(57)【要約】【課題】生産効率の向上を図ることができると共に、被割断基板への負荷が小さくて済む基板割断装置及び基板割断方法を提供する。【課題手段】本発明に係る基板割断装置１０は、被割断基板Ｋにおける割断予定線Ｊ上にスクライブ線ＳＢを形成するスクライブ線形成手段４０，５０と、スクライブ線形成手段４０，５０によるスクライブ線ＳＢの形成に追随してスクライブ線ＳＢを境に被割断基板Ｋを割断可能とする大きさの曲げモーメントを被割断基板Ｋに付与する曲げモーメント付与手段６０，９０とを備えることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被割断基板（Ｋ）における割断予定線（Ｊ）上にスクライブ線（ＳＢ）を形成するスクライブ線形成手段（４０，５０）と、
スクライブ線形成手段（４０，５０）によるスクライブ線（ＳＢ）の形成に追随してスクライブ線（ＳＢ）を境に被割断基板（Ｋ）を割断可能とする大きさの曲げモーメントを被割断基板（Ｋ）に付与する曲げモーメント付与手段（６０，９０）とを備えることを特徴とする基板割断装置。
【請求項２】
曲げモーメント付与手段（６０，９０）は、スクライブ線（ＳＢ）の両側部分（Ｔ）に被割断基板（Ｋ）の厚み方向の力を作用させるように構成された請求項１に記載の基板割断装置。
【請求項３】
曲げモーメント付与手段（６０）は、スクライブ線（ＳＢ）の両側部分（Ｔ）を押圧する押圧ローラ（６１）を備える請求項２に記載の基板割断装置。
【請求項４】
曲げモーメント付与手段（９０）は、スクライブ線（ＳＢ）の両側部分（Ｔ）に向けて圧縮エアー（Ａ１）を噴出して押圧する押圧エアー噴射ノズル（９１）を備える請求項２に記載の基板割断装置。
【請求項５】
両側部分（Ｔ）の中央部分（Ｕ）を、被割断基板（Ｋ）におけるスクライブ線（ＳＢ）の非形成面の側から支持する支持手段（２４，８１，１００）を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板割断装置。
【請求項６】
支持手段（１００）は、前記両側部分（Ｔ）の中央部分（Ｕ）を、被割断基板（Ｋ）におけるスクライブ線（ＳＢ）の非形成面の側から圧縮エアー（Ａ２）を噴出して支持する支持エアー噴射ノズル（１０１）を備える請求項５に記載の基板割断装置。
【請求項７】
被割断基板（Ｋ）が脆性材料である請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板割断装置。
【請求項８】
被割断基板（Ｋ）を保持するための基板保持手段（２０）と、
基板保持手段（２０）に対して相対移動可能に設けられ当該相対移動により被割断基板（Ｋ）における割断予定線（Ｊ）上にスクライブ線（ＳＢ）を形成するスクライブ線形成手段（４０，５０）と、
スクライブ線形成時における被割断基板（Ｋ）に対するスクライブ線形成手段（４０，５０）の相対移動方向（Ｙ２）を基準にしてスクライブ線形成手段（４０，５０）の後方にこれと一体的に設けられ、スクライブ線形成手段（４０，５０）によるスクライブ線（ＳＢ）の形成に追随してそのスクライブ線（ＳＢ）の両側部分（Ｔ）に被割断基板（Ｋ）の厚み方向の力を作用させることにより被割断基板（Ｋ）をスクライブ線（ＳＢ）を境に割断可能とする大きさの曲げモーメントを付与する曲げモーメント付与手段（６０，９０）と
を備えることを特徴とする基板割断装置。
【請求項９】
被割断基板（Ｋ）における割断予定線（Ｊ）上のスクライブ線（ＳＢ）の形成に追随してスクライブ線（ＳＢ）を境に被割断基板（Ｋ）を割断可能とする大きさの曲げモーメントを被割断基板（Ｋ）に付与することを特徴とする基板割断方法。
【請求項１０】
スクライブ線（ＳＢ）の両側部分（Ｔ）に被割断基板（Ｋ）の厚み方向の力を作用させて曲げモーメントを付与する請求項９に記載の基板割断方法。
【請求項１１】
スクライブ線（ＳＢ）の両側部分（Ｔ）を押圧ローラ（６１）により押圧して曲げモーメントを付与する請求項１０に記載の基板割断方法。
【請求項１２】
スクライブ線（ＳＢ）の両側部分（Ｔ）に向けて圧縮エアー（Ａ１）を噴出して曲げモーメントを付与する請求項１０に記載の基板割断方法。
【請求項１３】
前記両側部分（Ｔ）の中央部分（Ｕ）を、被割断基板（Ｋ）におけるスクライブ線（ＳＢ）の非形成面の側から支持する請求項９から請求項１２のいずれかに記載の基板割断方法。
【請求項１４】
前記両側部分（Ｔ）の中央部分（Ｕ）を、被割断基板（Ｋ）におけるスクライブ線（ＳＢ）の非形成面の側から圧縮エアー（Ａ２）を噴出して支持する請求項１３に記載の基板割断方法。
【請求項１５】
被割断基板（Ｋ）が脆性材料である請求項９から請求項１４のいずれかに記載の基板割断方法。
【請求項１６】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の基板割断装置を用いて割断した割断基板。
【請求項１７】
請求項９から請求項１５のいずれかに記載の基板割断方法を用いて割断した割断基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板、セラミックスまたはウエハーなどの脆性材料（被割断基板）を切断加工する基板割断装置、基板割断方法、及びこの装置または方法を用いて割断した割断基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス板、セラミックスまたはウエハーなどの脆性材料を切断加工するにあたり、種々の手法がある。【０００３】
一般的な手法では、例えば特許文献１のように、まず超硬工具等のメカニカル刃を用いて被割断基板の割断予定線に沿ったスクライブ線を形成し、次いでそのスクライブ線の回りに別置きのブレーク装置により曲げモーメントを付与する。なお、スクライブ線の形成は、メカニカル刃に代えて例えば特許文献２のように、レーザ光を用いることでも可能である。【０００４】
一方、特許文献３に記載のように、スクライブ線形成のためのカッターローラと、割断のためのブレークローラとをタンデムに配設し、往動時にカッターローラを降下させ且つブレークローラを退避させておくことでスクライブ線を形成し、復動時はカッターローラを退避させ且つブレークローラを降下させておくことで割断を行うものもある。ブレークローラはスクライブ線の両側部分に被割断基板の幅方向の引張力を作用させるようにして割断する。
【特許文献１】特開平６−１０２４８０号公報
【特許文献２】特開平７−２７６１７４号公報
【特許文献３】再公表特許ＷＯ２００４／００７１６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、特許文献２、特許文献３の各手法では、スクライブ線形成とブレークとをそれぞれ別の工程（時間帯）で行うため、生産効率が良くないという問題があった。【０００６】
また、特許文献１、特許文献２、特許文献３の各手法では、１本の長いスクライブ線を形成し終えてから、そのスクライブ線を境に割断するための作用を被割断基板に付与していた。この場合は、スクライブ線が長いため、割断時にスクライブ線の下方（すなわち被割断基板の厚み方向）に向かうべき応力集中がスクライブ線の長手方向に分散してしまい、スクライブ線の亀裂先端（厚み方向の底部）に加わる応力値が低くなる。このため、始めに形成しておくスクライブ線を深いものとするか、または割断時に作用させる力を大きなものとする必要があり、被割断基板への負荷が大きいという問題があった。【０００７】
特に、特許文献３の手法では、被割断基板の幅方向の引張力で割断しており、この場合は、十分に深いスクライブ線を形成しておく必要がある。このような深いスクライブ線を形成するためには、比較的大きな押圧力を付与可能な特殊のカッター刃が必要であると共に切り粉が多く発生する。また、スクライブ線が深いため、途中で被割断基板の反転等の動作を伴う場合には、基板を破断する畏れもある。【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、生産効率の向上を図ることができると共に、被割断基板への負荷が小さくて済む基板割断装置及び基板割断方法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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る基板割断装置１０は、被割断基板Ｋにおける割断予定線Ｊ上にスクライブ線ＳＢを形成するスクライブ線形成手段４０，５０と、スクライブ線形成手段４０，５０によるスクライブ線ＳＢの形成に追随してスクライブ線ＳＢを境に被割断基板Ｋを割断可能とする大きさの曲げモーメントを被割断基板Ｋに付与する曲げモーメント付与手段６０，９０とを備えることを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係る基板割断方法は、被割断基板Ｋにおける割断予定線Ｊ上のスクライブ線ＳＢの形成に追随してスクライブ線ＳＢを境に被割断基板Ｋを割断可能とする大きさの曲げモーメントを被割断基板Ｋに付与することを特徴とする。【００１１】
本発明によると、曲げモーメント付与手段６０，９０は、スクライブ線形成手段４０，５０によるスクライブ線ＳＢの形成に追随して、このスクライブ線ＳＢを境に被割断基板Ｋを割断可能な曲げモーメントを被割断基板Ｋに付与することで割断を行う。このように１パス、すなわち１回の片道走行動作でフルカットするため、生産効率の向上を図ることができる。また、曲げモーメント付与手段６０，９０は、スクライブ線ＳＢの形成動作直後にスクライブ線ＳＢのまわりの両側部分Ｔを押圧して、曲げモーメントを付与し、被割断基板Ｋを割断する。つまり、機械的に応力を加えることで割断を行い、レーザ光等の加熱手段を用いないので、有機ＥＬ基板等の耐熱温度がそれほど高くない基板の割断にも適用することができる。【００１２】
また、従来は、１本の長いスクライブ線ＳＢを形成し終えてから、そのスクライブ線ＳＢを境に割断するための作用を被割断基板Ｋに付与していた。この場合は、スクライブ線ＳＢが長いため、割断時にスクライブ線ＳＢの下方（すなわち被割断基板Ｋの厚み方向）に向かうべき応力集中がスクライブ線の長手方向に分散してしまい、スクライブ線ＳＢの亀裂先端に加わる応力値が低くなる。このため、始めに形成しておくスクライブ線ＳＢを深いものとするか、または割断時に作用させる力を大きなものとする必要があった。これに対して本発明では、スクライブ線ＳＢの形成直後に、このスクライブ線ＳＢのまわりに、割断するための作用である曲げモーメントを付与する。スクライブ線ＳＢの生起点ＳＳからフルカットになっている部分ＳＥまでの距離Ｄが一定で短く（図６（Ｂ）参照）、この短い距離Ｄのスクライブ線ＳＢに対して、割断するための作用を付与するので、応力集中の分散が非常に少なく、スクライブ線ＳＢの亀裂先端に加わる応力値は高いものとなる。このため、始めに形成しておくスクライブ線ＳＢは比較的浅いもので済むと同時に、割断時に作用させる力も小さなもので済む。従って、スクライブ線形成手段として、特殊なカッター刃等が必要でなく、レーザ光のように比較的浅いスクライブ線しか形成できないものでもよい。このため被割断基板Ｋに余分な負荷がかからず、デリケートな基板、例えば液晶滴下注入(ＯＤＦ)基板等の割断に好適である。【００１３】
なお、圧縮エアーＡ１を用いて曲げモーメントを付与することで、被割断基板Ｋへの負荷を更に減らすことができる。また、スクライブ線ＳＢの両側部分Ｔの中央部分Ｕを、被割断基板Ｋにおけるスクライブ線ＳＢの非形成面の側から支持することで、割断に必要な曲げモーメントを確実に付与することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る基板割断装置及び基板割断方法によると、生産効率の向上を図ることができると共に、被割断基板への負荷が小さくて済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
本発明を実施するための第１実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る第１実施形態のレーザ割断装置の正面概略図、図２は可動テーブルの平面図、図３は割断動作中の割断ユニットの正面図、図４は割断動作中の割断ユニットの側面図である。各図において直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面を水平面、Ｚ方向を鉛直方向とする。【００１６】
図１に示すように、第１実施形態のレーザ割断装置１０は、可動テーブル２０、初期亀裂形成機構３０、レーザ光照射ユニット４０、冷却ユニット５０及び割断ユニット６０を備える。初期亀裂形成機構３０、レーザ光照射ユニット４０、冷却ユニット５０及び割断ユニット６０は、可動テーブル２０よりも高い位置において一体的にこの順にタンデムな配置で基台７０に固設される。【００１７】
可動テーブル２０は、図２、図４に示すように、載置されたガラス板Ｋを真空吸着により保持可能なテーブル面２２を備える。テーブル面２２は、Ｙ方向に平行となるように形成された長溝２３を備える。長溝２３の深さは、テーブル面２２から１ｍｍ〜３ｍｍ程度が好ましい。長溝２３におけるＸ方向中央部には、Ｙ方向に平行となるように線状凸部２４（２４ａ，２４ｂ）を備える。上記長溝２３は、本例では２本形成される。可動テーブル２０は、テーブル駆動装置２１によりＸＹＺ各方向に駆動可能とされ、割断動作時はＹ１方向に駆動される。【００１８】
初期亀裂形成機構３０は、先端に回転刃３１を有し上下駆動可能とされた回転刃ユニット３２を備え、可動テーブル２０に載置保持されたガラス板Ｋにおける割断予定線Ｊの始端ＪＳ（図６（Ａ）参照）に極微少な初期亀裂を形成可能に構成される。【００１９】
レーザ光照射ユニット４０は、レーザ発振器から出力されたレーザ光Ｌを、反射ミラーやエキスパンドレンズなどからなる光学系を経由して、レーザ照射窓４１からガラス板Ｋの表面に向けて照射可能に構成される。レーザ照射窓４１から照射されるレーザ光Ｌは、ガラス板Ｋにスクライブ線ＳＢ（図６（Ｂ）参照）を形成するのに十分な出力を有するものとされる。レーザ照射窓４１は、スクライブ線形成時における可動テーブル２０に対するレーザ光Ｌの相対移動方向Ｙ２を基準に回転刃３１の後方部に設けられる。【００２０】
冷却ユニット５０は、霧状の冷却ミストＭを噴射可能な噴射ノズル５１を備える。噴射ノズル５１は、ガラス板Ｋ上に照射されるレーザ光Ｌに追随するように、スクライブ線形成時における可動テーブル２０に対するレーザ光Ｌの相対移動方向Ｙ２を基準にレーザ照射窓４１の後方部に設けられる。【００２１】
割断ユニット６０は、押圧ローラ６１、ローラ支持ユニット６２及びエアスライダテーブル６３を備える。押圧ローラ６１は、図３，４に示すように、Ｘ軸に平行なシャフト６１１、互いに対向するようにシャフト６１１に嵌設された２枚の回転円盤６１２、及びシャフト６１１における２枚の回転円盤６１２間に貫挿された複数枚のワッシャ６１３を備える。回転円盤６１２の直径は２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度であり、その材質は例えばアルミニウムやステンレス鋼等の金属、またはＭＣ（モノマーキャスト）ナイロン等の合成樹脂が好ましい。２枚の回転円盤６１２間の間隔は４ｍｍ〜１２ｍｍ程度とすることが好ましい。ワッシャ６１３の枚数を変えることにより、２枚の回転円盤６１２間の間隔を調整することができる。また、押圧ローラ６１と噴射ノズル５１とのＹ方向距離は調整可能とされることが好ましい。【００２２】
ローラ支持ユニット６２は、第１ブロック６２１、第２ブロック６２２及び第３ブロック６２３を備える。第１ブロック６２１は、押圧ローラ６１をＸ軸に平行な軸まわりに回転自在となるように軸支する。軸支部分にはベアリング６１ａを用いている。第２ブロック６２２は、ボルト６２６により第１ブロック６２１を固設している。第３ブロック６２３は、第２ブロック６２２をシャフト６２４によりＹ軸に平行な軸まわりに回動自在に軸支する。また第３ブロック６２３は、ボルト６２５によりエアスライダテーブル６３の可動部に固定される。【００２３】
エアスライダテーブル６３は、エアコンプレッサにより供給される圧縮空気により、ローラ支持ユニット６２をＺ方向に上下方向に駆動して退避位置と割断位置とに選択的に配置可能とする。退避位置とは、押圧ローラ６１における回転円盤６１２の最下端がガラス板Ｋの表面よりも十分に高くなる位置である。割断位置とは、回転円盤６１２の最下端がガラス板Ｋの表面よりも若干低くなる位置である。割断位置は予め設定されており、ローラ支持ユニット６２がこの位置にあるとき、スクライブ線形成手段（レーザ光照射ユニット４０及び冷却ユニット５０）により形成されたスクライブ線ＳＢのまわりに、ガラス板Ｋを割断可能とする大きさの曲げモーメントを付与できる。【００２４】
次に、図５、図６、図７も参照して、レーザ割断装置１０の割断動作について説明する。図５は割断対象となるガラス板の平面図、図６は本発明に係る第１実施形態のレーザ割断装置による割断動作を平面視的に示す図、図７は本発明に係る第１実施形態のレーザ割断装置による割断動作のフローチャートである。【００２５】
図５に示すように、ガラス板Ｋには、互いに平行な２本の割断予定線Ｊ１，Ｊ２があるものとして説明する。これら２本の割断予定線Ｊ１，Ｊ２間の間隔は、可動テーブル２０における２本の線状凸部２４ａ，２４ｂ間の間隔と同じであるものとする。【００２６】
まず作業者は、割断対象となるガラス板Ｋをテーブル面２２上に置く（ステップ１００）。このときガラス板Ｋの割断予定線Ｊ１，Ｊ２と、可動テーブル２０における線状凸部２４ａ，２４ｂとがそれぞれ重なるようにする。なお、ガラス板Ｋをテーブル面２２上に置く操作をロボットに行わせるようにしてもよい。次いで作業者は、このガラス板Ｋに対する割断動作の開始命令を、図示しない制御装置の入力部から入力する（ステップ１１０）。これによりテーブル面２２の吸着穴に真空圧が作用し、ガラス板Ｋをテーブル面２２上に吸着保持する（ステップ１２０）。【００２７】
次いでテーブル駆動装置２１は、図６（Ａ）のように、ガラス板Ｋを載置保持した可動テーブル２０を、回転刃３１とガラス板Ｋにおける割断予定線Ｊ１の始端ＪＳとを結ぶ直線ｔ１がＹ方向に平行となるように駆動配置する（ステップ１３０）。次いで初期亀裂形成機構３０は、回転刃３１を降下させ、その刃先がガラス板Ｋの表面よりも低くなる位置に配置する（ステップ１４０）。また、エアスライダテーブル６３は、ローラ支持ユニット６２を割断位置に降下させる（ステップ１５０）。【００２８】
次いでテーブル駆動装置２１は、図６（Ｂ）のように、可動テーブル２０をＹ１方向に駆動する（ステップ１６０）。可動テーブル２０の移動により、回転刃３１がガラス板Ｋの角、すなわち割断予定線Ｊ１の始端ＪＳに衝突する。その直後に初期亀裂形成機構３０は回転刃３１を上昇させる。これにより、割断予定線Ｊ１の始端ＪＳに所定深さ及び長さの極微少な初期亀裂が形成される（ステップ１７０）。【００２９】
初期亀裂が形成されると、レーザ光照射ユニット４０は、移動中のガラス板Ｋに向けてレーザ照射窓４１からレーザ光Ｌを照射する（ステップ１８０）。また、冷却ユニット５０は、レーザ光Ｌに追随するように噴射ノズル５１から冷却ミストＭを噴射する（ステップ１９０）。ガラス板Ｋに対するレーザ光Ｌ及び冷却ミストＭの相対的な移動により、始端JＳを起点として、レーザ光Ｌは割断予定線Ｊ１を急激に加熱し局所的に熱膨張させて圧縮応力を生じさせ、冷却剤Ｍはその直後に加熱部分を急激に冷却することで局所的に収縮させて引張応力を生じさせる。これにより、初期亀裂を亀裂進展の開始点として、ガラス板Ｋの表面に、割断予定線Ｊ１に沿う微小亀裂を連続成長させてスクライブ線ＳＢを形成していく。【００３０】
スクライブ線ＳＢの形成動作直後に押圧ローラ６１は、図４のようにスクライブ線ＳＢを跨ぐようにしてその両側部分Ｔを押圧しながらシャフト６１１を軸として回転していく。このとき回転円盤６１２による下方向への押圧力によりスクライブ線ＳＢのまわりに曲げモーメントが生じ、スクライブ線ＳＢのうち始端ＪＳから回転円盤６１２が当接しているＹ方向位置までの部分が割断される。スクライブ線ＳＢが終端ＪＥに至るまでこの動作を続けることで（ステップ２００でイエス）、ガラス板Ｋは割断予定線Ｊ１を境にして完全に割断される。【００３１】
このようにレーザ割断装置１０によると、割断ユニット６０は、レーザ光照射ユニット４０及び冷却ユニット５０によるスクライブ線ＳＢの形成に追随して、このスクライブ線ＳＢを境にガラス板Ｋを割断可能な曲げモーメントをガラス板Ｋに付与することで割断を行う。このように１パス、すなわち１回の片道走行動作でフルカットするため、生産効率の向上を図ることができる。また、割断ユニット６０は、スクライブ線ＳＢの形成動作直後にスクライブ線ＳＢのまわりの両側部分Ｔを押圧して、曲げモーメントを付与し、ガラス板Ｋを割断する。つまり、機械的に応力を加えることで割断を行い、レーザ光等の加熱手段を用いないので、有機ＥＬ基板等の耐熱温度がそれほど高くない基板の割断にも適用することができる。【００３２】
また、従来は、１本の長いスクライブ線ＳＢを形成し終えてから、そのスクライブ線ＳＢを境に割断するための作用をガラス板Ｋに付与していた。この場合は、スクライブ線ＳＢが長いため、割断時にスクライブ線ＳＢの下方（すなわちガラス板Ｋの厚み方向）に向かうべき応力集中がスクライブ線の長手方向に分散してしまい、スクライブ線ＳＢの亀裂先端に加わる応力値が低くなる。このため、始めに形成しておくスクライブ線ＳＢを深いものとするか、または割断時に作用させる力を大きなものとする必要があった。これに対してレーザ割断装置１０は、スクライブ線ＳＢの形成直後に、このスクライブ線ＳＢのまわりに、割断するための作用である曲げモーメントを付与する。スクライブ線ＳＢの生起点ＳＳからフルカットになっている部分ＳＥまでの距離Ｄが一定で短く（図６（Ｂ）参照）、この短い距離Ｄのスクライブ線ＳＢに対して、割断するための作用を付与するので、応力集中の分散が非常に少なく、スクライブ線ＳＢの亀裂先端に加わる応力値は高いものとなる。このため、始めに形成しておくスクライブ線ＳＢは比較的浅いもので済むと同時に、割断時に作用させる力も小さなもので済む。従って、スクライブ線形成手段として、特殊なカッター刃等が必要でなく、レーザ光のように比較的浅いスクライブ線しか形成できないものでもよい。このためガラス板Ｋに余分な負荷がかからない。また、対向する２枚の回転円盤６１２がスクライブ線ＳＢを跨いで割断する形態であり、２枚の回転円盤６１２間の間隔は４ｍｍ〜１２ｍｍ程度と比較的広いため、割断条件出しが容易である。【００３３】
レーザ割断装置１０において、例えば可動テーブル２０のテーブル面２２が水平面からＸ方向に微妙に傾いていた場合、押圧ローラ６１は次のように機能動作する。すなわち、高くなっているガラス板Ｋの側に一方の回転円盤６１２が当接したとき、その当接点を支点としシャフト６２４を回動軸として、低くなっているガラス板Ｋの側に他方の回転円盤６１２が当接する方向に回動しその部分に当接したところで停止する。このため、ガラス板Ｋが水平面から多少傾いた場合でも、スクライブ線ＳＢの両脇を２枚の回転円盤６１２が均等の押圧力で押圧することができ、安定した割断を行うことができる。【００３４】
割断予定線Ｊ１についての割断が終わると、レーザ光Ｌの照射及び冷却ミストＭの噴射が停止し、ローラ支持ユニット６２は退避位置まで上昇する（ステップ２１０）。そしてテーブル駆動部２１は、可動テーブル２０をＹ２方向に駆動し元の位置に戻す（ステップ２２０）。【００３５】
次いでテーブル駆動部２１は、可動テーブル２０をＸ１方向に駆動することで（ステップ２４０）、割断予定線Ｊ２の割断開始位置に移動させ、その後、割断予定線Ｊ１についての割断と同様な要領で割断予定線Ｊ２についての割断を行う（ステップ１３０〜ステップ２１０）。
〔第２実施形態〕
本発明を実施するための第２実施形態を、図８から図１０を参照しながら説明する。図８は本発明に係る第２実施形態のレーザ割断装置１１の正面概略図である。なお、第２実施形態のレーザ割断装置１１において、第１実施形態のレーザ割断装置１０と同一の構成要素については同一の符号を付してある。また、以下の記述では説明をわかりやすくするため、第２実施形態のレーザ割断装置１１の各構成要素には、第１実施形態のレーザ割断装置１０の構成要素の符号の末尾に「’」の記号を付けたが、この符号の中には、紙面の都合上、添付図面の中で特に明記していないものもある。【００３６】
図８に示すように、第２実施形態のレーザ割断装置１１は、第１実施形態のレーザ割断装置１０に初期亀裂形成機構３０’、冷却ユニット５０’及び割断ユニット６０’を加えた構成とされる。初期亀裂形成機構３０’、冷却ユニット５０’及び割断ユニット６０’は、それぞれ初期亀裂形成機構３０、冷却ユニット５０及び割断ユニット６０と同様な構造であり、レーザ光照射ユニット４０を基準にＹ方向に前後対象となるように取り付けられる。【００３７】
次に、図９、図１０を参照して、レーザ割断装置１１の割断動作について説明する。図９、図１０はレーザ割断装置１１による割断動作のフローチャートである。第１実施形態のときと同じように、割断対象となるガラス板Ｋには、互いに平行な２本の割断予定線Ｊ１，Ｊ２（図５参照）があるものとして説明する。【００３８】
まず作業者は、割断対象となるガラス板Ｋをテーブル面２２上に置く（ステップ３００）。このときガラス板の割断予定線Ｊ１，Ｊ２と、可動テーブル２０における線状凸部２４ａ，２４ｂとが重なるようにする。なお、ガラス板Ｋをテーブル面２２上に置く操作をロボットに行わせるようにしてもよい。次いで作業者は、このガラス板Ｋに対する割断動作の開始命令を、図示しない制御装置の入力部から入力する（ステップ３１０）。これによりテーブル面２２の吸着穴に真空圧が作用し、ガラス板Ｋをテーブル面２２上に吸着保持する（ステップ３２０）。【００３９】
次いでテーブル駆動装置２１は、ガラス板Ｋを載置保持した可動テーブル２０を、回転刃３１とガラス板Ｋにおける割断予定線Ｊ１の始端ＪＳとを結ぶ直線がＹ方向に平行となるように駆動配置する（ステップ３３０）。次いで初期亀裂形成機構３０は、回転刃３１を降下させ、その刃先がガラス板Ｋの表面よりも低くなる位置に配置する（ステップ３４０）。また、エアスライダテーブル６３は、ローラ支持ユニット６２を割断位置に降下させる（ステップ３５０）。【００４０】
次いでテーブル駆動装置２１は、可動テーブル２０をＹ１方向に駆動する（ステップ３６０）。可動テーブル２０の移動により、回転刃３１がガラス板Ｋにおける割断予定線Ｊ１の始端ＪＳに衝突する。その直後に初期亀裂形成機構３０は回転刃３１を上昇させる。これにより、割断予定線Ｊ１の始端ＪＳに所定深さ及び長さの極微少な初期亀裂が形成される（ステップ３７０）。【００４１】
初期亀裂が形成されると、レーザ光照射ユニット４０は、移動中のガラス板Ｋに向けてレーザ照射窓４１からレーザ光Ｌを照射する（ステップ３８０）。また、冷却ユニット５０は、レーザ光Ｌに追随するように噴射ノズル５１から冷却ミストＭを噴射する（ステップ３９０）。ガラス板Ｋに対するレーザ光Ｌ及び冷却剤Ｍの相対的な移動により、始端JＳを起点として、レーザ光Ｌは割断予定線Ｊ１を急激に加熱し局所的に熱膨張させて圧縮応力を生じさせ、冷却剤Ｍはその直後に加熱部分を急激に冷却することで局所的に収縮させて引張応力を生じさせる。これにより、初期亀裂を亀裂進展の開始点として、ガラス板Ｋの表面に、割断予定線Ｊ１に沿う微小亀裂を連続成長させてスクライブ線ＳＢを形成していく。【００４２】
スクライブ線ＳＢの形成動作直後に押圧ローラ６１は、図４のようにスクライブ線ＳＢを跨ぐようにしてその両側部分Ｔを押圧しながらシャフト６１１を軸として回転していく。このとき回転円盤６１２による下方向への押圧力によりスクライブ線ＳＢのまわりに曲げモーメントが生じ、スクライブ線ＳＢのうち始端ＪＳから回転円盤６１２が当接しているＹ方向位置までの部分が割断される。スクライブ線ＳＢが終端ＪＥに至るまでこの動作を続けることで（ステップ４００でイエス）、ガラス板Ｋは割断予定線Ｊ１を境にして完全に割断される。【００４３】
割断予定線Ｊ１についての割断が終わると、レーザ光Ｌの照射及び冷却ミストＭの噴射が停止し、ローラ支持ユニット６２’は退避位置まで上昇する（ステップ４１０）。その後、テーブル駆動部２１は、第１実施形態の場合と異なり、可動テーブル２０をＹ２方向に駆動して元の位置に戻すことなく、次のようにして割断予定線Ｊ２についての割断を行う。【００４４】
まずテーブル駆動装置２１は、ガラス板Ｋを載置保持した可動テーブル２０をＸ方向に駆動して、回転刃３１’とガラス板Ｋにおける割断予定線Ｊ２の始端（割断予定線Ｊ１の終端ＪＥと同じ側）とを結ぶ直線がＹ方向に平行となるように駆動配置する（ステップ４２５、ステップ５３０）。次いで初期亀裂形成機構３０’は、回転刃３１’を降下させ、その刃先がガラス板Ｋの表面よりも低くなる位置に配置する（ステップ５４０）。また、エアスライダテーブル６３’は、ローラ支持ユニット６２’を割断位置に降下させる（ステップ５５０）。【００４５】
次いでテーブル駆動装置２１は、可動テーブル２０をＹ２方向に駆動する（ステップ５６０）。可動テーブル２０の移動により、回転刃３１’がガラス板Ｋにおける割断予定線Ｊ２の始端に衝突する。その直後に初期亀裂形成機構３０’は回転刃３１’を上昇させる。これにより、割断予定線Ｊ２の始端に所定深さ及び長さの極微少な初期亀裂が形成される（ステップ５７０）。【００４６】
初期亀裂が形成されると、レーザ光照射ユニット４０は、移動中のガラス板Ｋに向けてレーザ照射窓４１からレーザ光Ｌを照射する（ステップ５８０）。また、冷却ユニット５０’は、レーザ光Ｌに追随するように噴射ノズル５１’から冷却ミストを噴射する（ステップ５９０）。ガラス板Ｋに対するレーザ光Ｌ’及び冷却ミストＭ’の相対的な移動により、割断予定線Ｊ２の始端を起点として、レーザ光Ｌは割断予定線Ｊ２を急激に加熱し局所的に熱膨張させて圧縮応力を生じさせ、冷却剤はその直後に加熱部分を急激に冷却することで局所的に収縮させて引張応力を生じさせる。これにより、初期亀裂を亀裂進展の開始点として、ガラス板Ｋの表面に、割断予定線Ｊ２に沿う微小亀裂を連続成長させてスクライブ線を形成していく。【００４７】
スクライブ線の形成動作直後に押圧ローラ６１’は、スクライブ線を跨ぐようにしてその両側部分Ｔを押圧しながらシャフト６１１’を軸として回転していく。このとき回転円盤６１２’による下方向への押圧力によりスクライブ線のまわりに曲げモーメントが生じ、スクライブ線のうち始端から回転円盤６１２’が当接しているＹ方向位置までの部分が割断される。スクライブ線が終端に至るまでこの動作を続けることで（ステップ６００でイエス）、ガラス板Ｋは割断予定線Ｊ２を境にして完全に割断される。【００４８】
割断予定線Ｊ２についての割断が終わると、レーザ光Ｌの照射及び冷却ミストの噴射が停止し、割断ユニット６０’の押圧ローラ６１’は退避位置まで上昇する（ステップ６１０）。【００４９】
第２実施形態のレーザ割断装置１１の割断動作は、第１実施形態のレーザ割断装置１０の割断動作に対して次の点で異なる。すなわち、テーブル駆動部２１は、ガラス板Ｋにおける割断予定線Ｊ２を割断するにあたり、可動テーブル２０をＹ２方向に駆動して一旦元の位置に戻してから再びＹ１方向に駆動するのではなく、割断予定線Ｊ１についての割断を終えた帰りに割断予定線Ｊ２についての割断を行う。割断予定線Ｊの本数が３本以上の場合も同様である。このため、短いタクト時間で、複数本の割断予定線Ｊについての割断ができる。
〔第３実施形態〕
本発明を実施するための第３実施形態を、図１１、図１２を参照しながら説明する。図１１は本発明に係る第３実施形態のレーザ割断装置の要部を示す正面概略図、図１２はその側面概略図である。なお、第３実施形態のレーザ割断装置１２において、第１実施形態のレーザ割断装置１０と同一の構成要素については同一の符号を付してある。【００５０】
図１１、図１２に示すように、第３実施形態のレーザ割断装置１２は、第１実施形態のレーザ割断装置１０の可動テーブル２０に代えて可動テーブル２０Ａを備えると共に、支持ローラ８１を備える。可動テーブル２０Ａは、厚さ方向に貫通すると共にＹ方向に沿うように形成された長穴２０Ｈを備える。支持ローラ８１は、長穴２０Ｈの中で押圧ローラ６１における２枚の回転円盤６１２間の位置と対向するように配設され、Ｘ軸に平行なシャフト８１１と、互いに対向するようにシャフト８１１に嵌設された回転円盤８１２とを備える。回転円盤８１２の直径は２０ｍｍ〜３０ｍｍ程度であり、回転円盤６１２と同様に、その材質は例えばアルミニウムやステンレス鋼等の金属、またはＭＣ（モノマーキャスト）ナイロン等の合成樹脂が好ましい。【００５１】
第３実施形態のレーザ割断装置１２では、支持ローラ８１における回転円盤８１２が、第１実施形態のレーザ割断装置１０における線状凸部２４の機能を果たす。すなわち、割断対象となるガラス板Ｋをテーブル面２２上に置くに際し、ガラス板Ｋの割断予定線Ｊと回転円盤８１２の先端部とが重なるようにする。それ以降の動作は、第１実施形態で記述したものと実質上同様であるので省略する。第１実施形態のレーザ割断装置１０では、可動テーブル２０における線状凸部２４を、Ｙ方向への平行度及び先端角度を十分な精度で加工する必要が生じるが、第３実施形態のレーザ割断装置１２ではそのような必要が生じない。
〔第４実施形態〕
本発明を実施するための第４実施形態を、図１３、図１４を参照しながら説明する。図１３は本発明に係る第４実施形態のレーザ割断装置の要部を示す正面概略図、図１４はその側面概略図である。なお、第４実施形態のレーザ割断装置１３において、第１実施形態のレーザ割断装置１０または第３実施形態のレーザ割断装置１２と同一の構成要素については同一の符号を付してある。【００５２】
図１３、図１４に示すように、第４実施形態のレーザ割断装置１３は、第１実施形態のレーザ割断装置１０の可動テーブル２０に代えて可動テーブル２０Ａを備え、割断ユニット６０に代えて割断ユニット９０を備え、更に支持エアー噴射装置１００を備える。可動テーブル２０Ａは、第３実施形態で述べたものと同じものである。【００５３】
割断ユニット９０は、Ｘ方向に互いに所定間隔をあけて配設された２つの押圧エアー噴出ノズル９１を備える。押圧エアー噴出ノズル９１は、スクライブ線ＳＢを境にして略等間隔あけたガラス板Ｋの表面における両側部分Ｔに向けて圧縮エアーＡ１を噴出可能に構成される。圧縮エアーＡ１は、ガラス板Ｋを割断するのに十分な曲げモーメントをスクライブ線ＳＢまわりに付与可能な強さとされる。支持エアー噴射装置１００は、長穴２０Ｈの中で２つの押圧エアー噴出ノズル９１間の位置と対向するように配設され、支持エアー噴射ノズル１０１を備える。支持エアー噴射ノズル１０１は、押圧エアー噴出ノズル９１から噴出された圧縮エアーＡ１に抗してガラス板Ｋを支持可能な程度の強さの圧縮エアーＡ２を、ガラス板Ｋの裏面に向けて噴出可能に構成される。【００５４】
第４実施形態のレーザ割断装置１３では、割断ユニット９０の２つの押圧エアー噴出ノズル９１から噴出する圧縮エアーＡ１が、第１実施形態のレーザ割断装置１０における回転円盤６１２の機能を果たす。また、支持エアー噴出ノズル１０１から噴出する圧縮エアーＡ２が線状凸部２４の機能を果たす。従って、割断対象となるガラス板Ｋをテーブル面２２上に置くに際し、ガラス板Ｋの割断予定線Ｊと支持エアー噴出ノズル１０１の噴出位置とが重なるようにする。割断動作の開始命令を入力することにより、押圧エアー噴出ノズル９１及び支持エアー噴出ノズル１０１からそれぞれ圧縮エアーＡ１，Ａ２が噴出する。そして可動テーブル２０Ａの移動、初期亀裂の形成、スクライブ線ＳＢの形成が順次行われ、このスクライブ線ＳＢの形成に追随して、両エアー噴出ノズル９１，１０１からの圧縮エアーＡ１，Ａ２の噴出により、ガラス板Ｋを割断するのに十分な曲げモーメントがスクライブ線ＳＢまわりに付与されガラス板Ｋは割断される。第４実施形態のレーザ割断装置１３では、割断ユニット９０は、ガラス板Ｋを押圧及び支持するための力に圧縮エアーを用いており、ガラス板Ｋに非接触で割断することができるため、例えばＯＤＦ基板等のデリケートなガラス板Ｋに対して好適である。【００５５】
以上、本発明の第１実施形態から第４実施形態について説明を行ったが、上に開示した実施形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこの実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。例えば、上記第１実施形態及び２実施形態では、スクライブ線形成手段は、レーザ光照射ユニット及び冷却ユニットとしたが、これに代えて超硬工具等のメカニカル刃としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る第１実施形態のレーザ割断装置の正面概略図である。
【図２】可動テーブルの平面図である。
【図３】割断ユニットの正面図である。
【図４】割断動作中の割断ユニットの側面図である。
【図５】割断対象となるガラス板の平面図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態のレーザ割断装置による割断動作を平面視的に示す図である。
【図７】本発明に係る第１実施形態のレーザ割断装置による割断動作のフローチャートである。
【図８】本発明に係る第２実施形態のレーザ割断装置の正面概略図である。
【図９】本発明に係る第２実施形態のレーザ割断装置による割断動作のフローチャートである。
【図１０】本発明に係る第２実施形態のレーザ割断装置による割断動作のフローチャートである。
【図１１】本発明に係る第３実施形態のレーザ割断装置の要部を示す正面概略図である。
【図１２】本発明に係る第３実施形態のレーザ割断装置の要部を示す側面概略図である。
【図１３】本発明に係る第４実施形態のレーザ割断装置の要部を示す正面概略図である。
【図１４】本発明に係る第４実施形態のレーザ割断装置の要部を示す側面概略図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  レーザ割断装置（基板割断装置）
２０  可動テーブル（保持手段）
２０Ａ  可動テーブル（保持手段）
２４  線状凸部（支持手段）
４０  レーザ光照射ユニット（スクライブ線形成手段）
５０  冷却ユニット（スクライブ線形成手段）
６０  割断ユニット（曲げモーメント付与手段）
６１  押圧ローラ
８１  支持ローラ（支持手段）
９０  割断ユニット（曲げモーメント付与手段）
９１  押圧エアー噴射ノズル
１０１  支持エアー噴射装置（支持手段）
１０１  支持エアー噴射ノズル
６１２  回転円盤
Ａ１  圧縮エアー
Ａ２  圧縮エアー
Ｊ  割断予定線
Ｋ  ガラス板（被割断基板）
ＳＢ  スクライブ線
Ｔ  両側部分
Ｕ  中央部分
Ｘ  方向
Ｙ２  方向（相対移動方向）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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