TW201636176A - 多點鑽石刀具 - Google Patents
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Abstract
本發明之多點鑽石刀具，即使因進行刻劃而尖點磨耗，亦能減少刀具之更換次數。其解決手段為：對鑽石刀具10之基座11之角從基座之兩側面形成傾斜面，且以稜線之兩側作為尖點P1~P16。使鑽石刀具10傾斜，使一個尖點接觸基板且不滾動地進行刻劃。在尖點因刻劃而磨耗時，藉由使鑽石刀具10旋轉而使其他的尖點接觸基板以進行刻劃。藉此，能夠在一個鑽石刀具中使用複數個尖點，能夠減少刀具更換頻度。
Description
本發明係關於一種用於藉由鑽石尖點刻劃玻璃基板或矽晶圓等脆性材料基板之多點鑽石刀具。
一直以來，為了刻劃玻璃基板或矽晶圓，係使用一種使用有刻劃輪或由單結晶鑽石構成之鑽石尖點的工具。針對玻璃基板，主要係使用相對於基板滾動之刻劃輪，但從提高刻劃後之基板強度等優點觀之，亦探討使用固定刃之鑽石尖點。專利文獻1、2中，提出用於刻劃藍寶石晶圓或氧化鋁晶圓(alumina wafer)等硬度較高之基板的尖點切刀。在該等專利文獻中，使用於角錐之稜線上設有切點之工具、或前端形成圓錐之工具。此外，在專利文獻3中，提出為了刻劃玻璃板而使用具有圓錐形前端之玻璃劃線器的刻劃裝置。
專利文獻1：日本特開2003-183040號公報
專利文獻2：日本特開2005-079529號公報
專利文獻3：日本特開2013-043787號公報
在利用習知的固定刃之工具進行刻劃時，由於尖點磨耗，因此必須變更尖點。角錐形或圓錐形之工具中，可使用之尖點的頂點為2處
或者最大4處。因此，在變更2處或4處之尖點時必須更換工具，會有更換頻度高的問題。此外，在由工具所進行之刻劃中，必須使尖點以適當的角度接觸基板。然而，習知的工具，在變更尖點時必須使工具沿軸方向旋轉，而不容易以良好精度設定該接觸角度。
本發明係有鑑於此種習知問題而完成，其目的在於提供一種即便使用於刻劃之尖點產生磨耗，亦能夠容易地變更尖點位置而減少更換頻度之鑽石刀具。
為了解決該課題，本發明之多點鑽石刀具，具有：基座，係具有既定厚度之角柱狀，且具有2個底面與複數個外周面；稜線，係該外周面之交線；以及傾斜面，至少從一方之底面朝向稜線研磨而成；該基座之至少外周面以鑽石(金剛石)形成，並以該傾斜面與該稜線之交點作為尖點。
此處，亦可為：該傾斜面，具有從該基座之一方之底面形成之第1傾斜面、與從該基座之另一方之底面形成之第2傾斜面。
此處，亦可為：具有從該基座之相鄰的2個外周面朝向該稜線之端部研磨形成之2個研磨面、及該2個研磨面之交線的第2稜線，且以該2個研磨面與該第2稜線之交點作為尖點。
此處，亦可為：該各傾斜面，係藉由雷射加工形成。
此處，亦可為：該2個研磨面係藉由機械加工形成。
根據具有上述特徵之本發明，能夠在鑽石刀具之周圍設置多個尖點。因此能夠獲得以下效果：即使一個尖點磨耗，亦能夠藉由改變鑽
石刀具之固定角度而使用新的尖點，能夠減少鑽石刀具之更換頻度。進一步地，由於能夠在刀具相對於基板之安裝角度維持一定之狀態下變更尖點，因此能夠容易設定尖點之接觸角度。
10、30‧‧‧多點鑽石刀具
11、31‧‧‧基座
12、32‧‧‧貫通孔
13a~13h、33a~33h‧‧‧稜線
14a~14h、34a~34h‧‧‧第1傾斜面
15a~15h、35a~35h‧‧‧第2傾斜面
21a、51c‧‧‧第3傾斜面
36a、36b~43a、43b‧‧‧研磨面
P1~P16‧‧‧尖點
圖1，係本發明之第1實施形態之多點鑽石刀具之前視圖及側視圖。
圖2，係顯示使用第1實施形態之多點鑽石刀具的刻劃之側視圖。
圖3，係顯示本發明之第1實施形態之變形例之多點鑽石刀具之主要部分之放大圖。
圖4，係本發明之第2實施形態之鑽石刀具之前視圖及側視圖。
圖5，係放大本發明之第2實施形態之鑽石刀具之主要部分之仰視圖。
圖6，係放大本發明之第2實施形態之鑽石刀具之主要部分之側視圖及仰視圖。
圖7，係顯示本發明之第2實施形態之變形例之多點鑽石刀具之主要部分之放大圖。
接下來針對本發明之第1實施形態進行說明。圖1係顯示本實施形態之多點鑽石刀具(以下，簡稱鑽石刀具)10之一例之前視圖及側視圖。該鑽石刀具10係以具一定的厚度且由旋轉對稱之任意數量的邊形成之多角形之角柱作為基座。本實施形態中，以單結晶鑽石構成具一定厚度之正八角柱之基座11，在其中心具有貫通孔12。在該情形中，在基座11之八角形外周面均等地形成稜線13a~13h，該等稜線13a~13h與平行於多角柱
之厚度方向且通過貫通孔12之軸(在圖1(a)中為垂直於紙面之軸)平行。
此外，本實施形態中，對基座11如圖1所示般以從八方之角部分之多角柱的兩底面朝向外周面交叉之稜線去角的方式進行研磨。亦即，從基座11之一方之面之8個角朝向基座11之稜線以小於基座11厚度之1/2的範圍進行研磨形成第1傾斜面14a~14h。此時，以基座11之底面之邊與傾斜面之夾角相等之方式，亦即研磨成傾斜面成為以稜線之一端為頂點的等腰三角形。上述之傾斜面可藉由雷射加工或機械加工容易形成。此外，亦可在雷射加工之後進一步進行機械研磨，以進一步形成精密的研磨面。據此，能夠以各稜線13a~13h與第1傾斜面14a~14h之交點為頂點，如圖1(b)所示在基座之側視觀察下，於右側形成8個尖點P1~P8。此時，基座11之傾斜面14a~14h成為頂面。此處，所謂的頂面，意指與形成稜線之2個外周面相接，且共有稜線之一端的面。
接下來，從基座11之另一方之面以同樣之方式朝向基座11之外周在小於基座厚度之1/2的範圍進行研磨形成第2傾斜面15a~15h。據此，能夠以各稜線13a~13h與第2傾斜面15a~15h之交點為尖點，如圖1(b)所示在基座之側視觀察下，於左側形成8個尖點P9~P16。如上所述，藉由以稜線13a~13h之兩端作為尖點P1~P16，而能夠對八角形之鑽石刀具10於外周形成16處之尖點。
接下來，針對使用本實施形態之鑽石刀具10進行刻劃的情形，利用圖2進行說明。在對基板20進行刻劃時，如圖2(a)所示，使鑽石刀具10傾斜成稜線與脆性材料基板所形成之角度為θ，將1個尖點P1以接觸於基板20之方式固定並使鑽石刀具10往圖示之箭頭A方向移動，以
進行刻劃。此時，由於不使鑽石刀具10滾動，因此能夠以同一尖點進行刻劃。在與基板20接觸之尖點P1因磨耗而劣化的情形時，如圖2(b)所示，以貫通孔12為中心使鑽石刀具10旋轉45°，使相鄰之尖點P2接觸基板20並以同樣之方式進行刻劃。即便使鑽石刀具10旋轉45°，由於刃前端之稜線接觸基板之角度θ不變，因此容易設定尖點變更時之相對於基板之接觸角度。
此外，當尖點P1~P8之8處的尖點全部磨耗時，即將鑽石刀具10反轉，以稜線與脆性材料基板所形成之角度為θ之方式再次固定，使另一方之側面之尖點P9~P16依序接觸基板進行刻劃。據此能夠進一步改變8次尖點位置進行刻劃，能夠合計變更16次尖點進行刻劃。
接下來，針對第1實施形態之變形例進行說明。第1實施形態中，以基座之外周之傾斜面作為頂面，以第1傾斜面之三角形之頂點作為尖點。圖3係其變形例，如顯示1個尖點P1之周邊部分之放大圖所示，對接近稜線之部分進一步以些微角度進行研磨，形成第3傾斜面21a，使該傾斜面21a成為頂面。針對其他的傾斜面亦相同。此外，針對第2傾斜面亦同樣地，對第2傾斜面之接近稜線之部分進一步以些微傾斜之方式進行研磨，形成第4傾斜面。據此，能夠對各尖點之位置進行微調，更正確且精密地進行加工。
接下來，針對本發明之第2實施形態使用圖4、圖5進行說明。圖4係顯示本實施形態之多點鑽石刀具(以下，簡稱鑽石刀具)30之一例的前視圖及側視圖。該鑽石刀具30係以單結晶鑽石構成旋轉對稱之多角形之角柱之底面為八角形之基座31，於其中心具有貫通孔32。此時，在基座31之八角形外周面均等地形成有稜線33a~33h，該等稜線33a~33h與平行
於多角柱之厚度方向且通過貫通孔32之軸(在圖4(a)中為垂直於紙面之軸)平行。
此外，本實施形態中，對基座31如圖4所示以從八方之角部分之兩側以去角之方式進行研磨。亦即，從一方之面之角朝向基座31之內側在小於基座厚度之1/2的範圍進行研磨形成第1傾斜面34a~34h。從基座31之另一方之側面形成第2傾斜面35a~35h。此時，以基座31之底面之邊與傾斜面之夾角相等之方式進行研磨。
此實施形態中，於形成第1傾斜面34a~34h、第2傾斜面35a~35h之後，在稜線33a~33h之兩端部分，從夾著稜線相鄰之2個外周面進一步進行研磨，使頂面與稜線之夾角變大。圖5係在圖4(b)之右中央以一點鏈線所示之圓B之放大圖，圖6(a)係在圖4(b)之右下方以一點鏈線所示之圓C之放大圖，圖6(b)係其仰視圖。此研磨，如圖5所示，於稜線33a之一端形成三角形之較小的研磨面36a、36b、及研磨面36a、36b之交線的新的稜線(第2稜線)。以同樣之方式，於稜線33c之一端形成三角形之研磨面38a、38b、及研磨面38a、38b之交線的新的稜線(第2稜線)。針對其他的稜線亦相同，於各稜線33a~33h之一端形成研磨面36a、36b~43a、43b、及研磨面36a、36b~43a、43b之交線的第2稜線。而且，相鄰之研磨面36a與36b、37a與37b、…相交之新的稜線之一端，亦即第2稜線與頂面之交點成為尖點P1~P8。此時，三角形之研磨面36a、36b相交之線，為構成尖點之一端的稜線。針對其他的角，各研磨面37a、37b、38a、38b、…之交線亦為構成尖點之一端的稜線。
此外，亦以同樣之方式對稜線之另一端，針對傾斜面35a~
35h與稜線之交點，從側面以同樣之方式進行研磨形成研磨面。然後，以新形成之研磨面之交線即第2稜線與傾斜面35a~35h之交點作為尖點P9~P16。當藉由機械加工形成上述之研磨面時，即能夠高精度地進行加工，能夠將尖點之位置加工於所欲之位置。此外，能夠配合成為刻劃對象之工件任意地設定頂面與稜線之角度。
在使用該鑽石刀具30進行刻劃時，使1個尖點P1接觸基板20進行刻劃。而且，在該尖點已磨耗時，以與上述之實施形態同樣之方式使鑽石刀具30沿插通於貫通孔之未圖示之軸旋轉45°，使相鄰之尖點接觸基板20進行刻劃。
又，當尖點P1~P8之8處的尖點全部磨耗時，將鑽石刀具30反轉，使另一方之側面之尖點P9~P16依序接觸基板進行刻劃。據此能夠進一步改變8次尖點位置進行刻劃，能夠合計變更16次尖點進行刻劃。
接下來，針對第2實施形態之變形例進行說明。第2實施形態中，亦以基座之外周之傾斜面作為頂面，以第1傾斜面之三角形之頂點作為尖點。圖7係其變形例，如顯示1個尖點P3之周邊部分之放大圖所示，對傾斜面34c之中、接近稜線之三角形之部分進一步以些微角度進行研磨，形成第3傾斜面51c，使該傾斜面51c成為頂面。針對其他的傾斜面亦相同。此外，針對第2傾斜面亦同樣地，對第2傾斜面之接近稜線之部分進一步以些微傾斜之方式進行研磨，形成第4傾斜面。據此，能夠對各尖點之位置進行微調，更正確地進行加工。
第1、第2實施形態中，雖係於正八角形之基座周圍設有16處尖點，但並不限於正八角形，可以任意邊數之多角形作為基座。例如，
亦可為正十二角形而設置24處尖點。於此情形，較佳為在變更尖點時如上所述般於相鄰之尖點互相不干擾的範圍內，於外周部盡量設置多個尖點。藉此在各尖點磨耗時只要使鑽石刀具旋轉即可變更尖點，能夠減少鑽石刀具之更換頻度。
此外，上述實施形態中，雖以單結晶鑽石構成圓板整體，但由於只要於接觸脆性材料基板之表面部分具有鑽石層即可，因此亦可於超硬合金或燒結鑽石製之基座之刃前端部分之表面形成多結晶鑽石層並於此形成傾斜面。此外，亦可使用摻雜硼等之雜質、具有導電性之單結晶或多結晶鑽石。藉由使用具有導電性之鑽石，能夠利用放電加工容易地形成缺口。
本發明之多點鑽石刀具可使用於刻劃脆性材料基板之刻劃裝置，尤其對於使鑽石刀具之磨耗變多的硬度高之刻劃對象亦能夠有效地使用。
10‧‧‧多點鑽石刀具
11‧‧‧基座
12‧‧‧貫通孔
13a~13h‧‧‧稜線
14a、14b、14h‧‧‧第1傾斜面
15a~15h‧‧‧第2傾斜面
P1、P2、P7、P8、P9、P10、P15、P16‧‧‧尖點
Claims (6)
- 一種多點鑽石刀具，具有：基座，具有既定厚度之角柱狀，且具有2個底面與複數個外周面；稜線，係該外周面之交線；以及傾斜面，至少從一方之底面朝向稜線研磨而成；該基座之至少外周面係以鑽石形成；以該傾斜面與該稜線之交點作為尖點。
- 如申請專利範圍第1項之多點鑽石刀具，其中，該傾斜面，具有從該基座之一方之底面形成之第1傾斜面、與從該基座之另一方之底面形成之第2傾斜面。
- 如申請專利範圍第1或2項之多點鑽石刀具，其具有從該基座之相鄰的2個外周面朝向該稜線之端部研磨形成之2個研磨面、及該2個研磨面之交線的第2稜線，且以該2個研磨面與該第2稜線之交點作為尖點。
- 如申請專利範圍第1或2項之多點鑽石刀具，其中，該各傾斜面，係藉由雷射加工形成。
- 如申請專利範圍第3項之多點鑽石刀具，其中，該各傾斜面，係藉由雷射加工形成。
- 如申請專利範圍第3項之多點鑽石刀具，其中，該2個研磨面係藉由機械加工形成。
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