JP2019147225A - カッターホイールおよび切断方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(a)は、実施形態に係るカッターホイールが適用される切断装置の構成を模式的に示す図である。図1(b)は、実施形態に係るカッターホイール100が適用されるホルダ40の側面図である。図1(c)は、実施形態に係るカッターホイール100の正面図である。
本願発明者らは、上記構成のカッターホイールを用いた場合の効果を検証した。以下、この検証および検証結果について、図等を参照して説明する。
760〜880N/mm2のビッカース硬度を有するSKH51から形成され、径6mm、刃先の角30度のカッターホイールを使用し、以下のような手順にて検証を行った。
下記条件にてガラス基板の表面をカッターホイールで走行させた。
・ガラス基板 … 厚み0.5mm
・走行荷重 … 0.11MPa(検証開始時)
・走行速度 … 100mm/sec
・切込み量 … 0.3mm
上記のカッターホイールにて、ベース基板に相当するガラス基板を所定距離走行させた。検証の開始時は、所定距離を100mとした。そして、累積走行距離が3000mになるまで、走行距離を100mずつ増加させた。累積走行距離が3000m以降については、後述の手順(3−3)で必要な切断荷重が増加したことを考慮し、走行荷重も徐々に増加させた。また、累積走行距離が4600mになるまで、カッターホイールに上記のガラス基板上を走行させたが、これ以降は、ガラス基板からセラミックス基板に替えて検証を行った。このときの走行荷重は検証開始時と同じ0.11MPaとした。これに関しては、[検証1および検証2の結果]で説明する。
所定距離走行させた後のカッターホイールの刃先の側面つまりY軸正側から見た部分を撮像した。また、カッターホイールの走行の痕、つまり、ガラス基板の表面に形成された刃先の稜線を撮像した。
刃先の観察の後、ベース基板である厚み0.5mmのガラス基板の上に、樹脂基板である厚み20μmのポリイミド(PI)基板を積層して形成された基板に対し、上記のカッターホイールを使用して、以下の手順で切断した。
下記条件にてPI基板の表面を上記カッターホイールで切断した。
・切断荷重 … 0.11MPa(検証開始時)
・切断速度 … 100mm/sec
・切込み量 … 0.3mm
続いて、下記条件にてガラス基板の表面をスクライビングホイールでスクライブした。
・スクライブ荷重 … 0.11MPa
・スクライブ速度 … 100mm/sec
・切込み量 … 0.3mm
ガラス基板の表面をスクライブした後、作業者の手により基板を割り、基板の分離性を確認した。すなわち、樹脂基板が切断できたか否かを判定した。判定は、手で分離することができた場合、「分離性良好」と判定し、分離しにくい場合は「分離性やや不良」と判定した。全く分離できなかった場合、「分離性不良」と判定した。
検証2は、ベース基板であるガラス基板に、樹脂基板であるPET基板およびPI基板が積層して形成された基板を用いて検証を行った。検証2に係る基板は、厚み60μmのPET基板、厚み20μmのPI基板、および厚み0.5mmのガラス基板が上からこの順に積層されて形成された基板である。
検証1〜2の結果を、表1および図3(a)〜図5(b)に示す。図3(a)〜(j)および図4(a)〜(j)は、手順(2)において撮像した写真である。図5(a)は、手順(1)におけるカッターホイールの累積走行距離と稜線幅との関係を示すグラフである。図5(b)は、検証1および検証2における刃先の稜線の幅と樹脂基板に係る切断荷重との関係を示すグラフである。
検証1〜2において、カッターホイールの刃先は、図3(a)に示すように、使用開始時は鋭利な形状であった。図3(b)〜図4(j)に示すように、累積走行距離が長距離になると、刃先の形状が滑らかに変化していた。これは、刃先の摩耗により形状が滑らかに変化したためであり、これに伴い、稜線幅も広がる。このようなカッターホイールは、基板に接触したとき、基板上で欠けたり、割れたりしにくい。さらに、走行初期の鋭利な刃先には微細な欠けが生じやすいが、欠けが生じた場合であっても刃先の形状が摩耗により徐々に均一になっていった。このことから、表1に示すように、4600m以上の長距離の走行後であっても、樹脂基板を切断することができると推察される。したがって、実施形態のカッターホイールは、刃先が摩耗により滑らかな形状へ変化することにより、長期間使用することができる。
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
カッターホイール100は、ベース基板より低く且つ樹脂基板より高いビッカース硬度、具体的には、760〜880N/mm2のビッカース硬度を有する高速度鋼により形成されるため、ベース基板の表面を傷つけにくく、樹脂基板をきれいに切断することができる。
100 … カッターホイール
101 …軸孔
110 … 刃先
110a、110b … 斜面
F … 基板
α … 刃先の角
Claims (7)
- ガラス基板に積層された樹脂基板を切断するカッターホイールであって、
回転軸が挿入される軸孔と、
外周に沿って形成された前記樹脂基板を切断する刃先と、を備え、
前記ガラス基板より低く且つ前記樹脂基板より高いビッカース硬度を有し、
前記ガラス基板に接触しながら転動することにより、前記樹脂基板を切断する、
ことを特徴とするカッターホイール。 - 請求項1に記載のカッターホイールにおいて、
760〜880N/mm2のビッカース硬度を有する高速度鋼により形成されている、
ことを特徴とするカッターホイール。 - 請求項1または2に記載のカッターホイールにおいて、
前記刃先は、側面視において外周部に互いに異なる方向に傾斜した2つの傾斜面が形成されており、前記2つの傾斜面のなす角は、15〜45度である、
ことを特徴とするカッターホイール。 - ガラス基板に積層される樹脂基板を切断する切断方法であって、
外周に沿って刃先が形成され、ビッカース硬度が760〜880N/mm2の高速度鋼を材質とするカッターホイールを、前記ガラス基板に接触させながら転動させることにより前記樹脂基板を切断する、
ことを特徴とする切断方法。 - 請求項4に記載の切断方法において、
前記カッターホイールは、側面視において、互いに異なる方向に傾斜した2つの傾斜面のなす角が15〜45度である刃先を有する、
ことを特徴とする切断方法。 - ガラス基板に積層された樹脂基板を切断するカッターホイールであって、
回転軸が挿入される軸孔と、
外周に沿って形成された前記樹脂基板を切断する刃先と、を備え、
累積走行距離が少なくとも5000m未満の場合、前記刃先の稜線の幅は、100μmを超えない構造を有する、
ことを特徴とする、カッターホイール。 - ガラス基板に積層される樹脂基板を切断する切断方法であって、
外周に沿って刃先が形成され、累積走行距離が少なくとも5000m未満の場合、前記刃先の稜線の幅が100μmを超えない構造を有するカッターホイールが、前記ガラス基板に接触しながら転動することにより、前記樹脂基板を切断する、
ことを特徴とする切断方法。
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