TW202304679A

TW202304679A - 刀具及刀具的製造方法

Info

Publication number: TW202304679A
Application number: TW111121563A
Authority: TW
Inventors: 永尾暁; 大坪諒平
Original assignee: 日商卓研科技股份有限公司
Priority date: 2021-06-17
Filing date: 2022-06-10
Publication date: 2023-02-01
Also published as: WO2022264782A1

Abstract

提供不設置對切斷性能造成不良影響之刃面的凸彎曲面，一邊維持切斷品質，一邊在使用時刀鋒的缺口少而具有優良耐久性的刀具。刀具(10)係由WC-Co系的硬質合金構成。刀具(10)係具有平板狀的基部(1A)與形成於基部(1A)的端部的切斷執行部即刀鋒部(1B)。基部(1A)的刃厚(t)係形成為0.1mm以上、0.5mm以下。刀鋒部(1B)係具有以從基部(1A)的兩面朝向前端側相互接近之方式傾斜之直線狀的刃面。該直線的交叉角係形成為10度以上、30度以下，且位於比刃面的延長線的相交點更前面之刀鋒前端部的曲率半徑係形成為90nm以上、300nm以下的曲面形狀。

Description

刀具及刀具的製造方法

本發明係關於將包含陶瓷的原料粉末混合於黏結劑與溶劑而成形成薄片狀後使其乾燥，使用於層積之生坯層積體等的切斷的刀具及刀具的製造方法。

多層陶瓷電容(以下稱為MLCC(Multi-Layer Ceramic Capacitor))係層積中間挾持介電質之2片電極的構造，靜電容係與電極板的面積成比例，所以，可通過盡可能薄化電極層，多層層積，實現小型化與大電容化。該MLCC係有幾種製造方法，但是，例如將陶瓷介電質的原料粉末與黏結劑及溶劑混合而成為膏狀，作為薄片而伸展於塑膠的承載膜上，並使其乾燥。將其稱為生坯，於該生坯網版印刷成為膏狀的內部電極材料。印刷了內部電極的生坯係被裁切成數十mm角～數百mm角的尺寸之後，一邊對電極圖案進行精密地對位一邊進行層疊。層積數係為數十～數百層，比較多的話會達到1000層以上。對如此層積的生坯層積體施加壓力而壓接、一體化之後，藉由切斷機在縱橫方向小塊地切割。在此階段中，介電質為半乾的狀態，將其送至燒結爐，通過以1000～1300℃程度的溫度燒結而成為陶瓷，於其形成外部端子而成為MLCC。

又，生坯層積體係除了MLCC之外，也使用於HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics)、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)外，還使用於各種壓電應用零件、層積電感器、介電質濾波晶片、晶片、熱敏電阻、晶片變阻器等的製造。

如此切斷在半乾的狀態下層積的薄片時，必須在承載膜上切離，但是，因為是切割阻力值大幅不同的介電質與電極層的多層構造，又，電極材料的厚度薄的話會達到0.4微米以下，容易發生從層積部分剝離之被稱為脫層(delamination)的不好影響。

作為材料的切斷刀刃所要求的性質，有切斷品質，亦即盡可能不對被切斷物的切斷面造成刮傷或損傷，又，還有刀具本身的耐久性等。一般來說，推估利用讓刀鋒薄銳，可容易切入產品，可提升切斷品質。另一方面，因為銳利而強度便銳，導致刀鋒發生缺口，造成大幅影響發生刀刃缺損後的切斷品質。尤其，在包含硬質的陶瓷粒子之層與切割阻力不同之內部電極材料的層積構造體中，刀鋒的小缺損容易成為脫層等的重要原因。

此種現象不僅MLCC的生坯層積體，黏結劑等的黏土質材料混入陶瓷或硬質的無機物粉狀體之材料的層積體的切斷也會同樣地發生問題。

專利文獻1提出可一起滿足穩定之形狀精度(耐久性)與切斷性能的生坯切斷刀刃。該生坯切斷刀刃係由WC-Co系的硬質合金構成，將刀鋒部以從基部的左右兩面相互接近之方式傾斜的左右刃面設為凸彎曲面，進而，刀鋒部在刀刃長度方向並無10μm以上的缺口，刀鋒部的厚度方向的剖面形狀係沿著左右刃面之2條直線的相交點與刀鋒前端的最短距離設為1μm以上、10μm以下。如此，將以從左右兩面相互接近之方式傾斜的左右刃面設為凸彎曲面(蛤蠣形狀)係為了提升日本刀等的刀鋒強度而自古以來使用的手法，不會增加切割阻力，提升刀鋒的強度，防止缺口的發生。

又，於專利文獻2所記載之層積體的裁斷方法，記載藉由前端角度θ為20～45˚的範圍的銳角，包含圓形刀鋒端的曲率半徑為0.2μm之0.5μm以下的薄圓盤狀的圓形刃的裁斷裝置來切斷層積體。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第6087363號公報 [專利文獻2]日本特開2010-73291號公報

[發明所欲解決之課題]

專利文獻1所記載之生坯切斷刀刃雖然是一定範圍的被切斷物的話可發揮目標的效果，但是，發現多層電容的生坯等之非均質的材料、或被要求更細微的切斷者的話，形成於左右刃面的凸彎曲面會成為被切斷物的切斷面發生導致成為不良品的刮傷或從層積部分剝離的脫層的原因。被切斷物有更薄、細微化的傾向，電極材料的厚度為0.4μm以下，晶片電容器的產品的厚度也為64μm以下者被產品化，層積介電質的厚度也變成低於1μm，在此種產品中，形成於刃面的凸彎曲面導致切斷時的侵入體積增加，又，由於凸彎曲面接觸到纖細的切斷面，會成為刮傷發生的原因，並未獲得所要求的切斷性能。

又，在專利文獻2所記載之層積體的裁斷方法中，規定前端角度及曲率半徑。但是，刀具的規格之一部分即刀鋒角度及刀鋒前端部的曲率半徑係以對於各個被切斷物的物理性質及所要求的切斷品質來說成為最佳之方式設定為佳。專利文獻2所記載之裁斷方法使用的裁斷裝置，係被切斷物於基材的表面形成以所定聚合物作為主要成分的有機膜，進而於該有機膜上形成硬度為HRC70以上的硬質薄膜的層積體。所以，要求專利文獻2所記載之裁斷裝置的切斷品質是切斷時不會發生硬質薄膜的破損。

被切斷物在製造MLCC、HTCC、LTCC及各種電子零件等之際的生坯層積體時，是對於使陶瓷介電質的原料粉末與黏結劑及溶劑混合而成為膏狀，作為薄片而伸展於塑膠的承載膜上，並使其乾燥的生坯，網版印刷成為膏狀的內部電極材料者。因此，表面並不具有硬質薄膜。所以，與專利文獻2所記載之裁斷裝置被要求的切斷品質不同，切斷生坯層積體時被要求的不對被切斷物的切斷面造成刮傷或傷害。

因此，本發明所應解決的課題係提供不設置對切斷性能造成不良影響之刃面的凸彎曲面，一邊維持如不對被切斷物的切斷面造成刮傷或傷害的切斷品質，一邊在使用時刀鋒的缺口少而具有優良耐久性的刀鋒構造。 [用以解決課題之手段]

本案發明者係從切斷的機制進行多方面的檢討，發現具有由硬質合金構成之平刃狀切斷刀刃的刀具，尤其，於菜刀或日本刀等的刃厚並不是數mm以上的厚度者，而是基部的刃厚為0.1mm到0.5mm的刀具中，刀具的前端位於從構成刀鋒面的角度前端(沿著刃面之2條直線的相交點)起1μm以下之處，且如果前端部分為所定曲面形狀的話，可不設置凸彎曲面，一邊有效地防止刀鋒的缺損，一邊讓對被切斷物造成傷害的問題難發生。再者，在此，刃厚係指切斷時侵入被切斷物的區域之基部的厚度，在平板狀基部的厚度並不均勻時，更接近刀鋒部的區域之基部的厚度。

因此，本發明為一種刀具，係由硬質合金構成，具有平刃狀切斷刀刃的生坯層積體等之切斷用的刀具，其中，具有平板狀的基部，與形成於前述基部的端部的切斷執行部即刀鋒部；將前述基部的刃厚設為0.1mm以上、0.5mm以下；前述刀鋒部，係具有以從前述基部的兩面朝向前端側相互接近之方式傾斜之直線狀的刃面；將該直線的交叉角(刀鋒構成角)設為10度以上、30度以下；且位於比前述刃面的相交點更前面之刀鋒前端部的曲率半徑(R)設為90nm以上、300nm以下的曲面形狀。

在此，平刃狀切斷刀刃係指接續於切斷執行部即刀鋒部，固定於切斷裝置或切斷治具的基部平行的面。

依據本發明，通過不於刀鋒部側面設置凸彎曲面而設為直線狀，將該直線的交叉角(刀鋒構成角)設為10度以上、30度以下，且將刀鋒前端部的曲率半徑(R)設為90nm以上、300nm以下之無鋒的曲面形狀，可減少對被切斷物的傷害，又，可不讓刀刃與分散的陶瓷粒子衝突而順利進行切斷，所以，可防止應力集中於刀鋒，可有效地防止刀鋒的缺損。又，由於可防止應力集中於刀鋒，也不需要為了提升強度而於刃面形成凸彎曲面，也可防止凸彎曲面接觸到切斷面所發生之傷痕的發生。

又，本發明係位於比前述刃面的延長線的相交點更前方之刀鋒前端部的曲率半徑係形成為300nm以下，且包含於被切斷物之陶瓷粒子徑的半徑以上。

刀鋒前端部的曲率半徑也依據包含於被切斷物之陶瓷粒子的粒徑，但是，大於陶瓷粒子的粒徑之半徑的話，可一邊通過刀鋒的前端推開陶瓷粒子一邊進行切斷，對於為了切入陶瓷粒子而防止刀鋒缺損來說更為理想。又，曲面形狀可使用圓弧、二次曲線等，但是，不管如何，以奈米級觀察時需要前端部沒有銳角狀的尖峰。

在MLCC所使用之陶瓷粒子的範圍中，通過將位於比沿著刃面之直線的相交點更前方的刀鋒前端部的曲率半徑(R)設為90nm以上、300nm以下的曲面形狀，可發揮所定效果，但是，更理想為將曲率半徑的下限值設為大於所使用之陶瓷粒子的半徑的大小，對於為了讓刀鋒不與陶瓷粒子衝突而順利推開陶瓷粒子來說為佳。

雖根據使用的材料及刀具而不同，但是，在切斷現在製造之MLCC的生坯層積體之刀具的刀鋒前端部，且交叉角(刀鋒構成角)從10度到30度的範圍者中，為了將刀鋒的曲率半徑設為90nm以上、300nm的範圍，沿著刃面之2條直線的相交點與刀鋒前端部的最短距離為1μm以下為佳。

在前述刀鋒部的至少包含刀鋒前端曲面的區域，施加曲率半徑比前述刀鋒前端部的曲率半徑小之粒徑的潤滑塗佈層，可維持一定的銳利度，同時對於為了一邊改善刀鋒的滑順性，利用低阻力推開分散於材料中的陶瓷粒子一邊切斷來說為佳。作為所使用的潤滑塗層，可使用市場販售者，但是，對於為了改善對刃面的密接性，防止塗佈層的剝離來說，設置提升刃面與塗佈層的密接力的底漆層為佳。

又，刀刃長度方向連些微凹凸都無為佳，對於為了維持整個刀刃長度方向的切斷品質來說，沒有刀鋒前端部的曲率半徑(R)以上的缺損為佳。但是，實質上來說，到5μm為止不會影響到切斷面，可改善良率，可提升生產性，故刀鋒部係在刀刃長度方向沒有5μm以上的缺損為佳。

又，本發明之刀具的製造方法是刀具的一般的磨削方法，磨削到比目標的刀鋒前端部更銳利的狀態為止，之後，通過對前端部向刀刃長度方向緩慢進行磨削，形成目標之刀鋒前端部的曲率形狀之刀具的製造方法。藉由此種製造方法，可有效地消除刀刃長度方向的凹凸。 [發明的效果]

依據本發明，可發揮以下效果。 (1)通過將刀鋒構成角設為10度以上、30度以下，且將位於刃面之延長線的相交點更前方之刀鋒前端部的曲率半徑(R)設為90nm以上、300nm以下的曲面形狀，可提供不用在刃面形成凸彎曲面而成為直線狀，可理想地使用於生坯層積體，減少被切斷物的刮傷或傷害的發生，且切斷時刀鋒的缺損少的刀具。 (2)通過將刀鋒前端部的曲率半徑(R)設為300nm以下，且為包含於被切斷物之陶瓷粒子徑的半徑以上，可提供適合使用的材料，可抑制被切斷物的傷害的發生，且切斷時刀鋒的缺損少的刀具。 (3)通過沿著前述刃面之2條直線的相交點與刀鋒前端部的最短距離為1μm以下，對於細微的被切斷物，也可抑制被切斷物的損傷的發生。 (4)在刀鋒部的至少包含刀鋒前端曲面的區域，施加曲率半徑比較小之粒徑的潤滑塗佈層，可利用低阻力推開分散於材料中的陶瓷粒子，可具有在表面損傷或下垂等少的優良切斷品質，且可在切斷時有效地防止刀鋒的缺損。 (5)通過讓刀刃長度方向沒有5μm以上的缺口，可提供涵蓋整個刀刃長度方向，可具有在表面損傷或下垂等少的優良切斷品質，且刀鋒的缺損少的刀具。 (6)藉由磨削到比目標的刀鋒前端部更銳利的狀態為止，之後，通過對前端部向刀刃長度方向進行磨削，形成目標之刀鋒前端部的曲率形狀的製造法，可提升均勻之刀鋒前端部的曲率形狀的創建與製造速度。

以下，依據圖式來說明本發明的實施形態的刀具。

圖1係揭示本發明的實施形態之刀具整體的圖及一部分放大揭示刀具的圖，圖2係省略一部分而揭示圖1所示之刀具的刀鋒部的圖，圖3係對圖2所示之刀鋒施加塗層之狀態的圖，圖4係省略一部分而揭示圖1所示之刀具的第1區域至第3區域的圖，為了一邊表示塗層粒子一邊表示整體，在波狀線表示之處省略中途部分。

於圖1及圖2中，本實施形態的刀具10係作為素材而形成WC-Co系或WC-Ni系的硬質合金。刀具10係具有矩形狀之平板狀的基部1A，與形成於基部1A的一方之長邊(端部)的切斷執行部即刀鋒部1B。基部1A的刃厚t係形成為0.1mm以上、0.5mm以下。刀鋒部1B係形成為從基部1A逐漸變細的錐狀。刀鋒部1B係具有以從基部1A的兩面朝向前端側相互接近之方式傾斜之直線狀的刃面(直線L1、L2)。該刀鋒部1B的直線L1、L2的交叉角θ形成為10度以上、30度以下。又，刀鋒部1B之位於比刃面(直線L1、L2)的延長線的相交點更前面之刀鋒前端部E的曲率半徑R形成為90nm以上、300nm以下的曲面形狀。該曲率半徑R也可形成為包含於作為90nm以上的被切斷物之陶瓷粒子徑的半徑以上。

沿著刃面之2條直線L1、L2的相交點與刀鋒前端部E的最短距離形成為1μm以下。

刀具的素材即硬質合金係為了不進行粒子脫落地讓刀鋒銳利，使用碳化鎢(WC)的粒子徑為0.3～0.7μm的硬質合金材料，刃厚t可作為電子零件材料加工用而設為0.1mm。 WC的粒子徑大於刀鋒前端部E的曲率半徑R的直徑，故刀鋒前端部E藉由磨削WC形成。所以，藉由WC的粒子表面的曲面而形成刀鋒前端部E的機率降低，故可抑制在刀鋒前端部E形成凹凸。磨削WC粒子時的切削應力小於與連結WC之Co或Ni的結合力非常重要。切削應力大於結合力的話，WC粒子會剝離，導致刃面缺損。根據強度的觀點，硬度90(HRC)以上、抗彎強度3.0～4.0GPa的硬質合金材料為佳。

於圖2所示之刀具10的刀鋒部1B的表面，如圖3及圖4所示，可塗層形成第一層(底漆層S1)的底漆粒子2，與形成第二層(頂層塗覆層S2、撥水性塗佈層)的頂層塗覆粒子3。

利用該底漆粒子2與頂層塗覆粒子3，形成厚度14nm的第1潤滑塗佈層C1。所以，形成於刀鋒部1B的包含刀鋒前端部E之曲面的區域的第1潤滑塗佈層C1(潤滑塗佈層)係為小於刀鋒前端部E的曲率半徑R的粒徑。於其表面，保持即使底漆粒子2與頂層塗覆粒子3加起來也成為15nm以下，且「底漆粒子＜頂層塗覆粒子」的關係，並且需要成為15nm以下。一般市場販賣之無機物的粒子有從5nm階段地到15nm，重點是從其中製作出滿足前述條件之粒子徑的組合。相較於底漆粒子2的粒子徑，更增大頂層塗覆粒子3的粒子徑的理由是由於具有作為撥水性塗佈層之功能的頂層塗覆層S2的表面的凸凹變小，撥水性變差。通過於底漆層S1上，構成形成頂層塗覆層S2之頂層塗覆粒子3所致之無機物的凸凹，氟如纖毛般附著於頂層塗覆粒子3，構成超過蓮花效應的塗佈層。

第1潤滑塗佈層C1係如圖3詳細揭露般，形成在刀鋒前端部E起10μm的區域為止，該區域為第1區域A1。進而於圖4所示之接續於第1區域A1的第2區域A2，形成比第1潤滑塗佈層C1還厚之30nm以上的第2潤滑塗佈層C2。於本實施例中，第1區域A1的起始點係位於刀鋒部1B前，但設為切斷時與被切斷物接觸的部位為止即可。接續於第2潤滑塗佈層C2的第3潤滑塗佈層C3係形成於平板狀的基部1A的塗佈層。

底漆層S1係選擇無機物的微粒子相當於陰離子性介面活性劑之脂肪酸鹽、胺基、烷基苯磺酸鹽、特殊多羧酸型高分子介面活性劑、萘磺酸甲醛縮合物等，最適合與基材的兼容性者。藉由決定、使用根據表面活性能與接觸角等選擇之最佳的材料，使用頂層塗覆的接觸角成為5˚前後的角度者。

頂層塗覆層S2係基本上使用氟系撥水塗層材料，但是，以撥水性成為150˚以上之方式，調合使用塗層劑。又，因為確保不對被切斷物造成刮傷、傷害的表面的粗度很重要，第一塗層區域的狀況中，組成物質在塗層乾燥後，成為微粒子且表面的凸凹抑制為30nm以下。

接下來，針對施加前述實施形態的塗層之刀具的製造方法進行說明。首先，如圖5(A)所示，將刀鋒部磨削到比目標的刀鋒前端部E更銳利的狀態為止。在此狀態中，如圖6(A)所示，刀鋒前端部成為尖銳的狀態。放大該刀鋒前端部的話，如圖6(B)所示，在刀刃長度方向形成凹凸。該凹凸成為脫層的原因。之後，如圖5(B)及同圖(C)所示，將刀鋒前端部E向刀刃長度方向逐漸進行研磨、磨削，形成目標之刀鋒前端部的曲率形狀。如此，如圖6(C)所示，可有效地消除刀刃長度方向的凹凸。所以，可維持整個刀刃長度方向的切斷品質。

接著，對圖2所示之刀鋒前端部E使用已知的浸漬法，薄薄地塗層。塗層係活用浸漬塗層的特性，讓刀鋒(刀鋒部1B)位於長邊方向的側面，向長邊方向浸漬。抬起速度係利用越快則塗佈層越厚，越慢越薄的性質，可塗層底漆層(第1層)後，塗層頂層塗覆層(第2層)。具體來說，抬起速度係可通過0.25～0.5mm/S的速度塗佈，確保刀鋒前端部的曲率半徑R，並且不損及鋒利度塗層到第2層為止，可在從刀鋒前端部E起10μm的區域，形成膜厚15nm以下的塗佈層，又，在10μm以外的區域，形成膜厚比15nm厚的塗佈層。

如此，對刀具10施加塗佈層(第1潤滑塗佈層C1、第2潤滑塗佈層C2)的話，可提升切斷被切斷物時的滑順性。

以下，依據圖式來說明此種刀具10的使用狀態。如圖7所示，使用刀具10，例如在切斷生坯層積體時，刀具10被安裝於加壓機。刀具10係被固定於挾持基部1A之加壓機的安裝部M，切斷時往上下升降，切斷被切斷物即生坯層積體100。

關於層積體即生坯層積體100之切斷的正確機制，有被切斷物的材質及刀具本身的材質、形狀等，影響切斷品質的各種要素，不一定已明確地闡明。但是，如圖8所示，可知在將陶瓷介電質的原料粉末與黏土質物質即黏結劑混合而成為膏狀之燒結前的半乾狀態的生坯層積體的切斷中，不同於均勻之材料的切斷，刀鋒前端部E並不是切斷陶瓷粒子，而是一邊推開陶瓷粒子一邊切斷生坯層積體。又，黏土質物質即黏結劑的切割阻力本來就低，所以，通過將陶瓷粒子可以順利推開的形狀，減少應力集中於刀鋒部1B，可有效防止刀鋒部1B的缺損。

因此，考量將刀鋒前端部E並不設為銳角狀而是設為所定曲面形狀，但是，該曲率半徑過大的話，如圖8的左圖所示，會破壞陶瓷粒子與黏結劑的結合，破裂區域變大，對切斷品質造成不良影響，所以，通過將刀鋒的曲率半徑抑制成較低，如同右圖所示，可將陶瓷粒子與黏結劑的結合破壞抑制在最小限度。

另一方面，相較於陶瓷粒子徑，刀鋒的曲率半徑過小的話，刀鋒接觸陶瓷粒子時，無法利用刀鋒的前端推開陶瓷粒子，刀刃與陶瓷粒子衝突，容易發生刀刃缺損，所以，可知刀鋒的曲率半徑大於所使用的陶瓷粒子徑為佳。

在本實施形態的刀具10中，如圖2所示，沿著以從基部1A的兩面朝向前端側相互接近之方式傾斜的刃面的直線L1、L2的交叉角θ形成為10度以上、30度以下，且刀鋒前端部E的曲率半徑R形成為90nm以上、300nm以下的曲面形狀。

在此，交叉角θ未滿10度的話，刀鋒前端部E會與分散於生坯層積體100內的陶瓷粒子衝突，發生刀鋒前端部E的缺損的程度變高。又，交叉角θ超過30度的話，可推開陶瓷粒子的範圍變寬，破壞區域擴散至寬廣範圍。然後，刀鋒前端部E的曲率半徑R未滿90nm的話，刀鋒前端部E會與分散於生坯層積體100內的陶瓷粒子衝突，發生刀鋒前端部E的缺損的程度變高。又，刀鋒前端部E的曲率半徑R超過300nm的話，可推開陶瓷粒子的範圍變寬，破壞區域擴散至寬廣範圍。

所以，可減少對生坯層積體100的傷害，又，可不讓刀刃與分散於生坯層積體100內的陶瓷粒子衝突而順利進行切斷，所以，可防止應力集中於刀鋒前端部E，可有效地防止刀鋒前端部E的缺損。又，由於可防止應力集中於刀鋒前端部E，也不需要為了提升強度而於刃面形成凸彎曲面，也可防止凸彎曲面接觸到切斷面所發生之傷痕的發生。

因此，刀具10可成為不設置對切斷性能造成不良影響之刃面的凸彎曲面，一邊維持切斷品質，一邊在使用時刀鋒的缺口少而具有優良耐久性者。

又，藉由將沿著刃面之2條直線L1、L2的相交點與刀鋒前端部E的最短距離設為1μm以下，對於細微的被切斷物，也可抑制被切斷物的損傷的發生。

(實施例) 製作圖1所示之刀具10，切斷被切斷物，針對切斷品質、刀鋒的缺損、耐久性進行評鑑。

作為本實施例的刀具，藉由WC-Co系的硬質合金形成，形成為圖1所示之刃長L為250mm，刃厚t為0.10mm，寬度W為20mm。又，基部1A的寬度W1為18.8mm，刀鋒部1B的寬度W2為1.2mm。又，作為本實施例的刀具，製作將沿著圖2所示之刃面的直線L1、L2的交叉角形成為包含10度以上、30度以下的形狀，且將位於比刃面的延長線的相交點更前面之刀鋒前端部的曲率半徑形成為包含90nm以上、300nm以下的曲面形狀的發明品，與偏離該範圍的比較品(交叉角5˚及35˚，曲率半徑80nm及320nm～360nm)。再者，發明品與比較品的刀具作為並未形成圖2所示之底漆層S1及頂層塗覆層S2者。

針對該等發明品與比較品，根據「切斷品質」、「刀鋒的缺損」、「耐久性」的觀點，如圖7所示，作為加壓機，安裝於伺服加壓機(放電精密加工研究所公司製)，將生坯層積體的替代品作為被切斷物(工件)，以進送間距1mm切斷來進行切斷評鑑。又，切斷面的觀察、刀鋒前端部的磨耗量的測定使用Nikon Instech製的測定顯微鏡MM-800。生坯層積體的替代品係對熔點55℃的液體石蠟，將重量比70%的陶瓷粉末以熔點以上的溫度揉合，通過自然冷卻而成為大約1mm的厚度，形成為寬度15mm的帶狀。又，作為承載片使用厚度2mm的墊片。陶瓷粉末係一般使用平均粒徑為100nm～1.7μm者，在本實施例中，使用平均粒徑為150nm(半徑75nm)者。

關於評鑑，進行切斷面的評鑑之後，實施壽命試驗。壽命試驗係在實施1000次的切斷試驗後進行評鑑。切斷時係切斷工件，讓刀鋒部切入墊片的0.5mm，完全成為切斷工件的狀態。

關於「切斷品質」，則觀察切斷面進行評鑑。判定係在切斷方向沒有刮傷，沒有切斷碎屑時作為「○」，在切斷方向只有未滿1μm(寬度)的刮傷，沒有切斷碎屑時作為「△」，在切斷方向有1μm(寬度)以上的刮傷，出現切斷碎屑時作為「×」。所以，可說判定成為「○」的刀具滿足了條件。

關於「刀鋒的缺損」，則觀察刀鋒前端部進行評鑑。判定係在無刀刃缺損，即使有也未滿1μm時作為「○」，刀刃缺損的大小為1μm以上、未滿5μm時作為「△」，刀刃缺損的大小為5μm以上時作為「×」。所以，可說判定成為「○」或「△」的刀具滿足了條件。

關於「耐久性」，則在1000次切斷後測定刀鋒前端部的磨耗量來進行評鑑。判定係在刀鋒前端部的磨耗量為1μm以內，刀刃缺損未滿3μm時作為「○」，刀鋒前端部的磨耗量為1μm以內，刀刃缺損的大小為3μm以上、未滿5μm時作為「△」，刀鋒前端部的磨耗量為1μm以內，刀刃缺損的大小為5μm以上時作為「×」。所以，可說判定成為「○」或「△」的刀具滿足了條件。

並於圖9揭示結果。根據圖9的表，可知交叉角θ在10度至30度的範圍，且曲率半徑R為90nm至300nm的範圍相較於該等範圍外者，更具有優位性。此係通過曲率半徑R設為90nm以上，刀鋒前端部的直徑成為180nm，大於陶瓷粒子的粒徑150nm(半徑75nm)，所以，可以順利推開陶瓷粒子，減少應力集中於刀鋒部，因此，可有效防止刀鋒部的缺損及磨耗。又，通過曲率半徑R設為300nm以下，利用抑制推開陶瓷粒子的範圍，可一邊抑制磨耗一邊抑止破壞區域擴散至寬廣範圍。

所以，可知本實施形態的刀具係直線的交叉角為10度以上、30度以下的範圍，且曲率半徑R從90nm至300nm的範圍所包含的規格可獲得優良的切斷品質。

如此，刀具的主要規格即刀鋒的角度及刀鋒前端部的曲率半徑係根據各個被切斷物的物理性質、所要求的切斷品質來決定、設定。亦即，在各個被切斷物的物理性質及所要求的切斷品質大幅不同時，大多狀況下獲得最佳的切斷品質之刀具的規格也大幅不同。

本發明的刀具係不同於專利文獻2的裁斷裝置中使用之厚度厚的圓刃，基部的刃厚為0.1mm以上、0.5mm以下者，不同於專利文獻2之被切斷物，在切斷表面不具有硬質薄膜的生坯層積體時，本案發明者勤奮研究的結果，取得本發明的刀具的規格，以獲得最佳的切斷品質。

所以，可說即使專利文獻2的裁斷裝置，有前端角度及圓形刀鋒端的曲率半徑的記載，因為被切斷物不同，並不是將專利文獻2所記載之圓刃的規格作為參考，該發明所屬技術領域中具有通常知識者即使依據專利文獻2所記載之圓刃的規格，也無法思及本發明的刀具之獲得最佳的切斷品質的規格。

再者，雖想定MLCC而進行了替代品的切斷實驗，但是，即使HTCC或LTCC、各種電子零件的製造所用之生坯層積體，也包含陶瓷粒子所致之原料粉末，故只要合適於粒子徑的半徑設為刀鋒的曲率半徑90nm以上、300nm以下的條件的話即可使用。 [產業上之利用可能性]

本發明係適合用於層積生坯的生坯層積體的切斷。

1A:基部 1B:刀鋒部 2:底漆粒子 3:頂層塗覆粒子 10:刀具 100:生坯層積體 L1:直線 L2:直線 θ:交叉角 R:曲率半徑 t:刃厚 S1:底漆層 S2:頂層塗覆層 C1:第1潤滑塗佈層 E:刀鋒前端部 A1:第1區域 A2:第2區域 A3:第3區域 C2:第2潤滑塗佈層 C3:第3潤滑塗佈層 P:加壓機 P1:安裝部 W1:基部的寬度 W2:刀鋒部的寬度 W:寬度

[圖1]揭示本發明的實施形態之刀具的立體圖，(A)係揭示刀具整體的圖，(B)係一部分放大揭示刀具的圖。 [圖2]圖1所示之刀具的刀鋒部的放大圖。 [圖3]對圖2所示之刀具的刀鋒部施加塗層之狀態的圖。 [圖4]省略一部分而揭示圖3所示之刀具的第1區域至第3區域的圖。 [圖5]用以說明製造圖1所示之刀具的工程的圖，(A)係讓刀鋒部銳利之狀態的圖，(B)及(C)係從(A)研磨而使刀鋒前端部成為曲率形狀之狀態的圖。 [圖6](A)至(C)係圖4(A)至同圖(C)所示之刀鋒前端部的電子顯微鏡照片。 [圖7]用以說明將圖1所示之刀具安裝於加壓機，切斷被切斷物即生坯層積體的圖。 [圖8]用以說明圖1所示之刀具的刀鋒前端部切斷生坯層積體之狀態的圖。 [圖9]揭示實施例所致之結果的一覽表。

1A:基部

1B:刀鋒部

10:刀具

t:刃厚

W:寬度

W1:基部的寬度

W2:刀鋒部的寬度

Claims

一種刀具，係由硬質合金構成的生坯層積體用之平刃狀的刀具，其特徵為：具有平板狀的基部，與形成於前述基部的端部的切斷執行部即刀鋒部；前述基部的刃厚，係形成為0.1mm以上、0.5mm以下；前述刀鋒部，係具有以從前述基部的兩面朝向前端側相互接近之方式傾斜之直線狀的刃面；該直線的交叉角，係形成為10度以上、30度以下；且位於比前述刃面的延長線的相交點更前面之刀鋒前端部的曲率半徑，係形成為90nm以上、300nm以下的曲面形狀。
一種刀具，係由硬質合金構成之具有平刃狀切斷刀刃的切斷刀刃，其特徵為：具有平板狀的基部，與形成於前述基部的端部的切斷執行部即刀鋒部；刃厚係形成為0.1mm以上、0.5mm以下；前述刀鋒部，係具有以從前述基部的兩面朝向前端側相互接近之方式傾斜之直線狀的刃面；該直線的交叉角，係形成為10度以上、30度以下；且位於比前述刃面的延長線的相交點更前面之刀鋒前端部的曲率半徑，係形成為300nm以下，且包含於被切斷物之陶瓷粒子徑的半徑以上。
一種刀具，其特徵為：由硬質合金構成；具有平板狀的基部，與形成於前述基部的端部的切斷執行部即刀鋒部；前述基部的刃厚，係形成為0.1mm以上、0.5mm以下；前述刀鋒部，係具有以從前述基部的兩面朝向前端側相互接近之方式傾斜之直線狀的刃面；該直線的交叉角，係形成為10度以上、30度以下；且位於比前述刃面的延長線的交點更前面之刀鋒前端部的曲率半徑，係形成為90nm以上、300nm以下的曲面形狀；在前述刀鋒部的至少包含刀鋒前端曲面的區域，形成曲率半徑比前述刀鋒前端部的曲率半徑小之粒徑的潤滑塗佈層。
如請求項1至3中任一項所記載之刀具，其中，沿著前述刃面之2條直線的相交點與刀鋒前端部的最短距離為1μm以下。
如請求項1或2所記載之刀具，其中，在前述刀鋒部的至少包含刀鋒前端曲面的區域，形成曲率半徑比前述刀鋒前端部的曲率半徑小之粒徑的潤滑塗佈層。
如請求項1至3中任一項所記載之刀具，其中，前述刀鋒部在刀刃長度方向並無5μm以上的缺口。
一種刀具的製造方法，係請求項1至3中任一項所記載之刀具的製造方法，其特徵為：磨削到比目標的刀鋒前端部更銳利的狀態為止，之後，通過對前端部向刀刃長度方向進行磨削，形成目標之刀鋒前端部的曲率形狀。