CN110315648B - 保持器单元、划线轮及划线轮的销 - Google Patents

Abstract

本发明提供保持器单元、划线轮及划线轮的销。能够容易地沿着保持器单元的扫描方向形成划线。销(70)对划线轮(60)进行支承，具备对销(70)的轴方向上的划线轮(60)相对于销(70)的移动进行阻碍的规制部(80)。

Description

保持器单元、划线轮及划线轮的销

技术领域

本发明涉及一种保持器单元、划线轮及划线轮的销。

背景技术

在对玻璃衬底等脆性材料衬底形成划线时会使用划线装置。划线装置中设置有保持器单元、及在保持器单元上扫描的扫描装置。保持器单元由保持器主体、销、及划线轮构成。保持器主体安装于扫描装置。销由保持器主体支承。划线轮由销支承。专利文献1中，公开了作为保持器单元的一个例子的划线单元(20)。划线单元(20)由划线轮(60)、将划线轮(60)可旋转地支承的销(32)、及支承销(32)的支承框体(33)构成。划线单元(20)通过在既定的扫描方向上对脆性材料衬底进行扫描，而在脆性材料衬底上形成划线。

专利文献1：日本专利特开2012-106479号公报

发明内容

在现有的划线装置中，例如保持器单元在直线方向扫描的情况下，有时脆性材料衬底上形成非直线状的划线。在一个例子中，非直线状的划线包含沿着划线轮的扫描方向的直线部分、及在与扫描方向不同的方向上行进的非直线部分。划线在一个或多个部位局部形成非直线部分时，出现划线大致整体上交替形成直线部分与非直线部分的情况等，且非直线状的划线的形状多种多样。从提高裂断后的脆性材料衬底的品质方面来说，优选沿着扫描方向形成划线。这一点不仅在形成直线状的划线时一样，在形成不同于直线的形状的划线时也一样。

(1)本发明涉及的划线轮的销对划线轮进行支承，对划线轮进行支承，具备对所述销的轴方向上的所述划线轮相对于所述销的移动进行阻碍的规制部。

在划线轮扫描时当划线轮上产生作用于销的轴方向的反作用力的情况下，该反作用力由销的规制部承受。因此，销的轴方向上的划线轮相对于销的移动被抑制。由此，能够容易地沿着保持器单元的扫描方向形成划线。

(2)在优选例子中，(1)所述的划线轮的销中，所述规制部包含形成于所述销的外周的凹部。

因此，规制部的构成简单。

(3)在优选例子中，(2)所述的划线轮的销中，所述凹部的表面为曲面。

因此，凹部不容易产生应力集中。

(4)本发明涉及的划线轮由(1)～(3)中任一项所述的划线轮的销支承，具备与规制部接触的被规制部。

根据所述划线轮，获得与(1)所述的效果同样的效果。

(5)在优选的例子中，(4)所述的划线轮由(2)所述的划线轮的销支承，且所述被规制部包含插入所述凹部的凸部。

因此，被规制部的构成简单。

(6)在优选的例子中，(5)所述的划线轮由(3)所述的划线轮的销支承，所述凸部的表面为曲面。

因此，凸部不容易产生应力集中。

(7)本发明涉及的保持器单元具备：(1)～(3)中任一项所述的划线轮的销、及(4)～(6)中任一项所述的划线轮。

根据所述保持器单元，获得与(1)所述的效果同样的效果。

(8)在优选的例子中，(7)所述的保持器单元具备(3)所述的划线轮的销、及(6)所述的划线轮，凹部的曲率半径大于被规制部的曲率半径。

由于凹部与凸部线接触，因此划线时的摩擦阻力变小。

根据本发明涉及的保持器单元、以及其划线轮及销，能够容易地沿着保持器单元的扫描方向形成划线。

附图说明

图1是实施方式的划线装置的立体图。

图2是图1的保持器单元的剖视图。

图3是第一变形例的保持器单元的剖视图。

图4是第二变形例的保持器单元的剖视图。

附图文字的说明

1...划线装置；40...保持器单元；60...划线轮；70...销；80...规制部；81...凹部；90...被规制部；91...凸部。

具体实施方式

(实施方式)

图1所示的划线装置1用于在将例如玻璃衬底或陶瓷衬底等由脆性材料形成的衬底(以下称为“脆性材料衬底GB”)分割时在脆性材料衬底GB的表面形成划线。脆性材料衬底GB的一个例子为玻璃衬底。玻璃衬底的一个例子为无碱玻璃。无碱玻璃用于平板显示器等。

构成划线装置1的主要构件为移动装置10、载台装置20、保持机构30、及保持器单元40。移动装置10使脆性材料衬底GB沿着扫描方向扫描。移动装置10具备搭载有载台装置20的移动台11。移动台11载置在一对轨道12上。旋转直进转换装置13使移动台11沿着轨道12移动。旋转直进转换装置13的一个例子为进给丝杠装置，具备作为驱动源的马达13A、及连接于马达13A的输出轴的进给丝杠部13B。

载台装置20具备能以旋转中心轴J为中心旋转的载台21、及用于使载台21旋转的马达22。脆性材料衬底GB载置在载台21上，利用真空抽吸机构(省略图示)吸附于载台21，由此保持于载台21。马达22收纳在载台21内。马达22通过使载台21旋转，而决定脆性材料衬底GB在载台21的旋转方向上的位置。

保持机构30对保持器单元40进行保持。保持机构30具备以从上方跨越载台21的方式设置的桥部31、及支承桥部31的一对支柱32。在桥部31设置有引导件31A。在引导件31A经由连结部33而安装有可移动的划线头34。连结部33及划线头34沿着引导件31A移动。连结部33与划线头34经由升降机构(省略图示)而连结。通过升降机构的驱动，划线头34相对于连结部33在上下方向移动。划线头34上经由保持器接头35而可拆卸地安装有保持器单元40。

构成图2所示的保持器单元40的主要构件为保持器50、划线轮60、及划线轮60的销70(以下称为“销70”)。划线轮60为消耗品，因此要定期更换。一个例子中，通过只更换划线轮60、或更换保持器单元40，而进行划线轮60的更换。

构成保持器50的材料的一个例子为磁性体金属。保持器50为大致圆柱形状或角柱形状。保持器50具备：用于收纳一部分划线轮60的槽部51、及贯通保持器50以连通槽部51的支承孔52。在划线头34(参照图1)安装有保持器50的状态下，槽部51朝向脆性材料衬底GB开口。

销70对划线轮60进行支承。销70插入支承孔52。销70的其中一端部70A为前端变细形状。支承孔52与销70的关系可任意地选择。第一例中，销70无法相对于支承孔52旋转地固定于支承孔52。固定方法为压入或粘接。第一例的情况下，支承孔52的最大的内径与销70的最大的外径优选实质上相等。第二例中，销70相对于支承孔52可旋转地插入支承孔52。第二例的情况下，支承孔52的最大的内径略大于销70的最大的外径。以下，将销70的中心轴的延伸方向称为销轴方向。

构成划线轮60的材料的一个例子为烧结金刚石(Poly Crystalline Diamond)、超硬合金、单晶金刚石、及多晶金刚石。另一例子中，存在对划线轮60涂覆硬质材料的情况。硬质材料例如为金刚石。

划线轮60主要区分为主体部61及刀尖部62。主体部61为圆板状，是划线轮60中在径方向位于刀尖部62的内侧的部分。刀尖部62为剖面V字状，形成在划线轮60的外周部的全周。所谓剖面V字状是指在沿着划线轮60的厚度方向(以下称为“厚度方向DT”)的平面上将划线轮60切开的剖面中，朝向划线轮60的外周缘而前端变细的形状。以下的说明中，将正交于与划线轮60的径方向平行的平面的剖面称为正交剖面。优选的例子中，划线轮60的外径的一个例子为φ1mm～φ7mm的范围。一个例子中，划线轮60的外径为φ2mm。划线轮60的厚度的一个例子为0.64mm。另外，槽部51的厚度方向DT上的长度的一个例子为0.66mm，该长度是指槽部51的内面之中在厚度方向DT上对置的2个面51A、51B在厚度方向DT之间的距离。

在主体部61的中心部，形成有在厚度方向DT贯通主体部61的插入孔63。插入孔63中插入销70。主体部61具备形成有插入孔63的一端的第一侧面61A、及形成有插入孔63的另一端的第二侧面61B。第一侧面61A之中收纳于槽部51的部分隔着既定的缝隙SA而与槽部51的面51A对置。第二侧面61B之中收纳于槽部51的部分隔着既定的缝隙SB而与槽部51的面51B对置。厚度方向DT上的缝隙SA的大小与缝隙SB的大小的关系可根据后述的规制部80的位置、及大小而任意地选择。图2所示的第一例中，厚度方向DT上的缝隙SA的大小与缝隙SB的大小相等。第二例中，厚度方向DT上的缝隙SA的大小与缝隙SB的大小不同。

厚度方向DT上的缝隙SA、SB的大小可任意地设定。优选的例子中，基于厚度方向DT上抑制保持器50的槽部51内的划线轮60的倾斜的容易性、及异物不容易堵塞缝隙SA、SB的关系，来决定厚度方向DT上的缝隙SA、SB的大小。异物的一个例子为形成划线时产生的脆性材料衬底GB的切削屑。厚度方向DT上的缝隙SA、SB的大小的最大值的一个例子分别为10μm。缝隙SA、SB的大小为10μm以下的情况下，容易抑制厚度方向DT上的保持器50的槽部51内的划线轮60的倾斜。厚度方向DT上的缝隙SA、SB的大小的最小值的一个例子分别为2μm。缝隙SA、SB的大小为2μm以上的情况下，异物不容易堵塞缝隙SA、SB。进而，划线轮60与保持器50不容易干扰。厚度方向DT上的缝隙SA、SB的合计的大小的取得范围的一个例子为4μm～20μm。

在脆性材料衬底GB形成划线的工序中，以划线轮60按压在脆性材料衬底GB的表面的状态使保持器单元40沿着既定的扫描方向扫描。扫描方法列举使保持器单元40相对于脆性材料衬底GB移动的方法、使脆性材料衬底GB相对于保持器单元40移动的方法、及组合所述方法的方法。在脆性材料衬底GB的划线时，划线轮60上不仅作用有包含在扫描方向的相反方向作用的成分的第一反作用力，还作用有包含销轴方向的成分的第二反作用力。这主要是由于脆性材料衬底GB的表面的性状不均一而产生的。表面的性状不均一例如是由于表面不均一地分布的多个微小凹凸、及表面的翘曲等而产生的。第二反作用力包含在销轴方向的其中一方向即第一销轴方向上作用的反作用力、以及在销轴方向的另一方向即第二销轴方向上作用的反作用力。脆性材料衬底GB的表面的凹凸形状为每个部位都不同，因此作用于划线轮60的第二反作用力的方向及强度随着划线轮60的行进而变化。划线轮60相对于销70并不固定，因此随着第二反作用力作用于划线轮60，划线轮60相对于销70而在销轴方向移位。以下说明中，将划线轮60相对于销70而在销轴方向上的移动称为“轮轴方向移位”。

轮轴方向移位的方向及移位量主要依赖于在第一销轴方向作用的第二反作用力的强度、与在第二销轴方向作用的第二反作用力的强度的关系。因产生轮轴方向移位而形成非直线状的划线。通过抑制该移位则不易形成非直线状的划线。保持器单元40具备对轮轴方向移位进行抑制的移位抑制结构。移位抑制结构包含设置于销70的规制部80、及设置于划线轮60的被规制部90。

规制部80的构成可任意地选择。图2所示的例子中，规制部80包含形成于销70的外周的凹部81。因此，规制部80的构成简单。凹部81是以能与被规制部90接触的方式例如对销70的外周部实施研磨加工而形成的部分，但并不包括在制造销70时形成的微小凹凸。凹部81环绕销70的外周一圈。凹部81在销70的轴方向上的位置可任意地选择。一个例子中，凹部81设置在销70的轴方向的中央。凹部81的面81A是相对于销70的外周面71而向销70的中心轴侧凹陷的曲面。因此，凹部81不容易产生应力集中。正交剖面上，面81A具有既定的曲率半径RA。

销70的直径处于0.4mm～1.1mm的范围。凹部81的深度XA处于0.5μm～3.0μm的范围。凹部81的深度XA例如以在正交剖面上通过销70的外周面71的直线LA与凹部81的顶点81B的距离来表示。

销轴方向上的凹部81的宽度XB与划线轮60的厚度相等。凹部81的宽度XB以在正交剖面上通过外周面71的直线LA上的凹部81的其中一缘与另一缘之间的距离来表示。凹部81的宽度与划线轮60的厚度相等或大于划线轮60的厚度。凹部81的宽度处于0.4mm～1.2mm的范围。

被规制部90包含插入凹部81的凸部91。因此，被规制部90的构成简单。凸部91的面91A是在厚度方向DT上形成于第一侧面61A与第二侧面61B之间，且由既定的曲率半径RB规定的曲面。因此，凸部91不容易产生应力集中。凹部81的曲率半径RA与凸部91的曲率半径RB的关系可任意地选择。图2所示的第一例中，凹部81的曲率半径RA大于凸部91的曲率半径RB。第一例的情况下，凹部81的面81A与凸部91的面91A为线接触，因此划线时的摩擦阻力变小。第二例中，凹部81的曲率半径RA与凸部91的曲率半径RB相等或小于凸部91的曲率半径RB。凸部91的高度HA处于0.1μm～1.0μm的范围。凸部91的高度HA优选处于0.1μm～0.5μm的范围。凸部91的高度HA以通过主体部61的侧面61A、61B与面91A的交界的直线LB与凸部91的顶点91B之间的距离来表示。划线轮60的插入孔63的凸部91的最小内径略大于销70的最大外径。

对保持器单元40的作用及效果进行说明。将划线轮60按压在脆性材料衬底GB上但未扫描的状态下，在正交剖面上，划线轮60的被规制部90的顶点91B接触销70的规制部80。实际上，是被规制部90的一定范围与规制部80线接触。被规制部90从规制部80承受作用于按压方向的反作用力。随着划线轮60的扫描而划线轮60上作用有第二反作用力的情况下，由销70的规制部80承受欲使被规制部90向销轴方向移动的第二反作用力。因此，划线轮60向轮轴方向的移位被阻碍，划线轮60沿着扫描方向行进，从而在脆性材料衬底GB上形成直线状的划线。因此，能够容易地沿着保持器单元40的扫描方向形成划线。

(变形例)

所述实施方式是能实现本发明涉及的保持器单元、以及其划线轮及销的形态的例示，并不意图限制其形态。本发明涉及的保持器单元、以及其划线轮及销能实现与实施方式例示的形态不同的形态。作为一个例子，有将实施方式的部分构成置换、变更、或省略的形态、或者对实施方式附加新构成的形态。以下表示实施方式的变形例的一个例子。

规制部80及被规制部90的构成可任意地变更。图3表示包含第一变形例的规制部180及被规制部190的保持器单元40的构成。规制部180包含形成于销70的外周的凸部181。凸部181是以能与被规制部190接触的方式从销70的外周面71突出的部分。凸部181设置在销70的外周面71之中与划线轮60的插入孔63对置的位置的全体。凸部181在销70的轴方向上的设置位置可任意选择。一个例子中，凸部181设置在槽部51的轴方向的中央。凸部181的面181A是通过既定的曲率半径RA规定的曲面。被规制部190包含供凸部181插入的凹部191。凹部191是通过例如对插入孔63实施研磨加工而形成的部分，但并不包含制造划线轮60时形成的微小凹凸。凹部191的面191A是在厚度方向DT上形成于第一侧面61A与第二侧面61B之间，且通过既定的曲率半径RB规定的曲面。另外，第一变形例中，保持器50并非由一体部件形成，而是分割为包含槽部51的面51A的部分及包含面51B的部分的部件，从而能够容易地组装保持器单元40。

面181A的曲率半径RA与面191A的曲率半径RB的关系为任意选择。图3所示的第一例中，面181A的曲率半径RA小于面191A的曲率半径RB。第一例的情况下，面181A与面191A为线接触，因此划线时的摩擦阻力变小。第二例中，面181A的曲率半径RA与面191A的曲率半径RB相等或大于面191A的曲率半径RB。

图4表示具备第二变形例的规制部280及被规制部290的保持器单元40的构成。规制部280包含形成于销70的外周面71的凹部281。凹部281是以能与被规制部290接触的方式通过例如对销70的外周面71施加研磨加工而形成的部分，但并不包含制造销70时形成的微小凹凸。凹部281设置在销70的外周面71之中与划线轮60的插入孔63对置的位置的全体。凹部281在销70的轴方向上的设置位置可任意选择。一个例子中，凹部281设置在销70的轴方向的中央。凹部281是包含角的槽。图4所示的例子中，凹部281为V字状的槽。被规制部290包含插入凹部281的凸部291。凸部291在厚度方向DT上形成于第一侧面61A与第二侧面61B之间。凸部291是包含角的突起。图4所示的例子中，凸部291为V字状的突起。划线轮60的插入孔63的凸部291的最小内径略大于销70的最大外径。

保持器单元40的构成可任意地变更。一个例子中，保持器单元40中省略了被规制部90。该情况下，优选规制部80的宽度大于划线轮60的宽度，且窄于槽部51的宽度。此外，规制部80及被规制部90的形状也不限定于所述实施方式公开的构成，也可以为例如一部分具有平坦部的形状。此外，凸部91的形状与凹部81的形状也可以不一致。该情况下，优选凹部81的宽度大于凸部91的宽度。

Claims (6)

1.一种划线轮的销，对划线轮进行支承，其特征在于，

具备对所述销的轴方向上的所述划线轮相对于所述销的移动进行阻碍的规制部，

所述规制部包含形成于所述销的外周的凹部。

2.根据权利要求1所述的划线轮的销，其特征在于，

所述凹部的表面为曲面。

3.一种划线轮，由权利要求1所述的划线轮的销支承，其特征在于，

具备与规制部接触的被规制部，

所述被规制部包含插入凹部的凸部。

4.根据权利要求3所述的划线轮，由权利要求2所述的划线轮的销支承，其特征在于，

所述凸部的表面为曲面。

5.一种保持器单元，其特征在于，具备：

权利要求1或2所述的划线轮的销；及

权利要求3或4所述的划线轮。

6.根据权利要求5所述的保持器单元，其特征在于，具备：

权利要求2所述的划线轮的销；及

权利要求4所述的划线轮，

凹部的曲率半径大于被规制部的曲率半径。

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