脆性材料基板的断开方法
【专利摘要】本发明提供脆性材料基板的断开方法，在断开脆性材料基板时，能够沿预定断开线可靠地形成裂纹线以进行断开。在脆性材料基板的预定断开线上形成不伴有裂纹的槽状的槽线(TL1～TL6)。使形成有槽线(TL1～TL6)的玻璃基板(20)翻转，从反面形成以70°以下或110°以上的角度与槽线交叉的辅助线(AL1)。通过沿辅助线(AL1)断开玻璃基板(20)，从而使裂纹沿着槽线扩展而形成裂纹线，沿该裂纹线断开基板。
【专利说明】
脆性材料基板的断开方法
技术领域
[0001]本发明涉及脆性材料基板的断开方法，尤其涉及特征在于沿划线形成裂纹的方法的脆性材料基板的断开方法。
【背景技术】
[0002]在制造平板显示器面板或太阳能电池面板等电气设备时，经常需要断开玻璃基板等脆性材料基板。在使用划线装置的代表性断开方法中，通过划线，形成在基板的厚度方向上至少局部生成的裂纹在基板的表面上呈线状延伸而成的线(下面称为“裂纹线”)。
[0003]在专利文献I中，将划线时产生的位于玻璃基板的上表面上的凹陷称为“划线”。根据该公报，刻设划线的同时，产生从划线向正下方延伸的裂纹。也就是说，划线和裂纹线同时形成。
[0004]在沿厚度方向完全生成了裂纹的情况下，仅通过形成裂纹线就能沿裂纹线断开玻璃基板。另一方面，在沿厚度方向仅局部生成了裂纹的情况下，形成裂纹线后，要通过断开工序施加应力。通过应力的施加，使裂纹线的裂纹在厚度方向上完全生成，从而能够断开基板。但是，假如未形成裂纹线，则即使在断开工序中施加应力，也无法沿着划线断开基板。因此，为了断开玻璃基板，需要可靠地形成裂纹线。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开平第9-188534号公报
[0008]为了形成裂纹线，需要考虑玻璃基板的种类、厚度等各种因素来调整划线工具的形状、划线负荷、速度等。近年来，随着开发出又薄强度又高的玻璃，越来越难以可靠地形成裂纹线。例如，为了可靠地形成裂纹线，如果增加划线负荷，则刀尖磨损加快，同时玻璃表面上产生的缺陷增大，粉尘的产生增多。另外，提高划线速度也是困难的。这样，划线负荷、所使用的刀尖的条件变窄。另外，由于玻璃基板、设置玻璃基板的基座有时会因为工作台表面的起伏等而导致裂纹线在玻璃基板的厚度方向上倾斜地形成，其结果，存在断开后的玻璃端面发生倾斜的情况。
【发明内容】
[0009]本发明是为解决上述那样的技术问题而提出的，其目的在于，提供能够沿脆性材料基板的预定断开线可靠地产生裂纹线并能沿裂纹线进行断开的脆性材料基板的断开方法。
[0010]为了解决该技术问题，本发明的脆性材料基板的断开方法，包括:在具有被包括彼此相对的第一边和第二边的边缘包围的表面、且在垂直于所述表面的方向上具有厚度的脆性材料基板上，从所述第一边和所述第二边中的所述第一边附近的预定断开线上的位置至所述第二边附近的所述预定断开线上的位置沿着所述预定断开线形成不伴有裂纹的槽状的至少一条槽线;形成以70°以下或110°以上的角度与所述槽线交叉的辅助线;通过沿所述辅助线断开所述脆性材料基板，从而从所述辅助线与所述槽线的交叉位置开始，形成使裂纹沿着所述槽线在所述脆性材料基板的厚度方向上扩展而成的裂纹线；以及沿所述裂纹线断开所述脆性材料基板。
[0011]在此，也可以是，所述辅助线形成为直线状。
[0012]在此，也可以是，所述辅助线形成为与多条所述槽线相交的角度变化的连续线状。
[0013]在此，也可以是，通过将采用了金刚石刻刀的划线工具压抵于所述脆性材料基板，并使所述脆性材料基板与所述划线工具相对移动来形成所述槽线。
[0014]在此，也可以是，通过将划线轮压抵于所述脆性材料基板并使所述划线轮滚动来形成所述槽线。
[0015]通过具有这样的特征的本发明，首先能够沿预定断开线在脆性材料基板的上表面上形成在其正下方不具有裂纹的由为凹陷的槽构成的槽线，通过使辅助线以规定角度与槽线交叉并于辅助线处进行断开，从而能够沿槽线可靠地产生裂纹线。而且，通过之后沿裂纹线进行断开，能够将脆性材料基板断开为期望的大小。在本发明中，由于在形成槽线时不在其正下方产生裂纹，因此，在形成槽线时可以得到能够降低负荷或者加快划线速度并能减少刀尖磨损的效果。另外，还可以得到能够减少脆性材料基板的表面产生缺陷、出现粉尘的效果。
【附图说明】
[0016]图1的(a)是示出用于本发明第一实施方式的玻璃基板断开方法的划线工具的构成的侧视图，图1的(b)是从箭头IB的角度观察划线工具的刀尖的构成的平面图。
[0017]图2是示出本发明第一实施方式的玻璃基板断开方法的流程图。
[0018]图3的(a)?(C)是示出本发明第一实施方式的玻璃基板断开方法的立体图。
[0019]图4的(a)和(b)是本发明第一实施方式的玻璃基板断开方法中所形成的槽线和裂纹线的截面图。
[0020]图5的(a)和(b)是简要示出本发明第一实施方式的玻璃基板断开方法的辅助线形成和断开工序的俯视图。
[0021]图6是示出本发明第一实施方式的槽线与辅助线的交叉角度和裂纹线的形成(成立)概率的曲线图。
[0022]图7的(a)和(b)是简要示出本发明第一实施方式的玻璃基板断开方法的另一例辅助线形成和断开工序的俯视图。
[0023]图8的(a)和(b)是简要示出根据本发明第二实施方式的玻璃基板的槽线形成工序的俯视图。
[0024]图9的(a)和(b)是示出根据本发明第二实施方式的玻璃基板的辅助线形成和断开工序的俯视图。
【具体实施方式】
[0025]下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。在本实施方式中，采用玻璃基板作为脆性材料基板。作为脆性材料基板，除此之外，还可列举出例如由低温烧成陶瓷、高温烧成陶瓷等组成的陶瓷基板、硅基板、化合物半导体基板、蓝宝石基板、石英基板等。
[0026]在本实施方式的玻璃基板断开方法中，使用图1的(a)所示的划线工具10。划线工具1具有刀尖11和柄体12。刀尖11保持于作为其保持件的柄体12。
[0027]如图1的(b)所示，在刀尖11上设有顶面SDl(第一面)和包围顶面SDl的多个侧面SD2?SD5。在这些面中，顶面SD1、侧面SD2和SD3(第一至第三面)朝向互不相同的方向、且彼此相邻。刀尖11具有顶面SD1、侧面SD2和SD3汇合的顶点，由该顶点构成刀尖11的突起部PP。另外，侧面SD2和SD3形成构成刀尖11的侧部PS的脊线。侧部PS从突起部PP呈线状延伸。
[0028]从能减小刀尖11的硬度和表面粗糙度出发，刀尖11优选由金刚石制成，更优选由单晶金刚石制成。进而，在晶体学上，优选地，顶面SDl为{001}面，侧面SD2和SD3均为{111}面。在这种情况下，虽然侧面SD2和SD3的朝向不同，但在晶体学上为相互等价的晶面。
[0029]刀尖11也可以是非单晶的金刚石。例如，也可以使用通过CV D (化学气相沉积:Chemical Vapor Deposit1n)法合成的多晶金刚石。或者，还可以使用在不包含铁族元素等粘合剂的情况下从微粒石墨、非石墨状碳(非夕''歹7 卜状炭素)烧结而成的多晶金刚石、或通过铁族元素等粘合剂使金刚石粒子结合而成的烧结金刚石。
[0030]柄体12沿轴向AX延伸。优选地，刀尖11以顶面SDI的法线方向大致沿着轴向AX的方式安装在柄体12上。
[0031]接着，对本实施方式的玻璃基板断开方法进行说明。在图2的步骤SI中，首先准备玻璃基板20。如图3的(a)所示，玻璃基板20采用具有被彼此相对的第一边20a、第二边20b包围的平坦的表面SF的玻璃基板20。在步骤S2中，将划线工具10的刀尖11压抵于玻璃基板20的表面SF上的位置NI处。位置NI为预定断开线的靠近边20a的位置。这时，在图1的(a)中，以刀尖11的突起部PP位于边20a与侧部PS之间、且刀尖11的侧部PS配置于突起部PP与边20b之间的方式将刀尖11压抵于玻璃基板20的表面SF上。然后，使压抵于玻璃基板20的表面SF的刀尖11在表面SF上从位置NI滑动至预定断开线的靠近边20b的位置N2来进行划线，从而形成槽线(trench line)TLl。即，参照图1的(a)，刀尖11沿着从边20a朝向边20b的方向、即方向DA滑动。槽线是指，如图4的(a)中的截面图所示，通过划线在玻璃基板20的表面SF上仅形成因塑性变形所致的槽而不在厚度方向上产生裂纹的线。另外，在本实施方式中，边20a位于划线上游侧，边20b位于下游侧。
[0032]同样，在玻璃基板20的表面SF的预定断开线上形成其它槽线。在此，进一步形成平行于槽线TLl的5条槽线TL2?TL6。刚进行这些槽线TLl?TL6的划线之后，其正下方不会产生裂纹。为此，与形成产生裂纹的通常的划线的情况相比，能够以可选用更低的负荷等更宽的划线条件来进行用于形成槽线的划线。
[0033]接着，在图2的步骤S3中，将该玻璃基板20翻转。然后，如图3的(c)和图5的(a)所示，从不具有槽线TLl?TL6的背面形成以110°以上的角度Θ1与各槽线交叉的辅助线ALl(步骤S4)。辅助线ALl形成于各槽线的下游侧、即靠近位置N2的位置。对于辅助线ALl，既可以如图1所示，使用带金刚石刀尖的划线工具形成，也可以滚动划线轮而形成。在本实施方式中，辅助线是形成有裂纹的裂纹线。
[0034]这样形成辅助线ALl之后，在步骤S5中，沿辅助线ALl断开玻璃基板20，从而如图5的(b)所示，玻璃基板20沿辅助线ALl被断开。这时，如图4的(b)所示，从已形成的槽线TLl?TL6与辅助线ALl交叉的位置产生裂纹，裂纹扩展至各槽线TLl?TL6的上游侧。因此，槽线TLl?TL6变化成在其正下方伴有裂纹的裂纹线CLl?CL6。
[0035]然后，在图2的步骤S6中，通过沿该裂纹线CLl?CL6断开玻璃基板20，从而能够将玻璃基板断开成期望的形状。
[0036]需要说明的是，在本实施方式中，如图3的(C)、图5的(a)所示，辅助线ALl形成为以110°以上的角度Θ1与槽线TLl?TL6交叉。将辅助线ALl与槽线TL的交叉角度设为Θ，沿辅助线断开时，正常产生裂纹而成为裂纹线的概率如图6所示，在90°时为最小，在70°以下或110°以上时为100%。因此，也可以是，如图7的(a)所示，将辅助线AL2形成为以70°以下的角度Θ2与槽线TLl?TL6交叉，并如图7的(b)所示，沿该辅助线AL2进行断开。在这种情况下，同样也能使裂纹从槽线与辅助线AL2的交点向上游侧沿槽线可靠地扩展。
[0037]另外，在本实施方式中，辅助线采用通常的裂纹线，但也可以采用不伴有裂纹的槽线。这种情况下，在步骤S5 (图2)中，进行在辅助线上形成裂纹的工序和断开工序，从而玻璃基板20沿辅助线ALl或AL2断开。
[0038]接着，说明本发明的第二实施方式。在该实施方式中，也与第一实施方式同样，如图8的(a)所示，首先准备玻璃基板20，使用划线工具10在玻璃基板20上形成平行的槽线TLl?TL9。然后，如图8的(b)所示，使玻璃基板20翻转。
[0039]接着，如图9的(a)所示，在各槽线TLl?TL9的位置处以与各槽线TLl?TL9交替成70。以下或110°以上相交的方式形成正弦波状的辅助线AL。使用以前进方向为中心转动的具有仿形功能的划线头，使玻璃基板20和划线头中的一方左右往复运动的同时进行划线，从而能够容易地形成这样的正弦波状的辅助线AL。接着，如图9的(b)所示，如果沿该辅助线AL断开玻璃基板，则裂纹沿各槽线TLl?TL9向槽线的上游侧扩展，可得到裂纹线CLl?CL9。然后，与第一实施方式的断开方法同样地沿裂纹线CLl?CL9断开基板。如果这样地形成辅助线AL，则能减小沿辅助线断开后的边角料的面积。需要说明的是，在第二实施方式中，辅助线并不限定于正弦波，只要是在一条辅助线上与各槽线TLl?TL9相交的角度在70°以下或110°以上变化的连续线即可。
[0040]需要说明的是，在上述各实施方式中，如图1所示，使用带有金刚石刻刀的划线工具，但也可以使用在规定负荷下滚动以进行划线的圆板形的划线轮。若使用划线轮形成了槽线，则在使玻璃基板翻转来形成辅助线时，在玻璃基板的上游侧的端部、即靠近图3的(b)中的位置NI的位置处形成直线或正弦波状的辅助线。这样一来，沿辅助线进行断开时，能够使裂纹从槽线与辅助线交叉的位置处向下游侧扩展，从而在下游侧形成裂纹线。然后，与第一、第二实施方式的断开方法同样地沿裂纹线CLl?CL9断开基板。
[0041]另外，也可以是，使带有金刚石刻刀的划线工具向与上述各实施方式相反的方向滑动。即，参照图5的(a)，刀尖11向从边20b朝向边20a的方向、即方向DB滑动，边20b为划线上游侧，边20a为下游侧。这时，通过柄体12在表面SF上推动刀尖11。在这种情况下，当使玻璃基板翻转来形成辅助线时，在玻璃基板的上游侧的端部、即靠近图3的(b)中的位置N2的位置处形成直线或正弦波状的辅助线。这样一来，沿辅助线进行断开时，能够使裂纹从槽线与辅助线交叉的位置处向下游侧扩展，从而在下游侧形成裂纹线。然后，与第一、第二实施方式的断开方法同样地沿裂纹线CLl?CL9断开基板。
[0042]工业实用性
[0043]本发明是在脆性材料基板上形成槽线，并使脆性材料基板翻转来形成辅助线的基板断开方法，能够有效用于脆性材料基板的断开。
[0044]附图标记说明
[0045]10划线工具11刀尖
[0046]12柄体20玻璃基板
[0047]TLl ?TL9 槽线AL、AL1、AL2 辅助线
[0048]CLl?CL9裂纹线
【主权项】
1.一种脆性材料基板的断开方法，包括: 在具有被包括彼此相对的第一边和第二边的边缘包围的表面、且在垂直于所述表面的方向上具有厚度的脆性材料基板上，从所述第一边和所述第二边中的所述第一边附近的预定断开线上的位置至所述第二边附近的所述预定断开线上的位置沿着所述预定断开线形成不伴有裂纹的槽状的至少一条槽线； 形成以70°以下或110°以上的角度与所述槽线交叉的辅助线； 通过沿所述辅助线断开所述脆性材料基板，从而从所述辅助线与所述槽线的交叉位置开始，形成使裂纹沿着所述槽线在所述脆性材料基板的厚度方向上扩展而成的裂纹线；以及 沿所述裂纹线断开所述脆性材料基板。2.根据权利要求1所述的脆性材料基板的断开方法，其中， 所述辅助线形成为直线状。3.根据权利要求1所述的脆性材料基板的断开方法，其中， 所述辅助线形成为与多条所述槽线相交的角度变化的连续线状。4.根据权利要求1至3中任一项所述的脆性材料基板的断开方法，其中， 通过将采用了金刚石刻刀的划线工具压抵于所述脆性材料基板，并使所述脆性材料基板与所述划线工具相对移动来形成所述槽线。5.根据权利要求1至3中任一项所述的脆性材料基板的断开方法，其中， 通过将划线轮压抵于所述脆性材料基板并使所述划线轮滚动来形成所述槽线。
【文档编号】C03B33/02GK106079116SQ201610214260
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年4月7日 公开号201610214260.8, CN 106079116 A, CN 106079116A, CN 201610214260, CN-A-106079116, CN106079116 A, CN106079116A, CN201610214260, CN201610214260.8
【发明人】曽山浩
【申请人】三星钻石工业股份有限公司