CN100361914C - 割划方法、刀轮、使用该刀轮的割划设备和制造该刀轮的设备 - Google Patents

割划方法、刀轮、使用该刀轮的割划设备和制造该刀轮的设备 Download PDF

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Abstract

在玻璃刀轮中，刃缘形成在盘状轮上，具有预定形状的槽以预定节距形成在刃缘的整个圆周的刃缘线部分的1/4或更小或3/4或更小处。槽部分与整个圆周的比率这样改变，从而可以获得理想的割划特性，该比率很大程度上有助于割划特性。

Description

割划方法、刀轮、使用该刀轮的割划设备和制造该刀轮的设备
技术领域
本发明整体涉及：形成用于分割脆质材料的割划线的割划方法；刀轮，其是用于在脆质材料中形成割划线的割划刀具；包括有这样的刀轮的割划设备；和用于制造这样的刀轮的刀轮制造设备。
该脆质材料包括用于玻璃基片或粘结玻璃基片的玻璃、半导体片、陶瓷等。
背景技术
图1(a)至1(d)是横截面图，以逐步的方式示出了液晶母片的第一分割方法，其作为在理想切割位置切割粘结玻璃基片、例如液晶母片的传统工序的一个示例。在下面的说明中，为便于解释，将在由一对是液晶母片的玻璃基片形成的粘结玻璃基片中的一个称为A侧玻璃基片，将另一个称为B侧玻璃基片。
(1)首先，如图1(a)所示，粘结玻璃基片1放置在第一割划设备上，从而使A侧玻璃基片平放在B侧玻璃基片上，并使用玻璃刀轮2来割划A侧玻璃基片，以形成一条割划线Sa。
(2)接下来，将其中已在A侧玻璃基片上形成割划线Sa的粘结玻璃基片1翻过来，并将其输送到一个第二割划设备。在该第二割划设备中，使用玻璃刀轮2来割划粘结玻璃基片1的B侧玻璃基片，以形成一条平行于割划线Sa的割划线Sb，如图1(b)所示。在此应该指出的是，在液晶母片的情况下，数个液晶板由液晶母片形成，并且在每个液晶板中，需要在一个玻璃基片的侧边缘部分形成端子。因此，在许多情况下，形成于A侧玻璃基片中的割划线Sa的割划部分和形成于B侧玻璃基片中的割划线Sb的割划部分沿水平方面彼此错开，如图1(b)所示。
(3)接下来，将其中分别已在A侧玻璃基片和B侧玻璃基片上形成割划线Sa和Sb的粘结玻璃基片1输送到一个第一断开设备，而不翻过来，即不交换A侧玻璃基片和B侧玻璃基片的位置。在该第一断开设备中，如图1(c)所示，粘结玻璃基片1放置在垫4上。将一个断开条3沿在A侧玻璃基片上形成的割划线Sa推向粘结玻璃基片1的B侧玻璃基片。因此，一条裂痕从割划线Sa向上延伸，并且相应地，下面的A侧玻璃基片沿割划线Sa断开。
(4)接下来，将其中A侧玻璃基片已断开的粘结玻璃基片1翻过来，从而A侧玻璃基片位于B侧玻璃基片之上，并将该粘结玻璃基片输送到一个第二断开设备。在该第二断开设备中，如图1(d)所示，粘结玻璃基片1放置在垫4上。将一个断开条3沿在B侧玻璃基片上形成割划线Sb推向粘结玻璃基片1的A侧玻璃基片。因此，下面的B侧玻璃基片沿割划线Sb断开。
通过执行上述步骤(1)至(4)，粘结玻璃基片1在理想位置被分割成两块。
如在上述步骤(3)和(4)所示，断开条3被推向上面的玻璃基片，因此下面的玻璃基片断开。例如，如图1(c)所示，当断开条3被推向上面的B侧玻璃基片时，A侧玻璃基片和B侧玻璃基片在对着被断开条3顶推的位置向下弯曲，因此将力施加到A侧玻璃基片上，从而水平加宽了沿在A侧玻璃基片中形成的割划线Sa的垂直方向(垂直裂痕)形成的裂痕。所以，垂直裂痕向上延伸，从而到达A侧玻璃基片的上表面，因此A侧玻璃基片断开。另一方面，在上面的B侧玻璃基片中形成的割划线Sb中，力沿水平方向从B侧玻璃基片的两端向与在下面的玻璃基片中产生的力的方向反向的裂痕施加，从而压缩裂痕(垂直裂痕)。因此，B侧玻璃基片不断开。
在步骤(3)和(4)执行的断开步骤中，当下面的A侧玻璃基片的割划线Sa的垂直裂痕是浅的时，如图1(c)所示，需要施加相对较大的推动力，以便断开A侧玻璃基片。然而，当由断开条3施加的推动力大大时，上面的B侧玻璃基片可能会与A侧玻璃基片此同时断开。在这种情况中，在下面的A侧玻璃基片中，垂直裂痕沿大体垂直的方向延伸以断开下面的A侧玻璃基片，即不会有问题产生。然而，由于在上面的B侧玻璃基片中，由断开条3施加力的位置不同于在B侧玻璃基片中形成割划线Sb的位置，所以力不沿使上面的B侧玻璃基片断开的方向产生。因此，可能沿倾斜方向形成分割面。另外，裂痕可能这样形成，从而彼此接触，使得在接触位置产生缺陷(水平裂痕)。具有这样的沿倾斜方向形成的分割面或缺陷的粘结玻璃基片作为液晶板而言不具有商业价值。
该申请有申请人提出了一种脆质基片的断开方法，其能够解决在日本特开平出版物No.6-48755、名称为“粘结玻璃基片的断开方法”中的这样的问题。
图2(a)至2(d)是横截面图，以逐步的方式示出了在上述出版物中说明的用于断开脆质材料的第二分割方法。在下文中，将结合图2(a)至2(d)说明在该出版物中说明的方法。同样，在下面的说明中，为便于解释，如结合图1(a)至1(d)那样，在将在由一对是液晶母片的玻璃基片形成的粘结玻璃基片中的一个称为A侧玻璃基片，将另一个称为B侧玻璃基片。
(1)首先，如图2(a)所示，粘结玻璃基片1放置在一个第一割划设备上，从而使A侧玻璃基片位于B侧玻璃基片上，并使用玻璃刀轮2割划A侧玻璃基片，从而形成一条割划线Sa。
(2)接下来，将其中已在A侧玻璃基片上形成割划线Sa的粘结玻璃基片1翻过来，并将其输送到一个第一断开设备。在该第一断开设备中，如图2(b)所示，粘结玻璃基片1放置在垫4上。将一个断开条3沿在A侧玻璃基片上形成的割划线Sa推向粘结玻璃基片1的B侧玻璃基片。因此，在下面的A侧玻璃基片中，一条裂痕从割划线Sa向上延伸，并且相应地，A侧玻璃基片沿割划线Sa断开。
(3)接下来，将其中A侧玻璃基片已断开的粘结玻璃基片1输送到一个第二割划设备，而不翻过来，即不交换A侧玻璃基片和B侧玻璃基片的位置。在该第二割划设备中，使用一个玻璃刀轮2割划粘结玻璃基片1的B侧玻璃基片，从而形成一条平行于割划线Sa的割划线Sb，如图2(c)所示。在此应该指出的是，在液晶母片的情况下，数个液晶板由液晶母片形成，并且在每个液晶板中，需要在一个玻璃基片的侧边缘部分形成端子。因此，在许多情况下，形成于A侧玻璃基片中的割划线Sa的割划部分和形成于B侧玻璃基片中的割划线Sb的割划部分沿水平方面彼此错开。
(4)接下来，将粘结玻璃基片1翻过来，从而A侧玻璃基片位于B侧玻璃基片之上，并将该粘结玻璃基片输送到一个第二断开设备。在该第二断开设备中，如图2(d)所示，粘结玻璃基片1放置在垫4上。将一个断开条3推向粘结玻璃基片1的A侧玻璃基片的相应于在B侧玻璃基片上形成的割划线Sb的部分。因此，下面的B侧玻璃基片沿割划线Sb断开。
通过执行上述步骤(1)至(4)，粘结玻璃基片1在理想位置被分割成两块。
在该脆质材料的第二分割方法中，如在步骤(2)和(4)中所示，在断开步骤中，将被断开的下面的玻璃基片具有割划线，然而上面的玻璃基片不具有割划线。因此，上面的玻璃基片不与下面的玻璃基片的断开同时断开。所以，能够避免可能在在图1(a)至(4)中示出的第一分割方法中出现的问题、例如沿倾斜方向延伸的分割面、缺陷的形成等等的发生。
图3是在第一和第二分割方法中使用的玻璃刀轮2的侧视图，是沿垂直于玻璃刀轮2的旋转轴线的方向看到的情况。玻璃刀轮2形成为圆盘状状，在此Φ表示轮的直径，w表示轮的厚度，具有刃缘角α的刃缘沿轮的圆周形成。
另外该申请的申请人改进了图3中所示的在日本特开平出版物No.9-188534、名称为“玻璃刀轮”中公开的玻璃刀轮2，以获得能够形成较深的垂直裂痕的玻璃刀轮。
图4示出了该出版物中公开的玻璃刀轮，其是沿玻璃刀轮的旋转轴线看到的情况。
该玻璃刀轮5在轮的圆周处形成的刃缘的缘线部分处具有波纹。即，U形或V形的槽5b形成在刃缘的缘线部分5a处。这些槽5b通过以节距P从缘线部分5a以深度h切割槽口形成。通过形成这些槽5b，以节距P形成了具有高度h的凸起j。
在图4中，在缘线部分处形成的槽以放大尺寸示出，以便易于识别于这些槽。然而，槽的真实尺寸是微米级的尺寸，其通过肉眼是不能识别的。
下面的表1示出了轮直径Φ、轮厚度w等的具体数值。示出这些值用于两个示例，即类型1和类型2。
表1
  类型1 类型2
轮直径Φ轮厚度w刃缘角α凸起j的数目凸起j的高度节距P刃缘载荷割划速度   2.5mm0.65mm125°1255μm63μm3.6Kgf300mm/秒 2.0mm0.65mm125°11010μm63μm1.8Kgf400mm/秒
在缘线部分处具有波纹的玻璃刀轮具有显著改善的割划特性，即形成垂直裂痕的显著改善的能力。通过使用该玻璃刀轮执行割划过程，可以在割划过程中获得几乎到达被割划玻璃基片的下表面附近的深的垂直裂痕。
与传统玻璃刀轮相比，在缘线部分处具有波纹的玻璃刀轮5具有显著改善的割划特性。然而，由于沿玻璃刀轮5的缘线部分的整个圆周形成精密波纹，波纹在缘线部分的处理和形成需要长的处理时间，并且在可加工性方面有一些问题。
在使用在缘线部分处具有波纹的玻璃刀轮5执行图2中所示的第二分割方法的情况下，在B侧玻璃基片中形成深的垂直裂痕的割划线Sb，在一些情况下，粘结玻璃基片1基本上在上面的B侧玻璃基片在步骤(3)中被割划时被分割开。因此，当在步骤(3)和步骤(4)之间的过滤阶段中使用吸垫或类似物将粘结玻璃基片1输送到第二断开设备时，被分割的粘结玻璃基片1中的一片可能会被留在第二断开设备中。另外，在粘结玻璃基片1的输送过程中，被分割的粘结玻璃基片1中的一片可能会从吸垫上掉下来。在这样的情况中，用于分割粘结玻璃基片1的生产线设备可能不能由正常方式操作了。
本发明被认为解决了上述问题。本发明的一个目的是提供：玻璃刀轮，其中在可加工性方面的问题，即可能出现在在缘线部分的整个圆周具有波纹的玻璃刀轮中的问题被解决了并获得了理想的割划特性，即可以在玻璃基片分割过程中形成具有理想深度的垂直裂痕的割划线；用于形成能够分割脆质材料的割划线的割划方法；并入有这样的刀轮的割划设备；和用于制造这样刀轮的刀轮制造设备。
发明内容
本发明的割划方法，其使用具有在厚度方向上沿圆周方向突出的中心部分从而在轮的缘线部分处形成刃缘的脆质材料分割盘状轮和数个具有以预定节距在缘线部分处形成的预定形状的槽，其特征在于，使用一个轮执行割划，在该轮中由数个槽占据的区域的长度关于缘线部分的整个圆周的比率小于1，从而在被割划的脆质材料内形成的垂直裂痕的深度周期性变化。
在上述本发明的割划方法中，优选使用一个轮执行割划，在该轮中由数个槽占据的区域的长度关于缘线部分的整个圆周的比率等于或小于3/4。
在上述本发明的割划方法中，更为优选地是使用一个轮执行割划，在该轮中由数个槽占据的区域的长度关于缘线部分的整个圆周的比率等于或小于1/4。
本发明的用于分割脆质材料的刀轮，其中刃缘形成在盘状轮的缘线部分中，并且数个具有预定形状的槽以预定节距形成在缘线部分中，其特征在于，由数个槽占据的区域的长度关于缘线部分的整个圆周的比率小于1。
在上述本发明的刀轮中，优选由数个槽占据的区域的长度关于缘线部分的整个圆周的比率大于1/4和等于或小于3/4。
在上述本发明的刀轮中，更为优选地是由数个槽占据的区域的长度关于缘线部分的整个圆周的比率等于或小于1/4。
在上述本发明的刀轮中，优选该节距相应于1-20mm的轮直径为20-200μm，所述数个槽以该节距形成。
在上述本发明的刀轮中，更为优选地是数个槽的深度相应于1-20mm的轮直径为2-200μm。
在上述本发明的刀轮中，更为优选地是刀轮与穿过该轮的轴整体形成。
在上述本发明的刀轮中，更为优选地是至少一个槽区域形成在缘线部分中；这些槽具有不同的深度，从而槽的深度在槽区域的中心部分处比在槽区域的端部分处深。
本发明的另一种刀轮，其特征在于：槽区域形成在缘线部分的整个圆周上；连续设置有其中槽的深度开始变深的区域和其中槽的深度开始变浅的区域。
本发明的割划设备，其包括用于使刀头关于其中放置有脆质材料的工作台沿X方向和/或Y方向运动的机构，其特征在于，该刀头设置有本发明的上述刀轮。
本发明的用于分割粘结玻璃基片的方法，其包括第一割划步骤、第二割划步骤和断开步骤，其特征在于，在该第二割划步骤中使用了本发明的上述玻璃刀轮。
本发明的用于分割粘结玻璃基片的方法，其包括第一割划步骤、第一断开步骤、第二割划步骤和第二断开步骤，其特征在于，在该第二割划步骤中使用了本发明的上述玻璃刀轮。
用于制造本发明的刀轮的刀轮制造设备，其包括：至少一个可旋转地支撑的盘状研磨件；和一个支撑至少一个待研磨的刀轮并向该研磨件推进该刀轮/从该研磨件缩回该刀轮的研磨机构，其特征在于，该研磨机构具有用于使刀轮的待被研磨件研磨的部分运动的旋转装置。
本发明的上述刀轮制造设备，其优选还包括：用于向该研磨件推进该刀轮/从该研磨件缩回该刀轮的推进/缩回装置；和用于控制该推进/缩回装置以及旋转装置的控制装置。
在本发明的上述刀轮制造设备中，优选该控制装置根据刀轮的缘线部分的整个圆周上的分度数和区域数控制旋转装置，从而在缘线部分中在理想位置形成槽。
附图说明
图1示出了粘结玻璃板的传统分割工序。
图2示出了粘结玻璃板的另一个传统分割工序。
图3是一个玻璃刀轮的正视图。
图4是一个玻璃刀轮的侧视图，其中在轮的缘线部分形成有槽。
图5是本发明一个实施例的玻璃刀轮的侧视图。
图6是本发明另一个实施例的玻璃刀轮的侧视图。
图7示出了在使用本发明的玻璃刀轮执行割划时形成的垂直裂痕。
图8示出了使用包括有本发明的玻璃刀轮的割划设备进行的分割工序。
图9示出了使用包括有本发明的玻璃刀轮的割划设备进行的另一个分割工序。
图10是一个侧视图，示出了示例1的玻璃刀轮。
图11是一个侧视图，示出了示例2的玻璃刀轮。
图12是一个侧视图，示出了示例3的玻璃刀轮。
图13是一个侧视图，示出了示例4的玻璃刀轮。
图14是一个侧视图，示出了示例5的玻璃刀轮。
图15是一个平面图，示出了示例2的玻璃刀轮制造设备的整体结构。
图16示出了包括在玻璃刀轮制造设备的操作部段中的触板的示例。
图17是包括在玻璃刀轮制造设备中的示意灯的示例。
图18是一个流程图，示出了玻璃刀轮研磨工序的步骤。
图19是在示例1中使用的割划设备的正视图。
图20是在示例1中使用的割划设备的侧视图。
具体实施方式
图5一个是侧视图，示出了本发明实施例1的玻璃刀轮6。
如图5所示，该玻璃刀轮6具有一个其中在刃缘线部分形成有槽的区域A和其中在刃缘线部分未形成有槽的区域B。
区域A的其中形成有槽的缘线部分相对于整个缘线部分(区域A+区域B)的比率(在下文中称为“区域A与整个圆周的比率”)鉴于在玻璃刀轮6的缘线中形成槽的可加工性优选为3/4或更小。通过这样的比率，形成槽的工序不用很长的时间，并且可以获得好的可加工性。
在区域A与整个圆周的比率为3/4或更小但大于1/4的情况中，可以获得其深度周期变化的垂直裂痕，如下面将说明的在图7中所示的那样。当区域A与整个圆周的比率处于这样的范围内时，需要加设限制条件，以便获得上述周期性的裂痕。
作为选择方案，在区域A与整个圆周的比率为1/4或更小的情况中，在较宽的条件下可以稳定地获得其深度周期变化的垂直裂痕。将区域A与整个圆周的比率设定在该范围内适于防止可能在其中已形成有割划线的脆质基片的输送过程中出现的问题，例如脆质基片的被分割的一片在输送中掉下来。
在缘线部分中的区域A中形成的槽6b被有意地以微米级为基础周期地形成。这些槽6b应该被认为是与在形成刃缘线的研磨工序中不可避免地形成的亚微米级的研磨裂纹不同的。
图6示出了根据实施例1玻璃刀轮的另一个示例。在图6(a)中，整个刃缘被分成六个区域，从而区域A和区域B交替形成。在图6(b)中，整个刃缘被分成八个区域，从而区域A和区域B交替形成。
在图6(b)中，其中形成有槽的区域A形成为数个区域A1至A4，其中未形成有槽的区域B形成为数个区域B1至B4。区域A1至A4和区域B1至B4中的每一个的长度例如这样设定，从而满足下述关系：
A1＝A2＝A3＝A4；    A1+A2+A3+A4＝A；
B1＝B2＝B3＝B4；    B1+B2+B3+B4＝B；和
A/B＝1。
在这种情况中，区域A1至A4的长度都是相等的，区域B1至B4的长度都是相等的。另外，由于满足A/B＝1，所以区域A与整个圆周的比率为2/4。
在一个选择示例中，满足下述关系：
A1＝A2≠A3≠A4；    A1+A2+A3+A4＝A；
B1＝B2≠B3≠B4；    B1+B2+B3+B4＝B；和
A/B＝1。
在这种情况中，对于A1至A4和区域B1至B4而言，区域A3的长度和区域A4的长度与区域A1的长度和区域A2的长度是不同的，并且区域B3的长度和区域B4的长度与区域B1的长度和区域B2的长度是不同的。另外，对于整个圆周而言，由于由满足A/B＝1，所以区域A与整个圆周的比率为2/4。
在一个选择示例中，满足下述关系：
A1＝A2≠A3≠A4；    A1+A2+A3+A4＝A；
B1＝B2≠B3≠B4；    B1+B2+B3+B4＝B；和
A/B＝3/1。
在这种情况中，对于A1至A4和区域B1至B4而言，区域A3的长度和区域A4的长度与区域A1的长度和区域A2的长度是不同的，并且区域B3的长度和区域B4的长度与区域B1的长度和区域B2的长度是不同的。另外，对于整个圆周而言，由于由满足A/B＝3/1，所以区域A与整个圆周的比率为3/4。
该玻璃刀轮6可以与一个插入在轮6中的轴整体形成。可以使用整体形成玻璃刀轮6的方法、整体研磨轮6和轴的方法、用粘结剂和/或通过焊接等等连接刃缘和轴的方法。
图7是一个简视图，整体示出了在使用上述玻璃刀轮6在玻璃基片中形成割划线时在玻璃基片中产生的垂直裂痕。
在使用玻璃刀轮6通过割划玻璃形成的割划线中，垂直裂痕的深度在由具有槽的区域A形成的割划线SA中和在由不具有槽的区域A形成的割划线SB中是不同的。在这样的割划线中，可以发现深度的变化。即，在割划线SA中由于在缘线部分中形成的槽而形成了深的垂直裂痕DA，而在割划线SB中由于在割划线SB的缘线部分中未形成有槽而形成了浅的垂直裂痕DB。
因此，由于垂直裂痕的深度在使用实施例1的玻璃刀轮6执行割划的情况中周期性的变化，所以玻璃刀轮6的割划能力在图2的传统玻璃刀轮2的割划能力和图4的传统玻璃刀轮2的割划能力之间。另外，通过适当地改变其中形成有槽的区域A和其中未形成有槽的区域B相应于玻璃刀轮的整个圆周的比率，可以获得用于分割玻璃基片的理想垂直裂痕线(割划线)。
在下文中说明示出了实施例1的玻璃刀轮的具体示例的示例1-5。
(示例1)
图10示出了示例1的玻璃刀轮的实施例。下面的表2示出了示例1的玻璃刀轮的尺寸，例如轮直径等等。
表2
轮直径Φ轮厚度w刃缘角α槽深度 2.0mm0.65mm135°7μm
这样设计示例1的玻璃刀轮6，从而具有相等深度(7μm)的槽连续形成在缘线部分的整个圆周长度的1/10部分(8分度/80分度)上。
该玻璃刀轮6用于以0.16到0.40MPa的刃缘载荷和400mm/s的割划速度割划出具有0.7mm的厚度的无碱玻璃板。在使用示例1的玻璃刀轮6进行的割划工序中，形成其中垂直裂痕的深度周期变化的割划线，如图7所示。在使用0.18MPa的载荷的情况中，图7中所示的深垂直裂痕DA大约为400μm，图7中所示的浅垂直裂痕DB大约为100μm。
(示例2)
图11示出了示例2的玻璃刀轮6的实施例。下面的表3示出了图11中所示的玻璃刀轮的尺寸，例如轮直径等等。
表3
轮直径Φ轮厚度w刃缘角α槽深度 2.0mm0.65mm135°7μm
示例2的玻璃刀轮6在玻璃刀轮6的圆周上在两个分开的位置处具有区域A1和A2，其中每一个区域是缘线部分的整个圆周长度的1/10部分(8分度/80分度)，在此连续形成有具有相等深度(7μm)的槽。其中形成有槽的区域A1和A2设置在玻璃刀轮6的相对于玻璃刀轮6的中心轴线的相对两侧。
玻璃刀轮6用于以0.16到0.40MPa的刃缘载荷和400mm/s的割划速度割划出具有0.7mm的厚度的无碱玻璃板。在使用示例2的玻璃刀轮6进行的割划工序中，形成其中垂直裂痕的深度周期变化的割划线，如图7所示。在使用0.20MPa的载荷的情况中，图7中所示的深垂直裂痕DA大约为400μm，图7中所示的浅垂直裂痕DB大约为100μm。
(示例3)
图12示出了示例3的玻璃刀轮6的实施例。下面的表4示出了示例3的玻璃刀轮6的尺寸，例如轮直径等等。
表4
轮直径Φ轮厚度w刃缘角α槽深度 2.0mm0.65mm135°7μm
示例3的玻璃刀轮6在玻璃刀轮6的圆周上在三个分开的位置处具有区域A1、A2和A3，其中每一个区域是缘线部分的整个圆周长度的1/10部分(8分度/80分度)，在此连续形成有具有相等深度(7μm)的槽。区域A1、A2和A3以均匀的间隔设置。
玻璃刀轮6用于以0.1 6到0.40MPa的刃缘载荷和400mm/s的割划速度割划出具有0.7mm的厚度的无碱玻璃板。在使用示例3的玻璃刀轮6进行的割划工序中，形成其中垂直裂痕的深度周期变化的割划线，如图7所示。在使用0.20MPa的载荷的情况中，图7中所示的深垂直裂痕DA大约为400μm，图7中所示的浅垂直裂痕DB大约为100μm。
(示例4)
图13示出了示例4的玻璃刀轮6的实施例。下面的表5示出了示例4的玻璃刀轮6的尺寸，例如轮直径等等。
表5
轮直径Φ轮厚度w刃缘角α槽深度 2.0mm0.65mm135°3、5、7、7、7、5、3μm
示例4的玻璃刀轮6在玻璃刀轮6的圆周上的一个位置处具有一个区域A，该区域是缘线部分的整个圆周长度的1/10部分(8分度/80分度)，在该区域A中形成有七个槽。如此设计这些槽，从而它们按顺序具有不同的深度3、5、7、7、7、5、3μm。
玻璃刀轮6用于以0.16到0.40MPa的刃缘载荷和400mm/s的割划速度割划出具有0.7mm的厚度的无碱玻璃板。在使用示例4的玻璃刀轮6进行的割划工序中，形成其中垂直裂痕的深度周期变化的割划线，如图7所示。在使用0.22MPa的载荷的情况中，图7中所示的深垂直裂痕DA大约为400μm，图7中所示的浅垂直裂痕DB大约为100μm。
(示例5)
图14示出了示例5的玻璃刀轮6的实施例。下面的表6示出了示例5的玻璃刀轮6的尺寸，例如轮直径等等。
表6
轮直径Φ轮厚度w刃缘角α分度数槽深度 2.0mm0.65mm140°1063、5、7、7、7、5、3μm
在示例5的玻璃刀轮6中，缘线部分的整个圆周长度被分为106个分度，从而沿整个圆周按顺序重复形成具有不同的深度3、5、7、7、7、5、3μm。
玻璃刀轮6用于以0.16到0.40MPa的刃缘载荷和400mm/s的割划速度割划出具有0.7mm的厚度的无碱玻璃板。在使用示例5的玻璃刀轮6进行的割划工序中，形成其中垂直裂痕的深度周期变化的割划线，如图7所示。在使用0.29MPa的载荷的情况中，图7中所示的深垂直裂痕DA大约为400μm，图7中所示的浅垂直裂痕DB大约为100μm。
从上述示例1-5的结果中发现，根据1-20mm的轮直径，连续形成的数个槽的节距优选为20-200μm，并且根据1-20mm的轮直径，数个槽的深度优选为2-200μm。
在用于示出本发明的上述刀轮的附图中，在刀轮的缘线处形成的槽以放大尺寸示出，以便易于识别于这些槽。然而，槽的真实尺寸是微米级的尺寸，其通过肉眼是不能识别的。
接下来，说明使用具有实施例1的玻璃刀轮6的分割设备来分割粘结玻璃基片1的方法。在下述说明中使用的割划设备是一个具有这样的机构的割划设备，该机构用于实现其上安装有玻璃板的工作台的θ旋转和用于使工作台关于刀头沿X方向和Y方向运动。
图19和20示出了一个割划设备的示例，其中工作台执行θ旋转并沿Y方向运动，刀头沿X方向运动。图19是该割划设备的正视图，图20是该割划设备的侧视图。
如图19和20中所示，该割划设备具有一个其上安装有玻璃板的工作台41。工作台41由旋转工作台42支撑，从而可沿水平方向旋转，并且可通过球形螺钉44的旋转而沿Y方向(在图19中为向左/向右方向)运动。另外，刀头46被沿轨道47可运动地支撑，从而可沿X方向(在图20中为向左/向右方向)运动，在该刀头上可旋转地连接有本发明的上述玻璃刀轮11，从而玻璃刀轮11可围绕其轴旋转。
在使用该割划设备执行割划的情况中，工作台41每次以预定节距沿Y方向运动，刀头46便沿X方向运动，从而沿X方向割划安装在工作台41上的玻璃板。之后，工作台41由旋转工作台42转动90°，并且以与上述相同的方式执行割划，从而可以在玻璃板上形成一条与先前形成的割划线成直角相交的割划线。
在上述割划设备中，附图标记43表示工作台进给电机，其用于使工作台41沿Y方向运动；附图标记45表示轨道，其用于支撑旋转工作台42，从而旋转工作台42可沿Y方向运动；附图标记48表示刀轴电机，其用于使被旋转支撑的玻璃刀轮11旋转；附图标记49和50表示CCD(电荷耦合装置)相机，其用于监控在工作台41上被割划的玻璃基片；和附图标记51表示相机支撑金属件，其用于支撑CCD相机49和50。
图8(a)至8(c)是横截面图，以逐步的方式示出了使用包括有实施例1的玻璃刀轮6的分割设备来分割粘结玻璃基片1的方法。在下面的说明中，为便于解释，将在由一对是液晶母片的玻璃基片形成的粘结玻璃基片中的一个称为A侧玻璃基片，将另一个称为B侧玻璃基片。
(1)首先，如图8(a)所示，粘结玻璃基片1放置在第一割划设备上，从而使A侧玻璃基片平放在B侧玻璃基片上，并使用玻璃刀轮5来割划A侧玻璃基片，以形成一条割划线Sa。第一割划设备使用图4中示出的玻璃刀轮5，该玻璃刀轮沿其整个圆周具有槽。在使用该玻璃刀轮5形成的割划线Sa中，形成了一条到达A侧玻璃基片的下表面附近的、在附图中以Va表示的深垂直裂痕。
(2)接下来，将其中已在A侧玻璃基片上形成割划线Sa的粘结玻璃基片1翻过来，并将其输送到一个第二割划设备。在该第二割划设备中，使用玻璃刀轮6来割划粘结玻璃基片1的B侧玻璃基片，以形成一条平行于割划线Sa的割划线Sb，如图8(b)所示。第二割划设备使用示例1-5中任一个所述的玻璃刀轮6。在使用该玻璃刀轮6形成的割划线Sb中，形成了一条按周期性基础交替地包括浅部分或深部分的垂直裂痕Vb。在此应该指出的是，在液晶母片的情况下，数个液晶板由液晶母片形成，并且在每个液晶板中，需要在一个玻璃基片的侧边缘部分形成端子。因此，在许多情况下，形成于A侧玻璃基片中的割划线Sa的割划部分和形成于B侧玻璃基片中的割划线Sb的割划部分沿水平方面彼此错开。
(3)接下来，将其中分别已在A侧玻璃基片和B侧玻璃基片上形成割划线Sa和Sb的粘结玻璃基片1翻过来，从而使A侧玻璃基片位于B侧玻璃基片上，并且将该粘结玻璃基片输送到一个断开设备。在该断开设备中，如图8(c)所示，粘结玻璃基片1放置在垫4上。将一个断开条3沿在B侧玻璃基片上形成的割划线Sb推向粘结玻璃基片1的A侧玻璃基片。因此，在下面的B侧玻璃基片中，一条裂痕从割划线Sb向上延伸，并且相应地，B侧玻璃基片沿割划线Sb断开。
通过顺序执行上述步骤(1)至(3)，粘结玻璃基片1被分割开。
如先前所述及的，在使用本发明的玻璃刀轮6进行的割划工序中，形成了按周期性基础交替地包括浅部分或深部分的垂直裂痕Vb，从而垂直裂痕Vb不沿玻璃基片的厚度方向完全渗透玻璃基片。因此，即使在步骤(2)中将粘结玻璃基片1从第二割划设备输送到断开设备的过程中当A侧玻璃基片被完全分割时，在此也不存在粘结玻璃基片1被分割开的可能性，因为A侧玻璃基片保持粘结在B侧玻璃基片上。
图9(a)至9(d)是横截面图，以逐步的方式示出了使用并入有实施例1的玻璃刀轮6的分割设备来分割粘结玻璃基片1的第二方法。在下面的说明中，为便于解释，将在由一对是液晶母片的玻璃基片形成的粘结玻璃基片中的一个称为A侧玻璃基片，将另一个称为B侧玻璃基片。
(1)首先，如图9(a)所示，粘结玻璃基片1放置在第一割划设备上，从而使A侧玻璃基片平放在B侧玻璃基片上，并使用玻璃刀轮2来割划A侧玻璃基片，以形成一条割划线Sa。使用该玻璃刀轮形成的垂直裂痕Va不导致一条到达玻璃基片的下表面附近的深垂直裂痕。
(2)接下来，将其中已在A侧玻璃基片上形成割划线Sa的粘结玻璃基片1翻过来，并将其输送到一个第一断开设备。在该断开设备中，如图9(b)所示，粘结玻璃基片1放置在垫4上。将一个断开条3沿在A侧玻璃基片上形成的割划线Sa推向粘结玻璃基片1的B侧玻璃基片。因此，在下面的A侧玻璃基片中，一条裂痕从割划线Sa向上延伸，并且相应地，A侧玻璃基片沿割划线Sa断开。
(3)接下来，将其中A侧玻璃基片已被分割开的粘结玻璃基片1输送到一个第二割划设备，而不翻过来，即不交换A侧玻璃基片和B侧玻璃基片的位置。在该第二割划设备中，使用一个玻璃刀轮6割划粘结玻璃基片1的B侧玻璃基片，从而形成一条平行于割划线Sa的割划线Sb，如图9(c)所示。在此应该指出的是，在液晶母片的情况下，数个液晶板由液晶母片形成，并且在每个液晶板中，需要在一个玻璃基片的侧边缘部分形成端子。因此，在许多情况下，形成于B侧玻璃基片中的割划线Sb的割划部分和形成于A侧玻璃基片中的割划线Sa的割划部分沿水平方面彼此错开。
(4)接下来，将所获得的粘结玻璃基片1翻过来，从而A侧玻璃基片位于B侧玻璃基片之上，并将该粘结玻璃基片输送到一个第二断开设备。在该第二断开设备中，如图9(d)所示，粘结玻璃基片1放置在垫4上。将一个断开条3沿在B侧玻璃基片上形成的割划线Sb推向粘结玻璃基片1的A侧玻璃基片。因此，在下面的B侧玻璃基片中，一条裂痕从割划线Sb向上延伸，并且相应地，B侧玻璃基片沿割划线Sb断开。在割划线Sb在步骤(3)在B侧玻璃基片中形成的同时形成的垂直裂痕在图9(d)以Vd表示。
如上所述，在使用本发明的玻璃刀轮6进行的割划工序中，形成了按周期性基础交替地包括浅部分或深部分的垂直裂痕Vb，从而垂直裂痕Vb不沿玻璃基片的厚度方向完全渗透玻璃基片。因此，即使在步骤(4)中将粘结玻璃基片1从第二割划设备输送到断开设备的过程中当A侧玻璃基片被完全分割时，在此也不存在粘结玻璃基片1被分割开的可能性，因为B侧玻璃基片不被完全分割开。
在上文中，已经说明了用于粘结玻璃基片的割划方法。作为具体情况，可以使用本发明的割划方法割划不同的脆质材料。在这种情况中，同样可以在不同的脆质材料中形成交替地包括浅部分或深部分的垂直裂痕。通过形成这样的具有周期性变形的深度的垂直裂痕，脆质材料可以被输送到下一个步骤中，而不会导致在输送过程中的完全分割开。
接下来，说明用于制造如图5所示的其中在刃缘部分形成有波纹的玻璃刀轮的玻璃刀轮制造设备。
图15是一个平面图，示出了本发明实施例2的玻璃刀轮制造设备的整体结构。
玻璃刀轮制造设备10具有用于研磨玻璃刀轮的刃缘的缘线部分、从而在该刃缘中形成槽的结构。
玻璃刀轮制造设备10具有一个壳体13，砂轮12可旋转地支撑在该壳体中并固定在放置在该壳体中的主轴电机11上。在壳体13的正面上设置有一个门部分14，该门可以打开以便引入或取出待研磨的玻璃刀轮。门部分14用作为安全门，在其中设置有安全控制装置(未示出)以在门在研磨玻璃刀轮的过程中被打开时中断研磨步骤。
在壳体13内设置有研磨机构15，从而可向砂轮12推进和从砂轮处缩回。研磨机构15向砂轮12的推进/从砂轮处的缩回可由进给电机18实现。进给电机18通过旋转球形螺钉(未示出)可调节研磨机构15向某一位置的运动和从某一位置回来的运动。
研磨机构15具有轮支撑部分19，其用于在研磨过程中支撑玻璃刀轮。在轮支撑部分19的后部，设置有刃缘旋转电机20，其用于以预定角旋转玻璃刀轮。另外，研磨机构15具有用于沿水平方向对齐的手柄21和用于沿垂直方向对齐的手柄22。通过这些手柄，沿水平和垂直方向的对齐可以手动调节，或者使用控制机构(未示出)自动调节。
在壳体13外侧，设置有用于控制研磨机构15的位置和操作的控制装置25。另外，控制装置25具有用于指明通过研磨机构15研磨玻璃刀轮的研磨状况的操纵部段26。
在操纵部段26中，例如设置有图16中示出的触板30。在在图16中作为示例示出的触板30中，设置有触板操纵部分31，在该触板操纵部分上显示有用于整个设备的各种操作模式、设置条件、报警等等。在触板30的下部中，设置有用于操纵操作电源的接通和断开的电源开关32、用于指明操作准备的开始的灯式按钮开关33、用于发出警告信息的警告蜂鸣器34和用于在紧急情况中提供停止操作的指示的紧急停止按钮开关35。
另外，在壳体13上设置有信号塔40。信号塔40是一个指示灯，其示出壳体内部的状态，例如已经出现了异常情况、设备处于自动操作、在打开/关闭门时没有问题等等。图17示出了信号塔40的一个示例。在该示例中，设置了一个表示在壳体13内出现异常情况的“红”指示灯41，一个表示在壳体13内执行的操作是自动的“绿”指示灯42和表示在打开/关闭门时没有问题的“黄”指示灯43。
接下来，说明具有上述结构的玻璃刀轮制造设备10。
首先，操纵操纵部段26来执行待研磨的玻璃刀轮的研磨状况的初始设置。
在该初始设置中，例如，输入下述状况：
·在第一区域中旋转角数比F1；槽的深度，D11，……，D1n；
·在第二区域中旋转角数比F2；槽的深度，D11，……，D2n；
-----------------------------------------------------
·在第m区域中旋转角数比Fm；槽的深度，D11，……，Dmn；
·圈数：L
·在一个区域中的分度数：N
·槽的深度：D1，D2，……Dn
·区域数：R
在输入初始设置之后，开始玻璃刀轮的研磨步骤。图18是流程图，示出了研磨玻璃刀轮的步骤。下面，根据该流程图说明研磨玻璃刀轮的步骤。
首先，在步骤1，将分度数设置为0(n＝0)，然后在步骤2，将区域数设置为1(r＝1)。
接下来，在步骤3，将待研磨的玻璃刀轮连接到轮支撑部分19上。
接下来，操纵操纵部段26以开始研磨机构15的自动操作。
接下来，检测在砂轮12的末端与玻璃刀轮的刃缘接触的位置。在接触位置的检测中可以使用光学机构、机械机构或电动机构。每当刃缘与砂轮12接触时执行玻璃刀轮的刃缘与砂轮12的接触检测。
当检测到砂轮12的末端与玻璃刀轮的刃缘接触的位置时，研磨机构15通过进给电机18在步骤6运动回到备用位置。
接下来，在步骤7，刃缘旋转电机20旋转，从而由轮支撑部分19支撑的玻璃刀轮旋转一个预定角。
接下来，在步骤8，分度数n通过增加1至n而更新为(n+1).
接下来，在步骤9，研磨机构15向砂轮12运动，从而使刃缘与砂轮12接触，并且处理第n个槽以便具有Dmn的深度。
在步骤9，槽这样形成，从而在第m个区域R中的第n个槽具有Dmn的深度，该深度相应于在上述初始设置步骤中预先设置的输入值。类似地，为了形成这些槽，在第m个区域R中的旋转角数预先根据在第m个区域中的旋转角数比Fm设置，该旋转角数比是在上述初始设置步骤中设置的输入值。
接下来，在步骤10中，研磨机构15运动到备用位置。
接下来，在步骤11中，比较分度数n和分度数N，以检验是否满足n＜N。如果满足n＜N，则程序进行步骤12。如果不满足n＜N，则程序进行步骤13。
当确认满足n＜N并且程序进行到步骤12时，则刃缘旋转电机在步骤12旋转一个非常小的角。然后，程序回到步骤6，在刃缘旋转了非常小的角的位置执行研磨工序。
当确认在步骤11不满足n＜N时，这意味着当分度数n已经达到分度度N时，程序进行步骤13，并且在步骤13检验是否满足r＜R。
当确认在步骤13满足r＜R时，则程序进行步骤14。在步骤14，刃缘通过刃缘旋转电机20旋转一个设定角。
接下来，程序进行步骤15。在步骤15，区域的设置数r通过增加1而更新为(r+1)。在区域数在步骤15更新后，程序回到步骤6，并且再次执行研磨工序。
当确认在步骤13不满足r＜R时，这意味着当区域数r已经达到区域数时，程序进行步骤16，并且研磨机构15运动回到其初始位置。
接下来，在步骤17，拆下其中刃缘已经被研磨的玻璃刀轮，并且研磨工序终止。
通过使用实施例2的上述玻璃刀轮制造设备10，可以以令人满意的精确度在刃缘的整个圆周的理想位置形成具有理想深度的槽。
在图15中示出的刀轮制造设备中，设置了一个用于砂轮12的研磨机构15。然而，在其中砂轮位于壳体的大致中心处的结构中，可以设置数个研磨机构，从而砂轮由研磨机构包围。通过这样的结构，相对于设置的研磨机构的数目，刀轮的处理效率可以显著增加。
作为选择方案，数个砂轮可以垂直的堆叠和布置，从而数个刀轮的刃缘面对各自的砂轮。作为选择方案，可以使用其中数个刀轮可以连接到研磨机构的一个刀轮支撑部分上、并且这数个刀轮可以在一个研磨步骤中同时研磨的结构。通过这样的结构，刀轮的理效率可以显著增加。
工业实用性
如上所述，根据本发明，在其中刃缘形成在盘状轮中的玻璃刀轮中，具有预定形状的槽以刃缘的整个圆周的刃缘线部分的3/4或更小预定节距形成。这样的玻璃刀轮与其中槽形成在刃缘的整个圆周上的玻璃刀轮相比具有良好的可加工性。
另一种其中槽以刃缘的整个圆周的1/4或更小预定节距形成的玻璃刀轮可以防止到达基片的下表面的附近的垂直裂痕的形成。通过改变槽关于整个圆周长度的比率，可以获得理想的割划特性。因此，通过改变割划特性，便能够避免可能在玻璃基片的输送过程中发生的玻璃基片在割划线位置的分割和被分割的玻璃基片的脱落。

Claims (15)

1.一种割划方法，其使用一脆质材料分割盘状轮，该脆质材料分割盘状轮具有在厚度方向上沿圆周方向突出的中心部分从而在轮的缘线部分处形成刃缘，和数个具有以预定节距在缘线部分处形成的预定形状的槽，
其中，使用脆质材料分割盘状轮执行割划，在该轮中由数个槽占据的区域的长度相对于缘线部分的整个圆周的比率等于或者小于3/4，从而在被割划的脆质材料内形成的垂直裂痕的深度周期性变化。
2.按权利要求1所述的割划方法，其特征在于，使用脆质材料分割盘状轮执行割划，在该轮中由数个槽占据的区域的长度相对于缘线部分的整个圆周的比率等于或小于1/4。
3.用于分割脆质材料的刀轮，其中刃缘形成在盘状轮的缘线部分上，并且数个具有预定形状的槽以预定节距形成在缘线部分中，
其中，由数个槽占据的区域的长度相对于缘线部分的整个圆周的比率等于或者小于3/4。
4.按权利要求3所述的刀轮，其特征在于，由数个槽占据的区域的长度相对于缘线部分的整个圆周的比率大于1/4，和等于或小于3/4。
5.按权利要求3所述的刀轮，其特征在于，由数个槽占据的区域的长度相对于缘线部分的整个圆周的比率等于或小于1/4。
6.按权利要求3-5中任一项所述的刀轮，其特征在于，该节距相应于1-20mm的轮直径为20-200μm，所述数个槽以该节距形成。
7.按权利要求3-5中任一项所述的刀轮，其特征在于，数个槽的深度相应于1-20mm的轮直径为2-200μm。
8.按权利要求3-5中任一项所述的刀轮，其特征在于，刀轮与穿过该轮的轴整体形成。
9.按权利要求3-5中任一项所述的刀轮，其特征在于，至少一个槽区域形成在缘线部分中；这些槽具有不同的深度，从而槽的深度在槽区域的中心部分处比在槽区域的端部分处深。
10.一种割划设备，其包括用于使刀头相对于其中放置有脆质材料的工作台沿X方向和/或Y方向运动的机构，
其中，该刀头设置有权利要求3-9中任一项所述的刀轮。
11.一种用于分割粘结玻璃基片的方法，其包括第一割划步骤、第二割划步骤和断开步骤，其中，在该第二割划步骤中使用了权利要求3-9中任一项所述的玻璃刀轮。
12.一种用于分割粘结玻璃基片的方法，其包括第一割划步骤、第一断开步骤、第二割划步骤和第二断开步骤，其中，在该第二割划步骤中使用了权利要求3-9中任一项所述的玻璃刀轮。
13.一种用于制造权利要求3-9中任一项所述的刀轮的刀轮制造设备，其包括：至少一个可旋转地支撑的盘状研磨件；和一个支撑至少一个待研磨的刀轮并向该研磨件推进该刀轮/从该研磨件缩回该刀轮的研磨机构，
其中，该研磨机构具有用于使刀轮的待被研磨件研磨的部分运动的旋转装置。
14.按权利要求13所述的刀轮制造设备，其还包括：用于向该研磨件推进该刀轮/从该研磨件缩回该刀轮的推进/缩回装置；和用于控制该推进/缩回装置以及旋转装置的控制装置。
15.按权利要求14所述的刀轮制造设备，其特征在于，该控制装置根据刀轮的缘线部分的整个圆周上的分度数和区域数控制旋转装置，从而在缘线部分中在理想位置形成槽。
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