TWI877245B - 劃線輪 - Google Patents

Abstract

本發明之目的在於提供一種可於基板形成足夠深度之垂直裂紋並提高端面強度之劃線輪。 劃線輪100具備：複數個刃部101，其沿外周緣形成；及複數個槽部102，其設置於沿周向相鄰之刃部101之間，且於中心軸L0側凹陷。槽部102沿與中心軸L0平行之方向觀察，其端部之脊線所成之角度大於最深部之脊線所成之角度，且上述端部之脊線所成之角度大於155度。

Description

劃線輪

本發明係關於一種用以於玻璃基板等脆性材料基板形成劃線之劃線輪。

玻璃基板等脆性材料基板之分斷係藉由於基板表面形成劃線之劃線步驟、及沿形成之劃線將基板分斷之裂斷步驟而進行。於劃線步驟中，劃線輪壓抵於基板表面且沿特定之線移動。藉此，劃線輪於基板表面滾動，形成劃線。

以下之專利文獻1中，記載有複數個槽以特定間距形成於外周脊線之劃線輪。藉由使用該構成之劃線輪，可於劃線開始後立即於基板確實地形成垂直裂紋，且可形成較深之垂直裂紋。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平09-188534號公報

使用上述構成之劃線輪之情形時，於基板表面以特定間距間歇性形成劃痕，且與形成於劃痕正下之垂直裂紋相連，藉此形成劃線。再者，已知劃線品質根據槽之形狀變化。雖為形成較深之垂直裂紋而需要加深槽，但有因此降低分斷後之基板之端面強度之情形。

鑑於該問題，本發明之目的在於提供一種可於基板形成足夠深度之垂直裂紋，且提高端面強度之劃線輪。

本發明之主要態樣係關於用以於基板形成劃線之劃線輪。該態樣之劃線輪具備：複數個刃部，其沿外周緣形成；及複數個槽部，其設置於沿周向相鄰之上述刃部之間，且於中心軸側凹陷。此處，上述槽部沿與上述中心軸平行之方向觀察，於槽部與刃部之邊界位置的切線彼此所成之角度大於最深部之脊線所成之角度，且上述於槽部與刃部之邊界位置的切線彼此所成之角度大於155度。

根據本態樣之劃線輪，劃線輪於基板表面滾動時，刃部附近之部分咬入基板，於基板表面形成劃痕。此時，由於槽部具有上述形狀，故低載荷之情形時形成之劃痕之間隔變窄，易與形成於劃痕位置之垂直裂紋相連。再者，槽之端部，即刃部與槽部之邊界之角度變化和緩，不易造成基板之損傷。因此，可提高分斷後之基板之端面強度。

本態樣之劃線輪中，上述槽部形成為其相對於上述最深部在上述周向兩側之部分，沿與上述中心軸平行之方向觀察為曲線形狀。如此，隨著劃線輪之滾動，槽部平滑地咬入基板。藉此，可於基板順利地形成垂直裂紋。

如上所述，根據本發明，可提供一種可藉由簡單之構成，提高分斷後之基板之端面強度之劃線輪。

本發明之效果或意義根據以下所示之實施形態之說明進而明確。但，以下所示之實施形態終究為實施本發明時之1個例示，本發明並非限定於以下實施形態所記載者。

以下，針對本發明之實施形態，參照圖式進行說明。另，為方便起見，各圖中標註有互相正交之X軸、Y軸及Z軸。Z軸與劃線輪之中心軸平行。

圖1(a)、(b)分別係模式性顯示劃線輪100之構成之側視圖及前視圖。圖1(c)係將劃線輪100之外周附近之一部分放大顯示之圖。

劃線輪100具有斜向切掉外周部兩側之邊緣之圓板形狀。於劃線輪100之外周部，於側視時形成沿彼此不同之方向傾斜之2個傾斜面100a。藉由2個傾斜面100a交叉，而形成包含脊線之複數個刃部101，進而於沿周向相鄰之刃部101間，形成有於中心軸L0側凹陷之槽部102。周向之各刃部101之長度彼此相等。又，周向之各槽部102之長度亦彼此相等。因此，刃部101於周向上之間距為固定，且，槽部102於周向上之間距亦為固定。

劃線輪100係藉由超硬合金、燒結金剛石、單結晶金剛石或多結晶金剛石等形成。於劃線輪100之中央，形成有供成為旋轉軸之軸插入之圓形孔100b。劃線輪100之直徑為1 mm～5 mm左右，厚度為0.4 mm～1 mm左右。又，刃部101之角度、即2個傾斜面100a所成之角為100～160°左右，孔100b之直徑為0.4～1.5 mm左右。

槽部102之間距p1(1個槽部102之周向之長度(L1)與1個刃部101之周向之長度(L2)之和)為例如10～100 μm左右。槽之深度d1(刃部101之脊線與槽部102之最深部之劃線輪100之徑向距離之差)為例如1～10 μm左右。較劃線輪100外周之刃部101之脊線更為凹陷之區域之長度、即槽部102周向之長度(L1)為例如3～40 μm左右。又，於槽部102之內部，形成有與刃部101同樣之脊線。

圖2係用以說明自與中心軸L0平行之方向觀察劃線輪100之槽部102時之形狀之圖。

如圖2所示，於相鄰之刃部101之間，形成有周向之寬度為W之槽部102。自與中心軸L0平行之方向(Z軸方向)觀察，槽部102之相對於最深部102a在周向兩側之部分，於自中心軸L0離開之方向成為凸起之形狀。即，刃部101與槽部102之邊界位置P3、P4處之脊線相交之角度即端部槽角度，與最深部102a之槽部102之脊線所成之角度即底部槽角度不同，端部槽角度大於底部槽角度。此處，相對於最深部102a於周向兩側，槽部102之脊線與刃部101之脊線所成之角度於位置P1、P2有所變化。另，圖2中為了說明，而將刃部101及槽部102設為以直線構成之形狀，但實際上為包含曲線之形狀。

於槽部102與刃部101之邊界位置P3、P4，設定槽102之端部之切線Ln1、Ln2，將切線Ln1、Ln2所成之角度20設為端部槽角度θ1。又，於最深部102a之兩側部分設定切線Ln3、Ln4，將切線Ln3、Ln4所成之角度設為底部槽角度θ2。本實施形態中，θ1大於θ2。又，θ1為155度以上，較佳為160度以上，更佳為165度以上。藉此，最深部102a位於較切線Ln1、Ln2之交點更靠劃線輪之中心軸側。

如此，劃線輪100中，若將刃部101與槽部102之邊界位置處之槽部之切線所成之角度、即端部槽角度θ1設為155度以上，則尤其於劃線載荷較小之情形時，咬入基板之部分之體積變大，且咬入基板之部分之間隔變窄。藉此，易以更低之載荷產生垂直裂紋。又，由於刃部101與槽部102之邊界位置P3、P4處之刃部101與槽部102之角度更為鈍角，故可進而縮小賦予基板之衝擊，可與劃線載荷較小相輔地提高分斷後之基板之端面強度。

又，由於槽之底部之底部槽角度θ2小於端部槽角度θ1，故可根據基板之種類及厚度，使槽之深度d1及槽寬個別地變化。

＜實驗例＞ 發明者等使用使槽端部角度θ1六階段變化之實驗例1～6之劃線輪100，進行劃線評估。使用厚度0.4 mm之玻璃基板作為脆性材料基板。劃線速度設為100 mm/秒。沿中心軸L0之方向觀察時之槽部102之形狀以外之構成與實驗例1～6之劃線輪相同，設外徑為2.0 mm，厚度為0.65 mm，刃尖角度為115度。

圖3係實驗例1～6之劃線輪相關之表。如圖3所示，劃線輪100之端部槽角度θ1於實驗例1中為165.2度，於實驗例2中為162.7度，於實驗例3中為157.8度，於實驗例4中為154.0度，於實驗例5中為153.4度，於實驗例6中為150.0度。使用該等劃線輪，於每次形成劃線時使載荷變化，經確認可於基板形成肋紋，且為劃線品質良好之載荷範圍。

如圖3所示，實驗例1～6中形成肋紋之最低載荷為5.0～6.5 N，有槽端部角度θ1愈大則最低載荷愈小之傾向。獲得良好品質之劃線之最高載荷為14.5～15.0 N，槽端部角度θ1引起之變化與最低載荷相比較小。

接著，使用各個劃線輪，以較圖3所示之最低載荷高0.5 N之載荷形成劃線，對分斷後之20個試驗片藉由4點彎曲試驗測定端面強度。

圖4係顯示使用實驗例1～6之劃線輪之劃線試驗中分斷後之基板之端面強度之圖。於圖4中，以數值顯示端面強度之平均值，以棒線顯示最大值及最小值。下方之柱形圖顯示標準偏差。如圖4所示，端面強度之平均值於實驗例1之劃線輪中為121.0 N，於實驗例2之劃線輪中為110.0 N。又，於實驗例1及2之劃線輪中，可見端面強度之最小值超出100 N，且標準偏差亦較低之傾向。另一方面，實驗例1之劃線輪中，端面強度之平均值為89.5 N，為足夠高之值。相對於此，實驗例4、5、6之劃線輪之端面強度分別為73.3 N、53.0 N、51.3 N。

如此，可確認藉由使用端部槽角度θ為155度以上之劃線輪100，而可較先前大幅提高以可形成劃線之最低載荷附近之載荷予以分斷後之基板之端面強度。藉此，可確認藉由使用實施形態之劃線輪100，可形成更低載荷亦良好之劃線。

＜變更例＞ 本發明之實施形態除上述外可進行各種變更。

例如，上述實施形態中，如圖2所示，自與中心軸L0平行之方向觀察時，為包含直線部分之形狀，但該部分之形狀並非限定於此，只要沿自中心軸L0離開之方向凸起，便可適當變更。例如，最深部102a之兩側部分之形狀亦可設為曲率向最深部102a變化之曲線形狀。

又，周向之刃部101之脊線之長度可根據形成於劃線輪100之外周之槽部102之數適當調整。同樣，周向之槽部102之寬度W亦可根據形成於劃線輪100之外周之槽部102之數適當調整。

又，上述實施形態中，如圖1(b)、(c)所示，雖為於槽部102之內部具有脊線之形狀，但於周向觀察時之槽部102之形狀亦可為沿自中心軸離開之方向凸起之曲面形狀、或包含沿徑向垂直之平面之形狀等其他形狀。

此外，本發明之實施形態於申請專利範圍所示之技術思想範圍內可適當進行各種變更。

100:劃線輪 100a:傾斜面 100b:孔 101:刃部 102:槽部 102a:最深部 d1:深度 L0:中心軸 L1:長度 L2:長度 Ln1:切線 Ln2:切線 Ln3:切線 Ln4:切線 p1:間距 P1:位置 P2:位置 P3:邊界位置 P4:邊界位置 W:寬度 X:軸 Y:軸 Z:軸 θ1:端部槽角度 θ2:底部槽角度

圖1(a)、(b)分別係模式性顯示實施形態之劃線輪之側視圖及前視圖。圖1(c)係將實施形態之劃線輪之外周附近之一部分放大顯示之圖。 圖2係用以說明沿與中心軸平行之方向觀察實施形態之劃線輪之槽部時之形狀之圖。 圖3係顯示使用實驗例1～6之劃線輪之劃線試驗之載荷之圖。 圖4係顯示使用實驗例1～6之劃線輪之劃線試驗中分斷後之基板之端面強度之圖。

100:劃線輪

100a:傾斜面

100b:孔

101:刃部

102:槽部

d1:深度

L0:中心軸

L1:長度

L2:長度

p1:間距

Claims (2)

1. 一種劃線輪，其特徵在於，其係用以於基板形成劃線者，且具備：複數個刃部，其包含沿外周緣形成之脊線；及複數個槽部，其設置於沿周向相鄰之上述刃部之間，且於中心軸側凹陷；於上述槽部之內部形成有脊線，且沿與上述中心軸平行之方向觀察，於槽部與刃部之邊界位置的切線彼此所成之角度大於最深部之脊線所成之角度，且上述於槽部與刃部之邊界位置的切線彼此所成之角度大於155度。
2. 如請求項1之劃線輪，其中上述槽部其相對於上述最深部在上述周向兩側之部分，沿與上述中心軸平行之方向觀察為曲線形狀。