JP2003261345A - 硬質脆性板の割断方法 - Google Patents

硬質脆性板の割断方法

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JP2003261345A
JP2003261345A JP2002063190A JP2002063190A JP2003261345A JP 2003261345 A JP2003261345 A JP 2003261345A JP 2002063190 A JP2002063190 A JP 2002063190A JP 2002063190 A JP2002063190 A JP 2002063190A JP 2003261345 A JP2003261345 A JP 2003261345A
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JP
Japan
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brittle plate
plate
hard brittle
cutter
rigid brittle
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JP2002063190A
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Takasuke Amahi
崇介 天日
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Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
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Nakamura Tome Precision Industry Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/02Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/023Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor the sheet or ribbon being in a horizontal position
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス板などの硬質脆性板の表面にカッタを
押接しながら走行させることにより、硬質脆性板を割断
する方法に関し、スクライブ工程のみで硬質脆性板の割
断を可能にする簡易で確実な方法を得る。 【解決手段】 テーブルのカッタの走行線の下になる部
分に帯状突部17を設けることにより、テーブル上に固
定した硬質脆性板にカッタの走行部を稜部18とする上
凸の撓みを生じさせた状態でカッタを走行させる。帯状
突部17は、薄い帯板状ないし格子状で、複数箇所や縦
横に割断するときは、格子シートをテーブル上に固定し
て当該格子シートの桟の間で硬質脆性板をテーブル面に
吸着固定する。テーブル面に粘着テープを貼着する方法
は、ロット数が少ない加工の場合に便利である。帯状突
部17の高さは、割断しようとする硬質脆性板の性質に
よっても異なるが、液晶基板等に用いられているガラス
板の場合には、0.1〜1mm程度である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガラス板を代表
とする硬質脆性板の表面に尖針ないしローラ刃(以下
「カッタ」という)を押接しながら所望の割断線に沿っ
て走行させることにより、その走向線に沿って生成され
る垂直クラックを利用して硬質脆性板を割断する方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガラス板やセラミックス板等の硬質脆性
板の表面にダイヤモンドのカッタを押付けて走行させる
ことにより、脆性板の表面に溝(スクライブ溝)を刻設
し、そのあと脆性板に衝撃や曲げ応力を加えて上記溝に
沿って硬質脆性板を割断する方法は公知である。このよ
うな従来方法において、硬質脆性板に溝を付ける工程を
スクライブ工程、衝撃や曲げ応力を加えて溝に沿って脆
性板を分断する工程をブレーク工程と呼んでいる。ブレ
ーク工程は、一般に溝を付けた面の裏面側から溝に沿う
方向の細長い部材(ブレーク刃)を硬質脆性板に衝突さ
せるか、あるいはスクライブ溝に沿って硬質脆性板に曲
げ応力を加えることにより行われている。
【0003】すなわち、この種の硬質脆性板の割断にお
いては、スクライブ工程とブレーク工程との2工程を必
要とする。このため、1枚の硬質脆性板の割断のために
は、スクライブ工程を行う装置とブレーク工程を行う装
置との2種類の装置を必要とし、装置の構造によっては
両装置の間で硬質脆性板を表裏反転する操作が必要であ
る。
【0004】ディスプレイパネルなどを製造するのに用
いるガラス板は大面積化し、更に板厚が薄くなる傾向に
ある。そのため装置が大型化して広い設置面積が必要に
なると共に、薄くて大面積のガラス板を表裏反転する操
作が困難になる等の問題が生じている。
【0005】液晶ディスプレイパネルなどではガラス板
が2枚合せになっているため、2枚のガラス板について
それぞれスクライブ工程とブレーク工程を必要とし、1
枚のガラス基板を割断するのに4工程が必要になる。
【0006】スクライブ工程のみでガラス板を割断する
ことができれば、大掛かりなブレーク装置が不要にな
り、装置コスト及び装置設置面積を低減でき、工程の減
少による生産性の向上も図れる。更にディスプレイ基板
のように、2枚重ねのガラス板の割断における不良品の
発生を大幅に低減できる。
【0007】スクライブ溝を刻設するとき、ガラス板に
は厚さ方向に進行する垂直クラックと、面方向に進行す
る水平クラックとが生成される。垂直クラックを深くす
ることができれば、軽い衝撃でガラス板を分断できる。
カッタを強い力でガラス板に押接すると、垂直クラック
は深くなるが、水平クラックも大きくなり、割断面に欠
けや割れを生ずる。しかも垂直クラックの深さには限界
があって、押接力を高くしていっても垂直クラックの深
さがそれ以上深くならないという限界がある。
【0008】スクライブ溝の刻設に伴う垂直クラックを
深くするには、カッタとして径の小さいローラ刃を用い
るのが良いこと、ローラ刃の周面を鋸刃状にするのが良
いこと、刃先の薄い鋭利なローラ刃を用いるのが良いこ
とが知られている。
【0009】しかし、ローラ刃はガラス板表面を転動す
ることが必要であり、従って軸支構造を伴うから、ロー
ラ刃の径を小さくすることには限界がある。現在実用さ
れているローラ刃の直径は2〜3mmである。また、ロ
ーラの刃先を鋸刃状したり刃先を薄くする方法は、刃先
の強度が弱くなるという欠点を伴い、刃先の方向が安定
しなかったり、刃先の摩耗が大きくなるという問題のほ
か、切断時にガラス粉の発生が多くなり、ガラス粉がパ
ターン面に付着したりローラの軸受部を摩耗させるとい
う問題がある。
【0010】そこで、カッタに振動を加えながらスクラ
イブ溝を刻設することにより、垂直クラックを深くする
技術が提案されている。例えば、電気的な加振器を用い
て振動を加える技術として、特開平11−157860
号公報に開示されたものがある。前述したローラ刃の刃
先を鋸刃状にする方法も、ガラス板表面に振動的な押接
力を加える技術であるということができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ブレーク工程
を不要にするような高い周波数の振動をカッタに加える
と、スクライブ刃を保持しているホルダの支持部やロー
ラ刃の軸受部が損傷し、装置に十分な耐久性を持たせる
ことができないという問題が生ずる。またローラ刃の刃
先を鋸刃状にする方法にも前述した問題がある。
【0012】この発明は、これらの諸問題を解決して、
スクライブ工程のみで硬質脆性板の割断を可能にする簡
易で確実な方法を得ることを課題としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決したこの
発明の硬質脆性板の割断方法は、テーブル3上に固定し
た硬質脆性板1の表面に尖針ないしローラ刃6を押接し
て走行させることにより、その走行線に沿って当該硬質
脆性板を割断する硬質脆性板の割断方法において、テー
ブルの前記走行線の下になる部分に帯状突部17を設け
ることにより、テーブル上に固定した硬質脆性板に上記
走行部を稜部18とする上凸の撓みを生じさせた状態
で、上記尖針ないしローラ刃を走行させるというもので
ある。
【0014】帯状突部17は、薄い帯板状ないし格子状
で、複数箇所や縦横に割断するときは、割断間隔と等し
い中心間隔で桟を形成した格子シートをテーブル上に固
定して当該格子シートの桟の間の位置で硬質脆性板をテ
ーブル面に吸着固定することにより、段取り作業の作業
性を向上させることができる。
【0015】テーブルに帯状突部を設けるには、テーブ
ル面を直接加工して帯状突部を形成するという方法のほ
か、テーブル面に粘着テープを貼着する方法や、カッタ
の走行線の下となる部分を残して打抜いた薄いシートを
テーブル面上に載置する方法などが利用できる。テーブ
ル面を直接加工する方法は、同一寸法のガラス板を多量
に加工する場合に便利であり、テーブル面に粘着テープ
を貼着する方法は、ロット数が少ない加工の場合に便利
である。帯状突部17の高さや幅(特に高さ)は、一定
にすべきであり、従って硬質脆性板を縦横に交差する複
数の割断線に沿って割断するときは、帯状突部17も格
子状に設けなければならない。このような場合には、薄
い金属シートを格子状に打抜いたものをテーブル面上に
固定する方法を採用するのが便利である。帯状突部17
の高さは、割断しようとする硬質脆性板の性質によって
も異なるが、液晶基板等に用いられているガラス板の場
合には、0.1〜1mm程度である。
【0016】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の方法に使用する
割断装置の一例を示した図である。図において、3は割
断装置のテーブルで、図の左右方向に移動位置決め自在
かつテーブルセンタを中心として、鉛直方向(図の上下
方向)の軸回りに旋回可能である。このテーブル上に割
断しようとするガラス板1が真空吸着により定置され
る。2はテーブル3の上面と平行に装架された図の紙面
直角方向に延びる走行ガイド、4は走行ガイド2と平行
に装架されて図示しない走行モータで回転駆動されるボ
ールねじである。5はカッタ(ローラ刃)6を走行させ
る走行台で、走行ガイド2に図の紙面直角方向に移動自
在に装着され、ボールねじ4に螺合している。7は走行
台5に上下方向に軸支された昇降ねじで、サーボモータ
8で正逆方向に回転駆動される。9は走行台5に上下移
動自在に案内されて昇降ねじ7に螺合している昇降台で
ある。昇降台9には、図に点線で示す付圧シリンダ10
が図の紙面直角方向に離隔して2本形成されており、当
該付圧シリンダで下方に付勢される2本のラム11にカ
ッタヘッド12が固定されている。ラム11を2本設け
ているのは、カッタヘッド12の鉛直軸回りの回転を防
止するためである。13はカッタヘッド12に垂直軸回
りに揺動可能に軸支された揺動軸で、この揺動軸の下端
にトレーリング方向(引きずり方向)に偏倚させてカッ
タ6が自由回転状態で軸支されている。
【0017】付圧シリンダ10には、ラム11の頂部と
周面とに空気圧が供給されている。周面に供給された空
気圧により、ラム11は静圧で付圧シリンダ内で浮遊し
た状態で支持され、カッタ6はガラス面の小さな凹凸に
従ってなめらかに昇降する。ラム11の頂部には、圧力
設定器15を経て空気圧が供給されており、この圧力設
定器15とサーボモータ8が制御器16で制御されてい
る。
【0018】図2は、テーブル3上に載置したガラス板
の割断部分を示す模式的な拡大図である。テーブル3の
上面には、テープを貼着することにより、図の紙面直角
方向に延びる帯状突部17が形成されている。テープ1
7は、合成樹脂製の薄い粘着テープを複数枚重ね合せて
貼着するか、あるいは薄い金属帯板をテーブル面上に固
定することにより、形成している。図には示してない
が、テーブル面には多数の真空吸着用の孔が開いてお
り、この孔に作用する真空圧により、ガラス板1がテー
ブル3上に吸着して固定される。固定されたガラス板1
は、図2に誇張して示すように、帯状突部17を設けた
位置で上方に撓む。撓み量は、帯状突部17の高さや
幅、テーブル面の孔の分布やこれに作用させる真空圧に
より調整することができる。撓みの頂部(稜部)18
は、帯状突部17の中心のカッタ6の走行線(割断線)
の走行部に位置する。好ましい帯状突部17の厚さTは
0.15〜0.4mmで、幅Bは10〜20mm程度が
好ましく、従ってガラス板のこの撓みは、ほとんど視認
できない程度のものである。
【0019】単板のガラス板を用いた実験によれば、こ
のような帯状突部17を設けたときのガラス板の撓み高
さHを撓み幅Wで割った値は、0.002〜0.004
の範囲に分布しており、H/Wがこの程度の値、特に
0.0029から0.0035となる高さの帯状突部1
7を設けたときに、カッタ6の走行のみによる良好なブ
レークレス割断が可能であった。ガラス単板を用いた実
験では、帯状突部17の高さが高すぎる場合及び低すぎ
る場合は、いずれもH/Wの値が低下する傾向にあり、
H/Wが低下すると、カッタ6の走行のみによるブレー
クレス割断が困難になる傾向であった。もっとも、上記
した具体的な数値は、割断する硬質脆性板の性質によっ
て異なることは明らかで、例えば2枚合せのガラス板の
場合には、2枚の板を接着している接着剤や2枚のガラ
ス板の間に液晶を封じ込めているシールの材質により、
上記数値は大きく変動する。
【0020】帯状突部17は、ガラス板1の割断線の間
隔に合せて、テーブル3に複数本設けておくこともでき
るし、カッタ刃6の走行線の位置に1個だけ設けて、ガ
ラス板1を空気浮上させて移動させることにより、テー
ブルを固定した状態で複数箇所の割断を行うこともでき
る。
【0021】また、ガラス板1を縦横の複数箇所で割断
するときは、縦横両方向ともこの発明の方法で割断する
こともできるが、第1の方向の割断線に沿って従来技術
でスクライブ溝を刻設し、これに交差する第2の方向の
割断線をこの発明の方法で割断して帯状のガラス板と
し、その後第1の方向のスクライブ溝に沿って、順次ブ
レークして行くという割断方法が便利な場合もある。更
に2枚合せのガラス板の場合は、一側のガラス板の縦横
の割断をこの発明の方法で行い、後で割断する他側のガ
ラス板の第1の方向を従来方法でスクライブ溝を刻設
し、第2の方向をこの発明の方法で割断して短冊状の2
枚合せのガラス板とし、その後第1の方向のスクライブ
溝に沿って順次ブレークして行くという割断方法が便利
である。
【0022】なお、ガラス板1に対するローラ刃6の押
接力、切込深さ、走行速度などは、従来方法においてガ
ラス板にスクライブ溝を刻設するときのそれとほぼ同程
度でよく、従って既存のスクライブ装置のテーブルに帯
状突部17を設けるのみで、この発明方法を実施するこ
とができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したこの発明の方法によれば、
簡単な装置で硬質脆性板のブレークレス割断が可能で、
硬質脆性板の割断に要する装置のコスト、設置面積及び
割断工数を大幅に削減することができ、かつ割断装置の
機械寿命にも問題を生じることのない割断を実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に使用する割断装置の一例を示す側面
【図2】割断されるガラス板の状態を誇張して示す説明
【符号の説明】
1 ガラス板 3 テーブル 6 カッタ 17 帯状突部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テーブル(3)上に固定した硬質脆性板(1)
    の表面に尖針ないしローラ刃(6)を押接して走行させる
    ことにより、その走行線に沿って当該硬質脆性板を割断
    する硬質脆性板の割断方法において、テーブルの前記走
    行線の下になる部分に帯状突部(17)を設けることによ
    り、テーブル上に固定した硬質脆性板に上記走行線を稜
    部(18)とする上凸の撓みを生じさせた状態で、上記尖針
    ないしローラ刃を走行させる、硬質脆性板の割断方法。
  2. 【請求項2】 前記帯状突部が薄帯板状の突部である、
    請求項1記載の硬質脆性板の割断方法。
  3. 【請求項3】 割断しようとする硬質脆性板の割断間隔
    と等しい中心間隔で桟を形成した格子シートをテーブル
    上に固定して当該格子シートの桟の間の位置で硬質脆性
    板をテーブル面に吸着固定する、請求項1記載の硬質脆
    性板の割断方法。
  4. 【請求項4】 テーブル面に割断しようとする硬質脆性
    板の割断間隔と等しい中心間隔で帯状突部を形成したテ
    ーブル上に硬質脆性板を吸着固定する、請求項1又は2
    記載の硬質脆性板の割断方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007142264A1 (ja) * 2006-06-08 2007-12-13 Toray Engineering Co., Ltd. 基板割断装置、基板割断方法、及びこの装置または方法を用いて割断した割断基板
KR20170008676A (ko) 2015-07-14 2017-01-24 나카무라 토메 세이미쓰고교 가부시키가이샤 경질 취성판의 할단 방법 및 장치
CN106587586A (zh) * 2016-12-22 2017-04-26 重庆天和玻璃有限公司 玻璃切断装置

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KR20170008676A (ko) 2015-07-14 2017-01-24 나카무라 토메 세이미쓰고교 가부시키가이샤 경질 취성판의 할단 방법 및 장치
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