JP2014189415A - スクライビングホイール、ホルダーユニット、スクライブ装置、スクライブ方法及びスクライビングホイールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本構成を有さない場合と比較して深く、幅の狭い溝の形成を容易にしつつ、基板を分断する性能の変化を抑制するスクライビングホイール、ホルダーユニット、スクライブ装置、スクライブ方法及びスクライビングホイールの製造方法を提供する。
【解決手段】刃先となる稜線部と、溝が交互に形成されているスクライビングホイールであって、前記稜線部と隣接する一方側の前記溝との間で形成される第１エッジ角の角度が、該稜線部と隣接する他方側の前記溝との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくなっていることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、ガラス基板等の脆性材料基板にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイール、ホルダーユニット、スクライブ装置、スクライブ方法及びスクライビングホイールの製造方法に関する。

脆性材料基板を分断するスクライビングホイールとして、このスクライビングホイールの稜線部分の刃先にレーザ光を照射することで、この刃先に溝を形成することが知られている。

特許文献１には、モータの駆動軸に軸孔が装着されて回転駆動されるカッターホイールのＶ字形状となる刃先を含む両側の傾斜面に向けて、レーザ加工機からのレーザ光を照射して溶融溝を形成するカッターホイールの製造方法が開示されている。

また、一般的に砥石を用いて溝を形成することも知られている。

特開２００９−２３４８７４号公報

スクライビングホイールの刃先に、レーザ光や砥石によって溝を形成すると、特に深い溝や、幅の狭い溝を形成した場合に刃先の端部（エッジ）が鋭くなり易く、その角度が急になり易い。エッジが鋭くなると、刃先の端部の角は、刃先が脆性材料基板と接触した際に、摩耗し易く、また、欠け易くなる。刃先の端部の角が摩耗したり、欠けたりすると、この角の摩耗や欠損の前と後では、脆性材料基板を分断する性能が変化することとなり、また欠損が多数となるとスクライビングホイールの寿命が短くなる。そして、溝の深さが深く、溝の幅が狭くなるほどエッジは鋭くなるため、分断性能への影響がより顕著になる。

本発明は、基板を分断する性能の変化や性能の低下を抑制することができるスクライビングホイール、ホルダーユニット、スクライブ装置、スクライブ方法及びスクライビングホイールの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一つの態様に係るスクライビングホイールは、刃先となる稜線部と溝とが交互に形成されているスクライビングホイールであって、前記稜線部と隣接する一方側の前記溝との間で形成される第１エッジ角の角度が、該稜線部と隣接する他方側の前記溝との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくなっていることを特徴とする。

本発明の態様に係るスクライビングホイールによれば、溝の形状が非対称形状となり、脆性材料基板にスクライブラインを形成する際に、より大きな第１エッジ角を第２エッジ角よりも先に脆性材料基板に当接させるように用いることで、刃先の欠損や磨耗を抑制し、基板を分断する性能の変化を抑制することができる。

本発明の他の態様に係るホルダーユニットは、刃先となる稜線部と溝とが交互に形成されているスクライビングホイールと、前記スクライビングホイールを回転自在に保持するピンと、前記スクライビングホイールを配置しておく保持溝を形成する一対の支持部を含み、前記一対の支持部に前記ピンを配置しておくピン孔が設けられたホルダーと、からなるホルダーユニットであって、
前記スクライビングホイールは、前記稜線部と隣接する一方側の前記溝との間で形成される第１エッジ角の角度が、該稜線部と隣接する他方側の前記溝との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくなっていることを特徴とする。

本発明の態様に係るホルダーユニットによれば、脆性材料基板にスクライブラインを形成する際に、第１エッジ角を第２エッジ角よりも先に脆性材料基板に当接させるように用いることで、刃先の欠損や磨耗を抑制し、基板を分断する性能の変化を抑制することができる。また、スクライビングホイールをユニット化しておくことにより、スクライビングホイールやピン等の交換をホルダーユニットごと交換することができるため、小型の部品であるスクライビングホイール等の取り扱い性が向上する。

本発明の他の態様に係るスクライブ装置は、脆性材料基板を載置する台と、刃先となる稜線部と溝とが交互に形成されているスクライビングホイールと、前記スクライビングホイールを回転自在に保持するピンと、前記スクライビングホイールを配置しておく保持溝を形成する一対の支持部を含み前記一対の支持部に前記ピンを配置しておくピン孔が設けられたホルダーと、からなるホルダーユニットと、前記ホルダーユニットを装着するジョイント部と回転軸部とを有するホルダージョイントと、前記回転軸を回転可能に保持することで、前記脆性材料基板のスクライブを行う際に、前記スクライビングホイールの回転方向が常に一定となるように前記ホルダージョイントを保持するスクライブヘッドと、を備えるスクライブ装置であって、
前記ホルダーユニットの前記スクライビングホイールは、前記稜線部と隣接する一方側の前記溝との間で形成される第１エッジ角の角度が、該稜線部と隣接する他方側の前記溝との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくなっており、前記第１エッジ角は、前記スクライビングホイールの回転方向における下流側であることを特徴とする。

本発明の態様に係るスクライブ装置によれば、脆性材料基板を分断する際に、スクライビングホイールの刃先の欠損や磨耗を抑制し、基板を分断する性能の変化を抑制するスクライブ装置を提供することができる。

本発明の他の態様に係るスクライブ方法は、刃先となる稜線部と溝とが交互に形成されているスクライビングホイールを用いた脆性材料基板のスクライブ方法であって、前記スクライビングホイールは、前記稜線部と隣接する一方側の前記溝との間で形成される第１エッジ角の角度が、該稜線部と隣接する他方側の前記溝との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくなっており、前記稜線部の前記第１エッジ角側が、前記第２エッジ角側よりも先に前記脆性材料基板と接触するように、前記スクライビングホイールを回転させることを特徴とする。

本発明の態様に係るスクライブ方法によれば、基板を分断する際に、スクライビングホイールの刃先の欠損や磨耗を抑制し、基板を分断する性能の変化を抑制するスクライブ方法を提供することができる。

本発明の他の態様に係るスクライビングホイールの製造方法は、刃先となる稜線部と、溝が交互に形成されているスクライビングホイールの製造方法であって、円板状の基板に対して前記溝を形成する工程で、前記稜線部と隣接する一方側の前記溝との間で形成される第１エッジ角の角度が、該稜線部と隣接する他方側の前記溝との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくなるように形成していくことを特徴とする。

本発明の態様に係るスクライビングホイールの製造方法によれば、基板を分断する際に、スクライビングホイールの刃先の欠損や磨耗を抑制し、基板を分断する性能の変化を抑制できるスクライビングホイールを製造することができる。

本発明の実施形態におけるスクライブ装置の概略図である。 本発明の実施形態におけるスクライブ装置が有するホルダージョイントの正面図である。 図３（ａ）は、スクライビングホイールの側面図であり、図３（ｂ）は、スクライビングホイールの正面図であり、図３（ｃ）は、スクライビングホイールの拡大側面図である。 脆性材料基板を分断する際の模式図である。 図５（ａ）は、非対称形状の溝を刃先に有するスクライビングホイールを用いた場合のスクライビングホイールと脆性材料基板の部分拡大図であり、図５（ｂ）は、対称形状の溝を刃先に有するスクライビングホイールを用いた場合のスクライビングホイールと脆性材料基板の部分拡大図である。 図６（ａ）は、円板状の砥石を有する研削ユニットによりスクライビングホイールの刃先に対称形状の溝を形成する加工方法の概念を示す図であり、図６（ｂ）は、円板状の砥石を有する研削ユニットにより、非対称な形状の溝を形成する加工方法の概念を示す図である。 刃先に非対称形状の溝をレーザ加工により形成したスクライビングホイールを用いた場合のスクライビングホイールと脆性材料基板の部分拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための一例を示すものであり、本発明をこの実施形態に特定することを意図するものではない。本発明は、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも適応し得るものである。

本発明の実施形態に係るスクライブ装置１０の概略図を図１に示す。スクライブ装置１０は、移動台１１を備えている。移動台１１は、ボールネジ１３と螺合されており、モータ１４の駆動によりこのボールネジ１３が回転することで、一対の案内レール１２ａ、１２ｂに沿ってｙ軸方向に移動するようになっている。

移動台１１の上面には、モータ１５が設置されている。モータ１５は、上部に位置するテーブル１６をｘｙ平面で回転させて所定角度に位置決めするためのものである。被切断物としての脆性材料基板１７は、テーブル１６上に載置され、図示しない真空吸引手段などによって保持される。スクライブの対象となる脆性材料基板１７としては、ガラス基板、低温焼成セラミックスや高温焼成セラミックスからなるセラミック基板、シリコン基板、化合物半導体基板、サファイア基板、石英基板等が挙げられる。また、脆性材料基板１７はその表面又は内部に、薄膜或いは半導体材料を付着させたり含ませたりしたものであってもよい。脆性材料基板１７は、その表面に脆性材料に該当しない薄膜等が付着されていても構わない。

スクライブ装置１０は、テーブル１６に載置された脆性材料基板１７の上方に、この脆性材料基板１７の表面に形成されたアライメントマークを撮像する二台のＣＣＤカメラ１８を備えている。移動台１１とその上部のテーブル１６とを跨ぐように、ブリッジ１９がｘ軸方向に沿うようにして支柱２０ａ、２０ｂによって架設されている。

ブリッジ１９にはガイド２２が取り付けられており、スクライブヘッド２１はこのガイド２２に案内されてｘ軸方向に移動可能に設置されている。スクライブヘッド２１には、ホルダージョイント２３を介してホルダーユニット３０が取り付けられている。

図２には、ホルダーユニット３０が取り付けられたホルダージョイント２３の正面図が示されている。なお、図２には、ホルダージョイント２３の正面図が示されるとともに、回転軸部２３ａに取り付けられたベアリング２５ａ、２５ｂとスペーサ２５ｃの断面図が併せて示されている。

ホルダージョイント２３は略円柱状をしており、回転軸部２３ａと、円柱形のジョイント部２３ｂとで構成されている。ホルダージョイント２３がスクライブヘッド２１に装着された状態においては、回転軸部２３ａが二つのベアリング２５ａ、２５ｂに円筒形のスペーサ２５ｃを介して取り付けられ、このホルダージョイント２３は回動自在に保持される。

ジョイント部２３ｂの下端には円形の開口２６が形成され、この開口２６の上部にはマグネット２７が埋設されている。開口２６を介して、ホルダーユニット３０のホルダー２４が着脱自在に取り付けられる。ホルダーユニット３０は、ホルダー２４と、ピン３３と、スクライビングホイール４０とを備える。

ホルダー２４は略円柱形の金属等からなり、その下端側には平坦部２９ａ、２９ｂが形成されている。なお、図２において、ホルダーユニット３０の下端側を拡大している図は、このホルダーユニット３０を矢印Ａで示す横方向から観察した場合の拡大図を示している。

平坦部２９ａと平坦部２９ｂとの間には、スクライビングホイール４０を保持するための保持溝３１が形成されている。平坦部２９ａ、２９ｂにはそれぞれ、スクライビングホイール４０を固定するために孔状のピン孔３２が形成されている。ピン孔３２及びスクライビングホイール４０にピン３３を貫通させることで、このスクライビングホイール４０がホルダー２４に対して回転自在に取り付けられる。

ホルダー２４の上端側には、位置決め用の取付部３４が形成されている。取付部３４はホルダー２４を切り欠いて形成されており、傾斜部３４ａと平坦部３４ｂとを有している。

ホルダージョイント２３にホルダーユニット３０を装着する際は、このホルダーユニット３０を開口２６に向けて取付部３４側から挿入する。その際、ホルダー２４の上端側の金属部分がマグネット２７によって引き寄せられ、取付部３４の傾斜部３４ａが開口２６の内部を通る平行ピン２８と接触し、位置決めが行われ、ホルダー２４はホルダージョイント２３に固定される。反対に、ホルダージョイント２３からホルダーユニット３０を取り外す際は、ホルダー２４を下方へ引く抜くことで、容易に取り外すことができる。

ホルダーユニット３０のスクライビングホイール４０は、消耗品であるため定期的な交換が必要となる。本実施形態においては、ホルダージョイント２３を介してホルダーユニット３０がスクライブヘッド２１に装着されているので、このホルダーユニット３０の着脱が容易に行われる。このため、スクライビングホイール４０をホルダー２４から取り外すことなく、これらスクライビングホイール４０とホルダー２４とが一体として扱われる。また、ホルダーユニット３０そのものを交換するようにしてもよい。したがって、スクライビングホイール４０の交換作業が容易に行われることとなる。

次に、スクライビングホイール４０の詳細について説明する。
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にはそれぞれ、スクライビングホイール４０の側面図、正面図、拡大側面図が示されている。なお、図３（ｃ）の拡大側面図は図３（ａ）の円Ｂで示した部分である。
スクライビングホイール４０は、本体部４１と、刃４２と、刃先４３と、溝部４４とを有している。

本体部４１は、円板状である。本体部４１の中心付近には、この本体部４１を回転軸方向に対して貫通する貫通孔４５が形成されている。貫通孔４５にピン３３が挿入されることで、スクライビングホイール４０はこのピン３３を介してホルダー２４に回転自在に保持される。本体部４１の外周に、円環状の刃４２が形成されている。

刃４２は、回転軸を中心とした同心円状の内周及び外周により形成される円環状体である。刃４２は正面視で略Ｖ字状となっており、回転軸方向に対する刃４２の厚さは、稜線部分となる刃先４３に向かうに従って徐々に小さくなっている。

刃先４３は、刃４２の最外周部に沿って設けられている。刃４２の最外周部には、刃先４３と溝部４４とが交互に等ピッチで形成されている。

溝部４４は、刃先４３よりも本体部４１の中心側（貫通孔４５側）に窪んだ溝４６を有している。溝４６の形状は非対称であり、刃先４３と隣接する一方側の前記溝４６との間で形成される第１エッジ角４７の角度αが、刃先４３と隣接する他方側の前記溝４６との間で形成される第２エッジ角４８の角度βよりも大きくなっている。

ここで、溝４６の形状が対称であると、第１エッジ角の角度、第２エッジ角の角度は同じ角度になる。溝４６の深さＨが深くなる程、また溝４６の幅が狭くなる程、第１エッジ角の角度、第２エッジ角の角度は直角に近くなり、刃先が脆性材料基板と接触した際に、摩耗し易く、また、欠け易くなる。したがって、本実施形態では、溝４６の深さHや幅Lは同じまま、刃先の磨耗や欠けを防ぐため、基板に対して先に接触する側のエッジ角の角度を直角に近づかないよう、できるだけ大きくしている。具体的には、図３（ｃ）に示すように溝４６の形状を非対称にし、第１エッジ角４７の角度αが第２エッジ角４８の角度βよりも大きくなるようにし、スクライビングホイール４０の回転方向を第１エッジ角側から脆性材料基板と接触するようしている。このようにすることで、刃先の磨耗や欠損を生じ難くすることができる。

すなわち、刃先４３と溝４６が図３（ｃ）のように非対称な形状で連続している場合、溝４６が対称な形状で連続している場合と比較して、刃４２の形状が変化し難く、脆性材料基板１７を分断する性能の変化が抑制される。

ここで、本実施形態においては、第１エッジ角４７は１３５°、第２エッジ角４８は９３°になっている。第１エッジ角４７の角度αは１１０°〜１５０°が好ましく、第２エッジ角４８の角度βは第１エッジ角４７の角度αより２０°〜５０°小さくなっていることが好ましい。

スクライビングホイール４０は、超硬合金や焼結ダイヤモンドから形成される。または、超硬合金等の基材にダイヤモンド等の硬質材料の膜をコーティングしたものを用いることができる。例えば、焼結ダイヤモンド製のスクライビングホイール４０は主として、ダイヤモンド粒子と、残部の添加剤及び結合材からなる結合相とから作られている。

ダイヤモンド粒子の平均粒子径は１．５μｍ以下のものが用いられている。焼結ダイヤモンド中におけるダイヤモンドの含有量は、７５．０〜９０．０ｖｏｌ％の範囲とすることが好ましい。

添加剤としては例えば、タングステン、チタン、ニオブ、タンタルより選ばれる少なくとも１種以上の元素の超微粒子炭化物が好適に用いられる。焼結ダイヤモンド中における超微粒子炭化物の含有量は３．０〜１０．０ｖｏｌ％の範囲であり、この超微粒子炭化物は１．０〜４．０ｖｏｌ％の炭化チタンと、残部の炭化タングステンとを含む。

結合材としては、通常、鉄族元素が好適に用いられる。鉄族元素としては、例えばコバルトやニッケル、鉄等が挙げられ、この中でもコバルトが好適である。また、焼結ダイヤモンド中における結合材の含有量は、好ましくはダイヤモンド及び超微粒子炭化物の残部であり、さらに好ましくは３．０〜２０．５ｖｏｌ％の範囲である。

スクライビングホイール４０の寸法について説明する。
スクライビングホイール４０の外径Ｄｍは１．０〜１０．０ｍｍ、好ましくは１．０〜５．０ｍｍの範囲である。スクライビングホイール４０の外径Ｄｍが１．０ｍｍより小さい場合には、スクライビングホイール４０の取り扱い性が低下する。一方、スクライビングホイール４０の外径Ｄｍが１０．０ｍｍより大きい場合には、スクライブ時の垂直クラックが脆性材料基板１７に対して十分に深く形成されないことがある。

スクライビングホイール４０の厚さＴｈは、０．４〜１．２ｍｍ、好ましくは０．４〜１．１ｍｍの範囲である。スクライビングホイール４０の厚さＴｈが０．４ｍｍより小さい場合には、加工性及び取り扱い性が低下することがある。一方、スクライビングホイール４０の厚さＴｈが１．２ｍｍより大きい場合には、スクライビングホイール４０の材料及び製造のためのコストが高くなる。

刃４２の刃先角θ１は通常鈍角であり、９０≦θ１≦１６０（ｄｅｇ）、好ましくは９０≦θ１≦１４０（ｄｅｇ）の範囲である。なお、刃先角θ１の具体的角度は、切断する脆性材料基板１７の材質、厚さ等から適宜設定される。

溝４６の深さＨは、スクライビングホイール４０の外径及び切断される脆性材料基板１７の材質、厚さ等に応じて設定される。ここで、溝４６の深さＨとは、図３（ｃ）に示す破線Ｄ１からの距離が最も長い部分の深さを示す。なお、破線Ｄ１は、スクライビングホイール４０から刃先４３までの長さを半径とする円弧（仮想の稜線）である。つまり、破線Ｄ１は、刃先４３に沿うようにして延長した円弧であり、溝４６が形成されていないとした場合の刃４２の最外周部である。

溝４６の深さＨは、一般的な対称形状の溝であれば、例えば２．０〜１４μｍの範囲で設定されており、好ましくは３．０〜１１．０μｍの範囲であり、さらに好ましくは５．０〜１１．０μｍの範囲である。溝４６の深さが２．０μｍより小さい場合には、脆性材料基板１７に深い垂直クラックを形成することが困難であり、溝４６の深さが１４μｍより大きい場合には、溝の体積が大きくなるため比較的大きなカレット（ガラスくず）が発生し易くなる。また、溝４６の深さHが浅ければ、もともとあまりエッジ角が鋭くなることはないため、本実施形態のような非対称形状の溝４６とするには、溝４６の深さＨが８．０μｍ以上となる場合が最適である。

溝４６の幅Ｌは、図３（ｃ）に示す隣り合う交点Ｘのうち溝４６を挟む破線Ｄ１の長さを示す。溝４６の幅Ｌは、５．０〜３５μｍの範囲で設定されており、好ましくは７．０〜３０μｍの範囲である。溝４６の幅Ｌが３５μｍを超える場合には、溝４６に相当する体積が大きくなるため、カレットが増大化し易くなる。このためカレットの大きさを小さくするには、溝の幅Lを狭くすることも有効である。本実施形態のスクライビングホイールにおいては溝の幅を狭くしても刃４２の形状が変化し難く、脆性材料基板１７を分断する性能の変化が抑制される。

図４には、脆性材料基板１７を分断する際の模式図が示されている。なお、図４においては、ホルダーユニット３０と脆性材料基板１７のみを示している。

スクライブ装置１０においては、スクライビングホイール４０は、回転方向が定まるようになされており、常に一定の方向に回転して脆性材料基板１７にスクライブラインを形成するようになっている。具体的には、脆性材料基板１７にスクライブラインを形成する際、ホルダー２４の傾斜部３４ａ側が常に進行方向となる。図４において、脆性材料基板１７を右方向にスクライビングする場合は、ホルダー２４の傾斜部３４ａ側が右方向となる。これに続けて、脆性材料基板１７を左方向にスクライビングする場合は、ホルダージョイント２３の回転軸部２３ａを介してジョイント部２３ｂが回転し、ホルダー２４の傾斜部３４ａ側が左方向となる。

次に、スクライブ装置による脆性材料基板のスクライブ方法について説明する。図５（ａ）には、非対称形状の溝を刃先に有するスクライビングホイールを用いた場合のスクライビングホイールと脆性材料基板の部分拡大図が示され、図５（ｂ）には、対称形状の溝を刃先に有するスクライビングホイールを用いた場合のスクライビングホイールと脆性材料基板の部分拡大図が示されている。

図５（ａ）を参照すると、スクライビングホイール４０は、脆性材料基板１７に当接され矢印Ｆの方向に常に回転して脆性材料基板１７を分断する。なお、この時のホルダーユニット３０の進行方向は、矢印Ｆの反対向きになる。スクライビングホイール４０の刃４２には非対称形状の溝が形成されており、刃先４３と溝４６とが交互に連続している。溝４６は非対称形状であり、溝４６と刃先４３とで形成される第１エッジ角４７の角度αが、溝４６と刃先４３とで形成される第２エッジ角４８の角度βよりも大きくなっている（図３（ｃ）参照）。スクライビングホイール４０が矢印Ｆの方向に回転すると、先に刃先４３の第１エッジ角４７を有する側が脆性材料基板１７に当接され、第２エッジ角４８を有する側が後に脆性材料基板１７に当接する。つまり、スクライビングホイール４０の回転方向に対して、刃先４３における第１エッジ角４７は、第２エッジ角４８よりも下流側に位置している。

図５（ｂ）を参照すると、図５（ａ）に比してスクライビングホイール１４０の刃１４２には対称形状の溝１４６が形成されている。従ってエッジ角の角度は同じ角度であり、溝１４６が深くなれば、または溝１４６の幅を狭くすれば、角度は直角に近づいてくる。スクライビングホイール１４０が矢印Ｆの方向に回転すると、エッジ角の角度が直角に近いため、刃先１４３に欠損１４９が生じ易くなり、また、磨耗し易くなる。

このように、刃先４３と溝４６が図５（ａ）のように非対称な形状で連続している場合、溝１４６が対称な形状で連続している図５（ｂ）の場合と比較して、刃４２の形状が変化し難く、脆性材料基板１７を分断する性能の変化が抑制される。

次に、スクライビングホイール４０の製造方法について説明する。まず、ダイヤモンド粒子、添加剤、結合材を混合し、ダイヤモンドが熱力学的に安定となる高温及び超高圧下において、これら混合物を焼結させる。これにより焼結ダイヤモンドが製造される。この焼結時において、超高圧発生装置の金型内の圧力は５．０〜８．０ＧＰａの範囲であり、金型内の温度は１５００〜１９００℃の範囲である。

続いて、製造された焼結ダイヤモンドから所望の半径となる円板が切り取られる。そして、この円板の周縁部において、両面側それぞれを削ることで断面Ｖ字状の刃４２が形成される。

次に、溝４６の加工を行う。加工方法としてはレーザ加工や砥石による加工等を用いることができる。本実施形態では砥石により加工を行っており、図面を用いて説明する。

まず、図６（ａ）には、円板状の砥石５１を有する研削ユニット５０によりスクライビングホイール１４０の刃先１４３に対称形状の溝１４６を形成する概念図が示されている。円板状の砥石５１は矢印Ｋの方向に回転する。先ず、スクライビングホイール１４０を矢印Ｊの方向に一定の角度だけ回転させる。次いで、矢印Ｖ方向に砥石５１の先端がスクライビングホイール１４０の中心軸の真上から当接するようにしてスクライビングホイール１４０の刃先稜線から一定距離（深さ）まで砥石５１を押し下げて溝１４６を形成する。

一つの溝１４６を形成するごとに、砥石５１を退避させる。そして、スクライビングホイール１４０を所定のピッチに相当する回転角だけ回転させた後、再び砥石５１を当接させることで、次の溝１４６が形成される。この工程を、スクライビングホイール１４０を矢印Ｊの方向に一定の角度ずつ回転させながら繰り返すことで、図５（ｂ）のように対称形状の溝１４６と刃先１４３とが一定間隔で連続するように加工することができる。

一方、図６（ｂ）には、研削ユニット５０により、本実施形態のように溝４６と稜線部４３ａとで形成される第１エッジ角４７の角度αが、溝４６と稜線部４３ａとで形成される第２エッジ角４８の角度βよりも大きくなるように、刃先４３と非対称な形状の溝４６が一定間隔で連続する（図３（ｃ）参照）ように加工する概念図が示されている。

図６（ａ）の場合と比較して、図６（ｂ）の場合には砥石５１の先端を、スクライビングホイール４０の中心軸から一定の距離Ｑだけオフセットさせて加工する点が異なる。なお、一定の距離Ｑだけオフセットする場合に、スクライビングホイール４０を距離Ｑだけ移動させても、研削ユニット５０を距離Ｑだけ移動させても構わない。

円板状の砥石５１は矢印Ｋの方向に回転する。先ず、スクライビングホイール４０を矢印Ｊの方向に一定の角度だけ回転させる。次いで、砥石５１の先端をスクライビングホイール４０の中心軸から距離Ｑだけオフセットして矢印Ｖ方向から砥石をスクライビングホイール４０の刃先に当接させ、スクライビングホイール４０の刃先稜線から一定距離（深さ）まで砥石５１を押し下げて溝４６を形成する。

一つの溝４６を形成するごとに、砥石５１を退避させる。そして、スクライビングホイール４０を所定のピッチに相当する回転角だけ回転させた後、再び砥石５１を当接させることで、次の溝４６が形成される。この工程を、スクライビングホイール４０を矢印Ｊの方向に一定の角度ずつ回転させながら繰り返すことで、図５（ａ）のように、刃先４３と非対称形状の溝４６が一定間隔で連続するように加工することができる。

特に、本実施形態のような製造工程であれば、砥石５１をスクライビングホイール４０の中心軸から一定の距離Ｑだけオフセットさせて加工するだけなので、溝が対称形状のスクライビングホイールを製造する場合と比べても、製造工程に大きな変更を加える必要がない。したがって、簡単に非対称形状の溝４６が形成されたスクライビングホイール４０を製造することができる。なお、砥石による非対称形状の溝４６の加工方法としては、図５（ｂ）とは異なり、研削ユニット５０を一定角度だけ回転させて固定しておく等の方法でも構わない。

また、他の実施形態として、レーザ加工により形成した溝についても説明する。図７には、刃先に非対称形状の溝４６ａをレーザ加工により形成したスクライビングホイール４０ａの概念を示す部分拡大図が示されている。この溝４６ａは、スクライビングホイール４０ａの側面方向から刃先に向けて、レーザ加工機からのレーザを照射し、溝４６ａと刃先４３ａとで形成される第１エッジ角４７ａの角度αが、溝４６ａと刃先４３ａとで形成される第２エッジ角４８ａの角度βよりも大きくなるように、また、刃先４３ａと溝４６ａとが交互に連続するように鋸歯状に形成されている。このようなレーザ加工によれば、第１エッジ角４７ａや第２エッジ角４８ａの角度を簡単に変更することができる。

なお、溝４６、４６ａの形状が非対称の略Ｕ字状である場合、鋸歯状の形状である場合を用いて説明したが、これに限らず、非対称の台形状など種々の形状としてもよい。

また、本実施形態においては、スクライビングホイール４０をピン３３とホルダー２４とともにユニット化しホルダーユニット３０を構成している。スクライビングホイール４０をホルダーユニット３０として取り扱うことで、非対称の溝４６を備えるスクライビングホイール４０の交換において、取り付け方向の間違えを防ぐことができる。つまり、スクライビングホイール４０は、非対称の溝４６を備えており、スクライビングの際に刃先４３の第１エッジ角４７が第２エッジ角４８より先に脆性材料基板１７へ接触するように用いなければならない。通常、このスクライビングホイール４０は、小型の部品であり、形成された溝を肉眼で観察することも不可能であるため、スクライビングホイール４０を交換する際、溝４６の形状を確認するのが難しく、取り付け方向を間違えてしまうおそれがある。しかしながら、スクライビングホイール４０をユニット化しておくことで、ホルダーユニット３０ごと交換を行えばよいため、取り付け方向の間違えを簡単に防止することができる。

また、本実施形態においては、スクライブ装置１０として、スクライブヘッド２１を移動させためのガイド２２やブリッジ１９が設けられていたり、脆性材料基板１７が載置されるテーブル１６を回転させる移動台１１が備わっていたりするものを示したが、このようなスクライブ装置１０に限定されるものではない。例えば、ホルダー２４が取り付けられたスクライブヘッド２１をユーザーが握れるようにするために、スクライブヘッド２１の一部形状が柄の形状をしており、ユーザーがこの柄を持って移動させることで脆性材料基板１７の分断を行うような、いわゆる手動式のスクライブ装置であっても適用可能である。

１０ スクライブ装置
１１ 移動台
１２ａ，１２ｂ 案内レール
１３ ボールネジ
１４ モータ
１５ モータ
１６ テーブル
１７ 脆性材料基板
１８ カメラ
１９ ブリッジ
２０ａ 支柱
２０ｂ 支柱
２１ スクライブヘッド
２２ ガイド
２３ ホルダージョイント
２３ａ 回転軸部
２３ｂ ジョイント部
２４ ホルダー
２５ａ，２５ｂ ベアリング
２５ｃ スペーサ
２６ 開口
２７ マグネット
２８ 平行ピン
２９ａ 平坦部
２９ｂ 平坦部
３０ ホルダーユニット
３１ 保持溝
３２ ピン孔
３３ ピン
３４ 取付部
３４ａ 傾斜部
３４ｂ 平坦部
４０、４０ａ、１４０ スクライビングホイール
４１ 本体部
４２、４２ａ、１４２ 刃
４３、４３ａ、１４３ 刃先
４４ 溝部
４５ 貫通孔
４６、４６ａ、１４６ 溝
４７、４７ａ 第1エッジ角
４８、４８ａ 第２エッジ角
１４９ 欠損
５０ 研削ユニット
５１ 砥石
Ｑ オフセット量
５０ 研削ユニット
５１ 砥石

Claims (8)

1. 刃先となる稜線部と溝とが交互に形成されているスクライビングホイールであって、
   前記稜線部と隣接する一方側の前記溝との間で形成される第１エッジ角の角度が、該稜線部と隣接する他方側の前記溝との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくなっていることを特徴とするスクライビングホイール。
2. 前記第１エッジ角の角度は１１０°〜１５０°であり、前記第２エッジ角の角度は前記第１エッジ角の角度より２０°〜５０°小さいことを特徴とする請求項１に記載のスクライビングホイール。
3. 前記溝の深さが８．０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のスクライビングホイール。
4. 刃先となる稜線部と溝とが交互に形成されているスクライビングホイールと、
   前記スクライビングホイールを回転自在に保持するピンと、
   前記スクライビングホイールを配置しておく保持溝を形成する一対の支持部を含み、前記一対の支持部に前記ピンを配置しておくピン孔が設けられたホルダーと、からなるホルダーユニットであって、
   前記スクライビングホイールは、前記稜線部と隣接する一方側の前記溝との間で形成される第１エッジ角の角度が、該稜線部と隣接する他方側の前記溝との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくなっていることを特徴とするホルダーユニット。
5. 脆性材料基板を載置する台と、
   刃先となる稜線部と溝とが交互に形成されているスクライビングホイールと、前記スクライビングホイールを回転自在に保持するピンと、前記スクライビングホイールを配置しておく保持溝を形成する一対の支持部を含み、前記一対の支持部に前記ピンを配置しておくピン孔が設けられたホルダーと、からなるホルダーユニットと、
   前記ホルダーユニットを装着するジョイント部と回転軸部とを有するホルダージョイントと、
   前記回転軸を回転可能に保持することで、前記脆性材料基板のスクライブを行う際に、前記スクライビングホイールの回転方向が常に一定となるように前記ホルダージョイントを保持するスクライブヘッドと、
   を備えるスクライブ装置であって、
   前記ホルダーユニットの前記スクライビングホイールは、前記稜線部と隣接する一方側の前記溝との間で形成される第１エッジ角の角度が、該稜線部と隣接する他方側の前記溝との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくなっており、
   前記第１エッジ角は、前記スクライビングホイールの回転方向における下流側であることを特徴とするスクライブ装置。
6. 刃先となる稜線部と溝とが交互に形成されているスクライビングホイールを用いた脆性材料基板のスクライブ方法であって、
   前記スクライビングホイールは、前記稜線部と隣接する一方側の前記溝との間で形成される第１エッジ角の角度が、該稜線部と隣接する他方側の前記溝との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくなっており、
   前記稜線部の前記第１エッジ角側が、前記第２エッジ角側よりも先に前記脆性材料基板と接触するように、前記スクライビングホイールを回転させることを特徴とするスクライブ方法。
7. 刃先となる稜線部と、溝が交互に形成されているスクライビングホイールの製造方法であって、
   円板状の基板に対して前記溝を形成する工程で、前記稜線部と隣接する一方側の前記溝との間で形成される第１エッジ角の角度が、該稜線部と隣接する他方側の前記溝との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくなるように形成していくことを特徴とするスクライビングホイールの製造方法。
8. 前記溝を形成する工程は、円板状の砥石の円周部を、前記円板状の基材の中心部から外れた方向に向けて接触させる工程であることを特徴とする請求項７に記載のスクライビングホイールの製造方法。

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