刻劃輪、保持具單元、刻劃裝置及刻劃輪的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于一種在較一般的非晶質(zhì)的玻璃基板更硬的陶瓷基板等脆性材料基板形成刻劃線時，刀刃前端部分的耐磨耗性高的刻劃輪、保持具單元、刻劃裝置及刻劃輪的制造方法。其中，刻劃輪（40），用于分?jǐn)噍^非晶質(zhì)的玻璃基板更硬的脆性材料基板（17），且以由多結(jié)晶CVD鉆石構(gòu)成的構(gòu)件形成。因此，在對脆性材料基板（17）進(jìn)行分?jǐn)嗟那樾?，不會產(chǎn)生如PCD制的刻劃輪般的結(jié)合材的脫落，因此成為刀刃部（43）的耐磨耗性高，且壽命長的刻劃輪。
【專利說明】刻劃輪、保持具單元、刻劃裝置及刻劃輪的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于使用于在脆性材料基板的表面形成刻劃線的刻劃輪、保持具單元、刻劃裝置及刻劃輪的制造方法。詳細(xì)而言，本發(fā)明是關(guān)于一種在較一般的非晶質(zhì)玻璃基板更硬的陶瓷基板、藍(lán)寶石基板、硅基板等脆性材料基板的表面形成刻劃線時較適合的刻劃輪、保持具單元、刻劃裝置及刻劃輪的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有在對使用于液晶面板等非晶質(zhì)的玻璃基板進(jìn)行分?jǐn)鄷r，使用刻劃輪的方法。該方法是使刻劃輪壓接轉(zhuǎn)動于玻璃基板上而于基板表面形成刻劃線，借此從基板表面往垂直方向使裂紋產(chǎn)生(刻劃步驟)，接著對基板施加應(yīng)力而使該垂直裂紋成長至基板背面(裂斷步驟)，從而分?jǐn)嗖ＡЩ濉?br> [0003]作為該刻劃輪，例如已知有專利文獻(xiàn)I中記載的刻劃刀。該刻劃刀的本體部分，以燒結(jié)鉆石(Poly Crystalline Diamond,以下稱為F^D)形成。另外，該P(yáng)⑶是使用混合有鉆石粒子與結(jié)合材(鈷等)，且在高溫高壓下燒結(jié)而作成。
[0004]此外，作為分?jǐn)噍^玻璃基板更硬的氧化鋁(alumina)等陶瓷基板的方法，已知有于半導(dǎo)體晶圓的切斷中所進(jìn)行的切割(singulation)。然而，在切割中存在有如以下般的問題。(I) 一般而言加工速度較慢，因此產(chǎn)距時間(takt time;所需時間)較長，生產(chǎn)性極低。⑵產(chǎn)生與切割鋸(dicing saw)的厚度量對應(yīng)的切屑，因此無法避免材料的損失。(3)于切斷面容易產(chǎn)生缺欠。( 4)必需使用洗凈水，因此干燥步驟為必要。(5)切割用帶材的黏貼、撕除步驟為必要。(6)刀片的壽命短，運(yùn)轉(zhuǎn)成本高。
[0005]因此，即使是在較玻璃基板更硬的氧化鋁等陶瓷基板的分?jǐn)嘀校嗯c玻璃基板的分?jǐn)嗤瑯拥?，嘗試使用刻劃輪進(jìn)行分?jǐn)唷?br> [0006]然而，在使用專利文獻(xiàn)I所揭示的PCD制的刻劃輪進(jìn)行陶瓷基板的分?jǐn)嘞?，產(chǎn)生有如下的問題:相較于玻璃基板的分?jǐn)啵度星岸瞬糠值哪ズ募ち?，而使刻劃輪的刀刃前端部分的壽命變得極為短。
[0007]針對該理由進(jìn)行了檢討而得知:一旦使用PCD制的刻劃輪進(jìn)行刻劃，則鉆石粒子間的結(jié)合材會先脫落，因結(jié)合材的脫落而使殘留的鉆石粒子彼此亦變得容易脫落，又在相互之下更容易導(dǎo)致缺欠，因此使刀刃前端部分的磨耗變激烈。
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-171574號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種在分?jǐn)啻嘈圆牧匣宓那樾危岣吡说度星岸说哪湍ズ男缘目虅澼?、保持具單元、刻劃裝置及刻劃輪的制造方法。
[0010]本發(fā)明的目的是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的刻劃輪，用于分?jǐn)啻嘈圆牧匣?，以由多結(jié)晶CVD鉆石構(gòu)成的構(gòu)件形成。
[0011]本發(fā)明的目的還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。[0012]前述的刻劃輪，其中該多結(jié)晶CVD鉆石的平均粒徑為60?80 μ m。
[0013]前述的刻劃輪，其中該多結(jié)晶CVD鉆石具有導(dǎo)電性。
[0014]前述的刻劃輪,其中于切削該圓板狀構(gòu)件的圓周部而形成的刀刃部的前端,形成
有溝槽。
[0015]本發(fā)明的目的還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的保持具單元，具有以由多結(jié)晶CVD鉆石構(gòu)成的構(gòu)件形成的刻劃輪，及將刻劃輪保持成旋轉(zhuǎn)自如的保持具。
[0016]本發(fā)明的目的再采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的刻劃裝置，具備將以由多結(jié)晶CVD鉆石構(gòu)成的構(gòu)件形成的刻劃輪保持成旋轉(zhuǎn)自如的保持具單元。
[0017]本發(fā)明的目的又采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的用于分?jǐn)啻嘈圆牧匣宓目虅澼喌闹圃旆椒?，具備形成由多結(jié)晶CVD鉆石構(gòu)成的圓板狀構(gòu)件的步驟，及于該圓板狀構(gòu)件的圓周部形成刀刃部的步驟。
[0018]本發(fā)明的目的還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0019]前述的刻劃輪的制造方法，其中形成該圓板狀構(gòu)件的步驟，是形成由具有導(dǎo)電性的該多結(jié)晶CVD鉆石構(gòu)成的圓板狀構(gòu)件的步驟。
[0020]前述的刻劃輪的制造方法，其中于形成該刀刃部的步驟，包含有放電加工。
[0021]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明的刻劃輪、保持具單元、刻劃裝置及刻劃輪的制造方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0022](I)根據(jù)本發(fā)明的刻劃輪，由于刻劃輪是以多結(jié)晶CVD鉆石形成，因此不會含有如PCD般的結(jié)合材。因此，尤其是在分?jǐn)嗳巛^玻璃基板更硬的陶瓷般的脆性材料基板的情形，由于不會產(chǎn)生如PCD制刻劃輪般的結(jié)合材的脫落，因此成為刀刃部的耐磨耗性高，且壽命長的刻劃輪。
[0023](2)根據(jù)本發(fā)明的保持具單元，成為在分?jǐn)嗳巛^玻璃基板更硬的陶瓷般的脆性材料基板的情形，保持有較PCD制的刻劃輪壽命更長的刻劃輪的保持具單元。
[0024](3)根據(jù)本發(fā)明的刻劃裝置，由于刻劃輪的壽命較PCD制的刻劃輪長，因此在分?jǐn)嗳巛^玻璃基板更硬的陶瓷般的脆性材料基板的情形，可減少保持具單元的更換次數(shù)。
[0025](4)根據(jù)本發(fā)明的刻劃輪的制造方法，能夠提供一種在分?jǐn)嗳巛^玻璃基板更硬的陶瓷般的脆性材料基板的情形，刀刃部的耐磨耗性高且壽命長的刻劃輪。
[0026]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1，是本發(fā)明實(shí)施例中的刻劃裝置的概略圖。
[0028]圖2，是本發(fā)明實(shí)施例中的刻劃裝置所具有的保持具接頭的前視圖。
[0029]圖3，是本發(fā)明實(shí)施例中的保持具單元的立體圖。
[0030]圖4，是本發(fā)明實(shí)施例中的保持具單元的一部分放大圖。
[0031]圖5，是本發(fā)明實(shí)施例中的刻劃輪的側(cè)視圖。
[0032]圖6，表示本發(fā)明實(shí)施例中的在使用了刻劃輪進(jìn)行刻劃的行走距離與負(fù)載的變化的圖。[0033]圖7，表示在使用了 PCD制刻劃輪進(jìn)行刻劃的行走距離與負(fù)載的變化的圖。
[0034]圖8，是本發(fā)明實(shí)施例中的刻劃輪的棱線的前視與側(cè)視的顯微鏡照片。
[0035]圖9(a)，是本發(fā)明其他實(shí)施例中的刻劃輪的側(cè)視圖。
[0036]圖9(b)，是本發(fā)明其他實(shí)施例中的刻劃輪的放大圖。
[0037]【主要元件符號說明】
[0038]10:刻劃裝置11:移動臺
[0039]12a、12b:導(dǎo)引軌條13:滾珠螺桿
[0040]14、15:馬達(dá)16:平臺
[0041]17:脆性材料基板18: CCD攝影機(jī)
[0042]19:橋架20a、20b:支柱
[0043]21:刻劃頭22:導(dǎo)引件 [0044]23:保持具接頭23a:旋轉(zhuǎn)軸部
[0045]23b:接頭部24a、24b:軸承
[0046]24c:隔片25:開口
[0047]26:內(nèi)部空間27:磁鐵
[0048]28:平行銷30:保持具單元
[0049]30a:保持具31:安裝部
[0050]31a:傾斜部31b:平坦部
[0051]32:保持溝槽33a、33b:支持部
[0052]34a、34b:支持孔40、40A:刻劃輪
[0053]41、41a:基材42:銷孔
[0054]43、43a:刀刃部44、44a:棱線
[0055]45、45a:傾斜面46:溝槽
[0056]50:銷
【具體實(shí)施方式】
[0057]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種刻劃輪、保持具單元、刻劃裝置及刻劃輪的制造方法的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0058]以下，利用圖式對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。但是，以下所示的實(shí)施例，是用以具體化本發(fā)明的技術(shù)思想的一例，并不意圖將本發(fā)明特定于該實(shí)施例。本發(fā)明亦可適用于包含在申請專利范圍內(nèi)的其他實(shí)施例。
[0059][實(shí)施例1]于圖1表示實(shí)施例的刻劃裝置10的概略圖?？虅澭b置10，具備有移動臺11。而且，該移動臺11，與滾珠螺桿13螺合，而借由利用馬達(dá)14的驅(qū)動使該滾珠螺桿13旋轉(zhuǎn)，從而可沿著一對導(dǎo)引軌條12a、12b于y軸方向移動。
[0060]于移動臺11的上面，設(shè)置有馬達(dá)15。該馬達(dá)15，用以使位于上部的平臺16在xy平面旋轉(zhuǎn)而定位于既定角度。脆性材料基板17，載置于該平臺16上，借由未圖示的真空吸引構(gòu)件等而保持。另外，作為成為刻劃對象的脆性材料基板17，是由低溫?zé)商沾苫蚋邷責(zé)商沾蓸?gòu)成的陶瓷基板、硅基板、藍(lán)寶石基板等，且是較一般使用于液晶面板的基板等的非晶質(zhì)玻璃基板更硬的脆性材料基板。
[0061]刻劃裝置10，于脆性材料基板17的上方，具備有對形成于脆性材料基板17表面的對準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行拍攝的2臺CXD攝影機(jī)18。而且，于刻劃裝置10，沿著X軸方向?qū)蚣?9借由支柱20a、20b而架設(shè)成橫跨移動臺11與其上部的平臺16。
[0062]于該橋架19，安裝有導(dǎo)引件22，而將刻劃頭21設(shè)置成可沿導(dǎo)引件22并沿x軸方向移動。而且，于刻劃頭21，透過保持具接頭23，安裝有保持具單元30。
[0063]圖2是安裝有保持具單元30的保持具接頭23的前視圖。此外，圖3是保持具單元30的立體圖。此外，圖4是放大從圖3的A方向所觀察到的保持具單元30側(cè)面的一部分的圖。
[0064]保持具接頭23呈大致圓柱狀，具備有旋轉(zhuǎn)軸部23a、及接頭部23b。于刻劃頭21裝附有保持具接頭23的狀態(tài)下，于該旋轉(zhuǎn)軸部23a，隔著圓筒形的隔片(spacer) 24c安裝有用以將保持具接頭23保持成旋動自如的二個軸承24a、24b。另外，于圖2，表示保持具接頭23的前視圖，并一并表示有已安裝于旋轉(zhuǎn)軸部23a的軸承24a、24b與隔片24c的剖面圖。
[0065]于圓柱形的接頭部23b，于下端側(cè)設(shè)置有具備圓形開口 25的內(nèi)部空間26。于該內(nèi)部空間26的上部埋設(shè)有磁鐵27。而且，將借由磁鐵27而裝卸自如的保持具單元30以插入于該內(nèi)部空間26的方式安裝。
[0066]保持具單元30，是保持具30a、刻劃輪40與銷50成為一體者。該保持具30a，如圖3所示般為大致圓柱形，且以磁性體金屬形成。而且，于保持具30a的上部，設(shè)置有定位用的安裝部31。該安裝部31，以切削保持具30a的上部的方式形成，且具備有傾斜部31a與平坦部31b。
[0067]而且，將保持具30a的安裝部31側(cè)，透過開口 25往內(nèi)部空間26插入。此時，保持具30a的上端側(cè)由磁鐵27吸引，安裝部31的傾斜部31a與通過內(nèi)部空間26的平行銷28接觸，借此進(jìn)行保持具單元30相對于保持具接頭23的定位與固定。此外，在從保持具接頭23取出保持具單元30時，借由往下方拉出保持具30a，而可容易地取出。
[0068]于保持具30a的下部，設(shè)置有切削保持具30a而形成的保持溝槽32。而且，為了設(shè)置保持溝槽32而于經(jīng)切削的保持具30a的下部，以夾著保持溝槽32的方式設(shè)置有支持部33a、33b。于該保持溝槽32，將刻劃輪40配置成旋轉(zhuǎn)自如。此外，于支持部33a、33b，分別形成有支持用以將刻劃輪40保持成旋轉(zhuǎn)自如的銷50的支持孔34a、34b。
[0069]而且，如圖4所示，使銷50貫通于刻劃輪40的銷孔42，并且將銷50的兩端設(shè)置于支持孔34a、34b，借此，將刻劃輪40安裝成相對于保持具30a旋轉(zhuǎn)自如。另外，支持孔34a，于內(nèi)部具有階部，且使保持溝槽32側(cè)的開口的孔徑，較另一側(cè)的開口的孔徑大。
[0070]接著，針對刻劃輪40的細(xì)節(jié)進(jìn)行說明。圖5是安裝于保持具30a前端的刻劃輪40的側(cè)視圖。
[0071]該刻劃輪40由基材41形成。而且，于基材41，于基材41的大致中心，形成有用以使銷50貫通的銷孔42，此外，形成有切削基材41的圓周部兩端而形成的刀刃部43。
[0072]基材41，如下述般，是由具有導(dǎo)電性的多結(jié)晶的CVD鉆石構(gòu)成的圓板狀的構(gòu)件。此夕卜，銷孔42，是以將基材41的大致中心切削成圓形的方式形成。
[0073]刀刃部43，具備有切削圓板狀的基材41的圓周部兩端而形成的棱線44、及棱線44兩側(cè)的傾斜面45。[0074]針對該刻劃輪40的尺寸進(jìn)行說明?？虅澼?0的外徑，是1.0?10.0mm的范圍，較佳為1.0?5.0mm的范圍，更佳為1.0?3.0mm的范圍。在刻劃輪40的外徑小于1.0mm的情形，刻劃輪40的可處理性降低。另一方面，在刻劃輪40的外徑大于10.0mm的情形，存在有刻劃時無法對脆性材料基板17形成較深的垂直裂紋的情況。而在本實(shí)施例中，使用外徑為2.0mm的刻劃輪40。
[0075]亥_輪40的厚度，是0.4?1.2mm的范圍，較佳為0.4?1.1mm的范圍。在刻劃輪40的厚度小于0.4mm的情形，存在有可加工性及可處理性降低的情況。另一方面，在刻劃輪40的厚度大于1.2mm的情形，將使刻劃輪40的材料及用于制造的成本變高。而在本實(shí)施例中，使用厚度為0.5mm的刻劃輪40。另外，使保持具30a的保持溝槽32的寬度(支持部33a與支持部33b的距離)，相對于刻劃輪40的厚度稍微較大。
[0076]刻劃輪40的銷孔42的孔徑，在本實(shí)施例中，為0.8mm。
[0077]刀刃部43的刃前角，一般為鈍角，且為90?160°的范圍，較佳為90?140°的范圍。在本實(shí)施例中，使用120°的刻劃輪40。
[0078]針對該刻劃輪40的制造方法進(jìn)行說明。首先，基材41，是借由于圓板狀的母基板表面借由化學(xué)氣相沉積法(CVD法)使多結(jié)晶的鉆石膜成長，且將已成為既定膜厚的圓形狀的鉆石從母基板剝離而制造。
[0079]更具體而言，為了使于母基板的表面容易形成鉆石的核，而進(jìn)行前處理。作為該前處理，有劃痕處理、偏性處理、種晶處理等。而且，于進(jìn)行了該前處理后，將母基板配置于腔室內(nèi)，并且使母基板的表面溫度升高至800°C?1000°C，且往腔室內(nèi)送入混合氣體使化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生，對母基板的表面進(jìn)行鉆石膜的成膜。此時，作為混合氣體，可使用混合有甲烷氣體與氫氣體者等。
[0080]化學(xué)反應(yīng)，是利用熱或等離子體(plasma)等進(jìn)行。而且，在本實(shí)施例中，進(jìn)行成膜至鉆石膜的膜厚大致為0.5?1.5mm。此外，以此時的鉆石粒子的粒子徑成為60?80 μ m的方式進(jìn)行成膜。該粒子徑，相較于一般的PCD制刻劃輪中的鉆石粒子的粒子徑(0.5?
2.0 μ m),為非常大的粒子徑。
[0081]此外，在本實(shí)施例中于成膜時，借由摻雜硼或磷而賦予基材41導(dǎo)電性。借由如此般對基材41賦予導(dǎo)電性，而可于下述的刀刃部43的形成時進(jìn)行放電加工。另外，基材41的導(dǎo)電率與摻雜量有關(guān)，但借由使導(dǎo)電率變大，可使放電加工時的放電容易安定，且降低放電加工條件值、提高放電加工的效率等。此外，由于基材41整體是由具有導(dǎo)電性的多結(jié)晶的CVD鉆石構(gòu)成，電阻率的離散幾乎沒有，因此能夠更均勻地進(jìn)行精密加工。
[0082]接著，從母基板剝離基材41，對已剝離的圓板狀的基材41進(jìn)行放電加工，于基材41的圓周部形成傾斜面45。作為該放電加工的具體例，有線切割放電加工或雕刻放電加工。另外，任一種放電加工皆是將基材41浸于作為電介質(zhì)(dielectric)導(dǎo)體的水或油等液體中進(jìn)行。
[0083]而且，最后對傾斜面45的表面以磨石進(jìn)行研磨而借此形成刀刃部43，完成刻劃輪40。另外，較佳為:在該研磨的步驟中，使用粒子的大小不同的磨石，以多次的研磨步驟進(jìn)行粗研磨或精研磨。尤其是，在本實(shí)施例中鉆石粒子的粒子徑較大，因此在研磨時一旦產(chǎn)生鉆石粒子缺欠，則棱線44或傾斜面45的最后的精加工變粗糙。然而，借由多次的研磨步驟可抑制鉆石粒子的缺欠，能夠使棱線44或傾斜面45的最后的精加工變佳。[0084]另外，關(guān)于銷孔42，首先以激光形成孔，借由線切割放電加工進(jìn)行最后的精加工而形成。此外，在本實(shí)施例中，雖使用圓板狀的母基板，作成圓板狀的基材41而進(jìn)行刻劃輪40的制造，但亦可例如使用矩形狀的母基板作成矩形狀的基材41，將矩形狀的基材41切割成圓板狀而制造刻劃輪40。
[0085]如此制造出的刻劃輪40，并不像習(xí)知的P⑶制的刻劃輪般于鉆石粒子間含有鈷等的結(jié)合材。但是，在進(jìn)行脆性材料基板17的刻劃的情形，由于不會有如PCD制刻劃輪般結(jié)合材產(chǎn)生脫落的情況，因此刻劃輪40成為刀刃部43的耐磨耗性高且壽命長的刻劃輪。
[0086]關(guān)于此方面，針對本實(shí)施例的刻劃輪40與PCD制刻劃輪實(shí)際進(jìn)行比較并具體進(jìn)行說明。
[0087]另外，為了進(jìn)行比較所使用的PCD制的刻劃輪，是混合微細(xì)的鉆石粒子(粒子徑為0.5~2.0 μ m)、添加劑(鶴、欽、銀、組等超微粒子碳化物)、結(jié)合材(鉆、鎮(zhèn)、鐵等鐵族兀素)，在鉆石成為熱力學(xué)上安定的高溫及超高壓下，使混合物燒結(jié)而制造PCD，從該制造出的PCD切出成為所希望的半徑的圓板，切削該圓板的周緣部而作成。該P(yáng)CD制刻劃輪的尺寸，外徑為2.0mm、厚度為0.65mm、銷孔的孔徑為0.8臟、刀刃部的刃前角為120°。
[0088]首先，分別將刻劃輪40與PCD制刻劃輪安裝于相同刻劃裝置，并進(jìn)行較非晶質(zhì)的玻璃基板更硬的脆性材料基板的分?jǐn)唷?br> [0089]另外，所使用的刻劃裝置，是三星鉆石工業(yè)股份有限公司制的刻劃裝置(型名:MS500)。
[0090]分?jǐn)鄺l件如以下: [0091]評價用的脆性材料基板:氧化鋁基板…京瓷股份有限公司制(材料碼:A476T)
[0092]脆性材料基板的厚度:0.635mm
[0093]切斷速度:100mm/sec
[0094]切斷方法:內(nèi)-內(nèi)切斷(利用從基板的一邊的內(nèi)側(cè)至另一邊的內(nèi)側(cè)的刻劃進(jìn)行切斷)
[0095]刻劃負(fù)載:以能夠維持100 μ m的垂直裂紋的方式設(shè)定(但本次最大負(fù)載設(shè)為
0.40MPa)
[0096]另外，以能夠維持100μπι的垂直裂紋的方式設(shè)定刻劃負(fù)載，是由于若裂紋為100 μ m以下，則對基板進(jìn)行裂斷將變困難之故。此外，在以能夠維持IOOym的垂直裂紋的方式設(shè)定了刻劃負(fù)載的情形，一般而言該刻劃負(fù)載將緩緩地產(chǎn)生變化。此是由于一旦持續(xù)進(jìn)行刻劃，則刻劃輪的刀刃前端產(chǎn)生磨耗，導(dǎo)致若刻劃負(fù)載維持一定的狀態(tài)則裂紋的量將逐漸地變淺之故。因此，為了維持裂紋的量，而對應(yīng)刻劃輪的刀刃前端的磨耗程度，使刻劃負(fù)載緩緩地增加。
[0097]于圖6、圖7中表示在如以上般的條件下，使用本實(shí)施例的刻劃輪40與PCD制刻劃輪進(jìn)行脆性材料基板的分?jǐn)嗟慕Y(jié)果。圖6，表示刻劃輪40的行走距離與負(fù)載的變化的圖。此外，圖7，表示PCD制刻劃輪的行走距離與負(fù)載的變化的圖。
[0098]另外，圖6、圖7的橫軸表示行走距離(m)，縱軸表示刻劃負(fù)載(MPa)，圖中的數(shù)值表示(在以垂直裂紋的量成為100μπι的方式設(shè)定的情形中)垂直裂紋的實(shí)際的測量值(μπι)。此外，圖6如下述般表示有行走距離從Om~100m的值。圖7表示有行走距離從Om~IOOm每隔5m的間隔的刻劃負(fù)載與裂紋的量，且表不有從IOOm以上每隔IOm的間隔的刻劃負(fù)載與裂紋的量。此外，在進(jìn)行100 μ m的刻劃的情形的刻劃負(fù)載的初期值(行走距離Om)，在本實(shí)施例的刻劃輪40是0.12MPa，在P⑶制刻劃輪是0.HMPa0
[0099]如圖7所示，在PCD制刻劃輪的情形，行走距離在IOOm的時點(diǎn)刻劃負(fù)載超過
0.30MPa，行走距離在到達(dá)150m時刻劃負(fù)載達(dá)到最大負(fù)載0.40MPa(另外，此時的垂直裂紋的實(shí)際的測量值為99.5μπι)。
[0100]另一方面，如圖6所示，在本實(shí)施例的刻劃輪40的情形，雖僅測量至行走距離為100m,但在行走距離為IOOm的時點(diǎn)刻劃負(fù)載為0.12MPa,并未觀察到從行走距離為Om的時點(diǎn)起有產(chǎn)生變化(另外，此時的垂直裂紋的實(shí)際的測量值為119.9μπι)。因此可知，在利用本實(shí)施例的刻劃輪40中，即使超過IOOm亦能再進(jìn)行刻劃。
[0101]如此，在對脆性材料基板的刻劃中，由多結(jié)晶CVD鉆石構(gòu)成的刻劃輪40，相較于PCD制刻劃輪，其耐磨耗性非常地高。
[0102]因此，接著針對刻劃輪40的刀刃部43進(jìn)行觀察，并進(jìn)行與PCD制刻劃輪的刀刃部的比較。另外，圖8，是本實(shí)施例的刻劃輪40的在行走距離為0m、50m、IOOm中的棱線44的前視與側(cè)視的顯微鏡照片。
[0103]如圖8所示，可觀察到刻劃輪40，在行走距離為Om中，在棱線44有少許微小的缺欠。但是，該缺欠，在與PCD制刻劃輪比較觀察之下，是與于PCD制刻劃輪的棱線所觀察到的缺欠為相同程度。此外，于刻劃輪40的傾斜面45觀察到有少許的階差或間隙。亦針對傾斜面，在與PCD制刻劃輪比較觀察之下，刻劃輪40的傾斜面45，相較于PCD制刻劃輪的傾斜面，些許粗糙。此是由于構(gòu)成刻劃輪40的多結(jié)晶CVD鉆石的粒子徑為60?80 μ m,相較于P⑶制刻劃輪的粒子徑(0.5?2.0 μ m)相當(dāng)大之故。
[0104]一旦行走距離成為50m，則可觀察到本實(shí)施例的刻劃輪40，在棱線44若與初期狀態(tài)比較則有較大的缺欠，此外，產(chǎn)生了少許的磨耗。但是，與初期狀態(tài)比較并沒有較大的變化，該程度的缺欠或磨耗并未對脆性材料基板的刻劃有較大的影響。
[0105]另一方面，在經(jīng)確認(rèn)P⑶制刻劃輪之下，P⑶制刻劃輪的棱線明顯有磨耗進(jìn)展，而成為棱線的刀刃部的前端變成了平坦面。因此，PCD制刻劃輪，對脆性材料基板的侵入明顯變差。此是由于如上述既已說明般，PCD制刻劃輪，其鉆石粒子間的結(jié)合材產(chǎn)生脫落，鉆石粒子彼此亦變得容易缺欠，而使磨耗進(jìn)展之故。
[0106]即使行走距離成為100m，關(guān)于本實(shí)施例的刻劃輪40，并未觀察到有較大的變化。此外，雖于棱線44觀察到缺欠，但因于棱線44產(chǎn)生有缺欠而于棱線44產(chǎn)生凹凸，使得該凹凸對較硬的脆性材料基板有深的侵入，且效率佳地形成裂紋。
[0107]另一方面，在經(jīng)確認(rèn)PCD制刻劃輪之下，PCD制刻劃輪的棱線更加產(chǎn)生磨耗進(jìn)展，而平坦面的寬度變寬，因此使往脆性材料基板的侵入更加地惡化。因此，為了借由P⑶制刻劃輪形成既定的裂紋，必須提高刻劃負(fù)載，因此成為如圖7所示般的結(jié)果。
[0108]如此，本實(shí)施例的刻劃輪40，由于是由多結(jié)晶CVD鉆石形成，因此于鉆石粒子間不存在結(jié)合材。因此，在對脆性材料基板進(jìn)行分?jǐn)嗟那樾危绕涫窃趯θ巛^玻璃基板更硬的陶瓷般的脆性材料基板進(jìn)行分?jǐn)嗟那樾?，由于不會有產(chǎn)生如PCD制刻劃輪般的結(jié)合材脫落導(dǎo)致激烈的磨耗的情況，因此，刻劃輪40成為刀刃部43的耐磨耗性高且壽命長的刻劃輪。
[0109]此外，刻劃輪40，由于是CVD多結(jié)晶鉆石的粒子徑為60?80 μ m的較大的粒子，因此即使磨耗進(jìn)展亦因于棱線44產(chǎn)生較大的凹凸，而能夠?qū)Υ嘈圆牧匣逵休^深的侵入。因此，結(jié)果為能夠使用刻劃輪40的期間變長。此外，由于本實(shí)施例的刻劃輪40具有導(dǎo)電性，因此可在刀刃部43的形成中使用放電加工，且能夠容易地進(jìn)行高硬度的多結(jié)晶CVD鉆石的加工。
[0110]另外，本實(shí)施例的刻劃輪40或銷50為消耗品，因此有必要做定期性的更換。在本實(shí)施例中，成為透過保持具接頭23而將保持具單元30裝附于刻劃頭21的構(gòu)成。因此，由于保持具單元30的裝卸容易，在消耗品的更換時，無需特地從保持具30a取出消耗品，而將消耗品與保持具30a處理成一體的保持具單元30，且亦可進(jìn)行更換保持具單元30該物，因此更換作業(yè)變得非常容易。此外，亦可于不透過保持具接頭23而將保持具直接固定在刻劃頭的構(gòu)成的刻劃裝置中，使用本實(shí)施例的刻劃輪40。在該情形，以從保持具取出消耗品即本實(shí)施例的刻劃輪40的方式進(jìn)行更換。
[0111][實(shí)施例2]圖9(a)，是與實(shí)施例1的刻劃輪40不同的刻劃輪40A的側(cè)視圖。圖9(b)，是放大圖9(a)的刻劃輪40A的B區(qū)域的圖。另外，對于與刻劃輪40相同的構(gòu)成部分則標(biāo)記相同的參照符號，并省略其詳細(xì)的說明。
[0112]刻劃輪40A，由基材41a形成。而且，于基材41a，于基材41a的大致中心，形成有用于使銷50貫通的銷孔42,此外,形成有切削基材41a的圓周部的兩端而形成的刀刃部43a。
[0113]基材4la，與刻劃輪40同樣地，是由具有導(dǎo)電性的多結(jié)晶的CVD鉆石構(gòu)成的圓板狀的構(gòu)件。
[0114]刀刃部43a,具備有切削圓板狀的基材41a的圓周部的兩端而形成的棱線44a、及棱線44a的兩側(cè)的傾斜面45a。
[0115]而且，刻劃輪40A與刻劃輪40不同之處，在于刀刃部43a的前端等間距地設(shè)置有多個溝槽46。于刀刃部43a的前端設(shè)置有溝槽46的刻劃輪40A，借由突起狀的棱線44a部分與溝槽46部分交互地接近于基板上，而使得棱線44a部分間斷性地抵接基板。其結(jié)果為，對基板賦予打點(diǎn)沖擊同時形成刻劃線，因此，使沿刻劃線伸展的垂直裂紋的深度相較于不具有溝槽的刻劃輪變更深。
[0116]此外，于棱線44a部分集中性地施加壓接的負(fù)載，亦借此使垂直裂紋的深度變更深。根據(jù)如此般的理由，具有溝槽46的刻劃輪40A，相較于不具有溝槽的刻劃輪，具備更高的浸透性。
[0117]而且，具有溝槽46的刻劃輪40A，亦由多結(jié)晶CVD鉆石形成，因此于鉆石粒子間不存在結(jié)合材。因此，在在對如較玻璃基板更硬的陶瓷般的脆性材料基板進(jìn)行分?jǐn)嗟那樾?，由于不會有產(chǎn)生如PCD制刻劃輪般的結(jié)合材的脫落導(dǎo)致激烈磨耗的情況，因此，刻劃輪40A成為刀刃部的耐磨耗性高且壽命長的刻劃輪。尤其是，由于棱線44a部分的耐磨耗性提高，因此刻劃輪40A能夠更長時間地維持高浸透性。
[0118]另外，刻劃輪40A的溝槽46，以相對于棱線44a正交的方式使圓板狀的磨石抵接而借此形成。此時，每形成一溝槽46，就使磨石退避。然后，使刻劃輪40A僅旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于既定的間距的旋轉(zhuǎn)角之后，再使磨石抵接，而借此形成下一個溝槽46。以如此方式于刻劃輪40A的前端，交互地等間距地設(shè)置棱線44a部分與溝槽46。此外，溝槽46，除了如圖9(a)和圖9(b)所示般的彎曲形狀的溝槽以外，亦可為三角形狀般的溝槽。進(jìn)一步地，亦可從刻劃輪40A利用激光加工。
[0119][變形例]實(shí)施例1或?qū)嵤├?的刻劃輪，于圓板狀的基材的圓周部形成有刀刃部，該刀刃部，借由切削基材的圓周部的兩端，而具備有棱線與該棱線兩側(cè)的傾斜面。除了如此般的刀刃部以外，亦可為形成有借由僅切削圓周部的一端側(cè)而具備棱線與一傾斜面的刀刃部的刻劃輪(刻劃輪的剖面形狀成為梯形)。此外，亦可為形成有棱線兩側(cè)的傾斜面的角度分別不同般的刀刃部的刻劃輪。
[0120]如以上所述，在對較液晶面板的基板等所使用的以非晶質(zhì)的玻璃形成的基板更硬的陶瓷基板、藍(lán)寶石基板、硅基板等脆性材料基板進(jìn)行分?jǐn)嗟那樾危褂糜啥嘟Y(jié)晶CVD鉆石形成的刻劃輪，借此，相較于PCD制刻劃輪，成為刀刃部的耐磨耗性高且壽命長的刻劃輪。
[0121]另外，在本實(shí)施例中，作為刻劃裝置10，已揭示有設(shè)置有對脆性材料基板17的對準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行拍攝的2臺CCD攝影機(jī)18、具備有使載置脆性材料基板17的平臺旋轉(zhuǎn)的移動臺11等的刻劃裝置。但是，本發(fā)明并不限定于如此般的刻劃裝置10，即使是于手柄的前端安裝將刻劃輪保持成旋轉(zhuǎn)自如的保持具，且以使用者手持該手柄并使其移動的方式進(jìn)行脆性材料基板17的分?jǐn)喟愕乃^的手動式的刻劃裝置，亦可適用。
[0122]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種刻劃輪，用于分?jǐn)啻嘈圆牧匣澹涮卣髟谟冢? 以由多結(jié)晶CVD鉆石構(gòu)成的圓板狀構(gòu)件形成。
2.如權(quán)利要求1所述的刻劃輪，其特征在于其中， 該多結(jié)晶CVD鉆石的平均粒徑為60?80 μ m。
3.如權(quán)利要求1或2所述的刻劃輪，其特征在于其中， 該多結(jié)晶CVD鉆石具有導(dǎo)電性。
4.如權(quán)利要求1或2所述的刻劃輪，其特征在于其中， 于切削該圓板狀構(gòu)件的圓周部而形成的刀刃部的前端，形成有溝槽。
5.如權(quán)利要求3所述的刻劃輪，其特征在于其中， 于切削該圓板狀構(gòu)件的圓周部而形成的刀刃部的前端，形成有溝槽。
6.一種保持具單元，其特征在于其具有: 權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的刻劃輪；及 將該刻劃輪保持成旋轉(zhuǎn)自如的保持具。
7.一種刻劃裝置，其特征在于其具備 權(quán)利要求6所述的保持具單元。
8.一種刻劃輪的制造方法，該刻劃輪用于分?jǐn)啻嘈圆牧匣澹涮卣髟谟谄渚邆? 形成由多結(jié)晶CVD鉆石構(gòu)成的圓板狀構(gòu)件的步驟；及 于該圓板狀構(gòu)件的圓周部形成刀刃部的步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的刻劃輪的制造方法，其特征在于其中， 形成該圓板狀構(gòu)件的步驟，是形成由具有導(dǎo)電性的該多結(jié)晶CVD鉆石構(gòu)成的圓板狀構(gòu)件的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的刻劃輪的制造方法，其特征在于其中， 于形成該刀刃部的步驟，包含有放電加工。
【文檔編號】B28D5/00GK104002389SQ201410065484
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月27日
【發(fā)明者】淺井義之 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司