以下、本発明に係るスクライビングホイ� ��ルについてより詳細に説明するが、本発明� ��これらの実施形態に何ら限定されるもので� ��ない。

 本発明に係るスクライビングホイールの一� ��施形態を図1及び図2に示す。図1はスクライ� ��ングホイールの回転軸方向から見た正面図� ��あり、図2は側面図である。図2に示すよう� �、円盤状のホイールの円周部には、断面略V� ��形状の刃11が形成されている。
 この刃11の刃先角θは通常は鈍角であって、 具体的角度は、切断する基板の材質や厚み等 から適宜設定されるが、通常は、90°~160°(例� ��ば、100°~140°)の範囲である。そして、図1に 示すように、この刃11の稜線となる刃先12に� �所定間隔に複数のV字状の溝13が形成されて� �る。ここで刃先12に形成されている複数の溝 13は、ミクロンオーダで意図的に加工された� ��のであり、刃先稜線を形成する研削加工の� ��に必然的に形成される研削条痕とは区別さ� ��るものである。

 本発明のスクライビングホイール1は、そ の外径が1mm~5mmであることが必要である。ホ� �ールの外径が1mmよりも小さいと、取り扱い� �及び耐久性が低下することがあり、外径が5m mより大きいと、スクライブの際に垂直クラ� �クが基板深く形成されないことがある。よ� �好ましいホイール外径は1mm~3mmの範囲である� ��またスクライビングホイールの厚さは0.5mm~1 .2mmが好ましい。スクライビングホイールの� �さが0.5mmより薄いと、加工性及び取り扱い性 が低下する場合があり、逆に1.2mmより厚いと� ��クライビングホイールの材料及び製造のた� ��のコストが高くなるだけである。より好ま� ��い厚さは0.5mm~1.1mmの範囲である。

 スクライビングホイール1の刃先12に形成� ��れる溝13は、その深さD(図1に図示)が25μm以� �であることが重要である。溝13の深さDを25μm 以上とすることによって、スクライブによっ て基板に形成される垂直クラックを長期間(� �いスクライビング距離)にわたって十分に深� ��ものにできる。より好ましい溝の深さDは30� �m以上である。溝13の深さDは、通常、加工性� ��点より、60μm以下とする。

 図1のスクライビングホイールの溝13の形� ��は三角形であるが、溝形状はこれに限定さ� ��るものではなく、図3に示すような、台形形 状(同図(a))、U字形状乃至半円形状(同図(b))、� ��形形状(同図(c))等であっても構わない。な� �、本発明において溝の深さDとは、稜線14か� �溝13の最深部までの距離をいうものとする。

 また、溝間の稜線14の長さL(図1に図示)が2 5μm以上であることも重要である。前記稜線14 の長さLが25μm未満であると、溝13の深さDを25� �m以上としても、スクライビングホイールの� ��命が短い。好ましい溝間の稜線長さLの下限 値は30μmであり、上限値は75μmである。

 溝13の深さDと、溝間の稜線14の長さLとの� ��係を調べた実験データを図4に示す。この図 は、縦軸として走行距離をとり、横軸として 溝間の稜線の長さLをとって、溝の深さDを変� ��たスクライビングホイールごとの、溝間の� ��線の長さLと走行距離との関係を示したもの である。なお、ここでいう「走行距離」とは 、垂直クラックが、基板の厚みの60%以下とな った時までのスクライビングホイールのスク ライブ距離を示すものである。したがって、 走行距離が長いほどスクライビングホイール として優れていることを意味する。試験条件 は次の通りである。

 評価基板:HTCC基板(市販品、厚さ:0.635mm)
 スクライブ速度:100mm/sec
 切り込み設定量:0.15mm
 切断方法:内-内切断(基板の一つの辺の内側� ��り他の辺の内側までのスクライブによる切� ��)
 切断方向:一方向スクライブ
 スクライビングホイール形状:直径2.0mm、厚� ��0.65mm、内径(ピンを貫通させるための貫通口 の開口径)0.8mm、刃先角110°
 溝ピッチ:45~165μm
 溝長さ:25~100μm
 溝間の稜線長さ:10~75μm
 刃先荷重:18N

 走行距離15m以上をスクライビングホイー� ��の選別基準とした場合、図4から明らかなよ うに、溝深さDが15μm、20μmの従来のスクライ� ��ングホイールでは、溝間の稜線の長さLを変 化させても、走行距離が15mを超えることはな かった。これに対し、溝深さDが30μm、50μmの� ��クライビングホイールでは、溝間の稜線の� ��さLが25μm以上の場合、走行距離は15m以上と� ��った。

 刃先12に形成する溝13のピッチP(図1に図示 )は、50μm~200μmの範囲が好ましい。溝13のピッ チPが50μm未満であると、スクライビングホイ ール1の刃先12の摩耗が大きくなり耐久性が低 下するおそれがある。他方、溝13のピッチPが 200μmを超えると、垂直クラックを基板の深く にまで形成できない。より好ましい溝13のピ� ��チPは70~170μmの範囲である。

 また、溝の幅W(図1に図示)の、溝間の稜線 の長さLに対する割合は、例えば、0.5~5の範囲 内から選定することができるが、通常は1.0以 上(特に1.0~3.5)であるのが好ましい。すなわち 、溝の幅Wは、溝間の稜線の長さLと同じ又は� ��れ以上であるのが好ましい。溝の幅Wの、溝 間の稜線の長さLに対する割合をこのような� �囲とすることによって前述の走行距離が長� �なる。

 本発明のスクライビングホイールは従来� ��知の方法により作製できる。例えば、スク� ��イビングホイールの好適厚み(例えば0.5~1.2mm )とされた材料基板から、円盤状の原板を切� �抜き、この原板の両面円周エッジ部を半径� �向外方に向かって厚みが薄くなるように削� �込み、円周部に断面V字形状の刃を形成する� ��このとき、刃先角は、前述のように、90°~16 0°(特に100°~140°)の範囲とするのが好ましい� �そして、刃の稜線となる刃先に、レーザ加� �、放電加工、研削加工等の従来公知の加工� �法によって溝を形成する。本発明のスクラ� �ビングホイールは小径で、溝の形成には微� �な加工精度が求められることから、上記加� �方法のうちレーザ加工が推奨される。使用� �るレーザ光発生装置としては、YAG高周波レ� �ザや炭酸ガスレーザが好ましい。

 スクライビングホイールの材料としては� ��来公知の材料である焼結ダイヤモンドを用� ��ることが好ましい。

 本発明のスクライビングホイールの材料� ��して好適に使用されるダイヤモンド焼結体� ��、ダイヤモンド粒子と残部の結合相とから� ��成され、隣り合うダイヤモンド粒子同士が� ��いに結合しているものが好ましい。隣り合� ��ダイヤモンド粒子同士が互いに結合してい� ��ことにより、優れた耐摩耗性及び強度が得� ��れる。

 ここで、使用するダイヤモンド粒子は、� ��の平均粒子径が0.5μm以下のものが好ましい� ��平均粒子径を小さくするとともに小さいダ� ��ヤモンド粒子の割合を高くすることにより� ��スクライビングホイールの長寿命を実現で� ��る。

 ダイヤモンド粒子の含有量は、通常は、� ��イヤモンド焼結体全体に対して75vol%~90vol%で あるが、本発明に用いるダイヤモンド焼結体 のダイヤモンド粒子の含有量は、ダイヤモン ド焼結体全体に対して85vol%以上であることが 好ましい。ここでvol%とは、空孔を含むダイ� �モンド焼結体の全体積に対するダイヤモン� �粒子の合計体積の割合をいう。結合相は、� �イヤモンド粒子より硬度が小さいので、ダ� �ヤモンド粒子の含有率を85vol%以上とするこ� �により、硬度の低下を防ぎ、ダイヤモンド� �粒子径を小さくすることで耐衝撃性等の強� �や、耐摩耗性が優れたものとなる。

 結合相は、結合材と添加剤とを含む。結� ��材は、通常は、鉄族元素が好適に使用され� ��。鉄族元素としては、例えばコバルト、ニ� ��ケル、鉄等が挙げられ、この中でもコバル� ��が好適である。本用途における結合材の含� ��量は、ダイヤモンド焼結体全体に対して10vo l%~30vol%の範囲が好ましく、特に10vol%~20vol%が� �ましい。

 添加剤は、例えば、チタン、ジルコニウ� ��、バナジウム、ニオブ、およびクロムから� ��る群より選ばれる少なくとも1種以上の元素 の炭化物が好適に使用される。

 本発明のスクライビングホイールの材料� ��して好適に使用されるダイヤモンド焼結体� ��、例えば、ダイヤモンド粒子、結合材、添� ��剤を混合した後、この混合物をダイヤモン� ��が熱力学的に安定な高温・超高圧下で焼結� ��ることにより製造することができる。

 焼結は、超高圧発生装置の金型内で、前� ��の混合物を、好ましくは、圧力5GPa~8GPa、温� ��1500℃~1900℃で10分間程度保持することによ� �行う。

 以上説明したスクライビングホイールを用� ��たスクライブ方法について次に説明する。
図5に、スクライビングホイールを取り付け� �ホルダの概説図を示す。このホルダ2には、� ��クライビングホイール1がピン21によって支� ��枠体22に回転自在に支持されている。この� �ルダ2を、次に説明するスクライブ装置に装� ��された昇降・加圧機構(エアシリンダ、サー ボモータ等)を有するスクライブヘッドの先� �に装着し、スクライブヘッドの昇降・加圧� �構によりスクライビングホイール1をガラス� ��板等の脆性材料基板4に圧接させながら、基 板4の表面上転動させる。これにより、基板4� ��にスクライブラインSLが形成され、垂直ク� �ックKが発生する。このときのスクライビン� ��ホイール1にかける荷重及びスクライブ速度 は、基板4の種類や厚み等から適宜決定され� �が、通常、スクライビングホイール1にかけ� ��荷重は5~50N(好ましくは15~30N)の範囲、スクラ イブ速度は50~300mm/secの範囲である。そして次 に、不図示のブレーク装置を用いて、例えば 、基板4の、スクライブラインSLが形成された 面と反対側の面から応力を加え、垂直クラッ クKを基板4の反対面まで成長させて基板を切� ��する。

 本発明のスクライビングホイール1によっ てスクライブ可能な基板4としては、例えば� �ラス、セラミック、シリコン、サファイア� �の脆性材料基板が挙げられる。本発明のス� �ライビングホイールは、硬脆材料(セラミッ� ��、シリコン、サファイア等のガラスよりも� ��い脆性材料)をスクライブするために特に好 適である。本発明のスクライビングホイール 1によれば、従来のものよりも深い垂直クラ� �クが得られるので、従来と同じ程度の垂直� �ラックを形成するのであれば、スクライビ� �グホイールにかける荷重を軽くできるので� �商品寿命が長くなる。さらには、脆性材料� �板としては硬いセラミック基板、シリコン� �サファイア等の硬脆材料についても、スク� �イブ工程とブレーク工程からなる切断方式� �よって切断できるようになる。特に近年、� �信機器関連の高周波モジュールに用いる基� �として、HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics)か� ��、比較的加工のしやすいLTCC(Low Temperature Co -fired Ceramics)への移行が加速されており、本� ��明のスクライブ方法を用いた切断方法は益� ��有効に用いられる。

 図6及び図7に、スクライブ装置の概説図� �示す。図6は、スクライブ装置3の正面図、図 7はその側面図である。図6において、テーブ� ��31は、水平方向に回転すると共にY方向(図6� �の左右方向)に移動する。そのテーブル31の� �面には加工対象の基板4が真空吸着によって� ��ーブル31に吸引固定される。その基板4に記� ��たアライメントマークを一対のCCDカメラ34a, 34bで認識することにより、基板4のセット時� �位置ずれが検出される。例えば、基板4が角� ��θずれていた場合は、テーブル31が-θだけ回 転され、基板4がY方向に+y(図6中で右向きにy)� ��れていた場合は、テーブル31がY方向に-y(図6 中で左向きにy)だけ移動される。テーブル31� �上方には、X方向にレール32(図7に図示)が延� �し、そのレール32に沿ってスクライブヘッド 5がカッター軸モータ33(図7に図示)によって往 復動する。そのスクライブヘッド5の下部に� �、スクライビングホイール1が水平方向のピ� ��21(図5参照)を軸として回転自在に装着され� �ホルダ2が垂直方向の軸を回転中心として回� ��自在に装着されている。

 ホルダ2の下端に装着されているスクライ ビングホイール1を基板4の表面に所定圧で押� ��(この力をスクライブ荷重という)させた状� �で、スクライビングホイール1と、水平に配� ��された基板4とを、水平面内で相対的に移動 させることにより、基板4の上面にスクライ� �ラインを形成することができる。例えば、� �クライブヘッド5をX方向に移動させることに より、基板4の上面にX方向のスクライブライ� ��が刻まれ、テーブル31をY方向に移動する毎� ��このスクライブ動作を繰り返すことにより� ��X方向のスクライブラインが次々と刻まれる 。次に不図示の駆動源によってテーブル31を9 0°旋回させてから同じようなスクライブ動作 を行うことによって今度は前の工程で形成さ れた各スクライブラインに対して直交する方 向のスクライブラインが刻まれる。スクライ ビングホイール1を基板4の表面に所定圧で押� ��させた状態で、テーブル31をY方向に移動さ� ��ることにより、基板4の上面にY方向のスク� �イブラインを形成させることもできる。

 その後、スクライブラインが形成された� ��板は、ブレーク装置によって、スクライブ� ��インが形成された面と反対側の面に応力が� ��えられ、これによって、垂直クラックが基� ��の反対面まで成長して基板は切断される。� ��た、スクライブ工程によって深い垂直クラ� ��クを形成した場合には、ブレーク装置を必� ��とすることなく、スクライブ工程のみで基� ��は切断される。