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JP2003117921A - 非金属基板切断方法 - Google Patents

非金属基板切断方法

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JP2003117921A
JP2003117921A JP2002040350A JP2002040350A JP2003117921A JP 2003117921 A JP2003117921 A JP 2003117921A JP 2002040350 A JP2002040350 A JP 2002040350A JP 2002040350 A JP2002040350 A JP 2002040350A JP 2003117921 A JP2003117921 A JP 2003117921A
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cutting
metal substrate
substrate
cooling fluid
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Daiko Shu
大 鎬 秋
Hyung-Woo Nam
亨 祐 南
Yong-Joon Kwon
容 俊 權
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Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非金属基板切断方法を提供する。 【解決手段】 非金属基板のうち、切断される部分を示
す切断予定線１ａを急速過熱及び急速冷却し発生した熱
応力により、非金属基板を切断する。また、切断予定線
１ａを急速加熱するエネルギー源の形状、配置などを最
適化し非金属基板の切断速度を極大化すると同時に、非
金属基板が所望のとおりに精密に切断されることができ
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非金属基板の切断
方法に関するものであり、より詳細には、非金属基板を
急速加熱するためのエネルギー源の形状及び配置を最適
化し切断速度の向上及び切断面の品質向上が得られるよ
うにする非金属基板の切断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】以下で頻繁に使用される非金属基板には
“シリコン”により製作された“シリコン基板”又は
“ガラス”により製作された“ガラス基板”が含まれ
る。
【０００３】このように、非金属基板がシリコン基板で
ある場合、シリコン基板は単位面積当りに莫大なデータ
を貯蔵し、又は、単位時間当たりに莫大なデータを処理
する半導体製品の母材料として使用される。
【０００４】一方、このような非金属基板がガラス基板
である場合、ガラス基板はＣＲＴ方式ディスプレー装置
に比べ重量及び体積が画期的に減少され、ディスプレー
品質はより向上された液晶表示装置の液晶表示パネルを
製作する母材料として使用される。
【０００５】最近、製品生産性を極大化するために、こ
のような非金属基板上に複数個の製品が同時に形成され
た後、これら製品を個別化する方法が主に使用されてい
る。
【０００６】例えば、非金属基板がシリコン基板である
場合、シリコン基板には複数個の半導体チップが形成さ
れた後、個別化されパッケージングされることにより、
一つのシリコン基板から多数個の半導体製品が生産され
る。
【０００７】一方、非金属基板がガラス基板である場
合、ガラス基板には共通的な製造工程により複数個の表
示パネル層が形成され、表示パネル層をアセンブリした
後、後続工程を経て液晶表示パネルを製作することによ
り液晶表示パネルの生産効率を極大化することができ
る。
【０００８】この時、非金属基板に複数個の製品を同時
に形成した状態で、これらを個別化する過程は相当に重
要である。これは非金属基板に形成された複数個の製品
を個別化する工程が製品生産の殆ど最後段階であるため
である。この過程で不良が発生する場合、生産性は相当
に大きく低下される。
【０００９】また、非金属基板から製品を個別化する過
程で発生する不良は殆ど改修が不可能であるために、こ
の工程での不良は激しい生産性低下を発生させる。
【００１０】従来では、非金属基板から製品を個別化す
るために接触−衝撃式切断方法が使用された。
【００１１】接触−衝撃式切断方法は具体的には、物理
的に非金属基板の表面にスクライブラインを形成した状
態で、スクライブラインに衝撃を加えて非金属基板から
製品が個別化されるようにする。
【００１２】これを具現するための装置は、厚さが薄い
円板の円周面に切断用ダイアモンドが細かくはめ込ま
れ、円板の中心に円板の回転装置が設けられたダイアモ
ンドブレード及び非金属基板に軽い衝撃を加える装置が
備えられたダイアモンドカッターが使用される。
【００１３】しかし、このような接触−衝撃式切断方法
により非金属基板を切断する方式は、相当に多い問題点
を発生させ生産性を大きく低下させる。
【００１４】具体的には、非金属基板を接触−衝撃式方
法により切断する場合、特にガラス基板を接触−衝撃式
方法により切断する場合、ガラス基板の予想しない部分
が頻繁に切断される問題点を有する。
【００１５】この問題点の原因はダイアモンドブレード
を用いて非金属基板、特にガラス基板にスクライブライ
ンを発生させる過程でスクライブラインの切断面が粗く
加工されることにある。
【００１６】このように、スクライブラインの切断が粗
く加工される場合、粗く加工された切断面には応力集中
現象が発生し、外部から加えられた小さい応力にも微細
クラックが容易に発生する。勿論、この微細クラックは
再び加えられた小さい応力、振動又は衝撃により予想し
ないところに急速に伝播され、結局、ガラス基板が切断
されるようにする。
【００１７】このように、予期せぬ場合に伝播されるク
ラックがガラス基板に形成された表示パネルに達する場
合、表示パネルには修復が不可能である致命的な不良が
発生する。
【００１８】このような問題点以外にも、接触−衝撃式
方法により非金属基板を切断する際には、非金属基板を
直接加工するために多数の微小破片が発生し、それ用の
別の洗浄工程を必要とし、製造工程数が増加される問題
点を有する。
【００１９】これと別に、ダイアモンドブレードなどを
通じて非金属基板を切断するためには、非金属基板に最
小限ダイアモンドブレードの幅に余裕マージンが加えら
れた切断面積が保障されなけらばならないが、この切断
面積により非金属基板に製品が形成される面積を極大化
し難しい問題点を有する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、切断
器具との非接触方式により非金属基板が切断されるよう
にし、非金属基板の切断不良を防止することは勿論、洗
浄工程を必要とせず、非金属基板に製品が形成される面
積を最大化することができるようにすると同時に、切断
速度を極大化させた非金属基板の切断方法を提供するこ
とにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ための非金属基板の切断方法は、非金属基板に設定され
た切断経路上に楕円形状であって長軸：短軸の比が４
０：１〜８０：１の間で調節された第１レーザビームを
照射し前記切断経路を急速加熱する段階と、前記切断経
路上に冷却流体を噴射しそれによる熱衝撃により前記非
金属基板の表面から溝形態でスクライブラインを形成す
る段階と、前記第１レーザビームの照射経路に沿って第
２レーザビームを照射し、前記非金属基板を切断する段
階とを含む。
【００２２】また、本発明の目的を達成するための非金
属基板の切断方法は、非金属基板に設定された切断経路
上に第１レーザビームを照射し前記切断経路を急速加熱
する段階と、前記切断経路上に冷却流体を噴射しそれに
よる熱衝撃により前記非金属基板の表面から溝形態でス
クライブラインを形成する段階と、前記第１レーザビー
ムの照射経路に沿って長軸：短軸の比が１．１：１〜１
０：１である第２レーザビームを照射し、前記非金属基
板を切断する段階とを含む。
【００２３】また、本発明の目的を達成するための非金
属基板の切断方法は、非金属基板に設定された切断経路
上に第１レーザビームを照射し前記切断経路を急速加熱
する段階と、前記急速加熱された前記切断経路上に冷却
流体を噴射しそれによる熱衝撃により前記非金属基板の
表面から溝形態でスクライブラインを形成する段階と、
前記冷却流体と隣接する前記第１レーザビームの端部
と５〜３０ｍｍ離隔されたところへ第２レーザビームを
照射し、前記非金属基板を切断する段階とを含む。
【００２４】また、本発明の目的を達成するための非金
属基板の切断方法は、非金属基板に設定された切断経路
上に楕円形状であって長軸：短軸の比が４０：１〜８
０：１の間で調節された第１レーザビームを照射し前記
切断経路を急速加熱する段階と、前記切断経路上に冷却
流体を噴射しそれによる熱衝撃により前記非金属基板の
表面から溝形態でスクライブラインを形成する段階と、
前記冷却流体と隣接した前記第１レーザビームの端部と
５〜３０ｍｍ離隔されたところへ長軸：短軸の比が１．
１：１〜１０：１である第２レーザビームを照射し、前
記非金属基板を切断する段階とを含む。
【００２５】本発明によると、非金属基板を非接触−非
衝撃式方法により切断し、切断面の品質を向上し、非正
常的な切断を防止し、切断速度を極大化することができ
る。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の望
ましい実施形態をより詳細に説明する。
【００２７】まず、本発明の一実施形態による非金属基
板の切断は接触−衝撃式方法である従来技術と異なり非
接触−非衝撃方法が使用される。
【００２８】本発明に適用された非金属基板を非接触−
非衝撃方法により切断するためには、非金属基板の独特
な物理的特性が十分に活用されなければならない。
【００２９】具体的には、本発明で非金属基板が一実施
形態でガラス基板である場合、ガラス基板は熱により加
熱されると体積が膨張し、冷却されると体積が収縮する
という物理的特性を用いて非金属基板が切断されるよう
にする。
【００３０】このとき、非金属基板が切断されるように
するためには、ガラス基板の一部が急速加熱、急速冷却
される過程でガラス分子とガラス分子との分子結合力よ
り大きな“熱応力”が加えられるようにすることによ
り、ガラス基板のガラス分子とガラス分子との間の結合
が壊れ形成されたクラックを必要とする。
【００３１】本発明で使用されるクラックは制御が可能
であるか否かにより、肯定的なものにも否定的なものに
もなり得る。
【００３２】否定的な側面でのクラックは、制御が不可
能であるクラックを言う。この制御不可能であるクラッ
クは、形成方向の予測が不可能であって、ガラス基板に
治癒できない致命的な欠陥である“基板切断による破
損”を発生させる。
【００３３】一方、肯定的な側面でのクラックは、制御
可能であるクラックを言う。この制御可能であるクラッ
クは形成方向の正確な予測が可能であって、ガラス基板
のうちの所望の部分が選択的に切断されることができる
ようにする。
【００３４】図１は、クラックの形成方向の正確な予測
が可能であるようにし、ガラス基板の所望の部分を選択
的に切断することができるようにする非金属基板切断装
置８００を概念的に示す。
【００３５】図１を参照すると、非金属基板切断装置８
００は、基板切断モジュール６００、移送装置７００及
び制御装置１００により構成される。
【００３６】より具体的には、移送装置７００は基板切
断モジュール６００又は基板切断モジュール６００によ
り切断される被加工物である非金属基板１のうちのいず
れか一方を移送するように設けられる。
【００３７】このとき、基板切断モジュール６００用に
移送装置７００が設けられる場合、非金属基板１が固定
された状態で基板切断モジュール６００が移動されつつ
非金属基板１の切断を実施する。
【００３８】これとは逆に、非金属基板１用に移送装置
７００が設けられる場合、基板切断モジュール６００が
固定された状態で非金属基板１が基板切断モジュール６
００に対し移送される。
【００３９】このような、移送装置７００は非金属基板
１が平面上で自由に動ける構成を有する。望ましい一実
施形態として、移送装置７００はＸＹ軸方向へ自由に動
くＸＹテーブルである。
【００４０】本発明では、図１に図示されたように一実
施形態として、基板切断モジュール６００が固定された
状態で移送装置７００が非金属基板１を移送する場合に
ついて説明する。
【００４１】移送装置７００により移送される非金属基
板１は基板切断モジュール６００により切断される。
【００４２】基板切断モジュール６００が非金属基板１
を切断するために、基板切断モジュール６００は第１レ
ーザビーム照射装置２００、第２レーザビーム照射装置
５００、冷却流体供給装置３００及び冷却流体吸収装置
４００により構成される。
【００４３】ここで、第１レーザビーム照射装置２００
では第１レーザビーム２１０が発生され、第２レーザビ
ーム照射装置５００では第２レーザビーム５１０が発生
される。これら、第１レーザビーム２１０及び第２レー
ザビーム５１０は非金属基板１内の相当に小さい面積を
急速に加熱するのに適する。
【００４４】このような、第１レーザビーム照射装置２
００と第２レーザビーム照射装置５００との間には、冷
却流体３１０を噴射する冷却流体供給装置３００が設け
られる。
【００４５】また、冷却流体供給装置３００と第２レー
ザビーム照射装置５００との間には、冷却流体供給装置
３００で噴射された冷却流体３１０を再び吸収する冷却
流体吸収装置４００が設けられる。
【００４６】第１レーザビーム照射装置２００で発生し
た第１レーザビーム２１０と冷却流体供給装置３００で
供給された冷却流体３１０は、非金属基板１を完全切断
するには弱い熱応力を加え、非金属基板１の表面に所定
深さを有するようにガイドクラックが発生されるように
する。
【００４７】また、第２レーザビーム照射装置５００で
発生した第２レーザビーム５１０は、ガイドクラックに
再び熱応力を加え、非金属基板１がフルカッティング即
ち完全切断されるようにする。
【００４８】このような構成を有する非金属基板切断装
置８００及び移送装置７００は、これらの動作を精密に
制御する制御装置１００と連結される。
【００４９】このような、構成を有する非金属基板切断
装置８００の生産性は、第１レーザビーム２１０の形
状、第２レーザビーム５１０の形状及び第１レーザビー
ム２１０及び第２レーザビーム５１０の離隔距離などに
より相当に多くの影響を受ける。
【００５０】以下、図１に図示された非金属基板切断装
置８００で発生された第１レーザビーム２１０、第２レ
ーザビーム５１０及び第１レーザビーム２１０及び第２
レーザビーム５１０の離隔間隔の最適化により、切断品
質及び切断速度を向上させるための実施形態を説明す
る。
【００５１】〈実施形態１〉非金属基板切断装置８００
により非金属基板１を切断するためにまず、図１に図示
された制御装置１００は移送装置７００に制御命令を送
信し、移送装置７００が非金属基板１の切断予定線が指
定された位置に位置するようにする。
【００５２】次いで、制御装置１００は、第１レーザビ
ーム照射装置２００に制御命令を送信し、第１レーザビ
ーム照射装置２００から第１レーザビーム２１０が非金
属基板１の切断予定線に正確に射出されるようにする。
【００５３】この時、第１レーザビーム２１０は非金属
基板１にフルカッティングのためのガイドクラックが形
成されるように非金属基板１を局部的に予熱する役割を
有する。
【００５４】この時、非金属基板１の切断速度をさらに
速くするためには、第１レーザビーム２１０が有するエ
ネルギーを効率的に非金属基板１に伝達するようにしな
ければならない。
【００５５】この時、第１レーザビーム２１０が速い時
間内に非金属基板１の切断予定線温度を指定された温度
に到達するようにする要因には、第１レーザビーム２１
０の形状が大きな比重を占める。
【００５６】これは、第１レーザビーム２１０の形状に
より非金属基板１の切断速度に差ができることを意味す
る。
【００５７】具体的には、第１レーザビーム２１０の長
軸の長さをＳL、第１レーザビーム２１０の短軸の長さ
をＳW、第１レーザビーム２１０のパワーをＰ、第１レ
ーザビーム２１０の速度をＶとした場合、第１レーザビ
ーム２１０により上昇された最終温度Ｔ（ｆ）は次の式
１により定まる。 Ｔ（ｆ）∝Ｐ／（ＳW×Ｖ） （１）
【００５８】ここで、式１によると、理論的には第１レ
ーザビーム２１０の長さＳLは第１レーザビーム２１０
により上昇された非金属基板１の最終温度Ｔ（ｆ）にど
んな影響も及ぼさないことを示す。
【００５９】理論的には、これは第１レーザビーム２１
０の幅ＳW、速度Ｖ及びパワーＰが一定の状態で第１レ
ーザビーム２１０の長さＳLのみ調節する場合、第１レ
ーザビーム２１０が短いか長いかに関係なしに、第１レ
ーザビーム２１０が通過した経路に加えられた全体エネ
ルギーの和が全て同一であるためである。
【００６０】しかし、実際工程においては理論とは異な
り式１は正確に適用され難しい。これは式１では、実際
工程中に発生する非金属基板での熱損失、放出される熱
などが考慮されていないためである。
【００６１】これらを考慮すると、第１レーザビーム２
１０の幅は勿論、第１レーザビーム２１０の長さにより
第１レーザビーム２１０の最終温度Ｔ（ｆ）が影響を受
け、これにより非金属基板１の切断速度が影響を受け
る。
【００６２】具体的には、以下、テスト結果を参照しこ
れを説明する。添付された図３に図示されたように一実
施形態として、第１レーザビーム２１０の短軸の長さが
一定であるようにした状態で第１レーザビーム２１０の
長軸長さを望ましくは、３０ｍｍ以上及び８０ｍｍ以下
で調節することにより、図３に図示されたように最大切
断速度（Ｖmax）を得ることができる。
【００６３】このとき、切断条件は第１レーザビーム２
１０にＣＯ2レーザビームが使用され、第１レーザビー
ム２１０のパワーは５０Ｗから２５０Ｗであり、非金属
基板１は０．７ｍｍの厚さを有するＴＦＴ基板と０．７
ｍｍの厚さを有するカラーフィルタ基板を接合したＬＣ
Ｄ基板が使用される。
【００６４】このとき、第１レーザビーム２１０の長軸
の長さが３０ｍｍ未満である場合、図３に図示されたよ
うに切断速度が最大切断速度（Ｖmax）に比べ顕著に低
下する傾向を示す。
【００６５】これは非金属基板１に照射される第１レー
ザビーム２１０のエネルギー密度が高すぎる場合、集中
されたエネルギーにより非金属基板１の表面にはバーニ
ング（焼け）又はチッピング（微小切り欠き）が発生
し、この過程でエネルギーの一部が非金属基板１を加熱
せず損失されるためである。
【００６６】また、第１レーザビーム２１０の長軸の長
さが８０ｍｍより大きい場合、図３に示したように該当
切断速度は最高切断速度（Ｖmax）に比べ顕著に低下す
る傾向を示す。
【００６７】一方、図４には第１レーザビーム２１０の
長軸の長さを一定にした状態で、第１レーザビーム２１
０の幅変化による非金属基板１の切断速度と関連したシ
ミュレーション結果が図示されている。
【００６８】シミュレーション結果によると、一実施形
態として第１レーザビーム２１０の短軸の長さが０．５
ｍｍ以上２ｍｍ以下で非金属基板１の最高切断速度（Ｖ
max）を得ることができる。
【００６９】このとき、第１レーザビーム２１０の短軸
の長さが０．５ｍｍ未満である場合、非金属基板１に部
分的に切断が行われない部分が発生される。これと共
に、非金属基板１表面に過渡なエネルギーが加えられ表
面が熱により焦げるスコーチング現象が発生し、切断面
品質不良と共に切断速度が最高切断速度（Ｖmax）に比
べ大きく低下される問題点を有する。
【００７０】また、第１レーザビームの短軸の長さが２
ｍｍ以上である場合、エネルギー密度が顕著に低下さ
れ、やはり最高切断速度（Ｖmax）に比べ切断速度が顕
著に低下される問題点と共に切断面がウェーブ状に切断
され切断面品質低下が発生する問題点を有する。
【００７１】図５に示したように、第１レーザビーム２
１０の長軸の長さと第１レーザビーム２１０の短軸の長
さの比が一実施形態として４０：１〜８０：１（長軸：
短軸）になるようにしたとき、非金属基板１を最高切断
速度（Ｖmax）で切断できかつ精密である切断面品質を
得ることができる。
【００７２】さらに、第１レーザビーム２１０の形状変
更により非金属基板１の切断速度を極大化することがで
きる。
【００７３】添付された図８に図示された第１レーザビ
ーム２２０の形状は、図２に図示された第１レーザビー
ム２１０の形状と相異する。まず、図２に図示された第
１レーザビーム２１０は長軸を基準に左右対称あり、短
軸を基準に左右対称であるが、図８に図示された第１レ
ーザビーム２２０は長軸（ＳL1）を基準には対称形状で
あるが、長軸（ＳL1）の１／２の位置に形成された短軸
を基準には非対称形状を有する。
【００７４】このとき、第１レーザビーム２２０を、短
軸を基準に２区画に分けた状態で、分けられた第１レー
ザビーム２２０の進行方向を基準に、前方に位置した第
１レーザビーム部分２２０ａの面積が後方に位置した第
１レーザビーム部分２２０ｂの面積に比べ大きくなるよ
うにする。
【００７５】図８に図示されたように、短軸を基準に左
右非対称である第１レーザビーム２２０は第１レーザビ
ーム照射装置２００で発生された第１レーザビームが凸
レンズ及び凹レンズにより構成されたレンズグループを
通過するとき、レンズグループの焦点中心から一側にオ
フセットされたところを通過することにより得られる。
【００７６】一方、図２を参照すると、第１レーザビー
ム２１０により急速過熱された切断予定線１ａには、図
１及び図２又は図８に図示されたように、冷却流体供給
装置３００で供給された冷却流体３１０が供給される。
これにより、急速加熱された切断予定線１ａには相当に
大きな熱応力が加えられる。このように、切断予定線１
ａに加えられた熱応力により非金属基板１の表面から所
定深さを有するガイドクラックが発生される。以下、こ
のガイドクラックをスクライブライン１ｂと称する。
【００７７】以後、スクライブライン１ｂが形成される
過程で切断予定線１ａに噴射された冷却流体３１０は、
再び、図１に示された冷却流体吸収装置４００に完全に
吸収される。
【００７８】このように、冷却流体３１０を再吸収する
のは、第一に、非金属基板切断装置８００の周辺汚染を
防止するためのものである。第二に、冷却流体３１０が
付着している非金属基板１に第２レーザビーム５１０が
照射される間における第２レーザビーム５１０の冷却流
体３１０から受ける散乱によるエネルギー損失を最小化
するためのものである。第三に、第２レーザビーム５１
０が冷却流体３１０を加熱することによる非金属基板１
に加えられる熱の損失を最小化するためのものである。
【００７９】続いて、第２レーザビーム５１０が図２に
図示されたように、スクライブライン１ｃに照射される
ことにより、スクライブライン１ｃの両側で熱による体
積膨張が発生し、スクライブライン１ｃに過度の応力が
発生する。これにより、スクライブライン１ｃからは応
力によりクラックが伝播するが、クラックの伝播方向は
非金属基板１が完全切断されるようにする方向を有す
る。
【００８０】〈実施形態２〉以下、非金属基板を切断す
る方法を具現するための第２実施形態を説明する。
【００８１】第２実施形態により非金属基板１を切断す
るためには、図１又は図２に図示されたように、まず、
非金属基板１の切断予定線１ａに第１レーザビーム照射
装置２００で発生された第１レーザビーム２１０を照射
し、切断予定線１ａを局部的に急速加熱する。
【００８２】続いて、急速加熱された切断予定線１ａに
は、冷却流体噴射装置３００で噴射された冷却流体３１
０が噴射されるにつれて、局部加熱された切断予定線１
ａに沿って微細なガイドクラックが発生されるようにす
る。このガイドクラックを以下、スクライブライン１ｂ
と称する。
【００８３】微細クラックが発生したスクライブライン
１ｂに沿って非金属基板１を完全切断するために、スク
ライブライン１ｂには第２レーザビーム５１０が照射さ
れる。この第２レーザビーム５１０は第１レーザビーム
２１０及び冷却流体３１０により形成されたスクライブ
ライン１ｂを完全に切断１ｃするようにする役割を有す
る。
【００８４】この時、第２レーザビーム５１０はスクラ
イブライン１ｂを完全に切断するために第１レーザビー
ム２１０に比べ高いパワーが要求される。一実施形態と
して、第２レーザビーム５１０は２００Ｗ〜５００Ｗ程
度のパワーが要求される。
【００８５】このような役割を有する第２レーザビーム
５１０は、本発明の実施形態２ではスクライブライン１
ｂ方向に長軸が形成された楕円形状を有する。以下、切
断予定線１ａを基準に切断予定線１ａと平行な方向へ延
びた軸を長軸（ＢL）と称し、切断予定線１ａと垂直な
方向へ延びた軸を短軸（ＢW）と称する。
【００８６】上記条件のもと、第２レーザビーム５１０
の形状により非金属基板１の完全切断の可否、スコーチ
の存否及びブリッジ（切断個所の不連続）の存否などが
判別された。
【００８７】図２又は図６を参照すれば、第２レーザビ
ーム５１０の長軸方向長さが４ｍｍ以上２０ｍｍ以下で
あり、第２レーザビーム５１０の短軸方向長さが３ｍｍ
以上１０ｍｍ以下であるところで非金属基板１が完全に
切断され、スコーチが発生せず、ブリッジが発生しない
ことが確認できた。
【００８８】このとき、第２レーザビーム５１０の長軸
長さが一定の状態で、短軸の長さが短くなる場合、ブリ
ッジは発生しないが、完全切断が難しく、スコーチが発
生し易い。
【００８９】逆に、第２レーザビーム５１０の長軸長さ
が一定の状態で短軸の長さが増加される場合、完全切断
が可能でありスコーチは発生しないが、ブリッジが発生
する問題点を有する。
【００９０】このような理由で、長軸と短軸の比率は
１．１：１〜１０：１程度になるようにし、完全切断特
性が得られ、スコーチが発生せず、ブリッジが発生しな
いようにする。
【００９１】〈実施形態３〉以下、非金属基板の切断方
法を具現するための第３実施形態を説明する。
【００９２】実施形態３により、非金属基板１を切断す
るためには、まず、図２に図示されたように非金属基板
１の切断予定線１ａに第１レーザビーム照射装置２００
で発生された第１レーザビーム２１０を照射し切断予定
線１ａを局部的に急速加熱する。
【００９３】続いて、急速加熱された切断予定線１ａに
は、冷却流体噴射装置３００から冷却流体３１０が噴射
されることによって、局部加熱された切断予定線１ａに
沿って微細なガイドクラックが発生されるようにする。
このガイドクラックを以下、スクライブライン１ｂと称
する。
【００９４】微細クラックが発生したスクライブライン
１ｂに沿って非金属基板１を完全切断するために、スク
ライブライン１ｂには第２レーザビーム５１０が照射さ
れる。この第２レーザビーム５１０は第１レーザビーム
２１０及び冷却流体３１０により形成されたスクライブ
ライン１ｂを完全に切断（１ｃ）する役割を有する。
【００９５】このとき、第１レーザビーム２１０のう
ち、冷却流体３１０と隣接する端部と第２レーザビーム
５１０との間にギャップがないようにすることが望まし
いが、これは相当に難しい。これは、冷却流体３１０を
吸収する冷却流体吸収装置４００が第１レーザビーム２
１０と第２レーザビーム５１０との間に設けられるため
である。
【００９６】このとき、第１レーザビーム２１０と第２
レーザビーム５１０との間の間隔は、相当に重要であ
る。本発明の第３実施形態では、望ましい一実施形態と
して５ｍｍ〜３０ｍｍ程度離隔されるようにすることが
望ましい。このとき、５ｍｍ以下の間隔では、冷却流体
吸収装置４００と干渉を起こす問題があり、３０ｍｍ以
上離隔された状態では第１レーザビーム２１０及び冷却
流体３１０により形成されたスクライブライン１ｂが自
発的に復元される問題が発生するためである。
【００９７】ここで、添付された図７から明らかなよう
に、切断速度の側面から見ても第１レーザビーム２１０
と第２レーザビーム５１０との間の間隔が５ｍ未満にな
る場合、最大速度（Ｖmax）に比べ顕著に低下された切
断速度を示し、３０ｍｍより大きい場合、最大速度（Ｖ
max）に比べやはり顕著に低下された切断速度を有す
る。
【００９８】以下、第１実施形態、第２実施形態、第３
実施形態の方法により液晶表示パネルアセンブリを製造
する方法を添付された図９、図１０を参照して、より具
体的に説明する。
【００９９】まず、液晶表示パネルアセンブリを製造す
る一番目の過程は組立基板９３０を製造する過程から始
まる。
【０１００】図９に図示されたように、透明な基板、例
えば、二枚のガラス基板９１０、９２０には各々相異す
る半導体製造工程によりカラーフィルタ基板部９１５及
びＴＦＴ基板部９２５が形成される。次いで、ＴＦＴ基
板部９２５とカラーフィルタ基板部９１５が形成された
ガラス基板９１０、９２０がアセンブリされることによ
り、“組立基板９３０”が形成される。
【０１０１】組立基板９３０で相互に向き合う関係であ
るカラーフィルタ基板部９１５及びＴＦＴ基板部９２５
を以下ＬＣＤ単位セル９３５と称する。このＬＣＤ単位
セル９３５は液晶が注入された状態にある。
【０１０２】一方、図１０に図示されたように、組立基
板９３０に形成されたＬＣＤ単位セル９３５のうち、切
断される部分に該当する切断予定線９４０、９４５には
第１レーザビーム２１０が照射され、切断予定線９４
０、９４５を急速加熱する。このとき、第１レーザビー
ム２１０は楕円形状であり、具体的には第１レーザビー
ム２１０の長軸：短軸の比率が４０：１〜８０：１にな
るように調節することにより、最適の条件により切断予
定線９４０、９４５が急速加熱されるようにする。
【０１０３】このように、切断予定線９４０、９４５を
急速加熱した状態で切断予定線９４０、９４５には冷却
流体３１０が供給され、切断予定線９４０、９４５には
急速加熱及び急速冷却によりグルーブ形状を有する切断
溝が形成される。以下、切断溝をスクライブラインと称
する。
【０１０４】このように、切断予定線９４０、９４５に
スクライブラインが形成された状態で、また噴射された
冷却流体３１０が、吸収され除去された状態で、第１レ
ーザビーム２１０の端部から５ｍｍ〜３０ｍｍ離隔され
た所にはスクライブラインを再加熱する第２レーザビー
ム５１０が照射される。
【０１０５】このとき、第２レーザビーム５１０は組立
基板９３０を完全切断すると同時に、スコーチ発生を抑
制し、ブリッジなどが発生しないようにするために、第
２レーザビーム５１０の進行方向の長軸及び長軸と直交
する短軸の比が１．１：１〜１０：１になるようにす
る。これにより、最適の速度及び最高の品質で組立基板
９３０からＬＣＤ単位セル９３５を切断しＴＦＴ基板９
５７及びカラーフィルタ基板９５５により構成されたＬ
ＣＤパネル９５０を製作する。
【０１０６】以後、ＬＣＤパネル９５０には駆動モジュ
ール、駆動印刷回路基板９６２、９６６、テープキャリ
アパッケージ９６４、９６８などがアセンブリされＬＣ
Ｄパネルアセンブリ９６０が製作される。
【０１０７】以上、本発明の実施例によって詳細に説明
したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技
術分野において通常の知識を有するものであれば本発明
の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変
更できるであろう。
【０１０８】
【発明の効果】本発明によると、非金属基板を非接触−
非衝撃式切断方式により切断し、切断面品質を向上さ
せ、非定常的の切断を防止し、切断速度を極大化するこ
とができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による非金属基板切断方
法を具現するための非金属基板切断装置を示す概念図で
ある。
【図２】 本発明の一実施形態による非金属基板切断方
法を具現するための第1レーザビーム、冷却流体、冷却
流体吸収領域、第２レーザビームを示す概念図である。
【図３】 本発明の一実施形態による第１レーザビーム
の長さによる非金属基板の切断速度を示すグラフであ
る。
【図４】 本発明の一実施形態による第１レーザビーム
の幅による非金属基板の切断速度を示すグラフである。
【図５】 本発明の一実施形態による第１レーザビーム
の長さ及び幅の比による非金属基板の切断速度を示すグ
ラフである。
【図６】 本発明の一実施形態により非金属基板の完全
切断、スコーチ発生抑制、ブリッジ発生を抑制する第２
レーザビームの長さ及び幅領域を示すグラフである。
【図７】 本発明の一実施形態により第１レーザビーム
と第２レーザビームの離隔距離による切断速度を示すグ
ラフである。
【図８】 本発明の第１レーザビームの他の実施形態で
ある。
【図９】 本発明の一実施形態による液晶表示パネルア
センブリの製作過程を示す工程図である。
【図１０】 本発明の一実施形態による液晶表示パネル
アセンブリの製作過程を示す工程図である。
【符号の説明】
１ 非金属基板 １００ 制御装置 ２００ 第１レーザビーム照射装置 ２１０ 第１レーザビーム ３００ 冷却流体供給装置 ４００ 冷却流体吸収装置 ５００ 第２レーザビーム照射装置 ５１０ 第２レーザビーム ６００ 基板切断モジュール ７００ 移送装置 ８００ 非金属基板切断装置 ９１５ カラーフィルタ基板部 ９２５ ＴＦＴ基板部 ９３５ ＬＣＤ単位セル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋 大 鎬 大韓民国京畿道水原市八達区霊通洞黄骨タ ウン 碧山アパートメント223棟1803号 (72)発明者 南 亨 祐 大韓民国京畿道龍仁市樹脂邑風徳千里691 番地 東部アパートメント105棟401号 (72)発明者 權 容 俊 大韓民国ソウル市江南区三成２洞 海青ア パートメント４棟204号 Ｆターム(参考） 3C069 AA01 AA03 BA08 CA05 CA11 EA01 EA02 4E068 AA05 AE01 AJ03 CB06 CD05 CH08 DA10 DB13

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】非金属基板に設定された切断経路上に楕円
    形状であって長軸：短軸の比が４０：１〜８０：１の間
    で調節された第１レーザビームを照射し前記切断経路を
    急速加熱する段階と、 前記切断経路上に冷却流体を噴射しそれによる熱衝撃に
    より前記非金属基板の表面から溝形態でスクライブライ
    ンを形成する段階と、 前記第１レーザビームの照射経路に沿って第２レーザビ
    ームを照射し、前記非金属基板を切断する段階とを含む
    ことを特徴とする非金属基板の切断方法。
  2. 【請求項２】前記第１レーザビームは長軸及び前記短軸
    の各々に関して、対称形状を有することを特徴とする請
    求項１に記載の非金属基板の切断方法。
  3. 【請求項３】前記第１レーザビームは前記長軸に関して
    は対称形状を有し、前記第１レーザビームの前記短軸に
    関しては非対称形状を有することを特徴とする請求項１
    に記載の非金属基板の切断方法。
  4. 【請求項４】前記第１レーザビームの進行方向で見て前
    記短軸を基準に前記第１レーザビームの前方領域の面積
    が後方領域の面積より大きいことを特徴とする請求項３
    に記載の非金属基板の切断方法。
  5. 【請求項５】前記短軸の長さは０．５〜２ｍｍであり、
    前記長軸の長さは３０〜８０ｍｍであることを特徴とす
    る請求項１に記載の非金属基板の切断方法。
  6. 【請求項６】非金属基板に設定された切断経路上に第１
    レーザビームを照射し前記切断経路を急速加熱する段階
    と、 前記切断経路上に冷却流体を噴射しそれによる熱衝撃に
    より前記非金属基板の表面から溝形態でスクライブライ
    ンを形成する段階と、 前記第１レーザビームの照射経路に沿って長軸：短軸の
    比が１．１：１〜１０：１である第２レーザビームを照
    射し、前記非金属基板を切断する段階とを含むことを特
    徴とする非金属基板の切断方法。
  7. 【請求項７】前記第１レーザビームは、楕円形状であっ
    て長軸：短軸の比が４０：１〜８０：１の間で調節され
    ることを特徴とする請求項６に記載の非金属基板の切断
    方法。
  8. 【請求項８】前記第２レーザビームの前記短軸の長さは
    ３〜１０ｍｍであり、前記長軸の長さは４〜２０ｍｍで
    あることを特徴とする請求項６に記載の非金属基板の切
    断方法。
  9. 【請求項９】非金属基板に設定された切断経路上に第１
    レーザビームを照射し前記切断経路を急速加熱する段階
    と、 前記急速加熱された前記切断経路上に冷却流体を噴射し
    それによる熱衝撃により前記非金属基板の表面から溝形
    態でスクライブラインを形成する段階と、 前記冷却流体と隣接する前記第１レーザビームの端部と
    ５〜３０ｍｍ離隔されたところへ第２レーザビームを照
    射し、前記非金属基板を切断する段階とを含むことを特
    徴とする非金属基板の切断方法。
  10. 【請求項１０】前記第１レーザビームは、楕円形状であ
    って長軸：短軸の比が４０：１〜８０：１の間で調節さ
    れることを特徴とする請求項９に記載の非金属基板の切
    断方法。
  11. 【請求項１１】前記第１レーザビームはＣＯ２レーザビ
    ームであり５０Ｗ〜２５０Ｗのパワーを有し、前記第２
    レーザビームはＣＯ２レーザビームであり２００Ｗ〜５
    ００Ｗのパワーを有することを特徴とする請求項９に記
    載の非金属基板の切断方法。
  12. 【請求項１２】前記冷却流体と隣接する前記第１レーザ
    ビームの端部と前記第２レーザビームの離隔距離は、前
    記第１レーザビームの長さより短いことを特徴とする請
    求項９に記載の非金属基板の切断方法。
  13. 【請求項１３】前記非金属基板はガラス基板またはシリ
    コン基板であることを特徴とする請求項９に記載の非金
    属基板の切断方法。
  14. 【請求項１４】非金属基板に設定された切断経路上に楕
    円形状であって長軸：短軸の比が４０：１〜８０：１の
    間で調節された第１レーザビームを照射し前記切断経路
    を急速加熱する段階と、 前記切断経路上に冷却流体を噴射しそれによる熱衝撃に
    より前記非金属基板の表面から溝形態でスクライブライ
    ンを形成する段階と、 前記冷却流体と隣接する前記第１レーザビームの端部と
    ５〜３０ｍｍ離隔されたところへ長軸：短軸の比が１．
    １：１〜１０：１である第２レーザビームを照射し、前
    記非金属基板を切断する段階とを含むことを特徴とする
    非金属基板の切断方法。
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