TWI342811B - Method for laser scribing a brittle substrate and a brittle substrate - Google Patents
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Description
1342811 100年03月14日修正替换頁 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及切割與分離技術，尤其是一種雷射切割非金 屬或脆性基板之方法以及由該方法製得之脆性基板。 【先前技術】 [0002] [0003] 參見圖1，雷射切割脆性基板之方法一般以配合脆性基板 強烈吸收特性之雷射，如二氧化碳（C02)雷射光束20來加 熱玻璃基板10之表面，再以冷卻流體30加以局部冷卻，
進而於玻璃基板10之表面因急劇變化之溫度差產生熱應 • ·.· 力’使具有初始裂紋( i^i:友辦ί.、c絲雄之玻璃基板1 〇 4 · ·· I· · . . ' 之邊緣產生裂紋’並向雷(如圖1中 箭頭所示)成長成盲裂紋(b 進而可於 玻璃板件10之表面形成沿割線。 然而，於切割起始位置常會因玻璃基;^之邊緣強度較 低（例如，初始裂紋11之影^響射嶼成），使彳导初始裂紋11 會沿玻璃基板1 〇之厚度方cutting)並沿 雷射光束20之移動方向成睪;以致於在切割線 之起始端會形成一對應圖1中之全斷區12之全斷線。 [0004]請一併參見圖2，其為先於玻璃基板1 〇上沿a 1方向依序形 成第一方向切割線A10、All、A12、A13，再沿A2方向形 成第二方向切割線A20之一狀態示意圖。從圖2中可得知 ’當依序地沿單一方向（亦即第一方向A1)進行初始裂紋 及雷射切割時，第一方向切割線A10、A11、A12、A13之 起始端之初始裂紋全斷且具有沿A1方向之成長距離差異（ 如圖2中第一方向切割線A1〇、A11、ai2、A13之實線部 097110077 表單編號· A0101 第4頁/共15頁 1003085051-0 13,42811 . ___ 100年03月14日梭正替換頁 分），使得鄰近第一方向切割線A10、A11、A12、A132 起始端之第二方向切割線A20無法跨越第一方向切割線（ 例如A10)之全斷線而導致切割失效（如圖2中箭頭F1所指 部分），或者沿偏離A2方向之其他方向形成裂紋成長（如 ' 圖2中箭頭F2所指部分）而影響切割精度；進而導致玻璃 基板之切割良率不佳。 [0005] 有鑒於此，提供一種具有較高切割良率之雷射切割脆性 基板之方法以及採用該種方法製得之脆性基板實為必要
【發明内容】 [0006] 下面將以實施例說明一種雷敲切割脆性墓&之方法以及 由該種方法製得之一種脆性基板。 [0007] 一種雷射切割脆性基板之方法，其包括步驟： [0008] 提供一脆性基板；
[0009] 利用一雷射切割製程於脆性基板之鄰近其一邊緣之位置 形成一沿一第一方向延伸之第;了切割線； [0010] 於脆性基板上之鄰近第一切割線之起始端之位置形成一 起始於該邊緣且跨過第一切割線之初始裂紋，初始裂紋 沿一不同於第一方向之第二方向延伸；以及 [0011] 利用一雷射切割製程於脆性基板上沿著初始裂紋形成一 沿第二方向延伸之第二切割線，該初始裂紋與該第二切 割線不重合且該第二切割線接著該初始裂紋而延伸。 [0012] 以及，一種脆性基板，其上形成有一第一切割線以及一 097110077 表單編號A0101 第5頁/共15頁 1003085051-0 1342811 [0013] [0014] [0015] [0016] 097110077 100年03月14日核正替换頁 第二切割線，第一切割線鄰近脆性基板之一邊緣，該脆 性基板之臨近該第一切割線之起始端之位置形成起始該 邊緣且跨過該第一切割線之初始裂紋，該第二切割線接 著該初始裂紋而延伸。 相對於先前技術，上述之雷射切割脆性基板之方法經由 採用於形成一第一切割線後於鄰近第一切割線之起始端 之位置形成一第二切割線之切割製程，可有效避免後續 形成之沿第一方向延伸及/或第二方向延伸之切割線（a ) 因無法跨越另一方向上之切割線之起始端而導致之切割 失效，或者（b)偏離獱资:無，從而可達 成較高之切割良率。 【實施方式】
下面將結合附圖對本發明實施例作進一多'之詳細說明。 iS 參見圖3至圖5，本發明實施例提供之雷’射切割脆性基板 之方法，其包括以下步驟 如圖3所示，提供一個脆性分用雷射切割製程 於脆性基板1〇〇之鄰近脆性基^kr〇4之一邊緣ιοί之位置 形成一條第一切割線110，第一切割線110沿A1方向延伸 。其中，脆性基板100通常為陶瓷基板、玻璃基板、石英 基板、玻璃矽晶圓或發光二極體晶圓等非金屬基板。脆 性基板100可為一方形板件（如圖3所示），或依實際需求 而定之其他形狀工件，例如圓形件。雷射切割製程可大 致包括步驟：（a)利用一雷射光束加熱脆性基板100，並 使雷射光束與脆性基板100產生一沿A1方向之相對運動； 以及（b)向脆性基板100施加（例如喷射）一冷卻流體（例 表單編號A0101 第6頁/共15頁 1003085051-0
13,42811 100年03月14日梭正替換頁 如’氣液混合物）以局部冷卻加熱之跪性基板1〇〇，以於 脆性基板110上形成一條第一切割線11〇。進一步的，於 雷射光束加熱脆性基板1〇〇之前，還可於第一切割線11〇 之起始端11卜利用鑽石刀、刀輪或雷射刻劃等形成一個 初始裂紋（initial crack)(亦即圖3中第—切割線11〇 之實線部分之左側部分），該初始裂紋於雷射光束及冷卻 流體之作用下成長為全斷線（亦即，圖3中之第一切割線 110之實線部分）。 • [0017]如圖4所示，於脆性基板10〇上之鄰近第一切割線110之起 始端111之位置形成一個初始裂紋122 ;初始裂紋122起 始於邊緣101且跨過第一切封赢11〇。初始裂紋丨Μ與余 一切割線110之起始端11丨相^，其沿干同於A1方向之A2 方向延伸。A1方向與A2方向相交，例如垂直相交。初始 裂紋12 2可經由鎮石刀、刀輪或雷射刻劃形成。 [0018]如圖5所示，利用雷射切割製程殄脆性基板1〇〇上沿著初 始裂紋1 2 2形成一條沿A 2方向延伸之第二切割線12 〇，進 而可製得一如圖5所示之其上形成有第一切割線η 〇及與 其相交之第二切割線120之脆性基板1〇〇。第一切割線 110與第二切割線12〇位於脆性基板】00之同一表面。其 中，雷射切割製程可大致包括步驟··（3)利用一個雷射光 束加熱脆性基板1〇〇，並使雷射光束與脆性基板1〇〇產生 —沿Α2方向之相對運動；以及（b)向脆性基板1〇〇施加（ 例如喷射）一冷卻流體（例如，氣液混合物）以局部冷卻加 熱之脆性基板100，以於脆性基板100上形成一條第二切 割線120。第二切割線120之起始端12〗與第—切割線11() 097110077 表草編Sfe A0101 第7頁/共15頁 1003085051-0 ___I_， 100年03月14日按正替换頁 之起始端111相交，初始裂紋122沿A2方向成長為一全斷 線（亦即圖5中之第二切割線1 2 0之實線部分）。 [0019] 需要指明的是，本實施例中之第二切割線120可為沿A2方 向延伸之第一條切割線（如圖5所示），亦可為沿A2方向延 伸之最後一條切割線；另外，第一切割線11 0亦可為沿A2 方向延伸，相應地，第二切割線12 0為沿A1方向延伸。 [0020] 此外，對於圖5所示脆性基板100之後續切割處理，可先 沿A1方向再沿A 2方向進行切割以於脆性基板1 0 0上再形成 [0021] 多條相交之切割線，亦可先沿向再沿A1方向進行切
综上該，本發明實施例提 ，其經由採用於形成一條 割；緩而言之，後續之切割
'不作限定。 板之方法 t鄰近第一切 割線11 0之起始端111之位置形成一條切割線120之 切割製程，可有效避免後續形成之沿ΑΪ'方向延伸及/或A2
方向延伸之切割線（1)因 上之切割線之 起始端而導致之切割失效預定方向而影響 切割精度，從而可達到較秦率。 [0022] 綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方 式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本 案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化 ，皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 【圖式簡單說明】 [0023] 圖1係利用雷射切割製程切割脆性基板之一局部剖示圖。 097110077 表單編號A0101 第8頁/共15頁 1003085051-0 1342811 100年03月14日梭正替換頁 [0024] 圖2係先前技術中利用雷射切割製程所切割之脆性基板之 一切割效果示意圖。 [0025] 圖3示出本發明實施例提供之利用雷射切割製程於脆性基 板之鄰近其一邊緣之位置形成有一條沿第一方向延伸之 第一切割線。 [0026] 圖4示出於圖3所示脆性基板之第一切割線之起始端形成 有一個起始於該邊緣且跨過第一切割線之初始裂紋。
[0027] 圖5示出於圖4所示脆性基板上沿著初始裂紋形成有一條 沿第二方向延伸之第二切割線。 【主要元件符號說明】 [0028] 玻璃基板：10 [0029] 雷射光束：2 0 [0030] 冷卻流體：30 [0031] 初始裂紋：11、122
[0032] 全斷區：12 [0033] 盲裂紋：1 4 [0034] 邊緣：101 [0035] 第一切割線：11 0 [0036] 起始端：111、121 [0037] 第二切割線：1 2 0 [0038] 第一方向切割線：A1 0、A11、A1 2、A1 3 097110077 表單編號A0101 第9頁/共15頁 1003085051-0 1342811 ,_* 100年03月14日修正替換π [0039] 第二方向切割線：Α20 097110077 表單編號Α0101
第10頁/共15頁
1003085051-0
Claims (1)
1342811 . ,_ 100年03月14日修正替換頁 七、申請專利範圍： 1 . 一種雷射切割脆性基板之方法，其包括步驟： 提供一脆性基板； 利用一雷射切割製程於該脆性基板之鄰近其一邊緣之位置 形成一沿一第一方向延伸之第一切割線；
於該脆性基板上之鄰近該第一切割線之起始端之位置形成 一起始於該邊緣且跨過該第一切割線之初始裂紋，該初始 裂紋沿一不同於該第一方向之第二方向延伸；以及 利用一雷射切割製程於該脆性基板上沿著該初始裂紋形成 一沿該第二方向延伸之第二切割線，該初始裂紋與該第二 切割線不重合且該第二切割線接著該初始裂紋而延伸。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之f射切割脆性材料之方法， 其中該第一方向與該第二方向垂直相交。 3 .如申請專利範圍第1項所述之雷射切割脆性基板之方法， 其中該脆性基板之材料為非金屬。 4 .如申請專利範圍第3項所述之雷射切割脆性基板之方法， 其中該脆性基板為陶瓷基板、玻璃基板、石英基板、玻璃 矽晶圓或發光二極體晶圓。 5 .如申請專利範圍第1項所述之雷射切割脆性基板之方法， 其中該脆性基板為一方形板件，該脆性基板之該邊緣沿該 第一方向延伸，該初始裂紋之長度大於該第二切割線之起 始端與該第一切割線之起始端之交點到該邊緣之距離。 6 .如申請專利範圍第1項所述之雷射切割脆性基板之方法， 其中該第一切割線與該第二切割線位於該脆性基板之同一 表面。 097110077 表單編號A0101 第1]頁/共15頁 1003085051-0 1342811 100年03月14日梭正替换頁 一種脆性基板，其中： 該脆性基板上形成有一第一切割線以及一第二切割線，該 第一切割線鄰近該脆性基板之一邊緣，該脆性基板之臨近 該第一切割線之起始端之位置形成起始該邊緣且跨過該第 一切割線之初始裂紋，該第二切割線接著該初始裂紋而延 伸 如申請專利範圍第7項所述之脆性基板，其中該第一切割 線與該第二切割線垂直相交。 如申請專利範圍第7項所述之勝胜基板，其中該第一切割 線與該第二切割線位於該，臉悸接抵之同一表面。 ίο .
如申請專利範園第7項所述脆性基板 為-方形板件，該初始狀割線之起 始端與該第一切割線之起:之距離。 097110077
表單編號A0101 第12頁/共15頁 1003085051-0
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