TWI529147B - Scribing wheel and its manufacturing method - Google Patents

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Description

劃線輪及其製造方法
本發明係關於一種用於對玻璃基板等脆性材料基板進行劃線之劃線輪及其製造方法。
習知之劃線輪係，相對於超硬合金製或燒結鑽石製之圓板之圓周部自兩側互相傾斜地削入，而於圓周面上形成V字形之刀尖。劃線輪之中心具有貫通孔，可旋轉自由地軸向固定於劃線裝置之劃線頭(scribe head)等上而使用。
先前，為了於劃線輪之圓周面上形成V字形之刀尖，首先於圓板101之中心形成貫通孔102。圖1(a)表示該圓板101之側視圖。其次如圖1(b)中之側視圖、圖1(c)中之前視圖所示，自兩側將圓周部分研磨成V字狀而製成刀尖部103。有時，利用粒度更細小之研磨劑對刀尖部103進行精研磨，從而構成劃線輪100。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]專利第3759317號公報
當將玻璃基板等脆性材料基板切斷時，使用劃線輪進行劃線後沿切割線(scribe line)將其切斷，但因為於已切斷之脆性材料基板端面殘留有劃痕，故當施加壓力時自端面產生破裂之情形較多。若形成於 劃線輪之圓周面之V字形的刀尖具有凹凸，則當切斷時於脆性材料基板端面上會殘留有劃痕，故脆性材料基板之機械強度會降低。因此，宜儘量使劃線輪之V字形刀尖之脊線上的凹凸較少。近年來，期望平板顯示器等中所使用之玻璃基板實現薄板化，進而在移動設備等小型設備中玻璃之板厚變薄，達到例如0.4mm~0.2mm。因為利用此種薄玻璃會使基板之強度降低，故脆性材料基板端面強度之降低成為大問題。
為了減少劃線輪之刀尖脊線之凹凸，必需使用更細微之研磨劑進行研磨。然而，就習知之劃線輪而言，為了形成V字形之刀尖而對相同之面積進行粗研磨與精研磨。因為研磨劑之粒徑越小則越難以進行研磨，故存在如下問題：當進行精研磨時，使用之研磨劑之粒徑越小則加工時間越長。
本發明係著眼於上述之先前的問題而完成，其目的在於提供一種針對劃線輪縮短形成V字形之刀尖時的研磨加工時間之劃線輪及其製造方法。
為了解決該課題，本發明係一種劃線輪之製造方法，該劃線輪係沿著圓板狀輪之圓周部形成V字形的刀尖而成者，該劃線輪之製造方法係，於圓板之中心位置形成貫通孔，以沿上述圓板之圓周自側面之兩側互相傾斜地削入之方式進行粗研磨而形成第1研磨面，藉此使圓周部分形成為具有第1頂角之V字狀，僅對上述V字狀之第1研磨面之前端部分進行精研磨而形成第2研磨面，作為具有大於第1頂角之第2頂角之刀尖部，且對上述第2研磨面進行超精研磨。
為了解決該問題，本發明係一種劃線輪之製造方法，該劃線輪係沿著圓板狀輪之圓周部形成V字形的刀尖而成者，該劃線輪之製造方法係，於圓板之中心位置形成貫通孔，以沿上述圓板之圓周自側面 之兩側互相傾斜地削入之方式進行粗研磨而形成第1研磨面，藉此使圓周部分形成為具有第1頂角之V字狀，對上述V字狀之第1研磨面進行精研磨而形成第2研磨面，僅對上述第2研磨面之前端部分進行超精研磨，作為具有大於第1頂角之第2頂角之刀尖部。
此處使用於上述超精研磨中之研磨劑宜為6000號以上，較佳為8000號以上，進而更佳為10000號以上。若為粒度3000號以下，則存在已切斷之脆性材料基板端面上容易殘留劃痕的傾向。
為了解決該問題，本發明之劃線輪具有沿圓板狀輪之圓周部以成為第1頂角之方式形成為V字狀之第1研磨面，且具有於上述第1研磨面之前端的脊線上具有大於上述第1頂角之第2頂角之第2研磨面。
根據具有如此之特徵之本發明，對劃線輪之刀尖進行粗研磨而構成為V字形，並且僅對其前端部分進行精研磨，之後進行超精研磨。因此，可減少作為刀尖而必需之脊線部分的凹凸。故可獲得如下優異之效果：當使用劃線輪將脆性材料基板切斷時可增強端面強度。如此之特徵尤其於對較薄之脆性材料基板進行劃線並切斷時特別有效。
11‧‧‧劃線輪
12‧‧‧貫通孔
13~17‧‧‧研磨面
20、21‧‧‧試驗片
31‧‧‧基底
32、33‧‧‧支撐台
34、35‧‧‧按壓部
36‧‧‧加壓部
100‧‧‧劃線輪
101‧‧‧圓板
102‧‧‧貫通孔
103‧‧‧刀尖部
α1、α2‧‧‧頂角1
圖1(a)~(c)係表示習知例中之劃線輪及其製造過程之側視圖及前視圖。
圖2(a)、(b)係本發明之實施形態中之劃線輪之前視圖及側視圖。
圖3(a)~(d)係表示本實施形態中之劃線輪之製造過程的側視圖。
圖4係表示經過超精研磨後之劃線輪之前端部分的放大圖。
圖5係表示劃線輪之機械強度之試驗狀態的圖。
圖6(a)~(d)係表示本發明之另一實施形態中的劃線輪之製造過程之側視圖。
圖2(a)係本發明之實施形態中之劃線輪之前視圖，圖2(b)係其側視圖。而且，圖3(a)~(d)係表示本實施形態中之劃線輪之製造過程的側視圖。當製造劃線輪時，首先如圖3(b)所示般於圖3(a)中所示之圓板11的中央形成作為軸孔之貫通孔12。接著使馬達等之旋轉軸連通於該貫通孔12並使其旋轉，並且，自兩側對圖3(a)中所示之圓板11之整個圓周進行粗研磨，從而如圖3(b)所示般形成為V字形。於該粗研磨之步驟中，使用例如粒度300號之細粉研磨劑進行研磨。將如此所形成之研磨面作為研磨面13。以使此時之頂角α1較作為刀尖所必需之頂角更尖之方式進行研磨。頂角α1宜為15°~140°，較佳為60°~120°，進而更佳為80°~100°。若為15°以下，則於加工時脊線前端容易破損，若為140°以上，則具有喪失作為刀尖之實用性的傾向。
接著，對經過粗研磨進行研磨後之研磨面13進行精研磨。於精研磨中，使用例如粒度2000號之細粉研磨劑。於精研磨中，如圖3(c)所示般外形幾乎不產生變化。將如此而形成之研磨面設為研磨面14。
進而，於本實施形態中，如圖3(d)所示般僅對前端部分進行超精研磨。於該超精研磨中，係使用粒度6000號以上之細粉研磨劑進行研磨。而且，於該步驟中，僅對前端部分進行研磨，以使其成為所需之頂角α2(α2>α1)。圖4係表示該前端部分的放大圖。將如此而形成的利用超精加工所得的研磨面作為15。此處，研磨劑之粒度宜為粒度6000號以上，較佳為8000號以上，進而更佳為10000號以上。若為粒度3000號以下，則存在已切斷之脆性材料基板端面上容易殘留劃痕之傾向。此處，頂角α2宜為90°~140°，較佳為95°~125°，進而更佳為100°~115°。頂角α2較大之劃線輪適合於較高之劃線負載下使用，頂角α2較小之劃線輪則適合於較低之劃線負載下使用。
藉此，具有如下傾向：藉由將刀尖製成2段之V字狀而僅對作為 劃線輪所必需的刀尖之前端部分進行超精研磨，可減小加工面積，藉此可縮短加工時間，並且可減少刀尖脊線之凹凸。
藉此，若使用刀尖之脊線變得尖銳的劃線輪進行劃線來切斷脆性材料基板，則可減小脆性材料基板之切斷面上所產生的劃痕，且可增強脆性材料基板端面強度。脆性材料基板端面強度係支配切斷後之脆性材料基板的機械強度之主要因素。因此，為了確認本實施形態中之劃線輪之效果，對本實施形態與使用習知之劃線輪而切斷之脆性材料基板之機械強度進行比較。圖5表示進行4點彎曲強度之強度試驗之試驗裝置的一例。於該試驗中，將已進行劃線而切斷成40mm×50mm之0.3mm厚的玻璃板用作試驗片20、21。試驗片20係使用習知之劃線輪切斷而成，試驗片21係使用本實施形態的劃線輪進行切斷而成。
如圖5所示般，於基底31之上表面以指定間隔、例如20mm之間隔配置支撐台32、33，並將作為樣品之試驗片20(21)之經劃線的面朝向下方而配置於上述支撐台32、33之上部。於試驗片20之上部載置具有間隔為10mm之按壓部34、35的加壓部36，均勻地按壓，測定直至斷裂為止之壓力。接著，當自上部施加之壓力平均為84.8N時，使用習知之劃線輪之試驗片20自端面斷裂。相對於此，當使用已利用本實施形態之劃線輪而切斷的試驗片21時，可確認平均之破裂加壓為103.6N，端面強度增強。
另外，於本實施形態中，對圓板之劃線輪進行粗研磨使其成為V字形，進而進行精研磨，之後僅對前端部分進行超精研磨以使其成為所需之角度。亦可並非如此，而是於進行精研磨時以使前端之角度成為所需之頂角α2之方式進行研磨。圖6係表示該實施形態之製造過程之圖。於此情形時，對圖6(a)中所示之圓板11之整周進行粗研磨，從而如圖6(b)所示研磨成V字形。之後，僅對前端部分進行研磨以使其成為頂角α2。將此時之研磨面作為16。其次如圖6(d)所示般進而利用 超精研磨對前端之研磨面16進行研磨。將此時之研磨面設為17。粗研磨、精研磨及超精研磨中所使用之研磨劑係與上述實施形態中所使用之研磨劑相同。頂角α1、α2亦與上文所述者相同。於此情形時，因為於精研磨之階段中成為頂角α2，故可使製造步驟之效率更高。
而且，當然，此處所示之研磨劑之粒度僅為一例，並不限定於該粒度。
[產業上之可利用性]
上述本發明之劃線輪係可用於對脆性材料基板進行劃線之劃線裝置中，且對於針對較薄之脆性材料基板進行劃線之劃線裝置而言尤其有效。
11‧‧‧劃線輪
12‧‧‧貫通孔
13、16、17‧‧‧研磨面
α1‧‧‧頂角1

Claims (5)

  1. 一種劃線輪之製造方法，該劃線輪係沿著圓板狀輪之圓周部形成具有脊線之刀尖而成者，該劃線輪之製造方法係：對上述刀尖進行粗研磨而形成第1研磨面，以上述第1研磨面形成之角度當作第1頂角，上述第1頂角係80°以上，僅對上述第1研磨面之前端部分進行精研磨而形成第2研磨面，作為具有大於第1頂角之第2頂角之刀尖部，對上述第2研磨面以形成上述第2頂角為90°~140°之方式，利用粒度6000號以上之研磨劑進行超精研磨。
  2. 一種劃線輪之製造方法，該劃線輪係沿著圓板狀輪之圓周部形成具有脊線的刀尖而成者，該劃線輪之製造方法係：對上述刀尖進行粗研磨而形成第1研磨面，以上述第1研磨面形成之角度當作第1頂角，上述第1頂角係80°以上，對上述V字狀之第1研磨面進行精研磨而形成第2研磨面，僅對上述第2研磨面之前端部分以形成上述第2頂角為90°~140°之方式，利用粒度6000號以上之研磨劑進行超精研磨，作為具有大於第1頂角之第2頂角之刀尖部。
  3. 如請求項1或2之劃線輪之製造方法，其中對上述第2研磨面利用粒度10000號以上之研磨劑進行超精研磨。
  4. 一種劃線輪，其沿著圓板狀輪之圓周部且在具有脊線之V字狀之刀尖具有第1研磨面，且以上述第1研磨面形成之角度當作第1頂角，上述第1頂角係80° 以上，具有於上述第1研磨面之前端的脊線上具有大於上述第1頂角之第2頂角之第2研磨面，上述第2研磨面係利用粒度6000號以上之研磨劑經過超精研磨，上述第2頂角為90°~140°。
  5. 如請求項4之劃線輪，其中對上述第2研磨面利用粒度10000號以上之研磨劑進行超精研磨。
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