CN107571410A - 刻划装置及支持器单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种刻划装置及支持器单元，其是鉴于刻划轮在销轴方向移动而导致刻划线的形成位置偏离的问题而完成的，使刻划线的形成位置稳定，不产生从所期望的位置偏离。刻划装置(1)采用如下结构，即，在支持器(60)的保持部(62a、62b)形成的销孔(64a、64b)形成于沿着行进方向(R)互不相同的位置，销轴(50)配置成在水平面(H)相对于与行进方向(R)正交的方向(B)倾斜。因此，当形成刻划线时，刻划轮(40)的侧面(42a)向靠近保持壁(65a)的方向移动而与保持壁(65a)接触，由此限制刻划轮(40)沿销轴(50)的移动。

Description

刻划装置及支持器单元

技术领域

本发明涉及在玻璃基板等脆性材料基板的分割中在脆性材料基板的表面形成刻划线时使用的刻划装置及支持器单元。

背景技术

在将玻璃基板等脆性材料基板分割成所期望的尺寸时，通常使用刻划装置。该刻划装置将刻划轮安装在用于保持刻划轮的支持器来进行使用。此外，该刻划轮通过将圆柱状的销轴插入到形成于支持器的保持部的销孔和形成于刻划轮的侧面的贯穿孔中而被保持在保持部之间(保持槽)。

而且，通过将安装在支持器的刻划轮以旋转自由的方式保持，使其在脆性材料基板的表面一边旋转一边前进，从而在脆性材料基板形成刻划线。另外，作为这样的刻划装置，例如有专利文献1所记载的刻划装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际专利公开WO2007/063979号公报。

发明要解决的课题

为了如上述那样形成刻划线，需要使安装在支持器的刻划轮在保持槽中进行旋转。因此，保持槽的宽度比刻划轮的厚度稍宽，在刻划轮与保持部之间确保有间隙。具体来说，在刻划轮的厚度为0.65mm的情况下，保持槽的宽度比刻划轮的厚度宽0.02mm左右。像这样，通过在刻划轮与保持部之间存在间隙，从而将刻划轮旋转自由地保持。

另一方面，由于该间隙，导致刻划轮能够在保持槽内沿销轴移动0.02mm左右。因此，在形成刻划线时，由于刻划轮会在销轴方向上移动，因此刻划线的形成位置变得不稳定，在现有的刻划装置中，存在刻划线从所期望的位置偏离的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述的由于刻划轮在销轴方向上移动而导致刻划线的形成位置偏离这一问题而完成的，其目的在于提供一种使刻划线的形成位置稳定、不产生从所期望的位置的偏离的刻划装置及支持器单元。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的，本发明的刻划装置具有支持器单元和刻划头，所述支持器单元具有：刻划轮，销轴，贯穿所述刻划轮的贯穿孔，以及支持器，具有主体部、形成于所述主体部的下方侧并保持所述刻划轮的一对保持部、及分别形成于所述保持部并且被插入有所述销轴的销孔，所述刻划头以在铅直方向上延伸的旋转轴为中心将所述支持器单元旋转自由地保持，所述刻划装置的特征在于，所述销轴配置成在水平面从与所述刻划轮的行进方向正交的方向倾斜。

根据本发明的刻划装置，销轴配置成从与行进方向正交的方向倾斜，因此当形成刻划线时，刻划轮向一个保持部侧靠近。由此，限制了由于刻划轮与保持部之间的间隙导致的刻划轮向销轴方向的移动。因此，刻划装置能够使刻划线的形成位置稳定。

此外，本发明的刻划装置的特征在于，所述销孔在水平面形成于沿着行进方向互不相同的位置。

根据本发明的刻划装置，仅调整支持器的销孔的形成位置，就能够取得上述效果。

此外，本发明的刻划装置的特征在于，形成于一对所述保持部之间的保持槽以与所述销轴正交的方式倾斜地形成。

根据本发明的刻划装置，在刻划轮向一个保持部侧靠近时，刻划轮与保持部的接触面积增加，因此能够抑制刻划轮的侧面的磨耗。

此外，本发明的刻划装置的特征在于，所述刻划头具有支持器单元倾斜工具，所述支持器单元倾斜工具用于使所述销轴在水平面从与所述刻划轮的行进方向正交的方向倾斜。

根据本发明的刻划装置，由于刻划头具有支持器单元倾斜工具，所以无需对支持器单元本身进行用于使销轴倾斜的特别的加工。因此，刻划装置能够使用通常所使用的支持器单元来取得上述效果。

此外，本发明的刻划装置的特征在于，所述刻划头具有安装有所述旋转轴的支持器接头，所述支持器单元倾斜工具形成于所述支持器接头。

根据本发明的刻划装置，也能够适用于支持器单元经由支持器接头安装在刻划头的结构的刻划装置。

此外，所述支持器接头具有垂直壁，所述支持器单元倾斜工具是配置在所述垂直壁与所述支持器之间的倾斜构件。此外，本发明的刻划装置的特征在于，所述支持器单元倾斜工具是配置在所述支持器接头与所述支持器之间的弹簧构件。此外，本发明的刻划装置的特征在于，所述支持器单元倾斜工具是安装在所述支持器接头的磁铁。

根据本发明的刻划装置，能够采用适合于刻划装置的支持器单元倾斜工具。

此外，本发明的支持器单元具有刻划轮，销轴，贯穿所述刻划轮的贯穿孔，以及支持器，具有主体部、形成于所述主体部的下方侧并保持所述刻划轮的一对保持部、及分别形成于所述保持部并且插入有所述销轴的销孔，所述支持器单元的特征在于，所述销孔在水平面形成于沿着行进方向互不相同的位置，所述销轴配置成在水平面从与所述刻划轮的行进方向正交的方向倾斜。

使用本发明的支持器单元通过刻划装置形成刻划线，由此销轴配置成从与行进方向正交的方向倾斜，因此刻划轮向一方的保持部侧靠近。因此，限制了由于刻划轮与保持部之间的间隙导致的刻划轮向销轴方向的移动。

此外，本发明的支持器单元的特征在于，形成于一对所述保持部之间的保持槽以与所述销轴正交的方式倾斜地形成。

根据本发明的支持器单元，在刻划轮向一方的保持部侧靠近时，刻划轮与保持部的接触面积增加，因此能够抑制刻划轮的侧面的磨耗。

附图说明

图1是实施方式1的刻划装置的概要图。

图2中图2(A)是实施方式1的支持器单元的正视图，图2(B)是支持器单元的侧视图；图2(C)是俯视时的支持器单元的示意图。

图3是实施方式2的支持器单元的俯视时的示意图。

图4是实施方式3的支持器单元的俯视时的示意图。

图5中图5(A)是实施方式4的支持器单元的侧视图，图5(B)是俯视时的支持器单元的示意图。

图6中图6(A)是实施方式5的支持器单元的侧视图，图6(B)是俯视时的支持器单元的示意图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。但是，以下所示出的实施方式表示的是用于使本发明的技术思想具体化的一个例子，并不是将本发明限定为该实施方式。本发明也能够适应于专利请求的范围所包含的其它的实施方式。

[实施方式1]

图1是本发明的实施方式的刻划装置1的概要图。刻划装置1具有移动台10。移动台10与滚珠丝杠11螺合，利用电机的驱动来使该滚珠丝杠11旋转，由此移动台10可以沿着一对导轨12在Y轴方向上移动。

在移动台10的上表面设置有电机13。电机13使位于上部的工作台14在XY平面旋转而定位于规定角度。可利用电机13进行水平旋转的工作台14具有未图示的真空吸附工具，利用该真空吸附工具来保持载置于工作台14上的脆性材料基板15。

该脆性材料基板15是玻璃基板、由低温烧制陶瓷、高温烧制陶瓷形成的陶瓷基板、硅基板、化合物半导体基板、蓝宝石基板、石英基板等。此外，脆性材料基板15可以是在基板的表面或内部附着或包含薄膜或半导体材料的脆性材料基板。此外，脆性材料基板15也可以在其表面附着有不是脆性材料的薄膜等。

刻划装置1在载置于工作台14的脆性材料基板15的上方具有两台CCD摄影机16，该CCD摄影机16对形成于该脆性材料基板15的表面的对准标记(alignment mark)进行拍摄。在支柱18a、18b以横跨移动台10和其上部的工作台14的方式架设有连接梁17。

在连接梁17安装有引导件19，刻划头20以被该引导件19引导而在X轴方向上移动的方式设置。刻划头20的下端具有支持器接头21。在支持器60保持有刻划轮40的支持器单元30经由支持器接头21而被安装在刻划头20。

在此，对使用刻划装置1向脆性材料基板15形成刻划线的工序的概略进行说明。首先，将刻划轮40安装于在刻划头20安装的支持器60。然后，刻划装置1利用一对CCD摄影机16进行脆性材料基板15的定位。接着，刻划装置1使刻划头20移动到规定的位置，对刻划轮40施加规定的负荷而使其接触到脆性材料基板15。然后，刻划装置1通过使刻划头20在X轴方向上移动，从而在脆性材料基板15的表面形成规定的刻划线。另外，刻划装置1根据需要使工作台14转动或在Y轴方向上移动，与上述的情况同样地形成刻划线。

接着，使用附图对支持器单元30的细节进行说明。图2(A)是横向示出支持器单元30的正视图，图2(B)是支持器单元30的侧视图，图2(C)是图2(B)的箭头A所示的俯视时的支持器单元30的示意图。另外，在图2(A)、(B)中，将直接安装支持器单元30的支持器接头21一并图示。此外，图2(C)是用于示出后述的在水平面H的销轴50的方向的示意图，因此对于支持器单元30省略了一部分图示。

支持器单元30是刻划轮40、销轴50、支持器60一体而成的。如图2(B)所示，支持器单元30利用安装用螺丝31而被安装在支持器接头21。

在此，支持器接头21由安装部22、旋转轴23以及两个轴承24a、24b构成，该安装部22由垂直壁22a和水平壁22b构成，截面形状为倒L字状，该旋转轴23从安装部22的水平壁22b的顶面侧在铅直方向延伸，旋转轴23插入在该两个轴承24a、24b。

在安装于支持器接头21的支持器单元30中，支持器单元30的侧面与安装部22的垂直壁22a接触，支持器单元30的上表面与水平壁22b接触。此外，如图2(A)所示，在垂直壁22a形成有将安装用螺丝31插入的螺丝孔25。

而且，支持器接头21固定到刻划头20的内部以使安装在安装部22的支持器单元30从刻划头20露出。此时，固定在支持器接头21的支持器单元30以旋转轴23作为中心旋转自由。另外，点划线S示出旋转23的轴中心。此外，图2(A)的虚线H示出与旋转轴23正交的水平面，该水平面H成为与脆性材料基板15的表面平行的面。

此外，在使用刻划装置1在脆性材料基板15的表面形成刻划线时，刻划轮40以在图2等中示出的箭头R的方向上前进的方式进行旋转。另外，刻划装置1也可以是不使用支持器接头21而支持器单元30自身具有旋转轴23、轴承24a、24b的结构。

刻划轮40是由例如烧结金刚石、超硬合金等形成的圆板状的构件。此外，在刻划轮40中，用于使销轴50贯穿的贯穿孔41形成于圆板的两侧面42a、42b的中心。此外，在刻划轮40中，形成棱线的V字状的刃形成于外周部。此外，本实施方式的刻划轮40的厚度为约0.65mm，外径为约2.0mm，贯穿孔41的直径为约0.8mm，刃的刃尖角为约130°。

销轴50是由例如烧结金刚石、超硬合金等形成的圆柱状的构件，其一端成为尖头形状的尖头部51。此外，本实施方式的销轴50的直径为约0.8mm。

支持器60包括由不锈钢、碳素工具钢形成的主体部61。如图2(B)所示，主体部61的下方侧成为侧视时宽度朝向下端变窄的梯形状。此外，在主体部61的梯形状部分分别形成有保持部62a、62b，在保持部62a、62b之间形成有保持槽63。另外，支持器60的主体部61由一个基材形成，但是，也可以例如通过对分别具有保持部62a、62b的两个基材进行固定来形成主体部61。

在保持部62a、62b形成有插入销轴50的销孔64a、64b。另外，关于形成有销孔64a、64b的位置的细节在之后详述。刻划轮40的侧面42a与保持部62a相向，侧面42b与保持部62b相向。与侧面42a相向的保持部62a的相向面成为保持壁65a，与侧面42b相向的保持部62b的相向面成为保持壁65b。

在主体部61的上部形成有插入安装用螺丝31的螺丝孔66。此外，在保持部62a侧利用螺丝69a安装有卡扣68a，在保持部62b侧利用螺丝69b安装有卡扣68b。该卡扣68a、68b是用于堵塞销孔64a、64b的卡扣。

如上的刻划装置1具有支持器单元30和支持器接头21，该支持器单元30具有刻划轮40、贯穿刻划轮40的贯穿孔41的销轴50、以及在设置于主体部61的下方侧的保持部62a、62b的销孔64a、64b插入销轴50的支持器60，该支持器接头21以旋转轴23为中心旋转自由地保持支持器单元30，并且固定到刻划头20内部。

此外，该刻划装置1在水平面H中，如图2(C)所示，相对于与行进方向R正交的方向B倾斜地配置有销轴50。具体来说，形成于支持器60的保持部62a、62b的销孔64a、64b通常在沿着行进方向R相同位置相向地形成，但是在本实施方式中，如图2(C)所示，形成在沿着行进方向R互不相同的位置。

因此，插入在销孔64a、64b中的销轴50配置成相对于与行进方向R正交的方向B倾斜。

而且，当使用这样的刻划装置1在脆性材料基板15的表面形成刻划线时，由于受到来自脆性材料基板15的反作用力，刻划轮40的侧面42a侧向靠近保持壁65a的方向移动而与保持壁65a接触。

因此，刻划轮40的侧面42a与保持壁65a的间隙成为零。因此，刻划轮40在形成刻划线时，其沿销轴50的移动受到限制。而且，刻划装置1的刻划线的形成位置变得稳定，能够在所需的位置形成刻划线。

[实施方式2]

接着，使用附图对其它的实施方式进行说明。图3是俯视时的支持器单元130的示意图。另外，对于与实施方式1的支持器单元30相同的结构，省略附图标记和说明。

实施方式1的支持器单元30配置成只有位于保持槽63的销轴50相对于与行进方向R正交的方向B倾斜。另一方面，在本实施方式的支持器单元130中，保持槽163也配合销轴150的倾斜而倾斜地形成。

如果使用具有像这样的支持器单元130的刻划装置1来形成刻划线，则在刻划轮140的侧面142a侧向靠近保持壁165a的方向移动时，刻划轮140的侧面142a侧与保持壁165a的接触面积增加。此外，通过使保持槽163的倾斜角度和刻划轮140的侧面与行进方向R之间的角度相匹配，从而刻划轮140的侧面142a侧和保持壁165a成为面接触。

因此，刻划轮140的侧面142a、保持部162a的保持壁165a的磨耗均匀地发展，由此能够抑制部件的更换频率。

[实施方式3]

接着，使用附图对其它的实施方式进行说明。图4是俯视时的安装在支持器接头221的支持器单元230的示意图。另外，对于与实施方式1相同的结构，省略附图标记和说明。

本实施方式的刻划装置1为了在水平面H相对于与行进方向R正交的方向B倾斜地配置销轴250，采用支持器接头221具有支持器单元倾斜工具的结构。

具体来说，支持器单元倾斜工具是在支持器接头221的垂直壁222a与支持器单元230之间固定配置的倾斜构件280。

该倾斜构件280由金属制的构件形成，如图4所示，是相对于行进方向R宽度从前方朝向后方渐渐变窄的三角状的构件。

该倾斜构件280配置在主体部261的保持部262b侧的侧面与垂直壁222a之间，并为了不与卡扣268b和螺丝269b接触而配置在正视时的螺丝269b的上方。此外，倾斜构件280形成有螺丝孔(未图示)，利用安装支持器260的安装用螺丝(未图示)固定在垂直壁222a。

通过像这样采用支持器接头221具有支持器单元倾斜工具的结构，从而无需对支持器单元230自身实施用于使销轴250倾斜的加工，因此能够直接使用通常的支持器单元230。

[实施方式4]

接着，使用附图对其它实施方式进行说明。图5(A)是安装在支持器接头321的支持器单元330的侧视图，图5(B)是俯视时的支持器单元330的示意图。

本实施方式的刻划装置1与实施方式3同样地采用支持器接头321具有支持器单元倾斜工具的结构。

但是，本实施方式的支持器单元倾斜工具是配置在支持器接头321与支持器单元330之间的弹簧构件380。具体来说，弹簧构件380配置成将端部分别钩挂在设置于支持器接头321的水平壁322b的前方的挂钩部381a和设置于支持器360的主体部361前方的挂钩部381b。而且，挂钩部381a和381b以沿着行进方向R从同一线上稍微偏离的方式设置。

因此，如图5(B)所示，利用弹簧构件380的弹力，支持器单元330稍微倾斜。通过支持器单元330倾斜，从而销轴350也相对于与行进方向R正交的方向B倾斜。

而且，当使用刻划装置1而在脆性材料基板15的表面形成刻划线时，刻划轮340的侧面342a侧向靠近保持壁365a的方向移动而与保持壁365a接触。因此，刻划轮340的侧面342a与保持壁365a的间隙成为零，在形成刻划线时，限制其沿销轴350的移动。

[实施方式5]

接着，使用附图对其它的实施方式进行说明。图6(A)是安装在支持器接头421的支持器单元430的侧视图，图6(B)是俯视时的支持器单元430的示意图。

本实施方式的刻划装置1与实施方式3、实施方式4同样地采用支持器接头421具有支持器单元倾斜工具的结构。

另一方面，本实施方式的支持器单元倾斜工具是安装在支持器接头421的磁铁480。具体来说，磁铁480安装在设置于支持器接头421的水平壁422b的前方的固定部481a。

此外，本实施方式的支持器460的主体部461由例如奥氏体类不锈钢这样的非磁性材料形成。而且，在支持器460的主体部461前方内置有磁铁481b。

因此，如图6(B)所示，通过支持器单元430所具有的磁铁481b被磁铁480吸引，从而支持器单元430稍微倾斜。通过支持器单元430倾斜，从而销轴450也相对于与行进方向R正交的方向B倾斜。

而且，当使用刻划装置1在脆性材料基板15的表面形成刻划线时，刻划轮440的侧面442a侧向靠近保持壁465a的方向移动而与保持壁465a接触。因此，刻划轮440的侧面442a与保持壁465a的间隙成为零，在形成刻划线时，限制其沿销轴450的移动。

此外，通过像实施方式3～5那样采用刻划装置1具有支持器单元倾斜工具的结构，从而无需对支持器单元自身实施使销轴倾斜的加工，因此能够基本上直接使用通常所使用的支持器单元。另外，在实施方式3～5中，示出了支持器接头具有支持器单元倾斜工具的结构，但是，例如在刻划装置1是不具有支持器接头的结构的情况下，也可以是在刻划头设置支持器单元倾斜工具的结构。

附图标记说明

1：刻划装置；

10：移动台；

11：滚珠丝杠(ball screw)；

12：导轨；

13：电机；

14：工作台；

15：脆性材料基板；

16：CCD摄影机；

17：连接梁(bridge)；

18a、18b：支柱；

19：引导件；

20：刻划头；

21、221、321、421：支持器接头；

22：安装部；

22a：垂直壁；

22b：水平壁；

23：旋转轴；

24a、24b：轴承；

25：螺丝孔；

30、130、230、330、430：支持器单元；

31、131：安装用螺丝；

40、140、340、440：刻划轮；

41：贯穿孔；

42a、42b、142a、342a、442a：侧面；

50、150、250、350、450：销轴；

51：尖头部；

60、160、260、360、460：支持器；

61、261、361、461：主体部；

62a、62b、162a、262b：保持部；

63、163：保持槽；

64a、64b：销孔；

65a、65b、165a、365a、465a：保持壁；

66：螺丝孔；

68a、68b、268b：卡扣；

69a、69b、269b：螺丝；

280：倾斜构件；

380：弹簧构件；

381a、381b：挂钩部；

480、481b：磁铁；

481a：固定部。

Claims (10)

1.一种刻划装置，具有支持器单元和刻划头，

所述支持器单元具有：

刻划轮，

销轴，贯穿所述刻划轮的贯穿孔，以及

支持器，具有主体部、形成于所述主体部的下方侧并保持所述刻划轮的一对保持部、及分别形成于所述保持部并且被插入有所述销轴的销孔，

所述刻划头以在铅直方向上延伸的旋转轴为中心将所述支持器单元旋转自由地保持，

所述刻划装置的特征在于，

所述销轴配置成在水平面从与所述刻划轮的行进方向正交的方向倾斜。

2.如权利要求1所述的刻划装置，其特征在于，

所述销孔在水平面形成于沿着行进方向互不相同的位置。

3.如权利要求1所述的刻划装置，其特征在于，

形成于一对所述保持部之间的保持槽以与所述销轴正交的方式倾斜地形成。

4.如权利要求1所述的刻划装置，其特征在于，

所述刻划头具有支持器单元倾斜工具，所述支持器单元倾斜工具用于使所述销轴在水平面从与所述刻划轮的行进方向正交的方向倾斜。

5.如权利要求4所述的刻划装置，其特征在于，

所述刻划头具有安装有所述旋转轴的支持器接头，

所述支持器单元倾斜工具形成于所述支持器接头。

6.如权利要求5所述的刻划装置，其特征在于，

所述支持器接头具有垂直壁，

所述支持器单元倾斜工具是配置在所述垂直壁与所述支持器之间的倾斜构件。

7.如权利要求5所述的刻划装置，其特征在于，

所述支持器单元倾斜工具是配置在所述支持器接头与所述支持器之间的弹簧构件。

8.如权利要求5所述的刻划装置，其特征在于，

所述支持器单元倾斜工具是安装在所述支持器接头的磁铁。

9.一种支持器单元，具有：

刻划轮，

销轴，贯穿所述刻划轮的贯穿孔，以及

支持器，具有主体部、形成于所述主体部的下方侧并保持所述刻划轮的一对保持部、及分别形成于所述保持部并且插入有所述销轴的销孔，

所述支持器单元的特征在于，

所述销孔在水平面形成于沿着行进方向互不相同的位置，

所述销轴配置成在水平面从与所述刻划轮的行进方向正交的方向倾斜。

10.如权利要求9所述的支持器单元，其特征在于，

形成于一对所述保持部之间的保持槽以与所述销轴正交的方式倾斜地形成。