分割方法及分割装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将包含无碱玻璃等的玻璃基板分割的分割方法及分割装置。尤其是，本发明涉及一种将适合用于液晶显示器或等离子体显示器等平板显示器(FPD)的厚度薄的玻璃基板分割的分割方法及分割装置。
【背景技术】
[0002]—直以来，已知有如下技术:使用激光刻划法，对玻璃基板加工沿着分割预定线的分断用龟裂(裂痕)(例如参照专利文献1)，或将板厚薄的玻璃基板完全分断(完全切割加工)(例如参照专利文献2)，所述激光刻划法是一边照射激光束，一边进行扫描，在基板上产生热应力分布而进行刻划。
[0003]在目前为止的激光刻划法中，主要使用玻璃基板的吸收系数大的C02激光等对基板表面附近进行扫描加热，并且追随所述操作而从冷却机构的喷嘴对加热区域喷射冷媒。由此，根据因优先进行的加热而产生的压缩应力及因接下来的急冷而产生的拉伸应力的应力分布，使玻璃基板的表面产生分断用龟裂，或使龟裂渗透基板的整个厚度而进行完全切割加工。
[0004]在对相对较厚的基板(例如板厚为1mm以上)进行激光刻划加工中，因沿深度方向进行热传导的缓和时间的影响而引起上下方向的温度差，由此基板表面侧成为拉伸应力且基板内部(深部)侧成为压缩应力的应力分布成为主要影响，根据该上下方向的应力分布，而加工龟裂(裂痕)。另一方面，当为薄基板(例如板厚为(λ 2?(λ 4mm左右)时，几乎不产生深度方向的温度差，所以也几乎不会产生上下方向的应力分布的影响，但取而代之，沿着扫描路径的前后方向的应力分布会造成影响，当因该前后方向的应力分布而形成强应力分布时，能够进行完全切割加工。
[0005][【背景技术】文献]
[0006][专利文献]
[0007][专利文献1]国际公开W003/008352号公报
[0008][专利文献2]日本专利特开2001-170786号公报
【发明内容】
[0009][发明要解决的问题]
[0010]所述利用0)2激光等的以往的完全切割加工(激光分割加工)有如下优点:即便是薄玻璃基板，也能一边保持端面强度，一边分断，并且优选的是如下方面:在后续步骤中能够不进行机械分割处理而立刻将基板分断(分割)，所以能够简化步骤。
[0011]然而，在所述完全切割加工中，由于只利用沿着激光束的扫描路径的前后方向的应力分布将基板分断，所以必须在前后方向产生大的应力差，且需要足够大小的每单位面积的热输入量。为此，必须使照射的激光的输出功率变大，或使扫描速度变慢，但无论哪种情况，就利用基板表面上的吸收系数大的co2激光等的激光照射来说，对基板表面附近造成的损害大且表面会产生细微的损伤。
[0012]针对所述情况，在专利文献2 (0055栏)中还记载着代替波长为10.6 μ m的0)2激光，而使用C0激光、YAG (Yttrium Aluminum Garnet，乾-招-石植石)激光、准分子激光进行激光刻划。但是，该文献中无使用C0激光时的具体说明。
[0013]—般来说，认为只要使用对玻璃基板的吸收系数小的激光，则原理上能够抑制在基板表面附近的吸收，因此能够实现抑制表面损坏的加工，但当利用吸收系数小的激光进行刻划时，产生如下其他问题。
[0014]也就是说，当使用Nd: YAG激光等1 μ m波段的吸收系数小的激光时，90%以上的能量未被玻璃基板吸收而透过，所以将基板分割需要大的输出(热输入量)，产生反而对基板造成热损坏的担忧，并且需要考虑使在基板背面侧透过的热逸散等，而产生装置变得复杂等问题。
[0015]因此，在对玻璃基板扫描0)2或制:YAG激光并进行加热的完全切割加工、也就是激光分割加工中，有对基板表面或内部造成的热损坏成为问题的担忧。
[0016]另一方面，作为完全未产生热影响的完全切割加工，也有在通过一边将刀轮(也称作划线轮)压抵在玻璃基板，一边使刀轮滚动，而形成伴有龟裂的划线之后，沿着划线按压而进行分断的机械方法，但在使龟裂沿着整个厚度方向渗透而进行分断时，有经分断的端面彼此接触而损伤、或龟裂并非沿厚度方向笔直地扩展而偏离，而良率变差的问题。
[0017]因此，本发明的目的在于提供一种针对成为分断对象的玻璃基板，抑制因激光束照射时的加热所引起的热影响，且能够以端面强度高且整齐的分断面将玻璃基板分割的分割方法及分割装置。
[0018][解决问题的技术手段]
[0019]为了达成所述目的，在本发明中提出了如下技术手段。也就是说，本发明的分割方法的特征在于:将玻璃基板沿着分割预定线进行分割，且包含:机械刻划步骤，通过一边将刀轮压抵在所述玻璃基板的表面，一边使刀轮相对移动，而沿着所述分割预定线形成有限深度的龟裂；以及激光分割步骤，根据通过沿着所述龟裂扫描激光束而产生的热应力分布，使在所述机械刻划步骤中加工而得的龟裂进一步渗透而将所述玻璃基板完全切割；且在所述机械刻划步骤中，在所述玻璃基板的表面形成板厚的30?80%的龟裂，在所述激光分割步骤中，使用振荡波长为5 μπι波段的激光进行分割。
[0020]此处，所谓5 μ m波段的激光具体来说例如相当于C0激光。
[0021]另外，本发明的分断装置的特征在于:将玻璃基板沿着分割预定线进行分割，且包含:刀轮，用于进行机械刻划步骤，所述机械刻划步骤是在所述玻璃基板的表面沿着分割预定线形成有限深度的龟裂；加工控制部，以利用所述刀轮所形成的龟裂的深度成为所述玻璃基板的板厚的30?80%的方式，控制所述刀轮的按压荷重；以及激光照射部，用于进行激光分割步骤，所述激光分割步骤是根据通过沿着所述龟裂扫描激光束而产生的热应力分布，使在所述机械刻划步骤中加工而得的龟裂进一步渗透，而将所述玻璃基板完全切割；且从所述激光照射部照射的激光的振荡波长为5 μ m波段的激光。
[0022]在所述发明中，在所述机械刻划步骤中所使用的刀轮可以使用直径为1?3mm且沿着成为刀尖的脊线形成着槽的带槽刀轮。
[0023]另外，所述玻璃基板应用厚度为0.1?0.4mm的玻璃基板。
[0024][发明的效果]
[0025]根据本发明，在优先进行的机械刻划步骤中，能够使用刀轮容易地加工深度为玻璃基板的厚度的30?80%的龟裂。此外，关于刀轮，优选为使用不易滑动的刀尖带槽的刀轮进行刻划。另外，通过使用带槽刀轮，即便为低荷重，也能够使龟裂的渗透深度成为所述范围。而且，该龟裂能够通过后续的使用5 μπι波段激光(C0激光)的激光分割步骤，而沿着基板厚度方向渗透，由此进行分割加工。此时，被分割的部分也就是龟裂的残留部分薄，所以即便抑制激光照射的热输入量使基板所产生的应力分布变小，也能够充分地成为完全切割状态。因此，能够利用抑制了热输入量的激光照射进行加工。
[0026]该利用5 μπι波段的激光进行的激光分割与一直以来所使用的C02激光相比，因来自表面的热分散所引起的热量移动时的损耗变小，而能够实现利用比0)2激光小的热输入量进行激光分割(完全切割)，所以能够以少的热输入量有效率地对所需部分进行加热，且能够抑制玻璃基板的表面的热损坏。另外，当使用Nd: YAG激光等1 μπι波段的激光时，90%以上的能量未被玻璃基板吸收而透过，所以产生大的热能损耗，但如果是5 μπι波段的C0激光，则大部分在玻璃基板内被吸收，只有20?30%的能量未被吸收而透过，所以能够提升热效率并且无需考虑使透过的热逸散等。
[0027]由此，通过优先进行的机械刻划步骤与利用5 μπι波段的激光的激光刻划步骤的组合，能够避免因激光束的热对玻璃基板造成损坏，且能够抑制在玻璃基板的分断面产生损伤等，能够以端面强度高且整齐的分断面进行分割。
[0028]进而，就以往的0)2激光来说，为了确保热输入量而将激光束的光束点的截面形状设为椭圆光束，使其长轴朝向光束行进方向而进行扫描，但在本发明中，由于能够抑制分割所需的热输入量，所以能够将光束点的截面形状设为小的圆形。其结果，即便在沿着弯曲的线进行扫描的异形分断时，也有能够精度良好地进行分断的效果。
【附图说明】
[0029]图1是表示用于实施本发明的分割方法的分割装置的一实施方式的概略前视图。
[0030]图2是表示本发明中所使用的刀轮的图。
[0031]图3是说明本发明的分割方法的激光分割步骤的立体图。
[0032]图4是说明本发明中的玻璃基板的分割状态的立体图。
[0033]图5是表示控制本发明的分割装置的控制器的框图。
【具体实施方式】
[0034]以下，基于图1?图5所示的一实施方式对本发明的详细情况进行说明。在本实施例中，作为成为分断对象的玻璃基板1，使用厚度为0.1?0.4mm的薄板的无碱玻璃板。
[0035]图1是表示用于本发明的分割装置A的图，具备载置玻璃基板1的平台4。平台4具备将玻璃基板1保持在平台4上的固定位置的保持器件。在本实施例中，作为该保持器件，经由在平台4的表面形成开口的多个小空气吸附孔(未图示)而吸附保持基板1。另外，平台4能够沿着水平的轨道5在Y方向(图1的前后方向)上移动，且被通过电动机(未图示)而旋转的螺杆6驱动。进而，平台4能够通过内置电动机的旋转驱动部7而在水平面内旋动。
[0036]架桥部10具备隔着平台4而设置的两侧的支撑柱8、8、及沿X方向水平地延伸的横梁(横杆)9，且所述架桥部10是以横跨平台4上的方式设置。
[0037]在横梁9上设置着沿X方向水平地延伸的导轨11，将刀轮用刻划头12及激光照射部用刻划头13以如下方式安装在该导轨11:通过以电动机14作为驱动源的移动机构(未图示)而能够沿着导轨11在X方向上移动。在刀轮用刻划头12上，经由通过升降机构18升降的保持器15而安装着刀轮16，在激光照射部用刻划头13上设置着以将激光束聚集在基板表面的方式照射的激光照射部17。
[0038]此外，在本实施例中，表示将激光照射部17与刀轮16安装在个别的刻划头12、13的例子，但也能够安装在相同的刻划头上。
[0039]