專利名稱：脆性材料基板刻劃方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及刻劃方法，尤其涉及沿著脆性材料基板的互相交叉的刻劃預(yù)定線來進(jìn)行刻劃的脆性材料基板刻劃方法。
背景技術(shù)：
作為用于分割玻璃基板等脆性材料基板的技術(shù)，提出了利用了龜裂發(fā)展的分割方法。在該方法中，首先，使用刀輪等在玻璃基板的正面形成初始龜裂。然后，從該初始龜裂照射激光光束來加熱基板，進(jìn)而冷卻被加熱的區(qū)域。由此，以初始龜裂作為觸發(fā)來發(fā)展龜裂，沿著刻劃預(yù)定線形成刻劃槽。在專利文獻(xiàn)I中公開了這種刻劃方法。在專利文獻(xiàn)I的方法中，在基板的加工起點(diǎn)形成初始龜裂，然后，沿著刻劃預(yù)定線掃描橢圓形狀的加熱點(diǎn)。由此，龜裂沿著刻劃預(yù)定 線連續(xù)地發(fā)展。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2003-137578號公報在專利文獻(xiàn)I中有如下記載(0054段)在欲形成初始龜裂時，使高輸出的激光光束會聚于基板正面而加工孔，從該孔開始生成龜裂。但是，關(guān)于作為初始龜裂的孔沒有詳細(xì)的記載。此外，用于觸摸面板的防護(hù)玻璃是對I張母基板進(jìn)行分割而形成的。具體而言，在母基板上設(shè)定在Χ、γ方向交叉的多條刻劃預(yù)定線，沿著該多條刻劃預(yù)定線形成刻劃槽。即，對母基板進(jìn)行交叉刻劃，沿著形成的刻劃槽分割而獲得多個防護(hù)玻璃。通過對分割而得的各個防護(hù)玻璃的4個角部進(jìn)行研磨加工而形成曲線狀。但是，將分割后的玻璃的各角部研磨加工成曲線狀耗費(fèi)時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供一種刻劃方法，該方法尤其在沿著互相交叉的刻劃預(yù)定線進(jìn)行交叉刻劃時，能夠穩(wěn)定地形成刻劃槽，而且后面工序中的角部的研磨加工變得容易。第I發(fā)明的脆性材料基板刻劃方法是沿著脆性材料基板的互相交叉的刻劃預(yù)定線進(jìn)行刻劃的方法，包含第I工序和第2工序。在第I工序中，在交叉的刻劃預(yù)定線的交點(diǎn)處形成貫通基板且具有沿著交叉的刻劃預(yù)定線延伸的4個邊緣部的貫通孔。在第2工序中，使龜裂以貫通孔為起點(diǎn)沿著刻劃預(yù)定線發(fā)展。在該方法中，在刻劃預(yù)定線的交點(diǎn)處形成作為初始龜裂的貫通孔。該貫通孔具有沿著交叉的刻劃預(yù)定線延伸的4個邊緣部。然后，龜裂以貫通孔的各邊緣部為起點(diǎn)，沿著刻劃預(yù)定線發(fā)展。此處，貫通孔具有沿著刻劃預(yù)定線延伸的邊緣部，因此在第2工序中易于龜裂沿著刻劃預(yù)定線發(fā)展，能夠穩(wěn)定地形成期望的刻劃槽。此外，由于在刻劃預(yù)定線交叉的地方、即相當(dāng)于分割后的基板的4個角部的部分形成貫通孔，所以能夠在分割后減少4個角部的研磨余量。第2發(fā)明的脆性材料基板刻劃方法是在第I發(fā)明的方法中，在第I工序中形成的貫通孔是具有圓弧狀的4個邊部的星型形狀，其中，該圓弧狀的4個邊部形成于相鄰的2個邊緣部之間，以向孔內(nèi)部突出的方式彎曲。此處，貫通孔是由4個邊緣部以及連接它們的4個邊部構(gòu)成的星型，而且4個邊部是以向孔內(nèi)部突出的方式彎曲的圓弧狀。所以，分割后的基板中的4個角部在被分割開的時刻是圓弧狀。因此，在分割后的工序中將4個角部研磨加工成曲線狀時，能夠減少各角部的研磨余量。第3發(fā)明的脆性材料基板刻劃方法是在第I發(fā)明的方法中，在第I工序中形成的貫通孔是具有直線狀的4個邊部的矩形形狀，其中，該直線狀的4個邊部形成于相鄰的2個邊緣部之間。
此處，貫通孔為矩形。因此，雖然不及第2發(fā)明，但在分割后的工序中將4個角部研磨加工成曲線狀時，也能夠減少各角部的研磨余量。第4發(fā)明的脆性材料基板刻劃方法是在第I至第3發(fā)明的任意一個方法中，在第I工序中，使用綠色激光來形成貫通孔。第5發(fā)明的脆性材料基板刻劃方法是在第I至第3發(fā)明的任意一個方法中，在第2工序中，沿著基板的刻劃預(yù)定線照射激光進(jìn)行加熱的同時對被加熱的區(qū)域進(jìn)行冷卻，使龜裂沿著刻劃預(yù)定線發(fā)展。第6發(fā)明的脆性材料基板刻劃方法是在第4發(fā)明的方法中，在第2工序中，沿著基板的刻劃預(yù)定線照射激光進(jìn)行加熱的同時對被加熱的區(qū)域進(jìn)行冷卻，使龜裂沿著刻劃預(yù)定線發(fā)展。如以上所述，在本發(fā)明中，在對脆性材料基板進(jìn)行交叉刻劃時，能夠穩(wěn)定地形成刻劃槽，而且后面工序中的角部的研磨加工變得容易。


圖I是用于實(shí)施本發(fā)明的一個實(shí)施方式的刻劃方法的刻劃裝置的示意結(jié)構(gòu)圖。圖2是示出觸摸面板防護(hù)玻璃的以往的加工步驟的圖。圖3是示出觸摸面板防護(hù)玻璃的本發(fā)明的一個實(shí)施方式的加工步驟的圖。圖4是示出貫通孔另一例子的圖。圖5是示出使用3種貫通孔刻劃加工后的龜裂發(fā)展(刻劃痕)與分割后的刻劃的翹曲的放大照片。標(biāo)號說明I :刻劃裝置Ila lld，21a 21d :貫通孔的邊緣部12a 12d，22a, 22d :貫通孔的邊部G :母基板LB:激光光束LS :光束點(diǎn)SL :刻劃預(yù)定線
CP :冷卻點(diǎn)H, H’ 貫通孔
具體實(shí)施例方式[裝置結(jié)構(gòu)]圖I是示出用于實(shí)施本發(fā)明的一個實(shí)施方式的刻劃方法的刻劃裝置的示意結(jié)構(gòu)的圖。另外，在圖I中，示出第I工序后的樣子、即在玻璃基板上形成貫通孔，而正在進(jìn)行作為第2工序的刻劃加工的樣子?？虅澭b置I是用于例如將母玻璃基板分割為用于觸摸面板的防護(hù)玻璃的多個玻璃基板的裝置。關(guān)于此處的玻璃基板，主要使用表面形成有強(qiáng)化層的化學(xué)強(qiáng)化玻璃。該化 學(xué)強(qiáng)化玻璃具有通過離子交換處理而使表面具有壓縮應(yīng)力的強(qiáng)化層。<刻劃裝置>刻劃裝置I具有向玻璃基板G照射激光光束的照射部2、冷卻部3、及未圖示的移動部。冷卻部3通過噴嘴4噴射從未圖示的制冷劑源供給的制冷劑，形成冷卻點(diǎn)CP。移動部使照射部2及冷卻部3的噴嘴4沿著設(shè)定于玻璃基板G的刻劃預(yù)定線SL，與玻璃基板G之間進(jìn)行相對移動。 照射部2具有照射激光光束LB的激光振蕩器(例如,CO2激光器)，通過光學(xué)系統(tǒng)將該激光光束LB照射在玻璃基板G上形成光束點(diǎn)LS。<貫通孔形成裝置>在刻劃裝置I中設(shè)置有貫通孔形成用照射部(未圖示)。該貫通孔形成用照射部用于形成作為在玻璃基板G上形成刻劃槽時的龜裂發(fā)展起點(diǎn)的貫通孔。貫通孔形成用照射部具備例如發(fā)射綠色激光的激光振蕩器以及光學(xué)系統(tǒng)。[刻劃方法]此處，為了與本發(fā)明的方法進(jìn)行比較，使用圖2對以往的觸摸面板的防護(hù)玻璃的加工步驟進(jìn)行簡單地說明。首先，準(zhǔn)備母基板(a)，對該母基板G，使用刀輪等在基板端部形成初始龜裂(未圖示)。然后，沿著刻劃預(yù)定線對母基板G進(jìn)行激光光束照射和掃描，進(jìn)而冷卻形成刻劃槽SG (b)。然后，在刻劃槽SG的兩側(cè)施加分割力，由此母基板G被分割為多個玻璃基板。接著，對分割而得的玻璃基板的角部進(jìn)行研磨使其成為曲線形狀(c、d)。接著，使用圖3來說明本發(fā)明的一個實(shí)施方式的加工步驟。首先，在第I工序中，對母基板G (a)，形成多個從基板的正面向背面貫通的貫通孔H (b)。這些貫通孔H例如通過對基板照射綠色激光而形成。各貫通孔H形成在互相垂直的X方向和Y方向(參照圖3)的刻劃預(yù)定線的交點(diǎn)處。此外，從圖3 (b)可以明顯看出，各貫通孔H是具有沿著刻劃預(yù)定線延伸的邊緣的星型形狀。具體而言，如圖3中放大所示，各貫通孔H是如下所述的星型形狀，該星型形狀具有4個邊緣部Ila lld，其沿著刻劃預(yù)定線SL延伸；以及4個圓弧狀的邊部12a 12d，其形成于相鄰的2個邊緣部Ila_llb、llb-llc、llc-lld、Ild-Ila之間，以向孔內(nèi)部突出的方式彎曲。接著在第2工序中，如圖I和圖3所示，從照射部I照射激光光束LB。該激光光束LB作為光束點(diǎn)LS照射到母基板G上。然后，使從照射部I射出的激光光束LB沿著刻劃預(yù)定線SL與母基板G相對移動。母基板G被光束點(diǎn)LS加熱到比母基板G的軟化點(diǎn)低的溫度。此外，使冷卻點(diǎn)CP追隨在光束點(diǎn)LS的移動方向的后方。由此，雖然在通過激光光束LB的照射而被加熱的光束點(diǎn)LS的附近產(chǎn)生了壓縮應(yīng)力，但是由于在剛產(chǎn)生壓縮應(yīng)力之后，通過制冷劑的噴射而形成冷卻點(diǎn)CP，因此產(chǎn)生對垂直裂痕的形成有效的拉伸應(yīng)力。通過該拉伸應(yīng)力，以形成在母基板G的貫通孔H為起點(diǎn)，形成沿著刻劃預(yù)定線SL的垂直裂痕，形成期望的刻劃槽(C)。然后，在刻劃槽SG的兩側(cè)施加分割力，由此，母基板G被分割為多個玻璃基板。接著，對分割而得的玻璃基板的角部研磨使其成為曲線形狀(d、e)。此處，貫通孔H形成為具有以向孔內(nèi)部突出的方式彎曲的圓弧狀邊部的星型，因此，分割后的各基板的4個角部是被倒角成曲線狀的形狀。因此，在研磨工序中，要研磨的量(研磨余量)變得非常少，可以容易地并且在短時間內(nèi)進(jìn)行研磨作業(yè)。
[貫通孔的另一例子]貫通孔的形狀不限定于圖3所示的星型。例如，如圖4所示，也可為矩形。具體而言，圖4中示出的貫通孔H’為如下所述的矩形形狀，該矩形形狀具有4個邊緣部21a 21d，其沿著刻劃預(yù)定線SL延伸；以及直線狀的4個邊部22a 22d，其形成于相鄰的2個邊緣部 21a-21b，21b-21c，21c-21d，21d-21a 之間。即便是這種貫通孔H’，雖然與星型的貫通孔H相比基板角部的研磨余量增多，但與以往的加工程序相比，可以減少研磨量。試驗(yàn)例表I中示出當(dāng)使用綠色激光來在母基板上形成3種形狀的貫通孔，并改變激光輸出而進(jìn)行刻劃的情況下的刻劃槽的評價。另外，此處的玻璃基板為鈉鈣玻璃。表I
巧土十 O (比較例)丨 O:矩形丨星猶
可否I翹曲可否I翹曲可否翹_120 — O — 141 — O40O64 140 —O 326~ O ~ 21 O —26
—200 I O I 131 I O I 80 I O I 38O :可以刻劃翹曲表示從刻劃預(yù)定線開始的最大偏移量，單位是μπι。在上面的試驗(yàn)例中，第I工序(貫通孔的形成)以及第2工序(刻劃)的各條件如下。[第I工序]在第I工序中，在使會聚點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的同時，使激光點(diǎn)向高度方向(Ζ軸方向)移動來加工。即，在使激光點(diǎn)螺旋狀移動的同時形成貫通孔。波長532nm激光輸出5W重復(fù)頻率20kHz會聚點(diǎn)旋轉(zhuǎn)半徑500rpsZ軸移動距離40 μ m掃描速度30mm/s[第2工序]波長10·6μπι
激光輸出120 200W重復(fù)頻率10kHz掃描速度250mm/s此外，在圖5中示出當(dāng)表I的激光輸出為140W時的、分割前的貫通孔付近的放大照片和分割后的翹曲的放大照片。在圖5中，(a)是形成直徑為4_的圓形的貫通孔，然后進(jìn)行刻劃加工以及分割的情況的例子，(b)是形成I邊為4_的矩形的貫通孔，然后進(jìn)行刻劃加工以及分割的情況的例子，(c)是形成I邊為4_的星型的貫通孔，然后進(jìn)行刻劃加工以及分割的情況的例子。在各圖中，上層示出分割(斷開)前的龜裂發(fā)展(刻劃痕)的樣子，下層示出分割后的刻劃的翹曲。從上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知無論貫通孔為何種形狀，都可以進(jìn)行刻劃，但貫通孔的形狀為圓形時，翹曲較大，貫通孔的形狀為矩形和星型時翹曲較小。即，作為刻劃的起點(diǎn)的貫 通孔的沿刻劃預(yù)定線部分的形狀越尖(銳角)，刻劃的翹曲越小。[其他實(shí)施方式]本發(fā)明不限定于如上所述的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種變形或修正。在上述實(shí)施方式中，在第2工序(激光照射以及冷卻處理)中，對形成刻劃槽的情況進(jìn)行了說明，但即便在使用第2工序來分割玻璃的情況下，也能夠同樣地適用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種沿著脆性材料基板的互相交叉的刻劃預(yù)定線進(jìn)行刻劃的脆性材料基板刻劃方法，其中，所述刻劃方法包括 第I工序，在所述交叉的刻劃預(yù)定線的交點(diǎn)處，形成貫通基板且具有沿著交叉的刻劃預(yù)定線延伸的4個邊緣部的貫通孔；以及 第2工序，使龜裂以所述貫通孔為起點(diǎn)沿著刻劃預(yù)定線發(fā)展。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脆性材料基板刻劃方法，其中， 在所述第I工序中形成的貫通孔是具有圓弧狀的4個邊部的星型形狀，其中，該圓弧狀的4個邊部形成于相鄰的2個所述邊緣部之間，以向孔內(nèi)部突出的方式彎曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脆性材料基板刻劃方法，其中， 在所述第I工序中形成的貫通孔是具有直線狀的4個邊部的矩形形狀，其中，該直線狀的4個邊部形成于相鄰的2個所述邊緣部之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任意一項(xiàng)所述的脆性材料基板刻劃方法，其中， 在所述第I工序中，使用綠色激光來形成貫通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任意一項(xiàng)所述的脆性材料基板刻劃方法，其中， 在所述第2工序中，在沿著基板的刻劃預(yù)定線照射激光進(jìn)行加熱的同時對被加熱的區(qū)域進(jìn)行冷卻，由此使龜裂沿著刻劃預(yù)定線發(fā)展。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脆性材料基板刻劃方法，其中， 在所述第2工序中，在沿著基板的刻劃預(yù)定線照射激光進(jìn)行加熱的同時對被加熱的區(qū)域進(jìn)行冷卻，由此使龜裂沿著刻劃預(yù)定線發(fā)展。
全文摘要
一種脆性材料基板刻劃方法。在沿著互相交叉的刻劃預(yù)定線進(jìn)行交叉刻劃時，能夠穩(wěn)定地形成刻劃槽，而且后面工序中的角部的研磨加工變得容易。該刻劃方法是沿著脆性材料基板的互相交叉的刻劃預(yù)定線進(jìn)行刻劃的方法，包含第1工序和第2工序。在第1工序中，在交叉的刻劃預(yù)定線的交點(diǎn)處形成貫通基板且具有沿著交叉的刻劃預(yù)定線延伸的邊緣部的貫通孔。在第2工序中，使龜裂以貫通孔為起點(diǎn)沿著刻劃預(yù)定線發(fā)展。
文檔編號B28D5/00GK102849932SQ20121017023
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者岡本浩和, 山本幸司, 福原健司 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司