(57)【要約】【課題】  スクライブ切断法に用いられる基板切断用工具の変形をなくして被切断基板に均一な圧力を加えることができるようにするとともに、その耐久性を向上させる。【解決手段】  ガラスなどの無機材料からなる基板の一方の面にスクライブ溝を形成し、その他方の面から圧力を加えて基板を上記スクライブ溝に沿って破断する基板切断工具２０Ａにおいて、所定の加圧手段に連結されるバー本体２１０と、バー本体２１０の先端部２１１に取り付けられ、上記基板に圧力を直接的に加える押圧体２２０とを含み、バー本体２１０を金属製とし、押圧体２２０を硬質ゴム製とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスなどの無機材料からなる基板の一方の面に形成されたスクライブ溝に対して、上記基板の他方の面から圧力を加えることにより、上記基板を上記スクライブ溝に沿って破断する基板切断工具において、
所定の加圧手段に連結されるバー本体と、上記バー本体の先端部に取り付けられ、上記基板に圧力を直接的に加える押圧体とを含み、上記バー本体が金属材料から形成され、上記押圧体が所定の硬度を有する硬質ゴム材料から形成されていることを特徴とする基板切断工具。
【請求項２】
上記押圧体の形状が上記基板に対して凸状である請求項１に記載の基板切断工具。
【請求項３】
上記押圧体の上記基板に対する接触部が、所定の角度で交差する直線的な２辺に挟まれている、または所定曲率の湾曲面状に形成されている請求項１または２に記載の基板切断工具。
【請求項４】
上記押圧体のゴム硬度は、デュロメータ硬さで５０〜６０°である請求項１，２または３に記載の基板切断工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスなどの無機材料からなる基板の表面にスクライブ溝を形成した後、その裏面側から圧力を加えることにより、基板をスクライブ溝に沿って破断（分断）するスクライブ切断法に適用される基板切断工具に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガラスなどの硬い基板を切断する方法としては、回転ブレードを用いるダイシング切断法、超高圧水流を用いたウォータジェット切断法、カッターなどにより基板の表面にスクライブ溝を形成し、そのスクライブ溝の近傍に圧力を加えて基板を破断（分断）するスクライブ切断法などが知られている。
【０００３】
このうち、ダイシング切断法およびウォータジェット切断法は、切断後のカット断面が精密であるという利点はあるものの、いずれも冷却水の供給装置を必要とするため、装置自体の構造が複雑でコスト面での問題も多く、また、切断作業に時間がかかるという問題がある。とりわけ、液晶パネルを構成するガラス基板において、水分は電極を腐蝕させる原因になりかねないため、水を使用する切断法は好まれない。
【０００４】
そこで、液晶パネルの分野においては、ガラス基板の切断に水が不要であり、しかも生産性およびコスト面で有利なスクライブ切断法が好ましく採用されている（特許文献１参照）。図５により、液晶パネルをスクライブ切断法により切断して所定のサイズに切り出す場合の一連の工程を説明する。
【０００５】
通常、液晶パネルはマザー基板から多面取りされる。すなわち、２枚のマザー基板の各々に複数のパネル形成領域を割り付け、その各パネル形成領域内に透明電極，カラーフィルタ，配向膜などの表示に必要な部材を形成したのち、各パネル形成領域ごとに周辺シール材を塗布して２枚のマザー基板を貼り合わせる。
【０００６】
図６に貼り合わせ後のマザー基板Ｍを示す。この例において、マザー基板Ｍには４行×３列として１２枚の液晶セル（液晶パネル）Ｃが含まれている。このマザー基板Ｍから個々の液晶セルＣを切り出すには、まず、マザー基板Ｍを例えば縦方向（列方向）の分断仮想線Ｌ１に沿って切断して、それぞれ液晶セルＣが縦一列に配列された３つの短冊状のスティック基板Ｓに分割する。次に、各スティック基板Ｓを横方向（行方向）の分断仮想線Ｌ２に沿って切断することにより、所定サイズの液晶セルＣを切り出す。
【０００７】
上記のように、マザー基板Ｍからスティック基板Ｓを切断する場合、また、スティック基板Ｓから液晶セルＣを切断する場合のいずれもスクライブ切断法によるが、スティック基板Ｓから液晶セルＣを切断する場合について説明すると、まず図５（ａ）に示すように、スティック基板Ｓを、その一方のガラス基板（透明電極基板）１１を上側として図示しない基台上に載置する。そして、一方のガラス基板１１の表面１１ａに、分断仮想線Ｌ２に沿って、カッターホイールチップ３０などの切削手段により所定深さのスクライブ溝１１１を形成する。
【０００８】
次に、図５（ｂ）に示すように、スティック基板Ｓを裏返して他方のガラス基板（透明電極基板）１２を上側として図示しない基台上に載置し、基板切断工具としての圧力バー２０をガラス基板１１側に形成されているスクライブ溝１１１に沿ってガラス基板１２の上方に配置する。
【０００９】
なお、圧力バー２０は、スティック基板Ｓの横幅（図６において左右方向の幅）以上の長さを有する板状のバー本体２１を有し、その先端側には側面視ほぼ三角形状の押圧部２２が形成されている。また、バー本体２１は、図示しないシリンダなどの加圧手段に連結されている。
【００１０】
その加圧手段を駆動して、圧力バー２０を降下させて押圧部２２をガラス基板１２に押し付けて、押圧部２２の先端の剣先２２ａからガラス基板１２を介してガラス基板１１のスクライブ溝１１１に圧力を集中的に加えることにより、ガラス基板１１をスクライブ溝１１１に沿って破断する。
【００１１】
そして、他方のガラス基板１２の表面１２ａにも、予め設定された分断仮想線Ｌ２に沿ってスクライブ溝を形成し、上記と同様の工程により、圧力バー２０によって一方のガラス基板１１の側から圧力を加えることにより、他方のガラス基板１２を破断させ、スティック基板Ｓから所定サイズの液晶セルＣを切り出す。
【００１２】
スクライブ切断法に用いられる圧力バー２０には、そのバー本体２１に被切断基板に対して所定の圧力を加えることができる適度な硬度が必要とされるが、同時に、被切断基板面を保護するための適度な弾性力も必要とされる。このことから、従来においては、圧力バー２０として、その全体を例えばウレタンなどの硬質ゴム材により形成したものを使用するようにしている。
【００１３】
しかしながら、硬質ゴム材製の圧力バー２０によると、被切断基板面に押し付けたときに歪みなどの変形が生じやすく、これにより被切断基板に対する圧力にバラツキが生じ、スクライブ溝１１１に沿ってきれいに破断することができないという問題があった。この問題は、図７に示すように、例えば３枚のスティック基板Ｓを並べて、これらを共通の圧力バー２０にて同時に切断する場合に頻発する。
【００１４】
圧力バー２０の変形を防止するには、圧力バー２０のゴム硬度を例えばデュロメータ硬さ（ＪＩＳ  Ｋ６２５３）で７０゜以上に高めればよいのであるが、そうすると、押圧部２２の先端の剣先２２ａの摩耗が早く進行し、また、剣先２２ａに欠けが生じやすくなるので有効な対策とはいえない。
【特許文献１】特開平５−２７３５２５号公報（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、基板の表面側にスクライブ溝を形成し、その裏面側からスクライブ溝に対して圧力を加えて基板を破断するスクライブ切断法に用いられる基板切断工具（圧力バー）において、基板切断時における工具の変形を防止するとともに、剣先の耐久性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明は、ガラスなどの無機材料からなる基板の一方の面に形成されたスクライブ溝に対して、上記基板の他方の面から圧力を加えることにより、上記基板を上記スクライブ溝に沿って破断する基板切断工具において、所定の加圧手段に連結されるバー本体と、上記バー本体の先端部に取り付けられ、上記基板に圧力を直接的に加える押圧体とを含み、上記バー本体が金属材料から形成され、上記押圧体が所定の硬度を有する硬質ゴム材料から形成されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明において、上記押圧体の形状が上記基板に対して凸状であるとも特徴の一つである。さらに、上記押圧体の上記基板に対する接触部（剣先）の形状には、所定の角度で交差する直線的な２辺に挟まれた稜線が明瞭である鋭角的もしくは鈍角的な断面三角形状と、所定曲率の凸湾曲面形状とが含まれる。また、上記押圧体のゴム硬度をデュロメータ硬さで５０〜６０°とする点も本発明の特徴の一つである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、バー本体を金属製としているため、その金属の剛性により基板切断時における工具の変形がなく、また、押圧体を硬質ゴム製としているため、押圧体の摩耗や欠けなどが発生しにくくなり、押圧体の耐久性が向上する。特に、押圧体のゴム硬度をデュロメータ硬さで５０〜６０°とすることにより、摩耗や剣先の欠けが生じにくくなり耐久性が向上する。また、形状的には摩耗しにくい凸湾曲面であることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、図１ないし図４により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１ないし図４は、それぞれ本発明の各実施形態を模式的に示す側面図である。なお、この実施形態の説明において、本発明の基板切断工具を圧力バーと言う。
【００２０】
図１に示すように、第１実施形態に係る圧力バー２０Ａは、バー本体２１０と、バー本体２１０の先端部（図１において下端部）２１１に取り付けられた押圧体２２０とを備えている。バー本体２１０は金属製で、使用する金属材としては例えばアルミニウム材，ステンレス鋼材などを例示できるが、中でも軽量，成型性の面からアルミニウム材が好ましい。
【００２１】
バー本体２１０は、図１の紙面に対して直交する方向に伸びる板状体であり、その長さは被切断基板の幅に応じて決められる。被切断基板は、液晶パネルの分野では例えば先の図６，図７で説明したマザー基板Ｍやスティック基板Ｓであり、電子回路の分野ではシリコンウェハーやセラミック基板などである。
【００２２】
バー本体２１０は、図示しないエアもしくは油圧シリンダやモータなどの加圧手段に連結されており、基板切断時に所定の圧力が加えられる。したがって、バー本体２１０の板厚は、基板切断時に加圧手段によって加えられる圧力によって変形しない厚さが必要である。
【００２３】
バー本体２１０の先端部２１１は楔形に形成されており、その頂部には押圧体２２０を取り付けるための溝２１２が設けられている。この例において、溝２１２は逆Ｖ状に形成されているが、他の例としては、図１において開口面を下向きとしたコ字状の溝であってもよい。
【００２４】
本発明において、押圧体２２０には硬質ゴムが用いられる。その材質に特に制限はないが、コスト面と入手の容易さからすれば硬質ウレタンゴムが好ましい。押圧体２２０を上記溝２１２に固定する固定手段としては、接着材がもっとも手軽で好ましい。また、押圧体２２０は、被切断基板に対し適度な硬度を維持することができる限りにおいて、その大きさはできるだけ小さいことが好ましい。
【００２５】
この第１実施形態において、上記溝２１２が逆Ｖ字状であるため、その形状に合致するように、押圧体２２０には、断面菱形に形成された硬質ゴムが用いられる。すなわち、押圧体２２０を形作っている菱形のうち、上部の２辺２２１，２２２が上記逆Ｖ字状の溝２１２内に接着材により固定され、その下部側が実質的な押圧体として作用する。
【００２６】
下部の２辺２２３，２２４の交差部が図示しない被切断基板に接触する剣先（接触部）２２５となる。剣先２２５の角度は鋭角，鈍角のいずれでもよいが、その稜線が明瞭であるほど、小さい圧力でスクライブ溝の部分に応力を集中的に発生させることができるので好ましい。
【００２７】
本発明において、押圧体２２０の好ましいゴム硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３で規定されているデュロメータ硬さで５０〜６０゜である。このゴム硬度は、スクライブ切断法による基板切断工具としては軟らかい方で、しかも変形量が小さい。したがって、剣先２２５の摩耗の進行が遅く、欠けも生じにくいので耐久性が向上する。また、圧力バー２０Ａとしては、押圧体２２０が摩耗などした場合でも、その押圧体２２０を交換するだけで済むため、ランニングコストを抑えることもできる。
【００２８】
本発明に係る圧力バーは、弾性変形を抑えることができるものであれば、上記第１実施形態で示した形状のバー本体２１０と押圧体２２０との組み合わせに限られるものではなく、適宜の組み合わせを採用することができる。
【００２９】
その一例として、図２に示す第２実施形態に係る圧力バー２０Ｂのように、左右対称形状の一対の金属板２１０ａ，２１０ｂをネジなどの止着具２３０によって連結してバー本体２１０としてもよい。
【００３０】
この例では、金属板２１０ａ，２１０ｂの各先端部に、図示しない被切断基板側に向けて互いに広がるようなテーパー面を設けて、押圧体２２０を取り付けるための上記第１実施形態と同様の逆Ｖ字状の溝２１２を形成するようにしているが、場合によっては、金属板２１０ａ，２１０ｂの間に押圧体２２０を保持させることもできる。
【００３１】
また、図３に示す第３実施形態に係る圧力バー２０Ｃのように、バー本体２１０の先端部２１１に平坦面２１３を形成し、この平坦面２１３に断面三角形状とした押圧体２２０を接着材などにて固定するようにしてもよい。
【００３２】
さらには、図４に示す第４実施形態に係る圧力バー２０Ｄのように、バー本体２１０の先端部２１１に形成した平坦面２１３に、断面が蒲鉾状で被切断基板に対する接触面を所定曲率の凸湾曲面とした押圧体２２０を固定するようにしてもよい。上記各実施形態のうち、耐久性の観点からすれば、この第４実施形態に係る圧力バー２０Ｄがもっとも好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係る基板切断工具は、液晶パネルを構成するガラス基板のみならず、例えばシリコンウェハーやセラミック基板など、無機材料からなる硬質基板をスクライブ切断法によって切断する場合について広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態を模式的に示す側面図。
【図２】本発明の第２実施形態を模式的に示す側面図。
【図３】本発明の第３実施形態を模式的に示す側面図。
【図４】本発明の第４実施形態を模式的に示す側面図。
【図５（ａ）】スクライブ切断法による第１工程を示す模式図。
【図５（ｂ）】スクライブ切断法による第２工程を示す模式図。
【図５（ｃ）】スクライブ切断法による第３工程を示す模式図。
【図６】液晶パネルのスクライブ切断法により切断されるマザー基板を示す平面図。
【図７】複数枚の基板を同時に切断する例を示す模式的な斜視図。
【符号の説明】
【００３５】
２０Ａ〜２０Ｄ  圧力バー
２１０  バー本体
２１１  先端部
２１２  溝
２１３  平坦面
２２０  押圧体
２２５  剣先
【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（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図５（ｃ）】
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【図６】
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【図７】
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