專利名稱：脆性材料基板的截?cái)喾椒盎褰財(cái)嘞到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用激光光束以低于熔化溫度的溫度加熱由玻璃、燒結(jié)材料的陶瓷、單晶硅、藍(lán)寶石、半導(dǎo)體晶片、以及陶瓷基板等脆性材料構(gòu)成的母基板，從而形成由垂直裂紋構(gòu)成的劃線后進(jìn)行截?cái)嗟拇嘈圆牧匣宓慕財(cái)喾椒盎褰財(cái)嘞到y(tǒng)，特別涉及在脆性材料基板上形成相互交叉的兩個(gè)方向的垂直裂紋之后，沿這些兩個(gè)方向進(jìn)行截?cái)嗟拇嘈圆牧匣宓慕財(cái)喾椒盎褰財(cái)嘞到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，一邊向脆性材料基板上壓接刀輪等一邊使其轉(zhuǎn)動(dòng)而形成劃線，沿所形成的劃線在垂直方向上按壓而進(jìn)行斷裂，從而能夠截?cái)嘣摶濉?br>
例如，在液晶顯示器等的面板制造領(lǐng)域中，對使2張玻璃基板貼合的母基板，在相互垂直的第1方向以及第2方向上依次分別形成一根或多根劃線(以下，稱為交叉劃線)，沿所形成的各劃線斷裂母基板，從而切出小尺寸的單位基板。
提出了如下的技術(shù)在玻璃基板等脆性材料基板上，使用刀輪依次分別形成相互垂直的第1以及第2劃線時(shí)，為了防止產(chǎn)生交叉點(diǎn)偏移(形成與第1劃線交叉的第2劃線時(shí)，產(chǎn)生沒有在交叉點(diǎn)附近形成劃線的(偏移)現(xiàn)象)，增加劃線壓力來形成第2劃線(參照專利文獻(xiàn)1)。
并且，近年來，使用激光光束以低于基板的熔化溫度的溫度加熱基板，在基板上形成垂直裂紋之后截?cái)嗷宓姆椒ǖ玫搅藢?shí)用化。在使用激光光束來截?cái)啻嘈圆牧匣宓姆椒ㄖ校褂猛ㄟ^激光光束照射而產(chǎn)生的熱應(yīng)力來使在脆性材料基板的加工始點(diǎn)形成的切口部分(稱為觸發(fā))成長，同時(shí)使激光光束沿預(yù)定劃線移動(dòng)，從而將垂直裂紋引導(dǎo)至加工終點(diǎn)。
通常，使用刀輪來形成脆性材料基板的劃線時(shí)，由于由刀輪施加到脆性材料基板上的機(jī)械應(yīng)力，基板容易產(chǎn)生缺陷，進(jìn)行斷裂時(shí)產(chǎn)生起因于上述缺陷的裂縫等。
與此相對，使用激光光束來形成脆性材料基板的劃線時(shí)，利用熱應(yīng)力而不將工具直接按壓到基板上，所以截?cái)嗝娉蔀槿笨诘壬俚钠交?，能夠維持基板的強(qiáng)度。即，在使用激光光束的脆性材料基板的劃線形成中，由于是非接觸加工，所以能夠抑制產(chǎn)生上述的潛在的缺陷，抑制進(jìn)行斷裂時(shí)在脆性材料基板上產(chǎn)生的裂縫等損傷。
提出了如下的技術(shù)使用激光光束來形成交叉劃線時(shí)，在第1方向上形成第1劃線之后，在第2方向上形成由比第1劃線淺的垂直裂紋構(gòu)成的第2劃線，從而防止在第1方向劃線和第2方向劃線的交叉點(diǎn)產(chǎn)生異常裂紋(參照專利文獻(xiàn)2)。
專利文獻(xiàn)1日本特公平5-35689號公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特許第3370310號公報(bào)圖10是說明通過激光光束照射在母基板上形成劃線之后，沿所形成的劃線截?cái)嗄富宓墓ば虻囊酝膱D。在圖10(a)中，在第1方向上，以速度V掃描激光光束來在母基板G上形成第1劃線S11、S12。接下來，如圖10(b)所示，在與第1劃線S11、S12垂直的第2方向上，以速度V掃描激光光束，形成第2劃線S21、S22。另外，形成這些劃線時(shí)的激光光束的輸出恒定，在基板端形成觸發(fā)。
接下來，如圖10(c)所示，沿第2劃線S21、S22，對母基板G施加負(fù)荷F來進(jìn)行第1斷裂B11、B12。此時(shí)，能夠沿第2劃線S21、S22比較容易地截?cái)?分離)母基板G。即，在形成于母基板G上的劃線S21、S22的一側(cè)端部，形成成為觸發(fā)的切口，所以能夠以小負(fù)荷F進(jìn)行截?cái)唷?br>
接下來，如圖10(d)所示，沿第1劃線S11、S12，進(jìn)行第2斷裂B21、B22。此時(shí)，在基板G1、G2、G3中，在基板G1上，具有劃線形成之前在基板端形成的觸發(fā)，并且在基板G3上，具有劃線形成時(shí)在基板端自然形成的觸發(fā)。
從而，即使利用與圖10(c)所示的第1斷裂B11、B12的情況相同的方法，以負(fù)荷F進(jìn)行斷裂，在截?cái)酁?個(gè)的截?cái)嗄富錑1、G2、G3中，至少在截?cái)嗄富錑2上不存在觸發(fā)，所以無法沿第1劃線S11、S12容易地進(jìn)行截?cái)?。希望?qiáng)行沿第1劃線S11、S12斷裂母基板G2時(shí)，必須施加荷重F以上的大負(fù)荷來進(jìn)行第2斷裂B21、B22。特別，當(dāng)基板的板厚大時(shí)(依據(jù)基板的材質(zhì)，例如板厚為2mm以上時(shí))，斷裂時(shí)需要的負(fù)荷大。
通常，通過將斷裂時(shí)的負(fù)荷設(shè)定在可可靠地進(jìn)行截?cái)嗟暮芍胤秶鷥?nèi)且盡可能小，從而抑制施加到基板上的沖擊，防止在斷裂時(shí)產(chǎn)生缺口等損傷。對截?cái)嗄富錑1～G3施加比荷重F大的荷重來進(jìn)行斷裂時(shí)，施加大的沖擊，在母基板G的截?cái)嗝?第2方向截?cái)嗝?上容易產(chǎn)生缺口等損傷。
另一方面，希望以深的裂紋形成第1劃線S11、S12時(shí)，需要降低激光光束移動(dòng)速度或增大激光輸出，但實(shí)用中存在如下的問題無法充分確保激光光束移動(dòng)速度、或斷裂后的截?cái)嗝娴馁|(zhì)量大幅降低。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供脆性材料基板的截?cái)喾椒盎褰財(cái)嘞到y(tǒng)，在截?cái)啻嘈圆牧匣鍟r(shí)大幅降低在截?cái)嗝嫔袭a(chǎn)生的缺口等損傷來得到良好的基板截?cái)嗝妗?br>
在為了解決上述課題而產(chǎn)生的本發(fā)明的脆性材料基板的截?cái)喾椒ㄖ?，在脆性材料基板上的相互交叉的?方向以及第2方向上，以該順序在各個(gè)方向上，使激光光束相對移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行照射，以低于熔化溫度的溫度加熱，利用在所述基板上產(chǎn)生的熱應(yīng)力來依次形成由垂直裂紋構(gòu)成的第1方向以及第2方向的劃線，之后沿這些劃線使所述基板斷裂，該脆性材料基板的截?cái)喾椒ň邆湟韵鹿ば?a)第1方向劃線工序調(diào)節(jié)激光光束的相對移動(dòng)速度以及/或輸出，使得在第1方向劃線附近產(chǎn)生局部的體積收縮，由此使得產(chǎn)生拉伸應(yīng)力來形成第1方向劃線。通常，構(gòu)成第1方向劃線的垂直裂紋是盲裂紋。
(b)第2方向劃線工序在第1方向劃線工序之后，利用在第1方向劃線附近產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，在第2方向劃線上的與第1方向劃線的交叉點(diǎn)附近，在局部地形成第2方向斷裂時(shí)成為起點(diǎn)的斷裂用觸發(fā)裂紋的同時(shí)，形成第2方向劃線。通常，構(gòu)成第2方向劃線的斷裂用觸發(fā)裂紋部分以外的部分的垂直裂紋是盲裂紋，斷裂用觸發(fā)裂紋是可視裂紋。例如，能夠通過將形成第1方向劃線時(shí)的激光光束的相對移動(dòng)速度以及/或輸出調(diào)節(jié)為使得能量密度[＝激光輸出(W)÷光束面積(mm2)÷(劃線速度(mm/s)]成為規(guī)定閾值以上，從而在局部地形成斷裂用觸發(fā)裂紋的同時(shí)，形成第2方向劃線。具體而言，在形成第1方向劃線時(shí)，在能夠形成劃線的能量密度范圍內(nèi)，以比規(guī)定閾值高的范圍的能量密度來形成第1方向劃線，從而在形成第2方向劃線時(shí)，能夠形成斷裂用觸發(fā)裂紋。雖然沒有特別限定，但在脆性材料基板為鈉玻璃基板等玻璃基板時(shí)，例如可以將形成第1方向劃線時(shí)的激光光束的能量密度[＝激光輸出(W)÷光束面積(mm2)÷劃線速度(mm/s)]設(shè)定為0.016～0.022J/mm3。第2方向劃線深度可以比第1方向劃線深度淺，也可以比第1方向劃線深度深。從而，形成第2方向劃線時(shí)的激光光束的能量密度可以比形成第1方向劃線時(shí)的激光光束的能量密度小，也可以比形成第1方向劃線時(shí)的激光光束的能量密度大。
(c)第1方向斷裂工序在第2方向劃線工序之后，沿第1方向劃線使所述基板斷裂。
(d)第2方向斷裂工序在第1方向斷裂工序之后，沿第2方向劃線使所述基板斷裂。例如，第2方向斷裂工序時(shí)施加到所述基板上的負(fù)荷可以與第1方向斷裂工序時(shí)所施加的負(fù)荷相等，也可以小于第1方向斷裂工序時(shí)所施加的負(fù)荷。
并且，以下的基板截?cái)嘞到y(tǒng)也包含于本發(fā)明。
一種基板截?cái)嘞到y(tǒng)，其特征在于，該基板截?cái)嘞到y(tǒng)包括(A)劃線形成部，該劃線形成部具備激光光束照射部，其照射出激光光束；激光光束掃描部，其使激光光束照射部相對于脆性材料基板移動(dòng)；以及激光光束掃描方向變更部，其變更激光光束對所述基板的掃描方向，該劃線形成部在對所述基板掃描激光光束的同時(shí)進(jìn)行照射，來形成劃線；(B)斷裂部，其沿在所述基板上形成的劃線使所述基板斷裂；以及(C)控制部，其控制劃線形成部和斷裂部，控制部控制劃線形成部，以使得在形成第1方向劃線時(shí)，調(diào)節(jié)激光光束的相對移動(dòng)速度以及/或輸出，以便在基板上局部地產(chǎn)生體積收縮，由此產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，形成第1方向劃線之后由激光光束掃描方向變更部變更激光光束的掃描方向，在與第1方向交叉的第2方向上形成劃線，接下來，控制部控制斷裂部，以便在沿第1方向劃線進(jìn)行斷裂之后，沿第2方向劃線進(jìn)行斷裂。
此處，作為脆性材料基板，典型的有玻璃基板，但除此以外，還包括燒結(jié)材料的陶瓷、單晶硅、藍(lán)寶石、半導(dǎo)體晶片、以及陶瓷基板等。
作為這樣的脆性材料基板，包括單板或貼合基板，還包括粘貼了形成有電路圖形或電極的金屬膜或樹脂膜的基板。本發(fā)明對于例如如下的情況是有效的在以往的截?cái)喾椒ㄖ?，在劃線之后的斷裂時(shí)，需要大的施加壓力來進(jìn)行基板的截?cái)唷Ｒ话?，在鈉玻璃基板中，在使用激光的劃線之后，能夠比較容易地進(jìn)行斷裂，但例如在具有使用于等離子體顯示面板(PDP)的2mm以上(例如2～5mm)的厚度的鈉玻璃基板中，在使用以往的截?cái)喾椒ǖ那闆r下，斷裂時(shí)需要大的施加壓力。
作為適用本發(fā)明的脆性材料基板的截?cái)喾椒ㄒ约敖財(cái)嘞到y(tǒng)的脆性材料基板的具體用途，可以舉出液晶顯示面板、等離子體顯示面板(PDP)、有機(jī)EL顯示面板、以及投影儀用基板等平板顯示器用的面板。在本發(fā)明中，所謂“基板的局部的體積收縮”是指如下的現(xiàn)象從玻璃那樣的非晶質(zhì)材料本來具有的準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)，通過受到熱處理等，使其體積收縮。引起局部的體積收縮的基板，通過從表面被冷卻而在基板內(nèi)部產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。
在本發(fā)明中，所謂“相互交叉的第1方向和第2方向”優(yōu)選為相互垂直的2個(gè)方向，但不限于此，總之，只要是形成交叉點(diǎn)的2個(gè)方向即可。
關(guān)于激光光束的相對移動(dòng)，可以使激光光束側(cè)移動(dòng)，也可以使基板側(cè)移動(dòng)，在XY二維直角坐標(biāo)系中可以使X方向(Y方向)在激光光束側(cè)移動(dòng)，Y方向(X方向)在基板側(cè)移動(dòng)。
利用熱應(yīng)力產(chǎn)生垂直裂紋的工序可以在通過激光光束照射加熱之后，基于自然放置的自然冷卻來進(jìn)行，但優(yōu)選通過噴射制冷劑進(jìn)行強(qiáng)制冷卻而積極地產(chǎn)生熱應(yīng)力來更可靠地進(jìn)行。
例如，沿劃線按壓，將劃線作為軸施加彎矩，從而能夠進(jìn)行斷裂。按壓優(yōu)選通過使用具有與基板直線接觸的壓件的斷裂桿而對劃線施加剪切力來實(shí)現(xiàn)，但不限于此。例如，也可以在使用斷裂桿進(jìn)行按壓的同時(shí)，使基板彎曲以使基板的按壓側(cè)成為凹部，進(jìn)行實(shí)質(zhì)上的按壓。
根據(jù)本發(fā)明，首先，在上述第1方向劃線工序(a)中，調(diào)節(jié)激光光束掃描時(shí)的相對移動(dòng)速度和激光光束輸出中的至少任意一個(gè)參數(shù)，進(jìn)行激光光束照射，從而形成第1劃線。激光光束掃描時(shí)的相對移動(dòng)速度(劃線速度)例如可以是50～150mm/s。并且，激光輸出例如可以是100～200W。并且，激光光束的能量密度[＝激光輸出(W)÷光束面積(mm2)÷劃線速度(mm/s)]例如可以是0.016～0.022J/mm3。此時(shí)，在第1方向劃線附近，產(chǎn)生局部的體積收縮而由此在所述部位上產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。通過該拉伸應(yīng)力來形成第1劃線。通常，該裂紋形成為盲裂紋。
在進(jìn)行用于形成該第1劃線的激光光束照射加熱時(shí)，需要通過調(diào)節(jié)上述的激光光束相對移動(dòng)速度和激光光束輸出，來控制為基板表面溫度不超過熔化溫度，但進(jìn)而，優(yōu)選在該溫度范圍條件下盡可能使加熱區(qū)域成為高溫、即在可形成劃線的范圍內(nèi)盡可能提高激光光束照射的能量密度(調(diào)節(jié)為規(guī)定的閾值以上)，作為使得產(chǎn)生大的上述拉伸應(yīng)力的條件。
接下來，在第2方向劃線工序(b)中，在第2方向上形成劃線，利用在第1方向劃線附近產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，在第2方向劃線上的與第1方向劃線的交叉點(diǎn)附近，局部地形成進(jìn)行后述的第2方向的斷裂時(shí)成為斷裂起點(diǎn)的斷裂用觸發(fā)裂紋。
即，通過向第2方向形成劃線，形成第2方向劃線，但此時(shí)，構(gòu)成第2方向劃線的與第1方向劃線的交叉點(diǎn)附近區(qū)域(即存在拉伸應(yīng)力的位置)的裂紋、和構(gòu)成第2方向劃線的從所述交叉點(diǎn)離開的區(qū)域(不存在拉伸應(yīng)力的位置)的裂紋之間，裂紋的特性不同。
在第2方向劃線上的第1劃線附近區(qū)域，通過根據(jù)第2方向劃線而產(chǎn)生的裂紋，釋放了在第1劃線附近區(qū)域存在的拉伸應(yīng)力，所以該區(qū)域的裂紋以不閉合而打開的狀態(tài)殘留，通常成為可視認(rèn)的可視裂紋。
該可視裂紋作為進(jìn)行斷裂時(shí)的觸發(fā)發(fā)揮功能。
另一方面，后者的裂紋是形成與第1劃線相同的劃線的裂紋(通常為盲裂紋)。從而，僅在交叉點(diǎn)附近的第2方向劃線中產(chǎn)生的局部的裂紋部分成為斷裂用觸發(fā)裂紋。
接下來，在第1方向斷裂工序(c)中，首先沿第1方向劃線使所述基板斷裂。即，首先使與形成有斷裂用觸發(fā)裂紋的第2劃線方向不同的第1方向斷裂，從而在截?cái)嗪蟮母骰宀糠值亩瞬浚謩e殘留斷裂用觸發(fā)裂紋。
最后，在第2方向斷裂工序(d)中，將斷裂用觸發(fā)裂紋作為起點(diǎn)沿第2方向劃線使所述基板斷裂。
根據(jù)本發(fā)明的截?cái)喾椒?，可以沿?方向的劃線，以比以往小的荷重，使脆性材料基板斷裂。從而，不容易在基板上產(chǎn)生缺口等，能夠得到良好的脆性基板材料的截?cái)嗝妗?br>
并且，根據(jù)本發(fā)明的截?cái)喾椒ǎ谛纬傻?劃線的工序中，同時(shí)可以形成第2方向斷裂工序時(shí)使用的斷裂用觸發(fā)裂紋，所以無需再加進(jìn)另外形成斷裂用觸發(fā)裂紋的工序，與包括形成斷裂用觸發(fā)裂紋的工序的其他截?cái)喙に囅啾?，能夠簡化工序?br>
(用于解決其他課題的手段以及效果)在上述截?cái)喾椒ㄖ校部梢允菢?gòu)成第1方向的劃線以及第2方向的劃線(斷裂用觸發(fā)裂紋以外的部分)的垂直裂紋是盲裂紋，斷裂用觸發(fā)裂紋是可視裂紋。由此，能夠以小負(fù)荷容易地進(jìn)行第2方向的斷裂，而且，能夠以目視確認(rèn)有無形成觸發(fā)(有無可視裂紋)，所以可容易地檢查有無形成觸發(fā)。
并且，在上述截?cái)喾椒ㄖ校诘?方向斷裂工序時(shí)施加到所述基板上的實(shí)際負(fù)荷可以與在第1方向的斷裂工序時(shí)所施加的負(fù)荷相等，也可以比在第1方向的斷裂工序時(shí)所施加的負(fù)荷小。
由此，能夠防止在斷裂時(shí)在截?cái)嗝嫔袭a(chǎn)生缺口等不合理情況。
并且，從其他觀點(diǎn)來看，為了解決上述課題而產(chǎn)生的本發(fā)明的基板截?cái)嘞到y(tǒng)是適用于實(shí)施上述截?cái)喾椒ǖ南到y(tǒng)，其具備以下的結(jié)構(gòu)。即，包括(A)劃線形成部，該劃線形成部具備激光光束照射部，其以所設(shè)定的輸出照射出激光光束；激光光束掃描部，其使激光光束照射部以所設(shè)定的移動(dòng)速度相對于基板移動(dòng)；以及激光光束掃描方向變更部，其變更對所述基板的激光光束的掃描方向，該劃線形成部在對所述基板掃描激光光束的同時(shí)進(jìn)行照射，來形成劃線；(B)斷裂部，其將形成在所述基板上的劃線作為軸而施加彎矩，沿所述基板的劃線進(jìn)行斷裂；以及(C)控制部，其控制劃線形成部和斷裂部，控制部控制劃線形成部，以使得以進(jìn)行了調(diào)節(jié)使得基板局部地產(chǎn)生體積收縮、由此在所述部位上產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的激光光束相對移動(dòng)速度以及/或激光光速輸出在第1方向上形成劃線，之后由激光光束掃描方向變更部變更激光光束的掃描方向，在與第1方向交叉的第2方向上形成劃線，接下來，控制部控制斷裂部，以便首先沿第1方向的劃線進(jìn)行斷裂，之后沿第2方向的劃線進(jìn)行斷裂。
圖1是示出作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的基板截?cái)嘞到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是示出圖1的基板截?cái)嘞到y(tǒng)中的劃線形成部的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是示出圖1的基板截?cái)嘞到y(tǒng)中的斷裂部的結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是執(zhí)行作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的脆性材料基板的截?cái)喾椒ǖ牧鞒虉D。
圖5是說明作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的脆性材料基板的截?cái)喾椒ǖ墓ば虻膱D。
圖6是說明劃線工序中的可視裂紋的產(chǎn)生狀態(tài)的圖。
圖7是說明將劃線工序時(shí)的激光光束移動(dòng)速度作為參數(shù)時(shí)的可視裂紋產(chǎn)生的范圍的圖。
圖8是示出可視裂紋的產(chǎn)生狀態(tài)的照片。
圖9是示出可形成劃線能量密度和可形成交叉劃線能量密度之間的關(guān)系的圖。
圖10是說明以往的脆性材料基板的截?cái)喾椒ǖ墓ば虻膱D。
標(biāo)號說明11架臺；12滑動(dòng)臺；13滾珠絲杠；14、15導(dǎo)軌；16滾珠螺母；19臺座；21導(dǎo)軌；22；滾珠絲杠；23電動(dòng)機(jī)；24滾珠螺母；25旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；26臺；31劃線頭；33光學(xué)保持架；34激光振蕩器；35透鏡光學(xué)系統(tǒng)；37位置讀取機(jī)構(gòu)38、39CCD照相機(jī)；40冷卻部；41制冷劑源42噴嘴；45觸發(fā)形成部(刀輪)；52臺；59臺座61導(dǎo)軌；62滾珠絲杠；63電動(dòng)機(jī)64滾珠螺母；65旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；66臺；71斷裂桿72壓件74升降機(jī)構(gòu)78、79CCD照相機(jī)；80位置讀取機(jī)構(gòu)；100基板截?cái)嘞到y(tǒng)200劃線形成部；201激光光束照射部；202激光光束掃描部205激光光束掃描方向變更部；300斷裂部；301斷裂桿位置調(diào)節(jié)部；302斷裂桿驅(qū)動(dòng)部400控制部；500基板搬送部。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)附圖來說明本發(fā)明的脆性材料基板的截?cái)喾椒ㄒ约皩?shí)施該截?cái)喾椒ǖ幕褰財(cái)嘞到y(tǒng)。
(裝置結(jié)構(gòu))圖1是示出在實(shí)施作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的截?cái)喾椒〞r(shí)使用的基板截?cái)嘞到y(tǒng)100的概要結(jié)構(gòu)的方框圖。該基板截?cái)嘞到y(tǒng)100由劃線形成部200、斷裂部300、以及控制這些全體的控制部400構(gòu)成。劃線形成部200和斷裂部300可以構(gòu)成為一體，但在本實(shí)施例中，采用了分離的結(jié)構(gòu)。因此，使公知的由機(jī)械手構(gòu)成的基板搬送部500介于劃線形成部200和斷裂部300之間，由控制部400進(jìn)行控制，從而從劃線形成部200向斷裂部300搬送、反轉(zhuǎn)基板。
劃線形成部200在控制部400的控制下，執(zhí)行一連串動(dòng)作。以每個(gè)功能模塊分開說明執(zhí)行這些動(dòng)作的劃線形成部200的裝置結(jié)構(gòu)時(shí)，劃線形成部200由激光光束照射部201、激光光束掃描部202、以及激光光束掃描方向變更部203構(gòu)成。
其中，激光光束照射部201照射出通過未圖示的輸入設(shè)備(例如鍵盤)預(yù)先設(shè)定的輸出值的激光光束。
激光光束掃描部202以通過未圖示的輸入設(shè)備預(yù)先設(shè)定的移動(dòng)速度，使激光光束照射部201相對于母基板G移動(dòng)，從而加熱母基板G的局部。激光光束掃描方向變更部203變更激光光束掃描部202對母基板G的掃描方向。
接下來，根據(jù)具體的裝置結(jié)構(gòu)來說明上述的劃線形成部200的各功能模塊。圖2示出作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的劃線形成部200(劃線裝置)的具體結(jié)構(gòu)。
該劃線裝置200具備滑動(dòng)臺12，該滑動(dòng)臺12在具有水平的XY平面的架臺11上沿Y方向進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)。由在架臺11的上表面上沿Y方向平行配置的一對導(dǎo)軌14、15可滑動(dòng)地支承該滑動(dòng)臺12。在兩個(gè)導(dǎo)軌14、15的中間部，通過未圖示的電動(dòng)機(jī)來使?jié)L珠絲杠13與各導(dǎo)軌14、15平行地旋轉(zhuǎn)。滾珠絲杠13可進(jìn)行正轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)，在該滾珠絲杠13上，以螺接的狀態(tài)安裝有滾珠螺母16。
滾珠螺母16以不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)一體安裝在滑動(dòng)臺12上，通過滾珠絲杠13的正轉(zhuǎn)以及逆轉(zhuǎn)，沿滾珠絲杠13向正逆兩個(gè)方向滑動(dòng)。由此，被與滾珠螺母16一體安裝的滑動(dòng)臺12沿導(dǎo)軌14、15，在Y方向上滑動(dòng)。從而，由這些各部構(gòu)成Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
在滑動(dòng)臺12上，以水平的狀態(tài)配置有臺座19。臺座19被可滑動(dòng)地支承于在滑動(dòng)臺12上平行配置的一對導(dǎo)軌21(除了圖示的導(dǎo)軌21以外，在紙面里側(cè)還有相同形狀的導(dǎo)軌21)上。沿與滑動(dòng)臺12滑動(dòng)的方向即Y方向垂直的X方向，配置各導(dǎo)軌21。并且，在各導(dǎo)軌21的中間部，與各導(dǎo)軌21平行地配置有滾珠絲杠22，滾珠絲杠22通過電動(dòng)機(jī)23進(jìn)行正轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)。
在滾珠絲杠22上，以螺接的狀態(tài)安裝有滾珠螺母24。滾珠螺母24以不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)被一體安裝在臺座19上，通過滾珠絲杠22的正轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)，沿滾珠絲杠22，在正逆兩個(gè)方向上移動(dòng)。由此，臺座19在沿各導(dǎo)軌21的X方向上滑動(dòng)。從而，由這些各部構(gòu)成X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
在臺座19上，以水平的狀態(tài)設(shè)置有載置母基板G的臺26。在臺26上，例如使用吸引夾頭來固定母基板G。在臺26上，確定有與X軸方向相關(guān)聯(lián)的未圖示的基準(zhǔn)載置位置，準(zhǔn)確載置于基準(zhǔn)載置位置上的母基板G能夠通過上述的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))，沿X軸方向，準(zhǔn)確地進(jìn)行移動(dòng)。進(jìn)而，能夠調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)23的旋轉(zhuǎn)速度，通過變更旋轉(zhuǎn)速度，能夠調(diào)節(jié)臺26的X軸方向的移動(dòng)速度。
并且，在臺座19上，設(shè)置有由未圖示的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25，借助該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25，可以變更在臺26上載置的母基板G的方向。在本實(shí)施方式中，能夠使載置于基準(zhǔn)載置位置上的母基板G逐次旋轉(zhuǎn)90度。
在臺26的上方配置有劃線頭31，該劃線頭31與臺26的表面具有適當(dāng)?shù)拈g隔。在以垂直狀態(tài)配置的光學(xué)保持架33的下端部，以水平的狀態(tài)，通過未圖示的升降機(jī)構(gòu)，可升降地支承著該劃線頭31。光學(xué)保持架33的上端部安裝在由架臺11支承的安裝臺32的下表面上。在安裝臺32上，設(shè)置有振蕩出激光光束的激光振蕩器34(例如CO2激光)，從激光振蕩器34振蕩出的激光光束經(jīng)由支承于光學(xué)保持架33內(nèi)的透鏡光學(xué)系統(tǒng)35照射到母基板G上。
在劃線頭31的一端，安裝有冷卻部40。冷卻部40由制冷劑源41(氦氣體、N2氣體、以及CO2氣體等)和噴射出從制冷劑源41供給來的制冷劑氣體的噴嘴42構(gòu)成，對通過激光光束照射被加熱的母基板G局部地進(jìn)行急速冷卻，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力，促使產(chǎn)生裂紋。
在劃線頭31的安裝了冷卻部40的一側(cè)的相反側(cè)的一端，安裝有觸發(fā)形成部45(例如刀輪)，該觸發(fā)形成部45在母基板G的端部機(jī)械地形成成為裂紋的起點(diǎn)的觸發(fā)。在母基板G的端部處于該觸發(fā)形成部45的正下方時(shí)，通過臨時(shí)使劃線頭31下降而進(jìn)行壓接，從而在母基板G的端部形成觸發(fā)(切口)。
劃線形成部200具有這樣的具體結(jié)構(gòu)，所以與之前說明的功能模塊結(jié)構(gòu)成為以下的關(guān)系。
即，光學(xué)保持架33、激光振蕩器34、以及激光光學(xué)系統(tǒng)35與激光光束照射部201對應(yīng)。并且，由臺座19、滾珠絲杠22、電動(dòng)機(jī)23、以及滾珠螺母24構(gòu)成的X方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與掃描從劃線頭31向基板G照射的激光光束的激光光束掃描部202對應(yīng)。并且，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25可通過使母基板G旋轉(zhuǎn)來變更對母基板G的激光光束掃描方向，所以與激光光束掃描方向變更部203對應(yīng)。
進(jìn)而，在使母基板G在Y方向上滑動(dòng)而沿X方向平行地進(jìn)行多次劃線形成時(shí)，驅(qū)動(dòng)由滑動(dòng)臺12、滾珠絲杠13、使?jié)L珠絲杠13旋轉(zhuǎn)的未圖示的電動(dòng)機(jī)、以及滾珠螺母16構(gòu)成的Y方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。即，不是沿一個(gè)方向僅掃描一次，而是在相同方向上進(jìn)行2次以上的掃描，將母基板G進(jìn)行3分割或其以上的分割時(shí)，為了將激光光束掃描部202的位置移動(dòng)到Y(jié)方向而使用。
并且，在光學(xué)保持架33的旁邊，設(shè)置有由CCD照相機(jī)38、39構(gòu)成的位置讀取機(jī)構(gòu)，拍攝刻印到母基板G上的對準(zhǔn)標(biāo)記，根據(jù)所謂的圖像識別方法，能夠識別出對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。由該位置讀取機(jī)構(gòu)可以求出在臺26上載置的母基板G的位置。即，如果使用由位置讀取機(jī)構(gòu)識別出的基板位置數(shù)據(jù)，通過上述的X方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，則能夠自動(dòng)地進(jìn)行母基板G的定位。另外，能夠使用監(jiān)視器48、49來確認(rèn)由CCD照相機(jī)38、39拍攝的圖像，即使是手動(dòng)操作也能夠進(jìn)行母基板G的定位。
接下來，說明斷裂部300。
如圖1所示，與劃線形成部200相同，斷裂部(斷裂裝置)300在控制部400的控制下，執(zhí)行一連串動(dòng)作。以每個(gè)功能模塊分開說明執(zhí)行這些動(dòng)作的斷裂部300的裝置結(jié)構(gòu)時(shí)，斷裂部300由斷裂桿位置調(diào)節(jié)部301以及斷裂桿驅(qū)動(dòng)部302構(gòu)成。
其中，斷裂桿位置調(diào)節(jié)部301調(diào)節(jié)斷裂桿71的相對位置，以使斷裂桿71的壓件72(參照后述的圖3)沿著母基板G的形成劃線的面的相反側(cè)的面的與所述劃線對應(yīng)的直線上或直線附近(存在多個(gè)劃線時(shí)，依次沿著移動(dòng))。
斷裂桿驅(qū)動(dòng)部302通過驅(qū)動(dòng)斷裂桿71，使斷裂桿71的壓件72抵接于母基板G上，對母基板G施加負(fù)荷。
接下來，根據(jù)具體的裝置結(jié)構(gòu)來說明上述的斷裂部300的各功能模塊。圖3示出作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的斷裂部300(斷裂裝置)的具體結(jié)構(gòu)。
在架臺51上的臺52上，以水平的狀態(tài)配置有臺座59。臺座59被可滑動(dòng)地支承于在滑動(dòng)臺52上平行配置的一對導(dǎo)軌61(除了圖示的導(dǎo)軌61以外，在紙面里側(cè)還有相同形狀的導(dǎo)軌61)上。沿X方向(左右方向)配置著各導(dǎo)軌61。并且，在各導(dǎo)軌61的中間部，與各導(dǎo)軌61平行地配置有滾珠絲杠62，滾珠絲杠62通過電動(dòng)機(jī)63進(jìn)行正轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)。
在滾珠絲杠62上，以螺接的狀態(tài)安裝了滾珠螺母64。滾珠螺母64以不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)被一體安裝在臺座59上，通過滾珠絲杠62的正轉(zhuǎn)、逆轉(zhuǎn)，沿滾珠絲杠62，在正逆兩個(gè)方向上移動(dòng)。由此，臺座59在沿各導(dǎo)軌61的X方向上滑動(dòng)。從而，由這些各部構(gòu)成X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
在臺座59上，以水平的狀態(tài)設(shè)置有載置母基板G的臺66。在臺66上，例如使用吸引夾頭來固定母基板G。在臺66上，確定有與X軸方向相關(guān)聯(lián)的未圖示的基準(zhǔn)載置位置，準(zhǔn)確載置于基準(zhǔn)載置位置上的母基板G能夠通過上述的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)(X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))，沿X軸方向，準(zhǔn)確地進(jìn)行移動(dòng)。
并且，在臺座59上，設(shè)置有由未圖示的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)65，借助該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)65，可以變更在臺66上載置的母基板G的方向。在本實(shí)施方式中，能夠使母基板G逐次旋轉(zhuǎn)90度。
在臺66的上方配置有斷裂桿71，該斷裂桿71與臺66的表面具有適當(dāng)?shù)拈g隔。斷裂桿71由具有長度方向的桿部件構(gòu)成。該斷裂桿71被安裝在由框架73支承的升降機(jī)構(gòu)74的活塞桿前端，通過驅(qū)動(dòng)升降機(jī)構(gòu)74而在上下方向上移動(dòng)。斷裂桿71的下端部分形成尖銳化的刃狀的壓件72。而且，當(dāng)升降機(jī)構(gòu)74進(jìn)行動(dòng)作來降下壓件72時(shí)，按壓載置于臺66上的母基極G。
在斷裂桿71的旁邊，設(shè)置有由CCD照相機(jī)78、79構(gòu)成的位置讀取機(jī)構(gòu)80，拍攝刻印到母基板G上的對準(zhǔn)標(biāo)記以及劃線形成時(shí)在端部形成的觸發(fā)，根據(jù)所謂的圖像識別方法，能夠識別出對準(zhǔn)標(biāo)記和觸發(fā)的位置。通過該位置讀取機(jī)構(gòu)80，可以求出在臺66上載置的母基板G的位置。并且，根據(jù)由位置讀取機(jī)構(gòu)80拍攝到的圖像，驅(qū)動(dòng)X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而能夠使壓件72沿著母基板G的劃線。
另外，使用監(jiān)視器98、99，即使通過目視，也能夠來確認(rèn)由CCD照相機(jī)78、79拍攝的圖像。
斷裂部300具有這樣的具體結(jié)構(gòu)，所以與之前說明的功能模塊結(jié)構(gòu)成為以下的關(guān)系。即，由臺座59、滾珠絲杠62、電動(dòng)機(jī)63、以及滾珠螺母64構(gòu)成的X方向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)65、以及由CCD照相機(jī)78、79構(gòu)成的位置讀取機(jī)構(gòu)80與進(jìn)行位置調(diào)節(jié)以使壓件72沿著劃線的斷裂桿位置調(diào)節(jié)部301對應(yīng)。
并且，升降機(jī)構(gòu)74與使斷裂桿71按壓到母基板G上的斷裂桿驅(qū)動(dòng)部302對應(yīng)。
接下來，說明控制部400。控制部400使用由CPU、存儲器等構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，通過執(zhí)行存儲在存儲器中的應(yīng)用程序，控制上述的劃線形成部200以及斷裂部300的各部，執(zhí)行本發(fā)明的截?cái)喾椒ǖ膭?dòng)作(使用圖4的流程圖在后面進(jìn)行敘述)。
并且，在本實(shí)施方式中，使用了用于從劃線形成部200向斷裂部300反轉(zhuǎn)而搬送基板的基板搬送部500，控制部400通過進(jìn)行該基板搬送部500的控制，從劃線形成部200的基準(zhǔn)載置位置向斷裂部300的基準(zhǔn)載置位置反轉(zhuǎn)而搬送母基板G。
(動(dòng)作例)接下來，使用圖4的流程圖以及圖5的工序說明圖來說明上述結(jié)構(gòu)的基本截?cái)嘞到y(tǒng)的基板截?cái)鄤?dòng)作。
預(yù)先設(shè)定激光光束照射部201的激光輸出和激光光束掃描部202的移動(dòng)速度的參數(shù)。通過實(shí)驗(yàn)來求出使被照射激光光束的區(qū)域的母基板G的最高到達(dá)溫度盡可能成為高溫的條件(即，盡可能提高激光光束照射的能量密度的條件)且成為低于母基板G的熔化溫度(可形成劃線的范圍)那樣的條件，進(jìn)行該設(shè)定。此處，激光光束的相對移動(dòng)速度以及/或激光光束輸出被設(shè)定為，在形成后述的第1方向劃線S11、S12時(shí)在第1方向劃線S11、S12附近產(chǎn)生局部的體積收縮而由此在所述部位上產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。
以激光光束的參數(shù)設(shè)定結(jié)束的狀態(tài)，將希望截?cái)嗟哪富錑置于劃線形成部200的基準(zhǔn)載置位置，通過激光光束照射部201照射激光光束，同時(shí)如圖5(a)所示，通過激光光束掃描部202在玻璃基板G上在第1方向上進(jìn)行掃描，形成第1方向劃線S11、S12(s101)。此時(shí)，沿劃線S11、S12形成盲裂紋，并且如圖6所示，在其附近形成殘留了拉伸應(yīng)力的區(qū)域H。另外，掃描激光光束時(shí)，在開始掃描側(cè)的母基板G的端部，由圖2的觸發(fā)形成部45還形成觸發(fā)Tr11、Tr12。
之后，通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25的驅(qū)動(dòng)來使母基板G和臺26一起向右旋轉(zhuǎn)90度，準(zhǔn)備在與第1方向垂直的第2方向上進(jìn)行劃線工序。
接下來，以與在第1方向上形成劃線時(shí)完全相同的步驟，在第2方向上掃描激光光束，從而如圖5(b)所示，形成第2方向劃線S21、S22(s102)。由此，沿劃線S21、S22形成盲裂紋，并且在母基板G的端部形成觸發(fā)Tr21、Tr22。進(jìn)而，如圖5和圖6所示，在劃線S11、S12、劃線S21、S22相互垂直的交叉點(diǎn)附近的拉伸應(yīng)力殘留的區(qū)域H內(nèi)，形成作為觸發(fā)發(fā)揮功能的可視裂紋VC。
之后，由基板搬送部500將形成了劃線S11、S12、S21、S22的母基板G搬送到斷裂部300的基準(zhǔn)載置位置，準(zhǔn)備斷裂工序。
接下來，由斷裂桿位置調(diào)節(jié)部301對壓件72的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使母基板G的第1方向劃線S11位于斷裂桿71的壓件72(參照圖3)的正下方位置，之后使斷裂桿驅(qū)動(dòng)部302動(dòng)作而按壓母基板G，進(jìn)行斷裂(s103)。由于所施加的負(fù)荷，母基板G沿第1方向的斷裂線B11被截?cái)?。在母基板G的端部，形成了劃線S11形成時(shí)需要的Tr11，所以將此作為起點(diǎn)而進(jìn)行斷裂，從而能夠以小負(fù)荷容易且簡單地進(jìn)行截?cái)?。接下來，通過斷裂桿位置調(diào)節(jié)部301將母基板G移動(dòng)到X軸方向，對第1方向劃線S12也進(jìn)行相同的斷裂，沿?cái)嗔丫€B12截?cái)嗄富錑。其結(jié)果，母基板G成為被部分截?cái)嗟拈L方形的分割母基板G1、G2、G3。
之后，通過斷裂桿位置調(diào)節(jié)部301將分割母基板G1、G2、G3向右旋轉(zhuǎn)90度，準(zhǔn)備在與第1方向垂直的第2方向上進(jìn)行斷裂工序。
接下來，進(jìn)而由斷裂桿位置調(diào)節(jié)部301進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，以使分割母基板G1、G2、G3的第2方向劃線S21位于斷裂桿的壓件72的正下方位置，之后使斷裂桿驅(qū)動(dòng)部302動(dòng)作而按壓分割母基板G1、G2、G3，進(jìn)行斷裂(s104)。由于所施加的負(fù)荷，分割母基板G1、G2、G3沿第2方向的斷裂線B21被截?cái)?。此時(shí)，在分割母基板G1、G2、G3的端部，形成有成為斷裂用的觸發(fā)的可視裂紋VC，所以3個(gè)分割母基板G1、G2、G3在基板端都存在成為觸發(fā)的裂紋。從而，能夠以小負(fù)荷容易且簡單地進(jìn)行截?cái)唷?br>
接下來，通過斷裂桿位置調(diào)節(jié)部301將分割母基板G1、G2、G3移動(dòng)到X軸方向，對第2方向劃線S22也進(jìn)行相同的斷裂，從而沿?cái)嗔丫€B22截?cái)喾指钅富錑1、G2、G3。在分割母基板G1、G2、G3的端部，形成有成為斷裂用的觸發(fā)的可視裂紋VC，所以仍能夠以小負(fù)荷容易且簡單地進(jìn)行截?cái)唷?br>
通過以上的工序，能夠不對基板的截?cái)嗝媸┘哟筘?fù)荷而進(jìn)行截?cái)?，所以幾乎不?huì)在所制作出的9個(gè)單位基板的端面上產(chǎn)生缺口等損傷。
實(shí)施例在如以上那樣實(shí)施本發(fā)明的截?cái)喾椒ǖ那闆r下，當(dāng)進(jìn)行劃線工序時(shí)，需要在母基板上形成斷裂用觸發(fā)裂紋。以下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說明該斷裂用觸發(fā)裂紋的產(chǎn)生的有無。
圖7示出分別使在第1方向上進(jìn)行劃線工序(第1劃線)時(shí)的激光光束移動(dòng)速度(圖7的行方向數(shù)據(jù))、在第2方向上進(jìn)行劃線工序(第2劃線)時(shí)的激光光束移動(dòng)速度(圖7的列方向數(shù)據(jù))變化時(shí)的可視裂紋產(chǎn)生范圍的數(shù)據(jù)。第1劃線、第2劃線的激光光束移動(dòng)速度都在90～160mm/s的范圍內(nèi)變化。
此時(shí)所使用的基板的材質(zhì)為鈉玻璃，其厚度為2.8mm。激光輸出固定為170W。另外，任一設(shè)定條件的情況下，都處于最高到達(dá)溫度絕對沒有達(dá)到基板熔化溫度的范圍。
在圖7中，(○)表示產(chǎn)生了可視裂紋的情況，(×)表示產(chǎn)生了盲裂紋的情況。從圖中可知，第1劃線時(shí)的激光光束速度為90mm/s、100/s時(shí)，即激光照射區(qū)域的溫度低于基板熔化溫度且最高到達(dá)溫度高時(shí)，不影響形成第2劃線時(shí)的激光光束移動(dòng)速度，通常產(chǎn)生可視裂紋。因此，基本上考慮為，在基板被高溫加熱而殘留應(yīng)力大的情況下，在形成第2劃線時(shí)產(chǎn)生裂紋，通過該裂紋釋放了殘留應(yīng)力，所以裂紋以不閉合而打開的狀態(tài)殘留。
另外，在第1劃線的激光光束移動(dòng)速度為110mm/s時(shí)，第2方向移動(dòng)速度僅在140mm/s、150mm/s、160mm/s這3點(diǎn)產(chǎn)生可視裂紋，當(dāng)從160mm/s開始，接下來以150mm/s、140mm/s的降序測定第2方向的移動(dòng)速度時(shí)得到上述情況。當(dāng)從90mm/s開始，接下來以100mm/s、110mm/s的升序測定第2方向的移動(dòng)速度時(shí)，在90mm/s、100mm/s、110mm/s這3點(diǎn)產(chǎn)生可視裂紋。
該情況的起因?yàn)?，在測定時(shí)，第1劃線為110mm/s的情況下的數(shù)據(jù)是通過在整個(gè)1根的長的第1劃線上依次形成第2劃線(橫切第1劃線的劃線)而得到的數(shù)據(jù)。即，通過增加與一根劃線對應(yīng)的第2劃線的形成次數(shù)，逐漸緩和而減少在1根第1劃線中殘留的拉伸應(yīng)力，從而在本實(shí)施例中，認(rèn)為在進(jìn)行了第4次以后的第2劃線之后，上述的拉伸應(yīng)力減少而無法形成可視裂紋。
圖8是示出在玻璃基板上產(chǎn)生的可視裂紋的照片。而且，已經(jīng)確認(rèn)了以產(chǎn)生了這樣的可視裂紋的條件來形成劃線的基板，在斷裂時(shí)僅施加小負(fù)荷就能夠簡單地進(jìn)行截?cái)?。即，已?jīng)確認(rèn)了能夠以與第1方向的斷裂工序時(shí)所施加的負(fù)荷相等、或根據(jù)情況以比第1方向的斷裂工序時(shí)所施加的負(fù)荷小的負(fù)荷進(jìn)行第2方向的斷裂。
為進(jìn)行比較，對第1劃線時(shí)的移動(dòng)速度為150mm/s時(shí)的基板，以相同負(fù)荷進(jìn)行第1方向的斷裂和第2方向的斷裂時(shí)，由于沒有形成成為觸發(fā)的可視裂紋，所以在僅施加可進(jìn)行第1方向的截?cái)嗟臉?biāo)準(zhǔn)負(fù)荷的情況下，無法進(jìn)行第2方向的截?cái)唷?br>
并且，圖7中的第1劃線為110W的情況為產(chǎn)生或不產(chǎn)生可視裂紋的邊界區(qū)域，此時(shí)，即使在無法觀察到可視裂紋的情況下，進(jìn)行截?cái)嗨璧呢?fù)荷也變小。因此，雖然無法以目視來確認(rèn)可視裂紋，但認(rèn)為實(shí)質(zhì)上產(chǎn)生了斷裂用觸發(fā)裂紋。
即，關(guān)于斷裂用觸發(fā)裂紋，如果是可視裂紋則就可以說已確實(shí)形成，但即使無法以目視來確認(rèn)出可視裂紋，只要第1方向斷裂和第2方向斷裂的負(fù)荷為相同程度且可進(jìn)行第2方向的截?cái)鄷r(shí)，就可以判斷為形成了本發(fā)明的斷裂用觸發(fā)裂紋。
圖9示出在對厚度為2.8mm的鈉玻璃進(jìn)行交叉劃線時(shí)的第1劃線中，可進(jìn)行劃線的激光光束的照射能量的密度[可進(jìn)行劃線的能量密度(J/mm3)＝激光輸出(W)÷(劃線速度(mm/s)×光束點(diǎn)的面積(mm2))]、第2劃線時(shí)用于形成斷裂用觸發(fā)裂紋(可視裂紋)所需的第1劃線的激光光束的照射能量的密度(可進(jìn)行交叉劃線的能量密度)之間的關(guān)系。從圖9可知，至少在激光輸出為150～210W的范圍中，為了進(jìn)行劃線，激光光束的照射能量密度需要0.012～0.022J/mm3。另一方面，為了在第2劃線時(shí)產(chǎn)生劃線用觸發(fā)裂紋(可視裂紋)，第1劃線時(shí)的激光光束的照射能量密度需要為0.016～0.022J/mm3。
當(dāng)進(jìn)行在脆性材料基板上不產(chǎn)生缺口等損傷而得到良好的基板截?cái)嗝娴慕財(cái)鄷r(shí)，可以利用本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種脆性材料基板的截?cái)喾椒?，在脆性材料基板上的相互交叉的?方向以及第2方向上，以該順序在各個(gè)方向上，使激光光束相對移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行照射，以低于熔化溫度的溫度加熱，利用在所述基板上產(chǎn)生的熱應(yīng)力來依次形成由垂直裂紋構(gòu)成的第1方向以及第2方向的劃線，之后沿這些劃線使所述基板斷裂，其特征在于，該脆性材料基板的截?cái)喾椒ň邆湟韵鹿ば?a)第1方向劃線工序調(diào)節(jié)激光光束的相對移動(dòng)速度以及/或輸出，使得在第1方向劃線附近產(chǎn)生局部的體積收縮，由此使得產(chǎn)生拉伸應(yīng)力來形成第1方向劃線；(b)第2方向劃線工序在第1方向劃線工序之后，利用在第1方向劃線附近產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，在第2方向劃線上的與第1方向劃線的交叉點(diǎn)附近，在局部地形成在第2方向斷裂時(shí)成為起點(diǎn)的斷裂用觸發(fā)裂紋的同時(shí)，形成第2方向劃線；(c)第1方向斷裂工序在第2方向劃線工序之后，沿第1方向劃線使所述基板斷裂；以及(d)第2方向斷裂工序在第1方向斷裂工序之后，沿第2方向劃線使所述基板斷裂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆性材料基板的截?cái)喾椒ǎ涮卣髟谟?，將形成?方向劃線時(shí)的激光光束的相對移動(dòng)速度以及/或輸出調(diào)節(jié)為能量密度[＝激光輸出(W)÷光束面積(mm2)÷劃線速度(mm/s)]成為規(guī)定閾值以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆性材料基板的截?cái)喾椒?，其特征在于，?gòu)成第1方向劃線的垂直裂紋以及構(gòu)成第2方向劃線的斷裂用觸發(fā)裂紋部分以外的部分的垂直裂紋是盲裂紋，斷裂用觸發(fā)裂紋是可視裂紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆性材料基板的截?cái)喾椒?，其特征在于，在?方向斷裂工序時(shí)施加到所述基板上的負(fù)荷與在第1方向斷裂工序時(shí)所施加的負(fù)荷相等，或比在第1方向斷裂工序時(shí)所施加的負(fù)荷小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆性材料基板的截?cái)喾椒?，其特征在于，脆性材料基板為玻璃基板，形成?方向劃線時(shí)的激光光束的能量密度[＝激光輸出(W)÷光束面積(mm2)÷劃線速度(mm/s)]為0.016～0.022J/mm3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆性材料基板的截?cái)喾椒ǎ涮卣髟谟?，?方向劃線深度比第1方向劃線深度深。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脆性材料基板的截?cái)喾椒?，其特征在于，形成?方向劃線時(shí)的激光光束的能量密度比形成第1方向劃線時(shí)的能量密度大。
8.一種基板截?cái)嘞到y(tǒng)，其特征在于，該基板截?cái)嘞到y(tǒng)包括(A)劃線形成部，該劃線形成部具備激光光束照射部，其照射出激光光束；激光光束掃描部，其使激光光束照射部相對于脆性材料基板移動(dòng)；以及激光光束掃描方向變更部，其變更對所述基板的激光光束的掃描方向，該劃線形成部在對所述基板掃描激光光束的同時(shí)進(jìn)行照射，來形成劃線；(B)斷裂部，其沿在所述基板上形成的劃線使所述基板斷裂；以及(C)控制部，其控制劃線形成部和斷裂部，控制部控制劃線形成部，以使得在形成第1方向劃線時(shí)，調(diào)節(jié)激光光束的相對移動(dòng)速度以及/或輸出，以便在基板上局部地產(chǎn)生體積收縮，由此產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，形成第1方向劃線，之后由激光光束掃描方向變更部變更激光光束的掃描方向，在與第1方向交叉的第2方向上形成劃線，接下來，該控制部控制斷裂部，以便沿第1方向劃線進(jìn)行斷裂，之后沿第2方向劃線進(jìn)行斷裂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種脆性材料基板的截?cái)喾椒盎褰財(cái)嘞到y(tǒng)。根據(jù)該截?cái)喾椒軌蛟诖嘈圆牧匣迳喜划a(chǎn)生缺口等損傷而得到良好的基板截?cái)嗝?。在該脆性材料基板的截?cái)喾椒ㄖ?，進(jìn)行如下工序(a)第1方向劃線工序在該工序中，在形成第1方向劃線時(shí)，調(diào)節(jié)激光光束的相對移動(dòng)速度以及/或輸出，以便在第1方向劃線附近局部地產(chǎn)生體積收縮，由此在所述部位上產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，形成劃線；(b)第2方向劃線工序在該工序中，在形成第2方向劃線時(shí)，利用在第1方向劃線附近產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，在第1方向劃線上的和第2方向劃線的交叉點(diǎn)附近，局部地形成在第2方向的斷裂時(shí)成為起點(diǎn)的斷裂用觸發(fā)裂紋；(c)第1方向斷裂工序在該工序中，沿第1方向上斷裂基板；以及(d)第2方向斷裂工序在該工序中，在第1方向斷裂工序之后，在第2方向上劃線斷裂基板，從而將斷裂用觸發(fā)裂縫作為起點(diǎn)來進(jìn)行斷裂。
文檔編號B23K26/00GK101087678SQ20058004442
公開日2007年12月12日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者上野勉, 音田健司, 山本幸司 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司