(57)【要約】  刃先の摩耗が少なく長寿命で、また必要により深い垂直クラックを生じさせることもでき、さらにセラミック基板等の比較的硬い基板をスクライブしても、刃先の摩耗が少なく、所定深さの垂直クラックを生じさせるスクライビングホイールを提供する。  外径が１ｍｍ〜５ｍｍの範囲のホイールの、稜線となる刃先１２に所定間隔で複数の溝１３を形成する。そして、その溝１３の深さＤを２５μｍ以上とし、溝間の稜線１４の長さＬを２５μｍ以上とする。溝１３のピッチＰは、５０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましい。
2009148073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状のホイールの円周部に断面略Ｖ字形状の刃が形成され、前記刃の稜線となる刃先に所定間隔で複数の溝が形成されたスクライビングホイールであって、
前記ホイールの外径が１ｍｍ〜５ｍｍの範囲で、
前記断面略Ｖ字形状の刃の先端角度が９０〜１６０°で、
前記溝の深さが２５μｍ以上で、
前記溝間の稜線の長さが２５μｍ以上であることを特徴とするスクライビングホイール。
【請求項２】
前記複数の溝のピッチが、５０μｍ〜２００μｍの範囲である請求項１記載のスクライビングホイール。
【請求項３】
前記溝の幅の、前記溝間の稜線の長さに対する割合が１．０以上である請求項１又は２記載のスクライビングホイール。
【請求項４】
構成するダイヤモンド粒子の平均粒子径が０．５μｍ以下で、ダイヤモンド含有量が８５ｖｏｌ％以上のダイヤモンド焼結体からなる請求項１記載のスクライビングホイール。
【請求項５】
円盤状のホイールの円周部に断面略Ｖ字形状の刃が形成され、前記刃の稜線となる刃先に所定間隔で複数の溝が形成されたスクライビングホイールを、脆性材料基板上に圧接転動させることによって、脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブ方法であって、
前記スクライビングホイールとして、外径が１ｍｍ〜５ｍｍの範囲で、前記断面略Ｖ字形状の刃の先端角度が９０〜１６０°で、前記溝の深さが２５μｍ以上で、前記溝間の稜線の長さが２５μｍ以上であるスクライビングホイールを用いることを特徴とするスクライブ方法。
【請求項６】
脆性材料基板が、セラミック、サファイア及びシリコンからなる群から選ばれる少なくとも一種の硬脆材料からなる請求項５記載のスクライブ方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載のスクライビングホイールを、セラミック基板上に圧接転動させることによって、セラミック基板の表面にスクライブラインを形成してセラミック基板の厚さ方向の６０％以上に伸展する連続したクラックを形成させた後、スクライブラインに沿ってブレークすることを特徴とするセラミック基板の切断方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載のスクライビングホイールの、セラミック基板のスクライブライン形成への使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するのに好適に用いられるスクライビングホイール及び脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するためのスクライブ方法に関し、特にセラミック基板［高温焼成セラミックス製の多層基板（ＨＴＣＣ基板）、低温焼成セラミックス製の多層基板（ＬＴＣＣ基板）等の電子部品内蔵基板等］、サファイア、シリコン等のガラスよりも硬い脆性材料（硬脆材料）の表面にスクライブラインを形成するのに好適に用いられるスクライビングホイール及びスクライブ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、モジュールの更なる高密度化と小型化を実現するものとしてＬＴＣＣ基板が注目され、特に通信機器の高周波モジュールにＬＴＣＣ基板が最適であるとされている。その製造工程では切断工程における生産性の更なる向上、切断コストの更なる低減が求められている。
ＬＴＣＣ基板等のセラミック基板を切断する方法として、焼成前のグリーンシートの切断されるべきラインに沿ってＶ溝を形成しておき、焼成後にＶ溝に沿ってブレークして個片化することが行われている。
例えば、ＬＴＣＣ基板の場合、焼成時にグリーンシートの各辺が長さ基準で１０％以上収縮する。しかも、グリーンシートの部位によって収縮率にバラツキが生じる。焼成前にＶ溝が形成され、切断位置が定められるため、部位によって収縮率にバラツキがあると、焼成後の切断によって得られる個片の寸法にバラツキが生じ、結果として、歩留まりが低下する。また、Ｖ溝形成後に焼成するため、形状的に焼成時に基板にそりが生じやすく、切断面の品質が低下する。さらに、薄厚基板の場合には、Ｖ溝形成後焼成前のグリーンシートや焼成後ブレーク前の基板を搬送する際に、Ｖ溝に沿って予定外のワレが発生し、搬送に支障をきたすおそれがある。また、焼成時のそりを抑制する点から、グリーンシートの上面及び下面の両側からＶ溝を形成する方法もあるが、位置合わせが困難である。
ＬＴＣＣ基板等のセラミック基板を切断する方法として、半導体ウエハの切断等に広く用いられているダイシングによって切断することも考えられる。
しかし、ダイシングには、以下のような問題がある。（１）一般に加工速度が５〜１０ｍｍ／秒と遅いため、タクトタイム（所要時間）が長く生産性が極めて低い。（２）ダイシングソーの厚さ分が切りくずとなるため、材料のロス（カーフロス）が避けられない。（３）切断面に欠け（チッピング）が発生しやすい。（４）冷却・洗浄水を使用する必要があるため、環境にやさしいＭＱＬ（Minimum Quantity Lubrication）加工に対応できないばかりでなく、実装済基板には使用できない。（５）ダイシングテープへの貼り付け・はがしの工程が必要である。（６）断面の品質がダイヤモンド砥粒に大きく影響される。（７）ブレードの寿命が短く、ランニングコストが高い。特に加工速度の問題は、生産量を増加させるとき、膨大な設備投資を強いることになり、加工速度の向上とダイシングよりも安価な切断方法の開発要請が高まっている。
レーザスクライブによる切断も考えられるが、（１）パルス照射するため、切断面にミシン目状の照射痕が残り、品質上の問題となる、（２）熱加工によりゴミ（ヒューム）が発生する、（３）熱加工により誘電特性が低下する、（４）装置コストが高いといった問題がある。
そこで、ガラス基板を切断する方法として広く用いられている割断、即ち、スクライビングホイールを基板上に圧接転動させて基板表面にスクライブラインを形成し、これによって基板表面から垂直方向のクラックを生じさせ（スクライブ工程）、次いで基板に応力を加えてその垂直クラックを基板の裏面まで成長させて（ブレーク工程）、基板を切断する方法により、セラミック基板を切断することも試みられている。割断は、ガラスの切りくずがでない点で、ガラスの切りくずが出るダイヤモンドカッティングソー（又はホイール）、ダイヤモンドダイシングソーを使う研削切断よりも好ましいとされている。
しかし、一般に、セラミック基板はガラス基板よりも硬いため、割断により切断しようとしても、（１）スクライビングホイールが食い込みにくくスクライブラインを形成しにくい、（２）スクライブによるクラックが基板の厚さ方向に伸展しにくく深い垂直クラックを形成しにくいため、ブレークが困難である、（３）セラミック基板のスルーホール等により、ホイールの直進性が低下するため、所定の位置にスクライブラインを形成しにくいだけでなく、スクライビングホイールの食い込み量にバラツキが生じたり、スクライビングホイールの寿命が短くなったりするという問題がある。
割断は、サファイア、シリコン等の切断方法としても、古くから使われてきたが、歩留まりがわるいため、サファイアやシリコン等の切断も、ダイヤモンドの微粉末を含有するカッティングソー（又はホイール）やダイシングソーを使った研削切断に頼ってきた。【０００３】
ガラス基板の割断においても、スクライブにより水平クラックやチッピングを発生させないことが重要である。ガラス基板を割断するとき、垂直クラックをガラス基板の厚さ方向に深く伸展させれば容易にブレークできることは誰しも考えるが、例えば液晶ディスプレイに供される無アルカリガラスにおいて、スクライブによって水平クラックやチッピングを発生させることなく得られる垂直クラックの深さはガラス基板の厚さの１３％程度でしかなく、ブレーク工程が不可欠であった（非特許文献１）。また、電子部品用セラミック基板を割断で切断する発想はあったものの、従来の通常のスクライビングホイールを用いた割断では、スクライブによる垂直クラックの伸展が浅く、歩留まりよく割断するためにはマルチパス（multi-pass）スクライブをしなければならなかった。
ガラス基板のスクライブに用いるスクライビングホイールとして、本出願人はこれまで種々の提案を行ってきた。例えば、図８に示すような、円盤状のホイールの円周部に形成された刃（外周辺部）１１の稜線となる刃先（周辺リッジ）１２に、所定間隔で複数の溝１３を形成したスクライビングホイール１’を提案した（例えば特許文献１）。すなわち、液晶パネル等のフラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤ）用のマザーガラス基板が大きくなるにつれ、ブレーク工程での歩留まりの問題とブレークするために大きな貼り合わせマザーガラス基板を反転することが困難となったこと等からブレークをしない工法の開発が求められてきた。これに伴い、本出願人はガラス基板の割断の概念を一新する「ブレークレス・スクライビングホイール」を開発した。特許文献１には、ガラス用のスクライビングホイールにおいて、稜線（円周リッジ）に所定のピッチ、所定の深さで溝を加工することで、垂直クラックを従来の限界を超えた深さまで伸展させてブレーク工程を容易にしたり、さらには垂直クラックをガラス基板の厚さの８０％以上に伸展させてブレーク工程を不要としたりするスクライビングホイール（高浸透タイプ）が開示されている。
その他、貼り合わせガラス基板を一括単個に分断するためのスクライビングホイール、ＦＰＤ用ガラスが硬さを増す中、マザーガラス基板を製造する過程で行われるスクライブ時のスリップを防止するためのスクライビングホイール（特許文献２）や異型切断においていわゆる垂直クラックをガラス表面に対して斜めに伸展させて円形物を抜き易くするためのスクライビングホイール（特許文献３）等を提案した。
特許文献１記載の高浸透タイプのスクライビングホイールによれば、ガラス基板だけでなく、ガラスよりも硬い脆性材料（セラミック等の硬脆材料）に対しても、食い込みやすく、垂直クラックを基板の厚さ方向に深く伸展させることができる。しかし、ガラス基板に用いられている高浸透タイプのスクライビングホイールをそのまま硬脆材料の切断に用いても、刃先１２が短時間で磨耗してしまい実用的でない。また、特許文献２記載のスクライビングホイールでは、ある程度スリップを防止することはできるが、垂直クラックを基板の厚さ方向に深く伸展させることができない。特許文献３記載のスクライビングホイールでも、垂直クラックの伸展や寿命の点で充分とはいえない。
【非特許文献１】長岡技術科学大学平成１２年度博士論文：小野俊彦「液晶ガラスのスクライブ・ブレーク法による切断に関する研究」
【特許文献１】特開平9-188534公報
【特許文献２】WO2007/004700
【特許文献３】特開2000-219527公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スクライビングホイールの商品寿命は、稜線となる刃先の摩耗度合いによって主に決まる。刃先が摩耗して丸みを帯びてくると、スクライブしたときに垂直クラックが十分に生じなくなるため、スクライビングホイールの耐摩耗性の向上は、需要者から強く要請されている。【０００５】
さらにまた、脆性材料基板の中でも比較的硬いセラミック基板等は、従来はダイシングソー等によって湿式で研削切断されていたが、切りくずや研削液の処理が不可避的に発生することから、このような付帯処理がなく、しかも乾式で行える、スクライビングホイールを用いた上記切断方法を用いることができないか検討され始めている。しかし、これまでのスクライビングホイールを用いてセラミック基板等の比較的硬い脆性材料（硬脆材料）をスクライブすると、刃先の摩耗が激しくスクライビングホイールの商品寿命が非常に短くなる。また、垂直クラックが十分に深くは生じないことがある。【０００６】
そこで、本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、刃先の摩耗が少なく長寿命で、また必要により深い垂直クラックを生じさせることもでき、さらにセラミック基板等の比較的硬くスクライブすることが難しい材料（難スクライブ材料）をスクライブしても、刃先の摩耗が少なく、所定深さの垂直クラックを生じさせるスクライビングホイールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、前記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、本用途に適した焼結ダイヤモンドを開発するとともにスクライビングホイールの外径を比較的小さな径とし、刃先に形成する溝の深さをガラス用に供されてきた従来品よりも深くし、溝間の稜線の長さを所定以上とすることにより前記目的が達成できることを見出し本発明に至った。このような構成とすることによって、セラミック基板等の比較的硬い難スクライブ材料をスクライブする場合であっても、スクライビングホイールの長寿命化が実現された。すなわち、スクライビングホイールの外径を小径とすることでセラミック基板等とスクライビングホイールの接触面積を小さくして大きな応力を発生させ、かつ溝を深くすることによって垂直クラックを深くまで生じさせることができ、さらには溝間の稜線の長さを長くすることによって長寿命化したものである。なお、垂直クラックをより深くまで生じさせるスクライビングホイールは、従来のスクライビングホイールと同じ深さの垂直クラックを生じさせる場合には、スクライビングホイールに加える荷重を軽くでき、これによってもスクライビングホイールの長寿命化が図れる。また、垂直クラックがセラミック基板等の硬脆材料の厚さの６０％以上であれば高い歩留まりでブレーク（例えば、手折り）できるところ、本発明によれば、ワンパスでセラミック基板等の硬脆材料の厚さの６０％以上の垂直クラックを伸展させることができる。【０００８】
本発明のスクライビングホイールは、円盤状のホイールの円周部に断面略Ｖ字形状の刃（外周辺部）が形成され、前記刃の稜線となる刃先（周辺リッジ）に所定間隔で複数の溝が形成されたスクライビングホイールであって、前記ホイールの外径が１ｍｍ〜５ｍｍ（好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍ）の範囲で、前記断面略Ｖ字形状の刃の先端角度（刃先角）は９０〜１６０°（好ましくは１００〜１４０°）で、前記溝の深さが２５μｍ以上で、前記溝間の稜線の長さが２５μｍ以上であることを特徴とする。【０００９】
ここで、前記複数の溝のピッチは、５０μｍ〜２００μｍの範囲であるのが好ましい。【００１０】
スクライビングホイールの一層の長寿命化を図る観点から、前記溝の幅の、前記溝間の稜線の長さに対する割合を１．０以上とするのが好ましい。【００１１】
本発明のスクライビングホイールは、ダイヤモンド焼結体（特に、構成するダイヤモンド粒子の平均粒子径が０．５μｍ以下で、ダイヤモンド含有率が８５ｖｏｌ％以上であるダイヤモンド焼結体）からなるのが好ましい。【００１２】
また、本発明のスクライブ方法は、円盤状のホイールの円周部に断面略Ｖ字形状の刃が形成され、前記刃の稜線となる刃先に所定間隔で複数の溝が形成されたスクライビングホイールを、脆性材料基板上に圧接転動させることによって、脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブ方法であって、前記スクライビングホイールとして、外径が１ｍｍ〜５ｍｍ（好ましくは１ｍｍ〜３ｍｍ）の範囲で、前記断面略Ｖ字形状の刃の先端角度（刃先角）は９０〜１６０°（好ましくは１００〜１４０°）で、前記溝の深さが２５μｍ以上で、前記溝間の稜線の長さが２５μｍ以上であるスクライビングホイールを用いることを特徴とする。
本発明のスクライブ方法は、ガラスよりも硬い脆性材料（難スクライブ材料、例えば、セラミック基板、サファイア、シリコン等の硬脆材料）のスクライブに特に好適に使用される。
さらに、本発明のセラミック基板の切断方法は、前記のスクライビングホイールを、セラミック基板上に圧接転動させることによって、セラミック基板の表面にスクライブラインを形成してセラミック基板の厚さ方向の６０％以上に伸展する連続したクラック（垂直クラック）をワンパスで形成させた後、スクライブラインに沿ってブレークすることを特徴とする。【００１３】
そしてまた、本発明によれば、前記のスクライビングホイールの、セラミック基板のスクライブライン形成への使用が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のスクライビングホイールでは、ホイールの外径、溝の深さ、溝間の稜線の長さを所定範囲としたので、刃先の摩耗が少なく長寿命で、また必要により深い垂直クラックを生じさせることもでき、さらにはセラミック基板等の比較的硬い基板（硬脆材料）をスクライブしても、刃先の摩耗が少なく、長期間（長い走行距離）にわたって、所定深さの垂直クラックを生じさせることができる。【００１５】
本発明のスクライブ方法では、前記のスクライビングホイールを用いるので、従来と同じ深さの垂直クラックを生じさせる場合、スクライビングホイールに加える荷重を従来よりも軽くでき、これによってスクライビングホイールの長寿命化が図れる。また、必要により、垂直クラックを深くまで生じさせることもでき、スクライブ工程だけで基板の切断を行うこともできる。さらには、セラミック基板等の硬い脆性材料基板（硬脆材料）であっても、スクライブ工程とブレーク工程（割断）によって切断できる。
本発明によれば、スクライビングホイールを使ってセラミック基板等の硬脆材料を割段することによって、例えば、ダイシングソーによる研削切断の場合の１０倍近い速度で、しかも乾式で切断することができるので、セラミック基板等の硬脆材料の切断の生産性と歩留まりを向上させ、生産コストを削減することができ、しかも環境にやさしいセラミック基板等の高脆材料の切断方法を提供することができる。
本発明によれば、スクライビングホイールの周辺リッジに所定の深さの溝を所定のピッチで形成することにより、所定の高さの突起が所定のピッチで形成されることになるので、セラミック基板等の硬脆材料に当接させて転動させるとき、突起が生起する大きな集中応力により、脆性材料基板（セラミック基板等の硬脆材料であっても）の厚さ方向の６０％以上に伸展する連続した垂直クラックを形成することができ、ワンパス（one pass）で、脆性材料（セラミック基板等の硬脆材料であっても）を高能率、高い歩留まりで、しかも環境に優しい乾式で割断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るスクライビングホイールの一例を示す正面図である。
【図２】図１のスクライビングホイールの側面図である。
【図３】溝形状の他の例を示す拡大図である。
【図４】稜線長さＬと溝深さＤの、スクライビングホイールの走行距離に対する影響を示す図である。
【図５】本発明のスクライビングホイールを用いたホルダの一例を示す概説図である。
【図６】本発明のスクライブ方法を実施するスクライブ装置の正面図である。
【図７】図６のスクライブ装置の側面図である。
【図８】従来のスクライビングホイールを示す概説図である。
【符号の説明】
【００１７】
１    スクライビングホイール
２    ホルダ
３    スクライブ装置
４    基板（脆性材料基板）
５    スクライブヘッド
１１    刃（外周辺部）
１２    刃先（円周リッジ）
１３    溝
１４    稜線
Ｄ    溝の深さ
Ｗ    溝の幅
Ｌ    溝間の稜線の長さ
Ｐ    溝のピッチ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るスクライビングホイールについてより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。【００１９】
本発明に係るスクライビングホイールの一実施形態を図１及び図２に示す。図１はスクライビングホイールの回転軸方向から見た正面図であり、図２は側面図である。図２に示すように、円盤状のホイールの円周部には、断面略Ｖ字形状の刃１１が形成されている。
この刃１１の刃先角θは通常は鈍角であって、具体的角度は、切断する基板の材質や厚み等から適宜設定されるが、通常は、９０°〜１６０°（例えば、１００°〜１４０°）の範囲である。そして、図１に示すように、この刃１１の稜線となる刃先１２には所定間隔に複数のＶ字状の溝１３が形成されてなる。ここで刃先１２に形成されている複数の溝１３は、ミクロンオーダで意図的に加工されたものであり、刃先稜線を形成する研削加工の際に必然的に形成される研削条痕とは区別されるものである。【００２０】
本発明のスクライビングホイール１は、その外径が１ｍｍ〜５ｍｍであることが必要である。ホイールの外径が１ｍｍよりも小さいと、取り扱い性及び耐久性が低下することがあり、外径が５ｍｍより大きいと、スクライブの際に垂直クラックが基板深く形成されないことがある。より好ましいホイール外径は１ｍｍ〜３ｍｍの範囲である。またスクライビングホイールの厚さは０．５ｍｍ〜１．２ｍｍが好ましい。スクライビングホイールの厚さが０．５ｍｍより薄いと、加工性及び取り扱い性が低下する場合があり、逆に１．２ｍｍより厚いとスクライビングホイールの材料及び製造のためのコストが高くなるだけである。より好ましい厚さは０．５ｍｍ〜１．１ｍｍの範囲である。【００２１】
スクライビングホイール１の刃先１２に形成される溝１３は、その深さＤ（図１に図示）が２５μｍ以上であることが重要である。溝１３の深さＤを２５μｍ以上とすることによって、スクライブによって基板に形成される垂直クラックを長期間（長いスクライビング距離）にわたって十分に深いものにできる。より好ましい溝の深さＤは３０μｍ以上である。溝１３の深さＤは、通常、加工性の点より、６０μｍ以下とする。【００２２】
図１のスクライビングホイールの溝１３の形状は三角形であるが、溝形状はこれに限定されるものではなく、図３に示すような、台形形状（同図（ａ））、Ｕ字形状乃至半円形状（同図（ｂ））、矩形形状（同図（ｃ））等であっても構わない。なお、本発明において溝の深さＤとは、稜線１４から溝１３の最深部までの距離をいうものとする。【００２３】
また、溝間の稜線１４の長さＬ（図１に図示）が２５μｍ以上であることも重要である。前記稜線１４の長さＬが２５μｍ未満であると、溝１３の深さＤを２５μｍ以上としても、スクライビングホイールの寿命が短い。好ましい溝間の稜線長さＬの下限値は３０μｍであり、上限値は７５μｍである。【００２４】
溝１３の深さＤと、溝間の稜線１４の長さＬとの関係を調べた実験データを図４に示す。この図は、縦軸として走行距離をとり、横軸として溝間の稜線の長さＬをとって、溝の深さＤを変えたスクライビングホイールごとの、溝間の稜線の長さＬと走行距離との関係を示したものである。なお、ここでいう「走行距離」とは、垂直クラックが、基板の厚みの６０％以下となった時までのスクライビングホイールのスクライブ距離を示すものである。したがって、走行距離が長いほどスクライビングホイールとして優れていることを意味する。試験条件は次の通りである。【００２５】
評価基板：ＨＴＣＣ基板（市販品、厚さ：０．６３５ｍｍ）
スクライブ速度：１００ｍｍ／ｓｅｃ
切り込み設定量：０．１５ｍｍ
切断方法：内−内切断（基板の一つの辺の内側より他の辺の内側までのスクライブによる切断）
切断方向：一方向スクライブ
スクライビングホイール形状：直径２．０ｍｍ、厚さ０．６５ｍｍ、内径（ピンを貫通させるための貫通口の開口径）０．８ｍｍ、刃先角１１０°
溝ピッチ：４５〜１６５μｍ
溝長さ：２５〜１００μｍ
溝間の稜線長さ：１０〜７５μｍ
刃先荷重：１８Ｎ【００２６】
走行距離１５ｍ以上をスクライビングホイールの選別基準とした場合、図４から明らかなように、溝深さＤが１５μｍ、２０μｍの従来のスクライビングホイールでは、溝間の稜線の長さＬを変化させても、走行距離が１５ｍを超えることはなかった。これに対し、溝深さＤが３０μｍ、５０μｍのスクライビングホイールでは、溝間の稜線の長さＬが２５μｍ以上の場合、走行距離は１５ｍ以上となった。【００２７】
刃先１２に形成する溝１３のピッチＰ（図１に図示）は、５０μｍ〜２００μｍの範囲が好ましい。溝１３のピッチＰが５０μｍ未満であると、スクライビングホイール１の刃先１２の摩耗が大きくなり耐久性が低下するおそれがある。他方、溝１３のピッチＰが２００μｍを超えると、垂直クラックを基板の深くにまで形成できない。より好ましい溝１３のピッチＰは７０〜１７０μｍの範囲である。【００２８】
また、溝の幅Ｗ（図１に図示）の、溝間の稜線の長さＬに対する割合は、例えば、０．５〜５の範囲内から選定することができるが、通常は１．０以上（特に１．０〜３．５）であるのが好ましい。すなわち、溝の幅Ｗは、溝間の稜線の長さＬと同じ又はそれ以上であるのが好ましい。溝の幅Ｗの、溝間の稜線の長さＬに対する割合をこのような範囲とすることによって前述の走行距離が長くなる。【００２９】
本発明のスクライビングホイールは従来公知の方法により作製できる。例えば、スクライビングホイールの好適厚み（例えば０．５〜１．２ｍｍ）とされた材料基板から、円盤状の原板を切り抜き、この原板の両面円周エッジ部を半径方向外方に向かって厚みが薄くなるように削り込み、円周部に断面Ｖ字形状の刃を形成する。このとき、刃先角は、前述のように、９０°〜１６０°（特に１００°〜１４０°）の範囲とするのが好ましい。そして、刃の稜線となる刃先に、レーザ加工、放電加工、研削加工等の従来公知の加工方法によって溝を形成する。本発明のスクライビングホイールは小径で、溝の形成には微細な加工精度が求められることから、上記加工方法のうちレーザ加工が推奨される。使用するレーザ光発生装置としては、ＹＡＧ高周波レーザや炭酸ガスレーザが好ましい。【００３０】
スクライビングホイールの材料としては従来公知の材料である焼結ダイヤモンドを用いることが好ましい。【００３１】
本発明のスクライビングホイールの材料として好適に使用されるダイヤモンド焼結体は、ダイヤモンド粒子と残部の結合相とから構成され、隣り合うダイヤモンド粒子同士が互いに結合しているものが好ましい。隣り合うダイヤモンド粒子同士が互いに結合していることにより、優れた耐摩耗性及び強度が得られる。【００３２】
ここで、使用するダイヤモンド粒子は、その平均粒子径が０．５μｍ以下のものが好ましい。平均粒子径を小さくするとともに小さいダイヤモンド粒子の割合を高くすることにより、スクライビングホイールの長寿命を実現できる。【００３３】
ダイヤモンド粒子の含有量は、通常は、ダイヤモンド焼結体全体に対して７５ｖｏｌ％〜９０ｖｏｌ％であるが、本発明に用いるダイヤモンド焼結体のダイヤモンド粒子の含有量は、ダイヤモンド焼結体全体に対して８５ｖｏｌ％以上であることが好ましい。ここでｖｏｌ％とは、空孔を含むダイヤモンド焼結体の全体積に対するダイヤモンド粒子の合計体積の割合をいう。結合相は、ダイヤモンド粒子より硬度が小さいので、ダイヤモンド粒子の含有率を８５ｖｏｌ％以上とすることにより、硬度の低下を防ぎ、ダイヤモンドの粒子径を小さくすることで耐衝撃性等の強度や、耐摩耗性が優れたものとなる。【００３４】
結合相は、結合材と添加剤とを含む。結合材は、通常は、鉄族元素が好適に使用される。鉄族元素としては、例えばコバルト、ニッケル、鉄等が挙げられ、この中でもコバルトが好適である。本用途における結合材の含有量は、ダイヤモンド焼結体全体に対して１０ｖｏｌ％〜３０ｖｏｌ％の範囲が好ましく、特に１０ｖｏｌ％〜２０ｖｏｌ％が好ましい。【００３５】
添加剤は、例えば、チタン、ジルコニウム、バナジウム、ニオブ、およびクロムからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素の炭化物が好適に使用される。【００３６】
本発明のスクライビングホイールの材料として好適に使用されるダイヤモンド焼結体は、例えば、ダイヤモンド粒子、結合材、添加剤を混合した後、この混合物をダイヤモンドが熱力学的に安定な高温・超高圧下で焼結することにより製造することができる。【００３７】
焼結は、超高圧発生装置の金型内で、前記の混合物を、好ましくは、圧力５ＧＰａ〜８ＧＰａ、温度１５００℃〜１９００℃で１０分間程度保持することにより行う。【００３８】
以上説明したスクライビングホイールを用いたスクライブ方法について次に説明する。
図５に、スクライビングホイールを取り付けたホルダの概説図を示す。このホルダ２には、スクライビングホイール１がピン２１によって支持枠体２２に回転自在に支持されている。このホルダ２を、次に説明するスクライブ装置に装着された昇降・加圧機構（エアシリンダ、サーボモータ等）を有するスクライブヘッドの先端に装着し、スクライブヘッドの昇降・加圧機構によりスクライビングホイール１をガラス基板等の脆性材料基板４に圧接させながら、基板４の表面上転動させる。これにより、基板４上にスクライブラインＳＬが形成され、垂直クラックＫが発生する。このときのスクライビングホイール１にかける荷重及びスクライブ速度は、基板４の種類や厚み等から適宜決定されるが、通常、スクライビングホイール１にかける荷重は５〜５０Ｎ（好ましくは１５〜３０Ｎ）の範囲、スクライブ速度は５０〜３００ｍｍ／ｓｅｃの範囲である。そして次に、不図示のブレーク装置を用いて、例えば、基板４の、スクライブラインＳＬが形成された面と反対側の面から応力を加え、垂直クラックＫを基板４の反対面まで成長させて基板を切断する。【００３９】
本発明のスクライビングホイール１によってスクライブ可能な基板４としては、例えばガラス、セラミック、シリコン、サファイア等の脆性材料基板が挙げられる。本発明のスクライビングホイールは、硬脆材料（セラミック、シリコン、サファイア等のガラスよりも硬い脆性材料）をスクライブするために特に好適である。本発明のスクライビングホイール１によれば、従来のものよりも深い垂直クラックが得られるので、従来と同じ程度の垂直クラックを形成するのであれば、スクライビングホイールにかける荷重を軽くできるので、商品寿命が長くなる。さらには、脆性材料基板としては硬いセラミック基板、シリコン、サファイア等の硬脆材料についても、スクライブ工程とブレーク工程からなる切断方式によって切断できるようになる。特に近年、通信機器関連の高周波モジュールに用いる基板として、ＨＴＣＣ(High Temperature Co-fired Ceramics）から、比較的加工のしやすいＬＴＣＣ(Low Temperature Co-fired Ceramics）への移行が加速されており、本発明のスクライブ方法を用いた切断方法は益々有効に用いられる。【００４０】
図６及び図７に、スクライブ装置の概説図を示す。図６は、スクライブ装置３の正面図、図７はその側面図である。図６において、テーブル３１は、水平方向に回転すると共にＹ方向（図６中の左右方向）に移動する。そのテーブル３１の上面には加工対象の基板４が真空吸着によってテーブル３１に吸引固定される。その基板４に記したアライメントマークを一対のＣＣＤカメラ３４ａ，３４ｂで認識することにより、基板４のセット時の位置ずれが検出される。例えば、基板４が角度θずれていた場合は、テーブル３１が−θだけ回転され、基板４がＹ方向に＋ｙ（図６中で右向きにｙ）ずれていた場合は、テーブル３１がＹ方向に−ｙ（図６中で左向きにｙ）だけ移動される。テーブル３１の上方には、Ｘ方向にレール３２（図７に図示）が延在し、そのレール３２に沿ってスクライブヘッド５がカッター軸モータ３３（図７に図示）によって往復動する。そのスクライブヘッド５の下部には、スクライビングホイール１が水平方向のピン２１（図５参照）を軸として回転自在に装着されたホルダ２が垂直方向の軸を回転中心として回転自在に装着されている。【００４１】
ホルダ２の下端に装着されているスクライビングホイール１を基板４の表面に所定圧で押圧(この力をスクライブ荷重という)させた状態で、スクライビングホイール１と、水平に配置された基板４とを、水平面内で相対的に移動させることにより、基板４の上面にスクライブラインを形成することができる。例えば、スクライブヘッド５をＸ方向に移動させることにより、基板４の上面にＸ方向のスクライブラインが刻まれ、テーブル３１をＹ方向に移動する毎にこのスクライブ動作を繰り返すことにより、Ｘ方向のスクライブラインが次々と刻まれる。次に不図示の駆動源によってテーブル３１を９０°旋回させてから同じようなスクライブ動作を行うことによって今度は前の工程で形成された各スクライブラインに対して直交する方向のスクライブラインが刻まれる。スクライビングホイール１を基板４の表面に所定圧で押圧させた状態で、テーブル３１をＹ方向に移動させることにより、基板４の上面にＹ方向のスクライブラインを形成させることもできる。【００４２】
その後、スクライブラインが形成された基板は、ブレーク装置によって、スクライブラインが形成された面と反対側の面に応力が加えられ、これによって、垂直クラックが基板の反対面まで成長して基板は切断される。また、スクライブ工程によって深い垂直クラックを形成した場合には、ブレーク装置を必要とすることなく、スクライブ工程のみで基板は切断される。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のスクライビングホイールは、乾式で（冷却・洗浄液を使わずに）刃先の摩耗が少なく長寿命で、また必要により深い垂直クラックを生じさせることもでき、さらにはセラミック基板（例えば、ＨＴＣＣ基板、ＬＴＣＣ基板）、シリコン、サファイア等の比較的硬い脆性材料基板（硬脆材料）をスクライブしても、刃先の摩耗が少なく、所定深さの垂直クラックを長期間（長いスクライビング距離）にわたって生じさせることができ有用である。
【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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【国際調査報告】
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