CN1338440A - 脆性材料基板用刀轮及具备该刀轮的划线器 - Google Patents

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Abstract

一种脆性材料基板用刀轮,沿着其圆周部上具有V字形的刀刃,其特点是:所述V字形的刀刃的形状为形成刀尖的刀刃棱线部自侧面看为多角形。一种划线器,它具有相对载置于平台上的玻璃板刀头在X方向及Y方向上进行相对移动的机构,其特点是:在所述刀头上具有所述的脆性材料基板用刀轮。采用本发明的刀轮和划线器可以有效解决现有的玻璃切割刀轮上经常发生使品质降低的水平裂缝的问题。

Description

脆性材料基板用刀轮及具备该刀轮的划线器
技术领域
本发明有关一种脆性材料基板用切割刀轮和采用它的划线器，尤其涉及一种玻璃切割刀轮及采用它的划线器。
背景技术
本发明的说明中，以加工对象为玻璃板的玻璃切割刀轮为例来说明。另外，该刀轮可用于半导体晶片或陶瓷等脆性材料的切断。
该玻璃切割刀轮，是采用超硬合金或钻石制成的圆盘，其两侧的圆周边缘部同时斜向削入而在圆周面形成V字形的刀刃，该刀轮用于以旋转自如的方式装在自动玻璃划线刀的刀头上。
然而，若利用所述的玻璃切割刀轮则无法获得深切痕(垂直裂缝)，而且划线时在玻璃板上容易打滑，刀尖容易产生磨耗，而发生玻璃加工后的品质上的问题，其沿着刻划线会产生残留应力，而裂片后，在玻璃截面上容易产生多余的缺口(水平裂缝)。
因此，本发明申请人以前所揭示的「玻璃切割刀轮」(日本专利申请第平8-141614号)中，如图1所示，形成有突起5，它是通过沿着刀尖3(形成于玻璃切割刀轮1的V字状刀刃2的棱线部)，以等间隔的方式设置细微的切口4而形成。借此，划线时所发生的残留应力可受到抑制，此外，裂片后在玻璃截面上也将减少多余缺口(水平裂缝)的发生机会，而成功地获得了可贯穿玻璃的深度的垂直裂缝。
近年来液晶面板的需求正急遽增加，随之而来，对高品味的液晶面板需求越来越高。因此，必须努力进一步抑制让品质降低的水平裂缝。本发明所欲提供的玻璃切割刀轮就是主要满足加工液晶面板。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不会损害划线性能，且能减少水平裂缝的玻璃切割刀轮。
为实现上述目的，本发明的脆性材料基板用刀轮，沿着其圆周部上具有V字形的刀刃，其特点是：所述V字形的刀刃的形状为形成刀尖的刀刃棱线部自侧面看为多角形。
由于本发明的玻璃切割刀轮的刀刃棱线部形成为自侧方看的多角形，故在多角形的各顶点对玻璃点施加间断性的冲击的同时，在这些顶点外消除了对玻璃板多余的切深，因此能减少水平裂缝的发生。另外，借着在各顶点间的直线部上形成切口，而能得到与刀尖负荷下的同程度的垂直裂缝，因此让水平裂缝的发生更加减少。
为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明。
附图说明
图1是现有的玻璃切割刀轮的结构示意图；
图2是表示本发明的第一实施例的玻璃切割刀轮的前视图及侧视图。
图3是表示用于加工本发明的玻璃切割刀轮的加工装置；
图4是表示本发明的第二实施例的玻璃切割刀轮的前视图及侧视图；
图5是一般机构的自动玻璃划线器的前视图；
图6是图5的自动玻璃划线器的侧视图；
图7是手动型玻璃切割刀；
图8是有关本发明的玻璃切割刀轮的使用状态示意图；
图9是有关本发明的玻璃切割刀轮的另一使用例的示意图；
图10是表示本发明的第三实施例的玻璃切割刀轮的前视图及侧视图；
图11是表示本发明的第四实施例的玻璃切割刀轮的前视图及侧视图。
具体实施方式
图2示出本发明的第一实施例。将刀尖即玻璃切割刀轮11的V字状的左右刀刃12的棱线部13形成正60角形(自侧面视的结果；为容易了解图中简化为正18角形)，并通过在包含所述正60角形各边的平面上削掉刀刃面，而形成具有125°的刀尖角度θ的所述V字状刀刃12。也就是说，在含有刀尖13的刀刃12的任一处上，该处的侧截面都成为正60角形，图2中的Q-Q’线上的侧截面表示于右图。
另外，可从后述的制作实例了解到，实际上是通过不断地形成刀刃12才不断地形成刀尖13。
以下的表是代表本实施例的玻璃切割刀轮11的尺寸。
    刀轮11的尺寸
    刀轮直径(φ)：2.5mm刀轮厚度(w)：0.65mm
  刀尖角度(θ)：125°多角形的边数：60
使用该玻璃切割刀轮11并根据下表的划线条件完成划线。
    划线条件
    刀尖负荷：2.0kgf划线速度：300mm/sec玻璃板厚：0.7mm
结果，垂直裂缝的深度，虽然与图1的玻璃切割刀轮1的情形相同，却能抑制水平裂缝的发生。以图1的玻璃切割刀轮1获得深的垂直裂缝的理由可推测形成于刀尖3的突起5在划线时，对玻璃板施加了间断性的冲击所致。然而，因突起5本身变成玻璃切割刀轮的棱线部，故通过局部切掉该棱线所形成的4a部及4b部加以作用而使水平裂缝发生。
另一方面，本发明的玻璃切割刀轮11上，虽然正60角形的顶点对玻璃板施加间断性的冲击，但因该顶点本身在刀尖的方向上不具有长度，且顶点以外变成直线部(正60角形的一边)，故在该直线部上的对玻璃板的切入量少，而得以抑制了水平裂缝的发生。
图3示出用以制造本玻璃切割刀轮11的加工装置。将超硬合金制成的圆盘状刀轮20固定于轴上后，为了形成V字状的刀刃左侧，通过让能向该刀刃的角度方向移动的研磨机22朝所述方向移动并进行研磨，以在圆盘状刀轮20的左侧上形成包含60角形一边的平面23。之后，借着每让刀轮20旋转6°(＝360/60)一次就反复进行与所述相同的加工，而能得到具有仅在左侧的60角形平面的刀轮。另外，为了形成V字状的刀刃右侧，将刀轮自轴上拆下并翻转后，再度固定于轴上。之后，借着图像处理系统(未图示)，以符合加工条件的方式定位刀轮，并通过让研磨机22再度移动，以在右侧也形成包含一边的平面25。之后，借着每让刀轮20旋转6°(＝360/60)一次就反复进行与所述相同的加工，而能得到具有正60角形的刀尖的玻璃切割刀轮11。
还有，对于已经形成V字状刀刃的现有玻璃切割刀轮，利用如图3所示的加工装置来加工刀刃部分后，也能获得本玻璃切割刀轮11。
除了利用研磨机进行研磨加工之外，也可以使用放电加工机制作本发明的玻璃切割刀轮11。
图4是表示本发明的第二实施例的玻璃切割刀轮31，对于构成60角形的刀尖13的各边，通过形成与图1的切口4同等的切口14，以消除角边的直线部。切口14的深度系为设成正60角形一边长的大约20％。
图4的玻璃切割刀轮31中，通过在图2的玻璃切割刀的直线部的刀尖13形成切口14，以消除角边的直线部。借此，因能完全消除角边与玻璃板的接触，故进而能抑制水平裂缝的发生。
关于切口14的形成法，与在所述名称为「玻璃切割刀轮」的日本申请第平8-141614号中将切口形成于刀尖相同，利用在直交方向抵接的圆盘状的薄的研磨机来制作该切口。
图10是用于表示本发明的第三实施例的玻璃切割刀轮101，对形成有V字状刀刃的现有玻璃切割刀轮，使用与图3不同的加工装置(未图示)来制作而成。
图10的玻璃切割刀101，是将用以形成现有玻璃切割刀轮的刀尖的棱线部以与刀轮的放射线方向垂直的方式研磨，以形成多角形的刀轮。即将刀尖的棱线研磨成平面15，借以形成正60角形的顶点部16。
图11是用于表示本发明的第四实施例的玻璃切割刀轮111，借助在图10的平面15形成切口14，以消除角边的直线部。借此，因能完全消除角边与玻璃板的接触，故进而能抑制水平裂缝的发生。
接着，与图10及图11的实施例不同，将曲面倾斜面(用于形成现有玻璃切割刀轮的刀尖棱线)的棱线附近的区域加以研磨，使曲面倾斜面变成局部平面，并使刀尖棱线成为多角形，以在左右倾斜部的一部分上形成由平面所构成的多角平面也可以。
上述表格的玻璃切割刀轮11的尺寸仅是一个例子，此处，将一般所推荐的尺寸及划线条件表示于下表。
    刀轮11的尺寸
    刀轮直径(φ)：1～20mm刀轮厚度(w)：0.6～5mm刀尖角度(θ)：90°～160°多角形的边数：16～300
    划线条件
    刀尖负荷：0.8～60kgf
    划线速度：50～1000mm/sec
上述本发明的玻璃切割刀轮，适合装在自动玻璃划线器及手动型玻璃切割刀。
图5及图6是表示一般的自动玻璃划线器的前视图及侧视图，载置玻璃板的平台41，通过旋转平台42而在水平方向上旋转，同时借助滚珠螺杆44而能在Y方向(图5中的左右方向)上移动，另外，切割刀头(其下端具有旋转自如地装在轴上的本发明的玻璃切割刀轮11)46，是沿着滑轨47能在X方向(图6中的左右方向)移动。
划线时，通过每将平台41以既定节距向Y方向移动一次，切割刀头46就向X方向移动，而玻璃板便在X方向上被划线，之后，让平台41旋转90°后，若同样地划线，则玻璃板这次将在Y方向上被划线。
此处所示的自动玻璃划线器的一个例子，也可将本发明的玻璃切割刀轮应用于切割刀头46固定、平台41在X方向及Y方向上移动的型式的划线器，或平台41固定、切割刀头46在X方向及Y方向上移动的型式的划线器。
图7是表示将本发明的玻璃切割刀轮11安装于由本申请人在名称为「玻璃切割刀」的实用新型公告号为昭62-23780中所揭示的玻璃切割刀61，其筒状柄握部的下部设有刀头62，在该刀头62的下端具有装在轴上旋转自如的本发明的玻璃切割刀轮11。此处，进一步为了对玻璃切割刀轮11供给油，而具有设于柄的中空部的油室63、油室的盖子64、及与之有关的机构65～73，另外，所述构件是与本发明无直接关系的技术，故省略说明。
图8详细地表示图7的刀头62，它适合玻璃切割刀轮11的轴11a穿过，并利用刀头62的分叉部分能旋转地支撑该轴11a的两端部。62a是轴11a的固定盖。
还有，有关本发明的玻璃切割刀轮11，如图2或图4所示，只提供刀轮，到了要使用时，才将如图8所示的轴11a穿过所述玻璃切割刀轮11的贯通孔T后使用，另外，刀轮直径小至数公厘，因此，有时轴11a的直径变成1mm以下，以致轴的品质控制不容易。因此，能提供如图9的(A)所示与轴11a’一体成形的刀轮11’或对应刀头62轴承部的构造而与如图9的(B)所示的支点式轴11a’’一体成形的刀轮11″。
本发明的实施例，虽然表示了正多角形的切割刀轮，但若是多角形的切割刀轮，则能得到同等的效果。
另外，本发明的玻璃切割刀轮也包含其周缘棱线部的一部分为多角形。
本发明的说明中，虽以加工对象为玻璃板的玻璃切割刀轮为例已加以说明，但该刀轮可用于半导体晶片或陶瓷等脆性材料的切断。

Claims (21)

1.一种脆性材料基板用刀轮(11)，沿着其圆周部上具有V字形的刀刃，其特征在于：
所述V字形的刀刃的形状为形成刀尖的刀刃棱线部(13)自侧面看为多角形。
2.如权利要求1所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，所述刀尖的各直线部上设有既定深度的切口。
3.如权利要求1所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，所述多角形是具有16～300中的任一边数。
4.如权利要求2所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，所述多角形是具有16～300中的任一边数。
5.如权利要求1至4之任一项所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，所述刀轮的直径范围在1～20mm之间。
6.如权利要求1至4之任一项所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，所述刀轮的厚度范围在0.6～5mm之间。
7.如权利要求5所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，所述刀轮的厚度范围在0.6～5mm之间。
8.如权利要求1至4之任一项所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，所述刀尖的角度范围在90～160°之间。
9.如权利要求5所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，所述刀尖的角度范围在90～160°之间。
10.如权利要求6所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，所述刀尖的角度范围在90～160°之间。
11.如权利要求7所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，所述刀尖的角度范围在90～160°之间。
12.一种划线器，它具有相对载置于平台上的玻璃板刀头在X方向及Y方向上进行相对移动的机构，其特征在于：
在所述刀头上具有权利要求1至11之任一项所述的脆性材料基板用刀轮。
13.一种划线器，其特征在于：
在设于握柄前端的刀座上装有旋转自如地支撑在轴上的权利要求1至11之任一项所述的脆性材料基板用刀轮。
14.如权利要求1至4之任一项所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，它与穿过该刀轮的轴形成一体。
15.如权利要求5所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，它与穿过该刀轮的轴形成一体。
16.如权利要求6所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，它与穿过该刀轮的轴形成一体。
17.如权利要求7所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，它与穿过该刀轮的轴形成一体。
18.如权利要求8所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，它与穿过该刀轮的轴形成一体。
19.如权利要求9所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，它与穿过该刀轮的轴形成一体。
20.如权利要求10所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，它与穿过该刀轮的轴形成一体。
21.如权利要求11所述的脆性材料基板用刀轮，其特征在于，它与穿过该刀轮的轴形成一体。
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