(57)【要約】【課題】脆性材料の厚みが増した場合または厚さに比べ分割幅が狭い場合にも分割面に伝播不良を起こさせず、舌状のバリを形成させず、分割体同士の接触による欠損を起こさせない分割用素材並びに分割体の製造方法を提供することにある。【解決手段】複数の分割体に分割するための分割溝４が分割予定部５に形成された板状又は短冊状の脆性材料から成る分割用素材１において、前記分割溝４は、分割用素材１の表面及び裏面の対向する位置に夫々形成され、これら表裏両面の分割溝４を接続するように該分割用素材１の側部にも形成されてい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】
複数の分割体に分割するための分割溝が分割予定部に形成された板状又は短冊状の脆性材料から成る分割用素材において、
前記分割溝は、分割用素材の表面及び裏面の対向する位置に夫々形成され、これら表裏両面の分割溝を接続するように該分割用素材の側部にも形成されていることを特徴とする分割用素材。
【請求項２】
請求項１記載の分割用素材において、
前記分割溝は、そのうち少なくとも一面以上の断面形状がＶ字型に形成されていることを特徴とする分割用素材。
【請求項３】
あらかじめ分割溝が分割予定部に形成された板状又は短冊状の脆性材料から成る分割用素材を前記分割溝に沿って分割することにより、複数の分割体を製造する方法であって、
前記分割溝を分割用素材の表面及び裏面の対向する位置に夫々形成するとともに、これら表裏両面の分割溝を接続するように該分割用素材の側部にも形成しておき、この分割溝が形成された分割用素材を圧子又はローラ等の押圧部材で押圧することにより前記分割溝に沿って分割することを特徴とする分割体の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の分割体の製造方法において、
前記分割溝は、そのうち少なくとも前記押圧部材に接する面を含む一面以上の断面形状がＶ字型に形成されることを特徴とする分割体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガラス或いはセラミックスなどの脆性材料を、この材料に設けた分割溝で分割させ所望の分割体を得るための分割用素材並びに分割体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品を搭載したセラミックス基板などの板状又は短冊状の脆性材料を所望の形状に分割する方法として、例えば特許文献１または２に記載されたものが知られている。これは、上記脆性材料の少なくとも一面に予め分割溝を設け、押圧によりこの脆性材料に曲げモーメントを発生させ撓ませて前記分割溝から分割させ、所望の形状を有する分割体を得るようになっている。
【特許文献１】特開平８−２０６９９９号公報
【特許文献２】特開２００２−１８８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の脆性材料の分割においては、文献「日本機械学会論文集Ｃ編  セラミックス板の弾性加工による切断  論文Ｎｏ．９０−０４０７」で示される工法、また上記特許文献２に示されるようなローラにより、図１１に示すように、分割用素材１の少なくとも一面にダイヤモンドホイールやレーザなどにより分割溝１１を形成しておき、この分割溝１１を下にして弾性床３に分割用素材１を載置し、上方から押圧することにより分割する方法とされている。この場合、加工対象となるこの分割用素材１の厚みが厚くなった場合または厚さに比べ分割幅が狭い場合には、図１２に示すように分割の際に分割面１３に傾きが生じ易く、舌状バリ１４を形成させる虞がある。又分割用素材１を上方から押圧する圧子２の押圧と該分割用素材１及び弾性床３の縦弾性係数の違いによる曲げモーメントとにより、分割され隣り合う分割体同士が傾き、圧子２側の角部が接触したり前記舌状バリ１４が隣接する分割体により押し曲げられ角部を破損したりして欠損を生じることがある。
【０００４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、分割面の伝播不良を起こさせず、舌状のバリや欠損の発生を防止することが出来る分割用素材並びに分割体の製造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】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。すなわち本発明は、複数の分割体に分割するための分割溝が分割予定部に形成された板状又は短冊状の脆性材料から成る分割用素材において、前記分割溝は、分割用素材の表面及び裏面の対向する位置に夫々形成され、これら表裏両面の分割溝を接続するように該分割用素材の側部にも形成されていることを特徴とする。
【０００６】
この発明に係る分割用素材によれば、この分割用素材の亀裂起点となる引張側の分割溝に相対する圧縮側並びにこれらの分割溝を接続するように両側面位置に分割溝が夫々形成されているため、分割の際の亀裂伝播方向を拘束して分割面の傾きや湾曲、圧縮側で生じる大きな舌状バリの発生などの分割面の伝播不良を防止出来る。
【０００７】
本発明の分割用素材において、前記分割溝は、そのうち少なくとも一面以上の断面形状がＶ字型に形成されていることとしても良く、これにより圧子側で生じる分割体同士の接触による欠損や舌状バリの発生を起こすことなく、且つ面取り加工を行う必要性がなくなる。また前記Ｖ字型の分割溝は、四面に形成されているとしても良い。
【０００８】
また本発明は、あらかじめ分割溝が分割予定部に形成された板状又は短冊状の脆性材料から成る分割用素材を前記分割溝に沿って分割することにより、複数の分割体を製造する方法であって、前記分割溝は、引張となる弾性床側、圧縮となる圧子側の両面の分割溝とその分割溝を接続する同一断面内となる両側面の四面に分割溝を形成する。また前記分割溝は、そのうち少なくとも押圧部材に接する面を含む一面以上の断面形状がＶ字型に形成されることとしても良い。また前記Ｖ字型の分割溝は、四面に形成されることとしても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る分割用素材並びに分割体の製造方法によれば、分割用素材の分割において加工対象となる脆性材料の厚みが増した場合または厚さに比べ分割幅が狭い場合にも分割面に伝播不良を起こさせず、舌状のバリを形成させず、隣接する分割体同士の接触による欠損を起こさせないため、分割用素材の加工を良好に安定して行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る分割用素材の加工を示す概略正面図である。
この分割用素材１は、ガラス又はセラミックスなどの脆性材料から成る板状又は短冊状の形状を有しており、本加工により複数の分割体へ分割される。
弾性床３は、分割用素材１をその上面に載置可能な平板状の形状を有し、圧子２はこの分割用素材１を上方から下方へ矢印の向きに押圧可能な角棒状の形状を有している。前記弾性床３及び圧子２の構成部材は、その縦弾性係数が前記分割用素材１の縦弾性係数より小さな値であればよく、例えばアクリル樹脂等により形成される。図２の分割用素材１の斜視図に示すように、この分割用素材１の切断予定断面の各面には、夫々対向配置される分割溝４が隣り合う溝同士が互いに略平行とされるよう形成されている。この分割溝４は、レーザやダイヤモンドホイール等により成形される。また図１で、この分割用素材１は、加工前にその分割溝４の溝底部の略垂直上に前記圧子２の中心がくるよう配設される。又前記弾性床３及び圧子２の奥行き方向の幅は、夫々この分割用素材１の奥行き方向の幅以上となるように形成されている。
【００１１】
次にこのような構成における分割用素材を用いて分割体を製造する方法について説明する。
分割用素材１は、加工前にその表面及び裏面に夫々形成される分割溝４の溝底部の略垂直上に前記圧子２がくるように配設される。そして圧子２が矢印方向にこの分割用素材１を押圧すると、前記分割用素材１と前記弾性床３との縦弾性係数の違いにより曲げモーメントが発生しこの分割用素材１は撓まされる。分割用素材１はこの撓みにより弾性床側分割溝底から両側面に夫々成形された分割溝４の拘束を受けながら亀裂が伝播し、さらに圧子２側分割溝４へと伝播させられ、分割予定部５に沿うようにして縦断面方向に分割される。ここで前記分割溝４は分割前の溝底部と一致するように形成されているため、分割の伝播が夫々各面に形成されるその溝底部間を通る略垂直に形成されやすく、従来のように分割面が斜めに傾いて形成されたり分割面の角部に舌状のバリが形成されたりする虞がない。
分割された直後の分割用素材１の状態を、図３に概略正面図として示す。
【００１２】
また図４の分割用素材１の斜視図に示すように、前記分割溝をＶ字型の分割溝７に形成してもよく、この場合には、上記と同様にＶ字の谷底部で同様の効果が得られる。なお、仮にＶ字型谷底部の先端Ｒが大きく、拘束の効果が低い場合には、図６の概略断面図に示すように谷底部の先端Ｒ部にダイヤモンドホイールやレーザにより溝８を設ければよい。
このようにＶ字型分割溝７を設けることで、圧子側は分割端面が面取りされた形状となるため、分割され互いに隣接する分割体同士による角部の接触による欠損を起こすことがない。
【００１３】
以上説明したように、本実施形態に係る分割用素材１を用いた分割体の製造方法によれば、加工対象となる脆性材料の厚みが増した場合または厚さに比べ分割幅が狭い場合にも分割面１３の伝播不良を起こさせず、舌状のバリを形成させず、隣接する分割体同士の接触による欠損を起こさせないため、分割用素材１の加工を良好に安定して行うことが出来る。
また、本実施形態における分割体の製造方法によれば、分割面をさらに平坦化加工を要する場合においても、分割面の平坦度が高いため研削代を少なくすることが出来、製品歩留の向上が可能となる。さらにＶ字型断面の分割溝７を形成した場合には、面取り工程が不要となり、生産性の向上が可能となる。
【００１４】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、好ましくは四面の分割溝加工が最も確実に拘束効果を発揮出来るが、弾性床側と両側面の加工、弾性床側と圧子側の加工でも、弾性床側のみの加工に比べ拘束効果がある。また、この溝加工は、ダイヤモンドホイール、レーザ加工に限定されるものではなく、分割溝の先端を鋭角に加工可能な超音波加工、マイクロブラスト加工、エッチング加工、放電加工、電子ビーム加工などの工法により加工しても良い。また、Ｖ字型分割溝は面取りの必要な面のみに設け、Ｖ字型砥石の先端に矩形刃を有するダイヤモンドホイール、レーザ加工、超音波加工、マイクロブラスト加工、エッチング加工、放電加工、電子ビーム加工などの工法により、同時に加工してもよい。さらに圧子側で生じやすい舌状バリの発生を防ぐ目的や面取りが一面で良い場合には、圧子側となる面のみをＶ字型分割溝に加工しても良い。
【００１５】
又図６に示すように、前記Ｖ字型分割溝７の谷底部に、さらにダイヤモンドホイールやレーザ等により溝８を加工してもよい。これによって、より確実に亀裂伝播方向を拘束することが可能となる。
【００１６】
又図示しないが圧子２及び弾性床３の形状は夫々ローラー形状としてもよく、前記Ｖ字型分割溝７の溝形成方向に分割用素材１をローラーにより送出するよう構成すれば、被加工素材が比較的長い材料であっても連続的に分割させることが可能となる。又上記各ローラーと分割用素材１との間に弾性部材から成るベルトを夫々介在させる構成としてもよい。
【００１７】
また文献「日本機械学会論文集Ｃ編  セラミックス板の弾性加工による切断  論文Ｎｏ．９０−０４０７」で示される工法のように、図８，図９に示すような球面座を利用して分割する場合にも適用することが出来、切断面の傾きを抑制する効果が期待出来る。さらに分割溝をＶ字型溝とすれば、後工程での面取りが不要なことも同じく期待出来る。
【００１８】
また文献「日本機械学会論文集Ｃ編  摩擦を利用したガラス板の切断法  論文Ｎｏ．８８−０４４０Ｂ」で示される工法のように、図７に示すような摩擦を利用して分割する場合も、本発明を利用することが出来る。このときには分割用素材１は弾性床３の間に挟まれ、圧縮荷重により弾性床３を伸ばし、その摩擦による引張力で分割するため、分割用素材１に大きな圧縮力と摩擦力が働き、所望の位置の一面に分割溝を設けただけでは、期待する所望の分割溝以外からの破壊を生じることがあった。分割溝４を弾性床と接する一面だけでなく、相対するもう一面、さらにこれら分割溝４を接続する側面にも分割溝４を設けることで、圧縮荷重を低くすることが出来る。このとき、分割溝をＶ字型として施せば、後工程での面取りが不要なことも同じく期待出来る。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
本実施例における評価方法は以下の通りである。
【００２０】
□１０ｍｍの短冊状ソーダライムガラス板を試料に用い、このソーダライムガラス棒のガラス切りで各分割溝を略１０ｍｍ間隔で形成し、文献「日本機械学会論文集Ｃ編  セラミックス板の弾性加工による切断  論文Ｎｏ．９０−０４０７」で示される工法により分割を行い、その分割面の評価を行った。上記工法は、図１の説明において前述したが、分割用素材１を弾性床３の上面に載置し分割溝の上方から圧子２により押圧するものである。また、分割後の切断品を抜き取り、分割面を輪郭測定器で測定した。
【００２１】
[実施例１]
図１、図２に示すように、ガラス切りを用いて分割溝４を分割用素材１の弾性床側及び圧子側の面とそれらを接続するよう両側面との四面に成形し、分割を行って評価した。
[実施例２]
実施例１の分割溝４を、弾性床側と圧子側の二面のみに成形するとした以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
[比較例]
従来例として、実施例１の分割溝４を、弾性床側の一面のみに成形するとした以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１に示す通り、実施例１においては、分割面は略四面の分割溝４を通り、分割面内で多少蛇行する場合があるものの、下記一面、二面の分割溝のみに比べ、大きく改善されている。また分割後の切断品の分割面を図１０に示す通り、四面に分割溝を設けたことによる拘束効果が得られ傾きが小さくなっていることがわかる。
【００２４】
また実施例２においては、分割面が圧子側で蛇行し必ずしも分割面が圧子側分割溝を通るものばかりではなかった。
一方従来例では、分割面の傾きが上記実施例１，２と比べ大きく、加え圧子側では舌状バリを生じた。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る分割用素材の加工を示す概略正面図である。
【図２】分割用素材の斜視図である。
【図３】分割直後の分割用素材の状態を示す概略正面図である。
【図４】分割用素材の斜視図である。
【図５】分割用素材の加工を示す概略正面図である。
【図６】分割溝の変形例を示す概略断面図である。
【図７】摩擦による分割を示す概略正面図である。
【図８】球面座による分割を示す概略正面図である。
【図９】球面座による分割を示す概略正面図である。
【図１０】分割面の形状を輪郭測定器で測定した結果を示す図である。
【図１１】従来の分割用素材の加工を示す概略正面図である。
【図１２】従来の分割用素材の加工を示す概略正面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  分割用素材
２  圧子
４  分割溝
５  分割予定部
７  Ｖ字型分割溝
【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】
2008254163.tif 000011
【図９】
2008254163.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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