钻取装置及高硬度材质的曲面基板的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种曲面基材的成型技术，且特别涉及一种转用于曲面加工制程的钻取装置及高硬度材质的曲面基板的制造方法。
【背景技术】
[0002]蓝宝石为三氧化二铝的单晶结构，其与氮化镓相似，且具有极佳的化学稳定性，可抗腐蚀及抗高温高压，是制造发光二极管(LED)的关键材料之一。此外，蓝宝石亦具有良好的电气绝缘、透光性及机械特性，其莫氏硬度达9级，为仅次于钻石的高硬度材料，可提供防刮、耐磨的优异性，使得应用蓝宝石所制成的产品更为耐用，由此蓝宝石已取代玻璃成为制造电子装置的零组件的理想材料。
[0003]近年来，针对蓝宝石于LED产业的应用，已开发许多蓝宝石的抛光研磨、图案化等制程技术，然而，为使蓝宝石更符合产品的设计及应用性，特别是在电子装置的显示面板或触控面板的使用上，推展出可挠曲或曲面的面板的概念，故针对蓝宝石或其它具相同应用性的碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)等高硬度材料的加工与成型技术，已然是相关产业的重要课题的一。
[0004]然而，目前本领域尚未提出该等高硬度材料的加工成型的技术方案，且在其高硬度及高熔点的特性上，亦造成加工上多有限制，使得蓝宝石及其它高硬度材料并不适用于一般加工环境，故相较一般材料而言更具加工困难度。
【发明内容】
[0005]有鉴于现有的高硬度材质的待加工物的曲面加工制程存在的缺失，本发明提供一种高硬度材质的曲面基板的制造方法利用特殊设计的钻取装置对高硬度材质的待加工物进行一预定切削角度的加工作业，所成型的曲面基板可满足精细、准确的曲面标准，进而可大幅降低产品不良率。
[0006]为达上述的目的，本发明采用以下技术方案:一种钻取装置，用于对一高硬度材质的待加工物进行加工，包括一钻取基座及一切削齿部，该钻取基座具有一切削端及一装配端，该切削齿部设置于所述钻取基座的切削端。其中，该钻取基座的装配端用以连接于一动力机构，且该钻取基座可经由该动力机构的驱动而沿着垂直于该高硬度材质的待加工物表面的一钻取轴位移，并带动该切削齿部围绕该钻取轴进行预定角度的转动，以将该高硬度材质的待加工物形成至少一曲面基板。
[0007]在本发明的一实施例中，该钻取装置包括一第一管状基座、一第二管状基座、一第一切削齿部及一第二切削齿部，该第一管状基座及该第二管状基座呈同轴设置且各具有一切削端及一装配端，该第一切削齿部设置于该第一管状基座的切削端，该第二切削齿部设置于该第二管状基座的切削端，且该第一切削齿部与该第二切削齿部之间有一预定间隙。其中，该第一管状基座及该第二管状基座的装配端用以连接于一动力机构，且该第一管状基座及该第二管状基座可经由该动力机构的驱动而沿着垂直于该高硬度材质的待加工物表面的一钻取轴位移，并带动该第一切削齿部及该第二切削齿部同时围绕该钻取轴进行预定角度的转动，以将该高硬度材质的待加工物形成至少一曲面基板，且该曲面基板的厚度与该预定间隙相等。
[0008]基于上述的钻取装置，本发明另提供一种高硬度材质的曲面基板的制造方法，包括以下的步骤:首先，提供一高硬度材质的待加工物，其莫氏硬度为8以上；接着，将所述高硬度材质的待加工物固定于一固定装置上；之后，使用上述的钻取装置对所述高硬度材质的待加工物进行切削，以形成至少一曲面基板。
[0009]本发明另提供一种高硬度材质的曲面基板的制造方法，包括以下的步骤:提供一高硬度材质的待加工物，其莫氏硬度为8以上；以及使用上述的钻取装置对该高硬度材质的待加工物进行切削，以形成至少一曲面基板。
[0010]综上所述，本发明将用于钻取晶棒或玻璃、高硬度基材的钻孔制程的既有的钻管结构，转用至(莫氏硬度为8以上)高硬度基材的曲面加工制程，不仅能解决目前高硬度基材(如蓝宝石基材)的曲面加工技术的缺乏及操作困难等问题，所成型的曲面基板还具有良好的曲面质量及表面平整度。
[0011]为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的第一实施例的钻取装置与高硬度材质的待加工物的立体视图。
[0013]图2为本发明的第一实施例的钻取装置的剖视图。
[0014]图3A为本发明的第二实施例的钻取装置的剖视图。
[0015]图3B为本发明的第二实施例的钻取装置的立体视图。
[0016]图4为本发明的第三实施例的钻取装置的剖视图。
[0017]图5为本发明的第四实施例的钻取装置的剖视图。
[0018]图6为本发明的高硬度材质的曲面基板的制造方法的流程图。
[0019]其中，附图标记说明如下:
[0020]I钻取装置
[0021]10钻取基座
[0022]1a第一管状基座
[0023]1b第二管状基座
[0024]IlUla 装配端
[0025]12、12a 切削端
[0026]13抛光区
[0027]14细磨区
[0028]20切削齿部
[0029]20a第一切削齿部
[0030]21钻石锯齿
[0031]30动力机构
[0032]40第一抛光垫
[0033]41第一研磨粒
[0034]50第二抛光垫
[0035]51第二研磨粒
[0036]60震荡装置
[0037]A、B、C 箭头
[0038]G预定间隙
[0039]H 厚度
[0040]SI高硬度材质的待加工物
[0041]S2曲面基板
[0042]Tl第一次钻取槽
[0043]T2第二次钻取槽
[0044]Z钻取轴
【具体实施方式】
[0045]本发明的揭露内容涉及一种新颖的高硬度材质的曲面基板的制造方法，值得一提的是，本发明主要是将用于钻取晶棒或玻璃、高硬度基材的钻孔制程的既有的钻管结构，转用至(莫氏硬度为8以上)高硬度基材的曲面加工制程，藉此所成型的曲面基板可满足精细、准确的曲面标准。
[0046]下文中将透过多个实施例并配合所附图式说明本发明的技术特征及使用方式，使让熟习此项技艺者可经由本发明的揭露内容轻易了解本发明的目的、特点及功效，以基于不同的观点施行或应用本发明。
[0047][第一实施例]
[0048]请一并参考图1及2，图1为本发明第一实施例的钻取装置与高硬度材质的待加工物的立体视图，图2为所述钻取装置的剖视图。如图所示，本实施例的钻取装置I包括一钻取基座10及一切削齿部20。
[0049]具体地说，钻取基座10为一体成型的金属管状基座，并具有一装配端11及一切削端12，其中装配端11可供组装或拆卸于一动力机构30，从而钻取基座10可藉由动力机构30配合伺服马达(图中未显示)的控制沿着平行于一高硬度材质的待加工物SI表面的方向位移、沿着垂直于所述高硬度材质的待加工物SI表面的一钻取轴Z位移及围绕所述钻取轴Z进行预定角度的转动。
[0050]另一方面,切削齿部20为多个钻石锯齿21所组成,所述钻石锯齿21的材质可为电镀或烧结钻石，并且钻石锯齿21可于研磨加工后焊接于钻取基座10的切削端12，原因在于，钻石锯齿21须透过研磨以匹配于钻取基座10的切削端12，同时达到良好的切割效果。
[0051]请复参考图1所示，本实施例的钻取装置I的操作流程如下:首先，钻取基座10经由动力机构30的驱动沿着箭头A所示的方向位移一预定行程；紧接着，钻取基座10经由动力机构30的驱动沿着箭头B所示的方向位移；然后，当接触到高硬度材质的待加工物SI时，钻取基座10经由动力机构30的驱动沿着箭头C所示的方向并围绕着钻取轴Z进行预定角度的转动，藉此带动切削齿部20对高硬度材质的待加工物SI进行第一次切削，以形成第一次钻取槽Tl ;此后，重复执行一次前述的操作流程，在高硬度材质的待加工物SI上形成第二次钻取槽T2，其中第一次钻取槽Tl与第二次钻取槽T2的间即形成一曲面基板S2，以此类推。
[0052]值得注意的是，钻取基座10于切削过程中钻取基座10可对高硬度材质的待加工物Si造成一冲击压力，此冲击压力不仅能有效提升切割效率，还能实现高硬度材质的待加工物SI的曲面加工。另一方面，钻取基座10在A方向所作预定行程的位移可根据曲面基板S2厚度的需求而有所调整。据此，本实施例的钻取装置I实可解决目前高硬度基材(如蓝宝石基材)的曲面加工技术的缺乏及操作困难等问题。
[0053][第二实施例]
[0054]请参考图3A，为本发明第二实施例的钻取装置的剖视图。本实施例的钻取装置I与第一实施例的不同之的处在于，钻取装置I在切削过程中可同时对高硬度材质的待加工物Si的切削表面(与钻取基座的外壁面相对的内表面)进行研磨抛光，以提高成型品的曲面质量及完整性。
[0055]须说明的是，尽管钻取基座10的主钻取功能区为切削端12上的高硬度的切削齿部20，然而钻取基座10的外壁面因为在钻取过程中会与被钻取的高硬度材质的待加工物SI的钻取面相接触，因此本实施例进一步于钻管的外壁面