CN108247862A - 刀轮 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种刀轮，即便采用较小的划刻载荷也能够形成高渗透且美观的划刻线，从而能够切断成端面强度优异的单位产品。在圆周面具有由彼此相交的两个斜面(3a、3a)构成的V字形的刀尖棱线(4)，在该刀尖棱线(4)的整个区域以规定的间距(P)加工有槽部(5)，该槽部(5)与剩余的刀尖棱线部(6)交替地形成，间距(P)为100～200μm，槽部(5)的长度(5a)为3～10μm，槽部(5)的深度(5b)为1～3μm，由此能够以较小的载荷形成高渗透的划刻线(S)。

Description

刀轮
技术领域
本发明涉及在玻璃等脆性材料基板的表面或者将两片脆性材料基板贴合而成的贴合基板的表面上加工切断用的划刻线(切槽)时使用的刀轮(也称为划刻轮)。
背景技术
以往，在将玻璃基板等脆性材料基板(以下也称为“基板”)切断的加工中，通常已知如下的方法：将刀轮按压于基板表面而形成划刻线，然后，沿着划刻线从背面侧施加外力使基板挠曲，由此按照单位基板进行切断，例如专利文献1公开了这样的方法。
在脆性材料基板上加工划刻线的刀轮使用如下的刀轮：该刀轮沿着圆周面具有由彼此相交的两个斜面形成的V字形的刀尖，且在中心具备安装用的轴承孔。
作为上述的刀轮，具有顺畅地形成有刀尖棱线的刀轮(以下将其称为“普通刀轮”)以及以规定的间距在刀尖棱线上设有槽部(切口)的刀轮(以下将其称为“带槽刀轮”)。
参照图3，对由这些刀轮形成的划刻线进行说明。图3示出形成于基板的划刻线的肋状纹及垂直裂纹，图3的(a)是沿着划刻线方向的剖视图，图3的(b)是沿着与划刻线正交的方向的剖视图。
划刻线S由基板表面的刀轮的咬入痕迹即塑性变形区域以及在塑性变形区域正下方产生且沿着基板W的厚度方向渗透的垂直裂纹8形成。在垂直裂纹8的上部的规定的深度的范围内产生被称为肋状纹7的特征性的痕迹。图3的L1表示从基板W表面起算的肋状纹量(深度)，L2表示从基板W表面起算的垂直裂纹量(渗透深度)。
在普通刀轮中，在划刻线形成时虽然能够形成美观的槽面，但另一方面，存在相对于基板表面的咬入力小且刀尖容易滑动这样的缺点。因此，在从比基板的端面靠内侧起开始了划刻的情况下，从划刻刚开始后难以产生垂直裂纹，并且当为了形成较深的垂直裂纹而增加划刻载荷时，在基板表面上产生沿水平方向延展的不规则的皲裂、或者在槽部产生伤痕，从而不合格产品的发生频率变高。
与此相对地，在刀尖棱线上设有槽部(切口)的带槽刀轮中，槽部与刀尖棱线部(凸部)交替地形成。由此，与普通刀轮相比能够向基板施加较高的划刻载荷，能够形成基于足够深度的垂直裂纹而产生的划刻线，并且，能够抑制向不规则方向的切割或水平裂纹的发生。
在先技术文献
专利文献1：日本专利第3787489号公报
近年来，由于对玻璃基板进行切断加工而得到的液晶面板等单位产品的小型化及精密化，要求实现切断面的端面强度优异的高精度的切断。因此，需要能够以更小的划刻载荷来加工高渗透且美观的划刻线的带槽刀轮。
尤其是如图6、7所示，在经由密封部10而将两片玻璃基板W、W贴合并具有由该密封部10区分为格子状的多个液晶注入区域11的贴合基板中，在密封部10的正上方使用刀轮12对玻璃基板W加工划刻线S，在该情况下，存在如下问题点：由于密封部10的弹性等而使刀轮12的咬入变差，在通常的划刻载荷中无法充分地形成肋状纹、垂直裂纹。另外，当增大划刻载荷时，玻璃基板W的挠曲变大，在基板表面上产生沿水平方向延展的不规则的皲裂、或者在槽部产生伤痕等破坏，从而不合格产品的发生频率变高。
发明内容
对此，本发明的目的在于提供一种刀轮，即便采用比以往小的划刻载荷，也能够相对于玻璃等脆性材料基板形成高渗透且美观的划刻线，由此能够切断成端面强度优异的单位产品。
为了解决上述课题，在本发明中采取如下的技术方案。即，本发明是圆板状的刀轮，其沿着圆周面具有由彼此相交的两个斜面构成的V字形的刀尖棱线，在该刀尖棱线的整个区域以规定的间距加工有槽部，所述槽部与剩余的刀尖棱线部交替地形成，其中，所述间距为100～200μm，所述槽部的长度为3～10μm，所述槽部的深度为1～3μm的范围内。
这里，也可以是，所述刀轮的直径为1～5mm，所述两个斜面相交的刀尖角度为90～120°。
发明效果
在本发明的刀轮中，通过以上述的条件来构成，即便采用较低的划刻载荷，也能够可靠地咬入到基板而形成肋状纹，并且能够形成切断所需的高渗透的垂直裂纹。由此，在断开时能够以不存在伤痕的美观的切断面进行断开，能够得到端面强度优异的单位产品。
尤其是在经由密封部贴合两片玻璃基板而成的贴合基板中，在密封部正上方对玻璃基板加工划刻线的情况下，具有如下效果：不会因密封部的存在而受到影响，能够以较小的划刻载荷加工具有较深的肋状纹和高渗透的垂直裂纹的划刻线，能够以端面强度优异的切断面进行断开。
在本发明中，可以将所述槽部的长度形成为该槽部的深度的3倍的附近值的尺寸。
由此，能够使刀尖棱线部向基板的咬入和基于槽部底部的咬入抑制平衡良好地作用，从而有效地形成具有高渗透的垂直裂纹的划刻线。
附图说明
图1是本发明的带槽刀轮的立体图。
图2是本发明的带槽刀轮的侧视图和主视图。
图3是示出形成于脆性材料基板的划刻线的剖视图。
图4是示出使用了分割数不同的带槽刀轮的划刻试验数据的图。
图5是以线性图表表示出图4的数值数据的图。
图6是示出成为加工对象的贴合基板的俯视图。
图7是图6的剖视图。
图8是简要示出划刻装置的主视图。
附图标记说明：
A 带槽刀轮；
B 划刻装置；
S 划刻线；
W 脆性材料基板；
α 刀尖角度；
1 主体；
2 轴承孔；
3a 斜面；
4 刀尖棱线；
5 槽部；
5a 槽部的长度；
5b 槽部的深度；
6 刀尖棱线部；
6a 刀尖棱线部的长度；
7 肋状纹；
8 垂直裂纹。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的带槽刀轮详细进行说明。
图1是示出本发明的带槽刀轮A的立体图，图2是其侧视图及主视图。该带槽刀轮A由工具特性优异的金属材料、例如超硬合金、烧结金刚石、单结晶金刚石等制作，且在圆板状的主体1的中心具有安装用的轴承孔2，沿着圆周面形成有由彼此相交的左右的斜面3a、3a构成的刀尖棱线4。带槽刀轮A的直径D从1～5mm的直径中选择，但在本实施方式中，直径D形成为2mm，左右的斜面3a、3a相交的刀尖角度α形成为105°，另外，厚度形成为650μm，轴承孔2的内径形成为0.8mm。
此外，在刀尖棱线4的整个区域按照规定的间距P加工槽部5...，通过使该槽部5与剩余的刀尖棱线部6交替地形成而构成本发明的带槽刀轮A。
在本实施例中，将槽部5的间距P设为0.126mm，槽部5的深度5b形成为1.5μm，槽部5的圆周方向的长度5a形成为槽部5的深度5b的约3倍即4.4μm。在该情况下，刀尖棱线部6的圆周方向的长度6a成为从间距P减去槽部5的长度5a而得到的尺寸。需要说明的是，在附图中，为了易于理解，槽部5的长度5a及深度5b以及刀尖棱线部6的长度6a显示为与实际尺寸上的比率不同。
槽部5的间距P的尺寸126μm在直径2mm的刀轮中能够将其整周分割为50份而得到。用公式来表示的话如下所示。
P＝πD/n
其中，D是刀轮的直径(mm)，n是刀轮整周的分割数。
另外，用于得到所希望的间距P的尺寸0.126mm的分割数n成为
n＝πD/P，
例如在直径3mm的刀轮中，根据上述的计算式，用于得到所希望的间距P的尺寸0.126mm的分割数分割为约75份。
同样地，在直径4mm的刀轮中，用于得到所希望的间距P的尺寸0.126mm的分割数分割为约100份。
将如上述那样构成的带槽刀轮A安装于图8所示的划刻装置B的划刻头13，一边按压于在工作台14上载置的基板W的表面一边使其相对地直线移动，由此在基板W表面上加工切断用的划刻线S。
此时，在本发明的带槽刀轮A中，通过将上述的结构作为条件，如图4所示，即便在采用难以在基板上形成垂直裂纹的划刻低载荷这样的条件下，也可能可靠地咬入到基板W，能够形成切断所需的高渗透的垂直裂纹。
图4示出如下情况下的肋状纹量L1及垂直裂纹量L2的平均值，即，准备上述的分割为50份的带槽刀轮A、以及将具有与该带槽刀轮A相同的2mm的直径且相同的105°的刀尖角度的带槽刀轮分别分割为5份、200份、600份而得到的带槽刀轮，以0.02、0.03及0.04MPa的划刻载荷分别对玻璃基板W进行多次划刻试验时的肋状纹量L1及垂直裂纹量L2的平均值。需要说明的是，分割为5份、200份及600份时的槽部5的长度5a及深度5b与分割为50份的带槽刀轮A相同。另外，分割为5份、200份及600份时的间距分别在计算上为1256μm、31.4μm、10.5μm。另外，成为加工对象的玻璃基板W使用厚度为0.2mm的单板。
此外，图5是以线性图表表示出图4的各数值数据的图，图5的(a)是示出从基板表面起算的肋状纹的深度的图，图5的(b)是示出从基板表面起算的包含肋状纹在内的垂直裂纹的深度的图。
据此，在本发明的分割为50份的带槽刀轮A中，在0.02MPa的低划刻载荷的区域中，检测到相比其他区域为最深的30μm以上的肋状纹量L1。而且，在采用0.02MPa的低划刻载荷时，垂直裂纹量L2也比其他区域的垂直裂纹量L2大，检测到141.46μm的数值。根据该试验数据可知，即便是采用0.02MPa的低划刻载荷，也能够可靠地在玻璃基板W上形成肋状纹，并且形成切断所需的高渗透的垂直裂纹。由此，在断开时不会使基板发生较大的挠曲，能够以美观的切断面进行断开，能够得到端面强度优异的单位产品。
这种分割尤其在经由密封部贴合两片玻璃基板而成的贴合基板中，在密封部正上方对玻璃基板加工划刻线的情况下，不受到密封部的存在的影响而能够以较小的划刻载荷加工较深的垂直裂纹，因此是极为有效的。
另外，槽部的相对于棱线的长度的比例较小，因此，能够在有效地形成较深的垂直裂纹的同时抑制端面强度的降低。
需要说明的是，虽然省略了试验数据的提示，但在采用具有与上述的直径2mm的带槽刀轮A相同的槽的长度和深度且以相同的槽间距分割为75份的直径3mm的带槽刀轮、以及分割为100份的直径4mm的带槽刀轮的情况下，也能够形成具有与上述的直径2mm的带槽刀轮A相同的较深的肋状纹和高渗透的垂直裂纹的美观的划刻线。
上述的带槽刀轮A的槽部5的间距P、槽部5的长度5a及深度5b的数值是作为最优选的一例而示出的，本发明不局限于上述的数值，能够在以下的范围内实施。即，能够在间距P为100～200μm、槽部5的长度5a为3～10μm、深度5b为1～3μm的范围内实施。另外，刀尖角度α也不局限于105°，能够允许处于90～120°的范围内。此外，对于槽部5的侧面形状而言，也可以代替图示的梯形状而采用V字形状或圆弧形状。
以上，对本发明的具有代表性的实施例进行了说明，但本发明并非局限于上述的实施方式，能够在达成本发明的目的且不脱离技术方案的范围内适当进行修正、变更。
工业实用性
本发明适合利用于在玻璃等脆性材料基板的表面或将两片脆性材料基板贴合而成的贴合基板的表面上加工切断用的划刻线时使用的刀轮。

Claims (3)

1.一种刀轮，其是圆板状的刀轮，且沿着圆周面具有由彼此相交的两个斜面构成的V字形的刀尖棱线，在该刀尖棱线的整个区域以规定的间距加工有槽部，所述槽部与剩余的刀尖棱线部交替地形成，
其中，
所述间距为100～200μm，所述槽部的长度为3～10μm，所述槽部的深度为1～3μm。
2.根据权利要求1所述的刀轮，其中，
所述刀轮的直径为1～5mm，所述两个斜面相交的刀尖角度为90～120°。
3.根据权利要求1或2所述的刀轮，其中，
所述槽部的长度形成为该槽部的深度的3倍的附近值。
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