TW201201987A - Diamond scribing tool and method for manufacturing the same - Google Patents

Description

201201987 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使用鑽石之劃線工具。 【先前技術】 先前，為切斷玻璃板，係藉由進行劃線，然後沿著劃割 線分斷開玻璃板來進行切斷。作為對象之玻璃板之厚度有 各種各樣，例如，自建材用或汽車用之相對較厚之玻璃， 至液晶電視等之大型、行動電話用等之小面積黏合玻璃 板特別疋行動電話等之小型玻璃板，存在厚度變薄之傾 向。當切斷較薄之玻璃板時，為抑制不規則斷裂，必需減 小刻劃荷重，為此必需縮小劃線輪之直徑。然而，劃線輪 最小者係外徑為φΐ mm左右之劃線輪，從而存在難以進一 步縮小之缺陷。 另一方面，對於矽半導體或者藍寶石之切割等，係利用 使用天然鑽石之鑽石尖頭（diam〇nd p〇int)之劃線工具。上 述使用天然鑽石之鑽石尖頭之工具即便於切割薄玻璃板時 亦可縮小密切圓直徑，因此被期待為非f。於所出產 之天然鑽石中’出現頻率最高者係、如圖1(a)所示由8個正三 角形構成之八面體結晶，出現頻率其次高之基本形狀係如 _所示由12個菱形面集合而成之十二面體結晶。此 外：存在出現頻率較上述鑽石更低且由6個正四角形集合 而成之正六面體結晶(圖1(c)) ’該六面體結晶之面被稱為 六面體面或者⑽）面。^⑷係、由立方體與正人面體組合 而成之結晶》 153879.doc 201201987 於刻劃玻璃板之用途中，向來使用1/70〜1/80克拉之天然 鑽石。專利文獻1中’揭示有以使正交之3個軸對應於1個 工具之安裝軸之方式接合於母材之劃線工具。接合後，沿 著女裝轴之方向研磨鑽石而形成（1〇〇)面，以使（1〇〇)面與 八面體（1 11)面相交之丨個點成為刻劃尖頭之方式進行研磨 而使用。將研磨六面體面（（100)面）與八面體面（〇11)面）相 交之4個面而使用之工具稱為四尖頭工具。 在先前’將經檢測並研磨（100)面之鑽石接合於柄部之 操作係仰賴熟練操作者之技能。因此，於使用天然鑽石之 劃線工具中，無法避免沿著軸方向研磨鑽石而形成之面與 (100)面之斜度出現〜5 8〇之偏差。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特公昭47-20236號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 本發明係著眼於上述問題開發而成，其技術課題旨在能 夠使用合成錯石，縮小（100)面與沿著轴方向研磨鑽石而形 成的面的斜度而將該合成鑽石保持於柄部，使得製造容易 並且獲得高性能。 [解決問題之技術手段] 為解決上述課題，本發明之鑽石劃線工具包括：合成鑽 石研磨粒’丨包含第1(100)面及與上述第1(1〇〇)面平行之 第2(100)面’將上述第1(1⑽）面與相鄰之至少兩個⑴^面 _.d〇c .4.

S 201201987 之交點作為尖頭；柄部，其在前端具有搪孔；及銲材，其 係在上述柄部之搪孔中，以使上述合成鑽石研磨粒之第 1、第2(100)面與上述柄部之中心轴成為垂直之方式保持上 述合成鑽石研磨粒，並且將上述合成鑽石研磨粒固定。 此處，上述合成鑽石研磨粒亦可設為1/1〇〇克拉以下之 重量。 此處，上述合成鑽石研磨粒亦可將與上述（1 〇〇)面相鄰 之（111)面設為4個面，將其4個交點作為尖頭。 為解決上述課題，本發明之鑽石劃線工具之製造方法係 在柄部之前端形成搪孔，將包含第iQOO)面及與上述第 1(1 00)面平行之第2(100)面之合成鑽石研磨粒的第丨（1〇〇)面 暫時固疋於包含與上述柄部之中心轴垂直之面的按壓夾 具，將女裝於上述按壓夾具之鑽石研磨粒以使第丨（1〇〇)面 與柄部之軸成為垂直之方式壓入至上述柄部之搪孔，並利 用銲材銲接，並且研磨安裝於上述柄部之前端的合成鑽石 研磨粒之與第1(100)面相鄰之至少兩個（111)面，而將其交 點構成為尖頭。 此處’上述研磨步驟亦可藉由研磨與第1(1〇〇)面相鄰之 4個（111)面，而將4個交點分別形成為尖頭。 [發明之效果] 根據具有上述特徵之本發明，藉由使用經成長為（1〇〇) 面之合成鑽石研磨粒，可容易地找出結晶面，並且由於以 該面為基準安裝至柄部，故而能夠減少鑽石研磨粒之斜度 而容易地製造劃線工具。而且，藉由使用較先前更小之合 153879.doc 201201987 成鑽石可降低劃線工具之價格。此外，若使用該劃線工 具，可減小刻劃荷重，因此可適用於較薄之脆性材料（玻 璃、矽、藍寶石等）基板之刻劃。 【實施方式】 本實施$心之劃線工具係將作為錯刀用而開發之合成鑽 石使用於X具之前端而製成劃線工具。此處，對鑛刀用高 。口質合成鑽石研磨粒進行說明。鋸刀用高品質鑽石研磨粒 係使用籽晶而合成，其内含物（Inclusion)少粒大且具有 同強度之lb型合成鑽石，例如，粒徑可使用約或 娜25等。此處，所謂#16/2〇，係表示以通過⑹虎之筛子 而留在20號之筛子中之方式予以分級的粒徑大小以下亦 相同。鋸刀用合成鑽石與其他用途（金屬結合用或者樹脂/ 黏土、^ s用）之合成鑽石相比斷裂韌性值高，粒徑係作為 合成鑽石研磨粒歸入最粗之類別。 當使用該鑽石研磨粒作為劃線工具時，由於僅使用鑽石 角部即尖頭而尺寸之大小不限。因此，自成本方面而 s，較佳為使用在可加工或接合之範圍内較小之鑽石。本 實施形態中’使用例如經細/25之篩子分級之約1/17〇克拉 之鋸刀用高品質鑽石研磨粒作為合成鑽石。亦可使用 #18/20之約1/130克拉（約15 mg)之鋸刀用鑽石研磨粒，較 佳為1/100克拉以下者。 合成鑽石的（100)面大致平行於鑽石所對向之面而形 成。此處，將其中一方作為第1(100)面，將另一方作為第 2(100)面。並且，將第1(1〇〇)面作為上面而安裝至失具上

153879.doc 6 S 201201987 使用。圖2、圖3係表示本發明之實施形態之劃線工具之製 造過程之圖。如圖所示’柄部u係前端形成為圓錐狀，並 且於其上部前端面形成圓形之搪孔12。該搪孔12之直徑設 為例如Φ0.9 mm。繼而’將圖中一點鏈線所示之柄部I 中心軸保持在垂直方向上’對柄部u自上部上下移動自如 地配置按壓夾具13。按壓夾具13之下表面垂直於柄部㈣ 中心軸’於其下端’如圖3中放大圖所示，經由暫時固定 劑Η而安裝合成鑽石15。暫時固定劑14係例如雙面膠帶或 黏合劑等的之接㈣，於按壓夾具13之下表面平行地安裝 合成鑽石15之第1(100)面15a。進而，如圖3中放大圖所 示，將銲材16插\至搪孔12中，自±部將合成鑽石15按壓 至該搪孔12内並壓入至銲材16十。如此一來，使第ι(ι〇〇) 面15a與柄部11之中心轴成為垂直地利用銲材“將合成鑽 石15保持於搪孔12之上部。其後，於真空爐中使其銲接， 利用銲材16將合成鑽石15牢固地固定於柄部u之前端。圖 4(a)係表示如此安裝有合成鑽石之狀態的前端部分之截面 圖，圖4(b)係其俯視圖。 其次，如圖5所示，以相對於上面之（1〇〇)面15&側面成為 (in)面i5c〜15f之方式進行研磨，並且利用（1〇〇)面⑸與 相鄰的（m)面以4個交點成為尖頭之方式進行研磨，形成4 處尖頭P1〜P4。（1GG)面15续（111)面15e〜15f所成之角度係 分別設為135。，並且將相鄰之兩個（ni)面所成之角度設為 110°左右。藉由如此形成4個尖頭p卜P4，可使劃線工具製 作完成。如此形成之4處尖頭P1〜P4可分別作為用以刻劃之 153879.doc 201201987 尖頭使用。於本實施形態中，當利用銲材將合成鑽石安裝 至柄部前端時，合成鑽石之（100)面之法線相對於手柄 (shaft)的中心軸之傾斜角α成為2.0。以下之斜度。因此，與 先前之劃線工具相比，可縮小安裝偏差。 如上所述根據本發明，藉由使用（100)面經成長之鋸刀 用合成鑽石研磨粒，可容易地找出結晶面，從而可削減加 工（100)面之步驟時間。因此，劃線工具之製造變得容易。 而且’藉由使用較先前更小之合成鑽石，可降低劃線工具 之價格。 使用本實施形態之合成鑽石之劃線工具不但可用於刻劃 較薄之玻璃板，而且可用於刻劃矽板、藍寶石板、ΙηΡ 板、GaN板、GaAs板等脆性材料基板。並且，於本實施形 態中’係研磨4個（111)面15c〜15f而形成，但若只要一處央 頭即可’則只要藉由研磨兩個（111)面而構成即足矣。 [產業上之可利用性] 本發明能夠使用合成鑽石容易地製造劃線工具，並且能 夠用作較薄之玻璃板等各種形狀之脆性材料基板之劃線工 具。 【圖式簡單說明】 圖1(a)〜(d)係表示先前之天然鑽石之結晶的圖。 圖2(a)、（b)係表示本發明之實施形態之鑽石劃線工具之 製造過程的圖。 圖3係表示本實施形態之鑽石劃線工具之製造過程的放 大圖。

153879.doc 0 S 201201987 圖4⑷係表示將鐵石研磨粒安裝至柄部之晶粒（chip)保持 孔之狀態的放大圖，（b)係其俯視圖。 圖5(a)係表示對鑽石研磨粒已加以研磨後之狀態的放大 截面圖，（b)係其俯視圖。 【主要元件符號說明】 11 柄部 12 搪孔 13 按壓夾具 14 暫時固定劑 15 合成鑽石 15a、15b (100)面 15c~15f (111)面 16 銲材 P1 〜P4 尖頭 153879.doc

Claims (1)

1. 201201987 七、申請專利範圍： 1. 一種鑽石劃線工具，其包括： 合成鑽石研磨粒，其包含第1(100)面及與上述第i (100)面平行之第2(100)面，將上述第ι(ι〇〇)面與相鄰之 ’ 至少兩個（111)面之交點作為尖頭； * 柄部’其在前端具有搪孔；以及 辉材’其係在上述柄部之搪孔中，以使上述合成鑽石 研磨粒之第i、第2(100)面與上述柄部之中心軸成為垂直 之方式保持上述合成鑽石研磨粒，並且將上述合成鑽石 研磨粒固定。 2·如請求項1之鑽石劃線工具，其中上述合成鑽石研磨粒 為1/100克拉以下之重量。 3.如凊求項1之鑽石劃線工具，其中上述合成鑽石研磨粒 係將與上述（100)面相鄰之（ln)面設為4個面，將其4個 交點作為尖頭。 4_ 一種鑽石劃線工具之製造方法，其係 在柄部之前端形成搪孔； 將包含第1(100)面及與上述第1(100)面平行之第2(100) 面之合成鑽石研磨粒的第1(1 00)面暫時固定於包含與上 * 述柄部之中心軸垂直之面的按壓夾具； 將安裝於上述按壓夾具之鑽石研磨粒以使第1(100)面 與柄部之軸成為垂直之方式壓入至上述柄部之搪孔，並 利用銲材銲接；並且 研磨安裝於上述柄部之前端的合成鑽石研磨粒之與第 153879.doc 201201987 1 (100)面相鄰之至少兩個（11 1)面，將其交點構成為尖 頭。 5.如請求項4之鑽石劃線工具之製造方法，其中上述研磨 步驟係藉由研磨與第1(100)面相鄰之4個（111)面，而將4 個交點分別形成為尖頭。 153879.doc