專利名稱：脆性材料基片的劃線裝置以及劃線方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用于平板顯示器(以下表示為FPD)的玻璃基片、半導體晶片等的脆性材料基片被截斷時所使用的劃線裝置以及劃線方法。
背景技術：
將一對玻璃基片膠合而形成的FPD的一種液晶板，是分別把大尺寸的一對母玻璃彼此相互膠合之后，截斷為規(guī)定的大小而制造的。在截斷母玻璃基片時，預先要利用割刀在母玻璃基片上形成劃線。在用割刀形成劃線時，或者在形成劃線后截斷母玻璃基片時，有時會產(chǎn)生微細的玻璃粉末或廢碎玻璃而引起各種不良后果。
為了避免在用割刀劃線、截斷時產(chǎn)生微細的玻璃粉末或廢碎玻璃，近年來，取代這種使用割刀的方法，廣泛采用使用激光束來形成劃線的方法。圖3是表示使用激光束在玻璃基片形成劃線方法的示意圖。對于沿著使用激光或刀尖的劃線操作所形成的劃線的部位，在形成劃線前要進行各種前處理操作。在關于這種處理操作的說明中，對于形成劃線的部位，是表示為劃線形成預定線或劃線預定線。在玻璃基片50的側邊緣，沿著劃線形成預定線預先形成初期裂紋TR，從該初期裂紋沿著劃線預定線被從激光振蕩裝置61來的激光束LB照射。
從激光振蕩裝置61照射的激光束LB在玻璃基片50上形成橢圓形狀的激光點LS，該激光點LS是沿著在玻璃基片50上形成的劃線預定線而形成的。玻璃基片50相對于從激光振蕩裝置61照射的激光束LB沿著激光點LS的長軸方向相對移動。
此外，在玻璃基片50的表面中被激光束LB照射而被加熱的區(qū)域的附近，從冷卻噴嘴62吹出冷卻水等的冷卻介質。在照射激光束的玻璃基片的表面由于激光束的加熱而產(chǎn)生壓縮應力，而在其附近區(qū)域由于吹出的冷卻介質而產(chǎn)生拉伸應力。這樣，因為產(chǎn)生壓縮應力的區(qū)域和在靠近該區(qū)域的區(qū)域產(chǎn)生拉伸應力，所以在兩區(qū)域間產(chǎn)生基于各自應力的應力梯度，在玻璃基片50會從在玻璃基片50的側邊緣形成的初期裂紋TR擴展沿著劃線預定線的垂直裂縫。
這樣，因為形成在玻璃基片50的表面的垂直裂縫很微小，所以通常用肉眼看不出來，稱之為隱蔽裂縫。
當在玻璃基片50形成作為劃線的隱蔽裂縫時，將玻璃基片50供給到下面的截斷工序，以向隱蔽裂縫的寬度方向作用彎矩的方式來對玻璃基片來施加力。這樣就將玻璃基片50沿著隱蔽裂縫截斷。
在這樣的劃線裝置中，在玻璃基片50的側邊緣形成初期裂紋TR，在形成該初期裂紋TR的玻璃基片50的表面沿著劃線預定線照射激光束來加熱。這種場合，由于玻璃基片50的表面的初期裂紋附近被激光束急劇加熱，因此存在的危險是會從初期裂紋TR派生出新的不需要的裂紋。這樣，從初期裂紋派生出的裂紋是無法控制的，不是沿著劃線預定線而形成的，因此，產(chǎn)生這樣裂紋的玻璃基片是不合格品。
此外，沿著X方向形成隱蔽裂縫之后，在以相對該隱蔽裂縫交叉或垂直的方式沿著Y方向形成掩蔽裂縫的場合，如圖4所示，在Y方向的劃線預定線的玻璃基片的端部與沿著X方向的隱蔽裂縫的交點的緊接位置新設有初期裂紋(龜裂)，在這種情況下，存在的危險是當形成初期裂紋的部分由于激光束的照射而被急劇加熱時，也會從初期裂紋派生出新的不需要的裂紋。
另外，通過激光照射，玻璃基片的X方向在成為完全體切口(隱蔽裂縫到達玻璃里面的狀態(tài))后，而在Y方向形成隱蔽裂縫、使其成為完全體切口的場合，Y方向的劃線預定線的玻璃基片的端部與在X方向形成的完全體切口的交點的緊接位置也必須要新設置初期裂紋，在這種情況下，當形成初期裂紋的部分由于激光束的照射而被急劇加熱時，也存在著從初期裂紋派生出新的不需要的裂紋的危險。
本發(fā)明是解決這樣問題的發(fā)明，其目的在于提供脆性材料基片的劃線裝置以及劃線方法，在為了形成隱蔽裂縫而急劇加熱玻璃基片等的脆性材料基片的表面來開始劃線動作的場合，也不會存在從初期裂紋派生出不需要的裂紋的危險。
發(fā)明的公開本發(fā)明的脆性材料基片的劃線裝置其特征在于具備加熱裝置、冷卻裝置和裂紋形成裝置；前述加熱裝置是沿著脆性材料基片的表面的形成劃線的區(qū)域、用比前述脆性材料基片的軟化點低的溫度連續(xù)加熱，冷卻裝置是對由前述加熱裝置加熱的脆性材料基片的表面的區(qū)域的附近冷卻，裂紋形成裝置是在由前述加熱裝置對前述脆性材料表面的規(guī)定部位加熱之后，在前述規(guī)定部位形成沿著劃線形成預定線的初期裂紋。
其特征在于設有再加熱被前述冷卻裝置所冷卻的區(qū)域附近的第2加熱裝置。
其特征在于前述裂紋形成裝置具有短波長的脈沖激光振蕩器。
一種脆性材料基片的劃線方法，沿著脆性材料基片的表面的形成劃線的區(qū)域、通過一邊用比前述脆性材料基片的軟化點低的溫度連續(xù)加熱，一邊對該加熱區(qū)域的附近區(qū)域連續(xù)冷卻，由此而沿著劃線形成預定線來形成裂縫；本發(fā)明的脆性材料基片的劃線方法其特征在于在前述脆性材料基片基片的初期裂紋的形成預定部位，首先在加熱后的時刻，在前述預定部位形成沿著劃線形成預定線的初期裂紋。
其特征在于前述初期裂紋是由短波長的脈沖激光束而形成的。
其特征在于前述初期裂紋是在脆性材料基片的側邊緣形成的。
其特征在于前述初期裂紋相對于已經(jīng)形成的劃線是緊接已形成的劃線并交叉形成的。
附圖的簡單說明圖1是表示本發(fā)明的脆性材料基片的劃線裝置一例實施形式的正視圖。
圖2A(a)～(d)是分別表示根據(jù)本發(fā)明的劃線裝置的劃線形成作業(yè)工序的示意圖。
圖2B(a)～(f)是分別表示根據(jù)本發(fā)明的劃線裝置的劃線形成作業(yè)工序的示意圖。
圖3是表示以往的隱蔽裂縫的形成狀態(tài)的示意圖。
圖4是表示以往的初期裂紋的形成狀態(tài)的示意圖。
圖5(a)是表示脆性材料基片一例的概略平面圖、圖5(b)是其側視圖。
圖6是模式地表示以在2個方向交叉的形式而形成隱蔽裂縫狀態(tài)的玻璃基片上的部分放大圖。
實施發(fā)明的最佳形式以下，參照


本發(fā)明的實施形式。
圖1是表示本發(fā)明的脆性材料基片的劃線裝置實施形式的概略構成圖。該劃線裝置例如使用于為了截斷FPD所使用的玻璃基片，如圖1所示，該劃線裝置在水平的臺架11上具有沿著規(guī)定的水平方向(Y方向)往復移動的滑動臺12。
滑動臺12是由在臺架11的上面沿Y方向平行配置的一對導軌14和15所支撐，且在水平狀態(tài)下可沿各導軌14和15滑動。在兩導軌14和15的中間部設有與各導軌14和15平行的滾珠絲杠13，該滾珠絲杠13可由電機(未圖示)旋轉。滾珠絲杠13可正轉和反轉，且在該滾珠絲杠13螺合滾珠螺母16，以此狀態(tài)來安裝滾珠螺母16。滾珠螺母16相對滑動臺12不旋轉且安裝為一體，通過滾珠絲杠13的正轉和反轉，滾珠螺母16沿著滾珠絲杠13而在兩方向滑動。由此，與滾珠螺母16安裝為一體的滑動臺12沿著各導軌14和15在Y方向滑動。
在滑動臺12上，以水平狀態(tài)配置基座19?；?9由平行配置在滑動臺12上的一對導軌21支撐，并可沿其滑動。各導軌21沿著與滑動臺12的滑動方向Y方向相垂直的X方向來配置。此外，在各導軌21之間的中間部分配置有與各導軌21平行的滾珠絲杠22，滾珠絲杠22由電機23來使之正轉及反轉。
將滾珠螺母24與滾珠絲杠22安裝為螺合的狀態(tài)。滾珠螺母24相對基座19不旋轉且安裝為一體，通過滾珠絲杠22的正轉和反轉，滾珠螺母24沿著滾珠絲杠22在兩個方向移動。由此，基座19在沿著各導軌21的X方向滑動。
在基座19上設有旋轉機構25，在該旋轉機構25上以水平狀態(tài)設有放置作為截斷對象的玻璃基片50的旋轉臺26。旋轉機構25使旋轉臺26繞著沿垂直方向的中心軸旋轉，可使旋轉臺26相對基準位置旋轉為任意的旋轉角度θ。在旋轉臺26上例如可用吸盤來固定玻璃基片50。
在旋轉臺26的上方，與旋轉臺26相隔適當?shù)拈g隔來配置支撐臺31。該支撐臺31以水平狀態(tài)被支撐在以垂直狀態(tài)所配置的光學保持器33的下端部。光學保持器33的上端部安裝在設在臺架11上的安裝臺32的下面。在安裝臺32上設有振蕩劃線用的激光束的第1加熱用激光振蕩器34，從第1激光振蕩器34振蕩的激光束照射在保持于光學保持器33內的光學系統(tǒng)。
照射在光學保持器33內的激光束從光學保持器33的下端面照射在載置于旋轉臺26上的玻璃基片50。通過保持在光學保持器33內的光學系統(tǒng)，作為沿著規(guī)定方向延伸的橢圓形狀的激光點照射在玻璃基片50。
此外，在支撐臺31，設有靠近光學保持器33并可變化安裝位置的冷卻噴嘴37。從該冷卻噴嘴37可向玻璃基片50噴射冷卻水、He氣體、N2氣體、CO2氣體等冷卻介質。從冷卻噴嘴37噴射的冷卻介質吹向靠近從光學保持器33照射在玻璃基片50的激光點的長軸方向的端部的位置，在玻璃基片50表面形成冷卻點。
此外，在支撐臺31，在光學保持器33和冷卻噴嘴37之間設有與裂紋用激光振蕩器41相連接的光學保持器42，該裂紋用激光振蕩器41是用于振蕩為了形成裂紋的YAG激光的短波長。YAG激光的短波長要比YAG基本波的高密度短脈沖激光更容易形成裂紋。從裂紋用激光振蕩器41振蕩的短波長的脈沖激光通過光學保持器42照射在玻璃基片50。從光學保持器42照射的脈沖激光所照射的部位成為位于從光學保持器33照射在玻璃基片50的激光點的長軸方向的端部和由冷卻噴嘴37噴吹冷卻水的冷卻點之間的玻璃基片50的表面區(qū)域。
另外，在支撐臺31設有靠近冷卻噴嘴37并與第2加熱用激光振蕩器43相連接的光學保持器44。從第2加熱用激光振蕩43照射的激光束通過光學保持器44照射在玻璃基片50的表面。從光學保持器44照射的激光束所照射的部位成為靠近由冷卻噴嘴37噴吹冷卻水區(qū)域的區(qū)域。
另外，滑動臺12以及基座19的位置確定、旋轉機構25的控制、劃線用激光振蕩器34、裂紋用激光振蕩器41、第2加熱用激光振蕩器43等，均由未圖示的控制部來控制。
利用這樣的劃線裝置來將玻璃基片50劃線時，首先，把截斷為規(guī)定大小的玻璃基片50的尺寸、劃線的形成位置、初期裂紋的形成位置等信息輸入控制部。
然后，將截斷為規(guī)定尺寸的玻璃基片50載置在劃線裝置的旋轉臺26上，并由吸引機構固定。當成為這樣的狀態(tài)時，用CCD相機38以及39對設在玻璃基片50的定線標記攝像。被攝像的定線標記由監(jiān)視器28以及29來顯示。
之后，使被固定的玻璃基片50相對支撐臺31移動，使玻璃基片50的側邊緣與規(guī)定的劃線形成預定線的交點部位于光學保持器33的下方，而且以從該光學保持器33照射的橢圓形狀的激光點的長軸方向成為沿著該劃線的X方向的方式來確定旋轉臺26的位置。旋轉臺26的位置確定是通過滑動臺12的滑動、基座19的滑動、以及旋轉機構25所致的旋轉臺26的旋轉來進行的。
當成為這樣的狀態(tài)時，一邊從第1加熱用激光振蕩器34照射激光束，一邊使旋轉臺26沿+X方向滑動。這樣，如圖2A(a)所示，在玻璃基片50的側邊緣表面沿著劃線預定線SL而形成橢圓形狀的激光點LS。
激光點LS例如為長徑30.0mm、短徑1.0mm的橢圓形狀，照射時使長軸與形成的劃線預定線LS一致。這種場合，由激光點LS所得的加熱溫度要比使玻璃基片50熔融的溫度低，即，比玻璃基片的軟化點低的溫度。由此，被激光點LS照射的玻璃基片50的表面被加熱而不熔融。
這種情況下，因為在玻璃基片50的表面沒有形成初期裂紋，所以，即使由激光點LS加熱玻璃基片50的表面，也不必擔心從初期裂紋派生出新的不需要的裂紋這樣的問題，為了能可靠地形成隱蔽裂縫而可以利用激光點LS來充分地加熱玻璃基片50的表面。
然后，通過使玻璃基片50向+X方向移動，激光點LS沿著劃線預定線SL而在玻璃基片50的表面移動，如圖2A(b)所示，玻璃基片50的側邊緣與裂紋用激光振蕩器41相連接的光學保持器42的下端部成為對置的狀態(tài)。
當成為這樣的狀態(tài)時，從裂紋用激光振蕩器41振蕩YAG的短波長脈沖激光，脈沖激光照射在玻璃基片50的側邊緣的劃線預定線SL上。由此，使玻璃基片50的側邊緣的劃線預定線SL上熔融或升華，形成初期裂紋TR。
其后，再通過使玻璃基片50向+X方向滑動，激光點LS沿著劃線預定線SL在玻璃基片50的表面移動，如圖2A(c)所示，在玻璃基片50的側邊緣中所形成裂紋TR的部分與冷卻噴嘴37成為對置的狀態(tài)，從冷卻噴嘴37噴射冷卻介質，例如將冷卻水和壓縮空氣一起噴射。
冷卻噴嘴37相對激光點LS所照射的區(qū)域，在激光點LS的長軸方向，向例如相隔2.5mm間隔的劃線預定線SL上噴吹冷卻介質。由此，玻璃基片50的表面被冷卻并形成冷卻點CP。結果，在激光點LS與冷卻點CP之間的區(qū)域產(chǎn)生溫度梯度。
在由激光點LS加熱的玻璃基片50的表面區(qū)域產(chǎn)生壓縮應力，此外，在冷卻水噴吹的冷卻點CP產(chǎn)生拉伸應力。這樣，當在由激光點LS的加熱區(qū)域產(chǎn)生壓縮應力、而在冷卻水所得的冷卻點CP產(chǎn)生拉伸應力時，則由于激光點LS和冷卻點CP之間的熱擴散區(qū)域所產(chǎn)生的壓縮應力，相對冷卻點CP而在與激光點LS相對側的區(qū)域產(chǎn)生很大的拉伸應力。而且，由于該拉伸應力的作用，隱蔽裂縫從在玻璃基片50的側邊緣所形成的初期裂紋TR而沿著劃線預定線SL進行擴展。
之后，再通過使玻璃基片50向+X方向滑動，激光點LS沿著劃線預定線SL在玻璃基片50的表面移動，而且從冷卻噴嘴37噴吹的冷卻介質所得的冷卻點CP也沿著劃線預定線SL移動，如圖2A(d)所示，在玻璃基片50的側邊緣中形成初期裂紋TR的部分，與激光振蕩器43連接的光學保持器44的下端部成為對置的狀態(tài)，從第2加熱用激光振蕩器43振蕩的激光束，照射在玻璃基片50表面中形成初期裂紋TR的側邊緣。由此，在隱蔽裂縫上形成加熱點HS。
這樣，當在玻璃基片50形成的隱蔽裂縫被加熱時，隱蔽裂縫從玻璃基片50的表面向深度方向擴展，成為到達玻璃基片50里面的狀態(tài)。
以后，沿著玻璃基片50的劃線預定線SL而依次實施通過激光束的第1加熱、通過冷卻介質的冷卻、通過激光束的第2加熱，由此，隱蔽裂縫沿著劃線預定線SL而以到達玻璃基片50里面的狀態(tài)形成。
在圖2A(a)～(d)中，與以往的激光劃線方法的情況不同，因為是在激光照射后形成初期裂紋，因此可以防止從形成初期裂紋的附近的部位擴展不可預測且不可控制的裂紋。圖2A(a)的情況，因為在形成初期裂紋的規(guī)定的部位，是在形成裂紋之前照射激光束，所以在其周邊產(chǎn)生壓縮應力。這樣，在形成初期裂紋的規(guī)定的部位的周邊以產(chǎn)生壓縮應力的狀態(tài)來形成初期裂紋的情況與在常溫的基片表面的端部形成初期裂紋的情況相比，會出現(xiàn)一些困難。為了避免這樣的問題，可以采用以下說明的其它的方法。
圖2B(a)～(f)與圖2A(a)～(d)的情況相同，是表示在激光照射后形成初期裂紋、能夠使激光劃線動作穩(wěn)定的劃線方法的示意圖。在以下的說明中，對于與圖2A(a)～(d)的情況相同的場合，省略重復說明。
圖2B(a)與圖2A(a)所示的情況相同，是表示在玻璃基片50的側邊緣表面沿著劃線預定線SL而形成橢圓形狀的激光點LS的狀態(tài)。這種情況，在激光點LS的一部分于端面形成、且在規(guī)定時間加熱規(guī)定的部位的時刻，從第1加熱用激光振蕩裝置34振蕩的激光束停止在玻璃基片50上照射。停止激光束照射在玻璃基片50上之后，緊接著通過使玻璃基片50向+X方向(圖中右側)滑動，如圖2B(b)所示，使冷卻噴嘴37與玻璃基片50的側邊緣成為對置的狀態(tài)，從冷卻噴嘴37噴射冷卻介質，例如把冷卻水與壓縮空氣一起噴射。由此使玻璃基片50的表面冷卻，形成冷卻點CP。
然后，通過使玻璃基片50向-X方向滑動，如圖2B(c)所示，玻璃基片的側邊緣與裂紋用激光振蕩器41相連接的光學保持器42的下端部成為對置的狀態(tài)。在這樣的狀態(tài)下，從裂紋用激光振蕩器41振蕩YAG的短波長脈沖束，脈沖束照射在玻璃基片50的側邊緣的劃線預定線SL的起點位置。這樣，玻璃基片50的側邊緣的劃線預定線SL的起點位置熔融或升華，形成初期裂紋。
其后，如圖2B(d)所示，通過再使玻璃基片50向-X方向滑動，使得形成激光點LS的位置靠近形成初期裂紋的位置，而且如圖2B(d)所示，在將裂紋部位移至被包含在其激光點LS內部的位置的時刻，從第1加熱用激光振蕩器34照射激光束，由此而在基片50上形成激光點LS。接著使基片50向其逆向的+X方向移動，進行形成裂縫的準備。
即，如圖2B(e)所示，使激光點LS沿著劃線預定線SL在玻璃基片50的表面移動，而且冷卻噴嘴37在初期裂紋TR的形成部位移動，向初期裂紋TR噴射冷卻介質。然后，由從冷卻噴嘴37噴吹的冷卻介質所致的冷卻點CP也沿著劃線預定線SL而向玻璃基片50的側邊緣處的初期裂紋TR移動。
冷卻點CP向玻璃基片50的側邊緣的初期裂紋TR移動之后，如圖2B(f)所示，在玻璃基片50的側邊緣的初期裂紋TR的形成部分移動到與第2加熱用激光振蕩器43相連接的光學保持器44的下端部對置的位置，在玻璃基片50的表面的形成初期裂紋TR的側邊緣，形成了從第2加熱用激光振蕩器43照射的激光束所得的加熱點HS。由此而在隱蔽裂縫上形成加熱點HS。這樣，當在玻璃基片50形成的隱蔽裂縫被加熱時，隱蔽裂縫從玻璃基片50的表面向深度方向擴展，成為到達玻璃基片50里面的狀態(tài)。
以后，沿著玻璃基片50的劃線預定線SL，通過依次實施激光束所得的第1加熱、冷卻水所得的冷卻、激光束所得的第2加熱，隱蔽裂縫沿著劃線預定線SL以到達玻璃基片50里面(未圖示)的狀態(tài)形成。
在圖1所示的使用激光的劃線裝置的機器構成中，是在第1加熱用激光振蕩器34的光學保持器33與裂紋用激光振蕩器41的光學振蕩器44之后來安裝冷卻噴嘴37，但也可以采用除此以外的機器構成。例如也可以在光學保持器33之后來設置冷卻噴嘴37，而在其后來設置光學保持器42。對于該后述場合的機器構成情況，參照圖2B(a)～(f)，對于和上述的已說明的說明文的不同點予以特別詳細說明。
與圖2B(a)相同，形成激光點LS的基片50的部分被加熱。之后，使基片50向+X方向移動，和圖2B(b)的狀況相同，形成冷卻點CP的基片50的端面被冷卻。之后，再使基片50向+X方向移動，如圖2B(c′)所示，在基片50的端面到達裂紋用激光振蕩器41的光學保持器42的正下方附近的時刻，照射來自裂紋用激光振蕩器41的激光束。結果，在基片50的端面形成初期裂紋TR。之后，使基片50向逆方向的-X方向移動，直至激光點LS的后端部到達位于基片50的端面的部位。如圖2B(d)所示，從該處開始照射來自第1加熱用激光振蕩器34的激光束，且使基片50再向+X方向移動。之后，參照圖2B(e)以及圖2B(f)以所說明的方式形成劃線，進而使裂縫的深度增大。
這樣，當相對玻璃基片50在X方向而形成到達玻璃基片50里面的隱蔽裂縫時，即玻璃基片50成為完全體切口的狀態(tài)時，在與X方向交叉或垂直的Y方向，以后則難以形成隱蔽裂縫或到達玻璃基片50里面的隱蔽裂縫。
利用圖6詳細地說明這種狀況。圖6是模式地表示以在2個方向交叉的形式而形成隱蔽裂縫狀態(tài)的玻璃基片50上的部分放大圖。這種場合，在沿著X方向(圖中為橫向)首先形成的到達玻璃基片50里面的隱蔽裂縫和Y方向(圖中為縱向)的劃線預定線相交叉的交點附近和劃線開始的玻璃基片50的端面中，根據(jù)輸入到控制部的數(shù)據(jù)，如上所述，用以下的兩個方法來形成初期裂紋。即，(1)用通過激光點LS的加熱以及裂紋用激光振蕩器41(或者，脆性材料基片劃線加工所使用的割刀，例如輪式割刀或點式割刀等的刀尖)來形成初期裂紋TR，或者，(2)在實施由激光點LS的預熱以及初期裂紋形成區(qū)域的冷卻之后，用裂紋用激光振蕩器41(或者，脆性材料基片劃線加工所使用的割刀，例如輪式割刀或點式割刀等的刀尖)來形成初期裂紋TR。
此時，在X方向以及Y方向的隱蔽裂縫的形成中，在由第1加熱用激光點預熱之后，僅冷卻玻璃基片50的初期裂紋形成區(qū)域，之后，因為再利用YAG激光來形成初期裂紋，所以，在未被冷卻的初期裂紋形成區(qū)域附近，在劃線預定線的兩邊作用有壓縮應力，因此，不必擔心從初期裂紋派生出新的裂紋。
以后，同樣來形成垂直裂縫，由此在玻璃基片50上形成圍棋盤眼狀的隱蔽裂縫。
在上述實施例中，說明的是具備第2加熱用激光振蕩器43，產(chǎn)生到達玻璃基片50里面的隱蔽裂縫的示例，在通過第1加熱用激光振蕩器34與裂紋用激光振蕩器41和冷卻噴嘴37的構成來形成隱蔽裂縫時，也有的示例是在沿著相對于在X方向形成的隱蔽裂縫而交叉或垂直的Y方向的劃線預定線的交叉的交點附近和在劃線開始的玻璃基片50的端面，在上述的照射定時中來形成初期裂紋。
有的場合是在實施通過激光點LS的預熱以及初期裂紋形成區(qū)域的冷卻之后，用裂紋用激光振蕩器41來形成初期裂紋TR。例如，有的場合是在當X方向以及Y方向一度形成的隱蔽裂縫線的一部分再次粘合時，在該粘合的部分再此形成隱蔽裂縫。
此時，在形成X方向或者Y方向的隱蔽裂縫時，在由第1加熱用激光點預熱之后，僅冷卻玻璃基片50的初期裂紋的形成區(qū)域，之后，因為再利用YAG激光來形成初期裂紋，所以，在未被冷卻的初期裂紋形成區(qū)域附近，在劃線預定線的兩邊作用有壓縮應力，因此，不必擔心從初期裂紋派生出新的裂紋。
在X方向以及Y方向的隱蔽裂縫(包含完全體切口)的形成中，因為用第1加熱用激光點預熱初期裂紋的形成區(qū)域之后，用冷卻裝置冷卻，之后再由YAG激光來形成初期裂紋，所以，不必擔心從初期裂紋派生出不需要的裂紋。另外，在本實施例中是使用YAG激光作為初期裂紋的形成裝置，此外，也可以使用在脆性材料基片的劃線加工使所使用的割刀，例如使用輪式割刀或點式割刀等來作為初期裂紋的形成裝置。
另外，脆性材料基片包括玻璃基片、把一對母玻璃玻璃基片彼此相互膠合時所構成各母玻璃基片的玻璃基片，而且，如圖5(a)以及(b)所示，還包含將一個母玻璃基片截斷規(guī)定尺寸的玻璃基片71膠合在另一個母玻璃基片72時所構成的母玻璃基片的玻璃基片72、半導體晶片、陶瓷基片等。
這種場合，在緊接沿X方向形成的到達玻璃基片50里面的隱蔽裂縫和Y方向的劃線預定線的交叉的交點的部分和劃線開始的玻璃基片50的端面部中，根據(jù)輸入到控制部的數(shù)據(jù)，從裂紋用激光振蕩器41照射的短波長的脈沖激光由上述的定時來控制照射，形成初期裂紋。即，當如同到達沿X方向形成的隱蔽裂縫一樣而沿Y方向形成隱蔽裂縫時，在沿X方向的隱蔽裂縫的兩邊而沒有形成隱蔽裂縫的玻璃基片50的表面，以與沿著X方向的隱蔽裂縫成直角相接的方式以上述的定時來形成新的初期裂紋，且從該初期裂紋來依次形成新的隱蔽裂縫。
此時，在X方向以及Y方向的隱蔽裂縫的形成中，因為是通過第1加熱用激光點之后而由YAG激光來形成初期裂紋，所以不必擔心從初期裂紋派生出新的裂紋。
此時，在X方向以及Y方向的隱蔽裂縫的形成中，因為在第1加熱用激光點通過之后由YAG激光來形成初期裂紋，所以不必擔心從初期裂紋派生出不需要的裂紋。另外，在本實施例中使用YAG激光作為初期裂紋的形成裝置，此外，也可以使用脆性材料基片的劃線加工使所使用的割刀，例如使用輪式割刀或點式割刀等來作為初期裂紋的形成裝置。在該場合，作為機器構成，取代裂紋形成用的激光而是把安裝割刀刀尖的刀頭保持器安裝在光學保持器33的附近。該刀頭保持器具備能升降的機構并在需要形成初期裂紋時，有必要使得刀尖的前端與基片的相應部位能夠接觸。
另外，脆性材料基片包括玻璃基片、把一對母玻璃玻璃基片彼此相互膠合時所構成各母玻璃基片的玻璃基片，如圖5(a)以及(b)所示，還包含將一個母玻璃基片截斷為規(guī)定尺寸的玻璃基片71膠合在另一個母玻璃基片72時所構成的母玻璃基片的玻璃基片72、半導體晶片、陶瓷基片等。
本發(fā)明的劃線裝置以及劃線方法適用于將玻璃基片相互膠合而形成的液晶顯示基片、透明型液晶顯示基片、有機EL元件、PDP(等離子顯示儀表板)基片、FED(場致發(fā)射顯示)基片，對于把玻璃基片與硅基片膠合而形成的反射型液晶顯示基片等的劃線也是可以適用的。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性如上所述，本發(fā)明的脆性材料基片的劃線裝置以及劃線方法，通過在加熱脆性材料基片之后冷卻而形成隱蔽裂縫時，因為是在加熱脆性材料基片之后來進行初期裂紋的形成，因此，在加熱脆性材料基片時，不必擔心從初期裂紋派生出新的不需要的裂紋。此外，在形成到達脆性材料基片里面的隱蔽裂縫的場合，在緊接相互交叉的交點處也能容易地形成初期裂紋，因此，能夠以交叉狀態(tài)可靠地形成到達玻璃基片里面的隱蔽裂縫。
權利要求
1.一種脆性材料基片的劃線裝置，其特征在于具備加熱裝置、冷卻裝置和裂紋形成裝置；前述加熱裝置是沿著在脆性材料基片的表面所形成劃線的區(qū)域、用比前述脆性材料基片的軟化點低的溫度連續(xù)加熱，冷卻裝置是對由前述加熱裝置加熱的脆性材料基片的表面的區(qū)域的附近進行冷卻，裂紋形成裝置是在由前述加熱裝置對前述脆性材料表面的規(guī)定部位加熱之后，在前述規(guī)定部位形成沿著劃線形成預定線的初期裂紋。
2.如權利要求1所述的脆性材料基片的劃線裝置，其特征在于設有再加熱被前述冷卻裝置所冷卻的區(qū)域的附近的加熱裝置。
3.如權利要求1所述的脆性材料基片的劃線裝置，其特征在于前述裂紋形成裝置具有短波長的脈沖激光振蕩器。
4.一種脆性材料基片的劃線方法，沿著在脆性材料基片的表面所形成劃線的區(qū)域，通過一邊用比前述脆性材料基片的軟化點低的溫度加熱，一邊對該加熱區(qū)域的附近區(qū)域連續(xù)冷卻，由此沿著劃線形成預定線來形成裂縫；其特征在于在前述脆性材料基片的初期裂紋的形成預定部位首先被加熱后的時刻，在前述預定部位形成沿著劃線形成預定線的初期裂紋。
5.如權利要求4所述的脆性材料基片的劃線方法，其特征在于前述初期裂紋是由短波長的脈沖激光束而形成的。
6.如權利要求5所述的脆性材料基片的劃線方法，其特征在于前述初期裂紋是在脆性材料基片的側邊緣形成。
7.如權利要求6所述的脆性材料基片的劃線方法，其特征在于前述初期裂紋相對于已經(jīng)形成的劃線是緊接前述形成的劃線并以基本為直角相接的方式形成。
全文摘要
沿著脆性基片(50)的表面中形成劃線的區(qū)域，通過一邊利用激光點LS用比脆性基片(50)的軟化點低的溫度加熱，一邊連續(xù)冷卻對該加熱區(qū)域附近的冷卻點CP，由此沿著劃線預定線SL形成裂縫。這種場合，在脆性基片的初期裂紋的形成預定部位，由激光點LS加熱之后而且由冷卻點CP冷卻之前或冷卻后的時刻，在該預定部位形成沿著劃線形成預定線SL的初期裂紋TR。
文檔編號C03B33/09GK1525944SQ02808469
公開日2004年9月1日 申請日期2002年7月18日 優(yōu)先權日2001年7月18日
發(fā)明者若山治雄 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司