刻划轮用销、保持具单元及刻划装置制造方法
【专利摘要】本发明是关于刻划轮用销、保持具单元及刻划装置，即一种对施有脱结合剂处理、刃前缘部分形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮的用来插入销的贯通孔部分不进行任何加工而直接使用时，亦不易产生旋转的刻划轮用销、及使用此销的保持具单元及刻划装置。本发明的刻划轮用销50，在超硬合金制基材51的表面形成有钻石状碳(DLC)被膜52，该DLC被膜52的厚度为0.8～1.5μm，该DLC的分类为ta－C、硬度在5000Hv以上。刃前缘形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮，较PCD制造及超硬合金制造的刻划轮寿命长，经长时间亦不易产生刻划轮的旋转不良，能获得良好的划线效率。
【专利说明】刻划轮用销、保持具单元及刻划装置
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种刻划轮用销、保持具单元及刻划装置，尤其是有关于一种用 以在高硬度的脆性材料基板表面形成刻划线所使用的刻划轮用销、保持具单元及刻划装 置。
【背景技术】
[0002] 先前的刻划轮，多使用由超硬合金或多结晶烧结钻石（PolyCrystalline Diamond:P⑶、参照专利文献1)制造的基材构成。P⑶制造的刻划轮，是使用混合有由钻石 粒子与钴等铁族金属构成的结合剂，在高温高压下烧结制成。
[0003]PCD制造的刻划轮，虽具有较超硬合金制造的刻划轮寿命长的优点，但由于加工困 难，因此有制作时间长、且仅能制作小直径的缺陷。作为解决了此PCD制造的刻划轮的缺陷 的刻划轮，有一种以化学气相沉积（CVD:ChemicalVaporDeposition)法在超硬合金制造 的构件表面形成钻石被膜的刻划轮（参照专利文献2)。
[0004] 先前技术文献
[0005][专利文献1]国际公开W02003/51784号公报
[0006][专利文献2]特开平10 - 072224号公报
[0007][专利文献3]实愿昭59 - 034687号（实开昭60 - 147635号公报）的薄膜 (microfilm)
[0008][专利文献4]特开2008 - 297171号公报
[0009][专利文献5]特开2009 - 006470号公报
[0010]以往，作为陶瓷基板多使用以850?900°C程度烧成的低温烧成陶瓷 (Low-TemperatureCo-firedCeramic:LTCC)基板。然而，近年来，以陶瓷加热器、光通信 用封包、车用电子为代表的E⑶(ElectronicControlUnit)用封包等的用途，在考虑小型 化、耐环境性、散热性、成本等后，亦已开始使用高温烧成陶瓷（HighTemperatureCo-fired Ceramic:HTCC)基板。HTCC基板较玻璃基板及LTCC基板具有更高硬度，在刃前缘形成有采 CVD法的钻石被膜的刻划轮是非常有用的。
[0011] 另一方面，在超硬合金表面形成采CVD法的钻石被膜时，超硬合金中所含的钴等 结合剂会使采CVD法的钻石被膜的密着性及成长性降低，因此，一般会进行超硬合金表面 的脱结合剂处理。此脱结合剂处理，是借由将超硬合金制造的刻划轮浸渍于硝酸（HN03)等 强酸溶液中来进行。此时，用来插入超硬合金制造的刻划轮的销的贯通孔部分，若为避免接 触强酸溶液而加以密封的话将使工序増加，因此，一般是在露出状态下直接浸渍于强酸溶 液。如此一来，超硬合金制造的刻划轮是侧面及用以插通销的贯通孔的内周部，皆会成为经 脱结合剂处理的状态。
[0012] 当使用此种经脱结合剂处理、刃前缘形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮对脆性 材料基板进行刻划时，由于用以插通销的贯通孔内壁表面已去除钴，因此超硬合金中的碳 化钨粒子等变得易脱落。如此一来，会有用来插通销的贯通孔产生磨耗粉屑，此粉屑附着在 销导致旋转抵抗增高而产生旋转不良，此外，因脱结合剂处理而使得钴脱落的面成为粗面， 而导致机械强度降低的情形。
[0013] 为克服上述课题，可考虑对插通销的贯通孔内壁表面进行研磨处理以去除经脱结 合剂处理的区域。然而，在将刃前缘形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮装着于研磨处理 装置时，有可能对刃前缘棱线部造成损伤，且各个刻划轮进行脱结合剂处理的程度并不一 定，而有加工结果不明确的问题，无法立即采用。
[0014] 又，对基材为超硬合金的刻划轮使用PCD制造的销时，由于PCD的硬度较超硬合金 高，因此存在刻划轮的内径进一步被销研磨的问题。另一方面，对超硬合金制的刻划轮使用 超硬合金制造的销时，会因摩擦热而产生烧痕，因此无法使用。
[0015] 发明人等，为解决上述经脱结合剂处理、刃前缘部分形成有采CVD法的钻石被膜 的刻划轮的问题点，进行了各种研讨。其结果，发现可借由刻划轮用销的特定材质的使用， 即使对经脱结合剂处理、刃前缘部分形成有采CVD法的钻石被膜的刻划轮的插通销的贯通 孔部分不进行任何加工而直接使用，亦不易产生旋转不良的情形，而完成了本发明。
[0016] 此外，上述专利文献3中，虽揭示了在超硬合金制造的销的表面形成具有钻石等 高硬度材料的微粒子的补强层的例，但针对钻石微粒子的具体物性并无任何揭示。
[0017] 由此可见，上述现有的刻划轮在结构与使用上，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】
[0018] 本发明的目的在于提供一种即使对经脱结合剂处理、刃前缘部分形成有采CVD法 的钻石被膜的刻划轮的插通销的贯通孔部分不进行任何加工，亦不易发生旋转不良的刻划 轮用销、使用此销的保持具单元及刻划装置。
[0019] 本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。本发明提供一种刻划轮用销，在其 表面形成有钻石状碳被膜，其中：该钻石状碳被膜的厚度为0. 8?1. 5i!m;该钻石状碳的分 类为ta-C、硬度在5000Hv以上。
[0020] 本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。
[0021] 较佳的，前述的刻划轮用销，其中所述的该销的基材为超硬合金。
[0022] 本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。本发明提供一种保持具单元，具 备形成有贯通孔的刻划轮、插通于该刻划轮的该贯通孔将该刻划轮保持成旋转自如的销、 以及具有一对形成有配置该刻划轮的保持沟的支承部并在该一对支承部设有配置该销的 销孔的保持具，该刻划轮以旋转自如的方式保持在配置于该销孔的销，其中所述的该销在 表面形成有钻石状碳被膜，该钻石状碳被膜的厚度为〇. 8?1. 5m，该钻石状碳的分类为 ta-C、硬度在5000Hv以上。
[0023] 本发明的目的还可采用以下技术措施进一步实现。
[0024] 较佳的，前述的保持具单元，其中所述的该销的基材为超硬合金。
[0025] 较佳的，前述的保持具单元，其中所述的该刻划轮为超硬合金制成、并经脱结合剂 处理，该贯通孔的内壁表面经脱结合剂处理的区域已去除。
[0026] 较佳的，前述的保持具单元，其中所述的该刻划轮为超硬合金制成、并经脱结合剂 处理，在该贯通孔的内壁表面残存有经脱结合剂处理的区域。
[0027] 较佳的，前述的保持具单元，其中，在该刻划轮的刃前缘部分表面形成有采化学气 相沉积法的钻石被膜。
[0028] 本发明的目的还采用以下技术方案来实现的。本发明提供一种具备前述任一项的 保持具单元的刻划装置。
[0029] -般而言，DLC视其形成非结晶构造的sp2成分与形成钻石构造的sp3成分的比 率及氢含有量，如下表1所示，被分类为下述3种（参照上述记专利文献3及4)。
[0030]【表1】
[0031]
【权利要求】
1. 一种刻划轮用销，其特征在于在其表面形成有钻石状碳被膜，其中： 该钻石状碳被膜的厚度为0. 8?1. 5 i! m ; 该钻石状碳的分类为ta - C、硬度在5000Hv以上。
2. 如权利要求1所述的刻划轮用销，其特征在于该销的基材为超硬合金。
3. -种保持具单元，具备形成有贯通孔的刻划轮、插通于该刻划轮的该贯通孔将该刻 划轮保持成旋转自如的销、以及具有一对形成有配置该刻划轮的保持沟的支承部并在该一 对支承部设有配置该销的销孔的保持具，该刻划轮以旋转自如的方式保持在配置于该销孔 的销，其特征在于： 该销在表面形成有钻石状碳被膜，该钻石状碳被膜的厚度为0. 8?1. 5 y m，该钻石状 碳的分类为ta - C、硬度在5000Hv以上。
4. 如权利要求3所述的保持具单元，其特征在于该销的基材为超硬合金。
5. 如权利要求3或4所述的保持具单元，其特征在于该刻划轮为超硬合金制成、并经脱 结合剂处理，该贯通孔的内壁表面经脱结合剂处理的区域已去除。
6. 如权利要求3或4所述的保持具单元，其特征在于该刻划轮为超硬合金制成、并经脱 结合剂处理，在该贯通孔的内壁表面残存有经脱结合剂处理的区域。
7. 如权利要求5所述的保持具单元，其特征在于在该刻划轮的刃前缘部分表面形成有 采化学气相沉积法的钻石被膜。
8. 如权利要求6所述的保持具单元，其特征在于在该刻划轮的刃前缘部分表面形成有 采化学气相沉积法的钻石被膜。
9. 一种具备权利要求3至8中任一项的保持具单元的刻划装置。
【文档编号】B28D7/00GK104441273SQ201410409985
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2013年9月20日
【发明者】北市充, 留井直子 申请人:三星钻石工业股份有限公司