JP2009034747A - セラミック基板の分割装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】セラミック基板の分割サイズの小形化に伴うセラミック基板の分割不良を解消し得るセラミック基板の分割装置を提供する。
【解決手段】互いに交差した第1のブレーク溝と第2のブレーク溝を備え、第1のブレーク溝の間隔が第2のブレーク溝の間隔以下の長さであるセラミック基板100を、第1のブレーク溝の方向と回転軸207が平行で周面に複数の突起208を備えたローラ204と、ローラ204に対向する支持台304とによって挟持し、第1のブレーク溝に沿ってセラミック基板100を分割する。
【選択図】図3

Description

本発明は、セラミック基板の分割装置に関し、特にチップ型電子部品を実装したセラミック基板の分割装置に関する。
周知のように、コンデンサ、半導体部品および水晶発振器等のチップ型電子部品を、多数個の基板に分割される割基板の集合体としてのセラミック基板上に実装して、実装後、割基板に分割した状態で使用する。
このようなセラミック基板は、互いに直交する第1のブレーク溝と第2のブレーク溝とを複数形成したセラミックグリーンシートを焼成することによって構成される。
この種のセラミック基板においては、第1のブレーク溝同士の間隔寸法は、第2のブレーク溝同士の間隔寸法以下に設定されている。それゆえ、セラミック基板は、第1のブレーク溝に沿って長手の短冊状に分割され、さらに第2のブレーク溝に沿って分割されることによって、個々に独立した割基板とされる。このように細分化された割基板が、プリント基板等に実装される。
上記のようなセラミック基板を分割する装置としては、特許文献1にて提案されているものを挙げることができる。
図5に特許文献1にて提案されているセラミック基板の分割装置の構成を示す。同図(a)はセラミック基板の分割装置の全体構成を簡略化して示す図であり、同図(b)は同図(a)の要部拡大図である。
図5を参照して説明する。特許文献1に開示のセラミック基板の分割装置は、セラミック基板1を挟み込んで供給部から排出部に向かって搬送するための上下一対の搬送手段2,3を備えている。
上側の搬送手段2は、第1のプーリ21、第2のプーリ22、無端状の第1のプーリベルト23、第1の支持台24および第1の押えローラ25を含む。第1のプーリベルト23は、第1のプーリ21および第2のプーリ22に巻き掛けられている。この第1のプーリベルト23の巻き掛け空間内において、第1の支持台24が第1のプーリ21側に配置される一方、第1の押えローラ25が第2のプーリ22側に配置されている。
下側の搬送手段3は、第3のプーリ31、第4のプーリ32、無端状の第2のプーリベルト33、第2の支持台34および第2の押えローラ35を含む。第2のプーリベルト33は、第3のプーリ31および第4のプーリ32に巻き掛けられている。この第2のプーリベルト33の巻き掛け空間内において、第2の支持台34が第3のプーリ31に配置されている一方、第2の押えローラ35が第4のプーリ32側に配置されている。
第1の支持台24および第2の支持台34の両者は、搬送されるセラミック基板1を挟んで対向している。同様に、第1の押えローラ25および第2の押えローラ35も、搬送されるセラミック基板1を挟んで対向している。
この特許文献1に記載のセラミック基板の分割装置では、セラミック基板1は、上記第1のブレーク溝に沿って分割される。この様子を以下に説明する。
まず、傾斜面を有する第1の支持台24と平坦な第2の支持台34との間、および第1のプーリベルト23と第2のプーリベルト33との間に、セラミック基板1を挟んで供給部から排出部に向かって移動させる。この移動は、第1のプーリ21、第2のプーリ22、第3のプーリ31および第4のプーリ32を回転させることによって行われる。この際、第1の支持台24および第1の押えローラ25からは押し下げる力が働き、第2の押えローラ35からは押し上げる力が働くことによって、セラミック基板1は、図5(b)において割基板11のように分割される。ここでは、第1のブレーク溝に沿った分割であるため、セラミック基板1は長手の短冊状に分割される。この長手の短冊状に分割された割基板11は、第1のブレーク溝と直交する第2のブレーク溝102について上記と同様の分割を施すことによって、個片である割基板に分割される。
特開2002−166398号公報
ところで、近年では、上記割基板のサイズが縮小し、上記第1のブレーク溝および第2のブレーク溝の間隔がより狭くなっている。そのため、上記特許文献1に係るセラミック基板の分割装置の構造では、以下のような問題点が生じる。
(1)第1の支持台24、第1の押えローラ25および第2の押えローラ35の間隔を狭くし、第1の押えローラ25および第2の押えローラ35の径を細くする必要がある。径が細くなると、第1の押えローラ25および第2の押えローラ35は変形し易くなる。その結果、長時間運用に対する信頼性が低下する。
(2)第1のプーリベルト23および第2のプーリベルト33の剛性は金属等に比べると低く、第1の支持台24および第1の押えローラ25からの押し下げる力、ならびに第2の押えローラ35からの押し上げる力に対して変形するため、分割しようとする力が吸収されてしまう。そのため、セラミック基板1が分割されなかったり、ブレーク溝以外のところで割れたりする。その結果、セラミック基板1の分割を良好に行うことができない。
(3)第1の押えローラ25および第2の押えローラ35の径を細くして両者の間隔を短くすることはできるが、第1のプーリベルト23および第2のプーリベルト33の厚さは薄くしにくい。そのため、プーリベルトに分割しようとする力が吸収されて、ブレーク溝に力が集中せず、セラミック基板1の分割が困難となっている。
本発明は、上記技術的課題に鑑みなされたもので、セラミック基板の分割サイズの小形化に伴うセラミック基板の分割不良を解消し得るセラミック基板の分割装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係るセラミック基板の分割装置は、互いに交差する第1のブレーク溝と第2のブレーク溝とが複数形成され、前記第1のブレーク溝同士の間隔寸法が前記第2のブレーク溝同士の間隔寸法以下であるセラミック基板を、少なくとも当該第1のブレーク溝に沿って分割するためのセラミック基板の分割装置であって、前記セラミック基板を挟み込んで前記第2のブレーク溝に沿って供給部から排出部に向かって搬送するための上下一対の搬送手段を備え、前記一方の搬送手段は、前記第1のブレーク溝が延びる方向と平行な軸線周りに回動自在に支持され、周面に複数の突起が形成されているローラを含み、前記他方の搬送手段は、前記ローラに対向して配置され、当該ローラとの間で前記セラミック基板を挟持する支持台を含む。
上記構成によれば、互いに交差した第1のブレーク溝と第2のブレーク溝を備え、かつ第1のブレーク溝の間隔が第2のブレーク溝の間隔以下の長さであるセラミック基板は、第1のブレーク溝の延設方向と平行な軸線周りに回動し、かつ周面に複数の突起を備えたローラと、このローラに対向する支持台との挟持力によって、第1のブレーク溝に沿って分割される。
具体的には、ブレーク溝での分割に関して、従来のように、セラミック基板を上下1組のローラによって個片に分割するのではなく、突起を有するローラと支持台とで挟持し通過させることによって、分割されるべき割基板に、少なくとも2個以上の突起が接し、この突起の接触応力がセラミック基板の通過に伴い変化する。これによって、セラミック基板を第1のブレーク溝に沿って分割することができる。
また、第2のブレーク溝の間隔は、第1のブレーク溝の間隔より長い。そのため、隣り合う第2のブレーク溝に挟まれた割基板にも、上記のローラの複数の突起が接触する場合には、一度、通過させるだけで、第1のブレーク溝および第2のブレーク溝に沿った両方向について分割することも可能である。
上記セラミック基板の分割装置において、前記ローラの各突起の中心同士の間隔寸法は、前記第1のブレーク溝同士の間隔寸法の1/2以下に設定されていることが好ましい。この場合、ブレーク溝間隔に少なくとも2個以上ローラの突起が当接することになり、割基板の主面上から分割する力を均等に加えることができる。
また、上記セラミック基板の分割装置において、前記ローラの各突起の幅寸法は、前記第1のブレーク溝同士の間隔寸法の1/2以下に設定されていることが好ましい。この場合、ローラの突起が互いに重なることはなく、ローラに突起を形成することが容易となる。
ある態様では、前記ローラの各突起は、前記セラミック基板に対して点接触する形状を有し、かつ前記ローラの周面上に不規則な間隔で点在されている。
他の態様では、前記ローラの各突起は、前記セラミック基板に対して線接触する形状を有すると共に前記ローラの回転軸線と平行に当該ローラの全長にわたって形成され、かつ前記ローラの周面上に等間隔に配置されている。
本発明によれば、割基板の集合体としてのセラミック基板は、上下1組のローラによって個片に分割するのではなく、突起を有するローラと支持台とで挟持し通過させることによって分割される割基板に少なくとも2個以上の突起が当接するため、割基板が小サイズとなった場合でも、基板分割に用いるローラの直径を小さくする必要がない。そのため、ローラに十分機械的強度を持たせることができる。
また、分割される割基板サイズが小さくなったときでも、基板を分割するためのローラの直径、およびローラの間隔を狭くすることなく、分割されるべきブレーク溝に接触応力を印加させることができる。そのため、良好なセラミック個片分割が可能となり、その産業上の利用価値は大きい。
以下、本発明の実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
<実施の形態1>
図1は本発明の実施の形態1に係るセラミック基板の分割装置の全体構成を簡略化して示す図である。
図1を参照して説明する。本実施の形態1に係るセラミック基板の分割装置は、供給部Xから排出部Yに向かってセラミック基板100を搬送する間に、当該セラミック基板100を所定の態様で細かく分割するための装置であって、セラミック基板100を挟み込んで供給部Xから排出部Yに向かって搬送するための上下一対の搬送手段200,300を備えている。
図2はセラミック基板の分割装置により分割されるセラミック基板の平面図である。
図2を参照して説明する。セラミック基板100は、その平面形状が長方形をなしている。このセラミック基板100の主面上には、当該セラミック基板100の長辺に沿って第1のブレーク溝101が所定の間隔を開けて複数形成されている一方、各第1のブレーク溝101と直交するように当該セラミック基板100の短辺方向に沿って第2のブレーク溝102が所定の間隔を開けて複数形成されている。
第1のブレーク溝101同士の間隔寸法は、第2のブレーク溝102同士の間隔寸法よりも小に設定されている。
上記のセラミック基板100は、その主面側を上に向けた状態で第2のブレーク溝102に沿って図1の供給部Xから排出部Yに向かって搬送される。この間に、セラミック基板100は、まず第1のブレーク溝101に沿って長手の短冊状に分割され、さらに第2のブレーク溝102に沿って分割されることによって、個別に独立した割基板103に分割される。
再び図1を参照して説明する。上下一対の搬送手段200,300は、いわゆるプーリ装置であり、本実施の形態1においては、下側の搬送手段300が駆動側の搬送手段として機能し、上側の搬送手段200が従動側の搬送手段として機能する。
上側の搬送手段200は、第1のプーリ201、第2のプーリ202、第1のプーリベルト203およびローラ204を含む。
第1のプーリ201は、搬送手段200の供給部X側に配置されていると共に、上記の第1のブレーク溝101の延設方向と平行な第1の横軸205周りに回転自在に支持されている。
第2のプーリ202は、第1のプーリ201と離間して搬送手段200の排出部Y側に配置されていると共に、上記の第1のブレーク溝101の延設方向と平行な第2の横軸206周りに回転自在に支持されている。
第1のプーリベルト203は、無端状のベルトであって、第1のプーリ201および第2のプーリ202に巻き掛けられている。
ローラ204は、第1のプーリベルト203の巻き掛け空間内において第1のプーリ201と第2のプーリ202とのほぼ中間位置に配置されていると共に、上記第1のブレーク溝101の延設方向と平行な第3の横軸207(図3(a)参照)周りに回転自在に支持されている。この第3の横軸207は、例えば、NCサーボモータ等の駆動源(図示せず)の出力軸に結合されている。それゆえ、ローラ204は、図3(b)に示すように、その駆動源を駆動させると第3の横軸207を回転中心として反時計周りに回転する。
下側の搬送手段300は、その搬送方向に関する長さが上側の搬送手段200の搬送方向に関する長さよりも大に設定されており、第3のプーリ301、第4のプーリ302、第2のプーリベルト303および支持台304を含む。
第3のプーリ301は、搬送手段300の供給部X側に配置されていると共に、上記の第1のブレーク溝101の延設方向と平行な第4の横軸305周りに回転自在に支持されている。この第4の横軸305は、例えば、NCサーボモータ等の駆動源(図示せず)の出力軸に結合されることによって、駆動プーリとされている。それゆえ、第3のプーリ301は、その駆動源を駆動させると第4の横軸305を回転中心として時計周りに回転する。また、第3のプーリ301およびローラ204の両者は、例えば、NC制御等のよって同期して回転するように制御される。
第4のプーリ302は、第3のプーリ301と離間して搬送手段300の排出部Y側に配置されていると共に、上記の第1のブレーク溝101の延設方向と平行な第5の横軸306周りに回転自在に支持されている。
第2のプーリベルト303は、無端状のベルトであって、第3のプーリ301および第4のプーリ302に巻き掛けられている。
支持台304は、第2のプーリベルト303の下面に当接してその上面をほぼ水平に維持させることによって、第2のプーリベルト303の上面に載置されたセラミック基板100を支持するための板状部材である。この支持台304は、第2のプーリベルト303の巻き掛け空間内において第3のプーリ301と第4のプーリ302との中間位置よりも供給部X側でローラ204と対向して配置され、それによってセラミック基板100の分割時に第1のプーリベルト203および第2のプーリベルト303を介してセラミック基板100をローラ204との間で挟持する。
図3はローラの構成を説明するための図である。
図3を参照して説明する。ローラ204の周面には、第1のプーリベルト203を介して搬送されてきたセラミック基板100に接触する複数の突起208が形成されている。このローラ204の各突起208は、搬送されてきたセラミック基板100に第1のプーリベルト203を介して点接触するように球状形状をなし、かつローラ204の周面上において不規則な間隔で点在している。
ローラ204の第3の横軸(回転軸)207は、図3(a)に示すように、加圧用ばね209を介して上側の搬送手段200のブラケット棒210に吊支されており、それによって当該ローラ204の球状突起208が第1のプーリベルト203を介してセラミック基板100を押し付ける(加圧する)方向に付勢されている。この加圧用ばね209は、下端が第3の横軸207に取付けられている一方、上端がブラケット棒210に取り付けられている。
各突起208の中心同士の間隔寸法および幅寸法は、図3(b)に示すように、第1のブレーク溝101同士の間隔寸法Aの1/2以下に共に設定されている。
本セラミック基板の分割装置では、図1に示すように、下側の搬送手段300では、第3のプーリ301を時計周りに回転させると、第2のプーリベルト303が時計周りに従動回転し、これに伴って第4のプーリ302も時計周りに従動回転する。この下側の搬送手段300の回転駆動力は、上側の搬送手段200に伝達され、上側の搬送手段200の第1のプーリ201、第1のプーリベルト203および第2のプーリ202が反時計周りに共に従動回転する。その結果、セラミック基板100は、第1のプーリベルト203と第2のプーリベルト303との両者に挟まれてその第2のブレーク溝102に沿って供給部Xから排出部Yに向かって搬送される。この間に、セラミック基板100は長手の短冊状の割基板103に分割される。
図3(a)には、セラミック基板100の主面(表面)をローラ204の突起208が押す状態が示されている。ここで、図3(a)を用いて本セラミック基板の分割装置の動作を詳細に説明する。
同図においては、ローラ204が反時計周りに回転している。このとき、ローラ204の周面(表面)には突起208が形成されている。そのため、2個以上の突起208が第1のプーリベルト203を介してセラミック基板100の表面上の突起接触位置P1(図3(b)参照)を押す。
ここで、ローラ204の回転中心である第3の横軸207に接続された加圧用ばね209の弾性力(付勢力)により、上記突起付ローラ204を第1のプーリベルト203に押し付ける力が働く。このセラミック基板100の表面を押す突起208による接触応力は、ローラ204が回転するために時間的に変化する。したがって、第1のブレーク溝101には、上記の時間的に変化する突起208の押す力が加わる。その結果、母セラミック基板100は、第1のブレーク溝101に沿って長手の短冊状に分割される。
また、複数の球状突起208がローラ204の周面上でセラミック基板100に点接触するように不規則に点在している。そのため、第2のブレーク溝102に沿った基板分割に関しても、当該突起208による不均一な力が加わる。これにより、セラミック基板100は第2のブレーク溝102に沿っても分割される。その結果、個別に独立した割基板103が作製されることになる。
<実施の形態2>
図4は本発明の実施の形態2に係るセラミック基板の分割装置に適用されるローラ204の構成を説明するための図である。
図4を参照して説明する。本実施の形態2の特徴は、ローラ204の周面上に設けられる複数の突起211の形状にあり、その他の構成は実施の形態1と同様である。
ローラ204の各突起211は、セラミック基板100に対して線接触するように円柱形状を有している。これらの円柱状の突起211は、ローラ204の回転軸(第3の横軸)207と平行にローラ204の全長にわたって等間隔を開けて形成されている。なお、実施の形態1と同様に、各線状形状を有する突起211の中心同士の間隔寸法および幅寸法は、第1のブレーク溝101同士の間隔寸法Aの1/2以下に共に設定されている。
上記構成において、セラミック基板100の分割時には、隣接した第1のブレーク溝101の間に2本以上の円柱形状の突起(線状突起)211がセラミック基板100の表面上の接触位置P2で接し、その接触応力はローラ204の回転に応じて時間的に変化する。そのため、セラミック基板100は、第1のブレーク溝101に沿って分割される。
このとき、セラミック基板100は、第2のブレーク溝102に沿って分割されることはなく、第1のブレーク溝101に沿って分離された長手の短冊形状の割基板103に分割される。しかし、未分割となった隣り合う第2のブレーク溝102についての分割については、人手により容易に分割可能である。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
(1)実施の形態においては、下側の搬送手段を駆動側搬送手段として機能させる例について記載したが、上下の搬送手段同士で同期をとるようにして両方の搬送手段を駆動型としてもよい。このような場合においても、本発明の目的は十分に達成し得る。
(2)実施の形態においては、突起付きのローラをばねで吊支する構成について記載したが、支持台側に工夫を施してローラおよび支持台で搬送されてきたセラミック基板を挟持する構成としてもよい。このような態様としては、例えば、支持台をブラケット等に固定して第2のプーリベルトの下面に当接位置が変位しないように構成する態様、ばね等の弾性部材を利用してその弾性力により支持台を第2のプーリベルトの下面を押上げる方向に付勢する姿勢をとるように構成する態様、およびエアーシリンダ等による流体圧力により支持台の第2のプーリベルトに対する当接状態を維持するように構成する態様等を挙げることができる。いずれの態様であっても、本発明の目的は十分に達成し得る。
(3)実施の形態においては、ローラの突起が第1のプーリベルトを介してセラミック基板のブレーク溝形成面を押し、支持台が第2のプーリベルト上に載置されたセラミック基板のブレーク溝非形成面を支持するよう構成した例について記載したが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、溝のある板状のチョコレート等を割る場合、割れるのは溝から割れるが、力をかけるのは溝そのものではない。そのような局面から本発明を観ると、必ずしもローラの突起がセラミック基板のブレーク溝形成面を押す必要はない。よって、ブレーク溝形成面を下に向けた状態でセラミック基板を本分割装置に供給するようにしても構わない。この場合においても、本発明の目的は十分に達成し得る。
(4)実施の形態においては、上下の搬送手段の間に形成される搬送路のほぼ中間位置でセラミック基板をローラおよび支持台の両者で挟持するよう構成した例について記載したが、本発明はこのような構成に限定されない。セラミック基板をその搬送方向下流側(搬送移送方向に関して排出側)でローラおよび支持台で挟持する、又はセラミック基板をその搬送方向上流側(搬送送方向に関して供給側)でローラおよび支持台で挟持する構成としてもよい。いずれの場合にも、本発明の目的は十分に達成し得る。その理由は、従来の分割装置では、段差部でセラミック基板を折り曲げることによって分割するよう構成されているが、これに対して、本発明の分割装置では、個々の割基板に異なる力を印加することによってブレーク溝部分で分割するものであり、段差および上流・下流とは無関係であるからである。
(5)実施の形態1において、ローラの突起の形状を球状にした例について記載したが、ローラの形状は、半球状および断面山形状(三角状)等のように、セラミック基板に対して点接触可能な点状形状であれば、どのような形状であってもよい。
(6)実施の形態2においては、ローラの突起の形状を円柱状にした例について記載したが、ローラの形状は、三角柱等の角柱形状および断面半円状等のように、セラミック基板に対して線接触可能な線状形状であれば、どのような形状であってもよい。
(7)ローラの突起は、不規則な間隔で点在しているとしたが、規則的な間隔で点在していてもよい。
その他、特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加え得ることは勿論である。
本発明は、セラミック基板の分割サイズの小形化に伴うセラミック基板の分割不良を解消し得るゆえ、セラミック基板の分割装置、特にチップ型電子部品を製造する際に用いられるセラミック基板の分割装置として有用である。
本発明の実施の形態1に係るセラミック基板の分割装置の全体構成を簡略化して示す図である。 同セラミック基板の分割装置により分割されるセラミック基板の平面図である。 同セラミック基板分割装置に適用されるローラの構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態2に係るセラミック基板の分割装置に適用されるローラの構成を説明するための図である。 従来例に係るセラミック基板の分割装置の構成を示す。
符号の説明
1 セラミック基板
2 搬送手段(上側)
3 搬送手段(下側)
11 割基板
21 第1のプーリ
22 第2のプーリ
23 第1のプーリベルト
24 第1の支持台
25 第1の押さえローラ
31 第3のプーリ
32 第4のプーリ
33 第2のプーリベルト
34 第2の支持台
35 第2の押さえローラ
100 セラミック基板
101 第1のブレーク溝
102 第2のブレーク溝
103 割基板(個片)
200 搬送手段
201 第1のプーリ
202 第2のプーリ
203 第1のプーリベルト
204 ローラ
205 第1の横軸
206 第2の横軸
207 第3の横軸
208 突起
209 加圧用バネ
210 ブラケット棒
211 円柱状の突起
300 搬送手段
301 第3のプーリ
302 第4のプーリ
303 第2のプーリベルト
304 支持台
305 第4の横軸
306 第5の横軸

Claims (5)

  1. 互いに交差する第1のブレーク溝と第2のブレーク溝とが複数形成され、前記第1のブレーク溝同士の間隔寸法が前記第2のブレーク溝同士の間隔寸法以下であるセラミック基板を、少なくとも当該第1のブレーク溝に沿って分割するためのセラミック基板の分割装置であって、
    前記セラミック基板を挟み込んで前記第2のブレーク溝に沿って供給部から排出部に向かって搬送するための上下一対の搬送手段を備え、
    前記一方の搬送手段は、
    前記第1のブレーク溝が延びる方向と平行な軸線周りに回動自在に支持され、周面に複数の突起が形成されているローラを含み、
    前記他方の搬送手段は、
    前記ローラに対向して配置され、当該ローラとの間で前記セラミック基板を挟持する支持台を含むことを特徴とするセラミック基板の分割装置。
  2. 前記ローラの各突起の中心同士の間隔寸法は、前記第1のブレーク溝同士の間隔寸法の1/2以下に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のセラミック基板の分割装置。
  3. 前記ローラの各突起の幅寸法は、前記第1のブレーク溝同士の間隔寸法の1/2以下に設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載のセラミック基板の分割装置。
  4. 前記ローラの各突起は、前記セラミック基板に対して点接触する形状を有し、かつ前記ローラの周面上に不規則な間隔で点在されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のセラミック基板の分割装置。
  5. 前記ローラの各突起は、前記セラミック基板に対して線接触する形状を有するとともに、前記ローラの回転軸線と平行に当該ローラの全長にわたって形成され、かつ当該ローラの周面上に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のセラミック基板の分割装置。
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