JP2004010466A - スクライブ方法及びスクライブ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガラス基板50の表面に、ガラス基板50の軟化点よりも低い温度で連続してレーザービームを照射してレーザースポットLSを形成しつつ、レーザースポットLSの内部に冷却ポイントCPを形成することにより、ガラス基板50のスクライブ予定ラインに沿って、ブラインドクラックを形成する。本方法は、レーザスポットLSの領域の中に、強制的に冷却する冷却ポイントCPを形成することによって、フルボディカットを防止し、また、移動速度及びレーザービームの出力の適正範囲を広く確保して適切な深さのブラインドクラックを安定して形成することが可能である。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットパネルディスプレイ(以下、FPDと表記する)に使用されるガラス基板等の脆性材料基板を分断するためのスクライブ方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
FPD等に用いられるガラス基板の厚さは、用途に応じて、0.5mmから3mmまで多岐にわたっている。このような種々の厚さを有するFPD用のガラス素板を製造する場合、フロート法またはフュージョン法と呼ばれる工程等を用いることが一般的に知られている。
【0003】
フロート法は、溶けた錫金属の自由面にガラスを浮かす方法であり、歪みが少ない、平坦度が非常に優れた板ガラスを得ることができる。このフロート法により、0.5mmから10mmまで種々の厚さのガラス素板を製造することができる。厚さの厚いガラス板は、カーボンフェンダで、錫金属上でのガラスの広がりを防ぐことにより製造され、厚さの薄いガラス板は、錫の自由面上に浮いているガラスを、ローラ機構を用いて両方向に引っ張ることにより製造される。
【0004】
一方、フュージョン法は、桶から溢れて垂れ下がるガラスを、そのまま下方に垂れ伸ばし、ローラを用いずに、液体の自然面をそのまま固める方法であり、優れた精度の平坦度のガラス素板が得られることが知られている。
【0005】
溶融炉で溶融されたガラスに対して上記のフロート法またはフュージョン法のいずれかを用いて形成した平坦なガラス板は、種々の工程を経た後、コンベア上に流れてくるガラス素板に対して分断工程において分断が行われる。
【0006】
この分断工程は、コンベア上を流れてくる大板のガラス素板に対して、ガラス板の搬送方向に沿って平行及び直角にスクライブラインを形成するスクライブ工程と、このスクライブ工程によって形成されたスクライブラインに沿ってブレイクするブレイク工程とが含まれる。このガラス素板の分断工程を行う場合、コンベア上のガラス素板の搬送速度は、ガラス素板の厚さが薄くなると遅くなり、ガラス素板の厚さが0.5〜0.7mm程度では、100mm/s以下の搬送速度に調整される。ガラス素板の分断工程にて形成されるスクライブラインは、ガラス素板の表面に形成された垂直クラックが連続することにより形成される。
【0007】
コンベア上のガラス素板の搬送方向及び搬送方向に直交する方向に沿うスクライブラインは、超硬合金製または焼結ダイヤモンド製のホィールカッターを用いて形成することが一般的である。しかし、このようなホィールカッターを用いる方法では、スクライブライン形成中に発生するカレットがガラス素板の表面に付着して、欠陥の原因となり、また、ガラス素板をブレイクした際に、ガラス板の端面部分に欠けが生じて製品不良となるおそれがある。
【0008】
このホィールカッターを用いる方法が有する問題点を解消するために、レーザーによる加熱作用と冷却媒体による冷却作用を用いて脆性材料基板に生じる熱歪みを利用してブラインドクラックを形成するスクライブ方法が検討されており、例えば、日本特許第3027768号に開示された方法が知られている。
【0009】
このスクライブ方法では、図9に示すように、ガラス基板50に対して、レーザー発振装置61からレーザービームが照射される。レーザー発振装置61から照射されるレーザービームは、スクライブ予定ラインに沿って長円形状のレーザースポットLSをガラス基板50上に形成する。レーザー発振装置61から照射されるレーザービームは、ガラス基板50に対してレーザースポットLSの長手方向に沿って相対的に移動させられる。
【0010】
また、ガラス基板50の表面におけるレーザービームの照射領域の近傍には、スクライブラインが形成される様に、冷却水等の冷却媒体が、冷却ノズル62から吹き付けられるようになっている。レーザービームが照射されるガラス基板50の表面には、レーザービームによる加熱によって圧縮応力が生じた後に、冷却媒体が吹き付けられることにより、引張り応力が生じる。このように、圧縮応力が生じた領域の近接した領域に引張り応力が生じるために、両領域間に、それぞれの応力に基づく応力勾配が発生し、ガラス基板50には、ガラス基板50の端部に予め形成された切れ目からスクライブ予定ラインに沿って連続するクラックBCが形成される。このクラックBCは微小なため、通常、肉眼では目視することができず、ブラインドクラックBCと称せられている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ガラス基板等の脆性材料基板を分断する場合、上述のように、ガラス基板に対してスクライブラインを形成するスクライブ工程と、スクライブ工程により形成されたスクライブラインに沿ってブレイクするブレイク工程とが行われる。スクライブ工程にて形成されるスクライブラインは、ブレイク工程でガラス基板をブレイクする際に、スクライブラインに沿って正しくブレイクされるために適切な深さに形成される必要がある。他方で、スクライブラインが深く形成され過ぎると、スクライブラインを構成するブラインドクラックがガラス基板の下面にまで貫通したフルボディカットになり、ブレイク工程を行う前にすでにガラス基板が分断された状態になり、搬送途中でガラス基板の落下、脱落等により、ガラス素板の分断ラインが停止される等の支障をきたすおそれがある。したがって、分断対象となるガラス基板に対して適切な深さのスクライブラインを形成することは重要である。
【0012】
しかし、用途に応じて多種の厚さに製造されるガラス素板の中で、厚さの薄いガラス素板の場合は、前述のように、コンベア上の搬送速度が100mm/s以下の低速に調整されるので、レーザービームによる加熱領域がガラス素板の下面にまで達しやすくなって、ブラインドクラックがフルボディカットになるおそれが強い。
【0013】
また、レーザービームの出力が変動すると、ガラス素板の深さに対する加熱領域の深さが変動するので、レーザービームの出力変動により形成されるブラインドクラックの深さが変動する。厚さの薄いガラス素板では、レーザービームの出力変動により、適切な深さのブラインドクラックが形成されるレーザービームの出力とブラインドクラックが形成されないレーザービームの出力との差、また、適切な深さのブラインドクラックが形成されるレーザービームの出力と、ブラインドクラックがフルボディカットになるレーザービームの出力との差が小さく、適切な深さのブラインドクラックを形成するために許容されるレーザービームの出力の幅が狭く、同一のスクライブ工程でも、レーザービーム出力の変動により、ブラインドクラックが形成されない領域と、ブラインドクラックがフルボディカットになる領域の両方が生じるおそれがある。
【0014】
本発明は、ブラインドクラックがフルボディカットになることを抑制し、さらに、適切な深さのブラインドクラックが得られるレーザービームの出力の幅を広げることが可能なスクライブ方法およびスクライブ装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のスクライブ方法は、脆性材料基板の表面に、該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度で連続して加熱しつつ、且つ、その加熱領域の内部に冷却領域を形成することにより、該脆性材料基板のスクライブ予定ラインに沿って、ブラインドクラックを形成することを特徴とするものである。
【0016】
上記本発明のスクライブ方法において、前記加熱領域は、レーザービームを照射することにより形成されることが好ましい。
【0017】
上記本発明のスクライブ方法において、前記脆性材料基板の表面の温度分布を測定する温度測定手段を用いて測定した該脆性基板表面の温度分布に基づいて、前記冷却領域を形成する冷却ノズルが適切な位置に移動することが好ましい。
【0018】
また、本発明のスクライブ装置は、脆性材料基板の表面に、該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度で連続して加熱する加熱手段と、該脆性基板の表面を冷却する冷却手段と、該冷却手段を、該加熱手段によって形成された加熱領域の端部から所定の距離だけ、該加熱領域の内側及び外側に移動させる冷却手段移動手段と、を具備したことを特徴とするものである。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスクライブ方法およびスクライブ装置について、詳細に説明する。
【0020】
図1は、本発明のスクライブ方法を実施するために用いられるスクライブ装置を示す概略図である。このスクライブ装置は、例えば、FPDに使用されるガラス基板を切断するために使用され、図1に示すように、水平な架台11上に所定の水平方向(Y方向:紙面に対して垂直な方向)に沿って往復移動するスライドテーブル12を有している。
【0021】
スライドテーブル12は、架台11の上面にY方向に沿って平行に配置された一対のガイドレール14及び15に、水平な状態で各ガイドレール14及び15に沿ってスライド可能に支持されている。両ガイドレール14及び15の中間部には、各ガイドレール14及び15と平行にボールネジ13が、モータ(図示せず)によって回転するように設けられている。ボールネジ13は、正転及び逆転可能になっており、このボールネジ13にボールナット16が螺合する状態で取り付けられている。ボールナット16は、スライドテーブル12に回転しない状態で一体的に取り付けられており、ボールネジ13の正転及び逆転によって、ボールネジ13に沿って両方向にスライドする。これにより、ボールナット16と一体的に取り付けられたスライドテーブル12が、各ガイドレール14及び15に沿ってY方向にスライドする。
【0022】
スライドテーブ12上には、台座19が水平な状態で配置されている。台座19は、スライドテーブル12上に平行に配置された一対のガイドレール21に、スライド可能に支持されている。各ガイドレール21は、スライドテーブル12のスライド方向であるY方向と直交するX方向に沿って配置されている。また、各ガイドレール21間の中央部には、各ガイドレール21と平行にボールネジ22が配置されており、ボールネジ22がモータ23によって正転及び逆転されるようになっている。
【0023】
ボールネジ22には、ボールナット24が螺合する状態で取り付けられている。ボールナット24は、台座19に回転しない状態で一体的に取り付けられており、ボールネジ22の正転及び逆転によって、ボールネジ22に沿って両方向に移動する。これにより、台座19が、各ガイドレール21に沿ったX方向にスライドする。
【0024】
台座19上には、回転機構25が設けられており、この回転機構25上に、切断対象であるガラス基板50が載置される回転テーブル26が水平な状態に設けられている。回転機構25は、回転テーブル26を、鉛直方向に沿った中心軸の周りに回転させるようになっており、基準位置に対して任意の回転角度θになるように、回転テーブル26を回転させることができる。回転テーブル26上には、ガラス基板50が、例えば吸引チャックによって固定される。
【0025】
回転テーブル26の上方には、回転テーブル26とは適当な間隔をあけて、支持台31が配置されている。この支持台31は、鉛直状態で配置された光学ホルダー33の下端部に水平な状態で支持されている。光学ホルダー33の上端部は、架台11上に設けられた取付台32の下面に取り付けられている。取付台32上には、レーザービームを発振するレーザー発振器34が設けられており、レーザー発振器34から発振されるレーザービームが、光学ホルダー33内に保持された光学系に照射される。
【0026】
光学ホルダー33内に照射されるレーザービームは、光学ホルダー33の下端面から、回転テーブル26上に載置されたガラス基板50に照射される。ガラス基板50には、光学ホルダー33内に保持された光学系によって、所定方向に沿って長く延びる長円形のレーザースポットとして照射される。
【0027】
光学ホルダー33の下端部に取り付けられた支持台31には、ガラス基板50の表面に切れ目を形成するカッターホィールチップ35が設けられている。このカッターホィールチップ35は、ガラス基板50の端部にブラインドクラックの形成のきっかけとなる亀裂(切れ目)を、照射されるレーザービームの長手方向に沿って形成するために用いられる。そして、チップホルダー36によって、昇降可能に保持されている。
【0028】
また、支持台31には、光学ホルダー33に近接して、冷却ノズル移動機構37aが設けられており、この冷却ノズル移動機構37a上に、冷却ノズル37が設けられている。この冷却ノズル37からは、冷却水、Heガス、N2ガス、CO2ガス等の冷却媒体がガラス基板50に噴射されるようになっている。冷却ノズル移動機構37aは、冷却ノズル37から放出される冷却媒体がレーザービームの長円形のビームスポットの端部から所定距離だけ内部側に相当する位置から、レーザービームのビームスポットの端部から所定距離だけ外部側に相当する位置間にわたって冷却スポットCPが形成されるように移動可能に構成されている。
【0029】
また、このスクライブ装置には、ガラス基板50に予めパターニングされたアライメントマークを撮像する一対のCCDカメラ38及び39が設けられており、各CCDカメラ38及び39にて撮像された画像を表示するモニター28及び29が、取付台32上にそれぞれ設けられている。
【0030】
また、このスクライブ装置には、光学ホルダ33及び冷却ノズル37のそれぞれに近接して、ガラス基板50の表面の温度分布を検出する温度検出センサー40とCCDカメラ45とが設けられている。この温度センサ40には、基板表面周辺の赤外線を集光して、電気に変える受光素子が内蔵されており、ガラス基板50の表面上におけるレーザースポットLS及び冷却媒体が吹き付けられる冷却ポイントCPの温度を非接触にて検知することができるようになっている。CCDカメラ45は、ブラインドクラックの形成を画像処理にて確認するための画像処理装置(不図示)に撮像信号を供給するのに用いられる。
【0031】
このようなスクライブ装置によってガラス基板50をスクライブする場合には、まず、所定の大きさに分断されるガラス基板50が、スクライブ装置の回転テーブル26上に載置されて吸引手段によって固定される。そして、CCDカメラ38及び39によって、ガラス基板50に設けられたアライメントマークが撮像される。撮像されたアライメントマークは、モニター28及び29によって表示され、テーブル位置決め用の画像処理装置(図示せず)でアライメントマークの位置情報が処理される。その後、支持台31に対して、ガラス基板50を載置した回転テーブル26が所定の位置に位置決めされ、ガラス基板50には、レーザーによるスクライブが実施される。ガラス基板50をスクライブする際には、光学ホルダー33からガラス基板50の表面に照射される長円形状のレーザースポットの長手方向が、ガラス基板50に形成されるスクライブラインに沿ったX方向になる。回転テーブル26の位置決めは、スライドテーブル12のスライド、台座19のスライド、及び回転機構25による回転テーブル26の回転によって行われる。
【0032】
回転テーブル26が支持台31に対して位置決めされると、回転テーブル26がX方向に沿ってスライドされて、ガラス基板50の端部が、カッターホィール35に対向される。そして、カッターホィールチップ35が下降して、ガラス基板50の端部に、切れ目(図2のTR)が形成される。
【0033】
その後、回転テーブル26が、スクライブ予定ラインに沿ったX方向にスライドされつつ、レーザー発振器34からレーザービームが照射されるとともに、冷却ノズル37から冷却媒体、例えば、冷却水が圧縮エアーとともに噴射される。冷却ノズル37の適正な位置は、温度センサ40がガラス基板50の表面の温度分布を検出した温度データに基づいて、冷却ノズル移動機構37aによって、冷却ノズル37を適切な位置に移動させることによって決められる。具体的には、冷却媒体が噴射される付近の表面温度を温度センサ40にて連続してモニタし、ガラス基板50の表面温度が溶融温度に近くなった場合に、冷却媒体が噴射される冷却ノズル37の位置と噴射量を抑制する。
【0034】
図2は、上記のスクライブ装置を用いた本発明のスクライブ方法によるガラス基板50上のビーム照射状態を示す模式的斜視図で、図3は、そのガラス基板50上の物理変化状態を模式的に示す平面図である。
【0035】
レーザー発振器34から発振されたレーザービームは、ガラス基板50の表面に、長円形状のレーザースポットLSを形成する。レーザースポットLSは、長軸が、形成すべきスクライブライン方向に一致するように照射される。レーザースポットLSのサイズは、例えば、長径bが17mm、短径aが1.4mmの長円形状に設定されるが、適宜変更することが可能である。レーザスポットLSによる加熱温度は、ガラス基板50が溶融される温度より低い、すなわち、ガラス基板50の軟化点よりも低い温度とされる。これにより、レーザースポットLSが照射されたガラス基板50の表面は、溶融されることなく加熱される。
【0036】
冷却ノズル37からは、レーザースポットLSの領域の後方部分に重なるように冷却水等の冷却媒体が吹き付けられて、冷却ポイントCPが形成される。その結果、レーザースポットLSと冷却スポットCPとの間に温度勾配が生じる。
【0037】
レーザースポットLSによって加熱されたガラス基板50の表面の領域には、圧縮応力が発生し、また、冷却水が吹き付けられた冷却ポイントCPには、引張り応力が発生する。このように、レーザースポットLSによる加熱領域に圧縮応力が発生し、冷却水による冷却ポイントCPに引張り応力が発生すると、レーザースポットLSに発生している圧縮力により、冷却ポイントCPに対してレーザースポットLSとは反対側の領域に大きな引張り応力が生じる。そして、この引張り応力を利用して、ガラス基板50の端部にカッターホィールチップ35により形成された切れ目からブラインドクラックBCが、スクライブ予定ラインに沿って形成される。
【0038】
このようにして形成されるブラインドクラックBCは微小なものであり、冷却媒体による引張り応力が作用しなくなると、ブラインドクラックBCは、肉眼では、ほとんど目視することができない。しかしながら、冷却水が吹き付けられた領域の近接部分では、大きな引張り応力が発生するために、ガラス基板50の表面に形成されるブラインドクラックBCは、ミクロ的に観察すると大きな幅寸法で開口した状態になっている。
【0039】
一般に、上記方法を用いて形成されるブラインドクラックBCの深さ(深度)δは、レーザースポットLSの大きさ、レーザースポットLS及び冷却ポイントCPとガラス基板50との相対移動速度Vに依存する。
【0040】
本発明のスクライブ方法では、さらに、レーザースポットLSの中に、冷却媒体が吹き付けられて、冷却ポイントCPが、レーザスポットLSの領域内に形成されるようにしている。これにより、ガラス基板50の表層の温度分布において、温度が最高点付近または下降する途中に、なかば強制的に冷却するように冷却スポットCPを形成している。このため、レーザービームによる加熱領域がガラス基板50の下面に達する前に、ガラス基板50が冷却されるために、レーザービームによる加熱領域がガラス基板50の下面にまで達することに起因して、ブラインドクラックBCがフルボディカットになることを防止することが可能になる。さらに、レーザービームの出力が多少、例えば、10W前後変動しても、また、レーザースポットLS及び冷却ポイントCPのガラス基板50に対する移動速度が多少変動しても、適切な深さのブラインドクラックを形成することが可能となる。したがって、スクライブに用いられるレーザー光出力の許容される変動幅、また、レーザースポットLS及び冷却スポットCPのガラス基板に対する移動速度の許容される変動幅を広くすることができるので、安定したスクライブが可能になる。
【0041】
次に、上記のように、冷却ポイントCPがレーザースポットLS内に形成されるようにした、本発明のスクライブ方法による効果を確認する実験として、実験例1〜5を行ったので、以下、その結果について、詳細に説明する。
【0042】
(実験例1)
実験例1では、ガラス基板として、0.7mmの厚さの硬質系ガラスを用いた。また、このガラス基板に照射されるレーザービームとして、リングモードを用い、そのビーム形状を、39mm(長径b)×1.4mm(短径a)とした。また、この実験例1では、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPが1mmの間隔をあけて外側に形成した。すなわち、従来通りのスクライブ方法を示している。その結果を図4に示す。
【0043】
以下、図4〜図8において示した各表記は、次のような結果を表している。
【0044】
○:ブラインドクラックが正常に形成される。
【0045】
×:ブラインドクラックが正常に形成されない。
【0046】
即ち、ブラインドクラックが形成されない
(速度領域が低い場合)、または
分断後の断面品質が不良である
(速度領域が高い場合)。
【0047】
△:ブラインドクラックが形成された部分と形成されない部分が生じた。
【0048】
F:フルボディカットが発生した。
【0049】
M:基板がメルトした。
【0050】
(実験例2)
実験例2では、ガラス基板として、0.7mmの厚さの硬質系ガラスを用いた。また、このガラス基板に照射されるレーザービームとして、ガウスビームを用い、そのビーム形状を、27mm(長径b)×1.4mm(短径a)とした。この条件に基づいて、冷却スポットCPとレーザースポットLSの端部との間隔を種々変更した場合について、スクライブを行った。図5にその結果を示す。この図5において、図5(a)は、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPが1mmの間隔をあけて外側に形成された場合、すなわち、従来通りのスクライブ方法を示している。図5(b)は、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPがレーザスポットLSの内側に5mmの間隔で形成した場合を示している。図5(c)は、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPがレーザスポットLSの内側に7mmの間隔で形成した場合を示している。
【0051】
(実験例3)
実験例3では、ガラス基板として、0.7mmの厚さの硬質系ガラスを用いた。また、このガラス基板に照射されるレーザービームとして、ガウスビームを用い、そのビーム形状を、22mm(長径b)×1.4mm(短径a)とした。この条件に基づいて、冷却スポットCPとレーザースポットLSの端部との間隔を種々変更した場合について、スクライブを行った。図6にその結果を示す。この図6において、図6(a)は、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPが1mmの間隔をあけて外側に形成された場合、すなわち、従来通りのスクライブ方法を示している。図6(b)は、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPがレーザスポットLSの内側に3mmの間隔で形成した場合を示している。
【0052】
(実験例4)
実験例4では、ガラス基板として、0.7mmの厚さの硬質系ガラスを用いた。また、このガラス基板に照射されるレーザービームとして、リングモードを用い、そのビーム形状を、17mm(長径b)×1.4mm(短径a)とした。この条件に基づいて、冷却スポットCPとレーザースポットLSの端部との間隔を種々変更した場合について、スクライブを行った。図7にその結果を示す。この図7において、図7(a)は、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPが3mmの間隔をあけて外側に形成された場合、すなわち、従来通りのスクライブ方法を示している。図7(b)は、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPが1mmの間隔をあけて外側に形成された場合、すなわち、従来通りのスクライブ方法を示している。また、図7(c)は、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPがレーザスポットLSの内側に1mmの間隔で形成した場合を示している。図7(d)は、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPがレーザスポットLSの内側に3mmの間隔で形成した場合を示している。
【0053】
(実験例5)
実験例5では、ガラス基板として、厚さ0.5mmの硬質系ガラスAを用いた。また、このガラス基板に照射されるレーザービームとして、ガウスビームを用い、そのビーム形状を、28mm(長径b)×0.8mm(短径a)とした。この条件に基づいて、冷却スポットCPとレーザースポットLSの端部との間隔を種々変更した場合について、スクライブを行った。図8にその結果を示す。この図8において、図8(a)は、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPがレーザスポットLSの内側に2mmの間隔で形成した場合を示している。図8(b)は、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPがレーザスポットLSの内側に4mmの間隔で形成した場合を示している。図8(c)は、レーザースポットLSの端部に対して、冷却ポイントCPがレーザスポットLSの内側に6mmの間隔で形成した場合を示している。
【0054】
以上の実験例1〜5にわたって行ったスクライブの結果により示されるように、ガラス基板の厚さの種類(0.7mm、0.5mm)に応じて、細部の最適条件は異なるが、冷却ポイントCPをレーザースポットLSの内側に形成する本発明のスクライブ方法は、冷却ポイントCPをレーザースポットLSの外側に形成する従来のスクライブ方法に比較して、フルボディカットの発生が低減されると共に、レーザースポットLS及び冷却ポイントCPの所定の移動速度において、±10mm/s前後、レーザービームの所定の出力において、±10W前後の適正範囲を確保して適切な深さのブラインドクラックを形成することが可能である。
【0055】
図10は、スクライブ装置に続けて、ブレイク装置を組み込んだガラス基板50の分断自動化ラインの一例を示したガラス基板自動分断ライン100の概略模式図である。
【0056】
このガラス基板自動分断ライン100は、単板のガラス基板を分断するための装置構成を有し、ガラス基板50を収納したカセットを装着したカセットローダー101と、カセットローダー101から引き出されたガラス基板50を載置した後、載置されたガラス基板50を位置決めするコンベア102と、ガラス基板50をスクライブする本発明のスクライブ装置103と、スクライブラインが形成されたガラス基板50を載置した後、位置決めするコンベア104と、2分化したテーブルにより構成され、そのうちの少なくとも1つのテーブルを下方に回転移動させることによりガラス基板50を撓ませてガラス基板50をスクライブラインに沿って分断するブレイク装置105と、分断されたガラス基板50Bをガラス基板自動分断ライン100外に搬出する搬出コンベア106とを備えている。また、このガラス基板自動分断ライン100の各所には、各状態のガラス基板50の搬送等を行うためのロボットR1〜R5が設けられている。
【0057】
次いで、このガラス基板自動分断ライン100の動作について説明する。
【0058】
カセットローダー101のカセット内に収納されたガラス基板50が、ロボット(給材ロボット)R1により取り出され、取り出されたガラス基板50がコンベア102上に載置される。次に、コンベア102の前方側において、ガラス基板50が位置決めされる。その後、ガラス基板50は、ロボット(搬送ロボット)R2によって保持され、スクライブ装置103内に搬送される。
【0059】
搬送されたガラス基板50は、スクライブ装置103内のテーブル上に載置される。スクライブ装置103では、上述したように、ガラス基板50に対して、予め決められたラインに沿ってブラインドクラックBCが形成される。このスクライブ装置103において、ガラス基板50の表面に、所定のブラインドクラックBCが良好に形成されなかった場合には、画像処理装置(不図示)からNG信号が出され、スクライブ装置103の動作が停止されると共に、異常発生を知らせる警報が発せられる。
【0060】
一方、スクライブ装置103において、ガラス基板50の表面上にブラインドクラックBCが良好に形成された場合には、ガラス基板50は、ロボット(搬送ロボット)R3によって保持されて、コンベア104上に載置される。
【0061】
コンベア104上に載置されたガラス基板50は、コンベア104の前方側において位置決めされ、ロボット(搬送ロボット)R4が、ガラス基板50のブラインドクラックBCが2分化したテーブル間の中央に位置するようにブレイク装置105内に搬送される。
【0062】
ブレイク装置105で複数枚に分断されたガラス基板(以下、複数枚に分断された各ガラス基板を、ガラス基板50Bと表現する)をロボット(搬送ロボット)R5によって搬出コンベア106上に載置する。
【0063】
なお、別のライン構成として、画像処理装置からNG信号が発生された場合には、所定のブラインドクラックBCが形成されなかったガラス基板50をライン100から自動搬出させる機器構成を採用することも可能である。これにより全自動運転が可能となる。
【0064】
以上説明した本発明のスクライブ方法について、本実施の形態では、図1に示すスクライブ装置を用いてスクライブラインを形成する場合について説明した。しかし、本発明によって得られる効果は、これに限定されず、例えば、ガラス素板の製造ラインにおけるコンベア上に搬送されるガラス基板に対して、搬送方向および搬送方向に直交する方向に沿ってスクライブラインを形成するための装置においても適用することは可能である。
【0065】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスクライブ方法は、脆性材料基板の表面に、該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度で連続して加熱しつつ、且つ、その加熱領域の内部に冷却領域を形成することにより、該脆性材料基板のスクライブ予定ラインに沿って、ブラインドクラックを形成することを特徴とする。このため、本発明のスクライブ方法は、温度が最高点付近又は下降する途中の加熱領域を、なかば強制的に冷却することによって、フルボディカットを防止して、適切な深さにブラインドクラックを形成することが可能となる。さらに、本発明のスクライブ方法は、冷却領域を加熱領域の外側に形成する従来のスクライブ方法に比較して、加熱領域及び冷却領域の所定の移動速度に対して、±10mm/s前後、レーザービームの所定の出力に対して、±10W前後の適正範囲を確保して適切なスクライブを安定して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスクライブ方法を実施するために用いられるスクライブ装置を示す概略図である。
【図2】図1のスクライブ装置を用いた本発明のスクライブ方法によるガラス基板50上のビーム照射状態を示す模式的斜視図である。
【図3】図2のガラス基板50上の物理変化状態を模式的に示す平面図である。
【図4】実験例1の結果を示す図である。
【図5】(a)〜(c)は、それぞれ、実験例2の結果を示す図である。
【図6】(a)及び(b)は、それぞれ、実験例3の結果を示す図である。
【図7】(a)〜(d)は、それぞれ、実験例4の結果を示す図である。
【図8】(a)〜(c)は、それぞれ、実験例5の結果を示す図である。
【図9】レーザービームによるスクライブラインの形成方法を説明するための模式図である。
【図10】ガラス基板自動分断ライン100の概略模式図である。
【符号の説明】
11 架台
12 スライドテーブル
13 ボールネジ
14 ガイドレール
15 ガイドレール
16 ボールナット
19 台座
21 ガイドレール
22 ボールネジ
23 モータ
24 ボールナット
25 回転機構
26 回転テーブル
28 モニター
29 モニター
31 支持台
32 取付台
33 光学ホルダー
34 レーザー発振器
35 カッターホィールチップ
36 チップホルダー
37 冷却ノズル
38 CCDカメラ
39 CCDカメラ
50 ガラス基板
Claims (4)
- 脆性材料基板の表面に、該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度で連続して加熱しつつ、且つ、その加熱領域の内部に冷却領域を形成することにより、該脆性材料基板のスクライブ予定ラインに沿って、ブラインドクラックを形成することを特徴とするスクライブ方法。
- 前記加熱領域は、レーザービームを照射することにより形成されることを特徴とする請求項1に記載のスクライブ方法。
- 前記脆性材料基板の表面の温度分布を測定する温度測定手段を用いて測定した該脆性基板表面の温度分布に基づいて、前記冷却領域を形成する冷却ノズルが適切な位置に移動することを特徴とする請求項1または2に記載のスクライブ方法。
- 脆性材料基板の表面に、該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度で連続して加熱する加熱手段と、
該脆性基板の表面を冷却する冷却手段と、
該冷却手段を、該加熱手段によって形成された加熱領域の端部から所定の距離だけ、該加熱領域の内側及び外側に移動させる冷却手段移動手段と、
を具備したことを特徴とするスクライブ装置。
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