによって、前記第2のトレンチラインの一部に沿ってクラックラインを形成する工程と、
前記脆性基板に応力を加えることによって前記クラックラインを起点として前記低荷重区間に沿ってクラックを伸展させることにより、前記第2のトレンチラインに沿って前記脆性基板を分断する工程とを備える、請求項1から3のいずれか1項に記載の脆性基板の分断方法。 A second trench line is formed by generating plastic deformation on the surface of the brittle substrate by moving the blade edge on the surface while pressing the blade edge onto the surface of the brittle substrate by applying a load. And the step of forming the second trench line is in a state in which the brittle substrate is continuously connected in a direction intersecting the second trench line immediately below the second trench line. The step of forming the second trench line is performed so as to obtain a certain crackless state,
Forming a low load section as part of the second trench line;
A step of forming a high load section as a part of the second trench line, and a load applied to the cutting edge in the step of forming the high load section is a load used in the step of forming the low load section The high load section intersects with the first trench line, and the high load section of the second trench line is triggered by a step of dividing the brittle substrate along the first trench line. Forming a crack line along a portion of the second trench line by extending the crack only in
Dividing the brittle substrate along the second trench line by applying a stress to the brittle substrate and extending the crack along the low load section starting from the crack line. Item 4. The method for dividing a brittle substrate according to any one of Items 1 to 3.
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