CN102557423B - 划线头及划线装置 - Google Patents

Abstract

本发明提高一种可形成良好的切割线的划线头、及划线装置。轮架(31)是以第1转轴(32a)为中心支撑划线轮(60)可进行旋转。轮架接头(35)是通过以第2转轴(38a)为中心进行旋转，而对于轮架安装块(40)可摆动地受到支撑。此处，第1转轴(32a)是从第2转轴(38a)的正下方沿着划线轮(60)的行进方向错开地配置。而且，通过利用压入螺栓(48)，传递和第2转轴(38a)大致平行的压入力，而使轮架接头(35)相对轮架安装块(40)固定。

Description

划线头及划线装置

技术领域

本发明涉及一种划线头及使用此划线头的划线装置。

背景技术

以往，众所周知有利用划线轮在衬底(例如，玻璃衬底)的表面上形成切割线的划线头、及使用该划线头的划线装置(例如，专利文献1)。

而且，以往也众所周知有如下技术：利用使划线轮摆动的第1轴、以及使划线轮及第1轴摆动的第2轴(和第1轴大致平行)来确保划线轮的平移性(例如，专利文献1)。

[先前技术文献]

[专利文献]

专利文献1：国际公开第2005/063459号

发明内容

如上所述，专利文献1的技术是通过2个轴(第1及第2轴)来调节划线轮的姿态。即，当在衬底上形成切割线时，划线头的各轴并不固定。

由此，因划线轮、以及第1及第2轴的位置关系不同，切割线在划线轮的行进方向以及和第1及第2轴大致垂直的方向(以下，也简称为「波动方向」)起伏变化。其结果，如果是比玻璃衬底要求更高精度切割线的半导体衬底，则会产生波动方向上的切割线的摆幅(以下，也简称为「切割线的形成宽度」)达到容许值以上的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种可形成良好的切割线的划线头、及划线装置。

为解决所述课题，第1个技术方案发明是一种划线头，其特征在于，其是利用相对脆性材料衬底进行进退动作，而在所述脆性材料衬底上形成沿着划线轮行进方向的切割线的划线头，且包括：轮架，以和所述行进方向大致垂直的第1转轴为中心，可旋转地支撑所述划线轮；轮架安装块，设置在所述轮架上方；以及，轮架接头，在下部安装有所述轮架，并且通过以分别和所述行进方向及所述第1转轴大致垂直的第2转轴为中心进行旋转，而对于所述轮架安装块可摆动地受到支撑；所述第1转轴是自所述第2转轴的正下方沿着所述划线轮的行进方向错开地配置，在所述轮架安装块中，通过产生和所述第2转轴大致平行方向的固定力，而使所述轮架接头相对所述轮架安装块固定。

而且，第2个技术方案发明是根据第1个技术方案的划线头，其中所述轮架接头包括对于所述轮架安装块可旋转地受到支撑的回转部，所述轮架安装块包括：筒夹，具有沿着所述第2转轴延伸的中空状筒体；套爪环，具有和所述筒体呈同心状，且自所述筒夹的上方朝向所述筒夹延伸的圆环状壁部；以及压入部，设置在所述套爪环上方，且产生大致平行于所述第2转轴地压入所述套爪环的压入力，作为所述固定力；所述轮架接头的所述回转部是在插入到所述筒夹的所述筒体的状态下，可相对所述轮架安装块进行旋转，并且，通过将来自所述压入部的所述压入力传递给所述套爪环，而在由所述壁部包围的包围空间中，使所述筒体抵住所述壁部和所述回转部，由此，将所述轮架接头的所述回转部固定在所述筒夹。

而且，第3个技术方案发明是根据第1个技术方案的划线头，其中所述划线头包括进行固定动作以使所述轮架接头相对所述轮架安装块固定的固定部，且所述固定部产生所述固定力。

而且，第4个技术方案发明是根据第3个技术方案的划线头，其中所述轮架接头包括对于所述轮架安装块可旋转地受到支撑的回转部，所述轮架安装块包括：筒夹，具有沿着所述第2转轴延伸的中空状筒体；套爪环，具有和所述筒体呈同心状且自所述筒夹上方朝向所述筒夹延伸的圆环状壁部；以及压入部，设置在所述套爪环的上方，且和所述第2转轴大致平行地压入所述套爪环；所述轮架接头的所述回转部是在插入到所述筒夹的所述筒体的状态下，可相对所述轮架安装块进行旋转，并且，所述固定部通过使所述压入部进行压入动作，而使所述压入部产生和所述第2转轴大致平行地压入所述套爪环的压入力，作为所述固定力，且通过将来自所述压入部的所述压入力传递给所述套爪环，而在由所述壁部包围的包围空间中，使所述筒体抵住所述壁部和所述回转部，由此，将所述轮架接头的所述回转部固定在所述筒夹上。

而且，第5个技术方案发明是根据第4个技术方案的划线头，其中在所述压入部的外周形成有外螺纹，在所述轮架安装块的上部，设置有和所述外螺纹对应的螺纹孔，所述固定部通过使所述压入部旋转，将所述压入部的前端拧入到所述轮架安装块内，而将所述压入力传递给所述套爪环。

而且，第6个技术方案发明是根据第5个技术方案的划线头，其中所述划线头更包括升降部，通过使所述轮架安装块上下方向移动，而自由所述轮架支撑的所述划线轮，对所述脆性材料衬底传递按压力；所述升降部包括：驱动力供给源，配置在所述轮架安装块的上方，且供给所述上下方向的驱动力；传递部，设置在沿着所述上下方向配置的所述轮架安装块以及所述驱动力供给源之间，将所述驱动力传递给所述轮架安装块；以及引导机构，以沿着所述上下方向移动的方式，引导所述轮架安装块；所述固定部包括：第1旋转元件，配置在所述压入部上方，且使所述压入部进行旋转；第2旋转元件，配置在所述第1旋转元件的侧方，且和所述第1旋转元件联动连结；以及旋转力供给源，通过使所述第2旋转元件旋转，而自所述第2旋转元件将旋转力传递给所述第1旋转元件；所述传递部是设置成横跨沿着所述上下方向配置的所述压入部以及所述第1旋转元件。

而且，第7个技术方案发明是根据第1到6中任一个技术方案的划线头，其中所述筒夹更包括圆环板，设置在所述筒体的下部，并且在中心附近，形成有和所述筒体内的中空空间连通的贯通孔；所述轮架安装块更包括轴承，配置在所述圆环板之下，且枢轴支承所述回转部；所述轴承是夹在所述轮架安装块的底部和所述圆环板之间。

而且，第8个技术方案发明是一种划线装置，其特征在于包括：根据第1到6中任一个技术方案的划线头；保持单元，一面保持所述脆性材料衬底，一面使所保持的所述脆性材料衬底对于所述划线头进行相对移动。

根据第1到8中任一个技术方案的发明，划线轮的第1转轴是从轮架接头的第2转轴的正下方，沿着划线轮的行进方向错开。由此，在划线轮中产生主销后倾稳定效应。

而且，根据第1到8中任一个技术方案的发明，通过传递和第2转轴大致平行的固定力，而使可相对轮架安装块摆动的轮架接头相对轮架安装块固定。在此情况下，轮架接头不会受到和划线轮的行进方向大致同一方向的力、及和划线轮的转轴方向大致同一方向的力，作为固定力。而且，利用该固定，而使切割线形成时的主销后倾稳定效应失效。

由此，当必须使轮架接头相对轮架安装块摆动，以调节划线轮对脆性材料衬底的姿态时，可使划线轮中产生主销后倾稳定效应。

另一方面，当使轮架接头相对轮架安装块固定，使主销后倾稳定效应失效时，可使切割线的形成宽度，变得小于未将轮架接头固定时。此外，由于提供和第2转轴大致平行的压入力作为固定力，所以，例如在姿态调节之后，将轮架接头固定时，可抑制因固定力造成轮架接头的固定位置错开。即，可良好地完成姿态调节。

由此，在划线轮的姿态调节时，可易于变更轮架接头相对轮架安装块的旋转位置，从而在切割线形成时，可有效地抑制切割线的形成宽度增大。

尤其，根据第2个技术方案的发明，通过将和第2转轴大致平行的压入力传递给套爪环，而在筒夹的筒体插入到套爪环的包围空间的状态下，将轮架接头的回转部固定在筒夹中。即，可利用套爪环及筒夹，良好地固定轮架接头的回转部。

尤其，根据第3到6中任一个技术方案的发明，通过利用固定部的作用，提供和第2转轴大致平行的固定力，而使可相对轮架安装块摆动的轮架接头相对轮架安装块固定。

尤其，根据第4到6中任一个技术方案的发明，利用固定部的作用，自压入部将压入力传递给套爪环。由此，在筒夹的筒体插入到套爪环的包围空间的状态下，将轮架接头的回转部固定在筒夹。即，利用套爪环及筒夹，良好地固定轮架接头的回转部。

尤其，根据第5及6个技术方案的发明，如果使压入部旋转，将压入部的前端拧入到轮架安装块内，那么，压入部将压入力持续地传递给套爪环。所以，可良好地维持将压入力传递给套爪环的状态，最终，可良好地维持轮架接头的回转部固定在筒夹的状态。

尤其，根据第6个技术方案的发明，传递部是设置成跨越固定部的第1旋转元件和轮架安装块的压入部。由此，可以自划线轮传递给脆性材料衬底的按压力、和将压入部向下压入的压入力作用于大致同一直线上的方式，配置第1旋转元件及压入部。由此，便可在切割线形成时，一面更良好地维持使主销后倾稳定效应失效的状态，一面更有效地抑制切割线的形成宽度增大。

尤其，根据第7个技术方案的发明，如果将压入力传递给套爪环，则筒夹的圆环部被向下压紧。由此，便将压缩力传递给配置在轮架安装块的底部和圆环板之间的轴承，从而阻碍轴承旋转。所以，可使轮架接头更良好地相对轮架安装块固定。

附图说明

图1是表示本发明实施方式中的划线装置的一个整体构成例的正视图。

图2是表示本发明实施方式中的划线装置的一个整体构成例的侧视图。

图3是表示划线轮附近的一个构成例的正视图。

图4是表示轮架安装块附近的一个构成例的侧视图。

图5是表示划线轮附近的一个构成例的仰视图。

图6是用以说明主销后倾稳定效应的仰视图。

图7是表示轮架接头35固定在轮架安装块40之后的情形的侧视图。

图8是自图7的V-V线观察轮架安装块附近的截面图。

图9是表示轮架安装块附近的一个构成例的侧视图。

图10是表示轮架接头35固定在轮架安装块140之后的情形的侧视图。

图11是自图10的V-V线观察轮架安装块附近的截面图。

图12是表示划线头附近的一个构成例的侧视图。

图13是表示划线头附近的一个构成例的正视图。

[符号的说明]

1      划线装置

4      脆性材料衬底

10     保持单元

20     划线单元

30     划线头

31     轮架

32a    第1转轴

35     轮架接头

38     回转部

38a    第2转轴

40     轮架安装块

42     套爪环

42c    内壁

44     筒夹

44a    圆环板

44b    筒体

44c    贯通孔

45     压缩弹簧

46、47 轴承

48、148压入螺栓(压入部)

50     驱动部

60     划线轮

150    升降部

151    气缸(驱动力供给源)

152    传递部

153    引导机构

155    固定部

155a    旋转致动器(旋转力供给源)

156a    驱动侧齿轮(第2旋转元件)

156b    被动侧齿轮(第1旋转元件)

具体实施方式

<第1实施方式>

以下，一面参照图式，一面对本发明的实施方式进行详细说明。

<1.划线装置的构成>

图1及图2是分别表示划线装置1的一个整体构成例的正视图及侧视图。图3是表示划线轮60附近的一个构成例的正视图。

划线装置1是例如玻璃衬底或陶瓷衬底等，在由脆性材料形成的衬底(以下，也简称为「脆性材料衬底」)4的表面划有切割线(切割纹路：纵向裂纹)的装置。

如图1及图2所示，划线装置1主要包括保持单元10、划线单元20、摄像部单元70、以及控制单元90。另外，在图1及图1以后的各图中，为明确它们的方向关系，而视需要，适当地标注有将Z轴方向作为铅垂方向且将XY平面作为水平面的XYZ正交坐标系。

此处，如图3所示，若利用划线装置1在脆性材料衬底4的表面形成切割线SL，那么，在脆性材料衬底4，将产生沿着垂直方向(Z轴方向)延伸的垂直裂纹K(划线工序)。

将如下方法称为「断裂」，即，通过对产生有该垂直裂纹K的脆性材料衬底4传递应力(断裂工序)，而使垂直裂纹K从形成有切割线SL一侧的主面成长到其相反侧的主面为止，从而切断脆性材料衬底4。

另一方面，将如下方法称为「分裂」，即，仅利用划线工序(即，不执行断裂工序)，使垂直裂纹K从形成有切割线SL一侧的主面伸展到相反侧的主面为止，从而切断脆性材料衬底4。

这些断裂及分裂是如下切断方法，用于切断的本质性要素为垂直裂纹伸展，且就不产生切屑方面而言，优于产生切屑为用以切断的本质性要素的金刚石切割机(或者磨轮)、或者使用金刚石划片机的研磨切割。

作为可通过本实施方式的划线方法而断裂或分裂的脆性材料衬底4的材质例，可列举玻璃、陶瓷、硅、或蓝宝石等。尤其近年来，作为用于与通信设备相关的高频模块的衬底，正在从HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics，高温共烧陶瓷)向着相对易于加工的LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷)加速转移。所以，将越来越有效地利用本实施方式的划线方法。

保持单元10是保持脆性材料衬底4，并且使所保持的脆性材料衬底4对于划线单元20进行相对性移动。如图1所示，保持单元10是设置在基部10a上，且主要包括载置台11、滚珠螺杆机构12、及电动机13。

此处，基部10a是由例如大致立方体状的石板形成，且其上表面(和保持单元10对向的面)经平坦加工。由此，可降低基部10a的热膨胀，从而使由保持单元10保持的脆性材料衬底4良好地移动。

载置台11是吸附保持所载置的脆性材料衬底4。而且，载置台11使所保持的脆性材料衬底4沿着箭线AR1方向(X轴正或负方向：以下，也简称为「进退方向」)进退移动，并且沿着箭线R1方向(环绕Z轴的方向)旋转。如图1及图2所示，载置台11主要包括吸附部11a、旋转台11b、及移动台11c。

吸附部11a设置在旋转台11b的上侧。如图1及图2所示，在吸附部11a的上表面，可载置脆性材料衬底4。而且，在吸附部11a的上表面，栅格状地配置有多个吸附槽(省略图示)。因此，在载置着脆性材料衬底4的状态下，通过将各吸附槽内的环境气体进行排气(吸引)，而将脆性材料衬底4吸附在吸附部11a。

旋转台11b设置在吸附部11a的下侧，且以和Z轴大致平行的转轴11d为中心，使吸附部11a旋转。而且，移动台11c设置在旋转台11b的下侧，且沿着进退方向，使吸附部11a及旋转台11b移动。

因此，由载置台11吸附保持的脆性材料衬底4沿着箭线AR1方向进退移动，并且以随着吸附部11a的进退动作而移动的转轴11d为中心进行旋转。

滚珠螺杆机构12是配置在载置台11的下侧，且使载置台11沿着箭线AR1方向进退移动。如图1及图2所示，滚珠螺杆机构12主要包括进给螺杆12a、及螺母12b。

进给螺杆12a是沿着载置台11的进退方向延伸的棒体。在进给螺杆12a的外周面，设置有螺旋状的槽(省略图示)。而且，进给螺杆12a的一端是由支撑部14a可旋转地支撑，进给螺杆12a的另一端是由支撑部14b可旋转地支撑。进而，进给螺杆12a是和电动机13联动连结，且若电动机13进行旋转，则沿着电动机13的旋转方向进行旋转。

螺母12b是随着进给螺杆12a旋转，利用未图示的滚珠滚动而沿着箭线AR1方向进退移动。如图1及图2所示，螺母12b是固定在移动台11c的下部。

因此，若将电动机13驱动，将电动机13的旋转力传递给进给螺杆12a，那么，螺母12b将沿着箭线AR1方向进退移动。其结果，固定着螺母12b的载置台11，和螺母12b同样地沿着箭线AR1方向进退移动。

一对导轨15、16是约束载置台11在行进方向上的移动。如图2所示，一对导轨15、16是在基部10a上，隔开特定距离固定在箭线AR2方向上。

多个(本实施方式中为2个)滑动部17(17a、17b)是沿着导轨15在箭线AR1方向上自如滑动。如图1及图2所示，滑动部17(17a、17b)是在移动台11c的下部，隔开特定距离固定在箭线AR1方向上。

多个(本实施方式中为2个)滑动部18是沿着导轨16在箭线AR1方向上自如滑动。但是，图示为方便起见，而在图2中仅表示一个滑动部18a。滑动部18是和滑动部17同样地，在移动台11c的下部，隔开特定距离固定在进退方向上。

在具有这种构成的保持单元10中，如果电动机13的旋转力传递给滚珠螺杆机构12，则载置台11将沿着一对导轨15、16移动。由此，确保载置台11在进退方向上的平移性。

划线单元20是通过使划线轮60(参照图3)对由保持单元10保持的脆性材料衬底4进行压接滚动，而在脆性材料衬底4的表面上形成切割线SL。如图1及图2所示，划线单元20主要包括保持划线轮60的划线头30及驱动部50。

划线头30是保持划线轮60。而且，在划线头30中，利用未图示的升降·加压机构的作用，调节使所保持的划线轮60压接在脆性材料衬底4表面时的按压力(以下，也简称为「划线负荷」)。另外，关于划线头30的详细构成，将在下文中进行描述。

驱动部50是使设置有划线轮60的划线头30，在箭线AR2方向(Y轴正或负方向：以下，也简称为「往复方向」)往复移动。如图2所示，驱动部50主要包括多个(本实施方式中为2个)支柱51(51a、51b)、多个(本实施方式中为2个)导轨52、及电动机53。

支柱51(51a、51b)是从基部10a沿上下方向(Z轴方向)延伸。如图2所示，导轨52是在夹在支柱51a、51b之间的状态下，相对这些支柱51a、51b固定。

导轨52是约束划线头30在往复方向上的移动。如图2所示，导轨52是隔开特定距离固定在上下方向上。

电动机53是和未图示的进给机构(例如，滚珠螺杆机构)联动连结。由此，若电动机53进行旋转，则划线头30将沿着导轨52在箭线AR2方向上往复移动。

划线轮60是使金刚石含有物成形所得。此处，作为该金刚石含有物的一例，可列举烧结金刚石(Polycrystalline diamond(聚晶金刚石)：也简称为「PCD」)、多晶金刚石、天然单晶金刚石、及合成单晶金刚石。

摄像部单元70对由保持单元10保持的脆性材料衬底4进行摄像。如图2所示，摄像部单元70包含多个(本实施方式中为2台)摄像机75(75a、75b)。

摄像机75(75a、75b)，如图1及图2所示，配置在保持单元10的上方。摄像机75(75a、75b)拍摄形成在脆性材料衬底4上的特征性部分(例如，对准标记(省略图示))的图像。而且，基于由摄像机75(75a、75b)拍摄的图像，求出脆性材料衬底4的位置及姿态。

此处，所谓脆性材料衬底4的「位置」是指绝对坐标系中的脆性材料衬底4上的任意位置。而且，所谓脆性材料衬底4的「姿态」是指脆性材料衬底4的基准线(例如，脆性材料衬底4为方形时，4边中的1边)相对于划线头30的往复方向的倾斜度。

当方形脆性材料衬底4断裂或分裂时，将在脆性材料衬底4的4个角中相邻的2个角中形成对准标记。各对准标记是由对应的摄像机75a、75b进行拍摄，并基于这些拍摄的图像，求出绝对坐标系中的各对准标记的位置。而且，基于这些对准标记的位置，运算脆性材料衬底4的位置及姿态。

控制单元90是实现划线装置1的各元件的动作控制、以及数据运算。如图1及图2所示，控制单元90主要包括ROM(Read-Only Memory，只读内存)91、RAM(RandomAccess Memory，随机存取存储器)92、及CPU(Central Processing Unit，中央处理器)93。

ROM(Read Only Memory)91是各种非挥发性存储部，且存储有例如程序91a。另外，作为ROM91，也可以使用读写自如的非挥发性存储器即闪存。RAM(Random AccessMemory)92是挥发性的存储部，且存储有例如CPU93运算中使用的数据。

CPU(Central Processing Unit)93是执行遵循ROM91的程序91a的控制(保持单元10的进退·旋转动作、及驱动部50使划线头30进行的往复动作等的控制)、以及脆性材料衬底4的位置运算等的数据处理。

<2.划线头的构成>

图4是表示轮架安装块40附近的一个构成例的侧视图。图5是表示划线轮60附近的一个构成例的仰视图。图6是用以说明主销后倾稳定效应的仰视图。图7是表示轮架接头35固定在轮架安装块40之后的情形的侧视图。图8是从图7的V-V线观察的轮架安装块40附近的截面图。

划线头30是藉由相对脆性材料衬底4进退移动，而在脆性材料衬底4上形成沿着划线轮60的行进方向(箭线AR2方向：参照图2)的切割线SL(参照图3)。如图4所示，划线头30主要含有轮架31、轮架接头35、及轮架安装块40。

轮架31如图4所示，以和划线轮60的行进方向大致垂直的第1转轴32a为中心，支撑划线轮60能够进行旋转。轮架31如图4所示，安装在轮架接头35的下部，且如图3至图8所示，主要包含销32、及支撑框体33。

销32是贯通划线轮60的棒体。通过将销32插入到划线轮60的贯通孔60a(参照图3)，而将销32固定在划线轮60。如图3及图5所示，贯通孔60a是沿着和X轴大致平行的第1转轴32a延伸。

如图3所示，支撑框体33是以覆盖贯通孔60a的两开口(两端)的方式配置的构造物。自贯通孔60a的两端突出的销32可旋转地设置在支撑框体33。因此，划线轮60可相对支撑框体33自如旋转。

轮架接头35，除了下述固定时，可以分别和划线轮60的行进方向及第1转轴32a大致垂直之第2转轴38a为中心进行旋转，且对于轮架安装块40可摆动地受到支撑。如图4所示，轮架接头35主要包含安装片36、及回转部38。

安装片36是用于将轮架31安装在轮架接头35下部的安装元件。如图4所示，安装片36是设置在轮架接头35的下端，且安装片36的形状是朝向划线轮60的行进方向呈现大致L字状(参照图8)。

如图4所示，回转部38是插嵌在轴承46、47的内径面，进而，插入到筒夹44的筒体44b所形成的中空空间44d。由此，回转部38除了下述固定时，可以第2转轴38a为中心，对于轮架安装块40可摆动地受到支撑。

而且，如图5所示，自下面观察的回转部38的转轴38a的位置、和脆性材料衬底4中的划线轮60的接触位置60c是在XY平面内中错开。即，如图5所示，划线轮60的第1转轴32a是自转轴38a的正下方沿着划线轮60的行进方向(Y轴方向)错开。

所以，如果除了下述固定时，划线轮60的行进方向，如图6所示，自箭线AR3(2点链线)方向变成箭线AR4(实线)方向，那么，因主销后倾稳定效应，而使环绕转轴38a的扭矩作用于划线轮60。由此，划线轮60沿箭线R2方向转动，划线轮60的位置由2点链线位置变为实线位置。

即，当轮架接头35未固定在轮架安装块40时，即便划线轮60的行进方向自划线轮60的姿态和行进方向大致平行的状态起发生变化，划线轮60的姿态相对行进方向错开角度θ1，也因箭线R2方向的扭矩作用，使划线轮60回转，而使划线轮60的姿态再次变得和划线轮60的行进方向大致平行。

轮架安装块40，如图4、图7及图8所示，设置在轮架接头35的安装片36的上方、及轮架31的上方，且主要包含套爪环42、筒夹44、轴承46、47、及压入螺栓48。压入螺栓48、套爪环42、筒夹44、及轴承46、47是从Z轴正侧以此顺序配置。轮架安装块40也可以构成为，如上所述支撑轮架接头35可进行摆动，而另一方面，如下所示，利用压入螺栓48、套爪环42、筒夹44等的作用，将轮架接头35固定，从而使主销后倾稳定效应失效。

压入螺栓48(压入部)，如图4、图7及图8所示，设置在套爪环42的上方。压入螺栓48由螺母49旋拧紧固在安装块缸体40a的上部，且可通过使该旋拧紧固位置不同，而上下地调节压入螺栓48的前端48a。如果以将前端48a抵住套爪环42的上表面的方式调节压入螺栓48，则压入螺栓48提供将套爪环42向下压入的压入力，作为和第2转轴38a保持大致平行的固定力。压入螺栓48的旋拧紧固，可在进行划线时，由操作者直接地或者使用某一夹具等而实现。

另外，如图4、图7及图8所示，压入螺栓48的前端48a是呈现大致球状，因此，压入螺栓48，可对套爪环42以点接触状态传递压入力。由此，便可将轮架接头35更良好地固定在轮架安装块40。

套爪环42以及筒夹44是将轮架接头35固定在轮架安装块40的固定元件。

如图4、图7及图8所示，筒夹44主要包括圆环板44a及筒体44b。

筒体44b是沿着第2转轴38a延伸的中空状部件。如图4、图7及图8所示，筒体44b形成为和圆环板44a呈同心状。如上所述，在筒体44b所形成的中空空间44d，插入有轮架接头35的回转部38。筒体44b构成为其内径D11(参照图8)在Z轴方向上保持相同值，同时可进行调节。另一方面，筒体44b的外径D12(参照图8)，随着从上方(套爪环42侧)朝向下方(轴承46侧)而逐渐变宽，此后成为固定宽度。

圆环板44a是设置在筒体44b的下部的板体。在平面观察下的(从Z轴正侧观察)圆环板44a的中心附近，形成有和筒体44b内的中空空间44d连通的贯通孔44c。

而且，如图4、图7及图8所示，套爪环42主要包括圆盘体42a、外壁42b、及内壁42c。

圆盘体42a是设置在套爪环42的上部的板体。外壁42b是沿着圆盘体42a的外周形成的圆环状壁部。内壁42c是设置在外壁42b的内侧，且和筒夹44的筒体44b呈同心状的圆环状壁部。如图4、图7及图8所示，外壁42b以及内壁42c是从筒夹44的上方，朝向筒夹44延伸。此处，内壁42c的内径D21是随着从下方(筒夹44侧)朝向上方(压入螺栓48侧)而逐渐变窄，此后成为固定宽度。

压缩弹簧45是由弹性部件形成的施力部件。如图8所示，压缩弹簧45的上端固定在套爪环42，压缩弹簧45的下端固定在筒夹44。由此，利用压入螺栓48将套爪环42朝下方按下。此时，套爪环42受到压缩弹簧45朝向上方的施力。

若在图4所示的回转部38可相对轮架安装块40摆动的状态下，将来自压入螺栓48的压入力传递给套爪环42，将套爪环42按下，那么，筒夹44的筒体44b将在由内壁42c包围的包围空间中抵住内壁42c。进而，因受到压入力，筒体44b的内径D11随着内壁42c的形状逐渐变小。最终，如图7及图8所示，轮架接头35的回转部38将抵住筒夹44的筒体44b。由此，实现由套爪环42及筒夹44固定轮架接头35的回转部38的状态。即，因受到压入力，轮架接头35固定在轮架安装块40。

若将来自压入螺栓48的压入力解除，则套爪环42因自压缩弹簧45所受的施力，而返回到筒夹44的上方的初始位置。另外，因套爪环42的内壁42c及筒夹44的筒体44b的形状(均为锥形)以及材质不同，有时套爪环42在无来自压缩弹簧45的施力情况下，也可返回到筒夹44的上方的初始位置。这种情况下，则不需要压缩弹簧45。

轴承46是配置在筒夹44之下，且枢轴支承轮架接头35的回转部38。另一方面，轴承47是配置在轴承46之下，且和轴承46同样地枢轴支承回转部38。如图4、图7及图8所示，轴承46、47夹在设置在轮架安装块40底部的底板40b和筒夹44的圆环板44a之间。

若将来自压入螺栓48的压入力传递给套爪环42，则配置在轮架安装块40的底板40b和筒夹44的圆环板44a之间的轴承46、47将受到压缩力，从而阻碍轴承46、47旋转。由此，便可使轮架接头35更良好地固定在轮架安装块40。

另外，本实施方式是使用2个轴承46、47进行说明，但轴承的个数不仅限于此，例如，轴承个数既可为1个，也可以为3个以上。

<3.第1实施方式的划线头以及划线装置的优点>

如上所述，在本实施方式的划线头30、以及包含该划线头30的划线装置1中，划线轮60的第1转轴32a，是设置在从轮架接头35的第2转轴38a的正下方位置起沿着划线轮60的行进方向错开的位置上。由此，在划线装置1中，可使划线轮60具备主销后倾稳定效应。

另一方面，在划线装置1中，如果对套爪环42，传递和第2转轴38a大致平行的压入力(固定力)，则可相对轮架安装块40摆动的轮架接头35将相对轮架安装块40固定。在此情况下，使切割线SL形成时的主销后倾稳定效应失效。

在这种划线装置1中，例如，当必须使轮架接头35相对轮架安装块40摆动，以调节划线轮60相对脆性材料衬底4的姿态时，可使划线轮60中产生主销后倾稳定效应。并且，当为了结束姿态调节而将轮架接头35固定时，仅传递和第2转轴38a大致平行的压入力(固定力)，所以，因压入力造成轮架接头35的固定位置错位的情况得到抑制。即，可良好地结束姿态调节。

而且，当通过将轮架接头35固定在轮架安装块40，而使主销后倾稳定效应失效时，可使切割线的形成宽度，变得小于未将轮架接头35固定时。在此情况下，轮架接头35，不会受到和划线轮60的行进方向大致同一方向的力、及和划线磨轮60的第1转轴32a方向大致同一方向的力，作为压入力(固定力)。

因此，根据本实施方式的划线装置1，在划线轮60的姿态调节时，可易于变更轮架接头35相对轮架安装块40的旋转位置，从而在切割线SL形成时，可较佳地抑制切割线的形成宽度的增大。

<第2实施方式>

划线装置1中所具备的用以使划线磨轮60的主销后倾稳定效应失效的构成，不仅限于第1实施方式所示的情况。在本实施方式中，将对利用和第1实施方式不同的构成，使划线磨轮60的主销后倾稳定效应失效的方式进行说明。其中，对于和第1实施方式共通的划线装置1的构成元件，标注相同符号且省略对其的说明。

具体而言，在本实施方式中，划线头30的构成不同于第1实施方式。

<4.划线头的构成>

图9是表示轮架安装块140附近的一个构成例的侧视图。图10是表示将轮架接头35固定在轮架安装块140之后的情形的侧视图。图11是自图10的V-V线观察的轮架安装块140附近的截面图。图12及图13是表示划线头30附近的一个构成例的侧视图及正视图。

在本实施方式中，划线头30主要包括轮架31、轮架接头35、轮架安装块140、升降部150、及固定部155。另外，在图12中，为便于图示，而将固定部155的一部分(旋转致动器155a、转轴156a、及驱动侧齿轮156a)省略。

轮架31和轮架接头35的构成，与第1实施方式相同。其中，在本实施方式中，轮架接头35是对于轮架安装块140可摆动地受到支撑。具体而言，回转部38，除了下述固定时，以第2转轴38a为中心，对于轮架安装块140可旋转地受到支撑。

本实施方式，也在轮架接头35未固定在轮架安装块140时，如图6所示，即便自划线轮60的姿态和行进方向大致平行的状态起，划线轮60的行进方向发生变化，划线轮60的姿态相对行进方向错开角度θ1，也因箭线R2方向的扭矩作用，使划线轮60回转，而使划线轮60的姿态再次变得和划线轮60的行进方向大致平行。

轮架安装块140，如图9至图11所示，设置在轮架接头35的安装片36的上方、及轮架31的上方，且主要包含套爪环42、筒夹44、轴承46、47、及压入螺栓148。压入螺栓148、套爪环42、筒夹44、及轴承46、47是从Z轴正侧以此顺序配置。轮架安装块140也可以构成为，如上所述，支撑轮架接头35可进行摆动，而另一方面，如下所示，利用压入螺栓148、套爪环42、筒夹44、及固定部155等的作用，将轮架接头35固定，从而使主销后倾稳定效应失效。

压入螺栓148(压入部)，如图9至图11所示，设置在套爪环42的上方。压入螺栓148包括圆盘状旋转板148a、及自旋转板148a的中心附近延伸到下侧的圆柱体148b。

在圆柱体148b的外周，形成有外螺纹，且在安装块缸体140a的上部，形成有和外螺纹对应的螺纹孔140b。而且，如果在圆柱体148b插入到螺纹孔140b中的状态下，使旋转板148a进行旋转，那么，圆柱体148b将被旋拧到螺纹孔140b中。即，压入螺栓148被旋拧紧固在安装块缸体140a的上部，且可通过使该拧入程度不同，而使压入螺栓148的前端148c可在上下方向上移动。

如果将压入螺栓148的圆柱体148b拧入轮架安装块缸体140a内，使压入螺栓148的前端148c抵住套爪环42的上表面，那么，压入螺栓148将传递将套爪环42向下压入的压入力，作为和第2转轴38a大致平行的固定力。压入螺栓148的拧入，可通过固定部155使压入螺栓148旋转而实现。固定部155的详细情况下文描述。

另外，如图9至图11所示，由于压入螺栓148的前端148c为大致球状，因此，可使压入螺栓148的前端148c和套爪环42点接触。由此，可将轮架接头35更良好地固定在轮架安装块140。

在本实施方式中，套爪环42以及筒夹44是将轮架接头35固定在轮架安装块140的固定元件。

若在图9所示的回转部38可相对轮架安装块140摆动的状态下，将来自压入螺栓148的压入力传递给套爪环42，将套爪环42按下，那么，筒夹44的筒体44b将在由内壁42c包围的包围空间中抵住内壁42c。进而，因受到压入力，筒体44b的内径D11随着内壁42c的形状而逐渐变小。最终，如图10及图11所示，轮架接头35的回转部38将抵住筒夹44的筒体44b。由此，实现由套爪环42及筒夹44固定轮架接头35的回转部38的状态。即，因受到压入力，而将轮架接头35固定在轮架安装块140上。

若将来自压入螺栓148的压入力解除，则套爪环42因自压缩弹簧45所受的施力，而返回到筒夹44的上方的初始位置。

而且，如图9至图11所示，在本实施方式中，轴承46、47是夹在设置在轮架安装块140底部的底板140c和筒夹44的圆环板44a之间。

若将来自压入螺栓148的压入力传递给套爪环42，则配置在轮架安装块140的底板140c和筒夹44的圆环板44a之间的轴承46、47受到压缩力，从而阻碍轴承46、47旋转。由此，便可将轮架接头35更良好地固定在轮架安装块140上。

升降部150是通过使轮架安装块140上下方向移动，而自由轮架31支撑的划线轮60，对由保持单元10保持的脆性材料衬底4(参照图1及图2)传递按压力。如图12及图13所示，升降部150主要包括气缸151、传递部152、引导机构153、及安装板154。

气缸151是用以使轮架安装块140上下方向(Z轴正或负方向)移动的驱动力供给源。如图12及图13所示，气缸151是配置在轮架安装块140的上方，且主要包括缸体部151a、及杆151b。

杆151b可相对缸体部151a进退移动。如图12及图13所示，杆151b的下端和传递部152对向。因此，可驱动气缸151，使杆151b自缸体部151a中进出，而通过杆151b的下端将传递部152朝向下方按下。

传递部152是设置在气缸151和轮架安装块140之间，且将来自气缸151的驱动力传递给轮架安装块140。如图12及图13所示，传递部152主要包括底座部件152a和门形托架152b。

底座部件152a设置在和气缸151的杆151b对向的位置。底座部件152a包括设置在上部的圆盘体152a1、及自圆盘体152a1延伸到下方的棒体152a2。圆盘体152a1，如图12及图13所示，以和杆151b的下端对向的方式配置，且若杆151b沿着朝下方向进出，则使杆151b的下端抵住圆盘体152a1的上表面。而且，棒体152a2嵌设在门形托架152b的上部(梁部件152d)。

门形托架152b是设置在轮架安装块140上部的架桥构造体。如图12及图13所示，门形托架152b包括上下方向延伸的2个支柱部件152c、及架设在两支柱部件152c上部的梁部件152d。

引导机构153，如图13所示主要包括导轨153a、及沿着导轨153a在上下方向上自如滑动的导块153b。而且，安装板154是夹在引导机构153和轮架安装块140之间的板材。轮架安装块140是隔着安装板154固定在导块153b上。

由于具有以上构成，所以，在升降部150中，自气缸151经由传递部152受到驱动力的轮架安装块140将由引导机构153引导着上下方向移动。可通过调节气缸151的驱动力，而较佳地设定轮架安装块140的下方所具备的划线轮60的划线负荷。

固定部155是在将轮架接头35固定在轮架安装块140时，使压入螺栓148中产生将套爪环42向下压入的压入力。

如图13所示，固定部155主要包括旋转致动器155a、多个(本实施方式为2个)齿轮156(驱动侧齿轮156a、被动侧齿轮156b)。

旋转致动器155a是按照压缩空气的供给状态使轴157a进行旋转的旋转力供给源。如图13所示，在轴157a的下端设置有驱动侧齿轮156a(第2旋转元件)，且该驱动侧齿轮156a根据旋转致动器155a的旋转状态进行旋转。

被动侧齿轮156b(第1旋转元件)是配置在压入螺栓148的上方。如图12及图13所示，被动侧齿轮156b是固定在轴157b上。而且，如图12所示，轴157b的上端及下端附近分别受到轴承158a、158b枢轴支承。进而，轴承158a、158b，分别隔着对应的上侧及下侧轴承座159a、159b固定在基板150c上。

被动侧齿轮156b是和驱动侧齿轮156a联动连结。因此，通过旋转致动器155a使驱动侧齿轮156a进行旋转，而从驱动侧齿轮156a将旋转力传递给被动侧齿轮156b。

而且，如图12及图13所示，在被动侧齿轮156b和压入螺栓148之间，设置有用以使此两者同步旋转的销157c。销157c是插入到分别设置在被动侧齿轮156b和压入螺栓148(更具体而言为旋转板148a)的孔之中。由此，被动侧齿轮156b所受的旋转力经由销157c传递到压入螺栓148，从而使压入螺栓148进行旋转。

由于具有以上构成，所以，在固定部155中，可通过使气缸151旋转，而使压入螺栓148旋转，从而使该前端148c在上下方向上进行移动。通过以将压入螺栓148拧入到安装块缸体140a的方式，使气缸151进行旋转，而如上所述，使压入螺栓148的前端148c抵住套爪环42的上表面，进而，可传递将套爪环42向下压入的压入力，作为和第2转轴38a大致平行的固定力。其结果，将轮架接头35固定在轮架安装块140上。勿庸置疑，可通过对气缸151提供反向旋转，而将来自作用于套爪环42的压入螺栓148的压入力解除。

另外，在本实施方式的划线装置1中，传递部152是设置成横跨固定部155的被动侧齿轮156b和轮架安装块140的压入螺栓148。而且，以自划线轮60传递到脆性材料衬底4的按压力、和将压入螺栓148向下压入的压入力作用在大致同一直线的方式，配置被动侧齿轮156b和压入螺栓148。由此，便可在切割线SL(参照图3)形成时，一面更良好地维持使主销后倾稳定效应失效的状态，一面更有效地抑制切割线的形成宽度增大。

<5.第2实施方式的划线头及划线装置的优点>

在本实施方式的划线装置1中，如果通过固定部155的作用，对套爪环42提供和第2转轴38a大致平行的压入力(固定力)，那么，便可将可相对轮架安装块140摆动的轮架接头35固定在轮架安装块140上。在此情况下，将使切割线SL形成时的主销后倾稳定效应失效。

在这种划线装置1中，例如，当必须使轮架接头35相对轮架安装块140摆动，以调节划线轮60对脆性材料衬底4的姿态时，可解除固定部155的作用引起的固定，使划线轮60中产生主销后倾稳定效应。并且，当为了结束姿态调节而将轮架接头35固定时，仅传递和第2转轴38a大致平行的压入力(固定力)，所以，因压入力造成轮架接头35的固定位置错位的情况得到抑制。

而且，当通过利用固定部155的作用，将轮架接头35固定在轮架安装块140，而使主销后倾稳定效应失效时，可使切割线的形成宽度，变得小于未将轮架接头35固定时。在此情况下，轮架接头35，不会受到和划线轮60的行进方向大致同一方向的力、及和划线磨轮60的第1转轴32a方向大致同一方向的力，作为压入力(固定力)。

因此，根据本实施方式的划线装置1，在划线轮60的姿态调节时，可易于变更轮架接头35对于轮架安装块140的旋转位置，从而在切割线SL形成时，可较佳地抑制切割线的形成宽度增大。

Claims (7)

1.一种划线头，其特征在于：其是利用相对脆性材料衬底进行进退动作，而在所述脆性材料衬底上形成沿着划线轮行进方向的切割线的划线头，且包括

(a)轮架，其以和所述行进方向大致垂直的第1转轴为中心，可旋转地支撑所述划线轮；

(b)轮架安装块，其设置在所述轮架上方；及

(c)轮架接头，其在下部安装有所述轮架，并且通过以分别和所述行进方向及所述第1转轴大致垂直的第2转轴为中心进行旋转，而相对于所述轮架安装块可摆动地受到支撑；

所述第1转轴是自所述第2转轴的正下方沿着所述划线轮的行进方向错开地配置，

在所述轮架安装块中，通过产生和所述第2转轴大致平行方向的固定力，而使所述轮架接头相对所述轮架安装块固定；

其中所述轮架接头包括：

(c-1)回转部，其相对于所述轮架安装块可旋转地受到支撑；

所述轮架安装块包括

(b-1)筒夹，其具有沿着所述第2转轴延伸的中空状筒体；

(b-2)套爪环，其具有和所述筒体呈同心状且自所述筒夹的上方朝向所述筒夹延伸的圆环状壁部；及

(b-3)压入部，其设置在所述套爪环上方，且产生大致平行于所述第2转轴地压入所述套爪环的压入力，作为所述固定力；

所述轮架接头的所述回转部是在插入到所述筒夹的所述筒体的状态下，可相对所述轮架安装块进行旋转，且

通过将来自所述压入部的所述压入力传递给所述套爪环，而在由所述壁部包围的包围空间中，使所述筒体抵住所述壁部和所述回转部，由此，将所述轮架接头的所述回转部固定在所述筒夹。

2.根据权利要求1所述的划线头，其中所述划线头包括

(d)固定部，其进行固定动作，以使所述轮架接头相对所述轮架安装块固定；

所述固定部产生所述固定力。

3.根据权利要求2所述的划线头，其中所述轮架接头包括

(c-1)回转部，其相对于所述轮架安装块可旋转地受到支撑；

所述轮架安装块包括

(b-1)筒夹，其具有沿着所述第2转轴延伸的中空状筒体；

(b-2)套爪环，其具有和所述筒体呈同心状且自所述筒夹上方朝向所述筒夹延伸的圆环状壁部；及

(b-3)压入部，其设置在所述套爪环的上方，且和所述第2转轴大致平行地压入所述套爪环；

所述轮架接头的所述回转部是在插入到所述筒夹的所述筒体的状态下，可相对所述轮架安装块进行旋转，且

所述固定部通过使所述压入部进行压入动作，而使所述压入部产生和所述第2转轴大致平行地压入所述套爪环的压入力，作为所述固定力，

通过将来自所述压入部的所述压入力传递给所述套爪环，而在由所述壁部包围的包围空间中，使所述筒体抵住所述壁部和所述回转部，由此，将所述轮架接头的所述回转部固定在所述筒夹上。

4.根据权利要求3所述的划线头，其中在所述压入部的外周形成有外螺纹，

在所述轮架安装块的上部，设置有和所述外螺纹对应的螺纹孔，

所述固定部通过使所述压入部旋转，将所述压入部的前端拧入到所述轮架安装块内，而将所述压入力传递给所述套爪环。

5.根据权利要求4所述的划线头，其中所述划线头更包括

(e)升降部，其通过使所述轮架安装块上下方向移动，而自所述轮架所支撑的所述划线轮，对所述脆性材料衬底传递按压力；

所述升降部包括

(e-1)驱动力供给源，其配置在所述轮架安装块的上方，且供给所述上下方向的驱动力；

(e-2)传递部，其设置在沿着所述上下方向配置的所述轮架安装块以及所述驱动力供给源之间，将所述驱动力传递给所述轮架安装块；及

(e-3)引导机构，其以沿着所述上下方向移动的方式，引导所述轮架安装块；

所述固定部包括

(c-1)第1旋转元件，其配置在所述压入部上方，且使所述压入部进行旋转；

(c-2)第2旋转元件，其配置在所述第1旋转元件的侧方，且和所述第1旋转元件联动连结；及

(c-3)旋转力供给源，其通过使所述第2旋转元件旋转，而自所述第2旋转元件将旋转力传递给所述第1旋转元件；

所述传递部是设置成横跨沿着所述上下方向配置的所述压入部以及所述第1旋转元件。

6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的划线头，其中所述筒夹更包括

圆环板，其设置在所述筒体的下部，并且在中心附近，形成有和所述筒体内的中空空间连通的贯通孔；

所述轮架安装块更包括

(b-4)轴承，其配置在所述圆环板之下，且枢轴支承所述回转部；

所述轴承是夹在所述轮架安装块的底部和所述圆环板之间。

7.一种划线装置，其特征在于：在根据权利要求1到5中任一权利要求所述的划线头中，包括一面保持所述脆性材料衬底一面使所保持的所述脆性材料衬底对于所述划线头进行相对移动的保持单元。