JP2020151979A - カッタホルダ取付ユニット及びスクライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カッタホルダ取付ユニットにおいて、スクライビングホイール交換作業性に加えて、スクライブ形成の精度も高く維持する。【解決手段】カッタホルダ取付ユニット１は、脆性材料基板Ｗにスクライブラインを形成するスクライブ装置１０１に用いられるものであって、カッタホルダ２と、ホルダジョイント３とを備えている。カッタホルダ２は、カッタ機構４と、ホルダ本体５とを有している。ホルダ本体５は、カッタ機構４を保持する部材であり、磁性体からなりテーパ形状の装着部７を有する。ホルダジョイント３は、装着部７が挿入されるテーパ穴１４ａと、テーパ穴１４ａ内に配置された磁石１５とを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、カッタホルダ取付ユニット及びスクライブ装置、特に、カッタホルダと、ホルダジョイントを有するカッタホルダ取付ユニット及びそれを用いるスクライブ装置に関する。

ガラス基板等の脆性材料基板の分断には、通常スクライビングホイールが用いられている。具体的には、このスクライビングホイールをガラス基板上に圧接転動させて基板表面にスクライブラインを形成し、これによって基板表面から垂直方向にクラックを生じさせ（スクライブ工程）、次いで基板に応力を加えてその垂直クラックを基板の裏面まで成長させて（ブレイク工程）、脆性材料基板の分断が行われている。
基板表面にスクライブラインを形成すると、次第にスクライビングホイールの刃先が摩耗する。刃先が摩耗すると、スクライビングホイールの交換が必要になる。しかしながら、スクライビングホイールは外径が１．０〜５．０ｍｍ程度と小型なものであるため、スクライビングホイールの交換作業性が非常に悪い。
そこで、スクライビングホイールの交換作業性を改善したホイールユニットとして、チップホルダが知られている（特許文献１を参照）。

特開２０１１−２１３５９２号公報

チップホルダは、ホルダ本体とスクライビングホイールとピンとを有している。より具体的には、チップホルダは、ホルダ本体の溝において、スクライビングホイールをピンで回転自在に保持している。
一方、チップホルダは、マグネットが埋設されたホルダジョイントに対して簡単に着脱できる。したがって、スクライビングホイールの交換作業性が非常に良い。
しかし、チップホルダは、直線のみではなく、曲線等の異形分断にも用いられる。その場合は、分断時に生じる横方向の負荷によって、ホルダ本体とホルダジョイントの接触部分に摩耗や破損が生じてしまい、そのためスクライブ形成の精度が低下する問題がある。

本発明の目的は、カッタホルダ取付ユニットにおいて、スクライビングホイールの交換作業性に加えて、スクライブ形成の精度も高く維持することにある。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。

本発明の一見地に係るカッタホルダ取付ユニットは、脆性材料基板にスクライブラインを形成するスクライブ装置に用いられるものであって、カッタホルダと、ホルダジョイントとを備えている。
カッタホルダは、カッタ機構と、ホルダ本体とを有している。ホルダ本体は、カッタ機構を保持する部材であり、磁性体からなりテーパ形状の装着部を有する。
ホルダジョイントは、装着部が挿入されるテーパ穴と、テーパ穴内に配置された磁石とを有する。
このユニットでは、カッタホルダをホルダジョイント内に差し込むと、磁石の力によってカッタホルダがホルダジョイント内に保持される。さらに、テーパ形状の装着部の外周面がテーパ穴の内周面に強く押し付けられる。これら面同士の接触部分での摩擦により、両部材が固く連結される。この結果、例えばカッタ機構が曲線形状のスクライブラインを形成してカッタ機構の進行方向に対して横向きの力がホルダ本体に加わった場合でも、ホルダ本体がホルダジョイントに確実に接触した状態を維持できる。したがって、曲線のスクライブ加工中にカッタ機構が横向きにずれたり、位置が移動したりすることがなくなり、きれいなスクライブラインを精度よく形成できる。

本発明の他の見地に係るスクライブ装置は、カッタホルダ取付ユニットを有している。カッタホルダ取付ユニットは、カッタホルダと、ホルダジョイントを有している。カッタホルダは、カッタ機構と、ホルダ本体とを有する。ホルダ本体は、カッタ機構を保持する部材であり、磁性体からなりテーパ形状の装着部を有する。ホルダジョイントは、装着部が挿入されるテーパ穴と、テーパ穴内に配置された磁石とを有する。
このスクライブ装置では、上記カッタホルダ取付ユニットと同じ効果が得られる。

本発明に係るカッタホルダ取付ユニット及びスクライブ装置では、カッタ機構の交換作業性に加えて、スクライブ形成の精度も高く維持することにある。

スクライブ装置の概略斜視図。 カッタホルダ取付ユニットの正面図。 カッタホルダ取付ユニットの部分断面斜視図。 カッタホルダ取付ユニットの部分断面正面図。 カッタホルダ取付ユニットの部分断面分解図。

１．第１実施形態
（１）スクライブ装置
図１を用いて、スクライブ装置１０１を説明する。図１は、スクライブ装置の概略斜視図である。スクライブ装置１０１は、脆性材料基板Ｗ（以下、「基板Ｗ」という。）をスクライブ加工する装置である。基板Ｗは、例えば、ガラス基板、セラミック基板、サファイア基板、シリコン基板等である。
スクライブ装置１０１は、基板Ｗを載置するテーブル１０２を備えている。テーブル１０２は移動台１０３に載っており、移動台１０３は水平なレール１０５ａ、１０５ｂに沿って移動できるようになっており、モータ１０６によって回転するボールネジ１０７により駆動される。

なお、以下の説明では、レール１０５ａ、１０５ｂの延びる水平方向をＹ方向として、それに直交する水平方向をＸ方向という。
テーブル１０２は、基板Ｗを定位置で保持できるように保持手段（図示せず）を備えている。保持手段は、例えば、テーブル１０２に開口させた多数の小さな吸着孔（図示せず）からのエア吸引である。

スクライブ装置１０１には、移動台１０３とテーブル１０２を跨ぐように、Ｘ方向に沿ってブリッジ１１１が、支柱１１２ａ、１１２ｂによって架設されている。
ブリッジ１１１には、ガイド１１３が取り付けられており、スクライブヘッド１１４がガイド１１３に沿ってＸ方向に沿って移動可能に設置されている。そして、スクライブヘッド１１４には、カッタホルダ取付ユニット１（後述）が取り付けられている。
上記のようにしてスクライブ装置１０１のスクライブヘッド１１４に取り付けたカッタホルダ取付ユニット１のカッタホイール６（後述）を、テーブル１０２上に載置した基板Ｗの表面に降下させ、基板Ｗの表面に押し付けながら相対的に直線移動させることにより、基板Ｗの表面に分断用のスクライブラインを加工する。

（２）カッタホルダ取付ユニット
図２〜図５を用いて、カッタホルダ取付ユニット１を説明する。
カッタホルダ取付ユニット１（カッタホルダ取付ユニットの一例）は、脆性材料基板Ｗにスクライブラインを形成するスクライブ装置１０１に用いられるものであり、カッタホルダ２（カッタホルダの一例）と、ホルダジョイント３（ホルダジョイントの一例）とを有している。

カッタホルダ２は、カッタ機構４と、カッタ機構４を保持するホルダ本体５とを有する。カッタ機構４は、ホルダ本体５の下端部分にホルダ本体５の軸心に対して直交するホイール軸を介して回転自在に指示されたカッタホイール６を有している。
ホルダ本体５は、鉄等の磁性体からなり、略円柱状の胴部を有している。ホルダ本体５の上部には、ホルダジョイント３に取り付ける装着部７が設けられている。装着部７は、テーパ形状であり、外周テーパ面７ａを有している。

ホルダジョイント３は、図４に示すように、上部に上下方向に延びる旋回軸８を備え、この旋回軸８がスクライブ装置１０１のスクライブヘッド１１４に、上下一対の玉ベアリング１０、１１を介して回動可能に取り付けられている。

ホルダジョイント３は、筒状の受け部１４を有している。受け部１４は、カッタホルダ２を受け入れるために下方に向かって開口している断面略円形の筒状部であり、テーパ穴１４ａを有しており、その内周面が内周テーパ面１４ｂである。
なお、外周テーパ面７ａが内周テーパ面１４ｂに当接したカッタホルダ２の軸心が、受け部１４の中心に合わされる。
ホルダジョイント３は、図３に示すように、受け部１４の底面に配置された磁石１５を有している。磁石１５は、カッタホルダ２を吸着保持するための部材である。

カッタホルダ２は、磁石１５の力によってホルダジョイント３内に保持される。さらに、テーパ形状の装着部７の外周テーパ面７ａがテーパ穴１４ａの内周テーパ面１４ｂに強く押し付けられる。これら面同士の接触部分での摩擦により、両部材が固く連結される。
また、このときに、カッタホイール６の接地点が旋回軸８の軸心に対してカッタホイール６の走行方向後側に所定長さだけずれるように位置決めされる。このずれは、カッタホイール６の走行時に常に進行方向に戻ろうとするいわゆる「キャスター効果」を発揮してカッタホイール６の直進性を助長するためのものである。

（３）カッタホルダの取付け及び取り外し動作
カッタホルダ２をホルダジョイント３に取り付けるときは、カッタホルダ２の装着部７側をホルダジョイント３の受け部１４内に挿入して取り付ける。すると、装着部７の外周テーパ面７ａに受け部１４の内周テーパ面１４ｂが接触して位置決めされるとともに、カッタホルダ２の上端部が磁石１５に吸引されて保持される。このとき、磁石１５によってカッタホルダ２が引き上げられるので、装着部７の外周テーパ面７ａが内周テーパ面１４ｂに押し付けられる。その結果、接触部分に大きな摩擦が発生する。これにより、カッタホルダ２がホルダジョイント３に堅固に固定される。

このようにカッタホルダ２がホルダジョイント３に固く固定されているので、例えば曲線のスクライブ加工を行うなど、カッタホイール６の進行方向に対して横向きの力がカッタホルダ２に加わった場合でも、ホルダ本体５がホルダジョイント３に確実に接触した状態を維持できる。したがって、曲線のスクライブ加工中にカッタホイールが横向きにずれたり、位置が移動したりすることがなくなり、きれいなスクライブラインを精度よく形成できる。
スクライブ作業を行い、カッタホイール６が摩耗して交換する時には、カッタホルダ２をホルダジョイント３から引っ張り出すことで両者を分離できる。

２．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。

本発明は、カッタホルダと、ホルダジョイントを有するカッタホルダ取付ユニットに広く適用できる。

１ ：カッタホルダ取付ユニット
２ ：カッタホルダ
３ ：ホルダジョイント
４ ：カッタ機構
５ ：ホルダ本体
６ ：カッタホイール
７ ：装着部
７ａ ：外周テーパ面
８ ：旋回軸
１０ ：玉ベアリング
１１ ：玉ベアリング
１４ ：受け部
１４ａ ：テーパ穴
１４ｂ ：内周テーパ面
１５ ：磁石
Ｗ ：脆性材料基板

Claims (2)

1. 脆性材料基板にスクライブラインを形成するスクライブ装置に用いられるカッタホルダ取付ユニットであって、
   カッタ機構と、前記カッタ機構を保持する部材であり、磁性体からなりテーパ形状の装着部を有するホルダ本体とを有するカッタホルダと、
   前記装着部が挿入されるテーパ穴と、前記テーパ穴内に配置された磁石とを有するホルダジョイントと、
   を備えたカッタホルダ取付ユニット。
2. カッタ機構と、前記カッタ機構を保持する部材であり、磁性体からなりテーパ形状の装着部を有するホルダ本体とを有するカッタホルダと、前記装着部が挿入されるテーパ穴と、前記テーパ穴内に配置された磁石とを有するホルダジョイントと、を備えたカッタホルダ取付ユニットを用いたスクライブ装置。
   

Images