JP4711829B2 - スクライブライン形成機構、スクライブヘッドおよびスクライブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板にスクライブラインを形成するスクライブライン形成機構、スクライブライン形成機構を備えたスクライブヘッドおよびスクライブヘッドを備えたスクライブ装置に関する。

例えば、脆性材料を含むガラス基板を所望の大きさに分断する場合、まず、例えば、カッターホイールの刃先を所定の荷重で脆性材料の表面に圧接させながら、ガラス基板の表面を移動し、スクライブラインを形成する（以下、スクライブ工程）。そして、スクライブラインに沿ってガラス基板に所定の力を付加する（以下、ブレイク工程）ことにより、ガラス基板をスクライブラインに沿って分断する。

図１５は、従来のスクライブ装置１０の構成の一例を示す。スクライブ装置１０は、スクライブ工程を実行する。

スクライブ装置１０は、テーブル１１と、第１ガイドレール１２Ａと、第２ガイドレール１２Ｂと、ボールネジ１３とを含む。

テーブル１１は、水平面に沿って回転可能に構成されている。テーブル１１には、真空吸引手段（図示せず）が設けられている。真空吸引手段は、テーブル１１に載置された基板Ｇ（例えば、ガラス板などの脆性基板）をテーブル１１に固定する。第１ガイドレール１２Ａおよび第２ガイドレール１２Ｂは、テーブル１１をＹ方向に移動自在に支持する。第１ガイドレール１２Ａおよび第２ガイドレール１２Ｂは、互いに平行に設けられている。ボールネジ１３は、第１ガイドレール１２Ａおよび第２ガイドレール１２Ｂに沿ってテーブル１１を移動させる。

スクライブ装置１０は、第１柱１９Ａと、第２柱１９Ｂと、ガイドバー１４と、
摺動ユニット１５と、モーター１６とを更に含む。

第１柱１９Ａおよび第２柱１９Ｂは、スクライブ装置１０のベ−スに第１ガイドレール１２Ａおよび第２ガイドレール１２Ｂを挟んで垂直に設けられている。ガイドバー１４は、Ｘ方向に沿ってテーブル１１の上方に第１柱１９Ａと第２柱１９Ｂとの間に架設されている。摺動ユニット１５は、ガイドバー１４に摺動自在に設けられている。モーター１６は、摺動ユニット１５を摺動する。

スクライブ装置１０は、スクライブヘッド９と、スクライブヘッド９を昇降させモータ１７と、第１ＣＣＤカメラ１８Ａと、第２ＣＣＤカメラ１８Ｂとを更に含む。

スクライブヘッド９は、摺動ユニット１５に設けられている。スクライブヘッド９は、カッターホイール２９を含む。第１ＣＣＤカメラ１８Ａと、第２ＣＣＤカメラ１８Ｂとは、ガイドバー１４の上方に配置されており、基板Ｇに記されたアライメントマークを検出する。
スクライブヘッド９はカッターホイール２９を基板Ｇの表面に圧接する。そして、モーター１６が摺動ユニット１５を摺動することによって、スクライブヘッド９は、ガイドバー１４に沿って移動する。その結果、カッターホイール２９は基板Ｇの表面に圧接された状態で基板Ｇの表面を移動し、基板Ｇの表面にスクライブラインが形成される。

図１６は、スクライブヘッド９の構成の一例を示す。図１６（ａ）はスクライブヘッド９の正面を示し、図１６（ｂ）はスクライブヘッド９の底面を示す。

スクライブヘッド９は、スクライブヘッド本体２１と、スクライブヘッド本体２１に設けられた軸受２２と、軸受２２に軸支された支軸２３と、支軸２３と平行にスクライブヘッド本体２１に設けられた制止軸２４とを含む。

スクライブヘッド９は、制止軸２４に当接可能なベアリングケース２５と、ベアリングケース２５に取り付けられた軸受２６と、軸受２６に回転自在に軸支された回動軸２７と、回動軸２７の周りを回動可能な刃先ホルダ２８と、刃先ホルダ２８の下端に挿通されたピンの周りを回転自在なカッターホイール２９とを更に含む。カッターホイール２９には、カッターホイール２９の外周方向にＶ字形状に突出している刃２９ｂが形成されている（図２０参照）。刃２９ｂの先端には、刃先稜線２９ａが形成されている（図２０参照）。

ベアリングケース２５には、幅Ｌの溝３１が形成されている。刃先ホルダ２８の一部は、溝３１にはめ込まれており、刃先ホルダ２８の回動は、溝３１の幅Ｌの範囲で制限される。

スクライブヘッド９は、スクライブヘッド本体２１に設けられた付勢手段３０を更に含む。付勢手段３０は、例えば、エアシリンダまたはサーボモータである。付勢手段３０は、ベアリングケース２５および刃先ホルダ２８を介してカッターホイール２９に付勢力を加える。

図１７は、カッターホイール２９と刃先ホルダ２８と回動軸２７とを示す。図１６および図１７を参照して、回動軸２７に対するカッターホイール２９の取り付け位置を説明する。

カッターホイール２９は、刃先ホルダ２８に転動自在に軸支されている。カッターホイール２９の転動中心の位置は、回動軸２７の軸心Ｏからスクライブヘッド９の移動方向とは逆方向にオフセット距離Ｓだけ離れている。

カッターホイール２９の転動中心が、回動軸２７の軸心Ｏからスクライブヘッド９の移動方向とは逆方向にオフセット距離Ｓだけ離れているために、スクライブ工程においてスクライブヘッド９に伴って移動する回動軸２７に追従するようにカッターホイール２９が動く（以下、この動きをキャスター効果という）。なお、カッターホイール２９の刃先稜線２９ａの転動によってカッターホイール２９が移動する方向に回転軸２７の軸心が一致するように、カッターホイール２９が設けられている。（後述する図１８参照）
図１８は、スクライブヘッド９移動時のカッターホイール２９と回動軸２７との位置関係を示す。以下、図１６および図１８を参照して、キャスター効果をさらに詳細に説明する。

スクライブ工程を開始するためにカッターホイール２９を基板Ｇに当接させたときに、刃先稜線２９ａの向きとスクライブヘッド９の移動方向（すなわち回動軸２７の移動方向）とが一致しているとは限らない。むしろほとんどの場合、回動軸２７の移動方向と刃先稜線２９ａの向きとが一致しない（図１８（ａ）または図１８（ｃ）参照）。
その後、スクライブヘッド９が移動すると、スクライブヘッド９の移動に伴って刃先稜線２９aの向きが徐々に変更され、やがて刃先稜線２９ａの向きと回動軸２７の軸心Ｏの移動方向とが一致する（図１８（ｂ）参照）。その結果、刃先稜線２９ａの向きと回動軸２７の軸心Ｏの移動方向とが一致した後のカッターホイール２９の軌跡は直線になる。従って、カッターホイール２９が基板に形成するスクライブラインが直線になる。すなわち、カッターホイール２９の刃先稜線２９aの向きが回動軸２７の軸心Ｏに一致し、カッターホイール２９を軸心Ｏの位置する方向に向かせる力が生じる。このような効果がキャスター効果であり、刃先稜線２９aの向きが回動軸２７の軸心Ｏの移動方向に一致するように、刃先稜線２９aの向きが徐々に変更される。

図１９は、基板Ｇに形成されたスクライブラインＴと垂直クラックＣと水平クラックＤとを示す。図１９（ａ）は基板Ｇに形成されたスクライブラインＴと垂直クラックＣとを示し、図１９（ｂ）は基板Ｇに形成された垂直クラックＣと水平クラックＤとを示す。

スクライブ装置１０は、連続した垂直クラックＣを伴うスクライブラインＴを形成する（例えば、特許文献１参照）。垂直クラックＣの深さが深いほど、ブレイク工程において、スクライブラインＴに沿って精確に基板Ｇをブレイクできる。その結果、基板の歩留りが向上する。

カッターホイール２９の刃先に作用させる荷重を大きくすれば深い垂直クラックＣが形成されるが、刃先に作用させる荷重が所定の大きさを超えると、基板Ｇの表面付近に蓄積された内部歪みが飽和し、垂直クラックＣの形成方向とは異なる方向に水平クラックＤが発生する。水平クラックＤは、切り粉の多量発生の原因および基板Ｇの分断面の品質低下に起因する歩留まりの低下の原因となる。

図２０は、カッターホイール２９の構成を示す。図２０（ａ）はカッターホイール２９の正面図であり、図２０（ｂ）はカッターホイール２９の側面図であり、図２０（ｃ）は図２０（ｂ）に示されたカッターホイール２９の一部（Ａ部分）を拡大した図である。

カッターホイール２９は、円盤状のホイール（直径φ、厚さＷ）である。カッターホイール２９は、第１側面９３と第２側面９４とを有する。カッターホイール２９の外周には、鈍角ωの刃２９ｂが形成されており、カッターホイール２９の外周方向にＶ字形状に突出している。刃２９ｂの先端かつ第１側面９３と第２側面９４との中央付近には、刃先稜線２９ａが形成されている。カッターホイール２９の側面の中心付近に挿通孔９６が形成されている。

刃２９ｂの先端には、所定のピッチＰおよび所定の高さｈを有する複数の突起８１と複数の溝９５とが形成されている（図２０（ｃ）参照）。複数の突起８１と複数の溝９５とは、マイクロメータオーダーのサイズを有し、肉眼で識別することができない。

カッターホイール２９は、基板Ｇの厚さ方向に延びる垂直クラックを形成する能力が非常に高い。カッターホイール２９は、深い垂直クラックを形成することができ、しかも、基板Ｇの表面に沿った水平方向のクラックの発生を抑制できる。

垂直クラックが深いと、ブレイク工程において、スクライブラインに沿った精確なブレイクが可能になり、歩留りが向上する。さらに、ブレイク工程が容易になり、ブレイク装置の構成を緩和あるいは簡素化できる。さらに、ブレイク工程を省略することも可能となる。

一方、カッターホイール２９と異なり、従来のカッターホイールの刃先稜線部には、突起または溝が形成されていない。従って、従来のカッターホイールによって、垂直クラックをそれ程深く形成することができない。その結果、ブレイク工程を省略することができない。
特開２００１−３２８８３３号公報 特開平９−１８８５３４号公報

しかしながら、刃先稜線２９ａの転動方向の延長線上に正確に回動軸２７の軸心Ｏが位置するようにカッターホイール２９を設けることは困難である。

例えば、カッターホイール２９（素材は、例えば超硬合金）の研削による加工誤差のために、刃先稜線２９ａは、必ずしもカッターホイール２９の厚みのちょうど中間に形成されない。したがって、カッターホイール２９の刃先稜線２９aの延長線上に回動軸２７の軸心Ｏが位置するとは限らない。

例えば、カッターホイール２９の回転を許容するためには、刃先ホルダ２８とカッターホイール２９との間に隙間が必要となる。したがって、カッターホイール２９の刃先稜線２９ａの延長線と、刃先ホルダ２８の回動軸２７の軸心Ｏとは交わらず、カッターホイール２９の刃先稜線２９ａの延長線と、刃先ホルダ２８の回動軸２７の軸心Ｏとの間には、スクライブヘッド９の移動方向と直交する方向に少なくとも約０．０１ｍｍ程度の微小なズレが存在する。
図２１は、カッターホイール２９と回動軸２７とのオフセット距離Ｓと、カッターホイール２９の刃先稜線２９ａと回動軸２７の軸心Ｏとのズレ幅δと、カッターホイール２９の移動軌跡に対する回動軸２７のズレ角γとを示す。図２１（ａ）は、オフセット距離Ｓとズレ幅δを示す。図２１（ｂ）は、オフセット距離Ｓとズレ角γとを示す。

図２１に示された状態からスクライブヘッド９を移動させるとカッターホイール２９と基板Ｇとの接点と回動軸２７の軸心との間に生じたキャスター効果により、カッターホイール２９が図２１（ａ）に示される位置から図２１（ｂ）に示される位置まで移動する。しかし、図１２（ｂ）に示すように、カッターホイール２９の刃先中心が軸心Ｏの移動方向の延長線上に位置する状態では、軸心Ｏの移動方向に対して刃先稜線２９ａの向きは、ズレ角γだけずれている。このため、カッターホイール２９は刃先稜線２９ａの延長線に沿って転動しようとし、その結果、図２１（ｂ）に示される位置から図２１（ａ）に示される位置に戻ろうとする。したがって、図２１（ａ）に示される位置と図２１（ｂ）に示される位置との間でカッターホイール２９が蛇行してしまい、カッターホイール２９の移動軌跡（すなわちスクライブライン）がうねる。

カッターホイール２９の蛇行に起因して、基板に水平方向の力が加えられ、基板に水平クラックＤが形成される。水平クラックＤは、切り粉の多量発生の原因および基板Ｇの分断面の品質低下に起因する歩留まりの低下の原因となる。また、基板Ｇを直線に沿って分断する場合であっても、スクライブラインがうねっていると直線度の高い分断面が得られない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、スクライブライン形成手段の移動軌跡の直進精度を向上し、および水平クラックの発生を防ぐことができるスクライブライン形成機構、スクライブライン形成機構を備えたスクライブヘッドおよびスクライブヘッドを備えたスクライブ装置を提供することを目的とする。

本発明のスクライブライン形成手段は、基板に接することによって前記基板にスクライブラインを形成するように構成されたスクライブライン形成手段と、前記スクライブライン形成手段を第１回動軸の周りに回動可能に支持する支持手段であって、前記第１回動軸とは異なる第２回動軸の周りを回動可能に構成された支持手段とを備え、前記第１回動軸の軸心と前記第２回動軸の軸心とは略平行であり、前記第２回動軸の軸心は、前記基板と前記スクライブライン形成手段とが接する部分から所定の間隔だけ離れている。これにより、上記目的が達成される。

本発明のスクライブライン形成機構によれば、スクライブライン形成手段が、キャスター効果によって、第２回動軸の移動方向に追従するとともに、スクライブライン形成手段と支持手段との間の誤差（ズレ幅）に起因して、第２回動軸とスクライブライン形成手段との間で作用する引っ張り力の方向とスクライブライン形成手段の進行方向の差異（ズレ角）を小さくするように、スクライブライン形成手段が回動することができる。その結果、スクライブライン形成手段と基板との間に基板の水平方向に作用する摩擦を減少することが可能になり、水平クラックの発生を防ぐことができる。また、スクライブライン形成手段の蛇行を抑制して、基板に直線精度の良好なスクライブラインを形成することができる。

前記スクライブライン形成手段は、カッターホイールを含み、前記支持手段は、前記カッターホイールを回転可能に支持する刃支持手段を含んでもよい。カッターホイールの刃先が第１回動軸周りに回動して直ちに第１回動軸の移動軌跡の方向に一致する。その後、刃先の移動に従って速やかに刃先の移動軌跡が第２回動軸の移動軌跡に重なっていくので、基板に直線精度の良好なスクライブラインを形成することができる。

前記支持手段は、前記スクライブライン形成手段を支持するベアリングを備えてもよい。スクライブライン形成手段がベアリングによって支持されているので、回動軸の周りの回動が円滑に行われる。

本発明のスクライブヘッドは、前記スクライブライン形成機構と、前記基板に前記スクライブライン形成手段を圧接させるために前記スクライブライン形成機構に押圧力を付与する圧力付与手段とを備え、これにより、上記目的が達成される。

本発明のスクライブヘッドによれば、スクライブライン形成手段の移動時のうねりを抑えることができ、スクライブライン形成手段に不均一なスクライブ圧が印加されるのを防止できる。

前記支持手段を前記第２回動軸の周りに回動可能に支持する第１支持手段と、前記スクライブライン形成手段の前記基板に対する接近を制限する制限手段とを更に備え、前記第１支持手段は、前記第２回動軸の軸心に対して垂直な軸心を有する第３回動軸の周りに回動可能に構成されており、前記制限手段は、前記第１支持手段の前記第３回動軸の周りの回動を制止し、かつ前記第１支持手段の一部が当接するように構成された制止手段を備えてもよい。

前記第１支持手段は、前記支持手段の前記第２回動軸の周りの回動を制限する回動制限手段を含んでもよい。

前記回動制限手段は、前記前記第１支持手段の一部に、前記スクライブライン形成手段の少なくとも一部を収容可能に形成されていてもよい。

本発明のスクライブ装置は、前記スクライブヘッドと、前記スクライブライン形成手段が前記基板に前記スクライブラインを形成するように、前記基板に対して略平行な面上で前記スクライブヘッドを移動する移動手段とを備え、これにより、上記目的が達成される。

本発明のスクライブ装置によれば、スクライブライン形成手段の移動時のうねりを抑えることができ、スクライブライン形成手段に不均一なスクライブ圧が印加されることを防止できる。

本発明のスクライブライン形成機構、スクライブヘッドおよびスクライブ装置によれば、スクライブライン形成手段が、キャスター効果によって、第２回動軸の移動方向に追従するとともに、スクライブライン形成手段と支持手段との間の誤差に起因するズレ角（第２回動軸とスクライブライン形成手段との間で作用する引っ張り力の方向とスクライブライン形成手段の進行方向との角度）を小さくするように、スクライブライン形成手段が回動することができる。その結果、スクライブライン形成手段と基板との間に基板の水平方向に作用する摩擦を減少することが可能になり、水平クラックの発生を防ぐことができる。また、スクライブライン形成手段の蛇行を抑制して、直線度の高いスクライブラインを形成できる。

図１は、本発明の実施の形態のスクライブ装置１００の構成の一例を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態のスクライブヘッド２００の構成の一例を示す図である。 図３は、スクライブライン形成機構２０１の構成の詳細を示す図である。 図４は、スクライブヘッド２００の移動時のスクライブライン形成手段２０７と第２回動軸２０２との位置関係を示す図である。 図５は、基板Ｇにスクライブラインを形成するスクライブライン形成処理手順を示すフローチャートである。 図６は、スクライブヘッドの他の例の歯車型スクライブヘッド４００の構成を示す図である。 図７は、歯車型スクライブヘッド４００を制御する制御処理手順を示す。 図８は、スクライブヘッドの他の例の直結型スクライブヘッド６００の構成を示す図である。 図９は、スクライブヘッドの他の例の円筒カム型スクライブヘッド５００の構成を示す図である。 図１０はスクライブヘッドの他の例のスクライブヘッド２００’の構成を示す図である。 図１１はスクライブヘッドの他の例のスクライブヘッド４００’ の構成を示す図である。 図１２はスクライブヘッドの他の例のスクライブヘッド６００’ の構成を示す図である。 図１３はスクライブヘッドの他の例のスクライブヘッド５００’ の構成を示す図である。 図１４は、スクライブ装置の他の例のスクライブ装置８００の構成を示す図である。 図１５は、従来のスクライブ装置１０の構成の一例を示す図である。 図１６は、スクライブヘッド９の構成の一例を示す図である。 図１７は、カッターホイールと刃先ホルダと回動軸とを示す図である。 図１８は、スクライブヘッド９移動時のカッターホイール２９と回動軸２７との位置関係を示す図である。 図１９は、基板Ｇに形成されたスクライブラインＴと垂直クラックＣと水平クラックＤとを示す図である。 図２０は、カッターホイール２９の構成を示す図である。 図２１は、カッターホイール２９と回動軸２７とのオフセット距離Ｓと、カッターホイール２９の刃先稜線２９ａと回動軸２７の軸心Ｏとのズレ幅δと、カッターホイール２９の移動軌跡に対する回動軸２７のズレ角γとを示す図である。

符号の説明

１００ スクライブ装置
１１１ テーブル
１１２Ａ 第１ガイドレール
１１２Ｂ 第２ガイドレール
１１３ ボールネジ
１１４ ガイドバー
１１５ 摺動ユニット
１１６ 第１モーター
１１７ 第２モータ
１１８Ａ 第１ＣＣＤカメラ
１１８Ｂ 第２ＣＣＤカメラ
１１９Ａ 第１柱
１１９Ｂ 第２柱
２００ スクライブヘッド
２０１ スクライブライン形成機構

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

１．スクライブ装置
図１は、本発明の実施の形態のスクライブ装置１００の構成の一例を示す。スクライブ装置１００は、テーブル１１１と、第１ガイドレール１１２Ａと、第２ガイドレール１１２Ｂと、ボールネジ１１３とを含む。

テーブル１１１は、水平面に沿って回転可能に構成されている。テーブル１１１には、真空吸引手段が設けられている（図示せず）。真空吸引手段は、テーブル１１１に載置された基板Ｇ（例えば、ガラス板などの脆性基板）をテーブル１１１に固定する。第１ガイドレール１１２Ａおよび第２ガイドレール１１２Ｂは、テーブル１１１をＹ方向に移動自在に支持する。第１ガイドレール１１２Ａおよび第２ガイドレール１１２Ｂは、互いに平行に設けられている。ボールネジ１１３は、第１ガイドレール１１２Ａおよび第２ガイドレール１１２Ｂに沿ってテーブル１１１を移動させる。

スクライブ装置１００は、第１柱１１９Ａと、第２柱１１９Ｂと、ガイドバー１１４と、摺動ユニット１１５と、第１モーター１１６と、第２モータ１１７を更に含む。

スクライブ装置１００は、スクライブヘッド２００と、第１ＣＣＤカメラ１１８Ａと、第２ＣＣＤカメラ１１８Ｂとを更に含む。スクライブヘッド２００は、摺動ユニット１１５に設けられている。スクライブヘッド２００は、スクライブライン形成機構２０１を含む。

第１柱１１９Ａおよび第２柱１１９Ｂは、スクライブ装置１００のベ−スに第１ガイドレール１１２Ａおよび第２ガイドレール１１２Ｂを挟んで垂直に設けられている。ガイドバー１１４は、Ｘ方向に沿ってテーブル１１１の上方に第１柱１１９Ａと第２柱１１９Ｂとの間に架設されている。摺動ユニット１１５は、ガイドバー１１４に摺動自在に設けられている。第１モーター１１６は、摺動ユニット１１５をガイドバー１１４に沿って摺動する。第２モーター１１７は、スクライブライン形成機構２０１を昇降する。
スクライブヘッド２００はスクライブライン形成機構２０１を基板Ｇの表面に圧接する。そして、モーター１１６が摺動ユニット１１５を摺動することによって、スクライブヘッド２００が、ガイドバー１１４に沿って移動する。その結果、スクライブライン形成機構２０１が基板Ｇの表面に圧接された状態で、スクライブライン形成機構２０１は基板Ｇの表面を移動し、スクライブライン形成機構２０１は基板Ｇの表面にスクライブラインを形成する。

第１ＣＣＤカメラ１１８Ａと、第２ＣＣＤカメラ１１８Ｂとは、ガイドバー１１４の上方に配置されており、基板Ｇに記されたアライメントマークを検出する。

なお、本実施の形態のスクライブ装置１００は、１つのスクライブヘッド２００を備えるが、スクライブ装置１００が備えるスクライブヘッドの数は、１つに限定されない。スクライブ装置１００が備えるスクライブヘッドの数は、任意である。例えば、スクライブ装置１００が複数のスクライブヘッド２００を備える場合には、基板Ｇの第１面および第１面とは反対側の第２面に同時に複数のスクライブラインを形成することができる。

２．スクライブヘッド
図２は、本発明の実施の形態のスクライブヘッド２００の構成の一例を示す。図２（ａ）はスクライブヘッド２００の正面を示し、図２（ｂ）はスクライブヘッド２００の底面を示す。

スクライブヘッド２００は、スクライブヘッド本体２２１と、スクライブヘッド本体２２１に設けられた第３軸受２２２と、第３軸受２２２に軸支された第３支軸２２３と、第３支軸２２３と平行にスクライブヘッド本体２２１に設けられた制止軸２２４とを含む。

スクライブヘッド２００は、制止軸２２４に当接可能なベアリングケース２２５と、ベアリングケース２２５に取り付けられた第２軸受２２６とを更に含む。

スクライブヘッド２００は、スクライブライン形成機構（刃先ホルダ）２０１を更に含む。スクライブライン形成機構２０１は、第２回動軸２０２と、ホルダ２０３と、第１回動軸２０４と、ホルダ本体２０５と、ピン２０６と、スクライブライン形成手段（カッターホイール）２０７と、第１軸受２０８とを含む。スクライブライン形成機構２０１の詳細は、後述される。

ベアリングケース２２５には、ホルダ２０３が挿入可能なように凹部Ｍが形成されている。凹部Ｍの奥には第２回動軸２０２に取り付けられたベアリングを挿入するための挿入口が形成されている。第２回動軸２０２は、ベアリングを介してベアリングケース２２５の下面のベアリング挿入口に挿入されている。

ベアリングケース２２５には、幅Ｌの溝２３１がさらに形成されている。ホルダ本体２０５の一部は、溝２３１にはめ込まれており、スクライブライン形成機構２０１の第１回動軸の周りの回動は、溝２３１の幅Ｌの範囲で制限される。

スクライブヘッド２００は、スクライブヘッド本体２２１に設けられた付勢手段２３０を更に含む。付勢手段２３０は、例えば、エアシリンダまたはサーボモータである。付勢手段２３０は、ベアリングケース２２５およびホルダ本体２０５を介してスクライブライン形成手段２０７に付勢力を加える。

３．スクライブライン形成機構
図３は、スクライブライン形成機構２０１の構成の詳細を示す。スクライブライン形成機構２０１は、例えば、基板Ｇに圧接させる刃先を保持する刃先ホルダを含む。

以下、図２および図３を参照して、スクライブライン形成機構２０１の構成の詳細を説明する。なお、図２および図３に示された矢印は、スクライブ工程におけるスクライブヘッド２００およびスクライブライン形成機構２０１の移動方向を示す。

ホルダ２０３の上面には、第２回動軸２０２が設けられている。ホルダ本体２０５には、第１回動軸２０４が設けられている。第１軸受２０８は、第２回動軸２０４を介してホルダ本体２０５をホルダ２０３の下面に設けられた凹部に回転自在に保持する。

スクライブライン形成手段２０７は、例えばカッターホイールを含む。スクライブライン形成手段２０７は、基板Ｇに接することによって基板Ｇにスクライブラインを形成するように構成されている。スクライブライン形成手段２０７は、ホルダ本体２０５の下部にピン２０６を介して回転自在に軸支されている。スクライブライン形成手段２０７には、スクライブライン形成手段２０７の外周方向にＶ字形状に突出している刃２０７ｂが形成されている（図４参照）。刃２０７ｂの先端には、刃先稜線２０７ａが形成されている（図４参照）。

第１回動軸２０４は、ホルダ２０３の下面に設けられている。第２回動軸２０２の軸心Ｑよりもスクライブライン形成機構２０１の移動方向（図３に記した矢印方向）とは逆方向にオフセット距離Ｓだけ離れた位置に第１回動軸２０４の軸心Ｒが位置する。第１回動軸２０４は、第１軸受２０８によって回転自在に軸支されている。また、第１回動軸２０４の軸心Ｒがピン２０６の軸心と交わるように、第１回動軸２０４が設けられている。

なお、スクライブライン形成手段２０７と基板Ｇとの接点（以下、加工接触点）が第１回動軸２０４の軸心Ｒの延長線上に位置するように、スクライブライン形成手段２０７は設けられている。したがって、第２回動軸２０４の軸心が基板Ｇの表面に対して略垂直になるようにスクライブライン形成機構２０１がスクライブヘッドに設けられている。

４．スクライブライン形成手段と第２回動軸との位置関係
図４は、スクライブヘッド２００の移動時のスクライブライン形成手段２０７と第２回動軸２０２との位置関係を示す。

以下、図２〜図４を参照して、スクライブヘッド２００の移動時のスクライブライン形成手段２０７と第２回動軸２０２との位置関係の遷移を説明する。基板Ｇは、例えば、ガラス基板である。

スクライブライン形成機構２０１をスクライブヘッド２００に取り付け、スクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａと、第２回動軸２０２の軸心Ｑとの間に微小なズレ幅δを有する状態で、スクライブライン形成手段２０７が基板Ｇにスクライブラインを形成し始める（図４（ａ）参照）。

スクライブヘッド２００が移動すると、基板Ｇをスクライブするときの加工反力がピン２０６を介してスクライブライン形成機構２０１に作用する。スクライブライン形成手段２０７の加工接触点のほぼ真上に第１回動軸２０４の軸心Ｒが位置するようにスクライブライン形成手段２０７が設けられているので、スクライブライン形成手段２０７が第１回動軸２０４の軸心Ｒの周りに回転し、加工接触点でスクライブライン形成手段２０７が受ける加工反力のバランスが得られる方向にスクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａが回動する（図４（ｂ）参照）。

具体的には、スクライブヘッド２００がスクライブライン形成手段２０７を引張る引張り力が働く作用線の向きとスクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａの向きとが一致する。回転半径が非常に小さい（第１回動軸２０４の軸心Ｒと加工接触点とが略一致している）ので、スクライブヘッド２００がほんの僅かに移動しただけで加工反力に対してバランスが得られる方向にスクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａが回動する。

さらに、スクライブヘッド２００が移動すると、第２回動軸２０２の軸心Ｑの移動軌跡（ラインＶ）に対してスクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａは微小角度αだけ傾いた状態（図４（ｂ）参照）からスクライブライン形成機構２０１は第２回動軸２０２の軸心Ｑを中心として反時計回りに回動し、スクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａと軸心Ｑの移動軌跡Ｖとの角αが小さくなる。（図４（ｃ）参照）。

さらに、スクライブヘッド２００が移動すると、加工接触点は第２回動軸２０２の軸心Ｑの移動軌跡上に移動する（図４（ｄ）参照）。この後、スクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａと第２回動軸２０２の軸心Ｑの移動軌跡とが重なる状態を保持しつつ、スクライブライン形成手段２０７は、スクライブラインを形成し続ける（図４（ｄ）参照）。

以下、図２〜図４を参照して、スクライブライン形成手段２０７に作用する加工反力の変化の大きさに応じた、スクライブライン形成機構２０１の動作について、以下に示す〔状況１〕〜〔状況３〕に分けて説明する。

なお、加工反力が変化する状況として、例えば、既に形成されたスクライブラインに交わるように別のスクライブラインを形成する状況がある。

〔状況１〕加工反力の変化が小さい場合
第１回動軸２０４の軸心Ｒの周りをスクライブライン形成手段２０７が回動し、スクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａが新たなバランス位置に回動する。すなわち、軸心Ｑとスクライブライン形成手段２０７の加工接触点とを結ぶ直線上にスクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａが向くように、スクライブライン形成機構２０１が回動する。

図４を参照して説明したように第１回動軸２０４の軸心Ｒと加工接触点とが略一致している、つまり回動半径が非常に小さい。したがって、スクライブヘッド２００がほんの僅か移動しただけで、スクライブライン形成手段２０７が受ける加工反力の新たなバランス位置にスクライブライン形成手段２０７が移動する。

〔状況２〕加工反力の変化が状況１よりも大きい場合
スクライブライン形成手段２０７は、回転しながら第２回動軸２０２の軸心Ｑの周りを移動する。移動直後にはスクライブライン形成手段２０７の左右の刃面が受ける加工反力の差が最小となり、スクライブライン形成手段２０７が受ける加工反力のバランスが一番安定する位置にスクライブライン形成手段２０７が移動する。このため、第１回動軸２０４の周りをスクライブライン形成手段２０７が回動して、加工接触点と第２回動軸２０２の軸心Ｑとを結ぶ直線の方向とスクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａの回転移動方向とが一致するようにスクライブライン形成機構２０１が動作する。従って、状況１と同様のスクライブ状況となる。

〔状況３〕加工反力の変化がない場合
δ＝０の場合のキャスター効果と同様に、第２回動軸２０２の軸心Ｑの周りをスクライブライン形成機構２０１が回動しながらスクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａが軸心Ｑの移動軌跡に近付く。

上述したように、スクライブヘッド２００によってスクライブした場合には、[状況１]の場合にはスクライブライン形成機構２０１の回動移動に基づいて、スクライブライン形成手段２０７と基板Ｇとの接触点での加工反力のバランスがいち早く確保され、直ぐにδ＝０の場合と同様のキャスター効果による動作が始まる。したがって、従来のスクライブヘッドを用いた場合と比較して蛇行の大きさを抑制できる。

また、〔状況２〕の場合にも、加工接触点が移動した直後にスクライブライン形成手段２０７が受ける負荷バランスが最も安定するように、スクライブライン形成手段２０７の向きが変更され、スクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａの回動移動方向がスクライブヘッド２００の走向方向と一致する様に短時間で体制が立直される。したがって、従来のスクライブヘッドと比較して発生する蛇行距離および蛇行時間が短縮される。さらに、スクライブライン形成手段２０７が軸心Ｑの移動軌跡に戻った後もスクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａの転動移動方向がスクライブヘッド２００の移動方向（すなわち軸心Ｑの移動方向）と重なるので、δ≠０である（すなわち加工などの誤差に起因するズレ幅を有する）場合であっても、スクライブヘッド２００を用いてスクライブ工程を実行すれば、δ＝０であるスクライブヘッドを用いる場合と同様に安定したスクライブ動作を継続できる。

加工精度、コストおよび組立精度の面から、ズレ幅δをゼロにすることは困難である。しかし、本発明のスクライブライン形成機構、スクライブヘッドおよびスクライブ装置によれば、ズレ幅δがゼロでないスクライブライン形成機構を用いてスクライブする場合においても、加工反力の変化に応じてスクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａの方向が直ぐに安定する方向にスクライブライン形成機構２０１およびスクライブライン形成手段２０７のうちの少なくとも一方が回動する。したがって、大きな変化を受けた場合にも、ズレ幅δがゼロの場合と同様に、スクライブ動作時のキャスター効果を得ることができる。その結果、加工精度および組立精度を厳密にして、ズレ幅δをゼロにすることに余り注意を払わなくともよい。このため、スクライブライン形成機構の製造コストを削減できる点で有利である。

さらに、ズレ幅δがゼロでなくとも、通常の安定した加工反力を受けている間は、スクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａの回動移動方向がスクライブヘッドの走向方向と一致するので、安定した直進性の良好なスクライブ動作が得られる。

なお、本実施の形態ではスクライブライン形成手段２０７が第２回動軸２０２の軸心Ｑの進行方向に向かって左側（図４において上側）にズレ幅δだけずれた位置を開始点としてスクライブが開始される場合について説明したが、スクライブライン形成手段２０７が第２回動軸２０２の軸心Ｑの進行方向に向かって右側（図４において下側）にδだけずれた位置を開始点としてスクライブを開始する場合にも同様の効果を得ることができる。

本発明の実施の形態のスクライブヘッド２００によれば、基板Ｇに直線精度の良好なスクライブラインを形成できる。

さらに、本発明のスクライブライン形成機構、スクライブヘッドおよびスクライブ装置によれば、スクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａと第２回動軸２０２の軸心Ｑとの間にズレ幅δがあっても、スクライブヘッド２００の移動開始直後に、スクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａがスクライブヘッドの引張り力が作用する作用線上に重なる方向に回動する。このため、第２回動軸２０２の軸心Ｑの移動軌跡線に対するスクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａのズレ角γ（図２１（ｂ）参照）を速やかに０に近づけるように、スクライブライン形成手段２０７が転動し、スクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａが軸心Ｑの移動軌跡線に近づいていく。この様に、スクライブヘッド２００の移動に伴って、作用するキャスター効果によって、スクライブライン形成手段２０７は、第２回動軸２０２の軸心Ｑの移動軌跡に重なる位置に達し、安定したスクライブ動作が実行される。

以上、図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態のスクライブライン形成機構、スクライブヘッドおよびスクライブ装置を説明した。

図１〜図３に示された例では、スクライブライン形成機構２０１が「スクライブライン形成機構」に対応し、スクライブライン形成手段２０７が「基板に接することによって基板にスクライブラインを形成するように構成されたスクライブライン形成手段」に対応し、ホルダ本体２０５が「スクライブライン形成手段を第１回動軸の周りに回動可能に支持する支持手段であって、第１回動軸とは異なる第２回動軸の周りを回動可能に構成された支持手段」に対応し、第１回動軸２０４が「第１回動軸」に対応し、第２回動軸２０２が「第２回動軸」に対応する。さらに、スクライブヘッド２００が「スクライブヘッド」に対応し、付勢手段２３０が「基板にスクライブライン形成手段を圧接させるためにスクライブライン形成機構に押圧力を付与する圧力付与手段」に対応する。さらに、スクライブ装置１００が「スクライブ装置」に対応し、第１モーター１１６が「スクライブライン形成手段が基板にスクライブラインを形成するように、基板に対して略平行な面上でスクライブヘッドを移動する移動手段」に対応する。

しかし、本発明の実施の形態のスクライブライン形成機構、スクライブヘッドおよびスクライブ装置が図１〜図３に示されるものに限定されるわけではない。上述した各手段の機能が達成される限りは、任意の構成を有するスクライブライン形成機構、スクライブヘッドおよびスクライブ装置が本発明の範囲に含まれ得る。

さらに、図１〜図３に示される実施の形態で説明した各手段は、ハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアによって実現されてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとによって実現されてもよい。

５．スクライブライン形成処理手順
図５は、基板Ｇにスクライブラインを形成するスクライブライン形成処理手順を示す。以下、図１、図２および図５を参照して、本発明のスクライブライン形成処理手順をステップごとに説明する。なお、スクライブライン形成処理手順は、スクライブ装置１００によって実行される。

ステップ１０１：テーブル１１１に基板Ｇが載置されると、真空吸引手段は、基板Ｇをテーブル１１１に固定する。

ステップ１０２：第１ＣＣＤカメラ１１８Ａおよび第２ＣＣＤカメラ１１８Ｂが基板Ｇに記されたアライメントマークを認識することによって、基板Ｇの載置位置を検出し、基板Ｇの載置位置が所望の位置になるようにテーブル１１１を移動する。

例えば、基板Ｇの載置位置が所望の位置からテーブル１１１の回動軸の周りにに角度θだけずれていることが検出されると、テーブル１１１がテーブル１１１の回動軸の周りに角度−θだけ回転する。

例えば、基板Ｇの載置位置が所望の位置からＹ方向に距離ａだけずれていることが検出されると、テーブル１１１がＹ方向に距離−ａだけ移動する。

基板Ｇの載置位置が所望の位置になった後、処理は、ステップ１０３に進む。

ステップ１０３：第１モーター１１６が駆動することによって、摺動ユニット１１５（スクライブヘッド２００）がガイドバー１１４に沿ってスクライブ開始位置に移動する。例えば、スクライブライン形成手段２０７が基板Ｇの左端面の外側近傍に位置するように、摺動ユニット１１５が移動する（図１参照）。

摺動ユニット１１５がスクライブ開始位置に移動した後、処理は、ステップ１０４に進む。

ステップ１０４：第２モーター１１７が駆動することによって、スクライブライン形成手段２０７が基板Ｇの表面から所定の深さ下方の位置（例えば、基板Ｇの表面から下方へ０．０５〜０．２０ｍｍの位置）に達するまでスクライブヘッド２００が下降する。

スクライブライン形成手段２０７が基板Ｇの表面から所定の深さ下方の位置に達した後、処理は、ステップ１０５に進む。

ステップ１０５：付勢手段２３０によってスクライブライン形成手段２０７に所定の荷重が加えられた状態で第１モーター１１６が摺動ユニット１１５をガイドバー１１４に沿って移動する。摺動ユニット１１５の移動に伴ってスクライブヘッド２００が移動し、スクライブライン形成手段２０７は、スクライブラインを形成する。

スクライブライン形成手段２０７がスクライブラインを形成後、処理は終了する。

以上、図１、図２および図５を参照して、本発明の実施の形態のスクライブライン形成処理手順を説明した。

６．歯車型スクライブヘッド
図６は、スクライブヘッドの他の例の歯車型スクライブヘッド４００の構成を示す。図６（ａ）は、歯車型スクライブヘッド４００の側面を示し、図６（ｂ）は歯車型スクライブヘッド４００の要部の正面を示し、図６(ｃ）は歯車型スクライブヘッド４００の要部の底面を示す。図６において、図２に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

歯車型スクライブヘッド４００は、第１側壁４０１Ａと、第２側壁４０１Ｂと、第１側壁４０１Ａと第２側壁４０１Ｂとの間に倒立状態で固定されたサーボモータ４０２と、Ｌ字状のホルダ保持部材４０４と、第１側壁４０１Ａおよび第２側壁４０１Ｂの下部でホルダ保持部材４０４を回転自在に支持する支軸４０３と、スクライブライン形成機構２０１とを含む。

サーボモータ４０２の出力軸に第１傘歯車４０５Ａが固着されており、支軸４０３に第２傘歯車４０５Ｂが固着されている。第１傘歯車４０５Ａと第２傘歯車４０５Ｂとは、互いに噛み合うように設けられている。したがって、サーボモータ４０２が正回転または逆回転することによって、ホルダ保持部材４０４は支軸４０３を中心に回動し、スクライブライン形成機構２０１が上昇または下降する。

歯車型スクライブヘッド４００は、ガイドバー１１４に摺動自在に設けられている。ホルダ保持部材４０４の下面には、ホルダ２０３が挿入可能なように凹部Ｍが形成されている。凹部Ｍの奥には第２回動軸２０２に取り付けられたベアリングを挿入するための挿入口が形成されている。第２回動軸２０２は、ベアリングを介してベアリングケース２２５の下面のベアリング挿入口に挿入されている。

ホルダ保持部材４０４の下面には、幅Ｌの溝２３１がさらに形成されている。ホルダ本体２０５の一部は、溝２３１にはめ込まれており、スクライブライン形成機構２０１の回動は、溝２３１の幅Ｌの範囲で制限される。

歯車型スクライブヘッド４００は、サ−ボモータ４０２を位置制御することによって、スクライブライン形成手段２０７を昇降し、スクライブライン形成手段２０７を位置決めする。サーボモータ４０２によって設定されたスクライブライン形成手段２０７の位置がＺ軸方向にずれたときに、サーボモータ４０２によって設定されたスクライブライン形成手段２０７の位置にスクライブライン形成手段２０７を戻すように働く駆動トルクが制限されるとともに、この駆動トルクがスクライブライン形成手段２０７にスクライブ圧として伝達される。

なお、歯車型スクライブヘッド４００は、図２を参照して説明されたスクライブヘッド２００に替えて、またはスクライブヘッド２００に加えて、図１を参照して説明したスクライブ装置１００に適用され得る。歯車型スクライブヘッド４００を備えたスクライブ装置１００は、図５を参照して説明されたスクライブライン形成処理手順を実行し得る。

図７は、歯車型スクライブヘッド４００を制御する制御処理手順を示す。以下、図７を参照して、歯車型スクライブヘッド４００によって基板Ｇをスクライブするためにスクライブヘッド４００を制御する制御処理手順を説明する。

具体的には、図７には、１本のスクライブラインを形成するためのスクライブライン形成手段２０７の動作のタイミングチャートが示される。項目は、Ｘ軸動作（スクライブヘッド４００が基板上を移動する動作）、Ｚ軸位置設定（スクライブライン形成手段２０７の鉛直方向の設定位置）、Ｚ軸動作（スクライブライン形成手段２０７の鉛直方向に移動する動作）およびトルク制限値の変化（サーボモータ４０２のトルク制限値の変化）である。

Ｘ軸の位置データが増加する方向にスクライブするために、スクライブライン形成手段２０７が基板Ｇの上を左（位置ａ）から右（位置ｆ）に移動する例を示す。図７を参照して説明する例では、Ｘ軸の位置データに基づいてサーボモータ４０２のトルクを制限する。

始めに、Ｘ軸の位置データが、歯車型スクライブヘッド４００に含まれる制御部に設定される。Ｘ軸の位置データは、Ｘ軸切込位置（位置ａ）を示すデータ、Ｘ軸押込位置（位置ｃ）を示すデータ、Ｘ軸押込終了位置（位置ｄ）を示すデータ、Ｘ軸切込終了位置（位置ｅ）を示すデータおよびＸ軸スクライブ終了位置（位置ｆ）を示すデータである。Ｘ軸切込位置（位置ａ）、Ｘ軸押込位置（位置ｃ）、Ｘ軸押込終了位置（位置ｄ）、Ｘ軸切込終了位置（位置ｅ）およびＸ軸スクライブ終了位置（位置ｆ）は、Ｘ軸動作開始位置（位置Ｓ１）とＸ軸動作終了位置（位置Ｅ１）との間にある。

Ｘ軸の位置データを制御部に設定した後で、処理は、ステップ１に進む。

ステップ１：１本のスクライブラインを形成するためのスクライブライン形成手段２０７の動作においては、まず位置決めトルクの値を出力する。位置決めトルクの値が出力された後、処理は、ステップ２に進む。

ステップ２：スクライブライン形成手段２０７をＺ軸待機位置（位置Ｚ１）に移動させる。スクライブライン形成手段２０７が移動後、処理は、ステップ３に進む。

ステップ３：スクライブライン形成手段２０７がＸ軸切込位置（位置ａ）に移動した時点で、Ｚ軸切込位置（位置Ｚ２）に移動し、スクライブライン形成手段２０７のＺ軸に沿った位置が保持される。Ｚ軸切込位置（位置Ｚ２）は、スクライブライン形成手段２０７が０点位置（基板Ｇの表面）から鉛直方向にＥだけ降下した位置である。保持後、処理は、ステップ４に進む。

ステップ４：乗り上げトルク制限値を設定し、サーボモータ４０２は乗り上げトルク制限値を出力する。すなわちスクライブライン形成手段２０７が水平方向に移動し、基板Ｇに乗り上げる時（位置ｂ）、Ｚ軸切込位置のスクライブライン形成手段２０７の位置がずれるため、サーボモータ４０２はサーボアンプから出力されるＩＮ−ＰＯＳ（インポジ）信号がＯＮの間は、スクライブライン形成手段２０７の位置を元のＺ軸切込位置へ戻そうとし、トルクを増加させるため、乗り上げトルクを制限する必要が生じる。このために乗り上げトルク制限値を設定する。乗り上げトルク制限値は、スクライブライン形成手段２０７が基板Ｇに乗り上げるときに基板Ｇの端部に欠けを生じさせないような小さい値である。

ステップ５：スクライブライン形成手段２０７が基板Ｇ上に乗り上がった時（位置ｂ）、Ｚ軸切込位置のスクライブライン形成手段２０７の位置がずれる。サーボアンプから出力されるＩＮ−ＰＯＳ（インポジ）信号がＯＦＦになると、スクライブライン形成手段２０７は予め設定された所定の距離を移動した後、位置ｃでＮＣやシーケンサ等のサーボアンプに指令を出すコントローラによって押込トルク制限値を設定する。サーボモータ４０２は押込トルク制限値を出力する。Ｚ軸の設定位置がＺ軸切込位置のままであると変位が少なく、スクライブに適切な押込トルクを得ることが出来ないため、Ｚ軸の設定位置は基板Ｇの上面からＺ軸切込位置よりもさらに下方のＺ軸押込位置に設定される。

ステップ６：Ｚ軸押込位置に移動しようとする駆動トルク（押込トルク制限値に制限されたトルク）をスクライブ圧として、予め設定されたスクライブ速度で歯車型スクライブヘッド４００をＸ軸方向（位置ｄ）まで移動させる。歯車型スクライブヘッド４００が位置ｄに達すると、処理は、ステップ７に進む。

ステップ７：基板Ｇを切り抜ける速度に減速される。この速度は、予め設定されている。切り抜けトルク制限値が設定され、サーボモータ４０２は切り抜けトルク制限値を出力し、Ｚ軸の位置をＺ軸切込位置にする。切り抜けトルク制限値はスクライブライン形成手段２０７が基板Ｇから切り抜けるとき（Ｘ軸切込終了位置、位置ｅ）に基板Ｇの端部に欠けを生じさせないように、乗り上げ時と同様に低い値に設定される。

ステップ８：スクライブライン形成手段２０７が基板Ｇから切り抜けると（位置ｅ）、再びスクライブライン形成手段２０７の鉛直方向の位置はＺ軸切込位置に戻る。

ステップ９：歯車型スクライブヘッド４００が位置ｆに到達すると位置決めトルクが設定され、サーボモータはそのトルクの値を出力し、再びスクライブライン形成手段２０７はＺ軸待機位置へ移動し、一連のスクライブ動作が終了する。

歯車型スクライブヘッド４００によって基板Ｇにスクライブラインを形成する場合は、既に説明したように、スクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａが歯車型スクライブヘッド４００の走行による第２回動軸２の軸心Ｑの移動軌跡と重なる位置を保持するため、スクライブラインは、直線精度の良好なものとなる。

なお、サーボモータ４０２を回転駆動させることにより、ホルダ保持部材４０４を介してスクライブライン形成手段２０７を昇降させることができる。したがって、サーボモータ４０２を介して回転トルクをスクライブ圧として直接作用させることができ、基板Ｇに適したスクライブ圧を任意に選択できる。

７．直結型スクライブヘッド
図８は、スクライブヘッドの他の例の直結型スクライブヘッド６００の構成を示す。図８（ａ）は、直結型スクライブヘッド６００の側面を示し、図８（ｂ）は直結型スクライブヘッド６００の底面を示す。なお、図８において、図２および図６に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

サーボモータ４０２の出力軸にホルダ保持部材４０４が直結されている。サーボモータ４０２の出力軸にホルダ保持部材４０４が直結されているために、さらに応答性が良好になる。さらにサーボモータ４０２の回転トルクを直接スクライブ圧とするため、回転トルクを無段階に調整することによって、基板Ｇに適したスクライブ圧を基板Ｇに作用し得る。

直結型スクライブヘッド６００は、図２を参照して説明されたスクライブヘッド２００に替えて、またはスクライブヘッド２００に加えて、図１を参照して説明したスクライブ装置１００に適用され得る。直結型スクライブヘッド６００を備えたスクライブ装置１００は、図５および図７を参照して説明されたスクライブライン形成処理手順を実行し得る。

８．円筒カム型スクライブヘッド
図９は、スクライブヘッドの他の例の円筒カム型スクライブヘッド５００の構成を示す。なお、図９において、図２に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

円筒カム型スクライブヘッド５００は、側壁５０１に倒立状態で固定されたサーボモータ５０２と、サーボモータ５０２の出力軸に連結された円筒カム５０３と、円筒カム５０３のカム面５３２に転動自在に軸支されたベアリング５０６と、ベアリング５０６を回転自在に軸支し弾性部材５０５を介して円筒カム５０３に接近する方向に付勢されたホルダ保持部材５０４と、側壁５０１に固定されてホルダ保持部材５０４を昇降自在に嵌挿するリニアベアリング５０７と、ホルダ保持部材５０４の下面に第２回動軸２０２が回動自在に軸支されたスクライブライン形成機構２０１とを含む。

ホルダ保持部材５０４の下面には、ホルダ２０３を挿入可能なように凹部Ｍが形成されている。凹部Ｍの奥には第２回動軸２０２に取り付けられたベアリングを挿入するための挿入口が形成されている。第２回動軸２０２は、ベアリングを介してベアリングケース２０５の下面のベアリング挿入口に挿入されている。

ホルダ保持部材５０４の下面には、幅Ｌの溝２３１がさらに形成されている。ホルダ本体２０５の一部は、溝２３１にはめ込まれており、スクライブライン形成機構２０１の回動は、溝２３１の幅Ｌの範囲で制限される。

スクライブライン形成手段２０７の刃先稜線２０７ａがスクライブヘッド５００の走行による第２回動軸２０２の軸心Ｑの移動軌跡と重なる位置を保持しながら、スクライブラインが形成される。したがって、形成されたスクライブラインの直線精度は、良好なものとなる。

しかも、サーボモータ５０２が正回転あるいは逆回転することによって円筒カム５０３を回転させる。したがって、ベアリング５０６を介してホルダ保持部材５０４をリニアベアリングに沿って昇降させることができる。その結果、スクライブライン形成機構２０１を上昇あるいは下降させることができる。

円筒カム型スクライブヘッド５００によれば、サーボモータ５０２の回転駆動によって円筒カム５０３を回転させ、ベアリング５０６を介してホルダ保持部材５０４を移動させる。したがって、ホルダ保持部材５０４が余弦曲線を描いて滑らかに変位する。その結果、ホルダ保持部材４０４を直線的に変位させるスクライブヘッド４００（図６参照）、スクライブヘッド６００（図８参照）と比較して、より小さい力で変位でき、基板Ｇの表面のうねりに対するスクライブライン形成手段２０７の良好な追従性を得ることができる。

さらに、円筒カム型スクライブヘッド５００によれば、スクライブヘッド５００のスクライブライン形成機構２０１を直線的に昇降できることから、ベアリングケース２０５やホルダ保持部材４０４にスクライブライン形成機構２０１を設ける場合と比較して、スクライブライン形成手段２０７に伝達されるトルクの変動が少なくなり、さらに、スクライブライン形成機構２０１の昇降速度が変化することもない。

さらに、部品点数が少なく、組み立ても容易である。

さらに、円筒カム型スクライブヘッド５００によれば、スクライブヘッドの構造をコンパクトにできるため、小さな設置スペースに納めることができる利点がある。

なお、円筒カム型スクライブヘッド５００は、図２を参照して説明されたスクライブヘッド２００に替えて、またはスクライブヘッド２００に加えて、図１を参照して説明したスクライブ装置１００に適用され得る。円筒カム型スクライブヘッド５００を備えたスクライブ装置１００は、図５および図７を参照して説明されたスクライブライン形成処理手順を実行し得る。

９．スクライブライン形成機構の回動制限について
図２、図６、図８および図９を参照して説明したように、スクライブヘッド２００、スクライブヘッド４００、スクライブヘッド６００およびスクライブヘッド５００において、スクライブライン形成機構２０１の第１回動軸２０４および第２回動軸２０２の周りの回動は制限されている。具体的には、ベアリングケース２２５、ホルダ保持部材４０４およびホルダ保持部材５０４の下面には、ホルダ２０３が挿入可能なように凹部Ｍおよび溝２３１が形成されており、ホルダ本体２０５の一部は、溝２３１にはめ込まれており、スクライブライン形成機構２０１の回動は、溝２３１で制限される。

しかし、スクライブライン形成機構２０１の第１回動軸２０４および第２回動軸２０２の周りの回動が制限されることに限定されない。

図１０はスクライブヘッドの他の例のスクライブヘッド２００’の構成を示し、図１１はスクライブヘッドの他の例のスクライブヘッド４００’の構成を示し、図１２はスクライブヘッドの他の例のスクライブヘッド６００’ の構成を示し、図１３はスクライブヘッドの他の例のスクライブヘッド５００’ の構成を示す。

図１０〜図１３において、図２、図６および図９に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

スクライブヘッド２００’、スクライブヘッド４００’、スクライブヘッド６００’およびスクライブヘッド５００’によれば、第１回動軸２０４および第２回動軸２０２の周りの回動が制限されない。ホルダ本体２０５およびホルダ２０３がベアリングケース２２５、ホルダ保持部材４０４またはホルダ保持部材５０４の下方に位置するように設けられているからである。

スクライブヘッド２００’、スクライブヘッド４００’、スクライブヘッド６００’およびスクライブヘッド５００’は、スクライブ動作中にスクライブライン形成手段２０７が受ける加工反力の変化が予め予想されていて、たとえ大きな変化が起こってもホルダ本体２０５の回動がそれ程大きくないという状況で、有効に用いることができる。

スクライブヘッド２００’、スクライブヘッド４００’、スクライブヘッド６００’およびスクライブヘッド５００’のうちの少なくとも１つは、図２を参照して説明されたスクライブヘッド２００に替えて、またはスクライブヘッド２００に加えて、図１を参照して説明したスクライブ装置１００に適用され得る。スクライブヘッド２００’、スクライブヘッド４００’、スクライブヘッド６００’およびスクライブヘッド５００’のうちの少なくとも１つを備えたスクライブ装置１００は、図５および図７を参照して説明されたスクライブライン形成処理手順を実行し得る。

１０．マルチヘッドを備えたスクライブ装置
図１４は、スクライブ装置の他の例のスクライブ装置８００の構成を示す。なお、図１４において、図１に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

スクライブ装置８００は、図１を参照して説明されたスクライブ装置１００に含まれるスクライブヘッド２００に替えて、マルチヘッド９００を備える他は、スクライブ装置１００の構成と同じである。

マルチヘッド９００は、複数のスクライブヘッドを含む。複数のスクライブヘッドは、図９を参照して説明された円筒カム型スクライブヘッド５００および図１４を参照して説明された円筒カム型スクライブヘッド５００’のうちの少なくとも１つを含む。

円筒カム型スクライブヘッド５００および円筒カム型スクライブヘッド５００’によれば、サーボモータ４０２およびサーボモータ５０２が縦に取付けられているので、取付けスペースが少なくて済む。従って、スクライブ装置に複数のスクライブヘッドを備え付ける場合には、従来のモータ搭載のスクライブヘッドよりも、小さいスペースで、数多くのスクライブヘッドを取付けることができる。

本発明のスクライブ装置は、複数のスクライブヘッドを同時に走行させる。したがって、複数のスクライブヘッドに対応する数のスクライブラインを同時に形成できる。その結果、一枚の基板から多数の単位基板を分断する場合に、生産効率を向上し得る。

なお、スクライブ装置８００は、図５および図７を参照して説明されたスクライブライン形成処理手順を実行し得る。

例えば、本発明のスクライブヘッドまたは本発明のスクライブ装置には、本発明のスクライブヘッドまたは本発明のスクライブ装置の機能を実行させるためのスクライブライン形成処理プログラムが格納されている。

処理プログラムは、スクライブヘッドまたはスクライブ装置の出荷時に、スクライブヘッドまたはスクライブ装置に含まれる格納手段に予め格納されていてもよい。あるいは、スクライブヘッドまたはスクライブ装置の出荷後に、処理プログラムを格納手段に格納するようにしてもよい。例えば、ユーザがインターネット上の特定のウェブサイトから処理プログラムを有料または無料でダウンロードし、そのダウンロードされた処理プログラムをスクライブヘッドまたはスクライブ装置にインストールするようにしてもよい。

処理プログラムがフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されている場合には、入力装置を用いて処理プログラムをスクライブヘッドまたはスクライブ装置にインストールするようにしてもよい。インストールされた処理プログラムは、格納手段に格納される。

以上、図１〜図１４を参照して、本発明の実施の形態を説明した。

なお、本発明のスクライブライン形成機構、スクライブヘッドおよびスクライブ装置は、例えば、フラットディスプレイパネルの一種である液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬパネル、無機ＥＬパネル、透過型プロジェクター基板、反射型プロジェクター基板の分断に適用可能である。

さらに、本発明のスクライブライン形成機構、スクライブヘッドおよびスクライブ装置は、例えば、一枚の基板（例えば、ガラス板、ガラス基板、石英板、石英基板、サファイヤ板、サファイヤ基板、半導体ウエハ、セラミックス板、セラミックス基板）の分断にも適用可能である。さらに、複数の基板を貼り合わせた貼り合わせ基板の分断にも有効に適用できる。

以上、図１〜図１４を参照して、本発明のスクライブライン形成機構、スクライブヘッドおよびスクライブ装置を説明したが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明のスクライブライン形成機構、スクライブヘッドおよびスクライブ装置によれば、スクライブライン形成手段が、キャスター効果によって、第２回動軸の移動方向に追従するとともに、スクライブライン形成手段と支持手段との間の誤差を小さくするように、スクライブライン形成手段が回動することができる。その結果、スクライブライン形成手段と基板との間に基板の水平方向に作用する力を減少することが可能になり、水平クラックの発生を防ぐことができる。また、スクライブ形成手段の蛇行を抑制し、直線度の高いスクライブ線を形成できる。

Claims (8)

1. 基板に接することによって前記基板にスクライブラインを形成するように構成されたスクライブライン形成手段と、
   前記スクライブライン形成手段を第１回動軸の周りに回動可能に支持する支持手段であって、前記第１回動軸とは異なる第２回動軸の周りを回動可能に構成された支持手段と
   を備え、
   前記第１回動軸の軸心と前記第２回動軸の軸心とは平行であり、
   前記第２回動軸の軸心は、前記基板と前記スクライブライン形成手段とが接する部分から所定の間隔だけ離れている、スクライブライン形成機構。
2. 前記スクライブライン形成手段は、カッターホイールを含み、
   前記支持手段は、前記カッターホイールを回転可能に支持する刃支持手段を含む、請求項１に記載のスクライブライン形成機構。
3. 前記支持手段は、前記スクライブライン形成手段を支持するベアリングを備えた、請求項１に記載のスクライブライン形成機構。
4. 請求項１に記載のスクライブライン形成機構と、
   前記基板に前記スクライブライン形成手段を圧接させるために前記スクライブライン形成機構に押圧力を付与する圧力付与手段と
   を備えた、スクライブヘッド。
5. 前記支持手段を前記第２回動軸の周りに回動可能に支持する第１支持手段と、
   前記スクライブライン形成手段の前記基板に対する接近を制限する制限手段と
   を更に備え、
   前記第１支持手段は、前記第２回動軸の軸心に対して垂直な軸心を有する第３回動軸の周りに回動可能に構成されており、
   前記制限手段は、前記第１支持手段の前記第３回動軸の周りの回動を制止し、かつ前記第１支持手段の一部が当接するように構成された制止手段を備えた、請求項４に記載のスクライブヘッド。
6. 前記第１支持手段は、前記支持手段の前記第２回動軸の周りの回動を制限する回動制限手段を含む、請求項５に記載のスクライブヘッド。
7. 前記回動制限手段は、前記第１支持手段の一部に、前記スクライブライン形成手段の少なくとも一部を収容可能に形成されている、請求項６に記載のスクライブヘッド。
8. 請求項４に記載のスクライブヘッドと、
   前記スクライブライン形成手段が前記基板に前記スクライブラインを形成するように、前記基板に対して平行な面上で前記スクライブヘッドを移動する移動手段と
   を備えたスクライブ装置。

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