CN104441273A - 刻划轮用销、保持具单元及刻划装置 - Google Patents

刻划轮用销、保持具单元及刻划装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104441273A
CN104441273A CN201410409985.3A CN201410409985A CN104441273A CN 104441273 A CN104441273 A CN 104441273A CN 201410409985 A CN201410409985 A CN 201410409985A CN 104441273 A CN104441273 A CN 104441273A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pin
scribe wheel
diamond
holder unit
bonding agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410409985.3A
Other languages
English (en)
Inventor
北市充
留井直子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Original Assignee
Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd filed Critical Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Publication of CN104441273A publication Critical patent/CN104441273A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/22—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising
    • B28D1/225—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by cutting, e.g. incising for scoring or breaking, e.g. tiles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/10—Glass-cutting tools, e.g. scoring tools
    • C03B33/105—Details of cutting or scoring means, e.g. tips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B3/00—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools
    • B24B3/36—Sharpening cutting edges, e.g. of tools; Accessories therefor, e.g. for holding the tools of cutting blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/02—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D7/00—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/02—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/023—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor the sheet or ribbon being in a horizontal position
    • C03B33/033—Apparatus for opening score lines in glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C03B33/10—Glass-cutting tools, e.g. scoring tools
    • C03B33/105—Details of cutting or scoring means, e.g. tips
    • C03B33/107—Wheel design, e.g. materials, construction, shape
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明是关于刻划轮用销、保持具单元及刻划装置，即一种对施有脱结合剂处理、刃前缘部分形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮的用来插入销的贯通孔部分不进行任何加工而直接使用时，亦不易产生旋转的刻划轮用销、及使用此销的保持具单元及刻划装置。本发明的刻划轮用销50，在超硬合金制基材51的表面形成有钻石状碳(DLC)被膜52，该DLC被膜52的厚度为0.8～1.5μm，该DLC的分类为ta－C、硬度在5000Hv以上。刃前缘形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮，较PCD制造及超硬合金制造的刻划轮寿命长，经长时间亦不易产生刻划轮的旋转不良，能获得良好的划线效率。

Description

刻划轮用销、保持具单元及刻划装置
技术领域
本发明是有关于一种刻划轮用销、保持具单元及刻划装置，尤其是有关于一种用以在高硬度的脆性材料基板表面形成刻划线所使用的刻划轮用销、保持具单元及刻划装置。
背景技术
先前的刻划轮，多使用由超硬合金或多结晶烧结钻石(PolyCrystalline Diamond：PCD、参照专利文献1)制造的基材构成。PCD制造的刻划轮，是使用混合有由钻石粒子与钴等铁族金属构成的结合剂，在高温高压下烧结制成。
PCD制造的刻划轮，虽具有较超硬合金制造的刻划轮寿命长的优点，但由于加工困难，因此有制作时间长、且仅能制作小直径的缺陷。作为解决了此PCD制造的刻划轮的缺陷的刻划轮，有一种以化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)法在超硬合金制造的构件表面形成钻石被膜的刻划轮(参照专利文献2)。
先前技术文献
[专利文献1]国际公开WO2003/51784号公报
[专利文献2]特开平10－072224号公报
[专利文献3]实愿昭59－034687号(实开昭60－147635号公报)的薄膜(microfilm)
[专利文献4]特开2008－297171号公报
[专利文献5]特开2009－006470号公报
以往，作为陶瓷基板多使用以850～900℃程度烧成的低温烧成陶瓷(Low-Temperature Co-fired Ceramic：LTCC)基板。然而，近年来，以陶瓷加热器、光通信用封包、车用电子为代表的ECU(Electronic ControlUnit)用封包等的用途，在考虑小型化、耐环境性、散热性、成本等后，亦已开始使用高温烧成陶瓷(High Temperature Co-fired Ceramic：HTCC)基板。HTCC基板较玻璃基板及LTCC基板具有更高硬度，在刃前缘形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮是非常有用的。
另一方面，在超硬合金表面形成采CVD法的钻石被膜时，超硬合金中所含的钴等结合剂会使采CVD法的钻石被膜的密着性及成长性降低，因此，一般会进行超硬合金表面的脱结合剂处理。此脱结合剂处理，是借由将超硬合金制造的刻划轮浸渍于硝酸(HNO3)等强酸溶液中来进行。此时，用来插入超硬合金制造的刻划轮的销的贯通孔部分，若为避免接触强酸溶液而加以密封的话将使工序増加，因此，一般是在露出状态下直接浸渍于强酸溶液。如此一来，超硬合金制造的刻划轮是侧面及用以插通销的贯通孔的内周部，皆会成为经脱结合剂处理的状态。
当使用此种经脱结合剂处理、刃前缘形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮对脆性材料基板进行刻划时，由于用以插通销的贯通孔内壁表面已去除钴，因此超硬合金中的碳化钨粒子等变得易脱落。如此一来，会有用来插通销的贯通孔产生磨耗粉屑，此粉屑附着在销导致旋转抵抗增高而产生旋转不良，此外，因脱结合剂处理而使得钴脱落的面成为粗面，而导致机械强度降低的情形。
为克服上述课题，可考虑对插通销的贯通孔内壁表面进行研磨处理以去除经脱结合剂处理的区域。然而，在将刃前缘形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮装着于研磨处理装置时，有可能对刃前缘棱线部造成损伤，且各个刻划轮进行脱结合剂处理的程度并不一定，而有加工结果不明确的问题，无法立即采用。
又，对基材为超硬合金的刻划轮使用PCD制造的销时，由于PCD的硬度较超硬合金高，因此存在刻划轮的内径进一步被销研磨的问题。另一方面，对超硬合金制的刻划轮使用超硬合金制造的销时，会因摩擦热而产生烧痕，因此无法使用。
发明人等，为解决上述经脱结合剂处理、刃前缘部分形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮的问题点，进行了各种研讨。其结果，发现可借由刻划轮用销的特定材质的使用，即使对经脱结合剂处理、刃前缘部分形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮的插通销的贯通孔部分不进行任何加工而直接使用，亦不易产生旋转不良的情形，而完成了本发明。
此外，上述专利文献3中，虽揭示了在超硬合金制造的销的表面形成具有钻石等高硬度材料的微粒子的补强层的例，但针对钻石微粒子的具体物性并无任何揭示。
由此可见，上述现有的刻划轮在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种即使对经脱结合剂处理、刃前缘部分形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮的插通销的贯通孔部分不进行任何加工，亦不易发生旋转不良的刻划轮用销、使用此销的保持具单元及刻划装置。
本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。本发明提供一种刻划轮用销，在其表面形成有钻石状碳被膜，其中：该钻石状碳被膜的厚度为0.8～1.5μm；该钻石状碳的分类为ta－C、硬度在5000Hv以上。
本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。
较佳的，前述的刻划轮用销，其中所述的该销的基材为超硬合金。
本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。本发明提供一种保持具单元，具备形成有贯通孔的刻划轮、插通于该刻划轮的该贯通孔将该刻划轮保持成旋转自如的销、以及具有一对形成有配置该刻划轮的保持沟的支承部并在该一对支承部设有配置该销的销孔的保持具，该刻划轮以旋转自如的方式保持在配置于该销孔的销，其中所述的该销在表面形成有钻石状碳被膜，该钻石状碳被膜的厚度为0.8～1.5μm，该钻石状碳的分类为ta－C、硬度在5000Hv以上。
本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。
较佳的，前述的保持具单元，其中所述的该销的基材为超硬合金。
较佳的，前述的保持具单元，其中所述的该刻划轮为超硬合金制成、并经脱结合剂处理，该贯通孔的内壁表面经脱结合剂处理的区域已去除。
较佳的，前述的保持具单元，其中所述的该刻划轮为超硬合金制成、并经脱结合剂处理，在该贯通孔的内壁表面残存有经脱结合剂处理的区域。
较佳的，前述的保持具单元，其中，在该刻划轮的刃前缘部分表面形成有采化学气相沉积法的钻石被膜。
本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。本发明提供一种具备前述任一项的保持具单元的刻划装置。
一般而言，DLC视其形成非结晶构造的sp2成分与形成钻石构造的sp3成分的比率及氢含有量，如下表1所示，被分类为下述3种(参照上述记专利文献3及4)。
【表1】
钻石状碳 名称 Sp3结合比率 氢含有率
a－C：H 含氢非结晶碳 35％以下 20～60atm％
ta－C：H 四面体含氢非结晶碳 35％以上 20～30atm％
ta－C 四面体非结晶碳 35％以上 10atm％以下
DLC，会随着sp3结合比率越大且氢含有量越少、使其钻石的性质越强而硬度越大，随着sp3结合比率越小且氢含有量越多、使其非结晶的性质越强而硬度越小。又，DLC的分类可借由测定DLC被膜的拉曼位移(RamanShift)来加以确认。本发明的刻划轮用销，由于表面被覆有被分类为ta－C的DLC被膜，表面硬度高、摩擦系数亦小，因此与各种刻划轮组合使用，其寿命亦长，经长时间亦不易发生旋转不良的情形。
超硬合金虽使用一般广泛用作为刻划轮用销的基材，但由于此等基材表面被覆有硬质且摩擦系数DLC被膜，因此能良好的发挥上述效果。
根据本发明的保持具单元，由于所使用的销的表面硬度高、摩擦系数亦小，因此寿命长，经长时间亦不易产生刻划轮的旋转不良，能获得划线(scribing)效率良好的保持具单元。
又，本发明的保持具单元中，刻划轮可以是超硬合金制、且经脱结合剂处理，该贯通孔的内壁表面经脱结合剂处理的区域已去除。
具备此种构成的话，由于刻划轮的插通销的贯通孔内壁表面不存在经脱结合剂处理的区域，因此寿命更长，即使经较长时间亦不易产生刻划轮的旋转不良，能获得划线效率良好的保持具单元。
又，本发明的保持具单元中，刻划轮可以是超硬合金制、且经脱结合剂处理，在该贯通孔的内壁表面残存有经脱结合剂处理的区域。
当刻划轮的插通销的贯通孔内壁表面残存有经脱结合剂处理部分时，钻石微粒子及超硬合金中的碳化钨粒子等易从此部分脱落而易产生旋转不良。根据本发明的保持具单元，即使是在此种情形下，亦能获得寿命长，经长时间亦不易产生旋转不良，划线效率良好的保持具单元。
又，本发明的保持具单元中，当刻划轮为超硬合金制、且经脱结合剂处理的情形时，在刃前缘部分表面形成有采CVD法的钻石被膜较佳。
当超硬合金的表面经脱结合剂处理时，易于形成采CVD法的钻石被膜，因此能更良好的发挥上述本发明的保持具单元的效果。
根据本发明的刻划装置，由于保持具单元中的销的寿命长、不易产生刻划轮的旋转不良，因此能获得划线效率良好的刻划装置。
借由上述技术方案，本发明刻划轮用销、保持具单元及刻划装置至少具有下列优点及有益效果：刃前缘形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮，由于所使用的销的表面硬度高、摩擦系数亦小，因此较PCD制造及超硬合金制造的刻划轮寿命长，经长时间亦不易产生刻划轮的旋转不良，能获得划线(scribing)效率良好，且在较玻璃基板硬质的陶瓷基板、蓝宝石基板、硅基板等脆性材料基板亦能形成刻划线。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1是在各实验例所使用的刻划装置的概略图。
图2是在各实验例所使用的刻划装置中的保持具接头的主视图。
图3是在各实验例所使用的保持具单元的立体图。
图4是图3的保持具单元的部分放大图。
图5A是在各实验例所使用的刻划轮的基材的主视图。
图5B是在各实验例所使用的刻划轮的基材的侧视图。
图5C是在刃前缘形成有采CVD法的钻石被膜的状态的主视图。
图5D是在刃前缘形成有采CVD法的钻石被膜的状态的侧视图。
图6是在各实验例所使用的销的立体图。
图7是显示在各实验例所使用的销与使用刻划轮进行划线时的走行距离与摩擦力的变化的图表。
【主要元件符号说明】
10：刻划装置                   11：移动台
12a：导轨                      13：滚珠螺杆
14、15：马达                   16：桌台
17：脆性材料基板               18：摄影机
19：桥                         20a：支柱
21：划线头                     22：导件
23：保持具接头                 23a：旋转轴部
23b：接头部                    24a：轴承
24c：间隔件                    25：开口
26：内部空间                   27：磁石
28：平营销                     30：保持具单元
30a：保持具                    31：安装部
31a：倾斜部                    31b：平坦部
32：保持沟                     33a：支承部
33b：支承部                    34a、34b：支承孔
40：刻划轮                     41：基材
42：贯通孔                     43：刃部
43a：(基材的)刃部              44：棱线
45：钻石被膜                   50：销
51：圆柱状基材                 52：DLC被膜
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种刻划轮用销、保持具单元及刻划装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
以下，参阅图式详细说明本发明的各实验例所使用的刻划装置、保持具接头、刻划轮及销等。不过，以下所示的各实验例，仅为使本发明的技术思想具体化的例，并无任何以这些实验例特定本发明的意图。本发明当然亦可同等的适用于权利要求中所含的其他实施形态。
[刻划装置]
在各实验例共同使用的刻划装置10的概略图显示于图1。刻划装置10，具备移动台11。此移动台11与滚珠螺杆13螺合，可借由马达14的驱动使此滚珠螺杆13旋转，据以沿一对导轨12a、12b移动于y轴方向。
在移动台11的上面设有马达15。此马达15是用以使位于上部的桌台16在x－y平面旋转以使其定位于既定角度。脆性材料基板17被装载于此桌台16上，借由未图示的真空吸引手段等加以保持。又，作为划线对象的脆性材料基板17，是由LTCC或HTCC构成的陶瓷基板、硅基板、蓝宝石基板等，为比一般使用于液晶面板的基板等的非晶质玻璃基板更硬的脆性材料基板。
刻划装置10，在脆性材料基板17的上方具备2台用以拍摄形成在脆性材料基板17表面的对准标记的CCD摄影机18。此外，在刻划装置10通过支柱20a、20b、以跨于移动台11与其上部桌台16的方式，沿x轴方向架设有桥19。
在此桥19安装有导件22，划线头21以能沿导件22沿x轴方向移动的方式设置。在划线头21，另通过保持具接头23安装有保持具单元30。
[保持具接头]
图2是各实验例中共同使用的保持具接头的主视图。保持具接头23呈略圆柱状，具备旋转轴部23a与接头部23b。在划线头21装着保持具接头23的状态下，在此旋转轴部23a，通过圆筒形间隔件24c安装有用以将保持具接头23保持成旋动自如的2个轴承24a、24b。又，图2中，除保持具接头23的主视图外，亦一并显示了安装在旋转轴部23a的轴承24a、24b与间隔件24c的剖面图。
在圆柱形的接头部23b，设有在下端侧具备圆形开口25的内部空间26。在此内部空间26的上部埋设有磁石27。通过磁石27而成装拆自如的保持具单元30，插入安装在此内部空间26。
[保持具单元]
图3是各实验例中共同使用的保持具单元的立体图、图4是从图3的A方向所视的保持具单元的部分放大图。保持具单元30是保持具30a与刻划轮40与销50(参阅图4)成一体。此保持具30a呈略圓柱形，以磁性体金属形成。在保持具30a的上部，设有定位用的安装部31。此安装部31是将保持具30a的上部切一缺口而形成，具备倾斜部31a与平坦部31b。
将保持具30a的安装部31侧通过保持具接头23的开口25插入内部空间26。此时，保持具30a的上端侧被磁石27拉近，安装部31的倾斜部31a与通过内部空间26的平营销28接触，据以进行保持具单元30对保持具接头23的定位与固定。又，在将保持具单元30从保持具接头23取出时，仅需将保持具30a往下方拉，即能轻易的取出。
在保持具30a的下部，设有将保持具30a切开形成的保持沟32。支承部33a、33b隔着保持沟32位于为设置保持沟32而切开的保持具30a的下部。在此保持沟32中，刻划轮40配置成可旋转自如。又，在支承部33a、33b分别形成有支承用以将刻划轮40保持成旋转时自如的销50的支承孔34a、34b(参阅图4)。
[刻划轮]
如图4所示，借由将销50贯通于刻划轮40的贯通孔42，并在支承孔34a、34b设置销50的两端，刻划轮40即被旋转自如的安装于保持具30a。又，支承孔34a，在内部设有段部，保持沟32侧的开口的孔径较另一侧开口的孔径大。
此刻划轮40具有由超硬合金制成的基材41。此基材41，在基材41的略中心形成有用以贯通销50的贯通孔42，又，形成有借研削基材41圆周部的两端而形成的刃部43。刃部43，具有由研削圆板状基材41的圆周部两端而形成的两侧的倾斜面所形成的棱线44。贯通孔42是借由在基材41的中心穿出圆孔而形成。此外，刻划轮40的刃部43表面，视需要形成有采CVD法的钻石被膜45。又，关于此采CVD法的钻石被膜45的形成方法等，留待后叙。
接着，说明刻划轮40的尺寸。刻划轮40的外径在1.0～10.0mm的范围、尤以1.0～5.0mm的范围较佳。当刻划轮40的外径小于1.0mm时，刻划轮40的操作性会降低。另一方面，当刻划轮40的外径大于10.0mm时，则有可能发生划线时的垂直裂痕无法在脆性材料基板17形成的较深的情形。
又，刻划轮40的厚度在0.4～1.2mm的范围、尤以0.4～1.1mm的范围较佳。当刻划轮40的厚度小于0.4mm时，加工性及操作性有可能降低。另一方面，当刻划轮40的厚度大于1.2mm时，刻划轮40的材料及制造的成本变高。此外，相对于刻划轮40的厚度，保持具30a的保持沟32的宽度(支承部33a与支承部33b间的距离)略大，例如刻划轮40的厚度为0.65mm时，保持沟32的宽度大约为0.67mm。
又，刃部43的刃前缘角通常为钝角，在90～160°的范围、尤以90～140°的范围较佳。又，刃前缘角的具体角度，是视欲切断的脆性材料基板17的材质、厚度等适当的加以设定。此外，各实验例中，作为刻划轮40，是使用外径：2.0mm、宽度：0.65mm、贯通孔径：0.8mm、刃前缘角度100°。
接着，使用图5A-图5D说明各实验例中共同使用的刻划轮的制造方法。又，图5A是刻划轮的基材的主视图、图5B是其侧视图、图5C是刃前缘形成有采CVD法的钻石被膜的状态的主视图、图5D则是其侧视图。
各实验例中使用的刻划轮40的基材41，是使用超硬合金制造的圆板制作。超硬合金，是从主要由碳化钨等硬质粒子、与残部的添加剂及结合剂构成的结合相制作。此碳化钨粒子的平均粒子径是使用为0.2～2.0μm以下。此外，超硬合金中的碳化钨含有量是结合剂及添加剂的残部。
作为添加剂，例如视用途添加碳化钛(TiC)或碳化钽(TaC)等。作为结合剂，一般铁族元素是非常适合使用的。作为铁族元素，例如有钴、镍、铁等，主要多使用钴。又，超硬合金中的结合剂的含有量以3～15％的质量百分比的范围较佳。
首先，将上述硬质粒子、添加剂、结合剂混合，在高温下进行上述混合物的烧结，以制造超硬合金。从以此方式制造的超硬合金，切出具有所欲直径的圆板状超硬合金圆盘(disc)。此时，亦在圓板的中心部形成贯通孔42。其次，对圆板的周缘部进行研磨，以使沿旋转轴的刃的厚度从贯通孔42侧朝向刃前缘渐小。采此方式，制作在圆板周缘部形成有前视V字状刃部43a的超硬合金制基材41(参阅图5A及图5B)。
接着，在超硬合金制造的基材41的刃部43a形成采CVD法的钻石被膜，但若在刃部43a的表面包含钴等结合剂时，由于会妨碍采CVD法的钻石被膜的成长、以及为提高采CVD法的钻石被膜对刃部43a的密着性的粗面化处理步骤，至少对基材41的刃部43a进行脱结合剂处理。
此脱结合剂处理，是借由例如将以上述方式制作的超硬合金制造的基材41，在氢氟酸与硝酸的混合溶液等酸性溶液中以25℃～160℃浸渍1小时～15小时，之后进行水洗并予以干燥的方式进行。此时，无需特别避免酸性溶液接触基材41的贯通孔42内面侧，只要对基材41整个表面进行即可。又，虽然浸渍时间越长、结合剂的浓度变化越深入内部侧，但浓度变化的进行，只要例如产生在从表面侧起5～10μm程度即可。
上述脱结合剂步骤中，在超硬合金制造的基材41的表面侧，除结合剂被大幅的溶解、去除外，部分添加剂亦被溶解、去除。又，结合剂的去除，并非完全去除、亦即并非结合剂完全消失。此是因超硬合金会因硬质粒子而形成如轻石般的网络，结合剂通常会存在于该间隙之故。在此轻石状网络中，有结合剂完全被硬质粒子包围的部分，欲去除被硬质粒子包围的结合剂是非常困难的。此外，随着结合剂的浓度越低、超硬合金的强度亦被认为会越低，因此，结合剂的去除最好是在考虑超硬合金的强度的同时一边加以调整。
结合剂去除后的超硬合金制基材41的表面以扫描型电子显微镜加以观察，即能确认是否已去除结合剂。结合剂去除前的基材41表面，因硬质粒子结合而形成有轻石状网络，且结合剂充满于其间隙。相对于此，上述脱结合剂步骤，由于已去除了存在于硬质粒子间隙的结合剂，因此在结合剂去除后的基材41表面的轻石状网络中，可确认硬质粒子之间的空隙是非常显眼的。
又，脱结合剂步骤虽是对基材41整个全体进行，但只要至少对基材41的刃部43a进行即可。此场合，只要对进行结合剂去除的刃部43a以外的部分使用适当材料加以遮蔽(masking)后进行脱结合剂步骤即可。
又，如以上所述，当对基材41整体进行脱结合剂步骤时，由于无需遮蔽步骤，能有效率地进行脱结合剂步骤。借由对基材41整体进行脱结合剂步骤，至少刃部43a表面的结合剂可去除。
又，关于上述刻划轮40，虽是针对基材41使用超硬合金制造的情形做了说明，但使用PCD制造作为基材41时亦是相同的。
如以上所述，在经脱结合剂步骤的基材41的至少刃部43a的表面形成采用CVD法的钻石被膜45。关于采用CVD法的钻石被膜的形成方法由于为周知，因此省略其详细说明。又，采用CVD法的钻石被膜的厚度只要是10～30μm程度即可。钻石被膜的厚度过薄的话，在钻石被膜形成后欲进一步研磨刃前缘将变得非常困难，又，若钻石被膜的厚度过厚的话，将会因内部应力的増大而使得被膜易于剥离。采此方式，即能获得基材41的刃部43a表面形成有采CVD法的钻石被膜45、在各实验例中共同使用的刻划轮40。
[实验例1～4]
其次，说明在各实验例中共同使用的销50的具体构成。销50是圆柱形构件，如图4及图6所示，一端为尖头形状。借由将此销50从尖头形状侧插入支承孔34b，贯通贯通孔42后尖头形状部分接触支承孔34a的段部，据以保持刻划轮40。
作为销50，虽可使用在超硬合金制造、碳钢或不锈钢等金属制造、或PCD制造的一端成尖头形状的圆柱状基材51表面形成有DLC被膜52(参阅图6)，在各实验例中，作为圆柱状基材51是使用超硬合金制造。对此超硬合金制造的圆柱状基材51，与上述场合同样的经脱结合剂步骤后，以CVD法形成了各种DLC被膜52。此时，借由CVD条件的各种变更，制作了实验例1～4中的销。实验例1～4中的DLC被膜52的各种物性，如表2所示。又，硬度是指维氏硬度(Vickers hardness)。
[刻划实验]
使用实验例1～4的各个中的销与上述方式制作的刻划轮组装图3所示构成的保持具单元，进一步组装图2所示构成的保持具接头后，使用作为脆性基板的HTCC基板进行了刻划实验。又，所使用的刻划装置是三星钻石工业株式会社制造的刻划装置(型号：MS500)。
刻划条件如下：
HTCC基板：氧化铝(京瓷株式会社制造(材料码：A476T))
HTCC基板的厚度：0.635mm
切入量：0.15mm
刻划荷重：0.08MPa
刻划速度：100mm/sec
切断方法：内－内切断(90mm)
(借由从基板一边的内侧刻划至另一边内侧的切断)
【表2】
硬度 摩擦系数 膜厚 DLC分类
实验例1 2000Hv 0.09～0.13 1μm a－C：H
实验例2 3000Hv 0.09～0.13 1μm a－C：H
实验例3 5500Hv 0.09～0.13 1μm ta－C
实验例4 7000Hv 0.09～0.13 0.71μm ta－C
以上述刻划条件，使用实验例1～4的各个中的销与上述方式制作的刻划轮，进行了距离100m的刻划线的形成。其结果，无论使用实验例1～4的任一种销时，皆确认了可正常的进行刻划线的形成。此原因，应是DLC被膜的摩擦系数较超硬合金的情形小，故刻划实验结果未产生差异。因此，如以下所示，针对刻划轮的摩擦阻抗进行了调查。
[摩擦阻抗的测定]
使用与上述相同的实验例1～4各个中的销、刻划轮、保持具单元，以下述条件进行了摩擦阻抗的测定。
摩擦阻抗测定装置：摩擦磨耗实验机(株式会社RHESCA制造(RHESCA－FPR2100))
负载荷重：500g
速度：约10mm/sec
测定方法：直线单方向运动
亦即，摩擦阻抗，是以上述刻划条件，使用摩擦磨耗实验机测定了刻划前、及每100m的刻划距离直到刻划距离达1000m为止的摩擦力。其结果汇整于图7。又，在摩擦阻抗的测定时，由于实验例1及2时摩擦阻抗值变大，因此在途中终止了测定。
又，实验例1及2在测定终止后、实验例3及4则在1000m的刻划结束后，分解保持具单元并将各自的销的表面状态予以放大进行了目视观察。摩擦阻抗值的变化倾向及目视观察结果，汇整于下述表3。
【表3】
摩擦阻抗值 摩耗程度
实验例1 增加 完全磨耗
实验例2 增加 完全磨耗
实验例3 从开始起固定 有磨耗
实验例4 从开始起固定 部分基材露出
从图7及表3所示结果，得知以下情况。亦即，使用实验例1的销的场合，从刻划一开始摩擦阻抗即上升，在进行300m的刻划时摩擦阻抗超过600mN，因此，在此时终止了测定。又，在使用实验例2的销的场合，从200m的刻划后摩擦阻抗开始増加，在进行500m的刻划后摩擦力超过600mN，因此，在此时终止了测定。上述在中途终止测定的实验例1及2各个的销的表面，确认了DLC被膜完全磨耗的状态。
相对于此，使用实验例3及4的销的场合，即使进行1000m的刻划两者皆未有摩擦阻抗的増加，摩擦阻抗实质一直维持初期的值。此进行了1000m刻划的实验例3的销表面状态的观察结果，虽确认有表面的DLC被膜的磨耗，但确认实质在销表面整体有DLC被膜的残存。同样的，实验例4的销表面状态的观察结果，虽部分表面的DLC被膜有所磨耗，但确认了实质在销表面整体有残存。
实验例1～3的销表面形成的DLC被膜，虽然摩擦系数及膜厚相同，但硬度相异。因此，DLC被膜的硬度至少在5000Hv以上的话，代表即使不对刻划轮的贯通孔内壁表面的脱结合剂处理的区域进行研磨加以去除，亦能获得使用寿命长的刀轮单元。又，为使DLC被膜的硬度达5000Hv以上，由上述表1及表2的记载可知，DLC的分类必须是ta－C。此外，DLC被膜的硬度，虽然是越硬质越佳，但从维氏硬度的测定方法来看，其上限也就是钻石的硬度。
[追加刻划实验]
又、针对实验例3及4的销，除了将上述刻划实验中的刻划荷重从0.08MPa变更为0.12MPa以外，以和上述同样的刻划条件进行了100m刻划后，对各个销的表面状态进行了观察。其结果，实验例3的销的场合，虽观察到有所磨耗，但确认了实质在销表面整体有DLC被膜的残存。然而，实验例4的销的场合，磨耗大、仅部分残存有DLC被膜。
从上述使用实验例3及4的销时的结果可知，销表面形成的DLC被膜，其硬度在5000Hv以上的话，厚度即成为重要的因子，厚度以至少超过0.7μm、0.8μm以上较佳。又，DLC被膜厚度的上限，由于过厚的话DLC被膜的形成需要时间且厚度分布会产生不均，因此以1.5μm以下较佳。
又，上述实验例1～4中，作为刻划轮40，是例示了在去除基材41的刃部43a表面的结合剂后在刃部43a表面被覆采CVD法的钻石被膜45的例(参阅图5)，但亦可不形成采CVD法的钻石被膜，视不同用途仍可显示良好的刻划特性。例如，在去除基材41的刃部43a表面的结合剂后，直接使用基材41作为刻划轮的情形时，针对高温状态的脆性材料基板(例如玻璃基板的温度为200℃～400℃)进行刻划时，可抑制刃部43a的磨耗。此是由于，一般，在高温条件下进行刻划时，在刃部43a，硬质粒子与由以钴为主成分的铁系金属构成的结合剂固溶，而产生刃部43a的劣化，但借由去除刃部43a表面的结合剂，即能在高温条件下的刻划时抑制刃部43a的磨耗。
又，上述脱结合剂步骤虽采用在氢氟酸与硝酸的混合溶液中浸渍的方法，但此仅为一例，使用其他方法来进行结合剂的去除亦可。
又，由于刻划轮40及销50为消耗品因此必须定期更换。各实验例中使用的刻划装置，是通过保持具接头23将保持具单元30装着于划线头21的构成。因此，由于能容易地进行保持具单元30的装拆，在消耗品的更换时，无须刻意将刻划轮40从保持具30a取下，而将刻划轮40与保持具30a视为一体的保持具单元30，更换保持具30a本身。因此，能非常容易地进行刻划轮40的更换作业。又，不通过保持具接头23，而以将保持具直接固定于划线头的构成，相对保持具进行销及刻划轮的更换的构成的刻划装置，亦能适用本发明。
此外，各实验例中使用的刻划轮，是在圆板状基材的圆周部形成刃部，此刃部具备研磨基材圆周部的两端，而形成的棱线与此棱线两侧的倾斜面。又，亦可以是形成有棱线两侧的倾斜面的角度分别不同的刃部的刻划轮。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种刻划轮用销，其特征在于在其表面形成有钻石状碳被膜，其中：
该钻石状碳被膜的厚度为0.8～1.5μm；
该钻石状碳的分类为ta－C、硬度在5000Hv以上。
2.如权利要求1所述的刻划轮用销，其特征在于该销的基材为超硬合金。
3.一种保持具单元，具备形成有贯通孔的刻划轮、插通于该刻划轮的该贯通孔将该刻划轮保持成旋转自如的销、以及具有一对形成有配置该刻划轮的保持沟的支承部并在该一对支承部设有配置该销的销孔的保持具，该刻划轮以旋转自如的方式保持在配置于该销孔的销，其特征在于：
该销在表面形成有钻石状碳被膜，该钻石状碳被膜的厚度为0.8～1.5μm，该钻石状碳的分类为ta－C、硬度在5000Hv以上。
4.如权利要求3所述的保持具单元，其特征在于该销的基材为超硬合金。
5.如权利要求3或4所述的保持具单元，其特征在于该刻划轮为超硬合金制成、并经脱结合剂处理，该贯通孔的内壁表面经脱结合剂处理的区域已去除。
6.如权利要求3或4所述的保持具单元，其特征在于该刻划轮为超硬合金制成、并经脱结合剂处理，在该贯通孔的内壁表面残存有经脱结合剂处理的区域。
7.如权利要求5所述的保持具单元，其特征在于在该刻划轮的刃前缘部分表面形成有采化学气相沉积法的钻石被膜。
8.如权利要求6所述的保持具单元，其特征在于在该刻划轮的刃前缘部分表面形成有采化学气相沉积法的钻石被膜。
9.一种具备权利要求3至8中任一项的保持具单元的刻划装置。
CN201410409985.3A 2013-09-20 2014-08-19 刻划轮用销、保持具单元及刻划装置 Pending CN104441273A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013195788A JP2015058692A (ja) 2013-09-20 2013-09-20 スクライビングホイール用ピン、ホルダユニット及びスクライブ装置
JP2013-195788 2013-09-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104441273A true CN104441273A (zh) 2015-03-25

Family

ID=52816605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410409985.3A Pending CN104441273A (zh) 2013-09-20 2014-08-19 刻划轮用销、保持具单元及刻划装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2015058692A (zh)
KR (1) KR20150032769A (zh)
CN (1) CN104441273A (zh)
TW (1) TW201512121A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI712478B (zh) * 2016-02-26 2020-12-11 日商三星鑽石工業股份有限公司 脆性基板之分斷方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7417976B2 (ja) * 2019-08-30 2024-01-19 三星ダイヤモンド工業株式会社 スクライビングホイールセット、ホルダユニット、スクライビングホイールのピン、および、スクライビングホイール

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007063979A1 (ja) * 2005-12-01 2007-06-07 Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. スクライブ装置、スクライブ方法及びチップホルダ
KR20100058007A (ko) * 2008-11-24 2010-06-03 세메스 주식회사 스크라이빙 장치 및 이를 이용한 스크라이빙 방법
CN201581035U (zh) * 2009-11-17 2010-09-15 河源正信硬质合金有限公司 硬质合金玻璃刀
CN102428208A (zh) * 2009-05-19 2012-04-25 菲特尔莫古布尔沙伊德有限公司 滑动件
JP2013154575A (ja) * 2012-01-31 2013-08-15 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd ホルダユニット及びスクライブ装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60147635U (ja) * 1984-03-09 1985-10-01 三星ダイヤモンド工業株式会社 ガラス用切刃の支軸
JPH0617252A (ja) * 1992-05-01 1994-01-25 Idemitsu Petrochem Co Ltd ダイヤモンド類被覆部材およびその製造方法
JPH1072224A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Disco Abrasive Syst Ltd スクライバーとその切断刃
JPH11171574A (ja) * 1997-12-12 1999-06-29 Disco Abrasive Syst Ltd スクライバー
WO2008149824A1 (ja) * 2007-06-01 2008-12-11 Onward Ceramic Coating Co., Ltd. Ｄｌｃ被覆工具
JP2011126754A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Sumitomo Electric Hardmetal Corp ダイヤモンド被覆切断刃
JP5754360B2 (ja) * 2011-12-01 2015-07-29 三星ダイヤモンド工業株式会社 スクライビングホイールの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007063979A1 (ja) * 2005-12-01 2007-06-07 Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. スクライブ装置、スクライブ方法及びチップホルダ
KR20100058007A (ko) * 2008-11-24 2010-06-03 세메스 주식회사 스크라이빙 장치 및 이를 이용한 스크라이빙 방법
CN102428208A (zh) * 2009-05-19 2012-04-25 菲特尔莫古布尔沙伊德有限公司 滑动件
CN201581035U (zh) * 2009-11-17 2010-09-15 河源正信硬质合金有限公司 硬质合金玻璃刀
JP2013154575A (ja) * 2012-01-31 2013-08-15 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd ホルダユニット及びスクライブ装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于翔等: "四面体无定型无氢非晶碳膜的制备及其摩擦学性能研究", 《摩擦学学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI712478B (zh) * 2016-02-26 2020-12-11 日商三星鑽石工業股份有限公司 脆性基板之分斷方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015058692A (ja) 2015-03-30
KR20150032769A (ko) 2015-03-30
TW201512121A (zh) 2015-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6250742B2 (ja) スクライビングホイール
Zhang et al. Study on tribological behavior and cutting performance of CVD diamond and DLC films on Co-cemented tungsten carbide substrates
TWI703102B (zh) 刻劃輪及刻劃輪之製造方法
CN101774182B (zh) 切断装置及切刀保持具
CN102344245A (zh) 脆性材料用划线轮和采用该划线轮的划线方法及装置、工具
CN104002389A (zh) 刻划轮、保持具单元、刻划装置及刻划轮的制造方法
CN204981629U (zh) 玻璃切割工具
CN104441273A (zh) 刻划轮用销、保持具单元及刻划装置
KR20130098200A (ko) 스크라이빙 휠, 스크라이브 장치 및 스크라이빙 휠의 제조 방법
CN103963177B (zh) 刻划轮用保持具、保持具单元及刻划装置
KR101788643B1 (ko) 홀더 유닛 및 스크라이브 장치
JP2003137575A (ja) ガラス切断用カッターホイールの支持装置およびガラス切断装置
TWI603929B (zh) Scribing wheel with pin, holding unit and scoring device
JPH1072224A (ja) スクライバーとその切断刃
JP5942602B2 (ja) スクライビングホイール及びその製造方法
JP2011168410A (ja) 基板分断ユニット
KR19990083449A (ko) 유리스크라이버
JP2014004810A (ja) スクライビングホイール、スクライブ装置、スクライブ方法及びスクライビングホイールの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150325