KR20130024749A - 스크라이빙 휠 - Google Patents

Abstract

날 끝과 취성 기판 사이의 그립성이 양호하며, 스크라이브한 취성 기판의 단부면 강도를 향상시킬 수 있는 스크라이빙 휠을 제공한다. 본 발명의 스크라이빙 휠(10)은, 디스크 형상 휠의 원주부를 따라서 V자형의 날의 능선부가 연속되는 날 끝(12a)이 되도록 형성되고, 또한, V자형의 날의 경사면(12)에 날 끝(12a)으로부터 소정 거리 이격된 위치로부터 절결 오목부(13)가 형성되고, V자형의 날의 선단 부분에 박육부(12b)와 후육부(12c)가 교대로 형성되고, 절결 오목부(13)는 날 끝(12a)의 각도를 θ1, 절결 오목부(13)를 형성하는 면의 날 끝측 부분과 날의 경사면(12) 사이의 각도를 θ2로 하였을 때, 180°>θ2>180°-(θ1)/2로 되도록 형성되어 있다.

Description

스크라이빙 휠{SCRIBING WHEEL}

본 발명은, 스크라이빙 휠에 관한 것으로, 특히 날 끝과 취성 기판 사이의 그립성이 양호하며, 스크라이브한 취성 기판의 단부면 강도를 향상시킬 수 있는 스크라이빙 휠에 관한 것이다.

종래, 액정 표시 패널이나 유기 일렉트로 루미네센스(EL) 패널 등의 플랫 디스플레이 패널, 태양 전지 등의 제조 공정에서는, 머더 글래스 기판 등의 취성 재료 기판의 분단 공정이 설치되어 있다. 이들의 분단 공정에서는, 스크라이빙 휠에 취성 기판의 재질이나 두께 등의 여러 조건에 상응한 하중을 부하하면서, 스크라이빙 휠을 취성 기판의 표면 위를 구름 이동시켜 스크라이브 라인을 형성하고, 취성 기판에 소정의 힘을 부하함으로써 취성 기판을 스크라이브 라인을 따라서 분단하고, 개개의 패널이나 글래스 기판을 제조하고 있다.

이들의 스크라이빙 휠로서, 일반적으로 디스크 형상 휠의 원주부를 따라서 V자형의 날을 형성한 것(하기 특허 문헌 1 참조)이 사용되어 있다. 이 종래예의 스크라이빙 휠을 사용하여 글래스 기판에 스크라이브 라인을 형성할 때에는, 스크라이빙 휠의 날 끝에 하중이 작용됨으로써 날 끝이 접촉되어 있는 글래스 기판의 표면에 탄성 변형이 발생하고, 계속해서, 날 끝 하중의 증대에 수반하여 스크라이빙 휠의 접촉 개소에 소성 변형이 발생하고, 또한 날 끝 하중이 증대되면, 소성 변형의 한계점을 초과하여 취성 파괴가 발생하고, 글래스 기판의 두께 방향으로 수직 크랙이 성장한다.

이때, 날 끝 하중을 크게 함으로써, 날 끝이 글래스 기판의 표면에 파고 들어가는 깊이가 커져, 수직 크랙을 발생시키기 위한 에너지가 커지므로, 수직 크랙의 길이도 길어진다. 그러나, 날 끝 하중이 일정한 크기를 초과하면, 긴 수직 크랙을 형성시킬 수 있지만, 글래스 기판의 표면의 스크라이브 라인을 따른 소성 변형 영역의 내부 변형이 포화 상태로 되고, 수평 크랙이 발생하여 바람직하지 않은 절삭 칩(컬릿)이 발생하여 버린다.

그로 인해, 긴 수직 크랙이 형성되면서 수평 크랙의 발생이 적은 스크라이빙 휠로서, 디스크 형상 휠의 원주부를 따라서 V자형의 날을 형성하는 동시에, 이 날 끝에 일정 피치로 일정 높이의 돌기 또는 일정 깊이의 홈을 형성한 것(하기 특허 문헌 2 참조)이 알려져 있다. 이 스크라이빙 휠에 따르면, 돌기 부분이 글래스 기판에 접촉될 때에 타점 충격을 부여할 수 있기 때문에, 돌기에 의한 점접촉이 중심이 되고, 스크라이브 시에 글래스 기판의 표면 방향으로 발생하는 응력이 종래의 것과 비교하여 적기 때문에, 불필요한 수평 크랙이 발생하지 않고, 글래스 기판에 판 두께를 관통할 정도의 매우 긴 수직 크랙을 발생시키면서, 글래스 기판을 연속적으로 스크라이브할 수 있게 된다.

마찬가지로, 디스크 형상 휠의 원주부를 따라서 V자형의 날의 능선부가 연속되는 날 끝이 되도록 형성되고, 또한, 글래스 기판에 스크라이브 라인을 형성할 때, 스크라이브 라인의 깊이 방향에 면하는 절결 오목부를 날 끝의 바로 아래의 날의 경사면에 형성함으로써, V자형의 날의 선단 부분에 박육부와 후육부가 교대로 형성되도록 한 것(하기 특허 문헌 3 참조)도 알려져 있다.

여기서, 하기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠을, 도 5 및 도 6을 사용하여 설명한다. 또한, 도 5a는 하기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠의 측면도이고, 도 5b는 단면도이고, 도 5c는 정면도이고, 도 5d는 글래스 기판에 스크라이브 라인을 형성하고 있을 때의 확대 단면도이다. 또한, 도 6a는 도 5에 도시한 스크라이빙 휠의 박육부의 작용을 설명하는 도면이고, 도 6b는 후육부의 작용을 설명하는 도면이다.

이 스크라이빙 휠(50)은, 디스크 형상의 스크라이빙 휠(50)의 외주연부를 따라서 V자 형상의 날의 경사면(51)에 의해 능선부가 되는 날 끝(51a)이 짧게 끊어지는 일 없이 연속해서 형성되어 있다. 또한, 스크라이빙 휠(50)의 중앙부에는 관통 구멍(52)이 형성되어 있고, 이 관통 구멍(52)에 회전축이 되는 휠 핀(도시 생략)이 삽입 관통되고, 이 휠 핀에 축 지지되어 스크라이빙 휠(50)이 구름 이동하도록 이루어져 있다.

날 끝(51a)의 바로 아래의 날의 경사면(51)에는, 스크라이빙 휠(50)이 글래스 기판(54)(도 5d 참조)에 스크라이브 라인을 형성할 때, 이 스크라이브 라인 S의 깊이 방향에 면하는 복수의 절결 오목부(53)가 방전 가공 등의 적절한 수단에 의해 형성되어 있다. 또한, 이 스크라이빙 휠(50)에서는, 절결 오목부(53)를 형성하는 면의 날 끝측 부분(53a)은 능선부를 형성하는 날 끝(51a)과 평행한 상태로 되도록 형성되어 있다.

이 절결 오목부(53)는, 도 5d에 도시한 바와 같이, 글래스 기판(54)에 형성되는 스크라이브 라인 S의 통상의 깊이, 즉, 글래스 기판(54)의 표면으로부터 날 끝(51a)까지의 깊이가 d1(약 10㎛ 이하, 통상 5㎛ 이하)인 경우, 날의 경사면(51)에 있어서, 날 끝(51a)으로부터 후퇴한 위치 d2로부터 글래스 기판(54)의 표면으로부터 후퇴한 위치 d3을 오목하게 함몰되는 범위로 정하여 형성되어 있다. 또한, 절결 오목부(53)를 형성하는 면의 날 끝측 부분(53a)은, 글래스 기판(54)의 표면과 실질적으로 수직인 배치 관계로 된다. 이와 같이 날의 경사면(51)의 날 끝(51a)측에 절결 오목부(53)가 형성되어 있음으로써, 절결 오목부(53)가 형성된 부분은 박육부(51b)가 되고, 절결 오목부(53)가 형성되어 있지 않은 부분은 후육부(51c)가 되고, 박육부(51b)와 후육부(51c)가 교대로 형성되어 있는 동시에 날 끝(51a)이 연속해서 형성된 상태로 된다.

이 스크라이빙 휠(50)을 사용하여 글래스 기판(54)에 스크라이브 라인을 형성할 때, 스크라이빙 휠(50)의 날 끝(51a)이 글래스 기판(54)의 두께 방향의 최하점에 이르기까지는, 날의 선단측에 형성된 박육부(51b)와 후육부(51c)에 의한 스크라이브가 교대로 반복되고, 날 끝(51a)의 파고 들어감의 깊이를 서서히 크게 하면서 스크라이브 처리가 진행되게 된다.

날의 선단측에 형성된 박육부(51b)가 스크라이브 처리를 행하고 있는 상태에서는, 도 6a에 도시하는 바와 같이, 절결 오목부(53)가 릴리프 오목부가 되어 스크라이브 라인 S의 홈의 경사면 Sa와 접촉되지 않으므로, 날 끝(51a)의 선단부만으로 하중의 전부가 집중되는 상태로 되고, 박육부(51b)에 의한 스크라이브가 효과적으로 진행된다. 이 박육부(51b)에 의한 스크라이브 처리에서는, 스크라이브 라인 S를 따르는 소성 변형 영역에 날 끝(51a)이 접촉되지 않으므로, 내부 변형의 발생을 낮게 억제할 수 있고, 수평 크랙의 발생을 방지할 수 있어, 스크라이브 라인 S의 저부에 얕은 수직 크랙 Sb가 형성된다. 이때, 후육부(51c)는 스크라이브 라인 S에 진입되기 직전의 상태로 되어 있다.

날의 선단측에 형성된 박육부(51b)가 통과하고, 이 스크라이브 라인 S에 후육부(51c)가 진입되면, 이 후육부(51c)의 선단의 양측부가 스크라이브 라인 S의 홈의 경사면 Sa에 접촉되고, 날 끝 하중의 전부가 이 홈의 경사면 Sa에 가해진다. 또한 후육부(51c)가 진입됨에 따라서, 도 6b에 도시하는 바와 같이, 홈의 경사면 Sa가 압박되어 소성 변형되어 평탄화된다. 이때, 스크라이브 라인 S는 좌우로 확대되는 상태로 되므로, 수직 크랙 Sb가 더 크게 형성되게 된다. 또한, 날의 선단측에 형성된 박육부(51b)에 의해 형성된 스크라이브 라인 S에 후육부(51c)가 진입될 때, 이 후육부(51c)가 스크라이브 라인 S의 홈의 경사면 Sa에 접촉되는 형태가 되므로 타점 충격을 부여하는 상태로 되고, 수직 크랙 Sb의 형성이 조장되게 된다.

이와 같이 하여, 날의 선단측에 형성된 박육부(51b)와 후육부(51c)의 스크라이브가 교대로 반복됨으로써, 순차적으로 글래스 기판(54)에의 파고 들어감이 깊어지므로, 종래와 동등하거나 혹은 그 이하의 날 끝 하중에 의해 종래보다도 깊은 수직 크랙 Sb의 형성이 가능해진다. 그 결과, 스크라이브 시에 글래스 기판(54)에 가해지는 하중을 작게 할 수 있으므로, 잔류 응력이 글래스 기판(54)에 발생하는 일이 거의 없으므로, 수평 크랙의 발생을 억제할 수 있다고 하는 효과를 발휘하게 된다.

일본 특허 출원 공개 평06-056451호 공보 특허 제3074143호 명세서 일본 특허 출원 공개 제2010-126382호 공보

상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠(50)에 따르면, 날 끝(51a)과 글래스 기판(54) 사이의 그립성이 양호하며, 스크라이브 라인의 소성 변형 영역에 수평 크랙의 발생을 억제하면서 수직 크랙이 효과적으로 형성되기 때문에, 분단 처리를 행하였을 때에는 단부면에 요철이 발생하지 않는 높은 성형 품질의 글래스 기판이 얻어진다고 하는 우수한 효과를 발휘한다. 그러나, 본 발명자의 검토 결과에 따르면, 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠(50)을 사용하여 글래스 기판(54)을 스크라이브하면, 얻어진 글래스 기판의 단부면 강도가 저하된다고 하는 과제가 발견되었다.

본 발명자는, 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠(50)의 과제의 생성 원인을 찾기 위해 여러 가지 실험을 반복한 결과, 절결 오목부(53)를 형성하는 면의 날 끝측 부분(53a)이 글래스 기판(54)의 표면과 실질적으로 수직인 배치 관계가 이루어져 있기 때문에, 후육부(51c)에 의한 타점 충격이 지나치게 큰 것에 의한 것인 것을 지견하였다. 따라서, 본 발명자들은 더욱 검토를 거듭하고, 이 타점 충격이 전혀 존재하지 않는 것은 아니지만 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 것보다도 작아지도록 하기 때문에, 디스크 형상의 스크라이빙 휠의 외주연부를 따라서 형성된 V자 형상의 날의 경사면에 형성하는 절결 오목부의 형상을 다시 봄으로써, 날 끝과 취성 기판 사이의 그립성이 양호하면서, 스크라이브한 글래스 기판 등의 취성 기판의 단부면 강도를 향상시킬 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하는 것에 이른 것이다.

즉, 본 발명은, 날 끝과 취성 기판 사이의 그립성이 양호하며, 스크라이브한 취성 기판의 단부면 강도를 향상시킬 수 있는 스크라이빙 휠을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 스크라이빙 휠은, 디스크 형상 휠의 원주부를 따라서 V자형의 날의 능선부가 연속되는 날 끝이 되도록 형성되고, 또한, 상기 V자형의 날의 경사면에 상기 날 끝으로부터 소정 거리 이격된 위치로부터 절결 오목부가 형성되고, 상기 V자형의 날의 선단 부분에 박육부와 후육부가 교대로 형성된 스크라이빙 휠에 있어서,

상기 절결 오목부는, 상기 날 끝의 각도를 θ1(단, θ1>90°), 상기 절결 오목부를 형성하는 면의 상기 날 끝측 부분과 상기 날의 경사면 사이의 각도를 θ2로 하였을 때,

180°>θ2>180°-(θ1)/2

가 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서의 「θ2」는, 「절결 오목부를 형성하는 면」이 곡면의 경우도 포함하고, 「절결 오목부를 형성하는 면」이 날 끝측 부분에 있어서 날의 경사면과 교차하는 위치에서의, 「절결 오목부를 형성하는 면」의 접촉면과 「날의 경사면」의 접촉면 사이에 형성되는 각도를 의미한다. 또한, θ1은 둔각(θ>90°)이고, 바람직하게는, 165°≥θ1>90°의 범위이다.

그리고, θ2=180°인 경우에는, 절결 오목부가 형성되어 있지 않은 상태이고, 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 디스크 형상 휠의 원주부를 따라서 V자형의 날을 형성한 스크라이빙 휠에 대응한다. 또한, θ2=180°-(θ1)/2인 경우는, 절결 오목부를 형성하는 면의 날 끝측 부분이 능선부를 형성하는 날 끝과 평행한 상태이고, 실질적으로 상기 특허 문헌 3에 대응한다. 즉, 본 발명의 스크라이빙 휠은, V자형의 날의 경사면에 날 끝으로부터 소정 거리 이격된 위치로부터 절결 오목부가 형성되어 있고, 이 절결 오목부를 형성하는 면의 날 끝측 부분과 날의 경사면 사이의 각도가 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠의 경우보다도 커지고 있는 것이다.

이에 의해, 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 스크라이빙 휠보다도 수평 크랙이 발생하기 어려워지지만, 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠보다도 수직 크랙이 얕아진다. 그로 인해, 본 발명의 스크라이빙 휠에 따르면, 날 끝과 취성 기판 사이의 그립성이 양호하며, 스크라이브한 취성 기판의 단부면 강도를 향상시킬 수 있게 된다. 덧붙여, 다른 스크라이브 라인과 교차하는 일이 있어도, 교차부에 절결이 발생하기 어려워진다.

또한, 본 발명의 스크라이빙 휠은 초경 합금제, 소결 다이아몬드제, 혹은 강이나 초경 합금의 표면에, 단결정 다이아몬드, 다결정 다이아몬드, CBN 등을 물리적 기상 성장법 또는 화학적 기상 성장법에 의해 코팅한 부재를 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 절결 오목부는, 그 사이즈가 작기 때문에, 고정밀도로 가공하기 위해서는 레이저 가공에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 스크라이빙 휠에 있어서는, 절결 오목부는 양측의 V자형의 날의 경사면에 형성되어 있는 것이 바람직하지만, 용도에 따라서는 한쪽측의 날의 경사면에만 형성되어 있는 것도 채용할 수 있다.

본 발명의 스크라이빙 휠에 있어서는, 상기 θ2는, 175°≥θ2≥180°-(θ1)/2+5°로 이루어져 있는 것이 바람직하고, 나아가서는 175°≥θ2≥180-(θ1)/2+45°로 이루어져 있는 것이 보다 바람직하다.

θ2가 180°>θ2>175°의 조건으로 되어 있는 경우, 절결 오목부를 형성한 것에 의한 효과가 작고, 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 스크라이빙 휠과의 사이에 발생하는 효과의 차이도 작아진다. 또한, θ2가 180°-(θ1)/2+5°>θ2≥180°-(θ1)/2의 조건으로 되어 있는 경우, 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠과의 사이에 발생하는 효과의 차이가 작아진다. θ2가 175°≥θ2≥180°-(θ1)/2+45°의 조건으로 되어 있는 경우, 보다 스크라이브한 취성 기판의 단부면 강도를 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명의 스크라이빙 휠에 있어서는, 상기 절결 오목부는, 동일 형상의 것이 복수개, 동일 원주 상에 등간격으로 형성되어 있는 것으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 스크라이빙 휠에 있어서는, 절결 오목부로서, 각각 다른 형상의 것이 단일 또는 복수개, 동일 원주 상에 부등 간격 또는 어긋나게 형성되어 있어도 그 나름대로의 효과가 발휘된다. 그러나, 절결 오목부로서, 동일 형상의 것이 복수개, 동일 원주 상에 등간격으로 형성되어 있으면, 전체 길이에 걸쳐서 균질한 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 동시에, 단부에 있어서 취성 기판에 당접하는 스크라이빙 휠의 접촉 상태가 실질적으로 균일하게 되므로, 스크라이브한 취성 기판의 단부면 강도를 보다 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 다른 스크라이브 라인과 교차하는 일이 있어도, 보다 교차부에 절결이 발생하기 어려워진다.

본 발명의 스크라이빙 휠에 있어서는, 상기 절결 오목부는, 상기 날의 경사면의 연장 방향을 따른 길이 a와 상기 날의 경사면과 직교하는 방향을 따른 길이 b의 비 b/a가,

b/a<1

이 되도록 형성되어 있는 것으로 하는 것이 바람직하다.

절결 오목부가 b/a<1의 조건을 충족하도록 하면, 절결 오목부는 타원 형상이 되고, 날의 경사면의 연장 방향으로 정렬되어 배열된 상태로 된다. 그로 인해, 본 발명의 스크라이빙 휠에 따르면, 날의 경사면에 많은 절결 오목부를 형성할 수 있으므로, 스크라이브한 취성 기판의 단부면 형상이 보다 균질하게 되어, 단부면 강도를 보다 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 실시 형태의 스크라이빙 휠의 측면도이다.
도 2는 도 1의 스크라이빙 휠의 정면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 확대 단면도이다.
도 4a는 실시 형태의 스크라이빙 휠의 박육부의 작용을 설명하는 도면이고, 도 4b는 후육부의 작용을 설명하는 도면이다.
도 5a는 종래예의 스크라이빙 휠의 측면도이고, 도 5b는 단면도이고, 도 5c는 정면도이고, 도 5d는 글래스 기판에 스크라이브 라인을 형성하고 있을 때의 확대 단면도이다.
도 6a는 도 5에 도시한 스크라이빙 휠의 박육부의 작용을 설명하는 도면이고, 도 6b는 후육부의 작용을 설명하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 사용하여 설명한다. 단, 이하에 도시하는 실시 형태는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 스크라이빙 휠의 일례를 나타내는 것이며, 본 발명을 이 스크라이빙 휠에 특정하는 것을 의도하는 것이 아니라, 특허 청구의 범위에 포함되는 그 밖의 실시 형태의 것에도 동등하게 적용할 수 있는 것이다. 또한, 이하에 도시하는 도면에 있어서는, 각 구성을 이해하기 쉽게 시인할 수 있도록 하기 때문에, 각 구성 부분마다 적절하게 축척을 다르게 하고, 반드시 실제의 치수 내지 각도와 같이 도시되어 있는 것은 아니다.

최초에 실시 형태의 스크라이빙 휠에 대해서, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 또한, 도 1은 실시 형태의 스크라이빙 휠의 측면도이다. 도 2는 도 1의 스크라이빙 휠의 정면도이다. 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 확대 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 실시 형태의 스크라이빙 휠(10)은, 디스크 형상 휠의 원주부를 따른 전체 둘레에 걸쳐 V자형의 날이 형성된 형상을 구비하고 있다. 보다 상세하게는, 하측 저면이 상측 저면보다 면적이 큰 2개의 원추대의 하측 저면끼리가 서로 대향하도록 배치된 형상을 구비하고 있고, 주판알 형상을 갖고 있고, 본체부(11)와, 날의 경사면(12)과, 날의 경사면에 의해서 형성되는 능선부인 날 끝(12a)을 갖고 있다.

또한, 이 스크라이빙 휠(10)은 초경 합금제, 소결 다이아몬드제, 혹은 강이나 초경 합금의 표면에, 단결정 다이아몬드, 다결정 다이아몬드, CBN 등을 물리적 기상 성장법 또는 화학적 기상 성장법에 의해 코팅한 부재를 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.

본체부(11)는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 디스크 형상으로 되어 있고, 본체부(11)의 중심 부근에는 회전축(10b)을 따라서 본체부(11)를 관통하는 관통 구멍(10a)이 형성되어 있다. 또한, 본체부(11)의 외주에는, 원환상으로 날의 경사면(12)이 설치되어 있다.

날의 경사면(12)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 회전축(10b)을 중심으로 한 동심원 형상의 내주 및 외주에 의해 형성되는 원환상체이다. 또한, 날의 경사면(12)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 정면시 V자 형상으로 되어 있다. 회전축(10b)을 따른 날의 경사면(12)의 두께는, 회전축(10b)측으로부터 날 끝(12a)을 향함에 따라서 서서히 작게 되어 있다. 날 끝(12a)은 날의 경사면(12)의 최외주부를 따라서 설치되어 있다. 또한, 날의 경사면(12)은, 종래예의 경우와 마찬가지로, 베벨 연삭법(지석의 면을 사용하여 연삭하고, 경사면을 형성하는 방법)에 의해 형성할 수 있다.

그리고, 본 실시 형태의 스크라이빙 휠(10)에서는, 날의 경사면(12)에 복수의 동일 형상의 절결 오목부(13)가 동심원 형상으로, 등간격으로, 형성되어 있다. 또한, 도 1 및 도 2에서는, 도면 제작의 사정상, 절결 오목부(13)로서 각각 몇 개만 도시하고 있다. 이 절결 오목부(13)는, 그 사이즈가 작기 때문에, 고정밀도로 가공하기 위해, 레이저 가공법에 의해 형성하면 된다. 또한, 절결 오목부(13)는, 모두가 동일 형상이 아니어도 되고, 등간격이 아니어도 되고, 나아가서는 날의 경사면의 양면에서 각각 다른 위치에 있어도 된다.

또한, 절결 오목부(13)는 절결 오목부(13)를 형성하는 면(13a)(도 3 참조)이 곡면의 경우도 포함하므로, 절결 오목부를 형성하는 면(13a)의 날 끝측 부분과 날의 경사면(12) 사이의 각도 θ2는, 절결 오목부를 형성하는 면(13a)이 날 끝측 부분에 있어서 날의 경사면(12)과 교차하는 위치에서의, 절결 오목부를 형성하는 면의 접촉면 L과 날의 경사면(12)의 접촉면 사이에 형성되는 각도로서 정의된다.

개개의 절결 오목부(13)는, 날의 경사면(12)의 연장 방향을 따른 길이 a와 날의 경사면(12)과 직교하는 방향을 따른 길이 b의 비 b/a가 b/a<1이 되도록 타원 형상으로 형성되어 있고, 도 1 및 도 2에 있어서는, b/a<0.5 이하의 긴 타원 형상으로 한 예를 나타내고 있다. 이 복수의 절결 오목부(13)는, 상기 특허 문헌 3에 개시된 것과 마찬가지로, 글래스 기판(14)(도 4 참조)에 형성되는 스크라이브 라인 S의 통상의 깊이, 즉, 글래스 기판(14)의 표면으로부터 날 끝(12a)까지의 깊이가 d1(약 5㎛ 이하)인 경우, 날의 경사면(12)에 있어서, 날 끝(12a)으로부터 후퇴한 위치 d2로부터 글래스 기판(14)의 표면으로부터 후퇴한 위치 d3을 오목하게 함몰되는 범위로 정하여 형성되어 있다.

또한, 절결 오목부(13)는, V자형의 날의 경사면(12)에 날 끝(12a)으로부터 소정 거리 이격된 위치로부터 형성되고, 날의 경사면(12)의 날 끝(12a)측에 절결 오목부(13)가 형성되어 있음으로써, 절결 오목부(13)가 형성된 부분은 박육부(12b)가 되고, 절결 오목부(13)가 형성되어 있지 않은 부분은 후육부(12c)가 되고, V자형의 날의 선단 부분에 박육부(12b)와 후육부(12c)가 교대로 형성되어 있는 동시에 날 끝(12a)이 연속해서 형성된 상태로 된다.

그리고, 본 실시 형태의 스크라이빙 휠에서는, 상기 특허 문헌 3에 개시된 것과는 달리, 도 3에 도시한 바와 같이, 절결 오목부(13)로서, 날 끝(12a)의 각도를 θ1, 절결 오목부(13)를 형성하는 면의 날 끝측 부분과 날의 경사면(12) 사이의 각도를 θ2로 하였을 때, 180°>θ2>180°-(θ1)/2로 되도록 형성되어 있다.

이 θ2는 이하와 같이 하여 정해진 것이다. 즉, θ2=180°인 경우, 절결 오목부가 형성되어 있지 않은 상태이며, 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 디스크 형상 휠의 원주부를 따라서 V자형의 날을 형성한 스크라이빙 휠과 동일 형상이 된다. 이 경우는 날 끝 하중을 크게 함으로써, 날 끝(12a)이 글래스 기판(14)의 표면에 파고 들어가는 심도가 커져, 수직 크랙을 발생시키기 위한 에너지가 커지므로, 수직 크랙의 심도도 커지지만, 날 끝 하중이 일정한 크기를 초과하면, 수평 크랙이 발생하여 바람직하지 않은 컬릿이 많이 발생하여 버리게 된다.

한편, θ2=180°-(θ1)/2인 경우, 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 바와 같은 절결 오목부(13)를 형성하는 면의 날 끝측 부분이 능선부를 형성하는 날 끝(12a)과 평행한 상태와 동일 형상이 된다. 즉, 절결 오목부(13)를 형성하는 면의 날 끝측 부분은, 글래스 기판(14)의 표면과 실질적으로 수직인 배치 관계가 된다. 이 경우는, 날의 선단측에 형성된 박육부(12b)에 의해 형성된 스크라이브 라인에 후육부(12c)가 진입될 때에 타점 충격을 부여하는 상태로 되므로, 수직 크랙의 형성이 조장되게 된다.

그 결과, 스크라이브 시에 글래스 기판(14)에 가해지는 하중을 작게 할 수 있으므로, 잔류 응력이 글래스 기판(14)에 발생하는 일이 거의 없어지고, 수평 크랙의 발생을 억제할 수 있으므로, 분단 처리를 행하였을 때, 단부면에 요철이 발생하지 않는 높은 성형 품질의 글래스 기판이 얻어진다. 그 반면, 날의 선단측에 형성된 박육부(12b)에 의해 형성된 스크라이브 라인에 후육부(12c)가 진입될 때의 타점 충격이 크기 때문에, 단부면 강도가 저하되어 버린다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 절결 오목부(13)가 형성되어 있는 상태로 하기 위해, 180°>θ2라고 하는 조건을 채용하고, 또한, 날의 선단측에 형성된 박육부(12b)에 의해 형성된 스크라이브 라인에 후육부(12c)가 진입될 때의 타점 충격이 지나치게 커지지 않도록 하기 위해, θ2>180°-(θ1)/2라고 하는 조건을 채용한 것이다.

이 실시 형태의 스크라이빙 휠(10)을 사용하여 글래스 기판(14)에 스크라이브 라인 S를 형성할 때의 작용을 도 4를 사용하여 설명한다. 또한, 도 4a는 실시 형태의 스크라이빙 휠의 박육부의 작용을 설명하는 도면이고, 도 4b는 후육부의 작용을 설명하는 도면이다.

실시 형태의 스크라이빙 휠(10)의 날 끝(12a)이 글래스 기판(14)의 두께 방향으로 설정된 파고 들어감의 심도에 이르기까지는, 도 6에 도시한 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠의 경우와 마찬가지로, 날의 선단측에 형성된 박육부(12b)와 후육부(12c)에 의한 스크라이브가 교대로 반복된다.

그리고, 날의 선단측에 형성된 박육부(12b)가 스크라이브 처리를 행하고 있는 상태에서는, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 절결 오목부(13)가 스크라이브 라인 S의 홈의 경사면 Sa와 접촉되지만, 날 끝(12a)의 선단부만에 하중의 전부가 집중되는 상태로 되고, 박육부(12b)에 의한 스크라이브가 효과적으로 진행된다. 이 박육부(12b)에 의한 스크라이브 처리에서는, 스크라이브 라인 S를 따르는 소성 변형 영역에 날 끝(12a)이 접촉되어도, 내부 변형의 발생을 낮게 억제할 수 있고, 수평 크랙의 발생을 방지할 수 있어, 스크라이브 라인 S의 저부에 얕은 수직 크랙 Sc가 형성된다. 이때, 후육부(12c)는 스크라이브 라인 S에 진입되기 직전의 상태로 되어 있다.

날의 선단측에 형성된 박육부(12b)가 통과하고, 이 스크라이브 라인 S에 후육부(12c)가 진입되면, 이 후육부(12c)의 선단의 양측부가 스크라이브 라인 S의 홈의 경사면 Sa에 접촉되고, 날 끝 하중의 전부가 이 홈의 경사면 Sa에 가해진다. 또한 후육부(12c)가 진입됨에 따라, 도 4b에 도시하는 바와 같이, 홈의 경사면 Sa가 압박되어 소성 변형되어 평탄화된다. 이때, 스크라이브 라인 S는 좌우로 확대되는 상태로 되므로, 수직 크랙 Sc가 더 크게 형성되게 되고, 게다가, 이 후육부(12c)가 스크라이브 라인 S의 홈의 경사면 Sa에 접촉되는 형태가 되므로, 수직 크랙 Sc의 형성이 조장되게 된다.

이와 같이 하여, 날의 선단측에 형성된 박육부(12b)와 후육부(12c)의 스크라이브가 교대로 반복됨으로써, 종래와 동등하거나 혹은 그 이하의 날 끝 하중에 의해 수직 크랙 Sc의 형성이 가능해진다. 그 결과, 스크라이브 시에 글래스 기판(14)에 가해지는 하중을 작게 할 수 있으므로, 잔류 응력이 글래스 기판(14)에 발생하는 일이 거의 없으므로, 수평 크랙의 발생을 억제할 수 있다.

덧붙여, 본 실시 형태의 스크라이빙 휠(10)에서는, 날 각도 θ1과, 절결 오목부(13)를 형성하는 면의 날 끝측 부분과 날의 경사면(12) 사이의 각도 θ2와의 사이에, θ2>180°-(θ1)/2라고 하는 조건을 충족하도록 되어 있으므로, 날의 선단측에 형성된 후육부(12c)에 의한 타점 충격은 θ2=180°-(θ1)/2로 되어 있는 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠의 경우보다도 작아진다.

그로 인해, 본 실시 형태의 스크라이빙 휠(10)에 따르면, 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 스크라이빙 휠보다도 수평 크랙이 발생하기 어려워지지만, 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠보다도 수직 크랙이 얕아지는 동시에, 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠과 마찬가지로 날 끝과 글래스 기판 등의 취성 기판 사이의 그립성이 양호해진다. 게다가, 수직 크랙이 얕아짐으로써, 스크라이브한 취성 기판의 단부면 강도를 향상시킬 수 있게 되는 동시에, 다른 스크라이브 라인과 교차하는 일이 있어도, 교차부에 절결이 발생하기 어려워진다.

또한, 본 실시 형태의 스크라이빙 휠(10)에서는, 날 각도 θ1과, 절결 오목부(13)를 형성하는 면의 날 끝측 부분과 날의 경사면(12) 사이의 각도 θ2와의 사이에, 175°≥θ2≥180°-(θ1)/2+5°로 이루어져 있는 것이 바람직하고, 나아가서는 175°≥θ2≥180°-(θ1)/2+45°로 이루어져 있는 것이 보다 바람직하다.

θ2가 180°>θ2>175°의 조건으로 되어 있는 경우, 절결 오목부(13)를 형성한 것에 의한 효과가 작고, 실질적으로 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 스크라이빙 휠과의 사이에 효과의 차이가 발생하지 않게 된다. 또한, θ2가 180°-(θ1)/2+5°>θ2≥180°-(θ1)/2의 조건으로 되어 있는 경우, 실질적으로 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠과의 사이에 효과의 차이가 발생하지 않게 된다. θ2가 175°≥θ2≥180°-(θ1)/2+45°의 조건으로 되어 있는 경우, 수직 크랙이 지나치게 깊게 되지 않으므로, 보다 스크라이브한 취성 기판의 단부면 강도를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 스크라이빙 휠(10)의 외경 D(도 2 참조)는, 바람직하게는 1 내지 5㎜의 범위이다. 스크라이빙 휠(10)의 외경 D가 1㎜보다 작은 경우에는, 스크라이빙 휠(10)의 취급성 및 내구성이 저하되는 동시에, 공업적인 생산도 곤란해진다. 한편, 스크라이빙 휠(10)의 외경 D가 5㎜보다 큰 경우에는, 스크라이브 시의 적정 하중 범위가 고하중 측으로 시프트하고, 낮은 하중에서는 스크라이브 라인이 형성되기 어려워지는 경향이 있다.

또한, 스크라이빙 휠(10)의 두께 T는, 바람직하게는 0.5 내지 1.2㎜의 범위이다. 스크라이빙 휠(10)의 두께 T가 0.5㎜보다 작은 경우에는 가공성 및 취급성이 저하되는 경우가 있다. 한편, 스크라이빙 휠(10)의 두께 T가 1.2㎜보다 큰 경우에는 스크라이빙 휠(10)의 제조를 위한 비용이 높아진다

또한, 날 끝(12a)의 날 각도 θ1은, 통상 둔각이고, 바람직하게는, 165°≥θ>90°의 범위이다. 또한, 날 각도 θ1의 구체적 각도는, 절단하는 취성 재료 기판의 재질이나 두께 등으로부터 적절하게 설정된다. 또한, 이 절결 오목부(13)의 최적인 형성 위치는, 취성 재료 기판의 재질 및 두께, 스크라이빙 휠의 날 각도 θ1 및 두께를 고려하는 면에서, 스크라이브 시의 취성 기판의 표면으로부터 날 끝(12a)까지의 깊이보다도 작은 범위, 즉 1 내지 5㎛ 정도의 범위에서 실험적으로 적절하게 설정하면 된다. 또한, 인접하는 절결 오목부(13)의 사이의 피치는, 임계적 한계는 존재하지 않지만, 20 내지 200㎛의 범위에서 적절하게 선택하면 된다. 또한, 상기 실시 형태의 스크라이빙 휠과, 상기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 스크라이빙 휠(제1 종래예)과, 상기 특허 문헌 3에 개시되어 있는 스크라이빙 휠(제2 종래예)의 특성의 차이를 정리하면, 하기 표 1에 기재한 바와 같게 된다.

또한, 상기 실시 형태의 스크라이빙 휠(10)에 있어서는, 절결 오목부(13)로서 동일 형상의 것이 복수개, 동일 원주 상에 등간격 형성된 예를 나타냈지만, 본 발명에 있어서는, 절결 오목부(13)로서 각각 다른 형상의 것이 단일 또는 복수개, 동일 원주 상에 부등 간격 또는 어긋나게 형성되어 있어도 그 나름대로의 효과가 발휘된다. 그러나, 절결 오목부(13)로서, 동일 형상의 것이 복수개, 동일 원주 상에 등간격으로 형성되어 있으면, 전체 길이에 걸쳐서 균질한 스크라이브 라인을 형성할 수 있는 동시에, 단부에 있어서 글래스 기판 등의 취성 기판에 접촉되는 스크라이빙 휠의 접촉 상태가 실질적으로 균일하게 되므로, 스크라이브한 취성 기판의 단부면 강도를 보다 향상시킬 수 있게 되는 동시에, 다른 스크라이브 라인과 교차하는 일이 있어도, 보다 교차부에 절결이 발생하기 어려워진다.

상기 실시 형태의 스크라이빙 휠(10)에 있어서는, 절결 오목부(13)로서, 날의 경사면(12)의 연장 방향을 따른 길이 a와 날의 경사면(12)과 직교하는 방향을 따른 길이 b의 비 b/a가 b/a<0.5의 긴 타원 형상의 예를 나타냈다. 그러나, 본 발명에 있어서는, 절결 오목부(13)로서는, b/a≥1의 조건이라도, 그 나름대로의 효과를 발휘할 수 있지만, 적어도, b/a<1의 조건을 충족하고 있으면, 절결 오목부(13)의 형상이 타원 형상이 되고, 날의 경사면(12)과 직교하는 방향으로 정렬되어 배열된 상태로 되므로, 날의 경사면(12)에 많은 절결 오목부(13)를 형성할 수 있고, 스크라이브한 취성 기판의 단부면 형상이 보다 균질하게 되어, 단부면 강도를 보다 향상시킬 수 있게 된다.

10 : 스크라이빙 휠
10a : 관통 구멍
10b : 회전축
11 : 본체부
12 : 날의 경사면
12a : 날 끝
12b : 박육부
12c : 후육부
13 : 절결 오목부
14 : 글래스 기판
S : 스크라이브 라인
Sa : 홈의 경사면
Sc : 수직 크랙

Claims (7)

1. 디스크 형상 휠의 원주부를 따라서 V자형의 날의 능선부가 연속되는 날 끝이 되도록 형성되고, 또한, 상기 V자형의 날의 경사면에 상기 날 끝으로부터 소정 거리 이격된 위치로부터 절결 오목부가 형성되고, 상기 V자형의 날의 선단 부분에 박육부와 후육부가 교대로 형성된 스크라이빙 휠에 있어서,
   상기 절결 오목부는, 상기 날 끝의 각도를 θ1(단, θ1>90°), 상기 절결 오목부를 형성하는 면의 상기 날 끝측 부분과 상기 날의 경사면 사이의 각도를 θ2로 하였을 때,
   180°>θ2>180°-(θ1)/2
   가 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 스크라이빙 휠.
2. 제1항에 있어서,
   상기 θ2는,
   175°≥θ2≥180°-(θ1)/2+5°
   로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는, 스크라이빙 휠.
3. 제2항에 있어서,
   상기 θ2는,
   175°≥θ2≥180°-(θ1)/2+45°
   로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는, 스크라이빙 휠.
4. 제1항에 있어서,
   상기 절결 오목부는, 동일 형상의 것이 복수개, 동일 원주 상에 등간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 스크라이빙 휠.
5. 제2항에 있어서,
   상기 절결 오목부는, 동일 형상의 것이 복수개, 동일 원주 상에 등간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 스크라이빙 휠.
6. 제3항에 있어서,
   상기 절결 오목부는, 동일 형상의 것이 복수개, 동일 원주 상에 등간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 스크라이빙 휠.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 절결 오목부는, 상기 날의 경사면의 연장 방향을 따른 길이 a와 상기 날의 경사면과 직교하는 방향을 따른 길이 b의 비 b/a가,
   b/a<1
   이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 스크라이빙 휠.

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