CN108249749B - 刀轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供刀轮，通过对基板可靠地咬入而能够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。该刀轮沿着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)，所述该槽部(5)与剩余的刀尖棱线部(6)交替地形成，槽部(5)的深度(5b)为1～3μm，该槽部(5)的长度(5a)形成为槽部(5)的深度(5b)的3.5～8倍，刀尖棱线部(6)的长度(6a)形成为5～15μm，由此能够形成没有伤痕的高渗透的划刻线(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：该刀轮沿着直径为1～4mm的圆板体的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”)。在后者的带槽刀轮中，通常槽部的间距形成为例如20～200μm，沿着槽部的刀尖棱线方向的长度相对于槽的深度以1.5～2.5倍的比率形成。

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。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以较高的划刻载荷向基板表面咬入，能够有效地形成基于上述的肋状纹、垂直裂纹而产生的划刻线。

在先技术文献

专利文献1：日本专利第3787489号公报

但是，即便是上述的带槽刀轮，在液晶显示面板等的贴合基板中的密封部正上方的划刻线的加工中也存在问题。

图7及图8示出切断前的液晶显示面板的主基板，将两片大面积玻璃基板W、W即形成有对液晶进行驱动的薄膜晶体管TFT(Thin FilmTransistor)等电子设备的玻璃基板与形成有对置电极的玻璃基板经由密封部10以形成多个液晶注入区域11的方式贴合而形成。而且，近年来，在该密封部10的正上方位置处，利用刀轮12对大面积玻璃基板W加工划刻线S，在之后的工序中从划刻线S切断成单位产品。

在该密封部10的正上方使用刀轮12对玻璃基板W加工划刻线S的情况下，在以往的带槽刀轮中，存在如下问题点：由于密封部10的原材料所具有的弹性等以及密封所引起的基板的内部应力的变化，在基板表面上容易产生沿着水平方向延展的不规则的皲裂(水平裂纹)、或者无法充分地形成垂直裂纹。当垂直裂纹不充分时，无法在划刻线处切断、或者在切断面产生伤痕等的破坏，从而发生端面强度劣化等不良情况，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，能够在玻璃等脆性材料基板上形成水平裂纹少且高渗透的划刻线，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，在本发明中采用如下的技术方案。即，本发明提供一种圆板状的刀轮，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，所述槽部的深度形成为1～3μm，该槽部的长度形成为该槽部的深度的3.5～8倍，所述刀尖棱线部的长度形成为5～15μm。

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

根据如上述那样构成的刀轮，能够通过刀尖棱线部的边缘咬入到基板而形成较深的肋状纹，并且形成切断所需的高渗透的垂直裂纹。尤其在本发明中，由于使槽部的长度长至该槽部的深度的3～8倍，因此，能够使载荷在刀尖棱线部集中，即便在垂直裂纹难以渗透于基板的条件下也能够以高渗透的方式加工划刻线，并且能够抑制水平裂纹的产生。由此，具有如下效果：能够在之后的断开工序中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。

附图说明

图1是本发明的带槽刀轮的侧视图。

图2是本发明的带槽刀轮的主视图。

图3是示出形成于脆性材料基板的划刻线的剖视图。

图4是示出使用了本发明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是以棒状图表表示出本发明的带槽刀轮的划刻线形成区域的图。

图7是示出成为加工对象的贴合基板的俯视图。

图8是图6的部视图。

图9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的侧视图，图2是其主视图。需要说明的是，在图1的右上方放大地示出由图1的圆围成的区域。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，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2～4mm的直径中选择，但在本实施方式中，直径D为2mm。另外，左右的斜面3a、3a相交的刀尖角度α形成为100°或105°，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。

在本发明的带槽刀轮A的第一实施方式中，将刀轮整周分割为275份而形成槽部5，该槽部5的深度5b为2.5μm，槽部5的圆周方向的长度5a为深度5b的约4.5倍即11.5μm，刀尖棱线部6的圆周方向的长度6a形成为12.5μm。另外，两个斜面3a、3a相交的刀尖角度α为100°。以下，将该第一实施方式的带槽刀轮设为轮构件No.1。

在第二实施方式中，槽部5的分割数、槽部5的长度5a及深度5b、刀尖棱线部6的长度6a与轮构件No.1相同，刀尖角度α为105°。以下，将该带槽刀轮设为轮构件No.2。

在第三实施方式中，槽部5的分割数为275，该槽部5的深度5b为3μm，槽部5的长度5a为11.5μm，刀尖棱线部6的长度6a形成为12.5μm。另外，刀尖角度α为100°。以下，将该带槽刀轮设为轮构件No.3。

在第四实施方式中，槽部5的分割数、槽部5的长度5a及深度5b、刀尖棱线部6的长度6a与轮构件No.3相同，刀尖角度α为105°。以下，将该带槽刀轮设为轮构件No.4。

在第一比较例中，槽部5的分割数为300，该槽部5的深度5b为3μm，槽部5的长度5a为9μm，刀尖棱线部6的长度6a形成为8.5μm。另外，刀尖角度α为100°。以下，将该带槽刀轮设为轮构件No.5。

在第二比较例中，槽部5的分割数、槽部5的长度5a及深度5b、刀尖棱线部6的长度6a与轮构件No.5相同，刀尖角度α为105°。以下，将该带槽刀轮设为轮构件No.6。

将如上述那样构成的带槽刀轮A安装于图9所示的划刻装置B的划刻头13，一边按压于在工作台14上载置的玻璃基板W的表面一边使其相对地直线移动，由此在玻璃基板W的表面上加工切断用的划刻线S。

此时，上述的轮构件No.1～6的带槽刀轮A的情况也都如图4、5所示，能够在玻璃基板W上形成肋状纹并形成垂直裂纹。

图4示出针对轮构件No.1～6的各带槽刀轮A，分别以0.05Mpa、0.06Mpa、0.07MPa的划刻载荷对玻璃基板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，成为加工对象的玻璃基板W使用了厚度为0.2mm的玻璃基板。

此外，图5以线性图表表示出图4的各数值数据，图5的(a)示出从基板表面起算的肋状纹的深度，图5的(b)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。

另外，图6以棒状图表表示出根据各带槽刀轮A的划刻载荷的观点出发而观察到的划刻线形成区域。

据此，在本发明的轮构件No.1～6的带槽刀轮A中，检测到最低42.99μm至最高62.99μm的较深的肋状纹量L1。另外，在垂直裂纹量L2中也检测到最低174.20μm至最高190.12μm的高渗透的数值。根据该试验数据可知，在玻璃基板W可靠地形成了肋状纹且形成了切断所需的垂直裂纹。

这里，根据图6可知，关于刀尖角度为100°的No.1、3、5，以较低的载荷形成肋状纹并产生垂直裂纹。但是，在作为比较例的No.5中，在所有区域中垂直裂纹变浅，尤其在低载荷侧的0.05Mpa，差变大。据此可认为，即便以相同的载荷进行划刻，在No.1、3中能够更有效地向基板传递载荷。

在本试验条件中，在刀尖角度为100°时这样的趋势尤为显著，但在变更了基板厚度等的划刻条件下，在刀尖角度为105°时也观察到同样的趋势。

这样，通过使槽部5的长度5a长至槽部5的深度5b的3.5～8倍，载荷能够在刀尖棱线部6的边缘处集中，在划刻区域的低载荷侧也能够有效地形成较深的垂直裂纹，并且难以产生因剩余的载荷而引起的水平裂纹。

通常，在密封件上的划刻中，由于基板的内部应力的变化而使垂直裂纹难以形成，另一方面，容易产生水平裂纹。但是，能够利用图4所示的划刻形成区域的0.05MPa的较低的划刻载荷而容易地以高渗透的方式加工划刻线S。由此，能够抑制水平裂纹的产生，能够在之后的断开工序中以美观的切断面进行断开，从而能够得到端面强度优异的单位产品。

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相同的刀尖结构的直径3mm的带槽刀轮或直径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，能够在槽部5的深度5b为1～3μm、槽部5的长度5a为深度5b的3.5～8倍、刀尖棱线部的长度为5～15μm的范围内实施。另外，刀尖角度α也能够允许处于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1所示的梯形状而采用V字形状或圆弧形状。

以上，对本发明的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 (2)

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，

所述槽部的深度形成为1～3μm，该槽部的长度形成为该槽部的深度的3.5～8倍，所述刀尖棱线部的长度形成为5～12.5μm。

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°。

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