TW201302638A - 劃線方法、鑽石尖、劃線裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種可於脆性材料基板上形成良好之劃線之劃線方法及用於該劃線方法之鑽石尖，以及具備該鑽石尖之劃線裝置。鑽石尖係藉由相對於脆性材料基板(4)移動而於脆性材料基板(4)上形成劃線之刀具(tool)。鑽石尖之刃部(61)呈四角錐台狀，且主要具有前端面(64)、複數個(本實施形態為4個)斜面(65(65a~65d))、及複數個圓角面(67(67a~67d))。又，刃部(61)之各稜線(66)具有2個鄰接之斜面(65)之交線即直線部(68)、及位於與該鄰接斜面(65)之各者連接之圓角面(67)上且連接於直線部(68)及前端面(64)之曲線部(69)。

Description

劃線方法、鑽石尖、劃線裝置
本發明係有關於一種於脆性材料基板上形成劃線之方法、及用於該方法之鑽石尖、進而包含該鑽石尖之劃線裝置。
先前，已知有藉由鑽石尖或劃線刀輪來切削玻璃基板，以於玻璃基板上形成劃線之技術(例如，專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-085791號公報
專利文獻1之技術會產生因切削玻璃基板而於劃線附近產生切屑之問題。又，專利文獻1之技術會產生視情況而於經劃線之剖面上產生微裂(細小之龜裂)之問題。
因此，本發明之目的在於提供一種可於脆性材料基板上形成良好之劃線之劃線方法、及用於該方法之鑽石尖、進而包含該鑽石尖之劃線裝置。
為解決上述課題，技術方案1之發明係一種劃線方法，其特徵在於：其係藉由具備包含鑽石內含物之刃部之刀具而於脆性材料基板上形成劃線，且包括如下步驟：(a)藉由使上述刃部與上述脆性材料基板接觸，而自上述刀具對上 述脆性材料基板賦予力；(b)於使上述刀具之上述刃部與上述脆性材料基板接觸之狀態下，使上述刀具對上述脆性材料基板相對移動，藉此於上述脆性材料基板上形成劃線；且上述刃部之外表面具有曲面形狀之圓角面；於上述步驟(a)中，藉由使上述圓角面與上述脆性材料基板接觸，而自上述刀具對上述脆性材料基板賦予力；於上述步驟(b)中，保持上述圓角面向下凸出之狀態，使上述刀具對上述脆性材料基板相對移動。
技術方案2之發明係如技術方案1之劃線方法，其中上述刀具係於圓柱狀或稜柱狀之桿體即握持部之一端設置有上述刃部之鑽石尖。
技術方案3之發明係如技術方案2之劃線方法，其中作為上述鑽石尖，以如下方式設定：上述刃部具有：前端面；複數個斜面，該等各自與上述前端面連接；以及複數個上述圓角面，該等各自由上述複數個斜面中之2個即鄰接斜面與上述前端面包圍；且上述刃部之各稜線具有：直線部，其為上述2個鄰接斜面之交線；以及曲線部，其位於與上述2個鄰接斜面之各者連接之圓角面上，且連接於上述直線部及上述前端面；並且，於上述刃部之各稜線上，上述直線部相對於上述前端面之斜度，設定為大於上述前端面為水平時上述曲線部相對於上述前端面之斜度。
技術方案4之發明係如技術方案3之劃線方法，其中使用如下者作為上述鑽石尖：上述鑽石內含物為多晶鑽石，且上述多晶鑽石係將包含微細之晶粒組織或非晶質之石墨型 碳物質作為起始物質，於超高壓高溫下直接燒結轉換為鑽石，且實質上僅由鑽石構成。
技術方案5之發明係如技術方案3之劃線方法，其中使用如下者作為上述鑽石尖：上述鑽石內含物含有：含量為65.0重量%~75.0重量%之鑽石、含量為3.0重量%~10.0重量%之超微粒碳化物、及其餘之結合材之鑽石燒結體，且上述鑽石之平均粒徑為0.1 μm~5.0 μm，上述結合材係以鈷為主成分之鐵系金屬。
技術方案6之發明係如技術方案5之劃線方法，其中使用如下者作為上述鑽石尖：上述鑽石燒結體中之上述超微粒碳化物之含量為6.0重量%~8.0重量%，且上述超微粒碳化物含有1.0重量%~4.0重量%之碳化鈦、及其餘之碳化鎢。
技術方案7之發明係如技術方案1之劃線方法，其中上述刀具係於圓盤狀本體部之外周設置有上述刃部之劃線刀輪。
技術方案8之發明係一種鑽石尖，其特徵在於：其係藉由對脆性材料基板相對移動，而於上述脆性材料基板上形成劃線者，且包括：握持部，其為圓柱狀或稜柱狀桿體，以及刃部，其包含鑽石內含物，且設置於上述握持部之一端；上述刃部具有：前端面；複數個斜面，該等各自與上述前端面連接；以及複數個圓角面，該等各自由上述複數個斜面中之2個即鄰接斜面與上述前端面包圍；上述刃部之各稜線具有：直線部，其為上述2個鄰接斜面之交線；以及曲線部，其位於與上述2個鄰接斜面之各者連接之圓 角面上，且連接於上述直線部及上述前端面；並且，於上述刃部之各稜線上，上述直線部相對於上述前端面之斜度，設定為大於上述前端面為水平時上述曲線部相對於上述前端面之斜度。
技術方案9之發明係如技術方案8之鑽石尖，其中上述鑽石內含物係多晶鑽石，且上述多晶鑽石係將包含微細之晶粒組織或非晶質之石墨型碳物質作為起始物質，於超高壓高溫下直接燒結轉換為鑽石，且實質上僅由鑽石構成。
技術方案10之發明係如技術方案8之鑽石尖，其中上述鑽石內含物係鑽石燒結體，且上述鑽石燒結體係含有含量為65.0重量%~75.0重量%之鑽石、含量為3.0重量%~10.0重量%之超微粒碳化物、及其餘之結合材；上述鑽石之平均粒徑為0.1 μm~5.0 μm，上述結合材係以鈷為主成分之鐵系金屬。
技術方案11之發明係如技術方案10之鑽石尖，其中上述鑽石燒結體中之上述超微粒碳化物為6.0重量%~8.0重量%，且上超微粒碳化物含有1.0重量%~4.0重量%之碳化鈦、及其餘之碳化鎢。
技術方案12之發明係如技術方案8至11中任一技術方案之鑽石尖，其中上述複數個圓角面係於上述脆性材料基板上形成劃線時與上述脆性材料基板接觸之接觸部。
技術方案13之發明係一種劃線裝置，其特徵在於包括：劃線單元，其包含如技術方案8至11中任一技術方案之鑽石尖；以及保持單元，其一面保持上述脆性材料基板一面 使其移動；且，藉由使上述保持單元對上述劃線單元相對移動而於上述脆性材料基板上形成劃線。
技術方案14之發明係一種劃線裝置，其特徵在於包括：劃線單元，其包含如技術方案12之鑽石尖；以及保持單元，其一面保持上述脆性材料基板一面使其移動；且，藉由使上述保持單元對上述劃線單元相對移動而於上述脆性材料基板上形成劃線。
根據技術方案1至技術方案7之發明，若使刀具一面接觸於脆性材料基板一面進行移動，則無需切削與刀具之圓角面接觸之脆性材料基板之接觸部，便可使該接觸部產生較大之壓縮應力及拉伸應力。藉由該壓縮應力及拉伸應力，而於脆性材料基板上形成劃線及垂直裂紋。藉此，可防止於劃線附近產生切屑及微裂，從而可對脆性材料基板良好地進行劃線。
根據技術方案8至技術方案14之發明，若於使刃部之圓角面接觸於脆性材料基板，並自圓角面對脆性材料基板施力之狀態下，使鑽石尖移動，則無需切削與圓角面接觸之脆性材料基板之接觸部，便可使該接觸部中產生較大之壓縮應力及拉伸應力。藉由該壓縮應力及拉伸應力，而於脆性材料基板上形成劃線及垂直裂紋。藉此，可防止於劃線附近產生切屑及微裂，從而可對脆性材料基板良好地進行劃線。
以下，一面參照圖式，一面對本發明之實施形態進行詳細說明。
<1.第1實施形態>
<1.1.劃線裝置之構成>
圖1及圖2分別係表示第1實施形態中之劃線裝置1之整體構成之一例之前視圖及側視圖。劃線裝置1係於如同例如玻璃基板或陶瓷基板等之類之由脆性材料形成之基板(以下，亦簡稱為「脆性材料基板」)4之表面上劃有劃線(切割紋路：縱向裂紋)之裝置。
如圖1及圖2所示，劃線裝置1係主要包括保持單元10、劃線單元20、攝像部單元80、及控制單元90。再者，於圖1及以下各圖中，為明確該等構件之方向關係，而視需要適當地標註有將Z軸方向作為鉛垂方向且將XY平面作為水平面之XYZ正交座標系。
此處，於第1及第2實施形態中，將如下方法稱為「斷裂」，即，(1)藉由劃線裝置1(於第2實施形態之情形時為劃線裝置100)，而於脆性材料基板4之表面上形成劃線SL及垂直裂紋K(參照下述圖7及圖10)(劃線步驟)；(2)其次，藉由應力作用，而使垂直裂紋K進一步伸展，將脆性材料基板4切斷(斷裂步驟)。
另一方面，將如下方法稱為「斷開」，該方法係僅藉由劃線步驟(即，不執行斷裂步驟)，而使垂直裂紋K自脆性材料基板4之劃線SL之主面伸展至相反側之主面為止，將 脆性材料基板4切斷。
又，作為可藉由本實施形態之劃線方法而斷裂或斷開之脆性材料基板4之材質之例，可列舉玻璃、陶瓷、矽、或藍寶石等。尤其近年來，作為用於通信機器關聯之高頻模組之基板，正在自HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics，高溫共燒陶瓷)向著相對易於加工之LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics，低溫共燒陶瓷)加速轉移。因此，本實施形態之劃線方法不斷得到有效利用。
保持單元10係藉由一面保持脆性材料基板4一面使其移動，而使脆性材料基板4相對劃線單元20進行移動。如圖1所示，保持單元10係設置於基部10a上，且主要包括載置台11、滾珠螺桿機構12、及馬達13。
此處，基部10a係由例如大致立方體狀之石板形成，且其上表面(與保持單元10對向之面)經平坦加工。藉此，可降低基部10a之熱膨脹，從而使由保持單元10保持之脆性材料基板4良好地移動。
載置台11係吸附保持所載置之脆性材料基板4。又，載置台11係使所保持之脆性材料基板4沿著箭頭AR1方向(X軸之正或負方向：以下，亦簡稱為「進退方向」)進退移動，並且沿著箭頭R1方向進行旋轉。如圖1及圖2所示，載置台11係主要包括吸附部11a、旋轉台11b、及移動台11c。
吸附部11a係設置於旋轉台11b之上側。如圖1及圖2所示，於吸附部11a之上表面可載置脆性材料基板4。又，於 吸附部11a之上表面，柵格狀地配置有複數個吸附槽(省略圖示)。於吸附部11a之上表面上，載置著脆性材料基板4之狀態下，藉由將各吸附槽內之環境氣體進行排氣(吸引)，而使脆性材料基板4吸附於吸附部11a。
旋轉台11b係設置於吸附部11a之下側，且使吸附部11a以與Z軸大致平行之旋轉軸11d為中心進行旋轉。又，移動台11c係設置於旋轉台11b之下側，且使吸附部11a及旋轉台11b沿進退方向進行移動。
因此，由載置台11吸附保持之脆性材料基板4沿著箭頭AR1方向進退移動，並且以隨著吸附部11a之進退動作而移動之旋轉軸11d為中心進行旋轉。
滾珠螺桿機構12係配置於載置台11之下側，且使載置台11沿著箭頭AR1方向進退移動。如圖1及圖2所示，滾珠螺桿機構12係主要包括進給螺桿12a與螺母12b。
進給螺桿12a係沿著載置台11之進退方向延伸之桿體。於進給螺桿12a之外周面，設置有螺旋狀之槽(省略圖示)。又，進給螺桿12a之一端由支持部14a可旋轉地支持，且進給螺桿12a之另一端由支持部14b可旋轉地支持。進而，進給螺桿12a係與馬達13聯動連結，若馬達13旋轉，則進給螺桿12a沿著馬達13之旋轉方向旋轉。
螺母12b係隨著進給螺桿12a旋轉，藉由未圖示之滾珠之滾動而沿著箭頭AR1方向進退移動。如圖1及圖2所示，螺母12b係固定於移動台11c之下部。
藉此，若將馬達13驅動、馬達13之旋轉力傳遞至進給螺 桿12a，則螺母12b沿著箭頭AR1方向進退移動。其結果，固定著螺母12b之載置台11與螺母12b同樣地沿著箭頭AR1方向進退移動。
一對導軌15、16係規制載置台11於行進方向上之移動。如圖2所示，一對導軌15、16係於基部10a上隔開特定距離而固定於箭頭AR2方向上。
複數個(本實施形態中為2個)滑動部17(17a、17b)係沿著導軌15於箭頭AR1方向上自如滑動。如圖1及圖2所示，各滑動部17(17a、17b)係於移動台11c之下部隔開特定距離而固定於箭頭AR1方向上。
複數個(本實施形態中為2個，惟為方便圖示，僅記載滑動部18a)滑動部18係沿著導軌16於箭頭AR1方向上自如滑動。如圖1及圖2所示，各滑動部18係與滑動部17(17a、17b)同樣地，於移動台11c之下部隔開特定距離而固定於箭頭AR1方向上。
因具有以上構成，於保持單元10中，若將馬達13之旋轉力賦予至滾珠螺桿機構12，則載置台11沿著一對導軌15、16進行移動。因此，可確保載置台11於進退方向上之直線性。
劃線單元20係藉由使用鑽石尖60(參照下述圖3)而於脆性材料基板4上形成劃線。如圖1及圖2所示，劃線單元20主要包括劃線頭部30與驅動部70。
劃線頭部30係自所保持之鑽石尖60對脆性材料基板4之表面賦予按壓力(以下，亦簡稱為「劃線負荷」)。又，劃 線頭部30係在使鑽石尖60之刃部61(參照圖3)接觸於脆性材料基板4之狀態下使鑽石尖60移動，而於脆性材料基板4上形成劃線。再者，關於劃線頭部30之詳細構成，將於下文中進行敍述。
驅動部70係使由劃線頭部30保持之鑽石尖60沿著箭頭AR2方向(Y軸正或負方向)往復移動。如圖2所示，驅動部70主要包括支柱71、導軌72、及馬達73。
複數個(本實施形態中為2根)支柱71(71a、71b)係自基部10a沿著上下方向(Z軸方向)延伸。如圖2所示，各導軌72係於夾隔於支柱71a、71b之間之狀態下相對該等支柱71a、71b固定。
複數個(本實施形態中為2個)導軌72係規制劃線頭部30於加工方向上之移動。如圖2所示，複數個導軌72係隔開特定距離固定於上下方向上。
馬達73係與未圖示之進給機構(例如，滾珠螺桿機構)聯動連結。藉此，若馬達73進行旋轉，則劃線頭部30沿著複數個導軌72於箭頭AR2方向上往復移動。
攝像部單元80係拍攝由保持單元10保持之脆性材料基板4。如圖2所示，攝像部單元80係包含多台攝像機85(85a、85b)。
如圖1及圖2所示，複數台(本實施形態中為2台)攝像機85(85a、85b)係配置於保持單元10之上方。各攝像機85(85a、85b)係拍攝形成於脆性材料基板4上之特徵性部分(例如，對準標記(省略圖示))之圖像。而且，基於由各攝 像機85(85a、85b)拍攝之圖像，求出脆性材料基板4之位置及姿勢。
控制單元90係實現劃線裝置1之各元件之動作控制、及資料運算。如圖1及圖2所示，控制單元90係主要包括ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)91、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)92、及CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)93。
ROM(Read Only Memory)91係所謂之非揮發性記憶部，且儲存有例如程式91a。再者，作為ROM 91，亦可使用自由讀寫之非揮發性記憶體即快閃記憶體。
RAM(Random Access Memory)92係揮發性之記憶部，且儲存有例如CPU 93之運算中使用之資料。CPU(Central Processing Unit)93係執行遵循ROM 91之程式91a之控制(例如，驅動部70使輪架31之往復動作、及升降部50使輪架31(參照下述圖3)之升降動作等之控制)、及各種資料運算處理等。
<1.2.劃線頭部之構成>
圖3係表示劃線頭部30附近之構成之一例之前視圖。圖4及圖5分別係表示輪架擺動部34附近之構成之一例之側視圖。如圖3至圖5所示，劃線頭部30係主要包括輪架31、輪架擺動部34、輪架接頭35、升降部50、及鑽石尖60。
輪架31係將鑽石尖60固定於劃線頭部30。如圖3至圖5所示，輪架31係以鑽石尖60之刃部61成為脆性材料基板4側之方式，握持鑽石尖60之握持部62。
鑽石尖60係藉由相對脆性材料基板4進行移動而於脆性材料基板4上形成劃線之刀具(工具)。再者，關於鑽石尖60之詳細構成，將於下文中進行敍述。
輪架擺動部34係使鑽石尖60之刃部61以擺動軸36a及/或旋轉軸38a為中心進行擺動。如圖4及圖5所示，輪架擺動部34係主要包括輪架接頭35與輪架安裝塊40。
輪架接頭35係將輪架31及輪架安裝塊40聯動連結。如圖3至圖5所示，輪架接頭35係固定於回轉部38之下端，且主要包括安裝片36與回轉部38。
安裝片36係用以於輪架接頭35之下部安裝輪架31之安裝元件。如圖3至圖5所示，安裝片36係設置於輪架接頭35之下端，且安裝片36之形狀於側視圖中呈大致L字狀。
又，如圖3至圖5所示，安裝片36係包含擺動軸36a。擺動軸36a係沿著與鑽石尖60之延伸方向(箭頭AR3方向)大致垂直之方向(箭頭AR4方向：以下，亦簡稱為「軸心方向」)延伸。又，輪架31係以設置於安裝片36之擺動軸36a為中心進行擺動。
回轉部38係可以沿著鑽石尖60之延伸方向(箭頭AR3方向)之旋轉軸38a為中心進行旋轉。如圖3所示，回轉部38係以與軸承46、47之內徑面對向之方式插入。
輪架安裝塊40係如上所述可轉動地支持輪架接頭35。如圖3所示，輪架安裝塊40係設置於輪架接頭35之安裝片36之上方、及輪架31之上方，且主要包括軸承46、47與固定部49。
軸承46、47係於安裝塊本體40a內，且自上而下地依次進行配置。軸承46、47係軸頸支持輪架接頭35之回轉部38。
固定部49係藉由軸承46、47而將轉動自如之回轉部38固定於輪架安裝塊40。藉此，可設定輪架接頭35圍繞旋轉軸38a之轉動角。
再者，作為固定部49亦可使用例如螺釘等緊固構件。又，軸承之個數並不限定為2個，例如既可為1個，亦可為3個以上。
升降部50係藉由使輪架31於與保持單元10接近之方向上移動，而使固定於輪架31之鑽石尖60之刃部61抵住脆性材料基板4。如圖3所示，升降部50係主要包括缸51與傳遞部52。
缸51係對輪架安裝塊40側賦予沿著上下方向(Z軸之正或負方向)之驅動力之驅動力供給源。如圖3所示，缸51係配置於輪架安裝塊40之上方，且主要包括本體部51a與連桿51b。
連桿51b係可相對本體部51a進退移動。如圖3所示，連桿51b之下端係連結於傳遞部52。因此，藉由缸51進行驅動，連桿51b自本體部51a進出，而利用連桿51b之下端將傳遞部52朝下方向按壓。
傳遞部52係設置於缸51及輪架安裝塊40之間，且將來自缸51之驅動力傳遞至輪架安裝塊40。
如圖3所示，導引機構53係主要包括導軌53a、與沿著導 軌53a於上下方向自如滑動之導塊53b。又，安裝板54係夾隔於導引機構53及輪架安裝塊40之間之板材。輪架安裝塊40係介隔安裝板54固定於導塊53b上。藉此，若對輪架安裝塊40賦予沿上下方向之驅動力，則導引機構53沿著導塊53b之升降方向，導引輪架安裝塊40。
如圖3至圖5所示，旋轉軸56係與鑽石尖60之延伸方向(箭頭AR3方向)大致垂直，且於與設置於安裝片36之擺動軸36a大致垂直之方向上延伸。藉此，可設定輪架安裝塊40圍繞旋轉軸56之旋轉角。因此，可於YZ平面內調整固定於輪架31上之鑽石尖60之姿勢。
<1.3.鑽石尖之構成>
圖6係表示鑽石尖60之構成之一例之側視圖。圖7係表示鑽石尖60之刃部61之形狀之一例之前視圖。圖8係用以說明圖7中之刃部61之稜線66之前視圖。如圖6所示，鑽石尖60係主要包括刃部61與握持部62。
如圖6所示，鑽石尖60係於作為圓柱狀或稜柱狀桿體之握持部62之一端62a設置有刃部61者。利用由輪架31握持著握持部62，而將鑽石尖60安裝於劃線頭部30。
此處，於本實施形態中，握持部62之直徑較佳為2 mm~6 mm，且握持部62之長度較佳為10 mm~70 mm。
刃部61係由鑽石內含物成形。藉由使刃部61抵住脆性材料基板4，而於脆性材料基板4上形成劃線。如圖7及圖8所示，刃部61係呈四角錐台狀，且主要包含前端面64、複數個斜面65(65a~65d)、及複數個圓角面67(67a~67d：其中， 為方便圖示而省略圓角面67d)。又，藉由鄰接之2個斜面65而形成刃部61之稜線66。
如圖7及圖8所示，複數個斜面65(65a~65d)係形成作為四角錐台狀之刃部61之側面。各斜面65(65a~65d)係成為梯形之平面。
複數個圓角面67(67a~67d)係形成於前端面64之各角部，且呈曲面狀。又，各圓角面67係由複數個斜面65中對應之鄰接斜面65與前端面64包圍。例如，如圖7所示，圓角面67a係由相互鄰接之斜面65a、65b與前端面64包圍。
此處，於本實施形態中，刃部61之各稜線66係包含形成於2個鄰接之斜面65之間之線段(2個鄰接之斜面65之交線)即直線部68、以及位於與該鄰接之斜面65分別連接之圓角面67上且與直線部68及前端面64連接之曲線部69。
例如，如圖7及圖8所示，稜線66b係包含直線部68b及曲線部69b。直線部68b係形成於鄰接之斜面65a、65d之間之線段(斜面65a、65d之交線)。另一方面，曲線部69b係與直線部68b及前端面64連接之圓弧狀之曲線。
又，如圖8所示，於刃部61之各稜線66中，直線部68相對前端面64之斜度設定為大於前端面64為水平時曲線部69相對前端面64之斜度(即，曲線部69上之各位置上之切線之斜度)。
再者，於本實施形態中，對握持部62之安裝位置附近(位於與前端面64相反一側之四角錐台之底面)之刃部61之大小較佳為0.5 mm見方~3.0 mm見方，更佳為0.8 mm見方 ~2.0 mm見方。
<1.4.刃部所含之材料>
如上所述，刃部61係由鑽石內含物成形。作為該鑽石內含物之一例，可列舉鑽石燒結體、多晶鑽石、天然單晶鑽石、及合成單晶鑽石。以下，對鑽石燒結體及多晶鑽石進行特別說明。
<1.4.1.鑽石燒結體>
刃部61之成形中使用之鑽石燒結體較佳為包含鑽石粒子與其餘之結合相，且相鄰之鑽石粒子彼此相互結合。可藉由相鄰之鑽石粒子彼此相互結合，而獲得優異之耐磨性及強度。
此處，對鑽石燒結體中所含之材料中之鑽石粒子、及結合相中所含之結合材及添加劑進行說明。
鑽石粒子係其平均粒徑較佳為0.1 μm~5.0 μm，更佳為0.5 μm~1.0 μm。
此處，於鑽石之平均粒徑未達0.6 μm之情形時，裂紋易於在鑽石晶界內傳播。因此，產生鑽石尖60壽命縮短之問題。
鑽石燒結體中鑽石之含量較佳為65.0重量%~75.0重量%(更佳為68.0重量%~72.0重量%：83.0容量%~88.0容量%)。此處，於鑽石之含量未達68.0重量%之情形時，鑽石燒結體之耐磨性下降。
作為添加劑，較佳為使用例如選自鎢、鈦、鈮、鉭中之至少1種以上之元素之超微粒碳化物。
鑽石燒結體中超微粒碳化物之含量較佳為3.0重量%~10.0重量%。
更佳為，超微粒碳化物之含量為6.0重量%~8.0重量%，且超微粒碳化物含有1.0重量%~4.0重量%之碳化鈦與其餘之碳化鎢。藉此，可於燒結過程中鑽石之熔融-凝固時抑制鑽石粒子之異常晶粒生長。因此，可進一步提昇抗扭強度特性。
通常，較佳為使用鐵族元素作為結合材。作為鐵族元素，可列舉例如鈷、鎳、鐵等，其中宜為鈷。又，較佳為，結合材於鑽石燒結體中為鑽石及超微粒碳化物之其餘，更佳為結合材之含量為20重量%~25重量%。
再者，本實施形態中由「重量%」表示之含量係基於由EDX(Energy Dispersive X-ray spectrometry，X光能量分散光譜儀)所進行之元素分析而求出。另一方面，由「容量%」表示之含量係指鑽石粒子之合計體積相對包含空隙之鑽石燒結體之總體積之比例。
<1.4.2.多晶鑽石>
又，刃部61之成形中使用之多晶鑽石係將包含微細之晶粒組織、或非晶質之石墨型碳物質作為起始物質，於超高壓高溫下直接燒結轉換為鑽石而成。又，多晶鑽石實質上僅由鑽石構成，且多晶鑽石中未有意地添加其他物質。
作為包含微細之晶粒組織之石墨型碳物質，可列舉例如平均粒徑為0.5 μm~1 μm之鑽石粒子。又，作為包含非晶質之石墨型碳物質，可列舉非晶形碳(amorphous Carbon： a-G)、碳奈米管(Carbon Nanotube：CNT)、或富勒烯(fullerene)C60。
<1.5.劃線方法>
此處，一面參照圖1、圖2及圖7一面對利用作為鑽石內含物之刀具之一例而列舉之鑽石尖60於脆性材料基板4上形成劃線SL(scribe line)之方法進行說明。
本方法係藉由劃線頭部30之動作而使鑽石尖60之外表面中之圓角面67與脆性材料基板4接觸。繼而，自與脆性材料基板4接觸之圓角面67對脆性材料基板4施力(劃線負荷)。
繼而，於使鑽石尖60之圓角面67與脆性材料基板4接觸之狀態下，使鑽石尖60相對於脆性材料基板4進行相對移動。於此情形時，使鑽石尖60於X軸方向(箭頭AR1方向：參照圖1)上移動，且使保持脆性材料基板4之保持單元10於Y軸方向(箭頭AR2方向：參照圖2)上移動。
藉此，於脆性材料基板4之表面上形成與鑽石尖60之刃部61(參照圖7)之軌跡相應之劃線SL。又，於脆性材料基板4上形成自劃線SL沿著垂直方向(Z軸方向)延伸之垂直裂紋K。
此處，於一面使鑽石尖60與脆性材料基板4接觸一面使鑽石尖60相對於脆性材料基板4移動之情形時，如圖7所示，使與脆性材料基板4接觸之圓角面67朝下凸出。
又，劃線負荷較佳為設定為0.3 N~3.0 N，更佳為設定為0.5~2.5 N。又，鑽石尖60相對脆性材料基板4之移動速度 通常設定為50 mm/sec~1200 mm/sec，較佳為設定為100 mm/sec~800 mm/sec。再者，劃線負荷及移動速度之具體值係根據脆性材料基板4之材質及/或厚度等適當設定。
<1.6.劃線原理>
此處，一面參照圖7及圖9，一面將於刃部61中成形有圓角面67時之劃線原理與於刃部61中未成形圓角面67之情況加以比較地進行說明。圖9係刃部61不具有圓角面67而具有稜線66之直線部68到達前端面64之角部為止之形狀之情形時(稜線66不包含曲線部69之情形時)之刃部61之前視圖。
首先，對刃部61中未成形圓角面67時之劃線SL及垂直裂紋K之形成態樣進行說明。
於上述情形時，如圖9所示，若於刃部61之稜線66與脆性材料基板4接觸之狀態下，自刃部61對脆性材料基板4施力，並且使刃部61相對於脆性材料基板4進行移動，則一方面脆性材料基板4由僅由直線部68構成之刃部61之稜線66進行切削，一方面於脆性材料基板4上形成劃線SL。又，藉由自刃部61對脆性材料基板4作用之力，而於脆性材料基板4上形成自該劃線SL沿著垂直方向伸展之垂直裂紋K。
即，於刃部61不具有圓角面67之情形時，劃線SL附近之脆性材料基板4被切削。最終，導致出現產生脆性材料基板4之切屑之類之問題。又，視情況亦會產生於劃線SL附近(經劃線之剖面)產生微裂之問題。
其次，對刃部61中成形有圓角面67時之劃線SL及垂直裂紋K之形成態樣進行說明。
如圖7所示，曲線部69之形狀係與直線部68之形狀相比較為平緩。即，於刃部61之各稜線66中，直線部68相對前端面64之斜度設定為大於曲線部69相對前端面64之斜度。
藉此，於刃部61不具有圓角面67之情形時(參照圖9)，即便使與大小可切削脆性材料基板4之力同等之力自刃部61之圓角面67作用於脆性材料基板4，脆性材料基板4亦不會被切削。
即，於刃部61中成形有圓角面67之情形時，若於使刃部61之曲線部69與脆性材料基板4接觸之狀態下，自刃部61作用上述同等之力(視情況為同等以上之力)，則於與圓角面67接觸之脆性材料基板4之接觸部4a中將產生壓縮應力(自劃線SL之兩側朝向劃線SL之應力)。繼而，若使刃部61於與接觸部4a分離之方向上移動，則於該接觸部4a中產生拉伸應力。而且，由於該接觸部4a沿著刃部61之移動方向進行移動，於各接觸部4a中產生壓縮應力及拉伸應力，而於脆性材料基板4上形成以起始裂紋為起點之劃線SL及垂直裂紋K。
於如此地在刃部61中成形有圓角面67之情形時，可自圓角面67對脆性材料基板4作用較大之劃線負荷，而不會切削脆性材料基板4。即，於刃部61中成形有圓角面67之情形時，由於藉由刃部61之稜線66之曲線部69而形成有劃線SL及垂直裂紋K，因此，可使接觸部4a中產生比刃部61之 稜線66不包含曲線部69且藉由直線部68而形成劃線SL及垂直裂紋K之情形時大之壓縮應力及拉伸應力。因此，可防止產生切屑及微裂，從而可良好地對脆性材料基板4進行劃線。
<1.7.本實施形態之鑽石尖之優點>
如上所述，於本實施形態之劃線裝置1所含之鑽石尖60中，如圖7及圖8所示，刃部61包含前端面64、複數個斜面65、及分別形成為曲面形狀之複數個圓角面67。
又，刃部61之各稜線66係包含直線部68，其形成於複數個斜面65中相應之2個鄰接斜面之間；以及曲線部69，其位於與該2個鄰接斜面分別連接之圓角面67上，且連接直線部68及前端面64。進而，於刃部61之各稜線66中，直線部68相對前端面64之斜度設定為大於曲線部69相對前端面64之斜度。
又，於藉由鑽石尖60而於脆性材料基板4上形成劃線SL時，使與脆性材料基板4接觸之圓角面67成為朝下凸出之狀態。
藉此，於自刃部61之圓角面67對脆性材料基板4施力之情形時，鑽石尖60可不切削與圓角面67接觸之脆性材料基板4之接觸部4a(參照圖7)，而使該接觸部4a中產生較大之壓縮應力及拉伸應力。而且，藉由該壓縮應力及拉伸應力，而於脆性材料基板4上形成劃線SL及垂直裂紋K。
因此，鑽石尖60可防止於劃線SL附近產生切屑及微裂，從而可良好地對脆性材料基板4進行劃線。又，可提昇鑽 石尖60之壽命。
<2.第2實施形態>
其次，對本發明之第2實施形態進行說明。第1及第2實施形態之劃線裝置1、100係除了對應之劃線單元20、120之構成相互不同以外，具有相同之構成。因此，以下以該不同之處為中心進行說明。
再者，對劃線裝置1、100中相同之構成要素標註相同符號，且標註該相同符號之構成要素已於第1實施形態中進行說明。因此，以下省略與該相同符號對應之構成要素之說明。
<2.1.劃線裝置之構成>
圖10及圖11係表示劃線刀輪160附近之構成之一例之前視圖及底視圖。圖12係用以說明主銷後傾穩定效應之底視圖。以下，一面參照圖1、圖2、及圖10至圖12一面對劃線裝置100之構成進行說明。
劃線裝置100係與第1實施形態之劃線裝置1同樣地於脆性材料基板4上進行劃線之裝置。如圖1及圖2所示，劃線裝置100主要包括保持單元10、劃線單元120、攝像部單元80、及控制單元190。
保持單元10係藉由一面保持脆性材料基板4一面使其移動，而使脆性材料基板4相對於劃線單元120移動。如圖1所示，保持單元10係設置於基部10a上，且主要包括載置台11、滾珠螺桿機構12、及馬達13。
劃線單元120係藉由使劃線刀輪160對脆性材料基板4壓 接滾動，而於脆性材料基板4上形成劃線。如圖1及圖2所示，劃線單元120主要包括劃線頭部130與驅動部170。
劃線頭部130係自所保持之劃線刀輪160對脆性材料基板4之表面賦予劃線負荷。如圖10所示，劃線頭部130具有輪架131。又，輪架131係旋轉自如地保持劃線刀輪160之元件。如圖10所示，輪架131主要包括銷136、支持框體137、及回轉部138。
銷136係以插入至貫通劃線刀輪160之貫通孔160a中之狀態固定之桿體。此處，如圖10及圖11所示，貫通孔160a係沿著與X軸大致平行之旋轉軸160b延伸。
如圖10所示，支持框體137係以覆蓋貫通孔160a之兩開口(兩端)之方式配置之構造物。自貫通孔160a之兩端突出之銷136係可旋轉地設置於支持框體137。因此，可使由銷136固定之劃線刀輪160相對於支持框體137自如旋轉。
如圖10所示，回轉部138係設置於支持框體137之上部，且以與Z軸大致平行之旋轉軸138a為中心使支持框體137旋轉。如圖11所示，自鉛垂下方觀察之回轉部138之旋轉軸138a之位置與脆性材料基板4中之保持單元10之接地位置160c錯開。
因此，如圖12所示，若劃線刀輪160之行進方向由箭頭AR5(二點鏈線)方向變為箭頭AR6(實線)方向，則因主銷後傾穩定效應而使環繞旋轉軸138a之扭矩作用於劃線刀輪160。藉此，劃線刀輪160沿著箭頭R2方向轉動，劃線刀輪160之位置由二點鏈線位置變為實線位置。
如此般，於本實施形態之劃線裝置100中，即便劃線刀輪160之行進方向產生變化，導致劃線刀輪160之姿勢相對於行進方向錯開角度θ1，箭頭R2方向之扭矩亦會作用於劃線刀輪160。其結果，以劃線刀輪160之姿勢與劃線刀輪160之行進方向達到大致平行之方式，劃線刀輪160進行回轉。
驅動部170係使由劃線頭部130保持之劃線刀輪160於箭頭AR2方向上進行往復移動。如圖2所示，驅動部170係主要包括支柱71、導軌72、及馬達73。
控制單元190係實現劃線裝置100之各元件之動作控制、及資料運算。如圖1及圖2所示，控制單元190係主要包括ROM 91、RAM 92、及CPU 93。
<2.2.劃線刀輪之構成>
圖13及圖14係表示劃線刀輪160之構成之一例之側視圖及前視圖。圖15係圖14之符號A處之局部放大圖。劃線刀輪160係由與第1實施形態之刃部61相同之鑽石內含物(例如，鑽石燒結體或多晶鑽石)成形。劃線刀輪160係藉由相對脆性材料基板4進行移動而於脆性材料基板4上形成劃線之刀具。
如圖10至圖14所示，劃線刀輪160係以2個圓錐台之下底面(其中，下底面之面積大於上底面)相互對向之方式配置，且呈大致圓盤狀(算盤珠狀)。如圖13及圖14所示，劃線刀輪160係主要包括本體部161與刃部162。
如圖13及圖14所示，本體部161係劃線刀輪160中除去外 周部分所含之刃部162以外之圓盤狀之部位，且於本體部161之中心附近設置有沿著旋轉軸160b貫通本體部161之貫通孔160a。又，於本體部161之外周，設置有圓環狀之刃部162。
如圖13所示，刃部162係劃線刀輪160之外周部分。如圖14所示，刃部162係形成為於前視圖中呈V字狀。於刃部162中，沿著旋轉軸160b之方向之厚度Tb(參照圖14)隨著自旋轉軸160b側朝向刀尖162a而逐漸變小。
刀尖162a係沿著刃部162之最外周部(即，刃部162中相距旋轉軸160b之距離最大，且刃部162之厚度Tb最小之部分)設置。如圖15所示，刀尖162a係主要包括複數個斜面165(165a、165b)與圓角面167。
再者，如圖13所示，於刀尖162a上並無有意地形成之凹凸。
如圖15所示，複數個(本實施形態中為2個)斜面165(165a、165b)係形成刃部162之側面。又，如圖15所示，圓角面167與斜面165(165a、165b)分別連接。
<2.3.劃線刀輪之尺寸>
此處，劃線刀輪160之外徑Dm(參照圖14)通常為1 mm~10 mm，較佳為1 mm~5 mm(更佳為1 mm~3 mm)。於劃線刀輪160之外徑Dm小於1 mm之情形時，劃線刀輪160之操作性及耐久性下降。另一方面，於劃線刀輪160之外徑Dm大於5 mm之情形時，存在劃線時之垂直裂紋K未較深地形成於脆性材料基板4之情況。
又，劃線刀輪160之厚度Th(參照圖14)較佳為0.5 mm~1.2 mm，更佳為0.5 mm~1.1 mm。於劃線刀輪160之厚度Th小於0.5 mm之情形時，存在加工性及操作性下降之情況。另一方面，於劃線刀輪160之厚度Th大於1.2 mm之情形時，用於劃線刀輪160之材料及製造劃線刀輪160之成本變高。
又，刃部162之刀尖角θ2(參照圖14)通常為鈍角，較佳為90 deg<θ2≦160 deg(更佳為100 deg≦θ2≦140 deg)。再者，刀尖角θ2之具體值係根據切斷之脆性材料基板4之材質及/或厚度等適當設定。
<2.4.劃線刀輪之成形方法>
此處，對由鑽石燒結體或多晶鑽石成形劃線刀輪160之方法進行說明。本成形方法中，首先，自較佳厚度(0.5 mm~1.2 mm)之多晶鑽石中切取所需半徑之圓盤。
繼而，以沿著旋轉軸160b之刃部162之厚度Tb隨著自旋轉軸160b側朝向刀尖162a而逐漸變小之方式，切削圓盤之周緣部。藉此，於圓盤之周緣部形成前視圖中呈V字狀之刃部162。
<2.5.劃線方法>
此處，一面參照圖1、圖2、及圖15，一面對藉由作為鑽石內含物之刀具之一例而列舉之劃線刀輪160而於脆性材料基板4上形成劃線SL之方法進行說明。
本方法係藉由劃線頭部130之動作而使劃線刀輪160之外表面中之圓角面167接觸於脆性材料基板4。又，自與脆性材料基板4接觸之圓角面167對脆性材料基板4施力(劃線負 荷)。
繼之，於使劃線刀輪160之圓角面167與脆性材料基板4接觸之狀態下，使劃線刀輪160相對於脆性材料基板4進行相對移動。於此情形時，使劃線刀輪160於X軸方向(箭頭AR1方向：參照圖1)上進行移動，且使保持脆性材料基板4之保持單元10於Y軸方向(箭頭AR2方向：參照圖2)上進行移動。
藉此，使劃線刀輪160於脆性材料基板4上進行旋轉，從而於脆性材料基板4上形成與刀尖162a之圓角面167(參照圖15)之軌跡相應之劃線SL。又，於脆性材料基板4上形成自劃線SL沿垂直方向(Z軸方向)延伸之垂直裂紋K。
此處，劃線負荷較佳為設定為3 N~30 N，更佳為設定為5 N~20 N。又，劃線刀輪160相對脆性材料基板4之移動速度通常設定為50 mm/sec~1200 mm/sec，較佳為設定為50 mm/sec~300 mm/sec。再者，劃線負荷及移動速度之具體值係根據脆性材料基板4之材質及/或厚度等適當設定。
<2.6.劃線原理>
如圖15所示，於本實施形態之劃線刀輪160之刀尖162a上成形有圓角面167。藉此，可與第1實施形態同樣地，自刀尖162a之圓角面167對脆性材料基板4作用較大之劃線負荷，而不會切削脆性材料基板4。即，於刀尖162a上成形有圓角面167，且藉由該圓角面167而形成劃線SL及垂直裂紋K之情形時，可使接觸部4a中產生較大之壓縮應力及拉伸應力。藉此，可防止產生切屑及微裂，從而可良好地對 脆性材料基板4進行劃線。
<2.7.本實施形態中之劃線刀輪之優點>
如上所述，本實施形態之劃線裝置100所含之劃線刀輪160係如圖14所示包含厚度Tb自本體部161之中心朝向刀尖162a變小之刃部162。
又，如圖15所示，刃部162之刀尖162a具有圓角面167，該圓角面167係與形成162之側面之2個斜面165(165a、165b)分別連接。進而，圓角面167具有曲面形狀。
藉此，於自刀尖162a之圓角面167對脆性材料基板4施力之情形時，劃線刀輪160可使該接觸部4a中產生較大之壓縮應力及拉伸應力，而不會切削與圓角面167接觸之脆性材料基板4之接觸部4a(參照圖10)。而且，藉由該壓縮應力及拉伸應力而於脆性材料基板4上形成劃線SL及垂直裂紋K。
因此，劃線刀輪160可與第1實施形態之鑽石尖60同樣地，防止於劃線SL附近產生切屑及微裂，從而可良好地對脆性材料基板4進行劃線。又，可提昇劃線刀輪160之壽命。
<3.變形例>
以上，對本發明之實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態，可進行各種變形。
(1)於第1實施形態中，對刃部61呈四角錐台狀之情況進行了說明，但刃部61之形狀並不限定為四角錐台狀。例如，刃部61不僅可呈三棱錐台狀，亦可具有n棱錐台狀(其 中，n為5以上之整數)。進而，刃部61亦可呈m棱錐狀(其中，m為3以上之整數)。
(2)又，第1及第2實施形態係採用使用滾珠螺桿作為驅動部70、170之進給機構(參照圖2)，但進給機構並不限定於此。例如，亦可採用線性馬達(線性導軌)等作為進給機構。
(3)進而，對第1實施形態中之驅動部70與第2實施形態中之驅動部170分別使劃線頭部30、130相對保持單元10進行移動之情況進行了說明，但劃線頭部30、130之移動態樣並不限定於此。
例如，亦可將劃線頭部30、130固定，使保持單元10於箭頭AR1方向(參照圖1)上移動。又，亦可將保持單元10固定，且藉由驅動部70、170而使劃線頭部30、130分別於箭頭AR2方向(參照圖2)上移動。進而，亦可使劃線頭部30及保持單元10兩者移動。
如此般，只要保持脆性材料基板4之保持單元10與握持鑽石尖60之劃線頭部30或握持劃線刀輪160之劃線頭部130中至少一者可相對於另一者進行相對移動即可。
[實施例]
以下，藉由實施例對本發明進行更詳細之說明，但本發明不受該等示例任何限制。
<實施例1及比較例1>
圖16係用於說明用以評價經劃線之脆性材料基板4之端面強度之試驗方法之圖。圖17係表示實施例1及比較例1之 試驗條件之圖。圖18係表示實施例1及比較例1之試驗結果之圖。圖19係實施例1之經具有圓角面67之刃部61(參照圖7)劃線之脆性材料基板4之相片。圖20係比較例1之經不具有圓角面之刃部(參照圖9)劃線之脆性材料基板4之相片。
於實施例1及比較例1中，採用4點彎曲試驗作為評價經劃線之脆性材料基板4之端面強度之試驗。如圖16及圖17所示，本試驗係使上部支點95(95a、95b)間距離D1為10.0 mm，使下部支點96(96a、96b)間距離D2為20.0 mm，且於使劃線面朝下之狀態下，使長邊側沿箭頭AR7方向彎曲。
如圖18所示，實施例1之破裂負荷之平均值約為比較例1之破裂負荷之平均值之3倍。此情形表示藉由實施例1劃線之脆性材料基板4之強度高於藉由比較例1劃線之脆性材料基板4。
又，於比較例1(參照圖20)中，劃線SL附近產生有切屑，而於實施例1中，劃線SL附近未產生切屑。此情形表示實施例1相較比較例1更能對脆性材料基板4實施良好之劃線。
1‧‧‧劃線裝置
4‧‧‧脆性材料基板
4a‧‧‧接觸部
10‧‧‧保持單元
10a‧‧‧基部
11‧‧‧載置台
11a‧‧‧吸附部
11b‧‧‧旋轉台
11c‧‧‧移動台
11d‧‧‧旋轉軸
12‧‧‧滾珠螺桿機構
12a‧‧‧螺桿
12b‧‧‧螺母
13‧‧‧馬達
14a‧‧‧支持部
14b‧‧‧支持部
15‧‧‧導軌
16‧‧‧導軌
17、17a、17b‧‧‧滑動部
18、18a‧‧‧滑動部
20‧‧‧劃線單元
30‧‧‧劃線頭部
31‧‧‧輪架
34‧‧‧輪架擺動部
35‧‧‧輪架接頭
36‧‧‧安裝片
36a‧‧‧擺動軸
38‧‧‧回轉部
38a‧‧‧旋轉軸
40‧‧‧輪架安裝塊
40a‧‧‧安裝塊本體
46、47‧‧‧軸承
49‧‧‧固定部
50‧‧‧升降部
51‧‧‧缸
51a‧‧‧本體部
51b‧‧‧連桿
52‧‧‧傳遞部
53‧‧‧導引機構
53a‧‧‧導軌
53b‧‧‧導塊
54‧‧‧安裝板
56‧‧‧旋轉軸
60‧‧‧鑽石尖
61‧‧‧刃部
62‧‧‧握持部
62a‧‧‧握持部之一端
64‧‧‧前端面
65、65a、65b、65c、65d‧‧‧斜面
66‧‧‧稜線
66b‧‧‧稜線
67、67a、67b、67c、67d‧‧‧圓角面
68‧‧‧直線部
68b‧‧‧直線部
69‧‧‧曲線部
69b‧‧‧曲線部
70‧‧‧驅動部
71、71a、71b‧‧‧支柱
72‧‧‧導軌
73‧‧‧馬達
80‧‧‧攝像部單元
85、85a、85b‧‧‧攝像機
90‧‧‧控制單元
91‧‧‧ROM(唯讀記憶體)
91a‧‧‧程式
92‧‧‧RAM(隨機存取記憶體)
93‧‧‧CPU(中央處理單元)
95、95a、95b‧‧‧上部支點
96、96a、96b‧‧‧下部支點
100‧‧‧劃線裝置
120‧‧‧劃線單元
130‧‧‧劃線頭部
131‧‧‧輪架
136‧‧‧銷
137‧‧‧支持框體
138‧‧‧回轉部
138a‧‧‧旋轉軸
160‧‧‧劃線刀輪
160a‧‧‧貫通孔
160b‧‧‧旋轉軸
160c‧‧‧接地位置
161‧‧‧本體部
162‧‧‧刃部
162a‧‧‧刀尖
165、165a、165b‧‧‧斜面
167‧‧‧圓角面
170‧‧‧驅動部
190‧‧‧控制單元
AR1‧‧‧箭頭
AR2‧‧‧箭頭
AR3‧‧‧箭頭
AR4‧‧‧箭頭
AR5‧‧‧箭頭
AR6‧‧‧箭頭
AR7‧‧‧箭頭
D1‧‧‧距離
D2‧‧‧距離
Dm‧‧‧劃線刀輪之外徑
K‧‧‧垂直裂紋
R1‧‧‧箭頭
R2‧‧‧箭頭
R3‧‧‧箭頭
SL‧‧‧劃線
Tb‧‧‧刃部之厚度
Th‧‧‧劃線刀輪之厚度
X‧‧‧座標軸
Y‧‧‧座標軸
Z‧‧‧座標軸
θ1‧‧‧角度
θ2‧‧‧刀尖角
圖1係表示本發明第1及第2實施形態中之劃線裝置之整體構成之一例之前視圖。
圖2係表示本發明第1及第2實施形態中之劃線裝置之整體構成之一例之側視圖。
圖3係表示劃線頭部附近之構成之一例之前視圖。
圖4係表示輪架擺動部附近之構成之一例之側視圖。
圖5係表示輪架擺動部附近之構成之一例之側視圖。
圖6係表示第1實施形態中之鑽石尖之構成之一例之側視圖。
圖7係表示第1實施形態中之刃部形狀之一例之前視圖。
圖8係用以說明圖7中之刃部之稜線之前視圖。
圖9係表示不具有圓角面之刃部之形狀之一例之前視圖。
圖10係表示第2實施形態中之劃線刀輪附近之構成之一例之前視圖。
圖11係表示第2實施形態中之劃線刀輪附近之構成之一例之底視圖。
圖12係用以說明主銷後傾穩定效應之底視圖。
圖13係表示第2實施形態中之劃線刀輪之一例之側視圖。
圖14係表示第2實施形態中之劃線刀輪之一例之前視圖。
圖15係圖14之符號A處之局部放大圖。
圖16係用來說明用以評價經劃線之脆性材料基板之端面強度之試驗方法之圖。
圖17係用以說明實施例1及比較例1之試驗條件之圖。
圖18係表示實施例1及比較例1之試驗結果之圖。
圖19係經圖7所示之刃部劃線之脆性材料基板之相片。
圖20係經圖9所示之刃部劃線之脆性材料基板之相片。
4‧‧‧脆性材料基板
4a‧‧‧接觸部
61‧‧‧刃部
64‧‧‧前端面
65、65a、65b、65c、65d‧‧‧斜面
66、66b‧‧‧稜線
67、67a、67b、67c、67d‧‧‧圓角面
68、68b‧‧‧直線部
69、69b‧‧‧曲線部
K‧‧‧垂直裂紋
SL‧‧‧劃線
X‧‧‧座標軸
Y‧‧‧座標軸
Z‧‧‧座標軸

Claims (14)

  1. 一種劃線方法，其特徵在於：其係藉由具備包含鑽石內含物之刃部之刀具而於脆性材料基板上形成劃線者，且包括如下步驟：(a)藉由使上述刃部與上述脆性材料基板接觸，而自上述刀具對上述脆性材料基板賦予力；(b)於使上述刀具之上述刃部與上述脆性材料基板接觸之狀態下，使上述刀具對上述脆性材料基板相對移動，藉此於上述脆性材料基板上形成劃線；且上述刃部之外表面具有曲面形狀之圓角面；於上述步驟(a)中，藉由使上述圓角面與上述脆性材料基板接觸，而自上述刀具對上述脆性材料基板賦予力；於上述步驟(b)中，保持上述圓角面向下凸出之狀態，使上述刀具對上述脆性材料基板相對移動。
  2. 如請求項1之劃線方法，其中上述刀具係於圓柱狀或稜柱狀之桿體即握持部之一端設置有上述刃部之鑽石尖。
  3. 如請求項2之劃線方法，其中作為上述鑽石尖，以如下方式設定：上述刃部具有：前端面；複數個斜面，該等各自與上述前端面連接；以及複數個上述圓角面，該等各自由上述複數個斜面中之2個即鄰接斜面與上述前端面包圍； 上述刃部之各稜線具有：直線部，其為上述2個鄰接斜面之交線；以及曲線部，其位於與上述2個鄰接斜面之各者連接之圓角面上，且連接於上述直線部及上述前端面；且於上述刃部之各稜線上，上述直線部相對於上述前端面之斜度，設定為大於上述前端面為水平時上述曲線部相對於上述前端面之斜度。
  4. 如請求項3之劃線方法，其中使用如下者作為上述鑽石尖：上述鑽石內含物係多晶鑽石，且上述多晶鑽石係將包含微細之晶粒組織或非晶質之石墨型碳物質作為起始物質，於超高壓高溫下直接燒結轉換為鑽石，且實質上僅由鑽石構成。
  5. 如請求項3之劃線方法，其中使用如下者作為上述鑽石尖：上述鑽石內含物含有：含量為65.0重量%~75.0重量%之鑽石、含量為3.0重量%~10.0重量%之超微粒碳化物、及其餘之結合材之鑽石燒結體，且上述鑽石之平均粒徑為0.1 μm~5.0 μm，上述結合材係以鈷為主成分之鐵系金屬。
  6. 如請求項5之劃線方法，其中使用如下者作為上述鑽石尖：上述鑽石燒結體中之上述超微粒碳化物之含量為6.0重 量%~8.0重量%，且上述超微粒碳化物含有：1.0重量%~4.0重量%之碳化鈦、及其餘之碳化鎢。
  7. 如請求項1之劃線方法，其中上述刀具係於圓盤狀本體部之外周設置有上述刃部之劃線刀輪。
  8. 一種鑽石尖，其特徵在於：其係藉由對脆性材料基板相對移動，而於上述脆性材料基板上形成劃線者，且包括：握持部，其為圓柱狀或稜柱狀之桿體，以及刃部，其包含鑽石內含物，且設置於上述握持部之一端，上述刃部具有：前端面；複數個斜面，該等各自與上述前端面連接；以及複數個圓角面，該等各自由上述複數個斜面中之2個即鄰接斜面與上述前端面包圍；上述刃部之各稜線具有：直線部，其為上述2個鄰接斜面之交線；以及曲線部，其位於與上述2個鄰接斜面之各者連接之圓角面上，且連接於上述直線部及上述前端面；且於上述刃部之各稜線上，上述直線部相對於上述前端面之斜度，設定為大於上述前端面為水平時上述曲線部 相對於上述前端面之斜度。
  9. 如請求項8之鑽石尖，其中上述鑽石內含物係多晶鑽石，且上述多晶鑽石係將包含微細之晶粒組織或非晶質之石墨型碳物質作為起始物質，於超高壓高溫下直接燒結轉換為鑽石，且實質上僅由鑽石構成。
  10. 如請求項8之鑽石尖，其中上述鑽石內含物係鑽石燒結體，且上述鑽石燒結體含有：含量為65.0重量%~75.0重量%之鑽石、含量為3.0重量%~10.0重量%之超微粒碳化物、及其餘之結合材；上述鑽石之平均粒徑為0.1 μm~5.0 μm，且上述結合材係以鈷為主成分之鐵系金屬。
  11. 如請求項10之鑽石尖，其中上述鑽石燒結體中之上述超微粒碳化物為6.0重量%~8.0重量%，且上述超微粒碳化物含有：1.0重量%~4.0重量%之碳化鈦、及其餘之碳化鎢。
  12. 如請求項8至11中任一項之鑽石尖，其中上述複數個圓角面係於上述脆性材料基板上形成劃線時與上述脆性材料基板接觸之接觸部。
  13. 一種劃線裝置，其特徵在於包括： 劃線單元，其包含如請求項8至11中任一項之鑽石尖；以及保持單元，其一面保持上述脆性材料基板一面使其移動；且藉由使上述保持單元對上述劃線單元相對移動而於上述脆性材料基板上形成劃線。
  14. 一種劃線裝置，其特徵在於包括：劃線單元，其包含如請求項12之鑽石尖；以及保持單元，其一面保持上述脆性材料基板一面使其移動；且藉由使上述保持單元對上述劃線單元相對移動而於上述脆性材料基板上形成劃線。
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