JP2014162206A - Scribing wheel, holder unit, scribe apparatus and method of producing scribing wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するために用いるスクライビングホイール、ホルダーユニット、スクライブ装置及びスクライビングホイールの製造方法に関する。詳しくは、本発明は、一般的な非晶質のガラス基板よりも硬質なセラミック基板、サファイア基板、シリコン基板等の脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成する際に好適なスクライビングホイール、ホルダーユニット、スクライブ装置及びスクライビングホイールの製造方法に関する。 The present invention relates to a scribing wheel, a holder unit, a scribing device, and a scribing wheel manufacturing method used for forming a scribe line on the surface of a brittle material substrate. More specifically, the present invention relates to a scribing wheel and a holder unit suitable for forming a scribe line on the surface of a brittle material substrate such as a ceramic substrate, a sapphire substrate, or a silicon substrate that is harder than a general amorphous glass substrate. The present invention relates to a scribing device and a method for manufacturing a scribing wheel.
液晶パネル等に用いられる非晶質のガラス基板を分断する際に、スクライビングホイールを用いる方法が知られている。これは、スクライビングホイールをガラス基板上に圧接転動させて基板表面にスクライブラインを形成し、これによって基板表面から垂直方向にクラックを生じさせ(スクライブ工程)、次いで基板に応力を加えてその垂直クラックを基板の裏面まで成長させて(ブレイク工程)、ガラス基板を分断する方法である。 A method using a scribing wheel is known when an amorphous glass substrate used for a liquid crystal panel or the like is divided. This is because the scribing wheel is pressed and rolled onto the glass substrate to form a scribe line on the substrate surface, thereby causing a crack in the vertical direction from the substrate surface (scribing process), and then applying stress to the substrate to apply the vertical In this method, cracks are grown to the back surface of the substrate (break process), and the glass substrate is divided.
このスクライビングホイールとして、例えば特許文献1に記載されているスクライブカッターが知られている。このスクライブカッターの本体部分は、焼結ダイヤモンド(Poly Crystalline Diamond 以下、PCDと言う)で形成されている。なお、このPCDはダイヤモンド粒子と結合材(コバルト等)を混合したものを用い、高温高圧下で焼結して作成されている。 As this scribing wheel, for example, a scribe cutter described in Patent Document 1 is known. The main part of the scribe cutter is formed of sintered diamond (hereinafter referred to as PCD). This PCD is prepared by using a mixture of diamond particles and a binder (such as cobalt) and sintering under high temperature and high pressure.
ところで、ガラス基板よりも硬いアルミナ等のセラミック基板を分断する方法として、半導体ウェハーの切断で行われているダイシングが知られている。しかし、ダイシングには、以下のような問題がある。(1)一般に加工速度が遅いため、タクトタイム(所要時間)が長く、生産性が極めて低い。(2)ダイシングソーの厚さ分が切りくずとなるため、材料のロスが避けられない。(3)切断面に欠けが発生し易い。(4)洗浄水を使用する必要があるため、乾燥工程が必要となる。(5)ダイシングテープへの貼付け・はがしの工程が必要である。(6)ブレードの寿命が短く、ランニングコストが高い。 Incidentally, as a method of dividing a ceramic substrate such as alumina that is harder than a glass substrate, dicing performed by cutting a semiconductor wafer is known. However, dicing has the following problems. (1) Since the machining speed is generally slow, the tact time (required time) is long and the productivity is extremely low. (2) Since the thickness of the dicing saw becomes chips, material loss is inevitable. (3) Chipping is likely to occur on the cut surface. (4) Since it is necessary to use washing water, a drying process is required. (5) The process of sticking to a dicing tape and peeling is required. (6) The blade life is short and the running cost is high.
そこで、ガラス基板よりも硬いアルミナ等のセラミック基板の分断でも、ガラス基板の分断と同様に、スクライビングホイールを用いる分断が試みられている。 Therefore, even when a ceramic substrate such as alumina that is harder than the glass substrate is divided, it is attempted to use a scribing wheel in the same manner as the division of the glass substrate.
しかしながら、特許文献1に開示されているPCD製のスクライビングホイールを用いてセラミック基板の分断を行ったところ、ガラス基板の分断に比べて刃先部分の摩耗が激しく、スクライビングホイールの刃先部分の寿命が極端に短くなってしまうという問題が生じた。 However, when the ceramic substrate was cut using the PCD scribing wheel disclosed in Patent Document 1, the cutting edge portion was more heavily worn than the glass substrate, and the life of the cutting edge portion of the scribing wheel was extremely long. There was a problem that it became shorter.
この理由について検討したところ、PCD製のスクライビングホイールを用いてスクライブを行うと、ダイヤモンド粒子間の結合材が先に脱落してしまい、結合材の脱落によって残ったダイヤモンド粒子同士も脱落しやすく、また互いに欠け易くなってしまうため、刃先部分の摩耗が激しくなることが判明した。 As a result of examining this reason, when scribing using a PCD scribing wheel, the bonding material between the diamond particles falls off first, and the diamond particles remaining due to the dropping of the binding material also easily fall off, It became clear that the wear of the blade edge portion became severe because they were easily chipped from each other.
本発明は、脆性材料基板を分断する場合に、刃先の耐摩耗性を高めたスクライビングホイール、ホルダーユニット、スクライブ装置及びスクライビングホイールの製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a scribing wheel, a holder unit, a scribing device, and a scribing wheel manufacturing method with improved wear resistance of a cutting edge when a brittle material substrate is divided.
上記目的を達成するため、本発明のスクライビングホイールは、脆性材料基板を分断するためのスクライビングホイールであって、多結晶CVDダイヤモンドからなる部材で形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the scribing wheel of the present invention is a scribing wheel for cutting a brittle material substrate, and is characterized by being formed of a member made of polycrystalline CVD diamond.
本発明のスクライビングホイールによれば、スクライビングホイールが多結晶CVDダイヤモンドで形成されているため、PCDのような結合材が含まれていない。したがって、特にガラス基板よりも硬いセラミックのような脆性材料基板を分断する場合に、PCD製のスクライビングホイールのような結合材の脱落が生じないため、刃部の耐摩耗性が高く、長寿命なものとなる。 According to the scribing wheel of the present invention, since the scribing wheel is formed of polycrystalline CVD diamond, a binder such as PCD is not included. Therefore, particularly when a brittle material substrate such as ceramic harder than a glass substrate is cut, a binder such as a PCD scribing wheel does not fall off, so the blade portion has high wear resistance and a long life. It will be a thing.
また、本発明のホルダーユニットは、多結晶CVDダイヤモンドからなる部材で形成されているスクライビングホイールと、スクライビングホイールを回転自在に保持するホルダーを有していることを特徴とする。 The holder unit of the present invention is characterized by having a scribing wheel formed of a member made of polycrystalline CVD diamond and a holder for rotatably holding the scribing wheel.
本発明のホルダーユニットによれば、ガラス基板よりも硬いセラミックのような脆性材料基板を分断する場合に、PCD製のものよりも寿命の長いスクライビングホイールを保持したホルダーユニットとなる。 According to the holder unit of the present invention, when a brittle material substrate such as ceramic that is harder than a glass substrate is cut, the holder unit holds a scribing wheel that has a longer life than those made of PCD.
また、本発明のスクライブ装置は、多結晶CVDダイヤモンドからなる部材で形成されているスクライビングホイールを回転自在に保持しているホルダーユニットを備えることを特徴する。 The scribing apparatus of the present invention is characterized by comprising a holder unit that rotatably holds a scribing wheel formed of a member made of polycrystalline CVD diamond.
本発明のスクライブ装置によれば、スクライビングホイールの寿命がPCD製のものよりも長いため、ガラス基板よりも硬いセラミックのような脆性材料基板を分断する場合に、ホルダーユニットの交換回数を減らすことができるようになる。 According to the scribing device of the present invention, since the life of the scribing wheel is longer than that made of PCD, when the brittle material substrate such as ceramic harder than the glass substrate is divided, the number of replacement of the holder unit can be reduced. become able to.
また、本発明の脆性材料基板を分断するためのスクライビングホイールの製造方法は、多結晶CVDダイヤモンドからなる円板状部材を形成する工程、前記円板状部材の円周部に刃部を形成する工程、を備えることを特徴とする。 The scribing wheel manufacturing method for dividing a brittle material substrate according to the present invention includes a step of forming a disc-shaped member made of polycrystalline CVD diamond, and a blade portion is formed on a circumferential portion of the disc-shaped member. A process.
本発明のスクライビングホイールの製造方法によれば、ガラス基板よりも硬いセラミックのような脆性材料基板を分断する場合に、刃部の耐摩耗性が高く、長寿命なスクライビングホイールを提供することができる。 According to the method for manufacturing a scribing wheel of the present invention, when a brittle material substrate such as ceramic harder than a glass substrate is cut, a scribing wheel with high wear resistance of the blade portion and a long life can be provided. .
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための一例を示すものであり、本発明をこの実施形態に特定することを意図するものではない。本発明は、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも適応し得るものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment shown below shows an example for embodying the technical idea of the present invention, and is not intended to specify the present invention to this embodiment. The invention is also applicable to other embodiments within the scope of the claims.
[実施形態1]
実施形態に係るスクライブ装置10の概略図を図1に示す。スクライブ装置10は、移動台11を備えている。そして、この移動台11は、ボールネジ13と螺合されており、モータ14の駆動によりこのボールネジ13が回転することで、一対の案内レール12a、12bに沿ってy軸方向に移動できるようになっている。
[Embodiment 1]
A schematic diagram of a scribing apparatus 10 according to the embodiment is shown in FIG. The scribing apparatus 10 includes a moving table 11. The moving table 11 is screwed with the ball screw 13 and can be moved in the y-axis direction along the pair of guide rails 12a and 12b by rotating the ball screw 13 by driving the motor 14. ing.
移動台11の上面には、モータ15が設置されている。このモータ15は、上部に位置するテーブル16をxy平面で回転させて所定角度に位置決めするためのものである。脆性材料基板17は、このテーブル16上に載置され、図示しない真空吸引手段などによって保持される。なお、スクライブの対象となる脆性材料基板17は、低温焼成セラミックスや高温焼成セラミックスからなるセラミック基板、シリコン基板、サファイア基板等であり、液晶パネルの基板等に一般的に用いられる非晶質のガラス基板よりも硬い脆性材料基板である。 A motor 15 is installed on the upper surface of the movable table 11. This motor 15 is for rotating the table 16 located in the upper part on an xy plane and positioning it at a predetermined angle. The brittle material substrate 17 is placed on the table 16 and held by a vacuum suction means (not shown). The brittle material substrate 17 to be scribed is a ceramic substrate made of low-temperature fired ceramics or high-temperature fired ceramics, a silicon substrate, a sapphire substrate, or the like, and is an amorphous glass generally used for a liquid crystal panel substrate or the like. It is a brittle material substrate harder than the substrate.
スクライブ装置10は、脆性材料基板17の上方に、脆性材料基板17の表面に形成されたアライメントマークを撮像する2台のCCDカメラ18を備えている。そして、スクライブ装置10には、移動台11とその上部のテーブル16を跨ぐように、x軸方向に沿ってブリッジ19が、支柱20a、20bによって架設されている。 The scribing apparatus 10 includes two CCD cameras 18 that image the alignment marks formed on the surface of the brittle material substrate 17 above the brittle material substrate 17. And in the scribe device 10, the bridge 19 is constructed by the support | pillars 20a and 20b along the x-axis direction so that the movable stand 11 and the table 16 of the upper part may be straddled.
このブリッジ19には、ガイド22が取り付けられており、スクライブヘッド21がガイド22に沿ってx軸方向に沿って移動可能に設置されている。そして、スクライブヘッド21には、ホルダージョイント23を介して、ホルダーユニット30が取り付けられている。 A guide 22 is attached to the bridge 19, and a scribe head 21 is movably installed along the guide 22 along the x-axis direction. A holder unit 30 is attached to the scribe head 21 via a holder joint 23.
図2はホルダーユニット30が取り付けられたホルダージョイント23の正面図である。また、図3はホルダーユニット30の斜視図である。また、図4は図3のA方向から観察したホルダーユニット30の側面の一部を拡大した図である。 FIG. 2 is a front view of the holder joint 23 to which the holder unit 30 is attached. FIG. 3 is a perspective view of the holder unit 30. 4 is an enlarged view of a part of the side surface of the holder unit 30 observed from the direction A in FIG.
ホルダージョイント23は略円柱状をしており、回転軸部23aと、ジョイント部23bを備えている。スクライブヘッド21にホルダージョイント23が装着された状態で、この回転軸部23aには、ホルダージョイント23を回動自在に保持するための二つのベアリング24a、24bが、円筒形のスペーサ24cを介して取り付けられている。なお、図2には、ホルダージョイント23の正面図が示されるとともに、回転軸部23aに取り付けられたベアリング24a、24bとスペーサ24cの断面図が併せて示されている。 The holder joint 23 has a substantially cylindrical shape, and includes a rotation shaft portion 23a and a joint portion 23b. In a state where the holder joint 23 is attached to the scribe head 21, two bearings 24a and 24b for rotatably holding the holder joint 23 are provided on the rotary shaft portion 23a via a cylindrical spacer 24c. It is attached. FIG. 2 shows a front view of the holder joint 23 and also shows a sectional view of the bearings 24a and 24b and the spacer 24c attached to the rotary shaft portion 23a.
円柱形のジョイント部23bには、下端側に円形の開口25を備えた内部空間26が設けられている。この内部空間26の上部にマグネット27が埋設されている。そして、マグネット27によって着脱自在なホルダーユニット30が、この内部空間26に挿入されて取り付けられている。 The cylindrical joint portion 23b is provided with an internal space 26 having a circular opening 25 on the lower end side. A magnet 27 is embedded in the upper portion of the internal space 26. A holder unit 30 that is detachable by a magnet 27 is inserted into the internal space 26 and attached.
ホルダーユニット30は、ホルダー30aとスクライビングホイール40とピン50とが一体となったものである。このホルダー30aは、図3に示すように略円柱形をしており、磁性体金属で形成されている。そして、ホルダー30aの上部には、位置決め用の取付部31が設けられている。この取付部31は、ホルダー30aの上部を切り欠いて形成されており、傾斜部31aと平坦部31bを備えている。 The holder unit 30 is a unit in which a holder 30a, a scribing wheel 40, and a pin 50 are integrated. As shown in FIG. 3, the holder 30a has a substantially cylindrical shape and is made of a magnetic metal. And the attaching part 31 for positioning is provided in the upper part of the holder 30a. The attachment portion 31 is formed by cutting out the upper portion of the holder 30a, and includes an inclined portion 31a and a flat portion 31b.
そして、ホルダー30aの取付部31側を、開口25を介して内部空間26へ挿入する。その際、ホルダーa30の上端側がマグネット27によって引き寄せられ、取付部31の傾斜部31aが内部空間26を通る平行ピン28と接触することで、ホルダージョイント23に対するホルダーユニット30の位置決めと固定が行われる。また、ホルダージョイント23からホルダーユニット30を取り外す際には、ホルダー30aを下方へ引くことで、容易に外すことができる。 Then, the attachment portion 31 side of the holder 30 a is inserted into the internal space 26 through the opening 25. At that time, the upper end side of the holder a30 is attracted by the magnet 27, and the inclined portion 31a of the mounting portion 31 comes into contact with the parallel pin 28 passing through the internal space 26, whereby the holder unit 30 is positioned and fixed with respect to the holder joint 23. . Further, when removing the holder unit 30 from the holder joint 23, it can be easily removed by pulling the holder 30a downward.
ホルダー30aの下部には、ホルダー30aを切り欠いて形成された保持溝32が設けられている。そして、保持溝32を設けるために切り欠いたホルダー30aの下部に、保持溝32を挟んで支持部33a、33bが位置している。この保持溝32には、スクライビングホイール40が回転自在に配置されている。また、支持部33a、33bには、スクライビングホイール40を回転時自在に保持するためのピン50を支持しておく支持孔34a、34bがそれぞれ形成されている。 A holding groove 32 formed by cutting out the holder 30a is provided below the holder 30a. The support portions 33a and 33b are located below the holder 30a that is notched to provide the holding groove 32 with the holding groove 32 interposed therebetween. A scribing wheel 40 is rotatably disposed in the holding groove 32. The support portions 33a and 33b are respectively formed with support holes 34a and 34b for supporting the pins 50 for holding the scribing wheel 40 freely during rotation.
そして、図4に示すように、スクライビングホイール40のピン孔42にピン50を貫通させるとともに、支持孔34a、34bにピン50の両端を設置することにより、スクライビングホイール40はホルダー30aに対して回転自在に取り付けられることになる。なお、支持孔34aは、内部に段部を有しており、保持溝32側の開口の孔径が、他方側の開口の孔径よりも大きくなっている。 Then, as shown in FIG. 4, the pin 50 is passed through the pin hole 42 of the scribing wheel 40, and the scribing wheel 40 is rotated with respect to the holder 30a by installing both ends of the pin 50 in the support holes 34a and 34b. It can be attached freely. The support hole 34a has a stepped portion inside, and the hole diameter of the opening on the holding groove 32 side is larger than the hole diameter of the opening on the other side.
次に、スクライビングホイール40の詳細について説明を行う。図5はホルダー30aの先端に取り付けられているスクライビングホイール40の側面図である。 Next, the details of the scribing wheel 40 will be described. FIG. 5 is a side view of the scribing wheel 40 attached to the tip of the holder 30a.
このスクライビングホイール40は基材41で形成されている。そして、基材41には、基材41の略中心に、ピン50を貫通させるためのピン孔42が形成されており、また、基材41の円周部の両端を削って形成されている刃部43が形成されている。 The scribing wheel 40 is formed of a base material 41. The base material 41 is formed with a pin hole 42 for penetrating the pin 50 substantially at the center of the base material 41, and is formed by cutting both ends of the circumferential portion of the base material 41. A blade portion 43 is formed.
基材41は、後述するように、導電性を有する多結晶のCVDダイヤモンドからなる円板状の部材である。また、ピン孔42は、基材41の略中心を円形に削って形成されている。 The base material 41 is a disk-shaped member made of polycrystalline CVD diamond having conductivity, as will be described later. The pin hole 42 is formed by cutting the substantial center of the base material 41 into a circle.
刃部43は、円板状の基材41の円周部の両端を削って形成された稜線44と、稜線44の両側の傾斜面45を備えている。 The blade portion 43 includes a ridge line 44 formed by cutting both ends of the circumferential portion of the disk-shaped base material 41, and inclined surfaces 45 on both sides of the ridge line 44.
このスクライビングホイール40の寸法について説明する。スクライビングホイール40の外径は、1.0〜10.0mm、好ましくは1.0〜5.0mm、さらに好ましくは1.0〜3.0mmの範囲である。スクライビングホイール40の外径が1.0mmより小さい場合には、スクライビングホイール40の取り扱い性が低下する。一方、スクライビングホイール40の外径が10.0mmより大きい場合には、スクライブ時の垂直クラックが脆性材料基板17に対して深く形成されないことがある。そして、本実施形態においては、外径が2.0mmのスクライビングホイール40を用いている。 The dimensions of the scribing wheel 40 will be described. The outer diameter of the scribing wheel 40 is 1.0 to 10.0 mm, preferably 1.0 to 5.0 mm, and more preferably 1.0 to 3.0 mm. When the outer diameter of the scribing wheel 40 is smaller than 1.0 mm, the handleability of the scribing wheel 40 is lowered. On the other hand, when the outer diameter of the scribing wheel 40 is larger than 10.0 mm, the vertical crack at the time of scribing may not be formed deeply with respect to the brittle material substrate 17. And in this embodiment, the scribing wheel 40 whose outer diameter is 2.0 mm is used.
スクライビングホイール40の厚さは、0.4〜1.2mm、好ましくは0.4〜1.1mmの範囲である。スクライビングホイール40の厚さが0.4mmより小さい場合には、加工性及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40の厚さが1.2mmより大きい場合には、スクライビングホイール40の材料及び製造のためのコストが高くなる。そして、本実施形態においては、厚さが0.5mmのスクライビングホイール40を用いている。なお、スクライビングホイール40の厚さに対して、ホルダー30aの保持溝32の幅(支持部33aと支持部33bとの距離)は、わずかに大きくなっている。 The thickness of the scribing wheel 40 is 0.4 to 1.2 mm, preferably 0.4 to 1.1 mm. When the thickness of the scribing wheel 40 is smaller than 0.4 mm, workability and handleability may deteriorate. On the other hand, when the thickness of the scribing wheel 40 is greater than 1.2 mm, the material for the scribing wheel 40 and the cost for manufacturing increase. In this embodiment, a scribing wheel 40 having a thickness of 0.5 mm is used. Note that the width of the holding groove 32 of the holder 30a (the distance between the support portion 33a and the support portion 33b) is slightly larger than the thickness of the scribing wheel 40.
スクライビングホイール40のピン孔42の孔径は、本実施形態において、0.8mmとなっている。 The hole diameter of the pin hole 42 of the scribing wheel 40 is 0.8 mm in this embodiment.
刃部43の刃先角は、通常鈍角であり、90〜160°、好ましくは90〜140°の範囲である。本実施形態においては、120°のスクライビングホイール40を用いている。 The cutting edge angle of the blade portion 43 is usually an obtuse angle, and is in the range of 90 to 160 °, preferably 90 to 140 °. In this embodiment, a 120 ° scribing wheel 40 is used.
このスクライビングホイール40の製造方法を説明する。まず、基材41は、円板状の母基板表面に化学気相蒸着法(CVD法)によって多結晶のダイヤモンド膜を成長させ、所定の膜厚となった円形状のダイヤモンドを、母基板から剥離することにより製造される。 A method for manufacturing the scribing wheel 40 will be described. First, the base material 41 is obtained by growing a polycrystalline diamond film on the surface of a disk-shaped mother substrate by a chemical vapor deposition method (CVD method). Manufactured by peeling.
より具体的には、母基板の表面に対してダイヤモンドの核を形成し易くするため、前処理を行う。この前処理としては、傷つけ処理、バイアス処理、種付け処理等がある。そして、前処理を行った後、母基板をチャンバー内に配置するとともに、母基材の表面温度を800℃〜1000℃へ高め、チャンバー内へ混合ガスを送り込み化学反応を生じさせ、母基板の表面に対してダイヤモンド膜の成膜を行っていく。この時、混合ガスとしては、メタンガスと水素ガスを混合したもの等を用いることができる。 More specifically, pretreatment is performed to facilitate the formation of diamond nuclei on the surface of the mother substrate. Examples of the pre-processing include a scratching process, a bias process, and a seeding process. And after performing a pre-processing, while arrange | positioning a mother board | substrate in a chamber, raising the surface temperature of a mother base material to 800 to 1000 degreeC, sending mixed gas into a chamber and producing a chemical reaction, A diamond film is formed on the surface. At this time, as the mixed gas, a mixture of methane gas and hydrogen gas can be used.
化学反応は、熱やプラズマ等を利用して行われる。そして、本実施形態ではダイヤモンド膜の膜厚が、大体0.5〜1.5mmになるまで成膜を行う。また、この時のダイヤモンド粒子の粒子径が60〜80μmとなるように成膜を行う。この粒子径は、一般的なPCD製スクライビングホールにおけるダイヤモンド粒子の粒子径(0.5〜2.0μm)に比べ、非常に大きな粒子径になっている。 The chemical reaction is performed using heat or plasma. In this embodiment, the diamond film is formed until the thickness of the diamond film is approximately 0.5 to 1.5 mm. Further, the film formation is performed so that the diamond particle diameter at this time is 60 to 80 μm. This particle size is very large compared to the diamond particle size (0.5 to 2.0 μm) in a general PCD scribing hole.
また、本実施形態では成膜の際に、ホウ素やリンをドープすることによって基材41に導電性を付与している。このように基材41に導電性を付与しておくことで、後述する刃部43の形成時に放電加工を行うことができる。なお、基材41の導電率はドープ量に依存するが、導電率を大きくすることにより、放電加工時の放電が安定しやすくなり、放電加工条件値を低くしたり、放電加工の効率を高くしたりすることができる。また、基材41全体が導電性を有する多結晶のCVDダイヤモンドからなるため、電気抵抗率のばらつきがほぼなくなることから、より均一で精密な加工を行うことができる。 In this embodiment, conductivity is imparted to the base material 41 by doping boron or phosphorus during film formation. Thus, by providing the base material 41 with electrical conductivity, electric discharge machining can be performed during the formation of the blade 43 described later. In addition, although the electrical conductivity of the base material 41 depends on the doping amount, increasing the electrical conductivity makes it easier to stabilize the electric discharge during electric discharge machining, lowering the electric discharge machining condition value, and increasing the electric discharge machining efficiency. You can do it. In addition, since the entire base material 41 is made of polycrystalline CVD diamond having conductivity, there is almost no variation in electrical resistivity, so that more uniform and precise processing can be performed.
次に、母基板から基材41を剥離し、剥離した円板状の基材41に対して放電加工を行い、基材41の円周部に傾斜面45を形成する。この放電加工の具体例としては、ワイヤカット放電加工や形彫り放電加工がある。なお、放電加工は、何れも誘電導体としての水や油等の液体に、基材41を浸して行われる。 Next, the base material 41 is peeled from the mother substrate, and the peeled disk-shaped base material 41 is subjected to electric discharge machining to form the inclined surface 45 on the circumferential portion of the base material 41. Specific examples of this electric discharge machining include wire cut electric discharge machining and sculpting electric discharge machining. The electric discharge machining is performed by immersing the base material 41 in a liquid such as water or oil as a dielectric conductor.
そして、最後に傾斜面45の表面を砥石で研磨することで刃部43を形成し、スクライビングホイール40ができあがる。なお、この研磨の工程では、粒子の大きさの異なる砥石を用いて、粗研磨や仕上げ研磨のように複数の研磨工程で行うことが好ましい。特に、本実施形態ではダイヤモンド粒子の粒子径が大きいため、研磨の際にダイヤモンド粒子が欠けてしまうと、稜線44や傾斜面45の仕上がりが粗くなってしまう。しかしながら、複数の研磨工程によりダイヤモンド粒子の欠けを抑えることができ、稜線44や傾斜面45の仕上がりをよくすることができる。 And finally, the blade part 43 is formed by grind | polishing the surface of the inclined surface 45 with a grindstone, and the scribing wheel 40 is completed. In addition, it is preferable to perform in this grinding | polishing process in several grinding | polishing processes like rough grinding | polishing and final grinding | polishing using the grindstone from which the magnitude | size of particle | grains differs. In particular, in this embodiment, since the particle diameter of the diamond particles is large, if the diamond particles are chipped during polishing, the finish of the ridge line 44 and the inclined surface 45 becomes rough. However, the diamond particles can be prevented from being chipped by a plurality of polishing processes, and the finish of the ridgeline 44 and the inclined surface 45 can be improved.
なお、ピン孔42については、まずレーザーによって孔を形成し、ワイヤカット放電加工により仕上げの加工を行って形成する。また、本実施形態においては、円板状の母基板を用いて、円板状の基材41を作成してスクライビングホイール40の製造を行ったが、例えば、矩形状の母基板を用いて矩形状の基材41を作成し、矩形状の基材41を円板状にカットしてスクライビングホイール40を製造しても構わない。 The pin hole 42 is formed by first forming a hole with a laser and performing a finishing process by wire-cut electric discharge machining. Further, in the present embodiment, the disc-shaped base material 41 is produced using the disc-shaped mother substrate and the scribing wheel 40 is manufactured. For example, the rectangular mother substrate is used to produce a rectangular shape. The scribing wheel 40 may be manufactured by creating the base material 41 having a shape and cutting the rectangular base material 41 into a disc shape.
このように製造されたスクライビングホイール40は、従来から知られているPCD製のスクライビングホイールのように、ダイヤモンド粒子間にコバルト等の結合材を含んでいない。したがって、脆性材料基板17のスクライブを行った場合に、PCD製スクライビングホイールのように結合材が脱落することがないため、スクライビングホイール40は、刃部43の耐摩耗性が高く長寿命なものになる。 The scribing wheel 40 manufactured in this way does not contain a binder such as cobalt between the diamond particles, unlike the conventionally known PCD scribing wheel. Therefore, when the brittle material substrate 17 is scribed, the binding material does not fall off like the PCD scribing wheel. Therefore, the scribing wheel 40 has a high wear resistance of the blade portion 43 and has a long life. Become.
この点について、本実施形態のスクライビングホイール40とPCD製スクライビングホイールを実際に比較して具体的に説明する。 This point will be specifically described by actually comparing the scribing wheel 40 of this embodiment and the PCD scribing wheel.
なお、比較のために用いたPCD製のスクライビングホイールは、微細なダイヤモンド粒子(粒子径は0.5〜2.0μm)、添加剤(タングステン、チタン、ニオブ、タンタル等の超微粒子炭化物)、結合材(コバルト、ニッケル、鉄等の鉄族元素)を混合し、ダイヤモンドが熱力学的に安定となる高温及び超高圧下において、混合物を焼結させてPCDを製造し、この製造したPCDから所望の半径となる円板を切り取り、この円板の周縁部を削り作成した。このPCD製スクライビングホイールの寸法は、外径は2.0mm、厚さは0.65mm、ピン孔の孔径は0.8mm、刃部の刃先角は120°である。 The PCD scribing wheel used for comparison is composed of fine diamond particles (particle size is 0.5 to 2.0 μm), additives (ultrafine carbides such as tungsten, titanium, niobium, and tantalum), bonding PCD is manufactured by mixing materials (iron group elements such as cobalt, nickel, iron, etc.) and sintering the mixture under high temperature and ultrahigh pressure at which diamond is thermodynamically stable. A disk having a radius of was cut out and the peripheral edge of this disk was shaved. The PCD scribing wheel has an outer diameter of 2.0 mm, a thickness of 0.65 mm, a pin hole diameter of 0.8 mm, and a blade edge angle of 120 °.
まず、スクライビングホイール40と、PCD製スクライビングホイールをそれぞれ同じスクライブ装置に取り付けて、非晶質のガラス基板よりも硬い脆性材料基板の分断を行った。 First, the scribing wheel 40 and the PCD scribing wheel were each attached to the same scribing device, and a brittle material substrate harder than an amorphous glass substrate was cut.
なお、用いたスクライブ装置は、三星ダイヤモンド工業株式会社製のスクライブ装置(モデル名:MS500)である。 The scribing device used is a scribing device (model name: MS500) manufactured by Samsung Diamond Industrial Co., Ltd.
分断条件は、次のとおりである。
評価用の脆性材料基板:アルミナ基板…京セラ株式会社製(材料コード:A476T)
脆性材料基板の厚さ:0.635mm
切断速度:100mm/sec
切断方法:内−内切断(基板の一つの辺の内側より他の辺の内側までのスクライブによる切断)
スクライブ荷重:100μmの垂直クラックを維持できるように設定(ただし、今回の最大荷重は0.40MPaとした)
The cutting conditions are as follows.
Brittle material substrate for evaluation: Alumina substrate ... manufactured by Kyocera Corporation (material code: A476T)
Brittle material substrate thickness: 0.635mm
Cutting speed: 100mm / sec
Cutting method: inner-inner cutting (cutting by scribing from the inside of one side of the board to the inside of the other side)
Scribe load: Set to maintain a vertical crack of 100 μm (however, the maximum load this time was 0.40 MPa)
なお、100μmの垂直クラックを維持できるようにスクライブ荷重を設定したのは、クラックが100μm以下になると、基板をブレイクすることが困難になるためである。また、100μmの垂直クラックを維持できるようスクライブ荷重を設定した場合、通常このスクライブ荷重は徐々に変化していくことになる。これは、スクライブを続けていくと、スクライビングホイールの刃先が摩耗していくので、スクライブ荷重が一定のままだとだんだんとクラックの量が浅くなってしまうからである。したがって、クラックの量を維持するためには、スクライビングホイールの刃先の摩耗度合いに応じて、スクライブ荷重を徐々に増やしていくことになる。 The reason why the scribe load is set so that the vertical crack of 100 μm can be maintained is that it becomes difficult to break the substrate when the crack becomes 100 μm or less. In addition, when a scribe load is set so that a vertical crack of 100 μm can be maintained, this scribe load usually changes gradually. This is because as the scribing wheel continues, the cutting edge of the scribing wheel will wear, and the amount of cracks will gradually become shallower if the scribe load remains constant. Therefore, in order to maintain the amount of cracks, the scribe load is gradually increased according to the degree of wear of the cutting edge of the scribing wheel.
以上のような条件で、本実施形態のスクライビングホイール40とPCD製スクライビングホイールとを用いて脆性材料基板の分断を行った結果を図6、図7に示す。図6は、スクライビングホイール40の走行距離と荷重の推移を示したグラフである。また、図7は、PCD製スクライビングホイールの走行距離と荷重の推移を示したグラフである。 FIG. 6 and FIG. 7 show the results of dividing the brittle material substrate using the scribing wheel 40 of this embodiment and the PCD scribing wheel under the above conditions. FIG. 6 is a graph showing the transition of the travel distance and load of the scribing wheel 40. FIG. 7 is a graph showing the transition of the travel distance and load of the PCD scribing wheel.
なお、図6、図7の横軸は走行距離(m)を示し、縦軸はスクライブ荷重(MPa)を示し、グラフ中の数値は(垂直クラックの量が100μmになるように設定している場合における)垂直クラックの実際の計測値(μm)を示している。また、図6は後述するように走行距離が0m〜100mまでの値を示している。図7は走行距離0m〜100mまでは5m間隔でスクライブ荷重とクラックの量を示しており、100m〜は10m間隔でスクライブ荷重とクラックの量を示している。また、100μmのスクライブを行う場合のスクライブ荷重の初期値(走行距離0m)は、本実施形態のスクライビングホイール40で0.12MPa、PCD製スクライビングホイールで0.14MPaである。 6 and 7, the horizontal axis indicates the travel distance (m), the vertical axis indicates the scribe load (MPa), and the numerical values in the graph are set so that the amount of vertical cracks is 100 μm. The actual measured value (μm) of the vertical crack (in the case) is shown. Moreover, FIG. 6 has shown the value from 0 m to 100 m as a travel distance so that it may mention later. FIG. 7 shows the amount of scribe load and cracks at intervals of 5 m for travel distances of 0 m to 100 m, and 100 m to shows the amount of scribe loads and cracks at intervals of 10 m. Moreover, the initial value (travel distance 0 m) of the scribe load when performing 100 μm scribing is 0.12 MPa for the scribing wheel 40 of this embodiment and 0.14 MPa for the PCD scribing wheel.
図7に示すように、PCD製スクライビングホイールの場合、走行距離が100m時点でスクライブ荷重が0.30MPaを超え、走行距離が150mになったところでスクライブ荷重が最大荷重0.40MPaに達した(なお、この時の垂直クラックの実際の計測値は99.5μmであった)。 As shown in FIG. 7, in the case of a PCD scribing wheel, the scribe load exceeded 0.30 MPa when the travel distance was 100 m, and the scribe load reached the maximum load of 0.40 MPa when the travel distance reached 150 m (note that The actual measured value of the vertical crack at this time was 99.5 μm).
一方、図6に示すように、本実施形態のスクライビングホール40の場合、走行距離100mまでしか計測していないが、走行距離100mの時点でスクライブ荷重が0.12MPaであり、走行距離0mの時から変化がみられなかった(なお、この時の垂直クラックの実際の計測値は119.9μmであった)。したがって、本実施形態のスクライビングホイール40では、100mを超えてもさらにスクライブを行うことができると考えられる。 On the other hand, as shown in FIG. 6, in the case of the scribing hole 40 of the present embodiment, the measurement is made only up to a travel distance of 100 m, but when the travel distance is 100 m, the scribe load is 0.12 MPa and the travel distance is 0 m. No change was observed (the actual measured value of the vertical crack at this time was 119.9 μm). Therefore, it is considered that the scribing wheel 40 of the present embodiment can further scribe even if it exceeds 100 m.
このように、脆性材料基板に対するスクライブにおいて、PCD製スクライビングホイールよりも、多結晶CVDダイヤモンドからなるスクライビングホイール40の方が、非常に耐摩耗性が高くなっている。 Thus, in scribing against a brittle material substrate, the scribing wheel 40 made of polycrystalline CVD diamond has a much higher wear resistance than the PCD scribing wheel.
そこで、次にスクライビングホイール40の刃部43について観察を行い、またPCD製スクライビングホイールの刃部との比較を行った。なお、図8は、本実施形態のスクライビングホイール40の走行距離0m、50m、100mにおける稜線44の正面写真と側面写真である。 Then, next, it observed about the blade part 43 of the scribing wheel 40, and compared with the blade part of the scribing wheel made from PCD. FIG. 8 is a front photograph and a side photograph of the ridgeline 44 when the scribing wheel 40 of the present embodiment is traveling distances 0 m, 50 m, and 100 m.
図8に示すように、スクライビングホイール40は、走行距離0mにおいて、稜線44に多少小さな欠けがみられた。しかしながら、この欠けは、PCD製スクライビングホイールと比較してみたところ、PCD製スクライビングホイールの稜線にみられた欠けと同程度であった。また、スクライビングホイール40の傾斜面45には多少段差や隙間がみられた。傾斜面についてもPCD製スクライビングホイールと比較してみたところ、PCD製スクライビングホイールの傾斜面に比べ、スクライビングホイール40の傾斜面45の方が多少粗くなっていた。これは、スクライビングホイール44を構成する多結晶CVDダイヤモンドの粒子径が60〜80μmであり、PCD製スクライビングホイールの粒子径(0.5〜2.0μm)に比べかなり大きいためである。 As shown in FIG. 8, the scribing wheel 40 had somewhat small chips on the ridge line 44 at a travel distance of 0 m. However, when compared with the PCD scribing wheel, this chipping was comparable to the chipping observed on the ridge line of the PCD scribing wheel. Further, a slight step or gap was observed on the inclined surface 45 of the scribing wheel 40. As compared with the PCD scribing wheel, the inclined surface 45 of the scribing wheel 40 was somewhat rougher than the inclined surface of the PCD scribing wheel. This is because the polycrystalline CVD diamond constituting the scribing wheel 44 has a particle diameter of 60 to 80 μm, which is considerably larger than the particle diameter (0.5 to 2.0 μm) of the PCD scribing wheel.
走行距離が50mになると、本実施形態のスクライビングホイール40は、稜線44に初期状態に比べると大きな欠けがみられ、また、多少摩耗が生じていた。しかしながら、初期状態と大きな変化はなく、この程度の欠けや摩耗は脆性材料基板に対するスクライブに大きな影響を与える程ではなかった。 When the travel distance was 50 m, the scribing wheel 40 of the present embodiment had a large chip on the ridge 44 compared to the initial state, and was somewhat worn. However, there was no significant change from the initial state, and this degree of chipping or wear was not so large as to significantly affect the scribe against the brittle material substrate.
一方で、PCD製スクライビングホイールを確認したところ、PCD製スクライビングホイールの稜線は著しく摩耗が進んでおり、稜線となる刃部の先端が平坦面となっていた。したがって、PCD製スクライビングホイールは、脆性材料基板への食い込みが著しく悪くなっていた。これは、先にも述べたように、PCD製スクライビングホイールは、ダイヤモンド粒子間の結合材が脱落してしまい、ダイヤモンド粒子同士も欠けやすくなってしまい、摩耗が進んだためである。 On the other hand, when the PCD scribing wheel was confirmed, the ridgeline of the PCD scribing wheel was remarkably worn, and the tip of the blade portion that became the ridgeline was a flat surface. Therefore, the PCD scribing wheel has significantly deteriorated in the brittle material substrate. This is because, as described above, in the PCD scribing wheel, the bonding material between the diamond particles drops off, and the diamond particles are easily chipped, and wear progresses.
走行距離が100mになっても、本実施形態のスクライビングホイール40に関しては、大きな変化がみられなかった。また、稜線44に欠けがみられるが、稜線44に欠けが生じたことによって稜線44に凹凸が生じ、この凹凸が硬い脆性材料基板に対して深く食い込むことになり、クラックが効率よく形成されていた。 Even when the travel distance reached 100 m, no significant change was observed with respect to the scribing wheel 40 of the present embodiment. In addition, the ridge line 44 is chipped. However, the ridge line 44 is notched, so that the ridge line 44 is uneven, and the unevenness penetrates deeply into the hard brittle material substrate, so that cracks are efficiently formed. It was.
一方、PCD製スクライビングホイールを確認したところ、PCD製スクライビングホイールの稜線はより一層摩耗が進んでしまい、平坦面の幅が広がったために、脆性材料基板への食い込みがより悪化してしまった。したがって、PCD製スクライビングホイールによって、所定のクラックを形成するためには、スクライブ荷重を上げなければならなくなったため、図7に示すような結果となっている。 On the other hand, when the PCD scribing wheel was confirmed, the ridgeline of the PCD scribing wheel was further worn and the width of the flat surface was widened, so that the biting into the brittle material substrate was further deteriorated. Accordingly, in order to form a predetermined crack with the PCD scribing wheel, the scribe load must be increased, and the result shown in FIG. 7 is obtained.
このように、本実施形態のスクライビングホイール40は、多結晶CVDダイヤモンドで形成されているため、ダイヤモンド粒子間に結合材が存在していない。したがって、脆性材料基板を分断する場合、特にガラス基板よりも硬いセラミックのような脆性材料基板を分断する場合、PCD製スクライビングホイールのような結合材の脱落による急激な摩耗が生じることがないため、スクライビングホイール40は刃部43の耐摩耗性が高く、長寿命なものとなる。 Thus, since the scribing wheel 40 of this embodiment is formed of polycrystalline CVD diamond, no binder is present between the diamond particles. Therefore, when the brittle material substrate is divided, particularly when the brittle material substrate such as ceramic harder than the glass substrate is divided, rapid wear due to dropping of the binding material such as the PCD scribing wheel does not occur. The scribing wheel 40 has high wear resistance of the blade portion 43 and has a long life.
また、スクライビングホイール40は、CVD多結晶ダイヤモンドの粒子径が60〜80μmという大きな粒子であるため、摩耗が進んでも稜線44に大きな凹凸が生じるため、脆性材料基板に対して深く食い込むことができる。したがって、結果的にスクライビングホイール40を使用できる期間が長くなる。また、本実施形態のスクライビングホイール40は導電性を有しているため、刃部43の形成において放電加工を用いることができ、高硬度の多結晶CVDダイヤモンドの加工を容易に行うことができる。 In addition, since the scribing wheel 40 is a large particle of CVD polycrystalline diamond having a particle diameter of 60 to 80 [mu] m, the ridge line 44 has large irregularities even when wear progresses, so that it can penetrate deeply into the brittle material substrate. Therefore, as a result, the period during which the scribing wheel 40 can be used becomes longer. In addition, since the scribing wheel 40 of the present embodiment has conductivity, electric discharge machining can be used in forming the blade portion 43, and machining of high-hardness polycrystalline CVD diamond can be easily performed.
なお、本実施形態のスクライビングホイール40やピン50は消耗品であるため定期的な交換が必要となる。本実施形態においては、ホルダージョイント23を介してホルダーユニット30がスクライブヘッド21に装着されている構成となっている。したがって、ホルダーユニット30の着脱が容易であるため、消耗品の交換の際に、消耗品をホルダー30aからわざわざ取り外したりしないで、消耗品とホルダー30aを一体のホルダーユニット30として扱い、ホルダーユニット30そのものを交換してしまうこともできるので、交換作業が非常に容易となる。また、ホルダージョイント23を介さずに、ホルダーがスクライブヘッドに直接固定された構成のスクライブ装置においても本実施形態のスクライビングホイール40を用いることもできる。この場合、ホルダーから消耗品である本実施形態のスクライビングホイール40を取り外して交換することになる。 In addition, since the scribing wheel 40 and the pin 50 of this embodiment are consumables, periodic replacement is required. In the present embodiment, the holder unit 30 is attached to the scribe head 21 via the holder joint 23. Therefore, since the holder unit 30 can be easily attached and detached, when replacing the consumables, the consumables and the holder 30a are handled as an integrated holder unit 30 without intentionally removing the consumables from the holder 30a. Since it can be replaced, the replacement work becomes very easy. Further, the scribing wheel 40 of this embodiment can also be used in a scribing device in which the holder is directly fixed to the scribing head without using the holder joint 23. In this case, the scribing wheel 40 of the present embodiment, which is a consumable item, is removed from the holder and replaced.
[実施形態2]
図9(a)は、実施形態1のスクライビングホイール40とは異なるスクライビングホイール40Aの側面図である。図9(b)は、図9(a)のスクライビングホイール40AのB領域を拡大した図である。なお、スクライビングホイール40と同一の構成部分には同一の参照符号を付与して、その詳細な説明は省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 9A is a side view of a scribing wheel 40A different from the scribing wheel 40 of the first embodiment. FIG. 9B is an enlarged view of the B region of the scribing wheel 40A of FIG. The same components as those of the scribing wheel 40 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
スクライビングホイール40Aは、基材41aで形成されている。そして、基材41aには、基材41aの略中心に、ピン50を貫通させるためのピン孔42が形成されており、また、基材41aの円周部の両端を削って形成されている刃部43aが形成されている。 The scribing wheel 40A is formed of a base material 41a. And in the base material 41a, the pin hole 42 for penetrating the pin 50 is formed in the approximate center of the base material 41a, and the both ends of the circumferential part of the base material 41a are cut and formed. A blade portion 43a is formed.
基材41aは、スクライビングホイール40と同様に、導電性を有する多結晶のCVDダイヤモンドからなる円板状の部材である。 Similar to the scribing wheel 40, the base material 41a is a disk-shaped member made of polycrystalline CVD diamond having conductivity.
刃部43aは、円板状の基材41aの円周部の両端を削って形成された稜線44aと、稜線44aの両側の傾斜面45aを備えている。 The blade portion 43a includes a ridge line 44a formed by cutting both ends of the circumferential portion of the disk-shaped base material 41a, and inclined surfaces 45a on both sides of the ridge line 44a.
そして、スクライビングホイール40Aがスクライビングホイール40と異なる点は、刃部43aの先端に複数の溝46が等ピッチで設けられていることである。刃部43aの先端に溝46が設けられているスクライビングホイール40は、突起状の稜線44a部分と溝46部分とが基板上に交互に接近することにより、稜線44a部分が間欠的に基板に当たるようになる。その結果、基板に打点衝撃を与えつつスクライブラインが形成されるので、スクライブラインに沿って伸展する垂直クラックの深さが溝のないスクライビングホイールに比べてはるかに深くなる。 The scribing wheel 40A is different from the scribing wheel 40 in that a plurality of grooves 46 are provided at the tip of the blade portion 43a at an equal pitch. In the scribing wheel 40 in which the groove 46 is provided at the tip of the blade portion 43a, the protruding ridge 44a and the groove 46 alternately approach the substrate so that the ridge 44a intermittently hits the substrate. become. As a result, the scribe line is formed while impacting the hitting point on the substrate, so that the depth of the vertical crack extending along the scribe line is much deeper than that of the scribing wheel without a groove.
また、稜線44a部分に集中的に圧接の荷重が加わるようになり、これによっても垂直クラックの深さがより深くなる。このような理由によって、溝46付きのスクライビングホイール40Aは溝のないスクライビングホイールよりも高い浸透性を備えている。 Further, the pressure contact load is intensively applied to the ridge line 44a, and this also increases the depth of the vertical crack. For this reason, the scribing wheel 40A with the groove 46 has higher permeability than the scribing wheel without the groove.
そして、溝46付きのスクライビングホイール40Aも、多結晶CVDダイヤモンドで形成されているため、ダイヤモンド粒子間に結合材が存在していない。したがって、ガラス基板よりも硬いセラミックのような脆性材料基板を分断する場合、PCD製スクライビングホイールのような結合材の脱落による急激な摩耗が生じることがないため、スクライビングホイール40は刃部の耐摩耗性が高く、長寿命なものとなる。特に稜線44a部分の耐摩耗性が上がるため、スクライビングホイール40Aは高い浸透性をより長く維持することができる。 And since the scribing wheel 40A with the groove | channel 46 is also formed with the polycrystalline CVD diamond, the binder does not exist between diamond particles. Therefore, when a brittle material substrate such as a ceramic harder than a glass substrate is cut, the scribing wheel 40 has a wear resistance of the blade portion because there is no abrupt wear due to the dropping of the binding material such as a PCD scribing wheel. High performance and long life. In particular, since the wear resistance of the ridge line 44a is increased, the scribing wheel 40A can maintain high permeability for a longer time.
なお、スクライビングホイール40Aの溝46は、稜線44aに対し、直交するようにして円板状の砥石を当接させることで形成されている。この時、一つの溝46を形成するごとに、砥石は退避させる。そして、スクライビングホイール40Aを所定のピッチに相当する回転角だけ回転させた後、また砥石を当接させることで、次の溝46が形成される。このようにしてスクライビングホイール40Aの先端には、稜線44a部分と溝46とが交互に等ピッチで設けられる。また、溝46は、図9に示すような湾曲形状の溝以外に、三角形状のような溝でも構わない。さらに、スクライビングホイール40Aからレーザによって加工されても構わない。 In addition, the groove | channel 46 of 40 A of scribing wheels is formed by making a disk-shaped grindstone contact | abut so that it may orthogonally cross with respect to the ridgeline 44a. At this time, the grindstone is retracted every time one groove 46 is formed. Then, after the scribing wheel 40A is rotated by a rotation angle corresponding to a predetermined pitch, the next groove 46 is formed by contacting the grindstone again. In this way, the ridge 44a portion and the groove 46 are alternately provided at the same pitch at the tip of the scribing wheel 40A. Moreover, the groove | channel 46 may be a groove | channel like a triangle shape besides the curved groove | channel as shown in FIG. Further, it may be processed by laser from the scribing wheel 40A.
[変形例]
実施形態1や実施形態2のスクライビングホイールは、円板状の基材の円周部に刃部が形成されており、この刃部は、基材の円周部の両端を削って、稜線とこの稜線両側の傾斜面を備えている。このような刃部の他に、円周部の一端側だけを削って、稜線と一つの傾斜面を備える刃部が形成されたスクライビングホイール(スクライビングホイールの断面形状が台形になる)であってもよい。また、稜線両側の傾斜面の角度がそれぞれ異なっているような刃部が形成されたスクライビングホイールであってもよい。
[Modification]
In the scribing wheel of Embodiment 1 or Embodiment 2, the blade portion is formed on the circumferential portion of the disk-shaped base material, and this blade portion is formed by scraping both ends of the circumferential portion of the base material, It has slopes on both sides of this ridgeline. In addition to such a blade part, a scribing wheel in which only one end side of the circumferential part is shaved and a blade part having a ridge line and one inclined surface is formed (the cross-sectional shape of the scribing wheel becomes trapezoidal) Also good. Moreover, the scribing wheel in which the blade part in which the angles of the inclined surfaces on both sides of the ridge line are different may be formed.
以上のように、液晶パネルの基板等で用いられる非晶質のガラスでできた基板よりも硬い、セラミック基板、サファイア基板、シリコン基板等の脆性材料基板を分断する場合には、多結晶CVDダイヤモンドで形成されているスクライビングホイールを用いることで、PCD製スクライビングホイールに比べ刃部の耐摩耗性が高く、長寿命なものとなる。 As described above, when dividing a brittle material substrate such as a ceramic substrate, a sapphire substrate, or a silicon substrate that is harder than an amorphous glass substrate used for a liquid crystal panel substrate or the like, polycrystalline CVD diamond By using the scribing wheel formed in (1), the wear resistance of the blade portion is higher than that of the PCD scribing wheel, and the service life is longer.
なお、本実施形態においては、スクライブ装置10として、脆性材料基板17のアライメントマークを撮像する2台のCCDカメラ18が設けられていたり、脆性材料基板17が載置されるテーブルを回転させる移動台11が備わっていたりするものを示した。しかしながら、本発明は、このようなスクライブ装置10に限定されるものではなく、柄の先端にスクライビングホイールを回転自在に保持するホルダーが取り付けられ、ユーザがこの柄を持って移動させることで脆性材料基板17の分断を行うような、いわゆる手動式のスクライブ装置であっても適用可能である。 In the present embodiment, the scribing device 10 is provided with two CCD cameras 18 that image the alignment marks of the brittle material substrate 17 or a moving table that rotates a table on which the brittle material substrate 17 is placed. 11 is shown. However, the present invention is not limited to such a scribing device 10, and a brittle material is provided by attaching a holder that rotatably holds the scribing wheel to the tip of the handle, and moving the user with the handle. Even a so-called manual scribing apparatus that divides the substrate 17 is applicable.
10…スクライブ装置
11…移動台
12a、12b…案内レール
13…ホールネジ
14、15…モータ
16…テーブル
17…脆性材料基板
18…CCDカメラ
19…ブリッジ
20a、20b…支柱
21…スクライブヘッド
22…ガイド
23…ホルダージョイント
23a…回転軸部
23b…ジョイント部
24a、24b…ベアリング
24c…スペーサ
25…開口
26…内部空間
27…マグネット
28…平行ピン
30…ホルダーユニット
30a…ホルダー
31…取付部
31a…傾斜部
31b…平坦部
32…保持溝
33a、33b…支持部
34a、34b…支持孔
40、40A…スクライビングホイール
41、41a…基材
42…ピン孔
43、43a…刃部
44、44a…稜線
45、45a…傾斜面
46…溝
50…ピン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Scribing device 11 ... Moving stand 12a, 12b ... Guide rail 13 ... Hall screw 14, 15 ... Motor 16 ... Table 17 ... Brittle material substrate 18 ... CCD camera 19 ... Bridge 20a, 20b ... Post 21 ... Scribe head 22 ... Guide 23 ... Holder joint 23a ... Rotating shaft part 23b ... Joint parts 24a, 24b ... Bearing 24c ... Spacer 25 ... Opening 26 ... Internal space 27 ... Magnet 28 ... Parallel pin 30 ... Holder unit 30a ... Holder 31 ... Mounting part 31a ... Inclined part 31b ... Flat part 32 ... Holding groove 33a, 33b ... Support part 34a, 34b ... Support hole 40, 40A ... Scribing wheel 41, 41a ... Base material 42 ... Pin hole 43, 43a ... Blade part 44, 44a ... Ridge line 45, 45a ... Inclined surface 46 ... groove 50 ... pin
Claims (9)
多結晶CVDダイヤモンドからなる部材で形成されていることを特徴とするスクライビングホイール。 A scribing wheel for dividing a brittle material substrate,
A scribing wheel formed of a member made of polycrystalline CVD diamond.
多結晶CVDダイヤモンドからなる円板状部材を形成する工程と、
前記円板状部材の円周部に刃部を形成する工程と、
を備えることを特徴とするスクライビングホイールの製造方法。 A scribing wheel manufacturing method for dividing a brittle material substrate,
Forming a disk-shaped member made of polycrystalline CVD diamond;
Forming a blade portion on a circumferential portion of the disk-shaped member;
A method of manufacturing a scribing wheel, comprising:
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