CN102431098B - 划割轮 - Google Patents

Abstract

本案发明为一种划割轮。提供一种在切断脆性材料基板时，划割开始时的划割线形成良好，防止交点跳过，脆性材料的分断面的品质良好的划割轮。沿着划割轮(10)的圆周棱线(11)设置第1组槽(21-1)～(21-5)，与各个槽邻接而设置第2组槽(21-1)～(21-5)。使第1组各槽与邻接的第2组槽的间隔为在压接于脆性材料基板时2个槽不会同时接触的间隔。由此，可以实现划割线形成性能良好、保持端面强度的划割轮。

Description

划割轮

技术领域

本发明涉及一种用以在压接于脆性材料基板的状态下转动而划割脆性材料基板的划割轮。

背景技术

玻璃基板或平板显示器等脆性材料基板的制造时，将玻璃基板以所期望的线划割之后进行断裂。划割步骤中将脆性材料基板载置在划割装置上，使用划割轮进行划割而形成划割线。

此处，对在划割玻璃基板时，玻璃基板上所产生的划割线的形成过程进行说明。在对划割轮施加特定的压力而使其转动时，如果沿着对划割轮施加压力的线而产生被称为肋状纹(rib mark)的断续性的破坏，则可以确认在其下方将产生特定深度为止的连续破坏。如果在这样的状态下结束划割，则为沿着划割线展开而对玻璃基板施加压力，由此可以容易地进行断裂。因此，可以通过肋状纹的有无来判断划割线的良否。

且说，以往所使用的划割轮是共有旋转轴的两个圆锥台的底部相交而形成着圆周棱线的圆板状的构件，将其称为第1刃尖。可以通过使此划割轮压接于玻璃基板而转动来形成划割线。

专利文献1中提出了一种划割轮，其可以从玻璃基板的表面起在垂直方向相对于板厚而相对性地形成较深的垂直龟裂。此划割轮沿着所述以往的划割轮的圆周棱线在圆周方向上交替地形成例如200～300左右的多数的槽及突起。突起通过在圆周棱线上以特定的间距及深度切口而形成。以下将此划割轮称为第2刃尖。

另外，也开发了一种与专利文献1相同的划割轮，使槽的数量大幅减少，例如使槽的数量为5个，且在圆周上等分地配置的划割轮。以下将此划割轮称为第3刃尖。

当使用划割装置将玻璃基板分断为较小的基板时，在玻璃基板上平行地形成多数条划割线，进而与这些划割线交叉而格子状地形成划割线，进行所谓交叉划割。交叉划割中，例如，如图1所示，使划割轮平行地通过而形成划割线L1～L5，其后使平台旋转90°而形成划割线L6～L10。

将脆性材料基板划割的划割方法之一，具有如划割线L6～L10般从脆性材料基板的外侧起到外侧为止进行划割的划割方法。使划割轮在比脆性材料基板的端稍微外侧的点中，使划割轮的最下端下降到比脆性材料基板的上表面稍微下方为止。然后，通过在对划割轮施加特定的压力的状态下水平移动，而从脆性材料基板的一端缘开始划割，划割到另一端缘为止。以下，将此称为外切划割。在外切划割时，划割线到达基板的两端，因此划割后的断裂容易，但是存在因划割的开始部分而基板容易产生损伤的缺点。

另外，如划割线L1～L5般，具有从脆性材料基板的内侧到内侧为止进行划割而外侧不划割的划割方法。在比脆性材料基板的端缘稍微内侧使划割轮下降，然后，在对划割轮施加向下的特定压力的状态下向图中右方向水平移动，由此从脆性材料基板的内侧开始划割，划割到另一端的内侧为止。以下，将此称为内切划割。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利第3,074,143号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

且说，以往，当使用第1刃尖进行划割时，在轮转动之后刃尖在基板表面滑动而未形成划割线之现象被视为问题，这样的状态被称为“划割线形成不良”状态。另一方面，虽然根据第2刃尖可以回避“划割线形成不良”状态，但是与使用第1刃尖进行划割时相比较，存在分断后的玻璃的端面强度变低的问题，根据玻璃的用途也有时需要分断后的端面处理。尤其近年来，由于玻璃的用途的扩大、玻璃的薄板化、产品制造的简单化的要求的方面，要求一面回避“划割线形成不良”状态，一面获得与使用第1刃尖进行划割时同等的端面强度的技术。

当划割线形成不良时，较多的是即便外切划割可能但是无法进行内切划割。另外，如果进行交叉划割，则在交点附近划割线不连续，存在产生所谓“交点跳过”的问题。例如，在图1中，如果在形成划割线L1～L5之后，使平台旋转而形成划割线L6～L10，则存在导致在划割线的交点处肋状纹结束，局部性地产生未形成划割线的交点跳过现象的情况。

认为其原因如以下般。即，在最初形成划割线时，隔着划割线而在两侧的玻璃表面附近产生内部应力。继而，在划割轮垂直通过已经形成的划割线时，由于其附近潜在的内部应力而从划割轮对玻璃基板面在垂直方向上施加的力削减。因此，认为交点附近未形成之后应形成的划割线。

如果玻璃基板上产生交点跳过，则玻璃基板不会按照预定的划割线分离，因此存在产生不良品，而使生产效率降低的问题。

另外，手机等中所使用的玻璃基板由于轻量化而厚度变薄。如果对厚度较薄的基板进行外切划割，则当划割轮跨向基板上时因对基板的端面边缘所赋予的冲击而边缘产生欠缺，或者由于基板自身破坏而产品的良率降低。

因此，为使较薄的玻璃基板中不在边缘产生欠缺，而要求内切划割。然而，以往的第1刃尖中，也存在由于划割线形成不良而内切无法形成划割线的情形。

另一方面，专利文献1中记载的第2刃尖为“划割线形成良好的”刃尖，可以从划割轮转动之后开始形成划割线。因此，通过使用第2刃尖，可以进行内切划割，在交叉划割时也可以防止交点跳过。

关于平板显示器等中所要求的玻璃基板的端面强度，存在第2刃尖较第1刃尖而言端面强度较差的问题。端面强度依赖于划割轮的周围所形成的槽的数量，槽的数量越多强度则越降低。因此，例如，如果使槽的数量为300，则端面强度大幅度降低。

另外，如果使用第3刃尖进行划割，则虽然端面强度可获得与以往的第1刃尖大致同等的结果，但是存在划割线形成性能较第2刃尖而言较差的缺点。

因此，要求与脆性材料基板的种类无关而划割线形成良好，且不易产生交点跳过的刃尖，即要求可以确保端面强度与第1刃尖为同等程度的品质的刃尖。

本发明是鉴于这样的以往的问题点而开发的，目的在于提供当切断脆性材料基板时，划割开始时的划割线形成良好，防止交点跳过，发挥脆性材料的分断面的品质(端面强度)良好的划割性能的划割轮。

[解决问题的手段]

为了解决此问题，本发明的划割轮是具有共有旋转轴的2个圆锥台的底部相交而形成了圆周棱线的外周缘部，且供划割脆性材料基板的圆板状的划割轮，沿着所述圆周棱线形成了多个槽，各槽是以在使用划割轮进行划割时不会与脆性材料基板同时接触的间隔且100μm以上的间隔而形成，邻接的2个槽的间隔为100～400μm的部分至少存在1处，邻接的2个槽为100～400μm的一组槽存在2处以上时，各组槽的间隔为10000μm以内。另外，此划割轮具有：沿着圆周棱线而形成的特定数量的第1组槽，以及从所述第1组各个槽在相同旋转方向上在邻接的位置分别形成的第2组槽，与所述第1组槽邻接的第2组各个槽为在使用划割轮进行划割时在脆性材料基板上不会与第1组槽同时接触的间隔，且与一侧的第1组槽的间隔设定为100～400μm，与另一侧的第1组槽的间隔设定为800～10000μm。

此处，所述第1组槽的槽数及所述第2组槽的槽数也可以分别为5以内。

此处，所述第1组、第2组槽的数量分别为5，各第1组槽与最接近该槽的邻接的第2组槽的间距为100～400μm也可以。

[发明的效果]

根据具有这样的特征的本发明，可以获得与第1刃尖为同等程度的端面强度，且可以获得与第2刃尖同等的划割线形成性能。因此，即便为较薄的脆性材料基板也可以进行内切划割，另外，在进行交叉划割时也不会产生交点跳过，可以较佳地使用。

附图说明

图1是表示使用以往的划割轮进行交叉划割的状态的平面图。

图2是本发明的实施形态的划割轮的正面图。

图3是本实施形态的划割装置的侧面图。

图4是本实施形态的划割轮的正面的部分放大图。

[符号的说明]

10                            划割轮

11                            圆周棱线

12                            旋转轴

13                            圆锥台

14                            外周缘部

15                            轴孔

21-1、21-2、21-3、21-4、21-5  第1组槽

22-1、22-2、22-3、22-4、22-5  第2组槽

具体实施方式

作为本发明中成为加工对象的脆性材料基板，关于形态、材质、用途以及大小并未特别限定，既可以为包含单板的基板或将2片以上的单板贴合而成的贴合基板，也可以为在这些基板的表面或内部附着或含有薄膜或半导体材料而成者。另外，作为脆性材料基板的材质，可以列举玻璃、陶瓷、半导体(硅等)、蓝宝石等，作为其用途可以列举液晶显示面板、等离子显示面板、有机EL显示面板、表面电场显示器(SED)用面板等场发射显示器(FED)用面板等的平板显示器用的面板。

以下，根据图式对本发明的实施形态进行详细说明。图2是从本实施形态的划割轮10的旋转轴观察的正面图，图3是其侧面图。本实施形态的划割轮10例如安装在以往的划割装置的划割头上而使用。

如图2及图3所示，划割轮10是具有共有旋转轴12的两个圆锥台13的底部相交而形成了圆周棱线11的外周缘部14，以及沿着圆周棱线11而形成在圆周方向的多个槽的圆板状的构件。关于槽的详细情况将于下文叙述。划割轮10具有使用以轴支划割轮10的销贯通的轴孔15。划割轮10可以通过对圆板的外周缘部14从轴心朝向半径方向实施研磨加工而形成圆周棱线11，使收束角度为α。划割轮10的材质优选为超硬合金、烧结金刚石、陶瓷或者金属陶瓷。

且说，在本实施形态中，与所述第3刃尖相同，将全周分割为5份而等间隔地形成槽21-1、21-2、21-3、21-4、21-5。以下，使这些槽为第1组槽21。然后，相对于第1组槽在相同的旋转方向上邻接地，分别形成1个槽22-1、22-2、22-3、22-4及22-5。使这些槽为第2组槽22。此处，第1组与第2组的邻接的2个槽分别构成一组槽。即，槽21-i与22-i(i＝1～5)分别为一组槽。

图4是表示包含槽21-1与22-1的一组槽的部分放大图。这些2个槽的间隔为在一个槽与脆性材料基板接触时，另一个槽不会同时与脆性材料基板接触的间隔中最小的间距P即可。属于第1组与第2组的其它邻接的2个槽的间隔也相同。即，如果将划割轮压接于脆性材料基板，则成为其圆周棱线11的一部分陷入基板的状态，此时，为划割轮10的邻接的2个槽，例如21-1与22-1不会同时接触的间隔。另外，这些槽21、22是通过从平坦的圆周棱线11起切出深度为h的大致V字状的槽而形成。如此，在划割时使龟裂确实地继续，可以实现一面维持第1刃尖的玻璃破坏强度一面提高划割线形成性能的划割轮。此处，如果与跟第1槽邻接的第2槽的间隔较小，同时为与脆性材料基板接触的间隔，则存在用以回避“划割线形成不良”状态的效果较低，且分断后的脆性材料基板的端面强度降低的倾向。认为回避由槽所致的“划割线形成不良”状态的效果对槽与脆性材料基板开始接触时的作用的贡献较大，如果为同时接触的间隔，则认为在第1槽接触的期间第2槽会开始接触，第2槽的作用会由第1槽的作用而削弱，回避“划割线形成不良”状态的效果变低。另外，认为槽的间隔较短，同时接触的状态容易对脆性材料基板的端面强度带来不良影响。另一方面，如果与跟第1槽邻接的第2槽的间隔过大，则脆性材料基板的端面强度的降低受到抑制，但是无法回避“划割线形成不良”状态。

此处，对第1组槽与第2组槽的间隔的具体例进行说明。例如，如果使划割轮的直径为2mmφ，则其圆周棱线11的全周为6.28mm。而且，如果将划割轮压接于脆性材料基板，使刃尖陷入基板2μm，则此间隔至少为126.4μm。其中间距P优选为126.4μm～400μm。另外，邻接的2组槽的间隔为400～10000μm，优选为800～10000μm。例如，在图1中，槽22-1与21-2的间隔为800～10000μm。

此处，对第1组槽与第2组槽的间隔的其它具体例进行说明。例如，如果使划割轮的直径为3mmφ，则其圆周棱线11的全周为9.42mm。而且，如果将划割轮压接于脆性材料基板，使刃尖陷入基板2μm，则此间隔至少为135.6μm。其中间距P优选为135.6μm～400μm。

划割轮为例如轮的外径为1～20mm，槽21、22的深度为0.5～5μm，圆周棱线11的收束角度为85～140°。更优选的划割轮为轮的外径为1～5mm，槽21、22的深度为1～3μm，圆周棱线11的收束角度为100～130°。一般而言，通过使用切口的深度较深的划割轮，存在相对于脆性材料的划割线形成(尤其是交叉划割时的交点跳过较少的情况)变得良好的倾向，通过使用槽较浅的划割轮，存在脆性材料的分断面的品质(端面强度)提高的倾向。因此，决定槽的深度以保持此平衡。具体而言，优选为槽的深度为例如1～3μm。

所述实施形态中，例示了为轴支划割轮而具有轴孔15的划割轮10，也可以为销一体地形成的一体型的划割轮。如此，由于可以实现旋转精度较高且滑动阻力也较小，所以可以获得稳定的旋转，且作为刃尖的寿命较长。

另外，本实施形态中，使第1槽的数量及第2组槽的数量分别为5，但是此数量可以根据划割轮的直径而决定。为将端面强度保持与第1刃尖同等而槽的数量较少则较佳，另一方面，为使开始划割时将划割轮压接于玻璃基板的位置与实际形成了划割线的位置的容许误差减小，而数量较多则较佳。因此，取这些平衡而决定槽数，当直径为3mmφ以下时槽数优选为5以下。

[工业上的可利用性]

本发明的划割轮可以使用于在划割装置的划割头的前端使用而将脆性材料基板划割。另外，本发明的划割轮也可以使用于由设置在柄的前端的固持器旋转自如地轴接的手动划割工具。

Claims (4)

1.一种划割轮，其特征在于具有共有旋转轴的2个圆锥台的底部相交而形成了圆周棱线的外周缘部，且供划割脆性材料基板的圆板状的划割轮，

外径为1～20mm，

沿着所述圆周棱线形成了多个槽，

各槽是深度为1～3μm，且以在使用划割轮进行划割时不会与脆性材料基板同时接触的间隔且100μm以上的间隔而形成，

邻接的2个槽的间隔为100～400μm的部分至少存在1处，邻接的2个槽为100～400μm的一组槽存在2处以上时，各组槽的间隔为10000μm以内。

2.一种划割轮，其特征在于具有：

外径为1～20mm，

沿着圆周棱线而形成的特定数量的第1组槽，以及

从所述第1组各个槽在相同旋转方向上在邻接的位置分别形成的第2组槽，

所述第1组槽与所述第2组槽的深度为1～3μm，

与所述第1组槽邻接的第2组各个槽为在使用划割轮进行划割时在脆性材料基板上不会与第1组槽同时接触的间隔，且与一侧的第1组槽的间隔设定为100～400μm，与另一侧的第1组槽的间隔设定为800～10000μm。

3.根据权利要求2所述的划割轮，其特征在于所述第1组槽的槽数及所述第2组槽的槽数分别为5以内。

4.根据权利要求3所述的划割轮，其特征在于所述第1、第2组槽的数量分别为5，且使各第1组槽与最接近该槽的邻接的第2组槽的间距为100～400μm。