JP2014117848A - Pin for scribing wheel, holder unit, scribe device, and manufacturing method of pin for scribing wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス基板等の脆性材料基板にスクライブラインを形成するためのスクライビングホイールを回転自在に保持するスクライビングホイール用ピン、このスクライビングホイール用ピンとホルダーとスクライビングホイールを備えるホルダーユニット、このホルダーユニットを備えるスクライブ装置及びスクライビングホイール用ピンの製造方法に関する。 The present invention relates to a pin for a scribing wheel that rotatably holds a scribing wheel for forming a scribe line on a brittle material substrate such as a glass substrate, a pin and a holder for the scribing wheel, and a holder unit including the scribing wheel. The present invention relates to a scribing device and a method for manufacturing a scribing wheel pin.
スクライビングホイールを回転自在に保持するスクライビングホイール用ピンの表面にダイヤモンド状カーボン(Diamond-Like Carbon以下、DLCと言う)の膜を被覆するものが、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1に記載されている切断刃(スクライビングホイール)用の支持軸(スクライビングホイール用ピン)は、表面がDLC膜で被覆されており、これにより、切断刃と支持軸との接触面の摩擦係数を減少させ、切断刃や支持軸の長寿命化を図っている(例えば、段落0024)。 For example, Patent Document 1 discloses that a surface of a pin for a scribing wheel that rotatably holds the scribing wheel is covered with a diamond-like carbon (hereinafter referred to as DLC) film. The support shaft (scribing wheel pin) for the cutting blade (scribing wheel) described in Patent Document 1 is coated with a DLC film on the surface, whereby friction of the contact surface between the cutting blade and the support shaft is achieved. The coefficient is decreased to extend the life of the cutting blade and the support shaft (for example, paragraph 0024).
しかしながら、表面にDLC膜を被覆したスクライビングホイール用のピンとスクライビングホイールとを用いて脆性材料基板のスクライブを行っても、スクライビングホイールやピンの長寿命化に対してはあまり効果がなかった。つまり、スクライビングホイールのピン孔の内面とピンの表面とが接触するため、DLC膜が直ぐに摩耗してしまい、ピン孔内面とピン表面とが削れてしまったわけである。 However, the scribing of the brittle material substrate using the scribing wheel pin and the scribing wheel whose surface is coated with the DLC film is not very effective in extending the life of the scribing wheel and the pin. That is, since the inner surface of the pin hole of the scribing wheel is in contact with the surface of the pin, the DLC film is immediately worn and the inner surface of the pin hole and the surface of the pin are shaved.
この理由について検討したところ、DLC膜の膜厚は一般的に1〜2μm程度であるため、この程度の膜厚ではピン孔内面との接触でDLC膜が直ぐに摩耗してしまうものと考えられる。また、ピンは通常スクライビングホイール用のホルダーに対して固定されていないため、スクライビングの際にピンそのものは回転したり回転しなかったりする。そのため、ピンが回転していない状況では、ピン表面の同じ位置に、回転するスクライビングホイールのピン孔内面が常に接触することになる。そして、この位置でDLC膜の摩耗が一層進み、そこを基点にしてDLC膜が剥がれてしまうことがある。 When this reason is examined, since the film thickness of the DLC film is generally about 1 to 2 μm, it is considered that the DLC film is immediately worn by contact with the inner surface of the pin hole at this film thickness. Moreover, since the pin is not normally fixed to the holder for the scribing wheel, the pin itself rotates or does not rotate during scribing. Therefore, when the pin is not rotating, the inner surface of the pin hole of the rotating scribing wheel is always in contact with the same position on the surface of the pin. In this position, wear of the DLC film further proceeds, and the DLC film may be peeled off from that point.
また、DLC膜は、摩擦係数が低く、ピン孔内面とピン表面との摩擦を下げるという点ではピン表面の被覆膜として適している。そして、一般的にDLC膜の摩擦係数は水素の含有量が増えるほど減少することが知られている。しかしながら、水素の含有量の増加によってDLC膜の硬度が逆に低下してしまう。そのため、摩擦係数の減少だけを考慮してDLC膜の被覆を行うと、より一層上記のように特定の位置からDLC膜の摩耗が進行したり、DLC膜の剥がれへとつながってしまうことになる。 The DLC film is suitable as a coating film for the pin surface in that it has a low friction coefficient and reduces the friction between the pin hole inner surface and the pin surface. In general, it is known that the coefficient of friction of the DLC film decreases as the hydrogen content increases. However, the hardness of the DLC film decreases conversely with an increase in the hydrogen content. For this reason, if the DLC film is coated only in consideration of the reduction of the friction coefficient, the wear of the DLC film further proceeds from the specific position as described above, or the DLC film is peeled off. .
そこで、本発明は、スクライビングホイール用ピンの耐摩耗性をより一層向上させることを目的とする。また、本発明は、スクライビングホイール用のピンの耐摩耗性を向上させるとともに、スクライビングホイールとの摺動抵抗を下げることで、スクライビングホイールの磨耗やスクライビングホイールとピンとの焼きつきを防止し、スクライビングホイールやピンの交換回数を減らしたホルダーユニット及びスクライブ装置の提供を目的とする。更には、本発明は、スクライビングホイール用ピンの耐摩耗性を向上させるスクライビングホイール用ピンの製造方法の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to further improve the wear resistance of the scribing wheel pin. In addition, the present invention improves the wear resistance of the pin for the scribing wheel and reduces the sliding resistance with the scribing wheel, thereby preventing the scribing wheel from being worn and the scribing wheel and the pin from being seized. The purpose is to provide a holder unit and a scribing device in which the number of exchanges of pins and pins is reduced. Furthermore, this invention aims at provision of the manufacturing method of the pin for scribing wheel which improves the abrasion resistance of the pin for scribing wheel.
上記目的を達成するため、本発明のスクライビングホイール用ピンは、スクライビングホイールに形成されたピン孔に挿入されて、前記スクライビングホイールを回転自在に保持するスクライビングホイール用ピンであって、表面にダイヤモンド膜が被覆されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the scribing wheel pin of the present invention is a scribing wheel pin that is inserted into a pin hole formed in the scribing wheel and rotatably holds the scribing wheel, and has a diamond film on the surface. Is characterized by being coated.
本発明によれば、ピンの表面にダイヤモンド膜が被覆されているので、ピンの耐摩耗性を向上させることができる。特に、特許文献1に記載されているピン表面に被覆されるDLC膜に比べ、ダイヤモンド膜は非常に硬く、また容易に厚膜にすることができる。したがって、スクライビングホイール用ピンの耐摩耗性をより一層高めることができる。 According to the present invention, since the diamond film is coated on the surface of the pin, the wear resistance of the pin can be improved. In particular, compared with the DLC film coated on the pin surface described in Patent Document 1, the diamond film is very hard and can be easily made thick. Therefore, the wear resistance of the scribing wheel pin can be further enhanced.
また、本発明のホルダーユニットは、スクライビングホイールと、スクライビングホイールを保持するホルダーと、スクライビングホイールに形成されたピン孔に挿入されて、前記スクライビングホイールを前記ホルダーに回転自在に保持するスクライビングホイール用ピンであって表面にダイヤモンド膜が被覆されているスクライビングホイール用ピンと、を備えることを特徴とする。 The holder unit of the present invention includes a scribing wheel, a holder for holding the scribing wheel, and a pin for a scribing wheel that is inserted into a pin hole formed in the scribing wheel and rotatably holds the scribing wheel in the holder. And a scribing wheel pin having a surface coated with a diamond film.
本発明によれば、スクライビングホイール用のピンの耐摩耗性を向上させるとともに、スクライビングホイールとの摺動抵抗を下げることができるため、スクライビングホイールやピンの交換回数を減らすことができるホルダーとなる。 According to the present invention, the wear resistance of the pin for the scribing wheel can be improved, and the sliding resistance with the scribing wheel can be lowered, so that the holder can be reduced in the number of replacements of the scribing wheel and the pin.
また、本発明のスクライブ装置は、スクライビングホイールと、スクライビングホイールを保持するホルダーと、スクライビングホイールに形成されたピン孔に挿入されて、前記スクライビングホイールを前記ホルダーに回転自在に保持するスクライビングホイール用ピンであって表面にダイヤモンド膜が被覆されているスクライビングホイール用ピンと、を備えるホルダーユニットを含むことを特徴とする。 The scribing device according to the present invention includes a scribing wheel, a holder for holding the scribing wheel, and a pin for a scribing wheel that is inserted into a pin hole formed in the scribing wheel and rotatably holds the scribing wheel in the holder. And a scribing wheel pin whose surface is coated with a diamond film.
本発明によれば、スクライビングホイール用のピンの耐摩耗性を向上し、スクライビングホイールとの摺動抵抗を下げることができるため、スクライビングホイールやピンの交換回数を減らすことができるスクライブ装置となる。 According to the present invention, since the wear resistance of the pin for the scribing wheel can be improved and the sliding resistance with the scribing wheel can be lowered, the scribing device can reduce the number of times the scribing wheel and the pin are replaced.
また、本発明のスクライビングホイール用ピンの製造方法は、スクライビングホイールに形成されたピン孔に挿入されて、前記スクライビングホイールを回転自在に保持するスクライビングホイール用ピンであって表面にダイヤモンド膜が被覆されているスクライビングホイール用ピンの製造方法であって、基材の表面に対してCVD法によりダイヤモンド膜を被覆した後、前記基材を複数に切断することにより製造することを特徴とする。 Further, the manufacturing method of a pin for a scribing wheel of the present invention is a pin for a scribing wheel that is inserted into a pin hole formed in the scribing wheel and rotatably holds the scribing wheel, and the surface is coated with a diamond film. A method for manufacturing a pin for a scribing wheel, wherein the surface of the base material is coated with a diamond film by a CVD method, and then the base material is cut into a plurality of parts.
本発明によれば、表面にダイヤモンド膜が被膜された複数のスクライビングホイール用ピンを効率良く製造することができる。 According to the present invention, a plurality of scribing wheel pins whose surfaces are coated with a diamond film can be efficiently manufactured.
また、本発明のスクライビングホイール用ピンの製造方法は、スクライビングホイールに形成されたピン孔に挿入されて、前記スクライビングホイールを回転自在に保持するスクライビングホイール用ピンであって表面にダイヤモンド膜が被覆されているスクライビングホイール用ピンの製造方法であって、基材を切断することにより複数の切断部材とした後、前記切断部材の表面にCVD法によりダイヤモンド膜を被膜することにより製造することを特徴とする。 Further, the manufacturing method of a pin for a scribing wheel of the present invention is a pin for a scribing wheel that is inserted into a pin hole formed in the scribing wheel and rotatably holds the scribing wheel, and the surface is coated with a diamond film. A method for manufacturing a pin for a scribing wheel, wherein the substrate is cut into a plurality of cutting members, and then the surface of the cutting member is coated with a diamond film by a CVD method. To do.
本発明によれば、ダイヤモンド膜を被覆する前に、基材を複数の部材に切断するため、基材の切断の際に、放電加工のような切断方法を容易に採用することができる。 According to the present invention, since the base material is cut into a plurality of members before the diamond film is coated, a cutting method such as electric discharge machining can be easily employed when cutting the base material.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための一例を示すものである。本発明をこの実施形態に特定することを意図するものではない。本発明は、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも適応し得るものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below shows an example for embodying the technical idea of the present invention. It is not intended that the present invention be limited to this embodiment. The invention is also applicable to other embodiments within the scope of the claims.
実施形態に係るスクライブ装置10の概略図を図1に示す。スクライブ装置10は、移動台11を備えている。そして、この移動台11は、ボールネジ13と螺合されており、モータ14の駆動によりこのボールネジ13が回転することで、一対の案内レール12a、12bに沿ってy軸方向に移動できるようになっている。
A schematic diagram of a
移動台11の上面には、モータ15が設置されている。このモータ15は、上部に位置するテーブル16をxy平面で回転させて所定角度に位置決めするためのものである。脆性材料基板17は、このテーブル16上に載置され、図示しない真空吸引手段などによって保持される。なお、スクライブの対象となる脆性材料基板17としては、ガラス基板、低温焼成セラミックスや高温焼成セラミックスからなるセラミック基板、シリコン基板、化合物半導体基板、サファイア基板、石英基板等である。また、脆性材料基板17は、基板の表面又は内部に薄膜或いは半導体材料を付着させたり、含ませたりしたものであってもよい。また、脆性材料基板17は、その表面に脆性材料に該当しない薄膜等が付着されていても構わない。
A
スクライブ装置10は、脆性材料基板17の上方に、脆性材料基板17の表面に形成されたアライメントマークを撮像する2台のCCDカメラ18を備えている。そして、スクライブ装置10には、移動台11とその上部のテーブル16を跨ぐように、x軸方向に沿ってブリッジ19が、支柱20a、20bによって架設されている。
The
このブリッジ19には、ガイド22が取り付けられており、スクライブヘッド21がガイド22に沿ってx軸方向に沿って移動可能に設置されている。そして、スクライブヘッド21には、ホルダージョイント23を介して、ホルダーユニット60が取り付けられている。
A
図2には、ホルダーユニット60が取り付けられたホルダージョイント23の正面図が示されている。また、図3には、ホルダーユニット60の斜視図が示されている。また、図4には、図3のA方向から観察したホルダーユニット60の側面の一部を拡大した図を示している。
FIG. 2 shows a front view of the
ホルダージョイント23は略円柱状をしており、回転軸部23aと、ジョイント部23bを備えている。スクライブヘッド21にホルダージョイント23が装着された状態で、この回転軸部23aには、ホルダージョイント23を回動自在に保持するための二つのベアリング24a、24bが、円筒形のスペーサ24cを介して取り付けられている。なお、図2には、ホルダージョイント23の正面図が示されるとともに、回転軸部23aに取り付けられたベアリング24a、24bとスペーサ24cの断面図が併せて示されている。
The holder joint 23 has a substantially cylindrical shape, and includes a
円柱形のジョイント部23bには、下端側に円形の開口25を備えた内部空間26が設けられている。この内部空間26の上部にマグネット27が埋設されている。そして、マグネット27によって着脱自在なホルダー30が、この内部空間26に挿入されて取り付けられている。
The cylindrical
このホルダー30は、図3に示すように略円柱形をしており、磁性体金属で形成されている。そして、ホルダー30の上部には、位置決め用の取付部31が設けられている。この取付部31は、ホルダー30の上部を切り欠いて形成されており、傾斜部31aと平坦部31bを備えている。
As shown in FIG. 3, the
そして、ホルダー30の取付部31側を、開口25を介して内部空間26へ挿入する。その際、ホルダー30の上端側がマグネット27によって引き寄せられ、取付部31の傾斜部31aが内部空間26を通る平行ピン28と接触することで、ホルダージョイント23に対するホルダーユニット60の位置決めと固定が行われる。また、ホルダージョイント23からホルダーユニット60を取り外す際には、ホルダー30を下方へ引くことで、容易に外すことができる。
Then, the
ホルダー30の下部には、ホルダー30を切り欠いて形成された保持溝32が設けられている。そして、保持溝32を設けるために切り欠いたホルダー30の下部に、保持溝31を挟んで支持部33a、33bが位置している。そして、この保持溝32には、スクライビングホイール40が回転自在に配置されている。また、支持部33a、33bには、スクライビングホイール40を回転時自在に保持するためのピン50を支持する支持孔34a、34bがそれぞれ形成されている。
A holding
そして、図4に示すように、スクライビングホイール40のピン孔42にピン50を貫通させるとともに、支持孔34a、34bにピン50の両端を設置することにより、スクライビングホイール40はホルダー30に対して回転自在に取り付けられることになる。なお、支持孔34aは、内部に段部を有しており、保持溝32側の開口の孔径が、他方側の開口の孔径よりも大きくなっている。
As shown in FIG. 4, the
本実施形態においては、ホルダー30にスクライビングホイール40が取付けられた後は、ホルダー30、スクライビングホイール40及びピン50を一体としたホルダーユニット60として取り扱う。
In the present embodiment, after the
次に、スクライビングホイール40の詳細について説明を行う。図5には、ホルダー24の先端に取り付けられているスクライビングホイール40の側面図が示されている。
Next, the details of the
このスクライビングホイール40は、主に、円板状の基材41と、基材41の略中心に形成されたピン50を貫通させるためのピン孔42と、基材41の円周部の両端を削って形成されている刃部43と、を備えている。
The
基材41は、超硬合金、ステンレス、セラミックス、焼結ダイヤモンド等、硬質なものからなる円板状の部材である。特に、導電性を有し、硬度も比較的高い超硬合金または焼結ダイヤモンドが好ましい。本実施形態においても、スクライビングホイール40の基材としては、超硬合金を用いている。なお、超硬合金は、炭化タングステン(タングステン・カーバイト)と結合材(バインダ)であるコバルト(Co)とを混合して焼結したものを用いた。この場合用途に応じて炭化チタン(TiC)や炭化タンタル(TaC)などが添加される。また、ピン孔42は、基材41の略中心を円形に削って形成されている。
The
刃部43は、円板状の基材41の円周部の両端を削って形成された稜線44と、稜線44の両側の傾斜面45と、を備えている。
The
次に、スクライビングホイール40の寸法について説明する。スクライビングホイール40の外径は、1.0〜10.0mm、好ましくは1.0〜5.0mmの範囲である。スクライビングホイール40の外径が1.0mmより小さい場合には、スクライビングホイール40の取り扱い性が低下する。一方、スクライビングホイール40の外径が10.0mmより大きい場合には、スクライブ時の垂直クラックが脆性材料基板17に対して深く形成されないことがある。そして、本実施形態においては、外径が2.5mmのスクライビングホイール40を用いている。
Next, the dimension of the
また、スクライビングホイール40の厚さは、0.4〜1.2mm、好ましくは0.4〜1.1mmの範囲である。スクライビングホイール40の厚さが0.4mmより小さい場合には、加工性及び取り扱い性が低下することがある。一方、スクライビングホイール40の厚さが1.2mmより大きい場合には、スクライビングホイール40の材料及び製造のためのコストが高くなる。そして、本実施形態においては、厚さが0.65mmのスクライビングホイール40を用いている。なお、スクライビングホイール40の厚さに対して、ホルダー30の保持溝32の幅(支持部33aと支持部33bとの距離)は、わずかに大きくなっており、例えばスクライビングホイール40の厚さが0.65mmの場合、保持溝32の幅は大体0.67mmとなっている。
The thickness of the
また、スクライビングホイール40のピン孔42の孔径は、本実施形態において、0.8mmとなっている。
Moreover, the hole diameter of the
また、刃部43の刃先角は、通常鈍角であり、90〜160°、好ましくは90〜140°の範囲である。なお、刃先角の具体的角度は、切断する脆性材料基板17の材質、厚さ等から適宜設定される。
Moreover, the edge angle of the
次に、ピン50について説明する。ピン50は円柱形の部材であって、図6に示すように、一端が尖頭形状になっている。そして、ピン50を、尖頭形状側から、支持孔34bへ挿入し、ピン孔42を貫通し、尖頭形状部分が支持部34aの段部と接することで、スクライビングホイール40が保持される。
Next, the
ピン50の材料としては、スクライビングホール40の基材41と同様、超硬合金、ステンレス、セラミックス、焼結ダイヤモンド(Poly Crystalline Diamond 以下、PCDと言う)等、硬質なものが用いられる。そして、本実施形態においては、ピン50の材料として、超硬合金が用いられている。
As the material of the
ピン50をそのままスクライビングホール40のピン孔42に貫通し、スクライビングホイール40を保持したホルダー30を用いて、スクライブ装置10で脆性材料基板17のスクライブを行うと、ピン孔42の内面42aと、ピン50の表面とが接触し摩耗が生じる。したがって、スクライビングホイール40やピン50の交換が必要になる。
When the
そこで、本実施形態においては、ピン50の表面に、従来技術のようなDLC膜ではなく、ダイヤモンド膜51を被覆することで、ピン50の耐摩耗性を向上させるとともに、ピン孔42の内面42aとの摺動抵抗を低下させ、摩耗を生じ難くしている。また、スクライビングホイール40と、ダイヤモンド膜51を被覆したピン50と、を備えるホルダー30や、このようなホルダー30を備えるスクライブ装置10は、スクライビングホイール40やピン50の寿命による交換作業を減らすことができる
Therefore, in this embodiment, the surface of the
ピン50の表面に被覆されたダイヤモンド膜51は、具体的には、図6に示すように、ピン50の尖頭形状の領域以外(斜線で示した領域)に形成されている。このダイヤモンド膜51の被覆方法を説明する。
Specifically, as shown in FIG. 6, the
ダイヤモンド膜51の被覆は、例えば、化学気相蒸着法(CVD法)により行われる。具体的には、まずピン50の基になる、細長い円柱状の超硬合金製基材の表面に対して、ダイヤモンドの核を形成し易くするため、前処理が行われる。この前処理として、傷つけ処理やバイアス処理や種付け処理等がある。
The coating of the
次に、前処理が行われた基材をチャンバー内に配置するとともに基材の表面温度を800℃〜1000℃へ高め、チャンバー内へ混合ガスを送り込み化学反応を生じさせ、基材の表面に対してダイヤモンド膜51の被覆が行われる。この時、混合ガスとしては、メタンガスと水素ガスを混合したもの等を用いることができる。また、化学反応は、熱やプラズマ等を利用して行われる。ダイヤモンド膜51の膜厚は、大体5〜20μm程度であれば容易に形成することができ、本実施形態では5〜10μmとしている。一般的に膜厚が厚くなるほどダイヤモンド膜の表面粗さは大きくなるため、ダイヤモンド膜を形成することで摺動抵抗を小さくするには5〜10μmの膜厚とすることが好ましい。したがって、従来技術のような膜厚1μm程度のDLC膜に比べ、CVD法を利用してダイヤモンド膜51を基材に対して容易に厚く被覆することができる。また、5〜20μm程度の膜厚とすることで、ダイヤモンド膜51が非常に剥がれ難くなる。なお、通常ダイヤモンドは絶縁体であるが、ダイヤモンド膜を形成する際の混合ガスにホウ素をさらに混合することにより、導電性のダイヤモンドを形成することもできる。
Next, the pretreated base material is placed in the chamber and the surface temperature of the base material is increased to 800 ° C. to 1000 ° C., and a mixed gas is sent into the chamber to cause a chemical reaction. On the other hand, the
また、ピン50は、ホルダー30に対して固定されているわけではなく、回転可能な状態となっている。従ってスクライビングの際に、ピン50そのものは、回転したり、回転しなかったりしている。ピン50が回転していない状況では、ピン50の表面の同じ位置に、回転するスクライビングホイール40の内面42aが常に接触することになる。しかしながら、ダイヤモンド膜51の膜厚が5μm以上あれば、このような状況でもダイヤモンド膜51は非常に摩耗し難い。
In addition, the
また、DLC膜は、通常積層状態の膜となっているため表面が比較的平坦なので、摩擦係数が低くはなるが、一度に層全体が剥がれてしまい易いため、DLC膜そのものが剥がれやすい。一方、ダイヤモンド膜51は、ダイヤモンドの核がそれぞれ成長し、互いのダイヤモンド同士が結合して形成されたものなので、個々のダイヤモンドが摩擦によって摩耗するだけであり、ダイヤモンド膜51そのものは剥がれ難い。
In addition, since the DLC film is usually a laminated film and has a relatively flat surface, the friction coefficient is low. However, the entire layer is easily peeled off at a time, and the DLC film itself is easily peeled off. On the other hand, the
次に、細長い円柱状の基材を所定の長さに切断し、複数の円柱状の切断部材とする。そして、各円柱状の切断部材の一端側を削り尖頭形状として、ピン50が完成する。このように細長い円柱状の基材を用いて、基材に対してCVD法でダイヤモンド膜51を被覆し、その後、複数の切断部材に分断して、ピン50を完成させることで、複数のピン50を効率良く製造することができる。また、基材の状態でダイヤモンド膜51を被覆することにより、ピン50の膜厚を均一化し易くなる。また、ホウ素をドープした導電性のダイヤモンド膜を被覆することで、ダイヤモンド膜51を放電加工により切断することが容易になる。
Next, the elongate columnar base material is cut into a predetermined length to form a plurality of columnar cutting members. And the
なお、先に細長い円柱状の基材を切断し、複数の切断部材とした後、ダイヤモンド膜51を被覆してピン50を製造してもよい。絶縁体であるダイヤモンド膜51を被覆することで表面が絶縁性の部材となるので、ダイヤモンド膜51を被覆した後、放電加工によって円柱状の基材を切断することが難しくなる。しかしながら、先に細長い円柱状の基材を放電加工により切断しておき、その後切断部材に各々にダイヤモンド膜51を被覆することで、このような問題が生じることもない。
Alternatively, the
また、本実施形態においては、スクライビングホイール40の材料として超硬合金または焼結ダイヤモンドを用いる場合にはピン50の材料として超硬合金を用いている。このような、スクライビングホイール40の材料とピン50の材料との組み合わせの場合に、ピン50の表面にダイヤモンド膜51を被覆しておくことによる効果がより一層高くなる。
Further, in the present embodiment, when a cemented carbide or sintered diamond is used as the material of the
この点について説明する。通常、超硬合金は、PCDに比べて安価である分、硬さで劣ることが知られている。したがって、PCD製のピン50を超硬合金製のスクライビングホイール40のピン孔42に挿入して、スクライブを行うと、ピン50がピン孔42の内面42aを削ってしまい、ピン孔42がどんどん広がってしまうことになる。しかしながら、超硬合金製のピン50の表面にダイヤモンド膜51を形成しておくことにより、ピン50の表面の摩擦係数が下がり、内面42aとの摺動抵抗が下がるため、超硬合金製のスクライビングホイール40の内面42aが削られ難くなる。また、PCD製のスクライビングホイールに対しても通常はPCD製のピンを用いているが、ダイヤモンド膜51が被覆されたピン50を用いることにより、スクライビングホイールとピンとの摺動抵抗を下げることができる。
This point will be described. Normally, it is known that cemented carbide is inferior in hardness because it is cheaper than PCD. Therefore, when the
なお、ダイヤモンド膜51が被覆されたピン50は、従来技術のようなDLC膜が被覆されたピンと比べると、通常表面の粗さが大きくなってしまう。したがって、ピン50にダイヤモンド膜51を被覆した後、ダイヤモンド膜51の表面を研磨することで、粗さを小さくしてもよい。このように、ダイヤモンド膜51の表面を研磨しておくことで、より一層、スクライビングホイール40の回転抵抗を小さくすることができ、スクライビングホイール40の内面42aが削られ難くなり、スクライビングホイール40やピン50の交換回数を減らすことができる。この場合にも研磨後の膜の厚さが5〜20μm程度となるようにダイヤモンド膜を形成すればよい。
In addition, the
[変形例1]
次に、ダイヤモンド膜51が被覆されたピン50の変形例であるピン50Aについて図面を用いて説明する。上記実施形態のピン50は、図6に示すように、斜線で示した円柱状の領域(尖頭形状の領域以外)全体にダイヤモンド膜51が被覆されていた。一方、ピン50Aは、図7に示すように、ピン孔42の内面42aとの接触領域にダイヤモンド膜51が被膜されており、内面42aとの接触領域外に、ダイヤモンド膜51が被覆されていない領域が形成されている。
[Modification 1]
Next, a
具体的には、ピン50Aは、ホルダー30の支持孔34a、34bに設置される両端に、ダイヤモンド膜51が被覆されていない領域52を備えている。このように、ピン50Aの両端52には、ダイヤモンド膜51を被覆しないことにより、両端52にはピン50Aの材料である超硬合金が露出することになる。そして、ピン50Aの両端52のPCDと、ホルダー30の支持孔34a、34bの内面とが接触すると、摩擦によってピン50Aの回転が規制されることになる。
Specifically, the
つまり、ピン50Aは、ダイヤモンド膜51が被覆された位置では、スクライビングホイール40の内面42aとの摩擦係数を下げ、スクライビングホイール40を回転しやすくする。一方、ダイヤモンド膜51が被覆されていない位置では、ホルダー30の支持孔34a、34bに対してピン50A自身が回転し難くなる。したがって、スクライビングホイール40とピン50Aとが共回りすることで、スクライビングホイール40の回転が不安定になる状態を低減することができる。
That is, the
ピン50Aのようなダイヤモンド膜51の被覆の方法としては、例えば、被覆しない領域に対してマスキングを行い、ピン50と同様に、CVD法によりダイヤモンド膜51を被覆し、その後マスキング部分を除去する方法等がある。
As a method for coating the
以上のように、表面にダイヤモンド膜51が被覆されたピン50やピン50Aを用いることにより、スクライビングホイール用のピンとしての、耐摩耗性を向上する事ができる。また、ピン50やピン50Aを用いることにより、スクライビングホイール40のピン孔42の内面42aに対する摺動抵抗を下げ、ピンやスクライビングホイールの交換回数を減らしたホルダーやスクライブ装置を提供することができる。
As described above, wear resistance as a pin for a scribing wheel can be improved by using the
なお、スクライビングホイール40やピン50、50Aは消耗品であるため定期的な交換が必要となる。本実施形態においては、ホルダージョイント23を介してホルダーユニット60がスクライブヘッド21に装着されている構成となっている。したがって、ホルダーユニット60の着脱を容易に行うことができるため、消耗品の交換の際に、スクライビングホイール40をホルダー30からわざわざ取り外したりしないで、スクライビングホイール40とホルダー30を一体のホルダーユニット60として扱い、ホルダーユニット60そのものを交換することも可能になる。そのため、スクライビングホイール40の交換作業を非常に容易に行うことができる。また、ホルダージョイント23を介さずに、ホルダー30がスクライブヘッドに直接固定された構成で、ホルダーに対してピン及びスクライビングホイールの交換を行うような構成のスクライブ装置に対しても本発明は適用可能である。
Note that the
10…スクライブ装置
11…移動台
12a、12b…案内レール
13…ホールネジ
14、15…モータ
16…テーブル
17…脆性材料基板
18…CCDカメラ
19…ブリッジ
20a、20b…支柱
21…スクライブヘッド
22…ガイド
23…ホルダージョイント
23a…回転軸部
23b…ジョイント部
24a、24b…ベアリング
24c…スペーサ
25…開口
26…内部空間
27…マグネット
28…平行ピン
30…ホルダー
31…取付部
31a…傾斜部
31b…平坦部
32…保持溝
33a、33b…支持部
34a、34b…支持孔
40…スクライビングホイール
41…基材
42…ピン孔
42a…内面
43…刃部
44…稜線
45…傾斜面
50、50A…ピン
51…ダイヤモンド膜
52…(ダイヤモンド膜が形成されていない)領域
60…ホルダーユニット
DESCRIPTION OF
Claims (8)
表面にダイヤモンド膜が被覆されているスクライビングホイール用ピン。 A pin for a scribing wheel that is inserted into a pin hole formed in the scribing wheel and holds the scribing wheel rotatably,
Scribing wheel pin with diamond film coated on the surface.
スクライビングホイールと、
前記スクライビングホイールを保持するホルダーと、を備えるホルダーユニット。 A scribing wheel pin according to any one of claims 1 to 3,
A scribing wheel,
A holder unit for holding the scribing wheel.
前記スクライビングホイールの材質は、超硬合金または焼結ダイヤモンドである請求項4に記載のホルダーユニット。 The material of the scribing wheel pin is a cemented carbide,
The holder unit according to claim 4, wherein a material of the scribing wheel is cemented carbide or sintered diamond.
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