CN105799074B

CN105799074B - 多刃金刚石刀具

Info

Publication number: CN105799074B
Application number: CN201610007085.5A
Authority: CN
Inventors: 曽山浩
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2016-01-06
Publication date: 2019-08-16
Anticipated expiration: 2036-01-06
Also published as: CN105799074A; JP6476892B2; TW201636176A; KR102469831B1; TWI680041B; JP2016132181A; KR20160089865A

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，从基体的两侧面形成倾斜面，并将棱线的两侧作为刀刃(P1～P16)。使金刚石刀具(10)倾斜并使一个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)旋转来使其它刀刃接触而进行划线。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，可使用的作为刀刃的顶点是两处或最大四处。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，从而难以精准地设定该接触角度。

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

为了解决该技术问题，本发明的多刃金刚石刀具包括：基体，呈具有预定厚度的角柱状，所述基体具有两个底面和多个外周面；棱线，为所述外周面的交线；以及倾斜面，从至少一个底面朝着棱线研磨而成，在所述多刃金刚石刀具中，所述基体的至少外周面由金刚石形成，并且，所述倾斜面与所述棱线的交点作为刀刃。

在此，所述倾斜面也可以具有从所述基体的一个底面形成的第一倾斜面、和从所述基体的另一个底面形成的第二倾斜面。

在此，本发明的多刃金刚石刀具也可以包括从所述基体的相邻的两个外周面朝着所述棱线的端部研磨而形成的两个研磨面、和为两个所述研磨面的交线的第二棱线，在所述多刃金刚石刀具中，两个所述研磨面与所述第二棱线的交点作为刀刃。

在此，各所述倾斜面也可以通过激光加工而形成。

在此，两个所述研磨面也可以通过机械加工而形成。

发明效果

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，能够简单地设定刀刃的接触角度。

附图说明

图1的(a)和(b)是本发明的第一实施方式的多刃金刚石刀具的正面图以及侧面图。

图2的(a)和(b)是示出使用第一实施方式的多刃金刚石刀具划线的侧面图。

图3是示出本发明的第一实施方式的变形例的多刃金刚石刀具的主要部分的放大图。

图4的(a)和(b)是本发明的第二实施方式的多刃金刚石刀具的正面图以及侧面图。

图5是放大本发明的第二实施方式的多刃金刚石刀具的主要部分的底面图。

图6的(a)和(b)是放大本发明的第二实施方式的多刃金刚石刀具的主要部分的侧面图以及底面图。

图7是(a)和(b)是示出使用本发明的第二实施方式的变形例的多刃金刚石刀具的主要部分的放大图。

具体实施方式

下面，说明本发明的第一实施方式。图1是示出本实施方式的多刃金刚石刀具(下面简称为金刚石刀具)10的一个例子的正面图以及侧面图。该金刚石刀具10将一定的厚度的由旋转对称的任意数量的边构成的多边形的角柱作为基体。在该实施方式中，通过单晶金刚石构成一定厚度的正八角柱的基体11，其中心具有贯通孔12。在该情况下，与平行于多角柱的厚度方向的通过贯通孔12的轴(图1的(a)中与纸面垂直的轴)平行的棱线13a～13h均等地形成在基体11的八边形的外周面。

这样，在本实施方式中，相对于基体11，如图1所示从八个方向的角部分的多角柱的两个底面朝着与外周面交叉的棱线以倒角的方式而研磨。即，从基体11的一个面的八个角朝着基体11的棱线在小于基体的厚度的1/2的范围内研磨而形成第一倾斜面14a～14h。此时，以即倾斜面以棱线的一端作为顶点成为等腰三角形的方式而研磨，使基体11的底面的边与倾斜面所成的角相等。这样的倾斜面能够通过激光加工或机械加工而容易地形成。此外，也可在激光加工之后进一步进行机械研磨，进而成为精密的研磨面。如此一来，将各棱线13a～13h和第一倾斜面14a～14h的交点作为顶点，在如图1的(b)所示基体的侧面观察中，能够在右侧形成八个刀刃P1～P8。此时，基体11的倾斜面14a～14h成为顶面。此处的顶面是指与形成棱线的两个外周面相接并共有棱线的一端的面。

接下来，从基体11的另一个面同样地朝着基体11的外周在小于基体的厚度的1/2的范围内进行研磨而形成第二倾斜面15a～15h。这样一来，将各棱线13a～13h与第二倾斜面15a～15h的交点作为顶点，在如图1的(b)所示基体的侧面观察中，能够在左侧形成八个刀刃P9～P16。这样，通过将棱线13a～13h的两端作为刀刃P1～P16，能够在八角形的金刚石刀具10的外周形成十六处的刀刃。

接下来，使用图2说明使用该实施方式的金刚石刀具10进行划线的情况。在基板20上划线时，如图2的(a)所示倾斜金刚石刀具10使棱线与脆性材料基板成的角度为θ，以一个刀刃P1与基板20相接的方式固定，并使金刚石刀具10按图示的箭头A方向移动，从而进行划线。此时不使金刚石刀具10滚动，因此能够通过相同的刀刃进行划线。在与基板20相接的刀刃P1由磨损而劣化的情况下，如图2的(b)所示以贯通孔12为中心使金刚石刀具10旋转45°，并使相邻的刀刃P2与基板20接触同样地进行划线。即使使金刚石刀具10旋转45°，由于刀尖的棱线与基板接触的角度θ不会发生变化，能够容易地设定在刀刃更换时相对于基板的接触角度。

另外，当刀刃P1～P8的八处的刀刃全部磨损时，使金刚石刀具10翻转，以棱线与脆性材料基板所成的角度为θ的方式再次固定，使另一个侧面的刀刃P9～P16依次接触来进行划线。这样一来，能够进一步地变化八次刀刃位置来进行划线，能够总共更换十六次刀刃来进行划线。

接下来，对第一实施方式的变形例进行说明。在第一实施方式中，将基体的外周的倾斜面作为顶面，并将第一倾斜面的三角形的顶点作为刀刃。图3是其变形例，如一个刀刃P1周边部分的放大图所示，将靠近棱线的部分进一步稍微呈角度地研磨而作为第三倾斜面21a，并将该第三倾斜面21a作为顶面。其它的倾斜面也是同样的。此外，第二倾斜面也是同样地，将靠近第二倾斜面的棱线的部分进一步稍微呈倾斜地研磨而作为第四倾斜面。这样一来，能够细微调整各刀刃的位置，并进行正确且精密地加工。

接下来，参照图4、图5说明本发明的第二实施方式。图4是示出本实施方式的多刃金刚石刀具(下面简称为金刚石刀具)30的一个例子的正面图以及侧面图。该金刚石刀具30是旋转对称的多边形的角柱，底面是由单晶金刚石构成的八角形的基体31，且其中心具有贯通孔32。在该情况下，与平行于多角柱的厚度方向的通过贯通孔12的轴(图4的(a)中与纸面垂直的轴)平行的棱线33a～33h均等地形成在基体31的八边形的外周面。

这样，在本实施方式中，相对于基体31，如图4所示从八个方向的角部分的两侧以倒角的方式而研磨。即，从一个面的角朝着基体31的内侧在小于基体的厚度的1/2的范围内研磨而形成第一倾斜面34a～34h。从基体31的另一个侧面形成第二倾斜面35a～35h。此时以基体31的底面的边与倾斜面所成的角度相等的方式而研磨。

在该实施方式中，形成第一倾斜面34a～34h、第二倾斜面35a～35h之后，在棱线33a～33h的两端部分，从夹着棱线相邻的两个外周面进一步研磨来使顶面与棱线所成的角度变大。图5是在图4的(b)的右侧中央以点划线示出的圆B的放大图，图6的(a)是图4的(b)的右侧下方意点划线示出的圆C的放大图，图6的(b)是其底面图。在该研磨中，如图5所示在棱线33a的一端形成三角形的小研磨面36a、36b，以及作为研磨面36a、36b的交线的新棱线(第二棱线)。同样地，在棱线33c的一端形成三角形的研磨面38a、38b，以及为研磨面38a、38b的交线的新棱线(第二棱线)。其它的棱线也相同，在各棱线33a～33h的一端形成研磨面36a、36b～43a、43b，以及作为研磨面36a、36b～43a、43b的交线的第二棱线。然后相邻的研磨面36a和36b、37a和37b...相交的新的棱线的一端，即第二棱线和顶面的交点成为刀刃P1～P8。在该情况下，在三角形的研磨面36a、36b相交的线成为构成刀刃一端的棱线。关于其它的角，各研磨面37a、37b、38a、38b...的交线也成为构成刀刃一端的棱线。

另外，同样地在棱线的另一端也在倾斜面35a～35h与棱线的交点同样地从侧面研磨而形成研磨面。然后，作为新形成的研磨面的交线的第二棱线与倾斜面35a～35h的交点作为刀刃P9～P16。通过机械加工形成的这样的研磨面能够高精度地加工，能够将刀刃的位置加工于所希望的位置。另外，顶面与棱线的角度能够根据作为划线对象的工作来任意地设定。

在使用该金刚石刀具30进行划线时，使一个刀刃P1与基板20接触而进行划线。然后，在该刀刃磨损的情况下，与上述实施方式同样地，使金刚石刀具30沿着插通于贯通孔的、未图示的轴旋转45°，并使相邻的刀刃接触而进行划线。

另外，当刀刃P1～P8的八处的刀刃全部磨损时，使金刚石刀具30翻转，使另一个面的刀刃P9～P16依次接触来进行划线。这样一来，能够进一步变化八次刀刃位置来进行划线，并能够总共更换十六次刀刃位置来进行划线。

接下来，对第二实施方式的变形例进行说明。在第二实施方式中，也将基体的外周的倾斜面作为顶面，并将第一倾斜面的三角形的顶点作为刀刃。图7是其变形例，如一个刀刃P3周边部分的放大图所示，将靠近倾斜面34c中棱线的三角形的部分进一步稍微呈角度地研磨而作为第三倾斜面51c，并将该第三倾斜面51c作为顶面。其它的倾斜面也是同样的。此外，第二倾斜面也是同样地，将靠近第二倾斜面的棱线的部分进一步稍微呈倾斜地研磨而作为第四倾斜面。这样一来，能够细微调整各刀刃的位置，并进行正确且精密地加工。

在第一实施方式、第二实施方式中，在正八边形的基体的周围设置十六处的刀刃，但并不限于正八边形，能够将任意边数的多边形作为基体而构成。例如可作为正十二边形设置二十四处的刀刃。在该情况下，当刀刃更换时优选在这样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。因此，在各刀刃磨损时，能够只需使金刚石刀具旋转来更换刀刃，能够减少金刚石刀具的更换频率。

另外，在上述实施方式中，由单晶金刚石构成圆板整体，但是，由于与脆性材料基板接触的表面部分是金刚石层足矣，因此，也可以在超硬合金、烧结金刚石制造的基体的刀尖部分的表面形成多晶金刚石层并在其上形成倾斜面。此外，也可以掺杂硼等的杂质，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，从而能够容易地通过放电加工而形成切口。

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 多刃金刚石刀具

11、31 基体

12、32 贯通孔

13a～13h、33a～33h 棱线

14a～14h、34a～34h 第一倾斜面

15a～15h、35a～35h 第二倾斜面

21a、51c 第三倾斜面

36a、36b～43a、43b 研磨面

P1～P16 刀刃

Claims

1.一种多刃金刚石刀具，包括：

基体，呈具有预定厚度的角柱状，所述基体具有两个底面和多个外周面；

棱线，为所述外周面的交线；以及

倾斜面，从至少一个底面朝着棱线研磨而成，

在所述多刃金刚石刀具中，所述基体的至少外周面由金刚石形成，并且，所述倾斜面与所述棱线的交点作为刀刃。

2.根据权利要求1所述的多刃金刚石刀具，其中，

所述倾斜面具有从所述基体的一个底面形成的第一倾斜面、和从所述基体的另一个底面形成的第二倾斜面。

3.根据权利要求1或2所述的多刃金刚石刀具，还包括：

从所述基体的相邻的两个外周面朝着所述棱线的端部研磨而形成的两个研磨面、和为两个所述研磨面的交线的第二棱线，

在所述多刃金刚石刀具中，所述倾斜面与所述第二棱线的交点作为刀刃。

4.根据权利要求1或2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。

5.根据权利要求3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3所述的多刃金刚石刀具，其中，两个所述研磨面通过机械加工而形成。