JP2019116083A - スクライブ装置およびホルダユニット - Google Patents

Abstract

【課題】スクライビングホイールを円滑に回転させながら、スクライブラインの形成位置を安定させる。【解決手段】ホルダユニット３０は、保持溝６３と、ピン孔６４ａ、６４ｂと、スクライビングホイール４０と、ピン軸５０と、を備える。スクライビングホイール４０が基板表面に押し付けられると、スクライビングホイール４０の両側面が保持溝６３の互いに対向する内側面に押し付けられるように、貫通孔４１とピン軸５０との間と、保持溝６３の内側面とスクライビングホイール４０の側面と間の各クリアランスと、保持溝６３の内側面に対するピン軸５０の傾斜角が設定されている。スクライビングホイール４１の貫通孔を形成する内周面４１Ｃは、スクライビングホイールの厚さ方向における貫通孔の中央部を形成する曲面を含み、前記曲面は厚さ方向における貫通孔４１の中央部の径が貫通孔の端部の径よりも小さくなる。【選択図】図４

Description

本発明は、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およびホルダユニットに関する。

従来、ガラス基板等の脆性材料基板の分断は、基板表面にスクライブラインを形成するスクライブ工程と、形成されたスクライブラインに沿って基板表面に所定の力を付加するブレイク工程とによって行われる。スクライブ工程では、スクライビングホイールの刃先が、基板表面に押し付けられながら、所定のラインに沿って移動される。スクライブラインの形成には、スクライブヘッドを備えたスクライブ装置が用いられる。

以下の特許文献１には、スクライビングホイールが基板表面を回転しながら進むことにより、基板表面にスクライブラインを形成するスクライブ装置が開示されている。このスクライブ装置では、ホルダに形成された保持溝にスクライビングホイールを挿入した状態で、ホルダに形成された孔とスクライビングホイールに形成された孔の両方にピン軸を差し込むことにより、スクライビングホイールがホルダに回転可能に保持される。

ＷＯ２００７／０６３９７９号公報

ホルダに取り付けられた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ために保持溝内で回転する必要がある。このため、保持溝の幅はスクライビングホイールの厚みより若干広くなっており、スクライビングホイールと保持部との間にはクリアランスが確保されている。このクリアランスにより、スクライビングホイールは、ホルダ溝内でピン軸に沿って移動可能な状態にある。ところが、スクライブラインを形成する際に、スクライビングホイールがピン軸方向に移動すると、スクライブラインの形成位置が安定しなくなる。このため、従来のスクライブ装置では、スクライブラインが所望の位置からずれるということが問題となっていた。

かかる課題に鑑み、本発明は、スクライビングホイールの回転を阻害することなく、スクライブラインの形成位置を安定させることが可能なスクライブ装置およびホルダユニットを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、基板表面にスクライブラインを形成するスクライブ装置に関する。この態様に係るスクライブ装置は、スクライビングホイールを保持するホルダユニットと、前記基板表面に垂直な軸の周りに回転可能に前記ホルダユニットを保持するスクライブヘッドと、を備える。前記ホルダユニットは、前記スクライビングホイールが挿入される保持溝と、前記保持溝を跨ぐように形成されたピン孔と、前記保持溝に挿入された前記スクライビングホイールの貫通孔と前記ピン孔とに挿入されるピン軸と、を備える。前記スクライビングホイールが前記基板表面に押し付けられると、前記スクライビングホイールの両側面がそれぞれ前記保持溝の互いに対向する内側面に押し付けられるように、前記貫通孔と前記ピン軸との間のクリアランスと、前記保持溝の内側面と前記スクライビングホイールの側面と間のクリアランスと、前記保持溝の内側面に対する前記ピン軸の傾斜角が設定されており、前記スクライビングホイールの前記貫通孔を形成する内周面は、少なくとも前記スクライビングホイールの厚さ方向における前記貫通孔の中央部を形成する曲面を含み、前記曲面は、前記厚さ方向における前記貫通孔の中央部の径が前記厚さ方向における前記貫通孔の端部の径よりも小さくなるように形成されている、
いる。

本態様に係るスクライブ装置によれば、前記スクライビングホイールが前記基板表面に押し付けられると、前記スクライビングホイールの両側面がそれぞれ前記保持溝の互いに対向する内側面に押し付けられる。このため、スクライブラインを形成する際に、スクライビングホイールがピン軸方向に移動することが抑制される。一方で、スクライビングホイールの貫通孔の内周面が厚さ方向における貫通孔の中央部の径が厚さ方向における貫通孔の端部の径よりも小さくなるように形成された曲面を有することにより、貫通孔を構成する内周面とピン軸の外周面とが線接触する。これにより、ピン軸に対して貫通孔の内周面４１Ｃが摺動しやすくなるため、スクライビングホイール４０を円滑に回転させることができる。加えて、貫通孔４１の内周面４１Ｃとピン軸５０の外周面との接触面積が小さいため、基板１５にスクライブラインを形成するときに発生するガラスカレットや異物が貫通孔４１の内周面４１Ｃとピン軸５０の外周面との間に入り込んだとしても、スクライビングホイール４０の回転性に対する影響を受けにくくなる。これにより、ピン軸５０に対するスクライビングホイール４０の回転が阻害されることを抑制できる。よって、スクライブラインの回転を阻害することなく、スクライブラインの形成位置を安定させることができる。

本態様に係るスクライブ装置において、前記ピン孔は、前記保持溝の内側面に垂直な方向に対して、少なくとも前記基板表面に平行な方向に傾くように形成され、前記ピン孔および前記貫通孔に挿入された前記ピン軸は、前記保持溝の内側面に垂直な方向に対して、少なくとも前記基板表面に平行な方向に傾いている構成とされ得る。この構成によれば、以下の実施形態で説明するように、スクライブラインの形成位置を安定させることができる。

本態様に係るスクライブ装置において、前記ピン孔は、前記保持溝の内側面に垂直な方向に対して、前記基板表面に垂直な方向にも傾くように形成され、前記ピン孔および前記貫通孔に挿入された前記ピン軸は、前記保持溝の内側面に垂直な方向に対して、前記基板表面に垂直な方向にも傾いている構成とされ得る。この構成によれば、より一層スクライブラインの形成位置を安定させることができる。

本発明の第２の態様は、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を保持するホルダユニットに関する。この態様に係るホルダユニットは、前記スクライビングホイールが挿入される保持溝と、前記保持溝を跨ぐように形成されたピン孔と、前記保持溝に挿入された前記スクライビングホイールの貫通孔と前記ピン孔とに挿入されるピン軸と、を備える。前記スクライビングホイールが前記基板表面に押し付けられると、前記スクライビングホイールの両側面がそれぞれ前記保持溝の互いに対向する内側面に押し付けられるように、前記貫通孔と前記ピン軸との間のクリアランスと、前記保持溝の内側面と前記スクライビングホイールの側面と間のクリアランスと、前記保持溝の内側面に対する前記ピン軸の傾斜角が設定されており、前記スクライビングホイールの前記貫通孔を形成する内周面は、少なくとも前記スクライビングホイールの厚さ方向における前記貫通孔の中央部を形成する曲面を含み、前記曲面は、前記厚さ方向における前記貫通孔の中央部の径が前記厚さ方向における前記貫通孔の端部の径よりも小さくなるように形成されている。

本態様に係るホルダユニットが、基板表面に垂直な軸の周りに回転可能にスクライブヘッドに保持されることにより、上記第１の態様と同様の効果が奏され得る。

以上のとおり、本発明によれば、スクライビングホイールの回転を阻害することなく、スクライブラインの形成位置を安定させることが可能なスクライブ装置およびホルダユニットを提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の１つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１は、実施の形態に係るスクライブ装置の構成を模式的に示す図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施の形態に係るホルダユニットの正面図および側面図である。 図３は、実施の形態に係るホルダユニットの一部の縦断面図である。 図４（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、実施の形態に係るホルダの動作を模式的に示す断面図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施の形態に係るピン軸を鉛直方向に傾斜させた場合の作用を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図には、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が付記されている。Ｘ−Ｙ平面は水平面に平行で、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

図１は、スクライブ装置１の構成を模式的に示す図である。

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と螺合されている。移動台１０は、一対の案内レール１２によってＹ軸方向に移動可能に支持されている。モータの駆動によりボールネジ１１が回転することで、移動台１０が、一対の案内レール１２に沿ってＹ軸方向に移動する。

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いる。テーブル１４上に載置された基板１５は、この真空吸着手段によって、テーブル１４上に保持される。

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、基板１５は、基板の表面または内部に薄膜ある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、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よい。

スクライブ装置１は、テーブル１４に載置された基板１５の上方に、この基板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カメラ１６を備えている。また、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が取り付けられている。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は、下端にホルダジョイント２１を備えている。ホルダ６０にスクライビングホイール４０が保持されているホルダユニット３０が、ホルダジョイント２１を介してスクライブヘッド２０に取り付けられている。

スクライブ装置１を用いて基板１５にスクライブラインを形成する場合、まず、スクライビングホイール４０が取り付けられたホルダ６０がスクライブヘッド２０に取り付けられる。次に、スクライブ装置１は、一対のカメラ１６によって基板１５の位置決めを行う。そして、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、スクライビングホイール４０に対して所定の荷重を印加して、基板１５へ接触させる。その後、スクライブ装置１は、スクライブヘッド２０をＸ軸方向に移動させることにより、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。

上記の実施の形態においては、スクライブヘッドがＸ軸方向に移動し、テーブル１４がＹ軸方向に移動すると共に、回転するスクライブ装置について示したが、スクライブ装置はスクライブヘッドとテーブルとが相対的に移動するものであればよい。たとえば、スクライブヘッドが固定され、テーブルがＸ軸、Ｙ軸方向に移動し、かつ回転するスクライブ装置であってもよい。また、この場合、カメラ１６はスクライブヘッド２０に固定されていてもよい。

次に、ホルダユニット３０の構成について、図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図２（ａ）は、ホルダユニット３０をＸ軸正側から見た正面図、図２（ｂ）は、ホルダユニット３０をＹ軸正側から見た側面図である。なお、図２（ａ）、（ｂ）には、ホルダユニット３０が直接取り付けられるホルダジョイント２１が併せて図示されている。

ホルダユニット３０は、スクライビングホイール４０と、ピン軸５０と、ホルダ６０と、が一体となったものである。ホルダユニット３０は、図２（ｂ）に示すようにホルダジョイント２１に取付ネジ３１によって取り付けられている。ホルダジョイント２１は、取付部２２と、回転軸２３と、２つのベアリング２４ａ、２４ｂと、で構成されている。取付部２２は、断面形状が逆Ｌ字状となっている。取付部２２は、鉛直方向に延びる壁２２ａと、水平方向に延びる壁２２ｂからなっている。回転軸２３は、取付部２２の壁２２ｂの天面側から鉛直方向に延びている。ベアリング２４ａ、２４ｂには、回転軸２３が挿通されている。

ホルダユニット３０がホルダジョイント２１に取り付けられると、ホルダユニット３０の側面が取付部２２の壁２２ａと接触し、ホルダユニット３０の上面が壁２２ｂと接触する。また、壁２２ａには、図２（ａ）に示すように取付ネジ３１が挿入されるネジ孔２５が形成されている。

ホルダジョイント２１は、取付部２２に取り付けられたホルダユニット３０がスクライブヘッド２０の下端から露出するように、スクライブヘッド２０の内部へと固定される。このとき、ホルダユニット３０は、ホルダジョイント２１の回転軸２３を中心として回転自在となっている。なお、一点鎖線は、回転軸２３の軸中心Ｓを示しており、破線は、基板１５の表面Ｈを示している。表面Ｈは、水平面に平行で、回転軸２３に対して垂直である。

スクライブ装置１を用いて基板１５の表面Ｈにスクライブラインを形成する場合、スクライビングホイール４０は、図２（ｂ）に示す矢印Ｒの方向（Ｘ軸方向）に進むように回転する。なお、スクライブ装置１は、ホルダジョイント２１を用いないで、ホルダユニット３０自身が回転軸２３やベアリング２４ａ、２４ｂを備える構成であってもよい。

図３は図２のホルダ６０の一部の縦断面図である。便宜上、図３では、ホルダ６０の一部の構成の図示が省略されている。スクライビングホイール４０は、たとえば、焼結ダイヤモンドや超硬合金等で形成された、円板状の部材である。スクライビングホイール４０には、ピン軸５０が挿入される貫通孔４１が形成されている。貫通孔４１は、スクライビングホイール４０の両側面の中心を貫通するように形成されている。貫通孔４１の形状の詳細については後述する。

また、スクライビングホイール４０には、稜線を形成するＶ字状の刃先部４４が外周部に形成されている。スクライビングホイール４０は、たとえば、厚さが０．４〜１．１ｍｍ程度、外径が１．０〜５．０ｍｍ程度である。また、貫通孔４１の最小内径は、たとえば、０．４〜１．５ｍｍ程度、刃の刃先角は、９０〜１５０°程度である。

ピン軸５０は、たとえば、焼結ダイヤモンドや超硬合金等で形成された、円柱状の部材であり、一端または両端が尖頭形状の尖頭部５１になっている（図２（ａ）参照）。ピン軸５０の径は、スクライビングホイール４０の貫通孔４１の最小内径よりもやや小さい。ピン軸５０の径は、たとえば、貫通孔４１の最小内径が０．８２ｍｍのとき０．７７ｍｍ程度である。ピン軸５０が貫通孔４１に挿入された状態では、ピン軸５０と貫通孔４１との間に隙間（クリアランス）が生じる。

図３に示されるとおり、刃先部４４の先端、および、貫通孔４１を形成する内周面４１Ｃの径が最も小さい最小径部４１Ｘは、厚さ方向ＤＴにおけるスクライビングホイール４０の中心上に形成されている。すなわち、厚さ方向ＤＴにおいて、スクライビングホイール４０の厚さ方向ＤＴの中心位置と、刃先部４４の先端位置と、貫通孔４１の最小径部４１Ｘの位置が互いに等しい。

貫通孔４１は、鼓形状を有する。詳述すると、貫通孔４１は、厚さ方向ＤＴにおいて第１側面４２ａおよび第２側面４２ｂから本体部４１の中央に向けて内径が徐々に小さくなる曲面形状に形成されている。図３に示されるとおり、厚さ方向ＤＴと直交する平面で切ったスクライビングホイール４０の断面において、スクライビングホイール４０における貫通孔４１の内周面４１Ｃは、少なくとも厚さ方向ＤＴにおける貫通孔４１の中央部を形成する曲面を含む。この曲面は、厚さ方向ＤＴにおける貫通孔４１の中央部の径が厚さ方向ＤＴにおける貫通孔４１の端部の径よりも小さくなるように形成されている。

より詳細には、貫通孔４１の内周面４１Ｃは貫通孔４１の中心軸を中心として軸対称形状であるが、説明のため、厚さ方向ＤＴに沿う断面において上方の内周面を上方内周面４１ＣＵとし、下方の内周面を下方内周面４１ＣＬとする。上方内周面４１ＣＵは、貫通孔４１の厚さ方向ＤＴの第１側面４２ａ側の端部から中央に向かうにつれて下方内周面４１ＣＬに向けて湾曲状に延び、貫通孔４１の厚さ方向ＤＴの中央から貫通孔４１の厚さ方向ＤＴの第２側面４２ｂ側の端部に向かうにつれて下方内周面４１ＣＬから離れるように湾曲状に延びている。上方内周面４１ＣＵにおける厚さ方向ＤＴの第１側面４２ａ側の端部から中央までの形状と、貫通孔４１における厚さ方向ＤＴの中央から厚さ方向ＤＴの第２側面４２ｂ側の端部までの形状とは、線分ＣＬを中心とした線対称形状となる。下方内周面４１ＣＬは、貫通孔４１の厚さ方向ＤＴの第１側面４２ａ側の端部から中央に向かうにつれて上方内周面４１ＣＵに向けて湾曲状に延び、貫通孔４１の厚さ方向ＤＴの中央から貫通孔４１の厚さ方向ＤＴの第２側面４２ｂ側の端部に向かうにつれて上方内周面４１ＣＵから離れるように湾曲状に延びている。下方内周面４１ＣＬにおける厚さ方向ＤＴの第１側面４２ａ側の端部から中央までの形状と、貫通孔４１における厚さ方向ＤＴの中央から厚さ方向ＤＴの第２側面４２ｂ側の端部までの形状とは、線分ＣＬを中心とした線対称形状となる。本実施形態の貫通孔４１の上方内周面４１ＣＵおよび下方内周面４１ＣＬを含む全ての内周面４１Ｃはそれぞれ、単一または複数の曲率半径で形成されている。

貫通孔４１の内周面４１Ｃの曲率半径は、貫通孔４１の最小径部４１Ｘの位置と刃先部４４の先端縁との間の距離ＤＸよりも大きいことが好ましい。厚さ方向ＤＴにおける貫通孔４１の両端部にはテーパ部４１ａ，４１ｂが形成されている。テーパ部４１ａは第１側面４２ａに向けて拡径し、テーパ部４１ｂは第２側面４２ｂに向けて拡径している。貫通孔４１の内周面４１Ｃにおける最小内径（最小径部４１Ｘの径）は、ピン軸５０の外径よりも大きい。

本実施形態の貫通孔４１の最小内径（最小径部４１Ｘの径）は、φ０．８２ｍｍである。貫通孔４１において、厚さ方向ＤＴにおいてテーパ部４１ａ，４１ｂに挟まれた鼓形状の部分の厚さ方向ＤＴの長さＬＨは、０．４４ｍｍ以上かつ０．６ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。長さＬＨは、長くなるにつれてスクライビングホイール４０のピン軸５０に対する傾きが小さくなる。貫通孔４１における鼓形状の部分の厚さ方向ＤＴの両端部と刃先部４４の先端縁との間の距離ＤＷと、貫通孔４１の最小径部４１Ｘの位置と刃先部４４の先端縁との間の距離ＤＸとの差である高低差ＤＹ（ＤＹ＝ＤＸ−ＤＷ）は、０．１μｍ以上かつ０．５μｍ以下であることが好ましい。高低差ＤＹは、小さくなるにつれてスクライビングホイール４０のピン軸５０に対する傾きが小さくなる。

ホルダ６０は、ステンレスや炭素工具鋼からなっている。ホルダ６０は、図２（ｂ）に示すように、下部が側面視において下端に向かって幅が狭くなる台形形状となっている。また、ホルダ６０の台形形状部分には、それぞれ保持部６２ａ、６２ｂが形成され、保持部６２ａ、６２ｂとの間に保持溝６３が形成されている。保持溝６３の互いに対向する内側面６５ａ、６５ｂは、水平面（ＸＹ平面）に垂直である。

なお、図２（ａ）、（ｂ）の構成では、ホルダ６０が、１つの基材で構成されているが、たとえば、保持部６２ａ、６２ｂをそれぞれ有する２つの基材を固定することでホルダ６０が形成されてもよい。

保持部６２ａ、６２ｂには、ピン軸５０が挿入されるピン孔６４ａ、６４ｂが、保持溝６３を跨ぐように形成されている。ピン孔６４ａ、６４ｂの径は、ピン軸５０の径よりも僅かに大きい。ピン孔６４ａ、６４ｂは、保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに垂直な方向に対して、少なくとも基板１５の表面Ｈに平行な方向（ＸＹ平面に平行な方向）に傾くように形成されている。ピン孔６４ａ、６４ｂが、保持溝６３の内側面に垂直な方向に対して、さらに基板１５の表面Ｈに垂直な方向（ＹＺ平面に平行な方向）にも傾くように形成されてもよい。

スクライビングホイール４０が保持溝６３に挿入された状態で、スクライビングホイール４０の貫通孔４１とピン孔６４ａ、６４ｂとにピン軸５０が挿入される。上記のように、ピン孔６４ａ、６４ｂは、保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに垂直な方向に対して傾くように形成されているため、ピン孔６４ａ、６４ｂおよび貫通孔４１に挿入されたピン軸５０は、保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに垂直な方向に対して、少なくとも基板１５の表面Ｈに平行な方向（ＸＹ平面に平行な方向）に傾いている。

ホルダ６０の上部には、取付ネジ３１が挿入されるネジ孔６６が形成されている。また、保持部６２ａのＹ軸正側の側面には、止め金６７ａがネジ６８ａで取り付けられ、保持部６２ｂのＹ軸負側の側面には、止め金６７ｂがネジ６８ｂで取り付けられている。止め金６７ａ、６７ｂは、ピン孔６４ａ、６４ｂを閉塞するためのものである。

以上の構成を備えたスクライブ装置１では、スクライブラインの形成動作においてスクライビングホイール４０が基板１５の表面Ｈに押し付けられると、スクライビングホイール４０の両側面が、それぞれ、保持溝６３の互いに対向する内側面６５ａ、６５ｂに押し付けられる。このため、スクライブラインの形成動作において、スクライビングホイール４０がピン軸５０に沿って移動することが抑制され、これにより、スクライブラインの形成位置を安定させることができる。

以下、スクライビングホイール４０の両側面が、それぞれ、保持溝６３の互いに対向する内側面６５ａ、６５ｂに押し付けられる動作について、図４（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。

図４（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、ホルダ６０の動作を模式的に示す断面図である。図４（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、図２（ａ）、（ｂ）に示すホルダ６０を、ピン軸５０のＺ軸方向中央位置において、ＸＹ平面に平行な平面で切断した断面をＺ軸正側から見た断面図である。便宜上、図４（ａ）〜（ｄ）では、ホルダ６０の一部の構成の図示が省略されている。一点鎖線は、スクライビングホイール４０の刃の稜線を示している。

図４（ａ）は、スクライビングホイール４０が基板１５の表面Ｈに押し付けられる前の状態を示している。この状態において、スクライビングホイール４０は、稜線がＸＺ平面に略平行となっており、スクライビングホイール４０の第一、第二側面４２ａ、４２ｂと、保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂとの間には、隙間（クリアランス）が生じている。ピン軸５０は、保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに垂直な方向に対してＸＹ平面に平行な方向に傾いている。

この状態から、スクライビングホイール４０が基板１５の表面Ｈに押し付けられると、スクライビングホイール４０の貫通孔４１の中心軸がピン軸５０に対して平行となるように、スクライビングホイール４０にトルクが生じる。上記のように、貫通孔４１の径はピン軸５０の径よりも大きいため、スクライビングホイール４０は、貫通孔４１とピン軸５０との間のクリアランスで許容される範囲において、ＸＹ平面に平行な方向に回転可能である。したがって、上記のようにスクライビングホイール４０にトルクが生じると、図４（ｂ）に示すように、このトルクによって、スクライビングホイール４０が時計方向に回転し、スクライビングホイール４０の側面４２ａ、４２ｂが、それぞれ、保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに押し付けられる。

その後、スクライブヘッド２０の移動に伴って、ホルダ６０がＸ軸方向（矢印Ｒ方向）に移動されると、スクライビングホイール４０の稜線をスクライブ方向（矢印Ｒ方向）に平行にするトルクが生じる。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ホルダ６０は回転軸２３の周りに回転可能であるため、このトルクによって、図４（ｃ）に示すように、スクライビングホイール４０の稜線がスクライブ方向（矢印Ｒ方向）に平行となるように、ホルダ６０が反時計方向に回転する。

その後は、図４（ｄ）に示すように、回転軸２３（図２（ａ）、（ｂ）参照）の周りにホルダ６０がやや回転した状態で、スクライブ動作が行われる。この場合も、スクライビングホイール４０は、基板１５の表面Ｈに対する荷重によって、第一、第二側面４２ａ、４２ｂが保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに押し付けられた状態にある。この状態で、スクライビングホイール４０は、ピン軸５０の周りを回転する。

ここで、スクライビングホイール４０の第一、第二側面４２ａ、４２ｂが保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに押し付けられ、スクライビングホイール４０がピン軸５０に対して傾いても、貫通孔４１の内周面４１Ｃとピン軸５０とが接触する位置がスクライビングホイール４０の厚さ方向ＤＴの中央位置寄りとなるため、スクライビングホイール４０が保持溝６３を押し付けるモーメントが小さくなる。したがって、スクライビングホイール４０が傾いて保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに接触した状態でスクライビングホイール４０が回転しても、スクライビングホイール４０と保持溝６３との摩擦力が小さい。

このように、本実施の形態では、スクライブラインの形成動作において、スクライビングホイール４０の両側面が、それぞれ、保持溝６３の互いに対向する内側面６５ａ、６５ｂに押し付けられるため、スクライブラインの形成動作において、スクライビングホイール４０がピン軸５０に沿って移動することが抑制される。また、スクライビングホイールの内周面が厚さ方向ＤＴにおいて側面から本体部４１の中央に向けて内径が徐々に小さくなる曲面形状に形成されている。このためスクライビングホイール４０が傾いて保持溝６３に接触した状態でスクライビングホイール４０が回転しても、貫通孔４１の内周面４１Ｃとピン軸５０とが接触する位置がスクライビングホイール４０の厚さ方向ＤＴの中央位置寄りとなり、スクライビングホイール４０と保持溝６３との摩擦力を小さくすることができる。これにより、スクライビングホイールを円滑に回転させながら、スクライブラインの形成位置を安定させることができる。

＜変形例＞
次に、上記の実施の形態の変形例について説明する。本変形例では、保持溝６３の内側面に垂直な方向に対する水平方向のピン軸５０の傾斜角を変化させることに加え、保持溝６３の内側面に垂直な方向に対する鉛直方向のピン軸５０の傾斜角を変化させることとした。

保持溝６３の内側面に垂直な方向に対してピン軸５０を鉛直方向に傾けると、スクライブ動作時に付与される荷重により、スクライビングホイール４０の貫通孔４１がピン軸５０に沿うように、スクライビングホイール４０が鉛直方向に回転する。すなわち、図５（ａ）の状態において荷重によりスクライビングホイール４０が基板１５の表面Ｈに押しつけられると、図５（ｂ）に示すようにスクライビングホイール４０が傾く。この傾きによって、スクライビングホイール４０の側面４２ａ、４２ｂが保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに押し付けられて、スクライビングホイール４０の移動が規制される。

保持溝６３の内側面に垂直な方向に対してピン軸５０を水平方向のみならず垂直方向にも傾けると、水平方向にピン軸５０を傾けたことによってスクライビングホイール４０の移動が規制される効果と、鉛直方向にピン軸５０を傾けたことによってスクライビングホイール４０の移動が規制される効果とが複合される。これにより、スクライブ動作時におけるスクライビングホイール４０の軸方向の移動が顕著に抑制され、スクライブラインの形成精度をより一層高めることができる。

ここで、ピン軸５０を鉛直方向に傾けると、図５（ｂ）に示すように、スクライビングホイール４０が基板１５の表面Ｈに対して傾いた状態で押しつけられることになる。このときの表面Ｈに対するスクライビングホイール４０の傾斜角は、保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに垂直な方向に対するピン軸５０の鉛直方向の傾斜角が大きくなるほど大きくなる。この場合、ホルダ溝内でのスクライビングホイールの移動が抑制されることにより、スクライブ時のスクライビングホイールの回転抵抗が大きくなる虞がある。しかし、スクライビングホイール４０の貫通孔４１の内周面が鼓形状であるため、下方内周面４１ＣＬとピン軸５０とが接触する位置がスクライビングホイール４０の厚さ方向ＤＴの中央位置寄りとなり、スクライビングホイール４０が保持溝６３を押し付けるモーメントが小さくなる。したがって、スクライビングホイール４０が傾いて保持溝６３に接触した状態でスクライビングホイール４０が回転しても、スクライビングホイール４０と保持溝６３との摩擦力を小さくすることができる。

＜実施形態の効果＞
本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。

図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに垂直な方向に対して、ピン軸５０が水平方向に傾いているため、スクライビングホイール４０が基板１５の表面Ｈに押し付けられると、スクライビングホイール４０の側面４２ａ、４２ｂがそれぞれ保持溝６３の互いに対向する内側面６５ａ、６５ｂに押し付けられる。このため、スクライブラインを形成する際に、スクライビングホイール４０がピン軸５０に平行な方向に移動することが抑制される。よって、スクライブラインの形成位置を安定させることができる。

加えて、スクライビングホイールの貫通孔４１が、厚さ方向ＤＴにおいて第１側面４２ａおよび第２側面４２ｂから本体部４１の中央に向けて内径が徐々に小さくなる曲面形状に形成されているため、スクライビングホイール４０がピン軸５０に対して傾いても、貫通孔４１の内周面４１Ｃとピン軸５０とが接触する位置がスクライビングホイール４０の厚さ方向ＤＴの中央位置寄りとなる。これによりスクライビングホイール４０が保持溝６３を押し付けるモーメントが小さくなって、スクライビングホイール４０が傾いて保持溝６３に接触した状態でスクライビングホイール４０が回転しても、スクライビングホイール４０と保持溝６３との摩擦力を小さくすることができる。

また、ピン軸５０は、保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに垂直な方向に対して、基板１５の表面Ｈに垂直な方向（鉛直方向）にも傾いていることが好ましい。こうすると、より一層スクライブラインの形成位置を安定させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も上記以外に種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施形態１では、刃先の稜線に溝が形成されていないスクライビングホイール４０が用いられたが、稜線に一定間隔で溝が形成されたスクライビングホイールが用いられてもよい。

また、上記実施形態１では、保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂに垂直な方向に対して、ピン孔を水平方向または垂直方向へと傾斜させることにより、ピン軸を傾斜させているが、ピン軸と保持溝とが相対的に傾斜していればよい。具体的には、ピン孔６４ａ、６４ｂが基板１５の表面Ｈに平行な方向（ＸＹ平面に平行な方向）かつスクライブ方向Ｒに垂直な方向（ＹＺ平面に平行な方向）に形成されており、保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂが、ピン孔６４ａ、６４ｂに垂直な方向に対して、少なくとも基板１５の表面Ｈに平行な方向（ＸＹ平面に平行な方向）に傾くように形成されていてもよい。保持溝６３の内側面６５ａ、６５ｂが、ピン孔６４ａ、６４ｂに垂直な方向に対して、さらに基板１５の表面Ｈに垂直な方向（ＹＺ平面に平行な方向）にも傾くように形成されてもよい。

また、スクライブヘッド２０の構成や、スクライブ装置１の構成も、適宜、変更可能である。図１には、基板１５の片面のみにスクライブラインを形成するスクライブ装置が示されたが、本発明は、基板１５の両面に並行してスクライブラインを形成するスクライブ装置にも適用可能である。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１ … スクライブ装置
１５ … 基板
２０ … スクライブヘッド
３０ … ホルダユニット
４０ … スクライビングホイール
４１ … 貫通孔
４２ａ、４２ｂ … 側面
５０ … ピン軸
６０ … ホルダ
６３ … 保持溝
６４ａ、６４ｂ … ピン孔
６５ａ、６５ｂ … 内側面
Ｈ … 表面

Claims (4)

1. 基板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、
   スクライビングホイールを保持するホルダユニットと、
   前記基板表面に垂直な軸の周りに回転可能に前記ホルダユニットを保持するスクライブヘッドと、を備え、
   前記ホルダユニットは、
   前記スクライビングホイールが挿入される保持溝と、
   前記保持溝を跨ぐように形成されたピン孔と、
   前記保持溝に挿入された前記スクライビングホイールの貫通孔と前記ピン孔とに挿入されるピン軸と、を備え、
   前記スクライビングホイールが前記基板表面に押し付けられると、前記スクライビングホイールの両側面がそれぞれ前記保持溝の互いに対向する内側面に押し付けられるように、前記貫通孔と前記ピン軸との間のクリアランスと、前記保持溝の内側面と前記スクライビングホイールの側面と間のクリアランスと、前記保持溝の内側面に対する前記ピン軸の傾斜角が設定されており、
   前記スクライビングホイールの前記貫通孔を形成する内周面は、少なくとも前記スクライビングホイールの厚さ方向における前記貫通孔の中央部を形成する曲面を含み、
   前記曲面は、前記厚さ方向における前記貫通孔の中央部の径が前記厚さ方向における前記貫通孔の端部の径よりも小さくなるように形成されている、
   ことを特徴とするスクライブ装置。
2. 請求項１に記載のスクライブ装置において、
   前記ピン孔は、前記保持溝の内側面に垂直な方向に対して、少なくとも前記基板表面に平行な方向に傾くように形成され、
   前記ピン孔および前記貫通孔に挿入された前記ピン軸は、前記保持溝の内側面に垂直な方向に対して、少なくとも前記基板表面に平行な方向に傾いている、
   ことを特徴とするスクライブ装置。
3. 請求項１または２に記載のスクライブ装置において、
   前記ピン孔は、前記保持溝の内側面に垂直な方向に対して、前記基板表面に垂直な方向にも傾くように形成され、
   前記ピン孔および前記貫通孔に挿入された前記ピン軸は、前記保持溝の内側面に垂直な方向に対して、前記基板表面に垂直な方向にも傾いている、
   ことを特徴とするスクライブ装置。
4. 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を保持するホルダユニットであって、
   前記スクライビングホイールが挿入される保持溝と、
   前記保持溝を跨ぐように形成されたピン孔と、
   前記保持溝に挿入された前記スクライビングホイールの貫通孔と前記ピン孔とに挿入されるピン軸と、を備え、
   前記スクライビングホイールが前記基板表面に押し付けられると、前記スクライビングホイールの両側面がそれぞれ前記保持溝の互いに対向する内側面に押し付けられるように、前記貫通孔と前記ピン軸との間のクリアランスと、前記保持溝の内側面と前記スクライビングホイールの側面と間のクリアランスと、前記保持溝の内側面に対する前記ピン軸の傾斜角が設定されており、
   前記スクライビングホイールの前記貫通孔を形成する内周面は、少なくとも前記スクライビングホイールの厚さ方向における前記貫通孔の中央部を形成する曲面を含み、
   前記曲面は、前記厚さ方向における前記貫通孔の中央部の径が前記厚さ方向における前記貫通孔の端部の径よりも小さくなるように形成されている、
   ことを特徴とするホルダユニット。

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