(57)【要約】      （修正有）【課題】スクライブヘッドにおいて、スクライブ荷重を十分に小さくすることで薄い基板を安全にかつ精度良くスクライブできるようにする。【解決手段】スクライブヘッド１では、第１カッタホルダ２１は、上下方向にスライド可能に支持され、第１カッタ機構２３を保持する。第１エアシリンダ機構２５は、第１カッタホルダ２１に対して基板Ｗ側への荷重を付与する。第２エアシリンダ機構２７は、第２カッタホルダ２２に対して基板Ｗ側への荷重を付与する。天秤機構４１は、第１カッタホルダ２１及び第２カッタホルダ２２と第１エアシリンダ機構２５及び第２エアシリンダ機構２７との間に配置されている。天秤機構４１は、第１エアシリンダ機構２５の荷重を第１カッタホルダ２１に作用させると共に、第１エアシリンダ機構２５の荷重をキャンセルするように第２エアシリンダ機構２７の荷重を第１エアシリンダ機構２７に作用させる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性材料基板の表面をスクライブするためのスクライブヘッドであって、
基部と、
第１カッタ機構と、
前記基部に対して上下方向にスライド可能に支持され、前記第１カッタ機構を保持する第１カッタホルダと、
前記基部に対して上下方向にスライド可能に支持されたスライド部材と、
前記第１カッタホルダに対して前記脆性材料基板側への荷重を付与する第１エアシリンダ機構と、
前記スライド部材に対して前記脆性材料基板側への荷重を付与する第２エアシリンダ機構と、
前記第１カッタホルダ及び前記スライド部材と前記第１エアシリンダ機構及び前記第２エアシリンダ機構との間に配置され、前記第１カッタホルダを前記脆性材料基板側に移動させる場合は、前記第１エアシリンダ機構の荷重を前記第１カッタホルダに作用させると共に、前記第１エアシリンダ機構の荷重をキャンセルするように前記第２エアシリンダ機構の荷重を前記第１エアシリンダ機構に作用させる、天秤機構と、
を備えた、スクライブヘッド。
【請求項２】
第２カッタ機構をさらに備え、
前記スライド部材は、前記第２カッタ機構を保持する第２カッタホルダであり、
前記天秤機構は、前記第２カッタホルダを前記脆性材料基板側に移動させる場合は、前記第２エアシリンダ機構の荷重を前記第２カッタホルダに作用させると共に、前記第２エアシリンダ機構の荷重をキャンセルするように前記第１エアシリンダ機構の荷重を前記第２エアシリンダ機構に作用させる、請求項１に記載のスクライブヘッド。
【請求項３】
前記第１カッタホルダ及び前記スライド部材の上下方向の位置決めを行う位置決め機構をさらに備えており、
前記位置決め機構は、前記第１カッタホルダ及び前記スライド部材を前記脆性材料基板側から離脱可能に支持する支持部材を有している、請求項１又は２に記載のスクライブヘッド。
【請求項４】
前記第１カッタホルダ及び前記スライド部材を前記基部に対してそれぞれ摺動可能に支持する一対のエアベアリングをさらに備えた、請求項１〜３のいずれかに記載のスクライブヘッド。
【請求項５】
前記天秤機構はロバーバル機構である、請求項１〜４のいずれかに記載のスクライブヘッド。
【請求項６】
基板載置部と、
脆性材料基板の表面をスクライブするためのスクライブヘッドと、
前記スクライブヘッドを駆動する駆動部と、を備え、
前記スクライブヘッドは、
基部と、
第１カッタ機構と、
前記基部に対して上下方向にスライド可能に支持され、前記第１カッタ機構を保持する第１カッタホルダと、
前記基部に対して上下方向にスライド可能に支持されたスライド部材と、
前記第１カッタホルダに対して前記脆性材料基板側への荷重を付与する第１エアシリンダ機構と、
前記スライド部材に対して前記脆性材料基板側への荷重を付与する第２エアシリンダ機構と、
前記第１カッタホルダ及び前記スライド部材と前記第１エアシリンダ機構及び前記第２エアシリンダ機構との間に配置され、前記第１カッタホルダを前記脆性材料基板側に移動させる場合は、前記第１エアシリンダ機構の荷重を前記第１カッタホルダに作用させると共に、前記第１エアシリンダ機構の荷重をキャンセルするように前記第２エアシリンダ機構の荷重を前記第１エアシリンダ機構に作用させる、天秤機構と、を有する、
スクライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクライブヘッド及びスクライブ装置に関し、特に、脆性材料基板をスクライブするために使用されるスクライブヘッド及びスクライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤ用パネル基板として使用される脆性材料基板は、通常、スクライブ装置によって大判のマザー基板をスクライブし、その後に所定の大きさに分断することによって製造される。ガラス基板をスクライブするために使用されるスクライブ装置は、例えば、特許文献１に開示されている。
スクライブ装置は、スクライブラインが形成されるガラス基板を水平状態で保持するテーブルと、このテーブル上に保持されたガラス基板をスクライブするスクライブヘッドと、各スクライブヘッドがスライド可能に取り付けられたガイドレールを有するブリッジとを備えている。
【０００３】
スクライブヘッドの下部には、カッタホイール取付機構が設けられている。カッタホイール取付機構は、ホルダと、ホルダに装着されるカッタホイールチップとを有している。カッタホイールチップは、チップ本体と、それに取り付けられたカッタホイールとを有している。
カッタホイール取付機構は、スクライブヘッドの昇降機構によりヘッド本体に対して上下方向に移動可能になっており、テーブル上に保持されたガラス基板に圧接されて、ガラス基板に対して相対的に移動することによりガラス基板をスクライブする。これにより、ガラス基板にはスクライブラインが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９４８８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＦＰＤ用として用いられるガラス基板の厚みは、従来の主力である０．７ｍｍ厚から、携帯端末に用いられる用途等の主力である０．４ｍｍ〜０．３ｍｍ厚、あるいはそれ以下というようにますます薄くなる傾向にある。このような薄いガラス基板をスクライブする際に、ガラス基板に対するスクライブ荷重を従来より小さく設定された荷重範囲で精度良く制御する必要がある。上記が実現されなければ、カッターホイールチップによって大きなスクライブ荷重がガラス基板に加わり、スクライブ時にガラス基板が破損したり、所定のスクライブ予定ラインに対してずれた状態でスクライブラインが形成されたりするからである。
しかし、ガラス基板に対するスクライブ荷重を、カッタ機構全体の自重よりも小さな荷重に調整することが容易でない。なぜなら、カッタ機構全体が上下方向にスライドされるので、ガラス基板に対してカッタ機構全体の自重が加わるからである。
【０００６】
本発明の目的は、スクライブヘッドにおいて、スクライブ荷重を十分に小さくすることで、薄い基板を安全にかつ精度良くスクライブできるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
【０００８】
本発明の一見地に係るスクライブヘッドは、脆性材料基板の表面をスクライブするためのものであって、基部と、第１カッタ機構と、第１カッタホルダと、スライド部材と、第１エアシリンダ機構と、第２エアシリンダ機構と、天秤機構と、を備えている。
第１カッタホルダは、基部に対して上下方向にスライド可能に支持され、第１カッタ機構を保持する。
スライド部材は、基部に対して上下方向にスライド可能に支持されている。
第１エアシリンダ機構は、第１カッタホルダに対して脆性材料基板側への荷重を付与する。
第２エアシリンダ機構は、スライド部材に対して脆性材料基板側への荷重を付与する。
天秤機構は、第１カッタホルダ及びスライド部材と第１エアシリンダ機構及び第２エアシリンダ機構との間に配置されている。天秤機構は、第１カッタホルダを脆性材料基板側に移動させる場合は、第１エアシリンダ機構の荷重を第１カッタホルダに作用させると共に、第１エアシリンダ機構の荷重をキャンセルするように第２エアシリンダ機構の荷重を第１エアシリンダ機構に作用させる。
このスクライブヘッドでは、第１エアシリンダ機構と第２エアシリンダ機構による差圧推力を利用して、第１カッタホルダを脆性材料基板側に移動させる。したがって、第１カッタ機構から基板に付与される荷重を極端に小さくできる。その結果、薄板の脆性材料基板を破損させることなく、しかも、精度良くスクライブ動作を行なうことができる。
【０００９】
スクライブヘッドは、第２カッタ機構をさらに備えていてもよい。
スライド部材は、第２カッタ機構を保持する第２カッタホルダであってもよい。
天秤機構は、第２カッタホルダを脆性材料基板側に移動させる場合は、第２エアシリンダ機構の荷重を第２カッタホルダに作用させると共に、第２エアシリンダ機構の荷重をキャンセルするように第１エアシリンダ機構の荷重を第２エアシリンダ機構に作用させてもよい。
このスクライブヘッドでは、第１エアシリンダ機構と第２エアシリンダ機構による差圧推力を利用して、第２カッタホルダを脆性材料基板側に移動させる。したがって、第２カッタ機構から基板に付与される荷重を極端に小さくできる。その結果、薄板の脆性材料基板を破損させることなく、しかも、精度良くスクライブ動作を行なうことができる。
【００１０】
スクライブヘッドは、第１カッタホルダ及びスライド部材の上下方向の位置決めを行う位置決め機構をさらに備えていてもよい。
位置決め機構は、第１カッタホルダ及びスライド部材を脆性材料基板側から離脱可能に支持する支持部材を有していてもよい。
このスクライブヘッドでは、位置決め機構が第１カッタホルダを位置決めして第１カッタ機構を脆性材料基板に当接させると、次に位置決め機構の支持部材が第１カッタホルダから脆性材料基板側に離れる。すると、以後は第１エアシリンダ機構と第２エアシリンダ機構による差圧推力によってのみ第１カッタ機構が脆性材料基板に押し付けられる。この状態が第１カッタ機構による脆性材料基板の切断可能状態であり、つまり第１カッタ機構による基板切断中には、位置決め機構が切断加圧系統から切り離されている。この結果、基板切断中に位置決め機構の各部分の抵抗が切断加圧系統に影響を与えない。
【００１１】
スクライブヘッドは、第１カッタホルダ及びスライド部材を基部に対してそれぞれ摺動可能に支持する一対のエアベアリングをさらに備えていてもよい。
このスクライブヘッドでは、第１カッタホルダ及び第２カッタホルダが上下動するときに抵抗が大幅に小さくなる。
【００１２】
天秤機構はロバーバル機構であってもよい。
このスクライブヘッドでは、第１エアシリンダ機構及び第２エアシリンダ機構の加圧点が変化しても（ずれても）、ロバーバル機構によって吸収され、その結果、第１カッタホルダ及びスライダ部材に付与される荷重に変化がない。
【００１３】
本発明の他の見地に係るスクライブ装置は、基板載置部と、脆性材料基板の表面をスクライブするためのスクライブヘッドと、スクライブヘッドを駆動する駆動部と、を備えている。
スクライブヘッドは、基部と、第１カッタ機構と、第１カッタホルダと、スライド部材と、第１エアシリンダ機構と、第２エアシリンダ機構と、天秤機構と、を有している。
第１カッタホルダは、基部に対して上下方向にスライド可能に支持され、第１カッタ機構を保持する。
スライド部材は、基部に対して上下方向にスライド可能に支持されている。
第１エアシリンダ機構は、第１カッタホルダに対して脆性材料基板側への荷重を付与する。
第２エアシリンダ機構は、スライド部材に対して脆性材料基板側への荷重を付与する。
天秤機構は、第１カッタホルダ及びスライド部材と第１エアシリンダ機構及び第２エアシリンダ機構との間に配置されている。天秤機構は、第１カッタホルダを脆性材料基板側に移動させる場合は、第１エアシリンダ機構の荷重を第１カッタホルダに作用させると共に、第１エアシリンダ機構の荷重をキャンセルするように第２エアシリンダ機構の荷重を第１エアシリンダ機構に作用させる。
このスクライブ装置では、第１エアシリンダ機構と第２エアシリンダ機構による差圧推力を利用して、第１カッタホルダを脆性材料基板側に移動させる。したがって、第１カッタ機構から基板に付与される荷重を極端に小さくできる。その結果、薄板の脆性材料基板を破損させることなく、しかも、精度良くスクライブ動作を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るスクライブヘッドでは、スクライブ荷重を十分に小さくすることで、薄い基板を安全にかつ精度良くスクライブできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】スクライブ装置の概略斜視図。
【図２】スクライブヘッドの斜視図。
【図３】スクライブヘッドの模式図。
【図４】加圧機構の模式図。
【図５】スクライブヘッドの内部の斜視図。
【図６】スクライブヘッドの天秤機構の正面図。
【図７】スクライブヘッドの天秤機構の側面図。
【図８】スクライブヘッドの位置決め機構の斜視図。
【図９】スクライブヘッドの模式図。
【図１０】スクライブヘッドの模式図。
【図１１】スクライブヘッドの模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
１．第１実施形態
（１）スクライブ装置
図１を用いて、スクライブ装置１０１を説明する。図１は、スクライブ装置の概略斜視図である。スクライブ装置１０１は、脆性材料基板Ｗ（以下、「基板Ｗ」という。）をスクライブ加工する装置である。基板Ｗは、例えば、ガラス基板、セラミック基板、サファイア基板、シリコン基板等である。
【００１７】
スクライブ装置１０１は、加圧範囲が例えば０．１〜２０Ｎであり、加圧最小単位が例えば０．１Ｎである。スクライブ装置１０１は、薄板ガラス基板（例えば、０．１〜０．３ｍｍの厚み）のスクライブ形成に適している。
スクライブ装置１０１は、基板Ｗを載置するテーブル１０２（基板載置部の一例）を備えている。テーブル１０２は移動台１０３に載っており、移動台１０３は水平なレール１０５ａ、１０５ｂに沿って移動できるようになっており、モータ１０６によって回転するボールネジ１０７により駆動される。
【００１８】
なお、以下の説明では、レール１０５ａ、１０５ｂの延びる水平方向をＹ方向として、それに直交する水平方向をＸ方向という。
テーブル１０２は、基板Ｗを定位置で保持できるように保持手段（図示せず）を備えている。保持手段は、例えば、テーブル１０２に開口させた多数の小さな吸着孔（図示せず）からのエア吸引である。
【００１９】
スクライブ装置１０１には、移動台１０３とテーブル１０２を跨ぐように、Ｘ方向に沿ってブリッジ１１１が、支柱１１２ａ、１１２ｂによって架設されている。
ブリッジ１１１には、ガイド１１３が取り付けられており、スクライブヘッド１がガイド１１３に沿ってＸ方向に沿って移動可能に設置されている。スクライブヘッド１を駆動するモータ（図示せず、駆動部の一例）が設けられている。
上記のようにしてスクライブ装置１０１のスクライブヘッド１に取り付けたカッタホイール２３ｂ（後述）を、テーブル１０２上に載置した基板Ｗの表面に降下させ、基板Ｗの表面に押し付けながら相対的に直線移動させることにより、基板Ｗの表面に分断用のスクライブラインを加工する。
【００２０】
（２）スクライブヘッドの概要
図２〜図８を用いて、スクライブヘッド１を説明する。図２は、スクライブヘッドの斜視図である。図３は、スクライブヘッドの模式図である。図４は、加圧機構の模式図である。図５は、スクライブヘッドの内部の斜視図である。図６は、スクライブヘッドの天秤機構の正面図である。図７は、スクライブヘッドの天秤機構の側面図である。図８は、スクライブヘッドの位置決め機構の斜視図である。なお、図4は模式図であって、実際の構造を大幅にデフォルメしている。
スクライブヘッド１は、基板Ｗの表面をスクライブすることによってスクライブラインを形成するものである。スクライブヘッド１は、主に、フレーム部材１３と、加圧機構１５と、位置決め機構１７とを有している。加圧機構１５と位置決め機構１７は、図３に示してある。
【００２１】
フレーム部材１３（基部の一例）は、板部材からなる長方体形状の部材であり、内部に後述する各種部材を収容する。なお、以下の説明では、フレーム部材１３に固定されて静止状態を維持する構造を、説明の簡略化のためにフレーム部材１３と呼ぶ場合がある。
加圧機構１５は、スクライブ動作中に、基板に対して付与するスクライブ荷重を発生する機構である。
位置決め機構１７（位置決め機構の一例）は、加圧機構１５を基板Ｗに対する所定位置まで移動させる機構である。なお、スクライブ動作中には、位置決め機構１７で発生する抵抗は加圧機構１５に作用しないようになる（後述）。
【００２２】
（３）スクライブヘッドの詳細
（３−１）加圧機構
加圧機構１５は、メインシリンダと差圧発生用シリンダを設け、メインシリンダと差圧発生用シリンダの差分として微小圧を発生する差圧制御を行う。例えば、メインシリンダが５．１Ｎ発生して差圧発生用シリンダが５．０Ｎ発生すれば、０．１Ｎの微小圧が得られる。
加圧機構１５は、第１カッタホルダ２１（第１カッタホルダの一例）を有している。第１カッタホルダ２１は、フレーム部材１３に対して上下方向にスライド可能に支持され、第１カッタ機構２３（後述）を保持する。
【００２３】
加圧機構１５は、第１エアシリンダ機構２５（第１エアシリンダ機構の一例）を有している。第１エアシリンダ機構２５は、第１カッタホルダ２１に対して基板Ｗ側への荷重を付与する。具体的には、第１エアシリンダ機構２５は、第１カッタホルダ２１に対して下方への荷重を付与するエア供給源としてのポンプ（図示せず）やレギュレータ（図示せず）、エア供給ポート２５ａ（図４）を有する。
第１エアシリンダ機構２５は、第１ピストン２６を有している。第１ピストン２６は、第１エアベアリング６１（図４）を介してフレーム部材１３に対して上下方向に移動自在に支持されている。
加圧機構１５は、第１カッタ機構２３（第１カッタ機構の一例）を有している。第１カッタ機構２３は、第１カッタホルダ２１の下端部に保持されている。具体的には、第１カッタホルダ２１は、スライドブロック２１ａと、このスライドブロック２１ａから下方に延出するように設けられた円筒状の連結部２１ｂとを有しており、第１カッタ機構２３は連結部２１ｂによって保持されている。第１カッタ機構２３は、図４に示すように、連結部２１ｂ内に保持されたチップホルダ２３ａと、その下端部において水平軸によって回転可能に設けられたカッタホイール２３ｂとを有している。
【００２４】
加圧機構１５は、第２カッタホルダ２２（スライド部材、第２カッタホルダの一例）を有している。第２カッタホルダ２２は、フレーム部材１３に対して上下方向にスライド可能に支持され、第２カッタ機構２４（後述）を保持する。
加圧機構１５は、第２エアシリンダ機構２７（第２エアシリンダ機構の一例）を有している。第２エアシリンダ機構２７は、第２カッタホルダ２２に対して基板Ｗ側への荷重を付与する。具体的には、第２エアシリンダ機構２７は、第２カッタホルダ２２に対して下方への荷重を付与するエア供給源としてのポンプ（図示せず）やレギュレータ（図示せず）、エア供給ポート２７ａ（図４）を有する。
第２エアシリンダ機構２７は、第２ピストン２８を有している。第２ピストン２８は、第２エアベアリング６３（図４）を介してフレーム部材１３に対して上下方向に移動自在に支持されている。
【００２５】
加圧機構１５は、第２カッタ機構２４（第２カッタ機構の一例）を有している。第２カッタ機構２４は、第２カッタホルダ２２の下端部に保持されている。具体的には、第２カッタホルダ２２は、スライドブロック２２ａと、このスライドブロック２２ａから下方に延出するように設けられた円筒状の連結部２２ｂとを有しており、第２カッタ機構２４は連結部２２ｂによって保持されている。第２カッタ機構２４は、連結部２２ｂ内に保持されたチップホルダ２４ａと、その下端部において水平軸によって回転可能に設けられたカッタホイール２４ｂとを有している。
フレーム部材１３の内部には、固定部材８１が固定されている。固定部材８１は、水平方向延びる第１板部８１ａを有しており、第１エアシリンダ機構２５及び第２エアシリンダ機構２７は第１板部８１ａの上に固定されている。第１ピストン２６の下端及び第２ピストン２８の下端は、第１板部８１ａに形成された穴から下方に延びている。また、固定部材８１は、第１板部８１ａの中間から下方に延びる第２板部８１ｂを有している。
【００２６】
スクライブヘッド１は、天秤機構４１（天秤機構の一例）を有している。天秤機構４１は、第１カッタホルダ２１及び第２カッタホルダ２２と第１エアシリンダ機構２５及び第２エアシリンダ機構２７との間に配置されている。
天秤機構４１は、ロバーバル機構である。天秤機構４１は、第１荷重伝達部材５１と、第２荷重伝達部材５３と、第１連結部材５５と、第２連結部材５７とを有している。
第１荷重伝達部材５１は、第１カッタホルダ２１と第１エアシリンダ機構２５との間に配置されている。第１荷重伝達部材５１は、上下方向に延びる本体５１ａを有する。
第２荷重伝達部材５３は、第２カッタホルダ２２と第２エアシリンダ機構２７との間に配置されている。第２荷重伝達部材５３は、上下方向に延びる本体５３ａを有する。
【００２７】
第１連結部材５５は、横方向に延びる部材であり、両端が第１荷重伝達部材５１の上端と第２荷重伝達部材５３の上端に回動自在に連結され、中間部分が固定部材８１の第２板部８１ｂに回動自在に連結されている。
第２連結部材５７は、横方向に延びる部材であり、両端が第１荷重伝達部材５１の下端と第２荷重伝達部材５３の下端に回動自在に連結され、中間部分が固定部材８１の第２板部８１ｂに回動自在に連結されている。
このようにして、平行四辺形となり得るように連結されたリンクによって、ロバーバル機構が実現されている。
【００２８】
第１荷重伝達部材５１の本体５１ａの上面には、第１当接部材７１が設けられている。第１当接部材７１は球である。第１当接部材７１は、第１ピストン２６の平坦な下端面に当接している。
第１カッタホルダ２１のスライドブロック２１ａの上面には、第２当接部材７２が設けられている。第２当接部材７２は球である。第２当接部材７２は、第１荷重伝達部材５１の本体５１ａの下端面に当接している。
第２荷重伝達部材５３の本体５３ａの上面には、第３当接部材７３が設けられている。第３当接部材７３は球である。第３当接部材７３は、第２ピストン２８の平坦な下端面に当接している。
第２カッタホルダ２２のスライドブロック２２ａの上面には、第２当接部材７４が設けられている。第２当接部材７４は球である。第２当接部材７４は、第２荷重伝達部材５３の本体５３ａの下端面に当接している。
【００２９】
以上に述べたように各部材の当接部分に球と平面とを配置しているので、各部材同士の中心位置（負荷点）のズレがあっても吸収できる。
なお、上記の球は磁石で相手側の部材が磁性体であるので、他の部材との接触した状態を常に維持している。また、マグネット接続を採用することで、天秤機構４１と他の構造との組立及び解体が容易である。
第１エアシリンダ機構２５及び第２エアシリンダ機構２７は左右並んで配置されており、通常であれば、天秤部の円弧運動によって、加圧点が変化して微誤差を生じることになる。これは、刃先が基板Ｗに着地する高さの変化、及びストローク範囲内すべての高さにおいて生じる。この実施形態では、天秤部を通常の単純構成ではなく、ロバーバル機構を利用した構成としている。したがって、加圧点が変化しても（ずれても）、ロバーバル機構によって吸収され、その結果、第１カッタホルダ２１及び第２カッタホルダ２２に付与される荷重に変化がない。つまり、低圧切断荷重が安定する。
なお、第１カッタホルダ２１と第２カッタホルダ２２の重量は同一となっている。これにより、上下ヘッドの向きによる荷重補正を回避できる。
【００３０】
第１カッタ機構２３を使用する場合は、天秤機構４１によって、第１エアシリンダ機構２５をメインシリンダとして、第２エアシリンダ機構２７を差圧発生用シリンダとする。つまり、天秤機構４１は、第１エアシリンダ機構２５からの荷重を第１カッタホルダ２１に伝達するとともに、第１エアシリンダ機構２５の荷重をキャンセルするように第２エアシリンダ機構２７の荷重を第１エアシリンダ機構２５に作用させる。これにより、第１カッタ機構２３に微小圧が作用する。
第２カッタ機構２４を使用する場合は、天秤機構４１によって、第２エアシリンダ機構２７をメインシリンダとして、第１エアシリンダ機構２５を差圧発生用シリンダとする。つまり、天秤機構４１は、第２エアシリンダ機構２７からの荷重を第２カッタホルダ２２に伝達するとともに、第２エアシリンダ機構２７の荷重をキャンセルするように第１エアシリンダ機構２５の荷重を第２エアシリンダ機構２７に作用させる。これにより、第２カッタ機構２４に微小圧が作用する。
このように第１エアシリンダ機構２５と第２エアシリンダ機構２７による差圧推力を利用することで、第１カッタホルダ２１又は第２カッタホルダ２２を基板Ｗ側に移動させる。したがって、第１カッタ機構２３又は第２カッタ機構２４から基板Ｗに付与される荷重を極端に小さくできる。その結果、薄い基板Ｗを破損させることなく、しかも、精度良くスクライブ動作を行なうことができる。
【００３１】
第１カッタホルダ２１は、フレーム部材１３に対して上下方向に移動自在にガイドされている。具体的には、第１カッタホルダ２１は、第３エアベアリング６５（エアベアリングの一例）を介してフレーム部材１３に対して上下方向にスライド可能に支持されている。第２カッタホルダ２２は第４エアベアリング６７（エアベアリングの一例）を介して、フレーム部材１３に対して上下方向に移動自在にガイドされている。したがって、第１カッタホルダ２１に対する抵抗が大幅に小さくなる。
第１エアベアリング６１は、エア供給ポート６１ａ（図４）を介してポンプ（図示せず）やレギュレータ（図示せず）に接続されている。第２エアベアリング６３は、エア供給ポート６３ａ（図４）を介してポンプ（図示せず）やレギュレータ（図示せず）に接続されている。第３エアベアリング６５は、エア供給ポート６５ａ（図４）を介してポンプ（図示せず）やレギュレータ（図示せず）に接続されている。第４エアベアリング６７は、エア供給ポート６７ａ（図４）を介してポンプ（図示せず）やレギュレータ（図示せず）に接続されている。
以上に述べたように、刃先上下動に関わるすべての摺動部において、エアベアリングを用いている。これにより、摺動時の抵抗は限りなく「０」に近い状態となり、荷重安定性能が向上する。
【００３２】
（３−２）位置決め機構
位置決め機構１７は、加圧機構１５、具体的には第１カッタホルダ２１及び第２カッタホルダ２２の上下方向の位置決めを行う機構である。切り込み量の設定も位置決め機構１７で行われる。
位置決め機構１７は、サーボモータ３１を有している。サーボモータ３１は、フレーム部材１３の上面に固定されている。サーボモータ３１は、垂直状態に配置されたモータ本体部３１ａと、それから下方に延出した回転軸３１ｂとを有している。回転軸３１ｂには、カップリング３３を介してボールネジ３５が連結されている。ボールネジ３５は、サーボモータ３１の回転軸３１ｂと同軸状態であって、回転軸３１ｂと一体となって回転する。
【００３３】
位置決め機構１７は、ナット部材３７を有している。ナット部材３７は、ボールネジ３５にネジ結合されている。従って、サーボモータ３１の回転軸３１ｂの回転によってボールネジ３５が回転すると、ナット部材３７は、上下方向にネジ送りされ、上下方向にスライドする。
位置決め機構１７は、支持部材３９を有している。支持部材３９は、第１カッタホルダ２１を基板Ｗ側から離脱可能に支持する。具体的には、支持部材３９は、ナット部材３７に固定され、加圧機構１５側に延びる位置決めプレート３９ａと、それに固定された２本のボルト３９ｂとからなる。２本のボルト３９ｂは、第１荷重伝達部材５１の第１当接部材５１ｂ及び第２荷重伝達部材５３の第２当接部材５３ｂに対して下方から当接又は近接可能である。
【００３４】
位置決めプレート３９ａには、下方に延びる２本のシャフト７５が設けられている。シャフト７５は、ブッシュ７６によって上下移動可能にガイドされている。シャフト７５の下端とフレーム部材１３の底部との間には、それぞれコイルスプリング７９（合計２本）が配置されている。コイルスプリング７９は、第１カッタホルダ２１が下降した状態では、圧縮されている。したがって、異常が発生して電源断の時に、コイルスプリング７９によって刃先引き上げが可能である。
【００３５】
（４）スクライブ動作
最初に、基板Ｗが搬送され、テーブル１０２の上に載置される。そして、スクライブヘッド１がＸ方向に移動させられて所定の位置に位置決めされる。
【００３６】
次に、図９〜図１１を用いて、スクライブヘッド１の第１カッタホルダ２１を下降させる動作を説明する。図９〜図１１は、スクライブヘッドの模式図である。
図９に示す初期の状態では、例えば第１エアシリンダ機構２５において与圧を発生して、第１当接部材５１ｂをボルト３９ｂに当接させている。また、このときに第２エアシリンダ機構２７においても圧を発生していてもよい。このとき、カッタホイール２３ｂと基板Ｗとの間には距離Ｓ１（例えば、１０ｍｍ）が確保されている。
次に、図１０に示すように、スクライブヘッド１において、サーボモータ３１が正転駆動される。これにより、サーボモータ３１の回転軸３１ｂに連結されたボールネジ３５が、回転軸３１ｂと一体となって同方向に回転される。そして、ナット部材３７が下方にネジ送りされる。したがって、第１カッタホルダ２１は、支持部材３９の移動と共に下方へと移動する。最後に、カッタホイール２３ｂが基板Ｗに当接する。このときには、すでに、第１エアシリンダ機構２５と第２エアシリンダ機構２７が作動しており、第１カッタホルダ２１に差圧推力が作用している。
【００３７】
次に、図１１に示すように、支持部材３９が距離Ｓ２（例えば２ｍｍ）下方に移動させられ、カッタホイール２３ｂから基板Ｗに対して所望のスクライブ荷重が付与された状態になる。この結果、カッタホイール２３ｂの下端が、基板Ｗの表面から所定の距離だけ下降した位置になる。このとき、支持部材３９は第１当接部材５１ｂから下方に距離Ｓ２離れており、したがってスクライブ荷重は加圧機構１５によってのみ発生している。
【００３８】
以上に述べたように、このスクライブヘッド１では、第１エアシリンダ機構２５と第２エアシリンダ機構２７による差圧推力を利用して、例えば第１カッタホルダ２１を基板Ｗ側に移動させる。したがって、第１カッタ機構２３から基板Ｗに付与される荷重を極端に小さくできる。その結果、薄板の基板Ｗを破損させることなく、しかも、精度良くスクライブ動作を行なうことができる。
【００３９】
以上に述べたように、このスクライブヘッド１では、位置決め機構１７が第１カッタホルダ２１を位置決めして第１カッタ機構２３を基板Ｗに当接させると、次に位置決め機構１７の支持部材３９が第１カッタホルダ２１から離れて基板Ｗ側に移動する。すると、以後は第１エアシリンダ機構２５と第２エアシリンダ機構２７による差圧推力によってのみ第１カッタ機構２３が基板Ｗに押し付けられる。この状態が第１カッタ機構２３による基板Ｗの切断可能状態であり、つまり第１カッタ機構２３による基板Ｗの切断中には位置決め機構１７が加圧機構１５から切り離されている。この結果、基板Ｗの切断中に位置決め機構１７の各部分の抵抗が加圧機構１５に影響を与えない。
【００４０】
最後に、スクライブヘッド１がＸ方向に移動することで、カッタホイール２３ｂは、予め設定された所定のスクライブ荷重によって基板Ｗに圧接された状態で基板Ｗの表面を移動する。これにより、基板Ｗにはスクライブラインが形成される。
【００４１】
２．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
【００４２】
第１実施形態では２本のカッタホルダにそれぞれカッタ機構を装着していたが、カッタ機構は１つでもよい。その場合は、一方のカッタホルダはスライド部材として機能する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、脆性材料基板をスクライブするために使用されるスクライブヘッド及びスクライブ装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１        ：スクライブヘッド
１３      ：フレーム部材
１５      ：加圧機構
１７      ：位置決め機構
２１      ：第１カッタホルダ
２２      ：第２カッタホルダ
２３      ：第１カッタ機構
２４      ：第２カッタ機構
２５      ：第１エアシリンダ機構
２６      ：第１ピストン
２７      ：第２エアシリンダ機構
２８      ：第２ピストン
３１      ：サーボモータ
４１      ：天秤機構
５１      ：第１荷重伝達部材
５３      ：第２荷重伝達部材
８１      ：固定部材
１０１    ：スクライブ装置
Ｗ        ：脆性材料基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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