KR20120036740A

KR20120036740A - 스크라이빙 휠 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20120036740A
Application number: KR1020110090574A
Authority: KR
Inventors: 다까시 세끼지마; 요시유끼 아사이
Original assignee: 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2012-04-18
Also published as: TW201219326A; JP5174118B2; JP2012081623A; CN102557422A; TWI529147B; CN102557422B; TW201441172A; CN104529143A; TWI449680B; KR20130102521A; KR101677732B1

Abstract

본 발명의 과제는 원판 형상 휠의 원주를 따라 V자형의 날 끝을 형성한 스크라이빙 휠에 있어서, 스크라이브해서 분단한 취성 재료 기판의 단부면 강도를 향상시키는 것이다.
스크라이빙 휠의 원주를 예비 연마에 의해 V자 형상으로 형성해서 연마면(13)으로 하고, 다음에 선단 부분을 원하는 꼭지각 α2가 되도록 마무리 연마에 의해 연마면(16)을 형성한다. 또한 연마면(16)을 슈퍼 피니싱 연마하여, 연마면(17)을 형성한다. 이렇게 하면 날 끝의 능선의 요철을 적게 할 수 있고, 스크라이브 했을 때의 취성 재료 기판의 단부면 강도를 향상시킬 수 있다.

Description

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

본 발명은 글래스 기판 등의 취성 재료 기판을 스크라이브하기 위한 스크라이빙 휠 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 스크라이빙 휠은 초경합금제 또는 소결 다이아몬드제의 원판에 대하여 원주부를 양측으로부터 서로 비스듬히 절삭하여, 원주면에 V자형의 날 끝을 형성하고 있다. 스크라이빙 휠은 중심에 관통 구멍을 가지고 있고, 스크라이빙 장치의 스크라이브 헤드 등에 회전 가능하게 피봇장착되어 사용된다.

종래는 스크라이빙 휠의 원주면에 V자형의 날 끝을 형성하기 위해서는 우선 원판(101)의 중심에 관통 구멍(102)을 형성한다. 도 1의 (a)는 이 원판(101)의 측면도를 도시하고 있다. 그 다음에 도 1의 (b)에 측면도, 도 1의 (c)에 정면도를 도시한 바와 같이 원주 부분을 양측으로부터 V자 형상으로 연마해서 날 끝부(103)로 한다. 경우에 따라서는 날 끝부(103)를 더욱 미세한 입도의 연마제에 의해 마무리 연마하여, 스크라이빙 휠(100)을 구성하고 있다.

특허 제3759317호 공보

글래스 기판 등의 취성 재료 기판을 분단할 때는, 스크라이빙 휠을 사용해서 스크라이브한 후 스크라이브 라인에 따라 분단하나, 분단한 취성 재료 기판 단부면에는 흠집이 남기 때문에 압력이 가해졌을 때에 단부면으로부터 파괴되는 경우가 많다. 스크라이빙 휠의 원주면에 형성된 V자형의 날 끝에 요철이 있으면 분단했을 때의 취성 재료 기판 단부면에 흠집이 남기 때문에, 취성 재료 기판의 기계적인 강도가 저하된다. 그로 인해, 스크라이빙 휠의 V자형의 날 끝의 능선에는 가능한 한 요철이 적은 쪽이 바람직하다. 최근에는 플랫 패널 디스플레이 등에 사용하는 글래스 기판의 박판화가 요망되고 있고, 또한 휴대 기기 등의 소형 기기에서는 글래스의 판 두께가 예를 들어 0.4mm 내지 0.2mm로 얇게 되어 있다. 이러한 얇은 글래스에서는 기판의 강도가 저하하기 때문에, 취성 재료 기판 단부면 강도의 저하가 큰 문제가 되고 있다.

스크라이빙 휠의 날 끝 능선의 요철을 적게 하기 위해서는, 더욱 미세한 연마제를 사용해서 연마할 필요가 있다. 그런데 종래의 스크라이빙 휠에서는, V자형의 날 끝을 형성하기 위한 예비 연마와 마무리 연마를 동일한 면적에 대해서 하고 있다. 연마제의 입경은 작을수록 연마하기 어려워지기 때문에, 마무리 연마에 있어서 입경이 작은 연마제를 사용할 수록 가공 시간이 길어진다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점에 착안해서 이루어진 것으로, 스크라이빙 휠에 있어서 V자형의 날 끝을 형성할 때의 연마 가공 시간을 단축하는 스크라이빙 휠 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 원판 형상 휠의 원주부를 따라 V자형의 날 끝을 형성하여 이루어지는 스크라이빙 휠의 제조 방법이며, 원판의 중심 위치에 관통 구멍을 형성하고, 상기 원판의 원주를 따라 측면의 양측으로부터 서로 경사지게 절삭되도록 예비 연마해서 제1 연마면을 형성함으로써 원주 부분을 제1의 꼭지각을 갖는 V자 형상으로 하여 형성하고, 상기 V자 형상의 제1 연마면의 선단 부분만을 마무리 연마해서 제1 꼭지각보다 큰 제2 꼭지각을 갖는 날 끝부로 하여 제2 연마면을 형성하고, 상기 제2 연마면을 슈퍼 피니싱 연마하는 것이다.

이 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 원판 형상 휠의 원주부를 따라 V자형의 날 끝을 형성하여 이루어지는 스크라이빙 휠의 제조 방법이며, 원판의 중심 위치에 관통 구멍을 형성하고, 상기 원판의 원주를 따라 측면의 양측으로부터 서로 경사지게 절삭되도록 예비 연마해서 제1 연마면을 형성함으로써 원주 부분을 제1 꼭지각을 갖는 V자 형상으로 하여 형성하고, 상기 V자 형상의 제1 연마면을 마무리 연마해서 제2 연마면을 형성하고, 상기 제2 연마면의 선단 부분만을 제1 꼭지각보다 큰 제2 꼭지각을 갖는 날 끝부로서 슈퍼 피니싱 연마하는 것이다.

여기서 상기 슈퍼 피니싱 연마에 사용하는 연마제는, 바람직하게는 6000번 이상이며, 더욱 바람직하게는 8000번 이상이며, 더욱 바람직하게는 10000번 이상이다. 입도 3000번 이하이면, 분단한 취성 재료 기판 단부면에는 흠집이 남기 쉬운 경향이 있다.

이 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 스크라이빙 휠은, 원판 형상 휠의 원주부를 따라 제1 꼭지각이 되도록 V자 형상으로 형성한 제l 연마면을 갖고, 상기 제l 연마면의 선단의 능선에 상기 제1 꼭지각보다 큰 제2 꼭지각을 갖는 제2 연마면을 갖는 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따르면, 스크라이빙 휠의 날 끝을 예비 연마하고, V자형으로 구성함과 동시에, 그 선단 부분만을 마무리 연마하고, 그 후에 슈퍼 피니싱 연마하고 있다. 따라서 날 끝으로서 필요한 능선 부분의 요철을 적게 할 수 있다. 이 때문에 스크라이빙 휠을 사용해서 취성 재료 기판을 분단했을 때에 단부면 강도를 향상시킬 수 있다고 하는 우수한 효과가 얻어진다. 이러한 특징은 특히 얇은 취성 재료 기판을 스크라이브하고, 절단할 때에 특히 유효해진다.

도 1은 종래예에 의한 스크라이빙 휠과 그 제조 과정을 도시하는 측면도 및 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도 및 측면도이다.
도 3은 본 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 제조 과정을 도시하는 측면도이다.
도 4는 슈퍼 피니싱 연마를 행한 스크라이빙 휠의 선단 부분을 도시하는 확대도이다.
도 5는 스크라이빙 휠의 기계적 강도의 시험 상태를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 제조 과정을 도시하는 측면도이다.

도 2의 (a)는 본 발명의 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 정면도, 도 2의 (b)는 그 측면도이다. 또 도 3의 (a) 내지 (d)는 이 실시 형태의 스크라이빙 휠의 제조 과정을 도시하는 측면도다. 스크라이빙 휠을 제조할 때는, 우선 도 3의 (a)에 도시하는 원판(11)의 중앙에 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 축 구멍이 되는 관통 구멍(12)을 형성한다. 다음에 이 관통 구멍(12)에 모터 등의 회전축을 연통하여 회전시키면서, 도 3의 (a)에 도시하는 원판(11)의 전체 원주를 양측으로부터 예비 연마해서 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 V자형으로 형성한다. 이 예비 연마의 공정에서는, 예를 들어 입도 300번의 미세분말의 연마제를 사용한 연마를 하는 것으로 한다. 이렇게 해서 형성한 연마면을 연마면(13)으로 한다. 이때의 꼭지각 α1은 날 끝으로서 필요해지는 꼭지각보다도 날카롭게 연마한다. 꼭지각 α1은 바람직하게는 15°내지 140°이며, 더욱 바람직하게는 60°내지 120°이며, 더욱 바람직하게는 80°내지 100°이다. 15°이하이면 능선 선단이 가공시에 파손하기 쉽고, 140°이상이면 날 끝으로서의 실용성이 없어진다.

다음에 예비 연마에서 연마한 연마면(13)에 마무리 연마를 한다. 마무리 연마에서는, 예를 들어 입도 2000번의 미세분말의 연마제를 사용한다. 마무리 연마에서는 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이 외형은 대부분 변화되지 않는다. 이렇게 해서 형성한 연마면을 연마면(14)으로 한다.

또한 본 실시 형태에서는 도 3의 (d)에 도시한 바와 같이 선단 부분에 대해서만 슈퍼 피니싱 연마를 한다. 이 슈퍼 피니싱 연마에서는 입도 6000번 이상의 미세분말의 연마제를 사용해서 연마한다. 또한 이 공정에서는 선단 부분만 원하는 꼭지각 α2(α2>α1)가 되도록 연마를 한다. 도 4는 이 선단 부분을 도시하는 확대도다. 이렇게 해서 형성한 슈퍼 피니싱에 의한 연마면을 15로 한다. 여기서 연마제의 입도는 바람직하게는 입도 6000번 이상이며, 더욱 바람직하게는 8000번 이상이며, 더욱 바람직하게는 10000번 이상이다. 입도 3000번 이하이면, 분단한 취성 재료 기판 단부면에는 흠집이 남기 쉬운 경향이 있다. 여기서 꼭지각 α2는 바람직하게는 90° 내지 140°, 더욱 바람직하게는 95°내지 125°, 더욱 바람직하게는 100°내지 115° 로 한다. 꼭지각 α2가 큰 것은 높은 스크라이브 하중에서 사용하는데 적합하고, 꼭지각 α2가 작은 것은 낮은 스크라이브 하중에서 사용하는데 적합하다.

이와 같이 날 끝을 2단의 V자 형상으로 함으로써 스크라이빙 휠로서 필요한 날 끝의 선단 부분만을 슈퍼 피니싱 연마로 하여 가공 면적을 줄임으로써 가공 시간을 단축하면서, 날 끝의 능선의 요철을 적게 할 수 있다.

이와 같이 날 끝의 능선을 날카롭게 한 스크라이빙 휠을 사용해서 스크라이브를 행하고, 취성 재료 기판을 분단하면, 취성 재료 기판의 절단면에 발생하는 흠집을 작게 할 수 있고, 취성 재료 기판 단부면 강도를 강하게 할 수 있다. 취성 재료 기판 단부면 강도는 절단 후의 취성 재료 기판의 기계적 강도를 지배하는 주요한 인자다. 따라서 본 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠의 효과를 확인하기 위해서, 본 실시 형태와 종래의 스크라이빙 휠을 사용해서 분단한 취성 재료 기판의 기계적 강도를 비교했다. 도 5는 4점 굽힘 강도의 강도 시험을 하는 시험 장치의 일례를 나타내고 있다. 이 시험에서는 40mm×50mm로 스크라이브해서 분단한 0.3mm 두께의 글래스판을 시험편(20, 2l)으로서 사용했다. 시험편(20)은 종래의 스크라이빙 휠을 사용해서 분단한 것, 시험편(21)은 본 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠을 사용해서 분단한 것이다.

도 5에 도시한 바와 같이 베이스(31)의 상면에 소정 간격, 예를 들어 20mm의 간격의 지지대(32, 33)을 배치하고, 그 상부에 시료가 되는 시험편(20), (21)을 스크라이브한 면을 하측으로 하여 배치한다. 시험편(20)의 상부에는 10mm의 간격의 압박부(34, 35)을 갖는 가압부(36)을 적재하고, 균일하게 압박해서 파단할 때까지의 압력을 측정했다. 그리고 종래의 스크라이빙 휠을 사용한 시험편(20)에서는, 상부로부터 인가한 압력이 평균으로 84.8N일 때에 단부면으로부터 분단되고 있었다. 이에 대해 본 실시 형태에 의한 스크라이빙 휠을 사용해서 분단한 시험편(21)을 사용한 경우에는, 평균 파괴 가압이 103.6N이 되어, 단부면 강도가 강해져 있는 것을 확인할 수 있었다.

또, 이 실시 형태에서는 원판의 스크라이빙 휠에 대하여 V자형에 예비 연마를 하고, 또한 마무리 연마를 한 후, 선단 부분만을 원하는 각도가 되도록 슈퍼 피니싱 연마를 하고 있다. 이것 대신에 마무리 연마를 할 때에 선단의 각도를 원하는 꼭지각 α2가 되도록 연마해도 좋다. 도 6은 이 실시 형태의 제조 과정을 도시하는 도면이다. 이 경우에는, 도 6의 (a)에 도시하는 원판(11)의 전체 둘레를 예비 연마해서 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 V자형으로 연마한다. 이 후, 선단 부분만을 꼭지각α2가 되도록 연마한다. 이때의 연마면을 (16)으로 한다. 그 다음에 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이 선단의 연마면(16)에 다시 슈퍼 피니싱 연마에 의한 연마를 행한다. 이때의 연마면을 (17)로 한다. 예비 연마, 마무리 연마 및 슈퍼 피니싱 연마에서 사용하는 연마제는 전술한 실시 형태의 것과 동일하다. 꼭지각 α1, α2에 대해서도 전술한 바와 같다. 이 경우에는 마무리 연마의 단계에서 꼭지각 α2가 되도록 하고 있기 때문에, 제조 공정을 더욱 효율화할 수 있다.

또 여기에서 도시한 연마제의 입도는 일례이며, 이 입도에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.

[산업상의 이용 가능성]

상술한 본 발명의 스크라이빙 휠은, 취성 재료 기판을 스크라이브하는 스크라이브 장치에 사용할 수 있고, 특히 얇은 취성 재료 기판을 스크라이브하는 스크라이브 장치에 유효하다.

11 : 스크라이빙 휠
12 : 관통 구멍
13 내지 17 : 연마면

Claims

원판 형상 휠의 원주부를 따라 V자형의 날 끝을 형성하여 이루어지는 스크라이빙 휠의 제조 방법이며,
원판의 중심 위치에 관통 구멍을 형성하고,
상기 원판의 원주를 따라 측면의 양측으로부터 서로 경사지게 절삭되도록 예비 연마해서 제1 연마면을 형성함으로써 원주 부분을 제1 꼭지각을 갖는 V자 형상으로 하여 형성하고,
상기 V자 형상의 제1 연마면의 선단 부분만을 마무리 연마해서 제1 꼭지각보다 큰 제2 꼭지각을 갖는 날 끝부로하여 제2 연마면을 형성하고,
상기 제2 연마면을 슈퍼 피니싱 연마하는 스크라이빙 휠의 제조 방법.
원판 형상 휠의 원주부를 따라 V자형의 날 끝을 형성하여 이루어지는 스크라이빙 휠의 제조 방법이며,
원판의 중심 위치에 관통 구멍을 형성하고,
상기 원판의 원주를 따라 측면의 양측으로부터 서로 경사지게 절삭되도록 예비 연마해서 제1 연마면을 형성함으로써 원주 부분을 제1 꼭지각을 갖는 V자 형상으로 하여 형성하고,
상기 V자 형상의 제1 연마면을 마무리 연마해서 제2 의 연마면을 형성하고,
상기 제2 연마면의 선단 부분만을 제1 꼭지각보다 큰 제2 꼭지각을 갖는 날 끝부로하여 슈퍼 피니싱 연마하는 스크라이빙 휠의 제조 방법.
제1 항 또는 제2항에 있어서,
상기 슈퍼 피니싱 연마는, 입도 6000번 이상의 연마제에 의한 연마인 스크라이빙 휠의 제조 방법.
원판 형상 휠의 원주부를 따라 제1 꼭지각이 되도록 V자 형상으로 형성한 제l 연마면을 갖고,
상기 제1 연마면의 선단의 능선에 상기 제1 꼭지각보다 큰 제2 꼭지각을 갖는 제2 연마면을 갖는 스크라이빙 휠.