KR101642863B1 - 스크라이빙 휠 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

스크라이빙 휠(10)의 원주(圓周)를 V자 형상으로 연마하여 연마면에 다이아몬드막(14)을 형성한다. 다음으로 V자 형상의 날끝의 능선을 포함하는 띠 형상의 부분을 꼭지각(頂角) α2가 되도록 초벌 연마에 의해 연마면(15)을 형성한다. 또한 연마면(15) 중 능선을 포함하는 띠 형상의 부분을 연마면(16)의 산술 평균 거칠기를 0.03㎛ 이하가 될 때까지 마무리 연마하고, 꼭지각 α3의 연마면(16)을 형성한다. 이렇게 하면 날끝의 능선과 경사면의 요철을 적게 할 수 있어, 스크라이브 했을 때의 취성 재료 기판의 단면(端面) 강도를 향상시킬 수 있다.

Description

스크라이빙 휠 및 그의 제조 방법{SCRIBING WHEEL AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 세라믹스 기판이나 유리 기판 등의 취성 재료 기판(brittle material substrate)을 압접·전동(rolling)시켜 스크라이브하기 위한 스크라이빙 휠 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 스크라이빙 휠(scribing wheel)은, 특허문헌 1 등에 나타나는 바와 같이, 초경 합금제(製) 또는 다결정 소결 다이아몬드(이하, PCD라고 함)제의 원판(圓板)을 기재(基材)로 하고 있다. PCD는 다이아몬드 입자를 코발트 등과 함께 소결시킨 것이다. 스크라이빙 휠은 기재가 되는 원판의 양측으로부터 원주(圓周)의 에지를 서로 비스듬히 깎아 들어가, 원주면에 V자형의 날끝을 형성한 것이다. 이와 같이 하여 형성된 스크라이빙 휠을 스크라이브 장치의 스크라이브 헤드 등에 회전이 자유롭게 고정하여 취성 재료 기판에 소정의 하중으로 밀어붙여, 취성 재료 기판의 면을 따라 이동시킴으로써, 전동시키면서 스크라이브할 수 있다.

특허문헌 2에는, 취성 재료 기판, 특히 유리판과의 슬립(slip)을 없애기 위해, 회전축의 정면에서 본 경우에 날끝에 대하여 축방향으로부터의 방사 방향에 대하여 각도를 이루는 방향으로 연마하여 조흔(條痕)을 형성한 유리 커터가 나타나 있다.

특허문헌 3에는 유리 기판을 절단하기 위한 유리 절단용 날에 관한 것으로, 그 수명을 길게 하기 위해, V자형 형상의 날끝 표면을 다이아몬드로 피막한 유리 절단용 날이 개시되어 있다. 이 유리 절단용 날은, 다이아몬드와 서로 잘 맞는 세라믹으로 형성된 날끝 표면에 다이아몬드막을 피복하고, 이 다이아몬드막을 표면 연마 처리하여 정형된다. 이러한 유리 절단용 날을 이용함으로써, 날의 수명이 길고, 또한 절단면이 평활하게 되도록 고경도 유리를 절단할 수 있다고 나타나 있다.

또한, 특허문헌 4에는, 광파이버나 유리 기판 등을 절단할 때에 미끄러짐이나 절단 품위의 악화를 방지하기 위해, 초경 합금 등의 기재에 다이아몬드층을 피복한 다이아몬드 피복 절단날이 개시되어 있다. 이 문헌에서는 다이아몬드층의 표면은 피복 후에 평활화 처리를 하지 않는 것을 특징으로 하고 있다.

특허문헌 5에는, 공구 모재의 표면에 다이아몬드 피막이 코팅된 날부를 갖는 다이아몬드 피복 공구에 있어서, 이온 빔을 조사하여 다이아몬드 피막을 연마하는 공구가 개시되어 있다. 이 문헌에는, 날부의 선단(先端) 부분을 연마하여 원래의 날끝각보다도 큰 날끝각으로, 또한 날끝폭 10∼100㎚의 범위를 선단 연마부로 함으로써, 소정의 날끝 강도를 확보하여 우수한 절단감이 얻어지는 것이 개시되어 있다.

한편, 다이아몬드 피막의 연마를 행하는 경우에는, 연마에 의해 막두께가 연마 전보다도 얇아지기 때문에, 평활화 처리를 행하지 않는 경우보다도 성막시의 막두께를 두껍게 할 필요가 있다. 종래부터, 막두께를 두껍게 하기 위해서는, 다이아몬드의 성막 시간을 길게 하는 것이나, 다이아몬드막을 다층으로 겹치는 것이 행해져 왔다. 특허문헌 6에는 표면 및 단면(斷面)의 결정 입경이 2㎛ 이하가 되도록, 핵 부착 처리 및 결정 성장 처리를 반복하여 형성된 미(微)결정의 다층 구조를 이루고 있는 다이아몬드 피막을 갖는 다이아몬드 피복 공구가 기재되어 있다. 이와 같이 다이아몬드막을 다층으로 함으로써, 다이아몬드의 결정 입경을 작게 유지하고, 피막 표면의 요철을 경감하면서, 비교적 두꺼운 다이아몬드 피막을 형성할 수 있다.

국제공개공보 WO2003/51784호 일본공개특허공보 평6-56451호 일본공개특허공보 평04-224128호 일본공개특허공보 2011-126754호 일본공개특허공보 2012-11475호 일본특허공보 제3477162호 일본특허공보 제3074143호

다결정 소결 다이아몬드(PCD)로 형성된 종래의 스크라이빙 휠은, 다이아몬드 입자와 결합재로 구성되기 때문에, 특히 세라믹 등의 경도가 높은 취성 재료 기판을 스크라이브하면 마모가 급격하게 진행되어, 수명이 짧다는 결점이 있었다. 또한, 최근 유리의 박형화, 대형화에 의해, 취성 재료 기판을 스크라이브하고, 브레이크했을 때의 취성 재료 기판의 단면(端面) 강도가 요구되어 왔다. 그러나, PCD로 형성된 종래의 스크라이빙 휠에서는 소재에 포함되는 다이아몬드 입자의 크기에 따라서 날끝 및 능선의 거칠기가 거칠고, 연마에 의해서도 일정 이하의 거칠기로 하는 것이 어렵기 때문에, 취성 재료 기판을 스크라이브하고, 브레이크했을 때의 취성 재료 기판의 단면 강도가 저하된다는 결점이 있었다.

또한 특허문헌 2에 기재된 바와 같이, 유리판을 스크라이브하는 스크라이빙 휠의 제조시에 그 능선에 대하여 비스듬한 방향으로 날끝을 연마하면, 능선 부분에 이빠짐이 발생하기 쉬워진다는 문제점이 있었다.

특허문헌 3에 나타나 있는 유리 절단용 날은 기재를 세라믹으로 하고 단면 형상을 V자형으로 하여 다이아몬드막을 피복하고, 추가로 연마한 구성으로 하고 있다. 그러나 1단계만의 연마로서, 연마 후의 면 거칠기를 충분히 작게 할 수 없었다. 특허문헌 3에 기재된 유리 절단용 날은 세라믹으로 형성된 날끝 표면에 다이아몬드막을 피복하고 있지만, 실제로 취성 재료 기판을 스크라이브하는 경우에는, 날끝의 이빠짐, 다이아몬드 피막의 박리 등이 일어나기 쉽다는 문제가 발생하는 것을 알 수 있었다. 특히 세라믹 등 경도가 높은 취성 재료 기판을 스크라이브하는 데에는 강도가 부족해져 버린다는 문제점이 있었다.

특허문헌 4에 기재된 다이아몬드 피복 절단날에 있어서도, 그 표면에 평활화 처리가 되어 있지 않은 점에서, 취성 재료 기판을 스크라이브하면 기판의 단면 정밀도가 연마를 행하지 않는 경우에 비해 악화되고, 이 때문에 단면 강도가 뒤떨어진다는 문제점이 있었다. 또한 이 다이아몬드 피복 절단날에 있어서는, 기재로서 세라믹에 더하여, 종래 공지의 재료인 초경 합금을 들고 있다. 그러나, 초경 합금에 다이아몬드층을 피복하는 경우, 경질 성분으로서 포함되는 탄화 텅스텐 입자의 입경이나, 결합제로서 포함되는 코발트의 함유량에 의해, 막의 밀착성이 상이한 점이 분명해졌다.

유리 기판 등의 취성 재료 기판을 분단(dividing)할 때에는, 스크라이빙 휠을 이용하여 스크라이브한 후 스크라이브 라인을 따라 분단하지만, 분단한 취성 재료 기판 단면에는 흠집이 남기 때문에 압력이 가해졌을 때에 단면으로부터 파괴되는 경우가 많다. 스크라이빙 휠의 원주면에 형성된 V자형의 날끝에 요철이 있으면 분단했을 때의 취성 재료 기판 단면에 흠집이 남기 때문에, 취성 재료 기판의 기계적인 강도가 저하된다. 또한, 세라믹스 등의 경도가 높은 취성 재료 기판을 스크라이브하는 경우에는, 날끝에 요철이 있으면 스크라이브시에 날끝에 이빠짐이 발생하거나, 요철의 부분으로부터 다이아몬드막이 박리되거나 하는 경우가 있다. 그 때문에, 스크라이빙 휠의 V자형의 날끝의 능선에는 가능한 한 요철이 적은 편이 바람직하다.

또한, 특허문헌 5에 기재된 스크라이빙 휠은 이온 빔의 조사에 의해 날끝부를 연마하도록 하고 있지만, 스크라이빙 휠의 날끝 사면부(斜面部)는 충분히 연마되어 있지 않고, 비교적 거칠기가 거친 채로 되어 있다. 이 때문에, 이 스크라이빙 휠을 이용하여 취성 재료 기판을 스크라이브하여 분단했을 때에 기판의 단면 강도가 뒤떨어진다는 문제점이 있었다. 또한 이온 빔을 조사하고 있기 때문에, 능선 라인을 경계로 하여 날끝의 양측의 사면의 거칠기가 상이해져 버리거나, 능선을 측면에서 볼 때 직선 형상으로 하는 것이 어렵다는 문제점도 있었다.

또한 특허문헌 6에 기재된 다이아몬드 피막은 얇은 피막이 다수 겹쳐져 있는 다층 구조이기 때문에, 피막의 층내 및 층간의 성질이 균일하지 않다. 이 때문에, 스크라이빙 휠에 특허문헌 6에 기재된 다이아몬드 피막을 형성하고, 피막 표면을 연마하고자 해도, 균일하게 연마를 행하는 것이 어렵다. 또한, 연마 후의 스크라이빙 휠에 있어서는 연마에 의해 날끝 표면에 나타난 피막의 입경 등이 층내·층간에서 균일하지 않기 때문에, 마모되기 쉬운 부분과 마모되기 어려운 부분이 휠 날끝에 생기고, 취성 재료 기판을 스크라이브하면 날끝의 일부가 과도하게 마모되어, 스크라이빙 휠의 수명이 짧아진다는 문제가 있다. 또한, 마모에 의한 스크라이빙 휠의 변형에 의해, 다이아몬드 피막의 박리가 일어나기 쉽고, 또한 스크라이빙 휠의 수명이 짧아진다.

또한, 특허문헌 7에는 스크라이빙 휠의 원주면에 소정 간격을 두고 다수의 홈을 형성하고, 그 사이를 돌기로서 고침투형으로 한 스크라이빙 휠이 기재되어 있다. 이러한 스크라이빙 휠에 특허문헌 6에 기재된 다이아몬드 피막과 같은 다층의 다이아몬드 피막을 적용하는 경우에는, 통상 다이아몬드 피막의 위로부터 홈 가공을 행하게 된다. 이 홈의 깊이가 막의 한 층의 두께보다도 깊어지는 경우, 홈의 측면에 마모되기 쉬운 부분과 마모되기 어려운 부분이 나타나게 되어, 홈의 마모·이빠짐 등이 일어나 홈의 형상을 유지하기 어려워진다는 문제가 있다.

세라믹스 기판에는 고온 소성 세라믹스제의 다층 기판(HTCC 기판), 저온 소성 세라믹스제의 다층 기판(LTCC 기판) 등의 전자 부품 내장 기판 등이 있다. 다결정 소결 다이아몬드(PCD)로 형성된 종래의 스크라이빙 휠은, 다이아몬드 입자와 결합재로 구성되기 때문에, 특히 세라믹스 기판, 사파이어, 실리콘 등, 유리와 비교하여 경도가 높은 취성 재료 기판을 스크라이브하는 경우에 수명이 짧다는 결점이 있었다. 또한 종래의 스크라이빙 휠에서는 날끝을 연마해도 능선의 거칠기를 작게 하는 것이 곤란하기 때문에, 스크라이브 하중이 커진 경우에는 취성 재료 기판을 스크라이브하고, 브레이크했을 때의 취성 재료 기판의 단면 강도가 저하된다는 결점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 다이아몬드막을 피복 한 스크라이빙 휠을 이용하여 취성 재료 기판을 스크라이브하여 분단했을 때에, 분단한 취성 재료 기판의 단면 정밀도가 높고 단면 강도를 크게 할 수 있음과 함께, 다이아몬드막의 밀착성을 향상하여, 이빠짐이나 박리를 방지할 수 있고, 날끝이 마모되기 어려워, 스크라이빙 휠의 장수명화를 도모할 수 있는 스크라이빙 휠 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

(제1 스크라이빙 휠과 그의 제조 방법)

본 발명의 스크라이빙 휠의 제조 방법은, 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠의 제조 방법으로서, 원판 형상으로서, 원주부를 따라 양측의 측면의 각각으로부터 비스듬히 형성된 경사면이 서로 교차한 능선 부분이 다이아몬드막으로 형성된 스크라이빙 휠 기재의 상기 능선 부분을 포함하는 상기 경사면을 연마재에 의해 연마(초벌 연마)하여 제1 연마면을 형성한 후, 상기 제1 연마면 중, 능선 부분을 포함하는 경사면을 초벌 연마보다도 입도(粒度)가 미세한 연마재에 의해 연마(마무리 연마)하여 제2 연마면을 형성하는 것이다.

여기에서, 상기 제1 연마면이 교차한 꼭지각이 상기 다이아몬드막의 경사면이 교차한 꼭지각보다 커지도록 상기 제1 연마면을 형성해도 좋다.

여기에서, 상기 제2 연마면이 교차한 꼭지각이 상기 제1 연마면이 교차한 꼭지각보다 커지도록 상기 제2 연마면을 형성해도 좋다.

여기에서, 상기 제2 연마면의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하가 되도록 제2 연마면을 형성해도 좋다.

여기에서, 상기 제2 연마면이 교차하는 능선 부분의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하가 되도록 제2 연마면을 형성해도 좋다.

여기에서 상기 마무리 연마는, 연마재의 입도 9000번 이상의 지석(砥石)의 연마재에 의한 연마로 해도 좋다.

여기에서, 상기 스크라이빙 휠 기재는, 초경 합금으로 해도 좋다.

본 발명의 스크라이빙 휠은, 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠로서, 원판의 원주를 따라 날끝 부분이 형성된 스크라이빙 휠 기재와, 상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 표면에 형성된 다이아몬드막과, 상기 다이아몬드막으로 형성된 능선의 양측의 영역에 연마재에 의해 연마된 제1 연마면과, 상기 제1 연마면의 선단의 능선의 양측의 영역에 연마재에 의해 연마된 제2 연마면을 갖고, 상기 제2 연마면이 교차한 꼭지각은 상기 제1 연마면이 교차한 꼭지각보다도 크고, 상기 제2 연마면의 산술 평균 거칠기 Ra가 상기 제1 연마면의 산술 평균 거칠기 Ra보다도 작게 하는 것이다.

여기에서, 상기 제1 연마면이 교차한 꼭지각은 상기 다이아몬드막의 경사면이 교차한 꼭지각보다도 큰 것으로 해도 좋다.

여기에서, 상기 제2 연마면의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하인 것이라도 좋다.

여기에서, 상기 제2 연마면이 교차하는 능선 부분의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하인 것으로 해도 좋다.

본 발명의 스크라이빙 휠은, 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠로서, 원판의 원주를 따라 날끝 부분이 형성된 스크라이빙 휠 기재와, 상기 스크라이빙 휠 기재의 상기 날끝 표면에 형성된 다이아몬드막과, 상기 다이아몬드막의 꼭지각보다 큰 꼭지각을 갖는 연마면을 갖고, 상기 연마면의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하로 해도 좋다.

본 발명의 스크라이빙 휠은, 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠로서, 원판의 원주를 따라 날끝 부분이 형성된 스크라이빙 휠 기재와, 상기 스크라이빙 휠 기재의 상기 날끝 표면에 형성된 다이아몬드막과, 상기 다이아몬드막으로 형성되는 능선의 양측의 영역에 연마재에 의해 연마되고, 상기 다이아몬드막의 꼭지각보다 큰 꼭지각을 갖는 연마면을 갖고, 상기 연마면이 교차한 능선 부분의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하로 해도 좋다.

이러한 특징을 갖는 스크라이빙 휠과 그의 제조 방법에 의하면, 스크라이빙 휠의 날끝을 V자형으로 연마함과 함께, 연마면에 다이아몬드막을 형성하고, 그 선단 부분만을 초벌 연마하고, 그 후에 마무리 연마하고 있다. 따라서 날끝으로서 필요한 능선 부분의 요철을 적게 할 수 있다. 이 때문에 스크라이빙 휠을 이용하여 취성 재료 기판을 분단했을 때에 단면 정밀도가 높고 단면 강도를 향상시킬 수 있다는 우수한 효과가 얻어진다. 이러한 특징은 얇은 취성 재료 기판을 스크라이브하고, 절단할 때에 특히 유효해진다. 또한 다이아몬드막을 이용하고 있기 때문에 경도가 높은 취성 재료 기판을 스크라이브하는 경우에도 스크라이빙 휠의 마모가 적고, 능선 부분의 요철이 적음으로써, 스크라이브했을 때에 막의 능선 부분의 이빠짐이나 막의 박리가 일어나기 어렵기 때문에, 스크라이빙 휠의 수명을 길게 할 수 있다. 이러한 특징은 경질의 취성 재료 기판을 스크라이브할 때에 특히 유효해진다.

(제2 스크라이빙 휠과 그의 제조 방법)

본 발명의 스크라이빙 휠은, 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠로서, 기재와 기재의 날끝 표면에 형성된 다이아몬드막을 갖고, 상기 능선은 다이아몬드막으로 형성되고, 상기 능선의 양측의 다이아몬드막으로 형성된 영역에 상기 능선에 평행한 연삭 조흔을 갖는 것이다.

본 발명의 스크라이빙 휠의 제조 방법은, 원판의 원주부를 따라 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠의 제조 방법으로서, 원판의 중심에 관통구멍을 형성하고, 그 중심을 회전축으로 하여, 원주부를 따라 날끝 부분을 형성하여 스크라이빙 휠 기재를 구성하고, 상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 부분에 화학 기상 성장법에 의해 다이아몬드막을 형성하고, 상기 다이아몬드막의 능선으로 이루어지는 원을 포함하는 면이 상기 스크라이빙 휠 기재의 회전축에 수직이 되도록, 상기 다이아몬드막이 형성된 면을 능선에 평행하게 연마하는 것이다.

상기 기재는, 초경 합금으로 해도 좋다.

여기에서 상기 스크라이빙 휠 기재는, 날끝 부분에 회전축에 평행한 원주면을 형성하도록 해도 좋다.

여기에서 상기 연마 영역의 능선 부분을 소정 간격으로 절결(cut-away)한 홈을 갖고, 그 사이를 돌기로 하도록 해도 좋다.

이러한 특징을 갖는 스크라이빙 휠과 그의 제조 방법에 의하면, 스크라이빙 휠에 다이아몬드막을 형성하고, 날끝의 다이아몬드막을 그 능선에 대하여 평행하게 연마한다. 이렇게 함으로써 능선에 대하여 평행한 미세한 조흔이 남게 된다. 이 스크라이빙 휠을 이용하여 취성 재료 기판을 스크라이브하여 브레이크하면, 다이아몬드막을 이용하고 있기 때문에 경도가 높은 취성 재료 기판을 스크라이브하는 경우에도 스크라이빙 휠의 마모가 적고, 스크라이빙 휠의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, PCD를 이용한 경우와 비교하여, 연마에 의해 스크라이빙 휠의 날끝의 면 거칠기를 작게 할 수 있기 때문에, 취성 재료 기판의 단면 정밀도가 향상되어, 단면 강도도 향상시킬 수도 있다는 효과도 얻어진다. 또한 스크라이빙 휠의 능선에 평행하게 연마함으로써, 날끝 및 능선에 연삭 조흔에 기인하는 미세한 요철이 나타나기 어렵고, 거칠기를 작게 할 수 있어, 경도가 높은 취성 재료 기판을 스크라이브하는 경우에도, 능선의 부분에 미세한 요철에 기인하는 다이아몬드막의 이빠짐이나 박리가 발생하기 어려워진다는 효과가 얻어진다.

(제3 스크라이빙 휠과 그의 제조 방법)

본 발명의 스크라이빙 휠은, 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠 기재와, 상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 표면에 다이아몬드 입자의 평균 입경 2∼10㎛의 다이아몬드막을 성장시킴으로써 형성된 단층의 다이아몬드막과, 상기 다이아몬드막의 능선을 포함하는 띠 형상의 영역을 연마하여, 능선 부근의 막두께를 5∼25㎛로 한 연마 영역을 구비하도록 해도 좋다.

본 발명의 스크라이빙 휠의 제조 방법은, 원판의 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠의 제조 방법으로서, 원판 형상의 스크라이빙 휠 기재의 원주를 따라 측면의 양측으로부터 서로 비스듬히 깎아 들어가도록 연마하여 원주 부분에 사면과 능선으로 이루어지는 날끝 부분을 형성하고, 상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 부분에 다이아몬드의 핵을 생성하고, 평균 입경 2∼10㎛의 다이아몬드 입자로 이루어지는 다이아몬드막을 화학 기상 성장법에 의해 성장시킴으로써 단층의 다이아몬드막을 형성하고, 상기 다이아몬드막의 능선으로 이루어지는 원을 포함하는 면이 상기 스크라이빙 휠 기재의 회전축에 수직이 되도록 연마하여, 능선 부근의 막두께를 5∼25㎛로 하는 것이다.

여기에서 상기 연마 영역의 능선 부분을 소정 간격으로 절결한 홈을 갖고, 그 사이를 돌기로 하도록 해도 좋다.

이러한 특징을 갖는 스크라이빙 휠과 그의 제조 방법에 의하면, 스크라이빙 휠 기재에 다이아몬드 미립을 부착시켜 결정을 성장시킴으로써, 단층 구조의 다이아몬드막을 형성하고 있다. 이 때문에 다이아몬드막을 균일하게 할 수 있고, 그 후의 연마 가공의 정밀도를 향상시키는 것이 용이하게 가능하다. 또한, 막이 균일하기 때문에, 경도가 높은 취성 재료 기판을 스크라이브할 때에 날끝 표면이 균일하게 마모되는 점에서, 마모성이 향상된다. 그리고 다이아몬드막을 연마하고 있기 때문에, 스크라이빙 휠의 날끝의 면 거칠기를 작게 할 수 있고, 취성 재료 기판의 단면 정밀도가 향상하고, 단면 강도도 향상시킬 수도 있다는 효과가 얻어진다. 또한 경도가 높은 취성 재료 기판을 스크라이브하는 경우에도, 능선의 부분에 미세한 요철에 기인하는 이빠짐이나 박리가 발생하기 어려워진다는 효과가 얻어진다.

(제4 스크라이빙 휠과 그의 제조 방법)

본 발명의 스크라이빙 휠은, 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠 기재와, 상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 표면에 다이아몬드 입자의 평균 입경 2㎛ 이하의 다이아몬드막을 성장시킴으로써 형성된 다이아몬드막과, 상기 다이아몬드막의 능선을 포함하는 띠 형상의 영역을 연마하여, 능선 부근의 막두께를 5∼25㎛로 한 연마 영역을 구비하는 것이다.

본 발명의 스크라이빙 휠의 제조 방법은, 원판의 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠의 제조 방법으로서, 원판 형상의 스크라이빙 휠 기재의 원주를 따라 측면의 양측으로부터 서로 비스듬히 깎아 들어가도록 연마하여 원주 부분에 사면과 능선으로 이루어지는 날끝 부분을 형성하고, 상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 부분에 다이아몬드의 핵을 생성하고, 평균 입경 2㎛ 이하의 다이아몬드 입자로 이루어지는 다이아몬드막을 화학 기상 성장법에 의해 성장시켜 다이아몬드막을 형성하고, 상기 다이아몬드막의 능선으로 이루어지는 원을 포함하는 면이 상기 스크라이빙 휠 기재의 회전축에 수직이 되도록 연마하여, 능선 부근의 막두께를 5∼25㎛로 하도록 해도 좋다.

여기에서 다이아몬드 핵의 생성과 다이아몬드층의 성장을 복수회 반복하여 상기 다이아몬드막을 다층 구조로 해도 좋다.

여기에서 상기 연마 영역의 능선 부분을 소정 간격으로 절결한 홈을 갖고, 그 사이를 돌기로 하도록 해도 좋다.

이러한 특징을 갖는 스크라이빙 휠과 그의 제조 방법에 의하면, 다이아몬드 입자의 입경이 큰 다이아몬드막으로 이루어지는 스크라이빙 휠과 비교하면, 연마에 의해 스크라이빙 휠의 날끝의 면 거칠기를 보다 작게 할 수 있기 때문에, 취성 재료 기판의 단면 정밀도가 향상하고, 단면 강도도 향상시킬 수도 있다는 효과가 얻어진다. 또한 경도가 높은 취성 재료 기판을 스크라이브하는 경우에도, 능선의 부분에 미세한 요철에 기인하는 이빠짐이나 박리가 발생하기 어려워진다는 효과가 얻어진다.

(제5 스크라이빙 휠과 그의 제조 방법)

본 발명의 스크라이빙 휠은, 원판 형상의 스크라이빙 휠 기재와, 상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 부분에 형성된 다이아몬드막을 구비하고, 상기 스크라이빙 휠 기재는, 평균 입경이 0.5㎛ 이상 2.0㎛ 이하인 탄화 텅스텐 입자를 주성분으로 하고, 4∼8중량％의 범위의 코발트를 결합재로서 포함하는 초경 합금을 이용한 것으로 되어 있다.

본 발명의 스크라이빙 휠의 제조 방법은, 원판의 원주부를 따라 날끝을 갖는 스크라이빙 휠의 제조 방법으로서, 평균 입경이 0.5㎛ 이상 2.0㎛ 이하인 탄화 텅스텐 입자를 주성분으로 하고, 4∼8중량％의 범위의 코발트를 결합재로서 포함하는 초경 합금을 이용한 원판의 원주부에 날끝 부분을 형성하여 스크라이빙 휠 기재를 구성하고, 상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 부분에 화학 기상 성장법에 의해 다이아몬드막을 형성하도록 해도 좋다.

여기에서 상기 스크라이빙 휠 기재는, 평균 입경이 0.7㎛ 이상 1.2㎛ 이하인 텅스텐을 주성분으로 하는 초경 합금을 이용하도록 해도 좋다.

여기에서 상기 스크라이빙 휠 기재는, 5∼6중량％의 범위의 코발트를 포함하는 초경 합금을 이용하도록 해도 좋다.

이러한 특징을 갖는 스크라이빙 휠과 그의 제조 방법에 의하면, 스크라이빙 휠 기재로서 소정의 범위의 입경의 탄화 텅스텐 입자에 코발트를 결합재로 하는 초경 합금을 이용하고, 그 표면에 다이아몬드막을 성막하고 연마하여 스크라이빙 휠로 하고 있다. 이 때문에 다이아몬드막의 밀착성을 향상시킬 수 있고, 스크라이빙 휠의 내마모성이 향상되어, 장수명화할 수 있다. 또한 날끝 부분의 취성 재료 기판과 접하는 부분 전체가 다이아몬드막이 되기 때문에 능선의 거칠기를 미세하게 할 수 있다. 따라서 이 스크라이빙 휠을 이용하여 스크라이브 가공하고, 브레이크하면, 취성 재료 기판의 절단면의 단면 정밀도가 향상하고, 이에 수반하여 단면 강도도 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

이러한 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 스크라이빙 휠과 그의 제조 방법에 의하면, 스크라이빙 휠의 날끝을 V자형으로 연마함과 함께, 연마면에 다이아몬드막을 형성하여, 그 선단 부분만을 초벌 연마하고, 그 후에 마무리 연마하고 있다. 따라서 날끝으로서 필요한 능선 부분의 요철을 적게 할 수 있다. 이 때문에 스크라이빙 휠을 이용하여 취성 재료 기판을 분단했을 때에 단면 정밀도가 높고 단면 강도를 향상시킬 수 있다는 우수한 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도 및 측면도이다.
도 2는 본 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 제조 과정을 나타내는 측면도이다.
도 3a는 본 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 기재 상에 다이아몬드막을 생성한 상태를 나타내는 선단 부분의 확대 단면도이다.
도 3b는 초벌 연마를 행한 스크라이빙 휠의 선단 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 3c는 마무리 연마를 행한 스크라이빙 휠의 선단 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 3d는 다른 예에 의한 마무리 연마를 행한 스크라이빙 휠의 선단 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 4a는 본 실시 형태의 변형예에 의한 날끝의 연마 전의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 4b는 본 실시 형태의 변형예에 의한 날끝의 연마 후의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도 및 측면도이다.
도 6a는 제2 실시 형태에 의한 날끝의 연마 전의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 6b는 제2 실시 형태에 의한 연마 후의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 날끝을 연마하는 상태를 나타내는 측면도이다.
도 7b는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 날끝을 연마하는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 8은 제2, 제3 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 연마 후의 능선 부분의 확대도이다.
도 9a는 제2, 제3 실시 형태의 변형예에 의한 날끝의 연마 전의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 9b는 제2, 제3 실시 형태의 변형예에 의한 연마 후의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 10a는 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도이다.
도 10b는 제4 실시 형태에 의한 연마 후의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 10c는 도 10a에 나타내는 원형 부분의 확대도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도 및 측면도이다.
도 12a는 제5 실시 형태에 의한 날끝의 연마 전의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 12b는 제5 실시 형태에 의한 연마 후의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 13a는 본 발명의 제6 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도이다.
도 13b는 제6 실시 형태에 의한 연마 후의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 13c는 도 13a에 나타내는 원형 부분의 확대도이다.
도 14는 본 발명의 제7 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도 및 측면도이다.
도 15는 본 발명의 제7 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠 기재 상에 다이아몬드의 다층막을 생성시키는 상태를 나타내는 개념도이다.
도 16a는 제7 실시 형태에 의한 날끝의 연마 전의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 16b는 제7 실시 형태에 의한 연마 후의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 17a는 본 발명의 제8 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도이다.
도 17b는 제8 실시 형태에 의한 연마 후의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 17c는 도 17a에 나타내는 원형 부분의 확대도이다.
도 18은 본 발명의 제9 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도 및 측면도이다.
도 19a는 제9 실시 형태에 의한 날끝의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 19b는 제9 실시 형태에 의한 연마 후의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 20a는 본 발명의 제10 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도이다.
도 20b는 제10 실시 형태에 의한 연마 후의 능선 부분의 확대 단면도이다.
도 20c는 도 20a에 나타내는 원형 부분의 확대도이다.
도 21a는 제1 실시 형태의 실시예 1, 4에 의한 스크라이빙 휠의 연마 전후의 산술 평균 거칠기를 나타내는 도면이다.
도 21b는 제1 실시 형태의 실시예 2, 5에 의한 스크라이빙 휠의 연마 전후의 산술 평균 거칠기를 나타내는 도면이다.
도 21c는 제1 실시 형태의 실시예 3, 6에 의한 스크라이빙 휠의 연마 전후의 산술 평균 거칠기를 나타내는 도면이다.
도 22a는 제5, 제6 실시 형태의 실시예 7에 의한 스크라이빙 휠의 연마 전후의 날끝 각도와 산술 평균 거칠기를 나타내는 도면이다.
도 22b는 실시예 8에 의한 스크라이빙 휠의 연마 전후의 날끝 각도와 산술 평균 거칠기를 나타내는 도면이다.
도 22c는 실시예 9에 의한 스크라이빙 휠의 연마 전후의 날끝 각도와 산술 평균 거칠기를 나타내는 도면이다.
도 23a는 실시예 10과 비교예 1에 의한 스크라이빙 휠의 연마 전후의 날끝 각도와 산술 평균 거칠기를 나타내는 도면이다.
도 23b는 실시예 11과 비교예 2에 의한 스크라이빙 휠의 연마 전후의 날끝 각도와 산술 평균 거칠기를 나타내는 도면이다.
도 23c는 실시예 12와 비교예 3에 의한 스크라이빙 휠의 연마 전후의 날끝 각도와 산술 평균 거칠기를 나타내는 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

(제1 실시 형태)

도 1(a)는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도, 도 1(b)은 그의 측면도이다. 또한 도 2(a)∼(d)는 본 실시 형태의 스크라이빙 휠의 제조 과정을 나타내는 측면도이다. 스크라이빙 휠(10)을 제조할 때에는, 예를 들면, 초경 합금, 또는 세라믹제의 스크라이빙 휠 기재가 되는 원판(11)의 중앙에 우선 도 2(b)에 나타내는 바와 같이 축구멍이 되는 관통구멍(12)을 형성한다.

다음으로 이 관통구멍(12)에 모터 등의 샤프트를 연통하여 관통구멍(12)의 중심축을 회전축(12a)으로 하여 회전시키면서, 원판(11)의 전(全) 원주를 양측으로부터 연마하여 도 2(b)에 나타내는 바와 같이 경사면과 능선을 갖는 수직 단면 V자형으로 형성하고, 그 사면을 연마면(13)으로 한다. 이때의 꼭지각은 바람직하게는 80°∼150°이고, 보다 바람직하게는 90°∼140°이다. 80° 이하이면 능선 선단이 가공시에 파손되기 쉽고, 150° 이상이면 날끝으로서의 실용성이 없어지는 경향이 있다.

다음으로 대략 V자형의 연마면(13)에 다이아몬드 박막을 형성한다. 우선 도 3a의 날끝의 능선 부분의 확대 단면도를 나타내는 바와 같이, 다이아몬드막의 부착이 용이해지도록 대략 V자형의 연마면(13)을 조면(粗面)으로 해 둔다. 다음으로 서브 마이크론 이하의 입경의 핵이 되는 다이아몬드를 사면 부분에 형성한 후, 화학 기상 반응에 의해 다이아몬드의 핵을 성장시켜, 막두께가 예를 들면 10∼30㎛인 다이아몬드막(14)을 형성한다. 이러한 다이아몬드막의 형성은 1회로 행하여 단층의 다이아몬드막으로 해도 좋고, 또한 다수회 반복하여 행하여 다층의 다이아몬드막으로 해도 좋다. 여기에서, 다이아몬드막은 스크라이빙 휠 기재의 경사면 및 능선에 대략 균일하게 형성되기 때문에, 다이아몬드막의 꼭지각은 스크라이빙 휠 기재의 꼭지각과 대략 동일해진다. 이 다이아몬드막의 꼭지각을 제1 꼭지각 α1로 한다. 꼭지각 α1은 바람직하게는 80°∼150°이고, 보다 바람직하게는 90°∼140°이다. 80° 이하이면 능선 선단이 가공시에 파손되기 쉽고, 150° 이상이면 날끝으로서의 실용성이 없어지는 경향이 있다.

다음으로 다이아몬드막(14)에 대하여 초벌 연마를 행한다. 초벌 연마에서는, 예를 들면 입도 8000번 또는 그 이하의 번호의 연마재를 이용한다. 8000번보다 큰 연마재의 경우는, 연마재의 입경이 지나치게 미세하기 때문에, 다이아몬드막(14)에 대하여 필요한 가공도가 얻어지지 않는다. 이 공정에서는 능선을 중심에 포함하는 띠 형상의 부분에 대해서만 제2 꼭지각 α2(α2＞α1)가 되도록 연마를 행한다. 도 3b는 이 선단 부분을 나타내는 확대도이다. 이렇게 하여 형성한 연마면을 제1 연마면(15)으로 한다. 여기에서 꼭지각 α2는 α1에 대하여 θ1만큼 큰 값이 되도록 연마한다. θ1은 0보다 큰 값, 예를 들면 5°가 되도록 한다. 도 3b의 폭 w1은 제1 연마면(15)의 폭을 나타내고 있으며, 폭 w1의 최소값은 예를 들면 10∼20㎛로 한다.

다음으로 도 3c에 나타내는 바와 같이 연마면(15)의 능선을 중앙에 포함하는 보다 좁은 폭 w2(w2＜w1)의 띠 형상의 부분에 대해서만 마무리 연마를 행한다. 마무리 연마에서는 초벌 연마보다도 미세한 입도의 미분(微粉)의 연마재를 이용하여 연마한다. 그리고 연마한 후의 능선으로 이루어지는 원이 포함되는 면을 회전축(12a)에 대하여 수직이 되도록, 또한 꼭지각이 소망하는 제3 꼭지각 α3(α3＞α2)이 되도록 연마한다. 이렇게 하여 형성한 마무리에 의한 연마면을 제2 연마면(16)으로 한다. 여기에서 연마재의 입도는 바람직하게는 입도 9000번 이상이고, 보다 바람직하게는 10000번 이상이고, 더욱 바람직하게는 15000번 이상이다. 마무리 연마에서는 초벌 연마보다도 미세한 입도의 미분의 연마재를 이용하여 연마하기 때문에, 제2 연마면의 산술 평균 거칠기는 제1 연마면의 산술 평균 거칠기보다도 작아진다. 마무리 연마 공정에서는 연마 후의 날끝 표면 및 능선의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하, 바람직하게는 0.015㎛ 이하가 될 때까지 연마한다. 연마재의 입도가 9000번보다 작으면, 연마 후의 날끝 표면 및 능선의 산술 평균 거칠기 Ra를 0.03㎛ 이하로 하는 것이 어렵다. 이 때문에 스크라이브시에 막의 이빠짐이나 박리가 발생하기 쉽고, 또한 분단한 취성 재료 기판 단면에는 흠집이 남기 쉬운 경향이 있다. 여기에서 꼭지각 α3은 α2에 대하여 θ2만큼 큰 값이 되도록 연마한다. θ2는 0보다 큰 값, 예를 들면 5°가 되도록 한다. 이 마무리 연마에 의해 다이아몬드막의 능선으로 이루어지는 원을 포함하는 면이 스크라이빙 휠 기재의 중심축에 수직이 되도록 한다. 또한 최종의 꼭지각 α3이 큰 것은 높은 스크라이브 하중으로 사용하는 데에 적합하고, 꼭지각 α3이 작은 것은 낮은 스크라이브 하중으로 사용하는 데에 적합하다.

스크라이빙 휠은, 지석 등의 연마재에 의해 연마된다. 스크라이빙 휠의 날끝에 형성된 다이아몬드막의 한쪽의 경사면을 지석에 의해 초벌 연마 또는 마무리 연마를 행한다. 지석에 의해 가공함으로써, 경사면을 스크라이빙 휠의 전주(全周)에 걸쳐 동일한 각도로 연마하는 것이 용이해진다. 한쪽의 면의 초벌 연마 또는 마무리 연마를 끝내면, 다른 한쪽의 면에 대해서도 동일하게 연마한다. 이와 같이, 특히 지석을 이용한 연마에 의하면, 꼭지각 α2, α3을 소망하는 값으로 인정하거나, 스크라이빙 휠의 능선을 측면에서 볼 때 직선으로 하거나 하는 것이 용이해진다. 또한, 확실하게 소망하는 폭(w1 또는 w2)의 영역을 연마하는 것이 용이하게 가능하다.

이와 같이 날끝을 2단의 V자 형상으로 함으로써 스크라이빙 휠로서 필요한 날끝의 다이아몬드의 선단 부분만 마무리 연마로 하고, 가공 면적을 줄임으로써 가공 시간을 단축하면서, 날끝의 능선의 요철을 적게 할 수 있다. 또한 본 실시 형태에서는, w2＜w1로 하고, 도 3c에 나타내는 바와 같이 마무리 연마 후에는 제2 연마면(16)의 양측에 제1 연마면(15)이 남는 것으로 하고 있지만, 도 3d에 나타내는 바와 같이 제1 연마면(15)을 제2 연마면(16)으로 완전하게 교체하도록 마무리 연마해도 좋다. 이 경우에는 폭 w3은 w1 이상(바람직하게는 w3＝w1)이 된다.

이와 같이 연마함으로써 종래의 소결 다이아몬드에 의한 스크라이빙 휠에 비해, 취성 재료 기판에 접하는 부분의 전체가 다이아몬드가 되기 때문에, 스크라이빙 휠의 내마모성을 향상시킬 수 있다. 또한 취성 재료 기판에 접하는 부분의 전체가 다이아몬드막이 되기 때문에 스크라이브에 기여하는 날끝 부분 및 능선의 거칠기를 미세하게 할 수 있다. 또한 이온 빔에 의한 연마와는 상이하게, 능선의 양측을 동일한 조건으로 연마할 수 있기 때문에, 연마한 양측의 연마면의 거칠기는 동등하게 할 수 있고, 또한 능선을 측면에서 볼 때 직선 형상으로 하는 것이 용이하다. 따라서 이 스크라이빙 휠을 이용하여 취성 재료 기판, 예를 들면 유리 기판이나 세라믹스 기판을 스크라이브하고, 분단하면, 취성 재료 기판의 절단면의 단면 정밀도가 향상하고, 이에 수반하여 단면 강도도 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다. 또한 날끝 및 능선의 거칠기를 미세하게 함으로써, 경도가 높은 기판을 스크라이브하는 경우에 있어서도 다이아몬드막이 박리되기 어려워진다는 효과가 얻어진다. 그 때문에 본 발명의 스크라이빙 휠은 세라믹스 기판을 스크라이브하는 데에 적합하다.

또한 여기에서 나타낸 연마재의 입도는 일 예로서, 이 입도에 한정되는 것이 아니라는 것은 말할 필요도 없다.

다음으로 본 실시 형태의 변형예에 대해서 설명한다. 이 변형예에서는 도 4a에 날끝부의 선단 부분의 확대도를 나타내는 바와 같이, 연마면(13)을 형성한 후, 추가로 능선을 스크라이빙 휠의 회전축(12a)과 평행하게 연마하여, 스크라이빙 휠의 회전축(12a)에 평행이 되도록 기재의 능선 부분에 단면이 평탄한 원주면(20)을 형성해 둔다. 원주면(20)의 폭은 예를 들면 2∼10㎛ 정도이다. 그리고 이 후 본 실시 형태와 동일하게, 원주면(20)을 갖는 연마면(13)에 CVD법에 의해 다이아몬드막(14)의 코팅을 행한다. 여기에서, 제1 꼭지각 α1은, 다이아몬드막(14)의 경사면의 연장선이 이루는 각도이다. 이 코팅 후에 도 4b에 나타내는 바와 같이 원주 부분을 연마하여, 제1 연마면, 제2 연마면 및 능선을 형성한다. 이렇게 하면 본 실시 형태와 비교하여 능선 부분의 다이아몬드막의 두께를 두껍게 할 수 있어, 스크라이빙 휠의 내마모성, 내박리성을 향상시킬 수 있다.

(제2 실시 형태)

도 5(a)는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도, 도 5(b)는 그의 측면도이다. 스크라이빙 휠을 제조할 때에는, 예를 들면, 초경 합금, 또는 세라믹제의 스크라이빙 휠 기재가 되는 원판(111)의 중앙에 우선 도 5(a)에 나타내는 바와 같이 축구멍이 되는 관통구멍(112)을 형성한다. 다음으로 이 관통구멍(112)에 도시하지 않는 모터 등의 샤프트를 연통하여 관통구멍(112)의 중심축을 회전축(112a)으로 하여 회전시키면서, 원판(111)의 전 원주를 원판의 표리 양측으로부터 회전축(112a)에 대하여 비스듬히 연마하여 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 능선과 능선의 양측의 경사면을 수직 단면 V자형으로 형성한다. 이렇게 하여 형성한 V자형의 사면을 연마면(113)으로 한다.

다음으로 다이아몬드 박막의 형성에 대해서 도 6a의 날끝의 능선 부분의 확대 단면도를 이용하여 설명한다. 우선 다이아몬드막의 부착이 용이해지도록 V자형의 연마면(113)을 미리 조면으로 해 둔다. 다음으로 서브 마이크론 이하의 입경의 핵이 되는 다이아몬드를 사면 부분에 형성한 후, 화학 기상 성장 반응에 의해 다이아몬드 박막을 성장시킨다. 이와 같이 하여 스크라이빙 휠의 V자형의 사면 부분에 화학 기상 성장법(CVD법)에 의해, 막두께가 예를 들면 20∼30㎛인 다이아몬드막(114)을 형성한다.

이 후, 적어도 선단 부분을, 후술과 같이 선단이 예리해지도록 연마한다. 도 6b는 이 연마한 후의 상태를 나타내는 부분 확대 단면도이다. 이와 같이 연마 시에는 원래의 다이아몬드막(114)보다도 예를 들면 5° 정도 둔각이 되도록 해도 좋다. 그리고 연마한 후의 능선으로 이루어지는 원이 포함되는 면을 회전축(112a)에 대하여 수직이 되도록 한다. 여기에서 연마하는 영역은 경사면의 능선을 중앙에 포함하는 띠 형상의 부분만이라도 좋다. 도 6b의 폭 w의 영역은 이 선단 부분, 즉 능선의 양측의 다이아몬드막의 연마 영역을 나타내고 있으며, 예를 들면 폭 w의 최소값은 10∼20㎛로 한다.

도 7a는 스크라이빙 휠을 연마하는 방법을 나타내는 도면이다. 이 방법에서는 연마시에 스트레이트 지석(120)을 이용한다. 스트레이트 지석(120)은 원기둥 형상으로서, 원주면에 지석이 형성되어 있다. 이 스트레이트 지석(120)을 지석 회전축(120a)을 따라 회전시키고, 다이아몬드막을 갖는 스크라이빙 휠의 날끝을 연마한다. 이때 스트레이트 지석(120)을 일정 속도로 지석 회전축(120a)을 따라 회전시키면서, 지석 회전축(120a)과 스크라이빙 휠(110)의 회전축(112a)이 1개의 평면(지면)을 이루도록 스크라이빙 휠(110)을 밀어붙이고, 스크라이빙 휠(110)도 그 회전축(112a)을 따라 회전시킨다. 이렇게 하면, 스크라이빙 휠의 날끝의 사면은 능선과 평행하게 연마된다. 한쪽의 면의 연마를 끝내면, 다른 한쪽의 면에 대해서도 동일하게 연마한다. 이렇게 하여 연마를 끝내면, 도 8에 도 5(b)에 나타내는 원형 부분의 확대도를 나타내는 바와 같이, 날끝의 폭 w의 연마면에는 능선에 평행한 다수의 미세한 연삭 조흔이 형성된 상태가 된다.

이와 같이 연마함으로써 종래의 소결 다이아몬드에 의한 스크라이빙 휠에 비해, 취성 재료 기판에 접하는 부분의 전체가 다이아몬드가 되기 때문에, 스크라이빙 휠의 내마모성을 향상시킬 수 있다. 또한 취성 재료 기판에 접하는 부분의 전체가 다이아몬드막이 되기 때문에 스크라이브에 기여하는 날끝 부분 및 능선의 거칠기를 미세하게 할 수 있다. 따라서 이 스크라이빙 휠을 이용하여 취성 재료 기판, 예를 들면 세라믹스 기판을 스크라이브하고, 분단하면, 취성 재료 기판의 절단면의 단면 정밀도가 향상하고, 이에 수반하여 단면 강도도 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다. 발명자는 연마시에 능선에 대하여 수직 방향 또는 비스듬한 방향으로 연마하면, 날끝 및 능선에 연삭 조흔에 기인하는 미세한 요철이 나타나고, 스크라이브했을 때에 능선의 부분에서 이빠짐이 발생하기 쉬워진다는 인식을 얻었다. 그래서 이 발명에서는, 능선에 평행하게 연마하도록 하고 있으며, 이에 따라 능선 부분의 이빠짐이나 다이아몬드의 막의 박리를 적게 할 수 있다. 또한, 날끝 및 능선의 거칠기를 미세하게 함으로써, 다이아몬드막이 박리되기 어려워진다는 효과가 얻어진다. 그 때문에 본 발명의 스크라이빙 휠은 세라믹스 기판을 스크라이브하는 데에 적합하다.

(제3 실시 형태)

다음으로 본 발명의 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태는 제2 실시 형태와는 연마 공정만이 상이하다. 본 실시 형태의 연마 공정은 원판 형상의 컵 지석(121)을 이용한다. 컵 지석(121)은 원판의 면에 연마면이 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는 도 7b에 나타내는 바와 같이 컵 지석(121)의 지석 회전축(121a)을 향하여 기울인 스크라이빙 휠(110)의 선단면을 연마하는 것이다. 이때 컵 지석(121)을 지석 회전축(121a)을 중심으로 일정 속도로 회전시키면서, 지석 회전축(121a)과 스크라이빙 휠(110)의 회전축(112a)이 1개의 평면(지면과 직교하는 면)을 이루도록 스크라이빙 휠(110)을 밀어붙이고, 회전축(112a)을 따라 회전시켜 연마한다. 이와 같이 연마한 경우라도, 컵 지석(121)의 외주부이면 연마 영역의 원과 비교하여 스크라이빙 휠은 충분히 작기 때문에, 능선에 거의 평행하게 연마할 수 있다. 그 때문에 도 8에 나타내는 바와 같이 능선에 평행한 다수의 연삭 조흔이 형성된 상태에서 스크라이빙 휠을 마무리할 수 있어, 전술한 경우와 동일한 효과가 얻어진다.

다음으로 제2, 제3 실시 형태의 변형예에 대해서 설명한다. 이 변형예에서는 도 9a에 날끝부의 선단 부분의 확대도를 나타내는 바와 같이, 스크라이빙 휠의 회전축(112a)에 평행이 되도록 기재의 능선 부분에 평탄한 원주면(116)을 형성해 둔다. 그리고 이 후 제1 또는 제2 실시 형태와 동일하게, 연마면(113)에는 CVD법에 의해 다이아몬드막(114)의 코팅을 행한다. 이렇게 하면 원주면(116)에 의해 다이아몬드막(114)의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 이 코팅 후에 도 9b에 나타내는 바와 같이 원주 부분을 제1 또는 제2 실시 형태와 동일하게, 전술한 바와 같이 연마하여 능선을 형성한다. 이렇게 하면 제1 또는 제2 실시 형태와 비교하여 능선 부분의 다이아몬드막의 두께를 두껍게 할 수 있어, 스크라이빙 휠의 내마모성, 내박리성을 향상시킬 수 있다. 이 스크라이빙 휠을 이용하여 취성 재료 기판을 스크라이브하고, 분단하면, 취성 재료 기판의 절단면의 단면 정밀도가 향상하고, 단면 강도를 향상시킬 수 있다.

(제4 실시 형태)

다음으로 본 발명의 제4 실시 형태에 대해서 설명한다. 일본특허공보 제3074143호에는 스크라이빙 휠의 원주면에 소정 간격을 두고 다수의 홈을 형성하고, 그 사이를 돌기로서 고침투형으로 한 스크라이빙 휠이 제안되고 있다. 본 발명은 이러한 스크라이빙 휠에도 적용할 수 있다. 도 10a는 본 실시 형태의 스크라이빙 휠의 정면도, 도 10b는 날끝의 능선 부분의 확대 단면도, 도 10c는 도 10a에 일점 쇄선으로 나타낸 원형 부분의 확대도이다. 스크라이빙 휠을 제조할 때에는, 초경 합금, 또는 세라믹제 등의 스크라이빙 휠 기재가 되는 원판(131)의 중앙에 우선 도 10a에 나타내는 바와 같이 축구멍이 되는 관통구멍(132)을 형성한다. 다음으로 이 관통구멍(132)에 모터 등의 회전축을 연통하여 회전시키면서, 원판(131)의 전(全) 원주(圓周)를 양측으로부터 연마하여 V자형으로 형성한다. 이렇게 하여 형성한 V자형의 사면을 연마면(133)으로 한다. 이 경우도 제1 실시 형태와 동일하게 스크라이빙 휠의 날끝 부분에 CVD법에 의해 다이아몬드막(134)을 코팅하고, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태 또는 제3 실시 형태와 동일한 방법으로 연마한다. 다이아몬드막(134)을 20㎛로 하면, 도 10c에 나타내는 바와 같이 다이아몬드막(134)의 두께의 범위 내에서 홈(135)을 형성한다. 고침투형으로 하기 위한 스크라이빙 휠의 홈의 깊이는 예를 들면 10㎛ 정도이기 때문에, 다이아몬드막(134)에 홈(135)을 형성함으로써 고침투형의 스크라이빙 휠로 할 수 있다.

또한 이를 대신하여 미리 스크라이빙 휠 기재의 V자형의 날끝부에 홈을 형성해 두고, 이 스크라이빙 휠 기재에 CVD법으로 다이아몬드막을 코팅하여 연마함으로써 스크라이빙 휠을 구성하도록 해도 좋다.

(제5 실시 형태)

도 11(a)는 본 발명의 제5 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도, 도 11(b)는 그의 측면도이다. 스크라이빙 휠을 제조할 때에는, 예를 들면, 초경 합금, 또는 세라믹제의 스크라이빙 휠 기재가 되는 원판(211)의 중앙에 우선 도 11(a)에 나타내는 바와 같이 축구멍이 되는 관통구멍(212)을 형성한다. 다음으로 이 관통구멍(212)에 도시하지 않는 모터 등의 샤프트를 연통하여 관통구멍(212)의 중심축을 회전축(212a)으로 하여 회전시키면서, 원판(211)의 전(全) 원주(圓周)를 원판의 표리 양측으로부터 회전축(212a)에 대하여 비스듬히 연마하여 도 11(b)에 나타내는 바와 같이 사면과 능선으로 이루어지는 수직 단면 V자형으로 형성한다. 이렇게 하여 형성한 V자형의 사면을 연마면(213)으로 한다.

다음으로 연마면(213)에 형성하는 다이아몬드 박막의 형성에 대해서 설명한다. 우선 V자형의 연마면(213)을 다이아몬드막의 부착이 용이해지도록 미리 조면으로 해 둔다. 다음으로 스크라이빙 휠 기재(211)를 소정의 온도, 압력, 분위기 등으로 유지하여, 연마면의 표면에 다이아몬드의 핵을 생성한다. 이 핵은 단결정 다이아몬드나 단결정 다이아몬드를 응집한 것으로 이루어져 있고, 그 외경이 예를 들면 수 ㎚∼수십 ㎚이다. 그리고 다이아몬드 핵을 화학 기상 성장법(CVD법)에 의해 성장시켜, 다이아몬드 박막으로 한다. 이 성장에서는 다이아몬드의 평균 입경을 2∼10㎛, 바람직하게는 4∼8㎛, 보다 바람직하게는 5㎛ 정도로 하고, 막두께는 예를 들면 10∼30㎛로 한다. 다이아몬드의 입경이 10㎛를 초과하면 연마를 행해도 표면 거칠기를 충분히 작게 하는 것이 곤란하다. 또한, 입(粒)다이아몬드의 입경이 10㎛를 초과하면 내마모성이 저하된다. 또한, 다이아몬드막은 막두께가 30㎛를 초과하면 성막시에 박리되기 쉬워지고, 10㎛ 미만이면 연마 후의 막두께가 지나치게 얇아진다. 이와 같이 하여 도 12a에 날끝의 능선 부근의 확대 단면도를 나타내는 바와 같이 연마면(213) 위에 단층의 다이아몬드막(214)을 형성할 수 있다. 다이아몬드막(214)은 단층이기 때문에, 층간의 다이아몬드의 입경의 차이가 발생하는 경우는 없어, 다이아몬드막을 균일하게 할 수 있기 때문에, 그 후의 연마 가공의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 층 내에 있어서도, 다이아몬드의 핵 부근과 다이아몬드막의 표면 부근에서는 다이아몬드막의 성상이 상이하지만, 다이아몬드막(214)의 두께를 10∼30㎛로 충분히 두껍게 하고 있는 점에서, 연마 후에도 성상이 상이한 다이아몬드의 핵 부근의 부분이 스크라이빙 휠의 날끝 표면에 나타나는 경우가 없다. 따라서, 경도가 높은 취성 재료 기판을 스크라이브할 때에도, 날끝 표면에 특히 박리의 원인이 되는 개소나 마모되기 쉬운 개소 등이 나타나는 경우가 없어, 스크라이빙 휠의 내마모성 및 수명을 향상시킬 수 있다.

여기에서 연마면(213) 상에 다이아몬드막(214)을 형성하면, 막 표면에 다이아몬드 결정의 요철이 형성되기 때문에, 이 요철을 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 검출함으로써 다이아몬드 입자의 평균 입경을 측정할 수 있다. SEM은 분해능이 0.5∼4㎚이기 때문에, 다이아몬드막 상에 형성된 요철의 수 개소를 측정하여 표면에 나타나는 결정의 직경(장경의 길이)을 측정하고, 평균 입경을 산출한다. 이와 같이 SEM으로 측정하는 경우에는, 표면의 관찰만으로 평균 입경을 측정할 수 있다. 이 측정 방법에서는 소정의 수치 범위를 나타내는 것은, 연마했을 때에 대체로 동일한 표면 거칠기라고 생각할 수 있다.

이 후, 적어도 다이아몬드막의 선단 부분을 선단이 예리해지도록 연마한다. 도 12b는 이 연마한 후의 상태를 나타내는 부분 확대 단면도이다. 여기에서 연마는 초벌 연마와 마무리 연마의 2단계로 해도 좋고, 원래의 다이아몬드막(214)보다도 예를 들면 5° 정도 둔각이 되도록 해도 좋다. 초벌 연마와 마무리 연마의 2단계의 연마를 행함으로써, 가공 시간을 단축하면서, 연마 후의 연마면 및 능선의 표면 거칠기를 충분히 작게 할 수 있다. 그리고 연마한 후의 능선으로 이루어지는 원이 포함되는 면을 회전축(212a)에 대하여 수직이 되도록 한다. 여기에서 연마하는 영역은 능선을 중앙에 포함하는 띠 형상의 부분만이라도 좋다. 도 12b의 연마의 폭 w의 영역은 이 선단 부분, 즉 능선의 양측의 다이아몬드막의 연마 영역을 나타내고 있으며, 예를 들면 폭 w의 값은 10∼30㎛로 한다. 이렇게 하여 전술한 막두께의 다이아몬드막을 연마하면, 단층 구조의 다이아몬드막(214)의 능선 부근의 가장 얇은 부분의 두께 d는 예를 들면 5㎛∼25㎛가 된다. 두께 d는 작으면 스크라이브 중에 다이아몬드막이 박리될 가능성이 있고, 지나치게 크면 내부 응력으로 균열되기 쉽다는 문제가 있다. 또한, 연마 후에 있어서도 다이아몬드막(214)의 두께가 5∼25㎛로 충분히 두꺼워져 있는 점에서, 성상이 상이한 다이아몬드의 핵 부근의 부분이 스크라이빙 휠의 날끝 표면에 나타나는 경우가 없다. 따라서, 날끝 표면의 입경이나 성상을 균일하게 할 수 있고, 특히 박리의 원인이 되는 개소나 마모되기 쉬운 개소 등이 나타나는 경우가 없어, 스크라이빙 휠의 내마모성 및 수명을 향상시킬 수 있다.

스크라이빙 휠은, 지석 등의 연마재에 의해 연마된다. 스크라이빙 휠의 날끝에 형성된 다이아몬드막의 한쪽의 경사면을 지석에 의해 초벌 연마 또는 마무리 연마를 행한다. 지석에 의해 가공함으로써, 양 경사면의 거칠기를 동일하게 하는 것이나, 스크라이빙 휠의 전주에 걸쳐 경사면을 동일한 각도로 연마하거나, 스크라이빙 휠의 능선을 측면에서 볼 때 직선으로 하거나 하는 것이 용이해진다. 한쪽의 면의 연마를 끝내면, 다른 한쪽의 면에 대해서도 동일하게 연마한다. 이 연마 공정에서는 연마 후의 경사면의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하, 바람직하게는 0.015㎛ 이하가 될 때까지 연마한다. 또한, 능선의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하, 바람직하게는 0.015㎛ 이하가 될 때까지 연마하는 것이 바람직하다.

이와 같이 연마함으로써 종래의 소결 다이아몬드에 의한 스크라이빙 휠에 비해, 취성 재료 기판에 접하는 다이아몬드막의 평균 거칠기가 작아지기 때문에, 날끝 부분 및 능선의 거칠기를 미세하게 할 수 있다. 따라서 이 스크라이빙 휠을 이용하여 취성 재료 기판, 예를 들면 세라믹스 기판을 스크라이브하고, 분단하면, 취성 재료 기판의 절단면의 단면 정밀도가 향상하고, 이에 수반하여 단면 강도도 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다. 또한, 날끝 및 능선의 거칠기를 미세하게 함으로써, 다이아몬드막이 박리되기 어려워진다는 효과가 얻어진다. 그 때문에 본 발명의 스크라이빙 휠은 세라믹스 기판 등의 고경도 취성 재료 기판을 스크라이브하는 데에 적합하다.

그리고 전술한 바와 같은 다이아몬드막(214)을 형성한 후, 다이아몬드막(214)의 전체 면을 연마한 경우에는, 연마 후는 직접 SEM으로 다이아몬드 입자의 요철을 검출할 수 없기 때문에, 입경 자체도 측정할 수 없다. 그래서 다이아몬드막을 연마한 후라도, 다이아몬드막(214)의 다이아몬드 입자가 소망하는 입경을 갖고 있는지 어떤지를 확인하기 위해, 연마한 부분에 대해서 입경을 측정하는 방법에 대해서 이하 설명한다.

전자 후방 산란 회절법(EBSD법)에 의하면, 시료에 60∼70° 경사진 각도로부터 전자선을 조사하면, 시료의 표면으로부터 50㎚ 이하의 영역에서 회절 전자선이 얻어진다. 이 후방 산란 회절을 해석함으로써, 결정성 재료의 방위 해석의 정보가 얻어진다. 이 정보를 이용하여, 다이아몬드막을 연마한 후라도 다결정 다이아몬드의 결정 입경을 관찰할 수 있다.

EBSD법의 유효성을 확인하기 위해, 연마 전에 막표면의 측정으로 평균 입경 2∼8㎛가 되는, 기재 능선각 100°, 다이아몬드막 능선각 120°의 스크라이빙 휠을 시료로서 이용하고, EBSD법에 의해 측정을 시도했다. 그리고 시료가 되는 스크라이빙 휠의 표면에 요철 등이 있으면, 패턴을 검출할 수 없는 경우가 있기 때문에, 스크라이빙 휠의 다이아몬드막(214)에 대하여 전(前)처리(정밀한 연마)를 행했다. 또한 스크라이빙 휠 기재로부터의 거리에 따라서도 다이아몬드 결정의 크기가 상이한 점에서, 다이아몬드막의 일부를 두께 방향으로 깎아 들어가, 기재를 노출시키고, 기재로부터의 거리가 상이한 복수의 블록으로 나누었다. 그리고 각각의 블록에 전자선을 조사하고, 반사 전자에 의해 형성된 EBSD 패턴을 고감도 CCD 카메라에 의해 화상으로서 취입하여, 화상 처리 장치에서 처리를 행하고, 데이터 해석 시스템에 의해 결정립의 매핑을 행했다.

EBSD법에 의하면, 이하의 A∼D의 해석 방법,

A: 쌍정립계를 결정립계로 하고, 평균(산술 평균)을 산출하는 경우

B: 쌍정립계를 결정립계로 하고, 면적비에 의한 가중 평균을 산출하는 경우

C: 쌍정립계를 결정립계로 하지 않고, 평균(산술 평균)을 산출하는 경우

D: 쌍정립계를 결정립계로 하지 않고, 면적비에 의한 가중 평균을 산출하는 경우

에 따라 크게 측정 결과가 상이하다. 이때 입경으로서 얻어진 결과는, 해석 방법에 의해 거의 A＜C＜B＜D로 되어 있지만, 어느 경우라도 2.5㎛ 이하였다. 이 결과로부터 EBSD법에 의하면, 막표면에서 입경을 관찰한 경우보다 매우 작은 수치가 산출된다. 아마도 막 표면에는 작은 결정이 나타나지 않기 때문이라고 생각할 수 있다.

이상의 측정에 의하면, 막표면에 있어서의 측정으로 평균 입경 2∼8㎛의 다이아몬드막의 내부를 측정하면, 해석 방법에 따라 상이하지만, 어느 해석 방법에 있어서도 평균 입경은 2.5㎛ 이하가 된다. 이로부터, 막 표면이 전부 연마되어 있는 경우라도, 평균 입경이 3㎛ 이하이면 표면의 평균 입경은 2∼10㎛라고 생각할 수 있다. 따라서 도 12b에 나타내는 바와 같이 다이아몬드막(214)을 연마한 후라도, 표면의 평균 입경을 간접적으로 측정할 수 있다.

(제6 실시 형태)

다음으로 본 발명의 제6 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 13a는 본 실시 형태의 스크라이빙 휠의 정면도, 도 13b는 날끝의 능선 부분의 확대 단면도, 도 13c는 도 13a에 일점 쇄선으로 나타낸 원형 부분의 확대도이다. 스크라이빙 휠을 제조할 때에는, 초경 합금, 또는 세라믹제 등의 스크라이빙 휠 기재가 되는 원판(231)의 중앙에 우선 도 13a에 나타내는 바와 같이 축구멍이 되는 관통구멍(232)을 형성한다. 다음으로 이 관통구멍(232)에 모터 등의 샤프트를 연통하여 중심축을 중심으로 회전시키면서, 원판(231)의 전(全) 원주(圓周)를 양측으로부터 연마하여 V자형으로 형성한다. 이렇게 하여 형성한 V자형의 사면을 연마면(233)으로 한다. 이 경우도 제5 실시 형태와 동일하게 스크라이빙 휠의 날끝 부분에 CVD법에 의해 단층의 다이아몬드막(234)을 코팅하고, 연마한다. 다이아몬드막(234)을 20㎛로 하면, 도 13c에 나타내는 바와 같이 다이아몬드막(234)의 두께의 범위 내에서 홈(235)을 형성한다. 고침투형으로 하기 위한 스크라이빙 휠의 홈의 깊이는 예를 들면 10㎛ 정도이기 때문에, 다이아몬드막(234)에 홈(235)을 형성함으로써 고침투형의 스크라이빙 휠로 할 수 있다.

이와 같이, 다이아몬드막(234)에 홈(235)을 형성해도, 다이아몬드막이 단층으로 막 내의 성질이 균일한 점에서, 다수의 홈을 균일하게 가공하는 것이 용이하고, 또한, 스크라이브시에, 다이아몬드막(234)의 능선 부분의 이빠짐이나 마모가 발생하기 어려워진다. 따라서, 보다 장수명의 스크라이빙 휠을 얻을 수 있다.

또한 이를 대신하여 미리 스크라이빙 휠의 V자형의 날끝부에 홈을 형성해 두고, 이 스크라이빙 휠에 CVD법으로 다이아몬드막을 코팅하여 연마함으로써 스크라이빙 휠을 구성하도록 해도 좋다.

(제7 실시 형태)

도 14(a)는 본 발명의 제7 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도, 도 14(b)는 그의 측면도이다. 스크라이빙 휠을 제조할 때에는, 예를 들면, 초경 합금, 또는 세라믹제의 스크라이빙 휠 기재가 되는 원판(311)의 중앙에 우선 도 14(a)에 나타내는 바와 같이 축구멍이 되는 관통구멍(312)을 형성한다. 다음으로 이 관통구멍(312)에 도시하지 않는 모터 등의 샤프트를 연통하여 관통구멍(312)의 중심축을 회전축(312a)으로 하여 회전시키면서, 원판(311)의 전(全) 원주(圓周)를 원판의 표리 양측으로부터 회전축(312a)에 대하여 비스듬히 연마하여 도 14(b)에 나타내는 바와 같이 수직 단면 V자형으로 형성한다. 이렇게 하여 형성한 V자형의 사면을 연마면(313)으로 한다.

다음으로 연마면(313)에 형성하는 다이아몬드 박막의 형성에 대해서 설명한다. 우선 V자형의 연마면(313)을 다이아몬드막의 부착이 용이해지도록 미리 조면으로 해 둔다. 다음으로 스크라이빙 휠 기재(311)를 소정의 온도, 압력, 분위기 등으로 유지하고, 도 15(a)에 날끝의 능선 부근의 확대 단면도를 나타내는 바와 같이 연마면의 표면에 다이아몬드의 핵(320)을 생성한다. 이 핵은 단결정 다이아몬드나 단결정 다이아몬드를 응집한 것으로 이루어져 있으며, 그 외경이 예를 들면 수 ㎚∼수십 ㎚이다. 그리고 다이아몬드 핵(320)을 화학 기상 성장법(CVD법)에 의해 성장시켜, 도 15(b)에 나타내는 바와 같이 다이아몬드 박막으로 한다. 이 성장에서는 다이아몬드의 평균 입경을 2㎛ 이하, 바람직하게는 1㎛ 이하로 한다. 막두께는 예를 들면 10∼30㎛로 한다. 다이아몬드막은 막두께가 30㎛를 초과하면 성막시에 박리되기 쉬워지고, 10㎛ 미만이면 연마 후의 막두께가 지나치게 얇아진다.

또한, 상기의 성막을 복수회 반복함으로써, 필요한 막두께를 얻도록 해도 좋다. 구체적으로는, 우선 다이아몬드 핵(320)을 화학 기상 성장법(CVD법)에 의해 성장시켜, 도 15(b)에 나타내는 바와 같이 예를 들면 2㎛의 두께의 다이아몬드 박막을 형성한다. 그리고 재차 동일한 온도, 압력, 분위기 등에 의해 도 15(c)에 나타내는 바와 같이 다이아몬드 박막의 표면에 다이아몬드의 핵(320)을 생성한다. 그리고 도 15(d)에 나타내는 바와 같이 동일한 조건으로 다이아몬드의 평균 입경을 2㎛ 이하, 바람직하게는 1㎛ 이하까지 다이아몬드의 핵을 성장시킨다. 이와 같이 다이아몬드의 핵의 부착과 결정 성장을 복수회 반복함으로써, 도 15(e)에 나타내는 바와 같이 2층 이상의 복수의 막, 예를 들면 10층의 다층막을 형성할 수 있다.

이와 같이 하여 도 16a에 나타내는 바와 같이 연마면(313) 위에 평균 입경을 2㎛ 이하, 바람직하게는 1㎛ 이하의 다이아몬드막(314)을 형성할 수 있다.

이 후, 적어도 선단 부분을 선단이 예리해지도록 연마한다. 도 16b는 이 연마한 후의 상태를 나타내는 부분 확대 단면도이다. 여기에서 연마는 초벌 연마와 마무리 연마의 2단계로 해도 좋고, 원래의 다이아몬드막(314)보다도 예를 들면 5°정도 둔각이 되도록 해도 좋다. 그리고 연마한 후의 능선으로 이루어지는 원이 포함되는 면을 회전축(312a)에 대하여 수직이 되도록 한다. 여기에서 연마하는 영역은 능선을 중앙에 포함하는 띠 형상의 부분만이라도 좋다. 도 16b의 연마의 폭 w의 영역은 이 선단 부분, 즉 능선의 양측의 다이아몬드막의 연마 영역을 나타내고 있으며, 예를 들면 폭 w의 값은 10∼30㎛로 한다. 이렇게 하여 전술한 막두께의 다이아몬드막을 연마하면, 다이아몬드막(314)의 능선 부근의 가장 얇은 부분의 두께 d는 예를 들면 5㎛∼25㎛가 된다. 두께 d는 작으면 스크라이브 중에 다이아몬드막이 박리될 가능성이 있으며, 지나치게 크면 내부 응력으로 균열되기 쉽다는 문제가 있다. 또한, 다이아몬드막을 복수회 형성하여 다층 구조의 다이아몬드막으로 한 경우에는, 연마량이 많으면 층의 불연속성에 의해 연마 후의 날끝의 표면이 불균일이 되는 경우가 있다. 이 때문에, 다층 구조의 다이아몬드막을 연마하는 경우에는 연마량을 적게 하는 등 하여, 날끝의 표면을 균일하게 하도록 연마를 행하면 좋다.

스크라이빙 휠은, 지석 등의 연마재에 의해 연마된다. 스크라이빙 휠의 날끝에 형성된 다이아몬드막의 한쪽의 경사면을 지석에 의해 초벌 연마 또는 마무리 연마를 행한다. 지석에 의해 가공함으로써, 경사면을 스크라이빙 휠의 전주(全周)에 걸쳐 동일한 각도로 연마하는 것이 용이해진다. 연마 공정에서는 연마 후의 표면의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하, 바람직하게는 0.015㎛ 이하가 될 때까지 연마한다. 또한, 능선의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하, 바람직하게는 0.015㎛ 이하가 될 때까지 연마하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 다이아몬드막(314)의 입경을 2㎛ 이하로 함으로써, 연마 후의 표면의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하, 바람직하게는 0.015㎛ 이하가 되도록 연마하는 것이 용이하게 가능하다.

이와 같이 연마함으로써 종래의 소결 다이아몬드에 의한 스크라이빙 휠에 비해, 취성 재료 기판에 접하는 다이아몬드막의 평균 거칠기가 작아지기 때문에, 날끝 부분 및 능선의 거칠기를 미세하게 할 수 있다. 따라서 이 스크라이빙 휠을 이용하여 취성 재료 기판, 예를 들면 세라믹스 기판을 스크라이브하고, 분단하면, 취성 재료 기판의 절단면의 단면 정밀도가 향상하고, 이에 수반하여 단면 강도도 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다. 날끝 및 능선의 거칠기를 미세하게 함으로써, 다이아몬드막이 박리되기 어려워진다는 효과가 얻어진다. 그 때문에 본 발명의 스크라이빙 휠은 세라믹스 기판을 스크라이브하는 데에 적합하다.

(제8 실시 형태)

다음으로 본 발명의 제8 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 17a는 본 실시 형태의 스크라이빙 휠의 정면도, 도 17b는 날끝의 능선 부분의 확대 단면도, 도 17c는 도 17a에 일점 쇄선으로 나타낸 원형 부분의 확대도이다. 스크라이빙 휠을 제조할 때에는, 초경 합금, 또는 세라믹제 등의 스크라이빙 휠 기재가 되는 원판(341)의 중앙에 우선 도 17a에 나타내는 바와 같이 축구멍이 되는 관통구멍(342)을 형성한다. 다음으로 이 관통구멍(342)에 모터 등의 샤프트를 연통하여 중심축을 중심으로 회전시키면서, 원판(341)의 전(全) 원주(圓周)를 양측으로부터 연마하여 V자형으로 형성한다. 이렇게 하여 형성한 V자형의 사면을 연마면(343)으로 한다. 이 경우도 제7 실시 형태와 동일하게 스크라이빙 휠의 날끝 부분에 CVD법을 반복함으로써 다층의 다이아몬드막(344)을 코팅하고, 전술한 방법으로 연마한다. 다이아몬드막(344)을 20㎛로 하면, 도 17c에 나타내는 바와 같이 다이아몬드막(344)의 두께의 범위 내에서 홈(345)을 형성한다. 고침투형으로 하기 위한 스크라이빙 휠의 홈의 깊이는 예를 들면 10㎛ 정도이기 때문에, 다이아몬드막(344)에 홈(345)을 형성함으로써 고침투형의 스크라이빙 휠로 할 수 있다.

또한 이를 대신하여 미리 스크라이빙 휠의 V자형의 날끝부에 홈을 형성해 두고, 이 스크라이빙 휠에 CVD법으로 다이아몬드막을 코팅하여 연마함으로써 스크라이빙 휠을 구성하도록 해도 좋다.

(제9 실시 형태)

도 18(a)는 본 발명의 제9 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도, 도 18(b)는 그의 측면도이다. 스크라이빙 휠을 제조할 때에는, 스크라이빙 휠 기재가 되는 원판의 재료에 초경 합금을 이용한다. 이 초경 합금은, 탄화 텅스텐(WC) 입자를 주성분으로 하고, 이것에 코발트(Co)를 결합재로서 이용하여 소결하여 형성한 것이다. 이 초경 합금제의 원판(411)의 중앙에, 우선 도 18(a)에 나타내는 바와 같이 축구멍이 되는 관통구멍(412)을 형성한다. 다음으로 이 관통구멍(412)에 모터 등의 회전축을 연통하여, 원판(411)의 중심축(412a)을 중심으로 회전시키면서, 원판(411)의 전(全) 원주(圓周)를 양측으로부터 연마하여 도 18(b)에 나타내는 바와 같이 사면과 능선을 갖는 수직 단면 대략 V자형으로 형성한다. 이렇게 하여 형성한 V자형의 사면을 연마면(413)으로 한다.

여기에서 스크라이빙 휠 기재의 초경 합금에 대해서는, 주성분인 탄화 텅스텐(WC) 입자의 평균 입경은 0.5㎛ 이상, 바람직하게는 0.7㎛ 이상이고, 또한 2.0㎛ 이하, 바람직하게는 1.2㎛ 이하의 미립자를 이용한 초경 합금을 선택한다. 초경 합금의 재료인 탄화 텅스텐 입자의 입자경이 지나치게 작으면, 초경 합금을 형성하기 위해 소결했을 때에 탄화 텅스텐 입자끼리의 결합력이 약하기 때문에, 초경 합금의 강도가 저하된다. 이 때문에, 초경 합금 상에 형성된 다이아몬드막이 초경 합금의 표층과 함께 박리되기 쉬워져, 막의 수명이 저하된다. 또한 텅스텐 입자의 입자경이 지나치게 크면, 탄화 텅스텐 입자의 간극(gap)이 커지기 때문에, 코발트가 제거됨으로써 초경 합금 표층에 있어서 강도가 저하되고, 마찬가지로 다이아몬드막이 박리되기 쉬워진다.

또한 초경 합금의 결합재인 코발트의 중량비는, 예를 들면 4％ 이상, 바람직하게는 5％이상으로 하고, 또한 8％ 이하, 바람직하게는 6％ 이하로 한다. 코발트의 함유량이 지나치게 많으면, 코발트가 제거됨으로써 초경 합금 표층에 있어서 강도가 크게 저하되어, 다이아몬드막이 박리되기 쉬워진다. 또한 코발트의 함유량이 지나치게 적으면, 코발트가 제거된 후에 텅스텐 입자의 간극이 적어지기 때문에, 다이아몬드막을 형성할 때에 핵이 되는 다이아몬드 입자를 충분히 부착시키는 것이 어려워, 균일하게 막을 형성하기 어려워진다.

다음으로 다이아몬드 박막의 형성에 대해서 도 19a의 날끝의 능선 부분의 확대 단면도를 이용하여 설명한다. 우선 다이아몬드막의 부착이 용이해지도록 기재의 날끝의 연마면(413)을 미리 조면으로 한다. 연마면을 조면으로 함으로써, 핵이 되는 다이아몬드 입자가 부착되기 쉬워진다. 그 후, 산처리 등의 주지의 방법에 의해 연마면(413)의 표층의 코발트를 제거해 둔다. 표층에 코발트가 남아 있으면, 다이아몬드막을 형성할 때에, 다이아몬드가 그래파이트화하여 막을 형성할 수 없다. 또한, 코발트가 제거되어 텅스텐 입자의 간극이 미소한 요철이 되기 때문에, 마찬가지로 핵이 되는 다이아몬드 입자가 부착되기 쉬워진다. 다음으로 서브 마이크론 이하의 입경의 핵이 되는 다이아몬드를 연마면(413)에 형성한 후, 화학 기상 성장법(CVD법)에 의해 다이아몬드 박막을 성장시킨다. 이와 같이 하여 스크라이빙 휠의 V자형의 사면 부분에 화학 기상 성장법에 의해, 막두께가 예를 들면 20∼30㎛인 다이아몬드막(414)을 형성한다. 이 후, 적어도 선단 부분이 예리해지도록 연마한다. 연마는 기계 연마 등 각종 연마 방법을 실행한다. 예를 들면, 연마재를 이용하여 기계 연마에 의해 실행해도 좋다. 도 19b는 이 연마한 후의 상태를 나타내는 부분 확대 단면도이다. 이와 같이 연마시에는 원래의 다이아몬드막(414)보다도 예를 들면 5° 정도 둔각이 되도록 해도 좋다. 그리고 연마한 후의 능선으로 이루어지는 원이 포함되는 면을 관통구멍(412)에 대하여 수직이 되도록 한다. 여기에서 연마하는 영역은 능선을 중앙에 포함하는 띠 형상의 부분만이라도 좋다. 도 19b의 폭 w의 영역은 이 선단 부분의 연마 영역을 나타내고 있으며, 예를 들면 폭 w는 10∼20㎛로 한다.

이와 같이 연마함으로써 종래의 소결 다이아몬드에 의한 스크라이빙 휠에 비해, 취성 재료 기판에 접하는 부분의 전체가 다이아몬드가 되기 때문에, 스크라이빙 휠의 내마모성을 향상시킬 수 있다. 또한 취성 재료 기판에 접하는 부분의 전체가 다이아몬드막이 되기 때문에 능선의 거칠기를 미세하게 할 수 있다. 따라서 이 스크라이빙 휠을 이용하여 취성 재료 기판을 스크라이브하고, 분단하면, 취성 재료 기판의 절단면의 단면 정밀도가 향상하고, 이에 수반하여 단면 강도도 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다. 또한, 기재에 이용되고 있는 표면의 코발트를 제거한 상태라도 초경 합금의 표면의 강도를 높게 할 수 있음과 함께, 핵이 되는 다이아몬드 입자가 부착되기 쉬워짐으로써, 다이아몬드막이 박리되기 어려워진다는 효과가 얻어진다. 그 때문에 본 발명의 스크라이빙 휠은 세라믹스 기판과 같은 경질의 취성 재료 기판을 스크라이브하는 데에 적합하다.

또한 본 실시 형태에 있어서는 도 19b에 나타내는 바와 같이 V자형의 연마면(413)에 다이아몬드막을 형성하고 있지만, 원판(411)의 선단의 능선 부분에 스크라이빙 휠의 회전축에 평행이 되는 원주면을 형성해 두어도 좋다. 원주면은 회전축에 평행이 아니라도 좋고, 외향으로 볼록한 U자 또는 V자형, 또는 내향으로 V자형으로 해 두어도 좋다.

(제10 실시 형태)

다음으로 본 발명의 제10 실시 형태에 대해서 설명한다. 일본특허공보 제3074143호에는 스크라이빙 휠의 원주면에 소정 간격을 두고 다수의 홈을 형성하고, 그 사이를 돌기로서 고침투형으로 한 스크라이빙 휠이 제안되고 있다. 본 발명은 이러한 스크라이빙 휠에도 적용할 수 있다. 도 20a는 본 실시 형태의 스크라이빙 휠의 정면도, 도 20b는 날끝의 능선 부분의 확대 단면도, 도 20c는 도 20a에 일점 쇄선으로 나타낸 원형 부분의 확대도이다. 본 실시 형태에 있어서도, 제1 실시 형태와 동일한 초경 합금에 의한 스크라이빙 휠 기재를 이용한다. 스크라이빙 휠을 제조할 때, 스크라이빙 휠 기재가 되는 원판(421)의 중앙에 우선 도 20a에 나타내는 바와 같이 축구멍이 되는 관통구멍(422)을 형성한다. 다음으로 이 관통구멍(422)에 모터 등의 회전축을 연통하여 회전시키면서, 원판(421)의 전(全) 원주(圓周)를 양측으로부터 연마하여 사면과 능선을 갖는 수직 단면 대략 V자형으로 형성한다. 이렇게 하여 형성한 V자형의 사면을 연마면(423)으로 한다. 이 경우도 제1 실시 형태와 동일하게 스크라이빙 휠의 날끝 부분에 CVD법에 의해 다이아몬드막(424)을 코팅하고, 연마한다. 다이아몬드막(424)을 20㎛로 하면, 도 20c에 나타내는 바와 같이 다이아몬드막(424)의 두께의 범위 내에서 홈(425)을 형성한다. 고침투형으로 하기 위한 스크라이빙 휠의 홈의 깊이는 예를 들면 10㎛ 정도이기 때문에, 다이아몬드막(424)에 홈(425)을 형성함으로써 고침투형의 스크라이빙 휠로 할 수 있다.

또한 이를 대신하여 미리 스크라이빙 휠의 V자형의 날끝부에 홈을 형성해 두고, 이 스크라이빙 휠에 CVD법으로 다이아몬드막을 코팅하고 연마함으로써 스크라이빙 휠을 구성하도록 해도 좋다.

또한 본 발명의 각 실시 형태에서는, 스크라이빙 휠 기재로서 소정 범위의 입경의 탄화 텅스텐에 코발트를 결합재로서 이용한 것을 사용하고 있지만, 이것에 추가로 산화 티탄이나 산화 탄탈 등의 다른 부재를 첨가한 것이라도 좋다.

실시예

(제1 실시 형태의 실시예)

다음으로 본 발명의 제1 실시 형태의 실시예에 의한 스크라이빙 휠의 연마 전의 상태와 연마 후의 상태에 대해서 설명한다. 이 실시예는 모두 외경 2㎜의 초경 합금의 스크라이빙 휠 기재에 대하여, 실시예 1, 2, 3은 입경이 5㎛ 정도인 다이아몬드막, 실시예 4, 5, 6은 입경이 0.5㎛ 정도인 다이아몬드막을 형성한 것이다. 실시예 1, 4는 모두 연마 전의 날끝의 꼭지각 α1이 110°이고, 초벌 연마에서는 8000번의 연마재를 이용하여 초벌 연마 종료 후에 꼭지각 α2가 115°가 되도록 연마하고, 마무리 연마에서는 15000번의 연마재를 이용하여 마무리 연마의 종료 후에 꼭지각 α3이 120°가 되도록 연마한 것이다. 연마 후의 다이아몬드막(14)의 능선 부근의 가장 얇은 부분의 두께는 예를 들면 20㎛로 한다. 이 2가지의 예에 대해서, 능선 부분 및, 그곳으로부터 일정 거리 떨어진 능선에 평행한 라인상의 경사면에 있어서의 산술 평균 거칠기 Ra는 도 21a에 나타내는 것이었다.

실시예 2, 5는 모두 연마 전의 날끝의 꼭지각 α1이 125°이고, 8000번의 연마재를 이용하여 초벌 연마 후에 꼭지각 α2가 130°, 15000번의 연마재를 이용하여 마무리 연마 후에 꼭지각 α3이 135°가 되도록 연마한 것이다. 이 2가지의 예에 대해서, 능선 부분 및, 그곳으로부터 일정 거리 떨어진 능선에 평행한 라인상의 경사면에 있어서의 산술 평균 거칠기 Ra는 도 21b에 나타내는 것이었다.

또한 실시예 3, 6은 모두 연마 전의 날끝의 꼭지각 α1이 140°이고, 8000번의 연마재를 이용하여 꼭지각 α2가 초벌 연마 후에 145°, 15000번의 연마재를 이용하여 마무리 연마 후에 꼭지각 α3이 150°가 되도록 연마한 것이다. 이 2가지의 예에 대해서, 능선 부분 및, 그곳으로부터 일정 거리 떨어진 능선에 평행한 라인상의 경사면에 있어서의 산술 평균 거칠기 Ra는 도 21c에 나타내는 것이었다.

실시예 1∼6은, 모두 마무리 연마시에는 표면이 이빠짐 없이 연마 가공이 가능했다. 어느 실시예도 마무리 연마 후의 연마면의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.022㎛ 이하로서, 실시예 1에 있어서의 경사면의 값을 제하고 0.015㎛ 이하였다. 실시예 4∼6은 실시예 1∼3보다도 산술 평균 거칠기가 작아진다. 이것은 실시예 1∼3의 경우 입경이 크기 때문에, 연마 전의 막표면의 산술 평균 거칠기도 커져 버리기 때문이라고 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우도 마무리 연마를 행함으로써, 마무리 연마 후의 산술 평균 거칠기 Ra를 충분히 낮게 할 수 있기 때문에, 이 스크라이빙 휠을 이용하여 스크라이브 후에 절단했을 때에, 취성 재료 기판의 단면 정밀도를 향상시킬 수 있다.

다음으로 제5, 제6 실시 형태를 구체화한 실시예에 의한 스크라이빙 휠의 연마 전의 상태와 연마 후의 상태에 대해서 설명한다. 실시예 7∼9는, 모두 외경 2㎜의 초경 합금의 스크라이빙 휠 기재에 대하여 화학 기상 성장법으로 단층의 다이아몬드막을 형성한 제5 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠이다. 실시예 7은 연마 전의 날끝 각도가 110°이고, 초벌 연마에서는 8000번의 연마재를 이용하여 초벌 연마 종료 후에 날끝 각도가 115°가 되도록 연마하고, 마무리 연마에서는 15000번의 연마재를 이용하여 마무리 연마의 종료 후에 120°가 되도록 연마한 것이다. 다이아몬드막(214)의 능선 부근의 가장 얇은 부분의 두께 d는 예를 들면 20㎛로 한다. 실시예 7에 대해서 능선 부분 및 그곳으로부터 일정 거리 떨어진 능선에 평행한 라인상의 경사면에 있어서의 산술 평균 거칠기 Ra는 도 22a에 나타내는 것이었다.

실시예 8은 연마 전의 날끝 각도가 125°이고, 8000번의 연마재를 이용하여 초벌 연마 후에 130°, 15000번의 연마재를 이용하여 마무리 연마 후에 135°가 되도록 연마한 것이다. 실시예 8에 대해서 능선 부분 및 그곳으로부터 일정 거리 떨어진 능선에 평행한 라인상의 경사면에 있어서의 산술 평균 거칠기 Ra는 도 22b에 나타내는 것이었다.

실시예 9는 날끝 각도가 연마 전에 140°이고, 8000번의 연마재를 이용하여 초벌 연마 후에 145°, 15000번의 연마재를 이용하여 마무리 연마 후에 150°가 되도록 연마한 것이다. 실시예 9에 대해서 능선 부분 및 그곳으로부터 일정 거리 떨어진 능선에 평행한 라인상의 경사면에 있어서의 산술 평균 거칠기 Ra는 도 22c에 나타내는 것이었다.

실시예 7∼9는, 모두 연마시에는 표면이 이빠짐 없이 연마 가공이 가능했다. 실시예 7∼9는 초벌 연마, 마무리 연마를 행함으로써 산술 평균 거칠기가 작아지고, 마무리 연마 후의 산술 평균 거칠기는 최대라도 실시예 7의 사면의 0.022㎛였다. 따라서 이 스크라이빙 휠을 이용하여 스크라이브 후에 절단한 취성 재료 기판의 단면 정밀도를 향상시킬 수 있다.

다음으로 제7, 제8 실시 형태를 구체화한 실시예 10, 11, 12에 의한 스크라이빙 휠의 연마 전의 상태와 연마 후의 상태에 대해서 비교예와 비교하면서 설명한다. 이 실시예 및 비교예는 모두 외경 2㎜의 초경 합금의 스크라이빙 휠 기재를 이용하고 있다. 실시예 10, 11, 12의 스크라이빙 휠은 모두 제7 실시 형태에 의해 화학 기상 성장법으로 입경이 2㎛ 이하인 다이아몬드막을 형성한 것이며, 비교예 1, 2, 3은 입경이 5㎛ 정도인 보다 큰 다이아몬드막을 형성한 것이다. 실시예 10과 비교예 1은 모두 연마 전의 날끝 각도가 110°이고, 초벌 연마에서는 8000번의 연마재를 이용하여 초벌 연마 종료 후에 날끝 각도가 115°가 되도록 연마하고, 마무리 연마에서는 15000번의 연마재를 이용하여 마무리 연마의 종료 후에 120°가 되도록 연마한 것이다. 다이아몬드막(314)의 능선 부근의 가장 얇은 부분의 두께 d는 예를 들면 20㎛로 한다. 이 2가지의 예에 대해서 능선 부분 및 그곳으로부터 일정 거리 떨어진 능선에 평행한 라인상의 경사면에 있어서의 산술 평균 거칠기 Ra는 도 23a에 나타내는 것이었다.

실시예 11 및 비교예 2는 연마 전의 날끝 각도가 125°이고, 8000번의 연마재를 이용하여 초벌 연마 후에 130°, 15000번의 연마재를 이용하여 마무리 연마 후에 135°가 되도록 연마한 것이다. 이 2가지의 예에 대해서 능선 부분 및 그곳으로부터 일정 거리 떨어진 능선에 평행한 라인상의 경사면에 있어서의 산술 평균 거칠기 Ra는 도 23b에 나타내는 것이었다.

실시예 12 및 비교예 3은 모두 날끝 각도가 연마 전에 140°이고, 8000번의 연마재를 이용하여 초벌 연마 후에 145°, 15000번의 연마재를 이용하여 마무리 연마 후에 150°가 되도록 연마한 것이다. 이 2가지의 예에 대해서 능선 부분 및 그곳으로부터 일정 거리 떨어진 능선에 평행한 라인상의 경사면에 있어서의 산술 평균 거칠기 Ra는 도 23c에 나타내는 것이었다.

실시예 10∼12, 비교예 1∼3은, 모두 연마시에는 표면이 이빠짐 없이 연마 가공이 가능했다. 실시예 10∼12는 비교예 1∼3보다도 산술 평균 거칠기가 작아진다. 이것은 다이아몬드의 성장에 의해 입경이 커지고, 그 때문에 평균 거칠기도 커져 버리기 때문이라고 생각할 수 있다. 그리고 초벌 연마, 마무리 연마를 행해도 실시예 10∼12는 모두 조립(粗粒)의 비교예보다도 마무리 상태가 좋고, 실시예 1∼3의 산술 평균 거칠기는 최대라도 실시예 1의 경사면의 0.015㎛였다. 또한, 실시예 10∼12의 스크라이빙 휠에 있어서는, 초벌 연마의 단계에서 산술 평균 거칠기가 0.015㎛ 이하가 되는 것도 있었다. 따라서, 입경이 2㎛ 이하인 다이아몬드막을 연마하여 스크라이빙 휠을 제조하는 경우에는, 연마 공정을 간략화할 수 있다. 또한, 입경이 큰 다이아몬드막과 동일한 마무리 연마를 행한 경우에는, 표면의 산술 평균 거칠기를 보다 작게 할 수 있기 때문에, 이 스크라이빙 휠을 이용하여 스크라이브 후에 절단한 취성 재료 기판의 단면 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 스크라이빙 휠은 내마모성, 내박리성이 높고, 단면 강도가 높은 취성 재료 기판을 잘라낼 수 있는 스크라이빙 휠을 제공할 수 있어, 스크라이브 장치에 적합하게 이용할 수 있다.

10 : 스크라이빙 휠
11 : 원판
12 : 관통구멍
12a : 회전축
13 : 연마면
14 : 다이아몬드막
15 : 제1 연마면
16 : 제2 연마면
110, 130 : 스크라이빙 휠
111, 131 : 원판
112, 132 : 관통구멍
113, 133 : 연마면
114, 134 : 다이아몬드막
116 : 원주면
120 : 스트레이트 지석
121 : 컵 지석
135 : 홈
210, 230 : 스크라이빙 휠
211, 231 : 원판
212, 232 : 관통구멍
213, 233 : 연마면
214, 234 : 다이아몬드막
216 : 원주면
235 : 홈
310, 340 : 스크라이빙 휠
311, 341 : 원판
312, 342 : 관통구멍
313, 343 : 연마면
314, 344: 다이아몬드막
316: 원주면
320: 다이아몬드 핵
345: 홈
410, 420 : 스크라이빙 휠
411, 421 : 원판
412, 422 : 관통구멍
413, 423 : 연마면
414, 424 : 다이아몬드막
416 : 원주면
425 : 홈

Claims (12)

1. 원주부(圓周部)를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠의 제조 방법으로서,
   원판(圓板) 형상으로, 원주부를 따라 양측의 측면의 각각으로부터 비스듬히 형성된 경사면이 서로 교차한 능선 부분이 다이아몬드막으로 형성된 스크라이빙 휠 기재(基材)의 상기 능선 부분을 포함하는 상기 경사면을 연마재에 의해 연마(초벌 연마)하여 제1 연마면을 형성한 후,
   상기 제1 연마면 중, 능선 부분을 포함하는 경사면을 초벌 연마보다도 입도(粒度)가 미세한 연마재에 의해 연마(마무리 연마)하여 제2 연마면을 형성하며,
   상기 다이아몬드막은, 상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 부분에 다이아몬드의 핵을 생성하고, 다이아몬드 입자로 이루어지는 막을 성장시킴으로써 형성되는 스크라이빙 휠의 제조 방법.
2. 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠로서,
   원판의 원주를 따라 날끝 부분이 형성된 스크라이빙 휠 기재와,
   상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 표면에 형성된 다이아몬드막으로서, 상기 날끝 부분에 다이아몬드의 핵을 생성하고, 다이아몬드 입자로 이루어지는 막을 성장시킴으로써 형성된 다이아몬드막과,
   상기 다이아몬드막으로 형성된 능선의 양측의 영역에 연마재에 의해 연마된 제1 연마면과,
   상기 제1 연마면의 선단(先端)의 능선의 양측의 영역에 연마재에 의해 연마된 제2 연마면을 갖고,
   상기 제2 연마면이 교차한 꼭지각은 상기 제1 연마면이 교차한 꼭지각보다도 크고,
   상기 제2 연마면의 산술 평균 거칠기 Ra가 상기 제1 연마면의 산술 평균 거칠기 Ra보다도 작은 스크라이빙 휠.
3. 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠로서,
   원판의 원주를 따라 날끝 부분이 형성된 스크라이빙 휠 기재와,
   상기 스크라이빙 휠 기재의 상기 날끝 표면에 형성된 다이아몬드막으로서, 상기 날끝 부분에 다이아몬드의 핵을 생성하고, 다이아몬드 입자로 이루어지는 막을 성장시킴으로써 형성된 다이아몬드막과,
   상기 다이아몬드막의 꼭지각보다 큰 꼭지각을 갖는 연마면을 갖고,
   상기 연마면의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하인 스크라이빙 휠.
4. 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠로서,
   원판의 원주를 따라 날끝 부분이 형성된 스크라이빙 휠 기재와,
   상기 스크라이빙 휠 기재의 상기 날끝 표면에 형성된 다이아몬드막으로서, 상기 날끝 부분에 다이아몬드의 핵을 생성하고, 다이아몬드 입자로 이루어지는 막을 성장시킴으로써 형성된 다이아몬드막과,
   상기 다이아몬드막으로 형성되는 능선의 양측의 영역에 연마재에 의해 연마되고, 상기 다이아몬드막의 꼭지각보다 큰 꼭지각을 갖는 연마면을 갖고,
   상기 연마면이 교차한 능선 부분의 산술 평균 거칠기 Ra가 0.03㎛ 이하인 스크라이빙 휠.
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6. 원판의 원주부를 따라 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠의 제조 방법으로서,
   원판의 중심에 관통구멍을 형성하고, 그 중심을 회전축으로 하여, 원주부를 따라 날끝 부분을 형성하여 스크라이빙 휠 기재를 구성하고,
   상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 부분에 화학 기상 성장법에 의해 다이아몬드막을 형성하고,
   상기 다이아몬드막의 능선으로 이루어지는 원을 포함하는 면이 상기 스크라이빙 휠 기재의 회전축에 수직이 되도록, 상기 다이아몬드막이 형성된 면을 능선에 평행하게 연마하여, 상기 능선의 양측의 다이아몬드막으로 형성된 영역에 상기 능선에 평행한 연삭 조흔을 형성하는 스크라이빙 휠의 제조 방법.
7. 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠 기재와,
   상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 표면에 형성된 단층의 다이아몬드막으로서, 상기 날끝 부분에 다이아몬드의 핵을 생성하고, 다이아몬드 입자의 평균 입경 2∼10㎛의 다이아몬드막을 성장시킴으로써 형성된 단층의 다이아몬드막과,
   상기 다이아몬드막의 능선을 포함하는 띠 형상의 영역을 연마하여, 능선 부근의 막두께를 5∼25㎛로 한 연마 영역을 구비하는 스크라이빙 휠.
8. 원판의 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠의 제조 방법으로서,
   원판 형상의 스크라이빙 휠 기재의 원주를 따라 측면의 양측으로부터 서로 비스듬히 깎아 들어가도록 연마하여 원주 부분에 사면과 능선으로 이루어지는 날끝 부분을 형성하고,
   상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 부분에 다이아몬드의 핵을 생성하고, 평균 입경 2∼10㎛의 다이아몬드 입자로 이루어지는 다이아몬드막을 화학 기상 성장법에 의해 성장시킴으로써 단층의 다이아몬드막을 형성하고,
   상기 다이아몬드막의 능선으로 이루어지는 원을 포함하는 면이 상기 스크라이빙 휠 기재의 회전축에 수직이 되도록 연마하여, 능선 부근의 막두께를 5∼25㎛로 한 스크라이빙 휠의 제조 방법.
9. 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠 기재와,
   상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 표면에 형성된 다이아몬드막으로서, 상기 날끝 부분에 다이아몬드의 핵을 생성하고, 다이아몬드 입자의 평균 입경 2㎛ 이하의 다이아몬드막을 성장시킴으로써 형성된 다이아몬드막과,
   상기 다이아몬드막의 능선을 포함하는 띠 형상의 영역을 연마하여, 능선 부근의 막두께를 5∼25㎛로 한 연마 영역을 구비하는 스크라이빙 휠.
10. 원판의 원주부를 따라 능선이 형성되고, 상기 능선과 상기 능선의 양측의 경사면으로 이루어지는 날끝을 갖는 스크라이빙 휠의 제조 방법으로서,
    원판 형상의 스크라이빙 휠 기재의 원주를 따라 측면의 양측으로부터 서로 비스듬히 깎아 들어가도록 연마하여 원주 부분에 사면과 능선으로 이루어지는 날끝 부분을 형성하고,
    상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 부분에 다이아몬드의 핵을 생성하고, 평균 입경 2㎛ 이하의 다이아몬드 입자로 이루어지는 다이아몬드막을 화학 기상 성장법에 의해 성장시켜 다이아몬드막을 형성하고,
    상기 다이아몬드막의 능선으로 이루어지는 원을 포함하는 면이 상기 스크라이빙 휠 기재의 회전축에 수직이 되도록 연마하여, 능선 부근의 막두께를 5∼25㎛로 한 스크라이빙 휠의 제조 방법.
11. 원판 형상의 스크라이빙 휠 기재와,
    상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 부분에 형성된 다이아몬드막을 구비하고,
    상기 스크라이빙 휠 기재는,
    평균 입경이 0.5㎛ 이상 2.0㎛ 이하인 탄화 텅스텐 입자를 포함하고, 4∼8중량％의 범위의 코발트를 결합재로서 포함하는 초경 합금을 이용한 것인 스크라이빙 휠.
12. 원판의 원주부를 따라 날끝을 갖는 스크라이빙 휠의 제조 방법으로서,
    평균 입경이 0.5㎛ 이상 2.0㎛ 이하인 탄화 텅스텐 입자를 포함하고, 4∼8중량％의 범위의 코발트를 결합재로서 포함하는 초경 합금을 이용한 원판의 원주부에 날끝 부분을 형성하여 스크라이빙 휠 기재를 구성하고,
    상기 스크라이빙 휠 기재의 날끝 부분에 화학 기상 성장법에 의해 다이아몬드막을 형성하는 스크라이빙 휠의 제조 방법.

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