TW506948B - Cutter wheel for fragile substrate - Google Patents

Description

506948 A7 B7 五、發明說明（j ) 【發明所屬之技術領域】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明，係關於爲切割脆性基板而形成劃線所使用之 劃線輪。脆性基板，係包含半導體晶圓、玻璃基板及陶瓷 基板等。 【習知技術】 先前這種用途之劃線輪，係對超硬合金製或燒結鑽石 製之盤狀材料，磨削其外周緣部，形成V字形之刀尖’成 爲圓盤輪，並對裝配旋轉軸之內徑空洞部之內周部進行磨 削。以此方式加工所成之圓盤輪，係在刀刃固定件經磨削 之凹型承接部以旋轉自如的方式來被嵌合軸接。作爲旋轉 軸之材質，先前就使用鐵、超硬合金、燒結鑽石。 【發明所欲解決之課題】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 若使用k相不同之材質所製作之劃線輪構件與旋轉軸 之情形，例如，劃線輪構件係超硬合金製，軸係鐵製時， 軸之磨損就顯著地嚴重，在短時間內劃線輪之旋轉變成不 順，使劃線品質不良。又，劃線輪構件係超硬合金製’軸 係燒結鑽石製時，劃線輪與軸之嵌合部內徑就受摩擦的影 響而變大，雖然不像前者之情形那麼短時間’但也致使劃 線輪之旋轉不順。又，如上所述之材質組合時’會使成品 價格昂貴。 鑒於如上所述之狀況，劃線輪與軸之材質使用同一材 質已成爲一般使用方法。然而，使用同一材質之使用方法 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]〇 X 297公釐） 506948

五、發明說明（/ ) ’由於劃線輪與軸之摩擦會發熱而產生燒結。其結果，劃 線輪之旋轉變成不順，若加工對象爲玻璃基板時，有在短 時間內在劃線中，出現造成劃線不良之玻璃絲的問題。 本發明，係提供：能以高速劃線速度得到品質良好之 劃線，同時比以往之劃線輪能進一步增加劃線距離的脆性 基板用劃線輪。 【用以解決課題之手段】 本發明係一種脆性基板用劃線輪，其順沿盤狀輪之外 周部具有v字形之刀刃；其特徵在於：於該輪之旋轉軸裝 設用之軸孔之內周面，係形成有沿軸向（輪厚度方向）呈既 定長度之槽、與軸向成傾斜之槽、或螺旋狀之槽的任一種 槽。 較佳者，當將上述複數之凹部深度取爲劃線輪厚度之 大致4分之\〜大致4分之3時，可進一步提昇效果。 再較佳者，當劃線輪與旋轉軸之材質爲同一材質時， 最有效果。 【發明之實施形態】 圖1，係顯示本發明之一實施形態之劃線輪la之側視 圖（左圖）、A—A截面圖(右圖）。對劃線輪la之裝設旋轉軸 的軸孔2之內周面，讓從第1側面往第2側面之軸方向(輪 厚度方向）之槽(實線)3a以等間隔的方式形成8個，同時讓 從第2側面往第1側面之既定長度之槽(虛線)3a以等間隔 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -\1T· ·% 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506948 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（$ ) 的方式形成8個。從一側面所見到之實線之槽3a ’與位在 裏面之虛線之槽3a，係以互相相位呈反向之狀態來定位。 槽3a之徑向深度，係隨著向側面側愈加深。 圖1C—C截面之槽3a形狀，雖係如圖2所示之⑷之 U字形狀，然而即使是(b)之V字形狀，或(c)之方型形狀’ 亦能得同等之作用效果。 槽3a之寬度，係因應劃線輪la之外徑大小’爲內徑 圓周長之1/48〜1/2之値，槽3a之從劃線輪軸心至徑向之 深度（T )，若假設從劃線輪外周半徑減內周半徑之差爲S 時，係在1/20 < S/T < 1之間選擇。 本實施例之劃線輪la內徑1爲0.8 mm，槽3a之寬度 爲約0.15 mm，槽3a之深度爲約0.4 mm。 圖3 (a)，係顯示裝設於刀刃固定件5之先前之劃線輪 4，圖3 (b)，係顯示同樣裝設之本發明之劃線輪la。比較 兩圖則得知：在本發明之劃線輪la之情形(在以下所示之 其他實施形態亦大致相同），劃線輪之內周面與軸6之接觸 面積，較先前之劃線輪4與軸6之組合來得大幅減少，劃 線輪之兩側面與刀刃固定件之內壁之接觸面積亦減少。因 此，能使劃線輪旋轉時之摩擦阻力減少。 又，刀刃固定件5內壁與劃線輪la側面之間，有微小 之間隙。位在劃線輪la之兩側面之槽3a吸取附近之空氣 ，而將由於劃線輪la之軸孔2之內周面與軸6及刀刃固定 件5之內壁與該輪側面的摩擦所產生之粉塵加以去除，同 時抑制摩擦所產生之熱。 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· _ %_ 506948 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（k) 槽3a之(軸方向之)進深Y，如圖1，取爲劃線輪厚度 .之約3/4時，可使上述之減低摩擦之效果成爲最大。 組合超硬合金製之軸與相同材質之劃線輪時，使用本 發明之劃線輪之構成(A)與先前之構成(B)，產生劃線不良 爲止能劃線多少距離，將其調查結果顯示如表1。 【表1】 (A) 本發明之劃線輪 (B) 先前之劃線輪 1000 m 〜2000 m 10 m 〜20 m 劃線條件如下：實施劃線加工之材料爲鈉鈣玻璃，劃 線速度爲300 mms，刀尖施重爲M kg，所使用之劃線輪 外徑爲2.5 mm，厚度爲0.65 mm，內徑爲0.8 mm，刀尖角 度爲120° ，軸外徑爲〇.8 mm，以將軸完全固定之狀態， 即僅讓劃線輪在劃線中旋轉。又，在對玻璃以0.5 mm間隔 平行地刻出劃線之條件下來實施。 由該表1之結果得知，比起先前之劃線輪4，本發明 之劃線輪la之劃線能力則增加100〜200倍。 圖4〜圖7，係顯示上述之槽3a之其他實施形態。在 圖4及圖5，將劃線輪lb，lc之各槽3b，3c之深度對軸 方向(劃線輪厚度方向)直線變化(在圖5，傾斜緩和），在圖 6，將劃線輪Id之槽3d之深度對軸方向以2階段作傾斜變 化。在圖7之劃線輪le，取槽3e之深度爲一定。 圖8之劃線輪If，其截面形狀雖與圖4者相似，但使 槽3f之寬度隨著槽加深加大。 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

I 506948 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（< ) 圖9之劃線輪lg，其截面形狀雖與圖i者相似，在圖 1，槽3a之深度方向係與徑向一致，但在圖9，槽3g之深 度方向就從徑向以角度6»傾斜。這樣與徑向取既定角度而 形成複數之凹部，在劃線輪旋轉時，就更容易吸取劃線輪 側面附近之空氣，能更有效抑制劃線輪之內周內面壁與軸 之磨擦所產生之熱。 圖1〇之劃線輪lh，雖形成8條槽3h，但這些各槽係 與軸方向成傾斜來形成，且貫通至另一方之側面。槽之形 狀，使用V字形，梯形形，u字形等。 圖11之劃線輪li，係形成順沿軸孔2內周面之螺旋 狀槽3i。螺紋之節距爲〇.1 mm〜L5 mm。槽3i之形狀， 亦可使用V字型，梯形型，U字型等。又，在圖11，雖顯 示將1條槽形成於先前之劃線輪之內徑內壁面的一實施例 ，更佳者爲形成複數條之槽。 圖12之劃線輪lj，除了形成於軸孔2之3j槽以外， 尙形成4個貫通於劃線輪厚度方向之孔7，圖13之劃線輪 1 k，係與圖12同樣形成貫通孔7，同時在延伸於軸向之槽 3 k，加大側面之深度，使槽3 k與貫通孔7互相連結。 圖14之劃線輪1 1，係在兩側面形成既定深度之凹部 8，圖15之劃線輪1 m，係在兩側面形成延伸於一致方向 之既定長度之凹部9。 圖16,係顯示在具備圓形之內徑孔之劃線輪構件11 ，嵌合或插入盤狀之套筒12之情形。該套筒12，與上述 之各種劃線輪之構成同樣，在其內周面，於第1 ·第2之 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂----------选 %· 506948 Α7 Β7 五、發明說明（b) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 兩側面形成有複數之槽（向各側面之徑向延伸而形成），將 套筒12之外周壁面嵌合或插入於劃線輪構件11之圓形內 徑孔，成爲劃線輪。 前述套筒12之複數之槽3n，亦有如圖9般相互形成 於套筒12之第1 ·第2之兩側面之情形。 前述套筒12之複數之槽3η，亦有相互等間隔來形成 於套筒12之側面之情形。 前述套筒12之複數之槽3η，亦有相互等間隔、與徑 向成既定角度來形成於套筒12之側面之情形。 前述套筒12之複數之槽3η，亦有相互等間隔、與徑 向成既定角度的方式來形成於套筒12之兩側面，並將凹部 之深度取爲套筒厚度之大致4分之1〜4分之3之情形。 前述套筒12,亦有在套筒12之兩側面形成複數之貫 通孔或複數之其他槽之情形。 使用將上述之劃線輪構件11嵌合或插入套筒12所成 之劃線輪，亦能得與上述者同樣之作用效果。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖17，係在套筒13之內周面與外周面之周圍，在兩 側面形成延伸於徑向所形成之複數之槽3 〇，將套筒13之 外周壁面嵌合或插入於劃線輪構件11之內徑孔，成爲劃線 輪。 前述套筒13之複數之槽3 〇，亦有相互形成於套筒13 之兩側面之情形。 前述套筒13之複數之槽3 〇，亦有相互以等間隔的方 式來形成於套筒Π之兩側面之情形。 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 506948 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明說明（q ) 前述套筒13之複數之槽3 〇 ’亦有相互以等間隔、與 徑向成既定角度的方式來形成於套筒13之兩側面之情形。 前述套筒13之複數之槽3 〇，亦有相互以等間隔、與 徑向成既定角度的方式來形成於套筒13之兩側面，並將凹 部之深度取爲套筒13厚度之大致4分之1〜4分之3之情 形。 前述套筒13，亦有在其兩側面形成複數之貫通孔或複 數之其他槽之情形。 使用將上述之劃線輪構件11與套筒13嵌合或插入所 成之劃線輪，亦能得與上述者同樣之作用效果。 圖18，係在筒狀之套筒14之兩側面，形成各朝向筒 方向之切口 15，將該套筒14之外周壁面嵌合或插入於劃 線輪構件11之圓形的內徑孔，成爲劃線輪。 前述套筒14之複數之切口 15,亦有相互形成於兩側 面之情形。^ 前述套筒14之複數之切口 15,亦有相互以等間隔的 方式來形成於兩側面之情形。 前述套筒14之複數之切口 15，亦有相互以等間隔、 與徑向成既定角度的方式來形成於兩側面之情形。 前述套筒14之複數之切口 15，亦有相互以等間隔、 與徑向成既定角度的方式來形成於兩側面，並將切口 15之 長度取爲套筒厚度之大致4分之1〜4分之3之情形。 使用將上述之劃線輪構件11嵌合或插入套筒14所成 之劃線輪，亦能得與上述者同樣之作用效果。 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） ------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·- 506948 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（g ) 在曰本專利特開平9一 188534號「玻璃劃線輪」之內 徑部內壁面之周圍’在兩側面形成延伸於徑向所形成之複 數之凹部，亦能得上述之作用效果。 【發明之效果】 本發明，因於劃線輪之旋轉軸裝設用之軸孔之內周面 ，形成軸向之槽、與軸向成傾斜之槽、或螺旋狀之槽的任 一種槽，故能減少劃線輪之軸孔內周面與旋轉軸及刀刃固 定件之與內壁的摩擦阻力，使劃線輪平順地旋轉，不容易 發生劃線不良。 又，藉由在劃線輪之兩側面設置凹部，能去除摩擦所 產生之粉塵。因此，比起先前之劃線輪，本發明之劃線輪 ，在以劃線長度所評價之性能方面則能提昇100倍〜200 倍。 >1 【圖式之簡單說明】 圖1，係顯示本發明之劃線輪之一實施形態的側視圖 及截面圖。 圖2，係顯示槽之各種截面形狀的圖。 圖3，係顯不先前之劃線輪及本發明之劃線輪之裝配 狀態的圖。 圖4,係本發明之劃線輪之其他實施形態的側視圖及 截面圖。 圖5,係本發明之劃線輪之其他實施形態的側視圖及 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公；Ϊ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . I I I I I I I ^^ ·1111111 506948 A7 _B7 五、發明說明（q ) 截面圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖6，係本發明之劃線輪之其他實施形態的側視圖及 截面圖。 圖7,係本發明之劃線輪之其他實施形態的側視圖及 截面圖。 圖8，係本發明之劃線輪之其他實施形態的側視圖及 截面圖。 圖9，係本發明之劃線輪之其他實施形態的側視圖及 截面圖。 圖10，係本發明之劃線輪之更其他實施形態的側視圖 及截面圖。 圖11，係本發明之劃線輪之更其他實施形態的側視圖 及截面圖。 圖12,係本發明之劃線輪之更其他實施形態的側視圖 及截面圖。 圖13，係本發明之劃線輪之更其他實施形態的側視圖 及截面圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖14，係本發明之劃線輪之更其他實施形態的側視圖 及截面圖。 圖15，係本發明之劃線輪之更其他實施形態的側視圖 及截面圖。 圖16，係顯示將套筒嵌合於劃線輪構件之狀態的圖。 圖17，係顯示將套筒嵌合於劃線輪構件之狀態的圖。 圖18，係顯示將套筒嵌合於劃線輪構件之狀態的圖。 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 506948 A7 _B7 五、發明說明（v〇) 【符號說明】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 劃線輪 2 軸孔 3 槽 5 刀刃固定件 6 軸 7，9 凹部 11 劃線輪構件 12 ， 13 ， 14 套筒 15 切口 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----- ·% 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 506948 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 一種脆性基板用劃線輪，其順沿盤狀輪之外周部 具有V字形之刀刃；其特徵在於： 於該輪之旋轉軸裝設用之軸孔之內周面，係形成有沿 軸向呈既定長度之槽、與軸向成傾斜之槽、或螺旋狀之槽 的任一種槽。 2 如申請專利範圍第1項之脆性基板用劃線輪，係 將沿上述軸向呈既定長度之槽之深度形成爲：在該劃線輪 之側面側變深。 3 如申請專利範圍第1項之脆性基板用劃線輪，係 將上述槽之深度設爲一定。 4 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之脆性 基板用劃線輪，係讓上述槽以等間隔方式形成於該劃線輪 之側面。 5 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之脆性 基板用劃線k，其中，沿上述軸向呈既定長度之槽之進深 ，係劃線輪厚度之大致4分之1〜大致4分之3。 6 如申請專利範圍第4項之脆性基板用劃線輪，其 中，沿上述軸向呈既定長度之槽之進深，係劃線輪厚度之 大致4分之1〜大致4分之3。 7如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之脆性 基板用劃線輪，係於該劃線輪形成往厚度方向之貫通孔。 8如申請專利範圍第4項之脆性基板用劃線輪，係 於該劃線輪形成往厚度方向之貫通孔。 9如申請專利範圍第5項之脆性基板用劃線輪，係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂·-------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 506948 A8 B8 _§_ ^、申請專利範圍 於該劃線輪形成往厚度方向之貫通孔。 10如申請專利範圍第6項之脆性基板用劃線輪，係 於該劃線輪形成往厚度方向之貫通孔。 11 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之脆性 基板用劃線輪，係於該劃線輪之側面形成既定深度之凹部 〇 12 如申請專利範圍第4項之脆性基板用劃線輪，係 於該劃線輪之側面形成既定深度之凹部。 13 如申請專利範圍第5項之脆性基板用劃線輪，係 於該劃線輪之側面形成既定深度之凹部。 14 如申請專利範圍第6項之脆性基板用劃線輪，係 於該劃線輪之側面形成既定深度之凹部。 15 如申請專利範圍第7項之脆性基板用劃線輪，係 於該劃線輪之側面形成既定深度之凹部。 16 如>申請專利範圍第8項之脆性基板用劃線輪，係 於該劃線輪之側面形成既定深度之凹部。 17 如申請專利範圍第9項之脆性基板用劃線輪，係 於該劃線輪之側面形成既定深度之凹部。 18 如申請專利範圍第10項之脆性基板用劃線輪， 係於該劃線輪之側面形成既定深度之凹部。 2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）