CN113045194B - 刻划轮 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供能够一边在基板形成足够深度的垂直裂纹，一边使端面强度提高的刻划轮。刻划轮(100)具备：多个刃部(101)，它们沿外周缘形成；多个槽部(102)，它们设置于在周向上相邻的刃部(101)之间且向中心轴(L0)侧凹陷。槽部(102)在沿与中心轴(L0)平行的方向观察时，槽部的端部的棱线所成的角度比槽部的最深部的棱线所成的角度大，所述端部的棱线所成的角度比155度大。

Description

刻划轮

技术领域

本发明涉及用于在玻璃基板等脆性材料基板形成刻划线的刻划轮。

背景技术

玻璃基板等脆性材料基板的分割通过在基板表面形成刻划线的刻划工序、以及沿着所形成的刻划线将基板分割的断开工序来进行。在刻划工序中，刻划轮一边被按压于基板表面一边沿着规定的线移动。由此，刻划轮在基板表面滚动，而形成刻划线。

在以下的专利文献1记载有在外周棱线以规定间距形成有多个槽的刻划轮。通过使用该结构的刻划轮，从而能够在开始对基板进行刻划之后立即在该基板可靠地形成垂直裂纹，并且形成较深的垂直裂纹。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平09-188534号公报

发明内容

发明要解决的课题

在使用了上述结构的刻划轮的情况下，通过在基板表面以规定间距断续地形成划痕，且使得在划痕正下方形成的垂直裂纹相连，从而形成刻划线。而且，已知刻划品质会由于槽的形状而变化。为了形成较深的垂直裂纹，需要使槽较深，但有时会由此造成分割后的基板的端面强度降低。

鉴于该课题，本发明的目的在于提供能够一边在基板形成足够深度的垂直裂纹，一边使端面强度提高的刻划轮。

用于解决课题的方案

本发明的主要方案涉及用于在基板形成刻划线的刻划轮。该方案的刻划轮具备：多个刃部，它们沿外周缘形成；以及多个槽部，它们设置于在周向上相邻的所述刃部之间且向中心轴侧凹陷。这里，所述槽部在沿与所述中心轴平行的方向观察时，所述槽部的端部的棱线所成的角度比所述槽部的最深部的棱线所成的角度大，所述端部的棱线所成的角度比155度大。

根据本方案的刻划轮，刻划轮在基板表面滚动时，刃部附近的部分咬入基板，并在基板表面形成划痕。此时，由于槽部具有上述形状，因此在低载荷的情况下形成的划痕的间隔变窄，在划痕位置形成的垂直裂纹容易相连。而且，槽的端部即刃部与槽部的边界的角度变化平缓，难以产生基板的损伤。因此，能够使分割后的基板的端面强度提高。

在本方案的刻划轮中，也能够形成为所述槽部在沿与所述中心轴平行的方向观察时，所述周向的相对于所述最深部的两侧部分成为曲线形状。如此一来，伴随着刻划轮的滚动，槽部会顺畅地咬入基板。由此，能够在基板顺利地形成垂直裂纹。

发明效果

如以上所述，根据本发明，可以提供能够利用简单的结构使分割后的基板的端面强度提高的刻划轮。

本发明效果或意义通过以下所示的实施方式的说明来进一步明确。但是，以下所示的实施方式仅是将本发明实施化时的一个示例，本发明不受以下的实施方式所记载的内容的任何限制。

附图说明

图1的(a)、(b)分别是示意性地表示实施方式的刻划轮的侧视图以及主视图。图1的(c)是放大表示实施方式的刻划轮的外周附近的一部分的图。

图2是用于说明在沿与中心轴平行的方向观察实施方式的刻划轮的槽部时的形状的图。

图3是表示使用了实验例1～6的刻划轮的刻划试验中的载荷的图。

图4是表示使用了实验例1～6的刻划轮的刻划试验中的分割后的基板的端面强度的图。

附图标记说明

100…刻划轮

101…刃部

102…槽部

102a…最深部。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在各图中，为了方便起见，附注有相互正交的X轴、Y轴以及Z轴。Z轴与刻划轮的中心轴平行。

图1的(a)、(b)分别是示意性地表示刻划轮100的结构的侧视图以及主视图。图1的(c)是放大表示刻划轮100的外周附近的一部分的图。

刻划轮100具有将外周部两侧的边缘斜着切掉而得到的圆板形状。在刻划轮100的外周部形成有在侧面观察时向相互不同的方向倾斜的两个倾斜面100a。通过两个倾斜面100a交叉而形成包含棱线的多个刃部101，而且，在沿周向相邻的刃部101之间形成有向中心轴L0侧凹陷的槽部102。周向上的各刃部101的长度相互相等。另外，周向上的各槽部102的长度也相互相等。因而，周向上的刃部101的间距恒定，另外，周向上的槽部102的间距也恒定。

刻划轮100由超硬合金、烧结金刚石、单晶金刚石或者多晶金刚石等形成。在刻划轮100的中央形成有供成为旋转轴的轴体插入的圆形的孔100b。刻划轮100的直径为1mm～5mm程度，厚度为0.4～1mm程度。另外，刃部101的角度即两个倾斜面100a所成的角为100～160°程度，孔100b的直径为0.4～1.5mm程度。

槽部102的间距p1(一个槽部102的周向的长度(L1)与一个刃部101的周向的长度(L2)之和)例如为10～100μm程度。槽的深度d1(刃部101的棱线与槽部102的最深部在刻划轮100的径向上的距离之差)例如为1～10μm程度。刻划轮100的比外周的刃部101的棱线凹陷的区域的长度即槽部102的周向的长度(L1)例如为3～40μm程度。另外，在槽部102的内部形成有与刃部101相同的棱线。

图2是用于说明沿与中心轴L0平行的方向观察刻划轮100的槽部102时的形状的图。

如图2所示，在相邻的刃部101之间形成有周向的宽度为W的槽部102。槽部102在沿与中心轴L0平行的方向(Z轴方向)观察时，周向的相对于最深部102a的两侧部分成为向远离中心轴L0的方向凸出的形状。即，对于刃部101与槽部102的边界位置P3、P4处的棱线相交的角度即端部槽角度，其与最深部102a的槽部102的棱线所成的角度即底部槽角度不同，且端部槽角度比底部槽角度大。这里，在周向的相对于最深部102a的两侧，槽部102的棱线与刃部101的棱线所成的角度在位置P1、P2变化。需要说明的是，在图2中，为了方便说明，将刃部101以及槽部102设为利用直线构成的形状，但实际上是包含曲线的形状。

在槽部102与刃部101的边界位置P3、P4处设定槽102的端部的切线Ln1、Ln2，将切线Ln1、Ln2所成的角度设为端部槽角度θ1。另外，在最深部102a的两侧部分设定切线Ln3、Ln4，将切线Ln3、Ln4所成的角度设为底部槽角度θ2。在本实施方式中，θ1比θ2大。另外，θ1为155度以上，优选为160度以上，进一步优选为165度以上。由此，最深部102a位于比切线Ln1、Ln2的交点靠刻划轮的中心轴侧的位置。

若像这样，在刻划轮100中，刃部101与槽部102的边界位置处的槽部的切线所成的角度即端部槽角度θ1为155度以上，则特别是在刻划载荷较小的情况下，咬入基板的部分的体积变大，且咬入基板的部分的间隔变窄。由此，使得在低载荷下更容易产生垂直裂纹。另外，由于刃部101与槽部102的边界位置P3、P4处的刃部101与槽部102的角度为进一步变钝，因此能够进一步减小对基板赋予的冲击，且能够与刻划载荷较小的情况相互作用，而使分割后的基板的端面强度提高。

另外，由于槽的底部的底部槽角度θ2比端部槽角度θ1小，因此能够根据基板的种类以及厚度，使槽的深度d1以及槽宽度独立地变化。

<实验例>

发明人等用使槽端部角度θ1以6阶段变化而得到的实验例1～6的刻划轮100来进行刻划评价。作为脆性材料基板，使用了厚度为0.4mm的玻璃基板。刻划速度设为100mm/秒。沿中心轴L0的方向观察时的槽部102的形状以外的结构在实验例1～6的刻划轮中是相同的，设为外径是2.0mm，厚度是0.65mm，刀尖角度是115度。

图3是涉及实验例1～6的刻划轮的表。如图3所示，刻划轮100的端部槽角度θ1在实验例1中为165.2度，在实验例2中为162.7度，在实验例3中为157.8度，在实验例4中为154.0度，在实验例5中为153.4度，在实验例6中为150.0度。使用这些刻划轮，在每次形成刻划线时使载荷变化，而能够在基板形成肋状纹，并且确认出刻划品质良好的载荷的范围。

如图3所示，在实验例1～6中形成肋状纹的最低的载荷为5.0～6.5N，且存在槽端部角度θ1越大则最低载荷越小的倾向。可得到良好品质的刻划线的最高的载荷为14.5～15.0N，由槽端部角度θ1引起的变化与最低载荷相比较小。

接下来，使用各个刻划轮，以比图3所示的最低载荷高0.5N的载荷形成刻划线，并利用4点弯曲试验对20个分割后的试验片测定了端面强度。

图4是表示使用了实验例1～6的刻划轮的刻划试验中的分割后的基板的端面强度的图。在图4中，端面强度的平均值由数值示出，最大值以及最小值由横杠示出。下方的柱状图表示标准偏差。如图4所示，端面强度的平均值在实验例1的刻划轮中为121.0N，在实验例2的刻划轮中为110.0N。另外，在实验例1以及2的刻划轮中端面强度的最小值也超过100N，且发现了标准偏差也比较低的倾向。另一方面，在实验例3的刻划轮中端面强度的平均值为89.5N，其成为了足够高的值。与此相对，实验例4、5、6的刻划轮中的端面强度分别为73.3N、53.0N、51.3N。

如此，可以确认到通过使用端部槽角度θ1为155度以上的刻划轮100，能够使以可形成刻划线的最低载荷附近的载荷分割之后的基板的端面强度与以往相比大幅度提高。由此，通过使用实施方式的刻划轮100，可以确认到即使利用更低载荷也能够形成良好的刻划线。

<变更例>

本发明的实施方式除了上述以外，还能够进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，如图2所示，最深部102a的两侧部分在沿与中心轴L0平行的方向观察时，为包含直线部分的形状，但该部分的形状并不限定于此，只要是向远离中心轴L0的方向凸出，就能够适当变更。例如，也可以是，最深部102a的两侧部分的形状为趋向最深部102a而曲率变化的曲线形状。

另外，周向上的刃部101的棱线的长度能够根据在刻划轮100的外周形成的槽部102的数量来适当调整。同样，周向上的槽部102的宽度W也能够根据在刻划轮100的外周形成的槽部102的数量来适当调整。

另外，在上述实施方式中，对于沿周向观察时的槽部102的形状而言，如图1的(b)、(c)所示，其为在槽部102的内部具有棱线的形状，但也可以为向远离中心轴的方向凸出的曲面形状、包含与径向垂直的平面在内的形状等其他形状。

此外，本发明的实施方式能够在技术方案所表示的技术思想的范围内适当地进行各种变更。

Claims (1)

1.一种刻划轮，其用于在基板形成刻划线，

所述刻划轮的特征在于，具备：

多个刃部，它们沿外周缘形成且包含棱线；以及

多个槽部，它们设置于在周向上相邻的所述刃部之间且向中心轴侧凹陷，

在所述槽部的内部形成有棱线，

在沿与所述中心轴平行的方向观察时，所述槽部的端部的棱线所成的角度比所述槽部的最深部的棱线所成的角度大，所述端部的棱线所成的角度比155度大，

所述槽部在沿与所述中心轴平行的方向观察时，所述周向的相对于所述最深部的两侧部分成为曲线形状。