[发明专利]脆性材料衬底的刻划方法及装置

说明书

一种脆性材料衬底的刻划方法及装置，用以在脆性材料衬底表面以彼此交叉的方式形成多条刻划痕及交点，通过刻划痕单元在所述脆性材料衬底表面的第一方向形成至少一第一刻划痕，并在第二方向形成至少一第二刻划痕；所述刻划痕单元在刻划至预设的第一方向与第二方向上的刻划痕的交点的邻近区域时，减少其刻划荷重至小于刻划非位于交点之邻近区域的荷重，以减少交点跳越现象。

技术领域

本发明涉及脆性材料衬底的刻划方法及刻划装置，其在切割使用于平板显示器(以下称为FPD)的玻璃衬底，或切割如半导体晶片、陶瓷等的各种脆性材料衬底时，用以在脆性材料衬底的表面上形成互相交叉的多条刻划痕，以利于分断或达成分断以形成多个产品。

背景技术

FPD相关的商品有液晶显示面板、液晶投影仪衬底、有机场致发光元件等，其等在各式各样的用途中当作包括图像及文字的显示机构来使用。此种FPD中，例如，将一对玻璃衬底贴合而成的液晶显示面板在制造过程中在将分别为大尺寸的一对母玻璃彼此互相贴合后，再切割为既定的大小。此母玻璃衬底的切割作业是使用刻划装置；首先，对移动至母玻璃衬底的表面上方的刻划装置的刀轮施加荷重，并使刀轮沿一方向转动(行进)，使这样的作业从行进开始位置依序挪移并反复既定次数，藉此形成在第一方向上彼此平行的第一刻划痕后，下次则将刀轮的行进方向改变为与第一方向交叉(非平行)的方向，以形成与第一方向的第一刻划痕交叉的第二方向上的第二刻划痕。然后，将上述有交叉刻划痕的玻璃衬底送至裂片机，在所述裂片机上以刻划痕为中心轴对所述衬底施加既定的弯曲应力，使所述衬底沿刻划痕分断，藉此能获得所要尺寸的液晶显示面板。

如果用于刻划装置的刀轮或其他刻划刀具在刃尖棱线处未预先加工形成如图2(a)的凹凸形状切口，那么在脆性材料衬底上刻划时，会发生所谓「交点跳越」的现象(即，在刀轮通过先前形成的刻划痕的附近时，不能沿预定切割线形成应形成的刻划痕的现象)。此现象是因先前形成的刻划痕的两侧残存应力，后来刀轮交叉地划过先前形成的刻划痕时，刀轮对脆性材料衬底的迫紧压力(用以使脆性材料衬底以向下方向产生裂痕的力)被削弱，故不能顺利形成预期的刻划痕。因此，同一申请人过往的发明(参阅日本特许第4203015号专利)通过第一方向刻划痕及与其交叉的第二方向刻划痕完全不产生交点的刻划方式，以避免因交点跳越现象造成的缺口、挤裂及削除等缺陷。然而为了完全不产生交点，则须于刻划过程中反复大幅度升降刀轮，使得加工速度降低。有鉴于前述先前技术的缺失，本发明提出一种在形成刻划痕时调整刀轮荷重的刻划方法及装置，其能有效减少加工时间，且在刻划某些脆性衬底材料时能降低对刀轮形状、加工的特殊要求，且不易发生缺口、挤裂及削除等衬底产品的缺陷。

发明内容

本发明涉及一种用于切割脆性材料衬底的方法，其中所述脆性材料衬底包括第一表面及与所述第一表面相对的第二表面，第一所述切割方法包括以下步骤：(a)在所述脆性材料衬底的所述第一表面上设定多个预定切割线，所述多个预定切割线至少分别沿着第一方向及第二方向延伸，且所述第一方向与所述第二方向并非平行；(b)通过刻划单元沿所设定的多个预定切割线刻划，在所述刻划单元上加载可变荷重，以刻划形成在所述第一方向上的至少一条第一刻划痕，及刻划形成与所述第一刻划痕交叉的在第二方向上的至少一条第二刻划痕，所述至少一第一刻划痕与所述至少一第二刻划痕交叉形成至少一交点；(c)于形成所述至少一第一刻划痕时在所述刻划单元加载的荷重如下：在刻划非位于所述至少一交点的邻近区域时的荷重为P1，在刻划位于所述至少一交点的邻近区域时的荷重为M1；(d)于形成所述至少一第二刻划痕时在所述刻划单元加载的荷重如下：在刻划非位于所述至少一交点的邻近区域时的荷重为P2，在刻划位于所述至少一交点的邻近区域时的荷重为M2；且(e)M1与M2均至少小于P1与P2，且不为0。藉此达成减少交点跳越现象造成的缺口、挤裂或削除等不良情况的发生。

优选情况为：所述交点的邻近区域是由分别距离两相交的所述第一刻划痕及所述第二刻划痕0.2mm至1.0mm的平行线所界定出的菱形区域。又一优选情况为：所述交点的邻近区域是由分别距离两相交的所述第一刻划痕及所述第二刻划痕0.5mm至0.7mm的平行线所界定出的菱形区域。一般而言，所述脆性材料衬底的厚度为0.025mm至40mm。