专利名称：脆性材料用划线轮及脆性材料的划线方法及装置、工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及脆性材料用划线轮及其制造方法和采用所述划线轮的脆性材料基板的划线方法及划线装置，该脆性材料用划线轮在压接于脆性材料基板的状态下滚动以在所述脆性材料基板上刻出划线，从而形成从所述划线朝所述脆性材料基板的厚度方向伸展的
垂直裂痕。
背景技术：
平面显示器(以下称为FPD)使用由配合画面尺寸的大小的脆性材料所构成的基板(以下称为基板)。例如，作为FPD的一种的液晶显示器用面板是将两片玻璃基板贴合并在其间隙注入液晶而构成显示面板的。此外，在被称为LCOS的投影仪用基板内的反射型基板的情况下，使用将石英基板与半导体晶片贴合而成的一对基板。此种将基板贴合而成的贴合基板， 通常是在大尺寸的贴合基板(母基板)的表面上形成划线，接下来通过沿所形成的划线使基板裂断来分割成预定尺寸的单位基板。需要说明的是，在母基板上形成划线的动作称为“划线动作”。沿着通过划线动作而形成的划线来折断母基板的动作称为“裂断”。通过划线与裂断来分割成所期望尺寸的脆性材料基板的动作称为“割断”。进一步地，经过割断步骤后的搬送将已被割断的脆性材料基板切分成分别独立的单位基板的动作称为“分离”。此外，在本发明中，将通过形成划线来使垂直裂痕从基板表面朝基板厚度方向伸展的划线轮性质称为“渗透效果”。图7是公知的划线装置的主视图。使用图7说明以往的划线方法。此外，以该图左右方向为X方向、以与纸面正交的方向为Y方向，说明如下。划线装置100具备以真空吸附机构固定所载置的玻璃基板G且能水平旋转的台 28 ；用以将台观支撑成可在Y方向上移动且彼此平行的一对导轨21、21 ；使台观沿导轨 21,21移动的滚珠螺杆22 ；沿X方向架设于台观上方的导杆23 ；在导杆23上设置成能沿 X方向滑动且用以对划线轮50施加切断压力的划线头1 ；使划线头1沿导杆23滑动的电动机24 ；摆动自如地设在划线头1的下端且通过划线头1进行升降的刀片保持件11 ；可旋转地安装在刀片保持件11下端的划线轮50 ；以及一对CCD摄影机25，所述一对CCD摄影机25 设于导杆23上方，用以识别在台观上的玻璃基板G上形成的对准标记。图8及图9是说明玻璃基板等脆性材料基板的割断步骤的图，亦即分别说明在脆性材料基板表面形成划线的步骤、以及沿所形成的划线使脆性材料基板裂断而分割成所期望的尺寸的脆性材料基板的步骤。根据图8及图9说明基板的割断步骤的两个例子。此外，在以下说明中，以用于液晶显示设备用面板的作为贴合玻璃的玻璃基板G为例，为使说明易于理解，将一侧的玻璃基板暂称为A面基板，将另一侧的玻璃基板暂称为B面基板。第一例中，(1)、首先，如图8(a)所示，以A面基板为上侧，将玻璃基板G载置于划线装置的划线台上，并使用划线轮50对A面基板进行划线动作来形成划线Μ。(2)、接下来，使玻璃基板G的上下翻转，将所述玻璃基板G搬送至裂断装置。接着如图8 (b)所示，利用该裂断装置，使裂断杆3沿与划线M相对的线对载置于垫板4上的玻璃基板G的B面基板进行按压。以此，下侧的A面基板的裂痕从划线Μ向上方伸展，从而 A面基板沿划线Μ被分割。(3)、然后，将玻璃基板G搬送至划线装置的划线台上。进而，利用该划线装置，如图8 (c)所示那样用划线轮50对B面基板进行划线动作来形成划线Sb。G)、接下来，使玻璃基板G的上下翻转并搬送至裂断装置。进而，如图8(d)所示， 利用裂断杆3沿与划线Sb相对的线对载置于垫板4上的所述玻璃基板G的A面基板进行按压。以此，下侧的B面基板的裂痕从划线Sb向上方伸展，从而B面基板沿划线Sb被分割。本发明将上述步骤所构成的割断方式称为SBSB方式(S代表划线，B代表裂断)。此外，在第二例中，(1)、首先，如图9 (a)所示，以A面基板为上侧，将玻璃基板G载置于划线装置的划线台上，并使用划线轮50对A面基板进行划线动作来形成划线Μ。(2)、接下来，使玻璃基板G的上下翻转，将所述玻璃基板G载置于划线台上，并使用划线轮50对B面玻璃基板进行划线动作来形成划线Sb (图9 (b))。(3)、然后，将玻璃基板G搬送至裂断装置。接着如图9(c)所示，利用该裂断装置， 使裂断杆3沿与划线Μ相对的线对载置于垫板4上的玻璃基板G的B面玻璃基板进行按压。以此，下侧的A面基板的裂痕从划线M向上方伸展，从而A面基板沿划线M被分割。(4)、其次，使玻璃基板G的上下翻转并如图9 (d)所示那样载置于裂断装置的垫板 4上。接着，将裂断杆3沿与划线Sb相对的线对玻璃基板G的A面基板进行按压。以此，下侧的B面基板的裂痕从划线Sb向上方伸展，从而B面基板沿划线Sb被分割。本发明将上述步骤所构成的割断方式称为SSBB方式。通过实施上述两个示例的(1) (4)各步骤，玻璃基板G在所期望的位置被沿划线分割成两个。接着，以稍微施力使玻璃基板G在所期望的分离位置被分离。此外，在专利文献1中公开了一种具有高渗透效果的划线轮。专利文献1 日本专利第3，074，143号公报图11及图12是说明专利文献1所示的划线轮的示意图(包含局部放大图)。划线轮40由形成有圆周棱线41的外周缘部和沿圆周棱线41在圆周方向交错形成的多个缺口 40b及突起40a构成。突起40a由以预定间距及深度切割圆周棱线41而形成的。通过使用划线轮40形成划线，从而能从玻璃基板的表面朝垂直方向形成相对于玻璃基板的板厚为较深的垂直裂痕。当将这种具有高渗透效果的划线轮40用于割断步骤时，能简化或省略图8(b)及图8(d)所示的SBSB方式中的裂断步骤或图9(c)及图9(d)所示的 SSBB方式中的裂断步骤。另外，在玻璃材料制造厂商在基板材料的改良、热处理加工中进行各种改良的结果是，使用以往的刀具轮(以往的刃尖(普通刃尖)以下称为N刃尖)进行划线时，会产生“接触不良”的状态、即在滚动刀轮后不能马上开始形成划线的情形。亦即，产生刃尖在基板表面“容易滑动”的倾向。该结果是开始要求“接触好”的刃尖。然而，在“接触好”这方面，专利文献1所述的高渗透刃尖(以下称为P刃尖)虽能加以对应，但难以确保在FPD 面板制造现场所要求的端面强度的质量基准。端面强度这方面，使用N刃尖后的分割面的数据虽然良好，但N刃尖的情形则存在如下问题，使用图10进行说明。图10是表示对单板进行交叉划线的情形的示意图。使用N刃尖来进行这种交叉划线方法时的问题点是，会产生所谓“交点跳越”的问题、即在交点附近划线不能连续。就上述端面强度的观点出发，使用N刃尖的分割面数据虽然良好，却存在如下问题(1)、交叉切割时会产生交点跳越；(2)、对基板表面的硬度高的基板要求接触的良好性；C3)、对于厚度为0. 4mm以下的玻璃或经化学蚀刻等化学处理而予以薄型化的玻璃，会被要求通过内切进行的划线方法，但N刃尖却不能加以对应。另一方面，若欲采用使用P刃尖的划线方法时，根据FPD面板生产现场有时会要求利用一直以来的裂断步骤加以对应的情形，因此P刃尖的导入有时不一定能成为解决对策。此外，还有端面强度方面也对P刃尖的使用造成制约的情况。除基板表面强度的改良外，还增加了对母基板(作为面板基板的材料)进行化学蚀刻来加强基板表面强度的情形，但在该情况下基板外周会隆起，产生了通过“外切”进行的划线动作(外切划线动作)不稳定的倾向。此外，代表行动电话的手机终端机中所使用的面板基板，为了实现轻量化而有其厚度越来越薄的倾向，对此种基板采用使用N刃尖的外切划线方法也会出现问题。其理由在于，若对厚度薄的基板采用外切划线方法，则当将刀轮置于基板上时，会因带给基板端面边缘的冲击而在边缘产生缺口或使基板本身破裂，从而致使产品的合格率降低。因此，对薄基板不能采用由N刃尖进行的外切划线。然而，由于 N刃尖是接触不良的刃尖，因此不能采用由该刃尖进行的内切划线方法。如以上的说明，使用刃尖的使用者要求开发出一种对基板表面的接触好、不容易产生交点跳越且能确保端面强度为与N刃尖相同程度的质量的刃尖。当使用所述划线装置100来割断玻璃基板G时，通过使载置玻璃基板G的台观旋转90°来沿纵向和横向进行交叉划线动作，从而不仅在玻璃基板上沿一方向形成划线，而是使多条划线交叉而形成有交点。如图10所示，在划线轮50通过最初形成的划线Ll L3而形成划线L4 L6时， 有时在这些划线的交点附近会产生后来所形成的划线L4 L6有一部分在交点附近无法形成的现象(这种现象称为“交点跳越”)。当在玻璃基板上产生这种交点跳越时，玻璃基板大多不能依照划线而分离，其结果是产生大量不合格品，从而存在生产效率显著降低的问题。交点跳越的原因被认为可能如下所述。即，在最初以N刃尖形成划线时，会隔着划线在两侧的玻璃表面附近产生内部应力。接着，在N刃尖的划线轮通过最初形成的划线时， 会因潜在其附近的内部应力，削弱了自划线轮朝垂直方向对玻璃基板面施加划线动作所需的力，其结果是，造成无法在交点附近形成后来应形成的划线。另一方面，当使用如专利文献1所示的高渗透性划线轮40 (P刃尖)形成划线时， 能防止上述划线的交点跳越，并在玻璃基板表面形成较深的垂直裂痕。
然而，使用划线轮40来形成划线时，有时会在图8 (c)中对上侧的B面基板进行划线动作的时刻，在该B面基板上形成较深的垂直裂痕，使玻璃基板G在实质上成为分离状态。因此，为了从图8(c)移至图8(d)，当以吸引垫等吸引玻璃基板G并搬送至第二裂断装置时，存在已分离的玻璃基板G的一方残留于第二划线装置上，或已分离的玻璃基板G的一方在玻璃基板G的搬送中掉落的情况。此外，与使用以往划线轮(N刃尖)的情况相比较， 存在脆性材料的分割面的质量(端面强度)降低的情况。
发明内容
本发明就是鉴于上述的以往问题而完成的，其目的在于提供能在切断脆性材料基板时防止交点跳越且可进行在搬送中不致使端材掉落的稳定搬送的脆性材料用划线轮及使用该划线轮的脆性材料基板的划线方法及划线装置、及划线工具。此外，本发明的目的在于提供可发挥划线时的接触好且脆性材料的分割面质量 (端面强度)良好的划线性能的划线轮及使用该划线轮的脆性材料划线方法及划线装置、 及划线工具。根据本发明，提供一种脆性材料用划线轮，该脆性材料用划线轮由如下部分构成 共有旋转轴的两个圆锥的底部相交而形成圆周棱线的外周缘部，以及沿所述圆周棱线在圆周方向上交错形成的多个缺口及突起，所述突起借助于等间隔残留所述圆周棱线的缺口而形成，其特征在于，所述缺口在所述圆周棱线的整周上以20 50 μ m的间距形成，其深度是 0. 5 3. 0 μ m，其圆周方向上的长度比所述突起的圆周方向的长度短。所述缺口在其圆周方向上的长度是4 14 μ m、优选是7 12 μ m的范围。本发明的突起由在N刀尖(以往刀尖)的圆周棱线形成缺口后残留的、在圆周方向上具有长度的圆周棱线的部分构成。为了在切断脆性材料基板时防止交点跳越、避免分离后的玻璃基板的截面质量下降、在搬送中端材不致掉落而能进行稳定的搬送，并且为了提高脆性材料的分割面质量 (端面强度)，优选为如下的结构。即，所述缺口在其圆周方向上的长度，是比所述突起的圆周方向的长度短。所述外周缘部，包含两个所述圆锥斜面而形成，所述斜面的中心线平均粗糙度Ra是0. 45 μ m以下。 所述圆周棱线的中心线平均粗糙度Ra是0. 40 μ m以下。此外，作为脆性材料用划线轮，本发明包含的脆性材料用划线轮是，具有供轴支承所述轮用的销贯通的轴孔的盘状轮或者与所述销一体地形成的一体型轮。根据本发明的另一观点，提供一种脆性材料的划线方法，该脆性材料的划线方法是使前述任一项所述的脆性材料用划线轮在压接于脆性材料基板的状态下滚动，以在所述脆性材料基板上形成划线，其特征在于，所述脆性材料基板是贴合玻璃基板。根据本发明的另一观点，提供一种脆性材料的划线方法，该脆性材料的划线方法是使脆性材料用划线轮在压接于脆性材料基板的状态下滚动，以在所述脆性材料基板上形成划线，其特征在于，使用第一划线轮形成第一划线，接下来使用第二划线轮形成与已形成的第一划线相交的第二划线，至少第一划线轮是本发明的脆性材料用划线轮。至少第一划线轮是本发明的脆性材料用划线轮，而第二划线轮可是与第一划线轮同样不具有高渗透效果的划线轮，或者也可是所述的具有高渗透效果的划线轮。
根据本发明的另一观点，提供一种脆性材料的划线装置，该脆性材料的划线装置具备可旋转地载置脆性材料基板的旋转台；相对于载置在所述旋转台上的脆性材料基板而在X及Y方向上移动的划线轮安装部；以及安装于该划线轮安装部的本发明的脆性材料用划线轮。根据本发明的另一观点，提供一种脆性材料用手动划线工具，该脆性材料用手动划线工具是将本发明的所述的脆性材料用划线轮旋转自如地轴装于设在柄端的保持件所构成的。根据本发明的又一观点，提供一种脆性材料用划线轮的制造方法，该脆性材料用划线轮由如下部分构成共有旋转轴的两个圆锥底部相交而形成圆周棱线的外周缘部，以及沿所述圆周棱线在圆周方向上交错形成的多个缺口及突起，所述突起借助于等间隔残留所述圆周棱线的缺口而被形成，所述突起在其压接于脆性材料基板的状态下滚动，以在所述脆性材料基板上形成划线及从划线朝所述脆性材料基板的厚度方向伸展的垂直裂痕，其特征在于，具备通过激光的照射而在外周缘部切成从所述圆锥的轴线方向观察的形状为V 字形的缺口的步骤，并通过改变所述V字的中心角度来设定所述缺口在圆周方向上的长度。根据本发明的再一观点，提供一种脆性材料用划线轮的制造方法，该脆性材料用划线轮由如下部分构成共有旋转轴的两个圆锥底部相交而形成圆周棱线的外周缘部，以及沿所述圆周棱线在圆周方向上交错形成的多个缺口及突起，所述突起借助于等间隔残留所述圆周棱线的缺口而被形成，所述突起在其压接于脆性材料基板的状态下滚动，以在所述脆性材料基板上形成划线及从划线朝该脆性材料基板的厚度方向伸展的垂直裂痕，其特征在于，具备通过激光的照射而在外周缘部切成从所述圆锥的轴线方向观察的形状为梯形的缺口的步骤，并通过改变梯形的底边长度来设定所述缺口在圆周方向上的长度。本发明的脆性材料用划线轮中，由于缺口在其圆周方向上的长度比突起的圆周方向的长度短，因此能抑制所述的高渗透效果且使对玻璃表面的咬合(接触)良好。本发明的脆性材料用划线轮中，由于缺口在其圆周方向上的长度是在4 14μπι 的范围，因此在切断脆性材料时，可防止交点跳越，避免分离后的玻璃基板的截面质量下降，在搬送中端材不致掉落而能进行稳定的搬送。由于外周缘部包含两个圆锥台斜面而形成，且该斜面的中心线平均粗糙度Ra是 0. 45 μ m以下，因此能抑制两个圆锥台的斜面上的表面粗糙度。虽会因划线使圆锥台斜面的表面粗糙度转印至玻璃的边缘部，但由于已抑制圆锥台斜面的表面粗糙度，因此可确保玻璃边缘部的强度(端面强度)，从而能抑制分离后的玻璃基板的截面质量下降。由于圆周棱线在盘的直径方向具有微细的凹凸，而该凹凸的中心线平均粗糙度Ra 是0. 40 μ m以下，因此可抑制突起前端在圆周棱线上的起伏，从而形成稳定的划线。本发明的脆性材料的划线方法，由于在进行交叉划线时是使用本发明的脆性材料用划线轮作为形成最初划线的第一划线轮，因此可避免分离后的脆性材料基板的截面质量降低、且可进行在交叉划线后的脆性材料搬送中不致使端材掉落的稳定搬送。本发明的脆性材料的划线装置，安装有本发明的脆性材料用划线轮，由此可在切断脆性材料基板时，防止交点跳越、避免分离后的玻璃基板的截面质量降低、且可进行在搬送中不致使端材掉落的稳定搬送。
本发明的脆性材料用划线轮的制造方法，由于具备通过激光的照射来在外周缘部形成从该圆锥轴线方向观察的形状为V字形的缺口的步骤，并可通过改变该V字的中心角度来设定该缺口在圆周方向的长度，因此能将缺口深度维持于一定来改变缺口的长度。本发明的脆性材料用划线轮的制造方法，由于具备通过激光的照射来在外周缘部形成从该圆锥轴线方向观察的形状为梯形的缺口的步骤，并通过改变梯形的底边长度来设定该缺口在圆周方向的长度，因此能将缺口深度维持于一定来改变缺口的长度。
图1是对本发明的划线轮从正交于其旋转轴的方向观察到的主视图。图2是图1的侧视图。图3是图2的局部放大图。图4是图3的局部放大图。图5是本发明的另一实施方式的划线轮的主视图。图6是将本发明的划线轮用于以往液晶面板分割作业线的上述作业线构成例的说明图。图7是以往划线装置的主视图。图8是说明利用以往SBSB方式对玻璃基板表面形成划线、与沿所形成的划线分割玻璃基板的步骤的图。图9是说明利用以往SSBB方式对玻璃基板表面形成划线、与沿所形成的划线分割玻璃基板的步骤的图。图10是说明进行交叉划线时所产生的交点跳越现象的立体图。图11是将以往划线轮从正交于其旋转轴的方向观察的主视图。图12是图11的侧视图。图13是本发明的手动划线工具的主视图。图14是本发明另一实施方式的划线轮的圆周棱线部分的放大图。图15是显示关于玻璃基板1的本发明的实施例(A刃尖)及比较例(N刃尖、P刃尖)的结果[弯曲强度的魏普分布(F)]的图表。图16是显示关于玻璃基板2的本发明的实施例(A刃尖)及比较例(N刃尖、P刃尖)的结果[弯曲强度的魏普分布(F)]的图表。标号说明
1 划线头
10划线轮
11圆周棱线
15缺口
16突起
60划线轮
61圆周棱线
70划线轮
71圆周棱线
75:缺口76 突起90 手动划线工具
具体实施例方式以下，根据附图详细说明本发明的实施方式。此外，本发明中作为加工对象的脆性材料基板，并未特别限定形态、材质、用途及大小，可是由单板构成的基板或贴合两片以上单板而成的贴合基板，也可使薄膜或半导体材料附着或包含于此等表面或内部。而且，上述脆性材料基板即使在其表面附着薄膜等，也是本发明划线轮的划线对象。本发明的脆性材料基板材质，可列举玻璃、陶瓷、半导体(硅等)、蓝宝石等，本发明的脆性材料基板的用途可列举液晶显示器面板、电浆显示器面板、有机EL显示器面板、 表面传导电子发射显示器(SED)用面板等的场发射显示器(FED)用面板等的平板显示器用面板。本发明的“中心线平均粗糙度Ra”，表示JIS B 0601所规定的工业产品表面粗糙度的参数之一，是从对象物表面随机抽取的算术平均值。以下的实施方式中虽是显示与本发明划线轮形状相关的示例，但本发明的划线轮并不限于这些。使用图1及图2说明本发明的划线轮10的实施方式。图1是从与划线轮10的旋转轴正交的方向观察的主视图，图2是图1的侧视图。此外，本发明的划线轮10是脆性材料用划线轮，该划线轮10在压接于玻璃等脆性材料基板的状态下滚动，以在所述脆性材料基板上形成划线，伴随划线的形成而形成从划线朝所述脆性材料基板的厚度方向伸展的垂直裂痕。本发明的划线轮10，例如可替代以往的划线轮50安装于用图7说明的以往的划线装置100的划线头1上。如图1及图2所示，划线轮10具有共有旋转轴12的两个圆锥台13底部相交而形成圆周棱线11的外周缘部14 ；以及沿所述圆周棱线11在圆周方向形成的多个缺口 15及突起16。圆周棱线11通过从轴心向半径方向外侧施加研削加工而形成，在已施加研削加工的外周缘部14的表面残留有研削条痕。外周缘部14形成为具有交会(收束)角度(α )。划线轮10是具有供轴支承划线轮10用的销(未图示)贯通的轴孔17的盘状轮。划线轮10的材质优选为超硬合金、烧结钻石、陶瓷或金属陶瓷(cermet)。外周缘部14是由两个圆锥台13的斜面构成的，虽会由于形成圆周棱线11用的研削加工而残留研削条痕，但会实施加工以使所述斜面的中心线平均粗糙度Ra为0. 45 μ m以下。由于施加了使残留于所述斜面的研削条痕的中心线平均粗糙度Ra为0. 45 μ m以下的研削加工，因此与中心线平均粗糙度Ra更大的以往研削加工相比，可减少被削取的刃尖构成材料的总量，从而可抑制突起16的磨损，大幅延长寿命。圆周棱线11具有由圆锥台13(构成外周缘部14)斜面的上述研削条痕而形成的微细凹凸，所述凹凸的中心线平均粗糙度Ra是0. 40 μ m以下。
由于施加了使圆周棱线11的凹凸的中心线平均粗糙度Ra为0.40 μ m以下的研削加工，因此在圆周棱线11上形成缺口 15时，可容易地确定开始加工缺口 15的圆周棱线11 的高度位置(在半径方向上的位置)。如图3及图4(图2的局部放大图)所示，划线轮10的缺口 15是以间距P形成， 且其圆周方向的长度a比突起16的圆周方向的长度b短。突起16是由在圆周棱线11形成缺口后所残留的、在圆周方向具有长度的圆周棱线11的部分所构成的。缺口 15是通过从平坦的圆周棱线11以每间距P切取出深度h的大致V字形的槽而形成的。通过形成这样的缺口 15，从而在圆周棱线11上以每间距P形成高度h的突起 16 (相当于棱线部11)。与突起16的圆周棱线11相当的部分，具有通过圆锥台13的斜面的上述研削条痕而形成的微细凹凸，所述凹凸的中心线平均粗糙度Ra是0. 40 μ m以下。如图4所示，缺口 15具有向划线轮10底部的半径方向内侧切取的缺口面18，突起 16的端部Ila上的切线C与缺口面18以30 60°的角度(Θ)相交。S卩，若突起16的端部Ila上的切线C与缺口面18以直角或接近直角的角度相交， 则可改善突起16的端部Ila对基板表面的咬合，但突起16的端部Ila的磨损却会加快，而若突起16的端部Ila上的切线C与缺口面18以30°以下的角度相交的话，则突起16的端部Ila对基板表面的咬合则会变差。通过将角度(Θ )的范围设在30 60°，能谋求划线轮10的寿命增长，又能维持划线轮对基板表面的咬合良好。缺口 15由于从圆锥台13的轴线方向观察到的形状是大致V字形，因此在此种形状中通过改变V字的中心角度，就能确保缺口 15的深度(突起16的高度)h，还可容易地调整缺口 15的圆周方向的长度a和突起16的圆周方向的长度b。说明划线轮10的制造方法的一个例子。准备作为划线轮10母体的圆柱盘状物，通过对该圆柱盘状物研削加工两侧的外周缘部14，使两个圆锥台13的斜面交叉而形成圆周棱线11。在上述研削加工中，优选使圆锥台13斜面的表面粗糙度及源于表面粗糙度的圆周棱线11在轴方向上的起伏较小。圆锥台13的斜面的中心线平均粗糙度Ra为0. 45 μ m以下，圆周棱线11具有由圆锥台13斜面的研削条痕形成的微细凹凸，但选定所使用的磨石粒度以使所述凹凸的中心线平均粗糙度Ra为0. 40 μ m以下。这样，通过抑制圆锥台13的斜面及圆周棱线11的表面粗糙度，从而使所形成的划线宽度较细且保持一定，而能抑制由划线轮10进行的划线所得的分离后的玻璃基板G的分割面产生碎屑(chipping)等。接下来，在圆周棱线11上形成缺口 15。作为形成缺口 15的一个例子，通过激光的照射而在外周缘部形成从圆锥13的轴线方向观察到的形状为V字形的缺口 15。根据此方法，通过改变V字的中心角度，能将突起16的高度h保持一定，且可容易地调整缺口 15的圆周方向的长度a和突起16的圆周方向的长度b。划线轮10的外径、缺口 15的间距P、缺口 15的圆周方向的长度a以及突起16的圆周方向的长度b、缺口 15的深度以及外周缘部14的交会角度(α)等划线轮的规格，是根据切断对象的脆性材料的种类、厚度、热经历以及所期望的脆性材料分割面质量等来适当设定的。作为划线轮10条件的一个例子，划线轮的外径是1 20mm、缺口 15的间距是20 5000μπι、缺口 15的深度是0. 5 5μπι、圆周棱线11的交会角度是85 140°。作为优选的划线轮的条件为，划线轮的外径是1 5mm、缺口 15的间距是20 50μπκ缺口 15的深度是1 3μπκ圆周棱线11的交会角度是100 130°。一般而言，通过使用缺口深度较深的划线轮，从而具有与脆性材料相接触(特别在交叉划线时的交点跳越较少)良好的倾向，例如，从与脆性材料接触的观点出发，缺口的深度优选是例如2 3 μ m。另一方面，通过使用缺口的深度较浅的划线轮，从而具有脆性材料的分割面质量(端面强度)得以提高的倾向，从端面强度的观点出发，缺口的深度优选是 列女口 1 2 μ m。一般而言，通过使用缺口的间距短(分割数多)的划线轮，从而具有脆性材料的接触得以提高的倾向，从与脆性材料相接触的观点出发，缺口的间距优选是例如20 1000 μ m，在分割贴合玻璃基板时特别合适。另一方面，通过使用缺口的间距长(分割数少) 的划线轮，从而具有脆性材料的质量(端面强度)得以提高的倾向，从制造划线轮的容易性的观点出发也是优选的，例如优选是1000 5000μπι，在分割原料单板(材料板)时特别合适。一般而言，在分割贴合玻璃基板时优选使用外径小的划线轮，例如外径是1 4mm 的划线轮非常适合。另一方面，在分割原料单板时优选使用外径大的划线轮，例如外径是 4 20mm的划线轮是适合的。一般而言，圆周棱线的交会角度大的划线轮，具有寿命长的倾向，从寿命的观点出发，圆周棱线的交会角度优选是例如90 140°，特别优选100 135°。一般而言，通过使用缺口的圆周方向的长度较长的划线轮，从而具有与脆性材料相接触得以改善的倾向，从与脆性材料相接触的观点出发，缺口 15的圆周方向的长度为 4 14μπι的范围，优选为7 12μπι的范围。另一方面，通过使用缺口的圆周方向的长度较短的划线轮，从而具有脆性材料的分割面质量(端面强度)得以提高的倾向，从脆性材料的分割面质量的观点出发，缺口的圆周方向的长度为1 6 μ m的范围，优选为1 5 μ m的范围。本发明的划线轮(A刃尖)具有如下的优异特征。划线轮(A刃尖)的特征在于 接触性好，因此不会在交叉划线时产生交点跳越，且对无法采用N刃尖进行的外切划线动作的厚度较薄的基板，也能以内切划线动作加以对应。以下说明将具有如上述优异特征的A刃尖应用于单板的交叉划线动作的情形。以下述情形为例进行说明使用第一刀轮(第一刃尖)形成第一方向的单一或多条划线，然后使用第二刀轮(第二刃尖)朝与这些划线交叉的第二方向形成单一或多条划线。在上述情形下，虽然也会受到基板的材质、厚度等对加工对象的基板的影响，但第一与第二刃尖的选择可有如下的组合。第一刃尖第二刃尖a) N刃尖A刃尖b)A刃尖A刃尖c) A刃尖P刃尖
上述的a)、b)、c)情形的特征如下。a)情形在能采用外切划线动作、即基板厚度例如为0. 6mm以上、对能利用N刃尖加以对应的基板形成划线的情况下，以N刃尖形成第一方向的划线，并以A刃尖形成其后的第二方向的划线。b)情形在基板较薄例如在0. 4mm以下的情况下，或者在注重接触好且确保端面强度的情况下，以A刃尖形成第一方向的划线，并以相同或不同的A刃尖形成其后的第二方向的划线。c)情形同样地在基板较薄例如在0.4mm以下的情况下，或者在注重接触好且确保端面强度的情况下，以A刃尖形成第一方向的划线，并以另外的P刃尖形成其后的第二方向的划线。此情形下，可在第二方向的划线下形成深垂直裂痕，其结果是具有防止在交点附近产生“削角”和“缺口 ”的效果。下述表1是显示以往的划线轮(普通刃尖无缺口的刃尖)、本发明的划线轮、高渗透刃尖(在圆周棱线上形成的槽的圆周方向的长度比突起的圆周方向的长度要长的刃尖)的特征。[表1]
权利要求
1.一种脆性材料用划线轮，该脆性材料用划线轮由如下部分构成共有旋转轴的两个圆锥台的底部相交而形成圆周棱线的外周缘部，以及沿所述圆周棱线在圆周方向上交错形成的多个缺口及突起，所述突起由所述圆周棱线形成缺口后残留的、在圆周方向上具有长度的所述圆周棱线的部分构成，其特征在于，所述缺口在所述圆周棱线的整周上以20 50μπι的间距形成，其深度是0. 5 3.0 μ m，其圆周方向上的长度比所述突起的圆周方向的长度短。
2.根据权利要求1所述的脆性材料用划线轮，其特征在于，所述缺口在其圆周方向上的长度是4 14μ m的范围。
3.根据权利要求1所述的脆性材料用划线轮，其特征在于，所述外周缘部包含两个所述圆锥的斜面而形成，所述斜面的中心线平均粗糙度Ra是 0. 45μπι 以下。
4.根据权利要求3所述的脆性材料用划线轮，其特征在于，所述圆周棱线的中心线平均粗糙度Ra是0. 40 μ m以下。
5.根据权利要求1所述的脆性材料用划线轮，其特征在于，脆性材料用划线轮是，具有供轴支承所述轮用的销贯通的轴孔的轮或者与所述销一体地形成的一体型轮。
6.根据权利要求1所述的脆性材料用划线轮，其特征在于，所述缺口在所述圆周棱线的整周上以不同深度沿圆周方向形成多个。
7.一种脆性材料的划线方法，该脆性材料的划线方法是使权利要求1至6中任一项所述的脆性材料用划线轮在压接于脆性材料基板的状态下滚动，以在所述脆性材料基板上形成划线，其特征在于，所述脆性材料基板是贴合玻璃基板。
8.一种脆性材料的划线方法，该脆性材料的划线方法是使脆性材料用划线轮在压接于脆性材料基板的状态下滚动，以在所述脆性材料基板上形成划线，其特征在于，使用第一脆性材料用划线轮形成第一划线，接下来使用第二脆性材料用划线轮形成与已形成的第一划线相交的第二划线，至少第一脆性材料用划线轮是权利要求1至6中任一项所述的脆性材料用划线轮。
9.一种脆性材料的划线装置，该脆性材料的划线装置具备可旋转地载置脆性材料基板的台；相对于载置在所述台上的脆性材料基板而在X及Y方向上相对移动的划线轮安装部；以及安装于所述划线轮安装部的权利要求1至6中任一项所述的脆性材料用划线轮。
10.一种脆性材料用手动划线工具，该脆性材料用手动划线工具是将权利要求1至6中任一项所述的脆性材料用划线轮旋转自如地轴装于设在柄端的保持件所构成的。
全文摘要
本发明提供一种脆性材料用划线轮，该脆性材料用划线轮由共有旋转轴的两个圆锥台底部相交而形成圆周棱线的外周缘部、以及沿所述圆周棱线在圆周方向上交错形成的多个缺口及突起构成；所述突起由在所述圆周棱线形成缺口后残留的、在圆周方向上具有长度的所述圆周棱线的部分构成，在该脆性材料用划线轮中，所述缺口在所述圆周棱线的整周上以20～50μm的间距形成，其深度是0.5～3.0μm，其圆周方向上的长度比所述突起的圆周方向的长度短，从而可抑制高渗透效果且使对玻璃表面的咬合(接触)良好。
文档编号B28D5/00GK102285008SQ201110216588
公开日2011年12月21日 申请日期2006年7月6日 优先权日2005年7月6日
发明者前川和哉, 若山治雄 申请人:三星钻石工业股份有限公司