CN102211331A - 金刚石划线工具及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明旨在能够容易地制造金刚石划线工具。使用合成金刚石，以合成金刚石(15)的(100)面与柄部(11)的轴成为垂直的方式插入到柄部(11)的锪孔(12)中，并利用焊料(16)加以固定。其次，研磨与(100)15a面相邻的(111)面，将其交点作为尖头制造金刚石工具。因此，能够削减加工(100)面的步骤，可以减少安装角的斜度。

Description

金刚石划线工具及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种使用金刚石的划线工具。

背景技术

以往，为了切断玻璃板，是通过进行划线，然后沿着划割线分断开玻璃板来进行切断。作为对象的玻璃板的厚度各种各样，例如，从建材用或汽车用的相对较厚的玻璃，到液晶电视等的大型、手机用等的小面积粘合玻璃板。特别是手机等的小型玻璃板，存在厚度变薄的倾向。当切断较薄的玻璃板时，为了抑制不规则断裂，必需减小刻划荷重，为此必需缩小划线轮的直径。然而，划线轮最小的是外径为

左右的划线轮，从而存在难以进一步缩小的缺陷。

另一方面，对于硅半导体或者蓝宝石的切割等，是利用使用天然金刚石的金刚石尖头(diamond point)的划线工具。所述使用天然金刚石的金刚石尖头的工具即便在切割薄玻璃板时也可以缩小密切圆直径，因此被期待为非常有用。在所出产的天然金刚石中，出现频率最高的是如图1(a)所示由八个正三角形构成的八面体结晶，出现频率其次高的基本形状是如图1(b)所示由十二个菱形面集合而成的十二面体结晶。此外，出现频率比上述这些低的有由六个正四角形集合而成的正六面体结晶(图1(c))，所述六面体结晶的面被称为六面体面或者(100)面。图1(d)是由立方体与正八面体组合而成的结晶。

在刻划玻璃板的用途中，以往一直是使用1/70～1/80克拉的天然金刚石。专利文献1中，揭示了以使正交的三个轴对应于一个工具的安装轴的方式接合于台金的划线工具。接合后，沿着安装轴的方向研磨金刚石而形成(100)面，以使(100)面与八面体(111)面所相交的一个点成为刻划尖头的方式进行研磨而使用。将研磨六面体面((100)面)与八面体面((111)面)所相交的四个面而使用的工具称为四尖头工具。

以往，将检测并研磨(100)面后的金刚石接合于柄部的操作是依靠熟练操作者的技能。因此，在使用天然金刚石的划线工具中，无法避免沿着轴方向研磨金刚石而形成的面与(100)面的斜度出现1.10～5.8°的偏差。

[先行技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特公昭47-20236号公报

发明内容

[发明所欲解决的问题]

本发明是着眼于上述问题开发而成，其技术课题是旨在能够使用合成金刚石，缩小(100)面与沿着轴方向研磨金刚石而形成的面之间的斜度而保持于柄部，使得制造容易并且获得高性能。

[解决问题的技术手段]

为解决所述课题，本发明的金刚石划线工具包括：合成金刚石研磨粒，其包含第1(100)面及与所述第1(100)面平行的第2(100)面，将所述第1(100)面与相邻的至少两个(111)面的交点作为尖头；柄部，其在前端具有锪孔；及焊料，其是在所述柄部的锪孔，以所述合成金刚石研磨粒的第1、第2(100)面与所述柄部的中心轴成为垂直的方式保持所述合成金刚石研磨粒，并且使所述合成金刚石研磨粒固定。

在此，所述合成金刚石研磨粒也可以设为1/100克拉以下的重量。

在此，所述合成金刚石研磨粒也可以将与所述(100)面相邻的(111)面设为四个面，将其四个交点作为尖头。

为解决所述课题，本发明的金刚石划线工具的制造方法是在柄部的前端形成锪孔，将包含第1(100)面及与所述第1(100)面平行的第2(100)面的合成金刚石研磨粒的第1(100)面暂时固定于包含与所述柄部的中心轴垂直的面的按压夹具，将安装在所述按压夹具的金刚石研磨粒以使第1(100)面与柄部的轴成为垂直的方式压入到所述柄部的锪孔，并利用焊料进行焊接，并且研磨安装在所述柄部的前端的合成金刚石研磨粒的与第1(100)面相邻的至少两个(111)面，将其交点构成为尖头。

在此，所述研磨步骤也可以通过研磨与第1(100)面相邻的四个(111)面，将四个交点分别形成为尖头。

[发明的效果]

根据具有上述特征的本发明，通过使用(100)面经成长的合成金刚石研磨粒，可以容易地找出结晶面，并且因为以所述面为基准安装到柄部，所以能够减少金刚石研磨粒的斜度而容易地制造划线工具。而且，通过使用比以往更小的合成金刚石，可以降低划线工具的价格。此外，如果使用所述划线工具，可以减小刻划荷重，因此可以适用于较薄的脆性材料(玻璃、硅、蓝宝石等)基板的刻划。

附图说明

图1(a)～(d)是表示以往的天然金刚石的结晶的图。

图2(a)、(b)是表示本发明的实施方式的金刚石划线工具的制造过程的图。

图3是表示本实施方式的金刚石划线工具的制造过程的放大图。

图4(a)是表示将金刚石研磨粒安装到柄部的晶粒(chip)保持孔的状态的放大图，(b)是其俯视图。

图5(a)是表示对金刚石研磨粒已加以研磨后的状态的放大截面图，(b)是其俯视图。

[符号的说明]

11        柄部

12        锪孔

13        按压夹具

14        暂时固定剂

15        合成金刚石

15a、15b  (100)面

15c～15f  (111)面

16        焊料

P1～P4    尖头

具体实施方式

本实施方式的划线工具是将作为锯条用而开发的合成金刚石用于工具的前端而制成划线工具。在这里，对锯条用高品质合成金刚石研磨粒进行说明。锯条用高品质金刚石研磨粒是使用籽晶而合成，内含物(Inclusion)少，粒大并且具有高强度的Ib型合成金刚石，例如，粒径可使用#16/20或#20/25等。在此，所谓#16/20，是表示以通过16号的筛子，而在20号的筛子中堵住的方式被分级的粒径大小，以下也是同样。锯条用合成金刚石与其他用途(金属结合用或者树脂/粘土结合用)的合成金刚石相比断裂韧性值高，粒径是作为合成金刚石研磨粒归入最粗的部类。

当使用所述金刚石研磨粒作为划线工具时，只使用作为金刚石角部分的尖头，所以尺寸的大小不限。因此，从成本方面来说，优选使用在可以加工或接合的范围内较小的金刚石。本实施方式中，是使用例如经#20/25的筛子分级的约1/170克拉的锯条用高品质金刚石研磨粒作为合成金刚石。也可以使用#18/20的约1/130克拉(约1.5mg)的锯条用金刚石研磨粒，优选的是1/100克拉以下的金刚石研磨粒。

合成金刚石的(100)面与金刚石的对向的面几乎平行地形成。在此，将其中一面作为第1(100)面，将另一面作为第2(100)面。并且，将第1(100)面以成为上面的方式安装到夹具上进行使用。图2、图3是表示本发明的实施方式的划线工具的制造过程的图。如本图所示，柄部11是前端形成为圆锥状，并且在其上部前端面形成圆形的锪孔12。所述锪孔12的直径是设为例如

接着，预先将图中一点链线所表示的柄部11的中心轴保持在垂直方向上，相对于柄部11从上部上下移动自如地配置按压夹具13。按压夹具13的下表面是与柄部11的中心轴垂直，在其下端，如图3中放大图所示，经由暂时固定剂14而安装合成金刚石15。暂时固定剂14是例如双面胶带或粘合剂等的粘接剂，在按压夹具13的下表面平行地安装合成金刚石15的第1(100)面15a。进而，如图3中放大图所示，将焊料16插入到锪孔12中，从上部将合成金刚石15按压到所述锪孔12内并压入到焊料16中。这样一来，第1(100)面15a与柄部11的中心轴成为垂直，利用焊料16将合成金刚石15保持于锪孔12的上部。然后，在真空炉中使其焊接，利用焊料16将合成金刚石15牢固地固定到柄部11的前端。图4(a)是表示这样安装了合成金刚石的状态的前端部分的截面图，图4(b)是其俯视图。

其次，如图5所示，以相对于上面的(100)面15a側面成为(111)面15c～15f的方式进行研磨，并且利用(100)面15a与相邻的(111)面以四个交点成为尖头的方式进行研磨，形成四处尖头P1～P4。(100)面15a与(111)面15c～15f所成的角度是分别设为135°，并且将相邻的两个(111)面所成的角度设为110°左右。通过这样形成四个尖头P1～P4，可以使划线工具制作完成。这样形成的四处尖头P1～P4可以分别作为用来刻划的尖头使用。在本实施方式中，当利用焊料将合成金刚石安装到柄部前端时，合成金刚石的(100)面的法线相对于手柄(shaft)的中心轴的倾斜角α成为2.0°以下的斜度。因此，与以往的划线工具相比，可以缩小安装偏差。

如上所述根据本发明，通过使用(100)面经成长的锯条用合成金刚石研磨粒，可以容易地找出结晶面，从而可以削减加工(100)面的步骤时间。因此，划线工具的制造变得容易。而且，通过使用比以往更小的合成金刚石，可以降低划线工具的价格。

使用了本实施方式的合成金刚石的划线工具不但可以用于刻划较薄的玻璃板，而且可以用于刻划硅板、蓝宝石板、InP板、GaN板、GaAs板等脆性材料基板。并且，在本实施方式中，是研磨四个(111)面15c～15f而形成，但是如果只要一处尖头即可，那么只要通过研磨两个(111)面而构成便足够。

[产业上的可利用性]

本发明能够使用合成金刚石容易地制造划线工具，并且能够用作较薄的玻璃板等各种形状的脆性材料基板的划线工具。

Claims (5)

1.一种金刚石划线工具，其特征在于包括：

合成金刚石研磨粒，其包含第1(100)面及与所述第1(100)面平行的第2(100)面，将所述第1(100)面与相邻的至少两个(111)面的交点作为尖头；

柄部，其在前端具有锪孔；以及

焊料，其是在所述柄部的锪孔，以所述合成金刚石研磨粒的第1、第2(100)面与所述柄部的中心轴成为垂直的方式保持所述合成金刚石研磨粒，并且使所述合成金刚石研磨粒固定。

2.根据权利要求1所述的金刚石划线工具，其特征在于：所述合成金刚石研磨粒为1/100克拉以下的重量。

3.根据权利要求1所述的金刚石划线工具，其特征在于：所述合成金刚石研磨粒是将与所述(100)面相邻的(111)面设为四个面，将其四个交点作为尖头。

4.一种金刚石划线工具的制造方法，其特征在于：

在柄部的前端形成锪孔；

将包含第1(100)面及与所述第1(100)面平行的第2(100)面的合成金刚石研磨粒的第1(100)面暂时固定于包含与所述柄部的中心轴垂直的面的按压夹具；

将安装在所述按压夹具的金刚石研磨粒以使第1(100)面与柄部的轴成为垂直的方式压入到所述柄部的锪孔，并利用焊料进行焊接；并且

研磨安装在所述柄部的前端的合成金刚石研磨粒的与第1(100)面相邻的至少两个(111)面，将其交点构成为尖头。

5.根据权利要求4所述的金刚石划线工具的制造方法，其特征在于：所述研磨步骤是通过研磨与第1(100)面相邻的四个(111)面，将四个交点分别形成为尖头。

Images