JP2015205459A - スクライブ装置、スクライブ方法及びスクライビングツール - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板等の脆性材料基板を分断する際に行われるスクライブラインの形成において、チッピングの発生を抑えたスクライブ装置、スクライブ方法及びスクライビングツールを提供する。
【解決手段】スクライブ装置１は、スクライビングポイント３４が形成されたスクライビングツール３０と脆性材料基板１５とを相対的に移動させることによりスクライブラインを形成するスクライブ装置であって、スクライビングポイント３４が、円弧状に伸びる稜線３４ａと、稜線の両側に伸びる傾斜面３４ｂと、からなり、スクライビングツールと脆性材料基板との移動が、稜線３４ａが伸びる方向で行われるため、チッピングの発生を抑えることのできる接触部３６形状となる。
【選択図】図７

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ブ装置、スクライブ方法及びスクライビングツールに関する。

ガラス基板の分断は、通常、スクライビングツールを用いてガラス基板の表面にスクライブラインを形成することにより行われている。このスクライビングツールとしてスクライビングホイールがよく知られている。このスクライビングホイールとしては、例えば特許文献１に記載されているホイールカッターがある。

特許文献１に記載されているホイールカッターは、円板状の部材からなるとともに、円板状の部材の外周が研磨され、稜線と稜線の両側の傾斜面からなる刃を備えている。そしてホイールカッターは、カッターホルダーに保持されるとともに、カッターピンが挿入された回転軸を中心に回転することで、脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成していく。

この時、ホイールカッターは、脆性材料基板上を回転しながら移動する必要があるため、カッターホルダーとの間にある程度の隙間を設けておかなければならない。そして、ホイールカッターは、カッターホルダーとのこの隙間のため、スクライブラインの形成中に左右へのホイールカッターのぶれが発生してしまう。したがって、今後ますます高い精度が要求されるガラス基板の分断において、特許文献１のホイールカッターのように、スクライビングホイールを回転させながらスクライブラインを形成する方法では、高精度のスクライブラインの形成が難しいという問題がある。

一方、スクライビングホイール以外のスクライビングツールとして、円柱状や角柱状からなる支持部の先端にスクライビングポイントを形成したものが知られている。このようなスクライビングツールとしては、例えば特許文献２に記載されているものが知られている。

特許文献２に記載されているスクライビングツールは、円柱状や角柱状の支持部の先端にダイヤモンドチップを取り付け、チップ表面を研磨することによりカッティングポイント（スクライビングポイント）が形成されたものである。

そして、このスクライビングツールは、脆性材料基板に対してスクライビングポイントを圧接し、この状態で摺動させる。したがって、基板上でスクライビングポイントが引き摺られることになり、その際に脆性材料基板の表面にスクライブラインが形成されていく。

このようにスクライビングポイントが形成されたスクライビングツールは、固定された状態で脆性材料基板の上を相対的に移動するため、スクライビングホイールのようなスクライビングツールに比べ左右へのぶれが生じない。したがって、スクライビングポイントが形成されたスクライビングツールは、高精度のスクライブラインを形成できる等の利点を有している。

特開２０１３−２４５１３５号公報 特開２００５−０７９５２６号公報

しかしながら、このスクライビングポイントが形成されたスクライビングツールを用いて実際にガラス基板にスクライブラインを形成したところ、チッピングと言われるガラスの縁の微細な欠けが多く発生してしまった。このようなチッピングの発生は、ますますガラス基板のサイズに対する高い精度や、高い強度が要求される表示装置等において、わずかであっても非常に大きな問題となっている。

本発明は、このようなガラス基板等の脆性材料基板を分断する際に行われるスクライブラインの形成において、チッピングの発生を抑えたスクライブ装置、スクライブ方法及びスクライビングツールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のスクライブ装置は、スクライビングポイントが形成されたスクライビングツールと脆性材料基板とを相対的に移動させることにより、前記脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブ装置であって、前記スクライビングポイントは、円弧状に伸びる稜線と、前記稜線の両側に伸びる傾斜面と、からなり、前記スクライビングツールと前記脆性材料基板との移動が、前記スクライビングポイントの稜線が伸びる方向で行われることを特徴とする。

本発明のスクライブ装置によれば、スクライビングポイントが形成されたスクライビングツールと脆性材料基板とを相対的に移動させてスクライブラインを形成するため、従来のスクライビングホイールを回動させながらスクライブラインを形成する場合に比べ、ブレが生じない。このため、高い精度のスクライブラインを形成することができる。また、スクライビングポイントが円弧状に伸びる稜線と、稜線の両側に伸びる傾斜面と、からなるため、脆性材料基板へスクライブラインを形成する際に、チッピングの発生を抑制することができる。

また、本発明のスクライブ装置は、前記スクライビングポイントの前記脆性材料基板への接触部となる位置を前記稜線に沿って変える接触部可変手段を備えることを特徴とする。

本発明のスクライブ装置によれば、スクライビングポイントの接触部となる位置を変えても接触部の形状は同じままなのでチッピングの発生を抑えることができる。またスクライビングポイントの接触部となる位置を変えて使用できるため、スクライビングポイントの使用可能範囲を増やすことができる。

また、本発明のスクライブ装置は、前記スクライビングツールに、前記スクライビングポイントが複数形成されていることを特徴とする。

本発明のスクライブ装置によれば、スクライビングポイントの摩耗状態に応じて、他のスクライビングポイントに変えて使用を継続することができ、スクライビングツールの使用時間を増加させることができる。

また、本発明のスクライブ装置は、前記スクライビングポイントは、円板状部材の円周部に形成されており、前記スクライビングツールは、前記円板状部材を固定したものであることを特徴とする。

本発明のスクライブ装置によれば、従来のスクライビングホイールの製造工程を用いて円板状部材を製造することができるため、スクライビングツールの製造コストを抑えることができる。また、スクライビングツールを分解して、円板状部材の固定位置を変えて再固定することで、スクライビングポイントの使用可能範囲を増やすことができる。

また、本発明のスクライブ装置は、前記スクライビングポイントは、角板状部材の角部に形成されており、前記スクライビングツールは、前記角板状部材からなるものであることを特徴とする。

本発明のスクライブ装置によれば、角部に形成されたスクライビングポイントの稜線の位置を精度良く全て揃えてつくることができため、高い精度のスクライブイランを形成することができる。

また、本発明のスクライブ装置は、前記スクライビングポイントは、単結晶ダイヤモンド又は多結晶ダイヤモンドを研磨して形成されていることを特徴とする。

本発明のスクライブ装置によれば、スクライビングポイントの表面粗さを小さくすることができる。

また、本発明のスクライブ装置は、前記スクライビングポイントの表面は最大高さＲｚ０．０５μｍ以下であることを特徴とする。

本発明のスクライブ装置によれば、スクライブラインを形成する際に脆性材料基板の微細な欠けの発生を抑えることができる。

また、本発明のスクライブ装置は、前記スクライビングポイントの前記稜線に溝が形成されていることを特徴とする。

本発明のスクライブ装置によれば、溝を利用して脆性材料基板の表面に初期亀裂を形成することができ、脆性材料基板の縁より内側からスクライブラインを形成することができる。

また、本発明のスクライブ方法は、スクライビングポイントが形成されたスクライビングツールと脆性材料基板とを相対的に移動させることにより、前記脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブ方法であって、前記スクライビングポイントは、円弧状に伸びる稜線と、前記稜線の両側に伸びる傾斜面と、からなり、前記スクライビングツールと前記脆性材料基板との移動が、前記スクライビングポイントの稜線が伸びる方向で行われることを特徴とする。

本発明のスクライブ方法によれば、スクライビングポイントが形成されたスクライビングツールと脆性材料基板とを相対的に移動させてスクライブラインを形成するため、従来のスクライビングホイールを回動させながらスクライブラインを形成する場合に比べ、ブレが生じない。このため、高い精度のスクライブラインを形成することができる。また、スクライビングポイントが円弧状に伸びる稜線と、稜線の両側に伸びる傾斜面と、からなるため、脆性材料基板へスクライブラインを形成する際に、チッピングの発生を抑制することができる。

また、本発明のスクライブ方法は、前記スクライビングポイントの前記脆性材料基板への接触部となる位置を、前記稜線に沿って変えていくことを特徴とする。

本発明のスクライブ方法によれば、スクライビングポイントの接触部となる位置を変えても接触部の形状は同じままなのでチッピングの発生を抑えることができる。またスクライビングポイントの接触部となる位置を変えて使用できるため、スクライビングポイントの使用可能範囲を増やすことができる。

また、本発明のスクライブ方法は、前記スクライビングポイントの前記脆性材料基板への接触部となる位置を、前記スクライブラインを形成しながら、前記稜線に沿って変えていくことを特徴とする。

本発明のスクライブ方法によれば、接触部で生じる摩擦熱による温度上昇を抑制することができる。

また、本発明のスクライブ方法は、前記スクライビングポイントの前記稜線に溝が形成されており、前記脆性材料基板の縁よりも内側で、前記溝を前記脆性材料基板の表面に押し当て、この位置から前記スクライブラインを形成していくこと特徴とする。

本発明のスクライブ方法によれば、脆性材料基板の縁よりも内側からスクライブラインを形成する方法を用いることができる。

また、本発明のスクライビングツールは、脆性材料基板に対してスクライビングポイントを相対的に移動させることにより、前記脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成する際に用いるスクライビングツールであって、前記スクライビングポイントは、円弧状に伸びる稜線と、前記稜線の両側に伸びる傾斜面とからなるとともに、前記スクライビングポイントは、円板状部材の円周部に形成されており、前記スクライビングツールは、前記円板状部材を固定したものであることを特徴とする。

本発明のスクライビングツールによれば、従来のスクライビングホイールの製造工程を用いて円板状部材を製造することができるため、スクライビングツールの製造コストを抑えることができる。また、円板状部材の固定位置を変えて再固定することで、スクライビングポイントの使用可能範囲を増やすことができる。

また、本発明のスクライビングツールは、脆性材料基板に対してスクライビングポイントを相対的に移動させることにより、前記脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成する際に用いるスクライビングツールであって、前記スクライビングポイントは、円弧状に伸びる稜線と、前記稜線の両側に伸びる傾斜面とからなるとともに、前記スクライビングポイントは、角板状部材の角部に形成されており、前記スクライビングツールは、前記角板状部材からなることを特徴とする。

本発明のスクライビングツールによれば、角部に形成されたスクライビングポイントの稜線の位置を精度良く全て揃えてつくることができため、高い精度のスクライブラインを形成することができる。

また、本発明のスクライビングツールは、前記スクライビングポイントの前記稜線に溝が形成されていることを特徴とする。

本発明のスクライビングツールによれば、溝を利用して脆性材料基板の表面に初期亀裂を形成することができ、脆性材料基板の縁より内側からスクライブラインを形成することができる。

実施形態１のスクライブ装置の概略図である。 実施形態１のスクライビングツールの側面図である。 図３（Ａ）は実施形態１の円板状部材の側面図であり、図３（Ｂ）は円板状部材の正面図である、図３（Ｃ）は円板状部材を下方からみた正面図である。 図４（Ａ）は実施形態１のスクライビングツールを用いて形成したスクライブラインの写真であり、図４（Ｂ）は従来のスクライビングツールを用いて形成したスクライブラインの写真であり、図４（Ｃ）は超硬合金からなるスクライビングツールを用いて形成したスクライブラインの写真である。 スクライビングポイントの接触部を上方から観察した時の概念図である。 実施形態１のスクライブ装置のツール保持部にスクライビングツールを取り付けた状態の概略側面図である。 実施形態１のスクライビングツールの接触部となる位置を変えた時の拡大概略側面図である。 実施形態１のスクライブ装置において、接触部３６となる位置を変える工程を示すフローチャートである。 図９（Ａ）は実施形態２のスクライビングツールの側面図であり、図９（Ｂ）はスクライビングツールの正面図である。 図１０（Ａ）は実施形態１、実施形態２のスクライビングポイントの側面図であり、図１０（Ｂ）は実施形態３のスクライビングポイントの側面図である。

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にも適応できるものである。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係るスクライブ装置１の概略図である。スクライブ装置１は、移動台１０を備えている。移動台１０は、ボールネジ１１と螺合されており、モータの駆動によりこのボールネジ１１が回転することで、一対の案内レール１２に沿ってｙ軸方向に移動可能となっている。

移動台１０の上面には、モータ１３が設置されている。モータ１３は、上部に位置するテーブル１４をｘｙ平面で回転させて所定角度に位置決めする。モータ１３により水平回転可能なテーブル１４は、図示しない真空吸着手段を備えており、テーブル１４上に載置された脆性材料基板１５をこの真空吸着手段によって保持する。

この脆性材料基板１５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、石英基板等である。また、脆性材料基板１５は、基板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。また、脆性材料基板１５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１は、テーブル１４に載置された脆性材料基板１５の上方に、この脆性材料基板１５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１６を備えている。移動台１０とその上部のテーブル１４とを跨ぐように、ブリッジ１７が支柱１８ａ、１８ｂに架設されている。

ブリッジ１７にはガイド１９が取り付けられており、スクライブヘッド２０はこのガイド１９に案内されてｘ軸方向に移動するように設置されている。スクライブヘッド２０には、ツール保持部２１を介してスクライビングツール３０が取り付けられている。

ここで、スクライブ装置１を用いて脆性材料基板１５へスクライブラインを形成する工程の概略を説明する。まず、スクライビングツール３０がツール保持部２１へ取り付けられたスクライブ装置１は、一対のＣＣＤカメラ１６によって脆性材料基板１５の位置決めを行う。次いで、スクライブ装置１は、スクライブヘッド２０を所定の位置に移動させ、ツール保持部２１を介してスクライビングツール３０に対して所定の荷重を印加しつつ、後述するスクライビングツール３０のスクライビングポイント３４を脆性材料基板１５へ接触させる。そして、スクライブ装置１は、スクライビングツール３０をＸ軸方向に摺動させることにより、脆性材料基板１５の表面に所定のスクライブラインを形成する。なお、スクライブ装置１は、必要に応じてテーブル１４を回動ないしＹ軸方向に移動し、上記の場合と同様にしてスクライブラインを形成する。

次に、スクライブヘッド２０のツール保持部２１に取り付けられたスクライビングツール３０の詳細について図を用いて説明する。図２は実施形態１のスクライビングツール３０の側面図である。

スクライビングツール３０は、三角形状をした一対の固定板３１と、スクライビングポイント３４が形成されている３つの円板状部材３２と、を備えている。

一対の固定板３１は、金属製の部材からなり、３つの角３１ａがそれぞれ切断されるとともに、円板状部材３２を固定するためのピン孔３３を備えている。

円板状部材３２の詳細について図を用いて説明する。図３（Ａ）は円板状部材３２の側面図であり、図３（Ｂ）は円板状部材３２の正面図であり、図３（Ｃ）は円板状部材３２の下方視における正面図である。

円板状部材３２は、単結晶ダイヤモンドからなり、スクライビングポイント３４が円板状部材３２の円周に形成されている。スクライビングポイント３４は、円弧状に伸びる稜線３４ａと、稜線３４ａの両側に伸びる傾斜面３４ｂと、からなる。具体的には、スクライビングポイント３４は、円板状部材３２の円周部分を研削して形成した稜線３４ａと稜線３４ａ両側の傾斜面３４ｂとからなる。つまり、スクライビングポイント３４は、円板状部材３２の全周に亘って形成されている。なお、スクライビングポイント３４の表面粗さはできるだけ小さい方が好ましく、後述するようにスクライビングポイント３４の表面は最大高さＲｚ０．０５μｍ以下になるように研磨されている。

また、円板状部材３２の中心には、固定板３１に固定されるための固定孔３５が形成されている。そして、円板状部材３２を一対の固定板３１で隙間なく挟むとともに、固定板３１のピン孔３３と円板状部材３２の固定孔３５とに固定ピン（図示せず）を貫通させることにより、円板状部材３２が固定板３１に対して回転できない状態で強固に固定される。

また、円板状部材３２の外径は１．０〜１０．０ｍｍ、好ましくは１．０〜５．０ｍｍの範囲である。円板状部材３２の外径が１．０ｍｍより小さい場合には、円板状部材３２の取り扱い性が極端に低下する。一方、円板状部材３２の外径が１０．０ｍｍより大きい場合には、スクライブラインを形成する際に脆性材料基板１５に対して十分な深さの垂直クラックが形成されないことがある。

円板状部材３２の厚さは、０．４〜１．２ｍｍ、好ましくは０．４〜１．１ｍｍの範囲である。円板状部材３２の厚さが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、円板状部材３２の厚さが１．２ｍｍより大きい場合には、円板状部材３２の材料及び製造のためのコストが高くなる。また、固定孔３５の孔径は、例えば０．８ｍｍである。

また、稜線３４ａの両側の傾斜面３４ｂによって形成されるスクライビングポイント３４の角度は通常鈍角であり、９０〜１６０°、好ましくは９０〜１４０°の範囲である。

このような構成の円板状部材３２は、特許文献１等に記載されているスクライビングホイールと略同様な構成となっている。従って、スクライビングホイールの製造工程をそのまま用いて円板状部材３２を製造することができるため、スクライビングツール３０の製造コストを抑えることができる。

なお、特許文献１等に記載されているスクライビングホイールは、スクライブラインを形成する際に回転自在に保持されているが、円板状部材３２は上記のように固定板３１に対して回転できない状態に保持されている。したがって、円板状部材３２と、従来から知られているスクライビングホイールとは、スクライブラインを形成する際の使用状態が大きく異なる。

次に、実際にこのスクライビングツール３０を用いてスクライブラインを形成した場合について説明する。図４（Ａ）は、スクライビングツール３０を用いてスクライブ装置１によりガラス製の脆性材料基板１５にスクライブラインを形成した際のスクライブラインＬ１を写したものである。

なお、この例において、単結晶ダイヤモンドからなる円板状部材３２は、外径が２．０ｍｍ、スクライビングポイント３４の角度が１２０°、最大高さＲｚが０．０５μｍ以下のものを用いた。また、スクライブ装置１は、スクライブ荷重０．０４ＭＰａでスクライブラインの形成を行った。スクライブラインＬ１では、図４（Ａ）に示すように、チッピングは発生しておらず、非常に良好なスクライブラインであった。

次に、スクライブラインの比較として、特許文献２に記載されているような円柱状の支持部の先端にスクライビングポイントが形成されているスクライビングツールを用いてスクライブラインを形成した場合について説明する。図４（Ｂ）は、円柱状の支持部の先端に三角錐形状のスクライビングポイントが形成されたスクライビングツールを用いて脆性材料基板にスクライブラインを形成した際のスクライブラインＬ２を写したものである。

なお、スクライビングポイントは、円板状部材３２と同様に、単結晶ダイヤモンドからなる。そして、脆性材料基板に対してスクライブ装置１と同じスクライブ荷重で圧接し、スクライビングツールを摺動させた。この時、スクライブラインＬ２では、図４（Ｂ）に示すように、非常に多くのチッピングが発生した。

このように、スクライビングツール３０と、特許文献２のようなスクライビングツールとでは、スクライブラインを形成した際のチッピングの発生に関して大きな違いが生じた。この点について、図を用いて説明する。なお、図５は後述する接触部３６を上方から観察した時の概念図である。

図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、所定の荷重が印加され摺動される円板状部材３２では、スクライビングポイント３４の一部が脆性材料基板１５へ食込み、脆性材料基板１５との接触部３６がスクライビングポイント３４に形成される。

図３（Ｃ）や、図５に示すように、スクライビングポイント３４の接触部３６の平面形状は目のような形になる。つまり、接触部３６は、スクライビングツール３０の移動方向Ｄにおける稜線３４ａの前側の位置３４ａ１から後側の位置３４ａ２に向かって、左右両側で滑らかに湾曲した形状となっている。

したがって、接触部３６の幅が最大となる位置Ｍの周辺において、脆性材料基板１５へ加わる応力は分散されるため、スクライビングツール３０ではチッピングの発生を抑制することができる。

一方、図４（Ｂ）で用いた従来のスクライビングツールでは、図５の破線で示すようにスクライビングポイントの接触部１３６が三角形状になる。したがって、接触部１３６の幅が最大となる位置Ｍでは接触部１３６の角が形成されてしまい、位置Ｍでは脆性材料基板１５へ加わる応力が集中してしまう。したがって、接触部１３６の角で応力集中による局所的な破壊が生じ、チッピングが多発してしまうことになる。

このように、スクライビングポイント３４が、円弧状に伸びる稜線３４ａと、稜線３４ａの両側に伸びる傾斜面３４ｂとからなるスクライビングツール３０を用いて、稜線３４ａが伸びる方向へスクライビングツール３０を摺動させることにより、スクライビングポイント３４の接触部３６の形状が目のような形になり、脆性材料基板１５へスクライブラインＬを形成する際に、チッピングの発生を抑制することができる。

ところで、上記のようにスクライビングツール３０は、スクライビングポイント３４を単結晶ダイヤモンドにより形成したものである。ここで、比較のため、超硬合金を用いてスクライビングポイントを形成したスクライビングツールを作成した。なお、超硬合金は、特許文献１に記載されているホイールカッターのような、脆性材料基板上を回転させてスクライブラインを形成するスクライビングホイールとして多用されている。

そしてこの超硬合金製のスクライビングツールを用い、単結晶ダイヤモンドからなるスクライビングポイント３４を備えるスクライビングツール３０と同様の条件にて脆性材料基板１５にスクライブラインを形成した。

図４（Ｃ）は、超硬合金からなるスクライビングポイントが形成されたスクライビングツールを用いてガラス基板にスクライブラインを形成した際のスクライブラインＬ３を写したものである。スクライブラインＬ３では、図４（Ｃ）に示すように、微細なガラス粉が多数発生した。

このように多数のガラス粉が発生した理由は、超硬合金からなるスクライビングポイントの表面が粗過ぎたためである。つまり、超硬合金では単結晶ダイヤモンドのような面粗さを実現することが非常に難しく、スクライビングポイント３４の表面のように最大高さＲｚ０．０５μｍ以下になるように研磨することが難しい。そのため超硬合金からなるスクライビングポイントの接触部表面がガラス基板を削ってしまい、微細なガラス粉が多発してしまった。

なお、超硬合金以外に、焼結ダイヤモンドからなるスクライビングポイントにおいても、同様に微細なガラス粉が多発してしまった。この理由としては、焼結ダイヤモンドを製造する際に含有された結合材やダイヤモンドが、焼結ダイヤモンドの表面を研磨した際に取れてしまい、焼結ダイヤモンドの表面が超硬合金と同様に粗くなってしまうからである。

したがって、スクライビングポイント３４としては、単結晶ダイヤモンドやＣＶＤ（化学気相成長）法等による多結晶ダイヤモンドのように、スクライビングポイント３４の表面の最大高さＲｚ０．０５μｍ以下に研磨できるものが好ましい。

なお、スクライビングポイント３４は、円板状部材３２の基材を超硬合金や焼結ダイヤモンドで作成しておき、その表面にＣＶＤ法により多結晶ダイヤモンドを形成し、この多結晶ダイヤモンドを研磨して製造しても構わない。このような構成により、高価な多結晶ダイヤモンドの使用量を減らすことができる。

次に、スクライビングポイント３４が形成されたスクライビングツール３０を用いて脆性材料基板１５の表面にスクライブラインを形成する際の詳細について説明する。

スクライブ装置１のスクライブヘッド２０には、ツール保持部２１を介してスクライビングツール３０が取り付けられている。図６は、スクライブ装置１のツール保持部２１にスクライビングツール３０を取り付けた状態の概略側面図である。ツール保持部２１は、脆性材料基板１５に対するスクライビングポイント３４の接触部３６となる位置を変える接触部可変手段２２を備えている。

具体的には、接触部可変手段２２は、スクライビングツール３０をＺ軸方向に移動させる上下方向可変手段２３と、スクライビングツール３０を移動方向Ｄに沿って前後に移動させる前後方向可変手段２４と、を備えている。

上下方向可変手段２３は、固定板３１の中心に形成された保持孔３８を貫通保持する保持軸２５を、駆動部２６を基準として、矢印Ｈの方向にモータ駆動等によって上下移動させる。

前後方向可変手段２４は、駆動部２６を、回動軸２７を基準に矢印Ｆの方向にモータ駆動等によって前後移動させる。

このようにツール保持部２１は、接触部可変手段２２である上下方向可変手段２３と前後方向可変手段２４と、を備えている。したがって、ツール保持部２１に保持されるスクライビングツール３０は、脆性材料基板１５へスクライブラインを形成する際に、スクライブ荷重を一定に保持したまま、図６の破線で示すように、移動方向Ｄに沿って接触部３６となる位置を微妙に変えることができる。

なお、図７は接触部可変手段２２により接触部３６となる位置を変えた時のスクライビングツール３０の拡大概略側面図である。スクライビングツール３０は、スクライビングポイント３４を構成する稜線３４ａが円弧状に伸びて形成されている。したがって、図７に示すように、スクライビングツール３０を上下方向可変手段２３と前後方向可変手段２４によって、上下方向及び前後方向に移動させたとしても、常に脆性材料基板１５に対する接触部３６の形状が、図５に示した形状に維持されることになる。したがって、スクライブ装置１は、脆性材料基板１５にスクライブラインを形成する際に、スクライビングポイント３４の接触部３６となる位置を変えたとしても、チッピングの発生を抑えることができる。

また、スクライブ装置１は、脆性材料基板１５にスクライブラインを形成する際に、スクライビングポイント３４の接触部３６となる位置を変えることができる。したがって、スクライブ装置１は、接触部３６が摩耗してくると、スクライビングツール３０を移動させることにより、接触部３６となる位置を変えて使用することができ、円板状部材３２のスクライビングポイント３４の使用可能範囲を増加させることできる。

スクライビングポイント３４の接触部３６となる位置を変えるタイミングとしては、例えば、スクライブラインを１本形成する毎に変える構成でも構わない。また、図８のフローチャートに示すように、スクライブラインを形成している時間を累積しておき、一定時間に達すると、接触部３６の位置を変える構成でも構わない。具体的には、スクライブ装置１の制御部は、所定のプログラムに基づいて脆性材料基板１５にスクライブラインを形成する（ステップ１０）。次にスクライブラインを１本形成した後、スクライブ装置１の制御部は、スクライブラインを形成する作業が終了したかどうかを判定する（ステップ１１）。脆性材料基板１５上に所定のスクライブラインを全て形成していれば、スクライブ装置１の制御部は作業を終了する。一方、脆性材料基板上にまだ全てのスクライブラインを形成していなければ、スクライブ装置１の制御部は、今までの作業時間が所定の時間に達したか否かを判定する（ステップ１２）。所定の時間に達していなければ、スクライビングポイント３４の同じ位置を用いてまだスクライブラインを形成することができるため、スクライブ装置１の制御部は次のスクライブラインを形成する。一方、所定の時間に達していれば、スクライビングポイント３４の同じ位置を用いてスクライブランを形成することができないため、スクライブ装置１の制御部は、接触部可変手段２２により接触部３６となる位置を変えて（ステップ１３）、次のスクライブラインを形成する。

また、スクライビングツール３０は、スクライビングポイント３４を円板状部材３２により形成している。したがって、固定板３１に対して回転できない状態で固定されている円板状部材３２であっても、ピン孔３３と固定孔３５に貫通された固定ピンを外して、固定位置を変えて固定板３１に再固定することで、更に円板状部材３２のスクライビングポイント３４の使用可能範囲を増加させることができる。

なお、上記のように脆性材料基板１５の表面にスクライブラインを形成した後で接触部可変手段２２によりスクライビングポイント３４の接触部３６となる位置を変えても構わないが、スクライブ装置１は、脆性材料基板１５の表面にスクライブラインを形成しながら接触部３６となる位置を変えていくように制御しても構わない。具体的には、スクライブラインを形成しながら、スクライブ装置１の制御部は、接触部可変手段２２により小刻みに接触部３６となる位置を変えていく。このようにスクライブラインを形成しながら、スクライビングポイント３４の接触部３６となる位置を変えていくことで、接触部３６で生じる摩擦熱による温度上昇を抑制することができる。

また、本実施形態のスクライビングツール３０は、スクライビングポイント３４が複数形成されている。具体的には、スクライビングツール３０は、三角形状の固定板３１の３つの角３１ａに、スクライビングポイント３４が設けられた円板状部材３２をそれぞれ固定して形成されている。ところで、実施形態１のスクライブ装置１では、ツール保持部２１の接触部可変手段２２は、上下方向可変手段２３と、前後方向可変手段２４の他に、ツール回動手段２８を備えている。具体的には、ツール回動手段２８は、保持孔３８を貫通保持する保持軸２５に対して、保持孔３８を中心として固定板３１をモータ駆動等により回転させる。

このように、スクライブ装置１は、複数のスクライビングポイント３４が形成されたスクライビングツール３０を備えるとともに、ツール回動手段２８を備えることにより、ツール回動手段２８により固定板３１を回動させることで、スクライブラインを形成する際に使用する円板状部材３２を変えることができる。したがって、スクライブ装置１は、使用している円板状部材３２のスクライビングポイント３４の摩耗状態により、他の円板状部材３２に変えて使用を継続することができるので、スクライビングツール３０の使用時間を増加させることができる。なお、固定板３１の回動は、ツール回動手段２８によって行う場合に限られるものではなく、手作業によって保持軸２５からスクライビングツール３０を直接取り外して、他の円板状部材３２に変える構成でも構わない。

［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２に係るスクライビングツール５０について図を用いて説明する。図９（Ａ）は、実施形態２に係るスクライビングツール５０の側面図であり、図９（Ｂ）は、スクライビングツール５０の正面図である。

スクライビングツール５０には、実施形態１のスクライビングツール３０と同様に、複数のスクライビングポイント５４が形成されている。具体的には、スクライビングツール５０は、単結晶ダイヤモンド製の正方形の角板状部材５２からなり、角板状部材５２の４つの角にそれぞれスクライビングポイント５４が形成されている。

スクライビングポイント５４は、円弧状に伸びる稜線５４ａと、稜線５４ａの両側に伸びる傾斜面５４ｂと、からなる。具体的には、スクライビングポイント５４は、角板状部材５２の角部分を研磨して形成した稜線５４ａと稜線５４ａ両側の傾斜面５４ｂとからなる。なお、スクライビングポイント５０の表面粗さはできるだけ小さい方が好ましく、実施形態１と同様にスクライビングポイント５０の表面は最大高さＲｚ０．０５μｍ以下になるように研磨している。

このように、スクライビングツール５０は、スクライビングポイント５４を構成する稜線５４ａが円弧状に伸びて形成されている。したがってスクライビングツール５０は、脆性材料基板に対する接触部５６の形状が、実施形態１と同様に図５に示した形状となり、接触部の幅が最大となる位置Ｍの周辺において、脆性材料基板５１へ加わる応力は分散され、チッピングの発生を抑制することができる。

また、スクライビングツール５０は、角板状部材５２の中心に保持孔５８が形成されている。そして、スクライビングツール５０は、実施形態１と同様に、この保持孔５８にスクライブ装置１のツール保持部２１における保持軸２５によって貫通保持される。

したがって、スクライビングツール５０は、スクライブ装置１の接触部可変手段２２により、スクライビングポイント５４の接触部５６となる位置を変えたとしても、チッピングの発生を抑えることができる。また、スクライビングツール５０は、接触部５６となる位置を変えて使用することで、スクライビングポイント５４の使用可能範囲を増やすことができる。

また、スクライビングツール５０には、スクライビングポイント５４が複数形成されている。したがって、実施形態１と同様にツール回動手段２８を備えるツール保持部２１を介して使用することにより、スクライブラインを形成する際に、スクライビングポイント５４の摩耗状態により、他のスクライビングポイント５４に変えて、継続して使用することができる。

また、スクライビングツール５０は、一枚の角板状部材５２の角にスクライビングポイント５４を形成しているため、スクライビングポイント５４を形成する際に角板状部材５２の側面を基準に加工することができる。このため、スクライビングツール５０は、図９（Ｂ）の一点破線Ｃで示す稜線５４ａの延長線と重なる位置に、全ての稜線５４ａの位置を精度良く揃えて製造することができる。したがって、スクライビングツール５０は、スクライビングポイント５４の接触部５６となる位置を変えて使用したり、スクライビングポイント５４を他のスクライビングポイント５４に変えて使用したりしても、稜線５４ａの位置を常に合わせることができ、非常に精度の高いスクライブラインを形成することができる。

なお、スクライビングツール５０は、正方形の角板状部材５２からなるが、五角形の角板状部材や六角形の角板状部材等、多角形の角板状部材を用いて、角にスクライビングポイント５４を形成したものでも構わない。

［実施形態３］
次に本発明の実施形態３に係るスクライビングツール６０について図を用いて説明する。実施形態１のスクライビングツール３０や実施形態２のスクライビングツール５０のスクライビングポイント７４は、図１０（Ａ）に示すように、円弧状に伸びる稜線７４ａと、稜線７４ａの両側に伸びる傾斜面７４ｂと、で形成されている。一方、実施形態３のスクライビングツール６０のスクライビングポイント６４は、図１０（Ｂ）に示すように、円弧状に伸びる稜線６４ａと、稜線６４ａの両側に伸びる傾斜面６４ｂと、円弧状に伸びる稜線６４ａの一部を切り欠いて形成した溝６４ｃと、で形成されている。

稜線６４ａに溝６４ｃが形成されたスクライビングポイント６４を有するスクライビングツール６０を用いることで、内切りと呼ばれるスクライブラインの形成方法を簡単に実現することができる。つまり、実施形態１や実施形態２のスクライビングツールは、スクライビングポイント７４の表面が最大高さＲｚ０．０５μｍ以下になっているため、図４（Ａ）のように非常に綺麗なスクライブラインを形成することができるが、一方で、表面が平滑であるため、スクライビングを開始した際の脆性材料基板１５への食い込みが悪くなり易い。

したがって、実施形態１や実施形態２のスクライビングツールでは、脆性材料基板１５の外縁からスクライビングを開始する、所謂「外切り」という形成方法になってしまう。しかしながら、実施形態３の溝６４ｃ付きのスクライビングポイント６４を有するスクライビングツール６０によれば、まず、脆性材料基板１５の縁より内側で、溝６４ｃの部分を脆性材料基板１５へ押し付け、初期亀裂を形成する。次に初期亀裂を形成した位置で、スクライビングポイント６４の接触部となる位置を変えて、溝６４ｃのない稜線６４ａ部分を使用してスクライビングを開始することにより、簡単に内切りを行うことができる。

なお、スクライビングツール６０は、実施形態１や実施形態２のスクライビングツールのように、スクライビングポイント６４が複数形成されたスクライビングツールを用い、その内の一つのスクライビングポイント６４を溝６４ｃ付きのスクライビングポイント６４としても構わない。このような構成により、溝６４ｃ付きのスクライビングポイント６４は初期亀裂形成のためだけに用い、摺動させる際のスクライビングポイント６４はそれ以外のものを用いてスクライブラインを形成することができる。

また、溝６４ｃの形成は、従来から知られているスクライビングホイールの溝加工の技術を用いて形成することができる。

１…スクライブ装置
１０…移動台
１１…ボールネジ
１２…案内レール
１３…モータ
１４…テーブル
１５…脆性材料基板
１６…ＣＣＤカメラ
１７…ブリッジ
１８ａ、１８ｂ…支柱
１９…ガイド
２０…スクライブヘッド
２１…ツール保持部
２２…接触部可変手段
２３…上下方向移動手段
２４…前後方向移動手段
２５…保持軸
２６…駆動部
２７…回動軸
２８…ツール回動手段
３０、５０…スクライビングツール
３１…固定板
３２…円板状部材
５２…角板状部材
３３…ピン孔
３４、５４、６４、７４…スクライビングポイント
３４ａ、５４ａ、６４ａ、７４ａ…稜線
３４ｂ、５４ｂ、６４ｂ、７４ｂ…傾斜面
６４ｃ…溝
３５…固定孔
３６、５６…接触部
３８、５８…保持孔

Claims (15)

1. スクライビングポイントが形成されたスクライビングツールと脆性材料基板とを相対的に移動させることにより、前記脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブ装置であって、
   前記スクライビングポイントは、円弧状に伸びる稜線と、前記稜線の両側に伸びる傾斜面と、からなり、
   前記スクライビングツールと前記脆性材料基板との移動が、前記スクライビングポイントの稜線が伸びる方向で行われることを特徴とするスクライブ装置。
2. 前記スクライビングポイントの前記脆性材料基板への接触部となる位置を前記稜線に沿って変える接触部可変手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のスクライブ装置。
3. 前記スクライビングツールは、前記スクライビングポイントが複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスクライブ装置。
4. 前記スクライビングポイントは、円板状部材の円周部に形成されており、
   前記スクライビングツールは、前記円板状部材を固定したものであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のスクライブ装置。
5. 前記スクライビングポイントは、角板状部材の角部に形成されており、
   前記スクライビングツールは、前記角板状部材からなるものであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のスクライブ装置。
6. 前記スクライビングポイントは、単結晶ダイヤモンド又は多結晶ダイヤモンドを研磨して形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のスクライブ装置。
7. 前記スクライビングポイントの表面は最大高さＲｚ０．０５μｍ以下であることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のスクライブ装置。
8. 前記スクライビングポイントの前記稜線に溝が形成されていることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のスクライブ装置。
9. スクライビングポイントが形成されたスクライビングツールと脆性材料基板とを相対的に移動させることにより、前記脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブ方法であって、
   前記スクライビングポイントは、円弧状に伸びる稜線と、前記稜線の両側に伸びる傾斜面と、からなり、
   前記スクライビングツールと前記脆性材料基板との移動が、前記スクライビングポイントの稜線が伸びる方向で行われることを特徴とするスクライブ方法。
10. 前記スクライビングポイントの前記脆性材料基板への接触部となる位置を、前記稜線に沿って変えていくことを特徴とする請求項９に記載のスクライブ方法。
11. 前記スクライビングポイントの前記脆性材料基板への接触部となる位置を、前記スクライブラインを形成しながら、前記稜線に沿って変えていくことを特徴とする請求項９に記載のスクライブ方法。
12. 前記スクライビングポイントの前記稜線に溝が形成されており、
    前記脆性材料基板の縁よりも内側で、前記溝を前記脆性材料基板の表面に押し当て、この位置から前記スクライブラインを形成していくこと特徴とする請求項９から１１の何れか１項に記載のスクライブ方法。
13. 脆性材料基板に対してスクライビングポイントを相対的に移動させることにより、前記脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成する際に用いるスクライビングツールであって、
    前記スクライビングポイントは、円弧状に伸びる稜線と、前記稜線の両側に伸びる傾斜面とからなるとともに、
    前記スクライビングポイントは、円板状部材の円周部に形成されており、
    前記スクライビングツールは、前記円板状部材を固定したものであることを特徴とするスクライビングツール。
14. 脆性材料基板に対してスクライビングポイントを相対的に移動させることにより、前記脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成する際に用いるスクライビングツールであって、
    前記スクライビングポイントは、円弧状に伸びる稜線と、前記稜線の両側に伸びる傾斜面とからなるとともに、
    前記スクライビングポイントは、角板状部材の角部に形成されており、
    前記スクライビングツールは、前記角板状部材からなることを特徴とするスクライビングツール。
15. 前記スクライビングポイントの前記稜線に溝が形成されていることを特徴とする請求項１３また１４の何れか１項に記載のスクライビングツール。