TWI483911B - 劃線裝置 - Google Patents

Description

劃線裝置

本發明係關於一種藉由使鑽石尖頭(diamond point)相對於脆性材料基板相對移動而於脆性材料基板上形成刻劃線的劃線裝置。

先前已知有利用刀部由鑽石等形成之鑽石尖頭或鑽石輪於玻璃基板上形成刻劃線的技術(例如專利文獻1)。

[背景技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2010-085791號公報

在藉由將鑽石尖頭以特定壓力抵壓於玻璃基板而於玻璃基板上形成刻劃線之情形時，於玻璃基板與實際上抵壓於該玻璃基板之部位即鑽石尖頭之刀部之間產生摩擦熱。該摩擦熱成為引起刀部之氧化、進而使刀部劣化、使刻劃性能降低等縮短鑽石尖頭之壽命的主要原因。

本發明係鑒於以上課題而完成的，其目的在於提供一種與先前相比進一步實現了鑽石尖頭之長壽命化的劃線裝置。

為了解決上述課題，技術內容1之發明係一種劃線裝置，其特徵在於：於脆性材料基板上形成刻劃線，且包 括：鑽石尖頭，其在前端具有包含鑽石內含物之刀部；保持機構，其一面保持上述鑽石尖頭一面使其移動；及保持單元，其保持上述脆性材料基板；且藉由一面使上述刀部接觸保持在上述保持單元之上述脆性材料基板之表面，一面利用上述保持機構使上述鑽石尖頭移動，而可在上述表面上形成刻劃線；該劃線裝置進而包括氣體環境調整機構，該氣體環境調整機構藉由至少在形成上述刻劃線之期間，對上述刀部所在的被供給空間供給惰性氣體，而使上述被供給空間成為低氧狀態。

技術內容2之發明係如技術內容1之劃線裝置，其特徵在於：上述氣體環境調整機構係以從利用供給管而與惰性氣體供給源連接之噴嘴對上述被供給空間供給上述惰性氣體之方式構成，並且在上述供給管的中途具備冷卻上述惰性氣體之氣體冷卻機構，且藉由至少在形成上述刻劃線之期間，對上述刀部所在的被供給空間供給經上述氣體冷卻機構冷卻之惰性氣體，而使上述被供給空間成為低溫且低氧狀態。

技術內容3之發明係如技術內容1或2之劃線裝置，其特徵在於：上述氣體環境調整機構進而包括外罩，該外罩當利用上述鑽石尖頭形成刻劃線時將上述鑽石尖頭收納於內部；且在上述外罩之內部設置有上述噴嘴，將上述外罩與上述脆性材料基板之間的空間作為上述被供給空間，從上述噴嘴供給上述惰性氣體。

技術內容4之發明係如技術內容1之劃線裝置，其特徵在 於：上述氣體環境調整機構係以從利用供給管而與惰性氣體供給源連接之噴嘴對上述刀部噴射惰性氣體之方式構成，並且在上述供給管的中途具備冷卻上述惰性氣體的氣體冷卻機構，且至少在形成上述刻劃線之期間，將經上述氣體冷卻機構冷卻之惰性氣體作為上述冷卻氣體對上述刀部噴射。

技術內容5之發明係如技術內容4之劃線裝置，其特徵在於：上述氣體環境調整機構進而包括外罩，該外罩係在利用上述鑽石尖頭形成刻劃線時，將上述鑽石尖頭收納於內部，且在上述外罩之內部安裝有上述噴嘴，將上述外罩與上述脆性材料基板之間的空間作為上述被供給空間，從上述噴嘴供給上述冷卻氣體。

技術內容6之發明係如技術內容1、2或4中任一者之劃線裝置，其特徵在於：上述惰性氣體為氮氣。

根據技術內容1至技術內容6之發明，因在刀部與脆性材料基板之間產生的摩擦熱而引起之刀部之氧化較佳地得到抑制。由此，能實現鑽石尖頭之長壽命化。

尤其是，根據技術內容1至技術內容3之發明，藉由對鑽石尖頭之刀部所存在的被供給空間供給惰性氣體，而使刀部之周圍成為低氧氣體環境。由此，因在刀部與脆性材料基板之間產生的摩擦熱而引起之刀部之氧化較佳地得到抑制。由此，能實現鑽石尖頭之長壽命化。

尤其是，根據技術內容2之發明，藉由對鑽石尖頭之刀 部所存在的被供給空間供給低溫之惰性氣體，而使刀部之周圍成為低溫且低氧氣體環境。由此，因在刀部與脆性材料基板之間產生的摩擦熱而引起之刀部之氧化更佳地得到抑制。

尤其是，根據技術內容4及技術內容5之發明，藉由對鑽石尖頭之刀部噴射冷卻氣體，使得因在刀部與脆性材料基板之間產生的摩擦熱而引起之刀部之氧化較佳地得到抑制。由此，能實現鑽石尖頭之長壽命化。

尤其是，根據技術內容3及技術內容5之發明，因氣體環境調整機構包括外罩，故能將供給有惰性氣體或冷卻氣體的空間隔成被供給空間。由此，可高效地使鑽石尖頭附近之氣體環境成為低氧狀態或低溫狀態。

<劃線裝置之構成>

圖1及圖2分別係表示本實施形態之劃線裝置1之整體構成的前視圖及側視圖。劃線裝置1係在例如如玻璃基板或陶瓷基板等般由脆性材料形成的基板(以下亦簡稱為「脆性材料基板」)4之表面上形成刻劃線(切痕：縱切)的裝置。

如圖1及圖2所示，劃線裝置1主要包括保持單元10、劃線單元20、攝像部單元80及控制單元90。另外，於圖1及之後的各圖中，為了明確上述結構的方向關係，視需要而適當附上以Z軸方向為鉛垂方向、以XY平面為水平面的XYZ正交座標系。而且，雖在圖1及圖2中省略圖示，但劃 線裝置1還包括氣體環境調整機構100(參照圖4)。

此處，於本實施形態中，將以下方法稱為「割斷」，即：(1)藉由利用劃線裝置1在脆性材料基板4之表面形成刻劃線SL(參照圖6)，而產生垂直裂痕(劃線步驟)；(2)其次，藉由賦予應力而使垂直裂痕進一步伸展，從而切斷脆性材料基板4(斷裂步驟)。

另一方面，將以下方法稱為「分斷」，即，僅藉由劃線步驟(即不執行斷裂步驟)來使垂直裂痕從脆性材料基板4的形成有刻劃線SL之一側的主面伸展至相反側的主面，從而切斷脆性材料基板4。

而且，作為可利用本實施形態之劃線方法割斷或分斷的脆性材料基板4之材質的示例，可列舉玻璃、陶瓷、矽、或藍寶石等。尤其是近年來，作為用於有關通訊設備之高頻模組的基板，從HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics，高溫共燒陶瓷)向加工相對容易的LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics，低溫共燒陶瓷)的轉移不斷加速。因此，本實施形態之劃線方法越發有效。

保持單元10係藉由一面保持脆性材料基板4一面使其移動，而使脆性材料基板4相對於劃線單元20移動。如圖1所示，保持單元10設置於基部10a上，且主要包括平台11、滾珠螺桿機構12及馬達13。

此處，基部10a例如係利用大致長方體狀的石壓盤形成，其上表面(與保持單元10對向的面)得到平坦加工。

平台11吸附保持所載置之脆性材料基板4。而且，平台11使所保持之脆性材料基板4沿箭頭AR1方向(X軸的正或負方向：以下亦簡稱為「進退方向」)進退，並且朝箭頭R1方向旋轉。如圖1及圖2所示，平台11主要包括吸附部11a、旋轉台11b及移動台11c。

吸附部11a設置於旋轉台11b之上側。如圖1及圖2所示，可於吸附部11a之上表面載置脆性材料基板4。而且，於吸附部11a之上表面以格子狀配置有多個吸附槽(省略圖示)。因此，藉由在載置有脆性材料基板4的狀態下對各吸附槽內之氣體環境進行排氣(抽吸)，可使脆性材料基板4吸附在吸附部11a。

旋轉台11b設置於吸附部11a之下側，且使吸附部11a以與Z軸大致平行之旋轉軸11d為中心旋轉。而且，移動台11c設置於旋轉台11b之下側，且使吸附部11a及旋轉台11b沿進退方向移動。

因此，吸附保持於平台11上之脆性材料基板4沿箭頭AR1方向進退，並且以隨著吸附部11a之進退動作而移動之旋轉軸11d為中心旋轉。

滾珠螺桿機構12係配置於平台11之下側，且使平台11沿箭頭AR1方向進退。如圖1及圖2所示，滾珠螺桿機構12主要包括進給螺桿12a及螺母12b。

進給螺桿12a係沿平台11之進退方向延伸的棒體。於進給螺桿12a之外周面設置有螺旋狀的槽(省略圖示)。而且，進給螺桿12a之一端由支撐部14a可旋轉地支撐，進給螺桿 12a之另一端由支撐部14b可旋轉地支撐。此外，進給螺桿12a與馬達13連動連結，若馬達13旋轉，則進給螺桿12a朝馬達13之旋轉方向旋轉。

螺母12b隨著進給螺桿12a之旋轉，藉由未圖示之滾珠的滾動運動而沿箭頭AR1方向進退。如圖1及圖2所示，螺母12b固定於移動台11c的下部。

因此，若馬達13被驅動，使馬達13之旋轉力傳遞至進給螺桿12a，則螺母12b沿箭頭AR1方向進退。其結果，固定有螺母12b之平台11與螺母12b同樣地沿箭頭AR1方向進退。

一對導軌15、16限制平台11於前進方向上的移動。如圖2所示，一對導軌15、16於箭頭AR2方向上僅隔開特定距離而固定於基部10a上。

複數個(本實施形態中為2個)滑動部17(17a、17b)沿著導軌15於箭頭AR1方向上自如滑動。如圖1及圖2所示，各滑動部17(17a、17b)於箭頭AR1方向上僅隔開特定距離而固定於移動台11c的下部。

複數個(本實施形態中為2個，惟為方便圖示，僅顯示滑動部18a)滑動部18沿著導軌16於箭頭AR1方向上自如滑動。如圖1及圖2所示，各滑動部18與滑動部17(17a、17b)同樣地於箭頭AR1方向上僅隔開特定距離而固定於移動台11c的下部。

由此，若馬達13之旋轉力賦予至滾珠螺桿機構12，則平台11會沿一對導軌15、16移動。因此，可確保平台11在進 退方向上之直線前進性。另外，亦可設置線性導軌(線性馬達)來代替滾珠螺桿機構12。

劃線單元20係負責於脆性材料基板4之表面形成刻劃線SL。如圖1及圖2所示，劃線單元20主要包括頭部30及驅動部70。

頭部30包括作為用來在脆性材料基板4上形成刻劃線SL之工具(tool)的鑽石尖頭60(參照圖3)。於本實施形態中，於使鑽石尖頭60之刀部61(參照圖3)接觸保持在保持單元10的脆性材料基板4之表面，且對該表面賦予抵壓力(以下亦簡稱為「劃線負荷」)的狀態下，藉由使鑽石尖頭60相對於脆性材料基板4移動，而於脆性材料基板4上形成刻劃線SL。頭部30之具體構成將於下文敍述。

驅動部70係於形成該刻劃線SL時使包括保持鑽石尖頭60的固定器31的頭部30沿箭頭AR2方向(Y軸的正或負方向)往返移動。如圖2所示，驅動部70主要包括多根(本實施形態中為2根)支柱71、多根(本實施形態中為2根)導軌72、及馬達73。

支柱71(71a、71b)係從基部10a於上下方向(Z軸方向)延伸。如圖2所示，導軌72於夾在支柱71a、71b之間的狀態下固定於該等支柱71a、71b上。

導軌72係限制形成刻劃線SL時之頭部30的移動。如圖2所示，導軌72於上下方向上僅隔開特定距離而被固定。

馬達73係與未圖示之進給機構(例如滾珠螺桿機構)連動連結。由此，若馬達73旋轉，則頭部30會沿導軌72於箭頭 AR2方向上往返。

攝像部單元80係對保持在保持單元10的脆性材料基板4進行攝像。如圖2所示，攝像部單元80包括多台(本實施形態中為2台)相機85(85a、85b)。

如圖1及圖2所示，相機85(85a、85b)配置於保持單元10之上方。相機85(85a、85b)對於形成在脆性材料基板4上之特徵性部分(例如對準標記(alignment mark)(省略圖示))的圖像進行攝像。而且，根據相機85(85a、85b)拍攝所得的圖像，求出脆性材料基板4之位置及姿勢。

控制單元90係實現劃線裝置1之各要素的動作控制、及資料運算。如圖1及圖2所示，控制單元90主要包括ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)91、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)92、及CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)93。

ROM(Read Only Memory)91係所謂非揮發性記憶部，例如存儲有程式91a。另外，作為ROM 91，亦可使用作為可自如讀寫之非揮發性記憶體的快閃記憶體(flash memory)。

RAM(Random Access Memory)92係揮發性記憶部，例如存儲CPU 93之運算中使用的資料。CPU(Central Processing Unit)93係執行按照ROM 91之程式91a進行的控制(例如保持單元10之進退、旋轉動作；頭部30之往返、升降動作；下述氣體環境調整機構100對氮氣供給動作或冷卻動作等的控制)、及各種資料運算處理等。

<頭部之構成及鑽石尖頭>

圖3係表示頭部30附近之構成的前視圖。如圖3所示，頭部30主要包括鑽石尖頭60、保持且固定鑽石尖頭60之固定器31、使固定有鑽石尖頭60之固定器31可搖動的固定器搖動部34、及用來調整鑽石尖頭60之高度位置的升降部50。

而且，圖4及圖5係表示固定器搖動部34附近之構成之一例的側視圖。另外，在圖4及圖5中亦圖示有下述氣體環境調整機構100。而且，圖4係表示未形成刻劃線SL時之頭部30之狀況的圖。圖5係表示進行刻劃線SL的形成時的頭部30之狀況的圖。此外，圖6係表示鑽石尖頭60之構成的側視圖。另外，以下，將劃線裝置1未進行刻劃線SL的形成之時亦稱為「靜止時」。

如圖6所示，鑽石尖頭60大體上具有在作為呈圓柱狀或角柱狀的棒體的保持部62之前端部62a設置有刀部61之構成。藉由使刀部61碰觸脆性材料基板4，而於脆性材料基板4上形成刻劃線SL。

刀部61係使天然的或經合成的單晶體鑽石或多晶體鑽石、或者利用鐵族元素等結合材料使鑽石粒子結合而成的燒結鑽石等構成原材料成形為四角錐台形形狀、或其他適於形成刻劃線SL的形狀而成。另外，將刀部61之構成原材料總稱為鑽石內含物。

保持部62之剖面直徑較佳為2 mm~6 mm，保持部62之長度較佳為10 mm~70 mm。另一方面，關於刀部61之尺寸，若在形成為四角錐台形形狀之情形時，則較佳為刀部61與 保持部62之前端部62a的接合部附近之剖面為0.5 mm見方~3.0 mm見方，更佳為該剖面為0.8 mm見方~2.0 mm見方。

具有以上構成之鑽石尖頭60係在形成刻劃線SL時固定於設在頭部30的固定器31上。固定器31係在頭部30直接保持鑽石尖頭60的要素。具體而言，如圖3及圖5所示，固定器31係以刀部61朝向脆性材料基板4側的方式保持且固定鑽石尖頭60的保持部62。

<固定器搖動部及升降部>

保持且固定有鑽石尖頭60之固定器31係保持在固定器搖動部34。而且，固定器搖動部34保持在升降部50。

具體而言，如圖3至圖5所示，固定器搖動部34主要包括安裝固定器31之固定器接頭35、及用來將固定器接頭35安裝在升降部50之固定器安裝區塊40。固定器接頭35包括安裝片36及旋轉部38。固定器安裝區塊40包括軸承46、47、及固定部49。

安裝片36係固定器接頭35上之直接安裝固定器31的要素。如圖3至圖5所示，安裝片36設置於固定器接頭35之下端部分。安裝片36之形狀在側面視圖中大致為L字狀。

於安裝片36上設置有固定軸36a，固定器31安裝於該固定軸36a上。固定軸36a係在安裝有固定器31之狀態下與鑽石尖頭60之延伸方向(箭頭AR3方向)大致垂直。以下，將固定軸36a之延伸方向(箭頭AR4方向)亦簡稱為「軸心方向」。該軸心方向在靜止時與Y軸方向一致。

旋轉部38係用來使固定器接頭35與固定器安裝區塊40連 接的部位。旋轉部38係由固定器安裝區塊40中所設之軸承46、47樞軸支撐。即，旋轉部38以與軸承46、47之內徑面對向的方式插入至固定器安裝區塊40的本體部40a。由此，固定器接頭35可以與鑽石尖頭60之長度方向大致平行之旋轉軸38a為中心朝箭頭R2方向旋轉。另外，軸承46、47係以在靜止時從上至下依序位於固定器安裝區塊40之本體部40a內的方式配置。因此，在靜止時，旋轉部38之旋轉軸38a之延伸方向係與Z軸方向一致。

藉由設有該旋轉部38，而使固定器接頭35可以旋轉部38之旋轉軸38a為中心朝箭頭R2方向旋轉。其中，於旋轉部38之前端部設置限制旋轉部38之旋轉動作的固定部49。由此，對於固定器接頭35而言，實際上僅容許其在繞旋轉軸38a的特定角度範圍內搖動。

另外，於本實施形態中，對使用2個軸承46、47之情形進行了說明，但是軸承之個數並不限於此，例如亦可為1個，亦可為3個以上。而且，例如使用螺釘等緊固構件作為固定部49。

升降部50係與固定器搖動部34之固定器安裝區塊40連接、且使保持固定器31之固定器搖動部34作為整體而沿Z軸方向升降的部位。如圖3所示，升降部50主要包括缸51及傳遞部52。

缸51係賦予用來使固定器搖動部34沿上下方向(Z軸的正或負方向)升降之驅動力的驅動力供給源。如圖3所示，缸51係配置於固定器安裝區塊40之上方，且主要包括本體部 51a及桿(rod)51b。

桿51b可相對於本體部51a進退。如圖3所示，桿51b之下端與傳遞部52連結。因此，由缸51進行驅動而使桿51b進出本體部51a，藉此，桿51b之下端向下方下壓傳遞部52。

傳遞部52係設置於缸51與固定器安裝區塊40之間，且將來自缸51之驅動力傳遞至固定器安裝區塊40。

如圖3所示，導引機構53主要包括導軌53a、及沿導軌53a於上下方向上自如滑動的導塊53b。於導塊53b中附設有作為直接安裝固定器安裝區塊40之要素的安裝板54。於安裝板54中設置有供固定器安裝區塊40之旋轉軸40b插入的插入口56。

插入口56係在水平面內沿與刻劃線SL之形成方向垂直的方向延伸。藉由將旋轉軸40b插入至該插入口56，而使固定器搖動部34可繞旋轉軸40b旋轉。另外，如圖4所示，或如圖5中之點劃線所示，在靜止時，固定器搖動部34位於鑽石尖頭60之延伸方向與鉛垂方向一致的位置。而且，固定器搖動部34繞旋轉軸40b之旋轉係由未圖示之角度限制機構限制在特定角度範圍內。例如只能在圖5中之箭頭R3所示之範圍內旋轉。

而且，藉由將旋轉軸40b插入至插入口56中，固定器搖動部34亦經由安裝板54而由導塊53b保持。利用由缸51所賦予之驅動力而於導引機構53中使導塊53b沿導軌53a受導引，藉此實現固定器搖動部34在Z軸方向上之升降動作。

<刻劃線之形成>

其次，對利用具有如上所述之構成的劃線裝置1形成刻劃線SL的過程進行說明。

在本實施形態之劃線裝置1中，如上所述，固定器搖動部34在水平面內可繞與刻劃線SL的形成方向垂直之旋轉軸40b旋轉，且固定器接頭35可繞位於包含刻劃線SL之形成方向及鉛垂方向的平面內之旋轉軸38a旋轉。由此，可在固定有鑽石尖頭60之固定器31能繞相互正交之2軸搖動的狀態下形成刻劃線SL。另外，旋轉軸40b與旋轉軸38a具有後者存在於與前者垂直的面內之關係。

具體而言，首先，於脆性材料基板4被吸附固定於平台11上的狀態下，使鑽石尖頭60之刀部61觸抵刻劃線SL的形成開始位置。此時，藉由以特定的推力來驅動缸51，而由固定於固定器31上的鑽石尖頭60對脆性材料基板4施加特定的劃線負荷。而且，於作用有該劃線負荷的狀態下，利用驅動部70使包含鑽石尖頭60的頭部30相對於脆性材料基板4移動。

在此，若將形成刻劃線SL時之鑽石尖頭60的前進方向設為Y軸正方向，則在靜止時，如圖4所示，或如圖5中之點劃線所示，具有鑽石尖頭60之長度方向與鉛垂方向一致的姿勢之固定器搖動部34在刀部61於與前進方向相反的朝向(Y軸負方向)受到來自脆性材料基板4的阻力。由此，該阻力成為力矩，而使固定器搖動部34整體繞旋轉軸40b旋轉，從而如圖5中之實線所示，成為從鉛垂方向以某角度傾斜之姿勢。頭部30之移動係在固定器搖動部34保持該傾 斜姿勢的狀態下進行。

此時，當然，鑽石尖頭60亦從靜止時之姿勢成為以該角度傾斜，但在該傾斜姿勢的狀態下，亦以從鑽石尖頭60對脆性材料基板4作用劃線負荷的方式，預先進行上述固定器搖動部34於Z軸方向上之位置調整，而在頭部30移動之期間，藉由鑽石尖頭60之刀部61實現如圖6所示之刻劃線SL的形成。

具體而言，劃線負荷較佳為設定在0.3 N~3.0 N之範圍內。劃線負荷更佳為設定在0.5 N~2.5 N之範圍內。而且，鑽石尖頭60相對於脆性材料基板4之移動速度通常設定在50 mm/sec~1200 mm/sec之範圍內。上述移動速度較佳為設定在100 mm/sec~800 mm/sec之範圍內。另外，劃線負荷及移動速度之具體值可根據脆性材料基板4之材質或厚度等適當設定。

根據以上內容，於脆性材料基板4之表面形成與鑽石尖頭60之刀部61的軌跡一致的刻劃線SL。而且，於脆性材料基板4上形成從刻劃線SL沿垂直方向(Z軸方向)延伸的垂直裂痕。

另外，至此為止，對作為刻劃線SL之形成方向的鑽石尖頭60之前進方向為Y軸正方向之情形進行了說明，但是，在刻劃線SL之形成方向是與上述方向相反的Y軸負方向之情形時，藉由固定器搖動部34採取圖6中的雙點劃線所示的傾斜姿勢，亦可進行相同形態下的加工。因此，例如若為如形成相互平行的多條刻劃線SL般之情形，則可進行使 前進方向在Y軸正負方向依序反轉的往返加工。在該情形下，每當鑽石尖頭60之前進方向反轉時，固定器搖動部34的傾斜姿勢在圖5之實線之情形與雙點劃線之情形之間交替變換。另外，在無需進行往返加工之情形時，亦可省略旋轉軸40b，而以特定角度θ將固定器搖動部34固定。

而且，如上所述，固定器31由於安裝在繞旋轉軸38a在特定角度範圍內搖動的固定器接頭35上，因此，在形成刻劃線SL之期間，能保持可繞該旋轉軸38a搖動的狀態。因此，即便於如脆性材料基板4之表面以刻劃線SL的形成前進方向為軸傾斜般之情形時，藉由使固定器31繞旋轉軸38a適當旋轉，鑽石尖頭60亦可保持仿照該傾斜的姿勢。

<氣體環境調整機構>

其次，對劃線裝置1中所設的氣體環境調整機構100之構成進行說明。如圖4及圖5所示，氣體環境調整機構100主要包括外罩101、多根(本實施形態中為2根)噴嘴102(102a、102b)、氮氣供給源103、及氣體冷卻部106。

外罩101係覆蓋鑽石尖頭60之周圍且上下開口的筒狀體。如圖3所示，外罩101安裝於安裝板54上，而且，如圖4所示，在形成刻劃線SL時以接近脆性材料基板4的方式配置。換而言之，至少在形成刻劃線SL時，鑽石尖頭60成為收納於外罩101內部的狀態。另外，固定器搖動部34繞旋轉軸40b之旋轉、及固定器接頭35繞旋轉軸38a之旋轉可不與外罩101干涉地進行。

噴嘴102係在外罩101之內部且安裝於安裝板54上，例如 將從作為氮氣儲氣瓶等之氮氣供給源103供給的氮氣，供給至脆性材料基板4與外罩101之間的空間、即在形成刻劃線SL時作為鑽石尖頭60存在的空間的被供給空間110。更詳細地說，藉由使從與氮氣供給源103連接之主供給管104分出的多根(本實施形態中為2根)供給管105(105a、105b)與各噴嘴102(102a、102b)連接，而使各噴嘴102與氮氣供給源103連通連接。

噴嘴102之配置位置及姿勢根據包括鑽石尖頭6之固定器搖動部34的姿勢適當地調整即可。例如，如圖5所示，當固定器搖動部34在形成刻劃線SL時採取傾斜姿勢時，較佳為以至少1個噴嘴102接近鑽石尖頭60之刀部61的方式構成氣體環境調整機構100。此外，亦可在每當藉由固定器搖動部34改變姿勢而使鑽石尖頭60之刀部61的位置變化時，與刀部61的位置相應地使噴嘴102的供給方向變化。或者，亦可在固定器搖動部34位於實線所示的位置時使噴嘴102b接近刀部61，在固定器搖動部34位於雙點劃線所示的位置時使噴嘴102a接近刀部61。

另外，在圖4及圖5中，2個噴嘴102a、102b係在外罩101之內部且安裝於安裝板54之Y軸方向的兩端部、也就是說刻劃線SL之形成方向的前後，但是噴嘴102之配置位置並不限於此。例如亦可為在安裝板54之X軸方向的兩端部設置2個噴嘴102的形態，亦可為設置更多噴嘴102的形態。

氣體冷卻部106係以覆蓋主供給管104之一部分的方式設置的、冷卻供給至噴嘴102之氮氣的冷卻要素。氣體冷卻 部106可利用周知的技術構成。較佳為，氣體冷卻部106可控制其冷卻動作之驅動及停止。若在氣體冷卻部106進行冷卻動作的狀態下，打開設置於氣體冷卻部106與供給管105之間的閥107，則經冷卻之氮氣被供給至被供給空間110。

於包括如上所述之構成的氣體環境調整機構100之本實施形態之劃線裝置1中，至少在上述形態下於脆性材料基板4之表面上形成刻劃線SL之期間，從噴嘴102對鑽石尖頭60(更嚴格地說係其刀部61)存在的被供給空間110供給氮氣。其結果，由於鑽石尖頭60之刀部61之周圍成為低氧氣體環境，因此因在刀部61與脆性材料基板4之間產生的摩擦熱而引起之刀部61之氧化較佳地得到抑制。由此，能實現鑽石尖頭60之長壽命化。

而且，在當供給氮氣時驅動氣體冷卻部106之情形時，經氣體冷卻部106冷卻之氮氣被供給至被供給空間110。該情形時，由於鑽石尖頭60之刀部61之周圍為低溫的氮氣氣體環境，因此，因在刀部61與脆性材料基板4之間產生的摩擦熱而引起之刀部61之氧化更有效地得到抑制。由此，鑽石尖頭60之短壽命化更佳地得到抑制。

或者，亦可直接對刀部61噴射經氣體冷卻部106冷卻的低溫的氮氣。該情形時，利用所噴射之氮氣來冷卻刀部61。而且，刀部61之周圍受所噴射之氮氣的影響而成為低溫且低氧狀態。根據上述內容，因在刀部61與脆性材料基板4之間產生的摩擦熱而引起之刀部61之氧化有效地得到 抑制。其結果，鑽石尖頭60之短壽命化較佳地得到抑制。該情形時，也可以說氣體環境調整機構100係作為鑽石尖頭冷卻機構而發揮功能。

另外，於上述情形時，外罩101具有將供給氮氣之被供給空間110與其他空間隔開的作用。即，藉由設置外罩101，可高效地使鑽石尖頭60的附近之氣體環境(在氣體環境調整機構100作為鑽石尖頭冷卻機構而發揮功能之情形時，尤其是刀部61附近之氣體環境)成為低氧狀態進而是低溫狀態。此外，藉由設置外罩101，亦可防止在形成刻劃線SL時產生之玻璃屑(cullet)因由噴嘴102供給的氣體而飛散。然而，並非必需設置外罩101，亦可為以下形態，即，僅藉由從配置於適當位置之噴嘴102供給氮氣，而使鑽石尖頭60附近(在氣體環境調整機構100作為鑽石尖頭冷卻機構而發揮功能之情形時，尤其是刀部61的附近)較佳地成為低氧狀態且進而是低溫狀態。而且，亦可為將噴嘴102安裝於外罩101之內面而非安裝板54上的形態，亦可為在外罩101之內部獨立地設置噴嘴102的形態。此外，只要可將供給有氮氣之被供給空間110與其他空間隔開，亦可使用矩形狀(正方形或長方形狀)的板體來代替筒狀體的外罩101。或者，亦可以為以下形態，即，獨立於安裝板54而另設外罩101，且使包括安裝板54之升降部50在外罩101的內側自如升降。

<變形例>

當形成刻劃線SL時，在可對被供給空間110供給充分量 的氮氣之情形時，或者在可充分冷卻鑽石尖頭60之刀部61之情形時，噴嘴102之根數亦可為1根。

從噴嘴102供給之氣體的種類並不限於上述實施形態中使用的氮氣，亦可以為供給與氮氣相同之惰性氣體的形態。例如亦可以為以下形態，即，設置與氮氣同樣地反應性較低的稀有氣體(例如氦及氬等)之供給源來代替氮氣供給源103，而從噴嘴102供給上述氣體。

然而，就經濟方面來說，氮氣比其他惰性氣體有利。即，在使用氮氣之情形時，可實現鑽石尖頭60之長壽命化，而不會使加工成本增加。

而且，亦可為以下形態，即，在當形成刻劃線SL時充分冷卻鑽石尖頭60之刀部61而可防止刀部61之氧化之情形時，利用氣體冷卻部106冷卻除氮氣等惰性氣體以外的氣體(例如空氣)，且從噴嘴102供給上述氣體。作為冷卻氣體，除了以上氣體之外，亦可使用使液體氣體或固體氣體氣化而得的低溫氣體，又可使用藉由使壓縮氣體釋放在大氣中而得到絕熱膨脹冷卻的氣體。

1‧‧‧劃線裝置

4‧‧‧脆性材料基板

10‧‧‧保持單元

20‧‧‧劃線單元

30‧‧‧頭部

31‧‧‧固定器

34‧‧‧固定器搖動部

35‧‧‧固定器接頭

36‧‧‧安裝片

36a‧‧‧固定軸

38‧‧‧旋轉部

38a‧‧‧旋轉軸

40‧‧‧固定器安裝區塊

40a‧‧‧本體部

40b‧‧‧旋轉軸

46、47‧‧‧軸承

49‧‧‧固定部

50‧‧‧升降部

51‧‧‧缸

51a‧‧‧本體部

51b‧‧‧桿

52‧‧‧傳遞部

53‧‧‧導引機構

53a‧‧‧導軌

53b‧‧‧導塊

54‧‧‧安裝板

56‧‧‧插入口

60‧‧‧鑽石尖頭

61‧‧‧刀部

62‧‧‧保持部

62a‧‧‧前端部

70‧‧‧驅動部

80‧‧‧攝像單元

90‧‧‧控制單元

100‧‧‧氣體環境調整機構

101‧‧‧外罩

102(102a、102b)‧‧‧噴嘴

103‧‧‧氮氣供給源

104‧‧‧主供給管

105(105a、105b)‧‧‧供給管

106‧‧‧氣體冷卻部

107‧‧‧閥

110‧‧‧被供給空間

AR1~AR4、R1~R3‧‧‧箭頭

SL‧‧‧刻劃線

圖1係表示本實施形態之劃線裝置1之整體構成的前視圖。

圖2係表示本實施形態之劃線裝置1之整體構成的側視圖。

圖3係表示頭部30附近之構成的前視圖。

圖4係表示劃線裝置1包括氣體環境調整機構100之情形 時的固定器搖動部34附近之構成的一例的側視圖。

圖5係表示劃線裝置1包括氣體環境調整機構100之情形時的固定器搖動部34附近之構成的一例的側視圖。

圖6係表示鑽石尖頭60之構成的側視圖。

31‧‧‧固定器

34‧‧‧固定器搖動部

35‧‧‧固定器接頭

36‧‧‧安裝片

36a‧‧‧固定軸

38‧‧‧旋轉部

40‧‧‧固定器安裝區塊

40a‧‧‧本體部

40b‧‧‧旋轉軸

52‧‧‧傳遞部

54‧‧‧安裝板

56‧‧‧插入口

60‧‧‧鑽石尖頭

61‧‧‧刀部

100‧‧‧氣體環境調整機構

101‧‧‧外罩

102(102a、102b)‧‧‧噴嘴

103‧‧‧氮氣供給源

104‧‧‧主供給管

105(105a、105b)‧‧‧供給管

106‧‧‧氣體冷卻部

107‧‧‧閥

110‧‧‧被供給空間

Claims (5)

1. 一種劃線裝置，其特徵在於：其係於脆性材料基板上形成刻劃線者，且包括：鑽石尖頭，其在前端具有包含鑽石內含物之刀部；保持機構，其一面保持上述鑽石尖頭一面使其移動；及保持單元，其保持上述脆性材料基板；藉由一面使上述刀部接觸保持在上述保持單元之上述脆性材料基板之表面，一面利用上述保持機構使上述鑽石尖頭移動，而可在上述表面形成刻劃線；該劃線裝置進而包括氣體環境調整機構，該氣體環境調整機構係藉由至少在形成上述刻劃線之期間，對上述刀部所在的被供給空間供給惰性氣體，而使上述被供給空間成為低氧狀態；上述氣體環境調整機構進而包括外罩，該外罩係在利用上述鑽石尖頭形成刻劃線時將上述鑽石尖頭收納於內部；且在上述外罩之內部設置有利用供給管而與惰性氣體供給源連接之噴嘴；將上述外罩與上述脆性材料基板之間的空間作為上述被供給空間，從上述噴嘴供給上述惰性氣體。
2. 如請求項1之劃線裝置，其中上述氣體環境調整機構係在上述供給管的中途具備冷卻上述惰性氣體之氣體冷卻機構，且藉由至少在形成上述刻劃線之期間，對上述刀部所在 的被供給空間供給經上述氣體冷卻機構冷卻之惰性氣體，而使上述被供給空間成為低溫且低氧狀態。
3. 如請求項1之劃線裝置，其中上述氣體環境調整機構係以從利用供給管而與惰性氣體供給源連接之噴嘴對上述刀部噴射惰性氣體之方式構成，並且在上述供給管的中途具備冷卻上述惰性氣體之氣體冷卻機構，且至少在形成上述刻劃線之期間，將經上述氣體冷卻機構冷卻之惰性氣體作為上述冷卻氣體對上述刀部噴射。
4. 如請求項3之劃線裝置，其中上述氣體環境調整機構進而包括外罩，該外罩係在利用上述鑽石尖頭形成刻劃線時將上述鑽石尖頭收納於內部，且在上述外罩之內部安裝有上述噴嘴，將上述外罩與上述脆性材料基板之間的空間作為上述被供給空間，從上述噴嘴供給上述冷卻氣體。
5. 2或3中任一項之劃線裝置，其中上述惰性氣體為氮氣。