KR102509143B1

KR102509143B1 - 커터 휠 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102509143B1
Application number: KR1020160066940A
Authority: KR
Inventors: 미츠루 키타이치
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2023-03-13
Also published as: CN106313346B; CN106313346A; KR20170003386A

Abstract

요철이 없는 매끄러운 칼끝 경사면을 갖고, 장기간에 걸쳐서 안정적으로 사용할 수 있는 단결정 다이아몬드제 커터 휠 및 그 제조방법을 제공한다. 외주 면에 칼끝부(2)를 구비한 단결정 다이아몬드로 이루어지는 커터 휠(A)로, 칼끝부(2)가 좌우대칭적인 3단의 경사면(2a, 2b, 2c)과 최상단의 좌우의 경사면(2c, 2c)의 교점에 형성된 능선(2d)으로 이루어지고, 각 경사면(2a~2c)의 경사각은 상단의 경사면이 하단의 경사면보다 완만하게 형성되며, 최상단의 경사면(2c)과 능선(2d)이 실질적인 칼끝을 형성하도록 구성되고, 최상단의 경사면(2c)은 그 두께방향의 폭(L1)이 원판형상 보디(1)의 두께의 절반 이하이고, 표면 거칠기가 산술평균 거칠기로 0.03㎛ 이하가 되도록 형성한다.

Description

커터 휠 및 그 제조방법{CUTTER WHEEL AND MANUFACTURING METHOD THE SAME}

본 발명은 취성재료(脆性材料) 기판에 스크라이브 라인(절단 홈)을 가공하거나, 분단하거나 할 때에 사용되는 커터 휠(스크라이빙 휠이라고도 함) 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 알루미나, HTCC, LTCC 등의 세라믹 기판이나 사파이어 기판, 실리콘 기판 등, 비정질의 유리기판보다 단단한 취성재료 기판에 스크라이브 라인을 가공하거나 분단하기에 적합한 단결정 다이아몬드로 이루어지는 커터 휠 및 그 제조방법에 관한 것이다.

취성재료 기판을 분단하는 가공에서는 커터 휠을 사용하여 기판 표면에 스크라이브 라인을 형성하고, 그 후, 스크라이브 라인을 따라 뒷면 측에서 외력을 인가하여 기판을 휘게 함으로써 단위 기판마다 분단하는 방법이 일반적으로 알려져 있고, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되어 있다.

취성재료 기판에 스크라이브 라인을 가공하는 커터 휠은 원주 면에 V자형의 칼끝을 갖는 커터 휠이 이용된다. 커터 휠은 일반적으로 초경합금이나 다결정 다이아몬드 소결체로 만들어지고 있으나, 최근에는 유리기판보다도 경도가 높은 세라믹 기판이나 사파이어 기판, 실리콘 기판 등의 스크라이브용으로 단결정 다이아몬드로 이루어지는 커터 휠이 주목되고 있다.

커터 휠의 원주 면에 V자형의 칼끝을 형성하기 위해서는 도 3에 나타내는 것과 같이 소재가 되는 원판형상의 보디(101)의 축수 구멍(3)에 연마장치의 샤프트(4)를 삽입하여 원판형상 보디를 회전시켜서 원주 면의 양측 가장자리를 연마숫돌(5)에 의해 비스듬히 연마하여 좌우의 경사면과 능선으로 이루어지는 V자형의 칼끝을 형성하고 있다.

유리기판 등의 취성재료 기판을 분단하는 공정에서는 커터 휠로 스크라이브 라인을 가공한 후, 기판에 외력을 가해 스크라이브 라인을 따라서 분단하고 있으나, 커터 휠의 칼끝 경사면이 충분히 연마되지 않고 요철이 남아 있으면 분단한 때에 기판의 분단 단면에 흠이 남아서 기판의 단면 강도가 저하한다. 또, 커터 휠의 칼끝 경사면에 요철이 있으면 스크라이브 시의 저항이 증가하여 칼끝에 흠집이 생기거나 마모가 진행하여 사용 수명의 저하로 연결된다. 그러므로 칼끝 경사면은 요철이 없는 매끄러운 면으로 형성할 것이 요구된다. 이 칼끝 경사면의 표면 거칠기는 산술평균 거칠기(Ra)로 0.03㎛ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.

일본국 특허 제3787489호 공보

그러나 원판의 원주 면의 양측 가장자리를 깎아 내어서 V자형의 칼끝의 형태로 가공하기 위해서는 깎아내어 지는 연마영역이 많으므로 입도가 거친 조연마(粗硏磨)용 연마숫돌을 사용해야 한다. 따라서 V자형으로 가공한 후에 칼끝 경사면을 입도가 작은 연마숫돌로 마무리 연마를 할 필요가 있으나, 조연마 숫돌에 의한 가공 후의 칼끝 경사면에는 큰 요철이 남아 있으므로, 작은 입도의 연마숫돌을 사용하여 바람직한 표면 거칠기까지 연마하는 데에는 시간이 걸리는 동시에, 연마숫돌의 교환 빈도도 증가하여 비용이 높아진다. 또, 커터 휠의 칼끝은 취성재료 기판으로 파고들어가는 선단 능선부분이 실질적인 칼끝이 되므로, 이 일을 실행하는 칼끝의 선단 부분만을 희망하는 표면 거칠기로 마무리하면 좋으나, 상기 방법에서는 칼끝 경사면의 전체 영역이 마무리 연마되므로 쓸데없는 부분이 생기게 된다. 특히, 경도가 높고, 표면에 나타나는 복수의 결정방위의 영향을 받기 쉬운 단결정 다이아몬드만으로 이루어지는 커터 휠의 가공에서는 요철이 남은 칼끝 경사면을 희망하는 표면 거칠기까지 전체 둘레에 걸쳐서 균일하게 마무리 연마를 하는 것은 매우 어려운 작업이 된다.

그래서 본 발명은 상기 과제를 감안하여, 요철이 없이 매끄러운 칼끝 경사면을 가지며, 장기간에 걸쳐서 안정되게 사용할 수 있는 단결정 다이아몬드제의 커터 휠 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 다음과 같은 기술적 수단을 강구하였다. 즉, 본 발명의 커터 휠은, 외주 면에 칼끝부를 구비한 단결정 다이아몬드로 이루어지는 커터 휠로, 상기 칼끝부가 좌우대칭적인 3단의 경사면과 최상단의 좌우의 경사면의 교점에 형성된 능선으로 이루어지고, 상기 3단의 각 경사면의 경사각은 상단의 경사면이 하단의 경사면보다 완만해지도록 형성되고, 상기 최상단의 경사면과 상기 능선이 스크라이브 대상이 되는 취성재료 기판으로 파고들어가는 실질적인 칼끝을 형성하도록 구성되며, 상기 최상단의 경사면부의 두께방향의 폭이 원판형상 보디의 두께의 절반 이하이고, 상기 최상단의 경사면의 표면 거칠기가 산술평균 거칠기로 0.03㎛ 이하이며, 상기 능선의 최대높이 거칠기는 0.3㎛ 이하가 되도록 형성되어 있는 구성으로 하였다. 여기서, 상기 최상단의 좌우의 경사면이 교차각도가 100~150°가 되도록 형성하는 것이 좋다.

또, 본 발명은 이하의 커터 휠의 제조방법도 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 커터 휠의 제조방법은, 좌우 대칭적인 3단의 경사면과 최상단의 경사면의 교점에 형성된 능선으로 이루어지는 칼끝부를 외주 면에 구비하고, 상기 3단의 각 경사면은 상단의 경사면이 하단의 경사면보다 완만한 경사각이 되도록 형성된 단결정 다이아몬드제 커터 휠의 제조방법으로, 원형상 보디의 원주 면의 양측 가장자리를 제거하여 최하단의 경사면을 형성하는 1차 가공공정과, 상기 1차 가공공정에 의해 형성된 최하단의 경사면의 일부를 가공하여 2단째 경사면을 형성하는 2차 가공공정과, 상기 2차 가공공정에 의해 형성된 2단째 경사면의 일부를 가공하여 최상단의 경사면을 형성하는 3차 가공공정으로 이루어지고, 상기 3차 가공공정에서는 상기 최상단의 경사면의 표면 거칠기가 산술평균 거칠기로 0.03㎛ 이하이며, 상기 능선의 최대높이 거칠기는 0.3㎛ 이하가 되도록 가공하며, 상기 3차 가공공정에서 가공되는 최상단의 경사면부의 두께방향의 폭이 원판형상 보디의 두께의 절반 이하가 되게 가공하도록 하였다.

본 발명의 커터 휠에 의하면 칼끝부의 경사면이 3단의 경사면으로 형성되어 있으므로, 경사면을 가공할 때에 하단의 경사면에서 상단에 걸쳐서 순차적으로 3회로 나눠서 가공할 수 있다. 따라서, 가공공정 순으로 입도가 작은 연마숫돌로 바꿔 감으로써 1단째 경사면에서 2단째, 3단째 경사면에 걸쳐서 표면의 요철을 순차적으로 작게 할 수 있고, 최종적으로는 실질적인 칼끝 경사면이 되는 최상단의 경사면을 입도가 작은 마무리용의 연마숫돌을 사용하여 희망하는 표면 거칠기까지 용이하게 가공할 수 있다. 또, 최상단의 경사면의 폭이 원판형상 보디의 두께의 절반 이하가 되도록 하고 있으므로, 최상단의 경사면을 마무리 연마숫돌로 연마할 때에 종래와 같은 칼끝 경사면의 전체 폭을 연마하는 것에 비하여 연마영역이 대폭으로 작아져서 낭비 없이 신속하게 마무리 연마를 할 수 있다. 이에 의해 요철이 없는 매끄러운 칼끝 경사면을 구비하며, 이가 빠지는 일이 적고 사용 수명이 긴 단결정 다이아몬드제의 커터 휠을 용이하게 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 커터 휠 제조방법에 의하면 1차, 2차, 3차의 3단계의 가공공정을 거쳐서 3단의 경사면을 갖는 칼끝부가 가공되나, 이때 1단째 경사면에서 2단째, 3단째 경사면에 걸쳐서 표면의 요철이 작아지도록 순차적으로 가공된다. 그러므로 최종적으로는 실질적인 칼끝 경사면이 되는 최상단의 3단째 경사면을 입도가 작은 마무리용의 연마숫돌을 사용하여 희망하는 표면 거칠기까지 용이하게 가공할 수 있다.

또, 3차 가공공정에서는 원판형상 보디의 두께의 절반 이하가 된 3단째 경사면만을 희망하는 표면 거칠기로 마무리 가공을 하는 것이므로, 종래와 같은 칼끝 경사면의 전체 폭을 가공하는 것에 비하여 가공영역이 대폭으로 작아져서 낭비 없이 신속하게 마무리 가공을 할 수 있다. 이와 같은 이점은 단단하며 다른 결정방위의 영향을 받기 쉬운 단결정 다이아몬드만으로 이루어지는 커터 휠의 가공에서 특히 현저하게 나타난다. 이에 의해, 전체 둘레에서 요철이 없는 매끄러운 칼끝 경사면을 구비하며, 이가 빠지는 일이 적고 사용 수명이 긴 단결정 다이아몬드제의 커터 휠을 효율적으로 제조할 수 있다.

상기 발명에서, 능선의 최대높이 거칠기를 0.3㎛ 이하로 한다. 또, 보다 바람직하게는 능선의 최대높이 거칠기를 0.1㎛ 이하, 또는 0.05㎛ 이하로 하는 것이 좋다.

커터 휠의 소재가 다결정 다이아몬드 소결체인 경우에는 그다지 문제가 되지 않았으나, 최근 단결정 다이아몬드로 이루어지는 커터 휠에서는 표면의 미세한 흠(균열)이 기점이 되어 균열이 진행하기 쉬운 성질을 갖고 있다는 것을 알게 되었다. 특히, 단결정 다이아몬드를 원판형상으로 가공하고, 그 외주에 칼끝을 더 형성하는 경우, 원주 상에서는 주기적으로 다른 결정방위의 영향을 받으므로 특정한 개소에서 미세한 흠(균열)이 나타나기 쉽다. 그러므로 산술평균 거칠기(Ra) 만이 아니라 능선의 최대높이 거칠기(Rz)의 값에 대해서도 다른 결정방위의 영향을 받는 복수의 개소에서 동일한 정도로 작아지도록 되어 있는 것이 균열의 방지에 유효하다는 사실이 판명되었다. 즉, 능선의 산의 높이의 최대치와 골의 깊이의 최대치의 합(和)인 능선의 최대높이 거칠기(Rz)가 외주 상에서 상기 값보다 커지는 개소가 없도록 가공하여, 커터 휠 표면의 산술평균 거칠기(Ra)의 값에 나타나기 어려운 국소적인 요철도 줄임으로써 스크라이브 시에 커터 휠이 국소적이면서도 집중적인 하중을 받아서 균열이 발생한다는 문제를 감소시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 커터 휠을 나타내는 정면도와 측면도와 칼끝 부분의 확대도이다.
도 2는 본 발명의 커터 휠의 제조공정을 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 커터 휠의 제조방법에서 1차 연마공정을 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 효과를 설명하는 도면이다.

이하, 본 발명의 커터 휠 및 그 제조방법에 대해서 도 1~도 3에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 1 (a)는 본 발명에 관한 커터 휠(A)을 나타내는 정면도이고, 도 1 (b)는 측면도이며, 도 1 (c)는 칼끝 부분의 확대도이다. 이 커터 휠(A)은 단결정 다이아몬드만으로 제작되며, 중심에 축수 구멍(3)을 구비한 원판형상 보디(1)의 외주 면에 칼끝부(2)가 설치되어 있다. 본 실시 예에서는 커터 휠(A)의 지름(D)이 2㎜, 두께(t)가 650㎛, 3단째(최상단)의 경사면의 교차각도가 120°가 되도록 형성하였다.

커터 휠(A)의 칼끝부(2)는 좌우대칭으로 형성된 3단의 경사면(2a, 2b, 2c)과 최상단의 경사면(2c, 2c)의 교점에 형성된 능선(2d)으로 이루어진다. 이들 경사면(2a, 2b, 2c)의 경사각도는 상단의 경사면이 하단의 경사면보다 완만하게 되도록 형성되어 있다. 본 실시 예에서는 1단째(최하단)의 좌우의 경사면(2a, 2a)의 교차각도(α1)가 90~140°, 바람직하게는 100~140°로 형성되고, 2단째의 좌우의 경사면(2b, 2b)의 교차각도(α2)가 95~145°, 바람직하게는 105~145°로 형성되며, 3단째(최상단)의 좌우의 경사면(2c, 2c)의 교차각도(α3)가 100~150°, 바람직하게는 110~150°로 형성되어 있다. 이 3단째 경사면(2c, 2c)과 이들 경사면이 교차하는 능선(2d)이 스크라이브 시에 취성재료 기판으로 파고들어가는 실질적인 칼끝이 된다. 따라서, 경사면(2c, 2c)의 교차각도(α3)가 칼끝 각도가 된다. 여기서, 3단째(최상단)의 경사면(2c, 2c)의 교차각도(α3)와 2단째 경사면(2b, 2b)의 교차각도(α2)의 각도 차는 5~10°, 2단째 경사면(2b, 2b)의 교차각도(α2)와 1단째(최하단)의 경사면(2a, 2a)의 교차각도(α1)의 각도 차는 5~10°가 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 각도 차로 함으로써 가공에 의해 제거되는 양을 최소한으로 하면서 경사면과 능선을 정밀도 좋게 확실히 형성할 수 있다.

이 실질적인 칼끝이 되는 3단째 경사면(2c, 2c)의 능선에서부터의 경사면을 따른 폭(L1)은 지름 2㎜이고 두께 650㎛인 커터 휠(A)에서는 한쪽이 10~50㎛가 되로록 형성하는 것이 바람직하다. 3단째(최상단)의 경사면의 교차각도가 120°이고 경사면을 따른 폭(L1)이 한쪽 50㎛인 때 3단째의 좌우의 경사면부를 합한 두께방향의 폭은 약 80㎛가 된다.

다음에, 커터 휠(A)의 제조방법을 도 2 및 도 3에 의거하여 설명한다.

도 2 (a)는 칼끝가공 전의 원판형상 보디(101)를 나타낸다. 이 원판형상 보디(101)는 측면에서 보면 원형으로 외주 면이 평평하고, 중심에는 관통한 축수 구멍(3)이 설치되어 있다. 원판형상 보디(101)의 두께(t)는 완성된 커터 휠(A)의 두께와 같은 650㎛가다.

이 원판형상 보디(101)의 축수 구멍(3)을 도 3에 나타내는 것과 같이 연마장치의 회전축(4)에 삽입하여 원판형상 보디(101)를 설치하고, 원판형상 보디(101)를 회전시키면서 연마숫돌(5)을 원판형상 보디(101)의 외주 면의 측면 가장자리 부분으로 밀어붙여서 1단째 경사면(2a)의 가공, 즉 1차 가공공정을 실행한다. 이 공정에서는, 먼저, 일방의 경사면(2a)을 가공하고, 이어서 원판형상 보디(101)를 반전시켜서 다른 일방의 경사면(2a)을 가공한다. 이에 의해, 도 2 (b)에 나타내는 것과 같은 경사면(2a)만으로 칼끝 경사면이 형성된 원판형상 보디(102)가 형성된다.

1차 가공공정에서는 제거되는 영역(S1)이 크므로, 즉 가공영역이 크므로, 연마에 의해 가공하는 경우에는 입도가 거친 연마숫돌, 예를 들어 입도 400~1000번, 바람직하게는 600~900번의 조연마 숫돌을 사용하여 연마한다.

이어서, 상기와 같은 수법에 의해 앞의 1차 가공공정으로 가공된 1단째 경사면(2a)의 위쪽 부분을 가공하여 2단째 경사면(2b, 2b)을 형성하는 2차 가공공정을 실행한다. 이에 의해, 도 2 (c)에 나타내는 것과 같이, 1단째 경사면(2a)과 2단째 경사면(2b)에 의해 2단 형상의 칼끝 경사면을 갖는 원판형상 보디(103)가 형성된다. 이 경우, 각도에 따라서 2단째 경사면(2b, 2b)의 경사면에 따른 폭(W2)이 한쪽이 30~80㎛가 되도록 하는 것이 좋다.

이 2차 가공공정에서는 가공에 의해 제거되는 영역(S2), 즉 가공영역이 1차 가공공정의 가공영역(S1)에 비해 현저히 적으므로, 연마에 의해 가공하는 경우에는 1차 가공공정에서 사용한 연마숫돌보다도 입도가 작은 연마숫돌, 예를 들어 입도 2000~8000번, 바람직하게는 3000~5000번의 연마숫돌을 이용하여 연마할 수 있다. 이에 의해 2단째 경사면(2b)은 1단째 경사면(2a)보다도 작은 요철 면으로 깨끗하게 가공된다.

이어서, 도 2 (d)에 나타내는 것과 같이 2차 가공공정에 의해 가공된 2단째 경사면(2b)의 위쪽 부분을 가공하여 3단째 경사면(2c, 2c)을 형성하는 3차 가공공정을 실행하여 원판형상 보디(1)를 완성시킨다. 이 경우, 3단째 경사면(2c, 2c)의 능선에서의 경사면을 따른 폭(W1)이 10~50㎛가 되도록 하는 것이 좋다. 또, 이때 3단째의 좌우의 경사면부의 두께방향의 폭(L1)이 원판형상 보디(1)의 두께(t)의 절반 이하가 되도록 한다. 이 3단째 경사면(2c, 2c)과 이들 경사면의 교점에 형성되는 능선(2d)이 스크라이브 시에 취성재료 기판으로 파고들어가는 실직적인 칼끝을 형성한다.

3차 가공공정에서는 가공에 의해 제거되는 영역(S3)이 2차 가공공정의 가공영역(S2)에 비해 더 작아지고, 게다가, 깎여지는 2단째 경사면(2b)의 표면의 요철이 앞의 2차 가공공정에 비해 작아져 있다. 따라서 연마에 의해 가공을 실행하는 경우에는 2차 가공공정에서 사용한 연마숫돌보다도 더 입도가 작은 마무리용 연마숫돌, 예를 들어 입도 10000~30000번의 연마숫돌을 이용할 수 있다. 이에 의해 희망하는 표면 거칠기까지, 즉 JIS0601 : 2013에서 규정하는 산술평균 거칠기(Ra)로 0.03㎛ 이하, 바람직하게는 0.01㎛까지 용이하게 연마할 수 있다.

마찬가지로, JIS0601 : 2013에서 규정하는 최대높이 거칠기(Rz)를 계측하여, 최대높이 거칠기(Rz)가 0.3㎛ 이하, 바람직하게는 0.1㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.05㎛ 이하가 되도록 한다. 이에 의해 능선의 미세한 흠(요철)에 기인한 균열이 발생하기 어렵게, 즉, 능선의 미세한 흠(요철)에 기인한 균열의 발생을 최소화할 수 있다. 또, 이 가공에서는 산술평균 거칠기(Ra) 및 최대높이 거칠기(Rz)를 작게 할수록 균열이 발생하기 어려워지나, 그만큼 가공의 난이도도 증가하므로 가공 비용과의 관계에서 거칠기의 정밀도를 정하도록 한다.

상기와 같이 본 발명에서는 1차, 2차, 3차라는 3단계의 가공공정을 거쳐서 3단의 경사면을 갖는 칼끝부(2)가 가공된다. 이때, 가공공정 순으로 입도가 작은 연마숫돌로 바꿈으로써 1단째 경사면(2a)에서 2단째 경사면(2b), 나아가 3단째 경사면(2c)에 걸쳐서 순차적으로 표면의 요철이 작아지도록 가공된다. 따라서 실질적인 칼끝 경사면이 되는 3단째 경사면(2c)을 가공하는 3차 가공공정에서는 입도가 작은 마무리용의 연마숫돌을 사용하여 희망하는 표면 거칠기까지 용이하게 가공할 수 있다. 또, 3차 가공공정에서는 실질적인 칼끝 경사면이 되는 3단째 경사면(2c)만을 희망하는 표면 거칠기로 마무리 가공을 하는 것이므로, 도 4 (b)에 나타내는 것과 같이, 종래의 칼끝 경사면의 폭(L)에 비해, 도 4 (a)에 나타내는 경사면(2c)의 폭(L1)이 원판형상 보디(1)의 두께(t)의 절반 이하이므로 낭비 없이 신속하게 마무리 가공을 할 수 있다. 이와 같은 이점은 단단한 단결정 다이아몬드만으로 이루어지는 커터 휠의 연마에서 특히 현저하게 나타난다.

이상, 본 발명의 대표적인 실시 예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 반드시 상기 실시형태로 특정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명에서는 상기 실시 예에서 나타낸 지름 2㎜의 것을 포함하여, 0.8~3㎜의 커터 휠에 적용할 수 있다. 또, 실질적인 칼끝 각도가 되는 3단째 경사면(2c)의 교차각도(α3)는 본 실시 예에서는 120°로 하였으나, 100~150°의 범위 내에서 실시하는 것이 가능하다.

또, 본 실시 예에서는 1차 가공공정, 2차 가공공정, 3차 가공공정에서 연마에 의해 가공영역을 형성하였으나, 그 외의 가공방법에 의해 가공영역을 형성하여도 좋다. 예를 들어 레이저에 의한 가공이나, 붕소나 인 등의 불순물을 도프하여 전도성을 가지게 한 단결정 다이아몬드인 경우에는 방전가공을 이용할 수 있다. 가공영역이 큰 1차 가공공정에서는 레이저 가공이나 방전가공을 이용함으로써 가공시간을 짧게 할 수 있다. 한편, 가공 후의 표면 거칠기를 작게 하기 위해서는 3차 가공은 연마가공을 실행하는 것이 바람직하다.

그 외, 본 발명에서는 그 목적을 달성하며, 청구범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 수정, 변경하는 것이 가능하다.

본 발명은 세라믹 기판이나 사파이어 기판, 실리콘 기판 등, 비정질의 유리기판보다도 단단한 취성재료 기판에 스크라이브 라인을 가공하거나, 분단하거나 할 때에 사용되는 단결정 다이아몬드제의 커터 휠에 적용된다.

A 커터 휠
L1 3단째(최상단) 경사면의 폭
α3 3단째 경사면의 교점 각도
1 원판형상 보디
2 칼끝부
2a 1단째(최하단) 경사면
2b 2단째 경사면
2c 3단째 경사면
2d 능선
3 축수 구멍

Claims

외주 면에 칼끝부를 구비한 단결정 다이아몬드로 이루어지는 커터 휠로,
상기 칼끝부가 좌우 대칭적인 3단의 경사면과 최상단의 좌우의 경사면의 교점에 형성된 능선으로 이루어지고,
상기 3단의 각 경사면의 경사각은 상단의 경사면이 하단의 경사면보다 완만해지도록 형성되고, 상기 최상단의 경사면과 상기 능선이 스크라이브 대상이 되는 취성재료 기판으로 파고들어가는 실질적인 칼끝을 형성하도록 구성되며,
상기 최상단의 경사면부의 두께방향의 폭이 원판형상 보디의 두께의 절반 이하이고, 상기 최상단의 경사면의 표면 거칠기가 산술평균 거칠기로 0.03㎛ 이하이며, 상기 능선의 최대높이 거칠기는 0.3㎛ 이하가 되도록 형성되어 있는 커터 휠.
제 1 항에 있어서,
상기 최상단의 좌우의 경사면이 교차하는 각도가 100~150°인 커터 휠.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 능선의 최대높이 거칠기가 0.1㎛ 이하인 커터 휠.
제 3 항에 있어서,
상기 능선의 최대높이 거칠기가 0.05㎛ 이하인 커터 휠.
좌우 대칭적인 3단의 경사면과 최상단의 경사면의 교점에 형성된 능선으로 이루어지는 칼끝부를 외주 면에 구비하고, 상기 3단의 각 경사면은 상단의 경사면이 하단의 경사면보다 완만한 경사각이 되도록 형성된 단결정 다이아몬드제 커터 휠의 제조방법으로,
원형상 보디의 원주 면의 양측 가장자리를 제거하여 최하단의 경사면을 형성하는 1차 가공공정과,
상기 1차 가공공정에 의해 형성된 최하단의 경사면의 일부를 가공하여 2단째 경사면을 형성하는 2차 가공공정과,
상기 2차 가공공정에 의해 형성된 2단째 경사면의 일부를 가공하여 최상단의 경사면을 형성하는 3차 가공공정으로 이루어지고,
상기 3차 가공공정에서는 상기 최상단의 경사면의 표면 거칠기가 산술평균 거칠기로 0.03㎛ 이하이며, 상기 능선의 최대높이 거칠기는 0.3㎛ 이하가 되도록 가공하며,
상기 3차 가공공정에서 가공되는 최상단의 경사면부의 두께방향의 폭이 원판형상 보디의 두께의 절반 이하가 되게 가공하도록 한 커터 휠의 제조방법.
제 5 항에 있어서,
상기 3차 가공공정에서 상기 최상단의 좌우의 경사면이 교차하는 각도가 100~150°가 되도록 가공하도록 한 커터 휠의 제조방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 능선의 최대높이 거칠기가 0.1㎛ 이하인 커터 휠의 제조방법.
제 7 항에 있어서,
상기 능선의 최대높이 거칠기가 0.05㎛ 이하인 커터 휠의 제조방법.