TWI625314B - 劃線工具、劃線工具之製造方法及劃線之形成方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係更確實地形成用於形成劃線之起點裂痕。
劃線工具包含柄、及安裝於柄上之金剛石粒51。於金剛石粒51設有具有端之脊線EL。金剛石粒51包含第1部分P1及第2部分P2。第1部分P1具有設於脊線EL之端之第1突起D1、及自第1突起D1沿脊線EL延伸之第1直線部L1。於第2部分P2設有連於第1直線部L1而配置於脊線EL上之凹部RA。於第1部分P1及第2部分P2之間，第1直線部L1與凹部RA相合而構成第2突起D2。

Description

劃線工具、劃線工具之製造方法及劃線之形成方法
本發明係關於一種劃線工具、劃線工具之製造方法及劃線之形成方法，尤其係關於一種使用金剛石粒之劃線工具、劃線工具之製造方法及劃線之形成方法。
於製造平板顯示面板或太陽電池面板等電氣設備時，常常需要切斷例如玻璃板、半導體晶圓、藍寶石晶圓或陶瓷板等由脆性材料製作之基板。此時，經常會利用劃線裝置於基板上進行劃線。即，於基板表面形成劃線。劃線係指向基板厚度方向至少局部行進之裂痕於基板表面上呈線狀延伸。
當裂痕於厚度方向完全行進時，僅藉由劃線形成便能沿劃線將基板完全切斷。當裂痕僅於厚度方向部分行進時，於劃線形成後要進行被稱為分斷步驟之應力賦予。藉由分斷步驟使裂痕向厚度方向完全行進，從而沿劃線將基板完全切斷。
廣泛用作形成劃線之劃線工具，有金剛石劃線工具。例如根據日本專利特開2011-219308號公報(專利文獻1)，金剛石劃線工具包含合成金剛石研磨粒、及保持該合成金剛石研磨粒之柄。合成金剛石研磨粒具有(100)面與鄰接之2面之(111)面之交點作為石尖(point)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-219308號公報
為了形成劃線，首先需要產生成為其開端之朝向基板內部之龜裂(以下稱為起點裂痕)。一旦形成了起點裂痕，便能自起點裂痕開始使劃線於基板上容易地伸展。相反，未形成起點裂痕時，即便於基板上猛拉劃線工具，僅係於基板上造成損傷。若僅有該損傷，於上述分斷步驟中即便賦予應力亦無法切斷基板，此種構成並不相當於本說明書中之“劃線”。
起點裂痕尤其容易形成於基板端緣。原因係利用劃線工具於端緣對端面造成損傷時，尤其容易產生朝向基板內部之龜裂。然而，有儘管處於端緣上但損傷不充分而無法形成起點裂痕之情形。換言之，形成起點裂痕之步驟之良率並非100%。藉此，期望有一種能更確實地形成起點裂痕之方法。
本發明係為了解決如上所述之問題研究而成者，其目的在於提供一種能夠更確實地形成用於形成劃線之起點裂痕之劃線工具、劃線工具之製造方法及劃線之形成方法。
本發明之劃線工具包含柄、及安裝於柄之金剛石粒。金剛石粒上設有具有端之脊線。金剛石粒包含第1及第2部分。第1部分具有設於脊線之端之第1突起、及自第1突起沿脊線延伸之第1直線部。於第2部分設有連接第1直線部而配置於脊線上之凹部。於第1及第2部分之間，第1直線部及凹部相合而構成第2突起。
較佳為，金剛石粒進而包含第3部分，該第3部分具有自凹部沿脊線延伸之第2直線部。第1及第2直線部位於一假想直線上。
較佳為，第1直線部具有超過30μm且小於100μm之長度。較佳為，凹部沿脊線而具有超過30μm且小於100μm之長度。較佳為，凹部 具有超過10μm且小於50μm之深度。
本發明之劃線工具之製造方法包含以下步驟。準備設有脊線之金剛石粒，該脊線具有設有突起之端。於與突起隔開之位置向金剛石粒照射與脊線交叉之雷射光，藉此於脊線上形成凹部。
本發明之劃線之形成方法係於設有具有端緣之主面之基板上形成劃線之劃線方法，且包含以下步驟(1)~(3)。
(1)準備設有具有端之脊線之金剛石粒。金剛石粒包含第1及第2部分。第1部分具有設於脊線之端之第1突起、及自第1突起沿脊線延伸之第1直線部。於第2部分設有連接第1直線部而配置於脊線上之凹部。於第1及第2部分之間，第1直線部及凹部相合而構成第2突起。
(2)於基板之主面端緣形成初始龜裂。形成初始龜裂之步驟包含：使金剛石粒之凹部卡於端緣之步驟；及利用第2突起刮過卡於凹部之端緣之步驟。
(3)於主面上使金剛石粒之第1部分自初始龜裂開始移行，使得劃線伸展。
上述劃線之形成方法中，較佳為金剛石粒進而包含第3部分，該第3部分具有自凹部沿脊線延伸之第2直線部。第1及第2直線部位於一假想直線上。形成初始龜裂之步驟於利用第2突起刮過卡於凹部之端緣之步驟之前，進而包含使基板之主面端緣於脊線上自第2直線部上滑入凹部中之步驟。
根據本發明，可更確實地形成用於形成劃線之起點裂痕。
4‧‧‧基板
50‧‧‧劃線工具
51、52‧‧‧金剛石粒
59‧‧‧柄
D1~D3‧‧‧突起(第1~第3突起)
EG‧‧‧端緣
EL‧‧‧脊線
FC‧‧‧主面
IC‧‧‧初始龜裂
L1、L2‧‧‧直線部(第1及第2直線部)
LL‧‧‧雷射光
P0‧‧‧面
P1~P3‧‧‧部分(第1~第3部分)
P1a~P1d‧‧‧面
RA、RB‧‧‧凹部
SL‧‧‧劃線
U2‧‧‧箭頭
U3‧‧‧箭頭
VL‧‧‧假想直線
圖1係表示本發明之實施形態1中使劃線自初始龜裂伸展之情形之局部俯視圖。
圖2係沿圖1之線II-II之概略局部剖面圖。
圖3係自圖2之箭頭III之視點觀察之金剛石粒之俯視圖。
圖4係沿圖3之線IV-IV之概略局部剖面圖。
圖5係對圖4之構成賦予尺寸之圖。
圖6係概略表示本發明之實施形態1中之劃線之形成方法之第1步驟之局部剖面圖。
圖7係概略表示本發明之實施形態1中之劃線之形成方法之第2步驟之局部剖面圖。
圖8係概略表示本發明之實施形態1中之劃線之形成方法之第3步驟之局部剖面圖。
圖9係概略表示本發明之實施形態1中之劃線之形成方法之第4步驟之局部剖面圖。
圖10係概略表示本發明之實施形態1中之劃線之形成方法之第5步驟之局部剖面圖。
圖11係概略表示本發明之實施形態2中之劃線工具之製造方法之一步驟之俯視圖。
圖12係概略表示本發明之實施形態3中之劃線工具具備之金剛石粒之構成之局部剖面圖。
以下，基於圖式對本發明之實施形態進行說明。再者，以下圖式中對相同或相當之部分附加相同參照編號，且不重複其說明。
(實施形態1)
參照圖1及圖2，首先說明本實施形態之概要。準備劃線工具50，該劃線工具50包含柄59及安裝於該柄59之金剛石粒51。又，準備設有具有端緣EG之主面FC之基板4。藉由使金剛石粒51撞擊端緣EG而形成初始龜裂IC。劃線工具50於主面FC上進而移行(圖中箭頭V4)，藉此使劃線SL自初始龜裂IC伸展。從而形成劃線SL。
其次，詳細敍述金剛石粒51之構成。
參照圖3，於金剛石粒51設有面P0、及包圍面P0之面P1a~P1d。面P1a及P1b係彼此相鄰之一對面。於面P1a及P1b之交界處，金剛石粒51上設有脊線EL。脊線EL具有連接面P0之一端(後述突起D1之位置)、及另一端(未圖示)。於脊線EL上分別與一端及另一端隔開之位置，形成有凹部RA。關於凹部RA之詳細情形於後文敍述。
再者，關於面P1b與P1c之對、面P1c與P1d之對、及面P1d與P1a之對亦分別相同。較佳為，自結晶學上而言，面P0為(001)面，面P1a~P1d分別為(111)面、(-111)面、(-1-11)面及(1-11)面。
參照圖4，金剛石粒51包含部分P1~P3(第1~第3部分)。部分P1具有設於脊線EL一端之突起D1(第1突起)、及沿脊線EL自突起D1延伸之直線部L1(第1直線部)。於部分P2設有連接直線部L1而配置於脊線EL上之凹部RA。於部分P1及P2之間，直線部L1與凹部RA相合而構成突起D2(第2突起)。
部分P3具有自凹部RA沿脊線EL延伸之直線部L2(第2直線部)。於部分P3及P2之間，凹部RA與直線部L2相合而構成突起D3(第3突起)。直線部L1及L2位於假想直線VL(一假想直線)上。藉此，凹部RA係局部地設於假想直線VL上。上述突起D1~D3皆為脊線EL與平面或曲面所成之角部，其前端為點狀或微小之曲面。
參照圖5，較佳為直線部L1具有超過30μm且小於100μm之長度M1。較佳為凹部RA沿脊線EL而具有超過30μm且小於100μm之長度M2。較佳為凹部RA具有超過10μm且小於50μm之深度M3。
其次，以下詳細說明形成劃線SL之劃線方法。
首先，準備劃線工具50(圖2)。具體而言，準備安裝於柄59(圖2)之金剛石粒51(圖5)。
參照圖6，準備基板4。藉由使柄59(圖2)移動而將金剛石粒51配置 於待機位置。具體而言，將金剛石粒51之突起D1配置得高於基板4之主面FC。再者，突起D1~D3與主面FC上隔開而配置。凹部RA配置成面朝端緣EG。
參照圖7，如圖中箭頭V1所示，金剛石粒51下降而使得整個凹部RA位於較主面FC更下方。將此時之自主面FC至突起D1之距離稱為切入量，通常設定為100μm以上。
參照圖8，如圖中箭頭U2所示，將金剛石粒51朝基板4水平移動。藉此，金剛石粒51之直線部L2接觸基板4之端緣EG。結果，金剛石粒51跨上基板4(圖中箭頭V2)。又，為了於上述接觸時避免產生過度衝擊，上述水平移動(圖8之箭頭U2)之速度較佳為充分小於劃線SL形成時(圖10之箭頭V4)之速度。例如，前者為5mm/秒以上且20mm/秒以下之程度，後者為300mm/秒以上且500mm/秒以下之程度。金剛石粒51跨上基板4後之自主面FC至突起D1之距離(實際上係金剛石粒咬入基板4之深度)變成1~7μm左右。
然後，於基板4之主面FC之端緣EG形成初始龜裂IC。具體而言，執行以下步驟。
進而參照圖9，繼續進行水平移動(圖中箭頭U3)，而於脊線EL上使基板4之主面FC之端緣EG自直線部L2上滑入凹部RA中。此時，突起D3刮過端緣EG而可能對端緣EG形成損傷。隨著水平移動不斷進行，金剛石粒51之凹部RA卡於端緣EG，且利用突起D2刮過卡於凹部RA之端緣EG(圖中箭頭V3)。
參照圖10，藉由上述步驟而於基板4之主面FC之端緣EG形成初始龜裂IC。然後，於主面FC上使金剛石粒51之部分P1之一部分(具體而言係突起D1與直線部L1之一部分)自初始龜裂IC開始移行(圖中箭頭V4)，從而使劃線SL(圖1及圖2)伸展。形成初始龜裂IC後、形成劃線SL之過程中，如圖所示，較佳為凹部RA位於基板4之外部。
又，初始龜裂IC及劃線SL分別可藉由使金剛石粒51以適當之負荷向基板4之主面FC上按壓並於水平方向(圖8~圖10中之右方向)移動而連續地形成。只要上述負荷選擇地適當，便會於無特別控制之情形下自動產生包含箭頭V2(圖8)及V3(圖9)之微小上下移動。
根據本實施形態，卡於凹部RA之端緣EG(圖9)被突起D2刮過。藉此，可更確實地形成初始龜裂IC(圖10)。再者，於利用突起D2刮過卡於凹部RA之端緣EG前，基板4之端緣EG自直線部L2上滑入凹部RA中。此時，亦可藉由突起D3刮過端緣EG而形成損傷。由於該損傷之產生，能夠進而更確實地形成初始龜裂IC。
直線部L1具有超過30μm之長度M1(圖5)，藉此於初始龜裂IC形成結束後，以適於劃線之負荷及切入深度形成劃線SL時(圖10)，凹部RA充分遠離基板4。藉此，輕易地避免了凹部RA對形成劃線SL之影響。直線部L1具有小於100μm之長度M1(圖5)，藉此突起D2確實地接觸端緣EG。假設長度M1過大，設定適於劃線之負荷及切入深度時突起D2位於基板4之主面FC上之可能性高，該情形時便無法對端緣EG造成損傷。
凹部RA沿脊線EL而具有超過30μm之長度M2(圖5)，藉此可以使金剛石粒51之凹部RA更確實地卡於基板4之端緣EG。凹部RA沿脊線EL而具有小於100μm之長度M2(圖5)，藉此可減小脊線EL上因基板4之主面FC之端緣EG自直線部L2上滑入凹部RA中而由突起D3刮過端緣EG所形成之損傷之位置、與被突起D2刮過之位置之間的偏離。藉此，容易對端緣EG之同一部位賦予兩種作用。從而可進而更確實地形成初始龜裂IC。
凹部RA具有超過10μm之深度M3(圖5)，藉此利用對於形成初始龜裂IC而言充分突出之突起D2刮過基板4之端緣EG。藉此，可進而更確實地形成初始龜裂IC。凹部RA具有小於50μm之深度M3(圖5)，藉此可 更容易地形成凹部RA。
又，於本實施形態中，如圖7所示，係下降金剛石粒51使得整個凹部RA位於主面FC下，但亦可替代地下降金剛石粒51使得凹部RA之一部分位於主面FC下。該情形時，藉由之後金剛石粒51之水平移動(圖9：U3)，使端緣EG***凹部RA內。之後，進行上述圖9以後之步驟。
根據該變化例，突起D3不接觸基板4，僅藉由突起D2刮過端緣EG之一次作用便形成初始龜裂IC。藉此，不同於藉由兩次以上之作用形成初始龜裂IC之情形，不會因位置偏離而形成兩處以上之初始龜裂IC。若於不必要之部位形成初始龜裂IC，便可能產生意料外之龜裂伸展。
又，上述說明中係金剛石粒51相對於基板4而移動，但只要能獲得同樣之相對移動，亦可使基板4相對於金剛石粒51移動、或者兩者都移動。
(實施形態2)
於本實施形態中，說明上述實施形態1之劃線工具50(圖2)之製造方法。
參照圖11，準備安裝於柄59(圖2)之金剛石粒51。如實施形態1所說明般，於金剛石粒51設有脊線EL，該脊線EL具有設有突起D1之端。又，此時尚未形成凹部RA(圖3)。
其次，於與突起D1隔開之位置，向金剛石粒51照射與脊線EL交叉之雷射光LL。利用藉此產生之雷射剝蝕，於脊線EL上形成凹部RA(圖3)。
根據本實施形態，可容易地製造金剛石粒51。再者，金剛石粒51亦可於經上述雷射剝蝕後安裝於柄59(圖2)。
(實施形態3)
參照圖12，本實施形態之劃線工具包含金剛石粒52來代替金剛石 粒51(實施形態1：圖4)。於金剛石粒52設有凹部RB來代替凹部RA(圖4)。換言之，於部分P2設有連接直線部L1而配置於脊線EL上之凹部RB。於部分P1及P2之間，直線部L1與凹部RB相合而構成突起D2。於本實施形態中，凹部RB延伸至脊線EL中與突起D1所處之一端相反之另一端(圖12中未圖示)。換言之，未設置部分P3(圖4)，因此亦未設置突起D3(圖4)。
再者，除上述以外之構成係與上述實施形態1之構成大致相同，因此，對相同或對應之要素附加相同符號，且不重複其說明。
根據本實施形態，金剛石粒52不具有突起D3，僅藉由突起D2刮過端緣EG之一次作用便形成初始龜裂IC。藉此，不同於藉由兩次以上之作用形成初始龜裂IC之情形，不會因位置偏離而形成兩處以上之初始龜裂IC。若於不必要之部位形成初始龜裂IC，便可能產生意料外之龜裂伸展。
應考慮到本次揭示之實施形態均為例示而非限制者。本發明之範圍並非由上述實施形態表示，而是由申請專利範圍表示，且意圖包含與申請專利範圍均等含義及範圍內之全部變更。

Claims (8)

  1. 一種劃線工具，其包含柄、及安裝於上述柄上之金剛石粒，於上述金剛石粒設有具有端之脊線，上述金剛石粒包含：第1部分，其具有設於上述脊線之上述端之第1突起、及自上述第1突起沿上述脊線延伸之第1直線部；及第2部分，其設有連接上述第1直線部而配置於上述脊線上之凹部；且於上述第1及第2部分之間，上述第1直線部與上述凹部相合而構成第2突起。
  2. 如請求項1之劃線工具，其中上述金剛石粒進而包含第3部分，該第3部分具有自上述凹部沿上述脊線延伸之第2直線部，且上述第1及第2直線部位於一假想直線上。
  3. 如請求項1或2之劃線工具，其中上述第1直線部具有超過30μm且小於100μm之長度。
  4. 如請求項1或2之劃線工具，其中上述凹部沿上述脊線而具有超過30μm且小於100μm之長度。
  5. 如請求項1或2之劃線工具，其中上述凹部具有超過10μm且小於50μm之深度。
  6. 一種如請求項1~5中任一項之劃線工具之製造方法，其包含如下步驟：準備設有脊線之金剛石粒，該脊線具有設有突起之端；及於與上述突起隔開之位置，向上述金剛石粒照射與上述脊線交叉之雷射光，藉此於上述脊線上形成凹部。
  7. 一種劃線之形成方法，其係於設有具有端緣之主面之基板上形成劃線之劃線方法，且包含：準備設有具有端之脊線之金剛石粒之步驟，上述金剛石粒包含具有設於上述脊線之上述端之第1突起及自上述第1突起沿上述脊線延伸之第1直線部之第1部分、及設有連接上述第1直線部而配置於上述脊線上之凹部之第2部分，且於上述第1及第2部分之間，上述第1直線部與上述凹部相合而構成第2突起，該劃線之形成方法進而包含：於上述基板之上述主面之上述端緣形成初始龜裂之步驟，上述形成初始龜裂之步驟包含將上述金剛石粒之上述凹部卡於上述端緣之步驟、及利用上述第2突起刮過卡於上述凹部之上述端緣之步驟，該劃線之形成方法更包含如下步驟：於上述主面上使上述金剛石粒之上述第1部分自上述初始龜裂開始移行，藉此使劃線伸展。
  8. 如請求項7之劃線之形成方法，其中上述金剛石粒進而包含具有自上述凹部沿上述脊線延伸之第2直線部之第3部分，上述第1及第2直線部位於一假想直線上，且上述形成初始龜裂之步驟在利用上述第2突起刮過卡於上述凹部之上述端緣之步驟前，進而包含於上述脊線上使上述基板之上述主面之上述端緣自上述第2直線部上滑入上述凹部中之步驟。
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