专利名称：划线轮及划线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种划线轮、及具有该划线轮的划线装置。
背景技术：
以往，作为用于在脆性材料衬底(例如，玻璃衬底等)上形成划线的工具，已知有烧结金刚石制划线轮(刀轮)。[先行技术文献][专利文献]专利文献I :日本专利特开2009-166169号公报
发明内容
这里,烧结金刚石(Polycrystalline diamond :PO))是通过在金刚石达到热力学稳定的超高压高温下烧结金刚石粒子、金属结合材料、及添加剂的混合物而生成。因此，烧结金刚石与单结晶金刚石相比，不存在解理问题，不具有机械特性的各向异性，且具有优异的韧性。然而，高温下的烧结金刚石的机械特性会因包含于晶界中的金属结合材料而下降。例如，如果为了形成划线，划线轮的刀尖与脆性材料衬底抵接，则会使划线轮的刀尖温度上升。其结果，将产生烧结金刚石的晶界结合强度下降，耐磨性等机械特性下降之类的问题。因此，本发明的目的在于提供一种可以在脆性材料衬底上形成良好的划线的划线轮、及具有该划线轮的划线装置。为了解决所述课题，技术方案I的发明为多晶金刚石制划线轮，且其特征在于包括圆盘状本体部、设置于所述本体部外周的圆环状的刀、及沿所述刀的最外周部设置的刀尖，且所述刀的厚度是从所述本体部的中心朝着所述刀尖变小，所述多晶金刚石是将具有微细的晶粒组织、或非晶质的石墨型碳物质作为起始物质，在超高压高温下直接转换烧结成金刚石，且实质上仅包含金刚石。而且，技术方案2的发明是根据技术方案I所述的划线轮，其特征在于，所述刀尖具有沿着所述最外周部设置的多个突起部。而且，技术方案3的发明特征在于包括划线单元，通过使技术方案I或2所述的划线轮相对脆性材料衬底压接滚动，而在所述脆性材料衬底上形成划线；及保持单元，一面保持所述脆性材料衬底，一面使所保持的所述脆性材料衬底对于划线单元进行相对移动。[发明的效果]根据技术方案I至3所述的发明，构成划线轮的多晶金刚石是将具有微细的晶粒组织或非晶质的石墨型碳物质作为起始物质，在超高压高温下直接转换烧结成金刚石。而且，多晶金刚石实质上仅包含金刚石。由此，该多晶金刚石制划线轮不仅可以提高常温下的硬度，而且还可以提高高温下的机械特性。因此，可以实现划线轮更进一步的长寿命化。特别是，根据技术方案2中记载的发明，划线轮是由多晶金刚石成形，且常温下的划线轮的硬度、及高温下的划线轮的机械特性提高。因此，即便在刀尖的最外周部上设置有多个突起部，也可以抑制各突起部缺损，从而可以实现划线轮更进一步的长寿命化。
图I是表示本发明实施方式的划线装置的整体构成的一例的前视图。图2是表示本发明实施方式的划线装置的整体构成的一例的侧视图。图3是表示划线轮附近的构成的一例的前视图。
图4是表示划线轮附近的构成的一例的底视图。图5是用以说明主销后倾稳定效应的底视图。图6是表示划线轮的构成的一例的侧视图。图7是表示划线轮的构成的一例的前视图。图8是图6的A部分的放大图。图9是表示划线轮形成在刀尖上的槽状的其他例的图。图10是表示划线轮形成在刀尖上的槽状的其他例的图。图11是表示划线轮形成在刀尖上的槽状的其他例的图。[符号的说明]I划线装置4脆性材料衬底10保持单元20划线单元50划线轮51本体部52刀52a刀尖53槽54突起部90控制单元K垂直裂纹SL划线
具体实施例方式〈I 划线装置的构成〉以下，一面参照图式，一面详细地对本发明实施方式进行说明。图I及图2分别为表示划线装置I的整体构成的一例的前视图及侧视图。图3及图4是表示划线轮50附近的构成的一例的前视图及底视图。图5是用以说明主销后倾稳定效应的底视图。划线装置I为如下装置在例如玻璃衬底或陶瓷衬底等之类的由脆性材料形成的衬底(以下，也简称为「脆性材料衬底」)4的表面上划有划线(切割纹路纵向裂纹)。如图I及图2所示，划线装置I主要包括保持单元10、划线单元20、摄像部单元60、及控制单元90。另外，在图I及以后的各图中，为明确这些构件的方向关系，而视需要，适当地标注有将Z轴方向作为铅垂方向且将XY平面作为水平面的XYZ正交坐标系。这里，如图3所示，若利用划线装置I在脆性材料衬底4的表面上形成划线SLJlJ在脆性材料衬底4，将产生沿着垂直方向(Z轴方向)延伸的垂直裂纹K (划线工序)。而且，将如下方法称为「断裂」，即，通过对产生有该垂直裂纹K的脆性材料衬底4传递应力(断裂工序)，而使垂直裂纹K从形成有划线SL的脆性材料衬底4的主面伸展到其反侧的主面为止,从而将脆性材料衬底4切断。另一方面，将如下方法称为「分裂」，即，仅利用划线工序(即，不执行断裂工序)，使垂直裂纹K从脆性材料衬底4的划线SL的主面伸展到相反侧的主面为止，从而切断脆性、材料衬底4。这些断裂及分裂是在不产生切屑的方面，比使用金刚石切割机(或磨轮)、或者金刚石划片机的研磨切割更好的切断方法。而且，作为可通过本实施方式的划线方法而断裂或分裂的脆性材料衬底4的材质例，可列举玻璃、陶瓷、硅、或蓝宝石等。尤其近年来，作为用于与通信设备相关的高频模块的衬底，正在从HTCC (High Temperature Co-fired Ceramics,高温共烧陶瓷)向着相对易于加工的LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics,低温共烧陶瓷)加速转移。所以,本实施方式的划线方法不断被有效地使用。 保持单元10是保持脆性材料衬底4，并且使所保持的脆性材料衬底4对于划线单元20进行相对移动。如图I所示，保持单元10是设置在基部IOa上，且主要包括载置台
11、滚珠螺杆机构12、及电动机13。这里，基部IOa是由例如大致立方体状的石板形成，且其上表面(和保持单元10对向的面)经平坦加工。由此，可降低基部IOa的热膨胀，从而使由保持单元10保持的脆性材料衬底4良好地移动。载置台11是吸附保持所载置的脆性材料衬底4。而且，载置台11使所保持的脆性材料衬底4沿着箭线ARl方向(X轴正或负方向以下，也简称为「进退方向」)进退移动，并且沿着箭线Rl方向旋转。如图I及图2所示，载置台11主要具有吸附部11a、旋转台lib、及移动台11c。吸附部Ila是设置在旋转台Ilb的上侧。如图I及图2所示，在吸附部Ila的上表面可载置脆性材料衬底4。而且，在吸附部Ila的上表面，栅格状地配置有多个吸附槽(省略图示)。因此，在载置着有脆性材料衬底4的状态下，通过将各吸附槽内的环境气体进行排气(抽吸)，而将脆性材料衬底4吸附在吸附部11a。旋转台Ilb设置在吸附部Ila的下侧，且以与Z轴大致平行的旋转轴Ild为中心，使吸附部Ila旋转。而且，移动台Ilc设置在旋转台Ilb的下侧，且沿着进退方向，使吸附部Ila及旋转台Ilb移动。因此，由载置台11吸附保持的脆性材料衬底4沿着箭线ARl方向进退移动，并且以随着吸附部Ila的进退动作而移动的旋转轴Ild为中心进行旋转。滚珠螺杆机构12是配置在载置台11的下侧，且使载置台11沿着箭线ARl方向进退移动。如图I及图2所示，滚珠螺杆机构12主要包括进给螺杆12a、及螺母12b。进给螺杆12a是沿着载置台11的进退方向延伸的杆体。在进给螺杆12a的外周面，设置有螺旋状的槽(省略图示)。而且，进给螺杆12a的一端是由支撑部14a可以旋转地支撑，且进给螺杆12a的另一端是由支撑部14b可旋转地支撑。进而，进给螺杆12a是和电动机13联动连结,且如果电动机13进行旋转,则此进给螺杆12a沿着该电动机13的旋转方向进行旋转。螺母12b是随着进给螺杆12a旋转，利用未图示滚珠的滚动，沿着箭线ARl方向上进退移动。如图I及图2所示,螺母12b是固定在移动台Ilc的下部。因此，若将电动机13驱动，将电动机13的旋转力传递给进给螺杆12a，那么，螺母12b将沿着箭线ARl方向进退移动。其结果，固定着螺母12b的载置台11与螺母12b同样地沿着箭线ARl方向进退移动。 —对导轨15、16是约束载置台11在行进方向上的移动。如图2所不,一对导轨15、16是在基部IOa上，隔开特定距离固定在箭线AR2方向上。多个(本实施方式中为2个)滑动部17 (17a、17b)是沿着导轨15在箭线ARl方向上自如滑动。如图I及图2所示，各滑动部17(17a、17b)是在移动台Ilc的下部，隔开特定距离固定在箭线ARl方向上。多个(本实施方式中为2个其中，为了方便图示，而仅记载滑动部18a)滑动部18是沿着导轨16在箭线ARl方向上自如滑动。如图I及图2所示，各滑动部18是与滑动部17(17a、17b)同样地，在移动台Ilc的下部，隔开特定距离固定在箭线ARl方向上。如上所述，如果电动机13的旋转力传递给滚珠螺杆12，则载置台11将沿着一对导轨15、16移动。由此，便可确保载置台11在进退方向上的平移性。划线单元20是通过使多晶金刚石制划线轮50对由保持单元10保持的脆性材料衬底4进行压接滚动(参照图3)，而在脆性材料衬底4的表面上形成划线SL。如图I及图2所示，划线单元20主要具有划线头部30、及驱动部40。划线头部30是利用未图示的升降 加压机构，从所保持的划线轮50对脆性材料衬底4的表面传递挤压力(以下，也简称为「划线负荷」)。如图3所示，划线头部30具有轮架35。而且，轮架35是旋转自如地保持划线轮50的元件。如图3所示，轮架35主要具有销36、支撑框体37、及回转部38。销36是在插入到贯通划线轮50的贯通孔50a内的状态下固定的杆体。这里，如图3及图4所示，贯通孔50a是沿着和X轴大致平行的旋转轴50b延伸。如图3所示，支撑框体37是以覆盖贯通孔50a的两开口(两端)的方式配置的构造物。从贯通孔50a的两端突出的销36是可旋转地设置在支撑框体37。因此，可使由销36固定的划线轮50相对支撑框体37自如旋转。如图3所示，回转部38是设置在支撑框体37的上部，且以与Z轴大致平行的旋转轴38a为中心进行旋转。如图4所示，从下面观察的回转部38的旋转轴38a的位置、和脆性材料衬底4中的保持单元10的设置位置50c错开。由此，如图5所示，若划线轮50的行进方向从箭线AR3(2点链线)方向变为箭线AR4(实线)方向，则因主销后倾稳定效应而使环绕旋转轴38a的扭矩作用于划线轮50。由此，划线轮50沿着箭线R2方向转动，划线轮50的位置由2点链线位置变为实线位置。
如上所述，即便划线轮50的行进方向发生变化，划线轮50的姿势相对行进方向仅偏离角度9 1，箭线R2方向的扭矩仍作用于划线轮50。其结果，划线轮50以划线轮50的姿势和划线轮50的行进方向变为大致平行的方式回转。驱动部40使设置有划线轮50的划线头部30在箭线AR2方向(Y轴正或负方向以下，也简称为 「往复方向」)上往复移动。如图2所示，驱动部40主要具有支柱41、导轨42、及电动机43。在图2中，表示使用滚珠螺杆作为驱动机构的例子，但也可以使用其他机构、例如线性电动机(线性导轨)等。多个(本实施方式中为2个)支柱41(41a、41b)是由基部IOa沿着上下方向(Z轴方向)延伸。如图2所示，各导轨42是在夹在支柱41a、41b之间的状态下相对这些支柱41a、41b 固定。多个(本实施方式中为2个)导轨42是约束划线头部30在往复方向上的移动。如图2所示，多个导轨42是隔开特定距离固定在上下方向上。电动机43是和未图示的进给机构(例如，滚珠螺杆机构)联动连结。由此，若电动机43进行旋转，则划线头部30沿着多个导轨42在箭线AR2方向上往复移动。划线轮50通过压接滚动到脆性材料衬底4上，而在脆性材料衬底4上形成划线SL(参照图3)。另外，划线轮50的详细构成随后描述。摄像部单元60是拍摄由保持单元10保持的脆性材料衬底4。如图2所示,摄像部单元60具有多个摄像机65 (65a、65b)。如图I及图2所示，多个(本实施方式中为2个)摄像机65(65a、65b)是配置在保持单元10的上方。各摄像机65^5a、65b)是拍摄形成在脆性材料衬底4上的特征性部分(例如，对准标记(省略图示))的图像。而且，基于由各摄像机65(65a、65b)拍摄的图像，求出脆性材料衬底4的位置及姿势。这里，所谓脆性材料衬底4的「位置」是指绝对坐标系上的脆性材料衬底4上的任意位置。而且，所谓脆性材料衬底4的「姿势」是指脆性材料衬底4的基准线(例如，脆性材料衬底4为方形时，4边中的I边)相对于划线头部30的往复方向的倾斜度。进而，在本实施方式中，使用方形的脆性材料衬底4，且在脆性材料衬底4的4个角中的邻接2个角形成有对准标记。而且，各对准标记由对应的摄像机65a、65b进行拍摄，并基于这些拍摄图像，求出绝对坐标系上的各对准标记的位置。而且，基于这些对准标记的位置，运算出脆性材料衬底4的位置及姿势。控制单元90是实现划线装置I的各元件的动作控制、及数据运算。如图I及图
2所不，控制单兀 90 主要具有 ROM (Read Only Memory,只读内存)91、RAM(RandomAccessMemory,随机存取存储器)92、及 CPU (Central Processing Unit,中央处理器)93。ROM (Read Only Memory) 91是所谓的非挥发性存储部，且存储有例如程序91a。另外，作为R0M91，也可以使用读写自如的非挥发性存储器即闪存。RAM(RandomAccessMemory) 92是挥发性的存储部，且存储有例如CPU93运算中使用的数据。CPU (Central Processing Unit) 93 是执行遵循 R0M91 的程序 91a 的控制(保持单元10的进退 旋转动作、及驱动部40使划线头部30进行的往复动作等控制)、以及脆性材料衬底4的位置及姿势运算等的数据处理。例如，CPU93是
(I)运算脆性材料衬底4的位置及姿势，并且(2)基于该位置及姿势的运算结果，使旋转台Ilb旋转动作，且通过使移动台Ilc进退动作而执行脆性材料衬底4对于划线头部30的对准处理。<2.划线轮的构成>图6及图7是表示划线轮50的构成的一例的侧视图及前视图。在本实施方式中，划线轮50是由多晶金刚石成形。如图3至图7所示，划线轮50是配置成2个圆锥台的下底面(其中，下底面的面积大于上底面)相互对向，且具有大致圆盘形状(算盘珠形状)。如图6至图8所示，划线轮50主要具有本体部51、刀52、及刀尖52a。
如图6及图7所示，本体部51是呈圆盘状，且在本体部51的中心附近设置有沿着旋转轴50b贯通本体部51的贯通孔50a。而且，在本体部51的外周，设置有圆环状的本体部51。 如图6所示，刀52是由以旋转轴50b为中心的同心圆状的内周及外周形成的圆环状体。如图7所示，刀52在前视图中呈V字状。沿着旋转轴50b的刀52的厚度Tb (参照图7)是随着从旋转轴50b侧朝向刀尖52a而逐渐变小。刀尖52a是沿着刀52的最外周部(即，刀52中相距旋转轴50b的距离达到最大，且刀52的厚度Tb成为最小的部分)设置。如图6所示，在刀尖52a的各部分上不存在有意形成的凹凸，且刀尖52a的各部分与旋转轴50b的距离成为相同。而且，划线轮50是在抵接有刀尖52a的状态下，在脆性材料衬底4上进行旋转，由此，使与刀尖52a的轨迹对应的划线SL形成于脆性材料衬底4上。<2. I.划线轮的尺寸>这里,划线轮50的外径Dm(参照图7)通常为I 10 (mm),优选I 5 (mm)(进而优选I 3 (mm))的范围。在划线轮50的外径Dm小于Imm的情况下,划线轮50的操作性及耐久性下降。另一方面，在划线轮50的外径Dm大于5mm的情况下，有可能导致相对脆性材料衬底4，划线时的垂直裂纹K未能形成得较深。而且，划线轮50的厚度Th (参照图7)优选0. 5 I. 2 (mm)(进而优选为0. 5 I. I (mm))的范围。在划线轮50的厚度Th小于0. 5mm的情况下，有可能导致加工性及操作性下降。另一方面，在划线轮50的厚度Th大于12mm的情况下，用于划线轮50的材料及制造的成本变高。而且，刀52的刀尖角0 2(参照图7)通常为钝角，且优选90 < 02^ 160 (deg)(进而优选100< 0 2^ 140 (deg))的范围。另外，刀尖角0 2的具体角度是根据需要切断的脆性材料衬底4的材质及/或厚度等适当设定。<2. 2.划线轮中所含的材料>用于划线轮50成形的多晶金刚石是将具有微细的晶粒组织、或非晶质的石墨型碳物质作为起始物质，在超高压高温下直接转换烧结成金刚石。而且，多晶金刚石实质上仅包含金刚石，且并未有意地对多晶金刚石添加其他物质。作为具有微细晶粒组织的石墨型碳物质，例如可以列举平均粒径为0.5 Kum)的金刚石粒子。而且，作为具有非晶质的石墨型碳物质，可以列举非晶形碳(amorphousCarbon :a_G)、纳米碳管(Carbon Nanotube CNT)、或富勒烯 C60。
这里，对可用于划线轮50成形的各种金刚石(例如，单结晶金刚石、烧结金刚石、及多晶金刚石)进行比较研究。首先，对多晶金刚石与单结晶金刚石进行比较研究。已知单结晶金刚石具有解理性及结晶各向异性，且在特定的面方位上达到最高硬度。与此相对，多晶金刚石与单结晶金刚石相比，不存在解理问题，不具有机械特性的各向异性，且具有优异的韧性。而且，多晶金刚石的硬度在室温下变得与依存于特定面方位的单结晶金刚石的最高硬度相等。因此，各面方位上的多晶金刚石的硬度变得大致相同，且与单结晶金刚石的最闻硬度相等。而且，已知单结晶金刚石在高温下向特有的(111)〈110〉方向会引发滑移变形。其结果，单结晶金刚石具有因加热导致硬度下降之类的问题。与此相对，多晶金刚石的晶界结合强度较高，且具有晶界龟裂传播的抑制效果及塑性变形的抑制效果。因此，多晶金刚石与单结晶金刚石相比，在高温下具有优异的硬度特 性。其次，对多晶金刚石与烧结金刚石进行比较研究。烧结金刚石是通过将金刚石粒子、金属结合材料、及添加剂的混合物烧结而生成。因此，烧结金刚石与多晶金刚石同样地，相较单结晶金刚石，不存在解理问题，不具有机械特性的各向异性，且具有优异的韧性。然而，烧结金刚石具有因包含于晶界的结合材料导致高温下的机械特性下降之类的问题。例如，在烧结金刚石中，邻接的金刚石粒子是通过金属结合材料的催化作用而结合。即，烧结金刚石实质上是具有通过该结合而形成的金刚石的结构体、和金属结合材料的复合材料。因此，会视情况，因金刚石的结构体的热膨胀率与金属结合材料的热膨胀率之差，而在金刚石的结构体上产生微小裂纹。其结果，若烧结金刚石经受热履历，则视情况不同，导致烧结金刚石的硬度下降。与此相对，多晶金刚石是不包含烧结助剂及金属结合材料的金刚石单相多晶。多晶金刚石具有数十nm的致密性金刚石粒子彼此牢固地直接接合的构造。即，多晶金刚石实质上在晶界上不含有夹杂物，从而不具有因夹杂物导致产生微小裂纹之类的问题。因此，多晶金刚石与烧结金刚石不同，可以减少因热履历导致硬度下降之类的问题。如上所述，多晶金刚石不仅具有单结晶金刚石的优点和烧结金刚石的优点，还具有耐热性。由此，由多晶金刚石形成的划线轮50不仅可以提高常温下的硬度，而且还可以提高高温下的机械特性。因此，可以实现划线轮50更进一步的长寿命化。〈3.划线轮的成形方法〉这里，对由多晶金刚石形成划线轮50的方法进行说明。首先，在本成形方法中，首先自设为较佳厚度(0. 5 I. 2(_))的多晶金刚石中切取达到所需半径的圆盘。其次，以沿着旋转轴50b的刀52的厚度Tb从旋转轴50b侧朝向刀尖52a逐渐变小的方式，切削圆盘的周缘部。由此，在圆盘的周缘部形成前视图中呈V字状的刀52。<4.划线方法〉这里，对利用划线轮50在脆性材料衬底4上形成划线SL的方法进行说明。在本方法中，划线头部30的划线轮50是利用未图示的升降 加压机构对脆性材料衬底4进行压接。而且，保持单元10的电动机13及/或驱动部40的电动机43受到驱动，使划线头部30相对于由保持单元10保持的脆性材料衬底4在水平面内进行相对移动。因此，利用划线轮50在脆性材料衬底4上形成所需的划线SL，从而产生垂直裂纹K。这里，划线负荷优选5 50 (N)(进而优选15 30 (N))的范围。而且，划线轮50相对脆性材料衬底4的移动速度(以下，也简称为「划线速度」)通常为50 1200 (mm/sec)，优选50 300(mm/sec)的范围。另外，划线负荷及划线速度的具体值是根据脆性材料衬底4的材质及/或厚度等而适当设定。而且，在脆性材料衬底4上，相应于划线头部30的相对移动，形成如下的划线SL。例如，若在使电动机43停止的状态下，驱动电动机13，则使保持单元10在划线头部30停止的状态下在进退方向(图I的箭线ARl方向)上移动。即，划线头部30相对由保持单元10保持的脆性材料衬底4在进退方向上进行相对移动。因此，在脆性材料衬底4
的上表面，形成沿着该进退方向的划线SL (参照图3)。另一方面，若在使电动机13停止的状态下，驱动电动机43，则使划线头部30在停止保持单元10的状态下在往复方向(图2的箭线AR2方向)上移动。S卩，划线头部30相对由保持单元10保持的脆性材料衬底4在往复方向上进行相对移动。因此，在脆性材料衬底4的上表面，形成沿着该往复方向的划线SL (参照图3)。而且，若各电动机13、43的动作状态从⑴使电动机43停止且使电动机13驱动的状态变为(2)使电动机13停止且使电动机43驱动的状态，则划线头部30的移动方向因主销后倾稳定效应而从与脆性材料衬底4平行的进退方向(第I水平方向)变为往复方向(第2水平方向)。即，划线轮50保持着与脆性材料衬底4抵接，使划线轮50的刀尖52a的方向变更90度。因此，在脆性材料衬底4的上表面，形成大致L字状的划线SL(参照图3)。进而，在电动机13、43同时进行旋转的情况下，划线头部30的行进方向变为相对进退方向(箭线ARl方向)及往复方向(箭线AR2方向)倾斜的状态。因此，在脆性材料衬底4的上表面形成相对进退方向及往复方向倾斜状态的划线SL(参照图3)。进而，在使电动机13、43的转数发生变化的情况下，形成曲线状的划线SL(参照图3)。这里，在本实施方式中，也将以形成大致L字状的划线的方式，使脆性材料衬底4上产生垂直裂纹K(参照图3)的情况称为「L字划线」。另外，在断裂的情况下，利用断裂装置(省略图示)对脆性材料衬底4的主面中的(I)形成有划线SL的主面(以下，也简称为「形成面」)、及(2)与形成面为相反侧的主面传递应力。因此，在划线工序中产生于脆性材料衬底4上的垂直裂纹K伸展到与形成面为相反侧的面为止，从而将脆性材料衬底4切断(断裂工序)。而且，在分裂的情况下，通过划线工序形成较深的垂直裂纹K。因此，无需断裂装置(省略图示)，而仅通过划线工序切断脆性材料衬底4。〈5.本实施方式的划线轮的优点〉如上所述，本实施方式的划线轮50为多晶金刚石制，且该多晶金刚石是将具有微细的晶粒组织、或非晶质的石墨型碳物质作为起始物质，在超高压高温下直接转换烧结成金刚石。而且，多晶金刚石有时包含极其微量的氮等，但实质上仅包含金刚石，且未有意地对多晶金刚石添加其他物质。由此，由多晶金刚石形成的划线轮50不仅可以提高常温下的硬度，而且还可以提高高温下的机械特性。因此，可以实现划线轮50更进一步的长寿命化。〈6 变形例〉以上，对本发明实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述实施方式，而可以进行各种变形。(I)在本实施方式中，以在刀尖52a的各部分上不存在有意形成的凹凸的方式进行了说明(参照图6及图7)，但刀尖52a的形状并不限定于此。图8是图6的A部分放大图。如图8所示，刀尖52a具有突起部54，并且在刀尖52a上设置有槽53、及棱线54a。多个槽53是设置在刀尖52a上且侧视图中大致呈V字状的凹陷，且通过激光加工、放电加工、或研磨加工等以往公知的加工方法形成。如图8所示，邻接的槽53是沿着刀 52的外周仅隔开所需间距P而形成。其中，如上所述，本实施方式的划线轮50为小直径(I 5 (mm))，且在槽53的形成中要求加工精度。因此，作为槽53的加工方法，推荐激光加工，作为使用的激光，可以列举例如YAG (Yttrium Aluminium Garne,乾招石槽石)高频激光、二氧化碳气体激光、绿色激光、UV(Ultraviolet，紫外线)激光、飞秒激光。如图8所示，多个突起部54是沿着本体部51的最外周部设置。更具体而言，各突起部54是设置在沿着刀尖52a设置的多个槽53中邻接的槽53之间。如上所述，刀尖52a具有多个突起部54 (参照图8)，且脆性材料衬底4的切断(分裂或断裂)是通过各突起部54抵接(嵌入)刀尖52a而实现。而且，如上所述，划线轮50是由多晶金刚石成形。由此，常温下的划线轮50的硬度、及高温下的划线轮50的机械特性提高。因此，当划线轮50的行进方向在划线轮50抵接于作为切断对象的脆性材料衬底4的状态下发生变化时，也可以有效地防止刀尖52a的各突起部54缺损。因此，实现了划线轮50更进一步的长寿命化。另外，在图8中，为了方便图示，仅记载有3个槽53、及4个突起部54。而且，形成在刀尖52a上的多个槽53是以千分尺级有意地加工。因此，多个槽53与通过刀尖52a形成时的研磨加工而必然形成的研磨条纹是有区别的。而且，形成在刀尖52a上的槽53的深度Dp (换言之，突起部54的高度参照图8)通常为I 60 0 m),优选I 20 0 m)(进而优选I 15 0 m))的范围。当利用槽53的深度Dp达到I y m以上(特别是2 y m以上)的划线轮50连续地形成划线SL时，可以充分确保垂直裂纹K达到所需深度以上的划线SL的长度(以下，也简称为「有效切削长度」)。另一方面，就加工性方面而言，深度Dp设定为60iim以下。而且，邻接的槽53之间的间距P (参照图8)通常为10 200 (ii m)，优选50 200(iim)(进而优选70 170(iim))的范围。当邻接的槽53之间的间距P小于10 y m时，有时划线轮50的刀尖52a的磨损变大，导致耐久性下降。另一方面，当该间距P大于200
时，有时无法在脆性材料衬底4上形成良好的垂直裂纹K。而且，形成在邻接的槽53之间的棱线54a的长度L (参照图8)优选25 75 ( y m)(进而优选25 75 (iim))的范围。当该棱线54a的长度L小于25 iim时，将无法确保充分的有效切削长度，从而产生划线轮50的寿命变短之类的问题。进而，槽53的宽度W相对棱线54a的长度L的比例Rt ( = W/L)通常为0. 2 5. 0，优选0. 5 5. O (进而，就形成较深垂直裂纹而言，优选I. 0 3. 5，另一方面，就断裂面或分割面的品质方面而言，优选0.5 1.0)的范围。在此情况下，可以充分确保有效切削长度。(2)而且，设置在刀尖52a上的多个槽53的形状并不限定于侧视图中大致呈V字状。图9至图11是表示形成在划线轮50的刀尖52a上的槽53的其他例的图。如图9所 示，槽53例如还可以是侧视图中呈梯形的凹陷。此外，如图10及图11所示，还可以是侧视图中呈圆弧状或矩形状的凹陷。
权利要求
1.一种划线轮，其为多晶金刚石制划线轮，其特征在于包括 (a)圆盘状的本体部； (b)设置在所述本体部外周的圆环状的刀'及 (C)沿所述刀的最外周部设置的刀尖； 所述刀的厚度是从所述本体部的中心朝着所述刀尖变小， 所述多晶金刚石是将具有微细的晶粒组织、或非晶质的石墨型碳物质作为起始物质，在超高压高温下直接转换烧结成金刚石，且实质上仅包含金刚石。
2.根据权利要求I所述的划线轮，其特征在于 所述刀尖包含(b_l)沿所述最外周部设置的多个突起部。
3.一种划线装置，其特征在于包括 划线单元，通过使权利要求I或2所述的划线轮相对脆性材料衬底压接滚动，而在所述脆性材料衬底上形成划线；及 保持单元，一面保持所述脆性材料衬底，一面使所保持的所述脆性材料衬底对于划线单元进行相对移动。
全文摘要
本案发明涉及一种划线轮及划线装置。本发明提供一种可以在脆性材料衬底上形成良好的划线的划线轮、及具有该划线轮的划线装置。多晶金刚石制划线轮50是配置成2个圆锥台下底面(其中，下底面的面积大于上底面)相互对向，且具有大致圆盘形状(算盘珠形状)。而且，用于划线轮50成形的多晶金刚石是将具有微细的晶粒组织、或非晶质的石墨型碳物质作为起始物质，在超高压高温下直接转换烧结成金刚石。而且，多晶金刚石实质上仅包含金刚石，并未有意地对多晶金刚石中添加其他物质。
文档编号B28D1/22GK102729349SQ201110395138
公开日2012年10月17日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年3月31日
发明者中野忠信, 北市充, 千代康弘, 福西利夫 申请人:三星钻石工业股份有限公司