TW201005818A - Method for processing terminal in bonded substrate - Google Patents

Description

201005818 . 六、發明說明： * 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於對脆性材料之貼合基板切除基板之一部 (亦稱為端料、耳部、連接部）以進行與外部機@之電氣連 接之使端子部露出之端子加工方法。 在此，所4脆性材料之貼合基板係指使用玻璃基板、 單結晶矽、半導體晶圓、藍寶石、陶究等材料之貼合基板。 【先前技術】 以下之說明中所谓「劃線」係指於分斷基板前先沿基 板上之分斷預定線形成之有限深度之裂痕。 又，所謂「折斷處理」係指分斷基板之加工。 沿劃線進行折斷處理會使當初之有限深度之裂痕伸展 至基板背面。藉此，基板被完全分斷。 、又所明雷射劃線加工」係指對脆性材料基板設定 =預定線’沿此分斷狀線掃描雷射光束之光束點（雷射 束被照射而被加熱之區域)並在軟化溫度以下加熱基板， 面2光束點通過之軌跡冷卻基板以利用熱應力於基板表 面形成沿分斷職線之劃線（有限深度之裂痕）之加工。 雷射「雷射折斷處理」係指沿已形成之劃線掃描 以利用埶應ί束點以再度加熱(根據需要再加熱後可再冷卻) ==力使劃線(有限深度之裂痕)於深度方向伸 違基板之背面以分斷之處理。 又，做為先前技術之-後述之厂使用多光子吸收之雷 3 201005818 射劃線」係於基板内部將雷射光束聚光以將基板内部改質 之加工技術，由於係不於基板面形成劃線加工之技術，故 與上述之「雷射劃線加工」、「雷射折斷處理」加工機制 不同，在此係與「雷射劃線加工」、「雷射折斷處理」區 別使用。 玻璃基板等脆性材料基板被加工為適當之大小或形狀 後被利用於各種製品。 例如’在液晶顯示面板之製造係使用2片大面積破璃 基板（母基板）’於一方之基板上圖案形成濾色片（CF)，於另 一方之基板上圖案形成驅動液晶之TFT (Thin Film Transistor)及外部連接之目的之端子部，形成此等2片基板 之貼合基板。之後’藉由實行分割為1個1個之單位顯示 基板之加工製造液晶顯示面板。 其十’將母基板分割為單位顯示基板之加工中，以往 係對2片基板分別壓接刀輪並使其相對移動以刻劃劃線， 其次沿劃線從基板之背面側施加彎曲力矩進行折斷處理。 藉此’分斷為單位顯示基板。 在上述之液晶顯示面板用之貼合基板係於使形成有淚 色片之側之第一基板（CF基板）、形成有TFT及連接於此TFT 之端子部之侧之第二基板（TFT基板）貼合時，使形成有TFT 或端子部之基板面被第一基板覆蓋。 此端子部由於係連接TFT與外部機器之間之信號線之 區域，故必須使能使端子部露出以連接信號線。因此，在 將大面積之貼合基板分斷為單位顯示基板之際係對對向於 201005818 端子部之第一基板（CF)之部位沿與連接tft之側為相反側 之端子部之外侧端（亦即單位顯示基板之端部）分斷並將離 ^子部之外側端至少與外部機器連接之信號線之安裝為可 月巨之寬度做為端材部切除。 切除端材部之端子加工係藉由私嫂从加> 诹精由於端材部之兩端分別形 成劃線並沿此等劃線進行折斷處理來進行。 此時藉由調整由刀輪形成之各劃線輪之形成順序、使 用折斷裝置之折斷處理之順序， 易進仃端子加工之貼 S板之端子加工方法已被揭示（參考專利文獻 根據此專利文獻i，如圖4所示，以以下之順序⑴〜⑸ 加工貼合基板可抑制端子加工中 _ 折斷不良之發生已被揭 不ο s4fT()於第基板51(CF基板)上以相當於對向於第二基板 54(TFT基板）之端子部53 心舳材邛（耳部）之寬度（L)之間隔 $成第-、第二劃線S1、S2 (圖4⑷）。 (2) 於第二基板54上於第-查丨丨姑 、弟一剑線S2之背面側之延長上 之位置形成第三劃線S3,之德，、儿筮垂丨& 衣 <俊&第一劃線s丨折斷第一 51 (圖4(b)〜圖4(d)) ^基板 (3) 沿第二劃線s 3折斷篦-| T斷弟—基板54 (圖4(e)) (4) 根據沿第一劃線S1之篦

义第—基板51之分斷面B1 VL 第二劃線S3之分斷面b3 坌 ° ^ , 之第—基板5卜第二基板54之分 離（圖4(f)) I刀 (5 )沿第—劃線S 2進行折齡 坌一其 斷，分斷面B2切除殘留於 第一基板51之端材部（耳部）55 (圖4(g)) 5 201005818 根據上述流裎之端子加工方法兼具長處與短處。 此端子加工方法之長處為即使第-劃線si與第二劃線 S2之寬度即端材部（耳部）之寬度⑹變短（例如以 下）’沿直線之劃線之直線端子加工仍為可能。 反之’短處可舉出以下各點。第一，於折斷處理必須 分別使用相異之兩種（彎曲力矩型、剪斷型）折斷裝置。亦 即^圖勢圖4⑷形成分斷面B1、分斷面幻時係如圖 5所不’使用將使與基板之接觸面為銳角之折斷桿“沿線 K(將劃線S2、S3於势相|丨反# a 於旁側延長之線上）按壓以施加f曲力矩 之折斷裝置。相對於此’於圖4( 、圖（g)形成刀斷面B2時係如圖 3 I: :將使與第一基板51之接觸 4裝3置抵接Μ部（耳部）55並㈣以使剪斷力作用之特殊折斷 第二’使用刀輪之割線s i〜s 衮县古h S3之加工比雷射劃線加工 虞H 於切屑發生會有對良率產生影響之 :二 力抑制發生。因此，在希望減少切屑發生時， 以雷射加工形成劃線較理想。 之鳊子。卩53被分離，形成單 μ2，但此時在單位顯示基板⑷，單^與基板 材部（耳部切被分離，端子部53 端子部53之端 細千邠53成為露出狀，離〆 在圖4(f)之步驟成為單位顯示 出之壯能十-/ 叛Μ1之端子部53露 狀之早位顯示基板M1被搬 線）進行製品化之加工。 至-人一步驟（例如組裝 201005818 …、而右維持在端子部53露出之狀態下被搬送至次一步 ，:搬达中於端子部53之端面有損傷之虞。特別是在進 订到圖4(g)之加工之面板製造線與進行製品之組裝之植裝 2之距離相距較遠時，必須在搬送令使端子部53不會受 傷，增加搬送之麻煩。 由上述理由’發揮端子部53之保護罩之機能之端材部 (耳部在之後之步驟（上述例中為組裝線）切除較理想。 針對此點，已有在端子部被端材部（耳部）覆蓋之狀態先 將母基板分斷為單位顯示基板（液晶顯示面板）之大小，之後 再切除端材部之雷射加工方法被揭示(參考專利文獻& 根據於此專利文獻2記載之加工方法，⑴先分斷為單 位顯示基板（液晶顯示面板）之大小，⑺之後，對被分斷之各 早位顯示基板（液晶顯示面板）藉由為使端子部露出之沿切 斷預定線照射雷射光’利用多光子吸收現象切離端材部(在 專利文獻2係稱為切斷部），使端子部露出。亦即，照射以 使雷射光於切斷預定線下方近處之基板内聚光，使多光子 欠產生以將基板内改質。之後，端材部（切斷部）以改質區 域為起點被分斷。此時之雷射加工稱為「使用多光子吸收 之雷射劃線」。 〔專利文獻1〕日本專利第3792508號公報 〔專利文獻2〕曰本特開2〇〇7_62〇74號公報 【發明内容】 採用於專利文獻2記載之使用多光子吸收之雷射劃線 201005818 時，有以下之問題。 僅以利用雷射，昭鼻!·夕皮 子吸收可能僅被改質而難以 在加工預疋線之位置完令八 王刀斷基板。亦即，即使在基 之改質區域形成有裂洧 从 板内 痕，右不使裂痕伸展可能仍不被分 斷。此時需要使用折斷裝 ，研I置之分斷處理，此時，由於 斷之端材部（切斷部）之正下 ' 万有知子口P存在’故無法使用前 斷型之折斷裝置，以蠻ώ 士紅：^ 考曲力矩型之折斷裝置分斷。 力矩型之折斷裝置雖須太+ia Θ在夾切斷預定線均等支揮兩側之狀 態下從背側推壓，伸若她锊如μ 狀 仁右端材部（切斷部）之寬度變小 等支撐，即使以彎曲力矩形夕批邮壯班 ‘，、、&均 刀矩型之折斷裝置亦無法安定分斷。 因此，在端材部（切斷部）之寬度小於10mm時，若採用先八 斷為單㈣示基板，之後再切除端材部（切斷部）之步驟分: 不良便容易發生，苦 右小於5mm則以折斷裝置之分斷本 有困難。又，於以多氺：na κ L、 欠形成之改質區域或以刀輪 成之劃線因會形成微裂痕， 莰丞扳之鳊面強度會降低。此 外’由於切除端材部之端面桩 面接近端子部，故亦難以 工等除去微裂痕。 您加 由上述，端子加工不論為採用使用刀輪之機械式加工 之狀況或採用使用容止-7· 光子及收之雷射劃線之狀況皆有短 處，新端子加工方法受到期望。 針對此點’本發明係以提供解決在上述之使用刀輪之 端子加工或使用多光子吸收之雷射劃線之端子加工產生之 ㈣題並在使端子之露出量為1〇麵以下時亦可加工之新 端子加工方法為目的。 8 201005818 為解決上述問題而為之本發明係利 雷射折斷處理進行端子加工 射幻線加工與 亦即’本發明係對使第一脆 膜之端子部與板連接於機能 丨興别述機能膜一起形成於單側 料基板貼合為前述端子部被第第—脆性材 行。 布悉极復盍貼合之基板進 口要t/r胃「機能臈」在液晶顯示面板雖係指打丁，但 成於基板面之端子部連接a _ 能膜並不制受限。例如，可為TFT以外之“^之: 抗膜、光學膜等。 件、抵 所謂「端子部」係指在機能膜與外部機器之 號線或動力線之區域。一般# " 案形成導電性祺(例如金屬 =透^電膜）。由㈣子部必須與外部機器連接故端 H之表面至少從端子部之外侧端（與料部與機能膜連接 之侧相反側之端）露出盥外都撫 ^路m /、外4機器之連接所必須之寬度。另 外’端子部之寬度越小，便越可擴大可做為機能膜使用之 =垃因使露出之端子部之寬度為下限為可與外部機 接之寬度’上限為1〇_以下之範圍較理想。且體而 言’使被露出之端子部之寬度為2mm〜8mm程度較理想。 二本發明之端子加工方法係先於與前述端+部之連接於 前述機能膜之側為相反側之端子部外側端形成對第一基板 及第二基板之分斷面彼此為同一面之第一分斷面。之2， 將覆蓋前述端子部之第一基板之部位⑽前述第一基板之 第-分斷® 10_以下之寬度做為端材部切除以形：第二 9 201005818 分斷面，使前述端子部露出。 在先分斷為單位顯示基板（液晶顯示面板）之大小後利 :雷射劃線加工切除端材部(切斷部)時，會有即使直線掃描 雷射光束之光束點加工線亦會彎曲之現象。 干於光束點被掃描之線(分斷預定線)為單位顯 不丞板（液晶顯示面板）之周邊p祕 ““ ）周邊£域’在掃描光束點時在掃描 :之中央側與邊側形成不均句應力場。被形成之 =、分斷線)在單位顯示基板之周邊受不均勻之應力場之 響而加工線彎曲。 用u =工線之變曲若端子部之露出寬度（端材部之寬 越小便越明顯。 之成^上之流程進行加卫時，首先，⑤第一基板 面斷面之預定位置、第-基板之成為第-分斷 成為第一分斷面之預定位置形 此時= 得之第一劃線、第二劃線、第三劃線。 :::::r斷’故劃線並非形成於基板週… 劃線=场之位置，且由於在均勻應力場被加工，故 —分t m線及第三劃線進行折斷處理，形成第 皆可。JL社此折斷處理為雷射折斷處理或機械式折斷處理 〃…果’被分割為各單^ 便位於單位顯示基板之週邊貝不基板往後第一劃線 理切=述=;=行雷射折斷處理，以雷射折斷處 “。此時，由於第-劃線位於單位顯示基 201005818 板之週邊’故雖㈣成不均㈣力場，但由 線已形成’故裂痕會受其誘導而伸展，以雷射線狀之劃 第一次劃線直線狀之分斷即為可能。 折斷處理沿 利用本發明，即使端子寬度為1〇mm以下， 有筆直之分斷面之端子。又，由於可以雷射折：：加工具 一劃線（有限深度之裂痕）於深度方向延伸，故2理使第 不良，可確實完全分斷。此外，可防止切除端材：：：斷 強度低落。 何°卩之端面 (解決其他課題之手段及效果） -上述發明中，可以雷射折斷處理進行對第二 二劃線之折斷處理。 第 藉此，不必使用進行機械式折斷處理之折斷裝 僅使用雷射裝置加卫從劃線至在第—分斷面之折了 可減少切屑之發生。 又’ 材部前U二了於形成第一分斷面後’將切除前述端 之貼δ基板做為中間加工品搬送，之後，進行 ’*·間加工品之第一劃線之雷射折斷處理。 1 藉由搬送安裝有做為端子部之保護罩之端材部之 加工品，可防止端子部損傷。 〒間 【實施方式】 _基於圖面說明本發明之實施形態。在此係以對液^曰& 不面搞用夕日卜人2 9 ^ 5破螭基板G進行端子加工之狀況為例說明。 (雷射加工裝置） 11 201005818 與雷射折斷處理之雷射加 最初說明進行雷射劃線加工

^ ^ ^ 7JO 工裝置。另外’由於在本發明係對貼合基板之兩面進行雷 射加工，故會隨時進行基板之反轉處理。因此，於雷射加 工裝置旁設有使基板反轉之市售之機械手臂。此利用^ 手臂之反轉處理技術僅利用周知技術故省略說明。 另外，在此雖省略說明，但若於貼合基板之表面側與 背面側設置雷射加工裝置便不需要反轉處理，可設置表裡 一對之雷射加工裝置代替機械手臂。 圖1為在本發明之端子加工方法使用之雷射加工裝 之概略構成圖。 沿平行配置於水平之架台1上之-對導軌3、4設有於 圖1之紙面前後方向(以下稱Y方向)往復移動之滑動平台 2 β於兩導軌3、4之間沿前後方向配置有導螺桿$ ’於此導 螺杯5螺合有固定於前述滑動平台2之支柱6,以馬達（圖 不正反轉導螺桿5使滑動平台2沿導軌3、4於Υ方向 在復移動。 '動平〇 2上沿導軌8配置有於圖1之左右方向（以 |向）往復移動之水平台座7。於固定於台座7之 柱10a貫通螺合 又 τ ^ ^ + 精由馬達9旋轉之導螺桿1〇 ,導螺桿1〇 正反轉會使台座 俗“产 /α導軌8於X方向往復移動。 α座7卜—„1_九 此旋轉平台12 <有以旋轉機構11旋轉之旋轉平台12,於 r * 之上以水平之狀態載置玻璃之貼合基板G。 此丞板G為切出 旋轉平台12 平位顯示基板之母基板。旋轉機構11係使 垂直之軸旋轉’可旋轉至任意旋轉角度。將 12 201005818 此旋轉機構11旋轉90度可沿互相正交之2方向進行雷射 加工。又，基板G係以吸引夾頭固定於旋轉平台12。 於旋轉平台12之上方有雷射裝置13與光學保持具14 受安裝架1 5保持。 雷射裝置1 3係使用準分子雷射、YAG雷射、二氧化碳 氣體雷射或一氧化碳雷射等。於基板〇之加工使用振盪 玻璃材料之能量吸收效率較大之波長之光之二氧化碳氣體 雷射較理想。

由雷射裝置13射出之雷射光束係藉由組裝有調整光束 形狀之透鏡光學系統之光學㈣具14對基板〇上照射擴圓 形之光束點。光束點之形狀雖未特別受限，但橢圓等具有 長軸之形狀在可沿加工觀線高效率加熱之點較優良。 於安裝架15接近光學保持具14設有冷卻喷嘴丨6。由 此冷卻噴嘴16喷射冷媒。於冷㈣可❹冷卻水、壓縮空 =氦氣、二氧化碳氣體等’但在本實施形態係嘴射壓縮 :氣。從冷卻噴嘴16被噴射之冷卻媒體被朝向從光束點之 左端少許離開之位置’於基板〇之表面形成冷卻點。 將因光束點之通過而被加熱之區域以冷卻點冷卻，使 …應力沿加工預定線發生，於基板形成裂痕。 又，於安裝架15透過升降機構17安褒有刀輪Η。此 刀輪18係在於基板G之邊端形成初期龜裂時暫時下降。 又’於雷射加工裝置LSI批恭亡 其k ρ 搭栽有可檢測已預先刻印於 二之對$ ；^位㈣準‘ 5己之攝影機2G，由以攝影機20檢測 對準標記之位置求取於基板G上設定之加工預定線之 13 201005818 位置與旋轉平台12之對應位置關係，以使可正確定位以使 刀輪1 8之下降位置或雷射光束之照射位置來到加工預定線 上。 (端子加工流程） 其次使用雷射加工裝置LSI說明加工液晶顯示面板用 之貼合基板G時之加工流程。 圖2為液晶顯示面板用之貼合基板之各加工步驟之平 面圖。圖中，各符號之指示線中’實線表示表面側之基板， 虛線表示背面側。又’圖3為在圖2顯示之各步驟之A_a 剖面圖。 如圖2(a)、圖3(a)所示，貼合基板〇係由形成有濾色 片（CF)之第一基板3i(CF基板）、形成有TFT 32及連接於 TFT 32之端子部33之第二基板34(TFT基板）構成。第二基 板34係形成有TFT 32及連接於TFT 32之端子部33之基 板面為内側之貼合面（接合面）。 首先，對第一基板31以雷射劃線加工形成第一劃線 S1、第二劃線S2。第一劃線S1係於僅分斷單側基板（第— 基板）之位置形成之劃線。第二劃線S2係於以同一面完全分 斷第—基板3 1與第二基板34之位署犯》 ^ 、弗悉板乙位置形成之劃線，被形成 為與後述之第三劃線S3成對。 於進行端子加工之位置’第一劃線S1、第二劃線以係 形成為隔距離L(圖3)。距離L係端子部33露出之寬度，若

將此寬度取過大則液晶顯示面板之顯示畫面會變小，故最 大亦使為1 〇mrn以下。另外，距離L 之下限只要為技術上 14 201005818 也加工且冑為端子與外部機器之連接可確實達成之寬度， 二”’、特別又限，但—般係在lm〇i〜1 〇mm之範圍設定。 另外，端子加工係至少1邊為對象。在本實施形態係 於3邊進行端子加工。 其-入，如圖2(b)、圖3(b)所示，反轉基板G，於第一基 板之第一劃線S2之背面侧之延長上形成第三劃線S3。 (另外亦可先形成第三劃線S3後再形成第一劃線s丨、第 一劃線S2) 4

其-人，如圖2(c)、圖3(c)所示，進行沿第三劃線S3再 度加熱之雷射折斷處理，以熱應力使裂痕（第三劃線s3)伸 展至到達背面以形成分斷面B 3。 其次，如圖2(d)、圖3(d)所示，反轉基板進行沿第 二劃線S2再度加熱之雷射折斷處理，以熱應力使裂痕（第二 劃線S2)伸展至到達背面以形成分斷面B2。 藉由至此之加工，如圖2(e)、圖3(e)所示，基板g在 由分斷面B2、分斷面B3構成之第一分斷面被分離，單位 顯示基板Ml及鄰接之基板M2被切出。另外，在本實施形 態中，鄰接之基板M2係設於單位顯示基板間之不要部，會 被廢棄，但若配置為單位顯示基板M1彼此鄰接以使此不^ 4即基板M2不產生，可更不浪費地有效利用基板g。 其次，如圖2(f)、圖3(f)所示，進行沿第一劃線si再 度加熱之雷射折斷處理，以熱應力使裂痕（第一劃線S1)伸 展至到達背面以形成分斷面B 1。 此時分斷面 B 1係位於離已先形成之分斷 面 B2 l〇mm 15 201005818 以内之位置，在第 一… —a傳造上非對稱之應力 分布產生。再加熱導致於此部分產生 、 王之熱應力在第一劃線 S1之左右為非對稱。因此，若裂痕之 、彳申展方向僅以形成於 基板之應力梯度決定，裂痕便會彎曲， 但由於已先形成有 第-劃線S卜故裂痕會如受此第_劃線S1誘導般伸展。其 結果，沿第-劃線S1直線形成分斷面B2，不會幫曲。 其次，如圖2(g)、圖3(g)所示，端材部35被切除，可 得經端子加工之單位顯示基板Μ1。 由以上之加工流程，良好之端子加工即為可能。 另外’上述加工流程中’可將在圖2(e)、冑3(e)之步驟 被分離之單位顯示基板M1做為中間製品取出，搬送至同一 工廠内之其他場所或其他工廠，以置於與最初用於雷射割 線加工之雷射加工裝置LS1不同之廠所之第二雷射加工裝 置LS2(與雷射加工裝置⑶同規格、性能即可）進行雷射折 斷處理。此時，搬送中之端子部33被第一基板31(成為端 材部35之部分）覆蓋而被保護，故不會損傷。 本發明之端子加工方法可利用於玻璃基板等脆性材料 基板之端子加工。 【圖式簡單說明】 圖1為在本發明之端子加工方法使用之雷射加工裳置 之概略構成圖。 圖2為顯示本發明之端子加工方法之加工流程之平面 16 201005818 圖3為顯示圖2之A-A’剖面之圖。 圖4為顯示以往之端子加工方法之加工流程之一例之 圖。 圖5為在以往之端子加工使用之彎曲力矩型折斷裝置 之一例之圖。 圖6為在以往之端子加工使用之剪斷型折斷裝置之一 例之圖。 【主要元件符號說明】 2 滑動平台 7 台座 12 旋轉平台 31 第一基板（CF基板） 32 機能膜（TFT) 33 端子部 34 第二基板（TFT基板） 35 端材部 S1 第一劃線 S2 第二劃線 S3 第三劃線 B1 第二分斷面 B2、B3 第一分斷面 17

Claims (1)

1. 201005818 七、申請專利範圍： 1、一種貼合基板之端子加工方法， 料基板、與連接於機能膜之端子部及前述播:第—脆性材 於單側面之第二脆性材料基板，貼合為前述Z —起形成 基板覆蓋之構造之貼合基板，在與前述端皮第- 述機能旗之側為相反側之端子部外侧端形成、^接於前 及第二基板之第一分斷而♦仏 成刀斷第一基板 -― 後，將覆蓋前述端子部之第 板Η立以離前述第一基板之第-分斷面1〇 之寬度做為端材部切除以形成第二分斷面 以下 露出，其特徵在於： 使則述端子部 ;第基板之成為第二分斷面之預定位 之成為第一分斷面之預定位置、第二美 第—基板 面之預定位置，形成 土 成為第一分斷 二劃線、第三劃線； 于之帛畫Γ線、第 —分Si沿第二劃線及第三劃線進行折斷處理以形成第 接者’ H由沿第—劃線進行雷 材部使前述端子部露出。 I里切除則述端 法，2其：申請專利範圍第1項之貼合基板之端子加工方 拆斷處:。’以雷射折斷處理進行對第二劃線及第三劃線之 方 h申凊專利範圍第1或2項之貼合基板之端子 -貼合分斷面後’將切除前述端材； 為中間加工品搬送，之後，進行對前述中間 18 201005818 加工品之第一劃線之雷射折斷處理。 八、圖式： (如次頁） 19