JP2004058301A - Cutting blade for brittle material and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス、セラミック、半導体ウエハーなどの脆性材料の分断工程に使用される脆性材料用切刃およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
以下、脆性材料用切刃の具体例として、ガラス板にスクライブラインを刻むガラス用切刃について説明する。
【0003】
従来、図4に示すように、両側に円錐台面12,12が形成されるとともに、それらの円錐台面12,12が交わる辺に外方に向けてV字状に突出する円形状の刃先13が形成された超硬合金製または焼結ダイヤモンド製のガラス用切刃11が知られている。このガラス用切刃11を図示しないガラススクライバーのヘッドなどに回転自在に軸支し、ガラス板上に圧接状態で転動させることにより、ガラス板にスクライブライン(切り筋)を刻むことができる。
【0004】
このようなガラス用切刃11は、例えば、図5に示す研削加工装置20の回転するダイヤモンド砥石Rを、回転する刃先部材に対して、ガラス用切刃11の刃先角度方向に移動させ、刃先部材を研削することによって製造することができる。
【0005】
具体的には、刃先部材である超硬合金製または焼結ダイヤモンド製のディスクDを軸21に固定した後、軸21を図示しないモータにより回転させ、ディスクDを回転させながら粗さr1(例えば、#200〜300)のダイヤモンド砥石R1を回転させるとともに、刃先角度方向に移動させ、ディスクDの円周エッジの片半分を研削することにより、左右一側に円錐台面121を形成する。そして、左右一側に円錐台面121が形成されたディスクDを軸21から取り外して裏返した後、再度軸21に固定し、同一粗さr1のダイヤモンド砥石R1を用いて同様に研削加工することにより、左右他側にも円錐台面121を形成する(図6(a)参照)。
【0006】
このようにして、ディスクDを偏平なそろばん玉状に粗研削加工したならば、より細かな粗さr2(例えば、#600〜1000)のダイヤモンド砥石R2に交換し、同様に作業して左右両側の円錐台面121,121を順次仕上げ研削することにより、それらの仕上げ研削後の円錐台面12,12が交わる辺に外方にV字状に突出する円形状の刃先13(図7(a)および図8(a)参照)を形成するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガラス用切刃11の製造に際しては、粗研削加工された左右一側の円錐台面121を製品面12に仕上げ研削する場合と、粗研削加工された左右他側の円錐台面121を製品面12に仕上げ研削する場合とを、同一粗さr2のダイヤモンド砥石R2で研削加工するため、先に左右一側の円錐台面121を仕上げ研削することによって形成された刃先(図7(b)参照)を、左右他側の円錐台面121を仕上げ研削する際に同一粗さr2のダイヤモンド砥石R2で研削することになる。したがって、ダイヤモンド砥石R2による円錐台面12の表面粗さが刃先13に現れることから、ガラス用切刃11の刃先13は、左右両側の円錐台面12,12の表面粗さが複合したものとなる。この結果、左右他側の円錐台面121の仕上げ研削により、先に左右一側の円錐台面121の仕上げ研削によって形成された非常に脆い刃先13(図7(b)参照)に割れや欠けが発生し(図8(b)参照)、良好な刃先13を安定して形成することが困難であった。このため、ガラス用切刃11の必要とするスクライブ性能を安定して得ることができないという問題があった。
【0008】
また、次のようにも考えることができる。先に左右一側の円錐台面121を仕上げ研削することによって形成された刃先を、左右他側の円錐台面121を仕上げ研削する際に同一粗さr2のダイヤモンド砥石R2で研削することから、刃先13は、左右両側の円錐台面12,12の表面粗さが複合したものとなる。このため、図8(c)に示すように、刃先の軌跡には「うねり」が生じる。この刃先のうねりの幅UN(図8(c)参照)を一定にすることによって一定の垂直クラックを安定して形成できることが判明している。また、安定したスクライブ性能を得るためには、刃先のうねりを少なくしてほぼ直線に近いものにすることが好ましい。ところが、この刃先のうねりの幅を調整することが困難であった。
【0009】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、一定のスクライブ性能を確保することのできる良好な刃先を有するガラス用切刃を一例とする脆性材料用切刃を提供するとともに、スクライブ性能を損ねることのない良好な刃先を安定して形成することのできる脆性材料用切刃の製造方法を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の脆性材料用切刃は、左右両側に円錐台面が形成されるとともに、これらの円錐台面の交わる辺に外方に向けてV字状に突出する円形状の刃先が形成された超硬合金製または焼結ダイヤモンド製の脆性材料用切刃において、左右一側の円錐台面の表面粗さが、左右他側の円錐台面の表面粗さと異なることを特徴とするものである。
【0011】
本発明によれば、左右一側の円錐台面の表面粗さが、左右他側の円錐台面の表面粗さと異なる細かさに形成されているため、これらの円錐台面の交わる辺に形成された刃先は、刃先形状が整った良好なものとなり、従来より安定したスクライブ性能を確保することができる。
【0012】
本発明の脆性材料用切刃の製造方法は、超硬合金製または焼結ダイヤモンド製のディスクを回転させながらそのディスクの両側の円周エッジを斜めに研削加工して左右の円錐台面を形成し、これらの円錐台面の交わる辺に外方に向けてV字状に突出する円形状の刃先を形成する脆性材料用切刃の製造方法において、左右一側の円錐台面を設定粗さの仕上げ用研削砥石で研削した後、左右他側の円錐台面を、左右一側の円錐台面の仕上げ用研削砥石よりも細かな仕上げ用研削砥石で研削することを特徴とするものである。
【0013】
本発明によれば、超硬合金または焼結ダイヤモンドからなるディスクを、設定粗さの砥石で粗研削加工し、左右にその砥石による表面粗さの円錐台面を有する略製品形状の半製品を形成した後、より細かな粗さの砥石を用いて、粗加工された左右一側の円錐台面を仕上げ研削し、次いで、さらに細かな粗さの砥石を用いて左右他側の円錐台面を仕上げ研削する。
【0014】
この結果、先に仕上げ研削された左右一側の円錐台面の表面粗さが現れた刃先に、左右他側の円錐台面の仕上げ研削が影響することが少なく、刃先形状の乱れを可及的に削減することができる。したがって、形状の整った刃先を有する脆性材料用切刃を安定して製造することができ、製造された脆性材料用切刃のスクライブ性能の安定化を確保することができる。
【0015】
本発明において、前記先に仕上げ研削する左右一側の円錐台面の研削量よりも、後に仕上げ研削する左右他側の円錐台面の研削量が大きいと、先に仕上げ研削された左右一側の円錐台面に形成されていた粗い形状の刃先が除去され、先に仕上げ研削された左右一側の円錐台面と、後に仕上げ研削された左右他側の円錐台面との間に、左右他側の円錐台面の表面粗さを有する新たな刃先が形成される。したがって、形状の整った刃先を安定して形成することができる。
【0016】
本発明において、前記後に仕上げ研削する仕上げ用研削砥石の粗さが、先に仕上げ研削する仕上げ用研削砥石の粗さの略3倍以上の細かさであることが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0018】
図1には、本発明のガラス用切刃1が示されている。
【0019】
このガラス用切刃1は、主に超硬合金または焼結ダイヤモンドを素材とし、両側に円錐台面2A,2Bが形成されるとともに、それらの円錐台面2A,2Bの交わる辺に外方に向けてV字状に突出する円形状の刃先3が形成されたものである。そして、左右他側の円錐台面2Bの表面粗さは、左右一側の円錐台面2Aの表面粗さの約3倍の細かさに形成されている。
【0020】
したがって、左右両側の円錐台面2A,2Bの交わる辺に形成された円形状の刃先3は、形状の整った良好なものとなり、スクライブ性能を確保することができる。
【0021】
この実施形態のガラス用切刃1の寸法は、例えば、直径が2.5mm、幅が0.65mm、刃先角度θが120度である。
【0022】
次に、このようなガラス用切刃1を製造する工程について説明する。
【0023】
先に図5に示したように、まず、超硬合金または焼結ダイヤモンドからなるディスクDを軸21に固定した後、軸21を図示しないモータにより回転させ、ディスクDを回転させながら粗さr1(例えば、#200〜300)のダイヤモンド砥石R1を回転させるとともに、略刃先角度方向(刃先角度が117度となる角度方向)に移動させ、ディスクDの左右一側の円周エッジを研削することにより、左右一側に円錐台面21Aを形成する。そして、左右一側に円錐台面21Aが形成されたディスクDを軸21から取り外して裏返した後、再度軸21に固定し、同一粗さr1のダイヤモンド砥石R1を用いて同様に研削加工することにより、左右他側にも円錐台面21Bを形成する(図2参照)。
【0024】
このようにして、ディスクDを偏平なそろばん玉状に粗加工したならば、より細かな粗さr2(例えば、#600〜1000)のダイヤモンド砥石R2に交換し、ディスクDと砥石R2の両方を回転させるとともに、刃先角度(120度)方向に砥石R2を移動させ、先に粗加工された左右一側の円錐台面21Aを仕上げ研削して円錐台面2Aを得る(図3参照)。その後、左右一側の円錐台面21Aが仕上げ研削された半製品を軸21から取り外して裏返した後、軸21に固定するとともに、さらに細かな粗さr3(例えば、粗さr2の3倍程度の細かさであって、#2000〜3000)のダイヤモンド砥石R3を用いて左右他側の円錐台面21Bを同様に仕上げ研削する。
【0025】
この結果、粗さr2のダイヤモンド砥石R2によって仕上げ研削された左右一側の円錐台面2Aの表面粗さよりも、さらに細かな粗さr3のダイヤモンド砥石R3によって仕上げ研削された左右他側の円錐台面2Bの表面粗さが細かいことから、先に仕上げ研削された左右一側の円錐台面2Aの表面粗さが現れた刃先3に、左右他側の円錐台面2Bの仕上げ研削が影響することが少なく、刃先形状の乱れを可及的に削減することができる(図1(b)参照)。また、このとき、刃先のうねりはほぼ直線に近いものとなる(図1(c)参照)。この場合、刃先のうねりの幅UNは、左右一側の円錐台面2Aの仕上げ加工に用いられるダイヤモンド砥石の粗さによって変化する。
【0026】
したがって、形状の整った刃先3を有するガラス用切刃1、すなわち、安定したスクライブ性能を確保したガラス用切刃1を品質的に安定して製造することができる。
【0027】
この場合、より細かな粗さr2のダイヤモンド砥石R2による左右一側の円錐台面2Aの仕上げ研削量よりも、さらに細かな粗さr3のダイヤモンド砥石R3による左右他側の円錐台面2Bの仕上げ研削量を大きく設定すると、先に仕上げ研削された左右一側の円錐台面2Aによる非常に脆い刃先が除去され、左右一側の円錐台面2Aと、左右他側の円錐台面2Bとの間に、左右他側の円錐台面2Bの表面粗さを有する新たな刃先3が形成されることになり、形状の整った刃先3を安定して形成することができる。このとき、刃先のうねりは、ほぼ直線に近いものとなる。この場合、刃先のうねりの幅UNは、左右他側の円錐台面2Bの仕上げ加工に用いられるダイヤモンド砥石の粗さによって変化する。
【0028】
また、本実施形態においては、ガラスの切断を例として説明したが、セラミック、半導体ウエハなどの脆性材料の切断にも適用することができる。
【0029】
さらに、前述した実施形態においては、刃先部材であるディスクDから研削加工する場合を説明したが、左右の円錐台面が粗さr2の砥石R2で仕上げ研削加工された脆性材料用切刃や、それ以外の粗さの砥石で仕上げ研削加工された脆性材料用切刃を、磨耗により再研削する場合にも適用することができる。
【0030】
【発明の効果】
以上のように本発明のガラス用切刃によれば、割れや欠けのない良好な刃先を有することにより、一定のスクライブ性能を確保することができる。また、本発明のガラス用切刃の製造方法によれば、一定のスクライブ性能を確保することのできる形状の整った良好な刃先を安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガラス用切刃の一実施形態の正面図、その刃先を模式的に示すX方向からの拡大図および刃先の軌跡を模式的に示す拡大図である。
【図2】図1のガラス用切刃の製造工程における粗加工された半製品の正面図およびその刃先を模式的に示すY方向からの拡大図である。
【図3】図1のガラス用切刃の製造工程における一側円錐台面が仕上げ研削された半製品の正面図およびその刃先を模式的に示すZ方向からの拡大図である。
【図4】従来のガラス用切刃を示す側面図および正面図である。
【図5】ガラス用切刃を製造するための加工装置を示す概略図である。
【図6】従来のガラス用切刃の製造工程における粗加工された半製品の正面図およびその刃先を模式的に示すU方向からの拡大図である。
【図7】従来のガラス用切刃の製造工程における一側円錐台面が仕上げ研削された半製品の正面図およびその刃先を模式的に示すV方向からの拡大図である。
【図8】従来のガラス用切刃の製造工程における両側円錐台面が仕上げ研削された製品の正面図、その刃先を模式的に示すW方向からの拡大図および刃先の軌跡を模式的に示す拡大図である。
【符号の説明】
1 ガラス用切刃
2A,2B 円錐台面
3 刃先
20 加工装置
R1,R2,R3 ダイヤモンド砥石[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutting edge for a brittle material used in a step of cutting a brittle material such as glass, ceramic, and a semiconductor wafer, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, as a specific example of the cutting edge for a brittle material, a glass cutting blade for cutting a scribe line on a glass plate will be described.
[0003]
Conventionally, as shown in FIG. 4,
[0004]
Such a
[0005]
Specifically, after a disk D made of cemented carbide or sintered diamond, which is a cutting edge member, is fixed to the
[0006]
In this way, if the disk D is roughly ground into a flat abacus ball shape, it is replaced with a diamond whetstone R2 having a finer roughness r2 (for example, # 600 to 1000). Of the circular truncated cones 121 (see FIG. 7 (a) and FIG. 7 (a)) FIG. 8A).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when manufacturing the
[0008]
The following can also be considered. The edge formed by first finishing the left and right frusto-
[0009]
The present invention has been made in view of such problems, and provides a cutting edge for brittle material, which is an example of a cutting edge for glass having a good cutting edge capable of securing a constant scribe performance, An object of the present invention is to provide a method for producing a cutting edge for brittle material, which can stably form a good cutting edge without impairing scribe performance.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The cutting edge for brittle material of the present invention has a frustoconical surface formed on both left and right sides, and a carbide cutting edge formed with a circular cutting edge protruding outward in a V-shape on a side where the frustoconical surfaces intersect. In the cutting edge for brittle material made of alloy or sintered diamond, the surface roughness of the right and left frustoconical surfaces is different from the surface roughness of the left and right other frustoconical surfaces.
[0011]
According to the present invention, since the surface roughness of the left and right frustoconical surfaces is formed to be different from the surface roughness of the left and right frustoconical surfaces, the cutting edge formed on the side where these frustoconical surfaces intersect. Has a good edge shape and can secure a more stable scribe performance than before.
[0012]
The manufacturing method of the cutting edge for brittle material of the present invention is to form a left and right truncated conical surface by diagonally grinding circumferential edges on both sides of the disk while rotating a hard metal or sintered diamond disk. In a method for manufacturing a cutting edge for brittle material, in which a circular cutting edge protruding outward in a V-shape is formed on a side where these frustoconical surfaces intersect, a left and right frustoconical surface is set for finishing with a set roughness. After grinding with a grinding wheel, the left and right frustoconical surfaces are ground with a finer grinding wheel than the finishing grindstone on the left and right frustoconical surfaces.
[0013]
According to the present invention, a disk made of cemented carbide or sintered diamond is roughly ground with a grindstone having a set roughness to form a semi-finished product having a substantially product shape having a truncated conical surface having a surface roughness of the grindstone on the left and right sides. After that, using a finer grindstone, finish-grinding the roughed frustum on one side on the left and right, and then using a finer grindstone, finish-grinding the frustum on the other side. I do.
[0014]
As a result, the finish grinding of the frustum of the conical surface on the left and right sides is less affected on the cutting edge on which the surface roughness of the frustum of the conical surface on the left and right sides which has been previously finished is less affected, and the disturbance of the shape of the cutting edge is minimized. Can be reduced. Therefore, it is possible to stably manufacture a brittle material cutting blade having a well-formed cutting edge, and it is possible to ensure stabilization of scribe performance of the manufactured brittle material cutting blade.
[0015]
In the present invention, if the grinding amount of the left and right frusto-conical surfaces on the left and right sides to be finish-ground later is greater than the grinding amount on the left and right frusto-conical surfaces for the first finish grinding, the left and right one-side cones previously finished and ground The truncated cone on the left and right sides is removed between the left and right frustoconical faces on the left and right sides that were finished and ground after the rough-shaped cutting edge formed on the trapezoid was removed. A new cutting edge having a surface roughness of is formed. Therefore, it is possible to stably form an edge having a uniform shape.
[0016]
In the present invention, it is preferable that the roughness of the finishing grinding wheel to be finish-ground later is about three times or more the roughness of the finishing grinding wheel to be finish-ground first.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 shows a
[0019]
This
[0020]
Therefore, the circular cutting edge 3 formed on the side where the frusto-
[0021]
The dimensions of the
[0022]
Next, a process of manufacturing such a
[0023]
As shown in FIG. 5, first, a disk D made of cemented carbide or sintered diamond is fixed to the
[0024]
In this way, if the disk D is roughly processed into a flat abacus ball shape, it is replaced with a diamond whetstone R2 having a finer roughness r2 (for example, # 600 to 1000), and both the disk D and the whetstone R2 are replaced. While rotating, the grindstone R2 is moved in the direction of the cutting edge angle (120 degrees) to finish-grind the
[0025]
As a result, the right and left frusto-
[0026]
Therefore, it is possible to stably produce the
[0027]
In this case, the amount of finish grinding of the left and right frusto-
[0028]
Further, in the present embodiment, cutting of glass has been described as an example, but the present invention can also be applied to cutting of brittle materials such as ceramics and semiconductor wafers.
[0029]
Further, in the above-described embodiment, the case where the grinding is performed from the disk D which is the cutting edge member has been described. However, the cutting edge for brittle material in which the right and left truncated cone surfaces are finish-ground by the grindstone R2 having the roughness r2, The present invention can also be applied to a case in which a cutting edge for a brittle material that has been finish-ground with a grindstone having a roughness other than that is re-ground by wear.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the glass cutting blade of the present invention, it is possible to ensure a certain scribe performance by having a good cutting edge without cracking or chipping. In addition, according to the method for manufacturing a glass cutting blade of the present invention, a well-formed and well-cut edge capable of securing a constant scribe performance can be stably formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an embodiment of a glass cutting blade of the present invention, an enlarged view from the X direction schematically showing the cutting edge, and an enlarged view schematically showing a locus of the cutting edge.
2 is a front view of a semi-finished semi-finished product in a manufacturing process of the glass cutting blade of FIG. 1 and an enlarged view from the Y direction schematically showing a cutting edge thereof.
FIG. 3 is a front view of a semifinished product in which one side of a truncated conical surface is finish-ground in a manufacturing process of the glass cutting blade of FIG. 1, and an enlarged view from the Z direction schematically showing a cutting edge thereof.
FIG. 4 is a side view and a front view showing a conventional glass cutting blade.
FIG. 5 is a schematic view showing a processing apparatus for manufacturing a glass cutting blade.
FIG. 6 is a front view of a semi-finished product that has been roughly processed in a conventional manufacturing process of a glass cutting blade, and an enlarged view from the U direction schematically showing the cutting edge thereof.
FIG. 7 is a front view of a semi-finished product in which one side of a truncated conical surface is finish-ground in a conventional manufacturing process of a glass cutting blade, and an enlarged view from the V direction schematically showing the cutting edge thereof.
FIG. 8 is a front view of a product in which both frustoconical surfaces are finish-ground in a conventional manufacturing process of a glass cutting blade, an enlarged view from the W direction schematically showing the blade edge, and an enlarged view schematically showing the locus of the blade edge. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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