本案是分案申請。該分案的母案是申請日為2013年2月21日、申請?zhí)枮?01380009786.7、發(fā)明名稱為“劃線輪及其制造方法”的發(fā)明專利申請案。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用來使陶瓷基板或玻璃基板等脆性材料基板壓接、滾動而進行劃線的劃線輪及其制造方法。

背景技術：

以往的劃線輪像專利文獻1等所示的那樣，將超硬合金制或多晶燒結鉆石(以下稱為PCD(Polycrystalline Diamond，多晶鉆石))制的圓板作為基材。PCD是使鉆石粒子與鈷等一起燒結而成。劃線輪是從成為基材的圓板的兩側相互傾斜地削入圓周的邊緣，在圓周面形成V字形的刀尖。將像這樣形成的劃線輪旋轉自如地軸接在劃線裝置的劃線頭等而以特定的荷重壓抵在脆性材料基板，使其沿脆性材料基板的面移動，由此可以一邊使其滾動一邊進行劃線。

專利文獻2中示出如下玻璃切割器：為了消除與脆性材料基板、尤其與玻璃板的滑動，在從旋轉軸的正面觀察的情況下，對刀尖在相對于從軸方向的放射方向形成角度的方向上進行研磨而形成條痕。

專利文獻3中示出一種玻璃切割用刀，它是涉及用來切割玻璃基板的玻璃切割用刀，且為了延長其壽命而以鉆石覆膜V字形狀的刀尖表面。該玻璃切割用刀是在由與鉆石的配合性良好的陶瓷形成的刀尖表面被覆鉆石膜，并對該鉆石膜進行表面研磨處理而得以整形。示出如下內(nèi)容：通過使用這種玻璃切割用刀，刀的壽命長，而且能以使切割面變得平滑的方式切割高硬度玻璃。

而且，專利文獻4中示出一種鉆石被覆切割刀，它是為了在切割光纖或玻璃基板等時防止滑動或切割質量劣化，而在超硬合金等基材被覆著鉆石層。該文獻中，所述鉆石被覆切割刀的特征在于，鉆石層的表面在被覆后不進行平滑化處理。

專利文獻5中示出一種工具，它是具有在工具母材的表面涂布有鉆石覆膜的刀部的鉆石被覆工具，且照射離子束而對鉆石覆膜進行研磨。該文獻中示出如下內(nèi)容：將對刀部的前端部分進行研磨而比原來的刀尖角大的刀尖角且刀尖寬度10～100nm的范圍作為前端研磨部，由此來確保特定的刀尖強度，獲得優(yōu)異的鋒利度。

另一方面，在進行鉆石覆膜的研磨的情況下，利用研磨使膜厚變得比研磨前薄，因此必須使成膜時的膜厚比不進行平滑化處理的情況厚。以往，為了使膜厚變厚，一直是延長鉆石的成膜時間或以多層重疊鉆石膜。專利文獻6中記載著一種鉆石被覆工具，它具有構成以表面及截面的結晶粒徑成為2μm以下的方式反復進行核附著處理及結晶生長處理而形成的微晶的多層構造的鉆石覆膜。通過像這樣將鉆石膜設為多層，可以形成將鉆石的結晶粒徑維持得較小而減小覆膜表面的凹凸且相對較厚的鉆石覆膜。

背景技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開WO2003/51784號公報

專利文獻2：日本專利特開平6-56451號公報

專利文獻3：日本專利特開平04-224128號公報

專利文獻4：日本專利特開2011-126754號公報

專利文獻5：日本專利特開2012-11475號公報

專利文獻6：日本專利第3477162號公報

專利文獻7：日本專利第3074143號公報

技術實現(xiàn)要素：

[發(fā)明要解決的問題]

由多晶燒結鉆石(PCD)形成的以往的劃線輪包含鉆石粒子與結合材料，因此存在如下缺點：尤其是如果對陶瓷等硬度高的脆性材料基板進行劃線，那么磨耗加劇，壽命短。而且，因為近年來玻璃的薄型化、大型化，要求對脆性材料基板進行劃線使它斷裂時的脆性材料基板的端面強度。然而，由PCD形成的以往的劃線輪中，對應于原材料中所包含的鉆石粒子的大小，刀尖及棱線的粗糙度粗，即使利用研磨也難以成為一定程度以下的粗糙度，因此存在對脆性材料基板進行劃線使它斷裂時的脆性材料基板的端面強度降低的缺點。

而且，如果像專利文獻2所記載的那樣，在制造對玻璃板進行劃線的劃線輪時沿相對于劃線輪的棱線傾斜的方向研磨刀尖，那么便會有容易在棱線部分產(chǎn)生缺口的問題。

專利文獻3中所示的玻璃切割用刀成為使基材為陶瓷、使截面形狀為V字形而被覆鉆石膜，進而進行研磨的構成。然而，該研磨是僅1個階段的研磨，無法充分地減小研磨后的表面粗糙度。專利文獻3中所記載的玻璃切割用刀是在由陶瓷形成的刀尖表面被覆著鉆石膜，但可知，在實際對脆性材料基板進行劃線的情況下，會產(chǎn)生容易引起刀尖的缺口、鉆石覆膜的剝離等的問題。尤其在對陶瓷等硬度高的脆性材料基板進行劃線時存在強度不足的問題。

在專利文獻4所記載的鉆石被覆切割刀中，因為未對其表面進行平滑化處理，所以當對脆性材料基板進行劃線時，基板的端面精度與不進行研磨的情況相比劣化，因此也存在端面強度差的問題。而且，在該鉆石被覆切割刀中，作為基材，除陶瓷以外，還可以舉出作為以往眾所周知的材料的超硬合金。但顯而易見，當在超硬合金被覆鉆石層的情況下，根據(jù)作為硬質成分含有的碳化鎢粒子的粒徑、或作為結合劑含有的鈷的含量，膜的密接性有所不同。

在將玻璃基板等脆性材料基板分割切斷時，在使用劃線輪劃線后沿刻劃線進行分割切斷，在已分割切斷的脆性材料基板端面殘留有傷痕，因此在施加壓力時從端面受破壞的情況較多。如果在形成在劃線輪的圓周面的V字形刀尖存在凹凸，那么在分割切斷時的脆性材料基板端面殘留傷痕，因此脆性材料基板的機械強度降低。而且，在對陶瓷等硬度高的脆性材料基板進行劃線的情況下，如果在刀尖存在凹凸，那么在劃線時有時會在刀尖產(chǎn)生缺口或鉆石膜從凹凸的部分剝離。因此，優(yōu)選為在劃線輪的V字形刀尖的棱線盡可能地減少凹凸。

而且，專利文獻5中所記載的劃線輪是通過離子束的照射來研磨刀尖部，但劃線輪的刀尖斜面部并未充分研磨，而成為粗糙度相對較粗糙的狀態(tài)。因此，存在使用該劃線輪對脆性材料基板進行劃線而將它分割切斷時基板的端面強度差的問題。而且，因為是照射離子束，所以還存在如下問題：以棱線為界，刀尖的兩側的斜面的粗糙度不同，或者難以使棱線在側視時為直線狀。

而且，專利文獻6中所記載的鉆石覆膜為薄覆膜重疊多層而成的多層構造，因此覆膜的層內(nèi)及層間的性質并不均勻。因此，即使在劃線輪形成專利文獻6中所記載的鉆石覆膜而想要對覆膜表面進行研磨，也難以均勻地進行研磨。此外，在研磨后的劃線輪中存在如下問題：因研磨而在刀尖表面呈現(xiàn)的覆膜的粒徑等在層內(nèi)、層間并不均勻，因此在輪刀尖產(chǎn)生容易磨耗的部分與不易磨耗的部分，當對脆性材料基板進行劃線時，刀尖的一部分過度地磨耗，而使劃線輪的壽命縮短。而且，因為由磨耗所致的劃線輪的變形，而導致容易產(chǎn)生鉆石覆膜的剝離，進而劃線輪的壽命縮短。

此外，專利文獻7中記載著在劃線輪的圓周面隔開特定間隔而形成多個槽并使其間成為突起而為高浸透型的劃線輪。在將像專利文獻6中所記載的鉆石覆膜這樣的多層鉆石覆膜應用于這種劃線輪的情況下，通常從鉆石覆膜上方進行槽加工。在該槽的深度變得深于膜的一層的厚度的情況下，存在如下問題：在槽的側面出現(xiàn)容易磨耗的部分與不易磨耗的部分，產(chǎn)生槽的磨耗、缺口等而難以保持槽的形狀。

陶瓷基板有高溫煅燒陶瓷制的多層基板(HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics，高溫共燒陶瓷)基板)、低溫煅燒陶瓷制的多層基板(LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低溫共燒陶瓷)基板)等電子零件內(nèi)置基板等。由多晶燒結鉆石(PCD)形成的以往的劃線輪包含鉆石粒子及結合材料，因此存在尤其在對陶瓷基板、藍寶石、硅等與玻璃相比硬度高的脆性材料基板進行劃線的情況下壽命短的缺點。而且，以往的劃線輪中即使對刀尖進行研磨，也難以減小棱線的粗糙度，因此存在當劃線荷重變大時對脆性材料基板進行劃線使它斷裂時的脆性材料基板的端面強度降低的缺點。

本發(fā)明是鑒于這種問題而完成，目的在于提供一種劃線輪及其制造方法，在使用被覆著鉆石膜的劃線輪對脆性材料基板進行劃線而將它分割切斷時，可以提高已分割切斷的脆性材料基板的端面精度，增大端面強度，并且可以提高鉆石膜的密接性，防止缺口或剝離，刀尖不易磨耗，從而可以謀求劃線輪的長壽命化。

[解決問題的技術手段]

(第一劃線輪及其制造方法)

本發(fā)明的劃線輪的制造方法是制造沿圓周部形成棱線、且具有包含所述棱線與所述棱線的兩側的傾斜面的刀尖的劃線輪，且利用研磨材料研磨(粗研磨)劃線輪基材的包含棱線部分的傾斜面而形成第一研磨面，該劃線輪基材是圓板狀且沿圓周部從兩側的各側面傾斜地形成的傾斜面相互交叉的棱線部分由鉆石膜形成，之后，利用粒度比粗研磨細的研磨材料研磨(精研磨)所述第一研磨面中包含棱線部分的傾斜面而形成第二研磨面。

這里，也可以是，以所述第一研磨面交叉的頂角大于所述鉆石膜的傾斜面交叉的頂角的方式形成所述第一研磨面。

這里，也可以是，以所述第二研磨面交叉的頂角大于所述第一研磨面交叉的頂角的方式形成所述第二研磨面。

這里，也可以是，以所述第二研磨面的算術平均粗糙度Ra成為0.03μm以下的方式形成第二研磨面。

這里，也可以是，以所述第二研磨面交叉的棱線部分的算術平均粗糙度Ra成為0.03μm以下的方式形成第二研磨面。

這里，所述精研磨也可以設為由研磨材料的粒度9000號以上的磨石的研磨材料進行的研磨。

這里，所述劃線輪基材也可以設為超硬合金。

本發(fā)明的劃線輪是沿圓周部形成棱線，且具有包含所述棱線與所述棱線的兩側的傾斜面的刀尖，且包括：劃線輪基材，沿圓板的圓周形成著刀尖部分；鉆石膜，形成在所述劃線輪基材的刀尖表面；第一研磨面，利用研磨材料在由所述鉆石膜形成的棱線的兩側的區(qū)域進行研磨而成；以及第二研磨面，利用研磨材料對所述第一研磨面的前端的棱線的兩側區(qū)域進行研磨而成；且所述第二研磨面交叉的頂角大于所述第一研磨面交叉的頂角，所述第二研磨面的算術平均粗糙度Ra小于所述第一研磨面的算術平均粗糙度Ra。

這里，所述第一研磨面交叉的頂角也可以大于所述鉆石膜的傾斜面交叉的頂角。

這里，所述第二研磨面的算術平均粗糙度Ra也可以是0.03μm以下。

這里，所述第二研磨面交叉的棱線部分的算術平均粗糙度Ra也可以是0.03μm以下。

也可以是，本發(fā)明的劃線輪是沿圓周部形成棱線，且具有包含所述棱線與所述棱線的兩側的傾斜面的刀尖，且包括：劃線輪基材，沿圓板的圓周形成著刀尖部分；鉆石膜，形成在所述劃線輪基材的所述刀尖表面；以及研磨面，具有比所述鉆石膜的頂角大的頂角；且所述研磨面的算術平均粗糙度Ra為0.03μm以下。

也可以是，本發(fā)明的劃線輪是沿圓周部形成棱線，且具有包含所述棱線與所述棱線的兩側的傾斜面的刀尖，且包括：劃線輪基材，沿圓板的圓周形成著刀尖部分；鉆石膜，形成在所述劃線輪基材的所述刀尖表面；以及研磨面，利用研磨材料在由所述鉆石膜形成的棱線的兩側的區(qū)域進行研磨而成，具有比所述鉆石膜的頂角大的頂角；且所述研磨面交叉的棱線部分的算術平均粗糙度Ra為0.03μm以下。

根據(jù)具有這種特征的劃線輪及其制造方法，將劃線輪的刀尖研磨成V字形，并且在研磨面形成鉆石膜，僅對其前端部分進行粗研磨，之后進行精研磨。因此，可以減少作為刀尖所必需的棱線部分的凹凸。因此，獲得如下優(yōu)異效果：在使用劃線輪分割切斷脆性材料基板時，可以提高端面精度且提高端面強度。這種特征在對薄的脆性材料基板進行劃線并切割時尤其有效。而且，因為是使用鉆石膜，所以在對硬度高的脆性材料基板進行劃線的情況下，劃線輪的磨耗也少且棱線部分的凹凸也少，由此，在劃線時不易產(chǎn)生膜的棱線部分的缺口或膜的剝離，因此可以延長劃線輪的壽命。這種特征在對硬質的脆性材料基板進行劃線時尤其有效。

(第二劃線輪及其制造方法)

本發(fā)明的劃線輪是沿圓周部形成棱線，且具有包含所述棱線與所述棱線的兩側的傾斜面的刀尖，且包括基材及形成在基材的刀尖表面的鉆石膜，所述棱線是由鉆石膜形成，在由所述棱線的兩側的鉆石膜形成的區(qū)域具有與所述棱線平行的切削條痕。

本發(fā)明的劃線輪的制造方法是制造沿圓板的圓周部具有包含棱線與所述棱線的兩側的傾斜面的刀尖的劃線輪，且在圓板的中心設置貫通孔，將其中心設為旋轉軸，沿圓周部形成刀尖部分而構成劃線輪基材，利用化學氣相沉積法在所述劃線輪基材的刀尖部分形成鉆石膜，以包含由所述鉆石膜的棱線構成的圓的面與所述劃線輪基材的旋轉軸垂直的方式，與棱線平行地研磨形成著所述鉆石膜的面。

所述基材也可以設為超硬合金。

這里，所述劃線輪基材也可以在刀尖部分形成與旋轉軸平行的圓周面。

這里，也可以是，具有以特定間隔切開所述研磨區(qū)域的棱線部分的槽，使其間成為突起。

根據(jù)具有這種特征的劃線輪及其制造方法，在劃線輪形成鉆石膜，對刀尖的鉆石膜相對于其棱線平行地進行研磨。由此，殘留與棱線平行的微細的條痕。如果使用該劃線輪對脆性材料基板進行劃線使它斷裂，那么因為是使用鉆石膜，所以即使在對硬度高的脆性材料基板進行劃線的情況下，劃線輪的磨耗也少，而可以延長劃線輪的壽命。而且，與使用PCD的情況相比，可以通過研磨減小劃線輪的刀尖的表面粗糙度，因此還獲得脆性材料基板的端面精度提高，也可以使端面強度提高的效果。而且，通過與劃線輪的棱線平行地進行研磨，可以獲得如下效果：不易在刀尖及棱線出現(xiàn)由切削條痕所致的微細的凹凸，可以減小粗糙度，在對硬度高的脆性材料基板進行劃線的情況下，也不易在棱線的部分產(chǎn)生由微細的凹凸所致的鉆石膜的缺口或剝離。

(第三劃線輪及其制造方法)

也可以是，本發(fā)明的劃線輪具備：劃線輪基材，沿圓周部形成棱線，且具有包含所述棱線與所述棱線的兩側的傾斜面的刀尖；單層的鉆石膜，通過使鉆石粒子的平均粒徑2～10μm的鉆石膜生長在所述劃線輪基材的刀尖表面而形成；以及研磨區(qū)域，研磨包含所述鉆石膜的棱線的帶狀區(qū)域，令棱線附近的膜厚為5～25μm。

本發(fā)明的劃線輪的制造方法是制造沿圓板的圓周部形成棱線、且具有包含所述棱線與所述棱線的兩側的傾斜面的刀尖的劃線輪，且以沿圓板狀的劃線輪基材的圓周從側面的兩側相互傾斜地削入的方式研磨，而在圓周部分形成包含斜面與棱線的刀尖部分，在所述劃線輪基材的刀尖部分產(chǎn)生鉆石核，利用化學氣相沉積法使由平均粒徑2～10μm的鉆石粒子構成的鉆石膜生長，由此形成單層的鉆石膜，以包含由所述鉆石膜的棱線構成的圓的面與所述劃線輪基材的旋轉軸垂直的方式進行研磨，令棱線附近的膜厚為5～25μm。

這里，也可以是，具有以特定間隔切開所述研磨區(qū)域的棱線部分的槽，使其間成為突起。

根據(jù)具有這種特征的劃線輪及其制造方法，通過在劃線輪基材上使鉆石微粒附著并使結晶生長，而形成單層構造的鉆石膜。因此，可以使鉆石膜變得均勻，可以容易使之后的研磨加工的精度提高。而且，因為膜均勻，所以在對硬度高的脆性材料基板進行劃線時，刀尖表面均勻地磨耗，因此磨耗性提高。而且，因為是研磨鉆石膜，所以獲得如下效果：可以減小劃線輪的刀尖的表面粗糙度，脆性材料基板的端面精度提高，也可以使端面強度提高。而且，可以獲得在對硬度高的脆性材料基板進行劃線的情況下也不易在棱線的部分產(chǎn)生由微細的凹凸所致的缺口或剝離的效果。

(第四劃線輪及其制造方法)

本發(fā)明的劃線輪具備：劃線輪基材，沿圓周部形成棱線，且具有包含所述棱線與所述棱線的兩側的傾斜面的刀尖；鉆石膜，通過使鉆石粒子的平均粒徑2μm以下的鉆石膜生長在所述劃線輪基材的刀尖表面而形成；以及研磨區(qū)域，研磨包含所述鉆石膜的棱線的帶狀區(qū)域，令棱線附近的膜厚為5～25μm。

也可以是，本發(fā)明的劃線輪的制造方法是制造沿圓板的圓周部形成棱線、且具有包含所述棱線與所述棱線的兩側的傾斜面的刀尖的劃線輪，且以沿圓板狀的劃線輪基材的圓周從側面的兩側相互傾斜地削入的方式進行研磨而在圓周部分形成包含斜面與棱線的刀尖部分；在所述劃線輪基材的刀尖部分產(chǎn)生鉆石核，利用化學氣相沉積法使由平均粒徑2μm以下的鉆石粒子構成的鉆石膜生長而形成鉆石膜；以包含由所述鉆石膜的棱線構成的圓的面與所述劃線輪基材的旋轉軸垂直的方式進行研磨，令棱線附近的膜厚為5～25μm。

這里，也可以是，反復進行多次鉆石核的產(chǎn)生與鉆石層的生長而使所述鉆石膜成為多層構造。

這里，也可以是，具有以特定間隔切開所述研磨區(qū)域的棱線部分的槽，使其間成為突起。

根據(jù)具有這種特征的劃線輪及其制造方法，如果與包含鉆石粒子的粒徑大的鉆石膜的劃線輪進行比較，那么可以通過研磨進一步減小劃線輪的刀尖的表面粗糙度，因此獲得脆性材料基板的端面精度提高，也可以使端面強度提高的效果。而且，可以獲得在對硬度高的脆性材料基板進行劃線的情況下也不易在棱線的部分產(chǎn)生由微細的凹凸所致的缺口或剝離的效果。

(第五劃線輪及其制造方法)

本發(fā)明的劃線輪具備圓板狀的劃線輪基材及形成在所述劃線輪基材的刀尖部分的鉆石膜，且所述劃線輪基材是使用含有平均粒徑為0.5μm以上且2.0μm以下的碳化鎢粒子為主成分、且含有4～8重量％的范圍的鈷作為結合材料的超硬合金。

也可以是，本發(fā)明的劃線輪的制造方法是制造沿圓板的圓周部具有刀尖的劃線輪，且在使用含有平均粒徑為0.5μm以上且2.0μm以下的碳化鎢粒子為主成分、且含有4～8重量％的范圍的鈷作為結合材料的超硬合金的圓板的圓周部形成刀尖部分而構成劃線輪基材，且利用化學氣相沉積法在所述劃線輪基材的刀尖部分形成鉆石膜。

這里，所述劃線輪基材也可以使用以平均粒徑為0.7μm以上且1.2μm以下的鎢作為主成分的超硬合金。

這里，所述劃線輪基材也可以使用含有5～6重量％的范圍的鈷的超硬合金。

根據(jù)具有這種特征的劃線輪及其制造方法，作為劃線輪基材，使用在特定范圍的粒徑的碳化鎢粒子中以鈷作為結合材料的超硬合金，在其表面成膜鉆石膜并加以研磨，從而制成劃線輪。因此，可以提高鉆石膜的密接性，劃線輪的耐磨耗性提高，而可以實現(xiàn)長壽命化。而且，因為與刀尖部分的脆性材料基板接觸的部分全部為鉆石膜，所以可以使棱線的粗糙度變細。因此，如果使用該劃線輪進行劃線加工并斷裂，那么獲得脆性材料基板的切割面的端面精度提高，隨之也可以使端面強度提高的效果。

[發(fā)明的效果]

根據(jù)具有這種特征的本發(fā)明，根據(jù)劃線輪及其制造方法，將劃線輪的刀尖研磨成V字形，并且在研磨面形成鉆石膜，僅對其前端部分進行粗研磨，之后進行精研磨。因此，可以減少作為刀尖所必需的棱線部分的凹凸。因此，獲得在使用劃線輪將脆性材料基板分割切斷時可以提高端面精度且提高端面強度的優(yōu)異效果。

附圖說明

圖1(a)、(b)是本發(fā)明的第一實施方式的劃線輪的前視圖及側視圖。

圖2(a)-(d)是表示本實施方式的劃線輪的制造過程的側視圖。

圖3A是表示在本實施方式的劃線輪的基材上產(chǎn)生有鉆石膜的狀態(tài)的前端部分的放大剖視圖。

圖3B是表示已進行粗研磨的劃線輪的前端部分的放大剖視圖。

圖3C是表示已進行精研磨的劃線輪的前端部分的放大剖視圖。

圖3D是表示另一示例的已進行精研磨的劃線輪的前端部分的放大剖視圖。

圖4A是本實施方式的變化例的刀尖的研磨前的棱線部分的放大剖視圖。

圖4B是本實施方式的變化例的刀尖的研磨后的棱線部分的放大剖視圖。

圖5(a)、(b)是本發(fā)明的第二實施方式的劃線輪的前視圖及側視圖。

圖6A是第二實施方式的刀尖的研磨前的棱線部分的放大剖視圖。

圖6B是第二實施方式的研磨后的棱線部分的放大剖視圖。

圖7A是表示研磨本發(fā)明的第二實施方式的劃線輪的刀尖的狀態(tài)的側視圖。

圖7B是表示研磨本發(fā)明的第二實施方式的劃線輪的刀尖的狀態(tài)的俯視圖。

圖8是第二、第三實施方式的劃線輪的研磨后的棱線部分的放大圖。

圖9A是第二、第三實施方式的變化例的刀尖的研磨前的棱線部分的放大剖視圖。

圖9B是第二、第三實施方式的變化例的研磨后的棱線部分的放大剖視圖。

圖10A是本發(fā)明的第四實施方式的劃線輪的前視圖。

圖10B是第四實施方式的研磨后的棱線部分的放大剖視圖。

圖10C是圖10A所示的圓形部分的放大圖。

圖11(a)、(b)是本發(fā)明的第五實施方式的劃線輪的前視圖及側視圖。

圖12A是第五實施方式的刀尖的研磨前的棱線部分的放大剖視圖。

圖12B是第五實施方式的研磨后的棱線部分的放大剖視圖。

圖13A是本發(fā)明的第六實施方式的劃線輪的前視圖。

圖13B是第六實施方式的研磨后的棱線部分的放大剖視圖。

圖13C是圖13A所示的圓形部分的放大圖。

圖14(a)、(b)是本發(fā)明的第一實施方式的劃線輪的前視圖及側視圖。

圖15(a)-(e)是表示在本發(fā)明的第七實施方式的劃線輪基材上產(chǎn)生有鉆石的多層膜的狀態(tài)的概念圖。

圖16A是第七實施方式的刀尖的研磨前的棱線部分的放大剖視圖。

圖16B是第七實施方式的研磨后的棱線部分的放大剖視圖。

圖17A是本發(fā)明的第八實施方式的劃線輪的前視圖。

圖17B是第八實施方式的研磨后的棱線部分的放大剖視圖。

圖17C是圖17A所示的圓形部分的放大圖。

圖18(a)、(b)是本發(fā)明的第一實施方式的劃線輪的前視圖及側視圖。

圖19A是第九實施方式的刀尖的棱線部分的放大剖視圖。

圖19B是第九實施方式的研磨后的棱線部分的放大剖視圖。

圖20A是本發(fā)明的第十實施方式的劃線輪的前視圖。

圖20B是第十實施方式的研磨后的棱線部分的放大剖視圖。

圖20C是圖20A所示的圓形部分的放大圖。

圖21A是表示第一實施方式的實施例1、4的劃線輪的研磨前后的算術平均粗糙度的圖。

圖21B是表示第一實施方式的實施例2、5的劃線輪的研磨前后的算術平均粗糙度的圖。

圖21C是表示第一實施方式的實施例3、6的劃線輪的研磨前后的算術平均粗糙度的圖。

圖22A是表示第五、第六實施方式的實施例7的劃線輪的研磨前后的刀尖角度與算術平均粗糙度的圖。

圖22B是表示實施例8的劃線輪的研磨前后的刀尖角度與算術平均粗糙度的圖。

圖22C是表示實施例9的劃線輪的研磨前后的刀尖角度與算術平均粗糙度的圖。

圖23A是表示實施例10與比較例1的劃線輪的研磨前后的刀尖角度與算術平均粗糙度的圖。

圖23B是表示實施例11與比較例2的劃線輪的研磨前后的刀尖角度與算術平均粗糙度的圖。

圖23C是表示實施例12與比較例3的劃線輪的研磨前后的刀尖角度與算術平均粗糙度的圖。

具體實施方式

(第一實施方式)

圖1(a)是本發(fā)明的第一實施方式的劃線輪的前視圖，圖1(b)是該劃線輪的側視圖。而且，圖2(a)～(d)是表示該實施方式的劃線輪的制造過程的側視圖。在制造劃線輪10時，在例如超硬合金或陶瓷制的成為劃線輪基材的圓板11的中央，首先像圖2(b)所示，形成成為軸孔的貫通孔12。

其次，將馬達等的軸連通于該貫通孔12，使它以貫通孔12的中心軸為旋轉軸12a旋轉，并且從兩側對圓板11的整個圓周進行研磨而形成為像圖2(b)所示的包含傾斜面與棱線的垂直截面V字形，將該V字形的斜面設為研磨面13。此時的頂角優(yōu)選為80°～150°，更優(yōu)選為90°～140°。如果為80°以下，那么棱線前端在加工時容易破損，如果為150°以上，那么有作為刀尖的實用性消失的傾向。

接著，在大致V字形的研磨面13形成鉆石薄膜。首先，像表示圖3A的刀尖的棱線部分的放大剖視圖那樣，以使鉆石膜的附著變得容易的方式，預先令大致V字形的研磨面13為粗糙面。其次，在斜面部分形成成為次微米以下的粒徑的核的鉆石后，通過化學氣相反應使鉆石核生長，而形成膜厚例如為10～30μm的鉆石膜14。這種鉆石膜的形成可以進行1次而作為單層的鉆石膜，也可以反復進行多次而作為多層的鉆石膜。這里，鉆石膜是大致均勻地形成在劃線輪基材的傾斜面及棱線，因此鉆石膜的頂角與劃線輪基材的頂角大致相等。將該鉆石膜的頂角設為第一頂角α1。頂角α1優(yōu)選為80°～150°，更優(yōu)選為90°～140°。如果為80°以下，那么棱線前端在加工時容易破損，如果為150°以上，那么有作為刀尖的實用性消失的傾向。

接著，對鉆石膜14進行粗研磨。在粗研磨中，使用例如粒度8000號或其以下的編號的研磨材料。在大于8000號的研磨材料的情況下，研磨材料的粒徑會過細，因此無法獲得對鉆石膜14必需的加工度。該步驟中，僅對中心包含棱線的帶狀部分以成為第二頂角α2(α2＞α1)的方式進行研磨。圖3B是表示該前端部分的放大圖。將像這樣形成的研磨面設為第一研磨面15。這里，以頂角α2成為相對于α1僅大θ1的值的方式進行研磨。θ1為大于0的值、例如5°。圖3B的寬度w1表示第一研磨面15的寬度，寬度w1的最小值例如設為10～20μm。

接著，像圖3C所示，僅對研磨面15的中央包含棱線的更窄的寬度w2(w2＜w1)的帶狀部分進行精研磨。在精研磨中，使用比粗研磨細的粒度的細粉的研磨材料進行研磨。接著，以使包含由研磨后的棱線構成的圓的面相對于旋轉軸12a垂直且頂角成為所期望的第三頂角α3(α3＞α2)的方式進行研磨。將像這樣形成的精加工的研磨面設為第二研磨面16。這里，研磨材料的粒度優(yōu)選為粒度9000號以上，更優(yōu)選為10000號以上，進而優(yōu)選為15000號以上。在精研磨中，使用比粗研磨細的粒度的細粉的研磨材料進行研磨，因此第二研磨面的算術平均粗糙度小于第一研磨面的算術平均粗糙度。精研磨步驟中，研磨到研磨后的刀尖表面及棱線的算術平均粗糙度Ra為0.03μm以下、優(yōu)選為0.015μm以下。如果研磨材料的粒度小于9000號，那么難以使研磨后的刀尖表面及棱線的算術平均粗糙度R8為0.03μm以下。因此，存在劃線時容易產(chǎn)生膜的缺口或剝離，而且在已分割切斷的脆性材料基板端面容易殘留傷痕的傾向。這里，以頂角α3成為相對于α2大θ2的值的方式進行研磨。θ2為大于0的值、例如5°。通過該精研磨，使包含由鉆石膜的棱線構成的圓的面與劃線輪基材的中心軸垂直。另外，最終的頂角α3大的劃線輪適合在高劃線荷重下使用，頂角α3小的劃線輪適合在低劃線荷重下使用。

劃線輪是利用磨石等研磨材料進行研磨。利用磨石對形成在劃線輪的刀尖的鉆石膜的一傾斜面進行粗研磨或精研磨。通過利用磨石進行加工，而容易在劃線輪的全周以相同角度對傾斜面進行研磨。如果結束一面的粗研磨或精研磨，那么對另一面也同樣地研磨。像這樣，尤其通過使用磨石的研磨，容易將頂角α2、α3認定為所期望的值，或使劃線輪的棱線在側視時呈直線。此外，可以容易確實地研磨所期望的寬度(w1或w2)的區(qū)域。

像這樣，通過使刀尖為兩段的V字狀，而僅對作為劃線輪所必需的刀尖的鉆石的前端部分進行精研磨，通過減少加工面積而可以縮短加工時間，并且可以減少刀尖的棱線的凹凸。另外，該實施方式中，設為w2＞w1，像圖3C所示的那樣，在精研磨后，在第二研磨面16的兩側殘留第一研磨面15，也可以像圖3D所示的那樣以將第一研磨面15完全由第二研磨面16替換的方式進行精研磨。在此情況下，寬度w3為w1以上(優(yōu)選為W3＝w1)。

通過像這樣進行研磨，與以往的由燒結鉆石形成的劃線輪相比，與脆性材料基板接觸的部分全部為鉆石，因此可以提高劃線輪的耐磨耗性。而且，因為與脆性材料基板接觸的部分全部為鉆石膜，所以可以使有助于劃線的刀尖部分及棱線的粗糙度變細。此外，與利用離子束的研磨不同，能以相同的條件對棱線的兩側進行研磨，因此經(jīng)研磨的兩側的研磨面的粗糙度可以設為同等，而且容易使棱線在側視時呈直線狀。因此，如果使用該劃線輪對脆性材料基板、例如玻璃基板或陶瓷基板進行劃線而將它分割切斷，那么獲得脆性材料基板的切割面的端面精度提高，隨之也可以使端面強度提高的效果。此外，通過使刀尖及棱線的粗糙度變細，而獲得即使在對硬度高的基板進行劃線的情況下鉆石膜也變得不易剝離的效果。因此，本發(fā)明的劃線輪適合于對陶瓷基板進行劃線。

另外，這里所示出的研磨材料的粒度是一個示例，當然并不限定于該粒度。

接下來，對本實施方式的變化例進行說明。該變化例中，像圖4A中表示刀尖部的前端部分的放大圖那樣，在形成研磨面13后，進而與劃線輪的旋轉軸12a平行地研磨棱線，以與劃線輪的旋轉軸12a平行的方式在基材的棱線部分設置截面平坦的圓周面20。圓周面20的寬度例如為2～10μm左右。接著，在這之后，與本實施方式同樣地利用CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沉積)法在具有圓周面20的研磨面13進行鉆石膜14的涂布。這里，第一頂角α1是鉆石膜14的傾斜面的延長線所成的角度。在該涂布后，像圖4B所示的那樣，對圓周部分進行研磨，形成第一研磨面、第二研磨面及棱線。像這樣，與本實施方式相比，可以使棱線部分的鉆石膜的厚度變厚，而可以使劃線輪的耐磨耗性、耐剝離性提高。

(第二實施方式)

圖5(a)是本發(fā)明的第二實施方式的劃線輪的前視圖，圖5(b)是該劃線輪的側視圖。在制造劃線輪時，在例如超硬合金或陶瓷制的成為劃線輪基材的圓板111的中央，首先像圖5(a)所示的那樣，形成成為軸孔的貫通孔112。其次，將未圖示的馬達等的軸連通于該貫通孔112，使它以貫通孔112的中心軸為旋轉軸112a旋轉，并且將圓板111的整個圓周從圓板的正背兩側相對于旋轉軸112a傾斜地研磨，像圖5(b)所示的那樣，使棱線與棱線的兩側的傾斜面形成為垂直截面V字形。將像這樣形成的V字形的斜面設為研磨面113。

接下來，使用圖6A的刀尖的棱線部分的放大剖視圖對鉆石薄膜的形成進行說明。首先，以使鉆石膜的附著變得容易的方式預先使V字形的研磨面113成為粗糙面。其次，在斜面部分形成成為次微米以下的粒徑的核的鉆石后，利用化學氣相沉積反應使鉆石薄膜生長。像這樣，利用化學氣相沉積法(CVD法)，在劃線輪的V字形的斜面部分形成膜厚例如為20～30μm的鉆石膜114。

之后，像下文敘述的那樣，以前端變得鋒利的方式對至少前端部分進行研磨。圖6B是表示該研磨后的狀態(tài)的局部放大剖視圖。在像這樣進行研磨時，也可以成為比原來的鉆石膜114大例如5°左右的鈍角。接著，使包含由研磨后的棱線構成的圓的面相對于旋轉軸112a垂直。這里，要進行研磨的區(qū)域也可以只是傾斜面的中央包含棱線的帶狀部分。圖6B的寬度w的區(qū)域表示該前端部分、即棱線的兩側的鉆石膜的研磨區(qū)域，例如寬度w的最小值設為10～20μm。

圖7A是表示研磨劃線輪的方法的圖。該方法中，在研磨時使用直磨石120。直磨石120為圓柱狀，在圓周面形成著磨石。使該直磨石120沿磨石旋轉軸120a旋轉，對具有鉆石膜的劃線輪的刀尖進行研磨。此時，一邊使直磨石120以固定速度沿磨石旋轉軸120a旋轉，一邊以磨石旋轉軸120a與劃線輪110的旋轉軸112a形成1個平面(紙面)的方式壓抵劃線輪110，也使劃線輪110沿該旋轉軸112a旋轉。這樣一來，劃線輪的刀尖的斜面與棱線平行地被研磨。如果結束一面的研磨，那么對另一面也同樣地研磨。像這樣，當結束研磨時，像圖8中表示圖5(b)所示的圓形部分的放大圖那樣，成為在刀尖的寬度w的研磨面形成著與棱線平行的多個微細的切削條痕的狀態(tài)。

通過像這樣進行研磨，與以往的由燒結鉆石形成的劃線輪相比，與脆性材料基板接觸的部分全部為鉆石，因此可以使劃線輪的耐磨耗性提高。而且，因為與脆性材料基板接觸的部分全部為鉆石膜，所以可以使有助于劃線的刀尖部分及棱線的粗糙度變細。因此，如果使用該劃線輪對脆性材料基板、例如陶瓷基板進行劃線而將它分割切斷，那么獲得脆性材料基板的切割面的端面精度提高，隨之也可以使端面強度提高的效果。發(fā)明者獲得如下見解：如果在研磨時相對于棱線向垂直方向或傾斜方向研磨，那么在刀尖及棱線出現(xiàn)由切削條痕所致的微細的凹凸，劃線時容易在棱線的部分產(chǎn)生缺口。因此，本發(fā)明中是與棱線平行地進行研磨，由此可以減少棱線部分的缺口或鉆石膜的剝離。此外，通過使刀尖及棱線的粗糙度變細，可以獲得鉆石膜不易剝離的效果。因此，本發(fā)明的劃線輪適合于對陶瓷基板進行劃線。

(第三實施方式)

接下來，對本發(fā)明的第三實施方式進行說明。該實施方式與第二實施方式只有研磨步驟不同。該實施方式的研磨步驟是使用圓板狀的杯型磨石121。杯型磨石121在圓板面形成著研磨面。該實施方式中是像圖7B所示的那樣，對朝向杯型磨石121的磨石旋轉軸121a傾斜的劃線輪110的前端面進行研磨。此時，一邊使杯型磨石121以磨石旋轉軸121a為中心以固定速度旋轉，一邊以磨石旋轉軸121a與劃線輪110的旋轉軸112a形成1個平面(與紙面正交的面)的方式壓抵劃線輪110，使它沿旋轉軸112a旋轉而進行研磨。在像這樣進行研磨的情況下，只要是杯型磨石121的外周部，那么與研磨區(qū)域的圓相比，劃線輪也足夠小，因此也可以與棱線大致平行地進行研磨。因此，像圖8所示的那樣，可以在形成著與棱線平行的多個切削條痕的狀態(tài)下對劃線輪進行精加工，而獲得與所述情況相同的效果。

接下來，對第二、第三實施方式的變化例進行說明。該變化例中，像圖9A中表示刀尖部的前端部分的放大圖那樣，以與劃線輪的旋轉軸112a平行的方式在基材的棱線部分設置平坦的圓周面116。接著，在這之后，與第一或第二實施方式同樣地，利用CVD法在研磨面113進行鉆石膜114的涂布。像這樣，可以通過圓周面116使鉆石膜114的密接性提高。在該涂布后，像圖9B所示的那樣，與第一或第二實施方式同樣，對圓周部分像上文敘述的那樣進行研磨而形成棱線。像這樣，與第一或第二實施方式相比，可以使棱線部分的鉆石膜的厚度變厚，而可以使劃線輪的耐磨耗性、耐剝離性提高。如果使用該劃線輪對脆性材料基板進行劃線而將它分割切斷，那么脆性材料基板的切割面的端面精度提高，可以使端面強度提高。

(第四實施方式)

接下來，對本發(fā)明的第四實施方式進行說明。在日本專利第3074143號中提出一種劃線輪，它是在劃線輪的圓周面隔開特定間隔地形成多個槽并使其間成為突起而為高浸透型。本發(fā)明也可以應用于這種劃線輪。圖10A是該實施方式的劃線輪的前視圖，圖10B是尖端的棱線部分的放大剖視圖，圖10C是圖10A中以一點鏈線表示的圓形部分的放大圖。在制造劃線輪時，在超硬合金或陶瓷制等的成為劃線輪基材的圓板131的中央，首先像圖10A所示的那樣，形成成為軸孔的貫通孔132。其次，將馬達等的旋轉軸連通于該貫通孔132而使它旋轉，并且從兩側對圓板131的整個圓周進行研磨而形成為V字形。將像這樣形成的V字形的斜面設為研磨面133。在此情況下，也與第一實施方式同樣，利用CVD法在劃線輪的刀尖部分涂布鉆石膜134，以與第一實施方式或第二實施方式或第三實施方式相同的方法進行研磨。如果使鉆石膜134為20μm，那么像圖10C所示的那樣在鉆石膜34的厚度的范圍內(nèi)形成槽135。用來成為高浸透型的劃線輪的槽的深度例如為10μm左右，因此可以通過在鉆石膜134形成槽135而成為高浸透型的劃線輪。

而且，也可以取而代之，預先在劃線輪基材的V字形的刀尖部形成槽，利用CVD法在該劃線輪基材涂布鉆石膜并加以研磨，由此構成劃線輪。

(第五實施方式)

圖11(a)是本發(fā)明的第五實施方式的劃線輪的前視圖，圖11(b)是該劃線輪的側視圖。在制造劃線輪時，在例如超硬合金或陶瓷制的成為劃線輪基材的圓板211的中央，首先像圖11(a)所示的那樣，形成成為軸孔的貫通孔212。其次，將未圖示的馬達等的軸連通于該貫通孔212，使它以貫通孔212的中心軸為旋轉軸212a旋轉，并且將圓板211的整個圓周從圓板的正背兩側相對于旋轉軸212a傾斜地研磨，形成為像圖11(b)所示的包含斜面與棱線的垂直截面V字形。將像這樣形成的V宇形的斜面設為研磨面213。

接下來，對形成在研磨面213的鉆石薄膜的形成進行說明。首先，以鉆石膜的附著變得容易的方式預先使V字形的研磨面213成為粗糙面。其次，將劃線輪基材211保持在特定的溫度、壓力、環(huán)境等，在研磨面的表面產(chǎn)生鉆石核。該核包含單晶鉆石或凝集有單晶鉆石者，該核的外徑例如為幾nm～幾十nm。接著，利用化學氣相沉積法(CVD法)使鉆石核生長，從而制成鉆石薄膜。在該生長中，將鉆石的平均粒徑設為2～10μm，優(yōu)選為4～8μm，更優(yōu)選為5μm左右，膜厚例如設為10～30μm。如果鉆石的粒徑超過10μm，那么即使進行研磨，也難以使表面粗糙度足夠小。此外，如果粒鉆石的粒徑超過10μm，那么耐磨耗性降低。而且，如果鉆石膜的膜厚超過30μm，那么成膜時容易剝離，如果未達10μm，那么研磨后的膜厚變得過薄。像這樣，像圖12A中表示刀尖的棱線附近的放大剖視圖那樣，可以在研磨面213上形成單層的鉆石膜214。因為鉆石膜214為單層，所以不會產(chǎn)生層間的鉆石的粒徑的不同，可以使鉆石膜變得均勻，因此可以使之后的研磨加工的精度提高。而且，在層內(nèi)，在鉆石的核附近與鉆石膜的表面附近，鉆石膜的性狀也不同，但因為使鉆石膜214的厚度足夠厚，為10～30μm，因此，研磨后也不會在劃線輪的刀尖表面出現(xiàn)性狀不同的鉆石的核附近的部分。因此，在對硬度高的脆性材料基板進行劃線時，也尤其不會在刀尖表面出現(xiàn)導致剝離的部位或容易磨耗的部位等，可以使劃線輪的耐磨耗性及壽命提高。

這里，如果在研磨面213上形成鉆石膜214，那么在膜表面形成鉆石結晶的凹凸，因此可以通過利用掃描電子顯微鏡(SEM(Scanning Electron Microscope))檢測該凹凸而測定鉆石粒子的平均粒徑。SEM的分辨力為0.5～4nm，因此對形成在鉆石膜上的凹凸的幾個部位進行測定，測定表面出現(xiàn)的結晶的直徑(長徑的長度)，算出平均粒徑。像這樣，在利用SEM測定的情況下，只憑表面的觀察就可以測定平均粒徑。該測定方法中，可以考慮使研磨時大致相同的表面粗糙度表示特定的數(shù)值范圍。

之后，對至少鉆石膜的前端部分，以前端變得鋒利的方式進行研磨。圖12B是表示該研磨后的狀態(tài)的局部放大剖視圖。這里，研磨可以是粗研磨與精研磨的兩個階段，也可以成為比原來的鉆石膜214大例如5°左右的鈍角。通過進行粗研磨與精研磨的兩個階段的研磨，可以縮短加工時間，并且充分減小研磨后的研磨面及棱線的表面粗糙度。接著，使包含由研磨后的棱線構成的圓的面相對于旋轉軸212a垂直。這里，要進行研磨的區(qū)域也可以只是中央包含棱線的帶狀部分。圖12B的研磨的寬度w的區(qū)域表示該前端部分、即棱線的兩側的鉆石膜的研磨區(qū)域，例如寬度w的值設為10～30μm。像這樣，如果對所述膜厚的鉆石膜進行研磨，那么單層構造的鉆石膜214的棱線附近的最薄部分的厚度d成為例如5μm～25μm。如果厚度d小，那么在劃線中鉆石膜有可能剝離，如果過大，那么存在因內(nèi)部應力而容易破裂的問題。此外，在研磨后，鉆石膜214的厚度也足夠厚，為5～25μm，因此不會在劃線輪的刀尖表面出現(xiàn)性狀不同的鉆石的核附近的部分。因此，可以使刀尖表面的粒徑或性狀均勻，尤其不會出現(xiàn)導致剝離的部位或容易磨耗的部位等，可以使劃線輪的耐磨耗性及壽命提高。

劃線輪是利用磨石等研磨材料進行研磨。利用磨石對形成在劃線輪的刀尖的鉆石膜的一傾斜面進行粗研磨或精研磨。通過利用磨石進行加工，容易使兩傾斜面的粗糙度相等，或者在劃線輪的全周以相同的角度研磨傾斜面或使劃線輪的棱線在側視時為直線。如果結束一邊的研磨，那么對另一邊也同樣地研磨。該研磨步驟中，研磨到研磨后的傾斜面的算術平均粗糙度Ra為0.03μm以下，優(yōu)選為0.015μm以下。而且，優(yōu)選為研磨到棱線的算術平均粗糙度Ra為0.03μm以下，優(yōu)選為0.015μm以下。

通過像這樣進行研磨，與以往的由燒結鉆石形成的劃線輪相比，與脆性材料基板接觸的鉆石膜的平均粗糙度小，因此可以使刀尖部分及棱線的粗糙度變細。因此，如果使用該劃線輪對脆性材料基板、例如陶瓷基板進行劃線而將它分割切斷，那么獲得脆性材料基板的切割面的端面精度提高，且隨之也可以使端面強度提高的效果。此外，通過將刀尖及棱線的粗糙度細化，而獲得鉆石膜不易剝離的效果。因此，本發(fā)明的劃線輪適合于對陶瓷基板等高硬度脆性材料基板進行劃線。

另外，在像上文敘述的那樣形成鉆石膜214后，在研磨鉆石膜214的所有面的情況下，研磨后無法直接利用SEM檢測鉆石粒子的凹凸，因此也無法測定粒徑自身。因此，在研磨鉆石膜后，也要確認鉆石膜214的鉆石粒子是否具有所期望的粒徑，因此以下說明對經(jīng)研磨的部分測定粒徑的方法。

根據(jù)電子背向散射衍射法(EBSD(Electron Backscattered Diffraction)法)，如果對試樣從傾斜60～70°的角度照射電子束，那么可以在試樣的從表面起50nm以下的區(qū)域獲得衍射電子束。通過對該背向散射衍射進行解析，而獲得結晶性材料的方位解析的信息。利用該信息，在研磨鉆石膜后也可以觀察多晶鉆石的結晶粒徑。

為了確認EBSD法的有效性，使用在研磨前膜表面的測定中平均粒徑為2～8μm、基材棱線角100°、鉆石膜棱線角120°的劃線輪作為試樣，利用EBSD法嘗試測定。接著，如果在成為試樣的劃線輪的表面具有凹凸等，那么存在無法檢測圖案的情況，因此對劃線輪的鉆石膜214進行預處理(精密的研磨)。而且，根據(jù)距劃線輪基材的距離，鉆石結晶的大小也不同，因此在厚度方向上削入鉆石膜的一部分，使基材露出，而分成距基材的距離不同的多個區(qū)塊。接著，對各區(qū)塊照射電子束，利用高靈敏度CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)相機以圖像的形式取得由反射電子形成的EBSD圖案，利用圖像處理裝置進行處理，利用數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)進行結晶粒的面分析。

依據(jù)EBSD法，根據(jù)以下的A～D的解析方法，測定結果差異較大。

A：以雙晶粒界為結晶粒界，算出平均(算術平均)的情況

B：以雙晶粒界為結晶粒界，算出面積比的加權平均的情況

C：不以雙晶粒界為結晶粒界，算出平均(算術平均)的情況

D：不以雙晶粒界為結晶粒界，算出面積比的加權平均的情況

此時，作為粒徑獲得的結果根據(jù)解析方法大致為A＜C＜B＜D，任一情況下均為2.5μm以下。從該結果來看，依據(jù)EBSD法，算出與在膜表面觀察粒徑的情況相比非常小的數(shù)值。認為原因可能在于膜表面未出現(xiàn)小的結晶。

根據(jù)以上測定，如果測定膜表面的測定中平均粒徑為2～8μm的鉆石膜的內(nèi)部，那么根據(jù)解析方法而不同，但任一解析方法中，平均粒徑均為2.5μm以下。據(jù)此認為，在膜表面全部被研磨的情況下，只要平均粒徑為3μm以下，那么表面的平均粒徑也為2～10μm。因此，像圖12B所示的那樣，在研磨鉆石膜14后，也可以間接地測定表面的平均粒徑。

(第六實施方式)

接下來，對本發(fā)明的第六實施方式進行說明。圖13A是該實施方式的劃線輪的前視圖，圖13B是尖端的棱線部分的放大剖視圖，圖13C是圖13A中以一點鏈線表示的圓形部分的放大圖。在制造劃線輪時，在超硬合金或陶瓷制等的成為劃線輪基材的圓板231的中央，首先像圖13A所示的那樣，形成成為軸孔的貫通孔32。其次，將馬達等的軸連通于該貫通孔232，使它以中心軸為中心旋轉，并且從兩側對圓板231的整個圓周進行研磨而形成為V字形。將像這樣形成的V字形的斜面設為研磨面233。在此情況下，也與第五實施方式同樣地利用CVD法在劃線輪的刀尖部分涂布單層的鉆石膜234并加以研磨。如果使鉆石膜234為20μm，那么像圖13C所示的那樣在鉆石膜234的厚度的范圍內(nèi)形成槽235。用來成為高浸透型的劃線輪的槽的深度例如為10μm左右，因此可以通過在鉆石膜234形成槽235而制成高浸透型的劃線輪。

像這樣，即使在鉆石膜234形成槽235，也因為鉆石膜為單層且膜內(nèi)的性質較為均勻，而容易均勻地加工多個槽，而且在劃線時，不易產(chǎn)生鉆石膜234的棱線部分的缺口或磨耗。因此，可以獲得更長壽命的劃線輪。

而且，也可以取而代之，預先在劃線輪的V字形的刀尖部形成槽，利用CVD法在該劃線輪涂布鉆石膜并加以研磨，由此構成劃線輪。

(第七實施方式)

圖14(a)是本發(fā)明的第七實施方式的劃線輪的前視圖，圖14(b)是該劃線輪的側視圖。在制造劃線輪時，在例如超硬合金或陶瓷制的成為劃線輪基材的圓板311的中央，首先像圖14(a)所示的那樣，形成成為軸孔的貫通孔312。其次，將未圖示的馬達等的軸連通于該貫通孔312，使它以貫通孔312的中心軸為旋轉軸312a旋轉，并且將圓板311的整個圓周從圓板的正背兩側相對于旋轉軸312a傾斜地研磨，像圖14(b)所示的那樣形成為垂直截面V字形。將像這樣形成的V字形的斜面設為研磨面313。

接下來，對形成在研磨面313的鉆石薄膜的形成進行說明。首先，以鉆石膜的附著變得容易的方式預先使V字形的研磨面313成為粗糙面。其次，將劃線輪基材311保持在特定的溫度、壓力、環(huán)境等，像圖15(a)中表示刀尖的棱線附近的放大剖視圖那樣，在研磨面的表面產(chǎn)生鉆石核320。該核包含單晶鉆石或凝集有單晶鉆石者，該核的外徑例如為幾nm～幾十nm。接著，利用化學氣相沉積法(CVD法)使鉆石核320生長，像圖15(b)所示的那樣成為鉆石薄膜。在該生長中，將鉆石的平均粒徑設為2μm以下，優(yōu)選為1μm以下。膜厚例如設為10～30μm。如果鉆石膜的膜厚超過30μm，那么在成膜時容易剝離，如果未達10μm，那么研磨后的膜厚變得過薄。

另外，也可以通過反復進行多次所述成膜，而獲得需要的膜厚。具體而言，首先利用化學氣相沉積法(CVD法)使鉆石核320生長，像圖15(b)所示的那樣形成例如2μm的厚度的鉆石薄膜。接著，再次以相同的溫度、壓力、環(huán)境等，像圖15(c)所示的那樣在鉆石薄膜的表面產(chǎn)生鉆石核320。接著，像圖15(d)所示的那樣，在相同條件下使鉆石核生長到鉆石的平均粒徑為2μm以下、優(yōu)選為1μm以下。通過像這樣反復進行多次鉆石核的附著與結晶生長，可以像圖15(e)所示的那樣形成兩層以上的多層膜、例如十層的多層膜。

像這樣，像圖16A所示的那樣，可以在研磨面313上形成平均粒徑為2μm以下、優(yōu)選為1μm以下的鉆石膜314。

之后，對至少前端部分，以前端變得鋒利的方式進行研磨。圖16B是表示該研磨后的狀態(tài)的局部放大剖視圖。這里，研磨可以設為粗研磨與精研磨的兩個階段，也可以成為比原來的鉆石膜314大例如5°左右的鈍角。接著，使包含由研磨后的棱線構成的圓的面相對于旋轉軸312a垂直。這里，研磨的區(qū)域也可以只是中央包含棱線的帶狀部分。圖16B的研磨的寬度w的區(qū)域表示該前端部分、即棱線的兩側的鉆石膜的研磨區(qū)域，例如寬度w的值設為10～30μm。像這樣，如果對所述膜厚的鉆石膜進行研磨，那么鉆石膜314的棱線附近的最薄部分的厚度d成為例如5μm～25μm。如果厚度d小，那么劃線中鉆石膜有可能剝離，如果過大，那么存在因內(nèi)部應力而容易破裂的問題。而且，在多次形成鉆石膜而制成多層構造的鉆石膜的情況下，如果研磨量較多，那么存在因層的不連續(xù)性而導致研磨后的刀尖的表面變得不均勻的情況。因此，在研磨多層構造的鉆石膜的情況下，能以減少研磨量等而使刀尖的表面變得均勻的方式進行研磨。

劃線輪是利用磨石等研磨材料進行研磨。利用磨石對形成在劃線輪的刀尖的鉆石膜的一傾斜面進行粗研磨或精研磨。通過利用磨石進行加工，容易在劃線輪的全周以相同的角度對傾斜面進行研磨。研磨步驟中，研磨到研磨后的表面的算術平均粗糙度Ra為0.03μm以下、優(yōu)選為0.015μm以下。而且，優(yōu)選為研磨到棱線的算術平均粗糙度Ra為0.03μm以下、優(yōu)選為0.015μm以下。本發(fā)明中，通過使鉆石膜314的粒徑為2μm以下，可以容易以研磨后的表面的算術平均粗糙度Ra成為0.03μm以下、優(yōu)選為0.015μm以下的方式進行研磨。

通過像這樣進行研磨，與以往的由燒結鉆石形成的劃線輪相比，與脆性材料基板接觸的鉆石膜的平均粗糙度變小，因此可以使刀尖部分及棱線的粗糙度變細。因此，如果使用該劃線輪對脆性材料基板、例如陶瓷基板進行劃線而將它分割切斷，那么獲得脆性材料基板的切割面的端面精度提高，隨之也可以使端面強度提高的效果。通過使刀尖及棱線的粗糙度變細，獲得鉆石膜不易剝離的效果。因此，本發(fā)明的劃線輪適合于對陶瓷基板進行劃線。

(第八實施方式)

接下來，對本發(fā)明的第八實施方式進行說明。圖17A是該實施方式的劃線輪的前視圖，圖17B是尖端的棱線部分的放大剖視圖，圖17C是圖17A中以一點鏈線表示的圓形部分的放大圖。在制造劃線輪時，在超硬合金或陶瓷制等的成為劃線輪基材的圓板341的中央，首先像圖17A所示的那樣，形成成為軸孔的貫通孔342。其次，將馬達等的軸連通于該貫通孔342，使它以中心軸為中心旋轉，并且從兩側對圓板341的整個圓周進行研磨而形成為V字形。將像這樣形成的V字形的斜面設為研磨面343。在此情況下，也與第七實施方式同樣地通過反復進行CVD法而在劃線輪的刀尖部分涂布多層的鉆石膜344，利用所述方法進行研磨。如果使鉆石膜344為20μm，那么像圖17C所示的那樣在鉆石膜344的厚度的范圍內(nèi)形成槽345。用來成為高浸透型的劃線輪的槽的深度例如為10μm左右，因此可以通過在鉆石膜344形成槽345而制成高浸透型的劃線輪。

而且，也可以取而代之，預先在劃線輪的V字形的刀尖部形成槽，利用CVD法在該劃線輪涂布鉆石膜并加以研磨，由此構成劃線輪。

(第九實施方式)

圖18(a)是本發(fā)明的第九實施方式的劃線輪的前視圖，圖18(b)是該劃線輪的側視圖。在制造劃線輪時，成為劃線輪基材的圓板的材料使用超硬合金。該超硬合金是以碳化鎢(WC)粒子為主成分，并在其中使用鈷(Co)作為結合材料進行燒結而形成的合金。在該超硬合金制的圓板411的中央，首先像圖18(a)所示的那樣，形成成為軸孔的貫通孔412。其次，將馬達等的旋轉軸連通于該貫通孔412，使它以圓板411的中心軸412a為中心進行旋轉，并且從兩側對圓板411的整個圓周進行研磨，形成為像圖18(b)所示的包含斜面與棱線的垂直截面大致V字形。將像這樣形成的V字形的斜面設為研磨面413。

這里，關于劃線輪基材的超硬合金，選擇作為主成分的碳化鎢(WC)粒子的平均粒徑為0.5μm以上、優(yōu)選為0.7μm以上且使用2.0μm以下、優(yōu)選為1.2μm以下的微粒子的超硬合金。如果作為超硬合金的材料的碳化鎢粒子的粒徑過小，那么為了形成超硬合金而進行燒結時，碳化鎢粒子彼此的結合力弱，因此超硬合金的強度降低。因此，形成在超硬合金上的鉆石膜容易與超硬合金的表層一起剝離，而使膜的壽命減少。而且，如果鎢粒子的粒徑過大，那么碳化鎢粒子的間隙變大，因此容易因去除鈷而導致在超硬合金表層強度降低，同樣容易使鉆石膜剝離。

而且，作為超硬合金的結合材料的鈷的重量比例如設為4％以上，優(yōu)選為5％以上，且設為8％以下，優(yōu)選為6％以下。如果鈷的含量過多，那么容易因去除鈷而導致在超硬合金表層強度大幅降低，而使鉆石膜剝離。而且，如果鈷的含量過少，那么在去除鈷后，鎢粒子的間隙減小，因此在形成鉆石膜時，難以使成為核的鉆石粒子充分地附著，難以均勻地形成膜。

接下來，使用圖19A的刀尖的棱線部分的放大剖視圖，對鉆石薄膜的形成進行說明。首先，以鉆石膜的附著變得容易的方式，預先使基材的刀尖的研磨面13成為粗糙面。通過使研磨面為粗糙面，成為核的鉆石粒子容易附著。之后，通過酸處理等眾所周知的方法去除研磨面413的表層的鈷。如果在表層殘留有鈷，那么在形成鉆石膜時，鉆石石墨化而無法形成膜。而且，去除鈷而成為鎢粒子的間隙微小的凹凸，因此同樣地成為核的鉆石粒子容易附著。其次，在研磨面413形成成為次微米以下的粒徑的核的鉆石后，利用化學氣相沉積法(CVD法)使鉆石薄膜生長。像這樣，在劃線輪的V字形的斜面部分利用化學氣相沉積法形成膜厚例如為20～30μm的鉆石膜414。之后，以至少前端部分變得鋒利的方式進行研磨。研磨是執(zhí)行機械研磨等各種研磨方法。例如，可以使用研磨材料并利用機械研磨來執(zhí)行。圖19B是表示該研磨后的狀態(tài)的局部放大剖視圖。像這樣，在研磨時，也可以成為比原來的鉆石膜414大例如5°左右的鈍角。接著，使包含由研磨后的棱線構成的圓的面相對于貫通孔412垂直。這里，要進行研磨的區(qū)域也可以只是中央包含棱線的帶狀部分。圖19B的寬度w的區(qū)域是表示該前端部分的研磨區(qū)域，例如寬度w設為10～20μm。

通過像這樣進行研磨，與以往的由燒結鉆石形成的劃線輪相比，與脆性材料基板接觸的部分全部為鉆石，因此可以使劃線輪的耐磨耗性提高。而且，因為與脆性材料基板接觸的部分全部為鉆石膜，所以可以使棱線的粗糙度變細。因此，如果使用該劃線輪對脆性材料基板進行劃線而將它分割切斷，那么獲得脆性材料基板的切割面的端面精度提高，隨之也可以使端面強度提高的效果。此外，在將基材中所使用的表面的鈷去除的狀態(tài)下，也可以提高超硬合金的表面的強度，并且成為核的鉆石粒子容易附著，由此獲得鉆石膜不易剝離的效果。因此，本發(fā)明的劃線輪適合于對像陶瓷基板這樣的硬質的脆性材料基板進行劃線。

另外，該實施方式中是像圖19B所示的那樣在V字形的研磨面413形成著鉆石膜，也可以在圓板411的前端的棱線部分設置與劃線輪的旋轉軸平行的圓周面。圓周面也可以不與旋轉軸平行，也可以朝向外側為凸的U字或V字形、或朝向內(nèi)側為V字形。

(第十實施方式)

接下來，對本發(fā)明的第十實施方式進行說明。日本專利第3074143號中提出一種劃線輪，它是在劃線輪的圓周面隔開特定間隔地形成多個槽并使其間成為突起而為高浸透型。本發(fā)明也可以應用于這種劃線輪。圖20A是該實施方式的劃線輪的前視圖，圖20B是尖端的棱線部分的放大剖視圖，圖20C是圖20A中以一點鏈線表示的圓形部分的放大圖。在該實施方式中，也使用與第一實施方式相同的超硬合金的劃線輪基材。在制造劃線輪時，在成為劃線輪基材的圓板421的中央，首先像圖20A所示的那樣，形成成為軸孔的貫通孔422。其次，將馬達等的旋轉軸連通于該貫通孔422而使它旋轉，并且從兩側對圓板421的整個圓周進行研磨，形成包含斜面與棱線的垂直截面大致V字形。將像這樣形成的V字形的斜面設為研磨面423。在此情況下，也與第一實施方式同樣地利用CVD法在劃線輪的刀尖部分涂布鉆石膜424并加以研磨。如果使鉆石膜424為20μm，那么像圖20C所示的那樣在鉆石膜424的厚度的范圍內(nèi)形成槽425。用來成為高浸透型的劃線輪的槽的深度例如為10μm左右，因此可以通過在鉆石膜424形成槽425而制成高浸透型的劃線輪。

而且，也可以取而代之，預先在劃線輪的V字形的刀尖部形成槽，利用CVD法在該劃線輪涂布鉆石膜并加以研磨，由此構成劃線輪。

另外，本發(fā)明的各實施方式中，作為劃線輪基材，使用在特定范圍的粒徑的碳化鎢中使用鈷作為結合材料的基材，也可以是在其中進而添加有氧化鈦或氧化鉭等其它構成材料而成的基材。

[實施例]

(第一實施方式的實施例)

接下來，對本發(fā)明的第一實施方式的實施例的劃線輪的研磨前的狀態(tài)與研磨后的狀態(tài)進行說明。該實施例均是對于外徑2mm的超硬合金的劃線輪基材，實施例1、2、3是形成著粒徑為5μm左右的鉆石膜，實施例4、5、6是形成著粒徑為0.5μm左右的鉆石膜。實施例1、4均是研磨前的刀尖的頂角α1為110°，在粗研磨中，使用8000號的研磨材料以在粗研磨結束后頂角α2成為115°的方式進行研磨，在精研磨中，使用15000號的研磨材料以在精研磨的結束后頂角α3成為120°的方式進行研磨。研磨后的鉆石膜14的棱線附近的最薄部分的厚度例如設為20μm。關于這兩個示例，棱線部分及與其相距一定距離的與棱線平行的線上的傾斜面的算術平均粗糙度Ra像圖21A所示。

實施例2、5均是研磨前的刀尖的頂角α1為125°，使用8000號的研磨材料以在粗研磨后頂角α2成為130°的方式進行研磨，使用15000號的研磨材料以在精研磨后頂角α3成為135°的方式進行研磨。關于這兩個示例，棱線部分及與其相距一定距離的與棱線平行的線上的傾斜面的算術平均粗糙度Ra像圖21B所示。

而且，實施例3、6均是研磨前的刀尖的頂角α1為140°，使用8000號的研磨材料以頂角α2在粗研磨后成為145°的方式進行研磨，使用15000號的研磨材料以在精研磨后頂角α3成為150°的方式進行研磨。關于這兩個示例，棱線部分及與其相距一定距離的與棱線平行的線上的傾斜面的算術平均粗糙度Ra像圖21C所示。

實施例1～6均可在精研磨時表面無缺口地進行研磨加工。任一實施例均是精研磨后的研磨面的算術平均粗糙度Ra為0.022μm以下，去除實施例1的傾斜面的值為0.015μm以下。與實施例1～3相比，實施例4～6的算術平均粗糙度變小。認為原因在于，在實施例1～3的情況下粒徑大，因此研磨前的膜表面的算術平均粗糙度也變大。然而，在此情況下，也可以通過進行精研磨而使精研磨后的算術平均粗糙度Ra足夠低，因此使用該劃線輪劃線后進行切割時，可以使脆性材料基板的端面精度提高。

接下來，對將第五、第六實施方式具體化的實施例的劃線輪的研磨前的狀態(tài)與研磨后的狀態(tài)進行說明。實施例7～9均是對外徑2mm的超硬合金的劃線輪基材以化學氣相沉積法形成著單層的鉆石膜的第五實施方式的劃線輪。實施例7是研磨前的刀尖角度為110°，在粗研磨中，使用8000號的研磨材料以在粗研磨結束后刀尖角度成為115°的方式進行研磨，在精研磨中，使用15000號的研磨材料以在精研磨結束后成為120°的方式進行研磨。鉆石膜214的棱線附近的最薄部分的厚度d例如設為20μm。關于實施例7，棱線部分及與其相距一定距離的與棱線平行的線上的傾斜面的算術平均粗糙度Ra像圖22A所示。

實施例8是研磨前的刀尖角度為125°，使用8000號的研磨材料以在粗研磨后成為130°的方式進行研磨，且使用15000號的研磨材料以在精研磨后成為135°的方式進行研磨。關于實施例8，棱線部分及與其相距一定距離的與棱線平行的線上的傾斜面的算術平均粗糙度Ra像圖22B所示。

實施例9是刀尖角度在研磨前為140°，使用8000號的研磨材料以在粗研磨后成為145°的方式進行研磨，且使用15000號的研磨材料以在精研磨后成為150°的方式進行研磨。關于實施例9，棱線部分及與其相距一定距離的與棱線平行的線上的傾斜面的算術平均粗糙度Ra像圖22C所示。

實施例7～9均可在研磨時表面無缺口地進行研磨加工。實施例7～9是通過進行粗研磨、精研磨而使算術平均粗糙度變小，精研磨后的算術平均粗糙度至多為實施例7的斜面的0.022μm。因此，可以提高使用該劃線輪劃線后切割的脆性材料基板的端面精度。

接下來，對在將第七、第八實施方式具體化的實施例10、11、12的劃線輪的研磨前的狀態(tài)與研磨后的狀態(tài)，一邊與比較例進行比較，一邊進行說明。該實施例及比較例均使用外徑2mm的超硬合金的劃線輪基材。實施例10、11、12的劃線輪均是根據(jù)第七實施方式以化學氣相沉積法形成著粒徑為2μm以下的鉆石膜的劃線輪，比較例1、2、3是形成著粒徑為5μm左右的更大的鉆石膜的劃線輪。實施例10與比較例1均是研磨前的刀尖角度為110°，在粗研磨中，使用8000號的研磨材料以在粗研磨結束后刀尖角度成為115°的方式進行研磨，在精研磨中，使用15000號的研磨材料以在精研磨結束后成為120°的方式進行研磨。鉆石膜314的棱線附近的最薄部分的厚度d例如設為20μm。關于這兩個示例，棱線部分及與其相距一定距離的與棱線平行的線上的傾斜面的算術平均粗糙度Ra像圖23A所示。

實施例11及比較例2是研磨前的刀尖角度為125°，使用8000號的研磨材料以在粗研磨后成為130°的方式進行研磨，且使用15000號的研磨材料以在精研磨后成為135°的方式進行研磨。關于這兩個示例，棱線部分及與其相距一定距離的與棱線平行的線上的傾斜面的算術平均粗糙度Ra像圖23B所示。

實施例12及比較例3均是刀尖角度在研磨前為140°，使用8000號的研磨材料以在粗研磨后成為145°的方式進行研磨，且使用15000號的研磨材料以在精研磨后成為150°的方式進行研磨。棱線部分及與其相距一定距離的與棱線平行的線上的傾斜面的算術平均粗糙度Ra像圖23C所示。

實施例10～12、比較例1～3均可在研磨時表面無缺口地進行研磨加工。與比較例1～3相比，實施例10～12的算術平均粗糙度變小。認為原因在于，因為鉆石的生長而使粒徑變大，因此平均粗糙度也變大。而且，即使進行粗研磨、精研磨，實施例10～12也均比粗粒的比較例精加工狀態(tài)良好，實施例1～3的算術平均粗糙度至多為實施例1的傾斜面的0.015μm。而且，在實施例10～12的劃線輪中，也有在粗研磨的階段算術平均粗糙度為0.015μm以下的劃線輪。因此，在研磨粒徑為2μm以下的鉆石膜而制造劃線輪的情況下，可以簡化研磨步驟。而且，在進行與粒徑大的鉆石膜相同的精研磨的情況下，可以進一步減小表面的算術平均粗糙度，因此可以進一步提高使用該劃線輪劃線后切割的脆性材料基板的端面精度。

[工業(yè)上的可利用性]

本發(fā)明的劃線輪可以提供耐磨耗性、耐剝離性高而切割出端面強度高的脆性材料基板的劃線輪，且可以適合用于劃線裝置。

[符號說明]

10 劃線輪

11 圓板

12 貫通孔

12a 旋轉軸

13 研磨面

14 鉆石膜

15 第一研磨面

16 第二研磨面

110、130 劃線輪

111、131 圓板

112、132 貫通孔

113、133 研磨面

114、134 鉆石膜

116 圓周面

120 直磨石

121 杯型磨石

135 槽

210、230 劃線輪

211、231 圓板

212、232 貫通孔

213、233 研磨面

214、234 鉆石膜

216 圓周面

235 槽

310、340 劃線輪

311、341 圓板

312、342 貫通孔

313、343 研磨面

314、344 鉆石膜

316 圓周面

320 鉆石核

345 槽

410、420 劃線輪

411、421 圓板

412、422 貫通孔

413、423 研磨面

414、424 鉆石膜

416 圓周面

425 槽