KR102165055B1

KR102165055B1 - 스크라이빙 휠용 홀더, 홀더 유닛 및 스크라이브 장치

Info

Publication number: KR102165055B1
Application number: KR1020140003149A
Authority: KR
Inventors: 토모키 나카가키
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2020-10-13
Also published as: JP6013211B2; TW201429901A; KR20140097000A; JP2014144889A; CN103963177B; CN103963177A; TWI576321B

Abstract

(과제) 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지하는 핀의 회전성을 개선함으로써, 이 핀의 불규칙한 회전을 억제한 스크라이빙 휠용 홀더 및 스크라이빙 장치를 제공한다.
(해결 수단) 홀더(30)는, 스크라이빙 휠(40)을 회전이 자유롭게 지지하는 원기둥 형상의 핀(50)을 지지하는 핀구멍(34a, 34b)이 형성된 본체를 갖고, 이 핀구멍(34a, 34b)은, 핀(50)의 측면과 접촉하는 위치에 다이아몬드 부재(60)가 배치되어 있다.

Description

스크라이빙 휠용 홀더, 홀더 유닛 및 스크라이브 장치{HOLDER FOR SCRIBING WHEEL, HOLDER UNIT AND SCRIBING APPARATUS}

본 발명은, 유리 기판 등의 취성 재료 기판(brittle material substrate)에 스크라이브 라인을 형성하기 위한 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지(holding)하는 스크라이빙 휠용 홀더, 홀더 유닛 및 스크라이브 장치에 관한 것이다.

취성 재료 기판을 분단(dividing)하는 스크라이브 장치로서, 스크라이빙 휠의 핀 홀에 핀을 삽입하여, 이 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지하는 구성의 것이 있다.

특허문헌 1에는, 핀을 삽입하는 핀 홀이 홀더의 하부에 형성되어 있고, 스크라이빙 휠이 이 핀을 끼워 회전 가능하게 설치되어 있는 스크라이빙 장치가 개시되어 있다. 일반적으로, 핀 홀을 형성하는 스크라이브 홀더의 재료로서는 초경합금이나 탄소 공구강이 이용되고 있다.

일본공개특허공보 2012-10471호

그러나, 스크라이빙 휠의 핀 홀에 삽입되어, 이 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지하는 핀은, 스크라이빙시, 스크라이빙 휠의 회전에 수반하여 회전하거나, 혹은 회전하지 않거나, 불규칙한 거동을 취한다. 이러한 불규칙한 핀의 회전은, 핀과 핀 홀과의 사이의 마찰의 영향 등에 의한 것이다. 이와 같이 핀이 불규칙하게 회전하면, 절단하는 대상으로의 스크라이빙 휠의 걸림성이 저하되거나, 절단하는 대상에 소위 칩핑(chipping) 등이 발생하거나 하여, 절단 품질이 저하된다.

본 발명은, 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지하는 핀의 회전성을 개선함으로써, 이 핀의 불규칙한 회전을 억제한 스크라이빙 휠용 홀더 및 스크라이빙 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 스크라이빙 휠용 홀더는, 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지하는 원기둥 형상의 핀을 지지하는 핀구멍이 형성되고, 상기 핀구멍은, 상기 핀의 측면과 접촉하는 위치에 다이아몬드부가 형성되어 있다.

이와 같이, 마찰 계수가 낮은 다이아몬드부를 핀의 측면과 접촉하는 위치에 형성해 둠으로써, 이 핀의 회전성이 향상되어, 핀의 불규칙한 회전이 억제된 스크라이빙 휠용 홀더를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따른 홀더 유닛은, 피(被)절단물을 절단하는 스크라이빙 휠과, 상기 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지하는 원기둥 형상의 핀과, 상기 핀을 지지하는 핀구멍이 형성된 홀더를 갖고, 상기 핀구멍은, 상기 핀의 측면과 접촉하는 위치에 다이아몬드부가 형성되어 있다.

이와 같이, 마찰 계수가 낮은 다이아몬드부를 핀의 측면과 접촉하는 위치에 형성해 둠으로써, 이 핀의 회전성이 향상되어, 핀의 불규칙한 회전이 억제된 홀더 유닛을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따른 스크라이빙 장치는, 피절단물을 절단하는 스크라이빙 휠과, 상기 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지하는 원기둥 형상의 핀과, 상기 핀을 지지하는 핀구멍이 형성된 홀더를 갖고, 상기 핀구멍은, 상기 핀의 측면과 접촉하는 위치에 다이아몬드부가 형성되어 있는 홀더 유닛을 구비한다.

이와 같이, 마찰 계수가 낮은 다이아몬드부를 핀의 측면과 접촉하는 위치에 형성해 둠으로써, 이 핀의 회전성이 향상되어, 핀의 불규칙한 회전이 억제된 스크라이빙 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 스크라이브 장치의 개략도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 스크라이브 장치가 갖는 홀더 조인트의 정면도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 홀더 유닛의 사시도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 있어서의 홀더 유닛의 일부 확대 측면도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 있어서의 홀더 유닛의 일부 확대 정면도이다.
도 6은 제1 실시 형태에 있어서의 스크라이빙 휠의 측면도이다.
도 7은 제2 실시 형태에 있어서의 홀더 유닛의 일부 확대 측면도이다.
도 8은 제2 실시 형태에 있어서의 홀더 유닛의 일부 확대 정면도이다.
도 9는 제3 실시 형태에 있어서의 홀더 유닛의 일부 확대 측면도이다.
도 10은 제3 실시 형태에 있어서의 홀더 유닛의 일부 확대 정면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 이용하여 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시 형태는, 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 일 예를 나타내는 것이며, 본 발명을 이 실시 형태에 특정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 본 발명은, 특허 청구의 범위에 포함되는 그 외의 실시 형태의 것에도 적응할 수 있는 것이다.

[제1 실시 형태]

실시 형태에 따른 스크라이브 장치(10)의 개략도를 도 1에 나타낸다. 스크라이브 장치(10)는, 이동대(11)를 구비하고 있다. 그리고, 이 이동대(11)는, 볼 나사(13)와 나사 결합되어 있고, 모터(14)의 구동에 의해 이 볼 나사(13)가 회전함으로써, 한 쌍의 안내 레일(12a, 12b)을 따라 y축 방향으로 이동할 수 있게 되어 있다.

이동대(11)의 상면에는, 모터(15)가 설치되어 있다. 이 모터(15)는, 상부에 위치하는 테이블(16)을 xy 평면에서 회전시켜 소정 각도로 위치 결정하기 위한 것이다. 피(被)절단물로서의 취성 재료 기판(17)은, 이 테이블(16) 상에 올려놓여지고, 도시하지 않는 진공 흡인 수단 등에 의해 지지된다. 또한, 스크라이브의 대상이 되는 취성 재료 기판(17)으로서는, 유리 기판, 저온 소성 세라믹스나 고온 소성 세라믹스로 이루어지는 세라믹 기판, 실리콘 기판, 화합물 반도체 기판, 사파이어 기판, 석영 기판 등이다. 또한, 취성 재료 기판(17)은, 기판의 표면 또는 내부에 박막 혹은 반도체 재료를 부착시키거나, 포함시키거나 한 것이라도 좋다. 또한, 취성 재료 기판(17)은, 그의 표면에 취성 재료에 해당하지 않는 박막 등이 부착되어 있어도 상관없다.

스크라이브 장치(10)는, 취성 재료 기판(17)의 상방에, 취성 재료 기판(17)의 표면에 형성된 얼라인먼트 마크(alignment mark)를 촬상하는 2대의 CCD 카메라(18)를 구비하고 있다. 그리고, 스크라이브 장치(10)에는, 이동대(11)와 그 상부의 테이블(16)을 걸치도록, x축 방향을 따라 브리지(19)가, 지주(支柱; 20a, 20b)에 의해 걸쳐지도록 설치되어 있다.

이 브리지(19)에는, 가이드(22)가 부착되어 있고, 스크라이브 헤드(21)가 가이드(22)를 따라 x축 방향을 따라 이동 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 스크라이브 헤드(21)에는, 홀더 조인트(23)를 통하여, 홀더(30)가 부착되어 있다.

도 2는, 홀더(30)가 부착된 홀더 조인트(23)의 정면도이다. 도 3은, 홀더(30)의 사시도이다. 도 4는, 도 2의 A방향으로부터 관찰한 홀더(30)의 측면의 일부를 확대한 도면이다. 도 5는, 도 4의 B방향으로부터 관찰한 홀더(30)의 정면의 일부를 확대한 도면이다.

홀더 조인트(23)는 대략 원기둥 형상을 하고 있고, 회전축부(23a)와, 조인트부(23b)를 구비하고 있다. 스크라이브 헤드(21)에 홀더 조인트(23)가 장착된 상태에서, 이 회전축부(23a)에는, 홀더 조인트(23)를 회전 운동이 자유롭게 지지하기 위한 2개의 베어링(24a, 24b)이, 원통형의 스페이서(24c)를 개재하여 부착되어 있다. 또한, 도 2에는, 홀더 조인트(23)의 정면도가 나타남과 함께, 회전축부(23a)에 부착된 베어링(24a, 24b)과 스페이서(24c)의 단면도가 아울러 나타나 있다.

원기둥형의 조인트부(23b)에는, 하단측(下端側)에 원형의 개구(25)를 구비한 내부 공간(26)이 형성되어 있다. 이 내부 공간(26)의 상부에 마그넷(27)이 매설(埋設)되어 있다. 조인트부(23b)에는, 홀더(30)와 스크라이빙 휠(40)과 핀(50)을 구비하는 홀더 유닛이 착탈이 자유롭게 장착되어 있다. 구체적으로는, 홀더 유닛의 홀더(30)가 조인트부(23b)의 마그넷(27)에 의해 착탈이 자유롭게, 내부 공간(26)에 삽입되도록 하여 부착되어 있다.

이 홀더(30)는, 도 3에 나타내는 바와 같이 대략 원기둥형의 본체를 갖고, 이 홀더(30)의 상부에는, 위치 결정용의 부착부(31)가 형성되어 있다. 이 부착부(31)는, 홀더(30)의 상부를 절결(cut-away)하여 형성되어 있으며, 경사부(31a)와 평탄부(31b)를 구비하고 있다.

그리고, 홀더(30)의 부착부(31)측을, 개구(25)를 통하여 내부 공간(26)으로 삽입한다. 그때, 홀더(30)의 상단측이 마그넷(27)에 의해 끌어당겨지고, 부착부(31)의 경사부(31a)가 내부 공간(26)을 지나는 평행 핀(28)과 접촉함으로써, 홀더 조인트(23)에 대한 홀더(30)의 위치 결정과 고정이 행해진다. 또한, 홀더 조인트(23)로부터 홀더(30)를 떼어낼 때에는, 홀더(30)를 하방으로 당김으로써, 용이하게 떼어낼 수 있다.

홀더(30)의 하부에는, 홀더(30)를 절결하여 형성된 지지 홈(32)이 형성되어 있다. 그리고, 지지 홈(32)을 형성하기 위해 절결한 홀더(30)의 하부에, 지지 홈(32)을 사이에 끼워 지지부(33a, 33b)가 위치하고 있다. 그리고, 이 지지 홈(32)에는, 스크라이빙 휠(40)이 회전이 자유롭게 배치되어 있다.

또한, 지지부(33a, 33b)에는, 스크라이빙 휠(40)을 회전이 자유롭게 지지하기 위한 핀(50)을 지지하는 핀구멍(34a, 34b)이 각각 형성되어 있다. 홀더(30)의 지지부(33a, 33b)나 핀구멍(34a, 34b)은, 예를 들면 초경합금이나 탄소 공구강 등에 의해 구성된다. 또한, 핀구멍(34a)은, 내부에 단부(段部)를 갖고 있고, 지지 홈(32)측(도 4에 있어서 좌측)의 개구의 공경(孔徑)이, 다른 한쪽측(도 4에 있어서 우측)의 개구의 공경보다도 크게 되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 스크라이빙 휠(40)의 관통구멍(42)에 핀(50)을 관통시킴과 함께, 핀구멍(34a, 34b)에 핀(50)의 양단을 설치함으로써, 스크라이빙 휠(40)은 홀더(30)에 대하여 회전이 자유롭게 부착되게 된다.

핀(50)은 원기둥 형상의 부재로서, 일단이 첨두(尖頭) 형상으로 되어 있다. 그리고, 핀(50)을, 첨두 형상측으로부터 핀구멍(34b)으로 삽입하고, 관통구멍(42)을 관통하여, 첨두 형상 부분이 핀구멍(34a)의 단부와 접하도록 함으로써, 스크라이빙 휠(40)이 지지된다. 핀(50)은, 핀구멍(34a, 34b)에 의해 회전이 자유롭게 지지된다.

지지부(33a, 33b)에는, 핀구멍(34a, 34b) 각각의 상방(핀구멍(34a, 34b)에 대하여, 테이블(16)과 반대측)에 삽입부(35a, 35b)가 형성되어 있다. 삽입부(35a, 35b)는 각각 원통 형상의 공간으로서, 이들은 하방(테이블(16)측)의 일부가 핀구멍(34a, 34b) 각각과 일체가 되도록 개구되어 있다. 삽입부(35a, 35b) 각각의 지지홈(32)측(도4에 있어서 내측)의 내부에는 단부(段部)가 형성되어 있고, 지지홈(32)측의 개구의 공경이, 다른 한쪽측(도 4에 있어서 외측)의 개구의 공경보다도 작게되어 있다. 또한, 삽입부(35a, 35b)의 공경은 후술하는 다이아몬드 부재(60)보다도 근소하게 작게 되어 있다.

삽입부(35a, 35b) 각각에는, 다이아몬드 부재(60)가 삽입되게 되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 다이아몬드 부재(60)는, 핀(50)보다도 길이가 짧은 것 이외에는 이 핀(50)과 동일하게 구성되어 있다. 구체적으로, 다이아몬드 부재(60)는 핀(50)과 동일한 재질 및 동일한 지름으로 이루어지는 원기둥 형상의 부재로서, 일단이 첨두 형상으로 되어 있다. 삽입부(35a, 35b)의 공경이 다이아몬드 부재(60)보다도 근소하게 작게 되어 있기 때문에, 다이아몬드 부재(60)를 첨두 형상측으로부터 삽입부(35a, 35b) 각각으로 압입(press-fit)에 의해 삽입하여, 첨두 형상 부분이 삽입부(35a, 35b) 내부의 단부와 접하도록 함으로써, 이 다이아몬드 부재(60)가 홀더(30)에 고정된다. 다이아몬드 부재(60)가 홀더(30)에 압입되어 있기 때문에, 다이아몬드 부재(60)는 핀(50)이 회전해도 함께 회전하는 일은 없다. 또한, 다이아몬드는, 철이나 초경합금, 탄소 공구강 등과 비교하여 마찰 계수가 낮은 물질이다.

다이아몬드 부재(60)가 삽입부(35a, 35b) 각각에 삽입됨으로써, 핀(50)과 접촉하는 핀구멍(34a, 34b)의 정부(頂部)에 다이아몬드면이 형성되게 된다.

또한, 핀구멍(34a, 34b) 및 삽입부(35a, 35b) 각각의 지지 홈(32)측과는 반대측(도 4에 있어서 외측)의 개구를 덮는 커버를 형성하도록 하고, 이들 핀구멍(34a, 34b) 및 삽입부(35a, 35b)에 핀(50) 및 다이아몬드 부재(60)를 지지하도록 해도 좋다.

여기에서, 스크라이브 장치(10)에 의한 스크라이브는, 스크라이빙 휠(40)을 테이블(16) 상의 취성 재료 기판(17)에 접촉시키면서, 이 스크라이빙 휠(40)을 회전시키도록 하여 행해진다. 이때, 핀(50)에는, 취성 재료 기판(17)의 반대측 방향으로 부하가 가해지게 된다. 이 때문에 스크라이브 중에는, 핀구멍(34a, 34b)의 내측 중 테이블(16)에 대하여 반대측(도 4, 5에 있어서 상방)과 원기둥 형상의 핀(50)의 측면이 주로 접촉하게 되어, 이 부분에서의 마찰이 보다 증대되기 쉽다. 핀(50)과 핀구멍(34a, 34b)과의 사이에 발생하는 마찰이 증대되면, 이에 기인하여 핀(50)이 회전하거나 회전하지 않거나 하는 불규칙한 거동을 하기 쉬워진다.

본 실시 형태에 있어서는, 핀구멍(34a, 34b)의 내측 중 테이블(16)에 대하여 반대측에는 다이아몬드 부재(60)가 배치되어 있고, 핀(50)은 스크라이빙 휠(40)의 회전 중에 테이블에 대하여 반대측의 측면에 있어서 이 다이아몬드 부재(60)와 접촉하게 되어 있다. 이 때문에, 핀(50)과 핀구멍(34a, 34b)과의 사이에서의 마찰이 증대되기 어려워져, 이 핀(50)의 회전성이 향상되어 핀(50)의 불규칙한 회전이 억제된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 다이아몬드 부재(60)는 홀더(30)에 대하여 고정되어 있다. 이 때문에, 다이아몬드 부재(60)가 홀더(30)에 대하여 고정되어 있지 않은 경우와 비교하여, 이 다이아몬드 부재(60) 자체의 동작이 규제된다. 다이아몬드 부재(60)가 움직이기 어렵고 진동하기 어려운 점에서, 이 다이아몬드 부재(60)의 동작에 기인한 핀(50)의 진동도 발생하기 어려워져 스크라이빙 휠의 회전이 안정된다.

이와 같이, 홀더(30)는, 스크라이빙 휠(40)의 관통구멍(42)에 삽입되어 이 스크라이빙 휠(40)을 회전이 자유롭게 지지하는 핀(50)을 지지하는 핀구멍(34a, 34b)이 형성된 본체를 갖고, 이 핀구멍(34a, 34b)은, 핀(50)과 접촉하는 위치에 다이아몬드부가 형성되게 되어 있다.

또한, 스크라이브 장치(10)는, 홀더(30)를 취성 재료 기판(17)의 하방에 배치하고, 이 취성 재료 기판(17)을 하방으로부터 스크라이빙하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 다이아몬드 부재(60)는, 핀구멍(34a, 34b)의 하방에 배치된다.

다음으로, 스크라이빙 휠(40)의 상세에 대해서 설명을 행한다. 도 6은, 홀더(30)의 선단에 부착되어 있는 스크라이빙 휠(40)의 측면도이다.

이 스크라이빙 휠(40)은, 주로, 원판 형상의 기재(基材; 41)와, 기재(41)의 대략 중심에 형성된 핀(50)을 관통시키기 위한 관통구멍(42)과, 기재(41)의 원주부(圓周部)의 양단을 깎아 형성되어 있는 날부(43)를 구비하고 있다.

기재(41)는, 초경합금, 스테인리스, 세라믹스, 소결 다이아몬드(Poly Crystalline Diamond, 이하, 「PCD」라고 함) 등, 경질인 것으로 이루어지는 원판 형상의 부재이다. 특히, 경도도 비교적 높은 초경합금 또는 PCD가 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서는, 스크라이빙 휠(40)의 기재로서 초경합금을 이용하고 있다. 또한, 초경합금은, 탄화 텅스텐(텅스텐·카바이트)과 결합재(바인더)인 코발트(Co)를 혼합하여 소결한 것을 이용했다. 용도에 따라서 탄화 티탄(TiC)이나 탄화 탄탈(TaC) 등을 첨가하도록 해도 좋다. 또한, 관통구멍(42)은, 기재(41)의 대략 중심을 원형으로 깎아 형성되어 있다.

날부(43)는, 원판 형상의 기재(41)의 원주부의 양단을 깎아 형성된 능선(44)과, 능선(44)의 양측의 경사면(45)을 구비하고 있다.

다음으로, 스크라이빙 휠(40)의 치수에 대해서 설명한다. 스크라이빙 휠(40)의 외경은, 1.0∼10.0㎜, 바람직하게는 1.0∼5.0㎜의 범위이다. 스크라이빙 휠(40)의 외경이 1.0㎜보다 작은 경우에는, 스크라이빙 휠(40)의 취급성이 저하되는 경우가 있다. 한편, 스크라이빙 휠(40)의 외경이 10.0㎜보다 큰 경우에는, 스크라이브시의 수직 크랙이 취성 재료 기판(17)에 대하여 깊게 형성되지 않는 경우가 있다. 그리고, 본 실시 형태에 있어서, 스크라이빙 휠(40) 외경은 2.5㎜로 되어 있다.

또한, 스크라이빙 휠(40)의 두께는, 0.4∼1.2㎜, 바람직하게는 0.4∼1.1㎜의 범위이다. 스크라이빙 휠(40)의 두께가 0.4㎜보다 작은 경우에는, 가공성 및 취급성이 저하되는 경우가 있다. 한편, 스크라이빙 휠(40)의 두께가 1.2㎜보다 큰 경우에는, 스크라이빙 휠(40)의 재료 및 제조를 위한 비용이 높아진다. 그리고, 본 실시 형태에 있어서는, 두께가 0.65㎜인 스크라이빙 휠(40)을 이용하고 있다. 또한, 스크라이빙 휠(40)의 두께에 대하여, 홀더(30)의 지지 홈(32)의 폭(지지부(33a)와 지지부(33b)와의 거리)은, 근소하게 커지고 있어, 예를 들면 스크라이빙 휠(40)의 두께가 0.65㎜인 경우, 지지 홈(32)의 폭은 대략 0.67㎜로 되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 스크라이빙 휠(40)의 관통구멍(42)의 공경은, 0.8㎜로 되어 있다.

또한, 날부(43)의 날끝각은, 통상 둔각으로, 90∼160°, 바람직하게는 90∼140°의 범위이다. 또한, 날끝각의 구체적 각도는, 절단하는 취성 재료 기판(17)의 재질이나 두께 등에 따라서 적절하게 설정된다.

다음으로, 핀(50) 및 다이아몬드 부재(60)의 상세에 대해서 설명한다. 핀(50)의 재료로서는, 스크라이빙 휠(40)의 기재(41)와 동일하게, 초경합금, 스테인리스, 세라믹스, PCD 등, 경질인 것이 이용된다. 그리고, 본 실시 형태에 있어서는, 핀(50) 및 다이아몬드 부재(60) 각각의 재료로서 PCD가 이용되고 있다.

여기에서, 핀(50) 및 다이아몬드 부재(60) 각각의 재료인 PCD의 제조 방법에 대해서 서술한다. 또한, 상기와 같이 스크라이빙 휠(40)의 재료로서도 PCD를 이용하는 것이 가능하고, 이 경우도 동일한 제조 방법이 된다.

PCD는, 주로 다이아몬드 입자와, 잔부의 첨가제 및 결합재로 이루어지는 결합상(結合相)으로 만들어져 있다. 이 다이아몬드 입자의 평균 입자경은 1.5㎛ 이하의 것이 이용되고 있다. 그리고, PCD 중에 있어서의 다이아몬드의 함유량은 75.0∼95.0vol％의 범위이다.

첨가제로서는, 예를 들면, 텅스텐, 티탄, 니오브, 탄탈로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 원소의 초미립자 탄화물이 적합하게 사용된다. PCD에 있어서의 초미립자 탄화물의 함유량은 0.3∼10.0vol％의 범위이며, 이 초미립자 탄화물은 1.0∼4.0vol％의 탄화 티탄과, 잔부의 탄화 텅스텐을 포함한다.

결합재로서는, 통상, 철족 원소가 적합하게 사용된다. 철족 원소로서는, 예를 들면 코발트, 니켈, 철 등을 들 수 있고, 이 중에서도 코발트가 적합하다. 또한, PCD 중에 있어서의 결합재의 함유량은 바람직하게는 다이아몬드 및 초미립자 탄화물의 잔부로서, 더욱 바람직하게는 3.0∼20.5vol％의 범위이다.

그리고, 우선, 전술한 다이아몬드 입자, 첨가제, 결합재를 혼합하고, 다이아몬드가 열역학적으로 안정이 되는 고온 및 초고압하에 있어서, 이들 혼합물을 소결시킨다. 이에 따라 PCD가 제조된다. 이 소결시에 있어서, 초고압 발생 장치의 금형 내의 압력은 5.0∼8.0㎬의 범위이며, 금형 내의 온도는 1500∼1900℃의 범위이다.

이와 같이 하여 제조된 PCD로부터, 소망하는 길이의 원기둥이 절취된다. 그리고, 이 원기둥의 일단을 첨두 형상으로 깎음으로써 핀(50)이 제조된다. 또한, 핀(50)에 이용되는 원기둥과 비교하여 짧게 절취하고, 이 원기둥의 일단을 첨두 형상으로 깎음으로써 다이아몬드 부재(60)가 제조된다. 또한, 스크라이빙 휠(40)을 PCD에 의해 제조하는 경우이면, 제조된 PCD로부터 소망하는 반경이 되는 원판이 절취된다. 그리고, 이 원판의 주연부에 있어서, 양면측 각각을 깎음으로써 2개의 경사면(45)이 형성되어, 날부(43)를 갖는 스크라이빙 휠(40)이 제조된다.

다이아몬드 부재(60)로서, 핀(50)과 길이가 상이한 것 이외에는 동일하게 구성되어 있는 것을 이용하도록 함으로써, 절취하는 원기둥의 길이를 변경하는 것을 제외하고, 양자에 대해서 동일하게 제조할 수 있다. 이 때문에, 다이아몬드 부재(60)를 제조하는 수고가 생략된다. 지지부(33a, 33b)에 삽입부(35a, 35b)를 형성함으로써 다이아몬드 부재(60)가 배치되게 되어, 핀구멍의 정부(頂部)로의 다이아몬드면의 형성이 보다 용이해진다.

본 실시 형태에 있어서는, 다이아몬드 부재(60)를 핀(50)의 둘레 방향에 대하여 상방의 1개소에 형성하고, 이들 핀(50)과 다이아몬드 부재(60)가 1개의 선 상에서 접촉하는 구성에 대해서 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 다이아몬드 부재를 핀(50)의 둘레 방향을 따르도록 하여 복수 형성하고, 핀(50)과 복수의 다이아몬드 부재(60)가 복수의 선 상에서 접촉하도록 해도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 삽입부(35a, 35b)를 지지부(33a, 33b) 중 어느 것에도 형성하고, 이들 삽입부(35a, 35b) 각각에 다이아몬드 부재(60)를 삽입하는 구성에 대해서 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 다이아몬드 부재(60)를 지지부(33a, 33b) 중 어느 한쪽에만 형성하도록 해도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는, 다이아몬드 부재(60)를 홀더(30)에 고정하는 구성에 대해서 설명했지만, 이에 한정하지 않고, 다이아몬드 부재(60)를 핀(50)의 회전에 따라 회전하도록 형성해도 좋다. 또한, 다이아몬드 부재(60)를 홀더(30)에 고정하는 구성에 대해서는, 압입 외에, 접착이나 납땜 등에 의해 고정해도 좋다.

또한, 다이아몬드 부재(60)는, PCD에 의해 구성하는 것에서 바꾸어, 단결정 다이아몬드, 다결정 다이아몬드나 기재의 표면에 다이아몬드를 피복한 것을 이용하도록 해도 좋다.

[제2 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 제1 실시 형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다. 제1 실시 형태에 있어서는 원기둥 형상의 다이아몬드 부재(60)를 이용하고 있는 것에 대하여, 제2 실시 형태에 있어서는 판 형상의 다이아몬드 부재(80)를 이용하고 있는 점에서 상이하다.

도 7은, 도 2의 A방향으로부터 관찰한 홀더(30)의 측면의 일부를 확대한 도면이다. 도 8은, 도 7의 B방향으로부터 관찰한 홀더(30)의 정면의 일부를 확대한 도면이다.

제2 실시 형태의 홀더(30)의 지지부(33a, 33b)에는, 핀구멍(34a, 34b) 각각의 상방(핀구멍(34a, 34b)에 대하여, 테이블(16)과 반대측)에 삽입부(75a, 75b)가 형성되어 있다. 삽입부(75a, 75b)는 각각 직방체 형상의 공간으로, 이들은 하방(테이블(16)측)의 일부로서, 핀구멍(34a, 34b) 각각과 일체가 되도록 개구되어 있다.

삽입부(75a, 75b) 각각에는, 다이아몬드 부재(80)가 삽입되게 되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 다이아몬드 부재(80)는 직방체 형상의 부재로서 형성되어 있다. 다이아몬드 부재(80)가 삽입부(75a, 75b) 각각에 삽입됨으로써, 핀(50)과 접촉하는 핀구멍(34a, 34b)의 정부에 다이아몬드 부재(80)의 일부(다이아몬드면)가 형성된다.

삽입부(75a, 75b) 및 다이아몬드 부재(80)가 직방체 형상으로 형성되어 있는 경우, 본 구성을 갖지 않는 경우(예를 들면, 다이아몬드 부재(80) 등이 원기둥 형상으로 형성되어 있는 경우)와 비교하여, 보다 용이한 구성으로 이 다이아몬드 부재(80) 자체의 움직임이 규제된다. 다이아몬드 부재(80)가 움직이기 어렵고 진동도 발생하기 어려운 점에서, 이 다이아몬드 부재(80)에 기인한 핀(50)의 진동도 발생하기 어려워져 스크라이빙 휠의 회전이 안정된다.

[제3 실시 형태]

다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 제1 실시 형태와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다. 제1 실시 형태에 있어서는 원기둥 형상의 다이아몬드 부재(60)를 이용하고 있는 것에 대하여, 제3 실시 형태에 있어서는 핀구멍(34a, 34b)에 다이아몬드층(90)이 형성되어 있는 점에서 상이하다.

도 9는, 도 2의 A방향으로부터 관찰한 홀더(30)의 측면의 일부를 확대한 도면이다. 도 10은, 도 9의 B방향으로부터 관찰한 홀더(30)의 정면의 일부를 확대한 도면이다.

제3 실시 형태의 홀더(30)의 핀구멍(34a, 34b)의 내부에는, 다이아몬드층(90)이 형성되어 있다. 다이아몬드층(90)은, 핀구멍(34a, 34b)의 내면 전체를, 예를 들면 화학 기상 증착법에 의해 다이아몬드막으로 피복하도록 하여 형성된다.

본 실시 형태에 있어서는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 스크라이빙 휠(40)의 관통구멍(42)에 핀(50)을 관통시킴과 함께, 핀구멍(34a, 34b) 각각에 형성된 다이아몬드층(90)의 내측에 핀(50)의 양단을 설치함으로써, 스크라이빙 휠(40)이 홀더(30)에 대하여 회전이 자유롭게 부착되게 되어 있다.

핀구멍(34a, 34b)이 다이아몬드층(90)을 개재하여 핀(50)을 지지하도록 함으로써, 이 핀(50)의 둘레 방향 전체에 마찰 계수가 낮은 다이아몬드가 배치되게 된다. 이 때문에, 본 구성을 갖지 않는 경우와 비교하여, 핀(50)과 핀구멍(34a, 34b)과의 사이에서의 마찰이 보다 증가하기 어려워져, 이 핀(50)이 회전하지 않게 되는 것이 억제된다.

또한, 이들 실시 형태는 모두 스크라이빙 휠과 일체로서 이용되는 원통형의 홀더를 이용한 것이지만, 이에 한정하지 않고 핀구멍을 갖는 다른 형상의 홀더에도 동일하게 적용 가능하다.

10 : 스크라이브 장치
11 : 이동대
12a : 안내 레일
13 : 볼 나사
14 : 모터
15 : 모터
16 : 테이블
17 : 취성 재료 기판
18 : 카메라
19 : 브리지
20a : 지주
21 : 스크라이브 헤드
22 : 가이드
23 : 홀더 조인트
23a : 회전축부
23b : 조인트부
24 : 홀더
24a : 베어링
24c : 스페이서
25 : 개구
26 : 내부 공간
27 : 마그넷
28 : 평행 핀
30 : 홀더
31 : 부착부
31a : 경사부
31b : 평탄부
32 : 지지 홈
33a : 지지부
33b : 지지부
34a, 34b : 핀구멍
35a, 35b : 삽입부
40 : 스크라이빙 휠
41 : 기재
42 : 관통구멍
43 : 날부
44 : 능선
45 : 경사면
50 : 핀
60 : 다이아몬드 부재
75a, 75b : 삽입부
80 : 다이아몬드 부재
90 : 다이아몬드층

Claims

스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지(holding)하는 원기둥 형상의 핀을 지지하는 핀구멍이 형성되고,
상기 핀구멍은, 상기 핀의 측면과 접촉하는 위치에 다이아몬드부가 형성되어 있고,
상기 핀구멍의 상방에, 일부가 상기 핀구멍과 일체가 되도록 개구된 삽입부가 형성되고,
상기 삽입부에 삽입되어 상기 다이아몬드부를 형성하는 다이아몬드 부재를 갖는 스크라이빙 휠용 홀더.
제1항에 있어서,
상기 다이아몬드 부재와 상기 핀은, 동일한 재질 및 동일한 지름으로 이루어지는 원기둥 형상으로 형성되어 있는 스크라이빙 휠용 홀더.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다이아몬드 부재는, 상기 삽입부에 대하여 고정되어 있는 스크라이빙 휠용 홀더.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다이아몬드부는, 소결 다이아몬드로 이루어지는 스크라이빙 휠용 홀더.
피(被)절단물을 절단하는 스크라이빙 휠과,
상기 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지하는 원기둥 형상의 핀과,
상기 핀을 지지하는 핀구멍이 형성된 스크라이빙 휠용 홀더를 갖고,
상기 핀구멍은, 상기 핀의 측면과 접촉하는 위치에 다이아몬드부가 형성되어 있고,
상기 핀구멍의 상방에, 일부가 상기 핀구멍과 일체가 되도록 개구된 삽입부가 형성되고,
상기 삽입부에 삽입되어 상기 다이아몬드부를 형성하는 다이아몬드 부재를 갖는 홀더 유닛.
피(被)절단물을 절단하는 스크라이빙 휠과,
상기 스크라이빙 휠을 회전이 자유롭게 지지하는 원기둥 형상의 핀과,
상기 핀을 지지하는 핀구멍이 형성된 스크라이빙 휠용 홀더를 갖고,
상기 핀구멍은, 상기 핀의 측면과 접촉하는 위치에 다이아몬드부가 형성되어 있고,
상기 핀구멍에 대하여 일부가 일체가 되도록 개구된 삽입부가 형성되고,
상기 삽입부에 삽입되어 상기 다이아몬드부를 형성하는 다이아몬드 부재를 추가로 갖고,
상기 다이아몬드 부재와 상기 핀은, 동일한 재질 및 동일한 지름으로 이루어지는 원기둥 형상으로 형성되어 있고,
상기 핀구멍의 상방에, 일부가 상기 핀구멍과 일체가 되도록 개구된 삽입부가 형성되고,
상기 삽입부에 삽입되어 상기 다이아몬드부를 형성하는 다이아몬드 부재를 갖는 홀더 유닛.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 다이아몬드 부재는, 상기 스크라이빙 휠용 홀더에 대하여 고정되어 있는 홀더 유닛.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 다이아몬드부는, 소결 다이아몬드로 이루어지는 홀더 유닛.
제5항 또는 제6항에 기재된 홀더 유닛을 구비하는 스크라이브 장치.