(57)【要約】【課題】テーブル上に載置した基板を、移動・反転させることなく、互いに直交する分断予定ラインに沿って低荷重で効果的にブレイクして単位製品を切り出すことのできるブレイク方法並びにブレイク装置を提供する。【解決手段】互いに直交する格子状のスクライブ予定ラインＳ１、Ｓ２に対応した凸部１ｂを備えた吸着テーブル１上に基板Ｗを載置して吸着テーブル１で吸着することにより、基板Ｗの凸部１ｂに接する部分を凸状に湾曲隆起させ、この湾曲隆起部１４の頂部表面をスクライブライン形成部材１１でスクライブすることにより基板Ｗにスクライブラインを形成すると同時に、基板Ｗの湾曲隆起部１４に生じる引張応力によって、スクライブラインの亀裂を基板厚み方向に浸透させて基板Ｗをスクライブラインに沿って完全分断し、格子状に区分けされた単位製品Ｗ１を切り出す構成とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する格子状のスクライブ予定ラインに沿って基板をブレイクして単位製品を切り出すブレイク方法であって、
前記格子状のスクライブ予定ラインに対応した凸部を備えた吸着テーブル上に基板を載置して当該吸着テーブルで吸着することにより、基板の前記凸部に接する部分を凸状に湾曲隆起させ、この湾曲隆起部の頂部表面をスクライブライン形成部材でスクライブすることにより基板にスクライブラインを形成すると同時に、前記基板の湾曲隆起部に生じる引張応力によって、スクライブラインの亀裂を基板厚み方向に浸透させて基板をスクライブラインに沿って完全分断し、格子状に区分けされた単位製品を切り出すことを特徴とするブレイク方法。
【請求項２】
前記凸部の高さが０．２〜３．０ｍｍであり、各凸部の間隔が５０〜５００ｍｍである請求項１に記載のブレイク方法。
【請求項３】
前記スクライブライン形成部材がカッターホイールである請求項１又は請求項２に記載のブレイク方法。
【請求項４】
前記スクライブライン形成部材がレーザビームを照射するレーザ照射部であり、当該レーザ照射部は照射直後のレーザスポットを冷却する冷却機構を備えている請求項１又は請求項２に記載のブレイク方法。
【請求項５】
吸着テーブルと、当該吸着テーブル上に吸着される基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブライン形成部材とからなり、
前記吸着テーブルは、前記基板の互いに直交する格子状のスクライブ予定ラインに対応する位置に格子状に形成された凸部を備え、前記吸着テーブルで基板を吸着することにより、基板の前記凸部に接する部分が凸状に湾曲隆起するように形成され、
前記スクライブライン形成部材は、前記吸着テーブルに吸着された基板の湾曲隆起部の頂面に沿って相対的に移動できるように形成されているブレイク装置。
【請求項６】
前記スクライブライン形成部材がカッターホイールである請求項５に記載のブレイク装置。
【請求項７】
前記スクライブライン形成部材がレーザビームを照射するレーザ照射部であり、当該レーザ照射部は照射直後のレーザスポットを冷却する冷却機構を備えている請求項５に記載のブレイク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス、シリコン、セラミック等の脆性材料からなる基板のブレイク方法並びにブレイク装置に関する。特に本発明は、大判のマザー基板から互いにＸ−Ｙ方向に直交した分断予定ラインに沿ってブレイクすることにより、液晶表示パネルのカバーガラスのような四角形の単位製品に切り出すことのできるブレイク方法並びにブレイク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガラス等の脆性材料基板（以下、単に「基板」という）の表面にスクライブライン（切り溝）を入れ、そのスクライブラインに沿ってブレイクバーを押し当てたり、ローラを圧接転動したりすることによって基板を撓ませることで基板を分断する方法は広く実施されている。
また、スクライブラインを形成する手段としては、カッターホイール（スクライビングホイールともいう）等の刃体で行う方法と、レーザビームを用いる方法がある。
刃体の場合は、その刃先を基板表面に押しつけながら刃体又は基板を相対的に移動させることにより基板表面に連続した溝を形成する方法である。
レーザビームの場合は、基板をレーザビームに対して相対的に移動することでビームスポットを基板のブレイク予定ラインに沿って走査して加熱するとともに、これに追従して冷却機構のノズルから冷媒液を噴射する。このときの加熱によって生じる圧縮応力と、急冷によって生じる引張応力とによる応力分布を利用して亀裂（クラック）を生じさせ、ブレイク予定ラインの方向に沿って連続した溝を形成する方法である。両者は装置価格、加工対象基板、加工品質等の観点から使用用途に応じて使い分けられている。
【０００３】
カッターホイールでスクライブラインを加工する際に、低荷重で有限深さの亀裂を形成する手段として、例えば特許文献１で開示された方法がある。
この方法では、直線状の凸部の上面に基板を載置することによって基板を湾曲させ、この湾曲によって基板に張力を発生させた状態で湾曲頂部にカッターホイールを押しつけながら転動させて、スクライブラインを加工しようというものである。
しかし、この方法では、スクライブラインの亀裂が有限深さであるので、次にスクライブラインから完全分断するためのブレイク工程がさらに必要となる。また、この方法において、仮にカッターホイールの押圧荷重を強くすることによりスクライブラインの亀裂を完全分断できたとしても、凸部の延在方向と直交する方向のブレイクには大変面倒な操作が必要となる。すなわち、凸部の延在方向に沿って分断された左右の基板を取り外して、一つずつ方向を変えて再度装置にセットしなければならず、その操作が煩雑であると共に作業時間が長くなるため、実質的に生産ラインで実施することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−７９７７０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０１２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、基板表面にレーザビームでスクライブラインを形成した後、基板を反転させてスクライブラインの反対側の位置に２回目のレーザビームを照射することにより、亀裂を厚み方向に浸透させて基板をブレイクするレーザブレイク方法が特許文献２で提案されている。
このレーザブレイク方法によれば、最初にスクライブラインを加工した基板をブレイク装置に搬送することなくスクライブラインに沿ってブレイクすることが可能である。しかしながら、基板を反転させるための反転機構が必要となって装置が大掛かりとなる。特に基板面積が大型化するほど、反転が困難になるという問題が生じる。
【０００６】
そこで本発明は、テーブル上に載置した基板を、テーブル面に対し移動させたり、反転させたりすることなく、互いにＸ−Ｙ方向に直交する分断予定ラインに沿って低荷重で効果的にブレイクして単位製品を切り出すことのできるブレイク方法並びにブレイク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち本発明のブレイク方法は、互いに直交する格子状のスクライブ予定ラインに沿って基板をブレイクして単位製品を切り出すブレイク方法であって、前記格子状のスクライブ予定ラインに対応した凸部を備えた吸着テーブル上に基板を載置して当該吸着テーブルで吸着することにより、基板の前記凸部に接する部分を凸状に湾曲隆起させ、この湾曲隆起部の頂部表面をスクライブライン形成部材でスクライブすることにより基板にスクライブラインを形成すると同時に、前記基板の湾曲隆起部に生じる引張応力によって、スクライブラインの亀裂を基板厚み方向に浸透させて基板をスクライブラインに沿って完全分断し、格子状に区分けされた単位製品を切り出すことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、吸着テーブルと、当該吸着テーブル上に吸着される基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブライン形成部材とからなり、前記吸着テーブルは、前記基板の互いに直交する格子状のスクライブ予定ラインに対応する位置に格子状に形成された凸部を備え、前記吸着テーブルで基板を吸着することにより、基板の前記凸部に接する部分が凸状に湾曲隆起するように形成され、前記スクライブライン形成部材は、前記吸着テーブルに吸着された基板の湾曲隆起部の頂面に沿って相対的に移動できるように形成されているブレイク装置も特徴とする。
【０００９】
本発明において、前記スクライブライン形成部材は、基板表面を押しつけながら転動するカッターホイールが好ましいが、基板に向かってレーザビームを照射するレーザ照射部であってもよい。このレーザ照射部は、照射直後のレーザスポットを冷却する冷却機構とセットで用いられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、吸着テーブル上に基板を載置して吸引することにより、基板が格子状に配置した凸部の部分で隆起してスクライブ予定ラインに沿った湾曲隆起部を形成することができる。この湾曲隆起部は頂部を境として左右に引張応力が作用しているので、湾曲隆起部の頂部をスクライブすることによって形成されるスクライブラインの亀裂は、この引張応力によって厚み方向に深く浸透し、これにより基板はスクライブラインに沿って完全分断され、格子状に区分けされた単位製品を切り出すことができる。
このように本発明では、実質的なスクライブ予定ラインとなる湾曲隆起部が、その頂部を境とした左右への引張応力が作用しているので、スクライブラインの亀裂を浅く形成しても、この亀裂を厚み全部に浸透させてスクライブラインに沿って分断することが可能となる。これにより、きれいな分断面で基板を分断することができて、分断後の基板の端面強度を高く保持することができる。また、スクライブラインの亀裂が浅くて済むので、スクライブライン形成部材においては、カッターホイールの場合は低いスクライブ荷重、レーザ照射部の場合は小さな出力でスクライブラインを形成することができる。
さらに、基板を吸着テーブルに吸着させた状態で、スクライブライン形成部材を格子状に直交する湾曲隆起部に沿って相対的に移動させることにより、格子状に区分けされた単位製品を切り出すことができるので、作業時間を短縮して生産性を向上させることができるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明によってブレイクされる基板の一例を示す平面図。
【図２】本発明に係るブレイク装置の一例を示す概略的な正面図。
【図３】図２のブレイク装置における吸着テーブルを示す斜視図。
【図４】吸着テーブルによる基板の吸着状態を示す一部断面図。
【図５】図４の部分拡大断面図。
【図６】本発明に係るブレイク装置の別実施例を示す概略的な正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
本発明においてブレイクされる基板Ｗは、例えば液晶表示用パネルのカバーガラス等に使用される厚み０．１〜０．５ｍｍの薄板ガラスであって、図１に示すように一枚のマザー基板Ｗから互いにＸ−Ｙ方向に直交する格子状のスクライブ予定ラインＳ１、Ｓ２に沿って分断することによって、複数の、本実施例では４枚の単位製品Ｗ１が切り出される。
【００１３】
図２は本発明に係るブレイク装置Ａを示すものであって、基板Ｗを載置して保持する吸着テーブル１を備えている。吸着テーブル１には、図３に示すように、表面に多数のエア吸引孔１ａ…が設けられており、外部に設置した真空ポンプ等のエア吸引源（図示略）に連通されている。また、吸着テーブル１は、その表面に互いにＸ−Ｙ方向に直交して格子状に形成された凸部１ｂを備えている。この凸部１ｂは、この吸着テーブル１に載置されてブレイクされる基板Ｗのスクライブ予定ラインＳ１、Ｓ２に対応する位置に形成されている。これにより、吸着テーブル１上に基板Ｗを載置してエア吸引孔１ａ…で基板Ｗを吸引したときに、基板Ｗが凸部１ｂの部分で隆起して図４及び図５で示すように湾曲隆起部１４を形成するようにしている。
上記凸部１ｂの高さは０．２〜３．０ｍｍ、各凸部のＸ方向の間隔は５０〜５００ｍｍ、Ｙ方向の間隔は５０〜５００ｍｍの範囲内で形成するのがよい。これらの寸法は、ブレイク対象基板Ｗの厚みや素材、並びに、切り出される単位製品Ｗ１の寸法によって設定される。本実施例では、厚み０．３ｍｍの薄板ガラス製の基板に対して、凸部０．３ｍｍ、Ｘ方向の間隔１００ｍｍ、Ｙ方向の間隔１００ｍｍで形成されている。
【００１４】
さらに吸着テーブル１は、水平なレール２に沿ってＹ方向（図１の前後方向）に移動できるようになっており、モータ（図示略）によって回転するネジ軸３により駆動される。また、吸着テーブル１はモータを内蔵する回転駆動部４により水平面内で回動できるようになっている。
【００１５】
吸着テーブル１を挟んで設けてある両側の支持柱５、５と、Ｘ方向に水平に延びるビーム（横桟）６とを備えたブリッジ７が、テーブル１上を跨ぐようにして設けられている。ビーム６には、Ｘ方向に水平に延びるガイド９が設けられ、このガイド９にはスクライブヘッド１０がモータ８によってＸ方向に移動できるように取り付けられている。
【００１６】
スクライブヘッド１０の下部には、吸着テーブル１上に載置される基板Ｗの表面をスクライブ加工するスクライブライン形成部材としてのカッターホイール１１を保持するホルダ１２が設けられている。ホルダ１２は、流体シリンダ１３によってカッターホイール１１と共に昇降できるように形成されている。
【００１７】
次に、上記ブレイク装置によるブレイク動作手順について説明する。
まず、吸着テーブル１上に基板Ｗを載置する。そして真空ポンプを作動させて基板Ｗを吸着テーブル１表面に吸引する。この吸引によって、図４、５に示すように、基板Ｗは格子状に配置した凸部１ｂ部分で隆起して湾曲隆起部１４を形成する。このとき、凸部１ｂは基板Ｗのスクライブ予定ラインに対応する位置に形成されているので、湾曲隆起部１４の頂部がスクライブ予定ラインとなる。
この状態で、カッターホイール１１をＸ方向の湾曲隆起部１４の頂部に押しつけながらＸ方向に転動させてスクライブラインＳ１を加工する。このとき、湾曲隆起部１４は上方に撓んでいるので、その表面部分は図５の矢印で示すようにスクライブラインＳ１の亀裂を中心として左右に引張応力が作用しており、この引張応力によって亀裂が厚み方向に深く浸透してスクライブラインＳ１に沿って基板Ｗを完全分断する。
Ｘ方向の全てのスクライブラインＳ１を分断した後、吸着テーブル１を水平面上で９０度回転させて、上記同様にカッターホイール１１でスクライブラインＳ２を分断することによって、単位製品Ｗ１を切り出すことができる。
【００１８】
このように、湾曲隆起部１４には頂部を境として左右への引張応力が作用しているので、低いスクライブ荷重でスクライブラインの亀裂を浅く形成しても、この亀裂を厚み全部に浸透させてスクライブラインに沿った分断を行うことが可能となる。これにより、きれいな分断面で基板を分断することができて、分断後の基板の端面強度を高く保持することができる。
【００１９】
上記実施例では基板ＷにスクライブラインＳ１、Ｓ２を加工するスクライブライン形成部材としてカッターホイール１１を用いた例を示したが、これに代えて、図６に示すようにレーザビームを照射するレーザ照射部１５で行ってもよい。このレーザ照射部１５は照射直後のレーザスポットを冷却する冷却機構１６とセットで用いられる。
レーザ照射部１５及び冷却機構１６は、上記カッターホイール１１と同様に、ブレイク装置Ａのガイド９に沿ってＸ方向に移動可能なスクライブヘッド１０に取り付けられている。そして、吸着テーブル１に載置した基板Ｗの湾曲隆起部１４の頂部に対してレーザ照射部１５を移動させながらレーザビームを照射するとともに、これに追従して冷却機構１６から冷媒を噴射する。このときの加熱によって生じる圧縮応力と、急激な冷却によって生じる引張応力とによる応力分布によって亀裂を生じさせてスクライブラインを加工する。この際、レーザ照射部１５の出力を小さくしてスクライブラインの亀裂を浅く形成しても、湾曲隆起部１４には頂部を境とした左右への引張応力が作用しているので、亀裂は引張応力により基板厚み方向に深く浸透させることができ、上記カッターホイール１１の場合と同様に、基板ＷをスクライブラインＳ１、Ｓ２に沿って完全分断して単位製品Ｗ１を切り出すことができる。
【００２０】
なお、本発明では、上記した凸部１ｂを予め障子枠のように格子状に組み付けておき、吸着テーブル１に着脱自在に取り付けることができるようにしてもよい。
これにより、凸部１ｂを吸着テーブル１から取り外せば、基板Ｗを隆起させず平坦な状態でテーブル上に載置することができ、スクライブラインのみを加工する一般的なスクライブ装置として使用することも可能となる。また、サイズの異なる単位製品Ｗ１の寸法に合わせたものを複数用意しておき、所望するサイズのものを取り付けて使用することも可能となる。
【００２１】
以上本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものでなく、その目的を達成し、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、ガラス等の大判のマザー基板から互いにＸ−Ｙ方向に直交する分断予定ラインに沿って基板をブレイクするブレイク方法並びにブレイク装置に適用できる。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ  ブレイク装置
Ｓ１  Ｘ方向のスクライブライン
Ｓ２  Ｙ方向のスクライブライン
Ｗ  基板
Ｗ１  単位製品
１  テーブル
１ａ  エア吸引孔
１ｂ  凸部
１１  カッターホイール（スクライブライン形成部材）
１４  基板の湾曲隆起部
１５  レーザ照射部
１６  冷却機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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