KR102352243B1

KR102352243B1 - 멀티포인트 다이아몬드 툴 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR102352243B1
Application number: KR1020170067169A
Authority: KR
Inventors: 히로시 소야마
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2017-05-30
Publication date: 2022-01-17
Also published as: TW201801876A; JP6771207B2; CN107553759B; JP2018001535A; TWI723167B; KR20180003425A; CN107553759A

Abstract

[과제] 스크라이빙함으로써 포인트가 마모되어도 툴의 교환 횟수를 적게 하고, 외절단으로 스크라이빙을 종료할 경우에 인접하는 다른 포인트에 손상을 주지 않도록 하는 것.
[해결 수단] 다이아몬드 툴(10)의 베이스(11)의 2개의 외주면 사이에 끼인 모서리에 있어서 제1, 제2 상부면(15a 내지 15h)을 형성한다. 또 양 측면으로부터 일부가 상부면과 중첩되도록 경사면(16a 내지 16h, 17a 내지 17h)을 형성하고, 상부면과 능선의 교점을 포인트로 한다. 이렇게 하면 상부면을 선행시키고 능선을 후방 측으로 하는 스크라이빙에 있어서도, 외절단 스크라이빙에서 종료할 때에 인접하는 다른 포인트에 손상을 주는 일은 없다.

Description

멀티포인트 다이아몬드 툴 및 그의 제조 방법{MULTIPOINT DIAMOND TOOL AND METHOD OF MANUFACTUREING THE SAME}

본 발명은 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼 등의 취성 재료 기판을 다이아몬드 포인트에 의해 스크라이빙하기 위한 멀티포인트 다이아몬드 툴(multipoint diamond tool) 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

종래 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼를 스크라이빙하기 위하여, 스크라이빙 휠이나 단결정 다이아몬드에 의한 다이아몬드 포인트를 이용한 툴이 이용되고 있다. 유리 기판에 대해서는, 주로 기판에 대해서 전동시키는 스크라이빙 휠이 이용되어 왔지만, 스크라이빙 후의 기판의 강도가 향상되는 등의 이점으로부터, 고정 날인 다이아몬드 포인트의 사용도 검토되고 있다. 특허문헌 1 및 2에는 사파이어 웨이퍼나 알루미나 웨이퍼 등의 경도가 높은 기판을 스크라이빙하기 위한 포인트 커터(cutter)가 제안되어 있다. 이들 특허문헌에는, 각뿔의 능선 상에 컷 포인트를 설치한 툴이나, 선단이 원뿔로 된 툴이 이용되고 있다. 또 특허문헌 3에는 유리판을 스크라이빙하기 위해서 원뿔형의 선단을 가진 유리 스크라이버를 이용한 스크라이브 장치가 제안되어 있다.

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2003-183040

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2005-079529

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2013-043787

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종래의 고정 날인 툴로 스크라이빙을 진행시켜 가면 포인트가 마모되므로, 포인트를 변경할 필요가 있다. 각뿔형이나 원뿔형의 툴에서는 사용 가능한 정점이 되는 포인트는 2개소 또는 최대로 4개소이다. 따라서 2개소 또는 4개소의 포인트를 변경하면 툴을 교환할 필요가 있어, 교환 빈도가 높아진다는 문제점이 있었다. 또한, 툴에 의한 스크라이빙에 있어서는, 포인트가 기판에 대해서 적절한 각도로 접촉할 필요가 있다. 그러나, 종래의 툴에서는, 포인트를 변경할 경우 툴을 축방향으로 회전시킬 필요가 있고, 이 접촉각도를 정밀도 양호하게 조정하는 것이 용이하지는 않았다.

그래서, 도 1에 나타낸 바와 같이 각기둥 형상의 툴의 각 정점을 양 측면에서 중첩되도록 연마해서 경사면을 형성하고, 경사면의 교선의 양측을 포인트(P1, P2, …)로 한 스크라이빙 툴(100)이 고려된다. 이러한 스크라이빙 툴을 이용해서, 도 1(a)에 나타낸 바와 같이 능선을 선행시켜 포인트(P1)를 기판(101)에 대고 눌러서 스크라이빙할 경우에는, 기판의 단부를 통과하도록 스크라이빙하는, 소위 외절단(外切り)으로 기판(101)에 스크라이빙을 종료한 경우이어도 인접하는 다른 쪽 포인트(P2)에는 손상을 주는 일은 없다.

그러나, 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 포인트(P2)를 이용해서 능선을 후방이 되도록 전방으로 기울여서 외절단 스크라이빙을 할 경우에는, 외절단을 종료했을 때에 사용하지 않은 포인트(P1)도 기판(101)의 면에 접촉해서 손상될 가능성이 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안해서 이루어진 것으로서, 스크라이빙에 사용하고 있는 포인트가 마모되어도 용이하게 포인트 위치를 변경해서 교환 빈도를 적게 할 수 있고, 스크라이빙을 외절단으로 종료했을 경우에도 툴의 인접하는 다른 포인트에 손상을 주는 일이 없는 다이아몬드 툴 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 멀티포인트 다이아몬드 툴은, 소정의 두께를 가진 각기둥 형상으로서, 2개의 측면과 복수의 외주면을 가진 베이스와, 상기 베이스의 적어도 제1 외주면과 인접하는 제2 외주면 사이에 설치된 제1, 제2 상부면과, 상기 제1, 제2 상부면과, 상기 베이스의 일 측면과, 상기 제1, 제2 외주면 사이에 끼이도록 형성된 제1, 제2 경사면과, 상기 제1, 제2 상부면과, 상기 베이스의 다른 측면과, 상기 제1, 제2 외주면 사이에 끼이도록 형성된 제3, 제4 경사면과, 상기 제1, 제3 경사면의 교선인 제1 능선과, 상기 제2, 제4 경사면의 교선인 제2 능선을 지니고, 상기 베이스의 적어도 외주면이 다이아몬드로 형성되어 있고, 상기 제1 상부면과 제1 능선, 및 제2 상부면과 제2 능선으로 형성되는 점을 포인트로 하는 것이다.

상기 멀티포인트 다이아몬드 툴은, 적어도 제1 외주면에 대해서 이웃하는 제2 외주면과의 사이에 제1 상부면을 형성하고, 상기 제2 외주면에 대해서 상기 제1 상부면과의 사이에 제2 상부면을 형성하고, 상기 제1 외주면과 상기 제1 상부면 사이를 한쪽 측면을 향해서 연마해서 제1 경사면을 형성하고, 상기 제2 외주면과 상기 제2 상부면 사이를 한쪽 측면을 향해서 연마해서 제2 경사면을 형성하고, 상기 제1 외주면과 상기 제1 상부면 사이를 다른 쪽 측면을 향해서 연마해서 제3 경사면을 형성하고, 상기 제2 외주면과 상기 제2 상부면 사이를 다른 쪽 측면을 향해서 연마해서 제4 경사면을 형성하는 것에 의해 제조하는 것이다.

이 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 멀티포인트 다이아몬드 툴은, 소정의 두께를 가진 각기둥 형상으로서, 2개의 측면과 복수의 외주면을 가진 베이스와, 상기 베이스의 적어도 제1 외주면과 인접하는 제2 외주면 사이에 형성된 제1, 제2 상부면과, 상기 제1, 제2 상부면과, 상기 베이스의 일 측면과, 상기 제1, 제2 외주면 사이에 끼이도록 형성된 제1, 제2 경사면과, 상기 제1, 제2 상부면과, 상기 베이스의 다른 측면과, 상기 제1, 제2 외주면 사이에 끼이도록 형성된 제3, 제4 경사면과, 상기 제1, 제3 경사면의 교선인 제1 능선과, 상기 제2, 제4 경사면의 교선인 제2 능선과, 상기 제1, 제2 경사면과 제1, 제2 상부면 사이에 형성된 제5 경사면과, 상기 제3, 제4 경사면과 제1, 제2 상부면 사이에 형성된 제6 경사면을 지니고, 상기 베이스의 적어도 외주면이 다이아몬드로 형성되어 있고, 상기 제1 상부면과 제1 능선, 및 제2 상부면과 제2 능선으로 형성되는 점을 포인트로 하는 것이다.

상기 멀티포인트 다이아몬드 툴은, 상기 베이스의 두께의 한쪽의 1/2 이내의 범위에서 인접하는 제1, 제2 외주면과 한쪽 측면 사이에, 상기 제1, 제2 외주면의 교차하는 능선을 향해서 연마해서 제5 경사면을 형성하고, 상기 베이스의 두께의 다른 쪽의 1/2 이내의 범위에서 상기 제1, 제2 외주면과 다른 쪽 측면 사이에, 상기 제1, 제2 외주면의 교차하는 능선을 향해서 연마해서 제6 경사면을 형성하고, 적어도 상기 제1 외주면에 대해서 상기 제2 외주면, 상기 제5 경사면 및 상기 제6 경사면 사이에 제1 상부면을 형성하고, 상기 제2 외주면에 대해서 상기 제1 상부면, 상기 제5 경사면 및 상기 제6 경사면 사이에 제2 상부면을 형성하고, 상기 제1 외주면, 상기 제1 상부면 및 상기 제5 경사면 사이를 한쪽 측면을 향해서 연마해서 제1 경사면을 형성하고, 상기 제2 외주면, 상기 제2 상부면 및 상기 제5 경사면 사이를 한쪽 측면을 향해서 연마해서 제2 경사면을 형성하고, 상기 제1 외주면, 상기 제1 상부면 및 상기 제6 경사면 사이를 다른 쪽 측면을 향해서 연마해서 제3 경사면을 형성하고, 상기 제2 외주면, 상기 제2 상부면 및 상기 제6 경사면 사이를 다른 쪽 측면을 향해서 연마해서 제4 경사면을 형성하는 것에 의해 제조하는 것이다.

이러한 특징을 가진 본 발명에 따르면, 다이아몬드 툴의 측면의 양쪽에 포인트를 설치할 수 있다. 따라서 1개의 포인트가 마모되어도 다른 새로운 포인트를 사용할 수 있어, 다이아몬드 툴의 교환 빈도를 적게 할 수 있다고 하는 효과가 얻어진다. 또 상부면을 먼저로 하고, 능선을 나중이 되도록 다이아몬드 툴을 주행시켜서 스크라이빙하고, 스크라이빙을 외절단으로 종료한 경우이어도, 다이아몬드 툴의 다른 포인트에 손상을 주는 일이 없다는 효과가 얻어진다.

도 1은 각기둥 형상으로 폭방향으로 2개의 포인트를 가지는 다이아몬드 툴을 이용한 스크라이빙을 나타낸 측면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 의한 멀티포인트 다이아몬드 툴의 제조 과정을 나타낸 측면도 및 정면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 멀티포인트 다이아몬드 툴의 측면도 및 정면도.
도 4는 제1 실시형태에 의한 멀티포인트 다이아몬드 툴을 이용한 스크라이빙을 나타낸 측면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 멀티포인트 다이아몬드 툴의 제조 과정을 나타낸 정면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 의한 멀티포인트 다이아몬드 툴의 측면도 및 정면도.
도 7은 본 발명의 제3 실시형태에 의한 멀티포인트 다이아몬드 툴의 평면도, 측면도 및 정면도.

다음에 본 발명의 제1 실시형태에 대해서 설명한다. 도 2는 본 실시형태에 의한 멀티포인트 다이아몬드 툴(이하, 단순히 "다이아몬드 툴"이라고 지칭함)(10)의 제조 과정을 나타낸 측면도 및 정면도, 도 3은 가공을 끝낸 다이아몬드 툴(10)의 측면도 및 정면도이다. 이 다이아몬드 툴(10)은 일정한 두께로 임의의 수의 변으로 이루어진 다각형의 각기둥을 베이스(11)로 한다. 이 실시형태에서는, 일정 두께의 정사각형의 베이스(11)를 단결정 다이아몬드에 의해 구성하고 있다. 베이스(11)는 두께 방향에 수직인 축(도 2(a)에 대해서는 지면에 수직인 축)에 평행한 사방의 외주면(13a 내지 13d)과, 축에 수직인 측면(14a, 14b)을 지니고 있다.

그리고, 본 실시형태에서는, 베이스(11)에 대해서 도 2(b)에 나타낸 바와 같이 1개의 외주면(13a)에 대해서 외주면(13a)으로부터 인접하는 외주면(13b)을 향해서 연마해서 베이스의 모서리부에 제1 상부면(15a)을 형성한다. 계속해서, 외주면(13b)으로부터 인접하는 외주면(13a)에 형성된 제1 상부면(15a)을 향해서 연마해서 제2 상부면(15b)을 형성한다. 제1 상부면(15a), 제2 상부면(15b)은 외주면(13a, 13b) 사이에 끼인 모서리부에 인접해서 형성된다. 마찬가지로 해서 외주면(13b)으로부터 인접하는 외주면(13c)을 향해서 연마해서 제1 상부면(15c)을 형성하고, 외주면(13c)으로부터 외주면(13b)에 형성된 인접하는 제1 상부면(15c)을 향해서 연마하고, 제2 상부면(15d)을 형성한다. 도 2(b)에 나타내고 있지 않지만, 마찬가지로 해서 외주면(13c)으로부터 인접하는 외주면(13d)을 향해서 연마해서 제1 상부면(15e)을 형성하고, 외주면(13d)으로부터 외주면(13b)에 형성된 인접하는 제1 상부면(15e)을 향해서 연마하고, 제2 상부면(15f)을 형성한다. 마찬가지로 외주면(13d)과 외주면(13a) 사이에 대해서도 상부면(15g, 15h)을 형성한다. 이것에 의해, 사각기둥의 각 외주면 사이에 끼인 각 모서리부에, 서로 인접하는 제1, 제2 상부면이 형성된다.

다음에, 도 3(a)에 나타낸 바와 같이 외주면(13a)과 상부면(15a) 사이를 측면(14a)을 향해서 연마해서 제1 경사면(16a)을 형성한다. 마찬가지로 외주면(13b)과 상부면(15b)과의 사이를 측면(14a)을 향해서 연마해서 제2 경사면(16b)을 형성한다. 다른 쪽 측면(14b)에 대해서도, 외주면(13a)과 상부면(15a) 사이, 외주면(13b)과 상부면(15b) 사이를, 측면(14b)을 향해서 연마해서 제3, 제4 경사면(17a, 17b)을 형성한다. 이때 제1, 제3 경사면(16a)과 (17a)은 서로 교차하도록 연마하고, 제2, 제4 경사면(16b)과 (17b)은 서로 교차하도록 연마한다. 이렇게 하면 외주면(13a)에 대해서 경사면(16a)과 (17a)이 교차해서 베이스(11)의 두께 방향의 중간, 바람직하게는 도 3(b)에 나타낸 바와 같이 중앙위치에, 측면에 대하여 평행한 제1 능선(18a)가 형성된다. 마찬가지로 해서 경사면(16b)과 (17b)이 교차해서 베이스(11)의 두께 방향의 중간, 바람직하게는 중앙위치에, 측면에 대하여 평행한 제2 능선(18b)이 형성되게 된다. 이것에 의해, 외주면(13a), 외주면(13b)에 끼인 모서리부에는, 제1, 제3 경사면(16a)과 (17a)에 의해 형성되는 제1 능선(18a)과, 상부면(15a)으로 이루어진 포인트(P1)가 형성된다. 마찬가지로, 제2, 제4 경사면(16b)과 (17b)에 의해 형성되는 제2 능선(18b)과, 상부면(15b)으로 이루어진 포인트(P2)가 형성된다.

다음에 외주면(13b), 외주면(13c)과 상부면(15c, 15d) 사이를 측면(14a)으로부터 연마해서 제1, 제2 경사면(16c, 16d)을 형성한다. 또 다른 쪽 측면(14b)에서도 외주면(13b), 외주면(13c)과 상부면(15c, 15d) 사이를 연마해서 제3, 제4 경사면(17c, 17d)을 형성한다. 이때 경사면(16c)과 (17c)은 서로 교차하도록 연마하고, 경사면(16d)과 (17d)은 서로 교차하도록 연마한다. 이렇게 하면 외주면(13b)에 대해서, 제1, 제3 경사면(16c)과 (17c)이 교차해서 베이스(11)의 두께 방향의 중간, 바람직하게는 도 3(b)에 나타낸 바와 같이 중앙위치에, 측면에 대하여 평행한 제1 능선 18c이 형성된다. 마찬가지로 해서 제2, 제4 경사면(16d)과 (17d)이 교차해서 베이스(11)의 두께 방향의 중간, 바람직하게는 중앙위치에, 측면에 대하여 평행한 제2 능선(18d)이 형성되게 된다.

마찬가지로, 외주면(13c), 외주면(13d)과 상부면(15e, 15f) 사이를 측면(14a)으로부터 연마해서 제1, 제2 경사면(16e, 16f)을 형성한다. 외주면(13c), 외주면(13d)과 상부면(15e, 15f) 사이를 측면(14b)으로부터 연마해서 제3, 제4 경사면(17e, 17f)을 형성한다. 이 경우에도 경사면(16e)과 (17e)은 서로 교차하도록 연마하고, 경사면(16f)과 (17f)은 서로 교차하도록 연마한다. 이렇게 하면 외주면(13c)에 대해서, 제1, 제3 경사면(16e)과 (17e)이 교차해서 베이스(11)의 두께 방향의 중간, 바람직하게는 중앙위치에, 제1 능선(18e)이 형성된다. 마찬가지로 해서 제2, 제4 경사면(16f)과 (17f)이 교차해서 베이스(11)의 두께 방향의 중간, 바람직하게는 중앙위치에, 제2 능선(18f)이 형성되는 것으로 된다.

마찬가지로 외주면(13d), 외주면(13a)과 상부면(15g, 15h) 사이를 측면(14a)으로부터 연마해서 제1, 제2 경사면(16g, 16h)을 형성하고, 측면(14b)으로부터 연마해서 제3, 제4 경사면(17g, 17h)을 형성한다. 이 경우에도 경사면(16g)과 (17g), (16h)과 (17h)이 서로 교차하도록 연마한다. 마찬가지로 해서 외주면(13d)에 대해서도 제1, 제3 경사면(16g)과 (17g)이 교차해서 베이스(11)의 두께 방향의 중간, 바람직하게는 중앙위치에, 제1 능선(18g)이 형성된다. 마찬가지로 해서 제2, 제4 경사면(16h)과 (17h)이 교차해서 베이스(11)의 두께 방향의 중간, 바람직하게는 중앙위치에, 제2 능선(18h)이 형성되게 된다.

이렇게 외주면과 상부면 사이를 양 측면(14a, 14b)으로부터 각각 연마해서 한쌍의 경사면과 능선(18a 내지 18h)을 형성한다. 이렇게 하면 외주면(13a)과 외주면(13b) 사이에 끼인 모서리부에 있어서, 상부면(15a)과 능선(18a)으로 형성되는 교점이 포인트(P1)가 되고, 상부면(15b)과 능선(18b)의 교점이 포인트(P2)가 된다. 외주면(13b)과 외주면(13c) 사이의 모서리부에 있어서도, 상부면(15c)과 능선(18c)으로 형성되는 교점이 포인트(P3)가 되고, 상부면(15d)와 능선(18d)의 교점이 포인트(P4)가 된다. 다른 외주면에 대해서도 마찬가지이다. 여기에서는 베이스(11)는 사방에 외주면을 지니므로, 각 모서리부마다 포인트를 각기 2개, 8개소의 포인트(P1 내지 P8)를 형성할 수 있다.

이러한 경사면은 레이저 가공에 의해 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 레이저 가공 후에 더욱 기계연마를 행하여, 능선을 형성하는 부분을 보다 정밀한 연마면으로 해도 된다.

다음에, 이 실시형태의 다이아몬드 툴(10)을 이용해서 스크라이빙할 경우에 대해서, 도 4를 이용해서 설명한다. 기판(30)을 스크라이빙할 때에는, 도 4(a)에 나타낸 바와 같이 능선과 기판(30)에 대한 다이아몬드 툴(10)의 각도가 수직으로부터 반시계방향이 되고, 또한 지면에 수직인 방향으로부터 다이아몬드 툴(10)을 조금 기울이고, 1개의 포인트(P1)를 기판(30)에 대하여 접하도록 고정해서 다이아몬드 툴(10)을 도시한 화살표(A) 방향으로 이동시키고, 스크라이빙을 행한다. 이때 포인트(P1)의 상부면(15a)이 진행 방향 전방이 되고, 능선(18a)이 후방이 되도록 스크라이빙을 행한다. 이 스크라이빙 사이에 다이아몬드 툴(10)은 전동시키지 않으므로, 동일한 포인트(P1)로 스크라이빙하는 것으로 된다. 그리고 기판(30)의 단부까지 다이아몬드 툴을 주행시켜서 외절단으로 스크라이빙을 종료시켜도, 동일한 모서리부에 형성된 다른 포인트(P2)는 선행하고 있으므로, 다이아몬드 툴(10)이 기판(30)의 위치부터 도시된 바와 같이 떨어져도 다른 포인트(P2)를 손상시키는 일은 없다.

상부면을 선행시켜서 능선은 나중이 되도록 스크라이빙을 행할 경우에는, 스크라이빙 하중 등 각종 조건을 넓은 범위로 취할 수 있어 유효하다. 또 기판에 수직 크랙을 수반하지 않는 스크라이브 라인을 형성할 경우에, 외절단으로 스크라이빙을 종료시킴으로써 기판의 단부를 기점에 스크라이브 라인 바로 아래에 크랙을 발생시키는 등의 효과를 얻을 수도 있다. 본 실시형태에 따르면 이 경우에도 다른 포인트에 손상을 주는 일 없이 외절단이 실행될 수 있다.

여기에서는 도 4(a)에 나타낸 바와 같이 상부면을 선행시켜 능선을 나중이 되도록 스크라이빙하고 있지만, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 다이아몬드 툴(10)을 역방향으로 기울여, 포인트(P2)를 이용해서 스크라이빙해도 되는 것은 말할 필요도 없다. 이 경우에는 포인트(P1)가 손상될 가능성이 있으므로, 외절단으로 스크라이빙을 종료시키지 않도록 한다.

기판(30)에 접하고 있는 포인트(P1)가 마모에 의해 열화되었을 경우에는, 다이아몬드 툴(10)을 90°회전시켜, 포인트(P3)를 기판(30)에 접촉시켜서 마찬가지로 해서 스크라이빙을 행한다. 이 경우에도 상부면(15c)이 진행 방향이 되고, 능선(18c)이 후방이 되도록 스크라이빙을 행할 경우에, 외절단으로 스크라이빙을 종료해도 포인트(P6)를 손상시키는 일이 없다. 또 다이아몬드 툴(10)을 90°회전시켜도, 칼날의 능선이 기판에 접촉하는 각도는 바뀌지 않으므로, 포인트 교환 시의 기판에 대한 접촉각도를 설정하는 것이 용이하다.

또 포인트(P1, P3, P5, P7)의 4개소의 포인트가 모두 마모되면, 다이아몬드 툴(10)을 반전시켜, 능선과 취성 재료 기판이 소정의 각도가 되도록 다시 고정해서 다른 쪽 측면의 포인트(P2, P4, P6, P8)를 순차 접촉시켜서 스크라이빙을 행한다. 이렇게 하면 더욱 4회 포인트 위치를 변화시켜서 스크라이빙을 행할 수 있어, 합계 8회 포인트를 교환해서 스크라이빙을 행할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 의한 다이아몬드 툴(40)에 대해서 설명한다. 도 5는 이 실시형태의 제조 과정을 나타낸 정면도, 도 6은 다이아몬드 툴(40)의 측면도 및 정면도이며, 제1 실시형태와 동일한 부분은 동일한 부호를 붙이고 있다. 이 제2 실시형태에서는, 우선 도 5(a)에 나타낸 바와 같이 측면(14a)으로부터 외주면(13a, 13b)의 교차하는 능선을 향해서 연마해서 베이스의 두께 1/2 이내의 범위에서 제5 경사면(41a)을 형성한다. 그 다음에 이것과 대칭으로 측면(14b)으로부터 외주면(13a, 13b)의 교차하는 능선을 향해서 베이스의 두께의 1/2 이내의 범위에서 제6 경사면(42a)을 형성한다. 다음에 측면(14a)으로부터 외주면(13b, 13c)의 교차하는 능선을 향해서 연마해서 베이스의 두께 1/2 이내의 범위에서 제5 경사면(41b)을 형성한다. 그 다음에 이것과 대칭으로 측면(14b)으로부터 외주면(13b, 13c)의 교차하는 능선을 향해서 베이스의 두께의 1/2 이내의 범위에서 제6 경사면(42b)을 형성한다. 또 측면(14a)으로부터 외주면(13c, 13d)의 교차하는 능선을 향해서 연마해서 베이스의 두께 1/2 이내의 범위에서 제5 경사면(41c)을 형성한다. 그 다음에 이것과 대칭으로 측면(14b)으로부터 외주면(13c, 13d)을 향해서 베이스의 두께의 1/2 이내의 범위에서 제6 경사면(42c)을 형성한다. 또한 측면(14a)으로부터 외주면(13d, 13a)을 향해서 연마해서 베이스의 두께 1/2 이내의 범위에서 제5 경사면(41d)을 형성한다. 그 다음에 이것과 대칭으로 측면(14b)으로부터 외주면(13d, 13a)을 향해서 베이스의 두께의 1/2 이내의 범위에서 제6 경사면(42d)을 형성한다.

이어서 전술한 제1 실시형태와 마찬가지로 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 1개의 외주면(13a)으로부터 인접하는 외주면(13b)을 향해서 제1 상부면(15a)을 형성한다. 계속해서, 전술한 제1 실시형태와 마찬가지로 상부면(15b 내지 15h)을 형성한다. 다음에 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 외주면(13a)과 상부면(15a), 제5 경사면(41a) 사이를 측면(14a)을 향해서 연마해서 제1 경사면(16a)을 형성한다. 계속해서 외주면(13a)과 상부면(15a), 제6 경사면(42a) 사이를 측면(14b)을 향해서 연마해서 제2 경사면(17a)을 형성하고, 제1 경사면(16a)과 제2 경사면(17a)의 교선을 능선(18a)으로 한다. 다른 상부면(15b 내지 15h)에 대해서도 마찬가지로, 제1 경사면(16b 내지 16h), 제2 경사면(17b 내지 17h), 능선(18b 내지 18h)을 형성한다.

이렇게 하면 각 상부면(15a 내지 15h)은 제1 실시형태와 비교해서 작은 면적의 오각형이 된다. 상부면은 정밀하게 가공하는 것이 필요하기 때문에, 면적이 작을수록 상부면의 연마 시간, 연마량을 적게 할 수 있어, 다이아몬드 툴(40)의 제조 공정을 합리화할 수 있다.

다이아몬드 툴(40)의 포인트(P1)를 이용해서 스크라이빙할 경우에도, 포인트(P1)가 마모에 의해 열화되면, 다이아몬드 툴(10)을 90°씩 회전시켜서 포인트(P3, P5, P7)를 순차 이용한다. 4개소의 포인트가 모두 마모되면, 다이아몬드 툴(10)을 반전시킨다. 그리고 능선과 취성 재료 기판이 이루는 각도가 일정하게 되도록 포인트(P2, P4, P6, P8)를 순차 접촉시켜, 반전 후에도 합계 4회 포인트 위치를 변화시켜서 스크라이빙을 행한다. 이렇게 하면 합계 8회 포인트를 변화시켜서 스크라이빙을 행할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제3 실시형태에 대해서 설명한다. 전술한 제1 및 제2 실시형태에서는 정사각형의 베이스를 이용하고 있지만, 임의의 변 개수의 다각형을 베이스로 해도 된다. 또 각각의 베이스의 주위에 8개소의 포인트를 설치하고 있지만, 적어도 다각형의 1개의 모서리에 있어서, 대향하는 외주면에 각각 1개의 포인트를 갖는 것이면 된다. 제3 실시형태에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이 삼각형의 베이스(61)를 이용하고 있다. 베이스(61)는 축에 수직인 세 방향의 외주면(63a, 63b, 63c)과 측면(64a, 64b)을 지니고 있다. 그리고 외주면(63a)에 전술한 제1, 제2 실시형태와 같이, 제1 상부면(65a), 제1 경사면(66a), 제3 경사면(67a)과, 제1 능선(68a)을 형성한다. 또 외주면(63b)에 제2 상부면(65b), 제2 경사면(66b), 제4 경사면(67b), 제2 능선(68b)을 형성한다. 이렇게 하면 2개의 포인트(P1, P2)만을 가진 다이아몬드 툴(60)을 형성할 수 있다.

전술한 제1, 제2 실시형태에서는 주위에 8개소의 포인트를 설치하고 있지만, 반드시 모든 모서리에 경사면과 포인트를 설치할 필요는 없다. 그러나 인접하는 포인트가 서로 간섭하지 않는 범위에서 외주부에는 될 수 있는 한 많은 포인트를 설치해두는 것이 바람직하다. 이것에 의해 각 포인트가 마모되었을 때 다이아몬드 툴을 회전시키는 것만으로 포인트를 교환할 수 있어, 다이아몬드 툴의 교환 빈도를 적게 할 수 있다. 또한, 베이스의 형상은 삼각형이나 사각형으로 한정되지 않고, 육각형이나 팔각형 등 임의의 다각형으로 할 수 있다.

또 전술한 실시형태에서는 베이스 전체를 단결정 다이아몬드로 구성하고 있지만, 취성 재료 기판과 접촉하는 표면 부분이 다이아몬드이면 충분하므로, 초경합금이나 소결 다이아몬드제를 이용해서 형성된 베이스의 외주면 및 능선의 표면에 다결정 다이아몬드층을 형성하고, 이것을 더욱 정밀하게 연마해서 포인트를 형성해도 된다. 또한, 보론 등의 불순물을 도핑하고, 도전성을 갖게 한 단결정 또는 다결정 다이아몬드를 사용해도 된다. 도전성을 지니는 다이아몬드를 이용함으로써, 방전 가공에 의해 경사면이나 관통 구멍을 용이하게 형성할 수 있다.

또, 전술한 실시형태에서는 다이아몬드 툴을 각 포인트에 있어서 상부면을 선행시켜서 능선은 나중이 되도록 스크라이빙하는 것으로 하고 있지만, 각 포인트의 능선을 선행시켜서 상부면이 나중이 되도록 스크라이빙해도 된다.

본 발명의 멀티포인트 다이아몬드 툴은 취성 재료 기판을 스크라이빙하는 스크라이브 장치에 이용할 수 있고, 특히 다이아몬드 툴의 마모가 많아지는 경도가 높은 스크라이브 대상에도 유효하게 사용할 수 있다.

10, 40, 60: 멀티포인트 다이아몬드 툴
11: 베이스
13a 내지 13d, 63a 내지 63c: 외주면
14a, 14b, 64a, 64b: 측면
15a, 15c, 15e, 15g, 65a: 제1 상부면
15b, 15d, 15f, 15h, 65b: 제2 상부면
16a, 16c, 16e, 16g, 66a: 제1 경사면
16b, 16d, 16f, 16h, 66b: 제2 경사면
17a, 17c, 17e, 17g, 67a: 제3 경사면
17b, 17d, 17f, 17h, 67b: 제4 경사면
18a, 18c, 18e, 18g, 68a: 제1 능선
18b, 18d, 18f, 18h, 68b: 제2 능선
41a 내지 41d: 제5 경사면
42a 내지 42d: 제6 경사면
P1 내지 P8: 포인트

Claims

멀티포인트 다이아몬드 툴(multipoint diamond tool)로서,
소정의 두께를 가진 각기둥 형상으로서, 2개의 측면과 복수의 외주면을 가진 베이스;
적어도 상기 베이스의 제1 외주면과 인접하는 제2 외주면 사이에 형성된 서로 인접한 제1, 제2 상부면;
상기 제1 상부면과, 상기 베이스의 일 측면과, 상기 제1 외주면 사이에 끼이도록 형성된 제1 경사면;
상기 제2 상부면과, 상기 베이스의 일 측면과, 상기 제2 외주면 사이에 끼이도록 형성된 제2 경사면;
상기 제1 상부면과, 상기 베이스의 다른 측면과, 상기 제1 외주면 사이에 끼이도록 형성된 제3 경사면;
상기 제2 상부면과, 상기 베이스의 다른 측면과, 상기 제2 외주면 사이에 끼이도록 형성된 제4 경사면;
상기 제1, 제3 경사면의 교선인 제1 능선; 및
상기 제2, 제4 경사면의 교선인 제2 능선을 지니되,
상기 베이스의 적어도 외주면이 다이아몬드로 형성되어 있고,
상기 제1 상부면과 제1 능선, 및 제2 상부면과 제2 능선으로 형성되는 점을 포인트로 하는, 멀티포인트 다이아몬드 툴.
멀티포인트 다이아몬드 툴로서,
소정의 두께를 가진 각기둥 형상으로서, 2개의 측면과 복수의 외주면을 가진 베이스;
상기 베이스의 적어도 제1 외주면과 인접하는 제2 외주면 사이에 형성된 제1, 제2 상부면;
상기 제1, 제2 상부면과, 상기 베이스의 일 측면과, 상기 제1, 제2 외주면 사이에 끼이도록 형성된 제1, 제2 경사면;
상기 제1, 제2 상부면과, 상기 베이스의 다른 측면과, 상기 제1, 제2 외주면 사이에 끼이도록 형성된 제3, 제4 경사면;
상기 제1, 제3 경사면의 교선인 제1 능선과, 상기 제2, 제4 경사면의 교선인 제2 능선; 및
상기 제1, 제2 경사면과 제1, 제2 상부면 사이에 형성된 제5 경사면과, 상기 제3, 제4 경사면과 제1, 제2 상부면 사이에 형성된 제6 경사면을 지니되,
상기 베이스의 적어도 외주면이 다이아몬드로 형성되어 있고,
상기 제1 상부면과 제1 능선, 및 제2 상부면과 제2 능선으로 형성되는 점을 포인트로 하는, 멀티포인트 다이아몬드 툴.
제1항에 기재된 멀티포인트 다이아몬드 툴의 제조 방법으로서,
적어도 제1 외주면에 대해서 이웃하는 제2 외주면과의 사이에 제1 상부면을 형성하는 단계;
상기 제2 외주면에 대해서 상기 제1 상부면과의 사이에 제2 상부면을 형성하는 단계;
상기 제1 외주면과 상기 제1 상부면 사이를 한쪽 측면을 향해서 연마해서 제1 경사면을 형성하는 단계;
상기 제2 외주면과 상기 제2 상부면 사이를 한쪽 측면을 향해서 연마해서 제2 경사면을 형성하는 단계;
상기 제1 외주면과 상기 제1 상부면 사이를 다른 쪽 측면을 향해서 연마해서 제3 경사면을 형성하는 단계; 및
상기 제2 외주면과 상기 제2 상부면 사이를 다른 쪽 측면을 향해서 연마해서 제4 경사면을 형성하는 단계를 포함하는, 멀티포인트 다이아몬드 툴의 제조 방법.
제2항에 기재된 멀티포인트 다이아몬드 툴의 제조 방법으로서,
상기 베이스의 두께의 한쪽의 1/2 이내의 범위에서 인접하는 제1, 제2 외주면과 한쪽 측면 사이에, 상기 제1, 제2 외주면의 교차하는 능선을 향해서 연마해서 제5 경사면을 형성하는 단계;
상기 베이스의 두께의 다른 쪽의 1/2 이내의 범위에서 상기 제1, 제2 외주면과 다른 쪽 측면 사이에, 상기 제1, 제2 외주면의 교차하는 능선을 향해서 연마해서 제6 경사면을 형성하는 단계;
적어도 상기 제1 외주면에 대해서 상기 제2 외주면, 상기 제5 경사면 및 상기 제6 경사면 사이에 제1 상부면을 형성하는 단계;
상기 제2 외주면에 대해서 상기 제1 상부면, 상기 제5 경사면 및 상기 제6 경사면 사이에 제2 상부면을 형성하는 단계;
상기 제1 외주면, 상기 제1 상부면 및 상기 제5 경사면 사이를 한쪽 측면을 향해서 연마해서 제1 경사면을 형성하는 단계;
상기 제2 외주면, 상기 제2 상부면 및 상기 제5 경사면 사이를 한쪽 측면을 향해서 연마해서 제2 경사면을 형성하는 단계;
상기 제1 외주면, 상기 제1 상부면 및 상기 제6 경사면 사이를 다른 쪽 측면을 향해서 연마해서 제3 경사면을 형성하는 단계; 및
상기 제2 외주면, 상기 제2 상부면과 상기 제6 경사면 사이를 다른 쪽 측면을 향해서 연마해서 제4 경사면을 형성하는 단계를 포함하는, 멀티포인트 다이아몬드 툴의 제조 방법.