WO2007004700A1 - 脆性材料用スクライビングホイールおよびその製造方法ならびにこれを用いたスクライブ方法ならびにスクライブ装置、スクライブ工具 - Google Patents

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substrate
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Kazuya Maekawa
Haruo Wakayama
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Definitions

  • V scribe method, scribe device, scribe tool
  • the present invention extends in the thickness direction of the brittle material substrate from the scribe line cutter by rolling in a state of being pressed against the brittle material substrate and carving a scribe line in the brittle material substrate.
  • the present invention relates to a scribing wheel for a brittle material that forms vertical cracks, a manufacturing method thereof, a scribing method and a scribing device for a brittle material substrate using the scribing wheel.
  • a substrate (hereinafter referred to as a substrate) made of a brittle material having a size corresponding to the size of the screen is used.
  • a panel for a liquid crystal display device which is a type of FPD, is composed of two glass substrates bonded together, and liquid crystal is injected into the gap to form a display panel.
  • a reflection type substrate among projector substrates called LCOS
  • LCOS a pair of substrates in which a quartz substrate and a semiconductor wafer are bonded together are used.
  • a bonded substrate obtained by bonding such substrates usually forms a scribe line on the surface of a large bonded substrate that is a mother substrate, and then breaks the substrate along the scribe line formed in By doing so, the unit substrate is divided into predetermined dimensions.
  • scribe Forming a scribe line on a mother substrate is referred to as "scribe”. Folding the mother substrate along the scribe line formed by the scribe is called “break”. Dividing into a brittle material substrate of a desired size by scribing and breaking is called “cleaving”. Furthermore, the separation of the brittle material substrate that has been cleaved through the conveyance after the cleaving process is referred to as “separation”.
  • FIG. 7 is a front view of a known scribe device.
  • the scribing device 100 includes a horizontally rotatable table 28 that fixes a placed glass substrate G by vacuum suction means, and a pair of parallel guide rails 21 that support the table 28 so as to be movable in the Y direction.
  • a ball screw 22 that moves the table 28 along the guide rails 21, 21; a guide bar 23 extending above the table 28 along the X direction; and a guide bar 23 that can slide in the X direction
  • a scribing head 1 that applies cutting pressure to the scribing wheel 50, a motor 24 that slides the scribing head 1 along the guide bar 23, and a head that can swing freely at the lower end of the scribing head 1,
  • a tip holder 11 that can be moved up and down by the head 1, a scribing wheel 50 that is rotatably attached to the lower end of the tip holder 11, and a guide bar 23.
  • a pair of CCD cameras 25 for recognizing alignment marks formed on the glass substrate G on the table 28.
  • FIG. 8 and FIG. 9 show a cleaving process of a brittle material substrate such as a glass substrate, that is, formation of a scribe line on the surface of the brittle material substrate and breaking the brittle material substrate along the formed scribe line. It is a figure explaining each process divided
  • the glass substrate G which is a laminated glass used for a panel for a liquid crystal display device, is taken as an example, and for convenience, the glass substrate on one side is the A surface substrate and the other side is the B surface substrate. Tentatively.
  • the glass substrate G is turned upside down and the glass substrate G is transported to a breaking device.
  • the break bar 3 is placed along the line facing the scribe line Sa with respect to the B-side substrate of the glass substrate G placed on the mat 4. Press.
  • the lower A-side substrate has the scribe line Sa force upward.
  • the cracks are extended by force, and the A-side substrate is cut along the scribe line Sa.
  • the glass substrate G is transferred onto a scribe table of a scribe device. Then, with this scribing apparatus, as shown in FIG. 8 (c), scribing is performed on the B-side substrate using the scribing wheel 50 to form a scribe line Sb.
  • the glass substrate G is turned upside down and conveyed to the breaker. Then, as shown in FIG. 8 (d), the break bar 3 is pressed against the A-side substrate of the glass substrate G placed on the mat 4 along a line facing the scribe line Sb. As a result, the lower B-side substrate also extends the cracks with the scribe line Sb force directed upward, and the B-side substrate is divided along the scribe line Sb.
  • the cleaving method which is the above process power, is referred to as the SBSB method (S means scribe, B means break).
  • the glass substrate G is placed on the scribe table of the scribe device with the A-side substrate facing upward, On the other hand, scribing is performed using the scribing wheel 50 to form a scribe line Sa.
  • the glass substrate G is turned upside down and the glass substrate G is placed on a scribe table, and a scribe line Sb is formed by scribing the B-side glass substrate using the scribing wheel 50. (Fig. 9 (b)).
  • the breaking device Next, the glass substrate G is transported to the breaking device. Then, as shown in FIG. 9 (c), with this breaking device, the break bar 3 is placed on the line facing the scribe line Sa with respect to the B-side glass substrate of the glass substrate G placed on the mat 4. Press along. As a result, the lower A-side substrate also causes the scribe line Sa force to be directed upward to extend the crack, and the A-side substrate is divided along the scribe line Sa.
  • the glass substrate G is turned upside down and placed on the mat 4 of the breaking device as shown in FIG. 9 (d). Then, the break bar 3 is pressed against the A-plane substrate of the glass substrate G along a line facing the scribe line Sb. As a result, the lower B-side substrate also has the scribe line Sb force directed upward, and the crack extends, and the B-side substrate is divided along the scribe line Sb.
  • the cleaving method having the above process power is called the SSBB method.
  • the glass substrate G is divided into two along the scribe line at a desired position. Further, the glass substrate G is separated at a desired separation position by applying a light force.
  • Patent Document 1 discloses a scribing wheel having a high penetration effect.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3,074,143
  • FIG. 11 and FIG. 12 are schematic views (including a partially enlarged view) for explaining the scribing wheel shown in Patent Document 1.
  • the scribing wheel 40 includes an outer peripheral edge portion on which a circumferential ridge line 41 is formed, and a large number of notches 40b and protrusions 40a that are alternately formed along the circumferential ridge line 41 in the circumferential direction.
  • the protrusion 40a is formed by cutting out the circumferential ridge line 41 at a predetermined pitch and depth.
  • N cutting edge Conventional cutting edge (normal cutting edge): hereinafter referred to as N cutting edge
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing a case where cross scribing is performed on a single plate. Such a There is a problem when the scribe line is not continuous near the intersection point when the loss scribing method is used with N cutting edges.
  • the data of the cross section using the N cutting edge is good, but the problems are (1) the problem of jumping at the intersection, and (2) the substrate surface has a high hardness. On the other hand, good strength is required. (3) Glass with a thickness of 0.4 mm or less is thinned by chemical treatment such as chemical etching. There is a problem that cannot be handled with N cutting edges.
  • the edge of the force tatter wheel may be damaged by the impact on the edge of the substrate, or the substrate itself may crack. This is because the yield of the product decreases. Therefore, for thin substrates, it is not possible to use an outer cutting scribe with an N blade edge. However, since the N cutting edge is a poor cutting edge, the internal scribing method using that cutting edge cannot be used.
  • the user who uses the cutting edge can ensure the quality of the cutting edge that is likely to be applied to the surface of the substrate, and therefore the edge edge strength is the same as that of the N cutting edge.
  • the cutting edge has come to be required.
  • the cause of the intersection jump is considered as follows.
  • a scribe line is first formed with N cutting edges, internal stress is generated near the glass surfaces on both sides of the scribe line.
  • the scribing wheel which is the N blade edge, passes through the first formed scribing line, the scribing wheel is also applied to the glass substrate surface in a direction perpendicular to the glass substrate surface due to internal stress that is present in the vicinity of the scribing wheel.
  • the scribe line that should be formed with the back force is not formed near the intersection.
  • the present invention has been made in view of such a conventional problem.
  • the present invention prevents jumping at the intersection and enables stable conveyance so that the end material does not fall during conveyance.
  • An object of the present invention is to provide a scribing wheel for a brittle material, a scribing method, a scribing device, and a scribing tool for a brittle material substrate using the scribing wheel.
  • the present invention relates to a scribing wheel that exhibits a scribing performance with good quality (end surface strength) of a sectional surface of a brittle material that is difficult to start during a scribing operation, a scribing method and a scribing device for a brittle material using the scribing wheel, and a scribing device.
  • the purpose is to provide tools.
  • the outer peripheral edge portion in which a circumferential ridge line is formed by intersecting the bottoms of two cones sharing the rotation axis, and the circumferential edge line are formed alternately in the circumferential direction.
  • a plurality of notches and protrusions, and the protrusions are formed by notching the circumferential ridge lines at equal intervals, and are rolled in a state of being pressed against the brittle material substrate.
  • the protrusion in the present invention is composed of a circumferential ridge line having a length in the circumferential direction left by cutting away the circumferential ridge line of the N cutting edge which is a conventional cutting edge.
  • the notch has a circumferential length shorter than the circumferential length of the protrusion.
  • the outer peripheral edge portion is formed to include two conical slopes, and the center line average roughness Ra of the slope is 0.45 / zm or less.
  • the circumferential ridge line has a center line average roughness Ra of 0.40 ⁇ m or less.
  • the scribing wheel for brittle material a disc-like shape having a shaft hole through which a pin for pivotally supporting the wheel is penetrated, and an integrated scribing wheel for brittle material integrally formed with the pin equivalent portion Is included in the present invention.
  • a scribing method for forming a scribe line on the brittle material substrate by rolling the brittle material scribing wheel in a state of being pressed against the brittle material substrate.
  • a first scribe line is formed using one scribing wheel, and then a second scribe line that intersects the formed first scribe line is formed using a second scribing wheel, and at least the first scribing line is formed.
  • Wheel scissors S a scribing wheel for brittle materials according to the present invention, is provided.
  • At least the first scribing wheel is the scribing wheel for brittle material of the present invention
  • the second scribing wheel may be a scribing wheel that does not have the same high penetration effect as the first scribing wheel.
  • the scribing wheel having the high permeation effect described above may be used.
  • a rotary table that can be rotated by placing a brittle material substrate, and the brittle material substrate placed on the rotary table in the X and Y directions.
  • a brittle material scribing device comprising a moving scribing wheel mounting portion and the brittle material scribing wheel of the present invention attached to the scribing wheel mounting portion.
  • a manual scribing tool for a brittle material in which a scribing wheel for a brittle material of the present invention is rotatably mounted on a holder provided at the tip of a handle. .
  • an outer peripheral edge portion in which a circumferential ridge line is formed by intersecting bottom portions of two cones sharing a rotation axis, and a circumferential direction along the circumferential ridge line.
  • a plurality of notches and protrusions alternately formed, and the protrusions are formed by leaving the circumferential ridge lines at equal intervals, and are rolled in a state of being pressed against a brittle material substrate.
  • a manufacturing method comprising the step of forming a notch in which the shape of an axial force of the cone formed into a V shape by laser irradiation is notched in an outer peripheral edge, and changing the center angle of the V shape
  • the length of the notch in the circumferential direction is set, and a method for manufacturing a scribing wheel for a brittle material is provided.
  • an outer peripheral edge portion in which a circumferential ridge line is formed by intersecting bottom portions of two cones sharing a rotation axis, and a circumferential direction along the circumferential ridge line.
  • a plurality of notches and protrusions alternately formed, and the protrusions are formed by leaving the circumferential ridge lines at equal intervals, and are rolled in a state of being pressed against a brittle material substrate.
  • a method of manufacturing a scribing wheel for a brittle material characterized by setting is provided.
  • the notch has a circumferential length shorter than the circumferential length of the protrusion, so that the erosion to the glass surface while suppressing the high penetration effect described above, Can improve the stickiness.
  • the notch has a circumferential length in the range of 4 to 14 / ⁇ ⁇ , so that when the brittle material is cut, jumping at the intersection is prevented, and after the separation, Enables stable conveyance without falling off the end material during conveyance without degrading the quality of the cross section of the glass substrate.
  • the outer peripheral edge portion is formed to include the slopes of the two truncated cones, and the center line average roughness Ra of the slope is 0.45 m or less, so that the surface roughness on the slopes of the two truncated cones is suppressed. It is done.
  • the circumferential ridge line has fine irregularities in the radial direction of the disk, and the center line average roughness Ra of the irregularities is 0.40 / zm or less, the undulation of the projection tip at the circumferential ridge line is suppressed.
  • a stable scribe line is formed.
  • the scribing method of the brittle material in the present invention uses the scribing wheel for the brittle material of the present invention as the first scribing wheel for forming the first scribe line when performing the cross scribing, the brittle material after separation is used. Enables stable conveyance without falling off the edge material during conveyance of brittle materials after cross-scribing without degrading the cross-sectional quality of the substrate.
  • the brittle material scribing device of the present invention is equipped with the brittle material scribing wheel of the present invention, so that when the brittle material is cut, the crossing quality of the glass substrate after separation is prevented by preventing the jumping of the intersection. Enables stable conveyance without falling off the end material during conveyance without lowering.
  • the method for manufacturing a scribing wheel for a brittle material comprises a step of forming a notch in which the shape of the cone viewed in the axial direction is V-shaped by irradiating a laser beam, at the outer peripheral edge.
  • the length of the notch in the circumferential direction can be set by changing the center angle of the V-shape, the length of the notch can be changed while keeping the depth of the notch constant.
  • the method for manufacturing a scribing wheel for a brittle material comprises a step of forming a notch having a trapezoidal shape when viewed from the axial direction of the cone by irradiating with a laser beam in the outer peripheral edge portion, Since the length of the notch in the circumferential direction can be set by changing the length of the base of the trapezoid, the length of the notch can be changed while keeping the depth of the notch constant.
  • FIG. 1 is a front view of a scribing wheel of the present invention as viewed from a direction orthogonal to its rotation axis.
  • FIG. 2 is a side view of FIG.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 5 is a front view of a scribing wheel that is another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the above line configuration in which the scribing wheel of the present invention is used in a conventional liquid crystal panel dividing line.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a process of forming a scribe line on the surface of a glass substrate by a conventional SBSB method and dividing the glass substrate along the formed scribe line.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a process of forming a scribe line on the glass substrate surface by the conventional SSBB method and dividing the glass substrate along the formed scribe line. [10] It is a perspective view for explaining the phenomenon of intersection jumping that occurs when performing a cross-scribe.
  • FIG. 11 is a front view of a conventional scribing wheel as seen from a direction perpendicular to its rotational axis.
  • FIG. 12 is a side view of FIG.
  • FIG. 14 An enlarged view of a circumferential ridge line portion of a scribing wheel that is another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a graph showing the results [Weibull distribution of bending strength (F)] for the glass substrate 1 according to the example of the present invention (A cutting edge) and the comparative example (N cutting edge, P cutting edge).
  • FIG. 16 is a graph showing the results [Weibull distribution of bending strength (F)] for the glass substrate 2 according to the example of the present invention (A cutting edge) and the comparative example (N cutting edge, P cutting edge).
  • the brittle material substrate to be processed in the present invention is not particularly limited in terms of form, material, use and size, and is a substrate having a single plate strength or a laminate of two or more single plates bonded together. It may be a laminated substrate, or a thin film or a semiconductor material may be attached to or contained in these surfaces or inside.
  • the brittle material substrate is a target for scribing with the scribing wheel of the present invention even if a thin film or the like is attached to the surface of the brittle material substrate.
  • Examples of the material of the brittle material substrate of the present invention include glass, ceramics, semiconductors (silicon, etc.), sapphire, etc., and their uses include liquid crystal display panels, plasma display panels, organic EL display panels, surface electric fields. Examples include flat panel display panels such as field emission display (FED) panels such as display (SED) panels.
  • FED field emission display
  • SED display
  • the “centerline average roughness Ra” in the present invention is one of the parameters representing the surface roughness of industrial products defined in JIS B 0601, and is the arithmetic mean value randomly extracted from the surface force of the object. It is.
  • FIG. 1 is a front view as seen from a direction orthogonal to the rotation axis of the scribing wheel 10
  • FIG. 2 is a side view of FIG.
  • the scribing wheel 10 of the present invention is rolled in a state where it is pressed against a brittle material substrate such as glass to form a scribe line on the brittle material substrate.
  • the scribing wheel 10 of the present invention can be mounted on, for example, the scribing head 1 of the conventional scribing apparatus 100 described with reference to FIG. 7 instead of the conventional scribing wheel 50.
  • the scribing wheel 10 includes an outer peripheral edge portion 14 in which a bottom portion of two truncated cones 13 sharing a rotating shaft 12 intersects to form a circumferential ridge line 11, and the circle
  • the circumferential ridge line 11 having a plurality of notches 15 and protrusions 16 formed in the circumferential direction along the circumferential ridge line 11 is obtained by grinding the outer circumferential direction from the axial center. Grinding marks remain on the surface of the outer peripheral edge 14 formed and ground.
  • the outer peripheral edge portion 14 is formed with a convergence angle ( ⁇ ).
  • the scribing wheel 10 is a disc-shaped wheel having a shaft hole 17 through which a pin (not shown) for supporting the scribing wheel 10 is passed.
  • the material of the scribing wheel 10 is preferably cemented carbide, sintered diamond, ceramics or cermet.
  • the outer peripheral edge portion 14 is constituted by the slopes of the two truncated cones 13, and is a force that leaves a grinding streak resulting from grinding to form the circumferential ridge line 11. Ra is processed so that Ra is less than 0.45 ⁇ m.
  • the centerline average roughness Ra is larger, compared to the conventional grinding process. In comparison, it is possible to reduce the total amount of the cutting edge constituent material that is scraped off, thereby suppressing the wear of the protrusions 16 and greatly extending the life.
  • the circumferential ridge line 11 has fine irregularities formed by the grinding streaks on the inclined surface of the truncated cone 13 constituting the outer peripheral edge part 14, and the center line average roughness Ra of the irregularities is 0.40. / zm or less.
  • the notch 15 is processed when the notch 15 is formed in the circumferential ridge line 11. It is possible to easily determine the height position (position in the radial direction) of the circumferential ridgeline 11 that starts wear.
  • the notches 15 of the scribing wheel 10 are formed at a pitch P, and the circumferential length a thereof is the circle of the protrusion 16. It is shorter than the circumferential length b.
  • the protrusion 16 is composed of a portion of the circumferential ridge line 11 that is left by cutting off the circumferential ridge line 11 and has a length in the circumferential direction.
  • the cutout 15 is formed by cutting out a substantially V-shaped groove from the flat circumferential ridgeline 11 to a depth h at every pitch P.
  • protrusions 16 having a height h (corresponding to the ridge line portion 11) are formed on the circumferential ridge line 11 at every pitch P.
  • the portion corresponding to the circumferential ridge line 11 of the protrusion 16 has fine irregularities formed by the grinding streaks on the inclined surface of the truncated cone 13, and the center line average roughness Ra of the irregularities is 0.40 / 40. zm or less.
  • the notch 15 has a notch surface 18 that is notched radially inward at the bottom of the scribing wheel 10, and has a tangent C at the end 11a of the protrusion 16. Intersects the notch 18 at an angle ( ⁇ ) of 30-60 °.
  • the erosion to the substrate surface at the end 1 la of the protrusion 16 is improved. If the end 11a of the protrusion 16 wears faster, and the tangent C at the end 11a of the protrusion 16 intersects the cut surface 18 at an angle of 30 ° or less, the surface of the substrate at the end 11a of the protrusion 16 Eating is bad.
  • the scribing wheel 10 can be satisfactorily maintained on the substrate surface while prolonging the life of the scribing wheel 10.
  • the shape of the notch 15 with respect to the axial force of the truncated cone 13 is substantially V-shaped, in such a shape, the depth of the notch 15 ( The height a of the notch 15 and the circumferential length b of the protrusion 16 can be easily adjusted while ensuring h.
  • the inclined surfaces of the two truncated cones 13 intersect to form a circumferential ridge line 11.
  • the surface roughness of the inclined surface of the truncated cone 13 and the undulation in the axial direction of the circumferential ridge line 11 derived from the surface roughness are small.
  • the inclined surface of the truncated cone 13 has a center line average roughness Ra of 0.45 m or less, and the circumferential ridge line 11 has fine irregularities formed by grinding marks on the inclined surface of the truncated cone 13.
  • the grain size of the turret used is selected so that the convex center line average roughness Ra is 0.40 m or less. In this way, by suppressing the surface roughness of the slope of the truncated cone 13 and the circumferential ridge line 11, the scribe line formed becomes narrow and constant, and is obtained by scribing with the scribing wheel 10. Occurrence of chipping or the like is suppressed in the divided section of the glass substrate G after separation.
  • a notch 15 is formed in the circumferential ridge line 11.
  • a cutout 15 having a V shape when viewed from the axial direction of the cone 13 is formed on the outer peripheral edge by laser light irradiation.
  • Scribing wheel 10 outer diameter, notch 15 pitch P, notch 15 circumferential length a and protrusion 16 circumferential length b, notch 15 depth and outer peripheral edge 14 convergence
  • the specifications of the scribing wheel such as (angle) are appropriately set according to the type of brittle material to be cut, the thickness, the thermal history, the desired quality of the cross section of the brittle material, and the like.
  • the outer diameter of the wheel is l to 20mm
  • the pitch force of notch 15 is 20 to 5000 / ⁇ ⁇
  • the depth force of notch 15 is SO. 5 to 5 / ⁇ .
  • the convergence angle of the circumferential line 11 is 85 to 140 °.
  • More preferable scribing wheel conditions are: the outer diameter of the wheel is 1 to 5 mm, the pitch of the notches 15 is 20 to 50 ⁇ m, the depth of the notches 15 is 1 to 3 / ⁇ ⁇ , The convergence angle of the peripheral ridge line 11 is 100 to 130 °.
  • the use of a scribing wheel with a deep notch tends to improve the force on brittle materials (especially, the amount of intersection skipping when cross-scribing).
  • the force on brittle materials For example, the force on brittle materials.
  • the depth of the notch is, for example, 2-3 m is preferred.
  • the use of a scribing wheel with a shallow notch tends to improve the cross-section quality (end face strength) of brittle materials.
  • the notch depth is For example, it is preferably 1 to 2 / ⁇ ⁇ .
  • the use of a scribing wheel with a short notch pitch tends to improve the force against brittle materials.
  • the pitch of the notches is, for example, 20 to: LOOO / zm.
  • the force S is preferable, and is particularly suitable when the laminated glass substrate is divided.
  • the use of a scribing wheel with a long notch pitch tends to improve the quality (end surface strength) of the cut surface of the brittle material, which makes it easier to manufacture the scribing wheel.
  • the force is also preferable.
  • the force is preferably 1000 to 5000 m.
  • the force S is preferable, and it is particularly suitable when the raw material single plate (substrate) is divided.
  • a scribing wheel having a small outer diameter for dividing the laminated glass substrate For example, a scribing wheel having an outer diameter of 1 to 4 mm is preferable.
  • a scribing wheel having a large outer diameter for dividing the raw material single plate For example, a scribing wheel having an outer diameter force of 20 mm is suitable.
  • a scribing wheel with a large convergence angle of the circumferential ridge line tends to have a long life, and from the viewpoint of the lifetime, the convergence angle of the circumferential ridge line is preferably, for example, 90 to 140 °. Particularly preferred is 135 °.
  • the use of a scribing wheel with a long notch in the circumferential direction tends to improve the force for brittle materials.
  • Its circumferential length is in the range of 4-14 m, more preferably in the range of 7-12 m.
  • the use of a scribing wheel with a short notch in the circumferential direction tends to improve the quality of the cross-section of the brittle material (end face strength), and the point strength of the quality of the cross-section of the brittle material also increases.
  • the notch has a circumferential length force in the range of 6 to 6 ⁇ m, and more preferably in the range of 1 to 5 ⁇ m.
  • the scribing wheel (A cutting edge) of the present invention has the following excellent features. Because the force is good, the cutting edge does not generate a crossing point in cross scribing, and the inner cutting scribe can be used even for thin substrates that cannot use the outer cutting scribe by the N cutting edge. It is characterized by a cutting edge having features that can be accommodated.
  • the substrate material and thickness are affected by the substrate to be processed, the following combinations are possible as the selection of the first and second cutting edges.
  • the outer scribe can be adopted, that is, the scribe line is formed in the first direction when the scribe line is formed on the substrate having a substrate thickness of, for example, 0.6 mm or more and can be handled by the N blade edge. This is the case where the line is formed with the N cutting edge and the subsequent scribe line in the second direction is formed with the A cutting edge.
  • the scribe line in the first direction is formed with the A edge. And then the scribe line in the second direction is formed with the same or different A cutting edge.
  • the scribe line in the first direction is This is the case where it is formed with the cutting edge and then the scribe line in the second direction is formed with another P cutting edge. In this case, the vertical crack is deeply formed under the scribe line in the second direction, and as a result, the occurrence of “bending” and “hanging” near the intersection is prevented.
  • Table 1 below shows conventional scribing wheels (normal cutting edge: no cutting edge, cutting edge), scribing wheel of the present invention, highly penetrating cutting edge (circumferential direction of groove formed on circumferential ridge line) The length of the direction is longer than the length of the protrusion in the circumferential direction.
  • the notch 15 is formed so as to be parallel to the axis of the V-shaped bottom surface force S scribing wheel and so that the line connecting the deepest part of the V-shape is parallel to the axis of the scribing wheel.
  • the shape of the V-shaped bottom that forms the notch 15 may be symmetric or asymmetrical in the circumferential direction when viewed from the axial direction of the scribing wheel.
  • the intersection point for cross scribing Stable conveyance can be achieved without the end material dropping during conveyance.
  • the notch may have a substantially trapezoidal shape when viewed from the axial direction of the rotating shaft.
  • the notch 75 is a trapezoidal scribing wheel 70
  • the tangent at the end 71a of the protrusion 76 is changed from the notch surface 78 by changing the length a 'of the base 72 of the trapezoid.
  • the base 72 of the trapezoid at the notch 75 is a straight line for convenience, but it may be an arc.
  • the shape viewed from the axial direction of the rotating shaft is substantially V-shaped or trapezoidal.
  • the shape may be arc-shaped or substantially U-shaped, which is not particularly limited thereto. Yes.
  • a force exemplifying a disc-shaped scribing wheel 10 having a shaft hole through which a pin for pivotally supporting the scribing wheel is penetrated as shown in Fig. 5, the pins are integrally formed.
  • the integrated scribing wheel 60 is also included in the present invention.
  • the scribing wheel 60 Similar to the scribing wheel 10, the scribing wheel 60 has a large number of notches 15 and protrusions 16 that are alternately formed along the circumferential ridge line 61 in the circumferential direction. Since the scribing wheel 60 does not require a pin like the scribing wheel 10, the rotation accuracy is high and the sliding resistance is low, so that stable rotation can be obtained and the life as a cutting edge is long.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining liquid crystal panel dividing lines 30A and 30B including a scribing device equipped with the scribing wheel 10 of the present invention.
  • FIG. 6 (a) is a liquid crystal panel cutting line 30A in which the SBSB method shown in FIG. 8 is carried out, and is arranged between the liquid crystal panel cutting device 32, the chamfering device 36, and each of these devices.
  • each transport robot 31, 33, 35 is a force.
  • the liquid crystal panel cutting device 32 includes a scribing device S (S1, S2) and a breaking device B (B1, B1,
  • FIG. 6 (b) is a line 30B on which the SSBB method shown in FIG. 9 is carried out.
  • the liquid crystal panel cutting device 34 includes a scribing device S (S1, S2) and a breaking device B (B1, B2), a reverse transfer robot R1 and R2 for transferring the glass substrate G, and a transfer robot M.
  • Each of the scribing devices SI and S2 includes: (1) a first scribing head that is mounted with a tip holder (scribing wheel mounting portion) to which a scribing wheel can be attached and is configured to be movable in the X-axis direction; (2) A chip holder to which a scribing wheel can be attached is attached, and a second scribe head configured to be movable in the Y-axis direction is provided.
  • the scribing wheel 10 of the present invention is attached to the first scribe head via a chip holder, and the scribing wheel 10 of the present invention or a high penetration effect is provided to the second scribe head via a chip holder.
  • a scribing wheel 40 is installed.
  • the first scribing wheel 10 according to the present invention of the first scribing head is used! And the first extending in the X-axis direction is used.
  • a second scribe line extending in the Y-axis direction is formed so as to be orthogonal to the first scribe line using the scribing wheel of the second scribe head.
  • the scribing wheel 10 of the present invention is attached to both the first scribe head and the second scribe head, the scribing wheel 10 of the present invention is attached to the glass substrate G.
  • the slip on the surface and forming an accurate scribe line it is possible to prevent the jumping of the intersection to a much higher degree than before while ensuring the stability of conveyance, and also good at the intersection of cross scribe High quality cross section.
  • the glass substrate G in the breaking process is formed. If it was found that the separation was not sufficient along the glass substrate G clin line due to insufficient local division, the scribing wheel 40 with high permeability was scribed in the cross direction. Use it to form a scribe line.
  • An example of the heel portion where the glass substrate G is likely to be cleaved is a portion where a sealing material is present.
  • the sealing material is disposed so as to seal the liquid crystal injected between the bonded glass plates while bonding the two pieces of glass.
  • the “upper and lower cutting device” that simultaneously cuts both sides of the bonded substrate will be described below. Introduced into the SFPD panel production line, which has simplified the process of dividing the bonded substrates by attaching one or more cutting edges to the chip holders of the upper and lower scribe heads and moving the upper and lower substrate surfaces. Being started. The following advantages are obtained when a high penetration edge (P edge) is used as the edge attached to the upper and lower chip holders.
  • P edge high penetration edge
  • the breaking process can be simplified or omitted after scribing.
  • the scribed upper and lower substrates can be separated by, for example, the following three methods.
  • the upper substrate is scribed with the P blade edge, while the lower substrate is scribed with the A blade edge instead of the P blade edge. Can be prevented.
  • the scribing operation in the first direction is performed with the A blade edge
  • the scribing operation in the second direction to be crossed is performed with the P blade edge, making it easy to take out (clamping) a narrow terminal part.
  • the scrap material can be removed by a simple break operation.
  • the present invention includes a manual scribing tool in which a brittle material scribing wheel 10 of the present invention is rotatably mounted on a holder provided at the tip of a handle.
  • FIG. 13 is a front view of the above-described manual scribing tool.
  • the manual scribing tool 90 is mainly composed of a holder 91 to which the scribing wheel 10 can be replaced at one end, and a rod-like handle 92 to which the holder 91 can be attached and detached.
  • the cylinder 92 has an oil chamber 93 formed therein, one end forms a coupling portion with the holder 91, and the other end is detachably provided with a cap 94 for supplying lubricating oil to the oil chamber 93. .
  • laser irradiation is used to form the notch 15.
  • the present invention also includes a manufacturing process using a grinding process or an electric discharge cache. It is.
  • each scribing device SI, S2 is mounted with the same number of chip holders as the disc, to which a plurality of scribing wheels can be attached, and is movable in the X-axis direction.
  • a first scribe head group configured and a second scribe head configured to be movable in the Y-axis direction, on which a plurality of scribing wheels can be attached and the same number of chip holders as the disk are mounted.
  • Each axis A multi-head scribing device is included that can form a plurality of scribe lines on a brittle material substrate when each scribe head is moved in the direction.
  • the scribing apparatus of the present invention is equipped with the above-mentioned plurality of chip holders on one scribe head, and is provided with first and second scribe heads composed of such scribe heads. Also included is a multi-head scribing device capable of forming a plurality of scribe lines on a brittle material substrate when each scribe head is moved in each axial direction.
  • the force described for scribing a bonded glass substrate for a liquid crystal display panel is limited to a bonded glass substrate. If you look at the glass, it is the object of scribing in the present invention.
  • brittle materials other than glass for example, semiconductor materials such as silicon, sapphire, etc. are also subject to scribing in the present invention.
  • each notch 15 formed in the scribing wheel 10 for brittle material of the present invention may not be constant.
  • the notch depth h is 3, 1, 1 ⁇ , 3, 1, 1 ⁇ ⁇ ⁇ may be changed in the circumferential direction.
  • a conventional normal cutting edge N-Wheel
  • a conventional high penetration cutting edge P-Wheel
  • Three scribe lines are formed on the glass substrate 1 (non-alkali glass substrate; thickness 0.7 mm) and glass substrate 2 (high hardness glass substrate for LCD; thickness 0.63 mm) at 100 mm intervals (cross scribe)
  • the test piece (100mm X 100mm) was obtained by breaking along the scribe line (SSBB method). The bending strength was measured for each test piece.
  • Bending strength is measured on two straight and opposite surfaces (back surface) 50mm apart from the center line (line divided into 100mm x 50mm size) on one surface (front surface) of each specimen. ) Apply pressure from the vertical direction to the glass substrate from two straight lines 10mm away from the center line on the top (the line facing the center line of the surface) on both sides. stress) was measured.
  • 50-: L00 measurements were performed, and the measurement results were statistically processed based on the Weibull distribution. .
  • the results for glass substrate 1 are shown in Fig. 15, and the results for glass substrate 2 are shown in Fig. 16.
  • the test piece divided by using the scribing wheel (A cutting edge) of the present invention is equivalent to the test piece divided by the conventional normal cutting edge (N cutting edge). It shows bending strength characteristics and shows better bending strength than the conventional high penetration edge (P edge). This is because the test piece cut using the scribing wheel (A cutting edge) of the present invention has good end face quality.
  • the present invention provides a scribing wheel for a brittle material that prevents crossing when cross-scribing when cutting a brittle material substrate and enables stable conveyance without falling off the end material during conveyance. be able to. Furthermore, the present invention can provide a scribing wheel for a brittle material that has a good sectional quality (end surface strength) of the brittle material substrate.
  • the present invention is particularly effective for glass substrates that are alkali-free glass or quartz glass. A substrate is mentioned.

Abstract

　回転軸を共有する二つの円錐台の底部が交わって円周稜線が形成された外周縁部と、前記円周稜線に沿って円周方向に交互に形成された複数の切り欠きおよび突起とからなり、前記突起は、前記円周稜線が切り欠かれて残った、円周方向に長さを有する前記円周稜線の部分で構成され、脆性材料基板に圧接させた状態で転動させて前記脆性材料基板にスクライブラインおよびスクライブラインから前記脆性材料基板の厚さ方向に伸びる垂直クラックを形成する脆性材料用スクライビングホイールであって、切り欠きは、その円周方向の長さが、前記突起の円周方向の長さよりも短いようにして、高浸透効果を抑えながらガラス表面に対する食いつき（かかり）を良くする。  

Description

明 細 書
脆性材料用スクライビングホイールおよびその製造方法ならびにこれを用
V、たスクライブ方法ならびにスクライブ装置、スクライブ工具
技術分野
[0001] 本発明は、脆性材料基板に圧接させた状態で転動させて前記脆性材料基板にス クライブラインを刻むことにより、前記スクライブラインカゝら前記脆性材料基板の厚さ方 向に伸びる垂直クラックを形成する脆性材料用スクライビングホイールおよびその製 造方法ならびに上記スクライビングホイールを用いた脆性材料基板のスクライブ方法 およびスクライブ装置に関する。
背景技術
[0002] フラットパネルディスプレイ（以下、 FPDと称する）では、画面のサイズに応じた大きさ の脆性材料からなる基板 (以下、基板と称する）が用いられる。
例えば、 FPDの一種である液晶表示機器用のパネルは、 2枚のガラス基板を貼り合 わせ、そのギャップに液晶が注入されて表示パネルを構成する。また、 LCOSと呼ば れるプロジェクター用基板の内の反射型の基板の場合は、石英基板と半導体ウェハ 一とが貼り合わされた一対の基板が用いられる。このような基板を貼り合わせた貼り合 せ基板は、通常、マザ一基板である大きいサイズの貼合せ基板の表面にスクライブラ インを形成し、次 、で形成されたスクライブラインに沿って基板をブレイクすることによ り、所定の寸法に分断された単位基板となる。
[0003] なお、マザ一基板にスクライブラインを形成することを「スクライブ」と称する。スクライ ブによって形成されたスクライブラインに沿ってマザ一基板を折り割ることを「ブレイク 」と称する。スクライビングとブレイクによって所望するサイズの脆性材料基板に分断 することを「割断」と称する。さらに、割断工程後の搬送を経て割断された脆性材料基 板を個々の単位基板に切り離すことを「分離」と称する。
また、本発明において、スクライブラインの形成によって、基板の表面から基板の板 厚方向に垂直クラックを伸展させるスクライビングホイールの性質を「浸透効果」と称 する。 [0004] 図 7は、公知のスクライブ装置の正面図である。
図 7を用いて従来のスクライブ方法を説明する。なお、この図において左右方向を X方向、紙面に直交する方向を Y方向として以下に説明する。
[0005] スクライブ装置 100は、載置されたガラス基板 Gを真空吸着手段によって固定する 水平回転可能なテーブル 28と、テーブル 28を Y方向に移動可能に支持する互いに 平行な一対の案内レール 21, 21と、案内レール 21, 21に沿ってテーブル 28を移動 させるボールネジ 22と、 X方向に沿ってテーブル 28の上方に架設されたガイドバー 2 3と、ガイドバー 23に X方向に摺動可能に設けられ、スクライビングホイール 50に切 断圧力を付与するスクライブヘッド 1と、スクライブヘッド 1をガイドバー 23に沿って摺 動させるモータ 24と、スクライブヘッド 1の下端に首振り自在に設けられ、スクライブへ ッド 1によって昇降させられるチップホルダ 11と、チップホルダ 11の下端に回転可能 に装着されたスクライビングホイール 50と、ガイドバー 23の上方に設置されテーブル 28上のガラス基板 Gに形成されたァライメントマークを認識する一対の CCDカメラ 25 とを備えたものである。
[0006] 図 8および図 9は、ガラス基板等の脆性材料基板の割断工程、すなわち、脆性材料 基板表面におけるスクライブラインの形成と、形成されたスクライブラインに沿って脆 性材料基板をブレイクして所望するサイズの脆性材料基板に分断するそれぞれのェ 程を説明する図である。
図 8および図 9に基づいて、基板の割断工程の二例を説明する。なお、以下の説明 では、液晶表示機器用のパネルに使用される貼合せガラスであるガラス基板 Gを例 にして、便宜的に、一方側のガラス基板を A面基板、他方側を B面基板と仮称する。
[0007] 第 1の例では、（1)まず、図 8(a)に示すように、 A面基板を上側にして、ガラス基板 G をスクライブ装置のスクライブテーブル上に載置し、 A面基板に対して、スクライビング ホイール 50を用いてスクライブを行 、スクライブライン Saを形成する。
(2)次に、ガラス基板 Gの上下を反転させて前記ガラス基板 Gをブレイク装置に搬送 する。そして、図 8(b)に示すように、このブレイク装置で、マット 4上に載置されたガラ ス基板 Gの B面基板に対して、ブレイクバー 3をスクライブライン Saに対向するラインに 沿って押し付ける。これにより、下側の A面基板は、スクライブライン Sa力も上方に向 力つてクラックが伸展し、 A面基板は、スクライブライン Saに沿って分断される。
(3)次に、ガラス基板 Gをスクライブ装置のスクライブテーブル上に搬送する。そして 、このスクライブ装置で、図 8(c)に示すように、 B面基板に対して、スクライビングホイ ール 50を用いてスクライブを行 、スクライブライン Sbを形成する。
(4)次に、ガラス基板 Gの上下を反転させてブレイク装置に搬送する。そして、図 8( d)に示すように、マット 4上に載置された前記ガラス基板 Gの A面基板に対して、ブレ イクバー 3をスクライブライン Sbに対向するラインに沿って押し付ける。これにより、下 側の B面基板は、スクライブライン Sb力も上方に向力つてクラックを伸展させ、 B面基 板は、スクライブライン Sbに沿って分断される。
本発明では、上記の工程力 なる割断方式を SBSB方式（Sはスクライブ、 Bはブレ イクを意味する）と称する。
また、第 2の例では、（1)まず、図 9(a)に示すように、 A面基板を上側にして、ガラス 基板 Gをスクライブ装置のスクライブテーブル上に載置し、 A面基板に対して、スクラ ィビングホイール 50を用いてスクライブを行 、スクライブライン Saを形成する。
(2)次に、ガラス基板 Gの上下を反転させて前記ガラス基板 Gをスクライブテーブル 上に載置し、 B面ガラス基板に対して、スクライビングホイール 50を用いてスクライブ を行いスクライブライン Sbを形成する（図 9(b))。
(3)次に、ガラス基板 Gをブレイク装置に搬送する。そして、図 9(c)に示すように、こ のブレイク装置で、マット 4上に載置されたガラス基板 Gの B面ガラス基板に対して、ブ レイクバー 3をスクライブライン Saに対向するラインに沿って押し付ける。これにより、 下側の A面基板は、スクライブライン Sa力も上方に向力つてクラックを伸展させ、 A面 基板は、スクライブライン Saに沿って分断される。
(4)次に、ガラス基板 Gの上下を反転させ、図 9(d)に示すように、ブレイク装置のマツ ト 4上に載置する。そして、ガラス基板 Gの A面基板に対して、ブレイクバー 3をスクラ イブライン Sbに対向するラインに沿って押し付ける。これにより、下側の B面基板は、 スクライブライン Sb力も上方に向力つてクラックが伸展し、 B面基板は、スクライブライ ン Sbに沿って分断される。
本発明では、上記の工程力もなる割断方式を SSBB方式と称する。 [0009] 上記二例の（1)〜 (4)の各工程を実施することにより、ガラス基板 Gは、所望の位置 でスクライブラインに沿って 2つに分断される。さらにガラス基板 Gは、軽く力を加える ことによって所望する分離位置で分離される。
[0010] また、特許文献 1には、高 、浸透効果を有するスクライビングホイールが開示されて いる。
特許文献 1 :日本特許第 3,074,143号公報
[0011] 図 11および図 12は、特許文献 1に示されたスクライビングホイールを説明する模式 図（一部拡大図を含む)である。
スクライビングホイール 40は、円周稜線 41が形成された外周縁部と、円周稜線 41 に沿って円周方向に交互に形成された多数の切り欠き 40bおよび突起 40aとからな る。突起 40aは、円周稜線 41を所定のピッチおよび深さで切り欠くことによって形成さ れて ヽる。スクライビングホイール 40を用いてスクライブラインを形成することにより、 ガラス基板の表面カゝら垂直方向にガラス基板の板厚に対して相対的に深 ヽ垂直クラ ックを形成することができる。このような高 、浸透効果を有するスクライビングホイール 40を割断工程に用いた場合には、図 8(b)および図 8 (d)に示した SBSB方式におけ るブレイク工程あるいは図 9(c)および図 9(d)に示した SSBB方式におけるブレイクェ 程を簡略ィ匕したり省略したりすることが可能になる。
[0012] さらに、ガラス素材メーカにおいて基板の材料における改良、熱処理カ卩ェにおいて 各種改良が行われてきた結果、従来のカッターホイール (従来の刃先 (ノーマル刃先 )：以下 N刃先)を用いてスクライブした場合に、『かかりが悪い』状態、すなわちホイ一 ルの転動直後にはスクライブラインが形成され始めな 、場合が起きる様になつてきた 。つまり、刃先が基板表面で「滑りやすい」傾向が見られる様になつてきた。この結果 、『かかりの良い』刃先が要求されるようになってきたのである。しかし、『かかりの良さ』 の点では、特許文献 1に記載の高浸透刃先（以下、 P刃先という）が対応可能ではあ るが、 FPDパネルの製造現場で要求される端面強度の品質基準を確保することが困 難となってきた。端面強度の点では、 N刃先を用いた分断面のデータが良好ではあ る力 N刃先の場合は図 10を用いて説明する次の問題がある。
[0013] 図 10は単板に対してクロススクライブする場合を模式的に示す図である。こうしたク ロススクライブ方法を N刃先を用いて行う場合の問題点として交点付近でスクライブラ インが連続しな 、、 V、わゆる『交点飛び』が発生する問題がある。
上記端面強度の点では、 N刃先を用いた分断面のデータが良好ではあるが、問題 として（1)クロス切りにおいては交点飛びが発生する問題、（2)基板表面の硬度が高 い基板に対しては、力かりのよさが要求される、（3)厚み 0. 4mm以下のガラスゃケミ カルエッチング等の化学処理にて薄型化されたガラスでは内切りによるスクライブ方 法が要求されるのであるが N刃先では対応出来ない問題がある。
一方、 P刃先を用いたスクライブ方法を採用しょうとした場合に、 FPDパネルの生産 現場によっては従来からのブレイク工程での対応を要求される場合があり、 P刃先の 導入が必ずしも解決策とはならない場合がある。また、端面強度の点でも P刃先の使 用に制約が出る場合がある。
基板の表面強度の改良に加えて、パネル基板の素材となるマザ一基板をケミカル エッチングして基板表面の強度補強を行う場合も増えてきているが、この場合には基 板の外周が盛り上がり、『外切り』によるスクライブ動作 (外切りスクライブ動作）が不安 定となる傾向が出てきている。また、携帯電話に代表される携帯端末に用いられるパ ネル基板ではその厚みが軽量ィ匕の為にどんどん薄くなる傾向が出て来て 、て、そう した基板に対して N刃先を用いる外切りスクライブ方法の採用も問題が出て来ている 。その理由としては、厚さが薄い基板に対して外切りスクライブ方法を採用すると、力 ッターホイールの基板への乗り上げ時に基板の端面エッジに与える衝撃でエッジに 欠けが発生したり、基板自身が割れてしまうので製品の歩留まりが低下するからであ る。従って、薄い基板に対しては、 N刃先による外切りスクライブは採用出来ないこと になる。し力しながら、 N刃先は力かりが悪い刃先であるので、その刃先を用いる内切 りスクライブ方法は採用出来な 、。
以上の説明から、刃先を使用するユーザからは、基板表面に対してかかりがよい刃 先、従って交点とびが発生しにくい刃先であって、端面強度が N刃先と同程度の品 質が確保出来る刃先が要求される様になつてきた。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題 [0015] 前記したスクライブ装置 100を用いてガラス基板 Gを割断する場合、ガラス基板 Gが 載置されたテーブル 28を 90° 回転させること〖こより、ガラス基板にスクライブラインを 一方向のみならず、複数のスクライブラインを交差させて交点が形成されるように縦 横にクロススクライブが行われる。
図 10に示すように、最初に形成されたスクライブライン L1〜L3をスクライビングホイ ール 50が通過してスクライブライン L4〜L6を形成する際、これらスクライブラインの 交点付近で、後から形成されるスクライブライン L4〜L6が交点付近で部分的に形成 されなヽ現象が発生する場合がある (このような現象を「交点飛び」と称する)。
このような交点飛びがガラス基板に発生すると、ガラス基板はスクライブライン通りに 分離されないものが多くなり、その結果、大量の不良品が発生し、生産効率を著しく 低下させるといった問題があった。
[0016] 交点飛びの原因は以下のように考えられている。すなわち、スクライブラインを最初 に N刃先で形成したとき、スクライブラインを挟んで両側のガラス表面付近に内部応 力が生じる。次いで、 N刃先であるスクライビングホイールが最初に形成されたスクラ イブラインを通過するとき、その付近に潜在する内部応力によりスクライビングホイ一 ルカもガラス基板面に垂直方向に加えられているスクライブに必要な力が削がれてし まう結果、交点付近で、後力 形成されるべきスクライブラインが形成されないものと 考えられる。
[0017] 一方、特許文献 1に示されたような高浸透性のスクライビングホイール 40 (P刃先）を 用いてスクライブラインを形成した場合、上記のクロススクライブにおける交点飛びを 防止し、ガラス基板の表面に深い垂直クラックを形成することができる。
しかし、スクライビングホイール 40を用いてスクライブラインを形成する場合、図 8(c) において、上側の B面基板をスクライブした時点で、この B面基板に深い垂直クラック が形成されて、実質的に、ガラス基板 Gが分離された状態になる場合がある。そのた め、図 8(c)から図 8(d)に移行するために、ガラス基板 Gを吸引パッド等で吸引して第 2 のブレイク装置に搬送する際、分離されたガラス基板 Gの一方が、第 2のスクライブ装 置に残されたり、ガラス基板 Gの搬送中に分離されたガラス基板 Gの一方が落下した りする場合があった。また、従来のスクライビングホイール (N刃先）を使用した場合と 比較すると、脆性材料の分断面の品質 (端面強度)が低くなる場合があった。
[0018] 本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、脆性材料基板を切 断するに際し、交点飛びを防止し、搬送中端材が落下しないように安定した搬送を可 能にする脆性材料用スクライビングホイールおよびこれを用 、た脆性材料基板のスク ライブ方法およびスクライブ装置、スクライブ工具を提供することを目的とする。
また、本発明は、スクライブ動作時のかかりがよぐ脆性材料の分断面の品質 (端面 強度）が良好なスクライブ性能を発揮するスクライビングホイールおよびこれを用いた 脆性材料のスクライブ方法およびスクライブ装置、スクライブ工具を提供することを目 的とする。
課題を解決するための手段
[0019] 本発明によれば、回転軸を共有する二つの円錐の底部が交わって円周稜線が形 成された外周縁部と、前記円周稜線に沿って円周方向に交互に形成された多数の 切り欠きおよび突起とからなり、前記突起は、前記円周稜線を等間隔に残して切り欠 くことによって形成され、脆性材料基板に圧接させた状態で転動させて前記脆性材 料基板にスクライブラインおよびスクライブラインカゝら前記脆性材料基板の厚さ方向 に伸びる垂直クラックを形成する脆性材料用スクライビングホイールであって、前記 切り欠きは、その円周方向の長さが 4〜14 m、より好ましくは 7〜 12 mの範囲で あることを特徴とする脆性材料用スクライビングホイールが提供される。
本発明における突起とは、従来刃先である N刃先の円周稜線が切り欠かれて残つ た、円周方向に長さを有する円周稜線の部分で構成されて 、る。
[0020] 脆性材料基板を切断するに際し、交点飛びを防止し、分離後のガラス基板の断面 の品質を低下させることなぐ搬送中端材が落下することなく安定した搬送を可能に し、また、脆性材料の分断面の品質 (端面強度)を向上させるためには、以下のような 構成が好ましい。
すなわち、前記切り欠きは、その円周方向の長さが、前記突起の円周方向の長さよ りも短い。前記外周縁部は、二つの前記円錐の斜面を含んで形成され、前記斜面の 中心線平均粗さ Raが 0. 45 /z m以下である。前記円周稜線は、その中心線平均粗さ Raが 0. 40 μ m以下である。 なお、脆性材料用スクライビングホイールとしては、前記ホイールを軸支するための ピンが貫通される軸孔を有するディスク状及び前記ピン相当部分が一体的に形成さ れた一体型の脆性材料用スクライビングホイールが本発明に含まれる。
[0021] 本発明の別の観点によれば、脆性材料用スクライビングホイールを脆性材料基板 に圧接させた状態で転動させて前記脆性材料基板にスクライブラインを形成するスク ライブ方法であって、第 1のスクライビングホイールを用いて第 1のスクライブラインを 形成し、次いで、形成された第 1のスクライブラインに交わる第 2のスクライブラインを 第 2のスクライビングホイールを用いて形成し、少なくとも第 1のスクライビングホイ一 ルカ S、本発明の脆性材料用スクライビングホイールであることを特徴とする脆性材料 のスクライブ方法が提供される。
少なくとも第 1のスクライビングホイールが、本発明の脆性材料用スクライビングホイ ールであり、第 2のスクライビングホイールは、第 1のスクライビングホイールと同じ高 浸透効果を有さな 、スクライビングホイールであってもよ 、し、ある 、は前記した高浸 透効果を有するスクライビングホイールであってもよい。
[0022] 本発明のさらに別の観点によれば、脆性材料基板を載置させて回転可能な回転テ 一ブルと、前記回転テーブルに載置された脆性材料基板に対して Xおよび Y方向に 移動するスクライビングホイール取付部と、前記スクライビングホイール取付部に取り 付けられた本発明の脆性材料用スクライビングホイールとを具備してなる脆性材料の スクライブ装置が提供される。
[0023] 本発明のさらに別の観点によれば、柄の先に設けたホルダーに、本件発明の脆性 材料用スクライビングホイールを回転自在に軸着してなる脆性材料用手動スクライブ 工具が提供される。
[0024] 本発明のさらに別の観点によれば、回転軸を共有する二つの円錐の底部が交わつ て円周稜線が形成された外周縁部と、前記円周稜線に沿って円周方向に交互に形 成された多数の切り欠きおよび突起とからなり、前記突起は、前記円周稜線を等間隔 に残して切り欠くことによって形成され、脆性材料基板に圧接させた状態で転動させ て前記脆性材料基板にスクライブラインおよびスクライブラインカゝら前記脆性材料基 板の厚さ方向に伸びる垂直クラックを形成する脆性材料用スクライビングホイールの 製造方法であって、レーザー光の照射によって前記円錐の軸線方向力 みた形状 が V字状となる切り欠きを外周縁部に切り欠いて形成する工程を具備し、前記 V字の 中心角度を変えることによって前記切り欠きの円周方向における長さを設定すること を特徴とする脆性材料用スクライビングホイールの製造方法が提供される。
[0025] 本発明のさらに別の観点によれば、回転軸を共有する二つの円錐の底部が交わつ て円周稜線が形成された外周縁部と、前記円周稜線に沿って円周方向に交互に形 成された多数の切り欠きおよび突起とからなり、前記突起は、前記円周稜線を等間隔 に残して切り欠くことによって形成され、脆性材料基板に圧接させた状態で転動させ て前記脆性材料基板にスクライブラインおよびスクライブラインカゝら前記脆性材料基 板の厚さ方向に伸びる垂直クラックを形成する脆性材料用スクライビングホイールの 製造方法であって、レーザー光の照射によって前記円錐の軸線方向力 みた形状 が台形となる切り欠きを外周縁部に切り欠いて形成する工程を具備し、台形の底辺 の長さを変えることによって前記切り欠きの円周方向における長さを設定することを特 徴とする脆性材料用スクライビングホイールの製造方法が提供される。
発明の効果
[0026] 本発明の脆性材料用スクライビングホイールでは、切り欠きは、その円周方向の長 さが突起の円周方向の長さよりも短いので、前記した高浸透効果を抑えながらガラス 表面に対する食 、つき（かかり）を良くすることができる。
本発明の脆性材料用スクライビングホイールでは、切り欠きは、その円周方向の長 さが 4〜14 /ζ πιの範囲であるので、脆性材料を切断するに際し、交点飛びを防止し、 分離後のガラス基板の断面の品質を低下させることなぐ搬送中に端材が落下するこ となく安定した搬送を可能にする。
[0027] 外周縁部は、二つの円錐台の斜面を含んで形成され、斜面の中心線平均粗さ Ra が 0. 45 m以下であるので、二つの円錐台の斜面における表面粗さが抑えられる。 スクライブによって円錐台の斜面の表面粗さがガラスのエッジ部に転写される力 円 錐台の斜面における表面粗さが抑えられているので、ガラスのエッジ部における強度 (端面強度）が確保され、それによつて分離後のガラス基板の断面の品質の低下が 抑えられる。 [0028] 円周稜線はディスクの径方向に微細な凹凸を有し、前記凹凸の中心線平均粗さ Ra が 0. 40 /z m以下であるので、円周稜線における突起先端のうねりが抑えられ、安定 したスクライブラインが形成される。
[0029] 本発明における脆性材料のスクライブ方法は、クロススクライブを行うに際し、最初 のスクライブラインを形成する第 1のスクライビングホイールとして本発明の脆性材料 用スクライビングホイールを使用するので、分離後の脆性材料基板の断面の品質を 低下させることなぐクロススクライブ後の脆性材料の搬送中に端材が落下することな く安定した搬送を可能にする。
[0030] 本発明における脆性材料のスクライブ装置は、本発明の脆性材料用スクライビング ホイールが装着されることにより、脆性材料を切断するに際し、交点飛びを防止し分 離後のガラス基板の断面の品質を低下させることなぐ搬送中に端材が落下すること なく安定した搬送を可能にする。
[0031] 本発明における脆性材料用スクライビングホイールの製造方法では、レーザー光の 照射によって前記円錐の軸線方向力 みた形状が V字状となる切り欠きを外周縁部 に切り欠いて形成する工程を具備し、前記 V字の中心角度を変えることによって前記 切り欠きの円周方向における長さを設定できるので、切り欠きの深さを一定に維持し たままで切り欠きの長さを変えることができる。
[0032] 本発明の脆性材料用スクライビングホイールの製造方法では、レーザー光の照射 によって前記円錐の軸線方向からみた形状が台形となる切り欠きを外周縁部に切り 欠いて形成する工程を具備し、台形の底辺の長さを変えることによって前記切り欠き の円周方向における長さを設定できるので、切り欠きの深さを一定に維持したままで 切り欠きの長さを変えることができる。
図面の簡単な説明
[0033] [図 1]本発明のスクライビングホイールをその回転軸に直交する方向から見た正面図 である。
[図 2]図 1の側面図である。
[図 3]図 2の部分拡大図である。
[図 4]図 3の部分拡大図である。 [図 5]本発明の他の実施形態力もなるスクライビングホイールの正面図である。
[図 6]従来の液晶パネル分断ラインに本発明のスクライビングホイールが用いられた 上記ライン構成の一例を説明する図である。
圆 7]従来のスクライブ装置の正面図である。
[図 8]従来の SBSB方式によるガラス基板表面に対するスクライブラインの形成と、形 成されたスクライブラインに沿ってガラス基板を分断する工程を説明する図である。
[図 9]従来の SSBB方式によるガラス基板表面に対するスクライブラインの形成と、形 成されたスクライブラインに沿ってガラス基板を分断する工程を説明する図である。 圆 10]クロススクライブを行う際に発生する交点飛びの現象を説明する斜視図である
[図 11]従来のスクライビングホイールをその回転軸に直交する方向から見た正面図 である。
[図 12]図 11の側面図である。
圆 13]本発明の手動スクライブ工具の正面図である。
圆 14]本発明の他の実施形態力もなるスクライビングホイールの円周稜線部分の拡 大図である。
圆 15]ガラス基板 1について、本発明の実施例 (A刃先)及び比較例 (N刃先、 P刃先 )の結果 [曲げ強度のワイブル分布 (F) ]を示すグラフである。
圆 16]ガラス基板 2について、本発明の実施例 (A刃先)及び比較例 (N刃先、 P刃先 )の結果 [曲げ強度のワイブル分布 (F) ]を示すグラフである。
符号の説明
1 スクライブヘッド
10 スクライビングホイ一ノレ
11 円周稜線
15 切り欠き
16 突起
60 スクライビングホイ一ノレ
61 円周稜線 70 スクライビングホイ一ノレ
71 円周稜線
75 切り欠き
76 突起
90 手動スクライブ工具
発明を実施するための最良の形態
[0035] 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、本発明において加工の対象となる脆性材料基板としては、形態、材質、用途 および大きさについて特に限定されるものではなぐ単板力もなる基板または 2枚以 上の単板を貼り合わせた貼合せ基板であってもよぐこれらの表面または内部に薄膜 あるいは半導体材料を付着させたり、含ませたりされたものであってもよい。なお、上 記脆性材料基板は、その表面に薄膜等が付着されて ヽても本発明のスクライビング ホイールによるスクライブの対象となるものである。
[0036] 本発明の脆性材料基板の材質としては、ガラス、セラミックス、半導体 (シリコン等）、 サフアイャ等が挙げられ、その用途としては液晶表示パネル、プラズマディスプレイパ ネル、有機 ELディスプレイパネル、表面電界ディスプレイ（SED)用パネル等の電界 放出ディスプレイ（FED)用パネル等のフラットパネルディスプレイ用のパネルが挙げ られる。
本発明における「中心線平均粗さ Ra」とは、 JIS B 0601で規定された工業製品 の表面粗さを表すパラメーターの一つであり、対象物の表面力 ランダムに抜き取つ た算術平均値である。
[0037] 以下の実施の形態では、本発明のスクライビングホイールの形状に関わる例を示す 力 本発明のスクライビングホイールはこれらに限定されるものではな!/、。
[0038] 図 1および図 2を用いて、本発明のスクライビングホイール 10の実施形態を説明す る。図 1は、スクライビングホイール 10の回転軸に直交する方向から見た正面図であ り、図 2は、図 1の側面図である。
なお、本発明のスクライビングホイール 10は、ガラス等の脆性材料基板に圧接させ た状態で転動させて前記脆性材料基板にスクライブラインを形成し、スクライブライン の形成にともなってスクライブラインカゝら前記脆性材料基板の厚さ方向に伸びる垂直 クラックを形成する脆性材料用スクライビングホイールである。本発明のスクライビング ホイール 10は、例えば、図 7を用いて説明した従来のスクライブ装置 100のスクライブ ヘッド 1に、従来のスクライビングホイール 50に代えて装着可能である。
[0039] 図 1および図 2に示すように、スクライビングホイール 10は、回転軸 12を共有する二 つの円錐台 13の底部が交わって円周稜線 11が形成された外周縁部 14と、前記円 周稜線 11に沿って円周方向に形成された複数の切り欠き 15および突起 16を有する 円周稜線 11は、軸心から半径方向外方に向力つて研削加工が施されることによつ て形成され、研削加工が施された外周縁部 14の表面には研削条痕が残る。外周縁 部 14は、収束角度（α )を有して形成されている。
スクライビングホイール 10は、スクライビングホイール 10を軸支するための図示しな いピンが貫通される軸孔 17を有するディスク状のホイールである。
スクライビングホイール 10の材質は、超硬合金、焼結ダイヤモンド、セラミックスある いはサーメットが好ましい。
[0040] 外周縁部 14は、二つの円錐台 13の斜面によって構成され、円周稜線 11を形成す るための研削加工に由来して、研削条痕が残る力 前記斜面の中心線平均粗さ Ra が 0. 45 μ m以下になるように加工が施されている。
前記斜面に残される研削条痕がその中心線平均粗さ Raが 0. 45 m以下になるよ うに研削加工を施されるので、中心線平均粗さ Raがより大き 、従来の研削加工に比 較して、肖 IJり取られる刃先構成材料の全量を少なくすることができ、それによつて突起 16の磨耗が抑えられ、寿命を大きく延ばすことができる。
円周稜線 11は、外周縁部 14を構成する円錐台 13の斜面の上記研削条痕によつ て形成される微細な凹凸を有し、前記凹凸の中心線平均粗さ Raが 0. 40 /z m以下で ある。
円周稜線 11の凹凸の中心線平均粗さ Raが 0. 40 m以下になるように研削加工 を施されるので、円周稜線 11に切り欠き 15を形成する際に、切り欠き 15の加工を開 始する円周稜線 11の高さ位置（半径方向における位置）を容易に決定することがで きる。
[0041] 図 2の部分拡大図である図 3および図 4に示すように、スクライビングホイール 10の 切り欠き 15は、ピッチ Pで形成され、その円周方向の長さ aが、突起 16の円周方向の 長さ bよりも短い。突起 16は、円周稜線 11が切り欠かれて残った、円周方向に長さを する円周稜線 11の部分で構成されて 、る。
切り欠き 15は、概略 V字状の溝を平坦な円周稜線 11から深さ hに、ピッチ P毎に切 り欠くことにより形成されている。このような切り欠き 15の形成により、円周稜線 11に は、高さ hの突起 16 (稜線部 11に相当）がピッチ P毎に形成される。
突起 16の円周稜線 11に相当する部分は、円錐台 13の斜面の上記研削条痕によ つて形成される微細な凹凸を有し、前記凹凸の中心線平均粗さ Raが 0. 40 /z m以下 である。
[0042] 図 4に示すように、切り欠き 15は、スクライビングホイール 10の底部の半径方向内 方に向力つて切り欠かれた切り欠き面 18を有し、突起 16の端部 11aにおける接線 C が切り欠き面 18と 30〜60° の角度（ Θ )で交わる。
つまり、突起 16の端部 11aにおける接線 Cが切り欠き面 18と直角あるいは直角に近 V、角度で交わっておれば、突起 16の端部 1 laにおける基板表面への食 、つきはよく なるが、突起 16の端部 11aの磨耗が速まり、突起 16の端部 11aにおける接線 Cが切 り欠き面 18と 30° 以下の角度で交わっておれば、突起 16の端部 11aにおける基板 表面への食 、つきが悪くなる。
角度（ 0 )の範囲を 30〜60° とすることによって、スクライビングホイール 10の長寿 命化を図りながら、基板表面へのスクライビングホイールの食いつきを良好に維持す ることがでさる。
[0043] 切り欠き 15は、円錐台 13の軸線方向力もみた形状が略 V字状であるため、このよう な形状では、 V字の中心の角度を変えることにより、切り欠き 15の深さ（突起 16の高 さ） hを確保しながら、切り欠き 15の円周方向の長さ aと突起 16の円周方向の長さ bを 容易に調整することができる。
[0044] スクライビングホイール 10の製造方法の一例を説明する。
スクライビングホイール 10の母体となる円柱ディスクを準備し、この円柱ディスクに 対して両側の外周縁部 14を研削加工することにより、 2つの円錐台 13の斜面が交差 して円周稜線 11を形成する。上記研削加工において、円錐台 13の斜面の表面粗さ 及び表面粗さに由来する円周稜線 11の軸方向のうねりは小さ 、ことが好ま 、。 円錐台 13の斜面はその中心線平均粗さ Raが 0. 45 m以下になり、円周稜線 11 は、円錐台 13の斜面の研削条痕によって形成される微細な凹凸を有するが、前記凹 凸の中心線平均粗さ Raが 0. 40 m以下となるように使用される砲石の粒度が選定 される。このように、円錐台 13の斜面および円周稜線 11の表面粗さを抑えることによ り、形成されるスクライブラインはその幅が細く一定のものとなり、スクライビングホイ一 ル 10によるスクライビングによって得られる分離後のガラス基板 Gの分断面は欠け（ チッビング)等の発生が抑えられる。
[0045] 次いで、円周稜線 11に切り欠き 15を形成する。
切り欠き 15を形成する一例としては、レーザー光の照射によって円錐 13の軸線方 向からみた形状が V字状となる切り欠き 15を外周縁部に形成する。
この方法によれば、 V字の中心角度を変えることによって、突起の高さ hを一定に保 持したまま、切り欠き 15の円周方向の長さ aと突起 16の円周方向の長さ bを容易に調 整することができる。
スクライビングホイール 10の外径、切り欠き 15のピッチ P、切り欠き 15の円周方向の 長さ aと突起 16の円周方向の長さ b、切り欠き 15の深さおよび外周縁部 14の収束角 度 )等のスクライビングホイールの仕様は、切断対象の脆性材料の種類、厚さ、熱 履歴および要望される脆性材料分断面の品質等に応じて適宜、設定される。
[0046] スクライビングホイールの条件の一例としては、ホイールの外径が l〜20mm、切り 欠さ 15のピッチ力 20〜5000 /ζ πι、切り欠さ 15の深さ力 SO. 5〜5 /ζ πιであり、円周稷 線 11の収束角度が 85〜140° である。より好ましいスクライビングホイールの条件と しては、ホイールの外径が l〜5mm、切り欠き 15のピッチが 20〜50 μ m、切り欠き 1 5の深さが 1〜3 /ζ πιであり、円周稜線 11の収束角度が 100〜130° である。
一般に、切り欠きの深さの深いスクライビングホイールを使用することにより、脆性材 料に対する力かり（特にクロススクライブ時の交点とびの少なさ）が良好になる傾向が あり、例えば、脆性材料に対する力かりの点からは、切り欠きの深さは、例えば 2〜3 mであることが好ましい。一方、切り欠きの深さの浅いスクライビングホイールを使 用することにより、脆性材料の分断面の品質 (端面強度)が向上する傾向があり、端 面強度の点からは、切り欠きの深さは、例えば、 1〜2 /ζ πιであることが好ましい。
[0047] 一般に、切り欠きのピッチの短い（分割数の多い)スクライビングホイールを使用す ることにより、脆性材料に対する力かりが向上する傾向があり、脆性材料に対するか 力りの点からは、切り欠きのピッチは、例えば、 20〜： LOOO /z mであること力 S好ましく、 貼り合せガラス基板を分断する場合に特に好適である。一方、切り欠きのピッチの長 い（分割数の少ない)スクライビングホイールを使用することにより、脆性材料の分断 面の品質 (端面強度）が向上する傾向があり、スクライビングホイールの製造の容易さ の点力もも好ましぐ例えば、 1000〜5000 mであること力 S好ましく、原料単板（素 板)を分断する場合に特に好適である。
一般に、貼り合せガラス基板の分断には、外径の小さいスクライビングホイールを使 用することが好ましぐ例えば、外径が l〜4mmのスクライビングホイールが好適であ る。一方、原料単板の分断には、外径が大きいスクライビングホイールを使用すること が好ましぐ例えば、外径力 〜20mmのスクライビングホイールが好適である。 一般に、円周稜線の収束角度が大きいスクライビングホイールは、寿命が長い傾向 があり、寿命の点からは、円周稜線の収束角度は、例えば、 90〜140° であることが 好ましぐ 100-135° であることが特に好ましい。
一般に、切り欠きの円周方向の長さが長いスクライビングホイールを使用することに より、脆性材料に対する力かりが良好になる傾向があり、脆性材料に対する力かりの 点からは、切り欠き 15は、その円周方向の長さが 4〜14 mの範囲であり、より好ま しくは 7〜 12 mの範囲である。一方、切り欠きの円周方向の長さが短いスクライビン グホイールを使用することにより、脆性材料の分断面の品質 (端面強度)が向上する 傾向があり、脆性材料の分断面の品質の点力もは、切り欠きは、その円周方向の長さ 力^〜 6 μ mの範囲であり、より好ましくは 1〜5 μ mの範囲である。
[0048] 本発明のスクライビングホイール (A刃先）は次のすぐれた特徴を有する。力かりが 良ぐ従ってクロススクライブでの交点とびを発生しない刃先であって、また N刃先に よる外切りスクライブが採用出来ない薄い厚みの基板に対しても内切りスクライブにて 対応出来る特徴を有する刃先であることを特徴とする。
こうした優れた特徴を有する A刃先を単板のクロススクライブに適用する場合につい て以下に説明する。第 1の方向の単一又は複数のスクライブラインを第 1のカツタホイ ール (第 1の刃先）にて形成し、その後それらと交差する第 2の方向に単一又は複数 のスクライブラインを第 2のカツタホイール (第 2の刃先）にて形成する場合を例として 取り上げる。
そうした場合に、基板の材質、厚みなど加工対象の基板にも影響されるが、第 1と 第 2の刃先の選択として次の組み合わせが可能となってくる。
第 1の刃先 第 2の刃先
a) N刃先 A刃先
b) A刃先 A刃先
c) A刃先 P刃先
上記の a)、 b)、 c)のケースの特徴は次の通りである。
a)の場合は、外切りスクライブが採用可能である、すなわち基板厚みが例えば 0. 6 mm以上であって、 N刃先にて対応可能な基板に対するスクライブライン形成の場合 に第 1の方向のスクライブラインを N刃先で形成し、その後の第 2の方向のスクライブ ラインを A刃先にて形成させる場合である。
b)の場合は、基板が薄く例えば 0. 4mm以下である場合とか、力かりが良くてし力も 端面強度の確保が重要である場合には、第 1の方向のスクライブラインを A刃先で形 成し、その後の第 2の方向のスクライブラインを同じ又は異なる A刃先にて形成させる 場合である。
c)の場合は、同じ様に基板が薄く例えば 0. 4ミリ以下である場合とか、力かりが良く てしかも端面強度の確保が重要である場合には、第 1の方向のスクライブラインを A 刃先で形成し、その後の第 2の方向のスクライブラインを別の P刃先にて形成させる 場合である。 この場合は、第 2の方向のスクライブラインの下に垂直クラックが深く形 成され、その結果交点付近の「そげ」と「かけ」の発生が防止される効果がある。 下記の表 1に従来のスクライビングホイール（ノーマル刃先：切り欠きのな 、刃先)、 本発明のスクライビングホイール、高浸透刃先（円周稜線に形成された溝の円周方 向の長さが、突起の円周方向の長さよりも長い刃先)の特徴を示す,
[表 1]
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* 1：基板の端部 (エッジ)から他端部までスクライブする切断方法。
* 2：基板表面上の端部以外の任意の位置から、他の任意の位置 (端部以外)まで スクライブする切断方法。
* 3：外一外切断時の力かり不良（リブマークが形成されな 、)。
* 4：クロスカット時の交点とび（リブマークが形成されな!、）。
* 5：ソゲ、カケ、コジリ等の発生のしにくさ。
切り欠き 15は、 V字状底部表面力 Sスクライビングホイールの軸線と平行するように形 成されかつ V字の最深部を結ぶ線がスクライビングホイールの軸線と平行するよう〖こ 形成される。
切り欠き 15を構成する V字状底部の形状は、スクライビングホイールの軸線方向か らみた場合には円周方向に対称であってもよレ、し、非対称であってもよレ、。
このようなスクライビングホイールを用いた場合には、クロススクライブの際の交点飛 びを防止するとともに搬送中に端材が落下することなく安定した搬送が可能となる。 切り欠きは、図 14に示すように、回転軸の軸線方向からみた形状が概略台形であ つてもよい。図 14に示すように、切り欠き 75が台形のスクライビングホイール 70であ れば、台形の底辺 72の長さ a'を変えることによって、突起 76の端部 71aにおける接 線が切り欠き面 78と交わる角度を変えることなぐ切り欠き 75の深さ hを一定に保持し たまま、切り欠き 75の円周方向の長さ aと突起 76の円周方向の長さ bを容易に調整 することができる。なお、図 14では、切り欠き 75における台形の底辺 72を便宜的に 直線としたが、円弧であってもよい。
切り欠き 75の例示として、回転軸の軸線方向からみた形状が略 V字状や台形を示 したが、本発明では特にこれらに限定されることなぐ円弧状、略 U字状であってもよ い。
[0049] 上記の実施の形態では、スクライビングホイールを軸支するためのピンが貫通され る軸孔を有するディスク状のスクライビングホイール 10を例示した力 図 5に示したよ うに、ピンが一体的に形成された一体型のスクライビングホイール 60も本発明に含ま れる。
スクライビングホイール 60は、スクライビングホイール 10と同様に、円周稜線 61に 沿って円周方向に交互に形成された多数の切り欠き 15および突起 16を有する。 スクライビングホイール 60では、スクライビングホイール 10のようにピンを必要としな いので、回転精度が高く摺動抵抗も少ないので安定した回転が得られ、刃先として の寿命が長い。
[0050] 図 6は、本発明のスクライビングホイール 10が装着されたスクライブ装置を含む液晶 パネル分断ライン 30A, 30Bを説明する図である。
[0051] 図 6 (a)は図 8に示した SBSB方式が実施される液晶パネル分断ライン 30Aであり、 液晶パネル分断装置 32と、面取り装置 36と、これらの各装置の間に配設された各搬 送ロボッ卜 31, 33, 35と力らなる。
液晶パネル分断装置 32は、スクライブ装置 S (S1, S2)およびブレイク装置 B (B1,
B2)と、ガラス基板 Gの上下の各面を反転させて搬送する反転搬送ロボット R1および
R2と、ガラス基板 Gを反転させずに搬送する搬送ロボット Mとから構成される。 [0052] 図 6 (b)は図 9に示した SSBB方式が実施されるライン 30Bであり、液晶パネル分断 装置 34と、面取り装置 36と、これらの各装置の間に配設された各搬送ロボット 31, 3 3, 35と力らなる。
液晶パネル分断装置 34は、スクライブ装置 S (S1, S2)およびブレイク装置 B (B1, B2)と、ガラス基板 Gを搬送するための反転搬送ロボット R1および R2と搬送ロボット Mとから構成される。
[0053] それぞれのスクライブ装置 SI, S2は、（1)スクライビングホイールを取り付け可能な チップホルダー (スクライビングホイール取付部）が装着され、 X軸方向に移動可能に 構成された第 1のスクライブヘッドと、（2)スクライビングホイールを取り付け可能なチ ップホルダーが装着され、 Y軸方向に移動可能に構成された第 2のスクライブヘッドと を備えている。
第 1のスクライブヘッドにはチップホルダーを介してこの発明のスクライビングホイ一 ル 10が装着され、第 2のスクライブヘッドにはチップホルダーを介してこの発明のスク ライビングホイール 10または高浸透効果を有するスクライビングホイール 40が装着さ れる。
[0054] 上記のスクライブ装置 SI, S2のそれぞれを用いて貼合せ基板を切断するに際し、 まず、第 1のスクライブヘッドの本発明のスクライビングホイール 10を用!、て X軸方向 に延びた第 1のスクライブラインを形成し、次いで、第 2のスクライブヘッドのスクライビ ングホイールを用いて Y軸方向に延びた第 2のスクライブラインを、第 1のスクライブラ インに直交するように形成する。第 2のスクライブヘッドに高浸透効果を有するスクライ ビングホイール 40が装着される場合には、スクライビングホイール 40の高浸透効果を 活用することによりガラスの種類、厚さおよび熱履歴等に影響されることなく交点飛び を防止できる。
[0055] また、第 1のスクライブヘッドおよび第 2のスクライブヘッドの両方にぉ 、て、本発明 のスクライビングホイール 10が装着される場合には、この発明のスクライビングホイ一 ル 10がガラス基板 Gの表面でのスリップを抑えて精確なスクライブラインを形成するこ とにより、搬送の安定性を確保しながら従来よりも格段に高い度合いで交点飛びを防 止できるとともに、クロススクライブの交点部においても良好な品質の分断面が得られ る。
さらに、第 1のスクライブヘッドおよび第 2のスクライブヘッドの両方においてこの発 明のスクライビングホイール 10を用いて互いに直交するスクライブラインをガラス基板 Gにテスト的に形成した後、ブレイク工程におけるガラス基板 Gの分断が局部的に不 十分であったためにガラス基板 Gカ^クライブラインに沿って良好に分離できな 、こと が判明した場合には、高浸透性を有するスクライビングホイール 40をクロス方向のス クライブ動作に用いて、スクライブラインを形成する様にしてもょ 、。
ガラス基板 Gの割断が不十分になりやす ヽ部分としては、例えばシール材が存在 する部分である。シール材は、 2枚のガラスを貼り合せるとともに、貼り合わされたガラ ス板の間に注入される液晶を封入するために配置されて ヽる。
次に、貼り合わせ基板の両面を上下同時に分断する『上下分断装置』について以 下に説明する。上下のスクライブヘッドのチップホルダー夫々に単数又は複数の刃 先を取り付けて上下の基板表面を移動させることにより、貼り合わせ基板の分断工程 の簡素化を実現させた装置力 SFPDパネルの生産ラインに導入され始めて 、る。上記 の上下のチップホルダーに取り付ける刃先として、高浸透刃先 (P刃先）を用いた場 合には下記の利点が得られる。
上下の基板を P刃先でスクライブした場合には、スクライブ後はブレイク工程の簡素 化又は省略ィ匕が可能となる。スクライブされた上下の基板は、例えば次の 3通りの方 法で分離が可能となる。
1) P刃先で上下基板をスクライブ後、上下の基板を左右に軽く引き離すことにより、 上下の貼り合わせ基板を左右に分離させる。
2) P刃先で上下基板をスクライブ後、上下の基板を軽く折り曲げると同時に左右に 引き離すことにより、上下の貼り合わせ基板を左右に分離させる。あるいは、
3) P刃先で上下基板をスクライブする際に、押圧用の弾性材料製のローラでスクラ イブライン形成直後の箇所の基板表面上を転動させていくことにより、スクライブ動作 が終了した時点で上下の基板が左右に分離されている状態となる。
こうした上下分断装置に関しても、上側の基板を P刃先でスクライブする一方、下側 の基板を P刃先ではなく A刃先でスクライブすることで、基板の搬送時の端材の脱落 を防止出来る。
また、貼り合わせ基板の用途にも関係してくるが、こうした上下分断装置に関しても 、上下の基板夫々に対してクロススクライブ動作を実行させる必要がある場合がある。 そうした場合にも、第 1の方向に対するスクライブ動作を第 1の刃先で実行させた後、 第 2の方向に対するスクライブ動作を第 2の刃先で実行させることになる。こうした場 合に、第 1と第 2の刃先に関して同じ種類の物を用いる事も可能であるし、反対に異 なる種類の物を用いる事も可能である。
例えば、第 1と第 2の両方の方向のスクライブ動作を同一種類の A刃先で実行する 場合、端子部に相当する幅の狭い箇所の端材の切り離しが通常のブレイク操作では 困難な場合がある。そうした場合に、第 1の方向のスクライブ動作は A刃先で実行し、 クロスする第 2の方向のスクライブ動作は P刃先で実行することにより、幅の狭い端子 部の取り出し（中抜き)操作も簡単なブレイク操作にて端材の取出しが可能となる。
[0057] また、本発明には、柄の先に設けたホルダーに、本発明の脆性材料用スクライビン グホイール 10を回転自在に軸着してなる手動スクライブ工具が含まれる。
図 13は、上記した手動スクライブ工具の正面図である。
手動スクライブ工具 90は、一端にスクライビングホイール 10が取り換え可能に装着 されるホルダー 91と、ホルダー 91を着脱可能な棒状のハンドル 92とカゝら主に構成さ れる。
ノ、ンドル 92は、内部に油室 93が形成され、一端がホルダー 91との結合部を形成し 、他端が油室 93に潤滑油を供給するためのキャップ 94を着脱自在に備えている。 前記の実施の形態では、切り欠き 15を形成するためにレーザー照射を用いたが、 スクライビングホイールの材質やカ卩ェ効率を考慮して研削加工や放電カ卩ェによる製 造も本発明に含まれる。
[0058] さらに、本発明のスクライブ装置には、それぞれのスクライブ装置 SI, S2が、複数 のスクライビングホイールを取り付け可能な、前記ディスクと同数個のチップホルダー が装着され、 X軸方向に移動可能に構成された第 1のスクライブヘッド群と、複数のス クライビングホイールを取り付け可能な、前記ディスクと同数個のチップホルダーが装 着され、 Y軸方向に移動可能に構成された第 2のスクライブヘッド群とを備え、各軸方 向にそれぞれのスクライブヘッドを移動させた際、脆性材料基板に複数のスクライブ ラインを形成可能なマルチヘッドスクライブ装置が含まれる。
さらに、本発明のスクライブ装置には、上記の複数のチップホルダーを 1つのスクラ イブヘッドに装着し、このようなスクライブヘッドからなる第 1および第 2のスクライブへ ッドとを備え、 Xおよび Yの各軸方向にそれぞれのスクライブヘッドを移動させた際、 脆性材料基板に複数のスクライブラインを形成可能なマルチヘッドスクライブ装置も 含まれる。
[0059] 上記の発明を実施するための最良の形態では、液晶表示パネル用の貼り合わせガ ラス基板のスクライブにつ 、て説明した力 本発明ではスクライブの対象は貼り合わ せガラス基板に限定されることはなぐガラスについてみるならば、一枚のガラスも本 発明におけるスクライブの対象である。また、ガラス以外の脆性材料 (例えば、シリコ ン等の半導体材料、サファイア等)も本発明におけるスクライブの対象である。
なお、本発明の脆性材料用スクライビングホイール 10にお ヽて形成されるそれぞれ の切り欠き 15の深さ hは一定でなくてもよぐ例えば、切り欠きの深さ hが 3, 1, 1 · ·、3 、 1、 1 · ·と円周方向に変わっていてもよい。
実施例
[0060] 本発明のスクライビングホイール (Α刃先（A-Wheel) )、従来のノーマル刃先（N刃 先 (N-Wheel))及び従来の高浸透刃先 (P刃先 (P-Wheel))を用いて、ガラス基板 1 (無 アルカリガラス基板；厚み 0. 7mm)及びガラス基板 2 (LCD用高硬度ガラス基板；厚 み 0. 63mm)に 100mmの間隔で縦横それぞれ 3本のスクライブラインを形成（クロス スクライブ）し、スクライブラインに沿ってブレイクして試験片（100mm X 100mm)を 得た (SSBB方式)。各試験片について曲げ強度を測定した。曲げ強度は、各試験 片の一方の面（表面）上の中心線（100mm X 50mmの大きさに 2分割する線）から 両側にそれぞれ 50mm離れた 2本の直線上及び反対側の面 (裏面）上の中心線 (表 面の中心線に対面する線)から両側にそれぞれ 10mm離れた 2本の直線上から、ガ ラス基板に対して垂直方向から圧力を加え、破壊される際の圧力（stress)を測定し た。前記 3種のスクライビングホイールと前記 2種のガラス基板の各組み合わせにつ いて、 50〜： L00回の測定を行い、測定結果をワイブル分布に基づいて統計処理した 。ガラス基板 1についての結果を図 15に、ガラス基板 2についての結果を図 16に示 す。
図 15及び図 16に示された結果より、本発明のスクライビングホイール (A刃先）を用 Vヽて分断された試験片は、従来のノーマル刃先 (N刃先)で分断された試験片と同等 の曲げ強度特性を示し、従来の高浸透刃先 (P刃先)よりも、良好な曲げ強度を示す ことがわかる。これは、本発明のスクライビングホイール (A刃先）を用いて分断された 試験片は、端面の品質が良好であることに由来する。
産業上の利用可能性
本発明では、脆性材料基板を切断するに際し、クロススクライブを行う場合の交点 飛びを防止し、搬送中に端材が落下することなく安定した搬送を可能にする脆性材 料用スクライビングホイールを提供することができる。また、本発明では、脆性材料基 板の分断面の品質 (端面強度)が良好な脆性材料用スクライビングホイールを提供す ることがでさる。
本発明は、無アルカリガラスまたは石英ガラスであるガラス基板に特に有効であり、 用途としては TFT液晶パネル、 TN液晶パネル、 STN液晶パネルを代表例とする各 種の平面表示パネル用の各種脆性材料基板が挙げられる。

Claims

請求の範囲
[1] 回転軸を共有する二つの円錐台の底部が交わって円周稜線が形成された外周縁 部と、前記円周稜線に沿って円周方向に交互に形成された複数の切り欠きおよび突 起とからなり、
前記突起は、前記円周稜線が切り欠かれて残った、円周方向に長さを有する前記 円周稜線の部分で構成され、脆性材料基板に圧接させた状態で転動させて前記脆 性材料基板にスクライブラインおよびスクライブラインカゝら前記脆性材料基板の厚さ 方向に伸びる垂直クラックを形成する脆性材料用スクライビングホイールであって、 前記切り欠きは、その円周方向の長さが、前記突起の円周方向の長さよりも短いこと を特徴とする脆性材料用スクライビングホイール。
[2] 前記切り欠きは、その円周方向の長さが 4〜14 mの範囲であることを特徴とする 請求項 1に記載の脆性材料用スクライビングホイール。
[3] 前記外周縁部は、二つの前記円錐の斜面を含んで形成され、前記斜面の中心線 平均粗さ Raが 0. 45 μ m以下である請求項 1に記載の脆性材料用スクライビングホイ 一ノレ。
[4] 前記円周稜線は、その中心線平均粗さ Raが 0. 40 m以下である請求項 3に記載 の脆性材料用スクライビングホイール。
[5] 脆性材料用スクライビングホイールは、前記ホイールを軸支するためのピンが貫通 される軸孔を有するまたは前記ピンと一体的に形成された一体型のホイールである 請求項 1に記載の脆性材料用スクライビングホイール。
[6] 前記切り欠きは、前記円周稜線の全周に異なる深さで円周方向に複数形成されて なる請求項 1に記載の脆性材料用スクライビングホイール。
[7] 前記切り欠きは、前記円周稜線の全周に 20〜5000 mのピッチで形成され、前 記切り欠きの深さが 0. 5〜3. 0 mであることを特徴とする請求項 1に記載の脆性材 料用スクライビングホイ一ノレ。
[8] 脆性材料用スクライビングホイールを脆性材料基板に圧接させた状態で転動させ て前記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方法であって、第 1の脆 性材料用スクライビングホイールを用いて第 1のスクライブラインを形成し、次いで、形 成された第 1のスクライブラインに交わる第 2のスクライブラインを第 2の脆性材料用ス クライビングホイールを用 Vヽて形成し、少なくとも第 1の脆性材料用スクライビングホイ ールが、請求項 1な ヽし 5の 、ずれか 1つに記載の脆性材料用スクライビングホイ一 ルであることを特徴とする脆性材料のスクライブ方法。
[9] 脆性材料基板を載置させて回転可能なテーブルと、前記テーブルに載置された脆 性材料基板に対して Xおよび Y方向に相対移動するスクライビングホイール取付部と 、前記スクライビングホイール取付部に取り付けられた請求項 1な 、し 5の 、ずれか 1 つに記載の脆性材料用スクライビングホイールとを具備してなる脆性材料のスクライ ブ装置。
[10] 柄の先に設けたホルダーに、請求項 1ないし 7のいずれか 1つに記載の脆性材料 用スクライビングホイールを回転自在に軸着してなる脆性材料用手動スクライブ工具
[11] 回転軸を共有する二つの円錐台の底部が交わって円周稜線が形成された外周縁 部と、前記円周稜線に沿って円周方向に交互に形成された複数の切り欠きおよび突 起とからなり、
前記突起は、前記円周稜線が切り欠かれて残った、円周方向に長さを有する前記 円周稜線の部分で構成され、脆性材料基板に圧接させた状態で転動させて前記脆 性材料基板にスクライブラインおよびスクライブラインカゝら前記脆性材料基板の厚さ 方向に伸びる垂直クラックを形成する脆性材料用スクライビングホイールの製造方法 であって、
レーザー光の照射によって前記円錐の軸線方向からみた形状力 字状となる切り 欠きを
外周縁部に切り欠いて形成する工程を具備し、前記 V字の中心角度を変えること〖こ よって前記切り欠きの円周方向における長さを設定することを特徴とする脆性材料用 スクライビングホイールの製造方法。
[12] 回転軸を共有する二つの円錐の底部が交わって円周稜線が形成された外周縁部 と、前記円周稜線に沿って円周方向に交互に形成された多数の切り欠きおよび突起 とからなり、前記突起は、前記円周稜線が切り欠かれて残った、円周方向に長さを有 する前記円周稜線部分で構成され、脆性材料基板に圧接させた状態で転動させて 前記脆性材料基板にスクライブラインおよびスクライブラインカゝら前記脆性材料基板 の厚さ方向に伸びる垂直クラックを形成する脆性材料用スクライビングホイールの製 造方法であって、レーザー光の照射によって前記円錐の軸線方向からみた形状が 台形となる切り欠きを外周縁部に切り欠いて形成する工程を具備し、台形の底辺の 長さを変えることによって前記切り欠きの円周方向における長さを設定することを特 徴とする脆性材料用スクライビングホイールの製造方法。
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