CN106113293B - 划线轮及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种划线轮及其制造方法。本发明是将划线轮的圆周研磨成V字状，并在研磨面形成钻石膜。接着，以将包含V字状的尖端的棱线的带状部分成为顶角(α2)的方式，利用粗研磨形成研磨面(15)。此外，对研磨面(15)中包含棱线的带状部分进行精研磨，直到研磨面(16)的算术平均粗糙度成为0.03μm以下，而形成顶角(α3)的研磨面(16)。这样一来，可以减少刀尖的棱线与倾斜面的凹凸，从而可以提高划线时的脆性材料基板的端面强度。

Description

划线轮及其制造方法

分案申请的相关信息

本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2013年2月21日、申请号为201380009786.7、发明名称为“划线轮及其制造方法”的发明专利申请案。

技术领域

本发明涉及一种用来使陶瓷基板或玻璃基板等脆性材料基板压接、滚动而进行划线的划线轮及其制造方法。

背景技术

以往的划线轮像专利文献1等所示的那样，将超硬合金制或多晶烧结钻石(以下称为PCD(Polycrystalline Diamond，多晶钻石))制的圆板作为基材。PCD是使钻石粒子与钴等一起烧结而成。划线轮是从成为基材的圆板的两侧相互倾斜地削入圆周的边缘，在圆周面形成V字形的刀尖。将像这样形成的划线轮旋转自如地轴接在划线装置的划线头等而以特定的荷重压抵在脆性材料基板，使其沿脆性材料基板的面移动，由此可以一边使其滚动一边进行划线。

专利文献2中示出如下玻璃切割器：为了消除与脆性材料基板、尤其与玻璃板的滑动，在从旋转轴的正面观察的情况下，对刀尖在相对于从轴方向的放射方向形成角度的方向上进行研磨而形成条痕。

专利文献3中示出一种玻璃切割用刀，它是涉及用来切割玻璃基板的玻璃切割用刀，且为了延长其寿命而以钻石覆膜V字形状的刀尖表面。该玻璃切割用刀是在由与钻石的配合性良好的陶瓷形成的刀尖表面被覆钻石膜，并对该钻石膜进行表面研磨处理而得以整形。示出如下内容：通过使用这种玻璃切割用刀，刀的寿命长，而且能以使切割面变得平滑的方式切割高硬度玻璃。

而且，专利文献4中示出一种钻石被覆切割刀，它是为了在切割光纤或玻璃基板等时防止滑动或切割质量劣化，而在超硬合金等基材被覆着钻石层。该文献中，所述钻石被覆切割刀的特征在于，钻石层的表面在被覆后不进行平滑化处理。

专利文献5中示出一种工具，它是具有在工具母材的表面涂布有钻石覆膜的刀部的钻石被覆工具，且照射离子束而对钻石覆膜进行研磨。该文献中示出如下内容：将对刀部的前端部分进行研磨而比原来的刀尖角大的刀尖角且刀尖宽度10～100nm的范围作为前端研磨部，由此来确保特定的刀尖强度，获得优异的锋利度。

另一方面，在进行钻石覆膜的研磨的情况下，利用研磨使膜厚变得比研磨前薄，因此必须使成膜时的膜厚比不进行平滑化处理的情况厚。以往，为了使膜厚变厚，一直是延长钻石的成膜时间或以多层重叠钻石膜。专利文献6中记载着一种钻石被覆工具，它具有构成以表面及截面的结晶粒径成为2μm以下的方式反复进行核附着处理及结晶生长处理而形成的微晶的多层构造的钻石覆膜。通过像这样将钻石膜设为多层，可以形成将钻石的结晶粒径维持得较小而减小覆膜表面的凹凸且相对较厚的钻石覆膜。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2003/51784号公报

专利文献2：日本专利特开平6-56451号公报

专利文献3：日本专利特开平04-224128号公报

专利文献4：日本专利特开2011-126754号公报

专利文献5：日本专利特开2012-11475号公报

专利文献6：日本专利第3477162号公报

专利文献7：日本专利第3074143号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

由多晶烧结钻石(PCD)形成的以往的划线轮包含钻石粒子与结合材料，因此存在如下缺点：尤其是如果对陶瓷等硬度高的脆性材料基板进行划线，那么磨耗加剧，寿命短。而且，因为近年来玻璃的薄型化、大型化，要求对脆性材料基板进行划线使它断裂时的脆性材料基板的端面强度。然而，由PCD形成的以往的划线轮中，对应于原材料中所包含的钻石粒子的大小，刀尖及棱线的粗糙度粗，即使利用研磨也难以成为一定程度以下的粗糙度，因此存在对脆性材料基板进行划线使它断裂时的脆性材料基板的端面强度降低的缺点。

而且，如果像专利文献2所记载的那样，在制造对玻璃板进行划线的划线轮时沿相对于划线轮的棱线倾斜的方向研磨刀尖，那么便会有容易在棱线部分产生缺口的问题。

专利文献3中所示的玻璃切割用刀成为使基材为陶瓷、使截面形状为V字形而被覆钻石膜，进而进行研磨的构成。然而，该研磨是仅1个阶段的研磨，无法充分地减小研磨后的表面粗糙度。专利文献3中所记载的玻璃切割用刀是在由陶瓷形成的刀尖表面被覆着钻石膜，但可知，在实际对脆性材料基板进行划线的情况下，会产生容易引起刀尖的缺口、钻石覆膜的剥离等的问题。尤其在对陶瓷等硬度高的脆性材料基板进行划线时存在强度不足的问题。

在专利文献4所记载的钻石被覆切割刀中，因为未对其表面进行平滑化处理，所以当对脆性材料基板进行划线时，基板的端面精度与不进行研磨的情况相比劣化，因此也存在端面强度差的问题。而且，在该钻石被覆切割刀中，作为基材，除陶瓷以外，还可以举出作为以往众所周知的材料的超硬合金。但显而易见，当在超硬合金被覆钻石层的情况下，根据作为硬质成分含有的碳化钨粒子的粒径、或作为结合剂含有的钴的含量，膜的密接性有所不同。

在将玻璃基板等脆性材料基板分割切断时，在使用划线轮划线后沿刻划线进行分割切断，在已分割切断的脆性材料基板端面残留有伤痕，因此在施加压力时从端面受破坏的情况较多。如果在形成在划线轮的圆周面的V字形刀尖存在凹凸，那么在分割切断时的脆性材料基板端面残留伤痕，因此脆性材料基板的机械强度降低。而且，在对陶瓷等硬度高的脆性材料基板进行划线的情况下，如果在刀尖存在凹凸，那么在划线时有时会在刀尖产生缺口或钻石膜从凹凸的部分剥离。因此，优选为在划线轮的V字形刀尖的棱线尽可能地减少凹凸。

而且，专利文献5中所记载的划线轮是通过离子束的照射来研磨刀尖部，但划线轮的刀尖斜面部并未充分研磨，而成为粗糙度相对较粗糙的状态。因此，存在使用该划线轮对脆性材料基板进行划线而将它分割切断时基板的端面强度差的问题。而且，因为是照射离子束，所以还存在如下问题：以棱线为界，刀尖的两侧的斜面的粗糙度不同，或者难以使棱线在侧视时为直线状。

而且，专利文献6中所记载的钻石覆膜为薄覆膜重叠多层而成的多层构造，因此覆膜的层内及层间的性质并不均匀。因此，即使在划线轮形成专利文献6中所记载的钻石覆膜而想要对覆膜表面进行研磨，也难以均匀地进行研磨。此外，在研磨后的划线轮中存在如下问题：因研磨而在刀尖表面呈现的覆膜的粒径等在层内、层间并不均匀，因此在轮刀尖产生容易磨耗的部分与不易磨耗的部分，当对脆性材料基板进行划线时，刀尖的一部分过度地磨耗，而使划线轮的寿命缩短。而且，因为由磨耗所致的划线轮的变形，而导致容易产生钻石覆膜的剥离，进而划线轮的寿命缩短。

此外，专利文献7中记载着在划线轮的圆周面隔开特定间隔而形成多个槽并使其间成为突起而为高浸透型的划线轮。在将像专利文献6中所记载的钻石覆膜这样的多层钻石覆膜应用于这种划线轮的情况下，通常从钻石覆膜上方进行槽加工。在该槽的深度变得深于膜的一层的厚度的情况下，存在如下问题：在槽的侧面出现容易磨耗的部分与不易磨耗的部分，产生槽的磨耗、缺口等而难以保持槽的形状。

陶瓷基板有高温煅烧陶瓷制的多层基板(HTCC(High Temperature Co-firedCeramics，高温共烧陶瓷)基板)、低温煅烧陶瓷制的多层基板(LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷)基板)等电子零件内置基板等。由多晶烧结钻石(PCD)形成的以往的划线轮包含钻石粒子及结合材料，因此存在尤其在对陶瓷基板、蓝宝石、硅等与玻璃相比硬度高的脆性材料基板进行划线的情况下寿命短的缺点。而且，以往的划线轮中即使对刀尖进行研磨，也难以减小棱线的粗糙度，因此存在当划线荷重变大时对脆性材料基板进行划线使它断裂时的脆性材料基板的端面强度降低的缺点。

本发明是鉴于这种问题而完成，目的在于提供一种划线轮及其制造方法，在使用被覆着钻石膜的划线轮对脆性材料基板进行划线而将它分割切断时，可以提高已分割切断的脆性材料基板的端面精度，增大端面强度，并且可以提高钻石膜的密接性，防止缺口或剥离，刀尖不易磨耗，从而可以谋求划线轮的长寿命化。

[解决问题的技术手段]

(第一划线轮及其制造方法)

本发明的划线轮的制造方法是制造沿圆周部形成棱线、且具有包含所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面的刀尖的划线轮，且利用研磨材料研磨(粗研磨)划线轮基材的包含棱线部分的倾斜面而形成第一研磨面，该划线轮基材是圆板状且沿圆周部从两侧的各侧面倾斜地形成的倾斜面相互交叉的棱线部分由钻石膜形成，之后，利用粒度比粗研磨细的研磨材料研磨(精研磨)所述第一研磨面中包含棱线部分的倾斜面而形成第二研磨面。

这里，也可以是，以所述第一研磨面交叉的顶角大于所述钻石膜的倾斜面交叉的顶角的方式形成所述第一研磨面。

这里，也可以是，以所述第二研磨面交叉的顶角大于所述第一研磨面交叉的顶角的方式形成所述第二研磨面。

这里，也可以是，以所述第二研磨面的算术平均粗糙度Ra成为0.03μm以下的方式形成第二研磨面。

这里，也可以是，以所述第二研磨面交叉的棱线部分的算术平均粗糙度Ra成为0.03μm以下的方式形成第二研磨面。

这里，所述精研磨也可以设为由研磨材料的粒度9000号以上的磨石的研磨材料进行的研磨。

这里，所述划线轮基材也可以设为超硬合金。

本发明的划线轮是沿圆周部形成棱线，且具有包含所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面的刀尖，且包括：划线轮基材，沿圆板的圆周形成着刀尖部分；钻石膜，形成在所述划线轮基材的刀尖表面；第一研磨面，利用研磨材料在由所述钻石膜形成的棱线的两侧的区域进行研磨而成；以及第二研磨面，利用研磨材料对所述第一研磨面的前端的棱线的两侧区域进行研磨而成；且所述第二研磨面交叉的顶角大于所述第一研磨面交叉的顶角，所述第二研磨面的算术平均粗糙度Ra小于所述第一研磨面的算术平均粗糙度Ra。

这里，所述第一研磨面交叉的顶角也可以大于所述钻石膜的倾斜面交叉的顶角。

这里，所述第二研磨面的算术平均粗糙度Ra也可以是0.03μm以下。

这里，所述第二研磨面交叉的棱线部分的算术平均粗糙度Ra也可以是0.03μm以下。

也可以是，本发明的划线轮是沿圆周部形成棱线，且具有包含所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面的刀尖，且包括：划线轮基材，沿圆板的圆周形成着刀尖部分；钻石膜，形成在所述划线轮基材的所述刀尖表面；以及研磨面，具有比所述钻石膜的顶角大的顶角；且所述研磨面的算术平均粗糙度Ra为0.03μm以下。

也可以是，本发明的划线轮是沿圆周部形成棱线，且具有包含所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面的刀尖，且包括：划线轮基材，沿圆板的圆周形成着刀尖部分；钻石膜，形成在所述划线轮基材的所述刀尖表面；以及研磨面，利用研磨材料在由所述钻石膜形成的棱线的两侧的区域进行研磨而成，具有比所述钻石膜的顶角大的顶角；且所述研磨面交叉的棱线部分的算术平均粗糙度Ra为0.03μm以下。

根据具有这种特征的划线轮及其制造方法，将划线轮的刀尖研磨成V字形，并且在研磨面形成钻石膜，仅对其前端部分进行粗研磨，之后进行精研磨。因此，可以减少作为刀尖所必需的棱线部分的凹凸。因此，获得如下优异效果：在使用划线轮分割切断脆性材料基板时，可以提高端面精度且提高端面强度。这种特征在对薄的脆性材料基板进行划线并切割时尤其有效。而且，因为是使用钻石膜，所以在对硬度高的脆性材料基板进行划线的情况下，划线轮的磨耗也少且棱线部分的凹凸也少，由此，在划线时不易产生膜的棱线部分的缺口或膜的剥离，因此可以延长划线轮的寿命。这种特征在对硬质的脆性材料基板进行划线时尤其有效。

(第二划线轮及其制造方法)

本发明的划线轮是沿圆周部形成棱线，且具有包含所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面的刀尖，且包括基材及形成在基材的刀尖表面的钻石膜，所述棱线是由钻石膜形成，在由所述棱线的两侧的钻石膜形成的区域具有与所述棱线平行的切削条痕。

本发明的划线轮的制造方法是制造沿圆板的圆周部具有包含棱线与所述棱线的两侧的倾斜面的刀尖的划线轮，且在圆板的中心设置贯通孔，将其中心设为旋转轴，沿圆周部形成刀尖部分而构成划线轮基材，利用化学气相沉积法在所述划线轮基材的刀尖部分形成钻石膜，以包含由所述钻石膜的棱线构成的圆的面与所述划线轮基材的旋转轴垂直的方式，与棱线平行地研磨形成着所述钻石膜的面。

所述基材也可以设为超硬合金。

这里，所述划线轮基材也可以在刀尖部分形成与旋转轴平行的圆周面。

这里，也可以是，具有以特定间隔切开所述研磨区域的棱线部分的槽，使其间成为突起。

根据具有这种特征的划线轮及其制造方法，在划线轮形成钻石膜，对刀尖的钻石膜相对于其棱线平行地进行研磨。由此，残留与棱线平行的微细的条痕。如果使用该划线轮对脆性材料基板进行划线使它断裂，那么因为是使用钻石膜，所以即使在对硬度高的脆性材料基板进行划线的情况下，划线轮的磨耗也少，而可以延长划线轮的寿命。而且，与使用PCD的情况相比，可以通过研磨减小划线轮的刀尖的表面粗糙度，因此还获得脆性材料基板的端面精度提高，也可以使端面强度提高的效果。而且，通过与划线轮的棱线平行地进行研磨，可以获得如下效果：不易在刀尖及棱线出现由切削条痕所致的微细的凹凸，可以减小粗糙度，在对硬度高的脆性材料基板进行划线的情况下，也不易在棱线的部分产生由微细的凹凸所致的钻石膜的缺口或剥离。

(第三划线轮及其制造方法)

也可以是，本发明的划线轮具备：划线轮基材，沿圆周部形成棱线，且具有包含所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面的刀尖；单层的钻石膜，通过使钻石粒子的平均粒径2～10μm的钻石膜生长在所述划线轮基材的刀尖表面而形成；以及研磨区域，研磨包含所述钻石膜的棱线的带状区域，令棱线附近的膜厚为5～25μm。

本发明的划线轮的制造方法是制造沿圆板的圆周部形成棱线、且具有包含所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面的刀尖的划线轮，且以沿圆板状的划线轮基材的圆周从侧面的两侧相互倾斜地削入的方式研磨，而在圆周部分形成包含斜面与棱线的刀尖部分，在所述划线轮基材的刀尖部分产生钻石核，利用化学气相沉积法使由平均粒径2～10μm的钻石粒子构成的钻石膜生长，由此形成单层的钻石膜，以包含由所述钻石膜的棱线构成的圆的面与所述划线轮基材的旋转轴垂直的方式进行研磨，令棱线附近的膜厚为5～25μm。

这里，也可以是，具有以特定间隔切开所述研磨区域的棱线部分的槽，使其间成为突起。

根据具有这种特征的划线轮及其制造方法，通过在划线轮基材上使钻石微粒附着并使结晶生长，而形成单层构造的钻石膜。因此，可以使钻石膜变得均匀，可以容易使之后的研磨加工的精度提高。而且，因为膜均匀，所以在对硬度高的脆性材料基板进行划线时，刀尖表面均匀地磨耗，因此磨耗性提高。而且，因为是研磨钻石膜，所以获得如下效果：可以减小划线轮的刀尖的表面粗糙度，脆性材料基板的端面精度提高，也可以使端面强度提高。而且，可以获得在对硬度高的脆性材料基板进行划线的情况下也不易在棱线的部分产生由微细的凹凸所致的缺口或剥离的效果。

(第四划线轮及其制造方法)

本发明的划线轮具备：划线轮基材，沿圆周部形成棱线，且具有包含所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面的刀尖；钻石膜，通过使钻石粒子的平均粒径2μm以下的钻石膜生长在所述划线轮基材的刀尖表面而形成；以及研磨区域，研磨包含所述钻石膜的棱线的带状区域，令棱线附近的膜厚为5～25μm。

也可以是，本发明的划线轮的制造方法是制造沿圆板的圆周部形成棱线、且具有包含所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面的刀尖的划线轮，且以沿圆板状的划线轮基材的圆周从侧面的两侧相互倾斜地削入的方式进行研磨而在圆周部分形成包含斜面与棱线的刀尖部分；在所述划线轮基材的刀尖部分产生钻石核，利用化学气相沉积法使由平均粒径2μm以下的钻石粒子构成的钻石膜生长而形成钻石膜；以包含由所述钻石膜的棱线构成的圆的面与所述划线轮基材的旋转轴垂直的方式进行研磨，令棱线附近的膜厚为5～25μm。

这里，也可以是，反复进行多次钻石核的产生与钻石层的生长而使所述钻石膜成为多层构造。

这里，也可以是，具有以特定间隔切开所述研磨区域的棱线部分的槽，使其间成为突起。

根据具有这种特征的划线轮及其制造方法，如果与包含钻石粒子的粒径大的钻石膜的划线轮进行比较，那么可以通过研磨进一步减小划线轮的刀尖的表面粗糙度，因此获得脆性材料基板的端面精度提高，也可以使端面强度提高的效果。而且，可以获得在对硬度高的脆性材料基板进行划线的情况下也不易在棱线的部分产生由微细的凹凸所致的缺口或剥离的效果。

(第五划线轮及其制造方法)

本发明的划线轮具备圆板状的划线轮基材及形成在所述划线轮基材的刀尖部分的钻石膜，且所述划线轮基材是使用含有平均粒径为0.5μm以上且2.0μm以下的碳化钨粒子为主成分、且含有4～8重量％的范围的钴作为结合材料的超硬合金。

也可以是，本发明的划线轮的制造方法是制造沿圆板的圆周部具有刀尖的划线轮，且在使用含有平均粒径为0.5μm以上且2.0μm以下的碳化钨粒子为主成分、且含有4～8重量％的范围的钴作为结合材料的超硬合金的圆板的圆周部形成刀尖部分而构成划线轮基材，且利用化学气相沉积法在所述划线轮基材的刀尖部分形成钻石膜。

这里，所述划线轮基材也可以使用以平均粒径为0.7μm以上且1.2μm以下的钨作为主成分的超硬合金。

这里，所述划线轮基材也可以使用含有5～6重量％的范围的钴的超硬合金。

根据具有这种特征的划线轮及其制造方法，作为划线轮基材，使用在特定范围的粒径的碳化钨粒子中以钴作为结合材料的超硬合金，在其表面成膜钻石膜并加以研磨，从而制成划线轮。因此，可以提高钻石膜的密接性，划线轮的耐磨耗性提高，而可以实现长寿命化。而且，因为与刀尖部分的脆性材料基板接触的部分全部为钻石膜，所以可以使棱线的粗糙度变细。因此，如果使用该划线轮进行划线加工并断裂，那么获得脆性材料基板的切割面的端面精度提高，随之也可以使端面强度提高的效果。

[发明的效果]

根据具有这种特征的本发明，根据划线轮及其制造方法，将划线轮的刀尖研磨成V字形，并且在研磨面形成钻石膜，仅对其前端部分进行粗研磨，之后进行精研磨。因此，可以减少作为刀尖所必需的棱线部分的凹凸。因此，获得在使用划线轮将脆性材料基板分割切断时可以提高端面精度且提高端面强度的优异效果。

附图说明

图1(a)、(b)是本发明的第一实施方式的划线轮的前视图及侧视图。

图2(a)-(d)是表示本实施方式的划线轮的制造过程的侧视图。

图3A是表示在本实施方式的划线轮的基材上产生有钻石膜的状态的前端部分的放大剖视图。

图3B是表示已进行粗研磨的划线轮的前端部分的放大剖视图。

图3C是表示已进行精研磨的划线轮的前端部分的放大剖视图。

图3D是表示另一示例的已进行精研磨的划线轮的前端部分的放大剖视图。

图4A是本实施方式的变化例的刀尖的研磨前的棱线部分的放大剖视图。

图4B是本实施方式的变化例的刀尖的研磨后的棱线部分的放大剖视图。

图5(a)、(b)是本发明的第二实施方式的划线轮的前视图及侧视图。

图6A是第二实施方式的刀尖的研磨前的棱线部分的放大剖视图。

图6B是第二实施方式的研磨后的棱线部分的放大剖视图。

图7A是表示研磨本发明的第二实施方式的划线轮的刀尖的状态的侧视图。

图7B是表示研磨本发明的第二实施方式的划线轮的刀尖的状态的俯视图。

图8是第二、第三实施方式的划线轮的研磨后的棱线部分的放大图。

图9A是第二、第三实施方式的变化例的刀尖的研磨前的棱线部分的放大剖视图。

图9B是第二、第三实施方式的变化例的研磨后的棱线部分的放大剖视图。

图10A是本发明的第四实施方式的划线轮的前视图。

图10B是第四实施方式的研磨后的棱线部分的放大剖视图。

图10C是图10A所示的圆形部分的放大图。

图11(a)、(b)是本发明的第五实施方式的划线轮的前视图及侧视图。

图12A是第五实施方式的刀尖的研磨前的棱线部分的放大剖视图。

图12B是第五实施方式的研磨后的棱线部分的放大剖视图。

图13A是本发明的第六实施方式的划线轮的前视图。

图13B是第六实施方式的研磨后的棱线部分的放大剖视图。

图13C是图13A所示的圆形部分的放大图。

图14(a)、(b)是本发明的第一实施方式的划线轮的前视图及侧视图。

图15(a)-(e)是表示在本发明的第七实施方式的划线轮基材上产生有钻石的多层膜的状态的概念图。

图16A是第七实施方式的刀尖的研磨前的棱线部分的放大剖视图。

图16B是第七实施方式的研磨后的棱线部分的放大剖视图。

图17A是本发明的第八实施方式的划线轮的前视图。

图17B是第八实施方式的研磨后的棱线部分的放大剖视图。

图17C是图17A所示的圆形部分的放大图。

图18(a)、(b)是本发明的第一实施方式的划线轮的前视图及侧视图。

图19A是第九实施方式的刀尖的棱线部分的放大剖视图。

图19B是第九实施方式的研磨后的棱线部分的放大剖视图。

图20A是本发明的第十实施方式的划线轮的前视图。

图20B是第十实施方式的研磨后的棱线部分的放大剖视图。

图20C是图20A所示的圆形部分的放大图。

图21A是表示第一实施方式的实施例1、4的划线轮的研磨前后的算术平均粗糙度的图。

图21B是表示第一实施方式的实施例2、5的划线轮的研磨前后的算术平均粗糙度的图。

图21C是表示第一实施方式的实施例3、6的划线轮的研磨前后的算术平均粗糙度的图。

图22A是表示第五、第六实施方式的实施例7的划线轮的研磨前后的刀尖角度与算术平均粗糙度的图。

图22B是表示实施例8的划线轮的研磨前后的刀尖角度与算术平均粗糙度的图。

图22C是表示实施例9的划线轮的研磨前后的刀尖角度与算术平均粗糙度的图。

图23A是表示实施例10与比较例1的划线轮的研磨前后的刀尖角度与算术平均粗糙度的图。

图23B是表示实施例11与比较例2的划线轮的研磨前后的刀尖角度与算术平均粗糙度的图。

图23C是表示实施例12与比较例3的划线轮的研磨前后的刀尖角度与算术平均粗糙度的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1(a)是本发明的第一实施方式的划线轮的前视图，图1(b)是该划线轮的侧视图。而且，图2(a)～(d)是表示该实施方式的划线轮的制造过程的侧视图。在制造划线轮10时，在例如超硬合金或陶瓷制的成为划线轮基材的圆板11的中央，首先像图2(b)所示，形成成为轴孔的贯通孔12。

其次，将马达等的轴连通于该贯通孔12，使它以贯通孔12的中心轴为旋转轴12a旋转，并且从两侧对圆板11的整个圆周进行研磨而形成为像图2(b)所示的包含倾斜面与棱线的垂直截面V字形，将该V字形的斜面设为研磨面13。此时的顶角优选为80°～150°，更优选为90°～140°。如果为80°以下，那么棱线前端在加工时容易破损，如果为150°以上，那么有作为刀尖的实用性消失的倾向。

接着，在大致V字形的研磨面13形成钻石薄膜。首先，像表示图3A的刀尖的棱线部分的放大剖视图那样，以使钻石膜的附着变得容易的方式，预先令大致V字形的研磨面13为粗糙面。其次，在斜面部分形成成为次微米以下的粒径的核的钻石后，通过化学气相反应使钻石核生长，而形成膜厚例如为10～30μm的钻石膜14。这种钻石膜的形成可以进行1次而作为单层的钻石膜，也可以反复进行多次而作为多层的钻石膜。这里，钻石膜是大致均匀地形成在划线轮基材的倾斜面及棱线，因此钻石膜的顶角与划线轮基材的顶角大致相等。将该钻石膜的顶角设为第一顶角α1。顶角α1优选为80°～150°，更优选为90°～140°。如果为80°以下，那么棱线前端在加工时容易破损，如果为150°以上，那么有作为刀尖的实用性消失的倾向。

接着，对钻石膜14进行粗研磨。在粗研磨中，使用例如粒度8000号或其以下的编号的研磨材料。在大于8000号的研磨材料的情况下，研磨材料的粒径会过细，因此无法获得对钻石膜14必需的加工度。该步骤中，仅对中心包含棱线的带状部分以成为第二顶角α2(α2＞α1)的方式进行研磨。图3B是表示该前端部分的放大图。将像这样形成的研磨面设为第一研磨面15。这里，以顶角α2成为相对于α1仅大θ1的值的方式进行研磨。θ1为大于0的值、例如5°。图3B的宽度w1表示第一研磨面15的宽度，宽度w1的最小值例如设为10～20μm。

接着，像图3C所示，仅对研磨面15的中央包含棱线的更窄的宽度w2(w2＜w1)的带状部分进行精研磨。在精研磨中，使用比粗研磨细的粒度的细粉的研磨材料进行研磨。接着，以使包含由研磨后的棱线构成的圆的面相对于旋转轴12a垂直且顶角成为所期望的第三顶角α3(α3＞α2)的方式进行研磨。将像这样形成的精加工的研磨面设为第二研磨面16。这里，研磨材料的粒度优选为粒度9000号以上，更优选为10000号以上，进而优选为15000号以上。在精研磨中，使用比粗研磨细的粒度的细粉的研磨材料进行研磨，因此第二研磨面的算术平均粗糙度小于第一研磨面的算术平均粗糙度。精研磨步骤中，研磨到研磨后的刀尖表面及棱线的算术平均粗糙度Ra为0.03μm以下、优选为0.015μm以下。如果研磨材料的粒度小于9000号，那么难以使研磨后的刀尖表面及棱线的算术平均粗糙度R8为0.03μm以下。因此，存在划线时容易产生膜的缺口或剥离，而且在已分割切断的脆性材料基板端面容易残留伤痕的倾向。这里，以顶角α3成为相对于α2大θ2的值的方式进行研磨。θ2为大于0的值、例如5°。通过该精研磨，使包含由钻石膜的棱线构成的圆的面与划线轮基材的中心轴垂直。另外，最终的顶角α3大的划线轮适合在高划线荷重下使用，顶角α3小的划线轮适合在低划线荷重下使用。

划线轮是利用磨石等研磨材料进行研磨。利用磨石对形成在划线轮的刀尖的钻石膜的一倾斜面进行粗研磨或精研磨。通过利用磨石进行加工，而容易在划线轮的全周以相同角度对倾斜面进行研磨。如果结束一面的粗研磨或精研磨，那么对另一面也同样地研磨。像这样，尤其通过使用磨石的研磨，容易将顶角α2、α3认定为所期望的值，或使划线轮的棱线在侧视时呈直线。此外，可以容易确实地研磨所期望的宽度(w1或w2)的区域。

像这样，通过使刀尖为两段的V字状，而仅对作为划线轮所必需的刀尖的钻石的前端部分进行精研磨，通过减少加工面积而可以缩短加工时间，并且可以减少刀尖的棱线的凹凸。另外，该实施方式中，设为w2＞w1，像图3C所示的那样，在精研磨后，在第二研磨面16的两侧残留第一研磨面15，也可以像图3D所示的那样以将第一研磨面15完全由第二研磨面16替换的方式进行精研磨。在此情况下，宽度w3为w1以上(优选为W3＝w1)。

通过像这样进行研磨，与以往的由烧结钻石形成的划线轮相比，与脆性材料基板接触的部分全部为钻石，因此可以提高划线轮的耐磨耗性。而且，因为与脆性材料基板接触的部分全部为钻石膜，所以可以使有助于划线的刀尖部分及棱线的粗糙度变细。此外，与利用离子束的研磨不同，能以相同的条件对棱线的两侧进行研磨，因此经研磨的两侧的研磨面的粗糙度可以设为同等，而且容易使棱线在侧视时呈直线状。因此，如果使用该划线轮对脆性材料基板、例如玻璃基板或陶瓷基板进行划线而将它分割切断，那么获得脆性材料基板的切割面的端面精度提高，随之也可以使端面强度提高的效果。此外，通过使刀尖及棱线的粗糙度变细，而获得即使在对硬度高的基板进行划线的情况下钻石膜也变得不易剥离的效果。因此，本发明的划线轮适合于对陶瓷基板进行划线。

另外，这里所示出的研磨材料的粒度是一个示例，当然并不限定于该粒度。

接下来，对本实施方式的变化例进行说明。该变化例中，像图4A中表示刀尖部的前端部分的放大图那样，在形成研磨面13后，进而与划线轮的旋转轴12a平行地研磨棱线，以与划线轮的旋转轴12a平行的方式在基材的棱线部分设置截面平坦的圆周面20。圆周面20的宽度例如为2～10μm左右。接着，在这之后，与本实施方式同样地利用CVD(ChemicalVapor Deposition，化学气相沉积)法在具有圆周面20的研磨面13进行钻石膜14的涂布。这里，第一顶角α1是钻石膜14的倾斜面的延长线所成的角度。在该涂布后，像图4B所示的那样，对圆周部分进行研磨，形成第一研磨面、第二研磨面及棱线。像这样，与本实施方式相比，可以使棱线部分的钻石膜的厚度变厚，而可以使划线轮的耐磨耗性、耐剥离性提高。

(第二实施方式)

图5(a)是本发明的第二实施方式的划线轮的前视图，图5(b)是该划线轮的侧视图。在制造划线轮时，在例如超硬合金或陶瓷制的成为划线轮基材的圆板111的中央，首先像图5(a)所示的那样，形成成为轴孔的贯通孔112。其次，将未图示的马达等的轴连通于该贯通孔112，使它以贯通孔112的中心轴为旋转轴112a旋转，并且将圆板111的整个圆周从圆板的正背两侧相对于旋转轴112a倾斜地研磨，像图5(b)所示的那样，使棱线与棱线的两侧的倾斜面形成为垂直截面V字形。将像这样形成的V字形的斜面设为研磨面113。

接下来，使用图6A的刀尖的棱线部分的放大剖视图对钻石薄膜的形成进行说明。首先，以使钻石膜的附着变得容易的方式预先使V字形的研磨面113成为粗糙面。其次，在斜面部分形成成为次微米以下的粒径的核的钻石后，利用化学气相沉积反应使钻石薄膜生长。像这样，利用化学气相沉积法(CVD法)，在划线轮的V字形的斜面部分形成膜厚例如为20～30μm的钻石膜114。

之后，像下文叙述的那样，以前端变得锋利的方式对至少前端部分进行研磨。图6B是表示该研磨后的状态的局部放大剖视图。在像这样进行研磨时，也可以成为比原来的钻石膜114大例如5°左右的钝角。接着，使包含由研磨后的棱线构成的圆的面相对于旋转轴112a垂直。这里，要进行研磨的区域也可以只是倾斜面的中央包含棱线的带状部分。图6B的宽度w的区域表示该前端部分、即棱线的两侧的钻石膜的研磨区域，例如宽度w的最小值设为10～20μm。

图7A是表示研磨划线轮的方法的图。该方法中，在研磨时使用直磨石120。直磨石120为圆柱状，在圆周面形成着磨石。使该直磨石120沿磨石旋转轴120a旋转，对具有钻石膜的划线轮的刀尖进行研磨。此时，一边使直磨石120以固定速度沿磨石旋转轴120a旋转，一边以磨石旋转轴120a与划线轮110的旋转轴112a形成1个平面(纸面)的方式压抵划线轮110，也使划线轮110沿该旋转轴112a旋转。这样一来，划线轮的刀尖的斜面与棱线平行地被研磨。如果结束一面的研磨，那么对另一面也同样地研磨。像这样，当结束研磨时，像图8中表示图5(b)所示的圆形部分的放大图那样，成为在刀尖的宽度w的研磨面形成着与棱线平行的多个微细的切削条痕的状态。

通过像这样进行研磨，与以往的由烧结钻石形成的划线轮相比，与脆性材料基板接触的部分全部为钻石，因此可以使划线轮的耐磨耗性提高。而且，因为与脆性材料基板接触的部分全部为钻石膜，所以可以使有助于划线的刀尖部分及棱线的粗糙度变细。因此，如果使用该划线轮对脆性材料基板、例如陶瓷基板进行划线而将它分割切断，那么获得脆性材料基板的切割面的端面精度提高，随之也可以使端面强度提高的效果。发明者获得如下见解：如果在研磨时相对于棱线向垂直方向或倾斜方向研磨，那么在刀尖及棱线出现由切削条痕所致的微细的凹凸，划线时容易在棱线的部分产生缺口。因此，本发明中是与棱线平行地进行研磨，由此可以减少棱线部分的缺口或钻石膜的剥离。此外，通过使刀尖及棱线的粗糙度变细，可以获得钻石膜不易剥离的效果。因此，本发明的划线轮适合于对陶瓷基板进行划线。

(第三实施方式)

接下来，对本发明的第三实施方式进行说明。该实施方式与第二实施方式只有研磨步骤不同。该实施方式的研磨步骤是使用圆板状的杯型磨石121。杯型磨石121在圆板面形成着研磨面。该实施方式中是像图7B所示的那样，对朝向杯型磨石121的磨石旋转轴121a倾斜的划线轮110的前端面进行研磨。此时，一边使杯型磨石121以磨石旋转轴121a为中心以固定速度旋转，一边以磨石旋转轴121a与划线轮110的旋转轴112a形成1个平面(与纸面正交的面)的方式压抵划线轮110，使它沿旋转轴112a旋转而进行研磨。在像这样进行研磨的情况下，只要是杯型磨石121的外周部，那么与研磨区域的圆相比，划线轮也足够小，因此也可以与棱线大致平行地进行研磨。因此，像图8所示的那样，可以在形成着与棱线平行的多个切削条痕的状态下对划线轮进行精加工，而获得与所述情况相同的效果。

接下来，对第二、第三实施方式的变化例进行说明。该变化例中，像图9A中表示刀尖部的前端部分的放大图那样，以与划线轮的旋转轴112a平行的方式在基材的棱线部分设置平坦的圆周面116。接着，在这之后，与第一或第二实施方式同样地，利用CVD法在研磨面113进行钻石膜114的涂布。像这样，可以通过圆周面116使钻石膜114的密接性提高。在该涂布后，像图9B所示的那样，与第一或第二实施方式同样，对圆周部分像上文叙述的那样进行研磨而形成棱线。像这样，与第一或第二实施方式相比，可以使棱线部分的钻石膜的厚度变厚，而可以使划线轮的耐磨耗性、耐剥离性提高。如果使用该划线轮对脆性材料基板进行划线而将它分割切断，那么脆性材料基板的切割面的端面精度提高，可以使端面强度提高。

(第四实施方式)

接下来，对本发明的第四实施方式进行说明。在日本专利第3074143号中提出一种划线轮，它是在划线轮的圆周面隔开特定间隔地形成多个槽并使其间成为突起而为高浸透型。本发明也可以应用于这种划线轮。图10A是该实施方式的划线轮的前视图，图10B是尖端的棱线部分的放大剖视图，图10C是图10A中以一点链线表示的圆形部分的放大图。在制造划线轮时，在超硬合金或陶瓷制等的成为划线轮基材的圆板131的中央，首先像图10A所示的那样，形成成为轴孔的贯通孔132。其次，将马达等的旋转轴连通于该贯通孔132而使它旋转，并且从两侧对圆板131的整个圆周进行研磨而形成为V字形。将像这样形成的V字形的斜面设为研磨面133。在此情况下，也与第一实施方式同样，利用CVD法在划线轮的刀尖部分涂布钻石膜134，以与第一实施方式或第二实施方式或第三实施方式相同的方法进行研磨。如果使钻石膜134为20μm，那么像图10C所示的那样在钻石膜34的厚度的范围内形成槽135。用来成为高浸透型的划线轮的槽的深度例如为10μm左右，因此可以通过在钻石膜134形成槽135而成为高浸透型的划线轮。

而且，也可以取而代之，预先在划线轮基材的V字形的刀尖部形成槽，利用CVD法在该划线轮基材涂布钻石膜并加以研磨，由此构成划线轮。

(第五实施方式)

图11(a)是本发明的第五实施方式的划线轮的前视图，图11(b)是该划线轮的侧视图。在制造划线轮时，在例如超硬合金或陶瓷制的成为划线轮基材的圆板211的中央，首先像图11(a)所示的那样，形成成为轴孔的贯通孔212。其次，将未图示的马达等的轴连通于该贯通孔212，使它以贯通孔212的中心轴为旋转轴212a旋转，并且将圆板211的整个圆周从圆板的正背两侧相对于旋转轴212a倾斜地研磨，形成为像图11(b)所示的包含斜面与棱线的垂直截面V字形。将像这样形成的V宇形的斜面设为研磨面213。

接下来，对形成在研磨面213的钻石薄膜的形成进行说明。首先，以钻石膜的附着变得容易的方式预先使V字形的研磨面213成为粗糙面。其次，将划线轮基材211保持在特定的温度、压力、环境等，在研磨面的表面产生钻石核。该核包含单晶钻石或凝集有单晶钻石者，该核的外径例如为几nm～几十nm。接着，利用化学气相沉积法(CVD法)使钻石核生长，从而制成钻石薄膜。在该生长中，将钻石的平均粒径设为2～10μm，优选为4～8μm，更优选为5μm左右，膜厚例如设为10～30μm。如果钻石的粒径超过10μm，那么即使进行研磨，也难以使表面粗糙度足够小。此外，如果粒钻石的粒径超过10μm，那么耐磨耗性降低。而且，如果钻石膜的膜厚超过30μm，那么成膜时容易剥离，如果未达10μm，那么研磨后的膜厚变得过薄。像这样，像图12A中表示刀尖的棱线附近的放大剖视图那样，可以在研磨面213上形成单层的钻石膜214。因为钻石膜214为单层，所以不会产生层间的钻石的粒径的不同，可以使钻石膜变得均匀，因此可以使之后的研磨加工的精度提高。而且，在层内，在钻石的核附近与钻石膜的表面附近，钻石膜的性状也不同，但因为使钻石膜214的厚度足够厚，为10～30μm，因此，研磨后也不会在划线轮的刀尖表面出现性状不同的钻石的核附近的部分。因此，在对硬度高的脆性材料基板进行划线时，也尤其不会在刀尖表面出现导致剥离的部位或容易磨耗的部位等，可以使划线轮的耐磨耗性及寿命提高。

这里，如果在研磨面213上形成钻石膜214，那么在膜表面形成钻石结晶的凹凸，因此可以通过利用扫描电子显微镜(SEM(Scanning Electron Microscope))检测该凹凸而测定钻石粒子的平均粒径。SEM的分辨力为0.5～4nm，因此对形成在钻石膜上的凹凸的几个部位进行测定，测定表面出现的结晶的直径(长径的长度)，算出平均粒径。像这样，在利用SEM测定的情况下，只凭表面的观察就可以测定平均粒径。该测定方法中，可以考虑使研磨时大致相同的表面粗糙度表示特定的数值范围。

之后，对至少钻石膜的前端部分，以前端变得锋利的方式进行研磨。图12B是表示该研磨后的状态的局部放大剖视图。这里，研磨可以是粗研磨与精研磨的两个阶段，也可以成为比原来的钻石膜214大例如5°左右的钝角。通过进行粗研磨与精研磨的两个阶段的研磨，可以缩短加工时间，并且充分减小研磨后的研磨面及棱线的表面粗糙度。接着，使包含由研磨后的棱线构成的圆的面相对于旋转轴212a垂直。这里，要进行研磨的区域也可以只是中央包含棱线的带状部分。图12B的研磨的宽度w的区域表示该前端部分、即棱线的两侧的钻石膜的研磨区域，例如宽度w的值设为10～30μm。像这样，如果对所述膜厚的钻石膜进行研磨，那么单层构造的钻石膜214的棱线附近的最薄部分的厚度d成为例如5μm～25μm。如果厚度d小，那么在划线中钻石膜有可能剥离，如果过大，那么存在因内部应力而容易破裂的问题。此外，在研磨后，钻石膜214的厚度也足够厚，为5～25μm，因此不会在划线轮的刀尖表面出现性状不同的钻石的核附近的部分。因此，可以使刀尖表面的粒径或性状均匀，尤其不会出现导致剥离的部位或容易磨耗的部位等，可以使划线轮的耐磨耗性及寿命提高。

划线轮是利用磨石等研磨材料进行研磨。利用磨石对形成在划线轮的刀尖的钻石膜的一倾斜面进行粗研磨或精研磨。通过利用磨石进行加工，容易使两倾斜面的粗糙度相等，或者在划线轮的全周以相同的角度研磨倾斜面或使划线轮的棱线在侧视时为直线。如果结束一边的研磨，那么对另一边也同样地研磨。该研磨步骤中，研磨到研磨后的倾斜面的算术平均粗糙度Ra为0.03μm以下，优选为0.015μm以下。而且，优选为研磨到棱线的算术平均粗糙度Ra为0.03μm以下，优选为0.015μm以下。

通过像这样进行研磨，与以往的由烧结钻石形成的划线轮相比，与脆性材料基板接触的钻石膜的平均粗糙度小，因此可以使刀尖部分及棱线的粗糙度变细。因此，如果使用该划线轮对脆性材料基板、例如陶瓷基板进行划线而将它分割切断，那么获得脆性材料基板的切割面的端面精度提高，且随之也可以使端面强度提高的效果。此外，通过将刀尖及棱线的粗糙度细化，而获得钻石膜不易剥离的效果。因此，本发明的划线轮适合于对陶瓷基板等高硬度脆性材料基板进行划线。

另外，在像上文叙述的那样形成钻石膜214后，在研磨钻石膜214的所有面的情况下，研磨后无法直接利用SEM检测钻石粒子的凹凸，因此也无法测定粒径自身。因此，在研磨钻石膜后，也要确认钻石膜214的钻石粒子是否具有所期望的粒径，因此以下说明对经研磨的部分测定粒径的方法。

根据电子背向散射衍射法(EBSD(Electron Backscattered Diffraction)法)，如果对试样从倾斜60～70°的角度照射电子束，那么可以在试样的从表面起50nm以下的区域获得衍射电子束。通过对该背向散射衍射进行解析，而获得结晶性材料的方位解析的信息。利用该信息，在研磨钻石膜后也可以观察多晶钻石的结晶粒径。

为了确认EBSD法的有效性，使用在研磨前膜表面的测定中平均粒径为2～8μm、基材棱线角100°、钻石膜棱线角120°的划线轮作为试样，利用EBSD法尝试测定。接着，如果在成为试样的划线轮的表面具有凹凸等，那么存在无法检测图案的情况，因此对划线轮的钻石膜214进行预处理(精密的研磨)。而且，根据距划线轮基材的距离，钻石结晶的大小也不同，因此在厚度方向上削入钻石膜的一部分，使基材露出，而分成距基材的距离不同的多个区块。接着，对各区块照射电子束，利用高灵敏度CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)相机以图像的形式取得由反射电子形成的EBSD图案，利用图像处理装置进行处理，利用数据解析系统进行结晶粒的面分析。

依据EBSD法，根据以下的A～D的解析方法，测定结果差异较大。

A：以双晶粒界为结晶粒界，算出平均(算术平均)的情况

B：以双晶粒界为结晶粒界，算出面积比的加权平均的情况

C：不以双晶粒界为结晶粒界，算出平均(算术平均)的情况

D：不以双晶粒界为结晶粒界，算出面积比的加权平均的情况

此时，作为粒径获得的结果根据解析方法大致为A＜C＜B＜D，任一情况下均为2.5μm以下。从该结果来看，依据EBSD法，算出与在膜表面观察粒径的情况相比非常小的数值。认为原因可能在于膜表面未出现小的结晶。

根据以上测定，如果测定膜表面的测定中平均粒径为2～8μm的钻石膜的内部，那么根据解析方法而不同，但任一解析方法中，平均粒径均为2.5μm以下。据此认为，在膜表面全部被研磨的情况下，只要平均粒径为3μm以下，那么表面的平均粒径也为2～10μm。因此，像图12B所示的那样，在研磨钻石膜14后，也可以间接地测定表面的平均粒径。

(第六实施方式)

接下来，对本发明的第六实施方式进行说明。图13A是该实施方式的划线轮的前视图，图13B是尖端的棱线部分的放大剖视图，图13C是图13A中以一点链线表示的圆形部分的放大图。在制造划线轮时，在超硬合金或陶瓷制等的成为划线轮基材的圆板231的中央，首先像图13A所示的那样，形成成为轴孔的贯通孔32。其次，将马达等的轴连通于该贯通孔232，使它以中心轴为中心旋转，并且从两侧对圆板231的整个圆周进行研磨而形成为V字形。将像这样形成的V字形的斜面设为研磨面233。在此情况下，也与第五实施方式同样地利用CVD法在划线轮的刀尖部分涂布单层的钻石膜234并加以研磨。如果使钻石膜234为20μm，那么像图13C所示的那样在钻石膜234的厚度的范围内形成槽235。用来成为高浸透型的划线轮的槽的深度例如为10μm左右，因此可以通过在钻石膜234形成槽235而制成高浸透型的划线轮。

像这样，即使在钻石膜234形成槽235，也因为钻石膜为单层且膜内的性质较为均匀，而容易均匀地加工多个槽，而且在划线时，不易产生钻石膜234的棱线部分的缺口或磨耗。因此，可以获得更长寿命的划线轮。

而且，也可以取而代之，预先在划线轮的V字形的刀尖部形成槽，利用CVD法在该划线轮涂布钻石膜并加以研磨，由此构成划线轮。

(第七实施方式)

图14(a)是本发明的第七实施方式的划线轮的前视图，图14(b)是该划线轮的侧视图。在制造划线轮时，在例如超硬合金或陶瓷制的成为划线轮基材的圆板311的中央，首先像图14(a)所示的那样，形成成为轴孔的贯通孔312。其次，将未图示的马达等的轴连通于该贯通孔312，使它以贯通孔312的中心轴为旋转轴312a旋转，并且将圆板311的整个圆周从圆板的正背两侧相对于旋转轴312a倾斜地研磨，像图14(b)所示的那样形成为垂直截面V字形。将像这样形成的V字形的斜面设为研磨面313。

接下来，对形成在研磨面313的钻石薄膜的形成进行说明。首先，以钻石膜的附着变得容易的方式预先使V字形的研磨面313成为粗糙面。其次，将划线轮基材311保持在特定的温度、压力、环境等，像图15(a)中表示刀尖的棱线附近的放大剖视图那样，在研磨面的表面产生钻石核320。该核包含单晶钻石或凝集有单晶钻石者，该核的外径例如为几nm～几十nm。接着，利用化学气相沉积法(CVD法)使钻石核320生长，像图15(b)所示的那样成为钻石薄膜。在该生长中，将钻石的平均粒径设为2μm以下，优选为1μm以下。膜厚例如设为10～30μm。如果钻石膜的膜厚超过30μm，那么在成膜时容易剥离，如果未达10μm，那么研磨后的膜厚变得过薄。

另外，也可以通过反复进行多次所述成膜，而获得需要的膜厚。具体而言，首先利用化学气相沉积法(CVD法)使钻石核320生长，像图15(b)所示的那样形成例如2μm的厚度的钻石薄膜。接着，再次以相同的温度、压力、环境等，像图15(c)所示的那样在钻石薄膜的表面产生钻石核320。接着，像图15(d)所示的那样，在相同条件下使钻石核生长到钻石的平均粒径为2μm以下、优选为1μm以下。通过像这样反复进行多次钻石核的附着与结晶生长，可以像图15(e)所示的那样形成两层以上的多层膜、例如十层的多层膜。

像这样，像图16A所示的那样，可以在研磨面313上形成平均粒径为2μm以下、优选为1μm以下的钻石膜314。

之后，对至少前端部分，以前端变得锋利的方式进行研磨。图16B是表示该研磨后的状态的局部放大剖视图。这里，研磨可以设为粗研磨与精研磨的两个阶段，也可以成为比原来的钻石膜314大例如5°左右的钝角。接着，使包含由研磨后的棱线构成的圆的面相对于旋转轴312a垂直。这里，研磨的区域也可以只是中央包含棱线的带状部分。图16B的研磨的宽度w的区域表示该前端部分、即棱线的两侧的钻石膜的研磨区域，例如宽度w的值设为10～30μm。像这样，如果对所述膜厚的钻石膜进行研磨，那么钻石膜314的棱线附近的最薄部分的厚度d成为例如5μm～25μm。如果厚度d小，那么划线中钻石膜有可能剥离，如果过大，那么存在因内部应力而容易破裂的问题。而且，在多次形成钻石膜而制成多层构造的钻石膜的情况下，如果研磨量较多，那么存在因层的不连续性而导致研磨后的刀尖的表面变得不均匀的情况。因此，在研磨多层构造的钻石膜的情况下，能以减少研磨量等而使刀尖的表面变得均匀的方式进行研磨。

划线轮是利用磨石等研磨材料进行研磨。利用磨石对形成在划线轮的刀尖的钻石膜的一倾斜面进行粗研磨或精研磨。通过利用磨石进行加工，容易在划线轮的全周以相同的角度对倾斜面进行研磨。研磨步骤中，研磨到研磨后的表面的算术平均粗糙度Ra为0.03μm以下、优选为0.015μm以下。而且，优选为研磨到棱线的算术平均粗糙度Ra为0.03μm以下、优选为0.015μm以下。本发明中，通过使钻石膜314的粒径为2μm以下，可以容易以研磨后的表面的算术平均粗糙度Ra成为0.03μm以下、优选为0.015μm以下的方式进行研磨。

通过像这样进行研磨，与以往的由烧结钻石形成的划线轮相比，与脆性材料基板接触的钻石膜的平均粗糙度变小，因此可以使刀尖部分及棱线的粗糙度变细。因此，如果使用该划线轮对脆性材料基板、例如陶瓷基板进行划线而将它分割切断，那么获得脆性材料基板的切割面的端面精度提高，随之也可以使端面强度提高的效果。通过使刀尖及棱线的粗糙度变细，获得钻石膜不易剥离的效果。因此，本发明的划线轮适合于对陶瓷基板进行划线。

(第八实施方式)

接下来，对本发明的第八实施方式进行说明。图17A是该实施方式的划线轮的前视图，图17B是尖端的棱线部分的放大剖视图，图17C是图17A中以一点链线表示的圆形部分的放大图。在制造划线轮时，在超硬合金或陶瓷制等的成为划线轮基材的圆板341的中央，首先像图17A所示的那样，形成成为轴孔的贯通孔342。其次，将马达等的轴连通于该贯通孔342，使它以中心轴为中心旋转，并且从两侧对圆板341的整个圆周进行研磨而形成为V字形。将像这样形成的V字形的斜面设为研磨面343。在此情况下，也与第七实施方式同样地通过反复进行CVD法而在划线轮的刀尖部分涂布多层的钻石膜344，利用所述方法进行研磨。如果使钻石膜344为20μm，那么像图17C所示的那样在钻石膜344的厚度的范围内形成槽345。用来成为高浸透型的划线轮的槽的深度例如为10μm左右，因此可以通过在钻石膜344形成槽345而制成高浸透型的划线轮。

而且，也可以取而代之，预先在划线轮的V字形的刀尖部形成槽，利用CVD法在该划线轮涂布钻石膜并加以研磨，由此构成划线轮。

(第九实施方式)

图18(a)是本发明的第九实施方式的划线轮的前视图，图18(b)是该划线轮的侧视图。在制造划线轮时，成为划线轮基材的圆板的材料使用超硬合金。该超硬合金是以碳化钨(WC)粒子为主成分，并在其中使用钴(Co)作为结合材料进行烧结而形成的合金。在该超硬合金制的圆板411的中央，首先像图18(a)所示的那样，形成成为轴孔的贯通孔412。其次，将马达等的旋转轴连通于该贯通孔412，使它以圆板411的中心轴412a为中心进行旋转，并且从两侧对圆板411的整个圆周进行研磨，形成为像图18(b)所示的包含斜面与棱线的垂直截面大致V字形。将像这样形成的V字形的斜面设为研磨面413。

这里，关于划线轮基材的超硬合金，选择作为主成分的碳化钨(WC)粒子的平均粒径为0.5μm以上、优选为0.7μm以上且使用2.0μm以下、优选为1.2μm以下的微粒子的超硬合金。如果作为超硬合金的材料的碳化钨粒子的粒径过小，那么为了形成超硬合金而进行烧结时，碳化钨粒子彼此的结合力弱，因此超硬合金的强度降低。因此，形成在超硬合金上的钻石膜容易与超硬合金的表层一起剥离，而使膜的寿命减少。而且，如果钨粒子的粒径过大，那么碳化钨粒子的间隙变大，因此容易因去除钴而导致在超硬合金表层强度降低，同样容易使钻石膜剥离。

而且，作为超硬合金的结合材料的钴的重量比例如设为4％以上，优选为5％以上，且设为8％以下，优选为6％以下。如果钴的含量过多，那么容易因去除钴而导致在超硬合金表层强度大幅降低，而使钻石膜剥离。而且，如果钴的含量过少，那么在去除钴后，钨粒子的间隙减小，因此在形成钻石膜时，难以使成为核的钻石粒子充分地附着，难以均匀地形成膜。

接下来，使用图19A的刀尖的棱线部分的放大剖视图，对钻石薄膜的形成进行说明。首先，以钻石膜的附着变得容易的方式，预先使基材的刀尖的研磨面13成为粗糙面。通过使研磨面为粗糙面，成为核的钻石粒子容易附着。之后，通过酸处理等众所周知的方法去除研磨面413的表层的钴。如果在表层残留有钴，那么在形成钻石膜时，钻石石墨化而无法形成膜。而且，去除钴而成为钨粒子的间隙微小的凹凸，因此同样地成为核的钻石粒子容易附着。其次，在研磨面413形成成为次微米以下的粒径的核的钻石后，利用化学气相沉积法(CVD法)使钻石薄膜生长。像这样，在划线轮的V字形的斜面部分利用化学气相沉积法形成膜厚例如为20～30μm的钻石膜414。之后，以至少前端部分变得锋利的方式进行研磨。研磨是执行机械研磨等各种研磨方法。例如，可以使用研磨材料并利用机械研磨来执行。图19B是表示该研磨后的状态的局部放大剖视图。像这样，在研磨时，也可以成为比原来的钻石膜414大例如5°左右的钝角。接着，使包含由研磨后的棱线构成的圆的面相对于贯通孔412垂直。这里，要进行研磨的区域也可以只是中央包含棱线的带状部分。图19B的宽度w的区域是表示该前端部分的研磨区域，例如宽度w设为10～20μm。

通过像这样进行研磨，与以往的由烧结钻石形成的划线轮相比，与脆性材料基板接触的部分全部为钻石，因此可以使划线轮的耐磨耗性提高。而且，因为与脆性材料基板接触的部分全部为钻石膜，所以可以使棱线的粗糙度变细。因此，如果使用该划线轮对脆性材料基板进行划线而将它分割切断，那么获得脆性材料基板的切割面的端面精度提高，随之也可以使端面强度提高的效果。此外，在将基材中所使用的表面的钴去除的状态下，也可以提高超硬合金的表面的强度，并且成为核的钻石粒子容易附着，由此获得钻石膜不易剥离的效果。因此，本发明的划线轮适合于对像陶瓷基板这样的硬质的脆性材料基板进行划线。

另外，该实施方式中是像图19B所示的那样在V字形的研磨面413形成着钻石膜，也可以在圆板411的前端的棱线部分设置与划线轮的旋转轴平行的圆周面。圆周面也可以不与旋转轴平行，也可以朝向外侧为凸的U字或V字形、或朝向内侧为V字形。

(第十实施方式)

接下来，对本发明的第十实施方式进行说明。日本专利第3074143号中提出一种划线轮，它是在划线轮的圆周面隔开特定间隔地形成多个槽并使其间成为突起而为高浸透型。本发明也可以应用于这种划线轮。图20A是该实施方式的划线轮的前视图，图20B是尖端的棱线部分的放大剖视图，图20C是图20A中以一点链线表示的圆形部分的放大图。在该实施方式中，也使用与第一实施方式相同的超硬合金的划线轮基材。在制造划线轮时，在成为划线轮基材的圆板421的中央，首先像图20A所示的那样，形成成为轴孔的贯通孔422。其次，将马达等的旋转轴连通于该贯通孔422而使它旋转，并且从两侧对圆板421的整个圆周进行研磨，形成包含斜面与棱线的垂直截面大致V字形。将像这样形成的V字形的斜面设为研磨面423。在此情况下，也与第一实施方式同样地利用CVD法在划线轮的刀尖部分涂布钻石膜424并加以研磨。如果使钻石膜424为20μm，那么像图20C所示的那样在钻石膜424的厚度的范围内形成槽425。用来成为高浸透型的划线轮的槽的深度例如为10μm左右，因此可以通过在钻石膜424形成槽425而制成高浸透型的划线轮。

而且，也可以取而代之，预先在划线轮的V字形的刀尖部形成槽，利用CVD法在该划线轮涂布钻石膜并加以研磨，由此构成划线轮。

另外，本发明的各实施方式中，作为划线轮基材，使用在特定范围的粒径的碳化钨中使用钴作为结合材料的基材，也可以是在其中进而添加有氧化钛或氧化钽等其它构成材料而成的基材。

[实施例]

(第一实施方式的实施例)

接下来，对本发明的第一实施方式的实施例的划线轮的研磨前的状态与研磨后的状态进行说明。该实施例均是对于外径2mm的超硬合金的划线轮基材，实施例1、2、3是形成着粒径为5μm左右的钻石膜，实施例4、5、6是形成着粒径为0.5μm左右的钻石膜。实施例1、4均是研磨前的刀尖的顶角α1为110°，在粗研磨中，使用8000号的研磨材料以在粗研磨结束后顶角α2成为115°的方式进行研磨，在精研磨中，使用15000号的研磨材料以在精研磨的结束后顶角α3成为120°的方式进行研磨。研磨后的钻石膜14的棱线附近的最薄部分的厚度例如设为20μm。关于这两个示例，棱线部分及与其相距一定距离的与棱线平行的线上的倾斜面的算术平均粗糙度Ra像图21A所示。

实施例2、5均是研磨前的刀尖的顶角α1为125°，使用8000号的研磨材料以在粗研磨后顶角α2成为130°的方式进行研磨，使用15000号的研磨材料以在精研磨后顶角α3成为135°的方式进行研磨。关于这两个示例，棱线部分及与其相距一定距离的与棱线平行的线上的倾斜面的算术平均粗糙度Ra像图21B所示。

而且，实施例3、6均是研磨前的刀尖的顶角α1为140°，使用8000号的研磨材料以顶角α2在粗研磨后成为145°的方式进行研磨，使用15000号的研磨材料以在精研磨后顶角α3成为150°的方式进行研磨。关于这两个示例，棱线部分及与其相距一定距离的与棱线平行的线上的倾斜面的算术平均粗糙度Ra像图21C所示。

实施例1～6均可在精研磨时表面无缺口地进行研磨加工。任一实施例均是精研磨后的研磨面的算术平均粗糙度Ra为0.022μm以下，去除实施例1的倾斜面的值为0.015μm以下。与实施例1～3相比，实施例4～6的算术平均粗糙度变小。认为原因在于，在实施例1～3的情况下粒径大，因此研磨前的膜表面的算术平均粗糙度也变大。然而，在此情况下，也可以通过进行精研磨而使精研磨后的算术平均粗糙度Ra足够低，因此使用该划线轮划线后进行切割时，可以使脆性材料基板的端面精度提高。

接下来，对将第五、第六实施方式具体化的实施例的划线轮的研磨前的状态与研磨后的状态进行说明。实施例7～9均是对外径2mm的超硬合金的划线轮基材以化学气相沉积法形成着单层的钻石膜的第五实施方式的划线轮。实施例7是研磨前的刀尖角度为110°，在粗研磨中，使用8000号的研磨材料以在粗研磨结束后刀尖角度成为115°的方式进行研磨，在精研磨中，使用15000号的研磨材料以在精研磨结束后成为120°的方式进行研磨。钻石膜214的棱线附近的最薄部分的厚度d例如设为20μm。关于实施例7，棱线部分及与其相距一定距离的与棱线平行的线上的倾斜面的算术平均粗糙度Ra像图22A所示。

实施例8是研磨前的刀尖角度为125°，使用8000号的研磨材料以在粗研磨后成为130°的方式进行研磨，且使用15000号的研磨材料以在精研磨后成为135°的方式进行研磨。关于实施例8，棱线部分及与其相距一定距离的与棱线平行的线上的倾斜面的算术平均粗糙度Ra像图22B所示。

实施例9是刀尖角度在研磨前为140°，使用8000号的研磨材料以在粗研磨后成为145°的方式进行研磨，且使用15000号的研磨材料以在精研磨后成为150°的方式进行研磨。关于实施例9，棱线部分及与其相距一定距离的与棱线平行的线上的倾斜面的算术平均粗糙度Ra像图22C所示。

实施例7～9均可在研磨时表面无缺口地进行研磨加工。实施例7～9是通过进行粗研磨、精研磨而使算术平均粗糙度变小，精研磨后的算术平均粗糙度至多为实施例7的斜面的0.022μm。因此，可以提高使用该划线轮划线后切割的脆性材料基板的端面精度。

接下来，对在将第七、第八实施方式具体化的实施例10、11、12的划线轮的研磨前的状态与研磨后的状态，一边与比较例进行比较，一边进行说明。该实施例及比较例均使用外径2mm的超硬合金的划线轮基材。实施例10、11、12的划线轮均是根据第七实施方式以化学气相沉积法形成着粒径为2μm以下的钻石膜的划线轮，比较例1、2、3是形成着粒径为5μm左右的更大的钻石膜的划线轮。实施例10与比较例1均是研磨前的刀尖角度为110°，在粗研磨中，使用8000号的研磨材料以在粗研磨结束后刀尖角度成为115°的方式进行研磨，在精研磨中，使用15000号的研磨材料以在精研磨结束后成为120°的方式进行研磨。钻石膜314的棱线附近的最薄部分的厚度d例如设为20μm。关于这两个示例，棱线部分及与其相距一定距离的与棱线平行的线上的倾斜面的算术平均粗糙度Ra像图23A所示。

实施例11及比较例2是研磨前的刀尖角度为125°，使用8000号的研磨材料以在粗研磨后成为130°的方式进行研磨，且使用15000号的研磨材料以在精研磨后成为135°的方式进行研磨。关于这两个示例，棱线部分及与其相距一定距离的与棱线平行的线上的倾斜面的算术平均粗糙度Ra像图23B所示。

实施例12及比较例3均是刀尖角度在研磨前为140°，使用8000号的研磨材料以在粗研磨后成为145°的方式进行研磨，且使用15000号的研磨材料以在精研磨后成为150°的方式进行研磨。棱线部分及与其相距一定距离的与棱线平行的线上的倾斜面的算术平均粗糙度Ra像图23C所示。

实施例10～12、比较例1～3均可在研磨时表面无缺口地进行研磨加工。与比较例1～3相比，实施例10～12的算术平均粗糙度变小。认为原因在于，因为钻石的生长而使粒径变大，因此平均粗糙度也变大。而且，即使进行粗研磨、精研磨，实施例10～12也均比粗粒的比较例精加工状态良好，实施例1～3的算术平均粗糙度至多为实施例1的倾斜面的0.015μm。而且，在实施例10～12的划线轮中，也有在粗研磨的阶段算术平均粗糙度为0.015μm以下的划线轮。因此，在研磨粒径为2μm以下的钻石膜而制造划线轮的情况下，可以简化研磨步骤。而且，在进行与粒径大的钻石膜相同的精研磨的情况下，可以进一步减小表面的算术平均粗糙度，因此可以进一步提高使用该划线轮划线后切割的脆性材料基板的端面精度。

[工业上的可利用性]

本发明的划线轮可以提供耐磨耗性、耐剥离性高而切割出端面强度高的脆性材料基板的划线轮，且可以适合用于划线装置。

[符号说明]

10 划线轮

11 圆板

12 贯通孔

12a 旋转轴

13 研磨面

14 钻石膜

15 第一研磨面

16 第二研磨面

110、130 划线轮

111、131 圆板

112、132 贯通孔

113、133 研磨面

114、134 钻石膜

116 圆周面

120 直磨石

121 杯型磨石

135 槽

210、230 划线轮

211、231 圆板

212、232 贯通孔

213、233 研磨面

214、234 钻石膜

216 圆周面

235 槽

310、340 划线轮

311、341 圆板

312、342 贯通孔

313、343 研磨面

314、344 钻石膜

316 圆周面

320 钻石核

345 槽

410、420 划线轮

411、421 圆板

412、422 贯通孔

413、423 研磨面

414、424 钻石膜

416 圆周面

425 槽

Claims (2)

1.一种划线轮，其包括：

划线轮基材，沿圆周部形成棱线，且具有包含所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面的刀尖，

钻石膜，形成在所述划线轮基材的刀尖表面，钻石粒子的平均粒径为2μm以下；且

在所述刀尖具有特定间隔的槽并使其间成为突起；

形成所述钻石膜之后，对至少前端部分进行研磨。

2.一种划线轮的制造方法，该划线轮是沿圆板的圆周部形成棱线，且具有包含所述棱线与所述棱线的两侧的倾斜面的刀尖；且该划线轮的制造方法如下：

以沿圆板状的划线轮基材的圆周从侧面的两侧相互倾斜地削入的方式研磨，而在圆周部分形成包含斜面与棱线的刀尖部分，在所述划线轮基材的所述刀尖部分的棱线以特定间隔形成槽并使其间成为突起，

在所述划线轮基材的刀尖部分产生钻石核，利用化学气相沉积法使包含平均粒径2μm以下的钻石粒子的钻石膜生长而形成所述钻石膜；

形成所述钻石膜之后，对至少前端部分进行研磨。