CN101987776A - 切刀轮 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可形成高渗透性的划线的切刀轮。沿着该切刀轮的外周缘具有二段刃面,该刃面包括形成有成第一棱线角φ1的棱线的截面V字状的第一刃面,及连接于第一刃面的根部侧的第二刃面,第二刃面形成为延长到第一刃面侧时所形成的虚拟的第二棱线角φ2为小于第一棱线角φ1的角,沿着第一刃面的棱线周期性地形成到达第二刃面的深度的槽,使第二刃面与第一刃面一同切入被加工基板来形成划线。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过在玻璃等脆性材料基板上转动而在基板上形成划线的切刀轮,进而详细而言,涉及一种可形成划线(高渗透性划线)的带槽切刀轮,该划线中深深地渗透有沿着划线而形成在垂直方向(相对于基板平面而成直角的方向)的裂痕(垂直裂痕)。
背景技术
通常,用以在玻璃基板上形成划线的切刀轮通过沿着外周面自两面对超硬合金制或者烧结金刚石制的圆板进行研磨,从而在外周缘上形成截面V字状的刃面,并形成有作为刃尖的棱线。
此种切刀轮中,如果刃尖两侧的刃面所成的棱线角(也称作刃尖角)过小,则无法通过普通的压接负重来形成划线,如果使压接负重过大,则会立即向不规则方向断裂。另一方面,如果棱线角过大,则压接负重会向水平方向分散,由此为形成划线而必须加大压接负重,此外,由于水平方向分散的负重也变大,因此容易形成导致截面的品质降低的水平裂痕(自垂直方向(相对于基板平面成直角的方向)偏离的方向的裂痕,导致形成碎片(缺口))。因此,通常的切刀轮中,使棱线角为适当角度,具体而言使棱线角为100°~160°,通常为110°~150°左右,便可于基板上确实地形成划线。
另一方面,使用沿着作为刃尖的棱线周期性地形成有槽的带槽切刀轮(参照专利文献1)。带槽切刀轮具有以下特征。
首先,刃尖部分(突起)与槽部分交替在基板上转动,因此突起容易切入,但依序位于基板上的槽部分作为限制刃尖的切入的阻力而发挥作用,进行“切入抑制”以不使刃尖过深地切入基板。由此,即便在负重较大时,也可防止因较大棱线角的刃尖的过度切入而产生向不规则方向的断裂或水平裂痕,从而形成方向受到控制的划线。此外,通过刃尖部分与槽部分交替接近于基板,而使刃尖间歇性地接触基板。其结果,一面对基板实施打点冲击一面形成划线,因此沿着划线伸展的垂直裂痕的深度,远远深于沿着由(无槽的)普通切刀轮形成的划线所形成的裂痕的深度。此外,对刃尖部分集中施加压接负重,由此裂痕的深度也变深。
由此,通过使用带槽切刀轮,与(无槽的)普通切刀轮相比可直线状地形成高渗透性的划线,而且可防止向不规则方向的断裂或水平裂痕的产生。
另外,带槽切刀轮可形成高渗透性的划线,因此有时也存在裂痕贯穿基板而直接使基板完全断开的情况,但此时的裂痕是相对于基板平面而向直角方向伸展的垂直裂痕,裂痕的方向成为沿着划线的直线状,与上述的不规则方向的断裂不同,进行裂痕的伸展方向受到控制的较佳断开。
进而,作为带槽切刀轮的其他优点,通过槽来进行“切入抑制”,因此即便棱线角较小,例如小至80°~130°,尤其90°~120°左右,即便加大负重,也难以产生出现水平裂痕的不良情况或基板向不规则方向断裂的不良情况。因此即便为(无槽的)普通切刀轮难以形成划线的较小的棱线角度,也可形成高渗透性的划线。
另一方面,先前技术揭示有如下用以减少加工切刀轮的刃尖且刃面的研磨加工的工时以提高生产效率的方法:当沿着圆板的外周面倾斜研磨两侧面而形成截面V字状的刃面时,加工出二段倾斜面(参照专利文献2的图1(c)),图4所揭示的是如下的切刀轮:将二段倾斜面中外周缘侧的第一倾斜面K1设为刃面,并设为与普通切刀轮相同的棱线角以较小的宽度进行加工,未用作刃面的根部侧的第二倾斜面K2加工为使得第二倾斜面K2延长到第一倾斜面K1侧时的虚拟的棱线角为小于第一倾斜面的棱线角的角度。该切刀轮中,在形成第一倾斜面之前预先制造仅形成有第二倾斜面的棱线角较小的轮,并根据需要以所期望的棱线角形成第一倾斜面,由此可制造具有所期望的刻划性能的切刀轮。该切刀轮中,当在玻璃基板上转动时,通过第一倾斜面形成划线,第二倾斜面不与玻璃面接触。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]国际公开WO2005/072926号公报
[专利文献2]日本专利特开平9-188534号公报
发明内容
于基板上形成划线时,期望消除水平裂痕的产生及向不规则方向断裂的不良情况,由此可形成伴随有尽可能深的垂直裂痕的划线。
专利文献1记载的带槽切刀轮,与普通切刀轮相比,在可形成伴随有较深的垂直裂痕的高渗透性的划线的方面较佳。
然而,有时因被加工基板的厚度或材质而期望形成伴随有更深的垂直裂痕的高渗透性的划线,此外,更理想的是,即便在同样形成高渗透性的划线时,也优选能够以尽可能小的压接负重来形成高渗透性的划线,这样可提高划线的加工品质。
由此,本发明的目的在于,与先前的带槽切刀轮相比而提供:
(1)可形成伴随有更深的垂直裂痕的高渗透性的划线的切刀轮;
(2)即便以相对低的压接负重也可形成高渗透性的划线的切刀轮。
为达成所述目的而完成的本发明的带槽切刀轮具有以下构成。即,沿着圆形的外周缘具有二段刃面,该刃面包括形成有成第一棱线角φ1的棱线的截面V字状的第一刃面,及连接于该第一刃面的根部侧的第二刃面。第二刃面形成为使第二刃面延长到第一刃面侧时所形成的虚拟的第二棱线角φ2为小于第一棱线角φ1的角。进而,沿着第一刃面的棱线周期性地形成到达第二刃面的深度的槽。而且,在进行刻划时,该带槽切刀轮是以第一刃面与第二刃面一同切入被加工基板的方式形成划线。
根据本发明,对于被加工基板,第一棱线角φ1的第一刃面切入至根部为止,接着使第二棱线角φ2的第二刃面切入。此时,第二棱线角φ2小于第一棱线角φ1,棱线角较宽的第一刃面相对于被加工基板的压接面变窄,因此能够以比仅用未变窄的第一刃面进行刻划的先前型的切刀轮小的压接负重,使槽间的突起切入至到达第二刃面的深度为止。另一方面,沿着刃尖棱线周期性地形成达到第二刃面的深度的槽,因此在切入至第二刃面时,当由这些槽发挥作用而抑制切入时,进一步的切入将受到限制。
[发明的效果]
根据本发明,可切入至第二刃面而形成较深的划线,并且当切入深度接近槽深度时,进一步的切入将受到抑制,其结果,可消除因刃面的过度切入而导致产生不规则方向的断裂或水平裂痕的不良情况。
所述发明中,优选将带槽切刀轮的第一刃面的外径D设为1mm~10mm,尤其设为2mm~5mm,且将第一棱线角φ1设为100°~160°,尤其设为110°~130°。
通过将第一棱线角φ1设为100°~160°,当第一刃面压接于基板时,可以适当的压接负重形成划线(防止产生水平裂痕或向不规则方向的断裂的不良情况),此外,通过使外径D为1mm~10mm,可轻易形成在尺寸上使轮的研磨加工比较容易的带槽切刀轮。
进而,所述发明中,优选第二棱线角φ2为10°~90°,且第二刃面的最小宽度W为2μm~200μm,尤其为5μm~100μm。
通过将第二刃面的最小宽度W(与第一刃面的最大宽度相同)设为2μm~200μm,此外通过使第一棱线角为100°~160°,自几何学上的关系考虑,自第一刃面的棱线至第一刃面的根部为止的深度成为约1μm~100μm。
例如,液晶面板等中使用的普通玻璃基板的厚度为0.1mm~1.5mm左右,因此如果第一刃面的深度为上述范围(1μm~100μm),则通过根据玻璃的板厚来将第二刃面的最小宽度W设为在所述范围内的适当值,可在第一刃面的根部切入基板(即第一刃面切入1μm~100μm),且进而第二刃面即将切入时,防止水平裂痕的产生或不规则方向的断裂。其后,进而使第二刃面切入,但此时,切刀轮的槽的深度到达第二刃面,因此成为比第一刃面的深度更大的槽深度,具体而言在第一刃面的深度为1μm时该槽深于1μm,于第一刃面的深度为100μm时该槽深于100μm。当第二刃面切入时,槽便发挥作用而抑制切入,因此可防止第二刃面过度切入而产生水平裂痕或不规则方向的断裂。
附图说明
图1(a)、(b)是本发明的一实施形态的切刀轮的正视图及侧视图。
图2是将图1的切刀轮的外周缘附近放大的截面图。
图3是本发明的另一实施形态的切刀轮的侧视图。
图4是形成有二段倾斜面的先前的切刀轮的示例。
[符号的说明]
10 切刀轮
11 轮本体
12 第一刃面
13 第二刃面
14 刃尖
15 槽
16 第一刃面与第二刃面的边界
2b 第1倾斜面
2c 第2倾斜面
φ1 第一棱线角
φ2 第二棱线角
D 外径
L 第一刃面深度
M 槽深度
W 第二刃面的最小宽度(第一刃面的最大宽度)
具体实施方式
以下,基于图式对本发明的切刀轮进行详细说明。此处,以适于板厚为0.1mm~2mm左右的液晶面板等中所使用的玻璃基板的加工的切刀轮为例进行说明,当然,也可适用于厚板比此更厚的玻璃基板。此外,也可适用于玻璃基板以外的脆性材料基板(例如,LTCC(low-temperature co-fired ceramic,低温共烧陶瓷)等陶瓷基板、蓝宝石基板、半导体材料)。
图1是表示本发明的一实施形态的带槽切刀轮的构成的正视图(图1(a)及侧视图(图1(b))。此外,图2是图1的切刀轮的外周缘附近的放大截面图。
切刀轮10在使用有超硬合金或烧结金刚石(PCD,polycrystalline diamond,多晶金刚石)的圆板的轮本体11上研磨有二段刃面,该二段刃面包括第一刃面12,及连接于该第一刃面12的根部侧的第二刃面13。通常,在形成第二刃面之后形成第一刃面。
轮本体11的外径D设为1mm~10mm(通常为2mm~5mm),以便在使用时容易使用,也容易进行研磨加工。
第一刃面12通过在轮本体11的外周缘形成第一棱线角φ1的棱线的方式而形成,其前端成为刃尖14。通过在100°~160°的范围设定该第一棱线角φ1,可防止棱线角过窄时及过宽时的不良情况(产生向不规则方向的裂痕,及因过度切入而对被加工基板造成的破坏等)。
第二刃面13形成为使第二刃面13延长到第一刃面12侧时形成第二棱线角φ2。将第二棱线角φ2设为小于第一棱线角φ1。具体而言,在10°~90°(通常20°~90°)的范围设定第二棱线角φ2,由此可避免在第一刃面12之后第二刃面13切入时不必要的阻力,从而可抑制负重向水平方向分散。
而且,沿着成为刃尖14的棱线而周期性地形成有槽15。槽15的深度M(自槽15底部至刃尖14为止的垂直距离)深于第一刃面的深度L(自第一刃面12与第二刃面13的边界16至刃尖14为止的垂直距离),因此,槽15的底部到达第二刃面13。由此,当第二刃面13切入玻璃基板时,在槽15的部分抑制第二刃面13的切入。另外,图1是用以说明各构成部分的概要的模式图,槽数量、槽深度、槽宽度、槽间隔(槽间的刃尖部分(突起)的长度)等并非为通过对实际情况进行缩尺而得到的。例如,图1中,外观上,槽的宽度与槽的间隔(突起的长度)相比为同等以下,但通常将槽的宽度设定得长于槽间的间隔(刃尖部分(突起)的长度),由此容易形成高渗透性的划线。
在与第一棱线角φ1的几何学关系上,将第二刃面13的最小宽度W(也为第一刃面的最大宽度)规定为第一刃面的深度L。第一刃面的深度L必须根据被加工基板的板厚或材质来设定为适当值。例如,假定在玻璃基板的板厚为2mm左右时,即便第一刃面的深度L为0.5mm,也可切入至第二刃面13为止,但在玻璃基板的板厚为0.5mm左右时,如果第一刃面的深度L为0.5mm,则在切入第二刃面13之前基板断开。
因此,必须根据被加工基板的板厚而将第二刃面13的最小宽度W设定为适当值。具体而言,在对板厚为0.1mm~1.5mm左右的玻璃基板进行刻划时,根据板厚,在2μm~200μm的范围设定最小宽度W。
表1中表示使切刀轮10的外径D在2mm~10mm的范围变化时第一棱线角φ1、第二棱线角φ2、第一刃面深度L、槽深度M和第二刃面的最小宽度W(与第一刃面的最大宽度相同)的典型例。
第一棱线角φ1可在100°~160°的范围内任意设定。第二棱线角φ2是与外径D保持平衡来设定为适当值,具体而言,考虑切刀轮全体的厚度(通常为0.3mm~1mm左右),随着外径D变大,第二棱线角φ2变小。
外径D越小,第一刃面的深度L可越深。而且使槽深度M深于第一刃面的深度L即可,通常,使槽深度M为2μm~100μm,尤其为5μm~50μm,即便最低也深于2μm。如果小于此,则难以进行打点冲击,此外,也难以发挥作用而抑制切入。
使第二刃面的最小宽度W即便最大也为200μm以下,从而可降低使第二刃面切入时的阻力。
[表1]
以上对本发明的代表例进行了说明,但本发明未必限定于所述的实施形态,可在不脱离本发明的特征的范围内进行适当修正、变更。例如,图3是本发明的另一实施形态的切刀轮的外周缘附近的放大图。对与图1、图2相同的部分附上相同符号并省略说明。该实施形态中,在第二刃面13的根部侧设置有并非为刃尖的倾斜面17,由此可使第二刃面13较小而使研磨加工变得简单。
[产业上的可利用性]
本发明可用于对以玻璃基板为代表的脆性材料基板形成高渗透性的划线而又不会产生水平裂痕的切刀轮。
Claims (7)
1.一种脆性材料基板用的切刀轮,其特征在于:沿着圆形的外周缘具有二段刃面,该刃面包括形成有成第一棱线角φ1的棱线的截面V字状的第一刃面,及连接于第一刃面的根部侧的第二刃面,
第二刃面形成为延长到第一刃面侧时所形成的虚拟的第二棱线角φ2为小于第一棱线角φ1的角,
沿着第一刃面的棱线到达第二刃面的深度的槽周期性地形成,且
使第一刃面与第二刃面一同切入被加工基板而形成划线。
2.根据权利要求1所述的切刀轮,其特征在于:
第一刃面的外径D为1mm~10mm,且第一棱线角φ1为100°~160°。
3.根据权利要求2所述的切刀轮,其特征在于:
第二棱线角φ2为10°~90°,第二刃面的最小宽度W为2μm~200μm。
4.根据权利要求3所述的带槽切刀轮,其特征在于:
所述槽的深度为2μm~50μm。
5.根据权利要求1所述的带槽切刀轮,其特征在于:
所述第二刃面的最小宽度为2μm~200μm。
6.一种脆性材料基板的刻划方法,其特征在于:
使权利要求1所述的切刀轮压接在脆性材料基板的表面并转动。
7.根据权利要求6所述的刻划方法,其特征在于:
使所述切刀轮以切入方式压接在脆性材料基板直至到达其第二刃面为止。
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