CN101774754B - 脆性材料基板的划线方法及分割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种脆性材料基板的划线方法及分割方法。其提供，于分割脆性材料基板时，即使脆性材料基板的板厚较薄的情形，亦能将高精度的划线稳定形成的刀轮、及使用其的脆性材料基板的划线方法。刀轮，是脆性材料基板划线用刀轮，其沿碟状轮的圆周部形成V字形的棱线部作为刀锋，在该棱线部以大致等间隔形成复数个既定形状的突起，刀轮的外径是1.0-2.5mm，该突起是在该棱线部的全周以8-35μm的间距形成，该突起的高度是0.5-6.0μm，刀锋的角度是85-140°。

Description

脆性材料基板的划线方法及分割方法
本申请是原申请号200580003903.4，申请日2006年8月2日，发明名称为“刀轮、使用其的脆性材料基板的划线方法及分割方法、刀轮的制造方法”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种刀轮，特别是涉及一种沿碟状轮的圆周部形成V字形的棱线部作为刀锋，在前述棱线部以大致等间隔形成复数个既定形状的突起的脆性材料基板划线用刀轮及使用其的脆性材料基板的划线方法及分割方法、以及刀轮的制造方法。
背景技术
平面显示面板(以下，称为FPD)的一种的液晶显示面板，是将2片玻璃基板贴合，在其间隙注入液晶来构成液晶面板。又，在称为LCOS的投影用基板内的反射型基板的情形，是使用将石英基板与半导体晶圆贴合而成的一对脆性基板。贴合如上述脆性基板而成的贴合基板，通常，藉由在作为母基板的贴合基板的表面形成划线，接着沿形成的划线进行基板的裂片，以形成分割为既定尺寸的单位基板。
又，在本说明书，将形成划线称为“切割”，沿形成的划线使基板裂片分离称为“分割”。又，在本发明，将刀轮的“从玻璃基板的表面朝垂直方向对玻璃基板的板厚形成相对地深的垂直裂痕”性质称为“渗透性”。在使用后述的具有高渗透性的刀轮的情形，仅以“切割”步骤则能使基板成为“分割”状态。
在专利文献1及专利文献2，揭示以下构成：使用刀轮对贴合母基板形成划线，接着沿形成的划线将前述玻璃基板分割为所要的大小的单位玻璃基板。
(专利文献1)日本特开平11-116260号公报
(专利文献2)日本专利第3,074,143号公报
图17，是使用于上述划线作业的公知的划线装置的前视图。
使用图17说明习知的划线方法。又，在此图17设左右方向为X方向，设与纸面正交的方向为Y方向来说明如下。
如图17所示，划线装置100，具备：工作台28，将所载置的玻璃基板G藉由真空吸附机构固定，且能水平旋转；一对导轨21、21，以能朝Y方向移动的方式支撑工作台28且互相平行；滚珠螺杆22，沿导轨21、21使工作台28移动；导杆23，沿X方向架设于工作台28上方；划线头1，设置于导杆23能朝X方向滑动，并对后述的刀轮10施加切割压力；马达24，使划线头1沿导杆23滑动；刀轮保持具4，以能升降且摆动的方式设置于划线头1下端；刀轮10，以能旋转的方式装配于刀轮保持具4下端；及一对CCD摄影机25，设置于导杆23上方，用以识别形成于工作台28上的玻璃基板G的基准标记。
请参阅图18及图19所示，是用以说明玻璃基板的分割步骤，即，分别说明在玻璃基板表面形成划线的步骤，与沿形成的划线分割玻璃基板的步骤。
依图18及图19所示，说明玻璃基板的分割步骤的二例。又，在以下的说明，以使用于液晶面板的贴合玻璃的玻璃基板G为例，使一侧的玻璃基板为A面玻璃基板，另一侧为B面玻璃基板。
在第1例，(1)首先，如图18(a)所示，使A面玻璃基板为上侧，将玻璃基板G载置于划线装置的划线台上，对A面玻璃基板，使用刀轮10进行划线来形成划线Sa。
(2)其次，使前述玻璃基板G的上下翻转，将前述玻璃基板G搬送至裂片(break)装置。然后，如图18(b)所示，以此裂片装置，对载置于垫4上的玻璃基板G的B面玻璃基板，沿与划线Sa对向的线紧压分割杆3。藉此，下侧的A面玻璃基板，从划线Sa向上方使裂痕伸长，A面玻璃基板则沿划线Sa进行裂片。
(3)其次，将前述玻璃基板G搬送至划线装置的划线台上。然后，以此划线装置，如图18(c)所示，对B面玻璃基板，使用刀轮10进行划线来形成划线Sb。
(4)其次，使前述玻璃基板G的上下翻转，搬送至裂片装置。然后，如图18(d)所示，对载置于垫4上的前述玻璃基板G的A面玻璃基板，沿与划线Sb对向的线紧压分割杆3。藉此，下侧的B面玻璃基板，从划线Sb向上方使裂痕伸长，B面玻璃基板则沿划线Sb进行裂片。
在本发明，上述步骤所构成的分割方式称为SBSB方式(S代表划线，B代表裂片)。
又，在第2例，(1)首先，如图19(a)所示，使A面玻璃基板为上侧，将玻璃基板G载置于划线装置的划线台上，对A面玻璃基板，使用刀轮10进行划线来形成划线Sa。
(2)其次，使前述玻璃基板G的上下翻转，将前述玻璃基板G载置于划线台上，对B面玻璃基板，使用刀轮10进行划线来形成划线Sb(图19(b))。
(3)其次，将前述玻璃基板G搬送至裂片装置。然后，如图19(c)所示，以此裂片装置，对载置于垫4上的玻璃基板G的B面玻璃基板，沿与划线Sa对向的线紧压分割杆3。藉此，下侧的A面玻璃基板，从划线Sa向上方使裂痕伸长，A面玻璃基板则沿划线Sa进行裂片。
(4)其次，使前述玻璃基板G的上下翻转，如图19(d)所示，载置于裂片装置的垫4上。然后，对前述玻璃基板G的A面玻璃基板，沿对向划线Sb的线紧压分割杆3。藉此，下侧的B面玻璃基板，从划线Sb向上方使裂痕伸长，B面玻璃基板则沿划线Sb进行裂片。
在本发明，上述步骤所构成的分割方式称为SSBB方式。
藉由实施上述二例的(1)-(4)的各步骤，玻璃基板G，则在所要的位置沿划线分割成2个。
又，要分割玻璃基板，其所需条件之一，即，藉由划线时使垂直裂痕的间歇进展所产生所谓“肋标记”的肋骨状的刀面。
划线时对玻璃基板的刀轮的紧压负载(以下，称为“切割压力”)，若设定于能形成良好的划线的适当切割区域，则能产生肋标记。但是，若更增加切割压力来划线，则在玻璃基板G的表面显著地出现所谓碎片(chipping)的破碎的产生或水平裂痕的增加。切割压力的适当切割区域若狭窄，切割压力的设定则困难，切割压力的下限值若高，则容易产生碎片或水平裂痕。如上述，较佳者为切割压力的适当切割区域宽广且下限值低。
发明内容
与使用上述的习知划线装置在玻璃基板将划线仅形成于单方向的情形不同，在将复数个划线交叉以形成交点的方式纵横进行划线的情形，有时会产生所谓交点跳越的现象。此现象，是如图20所示，当刀轮20通过最初所形成的划线L1-L3而要形成划线L4-L6时，在此等划线的交点附近，后来要形成的划线L4-L6在交点附近局部无法形成的现象。
若在玻璃基板产生此种交点跳越，以前述裂片装置欲将玻璃基板分割时，无法按照划线来分割玻璃基板，其结果，产生大量的不良品，而有使生产效率显著降低的问题。
造成交点跳越的原因如下。即，在最初形成划线时，隔着划线在两侧的玻璃表面附近内部应力存在于内部。其次，当刀轮要通过最初所形成的划线时，藉由潜在于其附近的内部应力会将刀轮朝与玻璃基板面垂直方向施加的划线所需的力削减的结果，在交点附近，后来要形成的划线却无法形成。
另一方面，使用刀轮形成划线时，会有在玻璃基板的表面无法获得深切入(垂直裂痕)，并且，划线时在玻璃基板的表面容易滑走而无法形成本来的正常划线的缺点。
请参阅图1及图2所示，是用以说明具有后述的习知的高渗透性的刀轮的刀锋形状及本发明的刀锋形状的示意图(包含局部放大图)。
在专利文献2，如图1及图2所示，揭示脆性材料基板划线用刀轮20，即，沿碟状轮的圆周部形成V字形的棱线部作为刀锋2，藉由在前述棱线部以大致等间隔切削槽10b来形成复数个既定形状的突起j。藉由使用刀轮20形成划线，从玻璃基板的表面朝垂直方向对玻璃基板的板厚能形成相对深的垂直裂痕。
使用如上述具有高渗透性的刀轮20的情形，能抑制上述的交点跳越或划线时在玻璃基板的表面滑走，并可谋求划线后的裂片步骤的简化。视情形，可省略图18(b)及图18(d)所示的SBSB方式的裂片步骤，或图19(c)及图19(d)所示的SSBB方式的裂片步骤。
近年来，使用于液晶显示面板等的玻璃基板，由于行动电话等可携式终端机的用途扩大，从携带的容易性的观点，对轻量化的要求越来越高，因此，玻璃基板的板厚越来越薄，为了要弥补因此所产生的刚性的降低，进行玻璃基板的材质的改良，其结果，即使使用具有高渗透性的刀轮20，对玻璃基板形成良好的划线则困难的情形越来越增加。换言之，若以与习知厚度的玻璃基板同样的负载进行划线，玻璃基板则容易破坏。为了要防止玻璃基板的破坏，若以低负载划线，在玻璃基板的表面形成肋标记则困难，而不易将玻璃基板分割为单位基板。
本发明有鉴于上述习知问题点，其目的在于提供：于将脆性材料基板分割时，即使脆性材料基板的板厚较薄的情形，亦能将高精度的划线稳定形成的刀轮及使用其的脆性材料基板的划线方法、以及刀轮的制造方法。
本案发明者等，专心研究的结果发现：能抑制交点跳越的产生，即使脆性材料基板的板厚较薄的情形，亦能将高精度的划线稳定形成的刀轮及使用其的脆性材料基板的划线方法，而完成本发明。
即，依本发明，提供一种刀轮，是脆性材料基板划线用刀轮，其沿碟状轮的圆周部形成V字形的棱线部作为刀锋，在该棱线部以大致等间隔形成复数个既定形状的突起，其特征在于：
刀轮的外径是1.0-2.5mm，该突起是在该棱线部的全周以8-35μm的间距形成，该突起的高度是0.5-6.0μm，刀锋的角度是85-140°。
依本发明的另一观点，提供一种脆性材料基板的划线方法，是藉由将刀轮压接转动于脆性材料基板上，以在脆性材料基板的表面形成划线；该刀轮，是沿碟状轮的圆周部形成V字形的棱线部作为刀锋，在该棱线部以大致等间隔形成复数个突起；其特征在于：
将脆性材料基板划线时，使用具有如下构成的刀轮来进行，即，刀轮的外径是1.0-2.5mm，该突起是在该棱线部的全周以8-35μm的间距形成，该突起的高度是0.5-6.0μm，刀锋的角度是85-140°。
依本发明的另一观点，提供一种脆性材料基板的分割方法，其特征在于：使用刀轮在脆性材料基板形成划线，接着沿形成的划线施加负载以进行裂片。
又，在本发明的脆性材料基板的分割方法，虽能省略裂片步骤，仅在脆性材料基板形成划线则能使脆性材料基板沿该划线分割、即能分离，但此种省略裂片步骤的脆性材料基板的分割方法亦包含于本发明。
藉由使用本发明的刀轮来实施划线，能抑制交点跳越的产生，即使脆性材料基板的板厚较薄的情形，亦能将高精度的划线稳定形成。
在本发明的脆性材料基板的分割方法，能抑制交点跳越的产生，即使脆性材料基板的板厚较薄的情形，亦能将高精度的划线稳定形成。
对厚度是从0.4mm至0.7mm的脆性材料基板，因对刀轮的刀锋施加0.03-0.19MPa的负载来实施划线，故能以比较小的切割压力将高精度的划线稳定形成。
分割对象的脆性材料基板，能列举例如无碱玻璃或合成石英玻璃、TFT液晶面板用的玻璃基板。
在本发明的脆性材料基板的分割方法，藉由使用本发明的刀轮能提高被分割的脆性材料基板的强度。又，在本发明所谓脆性材料基板的强度，是指JISR3420所规定的4点弯曲试验的弯曲强度。
附图说明
图1是将本发明的刀轮及习知的刀轮从正交于其旋转轴的方向观察的前视图。
图2是图1的侧视图。
图3(a)、图3(b)是用以说明使用本发明的刀轮的液晶面板分割作业线的图。
图4是将实验1的刀轮对玻璃基板的分割性评价的图。
图5是将实验2的刀轮对玻璃基板的分割性评价的图。
图6是用以说明实验2的缺角的产生原因的图。
图7是用以说明实验2的挤裂的产生原因的图。
图8是将实验3的刀轮对玻璃基板的分割性评价的图。
图9是表示使用于实验4的玻璃弯曲强度试验的玻璃弯曲强度试验装置。
图10是将对实验4所使用的试料刀轮的各别所获得的玻璃弯曲强度试验结果，绘在韦伯机率纸上的图表。
图11是对在实验4的玻璃弯曲强度试验最后被破断的试料基板，分析各破断面，将此等资料与试料刀轮相关联当作破坏型式的发生率所算出的图表。
图12是将对实验4所使用的试料刀轮的各别所获得的玻璃弯曲强度试验结果，绘在韦伯机率纸上的图表。
图13是对在实验4的玻璃弯曲强度试验最后被破断的试料基板，分析各破断面，将此等资料与试料刀轮相关联当作破坏型式的发生率所算出的图表。
图14是将对实验4所使用的试料刀轮的各别所获得的玻璃弯曲强度试验结果，绘在韦伯机率纸上的图表。
图15是对在实验4的玻璃弯曲强度试验最后被破断的试料基板，分析各破断面，将此等资料与试料刀轮相关联当作破坏型式的发生率所算出的图表。
图16是是用以说明本发明的刀轮的制造方法的二段研磨方式的一例，将刀尖的前端侧放大的刀轮的前视图。
图17是使用于划线作业的习知的划线装置的前视图。
图18(a)-(d)，是用以说明以习知的SBSB方式对玻璃基板表面的划线的形成，与沿形成的划线分割玻璃基板的步骤。
图19(a)-(d)是用以说明以习知的SSBB方式对玻璃基板表面的划线的形成，与沿形成的划线分割玻璃基板的步骤。
图20是用以说明进行交叉划线时所产生的交点跳越的现象的立体图。
1：划线头2：刀锋
3：分割杆10：刀轮(习知)
20：刀轮(习知)20a：棱线部
20b：槽40：刀轮(本发明)
40a：棱线部40b：槽
100：划线装置
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
以下，依图式详细说明本发明的实施形态。
又，本发明的脆性材料基板，对形态、材质、用途及尺寸未特别限定，可由单板所构成的基板亦可贴合2片以上的单板而成的贴合基板，亦可在此等基板的表面或内部贴附、含有薄膜或半导体材料。
本发明的脆性材料基板的材质，可举例如玻璃、陶瓷、硅、蓝宝石等，其用途可举例如液晶显示面板、电浆显示面板、有机EL显示面板等的平板显示用的面板。
本发明的“突起的分割数”，是为了要在沿刀轮的圆周部形成V字形的棱线部当作刀锋的部分，以适当的间隔形成复数个既定形状的突起，将前述圆周均等分割的数量，表示突起的数量。
在以下的实施形态，虽表示本发明的刀轮的形状相关的例，但本发明的刀轮并不限定于此等。
请参阅图1图2所示，说明本发明的刀轮40的实施形态。
图1是从正交于刀轮40的旋转轴的方向观察的前视图，图2是图1的侧视图。
又，刀轮40，是能装配于图17所说明的习知的划线装置100的划线头1的刀轮。
如图1所示，刀轮40，是轮外径φ、轮厚W的碟状，在轮的外周部形成刀锋角α的刀锋2。
再者，如图1及图2所示，刀轮40，在形成刀锋2的棱线部40a形成凹凸。即，在此例，如图2的局部放大图所示，形成U字状或V字状的槽40b。槽40b，藉由从平坦的棱线部40a至深度h，依各间距P切削来形成。藉由此等槽40b的形成，依各间距P形成高度h的突起j(相当于棱线部40a)。又，槽40b是无法用肉眼看出的微米级的大小。
图3是用以说明使用本发明的刀轮40的液晶面板分割作业线30A、30B的图。图3(a)是实施图18所示的SBSB方式的作业线30A，图3(b)是实施图19所示的SSBB方式的作业线30B。
请参阅图3所示，液晶面板分割作业线30A、30B具备：液晶面板分割装置32、34、去角装置36、及配设于此等各装置之间的各搬送机器人31、33、35。
如图3(a)所示，液晶面板分割装置32具备：供实施SBSB方式的划线装置S(S1、S2)及裂片装置B(B1、B2)、用以使玻璃基板G上下的各面翻转而搬送的翻转搬送机器人R1及R2、及用以不使玻璃基板G翻转而搬送的搬送机器人M。
如图3(b)所示，液晶面板分割装置34具备：供实施SSBB方式的划线装置S(S1、S2)及裂片装置B(B1、B2)，与图3(a)同样用以搬送玻璃基板G的翻转搬送机器人R1及R2、及搬送机器人M构成。
各划线装置S1、S2，是与图17的划线装置100同样的构成，替代图17中的刀轮10将刀轮40装配于刀轮保持具4。
依图4-图15，说明为了要评价本发明的刀轮对玻璃基板的分割特性所进行的实验与其结果。
(实验1)
在实验1，使用刀轮40分割玻璃基板时，测定藉由刀轮40的刀锋2所形成的肋标记的深度与切割压力的切割区域(能分割的范围)的关系。又，上述“肋标记”，是指因龟裂的间歇进展所产生的肋骨状破裂面而言，乃是否形成良好划线的可目视指标。
将分割条件表示如下。
对象玻璃基板无碱玻璃(厚度0.4mm的玻璃单板)
刀轮材质：烧结钻石
外径φ：2.0mm
厚度W：0.65mm
轴孔径：0.8mm
突起的间距P：8.7-34.1μm(将圆周均等
分割为230-900)
突起的高度h：0.5-3μm
刀锋角度α：90-115°
划线装置三星钻石工业株式会社制MS型
设定条件玻璃基板切入深度：0.1mm
划线速度：300mm/sec
切割压力：0.03-0.22MPa
(所谓切割压力，是表示形成划线时施加
于刀轮的压力。)
表1是表示用来作试料的刀轮的刀锋的特征。
【表1】
试料No 刀锋角度(°) 分割数[间距(μm)] 突起的高度(μm)
1 90 900〔7.0〕 0.5
2 90 530〔11.8〕 2.0
3 90 470〔13.4〕 2.0
4 90 420〔15.0〕 3.0
5 100 530〔11.8〕 2.0
6 100 470〔13.4〕 2.0
7 100 420〔15.0〕 3.0
8 100 230〔27.3〕 3.0
9 105 420〔15.0〕 3.0
10 115 470〔13.0〕 2.0
11 115 420〔15.0〕 3.0
请参阅图4所示，是将实验1的刀轮对玻璃基板的分割性评价。即，依刀尖别测定肋标记(藉由刀轮的刀锋所形成)的深度与切割压力的切割区域的关系。
从图4可知，试料No.7、8、10及11的刀锋，其中，尤其No.7、10及11的刀锋，形成比较深的肋标记，且对切割压力获得宽广的切割区域。
(实验2)
在实验2，使用刀轮对玻璃基板进行交叉划线，观察进行交叉划线的玻璃基板的交点的端面状况。分割条件及作为试料所使用刀轮40，与实验1同样，是表1所示。
图5，是评价实验2的分割性。即，对前述的试料1-11的刀锋，将进行交叉划线的玻璃基板的交点的端面状况与切割压力的切割区域的关系依刀锋别测定。
在图5，分别代表“◎”是特别良好的状态，“○”是良好的状态，“△”是损伤程度低的状态，“×”是损伤程度高的状态，“-”是无法切割的状态。
请参阅图6及图7，是说明后述的“缺角”或“挤裂”等玻璃基板的损伤的图，各上图，表示比图示于各图的下的划线L1形成为后的划线L4的截面，各下图，是表示各平面。
记载于图5的考察栏的“缺角”，如图6所示，是指：刀轮C压接转动于玻璃基板，边形成划线L4边朝图中箭头方向前进，当快到达既设的划线L1时，半分割状态(垂直裂痕K达到玻璃基板G的厚度的约90％的状态)的划线L1在玻璃基板G的背面附近朝倾斜方向分割，产生如图6中的γ所示的不良现象。
又，所谓“挤裂”，如图7所示，是指：刀轮C压接转动于玻璃基板，边形成划线L4边向图中箭头方向前进，如图20所示即将到达既设的划线L1-L3的前(在图7仅表示划线L1)，半分割状态(垂直裂痕K达到玻璃基板G的厚度的约90％的状态)的玻璃基板G彼此互挤，而在各端面部产生微小的缺口，产生如图7中的β所示的不良现象。
在实验2，如图5所示，试料No.2、3、5、6、9、10及11的刀锋，其中，尤其试料No.3、5、6及10的刀锋，则在切割压力涉及比较宽广的切割区域获得良好的交点。
从实验1及实验2得知：若使用：轮外径是1.0-2.5mm，前述突起是在前述棱线部的全周以8-35μm形成，前述突起的高度是0.5-6.0μm，刀锋的角度是90-115°的刀轮的情形，在交点及端面能抑制缺角、挤裂等的不良现象发生，所分割的玻璃基板G则提高端面的强度。更扩大角度范围来确认的结果，在85-140°的范围能确认端面强度的提高。
(实验3)
在实验3，使用刀轮对玻璃基板进行交叉划线。对进行交叉划线的玻璃基板的交点端面状况与对所形成的垂直裂痕的深度的程度(渗透性)，与切割压力的切割区域相关联，依各刀锋测定玻璃基板的分割性。
将分割条件表示如下。
对象玻璃基板无碱玻璃(厚度0.7mm的玻璃单板)
刀轮材质：烧结钻石
外径φ：2.0mm
厚度W：0.65mm
轴孔径：0.8mm
突起的间距P：17.4μm(将圆周均等分割
为360)
突起的高度h：3μm
刀锋角度α：110°115°120°
划线装置三星钻石工业株式会社制MS型
设定条件玻璃基板切入深度：0.1mm
划线速度：300mm/sec
切割压力：0.04-0.21MPa
图8，是表示作为试料所使用刀轮的刀锋的形状，与其切割结果。
图8，是评价实验3的分割性，评价方法如下：在玻璃基板的表面沿以8mm×8mm正交的X轴及Y轴分别形成各10条直线状的交叉划线，对所形成的100处评价交点跳越的状态。在图中，n＝1、n＝2及n＝3，表示评价n数(分别使用新刀锋的反复评价次数)。
在图8中的交点检查栏，所谓“全跳越”，是表示在划线前进方向的交点前后，未形成划线的情形，所谓“半跳越”，是表示在划线前进方向的交点前后的任一方，未形成划线的情形。
在图8中的交点核对栏的“渗透”列，○印是表示垂直裂痕至玻璃基板厚度的10-20％则停止而未渗透至深处的情形，△印是表示垂直裂痕达至玻璃基板厚度的90％以上的情形。
如从图8明知，若将切割压力设定于0.08-0.17MPa时能广泛地抑制交点跳越的产生，并且能抑制对玻璃基板的刀锋的过度渗透。
又，刀锋角度α在110°-120°的范围，对切割压力能确保比较宽广的切割区域。在此情形，亦更扩大角度范围来确认的结果，在85-140°的范围能确认缺角、挤裂的改善。
从实验3得知：若使用：轮外径是1.0-2.5mm，前述突起是在前述棱线部的全周以8-35μm形成，前述突起的高度是0.5-6.0μm，刀锋的角度是85-140°的刀轮的情形，在交点及端面，能抑制缺角、挤裂等的不良，即使脆性材料基板的板厚较薄的情形，能稳定形成高精度的划线。
如从上述实施形态明了，对前述的习知高渗透型的刀轮20，藉由将使突起的间距更缩小(即，对圆周增加分割数)的刀轮40使用于划线，提高在所形成的划线所分割的玻璃基板端面的强度，即使薄板厚能形成良好的划线。
又，因能形成良好的划线的切割区域宽广，故不容易受刀锋的磨损、或玻璃基板上的划线的形成位置的差异所造成的影响，能长时间进行稳定的划线的形成。
藉由将习知的高渗透型的刀轮20与本发明的刀轮40选择性地使用，从薄板厚至厚板厚对宽广范围的划线对象基板能形成良好的划线。
又，藉由使突起的间距缩小，并且使突起的高度降低，亦能提高在所形成的划线所分割的玻璃基板的分割后端面的强度，若是熟悉此技艺人士则可容易理解。
又，亦对板厚0.4mm以下的基板，藉由调整刀轮40的突起的高度或间距，能形成良好的划线，并且能防止分割后的不必要的龟裂的产生及其伸展。
(实验4)
在实验4，使用各刀锋部分的突起的分割数(间距)或突起的高度不同的刀轮(以下，称为试料刀轮)对未涂布玻璃基板进行交叉划线，然后进行裂片而获得当作试料的分割玻璃基板(以下，称为试料基板)。
对所获得的试料基板进行玻璃弯曲强度试验，使突起的形态与玻璃基板的强度相关联来评价。
将分割条件表示如下。
对象玻璃基板A)无碱玻璃(厚度0.63mm的玻璃单板)
玻璃密度2.37
未涂布玻璃基板尺寸：370×470mm
试料基板：100×15mm
B)碱性玻璃(厚度0.7mm的玻璃单板)
玻璃密度2.50
未涂布玻璃基板尺寸：300×400mm
试料基板：100×15mm
C)无碱玻璃(厚度0.7mm的玻璃单板)
玻璃密度2.54
未涂布玻璃基板尺寸：360×460mm
试料基板：100×15mm
试料刀轮材质：烧结钻石
外径φ：2.0mm
厚度W：0.65mm
轴孔径：0.8mm
突起的间距P：17.4-57.1μm(将圆周均等分割为
110-360)
突起的高度h：3-10μm
刀锋角度α：125°
划线装置三星钻石工业株式会社制MS型
划线设定条件外-外切割法(使试料刀轮位于未涂布玻璃基板
的外侧从一方的基板端面部至另一方的基板端
面部形成划线的方法)
玻璃基板设定切入深度：0.15mm
划线速度：300mm/sec
切割压力：0.22-0.25MPa
请参阅图9所示，是表示使用于玻璃弯曲强度试验的玻璃弯曲强度试验装置。
再者，将玻璃弯曲强度试验的试验条件表示如下。
试验装置岛津制作所EzTest/CE
试验方法JISR34204点弯曲试验
上部支点间距离A：20mm
下部支点间距离B：60mm
试料基板的一方的长度C：100mm
表2，是表示所使用的试料刀轮的形态，设定切割压力及肋标记量(肋标记的深度)的各值。又，下述表2中的试料No.1及No.2是具有高渗透性的习知刀轮(专利文献2所记载的刀轮)，No.3-No.8是本发明的刀轮。
[表2]
将实验4的具体步骤表示如下。
首先，使用表2的试料刀轮1-6在未涂布玻璃基板的单面进行交叉划线。此时，以在各未涂布玻璃基板形成基准深度是100μm的肋标记的方式，以表2的设定切割压力形成划线。又，划线，首先，使试料刀轮位于未涂布玻璃基板的外侧而从一方的基板端面部形成至另一方的基板端面部(外-外切割法)。以各设定切割压力所形成的实际的肋标记的深度，在表2中以“肋标记量”表示。
此后，对未涂布玻璃基板使用手折法进行分割，取得复数个试料基板(100mm×15mm)。
其次，对所取得的各试料基板，使用图9所示的玻璃弯曲强度试验装置实施玻璃弯曲强度试验。
在玻璃弯曲强度试验，以藉由上述交叉划线形成划线的侧的面成为图中的下面侧的方式，支撑试料基板来进行试验。
将对以玻璃弯曲强度试验所取得的各试料基板的各试料刀轮别的数值(玻璃弯曲强度试验结果)绘在韦伯(Weibull)机率纸上。其结果则表示于图10、图12及图14。图10表示对象玻璃基板是A)无碱玻璃的情形的结果，图12表示对象玻璃基板是B)碱性玻璃的情形的结果，图14表示C)无碱玻璃的情形的结果。
又，对在玻璃弯曲强度试验最后被破断的试料基板，分析各破断面，将此等资料与试料刀轮1-8相关联当作破坏型式的发生率算出。
将其结果表示于图11、图13及图15。图11表示对象玻璃基板是A)无碱玻璃的情形的结果，图13表示对象玻璃基板是B)碱性玻璃的情形的结果，图15表示C)无碱玻璃的情形的结果。
又，随着破坏型式从图中左向右(从型式A向型式H)，表示抵抗试料基板本身的破坏的强度则高。
如从图10、图12及图14明了，使用于划线的试料刀轮，随着突起的分割数增加，而突起高度从高向低设定，所得的试料基板的强度则有变大的趋势。
又，如从图11、图13及图15明了，使用于划线的试料刀轮，随着突起的分割数增加，而突起高度从高向低设定，在玻璃弯曲强度试验最后被破断的试料基板端面强度则变大。
如实验4所示，使用增加突起的分割数，设定突起高度为低的本发明的刀轮，在玻璃基板形成划线的情形，比起使用具有高渗透性的习知刀轮(记载于专利文献2的刀轮)的情形，藉由其后的分割被分割而最后当作试料基板所得的玻璃基板，能了解使其弯曲强度及端面强度增加。
(实验5)
在实验5，使用本发明的刀轮40切割贴合玻璃基板时，测定贴合玻璃基板的厚度及刀锋的条件与切割压力的切割区域的关系。
对贴合玻璃基板的切割方法，如图19所示，将A面玻璃基板朝上侧，将玻璃基板G载置于划线装置的划线台上，对A面玻璃基板，使用刀轮40形成划线Sa，其次，使前述玻璃基板G的上下翻转而将玻璃基板G载置于划线台上，对B面玻璃基板，使用相同的刀轮40进行划线而形成划线Sb(以下，称为SS方式)。
算出SS方式的A面玻璃基板的切割压力的切割区域(下限值及上限值所构成)，及B面玻璃基板的切割压力的切割区域(下限值及上限值所构成)的共同的切割区域，将此为贴合玻璃基板的切割区域而表示其下限值及上限值的测定结果。
将分割条件表示如下。
对象贴合玻璃基板碱性玻璃及无碱玻璃
玻璃基板的厚度0.2-0.35mm(A面及B面的各厚度)
刀轮材质：烧结钻石
外径φ：2.0mm
厚度W：0.65mm
轴孔径：0.8mm
突起的间距P：17.4μm(将圆周均等分割为360)
突起的高度h：3μm
刀锋角度α：95-120°
划线装置三星钻石工业株式会社制MS型
设定条件玻璃基板切入深度：0.1mm
划线速度：200mm/sec
切割压力：0.04-0.18MPa
表3，是表示当作试料所使用的贴合玻璃基板的厚度，种类及刀轮的刀锋的条件，与当作贴合玻璃基板的切割区域的其下限值及上限值。
又，在表3，所谓“玻璃厚度”，是指构成贴合玻璃基板的A面玻璃基板及B面玻璃基板的各别的厚度。“↑”，表示“同上”。
试料No. 玻璃厚度(mm) 玻璃种类 刀锋角度(°) 切割下限(MPa) 切割上限(MPa)
1 0.2 碱性 110 0.04 0.08
2 ↑ ↑ 115 0.04 0.10
3 ↑ ↑ 120 0.06 0.12
4 0.2 无碱 95 0.06 0.12
5 ↑ ↑ 100 0.07 0.13
6 ↑ ↑ 105 0.09 0.12
7 0.3 ↑ 100 0.04 0.12
8 ↑ ↑ 105 0.06 0.14
9 ↑ ↑ 110 0.08 0.16
10 0.33 ↑ 100 0.07 0.10
11 ↑ ↑ 105 0.08 0.17
12 ↑ ↑ 110 0.09 0.18
13 0.35 ↑ 100 0.07 0.09
14 ↑ ↑ 105 0.08 0.16
15 ↑ ↑ 110 0.10 0.18
如从表3可知，对相异的材质及厚度的贴合玻璃基板使用刀轮40进行划线的情形，获得宽广且比较低的切割区域。
(其他实施形态)
图16，是说明本发明的刀轮40的制造方法的一例，将刀锋的前端侧放大的刀轮40的前视图。刀轮40，对碟状轮先沿其圆周部形成V字形的棱线部20a的刀锋，其次如图1及图2，在棱线部40a形成凹凸(槽40b)。
在本实施形态，因要说明刀锋的形成方法，故对凹凸(槽40b)的形成省略其说明。对凹凸(槽40b)的形成，可参照日本特许第3074143号公报的记载。
参照图16具体说明本发明的刀轮40的刀锋的形成方法(以下，称为“二段研磨方式”)。
首先，将碟状轮10A的刀锋至少以1个刀锋角度θ1粗研磨来形成(图中实线所示的轮廓的刀锋)。
当需要刀锋角度θ1的刀轮40的情形，将已粗研磨刀锋的上述碟状轮10A再精加工研磨来形成刀锋角度θ1的轮10B。其次，藉由对此轮10B以前述的方法形成凹凸(槽40b)，获得刀锋角度θ1的刀轮40。
当需要刀锋角度θ2的刀轮40的情形，将已粗研磨刀锋的上述碟状轮10A施加精加工研磨来形成刀锋角度θ2的轮10C(图中虚线所示的轮廓的刀锋)。其次，藉由对此轮10C以前述的方法形成凹凸(槽40b)，获得刀锋角度θ2的刀轮40。
如上述，若将预先加工为一个刀锋角度θ1的刀轮40(能满足稳定的需求)作为标准品而储存多数个，仅施加微小的精加工研磨，则因能以短时间制造具备多样的刀锋角度(θ2...)，故能谋求大幅缩短工时，能构筑可适合于多种少量生产的生产体制。
又，上述的“二段研磨方式”，不仅适用于本发明的刀轮，亦能适用于专利文献1所记载的刀轮10(即，沿碟状轮的圆周部形成V字形的棱线部作为刀锋的刀轮)，及专利文献2所记载的刀轮20(即，在刀轮10的前述棱线部以大略等间隔形成复数个既定形状的突起的刀轮)。
如实施形态1-5可知，对前述的习知高渗透型的刀轮20，藉由将使突起的间距缩小的刀轮40使用于划线，能提高沿形成的划线分割的玻璃基板端面的强度，即使薄板厚能形成良好的划线。
又，因能形成良好的划线的切割区域是宽广，故不容易受刀锋的磨损，或玻璃基板上的划线的形成位置的差异所造成的影响，能长时间形成稳定的划线。
藉由选择性使用习知高渗透型的刀轮20与本发明的刀轮40，对从薄板厚至厚板厚的宽广范围的划线对象基板，能形成良好的划线。
又，藉由使突起的间距缩小，并且使突起的高度降低，能提高沿形成的划线分割的玻璃基板裂片后端面的强度，若是熟悉此技艺人士则可容易理解。
又，对板厚是0.4mm以下的基板，亦藉由调整刀轮40的突起的高度，能形成良好的划线，并且能防止裂片后不必要的龟裂产生及其伸展。
再者，使用本发明的刀轮40在玻璃基板形成划线的情形，以其后的分割所分割而最后所得的玻璃基板，则能提高其弯曲强度及端面强度。
再者，使用本发明的刀轮40在玻璃基板形成划线的情形，对相异的材质及厚度的贴合玻璃基板能得宽广且比较低的切割区域。
又，在前述实施形态，刀轮40，虽以将突起均等形成于轮的圆周部全周为例来表示，但并不限于此，将突起仅形成于轮的圆周部的一部分，或不均等形成于轮的圆周部全周，均包含于本发明的刀轮。
本发明的刀轮及使用其的脆性材料基板的划线方法，因能抑制交点跳越的产生，即使脆性材料基板的板厚较薄的情形，亦能稳定形成高精度的划线，故在玻璃等的脆性材料基板的划线时能利用。
特别，在本发明，于对厚度0.4mm至0.7mm的范围的脆性材料基板划线时，将刀轮的刀锋对脆性材料基板，施加0.03-0.19MPa的负载来划线的划线方法是极为有效。
本发明，特别对无碱玻璃或合成石英玻璃的玻璃基板具有极佳效果，其用途可举例如以TFT液晶面板、TN液晶面板、STN面板为代表的各种平面显示面板用的各种脆性材料基板。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种脆性材料基板的划线方法，是藉由将刀轮压接转动于脆性材料基板上，以在脆性材料基板的表面形成划线；该刀轮，是沿碟状轮的圆周部形成V字形的棱线部作为刀锋，在该棱线部以等间隔形成复数个突起；其特征在于：
将厚度0.2-0.35mm的脆性材料基板划线时，使用具有如下构成的刀轮来进行，即，刀轮的外径是1.0-2.5mm，该突起是在该棱线部的全周以8-35μm的间距形成，该突起的高度是0.5-3.0μm，刀锋的角度是90-120°，在该刀轮的刀锋施加0.04-0.18MPa的负载。
2.根据权利要求1所述的脆性材料基板的划线方法，其特征在于，该刀轮是烧结钻石或超硬合金材料所形成。
3.根据权利要求1所述的脆性材料基板的划线方法，其特征在于，该刀轮是藉由具有以下步骤的刀轮的制造方法所制造，即，
将碟状轮的刀锋，以至少1个刀锋角度θ1粗研磨；
其次将该刀锋的前端侧，以与刀锋角度θ1不同的刀锋角度θ2精加工研磨；以及
在形成有作为刀锋的V字形的棱线部，以等间隔形成复数个槽，藉此形成复数个突起。
4.根据权利要求1所述的脆性材料基板的划线方法，其特征在于，对以二片该脆性材料基板贴合而成的贴合基板，分别在该脆性材料基板的各个表面形成划线。
5.一种脆性材料基板的分割方法，其特征在于：是使用刀轮在厚度0.2-0.35mm的脆性材料基板形成划线，然后沿形成的划线施加负载来进行裂片；作为该刀轮，是使用沿碟状轮的圆周部形成V字形的棱线部作为刀锋，在该棱线部以等间隔形成复数个突起，刀轮的外径是1.0-2.5mm，该突起是在该棱线部的全周以8-35μm的间距形成，该突起的高度是0.5-3.0μm，刀锋的角度是90-120°的刀轮，在该脆性材料基板施加0.04-0.18MPa的负载来形成划线。
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