CN105799073A - 多刃金刚石刀具 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使由于划线而使刀刃磨损也能减少刀具的更换次数的多刃金刚石刀具。对于金刚石刀具(10)的基体(11)的角，从基体的两侧形成倾斜面，并将棱线的两侧作为刀刃。使该金刚石刀具(10)的任一刀刃与基板接触并以不滚动的方式进行划线。在刀刃因划线而磨损的情况下，通过使金刚石刀具(10)旋转来使用其它刀刃进行划线。由此，能够在一个金刚石刀具上使用多个刀刃，能够减少金刚石刀具的更换频率。

Description

多刃金刚石刀具

技术领域

本发明涉及用于通过金刚石刻刀对玻璃基板、硅晶片等脆性材料基板进行划线的多刃金刚石刀具。

背景技术

现有技术中，为了对玻璃基板、硅晶片进行划线而使用了一种刀具，该刀具采用划线轮或单晶金刚石的金刚石刻刀。对于玻璃基板，主要采用的是相对于基板滚动的划线轮，但从提高划线后的基板强度等优点出发，已开始研究为固定刀的金刚石刻刀的使用。专利文献1、2中提出了用于对蓝宝石晶片、氧化铝晶片等高硬度基板进行划线的多刃切削刀具。这些专利文献中使用了在角锥的棱线上设有切割刀刃的刀具、前端为圆锥的刀具。另外，专利文献3中提出了为对玻璃板进行划线而使用了具有圆锥形前端的玻璃划线器的划线装置。

现有技术文献

专利文献

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

发明要解决的技术问题

当使用现有的为固定刀的刀具进行划线时，由于刀刃磨损而需要变更刀刃。在角锥形或圆锥形的刀具中，可使用的作为顶点的刀刃是两处或最大四处。因此，当变更了两处或四处的刀刃时，需要更换刀具，存在更换频率高的问题。另外，在用刀具划线时，刀刃需以适当的角度与基板接触。但是，在现有的刀具中，在变更刀刃时需使刀具沿轴向旋转，从而难以精准地调整该接触角度。

本发明是鉴于上述现有的问题点而提出的，其目的在于，提供一种即使用于划线的刀刃磨损也能简单地变更刀刃位置而能减少更换频率的金刚石刀具。

用于解决技术问题的方案

为了解决上述技术问题，本发明的多刃金刚石刀具包括：多边形的基体；第一倾斜面和第二倾斜面，从所述基体的两侧面朝着相邻的两个所述外周面形成于所述基体的至少一个角上；以及棱线，通过所述第一倾斜面和所述第二倾斜面相交而成，其中，至少包含所述棱线的部分由金刚石形成，所述棱线的两端作为刀刃。

在此，也可以具有从所述棱线的两端朝着所述基体的外周面研磨而成的顶面。

为了解决上述技术问题，本发明的多刃金刚石刀具包括：多边形的基体；第一倾斜面和第二倾斜面，从所述基体的一个侧面形成于所述基体的至少一个角上；第三倾斜面和第四倾斜面，从所述基体的另一个侧面形成于所述基体的所述至少一个角上；第一棱线，由所述第一倾斜面和所述第三倾斜面相交而成，并与基体的侧面平行；以及第二棱线，由所述第二倾斜面和所述第四倾斜面相交而成，并与基体的侧面平行，其中，至少包含所述第一棱线和所述第二棱线的部分由金刚石形成，所述第一棱线和所述第二棱线的外侧的两端作为刀刃。

在此，也可以具有从所述基体的外周面朝着所述第一棱线和所述第二棱线的两端研磨而成的顶面。

在此，所述各倾斜面也可以通过激光加工而形成。

所述各顶面也可以通过机械加工而形成。

发明的效果

根据具有上述这样特征的本发明，能够在金刚石刀具的周围设置多个刀刃。因此，可获得下述效果：即、即使一个刀刃磨损也能通过使金刚石刀具的固定角度发生变化来使用新的刀刃，从而能够减少金刚石刀具的更换频率。进而，能够在使刀具相对于基板的安装角度保持一定的状态下变更刀刃，因此，能够简单地调整刀刃的接触角度。

附图说明

图1的(a)和(b)是本发明的第一实施方式所涉及的多刃金刚石刀具的侧面图以及正面图。

图2的(a)和(b)是第一实施方式的变形例所涉及的多刃金刚石刀具的侧面图以及正面图。

图3的(a)和(b)是表示使用本发明的第一实施方式所涉及的金刚石刀具进行划线的侧面图及其放大图。

图4是表示使用本发明的第一实施方式所涉及的金刚石刀具进行划线的正面图。

图5的(a)和(b)是表示使用本发明的第一实施方式所涉及的金刚石刀具进行划线的侧面图及其放大图。

图6的(a)和(b)是本发明的第二实施方式所涉及的金刚石刀具的侧面图以及正面图。

图7的(a)和(b)是本发明的第二实施方式的变形例所涉及的金刚石刀具的侧面图以及正面图。

图8的(a)和(b)是本发明的第三实施方式所涉及的金刚石刀具的侧面图以及正面图。

图9的(a)和(b)是对本发明的第三实施方式所涉及的金刚石刀具的主要部分进行放大后的侧面图以及正面图。

具体实施方式

下面，说明本发明的第一实施方式。图1是表示本实施方式所涉及的多刃(マルチポイント)金刚石刀具(下面简称为金刚石刀具)10的一个例子的侧面图以及正面图。该金刚石刀具10将一定厚度的由旋转对称的任意数量的边构成的多边形板材作为基体。在本实施方式中，通过单晶金刚石构成一定厚度的板状的正方形的基体11，其中心具有贯通孔12。对于该基体11，如图1所示，从四个方向的角部分的两侧研磨成V字形。即，从一个侧面11a朝着基体的外周面切削至达到基体11的厚度的1/2以上，形成第一倾斜面13a。此时，优选以第一倾斜面13a分别与基体11的两个相邻的外周面16、19所成的角度彼此相等的方式进行切削。同样地，对于其它角也从相同的侧面11a形成第一倾斜面13b～13d。然后，从基体11的另一个侧面11b同样地朝着基体11的两个相邻的外周面16、19切削至达到基体11的厚度的1/2左右，形成梯形的第二倾斜面14a～14d。这样的倾斜面可通过激光加工简单地形成。另外，也可以在激光加工之后进一步进行机械研磨，使形成棱线的部分成为精密的研磨面。这样，关于同一个角的一对第一倾斜面13a和第二倾斜面14a相交，在基体11的厚度方向的中间、优选如图1的(b)所示地在中央位置形成与基体的侧面11a、11b平行且在侧面观察时与基体的对角线垂直的棱线15a。同样地，第一倾斜面与第二倾斜面13b与14b、13c与14c、13d与14d相交，分别在基体11的厚度方向的中间、优选在中央位置构成与基体的侧面11a、11b平行的棱线15b、15c、15d，并且，与基体的对角线垂直的四条棱线形成在基体11的角的部分。在这里，基体11的四个方向的外周面成为顶面16、17、18、19。在这里，顶面是指与形成棱线的第一、第二倾斜面相接并共有棱线的一端的面。将一条棱线15a与顶面16、19相接的棱线的两端、即第一倾斜面13a、第二倾斜面14a与顶面16、19的交点作为刀刃(刀尖：ポイント)P1、P2。该刀刃P1、P2处的顶面与棱线所成的角度α大约是135°。其它六处的倾斜面也是同样，将棱线15b～15d两端的与顶面相接的点、即第一倾斜面13b～13d、第二倾斜面14b～14d与顶面16～19的交点分别作为刀刃P3～P8。这样，通过将棱线15a～15d的两端作为刀刃P1～P8，从而如图1的(a)所示，侧面观察时呈八边形的金刚石刀具10的周围可以形成八处刀刃。

下面，说明第一实施方式的变形例所涉及的金刚石刀具20。图2是该变形例的侧面图以及正面图，对与第一实施方式相同的部分标注相同的符号。在该变形例中，在形成第一倾斜面13a～13d、第二倾斜面14a～14d之后，如图2所示，分别从各棱线15a～15d的两端部分进一步朝着外周面研磨，形成与基体11的四个方向的外周面不同的面，将它们作为顶面。即，图2的(b)所示的三角形的小的研磨面成为顶面21a、21b、22a、22b、23a、23b、24a、24b，顶面与棱线所成的角度α比第一实施方式的135°大。因此，在这种情况下，能够通过机械加工高精度地加工顶面，能够精密地加工刀刃的位置。另外，能够根据作为划线对象的脆性材料基板的种类、厚度，将顶面与棱线的最小角度调整为比135°大的值。

使用图3～图5，对采用本实施方式的金刚石刀具10或20进行划线的情况进行说明。在划线时，如图3的(a)所示，使金刚石刀具10(或20)的一个刀刃P1与基板25接触，并使金刚石刀具10沿着刀刃P1的棱线方向、即图示的箭头A方向移动来进行划线。由于金刚石刀具10没有滚动，因此能够用同一刀刃进行划线。此时，如图3的(b)中的刀刃P1周边的放大图所示，以棱线与脆性材料基板所成的角度θ优选为2～10°、更优选为3～7°的方式来使金刚石刀具10进行接触。图4是表示从箭头A方向观察到的划线状态的图。如本图所示，由于金刚石刀具是通过对薄板状的基体进行加工而成的，因此，即使是在基板25的上表面存在部件26等的情况下，也能够使金刚石刀具在部件间的窄的间隙中移动来进行划线。

而且，在与基板25接触的刀刃P1由于磨损而劣化的情况下，如图5所示，以贯通孔12为中心使金刚石刀具10旋转，从而使相邻的刀刃P2与基板25接触，并同样地沿刀刃P2的棱线方向、即箭头B方向进行划线。图5的(b)是表示刀刃P2的周边的放大图。此时，根据棱线与脆性材料基板所成的角度确定旋转角度。即，使采用刀刃P2划线时的棱线与脆性材料基板所成的角度θ与采用刀刃P1时的棱线与脆性材料基板所成的角度θ相等。如果重复该操作，则即使刀刃因磨损而劣化，也能够通过在圆板的周围形成的、与刀刃数相应的新的刀刃来进行划线。另外，即便使金刚石刀具10旋转，在金刚石刀具10的侧面观察中，刀尖的棱线与基板接触的角度也不会发生变化，因此，能够简单地调整刀刃与基板的接触角度。

需要注意的是，在同一方向上使用金刚石刀具10的情况下，当刀刃P1磨损时，使金刚石刀具10每次旋转90°而依次使用刀刃P3、P5、P7，当四处刀刃全部磨损时，使金刚石刀具10翻转。然后，以棱线与脆性材料基板所成的角度θ为一定的方式依次使刀刃P2、P4、P6、P8与基板接触，翻转之后也可以使刀刃位置共变化四次来进行划线。这样，能够总共变化八次刀刃来进行划线。使用金刚石刀具20的情况也是同样地能够变化八次刀刃来进行划线。

下面，使用图6说明本发明的第二实施方式。对于第二实施方式的金刚石刀具30，在单晶金刚石的六边形的基体31的中心设置贯通孔32，与第一实施方式同样地从基体31的角的两侧研磨成V字形，形成第一倾斜面33a～33f、第二倾斜面34a～34f。这样，在倾斜面33a与34a、33b与34b…之间形成棱线35a～35f。各棱线35a～35f的两端成为刀刃P1～P12。这样的倾斜面能够通过激光加工简单地形成。另外，也可以在激光加工之后进一步进行机械研磨，在形成棱线的部分形成更精密的倾斜面。在这里，基体31的侧面成为顶面36～41。而且，可以将棱线35a～35f的两端作为刀刃而形成十二处刀刃。在这种情况下，顶面与棱线的角度是150°。

下面，说明第二实施方式的变形例所涉及的金刚石刀具50。图7是该变形例的正面图以及侧面图，对与第二实施方式相同的部分标注相同的符号。在本实施方式中，也与前述的第一实施方式的变形例同样，如图7所示，从棱线35a～35f的两端部分的侧方进一步研磨，形成与基体11的六个方向的外周面不同的面，将它们作为顶面。在这种情况下，从棱线35a～35f的两端部分的侧方朝着刀刃P1～P12的三角形的小的研磨面成为顶面51a、51b、52a、52b…56a、56b，顶面与棱线所成的角度α比第二实施方式的150°大。因此，由于刀刃P1～P12的位置发生变化，从而棱线稍微变短。在这种情况下，能够通过研磨高精度地加工小的顶面，还能精密地加工刀刃的位置。另外，能够使顶面与棱线的角度大于150°，能够调整为与基板匹配的适当的角度。

在用该金刚石刀具30或50进行划线时，也是使一个刀刃P1与基板25接触来进行划线。然后，在该刀刃磨损的情况下，与第一实施方式同样地沿着插入金刚石刀具30或50的贯通孔的未图示的轴进行旋转，使相邻的刀刃接触基板来进行划线。在这种情况下，也使棱线与脆性材料基板所成的角度θ为一定。通过重复该操作，能够使用总共十二处刀刃进行划线。

下面，使用图8以及图9说明本发明的第三实施方式。本实施方式的金刚石刀具60也与第一实施方式同样，在单晶金刚石的板状的基体61的中心具有贯通孔62，其中，基体61呈正方形并具有一定的厚度。在本实施方式中，从形成基体61的角的一个侧面61a朝着外周面形成第一倾斜面62a、第二倾斜面62b。此时，第一、第二倾斜面分别从相对于基体61的多边形的对角线垂直研磨成例如倾斜5°，从而彼此交叉。同样，从另一个侧面61b形成第三倾斜面63a、第四倾斜面63b。于是，将第一、第三倾斜面的交线作为第一棱线64a，将第二、第四倾斜面62b、63b的交线作为第二棱线64b。优选该两条棱线64a、64b与基体61的侧面61a、61b平行。第一棱线64a、第二棱线64b分别形成为相对于第一、第二实施方式中的棱线15a、35a各倾斜例如大约5°。由此，第一棱线与第二棱线所成的角度例如大约是170°。

另外，对于与该角相邻的另一个角，同样地从基体61的一个侧面形成第一倾斜面65a、第二倾斜面65b，从另一个侧面形成第三倾斜面66a、第四倾斜面66b，将倾斜面65a、66a的交线作为第一棱线67a，将倾斜面65b、66b的交线作为第二棱线67b。另一个角也是同样地分别形成第一～第四倾斜面68a、68b、69a、69b，将倾斜面的交线作为第一棱线70a、第二棱线70b。对剩余的角也形成第一～第四倾斜面71a、71b、72a、72b，将倾斜面的交线作为第一棱线73a、第二棱线73b。

下面，如图8的(b)、图9的(b)所示，从基体61的外周面朝着第一棱线64a、第二棱线64b进行研磨，形成顶面74a、74b。这样，可通过第一倾斜面62a、第三倾斜面63a和顶面74a形成一个顶点，从而将其作为刀刃P1。同样，可通过第二倾斜面62b、第四倾斜面63b和从侧方研磨出的顶面74b形成顶点，从而将其作为刀刃P2。如此一来，对于基体61的一个角可以形成两个刀刃。

关于与该角相邻的另一个角，也是从基体61的外周面朝着第一棱线67a、第二棱线67b研磨而形成顶面75a、75b。这样，可通过第一倾斜面65a、第三倾斜面66a和顶面75a形成一个顶点，从而将其作为刀刃P3。同样，可通过第二倾斜面65b、第四倾斜面66b和从侧方研磨出的顶面75b形成顶点，从而将其作为刀刃P4。

另外，从基体61的外周面朝着棱线70a、70b研磨而形成顶面76a、76b。这样，可通过第一倾斜面68a、第三倾斜面69a和顶面76a形成一个顶点，从而将其作为刀刃P5。同样，可通过第二倾斜面68b、第四倾斜面69b和从侧方研磨出的顶面76b形成顶点，从而将其作为刀刃P6。

进而，从基体61的外周面朝着棱线73a、73b研磨而形成顶面77a、77b。这样，可通过第一倾斜面71a、第三倾斜面72a和顶面77a形成一个顶点，从而将其作为刀刃P7。同样，可通过第二倾斜面71b、第四倾斜面72b和从侧方研磨出的顶面77b形成顶点，从而将其作为刀刃P8。在本实施方式中，构成各刀刃的顶面和两个倾斜面均不构成其它刀刃而是独立的，因此不会对其它刀刃造成影响，能够进行精密研磨。这样，能够在基体的周围形成八个刀刃P1～P8。

需要注意的是，在第三实施方式中，从侧面向通过第一、第三倾斜面和第二、第四倾斜面形成的两条棱线的端部进一步研磨而形成三角形的顶面，但是，也可以直接将基体61的外周面作为顶面，将通过倾斜面62a、63a和外周面、倾斜面62b、63b和外周面形成的顶点分别形成为刀刃。其它角的刀刃也是同样。

在使用该金刚石刀具60进行划线时，使一个刀刃P1与基板接触来进行划线。在该位置磨损的情况下，使金刚石刀具60旋转而使用相邻的刀刃。此时，使棱线与脆性材料基板所成的角度θ在划线时为一定。这样，能够变化八次刀刃位置来进行划线。并且，也可以是，当刀刃P1磨损时，使金刚石刀具每次旋转90°而使用刀刃P3、P5、P7，当四处刀刃全部磨损时，使金刚石刀具翻转，并将棱线与脆性材料基板所成的角度θ调整为一定来使用四处刀刃P2、P4、P6、P8，从而总共可使用八次刀刃。

在前述的各实施方式中，在周围设置有八处或十二处刀刃，但至少在一个角上设置刀刃即可，无需在所有的角上设置倾斜面和刀刃。但是，优选在相邻的刀刃互不干涉的范围内尽量多地在外周部设置刀刃。由此，在各刀刃磨损时，只需使金刚石刀具旋转即可更换刀刃，能够减少金刚石刀具的更换频率。另外，基体的形状不限于四边形及六边形，可以是任意的多边形。

另外，在前述的实施方式中，由单晶金刚石构成基体整体，但是，由于与脆性材料基板接触的表面部分是金刚石就足矣，因此，也可以在使用超硬合金、烧结金刚石形成的基体的外周面及棱线的表面形成多晶金刚石层，并进一步对其进行精密研磨来形成刀刃。另外，也可以掺杂硼等杂质，使用具有导电性的单晶或多晶金刚石。通过使用具有导电性的金刚石，从而能够通过放电加工简单地形成倾斜面、贯通孔。

另外，在前述的实施方式中，使金刚石刀具向各刀刃的棱线方向移动来进行划线，但也可以向各刀刃的顶面方向移动来进行划线。

工业上的可利用性

本发明的多刃金刚石刀具能够用于对脆性材料基板进行划线的划线装置，对于硬度高的对金刚石刀具的磨损多的划线对象也特别有效。

符号说明

10、30、50、60多刃金刚石刀具

11、31、51、61基体

11a、11b、61a、61b侧面

12、32、52、62贯通孔

13、33、43研磨面

13a～13d、14a～14d、33a～33f、34a～34f、62a、62b、63a、63b、65a、65b、66a、66b、68a、68b、69a、69b、71a、71b、72a、72b倾斜面

15a～15d、35a～35f、64a、64b、67a、67b、70a、70b、73a、73b棱线

16～19、21a、21b、22a、22b、23a、23b、24a、24b、36～41、51a～56b、74a～77b顶面

P1～P12刀刃

Claims (6)

1.一种多刃金刚石刀具，包括：

多边形的基体，具有两个侧面和多个外周面；

第一倾斜面和第二倾斜面，从所述基体的两个所述侧面分别朝着相邻的两个所述外周面形成于所述基体的至少一个角上；以及

棱线，为所述第一倾斜面和所述第二倾斜面的交线，

在所述多刃金刚石刀具中，至少包含所述棱线的部分由金刚石形成，并且，所述棱线的两端作为刀刃。

2.根据权利要求1所述的多刃金刚石刀具，其中，

所述多刃金刚石刀具具有从所述棱线的两端朝着所述外周面研磨而成的研磨面。

3.一种多刃金刚石刀具，包括：

多边形的基体，具有两个侧面和多个外周面；

彼此交叉的第一倾斜面和第二倾斜面，从所述基体的一个侧面形成于所述基体的至少一个角上；

彼此交叉的第三倾斜面和第四倾斜面，从所述基体的另一个侧面形成于所述基体的所述至少一个角上；

第一棱线，由所述第一倾斜面和所述第三倾斜面相交而成；以及

第二棱线，由所述第二倾斜面和所述第四倾斜面相交而成，

在所述多刃金刚石刀具中，至少包含所述第一棱线和所述第二棱线的部分由金刚石形成，并且，所述第一棱线的外侧的端部和所述第二棱线的外侧的端部作为刀刃。

4.根据权利要求3所述的多刃金刚石刀具，其中，

所述多刃金刚石刀具具有分别从所述基体的所述外周面朝着所述第一棱线的所述外侧的端部和所述第二棱线的所述外侧的端部研磨而成的研磨面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的多刃金刚石刀具，其中，

各所述倾斜面通过激光加工而形成。

6.根据权利要求2或4所述的多刃金刚石刀具，其中，

各所述研磨面通过机械加工而形成。