JP2013079170A - スクライブ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 スクライブ時における「カケ」「ソゲ」「交点飛び」などの不具合を抑制する脆性材料基板のスクライブ方法を提供する。
【解決手段】 基板Ｗにカッターホイール６で縦方向のスクライブライン並びに横方向のスクライブラインを形成するスクライブ方法であって、基板Ｗを縦方向にスクライブすることによって、２本の縦方向のスクライブラインＳ１、Ｓ２によって形成された縦方向単位製品列を、端材となる縦の狭間Ｄ１をあけて複数形成し、次いで、縦方向単位製品列の片側辺を形成する縦方向のスクライブラインＳ１から、他方側辺を形成する縦方向スクライブラインＳ２まで横方向にスクライブすることによって、単位製品Ｗ１を区分けする横方向のスクライブラインＳ３を順次加工する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ガラス基板等の脆性材料基板のスクライブ方法に関し、さらに詳細には、基板上に分割予定ラインに沿って縦、横のスクライブライン（切溝）を形成するスクライブ方法に関する。

図１１に示すように、大面積のマザー基板Ｗにカッターホイールを押しつけながら転動させることにより、互いに交差する縦、横の複数条のスクライブラインＳａ、Ｓｂを形成し、このスクライブラインに沿って基板Ｗをブレイクすることにより、単位製品ごとに分割して単位製品Ｗ１を取り出す方法が知られている（例えば特許文献１、特許文献２等）。

ところで、このような互いに交差する縦方向のスクライブラインＳａ並びに横方向のスクライブラインＳｂをカッターホイールＣでクロススクライブするときに、スクライブラインＳａ、Ｓｂの交点で「カケ」や「ソゲ」と呼ばれる加工不良が発生することがあった。

「カケ」とは、図１２に示すように、最初に縦方向のスクライブラインＳａを形成したあと、カッターホイールＣを圧接転動して横方向のスクライブラインＳｂを形成するときに、カッターホイールの圧接力（押圧力）が負荷されている側の基板（図の左側の基板）が負荷されていない側の基板（図の右側の基板）よりも矢印に示すように沈み込み、既設のスクライブラインＳａを越えるところで、右側の基板に乗り上がるときに発生する微細なカケ（図中αで示す）をいう。

また、「ソゲ」とは、図１３に示すように、最初に縦方向のスクライブラインＳａを形成したあと、横方向のスクライブラインＳｂを形成するときに、カッターホイールが既設のスクライブラインＳａを越えるところで、スクライブラインＳａの垂直方向のクラックＫが基板の裏面近傍で斜め方向に形成されることをいう。この「ソゲ」を図中βで示す。

このような「カケ」や「ソゲ」は、当然ながら分断後の製品の品質を損なうものであり、製造歩留まりを低下させる大きな原因となっていた。

そこで、脆性材料基板をクロススクライブするときに、スクライブラインの交点近傍でカッターホイールのスクライブ圧を一時的に下げるように押圧力を制御して、「カケ」や「ソゲ」の発生を防ぐようにした方法が特許文献３で開示されている。

特開２００１−３２８８３３号公報 特開２００４−３５９５０２号公報 特開２００９−１３２６１４号公報

しかしながら、スクライブラインの交点近傍でカッターホイールのスクライブ圧を一時的に下げるように押圧力を制御する特許文献３に記載の方法では、押圧力を複雑に変化させる専用の制御プログラムや機械的な動作システムが必要となって手間とコストがかかることになる。また、厚みのある基板や材料組成によってはスクライブ圧をあまり下げることができないものがあり、「カケ」や「ソゲ」を完全に防ぐことができなかった。
また、スクライブラインの交点近傍でカッターホイールのスクライブ圧を下げると「交点飛び」と呼ばれる不都合な現象が発生するおそれがある。この現象は、最初に形成されたスクライブラインと、これと交差する第２のスクライブラインをカッターホイールにより形成するときに、あとから形成されるべきスクライブラインが交点付近で形成されないことをいう。これは、最初に形成されたスクライブラインの溝両側に応力が残存し、この応力の残存している箇所をカッターホイールが横切るときに、カッターホイールの押圧力が削がれてしまうことが原因であると考えられている。このような「交点飛び」の現象が発生すると、当然ながらスクライブラインから基板を分断したときにきれいな分断面を得ることができず、高品質の製品を作ることができない。

そこで本発明は、上記した「カケ」「ソゲ」「交点飛び」などの従来課題を解決した新規な脆性材料基板のスクライブ方法を提供することを目的とする。

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、本発明のスクライブ方法では、基板にカッターホイールで縦方向のスクライブライン並びに横方向のスクライブラインを形成するスクライブ方法であって、まず、前記基板を縦方向にスクライブすることによって、左辺および右辺となる２本の縦方向のスクライブラインによって形成された縦方向単位製品列を、端材となる縦の狭間をあけて複数形成する。次いで、前記縦方向単位製品列の片側辺である左辺または右辺を形成する縦方向のスクライブラインから他方側辺である右辺または左辺を形成する縦方向スクライブラインまで横方向にスクライブすることによって、単位製品を区分けする横方向のスクライブラインを順次加工する。

本発明のスクライブ方法によれば、スクライブのときにカッターホイールがスクライブラインを交差しないように、横方向のスクライブラインが、単位製品列の左辺（または右辺）を形成する縦方向のスクライブラインから右辺（または左辺）を形成する縦方向スクライブラインの間で形成されているので、縦方向のスクライブラインを乗り越えて形成される交点が存在しなくなる。これにより、上述した交点での「カケ」や「ソゲ」の発生を著しく減少することができるとともに、「交点飛び」の現象もなくすことができ、分断面のきれいな高品質の単位製品を得ることができる、といった効果がある。

本発明において、形成すべき縦方向単位製品列の数と同じ数のカッターホイールを使用し、まず、縦方向単位製品列のそれぞれの片側辺である左辺または右辺を形成する縦方向のスクライブラインを加工し、次いで、縦方向単位製品列のそれぞれの他方側辺である右辺または左辺を形成する縦方向のスクライブラインを加工し、次いで、各縦方向単位製品列における単位製品を区分けする横方向のスクライブラインを横列同時に加工するようにするのが好ましい。
これにより、２回のスクライブで、複数の縦方向単位製品列を端材となる狭間をあけて形成することができるとともに、各縦方向単位製品列における単位製品を区分けする横方向のスクライブラインも横列同時に形成することができる。

また本発明では、前記縦方向単位製品列における単位製品の間に、端材となる横の狭間が形成されるように前記横方向のスクライブラインを加工するようにしてもよい。
これにより、隣り合う単位製品の縦、横の間に狭間が形成されるので、分断時にこの狭間部分を端材として破棄することによりさらに高品質の単位製品を得ることができる。

本発明のスクライブ方法を実施するためのスクライブ装置の一例を示す図。 本発明のスクライブ方法の第１工程を示す説明図。 本発明のスクライブ方法の第２工程を示す説明図。 本発明のスクライブ方法の第３工程を示す説明図。 本発明のスクライブ方法の第４工程を示す説明図。 本発明のスクライブ方法によりスクライブされたマザー基板を示す平面図。 本発明の第２実施例によりスクライブされたマザー基板を示す平面図。 本発明の第２実施例におけるスクライブ方法の第１工程を示す説明図。 本発明の第２実施例におけるスクライブ方法の第２工程を示す説明図。 本発明のスクライブ方法の別実施例を示す説明図。 格子状にスクライブされた従来のマザー基板を示す平面図。 従来のクロススクライブ時に生じる「カケ」の現象を説明する図。 従来のクロススクライブ時に生じる「ソゲ」の現象を説明する図。

以下、本発明に係るスクライブ方法の詳細を、図１〜図６に基づいて詳細に説明する。図１は本発明のスクライブ方法を実施するためのスクライブ装置の一例を示す斜視図である。本実施例では１枚のマザー基板Ｗから１２個の同形の単位製品Ｗ１を取り出すための加工が行われる。

スクライブ装置１は、左右一対の支柱２、２と、これら支柱２、２に橋架された横梁（ビームともいう）３とを備え、横梁３はＸ方向に沿って配置されている。横梁３には複数の、本実施例では３個のスクライブヘッド４がガイド５に沿ってＸ方向に移動可能に設けられている。スクライブヘッド４の下端には、マザー基板Ｗに縦、横のスクライブラインを加工するためのカッターホイール６が取り付けられている。カッターホイール６は、スクライブヘッド４に設けられた周知の切替機構（不図示）により、その転動方向がＸ方向、並びにＸ方向と平面上で直交するＹ方向の両方に切り替えることができるようにしてある。

スクライブヘッド４の下方にはマザー基板Ｗを載置するテーブル７が配置されており、該テーブル７の表面には、マザー基板Ｗを吸着保持するためのエア吸引孔（不図示）が設けられている。また、テーブル７はＹ方向に延設されたレール８に沿ってボールネジ９により往復移動できるように形成されている。

次に、上記スクライブ装置１を使用した本発明のスクライブ方法について説明する。
まず、図２に示すように、スクライブ装置１の３つのスクライブヘッド４を所定の間隔（後述するピッチＰと端材の幅である縦の狭間Ｄ１との和）をあけて配置する。次いで、テーブル７にマザー基板Ｗを載置保持させ、スクライブヘッド４のカッターホイール６をマザー基板Ｗに押しつけながらテーブル７をＹ方向に移動させることにより、縦長に形成される単位製品列のそれぞれの左辺となる縦方向のスクライブラインＳ１を加工する。

次いで、図３に示すように、３つのスクライブヘッド４をＸ方向にピッチＰだけ移動配置する。このピッチＰは、形成される縦方向単位製品列の横幅に相当する。この状態でスクライブラインＳ１と同様に、スクライブヘッド４のカッターホイール６をマザー基板Ｗに押しつけながらテーブル７をＹ方向に移動させることにより、縦長に形成される単位製品列のそれぞれの右辺となる縦方向のスクライブラインＳ２を加工する。
これにより、左右のスクライブラインＳ１、Ｓ２によって区分けされた縦方向単位製品列が縦の狭間Ｄ１を隔てて３列形成される。なお、縦の狭間Ｄ１は端材となる部分であってブレイク処理ができさえすればよいので、あまり端材の面積が大きくならない方が好ましく、例えば１０ｍｍ以下にするのが好ましい。

次いで、図４に示すように、カッターホイール６の転動方向をＸ方向に切り替えたあと、スクライブラインＳ１の上にくるまで移動する。またテーブル７をＹ方向に送って、横方向のスクライブラインを形成しようとする位置の上に停止させる。このあと、縦方向単位製品列の実質的な左辺を形成する縦方向のスクライブラインＳ１から右辺を形成するスクライブラインＳ２まで、カッターホイール６をマザー基板Ｗに押しつけながらガイド５に沿って移動させることによって、縦方向単位製品列における単位製品を実質的に区分けする横方向のスクライブラインＳ３を横列同時に加工する。このようにして、順次横方向のスクライブラインＳ３を図５に示すように加工していく。これにより、図６に示すような縦、横のスクライブラインＳ１、Ｓ２、Ｓ３によって単位製品Ｗ１となる領域が格子状に形成される。
なお、スクライブラインＳ３は、スクライブラインＳ２からスクライブラインＳ１まで逆方向に移動させてもよい。この場合はスクライブラインＳ２の上からスクライブラインＳ１に沿って移動されることになる。

このあと、スクライブラインが形成されたマザー基板Ｗはブレイク装置に送られて、縦、横のスクライブラインに沿ってブレイク処理がなされて分断され、単位製品Ｗ１が取り出される。

上記のスクライブ方法によれば、横方向のスクライブラインＳ３が、縦方向単位製品列の実質的な左辺を形成する縦方向のスクライブラインＳ１から右辺を形成する縦方向スクライブラインＳ２の間で形成されているので、縦方向のスクライブラインＳ１、Ｓ２を乗り越えて形成される交点が存在しなくなる。これにより、上述した交点での「カケ」や「ソゲ」の発生を著しく抑制できるとともに、「交点飛び」の現象もなくすことができ、分断面のきれいな高品質の単位製品を得ることができる。

また、スクライブ時において、横方向のスクライブラインＳ３の終端で縦方向のスクライブラインＳ２に到達したときに、縦の狭間Ｄ１部分に万一微少な「カケ」が生じたとしても、縦の狭間Ｄ１部分は分断後に端材として破棄されるので、取り出される単位製品Ｗ１には全く影響がない。

本発明において、図７に示すように、縦方向単位製品列における単位製品Ｗ１の間に横の狭間Ｄ２が形成されるように、横方向のスクライブラインＳ３を加工するようにしてもよい。この場合、図８並びに図９に示すように、テーブル７のＹ方向への送りピッチを、単位製品のＹ方向の幅と狭間とを考慮してあらかじめ設定しておき、先の実施例と同様に、スクライブヘッド４に取り付けた複数のカッターホイール６で横方向にスクライブして、スクライブラインＳ３を順次加工することにより行うことができる。
この実施例では、隣り合う単位製品Ｗ１の縦、横の間に狭間Ｄ１、Ｄ２が形成されているので、分断時にこの狭間部分を端材として破棄することによりさらに高品質の単位製品Ｗ１を得ることができる。

本発明において、取り出される単位製品Ｗ１の数が同じである場合、縦方向単位製品列を多くして、その単位製品列の数だけスクライブヘッドの数を増やして加工すれば、より作業の高速化を図ることができる。
例えば、取り出される単位製品Ｗ１が１２個とした場合、先の実施例では縦方向単位製品列が３列であったので、縦方向のスクライブＳ１、Ｓ２を加工するのに３個のスクライブヘッド４を用いてＹ方向に２回スクライブし、横方向のスクライブラインＳ３を加工するのにスクライブラインＳ３の数だけ、すなわち、図７の実施例では８回スクライブする必要がある。これに対し、同じ図７に示したマザー基板Ｗを加工するのに、図１０に示すように、マザー基板Ｗを横にして、縦方向単位製品列が横方向に４列並んだ状態にして、４個のスクライブヘッド４で加工する場合、縦方向のスクライブＳ１、Ｓ２を加工するのにＹ方向に２回スクライブし、横方向のスクライブラインＳ３を加工するのに６回のスクライブで形成できる。すなわち、横方向のスクライブは前者の８回に比べて６回で済み、それだけスクライブ作業の高速化を図ることが可能となる。

上記実施例において、テーブル７をＹ方向に移動させて縦方向のスクライブＳ１、Ｓ２を加工したが、反対にスクライブヘッド４を支持する横梁３や支柱２を移動できるようにしてスクライブするようにしてもよい。また、横方向のスクライブラインＳ３についても、テーブル７をＸ方向に移動できるようにして行うことが可能である。

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はない。例えば、縦方向のスクライブ加工において、左辺と右辺とを逆順に加工してもよいし、横方向のスクライブ加工において、右辺から左辺に向けて加工してもよい。その他、本発明の目的を達成し、請求の範囲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。

本発明の分断方法は、ガラス基板等の脆性材料からなる基板に、ブレイク予定ラインに沿って縦、横のスクライブラインを形成するスクライブ方法に利用される。

１ スクライブ装置
４ スクライブヘッド
６ カッターホイール
７ テーブル
Ｄ１、Ｄ２ 狭間
Ｓ１、Ｓ２ 縦方向のスクライブライン
Ｓ３ 横方向のスクライブライン

Claims (3)

1. 基板にカッターホイールで縦方向のスクライブライン並びに横方向のスクライブラインを形成するスクライブ方法であって、
   前記基板を縦方向にスクライブすることによって、左辺および右辺となる２本の縦方向のスクライブラインによって形成された縦方向単位製品列を、端材となる縦の狭間をあけて複数形成し、
   次いで、前記縦方向単位製品列の左辺または右辺を形成する縦方向のスクライブラインから、右辺または左辺を形成する縦方向スクライブラインまで横方向にスクライブすることによって、単位製品を区分けする横方向のスクライブラインを順次加工するようにしたことを特徴とするスクライブ方法。
2. 形成すべき縦方向単位製品列の数と同じ数のカッターホイールを使用し、
   まず、縦方向単位製品列のそれぞれの左辺または右辺を形成する縦方向のスクライブラインを加工し、
   次いで、縦方向単位製品列のそれぞれの右辺または左辺を形成する縦方向のスクライブラインを加工し、
   次いで、各縦方向単位製品列における単位製品を区分けする横方向のスクライブラインを横列同時に加工するようにした請求項１に記載のスクライブ方法。
3. 前記縦方向単位製品列における単位製品の間に、端材となる横の狭間が形成されるように前記横方向のスクライブラインを加工するようにした請求項１または請求項２に記載のスクライブ方法。

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