JP2014188608A - ダイシング装置及びダイシング用基台 - Google Patents

Abstract

【課題】切断面におけるマイクロクラックの発生を抑制し、割れ強度の大きなパネルの実現に寄与する。
【解決手段】ガラスを２枚貼り合わせ、表裏面に偏光板が貼られたパネルが２次元的に複数個配置された状態のガラス基板を、各々のパネルに分離するための複数のダイシングラインに沿って切断するダイシング装置であって、ガラス基板が載置される一主面に、ダイシングラインに沿ったダイシング用溝２１０（２１１，２１２，２１３，２１４）と複数の真空吸着用穴２２０が設けられた基台２００と、ダイシングラインに沿ってガラス基板を切断するブレードと、を具備し、真空吸着用穴２２０は、少なくともダイシング用溝２１０の近傍で、ダイシング用溝２１０に対して線対称に配置されている。
【選択図】 図３

Description

本発明の実施形態は、大型のパネル基板から個々のパネルを切り出すためのダイシング装置及びダイシング用基台に関する。

携帯電話やスマートフォン等に用いられている表示パネル、例えば液晶パネルは、片手に持って操作できる程度の大きさにおいて、より大きな画面を求める根本的要求がある。そのため、パネルの額縁をより狭くした狭額縁パネルの製造、提供がパネルメーカーに求められている。

このような狭額縁パネルでは、それにベゼルをセットすることを考えれば、その側面の平坦性が良好であることが要求されている。これは、表、裏のガラス切断位置、偏光板の端面の位置が、例えば±５０μｍ以内にそれぞれ収まっている、ということである。しかし、側面の平坦性が高い構造は、従来のスクライブ装置を使って切ったパネルの表裏両面に偏光板を貼る方法では、実現するのが原理的に難しい。

そのため、ガラスが２枚貼り合わさったガラス基板に表、裏の偏光板を貼り付けた状態で、ガラス基板全体をカットする方法が提案されている。具体的には、ダイシング装置でブレードという砥石を用いて大型のパネル基板の一部を削り取ることで、パネルをカットする方法である。

この方法では、カットされるパネル基板がステージ若しくはその上に設置される冶具からずれないように、パネル基板を何らかの方法で固定しなければならない。この固定方法として、両面テープを用いたテープ固定方式、又は真空吸着力を利用した冶具固定方式の２つの方法がある。液晶パネルをカットする際には、経験的に冶具固定方式が選択されている。

冶具固定方式では、ダイシング装置のステージ若しくはその上に設置される冶具に、パネルを真空吸着させるために、円形若しくは多角形の真空吸着用の穴が多数設けられている。また、治具には、ブレードでガラス基板をカットする際に利用される溝が複数設けられている。

真空吸着用の穴としては、カットされるパネルを十分な力で保持する必要があり、保持力を大きくするためには穴の総面積を大きくする必要がある。しかし、最外側のダイシングラインに関しては、端材となる領域の面積が少ないため、十分な保持力が得られない場合がある。さらに、ダイシングラインのパネル側と端材側とで吸着力のアンバランスが生じてしまう場合がある。これらは、マイクロクラック発生の要因となり、割れ強度の低下を招くことになる。

特開平１０−１３２２号公報

上述したように、治具固定方式でガラス基板を吸着してパネルにカットする方法では、最外側のダイシングラインに関しては十分な吸着力が得られず、更にダイシングラインのパネル側と端材側とで吸着力のアンバランスが生じてしまい、切断面におけるマイクロクラックが発生し、割れ強度の低下を招く問題があった。

発明が解決しようとする課題は、切断面におけるマイクロクラックの発生を抑制し、割れ強度の大きなパネルの実現に寄与し得るダイシング装置及びダイシング用基台を提供することである。

本実施形態は、ガラスが２枚貼り合わされ、その表裏面に偏光板が貼られているパネルが２次元的に複数個配置された状態のガラス基板を、各々のパネルに分離するための複数のダイシングラインに沿って切断するダイシング装置であって、前記ガラス基板が載置される一主面に、前記ダイシングラインに沿ったダイシング用溝と前記ガラス基板を保持固定するための複数の真空吸着用穴が設けられた基台と、前記ダイシングラインに沿って前記ガラス基板を切断するブレードと、を具備し、前記真空吸着用穴は、少なくとも前記ダイシング用溝の近傍で、該ダイシング用溝に対して線対称に配置されていることを特徴とする。

第１の実施形態に係わるダイシング装置の概略構成を示す断面図。 ダイシングの対象となるガラス基板を示す平面図。 第１の実施形態に係わるダイシング用治具の概略構成を示す平面図。 第２の実施形態に係わるダイシング用治具の概略構成を示す平面図。 第３の実施形態に係わるダイシング用治具の概略構成を示す平面図。 変形例に係わるダイシング用治具の概略構成を示す平面図。 参考例に係わるダイシング用治具の概略構成を示す平面図。

以下、実施形態のダイシング装置及びダイシング用基台を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１乃至図３は第１の実施形態を説明するためのもので、図１はダイシング装置の概略構成を示す断面図、図２はガラス基板の構成を示す平面図、図３はダイシング装置に用いるダイシング用基台の構成を示す平面図である。

図１に示すように、真空吸引可能なステージ１００上に治具（ダイシング用基台）２００がセットされている。そして、治具２００上にガラス基板３００が載置され、ブレード４００によりガラス基板３００がダイシングされるものとなっている。

ステージ１００は、治具２００を嵌め込むための凹部を有し、更に真空ポンプ等に繋がる１つ以上の吸引口１０１を有している。

ガラス基板３００は、ガラスを２枚貼り合わせた液晶パネルが２次元的に複数個配置された状態にあり、表面及び裏面に偏光板等が張り付けられたものである。このガラス基板３００には、図２に示すように、個々のパネル３１０（３１１，３１２，３１３）に切り出すためのダイシングライン３２０（３２１，３２２，３２３，３２４）が設けられている。

ここで、図２のガラス基板３００の構造に注目すると、左右にパネルとして用いられない不要部分である端材３３１，３３２が存在する。端材３３１，３３２は、元々の大判ガラス基板の端に存在している領域に相当するものである。大判ガラス基板では、通常端辺から１０〜２０ｍｍ程度は、成膜プロセスの保証外の領域であるため、そこにパネルを設計することはできない。つまり、大判ガラス基板でパネルを製作する場合、最低でも上下左右に１０ｍｍ程度の端材の領域が必然的に発生してしまうのである。

治具２００は、ＳＵＳの平板から切り出した構造物２０１に、ガラス基板３００が載置される部分のついてのみＳＵＳを削ってそこに硬質ゴム２０２を嵌め込んだ構造になっている。なお、この硬質ゴム２０２は膨潤が起こりにくい素材が好ましい。また、ＳＵＳを削る工程をなくし、即ち硬質ゴムの代わりにＳＵＳが残っている状態でも構わない。以下では、硬質ゴムを用いた例について話を進める。

治具２００の硬質ゴム２０２には、図３に示すように、ガラス基板３００をカットする際にブレード４００が通る穴である、４本のダイシング用溝２１０（２１１，２１２，２１３，２１４）が設けられている。なお、図１では、説明を簡単にするために、ダイシング用溝２１０が１つの例を示している。

治具２００の硬質ゴム２０２には、真空吸着用の微細穴２２０が複数個設けられており、これらの微細穴２２０はステージ１００の吸引口１０１に接続されている。ここでは特に、４本のダイシング用溝２１０の全てに対してその左右に３列ずつ、真空吸着用の円形の微細穴２２０が線対称に配置されている。即ち、各々のダイシング用溝２１０の近傍（大凡±１０ｍｍ）では、ダイシング用溝２１０に対して線対称に円形の微細穴２２０が設けられている。また、微細穴２２０はダイシング用溝２１０の近傍の３列のみではなく、ダイシングライン２１０で挟まれた領域内でほぼ均一に配置されている。

真空吸着用の微細穴２２０は、ここでは円形としているが、その直径は１〜１０ｍｍの範囲であればよいが、穴が小さ過ぎるとダイシングによる屑が詰まり易くなるため、１．５ｍｍ〜２．５ｍｍが好ましい。また、ここでは円形としたが、円形である必要性はなく、全て同じ形状であれば、楕円形、多角形であっても同様な効果が得られる。

なお、図３では４本のダイシング用溝２１０を有する治具の例を示してあるが、本実施形態は当然ことながら、溝２１０が２本、３本、５本以上の場合にも適用可能である。

本実施形態では、大判のガラス基板から短冊状に切り出した図２に示すようなガラス基板３００を治具２００の上にセットした後、治具２００の微細穴２２０から吸引することにより、ガラス基板３００を治具２００上に固定する。そして、この状態でガラス基板３００をダイシングライン３２０に沿ってブレード４００でカットしていく。

このとき、治具２００には４本のダイシング用溝２１０の全てに対してその左右に３列ずつ、真空吸着用の円形の微細穴２２０が線対称に配置されている。そのため、カット中にそのダイシングライン３２０の左右に位置する端材３３１，３３２若しくはパネル３１１，３１２，３１３の、ダイシングライン３２０から左右の領域に、例えば１０ｍｍ以内に、かかる真空吸着力は等しくなる。

ここで、ダイシング用溝２１０の近傍に設ける微細穴２２０はダイシング用溝２１０からより遠い範囲までが線対称であるのが最も望ましいが、本発明者らの実験によれば、ダイシング用溝２１０から±１０ｍｍの範囲で線対称であれば、ダイシングライン３２０の左右で真空吸着力を十分に等しくできることが確認されている。

従って、各ダイシングライン３２０に沿ってカットされた端材３３１，３３２、若しくはパネル３１１，３１２，３１３のそれぞれペアとなる断面（この例では４つのペアがありそれぞれ、図３における端材３３１の右側面とパネル３１１の左側面、パネル３１１の右側面とパネル３１２の左側面、パネル３１２の右側面とパネル３１３の左側面、パネル３１３の左側面と端材３３２の右側面）は、真空吸着力が均等に掛かっていない場合と比較し、左右で同じようなきれいな断面となる。これにより、相対的にマイクロクラックが少ないから割れ強度に対して相対的に強いパネル３１１，３１２，３１３が得られる。

なお、ここで云うマイクロクラックは、割れ強度検査をした時にパネルのガラス破壊の起点となり易い、ガラス端面に存在している、最大でも数百ミクロン以下の微小な欠け、欠陥、傷のことである。

このように本実施形態によれば、ダイシング用溝２１０の近傍で真空吸着用の微細穴２２０をダイシング用溝２１０に対して線対称に配置しているため、ブレード４００がガラス基板３００をカットしている最中にカットしている部分のガラス基板３００の左右に掛かる真空吸着力が均等になる。

従って、ブレード４００の側面とガラス基板３００のダイシングライン３２０の端面との間に生じる摩擦力がダイシングライン３２０の左右側面で均等となる。その結果、例えば最外側のパネル３１１の左側面の状態と端材３３１の右側面の状態は断面が同じような状態になる。これにより、切断面におけるマイクロクラックの発生を抑制し、割れ強度の大きなパネルを実現することが可能となる。これは、狭額縁の液晶パネルを作製する際に有効である。

なお、上記ではダイシング装置のステージ１００上に設置される冶具２００について説明したが、治具２００を用いる代わりに、冶具２００の上面と同じようなレイアウトの真空吸着用の微細穴２２０がステージ１００上に直接開けられている場合についても、本実施形態は適用できる。このとき、ステージ１００上にセットされたガラス基板３００からカットされたパネルについて、冶具２００の場合と差異のない割れ強度が得られることが確認されている。

（第２の実施形態）
端材の大きさにもよるが、端材の総面積はパネルの総面積と比べて小さいので、端材の下に位置する真空吸着用の微細穴の総面積が小さく、端材における吸着力が十分に得られない場合がある。この場合、端材に設ける真空吸着穴を微細穴ではなくライン状の大きな穴にすれば、吸着力を大きくすることができる。

しかし、この場合、ダイシングラインの左右で真空吸着用穴がダイシングラインに対して対称に配置されていないので、パネル２１１と端材２３１に掛かる真空吸着力は均等でない。その状態でガラス基板をカットすると、ブレードの側面とガラス基板のカット・ラインの端面との間に生じる摩擦力がカット・ラインの左右側面でアンバランスとなり、その結果、パネル２１１の左側面の状態は端材２３１の右側面の状態と異なり、何れもマイクロクラックが多く発生して断面形状が見た目上荒れてしまう。

そこで本実施形態では、端材に設ける真空吸着用穴をライン状の大きな穴にすると共に、最外側のダイシングラインでは、パネル側の真空吸着用穴もライン状の大きな穴にしている。

図４に、第２の実施形態に係わるダイシング用治具の概略構成を示す平面図である。なお、図３と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

本実施形態が先に説明した第１の実施形態と異なる点は、最外側のダイシングラインに関して、ダイシングラインの近傍で真空吸着穴をライン状の大きな穴にしたことである。即ち、４本のダイシング用溝２１０のうち、中央の２本の２１２，２１３に対しては、その左右１０ｍｍ程度の領域に真空吸着用の円形の微細穴２２０が線対称に配置されて居る。一方、左端のもの２１１、右端のもの２１４に対して、その左右１０ｍｍ程度の領域に長方形の縦に細長い真空吸着用のライン状の穴２３０を配置してある。この場合、ダイシング用溝２１０に対して左右対称に配置してある真空吸着用穴は、２１２，２１３に対してのものと２１１、２１４に対してのものとでは形状が異なるが、それぞれのダイシング用溝に対しては真空吸着用穴２２０，２３０が線対称に配置されていることに変わりない。そのため、この冶具を用いてカットしたパネルに対しても、第１の実施形態で述べたのと同じ効果が得られる。

本実施形態では、最外側のダイシングラインの片側ではなく両側にライン状の穴を設けることが重要であるが、これは次のような理由による。

参考例として図７に示すように、ライン状の穴を端材側のみに設けた場合の例と比較する。

図２のガラス基板の構造に注目すると、ダイシングライン３２１に沿ってガラス基板３００をカットする際、その左右に位置する端材３３１とパネル３１１全体に掛かる真空吸着力を等しくしようとすると、端材３３１の総面積はパネル３１１の総面積と比べて小さいので、端材３１１に下にある真空吸着用穴の総面積を大きくしてやる必要がある。そのため、図７において、左右にある端材３３１，３３２の下に位置する真空吸着用穴２３０は面積を稼ぐため長方形の大きなライン状の形状になっている。

このような治具を用いて、ガラス基板３００をダイシングする状況を考えてみる。

このとき、例えばダイシングライン３２１に沿ってカットしているとき、真空吸着用穴２２０と２３０はダイシング用溝２１１に対して対称に配置されていないので、パネル３１１と端材３３１に掛かる真空吸着力は均等でない。その状態でガラス基板３００をカットすると、ブレード４００の側面とガラス基板３００のダイシングライン３２１の端面との間に生じる摩擦力がダイシングライン３２１の左右側面でアンバランスとなり、その結果、パネル３１１の左側面の状態は端材３３１の右側面の状態と異なり、何れもマイクロクラックが多く発生して断面形状が見た目上荒れてしまう。

一方、ダイシングライン３２２に注目すると、複数開いている真空吸着用穴２２０はダイシングライン３２２に対して線対称に配置されている。従って、ダイシングライン３２２に沿ってパネル３００を切るとき、図２におけるパネル３１１，３１２に掛かっている真空吸着力は左右均等であるため、その断面も同じような状態になり、相対的にパネル３１１の左側面よりきれいになる。

切り出されたパネル３１１の左側面と右側面を顕微鏡で観察すると、マイクロクラックと呼ばれる小さいガラスの傷が左側面の方が多いという結果になった。このような傷は、パネルの強度評価を行うと、ヒビの起点となり易いことが経験的に知られている。つまり、割れ易いパネルになってしまう。

ダイシングライン３２２に注目すると、ダイシング用溝２１２に対して真空吸着用穴２２０は左右で同じレイアウトなので、パネル３１２の左右両側面は、同じようなきれいな断面形状となる。パネル３１１の左側面に見られたようなマイクロクラックの数も相対的に少なくなるため、割れに対して強いパネルとなる。

以上をまとめると、図２に示したガラス基板３００をカットして製作されたパネルでは、ダイシングライン３２０に対して対称に真空吸着用穴が配置されていないパネル３１１や３１３は、対称に配置されているパネル３１２と比べ、左右いずれかの断面が荒れて、結果的に割れに対して相対的に弱いパネルとなってしまう。このことは、パネルの割れ強度がガラス基板内の位置に拠る依存性があることを意味している。ガラス基板３００から切り出したパネルにおいて、割れに対して弱いパネルが存在することは、品質保証の上から大きな問題となる。

これに対し本実施形態のように、最外側のダイシングラインに関して、ダイシング用溝２１１，２１４の左右にライン状の溝２３０を線対称に配置することにより、ダイシングライン３２１，３２４に沿ってガラス基板３００をカットする際にも、その左右に位置する端材３３１とパネル３１１全体に掛かる真空吸着力を等しくすることができ、しかも十分な吸着力を得ることができる。このため、最外側のパネル３１１，３１３に関しても、左右両側面の状態を同じように領域に保つことができる。従って、切断面におけるマイクロクラックの発生を抑制し、割れ強度の大きなパネルを実現することが可能となる。

（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態に係わるダイシング用治具の概略構成を示す平面図である。なお、図４と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。

本実施形態が先に説明した第２の実施形態と異なる点は、最外側のダイシングラインのみではなく、全てのダイシング用溝２１０に関して、ダイシング用溝２１０の近傍にライン状の穴２３０を設けたことである。

即ち、４本のダイシング用溝２１０に対して、その左右１０ｍｍ程度の領域に円形の真空吸着用の微細穴２２０でなく、真空吸着用のライン状の穴２３０を配置してある。さらに、ライン状の穴２３０はダイシング用溝２１０に対して左右対称（線対称）に配置されている。

本実施形態の冶具を用いた場合、ダイシングライン３２１，３２２，３２３，３２４のの何れに沿ってダイシングしても、ダイシングラインの左右で真空吸着力を等しくすることができる。従って、第２の実施形態で述べたのと同じ効果が得られる。

（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。

実施形態では、複数のパネルを左右方向に並べたガラス基板の例で説明したが、図６に示すように、複数のパネルを左右及び上下方向に並べたガラス基板に対しても適用することが可能である。この場合、上下方向にカットするためのダイシング用溝２５０（２５１，２５２，２５３，２５４）に対して、該溝２５０の近傍で例えば真空吸着用のライン状の穴２４０を線対称に配置すればよい。

また、実施形態では、基台として治具を用い、真空吸着穴及びダイシング用溝を有する治具をステージ上にセットして用いた場合を説明したが、ステージ自体に真空吸着穴及びダイシング用溝を設けることにより治具を省略することも可能である。

また、本装置でダイシングする対象物は必ずしも液晶パネルに限るものではなく、２枚のガラスを貼り合わせたものであれば良い。

また、真空吸着用の微細穴は必ずしも円形に限るものではなく、楕円形や多角形であっても良い。さらに、ライン状の穴は必ずしも１つに限るものではなく、ダイシングラインに対して線対称であれば複数であっても良い。

本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００…ステージ
１０１…吸引口
２００…治具（ダイシング用基台）
２０１…構造物
２０２…硬質ゴム
２１０（２１１〜２１４），２５０（２５１〜２５４）…ダイシング用溝
２２０…微細穴（真空吸着用穴）
２３０，２４０…ライン状の穴（真空吸着用穴）
３００…ガラス基板
３１０（３１１〜３１３）…パネル
３２０（３１２〜３２４）…ダイシングライン
３３１，３３２…端材
４００…ブレード

Claims (10)

1. ガラスが２枚貼り合わされ、表裏面に偏光板が貼られたパネルが２次元的に複数個配置された状態のガラス基板を、各々のパネルに分離するための複数のダイシングラインに沿って切断するダイシング装置であって、
   前記ガラス基板が載置される一主面に、前記ダイシングラインに沿ったダイシング用溝と前記ガラス基板を保持固定するための複数の真空吸着用穴が設けられた基台と、
   前記ダイシングラインに沿って前記ガラス基板を切断するブレードと、
   を具備し、
   前記真空吸着用穴は、少なくとも前記ダイシング用溝の近傍で、該ダイシング用溝に対して線対称に配置されていることを特徴とするダイシング装置。
2. 前記ダイシングラインで切り取られる端材のダイシングラインと直交する方向の幅をＡとしたとき、前記真空吸着用穴は、前記ダイシング用溝に対して、該ダイシング用溝と直交する方向の±Ａの範囲内で線対称であることを特徴とする請求項１記載のダイシング装置。
3. 前記真空吸着用穴は、前記基台の前記ガラス基板が載置される面に規則的に配置された同一形状の微細穴と、前記複数のダイシング用溝の最外側に関して、該ダイシング用溝の近傍で、該ダイシング用溝に線対称に配置されたライン状の穴と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のダイシング装置。
4. 前記真空吸着用穴は、前記基台の前記ガラス基板が載置される面に規則的に配置された同一形状の微細穴と、前記複数のダイシング用溝の各々に関して、該ダイシング用溝の近傍で、該ダイシング用溝に線対称に配置されたライン状の穴と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のダイシング装置。
5. 前記基台の前記ガラス基板が載置される部分に硬質ゴムが設けられ、該硬質ゴムに前記ダイシング用溝及び前記真空吸着用穴が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のダイシング装置。
6. ガラスが２枚貼り合わされ、表裏面に偏光板が貼られたパネルが２次元的に複数個配置された状態のガラス基板が載置される基台と、
   前記基台の前記ガラス基板が載置される面に、前記ガラス基板を各々のパネルに分離するための複数のダイシングラインに沿って設けられたダイシング用溝と、
   前記基台の前記ガラス基板が載置される面に設けられ、且つ少なくとも前記ダイシング用溝近傍で、該ダイシング用溝に対して線対称に設けられた複数の真空吸着用穴と、
   を具備したことを特徴とするダイシング用基台。
7. 前記ダイシングラインで切り取られる端材のダイシングラインと直交する方向の幅をＡとしたとき、前記真空吸着用穴は、前記ダイシング用溝に対して、該ダイシング用溝と直交する方向の±Ａの範囲内で線対称であることを特徴とする請求項６記載のダイシング用基台。
8. 前記真空吸着用穴は、前記ガラス基板が載置される面に規則的に配置された同一形状の微細穴と、前記複数のダイシング用溝の最外側に関して、該ダイシング用溝の近傍で、該ダイシング用溝に線対称に配置されたライン状の穴と、を有することを特徴とする請求項６又は７に記載のダイシング用基台。
9. 前記真空吸着用穴は、前記ガラス基板が載置される面に規則的に配置された同一形状の微細穴と、前記複数のダイシング用溝の各々に関して、該ダイシング用溝の近傍で、該ダイシング用溝に線対称に配置されたライン状の穴と、を有することを特徴とする請求項６又は７に記載のダイシング用基台。
10. 前記ガラス基板が載置される部分に硬質ゴムが設けられ、該硬質ゴムに前記ダイシング用溝及び前記真空吸着用穴が設けられていることを特徴とする請求項６〜９の何れかに記載のダイシング用基台。

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