專利名稱：分離脆性材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及切割與分離技術(shù)，尤其是一種采用激光切割制程之分離非金屬或脆性材料之 方法。
背景技術(shù)：
分離脆性材料的方法一般以配合脆性材料強(qiáng)烈吸收特性的激光，如二氧化碳(C02)激光 來加熱方形玻璃板件表面，再以冷卻流體加以局部冷卻，從而在玻璃板件表面因急劇變化之 溫度差產(chǎn)生熱應(yīng)力并于玻璃內(nèi)部形成一難以目視察覺的盲裂紋(blind crack)，也即在激光 的移動(dòng)方向上形成一切割線(scribing line)。之后再沿此切割線，以機(jī)械或手動(dòng)方式將方 形玻璃板件分離開。
通常，為分離方形玻璃板件，需在板件上形成多條正交的盲裂紋。此時(shí)第二方向的切割 將會(huì)影響先前已完成的第一方向的切割，造成愈合現(xiàn)象(healing phenomenon),使得先沿第 一方向裂片時(shí)，容易叉開導(dǎo)致良率降低。
為提升裂片良率，美國專利第5，826，772號(hào)提出一種分離脆性材料的方法，其是采用在 板件的正反兩面各形成正交的盲裂紋，也就是每一面僅進(jìn)行單一方向的切割。該種切割方法 可避免愈合現(xiàn)象產(chǎn)生，從而可提升裂片良率。
然而，采用上述雙面各切割一方向，則必須對(duì)板件進(jìn)行翻面操作或采用雙激光切割方式 ，其在一定程度上造成整個(gè)分離制程較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
下面將以實(shí)施例說明一種分離脆性材料的方法，制程簡單且裂片良率較高。 一種分離脆性材料的方法，其包括步驟 提供一個(gè)脆性材料，其具有一個(gè)切割面；
利用激光切割制程在該切割面上形成至少一條第一切割線，該至少一條第一切割線沿一 第一方向延伸；
利用激光切割制程在已形成有該至少一條第一切割線的切割面上形成至少一條第二切割 線，該至少一條第二切割線沿一與該第一方向相交的第二方向延伸；
沿該至少一條第二切割線分裂該脆性材料，以獲得多個(gè)子脆性材料；以及 沿該至少一條第一切割線分裂該多個(gè)子脆性材料中的至少一個(gè)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，所述分離脆性材料的方法，其經(jīng)由在同一面進(jìn)行雙向交叉切割形成盲 裂紋(也即，切割線)，之后再以后切先裂、先切后裂方式對(duì)脆性材料進(jìn)行裂片，可有效避免 裂片時(shí)出現(xiàn)叉開現(xiàn)象，從而可提升分離脆性材料的裂片良率及簡化制程。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的 一脆性材料的立體示意圖。
圖2是利用激光切割制程在圖1所示脆性材料上形成一條第一切割線的一狀態(tài)示意圖。
圖3是利用激光切割制程在圖2所示脆性材料上形成一條第二切割線的一狀態(tài)示意圖。
圖4是圖3所示脆性材料上形成有第一切割線及第二切割線的俯視圖。
圖5是圖4所示脆性材料沿第二切割線裂片后形成多個(gè)子脆性材料的示意圖。
圖6是圖4所示脆性材料沿第一切割線裂片不良的示意圖。
圖7是圖5所示多個(gè)子脆性材料沿第一切割線裂片后的示意圖。
圖8是本發(fā)明另一實(shí)施例提供的一種利用激光切割制程在其上先后形成多條第一切割線 及多條第二切割線之脆性材料的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。 參見圖1至圖7，本發(fā)明實(shí)施例提供的分離脆性材料的方法，其包括步驟 如圖1所示，提供一待分離的脆性材料IO，其具有一個(gè)切割面100。脆性材料10可為非金 屬，例如陶瓷、玻璃、石英、玻璃硅晶圓(wafer)及發(fā)光二極管晶圓等。該脆性材料10可為 一方形板件(如圖l所示)，或依實(shí)際需求而定的其他形狀工件，例如圓形件。
如圖2所示，利用激光切割制程在脆性材料10的切割面100上形成一條第一切割線101， 第一切割線101位于A1方向上且沿A1方向延伸。其中，激光切割制程可包括步驟(a)利用一 個(gè)激光產(chǎn)生裝置20產(chǎn)生一激光束加熱脆性材料10的切割面100，并使激光束與脆性材料10產(chǎn) 生一沿A1方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；以及(b)在切割面100之鄰近激光束的拖曳端(Trailing edge)位 置，利用一個(gè)冷卻裝置30向脆性材料施加(例如噴射)一冷卻流體(例如，氣液混合物)進(jìn)行冷 卻，以在切割面100上形成一條第一切割線101。進(jìn)一步的，在激光束加熱脆性材料10的切割 面100之前，還可在第一切割線101的起始處，利用鉆石刀、刀輪或激光等形成一初始裂紋 (initial crack)(圖中未顯示)來增加形成第一切割線IOI的成功率。
如圖3所示，禾IJ用激光切割制程在已形成有第一切割線101的脆性材料10之切割面100上 形成一條第二切割線102，第二切割線102位于A2方向上且沿A2方向延伸，A1方向與A2方向相 交，例如正交(夾角為90度)。其中，激光切割制程可包括步驟(a)利用激光產(chǎn)生裝置20產(chǎn)生一激光束加熱脆性材料10的切割面100，并使激光束與脆性材料10產(chǎn)生一沿A2方向的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)；以及(b)在切割面100之鄰近激光束的拖曳端位置，利用冷卻裝置30向脆性材料施加一 冷卻流體進(jìn)行冷卻，以在切割面100上形成一條第二切割線102。同樣的，為增加形成第二切 割線102的成功率，可在激光束加熱脆性材料10的切割面100之前，在第二切割線102的起始 處，利用鉆石刀、刀輪或激光等形成一初始裂紋(圖中未顯示)。
圖4為脆性材料10的切割面100上先后形成有一條第一切割線101及一條第二切割線102后 的俯視圖。第一切割線101與第二切割線102位于同一平面且為正交設(shè)置；可以理解的是，第 一切割線101與第二切割線102并不限于正交設(shè)置，其可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用之需要來適當(dāng)設(shè)定兩者 之間的夾角。
如圖5所示，沿第二切割線102分裂脆性材料10，以獲得兩個(gè)子脆性材料IIO。從圖5中可 以得知，由于采用后切先裂之裂片方式，兩個(gè)子脆性材料110的分裂面平齊而未產(chǎn)生叉開現(xiàn) 象，同面雙向切割產(chǎn)生的愈合現(xiàn)象對(duì)分離脆性材料10所造成的裂片不良影響可被抑制，裂片正常。
如圖6所示，如果先沿第一切割線101分裂脆性材料10，也即采用先切先裂之裂片方式， 則會(huì)受到同面雙向切割產(chǎn)生的愈合現(xiàn)象之影響而在兩個(gè)子脆性材料的分裂面出現(xiàn)叉開現(xiàn)象， 導(dǎo)致裂片不良。
如圖7所示，在沿第二切割線102裂片之后，沿第一切割線101對(duì)多個(gè)子脆性材料110進(jìn)行 裂片，則可獲得滿足所需尺寸的多個(gè)子脆性材料112。從圖7中可以得知，由于采用先切后裂 之裂片方式，子脆性材料112的分裂面同樣是平齊而未產(chǎn)生叉開現(xiàn)象。
另外，本發(fā)明實(shí)施例并不限于在切割面100上形成一條第一切割線101及一條第二切割線 102，其還可根據(jù)實(shí)際需要，例如如圖8所示，先在脆性材料的切割面上利用激光切割制程沿 Al方向形成多條平行的第一切割線lOl，再在形成有多條第一切割線的切割面上利用激光切 割制程沿A2方向形成多條平行的第二切割線102，多條第一切割線101與多條第二切割線102 相交，例如正交設(shè)置。之后，同樣是采用先沿第二切割線102裂片，再沿第一切割線101裂片
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供之分離脆性材料的方法采用后切先裂、先切后裂的裂片方 式，可有效抑制因同面雙向切割產(chǎn)生之愈合現(xiàn)象所造成的裂片不良。因此，本發(fā)明實(shí)施例提 供的切割脆性材料的方法可同時(shí)具備同面雙向切割所具有的制程簡單以及后切先裂、先切后 裂之裂片方式所具有的高裂片良率等雙重優(yōu)勢(shì)。
再者，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，如適當(dāng)變更激光切割制程等以
5用于本發(fā)明等設(shè)計(jì)，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化 ，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種分離脆性材料的方法，其包括步驟提供一個(gè)脆性材料，其具有一個(gè)切割面；利用激光切割制程在該切割面上形成至少一條第一切割線，該至少一條第一切割線沿一第一方向延伸；利用激光切割制程在已形成有該至少一條第一切割線的切割面上形成至少一條第二切割線，該至少一條第二切割線沿一與該第一方向相交的第二方向延伸；沿該至少一條第二切割線分裂該脆性材料，以獲得多個(gè)子脆性材料；以及沿該至少一條第一切割線分裂該多個(gè)子脆性材料中的至少一個(gè)。
2.如權(quán)利要求l所述的分離脆性材料的方法，其特征在于該第一方向 與該第二方向正交。
3.如權(quán)利要求l所述的分離脆性材料的方法，其特征在于該脆性材料為非金屬。
4.如權(quán)利要求3所述的分離脆性材料的方法，其特征在于該脆性材料 為玻璃、陶瓷、石英、玻璃硅晶圓或發(fā)光二極管晶圓。
5.如權(quán)利要求l所述的分離脆性材料的方法，其特征在于該至少一條 第一切割線為多條，該至少一條第二切割線為多條。
6.如權(quán)利要求l所述的分離脆性材料的方法，其特征在于該脆性材料 為一方形板件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分離脆性材料的方法，其包括步驟提供一個(gè)脆性材料，其具有一個(gè)切割面；利用激光切割制程在該切割面上形成至少一條第一切割線，該至少一條第一切割線沿一第一方向延伸；利用激光切割制程在已形成有該至少一條第一切割線的切割面上形成至少一條第二切割線，該至少一條第二切割線沿一與該第一方向相交的第二方向延伸；沿該至少一條第二切割線分裂該脆性材料，以獲得多個(gè)子脆性材料；以及沿該至少一條第一切割線分裂該多個(gè)子脆性材料中的至少一個(gè)。所述分離脆性材料的方法經(jīng)由同面雙向切割以及后切先裂、先切后裂之裂片方式，可具備制程簡單及裂片良率較高等雙重優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)C03B33/00GK101524785SQ200810300478
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者何仁欽, 傅承祖, 周祥瑞, 黃俊凱 申請(qǐng)人:富士邁半導(dǎo)體精密工業(yè)(上海)有限公司;沛鑫半導(dǎo)體工業(yè)股份有限公司