專利名稱：脆性材料基板的劃線裝置和劃線方法以及自動截斷線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在用于平板顯示器(以下稱為FPD)的玻璃基板、半導體薄板等脆性材料上形成劃線時使用的劃線裝置和劃線方法及使用其自動截斷線。
背景技術：
貼合一對玻璃基板的FPD分別使大尺寸的樣品玻璃彼此互相貼合后，截斷制造成規(guī)定的大小。在截斷貼合的樣品玻璃時，首先在具有劃線裝置的的劃線工序中預先在各個樣品玻璃上用刀具形成劃線，然后把形成該劃線的樣品玻璃運送到切斷工序，使劃線正下方的垂直裂紋向樣品玻璃的厚度方向擴散(使切斷)。即玻璃基板的截斷工序由劃線工序和設在該劃線工序后的切斷工序構成。
近年來，在劃線工序中，如日本特許第3027768號中，為形成劃線線使用的激光束方法被實用化。使用激光束的方法在玻璃基板上形成劃線線的方法如圖1所示從激光發(fā)射裝置112對玻璃基板111照射激光束。從激光發(fā)射裝置112照射的激光束沿預定劃線的線在玻璃基板111上形成橢圓形的激光點LS。玻璃基板111和從激光發(fā)射裝置112照射的激光束沿激光點的長邊方向相對移動。
在玻璃基板111表面上的激光束照射區(qū)域附近，象形成劃線線那樣，從冷卻噴咀113噴出冷卻水等冷卻媒體。在照射激光束的玻璃基板111的表面上，通過由激光束加熱發(fā)生壓縮應力后，通過冷卻媒體噴射發(fā)生拉伸應力。由于在這樣接近發(fā)生壓縮應力區(qū)域的區(qū)域中發(fā)生了拉伸應力，在兩區(qū)域間根據各自的應力發(fā)生應力梯度，由于在玻璃基板111生成在玻璃基板111的端部形成的隱蔽裂紋(垂直裂紋)，所以從切口(始點)沿預定劃線的線形成隱蔽裂紋(垂直裂紋)。
這樣由于用激光束在玻璃基板111的表面上形成的垂直裂紋很小，通常看不到，故可以稱為隱蔽裂紋BC。
在玻璃基板111上形成作為劃線線的隱蔽裂紋(垂直裂紋)BC后，則玻璃基板111運送到下一個切斷工序。以向隱蔽裂紋BC的幅度方向作用彎矩方式向玻璃基板加力，通過使垂直裂紋擴散玻璃基板的厚度方向，玻璃基板111沿作為劃線線的隱蔽裂紋BC截斷。
在這樣的劃線裝置中，在不適當設定用由激光束照射單位面積的能量加熱、用冷卻媒體冷卻和在激光束和玻璃基板的相對移動速度等條件時有時不能正常地形成隱蔽裂紋BC。若在基板上沒有正常地形成隱蔽裂紋BC時玻璃基板供給下一切斷工序，則玻璃基板不能沿隱蔽裂紋BC截斷，玻璃基板破損。這樣，玻璃基板若在切斷工序中破損，就不能作為FPD的部件使用，在經濟性受到損害的同時，FPD的生產效率也會下降。又由于玻璃基板的破損，用于截斷玻璃基板的裝置自身也可能破損。
因此，在劃線裝置中希望確認確實在玻璃基板上形成隱蔽裂紋BC。但是，在玻璃基板內形成的隱蔽裂紋BC很小，通常不能用目視及CCD攝像機直接進行觀察。因此在劃線裝置中存在不容易確認正常形成隱蔽裂紋(垂直裂紋)BC的問題。
又由于存在眼睛接收來自激光照射的激光束的影響的危險性，在劃線過程中的激光照射中目視確認隱蔽裂紋也存在安全方面的問題。
本發(fā)明是解決這樣的問題的發(fā)明，目的是提供一種脆性材料基板的劃線裝置和劃線方法及使用其的自動截斷線，其可以確實地確認在玻璃基板等脆性材料基板的表面上形成的隱蔽裂紋的形成狀況，在脆性材料的切斷工序中可靠地截斷脆性材料基板。

發(fā)明內容
本發(fā)明的脆性材料基板的劃線裝置通過沿著脆性材料基板表面的預定劃線的線，以比該脆性材料基板的軟化點低的溫度連續(xù)加熱并連續(xù)冷卻其加熱區(qū)域附近的區(qū)域，從而沿著所述預定劃線的線形成隱蔽裂紋。其包括在接近所述脆性材料基板的表面中的冷卻區(qū)域的形成隱蔽裂紋的區(qū)域之間配置成使光傳播的導光路、通過所述導光路射出光的射光部、通過所述導光路接收從所述射光部通過所述導光路射出并由隱蔽裂紋反射的光的接收部和識別由所述接收部得到的接收光等級的識別部。
另外具有這樣的至少一臺脆性材料基板的劃線裝置和至少一臺切斷裝置而構成脆性材料基板的自動截斷線。
本發(fā)明的脆性材料基板的劃線裝置通過沿著脆性材料基板表面的預定劃線的線，以比該脆性材料基板的軟化點低的溫度連續(xù)加熱并連續(xù)冷卻其加熱區(qū)域附近的區(qū)域，從而沿著所述預定劃線的線形成隱蔽裂紋。其包括在接近所述脆性材料基板的表面中的冷卻區(qū)域的形成隱蔽裂紋的區(qū)域之間配置成使光傳播的第一、第二導光路、通過所述第一導光路射出光的射光部、通過所述第二導光路接收從所述射光部通過所述導光路射出并透過隱蔽裂紋的光的接收部和識別由所述接收部得到的接收光等級的識別部。
另外具有這樣的至少一臺脆性材料基板的劃線裝置和至少一臺切斷裝置構成脆性材料基板的自動截斷線。
本發(fā)明的脆性材料基板的劃線方法通過沿著脆性材料基板表面的預定劃線的線，以比該脆性材料基板的軟化點低的溫度連續(xù)加熱并連續(xù)冷卻其加熱區(qū)域附近的區(qū)域，從而沿著所述預定劃線的線形成隱蔽裂紋。其通過導光路向接近所述脆性材料基板的表面中的冷卻區(qū)域的形成隱蔽裂紋的區(qū)域射出光，通過所述導光路接收從隱蔽裂紋得到的反射光，根據其接收光的等級確認隱蔽裂紋的形成狀態(tài)并進行劃線。
本發(fā)明的脆性材料基板的劃線方法通過沿著脆性材料基板表面的預定劃線的線，以比該脆性材料基板的軟化點低的溫度連續(xù)加熱并連續(xù)冷卻其加熱區(qū)域附近的區(qū)域，從而沿著所述預定劃線的線形成隱蔽裂紋。其通過第一導光路向在接近所述脆性材料基板的表面中的冷卻區(qū)域的形成隱蔽裂紋的區(qū)域射出光，通過第二導光路接收透過隱蔽裂紋的光，根據其接收光的等級確認隱蔽裂紋的形成狀態(tài)并進行劃線。


圖1是說明用激光束形成隱蔽裂紋的方法的模式圖；
圖2是根據本發(fā)明實施方式的脆性材料基板劃線裝置的結構示意圖；圖3是表示根據本發(fā)明實施方式的劃線裝置的隱蔽裂紋形成中的玻璃基板上的激光束照射位置的模式立體圖；圖4是表示玻璃基板上的物理變化狀態(tài)的模式平面圖；圖5是表示本實施方式從光纖傳感器向玻璃基板射出光的光的反射狀態(tài)的側面圖；圖6是表示根據本實施方式相對劃線裝置的檢測單元的玻璃基板的位置的接收量的變化的曲線；圖7是表示在隱蔽裂紋形成加工中發(fā)生的不可控制的裂紋的例的圖；圖8是表示根據本發(fā)明第二實施方式的劃線裝置的檢測單元的檢測狀態(tài)的示意圖；圖9是表示根據本發(fā)明第三實施方式的劃線裝置的示意結構圖；圖10是表示根據本發(fā)明實施方式的劃線裝置的檢測單元的另一例的結構的圖；圖11是表示與劃線裝置連接、裝有切斷裝置的玻璃基板截斷線的一例的玻璃基板自動截斷線的示意圖。
具體實施例方式
下面，根據

本發(fā)明的實施方式的脆性基板的劃線裝置。該劃線裝置如作為用于截斷FPD用的玻璃基板的劃線工序之一使用。圖2是表示本發(fā)明實施方式的結構示意圖。該劃線裝置具有在水平架臺11上沿規(guī)定的水平方向(Y方向)往復運動的滑動臺12。
滑動臺12在沿架臺11平行配置的一對導軌14和15上以水平狀態(tài)沿各導軌14和15可滑動地被支持。在兩導軌14和15的中間部與各導軌14和15平行地設置滾珠螺桿13，其用電機(未作圖示)驅動。滾珠螺桿13用電機(未作圖示)可以正轉及逆轉，在滾珠螺母16與該滾珠螺桿13螺合的狀態(tài)下進行安裝。滾珠螺母16在不轉動的狀態(tài)下整體安裝在滑動臺12上，利用滾珠螺桿13的正轉及逆轉，沿著滾珠螺桿13向兩個方向滑動。因此，與滾珠螺母16整體安裝的滑動臺12沿著各導軌14和15在Y方向上滑動。
在滑動臺12上以水平狀態(tài)配置有臺座19。臺座19可滑動地支持在平行配置在滑動臺12上的一對導軌21上。各導軌21沿著垂直于作為滑動臺12的滑動方向的Y方向的X方向配置。在各導軌21的中央部與各導軌21平行地設置滾珠螺桿22，滾珠螺桿22用電機23進行正轉及逆轉。
在滾珠螺桿22上，滾珠螺母24以螺合狀態(tài)安裝。滾珠螺母24在不轉動的狀態(tài)下整體安裝在臺座19上，通過滾珠螺桿22的正轉和逆轉沿滾珠螺桿22向兩個方向移動。因此，臺座19沿各導軌21在X方向上滑動。
在臺座19上設有轉動機構25。轉動臺26以水平狀態(tài)設置在轉動機構25上。在轉動臺26上放置有作為劃線加工對象的玻璃基板50。轉動機構25使轉動臺26沿垂直方向的中心軸的周圍轉動，可以使轉動臺26相對基準位置轉動成任意的轉動角度。玻璃基板50例如可以用吸盤固定在轉動臺26上。
在轉動臺26的上方與轉動臺26隔開適當的間隔配置支持臺31。支持臺31以水平狀態(tài)由垂直狀態(tài)配置的光學支架33的下端部支持。光學支架33的上端部安裝在設于架臺11上的安裝臺32的下面。在安裝臺32上設置發(fā)射激光束的激光發(fā)射器34，從激光發(fā)射器34發(fā)射的激光束照射保持在光學支架33內的光學系統(tǒng)上。
向光學支架33中照射的激光束從光學支架33的下端面照射放在轉動臺26上的玻璃基板50上。此時，通過保持在光學支架33內的光學系統(tǒng)，作為沿規(guī)定方向延長的橢圓形的激光點照射在玻璃基板50上。
在支持臺31的下方設有在玻璃基板50的表面上形成切口(始點)的刀具旋轉刀片35。該刀具旋轉刀片35用于形成沿照射在玻璃基板50的端部的激光束的長邊方向形成隱蔽裂紋(垂直裂紋)的起始的切口(始點)，用刀具架36保持其可升降。
在支持臺31上設有接近光學支架33安裝位置可變的冷卻噴咀37。從該冷卻噴咀37向玻璃基板50噴射冷卻水、He氣、H2氣、CO2氣等冷卻媒體。從冷卻噴咀37噴射的冷卻媒體噴向接近從光學支架33向玻璃基板50照射的激光點的的長邊方向的端部的位置。
在劃線裝置中設有拍攝預先在玻璃基板50上刻劃的調整標記的一對CCD攝象機38及39，在安裝臺32上分別設置顯示用各CCD攝象機38及39拍攝的圖象的監(jiān)視器28和29。
在支持臺31上接近冷卻噴咀37設有檢測單元40，檢測單元40檢測在從冷卻噴咀37接近向玻璃基板噴射冷卻媒體的區(qū)域中是否正常地形成隱蔽裂紋(垂直裂紋)。例如在檢測單元40中使用光電傳感器，光電傳感器包括光纖41和射光接收部42及識別部43。
用這樣的劃線裝置，在玻璃基板50上劃線時，首先把按規(guī)定的大小截斷的玻璃基板50放在劃線裝置的轉動臺26上，用吸引裝置固定。之后，用CCD攝象機38及39拍攝設在玻璃基板50上的調整標記。拍攝的調整標記用監(jiān)視器28和29顯示，在用于給臺定位的圖象處理裝置(未作圖示)中，處理調整標記的位置信息。之后，使放置玻璃基板50的轉動臺26定位在相對支持臺31的規(guī)定位置，用激光束對玻璃基板50進行劃線。在對玻璃基板50進行劃線時，從光學支架33向玻璃基板50照射的橢圓形的激光點的長邊方向成為沿在玻璃基板50上形成的劃線線的X方向，轉動臺26的定位由滑動臺12上的臺座19的滑動及轉動機構25產生的轉動臺26的轉動進行。
圖3是表示用劃線裝置進行劃線的玻璃基板50上的激光束照射狀態(tài)的模式立體圖，圖4是表示在該玻璃基板50上的物理變化狀態(tài)的模式平面圖。
只要轉動臺26相對支持臺31定位，轉動臺26沿X軸方向滑動，玻璃基板50的端部與刀具旋轉刀片35相對。之后，刀具旋轉刀片35下降，在玻璃基板50的端部形成切口(始點)TR。
其后，使轉動臺26沿著預定劃線的線在X方向上滑動且從激光發(fā)射器34照射激光束。同時，使來自冷卻噴咀37的冷卻媒體如冷卻水與壓縮空氣一起噴射。
從激光發(fā)射器34發(fā)出的激光束在玻璃基板50的表面上形成橢圓形的激光點LS。激光點LS例如成長徑b為30.0mm、短徑a為1.0mm的橢圓形，照射成與應形成長軸的劃線線方向一致。此時由激光點LS產生的加熱溫度是比玻璃基板50溶化的溫度低，即比玻璃基板的軟化點低的溫度。因此，激光點LS照射的玻璃基板50的表面被加熱而不溶化。
從冷卻噴咀37對激光點LS照射的區(qū)域，向在激光點LS的長軸方向上例如隔開2.5mm的間隔的作為預定劃線的線上的冷卻點CP上噴射冷卻水。因此，玻璃基板50的表面的冷卻點CP被冷卻。結果在激光點LS和冷卻點CP之間的區(qū)域發(fā)生溫度梯度。
在用激光點LS加熱的玻璃基板50的表面區(qū)域發(fā)生壓縮應力，而在噴射冷卻水的冷卻點CP上發(fā)生拉伸應力。這樣若在由激光點LS加熱的區(qū)域發(fā)生拉壓縮應力，而在用冷卻水的冷卻點CP上發(fā)生拉伸應力，則通過在激光點LS和冷卻點CP間的熱擴散區(qū)域HD中發(fā)生的壓縮應力在與冷卻點CP相對、與激光點LS相反側的區(qū)域中發(fā)生大的拉伸應力。而利用該拉伸應力，隨著轉動臺26沿著劃線預定的線在X方向上滑動，由玻璃基板50端部上由刀具旋轉刀片35形成的切口(始點)TR形成的隱蔽裂紋BC沿著預定劃線的線形成。發(fā)生隱蔽裂紋后雖然當時能目視，但數秒鐘后就觀察不到了。
隱蔽裂紋BC的深度(深度)δ依存于激光點LS的大小、熱擴散區(qū)域HD的大小、激光點LS及冷卻點CP和玻璃基板50的移動速度V，用下面的式(1)表示。其中a是激光點LS的短徑、b是激光點LS的長徑、L是熱擴散區(qū)域HD沿劃線線的長度(激光點LS和冷卻點CP的間隔)、k是作為劃線對象的材料(玻璃基板)的熱物理性能，是依存于加熱波束照射密度等的系數。
V＝k·a(b+L)/δ (1)如上所述，作為一例，在激光點LS的短徑a為1.0mm、激光點LS的長徑b為30.0mm、熱擴散區(qū)域HD沿劃線線的長度L為2.5mm、玻璃基板50的移動速度為300mm/sec、激光束的功率為80W的情況，隱蔽裂紋BC的深度為120μm。這些數值可以根據各種加工條件選擇最合適的數值組合用于劃線加工。
如圖3所示，在激光點LS的正后方有冷卻點CP，在其正后方如前述產生垂直裂紋。由于該垂直裂紋立即成為隱蔽裂紋BC，用光電傳感器的射光接收部42向能檢測的冷卻點CP的正后方的檢測點DP發(fā)射光。而發(fā)射的光如圖3、圖5所示，一旦在玻璃基板50的下面反射，該反射光照射在隱蔽裂紋上，在隱蔽裂紋上光被漫反射，光電傳感器的射光接收部42得到部分漫反射的光。光電傳感器的識別部的光電二極管將該反射光的光量等級轉換成電信號并增幅。之后，通過用規(guī)定的閾值進行鑒別檢測劃線線(隱蔽裂紋BC的線)的狀態(tài)。另外，使用導光路用光電傳感器的射光接收部42向檢測點DP射出光，接收由隱蔽裂紋漫反射的反射光。在導光路上使用光纖和光導波路濾波器，但在本申請中導光路以光纖為例進行說明。
圖6(a)是表示相對沿玻璃基板50的X方向的劃線線上的位置P的光纖41所得到的傳感器歸還光量I的變化的圖。形成正常的劃線時，在開始玻璃基板50的劃線的劃線開始點附近P1及劃線終結點附近P2的玻璃基板端部，傳感器光量如圖6的I1、I2那樣增大，而在其之間傳感器光量I3幾乎是一定的，可以確認劃線正常地形成。又如圖7(a)所示，若沿預定劃線的線在玻璃基板的側緣部用激光點LS的端部急劇加熱，有時在玻璃基板上激光點LS的前方形成不能控制的裂紋。這樣的不能控制的裂紋稱為先行裂紋CR1，在生成該先行裂紋CR1時，如圖6(b)所示，在其先行部分光量等級I4變高。又如圖6(c)所示由于在不能形成劃線線的情況不能得到反射光，用傳感器檢測的光量等級成為零。從而，可以檢測出在玻璃基板上形成的隱蔽裂紋的不良狀態(tài)。
又如圖7(b)所示，即使在沿預定劃線的線形成隱蔽裂紋BC、結束用劃線加工終點附近的激光點LS加熱的玻璃基板的側緣部，若用激光點LS的端部急劇加熱，有時也在玻璃基板50上形成從其側緣向著與激光點LS的移動方向相反方向不能控制的裂紋CR2。這樣的裂紋CR2是不能控制的，且該裂紋CR2即使發(fā)生，反射光等級也變高。從而，事先在正常反射光等級的上下設定規(guī)定的閾值級Vref1、Vref2。反射光等級在玻璃基板50的端部以外超過該閾值Vref1、或反射光等級成為等于或小于該閾值級Vref2時，光電傳感器的識別部43識別為不良狀態(tài)。在從作為檢測單元40的一例的光電傳感器的識別部43輸出OK信號時，繼續(xù)進行形成對玻璃基板50的劃線線(隱蔽裂紋BC的線)的作業(yè)。與此相反，在從檢測單元40的識別部43輸出NG信號時，中斷對玻璃基板50形成劃線線(隱蔽裂紋BC的線)的作業(yè)，同時，向作業(yè)者發(fā)出告知發(fā)生異常的警報，中斷把玻璃基板50送往下一工序的操作。
這樣，在劃線加工中，不能在玻璃基板50上很好地形成隱蔽裂紋BC時可以中斷劃線加工，同時發(fā)出警報。從而，操作人員可以知道在形成劃線加工中的玻璃基板50上沒有正常地形成隱蔽裂紋BC。因此，操作人員把劃線裝置的轉動臺26上的玻璃基板50作為劣質品除去。從而，沒有正常形成隱蔽裂紋BC的劣質品的玻璃基板50不會供給下一切斷工序。
另外，在圖5中，是在隱蔽裂紋BC的左方設置光纖41和射光接收部42并進行檢測的，但也可以使用在隱蔽裂紋右方的光纖41和射光接收部發(fā)射光，作成根據隱蔽裂紋的預定線靈活運用的結構。另外，也可以不使光向玻璃基板50的下面反射一次再射入隱蔽裂紋而直接向形成隱蔽裂紋的位置射入光。
下面對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。在第一實施方式中使用一根光纖41作為照射和接收使用，也可以作成射光用光纖和接收用光纖分離及射光部和接收部分離。圖8是表示該透過型的檢測單元的結構示意圖。把光纖71作為射光用的第一光纖。光纖71的位置與圖5的光纖41一樣在其前端部設有射光部72。還設有用于接收透過隱蔽裂紋的位置的光的接收部73和接收用的第二光纖74。其它的結構與上述實施方式一樣。若這樣使射光部和接收部分離，就可以直接檢測射光的光中透過形成隱蔽裂紋的位置的光的光量，檢測出隱蔽裂紋是否正常地形成。這種情況如果不形成隱蔽裂紋，透過量就會變多，在形成隱蔽裂紋的的部分透過量減少。另外，通過發(fā)生先行現象等，在玻璃基板50的端部如圖7(a)、圖7(b)所示在形成隱蔽裂紋中發(fā)生異常時，在發(fā)生不能控制的異常的裂紋處光漫反射等級高，作為透過光得到的接收等級大幅度降低。從而，通過對在正常的透過光等級的上下事先設定閾值可以區(qū)別看出形成隱蔽裂紋(垂直裂紋)時的正常狀態(tài)和上述的異常狀態(tài)。
下面，對本發(fā)明的第三實施方式進行說明。如圖9所示，也可以把激光發(fā)生器和冷卻噴咀和設有檢測單元的支持臺31一起配置在臺的下方，作成從下方形成隱蔽裂紋。即使這樣，由于檢測單元很小，也可以很容易地配置在下側，通過從玻璃基板50的下側實施第一實施方式可以檢測從玻璃基板50的下側是否正確地形成隱蔽裂紋BC。另外可以如第二實施方式所示將檢測單元的射光部和接收部分離。
下面對檢測單元40的另一例進行說明。如圖10所示，檢測單元40可以使用作為光源的激光二極管61的部件。其通過透鏡62、偏光濾波器63在發(fā)射光軸上配置有偏光光束分離器64。偏光濾波器63用于只把特定的偏光方向的光作為射出光，偏光光束分離器64使由偏光濾波器63選擇的偏光方向的激光原樣透過，使垂直于其的方向的激光反射。在偏光光束分離器64的發(fā)射端側設有上述的光纖41。又由于從光纖41得到的反射光的偏光方向是任意的，其反射光的一部分用偏光光束分離器64分離。用偏光光束分離器64分離的光通過反射鏡65、透鏡66射入作為接收元件的光電二極管67。又光電二極管67得到的信號用放大器68增幅賦予識別部(DET)69。識別部69包含窗式比較儀，通過是否是在窗式比較儀中設定的閾值Vref1、Vref2的中間等級判定隱蔽裂紋的形成狀況的優(yōu)劣。在此，激光二極管61、透鏡62、偏光濾波器63、偏光光束分離器64構成向傳感器用的光纖射入光的射光部，偏光光束分離器64、反射鏡65、透鏡66、光電二極管67構成通過光纖接收反射光的接收部。
圖11是表示與劃線裝置連接、安裝了切斷裝置的玻璃基板50的截斷自動化線的一例的單板玻璃基板的自動截斷線100的示意模式圖。
該玻璃基板的自動截斷線100具有裝有放置玻璃基板50的箱的箱裝載器101；放置從箱裝載器101拉出的玻璃基板50后使放置的玻璃基板50定位的傳送帶102；在玻璃基板50上劃線的本發(fā)明的劃線裝置103；放置形成劃線線的玻璃基板50后定位的傳送帶104；由分成兩個的臺構成，并通過其中至少一個臺在下方旋轉移動使玻璃基板50彎曲，并使玻璃基板50沿劃線線截斷的切斷裝置105；使截斷的玻璃基板(以下稱被截斷成多片的各個玻璃基板為玻璃基板50B)搬出玻璃基板自動截斷線100的搬出傳送帶106。在玻璃基板自動截斷線100的各處，設置用于供給輸送各種狀態(tài)的玻璃基板50的供料機械手R1、運送機械手R2～R5。
下面對玻璃基板自動截斷線100的動作進行說明。放置在箱裝載器101的箱內的玻璃基板50由供料機械手R1取出，取出的玻璃基板50在傳送帶102上定位，之后，玻璃基板50由運送機械手R2持有運送到劃線裝置103內。
被運送的玻璃基板50放置在劃線裝置103內的臺上。如上所述，在劃線裝置103在玻璃基板50上形成沿著預先設計的線的隱蔽裂紋BC。在該劃線裝置103中，當在玻璃基板50的表面沒有很好地形成規(guī)定的隱蔽裂紋BC時，由檢測單元40發(fā)出NG信號，劃線裝置103的動作停止，同時發(fā)出報告異常發(fā)生的警報。
另一方面，在劃線裝置103中，在玻璃基板50的表面很好地形成規(guī)定的隱蔽裂紋BC時，玻璃基板50由運送機械手R3持有，放置到傳送帶104上。
放置在傳送帶104上的玻璃基板50在傳送帶104的前方側定位，運送機械手R4位于把玻璃基板50的隱蔽裂紋BC分成兩個的臺之間的中央把玻璃基板50運送到切斷裝置105內。在切斷裝置105把形成隱蔽裂紋的玻璃基板50沿隱蔽裂紋截斷。用切斷裝置105截斷成多片的玻璃基板50B由運送機械手R5放置在運出傳送帶106上。
作為構成另一條線，在從檢測單元40發(fā)生NG信號時，也可以采用把沒有形成規(guī)定的隱蔽裂紋BC的玻璃基板50從線100自動搬出的機器結構。這樣可以全自動運轉。
另外，在實施方式中對作為脆性材料基板的玻璃基板進行說明，但作為脆性材料基板不只是單板的玻璃基板，也包含作成半導體晶片板、液晶板的粘合玻璃基板和陶瓷基板等。
作為粘合基板的母液晶板基板包含PDP(等離子顯示屏)、LCOS、投影器基板等，對這些各種脆性材料基板的加工都可以使用本發(fā)明。另外，作為導光路用光纖已進行說明，但不限于此，也可以用光導波路濾波器等。
產業(yè)上利用的可能性本發(fā)明為用光學方法檢測隱蔽裂紋，可以使檢測單元小型化，能很容易地識別隱蔽裂紋是否正常地形成。根據本發(fā)明的劃線裝置和劃線方法可以在用于平板顯示(以下稱為FPD)的玻璃基板、半導體薄板等脆性材料基板上劃線時使用。通過在自動截斷線上使用該劃線裝置和劃線方法，可以只把正常形成隱蔽裂紋(垂直裂紋)的線(劃線線)的脆性材料基板向下一切斷工序輸送、進行截斷。
權利要求
1.一種脆性材料基板的劃線裝置，其通過沿著脆性材料基板表面的預定劃線的線，以比該脆性材料基板的軟化點低的溫度連續(xù)加熱并連續(xù)冷卻該加熱區(qū)域附近的區(qū)域，從而沿著所述預定劃線的線形成隱蔽裂紋，其特征在于，具有配置為在形成隱蔽裂紋的區(qū)域之間傳播光的導光路，其接近所述脆性材料基板表面的冷卻區(qū)域；通過所述導光路射出光的射光部；通過所述導光路接收從所述射光部通過所述導光路射出并由隱蔽裂紋反射的光的接收部；識別由所述接收部得到的接收光等級的識別部。
2.如權利要求1所述的脆性材料基板的劃線裝置，其特征在于，所述導光路是光纖。
3.如權利要求1所述的脆性材料基板的劃線裝置，其特征在于，所述射光部的所述導光路設置成使射出光在所述脆性材料基板的下面反射一次后再射入隱蔽裂紋。
4.如權利要求1所述的脆性材料基板的劃線裝置，其特征在于，所述識別部設置規(guī)定的反射光光量等級上下的閾值，通過是否脫離該閾值來識別隱蔽裂紋的形成狀態(tài)的好壞。
5.一種脆性材料基板的劃線裝置，其通過沿著脆性材料基板表面的預定劃線的線，以比該脆性材料基板的軟化點低的溫度連續(xù)加熱并連續(xù)冷卻該加熱區(qū)域附近的區(qū)域，從而沿著所述預定劃線的線形成隱蔽裂紋，其特征在于，其包括配置成在形成隱蔽裂紋的區(qū)域之間傳播光的第一、第二導光路，其接近所述脆性材料基板的表面中的冷卻區(qū)域；通過所述第一導光路射出光的射光部；通過所述第二導光路接收從所述射光部通過所述導光路射出并透過隱蔽裂紋的光的接收部和識別由所述接收部得到的接收光等級的識別部。
6.如權利要求5所述的脆性材料基板的劃線裝置，其特征在于，所述導光路是光纖。
7.如權利要求5所述的脆性材料基板的劃線裝置，其特征在于，所述射光部的所述導光路設置成使射出光在所述脆性材料基板的下面反射一次后再射入隱蔽裂紋。
8.如權利要求5所述的脆性材料基板的劃線裝置，其特征在于，所述識別部設置規(guī)定的反射光光量等級的上下的閾值，通過是否脫離該閾值來識別隱蔽裂紋的形成狀態(tài)的好壞。
9.一種脆性材料基板的劃線方法，其通過沿著脆性材料基板表面的預定劃線的線，以比該脆性材料基板的軟化點低的溫度連續(xù)加熱并連續(xù)冷卻該加熱區(qū)域附近的區(qū)域，從而沿著所述預定劃線的線形成隱蔽裂紋，其特征在于，其通過導光路向接近所述脆性材料基板的表面中的冷卻區(qū)域的形成隱蔽裂紋的區(qū)域射出光，通過所述導光路接收從隱蔽裂紋得到的反射光，根據其接收光等級確認隱蔽裂紋的形成狀態(tài)并進行劃線。
10.如權利要求9所述的脆性材料基板的劃線方法，其特征在于，在所述導光路中使用光纖。
11.如權利要求9所述的脆性材料基板的劃線方法，其特征在于，在通過導光路向所述隱蔽裂紋的形成區(qū)域射出光時使射出光在所述脆性材料基板的下面反射一次后再射入隱蔽裂紋。
12.一種脆性材料基板的劃線方法，其通過沿著脆性材料基板表面的預定劃線的線，以比該脆性材料基板的軟化點低的溫度連續(xù)加熱并連續(xù)冷卻其加熱區(qū)域附近的區(qū)域，從而沿著所述預定劃線的線形成隱蔽裂紋，其特征在于，其通過第一導光路向接近所述脆性材料基板的表面中的冷卻區(qū)域的形成隱蔽裂紋的區(qū)域射出光，通過第二導光路接收透過隱蔽裂紋的光，根據其接收光等級確認隱蔽裂紋的形成狀態(tài)并進行劃線。
13.如權利要求12所述的脆性材料基板的劃線方法，其特征在于，在所述導光路中使用光纖。
14.如權利要求12所述的脆性材料基板的劃線方法，其特征在于，在通過導光路向所述隱蔽裂紋的形成區(qū)域射出光時使射出光在所述脆性材料基板的下面反射一次后再射入隱蔽裂紋。
15.一種脆性材料基板的自動截斷線，其特征在于，具有權利要求1所述的至少一臺脆性材料基板的劃線裝置和至少一臺切斷裝置。
16.一種脆性材料基板的自動截斷線，其特征在于，具有權利要求5所述的至少一臺脆性材料基板的劃線裝置和至少一臺切斷裝置。
全文摘要
一種脆性材料基板的劃線裝置和劃線方法以及自動截斷線。其在玻璃基板(50)的表面沿著形成劃線的區(qū)域，以比玻璃基板(50)的軟化點低的溫度用激光連續(xù)照射加熱，并冷卻其附近區(qū)域。由此沿著預定劃線的線形成隱蔽裂紋。檢測單元(40)通過光纖(41)向在冷卻點附近形成的后面的隱蔽裂紋照射光。若形成的隱蔽裂紋，則由漫反射使光纖(41)得到一部分光。從而通過檢測該反射光等級確認檢測隱蔽裂紋是否正常。
文檔編號C03B33/09GK1747820SQ20048000390
公開日2006年3月15日 申請日期2004年1月8日 優(yōu)先權日2003年1月10日
發(fā)明者藤井昌宏 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司