[發(fā)明專利]脆性材料基板的切割方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110165688.5
• 申請(qǐng)日: 2011-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN102275229A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 若山治雄;地主貴裕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星鉆石工業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): B28D1/22
• 分類號(hào): B28D1/22;B28D5/00;C03B33/02
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 孟銳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在平板顯示器等中所使用的玻璃基板、或者半導(dǎo)體晶片或陶瓷等脆性材料基板的表面形成切割線(及沿著切割線在基板厚度方向上擴(kuò)展的垂直裂縫)的切割方法。本發(fā)明特別是涉及一種利用刀輪在較薄的脆性材料基板上形成切割線時(shí)優(yōu)選的切割方法。

背景技術(shù)

眾所周知如下方法：在脆性材料基板上形成切割線，并利用沿著切割線在基板厚度方向上擴(kuò)展的垂直裂縫將基板分?jǐn)嗟募庸ぶ校ㄟ^使圓盤狀的刀輪在基板表面滾動(dòng)而形成切割線，所述方法例如揭示在專利文獻(xiàn)1等中。

在液晶面板等中，如圖5所示，將貼合兩片較薄的玻璃材料而形成的大面積的玻璃基板M分?jǐn)喑筛髯猿蔀槌善返膯挝换濉＿@時(shí)，首先利用刀輪在基板M的表面形成X方向的切割線S₁′，其次形成與X方向交叉的Y方向的切割線S₂′。如此，形成X-Y方向上交叉的多條切割線之后，將基板M輸送至斷裂裝置，通過使基板M沿著切割線彎曲而分?jǐn)喑蓡挝换濉?/p>

作為用以在玻璃基板上形成切割線的刀輪，有如圖6所示的通常的刀輪1a(以下，將其稱為普通刀輪1a)、及如圖7所示的在刀尖棱線部2設(shè)置著切口3(溝槽)的刀輪1b(以下，將其稱為帶槽刀輪1b)。前者的普通刀輪1a中，為了形成刀尖棱線部的兩側(cè)的傾斜面而以磨石研磨刀尖棱線部的兩側(cè)，因此在傾斜面會(huì)形成研磨條痕，由于傾斜面的研磨條痕而在刀尖棱線部形成微小的凹凸。通常，刀尖棱線部的凹凸的狀態(tài)不規(guī)則，例如刀尖棱線部的中心線表面粗糙度Ra(中心線表面粗糙度是依據(jù)JIS(Japanese?Industrial?Standard，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))B?0601-1982的定義)小于1μm。后者的帶槽刀輪1b中，具體而言有三星鉆石公司制造的Penett(注冊(cè)商標(biāo))刀輪、APIO(注冊(cè)商標(biāo))刀輪，通常，切口的深度為1μm～30μm(特別是2μm～30μm)左右，切口以10μm～200μm(特別是30μm～150μm)的間距形成，且在刀尖棱線部的棱線方向上切口的長(zhǎng)度比突起的長(zhǎng)度(兩個(gè)切口間的棱線的長(zhǎng)度)更長(zhǎng)的帶槽刀輪中，存在沿著切割線形成的在基板厚度方向上擴(kuò)展的垂直裂縫的深度變大的傾向。

普通刀輪1a具有如下優(yōu)點(diǎn)：在通常的使用條件下，雖無法形成較深的垂直裂縫，但可以形成加工部位的狀態(tài)不會(huì)錯(cuò)亂(在加工部位不產(chǎn)生微小的龜裂或缺口等)的切割線，且沿著所形成的切割線分?jǐn)嗖ＡЩ鍟r(shí)不會(huì)在端面留下傷痕，能夠防止端面強(qiáng)度的劣化。另一方面，因?yàn)閷?duì)玻璃基板的摩擦力較小、陷入力較小而容易滑動(dòng)(運(yùn)行不良)，所以必須如圖8所示以玻璃基板M的一端緣為起點(diǎn)形成切割線。將如此從外緣起滾動(dòng)刀輪而形成切割線的方法稱為“外切”。

利用普通刀輪1a進(jìn)行外切時(shí)，使普通刀輪1a橫著與玻璃基板M的端緣角部接觸并開始加工。如果想從離開玻璃基板表面的端緣的位置起形成切割線，那么會(huì)產(chǎn)生由于在玻璃基板表面運(yùn)行不良，而無法形成切割線的不良情形。然而，因?yàn)椴ＡЩ宓亩司壗遣恳琢亚掖嗳酰杂屑庸ら_始時(shí)產(chǎn)生微小的缺口或裂紋的擔(dān)憂。特別是玻璃基板M的板厚為0.4mm以下(特別是0.2mm以下)的薄板尤其容易產(chǎn)生缺口。另外，將普通刀輪1a橫著與玻璃基板M的端緣角部接觸時(shí)，容易產(chǎn)生普通刀輪1a的刀尖棱線部產(chǎn)生缺口的不良情形。

另外，使用普通刀輪1a對(duì)玻璃基板M進(jìn)行X-Y方向的十字切割時(shí)，有時(shí)會(huì)如圖9所示，產(chǎn)生從普通切割器1a通過最初形成的X方向的切割線S₁′所成的交叉點(diǎn)9起Y方向的切割線S₂′的一部分未形成的現(xiàn)象，即稱為“交點(diǎn)跳過”的現(xiàn)象。認(rèn)為產(chǎn)生交點(diǎn)跳過現(xiàn)象的原因在于：在首先形成的X方向的切割線S₁′的溝槽兩側(cè)殘存著應(yīng)力，導(dǎo)致在形成下一條Y方向的切割線S₂′時(shí)，在殘存著應(yīng)力的交叉點(diǎn)處，用以形成垂直裂縫的按壓力被削減。

相對(duì)于此，在刀尖的棱線設(shè)置著切口(溝槽)的帶槽刀輪1b由于對(duì)玻璃基板的摩擦力及陷入力較大，所以無須如普通刀輪1a般從玻璃基板的一端緣開始加工，而可以如圖10所示，使帶槽刀輪1b從比基板M的端緣稍靠?jī)?nèi)側(cè)的部位起沿著切割預(yù)定線在箭頭方向上滾動(dòng)，由此形成切割線。如此，將從比端緣稍靠?jī)?nèi)側(cè)起形成切割線而非從玻璃基板的一端緣起的方法稱為“內(nèi)切”。利用帶槽刀輪1b(特別是在棱線方向上切口的長(zhǎng)度較長(zhǎng)的帶槽刀輪)形成的切割線成為較深地?cái)U(kuò)展的裂縫。

而且，帶槽刀輪1b在基板上運(yùn)行良好，且垂直裂縫較深地?cái)U(kuò)展，因此也可以在脆性材料基板上形成X-Y方向的十字切割線時(shí)消除交點(diǎn)跳過的現(xiàn)象。即，在形成Y方向的切割線時(shí)，即便在帶槽刀輪通過與X方向的切割線的交叉點(diǎn)時(shí)也可以消除交點(diǎn)跳過的產(chǎn)生。