(57)【要約】【課題】基板を円滑に切断することができ、且つ、長寿命なカッターホイール、およびこのようなカッターホイールを用いた基板の切断方法を提供することを目的とする。【解決手段】ガラス基板に積層された樹脂基板を切断するカッターホイール１００であって、回転軸４０ｂが挿入される軸孔１０１と、外周に沿って形成された樹脂基板を切断する刃先１１０と、を備え、ガラス基板より低く且つ樹脂基板より高いビッカース硬度を有し、ガラス基板に接触しながら転動することにより、樹脂基板を切断することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板に積層された樹脂基板を切断するカッターホイールであって、
回転軸が挿入される軸孔と、
外周に沿って形成された前記樹脂基板を切断する刃先と、を備え、
前記ガラス基板より低く且つ前記樹脂基板より高いビッカース硬度を有し、
前記ガラス基板に接触しながら転動することにより、前記樹脂基板を切断する、
ことを特徴とするカッターホイール。
【請求項２】
請求項１に記載のカッターホイールにおいて、
７６０〜８８０Ｎ／ｍｍ２のビッカース硬度を有する高速度鋼により形成されている、
ことを特徴とするカッターホイール。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカッターホイールにおいて、
前記刃先は、側面視において外周部に互いに異なる方向に傾斜した２つの傾斜面が形成されており、前記２つの傾斜面のなす角は、１５〜４５度である、
ことを特徴とするカッターホイール。
【請求項４】
ガラス基板に積層される樹脂基板を切断する切断方法であって、
外周に沿って刃先が形成され、ビッカース硬度が７６０〜８８０Ｎ／ｍｍ２の高速度鋼を材質とするカッターホイールを、前記ガラス基板に接触させながら転動させることにより前記樹脂基板を切断する、
ことを特徴とする切断方法。
【請求項５】
請求項４に記載の切断方法において、
前記カッターホイールは、側面視において、互いに異なる方向に傾斜した２つの傾斜面のなす角が１５〜４５度である刃先を有する、
ことを特徴とする切断方法。
【請求項６】
ガラス基板に積層された樹脂基板を切断するカッターホイールであって、
回転軸が挿入される軸孔と、
外周に沿って形成された前記樹脂基板を切断する刃先と、を備え、
累積走行距離が少なくとも５０００ｍ未満の場合、前記刃先の稜線の幅は、１００μｍを超えない構造を有する、
ことを特徴とする、カッターホイール。
【請求項７】
ガラス基板に積層される樹脂基板を切断する切断方法であって、
外周に沿って刃先が形成され、累積走行距離が少なくとも５０００ｍ未満の場合、前記刃先の稜線の幅が１００μｍを超えない構造を有するカッターホイールが、前記ガラス基板に接触しながら転動することにより、前記樹脂基板を切断する、
ことを特徴とする切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂基板を切断するカッターホイール、および樹脂基板を切断する切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
脆性材料基板に積層された樹脂基板は、通常、カッターで切断される。以下の特許文献１には、外周に刃先が形成された円盤の一部が除去されて、刃先の稜線に対して垂直で互いに平行な上平面と下平面とが形成されているカッターを用いて樹脂基板を切断する切断方法が記載されている。特許文献１では、カッターの上平面をカッターホルダー内の上部の平坦部に当接させることにより、位置決めされて取り付けられる。このとき、カッターの下平面を脆性材料基板の表面と略平行に対向させる。カッターを樹脂フィルムに切れ込ませるとき、カッターの下平面が脆性材料基板の表面と接触するようにする。この状態で、カッターホルダーヘッドおよび回転テーブルを同時に又は交互に移動および回転させることによって、脆性材料基板の表面を傷つけることなく、また、刃先の割れを生じさせることなく、脆性材料基板に積層された樹脂フィルムは所望の形状に切断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４５７０１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１の構成では、カッターの刃先が形成された円盤の一部を除去して平面を形成しているが、このような加工は、手間が掛かる。また、カッターは固定された状態での使用であるため、常に同じ部分が基板に接触する。このため、カッターの刃先の摩耗が進行し、カッターを長期間使用することはできない。刃先が摩耗すると、樹脂基板を切断する際、カッターの樹脂基板に対する荷重を上げる必要がある。樹脂基板に対する荷重を大きくすると、刃先が所定の深さよりも樹脂基板にくい込んでしまい、樹脂基板の切断を円滑に行いにくくなる場合がある。
【０００５】
かかる課題に鑑み、本発明は、基板を円滑に切断することができ、且つ、長寿命なカッターホイール、およびこのようなカッターホイールを用いた基板の切断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】
【０００６】
本発明の主たる態様は、基板を切断するためのカッターホイールに関する。この態様に係るカッターホイールは、回転軸が挿入される軸孔と、外周に沿って形成された樹脂基板を切断する刃先と、を備える。また、この態様に係るカッターホイールは、前記ガラス基板より低く且つ前記樹脂基板より高いビッカース硬度を有し、前記ガラス基板に接触しながら転動することにより、前記樹脂基板を切断する。
【０００７】
本態様に係るカッターホイールによれば、ガラス基板より低く且つ樹脂基板より高いビッカース硬度を有する素材を採用するため、ガラス基板の表面を傷つけにくく、樹脂基板をきれいに切断することができる。カッターホイールの刃先は、ビッカース硬度がより高いガラス基板に接触しながら回転させられるため、使用期間が経過するにつれて摩耗し、摩耗によって刃先の稜線の幅が徐々に広がる。このような刃先は、樹脂基板を切断できる程度の鋭利さを保ちながら、ある一定の稜線幅に達すると摩耗が進行しにくくなる。このため、ガラス基板に接触しても、割れたり、欠けたりしにくくなる。このように、本態様に係るカッターホイールであれば、長期間使用した場合であっても、樹脂基板を円滑に切断することができる。また、摩耗しても円滑に樹脂基板を切断できるため、樹脂基板に対して過度な荷重を掛ける必要がない。したがって、樹脂基板に対するカッターホイールの荷重を低荷重に抑えることができる。
【０００８】
本態様に係るカッターホイールは、７６０〜８８０Ｎ／ｍｍ２のビッカース硬度を有する高速度鋼により形成され得る。
【０００９】
上記のような高速度鋼でカッターホイールを形成すれば、ビッカース硬度が通常５０００Ｎ／ｍｍ２程度であるガラス基板に使用することにより、切断距離が増加するにつれて、刃先の稜線の幅を徐々に広げることができる。よって、刃先がベース基板に接触しても、樹脂基板上で割れたり、欠けたりする虞がなくなる。これにより、カッターホイールを長期間、使用することができる。
【００１０】
本態様に係るカッターホイールにおいて、前記刃先は、側面視において外周部に互いに異なる方向に傾斜した２つの傾斜面が形成されており、前記２つの傾斜面のなす角は、１５〜４５度であるよう構成され得る。
【００１１】
本態様の構成であれば、当初、鋭利であった刃先が徐々に摩耗し、刃先の稜線の幅は適切に広がる。これにより、長期間にわたり、樹脂基板を円滑に切断することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、基板を切断する切断方法に関する。この態様に係る切断方法は、ガラス基板に積層される樹脂基板を切断する切断方法であって、外周に沿って刃先が形成され、ビッカース硬度が７６０〜８８０Ｎ／ｍｍ２の高速度鋼を材質とするカッターホイールを、前記ガラス基板に接触させながら転動させることにより前記樹脂基板を切断する。この場合、前記カッターホイールは、側面視において、互いに異なる方向に傾斜した２つの傾斜面のなす角が１５〜４５度である刃先を有するよう構成され得る。
【００１３】
本態様の構成であれば、上記のカッターホイールと同様の効果を奏する。
【００１４】
本発明の第３の態様は、基板を切断するためのカッターホイールに関する。この態様に係るカッターホイールは、ガラス基板に積層された樹脂基板を切断するカッターホイールであって、回転軸が挿入される軸孔と、外周に沿って形成された前記樹脂基板を切断する刃先と、を備える。累積走行距離が少なくとも５０００ｍ未満の場合、前記刃先の稜線の幅は、１００μｍを超えない構造を有する。
【００１５】
本態様の構成であれば、カッターホイールの刃先は、使用期間が経過するにつれて摩耗する。この摩耗によって刃先の稜線の幅が徐々に広がり、カッターホイールの累積走行距離が少なくとも５０００ｍ未満の場合、１００μｍを超えない程度まで稜線の幅は広がる。つまり、使用開始時よりも、側面から見て、刃先は滑らかな形状となる。このように、滑らかな形状の刃先に変化するため、樹脂基板に対して過度な荷重を掛けることなく、円滑に切断することができる。
【００１６】
本発明の第４の態様は、基板を切断する切断方法に関する。この態様に係る切断方法は、ガラス基板に積層される樹脂基板を切断する切断方法であって、外周に沿って刃先が形成され、累積走行距離が少なくとも５０００ｍ未満の場合、前記刃先の稜線の幅が１００μｍを超えない構造を有するカッターホイールが、前記ガラス基板に接触しながら転動することにより、前記樹脂基板を切断するよう構成される。
【００１７】
本態様の構成であれば、上記第３の態様のカッターホイールと同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００１８】
以上のとおり、本発明によれば、基板を円滑に切断することができ、且つ、長寿命のカッターホイール、およびこのようなカッターホイールを用いた基板の切断方法を提供することができる。
【００１９】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の１つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は、実施形態に係るカッターホイールが適用される切断装置の構成を模式的に示す図である。図１（ｂ）は、実施形態に係るカッターホイールが適用されるホルダの側面図である。図１（ｃ）は、実施形態に係るカッターホイールの正面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係るカッターホイールが適用されるホルダの取り付け方法を模式的に示す図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｊ）は、実施形態に係るカッターホイールの刃先の側面および稜線を撮像した写真である。
【図４】図４（ａ）〜（ｊ）は、実施形態に係るカッターホイールの刃先の側面および稜線を撮像した写真である。
【図５】図５（ａ）は、実施形態に係るカッターホイールの累積走行距離と稜線幅との関係を示すグラフである。図５（ｂ）は、実施形態に係るカッターホイールの稜線の幅と切断荷重との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図には、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が付記されている。Ｚ軸は、カッターホイールの中心軸に垂直である。
【００２２】
＜切断装置の構成＞
図１（ａ）は、実施形態に係るカッターホイールが適用される切断装置の構成を模式的に示す図である。図１（ｂ）は、実施形態に係るカッターホイール１００が適用されるホルダ４０の側面図である。図１（ｃ）は、実施形態に係るカッターホイール１００の正面図である。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、切断装置１は、カッターヘッド１０と、移動機構２０と、支持機構３０と、を備える。カッターヘッド１０は、支持機構３０に支持された基板Ｆを切断する。移動機構２０は、カッターヘッド１０を切断方向（Ｘ軸正方向）に移動させる。支持機構３０は、上面に基板Ｆが載せられ、基板Ｆを支持する。また、支持機構３０は、支持した基板Ｆを切断ラインの形成ピッチでＹ軸方向に送る。
【００２４】
基板には、たとえば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＥＴ等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のポリビニル樹脂等の樹脂基板等の有機質基板（フィルムやシートも含む。以下同様）や、ガラス基板やセラミックス基板等の脆性材料基板等の無機質基板がある。実施形態に係るカッターホイール１００が切断する基板Ｆは、脆性材料基板であるベース基板上に積層された樹脂基板である。樹脂基板は、異なる基板が積層されていてもよい。たとえば、ベース基板として、ガラス基板等の脆性材料基板の上に、ＰＥＴを積層した基板としてもよく、あるいは、ベース基板の上に、ＰＥＴ、ポリイミド樹脂、ＰＥＴを下層からこの順に積層した基板としてもよい。さらに、ベース基板と樹脂基板との間に接着材層が存在していてもよい。
【００２５】
移動機構２０は、移動部材２１と、移送部２２と、支持部２３ａ、２３ｂと、駆動機構２４とを備える。移動部材２１は、板状の部材からなり、カッターヘッド１０を支持する。移送部２２は、移動部材２１をＸ軸方向に案内するレール等を備え、移動部材２１をＸ軸方向に移送する。支持部２３ａおよび２３ｂは、移送部２２を支持する。駆動機構２４は、移送部２２の駆動源であり、モータからなっている。
【００２６】
支持機構３０は、テーブル３１と、ガイドレール３２ａおよび３２ｂと、駆動軸３３とを備える。テーブル３１は、上面に基板Ｆが載せられ、基板Ｆを支持する。ガイドレール３２ａおよび３２ｂは、テーブル３１をＹ軸方向に移送する。駆動軸３３は、外周にギア溝を有する軸であり、テーブル３１に形成された孔のギア溝と噛み合っている。図示しないモータにより駆動軸３３が回転されることにより、テーブル３１がＹ軸方向に駆動される。
【００２７】
カッターヘッド１０は、基板Ｆの表面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に、移動機構２０の移動部材２１に設置されている。カッターヘッド１０は、移動部材２１に案内されてＸ軸方向に移動するように設置されている。カッターヘッド１０は、下端にホルダジョイント１１を備えている。カッターホイール１００が保持されているホルダ４０が、ホルダジョイント１１を介してカッターヘッド１０に取り付けられている。
【００２８】
図１（ｂ）に示すように、ホルダジョイント１１は、回転軸部１２およびジョイント部１３を備えている。回転軸部１２は、Ｚ軸正側および負側にそれぞれ設けられるベアリング１４ａおよび１４ｂに、筒状のスペーサ１５を介して配置されている。ホルダジョイント１１はカッターヘッド１０によって回転自在に保持される。
【００２９】
ホルダジョイント１１のジョイント部１３には、Ｚ軸負側から穴１６が形成されている。穴１６の内部において、Ｚ軸正側に磁石１７が設置されている。ホルダ４０は、穴１６に挿入されて、ホルダジョイント１１に取り付けられる。この取り付け方法に関しては、追って図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
【００３０】
図１（ｃ）に示すように、カッターホイール１００は、稜線を形成する刃先１１０が外周に沿って形成されている。刃先は、正面視において外周部に互いに異なる方向に傾斜した２つの傾斜面１１０ａおよび１１０ｂが形成されている。この２つの傾斜面１１０ａおよび１１０ｂのなす角を「刃先の角」と称する。カッターホイール１００は、たとえば、厚さが０．４〜１．２ｍｍ程度、内径が１．０〜３．０ｍｍ、外径が４〜１０ｍｍ程度である。軸孔１０１の径は、たとえば、１．０〜３．０ｍｍ程度である。刃先の角αは、１５〜９０度程度であり、好ましくは、１５〜６０度の範囲であり、さらに好ましくは、１５〜４５度の範囲である。カッターホイール１００は、回転軸４０ｂが挿入される軸孔１０１を有する。軸孔１０１は、カッターホイール１００の両側面の中心を貫通するように形成されている。
【００３１】
図２（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係るカッターホイール１００が適用されるホルダ４０の取り付け方法を模式的に示す図である。図２（ａ）、（ｂ）では、ジョイント部１３の内部が透視された状態が示されている。
【００３２】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、穴１６の上部に磁石１７が設置され、さらに穴１６の内部に平行ピン１８が設けられている。また、ホルダ４０は、外側面が切欠かれることにより傾斜面４０ａが形成されている。また、ホルダ４０の下端に設けられる回転軸４０ｂにより、カッターホイール１００が回転可能に支持されている。ホルダ４０の下面には、カッターホイール１００を保持するための、前後方向に平行な溝が形成され、さらに回転軸４０ｂが挿入される孔がこの溝に垂直に形成されている。  ジョイント部１３にホルダ４０を取り付ける場合、ホルダ４０が穴１６に挿入される。ホルダ４０の上端が磁石１７に接近するとホルダ４０が磁石１７に吸着される。このとき、ホルダ４０の傾斜面４０ａが平行ピン１８に当接し、ホルダ４０が正規の位置に位置決めされる。こうして、図２（ｂ）に示すように、ホルダ４０がジョイント部１３の下端に装着される。つまり、ホルダ４０が、ホルダジョイント１１を介してカッターヘッド１０に取り付けられる。
【００３３】
上記したカッターホイール１００は、たとえば、高速度鋼で形成された円板状の部材である。高速度鋼には複数種類があり、実施形態に係るカッターホイール１００は、７６０〜８８０Ｎ／ｍｍ２のビッカース硬度を有する高速度鋼により形成される。そのような高速度鋼として、たとえば、ＳＫＨ５１、ＳＫＨ５９を採用することができる。
【００３４】
カッターホイール１００の回転軸４０ｂは、たとえば、焼結ダイヤモンドや超硬合金、炭素工具鋼等で形成された、円柱状の部材であり、一端または両端が尖頭形状の尖頭部になっている。回転軸４０ｂの径は、カッターホイール１００の軸孔１０１の径よりもやや小さく、回転軸４０ｂが軸孔１０１に挿入された状態では、回転軸４０ｂと軸孔１０１との間に隙間（クリアランス）が生じる。また、ホルダ４０は、ステンレスや炭素工具鋼等から形成されている。
【００３５】
切断装置１を用いて基板Ｆに切断ラインを形成する場合、まず、カッターホイール１００が取り付けられたホルダ４０がカッターヘッド１０に取り付けられる。切断装置１は、カッターヘッド１０を所定の位置に移動させ、カッターホイール１００に対して所定の荷重を印加して、基板Ｆへ接触させる。その後、切断装置１は、カッターヘッド１０をＸ軸方向に移動させるとともに、カッターホイール１００を押圧して基板Ｆに進入させ、かつベース基板であるガラス基板に接触した状態で回転（転動）させながら基板Ｆを切断する。なお、切断装置１は、必要に応じてテーブル３１を回動ないしＹ軸方向に移動させる。
【００３６】
上記の実施の形態においては、カッターヘッドがＸ軸方向に移動し、テーブル３１がＹ軸方向に移動すると共に、回転する切断装置について示したが、切断装置はカッターヘッドとテーブルとが相対的に移動するものであればよい。たとえば、カッターヘッドが固定され、テーブルがＸ軸、Ｙ軸方向に移動し、かつ回転する切断装置であってもよい。
【００３７】
＜検証＞
本願発明者らは、上記構成のカッターホイールを用いた場合の効果を検証した。以下、この検証および検証結果について、図等を参照して説明する。
【００３８】
［検証１］
７６０〜８８０Ｎ／ｍｍ２のビッカース硬度を有するＳＫＨ５１から形成され、径６ｍｍ、刃先の角３０度のカッターホイールを使用し、以下のような手順にて検証を行った。
【００３９】
（１）ガラス基板の走行
下記条件にてガラス基板の表面をカッターホイールで走行させた。
・ガラス基板  …  厚み０．５ｍｍ
・走行荷重  …  ０．１１ＭＰａ（検証開始時）
・走行速度  …  １００ｍｍ／ｓｅｃ
・切込み量  …  ０．３ｍｍ
上記のカッターホイールにて、ベース基板に相当するガラス基板を所定距離走行させた。検証の開始時は、所定距離を１００ｍとした。そして、累積走行距離が３０００ｍになるまで、走行距離を１００ｍずつ増加させた。累積走行距離が３０００ｍ以降については、後述の手順（３−３）で必要な切断荷重が増加したことを考慮し、走行荷重も徐々に増加させた。また、累積走行距離が４６００ｍになるまで、カッターホイールに上記のガラス基板上を走行させたが、これ以降は、ガラス基板からセラミックス基板に替えて検証を行った。このときの走行荷重は検証開始時と同じ０．１１ＭＰａとした。これに関しては、［検証１および検証２の結果］で説明する。
【００４０】
（２）カッターホイールの観察
所定距離走行させた後のカッターホイールの刃先の側面つまりＹ軸正側から見た部分を撮像した。また、カッターホイールの走行の痕、つまり、ガラス基板の表面に形成された刃先の稜線を撮像した。
【００４１】
（３）基板の分離性の確認
刃先の観察の後、ベース基板である厚み０．５ｍｍのガラス基板の上に、樹脂基板である厚み２０μｍのポリイミド（ＰＩ）基板を積層して形成された基板に対し、上記のカッターホイールを使用して、以下の手順で切断した。
【００４２】
（３−１）
下記条件にてＰＩ基板の表面を上記カッターホイールで切断した。
・切断荷重  …  ０．１１ＭＰａ（検証開始時）
・切断速度  …  １００ｍｍ／ｓｅｃ
・切込み量  …  ０．３ｍｍ
【００４３】
（３−２）
続いて、下記条件にてガラス基板の表面をスクライビングホイールでスクライブした。
・スクライブ荷重  …  ０．１１ＭＰａ
・スクライブ速度  …  １００ｍｍ／ｓｅｃ
・切込み量  …  ０．３ｍｍ
【００４４】
（３−３）
ガラス基板の表面をスクライブした後、作業者の手により基板を割り、基板の分離性を確認した。すなわち、樹脂基板が切断できたか否かを判定した。判定は、手で分離することができた場合、「分離性良好」と判定し、分離しにくい場合は「分離性やや不良」と判定した。全く分離できなかった場合、「分離性不良」と判定した。
【００４５】
手順（１）において、検証の開始時は、所定距離を１００ｍとした。そして、累積走行距離が３０００ｍになるまで、走行距離を１００ｍずつ増加させていき、その都度、手順（２）および（３）を繰り返し行った。３０００ｍ以降は、適宜、走行距離を増加させた。
【００４６】
また、手順（３−３）において、「分離性やや不良」または「分離性不良」と判定した場合、手順（３−１）に戻り、荷重を増加して再度、樹脂基板を切断した。つまり、樹脂基板の分離が確認できるまで荷重を増加した。
【００４７】
［検証２］
検証２は、ベース基板であるガラス基板に、樹脂基板であるＰＥＴ基板およびＰＩ基板が積層して形成された基板を用いて検証を行った。検証２に係る基板は、厚み６０μｍのＰＥＴ基板、厚み２０μｍのＰＩ基板、および厚み０．５ｍｍのガラス基板が上からこの順に積層されて形成された基板である。
【００４８】
検証２は、上記の基板を使用した以外は、検証１と条件および手順が同一であるため、省略する。
【００４９】
［検証１および検証２の結果］
検証１〜２の結果を、表１および図３（ａ）〜図５（ｂ）に示す。図３（ａ）〜（ｊ）および図４（ａ）〜（ｊ）は、手順（２）において撮像した写真である。図５（ａ）は、手順（１）におけるカッターホイールの累積走行距離と稜線幅との関係を示すグラフである。図５（ｂ）は、検証１および検証２における刃先の稜線の幅と樹脂基板に係る切断荷重との関係を示すグラフである。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
上記の手順（１）では、カッターホイールを、累積走行距離が４６００ｍに達するまでガラス基板上を走行させていた。ここで、図５（ａ）のグラフに示すように、累積走行距離３５００ｍから４６００ｍまでは刃先の稜線幅が５０μｍ程度から増加しないことが確認できた。このとき、切断荷重は、検証１のＰＩ基板では０．１５ＭＰａ、検証２のＰＥＴ基板では、０．２０ＭＰａであり、切断荷重にも変化が見られなかった。これは、稜線幅が広がって基板に接触する際の力が分散することで、ガラス基板上においてはさらなる摩耗の進行が抑えられるためであると考えられる。そこで、累積走行距離が４６００ｍ以降では、カッターホイールをセラミックス基板であるアルミナ基板上で走行させ、刃先の摩耗を促進させて強制的に刃先の稜線幅を増加させることにより、稜線幅と切断荷重との関係を確認することとした。アルミナ基板のビッカース硬度は約１３７００Ｎ／ｍｍ２であった。これにより、表１および図５（ａ）のグラフに示すように、カッターホイールの累積走行距離が４６１０ｍのとき、稜線幅は、約７０μｍとなり、急速に刃先の摩耗が進んだ。このときの刃先の写真は、図４（ｈ）に示されている。
【００５２】
表１の結果から、カッターホイールの累積走行距離が増加すると、荷重を増加させる必要があるものの、稜線幅が９８μｍとなった場合であっても、荷重を０．４０ＭＰａに設定すれば、検証１では、ＰＩ基板を切断できることが確認できた。検証２では、少なくとも、ＰＥＴ基板を切断することができた。
【００５３】
また、図５（ａ）に示すように、検証開始から累積走行距離が増加するにつれて、刃先の稜線幅は増加したが、累積走行距離が３５００ｍを超えると４６００ｍまでガラス基板上においては稜線幅の増加がなくなった。
【００５４】
［検証１および検証２のまとめ］
検証１〜２において、カッターホイールの刃先は、図３（ａ）に示すように、使用開始時は鋭利な形状であった。図３（ｂ）〜図４（ｊ）に示すように、累積走行距離が長距離になると、刃先の形状が滑らかに変化していた。これは、刃先の摩耗により形状が滑らかに変化したためであり、これに伴い、稜線幅も広がる。このようなカッターホイールは、基板に接触したとき、基板上で欠けたり、割れたりしにくい。さらに、走行初期の鋭利な刃先には微細な欠けが生じやすいが、欠けが生じた場合であっても刃先の形状が摩耗により徐々に均一になっていった。このことから、表１に示すように、４６００ｍ以上の長距離の走行後であっても、樹脂基板を切断することができると推察される。したがって、実施形態のカッターホイールは、刃先が摩耗により滑らかな形状へ変化することにより、長期間使用することができる。
【００５５】
また、上記のとおり、検証１〜２では、刃先の角が３０度のカッターホイールを使用した。このような鋭利な刃先が、摩耗により形状が滑らかに変化することにより、長期間使用可能であることが確認できた。このことから、刃先が鋭利な形状、たとえば、刃先の角が、１５〜６０度の範囲であれば、検証１〜２と同様の結果が得られると推察できる。刃先の角が鋭利であるという点から、刃先の角は、１５〜４５度の範囲が好適であると推察できる。
【００５６】
さらに、カッターホイールの材質として、７６０〜８８０Ｎ／ｍｍ２のビッカース硬度を有する高速度鋼を採用した。これにより、ベース基板であるガラス基板との接触により刃先が摩耗し、稜線幅が適切に広がったと推察できる。さらに、稜線幅が適切に広がることによって、刃先が欠けにくくなるとともに、基板に接触する際の荷重が分散することで、累積走行距離３５００ｍを超えると、ガラス基板上ではさらなる摩耗の進行及び荷重の増加を抑えることが可能になる。よって、カッターホイールを長期間使用できたと言える。
【００５７】
上記したとおり、検証２では、カッターホイールの稜線幅が９８μｍの場合、切断荷重を０．４０ＭＰａに設定すれば、少なくとも、ＰＥＴ基板を切断することができた。このことから、検証２において、荷重を０．４０ＭＰａからさらに増加させれば、ＰＩ基板の切断も可能であると推察できる。
【００５８】
表１の結果によると、カッターホイールをセラミックス基板上を走行させることで、刃先の稜線幅は、約９８μｍまで増加した。上記したように、検証２の場合でも、荷重を０．４０ＭＰａからさらに増加させれば、ＰＩ基板の切断も可能であると推測できることから、稜線幅が１００μｍ以下であれば、樹脂基板を切断でき、またガラス基板に積層された樹脂基板を切断する場合においては、累積走行距離が５０００ｍを超えても稜線幅が１００μｍを超えることはないものと推察できる。
【００５９】
＜実施形態の効果＞
本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
カッターホイール１００は、ベース基板より低く且つ樹脂基板より高いビッカース硬度、具体的には、７６０〜８８０Ｎ／ｍｍ２のビッカース硬度を有する高速度鋼により形成されるため、ベース基板の表面を傷つけにくく、樹脂基板をきれいに切断することができる。
【００６０】
また、切断荷重を低荷重に設定することができるため、樹脂基板に対して過度な荷重を掛ける必要がない。
【００６１】
カッターホイール１００の刃先１１０の角αが、１５〜４５度の範囲のとき、当初、鋭利であった刃先１１０が徐々に摩耗し、刃先１１０の稜線幅を適切に広げることができる。これにより、長期間にわたり、樹脂基板を円滑に切断することができる。
【００６２】
カッターホイール１００は、ガラス基板上での累積走行距離が少なくとも５０００ｍ未満の場合、稜線の幅は、１００μｍを超えない構造を有する。このような稜線幅の刃先であれば、樹脂基板に対して過度な荷重を掛けることなく、円滑に切断することができる。
【符号の説明】
【００６３】
４０ｂ  …回転軸
１００  …  カッターホイール
１０１  …軸孔
１１０  …  刃先
１１０ａ、１１０ｂ  …  斜面
Ｆ  …  基板
α  …  刃先の角
【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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