(57)【要約】【課題】脆性材料基板に良好なスクライブラインを形成することができるスクライブ方法を提供する。【解決手段】本手法では、ヘッド部の動作によって、ダイヤモンドポイントの外面のうち、角丸面６７が、脆性材料基板４に接触させられる。そして、脆性材料基板４と接触する角丸面６７から脆性材料基板４に、力（スクライブ荷重）が付与される。続いて、ダイヤモンドポイントの角丸面６７が脆性材料基板４に接触させられ状態で、ダイヤモンドポイント６０が脆性材料基板４に対して相対的に移動させられる。【選択図】図７
2012250351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンド含有物のツールにより、脆性材料基板上にスクライブラインを形成する方法であって、
(a) 前記ツールの外面のうち前記脆性材料基板と接触する角丸面から、前記脆性材料基板に力を付与する工程と、
(b) 前記工程(a) により前記ツールの前記角丸面を前記脆性材料基板に接触させた状態で、前記ツールを前記脆性材料基板に対して相対的に移動させる工程と、
を備え、
前記角丸面は、曲面形状を有するとともに、
前記工程(b) により、前記ツールと前記脆性材料基板とが接触させられつつ、前記ツールが前記脆性材料基板に対して移動させられる場合、前記角丸面は、下向きに凸とされることを特徴とするスクライブ方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスクライブ方法において、
前記ツールは、ダイヤモンドポイントであること特徴とするスクライブ方法。
【請求項３】
請求項１に記載のスクライブ方法において、
前記ツールは、スクライビングホイールであること特徴とするスクライブ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ダイヤモンド含有物のツールにより、脆性材料基板上にスクライブラインを形成するスクライブ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板上にスクライブラインを形成するために、ダイヤモンドポイントまたはダイヤモンドホイールによってガラス基板を切削する技術が、従来より知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０８５７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、特許文献１の技術では、ガラス基板が切削されるため、スクライブライン付近に切り屑が発生するという問題が生ずる。そして、特許文献１の技術では、場合によっては、スクライブされた断面にマイクロクラック（細かい亀裂）が発生するという問題が生ずる。
【０００５】
そこで、本発明では、脆性材料基板に良好なスクライブラインを形成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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、ダイヤモンド含有物のツールにより、脆性材料基板上にスクライブラインを形成する方法であって、(a)前記ツールの外面のうち前記脆性材料基板と接触する角丸面から、前記脆性材料基板に力を付与する工程と、(b)前記工程(a)により前記ツールの前記角丸面を前記脆性材料基板に接触させた状態で、前記ツールを前記脆性材料基板に対して相対的に移動させる工程とを備え、前記角丸面は、曲面形状を有するとともに、前記工程(b)により、前記ツールと前記脆性材料基板とが接触させられつつ、前記ツールが前記脆性材料基板に対して移動させられる場合、前記角丸面は、下向きに凸とされることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のスクライブ方法において、前記ツールは、ダイヤモンドポイントであること特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載のスクライブ方法において、前記ツールは、スクライビングホイールであること特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１から請求項３に記載の発明において、ダイヤモンド含有物のツールの外面のうち、脆性材料基板と接触する角丸面は、曲面形状とされている。また、工程(b) により、ツールと脆性材料基板とが接触しつつ、ツールが脆性材料基板に対して移動させられる場合、ツールの角丸面は、下向きに凸の状態とされる。
【００１０】
これにより、ツールは、角丸面と接触する脆性材料基板の接触部を切削することなく、この接触部に大きな圧縮応力および引張応力を発生させることができる。そして、この圧縮応力および引張応力によって、脆性材料基板にスクライブラインおよび垂直クラックが形成される。そのため、スクライブライン付近に切り屑およびマイクロクロックが発生することを防止でき、脆性材料基板を良好にスクライブできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１および第２の実施の形態におけるスクライブ装置の全体構成の一例を示す正面図である。
【図２】本発明の第１および第２の実施の形態におけるスクライブ装置の全体構成の一例を示す側面図である。
【図３】ヘッド部付近の構成の一例を示す正面図である。
【図４】ホルダ揺動部付近の構成の一例を示す側面図である。
【図５】ホルダ揺動部付近の構成の一例を示す側面図である。
【図６】第１の実施の形態におけるダイヤモンドポイントの構成の一例を示す側面図である。
【図７】第１の実施の形態における刃部の形状の一例を示す正面図である。
【図８】図７における刃部の稜線を説明するための正面図である。
【図９】角丸面を有しない刃部の形状の一例を示す正面図である。
【図１０】第２の実施の形態におけるスクライビングホイール付近の構成の一例を示す正面図である。
【図１１】第２の実施の形態におけるスクライビングホイール付近の構成の一例を示す下面図である。
【図１２】キャスター効果を説明するための下面図である。
【図１３】第２の実施の形態におけるスクライビングホイールの一例を示す側面図である。
【図１４】第２の実施の形態におけ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１５】図１４の符号Ａにおける部分拡大図である。
【図１６】スクライブされた脆性材料基板の端面強度を評価するための試験方法を説明するための図である。
【図１７】実施例１および比較例１の試験条件を説明するための図である。
【図１８】実施例１および比較例１の試験結果を示す図である。
【図１９】図７に示す刃部によりスクライブされた脆性材料基板の写真である。
【図２０】図９に示す刃部によりスクライブされた脆性材料基板の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
＜１．第１の実施の形態＞
＜１．１．スクライブ装置の構成＞
図１および図２は、それぞれ第１の実施の形態におけるスクライブ装置１の全体構成の一例を示す正面図および側面図である。スクライブ装置１は、例えばガラス基板またはセラミックス基板等のように、脆性材料で形成された基板（以下、単に、「脆性材料基板」とも呼ぶ）４の表面に、スクライブライン（切りすじ：縦割れ）を入れる装置である。
【００１４】
図１および図２に示すように、スクライブ装置１は、主として、保持ユニット１０と、スクライブユニット２０と、撮像部ユニット８０と、制御ユニット９０と、を有している。なお、図１および以降の各図には、それらの方向関係を明確にすべく、必要に応じて適宜、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系が付されている。
【００１５】
ここで、第１および第２の実施の形態において、
（１）スクライブ装置１（第２の実施の形態の場合は、スクライブ装置１００）により、脆性材料基板４の表面にスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫ（後述する図７および図１０参照）が形成され（スクライブ工程）、
（２）次に、応力付与により垂直クラックＫがさらに伸展させられ、脆性材料基板４が切断される（ブレーク工程）、
手法を、「割断」と呼ぶ。
【００１６】
一方、スクライブ工程のみによって（すなわち、ブレーク工程を実行することなく）、垂直クラックＫを脆性材料基板４のスクライブラインＳＬの主面から逆側の主面まで伸展させ、脆性材料基板４を切断する手法を、「分断」と呼ぶ。
【００１７】
また、本実施の形態のスクライブ方法により割断または分断可能な脆性材料基板４の材質の例としては、ガラス、セラミック、シリコン、またはサファイア等が挙げられる。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）への移行が加速している。そのため、本実施の形態のスクライブ方法は、益々有効に用いられることになる。
【００１８】
保持ユニット１０は、脆性材料基板４を保持しつつ移動させることによって、脆性材料基板４をスクライブユニット２０に対して移動させる。図１に示すように、保持ユニット１０は、基部１０ａ上に設けられており、主として、テーブル１１と、ボールねじ機構１２と、モータ１３と、を有している。
【００１９】
ここで、基部１０ａは、例えば略直方体状の石定盤により形成されており、その上面（保持ユニット１０と対向する面）は、平坦加工されている。これにより、基部１０ａの熱膨張を低減でき、保持ユニット１０に保持された脆性材料基板４を良好に移動させることができる。
【００２０】
テーブル１１は、載置された脆性材料基板４を吸着保持する。また、テーブル１１は、保持された脆性材料基板４を、矢印ＡＲ１方向（Ｘ軸プラスまたはマイナス方向：以下、単に、「進退方向」とも呼ぶ）に進退させるとともに、矢印Ｒ１方向に回転させる。図１および図２に示すように、テーブル１１は、主として、吸着部１１ａと、回転台１１ｂと、移動台１１ｃと、を有している。
【００２１】
吸着部１１ａは、回転台１１ｂの上側に設けられている。図１および図２に示すように、吸着部１１ａの上面には、脆性材料基板４が載置可能とされている。また、吸着部１１ａの上面には、複数の吸着溝（図示省略）が格子状に配置されている。したがって、脆性材料基板４が載置された状態で、各吸着溝内の雰囲気が排気（吸引）されることによって、脆性材料基板４は、吸着部１１ａに対して吸着される。
【００２２】
回転台１１ｂは、吸着部１１ａの下側に設けられており、Ｚ軸と略平行な回転軸１１ｄを中心に吸着部１１ａを回転させる。また、移動台１１ｃは、回転台１１ｂの下側に設けられており、進退方向に沿って、吸着部１１ａおよび回転台１１ｂを移動させる。
【００２３】
したがって、テーブル１１に吸着保持された脆性材料基板４は、矢印ＡＲ１方向に進退させられるとともに、吸着部１１ａの進退動作にともなって移動する回転軸１１ｄを中心に回転させられる。
【００２４】
ボールねじ機構１２は、テーブル１１の下側に配置されており、テーブル１１を矢印ＡＲ１方向に進退させる。図１および図２に示すように、ボールねじ機構１２は、主として、送りネジ１２ａと、ナット１２ｂと、を有している。
【００２５】
送りネジ１２ａは、テーブル１１の進退方向に沿って延びる棒体である。送りネジ１２ａの外周面には、螺旋状の溝（図示省略）が設けられている。また、送りネジ１２ａの一端は支持部１４ａにより、送りネジ１２ａの他端は支持部１４ｂにより、それぞれ回転可能に支持されている。さらに、送りネジ１２ａは、モータ１３と連動連結されており、モータ１３が回転すると、その回転方向に送りネジ１２ａが回転する。
【００２６】
ナット１２ｂは、送りネジ１２ａの回転にしたがい、不図示のボールの転がり運動によって、矢印ＡＲ１方向に進退する。図１および図２に示すように、ナット１２ｂは、移動台１１ｃの下部に固定されている。
【００２７】
したがって、モータ１３が駆動させられ、モータ１３の回転力が送りネジ１２ａに伝達されると、ナット１２ｂは、矢印ＡＲ１方向に進退する。その結果、ナット１２ｂが固定されているテーブル１１は、ナット１２ｂと同様に矢印ＡＲ１方向に進退する。
【００２８】
一対のガイドレール１５、１６は、進行方向におけるテーブル１１の移動を規制する。図２に示すように、一対のガイドレール１５、１６は、基部１０ａ上において、矢印ＡＲ２方向に所定距離だけ隔てて固定されている。
【００２９】
複数（本実施の形態では２つ）の摺動部１７（１７ａ、１７ｂ）は、ガイドレール１５に沿って矢印ＡＲ１方向に摺動自在とされている。図１および図２に示すように、各摺動部１７（１７ａ、１７ｂ）は、移動台１１ｃの下部において、矢印ＡＲ１方向に所定距離だけ隔てて固定されている。
【００３０】
複数（本実施の形態では２つ：ただし、図示の都合上、摺動部１８ａのみ記載）の摺動部１８は、ガイドレール１６に沿って矢印ＡＲ１方向に摺動自在とされている。図１および図２に示すように、各摺動部１８は、摺動部１７（１７ａ、１７ｂ）と同様に、移動台１１ｃの下部において、矢印ＡＲ１方向に所定距離だけ隔てて固定されている。
【００３１】
このように、モータ１３の回転力がボールねじ機構１２に付与されると、テーブル１１は、一対のガイドレール１５、１６に沿って移動する。そのため、進退方向におけるテーブル１１の直進性を確保することができる。
【００３２】
スクライブユニット２０は、ダイヤモンドポイント６０（後述する図３参照）を用いることによって、脆性材料基板４にスクライブラインを形成する。図１および図２に示すように、スクライブユニット２０は、主として、ヘッド部３０と、駆動部７０と、を有している。
【００３３】
ヘッド部３０は、保持されたダイヤモンドポイント６０から脆性材料基板４の表面に対し、押圧力（以下、単に、「スクライブ荷重」とも呼ぶ）を付与する。また、ヘッド部３０は、ダイヤモンドポイント６０の刃部６１（図３参照）を、脆性材料基板４に対し、接触かつ移動させることによって、脆性材料基板４上にスクライブラインを形成する。なお、ヘッド部３０の詳細な構成については、後述する。
【００３４】
駆動部７０は、ヘッド部３０に保持されたダイヤモンドポイント６０を矢印ＡＲ２方向（Ｙ軸プラスまたはマイナス方向）に沿って往復移動させる。図２に示すように、駆動部７０は、主として、支柱７１と、レール７２と、モータ７３と、を有している。
【００３５】
複数（本実施の形態では２本）の支柱７１（７１ａ、７１ｂ）は、基部１０ａから上下方向（Ｚ軸方向）に延びる。図２に示すように、各ガイドレール７２は、支柱７１ａ、７１ｂの間に挟まれた状態で、これら支柱７１ａ、７１ｂに対して固定される。
【００３６】
複数（本実施の形態では２本）のガイドレール７２は、加工方向におけるヘッド部３０の移動を規制する。図２に示すように、複数のガイドレール７２は、上下方向に所定距離だけ隔てて固定されている。
【００３７】
モータ７３は、不図示の送り機構（例えば、ボールねじ機構）と連動連結されている。これにより、モータ７３が回転すると、ヘッド部３０は、複数のガイドレール７２に沿って矢印ＡＲ２方向に往復する。
【００３８】
撮像部ユニット８０は、保持ユニット１０に保持された脆性材料基板４を撮像する。図２に示すように、撮像部ユニット８０は、複数のカメラ８５（８５ａ、８５ｂ）を有している。
【００３９】
複数（本実施の形態では２台）のカメラ８５（８５ａ、８５ｂ）は、図１および図２に示すように、保持ユニット１０の上方に配置されている。各カメラ８５（８５ａ、８５ｂ）は、脆性材料基板４上に形成された特徴的な部分（例えば、アライメントマーク（図示省略））の画像を撮像する。そして、各カメラ８５（８５ａ、８５ｂ）により撮像された画像に基づいて、脆性材料基板４の位置および姿勢が求められる。
【００４０】
制御ユニット９０は、スクライブ装置１の各要素の動作制御、およびデータ演算を実現する。図１および図２に示すように、制御ユニット９０は、主として、ＲＯＭ９１と、ＲＡＭ９２と、ＣＰＵ９３と、を有している。
【００４１】
ＲＯＭ（Read Only Memory）９１は、いわゆる不揮発性の記憶部であり、例えば、プログラム９１ａが格納されている。なお、ＲＯＭ９１としては、読み書き自在の不揮発性メモリであるフラッシュメモリが使用されてもよい。
【００４２】
ＲＡＭ（Random Access Memory）９２は、揮発性の記憶部であり、例えば、ＣＰＵ９３の演算で使用されるデータが格納される。ＣＰＵ（Central Processing Unit）９３は、ＲＯＭ９１のプログラム９１ａに従った制御（例えば、駆動部７０によるホルダ３１の往復動作、および昇降部５０によるホルダ３１（後述する図３参照）の昇降動作等の制御）、および種々のデータ演算処理等を実行する。
【００４３】
＜１．２．ヘッド部の構成＞
図３は、ヘッド部３０付近の構成の一例を示す正面図である。図４および図５のそれぞれは、ホルダ揺動部３４付近の構成の一例を示す側面図である。図３から図５に示すように、ヘッド部３０は、主として、ホルダ３１と、ホルダ揺動部３４と、ホルダジョイント３５と、昇降部５０と、ダイヤモンドポイント６０と、を有している。
【００４４】
ホルダ３１は、ヘッド部３０にダイヤモンドポイント６０を固定する。図３から図５に示すように、ダイヤモンドポイント６０の刃部６１が脆性材料基板４側となるように、ダイヤモンドポイント６０の把持部６２を把持する。
【００４５】
ダイヤモンドポイント６０は、脆性材料基板４に対して移動させられることによって、脆性材料基板４にスクライブラインを形成するツール（工具）である。なお、ダイヤモンドポイント６０の詳細な構成については、後述する。
【００４６】
ホルダ揺動部３４は、ダイヤモンドポイント６０の刃部６１を、揺動軸３６ａ、および／または、回転軸３８ａを中心に揺動させる。図４および図５に示すように、ホルダ揺動部３４は、主として、ホルダジョイント３５と、ホルダ取付ブロック４０と、を有している。
【００４７】
ホルダジョイント３５は、ホルダ３１およびホルダ取付ブロック４０を連動連結する。図３から図５に示すように、ホルダジョイント３５は、旋回部３８の下端に固定されており、主として、取付片３６と、旋回部３８と、を有している。
【００４８】
取付片３６は、ホルダジョイント３５の下部にホルダ３１を取り付けるための取付要素である。図３から図５に示すように、取付片３６は、ホルダジョイント３５の下端に設けられており、取付片３６の形状は、側面視略Ｌ字状とされている。
【００４９】
また、図３から図５に示すように、取付片３６は、揺動軸３６ａを有している。揺動軸３６ａは、ダイヤモンドポイント６０の延伸方向（矢印ＡＲ３方向）と略垂直な方向（矢印ＡＲ４方向：以下、単に、「軸心方向」とも呼ぶ）に延びる。そして、ホルダ３１は、取付片３６に設けられた揺動軸３６ａを中心に揺動する。
【００５０】
旋回部３８は、ダイヤモンドポイント６０の延伸方向（矢印ＡＲ３方向）に沿った回転軸３８ａを中心に回転可能とされている。図３に示すように、旋回部３８は、ベアリング４６、４７の内径面と対向するように、挿入されている。
【００５１】
ホルダ取付ブロック４０は、上述のようにホルダジョイント３５を回動可能に支持する。図３に示すように、ホルダ取付ブロック４０は、ホルダジョイント３５の取付片３６の上方、およびホルダ３１の上方に設けられており、主として、ベアリング４６、４７と、固定部４９と、を有している。
【００５２】
ベアリング４６、４７は、取付ブロック本体４０ａ内に、かつ、上からこの順番に、配置されている。ベアリング４６、４７は、ホルダジョイント３５の旋回部３８を軸支する。
【００５３】
固定部４９は、ベアリング４６、４７により回動自在にされた旋回部３８を、ホルダ取付ブロック４０に対して固定する。これにより、回転軸３８ａ周りにおけるホルダジョイント３５の回動角が設定できる。
【００５４】
なお、固定部４９としては、例えば、ネジ等の締結部材が用いられても良い。また、ベアリングの個数は２つに限定されず、例えば、１つであっても良いし、３つ以上であっても良い。
【００５５】
昇降部５０は、ホルダ３１を保持ユニット１０と近接する方向に移動させることによって、ホルダ３１に固定されたダイヤモンドポイント６０の刃部６１を脆性材料基板４に突き当てる。図３に示すように、昇降部５０は、主として、シリンダ５１と、伝達部５２と、を有している。
【００５６】
シリンダ５１は、ホルダ取付ブロック４０側に上下方向（Ｚ軸プラスまたはマイナス方向）に沿った駆動力を付与する駆動力供給源である。図３に示すように、シリンダ５１は、ホルダ取付ブロック４０の上方に配置されており、主として、本体部５１ａと、ロッド５１ｂと、を有している。
【００５７】
ロッド５１ｂは、本体部５１ａに対して進退可能とされている。図３に示すように、ロッド５１ｂの下端は、伝達部５２に連結されている。したがって、シリンダ５１が駆動し、ロッド５１ｂが本体部５１ａから進出することによって、伝達部５２は、ロッド５１ｂの下端により下方向に押し下げられる。
【００５８】
伝達部５２は、シリンダ５１およびホルダ取付ブロック４０の間に設けられており、シリンダ５１からの駆動力をホルダ取付ブロック４０に伝達する。
【００５９】
ガイド機構５３は、図３に示すように、主として、ガイドレール５３ａと、ガイドレール５３ａに沿って上下方向に摺動自在とされたガイドブロック５３ｂと、を有している。また、取付プレート５４は、ガイド機構５３およびホルダ取付ブロック４０の間に挟まれた板材である。ホルダ取付ブロック４０は、取付プレート５４を介してガイドブロック５３ｂに固定されている。これにより、ホルダ取付ブロック４０に上下方向に沿った駆動力が付与されると、ガイド機構５３は、ガイドブロック５３ｂの昇降方向に沿ってホルダ取付ブロック４０をガイドする。
【００６０】
回転軸５６は、図３から図５に示すように、ダイヤモンドポイント６０の延伸方向（矢印ＡＲ３方向）と略垂直であり、かつ、取付片３６に設けられた揺動軸３６ａと略垂直な方向に延びる。これにより、回転軸５６周りにおけるホルダ取付ブロック４０の回転角が設定できる。そのため、ホルダ３１に固定されたダイヤモンドポイント６０の姿勢がＹＺ平面内で調整できる。
【００６１】
＜１．３．ダイヤモンドポイントの構成＞
図６は、ダイヤモンドポイント６０の構成の一例を示す側面図である。図７は、ダイヤモンドポイント６０の刃部６１の形状の一例を示す正面図である。図８は、図７における刃部６１の稜線６６を説明するための正面図である。図６に示すように、ダイヤモンドポイント６０は、主として、刃部６１と、把持部６２と、を有している。
【００６２】
把持部６２は、図６に示すように、一端６２ａに刃部６１が設けられた円柱状または角柱状の棒体である。ホルダ３１により把持部６２が把持されることによって、ダイヤモンドポイント６０は、ヘッド部３０に取り付けられる。
【００６３】
ここで、本実施の形態において、把持部６２の直径は、好ましくは２〜６（ｍｍ）であり、把持部６２の長さは、好ましくは１０〜７０（ｍｍ）である。
【００６４】
刃部６１は、ダイヤモンド含有物により成形されている。刃部６１が脆性材料基板４に突き当てられることによって、脆性材料基板４にスクライブラインが形成される。図７および図８に示すように、刃部６１は、四角錐台形状を有しており、主として、先端面６４と、複数の斜面６５（６５ａ〜６５ｄ）と、複数の角丸面６７（６７ａ〜６７ｄ：ただし、角丸面６７ｄは図示の都合上省略）と、を有している。そして、隣接する２つの斜面６５により、刃部６１の稜線６６が形成されている。
【００６５】
複数の斜面６５（６５ａ〜６５ｄ）は、図７および図８に示すように、四角錐台形状とされた刃部６１の側面を形成する。各斜面６５（６５ａ〜６５ｄ）は、台形状の平面とされている。
【００６６】
複数の角丸面６７（６７ａ〜６７ｄ）は、先端面６４の各角部に形成されており、曲面形状を有している。また、各角丸面６７は、複数の斜面６５のうち対応する隣接斜面６５と、先端面６４と、に囲まれている。例えば、図７に示すように、角丸面６７ａは、互いに隣接する斜面６５ａ、６５ｂと、先端面６４と、に囲繞されている。
【００６７】
ここで、本実施の形態において、刃部６１の各稜線６６は、２つの隣接する斜面６５の間に形成された直線部６８と、この隣接する斜面６５のそれぞれと接続する角丸面６７上に位置しており、直線部６８および先端面６４を接続する曲線部６９と、を有している。
【００６８】
例えば、図７および図８に示すように、稜線６６ｂは、直線部６８ｂおよび曲線部６９ｂを有している。直線部６８ｂは、隣接する斜面６５ａ、６５ｄの間に形成された線分である。一方、曲線部６９ｂは、直線部６８ｂおよび先端面６４を接続する円弧状の曲線である。
【００６９】
また、図８に示すように、刃部６１の各稜線６６において、先端面６４に対する直線部６８の傾きの絶対値は、先端面６４に対する曲線部６９の傾きの絶対値（すなわち、曲線部６９上の各位置における接線の傾きの絶対値）より大きくなるように設定されている。
【００７０】
なお、本実施の形態において、把持部６２との取付位置付近（先端面６４と逆側に位置する四角錐台の底面）における刃部６１の大きさは、好ましくは０．５ｍｍ角〜３．０ｍｍ角（さらに好ましくは、０．８ｍｍ角〜２．０ｍｍ角）である。
【００７１】
＜１．４．刃部に含まれる材料＞
上述のように、刃部６１はダイヤモンド含有物により成形されている。このダイヤモンド含有物の一例として、焼結ダイヤモンド、多結晶体ダイヤモンド、天然単結晶ダイヤモンド、および合成単結晶ダイヤモンドが挙げられる。以下では、特に、焼結ダイヤモンドおよび多結晶体ダイヤモンドを説明する。
【００７２】
＜１．４．１．焼結ダイヤモンド＞
刃部６１の成形に用いられる焼結ダイヤモンドは、ダイヤモンド粒子と、残部の結合相と、を有しており、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って、優れた耐摩耗性及び強度が得られる。
【００７３】
ここでは、焼結ダイヤモンドに含まれる材料のうち、ダイヤモンド粒子、並びに結合相に含まれる結合材および添加剤について、説明する。
【００７４】
ダイヤモンド粒子の平均粒子径は、好ましくは、０．１〜５．０（μｍ）（さらに好ましくは、０．５〜１．０（μｍ））の範囲である。
【００７５】
ここで、ダイヤモンドの平均粒子径が０．６μｍ未満となる場合、ダイヤモンド粒界においてクラックが伝播し易くなる。そのため、ダイヤモンドポイント６０の寿命が短くなるという問題が生ずる。
【００７６】
焼結ダイヤモンド中におけるダイヤモンドの含有量は、好ましくは、６５．０〜７５．０（重量％）（さらに好ましくは、６８．０〜７２．０（重量％）：８３．０〜８８．０（容量％））の範囲である。ここで、ダイヤモンドの含有量が６８．０重量％未満の場合、焼結ダイヤモンドの耐摩耗性が低下する。
【００７７】
添加剤としては、例えば、タングステン、チタン、ニオブ、タンタルより選ばれる少なくとも１種以上の元素の超微粒子炭化物が好適に使用される。
【００７８】
ここで、焼結ダイヤモンド中における超微粒子炭化物の含有量は、好ましくは、３．０〜１０．０（重量％）の範囲である。
【００７９】
さらに好ましくは、超微粒子炭化物の含有量は、６．０〜８．０（重量％）の範囲であり、超微粒子炭化物は、１．０〜４．０（重量％）の炭化チタンと、残部の炭化タングステンと、を含む。これにより、焼結過程におけるダイヤモンドの溶融−凝固時において、ダイヤモンド粒子の異常粒成長を抑制することができる。そのため、さらに耐捩り強度特性を向上させることができる。
【００８０】
結合材としては、通常、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。また、焼結ダイヤモンド中における結合材の含有量は、好ましくは、ダイヤモンドおよび超微粒子炭化物の残部であり、さらに好ましくは、２０〜２５（重量％）の範囲である。
【００８１】
なお、本実施の形態における「重量％」は、ＥＤＸ（Energy Dispersive X-ray spectrometry）により行われた元素分析に基づいて、求められている。一方、「容量％」は、空孔を含む焼結ダイヤモンド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。
【００８２】
＜１．４．２．多結晶体ダイヤモンド＞
また、刃部６１の成形に用いられる多結晶体ダイヤモンドは、微細な結晶粒組織、または非晶質を有するグラファイト型炭素物質を出発物質として、超高圧高温下で直接的にダイヤモンドに変換焼結されたものである。また、多結晶体ダイヤモンドは、実質的にダイヤモンドのみからなるものであり、多結晶体ダイヤモンドには、意図的に他の物質が添加されていない。
【００８３】
微細な結晶粒組織を有するグラファイト型炭素物質としては、例えば、平均粒子径０．５〜１（μｍ）のダイヤモンド粒子が、挙げられる。また、非晶質を有するグラファイト型炭素物質としては、アモルファスカーボン（amorphous Carbon：ａ−Ｇ）、カーボンナノチューブ（Carbon Nanotube：ＣＮＴ）、またはフラーレンＣ60が、挙げられる。
【００８４】
＜１．５．スクライブ方法＞
ここでは、ダイヤモンド含有物のツールの一例として挙げられるダイヤモンドポイント６０により、脆性材料基板４上にスクライブラインＳＬを形成する手法を、図１、図２、および図７を参照しつつ説明する。
【００８５】
本手法では、ヘッド部３０の動作によって、ダイヤモンドポイント６０の外面のうち、角丸面６７が、脆性材料基板４に接触させられる。そして、脆性材料基板４と接触する角丸面６７から脆性材料基板４に、力（スクライブ荷重）が付与される。
【００８６】
続いて、ダイヤモンドポイント６０の角丸面６７が脆性材料基板４に接触させられ状態で、ダイヤモンドポイント６０が脆性材料基板４に対して相対的に移動させられる。この場合において、Ｘ軸方向（矢印ＡＲ１方向：図１参照）には、ダイヤモンドポイント６０が、Ｙ軸方向（矢印ＡＲ２方向：図２参照）には、脆性材料基板４を保持する保持ユニット１０が、それぞれ移動させられる。
【００８７】
これにより、脆性材料基板４の表面には、ダイヤモンドポイント６０の刃部６１（図７参照）の軌跡に応じたスクライブラインＳＬが形成される。また、脆性材料基板４には、スクライブラインＳＬから垂直方向（Ｚ軸方向）に延びる垂直クラックＫが形成される。
【００８８】
ここで、ダイヤモンドポイント６０と脆性材料基板４とが接触させられつつ、ダイヤモンドポイント６０が脆性材料基板４に対して移動させられる場合、脆性材料基板４と接触する角丸面６７は、図７に示すように、下向きに凸とされる。
【００８９】
また、スクライブ荷重は、好ましくは、０．３〜３．０（Ｎ）（さらに好ましくは、０．５〜２．５（Ｎ））の範囲である。また、脆性材料基板４に対するダイヤモンドポイント６０の移動速度は、通常、５０〜１２００（ｍｍ／ｓｅｃ）、好ましくは、１００〜８００（ｍｍ／ｓｅｃ）の範囲である。なお、スクライブ荷重および移動速度の具体的な値は、脆性材料基板４の材質、および／または、厚さ等から適宜設定される。
【００９０】
＜１．６．スクライブ原理＞
図９は、角丸面を有しない刃部の形状の一例を示す正面図である。ここでは、図７および図９を参照しつつ、刃部６１に角丸面６７が成形されていない場合に形成されるスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫと比較することによって、刃部６１に角丸面６７が成形されている場合におけるスクライブ原理を説明する。
【００９１】
まず、刃部６１に角丸面６７が成形されていない場合において、刃部６１の稜線６６により形成されるスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫについて検討する。
【００９２】
図９に示すように、刃部６１の稜線６６が脆性材料基板４と接触させられた状態で、刃部６１から脆性材料基板４に力が付与されつつ、刃部６１が脆性材料基板４に対して移動させられると、脆性材料基板４が切削され、脆性材料基板４上にスクライブラインＳＬが形成される。また、刃部６１から脆性材料基板４に付与される力によって、このスクライブラインＳＬから垂直方向に伸展する垂直クラックＫが、脆性材料基板４に形成される。
【００９３】
このように、刃部６１に角丸面６７が成形されておらず、刃部６１の稜線６６によりスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫが形成される場合、スクライブラインＳＬ付近の脆性材料基板４が切削される。その結果、脆性材料基板４の切り屑が発生するという問題が生じる。また、場合によってはスクライブラインＳＬ付近（スクライブされた断面）にマイクロクラックが発生するという問題も生ずる。
【００９４】
次に、刃部６１に角丸面６７が成形されている場合において、刃部６１の曲線部６９により形成されるスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫについて検討する。
【００９５】
図７に示すように、曲線部６９の形状は、直線部６８の形状と比較してなだらかである。すなわち、刃部６１の各稜線６６において、先端面６４に対する直線部６８の傾きの絶対値は、先端面６４に対する曲線部６９の傾きの絶対値より大きくなるように設定されている。
【００９６】
これにより、刃部６１の稜線６６により脆性材料基板４が切削される場合（図９参照）と同等な力が、刃部６１の角丸面６７から脆性材料基板４に付与される場合であっても、脆性材料基板４は切削されない。
【００９７】
すなわち、刃部６１の曲線部６９が、脆性材料基板４と接触させられた状態で、刃部６１から上述の同等な力（場合によっては、同等以上の力）が付与されと、角丸面６７と接触する脆性材料基板４の接触部４ａには、圧縮応力（スクライブラインＳＬの両側からスクライブラインＳＬに向かう応力）が発生する。続いて、刃部６１が接触部４ａから離隔する方向に移動させられると、この接触部４ａには引張応力が発生する。そして、この接触部４ａが刃部６１の移動方向に沿って移動し、各接触部４ａで圧縮応力および引張応力が発生することによって、トリガークラックを起点としたスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫが脆性材料基板４に形成される。
【００９８】
このように、刃部６１に角丸面６７が成形されている場合、脆性材料基板４は切削されず、角丸面６７から脆性材料基板４に大きなスクライブ荷重が付与できる。すなわち、刃部６１に角丸面６７が成形されており、刃部６１の曲線部６９によりスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫが形成される場合、刃部６１の直線部６８により形成される場合よりも大きな圧縮応力および引張応力を接触部４ａに発生させることができる。そのため、切り屑およびマイクロクロックの発生を防止でき、脆性材料基板４を良好にスクライブできる。
【００９９】
＜１．７．本実施の形態のダイヤモンドポイントの利点＞
以上のように、本実施の形態のダイヤモンドポイント６０、およびこのダイヤモンドポイント６０を有するスクライブ装置１において、刃部６１は、図７および図８に示すように、先端面６４と、複数の斜面６５と、各々が曲面形状とされた複数の角丸面６７と、を有している。
【０１００】
また、刃部６１の各稜線６６は、複数の斜面６５のうち対応する２つの隣接斜面の間に形成された直線部６８と、この２つの隣接斜面のそれぞれと接続する角丸面６７上に位置しており、直線部６８および先端面６４を接続する曲線部６９と、を有している。さらに、刃部６１の各稜線６６において、先端面６４に対する直線部６８の傾きの絶対値は、先端面６４に対する曲線部６９の傾きの絶対値より大きくなるように設定されている。
【０１０１】
また、ダイヤモンドポイント６０により、脆性材料基板４上にスクライブラインＳＬが形成される場合、脆性材料基板４と接触する角丸面６７は、下向きに凸の状態とされる。
【０１０２】
これにより、刃部６１の角丸面６７から脆性材料基板４に力が付与される場合、ダイヤモンドポイント６０は、角丸面６７と接触する脆性材料基板４の接触部４ａ（図７参照）を切削することなく、この接触部４ａに大きな圧縮応力および引張応力を発生させることができる。そして、この圧縮応力および引張応力によって、脆性材料基板４にスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫが形成される。
【０１０３】
そのため、ダイヤモンドポイント６０は、スクライブラインＳＬ付近に切り屑およびマイクロクロックが発生することを防止でき、脆性材料基板４を良好にスクライブできる。また、ダイヤモンドポイント６０の寿命を向上させることができる。
【０１０４】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１および第２の実施の形態のスクライブ装置１、１００は、対応するスクライブユニット２０、１２０の構成が互いに異なる点を除いては、同様な構成を有する。そこで、以下では、この相違点を中心に説明する。
【０１０５】
なお、スクライブ装置１、１００で同様な構成要素には、同一符号が付されており、この同一符号が付された構成要素は、第１の実施の形態で説明済みである。そのため、以下では、この同一符号に対応する構成要素の説明が、省略されている。
【０１０６】
＜２．１．スクライブ装置の構成＞
図１０および図１１は、スクライビングホイール１６０付近の構成の一例を示す正面図および下面図である。図１２は、キャスター効果を説明するための下面図である。以下では、図１、図２、および図１０から図１２を参照しつつ、スクライブ装置１００の構成を説明する。
【０１０７】
スクライブ装置１００は、第１の実施の形態のスクライブ装置１と同様に、脆性材料基板４にスクライブラインを入れる装置である。図１および図２に示すように、スクライブ装置１００は、主として、保持ユニット１０と、スクライブユニット１２０と、撮像部ユニット８０と、制御ユニット１９０と、を備えている。
【０１０８】
保持ユニット１０は、脆性材料基板４を保持しつつ移動させることによって、脆性材料基板４をスクライブユニット１２０に対して移動させる。図１に示すように、保持ユニット１０は、基部１０ａ上に設けられており、主として、テーブル１１と、ボールねじ機構１２と、モータ１３と、を有している。
【０１０９】
スクライブユニット１２０は、スクライビングホイール１６０を、脆性材料基板４に対し、圧接転動させることによって、脆性材料基板４にスクライブラインを形成する。図１および図２に示すように、スクライブユニット１２０は、主として、ヘッド部１３０と、駆動部１７０と、を有している。
【０１１０】
ヘッド部１３０は、保持されたスクライビングホイール１６０から脆性材料基板４の表面に対し、スクライブ荷重を付与する。図１０に示すように、ヘッド部１３０は、ホルダ１３１を有している。また、ホルダ１３１は、スクライビングホイール１６０を回転自在に保持する要素である。図１０に示すように、ホルダ１３１は、主として、ピン１３６と、支持枠体１３７と、旋回部１３８と、を有している。
【０１１１】
ピン１３６は、スクライビングホイール１６０を貫通する貫通孔１６０ａに、挿入された状態で固定された棒体である。ここで、貫通孔１６０ａは、図１０および図１１に示すように、Ｘ軸と略平行な回転軸１６０ｂに沿って延びている。
【０１１２】
支持枠体１３７は、図１０に示すように、貫通孔１６０ａの両開口（両端）を覆うように配置された構造物である。貫通孔１６０ａの両端から突出するピン１３６は、支持枠体１３７に対して、回転可能に設置されている。したがって、ピン１３６に固定されたスクライビングホイール１６０は、支持枠体１３７に対して回転自在とされている。
【０１１３】
旋回部１３８は、図１０に示すように、支持枠体１３７の上部に設けられており、Ｚ軸と略平行な回転軸１３８ａを中心に支持枠体１３７を回転させる。図１１に示すように、下面から見た旋回部１３８の回転軸１３８ａの位置と、脆性材料基板４における保持ユニット１０の設置位置１６０ｃとは、ズレている。
【０１１４】
これにより、スクライビングホイール１６０の進行方向が、図１２に示すように、矢印ＡＲ５（２点鎖線）方向から矢印ＡＲ６（実線）方向に変化すると、キャスター効果によりスクライビングホイール１６０には、回転軸１３８ａ周りのトルクが働く。そのため、スクライビングホイール１６０は矢印Ｒ２方向に回動し、スクライビングホイール１６０の位置は２点鎖線位置から実線位置に変化する。
【０１１５】
このように、スクライビングホイール１６０の進行方向が変化して、スクライビングホイール１６０の姿勢が進行方向に対して角度θ１だけズレた場合であっても、スクライビングホイール１６０に矢印Ｒ２方向のトルクが働く。その結果、スクライビングホイール１６０の姿勢と、スクライビングホイール１６０の進行方向が略平行となるように、スクライビングホイール１６０が旋回する。
【０１１６】
駆動部１７０は、ヘッド部１３０に保持されたスクライビングホイール１６０を矢印ＡＲ２方向に往復させる。図２に示すように、駆動部１７０は、主として、支柱７１と、ガイドレール７２と、モータ７３と、を有している。
【０１１７】
制御ユニット１９０は、スクライブ装置１００の各要素の動作制御、およびデータ演算を実現する。図１および図２に示すように、制御ユニット１９０は、主として、ＲＯＭ９１と、ＲＡＭ９２と、ＣＰＵ９３と、を有している。
【０１１８】
＜２．２．スクライビングホイールの構成＞
図１３および図１４は、スクライビングホイール１６０の構成の一例を示す側面図および正面図である。図１５は、図１４の符号Ａにおける部分拡大図である。スクライビングホイール１６０は、第１の実施の形態の刃部６１と同様なダイヤモンド含有物（例えば、焼結ダイヤモンドまたや多結晶体ダイヤモンド）により成形されている。スクライビングホイール１６０は、脆性材料基板４に対して移動させられることによって、脆性材料基板４上にスクライブラインを形成するツールである。
【０１１９】
図１０ないし図１４に示すように、スクライビングホイール１６０は、２つの円錐台の下底面（ただし、下底面は上底面より面積が大きい）が互いに対向するように配置されたものであり、略円盤形状（算盤珠形状）を有している。図１３および図１４に示すように、スクライビングホイール１６０は、主として、本体部１６１と、刃１６２と、を有している。
【０１２０】
本体部１６１は、図１３および図１４に示すように、円盤状とされており、本体部１６１の中心付近には、回転軸１６０ｂに沿って本体部１６１を貫通する貫通孔１６０ａが設けられている。また、本体部１６１の外周には、円環状の本体部１６１が設けられている。
【０１２１】
刃１６２は、図１３に示すように、回転軸１６０ｂを中心とした同心円状の内周および外周により形成される円環状体である。図１４に示すように、刃１６２は、正面視Ｖ字状とされている。回転軸１６０ｂに沿った刃１６２の厚さＴｂ（図１４参照）は、回転軸１６０ｂ側から刃先１６２ａに向かうに従って、徐々に小さくなる。
【０１２２】
刃先１６２ａは、刃１６２の最外周部（すなわち、刃１６２のうち、回転軸１６０ｂからの距離が最大となり、刃１６２の厚さＴｂが最小となる部分）に沿って設けられている。図１５に示すように、刃先１６２ａは、主として、複数の斜面１６５（１６５ａ、１６５ｂ）と、角丸面１６７と、を有している。
【０１２３】
なお、図１３に示すように、刃先１６２ａの各部分には、意図して形成された凹凸がなく、刃先１６２ａの各部分と回転軸１６０ｂとの距離は、同一となる。
【０１２４】
複数（本実施の形態では２つ）の斜面１６５（１６５ａ、１６５ｂ）は、図１５に示すように、刃１６２の側面を形成する。また、角丸面１６７は、図１５に示すように、斜面１６５（１６５ａ、１６５ｂ）のそれぞれと接続されている。
【０１２５】
＜２．３．スクライビングホイールの寸法＞
ここで、スクライビングホイール１６０の外径Ｄｍ（図１４参照）は、通常、１〜１０（ｍｍ）、好ましくは、１〜５（ｍｍ）（さらに好ましくは、１〜３（ｍｍ））の範囲である。スクライビングホイール１６０の外径Ｄｍが１ｍｍより小さい場合には、スクライビングホイール１６０の取り扱い性および耐久性が低下する。一方、スクライビングホイール１６０の外径Ｄｍが５ｍｍより大きい場合には、スクライブ時の垂直クラックＫが脆性材料基板４に対して深く形成されないことがある。
【０１２６】
また、スクライビングホイール１６０の厚さＴｈ（図１４参照）は、好ましくは、０．５〜１．２（ｍｍ）（さらに好ましくは、０．５〜１．１（ｍｍ））の範囲である。スクライビングホイール１６０の厚さＴｈが０．５ｍｍより小さい場合には、加工性および取り扱い性が低下することがある。一方、スクライビングホイール１６０の厚さＴｈが１２ｍｍより大きい場合には、スクライビングホイール１６０の材料および製造のためのコストが高くなる。
【０１２７】
また、刃１６２の刃先角θ２（図１４参照）は、通常鈍角であり、好ましくは、９０＜θ２≦１６０（ｄｅｇ）（さらに好ましくは、１００≦θ２≦１４０（ｄｅｇ））の範囲である。なお、刃先角θ２の具体的角度は、切断する脆性材料基板４の材質、および／または、厚さ等から適宜設定される。
【０１２８】
＜２．４．スクライビングホイールの成形手法＞
ここでは、焼結ダイヤモンドまたは多結晶体ダイヤモンドからスクライビングホイール１６０を成形する手法について説明する。まず、本成形手法では、まず、好適厚さ（０．５〜１．２（ｍｍ））とされた多結晶体ダイヤモンドから、所望の半径となる円盤が切り取られる。
【０１２９】
次に、回転軸１６０ｂに沿った刃１６２の厚さＴｂが回転軸１６０ｂ側から刃先１６２ａに向かうに従って徐々に小さくなるように、円盤の周縁部が削られる。これにより、円盤の周縁部に、正面視Ｖ字状の刃１６２が形成される。
【０１３０】
＜２．５．スクライブ方法＞
ここでは、ダイヤモンド含有物のツールの一例として挙げられるスクライビングホイール１６０により、脆性材料基板４上にスクライブラインＳＬを形成する手法を、図１、図２、および図１５を参照しつつ、説明する。
【０１３１】
本手法では、ヘッド部１３０の動作によって、スクライビングホイール１６０の外面のうち、角丸面１６７が、脆性材料基板４に接触させられる。そして、脆性材料基板４と接触する角丸面１６７から脆性材料基板４に、力（スクライブ荷重）が付与される。
【０１３２】
続いて、スクライビングホイール１６０の角丸面１６７が脆性材料基板４に接触させられ状態で、スクライビングホイール１６０が脆性材料基板４に対して相対的に移動させられる。この場合において、Ｘ軸方向（矢印ＡＲ１方向：図１参照）には、スクライビングホイール１６０が、Ｙ軸方向（矢印ＡＲ２方向：図２参照）には、脆性材料基板４を保持する保持ユニット１０が、それぞれ移動させられる。
【０１３３】
これにより、スクライビングホイール１６０が脆性材料基板４上を回転させられ、刃先１６２ａの角丸面１６７（図１５参照）の軌跡に応じたスクライブラインＳＬが、脆性材料基板４上に形成される。また、脆性材料基板４には、スクライブラインＳＬから垂直方向（Ｚ軸方向）に延びる垂直クラックＫが形成される。
【０１３４】
ここで、スクライブ荷重は、好ましくは、３〜３０（Ｎ）（さらに好ましくは、５〜２０（Ｎ））の範囲である。また、脆性材料基板４に対するスクライビングホイール１６０の移動速度は、通常、５０〜１２００（ｍｍ／ｓｅｃ）、好ましくは、５０〜３００（ｍｍ／ｓｅｃ）の範囲である。なお、スクライブ荷重および移動速度の具体的な値は、脆性材料基板４の材質、および／または、厚さ等から適宜設定される。
【０１３５】
＜２．６．スクライブ原理＞
本実施の形態のスクライビングホイール１６０の刃先１６２ａには、図１５に示すように、角丸面１６７が成形されている。これにより、第１の実施の形態と同様に、脆性材料基板４は切削されず、刃先１６２ａの角丸面１６７から脆性材料基板４に大きなスクライブ荷重が付与できる。すなわち、刃先１６２ａに角丸面１６７が成形されており、この角丸面１６７によりスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫが形成される場合、大きな圧縮応力および引張応力を接触部４ａに発生させることができる。そのため、切り屑およびマイクロクロックの発生を防止でき、脆性材料基板４を良好にスクライブできる。
【０１３６】
＜２．７．本実施の形態におけるスクライビングホイールの利点＞
以上のように、本実施の形態のスクライビングホイール１６０、およびこのスクライビングホイール１６０を有するスクライブ装置１００において、図１４に示すように、刃１６２の厚さＴｂは、本体部１６１の中心から刃先１６２ａに向かって小さくなる。
【０１３７】
また、図１５に示すように、刃先１６２ａは、刃１６２の側面を形成する２つの斜面１６５（１６５ａ、１６５ｂ）のそれぞれと接続された角丸面１６７を有している。さらに、角丸面１６７は、曲面形状を有している。
【０１３８】
これにより、刃先１６２ａの角丸面１６７から脆性材料基板４に力が付与される場合、スクライビングホイール１６０は、角丸面１６７と接触する脆性材料基板４の接触部４ａ（図１０参照）を切削することなく、この接触部４ａに大きな圧縮応力および引張応力を発生させることができる。そして、この圧縮応力および引張応力によって、脆性材料基板４にスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫが形成される。
【０１３９】
そのため、スクライビングホイール１６０は、第１の実施の形態のダイヤモンドポイント６０と同様に、スクライブラインＳＬ付近に切り屑およびマイクロクロックが発生することを防止でき、脆性材料基板４を良好にスクライブできる。また、スクライビングホイール１６０の寿命を向上させることができる。
【０１４０】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【０１４１】
（１）第１の実施の形態において、刃部６１は、四角錐台形状を有するものとして説明したが、これに限定されるものでない。例えば、刃部６１は、三角錐台形状を有するものであっても良いし、ｎ角錐台形状（ただし、ｎは、５以上の整数）を有するものであっても良い。さらに、刃部６１は、ｍ角錐形状（ただし、ｍは、３以上の整数）を有するものであっても良い。
【０１４２】
（２）また、第１および第２の実施の形態では、駆動部７０、１７０の送り機構としてボールねじを使用したものが採用されているが（図２参照）、これに限定されるものでない。例えば、リニアモータ（リニアレール）等が送り機構として採用されても良い。
【０１４３】
（３）さらに、第１の実施の形態においては駆動部７０が、第２の実施の形態においては駆動部１７０が、それぞれヘッド部３０、１３０を保持ユニット１０に対して移動させるものとして説明したが、ヘッド部３０、１３０の移動態様はこれに限定されるものでない。
【０１４４】
例えば、ヘッド部３０、１３０が固定され、保持ユニット１０が矢印ＡＲ１方向（図１参照）に移動させられても良い。また、保持ユニット１０が固定され、ヘッド部３０、１３０がそれぞれ駆動部７０、１７０により矢印ＡＲ２方向（図２参照）に移動させられても良い。さらに、ヘッド部３０および保持ユニット１０の両者が移動させられても良い。
【０１４５】
このように、脆性材料基板４を保持する保持ユニット１０と、ダイヤモンドポイント６０を把持するヘッド部３０またはスクライビングホイール１６０を把持するヘッド部１３０と、は、少なくとも一方が他方に対して相対的に移動できれば十分である。
【実施例】
【０１４６】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【０１４７】
＜実施例１＞
図１６は、スクライブされた脆性材料基板４の端面強度を評価するための試験方法を説明するための図である。図１７は、実施例１および比較例１の試験条件を示す図である。図１８は、実施例１および比較例１の試験結果を示す図である。図１９は、角丸面６７を有する刃部６１（図７参照）によりスクライブされた脆性材料基板４の写真である。図２０は、角丸面を有しない刃部（図９参照）によりスクライブされた脆性材料基板４の写真である。
【０１４８】
ここで、実施例１では、スクライブされた脆性材料基板４の端面強度を評価する試験として、４点曲げ試験が採用されている。また、図１６および図１７に示すように、本試験では、上部支点９５（９５ａ、９５ｂ）間距離Ｄ１が１０．０（ｍｍ）とされ、下部支点９６（９６ａ、９６ｂ）間距離Ｄ２が２０．０ｍｍとされ、スクライブ面を下向きにされた状態で、長辺側が矢印ＡＲ７方向に曲げられる。
【０１４９】
図１８に示すように、実施例１の破壊荷重の平均値は、比較例１の破壊荷重の平均値の約３倍となっている。すなわち、実施例１によりスクライブされた脆性材料基板４は、比較例１によりスクライブされた脆性材料基板４と比較して、強度が向上した。
【０１５０】
また、比較例１（図２０参照）では、スクライブラインＳＬ付近に切り屑が発生しているが、実施例１では、スクライブラインＳＬ付近に切り屑が発生していない。このように、実施例１では、比較例１と比較して脆性材料基板４に対して良好なスクライブが実行できた。
【符号の説明】
【０１５１】
１、１００  スクライブ装置
４  脆性材料基板
４ａ  接触部
１０  保持ユニット
２０、１２０  スクライブユニット
３０、１３０  ヘッド部
６０  ダイヤモンドポイント
６１  刃部
６２  把持部
６４  先端面
６５（６５ａ〜６５ｄ）  斜面
６６（６６ａ〜６６ｃ）  稜線
６７（６７ａ〜６７ｃ）  角丸面
６８（６８ｂ、６８ｃ）  直線部
６９（６９ｂ、６９ｃ）  曲線部
７０、１７０  駆動部
８０  撮像部ユニット
９０、１９０  制御ユニット
１６０  スクライビングホイール
１６１  本体部
１６２  刃
１６２ａ  刃先
１６５（１６５ａ、１６５ｂ）  斜面
１６７  角丸面
Ｋ  垂直クラック
ＳＬ  スクライブライン
【図１】
2012250351.tif 000003
【図２】
2012250351.tif 000004
【図３】
2012250351.tif 000005
【図４】
2012250351.tif 000006
【図５】
2012250351.tif 000007
【図６】
2012250351.tif 000008
【図７】
2012250351.tif 000009
【図８】
2012250351.tif 000010
【図９】
2012250351.tif 000011
【図１０】
2012250351.tif 000012
【図１１】
2012250351.tif 000013
【図１２】
2012250351.tif 000014
【図１３】
2012250351.tif 000015
【図１４】
2012250351.tif 000016
【図１５】
2012250351.tif 000017
【図１６】
2012250351.tif 000018
【図１７】
2012250351.tif 000019
【図１８】
2012250351.tif 000020
【図１９】
2012250351.tif 000021
【図２０】
2012250351.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月9日(2012.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ダイヤモンド含有物のツールにより、脆性材料基板上にスクライブラインを形成するスクライブ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板上にスクライブラインを形成するために、ダイヤモンドポイントまたはダイヤモンドホイールによってガラス基板を切削する技術が、従来より知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０８５７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、特許文献１の技術では、ガラス基板が切削されるため、スクライブライン付近に切り屑が発生するという問題が生ずる。そして、特許文献１の技術では、場合によっては、スクライブされた断面にマイクロクラック（細かい亀裂）が発生するという問題が生ずる。
【０００５】
そこで、本発明では、脆性材料基板に良好なスクライブラインを形成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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、ダイヤモンド含有物からなる刃部を備えるツールによって脆性材料基板上にスクライブラインを形成する方法であって、(a)前記刃部を前記脆性材料基板と接触させることによって、前記ツールから前記脆性材料基板に力を付与する工程と、(b)前記ツールの前記刃部を前記脆性材料基板に接触させた状態で、前記ツールを前記脆性材料基板に対して相対的に移動させることによって、前記脆性材料基板にスクライブラインを形成する工程と、を備え、前記刃部の外面が曲面形状の角丸面を有し、前記工程(a)においては、前記角丸面を前記脆性材料基板と接触させることによって、前記ツールから前記脆性材料基板に力を付与し、前記工程(b)においては、前記角丸面が下向きに凸となる状態を保って前記ツールを前記脆性材料基板に対して相対的に移動させる、ことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のスクライブ方法において、前記ツールが、円柱状または角柱状の棒体である把持部の一端に前記刃部が設けられたダイヤモンドポイントであることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載のスクライブ方法において、前記ダイヤモンドポイントとして、前記刃部が、先端面と、各々が前記先端面と接続する複数の斜面と、各々が、前記複数の斜面のうちの２つである隣接斜面と前記先端面とに囲まれた、複数の前記角丸面と、を有し、前記刃部の各稜線が、前記２つの隣接斜面の交線である直線部と、前記２つの隣接斜面のそれぞれと接続する角丸面上に位置しており、前記直線部および前記先端面に接続する曲線部と、を有するとともに、前記刃部の各稜線において、前記先端面に対する前記直線部の傾きは、前記先端面が水平であるときに前記先端面に対する前記曲線部の傾きよりも大きくなるように設定されている、ダイヤモンドポイントを用いることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４の発明は、請求項３に記載のスクライブ方法において、前記ダイヤモンドポイントとして、前記ダイヤモンド含有物が、多結晶体ダイヤモンドであり、前記多結晶体ダイヤモンドが、微細な結晶粒組織または非晶質、を有するグラファイト型炭素物質を出発物質として、超高圧高温下で直接的にダイヤモンドに変換焼結されており、実質的にダイヤモンドのみからなる、ダイヤモンドポイントを用いることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５の発明は、請求項３に記載のスクライブ方法において、前記ダイヤモンドポイントとして、前記ダイヤモンド含有物が、６５．０重量％〜７５．０重量％の含有量のダイヤモンドと、３．０重量％〜１０．０重量％の含有量の超微粒子炭化物と、残部の結合材と、を含む焼結ダイヤモンドであり、前記ダイヤモンドの平均粒子径が０．１μｍ〜５．０μｍであり、前記結合材がコバルトを主成分とする鉄系金属である、ダイヤモンドポイントを用いることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６の発明は、請求項５に記載のスクライブ方法において、前記ダイヤモンドポイントとして、前記焼結ダイヤモンドにおける前記超微粒子炭化物の含有量が６．０重量％〜８．０重量％であり、前記超微粒子炭化物が、１．０重量％〜４．０重量％の炭化チタンと、残部の炭化タングステンと、を含む、ダイヤモンドポイントを用いることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７の発明は、請求項１に記載のスクライブ方法において、前記ツールが、円盤状の本体部の外周に前記刃部が設けられたスクライビングホイールである、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１から請求項７に記載の発明において、ダイヤモンド含有物からなる刃部を備えるツールのうち、脆性材料基板と接触する刃部の角丸面は、曲面形状とされている。また、工程(b) により、ツールと脆性材料基板とが接触しつつ、ツールが脆性材料基板に対して移動させられる場合、刃部の角丸面は、下向きに凸の状態とされる。
【００１４】
請求項１から請求項７に記載の発明によれば、ツールを脆性材料基板に接触させつつ移動させると、ツールの角丸面と接触する脆性材料基板の接触部を切削することなく、この接触部に大きな圧縮応力および引張応力を発生させることができる。この圧縮応力および引張応力によって、脆性材料基板にスクライブラインおよび垂直クラックが形成される。これにより、スクライブライン付近に切り屑およびマイクロクラックが発生することを防止でき、脆性材料基板を良好にスクライブできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１および第２の実施の形態におけるスクライブ装置の全体構成の一例を示す正面図である。
【図２】本発明の第１および第２の実施の形態におけるスクライブ装置の全体構成の一例を示す側面図である。
【図３】ヘッド部付近の構成の一例を示す正面図である。
【図４】ホルダ揺動部付近の構成の一例を示す側面図である。
【図５】ホルダ揺動部付近の構成の一例を示す側面図である。
【図６】第１の実施の形態におけるダイヤモンドポイントの構成の一例を示す側面図である。
【図７】第１の実施の形態における刃部の形状の一例を示す正面図である。
【図８】図７における刃部の稜線を説明するための正面図である。
【図９】角丸面を有しない刃部の形状の一例を示す正面図である。
【図１０】第２の実施の形態におけるスクライビングホイール付近の構成の一例を示す正面図である。
【図１１】第２の実施の形態におけるスクライビングホイール付近の構成の一例を示す下面図である。
【図１２】キャスター効果を説明するための下面図である。
【図１３】第２の実施の形態におけるスクライビングホイールの一例を示す側面図である。
【図１４】第２の実施の形態におけ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１５】図１４の符号Ａにおける部分拡大図である。
【図１６】スクライブされた脆性材料基板の端面強度を評価するための試験方法を説明するための図である。
【図１７】実施例１および比較例１の試験条件を説明するための図である。
【図１８】実施例１および比較例１の試験結果を示す図である。
【図１９】図７に示す刃部によりスクライブされた脆性材料基板の写真である。
【図２０】図９に示す刃部によりスクライブされた脆性材料基板の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
＜１．第１の実施の形態＞
＜１．１．スクライブ装置の構成＞
図１および図２は、それぞれ、第１の実施の形態におけるスクライブ装置１の全体構成の一例を示す正面図および側面図である。スクライブ装置１は、例えばガラス基板またはセラミックス基板等のように、脆性材料で形成された基板（以下、単に、「脆性材料基板」とも呼ぶ）４の表面に、スクライブライン（切りすじ：縦割れ）を入れる装置である。
【００１８】
図１および図２に示すように、スクライブ装置１は、主として、保持ユニット１０と、スクライブユニット２０と、撮像部ユニット８０と、制御ユニット９０と、を有している。なお、図１および以降の各図には、それらの方向関係を明確にすべく、必要に応じて適宜、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系が付されている。
【００１９】
ここで、第１および第２の実施の形態において、
（１）スクライブ装置１（第２の実施の形態の場合は、スクライブ装置１００）により、脆性材料基板４の表面にスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫ（後述する図７および図１０参照）が形成され（スクライブ工程）、
（２）次に、応力付与により垂直クラックＫがさらに伸展させられ、脆性材料基板４が切断される（ブレーク工程）、
手法を、「割断」と呼ぶ。
【００２０】
一方、スクライブ工程のみによって（すなわち、ブレーク工程を実行することなく）、垂直クラックＫを脆性材料基板４のスクライブラインＳＬの主面から逆側の主面まで伸展させ、脆性材料基板４を切断する手法を、「分断」と呼ぶ。
【００２１】
また、本実施の形態のスクライブ方法により割断または分断可能な脆性材料基板４の材質の例としては、ガラス、セラミック、シリコン、またはサファイア等が挙げられる。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）への移行が加速している。そのため、本実施の形態のスクライブ方法は、益々有効に用いられることになる。
【００２２】
保持ユニット１０は、脆性材料基板４を保持しつつ移動させることによって、脆性材料基板４をスクライブユニット２０に対して移動させる。図１に示すように、保持ユニット１０は、基部１０ａ上に設けられており、主として、テーブル１１と、ボールねじ機構１２と、モータ１３と、を有している。
【００２３】
ここで、基部１０ａは、例えば略直方体状の石定盤により形成されており、その上面（保持ユニット１０と対向する面）は、平坦加工されている。これにより、基部１０ａの熱膨張を低減でき、保持ユニット１０に保持された脆性材料基板４を良好に移動させることができる。
【００２４】
テーブル１１は、載置された脆性材料基板４を吸着保持する。また、テーブル１１は、保持された脆性材料基板４を、矢印ＡＲ１方向（Ｘ軸プラスまたはマイナス方向：以下、単に、「進退方向」とも呼ぶ）に進退させるとともに、矢印Ｒ１方向に回転させる。図１および図２に示すように、テーブル１１は、主として、吸着部１１ａと、回転台１１ｂと、移動台１１ｃと、を有している。
【００２５】
吸着部１１ａは、回転台１１ｂの上側に設けられている。図１および図２に示すように、吸着部１１ａの上面には、脆性材料基板４が載置可能とされている。また、吸着部１１ａの上面には、複数の吸着溝（図示省略）が格子状に配置されている。吸着部１１ａの上面に脆性材料基板４が載置された状態で、各吸着溝内の雰囲気が排気（吸引）されることによって、脆性材料基板４は、吸着部１１ａに対して吸着される。
【００２６】
回転台１１ｂは、吸着部１１ａの下側に設けられており、Ｚ軸と略平行な回転軸１１ｄを中心に吸着部１１ａを回転させる。また、移動台１１ｃは、回転台１１ｂの下側に設けられており、進退方向に沿って、吸着部１１ａおよび回転台１１ｂを移動させる。
【００２７】
これにより、テーブル１１に吸着保持された脆性材料基板４は、矢印ＡＲ１方向に進退させられるとともに、吸着部１１ａの進退動作にともなって移動する回転軸１１ｄを中心に回転させられる。
【００２８】
ボールねじ機構１２は、テーブル１１の下側に配置されており、テーブル１１を矢印ＡＲ１方向に進退させる。図１および図２に示すように、ボールねじ機構１２は、主として、送りネジ１２ａと、ナット１２ｂと、を有している。
【００２９】
送りネジ１２ａは、テーブル１１の進退方向に沿って延びる棒体である。送りネジ１２ａの外周面には、螺旋状の溝（図示省略）が設けられている。また、送りネジ１２ａの一端は支持部１４ａにより、送りネジ１２ａの他端は支持部１４ｂにより、それぞれ回転可能に支持されている。さらに、送りネジ１２ａは、モータ１３と連動連結されており、モータ１３が回転すると、その回転方向に送りネジ１２ａが回転する。
【００３０】
ナット１２ｂは、送りネジ１２ａの回転にしたがい、不図示のボールの転がり運動によって、矢印ＡＲ１方向に進退する。図１および図２に示すように、ナット１２ｂは、移動台１１ｃの下部に固定されている。
【００３１】
これにより、モータ１３が駆動させられ、モータ１３の回転力が送りネジ１２ａに伝達されると、ナット１２ｂは、矢印ＡＲ１方向に進退する。その結果、ナット１２ｂが固定されているテーブル１１は、ナット１２ｂと同様に矢印ＡＲ１方向に進退する。
【００３２】
一対のガイドレール１５、１６は、進行方向におけるテーブル１１の移動を規制する。図２に示すように、一対のガイドレール１５、１６は、基部１０ａ上において、矢印ＡＲ２方向に所定距離だけ隔てて固定されている。
【００３３】
複数（本実施の形態では２つ）の摺動部１７（１７ａ、１７ｂ）は、ガイドレール１５に沿って矢印ＡＲ１方向に摺動自在とされている。図１および図２に示すように、各摺動部１７（１７ａ、１７ｂ）は、移動台１１ｃの下部において、矢印ＡＲ１方向に所定距離だけ隔てて固定されている。
【００３４】
複数（本実施の形態では２つ：ただし、図示の都合上、摺動部１８ａのみ記載）の摺動部１８は、ガイドレール１６に沿って矢印ＡＲ１方向に摺動自在とされている。図１および図２に示すように、各摺動部１８は、摺動部１７（１７ａ、１７ｂ）と同様に、移動台１１ｃの下部において、矢印ＡＲ１方向に所定距離だけ隔てて固定されている。
【００３５】
以上の構成を有することで、保持ユニット１０においては、モータ１３の回転力がボールねじ機構１２に付与されると、テーブル１１が、一対のガイドレール１５、１６に沿って移動する。そのため、進退方向におけるテーブル１１の直進性を確保することができる。
【００３６】
スクライブユニット２０は、ダイヤモンドポイント６０（後述する図３参照）を用いることによって、脆性材料基板４にスクライブラインを形成する。図１および図２に示すように、スクライブユニット２０は、主として、ヘッド部３０と、駆動部７０と、を有している。
【００３７】
ヘッド部３０は、保持されたダイヤモンドポイント６０から脆性材料基板４の表面に対し、押圧力（以下、単に、「スクライブ荷重」とも呼ぶ）を付与する。また、ヘッド部３０は、ダイヤモンドポイント６０の刃部６１（図３参照）を脆性材料基板４に対し接触させた状態でダイヤモンドポイント６０を移動させることによって、脆性材料基板４上にスクライブラインを形成する。なお、ヘッド部３０の詳細な構成については、後述する。
【００３８】
駆動部７０は、ヘッド部３０に保持されたダイヤモンドポイント６０を矢印ＡＲ２方向（Ｙ軸プラスまたはマイナス方向）に沿って往復移動させる。図２に示すように、駆動部７０は、主として、支柱７１と、レール７２と、モータ７３と、を有している。
【００３９】
複数（本実施の形態では２本）の支柱７１（７１ａ、７１ｂ）は、基部１０ａから上下方向（Ｚ軸方向）に延びる。図２に示すように、各ガイドレール７２は、支柱７１ａ、７１ｂの間に挟まれた状態で、これら支柱７１ａ、７１ｂに対して固定される。
【００４０】
複数（本実施の形態では２本）のガイドレール７２は、加工方向におけるヘッド部３０の移動を規制する。図２に示すように、複数のガイドレール７２は、上下方向に所定距離だけ隔てて固定されている。
【００４１】
モータ７３は、不図示の送り機構（例えば、ボールねじ機構）と連動連結されている。これにより、モータ７３が回転すると、ヘッド部３０は、複数のガイドレール７２に沿って矢印ＡＲ２方向に往復する。
【００４２】
撮像部ユニット８０は、保持ユニット１０に保持された脆性材料基板４を撮像する。図２に示すように、撮像部ユニット８０は、複数のカメラ８５（８５ａ、８５ｂ）を有している。
【００４３】
複数（本実施の形態では２台）のカメラ８５（８５ａ、８５ｂ）は、図１および図２に示すように、保持ユニット１０の上方に配置されている。各カメラ８５（８５ａ、８５ｂ）は、脆性材料基板４上に形成された特徴的な部分（例えば、アライメントマーク（図示省略））の画像を撮像する。そして、各カメラ８５（８５ａ、８５ｂ）により撮像された画像に基づいて、脆性材料基板４の位置および姿勢が求められる。
【００４４】
制御ユニット９０は、スクライブ装置１の各要素の動作制御、およびデータ演算を実現する。図１および図２に示すように、制御ユニット９０は、主として、ＲＯＭ９１と、ＲＡＭ９２と、ＣＰＵ９３と、を有している。
【００４５】
ＲＯＭ（Read Only Memory）９１は、いわゆる不揮発性の記憶部であり、例えば、プログラム９１ａが格納されている。なお、ＲＯＭ９１としては、読み書き自在の不揮発性メモリであるフラッシュメモリが使用されてもよい。
【００４６】
ＲＡＭ（Random Access Memory）９２は、揮発性の記憶部であり、例えば、ＣＰＵ９３の演算で使用されるデータが格納される。ＣＰＵ（Central Processing Unit）９３は、ＲＯＭ９１のプログラム９１ａに従った制御（例えば、駆動部７０によるホルダ３１の往復動作、および昇降部５０によるホルダ３１（後述する図３参照）の昇降動作等の制御）、および種々のデータ演算処理等を実行する。
【００４７】
＜１．２．ヘッド部の構成＞
図３は、ヘッド部３０付近の構成の一例を示す正面図である。図４および図５のそれぞれは、ホルダ揺動部３４付近の構成の一例を示す側面図である。図３から図５に示すように、ヘッド部３０は、主として、ホルダ３１と、ホルダ揺動部３４と、ホルダジョイント３５と、昇降部５０と、ダイヤモンドポイント６０と、を有している。
【００４８】
ホルダ３１は、ヘッド部３０にダイヤモンドポイント６０を固定する。図３から図５に示すように、ホルダ３１は、ダイヤモンドポイント６０の刃部６１が脆性材料基板４側となるように、ダイヤモンドポイント６０の把持部６２を把持する。
【００４９】
ダイヤモンドポイント６０は、脆性材料基板４に対して移動させられることによって、脆性材料基板４にスクライブラインを形成するツール（工具）である。なお、ダイヤモンドポイント６０の詳細な構成については、後述する。
【００５０】
ホルダ揺動部３４は、ダイヤモンドポイント６０の刃部６１を、揺動軸３６ａ、および／または、回転軸３８ａを中心に揺動させる。図４および図５に示すように、ホルダ揺動部３４は、主として、ホルダジョイント３５と、ホルダ取付ブロック４０と、を有している。
【００５１】
ホルダジョイント３５は、ホルダ３１およびホルダ取付ブロック４０を連動連結する。図３から図５に示すように、ホルダジョイント３５は、旋回部３８の下端に固定されており、主として、取付片３６と、旋回部３８と、を有している。
【００５２】
取付片３６は、ホルダジョイント３５の下部にホルダ３１を取り付けるための取付要素である。図３から図５に示すように、取付片３６は、ホルダジョイント３５の下端に設けられており、取付片３６の形状は、側面視略Ｌ字状とされている。
【００５３】
また、図３から図５に示すように、取付片３６は、揺動軸３６ａを有している。揺動軸３６ａは、ダイヤモンドポイント６０の延伸方向（矢印ＡＲ３方向）と略垂直な方向（矢印ＡＲ４方向：以下、単に、「軸心方向」とも呼ぶ）に延びる。そして、ホルダ３１は、取付片３６に設けられた揺動軸３６ａを中心に揺動する。
【００５４】
旋回部３８は、ダイヤモンドポイント６０の延伸方向（矢印ＡＲ３方向）に沿った回転軸３８ａを中心に回転可能とされている。図３に示すように、旋回部３８は、ベアリング４６、４７の内径面と対向するように、挿入されている。
【００５５】
ホルダ取付ブロック４０は、上述のようにホルダジョイント３５を回動可能に支持する。図３に示すように、ホルダ取付ブロック４０は、ホルダジョイント３５の取付片３６の上方、およびホルダ３１の上方に設けられており、主として、ベアリング４６、４７と、固定部４９と、を有している。
【００５６】
ベアリング４６、４７は、取付ブロック本体４０ａ内に、かつ、上からこの順番に、配置されている。ベアリング４６、４７は、ホルダジョイント３５の旋回部３８を軸支する。
【００５７】
固定部４９は、ベアリング４６、４７により回動自在にされた旋回部３８を、ホルダ取付ブロック４０に対して固定する。これにより、回転軸３８ａ周りにおけるホルダジョイント３５の回動角が設定できる。
【００５８】
なお、固定部４９としては、例えば、ネジ等の締結部材が用いられても良い。また、ベアリングの個数は２つに限定されず、例えば、１つであっても良いし、３つ以上であっても良い。
【００５９】
昇降部５０は、ホルダ３１を保持ユニット１０と近接する方向に移動させることによって、ホルダ３１に固定されたダイヤモンドポイント６０の刃部６１を脆性材料基板４に突き当てる。図３に示すように、昇降部５０は、主として、シリンダ５１と、伝達部５２と、を有している。
【００６０】
シリンダ５１は、ホルダ取付ブロック４０側に上下方向（Ｚ軸プラスまたはマイナス方向）に沿った駆動力を付与する駆動力供給源である。図３に示すように、シリンダ５１は、ホルダ取付ブロック４０の上方に配置されており、主として、本体部５１ａと、ロッド５１ｂと、を有している。
【００６１】
ロッド５１ｂは、本体部５１ａに対して進退可能とされている。図３に示すように、ロッド５１ｂの下端は、伝達部５２に連結されている。したがって、シリンダ５１が駆動し、ロッド５１ｂが本体部５１ａから進出することによって、伝達部５２は、ロッド５１ｂの下端により下方向に押し下げられる。
【００６２】
伝達部５２は、シリンダ５１およびホルダ取付ブロック４０の間に設けられており、シリンダ５１からの駆動力をホルダ取付ブロック４０に伝達する。
【００６３】
ガイド機構５３は、図３に示すように、主として、ガイドレール５３ａと、ガイドレール５３ａに沿って上下方向に摺動自在とされたガイドブロック５３ｂと、を有している。また、取付プレート５４は、ガイド機構５３およびホルダ取付ブロック４０の間に挟まれた板材である。ホルダ取付ブロック４０は、取付プレート５４を介してガイドブロック５３ｂに固定されている。これにより、ホルダ取付ブロック４０に上下方向に沿った駆動力が付与されると、ガイド機構５３は、ガイドブロック５３ｂの昇降方向に沿ってホルダ取付ブロック４０をガイドする。
【００６４】
回転軸５６は、図３から図５に示すように、ダイヤモンドポイント６０の延伸方向（矢印ＡＲ３方向）と略垂直であり、かつ、取付片３６に設けられた揺動軸３６ａと略垂直な方向に延びる。これにより、回転軸５６周りにおけるホルダ取付ブロック４０の回転角が設定できる。ゆえに、ホルダ３１に固定されたダイヤモンドポイント６０の姿勢がＹＺ平面内で調整できる。
【００６５】
＜１．３．ダイヤモンドポイントの構成＞
図６は、ダイヤモンドポイント６０の構成の一例を示す側面図である。図７は、ダイヤモンドポイント６０の刃部６１の形状の一例を示す正面図である。図８は、図７における刃部６１の稜線６６を説明するための正面図である。図６に示すように、ダイヤモンドポイント６０は、主として、刃部６１と、把持部６２と、を有している。
【００６６】
ダイヤモンドポイント６０は、図６に示すように、円柱状または角柱状の棒体である把持部６２の一端６２ａに刃部６１が設けられたものである。ホルダ３１により把持部６２が把持されることによって、ダイヤモンドポイント６０は、ヘッド部３０に取り付けられる。
【００６７】
ここで、本実施の形態において、把持部６２の直径は、２ｍｍ〜６ｍｍであるのが好ましく、把持部６２の長さは、１０ｍｍ〜７０ｍｍであるのが好ましい。
【００６８】
刃部６１は、ダイヤモンド含有物により成形されている。刃部６１が脆性材料基板４に突き当てられることによって、脆性材料基板４にスクライブラインが形成される。図７および図８に示すように、刃部６１は、四角錐台状を成しており、主として、先端面６４と、複数の斜面６５（６５ａ〜６５ｄ）と、複数の角丸面６７（６７ａ〜６７ｄ：ただし、角丸面６７ｄは図示の都合上省略）と、を有している。そして、隣接する２つの斜面６５により、刃部６１の稜線６６が形成されている。
【００６９】
複数の斜面６５（６５ａ〜６５ｄ）は、図７および図８に示すように、四角錐台状である刃部６１の側面を形成する。各斜面６５（６５ａ〜６５ｄ）は、台形状の平面とされている。
【００７０】
複数の角丸面６７（６７ａ〜６７ｄ）は、先端面６４の各角部に形成されており、曲面状を成している。また、各角丸面６７は、複数の斜面６５のうち対応する隣接斜面６５と、先端面６４と、に囲まれている。例えば、図７に示すように、角丸面６７ａは、互いに隣接する斜面６５ａ、６５ｂと、先端面６４と、に囲繞されている。
【００７１】
ここで、本実施の形態において、刃部６１の各稜線６６は、２つの隣接する斜面６５の間に形成された線分である（２つの隣接する斜面６５の交線である）直線部６８と、この隣接する斜面６５のそれぞれと接続する角丸面６７上に位置しており、直線部６８および先端面６４に接続する曲線部６９と、を有している。
【００７２】
例えば、図７および図８に示すように、稜線６６ｂは、直線部６８ｂおよび曲線部６９ｂを有している。直線部６８ｂは、隣接する斜面６５ａ、６５ｄの間に形成された線分（斜面６５ａ、６５ｄの交線）である。一方、曲線部６９ｂは、直線部６８ｂおよび先端面６４に接続する円弧状の曲線である。
【００７３】
また、図８に示すように、刃部６１の各稜線６６において、先端面６４に対する直線部６８の傾きは、先端面６４が水平であるときに先端面６４に対する曲線部６９の傾き（すなわち、曲線部６９上の各位置における接線の傾き）より大きくなるように設定されている。
【００７４】
なお、本実施の形態において、把持部６２への取付位置付近（先端面６４と逆側に位置する四角錐台の底面）における刃部６１の大きさは、０．５ｍｍ角〜３．０ｍｍ角であるのが好ましく、０．８ｍｍ角〜２．０ｍｍ角であるのがさらに好ましい。
【００７５】
＜１．４．刃部に含まれる材料＞
上述のように、刃部６１はダイヤモンド含有物により成形されている。このダイヤモンド含有物の一例としては、焼結ダイヤモンド、多結晶体ダイヤモンド、天然単結晶ダイヤモンド、および合成単結晶ダイヤモンドが挙げられる。以下では、特に、焼結ダイヤモンドおよび多結晶体ダイヤモンドを説明する。
【００７６】
＜１．４．１．焼結ダイヤモンド＞
刃部６１の成形に用いられる焼結ダイヤモンドは、ダイヤモンド粒子と、残部の結合相と、を有しており、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って、優れた耐摩耗性及び強度が得られる。
【００７７】
ここでは、焼結ダイヤモンドに含まれる材料のうち、ダイヤモンド粒子、並びに結合相に含まれる結合材および添加剤について、説明する。
【００７８】
ダイヤモンド粒子は、その平均粒子径が０．１μｍ〜５．０μｍであるのが好ましく、０．５μｍ〜１．０μｍであるのがさらに好ましい。
【００７９】
ここで、ダイヤモンドの平均粒子径が０．６μｍ未満となる場合、ダイヤモンド粒界においてクラックが伝播し易くなる。そのため、ダイヤモンドポイント６０の寿命が短くなるという問題が生ずる。
【００８０】
好ましくは、焼結ダイヤモンド中におけるダイヤモンドの含有量は、６５．０重量％〜７５．０重量％（さらに好ましくは、６８．０重量％〜７２．０重量％：８３．０容量％〜８８．０容量％）である。ここで、ダイヤモンドの含有量が６８．０重量％未満の場合、焼結ダイヤモンドの耐摩耗性が低下する。
【００８１】
添加剤としては、例えば、タングステン、チタン、ニオブ、タンタルより選ばれる少なくとも１種以上の元素の超微粒子炭化物が好適に使用される。
【００８２】
好ましくは、焼結ダイヤモンド中における超微粒子炭化物の含有量は、３．０重量％〜１０．０重量％である。
【００８３】
さらに好ましくは、超微粒子炭化物の含有量は、６．０重量％〜８．０重量％であり、超微粒子炭化物は、１．０重量％〜４．０重量％の炭化チタンと、残部の炭化タングステンと、を含む。これにより、焼結過程におけるダイヤモンドの溶融−凝固時において、ダイヤモンド粒子の異常粒成長を抑制することができる。そのため、さらに耐捩り強度特性を向上させることができる。
【００８４】
結合材としては、通常、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。また、好ましくは、結合材は、焼結ダイヤモンド中においてダイヤモンドおよび超微粒子炭化物の残部であり、さらに好ましくは、その含有量は２０重量％〜２５重量％である。
【００８５】
なお、本実施の形態における「重量％」で表される含有量は、ＥＤＸ（Energy Dispersive X-ray spectrometry）により行われた元素分析に基づいて、求められている。一方、「容量％」で表される含有量は、空孔を含む焼結ダイヤモンド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。
【００８６】
＜１．４．２．多結晶体ダイヤモンド＞
また、刃部６１の成形に用いられる多結晶体ダイヤモンドは、微細な結晶粒組織、または非晶質を有するグラファイト型炭素物質を出発物質として、超高圧高温下で直接的にダイヤモンドに変換焼結されたものである。また、多結晶体ダイヤモンドは、実質的にダイヤモンドのみからなるものであり、多結晶体ダイヤモンドには、意図的に他の物質が添加されていない。
【００８７】
微細な結晶粒組織を有するグラファイト型炭素物質としては、例えば、平均粒子径０．５μｍ〜１μｍのダイヤモンド粒子が、挙げられる。また、非晶質を有するグラファイト型炭素物質としては、アモルファスカーボン（amorphous Carbon：ａ−Ｇ）、カーボンナノチューブ（Carbon Nanotube：ＣＮＴ）、またはフラーレンＣ60が、挙げられる。
【００８８】
＜１．５．スクライブ方法＞
ここでは、ダイヤモンド含有物のツールの一例として挙げられるダイヤモンドポイント６０により、脆性材料基板４上にスクライブラインＳＬを形成する手法を、図１、図２、および図７を参照しつつ説明する。
【００８９】
本手法では、ヘッド部３０の動作によって、ダイヤモンドポイント６０の外面のうち、角丸面６７が、脆性材料基板４に接触させられる。そして、脆性材料基板４と接触する角丸面６７から脆性材料基板４に、力（スクライブ荷重）が付与される。
【００９０】
続いて、ダイヤモンドポイント６０の角丸面６７が脆性材料基板４に接触させられ状態で、ダイヤモンドポイント６０が脆性材料基板４に対して相対的に移動させられる。この場合において、Ｘ軸方向（矢印ＡＲ１方向：図１参照）には、ダイヤモンドポイント６０が、Ｙ軸方向（矢印ＡＲ２方向：図２参照）には、脆性材料基板４を保持する保持ユニット１０が、それぞれ移動させられる。
【００９１】
これにより、脆性材料基板４の表面には、ダイヤモンドポイント６０の刃部６１（図７参照）の軌跡に応じたスクライブラインＳＬが形成される。また、脆性材料基板４には、スクライブラインＳＬから垂直方向（Ｚ軸方向）に延びる垂直クラックＫが形成される。
【００９２】
ここで、ダイヤモンドポイント６０と脆性材料基板４とが接触させられつつ、ダイヤモンドポイント６０が脆性材料基板４に対して移動させられる場合、脆性材料基板４と接触する角丸面６７は、図７に示すように、下向きに凸とされる。
【００９３】
また、スクライブ荷重は、０．３Ｎ〜３．０Ｎに設定されるのが好ましく、０．５〜２．５Ｎに設定されるのがより好ましい。また、脆性材料基板４に対するダイヤモンドポイント６０の移動速度は、通常、５０ｍｍ／ｓｅｃ〜１２００ｍｍ／ｓｅｃに設定され、好ましくは、１００ｍｍ／ｓｅｃ〜８００ｍｍ／ｓｅｃに設定される。なお、スクライブ荷重および移動速度の具体的な値は、脆性材料基板４の材質、および／または、厚さ等から適宜設定される。
【００９４】
＜１．６．スクライブ原理＞
ここでは、図７および図９を参照しつつ、刃部６１に角丸面６７が成形されている場合におけるスクライブ原理を、刃部６１に角丸面６７が成形されていない場合と比較しつつ説明する。図９は、刃部６１が角丸面６７を有さず、稜線６６の直線部６８が先端面６４の角部にまで達する形状を有する場合（稜線６６が曲線部６９を有さない場合）の、刃部６１の正面図である。
【００９５】
まず、刃部６１に角丸面６７が成形されていない場合のスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫの形成態様について説明する。
【００９６】
係る場合、図９に示すように、刃部６１の稜線６６が脆性材料基板４と接触させられた状態で、刃部６１から脆性材料基板４に力が付与されつつ、刃部６１が脆性材料基板４に対して移動させられると、脆性材料基板４が直線部６８のみからなる刃部６１の稜線６６によって切削されつつ、脆性材料基板４上にスクライブラインＳＬが形成される。また、刃部６１から脆性材料基板４に付与される力によって、このスクライブラインＳＬから垂直方向に伸展する垂直クラックＫが、脆性材料基板４に形成される。
【００９７】
すなわち、刃部６１が角丸面６７を有さない場合、スクライブラインＳＬ付近の脆性材料基板４が切削される。その結果、脆性材料基板４の切り屑が発生するという問題が生じる。また、場合によってはスクライブラインＳＬ付近（スクライブされた断面）にマイクロクラックが発生するという問題も生ずる。
【００９８】
次に、刃部６１に角丸面６７が成形されている場合のスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫの形成態様について説明する。
【００９９】
図７に示すように、曲線部６９の形状は、直線部６８の形状と比較してなだらかである。すなわち、刃部６１の各稜線６６において、先端面６４に対する直線部６８の傾きは、先端面６４に対する曲線部６９の傾きよりも大きくなるように設定されている。
【０１００】
これにより、刃部６１が角丸面６７を有さない場合（図９参照）において脆性材料基板４が切削される大きさの力と同等の力が、刃部６１の角丸面６７から脆性材料基板４に付与される場合であっても、脆性材料基板４は切削されない。
【０１０１】
すなわち、刃部６１に角丸面６７が成形されている場合、刃部６１の曲線部６９が、脆性材料基板４と接触させられた状態で、刃部６１から上述の同等な力（場合によっては、同等以上の力）が付与されると、角丸面６７と接触する脆性材料基板４の接触部４ａには、圧縮応力（スクライブラインＳＬの両側からスクライブラインＳＬに向かう応力）が発生する。続いて、刃部６１が接触部４ａから離隔する方向に移動させられると、この接触部４ａには引張応力が発生する。そして、この接触部４ａが刃部６１の移動方向に沿って移動し、各接触部４ａで圧縮応力および引張応力が発生することによって、トリガークラックを起点としたスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫが脆性材料基板４に形成される。
【０１０２】
このように、刃部６１に角丸面６７が成形されている場合、脆性材料基板４は切削されず、角丸面６７から脆性材料基板４に大きなスクライブ荷重が付与できる。すなわち、刃部６１に角丸面６７が成形されている場合、刃部６１の稜線６６の曲線部６９によりスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫが形成されるので、刃部６１の稜線６６が曲線部６９を有しておらず直線部６８によりスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫが形成される場合よりも大きな圧縮応力および引張応力を接触部４ａに発生させることができる。そのため、切り屑およびマイクロクラックの発生を防止でき、脆性材料基板４を良好にスクライブできる。
【０１０３】
＜１．７．本実施の形態のダイヤモンドポイントの利点＞
以上のように、本実施の形態のスクライブ装置１に備わるダイヤモンドポイント６０において、刃部６１は、図７および図８に示すように、先端面６４と、複数の斜面６５と、各々が曲面形状とされた複数の角丸面６７と、を有している。
【０１０４】
また、刃部６１の各稜線６６は、複数の斜面６５のうち対応する２つの隣接斜面の間に形成された直線部６８と、この２つの隣接斜面のそれぞれと接続する角丸面６７上に位置しており、直線部６８および先端面６４を接続する曲線部６９と、を有している。さらに、刃部６１の各稜線６６において、先端面６４に対する直線部６８の傾きは、先端面６４に対する曲線部６９の傾きより大きくなるように設定されている。
【０１０５】
また、ダイヤモンドポイント６０により、脆性材料基板４上にスクライブラインＳＬが形成される場合、脆性材料基板４と接触する角丸面６７は、下向きに凸の状態とされる。
【０１０６】
これにより、刃部６１の角丸面６７から脆性材料基板４に力が付与される場合、ダイヤモンドポイント６０は、角丸面６７と接触する脆性材料基板４の接触部４ａ（図７参照）を切削することなく、この接触部４ａに大きな圧縮応力および引張応力を発生させることができる。そして、この圧縮応力および引張応力によって、脆性材料基板４にスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫが形成される。
【０１０７】
ゆえに、ダイヤモンドポイント６０は、スクライブラインＳＬ付近に切り屑およびマイクロクラックが発生することを防止でき、脆性材料基板４を良好にスクライブできる。また、ダイヤモンドポイント６０の寿命を向上させることができる。
【０１０８】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１および第２の実施の形態のスクライブ装置１、１００は、対応するスクライブユニット２０、１２０の構成が互いに異なる点を除いては、同様な構成を有する。そこで、以下では、この相違点を中心に説明する。
【０１０９】
なお、スクライブ装置１、１００で同様な構成要素には、同一符号が付されており、この同一符号が付された構成要素は、第１の実施の形態で説明済みである。そのため、以下では、この同一符号に対応する構成要素の説明が、省略されている。
【０１１０】
＜２．１．スクライブ装置の構成＞
図１０および図１１は、スクライビングホイール１６０付近の構成の一例を示す正面図および下面図である。図１２は、キャスター効果を説明するための下面図である。以下では、図１、図２、および図１０から図１２を参照しつつ、スクライブ装置１００の構成を説明する。
【０１１１】
スクライブ装置１００は、第１の実施の形態のスクライブ装置１と同様に、脆性材料基板４にスクライブラインを入れる装置である。図１および図２に示すように、スクライブ装置１００は、主として、保持ユニット１０と、スクライブユニット１２０と、撮像部ユニット８０と、制御ユニット１９０と、を備えている。
【０１１２】
保持ユニット１０は、脆性材料基板４を保持しつつ移動させることによって、脆性材料基板４をスクライブユニット１２０に対して移動させる。図１に示すように、保持ユニット１０は、基部１０ａ上に設けられており、主として、テーブル１１と、ボールねじ機構１２と、モータ１３と、を有している。
【０１１３】
スクライブユニット１２０は、スクライビングホイール１６０を、脆性材料基板４に対し、圧接転動させることによって、脆性材料基板４にスクライブラインを形成する。図１および図２に示すように、スクライブユニット１２０は、主として、ヘッド部１３０と、駆動部１７０と、を有している。
【０１１４】
ヘッド部１３０は、保持されたスクライビングホイール１６０から脆性材料基板４の表面に対し、スクライブ荷重を付与する。図１０に示すように、ヘッド部１３０は、ホルダ１３１を有している。また、ホルダ１３１は、スクライビングホイール１６０を回転自在に保持する要素である。図１０に示すように、ホルダ１３１は、主として、ピン１３６と、支持枠体１３７と、旋回部１３８と、を有している。
【０１１５】
ピン１３６は、スクライビングホイール１６０を貫通する貫通孔１６０ａに、挿入された状態で固定された棒体である。ここで、貫通孔１６０ａは、図１０および図１１に示すように、Ｘ軸と略平行な回転軸１６０ｂに沿って延びている。
【０１１６】
支持枠体１３７は、図１０に示すように、貫通孔１６０ａの両開口（両端）を覆うように配置された構造物である。貫通孔１６０ａの両端から突出するピン１３６は、支持枠体１３７に対して、回転可能に設置されている。したがって、ピン１３６に固定されたスクライビングホイール１６０は、支持枠体１３７に対して回転自在とされている。
【０１１７】
旋回部１３８は、図１０に示すように、支持枠体１３７の上部に設けられており、Ｚ軸と略平行な回転軸１３８ａを中心に支持枠体１３７を回転させる。図１１に示すように、鉛直下方から見た旋回部１３８の回転軸１３８ａの位置と、脆性材料基板４における保持ユニット１０の接地位置１６０ｃとは、ズレている。
【０１１８】
そのため、スクライビングホイール１６０の進行方向が、図１２に示すように、矢印ＡＲ５（２点鎖線）方向から矢印ＡＲ６（実線）方向に変化すると、キャスター効果によりスクライビングホイール１６０には、回転軸１３８ａ周りのトルクが働く。これにより、スクライビングホイール１６０は矢印Ｒ２方向に回動し、スクライビングホイール１６０の位置は２点鎖線位置から実線位置に変化する。
【０１１９】
このように、本実施の形態に係るスクライブ装置１００においては、スクライビングホイール１６０の進行方向が変化して、スクライビングホイール１６０の姿勢が進行方向に対して角度θ１だけズレた場合であっても、スクライビングホイール１６０に矢印Ｒ２方向のトルクが働く。その結果、スクライビングホイール１６０の姿勢と、スクライビングホイール１６０の進行方向が略平行となるように、スクライビングホイール１６０が旋回する。
【０１２０】
駆動部１７０は、ヘッド部１３０に保持されたスクライビングホイール１６０を矢印ＡＲ２方向に往復させる。図２に示すように、駆動部１７０は、主として、支柱７１と、ガイドレール７２と、モータ７３と、を有している。
【０１２１】
制御ユニット１９０は、スクライブ装置１００の各要素の動作制御、およびデータ演算を実現する。図１および図２に示すように、制御ユニット１９０は、主として、ＲＯＭ９１と、ＲＡＭ９２と、ＣＰＵ９３と、を有している。
【０１２２】
＜２．２．スクライビングホイールの構成＞
図１３および図１４は、スクライビングホイール１６０の構成の一例を示す側面図および正面図である。図１５は、図１４の符号Ａにおける部分拡大図である。スクライビングホイール１６０は、第１の実施の形態の刃部６１と同様のダイヤモンド含有物（例えば、焼結ダイヤモンドまたや多結晶体ダイヤモンド）により成形されている。スクライビングホイール１６０は、脆性材料基板４に対して移動させられることによって、脆性材料基板４上にスクライブラインを形成するツールである。
【０１２３】
図１０ないし図１４に示すように、スクライビングホイール１６０は、２つの円錐台の下底面（ただし、下底面は上底面より面積が大きい）が互いに対向するように配置されたものであり、略円盤状（算盤珠状）を成している。図１３および図１４に示すように、スクライビングホイール１６０は、主として、本体部１６１と、刃部１６２と、を有している。
【０１２４】
本体部１６１は、図１３および図１４に示すように、スクライビングホイール１６０のうち外周部分に備わる刃部１６２を除く円盤状の部位であり、本体部１６１の中心付近には、回転軸１６０ｂに沿って本体部１６１を貫通する貫通孔１６０ａが設けられている。また、本体部１６１の外周には、円環状の刃部１６２が設けられている。
【０１２５】
刃部１６２は、図１３に示すように、スクライビングホイール１６０の外周部分である。図１４に示すように、刃部１６２は、正面視Ｖ字状とされている。刃部１６２においては、回転軸１６０ｂに沿った方向の厚さＴｂ（図１４参照）が、回転軸１６０ｂ側から刃先１６２ａに向かうに従って、徐々に小さくなる。
【０１２６】
刃先１６２ａは、刃部１６２の最外周部（すなわち、刃部１６２のうち、回転軸１６０ｂからの距離が最大となり、刃部１６２の厚さＴｂが最小となる部分）に沿って設けられている。図１５に示すように、刃先１６２ａは、主として、複数の斜面１６５（１６５ａ、１６５ｂ）と、角丸面１６７と、を有している。
【０１２７】
なお、図１３に示すように、刃先１６２ａには、意図して形成された凹凸がない。
【０１２８】
複数（本実施の形態では２つ）の斜面１６５（１６５ａ、１６５ｂ）は、図１５に示すように、刃部１６２の側面を形成する。また、角丸面１６７は、図１５に示すように、斜面１６５（１６５ａ、１６５ｂ）のそれぞれと接続されている。
【０１２９】
＜２．３．スクライビングホイールの寸法＞
ここで、スクライビングホイール１６０の外径Ｄｍ（図１４参照）は、通常、１ｍｍ〜１０ｍｍであり、好ましくは、１ｍｍ〜５ｍｍ（さらに好ましくは、１ｍｍ〜３ｍｍ）である。スクライビングホイール１６０の外径Ｄｍが１ｍｍより小さい場合には、スクライビングホイール１６０の取り扱い性および耐久性が低下する。一方、スクライビングホイール１６０の外径Ｄｍが５ｍｍより大きい場合には、スクライブ時の垂直クラックＫが脆性材料基板４に対して深く形成されないことがある。
【０１３０】
また、スクライビングホイール１６０の厚さＴｈ（図１４参照）は、０．５ｍｍ〜１．２ｍｍであるのが好ましく、０．５ｍｍ〜１．１ｍｍであるのがさらに好ましい。スクライビングホイール１６０の厚さＴｈが０．５ｍｍより小さい場合には、加工性および取り扱い性が低下することがある。一方、スクライビングホイール１６０の厚さＴｈが１２ｍｍより大きい場合には、スクライビングホイール１６０の材料および製造のためのコストが高くなる。
【０１３１】
また、刃部１６２の刃先角θ２（図１４参照）は、通常は鈍角であり、好ましくは、９０ｄｅｇ＜θ２≦１６０ｄｅｇ（さらに好ましくは、１００ｄｅｇ≦θ２≦１４０ｄｅｇ）である。なお、刃先角θ２の具体的な値は、切断する脆性材料基板４の材質、および／または、厚さ等から適宜設定される。
【０１３２】
＜２．４．スクライビングホイールの成形手法＞
ここでは、焼結ダイヤモンドまたは多結晶体ダイヤモンドからスクライビングホイール１６０を成形する手法について説明する。本成形手法では、まず、好適厚さ（０．５ｍｍ〜１．２ｍｍ）の多結晶体ダイヤモンドから、所望の半径の円盤が切り取られる。
【０１３３】
次に、回転軸１６０ｂに沿った刃部１６２の厚さＴｂが回転軸１６０ｂ側から刃先１６２ａに向かうに従って徐々に小さくなるように、円盤の周縁部が削られる。これにより、円盤の周縁部に、正面視Ｖ字状の刃部１６２が形成される。
【０１３４】
＜２．５．スクライブ方法＞
ここでは、ダイヤモンド含有物のツールの一例として挙げられるスクライビングホイール１６０により、脆性材料基板４上にスクライブラインＳＬを形成する手法を、図１、図２、および図１５を参照しつつ、説明する。
【０１３５】
本手法では、ヘッド部１３０の動作によって、スクライビングホイール１６０の外面のうち、角丸面１６７が、脆性材料基板４に接触させられる。そして、脆性材料基板４と接触する角丸面１６７から脆性材料基板４に、力（スクライブ荷重）が付与される。
【０１３６】
続いて、スクライビングホイール１６０の角丸面１６７が脆性材料基板４に接触させられ状態で、スクライビングホイール１６０が脆性材料基板４に対して相対的に移動させられる。この場合において、Ｘ軸方向（矢印ＡＲ１方向：図１参照）には、スクライビングホイール１６０が、Ｙ軸方向（矢印ＡＲ２方向：図２参照）には、脆性材料基板４を保持する保持ユニット１０が、それぞれ移動させられる。
【０１３７】
これにより、スクライビングホイール１６０が脆性材料基板４上を回転させられ、刃先１６２ａの角丸面１６７（図１５参照）の軌跡に応じたスクライブラインＳＬが、脆性材料基板４上に形成される。また、脆性材料基板４には、スクライブラインＳＬから垂直方向（Ｚ軸方向）に延びる垂直クラックＫが形成される。
【０１３８】
ここで、スクライブ荷重は、３Ｎ〜３０Ｎに設定されるのが好ましく、５Ｎ〜２０Ｎに設定されるのがさらに好ましい。また、脆性材料基板４に対するスクライビングホイール１６０の移動速度は、通常、５０ｍｍ／ｓｅｃ〜１２００ｍｍ／ｓｅｃに設定され、好ましくは、５０ｍｍ／ｓｅｃ〜３００ｍｍ／ｓｅｃに設定される。なお、スクライブ荷重および移動速度の具体的な値は、脆性材料基板４の材質、および／または、厚さ等から適宜設定される。
【０１３９】
＜２．６．スクライブ原理＞
本実施の形態のスクライビングホイール１６０の刃先１６２ａには、図１５に示すように、角丸面１６７が成形されている。これにより、第１の実施の形態と同様に、脆性材料基板４を切削することなく、刃先１６２ａの角丸面１６７から脆性材料基板４に大きなスクライブ荷重を付与できる。すなわち、刃先１６２ａに角丸面１６７が成形されており、この角丸面１６７によりスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫが形成される場合、大きな圧縮応力および引張応力を接触部４ａに発生させることができる。これにより、切り屑およびマイクロクラックの発生を防止でき、脆性材料基板４を良好にスクライブできる。
【０１４０】
＜２．７．本実施の形態におけるスクライビングホイールの利点＞
以上のように、本実施の形態のスクライブ装置１００に備わるスクライビングホイール１６０は、図１４に示すように、厚さＴｂが本体部１６１の中心から刃先１６２ａに向かって小さくなる刃部１６２を有している。
【０１４１】
また、図１５に示すように、刃部１６２の刃先１６２ａは、刃部１６２の側面を形成する２つの斜面１６５（１６５ａ、１６５ｂ）のそれぞれと接続された角丸面１６７を有している。さらに、角丸面１６７は、曲面形状を有している。
【０１４２】
これにより、刃先１６２ａの角丸面１６７から脆性材料基板４に力が付与される場合、スクライビングホイール１６０は、角丸面１６７と接触する脆性材料基板４の接触部４ａ（図１０参照）を切削することなく、この接触部４ａに大きな圧縮応力および引張応力を発生させることができる。そして、この圧縮応力および引張応力によって、脆性材料基板４にスクライブラインＳＬおよび垂直クラックＫが形成される。
【０１４３】
ゆえに、スクライビングホイール１６０は、第１の実施の形態のダイヤモンドポイント６０と同様に、スクライブラインＳＬ付近に切り屑およびマイクロクラックが発生することを防止でき、脆性材料基板４を良好にスクライブできる。また、スクライビングホイール１６０の寿命を向上させることができる。
【０１４４】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【０１４５】
（１）第１の実施の形態において、刃部６１は、四角錐台状を成すものとして説明したが、刃部６１の形状は、これに限定されるものでない。例えば、刃部６１は、三角錐台状を成すものであっても良いし、ｎ角錐台状（ただし、ｎは、５以上の整数）を有するものであっても良い。さらに、刃部６１は、ｍ角錐状（ただし、ｍは、３以上の整数）を成すものであっても良い。
【０１４６】
（２）また、第１および第２の実施の形態では、駆動部７０、１７０の送り機構としてボールねじを使用したものが採用されているが（図２参照）、送り機構はこれに限定されるものでない。例えば、リニアモータ（リニアレール）等が送り機構として採用されても良い。
【０１４７】
（３）さらに、第１の実施の形態においては駆動部７０が、第２の実施の形態においては駆動部１７０が、それぞれヘッド部３０、１３０を保持ユニット１０に対して移動させるものとして説明したが、ヘッド部３０、１３０の移動態様はこれに限定されるものでない。
【０１４８】
例えば、ヘッド部３０、１３０が固定され、保持ユニット１０が矢印ＡＲ１方向（図１参照）に移動させられても良い。また、保持ユニット１０が固定され、ヘッド部３０、１３０がそれぞれ駆動部７０、１７０により矢印ＡＲ２方向（図２参照）に移動させられても良い。さらに、ヘッド部３０および保持ユニット１０の両者が移動させられても良い。
【０１４９】
このように、脆性材料基板４を保持する保持ユニット１０と、ダイヤモンドポイント６０を把持するヘッド部３０またはスクライビングホイール１６０を把持するヘッド部１３０と、は、少なくとも一方が他方に対して相対的に移動できれば十分である。
【実施例】
【０１５０】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【０１５１】
＜実施例１および比較例１＞
図１６は、スクライブされた脆性材料基板４の端面強度を評価するための試験方法を説明するための図である。図１７は、実施例１および比較例１の試験条件を示す図である。図１８は、実施例１および比較例１の試験結果を示す図である。図１９は、実施例１の、角丸面６７を有する刃部６１（図７参照）によりスクライブされた脆性材料基板４の写真である。図２０は、比較例１の、角丸面を有しない刃部（図９参照）によりスクライブされた脆性材料基板４の写真である。
【０１５２】
実施例１および比較例１では、スクライブされた脆性材料基板４の端面強度を評価する試験として、４点曲げ試験を採用している。図１６および図１７に示すように、本試験では、上部支点９５（９５ａ、９５ｂ）間距離Ｄ１が１０．０ｍｍとされ、下部支点９６（９６ａ、９６ｂ）間距離Ｄ２が２０．０ｍｍとされ、スクライブ面を下向きにされた状態で、長辺側が矢印ＡＲ７方向に曲げられる。
【０１５３】
図１８に示すように、実施例１の破壊荷重の平均値は、比較例１の破壊荷重の平均値の約３倍となった。これは、実施例１によりスクライブされた脆性材料基板４は、比較例１によりスクライブされた脆性材料基板４と比較して、強度が高いことを示している。
【０１５４】
また、比較例１（図２０参照）では、スクライブラインＳＬ付近に切り屑が発生しているが、実施例１では、スクライブラインＳＬ付近に切り屑が発生していない。これは、実施例１の方が、比較例１よりも脆性材料基板４に対して良好なスクライブが実行できることを示している。
【符号の説明】
【０１５５】
１、１００  スクライブ装置
４  脆性材料基板
４ａ  接触部
１０  保持ユニット
２０、１２０  スクライブユニット
３０、１３０  ヘッド部
６０  ダイヤモンドポイント
６１  刃部
６２  把持部
６４  先端面
６５（６５ａ〜６５ｄ）  斜面
６６（６６ａ〜６６ｃ）  稜線
６７（６７ａ〜６７ｃ）  角丸面
６８（６８ｂ、６８ｃ）  直線部
６９（６９ｂ、６９ｃ）  曲線部
７０、１７０  駆動部
８０  撮像部ユニット
９０、１９０  制御ユニット
１６０  スクライビングホイール
１６１  本体部
１６２  刃
１６２ａ  刃先
１６５（１６５ａ、１６５ｂ）  斜面
１６７  角丸面
Ｋ  垂直クラック
ＳＬ  スクライブライン
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンド含有物からなる刃部を備えるツールによって脆性材料基板上にスクライブラインを形成する方法であって、
(a)前記刃部を前記脆性材料基板と接触させることによって、前記ツールから前記脆性材料基板に力を付与する工程と、
(b)前記ツールの前記刃部を前記脆性材料基板に接触させた状態で、前記ツールを前記脆性材料基板に対して相対的に移動させることによって、前記脆性材料基板にスクライブラインを形成する工程と、
を備え、
前記刃部の外面が曲面形状の角丸面を有し、
前記工程(a)においては、前記角丸面を前記脆性材料基板と接触させることによって、前記ツールから前記脆性材料基板に力を付与し、
前記工程(b)においては、前記角丸面が下向きに凸となる状態を保って前記ツールを前記脆性材料基板に対して相対的に移動させる、
ことを特徴とするスクライブ方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスクライブ方法において、
前記ツールが、円柱状または角柱状の棒体である把持部の一端に前記刃部が設けられたダイヤモンドポイントであること特徴とするスクライブ方法。
【請求項３】
請求項２に記載のスクライブ方法において、
前記ダイヤモンドポイントとして、前記刃部が、
先端面と、
各々が前記先端面と接続する複数の斜面と、
各々が、前記複数の斜面のうちの２つである隣接斜面と前記先端面とに囲まれた、複数の前記角丸面と、
を有し、
前記刃部の各稜線が、
前記２つの隣接斜面の交線である直線部と、
前記２つの隣接斜面のそれぞれと接続する角丸面上に位置しており、前記直線部および前記先端面に接続する曲線部と、
を有するとともに、
前記刃部の各稜線において、前記先端面に対する前記直線部の傾きは、前記先端面が水平であるときに前記先端面に対する前記曲線部の傾きよりも大きくなるように設定されている、
ダイヤモンドポイントを用いることを特徴とするスクライブ方法。
【請求項４】
請求項３に記載のスクライブ方法において、
前記ダイヤモンドポイントとして、
前記ダイヤモンド含有物が、多結晶体ダイヤモンドであり、
前記多結晶体ダイヤモンドが、微細な結晶粒組織または非晶質、を有するグラファイト型炭素物質を出発物質として、超高圧高温下で直接的にダイヤモンドに変換焼結されており、実質的にダイヤモンドのみからなる、
ダイヤモンドポイントを用いることを特徴とするスクライブ方法。
【請求項５】
請求項３に記載のスクライブ方法において、
前記ダイヤモンドポイントとして、
前記ダイヤモンド含有物が、
６５．０重量％〜７５．０重量％の含有量のダイヤモンドと、
３．０重量％〜１０．０重量％の含有量の超微粒子炭化物と、
残部の結合材と、
を含む焼結ダイヤモンドであり、
前記ダイヤモンドの平均粒子径が０．１μｍ〜５．０μｍであり、
前記結合材がコバルトを主成分とする鉄系金属である、
ダイヤモンドポイントを用いることを特徴とするスクライブ方法。
【請求項６】
請求項５に記載のスクライブ方法において、
前記ダイヤモンドポイントとして、
前記焼結ダイヤモンドにおける前記超微粒子炭化物の含有量が６．０重量％〜８．０重量％であり、
前記超微粒子炭化物が、
１．０重量％〜４．０重量％の炭化チタンと、
残部の炭化タングステンと、
を含む、
ダイヤモンドポイントを用いることを特徴とするスクライブ方法。
【請求項７】
請求項１に記載のスクライブ方法において、
前記ツールが、円盤状の本体部の外周に前記刃部が設けられたスクライビングホイールである、
ことを特徴とするスクライブ方法。