TW201313643A - 脆性材料用劃線輪、使用其之脆性材料基板之劃線裝置及劃線工具 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種切斷面之品質(端面強度)強、接觸性良好、可內切、且交點跳越少之構成的脆性材料用劃線輪。本發明之劃線輪具有：共有旋轉軸之兩個圓錐台之底部相交而形成圓周稜線13之外周緣部、以及沿該圓周稜線13而於圓周方向上交替形成之複數個缺口15及突起16，突起16係由圓周稜線13被切取後殘留之、於圓周方向上具有長度b之圓周稜線13之部分構成，缺口15之圓周方向之長度a較突起16之圓周方向之長度b短，且遍及圓周稜線13之整周而形成8 μm以上18 μm以下之間距P。

Description

脆性材料用劃線輪、使用其之脆性材料基板之劃線裝置及劃線工具

本發明係關於一種劃線後之玻璃之切斷面之品質(端面強度)高、接觸性良好、可內切、且交點跳越少之構成的脆性材料用劃線輪、使用其之脆性材料基板之劃線裝置及劃線工具。

先前，於液晶顯示面板或有機電致發光(EL，electroluminescent)面板等平板顯示器面板、太陽電池等之製造步驟中，設有脆性材料基板之劃線步驟。例如，液晶顯示面板具有將兩塊玻璃基板貼合併於其間隙內注入液晶之構成。而且，於被稱為LCOS(Liquid-Crystal-On-Silicon，矽基液晶)之投影儀用基板內之反射型基板之情形時，使用將石英基板與半導體晶圓貼合而成之一對基板。關於將此種基板貼合而成之貼合基板，通常係於作為母基板之大尺寸之貼合基板之表面上形成劃線，其次沿所形成之劃線使基板斷裂，藉此分割成特定尺寸的單位基板。

於該等分割步驟至切取步驟中，一面使劃線輪承受與脆性材料基板之材質或厚度等諸條件相應之負載，一面使劃線輪於脆性材料基板之表面上滾動而形成劃線，使脆性材料基板承受特定之力，藉此沿劃線分割脆性材料基板，從而製造各個面板或玻璃板。

再者，將於母基板上形成劃線之動作稱為「劃線」。將 沿藉由劃線動作所形成之劃線而折斷母基板之動作稱為「斷裂」。將藉由劃線與斷裂而分割成所需尺寸之脆性材料基板之動作稱為「割斷」。進而，將經過割斷步驟後之搬送而將割斷之脆性材料基板切分割成各個單位基板之動作稱為「分離」。

又，本發明中，將藉由形成劃線而使垂直裂痕自基板之表面朝基板之板厚方向伸展之劃線輪之性質稱為「滲透效果」。

此處，使用圖4~圖7說明先前之劃線裝置及使用該劃線裝置之劃線方法。再者，圖4係先前之劃線裝置之前視圖，圖5A係說明先前之SBSB方式之玻璃基板之分割步驟之圖，圖5B係說明先前之SSBB方式之玻璃基板之分割步驟之圖，圖6A係先前之劃線輪前視圖，圖6B係圖6A之劃線輪之側視圖，圖7係說明進行交叉劃線時所產生之交點跳越現象之立體圖。

首先，使用圖4說明先前之劃線方法。再者，該圖中，將左右方向作為X方向、將與紙面正交之方向作為Y方向而於以下進行說明。該劃線裝置50具備：台51，其藉由真空吸附機構而將所載置之玻璃基板G固定，且可水平旋轉；一對導軌52，其於Y方向可移動地支持台51，且彼此平行；滾珠螺桿53，其使台51沿導軌52而移動；導桿54，其沿X方向架設於台51之上方；劃線頭55，其於X方向可滑動地設置於導桿54上，對劃線輪58賦予切斷壓力；馬達56，其使劃線頭55沿導桿54而滑動；刀片保持件57，其擺 動自如地設置於劃線頭55之下端，藉由劃線頭55而升降；劃線輪58，其可旋轉地安裝於刀片保持件57之下端；及一對CCD相機59，其設置於導桿54之上方，用於識別台51上之玻璃基板G上所形成之對準標記。

此處，使用圖5說明採用該劃線裝置50之基板之割斷步驟之2例。再者，於以下說明中，以液晶顯示機器用面板中使用之貼合玻璃即玻璃基板G為例，為方便起見，將一側之玻璃基板暫稱為A面基板，將另一側之玻璃基板暫稱為B面基板。

第1例中，

(1)首先，如圖5A(a)所示，以A面基板為上側，將玻璃基板G載置於劃線裝置之劃線台上，並使用劃線輪58對A面基板實施劃線動作而形成劃線Sa。

(2)其次，使玻璃基板G上下翻轉並將上述玻璃基板G搬送至斷裂裝置。然後，如圖5A(b)所示，利用該斷裂裝置，使斷裂桿BB沿與劃線Sa對向之線而對載置於墊(mat)M上之玻璃基板G之B面基板進行按壓。藉此，下側之A面基板之裂痕自劃線Sa朝上方伸展，從而A面基板沿劃線Sa被分割。

(3)其次，將玻璃基板G搬送至劃線裝置之劃線台上。然後，利用該劃線裝置，如圖5A(c)所示，使用劃線輪58對B面基板實施劃線動作從而形成劃線Sb。

(4)其次，使玻璃基板G上下翻轉並搬送至斷裂裝置。然後，如圖5A(d)所示，使斷裂桿BB沿與劃線Sb對向之線而 對載置於墊M上之上述玻璃基板G之A面基板進行按壓。藉此，下側之B面基板之裂痕自劃線Sb朝上方伸展，從而B面基板沿劃線Sb被分割。

本發明中，將包含上述步驟之割斷方式稱為SBSB方式(S係指劃線，B係指斷裂)。

又，第2例中，

(1)首先，如圖5B(a)所示，以A面基板為上側，將玻璃基板G載置於劃線裝置之劃線台上，並使用劃線輪58對A面基板實施劃線動作而形成劃線Sa。

(2)其次，使玻璃基板G上下翻轉而將上述玻璃基板G載置於劃線台上，並使用劃線輪58對B面玻璃基板實施劃線動作而形成劃線Sb(圖5B(b))。

(3)其次，將玻璃基板G搬送至斷裂裝置。然後，如圖5B(c)所示，利用該斷裂裝置，使斷裂桿BB沿與劃線Sa對向之線而對載置於墊M上之玻璃基板G之B面玻璃基板進行按壓。藉此，下側之A面基板之裂痕自劃線Sa朝上方伸展，從而A面基板沿劃線Sa被分割。

(4)其次，使玻璃基板G上下翻轉並如圖5B(d)所示載置於斷裂裝置之墊M上。然後，使斷裂桿BB沿與劃線Sb對向之線而對玻璃基板G之A面基板進行按壓。藉此，下側之B面基板之裂痕自劃線Sb朝上方伸展，從而B面基板沿劃線Sb被分割。

再者，本說明書中，將包含上述步驟之割斷方式稱為SSBB方式。藉由實施上述2例之(1)~(4)之各步驟而將玻璃 基板G於所需之位置上沿劃線被分割成2個。進而，藉由稍微施力而使玻璃基板G於所需之分離位置被分離。

又，下述專利文獻1中，揭示一種具有高滲透效果之劃線輪之發明。此處，使用圖6說明下述專利文獻1中揭示之劃線輪60之構成。再者，圖6A係下述專利文獻1中所示之劃線輪之模式前視圖，圖6B係圖6A之劃線輪之模式右側視圖及部分放大圖。

該劃線輪60包含：形成有圓周稜線61之外周緣部、以及沿圓周稜線61而於圓周方向上交替形成之多個缺口62b及突起62a。突起62a係藉由以特定之間距及深度切取圓周稜線61而形成。作為該劃線輪60，可使用例如厚度W為約0.65 mm、直徑Φ為1~20 mm、圓周稜線之會聚角度d為85~160°者。藉由使用該劃線輪60形成劃線而可自玻璃基板之表面朝垂直方向形成相對於玻璃基板之板厚為相對較深之垂直裂痕。於將此種具有高滲透效果之劃線輪60用於割斷步驟之情形時，可簡化或省略圖5A(b)及圖5A(d)所示之SBSB方式中之斷裂步驟或圖5B(c)及圖5B(d)所示之SSBB方式中之斷裂步驟。

再者，玻璃素材製造廠商進行基板材料之改良、熱處理加工中之各種改良後發現，於使用具備先前之刃尖(常規刃尖)之劃線輪(以下，亦稱為常規刀輪)進行劃線之情形時，會產生「接觸不良」之狀態，即，於刀輪滾動後刃尖隨即於基板表面滑動而並未形成劃線之現象。因此，要求有與具備先前之常規刃尖之劃線輪相比「接觸良好」之刃 尖。再者，若使用下述專利文獻1中揭示之具備高滲透刃尖之劃線輪(以下，亦稱為高滲透刀輪)，則可暫且對應「接觸良好」，但難以確保例如平板顯示器面板之製造現場所要求之端面強度之品質基準。

又，於使用具備常規刃尖之劃線輪之情形時，於端面強度方面可取得良好之結果，但若進行交叉劃線，則存在產生如圖7所示之交點跳越之問題。再者，圖7係說明進行交叉劃線時所產生之交點跳越現象之立體圖。

此處，詳細說明「交點跳越」。於使用上述劃線裝置50而割斷玻璃基板G之情形時，藉由使載置有玻璃基板G之台51旋轉90°，從而，使玻璃基板上不僅沿一方向形成有劃線，而是以複數條劃線交叉而形成交點之方式沿縱向與橫向進行交叉劃線。如圖7所示，於使劃線輪以橫穿之方式通過最初形成之劃線L1~L3而形成劃線L4~L6時，於該等劃線之交點附近，有時會產生使後來所形成之劃線L4~L6有一部分於交點附近無法形成之現象。此種現象為交點跳越。若玻璃基板上產生此種交點跳越，則會導致未依照劃線而分離之玻璃基板變多，其結果為，產生大量之不合格品，從而產生生產效率顯著降低之問題。

認為產生此種交點跳越之原因係如下。即，認為於最初利用具備常規刃尖之劃線輪而形成劃線時，介隔劃線而於兩側之玻璃表面附近產生內部應力；其次，於具備常規刃尖之劃線輪以橫穿之方式通過最初形成之劃線時，因潛在於其附近之內部應力會削弱自劃線輪朝垂直方向對玻璃基 板面施加劃線動作所必要的力，其結果為，於交點附近未形成後來應形成之劃線。

此外，除脆性基板之表面強度之改良外，對作為面板基板素材之母基板進行化學蝕刻來增強基板表面之強度之情形亦有增加，但該情形時基板之外周會隆起，因此會出現藉由「外切」進行之劃線(外切劃線動作)動作不穩定之傾向。而且，對以行動電話為代表之行動終端中所使用之面板基板而言，為了實現輕量化，其厚度不斷變薄。若對此種厚度薄之基板採用使用有具備常規刃尖之劃線輪的外切劃線方法，則在將劃線輪置於基板上時，會因帶給基板端面邊緣之衝擊而使邊緣產生缺口或使基板自身破裂，由此導致產品之良率降低。因此，對於薄的基板，難以採用由具備常規刃尖之劃線輪進行之外切劃線。再者，具備常規刃尖之劃線輪之接觸性差，因此無法採用內切劃線方法。

另一方面，於使用如下述專利文獻1中揭示之具備高滲透性刃尖之劃線輪60形成劃線之情形時，可防止上述交叉劃線之交點跳越，且可於玻璃基板之表面形成較深之垂直裂痕。然而，於使用具備高滲透性刃尖之劃線輪60形成劃線之情形時，有時會在對圖5A(c)中上側之B面基板實施劃線動作之時刻，於該B面基板上形成較深之垂直裂痕，使玻璃基板G實質上成為分離之狀態。因此，為了自圖5A(c)移至圖5A(d)，在由吸引墊等吸引玻璃基板G並搬送至第2斷裂裝置時，存在已分離之玻璃基板G之一方殘留於第2劃線裝置上、或已分離之玻璃基板G之一方於玻璃基板G之 搬送過程中掉落之情形。又，與使用具備先前之常規刃尖之劃線輪之情形相比較，存在脆性材料之分割面之品質、即端面強度降低之情形。

另一方面，下述專利文獻2中，以一面抑制高滲透效果一面改良相對於玻璃表面之接觸性為目的，與下述專利文獻1所揭示之劃線輪之情形同樣地揭示一種劃線輪之發明，其具備沿形成於外周緣部之圓周稜線而於圓周方向上交替形成之複數個缺口及突起，且使該缺口之圓周方向之長度較突起之圓周方向之長度短。

上述專利文獻2中揭示之劃線輪之具體尺寸設為例如：

(a)缺口之圓周方向之長度：4~14 μm

(b)缺口之間距：20~5000 μm

(c)缺口之深度：0.5~3.0 μm。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]專利第3074143號公報

[專利文獻2]國際公開WO2007/004700號公報

若使用上述專利文獻2中揭示之劃線輪，則與使用上述專利文獻1中揭示之高滲透刀輪之情形相比，滲透性、接觸性及交點跳越變差，但可達成更高之端面強度，而且，與使用上述常規刀輪之情形相比，端面強度變差，但取得如下優異之效果：接觸性良好，難以產生交點跳越，且可 採用內切劃線方法。

然而，劃線輪之使用者之要求逐年提高。例如，近年來，作為行動用機器之顯示裝置，要求一面採用大型裝置一面抑制重量之增大化，隨之開始使用厚度更薄之玻璃基板。根據採用有此種厚度薄、大型之玻璃基板之顯示裝置，若玻璃基板之端面強度較弱，則於對顯示面施加外力時玻璃基板會毀壞。於使用劃線輪進行割斷後，亦進行藉由對玻璃端面實施研磨等而使端面強度提高之端面處理，但對於厚度薄的玻璃基板而言，端面處理亦困難，而且，自要求簡化步驟之觀點而言並不佳。因此，尤其是提高使用有劃線輪之割斷後之玻璃端面強度之要求越發強烈。

本發明係鑒於上述先前技術之問題點而完成，其目的在於提供一種割斷後之玻璃基板等脆性基板之端面強度強、劃線時接觸性良好、可內切、且交點跳越少之構成的脆性材料用劃線輪、使用其之脆性材料基板之劃線裝置及劃線工具。

為了達成上述目的，本發明之脆性材料用劃線輪具有：共有旋轉軸之兩個圓錐台之底部相交而形成圓周稜線之外周緣部、以及沿上述圓周稜線而於圓周方向上交替形成之複數個缺口及突起，

上述突起係由上述圓周稜線被切取後殘留之於圓周方向上具有長度之上述圓周稜線之部分構成， 上述缺口之圓周方向之長度較上述突起之圓周方向之長 度短，且遍及上述圓周稜線之整周以8 μm以上18 μm以下之間距而形成。

本發明之脆性材料用劃線輪中，缺口之圓周方向之長度較突起之圓周方向之長度短。因此，根據本發明之脆性材料用劃線輪，與缺口之圓周方向之長度較突起之圓周方向之長度長的上述專利文獻1中揭示之具備高滲透性刃尖之劃線輪之情形相比，可達成更高之端面強度，而且可達成實質上同等之接觸性，從而成為實質上具備同等之交點跳越性之脆性材料用劃線輪。

又，本發明之脆性材料用劃線輪中，缺口係遍及圓周稜線之整周以8 μm以上18 μm以下之較小之間距而形成，因此與上述專利文獻2中揭示之劃線輪之情形相比，接觸性更佳，故而難以產生交點跳越，而且由於缺口深度較淺，故而可達成更高之端面強度。此外，相對於先前之常規刀輪之情形時無法採用內切劃線法，本發明可採用內切劃線方法，又可達成與先前之常規刀輪之情形實質上同等之高的端面強度。

即便缺口之深度及圓周方向之長度處於本發明之脆性材料用劃線輪所採用之範圍內，但對以超過18 μm之間距而遍及圓周稜線之整周所形成之劃線輪而言，亦存在接觸性降低之傾向。又，該間距之下限若未滿8 μm，則除存在端面強度降低之傾向外，劃線輪之刃尖上易會產生缺損，故而設為8 μm以上，進而設為超過缺口之圓周方向長度之2倍。再者，更佳的間距為10~18 μm。

作為本發明之脆性材料用劃線輪，可採用外徑為1~20 mm、圓周稜線之會聚角度為90°~120°者，更佳為外徑為1~5 mm、圓周稜線之會聚角度為100°~115°。

又，本發明之脆性材料用劃線輪中，上述缺口較佳為其圓周方向之長度為1 μm以上且未滿9 μm之範圍。

缺口之圓周方向之長度長的劃線輪具有使相對於脆性材料之接觸變得良好之傾向，缺口之圓周方向之長度短的劃線輪具有使脆性材料之端面強度提高之傾向。本發明之脆性材料用劃線輪中，缺口之圓周方向之長度為1 μm以上且未滿9 μm之範圍，因此成為接觸性及脆性材料分割面之端面強度可取得平衡的脆性材料用劃線輪。再者，更佳為缺口之圓周方向之長度為1~7 μm，進而更佳為缺口之圓周方向之長度為1~5 μm。

又，本發明之脆性材料用劃線輪中，上述缺口之深度較佳為0.3~0.7 um之範圍。

缺口之深度深的劃線輪具有使相對於脆性材料之接觸性變得良好之傾向，缺口之深度淺的劃線輪具有使脆性材料之分割面之端面強度提高之傾向。本發明之脆性材料用劃線輪中，缺口之深度為0.3~0.7 μm之範圍，因此成為接觸性及脆性材料之分割面之端面強度可取得平衡的脆性材料用劃線輪。更佳為缺口之深度為0.4~0.6 μm。

又，本發明之脆性材料用劃線輪中，上述脆性材料用劃線輪較佳為具有供用於軸支上述輪之銷貫通之軸孔、或者是與上述銷一體形成之一體型輪。

根據本發明之脆性材料用劃線輪，可形成穩定之劃線，因此可獲得劃線後之品質穩定之脆性材料基板。

進而，為了達成上述目的，本發明之脆性材料之劃線裝置之特徵在於，具備：載置脆性材料基板之脆性材料基板載置機構(例如，可旋轉之台)；相對於載置於上述載置機構上之脆性材料基板而相對移動之劃線輪安裝部；及安裝於上述劃線輪安裝部上之上述任一項之脆性材料用劃線輪。

根據本發明之脆性材料之劃線裝置，可獲得能穩定地進行搬送之劃線裝置，其於割斷脆性材料時可防止劃線時之交點跳越，不會使分離後之玻璃基板剖面之品質下降，不會由劃線時之垂直裂痕過剩之高滲透而導致搬送過程中之端材掉落。

進而，為了達成上述目的，本發明之脆性材料用手動劃線工具之特徵在於，其係將上述脆性材料用劃線輪旋轉自如地軸裝於設置在柄之前端之保持件上而構成。

根據本發明之脆性材料用手動劃線工具，可獲得於割斷脆性材料時可防止劃線時之交點跳越、不會使分離後之玻璃基板之剖面之品質下降的脆性材料用手動劃線工具。

以下，根據圖式詳細地說明本發明之實施形態。但是，以下所示之實施形態係表示用以使本發明之技術思想具體化之劃線輪、使用其之脆性材料基板之劃線裝置及劃線工具之一例，並非意圖將本發明特定為該劃線輪、使用其之 脆性材料基板之劃線裝置及劃線工具，本發明亦可適合於申請專利範圍中包含之其他實施形態。再者，在用於說明本說明書之各圖式中，為了將各構件描繪成於圖式上可識別之程度之大小，適當地使每個構件之比例尺不同而進行顯示，未必與實際之尺寸成比例地顯示。

又，關於本發明中作為加工對象之脆性材料基板，並未特別限定其形態、材質、用途及大小，可為包含單板之基板或將2片以上之單板貼合而成之貼合基板，亦可以使其等之表面或內部附著或包含薄膜或半導體材料。再者，上述脆性材料基板即便於其表面附著有與脆性材料不相符之薄膜等，亦成為本發明之劃線輪之劃線對象。

作為本發明之脆性材料基板之材質，可列舉玻璃、陶瓷、半導體(矽等)、及藍寶石等，作為其用途，可列舉液晶顯示器面板、電漿顯示器面板、有機EL(Organic Electro-Luminescence)顯示器面板、及表面傳導電子發射顯示器(SED，Surface-conduction Electron-emitter Display)用面板等場發射顯示器(FED，Field Emission Display)用面板等之平板顯示器(FPD，Flat panel display)用面板。又，本說明書中使用之「中心線平均粗糙度Ra」係表示JIS B 0601中規定之工業產品表面粗糙度之參數之一，其係自對象物之表面隨機抽取之算術平均值。

首先，使用圖1及圖2，說明本發明之實施形態之劃線輪之形狀。再者，圖1A係自與本發明之劃線輪之旋轉軸正交之方向觀察本發明之劃線輪之前視圖，圖1B係圖1A之劃 線輪之側視圖。又，圖2A係圖1B之IIA部分之放大圖，圖2B係圖2A之IIB部分之放大圖。

再者，本實施形態之劃線輪10係脆性材料用劃線輪，其在壓接於玻璃等之脆性材料基板之狀態下滾動而於該脆性材料基板上形成劃線，且伴隨劃線之形成而形成自劃線朝脆性材料基板之厚度方向延伸之垂直裂痕。本實施形態之劃線輪10例如可替換先前之劃線輪60而安裝於使用圖4說明之先前之劃線裝置50之劃線頭55上。

如圖1及圖2所示，本實施形態之劃線輪10具有：共有旋轉軸11之兩個圓錐台12之底部相交而形成圓周稜線13之外周緣部14；以及沿該圓周稜線13而於圓周方向上形成之複數個缺口15及突起16。

圓周稜線13係藉由自軸心朝半徑方向外側實施研削加工而形成，於已實施研削加工之外周緣部14之表面殘留有研削條痕。外周緣部14係以具有會聚角度(α)之方式而形成。劃線輪10係具有供軸支劃線輪10之未圖示之銷貫通之軸孔17之盤狀的輪。又，劃線輪10之材質較佳為超硬合金、燒結鑽石、陶瓷或金屬陶瓷(cermet)。

外周緣部14包含兩個圓錐台12之斜面，由於用以形成圓周稜線13之研削加工而殘留有研削條痕，且被加工成斜面之中心線平均粗糙度Ra例如為0.05 μm以上0.35 μm以下。因此，與中心線平均粗糙度Ra更大之先前之研削加工相比較，可減少被削取之刃尖構成材料之總量，藉此可抑制突起16之磨損，大幅延長壽命。

圓周稜線13具有藉由構成外周緣部14之圓錐台12之斜面之上述研削條痕而形成的微細之凹凸，該凹凸之中心線平均粗糙度Ra例如為0.05 μm以上0.20 μm以下。藉此，於圓周稜線13上形成缺口15時，可容易地決定開始加工缺口15之圓周稜線13之高度位置(半徑方向上之位置)。

如圖1A之部分放大圖即圖2A及圖2B所示，劃線輪10之缺口15係以間距P而形成，其圓周方向之長度a較突起16之圓周方向之長度b短。再者，突起16係由圓周稜線13被切取後殘留之於圓周方向上具有長度的圓周稜線13之部分構成。又，缺口15係藉由自平坦之圓周稜線13上以每隔間距P切取出深度為h之大致V字狀之槽而形成。藉由形成此種缺口15，而於圓周稜線13上每隔間距P而形成高度為h之突起16。突起16之與圓周稜線13相當之部分具有由圓錐台12之斜面之研削條痕而形成的微細之凹凸，該凹凸之中心線平均粗糙度Ra為0.05 μm以上0.20 μm以下。

如圖2B所示，缺口15具有朝劃線輪10底部之半徑方向內側切取之缺口面18，突起16之端部13a上之切線C與缺口面18以15~60°之角度(θ)相交。亦即，若突起16之端部13a上之切線C與缺口面18以直角或接近直角之角度相交，則突起16之端部13a對基板表面之咬合變佳，但突起16之端部13a之磨損會提前；而若突起16之端部13a上之切線C與缺口面18以30°以下之角度相交，則突起16之端部13a對基板表面之咬合變差。如此，藉由將角度(θ)之範圍設為15~60°而可謀求劃線輪10之長壽命化，且可良好地維持劃線輪對 基板表面之咬合。

缺口15自圓錐台12之軸線方向觀察之形狀為大致V字狀，因此藉由改變V字之中心角度，可一方面確保缺口15之深度(突起16之高度)h，一方面容易地調整缺口15之圓周方向之長度a與突起16之圓周方向之長度b。

此處，說明劃線輪10之製造方法之一例。首先，準備作為劃線輪10之母體之圓柱盤，藉由對該圓柱盤研削加工兩側之外周緣部14，而使兩個圓錐台12之斜面交叉地形成圓周稜線13。於該研削加工時，較佳為使圓錐台12之斜面之表面粗糙度及源於表面粗糙度之圓周稜線13之軸方向之起伏變小。

圓錐台12之斜面之中心線平均粗糙度Ra例如為0.05 μm以上0.35 μm以下，圓周稜線13具有藉由圓錐台12之斜面之研削條痕而形成之微細之凹凸，且以使該凹凸之中心線平均粗糙度Ra例如為0.05 μm以上0.20 μm以下之方式選定所使用之磨石之粒度。如此，藉由抑制圓錐台12之斜面及圓周稜線13之表面粗糙度而使所形成之劃線之寬度細而固定，從而可抑制藉由劃線輪10進行之劃線所獲得之分離後的玻璃基板G之分割面產生碎屑(chipping)等。

其次，於圓周稜線13上形成缺口15。作為形成缺口15之一例，藉由雷射之照射而於外周緣部形成自圓錐台12之軸線方向觀察之形狀為V字狀的缺口15。根據此方法，藉由改變V字之中心角度而可將突起之高度h保持固定，且可容易地調整缺口15之圓周方向之長度a與突起16之圓周方向 之長度b。

劃線輪10之外徑、缺口15之間距P、缺口15之圓周方向之長度a及突起16之圓周方向之長度b、缺口15之深度及外周緣部14之會聚角度(α)等劃線輪之規格可根據切斷對象之脆性材料之種類、厚度、熱經歷及所需之脆性材料分割面之品質等而適當設定。

作為實施形態之劃線輪之條件之一例，輪之外徑為1~20 mm，缺口15之間距為8 μm以上18 μm以下，缺口15之深度為0.3~0.7 μm，圓周稜線13之會聚角度為90~120°。作為更佳之劃線輪之條件，輪之外徑為1~7 mm；作為進而更佳之劃線輪之條件，輪之外徑為1~5 mm，缺口15之間距為10 μm以上18 μm以下，缺口15之深度為0.4~0.6 μm，圓周稜線13之會聚角度為100~115°。再者，自端面強度及刃尖缺損難易度之觀點而言，缺口15之間距之下限選擇為超過缺口之圓周方向之長度之2倍即可。

一般而言，藉由使用缺口之深度深的劃線輪而具有使相對於脆性材料之接觸性(尤其是交叉劃線時之交點跳越之多少)變得良好之傾向，藉由使用缺口之深度淺的劃線輪而具有使脆性材料之端面強度提高之傾向，但本實施形態中，將缺口15之深度控制於較淺之範圍內並且將缺口之間距控制於較短之範圍內，藉此可發揮接觸性及端面強度均良好之效果。

又，一般而言，藉由使用缺口之間距短(分割數多)的劃線輪而具有使相對於脆性材料之接觸提高之傾向，藉由使 用缺口之間距長(分割數少)的劃線輪而具有使脆性材料之端面強度提高之傾向，但本實施形態中，將缺口之間距控制於較短之範圍內並且將缺口之深度控制於較淺之範圍內，將缺口之圓周方向之長度控制於較短之範圍內，藉此可發揮接觸性及端面強度均良好之效果。

又，一般而言，於分割貼合玻璃基板時，較佳為使用外徑小的劃線輪，例如外徑為1~4 mm之劃線輪為適宜。另一方面，於分割原料單板時，較佳為使用外徑大的劃線輪，例如外徑為4~20 mm之劃線輪為適宜。

又，一般而言，圓周稜線之會聚角度大的劃線輪具有壽命長之傾向，自壽命之觀點而言，圓周稜線之會聚角度較佳為例如90~120°，特佳為100~115°。

又，一般而言，藉由使用缺口之圓周方向之長度長的劃線輪而具有使相對於脆性材料之接觸變得良好之傾向，藉由使用缺口之圓周方向之長度短的劃線輪而具有使脆性材料之端面強度提高之傾向，但本實施形態中，將缺口之圓周方向之長度為設為較突起之圓周方向之長度短之範圍，並且使缺口之間距為較短之範圍，藉此可發揮接觸性及端面強度均良好之效果。

本發明之上述實施形態之劃線輪發揮如下優異之效果：接觸性良好，因此難以產生交叉劃線時之交點跳越，且對於無法採用由先前之常規刀輪進行之外切劃線之厚度薄的基板(例如，厚度為0.3 mm以下，尤其是0.2 mm以下之基板)，亦可以內切劃線來應對。

[實驗例]

與先前之常規刀輪(比較例1)之情形、及上述專利文獻1中揭示之劃線輪(比較例2)之情形一併地進行對比實驗來確認由此種上述實施形態之劃線輪進行交叉劃線時之分割面之品質(端面強度)。該對比實驗係分別對實施形態、比較例1及比較例2使用第1方向及第2方向均同樣對應之劃線輪進行交叉劃線。再者，比較例2之劃線輪中，至少缺口之間距為20 μm以上，此方面在本發明之範圍以外。

首先，製作與比較例1對應之厚度為0.65 mm、外徑為2.1 mm、圓周稜線之會聚角度為135°的PCD(polycrystallin diamond，聚晶金剛石)製之常規刀輪。其次，使用該PCD製之常規刀輪，藉由雷射照射法而製作如圖1及圖2所示之缺口之深度為0.5 μm、缺口之形成個數為400個、間距為16.4 μm的實施形態之劃線輪。以同樣之方式，製作缺口之深度為1.5 μm、缺口之形成個數為5個、間距為1.319 mm的比較例2之劃線輪。

將以此製作之實施形態、比較例1及比較例2之劃線輪供於如下所示之交叉劃線試驗。再者，所使用之玻璃基板係日本電氣硝子股份公司製造之厚度為0.3 mm之無鹼玻璃(OA-10：商品名)單板。

再者，於交叉劃線試驗中，使用圖4所示之劃線裝置，如圖7所示，以100 mm之間隔沿縱向及橫向分別形成3條劃線(交叉劃線)，沿劃線斷裂而獲得試驗片(100 mm×100 mm)。目測觀察此時之交點跳越之狀態，區分為「完全未 產生交點跳越」、「一部分產生交點跳越」及「全部產生交點跳越」而顯示。而且，對所得之各試驗片每20個測定其彎曲強度，求出平均值。

彎曲強度係藉由以下方法而求得：自各試驗片之其中一個面上之中心線(平分成兩個100 mm×50 mm之大小之線)向兩側分別離開50 mm之2條直線上及自相反側之面(背面)上之中心線(與表面之中心線相對之面之線)向兩側分別離開10 mm之2條直線上，自垂直方向對玻璃基板施加壓力，測定被毀壞時之壓力(stress)。表1中顯示出玻璃基板之端面強度之測定結果及接觸性之確認結果(交叉切斷之交點處之交點跳越之有無)。

根據上述表1所示之結果可知如下。即，可知使用本發明之實施形態之劃線輪分割後之試驗片顯示出與利用比較例1之劃線輪分割後之試驗片實質上同等之彎曲強度特性，且顯示出較利用比較例2之劃線輪分割後之試驗片更佳之彎曲強度。此表示使用本發明之實施形態之劃線輪分割後之試驗片之端面強度較強，端面之品質良好。

又，於利用比較例1之劃線輪分割後之試驗片中，全部產生交點跳越者占82%，一部分產生交點跳越者亦存在9%，完全未產生交點跳越者僅存在9%。同樣於利用比較 例2之劃線輪分割後之試驗片中，不存在全部產生交點跳越者，但一部分產生交點跳越者亦存在62%，完全未產生交點跳越者僅存在38%。

相對於此，於利用本發明之實施形態之劃線輪分割後之試驗片中，不存在全部產生交點跳越者，但一部分產生交點跳越者僅存在43%，完全未產生交點跳越者亦存在57%。由此可確認，使用本發明之實施形態之劃線輪分割後之試驗片難以產生交點跳越，接觸性非常好。

再者，上述實施形態中顯示將劃線輪安裝於劃線裝置上而對玻璃基板進行劃線之例，但本發明亦可適用於將劃線輪10旋轉自如地軸裝於設置在柄之前端之保持件上所構成的手動劃線工具。使用圖3說明該手動劃線工具。再者，圖3係手動劃線工具之前視圖。

如作為前視圖之圖3所示，此種劃線工具20主要包含：使劃線輪10可更換地安裝於一端之保持件21；及可裝卸保持件21之棒狀之把手22。把手22具備可自如裝卸之蓋24，其內部形成有油室23，一端形成與保持件21之結合部，另一端用以將潤滑油供給至油室23。

又，上述實施形態中，顯示為了形成缺口15而使用雷射照射法之例，但考慮到劃線輪之材質或加工效率，亦可採用研削加工或放電加工之製造方法。

10‧‧‧劃線輪

11‧‧‧旋轉軸

12‧‧‧圓錐台

13‧‧‧圓周稜線

13a‧‧‧端部

14‧‧‧外周緣部

15‧‧‧缺口

16‧‧‧突起

17‧‧‧軸孔

18‧‧‧缺口面

20‧‧‧劃線工具

21‧‧‧保持件

22‧‧‧把手

23‧‧‧油室

24‧‧‧蓋

50‧‧‧劃線裝置

51‧‧‧台

52‧‧‧導軌

53‧‧‧滾珠螺桿

54‧‧‧導桿

55‧‧‧劃線頭

56‧‧‧馬達

57‧‧‧刀片保持件

58‧‧‧劃線輪

59‧‧‧一對CCD相機

60‧‧‧劃線輪

61‧‧‧圓周稜線

62a‧‧‧突起

62b‧‧‧缺口

A‧‧‧A面基板

a‧‧‧缺口之圓周方向之長度

B‧‧‧B面基板

b‧‧‧突起之圓周方向之長度

BB‧‧‧斷裂桿

C‧‧‧切線

d‧‧‧會聚角度

G‧‧‧玻璃基板

h‧‧‧突起之高度

L1~L6‧‧‧劃線

M‧‧‧墊

P‧‧‧缺口之間距

Sa、Sb‧‧‧劃線

W‧‧‧劃線輪厚度

Φ‧‧‧直徑

θ‧‧‧切線與缺口面之交角

圖1A係本發明之劃線輪之前視圖，圖1B係圖1A之劃線輪之側視圖。

圖2A係圖1B之IIA部分之放大圖，圖2B係圖2A之IIB部分之放大圖。

圖3係本發明之手動劃線工具之前視圖。

圖4係先前之劃線裝置之前視圖。

圖5A(a)~(d)係說明先前之SBSB方式之玻璃基板之分割步驟之圖，圖5B(a)~(d)係說明先前之SSBB方式之玻璃基板之分割步驟之圖。

圖6A係先前之劃線輪之模式前視圖，圖6B係圖6A之劃線輪之模式右側視圖及部分放大圖。

圖7係說明進行交叉劃線時所產生之交點跳越現象之立體圖。

13‧‧‧圓周稜線

13a‧‧‧端部

15‧‧‧缺口

16‧‧‧突起

18‧‧‧缺口面

a‧‧‧缺口之圓周方向之長度

b‧‧‧突起之圓周方向之長度

C‧‧‧切線

h‧‧‧突起之高度

P‧‧‧缺口之間距

θ‧‧‧切線與缺口面之交角

Claims (6)

1. 一種脆性材料用劃線輪，其特徵在於：具有共有旋轉軸之兩個圓錐台之底部相交而形成圓周稜線之外周緣部、以及沿上述圓周稜線而於圓周方向上交替形成之複數個缺口及突起，上述突起係由上述圓周稜線被切取後殘留之於圓周方向上具有長度之上述圓周稜線之部分構成，上述缺口之圓周方向之長度較上述突起之圓周方向之長度短，且遍及上述圓周稜線之整周以8 μm以上18 μm以下之間距而形成。
2. 如請求項1之脆性材料用劃線輪，其中上述缺口之圓周方向之長度為1 μm以上且未滿9 μm之範圍。
3. 如請求項1之脆性材料用劃線輪，其中上述缺口之深度為0.3~0.7 μm之範圍。
4. 如請求項1至3中任一項之脆性材料用劃線輪，其中上述脆性材料用劃線輪係具有供用於軸支上述輪之銷貫通之軸孔、或者是與上述銷一體形成之一體型輪。
5. 一種脆性材料之劃線裝置，其包含：載置脆性材料基板之基板載置機構；相對於載置於上述載置機構上之脆性材料基板而相對移動之劃線輪安裝部；及安裝於上述劃線輪安裝部之如請求項1至4中任一項之脆性材料用劃線輪。
6. 一種脆性材料用手動劃線工具，其係將如請求項1至4中 任一項之脆性材料用劃線輪旋轉自如地軸裝於設置在柄之前端之保持件上而構成。