(57)【要約】      （修正有）【課題】カッターホイールで閉曲線のスクライブラインをスクライブするにあたって、「ソゲ」の発生を抑制することができるスクライブ方法を提供する。【解決手段】複数の直線部と、これら直線部を結ぶ角部に形成された曲線部とからなる略多角形の閉曲線の形状をなすスクライブ予定ラインに沿って、カッターホイールを基板Ｗの表面に圧接しながら相対的に移動させてスクライブするスクライブ方法であって、閉曲線の外側のスクライブ開始位置ＰＳからカッターホイールをスタートさせて、直線助走部Ｌ０から第１直線部Ｌ１を通って第４曲線部Ｒ４までスクライブして閉曲線を完成させる際に、第４曲線部Ｒ４の終端領域βでのカッターホイールの圧接力並びに転動速度を、他の部分のスクライブ時の圧接力並びに転動速度よりも高圧かつ低速で行うようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の直線部と、これら直線部を結ぶ角部に形成された弧状の曲線部とからなる略多角形の閉曲線の形状をなすスクライブ予定ラインに沿って、カッターホイールを脆性材料基板の表面に圧接しながら相対的に移動させることによりスクライブする脆性材料基板のスクライブ方法であって、
前記直線部の一つを第１直線部とし、この第１直線部に連なって閉曲線を完成させる最終の曲線部を最終曲線部としたとき、
前記閉曲線の外側のスクライブ開始位置からカッターホイールによるスクライブを開始し、前記第１直線部に至るまで前記閉曲線の外側に直線状に設定された直線助走部をスクライブし、続いて前記第１直線部から前記最終曲線部までスクライブして前記閉曲線を完成させる際に、
前記最終曲線部の終端領域でのカッターホイールの圧接力並びに転動速度を他の部分のスクライブ時の圧接力並びに転動速度よりも高圧かつ低速で行うようにした脆性材料基板のスクライブ方法。
【請求項２】
前記高圧かつ低速スクライブを行う終端領域は、最終曲線部の曲線の軌跡の後半分以下とした請求項１に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
【請求項３】
前記最終曲線部が円弧であり、前記終端領域は合流点までの距離が３ｍｍ〜５ｍｍである請求項１または請求項２に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス等の脆性材料からなるマザー基板のスクライブ方法に関する。特に本発明は、角部に弧状の曲線部を有する略四角形の閉曲線からなるスクライブ予定ラインに沿って、マザー基板の表面にカッターホイール（スクライビングホイールともいう）でスクライブラインを加工するためのスクライブ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、大面積のマザー基板の表面に、カッターホイール、若しくは、レーザビーム等によるスクライブ手段を用いて、互いに直交するＸ方向並びにＹ方向のスクライブライン（分断用の切り線）を形成し、その後、当該スクライブラインに沿って外力を印加して、マザー基板を単位基板ごとに分断する方法は知られており、例えば、特許文献１や特許文献２などで開示されている。
【０００３】
図１に示すように、マザー基板Ｗから切り出される単位基板Ｗ１として、四辺の直線部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と、これら直線部を結ぶ角部に形成された弧状の曲線部Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４とからなる略四角形の閉曲線の形状をなすスクライブラインＳに沿って分断されるものがあり、例えば、携帯電話等の液晶ディスプレイ画面として用いられる。
【０００４】
マザー基板Ｗに上記閉曲線からなるスクライブラインＳをカッターホイールでスクライブする場合、通常、図４に示すように、マザー基板Ｗの外側のスクライブ開始位置ＰＳから、刃先の向きを３６０°変えられるように保持されたカッターホイールをスタートさせ、基板Ｗ表面に押しつけながら閉曲線の外側の直線助走部Ｌ０を通って第１直線部Ｌ１まで転動させる。そして、第１直線部Ｌ１から図１に示す第１曲線部Ｒ１、第２直線部Ｌ２、第２曲線部Ｒ２、第３直線部Ｌ３、第３曲線部Ｒ３、第４直線部Ｌ４、第４曲線部Ｒ４を順次転動させて第１直線部Ｌ１に合流させることにより、閉曲線の形状をなすスクライブラインＳを形成する。
【０００５】
カッターホイールをマザー基板Ｗの外側からスタートさせる方法は、一般的に「外切り」と呼ばれている。詳しくは、図７（ａ）に示すように、カッターホイールＫの最下端をマザー基板Ｗの表面（上面）より僅かに下方まで降下させた状態で、マザー基板Ｗの端縁外側の位置（スクライブ開始位置）にセットし、この位置からカッターホイールＫを水平移動させて基板Ｗ端部に乗り上げ、さらに所定のスクライブ圧で押圧しながら水平移動させてスクライブを行う方法をいう。このような「外切り」は、カッターホイールＫの基板Ｗに対するかかり（食い込み）がよく、基板をスクライブするには好適である。
また、参考までに記述すると、「外切り」に対し「内切り」と呼ばれるスクライブ方法がある。「内切り」とは、図７（ｂ）に示すように、マザー基板Ｗの端縁から２ｍｍ〜１０ｍｍ程度内側（スクライブ開始位置）にてカッターホイールＫを上方から降下させて基板Ｗに所定のスクライブ圧で当接させ、押圧しながら水平移動させてスクライブを行う方法をいう。
なお、スクライブが可能である限り、「外切り」「内切り」のどちらを採用しても構わないが、携帯電話のディスプレイ画面に使用されるような、基板表面に強い圧縮応力を与えた強化ガラスでは、「内切り」による加工が困難な場合があるので、その場合には「外切り」を採用することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３５８１６号公報
【特許文献２】特許第３７８７４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した角部に曲線部を有する閉曲線のスクライブ方法では、直線助走部Ｌ０から第１直線部Ｌ１にかけての直線領域と、第４曲線部Ｒ４との合流部分に「ソゲ」と呼ばれる好ましくない現象が発生することがあった。「ソゲ」とは、図６に示すように、カッターホイールＫの押圧転動により形成される垂直方向のクラック（亀裂）Ｃが途中から斜め方向に逸れてしまう現象である。この「ソゲ」は、図４に示す第４曲線部Ｒ４が、先に切られた直線助走部Ｌ０に近接する地点Ｐ１付近から発生し、第１直線部Ｌ１との合流点Ｐ２までの間Ｂ１にわたって生じやすい。これは、先にスクライブラインが形成されてそのスクライブラインを閉じようとする方向に応力が働いている直線助走部Ｌ０に、第４曲線部Ｒ４の垂直クラックが誘導されるためと考えられる。このような「ソゲ」が発生すると、当然ながら高品質の単位基板を切り出すことができず、歩留まりも悪くなる。
【０００８】
また、切り出される単位基板の種類によっては、デザイン上の見地から、図５に示すように、真円の円弧部Ｒ’の両端部分Ｒ”が放物線のように次第になだらかとなって、直線部に連なるようにして曲線部（Ｒ１〜Ｒ４）を形成したものがある。このような場合、第４曲線部Ｒ４と直線助走部Ｌ０との近接した位置Ｐ１から、第４曲線部Ｒ４と第１直線部Ｌ１との合流点Ｐ２との距離Ｂ２はさらに長くなり、その分だけ「ソゲ」の発生頻度が高くなる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み発明されたものであって、カッターホイールで閉曲線のスクライブラインをスクライブするにあたって、「ソゲ」の発生を抑制することができる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】
【００１０】
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。すなわち、本発明のスクライブ方法は、複数の直線部と、これら直線部を結ぶ角部に形成された弧状の曲線部とからなる略多角形の閉曲線の形状をなすスクライブ予定ラインに沿って、カッターホイールを脆性材料基板の表面に圧接しながら相対的に移動させることによりスクライブする脆性材料基板のスクライブ方法であって、前記直線部の一つを第１直線部とし、この第１直線部に連なって閉曲線を完成させる最終の曲線部を最終曲線部としたとき、前記閉曲線の外側のスクライブ開始位置からカッターホイールによるスクライブを開始し、前記第１直線部に至るまで前記閉曲線の外側に直線状に設定された直線助走部をスクライブし、続いて前記第１直線部から前記最終曲線部までスクライブして前記閉曲線を完成させる際に、前記最終曲線部の終端領域でのカッターホイールの圧接力並びに転動速度を他の部分のスクライブ時の圧接力並びに転動速度よりも高圧かつ低速で行うようにした。
【００１１】
ここで、前記高圧かつ低速でスクライブを行う終端領域は、最終曲線部の曲線の軌跡の後半分以下とするのが好ましい。
具体的には、最終曲線部が円弧である場合、終端領域は合流点までの距離が３ｍｍ〜５ｍｍ程度とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、直線助走部から第１直線部に入ったカッターホイールが閉曲線の形状をなすスクライブ予定ラインを一周して第４曲線部と第１直線部との合流点に戻りスクライブが完了する。この合流点に戻る第４曲線の終端領域で、他の部分より高圧でかつ低速でスクライブすることによって、クラックが直線助走部側に引かれる力よりもクラックを垂直方向に深く浸透させる力が勝るようにすることができ、これにより、合流点並びにその近傍箇所での斜め方向に走る「ソゲ」の発生を軽減することができる。なお、高圧の荷重を加えることにより、垂直クラックが深く浸透することによってこの部分に完全分断が生じやすくなるが、たとえ完全分断が生じても、分断される終端領域は短い領域であるので、閉曲線で囲まれた単位基板全体が分離することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】スクライブ手段を用いてスクライブされるマザー基板の平面図。
【図２】本発明のスクライブ方法を説明するための要部拡大図。
【図３】本発明方法を実施するためのスクライブ装置の一例を示す概略的正面図。
【図４】従来のスクライブ方法を説明するためのマザー基板の一部拡大図。
【図５】別のマザー基板を示す図４同様の拡大図。
【図６】「ソゲ」の現象を説明するための断面図。
【図７】「外切り」「内切り」のスクライブ手段を説明する図。
【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方法について、図面を用いて詳細に説明する。
図３は、本発明においてスクライブラインを加工するために用いられるスクライブ装置の一例を示す概略的な正面図である。
【００１５】
スクライブ装置Ａは、加工すべきマザー基板Ｗを載置するテーブル１を備えている。テーブル１は、この上に載置したマザー基板Ｗを定位置で保持できるようにエア吸引孔（図示外）などの保持機構を備えている。また、テーブル１は、水平なレール２に沿ってＹ方向（図３において紙面に垂直な方向）に移動できるようになっており、モータ（図示外）によって回転するネジ軸３により駆動される。さらにテーブル１は、モータを内蔵する回転駆動部４により水平面内で回動できるようになっている。
【００１６】
一対の支持柱５、５と、Ｘ方向に水平に延びるビーム（横桟）６とを備えたブリッジ７が、テーブル１上を跨ぐようにして設けられている。ビーム６には、Ｘ方向に水平に延びるガイド８が設けられ、このガイド８にカッターホイール９を保持するスクライブヘッド１０がモータ１１の駆動によりＸ方向に移動できるように取り付けられている。カッターホイール９はスクライブヘッド１０により、ＸＹ面内で回転自在に保持されている。つまり、刃先の向きが３６０°自在に変更できるようにしてある。
【００１７】
図１は、本発明方法によりスクライブされるマザー基板の平面図であり、図２はその要部の拡大図である。
図１において、スクライブ予定ラインが符号Ｓで示されている。このスクライブ予定ラインＳは、先に説明したように、四辺の第１直線部Ｌ１、第２直線部Ｌ２、第３直線部Ｌ３、第４直線部Ｌ４と、これら直線部を結ぶ角部に形成された弧状の第１曲線部Ｒ１、第２曲線部Ｒ２、第３曲線部Ｒ３、第４曲線部Ｒ４とからなる略四角形の閉曲線の形状をなしている。
【００１８】
上記閉曲線で形成されるスクライブ予定ラインＳをスクライブするに際して、まず、マザー基板Ｗをスクライブ装置Ａのテーブル１上に載置し、マザー基板Ｗの外側のスクライブ開始位置ＰＳからカッターホイール９を基板表面に押圧しながら直線助走部Ｌ０１をスクライブし、続いてこれに連なる第１直線部Ｌ１をスクライブする。
【００１９】
続いて、カッターホイール９を、第１直線部Ｌ１から第１曲線部Ｒ１、第２直線部Ｌ２、第２曲線部Ｒ２、第３直線部Ｌ３、第３曲線部Ｒ３、第４直線部Ｌ４、第４曲線部Ｒ４を通って前記直線助走部Ｌ０１と第１直線部Ｌ１との合流点Ｐ２まで一周させ、閉曲線のスクライブ予定ラインＳのスクライブを完了する。
【００２０】
上記スクライブに際して、第４曲線部Ｒ４の終端領域βでのカッターホイール９の基板Ｗに対する押圧荷重並びに転動速度を、他の部分のスクライブ時の押圧荷重並びに転動速度よりも高圧かつ低速で行う。上記終端領域βとは、図２に示すように、第４曲線部Ｒ４の全軌跡（すなわち第４直線部Ｌ４の直線から第４曲線部Ｒ４の曲線に切り替わる変曲点を開始点とし、第４曲線部Ｒ４の曲線から第１直線部の直線Ｌ１に切り替わる変曲点を終了点とする第４曲線部Ｒ４の全軌跡）の後半の半分側であって、合流点Ｐ２に連なる側の領域βをいう。各直線部Ｌ１〜Ｌ４が互いに直交している場合で第４曲線部Ｒ４が円弧の場合には、第４曲線部Ｒ４の円弧の中心角（円弧角）は９０度となるので、その後半側の４５度の範囲に含まれる領域をいうことになる。この終端領域βにおいて、高圧かつ低速でスクライブすることによって、垂直方向のクラックが深く浸透し、斜め方向に走る「ソゲ」の発生を抑制することができる。また、垂直クラックが深く浸透することによって、この部分に分断が生じても終端領域βは短いので、閉曲線で囲まれた単位基板Ｗ１が分離することはない。
【００２１】
なお、「ソゲ」が確実に発生しない範囲を実験的に求めていく過程で、終端領域βの範囲を合流点Ｐ２側に少し接近させるようにしてもよい。例えば、第４曲線部Ｒ４が円弧の場合に、合流点までの距離が３ｍｍ〜５ｍｍ程度まで接近させることもできる。これにより、高圧の荷重を加える終端領域を最小限の範囲に抑えることができ、スクライブの際に荷重がかかりすぎることにより、いきなり完全分断されてしまうという不具合の発生をなくすことができる。
【００２２】
各部分におけるカッターホイール９の押圧荷重並びに転動速度を実験的に求めた結果、下記の範囲が好適であることがわかった。すなわち、四辺の直線部Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、０．０９〜０．１１ＭＰａの押圧荷重で１００〜１３０ｍｍ／ｓｅｃの転動速度とし、第４曲線部Ｒ４の終端領域βを除く各曲線部Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、０．１２〜０．１６ＭＰａの押圧荷重で２０〜４０ｍｍ／ｓｅｃの転動速度とし、第４曲線部Ｒ４の終端領域βは、０．１２〜０．１６ＭＰａの押圧荷重で２０〜５ｍｍ／ｓｅｃの転動速度でスクライブするのがよい。
特に、第４曲線部Ｒ４の終端領域βを図２に示すようにさらに３分割して、それぞれをβ１、β２、β３としたとき、終端領域β３並びにβ２を０．１２ＭＰａの押圧荷重で２０ｍｍ／ｓｅｃの転動速度とし、終端領域β３を０．１３ＭＰａの押圧荷重で１０ｍｍ／ｓｅｃの転動速度とするのが好適であった。
なお、発明者等が同じカッターホイール及び同じマザー基板を使用して対比スクライブ実験を行った結果、終端領域βのスクライブを他の部分よりも上記の数値で高圧、低速にした場合は殆ど「ソゲ」の発生は見られなかったが、高圧、低速にしない場合は「ソゲ」の発生は顕著に見られた。
【００２３】
上記の手段を経てスクライブ予定ラインＳのスクライブが完了すると、マザー基板Ｗはブレイク装置（図示外）に送られ、スクライブラインに沿って外力を印加することによって、単位基板Ｗ１ごとに分断される。
【００２４】
本発明において、スクライブ予定ラインＳをスクライブする場合は、カッターホイール９とテーブル１を相対的に移動させたり、若しくはテーブル１を回転させたりするなどして行うことができる。
【００２５】
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なく、本発明の目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のスクライブ方法は、角部に円弧等の弧状の曲線部を有する略多角形の閉曲線からなるスクライブ予定ラインに沿って、マザー基板の表面にスクライブラインを形成する際に利用できる。
【符号の説明】
【００２７】
Ａ  スクライブ装置
β  第４曲線部の終端領域
Ｗ  マザー基板
Ｗ１  単位基板
Ｌ１  第１直線部
Ｌ２  第２直線部
Ｌ３  第３直線部
Ｌ４  第４直線部
Ｌ０１  直線助走部
Ｒ１  第１曲線部
Ｒ２  第２曲線部
Ｒ３  第３曲線部
Ｒ４  第４曲線部
ＰＳ  スクライブ開始位置
Ｐ２  合流点
１  テーブル
９  カッターホイール
【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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