JP2015209342A - Cutter wheel for scribing and scribing device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cutter wheel and scribing device, capable of surely forming a scribe line in a brittle material substrate with a low load by an outer cut method.SOLUTION: A cutter wheel A includes a blade tip region 20 consisting of a circular ridge line 21 used as a blade tip and right/left slopes 22a and 22b continuing from the ridge line. The blade tip angle α formed by the right/left slopes 22a and 22b is an obtuse angle of 125° or more. The width L1 of the blade tip region 20 is 10-30 μm equal to or less than that of a scribe line to be expected.

Description

本発明は、脆性材料基板、特に強化ガラスを含むガラス基板をスクライブするためのカッターホイール並びにスクライブ装置に関する。ここで、「強化ガラス」とは、製造工程中におけるイオン交換による化学的処理により、ガラス板の表面層（表面から深さが５μｍ〜５０μｍ程度）に圧縮応力が残留する圧縮応力層が形成され、ガラス板内部に引張応力が残留するように製造されたガラスをいう。
強化ガラスの特徴は、圧縮応力層の影響で外力に対し割れにくい性質を有する反面、一旦、ガラス板表面に亀裂が生じて残留引張応力が存在するガラス板内部まで進むと、今度は逆に亀裂が深く浸透しやすくなる性質を有している。 The present invention relates to a cutter wheel and a scribing device for scribing a brittle material substrate, particularly a glass substrate containing tempered glass. Here, the term “tempered glass” means that a compressive stress layer in which compressive stress remains is formed on the surface layer of the glass plate (the depth is about 5 μm to 50 μm from the surface) by chemical treatment by ion exchange during the manufacturing process. The glass manufactured so that the tensile stress remains inside the glass plate.
The feature of tempered glass is that it is hard to break against external force due to the effect of the compressive stress layer. Has the property of easily penetrating deeply.

一般に、ガラス板をカッターホイールで分断する方法は、まずガラス板表面にカッターホイール（スクライビングホイールともいう）で有限深さのスクライブライン（リブマーク）を形成する工程と、その後、ガラス板の裏側からスクライブラインに沿ってブレイクバーやブレイクローラで押圧することによりブレイクする工程とからなる（特許文献１並びに特許文献２参照）。   In general, the method of dividing a glass plate with a cutter wheel involves first forming a scribe line (rib mark) of a finite depth with a cutter wheel (also called a scribing wheel) on the surface of the glass plate, and then scribing from the back side of the glass plate. It consists of a step of breaking along a line by pressing with a break bar or break roller (see Patent Document 1 and Patent Document 2).

ガラス板をカッターホイールでスクライブする方法には、「外切り」と「内切り」とがあり、ガラス板の種類や厚み、用途によって、外切りと内切りのスクライブ方法が選択的に使い分けられている（特許文献２参照）。   There are two methods for scribing a glass plate with a cutter wheel: “outer cutting” and “inner cutting”. Depending on the type, thickness, and application of the glass plate, the scribing method for outer cutting and inner cutting is selectively used. (See Patent Document 2).

特許第３０７４１４３号公報Japanese Patent No. 3074143 特開２００９−２０８２３７号公報JP 2009-208237 A

前者の「外切り」は、図７（ａ）に示すように、カッターホイールＫの最下端をガラス板Ｍの表面（上面）よりわずかに下方まで降下した状態で、ガラス板Ｍの片側端部の外側位置（スクライブ開始位置）にセットする。そしてセットした位置から水平移動させ、ガラス板Ｍ端部に衝突させてイニシャルクラックを形成し、さらに所定のスクライブ圧で押圧しながら、カッターホイールＫを水平移動させるようにしてスクライブを行う方法である。   As shown in FIG. 7A, the former “outer cutting” is a state in which the lower end of the cutter wheel K is lowered slightly below the surface (upper surface) of the glass plate M, and one end portion of the glass plate M. Set to the outside position (scribing start position). And it is a method of performing scribing by horizontally moving the cutter wheel K while horizontally moving from the set position, colliding with the end of the glass plate M to form an initial crack, and pressing with a predetermined scribing pressure. .

上記した外切りの手法では、ガラス板Ｍ端部でのカッターホイールＫの刃先のかかり（食い込み）がよく、イニシャルクラックを容易に形成することができるとともに、加工されたスクライブラインはガラス板Ｍの端部まで達しているため、次工程でのブレイクが容易かつ正確に行える。
しかし、強化ガラス板の場合は、その表面層の残留応力の影響でガラス板端部に刃先を食い込ませるのに強い押圧荷重を必要とし、特に図８に示すような端面Ｒを面取りした基板では刃先がすべりやすいことからさらに強い押圧荷重を必要として、基板端部での衝突時の衝撃が大きくなる。このため、強化ガラス板の端部にカケが生じたり、ガラス板端部から破断して不規則な亀裂が先走ったりすることがある。また、カッターホイール側にも強化ガラス板端部との強い衝突で刃先の摩耗や刃こぼれ等が生じやすく、使用寿命が短くなる。 In the above-described outer cutting method, the cutting edge of the cutter wheel K at the end of the glass plate M is good (bite), an initial crack can be easily formed, and the processed scribe line is formed on the glass plate M. Since it reaches the end, it can be easily and accurately broken in the next process.
However, in the case of a tempered glass plate, a strong pressing load is required to bite the edge of the glass plate due to the influence of the residual stress of the surface layer, and particularly in a substrate with a chamfered end surface R as shown in FIG. Since the cutting edge is easy to slide, a stronger pressing load is required, and the impact at the time of collision at the edge of the substrate is increased. For this reason, chipping may occur at the end of the tempered glass sheet, or the crack may break from the end of the glass sheet, leading to an irregular crack. In addition, the cutter wheel is likely to be worn or spilled due to a strong collision with the edge of the tempered glass plate, and the service life is shortened.

後者の「内切り」は、図７（ｂ）に示すように、ガラス板Ｍの端縁から２ｍｍ〜１０ｍｍ程度内側（スクライブ開始位置）にてカッターホイールＫを上方から下降させてガラス板Ｍに所定のスクライブ圧で当接させ、押圧しながらカッターホイールＫを水平移動させるようにしてスクライブを行う方法である。   As shown in FIG. 7B, the latter “inner cutting” is performed by lowering the cutter wheel K from above at an inner side (scribing start position) about 2 mm to 10 mm from the edge of the glass plate M. In this method, scribing is performed such that the cutter wheel K is moved horizontally while being pressed with a predetermined scribe pressure.

上記した内切りの手法では、カッターホイールＫがガラス板Ｍ端部と衝突するようなことがないため、ガラス板Ｍ端部にカケを生じるおそれがない。また、刃先の消耗についても外切りの場合に比べて抑えることができる。
しかし、強化ガラス板の場合には、刃先を押し下げてガラス板表面に当接させたときに、ガラス板表面層への刃先の食い込みが非常に悪く、そのため、スリップが発生してスクライブ加工が困難となる場合がある。また、刃先を食い込ませるために強い押圧荷重でスクライブすると、強化ガラス板内部の残留引張応力の影響で一挙に破断して完全分断したり、刃先の先端角度を小さくすると、不規則な亀裂が刃先の進行方向前方に生じる先走りが発生しやすくなったりするなどの不具合が発生することがある。 In the above-described inner cutting method, the cutter wheel K does not collide with the end of the glass plate M, and therefore there is no possibility that the end of the glass plate M is broken. Further, the consumption of the blade edge can be suppressed as compared with the case of cutting off.
However, in the case of a tempered glass plate, when the blade edge is pushed down and brought into contact with the glass plate surface, the edge of the blade edge bites into the glass plate surface layer, which causes slip and makes scribing difficult. It may become. In addition, when scribing with a strong pressing load to bite the blade edge, it breaks all at once due to the residual tensile stress inside the tempered glass plate, or when the edge angle of the blade edge is reduced, irregular cracks may cause irregular cracks. In some cases, it may be easy to generate a pre-run ahead in the direction of travel.

このように、強化ガラス板に対しては、従来から使用されているソーダガラス板等に対するスクライブ加工とは異なり、「外切り」によっても、また、「内切り」によっても、うまくスクライブラインを形成することが困難であった。この傾向は、ガラス板表面の圧縮応力層が厚くて残留応力が大きいガラス板や、液晶表面を保護するカバーガラス等のように４隅部を曲線状にスクライブする場合に顕著に現れる。   In this way, unlike scribe processing for soda glass plates that have been used for tempered glass plates, scribe lines are formed well both by "outer cutting" and by "inner cutting". It was difficult to do. This tendency remarkably appears when the four corners are scribed in a curved shape, such as a glass plate having a large compressive stress layer on the surface of the glass plate and a large residual stress, or a cover glass for protecting the liquid crystal surface.

そこで、本発明は、加工困難な強化ガラス製のガラス板であっても、「外切り」の手法によって低荷重で確実にスクライブラインを形成することができるカッターホイール並びにスクライブ装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a cutter wheel and a scribing device that can form a scribe line reliably with a low load by a method of “outer cutting” even if it is a glass plate made of tempered glass that is difficult to process. Objective.

上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち、本発明のカッターホイールは、刃先となる円形の稜線と、当該稜線から続く左右斜面とからなる刃先領域を備えたカッターホイールであって、前記左右斜面によって形成される刃先角度が１２５°以上の鈍角であり、前記刃先領域の幅が、予定されるスクライブラインの幅と同等もしくはそれ以下の値であって１０μｍ〜３０μｍである構成とした。   In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means. That is, the cutter wheel of the present invention is a cutter wheel having a cutting edge region composed of a circular ridge line serving as a cutting edge and a right and left slope following the ridge line, and a cutting edge angle formed by the left and right slopes is 125 ° or more. And the width of the cutting edge region is equal to or less than the expected width of the scribe line and is 10 μm to 30 μm.

本発明のカッターホイールは、スクライブ装置に組み込まれているスクライブヘッドのホルダに取り付け、テーブル上に載置した強化ガラス板に対し「外切り」の手法でスクライブする際に使用される。このスクライブの際、刃先領域の幅は、予定されるスクライブラインの幅と同等もしくはそれ以下の値であって１０μｍ〜３０μｍの細幅としたので、外切りの工程で刃先が強化ガラス板の端部に乗り上げたときに、刃先に集中荷重が負荷されることによって低荷重であっても効率的にイニシャルクラックを形成することができ、引き続いて行うスクライブラインの加工を従来のカッターホイールより低荷重で形成することができる。また、刃先領域の幅が小さくても、刃先角度が１２５°以上の鈍角となっていることから、先走りが発生しにくく、またスクライブに必要な刃先強度を維持することができて、刃こぼれ等を抑制することができるといった効果がある。   The cutter wheel of the present invention is attached to a holder of a scribe head incorporated in a scribe device, and is used when scribing with a “outer cutting” technique on a tempered glass plate placed on a table. At the time of this scribing, the width of the blade edge region is equal to or less than the width of the planned scribe line, and is a narrow width of 10 μm to 30 μm. The initial crack can be formed efficiently even when the load is low due to the concentrated load being applied to the cutting edge when riding on the part, and the subsequent scribe line processing is less loaded than the conventional cutter wheel. Can be formed. In addition, even if the width of the cutting edge region is small, the cutting edge angle is an obtuse angle of 125 ° or more, so it is difficult for the tip to run, and the cutting edge strength necessary for scribing can be maintained. There is an effect that can be suppressed.

上記発明において、前記カッターホイールが放電加工可能な材料で形成され、かつ、カッターホイールの左右幅が前記刃先領域の幅より大きく形成され、当該カッターホイールの左右側面と前記稜線とを結ぶ左右の傾斜面の一部が、放電加工により切除されることによって前記刃先領域が形成されている構成とするのがよい。
これにより、放電加工の治具電極を左右の傾斜面に押しつけるだけで、幅狭で微細な刃先領域を容易かつ精密に加工することができるとともに、放電加工によって切除した窪み部は、スクライブ時に加工すべきガラス板に接触してスクライブする部分ではないので、研磨仕上げ等の後処理を必要とせず、そのまま製品として使用することができる。また、幅狭の刃先領域は、左右幅を刃先領域より広くしたカッターホイールのボディ部分に連なって支えられているので、スクライブに必要な強度を保持することができ、スクライブ中の破損を抑制することができる。 In the above invention, the cutter wheel is formed of a material capable of electric discharge machining, and the right and left width of the cutter wheel is larger than the width of the cutting edge region, and the right and left slopes connecting the left and right side surfaces of the cutter wheel and the ridge line It is preferable that the cutting edge region is formed by cutting a part of the surface by electric discharge machining.
This makes it possible to easily and precisely machine a narrow and fine cutting edge region by simply pressing the electric discharge machining jig electrode against the left and right inclined surfaces, and the recess cut by electric discharge machining is processed during scribing. Since it is not the part which scribes and contacts the glass plate which should be, it does not require post-processings, such as grinding | polishing finishing, and can be used as a product as it is. In addition, the narrow blade edge area is supported by the body part of the cutter wheel having a wider left and right width than the blade edge area, so that the strength necessary for scribe can be maintained, and damage during scribe is suppressed. be able to.

本発明に係るスクライブ装置を示す概略的な正面図。1 is a schematic front view showing a scribe device according to the present invention. 本発明に係るカッターホイールを示す正面図。The front view which shows the cutter wheel which concerns on this invention. 図２のカッターホイールの刃先領域を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the blade edge | tip area | region of the cutter wheel of FIG. カッターホイールが強化ガラスの端部に乗り上げた状態を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the state which the cutter wheel got on the edge part of tempered glass. 刃先加工前のカッターホイールを示す正面図。The front view which shows the cutter wheel before blade-tip processing. カッターホイールに形彫り放電加工で窪み部を施す際の説明図。Explanatory drawing at the time of giving a hollow part to a cutter wheel by electric discharge machining. 外切りと内切りの手法を示す説明図。Explanatory drawing which shows the method of outer cutting and inner cutting. 加工すべき強化ガラスの端部を示す斜視図。The perspective view which shows the edge part of the tempered glass which should be processed.

以下において、本発明のカッターホイール並びに当該カッターホイールを用いたスクライブ装置について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るスクライブ装置を示すものであって、脆性材料基板Ｗを載置して保持するテーブル１を備えている。脆性材料基板としては、例えばガラス基板や、低温焼成セラミックスや高温焼成セラミックス等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、石英基板などが挙げられる。本実施例においては、脆性材料基板として強化ガラス板を用いた。テーブル１は、水平なレール２に沿ってＹ方向（図１の前後方向）に移動できるようになっており、モータ（図示せず）によって回転するネジ軸３により駆動される。さらに、テーブル１はモータを内蔵する回転駆動部４により水平面内で回動できるようになっている。 Hereinafter, a cutter wheel of the present invention and a scribing apparatus using the cutter wheel will be described in detail based on the drawings.
FIG. 1 shows a scribing apparatus according to the present invention, which includes a table 1 on which a brittle material substrate W is placed and held. Examples of the brittle material substrate include a glass substrate, a ceramic substrate made of low-temperature fired ceramics or high-temperature fired ceramics, a silicon substrate, a compound semiconductor substrate, a sapphire substrate, a quartz substrate, and the like. In this example, a tempered glass plate was used as the brittle material substrate. The table 1 can move in the Y direction (front-rear direction in FIG. 1) along a horizontal rail 2 and is driven by a screw shaft 3 that is rotated by a motor (not shown). Further, the table 1 can be rotated in a horizontal plane by a rotation driving unit 4 incorporating a motor.

テーブル１を挟んで設けてある両側の支持柱５、５と、Ｘ方向に水平に延びるビーム（横桟）６とを備えたブリッジ７が、テーブル１上を跨ぐようにして設けられている。ビーム６には、Ｘ方向に水平に延びるガイド９が設けられ、このガイド９にはスクライブヘッド１０がモータ８によってＸ方向に移動できるように取り付けられている。   A bridge 7 including support columns 5 and 5 on both sides provided on the table 1 and a beam (lateral beam) 6 extending horizontally in the X direction is provided so as to straddle the table 1. The beam 6 is provided with a guide 9 extending horizontally in the X direction, and a scribe head 10 is attached to the guide 9 so that the motor 8 can move in the X direction.

スクライブヘッド１０の下部には、テーブル１上に載置される強化ガラスＷの表面をスクライブ加工するカッターホイールＡを保持するホルダ１１が設けられている。ホルダ１１は、流体シリンダ１２によってカッターホイールＡと共に昇降できるように形成されている。   A holder 11 that holds a cutter wheel A that scribes the surface of the tempered glass W placed on the table 1 is provided below the scribe head 10. The holder 11 is formed so that it can be moved up and down together with the cutter wheel A by the fluid cylinder 12.

図２は本発明に係るカッターホイールＡを示す正面図であり、図３はその刃先領域の拡大断面図である。
カッターホイールＡは、工具特性に優れた硬質材料から作られ、かつ、周面に刃先領域２０を備えている。刃先領域２０は、刃先となる円形の稜線２１と、この刃先稜線２１から続く左右斜面２２ａ、２２ｂとによって形成されている。左右斜面２２ａ、２２ｂの傾斜端は窪み部２３のエッジに連なっている。窪み部２３は、図３に示すように、左右斜面２２ａ、２２ｂを延長した仮想傾斜面２４ａ、２４ｂをえぐるようにして形成されており、これにより刃先領域２０の左右幅Ｌ１が細くなっている。 FIG. 2 is a front view showing a cutter wheel A according to the present invention, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a cutting edge region thereof.
The cutter wheel A is made of a hard material having excellent tool characteristics, and includes a cutting edge region 20 on the peripheral surface. The cutting edge region 20 is formed by a circular ridge line 21 serving as a cutting edge, and left and right inclined surfaces 22 a and 22 b continuing from the cutting edge ridge line 21. The inclined ends of the left and right inclined surfaces 22 a and 22 b are connected to the edge of the recessed portion 23. As shown in FIG. 3, the recessed portion 23 is formed so as to pass through virtual inclined surfaces 24 a and 24 b extending from the left and right inclined surfaces 22 a and 22 b, thereby narrowing the left and right width L <b> 1 of the blade edge region 20. .

この刃先領域２０の左右幅Ｌ１は加工されるスクライブラインの予定幅と同等もしくはそれ以下の近傍値で設定されており、１０μｍ〜３０μｍ、好ましくは１０μｍ〜２０μｍの範囲で形成されている。ここで、スクライブラインの予定幅は刃先稜線の角度αと、基板に刃先領域２０の一部が食い込む深さから計算して求められる。例えば、刃先角度が１４０°、刃先の食い込み深さが３μｍのときに、予定されるスクライブラインの幅は約１６μｍとなり、刃先角度が１５０°、刃先の食い込み深さが３μｍのときのスクライブライン予定幅は約２２μｍとなる。刃先領域２０の幅Ｌ１は、このスクライブラインの予定幅と同じか、それより小さい値とするのがよい。しかしながら、刃先領域２０の幅Ｌ１が１０μｍより小さい場合には、突出した刃先領域２０の強度を保つことが難しくなる。
また、カッターホイールＡの直径は約０．５ｍｍ〜６．０ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ、厚みＬ２は約０．４ｍｍ〜１．２ｍｍのサイズで形成され、刃先領域２０の左右斜面２２ａ、２２ｂによって形成される刃先稜線の角度αは、１２５°以上の鈍角、好ましくは１４０°〜１６０°で形成されている。また、窪み部２３の深さは仮想傾斜面２４ａ、２４ｂから１．０μｍ〜３０．０μｍ、好ましくは３．０μｍ〜１０．０μｍとなっている。
本実施例では、カッターホイールＡの直径を２．５ｍｍ、厚みＬ２を０．６５ｍｍとし、刃先角度αを１５０°とし、刃先領域２０の幅Ｌ１を１５μｍとした。また、刃先の食い込み深さは通常１．０μｍ〜５．０μｍであり、好ましくは１．０μｍ〜３．０μｍである。 The left and right width L1 of the cutting edge region 20 is set to a value close to or less than the planned width of the scribe line to be processed, and is formed in the range of 10 μm to 30 μm, preferably 10 μm to 20 μm. Here, the expected width of the scribe line is obtained by calculation from the angle α of the edge of the cutting edge and the depth at which a part of the cutting edge area 20 bites into the substrate. For example, when the cutting edge angle is 140 ° and the cutting edge depth is 3 μm, the planned scribe line width is about 16 μm, the cutting edge angle is 150 °, and the cutting edge depth is 3 μm. The width is about 22 μm. The width L1 of the cutting edge region 20 is preferably the same as or smaller than the planned width of the scribe line. However, when the width L1 of the cutting edge region 20 is smaller than 10 μm, it is difficult to maintain the strength of the protruding cutting edge region 20.
The diameter of the cutter wheel A is about 0.5 mm to 6.0 mm, preferably 1.0 mm to 3.0 mm, and the thickness L2 is about 0.4 mm to 1.2 mm. The angle α of the edge of the cutting edge formed by 22a and 22b is an obtuse angle of 125 ° or more, preferably 140 ° to 160 °. The depth of the recess 23 is 1.0 μm to 30.0 μm, preferably 3.0 μm to 10.0 μm, from the virtual inclined surfaces 24a and 24b.
In this example, the diameter of the cutter wheel A was 2.5 mm, the thickness L2 was 0.65 mm, the blade edge angle α was 150 °, and the width L1 of the blade edge region 20 was 15 μm. Further, the biting depth of the blade edge is usually 1.0 μm to 5.0 μm, preferably 1.0 μm to 3.0 μm.

上記したカッターホイールＡは、例えば次のような加工方法で容易に作製することができる。
図５に示すように、円形の刃先稜線２１’と、これに連なる左右の傾斜面２５、２５を備えたカッターホイールＢを、放電加工可能な硬質材料、例えば超硬合金または焼結ダイヤモンド、導電性を有する単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンドによって作製する。この場合、左右の傾斜面２５、２５によって形成される刃先角度αを、製品となるカッターホイールＡの刃先角度と同じにする。このようなカッターホイールＢは、刃先角度αが製品となるカッターホイールＡの刃先角度と同じであれば、一般的なスクライブ用カッターホイールをそのまま利用することもできる。また、カッターホイールＢとして刃先稜線２１’部分に溝を設けたカッターホイールを用いることもできる。
このカッターホイールＢの刃先稜線２１’近傍の先端部分（図２の刃先領域２０となる部分）を残すとともに、先端部分に続く左右の傾斜面２５、２５の一部を放電加工により切除することにより窪み部２３（図３参照）を形成する。
これにより、図５で示したカッターホイールＢに追加加工を行うことによって本発明のカッターホイールＡを形成することができる。 The cutter wheel A described above can be easily manufactured, for example, by the following processing method.
As shown in FIG. 5, a cutter wheel B having a circular cutting edge ridge line 21 ′ and left and right inclined surfaces 25, 25 connected thereto is made of a hard material such as cemented carbide or sintered diamond, conductive It is made of single crystal diamond or polycrystalline diamond having a property. In this case, the cutting edge angle α formed by the left and right inclined surfaces 25, 25 is made the same as the cutting edge angle of the cutter wheel A as a product. For such a cutter wheel B, if the blade edge angle α is the same as the blade edge angle of the cutter wheel A as a product, a general scribing cutter wheel can be used as it is. Moreover, the cutter wheel which provided the groove | channel in the blade edge ridgeline 21 'part as the cutter wheel B can also be used.
By leaving the tip portion (the portion that becomes the blade tip region 20 in FIG. 2) in the vicinity of the cutting edge ridge line 21 ′ of this cutter wheel B, and by cutting a part of the left and right inclined surfaces 25, 25 following the tip portion by electric discharge machining A depression 23 (see FIG. 3) is formed.
Thereby, the cutter wheel A of this invention can be formed by performing additional processing to the cutter wheel B shown in FIG.

ここで、カッターホイールＢに窪み部２３を形彫り放電加工で加工する方法の一例を図６に示す。
この方法では、カッターホイールＢの軸穴２６に回転軸（図示せず）を嵌め込み、カッターホイールＢを回転させながら、切除すべき部分の反転形状を有する雌型２７を備えた治具電極２８を、回転するカッターホイールＢの左右の傾斜面２５、２５に対して同時に、または交互に押しつけることにより傾斜面２５の一部を１．０μｍ〜３０．０μｍの深さで切除する。これにより、カッターホイールＢの刃先稜線２１’に続く左右の傾斜面２５、２５の一部が陥没し、刃先領域２０の幅Ｌ１（図３参照）を狭くする窪み部２３が形成されたカッターホイールＡが作製される。 Here, FIG. 6 shows an example of a method of machining the recess 23 in the cutter wheel B by means of electric discharge machining.
In this method, a jig shaft 28 provided with a female die 27 having an inverted shape of a portion to be excised is inserted into a shaft hole 26 of the cutter wheel B and a rotating shaft (not shown) is fitted and rotated. By partially or alternately pressing against the left and right inclined surfaces 25, 25 of the rotating cutter wheel B, a part of the inclined surface 25 is cut at a depth of 1.0 μm to 30.0 μm. Thereby, a part of the left and right inclined surfaces 25, 25 following the cutting edge ridge line 21 'of the cutter wheel B is depressed, and the cutter wheel is formed with a recess 23 that narrows the width L1 (see FIG. 3) of the cutting edge region 20. A is produced.

上述したカッターホイールＡを用いてスクライブ加工を行う場合は、このカッターホイールＡをスクライブヘッド１０のホルダ１１に取り付ける。そして、テーブル１を移動させて強化ガラスＷの位置決めを行った後にカッターホイールＡを下降させて、前述した「外切り」の手法で強化ガラスＷにスクライブ加工を行う。   When scribing using the cutter wheel A described above, the cutter wheel A is attached to the holder 11 of the scribe head 10. Then, after the table 1 is moved to position the tempered glass W, the cutter wheel A is lowered, and the tempered glass W is scribed by the above-described “outer cutting” method.

発明者等は、カッターホイールＡの押圧荷重を、従来のガラス板のスクライブ荷重と同じく０．１４ＭＰａの低荷重で外切りの手法による強化ガラスＷのスクライブ実験を行った結果、イニシャルクラックとして充分な深さの溝を、欠けや不規則な破断を生じさせることなく形成することができた。
図４は上記実験値から、カッターホイールＡが強化ガラスＷの端部に乗り上げたときの状態を推測した拡大断面図である。刃先稜線２１のガラス板Ｗへの食い込み深さＬ３を３μｍとすると、刃先が食い込んだ部分の幅は、刃先角度１５０°から計算して刃先領域２０の幅Ｌ１及びスクライブ予定幅の２２μｍより小さい約１５μｍとなる。このように、低荷重であっても有効なイニシャルクラックが形成されるのは、細く加工した刃先領域２０の部分に荷重が集中するためであると考えられる。このイニシャルクラックを形成した後、引き続いてカッターホイールＡを上記押圧荷重で押しつけながら進行させることにより、強化ガラスＷにスクライブラインを刃先領域２０の幅Ｌ１で効率よく形成することができる。
また、本実施例では、幅狭の刃先領域２０は、左右幅を刃先領域２０より広くしたカッターホイールＡのボディ部分に連なって形成されているので、スクライブに必要な強度を保持することができ、スクライブ中の破損を抑制することができる。 The inventors conducted a scribing experiment of the tempered glass W using the outer cutting method with a low load of 0.14 MPa, which is the same as the scribing load of the conventional glass plate. Grooves of depth could be formed without chipping or irregular rupture.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view in which the state when the cutter wheel A rides on the end portion of the tempered glass W is estimated from the above experimental values. When the depth L3 of the cutting edge ridge line 21 into the glass plate W is 3 μm, the width of the portion where the cutting edge has been cut is calculated from the cutting edge angle 150 °, which is smaller than the width L1 of the cutting edge region 20 and the planned scribe width 22 μm. 15 μm. Thus, it is considered that the effective initial crack is formed even under a low load because the load is concentrated on the portion of the cutting edge region 20 that is thinly processed. After the initial crack is formed, the scribe line can be efficiently formed in the tempered glass W with the width L1 of the blade edge region 20 by proceeding while pressing the cutter wheel A with the pressing load.
Further, in the present embodiment, the narrow blade edge region 20 is formed continuously to the body portion of the cutter wheel A having a wider left and right width than the blade edge region 20, so that the strength necessary for scribing can be maintained. , Damage during scribing can be suppressed.

上記のように本発明に係るカッターホイールＡは、刃先領域２０の幅Ｌ１を、予定されるスクライブラインの幅と同等もしくはそれ以下の値であって１０μｍ〜３０μｍの細幅としたので、外切りの手法で刃先が強化ガラスＷの端部に乗り上げたときには、刃先に集中荷重が負荷されて低荷重であっても効率的にイニシャルクラックを形成することができるとともに、引き続いて行うスクライブラインの加工を、従来のカッターホイールより低荷重で形成することができる。また、刃先領域２０の幅Ｌ１が小さくても、刃先角度が１２５°以上の鈍角であることから、先走りが発生しにくく、スクライブに必要な刃先強度を維持することができて刃こぼれ等を抑制することができる。   As described above, the cutter wheel A according to the present invention has the width L1 of the blade edge region 20 equal to or less than the expected width of the scribe line, and a narrow width of 10 μm to 30 μm. When the cutting edge rides on the end of the tempered glass W by this method, the initial load can be efficiently formed even when the load is concentrated due to the concentrated load applied to the cutting edge, and the subsequent scribe line processing is performed. Can be formed with a lower load than conventional cutter wheels. In addition, even if the width L1 of the cutting edge region 20 is small, the cutting edge angle is an obtuse angle of 125 ° or more, so that the leading edge is hardly generated, the cutting edge strength necessary for scribe can be maintained, and the cutting out of the blade is suppressed. can do.

以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものでなく、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。   While typical examples of the present invention have been described above, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and changed within the scope of achieving the object and not departing from the scope of the claims. Is possible.

本発明は、脆性材料基板にスクライブラインを加工する際に使用されるカッターホイール並びにスクライブ装置に適用される。   The present invention is applied to a cutter wheel and a scribing device used when processing a scribe line on a brittle material substrate.

Ａ カッターホイール
Ｌ１ 刃先領域の幅
Ｌ２ カッターホイールの幅
Ｗ 強化ガラス
α 刃先角度
１ テーブル
１０ スクライブヘッド
１１ ホルダ
２０ 刃先領域
２１ 刃先稜線
２２ａ、２２ｂ 左右斜面
２３ 窪み部 A Cutter wheel L1 Width of cutting edge area L2 Cutter wheel width W Tempered glass α Cutting edge angle 1 Table 10 Scribe head 11 Holder 20 Cutting edge area 21 Cutting edge ridge line 22a, 22b Left and right slopes 23 Indentation

Claims (4)

刃先となる円形の稜線と、当該稜線から続く左右斜面とからなる刃先領域を備えたカッターホイールであって、前記左右斜面によって形成される刃先角度が１２５°以上の鈍角であり、前記刃先領域の幅が、予定されるスクライブラインの幅と同等もしくはそれ以下の値であって１０μｍ〜３０μｍであるスクライブ用カッターホイール。   A cutter wheel having a cutting edge region composed of a circular ridge line serving as a cutting edge and left and right slopes continuing from the ridge line, wherein a cutting edge angle formed by the left and right slopes is an obtuse angle of 125 ° or more, A scribing cutter wheel whose width is equal to or less than the width of a planned scribe line and is 10 μm to 30 μm. 前記カッターホイールが放電加工可能な材料で形成され、かつ、カッターホイールの左右幅が前記刃先領域の幅より大きく形成され、当該カッターホイールの左右側面と前記稜線とを結ぶ左右の傾斜面の一部が、放電加工により切除されることによって前記刃先領域が形成されている請求項１に記載のスクライブ用カッターホイール。   The cutter wheel is formed of a material capable of electric discharge machining, and the left and right width of the cutter wheel is formed larger than the width of the cutting edge region, and part of the left and right inclined surfaces connecting the left and right side surfaces of the cutter wheel and the ridge line The scribing cutter wheel according to claim 1, wherein the cutting edge region is formed by being cut by electric discharge machining. 前記材料が放電加工可能な超硬合金または焼結ダイヤモンド、単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンドである請求項１または請求項２に記載のスクライブ用カッターホイール。   The scribing cutter wheel according to claim 1 or 2, wherein the material is a cemented carbide that can be subjected to electric discharge machining, sintered diamond, single crystal diamond, or polycrystalline diamond. 前記請求項１〜３のいずれかに記載のカッターホイールを、ホルダを介して保持するスクライブヘッドと、加工すべき脆性材料基板を載置するテーブルとを備え、前記スクライブヘッドを前記脆性材料基板に対して相対的に移動させることにより、前記カッターホイールの刃先で前記脆性材料基板の表面に有限深さのスクライブラインを形成するようにしたスクライブ装置。   A scribe head that holds the cutter wheel according to any one of claims 1 to 3 via a holder, and a table on which a brittle material substrate to be processed is placed, and the scribe head is attached to the brittle material substrate. A scribing device in which a scribe line of a finite depth is formed on the surface of the brittle material substrate at the cutting edge of the cutter wheel by moving the blade relatively.
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