CN110315649A - 划线头 - Google Patents

Abstract

一种划线头，具备以稳定姿势定位于基板的方式支承划线轮的支架单元。本发明的划线头具备：划线轮(40)，在基板(F)的表面(H)形成划线；支架(50)，利用支承轴(52)支承划线轮(40)；以及支架单元(30)，具有将支架(50)能够旋转地支承的旋转轴(53)，旋转轴(53)从基板(F)的表面(H)的法线(N)向与划线方向(R)平行的方向倾斜，支架单元(30)以相对于旋转轴(53)的轴心(S)而与支承轴(52)垂直的方向上的重量平衡不同的方式构成。

Description

划线头

技术领域

本发明涉及一种用于在基板形成划线的划线头。

背景技术

在分割玻璃基板等脆性材料基板时，会使用具备划线头的划线装置。脆性材料基板的分割工序包含：划线工序，在基板表面形成划线；及裂断工序，沿着形成的划线对基板表面施加预定的力，由此将基板分割。在划线工序中，划线轮在压着基板表面的同时沿着预定的线移动。此时，为了沿着预定的线顺畅地移动，在基板表面上将划线轮定位。

以下的专利文献1中公开了一种高精度地切断玻璃基板的玻璃切断专用工具的构成。该玻璃切断专用工具利用固定部件夹住刀轮的两侧面，将安装轴压入刀轮的贯通孔及固定部件的贯通孔并穿过。刀轮、固定部件及安装轴形成为一个整体，从而能够抑制刀轮的晃动地利用刀轮对玻璃基板进行划线。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2018-20914号公报

发明内容

在划线工序中，是将支架接近划线形成开始位置，然后使划线轮接触基板表面。此时，存在支架以旋转轴为中心左右晃动而形成非作业人员意图的划线的情况。因此，将划线轮定位于基板表面时的姿势必须稳定。关于该点，根据专利文献1的玻璃切断专用工具，在形成划线的期间，刀轮是利用安装轴而固定的，因此刀轮不会相对于工具移动，能够形成预定的划线。但是，并未提及开始形成划线时刀具支架处于哪种姿势。

鉴于该问题，本发明的目的在于提供一种具备以稳定的姿势定位于基板表面的方式支承划线轮的支架单元的划线头。

本发明的主要实施方式涉及一种在基板表面形成划线的划线头。本实施方式所涉及的划线头具备：划线轮，在基板表面形成划线；支架，利用支承轴对所述划线轮进行支承；以及支架单元，具有将所述支架能够旋转地支承的旋转轴。构成为：所述旋转轴从所述基板表面的法线向与划线方向平行的方向倾斜，且所述支架单元相对于所述旋转轴的轴心在与所述支承轴垂直的方向上重量平衡不同。

根据本实施方式所涉及的划线头，由于支架单元的重量平衡不同，因此支架单元利用自重而容易实现划线轮的支承轴朝向与划线方向垂直的方向的姿势。由此，在开始形成划线时，能够以支架单元的姿势稳定的状态，将划线轮定位于划线形成的开始位置。由此，划线轮能够稳定地形成划线。

本实施方式所涉及的划线头中，可构成为：所述旋转轴在中心轴与所述旋转轴的轴心之间产生以位置偏移的方式设置，所述中心轴将所述支架单元在与所述支承轴及所述旋转轴垂直的方向上分成两个部分。

根据本实施方式的构成，即便不调整支架单元自身的重量平衡，也能使相对于旋转轴的轴心的支架单元的重量平衡在与支承轴垂直的方向上不同。由此，支架单元利用自重而向重量大的一侧倾斜，支架单元的姿势稳定。由此，划线轮的姿势也稳定，能够稳定地形成划线。

本实施方式所涉及的划线头中，可构成为：所述支架单元相对于将所述支架单元在与所述支承轴及所述旋转轴垂直的方向上分成两个部分的中心轴的重量平衡不同。

根据本实施方式的构成，即便在支架单元的中心轴与旋转轴的轴心一致的构成的情况下，也能使支架单元相对于旋转轴的轴心的重量平衡在与支承轴垂直的方向上不同。此外，在支架单元的中心轴与旋转轴的轴心的位置偏移的情况下，能够更有效果地使支架单元相对于旋转轴的轴心的重量平衡在与支承轴垂直的方向上不同。

本实施方式所涉及的划线头中，可构成为：所述旋转轴以相对于所述划线方向所述支架单元的后方侧接近所述基板表面的方式倾斜。

根据本实施方式的构成，支架单元以向重量大的一侧倾斜的状态安装于划线头。由此，支架单元成为维持稳定姿势的状态，划线轮能够顺畅地形成划线。

如上所述，根据本发明，可提供一种具备以稳定姿势定位于基板的方式对划线轮进行支承的支架单元的划线头。

本发明效果及意义根据以下所示的实施方式的说明当可更明了。但是，以下所示的实施方式只不过是实施本发明时的一个例示，本发明并不受到以下实施方式的记载的任何限制。

附图说明

图1是示意性表示应用实施方式1所涉及的划线头的划线装置的构成的图。

图2的(a)、(b)分别是实施方式1所涉及的支架单元的主视图及侧视图。

图3是说明在实施方式1所涉及的划线头安装有支架单元的情况下的支架单元的姿势的侧视图。

图4的(a)是实施方式2所涉及的支架单元的侧视图。图4的(b)是说明实施方式2所涉及的划线头安装有支架单元的情况下的支架单元的姿势的侧视图。

附图标记说明

20：划线头

40：划线轮

30：支架单元

50：支架

52：支承轴

53：旋转轴

F：基板

H：基板表面

L：中心轴

N：法线

R：划线方向

S：轴心。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。另外，各图中为了方便起见而附注相互正交的X轴、Y轴及Z轴。Z轴与刀轮的中心轴垂直。此外，图2的(a)～图4的(b)中的实线表示基板F的表面H。

＜实施方式1＞

[划线装置的构成]

图1是示意性表示应用实施方式1所涉及的划线头20的划线装置1的构成的图。

划线装置1具备移动台10。移动台10与滚珠丝杠11旋合。移动台10通过一对导轨12而在Y轴方向上可移动地支承。利用马达驱动滚珠丝杠11旋转，从而移动台10沿着一对导轨12在Y轴方向移动。

移动台10的上表面设置马达13。马达13使位于上部的载置部14在XY平面旋转，定位为预定角度。能利用马达13而水平旋转的载置部14具备未图示的真空吸附机构。载置于载置部14上的基板F通过该真空吸附机构而被保持在载置部14上。

基板例如是玻璃基板、由低温烧成陶瓷或高温烧成陶瓷形成的陶瓷基板、硅基板、化合物半导体基板、蓝宝石基板、石英基板等。此外，基板F可以在基板表面或内部，附着或者包含薄膜或半导体材料。此外，基板F也可以在其表面H附着不属于脆性材料的薄膜等。

划线装置1在载置于载置部14的基板F的上方具备两台摄像机15，所述两台摄像机15对形成于该基板F的表面H的对准标记进行拍摄。此外，以跨过移动台10及其上部的载置部14的方式，在支柱17a、17b上架设桥部16。

桥部16上安装有引导件18。划线头20以被该引导件18引导而在X轴方向移动的方式设置。划线头20在下端具备支承部21。保持划线轮40的支架单元30经由支承部21而安装于划线头20。

使用划线装置1在基板F的表面H形成划线的情况下，首先，将安装有划线轮40的支架单元30安装于划线头20的支承部21。在此，如图1所示，支架单元30是以倾斜的方式安装于支承部21。有关于该点将在后文进行说明。

其次，划线装置1通过一对摄像机15进行基板F的定位。然后，划线装置1使划线头20移动至预定位置，对划线轮40施加预定荷重，使其接触基板F的表面H。之后，划线装置1通过使划线头20在X轴方向移动，而在基板F的表面H形成预定的划线。另外，划线装置1根据需要转动载置部14或使其向Y轴方向移动，与所述情况同样地形成划线。

在上述实施方式1中，表示了划线头20在X轴方向移动、载置部14在Y轴方向移动并且旋转的划线装置，但划线装置1只要使划线头20与载置部14相对移动即可。例如，也可以是划线头20固定、载置部14于X轴、Y轴方向移动且旋转的划线装置1。此外，该情况下，摄像机15也可以固定于划线头20。

[支架单元的构成]

其次，参照图2的(a)、(b)来说明支架单元30的构成。图2的(a)是从X轴正侧观察支架单元30的主视图，图2的(b)是从Y轴正侧观察支架单元30的侧视图。

支架单元30是由划线轮40、支架50、2个轴承51a、51b、旋转轴53一体而构成。旋转轴53从支架50的顶面侧向铅垂方向延伸，***并穿过轴承51a、51b。在支架单元30中，支架50可利用旋转轴53而旋转。

图2的(a)、(b)中，将旋转轴53的中心线表示为轴心S，将在与支承轴52及旋转轴53垂直的方向上将支架50分成两个部分的中心线表示为中心轴L。图2的(a)、(b)中，轴心S及中心轴L以单点划线表示。如图2的(b)所示，实施方式1中，轴心S及中心轴L相互不一致，配置于偏移的位置上。若使轴心S向Z轴负侧延长，则支架单元30的重量相对于轴心S而在X轴正侧及负侧不同。

如图2的(b)所示，支架50的下部在侧视时为朝向下端而宽度变窄的梯形形状。此外，如图2的(a)所示，在支架50的梯形形状部分分别形成有保持部54a、54b，在保持部54a、54b之间形成保持槽55。保持槽55的相互对置的内侧面56a、56b与水平面(XY平面)垂直。

另外，在图2的(a)、(b)的构成中，支架50是由1个基材构成的，但也可以通过例如将分别具有保持部54a、54b的2个基材固定而形成支架50。

保持部54a、54b中，以跨过保持槽55的方式形成有供支承轴52***的孔57a、57b。孔57a、57b的直径略大于支承轴52的直径。本实施方式中，是以孔57a、57b的中心位于中心轴L上的方式形成孔57a、57b。

在划线轮40***至保持槽55的状态下，支承轴52***于划线轮40的贯通孔41及孔57a、57b。

在保持部54a的Y轴正侧的侧面，利用螺丝59a安装有挡块58a，在保持部54b的Y轴负侧的侧面，利用螺丝59b安装有挡块58b，从而将孔57a、57b堵塞。

如图1所示，将支架单元30的轴承51a、51b***支承部21的开口部21a，使支架50从划线头20的下端露出，以此方式固定于划线头20的内部。此时，支架单元30以旋转轴53为中心自由旋转。在此，图2的(b)所示的支架单元30相对于轴心S是X轴负侧占据的体积大，因此该部分的重量大。因此，若使旋转轴53倾斜，则支架50以旋转轴53为中心旋转，利用自重，实现相对于轴心S而重量大的一侧接近基板F的姿势。

划线轮40例如是由烧结金刚石或超硬合金等形成的圆板状部件。划线轮40上形成有供支承轴52***的贯通孔41。贯通孔41以贯通划线轮40的两侧面的中心的方式形成。此外，划线轮40上，在外周部形成有形成脊线的V字状刀。划线轮40例如为厚度0.4～1.1mm左右、外径1.0～5.0mm左右。此外，贯通孔41的直径为例如0.4～1.5mm左右、刀的刀尖角为90～150°左右。

支架50由不锈钢或碳素工具钢构成。此外，支承轴52例如是由烧结金刚石或超硬合金等形成的圆柱状部件，其一端或两端为尖头形状。支承轴52的直径略小于划线轮40的贯通孔41的直径。例如贯通孔41的直径为0.8mm时支承轴52的直径为0.77mm左右。在支承轴52***至贯通孔41的状态下，在支承轴52与贯通孔41之间产生缝隙(间隙)。

[划线头的使用状态]

图3是用于说明在实施方式1所涉及的划线头20安装有支架单元30的情况下的支架单元30的姿势的侧视图。图3中，虚线表示基板F的表面H的法线N。

如上所述，实施方式1所涉及的支架单元30相对于轴心S而重量不同。因此，若使旋转轴53倾斜，则支架单元30以旋转轴53为中心旋转，实现重量大的一侧接近基板F的姿势。实施方式1的划线头20是着眼于该支架单元30的重量平衡而构成的。

如图3所示，若使旋转轴53以角度α从法线N向与划线方向R平行的方向倾斜，使划线轮40接触基板F的表面H，则支架单元30以旋转轴53为中心旋转，利用自重，实现相对于轴心S而重量大的一侧接近基板F的姿势。像这样，划线轮40的姿势即支架单元30的姿势稳定。

因此，在划线头20安装支架单元30时，若将支架单元30以倾斜状态安装，则划线轮40接触基板F的表面H时，划线轮40的姿势迅速地稳定。

这种支架单元30向划线头20的安装可经由设置在划线头20的下端的支承部21而进行。返回到图1中，支承部21是长方体状的部件，下方形成有开口部21a。开口部21a形成为能容纳旋转轴53及2个轴承51a、51b的尺寸。此外，支承部21在收纳于开口部21a的旋转轴53以预定角度倾斜地设置的该开口部21a内，嵌入固定支架单元30的轴承51a、51b。

使用划线装置1在基板F的表面H形成划线的情况下，划线轮40以向图3所示的箭头R的方向(X轴方向)即划线方向行进的方式旋转。

[实施方式1的效果]

根据实施方式1，实现以下效果。

如图2的(b)所示，实施方式1所涉及的划线头20中，轴心S与中心轴L的位置偏移。因此，使划线轮40接触基板F的表面H时，支架单元30容易以旋转轴53为中心旋转，支架单元30的姿势不稳定。若在划线轮40在基板F的表面H形成划线的期间，支架单元30旋转，则划线未形成于预定位置，未进行正常的分割。像这样，在划线形成的开始位置稳定支架单元30的姿势尤为重要。

有关该点，在实施方式1所涉及的划线头20中，是利用支架单元30的重量平衡相对于轴心S不同而构成。即，如图3所示，使旋转轴53倾斜而将支架单元30安装于划线头20。由此，若划线轮40接触基板F的表面H，则支架单元30以旋转轴53为中心旋转，利用自重，以相对于轴心S而重量大的一侧接近基板F的方式倾斜，支架单元30的姿势立即稳定。

因此，在划线形成的开始位置，支架单元30即划线轮40的姿势迅速地稳定，划线轮40可从开始位置形成预定的划线。

如图3所示，在划线轮40形成划线的期间，支架单元30的姿势为：旋转轴53以相对于划线方向R支架单元30的后方侧接近基板F的表面H的方式倾斜。像这样，在划线形成开始时，划线轮40以如上所述的稳定姿势定位于基板F的表面H的情况下，划线轮40能够以维持该姿势的状态顺畅地形成划线。

另外，在实施方式1所涉及的划线头20中，旋转轴53的倾斜角度即角度α优选为例如5度～50度的范围。若角度α处于该范围内，则支架单元30容易利用自重向重量大的一侧倾斜，支架单元30的姿势容易稳定。所述倾斜角度更优选为10度～40的范围。角度α只要根据基板F的种类、划线轮40的尺寸、及支架单元30的重量等而适当地调整即可。

＜实施方式2＞

上述实施方式1所涉及的划线头20中，旋转轴53的轴心S与支架单元30的中心轴L的位置偏移。相对于此，实施方式2所涉及的划线头20应用的是轴心S与中心轴L一致的构成的支架单元30。

图4的(a)是实施方式2所涉及的支架单元30的侧视图。图4的(b)是说明实施方式2所涉及的划线头20安装有支架单元30的情况下的支架单元30的姿势的侧视图。划线头20的构成除了将轴心S与中心轴L一致地配置以外，与实施方式1所涉及的划线头20相同，因此省略说明。此外，图4的(a)、(b)中，以虚线表示旋转轴53的轴心S，以单点划线表示支架单元30的中心轴L。

如图4的(a)所示，实施方式2所涉及的支架单元30中，旋转轴53的轴心S以与支架单元30的中心轴L一致的方式配置。若以此方式配置轴心S及中心轴L，支架单元30相对于中心轴L而左右重量大致均等。因此，若划线轮40接触基板F的表面H，则支架单元30以旋转轴53为中心旋转，支架单元30的姿势难以稳定。

因此，实施方式2所涉及的支架单元30以相对于中心轴L而左右重量不同的方式构成。作为这样的构成，列举如下构成。

(1)设置锭子的情况，

如图4的(a)、(b)所示，通过中心轴L将支架单元30分成两个部分时，在其中一侧设置锭子60。由此，支架单元30相对于中心轴L而2个部分的重量互不相同。由此，若旋转轴53倾斜，则支架单元30以旋转轴53为中心旋转，实现设置锭子60的一侧利用自重而接近基板F的表面H的姿势。由此，支架单元30的姿势立即稳定。

像这样，即便是以轴心S与中心轴L一致的方式构成的支架单元30，通过在支架50的适当位置设置锭子60，支架单元30的重量平衡也会变化。由此，支架单元30的姿势稳定。

此外，像这样的构成只要设置锭子60就能简便地构成，因此也能应用于以轴心S与中心轴L一致的方式构成的现有支架单元30。

(2)支架的形状为非对称的情况

支架单元30中，通过将利用中心轴L将支架50分成两个部分的各部分的形状设为非对称，能够使重量不同。换句话说，支承轴52的中心形成在与支架50的中心轴L偏移的位置上。由此，若旋转轴53倾斜，则支架单元30以旋转轴53为中心旋转，实现体积大的一侧利用自重而接近基板F的表面H的姿势。由此，支架单元30的姿势立即稳定。

另外，实施方式2所涉及的划线头20中，旋转轴53的倾斜角度即角度α也与实施方式1所涉及的划线头20同样，根据基板F的种类、划线轮40的尺寸、及支架单元30的重量等适当地调整即可。

另外，支架单元30也可以并非像本实施方式那样在支架50整体形成旋转轴53及轴承51a、51b而构成，而是构成为另行设置支架接头，该支架接头具备用于安装支架50的安装部、以及旋转轴53及轴承51a、51b。该情况下，只要使包括以旋转轴53为中心旋转的支架50及安装部在内的合计重量平衡相对于旋转轴53的轴心不同即可。

Claims (4)

1.一种划线头，其特征在于，具备：

划线轮，在基板表面形成划线；

支架，利用支承轴对所述划线轮进行支承；以及

支架单元，具有将所述支架能够旋转地支承的旋转轴，

所述旋转轴从所述基板表面的法线向与划线方向平行的方向倾斜，所述支架单元以相对于所述旋转轴的轴心而与所述支承轴垂直的方向上的重量平衡不同的方式构成。

2.根据权利要求1所述的划线头，其特征在于，

所述旋转轴以中心轴与所述旋转轴的轴心之间产生位置偏移的方式设置，所述中心轴将所述支架单元在与所述支承轴及所述旋转轴垂直的方向上分成两个部分。

3.根据权利要求1或2所述的划线头，其特征在于，

所述支架单元以相对于将所述支架单元在与所述支承轴及所述旋转轴垂直的方向上分成两个部分的中心轴而重量平衡不同的方式构成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的划线头，其特征在于，

所述旋转轴以相对于所述划线方向所述支架单元的后方侧接近所述基板表面的方式倾斜。