刻划用刀轮及刻划装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种用于对脆性材料基板、尤其是对包含强化玻璃的玻璃基板进行刻划的刀轮及刻划装置。
【背景技术】
[0002]强化玻璃，以藉由在制造步骤中的离子交换的化学性处理，而在玻璃板的表面层(从表面起深度为5 μπι?50 μπι左右)形成压缩应力残留的压缩应力层，且在玻璃板内部残留伸张应力的方式所制造出的玻璃。
[0003]强化玻璃的特征，具有因压缩应力层的影响而对于外力难以破裂的性质，相反地，一旦在玻璃板表面产生龟裂并进展至残留伸张应力存在的玻璃板内部，则于当下反而有使龟裂变得容易加深浸透的性质。
[0004]一般而言，以刀轮分断玻璃板的方法，是由首先利用刀轮(亦称刻划轮)在玻璃板表面形成有限深度的刻划线(肋痕)的步骤、及其后藉由从玻璃板的背侧沿刻划线以裂断杆或裂断滚筒进行按压而裂断的步骤构成(参照专利文献I及专利文献2)。
[0005]在以刀轮刻划玻璃板的方法中，存在有“外切”与“内切”，且外切与内切的刻划方法可根据玻璃板的种类或厚度、用途，而选择性地分开使用(参照专利文献2)。
[0006]专利文献1:日本特许第3074143号公报
[0007]专利文献2:日本特开2009-208237号公报
[0008]前者的“外切”，如图7Α所示，是以如下的方式进行刻划的方法:将刀轮K的最下端以下降至较玻璃板M表面(上面)稍微下方的状态下，设定在玻璃板M的单侧端部的外侧位置(刻划开始位置)。然后，使刀轮K从设定位置水平移动，与玻璃板M端部碰撞而形成初始痕，进一步地一边以既定的刻划压按压、一边水平移动。
[0009]在上述的外切手段(方法)中，刀轮K的刃前端在玻璃板M端部的刻入(侵入)佳，能够容易形成初始痕，并且由于已加工的刻划线到达至玻璃板M的端部，因此在接下来的步骤中的裂断能够容易且正确地进行。
[0010]然而，在强化玻璃板的情形，因其表面层的残留应力的影响而对于使刃前端侵入玻璃板端部需要较强的按压负载，尤其是在如图8所示般的已将端面R进行倒角处理的基板，由于刃前端容易滑动，因此必须设定更强的按压负载，使在基板端部的碰撞时的冲击变大。因此，有时会有在强化玻璃板的端部产生缺欠，从玻璃板端部破断且不规则的龟裂先行等情况。此外，亦在刀轮侧因与强化玻璃板端部有较强的碰撞而容易产生刃前端的磨耗或刃损伤等，使得使用寿命变短。
[0011 ] 后者的“内切”，如图7Β所示，是以如下的方式进行刻划的方法:在从玻璃板M的端缘起2mm?1mm左右内侧(刻划开始位置)使刀轮K从上方下降并以既定的刻划压抵接于玻璃板M，一边按压一边使刀轮K水平移动。
[0012]在上述的内切手段中，由于刀轮K并不会有与玻璃板M端部碰撞般的情形，因此不会有在玻璃板M端部产生缺欠的情况。此外，关于刃前端的耗损亦相较于外切的情形能够获得抑制。
[0013]然而，在强化玻璃板的情形，在使刃前端往下按压并抵接于玻璃板表面时，刃前端往玻璃板表面层的侵入非常地不佳，因此，有时会有因滑动产生而使刻划加工变困难的情形。此外，有时会存在如以下等的不佳情况:为了使刃前端侵入而若以较强的按压负载进行刻划，则因强化玻璃板内部的残留伸张应力的影响而导致一次性破断而完全分断，若将刃前端的前端角度设为较小，则使得不规则的龟裂产生于刃前端的行进方向前方的先行情况容易产生。
[0014]如此般，对强化玻璃板的刻划加工，与对现有习知所使用的碳酸钠玻璃板等的刻划加工不同，即使是藉由“外切”，或即使是藉由“内切”，均难以良好地形成刻划线。该倾向，在玻璃板表面的压缩应力层较厚且残留应力较大的玻璃板、或如保护液晶表面的覆盖玻璃等般呈曲线状对4个角落进行刻划的情形更明显地出现。
[0015]由此可见，上述现有的刀轮及刻划装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
【发明内容】
[0016]本发明的目的在于提供一种即使是对加工困难的强化玻璃制的玻璃板，亦能够藉由“外切”的手段以低负载并确实地形成刻划线的刀轮及刻划装置。
[0017]本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。本发明提出一种刻划用刀轮，具备由成为刃前端的圆形棱线、与从该棱线连续的左右斜面构成的刃前端区域；其中，由该左右斜面形成的刃前端角度为125°以上的钝角；该刃前端区域的宽度，与预定的刻划线的宽度相等或者为其以下的值，并为10 μπι?30 μπι。
[0018]本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。
[0019]较佳的，前述的刻划用刀轮，其中，该刀轮以可放电加工的材料形成，且刀轮的左右宽度形成为较该刃前端区域的宽度大，连结该刀轮左右侧面与该棱线的左右的倾斜面的一部分，藉由放电加工切除而藉此形成该刃前端区域。
[0020]较佳的，前述的刻划用刀轮，其中，该材料是可放电加工的超硬合金或烧结钻石、单结晶钻石或多结晶钻石。
[0021]本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。本发明提出一种刻划装置，其中，具备通过保持具保持前述的刀轮的刻划头、及载置应加工的脆性材料基板的平台；藉由使该刻划头相对于该脆性材料基板相对移动，利用该刀轮的刃前端在该脆性材料基板的表面形成有限深度的刻划线。
[0022]本发明的刀轮，安装在被组入于刻划装置的刻划头的保持具，且于对在平台上所载置的强化玻璃板以“外切”手段进行刻划时使用。借由上述技术方案，本发明刻划用刀轮及刻划装置至少具有下列优点及有益效果:
[0023]在该刻划时，由于已将刃前端区域的宽度设成为与预定的刻划线的宽度相等或者为其以下的值并为10 μπι?30 μπι的细窄宽度，因此在外切的步骤中，在刃前端骑上强化玻璃板的端部时，藉由刃前端施加集中负载而藉此即使是低负载亦能够有效率地形成初始痕，且能够使接着进行的刻划线加工以较习知的刀轮更低的负载形成。此外，刃前端区域的宽度即使较小，由于刃前端角度为125°以上的钝角，因此(龟裂)先行难以产生，此外能够维持刻划所必需的刃前端强度，并能够抑制刃损伤等。
[0024]藉此，仅将放电加工的治具电极按压于左右的倾斜面，而能够容易且精密地加工宽度狭窄且细微的刃前端区域，并且由于藉由放电加工切除的凹部，并非接触于刻划时应加工的玻璃板而进行刻划的部分，因此无需精加工研磨等的后置处理，而能够以原状态作为制品使用。此外，宽度狭窄的刃前端区域，与已将左右宽度设成较刃前端区域宽的刀轮的本体部分连接而受到支承，因此能够保持刻划所必需的强度，且能够抑制刻划中的破损。
[0025]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0026]图1是表示本发明的刻划装置的概略性的主视图。
[0027]图2是表示本发明的刀轮的主视图。
[0028]图3是表示图2的刀轮的刃前端区域的放大剖面图。
[0029]图4是表示刀轮骑上强化玻璃的端部的状态的放大剖面图。
[0030]图5是表示刃前端加工前的刀轮的主视图。
[0031]图6A、图6B是对刀轮以形雕放电加工实施凹部时的说明图。
[0032]图7A、图7B是表示外切与内切的手段的说明图。
[0033]图8是表示应加工的强化玻璃的端部的立体图。
[0034]【主要元件符号说明】
[0035]A:刀轮L1:刃前端区域的宽度
[0036]L2:刀轮的宽度W:强化玻璃
[0037]α:刃前端角度1:平台
[0038]10:刻划头11:保持具
[0039]20:刃前端区域21:刃前端棱线
[0040]22a、22b:左右斜面23:凹部
[0041]24a、24b:假想倾斜面L4:预定的刻划线的宽度
【具体实施方式】
[0042]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种刻划用刀轮及刻划装置的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0043]图1是表示本发明的刻划装置，其具备有载置并保持脆性材料基板W的平台I。作为脆性材料基板，可例举如玻璃基板、或由低温烧成陶瓷或高温烧成陶瓷等构成的陶瓷基板、硅基板、化合物半导体基板、蓝宝石基板、石英基板等。在本实施例中，使用强化玻璃板作为脆性材料基板。平台1，成为可沿水平的轨条2于Y方向(