(57)【要約】      （修正有）【課題】カッターホイールのふらつきを抑制して安定よく保持できるとともに高精度で高品位のスクライブラインを加工することのできるスクライブ装置並びにスクライブ方法を提供する。【解決手段】カッターホイール２を脆性材料基板Ｗの表面に押しつけながら相対的に移動させることにより基板Ｗにスクライブラインを加工するスクライブ装置において、スクライブラインを加工するカッターホイール２がモータＭに連結されてスクライブ進行方向に向かって自転するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッターホイールを脆性材料基板の表面に押しつけながら相対的に移動させることにより基板にスクライブラインを加工するスクライブ装置において、
前記スクライブラインを加工するカッターホイールが駆動源に連結されてスクライブ進行方向に向かって自転するように形成されていることを特徴とするスクライブ装置。
【請求項２】
前記カッターホイールの周速度と基板に対する移動速度とが同速度となるように形成調整されている請求項１に記載のスクライブ装置。
【請求項３】
前記カッターホイールが回転軸に固定され、当該回転軸が前記駆動源に連結されて駆動するように形成されている請求項１または請求項２に記載のスクライブ装置。
【請求項４】
前記カッターホイールの回転軸並びに前記駆動源がスクライブ装置の固定機枠部分に取り付けられ、前記脆性材料基板を保持するテーブルがカッターホイールに対して移動するように形成されている請求項３に記載のスクライブ装置。
【請求項５】
前記カッターホイールがスクライブ装置のスクライブヘッドに組み込まれたカッターホルダに配置され、前記回転軸並びにこれを駆動する前記駆動源が前記スクライブヘッドに連なる部分に取り付けられて前記カッターホイールとともに前記基板に対して移動できるように形成されている請求項３に記載のスクライブ装置。
【請求項６】
前記カッターホイールはスクライブヘッドに設けられたカッターホルダの下部にその一部を下方に露出させた状態で回動自在に保持され、前記カッターホイールの刃先の左右傾斜面に上方から面接触で圧接する駆動輪と補助輪とが前記カッターホイールのスクライブ方向に沿った前後に振り分けられた位置で前記カッターホルダ内部に配置され、前記駆動輪は回転軸を介して前記駆動源に連結されていて当該駆動輪との摩擦により前記カッターホイールが回転するように形成されている請求項１または請求項２に記載のスクライブ装置。
【請求項７】
前記駆動輪の回転軸並びに前記駆動源がスクライブ装置の固定機枠部分に取り付けられ、前記脆性材料基板を保持するテーブルがカッターホイールに対して移動するように形成されている請求項６に記載のスクライブ装置。
【請求項８】
前記駆動輪の回転軸並びに前記駆動源が前記スクライブヘッドに連なる部分に取り付けられて前記カッターホイールとともに前記基板に対して移動できるように形成されている請求項６に記載のスクライブ装置。
【請求項９】
前記駆動源と、当該駆動源から前記カッターホイールに回転力を伝える軸との間に軸の回転方向に弾性力を付与させたカップリング、またはスクライブ方向にのみ回転力を伝えるワンウエイクラッチ若しくはその両方が組み付けられている請求項１〜８に記載のスクライブ装置。
【請求項１０】
カッターホイールを脆性材料基板の表面に押しつけながら相対的に移動させることにより基板にスクライブラインを加工するスクライブ方法であって、
前記スクライブラインを加工するカッターホイールを駆動源モータによりスクライブ進行方向に向かって自転させながらスクライブするようにしたスクライブ方法。
【請求項１１】
前記カッターホイールの周速度と基板に対する移動速度とを一致させて基板表面に対する刃先稜線に滑りのない状態でスクライブするようにした請求項１０に記載のスクライブ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂基板や脆性材料基板にカッターホイールで分断用のスクライブラインを加工するスクライブ装置及びスクライブ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、大判のマザー基板から単位基板を切り出す場合は、例えば、特許文献１で示すようなスクライブ装置を用いて、カッターホイールをマザー基板の表面に押しつけながら移動させて縦、横のスクライブライン（切溝）を形成し、次いで、基板を撓ませるなどをしてスクライブラインから分断することにより単位基板を取り出している。
【０００３】
従来のカッターホイールは、図８及び図９に示すように、カッターホイール２の軸穴に対して、カッターホルダ９Ｂに保持された軸２０を回転自在に挿通して形成されている。そして、カッターホルダ９Ｂに連なるスクライブヘッド又は、加工される基板を保持するテーブルを移動させることでカッターホイール２を基板との摩擦力で転動させて基板にスクライブライン（切り溝）を加工している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７２００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、カッターホイールを軸に対して回転可能に保持させるためには、カッターホイールの軸穴内面と軸外周面との間に隙間（クリアランス）を設ける必要があり、例えば直径２〜３ｍｍ、軸穴の内径０．８ｍｍのカッターホイールでは少なくとも１０〜２０μｍの隙間を必要とする。従って、その隙間の分だけカッターホイールが不安定になって刃先の振れ等が生し、スクライブ開始位置の軸方向におけるバラツキやスクライブラインのうねり等の発生原因となる。
【０００６】
また、軸穴内面と軸外周面との間に生じる摩擦力が、摩耗やその他の何らかの要因で変化することにより、カッターホイールの基板に対する摩擦力が変化すると、カッターホイールの刃先稜線と基板との間に滑りが生じてスクライブラインの加工精度が劣化すると共に、カッターホイールの刃先の摩耗が進んで使用寿命が低下するといった問題点があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、カッターホイールのふらつきを抑制して安定よく保持できるとともに高精度で高品位のスクライブラインを加工することのできるスクライブ装置並びにスクライブ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。即ち、本発明では、カッターホイールを脆性材料基板の表面に押しつけながら相対的に移動させることにより基板にスクライブラインを加工するスクライブ装置において、前記スクライブラインを加工するカッターホイールが駆動源に連結されてスクライブ進行方向に向かって自転するように形成されている構成とした。
【０００９】
また本発明は、カッターホイールを脆性材料基板の表面に押しつけながら相対的に移動させることにより基板にスクライブラインを加工するスクライブ方法であって、前記スクライブラインを加工するカッターホイールを駆動源によりスクライブ進行方向に向かって自転させながらスクライブするようにしたスクライブ方法も特徴とする。
ここで、前記カッターホイールの周速度と基板に対する移動速度とが同じ速度となるように調整形成するのがよい。
また、駆動源にはモータを用いるのが一般的であるが、カッターホイールを自転する動力を与えるものであれば特に限定されない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、カッターホイールが基板に対して自転しながらスクライブするようにしたので、基板に対して不規則なスリップなどが生じることがなくなって安定した状態でスクライブすることができ、バラツキのない高品位のスクライブラインを加工することができる。また、スクライブ速度に対してカッターホルダの周速度を変えることにより、例えば周速度を遅くしてスクライブラインのクラック（亀裂）を深く加工したりするなどして、クラックの浸透度を任意に調整することができる。
また、カッターホイールの周速度と基板に対する移動速度とを同じ速度となるように調整することにより、基板表面に対して刃先稜線に滑りのない状態でスクライブすることができる。これにより、高精度のスクライブラインを加工することができると共に、刃先稜線の摩耗を抑制してカッターホイールの長寿命化を図ることができるといった効果がある。
【００１１】
本発明において、前記カッターホイールが回転軸に固定され、当該回転軸が前記モータ駆動源に連結されて駆動するように形成されている構成とするのがよい。
これにより、カッターホイールと回転軸との間の隙間がなくなるので、隙間による刃先の振れ等を解消でき、スクライブ開始位置のバラツキやスクライブラインのうねり等の発生を防止することができる。
【００１２】
本発明において、前記カッターホイールはスクライブヘッドに設けられたカッターホルダの下部にその一部を下方に露出させた状態で回動自在に保持され、前記カッターホイールの刃先の左右傾斜面に上方から面接触で圧接する駆動輪と補助輪とが前記カッターホイールのスクライブ方向に沿った前後に振り分けられた位置で前記カッターホルダ内部に配置され、前記駆動輪が回転軸を介して駆動源に連動連結されていて当該駆動輪との摩擦により前記カッターホイールが回転するように形成されている構成とするのがよい。
こうすることで、カッターホイールは駆動輪と補助輪とによって上方からバランスよく下方に押しつけられ、これにより、カッターホイールの回転軸受部分の隙間はなくなってカッターホイールをふらつきのない状態で安定よく保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかるスクライブ装置の最初の実施例を示す正面図。
【図２】上記実施例におけるカッターホイール部分の拡大断面図。
【図３】本発明にかかるスクライブ装置の別の実施例を示す正面図。
【図４】図３の実施例におけるカッターホイール部分の拡大断面図。
【図５】本発明の更に別の実施例の要部を示す側面図。
【図６】図５におけるＡ−Ａ線断面図。
【図７】図５におけるＢ−Ｂ線断面図。
【図８】従来のカッターホイール取付部分を示す断面図。
【図９】図８におけるＣ−Ｃ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るスクライブ装置の詳細を図に基づいて説明する。
図１及び図２は、本発明のスクライブ装置の最初の実施例を示すものである。このスクライブ装置では、加工すべき基板Ｗを上面に保持するテーブル１と、テーブル１の上方に配置されて基板Ｗにスクライブラインを加工するカッターホイール２とを備えている。テーブル１は、Ｘ方向に延びるレール３並びにこれに直交するＹ方向のレール４に沿って所望の速度で移動できるように形成され、昇降機構５により昇降可能に形成されている。
【００１５】
カッターホイール２は、スクライブ装置の機枠６に保持された回転軸７に固着され、前記機枠６に取り付けられたモータＭ（駆動源）により所望の周速度で自転するように形成されている。回転軸７とモータ軸２２とは軸間の芯ズレを許容するカップリング（軸継ぎ手）Ｄを介して接続されている。本実施例では、このカップリングＤがゴムなどの天然又は合成樹脂からなる弾性材料で形成され、これにより軸回転方向への弾性力が付与されている。カップリングＤに弾性力を付与するために、樹脂に代えて板バネや磁石、流体継手を用いてもよい。
また、本実施例では、回転軸７がテーパーピンで形成されており、テーパーピンにカッターホイール２の軸穴を押し込むことによりくさび効果でカッターホイールを固く止着することができるようにしてある。尚、カッターホイール２は、図２に示すように、周縁刃先部分で刃先稜線２ａを頂点とする左右対称的な傾斜面２ｂ、２ｂを備えている。
【００１６】
また、カッターホイール２は、テーブル上方にあるスクライブヘッド８に組み込まれたカッターホルダ９の内部に周面の一部を露出させた状態で配置されている。この実施例では、スクライブヘッド８は機枠６に固定されており、カッターホルダ９はカッターホイール２のカバーとしての役目を果たしている。
装置全体の動きはコンピュータ装置で形成されている制御部３０により制御され、テーブル１のＸ、Ｙ方向の移動速度やカッターホイール２の周速度についても、制御部３０からの制御信号により調整できるようにしてある。
【００１７】
基板Ｗにスクライブラインを加工する場合は、昇降装置５によりテーブル１を上昇させてカッターホイール２を基板Ｗに押し当てた状態で、カッターホイール２をモータＭによりスクライブ方向に向かって自転させながらテーブル１をＹ方向に移動させて行う。この際、カッターホイール２の周速度と基板に対する移動速度とが一致するように設定しておく。具体的には、モータＭを回転制御可能なサーボモータまたはトルクモータで形成し、カッターホイール２の周速度に合わせたテーブル１の移動速度となる制御が行われるように制御信号を設定しておく。
【００１８】
上記のごとく構成されたスクライブ装置では、カッターホイール２が基板Ｗに対して自転しながらスクライブするので、基板に対して異常なスリップなどが生じることがなくなって安定した状態でスクライブすることができる。またカッターホイール２と回転軸７との間に隙間が存在しないので、隙間による刃先の振れ等がなくなってスクライブ開始位置のバラツキやスクライブラインのうねり等の発生を防止することができ、高精度、高品位のスクライブラインを加工することができる。
また、カッターホイール２の周速度と基板Ｗに対する移動速度とを同じ速度で形成することにより、スクライブ時に刃先稜線と基板Ｗとの間の接触圧力が変化しても、基板表面に対して刃先稜線に滑りのない状態でスクライブすることができる。これにより、スクライブラインの精度を安定した状態で維持することができると共に、刃先稜線の摩耗を抑制し、カッターホイールの長寿命化を図ることができる。
【００１９】
また、本実施例では、スクライブ中に、カッターホイール２の回転速度と、基板Ｗを載せたテーブルの移動速度に何らかの原因で意図しない機械的や電気的なズレが生じても、回転軸７とモータ軸２２との間に回転方向に弾性を有するカップリングがあることで、刃先と基板との異常な摩擦を軽減してスクライブ品質の極端な劣化を抑制することができる。
【００２０】
尚、図示は省略するが、上記カップリングＤに代えて、スクライブ方向にのみ回転力を伝えるワンウエイクラッチ（一方向回転クラッチ）を、モータＭと回転軸７との間に組み込むようにしてもよい。カッターホイール２の回転速度に対し、テーブルの移動速度が遅い場合、特にスクライブ品質が劣化しやすくなるが、これにより、カッターホイール２の回転速度とテーブルの移動速度に機械的や電気的なズレが生じても、スクライブ方向に対する刃先と基板との異常な摩擦を緩和してスクライブ品質の極端な劣化を抑制することができる。
【００２１】
また、上記のワンウエイクラッチとカップリングＤの両方を組み付けるようにしてもよい。これにより、カッターホイール２の回転速度と、テーブルの移動速度に機械的や電気的なズレが生じた場合のスクライブ品質の劣化をさらに効果的に抑制することができる。尚、この場合、モータ側にワンウエイクラッチを、カッターホイール側にカップリングを取り付けるのが好ましい。
【００２２】
図３並びに図４は、カッターホイール２がスクライブ装置のスクライブヘッドとともに移動できるようにした実施例を示すものである。この実施例では、スクライブヘッド８がテーブル１を跨ぐように配置された機枠１０にガイド１１を介してＹ方向に移動可能に保持されている。このスクライブヘッド８に昇降機構１２を介して昇降可能に取り付けられたカッターホルダ９に、回転軸７に固着されたカッターホイール２が配置されている。回転軸７並びにこれを駆動するモータＭはカッターホルダ９とともに昇降できるようにカッターホルダ９に連なる支持ステー１３に保持されている。テーブル１はレール１４に沿ってＸ方向に移動可能に設けられている。
【００２３】
このスクライブ装置では、カッターホイール２を下降させ、基板Ｗの表面に押しつけた状態でカッターホイール２をモータＭで自転させながらスクライブヘッド８をＹ方向に移動させることにより基板Ｗの表面にスクライブラインを加工することができる。
この場合もカッターホイール２の自転により上記実施例と同様の効果を発揮することができる。
また、先の実施例と同様に、モータＭと回転軸７との間に上記したカップリングやワンウエイクラッチのいずれか一方、若しくはその両方を取り付けるようにしてもよい。
【００２４】
図５〜図７は本発明の他の実施例を示すものである。この実施例では、カッターホイール２はカッターホルダ９Ａの下部にその一部を下方に露出させた状態で枢軸１５により回動自在に保持されている。そして、カッターホイール２の刃先の左右傾斜面２ｂ、２ｂ
に上方から面接触で圧接する駆動輪１６と補助輪１７とがカッターホイール２のスクライブ方向に沿って前後に振り分けられた位置でカッターホルダ９Ａ内に配置されている。駆動輪１６は回転軸１８を介してモータ（図示外）に連動連結されており、回転軸１８及び補助輪１７の軸１９はベアリング２０、２１を介してカッターホルダ９Ａにそれぞれ支承されている。これにより、モータによって駆動される駆動輪１６との摩擦力によってカッターホイール２がスクライブ方向に向かって自転するように形成されている。また、カッターホイール２は上方から駆動輪１６と補助輪１７とによってバランスよく下方に押しつけられているので、カッターホイール２の回転軸受部分の隙間はなくなってカッターホイール２のふらつきをなくすることができる。
尚、上記した駆動輪１６並びに補助輪１７のカッターホイールに対する左右接触面の外幅Ｌが、カッターホイール２の厚みｔより小さくなるように形成されている。こうすることで、カッターホイールが駆動輪や補助輪より硬いことから、経年使用により駆動輪や補助輪が摩耗したときに、カッターホイールの刃先が駆動輪や補助輪の窪んだ接触面に食い込むことを防止することができる。
【００２５】
尚、駆動輪１６の回転軸１８を駆動させるモータは、先の図１で示した実施例と同様に、スクライブ装置の固定機枠部分に取り付けて、カッターホイール２を定位置で回転させるようにしてもよく、或いは図３及び図４で示した実施例のように、カッターホルダ９Ａに連なる部分に取り付けてカッターホイールとともに基板Ｗに対して移動できるように形成してもよい。
【００２６】
この実施例においても、カッターホイール２の自転により先に述べた実施例と同様の効果を発揮することができる。
また、この実施例においても、モータＭと回転軸７との間に上記したカップリングやワンウエイクラッチのいずれか一方、若しくはその両方を取り付けるようにしてもよい。
【００２７】
以上本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものではない。例えば、上記実施例では、カッターホイール２の周速度と基板Ｗに対する移動速度（スクライブ速度）とを一致させて基板表面に対する刃先稜線２ａに滑りのない状態でスクライブするようにしたが、要求に応じてスクライブ速度に対するカッターホイールの周速度を任意に調整してスクライブすることができる。一例として、スクライブ速度に対してカッターホイールの周速度を遅くすることで基板厚み方向の亀裂（クラック）を深くすることができ、基板ブレイク時の分離性を高めることができる。その他本発明は、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜変更、修正を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、樹脂基板や脆性材料基板にカッターホイールで分断用のスクライブラインを加工するスクライブ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
Ｄ  カップリング
Ｍ  モータ（駆動源）
Ｗ  基板
１  テーブル
２  カッターホイール
６  機枠
７  回転軸
８  スクライブヘッド
９  カッターホルダ
９Ａ  カッターホルダ
１６  駆動輪
１７  補助輪
１８  回転軸
【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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