CN105313232B - 多点钻石工具 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种即使因进行刻划而使尖点磨耗，也能够减少工具交换次数的多点钻石工具。在钻石工具(10)的基座(11)的外周上设置多个缺口(14～19)，以各缺口的端部作为尖点。钻石工具(10)，使尖点接触基板且不滚动地进行刻划。在尖点因刻划而磨耗的情形时，借由使钻石工具(10)旋转而将别的缺口的端部作为刻划的尖点。借此能够利用一个钻石工具使用多个尖点，能够减少交换频度。

Description

多点钻石工具

技术领域

本发明是涉及一种用于借由钻石尖点刻划玻璃基板或硅晶圆等脆性材料基板的多点钻石工具。

背景技术

现有习知为了刻划玻璃基板或硅晶圆，采用使用有刻划轮、或单结晶钻石的钻石尖点的工具。针对玻璃基板，一直以来主要是采用相对于基板滚动的刻划轮，但从提高刻划后的基板强度等优点来看，也被检讨使用固定刀刃的钻石尖点。在专利文献1、2中提及有用于刻划蓝宝石晶圆或氧化铝晶圆(alumina wafer)等高硬度的基板的尖点刀具。在这些专利文献中，使用有在角锥的棱线上设置有切割用尖点的工具、或前端成为圆锥的工具。此外，在专利文献3中，为了刻划玻璃板而提及有一种刻划装置，该刻划装置示使用具有圆锥形前端的玻璃划线具。

专利文献1：日本特开2003-183040号公报

专利文献2：日本特开2005-079529号公报

专利文献3：日本特开2013-043787号公报

发明内容

由于若以现有习知的固定刀刃的工具进行刻划则尖点将产生磨耗(磨损)，因此有必要变更尖点。在角锥形或圆锥形的工具中成为可使用的顶点的尖点为二个部位或最多四个部位。因此存在有如下的问题：当变更二个部位或四个部位的尖点时必须更换工具，且更换频度高。此外，在利用工具进行的刻划中，尖点必须以适切的角度接触基板。然而，在现有习知的工具中，在变更尖点的情形时必须使工具绕轴方向旋转，且不容易精度佳地调整该接触角度。

本发明是有鉴于上述现有习知问题而完成，其目的在于提供一种即使在刻划中所使用的尖点磨耗，也能够容易地变更尖点位置并减少交换频度的多点钻石工具。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种多点钻石工具，具备：基座，呈旋转对称且至少外周的棱线部分以钻石形成；及多个缺口，形成于该基座的棱线部分。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的多点钻石工具，其中，该各缺口，等间隔地形成于该基座的外周上。

前述的多点钻石工具，其中，该基座，在其棱线部分形成有钻石层。

前述的多点钻石工具，其中，在该各缺口的两端部分具有更微小缺口。

前述的多点钻石工具，其中，该各缺口借由激光加工而形成。

前述的多点钻石工具，其中，该各微小缺口借由机械加工而形成。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明多点钻石工具至少具有下列优点及有益效果：本发明借由在钻石工具周围形成有多个缺口，而能够设置多个尖点。因此能够获得如下的效果：即使一个尖点磨耗(磨损)，也能够借由使钻石工具的固定角度改变而使用新的尖点，且能够减少钻石工具的交换频度。进一步地，由于能够在相对于基板使工具的安装角度维持一定的状态下变更尖点，因此能够容易地调整尖点的接触角度。

综上所述，本发明是有关于一种即使因进行刻划而使尖点磨耗，也能够减少工具交换次数的多点钻石工具。在钻石工具(10)的基座(11)的外周上设置多个缺口(14～19)，以各缺口的端部作为尖点。钻石工具(10)，使尖点接触基板且不滚动地进行刻划。在尖点因刻划而磨耗的情形时，借由使钻石工具(10)旋转而将别的缺口的端部作为刻划的尖点。借此能够利用一个钻石工具使用多个尖点，能够减少交换频度。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果,诚为一新颖、进步、实用的新设计。

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1A及图1B是本发明的第1实施形态的多点钻石工具的主视图及侧视图。

图2是表示本实施形态的多点钻石工具的缺口的第一实施例的放大图。

图3是表示本实施形态的多点钻石工具的缺口的第二实施例的放大图。

图4A是表示使用本发明的第1实施形态的多点钻石工具进行刻划的主视图。

图4B是表示使用本发明的第1实施形态的多点钻石工具进行刻划的侧视图。

图5A及图5B是表示本发明的第2实施形态的多点钻石工具的主视图、及使用该多点钻石工具进行刻划的图。

图6A及图6B是表示本发明的第3实施形态的多点钻石工具的主视图、及使用该多点钻石工具进行刻划的图。

10、30、40：多点钻石工具

11、31、41：基座

12、32、42：贯通孔

13、33、43：研磨面

14～19、34～37、44～47：缺口

44a、44b、45a、45b、46a、46b、47a、47b：微小缺口

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多点钻石工具其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

接着，针对本发明的第1实施形态进行说明。图1A及图1B是表示本实施形态的多点钻石工具(以下，简称钻石工具)10的主视图及侧视图。该钻石工具10是由单结晶钻石构成的旋转对称形的圆板的基座11，且在其中心具有贯通孔12。单结晶钻石的基座11的直径，例如为2mm～20mm。如图 1A的侧视图所示，从圆周部分的两侧研磨成V字形而成为由棱线13a与倾斜面13b构成的刃前端部13。而且如图示般在刃前端部13的六个部位，借由激光加工而形成缺口14～19。图2是表示缺口14的第一实施例的缺口 14A的放大图。如图2所示，对由实线与一点链线所示的原本的圆周部形成如图示般的缺口14A，且以棱线13a与缺口14A相交的部分作为尖点P1。从该尖点P1起例如以将相对于切线的角度α设为35°的方式切至例如约5 μm的深度，进一步从该处起相对于原切线例如以3.5°的角度切开，而形成缺口14A。关于其他的五个缺口也相同，并将棱线13a与缺口15A～19A 的交点分别设为尖点P2～P6。

图3是表示缺口14的第二实施例的缺口14B的放大图。在该情形，从尖点P1起例如以将相对于切线的角度α设为35°的方式切至深度10μm 后，呈阶段状地切开，而构成缺口。关于其他的五个缺口也相同，并将棱线13a与缺口15B～19B的交点分别设为尖点P2～P6。

针对使用该实施形态的钻石工具10进行刻划的情形，使用图4A、图 4B进行说明。此外，在图4A、图4B中夸张放大表示圆周部的缺口，而图 4A是从正面(主视)观察下的示意图，图4B是从图4A的右侧观察下的示意图。在进行刻划时，如图4A(a)、图4B(a)所示般，将钻石工具10的一个尖点P1对着基板20固定并使基板20往图示的箭头A方向移动，以进行刻划。此时，由于不使钻石工具10滚动，因此能够以相同尖点进行刻划。在与基板相接触的尖点已因磨耗而劣化的情形时，如图4A(b)、图4B(b)所示般，以贯通孔12为中心使钻石工具10旋转60°，使相邻的尖点P2与基板 20接触，并以同样的方式进行刻划。若重复进行此动作，则即使尖点因磨耗而劣化，也能够依形成在圆板周围的缺口数量而以新的尖点进行刻划。此外，即便使钻石工具10旋转，由于在钻石工具10的侧视观察下，刃前端的棱线与基板接触的角度θ不变，因此可容易地调整尖点相对于基板的接触角度。

此外，虽在该实施形态中，在圆板的周围设置有六个部位的缺口，但较佳为在圆周部尽可能设置多个缺口。缺口数的上限为相邻的尖点相互不干扰的数量。借此在各尖点已磨耗时只要使钻石工具旋转便能够更换尖点，且能够减少钻石工具10的更换频度。

接着使用图5A及图5B针对本发明的第2实施形态进行说明。该实施形态的多点钻石工具(以下，简称钻石工具)30也与第1实施形态同样地，在单结晶钻石的圆板形的基座31的中心具有贯通孔32，且具有从其圆周两侧研磨成V字形而成的刃前端33。而且虽在上述的第1实施形态中将缺口的形状设为非对称，但在第2实施形态中如图5A所示般，沿钻石工具30 的圆周形成有圆弧状的缺口34～37。如此般的缺口能够借由激光加工而容易形成。

在该钻石工具30中，如图5B(a)所示般以一个缺口34的端部作为尖点而对基板20进行刻划。而且在该尖点已磨耗的情形时，与上述的实施形态同样地，使钻石工具30沿插通于贯通孔的省略图示的轴旋转90°，以使相邻的缺口35的端部作为尖点而进行刻划。借由重复进行此动作则能够使用四个部位的尖点。而且一旦四个部位的尖点完全磨耗，则进一步地如图5B(b) 所示般，使该钻石工具30反转。然后能够以各缺口34～37的不同顶点作为尖点而同样地进行刻划。因此能够以合计八个部位的尖点进行刻划。

接着使用图6A及图6B针对本发明的第3实施形态进行说明。该实施形态的钻石工具(以下，简称钻石工具)40也与第1实施形态同样地，在单结晶钻石的圆板形的基座41的中心具有贯通孔42，且具有从其圆周两侧研磨成V字形而成的刃前端43。而且与上述的第2实施形态同样地，借由激光而于圆周部的四个部位形成圆弧状的缺口44～47。进一步地，在缺口44 的两端部分借由机械加工形成圆弧状的微小缺口44a、44b。也针对其他的缺口45、46、47同样地在两端位置形成较小的圆弧状的微小缺口45a、45b、 46a、46b、47a、47b。在该情形，圆周上的较小的缺口，能够借由以机械加工进行研磨而精密地对缺口部分的形状进行整形，并且能够使其表面粗糙度变小。

在使用该钻石工具40进行刻划时如图6B(a)所示般，以棱线与微小缺口的交点作为尖点而进行刻划。在该位置已磨耗的情形时，使钻石工具40 每次旋转90°以使用相邻的缺口的尖点。据此能够四次改变尖点位置以进行刻划。而且一旦四个部位的尖点完全磨耗，则如图6B(b)所示般，使钻石工具40反转。据此能够以各缺口44～47的不同的缺口外侧作为尖点而同样地进行刻划。如此般能够四次改变尖点位置以进行刻划，能够更换合计八次的尖点以进行刻划。

此外，在上述的第2、第3实施形态中，虽在成为基座的圆板的周围设置有四个部位的缺口，但当然能够设置更多个缺口而使尖点数变多。在第2、第3实施形态中虽将缺口设成圆弧状，但只要在钻石工具的侧视观察下为左右对称形状则也可切成V字形、U字形等任意的形状。此外，在第3实施形态中，微小缺口也可为直线状。进一步地，关于缺口的形成方法，除了激光加工外，也能够使用研削或放电加工等周知的加工法。

在上述的各实施形态中，在圆板的周围等间隔地设置有缺口。该情形若设成等间隔虽具有如下的效果：能够使缺口数变多，并且能够借由以固定的角度旋转钻石工具而变更尖点，且能够容易使尖点的接触角度固定，但并不一定要为等间隔。

此外，在上述的实施形态中，虽以单结晶钻石构成圆板整体，但由于只要在表面部分具有钻石层便足够，因此也可在超硬合金或烧结钻石制的基座的刃前端部分的表面形成多结晶钻石层并在此形成缺口。此外，也可使用掺有硼等不纯物、拥有导电性的单结晶或多结晶钻石。借由使用具有导电性的钻石，能够借由放电加工而容易地形成缺口。

此外，在上述的各实施形态中虽将钻石工具的基座设成圆板状，但并不一定要为圆板状，也可将基座设成多角形。基座只要相对于贯通孔的中心为旋转对称即可。在切割多角形的基座时，也可将包含顶点的部分切成直线状，也可将包含顶点的部分切成V字形、U字形等任意的形状。此外，可以顶点作为基点呈左右非对称地切成V字形或U字形等任意形状的方式设定尖点。在任何的情形，均能够以棱线与缺口形成成为尖点的交点的方式形成缺口。

本发明的多点钻石工具能够使用于刻划脆性材料基板的刻划装置中，尤其是对于使钻石工具的磨耗变多的高硬度的刻划对象也能够很有效地使用。

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 (6)

1.一种用于脆性材料基板刻划轮的多点钻石工具，其特征在于其具备：

基座，呈旋转对称且至少外周的棱线部分以钻石形成；及

多个缺口，形成于该基座的棱线部分，且在该各缺口的两端部分具有微小缺口，

其中，以该棱线部分与该各缺口相交的部分作为尖点，且从该各尖点起切至特定深度的面相对于圆周的切线的角度为锐角。

2.根据权利要求1所述的用于脆性材料基板刻划轮的多点钻石工具，其特征在于其中，该各缺口，等间隔地形成于该基座的外周上。

3.根据权利要求1所述的用于脆性材料基板刻划轮的多点钻石工具，其特征在于其中，该基座，在其棱线部分形成有钻石层。

4.根据权利要求1所述的用于脆性材料基板刻划轮的多点钻石工具，其特征在于其中，该各缺口借由激光加工而形成。

5.根据权利要求4所述的用于脆性材料基板刻划轮的多点钻石工具，其特征在于其中，该各微小缺口借由机械加工而形成。

6.根据权利要求4所述的用于脆性材料基板刻划轮的多点钻石工具，其特征在于其中，该各微小缺口形成为直线状。