JP4220192B2 - 脆性材料用切刃の製造方法およびその製造方法で製造される脆性材料用切刃 - Google Patents
脆性材料用切刃の製造方法およびその製造方法で製造される脆性材料用切刃 Download PDFInfo
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Description
【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の製造方法およびその製造方法で製造される脆性材料用切刃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、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とともに、その製造方法によって製造され、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脆性材料用切刃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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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3倍以上の細かさであることが好ましい。
【0015】
本発明の脆性材料用切刃の製造方法で製造される脆性材料用切刃は、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の脆性材料用切刃の製造方法で製造されることを特徴とするものである。
【0016】
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、粗加工された半製品の左右一側の円錐台面をより細かな粗さの砥石を用いて仕上げ研削し、次いで、粗加工された半製品の左右他側の円錐台面をさらに細かな粗さの砥石を用いて仕上げ研削することによって製造されることにより、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、安定したスクライブ性能を確保することができる。
【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脆性材料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
Claims (4)
- 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脆性材料用切刃の製造方法。
- 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ことを特徴とする請求項1記載の脆性材料用切刃の製造方法。
- 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3倍以上の細かさであることを特徴とする請求項1または2記載の脆性材料用切刃の製造方法。
- 請求項1乃至3のいずれか一つに記載の脆性材料用切刃の製造方法で製造されることを特徴とする脆性材料用切刃。
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