JP7008961B2 - Scribing wheel, holder unit and scribe method - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス基板等の脆性材料基板にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールと、このスクライビングホイールを含むホルダーユニット及びスクライブ方法に関する。 The present invention relates to a scribing wheel for forming a scribing line on a brittle material substrate such as a glass substrate, a holder unit including the scribing wheel, and a scribing method.

脆性材料基板を分断するスクライビングホイールとして、このスクライビングホイールの稜線部分の刃先に溝を形成することが知られている。特許文献１には、モータの駆動軸に軸孔が装着されて回転駆動されるカッターホイールのＶ字形状となる刃先を含む両側の傾斜面に向けて、レーザ加工機からのレーザ光を照射して溶融溝を形成するカッターホイールの製造方法が開示されている。このような製造方法によって、傾斜面には、刃先側において交差するような帯状傾斜面溝が形成され、且つこの傾斜面溝が交差する刃先側にＶ字形状に対応する突起状を有する刃先溝が形成されることとなる。 As a scribing wheel that divides a brittle material substrate, it is known that a groove is formed at the cutting edge of the ridgeline portion of the scribing wheel. Patent Document 1 irradiates laser light from a laser processing machine toward inclined surfaces on both sides including a V-shaped cutting edge of a cutter wheel in which a shaft hole is mounted on a drive shaft of a motor and is rotationally driven. A method for manufacturing a cutter wheel that forms a molten groove is disclosed. By such a manufacturing method, a strip-shaped inclined surface groove that intersects on the cutting edge side is formed on the inclined surface, and a cutting edge groove having a protrusion corresponding to a V shape on the cutting edge side where the inclined surface grooves intersect. Will be formed.

また、特許文献２にはスクライビングホイールの刃先に溝を形成し、側面視において刃先の稜線が溝と接する角度が溝の両側で異なるようにしたスクライビングホイールが提案されている。 Further, Patent Document 2 proposes a scribing wheel in which a groove is formed in the cutting edge of the scribing wheel so that the angle at which the ridgeline of the cutting edge contacts the groove differs on both sides of the groove in a side view.

特開２００９－２３４８７４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-234874 特開２０１４－１８９４１５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-189415

特許文献１に形成されている溝は、稜線に沿って内部に突起を有し、この突起の形状は溝の最も深い部分における稜線に垂直な線に対して対称のものであった。このようなスクライビングホイールでは、ホルダーへの取付時にどちらの向きに取り付けたとしても同じ性能を発揮することができるが、スクライブ進行方向に対する溝の最適な形状について十分に検討されてきたとはいえなかった。 The groove formed in Patent Document 1 has a protrusion inside along the ridgeline, and the shape of the protrusion is symmetrical with respect to the line perpendicular to the ridgeline in the deepest portion of the groove. Such a scribing wheel can exhibit the same performance regardless of which direction it is mounted on the holder, but it cannot be said that the optimum shape of the groove with respect to the scribe traveling direction has been sufficiently studied. ..

また特許文献２によるスクライビングホイールでは、溝の内部には稜線を有しておらず、稜線が溝と接する角度が溝の両端で異なるようにして溝の端部の欠けを防止し、寿命を長くしているが、スクライブを開始するときのスクライブ性能（かかりの良さ）については特に考慮されていなかった。 Further, the scribe wheel according to Patent Document 2 does not have a ridge line inside the groove, and the angle at which the ridge line contacts the groove is different at both ends of the groove to prevent chipping of the end portion of the groove and prolong the life. However, the scribing performance (goodness) when starting the scribing was not particularly considered.

本発明は、基板をスクライブする際に、荷重を小さくしてもかかりの性能の高いスクライビングホイール、ホルダーユニット、及びスクライブ方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a scribing wheel, a holder unit, and a scribing method having high performance even when a load is reduced when scribing a substrate.

本発明のスクライビングホイールは、円板状で外周が断面Ｖ字状の傾斜面と、前記傾斜面が交わる稜線とを有し、前記稜線を含む前記傾斜面の一定間隔毎に複数の溝を具備するスクライビングホイールであって、
前記溝は前記傾斜面に延在しており、前記溝の内部に前記稜線から連続する溝内稜線を有し、
前記稜線と隣接する一方側の前記溝内稜線との間で形成される第１エッジ角の角度が、前記稜線と隣接する他方側の前記溝内稜線との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくされており、前記稜線の前記第１エッジ角側が、前記第２エッジ角側よりも後に前記脆性材料基板と接触するよう回転させられることを特徴とする。 The scribing wheel of the present invention has an inclined surface having a disk shape and a V-shaped cross section on the outer periphery, and a ridge line at which the inclined surfaces intersect, and includes a plurality of grooves at regular intervals of the inclined surface including the ridge line. It ’s a scribing wheel that
The groove extends to the inclined surface and has an in-groove ridge line continuous from the ridge line inside the groove.
The angle of the first edge angle formed between the ridgeline and the grooved inner ridgeline on one side adjacent to the ridgeline is the second edge angle formed between the ridgeline and the grooved inner ridgeline on the other side adjacent to the ridgeline. The first edge angle side of the ridgeline is rotated so as to come into contact with the brittle material substrate after the second edge angle side .

本発明のホルダーユニットは、円板状で外周が断面Ｖ字状の傾斜面と、前記傾斜面が交わる稜線とを有し、前記稜線を含む前記傾斜面の一定間隔毎に複数の溝を具備するスクライビングホイールと、前記スクライビングホイールを回転自在に保持するピンと、前記スクライビングホイールを配置しておく保持溝を形成する一対の支持部と、傾斜部を有する取付部とを含み、前記一対の支持部に前記ピンを配置しておくピン孔が設けられたホルダーと、からなるホルダーユニットであって、前記スクライビングホイールの前記溝は前記傾斜面に延在しており、前記溝の内部に前記稜線から連続する溝内稜線を有し、前記稜線と隣接する一方側の前記溝内稜線との間で形成される第１エッジ角の角度が、前記稜線と隣接する他方側の前記溝内稜線との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくされており、前記ホルダーの前記傾斜部が設けられた側がスクライブ進行方向となるように前記スクライビングホイールが回転させられる場合に、前記スクライビングホイールの前記稜線の前記第１エッジ角側が、前記第２エッジ角側よりも後に前記脆性材料基板と接触することを特徴とする。
The holder unit of the present invention has a disc-shaped inclined surface having a V-shaped outer circumference and a ridge line at which the inclined surfaces intersect, and is provided with a plurality of grooves at regular intervals of the inclined surface including the ridge line. A pair of support portions including a scribing wheel, a pin for rotatably holding the scribing wheel, a pair of support portions forming a holding groove for arranging the scribing wheel, and a mounting portion having an inclined portion. A holder unit comprising a holder provided with a pin hole for arranging the pin, wherein the groove of the scribing wheel extends to the inclined surface, and the inside of the groove is formed from the ridgeline. It has a continuous groove inner ridgeline, and the angle of the first edge angle formed between the ridgeline and the groove inner ridgeline on one side adjacent to the ridgeline is the same as the groove inner ridgeline on the other side adjacent to the ridgeline. When the scribing wheel is rotated so that the side of the holder provided with the inclined portion is in the scribing traveling direction, which is larger than the angle of the second edge angle formed between the holders, the scribing wheel of the scribing wheel. The first edge corner side of the ridge line comes into contact with the brittle material substrate after the second edge corner side .

本発明は、円板状で外周が断面Ｖ字状の傾斜面と、前記傾斜面が交わる稜線とを有し、前記稜線を含む前記傾斜面の一定間隔毎に複数の溝を具備する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であって、前記スクライビングホイールの前記溝は、前記傾斜面に延在する傾斜面溝と、前記傾斜面溝内部に前記稜線から連続する溝内稜線を有し、前記稜線と隣接する一方側の前記溝との間で形成される第１エッジ角の角度が、前記稜線と隣接する他方側の前記溝との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくなっており、前記稜線の前記第１エッジ角側が、前記第２エッジ角側よりも後に前記脆性材料基板と接触するように、前記スクライビングホイールを回転させることを特徴とする。 The present invention has a disc-shaped inclined surface having a V-shaped outer circumference and a ridge line at which the inclined surfaces intersect, and the scribing wheel is provided with a plurality of grooves at regular intervals of the inclined surface including the ridge line. The method for scribing a brittle material substrate using the above method, wherein the groove of the scribing wheel has an inclined surface groove extending on the inclined surface and an in-groove ridge line continuous from the ridge line inside the inclined surface groove. , The angle of the first edge angle formed between the ridgeline and the groove on one side adjacent to the ridgeline is greater than the angle of the second edge angle formed between the ridgeline and the groove on the other side adjacent to the ridgeline. The scribing wheel is rotated so that the first edge corner side of the ridge line comes into contact with the brittle material substrate after the second edge corner side.

このような特徴を有する本発明のスクライビングホイール、ホルダーユニット及びスクライブ方法によれば、基板を分断する際に、スクライビングホイールから基板に加えられる荷重をあまり大きくしなくても滑り量が少なくかかりの良いスクライブ方法とすることができる。 According to the scribing wheel, holder unit, and scribe method of the present invention having such characteristics, when the substrate is divided, the amount of slippage is small and the substrate can be easily applied without increasing the load applied from the scribing wheel to the substrate. It can be a scribe method.

本発明の実施形態におけるスクライブ装置の概略図である。It is a schematic diagram of the scribe device in embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるスクライブ装置が有するホルダージョイントの正面図である。It is a front view of the holder joint which the scribe device in an embodiment of this invention has. 図３（ａ）は、スクライビングホイールの側面図であり、図３（ｂ）は、スクライビングホイールの正面図であり、図３（ｃ）は、スクライビングホイールの拡大側面図である。3A is a side view of the scribing wheel, FIG. 3B is a front view of the scribing wheel, and FIG. 3C is an enlarged side view of the scribing wheel. 図４は脆性材料基板を分断する際の模式図である。FIG. 4 is a schematic view when the brittle material substrate is divided. 図５（ａ）、（ｂ）は、スクライブ時に非対称形状の溝を刃先に有するスクライビングホイールを用いた場合のスクライビングホイールと脆性材料基板の模式図である。5 (a) and 5 (b) are schematic views of a scribing wheel and a brittle material substrate when a scribing wheel having an asymmetrical groove at the cutting edge is used at the time of scribe. 図６は本発明の実施の形態によるスクライビングホイールを用いてスクライブしたときに、スクライブが開始されるまでの距離を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the distance until the start of scribe when scribed using the scribing wheel according to the embodiment of the present invention. 図７はスクライビングホイールに溝を形成する加工方法を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic view showing a processing method for forming a groove on the scribing wheel.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための一例を示すものであり、本発明をこの実施形態に特定することを意図するものではない。本発明は、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも適応し得るものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments shown below show an example for embodying the technical idea of the present invention, and are not intended to specify the present invention in this embodiment. The present invention can also be applied to other embodiments included in the claims.

本発明の実施形態に係るスクライブ装置１０の概略図を図１に示す。スクライブ装置１０は、移動台１１を備えている。移動台１１は、ボールネジ１３と螺合されており、モータ１４の駆動によりこのボールネジ１３が回転することで、一対の案内レール１２ａ、１２ｂに沿ってｙ軸方向に移動するようになっている。 A schematic diagram of the scribe device 10 according to the embodiment of the present invention is shown in FIG. The scribe device 10 includes a moving table 11. The moving table 11 is screwed with the ball screw 13, and the ball screw 13 is rotated by the drive of the motor 14 so as to move in the y-axis direction along the pair of guide rails 12a and 12b.

移動台１１の上面には、モータ１５が設置されている。モータ１５は、上部に位置するテーブル１６をｘｙ平面で回転させて所定角度に位置決めするためのものである。被切断物としての脆性材料基板１７は、テーブル１６上に載置され、図示しない真空吸引手段などによって保持される。スクライブの対象となる脆性材料基板１７としては、ガラス基板、低温焼成セラミックスや高温焼成セラミックスからなるセラミック基板、シリコン基板、化合物半導体基板、サファイア基板、石英基板等が挙げられる。また、脆性材料基板１７はその表面または内部に、薄膜或いは半導体材料を付着させたり含ませたりしたものであってもよい。脆性材料基板１７は、その表面に脆性材料に該当しない薄膜等が付着されていても構わない。 A motor 15 is installed on the upper surface of the moving table 11. The motor 15 is for rotating the table 16 located at the upper part in the xy plane and positioning the table 16 at a predetermined angle. The brittle material substrate 17 as a material to be cut is placed on a table 16 and held by a vacuum suction means (not shown) or the like. Examples of the brittle material substrate 17 to be screened include a glass substrate, a ceramic substrate made of low-temperature fired ceramics and high-temperature fired ceramics, a silicon substrate, a compound semiconductor substrate, a sapphire substrate, and a quartz substrate. Further, the brittle material substrate 17 may have a thin film or a semiconductor material adhered to or contained on the surface or the inside thereof. The brittle material substrate 17 may have a thin film or the like that does not correspond to the brittle material adhered to the surface thereof.

スクライブ装置１０は、テーブル１６に載置された脆性材料基板１７の上方に、この脆性材料基板１７の表面に形成されたアライメントマークを撮像する二台のＣＣＤカメラ１８を備えている。移動台１１とその上部のテーブル１６とを跨ぐように、ブリッジ１９がｘ軸方向に沿うようにして支柱２０ａ、２０ｂによって架設されている。 The scribe device 10 includes two CCD cameras 18 that capture an alignment mark formed on the surface of the brittle material substrate 17 above the brittle material substrate 17 placed on the table 16. The bridge 19 is erected by the columns 20a and 20b along the x-axis direction so as to straddle the moving table 11 and the table 16 above the moving table 11.

ブリッジ１９にはガイド２２が取り付けられており、スクライブヘッド２１はこのガイド２２に案内されてｘ軸方向に移動可能に設置されている。スクライブヘッド２１には、ホルダージョイント２３を介してホルダーユニット３０が取り付けられている。 A guide 22 is attached to the bridge 19, and the scribe head 21 is guided by the guide 22 and is movably installed in the x-axis direction. A holder unit 30 is attached to the scribe head 21 via a holder joint 23.

図２には、ホルダーユニット３０が取り付けられたホルダージョイント２３の正面図が示されている。なお、図２には、ホルダージョイント２３の正面図が示されるとともに、回転軸部２３ａに取り付けられたベアリング２５ａ、２５ｂとスペーサ２５ｃの断面図が併せて示されている。 FIG. 2 shows a front view of the holder joint 23 to which the holder unit 30 is attached. Note that FIG. 2 shows a front view of the holder joint 23, and also shows a cross-sectional view of the bearings 25a and 25b and the spacer 25c attached to the rotating shaft portion 23a.

ホルダージョイント２３は略円柱状をしており、回転軸部２３ａと、円柱形のジョイント部２３ｂとで構成されている。ホルダージョイント２３がスクライブヘッド２１に装着された状態においては、回転軸部２３ａが二つのベアリング２５ａ、２５ｂに円筒形のスペーサ２５ｃを介して取り付けられ、このホルダージョイント２３は回動自在に保持される。 The holder joint 23 has a substantially cylindrical shape, and is composed of a rotation shaft portion 23a and a cylindrical joint portion 23b. In the state where the holder joint 23 is attached to the scribe head 21, the rotating shaft portion 23a is attached to the two bearings 25a and 25b via the cylindrical spacer 25c, and the holder joint 23 is rotatably held. ..

ジョイント部２３ｂの下端には円形の開口２６が形成され、この開口２６の上部にはマグネット２７が埋設されている。開口２６を介して、ホルダーユニット３０のホルダー２４が着脱自在に取り付けられる。ホルダーユニット３０は、ホルダー２４と、ピン３３と、スクライビングホイール４０とを備える。 A circular opening 26 is formed at the lower end of the joint portion 23b, and a magnet 27 is embedded in the upper portion of the opening 26. The holder 24 of the holder unit 30 is detachably attached via the opening 26. The holder unit 30 includes a holder 24, a pin 33, and a scribing wheel 40.

ホルダー２４は略円柱形の金属等からなり、その下端側には平坦部２９ａ、２９ｂが形成されている。なお、図２において、ホルダーユニット３０の下端側を拡大している図は、このホルダーユニット３０を矢印Ａで示す横方向から観察した場合の拡大図を示している。 The holder 24 is made of a substantially cylindrical metal or the like, and flat portions 29a and 29b are formed on the lower end side thereof. In FIG. 2, the enlarged view of the lower end side of the holder unit 30 shows an enlarged view when the holder unit 30 is observed from the lateral direction indicated by the arrow A.

平坦部２９ａと平坦部２９ｂとの間には、スクライビングホイール４０を保持するための保持溝３１が形成されている。平坦部２９ａ、２９ｂにはそれぞれ、スクライビングホイール４０を固定するために孔状のピン孔３２が形成されている。ピン孔３２及びスクライビングホイール４０にピン３３を貫通させることで、このスクライビングホイール４０がホルダー２４に対して回転自在に取り付けられる。 A holding groove 31 for holding the scribing wheel 40 is formed between the flat portion 29a and the flat portion 29b. Hole-shaped pin holes 32 are formed in the flat portions 29a and 29b, respectively, for fixing the scribing wheel 40. By passing the pin 33 through the pin hole 32 and the scribing wheel 40, the scribing wheel 40 is rotatably attached to the holder 24.

ホルダー２４の上端側には、位置決め用の取付部３４が形成されている。取付部３４はホルダー２４を切り欠いて形成されており、傾斜部３４ａと平坦部３４ｂとを有している。 A mounting portion 34 for positioning is formed on the upper end side of the holder 24. The mounting portion 34 is formed by cutting out the holder 24, and has an inclined portion 34a and a flat portion 34b.

ホルダージョイント２３にホルダーユニット３０を装着する際は、このホルダーユニット３０を開口２６に向けて取付部３４側から挿入する。その際、ホルダー２４の上端側の金属部分がマグネット２７によって引き寄せられ、取付部３４の傾斜部３４ａが開口２６の内部を通る平行ピン２８と接触し、位置決めが行われ、ホルダー２４はホルダージョイント２３に固定される。反対に、ホルダージョイント２３からホルダーユニット３０を取り外す際は、ホルダー２４を下方へ引く抜くことで、容易に取り外すことができる。 When mounting the holder unit 30 on the holder joint 23, the holder unit 30 is inserted from the mounting portion 34 side toward the opening 26. At that time, the metal portion on the upper end side of the holder 24 is attracted by the magnet 27, the inclined portion 34a of the mounting portion 34 comes into contact with the parallel pin 28 passing through the inside of the opening 26, positioning is performed, and the holder 24 is positioned by the holder joint 23. Is fixed to. On the contrary, when removing the holder unit 30 from the holder joint 23, the holder unit 24 can be easily removed by pulling it downward.

ホルダーユニット３０のスクライビングホイール４０は、消耗品であるため定期的な交換が必要となる。本実施形態においては、ホルダージョイント２３を介してホルダーユニット３０がスクライブヘッド２１に装着されているので、このホルダーユニット３０の着脱が容易に行われる。このため、スクライビングホイール４０をホルダー２４から取り外すことなく、これらスクライビングホイール４０とホルダー２４とが一体として扱われる。また、ホルダーユニット３０そのものを交換するようにしてもよい。したがって、スクライビングホイール４０の交換作業が容易に行われることとなる。 Since the scribing wheel 40 of the holder unit 30 is a consumable item, it needs to be replaced regularly. In the present embodiment, since the holder unit 30 is attached to the scribe head 21 via the holder joint 23, the holder unit 30 can be easily attached and detached. Therefore, the scribing wheel 40 and the holder 24 are treated as one without removing the scribing wheel 40 from the holder 24. Further, the holder unit 30 itself may be replaced. Therefore, the replacement work of the scribing wheel 40 can be easily performed.

次に、スクライビングホイール４０の詳細について説明する。
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にはそれぞれ、スクライビングホイール４０の側面図、正面図、拡大側面図が示されている。なお、図３（ｃ）の拡大側面図は図３（ａ）の円ｃで示した部分である。スクライビングホイール４０は、本体部４１と、傾斜面４２と、稜線４３と、溝４４とを有している。 Next, the details of the scribing wheel 40 will be described.
3A, 3B, and 3C show a side view, a front view, and an enlarged side view of the scribing wheel 40, respectively. The enlarged side view of FIG. 3 (c) is the portion shown by the circle c of FIG. 3 (a). The scribing wheel 40 has a main body portion 41, an inclined surface 42, a ridge line 43, and a groove 44.

本体部４１は、円板状である。本体部４１の中心付近には、この本体部４１を回転軸方向に対して貫通する貫通孔４５が形成されている。貫通孔４５にピン３３が挿入されることで、スクライビングホイール４０はこのピン３３を介してホルダー２４に回転自在に保持される。本体部４１の外周に、円環状の傾斜面４２が形成されている。 The main body 41 has a disk shape. A through hole 45 that penetrates the main body 41 in the direction of the axis of rotation is formed near the center of the main body 41. By inserting the pin 33 into the through hole 45, the scribing wheel 40 is rotatably held by the holder 24 via the pin 33. An annular inclined surface 42 is formed on the outer periphery of the main body 41.

傾斜面４２は、回転軸を中心とした同心円状の内周及び外周により形成される円環状体の斜面である。傾斜面４２は正面視で略Ｖ字状となっており、傾斜面４２の最外周部には、傾斜面４２が交わる稜線４３が形成されている。回転軸方向に対するスクライビングホイール４０の厚さは、稜線４３に向かうに従って徐々に小さくなっている。 The inclined surface 42 is an annular body formed by a concentric inner circumference and an outer circumference centered on the axis of rotation. The inclined surface 42 has a substantially V-shape when viewed from the front, and a ridge line 43 at which the inclined surfaces 42 intersect is formed on the outermost peripheral portion of the inclined surface 42. The thickness of the scribing wheel 40 in the direction of the rotation axis gradually decreases toward the ridge line 43.

図３（ｃ）に示すように、傾斜面４２の最外周部には、稜線４３と溝４４とが交互に一定間隔で形成されている。溝４４は傾斜面４２に沿って稜線４３を挟んで延在するよう設けられており、溝４４の内部は稜線４３に垂直な方向から見て、元の形状に対して左右で非対称なＶ字形の窪みとなっている。また溝４４は稜線４３から連続し、稜線４３よりも本体部４１の中心側（貫通孔４５側）に窪んだ溝内稜線４６を有している。溝４４は、稜線４３に垂直な方向における断面において、元の傾斜面と同様に、溝内稜線４６を頂点とした山形の形状とされている。本実施の形態においては、溝４４は傾斜面に沿って溝内稜線４６から遠ざかるにつれてその深さが浅くなるように形成されている。 As shown in FIG. 3C, ridge lines 43 and grooves 44 are alternately formed at regular intervals on the outermost peripheral portion of the inclined surface 42. The groove 44 is provided so as to extend along the inclined surface 42 with the ridge line 43 interposed therebetween, and the inside of the groove 44 is a V-shape asymmetrical to the original shape when viewed from the direction perpendicular to the ridge line 43. It is a dent. Further, the groove 44 has a groove inner ridge line 46 that is continuous from the ridge line 43 and is recessed on the center side (through hole 45 side) of the main body portion 41 with respect to the ridge line 43. The groove 44 has a chevron shape with the groove inner ridge line 46 as the apex in the cross section in the direction perpendicular to the ridge line 43, similarly to the original inclined surface. In the present embodiment, the groove 44 is formed so that its depth becomes shallower as it goes away from the groove inner ridge line 46 along the inclined surface.

溝内稜線４６の形状は稜線４３に垂直な方向から見て非対称であり、稜線４３と隣接する一方側の溝内稜線４６との間で形成される第１エッジ角４７の角度αが、稜線４３と隣接する他方側の前記溝内稜線４６との間で形成される第２エッジ角４８の角度βよりも大きくなっている。
ここで、本実施形態においては、第１エッジ角４７は１６８°、第２エッジ角４８は１４２°である。第１エッジ角４７の角度αは１３０°～１７０°の範囲であることが好ましく、第２エッジ角４８の角度βは９０°より大きく、かつ第１エッジ角４７の角度αより２０°～５０°小さくされていることが好ましい。 The shape of the groove inner ridge line 46 is asymmetric when viewed from the direction perpendicular to the ridge line 43, and the angle α of the first edge angle 47 formed between the ridge line 43 and the adjacent groove inner ridge line 46 on one side is the ridge line. It is larger than the angle β of the second edge angle 48 formed between the 43 and the adjacent ridgeline 46 in the groove on the other side.
Here, in the present embodiment, the first edge angle 47 is 168 ° and the second edge angle 48 is 142 °. The angle α of the first edge angle 47 is preferably in the range of 130 ° to 170 °, the angle β of the second edge angle 48 is larger than 90 °, and the angle β of the first edge angle 47 is 20 ° to 50 ° from the angle α. ° It is preferable that it is made smaller.

図４には、脆性材料基板１７を分断する際の模式図が示されている。なお、図４においては、ホルダーユニット３０と脆性材料基板１７のみを示している。 FIG. 4 shows a schematic diagram when the brittle material substrate 17 is divided. Note that FIG. 4 shows only the holder unit 30 and the brittle material substrate 17.

スクライブ装置１０においては、スクライビングホイール４０は、回転方向が定まるようになされており、常に一定の方向に回転して脆性材料基板１７にスクライブラインを形成するようになっている。具体的には、脆性材料基板１７にスクライブラインを形成する際、ホルダー２４の傾斜部３４ａ側が常に進行方向となる。図４において、脆性材料基板１７を右方向にスクライブする場合は、ホルダー２４の傾斜部３４ａ側が右方向となる。これに続けて、脆性材料基板１７を左方向にスクライブする場合は、ホルダージョイント２３の回転軸部２３ａを介してジョイント部２３ｂが回転し、ホルダー２４の傾斜部３４ａ側が左方向となる。 In the scribing device 10, the scribing wheel 40 is designed so that the rotation direction is fixed, and always rotates in a constant direction to form a scribing line on the brittle material substrate 17. Specifically, when forming a scribe line on the brittle material substrate 17, the inclined portion 34a side of the holder 24 is always in the traveling direction. In FIG. 4, when the brittle material substrate 17 is scribed to the right, the inclined portion 34a side of the holder 24 is to the right. Following this, when the brittle material substrate 17 is scribed to the left, the joint portion 23b rotates via the rotation shaft portion 23a of the holder joint 23, and the inclined portion 34a side of the holder 24 is to the left.

次に、スクライブ装置による脆性材料基板のスクライブ方法について説明する。図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれスクライビングホイールと脆性材料基板の部分拡大図であり、図５（ａ）はスクライブ時に第２エッジ角が先に基板に当接する場合、図５（ｂ）はスクライブ時に第１エッジ角が先に基板に当接する場合がそれぞれ示されている。 Next, a scribing method for a brittle material substrate using a scribing device will be described. 5 (a) and 5 (b) are partially enlarged views of the scribing wheel and the brittle material substrate, respectively, and FIG. 5 (a) shows FIG. 5 (b) when the second edge angle first abuts on the substrate during scribe. Shows the case where the first edge angle first abuts on the substrate during scribe.

図５（ａ）を参照すると、スクライビングホイール４０は、脆性材料基板１７に当接され矢印Ｆの方向に常に回転して脆性材料基板１７を分断する。なお、この時のホルダーユニット３０の進行方向は、矢印Ｆの反対向きになる。スクライビングホイール４０の傾斜面４２には非対称形状の溝が形成されており、稜線４３と溝４４とが交互に連続している。溝４４は非対称形状であり、溝内稜線４６と稜線４３とで形成される第１エッジ角４７の角度αが、溝内稜線４６と稜線４３とで形成される第２エッジ角４８の角度βよりも大きくなっている（図３（ｃ）参照）。本実施の形態においては、図５（ａ）に示すようにスクライビングホイール４０が矢印Ｆの方向に回転すると、先に稜線４３の第２エッジ角４８を有する側が脆性材料基板１７に当接され、第１エッジ角４７を有する側が後に脆性材料基板１７に当接する。つまり、スクライビングホイール４０の回転方向に対して、稜線４３における第１エッジ角４７は、第２エッジ角４８よりも下流側に位置している。これに対し、図５（ｂ）はスクライビングホイール４０をホルダー２４に逆向きに取付け、先に稜線４３の第２エッジ角４８を有する側が脆性材料基板１７に当接し、第１エッジ角４７を有する側が後に脆性材料基板１７に当接するようにしてスクライブする場合を示している。 Referring to FIG. 5A, the scribing wheel 40 is abutted against the brittle material substrate 17 and constantly rotates in the direction of the arrow F to divide the brittle material substrate 17. The traveling direction of the holder unit 30 at this time is opposite to the arrow F. An asymmetrical groove is formed on the inclined surface 42 of the scribing wheel 40, and the ridge line 43 and the groove 44 are alternately continuous. The groove 44 has an asymmetrical shape, and the angle α of the first edge angle 47 formed by the groove inner ridge line 46 and the ridge line 43 is the angle β of the second edge angle 48 formed by the groove inner ridge line 46 and the ridge line 43. (See FIG. 3 (c)). In the present embodiment, when the scribing wheel 40 rotates in the direction of the arrow F as shown in FIG. 5A, the side of the ridge line 43 having the second edge angle 48 is brought into contact with the brittle material substrate 17 first. The side having the first edge angle 47 later comes into contact with the brittle material substrate 17. That is, the first edge angle 47 on the ridge line 43 is located downstream of the second edge angle 48 with respect to the rotation direction of the scribing wheel 40. On the other hand, in FIG. 5B, the scribe wheel 40 is attached to the holder 24 in the opposite direction, and the side of the ridge line 43 having the second edge angle 48 first comes into contact with the brittle material substrate 17 and has the first edge angle 47. The case where the side is scribed so as to later abut on the brittle material substrate 17 is shown.

図６は前述した実施の形態によるスクライビングホイールを用いてガラス基板に対してスクライブを行った際の滑り量（スクライブ始点からリブマーク（垂直クラック）が発生して正常なスクライブができるまでの距離）を示す図である。図６は、荷重８Ｎにおいて２０回ずつスクライブを行った場合に、スクライブ始点からリブマーク発生するまでの距離（μｍ）とその頻度を、先に稜線の４３の第２エッジ角４８を有する側が脆性材料基板に当接するようにスクライブした場合（第２エッジ角先行、図５（ａ）参照）と、先に稜線４３の第１エッジ角４７を有する側が脆性材料基板に当接するようにスクライブした場合（第１エッジ角先行、図５（ｂ）参照）とに分けて示している。この結果、先に稜線４３の第２エッジ角４８を有する側が脆性材料基板に当接するようにスクライブした場合、２０回のスクライブ中１９回で、スクライブ開始から５００μｍ以内にリブマークが成立、すなわち垂直クラックが生じている。これに対し、先に稜線４３の第１エッジ角４７を有する側が脆性材料基板に当接するようにスクライブした場合には、２０回のスクライブ中１７回で滑り量が１０００μｍ以上となった。したがって、スクライブ時には稜線４３の第２エッジ角４８側が先に基板に当接するようにスクライブすれば、スクライブ荷重をあまり大きくしなくてもリブマーク成立までの滑り量が少なく、かかりが良いという効果が得られる。 FIG. 6 shows the amount of slippage (distance from the starting point of scribe to the occurrence of rib marks (vertical cracks) and normal scribe) when scribe is performed on a glass substrate using the scribing wheel according to the above-described embodiment. It is a figure which shows. FIG. 6 shows the distance (μm) from the start point of scribe to the occurrence of rib marks and the frequency thereof when scribing is performed 20 times under a load of 8N. When scribed so as to abut on the substrate (second edge angle precedent, see FIG. 5A), and when scribed so that the side of the ridge line 43 having the first edge angle 47 first abuts on the brittle material substrate (2nd edge angle precedent). It is shown separately from the first edge angle leading, see FIG. 5 (b)). As a result, when scribed so that the side of the ridge line 43 having the second edge angle 48 first abuts on the brittle material substrate, a rib mark is established within 500 μm from the start of scribe in 19 times out of 20 scribes, that is, a vertical crack. Has occurred. On the other hand, when the side of the ridge line 43 having the first edge angle 47 was first scribed so as to abut on the brittle material substrate, the slip amount was 1000 μm or more in 17 times out of 20 scribes. Therefore, if the scribe is made so that the second edge angle 48 side of the ridge line 43 first abuts on the substrate at the time of scribe, the slip amount until the rib mark is formed is small and the effect is good that the scribe is good without increasing the scribe load. Be done.

これは第２エッジ角４８側の溝内稜線４６が基板をスクライブ進行方向に対して後方下方向に押すような力を加えることによって、垂直クラックの起点となるクラックが形成されやすくなるためと考えられる。一方第１エッジ角４７が先に基板に当接するようにスクライブした場合には、溝内稜線４６により、基板の後方斜め下方向に稜線で基板を押すような力が加わり、垂直クラックの起点となるクラックは形成されにくいため、滑り量が多く、かかり不良になっていると考えられる。 It is considered that this is because the crack that is the starting point of the vertical crack is easily formed by applying a force such that the groove inner ridge line 46 on the second edge angle 48 side pushes the substrate backward and downward with respect to the scribe traveling direction. Be done. On the other hand, when the first edge angle 47 is scribed so as to come into contact with the substrate first, the groove inner ridge line 46 applies a force that pushes the substrate diagonally downward to the rear of the substrate with the ridge line, and becomes the starting point of the vertical crack. Since it is difficult to form cracks, it is considered that the amount of slippage is large and the cracks are poor.

次に、スクライビングホイール４０の溝４４の製造過程について説明する。溝４４は例えばレーザ加工により円板の外周部に形成される。まず図７に示すようにスクライビングホイール４０の貫通孔４５をモータ５１の軸５２に連結して固定する。そしてスクライビングホイール４０の稜線に対して平行な方向から刃先に向けて、レーザ加工機５３よりレーザ光を照射する。このとき、稜線方向において、加工される領域の幅の中央から所定距離離れた位置で最も溝の深さが深くなるようにレーザ光の照射条件や加工回数を選定する。そして回転軸に沿って稜線４３を中心としてＸ軸方向の前後に一定間隔を移動させることによって、溝内稜線４６を中央に含み、傾斜面に延在する傾斜面溝４９を形成する。 Next, the manufacturing process of the groove 44 of the scribing wheel 40 will be described. The groove 44 is formed on the outer peripheral portion of the disk by, for example, laser processing. First, as shown in FIG. 7, the through hole 45 of the scribing wheel 40 is connected to and fixed to the shaft 52 of the motor 51. Then, the laser beam is irradiated from the laser processing machine 53 toward the cutting edge from a direction parallel to the ridgeline of the scribing wheel 40. At this time, the irradiation conditions of the laser beam and the number of times of processing are selected so that the depth of the groove becomes the deepest at a position separated from the center of the width of the area to be processed by a predetermined distance in the direction of the ridgeline. Then, by moving the ridge line 43 in the center along the rotation axis at regular intervals in the front-back direction in the X-axis direction, the inclined surface groove 49 extending to the inclined surface is formed.

１つの溝の加工を終了すると、モータ５１によりスクライビングホイール４０を所定角度回転させ、レーザ加工機５３からレーザ光を照射して同様の溝加工を行う。このような作業を繰り返すことによってスクライビングホイール４０の外周部の全周に対して一定ピッチの溝４４を形成し、その内部を円周方向において非対称な形状とすることができる。 When the processing of one groove is completed, the scribing wheel 40 is rotated by a predetermined angle by the motor 51, and the laser beam is irradiated from the laser processing machine 53 to perform the same groove processing. By repeating such work, a groove 44 having a constant pitch can be formed with respect to the entire circumference of the outer peripheral portion of the scribing wheel 40, and the inside thereof can be formed into an asymmetrical shape in the circumferential direction.

なお、この実施の形態では稜線上に一定間隔で多数の溝を形成しているが、溝の数については限定されるものではない。側面視における溝の形状も、Ｖ字状の溝に限らずＵ字状の溝など公知の形状としてもよい。また、溝の深さが溝の長軸方向において変化するようにされているが、溝内で一定の深さとしてもよく、稜線の左右の傾斜面において深さが異なっていてもよい。さらに、溝の稜線方向の幅及び間隔、外周稜線に対する角度についても任意に決定することができる。 In this embodiment, a large number of grooves are formed on the ridgeline at regular intervals, but the number of grooves is not limited. The shape of the groove in the side view is not limited to the V-shaped groove, and may be a known shape such as a U-shaped groove. Further, although the depth of the groove is set to change in the long axis direction of the groove, the depth may be constant in the groove, or the depth may be different on the left and right inclined surfaces of the ridgeline. Further, the width and spacing of the groove in the ridgeline direction and the angle with respect to the outer peripheral ridgeline can be arbitrarily determined.

また、本実施の形態においてはレーザ加工により円板の外周部に溝を形成しているが、砥石加工等その他の加工方法に代えることもできる。 Further, in the present embodiment, the groove is formed on the outer peripheral portion of the disk by laser processing, but it can be replaced with other processing methods such as grindstone processing.

本発明のスクライビングホイールは単板及び貼り合わせ基板をスクライブするスクライブ装置やスクライブ工具に適用することができる。 The scribing wheel of the present invention can be applied to a scribing device or a scribing tool for scribing a veneer or a laminated board.

１０ スクライブ装置
１１ 移動台
１２ａ，１２ｂ 案内レール
１３ ボールネジ
１４ モータ
１５ モータ
１６ テーブル
１７ 脆性材料基板
１８ カメラ
１９ ブリッジ
２０ａ 支柱
２０ｂ 支柱
２１ スクライブヘッド
２２ ガイド
２３ ホルダージョイント
２３ａ 回転軸部
２３ｂ ジョイント部
２４ ホルダー
２５ａ，２５ｂ ベアリング
２５ｃ スペーサ
２６ 開口
２７ マグネット
２８ 平行ピン
２９ａ 平坦部
２９ｂ 平坦部
３０ ホルダーユニット
３１ 保持溝
３２ ピン孔
３３ ピン
３４ 取付部
３４ａ 傾斜部
３４ｂ 平坦部
４０ スクライビングホイール
４１ 本体部
４２ 傾斜面
４３ 稜線
４４ 溝
４５ 貫通孔
４６ 溝内稜線
４７ 第1エッジ角
４８ 第２エッジ角
５１ モータ
５２ 軸
５３ レーザ加工機 10 Scribing device 11 Moving table 12a, 12b Guide rail 13 Ball screw 14 Motor 15 Motor 16 Table 17 Brittle material Substrate 18 Camera 19 Bridge 20a Strut 20b Strut 21 Scrib head 22 Guide 23 Holder joint 23a Rotating shaft part 23b Joint part 24 Holder 25a, 25b Bearing 25c Spacer 26 Opening 27 Magnet 28 Parallel pin 29a Flat part 29b Flat part 30 Holder unit 31 Holding groove 32 Pin hole 33 Pin 34 Mounting part 34a Inclined part 34b Flat part 40 Scribing wheel 41 Main body 42 Inclined surface 43 Ridge line 44 Groove 45 Through hole 46 Groove inner ridge line 47 1st edge angle 48 2nd edge angle 51 Motor 52 Shaft 53 Laser processing machine

Claims (4)

円板状で外周が断面Ｖ字状の傾斜面と、前記傾斜面が交わる稜線とを有し、前記稜線を含む前記傾斜面の一定間隔毎に複数の溝を具備するスクライビングホイールであって、
前記溝は前記傾斜面に延在しており、前記溝の内部に前記稜線から連続する溝内稜線を有し、
前記稜線と隣接する一方側の前記溝内稜線との間で形成される第１エッジ角の角度が、前記稜線と隣接する他方側の前記溝内稜線との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくされており、前記稜線の前記第１エッジ角側が、前記第２エッジ角側よりも後に前記脆性材料基板と接触するよう回転させられることを特徴とするスクライビングホイール。 A scribing wheel having a disk-shaped inclined surface having a V-shaped cross section and a ridge line at which the inclined surfaces intersect, and having a plurality of grooves at regular intervals of the inclined surface including the ridge line.
The groove extends to the inclined surface and has an in-groove ridge line continuous from the ridge line inside the groove.
The angle of the first edge angle formed between the ridgeline and the grooved inner ridgeline on one side adjacent to the ridgeline is the second edge angle formed between the ridgeline and the grooved inner ridgeline on the other side adjacent to the ridgeline. A scribing wheel characterized in that the first edge corner side of the ridgeline is rotated so as to come into contact with the brittle material substrate after the second edge corner side . 前記第１エッジ角の角度は１３０°～１７０°であり、前記第２エッジ角の角度は前記第１エッジ角の角度より２０°～５０°小さいことを特徴とする請求項１に記載のスクライビングホイール。 The scribing according to claim 1, wherein the angle of the first edge angle is 130 ° to 170 °, and the angle of the second edge angle is 20 ° to 50 ° smaller than the angle of the first edge angle. wheel. 円板状で外周が断面Ｖ字状の傾斜面と、前記傾斜面が交わる稜線とを有し、前記稜線を含む前記傾斜面の一定間隔毎に複数の溝を具備するスクライビングホイールと、
前記スクライビングホイールを回転自在に保持するピンと、
前記スクライビングホイールを配置しておく保持溝を形成する一対の支持部と、傾斜部を有する取付部とを含み、前記一対の支持部に前記ピンを配置しておくピン孔が設けられたホルダーと、からなるホルダーユニットであって、

前記スクライビングホイールの前記溝は前記傾斜面に延在しており、前記溝の内部に前記稜線から連続する溝内稜線を有し、
前記稜線と隣接する一方側の前記溝内稜線との間で形成される第１エッジ角の角度が、前記稜線と隣接する他方側の前記溝内稜線との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくされており、
前記ホルダーの前記傾斜部が設けられた側がスクライブ進行方向となるように前記スクライビングホイールが回転させられる場合に、前記スクライビングホイールの前記稜線の前記第１エッジ角側が、前記第２エッジ角側よりも後に前記脆性材料基板と接触することを特徴とするホルダーユニット。 A scribing wheel having a disk-shaped inclined surface having a V-shaped cross section and a ridge line at which the inclined surfaces intersect, and having a plurality of grooves at regular intervals of the inclined surface including the ridge line.
A pin that rotatably holds the scribing wheel,
A holder including a pair of support portions forming a holding groove for arranging the scribing wheel and a mounting portion having an inclined portion, and the pair of support portions provided with pin holes for arranging the pins. It is a holder unit consisting of

The groove of the scribing wheel extends to the inclined surface and has an in-groove ridge line continuous from the ridge line inside the groove.
The angle of the first edge angle formed between the ridgeline and the grooved inner ridgeline on one side adjacent to the ridgeline is the second edge angle formed between the ridgeline and the grooved inner ridgeline on the other side adjacent to the ridgeline. Is larger than the angle of
When the scribing wheel is rotated so that the side of the holder provided with the inclined portion is in the scribe traveling direction, the first edge corner side of the ridgeline of the scribing wheel is larger than the second edge corner side. A holder unit characterized in that it later comes into contact with the brittle material substrate . 円板状で外周が断面Ｖ字状の傾斜面と、前記傾斜面が交わる稜線とを有し、前記稜線を含む前記傾斜面の一定間隔毎に複数の溝を具備する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であって、
前記スクライビングホイールの前記溝は前記傾斜面に延在しており、前記溝の内部に前記稜線から連続する溝内稜線を有し、
前記稜線と隣接する一方側の前記溝内稜線との間で形成される第１エッジ角の角度が、前記稜線と隣接する他方側の前記溝内稜線との間で形成される第２エッジ角の角度よりも大きくされており、
前記稜線の前記第１エッジ角側が、前記第２エッジ角側よりも後に前記脆性材料基板と接触するように、前記スクライビングホイールを回転させることを特徴とするスクライブ方法。 Brittleness using a scribing wheel having a disk-shaped inclined surface having a V-shaped cross section and a ridge line at which the inclined surfaces intersect, and having a plurality of grooves at regular intervals of the inclined surface including the ridge line. It is a method of scribing material substrates.
The groove of the scribing wheel extends to the inclined surface and has an in-groove ridge line continuous from the ridge line inside the groove.
The angle of the first edge angle formed between the ridgeline and the grooved inner ridgeline on one side adjacent to the ridgeline is the second edge angle formed between the ridgeline and the grooved inner ridgeline on the other side adjacent to the ridgeline. Is larger than the angle of
A scribe method comprising rotating the scribing wheel so that the first edge angle side of the ridge line comes into contact with the brittle material substrate after the second edge angle side.
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