JPH01190412A - 板状脆性材の割断法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） はレーザプリンタ部品等にはガラス、セラミックスを含
む板状脆性材が沢山使用されている。この板状脆性材の
切断法としてダイヤモンドカッタによる方法や切欠傷を
付けての平割法が用いられているがこれらの方法には様
々な欠点がある。この発明はこれら切断法の欠点を改良
した板状脆性材の割断法及び装置に関する。

（従来の技術） 上述したガラス及びセラミックスを含む板状脆性材の切
断法として従来種々の方法が試みられている。まずダイ
ヤモンドカッタにより切断する方法がある。この方法は
カンタにより切断個所の材料を除去加工するので、除去
された体積分の材料歩留が悪くなり、また力フタは全切
断線を除去加工しながらたどるので、時間を要し切断効
率も悪くなるばかりか、切粉が製品上に飛散し、製品に
悪影響を与え、かつカッタ幅が薄いため厚味のある被切
断材は真直ぐには加工できないなどの問題点があった。

またスクライバ等の高硬度鋭利形状物によって切断すべ
き個所に切欠線を形成したあと、人間の手で割る方法も
あるが、微妙な割断条件が人によって異なり品質にバラ
ツキが生じ、かつ熟練を要し、大量に連続して割断する
方法としては適さない。

次に弾性膜に接着した板状脆性材の切断すべき個所にス
クライバ等の高硬度鋭利形状物にて切欠線をつけ、この
板状脆性材を弾性膜と共に気圧等によって変形せしめ切
断個所に曲げ応力を生ぜしめて割断する方法も知られて
いるが、曲げ応力による割断では板状脆性材の一表面に
つけた切欠線から裏面へのキレツの進展速度が連（なり
、ウネリや面粗す、直角度といった割断面性状が悪くな
る問題があった。更に日本材料材学会発行雑誌「材料科
学ＪＶｏ１．１５Ｎａ３（１９７８）Ｐ、　　１５６〜
１５７に開示されているような、アクリル板を利用した
摩擦切断法が知られているがこのものでは、製品両面全
面をアクリル板で圧縮するため製品が圧縮破壊される恐
れがあること、及び板状脆性材の表面に部分的に凸凹が
ある場合、局所的に曲げ応力が生じ、ウネリ、面粗す、
直角度といった割断面性状が悪化したり切断すべき個所
でない個所での割断が生じるなどの問題点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 板状脆性材を基材とする太陽電池、液晶板、ＩＣ基板、
ＩＣ製造用レチクル、フォトマスク等の製造工程には露
光、現像、エツチング、ドーピング又は薄膜形成といっ
た複数の製品を一度に処理した方が経済的なメリットの
出る工程が含まれる。従ってこれらの製造工程の後工程
として製品を個々に切り離す工程が実施されている。ま
た光デスク読取装置やレーザプリンタ等の内部には各種
レンズ、ミラー回折格子、プリズム、ヒームスプリフタ
といった板状脆性材の切断をそれらの製造工程中に含む
ものが多い。

これらの板状脆性材から成る基材は内部欠陥の無い、高
純度かつ高精度な品質が要求されるので一般的に高価で
その加工工程に於いては高い歩留りが必要とされる。さ
らにこれらの板状脆性材の表面に形成される前記製品は
ミクロンメータオーダの超精密微細構造を成しており製
造工程中にこれらを破壊しない様な配慮が必要である。

切断工程に於ける切粉による製品の破壊、プレス工程に
於ける圧縮による製品の破壊に注意しなければならない
。また切断されたこれらの製品は更に超精密な後加工を
施された上で、超精密な機構の中に組込まれるものが多
いのでウネリ、面粗す、直角度といった切断面性状は高
精度である必要があり、かつ年々低価格化されるエレク
トロニクス部品、オプトエレクトロニクス部品の中にあ
って当然これらの部品も低価格化が要求され、その切断
工程も大量切断が可能な経済的なものでなければならな
い。

本発明の目的は上述した従来製品の欠点を克服し、かつ
上述したガラス及びセラミックを含む板状脆性材の割断
された製品に必要とされる要件を満した板状脆性材の割
断法及び装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） このため本発明は特許請求の範囲に記載する板状脆性材
の割断法及び装置を提供することによって上述した問題
点を解決した。

（実施例） 次に本発明の実施例につき図面を参照して説明すると、
第１図乃至第４図は本発明の第１実施例である板状脆性
材の割断法及び装置を示す。第１図は第１及び第２実施
例に共通した正面図で、例えば板厚１鶴といった板状脆
性材である板ガラス３をこの方法によって割断する状態
を示す装置の正面図である。

３の一表面にダイヤモンド圧子、ダイヤモンドカッタ又
は超硬スクライバといった高硬度材から成る鋭利形状物
にて、割断すべき線に一致した切欠線７を形成する。次
にこの板ガラスの両面に例えば厚さ０．１鶴のポリエチ
レンシート４および４′即ち弾性膜を当て、切欠線７を
形成した面倒をアクリル材から成る平面部をもつプレス
型１に当接させる。そして切欠線を形成した面と反対側
の面は割断すべき線に一致した凸起部８をもつプレス型
２に凸起部８と切欠線７の位置が精度よく一致する様に
当接させる。凸起部８の形状は例えば第２図の様な形状
をしており、できるだけ板ガラス３の切欠線７の裏側を
精度よく押すことができる様に工夫されている０球面座
５．５′および鋼球６は仮ガラス３およびポリエチレン
シート４．４’の厚味の不均一性やプレス型１，２の精
度不良があってもプレス荷重が板ガラス３に均一に伝わ
る様にする機構である。

第１図の様に組上げたものを図示しないプレス機械にセ
ットして上下から衝撃の生じない様にゆっ（りとプレス
荷重をかけるとポリエチレンシート４．４′が圧縮され
伸びることにより、板ガラス３の切欠線７近辺に引張応
力が生じ、切欠線７を起点として亀裂が発生しプレス荷
重の上昇と共に板ガラス面に直角方向に、即ち第１図で
みて下から上に進展し、ついに板ガラスの裏面、即ち第
１図でみて上面に到達し割断が完了する。切断面の面粗
さは実施例では約２１μｍ、ウネリ即ち切断面の最大の
高低差は約２３μｍであった。

割断完了後プレス型２の凸起部８に当接したポリエチレ
ンシート４′は塑性変形しておりプレス型２の上昇に伴
って即座に板ガラス３から離れるが、反対側のポリエチ
レンシート４はプレス荷重によって仮ガラス３と密着し
ているのでプレス機械からの割断完了板ガラスの搬出工
程や後工程に割断完了板ガラスセットとしてそのまま利
用できる。いずれにしても−度割断に使用したポリエチ
レンシート４．４’は塑性変形していたり割断時のガラ
ス微細片が付着している可能性があるので再度使用しな
い。

次に本発明の第２実施例割断法及び装置につき、第１及
び第２実施例に共通な正面図を示す第１図及び第１図の
Ｖ−Ｖ線及びＶｌ−Ｖｌ線でみた下面図をそれぞれ示す
第５図及び第６図を参照して説明する。第２実施例では
割断すべき線が第１実施例の様に単一線でなく交差して
いる場合の例である。

仮ガラス３への切欠線の形成、ポリエチレンシート４．
４’を介してのプレス型１．２′での当接法等は第１実
施例と全く同じである。

−船釣に切欠線が交差する個所や切欠線の開始点および
終了点などの端部では、切欠傷が安定しておらず複雑で
微細な亀裂が入っている可能性がある。従ってプレス荷
重をかけた場合これらの個所を出発点として亀裂を発生
させると、割断すべき線とは異なる方向に亀裂が進展す
る恐れがある。

そこで第２実施例ではプレス型２′の凸起部８が複数の
切欠線が交差する個所９および／または切欠線の端部付
近ｌＯに於いて局部的に除去されている。こうすると切
欠線７を起点として生じる亀裂は、切欠傷の安定してい
る切欠線７の中央部より発生し切欠傷の不安定な個所に
は最後に亀裂が到達するので割断すべき線で安定的に割
断される。

次に本発明の第３実施例割断法及び装置について第１図
と同様な正面図を示す第７図及び第７図の■−■線に沿
った下面図を示す第８図を参照して説明する。第３実施
例では第２実施例に於けるプレス型２がニードルローラ
ー１１が保持器であるニードルホルダ１２を介してプレ
ス型２＃に固定されている。仮ガラス３への切欠線の形
成、ポリエチレンシー）４．４’を介してのプレス型ｌ
。

２での当接法、および複数の切欠線が交差する個所９や
切欠線の端部１０に於いてプレス型凸起部が除去されて
いる点などは第２実施例と同じである。

この例では第６図のプレス型２′の凸起部８の代りに外
径寸法の一致した複数本のニードル１１を用いニードル
ローラー１１の位置決めにニードルホルダ１２を用いた
ものである。ニードルホルダ１２の厚味は、ニードルロ
ーラー１１外径より小さい必要がある。ニードルホルダ
１２は例えばアルミ合金にＮＧ加工でニードルローラー
１１がしっくりはまる様な溝を加工し、その溝にニード
ルローラー１１を挿入した後ニードルローラーが溝から
はずれない様にコーキング等を施したものを使用する。

この例は第２実施例第６図のプレス型２′の製作費の低
減を計ったものである。

（発明の効果） 以上説明したように本発明による板状脆性材の割断法及
び装置は以下の効果を奏する。

（ａ）　　板状脆性材に切欠線をつけて割断する方法で
あり除去加工を伴わないので切粉が発生せず材料歩留り
が良い。

（ｂ）　　切粉が発生しないので板状脆性材上に形成さ
れた超精密な製品を傷つけない。

（Ｃ）　　切欠線のみを局部的にプレスするので板状脆
性材上に形成された超精密部品を圧縮破壊しない。

（ｄ）　　切欠線のみを局部的にプレスするので板状脆
性材表面に多少の凸凹があっても割断すべき線に沿った
高品質な割断が可能である。

（ｅ）　　−度のプレス作業で複数の割断が可能であり
極めて能率の良い割断が可能である。

（ｆ）　　曲げ応力でなく弾性膜の圧縮による伸びを利
用した緩やかな引張応力の増加を利用した割断法なので
切欠傷を起点としたキ裂の進展速度が緩やかになり、ウ
ネリ、面粗す、面角度等面性状の良好な割断面が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１及び第２実施例板状脆性材の割断
法及び装置を示す共通した正面図、第２図番ヨ第１図の
凸起部の拡大断面図、第３図及び第４図は第１実施例を
示し第１図のｍ−ｍ線及び■−ＩＶ綿に沿った下面図を
それぞれ示し、第５図第６図は第２実施例を示し第１図
のＶ−Ｖ線及び■−■線に沿った下面図をそれぞれ示す
。第７図は本発明の第３実施例割断法及び装置を示す第
１図に対応した正面図、第８図は第７図の■−■線に沿
った下面図を示す。 ｌ・・・プレス型、２．２’、２’・・・反対側プレス
型く３・・・板ガラス（板状脆性材）、４．４’・・・
ポリエチレンシート（弾性膜）、７・・・切欠線、８・
・・凸起部、９・・・交差する個所、１０・・・端部付
近、１１・・・ニードルローラー、１２・・・ニードル
ホルダ（保持器） 代理人　弁理士　　河　内　潤　二 笛１図 第：Ｌ［有］ 第３回 第５図 第す旦

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス及びセラミックスを含む板状脆性材の一表
   面にダイヤモンド圧子、ダイヤモンドカッタ又は超硬ス
   クライバ高硬度材を含む鋭利形状物にて割断すべき線に
   一致した切欠線を形成し、この一表面をその表面形状に
   補合したプレス型にポリエチレンを含む弾性膜を介して
   当接せしめ、かつ前記脆性材の一表面の反対面を割断す
   べき線に一致した凸起部をもつ反対側プレス型に別のポ
   リエチレンを含む弾性膜を介して当接せしめ、両プレス
   型が近接する方向にプレスすることによって所望の割断
   を得る板状脆性材の割断法。
2. （２）前記反対側プレス型の凸起部の複数の割断すべき
   線が交差する個所および／または割断すべき線の端部付
   近を局所的に除去した請求項１項記載の板状脆状材の割
   断法。
3. （３）請求項１項記載反対側のプレス型の凸起部が外径
   の等しいニードルローラー及びニードル保持器で形成さ
   れた板状脆性材の割断法。
4. （４）ガラス及びセラミックスを含む板状脆性材の一表
   面形状に補合する表面を有するプレス型と、前記脆性材
   とプレス型との間に介されたポリエチレンを含む弾性膜
   と、前記脆性材の一表面の反対面にポリエチレンを含む
   弾性膜を介して配置されかつ割断すべき線に一致した凸
   起部をもつ反対側のプレス型と、を含む板状脆性材の割
   断装置。
5. （５）請求項５項記載反対側プレス型の凸起部の複数の
   割断すべき線が交差する個所および／または割断すべき
   線の端部付近を局部的に除去した板状脆性材の割断装置
   。
6. （６）請求項５項記載反対側プレス型が外径の等しいニ
   ードルローラー及びニードル保持器で形成された板状脆
   性材の割断装置。