刀輪及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種刃前端角度與現(xiàn)有習(xí)知同樣地維持鈍角、且可插入于寬度狹窄的刻劃路徑并進(jìn)行加工刻劃線的刀輪及其制造方法。其解決手段為：在以可放電加工的硬質(zhì)材料形成、且借由研削加工而于外周面形成具有鈍角的刃前端角度的刃前端(2)的刀輪(1A)中，于刃前端(2)的棱線附近，以余留有鈍角的刃前端(2)的前端部分的狀態(tài)借由放電加工切除刃前端的左右斜面(2a、2b)的一部分而形成洼部(3)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
刀輪及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用于對(duì)陶瓷基板或玻璃基板等脆性材料基板進(jìn)行加工、分?jǐn)嗫虅澗€(切槽)時(shí)的刀輪(亦稱(chēng)為刻劃輪)及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在對(duì)氧化鋁(alumina)、HTCC, LTCC等陶瓷基板或玻璃基板等脆性材料基板進(jìn)行分?jǐn)嗉庸ぶ?，一般已知有例如揭示于?zhuān)利文獻(xiàn)I的方法，該方法是使用刀輪于基板表面形成刻劃線，之后沿刻劃線從背面?zhèn)仁┘油饬κ够鍝锨?，借此將基板分?jǐn)喑擅總€(gè)單位。
[0003]關(guān)于成為加工對(duì)象的基板，存在有各種的基板，且其中亦有必須在基板表面存在凹凸?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行分?jǐn)嗾摺?duì)于如此的基板，除了于基板本身形成有凹凸之外，例如亦有如于圖8的立體圖、及圖9的一部分放大剖面圖所示般，于基板上固著有突起物。
[0004]例如在LED用的陶瓷積層母基板W中，于低溫?zé)商沾?LTCC)或氧化鋁陶瓷(Al2O3)基板11上，安裝有LED等元件D，于該些元件D周?chē)纬捎谐室惑w地形成有薄片面12與突起部13的硅樹(shù)脂制的被覆層14，借此將元件D (LED本體)密封。在現(xiàn)有習(xí)知的基板中，相互鄰接的突起部13間的間隔LI，約為0.12mm，被覆層14的厚度(高度)H約為
0.03mmo
[0005]用于在鄰接的突起部13間加工刻劃線S的刀輪，一般而言，是使用耐磨耗性或研削性等工具特性優(yōu)異的材料即超硬合金或燒結(jié)鉆石(PCD)制的刀輪。然而，由于被以壓接狀態(tài)反復(fù)使用，因此刃前端的使用環(huán)境惡劣。因此，若將刀輪前端的刃前端角度過(guò)于設(shè)成非常銳角，則容易產(chǎn)生刀刃鈍化等使刀刃的使用壽命變短。此外，若將刃前端角度過(guò)于設(shè)成銳角則在壓接時(shí)施加于基板的垂直方向的負(fù)載成分變大，使負(fù)載控制變困難。尤其是，由于所使用的刀輪的直徑約Imm?7_、非常地小，因此容易使負(fù)載控制變困難。因此，通常被期望是具有鈍角的刃前端角度的刀輪。
[0006]故至此為止，為了使用上述具有鈍角的刃前端的刀輪，于母基板W的突起部13、13間進(jìn)行加工刻劃線S，而將母基板W的被覆層14的圖案中的突起部13、13間的間隔LI，設(shè)計(jì)成相對(duì)于突起部13的高度H約3倍以上。亦即，以利用具有鈍角的刃前端的刀輪進(jìn)行刻劃為可行的方式，設(shè)計(jì)間隔LI或高度H的數(shù)值，此外，使用了在如此般的間隔LI或高度H中所容許的刃前端角度的刀輪。
[0007]例如，如圖9所示，即使是使用刃前端角度α (例如105度)的刀輪K，亦能夠在刃前端斜面與突起部13的上端緣部之間留有間隙C，使得能夠在刀刃不接觸傷及突起部13的情況下進(jìn)行加工刻劃線S。
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特許第3787489號(hào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]近年來(lái)，由增加從母基板分別切出的單位基板的個(gè)數(shù)而抑制制品成本的觀點(diǎn)來(lái)看，所切出的單位基板的面積，有逐漸小型化的傾向。例如，在制造LED的情形，單位基板的平面尺寸被要求從現(xiàn)狀的2.0mmX 1.6mm縮小至1.0mmX0.8mm?進(jìn)一步地，不僅單位基板的面積，關(guān)于用于形成刻劃線S的區(qū)域即刻劃路徑的寬度、亦即突起部13、13間的間隔LI，為了小型化、量產(chǎn)化而亦被要求變小。具體而言，間隔LI在目前的0.12mm是較寬的，有必要縮小至0.06mm以下。
[0010]然而，若使間隔LI縮小至0.06mm，將使得如圖10所示般在現(xiàn)有習(xí)知(參照?qǐng)D9)般的具有鈍角的刃前端角度α的刀輪K中，刃前端的斜面(位于刃前端棱線兩側(cè)的斜面)與突起部13的上端緣部接觸而傷及突起部13，因此不能使用。因此，為了避免接觸，必需將在圖10中以假想線(兩點(diǎn)鏈線)所示般的刃前端角度α ’設(shè)成90度以下的銳角。然而，在使用銳角的刃前端的情形，如上述般容易產(chǎn)生刀刃鈍化等而使使用壽命變短。此外，若刃前端進(jìn)一步成為銳角，則于刀輪的素材所使用的碳化鎢或鉆石等的硬質(zhì)粒子容易脫落，明顯使刃前端的強(qiáng)度降低，研磨加工亦變困難。進(jìn)一步地，產(chǎn)生如刻劃時(shí)負(fù)載控制變困難般的各種課題。
[0011]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種即使是刃前端角度與現(xiàn)有習(xí)知相同般維持鈍角、且相鄰接的突起部間的刻劃路徑寬度狹窄(具體而言是0.06mm以下)，亦能夠在刃前端不接觸(突起部)的情況下進(jìn)行刻劃加工的刀輪及其制造方法。
[0012]為了解決上述課題，在本發(fā)明中提出了如以下般的技術(shù)性手段。亦即，本發(fā)明的刀輪，是以可放電加工的硬質(zhì)材料形成，且借由左右斜面形成的刃前端棱線的刃前端角度為鈍角，其成為如下的構(gòu)成:使刃前端棱線附近的前端部分成為鈍角的刃前端并余留，并且借由放電加工切除連續(xù)于該前端部分的左右斜面的一部分，于該左右斜面形成有陷入的洼部。
[0013]此外，本發(fā)明的刀輪的制造方法，該刀輪是借由左右斜面形成刃前端棱線，其以如下方式進(jìn)行:在由可放電加工的硬質(zhì)材料所構(gòu)成的圓盤(pán)狀盤(pán)體的外周面，借由研削加工而加工刃前端棱線的刃前端角度成為鈍角的左右斜面，接著，將刃前端棱線附近的前端部分設(shè)成為鈍角的刃前端并余留，并且借由放電加工切除連續(xù)于該前端部分的左右斜面的一部分，于該左右斜面形成陷入的洼部。
[0014]此處，刀輪的刃前端角度較佳為90度?150度。借此，能夠根據(jù)被刻劃的基板的突起部間的間隔及高度，而選擇洼部的形狀或尺寸，且成為不與基板接觸。此外，作為可放電加工的硬質(zhì)材料，亦可使用超硬合金或燒結(jié)鉆石、具有導(dǎo)電性的單結(jié)晶鉆石或多結(jié)晶鉆石。此外，亦可沿刃前端棱線形成連續(xù)的凹凸。
[0015]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果:根據(jù)本發(fā)明，由于切除連續(xù)于鈍角的前端部分的左右斜面的一部分并形成陷入的洼部，因此能夠使刀輪的刃前端的前端部分中的左右寬僅以切除的量設(shè)為狹窄，即使相鄰接的突起部間的刻劃路徑寬度狹窄，亦能夠在不接觸突起緣部的情況下進(jìn)行刻劃。此外，刀輪的洼部的加工，能夠僅以對(duì)現(xiàn)有習(xí)知制品(借由研削加工)即被儲(chǔ)存的具有鈍角的刃前端角度(未形成有洼部)的一般刀輪，借由放電加工使電極(導(dǎo)線(wire)或治具電極)按壓于刃前端斜面的追加加工而制造，因此即使是微細(xì)的部分的加工亦能夠容易且精確地進(jìn)行制造。此外，借由放電加工而切除的洼部，并非在刻劃時(shí)與應(yīng)加工的基板接觸并刻劃的部分，因此能夠不必進(jìn)行研磨精加工等后處理，維持該狀態(tài)作為制品而使用。而且，由于刃前端的前端部分余留有原本的刀輪的鈍角的刃前端棱線，因此能夠?qū)虅澮耘c現(xiàn)有習(xí)知相同般維持必要的刃前端強(qiáng)度，能夠在不產(chǎn)生刀刃鈍化的情況下長(zhǎng)期地使用。進(jìn)一步地，具有能夠以與現(xiàn)有習(xí)知同等容易度進(jìn)行負(fù)載控制的效果。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1(a)?圖1(c)表示本發(fā)明的刀輪的主視圖。
[0017]圖2(a)?圖2(d)是對(duì)刀輪的刃前端以線切割放電加工施作洼部時(shí)的圖。
[0018]圖3是刀輪的刃前端部分的放大剖面圖。
[0019]圖4表示刀輪使用狀態(tài)的放大圖。
[0020]圖5(a)、圖5(b)是對(duì)刀輪以形雕放電加工施作洼部時(shí)的圖。
[0021]圖6 (a)、圖6(b)表不與圖5(a)和圖5(b)同樣的形雕放電加工方法的其它例的圖。
[0022]圖7(a)?圖7(c)表示洼部的加工形狀的變形例的主視圖。
[0023]圖8表示成為加工對(duì)象的母基板的一例的立體圖。
[0024]圖9是圖8的一部分的放大剖面圖。
[0025]圖10表示將母基板的突起部設(shè)定成寬度狹窄情形的假想例的剖面圖。
[0026]【主要元件符號(hào)說(shuō)明】
[0027]L1:母基板突起部的間隔
[0028]L2:刀輪前端部分的左右寬度
[0029]S:刻劃線
[0030]α:刃前端角度
[0031]h:洼部的高度
[0032]1:刀輪
[0033]1A、1A’:洼部加工前的刀輪
[0034]2:刃前端
[0035]2a、2b:刃前端的左右斜面
[0036]3:掛部

【具體實(shí)施方式】
[0037]在以下，針對(duì)本發(fā)明的刀輪及其制造方法依據(jù)圖式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。此處，以對(duì)在基板表面具有突起部的母基板的刻劃為最佳的刀輪為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0038]圖1(a)表示本發(fā)明的刀輪I的主視圖，該刀輪I以具有導(dǎo)電性、可放電加工的硬質(zhì)材料(例如金屬)制作。具體而言，例如以超硬合金或燒結(jié)鉆石、具有導(dǎo)電性的單結(jié)晶鉆石或多結(jié)晶鉆石制作。在對(duì)鉆石賦予導(dǎo)電性中，已知有在合成時(shí)摻雜硼等不純物的方法等。在多結(jié)晶鉆石，包含借由化學(xué)氣相成長(zhǎng)法合成的鉆石、或不使用結(jié)合材而使微細(xì)的鉆石粒子燒結(jié)合成的鉆石。另外，燒結(jié)鉆石一般而言雖借由包含作為黏合劑的鈷等而具有導(dǎo)電性，但為了能夠進(jìn)行更精密的放電加工，亦可采用使用有使不純物混入而賦予導(dǎo)電性的鉆石粒子的燒結(jié)鉆石。
[0039]該刀輪1，是利用在圓盤(pán)狀盤(pán)體的外周面具有以鈍角、例如105度的角度形成刃前端棱線的刃前端角度的刃前端2的如圖1(b)所示的刀輪IA而制造。亦即，余留具有鈍角的刃前端角度的刃前端棱線附近的前端部分，并且將連續(xù)于前端部分的刃前端2的左右斜面2a、2b的一部分借由放電加工切除，于斜面2a、2b形成圖1(a)所示的洼部3。
[0040]加工洼部3之前的圖1(b)所示的刀輪1A，是以滑順且平坦的棱線形成刃前端的前端的一般基板刻劃用的刀輪、亦即于刃前端棱線部不具有缺口(凹凸部)的一般的刀輪(normal cutter wheel)，借由研削加工制作刃前端2,且將刃前端表面研磨精加工而成。另夕卜，以直徑約1.0mm?7.0_、較佳為1.0mm?3.0_、厚度約0.4mm?1.1mm的小尺寸形成。該些是在維持該狀態(tài)下使用作為刀輪，并作為在庫(kù)品而儲(chǔ)存。
[0041]另外，作為加工洼部3前的刀輪，亦可使用如圖1(c)所示的沿刃前端棱線設(shè)置有連續(xù)的小的凹凸(缺口)8的刀輪(具有溝槽的刀輪)1A’。對(duì)于該具有溝槽的刀輪1A’，存在有三星鉆石股份有限公司制的Penett (注冊(cè)商標(biāo))刀輪、AP1 (注冊(cè)商標(biāo))刀輪。本發(fā)明的刀輪，可借由對(duì)該些在圖1(b)、(c)所示的刀輪1A、1A’進(jìn)一步進(jìn)行追加加工而形成。
[0042]接著，于圖2 (a)?圖2 (d)所示的一例，為于刀輪I的刃前端2的斜面2a、2b，以線切割放電加工進(jìn)行加工洼部3的方法。
[0043]在該方法中，如圖2(a)、圖2(b)所示，于刀輪IA(或1A’)的軸孔4嵌入旋轉(zhuǎn)軸(未圖示)，一邊使刀輪IA旋轉(zhuǎn)一邊使線電極5于刃前端2 —側(cè)的斜面2a移行，而切除斜面2a的一部分。
[0044]接著，如圖2(c)所示，使線電極5于刃前端2另一側(cè)的斜面2b移行，而切除斜面2b的一部分。借此，如圖2(d)所示，制作連續(xù)于刃前端2的前端部分的左右斜面2a、2b的一部分陷入、形成有使刃前端的前端部分的寬度變狹窄的洼部3、3的刀輪I。
[0045]以如此方式形成的洼部3，如圖3、4的放大圖所示，使維持鈍角的刃前端角度并余留的刀輪I的刃前端的前端部分的左右的寬度L2，相對(duì)于在加工對(duì)象基板上的相鄰接的突起部13、13間所預(yù)定的刻劃路徑的寬度LI為較小，以刀輪I與突起部13不相互接觸的方式選擇洼部3的缺口形狀或缺口尺寸。
[0046]例如，在突起部13的間隔LI為0.06mm、高度H為0.03mm的基板的情形，將刀輪I的鈍角的前端部分的寬度L2設(shè)成0.04mm，將從刃前端棱線起0.03mm位置的高度h設(shè)成
0.05mm。另外，對(duì)應(yīng)突起部13的間隔LI的寬度，刀輪I的前端部分的寬度L2可在0.0Imm?
0.05mm的范圍進(jìn)行選擇，此外，對(duì)應(yīng)突起部13的高度H，前端部分的高度h可在0.005mm?
0.06mm的范圍進(jìn)行選擇。此外,較佳為以寬度LI與L2之差為0.02mm以上的方式進(jìn)行選擇。
[0047]借此，如圖4所示，在使刀輪I的刃前端2定位于加工對(duì)象基板的突起部13、13間的刻劃路徑的寬度LI內(nèi)并進(jìn)行加工刻劃線S時(shí)，能夠在與突起部13之間保持充分的間隙C的狀態(tài)下進(jìn)行刻劃。
[0048]另外，在圖4中，雖加工對(duì)象基板的刻劃路徑亦以樹(shù)脂層被覆，但亦可于刻劃路徑部分露出基板。
[0049]圖5(a)、圖5(b)，表示利用形雕放電加工進(jìn)行的刀輪的加工方法。
[0050]在該方法中，使具有應(yīng)切除部分的反轉(zhuǎn)形狀的一對(duì)治具電極6a、6b，對(duì)以旋轉(zhuǎn)軸支撐并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的刀輪IA的刃前端斜面2a、2b分別從相反側(cè)交互地、或同時(shí)地按壓，借此進(jìn)行加工洼部3。
[0051]此外，圖6(a)、圖6(b)表示利用形雕放電加工進(jìn)行的刀輪的其它加工方法的一例。
[0052]在該方法中，使具備具有應(yīng)切除部分的反轉(zhuǎn)形狀的母模具(母模)7a的治具電極7，對(duì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的刀輪IA的刃前端斜面2a、2b按壓，借此進(jìn)行加工洼部3。
[0053]上述的線切割放電加工及形雕放電加工，均為將刀輪IA浸于作為放電誘導(dǎo)體的水或油等液體而進(jìn)行。
[0054]在上述實(shí)施例中，雖以正圓的圓弧形成洼部3的形狀，但亦可如圖7 (a)、圖7 (b)所示，以使與鈍角的刃前端2的前端部鄰接的斜面上位側(cè)較深，越往斜面的下方而逐漸變淺的方式形成。另外，在圖7(a)中表示較淺地形成洼部3的凹度、在圖7(b)中表示較深地形成之例。此外，尤其是由于在小徑的刀輪中刃前端2的斜面的寬度變狹窄，因此在如此情形中，如圖7(c)所示，亦可洼部3與刀輪I的側(cè)面9完全連續(xù)。
[0055]加工后的刀輪1，刃前端2的前端部分的左右寬度能夠僅以借由洼部3所被切除的量而設(shè)成較狹窄，如圖4所示般相鄰接的突起部13、13間的刻劃路徑的寬度LI即使較狹窄，亦能夠在不與突起緣部接觸的情況下進(jìn)行刻劃。此外，能夠僅以對(duì)具有鈍角的刃前端角度的刀輪IA借由放電加工使成為電極的導(dǎo)線或治具電極按壓于刃前端斜面的作業(yè)，進(jìn)行洼部3的加工，因此即使是微細(xì)的部分的加工，亦能夠容易且精確地進(jìn)行制作。
[0056]此外，借由放電加工而經(jīng)切除的部分，并非于刻劃時(shí)直接接觸基板的部分，因此并不一定要進(jìn)行研磨精加工等的后處理，而可在維持該狀態(tài)下作為制品使用。
[0057]進(jìn)一步地，刃前端的前端部，由于余留有原本的刀輪IA的鈍角即刃前端角度的刃前端棱線，因此能夠與現(xiàn)有習(xí)知相同般維持對(duì)刻劃為必要的刃前端強(qiáng)度，且刀刃鈍化等難以產(chǎn)生而能夠長(zhǎng)期地使用。
[0058]以上，雖已針對(duì)本發(fā)明的代表性的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不一定要特定于上述的實(shí)施形態(tài)。例如，在上述實(shí)施例中，作為刀輪的素材即可放電加工的材料，雖表示有使用了使鉆石粒子以鈷等黏合劑及高溫高壓而燒結(jié)成的燒結(jié)鉆石的例子，但亦可取代此而使用金屬材料即超硬合金。此外，可采用使用有借由不純物的添加而賦予導(dǎo)電性的鉆石粒子的燒結(jié)鉆石、或借由不純物的添加而賦予導(dǎo)電性的單結(jié)晶鉆石或多結(jié)晶鉆石等。此外，在上述實(shí)施例中，雖將刃前端角度α設(shè)成105度，但可在90度?150度的范圍內(nèi)實(shí)施。在其它的本發(fā)明中，在達(dá)成其目的、不脫離請(qǐng)求的范圍的范圍內(nèi)可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行修正、變更。
[0059]本發(fā)明可應(yīng)用于對(duì)在陶瓷基板或玻璃基板等脆性材料基板、尤其是基板表面形成有突起部的母基板進(jìn)行加工、分?jǐn)嗫虅澗€時(shí)所使用的刀輪。
【權(quán)利要求】
1.一種刀輪，是以可放電加工的硬質(zhì)材料形成，且借由左右斜面形成的刃前端棱線的刃前端角度為鈍角，其特征在于: 使該刃前端棱線附近的前端部分成為鈍角的刃前端并余留，并且借由放電加工切除連續(xù)于該前端部分的左右斜面的一部分，于該左右斜面形成有陷入的洼部。
2.如權(quán)利要求1所述的刀輪，其特征在于該刃前端角度為90度?150度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的刀輪，其特征在于該硬質(zhì)材料，是超硬合金或燒結(jié)鉆石、具有導(dǎo)電性的單結(jié)晶鉆石或多結(jié)晶鉆石。
4.如權(quán)利要求1或2所述的刀輪，其特征在于沿該刃前端棱線形成連續(xù)的凹凸。
5.如權(quán)利要求3所述的刀輪，其特征在于沿該刃前端棱線形成連續(xù)的凹凸。
6.一種刀輪的制造方法，該刀輪是借由左右斜面形成刃前端棱線，其特征在于: 在由可放電加工的硬質(zhì)材料所構(gòu)成的圓盤(pán)狀盤(pán)體的外周面，借由研削加工而加工刃前端棱線的刃前端角度成為鈍角的左右斜面； 接著，將該刃前端棱線附近的前端部分設(shè)成為鈍角的刃前端并余留，并且借由放電加工切除連續(xù)于該前端部分的左右斜面的一部分，于該左右斜面形成陷入的洼部。
7.如權(quán)利要求6所述的刀輪的制造方法，其特征在于該刃前端角度為90度?150度。
【文檔編號(hào)】B28D1/24GK104175406SQ201410178604
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月24日
【發(fā)明者】林弘義, 武田真和, 飯?zhí)锛兤? 申請(qǐng)人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司