专利名称：刻划装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过使金刚石笔(diamond point)相对于脆性材料基板相对移动而在脆性材料基板上形成划线的刻划装置。
背景技术：
以往已知有 利用刀部由金刚石等形成的金刚石笔或金刚石轮在玻璃基板上形成划线的技术(例如专利文献I)。[背景技术文献][专利文献][专利文献I]日本专利特开2010-085791号公报
发明内容
[发明要解决的问题]在通过将金刚石笔以特定压力抵压于玻璃基板而在玻璃基板上形成划线的情况下，在玻璃基板与实际上抵压于该玻璃基板的部位即金刚石笔的刀部之间产生摩擦热。该摩擦热成为引起刀部的氧化、进而使刀部劣化、使刻划性能降低等缩短金刚石笔的寿命的主要原因。本发明是鉴于以上课题而完成的，其目的在于提供一种与以往相比进一步实现了金刚石笔的长寿命化的刻划装置。[解决问题的技术手段]为了解决所述课题，技术内容I的发明的特征在于:在脆性材料基板上形成划线，且包括:金刚石笔，在前端具有包括金刚石含有物的刀部；保持机构，一面保持所述金刚石笔一面使其移动；及保持单元，保持所述脆性材料基板；且通过一面使所述刀部接触保持在所述保持单元的所述脆性材料基板的表面，一面利用所述保持机构使所述金刚石笔移动，可在所述表面形成划线；该刻划装置还包括环境调整机构，该环境调整机构通过至少在形成所述划线的期间，对所述刀部存在的被供给空间供给惰性气体，而使所述被供给空间成为低氧状态。技术内容2的发明是如技术内容I所述的刻划装置，其特征在于:所述环境调整机构是以从利用供给管而与惰性气体供给源连接的喷嘴对所述被供给空间供给所述惰性气体的方式构成，并且在所述供给管的中途设着冷却所述惰性气体的气体冷却机构，且通过至少在形成所述划线的期间，对所述刀部存在的被供给空间供给经所述气体冷却机构冷却的惰性气体，而使所述被供给空间成为低温且低氧状态。技术内容3的发明是如技术内容I或2所述的刻划装置，其特征在于:所述环境调整机构还包括外罩，该外罩当利用所述金刚石笔形成划线时，将所述金刚石笔收纳在内部；且在所述外罩的内部设置着所述喷嘴，将所述外罩与所述脆性材料基板之间的空间作为所述被供给空间，且从所述喷嘴供给所述惰性气体。
技术内容4的发明是如技术内容I所述的刻划装置，其特征在于:所述环境调整机构是以从利用供给管而与惰性气体供给源连接的喷嘴对所述刀部喷射惰性气体的方式构成，并且在所述供给管的中途设着冷却所述惰性气体的气体冷却机构，且至少在形成所述划线的期间，将经所述气体冷却机构冷却的惰性气体作为所述冷却气体，对所述刀部进行喷射。技术内容5的发 明是如技术内容4所述的刻划装置，其特征在于:所述环境调整机构还包括外罩，该外罩当利用所述金刚石笔形成划线时，将所述金刚石笔收纳在内部，且在所述外罩的内部安装着所述喷嘴，将所述外罩与所述脆性材料基板之间的空间作为所述被供给空间，且从所述喷嘴供给所述冷却气体。技术内容6的发明是如技术内容1、2或4中的任一者所述的刻划装置，其特征在于:所述惰性气体为氮气。[发明的效果]根据技术内容I至技术内容6的发明，因在刀部与脆性材料基板之间产生的摩擦热而引起的刀部的氧化较佳地得到抑制。由此，能实现金刚石笔的长寿命化。尤其是，根据技术内容I至技术内容3的发明，通过对金刚石笔的刀部所存在的被供给空间供给惰性气体，而使刀部的周围成为低氧环境。由此，因在刀部与脆性材料基板之间产生的摩擦热而引起的刀部的氧化较佳地得到抑制。由此，能实现金刚石笔的长寿命化。尤其是，根据技术内容2的发明，通过对金刚石笔的刀部所存在的被供给空间供给低温的惰性气体，而使刀部的周围成为低温且低氧环境。由此，因在刀部与脆性材料基板之间产生的摩擦热而引起的刀部的氧化更佳地得到抑制。尤其是，根据技术内容4及技术内容5的发明，通过对金刚石笔的刀部喷射冷却气体，使得因在刀部与脆性材料基板之间产生的摩擦热而引起的刀部的氧化较佳地得到抑制。由此，能实现金刚石笔的长寿命化。尤其是，根据技术内容3及技术内容5的发明，因环境调整机构包括外罩，故能将供给有惰性气体或冷却气体的空间隔成被供给空间。由此，可高效地使金刚石笔的附近的环境成为低氧状态或低温状态。
图1是表示本实施方式的刻划装置I的整体构成的前视图。图2是表示本实施方式的刻划装置I的整体构成的侧视图。图3是表示头部30附近的构成的前视图。图4是表示刻划装置I包括环境调整机构100的情况下的固定器摇动部34附近的构成的一例的侧视图。图5是表示刻划装置I包括环境调整机构100的情况下的固定器摇动部34附近的构成的一例的侧视图。图6是表示金刚石笔60的构成的侧视图。[符号的说明]1 刻划装置4 脆性材料基板
10保持单元20刻划单元30头部31固定器34固定 器摇动部35固定器接头36安装片38旋转部40固定器安装区块50升降部60金刚石笔61刀部62保持部70驱动部80摄像单元90控制单元100环境调整机构101外罩102(102a>102b)喷嘴103氮气供给源104主供给管105(105aU05b)供给管106气体冷却部107阀110被供给空间SL划线
具体实施例方式<刻划装置的构成>图1及图2分别是表示本实施方式的刻划装置I的整体构成的前视图及侧视图。刻划装置I是在例如像玻璃基板或陶瓷基板等这样的由脆性材料形成的基板(以下也简称为“脆性材料基板”)4的表面上形成划线(切痕:纵切)的装置。如图1及图2所示,刻划装置I主要包括保持单元10、刻划单元20、摄像部单元80及控制单元90。另外，在图1及之后的各图中，为了明确所述结构的方向关系，视需要而适当附上以Z轴方向为铅垂方向、以XY平面为水平面的XYZ交坐标系。而且，虽在图1及图2中省略图示，但刻划装置I还包括环境调整机构100 (参照图4)。此处，在本实施方式中，将以下方法叫做“割断”，即:(1)通过利用刻划装置I在脆性材料基板4的表面形成划线SL (参照图6)，而产生垂直裂痕(刻划步骤)；
(2)其次，通过赋予应力而使垂直裂痕进一步伸展，从而切断脆性材料基板4(断裂步骤)。另一方面，将以下方法叫做“分断”，即，只通过刻划步骤(即不执行断裂步骤)来使垂直裂痕从脆性材料基板4的形成着划线SL的一侧的主面伸展至相反侧的主面，从而切断脆性材料基板4。而且，作为可利用本实施方式的刻划方法割断或分断的脆性材料基板4的材质的例子，可列举玻璃、陶瓷、硅、或蓝宝石等。尤其是近年来，作为用于有关通讯设备的高频模块的基板，从HTCC (High Temperature Co-fired Ceramics,高温共烧陶瓷)向加工相对容易的LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics,低温共烧陶瓷)的转移不断加速。因此，本实施方式的刻划方法越发有效。保持单元10通过一面保持脆性材料基板4 一面使其移动，而使脆性材料基板4相对于刻划单元20移动。如图1所示，保持单元10设置于基部IOa上，且主要包括平台11、滚珠螺杆机构12及马达13。此处，基部IOa例如是利用大致长方体状的石压盘形成，其上表面(与保持单元10对向的面)得到平坦加工。平台11吸附保持所载置的脆性材料基板4。而且，平台11使所保持的脆性材料基板4沿箭头ARl方向(X轴的正或负方向:以下也简称为“进退方向”)进退，并且朝箭头Rl方向旋转。如图1及图2所示,平台11主要包括吸附部11a、旋转台Ilb及移动台11c。吸附部Ila设置在旋转台Ilb的上侧。如图1及图2所示，可在吸附部Ila的上表面载置脆性材料基板4。而且，在吸附部Ila的上表面以格子状配置着多个吸附槽(省略图示)。因此，通过在载置着脆性材料基板4的状态下对各吸附槽内的环境进行排气(抽吸)，可使脆性材料基板4吸附在吸附部11a。旋转台Ilb设置在吸附部Ila的下侧，且使吸附部Ila以与Z轴大致平行的旋转轴Ild为中心旋转。而且，移动台Ilc设置在旋转台Ilb的下侧，且使吸附部Ila及旋转台Ilb沿进退方向移动。因此，吸附保持在平台11上的脆性材料基板4沿箭头ARl方向进退，并且以随着吸附部Ila的进退动作而移动的旋转轴Ild为中心旋转。滚珠螺杆机构12配置在平台11的下侧，且使平台11沿箭头ARl方向进退。如图1及图2所示，滚珠螺杆机构12主要包括进给螺杆12a及螺母12b。进给螺杆12a是沿平台11的进退方向延伸的棒体。在进给螺杆12a的外周面设置有螺旋状的槽(省略图示)。而且，进给螺杆12a的一端由支撑部14a可旋转地支撑，进给螺杆12a的另一端由支撑部14b可旋转地支撑。此外，进给螺杆12a与马达13连动连结，如果马达13旋转，那么进给螺杆12a朝马达13的旋转方向旋转。螺母12b随着进给螺杆12a的旋转，通过未图示的滚珠的滚动运动而沿箭头ARl方向进退。如图1及图2所示，螺母12b固定在移动台Ilc的下部。因此，如果马达13得到驱动，且马达13的旋转力传递至进给螺杆12a，那么螺母12b沿箭头ARl方向进退。其结果，固定着螺母12b的平台11与螺母12b同样地沿箭头ARl方向进退。—对导轨15、 16限制前进方向上的平台11的移动。如图2所不,一对导轨15、16在箭头AR2方向上只隔开特定距离而固定在基部IOa上。多个(本实施方式中为2个)滑动部17(17a、17b)沿着导轨15在箭头ARl方向上自如滑动。如图1及 图2所示，各滑动部17(17a、17b)在箭头ARl方向上只隔开特定距离而固定在移动台Ilc的下部。多个(本实施方式中为2个:不过，为方便图示，只表示滑动部18a)滑动部18沿着导轨16在箭头ARl方向上自如滑动。如图1及图2所示，各滑动部18与滑动部17 (17a、17b)同样地在箭头ARl方向上只隔开特定距离而固定在移动台Ilc的下部。由此，如果将马达13的旋转力赋予滚珠螺杆机构12，那么平台11会沿一对导轨
15、16移动。因此，可确保平台11在进退方向上的直线前进性。另外，亦可设置线性导轨(线性马达)来代替滚珠螺杆机构12。刻划单元20负责在脆性材料基板4的表面形成划线SL。如图1及图2所示，刻划单元20主要包括头部30及驱动部70。头部30包括作为用来在脆性材料基板4上形成划线SL的工具(tool)的金刚石笔60(参照图3)。在本实施方式中，在使金刚石笔60的刀部61 (参照图3)接触保持在保持单元10的脆性材料基板4的表面，且对该表面赋予抵压力(以下也简称为“刻划负荷”)的状态下，通过使金刚石笔60相对于脆性材料基板4移动，而在脆性材料基板4上形成划线SL。头部30的具体构成将在下文叙述。驱动部70在形成该划线SL时使包括保持金刚石笔60的固定器31的头部30沿箭头AR2方向(Y轴的正或负方向)往返移动。如图2所示，驱动部70只要包括多根(本实施方式中为2根)支柱71、多根(本实施方式中为2根)导轨72、及马达73。支柱71(71a、71b)从基部IOa在上下方向(Z轴方向)延伸。如图2所示，导轨72在夹在支柱71a、71b之间的状态下固定在这些支柱71a、71b上。导轨72限制形成划线SL时的头部30的移动。如图2所示，导轨72在上下方向上只隔开特定距离而被固定。马达73与未图示的进给机构(例如滚珠螺杆机构)连动连结。由此，如果马达73旋转，那么头部30会沿导轨72在箭头AR2方向上往返。摄像部单元80对保持在保持单元10的脆性材料基板4进行摄像。如图2所示，摄像部单元80包括多台(本实施方式中为2台)相机85(85a、85b)。如图1及图2所示，相机85 (85a、85b)配置在保持单元10的上方。相机85 (85a、85b)对形成在脆性材料基板4上的特征性部分(例如对准标记(alignment mark)(省略图示))的图像进行摄像。而且，根据相机85(85a、85b)拍摄所得的图像，求出脆性材料基板4的位置及姿势。控制单元90实现刻划装置I的各要素的动作控制、及数据运算。如图1及图2所不，控制单兀90主要包括ROM (Read Only Memory,只读存储器)91、RAM (RandomAccessMemory,随机存取存储器)92、及 CPU (Central Processing Unit,中央处理单兀)93。ROM (Read On I y Memory) 91是所谓的非挥发性的存储部，例如存储着程序91a。另外，作为R0M91，也可使用作为可自如读写的非挥发性存储器的快闪存储器(fIashmemory)。RAM (Random Access Memory) 92是挥发性的存储部,例如存储在CPU93的运算中使用的数据。CPU(Central Processing Unit)93执行按照R0M91的程序91a进行的控制(例如保持单元10的进退、旋转动作；头部30的往返、升降动作；下述环境调整机构100对氮气供给动作或冷却动作等的控制)、及各种数据运算处理等。〈头部的构成及金刚石笔〉图3是表示头部 30附近的构成的前视图。如图3所示，头部30主要包括金刚石笔60、保持且固定金刚石笔60的固定器31、使固定着金刚石笔60的固定器31可摇动的固定器摇动部34、及用来调整金刚石笔60的高度位置的升降部50。而且，图4及图5是表示固定器摇动部34附近的构成的一例的侧视图。另外，在图4及图5中也图示了下述环境调整机构100。而且，图4是表示未形成划线SL时的头部30的情况的图。图5是表示进行划线SL的形成时的头部30的情况的图。此外，图6是表示金刚石笔60的构成的侧视图。另外，以下，将刻划装置I未进行划线SL的形成之时也称为“静止时”。如图6所示，金刚石笔60大体上具有在作为呈圆柱状或角柱状的棒体的保持部62的前端部62a设置着刀部61的构成。通过使刀部61碰触脆性材料基板4,而在脆性材料基板4上形成划线SL。刀部61是使天然的或经合成的单晶体金刚石或多晶体金刚石、或者利用铁族元素等结合材料使金刚石粒子结合而成的烧结金刚石等构成原材料成形为四角锥台形形状、或其他适于形成划线SL的形状而成。另外，将刀部61的构成原材料总称为金刚石含有物。保持部62的剖面直径优选2mm 6mm,保持部62的长度优选IOmm 70mm。另一方面，关于刀部61的尺寸，如果在形成为四角锥台形形状的情况下，那么优选刀部61与保持部62的前端部62a的接合部附近的剖面为0.5mm见方 3.0mm见方，更优选的是该剖面为0.8mm见方 2.0mm见方。具有以上构成的金刚石笔60在形成划线SL时固定在设在头部30的固定器31上。固定器31是在头部30直接保持金刚石笔60的要素。具体来说，如图3及图5所示，固定器31以刀部61朝向脆性材料基板4侧的方式保持且固定金刚石笔60的保持部62。<固定器摇动部及升降部>保持且固定着金刚石笔60的固定器31保持在固定器摇动部34。而且，固定器摇动部34保持在升降部50。具体来说，如图3至图5所示，固定器摇动部34主要包括安装固定器31的固定器接头35、及用来将固定器接头35安装在升降部50的固定器安装区块40。固定器接头35包括安装片36及旋转部38。固定器安装区块40包括轴承46、47、及固定部49。安装片36是固定器接头35上的直接安装固定器31的要素。如图3至图5所示，安装片36设置在固定器接头35的下端部分。安装片36的形状在侧面视图中大致为L字状。在安装片36上设置着固定轴36a,固定器31安装在该固定轴36a上。固定轴36a在安装着固定器31的状态下与金刚石笔60的延伸方向(箭头AR3方向)大致垂直。以下，将固定轴36a的延伸方向(箭头AR4方向)也简称为“轴心方向”。该轴心方向在静止时与Y轴方向一致。旋转部38是用来使固定器接头35与固定器安装区块40连接的部位。旋转部38由固定器安装区块40中所设的轴承46、47枢轴支撑。即，旋转部38以与轴承46、47的内径面对向的方式插入至固定器安装区块40的本体部40a。由此，固定器接头35可以与金刚石笔60的长度方向大致平行的旋转轴38a为中心朝箭头R2方向旋转。另外，轴承46、47以在静止时从上至下依序位于固定器安装区块40的本体部40a内的方式配置。因此，在静止时，旋转部38的旋转轴38a的延伸方向与Z轴方向一致。通过设有该旋转部38，而使固定器接头35可以旋转部38的旋转轴38a为中心朝箭头R2方向旋转。其中，在旋转部38的前端部设置限制旋转部38的旋转动作的固定部49。由此，对于固定器接头35而言，实际上只容许其在绕旋转轴38a的特定角度范围内摇动。另外，在本实施方式中，对使用2个轴承46、47的情况进行了说明，但是轴承的个数并不限于此，例如也可为1个，也可为3个以上。而且，例如使用螺钉等紧固构件作为固定部49。升降部50是与固定器摇动部34的固定器安装区块40连接、且使保持固定器31的固定器摇动部34作为整体而沿Z轴方向升降的部位。如图3所示，升降部50主要包括气缸51及传递部52。气缸51是赋予用来使固定器摇动部34沿上下方向(Z轴的正或负方向)升降的驱动力的驱动力供给源。如图3所示，气缸51配置在固定器安装区块40的上方，且主要包括本体部51a及杆(rod)51b。杆51b可相对于本体部51a进退。如图3所示，杆51b的下端与传递部52连结。因此，由气缸51进行驱动而使杆51b进出本体部51a，借此，杆51b的下端向下方下压传递部52。传递部52设置于气缸51与固定器安装区块40之间，且将来自气缸51的驱动力传递至固定器安装区块40。如图3所示，导引机构53主要包括导轨53a、及沿导轨53a在上下方向上自如滑动的导引区块53b。在导引区块53b中附设着作为直接安装固定器安装区块40的要素的安装板54。在安装板54中设置着供固定器安装区块40的旋转轴40b插入的插入口 56。插入口 56在水平面内沿与划线SL的形成方向垂直的方向延伸。通过将旋转轴40b插入至该插入口 56，而使固定器摇动部34可绕旋转轴40b旋转。另外，如图4所示，或如图5中的点划线所不,在静止时，固定器摇动部34位于金刚石笔60的延伸方向与铅垂方向一致的位置。而且，固定器摇动部34绕旋转轴40b的旋转是由未图示的角度限制机构限制在特定角度范围内。例如只能在图5中的箭头R3所示的范围内旋转。而且，通过将旋转轴40b插入至插入口 56中，固定器摇动部34也经由安装板54而由导引区块53b保持。利用由气缸51所赋予的驱动力而使导引机构53中沿导轨53a对导引区块53b进行导引，借此，实现固定器摇动部34在Z轴方向上的升降动作。〈划线的形成〉其次，对利用具有如上所述的构成的刻划装置I形成划线SL的过程进行说明。在本实施方式的刻划装置I中，如上所述，固定器摇动部34在水平面内可绕与划线SL的形成方向垂直的旋转轴40b旋转，且固定器接头35可绕位于包括划线SL的形成方向及铅垂方向的平面内的旋转轴38a旋转。由此，可在固定着金刚石笔60的固定器31能绕相互正交的2轴摇动的状态下形成划线SL。另外，旋转轴40b与旋转轴38a具有后者存在于与前者垂直的面内的关系。具体来说，首先，在脆性材料基板4被抽吸且固定在平台11上的状态下，使金刚石笔60的刀部61碰触划线SL的形成开始位置。此时，通过以特定的推力来驱动气缸51，而由固定在固定器31上的金 刚石笔60对脆性材料基板4施加特定的刻划负荷。而且，在作用着该刻划负荷的状态下，利用驱动部70使包括金刚石笔60的头部30相对于脆性材料基板4移动。现在，如果将形成划线SL时的金刚石笔60的前进方向设为Y轴正方向，那么在静止时，如图4所示，或如图5中的点划线所示，具有金刚石笔60的长度方向与铅垂方向一致的姿势的固定器摇动部34在刀部61沿与前进方向相反的朝向(Y轴负方向)受到来自脆性材料基板4的阻力。由此，该阻力成为转矩，而使固定器摇动部34整体绕旋转轴40b旋转，从而，如图5中的实线所示，成为从铅垂方向以某角度倾斜的姿势。头部30在固定器摇动部34保持该倾斜姿势的状态下进行移动。此时，当然，金刚石笔60也从静止时的姿势成为以该角度倾斜，通过在该倾斜姿势的状态下，也以从金刚石笔60对脆性材料基板4作用刻划负荷的方式，对所述固定器摇动部34进行Z轴方向上的位置调整，而在头部30移动的期间，由金刚石笔60的刀部61实现如图6所示的划线SL的形成。具体来说，刻划负荷优选设定在0.3N 3.0N的范围内。刻划负荷更优选的是设定在0.5N 2.5N的范围内。而且，金刚石笔60相对于脆性材料基板4的移动速度通常设定在50mm/sec 1200mm/sec的范围内。所述移动速度优选设定在100mm/sec 800mm/sec的范围内。另外，刻划负荷及移动速度的具体的值可根据脆性材料基板4的材质或厚度等适当设定。根据以上内容，在脆性材料基板4的表面形成与金刚石笔60的刀部61的轨迹一致的划线SL。而且，在脆性材料基板4上形成从划线SL沿垂直方向(Z轴方向)延伸的垂
直裂痕。另外，至此为止，对作为划线SL的形成方向的金刚石笔60的前进方向为Y轴正方向的情况进行了说明，但是在划线SL的形成方向是与所述方向相反的Y轴负方向的情况下，通过固定器摇动部34采取图6中的双点划线所示的倾斜姿势，也可进行相同形态下的加工。因此，例如如果是像形成相互平行的多条划线SL这样的情况，那么可进行使前进方向在Y轴正负方向依序反转的往返加工。在该情况下，每当金刚石笔60的前进方向反转时，固定器摇动部34的倾斜姿势在图5的实线的情况与双点划线的情况之间交替变换。另外，在无需进行往返加工的情况下，也可省略旋转轴40b，而以特定角度0将固定器摇动部34固定。而且，如上所述，固定器31由于安装在绕旋转轴38a在特定角度范围内摇动的固定器接头35上，所以，在形成划线SL的期间，能保持可绕该旋转轴38a摇动的状态。因此，即便在像脆性材料基板4的表面以划线SL的形成前进方向为轴倾斜这样的情况下，通过时固定器31绕旋转轴38a适当旋转，金刚石笔60也可保持仿照该倾斜的姿势。〈环境调整机构〉其次，对刻划装置I中所设的环境调整机构100的构成进行说明。如图4及图5所示，环境调整机构100主要包括外罩101、多根(本实施方式中为2根)喷嘴102 (102a、102b)、氮气供给源103、及气体冷却部106。外罩101是覆盖金刚石笔60的周围且上下开口的筒状体。如图3所示，外罩101安装在安装板54上，而且 ，如图4所示，在形成划线SL时以接近脆性材料基板4的方式配置。换而言之，至少在形成划线SL时，金刚石笔60成为收纳在外罩101内部的状态。另外，固定器摇动部34绕旋转轴40b的旋转、及固定器接头35绕旋转轴38a的旋转能不与外罩101形成干扰。喷嘴102在外罩101的内部且安装在安装板54上，例如将从作为氮气储气瓶等的氮气供给源103供给的氮气，供给至脆性材料基板4与外罩101之间的空间、即在形成划线SL时作为金刚石笔60存在的空间的被供给空间110。更详细地说，通过使从与氮气供给源103连接的主供给管104分出的多根(本实施方式中为2根)供给管105 (105a、105b)与各喷嘴102 (102a、102b)连接，而使各喷嘴102与氮气供给源103连通连接。喷嘴102的配置位置 及姿势根据包括金刚石笔6的固定器摇动部34的姿势适当地调整即可。例如，如图5所示，当固定器摇动部34在形成划线SL时采取倾斜姿势时，优选以至少I个喷嘴102接近金刚石笔60的刀部61的方式构成环境调整机构100。此外，亦可在每当通过固定器摇动部34改变姿势而使金刚石笔60的刀部61的位置变化时，与刀部61的位置相应地使喷嘴102的供给方向变化。或者，亦可在固定器摇动部34位于实线所示的位置时使喷嘴102b接近刀部61，在固定器摇动部34位于双点划线所示的位置时使喷嘴102a接近刀部61。另外，在图4及图5中，2个喷嘴102a、102b在外罩101的内部且安装在安装板54的Y轴方向的两端部、也就是说划线SL的形成方向的前后，但是喷嘴102的配置位置并不限于此。例如也可为在安装板54的X轴方向的两端部设置2个喷嘴102的形态，也可为设置更多的喷嘴102的形态。气体冷却部106是以覆盖主供给管104的一部分的方式设置的、冷却供给至喷嘴102的氮气的冷却要素。气体冷却部106可利用周知的技术构成。优选的是，气体冷却部106可控制其冷却动作的驱动及停止。如果在气体冷却部106进行冷却动作的状态下，打开设置在气体冷却部106与供给管105之间的阀107，那么经冷却的氮气被供给至被供给空间110。在包括如上所述的构成的环境调整机构100的本实施方式的刻划装置I中，至少在所述形态下在脆性材料基板4的表面形成划线SL的期间，从喷嘴102对金刚石笔60 (更严格地说是其刀部61)存在的被供给空间110供给氮气。其结果，由于金刚石笔60的刀部61的周围成为低氧环境，所以因在刀部61与脆性材料基板4之间产生的摩擦热而引起的刀部61的氧化较佳地得到抑制。由此，能实现金刚石笔60的长寿命化。而且，在当供给氮气时驱动气体冷却部106的情况下，经气体冷却部106冷却的氮气被供给至被供给空间110。在该情况下，由于金刚石笔60的刀部61的周围为低温的氮气环境，所以因在刀部61与脆性材料基板4之间产生的摩擦热而引起的刀部61的氧化更有效地得到抑制。由此，金刚石笔60的短寿命化更佳地得到抑制。或者，亦可直接对刀部61喷射经气体冷却部106冷却的低温的氮气。在该情况下，利用所喷射的氮气冷却刀部61。而且，刀部61的周围受所喷射的氮气的影响而成为低温且低氧状态。根据所述内容，因在刀部61与脆性材料基板4之间产生的摩擦热而引起的刀部61的氧化有效地得到抑制。其结果，金刚石笔60的短寿命化较佳地得到抑制。在该情况下，也可以说环境调整机构100是作为金刚石笔冷却机构而发挥功能。另外，在所述情况下，外罩101具有将供给氮气的被供给空间110与其他空间隔开的作用。即，通过设置外罩101，可高效地使金刚石笔60的附近的环境(在环境调整机构100作为金刚石笔冷却机构而发挥功能的情况下，尤其是刀部61附近的环境)成为低氧状态进而是低温状态。此外，通过设置外罩101，也可防止在形成划线SL时产生的玻璃屑(cullet)因由喷嘴102供给的气体而飞散。不过，并非必须设置外罩101，也可为以下形态，即，只通过从配置在适当位置的喷嘴102供给氮气，而使金刚石笔60附近(在环境调整机构100作为金刚石笔冷却机构而发挥功能的情况下，尤其是刀部61的附近)较佳地成为低氧状态且进而是低温状态。而且，也可为将喷嘴102安装在外罩101的内面而非安装板54上的形态，也可为在外罩101的内部独立地设置喷嘴102的形态。此外，只要可将供给有氮气的被供给空间110与其他空间隔开，也可使用矩形状(正方形或长方形状)的板体来代替筒状体的外罩101。或者，也可以是以下形态，即，独立于安装板54而另设外罩101，且使包括安装板54的升降部50在外罩101的内侧自如升降。〈变形例〉在形成划线SL时，在可对被供给空间110供给充分量的氮气的情况下，或者在可充分冷却金刚石笔60的刀部61的情况下，喷嘴102的根数亦可为I根。从喷嘴102供给的气体的种类并不限于所述实施方式中使用的氮气，也可以是供给与氮气相同的惰性气体的形态。例如也可以是以下形态，即，设置与氮气同样地反应性较低的稀有气体(例如氦及氩等)的供给源来代替氮气供给源103，而从喷嘴102供给所述气体。不过，就经济这方面来说，氮气比其他惰性气体有利。即，在使用氮气的情况下，可实现金刚石笔60的长寿命化，而不会使加工成本增加。而且，亦可为以下形态，即，在当形成划线SL时充分冷却金刚石笔60的刀部61而可防止刀部61的氧化的情况下，利用气体冷却部106冷却除氮气等惰性气体以外的气体(例如空气)，且从喷嘴102供给所述气体。作为冷却气体，除以上气体以外，也可使用使液体气体或固体气体气化而得的低温气体， 也可通过使压缩气体释放在大气中而得到绝热膨胀冷却的气体。
权利要求
1.一种刻划装置，其特征在于:在脆性材料基板上形成划线，且包括: 金刚石笔，在前端具有包括金刚石含有物的刀部； 保持机构，一面保持所述金刚石笔一面使其移动；及 保持单元，保持所述脆性材料基板；且 通过一面使所述刀部接触保持在所述保持单元的所述脆性材料基板的表面，一面利用所述保持机构使所述金刚石笔移动，可在所述表面形成划线； 该刻划装置还包括环境调整机构，该环境调整机构通过至少在形成所述划线的期间，对所述刀部存在的被供给空间供给惰性气体，而使所述被供给空间成为低氧状态。
2.根据权利要求1所述的刻划装置，其特征在于: 所述环境调整机构是以从利用供给管而与惰性气体供给源连接的喷嘴对所述被供给空间供给所述惰性气体的方式构成，并且 在所述供给管的中途设着冷却所述惰性气体的气体冷却机构，且通过至少在形成所述划线的期间，对所述刀部存在的被供给空间供给经所述气体冷却机构冷却的惰性气体，而使所述被供给空间成为低温且低氧状态。
3.根据权利要求1或2所述的刻划装置，其特征在于: 所述环境调整机构还包括外罩，该外罩当利用所述金刚石笔形成划线时，将所述金刚石笔收纳在内部；且 在所述外罩的内部设置着所述喷嘴， 将所述外罩与所述脆性材料基板之间的空间作为所述被供给空间，且从所述喷嘴供给所述惰性气体。
4.根据权利要求1所述的刻划装置，其特征在于: 所述环境调整机构是以从利用供给管而与惰性气体供给源连接的喷嘴对所述刀部喷射惰性气体的方式构成，并且 在所述供给管的中途设着冷却所述惰性气体的气体冷却机构，且至少在形成所述划线的期间，将经所述气体冷却机构冷却的惰性气体作为所述冷却气体，对所述刀部进行喷射。
5.根据权利要求4所述的刻划装置，其特征在于: 所述环境调整机构还包括外罩，该外罩当利用所述金刚石笔形成划线时，将所述金刚石笔收纳在内部，且 在所述外罩的内部安装着所述喷嘴， 将所述外罩与所述脆性材料基板之间的空间作为所述被供给空间，且从所述喷嘴供给所述冷却气体。
6.根据权利要求1、2或4中的任一项所述的刻划装置，其特征在于: 所述惰性气体为氮气。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种与以往相比进一步实现了金刚石笔的长寿命化的刻划装置。在脆性材料基板上形成划线的刻划装置包括金刚石笔，在前端具有包括金刚石含有物的刀部；保持机构，一面保持金刚石笔一面使其移动；及保持单元，保持脆性材料基板；且，通过一面使刀部接触保持在保持单元的脆性材料基板的表面，一面利用保持机构使金刚石笔移动，可在表面形成划线；该刻划装置还包括环境调整机构，该环境调整机构通过至少在形成划线的期间，对刀部存在的被供给空间供给惰性气体而使被供给空间成为低氧状态。
文档编号C03B33/10GK103102065SQ201210375908
公开日2013年5月15日 申请日期2012年9月26日 优先权日2011年9月28日
发明者中野忠信, 留井直子, 千代康弘, 北市充, 近藤干夫, 片冈寿光, 松井桂子 申请人:三星钻石工业股份有限公司