激光切割脆性基板的方法及脆性基板

摘要

一种激光切割脆性基板的方法，其包括步骤：提供一个脆性基板；利用一激光切割制程在脆性基板之邻近其一边缘的位置形成一条沿一第一方向延伸的第一切割线；在脆性基板上之邻近第一切割线的起始端之位置形成一个起始于该边缘且跨过第一切割线的初始裂纹，初始裂纹沿一不同于第一方向的第二方向延伸；以及利用一激光切割制程在脆性基板上沿着初始裂纹形成一条沿第二方向延伸之第二切割线。本发明还提供由前述方法制得的一种脆性基板。

权利要求

1.一种激光切割脆性基板的方法，其包括步骤：

提供一个脆性基板；

利用一激光切割制程在该脆性基板之邻近其一边缘的位置形成一条沿一第一方向延伸的第一切割线；

在该脆性基板上之邻近该第一切割线的起始端之位置形成一个起始于该边缘且跨过该第一切割线的初始裂纹，该初始裂纹沿一不同于该第一方向的第二方向延伸；以及利用一激光切割制程在该脆性基板上沿着该初始裂纹形成一条沿该第二方向延伸的第二切割线。

2.如权利要求1所述的激光切割脆性基板的方法，其特征在于该第一方向与该第二方向垂直相交。

3.如权利要求1所述的激光切割脆性基板的方法，其特征在于该脆性基板的材料为非金属。

4.如权利要求3所述的激光切割脆性基板的方法，其特征在于该脆性基板为陶瓷基板、玻璃基板、石英基板、玻璃硅晶圆或发光二极管晶圆。

5.如权利要求1所述的激光切割脆性基板的方法，其特征在于该脆性基板为一个方形板件，该脆性基板的该边缘沿该第一方向延伸，该初始裂纹的长度大于该第二切割线的起始端与该第一切割线的起始端之交点到该边缘的距离。

6.如权利要求1所述的激光切割脆性基板的方法，其特征在于该第一切割线与该第二切割线位于该脆性基板的同一表面。

7.一种脆性基板，其特征在于：

该脆性基板上形成有一条第一切割线以及一条第二切割线，该第一切割线邻近该脆性基板的一边缘，该第二切割线的起始端与该第一切割线的起始端相交，且该第二切割线之位于其起始端且起始于该边缘的一个初始裂纹跨过该第一切割线。

8.如权利要求7所述的脆性基板，其特征在于该第一切割线与该第二切割线垂直相交。

9.如权利要求7所述的脆性基板，其特征在于该第一切割线与该第二切割线位于该脆性基板的同一表面。

10.如权利要求7所述的脆性基板，其特征在于该脆性基板为一个方形板件，该初始裂纹的长度大于该第二切割线的起始端与该第一切割线的起始端之交点到该边缘的距离。

说明书

激光切割脆性基板的方法及脆性基板

技术领域

[0001] 本发明涉及切割与分离技术，尤其是一种激光切割非金属或脆性基板之方法以及由该方法制得的脆性基板。

背景技术

[0002] 参见图1，激光切割脆性基板的方法一般以配合脆性基板强烈吸收特性的激光，如二氧化碳(CO2)激光束20来加热玻璃基板10的表面，再以冷却流体30加以局部冷却，进而在玻璃基板10的表面因急剧变化之温度差产生热应力，使具有初始裂纹(initial crack)11的玻璃基板10的边缘产生裂纹，并向激光束20的移动方向(如图1中箭头所示)成长成盲裂纹(blind crack)14，进而可在玻璃板件10的表面形成沿预定方向延伸的切割线。

[0003] 然而，在切割起始位置常会因玻璃基板10的边缘强度较低(例如，初始裂纹11的影响所造成)，使得初始裂纹11会沿玻璃基板10之厚度方向全断(full cutting)并沿激光束20的移动方向成长一段距离，以致于在切割线的起始端会形成一对应图1中的全断区12之全断线。

[0004] 请一并参见图2，其为先在玻璃基板10上沿A1方向依序形成第一方向切割线A10、A11、A12、A13，再沿A2方向形成第二方向切割线A20的一状态示意图。从图2中可以得知，当依序地沿单一方向(也即第一方向A1)进行初始裂纹及激光切割时，第一方向切割线A10、A11、A12、A13的起始端之初始裂纹全断且具有沿A1方向的成长距离差异(如图2中第一方向切割线A10、A11、A12、A13的实线部分)，使得邻近第一方向切割线A10、A11、A12、A13之起始端的第二方向切割线A20无法跨越第一方向切割线(例如A10)的全断线而导致切割失效(如图2中箭头F1所指部分)，或者沿偏离A2方向的其他方向形成裂纹成长(如图2中箭头F2所指部分)而影响切割精度；进而导致玻璃基板的切割良率不佳。

[0005] 有鉴于此，提供一种具有较高切割良率之激光切割脆性基板的方法以及采用该种方法制得的脆性基板实为必要。

发明内容

[0006] 下面将以实施例说明一种激光切割脆性基板的方法以及由该种方法制得的一种脆性基板。

[0007] 一种激光切割脆性基板的方法，其包括步骤：

[0008] 提供一个脆性基板；

[0009] 利用一激光切割制程在脆性基板之邻近其一边缘的位置形成一条沿一第一方向延伸的第一切割线；

[0010] 在脆性基板上之邻近第一切割线的起始端之位置形成一个起始于该边缘且跨过第一切割线的初始裂纹，初始裂纹沿一不同于第一方向的第二方向延伸；以及[0011] 利用一激光切割制程在脆性基板上沿着初始裂纹形成一条沿第二方向延伸之第二切割线。

[0012] 以及，一种脆性基板，其上形成有一条第一切割线以及一条第二切割线，第一切割线邻近脆性基板的一边缘，第二切割线的起始端与第一切割线的起始端相交，且第二切割线之位于其起始端且起始于该边缘的一个初始裂纹跨过第一切割线。

[0013] 相对于现有技术，所述激光切割脆性基板的方法经由采用在形成一条第一切割线后于邻近第一切割线之起始端的位置形成一条第二切割线之切割制程，可有效避免后续形成的沿第一方向延伸及/或第二方向延伸的切割线(a)因无法跨越另一方向上的切割线之起始端而导致的切割失效，或者(b)偏离预定方向而影响切割精度，从而可达成较高的切割良率。

附图说明

[0014] 图1是利用激光切割制程切割脆性基板之一局部剖示图。

[0015] 图2是现有技术中利用激光切割制程所切割的脆性基板之一切割效果示意图。

[0016] 图3示出本发明实施例提供的利用激光切割制程在脆性基板的邻近其一边缘之位置形成有一条沿第一方向延伸的第一切割线。

[0017] 图4示出在图3所示脆性基板之第一切割线的起始端形成有一个起始于该边缘且跨过第一切割线的初始裂纹。

[0018] 图5示出在图4所示脆性基板上沿着初始裂纹形成有一条沿第二方向延伸之第二切割线。

具体实施方式

[0019] 下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。

[0020] 参见图3至图5，本发明实施例提供的激光切割脆性基板的方法，其包括以下步骤。

[0021] 如图3所示，提供一个脆性基板100，利用激光切割制程在脆性基板100之邻近脆性基板100之一边缘101的位置形成一条第一切割线110，第一切割线110沿A1方向延伸。其中，脆性基板100通常为陶瓷基板、玻璃基板、石英基板、玻璃硅晶圆或发光二极管晶圆等非金属基板。脆性基板100可为一方形板件(如图3所示)，或依实际需求而定的其他形状工件，例如圆形件。激光切割制程可大致包括步骤：(a)利用一个激光束加热脆性基板
100，并使激光束与脆性基板100产生一沿A1方向的相对运动；以及(b)向脆性基板100施加(例如喷射)一冷却流体(例如，气液混合物)以局部冷却加热的脆性基板100，以在脆性基板110上形成一条第一切割线110。进一步的，在激光束加热脆性基板100之前，还可在第一切割线110的起始端111，利用钻石刀、刀轮或激光刻划等形成一个初始裂纹(initial crack)(也即图3中第一切割线110之实线部分的左侧部分)，该初始裂纹在激光束及冷却流体的作用下成长为全断线(也即，图3中的第一切割线110的实线部分)。

[0022] 如图4所示，在脆性基板100上之邻近第一切割线110的起始端111之位置形成一个初始裂纹122；初始裂纹122起始于边缘101且跨过第一切割线110。初始裂纹122与第一切割线110的起始端111相交，其沿不同于A1方向的A2方向延伸。A1方向与A2方向相交，例如垂直相交。初始裂纹122可经由钻石刀、刀轮或激光刻划形成。

[0023] 如图5所示，利用激光切割制程在脆性基板100上沿着初始裂纹122形成一条沿A2方向延伸之第二切割线120，进而可制得一如图5所示的其上形成有第一切割线110及与其相交的第二切割线120之脆性基板100。第一切割线110与第二切割线120位于脆性基板100的同一表面。其中，激光切割制程可大致包括步骤：(a)利用一个激光束加热脆性基板100，并使激光束与脆性基板100产生一沿A2方向的相对运动；以及(b)向脆性基板100施加(例如喷射)一冷却流体(例如，气液混合物)以局部冷却加热的脆性基板100，以在脆性基板100上形成一条第二切割线120。第二切割线120的起始端121与第一切割线110的起始端111相交，初始裂纹122沿A2方向成长为一全断线(也即图5中的第二切割线120的实线部分)。

[0024] 需要指明的是，本实施例中的第二切割线120可为沿A2方向延伸的第一条切割线(如图5所示)，也可为沿A2方向延伸的最后一条切割线；另外，第一切割线110也可为沿A2方向延伸，相应的，第二切割线120为沿A1方向延伸。

[0025] 此外，对于图5所示脆性基板100的后续切割处理，可先沿A1方向再沿A2方向进行切割以在脆性基板100上再形成多条相交的切割线，也可先沿A2方向再沿A1方向进行切割；也就是说，后续的切割线之形成顺序可不作限定。

[0026] 综上所述，本发明实施例提供之激光切割脆性基板的方法，其经由采用在形成一条第一切割线110后于邻近第一切割线110之起始端111的位置形成一条第二切割线120之切割制程，可有效避免后续形成的沿A1方向延伸及/或A2方向延伸的切割线(1)因无法跨越另一方向上的切割线之起始端而导致的切割失效，或者(2)偏离预定方向而影响切割精度，从而可达到较高的切割良率。

[0027] 再者，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，如适当变更激光切割制程等以用于本发明等设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。